KR101354919B1 - 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법 - Google Patents

스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반적으로 스트립 스틸의 표면상의 코팅 필름 두께의 측정에 관한 것으로, 특히 다음 단계를 포함하는 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 측정 방법에 관한 것이다: 원소 P, Ca, Ti, Ba 또는 Sr를 포함하며 크롬-제거 코팅액과 반응하지 않을 두 수용성 화학 물질을 선택하는 단계; 단계 1에서 선택된 두 수용성 화학 물질을 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 이들을 균일하게 교반하고, 그런 후에, 코팅 필름의 기준 샘플을 제조하는 단계; 일치시킴으로써 측정된 필름 두께와 두께 보정 값 사이의 보정 함수식을 얻기 위해 특징적인 스펙트럼을 얻도록 두 수용성 화학 물질을 여기시키고 기준 필름 샘플의 두께를 갖기 위해 오프라인 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 광선을 사용하는 단계; 약한 특징적인 스펙트럼을 가지는 수용성 화학 물질을 크롬-제거 코팅액 속에 첨가하는 단계 및 실제 코팅 필름 두께를 얻기 위해 보정 함수식을 사용하는 단계. 온라인 탐지에 의해, 본 발명은 높은 정확성을 가지며 코팅 필름의 부착성, 부식 방지성 및 환경 성능에 대한 악영향을 갖지 않으며 필름 두께를 효과적으로 관찰하고 코팅 방법을 연속적으로 최적화할 수 있다.

Description

스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법{An On-line Detection Method of Chromium-Free Coating Film Thickness on Surface of Strip Steel}
본 발명은 일반적으로 스트립 스틸의 표면상의 코팅 필름 두께의 측정에 관한 것으로, 특히 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 측정 방법에 관한 것이다.
환경 보호가 크게 중요해지는 상황에서, 크롬-제거 그린 제품(green product)에 대한 목소리가 더욱더 강해지고 있다. 전세계에서 주요 강철제품은 이들 제품들의 필름을 위한 크롬산염 코팅을 대체하기 위한 크롬-제거 코팅을 개발하는데 전부 영향을 끼친다.
스트립 스틸의 표면상에 크롬-제거 코팅 필름을 사용하는 것은 상당히 어려운데 이는 크롬-제거 코팅액의 제조 및 크롬-제거 코팅 필름 두께의 탐지를 위한 우수한 방법과 기준이 없기 때문이다. 특히 대형 전기 장치의 경우, 스트립 스틸 시트의 여러 라미네이트가 함께 적층된 후, 라미네이트 또는 라미네이트들의 코팅 필름의 고르지 않은 두께는 라미네이트들의 전체 층의 고르지 않을 두께를 초래할 것이다. 따라서, 어떻게 정확하게 코팅 필름 두께를 탐지하고 어떻게 코팅 필름의 사용 방법을 최적화하는지가 크롬-제거 코팅 필름을 구비한 스트립 스틸들의 생산에서 어려운 과제들이다.
코팅 필름 두께의 온라인 탐지의 경우에, 종래 기술은 주로 특징적인 원소들을 검사하는 광선 검사 방법을 사용한다. 또는 종래 기술은 온라인 또는 오프라인 탐지를 실행하기 위해 X선 형광 리미터(X ray fluorescene remitter)를 사용한다. 그러나, 이런 탐지 방법에서, 코팅액이 여기될 때 X선 형광을 방출하기 쉬운 크롬과 같은 일부 특징적인 원소를 포함하는 것이 필요하며, 원소의 함량은 변하지 않아야 한다. 따라서, 두께가 이런 방법에 의해 사용될 수 있는 매우 적은 코팅 필름이 존재하며 탐지 장치의 각 세트는 단지 하나의 특징적인 원소를 탐지할 수 있어서 단지 한 타입의 코팅 필름의 두께를 탐지할 수 있다. 다양한 타입의 다른 타입 코팅 필름을 생산하기 위해서, 대량 생산에서 사용하기 불편한 여러 세트의 두께 탐지 장치를 갖추는 것이 필수적이다. 비록 한 타입의 코팅 필름이 변하지 않는 경우에도, 코팅 필름들의 다른 배치들의 조성물들의 상대적 차이는 탐지 결과에 무시할 수 없는 효과를 가진다. 크롬-제거 코팅 필름은 특징적인 원소 Cr를 포함하지 않으며, 따라서 이런 방법들은 온라인 탐지에 쓸모가 없다.
오늘날, 크롬-제거 코팅 필름의 두께는 주로 오프라인 필름 두께 탐지 장치들에 의해 탐지된다. 탐지 장치들은 대부분 탐지를 수행하기 위해 맴돌이 전류 원리를 사용한다. 스틸 스트립의 상부 말단과 하부 말단으로부터의 표본들을 필요로 하고 작업 위치, 중간 위치 및 이동된 위치상의 여러 지점에서 두께를 측정하고 그런 후에 스틸 스트립 상의 전체 코팅 필름의 두께로서 모든 측정값들의 평균을 취한다. 이런 방법들의 장점들은 여러 지점에서 측정을 수행하는 것이 편리하다는 점이나, 이런 방법들에서, 전형적인 샘플을 가지는 것일 필수적이다. 또한, 오프라인 탐지 시스템들은 자체 및 필름 두께 참조 카드 모두 상당히 큰 오차를 가지며 온라인 관찰을 실행하는 것이 불가능하기 때문에, 이런 방법들은 연속적인 어닐링 노를 통한 스틸 스트립을 제조하는데 부적절하고 고르지 않은 필름을 만들기 쉽다.
본 발명의 목적은 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 보정 함수를 얻고 추가로 코팅 필름의 두께를 얻기 위해서 크롬-제거 코팅액 속에 소량의 특징적인 원소를 첨가하는 것이며, 정확한 측정 결과를 갖지 않으나 코팅 필름의 부착성, 부식 방지 및 환경 성능에 영향이 없다.
목적은 다음을 포함하는 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법에 의해 성취된다:
단계 1, 원소 P, Ca, Ti, Ba 또는 Sr를 포함하며 크롬-제거 코팅액과 반응하지 않을 두 수용성 화학 물질을 선택한다;
단계 2, 단계 1에서 선택된 두 수용성 화학 물질을 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 이들을 균일하게 교반하고, 그런 후에, 코팅 필름의 기준 샘플을 제조한다;
단계 3, 특징적인 스펙트럼을 얻도록 두 수용성 화학 물질을 각각 여기시키고 기준 필름 샘플의 두께를 갖기 위해 오프라인 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 광선을 사용한다; 강한 특징적인 스펙트럼을 가지는 수용성 화학 물질에 의해 측정된 코팅 필름 두께는 실제 필름 두께로 생각되는 반면, 약한 특징적인 스펙트럼을 가지는 수용성 화학 물질에 의해 측정된 코팅 필름 두께는 측정된 필름 두께로 생각된다; 실제 필름 두께와 측정된 필름 두께 사이의 차는 두께 보정 값으로서 생각된다; 여러 번의 이런 작업을 통해, 여러 측정된 필름 두께에 해당하는 여러 두께 보정 값이 얻어지며 측정된 필름 두께와 두께 보정 값 사이의 보정 함수식은 이런 구별된 데이터를 일치시킴으로써 얻어질 수 있다;
단계 4, 약한 특징적인 스펙트럼을 가진 수용성 화학 물질을 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 수용성 화학 물질을 여기시키고 측정된 필름 두께를 얻기 위해서 온라인 코팅 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 광선을 사용하고 그런 후에 두께 보정 값을 얻기 위해 보정 함수식을 사용하고, 마지막으로, 실제 코팅 필름 두께는 측정된 필름 두께와 두께 보정 값으로부터 얻을 수 있다.
크롬-제거 코팅액과 반응하지 않을 수용성 화학 물질들은 β-소듐 글리세롤-포스페이트, 아세트산 칼슘, 티타늄오센(titaniumocene) 착물, 염화바륨 또는 아세트산 스트론튬이다.
광선은 X선 또는 γ선이다. 보정 함수를 얻기 위해서 소량의 특징적인 원소를 크롬-제거 코팅액에 첨가함으로써, 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법은 일찍 코팅 필름의 두께를 탐지할 수 있고 온라인 탐지에 의해서, 필름 두께를 효과적으로 관찰하고 코팅 방법을 연속적으로 최적화할 수 있고; 한편으로는, 방법은 높은 정확성으로 다른 타입 크롬-제거 코팅액에 적용할 수 있고 코팅 필름의 부착성, 부식 방지 및 환경 성능에 악영향을 갖지 않는다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 탐지 방법의 실시태양 1에서 측정된 두께와 보정 두께의 함수의 곡선 그래프이다.
본 발명은 특정 실시태양으로 상세하게 기술된다. 실시태양은 단지 본 발명을 설명하기 위해 사용되며 본 발명의 범위를 한정하기 위해 사용되지 않는다고 이해된다. 또한 당업자는 본 발명의 상세한 설명을 읽은 후 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화 또는 변형을 할 수 있으며, 따라서 본 발명의 해결책과 동일하거나 균등한 임의의 변형들은 본 발명의 청구항들에 정의된 범위에 모두 해당된다고 이해된다.
실시태양 1
스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 탐지 방법은 다음 단계를 포함한다:
단계 1: 원소 P, Ca, Ti, Ba 또는 Sr를 포함하며 크롬-제거 코팅액과 반응하지 않을 두 수용성 화학 물질을 선택하며, 본 실시태양에서, 수용성 화학 물질은 β-소듐 글리세롤-포스페이트, 아세트산 칼슘, 티타늄오센(titaniumocene) 착물, 염화바륨 또는 아세트산 스트론튬이다.
단계 2: 단계 1에서 선택된 두 화학 물질을 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 이들을 균일하게 교반하고, 그런 후에, 코팅 필름의 기준 샘플을 제조한다;
단계 3: 특징적인 스펙트럼을 얻도록 두 화학 물질을 각각 여기시키고 기준 필름 샘플의 코팅 필름 두께를 갖기 위해 오프라인 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 X선 또는 γ선을 사용한다; 강한 특징적인 스펙트럼을 가지는 첨가제에 의해 측정된 코팅 필름 두께는 실제 필름 두께(H)로 생각되는 반면, 약한 특징적인 스펙트럼을 가지는 첨가제에 의해 측정된 코팅 필름 두께는 측정된 필름 두께(h)로 생각된다; 실제 필름 두께(H)와 측정된 필름 두께(h) 사이의 차는 두께 보정 값(△A)으로서 생각된다; 여러 번의 이런 작업을 통해, 여러 측정된 필름 두께에 해당하는 여러 두께 보정 값을 얻는 것이 가능하며 측정된 필름 두께(h)와 두께 보정 값(△A) 사이의 보정 함수식은 이런 구별된 데이터를 일치시킴으로써 얻어질 수 있다;
단계 4: 약한 특징적인 스펙트럼을 가진 첨가제를 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 첨가제를 여기시키고 필름 두께를 얻기 위해서 온라인 코팅 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 광선을 사용하고 그런 후에 두께 보정 값을 얻기 위해 필름 보정 함수식을 사용하고, 마지막으로, 실제 코팅 필름 두께는 측정된 필름 두께와 두께 보정 값으로부터 얻을 수 있다.
실시태양에서, 기준 필름 샘플의 제조를 위해서, Ca, P 원소를 포함하는 화학 물질, 즉 아세트산 칼슘((CH3COO)2Ca·H2O) 및 β-소듐 글리세롤-포스페이트(C3H7Na2O6P·5H2O)을 크롬-제거 코팅액 속에 0.1~1중량% 첨가한다; 두 원소의 특징적인 스펙트럼은 오프라인 필름 두께 장치의 사용에 의해 탐지되어서, 표 1에 도시된 측정된 필름 두께와 두께 보정 값이 얻어진다.
원소 Ca를 여기시켜 얻은 실제 두께
H(g/m2)		 원소 P를 여기시켜 얻은 측정된 두께
h(g/m2)		 두께 보정 값
△A(g/m2)
2.01 1.89 0.12
4.04 3.84 0.2
6.05 5.8 0.25
도 1에 도시된 곡선은 표 1의 데이터를 기초로 그렸고, 그런 후에, 함수식은 곡선을 일치시킴으로써 얻는다: 두께 보정 값 △A = 0.0600 + 0.0325h (1)
크롬-제거 코팅 필름의 대량 생산에서, 코팅 필름 두께는 원소 P를 여기시키기 위해 온라인 필름 두께 장치에 의해 방출된 광선을 사용하여 탐지되며, 상부 표면상의 측정된 필름 두께는 3.16g/m2이며, 하부 표면상의 측정된 필름 두께는 3.1g/m2이다.
식(1)에서 h를 각각 상부 표면 및 하부 표면상의 측정된 필름 두께로 대체하면, 상부 표면 및 하부 표면상의 실제 필름 두께는 각각 3.32g/m2 및 3.26g/m2로 얻어진다.
β-소듐 글리세롤-포스페이트(C3H7Na2O6P·5H2O)를 가진 스틸 시트의 코팅 필름과 β-소듐 글리세롤-포스페이트(C3H7Na2O6P·5H2O)를 갖지 않은 스틸 시트의 코팅 필름의 특성들 사이를 비교함으로써, β-소듐 글리세롤-포스페이트(C3H7Na2O6P·5H2O)를 첨가하는 것이 표 2에 도시된 부착성, 부식 저항성 등과 같은 필름 특성들에 대해 악영향을 갖지 않는다고 결론내렸다.
필름의 위치
 비교 대상의 필름(첨가되지 않음) 본 발명의 실시태양의 필름(첨가됨) 비교 대상의 필름(첨가되지 않음) 본 발명의 실시태양의 필름(첨가됨)
부착성 부착성 부식 저항성 부식 저항성
스틸 스트립의 상부 표면 위 1 등급 1 등급 5% 5%
스틸 스트립의 하부 표면 위 1 등급 1 등급 5% 5%

Claims (3)

  1. 스트립 스틸의 표면상의 크롬-제거 코팅 필름 두께의 온라인 탐지 방법으로서,
    상기 방법은 다음 단계:
    단계 1: 원소 P, Ca, Ti, Ba 또는 Sr를 포함하며 크롬-제거 코팅액과 반응하지 않는 두 수용성 화학 물질을 선택한다;
    단계 2: 단계 1에서 선택된 두 수용성 화학 물질을 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 이들을 균일하게 교반하고, 그런 후에, 코팅 필름의 기준 샘플을 제조한다;
    단계 3: 두 수용성 화학 물질의 특징적인 스펙트럼을 얻도록 두 수용성 화학 물질을 각각 여기시키고 기준 샘플의 코팅 필름 두께를 갖기 위해 오프라인 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 광선을 사용한다; 강한 특징적인 스펙트럼을 가지는 수용성 화학 물질에 의해 측정된 코팅 필름 두께는 실제 필름 두께로 생각되는 반면, 약한 특징적인 스펙트럼을 가지는 수용성 화학 물질에 의해 측정된 코팅 필름 두께는 측정된 필름 두께로 생각된다; 실제 필름 두께와 측정된 필름 두께 사이의 차는 두께 보정 값으로서 생각된다; 여러 번의 이런 작업을 통해, 여러 측정된 필름 두께에 해당하는 여러 두께 보정 값이 얻어지며 측정된 필름 두께와 두께 보정 값 사이의 보정 함수식은 두께 보정 값과 측정된 필름 두께의 상관관계로부터 얻어질 수 있다; 및
    단계 4: 약한 특징적인 스펙트럼을 가진 수용성 화학 물질을 크롬-제거 코팅액에 첨가하고 수용성 화학 물질을 여기시키고 측정된 필름 두께를 얻기 위해서 온라인 코팅 필름 두께 탐지 장치에 의해 방출된 광선을 사용하고 그런 후에 두께 보정 값을 얻기 위해 보정 함수식을 사용하고, 마지막으로, 실제 코팅 필름 두께는 측정된 필름 두께와 두께 보정 값으로부터 얻는다;
    를 포함하며,
    여기서, 상기 크롬-제거 코팅액과 반응하지 않는 수용성 화학 물질은 β-소듐 글리세롤-포스페이트, 아세트산 칼슘, 티타늄오센(titaniumocene) 착물, 염화바륨 또는 아세트산 스트론튬인 것을 특징으로 하는 온라인 탐지 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    광선은 X선 또는 γ선인 것을 특징으로 하는 온라인 탐지 방법.
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