KR101382903B1 - Method for decreasing metal-gas in snout and the snout thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면인 용융금속 도금공정의 스나우트 내 금속증기 저감방법은, 피도금재의 표면에서 상기 금속증기의 응축핵이 생성되도록 피도금재를 냉각하는 단계 및 상기 생성된 응축핵 주위로 금속증기가 응축되어 형성된 금속 응축물이 부착된 피도금재를 금속용탕으로 진입시키는 단계를 포함하고, 상기 형성된 금속 응축물은 피도금재의 금속용탕 진입 시점에서 직경이 1μm 미만(0은 제외)인 스나우트 내 금속증기 저감방법을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면인, 용융금속 도금공정의 스나우트는 피도금재의 표면을 냉각할 수 있는 냉각장치를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, a method for reducing metal steam in a snout of a molten metal plating process includes: cooling a plated material such that condensation nuclei of the metal vapor are generated on the surface of the plated material, and metal around the generated condensation nucleus. The metal condensate formed by the condensation of the vapor to enter the metal material is attached to the molten metal, wherein the formed metal condensate has a diameter of less than 1μm (excluding 0) at the time of entry of the metal molten metal It may include a method for reducing metal vapor in the nut.
In addition, another aspect of the present invention, the snout of the molten metal plating process may include a cooling device capable of cooling the surface of the plated material.
Description
본 발명은 용융금속 도금공정에서 불가피하게 발생하는 금속증기의 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판의 용융금속 도금공정에서 스나우트 내부의 용탕금속 표면에서 발생하는 금속증기를 저감하는 방법 및 금속증기를 저감할 수 있는 스나우트에 대한 것이다.
The present invention relates to a method for treating metal vapor inevitably generated in a molten metal plating process, and more particularly, to a method for reducing metal vapor generated on a molten metal surface inside a snout in a molten metal plating process of a steel sheet and a metal. It is about the snout which can reduce steam.
일반적으로 금속재 도금강판은 우수한 내식성을 바탕으로 일반 건축자재용을 비롯하여 미려한 표면관리가 요구되는 가전용 외판재 및 자동차용 외판재까지 적용범위가 점점 확대되고 있는 실정이다. 이러한 금속재 도금강판을 제조하는 방법에는 일반적으로 용융금속으로 도금하는 방식을 사용하는데, 센지미어 방식이 주류를 이루고 있다.
In general, the metal plated steel sheet has a wide range of applications from general building materials to home appliances and automotive exterior plates requiring beautiful surface management based on excellent corrosion resistance. The method of manufacturing such a metal plated steel sheet generally uses a method of plating with molten metal, but the sensimilar method is the mainstream.
도 1은 센지미어 방식에 따른 일반적인 용융금속 도금라인을 도시한 개략도이다. 하기에서는 도 1과 함께 센지미어 방식에 따른 용융금속 도금라인을 설명한다.
Figure 1 is a schematic diagram showing a typical molten metal plating line according to the senseim method. In the following, the molten metal plating line according to the sensmere mirror method will be described with reference to FIG. 1.
우선, 냉간압연된 피도금재(강판)가 페이오프 릴(미도시)과 용접기(미도시)를 통하여 연속 통판된다. 이 후, 강판에 부여된 잔류응력을 제거하기 위하여, 환원성 분위기를 유지하는 불활성가스가 충진된 가열로(110)내에서 400?~900?의 온도로 소둔 처리된다. 이 후, 도금작업에 적당한 온도가 유지되는 상태에서, 용융금속이 충진된 도금욕조(130)내의 금속용탕으로 진입된다.
First, the cold-rolled plated material (steel plate) is continuously plated through a payoff reel (not shown) and a welding machine (not shown). Thereafter, in order to remove the residual stress applied to the steel sheet, the annealing treatment is performed at a temperature of 400 to 900 ° in the
이 때, 가열로와 도금욕조 사이에는 스나우트(120)가 구비된다. 이러한 스나우트는 가열로의 끝단과 용융금속이 충진된 도금욕조를 직접 연결하도록 설치된다. 스나우트는 금속용탕으로 피도금재(강판)의 진입을 유도하는 기능을 한다. 또한, 외부로부터 공기를 차단하여 고온으로 열처리된 피도금재가 대기에 노출되어 발생하는 표면산화를 방지하여, 피도금물이 도금될 수 있는 상태를 유지시켜주는 역할을 한다. 그리고, 이러한 스나우트는 상부가 가열로에 연결되어 있고, 하부는 고온의 용융금속과 연결되어 있기 때문에, 스나우트 내부 금속용탕 주위에 가열로 내부로부터 도금불량을 방지하는 불활성가스가 유입되어 환원성 분위기가 조성된다.
At this time, the
상기 가열로(110), 스나우트(120) 및, 용융금속 도금욕조(130)를 차례로 통과하면서 도금된 강판은 상기 도금욕조(130)상에 구비된 에어나이프(140)에서 분사되는 에어에 의해서 수요가가 원하는 도금두께를 갖도록 도금량을 조정하게 된다. 이어서, 도금두께가 일정하도록 와이핑된 강판은 조질압연기를 거치고, 적정한 표면 조도 부여 및 형상교정을 거쳐 절단기에서 절단된 후, 텐션 릴에서 권취되어 최종 도금코일 제품으로 생산되는 것이 센지미어 방식이다.
The steel plate plated while passing through the
한편, 상기 가열로(110)의 강판이, 상기 스나우트(120)의 내부를 통하여 도금욕조(130)내로 진입하는 공정에서, 상기 스나우트(120)의 내부에 조성된 환원성 분위기 때문에, 상기 스나우트(120)의 용융금속 표면으로부터 순수한 금속 증기가 증발하게 된다. 이 때, 증발되는 금속 증기가 응축되면서 에쉬(ash)로 성상하여, 금속 응축물(A)이 불가피하게 발생된다.
On the other hand, in the step of entering the steel plate of the
특히 상기 스나우트(130)내에서 응축된 금속 응축물(A)은 그 크기가 임계수준을 넘어 커지게 되면, 스나우트(130)의 내벽에 부착되기도 하고, 스나우트 내부에서 부유하다가 결국에는 도금되는 강판에 부착되거나 용융금속 표면으로 낙하하여 피도금재의 표면결함을 유발하는 원인이 된다. 즉, 용융금속의 도금강판 표면품질에 가장 큰 영향을 미치는 것이 바로 이러한 금속 응축물에 의한 결함이다.
In particular, the metal condensate (A) condensed in the
한편, 이와 같은 용융금속 도금재의 표면품질에 치명적인 결함요인이 되는, 금속 응축물에 의한 표면 결함을 방지하기 위해, 다양한 기술들이 알려져 있다. 이를 크게 다섯 가지로 분류할 수 있다.
On the other hand, in order to prevent surface defects caused by metal condensate, which is a critical defect factor on the surface quality of such a molten metal plating material, various techniques are known. This can be divided into five categories.
첫째는, 용융금속의 증발 자체를 억제하는 방법이며, 이에 대하여 특허문헌 1 내지 3이 개시되어 있다. 둘째는, 증발된 금속증기 입자가 서로 응축되지 않도록 하는 방법이며, 이에 대하여 특허문헌 4 및 5가 개시되어 있다. 셋째는, 다시 용융 금속으로 떨어져서 도금욕 과정에서 결함을 야기하는 금속증기 응축물을 제거하는 방법이며, 이에 대하여 특허문헌 6 이 개시되어 있다. 넷째는, 피도금재과 혼입하여 침적되지 않도록 방지하는 방법으로, 이에 대하여 특허문헌 7이 개시되어 있다.
First, a method of suppressing the evaporation of the molten metal itself, Patent Documents 1 to 3 are disclosed. Second, a method of preventing the vaporized metal vapor particles from condensing with each other, Patent Documents 4 and 5 are disclosed. Third, a method of removing the metal vapor condensate that falls back into the molten metal and causes a defect in the plating bath process, and Patent Document 6 discloses this. Fourth, Patent Document 7 discloses a method of preventing mixing and deposition with a plated material.
마지막으로는, 가장 실질적인 해결책으로서, 불가피하게 발생된 금속증기를 저감 또는 제거하는 방법으로서, 본 발명은 이에 대한 기술에 해당한다. 이 기술과 관련된 기존의 공지기술로는 특허문헌 8 및 9가 있다.
Finally, as the most practical solution, as a method of reducing or removing inevitably generated metal vapor, the present invention corresponds to the description thereof. Existing known techniques related to this technique include Patent Documents 8 and 9.
특허문헌 8은, 스나우트 내부에 금속 증기 흡입 덕트, 냉각기 및 증기를 내부로 돌려보내는 순환 덕트를 설치하고 있다. 그러나, 본 기술은 금속 증기의 응축이 진행될수록, 다공질의 금속증기 응축물의 특성상, 냉각기의 냉기전달이 충분치 못하여 더 이상 응축이 불가하게 되는 문제점이 있었다. 또한 응축물이 쉽게 다시 흩날릴 수 있는 단점이 있다. 또한, 별도로 흡입 덕트, 냉각기 및 순환 덕트를 구성해서 운용해야하므로, 추가 비용이 많이 소요되는 단점도 있어 산업에 적용되지 못하고 있었다.
Patent document 8 has provided the metal steam suction duct, a cooler, and the circulation duct which returns steam inside a snout. However, the present technology has a problem in that as the condensation of the metal vapor proceeds, due to the characteristics of the porous metal vapor condensate, the cold air transfer of the cooler is insufficient and condensation is no longer possible. There is also a disadvantage that the condensate can easily re-scatter. In addition, since the suction duct, the cooler and the circulation duct must be separately configured and operated, there are also disadvantages in that additional costs are not applied to the industry.
특허문헌 9는, 강판 표면에 부착되는 이물질을 흡입하는 시스템으로서, 흡입 및 배출관의 산소농도를 감시하여 시스템의 동작 안정도를 향상시키고, 이물질 포집필터의 전후 흡입관의 차압을 감시하여 이물질 포집 경로를 자동 변경할 수 있으며, 이에 따라 동작정지 없이 이물질 제거 동작을 수행할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 본 기술에서는, 이물질을 제거하는 방법으로 포집필터를 개시하고 있다. 그러나 금속 증기 입자의 크기는 1~10nm 정도이고, 응축물로 성장하더라도 수십에서 수백nm 정도의 크기에 불과하다. 따라서, 부직포 등의 일반 공업용 필터를 사용할 경우 포집이 불가능하다. 또한, 고가의 글라스파이버 필터를 사용하더라도 완전한 포집이 어려우며, 포집률이 낮아 거의 산업적으로 적용이 불가능하다는 단점이 있다.
Patent document 9 is a system for sucking foreign substances adhering to the surface of a steel sheet, and monitoring the oxygen concentration of suction and discharge pipes to improve the operating stability of the system, and monitoring the differential pressure of the suction pipes before and after the foreign matter collecting filter to automatically detect the foreign matter collecting path. The present invention relates to a system capable of changing and thus performing a foreign material removal operation without stopping the operation. In this technology, a collection filter is disclosed by a method of removing foreign matter. However, the size of the metal vapor particles is about 1-10 nm, even if grown as a condensate is only a few tens to hundreds of nm in size. Therefore, collection is impossible when using a general industrial filter such as a nonwoven fabric. In addition, even if expensive glass fiber filters are used, it is difficult to completely collect them, and there is a disadvantage in that they are almost impossible to apply industrially due to low collection rate.
상기와 같이, 불가피하게 증발한 금속증기를 제거하는 방법은 상기의 표면품질 저하의 원인이 되는 금속증기에 대한 문제를 해결하는 핵심적인 방법임에도 불구하고, 그 연구성과를 산업적으로 적용하기에는 다소 무리가 있었다. 따라서, 계속적인 연구가 필요한 분야로 남아있었다.
As mentioned above, although the method of removing the inevitably evaporated metal vapor is a key method for solving the problem of the metal vapor which causes the surface quality deterioration, it is rather difficult to apply the research results industrially. there was. Thus, it remains an area of ongoing research.
본 발명의 일 측면은, 용융금속 도금공정상, 특별한 고비용의 추가적인 설비 없이도, 도금재 강판 표면의 품질저하를 유발하는 스나우트 내부의 금속 증기를 효과적으로 저감할 수 있는 저감방법을 제공하고자 하는 것이다.
One aspect of the present invention is to provide a reduction method that can effectively reduce the metal vapor inside the snout causing the deterioration of the surface of the plated steel sheet in the molten metal plating process, without additional expensive equipment.
본 발명의 다른 일 측면은, 상기의 저감방법을 용이하게 구현가능한 스나우트를 제공하고자 하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a snout that can easily implement the above reduction method.
본 발명의 일 측면인 용융금속 도금공정의 스나우트 내 금속증기 저감방법은, 피도금재의 표면에서 상기 금속증기의 응축핵이 생성되도록 피도금재를 냉각하는 단계 및 상기 생성된 응축핵 주위로 금속증기가 응축되어 형성된 금속 응축물이 부착된 피도금재를 금속용탕으로 진입시키는 단계를 포함하고, 상기 형성된 금속 응축물은 피도금재의 금속용탕 진입 시점에서 직경이 1μm 미만(0은 제외)인 스나우트 내 금속증기 저감방법을 포함할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, a method for reducing metal steam in a snout of a molten metal plating process includes: cooling a plated material such that condensation nuclei of the metal vapor are generated on the surface of the plated material, and metal around the generated condensation nucleus. The metal condensate formed by the condensation of the vapor to enter the metal material is attached to the molten metal, wherein the formed metal condensate has a diameter of less than 1μm (excluding 0) at the time of entry of the metal molten metal It may include a method for reducing metal vapor in the nut.
또한, 본 발명의 다른 일 측면인, 용융금속 도금공정의 스나우트는 피도금재의 표면을 냉각할 수 있는 냉각장치를 포함할 수 있다.
In addition, another aspect of the present invention, the snout of the molten metal plating process may include a cooling device capable of cooling the surface of the plated material.
본 발명의 일 측면에 따르면, 용융금속 도금공정의 스나우트 내부에서 불가피하게 생성되는 금속 증기를, 추가적인 고비용 설비 또는 작업공정 없이도 용이하게 저감할 수 있다. 그로 인해, 작업 효율성이 증가하며, 피도금재의 표면 결함을 억제하여 도금 강판의 품질을 향상시킬 수 있다.
According to an aspect of the present invention, the metal vapor inevitably generated inside the snout of the molten metal plating process can be easily reduced without additional expensive equipment or work process. Therefore, work efficiency increases, the surface defect of a to-be-plated material can be suppressed, and the quality of a plated steel plate can be improved.
도 1은, 일반적인 용융금속 도금공정 방식인 센지미어 방식에 따른 도금공정을 도시한 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a plating process according to the sensimere method, which is a general molten metal plating process method.
본 발명자들은, 용융금속 도금공정의 스나우트 내부에서, 금속용탕에서 발생하는 금속 증기에 의한 도금재의 표면품질 저하현상을 개선하기 위한 방법에 대하여 심도있게 연구하였다. 그 결과, 발생한 금속 증기를 나노사이즈(1 μm 미만의 직경 크기)로 응축하여 피도금재 표면에 부착시키고, 도금욕조의 용탕금속에 진입시킬 경우, 증기제거를 위한 추가설비 없이도 금속증기가 효과적으로 저감될 수 있음을 인지하고 본 발명에 이르게 되었다.
The present inventors have studied in depth the method for improving the surface quality deterioration phenomenon of the plating material by the metal vapor generated in the molten metal inside the snout of the molten metal plating process. As a result, when the generated metal vapor is condensed to nano size (diameter size less than 1 μm) and adheres to the surface of the plated material, and enters the molten metal of the plating bath, the metal vapor is effectively reduced without additional equipment for removing steam. It has been recognized that the present invention can be achieved.
이하, 상기의 본 발명의 핵심적인 사항을 고려하여 착안된, 본 발명의 일 측면을 이루는 스나우트 내 금속증기 저감방법에 대하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a method for reducing metal steam in a snout constituting an aspect of the present invention, which is conceived in consideration of the above-described essential points of the present invention, will be described in detail.
본 발명의 일 측면에서 개시하는 스나우트 내 금속증기 저감방법에 따르면, 용융금속 도금공정 상에서 발생된 금속증기를 효과적으로 저감하기 위해, 피도금재의 표면온도를 제어함으로써, 금속증기 입자를 피도금재 표면에서 응축핵을 생성시켜 응축 및 부착시키고, 상기 금속 응축물이 부착된 피도금재를 금속용탕으로 진입시킴으로써, 금속증기를 처리하는 방법을 개시한다.
According to the method of reducing the metal vapor in the snout disclosed in one aspect of the present invention, in order to effectively reduce the metal vapor generated in the molten metal plating process, by controlling the surface temperature of the plated material, the metal vapor particles surface the plated material Disclosed is a method for treating metal vapor by generating a condensation nucleus at condensation and adhesion, and entering the plating material having the metal condensate into the molten metal.
증기의 응축은, 증기를 일정한 압력에서 냉각시켜 온도가 일정온도 이하로 낮아지거나, 증기에 압력이 가해져서 증기압력이 포화증기압을 넘어가게 될 경우에 발생하는 현상이다. 이 때, 기체상의 금속증기가 고체상인 금속으로 응축하는 과정에서는, 응축핵이 생성되는 과정이 반드시 필요하다. 따라서, 본 발명의 일 측면에서는 스나우트 내부의 소정의 위치에서, 상기 금속증기의 온도를 낮아지게 하여, 응축핵이 생성되도록 유도한다.
The condensation of steam occurs when the steam is cooled at a constant pressure to lower the temperature below a certain temperature or when the steam is pressurized to cause the steam pressure to exceed the saturated steam pressure. At this time, in the process of condensing the gaseous metal vapor into the metal in the solid state, a process of generating a condensation nucleus is necessary. Therefore, in one aspect of the present invention, at a predetermined position inside the snout, the temperature of the metal vapor is lowered to induce condensation nuclei to be generated.
즉, 본 발명의 일측면에서 개시하는 스나우트 내 금속증기 저감방법에 따르면, 먼저 소정의 위치 표면에서 상기 금속증기의 응축핵이 생성되도록, 소정의 위치의 온도를 제어하는 것이다. 이 때, 상기 응축핵의 생성이 일어나는 소정의 위치는 피도금재의 표면인 것이 바람직하다.
That is, according to the method of reducing the metal steam in the snout disclosed in one aspect of the present invention, first, the temperature at a predetermined position is controlled so that the condensation nuclei of the metal vapor are generated on the surface of the predetermined position. At this time, it is preferable that the predetermined position where generation of the condensation nucleus occurs is the surface of the plated material.
상기 불균일핵생성이 일어날 수 있는 소정의 위치로는, 스나우트의 내부벽면, 부가적으로 구성된 임의의 벽면 또는 피도금재의 표면등을 생각할 수 있다. 스나우트의 내부벽면은 핵이 생성되어 금속증기가 고체 결정립을 형성하며 응축되기 용이하나, 상기 응축물을 연속적으로 제거하거나 처리하기에 효과적이지 않은 측면이 있다. 또한, 부가적으로 임의의 벽면을 추가하게 될 경우에는, 스나우트 내부에 임의의 벽면을 구비하게 되는 공정이 추가로 필요하게 되며, 그에 따른 추가적인 문제점이 발생할 수 있게 된다. 그리고, 생성된 응축물을 연속적으로 제거하거나 처리할 수 있는 설비 또한 필요하게 된다.
As a predetermined position where the heterogeneous nucleation can occur, an inner wall surface of the snout, an optional wall surface additionally formed, or the surface of the plated material can be considered. The inner wall surface of the snout is nucleated to form metal grains and condensate easily, but there is an aspect that is not effective for continuously removing or treating the condensate. In addition, if additional wall surfaces are additionally added, a process of providing an arbitrary wall surface inside the snout is further required, and further problems may occur. There is also a need for a facility that can continuously remove or process the resulting condensate.
반면, 피도금재의 표면은 불균일 핵생성이 용이하게 가능하고, 도금 과정에서 연속적으로 금속용탕 내부로 침적됨으로써, 부가적인 설비 없이도 효과적으로 상기 금속증기 응축물을 탈루할 수 있게 된다. 또한, 피도금재가 용융금속 내로 진입하기 전까지 표면상에서 탈루되지 못한 경우일지라도, 응축물의 크기가 표면결함을 유발하지 않을 정도로 제어될 수만 있다면, 문제가발생하지 아니한다. 따라서, 피도금재의 표면은 상기 응축핵의 생성을 유도하기 위한 소정의 위치로서 바람직한 것이다.
On the other hand, the surface of the plated material is easily capable of non-uniform nucleation, and continuously deposited in the molten metal in the plating process, thereby effectively removing the metal vapor condensate without additional equipment. Further, even if the material to be plated does not escape on the surface before entering the molten metal, no problem arises if the size of the condensate can be controlled to such an extent that it does not cause surface defects. Therefore, the surface of the plated material is preferable as a predetermined position for inducing the generation of the condensation nucleus.
이 때, 금속증기 응축핵을 생성시키기 위해 상기 피도금재 표면의 온도를 제어하는 과정에는, 가열, 냉각등의 방법이 있을 수 있다. 다만, 전단계의 소둔과정을 감안하면 냉각하는 과정을 통해 온도가 제어됨이 일반적이지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
At this time, in the process of controlling the temperature of the surface of the plated material to generate the metal vapor condensation nucleus, there may be a method such as heating, cooling. However, in consideration of the annealing process of the previous step, the temperature is controlled through a cooling process, but it is not necessarily limited thereto.
이 때, 상기 응축핵의 생성은 균일핵생성이 아닌, 불균일핵생성에 의해 생성됨이 바람직하다. 이는, 불균일핵생성의 경우, 금속 상변태의 이론에 의해 응축핵의 생성에 필요한 계면에너지 필요생성량이 균일핵생성의 경우보다 훨씬 작아지게 되고, 핵생성에 필요한 과냉도 또한 작아지기 때문이다.
At this time, the generation of the condensation nuclei is preferably produced by heterogeneous nucleation, not uniform nucleation. This is because, in the case of heterogeneous nucleation, the amount of interfacial energy required for generation of condensation nuclei becomes much smaller than in the case of homogeneous nucleation, and the subcooling required for nucleation is also reduced by the theory of metal phase transformation.
이 때, 상기 응축핵이 생성되어 성장하는 최종적인 금속증기 응축물의 직경은, 피도금재가 금속용탕에 진입하는 순간을 기준으로 1 μm 미만(0은 제외)인 것이 바람직하다. 이는, 피도금재에 부착된 금속증기의 응축물의 크기가 1 μm 이상이 될 경우, 실질적으로 도금시 피도금재의 표면 상에서 결함을 유발할 수 있기 때문이다. 즉, 나노사이즈의 크기에서는 응축물이 성장하여 피도금재 표면에 부착된 상태로 도금되거나, 용융된 금속의 표면으로 탈루되더라도, 결정적인 표면결함의 원인이 되지 아니하며, 다음 공정에서 처리가능한 수준으로 도금상태는 양호하게 유지되는 것이다. 또한, 상기 응축물의 직경은 600nm이하(0은 제외)인 것이 더욱 바람직하다. 상기와 동일한 이유로서, 600nm 이하에서는 표면결함 자체의 발생가능성이 거의 없어지기 때문이다. 상기 응축물의 크기는 50nm이상 600nm 이하가 보다 바람직하다. 이는, 응축물의 크기가 하한범위인 50nm미만의 경우, 응축되는 증기의 양이 매우 적게 되어, 본 발명의 일 측면에서 의도하는 금속증기 제거의 효과가 구현되기 어려울 수 있기 때문이다.
At this time, the diameter of the final metal vapor condensate in which the condensation nucleus is generated and grown is preferably less than 1 μm (excluding 0) based on the moment when the plated material enters the molten metal. This is because, if the size of the condensate of the metal vapor adhered to the plated material is 1 μm or more, the plating may substantially cause defects on the surface of the plated material. That is, in the size of nano size, even if the condensate grows and is plated on the surface of the plated material or is ablated to the surface of the molten metal, it is not a cause of definite surface defects. The condition is to be kept well. In addition, the diameter of the condensate is more preferably 600nm or less (excluding 0). For the same reason as above, the possibility of occurrence of surface defects almost disappears at 600 nm or less. As for the size of the said condensate, 50 nm or more and 600 nm or less are more preferable. This is because if the size of the condensate is less than 50 nm, the amount of vapor to be condensed is very small, it is difficult to implement the effect of the intended metal vapor removal in one aspect of the present invention.
이 때, 상기 피도금재의 표면에서, 응축핵이 생성되는 순간의 금속증기의 과냉도는 2~30%인 것이 바람직하다. 상기 금속증기의 과냉도는 5~10%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 금속증기의 바람직한 과냉도를 구현하기 위해서는, 상기 피도금재의 온도를 떨어뜨리는 냉각 과정이 필수적이다. 금속증기의 과냉도를 형성하기 위한 피도금재의 냉각 수단은 피도금재의 표면온도를 원하는 정도까지 떨어뜨릴 수 있는 수단이라면 특별히 한정하지는 않으나, 가스분사, 냉매분사, 냉각롤 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the supercooling degree of the metal vapor at the moment when the condensation nucleus is formed on the surface of the plated material is 2 to 30%. The subcooling degree of the metal vapor is more preferably 5 to 10%. In addition, in order to implement the preferred supercooling of the metal vapor, a cooling process for lowering the temperature of the plated material is essential. The means for cooling the plated material for forming the supercooling degree of the metal vapor is not particularly limited as long as it can reduce the surface temperature of the plated material to a desired degree. However, it is preferable to use a device such as a gas spray, a refrigerant spray, a cooling roll, or the like. desirable.
상기 과냉도는, 상기 금속증기 응축핵의 생성여부를 좌우하는 본 발명의 일 측면을 구현하기 위한 핵심적인 인자이다. 특정한 임계과냉도 이상에 도달하게 되면, 형성되는 응축핵의 크기가 응축핵을 형성할 수 있는 임계핵의 크기를 넘어가게 되면서, 상기 응축핵의 생성수가 급격히 증가하게 된다. 그러나, 과냉도가 이러한 임계과냉도 미만일 경우, 응축핵이 형성되지 않아 결정의 성장이 일어나지 아니한다. 이 때, 불균일핵생성은 균일핵생성에 비해 임계과냉도의 값이 작아서 바람직함은 상기한 바와 같다.
The degree of subcooling is a key factor for implementing one aspect of the present invention, which influences the generation of the metal vapor condensation nucleus. When a certain critical supercooling degree is reached, the size of the condensation nuclei to be formed exceeds the size of the critical nuclei that can form the condensation nuclei, and the number of generation of the condensation nuclei is rapidly increased. However, if the subcooling is below this critical subcooling, no condensation nuclei are formed and crystal growth does not occur. At this time, the heterogeneous nucleation is preferable because the value of the critical supercooling is smaller than that of the uniform nucleation.
일반적인 상변태 이론에서, 과냉(Super Cooling)이란 융체 혹은 고용체가 응고온도 또는 용해도선 이하로 냉각되어도, 타성에 의해 액체 또는 고용체 상태를 유지할 수 있는 경우를 말한다. 과냉의 정도가 어느 한도에 이르게 되면 응고 또는 석출이 일어나게 되는 것이다. 상기의 과냉의 정도는 하기와 같이 표현한다.
In general phase transformation theory, super cooling refers to a case in which a liquid or solid solution can be maintained by inertia even when the melt or solid solution is cooled below the solidification temperature or the solubility line. When the degree of subcooling reaches a certain limit, coagulation or precipitation occurs. The degree of subcooling is expressed as follows.
과냉(°K)= 포화증기압 온도 - 시스템의 증기온도Subcool (° K) = Saturated Steam Pressure Temperature-System Steam Temperature
(단위: 절대온도)
(Unit: absolute temperature)
이 때, 시스템이란 관심의 대상인 영역, 즉 현재의 관심의 대상이 되는 증기가 존재하는 영역을 의미한다. 본 발명 하에서, 상기 과냉의 수식에서 의미하는 시스템의 증기온도란, 제거해야하는 증기상이 응축핵을 형성하는 피도금강판 표면에서의 증기온도를 의미한다.
In this case, the system refers to a region of interest, that is, a region in which steam of interest is present. Under the present invention, the steam temperature of the system in the formula of the subcooling means the steam temperature at the surface of the plated steel sheet in which the vapor phase to be removed forms a condensation nucleus.
한편, 주어진 특정 온도에서, 상기의 포화증기압은 금속증기의 종류에 따라 다르며, 특히 불균일 핵생성의 경우 응축물의 벽면의 형상에 의해 좌우된다. 따라서, 핵생성에 필요한 임계과냉도가 상기의 조건들에 의해 영향을 받아, 일정하지 않게 되므로 임계과냉의 정도를 판단하기 어렵게 된다.
On the other hand, at a given temperature, the saturated steam pressure depends on the type of metal vapor, and in particular in the case of heterogeneous nucleation depends on the shape of the wall surface of the condensate. Therefore, the critical subcooling required for nucleation is influenced by the above conditions and becomes inconsistent, making it difficult to determine the degree of critical subcooling.
따라서, 단위를 무차원화하고, 물질에 따라 변하지 않는 값으로 과냉의 정도를 다시 규정할 필요가 있다. 그래서 본 발명에서는, 과냉의 정도를 하기와 같이 재정의한다. 절대온도로 표기된, 주어진 특정온도 하에서 대상증기의 재정의된 과냉도는 하기와 같다.
Therefore, it is necessary to make the unit dimensionless and to re-define the degree of subcooling to a value which does not change depending on the substance. Therefore, in the present invention, the degree of subcooling is redefined as follows. The redefined subcooled temperature of the steam under a given temperature, expressed as absolute temperature, is given by
과냉도(%) = (포화증기압 온도 - 시스템의 온도) / 포화증기압온도 * 100
Subcooling (%) = (Saturated Steam Pressure Temperature-System Temperature) / Saturated Steam Pressure Temperature * 100
상기 재정의에 따른 금속증기의 과냉도는, 피도금재의 표면 상에서 2~30%로 제어되는 것이 바람직하다. 상기 정의에 따른 과냉도가 2% 미만이면, 피도금재의 표면 상에서 금속증기의 응축핵의 생성이 잘 일어나지 않아서, 금속증기가 응축되지 않기 때문에 효과적인 금속증기 저감 목적을 달성할 수 없다. 또한, 상기 과냉도가 30%를 초과할 경우, 피도금재의 표면 상에서, 핵생성이 이뤄짐과 동시에 금속 응축물이 급격히 성장하게 되어, 성장된 응축물의 최종 직경을 본 발명에서 개시하는 범위(1μm 미만) 내로 진입시키지 못할 수 있다. 이 경우, 생성된 응축물이 금속용탕으로 낙하하게 되면 표면결함을 일으킬 수 있는 문제가 있다.
The supercooling of the metal vapor according to the redefinition on the surface of the plated material It is preferable to control to 2-30%. If the subcooling degree according to the above definition is less than 2%, the generation of condensation nuclei of the metal vapor does not easily occur on the surface of the plated material, and thus the metal vapor is not condensed, so that the purpose of effective metal vapor reduction cannot be achieved. In addition, when the subcooling exceeds 30%, on the surface of the plated material, nucleation is performed and metal condensate grows rapidly, and the final diameter of the grown condensate is in the range disclosed in the present invention (less than 1 μm). May not be able to enter. In this case, if the resulting condensate falls into the molten metal, there is a problem that may cause surface defects.
이 때, 상기 피도금재의 금속용탕으로의 진입속도는 본 발명이 의도하는 효과를 구현하기 위하여 0.2m/s 이상인 것이 바람직하다. 상한은, 피도금재가 금속용탕으로 진입하여 원활하게 도금이 가능한 정도의 속도라면 특별히 한정하지 아니한다. At this time, the entry speed of the metal to the molten metal is preferably 0.2m / s or more in order to implement the effect intended by the present invention. The upper limit is not particularly limited as long as the plated material enters the molten metal and can be smoothly plated.
이 때, 상기 피도금재의 표면 상에서의 과냉도는 상기 피도금재의 금속용탕으로의 진입속도에 따라 다르게 제어하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 상기 과냉도는 피도금재가 스나우트 내부에서용탕금속으로 진입되는 과정에서, 피도금재의 진입속도가 0.2m/s 이상~1m/s 미만일 경우 2~30%, 진입속도가 1m/s~2m/s 일 경우 3~30%, 진입속도가 3m/s 초과일 경우 5~30%가 보다 바람직하다.
At this time, the degree of supercooling on the surface of the plated material is more preferably controlled differently depending on the speed of entry of the plated material into the molten metal. That is, the supercooling is 2 to 30% when the plated material enters the molten metal in the snout, when the inflow speed of the plated material is 0.2m / s or more and less than 1m / s, and the speed is 1m / s ~. 3 to 30% for 2m / s, 5 ~ 30% is more preferable when the entry speed exceeds 3m / s.
피도금재의 진입속도에 따라, 상기 과냉도의 하한을 다르게 제어하는 이유는, 진입속도에 따라 스나우트내부에서 피도금재가 머무는 시간이 달라지기 때문이다. 피도금재의 진입속도가 지나치게 느린 0.2m/s 미만의 경우에는, 피도금재의 금속증기에의 노출시간이 지나치게 길어져서, 응축물의 조대화를 초래하게 된다. 또한, 피도금재의 진입속도가 0.2m/s 이상~1m/s 미만일 경우, 피도금재의 표면에서 불균일핵생성 및 금속 응축물이 성장할 여유가 충분히 있다. 따라서, 과냉도의 하한은 2%면 충분하다. 또한, 피도금재의 진입속도가 1m/s~2m/s 인 경우, 상당한 과냉도가 필요하고 최소 3%이상이 필요로 된다. 또한, 피도금재의 진입속도가 매우 빠른 3m/s를 초과할 경우, 높은 과냉도가 필요로 되고, 최소 5%이상이 필요로 된다.
The reason for controlling the lower limit of the supercooling degree differently according to the entry speed of the plated material is that the time for the plated material to stay inside the snout depends on the entry speed. If the inflow rate of the plated material is too slow, less than 0.2 m / s, the exposure time of the plated material to the metal vapor becomes too long, resulting in coarsening of the condensate. In addition, when the penetration rate of the plated material is more than 0.2m / s ~ less than 1m / s, there is sufficient room for heterogeneous nucleation and the growth of metal condensate on the surface of the plated material. Therefore, the lower limit of the degree of subcooling is preferably 2%. In addition, when the ingress speed of the plated material is 1m / s ~ 2m / s, a considerable degree of subcooling is required and at least 3% or more. In addition, when the entry speed of the plated material exceeds 3m / s, which is very fast, high subcooling degree is required, and at least 5% is required.
한편, 과냉도의 상한은 동일하게 30%로 제어하는데, 이는 과냉도값이 아주 크면, 피도금재가 스나우트 내부에서 머무는 시간의 영향이 작아지기 때문이다. 즉, 피도금재의 표면 상에서 과냉도가 30%가 될 경우에는 스나우트 내부에 머무는 시간에 관계없이, 피도금재 표면에 충분한 정도의 불균일 핵생성 및 금속 응축물이 형성될 수 있게 된다. 따라서, 30%를 초과한 과냉도의 경우, 오히려 피도금재의 냉각과정에서 에너지효율이 떨어지게 된다.
On the other hand, the upper limit of the degree of subcooling is equally controlled to 30%, because if the value of subcooling is very large, the influence of the time for the plated material to stay inside the snout is small. That is, when the degree of subcooling is 30% on the surface of the plated material, a sufficient degree of heterogeneous nucleation and metal condensation may be formed on the surface of the plated material, regardless of the time of staying inside the snout. Therefore, in the case of overcooling exceeding 30%, the energy efficiency decreases during the cooling of the plated material.
본 발명의 일 측면인 스나우트 내 금속증기 저감방법에 따르면, 다음으로 상기와 같이 금속응축물이 부착된 피도금재를 금속용탕으로 진입시킨다. 이 과정에서, 상기와 같이 표면결함을 일으키지 않는 적절한 크기를 가지는 피도금재 표면의 금속 응축물 입자는, 탈루되어 다시 금속 용탕으로 떨어지거나, 피도금재에 부착된 채 금속 용탕에서 도금액에 덮이게 된다. 이로써, 본 발명의 목적인 스나우트 내 금속증기의 저감효과가 달성되는 것이다.
According to a method for reducing metal steam in a snout, which is an aspect of the present invention, a plated material having a metal condensate attached thereto is then introduced into the molten metal as described above. In this process, the metal condensate particles on the surface of the plated material having an appropriate size which does not cause surface defects as described above are ablated and dropped back into the metal melt, or covered with the plating liquid in the metal melt while attached to the plated material. do. Thereby, the effect of reducing the metal vapor in the snout which is an object of the present invention is achieved.
하기에서는, 본 발명의 다른 일 측면을 이루는 내부의 금속증기 저감을 위한 스나우트에 대하여 상세하게 설명한다.
In the following, the snout for reducing metal vapor in the interior of another aspect of the present invention will be described in detail.
본 발명의 다른 일 측면에서 개시하는 내부의 금속증기 저감을 위한 스나우트는, 상기의 스나우트 내 금속증기 저감방법을 용이하게 구현할 수 있도록, 피도금재 표면을 냉각할 수 있는 냉각장치가 구비된 것을 포함한다. 이 때, 상기 피도금재의 냉각 장치는 피도금재의 표면온도를 원하는 정도까지 떨어뜨릴 수 있는 장치라면 특별히 한정하지는 않으나, 가스분사, 냉매분사, 냉각롤 등의 냉각수단이 구비된 것이 바람직하다.
In another aspect of the present invention, a snout for reducing internal metal vapor is provided with a cooling device capable of cooling the surface of a plated material so that the above-described method for reducing metal vapor in the snout can be easily implemented. It includes. At this time, the cooling device of the plated material is not particularly limited as long as it is a device capable of lowering the surface temperature of the plated material to a desired degree, it is preferable that the cooling means such as gas injection, refrigerant injection, the cooling roll is provided.
이 때, 상기 냉각장치는 피도금재의 표면온도를 제어하여, 피도금재 표면에서 금속증기의 과냉도를 본 발명이 개시하는 범위로 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the cooling device can control the surface temperature of the plated material, so that the supercooling degree of the metal vapor on the surface of the plated material can be controlled within the range disclosed by the present invention.
또한, 상기의 스나우트는, 스나우트 내벽을 가열할 수 있는 가열장치를 포함하는 것이 바람직하다. 스나우트 내부에서, 금속증기의 응축핵이 생성되는 위치는 상기한 바와 같이, 피도금재의 표면 외에 스나우트의 내벽면이 될 수도 있다. 본 발명의 의도와 같이, 피도금재의 표면상에서만 금속증기의 응축핵의 생성을 유발하기 위해서는, 스나우트 내벽의 온도를 상승시키는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일 측면에서는 스나우트 내벽을 가열할 수 있는 가열장치를 포함한다.
Moreover, it is preferable that the said snout includes the heating apparatus which can heat the snout inner wall. Inside the snout, the location where the condensation nuclei of the metal vapor are generated may be the inner wall surface of the snout in addition to the surface of the plated material, as described above. As intention of the present invention, in order to cause the generation of condensation nuclei of the metal vapor only on the surface of the plated material, it is preferable to raise the temperature of the snout inner wall. Thus, in one aspect of the invention includes a heating apparatus capable of heating the snout inner wall.
이 때, 상기 가열장치는 본 발명에서 스나우트 내벽 표면온도를 원하는 정도까지 상승시킬 수 있는 장치라면 특별히 한정하지는 않는다.
At this time, the heating device is not particularly limited as long as the device can raise the surface temperature of the snout to the desired degree in the present invention.
이 때, 상기 가열장치에 의해 가열된 스나우트의 내벽 온도는 400~550℃인 것이 바람직하다. 이는 상기 400℃ 미만의 온도에서는, 스나우트 내벽 표면상에서도 상기 응축핵이 생성될 수 있기 때문이다. 또한, 상기 550 ℃ 초과의 온도에서는, 이미 내벽온도의 상승으로 인해 응축핵이 생성될 수 없어 그 효과가 포화되었음에도, 더 온도가 올라가서 열효율 및 비용적인 측면에서 효율이 저하되는 효과가 있기 때문이다.
At this time, it is preferable that the inner wall temperature of the snout heated by the said heating apparatus is 400-550 degreeC. This is because at temperatures below 400 ° C., the condensation nuclei can also form on the surface of the snout inner wall. In addition, since the condensation nuclei cannot be generated due to an increase in the inner wall temperature at a temperature above 550 ° C., even though the effect is saturated, the temperature rises further, thereby reducing the efficiency in terms of thermal efficiency and cost.
하기에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것으로, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
In the following, embodiments of the present invention will be described in detail. The following examples are for the understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
(( 실시예Example ))
본 발명자는 스나우트에서 발생되는 금속증기를 채취하여 ICP, XRD 및 EDS분석을 실시하였고, 표면결함샘플을 채취하여 3차원형상분석, SEM관찰 및 분석을 실시하였다. 그 결과, 금속증기의 크기는 직경이 1나노미터에서 10나노미터의 크기로 알려져 있고 이들이 응축하면 매우 기공이 많은 다공성의 응축물이 형성되고 이로 인해서 비중이 1이하로 매우 가벼워서 가스흐름에도 잘 흩날리는 것으로 관찰되었다.
The present inventors carried out ICP, XRD and EDS analysis by collecting metal vapor generated from the snout, and performed three-dimensional shape analysis, SEM observation and analysis by taking surface defect samples. As a result, the size of the metal vapor is known to be from 1 to 10 nanometers in diameter, and when they condense, very porous pores condensate, resulting in very low specific gravity of less than 1, which disperses well in gas flow. Blowing was observed.
또한, 본 발명자는 용융도금 시뮬레이터를 이용하여 본 발명의 일 측면인, 금속증기 저감방법에 대한 실험을 수행하였다. 금속용탕은 아연을 녹는점 이상인 460℃로 유지하여 설치하고, 피도금재는 일반 탄소강으로 표면을 청정하게 세정하여 준비하였다.
In addition, the present inventors carried out an experiment on the metal vapor reduction method, which is an aspect of the present invention using a hot-dip plating simulator. The molten metal was prepared by maintaining zinc at a melting point of 460 ° C. or higher, and the plated material was prepared by cleanly cleaning the surface with ordinary carbon steel.
본 실험의 환경에서는, 용탕의 계속적인 증발을 유도하기 위하여 스키머로 산화피막의 표면을 걷어내는 기계적인 작동을 반복적으로 실시하였다. 이를 통해, 아연금속 증기가 지속적으로 발생되는 환경이 조성되었다. 실제 도금공정 상에서는, 피도금재가 금속용탕으로 지속적으로 진입하면서, 형성되는 산화피막을 제거하는 스키머의 역할을 수행한다. 또한, 스나우트의 내부환경과 동일하게, 실험 챔버내부를 진공으로 형성한 다음, 10%H2-N2 의 환원분위기를 조성하는 가스를 채워서 준비하였다.
In the environment of this experiment, the mechanical operation of repeatedly removing the surface of the oxide film with a skimmer was performed to induce continuous evaporation of the molten metal. This created an environment in which zinc metal vapor is continuously generated. In the actual plating process, the plated material continuously enters the molten metal and serves as a skimmer to remove the oxide film formed. In addition, in the same manner as the internal environment of the snout, the inside of the experimental chamber was formed in a vacuum, and then prepared by filling a gas that forms a reducing atmosphere of 10% H 2 -N 2 .
실험수행의 과정은 하기와 같다. 우선 용탕 및 가스공급장치 등을 준비하였다. 그 다음, 용탕과 소둔로 역할을 하는 석영튜브를 진공을 배기하여 공기와 산소를 배출하였다. 그리고 청정하게 세척된 강판샘플을 샘플홀더에 매달고 환원분위기를 조성하는 10% H2-N2 기체가 채워진 석영튜브에서 강판을 소둔처리 하였다. 이 후, 상기 용탕으로 진입하기 직전에 불활성가스인 N2 가스로 냉각하는데, 이때 냉각가스 유량을 변화시켜 △T를 다양하게 가져감으로써, 조건에 맞는 과냉도값을 변화시켰다.
The process of performing the experiment is as follows. First, a molten metal and a gas supply device were prepared. Next, the quartz tube serving as the melt and annealing furnace was evacuated to evacuate air and oxygen. The steel plate was annealed on a clean sample of the steel sheet and suspended in a quartz tube filled with 10% H 2 -N 2 gas to form a reducing atmosphere. Thereafter, the liquid was cooled with N 2 gas, which is an inert gas, immediately before entering the molten metal. At this time, by varying the flow rate of the cooling gas to bring ΔT to vary, the supercooling value corresponding to the conditions was changed.
한편, 상기 강판샘플을 용탕 위에서 직각상으로 매달고, 금속증기에 노출된 시간을 변화하면서 실험하였다. 이는, 스나우트 내의 진입속도에 해당하는 변수설정이다. 따라서, 상기의 각 실험예의 경우마다 설정한 노출시간을, 시뮬레이션 시스템 상 피도금재의 진입속도로 환산하여 그 값을 하기의 표 1에 기재하였다.
On the other hand, the steel plate samples were suspended at a right angle on the molten metal, and experimented while changing the time exposed to the metal vapor. This is a variable setting corresponding to the entry speed in the snout. Therefore, the exposure time set for each of the above experimental examples was converted into the entry speed of the plated material on the simulation system, and the values thereof are shown in Table 1 below.
그 후, 상기 용탕으로 강판샘플을 침적하여 도금을 실시하였다. 이 과정에서 피도금물 표면에 생성된 응축물을 관찰하고, 그 위에 실제로 도금하여 표면품질을 평가하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
Thereafter, a steel sheet sample was deposited with the molten metal to perform plating. In this process, the condensate produced on the surface of the plated object was observed, and the surface quality was actually evaluated by plating on it. The results are shown in Table 1 below.
(˚K)Surface Temperature of Plated Material
(˚K)
(온도차)
(˚K)Subcooling
(Temperature difference)
(˚K)
속도
(m/s)move
speed
(m / s)
(%)Subcool
(%)
분포Condensate
Distribution
크기(nm)Condensate
Size (nm)
품질surface
quality
*본 실험에서 재정의한 과냉도(△T/T)(%) :* Subcooled temperature (△ T / T) (%) as redefined in this experiment:
(현재증기압의 온도 - 포화증기압의 온도)/T,(T:절대온도)
(Temperature of current steam pressure-temperature of saturated steam pressure) / T, (T: absolute temperature)
상기 실험 결과에 따른 본 발명의 효과에 대하여, 응축물의 분포 및 크기, 표면품질을 관찰하여 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
With respect to the effect of the present invention according to the experimental results, the distribution and size of the condensate, the surface quality was observed and evaluated in the following criteria.
(응축물의 분포)(Distribution of condensate)
◎ : 응축물이 전체 샘플에 걸쳐 균일하고 조밀하게 분포함◎: Condensate evenly and densely distributed over the entire sample
○ : 응축물이 대체로 전체 샘플에 걸쳐 균일하지만 엉성하게 분포함○: Condensate is generally uniform but loosely distributed throughout the sample
X : 응축물이 전체 샘플에 걸쳐 불균일하고 엉성하며 절대량이 매우 작게 분포함
X: The condensate is non-uniform, coarse and very small in absolute volume over the entire sample
(응축물의 크기)(Size of condensate)
◎ : 응축물의 크기가 약 1 ~ 약 600 nm로 관찰됨◎: The size of the condensate is observed from about 1 to about 600 nm
○ : 응축물의 크기가 약 600 ~ 약 999 nm로 관찰됨○: the size of the condensate was observed from about 600 to about 999 nm
X : 응축물의 크기가 1μm 이상으로 관찰됨
X: The size of condensate is observed above 1μm
(표면품질)(Surface quality)
○ : 도금층에 응축물에 기인하는 표면결함이 없음○: No surface defects due to condensation in the plating layer
△ : 도금층에 응축물에 기인하는 표면결함이 일부 보이지만 다음공정에서 처리가능한 수준△: Surface defect caused by condensate is seen on the plating layer, but can be treated in the next process
X : 도금층에 응축물에 기인하는 표면결함이 발생하여 도금불량으로 판정
X: Defect in the plating due to surface defects caused by condensate.
상기 실험결과, 본 발명의 제어범위를 만족하는 과냉도를 부여한 발명예의 경우, 1μm 미만의 직경을 가지는 응축물 생성이 확인되었다. 특히, 응축물의 직경이 600nm 이하에서는 도금 후의 표면결함이 발생하지 아니함을 확인하였다.
As a result of the above experiment, in the case of the invention example to which the supercooling degree satisfying the control range of the present invention was confirmed, the formation of condensate having a diameter of less than 1 μm was confirmed. In particular, it was confirmed that surface defects after plating did not occur when the diameter of the condensate was 600 nm or less.
하기에서는 각 실시예별로 나누어 구체적으로 검토한다.
In the following, the respective examples are divided and examined in detail.
비교예 1의 경우, 과냉도 값이 1%로, 본 발명에서 제어하는 범위보다 작은 값이다. 응축핵이 충분히 생성되지 아니하여 응축물의 분포가 엉성하게 형성되었음을 확인할 수 있다. 이 경우, 금속증기 응축물의 표면결함 유발에 의하여 도금강판의 표면품질이 저하되었음이 확인되었다.In the case of Comparative Example 1, the subcooling value is 1%, which is smaller than the range controlled by the present invention. It could be confirmed that the condensation core was not formed sufficiently, so that the distribution of the condensate was poorly formed. In this case, it was confirmed that the surface quality of the plated steel sheet was degraded by causing surface defects of the metal vapor condensate.
비교예 2의 경우, 과냉도 값이 35%로, 본 발명에서 제어하는 범위를 넘어서는 값이다. 응축핵이 빠르게 생성되고, 금속증기 응축물이 급격히 조대화 된 것을 확인할 수 있다. 이 경우에도, 조대화된 피도금재 표면의 금속증기 응축물로 인하여 도금강판의 표면품질이 저하되었음이 확인되었다.In the case of Comparative Example 2, the subcooling value is 35%, which is a value beyond the range controlled by the present invention. It can be seen that the condensation nuclei are rapidly formed and the metal vapor condensate is rapidly coarsened. Also in this case, it was confirmed that the surface quality of the plated steel sheet was degraded due to the metal vapor condensate on the surface of the coarsened plated material.
따라서, 상기의 비교예 1 및 2와 발명예 1 내지 4를 토대로, 본 발명에서 개시하는 바람직한 과냉도 제어범위 2~30%에 임계적 의의가 있음이 확인되었다.
Therefore, based on Comparative Examples 1 and 2 and Inventive Examples 1 to 4, it was confirmed that there is critical significance in the preferred subcooling control range of 2 to 30% disclosed in the present invention.
비교예 3의 경우, 피도금재의 이동속도가 본 발명의 제어범위를 벗어나는 0.1m/s의 값을 보인다. 즉, 스나우트 내부에서 피도금재의 유지시간이 지나치게 길어지게 됨에 따라, 금속증기에 지나치게 길게 노출되었음을 의미한다. 따라서, 응축물이 고르고 조밀하게 분포되었으나, 그 크기가 지나치게 조대화되어, 역시 표면결함이 발생하였음이 확인되었다.
In Comparative Example 3, the moving speed of the plated material exhibits a value of 0.1 m / s outside the control range of the present invention. That is, as the holding time of the material to be plated in the snout becomes too long, it means that the metal vapor is exposed too long. Accordingly, it was confirmed that the condensates were evenly and densely distributed, but their size was too coarse, and surface defects also occurred.
상기의 종합적인 실험결과, 과냉도의 크기가 클수록, 용탕의 상부에서 머무는 시간이 길수록, 금속 응축물의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 일 측면에서 개시하는 스나우트 내에 발생된 금속증기가 피도금재 표면상에 응축되고 금속용탕으로 침적됨으로써, 스나우트 내부의 금속증기가 저감되어 표면결함을 줄여주는 효과를 확인할 수 있었다.
As a result of the comprehensive experiment, it was confirmed that the greater the degree of subcooling, the longer the residence time at the top of the melt, the larger the size of the metal condensate. In addition, the metal vapor generated in the snout disclosed in one aspect of the present invention is condensed on the surface of the plated material and deposited in the molten metal, it is possible to confirm the effect of reducing the surface defects of the metal vapor in the snout there was.
110: 가열로
120: 스나우트
130: 용융금속 도금욕조
140: 에어나이프110: heating furnace
120: snout
130: molten metal plating bath
140: air knife
Claims (7)
피도금재의 표면에서 상기 금속증기의 응축핵이 생성되도록 피도금재의 표면 온도를 제어하는 단계 및;
상기 생성된 응축핵 주위로 금속증기가 응축되어 형성된 금속 응축물이 부착된 피도금재를 금속용탕으로 진입시키는 단계를 포함하고,
상기 형성된 금속 응축물은 피도금재의 금속용탕 진입 시점에서 직경이 1μm 미만(0은 제외)인 스나우트 내 금속증기 저감방법.
In the method of reducing the metal steam inside the snout of the molten metal plating process,
Controlling the surface temperature of the plated material such that condensation nuclei of the metal vapor are generated on the surface of the plated material;
And a metal plating material attached to the metal condensate formed by condensation of metal vapor around the generated condensation nucleus into the molten metal,
The formed metal condensate has a diameter less than 1μm (excluding 0) at the time of entry of the molten metal of the metal to be plated metal steam reduction method.
상기 금속 응축물은, 피도금재의 금속용탕 진입 시점에서 직경이 600nm 이하 (0은 제외)인 스나우트 내 금속증기 저감방법.
The method according to claim 1,
The metal condensate is a method of reducing metal vapor in the snout having a diameter of 600nm or less (excluding 0) at the time of entering the molten metal of the plated material.
상기 피도금재의 표면에서, 응축핵을 생성하는 금속증기의 과냉도는 2~30%인 스나우트 내 금속증기 저감방법.
The method according to claim 1,
On the surface of the plated material, the supercooling degree of the metal vapor generating the condensation nucleus is 2 to 30% in the snout metal vapor reduction method.
상기 과냉도는 피도금재의 진입속도가 0.2m/s 이상~1m/s 미만일 경우 2%~30%, 1m/s~2m/s일 경우 3~30%, 3m/s 초과일 경우 5~30%인 스나우트 내 금속증기 저감방법.
The method of claim 3,
The supercooling degree is 2% to 30% when the ingress speed of the plated material is more than 0.2m / s ~ 1m / s, 3 ~ 30% when 1m / s ~ 2m / s, 5 ~ 30 when the 3m / s or more Method for reducing metal vapor in snout%.
피도금재의 표면을 냉각할 수 있는 냉각장치를 포함하며,
상기 냉각장치는 피도금재의 표면온도를 제어하며, 피도금재 표면에서 금속증기의 과냉도를 2~30%로 제어하는 것을 특징으로 하는 금속증기 저감을 위한 스나우트.
In the snout of the molten metal plating process,
It includes a cooling device for cooling the surface of the plated material,
The cooling device controls the surface temperature of the plated material, the snout for reducing the metal vapor, characterized in that to control the supercooling of the metal vapor in the surface of the plated material to 2 to 30%.
상기 스나우트는, 스나우트의 내벽을 가열할 수 있는 가열장치를 포함하는 금속증기 저감을 위한 스나우트.
The method of claim 5,
The snout is a snout for metal vapor reduction comprising a heating device capable of heating the inner wall of the snout.
상기 가열장치에 의해 가열된 스나우트의 내벽 온도는 400~550 ℃인 금속증기 저감을 위한 스나우트.The method of claim 6,
The inner wall temperature of the snout heated by the heating device is 400 ~ 550 ℃ snout for reducing metal vapor.
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| KR20050040362A (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-03 | 주식회사 포스코 | Method for improving surface quality of hot dip galvanized steel sheet |
| KR20060112338A (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-01 | 주식회사 에스에이씨 | Galvanizing equipment |
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