CN112840060A

CN112840060A - 热浸镀覆钢板的冷却装置

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Publication number: CN112840060A
Application number: CN201980067646.2A
Authority: CN
Inventors: 权容焄
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2039-10-14
Also published as: KR20200044428A; EP3868912A1; US12012656B2; JP2022504873A; MX2021004417A; KR102180798B1; JP7167331B2; CN112840060B; EP3868912A4; US20210332468A1; WO2020080766A1

Abstract

本发明涉及一种可以减少在热浸镀覆钢板的边缘部产生的梳纹表面缺陷的热浸镀覆钢板的冷却装置，该冷却装置包括：气刀，对通过镀槽的钢板喷射擦拭气体以调节镀覆厚度；防缺陷部，设置在所述气刀的下游，并向所述钢板喷射冷却气体以进行冷却；以及移动部，驱动所述防缺陷部移动。

Description

热浸镀覆钢板的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种热浸镀覆钢板的冷却装置，在如连续热浸镀锌工艺中制造高耐蚀镀覆钢板时，可以减少在热浸镀覆钢板的边缘部产生的梳纹表面缺陷。

背景技术

一般地，热浸镀覆钢板是指利用在添加锌(Zn)、铝(Al)、铅(Pb)等中的一种或混合两种以上，或者其中添加适量浓度的镁(Mg)、钛(Ti)、镍(Ni)等的熔融状态的镀浴中通过钢板的方法来制造的镀覆钢板。

在制造热浸镀覆钢板的情况下，在附着在钢板表面上的熔融金属凝固的时点，与大气中的氧反应，从而在镀层的表面上形成氧化膜。这种氧化膜使熔融金属的凝固速度和凝固特性变得不均匀，使镀层引起各种缺陷，尤其会产生流纹、晶须、雨痕等表面缺陷，从而降低产品的均匀性、平滑性以及光泽度。

尤其，在添加镁、钛、铝等强氧化性物质的锌系镀浴中，氧化膜的产生程度逐渐加重。因此，在为了提高钢板的耐蚀性和美观而涂装表面的情况下，难以确保美丽且鲜映性优异的涂装面。

为了解决这种缺点，如下技术已逐渐实用化，即，在控制从镀浴中取出的钢板的镀覆量时，通过在暴露在大气的状态下实施使用氮气的擦拭方法来代替现有的使用空气的空气擦拭，从而减少锌的氧化反应，以制造出进一步提高表面质量的热浸镀覆钢板。

例如，在韩国授权专利公报第1419585号中，在镀浴上设置密封箱(Sealing Box)，并通过密封箱内部的擦拭喷嘴投入氮气，以使密封箱内的气氛保持为非氧化性气氛，从而避免在镀层表面上形成氧化膜。

另一方面，在高耐蚀镀覆钢板的镀覆量厚的情况下，不仅会产生氧化性表面缺陷，而且还会在热浸镀覆钢板的边缘部进一步产生梳纹形状的表面缺陷。由于这种边缘部的梳纹表面缺陷的产生原理与氧化性表面缺陷不同，因此除密封箱以外，还需要单独的消减装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

因此，本发明的目的在于，提供一种可以减少在热浸镀覆钢板的边缘部产生的梳纹表面缺陷的装置，从而有助于实现高耐蚀镀覆钢板的高质量化并提高生产性等。

(二)技术方案

根据本发明的一个实施例的冷却装置，其特征在于，包括：气刀，对通过镀槽的钢板上喷射擦拭气体以调节镀覆厚度；防缺陷部，设置在所述气刀的下游，并向所述钢板喷射冷却气体以进行冷却；以及移动部，驱动所述防缺陷部移动。

(三)有益效果

如上所述，根据本发明，通过钢板中心部的冷却在钢板的宽度方向上形成均匀的凝固层，因此，当钢板垂直移动时，镀覆表层部的均匀的凝固层会减小在钢板宽度方向上产生的表面张力，而且最终减少梳纹表面缺陷，从而可以得到提高热浸镀覆钢板的表面质量和生产性的效果。

附图说明

图1是示意性地示出应用根据本发明的一个实施例的冷却装置的热浸镀覆装置的图。

图2的(a)和(b)是用于说明在热浸镀覆钢板的边缘部产生的梳纹表面缺陷的产生原理的图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的冷却装置的侧视图。

图4是示出根据本发明的一个实施例的冷却装置的操作状态的立体图。

图5的(a)和(b)是示出可用于根据本发明的一个实施例的冷却装置中的防缺陷部的主视图。

图6的(a)和(b)是示出可用于根据本发明的一个实施例的冷却装置中的防缺陷部的变形例的主视图。

具体实施方式

以下，参照示意性的附图对本发明进行详细说明。需要留意的是，在对每个附图中的组件赋予附图标记时，在不同的附图中也尽可能使用相同的附图标记表示相同的组件。另外，在说明本发明时，如果判断为对相关的公知结构或功能的详细说明可能会混淆本发明的要旨，则省略对其的详细说明。

热浸镀覆装置包括：镀槽1，容纳有熔融金属2；气刀3，对从所述镀槽向上侧引出的钢板S喷射擦拭气体4，以调节镀覆厚度；以及框架5，被设置成从所述气刀隔开，并围绕输送钢板的上侧区域。

可选地，热浸镀覆装置可以进一步包括：密封箱10，包围气刀3和框架5，使镀槽1的液面与周围大气隔离。

例如，在连续热浸镀锌工艺中，在热处理炉(未示出)中对钢板S进行退火处理之后，通过嘴状部(Snout)6进入填充熔融金属2的镀槽1，并通过镀槽中的沉没辊(Sink Roll)7转换方向而向上部移动。

在沉没辊7的上部有稳定辊(Stabilizer Roll)8和校正辊(CorrectorRoll)9，这些辊推动钢板S的正面和背面，起到抑制由张力(Tension)引起的钢板的反曲和振动的作用。

当浸入镀槽1后离开镀槽时，钢板S的表面会附着有熔融金属2，熔融金属的镀覆厚度可以通过设置在镀槽上部的气刀所喷射的擦拭气体4来调节。

气刀3可以设置成一对，并调节钢板S的一侧面和另一侧面上的镀覆量。

这种气刀3可以通过供气管(未示出)连接到框架5，并且所述框架将围绕输送钢板S的气刀的上侧区域。

擦拭气体4可以通过框架5和供气管供应到气刀3。作为这种擦拭气体，可以使用氮气或者氩气等惰性气体。

如上所述，密封箱10包围气刀3和框架5，并且可以使镀槽1的液面与周围大气隔离。这种密封箱遮蔽通过镀槽1的钢板S周围，而仅设置以最小面积形成的出入口11，以使钢板S可以垂直通过。另外，密封箱和镀槽的液面之间由密封部件(未示出)密封。

通过注入氮气或氩气等惰性气体来降低由密封箱10形成的密封空间内的残余氧气浓度，从而可以形成惰性气氛，即无氧化气氛。另外，为了保持密封箱内密封空间的无氧化气氛，作为擦拭气体4，气刀3持续喷射氮气或氩气等惰性气体。

密封箱10的出入口11形成为具有比钢板的截面面积大的开口面积，以在钢板S垂直通过时不与钢板接触，从而避免在钢板的镀层上产生瑕疵。

通常，当钢板S浸入镀槽1后垂直移动时，由于钢板具有潜热，因此钢板的边缘部比钢板的中心部更快冷却。如上所述，由于钢板的边缘部和中心部之间的温度差，在钢板的宽度方向上镀层表层部产生不均匀的凝固。如图2的(b)所示，相比钢板的中心部，镀层P在钢板的边缘部更快凝固，并且会逐渐向中心部凝固。

参照镀层P内的速度分布，在镀层中邻接于钢板S表面的镀层邻接部的速度与钢板的移动速度U₀相同，并且越靠向未凝固状态的镀层表层部，其速度越接近于0。但是，由于钢板边缘部的镀层表层部是凝固状态，因此，所述边缘部的镀层表层部的速度具有非0的值。随着靠向钢板的中心部，镀层以未凝固状态存在。

因此，镀层表层部根据钢板S的宽度方向位置而具有不同的速度，并且镀层表层部中的边缘部的速度比中心部更快(如图2的(a)所示，U₁>U₂>U₃)。

同时，由于重力向与钢板S的移动方向相反的方向作用，因此尚未凝固状态的镀层P充分受到重力的影响。

最终，由于镀层表层部上产生的速度差和重力的作用，从钢板S的边缘部朝向中心部产生宽度方向的表面张力，因此导致斜线方向上的梳纹形状的表面缺陷。

例如，当钢板一面的镀覆量在250g/m²以上时，钢板的边缘部在斜线方向上产生梳纹表面缺陷，这种梳纹严重时可以具有约300mm的长度。

如上所述，梳纹表面缺陷的产生原理与氧化性表面缺陷不同，因此无法只用上述的密封箱10解决。尤其，在制造高耐蚀镀覆钢板时，为了确保高质量，除减少氧化性表面缺陷以外，减少在厚的镀层P上产生的边缘部的梳纹表面缺陷也很重要。

图3是示出根据本发明的一个实施例的冷却装置的侧视图，图4是示出根据本发明的一个实施例的冷却装置的操作状态的立体图。

如上述附图所示，根据本发明的一个实施例的冷却装置包括：气刀3，对通过镀槽1(参照图1)的钢板S喷射擦拭气体4(参照图1)，以调节镀覆厚度；防缺陷部20，设置在所述气刀的下游，并向所述钢板喷射冷却气体24以进行冷却；以及移动部30，驱动所述防缺陷部移动。

根据本发明的一个实施例的冷却装置的特征在于，其主要对钢板S的中心部喷射冷却气体24来进行冷却，以使镀层P(参照图2的(b))在钢板的宽度方向上产生均匀的凝固，从而抑制在钢板的边缘部产生梳纹表面缺陷。

从镀槽中引出表面被镀槽1内的熔融金属2(参照图1)镀覆的钢板S，之后由气刀3控制镀覆量。

气刀3对钢板S喷射氮气或氩气等惰性气体，以从钢板去除多余的熔融金属2，从而可以控制镀覆量。

继气刀3之后，镀覆量已被控制的状态的钢板S将经过构成本发明的主要部分的防缺陷部20，所述防缺陷部可以对钢板的中心部集中喷射冷却气体24。

这种防缺陷部20分别设置在移动的钢板S的两面，即，可以设置成一对。另外，每个防缺陷部至少可以在钢板的宽度方向中心部水平放置。

防缺陷部20包括：管状的主体21，具有至少一个喷嘴22；以及供应管23，连接到主体并向主体供应冷却气体24。

主体21的长度(向平行于钢板S的宽度方向的方向延伸的长度)可以小于钢板的宽度，例如，考虑到实际制造的钢板的宽度，优选具有约1000～1600mm范围内的长度，但不限于此。

设置在主体21的喷嘴22可以形成为孔(hole)形状或狭缝(slit)形状。

图5的(a)和(b)是示出可用于根据本发明的一个实施例的冷却装置中的防缺陷部的主视图。图5的(a)和(b)所示的防缺陷部20的主体21设置有向平行于钢板S的宽度方向的方向排列的多个孔型喷嘴22。

如图5的(a)所示，多个喷嘴22可以由具有相同直径的孔形成，且至少排列成一列。

另外，如图5的(b)所示，喷嘴可以排列成多个喷嘴22中的位于主体21中心的喷嘴的直径最大且朝向主体的两端部喷嘴的直径逐渐减小的形态。在这种情况下，相比于钢板S的两侧边缘部，可以向中心部喷射更多流量的冷却气体24。

图6的(a)和(b)是示出可用于根据本发明的一个实施例的冷却装置中的防缺陷部的变形例的主视图。图6的(a)和(b)所示的防缺陷部20的主体21设置有向平行于钢板S的宽度方向的方向延伸的狭缝型喷嘴22。

如图6的(a)所示，喷嘴22可以在狭缝的整个长度上具有相同的宽度。

或者，如图6的(b)所示，喷嘴可以形成为在主体21中心狭缝的宽度最大且朝向主体的两端部狭缝宽度逐渐减小的形态。在这种情况下，相比于钢板S的两侧边缘部，可以向中心部喷射更多流量的冷却气体24。

在这种主体21的一侧，可以连接用于供应诸如压缩空气或者氮气、氩气等惰性气体的冷却气体24的供应管23，并且供应的冷却气体可以通过主体的喷嘴22喷射，从而以钢板S的宽度方向中心部为主进行冷却。

如下所述，防缺陷部20的位置是可变的，为了与此适应，供应管23优选使用波纹管或者纤维、橡胶、树脂等材质的柔性管(FlexibleTube)。

再次，参照图3和图4，由于防缺陷部20连接到移动部30以改变其位置，因此可以根据边缘部的梳纹表面缺陷产生的位置来进行应对。其中，梳纹表面缺陷的产生位置可以根据钢板S的移动速度U₀、钢板的宽度、镀覆量等而改变。

可选地，移动部30可以通过直线运动引导件来实现。这种移动部可以包括：支撑部31；螺栓轴32，从所述支撑部延伸设置，并通过连接在一侧的驱动部35的驱动力正向/逆向旋转；以及移动块33，连接到防缺陷部20的主体21，并设置有与螺栓轴螺纹结合且沿着螺栓轴往返移动的螺母部34。

支撑部31可以设置在密封箱10的上表面。但是，不限于此，也可以设置在例如用于支撑气刀3的框架5上。这种支撑部可以设置有用于支撑螺栓轴32的轴承(未示出)。

驱动部35可以是能够正向/逆向旋转的驱动马达。因此，当通过驱动部的旋转驱动使螺栓轴32旋转时，根据螺纹结合到螺栓轴的螺母部34的作用，移动块33和防缺陷部20的主体21直线往返移动。

移动块33可以固定地连接到防缺陷部20的主体21的至少一侧前端。螺母部34可以以通孔的形式和移动块一体地形成，或者单独制成后牢固地附着到移动块。

在图3中，未说明的附图标记36表示阻止移动块33移动的止动件。

此外，移动部30可以进一步包括与螺栓轴32平行地延伸设置的至少一个引导件(未示出)。在这种情况下，设置于防缺陷部20的主体21的两端部中的任一端部的移动块33形成有引导孔(未示出)，所述引导孔夹设于引导件中，从而可以使移动块33和主体21顺利地移动。

另一方面，更详细地，如图4所示，在与防缺陷部20的主体21连接的两个移动部30分别设置在支撑部31的两侧时，可以在移动部30和驱动部35之间设置动力传递部40。

当采用驱动马达作为驱动部35时，这种动力传递部40可以包括侧齿轮箱41、连接轴42以及中央齿轮箱43。

侧齿轮箱41设置有两个，并且可以与驱动部35一起设置在支撑部31上。所述侧齿轮箱连接到移动部30，更具体地，连接到螺栓轴32。

另外，中央齿轮箱43连接到驱动部35的旋转轴。

两个连接轴42中每一个连接轴的一端可以连接到侧齿轮箱41，另一端可以连接到中央齿轮箱43。例如，这种连接轴的两端部可以形成诸如锥齿轮、蜗轮蜗杆等第一齿轮，由此每个移动部30的螺栓轴32的端部和驱动部35的旋转轴的端部分别可形成诸如锥齿轮、蜗轮等第二齿轮。

因此，可以通过一个驱动部35，即一个驱动马达同时联动并操作分别连接到防缺陷部20的主体21两侧的两个移动部30。

其中，移动部30、驱动部35以及动力传递部40的构成、连接关系以及操作关系等不限于上述示例。

例如，作为提供驱动力以使防缺陷部20的主体21或者连接到所述主体的移动块33可以往返移动的移动部30和驱动部35，也可以使用诸如具有操作杆的液压缸等任意致动器。

另外，也可以是没有动力传递部而多个驱动部35分别连接到多个移动部30的结构。

并且，在没有动力传递部的情况下，当单个驱动部35驱动连接到防缺陷部20的主体21的一侧的移动部30时，也可以在主体21的另一侧设置引导件来引导移动块33。

以下，对根据本发明的一个实施例的冷却装置的操作进行简略说明。

通过镀槽1而附着有熔融金属2的钢板S被通过气刀3喷射的擦拭气体4擦拭以调节镀覆量。在设置密封箱10的情况下，由于喷射的擦拭气体在密封箱内形成惰性气氛，因此在镀层的表面上不会形成氧化膜。

根据通过的钢板S的移动速度U₀、钢板的宽度、镀覆量等操作驱动部35以移动防缺陷部20，并且所述防缺陷部20通过驱动部35和移动部30的驱动下降或者上升，从而可以改变防缺陷部喷射冷却气体24的位置。

本发明的冷却装置主要对钢板S的中心部喷射冷却气体24，从而快速冷却钢板的中心部。因此，在钢板的宽度方向上诱导镀层P均匀地凝固，最终抑制在钢板的边缘部产生梳纹表面缺陷。

因此，根据本发明的冷却装置，通过钢板中心部的冷却，在钢板的宽度方向上形成均匀的凝固层，因此，当钢板垂直移动时，镀覆表层部的均匀的凝固层减小在钢板宽度方向上产生的表面张力，而且最终减少梳纹表面缺陷，从而可以得到提高热浸镀覆钢板的表面质量和生产性的效果。

以上说明仅仅示例性地说明了本发明的技术思想，本发明所属领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的本质特性的范围内进行各种修改和变形。因此，本发明所公开的实施例并不是用于限定本发明的技术思想，而是用于进行说明，本发明的技术思想的范围不限于这些实施例。本发明的保护范围应通过权利要求书解释，并且应被解释为与其等同范围内的所有技术思想包括在本发明的权力范围内。

工业实用性

如上所述，本发明适用于在如连续热浸镀锌工艺中制造高耐蚀镀覆钢板的情况。

Claims

1.一种冷却装置，包括：

气刀，对通过镀槽的钢板喷射擦拭气体以调节镀覆厚度；

防缺陷部，设置在所述气刀的下游，并向所述钢板喷射冷却气体以进行冷却；以及

移动部，驱动所述防缺陷部移动。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述防缺陷部包括：

管状的主体，具有至少一个喷嘴；以及

供应管，连接到所述主体并向所述主体供应冷却气体。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，

所述主体的长度小于所述钢板的宽度。

4.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，

所述主体设置有向平行于所述钢板的宽度方向的方向排列的多个孔型喷嘴。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，

在多个喷嘴中位于所述主体中心的喷嘴直径最大，并且朝向所述主体的两端部喷嘴直径逐渐减小。

6.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，

所述主体设置有向平行于所述钢板的宽度方向的方向延伸的狭缝型喷嘴。

7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，

所述喷嘴在所述主体中心的宽度最大，并且朝向所述主体的两端部宽度逐渐减小。

8.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，

所述移动部包括：

支撑部；

螺栓轴，从所述支撑部延伸设置，并通过连接在一侧的驱动部的驱动力正向/逆向旋转；以及

移动块，连接到所述防缺陷部的主体，并设置有与所述螺栓轴螺纹结合且沿着所述螺栓轴往返移动的螺母部。

9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，

所述支撑部设置在用于支撑所述气刀的框架上，或者设置在包围所述气刀和所述框架并将所述镀槽的液面与周围大气隔离的密封箱的上表面。

10.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，

所述移动部进一步包括至少一个引导件，所述引导件与所述螺栓轴平行地延伸，并引导所述防缺陷部的移动。

11.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，

与所述防缺陷部的主体连接的两个移动部被设置在支撑部时，在所述移动部和所述驱动部之间设置有动力传递部。

12.根据权利要求11所述的冷却装置，其特征在于，

所述动力传递部包括：

两个侧齿轮箱，分别连接到所述移动部；

中央齿轮箱，连接到所述驱动部的旋转轴；以及

两个连接轴，每一个连接轴的一端连接到所述侧齿轮箱，另一端连接到所述中央齿轮箱。

13.根据权利要求12所述的冷却装置，其特征在于，

在所述连接轴的两端部形成第一齿轮，

在所述移动部的端部和所述驱动部的旋转轴的端部形成第二齿轮。