KR101079486B1 - 용융아연도금강판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용액분사장치에 인산염의 석출이 방지되고 따라서 인산염 석출물이 흡착되지 않은 용융아연도금강판이 얻어지도록 용액분사처리시 용액과 순수(deminerized water, demi-water)를 함께 분사하는 용융아연도금강판 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 견지에 의하면, 용융아연부착단계, 용융아연 부착량 조절단계, 용액 분사단계 및 냉각단계를 포함하는 용융아연도금 제조방법에 있어서, 상기 용액 분사단계는 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐 중 최외곽에 위치한 하나 또는 그 이상의 노즐을 통하여 순수를 분사하고 나머지 노즐을 통하여 인산염 용액을 분사하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법이 제공된다. 본 발명에 의한 방법으로 강판에 용액처리를 하므로써 용액처리장치에서의 인산염 석출이 방지되고 이에 따라 인산염 석출물의 강판 스트립으로의 흡착이 방지된다. 따라서, 용융아연도금 강판표면에 드롭 마크, 피팅 마크등의 결함 발생이 방지되어, 표면외관이 우수한 고품의 용융아연도금강판이 얻어진다.
용융아연도금, 용액 분사장치, 인산염 석출방지, 인산염 석출물 제거, 드롭마크, 피팅마크, 순수(deminerized water, demi-water), 표면외관
Description
본 발명은 강판에 대한 표면외관이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 용액분사장치에 인산염의 석출이 방지되고 따라서 인산염 석출물이 흡착되지 않은 용융아연도금강판이 얻어지도록 용액분사처리시 용액과 순수(deminerized water, demi-water)를 함께 분사하는 용융아연도금강판 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 아연도금강판은 강판을 용융아연 도금액에 통과시키고 강판에 도포된 용융아연이 응고되어 아연도금강판으로 제조된다. 강판에 부착된 용융아연의 응고시, 수지상 모양의 스팡글(spangle)이라고 불리는 조대 결정립이 용융아연도금층 표면에 형성된다. 이러한 조대한 스팡글은 아연의 응고반응 특성으로 인하여 형성된다. 즉, 아연이 응고될 때, 응고초기에 응고핵을 기점으로 나무가지 형태의 수지상정(dendrite)이 매우 빠르게 성장하여 도금조직의 골격을 형성한 다음에 그 수지상정 사이에 남아있던 미응고된 용융아연 풀(pool)이 응고되어 응고반응이 종료되며, 이로 인하여 스팡글이 형성된다. 즉, 스팡글의 크기는 아연응고 초기 단계에서 결정된 도금조직의 골격 크기에 좌우된다고 할 수 있다.
이러한 스팡글로 인하여 도금층 표면에 대한 도료의 밀착성 및 강판의 내식성이 불량하고, 도장 후에도 스팡글에 의한 표면요철이 제거되지 않고, 도료를 투과해 스팡글이 보여지므로 강판 표면외관이 불량해진다. 따라서, 용융아연도금강판에 형성되는 스팡글 크기를 최소화하기 위해 강판에 용융아연이 부착된 후 응고되기전에 용액(물 또는 무기염의 용액)을 분사한다. 한편, 용액은 노즐 전면에 구비된 전극을 통해 강판쪽으로 분사된다. 전극을 통해 용액을 분사하므로써, 용액 액적이 정전기를 띄게 되어 강판에 전기적 인력에 의해 부착되므로 부착효율이 향상되고 도금조직을 작게 할 수가 있다.
상기 무기염의 용액으로는 일반적으로 인산염 용액이 사용된다. 이하, 용융아연도금강판의 스팡글 크기를 최소화하기 위한 강판으로의 용액분사에 사용되는 장치를 '용액분사장치'라 한다.
한편, 용액분사장치중 용액 분사 노즐 폭은 용액이 분사되는 강판의 폭에 따라 조절된다. 즉, 강판 스트립(strip)의 종류에 따라 강판 에지부에 해당하는 노즐 외곽의 노즐인 사이드 노즐(side nozzle)에서는 용액이 분사되지 않는다. 이러한 경우에, 용액이 분사되지 않는 노즐 전면 해당부의 전극은 건조하게 되고 이에 따라 상기 전극에 부착된 인산염 용액은 건조되면서 분말형태로 전극에 석출 및 고착되는 데, 인산염 석출물은 스트립 에지쪽 전극(인산염 용액이 분사되지 않는 노즐에 가까운 전극)에서 형성되기 시작하여 스트립의 중앙부의 전극(중앙부의 노즐 전면에 해당하는 전극)를 향해 성장하면서 석출물 덩이가 커진다. 또한, 노즐에서 인산염 석출물이 쌓이게 된다. 이와 같이, 용액 분사장치는 장시간 사용시, 전극에 인산염이 석출 및 고착되어 인산염 석출물이 형성된다. 인산염 석출물이 형성된 용액 분사장치를 사용하여 용액 및 에어 분사시, 전극에 붙어있던 석출물이 분말상태로 강판 스트립에 흡착되어 용융아연도금강판 표면에 드롭 마크(drop mark), 피팅 마크(pitting mark)등의 결함을 유발한다.
따라서, 상기한 바와 같은 강판에 대한 인산염 석출물의 흡착이 방지되는 용융아연도금강판의 제조방법이 요구된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 일 구현은 용액분사장치의 노즐 및 전극등에 인산염의 석출이 방지되고 강판에 대한 인산염 석출물의 흡착이 방지되는 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면,
용융아연부착단계, 용융아연 부착량 조절단계, 용액 분사단계 및 냉각단계를 포함하는 용융아연도금강판 제조방법에 있어서,
상기 용액 분사단계는 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐 중 최외곽에 위치한 하나 또는 그 이상의 노즐은 순수를 분사하고 나머지 노즐은 인산염 용액을 분사하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면,
강판의 에지부에 대응하는 노즐 외곽에 위치하는 하나 또는 그 이상의 순수 분사 노즐; 및 강판부분에 대응하는 하나 또는 그 이상의 용액 또는 순수 분사 노즐을 포함하며, 노즐은 강판 진행방향에 대하여 수직으로 배열된 용융아연도금이 부착된 강판에 대한 용액분사장치가 제공된다.
본 발명의 일 구현에 의한 용융아연도금강판 제조방법에 의하여 용액분사장치의 노즐 및 전극에 인산염의 석출이 방지되며 이에 따라 용액 분사장치의 전극에 형성된 인산염 석출물의 강판 스트립으로의 흡착이 방지된다. 따라서, 용융아연도금 강판표면에 드롭 마크(drop mark), 피팅 마크(pitting mark)등의 결함 발생이 방지되어, 표면외관이 우수한 고품위의 용융아연도금강판이 얻어진다.
일반적으로 용융아연도금강판은 강판에 대한 용융아연부착단계, 용융아연 부착량 조절단계, 용액 분사단계 및 냉각단계를 포함하는 용융아연도금 제조공정을 거쳐 제조된다.
도 1에 일반적인 용융아연도금 제조방법에 사용될 수 있는 용융아연도금강판 제조장치를 나타내었다. 도 1을 참고하여 일반적인 용융아연도금강판의 제조방법에 대하여 개략적으로 설명하면, 용융아연부착단계에서는 강판(2)이 용융아연도금조(1)에 침지되고 강판(2)은 용융아연도금조(1)내의 싱크롤(3)과 안정화롤(4)을 통과하여 용액 분사장치(6)에 제공된다. 싱크롤(3)은 도금조(1)내에 유입된 강판의 방향을 바꾸는 작용을 하며, 안정화롤(4)는 강판(2)이 용액 분사장치(6)으로 도입될 때 흔들리지 않도록 고정하는 역할을 한다.
강판(2)에 부착된 용융아연의 양은 에어나이프(5)에서 조절된다. 그 후, 강판(2)은 용액 분사장치(6)로 도입된다. 용액 분사장치(6)는 그 내부에 용액 분사노즐(7) 및 용액 분사노즐(7) 전면에 위치한 대전전극(8)을 포함한다. 용액 분사노즐(7)은 강판(2)과 적당한 거리에서 용액 분사노즐(7)이 강판(2)을 향하도록 위치한다. 분사노즐(7)은 하나 또는 그 이상일 수 있다. 대전전극(8)은 강판(2)과 분사노즐(7) 사이에 위치한다.
이와 같은 구조의 용액분사장치(6)에서 용액 분사노즐(7)에서 분사된 용액은 대전전극(8)을 관통할 때, 정전대전되고 강판(2)에 부착된다. 상기 용액 분사노즐(7)에서 분사되는 용액으로는 일반적으로 인산염 용액이 사용된다. 상기 인산염의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 사용될 수 있는 것으로 알려져 있는 일반적인 인산염이 사용될 수 있으며, 그 예로는 인산일암모늄((NH4)(H2PO4)), 인산이암모늄((NH4)2(HPO4)), 인산칼슘암모늄, 인산나트륨암모늄등을 들 수 있다. 이와 같이, 용융아연도금 강판 표면에 형성되는 스팡글의 크기를 최소화하기 위해 용융아연도금이 부착된 강판에 인산염 용액을 분사한 후, 냉각하므로써 용융아연도금강판이 얻어진다. 상기 용액 분사시, 용액을 미스트(mist)화하여 분사하기 위해 에어가 함께 분사된다.
한편, 상기한 바와 같이 용액분사장치에서 용액 분사시, 용액을 분사하는 노즐의 폭은 용액분사처리되는 강판의 폭에 따라 달라진다. 즉, 강판 스트립(strip)의 종류에 따라 강판 에지부에 대응하는 노즐 외곽의 노즐인 사이드 노즐(side nozzle)에서는 용액이 분사되지 않는다. 이러한 경우에, 용액이 분사되지 않는 노즐 전면 해당부의 대전전극(8)은 건조되고 이에 따라 대전전극(8)에 부착된 인산염 용액이 건조되어 분말형태로 대전전극(8)에 석출 및 고착된다. 이때, 인산염 석출물은 강판 스트립 에지쪽에 해당하는 전극에서 석출되기 시작하여 스트립의 중앙부 전극으로 성장하면서 석출물 덩이가 커진다. 도 2에 인산염 석출물이 형성된 전극을 나타내었다. 도 2의 사진에서 가로로 위치한 가느다란 흰선이 전극에 인산염 석출물이 형성된 상태를 나타낸다. 따라서, 강판 스트립 에지쪽의 전극을 젖은 상태로 유지하므로써 용액분사장치, 구체적으로는 용액분사장치의 대전전극 및 노즐에서의 인산염 석출이 방지되며, 인산염 석출물의 흡착이 방지되는 용융아연도금강판이 제조된다.
본 발명에 의한 방법에서는 상기 종래의 용융아연도금강판 제조방법중 용액 분사단계에서 인산염 용액과 함께 순수를 분사하므로써 용액분사장치에서의 인산염 석출이 방지되고 이에 따라 용액분사처리에 의한 강판에 대한 인산염 석출물의 흡착이 방지된다.
본 발명의 일 구현에 있어서, 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐 중 최외곽에 위치한 하나 또는 그 이상의 노즐은 순수를 분사하고 나머지 노 즐은 인산염 용액을 분사하는 용액처리단계를 적용하는 용융아연도금강판 제조방법이 제공된다. 이와 같이, 최외곽 노즐에서 순수를 분사하고 나머지 노즐에서는 인산염 용액을 분사하는 분사처리를 '강판처리 모드'라 한다. 이러한 강판처리 모드로 강판에 용액을 분사하므로써, 용액분사장치, 구체적으로는 용액분사장치의 노즐 및 전극에 대한 인산염 석출이 방지되며, 따라서 인산염 석출물이 흡착되지 않은 용융아연도금강판이 얻어진다. 상기 최외각에 위치하는 노즐은 강판 에지부에 대응하는 노즐의 외곽에 위치하는 노즐을 포함하는 것으로 이해되며, 편의상 '사이드 노즐'이라 한다.
보다 구체적으로, 용액분사처리되는 강판의 폭에 따라 강판 에지부에 대응하는 노즐의 외곽에 위치하는 노즐(사이드 노즐)에서는 순수가 분사되고 강판부분에 대응하는 나머지 노즐에서는 인산염 용액이 분사된다. 따라서, 용액분사처리되는 강판 폭의 변화에 따라 순수 분사 노즐의 영역이 조절될 수 있다.
한편, 사이드 노즐에서의 순수분사 및 사이드 노즐 외의 노즐에서의 인산염 용액 분사를 동시에 행하기 위해 사용되는 용액분사장치가 본 발명의 다른 구현에 의하여 제공된다. 즉, 강판의 에지부에 대응하는 노즐 와곽에 위치하는 하나 또는 그 이상의 순수 분사 노즐; 및 강판부분에 대응하는 하나 또는 그 이상의 용액 또는 순수 분사 노즐을 포함하며, 노즐은 강판 진행방향에 대하여 수직으로 배열된 용융아연도금이 부착된 강판에 대한 용액분사장치가 본 발명의 일 구현에 의하여 제공 된다. 또한, 상기 용액분사장치는 순수 분사노즐 및 용액 분사노즐 전면에 전극을 추가로 포함할 수 있다. 상기 용액분사 장치는 일반적인 용융아연도금강판의 제조방법에 있어서, 강판에 대한 용융아연 부착후에, 용융아연의 응고로 인한 스팡글의 형성을 최소화하기 위해 용융아연이 부착된 강판에 용액, 구체적으로는 인산염 용액을 분사하는 장치일 수 있다. 인산염 용액에서 인산염은 이로써 한정하는 것은 아니지만, 상기한 바와 같은 이 기술분야에서 사용될 수 있는 것으로 일반적으로 알려져 있는 인산염이 사용될 수 있으며, 그 예로는 인산일암모늄((NH4)(H2PO4)), 인산이암모늄((NH4)2(HPO4)), 인산칼슘암모늄, 인산나트륨암모늄등을 들 수 있다. 본 발명의 일 구현에 의해 제공되는 용액분사장치의 개략적인 도면을 도 3에 도시하였다.
도 3의 용액 분사장치(30)는 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐(32d),(32p)을 포함한다. 바람직하게, 상기 노즐(32d),(32p)은 2류체 분사노즐일 수 있다. 상기 노즐(32d),(32p) 전면에는 대전전극(33)이 구비된다. 상기 대전전극(33)은 와이어 전극 혹은 메쉬전극일 수 있다. 나아가, 상기 대전전극(33)은 텅스텐 전극일 수 있다. 복수개의 노즐(32d),(32p)중 강판의 에지부에 대응하는 노즐 와곽에 위치한 하나 또는 그 이상의 순수 분사노즐(32d)인 사이드노즐에서는 순수가 분사되고, 나머지 노즐(32p)에서는 인산염 용액이 순수 분사된다. 상기 순수 및 인산염 용액 분사시 또한, 도 3에 도시한 바와 같이 에어가 공급되어 인산염 용액 및 순수와 함께 노즐(32d)(32p)에서 에어가 분사된다.
이와 같이, 최외곽에 위치한 하나 또는 그 이상의 순수 분사노즐(32d)을 통해 순수가 분사되므로써 최외곽의 인산염 용액 분사노즐 전면부에 대응하는 부분의 대전전극(33p')이 젖은 상태로 유지된다. 따라서, 종래 대전전극(33)중 강판 스트립의 에지쪽에 해당하는 대전전극(33p') 부분에서 인산염이 석출되기 시작하여 강판 스트립의 중앙부, 즉, 대전전극(33p") 부분을 향해 성장하는 인산염 석출물의 형성이 방지된다.
한편, 노즐중 순수분사 노즐 영역은 용액분사처리되는 강판의 폭에 따라 달라질 수 있다. 즉, 용액은 강판 부분에만 분사되면 되므로, 용액분사처리시 강판 부분에 대응하는 노즐(32p)에서는 인산염 용액이 분사되고 강판 부분에 대응하는 노즐 이외의 노즐(32d), 즉, 강판 에지부에 대응하는 노즐 외곽에 위치한 노즐 부분(사이드 노즐, 도 3에 DS로 도시함)에서는 순수를 분사한다. 따라서, 도 3에 DS 로 나타낸 순수 분사 노즐영역은 용액분사처리되는 강판의 폭에 따라 가변적이다.
또 다른 구현에 있어서, 도 3에 DS로 나타낸 사이드 노즐 부분에서 모두 순수가 분사되어야 하는 것은 아니며, 전극의 젖음성이 유지되도록 최외곽의 노즐에서 순수를 분사하므로써 또한 전극의 젖음성이 유지되며, 이에 따라 인산염의 석출이 방지된다.
용액분사장치(30)은 순수탱크 및 인산염 용액 공급탱크등과 연계된다. 순수와 인산염 용액이 모두 용액분사장치에 공급되고 필요에 따라 선택적으로 노즐에서 순수 또는 인산염 용액을 분사할 수 있도록 순수라인(31d) 및 인산염 용액 라인(31p)이 구비된다. 이 기술분야의 기술자는 유류의 양 및 방향을 조절하는 수단으로 일반적으로 알려져 있는 밸브 및/또는 노즐을 사용하여 순수 및 인산염 용액의 흐름을 제어할 수 있는 것으로 이해된다.
나아가, 강판처리시, 상기한 '강판처리 모드'와 함께 후술하는 세척모드를 적용하므로써 용액분사장치에 석출된 인산염 석출물을 주기적으로 세척제거하므로써 용액분사 조업을 중단할 필요없이 강판에 대하여 연속적으로 용액분사 처리할 수 있다.
즉, 용액 분사처리시, 강판 이음부에서는 강판에 용액분사 장치의 모든 노즐에서 순수를 분사(이하, 상기 용액분사 장치의 모든 노즐에서 순수를 분사하는 처리를 '세척모드'라 한다.)하고 나머지 강판 부분에서는 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐 중 최외곽에 위치한 하나 또는 그 이상의 노즐은 순수를 분사하고 나머지 노즐은 인산염 용액을 분사(강판처리모드)하는 용융아연도금강판 제조방법이 제공된다.
상기 세척모드에서는 순수를 약 1 분 내지 7분간 분사하여 염산염 석출물을 세척제거할 수 있다. 순수 분사시간이 1분 미만이면 인산염 석출물이 충분히 제거되지 못 하며, 7분을 초과하면 용액 분사 대신 순수의 분사시간이 길어져서 제품으로 생산되는 사용가능한 강판의 손실이 많아진다는 점에서 바람직하지 않다.
상기 강판의 부분에 따라 세척모드와 강판처리모드를 선택적으로 행하는 용액분사처리에 의한 아연도금강판 제조방법중 강판 이음부에 순수가 분사되는 세척모드를 도 4에 도시하였다.
강판 이음부가 없는 강판에는 상술한 강판처리모드로 사이드 노즐에서의 순수 분사와 사이드 노즐이외의 노즐에서의 인산염 용액 분사가 동시에 행하여지며, 강판 이음부에는 모든 노즐(42)에서 순수가 분사된다. 상기 인산염 용액 분사 및 순수 분사시에는 도 4에 도시한 바와 같이 노즐(42)에서 에어가 함께 분사된다. 상기 노즐(42)는 2류체 분사노즐일 수 있다. 상기 노즐(42)의 전면에는 대전전극(43)이 구비된다. 상기 대전전극(43)은 와이어 전극 혹은 메쉬전극일 수 있다. 나아가, 상기 대전전극(43)은 텅스텐 전극일 수 있다. 모든 노즐(42)에서 순수가 분사됨에 따라, 인산염 용액 분사시, 대전전극(43)에 형성된 인산염 석출물이 제거된다. 순수가 분사된 강판 이음부는 본래 사용이 불가능한 부분이므로 폐기한다.
이와 같이, 강판 이음부에서는 모든 노즐에서 순수를 분사하여 인산염 석출물을 제거하므로써, 종래와 같이 인산염 석출물의 제거를 위해 용액분사공정을 중단할 필요가 없으므로 강판에 대한 용액분사단계를 연속적으로 행할 수 있다. 나아가, 인 산염 석출물의 형성이 방지될 뿐만 아니라, 더불어, 용액분사 장치에 형성된 인산염 석출물은 주기적으로 세척되므로 용액분사장치의 노즐 및 전극에 인산염 석출물이 없는 깨끗한 상태가 유지되며, 이에 따라 인산염 석출물이 흡착되지 않은 용융아연도금강판이 얻어진다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 단지 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 아니다.
발명예 1
도 1에 도시한 바와 같은 용융아연도금장치 및 도 3에 도시한 바와 같은 용액 분사장치(30)를 사용하여 아연도금강판을 제조하였다. 도 3에 도시한 용액 분사장치(30)는 1단의 노즐헤드를 나타내며 이러한 노즐헤드가 5단으로 적층된 용액 분사장치를 사용하였다. 불가피하게 존재하는 Fe를 포함한 불순물, Al 0.18 wt% 및 잔부 아연으로 조성된 용융아연도금조(1)에 두께가 0.8 mm인 강판 코일(2)을 80m/min.의 이동속도로 침지하고 에어나이프(5)에서 에어와이핑하여 강판 편면당 용융아연 부착량이 70g/㎡이 되도록 강판의 양면에 용융아연을 부착하고 용융아연이 부착된 강판코일을 80m/min.의 이동속도로 용액 분사장치(6),(30)를 통과시키면서 5시간 동안 노즐(32p)에서는 인산염 용액을 그리고 노즐(32d)에서는 순수를 분사하여 강판에 인산염 용액을 처리하고 냉각하여 용융아연도금강판을 얻었다.
용액 분사장치(30)에서, 사이드 노즐에 해당하는 최외곽의 2류체 분사 노즐(32d)에서는 순수를 그리고 나머지 2류체 분사노즐(32p)에서는 3중량%의 인산일암모늄((NH4)H2PO4) 용액을 동시에 강판에 분사하였다. 노즐(32d),(32p)과 강판 사이에는 텅스텐 와이어 고전압 대전전극(33)을 위치시켜 분사노즐을 통과한 인산일암모늄 용액은 대전전극(33)을 통하여 강판에 부착되도록 하였다. 이때, 전압은 -1KV로 하였다. 상기 인산일암모늄 용액 및 순수의 분사와 동시에 강판에 에어를 분사하였다. 상기 인산일암모늄 용액 및 순수의 분사압력은 1.8 kgf/㎠ 그리고 에어의 분사압력은 3 kgf/㎠으로 하였다. 인산일암모늄 용액 및 순수는 420℃의 강판온도에서 분사를 시작하고 417℃의 강판온도에서 분사를 종료하였다. 한편, 분사노즐의 하단에는 에어커튼이 그리고 분사조 상부에는 흡기후드를 설치하여 도금하였다.
상기 발명예 1의 방법으로 인산염 용액과 순수를 동시에 분사하므로써 텅스텐 코일 전극에 인산염 석출이 방지되었으며, 이에 따라 얻어진 용융아연도금강판 표면에는 드롭마크나 피팅마크등의 표면결함이 없이 우수한 표면외관의 용융아연도금강판이 얻어졌다.
발명예 2
도 1에 도시한 바와 같은 아연도금장치 그리고 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 용액 분사장치(30),(40)를 사용하여 아연도금강판을 제조하였다. 도 3 및 도 4에 도시한 용액 분사장치(30),(40)은 1단의 노즐헤드를 나타내며 이러한 노즐헤드가 5단으로 적층된 형태의 용액 분사장치를 사용하였다. 불가피하게 존재하는 Fe를 포함한 불순물, Al 0.18 wt% 및 잔부 아연으로 조성된 용융아연도금조(1)에 두께가 0.8 mm인 강판 코일(2)을 80m/min.의 이동속도로 침지하고 에어나이프(5)에서 에어와이핑하여 강판 편면당 용융아연 부착량이 70g/㎡이 되도록 강판의 양면에 용융아연을 부착하고 용융아연이 부착된 강판코일을 80m/min.의 이동속도로 용액 분사장치(30),(40)에 통과시키면서 강판부위에 따라 용액처리모드와 세척모드를 선택적으로 행하여 강판을 처리하고 냉각하여 용융아연도금강판을 얻었다.
강판 이음부가 없는 강판이 용액분사장치(30)를 통과할 때는 사이드 노즐(32d)에서는 순수를 1.8 kgf/㎠ 의 분사압력으로 그리고 사이드 노즐이외의 노즐(32p)에서는 3중량%의 인산일암모늄((NH4)H2PO4) 용액을 1.8 kgf/㎠ 의 분사압력으로 강판에 분사하는 도 3에 도시한 강판처리모드로 강판에 인산염 용액과 순수를 분사하였다.
한편, 강판 이음부가 용액 분사장치(40)를 통과할 때는, 인산염 용액의 분사는 중단되고 모든 노즐(42)에서 순수를 1.8 kgf/㎠ 의 분사압력으로 5분간 강판에 분사하는 도 4에 도시한 세척모드를 행하여, 텅스텐 코일 전극(43)의 인산염 석출물을 제거하였다.
상기 강판처리모드 및 세척모드에서, 인산일암모늄 용액 및 순수 분사시, 에어를 3.0 kgf/㎠ 의 분사압력으로 노즐(32d),(32p),(42)에서 함께 분사하였으며, 텅스텐 와이어 전극(33),(43)의 전압은 -1KV로 하였다. 상기와 같이, 강판 이음부에서 모든 노즐에서 순수를 분사하여 인산염 석출물을 제거하므로써 1일 이상 강판을 연속적으로 표면처리할 수 있었다.
상기 발명예 2의 방법으로 강판에 대한 용액분사처리를 하므로써 노즐 및 전극에 대한 인산염 석출이 방지될 뿐만 아니라, 석출된 인산염 석출물이 주기적으로 제거되므로 상기 방법으로 얻어진 용융아연도금강판 표면에는 드롭마크나 피팅마크등의 표면결함이 없이 우수한 표면외관의 용융아연도금강판이 얻어졌다.
한편, 폐기되는 강판 이음부 전후에서 순수를 분사하여 인산염 석출물이 제거되므로 용액분사장치에서 인산염 석출물을 제거하기 위해 용액분사 작업을 중단할 필요가 없다. 이에 따라, 연속적으로 강판에 용액분사처리 할 수 있다.
비교예
도 1에 도시한 바와 같은 용융아연도금장치 및 도 3에 도시한 바와 같은 용액 분사장치(30)를 사용하여 아연도금강판을 제조하였다. 도 3에 도시한 용액 분사장치(30)는 1단의 노즐헤드를 나타내며 이러한 노즐헤드가 5단으로 적층된 용액 분사장치를 사용하였다. 불가피하게 존재하는 Fe를 포함한 불순물, Al 0.18 wt% 및 잔부 아연으로 조성된 용융아연도금조(1)에 두께가 0.8 mm인 강판 코일(2)을 80m/min.의 이동속도로 침지하고 에어나이프(5)에서 에어와이핑하여 강판 편면당 용융아연 부착량이 70g/㎡이 되도록 강판의 양면에 용융아연을 부착하고 용융아연이 부착된 강판코일을 80m/min.의 이동속도로 용액 분사장치(6),(30)를 통과시키면서 5시간 동안 모든 2류체 분사노즐(32d)(32p)에서 3중량%의 인산일암모늄((NH4)H2PO4) 용액을 1.8 kgf/㎠ 의 분사압력으로 분사하여 강판을 표면처리하였다. 한편, 인산일암모늄 용액 분사와 함께 에어를 3 kgf/㎠의 분사압력으로 분사하였다. 노즐(32d),(32p)과 강판 사이에는 텅스텐 와이어 고전압 대전전극(33)을 위치시켜 분사노즐을 통과한 인산일암모늄 용액은 대전전극(33)을 통하여 강판에 부착되도록 하였다. 이때, 전압은 -1KV로 하였다. 인산일암모늄 용액 및 순수는 420℃의 강판온도에서 분사를 시작하고 417℃의 강판온도에서 분사를 종료하였다. 한편, 분사노즐의 하단에는 에어커튼이 그리고 분사조 상부에는 흡기후드를 설치하여 도금하였다.
비교예의 인산염 용액분사에서는 인산염 용액분사도중 텅스텐 전극에 인산염 석출물이 형성되었으며, 이에 따라 제조된 용융아연도금강판에 드롭마크의 표면결함이 발생하였다. 비교예의 방법으로 형성된 용융아연도금강판에 피팅마크의 결함이 형성된 강판의 사진을 도 5a 및 5b에 나타내었다.
도 1은 일반적인 용융아연도금강판 제조방법을 나타내는 도면이며,
도 2는 인산염 석출물이 형성된 전극을 나타내는 사진이며,
도 3은 본 발명의 다른 구현에 의한 사이드 노즐에서는 순수를 그리고 그 이외의 노즐에서는 인산염 용액을 분사하는 강판에 대한 용액분사처리를 나타내는 도면이며,
도 4는 본 발명의 일 구현에 의한 강판 이음부에 대한 처리시, 모든 노즐에서의 순수가 분사되는 상태를 나타내는 도면이며,
도 5a 및 도 5b는 비교예에서 제조된 피팅마크의 결함이 형성된 용융아연도금강판을 나타내는 사진이다.
* 도면의 주요부위에 대한 간단한 설명 *
1… 아연도금조 2… 강판
3... 싱크 롤 4… 안정화 롤
5… 에어 나이프 6, 30, 40 … 용액분사장치
7… 분사노즐 8… 대전전극
9… 에어 커튼 10… 흡기 후드
31p... 용액 라인 31d... 순수라인
32p... 용액 분사노즐 32d... 순수 분사노즐
33, 33p, 33d, 43... 전극 41... 순수라인(세척모드시)
42... 순수 분사노즐(세척모드시)
Claims (7)
- 용융아연부착단계, 용융아연 부착량 조절단계, 용액 분사단계 및 냉각단계를 포함하는 용융아연도금강판 제조방법에 있어서,상기 용액 분사단계는 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐 중상기 강판의 폭에 따라 강판 에지부에 대응하는 노즐의 외곽에 위치하는 노즐을 통하여 순수를 분사하고 강판에 대응하는 나머지 노즐을 통하여 인산염 용액을 분사하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 용액 분사단계는 강판 이음부에서는 모든 노즐에서 순수를 분사하고, 나머지 강판 부분에서는 강판 진행방향에 수직한 방향으로 배열된 복수개의 노즐 중 상기 강판의 폭에 따라 강판 에지부에 대응하는 노즐의 외곽에 위치하는 노즐을 통하여 순수를 분사하고 강판에 대응하는 나머지 노즐을 통하여 인산염 용액을 분사하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법.
- 삭제
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 용액 분사단계는 용융아연도금강판의 스팡글 크기를 최소화하기 위한 용액분사단계임을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법.
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 인산염 용액은 인산일암모늄((NH4)H2PO4), 인산이암모늄((NH4)2HPO4), 인산칼슘암모늄 및 인산나트륨 암모늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1종의 인산염의 용액임을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법.
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 인산염 용액 및 순수 분사시 에어가 함께 분사됨을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 강판 이음부에서의 모든 노즐에서의 순수 분사는 1분 내지 7분간 행하여짐을 특징으로 하는 용융아연도금강판 제조방법.
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