KR101067897B1 - 표면외관이 미려한 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents
표면외관이 미려한 용융아연도금강판의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 표면외관이 미려한 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 용융아연도금 강판의 제조방법은 도금층 응고시 강판표면에 용융아연의 응고 핵생성 장소를 강판 표면 1 m2당 108 개 이상 되는 조건으로 만들어 주고 도금층의 응고가 시작된 후에 0.1초 이상 2초 이내에 이루어지도록 용융아연도금강판의 도금조건을 제공한다. 이와 같이 본 발명에 의한 용융아연도금강판의 도금조건을 조절해 주면, 조질압연을 하기 전에 도금층의 평균 표면조도(Ra)는 0.5~1.5 ㎛이 되고 최대 표면조도(Rmax)가 1~10 ㎛ 의 조도특성을 갖는 용융아연도금강판을 제공하게 된다.
용융아연도금강판, 용융아연, 도금층, 핵 생성, 표면조도, 조질압연
Description
본 발명은 용융아연도금강판에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 표면외관이 미려한 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
용융아연도금강판은 압연된 강판을 아연이 용융되어 있는 아연욕에 통과시켜 강판 표면에 용융아연을 부착시키고, 아연욕 상단에 위치한 에어나이프로 강판에 부착된 용융아연의 부착량을 조절하고 난 후에 강판에 부착된 아연을 응고하는 과정을 거쳐 제조된다.
아연이 피복 응고된 강판은 조질압연을 하게 되는데 이러한 조질압연에 의하여 강판의 형상은 교정되고 강판에 표면조도를 부여하며 용융아연강판의 기계적 성질을 향상시키게 된다.
조질 압연을 하지 않은 용융아연도금강판은 평균 표면조도(Ra)가 통상적으로 0.2~0.4 ㎛로 매우 낮아 표면광택은 매우 높지만, 평균 표면조도(Ra)를 0.5~1.5 ㎛가 되도록 부여하는 조질압연을 실시하면 광택은 감소하고 백색도는 향상된다.
통상적으로 조질압연을 실시하게 되면 표면조도 부여 효과에 기인하여 드로 스등의 미세한 점상의 결함은 육안으로 확인하기가 곤란하게 되지만, 강판 전체에 균일하게 조질 압연이 되지 않을 경우에 흐름무늬등의 얼룩무늬가 나타나게 되는 문제가 있다.
조질압연 후에 외관이 불균일해지는 이유는 강판의 형상이 평탄하지 않아서 발생하는 수도 있지만, 흐름무늬나 체크마크 등과 같은 외관이 불균일한 결함은 강판의 형상에 기인한 결함이라기 보다는 용융아연강판의 제조 공정중에 도금층 두께 자체에 미세한 차이가 발생하였고 이러한 상태가 조질압연을 함으로써 육안으로 식별되게 되는 것이다.
즉, 조질압연을 실시하지 않으면 미세한 도금층의 두께 차이는 육안으로 관찰하기 힘들지만, 조질압연을 하게되면 표면조도에 불균일이 발생하게 되어 육안으로 관찰 가능하게 된다. 이러한 현상은 도금 강판에 국부적으로 도금층의 두께가 불균하게 되면 조질 압연에 의한 표면조도 부여 정도가 도금층 두께에 따라 다르게 되고, 이에 따라 빛의 반사 특성에 차이가 발생하게 되어 외관상 결함으로 나타나는 것이다.
이러한 현상을 보다 상세히 설명하면 조질압연을 많이 받게된 부분은 표면이 거칠게 되어 광택은 낮게 되고 백색도는 증가하는 반면, 조질 압연을 적게 받는 부분은 조질압연을 많이 받은 부분 보다 덜 거칠게 되어 광택은 높게, 백색도는 낮게 됨에 따라, 전체적으로 불균일한 느낌을 주게되어 외관 품위가 떨어지는 문제가 발생한다.
이러한 결함을 방지하기 위하여 가능한 한 도금층의 부착량이 균일해 지도록 도금부착량 조절단계인 에어 나이프에 의한 에어 와이핑 단계에서 매우 세심한 주의가 필요하며 이러한 도금 부착량을 조절하기 위한 여러 연구 결과들이 알려져 있다.
그러나 아무리 에어 와이핑을 세심하게 관리한다고 해도 도금작업을 계속함에 따라 용융아연강판 제조라인의 도금욕내에 위치한 싱크롤의 축이 마모됨에 따라 강판의 진동이 발생하게 되고, 이렇게 되면 어쩔 수 없이 도금부착량 편차가 발생하게 되며, 이를 방지하려면 설비를 자주 정지하고 롤을 교환해 주어야 하므로 생산성이 떨어지는 문제가 있다
따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 용융아연도금강판의 제조 공정 중에 강판의 표면에 응고되는 용융아연의 응고조건을 조절하여 응고되는 용융아연의 결정립을 미세하게 제어해 줌으로써 제조된 용융아연도금강판의 표면조도를 미려하게 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 용융아연의 도금층이 응고한 후의 강판 표면의 조도를 용용아연 응고시에 제어하여 조질압연을 실시하기 이전에 미리 강판의 표면에 조도를 부여함으로써 조질압연 이후에 불균일한 조도 부여에 의하여 발생하는 표면외관 불균일을 방지한 용융아연도금 강판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 용융아연도금 강판의 제조방법 은 도금층 응고시 강판표면에 용융아연의 응고 핵생성 장소를 강판 표면 1 m2당 108
개 이상되는 조건으로 만들어 주고 도금층의 응고가 시작된 후에 0.1초 이상 2초 이내에 이루어지도록 용융아연도금강판의 도금조건을 제공한다.
이와 같이 본 발명에 의한 용융아연도금강판의 도금조건을 조절해 주면, 조질압연을 하기 전에 도금층의 평균 표면조도(Ra)는 0.5~1.5 ㎛이 되고 최대 표면조도(Rmax)가 1~10 ㎛ 의 조도특성을 갖는 용융아연도금강판을 제공하게 된다.
용융아연도금강판을 조질압연하기 전에 미리 본 발명에서와 같은 용융아연도금강판의 도금조건을 제공하게 되면 조질 압연 전에 미리 강판 표면에 조도를 부여하므로써 조질압연 이후에도 불균일한 조도 부여에 의해 발생하는 표면외관 불균일을 방지할 수 있게 된다.
표면조도가 평균(Ra)이 0.5 ㎛ 이고 최대(Rmax)가 1 ㎛ 미만인 조건에서는 조질압연 전후의 조도가 차이가 있기 때문에 미세한 도금 부착량의 차이가 있을 경우에 조도차이가 발생하여 빛의 난산사와 정반사 정도가 강판 표면 부위별로 다르게 되어 얼룩무늬가 발생할 가능성이 높게된다.
그러나 용융아연도금 조건을 제어하여 도금 후의 강판의 표면조도가 본 발명에서와 같은 범위를 갖게 되면 조질압연 전후의 조도차이가 거의 유사하게 되어 도금층의 두께가 불균일하더라도 빛의 반사 특성이 비슷하게 되어 육안으로 도금층 두께 차이를 식별하기 어렵되어 균일한 외관 품질을 갖게 된다.
이하에 설명될 본 발명의 실시예에 따르면 용융아연 도금에 있어서 평균 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛일 경우 빛의 정반사와 난반사의 정도가 다르게 되는 경계점인 것으로 나타났다. 즉, 평균조도(Ra)가 0.4 ㎛에서 0.5㎛로 증가하게 되면 광택은 급격히 감소하고 백색도는 급증하는 현상이 관찰되었다. 따라서 조질압연 전의 평균 표면조도 값(Ra)이 0.5 ㎛ 가 되면 조질 압연후에 0.7 ㎛가 되어도 육안으로는 외관의 차이를 크게 느끼지 못하지만, 평균 표면조도 값(Ra)이 0.4 ㎛에서 0.6 ㎛로 증가하면 외관이 크게 변화된다는 것이 확인되었다.
이와 같은 본 발명의 실시예의 결과는 조질 압연전의 평균 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 미만에서는 도금부착량의 차이가 있게 되면 조질압연에 의해 국부적으로 도금층의 표면조도가 불균일하게 되어 외관이 불균일이 나타나게 되지만, 강판의 평균 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이상이 되면 도금층의 두께 차이에 의한 조질압연후의 표면조도가 불균일하게 된다고 해도 육안으로는 식별하기 힘들게 되어 균일한 외관품질을 갖는 것으로 인식하게 된다.
종래에 알려져 있는 일반적인 용융아연도금 작업 방법으로는 평균조도 1.5 ㎛ 이상, 최대 표면조도(Rmax)가 10 ㎛ 이상이 되는 경우는 거의 발생하지 않지만 강판의 드로스가 다량 부착되거나, 응고핵 부착조건이 부적절하게 되면 발생할 가능성이 있으며, 이 경우 표면이 거칠은 느낌이 든다.
본 발명에서 제공하는 방법에 의해 응고된 도금층이 본 발명에서 제한하는 범위를 갖게 되는 작용은 다음과 같다.
용융 상태의 아연 도금층이 냉각될 때 응고핵이 생성되고, 그 핵이 성장하는 과정을 통해 도금층이 응고된다. 따라서 응고시 본 발명에서 제한하는 범위의 조도 가 되게 하려면 먼저 응고핵의 갯수가 108 개 이상인 것을 전제로 한다. 그 이하가 되면 본 발명에서 제공하는 표면조도를 얻을 수가 없다.
또한 본 발명에서 제한한 표면조도를 얻으려면 108 개 이상의 응고핵이 존재하는 조건에서 응고가 0.1초 이상 2초 이내에 종료되어야 한다. 본 발명에서 제한한 시간 보다 빠르게되면 평균 표면조도(Ra) 값이 0.5 미만으로 되어 효과가 없게된다. 또한 응고에 2초 이상이 소요되면 평균 표면조도(Ra) 값이 0.5 미만으로 된다.
상기 시간 내에 응고가 이루어 질 때 본 발명에서 제한하는 범위의 조도가 되는 것은 다음과 같은 현상에 기인한다고 추정된다. 도금층이 응고할때 우선적으로 성장하는 우선결정면이 있다. 이 면이 성장하면서 주위의 용융아연을 소모하면서 도금층의 두께 방향으로 응고가 진행됨에 따라 먼저 응고가 시작된 지점은 凸 모양이 되며, 가장 응고가 늦게 된 부분인 결정립계는 凹의 형상을 띄게 되어 자연스럽게 조도가 형성될 수 가 있다. 도금층의 응고가 0.1초 보다 짧은 시간에 형성되면 도금층이 두께 방향의 성장속도보다 강판표면에 평행한 방향으로 성장이 빠르게 일어나서 도금층이 凹凸 모양을 띄지 못하며, 너무 느리게 응고가 진행되면 凹凸 모양은 띄게 되지만 조직이 커지게 되어 경사가 완만하게 되어 제한한 범위의 표면조도를 얻을 수가 없다.
도금층의 응고핵을 부여하는 방법은 인산염이 포함된 수용액 분사방법, 아연 분말 분사방법 등 외부로부터 응고핵 역할을 하는 응고 핵 씨앗을 분사하는 방법이 가능하며, 두 가지 방법 중에는 수용액 분사방법이 더욱 바람직하다.
이하 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
[실시예]
본 발명의 실시예는 Al이 0.18 wt %가 첨가되고 잔부는 Zn이며 기타 불가피한 불순물이 포함된 조성을 갖는 도금욕에 두께가 0.8 mm인 강판을 침적하여 침적된 강판에 용융아연을 도금시킨 다음 에어 와이핑하여 강판에 부착된 도금 부착량을 편면당 150 g/m2 으로 제어하였다.
이렇게 도금 부착량이 조절된 다음 용융아연이 응고하기 직전에 연속해서 강판의 표면에 인산염 수용액 미스트를 2 유체 분사노즐로 분사하여 피복된 용융아연에 응고핵을 부여한 직후 용융아연이 응고하여 도금층을 형성시켰다. 이때 도금층의 부착량 편차는 20% 이였다.
이와 같이 도금층이 응고된 용융아연도금 강판에 대하여 조질 압연을 강판두께가 0.8% 감소되도록 조질 압연을 실시하였다.
용융아연도금 강판의 응고조건을 표1에서와 같이 다르게 한 다음 조질압연이 끝난 용융아연도금 강판을 육안으로 관찰하여 그 표면 상태를 확인하였고 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
| 실시예 | 응고핵 밀도 (개/m2) |
응고시간 (sec) |
표면조도(㎛) | 조질압연후의 표면외관 (육안관찰) |
|
| 평균조도 | 최대조도 | ||||
| 비교예 1 | - | 0.05 | 0.3 | 5 | 표면얼룩 발생 |
| 비교예 2 | 2×108 | 2.5 | 0.4 | 11 | 표면얼룩 발생 |
| 비교예 3 | 2×107 | 1.5 | 0.3 | 7 | 표면얼룩 발생 |
| 발명예 1 | 2×108 | 1.5 | 0.6 | 6 | 외관 균일 |
| 발명예 2 | 2×108 | 2 | 0.5 | 6 | 외관 균일 |
| 발명예 3 | 3×108 | 0.1 | 0.65 | 7 | 외관 균일 |
표 1에 나타난 본 실시예의 결과로부터 본 발명의 용융아연 응고조건 범위내에서 용융아연을 도금시키면 조질압연을 실시한 이후에도 표면외관이 균일해지는 효과가 있음을 알 수가 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명은 용융아연도금강판을 조질압연하기 전에 미리 본 발명에서와 같은 용융아연도금강판의 도금조건을 제공하게 되면 조질 압연 전에 미리 강판 표면에 조도를 부여하므로써 조질압연 이후에도 불균일한 조도 부여에 의해 발생하는 표면외관 불균일을 방지할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명에 의한 용융아연도금강판의 제조방법은 용이하게 아연도금강판의 표면품질을 향상시킬 수 있어 작업을 용이하게 할 수 있을 뿐만이 아니 라, 생산성을 향상시킬 수 있는 경제적인 효과가 있다.
Claims (4)
- 압연된 강판을 아연욕에 통과시켜 상기 강판 표면에 용융아연을 도금시키는 단계; 와상기 강판의 용융아연 부착량을 상기 아연욕 상단에 위치한 에어나이프로 조절하는 단계;와상기 용융아연의 부착량이 조정된 용융아연도금강판에 응고 핵 생성 물질을 분사시켜 응고 핵 생성 장소를 상기 용융아연도금강판의 1 m2당 108 이상으로 형성시켜 주는 단계;와상기 응고 핵 생성 물질이 응고가 시작된 후에 0.1초 내지 2초 이내에 용융아연의 응고가 이루어지는 조건으로 분사된 용융아연도금강판의 용융아연을 응고시키는 단계; 그리고응고된 상기 용융아연도금강판을 조질압연하는 단계;를 포함하는 용융아연도금강판의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1 에 있어서, 상기 용융아연도금강판에 응고 핵 생성 물질을 분사시키는 방법은 인산염이 포함된 수용액 분사방법 또는 아연 분말 분사방법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용융아연도금강판의 제조방법.
- 압연된 강판을 아연욕에 통과시켜 상기 강판 표면에 용융아연을 도금시키고, 상기 강판의 용융아연 부착량을 상기 아연욕 상단에 위치한 에어나이프로 조절한 다음, 상기 용융아연의 부착량이 조정된 용융아연도금강판에 응고 핵 생성 물질을 분사시켜 상기 용융아연을 응고시킨 용융아연도금강판에 있어서, 조질압연을 하기 이전 상태에서 상기 강판표면에 응고된 아연 도금층의 평균 표면조도(Ra)가 0.5~1.5 ㎛이고 최대 표면조도(Rmax)가 1~10 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 용융아연도금강판.
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| KR1020030099422A KR101067897B1 (ko) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 표면외관이 미려한 용융아연도금강판의 제조방법 |
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| KR1020030099422A KR101067897B1 (ko) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 표면외관이 미려한 용융아연도금강판의 제조방법 |
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| KR20010018653A (ko) * | 1999-08-20 | 2001-03-15 | 이구택 | 도금품질특성이 우수한 용융아연도금강판 제조방법 |
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2003
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010018653A (ko) * | 1999-08-20 | 2001-03-15 | 이구택 | 도금품질특성이 우수한 용융아연도금강판 제조방법 |
| KR20010060423A (ko) * | 1999-12-22 | 2001-07-07 | 이구택 | 표면외관이 우수한 용융아연 도금강판 제조 방법 |
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