KR920009047B1 - 전극 보호물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전극 보호물

본 발명은 전극 보호물에 관한 것이다. 특히 본 발명은 금속 스트립과 같은 재료의 연속 전해 처리에서 대응 전극으로 사용되는 불용성 전극의 전극 보호물에 관한 것이다.

일반적으로 강판 스트립의 연속 도금 또는 산세 과정을 포함하는 종래의 전해 처리에서는 규소철, 납, 납합금 또는 유사재료의 반소모성 또는 불용성 전극이 대응전극으로서 사용되어 왔다(일예를 들면, 일본국 특공소 53-18167호 참조) 예를 들어 전해식 아연도금 라인에서는 강판은 음극으로 사용되고 납합금은 대응 전극으로 사용되며, 상기 강판은 1 내지 2m/sec의 라인 속도로 전진되면서 그 단부가 항상 라인 방향에 대해 수직으로 진동하고 있다. 또한 강판과 그 대응 전극 사이의 거리는 작업 안정성 및 원가 절감등의 효과를 높이기 위해 평균 약 10㎜ 정도로 극히 짧게 한다. 이러한 전해 도금 라인으로 인해 흔히 처리되고 있는 강판이 대응 전극에 접속되어 회로 단락을 일으키는 경우가 있었다. 납합금 전극의 경우 납합금은 단락시에 생성되는 열로 인해 그것이 용해되어도 그 용해된 부분이 그 열을 용해열로서 즉시 흡수하여 고체 상태로 되돌아가므로 단락 문제는 그다지 심각하지 않았다. 그러나 납합금 전극은 전해중에 전극으로부터 전해질속으로 용해되는 납의 양이 비교적 큰 1 내지 10㎎/AH에 이르고 그 용해된 납이 제품 도금부에 혼입되는 결과를 일으키는 결점이 있다. 티타늄 등의 밸브 금속을 기본체(substrate)로 하고, 그 표면에 백금족 금속이나 그 산화물을 함유하는 피복을 입힌 불용성 금속 전극의 이용이 검토되게 되었다(예를 들면 특개소 56-47597호 참조). 이러한 종류의 전극은 피복 물질의 소모가 납 전극에 비교해서 약 1/10 내지 1/100 정도로 매우 느리며 거의 불용성이고 치수가 고정되어 있다는 특징이 있다. 따라서, 불용성 금속 전극은 폭넓게 이용되는 추세이다.

그러나, 그러한 금속 기본체 전극의 사용은 상술한 바의 단락이 발생할 경우 피복물 뿐만 아니라 기본체마저도 손상된다는 문제가 있다. 이러한 단락 방지를 위해 강판과 같은 피처리재가 종래 불소화 플라스틱 또는 기타 플라스틱망을 놓거나 수지 또는 세라믹판을 전극의 표면에 입힘으로써, 전극 표면과의 직접 접촉을 방지시키었다. 그러나, 고속으로 이동하는 강판등의 에지가 그러한 망에 타격을 준다면 그 망은 너무 쉽사리 절단되므로 실용적이지가 못하게 된다. 판은 나름대로의 물리적 강도를 갖고 있다할지라도 판을 이용하는 것은 완전한 전극 표면 보호를 위해서는 그 판이 거대한 면적을 가져야 하는 까닭에 전극 표면이 차폐되어 전극의 효용 면적을 거의 제한해버리는 결점이 있을 것이며, 이러한 사실은 전극이 수명을 단축시키거나 처리 결과가 균일해지지 않는다는 문제로 귀착된다.

상기 문제점은 전해의 산세 및 유사한 처리에도 적용되게 된다. 그러한 문제점은 특히 고속 처리에서 큰 문제였다.

본 발명의 목적은, 금속 스트립 또는 유사 재료의 연속 전해 처리에 이용되는 불용성 전극 표면에 부착되어 전극 표면의 차폐가 매우 작으며 피처리 재료와의 접촉으로 유발될 수 있는 단락을 효율적으로 방지하기에 충분한 강도를 가지는 전극 보호물을 제공하여 상술한 바의 문제점을 극복하는 것을 그 목적으로 한다.

금속 스트립 및 유사 재료의 연속 전해 처리에 대응 전극으로서 이용되는 불용성 금속 전극의 표면에 부착하고 단락을 방지하는데 적용되는 상술한 바의 전극 보호물은 충분한 절연성과 강도를 가져야 하며 동시에 모든 전극 표면을 차폐하지 않을 것이 요구된다. 따라서, 내식성 금속망을 기본체로 하고 그 표면에 내식성 전기 절연 피복을 구성시키므로서 본 발명의 상술한 목적을 충족시킬 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명의 전극 보호물의 기본체는 충분한 비율의 다공성을 구비한 금속망이 채택된다. 특히, 금속판을 절단 및 인장하여 정상적으로 제작되는 금속망이 적합하다. 그러나 사전에 전기적 절연층을 구비한 금속선을 직조하거나 짜서 제작되는 바와같은 기타 유사 구조의 금속망이 채택될 수도 있다. 그러한 금속망은 많은 트인구멍 공간을 구비하며 표면이 평탄하지 못함으로써 전극 표면에 부착되었을때 전해질 및 발생가스의 유통이 확보됨과 더불어 망에 접촉하는 부분이 극미하여 전극 활성 표면의 차폐 면적을 줄일 수가 있다. 약간 압연된 팽창 망상체(즉, 망사의 두께가 망상체 겉보기 두께의 50% 이상인)는 사용될 수 있지만 심하게 압연된(즉, 망사의 두께가 망상체 겉보기 두께의 약 50% 이하이고) 평탄한 표면적의 비율이 큰 망상체는 전극 표면과의 접촉 면적이 커지기 때문에 적합하지 않다.

금속망은 이 망을 부착할 전극에 적합한 크기와 형태를 갖도록 제작된다. 그러나, 대체로 망의 두께는 전해질 등의 유통 및 처리되는 재료로부터의 거리를 확보한다는 관점에서 5㎜ 이하가 적합하다. 또한, 금속망의 트인구멍부의 비율은 전극 표면을 차폐해 버리지 않을 만큼 충분한 트인구멍을 가질 필요가 있는데, 차폐부분 면적을 감소시키기 위하여 그 비율은 70% 이상일 것이 바람직하며, 85 내지 90%로 하는 것이 가장 적절하다. 금속망의 재료는 충분한 강도와 내식성을 구비한 금속에서 적절히 선택된다. 티타늄과 티타늄합금 및 다른 밸브 금속류와 더불어 산이나 알칼리 용액 모두에 이용될 수 있는 반면에, 니켈과 강은 알칼리 용액에 적합하다.

금속망 기본체의 표면상에는 내식성 절연 피복물이 단락 방지 보호물로서의 전극 보호물의 전기적 절연성을 보장해주기 위해 형성된다.

이러한 내식성 절연 피복물 재료로서는, 절연성과 물리적, 화학적 강도를 구비한 다양한 종류의 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 티타늄, 탄탈륨, 지르코늄, 니오븀 등의 금속의 산화물과, 알루미늄, 마그네슘, 규소등의 산화물 및 이러한 요소를 함유하는 산화물계 세라믹등과 같은 판금 산화물이 적합하다. 또한 탄화물, 질화물 또는 유사물질을 함유하는 재료도 적절히 사용될 수 있다. 이러한 피복 재료는 피복 소성법 또는 화염 분사식 피복 가공법 등과 같은 적절한 수단으로 금속망 기본체위에 형성될 수 있다.

이렇게 얻어진 전극 보호물은 볼트 조임과 같은 적절한 수단으로 불용성 전극 표면에 부착됨으로써 전극 구조물을 형성한다. 따라서 조립된 전극 구조물은 금속 스트립의 연속 전해 처리 또는 기타 유사한 전해 처리에 이용된다.

내식성 금속망 기본체와 그 기본체의 표면위에 형성된 내식성 전기 절연 피복물로 구성되는 구조물을 구비한 본 발명의 전극 보호물은 충분한 절연 특성 및 강도를 구비하며, 불용성 전극 표면에 부착되어 전해처리에 사용될 때 전극과 피처리 재료 사이의 접촉으로 유발될 수 있는 회로 단락을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 전해 처리가 장시간동안 안전하게 진행될 수 있다. 또한 본 발명의 전극 보호물이 충분한 비율의 트인구멍부를 구비함으로써 보호물이 부착된 전극 표면에서의 차폐 면적을 극소화 하고 기체 및 액체를 위한 통로가 완벽하게 보장될 수 있으며 전극이 전류 분배의 불균형으로 유발될 수 있는 수명 단축으로 부터 보호될 수 있다.

본 발명은 하기에서 수반된 실시예를 참조하여 상세하게 설명될 것이지만, 이는 본 발명의 범위를 제한하려는 취지는 아니다.

[실시예 1]

전극 보호물은, 판금용 고속의 연속적인 아연 도금 라인에서 전류 공급판에 부착되어 각각의 폭이 30㎝, 길이가 50㎝인 12개의 불용성 금속 전극의 표면에 티타늄 볼트로 밀착 시켜서 부착되어 있다.

상기에서 사용된 전극 보호물은, 1㎜ 두께의 티타늄판으로 제작되고 장폭 50㎜, 단폭 35㎜의 망상체 트인구멍 크기와, 72%의 트인구멍 비율을 구비한 망상체 기본체이다. 망상체는 압연되지 않은채 사용되므로 압연 되지 않은 망 즉, 경사부재 공간을 갖기 때문에 전극 평판 표면에 밀착해도 실제의 차폐율은 계산치 28%보다 상당히 작게되는데, 전극 보호물이 완전한 유공 평판이라면 밀착에 의해 차폐 비율이 트인구멍부 비율에 상응하는 계산치를 갖게 될 것이다. 따라서, 상기예에서는 전극 표면의 차폐율은 실질적으로 10% 이하가 된다. 이어서 티타늄 망상체의 표면에 α-산화 알루미늄은 약 100㎛ 두께로 용융 사출하여 내식성 전기 절연 피복으로 만들었다.

상술한 고속 아연 도금 라인을 불용성 금속 전극과 그에 부착한 상술한 전극 보호물로 구성된 전극 구조물을 이용하여 약 6개월간 진행시켰다. 그 결과로서, 그물 보호물 부분이 상기의 계속적인 진행동안에 강판과의 접촉으로 절단 및 파열이 보였는데도, 전극 표면은 회로 단락으로 유발될 수 있는 손상이 전혀 없었고 안전하게 보호됨이 밝혀졌다.

[실시예 2]

1㎜의 직경을 갖는 티타늄선을 직조하여 만든 망상체를 기본층으로 하고 그 표면에 산화 티타늄과 산화규소를 함유하는 피복용 반죽을 약 0.2㎜ 두께로 도포하고 700℃로 가열 소결하여 절연 피복을 형성하고 약 3.5㎜의 두께와 약 90%의 트인구멍부 비율을 구비한 전극 보호물을 얻었다. 이렇게 획득된 전극 보호물은 실시예1과 동일한 방법으로 전극 표면에 부착하고 산출된 전극 구조물은 강판용 전해 산세 연속 라인에서 전기 공급용 양(+)극으로 사용했다. 그결과, 약 2년간의 연속 가동중 망상 보호물과 처리되는 재료사이에 충돌이 일어났다. 충돌로 인해 일부 망상체가 손상을 받았기 때문에 새것으로 교체했다. 충돌로 인해 일부 망상체는 피복이 벗겨져 티타늄 기본체가 노출되었으나 노출부위를 있는 그대로 방치한채 전해 산세를 계속했다. 그결과, 전해 산세는 아무런 문제없이 진행될 수 있었고 전극 표면은 전혀 손상되지 않았으며 전류 분포도 균일했다.

본 발명이 그에 따르는 특정 실시예를 참조하여 상세하게 기술되었지만 당 기술분야에 숙련된 자에게 있어 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고도 본 발명에 다양한 변화 및 변경이 가해질 수 있음은 명백하다.

Claims (6)

1. 불용성 전극용 전극 보호물에 있어서, 내식성 금속망을 기본체로 하고, 그 상부에 내식성 전기 절연재료를 피복시킨 것을 특징으로 하는 전극 보호물.
2. 제1항에 있어서, 상기 내식성 금속은 티타늄 또는 티타늄 합금인 것을 특징으로 하는 전극 보호물.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속망 트인구멍부의 비율이 전체 표면적의 70% 이상을 이루는 것을 특징으로 하는 전극 보호물.
4. 제1항에 있어서, 상기 내식성 전기 절연 피복은 세라믹 피복인 것을 특징으로 하는 전극 보호물.
5. 제1항에 있어서, 상기 전극 보호물은 상기 불용성 전극 표면의 적어도 일부분에 대응하는 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 전극 보호물.
6. 불용성 전극과 그 전극 표면에 부착된 전극 보호물로 이루어진 전극 구조물에 있어서, 상기 전극 보호물이 내식성 금속망을 기본체로 하고, 그 망상 기본체의 표면에 내식성 전기 절연 피복물을 설치시킨 것을 특징으로 하는 전극 구조물.