KR0138038B1 - 아연 진공증착 강판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판에 아연(Zn)을 진공증착하여 밀착성이 우수한 아연 진공증착 강판(亞鉛 眞空蒸着 綱板)을 제조하는 방법에 있어서, 진공 중에서 이루어지는 강판의 예열 과정에 환원 가스를 도입하여 환원 열처리를 병행함으로써 강판의 예열과 표면 환원을 동시에 수행하여 아연의 진공증착에 적합한 표면상태를 제공하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 예열조에 환원 가스로 수소가스를 도입하고 강판을 전자빔으로 가열하여 환원열처리를 시행한 후에 아연을 진공증착함으로써 밀착성이 우수한 아연 진공증착 강판을 제조하였다. 수소가스의 도입 압력은 5×10^-4∼5×10^-3mbar 범위로 하며, 강판의 예열온도는 500∼720℃ 범위로 하고 아연 증착조에서 150∼250℃의 온도 범위에 이를 수 있도록 강판 이송속도를 제어하였다.

이와 같은 방법으로 제조된 진공증착 강판은 아연과 강판의 밀착성이 매우 양호하게 되며 설비나 공정의 추가 없이 밀착성이 우수한 진공증착 강판을 제조할 수 있다는 효과가 있다.

Description

아연 진공증착 강판의 제조방법

제1도는 본 발명의 공정 순서의 개략도임.

본 발명은 강판에 아연(Zn)을 진공증착하여 밀착성이 우수한 아연 진공증착 강판(亞鉛 眞空蒸着 綱板)을 제조하는 방법에 있어서, 진공 중에서 이루어지는 강판의 예열 과정에 환원 가스를 도입하여 환원 열처리를 병행함으로써 강판의 예열과 표면 환원을 동시에 수행하여 아연의 진공증착에 적합한 표면상태를 제공하며 아연 진공증착 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

아연 도금강판은 기계적 성질이 우수한 강판 고유의 특성을 그대로 살리면서 부식환경에서 아연이 희생양극으로서 작용하여 강판의 부식을 억제하므로 강판의 수명을 크게 연장시킬 수 있기 때문에 광범위한 응용 분야를 가지고 있다. 현재 아연 도금강판의 제조 방법으로는 용융도금법과 전기도금법이 주로 사용되고 있으며 최근에 들어서 진공증착 기술을 이용해서 아연 진공증착 강판을 제조하는 기술이 개발되었다.

진공증착법은 용융도금법에 비하여 박도금 제조가 용이하다는 장점이 있으며, 전기도금법에 비해서는 후도금도 경제적으로 제조가 가능할 뿐만 아니라 공해발생 요인이 없다는 장점을 가지고 있어서 향후 그 응용이 확대될 것으로 기대되고 있다. 그러나 아연을 진공증착하는데 있어서는 강판의 전처리 기술이 중요하다.

강판 표면에 산화막이 존재하는 상태에서 아연을 진공증착해서는 아연과 강판의 밀착성이 우수할 수 없다는 사실을 잘 알려져 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 아래와 같이 3가지 방법이 제안된 바 있다.

첫번째 방법은 대기압 하에서 환원소둔 또는 환원열처리를 시행한 후에 강판을 대기중에 노출시키지 않고 직접 진공조에 연속적으로 장입하여 아연을 진공증착하는 방법으로서 현재 상업생산 공장에 적용되고 있다.

두번째 방법은 진공 중에서 브러시 롤(Brush roll)로 강판의 표면을 갈아내어서 표면의 산화막 층을 기계적으로 제거한 후에 아연을 진공증착하는 방법이며, 세번째 방법은 강판 표면에 산화막이 있더라도 밀착성이 우수한 알루미늄과 같은 물질을 먼저 피복한 후에 이어서 아연을 증착하는 방법이다.

그러나 이러한 방법들은 아래와 같은 단점 또는 제약점을 가지고 있다. 먼저 환원소둔 도는 환원열처리하는 방법은 진공증착 설비 외에 별도의 열처리 설비를 필요로 하므로 에너지 효율이라는 측면에서 불리하며 다량의 환원가스를 필요로 한다. 브러시 롤로 강판 표면의 산화막을 제거하는 방법은 효과는 우수하지만 강판의 표면에 브러시 롤에 의한 홈이 발생하여 외관을 해치기 때문에 그 용도가 크게 제한된다. 그리고 알루미늄과 같은 물질을 먼저 피복하고 아연을 증착하는 것은 엄밀한 의미에서 전혀 다른 도금계라고 할 수 있으며, 도금 공정이 추가되어야 한다.

본 발명은 새로운 설비나 공정을 추가하지 않고 밀착성이 우수한 아연 증착강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 진공증착 공정에서 필수적인 예열 공정에 환원가스를 소량 도입하고 예열 온도를 상향 조정함으로써 강판의 예열과 표면 환원이 진공중에서 동시에 일어날 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 강판에 물리, 화학적인 영향을 미치지 않고 표면의 산화막을 제거할 수 있는 방법은 표면 환원이라는 사실과 표면 환원이 일어나기 위해서는 열과 환원 분위기(還元 雰圍氣)가 필요하다는 사실, 그리고 진공증착 공정에는 필수적으로 소재의 예열 공정이 따른다는 사실에 착안하여 예열 공정과 환원 공정을 병합하는 방법을 창안하였다. 이렇게 함으로써 설비나 공정을 추가하지 않고도 궁극적으로는 밀착성이 우수한 아연 진공증착 강판을 제조하는 기술을 제공하게 된다.

강판을 연속으로 진공증착하는 설비에는 예열조(豫熱槽)와 탈가스 튜브, 그리고 진공 증착조(眞空 蒸着槽)가 기본적으로 포함된다. 예열하는 방식은 여러 형태가 있으나 좁은 공간에서 급속한 가열이 가능한 전자빔 가열 방식이 유리하다.

본 발명에서는 예열조에 환원 가스로 수소가스를 도입하고 강판을 전자빔으로 가열하여 환원열처리를 시행한 후에 아연을 진공증착함으로써 밀착성이 우수한 아연 진공증착 강판을 제조하였다. 수소가스의 도입압력은 5×10^-4∼5×10^-3mbar 범위로 하며, 강판의 예열 온도는 500∼720℃ 범위로 하고 아연 증착조에서 150∼250℃의 온도 범위에 이를 수 있도록 강판 이송속도를 제어하였다.

수소가스의 도입 압력을 위해서 규정한 바와 같이 제어하는 이유는 도입 압력이 5×10^-4mbar 이하인 경우에는 표면이 충분히 환원되지 않아서 밀착성이 우수한 아연 진공증착 강판을 얻을 수 없고, 도입 압력이 5×10^-3mbar 이상인 경우에는 전자빔 가동시에 잦은 아크가 발생하여 안정적인 조업이 불가능하기 때문이다.

강판의 예열 온도를 500∼720℃ 범위로 제한하는 이유는 그 이하로 예열 온도를 설정하게 되면 수소가스의 압력이 규정된 범위로 유지된다고 하더라도 충분한 환원 반응이 일어나지 않아서 아연 진공증착층의 밀착성을 확보할 수 없기 때문이다.

한편, 증착조에 도입되는 강판의 온도를 150∼250℃로 제한하는 이유는 150℃ 이하에서 아연을 증착하게 되면 강판의 표면이 환원되어 충분히 청정하더라도 아연 증착층의 밀착성이 불량하였기 때문이며, 250℃ 이상에서 아연을 증착하면 강판에 증착된 아연이 재증발되는 비율이 지나치게 커서 건전한 증착층을 얻을 수 없기 때문이다.

본 발명을 구체적인 실시예로서 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1∼5]

두께 0.80mm, 폭 300mm의 냉연강판을 연속적으로 이송하면서 표 1과 같은 조건으로 강판을 전처리하고 아연을 진공증착하였다. 밀착성 평가 결과도 표 1에 함께 나타내었다.

[비교예 1∼4]

두께 0.80mm, 폭 300mm의 냉연강판을 연속적으로 이송하면서 표 1과 같은 조건으로 강판을 전처리하고 아연을 진공증착하였다. 밀착성 평가 결과도 표 1에 함께 나타내었다.

(주) 아연 증착층의 밀착성은 180° 굴곡 후 테이프 벗김 시험으로 평가하였음.

○:우수

×:불량

△:비교적 불량

(*):비교예 4에서 제조한 아연 증착강판은 부분적으로 밀착성이 불량하였을 뿐만 아니라 부착된 아연의 재증발로 인하여 불규칙한 외관을 나타냄.

Claims (2)

1. 연속적으로 공급되는 소지강판을 환원가스분위기 중에서 전처리하여 아연 진공증착 강판을 제조하는 방법에 있어서, 소지강판 예열조에 수소가스를 도입시키고 강판을 500∼720℃ 범위로 가열하여 예열과 환원열처리를 동시에 행하고 강판이 진공증착조에 도입되는 시점에서의 강판 온도가 160∼250℃ 범위로 유지되도록 강판이송속도를 제어하여 진공증착조에서 아연을 증착시키는 아연 진공증착 강판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 예열조에 도입되는 수소가스의 도입 압력을 5×10^-4∼5×10^-3mbar이 범위로 하는 아연 진공증착 강판의 제조방법.