KR101403111B1 - 표면품질이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

표면품질이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 소재로 사용되는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, Si, Mn, Al, B 등의 강산화성 합금 원소를 함유하는 강재를 이용하여 용융아연강판을 제조할 시, 열연공정의 권취온도와 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정의 조건을 제어함으로써 추가적인 비용이나 설비 없이도 안정적이고 우수한 도금성을 갖도록 할 수 있으며, 결과적으로 표면품질이 우수한 용융아연도금강판을 얻을 수 있다.

Description

표면품질이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 {GALVANIZED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT SURFACE PROPERTY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 자동차 소재로 사용되는 용융아연도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 환경문제가 대두됨에 따라 자동차의 연비 규제 또한 강화되고 있다. 이에 따라, 자동차의 연비 향상을 위한 대응방안으로서 자동차의 경량화 방법이 다각도로 모색되고 있으며, 철강사에서는 자동차의 소재로 사용되는 강판의 중량을 저감시키면서, 아울러 안전성의 보증을 위한 고강도화에 많은 노력을 기울이고 있는 추세이다.
이러한 추세에 맞추어, 최근 자동차 차체용 고강도 용융아연도금강판의 수요가 증가하고 있다. 그러나, 고강도강을 제조하기 위해서 통상 P, Mn 등의 고용강화 원소를 이용하는 고강도강 제조방법은 강의 강도 향상 및 경량화에 효과적이기는 하지만, 다양한 형태를 요구하는 자동차용 부품으로 가공하기에는 한계가 있다.
따라서, 성형시에는 가공성이 우수하여 복잡한 형태를 갖는 자동차용 부품으로의 성형이 가능하면서, 성형이 끝난 이후에는 높은 강도를 나타내는 특성을 가진 강이 요구된다.
이와 같은 특징을 갖는 강종으로는, 현재 개발되어 상용화되고 있는 이상조직강(Dual Phase Steel; DP강), 변태유기소성강(Transformation Induced Plasticity Steel: TRIP강) 등의 신고강도강(Advanced High Strength Steel; AHSS)이 있다.
신고강도강(AHSS)은 Si, Mn, Al 등의 원소를 다량 함유하는 강으로서, 특히 Si는 강의 강도를 크게 감소시키지 않으면서 연성을 유지시킬 수 있는 원소로서 역할을 하므로, 이러한 특성을 얻기 위해 신고강도강(AHSS) 제조시 자주 첨가된다.
그러나, 신고강도강(AHSS)의 합금원소로서 Si이 약 0.1wt% 이상으로 첨가할 시, 통상의 방법으로 제조된 용융아연도금강판은 미도금(bare spot)이나 외관 불량이 쉽게 발생하는 문제점이 나타난다. 이는, 용융아연도금강판의 제조공정 중 하나인 소둔공정시 적용되는 분위기 조건에서 기인한다.
종래의 소둔공정은 5% 이상의 수소와 나머지 질소를 함유한 환원성 분위기를 유지한 채 약 800℃ 수준의 고온으로 열처리를 실시(JP1999-323443 및 US 5137586 참조)하는데, 이와 같은 고온 열처리에 의해 Si가 강판의 표면으로 확산된다. 이에 따라, 강 표면의 Si 농도는 강 전체의 평균 Si 농도에 비해 10 내지 100배 정도로 높아지게 되고, 이후 강판의 표면에 농화된 Si는 로내 분위기 중의 수분이나 불순물과 반응하여 SiO2 산화물 피막을 형성하게 된다. 이러한 표면 농화 현상은, Si 뿐만 아니라 Mn에 의해서도 발생하게 된다.
용융아연도금 공정에서 강판의 표면에 형성된 SiO2 산화물 피막은 강판의 용융아연도금성, 즉 젖음성(Wettability)을 크게 저하시켜, 표면에 다발적인 미도금 현상을 일으키거나, 도금이 되더라도 도금밀착성을 크게 열화시켜 이러한 강판을 부품으로 가공할 시 도금층이 떨어져 나가는 도금 박리 현상의 원인으로 작용하게 된다. 이러한 현상들에 의해, 우수한 도금성의 확보가 어려울 수밖에 없다.
한편, 신고강도강(AHSS)에서 상술한 Si, Mn 등에 의한 도금성 문제를 해결하기 위해 하기와 같은 여러 기술이 제안되었다.
예컨대, Si를 첨가한 강의 도금성을 향상시키기 위해, 직화로(Direct Fired Furnace)에서 과잉의 공기를 투입하여 산화 피막을 형성한 후, 10%H2-90%H2 환원분위기의 가열로(RTS)에서 환원처리를 함으로써 도금성을 크게 향상시키는 기술이 제안된 바 있다. 일 예로서, 직화로에서 공기비를 통상의 0.9에서 1.05로 증가시켜 철산화물 두께를 증가시킨 후, 환원 열처리하면 순수한 철층이 강판표면에 형성되므로 안정적인 도금성 확보가 가능하다는 것이다. 그러나, 이 기술은 산화 피막의 두께를 정밀하게 제어하지 못할 경우, 두꺼워진 피막층에 의해 오히려 도금 박리가 발생할 가능성이 있다. 반면, 산화 피막이 얇아 환원 처리에 의해 완전히 환원되면, Si는 강판 표면에 그대로 농화되어 아연도금층이 강판 표면에 강하게 밀착되지 못하거나, 미도금이 발생하게 된다. 따라서, 직화로에서 철산화물을 형성할 시, 그 두께를 매우 정밀하게 조절하여야 한다.
이러한, 산화-환원 열처리에 관해 제안하고 있는 특허문헌 1은 산화 열처리 과정에서 산화 피막을 0.02~1.0μm 두께로 형성한 후, 환원 공정에서 이를 완전히 환원시켜 도금성을 확보하는 기술이다. 또한, 특허문헌 2 및 3에서는 환원 열처리 후 산화 피막이 0.02~0.2μm 두께로 잔존하나, 도금욕 내에 존재하는 Al에 의해 완전히 환원시키는 기술을 제안하고 있다.
그러나, 산화-환원법에 대한 상기 문헌들은 산화 열처리시 형성되는 철산화물의 조성, 두께, 환원 열처리에 잔류하는 철산화피막의 조성, 기공율(porosity) 등을 정밀하게 제어하는 것이 쉽지 않은 바, 조업 조건이나 기타 외부적인 요인에 의하여 도금성이 크게 차이를 보일 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
한편, 특허문헌 4에서는 열간압연 공정에서 660~750℃의 고온으로 강판의 권취를 행하고, 이 강판을 용융도금 공정에서 직화로의 공기비 1.05~1.30에서 산화시킨 후 환원 열처리하여 도금성을 확보하는 기술을 제안하고 있다.
그러나, 고온 권취시 강판의 내부 및 외부에 형성된 산화물이 용융도금 공정의 직화로에서 산화가 더욱 심하게 증가되어 이후 환원 열처리로의 각종 롤을 오염시켜 강판에 덴트성 결함을 유발하는 문제가 있다.
일본공개특허 제2001-226742호 일본공개특허 제1994-172953호 일본공개특허 제1994-172954호 일본공개특허 제2010-116590호
본 발명의 일 측면은, 추가적인 비용이나 설비 없이도 안정적이고 우수한 도금층을 확보함으로써, 표면품질이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 강재를 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 600~650℃에서 권취하는 단계; 상기 권취한 열연강판을 산세 및 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 상기 냉연강판을 비환원성 가스 분위기에서 소둔 열처리를 수행하여 소지강판을 제조하는 단계; 및 상기 소지강판을 용융아연도금욕에 침지하여 아연도금하는 단계를 포함하는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 소지강판; 상기 소지강판 표면에 아연도금층을 포함하며, 상기 소지강판과 아연도금층의 계면으로부터 상기 소지강판 방향으로 2μm 이내에 SiO2, MnO, MnO2, Mn2SiO4, B2O3 및 Al2O3 중 1종 또는 2종 이상의 단독 또는 복합화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판을 제공한다.
본 발명에 의하면, Si, Mn, Al, B 등의 강산화성 합금 원소를 함유하는 소지강판을 이용하여 용융아연강판을 제조할 시, 열연공정의 권취온도와 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정의 조건을 제어함으로써 추가적인 비용이나 설비 없이도 안정적이고 우수한 도금성을 갖도록 할 수 있으며, 결과적으로 표면품질이 우수한 용융아연도금강판을 얻을 수 있다.
도 1은 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 종래예 1 강판을 소둔 열처리한 후 투과전자현미경으로 두께방향 단면을 측정하여 Si 산화물의 분포도를 나타낸 도면이다.
도 3은 발명예 2 강판을 소둔 열처리한 후 투과전자현미경으로 두께방향 단면을 측정하여 Si 산화물의 분포도를 나타낸 도면이다.
본 발명자들은 Si 또는 Mn 등의 강산화성 합금 원소를 포함하는 소지강판을 환원성 분위기에서 소둔할 시 Fe가 산화되면서 발생된 수분이 상기 합금 원소들과 반응하여 강판의 표면에 산화물 피막을 형성함에 따라, 이후 도금시 도금성 또는 젖음성(Wettability)을 크게 저하시키는 문제점을 해결할 수 있는 방안에 대해 깊이 연구한 결과, 열연공정에서 권취온도를 제어하고, 이후 소둔공정에서 소둔 분위기를 제어함으로써 우수한 도금성을 확보할 수 있음을 확인하고, 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 본 발명의 일 측면인 용융아연도금강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 용융아연도금강판을 제조하는데에 있어서, 먼저 강재를 열간압연하여 열연강판을 준비한다. 이때, 열간압연공정은 통상의 조건으로 수행될 수 있다.
상기 강재는 Si, Mn, Al 및 B 중 1종 또는 2종 이상을 중량%로 1.5% 이상으로 포함하는 것이 바람직하다.
통상, 용융아연도금강판을 제조할 시, 미도금, 도금박리 등의 열위는 Si, Mn, Al 또는 B이 다량 첨가된 고강도강에서 문제되기 때문에, Si, Mn, Al 또는 B 중 1종 또는 2종 이상이 1.5 중량% 이상으로 함유된 강재를 사용하는 것이 본 발명의 효과를 극대화하기에 적합하다.
상기 준비된 열간압연된 강판을 권취 단계에서 권취온도를 600~650℃로 설정하여 권취한 후, 산세 및 냉간압연을 수행할 수 있다.
종래, 용융도금이 실시되는 용융도금라인에서는 소지강판으로서 미소둔 냉연강판(Full Hard Steel Sheets; F/H)을 이용하는데, 이때 소지강판의 조건 및 상태에 따라 도금품질에 차이를 보인다.
따라서, 본 발명에서는 일 실시형태로서, 용융도금시 사용되는 미소둔 냉연강판(F/H)을 제조하는 공정 중 하나인 열연공정에서 권취온도를 600~650℃로 제어하였다.
상기 조건으로 권취를 수행할 시, 강판에 함유된 합금 성분 중 Si, Mn, Al 등의 강산화성 성분들이 강판의 내부에서 표면쪽으로 확산하여 강판의 표면 및 계면부근에서 산화물로 축적하게 된다. 이렇게 축적된 금속산화물들은 후속공정인 산세공정에서 제거할 수 있으며, 이후 표면의 금속산화물을 제거한 강판을 냉간압연 하여 제조된 미소둔 냉연강판(F/H)의 표면은 일반 미소둔 냉연강판(F/H)와 비교하여 상대적으로 산화성 강성분인 Si, Mn, Al 등의 농도가 낮다.
또한, 강판 내부의 계면부근에 존재하는 산화성 강성분들은 이후의 소둔 열처리 공정에서 특정 조건으로 실시할 경우 내부 산화가 용이하게 일어나게 되어 강판 내부에 금속산화물을 형성하게 됨으로써, 강판 표면에 확산되어 축적되는 금속산화물의 양이 감소하게 된다.
상술한 권취 조건에 의해 권취하고, 산세 및 냉간압연을 거친 강판을 비환원성 가스 분위기에서 소둔 열처리공정을 수행할 수 있다.
용융도금라인 및 연속소둔라인의 소둔 열처리공정은 강판을 열처리하여 재질특성을 확보하고, 이후 강판의 표면을 환원시켜 도금성을 확보하기 위한 공정 중 하나로서 널리 적용되고 있다.
종래, 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정은 주로 5% 이상의 수소(H2) 및 잔부 질소(N2)인 환원성 분위기에서 수행된다. 도면을 참조하여 설명하면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 최초 예열 단계에서부터 최종 냉각 단계까지 각각의 단계에서 강판을 가열하거나 냉각하여 강판을 연속적으로 열처리함에 있어서, 강판이 연속적으로 각 단계를 통과할 시 각 단계를 환원성 분위기로 유지할 수 있다. 보다 구체적으로, 소둔 열처리공정인 예열, 가열, 소킹, 서냉, 급냉 및 최종 냉각 단계 중 일부 단계 또는 전체 단계를 모두 환원성 분위기로 유지할 수 있다.
그러나, 본 발명자들은 상기 통상의 소둔 열처리공정이 실시되는 환원성 가스 분위기에서 산화된 Fe가 환원되면서 수분이 발생하고, 발생된 수분이 강의 합금 원소로서 첨가된 Si, Mn, Al 또는 B 등과 반응을 일으키게 되는 사실을 발견하였다. 이와 같이, 수분과 반응한 합금 원소들은 강판 표면에 SiO2, MnO, MnO2, Mn2SiO4, B2O3, Al2O3 등의 산화물 피막을 형성하며, 생성된 산화물 피막은 용융아연도금공정에서 용융아연과의 도금성 또는 젖음성(Wettability)을 크게 저하시킴을 발견하였다.
따라서, 상기 통상의 소둔 열처리공정은 산화된 강판의 표면과 그 표면에 존재하는 오염물을 환원시킴으로써 강판 표면의 도금성을 향상시키는 것이 목적이었으나, 환원성 가스 분위기에서의 소둔이 오히려 강 내부에 존재하는 Si, Mn, Al, B 등의 강산화성 원소들을 강판 극 표면으로 확산시키고, 강판 극 표면으로 이동한 강산화성 원소들의 농도가 높아짐에 따라 표면의 산화가 가속화되는 결과를 가져오게 된다. 결국, 강판 극 표면에 산화물 피막이 형성되어 도금성이 저해되는 역효과가 나타나고, 이로 인해 도금강판의 품질 향상도 어느 수준 이상은 곤란하게 된다.
이에, 본 발명자들은 용융도금라인 및 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정을 수행함에 있어서, 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정의 일부 단계 또는 전체 단계를 비환원성 가스 분위기로 조성하여 열처리를 수행하는 경우에 대한 연구를 한 결과, 비환원성 가스 분위기에서 소둔 열처리공정을 수행하는 경우에 도금성이 우수한 도금강판을 제조할 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 일 예로서, 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정의 각 단계를 다양한 가스 분위기로 조성하여 소둔 열처리공정을 수행한 결과, 1 또는 2 이상의 단계, 즉 예열, 가열, 소킹, 서냉, 급냉 및 최종 냉각 단계 중 1 또는 2 이상의 단계를 순수 질소(100%N2) 또는 순수 질소(99%이상)에 불가피하게 수소(1%이하)를 포함하는 비환원성 가스 분위기로 조성하는 경우 도금성이 우수한 도금강판을 제조할 수 있음을 확인하였다 (실시예 참조).
보다 구체적으로, 연속소둔라인 내부의 수소(H2) 농도를 1% 이하, 보다 바람직하게는 0%로 제어하는 경우 강판 표면의 산화물 피복율이 현저하게 감소되었다. 반면, 수소(H2) 농도가 1%를 초과하고, 질소 농도가 99% 미만으로 분위기가 형성되는 경우 소둔 열처리한 강판의 표면에 산화물의 피복율이 증가하여, 이후 용융도금을 실시할 경우 도금성이 불량해질 수 있다.
이와 같이, 연속소둔라인에서 소둔 열처리 시 비환원성 가스 분위기를 적용하는 것은 도금성의 효율면에서는 우수하지만, 극심하게 산화된 소재 강판을 소둔하거나 연속소둔라인 내부의 산화성 분위기 형성 방지 또는 내애쉬성(Anti-ash) 등의 조업적 측면을 고려하여 도금공정, 규모 등에 적합하게 1 이상의 연속 또는 단절된 단계에서 부분적으로 비환원성 가스 분위기를 적용하는 것도 가능하다.
다만, 보다 바람직하게는 도 1에 나타낸 연속소둔라인을 기준으로, 예열 단계(101)~서냉 단계(104) 중 1 이상의 단계에서 비환원성 가스 분위기를 적용하는 것이, 급냉 단계(105)~최종 냉각 단계(106)에서 적용하는 것보다 우수한 도금성을 얻을 수 있다.
또한, 연속소둔라인에서의 소둔 열처리공정은 오버 에이징(Over Aging) 또는 재가열 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
이와 같이, 비환원성 가스 분위기로 소둔 열처리를 행함으로써, 강판 내부에 형성되는 금속산화물의 양을 증가시켜, 강판 표면에는 상대적으로 도금성을 저하시키는 금속산화물이 적게 형성되도록 할 수 있다. 이로 인해, 소둔 열처리 후 용융도금을 행할시 표면외관이 우수한 용융도금강판 또는 합금화 용융도금강판을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 용융아연도금강판에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에서는 상기 용융아연도금강판은 합금화 용융아연도금강판일 수 있다.
본 발명에 따른 용융아연도금강판은 소지강판을 포함할 수 있으며, 상기 소지강판은 Si, Mn, Al 및 B 중 1종 또는 2종 이상을 중량%로 1.5% 이상으로 포함할 수 있다.
상기 용융아연도금강판은 상기 소지강판 상에 형성된 아연도금층을 포함하며, 상기 아연도금층의 계면으로부터 상기 소지강판 방향으로 2μm 이내에 SiO2, MnO, MnO2, Mn2SiO4, B2O3 및 Al2O3 중 1종 또는 2종 이상의 단독 또는 복합화합물을 포함할 수 있다.
통상, 종래 방법에 의해 제조된 용융아연도금강판은 용융아연도금층과 강판의 계면에서 산화물들이 형성된다. 그러나, 본 발명의 방법을 이용할 경우에는 강판의 계면에서 소지강판 방향으로 최대 2μm까지 내부에 산화물들이 형성된다. 한편, 강판의 계면으로부터 소지강판 방향으로 2μm를 초과하는 깊이까지 산화물들을 형성하기 위해서는 소둔공정의 산화성 분위기가 너무 높아져 강판 표면에 Fe 산화물이 다량 형성되어 용융아연의 젖음성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 소지강판 내부에 산화물을 형성시킬 시, 본 발명에서와 같이 최대 2μm 깊이까지 형성시킴이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 용융아연도금강판은 금속산화물의 형성을 강판 표면에서는 배제하고 강판 내부에 형성시킴으로써 용융도금시 도금성을 향상시켜 용융도금 후 표면품질이 우수한 강판을 제공할 수 있는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
( 실시예 )
주요 합금 원소로서, 0.08중량%의 C, 1.5중량%의 Si, 1.6중량%의 Mn, 0.02중량%의 Sb를 포함하는 TRIP강을 열연공정에서 하기 표 1에 나타낸 권취 조건으로 권취하여 생산한 두께 3.0mm, 인장강도 590MPa 급의 열연강판을 통상의 방법으로 산세 및 냉간압연하여 두께 1.0mm, 인장강도 590MPa 급 TRIP 미소둔 냉연 강판(F/H)을 제조하였다. 이후, 각각의 TRIP 미소둔 냉연 강판(F/H)을 도 1에 나타낸 바와 같은 연속소둔라인에서 하기 표 1에 나타낸 소둔 열처리 조건으로 열처리를 실시한 후 용융아연도금을 실시하여 용융아연도금강판을 제조하였다.
또한, 상기와 동일한 조성의 강판을 열연공정에서 하기 표 1의 나타낸 종래의 조건으로 권취하여 생산한 두께 3.0mm, 인장강도 590MPa 급의 열연강판을 통상의 방법으로 산세 및 냉간압연하여 두께 1.0mm, 인장강도 590MPa 급 TRIP 미소둔 냉연강판(F/H)을 제조하였다. 이후, 상기 TRIP 미소둔 냉연강판(F/H) 수소 5%, 질소 95%의 통상의 연속소둔라인 조건으로 소둔 열처리를 실시한 후, 용융아연도금을 실시하여 제조한 용융아연도금강판을 종래예로서 사용하였다.
이후, 상기 용융아연도금강판의 도금품질, 즉 표면품질(Surface quality), 도금밀착성(Coating adhesiveness)을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.
이때, 도금품질을 평가하는 방법 및 기준은 다음과 같이 설정하였다.
표면품질: 용융도금 물질이 소지강판에 잘 코팅되어 있는 정도로서, 육안으로 도금강판의 외관을 관찰하였다. 평가기준은 미도금(Bare spot)이 없고, 자동차 외판용으로 사용될 만할 수준일 경우; 1~2등급, 미도금 극 미세 관찰, 자동차 내판용 및 기타 제품수준으로 사용될 만한 수준일 경우; 3~5등급, 및 미도금 다소 관찰되고, 제품으로 사용되기 불가능할 경우; 등급외로 설정하였다.
도금밀착성: 소지강판에 부착된 도금층이 가공 및 사용시 박리문제를 일으키는지의 여부를 평가하는 특성으로서, 도금강판을 O-T 벤딩(bending)한 후, 벤딩부에 테이프를 부착하여 떼어냈을 때 테이프를 박리된 도금층이 뭍어 나오는지 여부를 관찰하였다. 평가기준은 박리현상이 전혀 없어 매우 우수할 경우; ◎, 에지(edge)부에서 5mm 지점 이내에만 박리가 발생하는 경우(이 경우는 제품 생산시 site trimming을 처리하면 이상 없음); ○, 전체적으로 박리현상이 발생하는 경우; X로 설정하였다.
상기 도금품질 평가 방법 이외에, 기타 조업성 및 안정성을 고려하여 특이한 문제가 발생한 경우에 대해서도 관찰하였으며, 이때 평가기준은 이상이 없는 경우;○, 문제가 발생하는 경우; X로 설정하였다.
구분 권취조건
(℃)		 소둔조건 도금품질 평가
수소(%) 질소(%) 소둔적용 단계 표면품질 도금밀착성 조업성
비교예 1 590 0 100 101~106 등급외 ○ ○
발명예 1 600 0 100 101~106 3~5 ○ ○
발명예 2 630 0 100 101~106 1~2 ◎ ○
발명예 3 650 0 100 101~106 1~2 ◎ ○
비교예 2 660 0 100 101~106 3~5 ○ X(덴트)
발명예 4 630 0.5 99.5 101~106 3~5 ○ ○
발명예 5 630 1.0 99 101~106 3~5 ○ ○
비교예 3 630 1.5 98.5 101~106 등급외 X ○
발명예 6 630 0 100 102 3~5 ○ ○
발명예 7 630 0 100 101~103 1~2 ◎ ○
발명예 8 630 0 100 104~106 3~5 ○ ○
종래예 1 560 5 95 101~106 등급외 X ○
(상기 표 1에서 소둔적용 단계는 도 1에 나타낸 연속소둔라인에서 적용되는 단계를 부호로 나타낸 것이다.)
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 조건을 만족하는 발명예 1 내지 8은 모두 도금품질이 1~5 등급을 보였으며, 이는 제품으로 충분히 사용이 가능한 품질을 나타낸 것이다. 따라서, 열연공정에서 권취온도를 600~650℃, 소둔 열처리공정 시에는 연속소둔라인에서 1 이상의 단계를 비환원성 가스 분위기로 적용할 경우 제품으로 적용가능한 품질을 확보할 수 있다.
그러나, 열연공정에서 권취온도는 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하지만, 연속소둔라인에서 소둔 열처리공정이 비환원성 가스 분위기로 적용되지 않을 경우, 제품으로 적용가능한 품질의 확보가 어려움을 알 수 있다.
한편, 종래의 알려진 방법으로 냉연강판을 제조한 후, 이를 용융아연도금처리하여 제조된 용융아연도금강판의 도금특성을 관찰한 결과, 표면품질 및 도금밀착성이 모두 열위하여 제품으로 적용가능한 품질의 확보가 어려움을 알 수 있다.
또한, 도 2 및 3은 각각 종래예 1 및 발명예 2의 조건으로 제조된 용융아연도금강판의 두께방향 단면을 투과전자현미경으로 관찰하여 Si 산화물의 분포도를 분석한 결과이다.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 종래예 1은 주로 강판의 표면에만 Si 산화물이 다량 존재하고 있으나, 도 3의 발명예 2는 강판 표면에는 비교적 적은양의 Si 산화물이 형성되고, 강판 내부에 Si 산화물이 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 도금성을 저해시키는 강판 표면의 Si 산화물을 감소시킬 수 있으므로, 강판과 용융아연의 젖음성을 증가시켜 표면품질과 도금밀착성이 우수한 용융아연도금강판의 제조가 가능하다.
101: 예열(Pre Heating) 단계
102: 가열(Heating) 단계
103: 소킹(Soaking) 단계
104: 서냉(Slow Cooling) 단계
105: 급냉(Rapid Cooling) 단계
106: 최종 냉각(Final Cooling) 단계
107: 허스롤(Hearth roll)
108: 강판(Steel Sheet)

Claims (7)

  1. 강재를 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
    상기 열연강판을 600~650℃에서 권취하는 단계;
    상기 권취한 열연강판을 산세 및 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계;
    상기 냉연강판을 비환원성 가스 분위기에서 소둔 열처리를 수행하여 소지강판을 제조하는 단계; 및
    상기 소지강판을 용융아연도금욕에 침지하여 아연도금하는 단계
    를 포함하는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비환원성 가스 분위기는 99~100%의 질소(N2) 및 0~1%의 수소(H2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비환원성 가스 분위기에서 소둔 열처리는 예열, 가열, 소킹, 서냉, 급냉 및 최종 냉각 단계 중 1 또는 2 이상의 단계를 포함하는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 비환원성 가스 분위기에서 소둔 열처리는 오버 에이징(Over Aging) 또는 재가열 단계를 추가적으로 포함하는 표면품질이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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