KR100448622B1 - 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 도금층을 합금화처리하지 않은 용융도금 강판의 제조시 도금욕에서 인양된 강판을, 에어와이퍼와 드플렉터롤 사이에 위치한 적정농도의 비산화성 혹은 환원성 기체 분위기박스를 통과하게 함으로써, 강판표면의 용융금속이 응고하는 동안 불균일한 산화피막의 생성을 억제하여 표면외관이 미려한 용융도금강판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도금층을 합금화처리하지 않는 용용도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 비산화성 또는 환원성 분위기를 적정 농도로 조성할 수 있는 분위기박스를 에어와이퍼와 드플렉터롤 사이에 설치하고, 상기 도금욕으로부터 인양된 강판을 도금된 용융금속이 응고하는 시점에서, 건조 또는 습윤상태의 기체로서 비산화성 또는 환원성 분위기로 조정된 상기 분위기 박스를 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
본 발명은 표면외관이 우수한 용융도금강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융도금강판의 제조시 도금욕에서 인양된 강판을 비산화성 혹은 환원성 분위기를 통과시켜 도금된 용융금속이 응고하는 동안 산화피막의 생성을 억제하여 표면외관이 미려한 용융도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 용융도금강판은 아연(Zn), 알루미늄(Al), 납(Pb) 등이 단독 혹은 2종 이상 혼합되거나, 여기에 안티몬(Sb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 등이 적정 농도로 첨가되어 있는 용융상태의 도금욕에서 강판을 통과시키는 방법으로 제조한 도금강판을 말한다. 용융도금강판이 사용되어진 초기에는 대부분 건자재에 국한되어 사용되었기 때문에 도장성이 별 문제가 되지 않았지만, 아연욕에 알루미늄을 소량 첨가하여 가공성을 확보한 용융아연 도금강판이 개발된 이후부터는 용융도금 강판 위에 도장처리를 하여 사용하는 경우가 크게 증가하였다. 특히, 자동차 및 가전용 용융도금강판은 표면외관이 균일하고, 미려함과 동시에 고내식성 등이 요구되고 있다.
그러나, 일반적인 방법으로 용융도금강판을 제조할 경우는 강판표면에 부착된 용융금속이 응고되는 시점에 대기중의 산소와 반응하게 됨으로써 도금층 표면에 산화피막이 생성하게 된다. 이 산화 피막은 용융금속의 응고속도 및 응고특성을 불균일하게 하여 도금층 표면에 갖가지 결함들을 유발하게 되는데, 특히 흐름무늬(ripple mark)나 구름무늬와 같은 표면결합을 발생시켜 제품의 균일성, 평활성 및 광택도를 저하시킨다. 특히, 마그네슘, 티타늄, 알루미늄과 같이 강산화성 물질이 첨가된 아연계 도금욕에서는 산화피막의 생성정도가 심해진다. 따라서, 도금강판의 내식성 및 미관향상을 위하여 표면을 도장할 때 미려하고 선영성이 우수한 도장면을 확보하기 어렵기 때문에 제품의 외관을 미려하게 할 수 있는 새로운 도금방법이 크게 요구되고 있다.
종래에는 상기 문제점을 해결하기 위한 방법으로 아연도금욕에서 인양된 강판의 도금부착량을 제어할 때에 대기중에 노출된 상태에서 기존의 공기를 사용한 에어와이핑 대신 질소가스를 사용한 에어와이핑을 실시하는 방법을 통해서, 아연의 산화반응을 감소시켜 보다 표면외관이 향상된 용융아연 도금강판을 생산하는 개술이 실용화되고 있다. 또한, 도 1과 같이 에어와이퍼(6)와 도금욕 상부를 밀폐 상태에서 0.3wt% 이상의 수중기를 포함하는 충분한 고노점 분위기를 밀폐물(상기 밀폐물은 1000ppm 이하의 분자산소를 포함하는 분위기를 함유함) 안으로 주입하고 유지시켜 아연증기의 형성을 억제하는 조건에서 용융도금하는 방법이 미합중국 특허 제 635512호에 공지되어 있다.
그러나, 용융도금층이 응고되는 시점은 상기 에어와이퍼를 지난 후부터 시작되기 때문에 도금층 표면의 산화피막 생성을 억제할 수는 없으며, 약간 감소는 되지만응고속도 및 응고특성 불균일에 의한 흐름무늬 및 구름무늬는 여전히 발생하는 문제점이 있다. 흐름무늬는 강판표면에 용융금속이 물결형태로 두께가 불규칙하게 부착되어 있는 현상을 말하며, 응고되는 과정에서 용융금속의 중력 및 외부의 진동에 의해 불규칙적으로 흘러내려서 발생하는 결함을 말한다. 특히 불균일한 산화피막이 존재할 경우는 용융금속의 퍼짐성이 균일하지 못하여 그 발생정도가 심해진다. 또한, 구름무늬는 도금층 표면에 색상 및 특성이 다른 금속(특히 아연)의 미세 결정립이 구름형태로 다량 존재하여 제품의 광택도를 저하시키는 결함을 말하며, 이러한 결정립들이 형성되는 이유는 강판에 부착된 용융금속이 응고되면서 산화정도가 불균일한 피막을 형성하기 때문으로 나타났다. 따라서, 강판에 부착된 용융금속이 응고되는 과정에 산화피막의 형성을 억제함으로써 흐름무늬나 구름무늬와 같은 표면결함을 방지하여 표면외관이 미려한 용융도금강판을 제조할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
이에, 본 발명자들은 상기 필요에 부응하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 도금층을 합금화처리하지 않은 용융도금 강판의 제조시 도금욕에서 인양된 강판을, 에어와이퍼와 드플렉터롤 사이에 위치한 적정농도의 비산화성 혹은 환원성 기체 분위기박스를 통과하게 함으로써, 강판표면의 용융금속이 응고하는 동안 불균일한 산화피막의 생성을 억제하여 표면외관이 미려한 용융도금강판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는데, 그 목적이있다.
도 1은 종래 비산화성 기체 와이핑 기술을 적용하기 위한 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 비산화성 분위기상의 용융금속 응고기술을 적용하기 위한 구성도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 강판(Strip)
2 스나우트(Snout)
3 도금욕(Pot)
4 싱크롤(Sink roll)
5 스테빌라이징롤(Stabilizing roll)
6 에어와이퍼(Air wiper)
7 분위기 박스(Sealing box)
8 드플렉터롤(Deflecter roll)
9 냉각기(Gas or mist cooler)
10 기체공급판(Dry or wet gas pipe)
11 슬롯(Slot)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도금층을 합금화처리하지 않는 용용도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 비산화성 또는 환원성 분위기를 적정 농도로 조성할 수 있는 분위기박스를 에어와이퍼와 드플렉터롤 사이에 설치하고, 상기 도금욕으로부터 인양된 강판을 도금된 용융금속이 응고하는 시점에서, 건조 또는 습윤상태의 기체로서 비산화성 또는 환원성 분위기로 조정된 상기 분위기 박스를 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하는데, 본 발명의 비산화성 분위기상의 용융금속 응고기술를 적용할 수 있는 장치의 예를 들은 도 2를 이용하여 설명한다.
본 발명은 비산화성 또는 환원성 분위기를 적정 농도로 조성할 수 있는 분위기박스(7)를 에어와이퍼(6)와 드플렉터롤(8) 사이에 설치하고, 분위기 기체로 건조상태 혹은 습윤상태의 질소, 수소 및 수소를 함유한 혼합기체 가운데 1종 혹은 2종 이상을 적정 농도로 유지하며, 필요에 따라 상기분위기 상태에 적정량의 수중기 혹은 미스트상 액체를 주입시켜 조성된 상기 분위기박스(7)를 도금욕(3)에서 인양되어 강판에 도금된 용융금속이 응고하는 시점에 강판(1)이 통과하도록 함으로써, 표면외관이 미려한 용융도금강판을 제조하는 것이다.
본 발명은, 상기 분위기 기체로 질소 및 수소를 이용하는 것이 대표적이고, 이들은 일정범위의 함량으로 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 질소를 단독으로 사용할 경우 질소농도는 80%이상 및 나머지는 공기중의 산소와 기타 성분이며, 수소를 단독으로 사용할 경우 수소농도는 0.1 ~ 30% 범위 및 나머지는 공기이며, 상기 질소와 수소를 상호 혼합하여 사용할 경우 질소농도는 60% 이상, 수소농도는 0.1 ~ 30% 및 나머지는 공기중의 산소와 기타 성분이며, 상기 질소, 수소, 및 수소를 함유한 혼합기체를 2종 이상 혼합하여 사용할 경우 질소농도는 60% 이상, 수소농도는 0.1 ~ 30% 및 질소, 수소 공기를 제외한 수소화합물함유 혼합기체는 2% 이상의 조성으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 분위기 기체로서는 상기에서 설정한 원소들 외에 다른 원소들이 일부 포함되어도 무방하나, 이들의 총량이 10% 이하가 되도록 하여야 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 조건의 분위기박스(7) 내부로 0.1wt% 이상의 수증기 농도에 해당하는 수증기 혹은 미스트상 액체를 주입할 수 있으며, 이때 수증기 혹은 미스트상 액체로는 물이 적합하지만, 필요에 따라 물을 제외한 첨가제가 10wt% 이하 포함되어 있는 수용액을 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기한 분위기박스(7) 안의 기체 조성을 제어함에 있어서, 상기 질소 및/또는 수소를 함유한 혼합기체 및 공기 가운데 1종 단독 혹은 2종 이상으로 혼합된 기체를 동일 조성 혹은 각각 다른 조성으로 하여 에어와이퍼(6)를 통해서 공급하는 방법, 냉각기(9)를 통해서 공급하는 방법 및 직접 분위기박스(7) 내부로 공급하는 방법 가운데 하나 혹은 두 개 이상의 방법을 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기한 분위기 박스(7) 안의 수중기 혹은 미스트상 액체를 주입함에 있어서, 상기 수중기 혹은 미스트상 액체 가운데 1종 혹은 2종을 냉각기(9)를 통해서 주입하는 방법 및 직접 분위기박스(7) 내부로 주입하는 방법 가운데 하나 혹은 두 개 이상의 방법을 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기한 기체 혹은 미스트상 액체를 주입할 수 있는 냉각기(9)를 구성함에 있어서, 도금욕에서 인양된 강판에 부착한 용융금속이 응고하는 시점에서 적용될 수 있는 한, 설치위치는 에어와이퍼(6)와 드플렉터롤(8) 사이의 아무 곳이나 상관없으며 1개 단독 혹은 2개 이상으로 분리하여 설치할 수도 있고, 그 형태 또한 다양하게 변화시킬 수 있으며, 냉각기능 이외에 분위기박스의 조성제어, 용융금속의 스팡글(spangle) 제어 혹은 강판의 온도제어 등의 용도로 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기한 분위기박스(7)를 구성함에 있어서, 도금욕에서 인양된 강판에 부착한 용융금속이 응고하는 시점에서 적용될 수 있는 한, 설치위치는 에어와이퍼(6)와 드플렉터롤(8) 사이의 아무 곳이나 상관없으며 1개 단독 혹은 2개 이상으로 분리하여 설치할 수도 있고, 그 형태 또한 다양하게 변화시킬 수 있으며, 사정에 따라 외부와 통기된 부분과 순환 및 배출용 배관 등이 한 곳 이상 설치될수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기한 분위기박스(7)를 구성함에 있어서, 분위기박스(7) 안의 기체 및 수분 조성을 일정하게 유지하기 위해, 분위기박스(7)의 하단을 도금욕에 잠기도록 할 수도 있고, 분위기박스(7)의 상단 및 하단을 씰롤(seal roll) 혹은 슬롯(11) 등으로 최대한 밀폐할 수도 있다.
다음에서는 본 발명의 수치범위한정에 대한 한정이유를 설명한다.
상기 공기 분위기로 질소를 단독으로 사용할 경우 질소의 농도가 80% 미만일 경우와 질소를 수소와 같은 환원성 기체와 혼합하여 사용할 경우 질소의 농도가 60% 미만일 때는 도금층 표면의 불균일한 산화피막 생성을 억제하는 효과가 적은 반면, 질소가 상기한 조건의 농도보다 높을 때는 산화피막의 생성을 억제하는 효과가 확인되었는데, 대체적으로 질소의 농도가 높아질수록 효과가 상승하는 경향을 보였다.
또한, 수소를 단독 혹은 기타 물질과 혼합하여 사용할 경우 수소의 농도가 0.1% 미만일 때는 도금층 표면의 산화피막 생성을 억제하는 효과가 적은 것으로 나타났으며, 수소를 단독 혹은 기타 물질과 혼합하여 사용할 경우 수소의 농도가 30%를 초과할 때는 도금층 표면의 불균일한 산화피막 생성을 억제하는 효과는 있으나 이미 그 효과가 포화하여 상한 이상의 첨가는 무의미할 뿐 아니라 재해발생 위험을 증가시키기 때문에 그 농도를 0.1 ~ 30%로 한정하는 것이 바람직하다.
또한, 수소를 함유한 1종 단독 혹은 2종 이상 혼합된 상태의 혼합기체가 단독 혹은 질소 및 수소와 혼합하여 사용할 경우 질소와 수소를 제외한 전체 혼합기체의 농도가 2% 미만일 때는 도금층 표면의 산화피막 생성을 억제하는 효과가 적은 것으로 나타났으며, 혼합기체가 상기한 조건의 농도보다 높을 때는 산화피막의 생성을 억제하는 효과가 확인되었는데, 대체적으로 혼합기체의 농도가 높아질수록 효과가 상승하는 경향을 보였다.
이때 상기한 비산화 및 환원분위기 기체로서 공기는 에어와이핑 혹은 에어냉각의 과정에서 일반공기 또는 상기 질소, 수소 및 수소화합물을 함유한 혼합기체와 함께 조성되어 혼합된 공기, 또는 분위기박스의 불가피한 배출구 혹은 외부와 통기된 면을 통하여 혼입된 공기를 말한다. 또한, 상기한 비산화 및 환원 분위기 기체로서 수소를 함유한 혼합기체는 알칸, 알켄, 알킨계에 속하는 탄화수소 화합물들과 COG, HNx 가스 등 제철 공정의 부산물들 가운데 1종 단독 혹은 2종 이상 혼합되어 조성된 기체를 말하며, 일반 질소나 수소 혹은 공기가 1종 이상 혼합되어 조성된 기체를 제외한 성분을 말한다.
또한, 상기 분위기 기체로 상기에서 설정한 원소들 외에 다른 원소들이 일부 포함되어도 무방하지만, 이들의 총량이 10%를 초과할 경우 산화피막의 생성을 억제하는 효과를 저하시키거나 강판 및 분위기박스 표면에 불필요한 반응생성물들이 부착되는 현상을 보인다.
또한, 상기 조건의 분위기박스 내부로 0.1wt% 이상의 수증기 농도에 해당하는 수증기 혹은 미스트상 액체를 주입할 경우 분위기박스 내부의 용융금속의 기화억제, 강판의 냉각속도 제어 및 스팡글 크기제어에 효과가 있으며, 특히 강판의 냉각속도 혹은 스팡글 크기를 제어하기 위해서 무기염 및 계면활성제 등으로 구성된 첨가제가 포함되어 있는 수용액을 주입하여도 무방하지만, 이들 첨가제의 농도가 10wt%를 초과할 경우는 냉각속도 혹은 스팡글 크기를 제어하는 효과가 포화하여 상한 이상의 첨가는 무의미할 뿐 아니라, 강판 및 분위기박스 표면에 불필요한 반응생성물들이 부착되는 현상을 보인다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
본 실시예의 용융도금강판으로는 용융아연도금강판을 사용하였으며, 그 제조방법은 다음과 같다.
즉, 도금액 조성이 0.2%Al과 나머지는 불가피한 불순물과 Zn으로 이루어진 도금욕을 사용하고, 그도금욕의 온도를 460℃로 하여 두께 0.8mm인 강판을 분위기박스(7) 안의 기체조성을 제어할 수 있는 용융도금 모사 시험기를 사용하여 용융도금 하였다. 이후, 도금욕에서 인양한 강판의 도금층이 응고되는 시점에 각각의 기체 조성으로 구성된 분위기박스를 강판이 통과하도록 하여 제로스팡글 용융아연 도금강판을 얻었다.
또한, 본 실시예에 있어서 용융아연 도금강판의 표면외관을 평가하는 방법은 다음과 같다. 상기의 제조방법으로 제조된 제로스팡글 용융아연 도금강판의 표면에 흐름무늬 및 구름무늬가 발생한 정도를 관찰하여 평가하였는바, 우선 상기 흐름무늬의 발생정도는 육안관찰을 통해 다음과 같이 5등급으로 평가하였다.
5: 매우 우수(흐름무늬 발생 전혀 없음)
4: 우수(매우 미세한 흐름무늬 일부 혼재)
3: 보통(미세 흐름무늬 발생)
2: 불량(육안실별 용이한 흐름무늬 일부 혼재)
1: 매우 불량(육안식별 용이한 흐름무늬 발생)
또한, 상기 구름무늬 발생정도는 구름무늬가 많이 존재할수록 광택도가 낮아지는 효과를 확인하였는바, 광택도 측정값을 이용하여 다음과 같이 5등급으로 평가하였다.
5: 매우 우수(광택도 181 이상)
4: 우수(광택도 151 ~ 180 사이)
3: 보통(광택도 121 ~ 150 사이)
2: 부량(광택도 91 ~ 120 사이)
1: 매우 불량(광택도 90 이하)
(발명예 및 비교예)
상기 용융아연 도금강판 제조방법에 있어서, 각각의 조성으로 구성된 분위기박스 안의 기체조성을 하기 표1과 같이 제어한 후, 도금욕에서 인양된 강판의 도금층이응고하는 시점에 강판이 분위기박스를 통과하도록 하여 제조한 제로스팡글 용융아연 도금강판에 대해, 상기 표면외관 평가조건에 다라 흐름무늬 및 구름무늬의 발생정도를 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(종래예)
상기 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 각각의 기체조성으로 구성된 분위기박스의 조건을 하기 표1과 같이 공기만이 존재하는 조건으로 하여, 도금욕에서 인양된 강판의 도금층이 응고하는 시점에 강판이 분위기박스를 통과하도록 하여 제조한 제로스팡글 용융아연 도금강판에 대해, 상기 평가방법에 따라 표면외관을 평가하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.
| 분위기박스 조성(%) | 표면외관 | ||||||
| 질소 | 수소 | 혼합기체 | 기타1 | 기타2 | 흐름무늬 | 구름무늬 | |
| 종래예1 | 78 | - | - | 22 | - | 1 | 1 |
| 비교예1 | 79 | - | - | 21 | - | 1 | 1 |
| 발명예1-1 | 80 | - | - | 20 | - | 1 | 2 |
| 발명예1-2 | 85 | - | - | 15 | - | 2 | 2 |
| 발명예1-3 | 90 | - | - | 10 | - | 2 | 3 |
| 발명예1-4 | 95 | - | - | 5 | - | 3 | 3 |
| 발명예1-5 | 99 | - | - | 1 | - | 5 | 4 |
| 비교예2 | - | 0.05 | - | 99.95 | - | 1 | 1 |
| 발명예2-1 | - | 0.1 | - | 99.9 | - | 1 | 2 |
| 발명예2-2 | - | 1.0 | - | 99.0 | - | 2 | 2 |
| 발명예2-2 | - | 5.0 | - | 95.0 | - | 2 | 3 |
| 발명예2-4 | - | 10.0 | - | 90.0 | - | 3 | 3 |
| 발명예2-5 | - | 20.0 | - | 80.0 | - | 4 | 4 |
| 발명예2-6 | - | 30.0 | - | 70.0 | - | 5 | 5 |
| 비교예3 | - | 40.0 | - | 60.0 | - | 5 | 5 |
| 비교예4 | - | - | 1.0 | 99.0 | - | 1 | 1 |
| 발명예3-1 | - | - | 2.0 | 98.0 | - | 1 | 2 |
| 발명예3-2 | - | - | 10.0 | 90.0 | - | 2 | 2 |
| 발명예3-3 | - | - | 25.0 | 75.0 | - | 2 | 2 |
| 발명예3-4 | - | - | 50.0 | 50.0 | - | 3 | 3 |
| 발명예3-5 | - | - | 75.0 | 25.0 | - | 3 | 3 |
| 발명예3-6 | - | - | 95.0 | 5.0 | - | 4 | 3 |
| 발명예4 | 80 | 20 | - | - | - | 5 | 5 |
| 발명예5 | 80 | - | 20 | - | - | 5 | 4 |
| 발명예6 | 80 | 10 | 10 | - | - | 5 | 5 |
| 발명예7 | 80 | 10 | - | 10 | - | 4 | 4 |
| 발명예8 | 80 | - | 10 | 10 | - | 3 | 3 |
| 발명예9 | 60 | 30 | 10 | - | - | 5 | 5 |
| 발명예10 | 70 | 25 | - | - | 5 | 3 | 3 |
| 발명예11 | 70 | 20 | - | - | 10 | 1 | 2 |
| 비교예5 | 70 | 15 | - | - | 15 | 1 | 1 |
상기 표1의 수소를 함유한 혼합기체로는 메탄가스를 사용했으며, 기타 1에 해당하는 일반적인 조성으로는 공기중의 산소 및 기타성분을 말하여 예외로 발명예(2)∼(3)과 비교예(3)∼(4)와 같이 질소농도를 한정하지 않은 경우는 공기를 말하고 있다. 또한, 기타 2에 해당하는 일반적인 조성으로는 상기에서 설정한 원소들 외에 다른 원소들을 말하며, 본 실시예에서는 이산화탄소를 사용하였다. 특히, 발명예(1-1)∼(1-4)의 경우는 기존의 에어 냉각기를 개조하여 에어와이퍼 직상부에 약 2.5m 높이에 해당하는 분위기박스를 설치하여 실험한 것으로, 이때 분위기박스 상단 및 하단은 최소한의 면적으로 대기와 통기되었으며, 그 중앙지점의 농도가 상기 발명예의 조건이 되도록 기체분위기를 조성하였다.
상기 표1에서 알수 있는 바와같이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예(1∼11)은 종래예에 비하여 동등 이상의 흐름무늬 및 구름무늬 결함을 억제하는 효과를 보이고 있었다. 본 발명의 분위기박스 조성중 발명예(4-9)와 같이 2종 이상 혼합한 조성에서는 단독 성분으로 조성된 방법예(1-3)보다 표면외관을 향상하는 효과가 크게 높아졌다. 또한, 발명예(1-1)∼(1-4)와 같이 도금된 용융금속의 응고가 시작하는 지점의 일부 구간에서만 비산화성 기체분위기를 조성하는 방법만으로도 종래예보다 흐름무늬 및 구름무늬 결함을 억제하는 효과가 높아졌다.
실시예 2
본 실시예는 본 발명의 구성에 있어서 상기 분위기박스 내부로 0.1wt%이상의 수증기 농도에 해당하는 수증기 혹은 미스트상 액체를 주입할 경우, 종래 기술인 도 1 및 상시 실시예 1의 발명예(4)와 그 효과를 비교하기 위한 것으로서 본 실시예에 있어서 용융아연 도금강판의 제조방법과 평가방법은 다음과 같다.
즉, 도금액 조성이 0.2%Al과 나머지는 불가피한 불순물과 Zn으로 이루어진 도금욕을 사용하고, 그 도금욕의 온도를 460℃로 하여 두께 0.8mm인 강판을 분위기박스(7) 안의 기체조성을 제어할 수 있는 용융도금 모사시험기를 사용하여 용융도금 하였다. 이후, 도금욕에서 인양한 강판이 각각의 기체조성 및 도 1과 도 2의 형태로 구성된 분위기박스를 통과하도록 하여 제로스팡글 용융아연 도금강판을얻었다.
또한, 본 실시예에 있어서 용융아연 도금강판의 표면외관 및 아연증기 억제 특성을 평가하는 방법은 다음과 같다.
우선, 상기의 제조방법으로 제조된 제로스팡글 용융아연 도금강판의 표면외관은 흐름무늬, 구름무늬 및 반응생성물이 발생한 정도를 육안관찰을 통해 다음과 같이 5등급으로 평가하였다.
5: 매우 우수(흐름무늬, 구름무늬 및 반응생성물 발생 전혀 없음)
4: 우수(매우 미세한 흐름무늬, 구름무늬 혹은 반응생성물 일부 혼재)
3: 보통(미세 흐름무늬, 구름무늬 혹은 반응생성물 발생)
2: 불량(육안식별 용이한 흐름무늬, 구름무늬 혹은 반응생성물 일부 혼재)
1: 매우 불량(육안식별 용이한 흐름무늬, 구름무늬 혹은 반응생성물 발생)
또한, 상기 아연증기 억제 특성은 분위기박스 내부를 비산화성 혹은 환원성 분위기로 유지함에 따라, 산소 함량이 감소되어 아연증기가 발생하게 되는데, 아연증기는 분위기박스 내부를 피복하여 작업성을 저해하기 때문에 이를 억제시키는 문제가 중요하다. 따라서, 본 실시예에서는 하기 표2의 각 기체 분위기 조성에서 3회씩 용융아연 도금을 실시하는 아연증기의 발생정도를 육안으로 관찰하여 다음과 같이 아연증기 억제 특성을 3등급으로 평가하였다.
3: 우수(아연증기 발생 없음)
2: 보통(미세한 아연증기 약간 발생)
1: 불량(미세한 아연증기 발생)
(발명예 및 비교예)
상기 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 도 2와 같이 구성된 분위기박스 안의 기체 및 수분조성을 하기 표2와 같이 제어한 후, 도금욕에서 인양된 강판의 도금층이 응고하는 시점에 강판이 분위기박스를 통과하도록 하여 제조한 제로스팡글 용융아연 도금강판에 대해, 표면외관 및 아연증기 억제 특성을 상기 평가조건에 따라 평가하여, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.
(종래예)
상기 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 도 1과 같이 구성된 분위기 박스 내부의 조건을 하기 표2와 같이 질소 및 수분이 존재하는 조건으로 하여 제조한 제로스팡글 용융아연 도금강판에 대해, 상기 평가방법에 다라 표면외관 및 아연증기 억제 특성을 평가하여, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.
| 기체조성(%) | 수분조성(%) | 표면외관 | 아연증기억제 | |||
| 질소 | 수소 | 수분 | 첨가제 | |||
| 종래예a | ≥98 | - | 2 | - | 1 | 2 |
| 발명예4 | 80 | 20 | - | - | 5 | 1 |
| 비교예a | 80 | 20 | 0.05 | - | 5 | 1 |
| 발명예a-1 | 80 | 20 | 0.1 | - | 5 | 2 |
| 발명예a-2 | 80 | 20 | 2 | - | 5 | 3 |
| 발명예a-3 | 80 | 20 | 10 | - | 5 | 3 |
| 발명예a-4 | 80 | 20 | 50 | - | 4 | 3 |
| 발명예a-5 | 80 | 20 | 90 | - | 4 | 3 |
| 발명예b-1 | 80 | 20 | 50 | 0.5 | 4 | 3 |
| 발명예b-2 | 80 | 20 | 50 | 5 | 2 | 3 |
| 발명예b-3 | 80 | 20 | 50 | 10 | 1 | 3 |
| 비교예b | 80 | 20 | 50 | 20 | 1 | 3 |
상기 표2의 수분은 수증기 농도로 환산하여 나타낸 값이며, 일부는 미스트상 수용액을 분사하여 수분 농도를 조정하였다. 또한, 상기 첨가제는 제로스팡글 제조시 일반적으로 사용하는 인산수소 암모늄과 비이온계 계면활성제 등을 첨가하여 사용하였다.
상기 표2에서 알 수 있는 바와 같이, 수분농도 0.1wt% 미만에서는 발명예(4)와 동일한 효과를 보여 수분을 첨가한 효과가 특별히 나타나지 않은 반면, 수분농도 0.1wt% 이상에서는 표면외관 향상 및 아연증기 억제 효과가 증가하였다. 한편, 수분에 함유된 첨가제의 농도가 10wt%를 초과할 경우는 표면외관이 저하할 뿐 아니라 아연증기를 억제하는 효과가 포화하여 상한 이상의 첨가는 의미가 없다. 따라서 본 발명의 조건을 만족하는 발명예(a),(b)는 종래 기술에 비하여 동등 이상의 표면외관 향상과 아연증기 억제 효과를 보이고 있었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 용융아연 도금강판의 제조시 도금욕에서 인양된 강판이 에어와이퍼(6)와 드플렉터롤(8) 사이에 위치한 적정 농도의 비산화성 및 환원성 기체가 존재하는 분위기박스를 통과하게 함으로써, 용융금속이 응고하는 동안 불균일한 산화피막의 생성을 억제하기 때문에 표면외관이 미려한 용융도금 강판을 제조할 수 있는 효과가 제공된다.
Claims (7)
- 비산화성 또는 환원성 분위기를 적정 농도로 조성할 수 있는 분위기박스를 에어와이퍼와 드플렉터롤 사이에 설치하고, 도금욕으로 인양된 강판을 그 도금된 용융금속이 응고하는 시점에서, 건조 또는 습윤상태의 기체로서 비산화성 또는 환원성 분위기로 조정된 상기 분위기 박스에 통과시키는 도금층을 합금화처리하지 않는 용용도금강판을 제조하는 방법에 있어서,상기 비산화성 또는 환원성 분위기로 조정된 분위기 박스에, 부가적으로 수증기 혹은 미스트상 액체를 주입하며, 이같은 주입은 순수한 물 또는 10%이하의 첨가제를 포함하는 물을 이용하여 상기 분위기박스 내부로, 0.1wt% 이상의 수증기 농도에 해당하도록 하여 주입하는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법
- 제 1 항에 있어서,상기 비산화성 또는 환원성 분위기를 조정하기 위한 기체는,a)80%이상의 질소와 나머지는 질소를 제외한 공기성분;b)0.1 ~ 30%의 수소와 나머지는 공기;c)60%이상의 질소와 0.1 ~ 30%의 수소와 나머지는 질소를 제외한 공기성분;d)60%이상의 질소와 0.1 ~ 30%의 수소와 2%이상의 수소화합물과 나머지는 질소를 제외한 공기성분;으로 조성된 기체들 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법
- 제 1 항에 있어서,상기 분위기 기체로 상기에서 설정한 원소들 외에 다른 원소들이 일부 포함되어도 무방하나, 이들의 총량이 10%이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 분위기 박스에 공급되는 기체 혹은 수증기 혹은 미스트상 액체 가운데 하나 이상을, 상기 에어와이퍼 또는 상기 냉각기 또는 직접 상기 박스에 공급하거나 또는 특정 설비를 추가 설치하여 공급하거나 또는 이들을 병합하여 행하는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법
- 제 1 항에 있어서,상기 분위기박스 또는 냉각기를 구성함에 있어서, 도금욕에서 인양된 강판에 부착한 용융금속이 응고하는 시점에서 적용될 수 있는 한, 설치 위치는 에어와이퍼와 드플랙터롤 사이의 아무 곳이나 상관없고 1개 단독 혹은 2개 이상으로 분리하여 설치할 수도 있으며, 분위기박스의 조성제어 혹은 도금층의 냉각기능 혹은 용융금속의 스팡글 제어 혹은 강판의 온도제어를 위한 기능 가운데 한가지 이상의 용도로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법
- 제 1 항에 있어서,상기 분위기박스는 그 하단이 대기와 통기되지 않거나 통기되어도 좋으며, 상단 및 하단을 씰롤(seal roll) 혹은 슬롯 등으로 최대한 밀폐하는 것을 특징으로 하는 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR10-1999-0062483A KR100448622B1 (ko) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법 |
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| KR10-1999-0062483A KR100448622B1 (ko) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법 |
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ID=19630023
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| KR10-1999-0062483A KR100448622B1 (ko) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 표면외관이 미려한 용융도금강판 제조방법 |
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1999
- 1999-12-27 KR KR10-1999-0062483A patent/KR100448622B1/ko active IP Right Grant
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