KR101324836B1

KR101324836B1 - 용융 도금 강판의 제조 방법 및 용융 도금 장치

Info

Publication number: KR101324836B1
Application number: KR1020117007219A
Authority: KR
Inventors: 도오루 오오하시; 마사또 가게야마; 사또시 우찌다; 가쯔히로 하마구찌
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2013-11-01
Also published as: US20110177253A1; TWI399458B; AU2009298988A1; MX2011003399A; KR20110050699A; US9598756B2; WO2010038472A1; ZA201102351B; BRPI0920820A2; JPWO2010038472A1; CN102171376A; JP4988045B2; MY155838A; NZ591730A; CN102171376B; TW201026893A; AU2009298988B2

Abstract

도금욕에 연속적으로 침지되는 강판을 상기 도금욕으로부터 끌어올린 후 상기 강판 표면에 부착된 도금 금속이 응고될 때까지의 동안에, 상기 강판 표면에 가스를 분사하여 도금 부착량을 조정하는 용융 도금 강판의 제조 방법이며, 상기 강판 표면에 상기 가스를 분사할 때에, 상기 도금욕의 욕면의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 21체적％ 이하로 하는 분위기로 하고, 상기 강판 표면에 상기 가스를 분사할 때에, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하로 한다.

Description

용융 도금 강판의 제조 방법 및 용융 도금 장치{METHOD FOR PRODUCING HOT DIP PLATED STEEL SHEET AND APPARATUS FOR HOT DIP PLATING}

본 발명은 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이 제조 방법에 사용하는 용융 도금 장치에 관한 것이다.

본원은, 2008년 10월 01일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2008-256208호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

용융 도금 강판의 제조 프로세스에 있어서는, 강판[강대(鋼帶)]을 통판(通板)시켜 연속적으로 도금욕에 침지시키고, 강판을 도금욕으로부터 끌어올린 후 강판 표면에 부착된 도금 금속이 응고될 때까지의 동안에, 강판에 대해 와이핑 노즐로부터 가스를 분사하여, 도금 부착량을 조정하는 것이 행해지고 있다. 이때, 용융 상태의 도금 금속의 산화에 의해, 도금된 강판 표면에 산화막(드로스)이 생성되어, 외관 불량의 원인으로 된다고 하는 문제가 있었다.

이러한 도금 금속의 산화를 방지하기 위해, 도금욕의 욕면으로부터 와이핑 노즐에 의한 가스의 분사 위치까지의 전체를 시일 박스로 덮고, 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 시일 박스 내의 분위기 전체의 산소 농도를 저하시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 내지 4를 참조). 이러한 기술에 따르면, 강판이 도금욕으로부터 끌어올려진 후 용융 상태의 도금 금속이 응고될 때까지의 동안의 산소 농도를 대기중보다도 낮게 할 수 있으므로, 도금 금속의 산화가 방지된다.

일본 특허 출원 공개 평11-140615호 공보 일본 특허 공고 소61-34504호 공보 일본 특허 출원 공개 소62-30864호 공보 일본 특허 출원 공개 평4-285148호 공보

그러나 상기 특허 문헌 1 내지 4에 기재된 기술과 같이, 도금욕의 욕면으로부터 와이핑 노즐에 의한 가스의 분사 위치까지의 전체를 시일 박스로 덮는 기술에서는, 산화막의 생성을 억제하는 효과는 확인되지만, 용융 도금의 조업상 중요한 도금 부착량을 조정하는 가스의 분사 위치를 시인(視認)하기 어렵다. 또한, 도금욕 표면에 생성된 표층 산화막의 긁어내기 작업이나, 와이핑 노즐의 손질 작업도 곤란해진다. 그로 인해, 조업상의 문제가 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 도금액 표면이 산화막에 의해 어느 정도 덮여 있지 않은 경우에는, 표면으로부터 아연 흄이 발생한다. 이 아연 흄에 의해 와이핑 노즐 등의 기기에 금속 아연이 부착되면 와이핑이 정상적으로 행해지지 않는다. 그로 인해, 품질상의 문제가 발생한다고 하는 문제도 있었다. 따라서, 이러한 기술을 실용화할 때에는, 조업성 및 도금 품질을 악화시켜 버린다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제에 비추어 이루어진 것으로, 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이 제조 방법에 사용하는 용융 도금 장치에 있어서, 도금 부착량을 조정할 때에, 도금 강판 표면에서의 산화막의 생성을 억제하는 동시에, 상기한 바와 같은 조업상 및 품질상의 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 도금 강판 표면의 산화막의 발생 장소가 강판 에지(강판 단부)에 있어서의 가스 분사 위치인 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명자들은, 도금 부착량을 조정하는 가스 분사 위치에 있어서, 적어도 강판 에지를 덮는 종래보다도 소형의 시일 박스를 설치하고, 이 시일 박스 내의 산소 농도를 저하시켰다. 본 발명자들은, 이 기술에 의해, 도금 강판 표면에서의 산화막의 생성을 억제할 수 있는 동시에, 상기한 바와 같은 조업상 및 품질상의 문제를 해소할 수 있는 것을 발견하고, 이 지식에 기초하여 본 발명을 완성하는 것에 이르렀다.

즉, 본 발명의 요지로 하는 것은, 이하와 같다.

(1) 도금욕에 연속적으로 침지되는 강판을 상기 도금욕으로부터 끌어올린 후 상기 강판 표면에 부착된 도금 금속이 응고될 때까지의 동안에, 상기 강판 표면에 가스를 분사하여 도금 부착량을 조정하는 용융 도금 강판의 제조 방법이며, 상기 강판 표면에 상기 가스를 분사할 때에, 상기 도금욕의 욕면의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 21체적％ 이하로 하는 분위기로 하고, 상기 강판 표면에 상기 가스를 분사할 때에, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하로 한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하로 해도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 공간은, 분위기 제어 가능하도록 대기 분위기에 대한 장벽을 갖고, 상기 강판의 상기 단부를 적어도 포함하도록 배치되어도 된다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 도금욕의 상기 욕면의 산소 농도를 제어하지 않아도 된다.

(5) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 공간은, 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치로부터 상기 강판의 통판 방향의 하류측으로 5㎜ 이상, 또한 상기 강판의 상기 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상 400㎜ 이하의 영역을 적어도 포함해도 된다.

(6) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 공간은, 상기 강판의 판 폭 방향으로 복수 설치되고, 인접하는 상기 공간 사이의 간극의 폭을 10㎜ 이상으로 해도 된다.

(7) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 공간은, 상기 강판의 상기 단부로부터 상기 강판의 폭 방향 중심을 향해 강판을 덮는 면적을 작게 해도 된다.

(8) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 강판의 상기 단부로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 위치에 있어서의 도금 부착량이, 편면에서 50 내지 380g/㎡라도 좋다.

(9) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 도금욕은, Zn, Al, Mg, Si, Sr, Cr, Sn, Ca로부터 적어도 하나 이상을 함유해도 된다.

(10) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 도금욕은, Al을 0.1질량％ 이상 60질량％ 이하 함유하고, Mg를 0.2질량％ 이상 5질량％ 이하 함유하는 Zn 도금욕이라도 좋다.

(11) 본 발명의 용융 도금 장치는, 통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과, 상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와, 상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비한다.

(12) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 퍼지 가스 공급 수단은, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하로 제어해도 된다.

(13) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 퍼지 가스 공급 수단은, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하로 제어해도 된다.

(14) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 강판을 통해 서로 대향하는 위치에 적어도 1세트 이상 설치되고, 상기 강판을 향해 가스를 분사하여, 서로 대향하는 상기 시일 박스 사이의 영역을 각각 가스 커튼에 의해 시일해도 된다.

(15) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 와이핑 노즐의 근방에 설치되어 상기 와이핑 노즐에 의한 가스의 분사를 보조하는 보조 노즐을 덮도록 설치되어도 된다.

(16) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스를, 상기 강판의 판 폭에 따라서, 당해 판 폭 방향을 따라 이동시키는 시일 박스 이동 기구를 더 구비해도 된다.

(17) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치로부터 상기 강판의 통판 방향의 하류측으로 5㎜ 이상, 또한 상기 강판의 상기 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상 400㎜ 이하의 영역을 적어도 포함하는 공간을 덮어도 된다.

(18) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 강판의 판 폭 방향으로 복수 설치되고, 인접하는 상기 공간 사이의 간극의 폭을 10㎜ 이상으로 해도 된다.

(19) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 강판의 상기 단부로부터 상기 강판의 폭 방향 중심을 향해 강판을 덮는 면적을 작게 해도 된다.

(20) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스의 상기 강판의 판 폭 방향의 길이가, 상기 강판의 판 폭 이상이라도 좋다.

(21) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 강판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부를 갖고, 상기 가스 분사부가 상기 시일 박스의 강판과 마주보는 면의 단부에 설치되어 있어도 된다.

(22) 상기 (11)에 기재된 용융 도금 장치에서는, 상기 시일 박스는, 상기 강판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부를 갖고, 상기 가스 분사부의 형상이 L자형 형상이라도 좋다.

본 발명에서는, 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이 제조 방법에 사용하는 용융 도금 장치에 있어서, 도금 부착량을 조정하는 가스 분사 위치에, 적어도 강판 에지를 덮는 종래보다도 소형의 시일 박스를 설치하여, 이 시일 박스 내의 산소 농도를 저하시키고 있다. 본 발명에 따르면, 이 기술에 의해, 도금 강판 표면에서의 산화막의 생성을 억제할 수 있는 동시에, 도금 부착량을 조정하는 가스의 분사 위치를 시인하기 쉬워진다. 또한, 도금욕 표면에 생성된 표층 산화막의 긁어내기 작업이나, 와이핑 노즐의 손질 작업도 용이해진다. 또한, 본 발명에 따르면, 도금액 표면의 산화막에 의해 아연 흄의 발생이 억제되므로, 와이핑 노즐 등의 기기에의 금속 아연의 부착을 방지하여, 도금 품질도 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 조업성 및 도금 품질을 손상시키지 않고, 도금 강판 단부의 산화막의 생성을 억제할 수 있는 도금 부착량의 조정 기술을 실용화하는 것이 가능해진다.

도 1은 도금 강판 표면에 생성된 산화막의 형태의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 2a는 도 1의 산화막의 생성 기구를 도시하는 설명도이며, 도금 강판 표면의 상태를 도시하는 정면도(강판의 좌반면)이다.
도 2b는 도 1의 산화막의 생성 기구를 도시하는 설명도이며, 강판 에지 근방에 있어서의 도금 강판 표면의 상태를 도시하는 측면도이다.
도 2c는 도 1의 산화막의 생성 기구를 도시하는 설명도이며, 강판 에지 근방에 있어서의 도금 후의 강판의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 3은 강판 에지 근방에 있어서의 도금 부착량을 변화시켜, 생성된 수염 형상의 산화막의 최대 길이를 측정한 결과의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 설명도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 5b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스 이동 기구의 구성의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 7a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 7b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 8a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 8b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 9a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 9b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 10a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 10b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 11a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제5 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 11b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제5 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 12a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제6 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 12b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제6 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 13a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 13b는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 14a는 본 발명의 제2 실시 형태의 제2 변형예에 관한 시일 박스 및 퍼지 가스 공급 수단의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 14b는 본 발명의 제2 실시 형태의 제2 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 있어서의 강판 에지부에 있어서의 평균 산소 농도와 수염 형상의 산화막의 최대 길이의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

(산화막의 생성 기구)

본 발명에 대해 설명하기 전에, 도 1 및 도 2a, 도 2b, 도 2c를 참조하면서, 도금 강판 표면에 생성되는 산화막(드로스)의 생성 기구에 대해 설명한다. 도 1은 도금 강판 표면에 생성된 산화막의 형태의 일례를 도시하는 설명도이다. 또한, 도 2a 및 도 2b, 도 2c는, 도 1의 산화막의 생성 기구를 도시하는 설명도이다. 도 2a는 도금 강판 표면의 상태를 강판의 중심으로부터 좌측에만 주목하여 도시하는 정면도이다. 도 2a에는, 도금욕(4)으로부터 끌어올려진 강판에 수반되는 도금액이 와이핑 가스의 충돌압에 의해 점선 부분에서 긁혀 떨어지는 모습을 산화막(2)의 발생·유동에 착안하여 도시하고 있다. 도 2b는 강판 에지 근방에 있어서의 도금 강판 표면의 상태를 도시하는 측면도이고, 도 2c는 강판 에지 근방에 있어서의 도금 후의 강판의 상태를 도시하는 단면도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 도금 강판(6)의 표면에 생성되고, 도금 후에 잔존하는 산화막(2)은, 주로 도금 강판(6)의 단부(에지)에 수염 형상으로 생성된다. 이러한 수염 형상의 산화막(2)이 생성되면, 제품으로 되었을 때에 외관 불량으로 되므로 바람직하지 않다. 본 발명자들은, 이 산화막(2)의 발생 기구를 해명하기 위해, 도금욕의 욕면으로부터 도금 부착량을 조정하는 와이핑 노즐(3)로부터 분출하는 가스(와이핑 가스)의 분사 위치(와이핑 가스가 강판 표면에 충돌하는 위치, 와이핑 부분)까지의 도금 강판(6)의 표면을 상세하게 관찰하였다. 그 결과, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 산화막(2)은 와이핑 가스의 분사 위치에 있어서의 강판(1)의 전체 폭에서 발생하고 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 이하와 같은 이유에 의한다고 생각된다. 도 2b에 도시하는 바와 같이 와이핑 노즐(3)로부터 분출되는 와이핑 가스는, 그 이젝터 효과에 의해 주위의 공기를 끌어들인다. 그로 인해, 와이핑 가스에 불활성 가스를 사용하였다고 해도, 도금 강판에 분사되는 와이핑 가스는, O₂를 포함하는 공기와의 혼합 가스로 된다. 이 O₂를 포함하는 혼합 가스가, 강판(1)의 표면에 격렬하게 충돌하므로, 이 와이핑 부분에서는 격렬하게 산소 공급이 행해져, 도금 금속(5)의 산화가 진행되기 쉽다. 또한, 와이핑 부분에서는 도금액이 긁혀 떨어지므로, 항상 산화되어 있지 않은 신생면이 연속적으로 생성되어, 도금 금속(5)의 산화가 진행되기 쉽다. 이들의 이유에 의해, 와이핑 가스의 분사 위치에 있어서의 강판(1)의 전체 폭에 있어서 산화막(2)이 발생되어 있다고 생각된다.

또한, 본 발명자들은, 이하의 지식도 얻었다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 와이핑 가스가 분사되고 있는 강판(1)의 표면에서는, 도 2a의 화살표로 나타내는 액류가 발생하고 있다. 강판(1)의 중앙부에서는, 와이핑 부분에서 발생한 산화막(2)은 도금욕(4)의 욕면까지 긁혀 떨어진다. 그러나 강판(1)의 단부[강판 에지(1a)]에서는, 와이핑 부분에서 발생한 산화막(2)은, 긁혀 떨어지지 않고 강판(1)의 표면에 체류하고 있다. 이 이유는, 강판(1)의 단부에서는 중앙부에 비해 도금액의 하강류가 적어, 도금액이 충분히 긁혀 떨어지지 않고, 산화막(2)을 도금욕의 욕면까지 낙하시킬 힘이 부족하기 때문이라고 생각된다. 사실, 일반적으로 알려진 바와 같이, 강판(1)의 단부에서의 도금 부착량은, 도 2c와 같이 중앙부보다도 많기 때문에, 강판 에지(1a)에 있어서 도금액이 충분히 긁혀 떨어지지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명자들은, 이 강판 에지(1a) 근방에 체류한 산화막(2)이 와이핑 가스의 분사 위치를 통과해 버리면, 이 산화막(2)은 와이핑 가스에 의해 분단되어 수염 형상의 산화막(2)으로 되는 것도 확인하였다. 도 2c에 도시하는 바와 같이, 이 수염 형상의 산화막(2)은 도금 부착량이 많을 때에 발생하기 쉽다.

이와 같이, 수염 형상의 산화막(2)은, 강판 에지(1a)에 있어서의 와이핑 가스 분사 위치에서 발생하고 있다. 그로 인해, 본 발명자들은, 강판 에지(1a)에 있어서의 와이핑 가스 분사 위치에서의 산화막(2)의 발생을 억제하면, 도금 후의 강판(1)의 단부에 잔존하는 수염 형상의 산화막(2)의 생성을 억제할 수 있어, 도금 강판(1)의 외관 불량을 개선할 수 있다고 생각하였다.

여기서, 도금 강판(6)의 표면에서의 산화막(2)의 생성은, 생성 위치 부근의 산소 농도에 크게 영향을 받는다고 생각된다. 그로 인해, 강판 에지(1a)에 있어서의 와이핑 가스 분사 위치의 산소 농도와 수염 형상의 산화막(2)의 생성의 관계를 검토하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 이하에 설명하는 바와 같이, 와이핑 가스 분사 위치에 있어서의 강판 에지(1a)를 적어도 포함하는 공간의 산소 농도를 소정의 농도 범위로 함으로써, 수염 형상의 산화막의 생성이 대폭 억제되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다. 이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해, 상세하게 설명한다.

(도금 강판의 제조 방법에 대해)

우선, 본 발명에 관한 도금 강판의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다. 본 발명에 관한 도금 강판의 제조 방법에서는, 도금욕에 연속적으로 침지되는 강판을 도금욕으로부터 끌어올린 후 강판 표면에 부착된 도금 금속이 응고될 때까지의 동안에, 강판 표면에 가스를 분사하여 도금 부착량을 조정할 때에, 이하의 (A) 및 (B)의 조건으로 도금을 행한다.

(A) 산소 농도를 0.05체적％ 이상 21체적％ 이하로 한다. 도금욕의 욕면의 산소 농도를 제어하지 않아도 된다.

(B) 도금욕으로부터 끌어올려진 강판에 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판의 단부(강판 에지)의 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하, 바람직하게는 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하로 한다.

(도금욕의 욕면의 상태에 대해)

조건 (A)에 대해서는, 상술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 도금욕의 욕면도 시일 박스 등으로 덮음으로써 대기 분위기로부터 격리되어 있었다. 그러나 도금욕의 욕면으로부터 와이핑 노즐에 의한 가스의 분사 위치까지의 전체를 시일 박스로 덮는 기술에서는, 산화막의 생성을 억제하는 효과는 확인되지만, 용융 도금의 조업상 중요한 도금 부착량을 조정하는 가스의 분사 위치를 시인하기 어렵다. 또한, 도금욕 표면에 생성된 표층 산화막의 긁어내기 작업이나, 와이핑 노즐의 손질 작업도 곤란해진다. 그로 인해, 조업상의 문제가 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 도금액 표면이 산화막에 의해 어느 정도 덮여 있지 않은 경우에는, 표면으로부터 아연 흄을 발생한다. 이 아연 흄에 의해 와이핑 노즐 등의 기기에 금속 아연이 부착되면 와이핑이 정상적으로 행해지지 않는다. 그로 인해, 품질상의 문제가 발생한다고 하는 문제도 있었다. 또한, 도금욕의 욕면의 산소 농도를 제어하지 않아도 되므로, 불활성 가스의 사용량을 줄일 수 있어, 조업 비용을 삭감할 수 있다.

한편, 본 발명에서는, (B)의 조건에 대해 후술하는 바와 같이, 도금욕으로부터 끌어올려진 강판에 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판의 단부(강판 에지)의 공간을 시일 박스 등에 의해 덮으면 충분하다. 또한, 본 발명에서는, 도금욕의 욕면을 대기 분위기로 할 수 있으므로, 시일 박스 등을 대폭 소형화할 수 있다. 그 결과, 도금 부착량을 조정하는 가스의 분사 위치를 시인하기 쉬워져, 도금욕 표면에 생성된 표층 산화막의 긁어내기 작업이나, 와이핑 노즐의 손질 작업도 용이해진다. 또한, 도금욕 표면의 산화막에 의해 아연 흄의 발생이 억제되므로, 와이핑 노즐 등의 기기에의 금속 아연의 부착을 방지하여, 도금 품질도 확보할 수 있다. 또한, 발명자들은, 산소 농도가 0.05체적％ 이하이면, 도금 융액이 증발하는 것을 발견하였다. 이 도금 융액(도금욕 표면의 도금 융액)의 증발에 의해, 와이핑 부분의 주변 설비가 오염된다. 그 결과, 와이핑 노즐이 폐색되어, 도금 부착량에 편차가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 도금욕의 욕면의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 21체적％(대기 분위기의 산소 농도) 이하로 한다.

(산소 농도의 조정에 대해)

조건 (B)에 대해서는, 본 발명자들의 검토 결과로부터, 도금욕으로부터 끌어올려진 강판에 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판의 단부(강판 에지)의 공간의 산소 농도를 소정 범위로 하면 된다고 하는 지식이 얻어져 있다. 구체적으로는, 후술하는 실시예에서 얻어진 지식으로부터, 본 발명자들은, 도금욕으로부터 끌어올려진 강판에 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판 에지의 공간의 산소 농도가 3체적％ 이하일 때에, 수염 형상의 산화막의 생성이 억제되고, 또한 강판 에지의 공간의 산소 농도가 1.5체적％ 이하일 때에, 수염 형상의 산화막의 생성이 대폭 억제되는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명에 관한 도금 강판의 제조 방법에서는, 이 강판 에지의 공간의 산소 농도를 3체적％ 이하, 바람직하게는 1.5체적％ 이하로 한다. 또한, 전술한 바와 같이 발명자들은, 산소 농도가 0.05체적％ 이하이면, 도금 융액이 증발하는 것을 발견하였다. 이 도금 융액(도금 강판 표면의 도금 융액)의 증발에 의해, 와이핑 부분의 주변 설비가 오염된다. 그 결과, 와이핑 노즐이 폐색되어, 도금 부착량에 편차가 발생하는 경우가 있다. 강판 에지의 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상으로 하면, 도금 강판 표면의 산화막에 의해 강판 에지의 공간(예를 들어, 시일 박스 내)에 있어서의 아연 흄의 발생이 억제된다. 그로 인해, 와이핑 노즐 등의 기기에의 금속 아연의 부착을 방지하여, 도금 품질도 확보할 수 있다. 따라서, 이 강판 에지의 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상으로 한다.

산소 농도를 조정하는 방법으로서는, 상세하게는 후술하지만, 예를 들어 에지 시일 박스 등을 사용하여 산소 농도를 조정하는 공간을 시일하고, 이 에지 시일 박스 내에 질소나 아르곤 등의 불활성 가스를 도입함으로써, 에지 시일 박스 내의 산소 농도를 조정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 수염 형상의 산화막을 억제하기 위해서는, 와이핑 가스의 이젝터 효과에 의한 산소의 끌어들임을 방지할 필요가 있다. 따라서, 산소 농도를 조정하는 공간은, 분위기 제어 가능하도록 대기 분위기에 대한 장벽을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의「장벽」이라 함은, 시일 박스 등의 가스 유입을 물리적으로 방지하는 장벽뿐만 아니라, 후술하는 가스 커튼이나 시일 박스로부터 대기 분위기를 향하는 가스 흐름 등의 퍼지 가스에 의한 가스 장벽도 포함한다. 이 산소 농도를 조정하는 공간은, 도금 조건이나 조업의 유무에 따라서 이동해도 되지만, 강판 에지를 적어도 포함하도록 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하로 하는 공간은, 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 강판의 통판 방향의 하류측으로 5㎜ 이상, 또한 강판의 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상의 영역을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 있어서의 강판의 단부의「공간」이라 함은, 예를 들어 강판의 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상의 영역을 적어도 포함하는 공간이다. 산소 농도를 조정하는 공간이, 수염 형상의 산화물의 길이에 50㎜ 정도를 더한 판 폭 방향의 영역을 적어도 포함하고 있으면, 도금 강판 표면에서의 수염 형상의 산화막의 생성을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 수염 형상의 산화막이 발생하지 않는 경우를 고려하면, 산소 농도를 조정하는 공간이 강판의 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상의 영역을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 산소 농도를 조정하지 않는 경우에는, 수평 방향으로 발생하는 수염 형상의 산화막의 길이는 최대 80㎜ 정도이다. 그로 인해, 산소 농도를 조정하는 공간이 수염 형상의 산화막의 길이의 2배 정도인 200㎜ 이상의 영역을 적어도 포함하는 것이 보다 바람직하다. 물론, 상기 (A)의 조건을 만족시키고 있는 것을 전제로, 산소 농도를 조정하는 공간을 더 넓게 해도 된다. 그러나 넓은 공간을 시일 박스 등에 의해 덮는 경우에는 시일 박스 등이 대형화된다. 그로 인해, 상기 조업상의 문제를 방지하는 관점에서는, 산소 농도를 조정하는 공간은 최대한 좁은 쪽이 바람직하다. 예를 들어, 후술하는 바와 같은 가동식 시일 박스를 사용하는 경우에는, 산소 농도를 조정하는 공간이 강판의 단부로부터 판 폭 방향으로 400㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 가스의 분사 위치를 시인하기 쉽게 하기 위해, 산소 농도를 조정하는 공간이 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 강판의 통판 방향의 하류측으로 200㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 시일 박스의 가동성을 확보하기 위해, 산소 농도를 조정하는 공간이 상기 강판의 표면으로부터 강판면에 수직한 방향으로 200㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 시일 박스와 강판의 접촉을 방지하기 위해, 산소 농도를 조정하는 공간이 상기 강판의 표면으로부터 강판면에 수직한 방향으로 3㎜ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 산소 농도를 조정하는 공간의 강판의 통판 방향의 영역으로서는, 통판 방향 하류측뿐만 아니라 통판 방향 상류측을 포함해도 된다. 단, 상기 (A)의 조건을 만족시킬 필요가 있으므로, 통판 방향 상류측의 영역은, 도금욕의 욕면보다도 상방으로 되어야 한다.

또한, 산소 농도를 조정하는 공간은, 가스의 분사 위치를 시인할 수 있도록 강판의 판 폭 방향으로 복수 형성되고, 인접하는 공간 사이의 간극의 폭을 10㎜ 이상으로 해도 된다. 산소 농도를 조정하는 공간은, 도금의 부착량의 편차를 방지하기 위해, 강판 에지로부터 강판의 폭 방향 중심을 향해 강판을 덮는 면적을 작게 해도 된다.

(도금욕의 조성에 대해)

수염 형상의 산화막은, 0.2질량％ 이하의 Al을 포함하는 Zn계 도금욕 등의 일반적인 도금 조성에서도 발생한다. 그러나 수염 형상의 산화막은, 도금 금속의 산화에 의해 발생하므로, 도금욕 중에 Al이나 Mg 등의 산화되기 쉬운 원소가 많이 포함되는 경우에 발생하기 쉽다. 구체적으로는, 예를 들어 도금욕이 Zn 도금욕인 경우에는, 실용상 조업 가능한 범위로서, 도금욕에 Al을 0.1질량％ 이상 60질량％ 이하, Mg를 0.2질량％ 이상 5질량％ 이하 함유시킬 수 있다. 특히, Al이나 Mg가 상기 범위의 상한에 가까운 경우에는, 수염 형상의 산화막이 발생하기 쉽다. 본 발명의 도금 강판의 제조 방법에 따르면, 이와 같이 수염 형상의 산화막이 발생하기 쉬운 도금욕 조성에 있어서도, 대폭 수염 형상의 산화막의 발생을 억제하는 효과가 얻어진다. 또한, Si를 0.1질량％ 이상 0.25질량％ 이하 함유하고 있어도 된다. 본 발명에서는 산화막의 발생원인 산소의 농도를 저감시키기 위해, 수염 형상의 산화막이 발생하기 쉬운 그 밖의 도금욕 조성(Zn, Al, Mg, Sn, Si, Sr, Cr, Ca 등의 원소를 포함하는 도금)에 있어서도, 수염 형상의 산화막을 억제하는 효과가 얻어진다. 즉, 도금욕은, Zn, Al, Mg, Sn, Si, Sr, Cr, Ca로부터 적어도 하나 이상을 함유하고 있어도 된다. 예를 들어, Zn 도금욕이, 상기 원소를 복수 함유하고 있어도 된다.

(도금 부착량에 대해)

또한, 도금의 긁어내기량(와이핑 가스에 의해 긁혀 떨어지는 도금의 양)이 적을 때에, 수염 형상의 산화막이 생성되기 쉽다. 본 발명자들은, 수염 형상의 산화막이 생성되기 쉬운 부착량의 범위에 대해 검토하였다. 구체적으로는, 산소 농도를 제어하지 않는 조건에서, 와이핑 노즐에 의한 가스 공급량을 제어하여, 강판 에지로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 범위에 있어서의 도금 부착량을 변화시켜, 생성된 수염 형상의 산화막의 최대 길이를 측정하였다. 그 결과를 도 3에 나타낸다. 또한, 도 3의 종축은 수염 형상의 산화막의 최대 길이를, 횡축은 강판 에지로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 범위에 있어서의 도금 부착량을 나타내고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 강판 에지로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 범위에 있어서의 도금 부착량을 편면에서 50g/㎡ 이상으로 한 경우에 수염 형상의 산화막을 생성하기 쉬운 것을 알 수 있다. 본 발명의 도금 강판의 제조 방법에 따르면, 이와 같이 수염 형상의 산화막이 발생하기 쉬운 도금 부착량 범위에 있어서도, 대폭 수염 형상의 산화막의 발생을 억제하는 효과가 얻어진다. 따라서, 강판 에지로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 범위에 있어서의 도금 부착량을 편면에서 50g/㎡ 이상으로 해도 된다.

그러나 도금 부착량이 지나치게 많으면, 얻어진 도금 강판이 양호한 외관을 확보할 수 없게 된다. 그로 인해, 강판 에지로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 범위에 있어서의 도금 부착량을 편면에서 380g/㎡ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명에 관한 도금 강판의 제조 방법에 대해 상세하게 설명하였다. 이하에, 이러한 도금 강판의 제조 방법에 이용되는 본 발명의 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에 대해 상세하게 설명한다.

(본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에 대해)

우선, 도 4를 참조하면서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치의 전체 구성에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치(10)의 전체 구성을 도시하는 설명도이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치(10)는, 주로 도금욕(11)과, 가스 와이핑 노즐(12)과, 시일 박스(13)와, 퍼지 가스 공급 수단을 구비한다. 퍼지 가스 공급 수단은, 예를 들어 퍼지 가스 공급 노즐(도 5a 및 도 5b 참조)이다.

도금욕(11)에는, 통판하는 강판(강대)(1)이 연속적으로 침지된다. 보다 상세하게는, 통상의 압연 공정을 거친 강판(1)은, 스나우트(snout)(16)를 통해 연속적으로 도금욕(11)에 침지되고, 욕중 롤(17)에 의해 통판 방향이 바뀌어져, 연직 방향 상방으로 끌어올려진다. 이 도금욕의 조성으로서는, 예를 들어 도금욕이 Zn 도금욕인 경우에는, 실용상 조업 가능한 범위로서, 도금욕에 Al을 0.1질량％ 이상 60질량％ 이하, Mg를 0.2질량％ 이상 5질량％ 이하 함유시킬 수 있다. 또한, Si를 0.1질량％ 이상 0.25질량％ 이하 함유하고 있어도 된다. 여기서, 상술한 바와 같이, 도금욕에 Al이나 Mg가 많이 포함되어 있으면, 수염 형상의 산화막이 생성되기 쉽다. 그러나 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치(10)에 따르면, 이러한 도금욕 조성이라도 수염 형상의 산화막의 생성을 대폭 억제할 수 있다.

가스 와이핑 노즐(12)은, 상기한 바와 같이 하여 도금욕(11)으로부터 끌어올려진 강판(1)의 표면에 가스를 분사하여, 강판(1) 표면으로의 도금 부착량을 조정한다. 이 가스 와이핑 노즐(12)은, 도금욕(11)의 상방이며, 또한 도금욕으로부터 끌어올려진 강판(1)의 표면에 부착되어 있는 용융 상태의 도금 금속이 응고되는 위치보다 하방으로 되도록, 강판(1)의 양쪽의 면측에 서로 대향하는 위치에 배치된다. 또한, 가스 와이핑 노즐(12)로부터 분사되는 와이핑 가스로서, 도금 금속의 산화를 억제하는 관점에서, 비산화성의 가스를 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

시일 박스(13)는, 도금욕(11)의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 도금욕(11)으로부터 끌어올려진 강판(1)에 와이핑 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판(1)의 단부(강판 에지)의 공간을 덮어, 시일 박스(13) 내를 대기 분위기로부터 독립된 분위기로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 강판의 단부의「공간」이라 함은, 강판(1)에 와이핑 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판 에지로부터 소정 길이의 영역이다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용융 도금 장치(10)에서는, 도금욕(11)으로부터 끌어올려진 강판(1)에 와이핑 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 강판(1)의 단부(강판 에지)의 공간을 시일 박스(13)에 의해 덮으면 충분하다. 그로 인해, 도금욕(11)의 욕면을 대기 분위기로 할 수 있으므로, 시일 박스(13)를 종래보다도 대폭 소형화할 수 있다. 그 결과, 와이핑 가스의 분사 위치를 시인하기 쉬워져, 도금욕(11) 표면에 생성된 표층 산화막의 긁어내기 작업이나, 가스 와이핑 노즐(12)의 손질 작업도 용이해진다. 또한, 도금액 표면의 산화막에 의해 아연 흄의 발생이 억제되므로, 와이핑 노즐 등의 기기에의 금속 아연의 부착을 방지하여, 안정된 도금 품질도 확보할 수 있다.

이 시일 박스(13)는, 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 강판(1)의 통판 방향의 하류측으로 5㎜ 이상, 또한 강판(1)의 단부로부터 판 폭 방향으로 수염 형상의 산화막의 길이(예를 들어, 50㎜) 이상의 영역을 적어도 포함하는 공간을 덮는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 강판(1)의 단부의「공간」은, 강판(1)의 단부로부터 판 폭 방향으로 수염 형상의 산화막의 길이(예를 들어, 50㎜) 이상의 영역을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 시일 박스(13)가 적어도 상기 공간을 덮고 있으면, 도금 중의 수염 형상의 산화막의 생성을 충분히 억제할 수 있다. 물론, 도금욕(11)의 욕면으로부터 이격되어 있는 조건을 만족시키고 있는 것을 전제로, 시일 박스(13)의 크기를 더 크게 해도 된다. 그러나 시일 박스(13)가 대형화되므로, 상기 조업상의 문제를 방지하는 관점에서는, 시일 박스(13)는 최대한 작은 쪽이 바람직하다. 최소의 수평 방향의 길이는, 수염 형상의 산화물의 길이에 50㎜ 정도를 더한 길이라도 좋다. 따라서, 수염 형상의 산화막이 발생하지 않는 경우를 고려하면, 시일 박스(13)는 강판의 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상의 영역을 적어도 포함하는 공간을 덮는 것이 바람직하다. 시일 박스(13)는, 강판의 단부로부터 판 폭 방향으로 200㎜ 이상의 영역을 적어도 포함하는 공간을 덮는 것이 보다 바람직하다. 또한, 시일 박스(13)가 덮는 강판(1)의 통판 방향의 영역으로서는, 통판 방향 하류측뿐만 아니라 통판 방향 상류측을 포함해도 된다. 단, 시일 박스(13)는, 도금욕(11)의 욕면으로부터 이격되어 있을 필요가 있으므로, 통판 방향 상류측의 영역은 도금욕(11)의 욕면보다도 상방으로 되어야 한다. 또한, 후술하는 바와 같은 가동식 시일 박스를 사용하는 경우에는, 강판 에지에 추종하는 시일 박스(13)의 움직임(가동)을 양호하게 할 필요가 있다. 그로 인해, 시일 박스(13)의 판 폭 방향의 길이는, 400㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 조업상, 가스의 분사 위치를 시인하기 쉽게 하여, 강판(1)이 시일 박스(13)에 접촉하는 위험을 억제할 필요가 있다. 그로 인해, 시일 박스(13)는 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 강판(1)의 통판 방향의 하류측으로 200㎜ 이하[즉, 시일 박스(13)의 연직 방향의 높이가 200㎜ 이하]의 영역을 덮는 것이 바람직하다. 또한, 시일 박스의 가동성을 확보하기 위해, 시일 박스(13)는 상기 강판의 표면으로부터 강판면에 수직한 방향으로 200㎜ 이하의 영역을 덮는 것이 바람직하다. 또한, 시일 박스와 강판의 접촉을 방지하기 위해, 시일 박스(13)는 상기 강판의 표면으로부터 강판면에 수직한 방향으로 3㎜ 이상의 영역을 덮는 것이 바람직하다.

퍼지 가스 공급 수단(예를 들어, 퍼지 가스 공급 노즐)은, 시일 박스(13) 내에 질소나 아르곤 등의 불활성 가스를 도입하고, 시일 박스(13) 내의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하, 바람직하게는 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하로 제어한다.

다음에, 도 5a 및 도 5b를 참조하면서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스(13) 및 퍼지 가스 공급 노즐(14)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 도 5a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스(13) 및 퍼지 가스 공급 노즐(14)의 구성을 도시하는 설명도이다. 도 5b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다.

도 5a에 도시하는 바와 같이, 가스 와이핑 노즐(12)은, 강판(1)의 양쪽의 면측에 서로 대향하는 위치에 설치된다. 이 가스 와이핑 노즐(12)은, 대략 오각 기둥 형상으로, 그 높이(오각 기둥의 높이) 방향이 강판(1)의 판 폭 방향에 평행하게 되어 있다.

또한, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 시일 박스(13)는, 강판(1)의 에지 부분을 적어도 덮도록, 1세트의 가스 와이핑 노즐(12)의 각각의 상부에 설치되어 있다. 이와 같이, 시일 박스(13)가, 강판(1)의 전체 폭을 덮지 않고, 강판(1)의 에지 부분만을 덮도록 용융 도금 장치(10)를 구성함으로써, 시일 박스(13)를 소형화할 수 있다. 따라서, 상술한 조업상의 문제를 해소할 수 있다.

단, 통상, 용융 도금 장치(10)에 의해 도금되는 강판(1)의 폭은 일정하지 않다. 어떠한 폭의 강판(1)이 용융 도금 장치(10)에 통판되었다고 해도, 항상, 수염 형상의 산화막의 생성을 억제하기 위해 강판(1)의 에지(상술 참조)를 포함하는 공간을 확실하게 덮을 필요가 있다. 그로 인해, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 통판되는 강판(1)의 판 폭에 따라서, 시일 박스(13)를 강판(1)의 판 폭 방향으로 이동시키는 시일 박스 이동 기구를 설치하고 있다. 시일 박스 이동 기구는, 시일 박스(13)를 강판(1)의 판 폭 방향으로 수평 이동시키는 기구이며, 예를 들어 에어 실린더나 스크류 등을 사용한 이동 기구를 들 수 있다. 또한, 후술하는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예(제5 변형예의 일부를 제외함), 제2 실시 형태와 그 변형예에 관한 용융 도금 장치에 있어서도, 이러한 시일 박스 이동 기구가 설치되어 있다.

여기서, 도 6을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 시일 박스 이동 기구의 구성의 일례에 대해 설명한다. 도 6은 본 실시 형태에 관한 시일 박스 이동 기구의 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 시일 박스 이동 기구는, 주로 구동 모터(51)와, 스크류축(53)과, 강판 에지 검출 센서(55A, 55B)를 갖는다.

구동 모터(51)는, 스크류축(53)의 일단부와 접속되어, 스크류축(53)을 회전 구동시킨다. 또한, 스크류축(53)은 그 길이 방향(축 방향)과 강판(1)의 판 폭 방향이 일치하도록 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 시일 박스(13)에 대응하는 서로 평행한 2개의 스크류축(53)이 설치되어 있다. 또한, 스크류축(53)의 구동 모터(51)에 접속되어 있는 단부(일단부)의 반대측에 있는 단부(이하,「타단부」라 함)는, 시일 박스(13)와 나사 결합되어 있다.

강판 에지 검출 센서(55A, 55B)는 시일 박스(13) 상에 설치되어, 강판(1)의 단부(강판 에지)의 위치를 검출한다. 예를 들어, 강판 에지 검출 센서(55A, 55B)는 포토 센서 등의 센서로 구성된다. 구체적으로는, 예를 들어 발광 소자를 갖는 강판 에지 검출 센서(55A)로부터의 발광을, 수광 소자를 갖는 강판 에지 검출 센서(55B)가 수광한다. 이 발광 소자로부터의 광이 차광됨으로써 변화되는 수광 소자의 출력으로부터, 강판(1)의 에지 위치를 검출한다. 단, 강판 에지 검출 센서는, 이러한 투과형 포토 센서에 한정되지 않는다. 강판 에지 검출 센서는, 예를 들어 발광 소자 및 수광 소자를 갖는 반사형 포토 센서나, 다른 센서라도 좋다.

상기 구성을 갖는 시일 박스 이동 기구에 따르면, 구동 모터(51)가 스크류축(53)을 회전시키면, 스크류축(53)에 나사 결합된 시일 박스(13)가, 스크류축(53)의 길이 방향[즉, 강판(1)의 판 폭 방향]으로 이동한다. 이때, 강판 에지 검출 센서(55A, 55B)에 의해 강판(1)의 에지 위치가 검출된다. 이들 강판 에지 검출 센서(55A, 55B)가 강판(1)의 에지를 검출하면, 시일 박스(13)는 적정 위치에 있다고 판단되어, 구동 모터(51)의 구동을 정지하도록 제어되어, 시일 박스(13)는 이동을 정지한다.

이상과 같이 하여, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 장치는, 시일 박스 이동 기구에 의해, 강판(1)의 판 폭에 따라서, 시일 박스(13)를 상술한 적정 위치까지 이동시킨다. 또한, 이상 설명한 시일 박스 이동 기구의 구성은, 어디까지나 일례이며, 시일 박스(13)를 강판(1)의 판 폭 방향으로 이동시키는 기능을 갖는 구성이면, 임의의 구성으로 할 수 있다. 여기서는, 일례로서, 구동 장치로서 구동 모터(51)를, 구동축으로서 스크류축(53)을 사용하고 있다. 그러나 예를 들어, 구동 장치로서 실린더, 구동축으로서 에어 실린더를 사용해도 된다.

1세트의 시일 박스(13)는, 강판(1)측의 면[강판(1)과 마주보는 면]이 개방되고, 강판(1)측이나 와이핑 노즐(12)측이 아닌 면[강판(1)이나 와이핑 노즐(12)과 마주보지 않는 면]이 폐색되어 있다. 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시일 박스(13)에는, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 강판(1)측이 개방된 면의 단부(도 5b의 굵은 선 부분, 프레임부)에, 가스를 분사하는 노즐(13a)이 설치되어 있다. 1세트의 시일 박스는, 강판(1)을 통해 서로 대향하는 위치에 적어도 1세트 이상 설치되어 있다. 그로 인해, 1세트의 시일 박스(13)의 각각의 노즐(13a)로부터 강판(1)을 향해 가스(시일 가스)를 분사하면, 서로 대향하는 1세트의 시일 박스(13) 사이의 영역(공간)이 가스 커튼에 의해 시일된다. 따라서, 1세트의 시일 박스(13) 사이의 거리가 이격되어 있어도, 또한 이 거리가 바뀌었다고 해도, 가스 커튼에 의해 확실하게 강판(1)의 에지 부분을 시일하는 것이 가능해진다. 이 경우, 시일 박스(13)를 가스 와이핑 노즐(12) 상에 설치하면, 도금 부착량이나 강판(1)의 두께에 따라서, 1세트의 가스 와이핑 노즐(12)을 강판(1)에 대해 근접시키거나 멀리하거나 하는, 이른바 와이핑 노즐의 갭(와이핑 노즐 GAP)의 제어가 용이해진다. 즉, 와이핑 노즐의 갭 제어에 의해 1세트의 가스 와이핑 노즐(12) 사이의 거리가 변경되었다고 해도, 가스 와이핑 노즐(12) 상에 설치되어 있는 시일 박스(13) 및 가스 커튼에 의해, 용이하게 강판(1) 에지를 포함하는 공간을 확실하게 시일할 수 있다. 노즐(13a)의 시일 가스 분사 구멍의 형상은, 슬릿 형상이나 다공 형상 등, 필요에 따라서 자유롭게 선택할 수 있다. 또한, 시일 박스(13)의 형상도, 육면체 형상이나 삼각 기둥 형상 등, 필요에 따라서 자유롭게 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 시일 박스(13)의 강판 에지측의 단부와 연통되도록, 관 형상의 퍼지 가스 공급 노즐(14)이 설치되어 있다. 이 퍼지 가스 공급 노즐(14)의 길이 방향(관축 방향)은, 강판(1)의 판 폭 방향에 평행하게 되어 있다. 이 퍼지 가스 공급 노즐(14)로부터, 시일 박스(13) 내에 불활성 가스 등의 퍼지 가스를 도입함으로써, 시일 박스(13) 내의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하(바람직하게는, 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하)로 제어한다. 시일 박스(13) 내의 산소 농도는, 퍼지 가스 공급 노즐(14)에 의한 퍼지 가스의 공급량을 조정함으로써 제어 가능하다.

(제1 실시 형태의 제1 변형예에 대해)

또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 시일 박스(13) 및 퍼지 가스 공급 노즐(14)은, 가스 와이핑 노즐(12)의 상부의 강판의 양쪽의 단부에 1세트씩밖에 설치되어 있지 않지만, 2세트씩 이상 설치해도 지장 없다. 예를 들어, 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 있어서는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 시일 박스(131) 및 퍼지 가스 공급 노즐(141)이, 가스 와이핑 노즐(12)의 상부와 하부에 각각 1세트씩(합계 2세트) 설치되어 있다. 또한, 도 7b에는, 제1 실시 형태의 제1 변형예에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하고 있다.

본 변형예에 관한 시일 박스(131)와 같이, 가스 와이핑 노즐(12)의 상부와 하부의 양쪽에 시일 박스(131)를 1세트씩 설치함으로써, 와이핑 가스의 분사 위치, 즉, 와이핑 가스가 강판(1)과 충돌하는 위치의 주위의 산소 농도가 조정되는 영역이 넓어진다. 그로 인해, 수염 형상의 산화막의 생성을 억제하는 효과는, 본 발명의 제1 실시 형태의 경우보다도 높아진다. 한편, 본 변형예와 같이, 가스 와이핑 노즐(12)의 하부에 시일 박스(131)를 설치하는 것은 시공상 곤란한 경우도 있다. 또한, 본 발명자들은, 제1 실시 형태에 관한 시일 박스(13)와 같이, 적어도 가스 와이핑 노즐(12)의 상부, 즉, 강판(1)의 통판 방향의 하류측에만 시일 박스(13)를 설치하면, 수염 형상의 산화막의 생성을 억제하는 효과가 충분히 인정되는 것을 확인하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시 형태와 같이, 시일 박스를, 적어도 가스 와이핑 노즐(12)의 상부, 즉, 강판(1)의 통판 방향의 하류측에만 설치하면 된다. 또한, 시일 박스는, 강판의 판 폭 방향으로 복수 설치해도 된다. 이 경우, 와이핑 가스의 충돌 위치를 시인하기 쉽게 하기 위해, 인접하는 시일 박스 사이의 간극의 폭을 10㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(제1 실시 형태의 제2 변형예에 대해)

도 8a 및 도 8b에 도시하는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예는, 시일 박스의 형상이 제1 실시 형태와 다른 예이다. 본 변형예에 관한 시일 박스(132)는, 본 발명의 제1 실시 형태와 같이, 강판(1)의 양쪽의 면측에 독립되어 별개로 설치되어 있는 것이 아니라, 강판 에지를 강판 에지의 외측으로부터 감싸는 형상(예를 들어, 대략 U자형)으로 일체적으로 형성되어 있다. 즉, 시일 박스(132)는, 대략 U자형 형상의 개구 부분에서 강판(1)을 사이에 끼우도록 설치되어 있다. 또한, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 이 개구 부분의 강판(1)과 마주보는 부분(개구면의 단부)에 커튼 시일용 가스를 분출하는 노즐(132a)이 설치되어 있다.

또한, 퍼지 가스 공급 노즐(142)은, 본 발명의 제1 실시 형태의 경우와 달리, 시일 박스(132)의 개구부에 인접한 부분(U자형의 바닥)의 상부에, 그 길이 방향이 연직 방향과 평행하게 되도록 설치되어 있다.

본 변형예의 경우, 시일 박스(132)를 보다 소형화할 수 있다. 그러나 시일 박스(132)의 강판(1)과 마주보는 2개의 개구면 사이의 거리는 고정된다. 그로 인해, 본 발명의 제1 실시 형태의 경우보다도, 와이핑 노즐의 갭 제어는 곤란해질 가능성이 있다.

(제1 실시 형태의 제3 변형예에 대해)

도 9a 및 도 9b에 도시하는 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예는, 가스 와이핑 노즐(12)의 상부와 하부를 덮도록 제2 변형예의 시일 박스(132)를 2개 조합하여 일체화한 구조로 한 예이다. 본 변형예에 관한 시일 박스(133)는, 제1 변형예의 경우와 마찬가지로, 가스 와이핑 노즐(12)의 상부와 하부의 양쪽에 존재하므로, 와이핑 가스가 강판(1)과 충돌하는 위치의 주위의 산소 농도가 조정되는 영역이 넓어진다. 그로 인해, 수염 형상의 산화막의 생성을 억제하는 효과는, 본 발명의 제1 실시 형태의 경우보다도 높아진다. 또한, 본 변형예에 관한 시일 박스(133)는, 제1 변형예에 관한 시일 박스(131)보다도 시공은 약간 용이해진다고 생각된다.

또한, 시일 박스(133) 및 커튼 시일용 노즐(133a), 퍼지 가스 공급 노즐(143) 등의 구조에 관해서는, 상술한 제2 변형예의 경우와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

(제1 실시 형태의 제4 변형예에 대해)

도 10a 및 도 10b에 도시하는 제1 실시 형태의 제4 변형예는, 제2 변형예의 시일 박스(132)를, 가스 와이핑 노즐(12)의 상하에 독립하여 별개로 설치한 예이다. 본 변형예에 관한 2개의 시일 박스(134)의 각각의 구조나 기능은, 상술한 제2 변형예의 경우와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 상술한 제1 변형예의 경우와 마찬가지로, 본 변형예에 있어서도, 가스 와이핑 노즐(12)의 하부의 시일 박스(134)는 시공이 약간 곤란한 경우도 있다.

또한, 본 변형예에 관한 커튼 시일용 노즐(134a) 및 퍼지 가스 공급 노즐(144)의 구조는, 본 발명의 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제1 실시 형태의 제5 변형예에 대해)

도 11a 및 도 11b에 도시하는 제1 실시 형태의 제5 변형예는, 시일 박스의 판 폭 방향의 길이를 강판의 전체 폭을 덮는 사이즈까지 확장한 변형예이다. 이 변형예에서는, 시일 박스의 이동 기구를 설치할 필요가 없어, 구동 설비의 삭감이 가능하므로, 시일 박스의 이동 불량에 의한 문제도 회피할 수 있다.

도 11a에 도시하는 바와 같이, 본 변형예에 관한 용융 도금 장치에 있어서는, 시일 박스(135)의 강판(1)의 판 폭 방향의 길이는, 가스 와이핑 노즐(12)의 강판(1)의 판 폭 방향의 길이 이상이다. 통상은, 가스 와이핑 노즐(12)의 강판(1)의 판 폭 방향의 길이는, 강판(1)의 판 폭과 대략 동일하거나, 혹은 강판(1)의 판 폭보다도 길다. 따라서, 시일 박스(135)가 가스 와이핑 노즐(12)의 상부에 설치됨으로써, 가스 와이핑 노즐(12)의 이동에 추종하여 시일 박스(135)도 이동한다. 그로 인해, 본 변형예에 관한 시일 박스(135)에 따르면, 도 11b에 도시하는 노즐(135a)로부터 강판(1)을 향해 시일 가스가 분사되면, 산화막의 발생 장소로 되는 강판(1)의 표면으로의 와이핑 가스의 충돌 위치를 항상 강판(1)의 전체 폭에 걸쳐 시일할 수 있다. 그로 인해, 본 변형예에서는, 수염 형상의 산화막의 생성을 억제하는 효과가 특히 우수하다. 또한, 시일 박스(135)는 강판(1) 표면으로의 와이핑 가스의 충돌 위치를 항상 강판(1)의 전체 폭에 걸쳐 시일하므로, 상술한 제1 실시 형태 및 그 변형예와 같이 시일 박스 이동 기구를 설치할 필요가 없다. 그로 인해, 용융 도금 장치가 공간 절약화되는 동시에, 시일 박스(135)의 이동 불량에 의한 문제도 회피할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태 및 그 변형예와 마찬가지의 구성[퍼지 가스 공급 노즐(145) 등]에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 본 변형예에 10㎜ 이상의 간극을 형성하고, 시일 박스를 복수로 분할해도 된다. 이 경우에는, 퍼지 가스 공급 노즐(145)이 시일 박스의 수에 따라서 필요해진다. 그러나 와이핑 가스의 충돌 위치의 시인성을 확보할 수 있다.

(제1 실시 형태의 제6 변형예에 대해)

도 12a 및 도 12b에 도시하는 변형예는, 제1 실시 형태에 의한 시일 가스를 분사하는 노즐(136a)의 형상이, L자형 형상으로 되어 있는 변형예이다. 여기서, L자형 형상이라 함은, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 강판(1)과 마주보는 시일 박스(136)의 삼각 형상의 개구부의 3변 중, 강판(1)에의 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 가장 가까운 변을 제외한 2변[강판(1)에의 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 가장 먼 정점을 사이에 두는 2변]으로 구성되는 형상이다. 그로 인해, 이 2변에 끼워지는 각도는, 특별히 규정하지 않는다. 예를 들어, 직각 삼각 형상의 개구부에 있어서, 짧은 변을 강판 에지에 평행하게 배치한 경우에, 45°보다도 큰 각도를 끼우는 2변이다. 본 변형예에 있어서, 시일 박스(136)가 가스 와이핑 노즐(12)을 강판(1)의 판 폭 방향으로 덮는 길이(폭)는, 200㎜ 이상 400㎜ 이하가 바람직하다. 시일 박스(136)의 최소의 폭이 200㎜ 이상이면, 수염 형상의 산화막을 완전히 덮을 수 있다. 또한, 시일 박스(136)의 최대의 폭을 400㎜ 이하로 하면, 강판 에지에 추종하는 시일 박스(136)의 움직임(가동)을 양호하게 할 수 있다. 또한, 이 시일 박스(136)의 연직 방향의 길이(높이)의 범위는, 5㎜ 이상 200㎜ 이하인 것이 바람직하다. 시일 박스(136)의 최대의 높이가 200㎜ 이하이면, 조업상 와이핑 가스의 충돌 위치를 시인하기 쉬워져, 강판(1)이 시일 박스(136)에 접촉하는 위험을 억제할 수 있다. 시일 박스(136)의 최소의 높이가 5㎜ 이상이면, 통판 방향의 수염 형상의 산화막의 길이(폭) 이상으로 되므로, 수염 형상의 산화막을 완전히 덮을 수 있다.

또한, 퍼지 가스를 불어 넣는 퍼지 가스 공급 노즐(146)은, 시일 가스의 분사 방향에 대해 수직한 방향[강판(1)에 평행한 방향]에 위치시키는 것이 바람직하다. 이 이유는, 시일 가스의 분사 분포의 불균일을 경감시키기 위함이다.

이러한 L자형 형상의 노즐(136a)을 설치하면, 강판(1)에 충돌하는 시일 가스의 양을 판 폭 방향에서 보다 균일하게 하는 것이 가능하다. 이 L자형 형상의 노즐(136a)에 의해, 시일 가스에 의해 도금이 긁혀 나뉘어져, 도금의 부착량의 편차가 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명예에서는, L자형 형상의 노즐(136a)을 사용하므로, 심플한 삼각 기둥 형상의 시일 박스(136)를 사용하고 있다. 그러나 유체(도금 융액 및 가스)의 흐름에 따라서, 도금의 부착량의 편차를 방지하기 위해, 시일 박스(136)는 강판 에지로부터 강판(1)의 폭 방향 중심을 향해 강판을 덮는 면적을 작게 하는 형상이라도 좋다. 이 경우에는, 가스를 분사하는 노즐(136a)은, 강판(1)측이 개방된 면의 단부(도 12b의 굵은 선 부분, 프레임부)에 설치되어 있다. 이러한 구조에 의해, L자형 형상의 노즐(136a)과 마찬가지로 도금의 부착량의 편차를 방지할 수 있다.

(본 발명의 제2 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에 대해)

계속해서, 도 13a 및 도 13b를 참조하면서, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에 있어서의 시일 박스나 퍼지 가스 공급 노즐 등의 구조에 대해 설명한다. 또한, 도 13a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 시일 박스(23) 및 퍼지 가스 공급 수단의 일례로서의 퍼지 가스 공급 노즐(24)의 구성을 도시하는 설명도이다. 또한, 도 13b는 제2 실시 형태에 관한 시일 박스의 가스 시일 기구를 도시하는 설명도이다. 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 13a에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에 있어서는, 시일 박스(23)는 보조 노즐(25)을 덮도록 설치되어 있다. 보조 노즐(25)은 가스 와이핑 노즐(12)의 근방에 설치된다. 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 보조 노즐(25)은, 가스 와이핑 노즐(12)의 상부에 설치되어, 보조 노즐용 가스 공급 노즐(26)로부터 가스가 공급되고, 이 가스를 강판(1)을 향해 분사한다. 이와 같이 하여, 보조 노즐(25)은, 와이핑 노즐(12)에 의한 가스의 분사를 보조한다. 시일 박스(23)가 보조 노즐(25)을 덮도록 설치되므로, 도 13b에 도시하는 시일 박스(23)에 설치된 노즐(23a)로부터의 커튼 시일용 가스뿐만 아니라, 보조 노즐(25)로부터도 가스가 공급된다. 그로 인해, 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 상술한 제1 실시 형태의 경우와 달리, 시일 박스(23)의 하측[예를 들어, 시일 박스(23)와 가스 와이핑 노즐(12)의 간극]도 시일된다. 그로 인해, 보다 확실하게 강판(1) 에지를 포함하는 공간을 시일할 수 있다. 따라서, 시일 박스의 외부(대기 분위기)로부터의 대기의 유입이 보다 확실하게 억지되므로, 퍼지 가스 공급 노즐(24)에 의한 퍼지 가스의 공급량을, 제1 실시 형태의 경우보다도 줄인 경우라도, 시일 박스(23) 내의 산소 농도를 효율적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 억제할 수 있는 강판의 단부의 수염 형상의 산화막은, 상술한 바와 같이 강판 에지부의 도금 부착량이 적을수록 억제하기 쉽다. 그로 인해, 보조 노즐에 의해, 강판 에지부의 도금 부착량을 저감시킴으로써, 보다 높은 수염 형상의 산화막의 억제 효과를 얻을 수 있다.

(제2 실시 형태의 제1 변형예에 대해)

도 14a 및 도 14b에 도시하는 변형예는, 제2 실시 형태에 의한 시일 가스를 분사하는 노즐(231a)의 형상이, L자형 형상으로 되어 있는 변형예이다. 여기서, L자형 형상이라 함은, 도 14b에 도시하는 바와 같이, 강판(1)과 마주보는 시일 박스(231)의 삼각 형상의 개구부의 3변 중, 강판(1)에의 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 가장 가까운 변을 제외한 2변[강판(1)에의 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 가장 먼 정점을 사이에 두는 2변]으로 구성되는 형상이다. 그로 인해, 이 2변에 끼워지는 각도는, 특별히 규정하지 않는다. 예를 들어, 직각 삼각 형상의 개구부에 있어서, 짧은 변을 강판 에지에 평행하게 배치한 경우에, 45°보다도 큰 각도를 끼우는 2변이다. 본 변형예에 있어서, 시일 박스(231)가 가스 와이핑 노즐(22)을 강판(1)의 판 폭 방향으로 덮는 길이(폭)는, 50㎜ 이상 400㎜ 이하가 바람직하다. 시일 박스(231)의 최소의 폭이 50㎜ 이상이면, 수염 형상의 산화막을 완전히 덮을 수 있다. 또한, 시일 박스(231)의 최대의 폭을 400㎜ 이하로 하면, 강판 에지에 추종하는 시일 박스(231)의 움직임(가동)을 양호하게 할 수 있어, 보조 노즐(251)을 실용상 수납할 수 있다. 또한, 이 시일 박스(231)의 연직 방향의 길이(높이)의 범위는, 5㎜ 이상 200㎜ 이하인 것이 바람직하다. 시일 박스(231)의 최대의 높이가 200㎜ 이하이면, 조업상 와이핑 가스의 충돌 위치를 시인하기 쉬워져, 강판(1)이 시일 박스(231)에 접촉하는 위험을 억제할 수 있다. 시일 박스(231)의 최소의 높이가 5㎜ 이상이면, 통판 방향의 수염 형상의 산화막의 길이(폭) 이상으로 되므로, 수염 형상의 산화막을 완전히 덮을 수 있다.

또한, 퍼지 가스를 불어 넣는 퍼지 가스 공급 노즐(241)은, 시일 가스의 분사 방향에 대해 수직한 방향[강판(1)에 평행한 방향]에 위치시키는 것이 바람직하다. 이 이유는, 시일 가스의 분사 분포의 불균일을 경감시키기 위함이다.

이러한 L자형 형상의 노즐(231a)을 설치하면, 강판(1)에 충돌하는 시일 가스의 양을 판 폭 방향에서 보다 균일하게 하는 것이 가능하다. 이 L자형 형상의 노즐(231a)에 의해, 시일 가스에 의해 도금이 긁혀 나뉘어져 도금의 부착량의 편차가 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명예에서는, L자형 형상의 노즐(231a)을 사용하므로, 심플한 삼각 기둥 형상의 시일 박스(231)를 사용하고 있다. 그러나 유체(도금 융액 및 가스)의 흐름에 따라서, 도금의 부착량의 편차를 방지하기 위해, 시일 박스(231)는 강판 에지로부터 강판(1)의 폭 방향 중심을 향해 강판을 덮는 면적을 작게 하는 형상이라도 좋다. 이 경우에는, 가스를 분사하는 노즐(231a)은, 강판(1)측의 개방된 면의 단부(도 14b의 굵은 선 부분, 프레임부)에 설치되어 있다. 이러한 구조에 의해, L자형 형상의 노즐(231a)과 마찬가지로 도금의 부착량의 편차를 방지할 수 있다.

이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다.

본 실시예에서는, 도 13에 도시한 용융 도금 장치를 사용하여, 표 1에 나타내는 조건으로, 연속적으로 통판되는 강판에 대해 용융 Zn 도금을 행하고, 그 후 도금욕으로부터 끌어올린 강판에 대해 가스 와이핑 노즐을 사용하여 도금 부착량이 편면에서 150g/㎡로 되도록 제어하였다. 도금 부착량을 제어할 때, 강판 에지 부분에 있어서의 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 상하 5㎜의 범위의 평균 산소 농도와, 강판 에지에 생성되는 수염 형상의 산화막의 최대 길이를 측정하였다. 평균 산소 농도는, 강판 에지에서 와이핑 가스가 충돌하는 위치를 중심으로, 상하 5㎜의 범위를 2㎜ 피치로 측정하고, 그들의 측정치를 평균하여 사용하였다. 산소 농도의 측정 정밀도를 높이기 위해, 저산소 농도의 측정에는, 시마쯔(島津) 세이사꾸쇼제의 시마쯔 포터블 산소계(POT-101)를 사용하고, 고산소 농도의 측정에는, Advanced Instruments Inc.제의 포터블 ppm 산소계(GPR-12)를 사용하였다. 여기서, 저산소 농도라 함은, 1ppm 내지 1체적％(10000ppm)이고, 고산소 농도라 함은, 0.5 내지 21체적％(대기 분위기에 상당)이다. 또한, 0.5 내지 1체적％ 이하의 산소 농도를 측정하는 경우에는, 정밀도를 보다 높이기 위해, 양쪽의 산소계를 사용하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 표 2에 나타낸 산화막의 최대 길이와 평균 산소 농도의 관계를 도 15에 나타냈다. 또한, 본 실시예의 시일 박스의 통판 방향의 하류측의 길이는, 최대 200㎜이면 충분하고, 보다 짧아도 된다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 시일 박스를 갖고, 또한 산소 농도가 본 발명의 범위 내인 실시예에 있어서는, 시일 박스를 갖지 않거나, 혹은 산소 농도가 본 발명의 범위 밖인 비교예에 비해, 수염 형상의 산화막의 최대 길이가 현저하게 낮은 것을 알 수 있었다.

또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 표 2의 데이터를 플롯하여, 검량선(도 15의 곡선)을 구하였다. 그 결과, 강판 에지 부분에 있어서의 와이핑 가스의 충돌 위치로부터 상하 5㎜의 범위의 평균 산소 농도가 3체적％ 이하에서(도 15의 화살표 B₁을 참조), 수염 형상의 산화막의 최대 길이가 40㎜ 이하로 되어 있었다(도 15의 화살표 A₁을 참조). 또한, 1.5체적％ 이하에서(도 15의 화살표 B₂를 참조), 수염 형상의 산화막의 최대 길이가 급격하게 저하되어, 40㎜ 이하로 되어 있었다(도 15의 화살표 A₂를 참조). 이것으로부터, 시일 박스 내의 산소 농도를 3체적％ 이하로 함으로써, 수염 형상의 산화막의 생성이 억제되고, 또한 1.5체적％ 이하로 함으로써, 수염 형상의 산화막의 생성이 대폭 억제된다고 하는 것이 시사되었다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다.

용융 도금 강판의 제조 방법 및 이 제조 방법에 사용하는 용융 도금 장치에 있어서, 도금 부착량을 조정할 때에, 도금 강판 표면에서의 산화막의 생성을 억제하는 동시에, 조업상의 문제를 해소한다.

1 : 강판
5 : 도금 금속
10 : 용융 도금 장치
11 : 도금욕
12 : 가스 와이핑 노즐
13, 23, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 231 : 시일 박스
14, 24, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 241 : 퍼지 가스 공급 노즐
16 : 스나우트
17 : 욕중 롤
51 : 구동 모터
53 : 스크류축
55 : 강판 에지 검출 센서

Claims

도금욕에 연속적으로 침지되는 강판을 상기 도금욕으로부터 끌어올린 후 상기 강판 표면에 부착된 도금 금속이 응고될 때까지의 동안에, 상기 강판 표면에 가스를 분사하여 도금 부착량을 조정하는 용융 도금 강판의 제조 방법이며,
상기 강판 표면에 상기 가스를 분사할 때에, 상기 도금욕의 욕면의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 21체적％ 이하로 하는 분위기로 하고,
상기 강판 표면에 상기 가스를 분사할 때에, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 공간의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공간은, 분위기 제어 가능하도록 대기 분위기에 대한 장벽을 갖고, 상기 강판의 상기 단부를 적어도 포함하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도금욕의 상기 욕면을 대기 분위기로 하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공간은, 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치로부터 상기 강판의 통판 방향의 하류측으로 5㎜ 이상, 또한 상기 강판의 상기 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상 400㎜ 이하의 영역을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공간은, 상기 강판의 판 폭 방향으로 복수 설치되고, 인접하는 상기 공간 사이의 간극의 폭을 10㎜ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공간의, 상기 강판에 면하는 영역의, 상기 강판의 상기 단부로부터 상기 강판의 폭 방향 중심을 향하는 방향에 대해서 수직인 방향의 치수는, 상기 강판의 상기 단부로부터 상기 강판의 상기 폭 방향 중심을 향해 감소하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강판의 상기 단부로부터 판 폭 방향으로 10㎜까지의 위치에 있어서의 도금 부착량이, 편면에서 50 내지 380g/㎡인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도금욕은, Zn, Al, Mg, Si, Sr, Cr, Sn, Ca로부터 적어도 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도금욕은, Al을 0.1질량％ 이상 60질량％ 이하 함유하고, Mg를 0.2질량％ 이상 5질량％ 이하 함유하는 Zn 도금욕인 것을 특징으로 하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치로부터 상기 강판의 통판 방향의 하류측의 영역에 걸친 상기 강판의 단부의 공간을 덮도록, 상기 가스 와이핑 노즐의 상기 통판 방향의 상기 하류측에 설치된 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 3체적％ 이하로 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
제11항에 있어서, 상기 퍼지 가스 공급 수단은, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 0.05체적％ 이상 1.5체적％ 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
제11항에 있어서, 상기 시일 박스의 상기 강판의 판 폭 방향의 길이가, 상기 강판의 판 폭 이상인 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
제11항에 있어서, 상기 시일 박스는, 상기 강판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부를 갖고, 상기 가스 분사부가 상기 시일 박스의 강판과 마주보는 면의 단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 시일 박스는, 상기 강판을 통해 서로 대향하는 위치에 적어도 1세트 이상 설치되고, 상기 강판을 향해 가스를 분사하여, 서로 대향하는 상기 시일 박스 사이의 영역을 각각 가스 커튼에 의해 시일하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
용융 도금 장치는, 상기 가스 와이핑 노즐에 의한 상기 가스의 분사를 보조하는 보조 노즐을 포함하고, 상기 시일 박스는, 상기 보조 노즐을 덮도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 시일 박스를, 상기 강판의 판 폭에 따라서, 당해 판 폭 방향을 따라 이동시키는 시일 박스 이동 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 시일 박스는, 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치로부터 상기 강판의 통판 방향의 하류측으로 5㎜ 이상, 또한 상기 강판의 상기 단부로부터 판 폭 방향으로 50㎜ 이상 400㎜ 이하의 영역을 적어도 포함하는 공간을 덮는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 시일 박스는, 상기 강판의 판 폭 방향으로 복수 설치되고, 인접하는 상기 공간 사이의 간극의 폭을 10㎜ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 시일 박스의, 상기 강판에 면하는 영역의, 상기 강판의 상기 단부로부터 상기 강판의 폭 방향 중심을 향하는 방향에 대해서 수직인 방향의 치수는, 상기 강판의 상기 단부로부터 상기 강판의 상기 폭 방향 중심을 향해 감소하는 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
통판되는 강판을 연속적으로 침지하는 도금욕과,
상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판의 표면에 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐과,
상기 도금욕의 욕면으로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 도금욕으로부터 끌어올려진 상기 강판에 상기 가스가 충돌하는 위치에 있어서의 상기 강판의 단부의 공간을 덮는 시일 박스와,
상기 시일 박스 내에 불활성 가스를 도입하여, 상기 시일 박스 내의 산소 농도를 제어하는 퍼지 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 시일 박스는, 상기 강판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부를 갖고, 상기 가스 분사부의 형상이 L자형 형상인 것을 특징으로 하는, 용융 도금 장치.
삭제