KR101487631B1 - 용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 용융 아연 도금 강판 제조 방법 - Google Patents

용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 용융 아연 도금 강판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

이 용융 아연 도금 강판 제조 장치는, 용융 아연 및 용융 Al을 함유하는 도금욕을 욕 온도 T1로 저류하고, 도금욕 중에 침지된 강판을 도금하는 도금조와, 도금조로부터 이송된 도금욕을 T1보다도 낮은 욕 온도 T2로 저류함으로써, 상기 욕 중에 톱 드로스를 석출시키고, 상기 톱 드로스를 부상 분리하는 분리조와, 분리조로부터 이송된 도금욕을 T2보다도 높은 욕 온도 T3으로 저류하고, 상기 욕 중의 Fe를 미포화로서 드로스를 용해시키는 조정조와, 도금욕을 도금조, 분리조, 조정조의 순서대로 순환시키는 순환부를 구비한다.

Description

용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 용융 아연 도금 강판 제조 방법 {DEVICE FOR PRODUCING HOT-DIP GALVANIZED STEEL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING HOT-DIP GALVANIZED STEEL SHEET}
본 발명은, 용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 용융 아연 도금 강판 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 용융 아연 도금 강판의 제조시에 생성되는 드로스를 무해화하기 위한 용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
본원은, 2010년 9월 2일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2010-196796호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
용융 아연-알루미늄계 도금 강판은, 자동차, 가전, 건재 등의 분야에서 다용되고 있다. 도금 강판의 대표 품종으로서, 도금욕 중의 알루미늄(Al) 함유량이 적은 것으로부터 순서대로, 이하의 3종을 들 수 있다.
(1) 합금화 용융 아연 도금 강판(욕 조성 : 예를 들어 0.125 내지 0.14질량％ Al-Zn)
(2) 용융 아연 도금 강판(욕 조성 : 예를 들어 0.15 내지 0.25질량％ Al-Zn)
(3) 아연-알루미늄 합금 도금 강판(욕 조성 : 예를 들어 2 내지 25질량％ Al-Zn)
이와 같이, 용융 아연-알루미늄계 도금 강판은, 용융 아연 및 용융 알루미늄을 포함하는 용융 금속을 함유하는 도금욕을 사용하여 도금된 강판이다. 이 도금욕은, 주성분인 아연(Zn)에, 도금 밀착성 개선 및 내식성 향상의 목적으로 알루미늄(Al)이 첨가되어 있고, 나아가서는 내식성 향상의 목적으로 마그네슘(Mg)이나 규소(Si) 등의 물질이 첨가되는 경우도 있다.
이하, 합금화 용융 아연 도금 강판을 「GA」, GA를 제조하기 위한 도금욕을 「합금화 용융 아연 도금욕(GA욕)」이라고 부른다. 또한, 용융 아연 도금 강판을 「GI」, GI를 제조하기 위한 도금욕을 「용융 아연 도금욕(GI욕)」이라고 부른다.
상기의 용융 아연-알루미늄계 도금 강판을 제조할 때에, 도금욕 중에는 드로스라고 칭해지는 이물질이 대량으로 생성된다. 이 드로스는 강판으로부터 도금욕 중에 용해되는 철(Fe)과, 도금욕(용융 금속)에 포함되는 Al 또는 Zn과의 금속간 화합물이다. 이 금속간 화합물의 보다 구체적인 조성은, 예를 들어, Fe2Al5로 대표되는 톱 드로스나, FeZn7로 대표되는 보톰 드로스이다. 톱 드로스는, 상기 아연-알루미늄계 용융 도금 강판을 제조하는 모든 도금욕(예를 들어, GA욕, GI욕)에서 생성될 가능성이 있고, 한편, 보톰 드로스는 합금화 용융 아연 도금욕(GA욕)에서만 생성된다.
톱 드로스는, 그 비중이 도금욕을 이루는 용융 금속보다도 작으므로, 도금욕 중에 부유하면서, 최종적으로는 욕면에 부상한다. 도금욕 중에 부유하는 톱 드로스의 수가 많으면, 톱 드로스가 욕 중 롤 표면에 석출하여, 강판에 압박 흠집을 발생시키는 원인이 된다. 상기 부유 톱 드로스는, 욕 중 롤의 홈에 석출하여, 롤과 강판 사이의 겉보기의 마찰 계수를 저하시키므로, 롤 슬립이나 비회전을 유발하는 원인으로도 된다. 나아가서는, 비교적 직경이 큰 톱 드로스가 강판에 부착되면, 제품의 외관 품위를 저하시켜, 용도에 따라서는 등급이 떨어지게 된다.
한편, 보톰 드로스는, 그 비중이 도금욕을 이루는 용융 금속보다도 크기 때문에, 도금욕 중에 부유하면서, 최종적으로는 도금조 저부에 퇴적된다. 도금욕 중 보톰 드로스의 수가 많으면, 톱 드로스와 마찬가지로, 욕 중 롤 흠집이나 롤의 슬립, 비회전, 나아가서는, 강판으로의 부착에 의한 외관 품위의 현저한 열화 등의 문제가 발생한다. 게다가, 보톰 드로스는, 톱 드로스와 같이 욕면에 부상하여 무해화하는 일 없이, 장시간 욕 중을 부유하거나, 일단 도금조 저부에 퇴적된 보톰 드로스가, 욕 내 유동의 변화에 의해 다시 도금욕 중에 부유하거나 한다. 이로 인해, 보톰 드로스는, 톱 드로스보다 유해하다고 말할 수 있다.
특히, 도금 강판의 생산성의 향상을 도모하기 위해, 도금욕에 침지되는 강판의 통판 속도를 고속화한 경우, 상기 강판의 고속 이동에 수반하는 욕 유동에 의해, 도금조 저부에 퇴적된 보톰 드로스가 욕 중에 말려 올라간다. 상기 드로스는 강판에 부착되어 드로스 흠집을 발생시키므로, 도금 강판의 품질 저하의 요인이 되어 버린다. 따라서, 종래에는, 도금 강판의 품질을 확보하기 위해, 강판의 통판 속도를 억제하여, 생산성을 희생할 수밖에 없었다.
이상과 같은 톱 드로스 및 보톰 드로스가 야기하는 문제를 해결하기 위해, 종래부터 수많은 제안이 이루어져 있다. 이하에 나타내는 바와 같이, 이들의 제안은, 도금욕과 드로스의 비중차를 이용하여 드로스를 침강 분리 또는 부상 분리하는 방법이 일반적이다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 드로스를 포함하는 아연욕을 도금조로부터 저류조에 유도하고, 드로스와 도금욕의 비중차를 사용하여, 드로스를 부상ㆍ침강 분리하는 드로스 제거 장치가 제안되어 있다. 이 장치에 있어서, 저류조의 용량은 10㎥ 이상이고, 아연욕의 이송량은 2㎥/h 이상이고, 저류조 내에는 욕류를 우회시키는 방해판이 설치되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 비교적 욕 흐름이 완만한 경우의 입자 침강 제거에 의해 성립하는 식을 채용해서 검토하고 있고, 드로스 제거 효과가 과대하게 평가되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 유해 드로스를 100㎛ 이상으로 규정하고 있지만, 요즈음 문제시되는 드로스 흠집에는, 드로스 직경 50㎛ 정도의 드로스가 원인이 되는 흠집이 포함되어 있다. 실제로는, 특허문헌 1보다도 효과가 큰 대책이 필요하다. 그런데, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 50㎛의 드로스를 제거 대상으로 한 경우, 42㎥ 이상의 저류조가 필요해져 버리므로, 장치의 대형화를 피할 수 없어, 실용적이지 않다. 또한, 장치를 소형화하기 위해서는, 보톰 드로스의 침강 속도가 느리므로, 특허문헌 1 이외의 대책이 필요해진다.
특허문헌 2에는, 도금조 내에 포위 부재를 설치하고, 포위 부재의 하부측에 보톰 드로스를 침강, 퇴적시킴으로써, 보톰 드로스의 말려 올라감을 방지하는 도금 장치가 제안되어 있다. 그러나, 이 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 도금 속도의 상승과 함께, 도금욕의 상부 영역에서의 욕류가 격렬해지므로, 하부 영역의 욕류도 점차 빨라진다. 이로 인해, 소 직경 드로스는 침강하는 일 없이, 욕류를 타고 상부 영역으로 환류되므로, 드로스 제거 효율이 낮다. 또한, 현실적인 도금조 용량(예를 들어 200t)으로 한 경우, 소 직경 드로스는 도금욕의 상부 영역과 하부 영역으로 환류되면서, 시간의 경과와 함께 성장하고, 결국에는 하부 영역에 침강한다. 그러나, 그때에는, 도금욕의 상부 영역 및 하부 영역에는 침전 가능한 직경까지 성장한 보톰 드로스가 다량으로 부유하고 있는 상태로 되어 있으므로, 드로스 흠집 대책으로서는 효과가 낮다. 또한, 하부 영역에 퇴적된 보톰 드로스는 언젠가 제거할 필요가 있지만, 포위 부재가 있으면 드로스 제거 작업이 실질적으로 불가능하다. 포위 부재를 제거하기 위해서는, 상당한 수고와 시간을 필요로 하므로, 특허문헌 2에 기재된 기술은 실용적이지 않다고 말할 수 있다.
특허문헌 3에 제안된 장치에서는, 도금 용기가 도금조와 드로스 제거조로 분할되고, 도금조 내의 용융 금속은 펌프에 의해 드로스 제거조에 이송된다. 그리고, 드로스 제거조가 드로스를 침강 제거하고, 청정화된 욕이 도금조에 설치한 개구부로부터 도금조 내로 환류된다. 그러나, 이 특허문헌 3에 기재된 방법에서는, 단순하게 욕과 보톰 드로스의 비중차만을 사용하여 드로스를 분리하는 방법이므로, 소 직경 드로스의 분리 효율이 낮아, 욕류를 타고 도금조로 환류되어 버린다. 또한, 현실적인 드로스 제거조 용량(예를 들어 200t)으로 한 경우, 도금조에서 생성된 소 직경 드로스는 욕류를 타고 도금조와 드로스 분리조를 순환하면서, 시간의 경과와 함께 성장하고, 결국에는 드로스 제거조에 침강한다. 그러나, 그때에는, 도금조 및 드로스 제거조에는 침전 가능한 직경까지 성장한 보톰 드로스가 다량으로 부유하고 있는 상태로 되어 있으므로, 특허문헌 3에 기재된 기술은 드로스 흠집 대책으로서는 효과가 낮다고 말할 수 있다.
또한, 특허문헌 4에 제안된 도금 장치는, 도금 포트 내의 도금욕을 드로스 정출관에 유도하고, 드로스 정출관 내에서 도금욕에 대한 냉각 및 가열을 복수회 반복한다. 이에 의해, 드로스를 성장시켜 제거하고, 청정화된 도금욕을 재가열조에서 재가열한 후에 도금조로 복귀시킨다. 또한, 특허문헌 5에 제안된 도금 방법에서는, 도금 포트와는 별도로 서브 포트가 설치된다. 도금 포트로부터 보톰 드로스를 포함하는 용융 금속은 서브 포트에 이송되고, 서브 포트 내의 욕이 도금 포트보다 고온으로 유지되고, 또한 Al 농도가 0.14질량％ 이상으로 높여진다. 이에 의해, 도금욕에 포함되는 보톰 드로스를 톱 드로스로 변태시켜 부상ㆍ제거한다.
일본 특허 출원 공개 평10-140309호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-193212호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-095207호 공보 일본 특허 출원 공개 평05-295507호 공보 일본 특허 출원 공개 평04-99258호 공보
상술한 바와 같이, 특허문헌 1 내지 3에 기재된 종래의 드로스 제거 방법에서는, 도금욕의 욕 온도 제어를 행하지 않고, 단순하게 드로스와 도금욕의 비중차만을 이용하여, 드로스를 침강 분리 또는 부상 분리하는 방법이 일반적이었다. 그러나, 이러한 제거 방법에서는, 소 직경 드로스가 욕류를 타고 도금조로 환류되어 버리므로, 드로스를 완전히 제거할 수 없어, 드로스의 제거 효율이 낮다고 하는 문제가 있었다. 또한, 도금욕 중의 소 직경 드로스는 분리조와 도금조 사이에서 욕류를 타고 순환하면서, 시간의 경과와 함께 성장하고, 결국에는 분리조에 침전한다. 그러나, 이때에는, 침전 가능한 직경까지 성장한 드로스가 도금욕 중에 다량으로 부유한 상태로 되어 있으므로, 도금 강판의 드로스 흠집 대책으로서는 효과가 낮았다.
한편, 특허문헌 4에 기재된 방법에서는, 도금조 내의 용융 금속을 드로스 정출관 내에 이송하고, 상기 도금욕에 대한 냉각 및 가열을 복수회 반복함으로써, 드로스를 성장시켜서 제거한다. 그런데, 이 특허문헌 4에 기재된 방법을 효과적으로 이용하기 위해서는, 특허문헌 4의 실시예에 기재와 같이, 도금욕의 순환량을 0.5㎥/min(약 200t/h)로 하여, 대유량의 욕 순환이 필요하다. 이와 같은 대유량의 도금욕에 대해, 상기 실시예에 기재와 같이 2시간의 냉각 및 가열을 연속적으로 행하기 위해서는, 내용적 60㎥(약 400t)의 드로스 정출관과, 대용량의 냉각 장치 및 가열 장치가 필요해진다. 또한, 특허문헌 4에는, 드로스 정출관에서 성장한 드로스를 제거하는 방법이 명시되어 있지 않다. 필터를 사용하여 드로스를 제거하는 경우에는, 그 교환 작업이 실질적으로 불가능하고, 침강 분리에 의해 드로스를 제거하는 경우에는, 그로 인한 침강조가 별도 필요해져, 원리적으로는 가능하지만, 현실적으로는 운용이 곤란하다. 따라서, 특허문헌 4에 기재된 방법은 현실적이지 않다고 할 수 있다.
또한, 특허문헌 5에 기재된 방법은, 서브 포트 내의 도금욕의 욕 온도를 도금 포트보다도 고온으로 유지하고, 또한 Al 농도를 상승시킴으로써, 상기 도금욕에 포함되는 보톰 드로스를 톱 드로스로 변태시켜 부상 제거하는 것이다. 특허문헌 5의 실시예에 기재와 같이, 도금 포트 내의 도금욕(욕 온도 460℃, Al 농도 0.1질량％)을, 서브 포트 내에서 욕 온도 500℃, 550℃로 승온하고, Al 농도를 0.15질량％로 상승시키는 조건에서는, 보톰 드로스의 일부는 톱 드로스로 변태시켜 부상 분리할 수 있을지도 모른다. 그러나, 이 방법에서는, 도금욕에 있어서의 Fe의 용해 한도가 대폭으로 상승(도금 포트욕의 포화 Fe 농도 : 0.03질량％, 서브 포트욕의 포화 Fe 농도 : 0.09질량％ 이상)하므로, 드로스의 대부분은 도금욕 중에 용해되게 된다. 즉, 서브 포트에서 도금욕의 욕 온도를 상승시키면, 상기 도금욕에 있어서의 Fe의 용해 한도가 증가되므로, 드로스의 대부분이 상기 도금욕 중에 용해되어 버려, 서브 포트에서 드로스를 부상 분리할 수 없다. 따라서, 상기 서브 포트 내의 도금욕을 강온하여 도금 포트로 복귀시키면, Fe의 용해도 차에 기인하여 드로스가 대량으로 생성되어 버리게 된다. 이와 같이, 특허문헌 5에 기재된 방법은, 현실적으로는 드로스 제거 효과에 큰 의문이 있다. 또한, 특허문헌 5의 방법에서는, 서브 포트에서의 드로스 제거 처리 후에, 상기 서브 포트 내에서 도금욕을 도금 포트의 욕 온도까지 강온하고 나서, 상기 도금욕을 회수하는 것이다. 따라서, 서브 포트에서의 드로스 제거 처리가 뱃치 처리로 이루어질 수밖에 없으므로, 드로스 제거 처리를 연속적으로 행하는 경우에 비해, 드로스 제거 성능이 떨어진다.
상술한 바와 같이, 도금욕 중에 부유하는 드로스를 제거하는 방법은, 예로부터 검토되어 있고, 그 대부분은 드로스와 도금욕의 비중차를 사용한 분리 방법이었다(특허문헌 1 내지 3 참조). 이 중, 보톰 드로스를 침강 분리하는 방법에서는, 보톰 드로스와 아연욕의 비중차가 작으므로, 보톰 드로스의 침강 속도가 늦어, 현실적인 분리조 용량에서는 드로스를 거의 완전히 무해화하는 것(드로스 프리)은 곤란하였다.
한편, 톱 드로스를 부상 분리하는 방법은, 보톰 드로스를 침강 분리하는 방법보다도 유리하다. 그러나, 통상의 GA 조업 조건 하에서는, 보톰 드로스만, 또는, 보톰 드로스와 톱 드로스의 혼성 상태에서 드로스가 생성되므로, 보톰 드로스를 톱 드로스로 변태시키는 방법이 필요해진다. 이 수단으로서 몇 개의 사례가 거론되고 있다(예를 들어 특허문헌 5 참조).
그러나, 상술한 바와 같이, 지금까지 제안된 종래의 드로스 제거 방법은, 욕 중 Al 농도의 제어가 곤란하거나, 그 기술 사상에 기술상의 무리가 있거나 하므로, 실용화되어 있지 않다. 이들의 종래 방법은, 그 드로스 제거 성능 및 효과가 불충분하거나, 드로스 제거 효과 자체에 큰 의문이 있는 것이었다.
본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 목적으로 하는 바는, 용융 아연 도금 강판의 제조시에 도금욕 중에 불가피하게 발생하는 드로스를, 효율적 또한 효과적으로 제거하여, 거의 완전히 무해화하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 용융 아연 도금 강판 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본원 발명자들은, 상기 사정을 감안하여 예의 노력하고, 드로스를 효과적 또한 효율적으로 제거하여, 계(系) 내에서 드로스를 거의 완전히 무해화(드로스 프리)하는 방법을 발견하였다. 이 방법은, 분할 구성된 3개의 조(槽), 즉, 도금조와 분리조와 조정조 사이에서 도금욕을 순환시키고, (1) 도금조보다도 욕 온도가 낮은 분리조에서, 도금욕 중에 강제적으로 톱 드로스를 석출시켜 비중차 분리하는 공정과, (2) 분리조보다도 욕 온도가 높은 조정조에서, 도금욕 중의 Fe를 미포화 상태로 하고, 분리조에서 완전히 분리 제거할 수 없었던 톱 드로스를 용해 제거하는 공정을 병용한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 각 형태는, 이하의 구성을 갖는다.
(a) 본 발명의 일 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치는, 용융 아연 및 용융 알루미늄을 함유하는 용융 금속인 도금욕을 소정의 욕 온도 T1로 보온하는 제1 보온부를 갖고, 상기 도금욕 중에 침지된 강판을 도금하는 도금조와, 상기 도금조의 도금욕 출구로부터 이송된 상기 도금욕을, 상기 욕 온도 T1보다도 낮은 욕 온도 T2로 보온하는 제2 보온부를 갖는 분리조와, 상기 분리조로부터 이송된 상기 도금욕을, 상기 욕 온도 T2보다도 높은 욕 온도 T3으로 보온하는 제3 보온부를 갖는 조정조와, 상기 도금욕을, 상기 도금조, 상기 분리조, 상기 조정조의 순서대로 순환시키는 순환부를 구비한다.
(b) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 도금조 내의 상기 도금욕 중의 상기 알루미늄 농도 A1을 측정하는 알루미늄 농도 측정부를 더 구비하고, 상기 알루미늄 농도 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 도금조의 도금욕 중의 알루미늄 농도 A1보다도 고농도의 알루미늄을 함유하는 제1 아연 함유 지금(地金)을, 상기 분리조 또는 상기 조정조 중 적어도 한쪽에 보급해도 좋다.
(c) 상기 (b)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 알루미늄 농도 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 제1 아연 함유 지금을 상기 분리조에 보급하고, 상기 분리조의 도금욕 중의 알루미늄 농도 A2보다도 저농도의 알루미늄을 함유하는 아연 함유 지금, 또는, 알루미늄을 함유하지 않는 아연 함유 지금인 제2 아연 함유 지금을 상기 조정조에 보급해도 좋다.
(d) 상기 (b)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 알루미늄 농도 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 제1 아연 함유 지금을 상기 조정조에 보급하고, 상기 분리조에는 지금을 보급하지 않아도 좋다.
(e) 상기 (b)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 제1 또는 제2 아연 함유 지금을 용융시키는 프리멜트(pre-melt)조를 더 구비하고, 상기 프리멜트조에서 용융된 상기 제1 또는 제2 아연 함유 지금의 용융 금속을, 상기 조정조 내의 상기 도금욕에 보급해도 좋다.
(f) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 분리조의 욕 온도 T2가, 상기 도금조의 욕 온도 T1보다도 5℃ 이상 낮고, 또한, 상기 용융 금속의 융점 이상이 되도록, 상기 제2 보온부에 의해 제어되어도 좋다.
(g) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 조정조로부터 상기 도금조에 이송할 때의 상기 도금욕의 욕 온도 강하값을 섭씨 온도로 ΔTfall이라고 하면, 상기 욕 온도 T1, 상기 욕 온도 T2 및 상기 욕 온도 T3이, 섭씨 온도로, 하기 수학식 1 및 하기 수학식 2를 충족하도록, 상기 욕 온도 T3이 상기 제3 보온부에 의해 제어되어도 좋다.
Figure 112013019616742-pct00001
Figure 112013019616742-pct00002
(h) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 순환부가, 상기 도금조, 상기 분리조 또는 상기 조정조 중 적어도 하나에 설치된 용융 금속 이송 장치를 구비해도 좋다.
(i) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 강판의 주행에 수반하는 상기 도금욕의 흐름에 따라서, 상기 도금조의 상부로부터 상기 도금욕이 유출되도록, 상기 도금조의 상기 도금욕 출구가, 상기 강판의 주행 방향 하류측에 위치하고 있어도 좋다.
(j) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 도금조, 상기 분리조 또는 상기 조정조 중 적어도 2개가, 하나의 조를 둑으로 구획하여 구성되고, 상기 둑으로 구획된 각 조의 욕 온도가 독립적으로 제어되어도 좋다.
(k) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 도금조 내의 상기 도금욕의 저류량이, 상기 순환부에 의한 1시간당의 상기 도금욕의 순환량의 5배 이하이어도 좋다.
(l) 상기 (a)의 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 상기 분리조 내의 상기 도금욕의 저류량이, 상기 순환부에 의한 1시간당의 상기 도금욕의 순환량의 2배 이상이어도 좋다.
(m) 본 발명의 일 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 방법은, 용융 아연 및 용융 알루미늄을 함유하는 용융 금속인 도금욕을, 도금조, 분리조, 조정조의 순서대로 순환시키면서, 상기 도금조에서, 상기 조정조로부터 이송된 상기 도금욕을 소정의 욕 온도 T1로 저류하고, 상기 도금욕 중에 침지된 강판을 도금하고, 상기 분리조에서, 상기 도금조로부터 상기 분리조에 이송된 상기 도금욕을, 상기 도금조의 욕 온도 T1보다도 낮은 욕 온도 T2로 저류하여, 석출한 톱 드로스를 부상 분리하고, 상기 조정조에서, 상기 분리조로부터 이송된 상기 도금욕을, 상기 분리조의 욕 온도 T2보다도 높은 욕 온도 T3으로 저류하여, 잔류 드로스를 용해시킨다.
상기 (a) 및 (m)에 기재된 용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 방법에 따르면, 도금조, 분리조, 조정조의 순서대로 도금욕을 순환시킨다. 이에 의해, 상기 도금조에서는, 순환욕의 체류 시간을 짧게 할 수 있으므로, 도금조 내에서 드로스가 생성되거나, 유해 직경까지 성장하거나 하는 것을 회피할 수 있다. 계속해서, 상기 분리조에서는, 순환욕의 욕 온도 저하에 의해 Fe를 과포화 상태로 함으로써, 욕 중의 Fe를 톱 드로스로서 석출시켜, 부상 분리시킬 수 있다. 또한, 상기 조정조에서는, 순환욕의 욕 온도 상승에 의해 도금욕 중의 Fe를 미포화 상태로 함으로써, 분리조에서 완전히 분리 제거할 수 없었던 소 직경의 톱 드로스를 용해 제거할 수 있다.
상기 (a) 및 (m)의 발명에 따르면, 도금조에서 드로스의 생성과 성장이 억제되고, 분리조에서 톱 드로스가 분리 제거되고, 조정조에서 잔류 드로스가 용해된다. 이로 인해, 도금욕 중에 불가피하게 발생하는 드로스를 거의 완전히 무해화할 수 있다.
상기 (b)의 발명에 따르면, 도금조에서의 도금 공정에 의해 소비되는 Zn 및 Al을, 분리조 또는 조정조로의 지금 투입에 의해 보급한다. 이로 인해, 도금조에서의 지금 용해에 수반하는 드로스 발생을 방지할 수 있고, 또한, 도금조(1)의 도금욕을, GI를 제조하기 위한 적정한 Al 농도(예를 들어 0.200질량％)로 유지할 수 있다.
상기 (c)의 발명에 따르면, 분리조에 저류되는 도금욕의 욕 중 Al 농도를, 도금조 및 조정조의 그 농도보다 고농도로 할 수 있다. 이로 인해, 보다 많은 톱 드로스를 석출시켜, 부상 분리할 수 있다.
상기 (d)의 발명에 따르면, 조정조(3)에 대해서만 지금을 투입하여, 욕 조성의 보급이나 Al 농도의 조정을 행한다. 이로 인해, 분리조(2)에 대해서 지금을 투입하지 않아도 좋으므로, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
상기 (e)의 발명에 따르면, 분리조 및 조정조에서 지금을 용해할 필요가 없어진다. 이로 인해, 지금 투입에 수반하는 용융 금속의 급격한 온도 저하와, 그것이 원인으로 발생하는 드로스를 억제할 수 있다.
상기 (f)의 발명에 따르면, 분리조에 저류되는 도금욕의 Fe 용해 한도는 저하된다. 이로 인해, 과포화가 된 Fe량에 상당하는 드로스를 강제적으로 석출시킬 수 있다.
상기 (g)의 발명에 따르면, 조정조에 저류되는 도금욕의 욕 온도는 분리조보다도 높게 유지되고, 또한 도금조 내에서의 도금욕의 욕 온도 편차는 작아진다. 이로 인해, 조정조에서 잔류 드로스를 용해하는 것, 또한 도금조 내에서의 유해 직경 드로스의 생성을 억제할 수 있다.
상기 (h)의 발명에 따르면, 도금조, 분리조 및 조정조 사이의 도금욕의 이송을 하나의 용융 금속 이송 장치로 행할 수 있다. 이로 인해, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
상기 (i)의 발명에 따르면, 도금조(1) 내에서의 도금욕(10A)의 국소적인 체류 영역이 형성되기 어려워진다. 이로 인해, 드로스가, 도금조(1) 내의 체류 영역에서 유해 직경으로까지 성장하는 것을 방지할 수 있다.
상기 (j)의 발명에 따르면, 도금조, 분리조, 조정조 중 3개 또는 2개의 조가 일체로 구성된다. 이로 인해, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
상기 (k)의 발명에 따르면, 도금조에 있어서의 도금욕의 체류 시간이 짧아진다. 이로 인해, 유해 직경에 성장하기 전에 드로스를 도금조로부터 분리조로 유출시킬 수 있다.
상기 (l)의 발명에 따르면, 분리조에 있어서의 도금욕의 체류 시간이 길어진다. 이로 인해, 분리조에서 톱 드로스를 충분히 제거할 수 있다.
도 1은 각종 도금욕에 있어서의 드로스 생성 범위를 나타내는 3원계 상태도이다.
도 2는 욕 온도가 일정한 조건에서의 각 상(相)의 드로스의 성장을 나타낸 그래프이다.
도 3a는 도금조에 있어서의 드로스의 부유 상태를 설명하는 모식도이다.
도 3b는 도금조에 있어서의 드로스의 부유 상태를 설명하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 제1 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 5는 상기 실시 형태의 제1 변형예에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 제2 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 6은 상기 실시 형태의 제2 변형예에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 제3 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 7은 상기 실시 형태의 제3 변형예에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 제4 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 8은 상기 실시 형태의 제4 변형예에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 제5 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 9는 상기 실시 형태에 관한, 도금조의 욕 온도가 460℃인 경우의 각 조의 허용 욕 온도 범위를 나타내는 모식도이다.
도 10은 상기 실시 형태에 관한, 각 조에 있어서의 도금욕의 상태 천이를 나타내는 3원계 상태도이다.
도 11은 상기 실시 형태의 변형예에 관한, 각 조에 있어서의 도금욕의 상태 천이를 나타내는 3원계 상태도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 관한, 분리조의 용량과 드로스 분리 비율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 상기 실시예에 관한, 욕 순환량과 드로스 직경의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 상기 실시예에 관한, 도금조 유입욕의 욕 온도 편차와 드로스 직경의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
[1. 드로스 생성과 드로스 제거 방법에 대한 검토]
우선, 본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치 및 용융 아연 도금 강판 제조 방법의 설명에 앞서서, 도금욕 중에 드로스(톱 드로스, 보톰 드로스)가 생성되는 요인이나, 상기 드로스를 제거하는 방법에 대해서 검토한 결과에 대해서 설명한다.
[1.1. 드로스 생성 범위]
상술한 바와 같이, 용융 아연-알루미늄계 도금 강판은, 주성분인 아연에 알루미늄이 첨가된 용융 금속을 사용하여 도금된 강판이다. 예를 들어, (1) 합금화 용융 아연 도금 강판, (2) 용융 아연 도금 강판, (3) 아연-알루미늄 합금 도금 강판 등이다.
합금화 용융 아연 도금 강판(GA)은, 용융 아연 도금 직후에 490 내지 600℃에서 단시간 가열하여 용융 Zn과 강을 합금화 반응시켜, Zn-Fe계 금속간 화합물 피막을 형성한 강판이다. 상기 GA는, 예를 들어, 자동차용 강판 등에 다용된다. 상기 GA의 도금층은, 강판으로부터 도금욕 중에 용해된 Fe와 Zn의 합금을 포함한다. GA를 제조하기 위한 도금욕(GA욕)의 조성은, 예를 들어, 0.125 내지 0.14질량％ Al-잔여 Zn이다. 이 GA욕은, 강판으로부터 도금욕 중에 용해된 Fe를 더 포함한다. GA욕에는 도금 밀착성을 향상시키기 위해, 아연욕에 대해서 비교적 저농도의 Al이 첨가되어 있다. GA욕 중의 Al 농도가 지나치게 높으면, 소위 알루미늄 배리어에 의해, 도금층이 Fe-Zn 합금화하기 어려워지므로, GA욕의 Al 농도는 소정의 저농도(0.125 내지 0.14질량％)로 억제되어 있다.
용융 아연 도금 강판(GI)은, 일반적인 건재 등에 다용된다. GI를 제조하기 위한 도금욕(GI욕)의 조성은, 예를 들어, 0.15 내지 0.25질량％ Al-잔여 Zn이다. GI욕의 Al 농도를 0.15 내지 0.25질량％로 함으로써, 강판에 대한 도금층의 밀착성이 매우 높아져, 강판의 변형에 추종하여 도금층이 탈리하지 않도록 할 수 있다.
아연-알루미늄 합금 도금 강판은, 예를 들어, 내구성 요구가 높은 건재 등에 다용된다. 상기 강판을 제조하기 위한 도금욕의 조성은, 5질량％ Al-잔여 Zn, 11질량％ Al-잔여 Zn 등이다. 아연욕 중에 충분한 양의 Al이 함유되어 있으므로, GI보다도 고내식성을 갖는다.
이들의 용융 아연-알루미늄계 용융 도금 강판을 제조하기 위한 도금욕에서는, 욕 중에 용해된 Fe와 Al 또는 Zn의 금속간 화합물인 톱 드로스 및 보톰 드로스가 다량으로 생성된다. 도금욕 중 드로스의 생성은 도금욕의 온도(욕 온도)와, 도금욕 중의 Al 농도 및 Fe 농도(강판으로부터 도금욕에 용해되는 Fe의 용해도)에 의존한다.
도 1은, 상기 각종 도금욕에 있어서의 드로스 생성 범위를 나타내는 3원계 상태도이다. 도 1의 횡축은 도금욕 중의 Al 농도(질량％)이고, 종축은 도금욕 중의 Fe 농도(질량％)이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 도금욕 중의 Fe 농도가, Al 농도에 따라서 정해지는 소정 농도를 초과하면, 드로스가 생성된다. 예를 들어, 욕 온도 T가 450℃이고, Al 농도가 0.13질량％의 GA욕에서는, 욕 중 Fe 농도가 약 0.025질량％보다 높아지면, 보톰 드로스(FeZn7)가 생성된다. 또한, 욕 온도 T가 450℃이고, Al 농도가 0.14질량％의 GA욕에서는, Fe 농도가 약 0.025질량％보다 높아지면, 톱 드로스(Fe2Al5)가 생성되고, 더 Fe 농도가 높아지면, 톱 드로스에 추가하여, 보톰 드로스(FeZn7)가 생성된다. 이와 같이, 상기 조건에서는, 톱 드로스와 보톰 드로스가 혼성된다.
한편, GI욕은 GA욕보다 Al 농도가 높으므로(예를 들어 0.15 내지 0.25질량％), GI욕에서 생성되는 드로스는, 톱 드로스(Fe2Al5)만이 된다. 예를 들어, 욕 온도 T가 450℃의 GI욕에서는, 욕 중 Fe 농도가 약 0.01질량％보다 높아지면, 톱 드로스가 생성된다. 또한, 도시는 하지 않지만, 아연-알루미늄 합금 도금 강판용의 도금욕에서도, Al 농도가 충분히 높으므로(예를 들어 2 내지 25질량％), 톱 드로스만이 생성된다.
또한, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 동일한 도금욕이라도, 욕 온도 T가 높을수록, 드로스가 생성되는 Fe 농도의 하한값이 높아진다. 예를 들어, Al 농도가 0.2질량％의 GI욕에서, 톱 드로스가 생성되는 조건은 이하와 같다. (1) 욕 온도 T가 450℃인 경우, Fe 농도가 약 0.007질량％ 이상, (2) 욕 온도 T가 465℃인 경우, Fe 농도가 약 0.014질량％ 이상, (3) 욕 온도 T가 480℃인 경우, Fe 농도가 약 0.02질량％ 이상이다. 따라서, GI욕 중의 Fe 농도가 일정한 경우(예를 들어, 0.01질량％ Fe), 욕 온도 T를 450℃ 내지 465℃로 상승시키면, Fe가 과포화 상태로부터 불포화 상태가 되므로, 톱 드로스가 GI욕 중에 용해되어 소실되게 된다. 반대로, 욕 온도 T를 465℃ 내지 450℃로 저하시키면, Fe가 불포화 상태로부터 과포화 상태가 되므로, GI욕 중에 톱 드로스가 생성되게 된다.
[1.2. 드로스의 생성 요인]
다음에, 도금욕 중 드로스의 생성 요인에 대해서 설명한다. 드로스의 생성 요인으로서는, 예를 들어 이하의 (1) 내지 (3)의 요인이 생각된다. 이하에 각각의 요인에 대해서 설명한다.
(1) 도금욕에 대한 지금의 용해
도금조에서 강판을 도금하기 위해 소비된 용융 금속을 도금욕에 보급하기 위해, 지금이 사용된다. 고형 형상의 지금은, 조업 중에 적당한 타이밍에서 고온의 도금욕에 침지되고, 도금욕 중에서 용해되어 액상의 용융 금속이 된다. 용융 아연 도금의 경우, 적어도 Zn을 함유하는 아연 함유 지금이 사용되지만, 상기 아연 함유 지금은, 도금욕의 조성에 따라서, Zn 이외에도 Al 등의 금속도 함유한다. 지금의 융점은, 지금의 조성에 따라서 다르지만, 예를 들어 420℃이고, 도금욕의 욕 온도(예를 들어 460℃)보다도 낮다.
도금욕에 침지된 지금이 용해될 때, 상기 지금 주변의 용융 금속의 온도가 도금욕의 욕 온도 T보다도 저하된다. 즉, 도금욕에 침지된 지금 주변의 온도(예를 들어 420℃)와, 도금욕의 욕 온도 T(예를 들어 460℃) 사이에 온도차가 발생한다. 따라서, 욕 중 Fe가 포화 상태이면, 지금 주변의 저온도 영역에서 비교적 용이하게 대량의 드로스가 생성된다. 생성되는 드로스상은 상태도에 따른다(도 1 참조).
통상, 도금조에서는 강판이 항상 침지되고, 활성인 철면이 노출되어 있으므로, 욕 중 Fe 농도는 포화 상태에 있다. 따라서, Fe가 포화 상태에 있는 도금욕에서, 지금의 투입에 수반하여, 상기 지금 주변의 용융 금속의 온도가 급격히 저하되면, 과포화의 Fe와, 욕 중의 Zn 또는 Al이 반응하여, 드로스가 생성된다. 또한, 프리멜트조를 사용하여 지금을 미리 용해시키고 나서, 그 용융 금속을 도금조의 도금욕에 보급하는 경우에는, 프리멜트조에서는 Fe가 미포화 상태이므로, 드로스는 거의 생성되지 않는다.
(2) 도금욕 온도 T의 변동
상기 지금 용해에 이어서 드로스 생성의 요인으로서, 도금욕의 욕 온도 T의 변동을 들 수 있다. 욕 온도 T가 상승되면 도금욕의 Fe 용해 한도가 높아지므로, 도금욕에 침지되는 강판으로부터 더 Fe가 용출되고, 그리고 빠르게 도금욕 중의 Fe가 포화 농도에 도달한다. 이 도금욕의 욕 온도 T가 저하되면, 도금욕의 모든 장소에서 Fe는 과포화 상태가 되어, 빠르게 드로스가 생성된다. 또한, 이 드로스를 포함하는 저온의 도금욕의 욕 온도 T가 재상승하여 Fe 용해 한도가 높아졌다고 해도, 드로스의 분해(소실)보다 강판으로부터의 Fe 용출 속도가 빠르므로, 상기 드로스가 분해(소실)되는 일은 없다. 즉, 강판이 침지되어 있는 도금조에서, 저온의 도금욕(Fe 과포화 상태)의 욕 온도를 상승시켜도, 드로스를 소실시키는 것은 곤란하다.
한편, 상기 드로스를 포함하는 저온의 용융 금속을 강판의 침지가 없는 조에 이송하고, 승온하여 장시간 방치하면, 도금욕은 Fe 미포화 상태가 되어, 드로스를 분해(소실)할 수 있다. 따라서, 이러한 관점으로부터, 후술하는 본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치에서는, 분리조에서 도금욕 중에 드로스를 생성시킨 후에, 상기 도금욕을, 강판의 침지가 없는 조정조에 이송하여, 욕 온도 T를 상승시켜, 드로스를 용해(소실)시키고 있다.
(3) 그 밖의 요인
도금욕 중의 Al 농도의 변동 및 도금조 내의 온도 편차도, 드로스의 생성 요인이 된다. 도금욕 중의 Al 농도가 상승하면, 도금욕 중의 Fe 용해 한도는 저하되므로, Al과 Fe의 금속간 화합물인 톱 드로스(Fe2Al5)가 생성되기 쉬워진다. 또한, 도금조 내의 욕 유동이 저하되어, 도금조 내의 교반력이 저하되면, 도금조 저부의 도금욕의 온도가 저하되어, 드로스가 생성된다. 그 후, 욕 유동이 회복되면, 도금조 저부에 퇴적된 드로스가 도금욕 중에 날아 올라간다.
[1.3. 드로스의 비중차 분리]
도금욕을 이루는 용융 금속과 드로스의 비중차를 사용하여, 톱 드로스를 부상 분리 또는 보톰 드로스를 침강 분리하는 방법이 알려져 있다. 일반적으로, 보톰 드로스의 비중은, 예를 들어, 7000 내지 7200㎏/㎥이고, 톱 드로스의 비중은, 예를 들어, 3900 내지 4200㎏/㎥이다. 한편, 아연욕의 비중은, 그 온도, Al 농도에 따라서 다소 변동되지만, 예를 들어, 6600kg/㎥이다.
따라서, 아연욕 중에서 드로스를 비중차 분리하는 경우, 톱 드로스는 아연욕과의 비중차가 크고, 비교적 용이하게 부상하므로, 상기 톱 드로스를 부상 분리하여 계외 배출하는 것은 비교적 용이하다. 그러나, 보톰 드로스는 아연욕과의 비중차가 거의 없으므로, 상기 보톰 드로스를 침강시키기 위해서는, 욕 유동이 낮은 조건 하에서 장시간의 정치가 필요해진다. 특히, 소 직경의 보톰 드로스는 침강이 곤란하다. 또한, 보톰 드로스는 조 저부에 퇴적되므로, 재말려 올라감의 우려가 있는 동시에, 최종적인 계외 배출(조 저부로부터의 보톰 드로스의 퍼 올림 작업)은 간단하지는 않다.
이와 같이, 도금조 내의 드로스, 특히, 조 저부에 퇴적된 보톰 드로스를 제거하는 것은 곤란하다. 종래에도 다양한 제거 방법이 제안되어 있었지만(특허문헌 1 내지 5 참조), 상기 드로스를 높은 제거 효율로 용이하게 분리 제거하는 방법은 아직 제안되어 있지 않다.
[1.4. 욕 온도 변동과 드로스 성장의 관계]
도 2는, 욕 온도가 일정한 조건에서의 각 상의 드로스의 성장을 나타낸 그래프이다. 도 2의 횡축은 시간(일수)이고, 종축은 드로스 입자의 평균 입경(㎛)이다. 이 도 2는, GA욕에서 생성되는 보톰 드로스(FeZn7)와, GA욕 및 GI욕 등에서 생성되는 톱 드로스(Fe2Al5)의 성장을 나타내고 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 어떤 상의 드로스이든, 욕 온도 T 등의 조건이 일정하면, 성장 속도는 느리다. 예를 들어, 욕 온도가 일정한 조건에서는, 보톰 드로스(FeZn7)는 200시간에 평균 입경 15㎛로부터 20㎛ 정도까지밖에 성장하지 않고, 톱 드로스(Fe2Al5)는 200시간에 평균 입경 15㎛로부터 35㎛ 정도까지밖에 성장하지 않는다.
다음에, 표 1을 참조하여, 욕 온도를 저하시킨 경우의 드로스의 생성 거동에 대해서 관찰한 결과를 설명한다. 표 1은, 조성이 다른 3종의 도금욕 A 내지 C를, 소정의 냉각 속도(10℃/sec)로 460℃로부터 420℃까지 냉각한 경우의 드로스 성장 상태를 나타낸다.
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표 1에 나타내는 바와 같이, 냉각 속도 10℃/sec로 욕 온도 T를 460℃로부터 420℃까지 저하시켜, 도금욕 중의 Fe를 미포화 상태로부터 과포화 상태로 이행시킨 경우에는, 드로스의 생성과 성장의 속도는 매우 빠르다. 예를 들어, 0.13질량％ Al의 도금욕 A(GA욕)에서는, 불과 4초간에, 입경 약 50㎛의 보톰 드로스(FeZn7)가 생성되어 있다. 또한, 0.14질량％ Al의 도금욕 B(GA욕)에서는, 입경 약 40㎛의 보톰 드로스(FeZn7)와, 입경 약 10㎛의 톱 드로스(Fe2Al5)가 혼성되어 있다. 또한, 0.18 질량％ Al의 도금욕 C(GI욕)에서는, 입경 약 5㎛, 10㎛, 25㎛의 세가지의 톱 드로스(Fe2Al5)가 생성되어 있다.
이상과 같이, 욕 온도 T가 일정한 조건 하에서는(도 2 참조), 보톰 드로스 및 톱 드로스 모두 성장 속도가 느리다. 따라서, 도금조에 있어서의 도금욕의 욕 온도 T를 최대한 일정하게 유지할 수 있으면, 도금조에서의 드로스의 성장을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 한편, 욕 온도 T를 저하시킨 경우, 욕 중의 Fe가 미포화 상태로부터 과포화 상태로 이행하므로, 드로스의 성장 속도는 매우 빠르다(표 1 참조). 따라서, 도금조의 도금욕을 분리조에 이송하고, 욕 온도 T를 저하시킴으로써 분리조의 도금욕 중에서, 강제적으로 톱 드로스를 석출시키고, 이 톱 드로스를 효율적으로 부상 분리하는 것이 가능해진다.
[1.5. 도금 속도와 드로스의 관계]
도 3a와 도 3b는, GA욕에 있어서의 드로스의 부유 상태를 설명하는 모식도이다. 도 3a는 도금 속도가 150m/min 이하의 통상 조업시의 상태, 도 3b는 도금 속도가 고속 조업시(예를 들어, 200m/min 이상)의 상태를 도시한다.
통상의 GA욕에서는, 보톰 드로스가 생성되고, 그 중 입경이 큰 것으로부터 순서대로, 도금조 저부에 침강, 퇴적된다. 도금 속도(강판의 통판 속도)가 느린, 예를 들어 100m/min 미만인 경우, 조 저부에 퇴적된 보톰 드로스가, 욕 유동에 의해 말려 올라가는 일은 거의 없다. 그러나, 도금 속도가 100m/min 이상이 되면, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 보톰 드로스 중, 소 직경 드로스뿐만 아니라, 비교적 직경이 큰 중 직경 드로스도, 강판 주행에 수반하는 수반류에 의해 조 저부로부터 말려 올라가, 도금조의 도금욕 중을 부유한다. 따라서, 도금조에 있어서의 드로스의 생성량 및 퇴적량이 많으면, 도금 강판의 생산성을 저해하게 된다. 이와 같이, 도금 속도가 150m/min 이하에서는, 주로 소중(小中) 직경 드로스가 욕 중에 부유한다.
또한, 종래, 생산성을 확보하기 위해 억제되어 온 도금 속도(예를 들어(150m/min 이하)를, 예를 들어 200m/min 또는 그 이상으로 하는 경우, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 입경에 관계없이, 모든 보톰 드로스가 부유한다. 즉, 고속 통판에 수반하는 격렬한 욕 유동에 의해, 보톰 드로스는 조 저부에 퇴적할 수 없어, 대 직경의 드로스까지도 도금욕 중에 부유한다. 따라서, 도금욕에 있어서의 드로스의 거의 완전한 무해화(드로스 프리)를 달성할 수 없는 한, 도금 속도의 고속화는 곤란하다.
[1.6.드로스 흠집]
드로스 흠집은, 도금욕 중에 생성되는 드로스에 기인한 도금 강판의 흠집이며, 예를 들어, 드로스 부착에 의한 도금 강판의 외관의 열화나, 욕 중 롤에 있어서의 드로스에 기인한 압박 흠집 등을 포함한다. 드로스 흠집을 발생시키는 드로스의 직경은, 100㎛ 내지 300㎛라고 말해지고 있지만, 최근에는, 입경 50㎛ 정도의 매우 작은 드로스에 기인한 드로스 흠집도 관찰되고 있다. 따라서, 이러한 미소한 드로스 흠집의 발생을 방지하기 위해서도, 도금욕 중에 있어서의 드로스 프리가 희구되고 있다.
[2. 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 구성]
다음에, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 4는, 본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치의 모식도이고, 도 5 내지 도 8은, 각각, 동 실시 형태의 제1 내지 제4 변형예의 모식도이고, 도 5 내지 도 8은, 각각, 동 실시 형태의 제1 내지 제4 변형예를 도시하는 모식도이다. 도 9는, 본 실시 형태에 관한 도금조(1)에 저류되는 도금욕(10A)의 욕 온도가 460℃인 경우의 각 조의 허용 욕 온도 범위를 나타내는 모식도이다. 이하, 도금조(1)에 저류되는 도금욕의 욕 온도를 T1 및 알루미늄 농도를 A1이라고 부른다. 마찬가지로, 분리조(2)에 저류되는 도금욕의 욕 온도를 T2 및 알루미늄 농도를 A2, 조정조(3)에 저류되는 도금욕의 욕 온도를 T3 및 알루미늄 농도를 A3이라고 부른다.
도 4 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판 제조 장치(이하, 용융 도금 장치라고 함)는, 강판(11)을 도금하기 위한 도금조(1)와, 드로스를 분리하기 위한 분리조(2)와, 도금욕(10) 중의 Al 농도를 조정하기 위한 조정조(3)를 구비한다. 또한, 상기 용융 도금 장치는 강판(11)을 도금하기 위한 용융 금속[도금욕(10)]을, 도금조(1)→분리조(2)→조정조(3)→도금조(1)의 순서대로 순환시키는 순환부를 구비한다. 도금욕(10)은, 적어도 용융 아연 및 용융 알루미늄을 함유하는 용융 금속이며, 예를 들어, 상기 GI욕이다. 이하에, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 장치의 각 구성 요소에 대해서 설명한다.
[2.1. 도금욕의 순환부의 구성]
우선, 순환부에 대해서 설명한다. 순환부는 도금조(1), 분리조(2) 또는 조정조(3) 중 적어도 하나 이상에 부수적으로 설치된 용융 금속 이송 장치(5)와, 이들 3개의 조의 사이를 서로 접속하는 용융 금속의 유로[예를 들어, 연통관(6, 7), 이송관(8), 오버플로우관(9)]를 구비한다. 상기 용융 금속 이송 장치(5)는 용융 금속[도금욕(10)]을 이송 가능하면 임의의 장치로 구성할 수 있고, 예를 들어, 기계식의 펌프이어도 좋고, 전자기 유도식의 펌프이어도 좋다.
또한, 용융 금속 이송 장치(5)는 도금조(1), 분리조(2) 및 조정조(3)의 모든 조에 부수적으로 설치해도 좋고, 이들 3조 중 임의의 2조 혹은 1조에 부수적으로 설치해도 좋다. 그러나, 장치 구성을 간소화하는 관점으로부터는, 상기 이송 장치(5)를 1군데에만 설치하고, 나머지의 조는 연통관(6, 7)이나 이송관(8), 오버플로우관(9) 등으로 접속함으로써, 상기 3개의 조 사이에서 용융 금속을 유통시키는 것이 바람직하다. 도 4 내지 도 8의 예에서는, 용융 금속 이송 장치(5)로서, 상기 용융 금속을 송출하는 기계식 펌프가, 도금조(1)와 조정조(3) 사이의 유로인 이송관(8)에 설치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 조정조(3)로부터 도금조에 이송되는 도금욕은, 드로스가 거의 제거되어 있는 청정한 도금욕이다. 이와 같이, 용융 금속 이송 장치(5)를 청정한 도금욕에만 사용함으로써, 용융 금속 이송 장치(5)의 드로스 막힘 등의 고장을 최소한으로 하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는 도금조(1), 분리조(2) 및 조정조(3) 사이에서 도금욕(10)을 순환시키기 위해, 연통관(6, 7)이나 이송관(8), 오버플로우관(9) 등의 배관을 사용하여, 도금조(1), 분리조(2) 및 조정조(3) 사이를 서로 연통시키고 있다. 이와 같이, 욕 순환을 위해 배관을 사용하는 경우, 욕 유동에 의한 배관 내벽의 이로전을 억제하는 것이나, 배관 내에서의 욕의 온도 저하나 응고를 방지하는 것 등이 바람직하다. 그로 인해서는, 배관 내에 세라믹스를 시공한 이중관을 채용하는 것이나, 나아가서는, 배관의 외벽을 보온 또는 가열하는 것이 바람직하다. 특히, 욕 순환의 개시 전에는, 배관을 예열하고, 배관 내에서의 욕의 응고를 방지하는 것이 바람직하다.
[2.2. 조의 전체 구조]
다음에, 도금조(1), 분리조(2) 및 조정조(3)의 전체 구성예에 대해서 상세하게 서술한다. 도 4, 도 5(제1 변형예) 및 도 8(제4 변형예)에 도시하는 바와 같이, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)는, 각각 독립한 조 구성으로 해도 좋다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 구성에서는, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)가 수평 방향으로 병설되어, 도금조(1)와 분리조(2)의 상부가 연통관(6)으로 연통되고, 분리조(2)와 조정조(3)의 하부가 연통관(7)으로 연통되고, 조정조(3)와 도금조(1)가, 용융 금속 이송 장치(5)가 설치되는 이송관(8)으로 연통되어 있다. 이와 같이, 각 조 도금욕의 탕면의 높이를 동일하게 하여, 연통관 등의 배관을 사용하여 도금욕을 순환시키고, 최하류에서만 용융 금속 이송 장치(5)를 사용함으로써 용융 도금 장치의 전체 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 도 5에 도시하는 제1 변형예의 구성에서는, 도금조(1)의 측벽의 상부측에 오버플로우관(9)이 설치되어 있고, 도금조(1)로부터 오버플로우한 도금욕(10A)이 오버플로우관(9)을 통해서 분리조(2)에 흘러 내려가도록 되어 있다.
또한, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)는 기능적으로 독립하고 있으면 좋다. 예를 들어, 도 7에 도시하는 제3 변형예와 같이, 비교적 대형의 단일의 조 내를 2개의 둑(21, 22)에 의해 3개의 영역으로 구획함으로써, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)를 구성하고, 외견상, 3개의 조가 일체화된 구성으로 해도 좋다. 혹은, 도 6에 도시하는 제2 변형예와 같이, 단일의 조 내를 1개의 둑(23)에 의해 2개의 영역으로 구획함으로써, 분리조(2)와 조정조(3)를 구성하고, 상기 분리조(2)와 조정조(3)를 일체화하고, 도금조(1)만을 독립시킨 조 구성으로 해도 좋다. 이와 같이, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3) 중 3개 또는 2개의 조를 일체로 구성함으로써, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
단, 후술하는 특징적인 드로스 제거 방법을 실현하기 위해서는, 상기 도 4 내지 도 8 중 어느 조 구성의 경우도, 각 조에서 욕 온도와 욕 중 Al 농도를 각각 독립적으로 제어할 필요가 있다. 구체적으로는, 도금조(1)에서 욕 온도 T1과 욕 중 Al 농도 A1을 제어하고, 분리조(2)에서 욕 온도 T2와 욕 중 Al 농도 A2를 제어하고, 조정조(3)에서 욕 온도 T3과 욕 중 Al 농도 A3을 제어한다. 이로 인해, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)의 각각에는, 저류하는 도금욕의 욕 온도 T1, T2, T3을 제어하기 위한 도시하지 않은 보온부 1, 보온부 2, 보온부 3이 설치되어 있다. 상기 보온부는, 가열 장치와 욕 온도 제어 장치를 구비한다. 상기 가열 장치는, 각 조의 도금욕을 가열하고, 상기 욕 온도 제어 장치는, 상기 가열 장치의 동작을 제어한다. 이와 같이, 보온부 1, 보온부 2, 보온부 3에 의해, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)의 욕 온도가, 각각, 미리 설정된 온도 T1, T2, T3으로 유지되도록 제어된다. 또한, 각 조의 욕 중 Al 농도를 독립적으로 제어하므로, 각 조의 알루미늄 농도 측정용 샘플을 인력에 의해 정기적으로 채취해도 좋지만, 각 조는 알루미늄 농도 측정부를 각각에 구비하고 있는 것이 바람직하다. 상기 알루미늄 농도 측정부는 알루미늄 농도 측정용 샘플의 채취 장치나, 용융 금속 또는 합금용의 알루미늄 농도 센서 등으로 구성된다. 샘플 채취 장치에서 채취한 샘플의 알루미늄 농도를 화학 분석기에 의해 정기적으로 측정하거나, 알루미늄 농도 센서를 사용하여 도금욕의 알루미늄 농도를 연속적으로 측정하면 된다. 이 알루미늄 측정 결과를 기초로, 욕 순환량의 조정이나 제1 및 제2 아연 함유 지금의 투입을 행하여, 각 조의 욕 중 Al 농도를 독립적으로 제어한다.
또한, 상기 도 4 내지 도 8 중 어느 예에서도, 도금조(1)의 상부에서, 또한 강판(11)의 주행 방향 하류측에 배치되는, 연통관(6)이나 오버플로우관(9), 둑(21)에 의해 형성되는 도금욕 출구로부터, 도금욕(10A)이 유출되어 분리조(2)에 유입된다. 이것은, 강판(11)의 주행에 수반하는 도금욕(10A)의 흐름을 이용하여, 도금조(1) 내에서 도금욕(10A)의 체류를 발생하는 일 없이, 모든 도금욕(10A)을 순환시킬 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한, 상기 도 4 내지 도 8 중 어느 예에서도, 분리조(2)의 저부로부터 유출된 도금욕(10B)이 조정조(3)에 유입되도록, 연통관(7)이나 둑(22, 23)이 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 분리조(2)에서는 톱 드로스를 부상 분리하므로, 분리조(2)의 도금욕(10B)의 저부보다도 상부의 쪽이 톱 드로스를 고밀도로 함유하고 있다. 따라서, 분리조(2)의 저부의 도금욕(10B)을 조정조(3)에 이송함으로써, 톱 드로스의 함유율이 낮은 저부의 도금욕(10B)을 조정조(3)에 이송할 수 있어, 드로스 제거 효율이 높아진다.
[2.3. 각 조의 구성]
다음에, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)의 각 조의 구성에 대해서 설명한다.
(1) 도금조
우선, 도금조(1)에 대해서 설명한다. 도 4 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 도금조(1)는, (a) 상기 용융 금속을 함유하는 도금욕(10A)을 소정의 욕 온도 T1로 저류하고, (b) 상기 도금욕(10A) 중에 침지된 강판(11)을 도금하는 기능을 갖는다. 상기 도금조(1)는, 실제로 강판(11)을 도금욕(10A)에 침지시키고, 상기 강판(11)에 대해서 용융 금속을 도금하기 위한 조이다. 상기 도금조(1)의 도금욕(10A)의 조성, 욕 온도 T1은, 제조 대상의 도금 강판의 종류에 따라서 적정 범위로 유지된다. 예를 들어, 도금욕(10)이 GI욕인 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이, 도금조(1)의 욕 온도 T1은, 보온부 1에 의해, 460℃ 정도로 유지된다.
도금조(1)의 도금욕(10A) 중에는, 싱크롤(12) 및 서포트 롤(도시하지 않음) 등의 욕 중 롤이 배치되어 있고, 상기 도금조(1)의 상방에는, 가스 와이핑 노즐(13)이 배치되어 있다. 도금 대상인 띠 형상의 강판(11)은 도금조(1)의 도금욕(10A) 중에 경사 하방으로 진입하고, 싱크롤(12)에 의해 진행 방향이 변환되어, 도금욕(10A)으로부터 연직 상방으로 끌어 올려져, 가스 와이핑 노즐(13)에 의해 강판(11) 표면의 여분의 용융 금속이 불식된다.
또한, 도금조(1)에 있어서의 도금욕(10A)의 저류량[도금조(1)의 용량] Q1[t]은, 상기 순환부에 의한 1시간당의 도금욕(10)의 순환량 q[t/h]의 5배 이하인 것이 바람직하다. 상기 도금욕(10A)의 저류량 Q1이 상기 순환량 q의 5배보다 큰 경우, 도금조(1)에 있어서의 도금욕(10A)의 체류 시간이 길어지므로, 도금욕(10A) 중에서 드로스가 생성 및 성장될 가능성이 높아진다. 따라서, 상기 도금욕(10A)의 저류량 Q1을 상기 순환량 q의 5배 이하로 함으로써, 도금조(1)에 있어서의 도금욕(10A)의 체류 시간을 소정 시간 이하로 단축할 수 있다. 이 조건에서는, 도금조(1)의 도금욕(10A) 중에 강판(11)으로부터 Fe가 용해되어도, 상기 도금욕(10A) 중에 드로스가 생성되지 않거나, 또는, 가령 드로스가 생성되었다고 해도 유해한 입경으로 성장하기 전에, 상기 드로스를 포함하는 도금욕(10A)이 분리조(2)에 유출된다. 단, 도금조(1)의 형상에 따라서는, 조 내에서 도금욕(10A)의 체류가 발생하고, 이 체류부에서 드로스가 유해화될 우려가 있으므로, 도금조(1)의 용량 Q1은 가능한 한 작은 쪽이 바람직하다.
또한, 용융 도금 조업 중에는, 상시, 도금조(1) 내의 도금욕(10A)의 일부가, 연통관(6)이나 오버플로우관(9), 둑(21)에 의해 형성되는 도금욕 출구로부터, 분리조(2)에 유출된다. 그리고, 후술하는 조정조(3)로부터 도금욕(10C)의 일부가 이송관(8) 등을 통해서 도금조(1) 내에 유입된다. 이 도금욕(10C)이 도금조(1) 내로 유입되는 장소를 강판(11)의 주행 방향 상류측, 그리고, 도금욕(10A)이 분리조(2)로 유출되는 도금욕 출구의 장소를, 도금조(1)의 상부에서, 또한 강판(11)의 주행 방향 하류측에 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 도금조(1) 내에서의 도금욕(10A)의 국소적인 체류 영역이 형성되기 어려워진다. 그로 인해, 드로스가, 도금조(1) 내의 국소적인 체류 영역에서 유해 직경으로까지 성장하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 강판(11)의 주행 방향 상류측이란, 도금조(1) 내에서의 강판(11)의 침입 개소와, 인상 개소가 분리되도록 종방향으로 2분할한 경우의, 강판(11)의 침입 개소를 포함하는 측이다. 강판(11)의 주행 방향 하류측이란, 마찬가지로, 도금조(1)를 2분할한 경우의 강판(11)의 인상 개소를 포함하는 측이다.
(2) 분리조
다음에, 분리조(2)에 대해서 설명한다. 도 4 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 분리조(2)는, (a) 상기 도금조(1)로부터 이송된 도금욕(10B)을, 도금조(1)의 도금욕(10A)의 욕 온도 T1보다도 낮은 욕 온도 T2로 저류하고, (b) 상기 도금욕(10B) 중의 Fe를 과포화로 하여 톱 드로스를 석출시키고, 이 석출한 톱 드로스를 부상 분리에 의해 제거하는 기능을 갖는다. GI욕은, 원래 Al 농도가 GA욕보다도 높으므로, 분리조(2)의 욕 온도 T2를 도금조(1)의 욕 온도 T1보다도 저하시키는 것만으로, 분리조(2)의 도금욕(10B)의 상태(욕 온도 및 조성)는 톱 드로스 생성 영역이 된다.
예를 들어, 도금욕(10)이 GI욕인 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이, 분리조(2)의 욕 온도 T2는, 보온부 2에 의해, 도금조(1)의 욕 온도 T1보다도 5℃ 이상 낮은 온도, 또한, 도금욕(10)을 이루는 용융 금속의 융점 M(예를 들어 GI욕의 융점 420℃) 이상의 온도로 유지된다(예를 들어, 420℃≤T2≤T1-5℃). 이와 같이, 도금조(1)로부터 분리조(2)에 도금욕(10)을 이송하여, 그 욕 온도 T2를 저하시킴으로써, 분리조(2)에서, 도금욕(10B) 중에서 보톰 드로스를 석출시키지 않고, 톱 드로스만을 강제적으로 석출시킬 수 있다. 이로 인해, 비중차를 사용한 부상 분리에 의해 적절하게 상기 톱 드로스를 제거할 수 있다.
이 원리에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도금조(1)로부터 분리조(2)에 유입되는 도금욕(10A) 중에는, 강판(11)으로부터 용해된 Fe가 포함되어 있다. 상기 도금욕의 Fe 용해 한도는, 욕 온도 T의 저하(T1→T2)에 수반하여 저하한다. 이로 인해, 분리조(2)의 도금욕(10B)에서는, Fe가 과포화 상태가 되고, 상기 과포화가 된 Fe량에 상당하는 드로스가 석출한다. 도금욕(10)이 GI욕인 경우, 욕 온도 T의 저하에 의해 분리조(2)에서 석출하는 드로스는, 거의 톱 드로스가 된다. 도 1에서 도시하는 바와 같이, GI욕의 Al 농도는 0.15 내지 0.25질량％이고, GA욕보다도 높으므로, 분리조(2)의 욕 온도 T2를 도금조(1)의 욕 온도 T1보다도 저하시키는 것만으로, 분리조(2)의 도금욕(10B)의 상태(욕 온도 및 조성)는 톱 드로스 생성 영역이 된다. 따라서, 이러한 GI욕에서 생성되는 드로스는, 톱 드로스만이고, 보톰 드로스는 거의 생성되지 않는다. 따라서, 분리조(2)의 도금욕(10B)(GI욕)의 Al 농도 A2는, 톱 드로스의 생성 범위인 0.14질량％보다 높으므로, 분리조(2)에서 석출하는 드로스는 톱 드로스가 된다.
이와 같이, 분리조(2)의 도금욕(10B) 중에서 톱 드로스만을 석출시킴으로써, 상기 도금욕(10B) 중에 석출하는 드로스의 비중이 용융 금속[도금욕(10)]의 비중보다 작아진다. 따라서, 분리조(2)에서, 톱 드로스를 적절하게 부상 분리하여, 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 분리조(2)의 욕 온도 T2를 도금조(1)의 욕 온도 T1보다도 저하시키는 것은, 욕 중의 Fe를 과포화 상태로 하기 위해서이고, 분리조(2)의 욕 온도 T2를 용융 금속의 융점 M 이상으로 하는 것은, 도금욕(10B)의 응고를 피하기 위해서이다.
이상과 같이, 분리조(2)에서는, 도금욕(10)의 욕 온도 T의 저하에 의해, 도금욕(10B) 중에 대량의 톱 드로스를 강제적으로 생성시킨다. 상기 톱 드로스는, 도금욕(10B)과의 비중차에 의해 도금욕(10B) 중을 부상하고, 욕면에 포착되지만, 이 톱 드로스의 부상 분리에는, 어느 정도의 시간이 필요하다. 따라서, 분리조(2)에 있어서의 도금욕(10B)의 저류량[분리조(2)의 용량] Q2[t]는, 상기 순환부에 의한 1시간당의 도금욕(10)의 순환량 q[t/h]의 2배 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 도금욕(10)이 도금조(1)로부터 분리조(2)에 유입되고 나서, 조정조(3)에 유출되기까지, 평균적으로 2시간 이상의 부상 분리 시간을 얻을 수 있으므로, 분리조(2)에서 톱 드로스를 충분히 제거하는 것이 가능해진다. 한편, 분리조(2)에 있어서의 도금욕(10B)의 저류량 Q2가, 상기 1시간당의 도금욕(10)의 순환량 q의 2배 미만이면, 톱 드로스의 부상 분리 시간이 충분히 얻어지지 않으므로, 톱 드로스의 제거 효율이 저하되어 버린다.
또한, 용융 도금 조업 중에는, 상시, 상기 도금조(1)로부터 도금욕(10A)의 일부가 연통관(6), 오버플로우관(9) 등을 통해서 분리조(2) 내에 유입되는 동시에, 상기 분리조(2) 내의 도금욕(10B)의 일부가 연통관(7) 등을 통해서 조정조(3)에 유출된다.
(3) 조정조
다음에, 조정조(3)에 대해서 설명한다. 도 4 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 조정조(3)는, (a) 상기 분리조(2)로부터 이송된 도금욕(10C)을, 도금조(1)의 욕 온도 T1 및 분리조(2)의 욕 온도 T2보다도 높은 욕 온도 T3으로 저류하고, (b) 상기 도금욕(10C) 중의 Fe를 미포화로 하여, 도금욕(10C) 중에 포함되는 드로스를 용해시키는 동시에, (c) 도금조(1)의 욕 온도 T1 및 Al 농도 A1을 일정하게 유지하기 위해, 도금조(1)에 이송하는 도금욕(10C)의 욕 온도 T3 및 Al 농도 A3을 조정하는 기능을 갖는다.
이러한 조정조(3)는, 도금조(1)에서 소비되는 용융 금속을 보급하기 위한 지금(제1 또는 제2 아연 함유 지금에 상당함)이 투입 및 용해되는 조이다. 상기 조정조(3)는, 상기 분리조(2)에서 저하시킨 욕 온도 T를 복열하는 역할도 갖는다. 나아가서는, 분리조(2)에 고Al 농도의 아연 함유 지금(제1 아연 함유 지금)을 보급하여, 분리조(2)에서 욕 중 Al 농도 A2를 고농도화시키는 경우(후술하는 도 10 참조)에는, 조정조(3)는, 저Al 농도의 아연 함유 지금(제2 아연 함유 지금)의 보급을 받아, 욕 중 Al 농도를 저하시켜 적정화하는 역할도 갖는다.
조정조(3)에서, 도금욕(10)의 욕 중 Al 농도를 저하시키기 위해서는, 상기 제2의 아연 함유 지금으로서, 분리조(2)의 도금욕(10B) 중의 Al 농도 A2보다도 저농도의 Al을 함유하는 아연 함유 지금, 또는, Al을 함유하지 않는 아연 함유 지금을, 조정조(3)의 도금욕(10C)에 투입, 용해하면 된다. 이 저Al 농도 지금의 보급에 의해, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 이송하는 도금욕(10C)의 Al 농도 A3을 적정화할 수 있으므로(A2>A3>A1), 도금조(1)의 도금욕(10A)의 Al 농도 A1을, 원하는 GI욕의 조성에 적합한 일정한 적정 농도로 유지할 수 있다. 예를 들어, GI욕에서는, 도금조(1)의 도금욕(10A)의 Al 농도 A1을 0.15 내지 0.25질량％의 범위 내의 일정 농도로 유지할 수 있다.
한편, 분리조(2)에 아무런 아연 함유 지금을 보급하지 않는 경우(후술하는 도 11 참조)에는, 도금조(1)의 도금욕(10A) 중의 Al 농도 A1보다도 고농도의 Al을 함유하는 아연 함유 지금(제1 아연 함유 지금)을 조정조(3)에 투입함으로써, 도금조(1)에서 소비되는 용융 금속(Al 및 Zn)을 보급하면 된다. 이 경우, 조정조(3)는, 상기 고Al 농도의 아연 함유 지금(제1 아연 함유 지금)의 보급을 받아, 욕 중 Al 농도를 상승시켜 적정화하는 동시에, 계 내에 Zn을 보급하는 역할을 갖는다.
또한, 조정조(3)의 욕 온도 T3은, 보온부 3에 의해, 상기 도금욕(10C)이 도금조(1)에 유입되어도 문제가 되지 않는 온도 범위로 할 필요가 있다. 따라서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 조정조(3)의 욕 온도 T3은, 도금조(1)의 욕 온도 T1에 욕 온도 강하값 ΔTfall을 더한 온도와, ±10℃ 이내의 온도차가 되는 것이 바람직하다(T1+ΔTfall-10℃≤T3≤T1+ΔTfall+10℃). 여기서, 상기 욕 온도 강하값 ΔTfall이란, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 도금욕(10C)을 이송할 때에 자연히 발생하는 상기 도금욕(10C)의 욕 온도 강하값이다. 조정조(3)의 욕 온도 T3이 상기 온도 범위를 벗어나면, 도금조(1) 내의 욕 온도 분포가 커져, 도금조(1) 내에서의 드로스 생성과 성장이 조장되어 버린다. 또한, 도금조(1)의 입구에 있어서의 도금욕(10C)의 욕 온도 T4는, 도금조(1)의 욕 온도 T1에 대해서 ±10℃의 범위 내가 된다(T1-10℃≤T4≤T1+10℃).
또한, 분리조(2)에서 완전히 제거할 수 없었던 소 직경의 잔류 드로스를 도금욕(10C) 중에 용해시키므로, 조정조(3)의 욕 온도 T3은, 분리조(2)의 욕 온도 T2보다도 5℃ 이상 높은 것이 바람직하다(T3≥T2+5℃). 각 조의 욕 온도 T1, T2, T3은 유도 가열 장치 등에 의해 제어되지만, 제어 정밀도의 한계로부터 통상 ±3℃ 정도의 욕 온도 변동을 피할 수 없다. 이와 같은 욕 온도 제어 실태, 즉, 욕 온도 변동의 최대값(목표 욕 온도 +3℃) 및 최소값(목표 욕 온도 -3℃)을 고려하면, 조정조(3)의 욕 온도 T3(목표값)은, 분리조(2)의 욕 온도 T2(목표값)보다도 적어도 5℃ 이상 높게 해 두는 것이 바람직하다. 이에 의해, 조정조(3)의 도금욕(10C) 중의 Fe를 미포화 상태로 할 수 있다. 즉, 분리조(2)로부터 이송된 도금욕(10B) 중에 포함되는 소 직경의 잔류 드로스를, 조정조(3)에서 확실히 용해하여 제거할 수 있다. 욕 온도 T3과 T2의 온도차가 5℃ 미만인 경우에는, Fe 미포화도가 불충분하여, 분리조(2)로부터 조정조(3)에 유입된 잔류 드로스를 충분히 용해할 수 없다.
또한, 조정조(3)에 있어서의 도금욕(10C)의 저류량[조정조(3)의 용량] Q3[t]은, 상기 지금의 용해, 욕 온도 T3의 유지 및 도금조(1)로 욕 이송이 가능하면 임의의 양이어도 좋고, 특별히 규정되지 않는다.
그런데, 조정조(3)에 저Al 농도 지금(상기 제1 또는 제2 아연 함유 지금)을 투입할 때, 조정조(3)의 도금욕(10C)에 침지된 지금 주변에서는, 최저에서 지금의 융점까지 국부적인 욕 온도 저하가 발생하므로, 드로스가 생성된다. 조정조(3)의 도금욕(10)에서는 Fe는 미포화 상태이므로, 상기 생성된 드로스는 비교적 조기에 용해되므로, 통상은 무해하다. 단, 조정조(3)의 Fe 미포화도나, 지금의 용해 시간에 따라서는, 상기 생성된 드로스가 도금욕(10C) 중에 완전히 용해할 수 없어, 도금조(1)까지 유출되어 버리는 경우도 생각된다.
따라서, 이와 같은 경우는, 도 8에 도시하는 제4 변형예와 같이, 조정조(3)와는 별도로 프리멜트조(4)를 설치하고, 이 프리멜트조(4)에서 지금을 용해함으로써 얻어진 용융 금속을, 조정조(3)에 투입해도 좋다. 이에 의해, 프리멜트조(4)에서 욕 온도 T3 정도까지 예열된 용융 금속을 조정조(3)에 보급할 수 있어, 조정조(3)의 도금욕(10C)이 국부적으로 온도 저하되는 것을 막을 수 있다. 즉, 조정조(3)에 있어서의 상기 지금 투입에 수반하는 드로스 생성의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 용융 도금 조업 중에는, 상시, 상기 분리조(2)로부터 도금욕(10B)의 일부가 연통관(7) 등을 통해서 조정조(3) 내에 유입되는 동시에, 이 조정조(3) 내의 도금욕(10C)의 일부가 이송관(8) 등을 통해서 상기 도금조(1)에 유출된다.
[3. 용융 아연 도금 강판의 제조 방법]
다음에, 도 10을 참조하면서, 상술한 용융 도금 장치를 사용하여 강판(11)을 도금하는 방법(즉, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법)에 대해서 설명한다. 도 10은, 본 실시 형태에 관한 각 조에 있어서의 도금욕(10)(GI욕)의 상태 천이를 나타내는 3원계 상태도이다.
본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 용융 금속 이송 장치(5) 및 유로 등을 갖는 순환부를 사용하여, 도금욕(10)(GI욕)을, 도금조(1)(예를 들어, 욕 온도 : 460℃, Al 농도 : 약 0.200질량％), 분리조(2)(예를 들어, 욕 온도 : 440℃, Al 농도 : 약 0.217질량％), 조정조(3)(예를 들어, 욕 온도 : 465℃, Al 농도 : 약 0.205질량％)의 순서대로 순환시킨다. 그리고, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)의 각 조에서, 이하의 공정이 동시 병행하여 행해진다.
(1) 도금조(1)에 있어서의 도금 공정
우선, 도금조(1)에서는, 도금조(1) 내에 저류되는 도금욕(10A)을 소정의 욕 온도 T1로 유지하면서, 이 도금욕(10A) 중에 침지된 강판(11)을 도금한다. 이 도금 공정 중에는, 조정조(3)로부터 이송된 도금욕(10C)이 도금조(1)에 유입되면서, 도금조(1)로부터 도금욕(10A)의 일부가 분리조(2)에 유출된다. 이러한 도금조(1)에서는, 도금욕(10A) 중에 강판(11)이 상시 침지되어 있고, 상기 강판(11)으로부터 Fe가 용해되어, 도금욕(10A)에 대해서 충분한 Fe 공급이 행해지므로, Fe 농도는 거의 포화 농도에 근접한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 도금조(1)에 도금욕(10A)이 체류하는 시간은 단시간(예를 들어, 평균적으로 5시간 이하)이다. 그로 인해, 욕 온도 변동과 같은 다소의 조업 변동이 발생해도, 상기 도금욕(10A)의 Fe 농도가 포화점에 도달할 때까지는 드로스는 생성되지 않고, 가령 드로스가 생성되었다고 해도, 이 드로스는 소 직경 드로스만으로, 대 직경의 유해 드로스로까지 성장하는 일은 없다. 게다가, 도금조(1)는, 종래의 도금조보다도 소형화되어 있고, 순환하는 도금욕(10)이 도금조(1)에 체류하는 시간은, 단축되어 있다. 따라서, 도금조(1) 내에서 드로스가 유해 직경으로까지 성장하는 것을, 보다 확실히 회피할 수 있다.
(2) 분리조(2)에 있어서의 드로스 분리 공정
계속해서, 상기 도금조(1)로부터 유출된 순환욕은 분리조(2)에 유도된다. 분리조(2)에서는, 상기 분리조(2) 내에 저류되는 도금욕(10B)을, 도금조(1)의 욕 온도 T1보다 5℃ 이상 낮은 욕 온도 T2로 유지하면서, 상기 도금욕(10B) 중의 Al 농도 A2는, 도금조(1)의 도금욕 중의 Al 농도 A1보다도 고농도로 유지되어 있다. 이러한 분리조(2)에서는, 상기 도금욕(10B) 중에서 과포화 상태가 된 Fe를 톱 드로스로서 석출시킨다.
예를 들어 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 도금조(1)의 도금욕(10A)이, 분리조(2)에 이송되면, 욕 온도 T가 T1(460℃)로부터 T2(440℃)로 급격히 저하되는 동시에, Al 농도가 A1(약 0.200질량％)로부터 A2(약 0.217질량％)로 상승한다. 그 결과, 분리조(2)의 도금욕(10B)에서는 Fe가 과포화 상태가 되므로, 분리조(2)의 도금욕(10B) 중의 과잉의 Fe는, 톱 드로스(Fe2Al5)로서 정출한다. 표 1에서 설명한 바와 같이, 욕 온도 저하시에는 드로스가 용이하게 생성된다. 도 10의 GI욕의 예에서도, 도금조(1)로부터 분리조(2)에 이송된 도금욕(10)은 욕 온도 T의 저하에 의해, Fe가 과포화 상태가 되므로, 그 과포화도에 따른 톱 드로스가 분리조(2)에서 대량으로 생성된다. 이때, 도금욕(10B)의 Al 농도 A2는, 예를 들어, 0.14질량％ 이상이고, 이것은 욕 온도 T2의 조건 하에서 도금욕(10B)의 상태가 톱 드로스 생성 영역이 되는 고농도이므로, 톱 드로스만이 생성되고, 보톰 드로스는 거의 생성되지 않는다. 이와 같이, 분리조(2)의 도금욕(10B) 중에 정출한 톱 드로스는, 도금욕(10B)(아연욕)과의 비중차에 의해, 분리조(2)의 도금욕(10B) 내를 부상하여 분리ㆍ제거된다. 또한, 분리조(2) 출구의 도금욕(10B)의 Fe 농도는, 분리조(2)에서 완전히 분리되지 않았던 소 직경의 잔류 드로스를 함유하고 있으므로, Fe 농도 포화점보다 약간 높은 농도가 된다.
상기 분리조(2)의 용량 Q2는 욕 순환량 q에 대해서 충분히 크고, 분리조(2)에 있어서의 도금욕의 체류 시간은 2시간 이상이므로, 상기 톱 드로스의 대부분이 부상 분리되어, 계 외로 제거된다. 또한, 이 분리조(2)의 욕 중 Al 농도 A2를, 예를 들어 0.14질량％ 이상으로 유지하기 위해, 도금조(1)의 욕 중 Al 농도 A1보다도 고농도의 Al을 함유하는 고Al 농도의 지금(제1 아연 함유 지금)이, 분리조(2)에 소량만 투입ㆍ용해된다.
(3) 조정조(3)에 있어서의 드로스 용해 공정과, 욕 온도 및 Al 농도의 조정 공정
또한, 상기 분리조(2)로부터 유출된 순환욕은 조정조(3)에 유도된다. 조정조(3)에서는, 이 조정조(3)의 욕 온도 T3을, 분리조(2)의 욕 온도 T2보다 5℃ 이상 높게 유지하면서, 이 조정조(3)의 Al 농도 A3을, 도금조(1)의 Al 농도 A1보다 높고, 분리조(2)의 Al 농도 A2보다도 낮은 농도로 유지한다. 이러한 조정조(3)에서는, 도금욕(10C) 중의 Fe를 미포화 상태로 함으로써, 상기 도금욕(10C) 중에 포함되는 드로스를 용해시킨다. 이에 의해, 분리조(2)에서 제거할 수 없었던 소 직경의 톱 드로스(잔류 드로스)를, Fe 미포화 상태의 도금욕(10C) 중에서 용해하여 제거할 수 있다.
예를 들어 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 분리조(2)에서 톱 드로스가 분리된 도금욕(10B)이, 조정조(3)에 이송되면, 욕 온도 T가 T2(440℃)로부터 T3(465℃)로 급격히 상승하고, Al 농도는 A2(약 0.217질량％)로부터 A3(약 0.205질량％)으로 감소한다. 그 결과, 조정조(3)의 도금욕(10C)에서는, Fe가 매우 미포화된 상태가 되므로, 욕 중에 잔류되어 있는 소 직경의 톱 드로스(Fe2Al5)는, 비교적 빠르게 Fe와 Al로 분해(용해)되어 소실한다. 이와 같이, 잔류 드로스가 용해된 경우라도, 조정조(3)의 도금욕(10C)은, 여전히 Fe 미포화 상태이다.
또한, 조정조(3)의 도금욕(10C)에는, 도금조(1)에서 소비되는 용융 금속을 보급하기 위한 저Al 농도의 지금(제2 아연 함유 지금)이 투입ㆍ용해된다. 지금의 용해에 수반하여 생성되는 드로스가 문제가 되는 경우는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 조정조(3)에 프리멜트조(4)를 병설하고, 프리멜트조(4)에서 용융 상태가 된 지금을 조정조(3)에 보급하면 된다. 또한, 상기 분리조(2)에 고Al 농도의 지금(제1 아연 함유 지금)을 투입함으로써, 순환욕의 Al 농도는 필요 이상으로 고농도화하고 있다. 이로 인해, 조정조(3)에 투입하는 보급용의 제2 아연 함유 지금은, 분리조(2)의 도금욕(10B) 중의 Al 농도 A3보다도 저Al 농도의 아연 함유 지금, 또는 Al을 함유하지 않는 아연 함유 지금으로 한다. 이러한 저Al 농도의 제2 아연 함유 지금의 보급에 의해, 조정조(3)의 욕 중 Al 농도 A3은, 분리조(2)의 욕 중 Al 농도 A2보다도 저하하고, 도금조(1)의 Al 농도 A1을 일정하게 유지하기 위해 적합한 농도로 조정된다.
그 후, 드로스를 거의 포함하지 않고, Fe도 미포화 상태인 조정조(3)의 도금욕(10C)이, 도금조(1)에 유도되고, 상기 (1) 도금 공정에서 사용된다. 조정조(3)로부터 도금조(1)에 도금욕(10C)을 이송하는 동안에, 욕 온도 T는 상기 소정의 욕 온도 강하값 ΔTfall만큼 자연히 저하한다. 조정조(3)로부터 도금조(1)에 이송되는 도금욕(10C)은, 드로스를 거의 포함하지 않고, Fe도 미포화 상태이다. 그러나, 도금조(1)에 침지된 강판(11)으로부터 도금욕(10A) 중에 Fe가 용출되므로, 욕 중의 Fe 농도는 서서히, 욕 온도 T1(460℃)에서의 포화점인 0.012질량％ 전후에 근접한다. 또한, 도금조(1)에서는, 강판(11)과 도금욕(10A)이 반응해서 Al을 소비하고 있다. 따라서, 비교적 높은 Al 농도 A3(약 0.205질량％)을 갖는 도금욕(10C)이 조정조(3)로부터 도금조(1)에 이송되어도, 도금조(1)의 Al 농도 A1은, 거의 상승하지 않고, 대략 일정한 값으로 조정된다(약 0.200질량％).
또한, 상기와 같이 도금조(1)는 소형이고, 상기 도금조(1)에 있어서의 도금욕(10A)의 체류 시간은 단시간이다. 따라서, 도금조(1)에서 욕 온도 변동 등의 다소의 조업 변동이 있었다고 해도, 도금욕(10A) 중의 Fe 농도가 포화점(예를 들어 0.012질량％)에 도달할 때까지는, 도금조(1)에서는 톱 드로스가 생성되지 않는다. 또한, 가령 도금조(1)에서의 욕 중의 Fe 농도가 포화점에 도달하고, 소 직경 드로스가 생성되었다고 해도, 욕 온도가 일정한 조건에서는 드로스는 성장하기 어려우므로(도 2 참조), 도금조(1)에서의 짧은 체류 시간(예를 들어 수시간) 내에, 상기 생성된 드로스가 유해 직경(예를 들어 50㎛ 이상)으로까지 성장하는 일은 없다. 상기 도금조(1)에서 생성된 소 직경 드로스는, 유해 직경으로 성장하기 전에, 분리조(2)에 이송되어, 부상 분리에 의해 제거된다.
또한, 상기 도금조(1)의 도금욕(10A)의 Fe 농도는, 예를 들어, 도금조(1)의 용량 Q1이나, 욕의 순환량 q, Fe의 용해 용이성 등에 따라 변화된다. 이로 인해, 도금욕(10A) 중의 Fe가 미포화 상태(Fe 농도가 0.012질량％ 미만인 경우)가 되는 경우도 있을 수 있지만, 이 경우는, Fe 미포화이므로 드로스는 생성되기 어렵다. 이것과는 반대로, 도금욕(10A) 중의 Fe가 약간 과포화된 상태(Fe 농도가 0.012질량％보다 약간 큰 경우)가 되는 경우도 있을 수 있지만, 이 경우라도, 도금욕(10A)에서 단시간 내에 생성되는 드로스는 소 직경이므로, 드로스 흠집 등의 문제로는 되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 도금욕(10)을 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)의 순서대로 순환시킴으로써, 용융 아연 도금 강판의 제조시에 도금욕 중에 불가피하게 발생하는 드로스를 제거하여, 거의 완전히 무해화할 수 있다. 따라서, 도금조(1)의 도금욕(10A)은, 상시, 드로스 프리의 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 드로스 부착에 의한 강판 표면의 외관의 열화나, 드로스 기인의 압박 흠집, 욕 중 롤 표면으로의 드로스 석출에 의한 롤 슬립 등의 문제를 해소할 수 있다. 본 실시 형태의 제조 장치를 사용하여 드로스 제거를 행하는 경우, 도금 강판의 통판을 정지할 필요는 없다. 도금 강판의 통판 중에, 도금욕(10)을 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3)의 순서대로 순환시킨다. 즉, 드로스는 뱃치 처리가 아니라, 연속 처리에 의해 제거된다. 따라서, 도금조(1)의 도금욕(10A)은, 상시, 드로스 프리인 청정한 상태로 유지된다.
다음에, 도 10의 상태도를 참조하면서, 각 조 사이에서 순환하는 도금욕(10)에 대해서 지금을 투입하여, 상기 도금욕(10) 중의 Al 농도를 조정하는 방법에 대해서 설명한다.
용융 아연 도금 강판(GI)의 도금층 중의 Al 농도는, 예를 들어, 평균적으로 0.3질량％이고, 도금조(1)의 도금욕(10A) 중의 Al 농도 A1(0.200질량％)보다도 높다. 즉, 도금욕(10A) 중의 Al은 농축되어, 강판(11)의 도금층에 도금되어 있다. 따라서, 가령 도금욕(10)에 보급되는 지금의 Al 농도가 0.200질량％이면, 도금욕(10A)의 Al 농도가 서서히 저하되어 가게 된다. 따라서, 종래의 스폿적인 지금 투입에서는, Al 농도가 0.3 내지 0.6질량％의 지금을 도금조에 직접 투입하여, Al 농도를 유지하고 있었다.
본 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에서는, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 연속적으로 도금욕(10)을 이송하는 구성이다. 도금조(1)의 Al 농도 A1을, 예를 들어, 0.200질량％로 유지하기 위해서는, Al 농도가 0.200질량％보다도 고농도(예를 들어 0.205질량％)의 도금욕(10)을, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 계속해서 공급할 필요가 있다. 따라서, 조정조(3)의 Al 농도 A3을 목표의 0.205질량％ 전후로 유지하기 위해, 분리조(2)에 적극적으로 Al을 보급하여, 분리조(2)의 Al 농도 A2를 A3보다도 고농도(예를 들어 0.217질량％)로 유지한다. 또한, 분리조(2)에서는, 가능한 한 많은 톱 드로스를 석출 및 부상 분리하기 위해, 분리조(2)의 욕 중 Al 농도 A2를 고농도로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 아연 함유 지금으로서, 고농도의 Al을 함유하는 지금(예를 들어, 10질량％ Al-90질량％ Zn)을 분리조(2)에 투입하고, 분리조(2)의 도금욕(10B)의 Al 농도 A2를 높게 한다. 여기서, 분리조(2)에 투입되는 Al의 양은, 분리조(2)에서 톱 드로스로서 소비되는 Al의 양과, 도금조(1)에서 강판(11)의 도금층에 소비되는 Al량의 총합에 상당한다.
한편, 조정조(3)에서는, 제2 아연 함유 지금으로서, Al의 함유율이 낮고, Zn의 함유율이 높은 지금(예를 들어, 0.1질량％ Al-Zn의 아연 함유 지금, 또는, Al을 함유하지 않는 아연 함유 지금)을 보급한다. 이에 의해, 분리조(2)로부터 조정조(3)에 이송된 도금욕(10B)의 Al 농도가 저하되고, 조정조(3)의 도금욕(10C) 중의 Al 농도 A3은, 분리조(2)의 Al 농도 A2와 도금조(1)의 Al 농도 A1의 중간의 Al 농도(예를 들어 0.205질량％) 전후로 조정된다. 그리고, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 도금욕(10C)을 이송함으로써, 도금조(1)의 욕 중 Al 농도 A1을, GI를 제조하기 위한 적정한 농도(예를 들어 0.200질량％)로 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에서는, 분리조(2)와 조정조(3)에 지금을 투입하여, 도금욕의 보급이나 도금욕의 성분, 예를 들어, Al 농도의 조정을 행한다. 따라서, 도금조(1)에 대해서 직접적으로 지금을 투입하지 않아도 되므로, 지금 주변의 욕 온도 변화에 수반하는 드로스 발생을 방지할 수 있다.
다음에, 도 11을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법의 변경예에 대해서 설명한다. 도 11은, 본 실시 형태의 변경예에 관한 각 조에 있어서의 도금욕(10)(GI욕)의 상태 천이를 나타내는 3원계 상태도이다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 변경예에 관한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에서는, 상기 순환부를 사용하여, 도금욕(10)(GI욕)을, 도금조(1)(예를 들어, 욕 온도 : 460℃, Al 농도 : 약 0.200질량％), 분리조(2)(예를 들어, 욕 온도 : 440℃, Al 농도 : 약 0.199질량％), 조정조(3)(예를 들어, 욕 온도 : 465℃, Al 농도 : 약 0.205질량％)의 순서대로 순환시킨다. 이 경우, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3) 각각의 욕 온도 T1, T2, T3은, T3>T1>T2의 관계에 있고, 상술한 도 10의 예와 마찬가지이다. 이에 대해, 도금조(1), 분리조(2), 조정조(3) 각각에 있어서의 욕 중 Al 농도 A1, A2, A3은, A3>A1≥A2의 관계에 있고, 상술한 도 10의 예(A2>A3>A1)와는 다르다. 그리고, 분리조(2)에 대해서는 조금도 지금을 보급하는 일 없이, 조정조(3)에 대해서만, 고Al 농도의 지금(제1 아연 함유 지금)을 보급하고, 조정조(3)의 욕 중 Al 농도 A3을 고농도화한다. 이하에 이 이유에 대해서 설명한다.
상술한 도 10의 예에서는, 분리조(2)에 고Al 농도의 아연 함유 지금을 보급함으로써, 분리조(2)의 Al 농도 A2를, 도금조(1)의 Al 농도 A1보다도 대폭으로 증가시키고 있었다(A2>A1). 확실히 GA를 제조하는 경우에는, 분리조(2)에서 톱 드로스만을 석출시키기 위해, 분리조(2)의 Al 농도 A2를, 도금조(1)의 Al 농도 A1보다도 고농도화(예를 들어 0.14질량％ 이상)할 필요가 있다. 이에 의해, 분리조(2)의 도금욕(10B)의 드로스 생성 영역을, 보톰 드로스와 톱 드로스의 혼성 영역으로부터 톱 드로스 생성 영역으로 이행시킬 수 있으므로, 분리조(2)에 있어서의 보톰 드로스의 생성을 방지할 수 있다(도 1 참조).
이에 대해, GI를 제조하는 경우에는, 상기 GA의 경우와 같이 분리조(2)의 Al 농도 A2를 고농도화하지 않아도, 도금조(1)의 Al 농도 A1이 충분히 고농도(0.14질량％ 이상)이고, GI욕의 드로스 생성 영역은, 당초부터 톱 드로스 생성 영역에 속해 있다(도 1 참조). 이로 인해, 분리조(2)의 욕 온도 T2를 도금조(1)의 욕 온도 T1보다도 저하시키는 것만으로, 분리조(2)에서 석출하는 드로스를 모두 톱 드로스로 하는 것이 가능하다.
따라서, 도 11에 도시하는 변경예에서는, 분리조(2)에 대해서 지금을 조금도 투입하는 일 없이, 분리조(2)의 욕 온도 T2(440℃)를 T1(460℃)보다 저하시킴으로써, 분리조(2)에 있어서의 톱 드로스의 석출을 실현한다. 이 경우, 분리조(2)의 Al 농도 A2는, 도금조(1)의 Al 농도 A1과 동일한 정도가 되거나(A2=A1), 혹은, 톱 드로스화에 소비된 Al에 상당하는 분만큼 A1보다도 낮아진다(A2<A1).
이러한 분리조(2)에서, 톱 드로스를 부상 분리한 후, 분리조(2)의 도금욕(10B)을 조정조(3)에 이송하여, 욕 온도 T를 T2(440℃)로부터 T3(465℃)으로 상승시킨다. 이에 의해, 조정조(3)에서는, 도금욕(10C) 중의 Fe가 미포화 상태가 되므로, 분리조(2)로부터 이송된 도금욕(10B) 중에 잔류되어 있었던 소 직경 드로스는, 조정조(3)의 도금욕(10C) 중에 용해되어 소실한다.
또한, 도금조(1)에서 소비되는 용융 금속을 보급하기 위해, 조정조(3)에 대해서 제1 아연 함유 지금이 투입된다. 이 제1 아연 함유 지금은, 도금조(1)의 Al 농도 A1보다도 고농도의 Al을 함유하는 아연 함유 지금(예를 들어, 10질량％ Al-90질량％Zn)이다. 여기서, 조정조(3)에 투입되는 아연 함유 지금에 포함되는 Al의 양은, 분리조(2)에서 톱 드로스로서 소비되는 Al의 양과, 도금조(1)에서 GI의 도금층에 소비되는 Al량의 총합에 상당한다.
이러한 고Al 농도의 아연 함유 지금을 조정조(3)에 투입함으로써, 조정조(3)의 욕 중 Al 농도 A3이, 도금조(1)의 Al 농도 A1이나 분리조(2)의 Al 농도 A3보다도 높아진다(A3>A1≥A2). 이에 의해, 조정조(3)에서, 도금조(1)에서의 도금 공정에서 소비되는 Zn 및 Al을 보급할 수 있다. 덧붙여, 조정조(3)의 도금욕(10C)의 Al 농도 A3을, 분리조(2)의 Al 농도 A2와 도금조(1)의 Al 농도 A1의 중간의 Al 농도(예를 들어 0.205질량％) 전후로 조정하여, 이 도금욕(10C)을 도금조(1)에 이송함으로써, 도금조(1)의 욕 중 Al 농도 A1을, GI를 제조하기 위한 적정한 농도(예를 들어 0.200질량％)로 유지할 수 있다.
상기와 같이, 본 실시 형태의 변경예에서는, 조정조(3)에 대해서만 지금을 투입하여, 욕 조성의 보급이나 Al 농도의 조정을 행한다. 따라서, 도금조(1)에 대해서 직접적으로 지금을 투입하지 않아도 되므로, 지금 주변의 욕 온도 변화에 수반하는 드로스 발생을 방지할 수 있는 동시에, 분리조(2)에 대해서도 지금을 투입하지 않아도 되므로, 장치 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 조정조(3)에 지금을 보급할 때에는, 상술한 프리멜트조(4)를 이용하여 이 지금을 미리 용융시키고 나서, 그 용융 금속을 조정조(3)에 투입해도 좋다. 이에 의해, 조정조(3)에서도, 지금 주변의 욕 온도 변화에 수반하는 드로스 발생을 방지할 수 있다.
이상, 본 실시 형태에 관한 용융 아연 도금 강판의 제조 장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명하였다. 본 실시 형태에 따르면, 아연-알루미늄계 용융 도금 강판의 제조시에 불가피하게 발생하는 드로스를, 분리조(2) 및 조정조(3)에서 효율적 또한 효과적으로 제거하여, 거의 완전히 무해화할 수 있다. 이에 의해, 도금욕(10) 중 드로스의 말려 올라감을 회피하기 위해 강판(11)의 통판 속도(도금 속도)를 억제하여 생산성을 희생하고 있는 현상을 개선하여, 도금 속도를 고속화할 수 있으므로, 용융 아연 도금 강판의 생산성 향상이 도모된다.
<실시예>
[4. 실시예]
다음에, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 실시예는, 어디까지나 본 발명의 효과를 검증하기 위해 행한 시험을 예시적으로 나타내는 것이고, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[4.1. 시험 1 : 용융 아연 도금 강판(GI)의 도금 시험]
순환형 도금 장치(상기 실시 형태에 관한 용융 도금 장치에 상당함)를 파일럿 라인에 설치하고, 용융 아연 도금 강판(GI)을 제조하는 연속 도금 시험을 행하였다. 표 2에, 상기 연속 도금 시험의 조건을 나타낸다. 또한, 비교예로서, 도금조만을 구비한 종래형 도금 장치에 대해서도 마찬가지의 시험을 행하였다. 여기서, 표 2 중의 ΔT1 -2는, 도금조(1)의 욕 온도 T1과 분리조(2)의 욕 온도 T2의 욕 온도차(=T1-T2)를 나타낸다.
(1) 종래형 도금 장치
도금조 용량 Q1 : 60t
(2) 순환형 도금 장치
도금조 용량 Q1 : 10t
분리조 용량 Q2 : 40t, 12t
조정조 용량 Q3 : 20t
욕의 순환량 q : 10t/h, 6t/h
이 도금 장치를 사용하여, 판 두께 0.6㎜×판 폭 1000㎜의 코일을, 목표 도금 부착량 100g/㎡(양면), 도금 속도 100m/min로, 12시간 연속 도금을 행하였다. 조정조(3)로부터 도금조(1)로의 욕 이송시의 욕 온도 강하값 ΔTfall은 2 내지 3℃이었다.
도금 초기와 도금 종료시에 각 조의 욕을 급냉해서 샘플을 채취하고, 욕에 포함되는 드로스의 종류와 일정 관찰 면적당의 드로스 직경과 개수를 조사하고, 단위 체적당의 드로스 중량(드로스 밀도)을 구하였다. 실험 종료 후에 도금조(1)의 욕을 빼내어, 조 저부에서의 침강 드로스의 유무를 관찰하였다.
또한, 4시간마다 각 조의 Al 농도와 Fe 농도를 측정하였다.
도금 개시 시점에서는, 각 조는 Fe 미포화의 상태이었기 때문에, 드로스는 거의 존재하지 않았다.
조는 모두 세라믹 포트로 하고, 각 조 보온부의 가열 장치로서 유도 가열을 사용하였다. 각 조 보온부의 욕 온도 제어 정밀도는 ±3℃ 이내이었다. 또한, 순환형 도금 장치의 순환부는, 조정조(3)로부터 도금조(1)까지의 도금욕의 이송을 메탈 펌프, 도금조(1)로부터 분리조(2)까지의 도금욕의 이송을 오버플로우, 분리조(2)로부터 조정조(3)까지의 도금욕의 이송을 연통관(7)을 사용하는 구성으로 하였다.
분리조(2)와 조정조(3)의 욕 중 Al 농도를 제어하기 위해, 분리조(2)에는 0.38 질량％ Al-Zn의 지금을, 욕면 레벨이 대략 일정하게 되도록 육안으로 감시하면서 필요에 따라서 투입하였다. 한편, 종래형 도금 장치의 경우는, 도금조에 직접 조합 지금을 투입하였다.
상기 시험 결과를 표 3 및 표 4에 나타낸다. 표 3은 조업 12시간 경과 시점의 도금조, 분리조, 조정조의 Al 농도와 Fe 농도를 나타내고, 표 4는 조업 12시간 경과 시점의 도금조 내 부유 드로스의 밀도와 도금조 하부 침강 드로스의 목시(目示)량을 나타낸다.
또한, 현상의 GI용 조업 조건 중, 강판(11)의 통판 속도가 비교적 저속이므로, 드로스가 전혀 문제가 되지 않는 조업 조건에서 얻어지는 도금욕을 분석함으로써, 드로스 밀도의 목표값을 정량적으로 검증하였다. 이에 의해, 톱 드로스 밀도의 목표값으로서 「0.07㎎/㎤ 이하」를 얻었다.
Figure 112013019616742-pct00004
Figure 112013019616742-pct00005
Figure 112013019616742-pct00006
상기 시험 결과에 따르면, 표 3 및 표 4에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예 내지 제5 실시예에서는, 톱 드로스 밀도는 목표값 「0.07㎎/㎤」 이하로, 드로스 제거 효과가 확인되었다. 특히, 제1 실시예에서는 드로스는 거의 제거되어, 대략 드로스 프리가 달성되었다. 이 제1 실시예에서는, 분리조(2)의 용량 Q2가 1시간당의 욕 순환량 q의 4배(=40/10)로, 기준이 되는 2배보다도 충분히 크다. 따라서, 제1 실시예에서는, 분리조(2)에서 톱 드로스를 충분히 부상 분리하는 시간을 확보할 수 있으므로, 도금조(1) 내의 톱 드로스 밀도는 충분히 낮게 되어 있다. 한편, 제2 실시예에서는, 분리조(2)의 용량 Q2가 1시간당의 욕 순환량 q의 2배(=12/6)로, 기준이 되는 2배로 동일하다. 따라서, 제2 실시예에서는, 제1 실시예보다도, 분리조(2)에서 톱 드로스를 부상 분리하는 시간이 짧아지므로, 드로스 분리 효과가 저하되게 된다. 이 결과, 제2 실시예에서는, 분리조(2)에서 생성된 톱 드로스가 도금조(1)에 조금이지만 환류되므로, 도금조(1) 내의 톱 드로스 밀도가, 제1 실시예보다도 높게 되어 있다.
이에 대해, 제1 비교예에서는 톱 드로스가 다수 존재하였다. 이것은, 분리조(2)의 욕 온도 T2를 도금조(1)의 욕 온도 T1과 동일하게 하였으므로, 분리조(2)에서의 드로스 제거 효과가 저하되었기 때문이라고 생각된다. 또한, 종래형 도금조인 제2 비교예에서는, 톱 드로스의 밀도가, 목표값 「0.07㎎/㎤」보다도 대폭으로 높았다. 이것은, 분리조와 조정조를 설치하지 않고, 도금조만으로 도금 시험을 실시하고, 도금조에서 지금을 용해하였기 때문이라고 생각된다.
또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 분리조(2)의 욕 온도 T2를, 제3 실시예에서는 454℃, 제4 실시예에서는 455℃, 제5 실시예에서는 456℃로 함으로써, 도금조(1)의 욕 온도 T1(460℃)과 분리조(2)의 욕 온도 T2의 욕 온도차 ΔT1 -2(=T1-T2)를, 제3 실시예에서는 6℃, 제4 실시예에서는 5℃, 제5 실시예에서는 4℃로 설정하였다. 이 제3 실시예 내지 제5 실시예로부터, 상기 욕 온도차 ΔT1 -2가 드로스 생성에 미치는 영향을 검증하였다. 이 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예 내지 제4 실시예의 경우, 도금조(1)의 욕 온도 T1과 분리조(2)의 욕 온도 T2의 욕 온도차 ΔT1 -2가 5℃ 이상이므로(T1-T2≥5℃), 부유 드로스 밀도는 현저하게 작아, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지고 있다. 이에 대해, 제5 실시예의 경우와 같이 욕 온도차 ΔT1 -2가 5℃ 미만(예를 들어 4℃)이 되면(T1-T2<5℃), 부유 드로스 밀도가 목표 상한값(0.07㎎/㎤)에 근접하는 동시에, 소량의 침강 드로스도 발생하고 있어, 본 발명의 효과는 얻어지지만, 그 레벨이 저하되는 것이 판명되었다. 따라서, 도금조(1)의 욕 온도 T1에 대한 분리조(2)의 욕 온도 T2의 욕 온도차 ΔT1 -2는, 5℃ 이상인 것이 바람직하다고 말할 수 있다.
[4.2. 시험 2 : 보톰 드로스와 톱 드로스의 분리 효율의 검증 시험]
다음에, 비중차 분리를 사용한 보톰 드로스와 톱 드로스의 분리 효율을 검증하기 위해 행한 시험 결과에 대해서 설명한다.
톱 드로스의 비중은 3900 내지 4200㎏/㎥, 보톰 드로스의 비중은 7000 내지 7200㎏/㎥이다.
폭 2.8m×길이 3.5m×높이 1.8m(용량(120t)의 분리조(2)에서, 욕 순환량 40t/h의 경우의 드로스 부상(침강) 분리를 유동 시뮬레이션으로 해석한 결과, 다음의 표 5의 결과가 얻어졌다. 표 5는, 톱 드로스와 보톰 드로스의 비중차 분리 효율을 나타낸다.
Figure 112013019616742-pct00007
상기 시험 결과에 따르면, 표 5에 나타내는 바와 같이, 입경 50㎛, 30㎛, 10㎛의 어떠한 경우도, 보톰 드로스보다도 톱 드로스의 쪽이 분리 효율이 높았다. 따라서, 드로스의 비중차 분리는 톱 드로스의 상태에서 실시하는 것이 유효한 것을 알 수 있다.
[4.3. 시험 3 : 분리조의 용량의 검증 시험]
다음에, 분리조(2)에서, 톱 드로스를 충분히 효과적으로 부상 분리하기 위해 필요한 분리조(2)의 용량 Q2를, 유동 해석을 사용하여 검토한 시험 결과에 대해서 설명한다. 이 해석의 전제 조건은 이하와 같다.
욕 순환량 : 40t/h
분리조 용량 : 20 내지 160t
톱 드로스 직경 : 30㎛
상기 해석 시험의 결과를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 분리조(2)의 용량 Q2가, 1시간당의 도금욕 순환량 q(40t/h)의 2배 이상이 되는 경우에, 드로스 분리 비율이 80％ 이상이 된다. 분리조(2)의 용량 Q2가 욕 순환량 q의 2배 미만이 되면, 드로스 분리 비율이 급격히 저하되어 있다. 이러한 결과에 의해, 분리조(2)의 용량 Q2는 욕 순환량 q의 2배 이상인 것[(Q2/q)≥2]이 바람직하다고 판명되었다.
[4.4. 시험 4 : 도금조의 용량의 검증 시험]
다음에, 도금조(1)의 도금욕(10A)(GI욕)에서 생성된 드로스가 유해 직경으로까지 성장하지 않는 도금욕(10A)의 체류 시간을 확인하기 위해, 용융 아연 도금의 파일럿 라인을 사용하여 욕 순환 시험을 행한 결과에 대해서 설명한다. 이 시험 조건은 이하와 같다.
도금조 기준 욕 온도 T1(목표 욕 온도) : 460℃
욕 중 Al 농도 : 0.20질량％
욕 중 Fe 농도 : 포화(0.03질량％)
강판 : 판 두께 0.6㎜×판 폭 1000㎜
도금 속도 : 100m/min
도금 부착량 : 100g/㎡(양면)
욕 온도 변동 : ±5℃(히터 출력을 제어함으로써, 의도적으로 변동시켰음)
도금조 용량 Q1 : 60t
욕 순환량 q : 5 내지 60t/h
욕 순환량을 변경 후, 도금조(1) 내의 도금욕이 완전히 치환될 때까지의 욕 순환량 q를 일정하게 하였다. 구체적으로는, 도금조(1)의 용량 Q1의 3배의 도금욕이 순환 완료될 때까지, 욕 순환을 계속하였다.
그리고, 1 수준의 욕 순환 시험이 완료되기 직전에, 도금조(1)로부터 오버플로우하는 도금욕으로부터 샘플을 채취하고, 욕 중에 존재하는 드로스의 직경을 계측하였다.
또한, 실제의 조업에서 도금조(1)의 욕 온도 변동은, 금회의 시험 조건인 ±5℃보다는 작은 것이 통상이며, 약 ±3℃ 정도이다. 그러나, 드로스 무해화를 안정적으로 달성할 수 있는 조건을 확인하기 위해, 통상보다도 드로스의 생성과 성장이 발생하기 쉬운 조건에서 시험을 행하였다.
상기 시험의 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 1시간당의 욕 순환량 q가 12t/h 미만인 경우[즉, 도금조(1)의 용량 Q1이 1시간당의 욕 순환량 q의 5배를 초과하는 경우 : (Q1/q)>5], 실제로 관찰된 드로스의 최대 직경은 유해 직경(50㎛)보다도 컸다. 이 이유는, 도금욕이 도금조(1) 내에 체류하는 시간이 길어지므로, 유해 직경으로 될 때까지 드로스가 현저하게 성장하였기 때문이라고 생각된다. 한편, 1시간당의 욕 순환량 q가 12t/h 이상인 경우[즉, 도금조(1)의 용량 Q1이 1시간당의 욕 순환량 q의 5배 이하인 경우 : (Q1/q)≤5], 유해 직경(50㎛)보다도 충분히 작은 소 직경 드로스(약 27㎛ 이하)만이 관찰되었다. 이것은, 도금욕의 도금조(1) 내에 체류하는 시간이 짧아, 드로스가 충분히 성장하지 않기 때문이라고 생각된다. 따라서, 도금조(1)의 용량 Q1은, 1시간당의 욕 순환량 q의 5배 이하인 것이 바람직하다고 판명되었다.
[4.5. 시험 5 : 도금조 유입 욕 온도의 적정 범위의 검증 시험]
다음에, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 유입되는 도금욕(10C)의 욕 온도 T3의 적정 범위에 대해서 검증하는 시험을 행한 결과에 대해서 설명한다. 조정조(3)로부터 도금조(1)에 유입되는 도금욕(10C)의 욕 온도 T3이 도금조(1)의 욕 온도 T1로부터 크게 벗어나면, 도금조(1) 내의 욕 온도 편차를 조장하고, 결과적으로 도금조(1) 내에서의 드로스 생성과 성장을 촉진한다고 예상된다. 이로 인해, 용융 아연 도금의 파일럿 라인을 사용하여, 조정조(3)의 욕 온도 T3의 적정 범위의 확인 시험을 행하였다. 시험 조건은 하기와 같다.
도금조 기준 욕 온도 T1(목표 욕 온도) : 460℃
욕 중 Al 농도 : 0.20질량％
욕 중 Fe 농도 : 포화(0.03질량％)
강판 : 판 두께 0.6㎜×판 폭 1000㎜
도금 속도 : 100m/min
도금 부착량 : 100g/㎡(양면)
욕 온도 변동 : ±5℃(히터 출력을 제어함으로써, 의도적으로 변동시켰음)
도금조 용량 Q1 : 60t
욕 순환량 q : 20t/h
유입 욕 온도(T3-ΔTfall) : 445 내지 480℃[ΔTfall은 욕 온도 강하값이며, 조정조(3)로부터 도금조(1)에 도금욕을 이송하는 동안에 자연히 강하하는 욕 온도임]
유입 욕 온도를 변경 후, 도금조(1) 내의 도금욕이 완전히 치환될 때까지의 욕 순환량 q를 일정하게 하였다. 구체적으로는, 도금조(1)의 용량 Q1의 3배의 도금욕이 순환 완료될 때까지, 욕 순환을 계속하였다.
그리고, 1 수준의 욕 순환 실험이 완료되기 직전에, 도금조로부터 오버플로우하는 도금욕으로부터 샘플을 채취하고, 욕 중에 존재하는 드로스의 직경을 계측하였다.
또한, 실제의 조업에서 도금조(1)의 욕 온도 변동은, 금회의 실험 조건인 ±5℃보다는 작은 것이 통상이며, 약 ±3℃ 정도이다. 그러나, 드로스 무해화를 안정적으로 달성할 수 있는 조건을 확인하기 위해, 통상보다도 드로스의 생성과 성장이 발생하기 쉬운 조건에서 실험을 행하였다.
상기 시험의 결과를 도 14에 나타낸다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 조정조(3)로부터 도금조(1)로 유입되는 도금욕의 유입 욕 온도(T3-ΔTfall)와, 도금조(1)의 욕 온도 T1의 온도차(T3-ΔTfall-T1 : 이하, 유입 욕 온도 편차라고 함)가 ±10℃보다 큰 경우(T3-ΔTfall-T1>10℃, 또는, T3-ΔTfall-T1<10℃), 도금조(1)에서 생성되는 드로스 직경이 유해 직경(예를 들어 50㎛)을 초과하는 경우가 있는 것이 판명되었다. 한편, 유입 욕 온도 편차가 -10℃ 이상, 10℃ 이하인 경우(-10℃≤T3-ΔTfall-T1≤10℃), 유해 직경보다 충분히 작은 직경(예를 들어 약 22㎛ 이하)의 드로스밖에 생성되지 않았다. 따라서, 도금조(1)에서 유해 직경 드로스의 생성을 억제하기 위해서는, 유입 욕 온도 편차가 -10℃ 이상 또한 10℃ 이하인 것이 바람직하다고 할 수 있다. 환언하면, 조정조(3)의 욕 온도 T3은, 조정조(3)로부터 도금조(1)로의 욕 이송시의 욕 온도 강하값 ΔTfall을 도금조(1)의 욕 온도 T1에 더한 온도(ΔTfall+T1)에 대해서 ±10℃의 범위 내인 것(T1+ΔTfall-10≤T3≤T1+ΔTfall+10)이 바람직하다고 할 수 있다. 종래, 도금조에 있어서, 도금욕의 욕 온도 편차가 발생하면, 드로스 생성과 성장이 촉진되는 것은 예상되고 있었다. 그러나, 유해 직경 드로스의 생성을 조장하는 구체적인 욕 온도 편차의 범위는, 명백하지 않았다. 본 실험 결과로부터, 도금조(1)에서 유해 직경 드로스의 생성을 억제하기 위해서는, 조정조의 욕 온도 T3이, 욕 온도 강하값 ΔTfall을 도금조의 욕 온도 T1에 더한 온도에 대해서 ±10℃의 범위 내이면 되는 것이 판명되었다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다.
본 발명은, 용융 아연 도금 강판(GI)에 한정되지 않고, 보톰 드로스 및 톱 드로스의 양쪽이 생성될 수 있는 합금화 용융 아연 도금 강판(GA), 용융 아연-알루미늄 합금 도금 강판 등, 비중이 톱 드로스(Fe2Al5)의 비중보다도 큰 도금욕(10)을 사용하여 제조되는 용융 아연-알루미늄 합금 도금 강판에 대해서, 폭넓게 적용 가능하다. 알루미늄의 함유량이 증가하고, 도금욕(10)의 비중이 톱 드로스의 비중을 하회하면, 본 발명의 하나의 요건인 드로스를 부상 분리할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명의 적용 범위는, 알루미늄 함유량이 50질량％ 미만인 용융 아연-알루미늄 합금 도금 강판이 된다.
또한, 합금화 용융 아연 도금 강판을 제외하는 알루미늄 함유량이 많은 도금욕을 사용하는 품종에서는, 상술한 실시 형태와 같이, 굳이 분리조(2)와 조정조(3)의 욕 조성을 변경할 필요는 없고, 단순히 욕 온도 T를 제어하면, 톱 드로스를 거의 포함하지 않는 도금욕(10)을 얻을 수 있다. 이에 의해, 드로스 부착에 의한 표면 외관의 열화나, 드로스 기인의 압박 흠집, 욕 중 롤 표면으로의 드로스 석출에 의한 롤 슬립 등의 문제를 해소하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 용융 아연 도금 강판의 제조시에 도금욕 중에 불가피하게 발생하는 드로스를, 효율적 또한 효과적으로 제거하여, 거의 완전히 무해화하는 것이 가능하며, 산업상 유용하다.
1 : 도금조
2 : 분리조
3 : 조정조
4 : 프리멜트조
5 : 용융 금속 이송 장치
6, 7 : 연통관
8 : 이송관
9 : 오버플로우관
10, 10A, 10B, 10C : 도금욕
11 : 강판
12 : 싱크롤
13 : 가스 와이핑 노즐

Claims (13)

  1. 용융 아연 및 용융 알루미늄을 함유하는 용융 금속인 도금욕을 소정의 욕 온도 T1로 보온하는 제1 보온부를 갖고, 상기 도금욕 중에 침지된 강판을 도금하는 도금조와,
    상기 도금조의 도금욕 출구로부터 이송된 상기 도금욕을, 상기 욕 온도 T1보다도 낮은 욕 온도 T2로 보온하는 제2 보온부를 갖고, 부상 분리한 톱 드로스를 제거하는 분리조와,
    상기 분리조로부터 이송된 상기 도금욕을, 상기 욕 온도 T2보다도 높은 욕 온도 T3으로 보온하는 제3 보온부를 갖는 조정조와,
    상기 도금욕을, 상기 도금조, 상기 분리조, 상기 조정조의 순서대로 순환시키는 순환부와,
    상기 도금조 내의 상기 도금욕 중의 알루미늄 농도 A1을 측정하는 알루미늄 농도 측정부를 구비하고,
    상기 알루미늄 농도 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 도금조의 도금욕 중의 상기 알루미늄 농도 A1보다도 고농도의 알루미늄을 함유하는 제1 아연 함유 지금을, 상기 분리조에 보급하고,
    상기 분리조의 도금욕 중의 알루미늄 농도 A2보다도 저농도의 알루미늄을 함유하는 아연 함유 지금, 또는, 알루미늄을 함유하지 않는 아연 함유 지금인 제2 아연 함유 지금을 상기 조정조에 보급하며,
    상기 분리조의 도금욕 중의 알루미늄 농도가 0.14질량％ 초과인 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 욕 온도 T3가 섭씨 온도로, T3≤493인 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 아연 함유 지금을 용융시키는 프리멜트조를 더 구비하고,
    상기 프리멜트조에서 용융된 상기 제2 아연 함유 지금의 용융 금속을, 상기 조정조 내의 상기 도금욕에 보급하는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분리조의 욕 온도 T2가, 상기 도금조의 욕 온도 T1보다도 5℃ 이상 낮고, 또한, 상기 용융 금속의 융점 이상이 되도록, 상기 제2 보온부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조정조로부터 상기 도금조에 이송할 때의 상기 도금욕의 욕 온도 강하값을 섭씨 온도로 ΔTfall이라고 하면, 상기 욕 온도 T1, 상기 욕 온도 T2 및 상기 욕 온도 T3이, 섭씨 온도로, 하기 수학식 1 및 하기 수학식 2를 충족하도록, 상기 욕 온도 T3이 상기 제3 보온부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112014092691983-pct00008

    [수학식 2]
    Figure 112014092691983-pct00009
  6. 제1항에 있어서,
    상기 순환부가, 상기 도금조, 상기 분리조 또는 상기 조정조 중 적어도 하나에 설치된 용융 금속 이송 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 주행에 수반하는 상기 도금욕의 흐름에 의해서, 상기 도금조의 상부로부터 상기 도금욕이 유출되도록, 상기 도금조의 상기 도금욕 출구가, 상기 강판의 주행 방향 하류측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도금조, 상기 분리조 또는 상기 조정조 중 적어도 2개가, 하나의 조를 둑으로 구획하여 구성되고,
    상기 둑으로 구획된 각 조의 욕 온도가 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도금조 내의 상기 도금욕의 저류량이, 상기 순환부에 의한 1시간당의 상기 도금욕의 순환량의 5배 이하인 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분리조 내의 상기 도금욕의 저류량이, 상기 순환부에 의한 1시간당의 상기 도금욕의 순환량의 2배 이상인 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 장치.
  11. 용융 아연 및 용융 알루미늄을 함유하는 용융 금속인 도금욕을, 도금조, 분리조, 조정조의 순서대로 순환시키면서,
    상기 도금조에서, 상기 조정조로부터 이송된 상기 도금욕을 소정의 욕 온도 T1로 저류하고, 상기 도금욕 중에 침지된 강판을 도금하고,
    상기 분리조에서, 상기 도금조로부터 상기 분리조에 이송된 상기 도금욕을, 상기 도금조의 욕 온도 T1보다도 낮은 욕 온도 T2로 저류하여, 석출한 톱 드로스를 부상 분리시켜서 이것을 제거하고,
    상기 조정조에서, 상기 분리조로부터 이송된 상기 도금욕을, 상기 분리조의 욕 온도 T2보다도 높은 욕 온도 T3으로 저류하여, 잔류 드로스를 용해시키고,
    상기 도금조 내의 상기 도금욕 중의 알루미늄 농도 A1의 측정 결과에 따라서, 상기 도금조의 도금욕 중의 상기 알루미늄 농도 A1보다도 고농도의 알루미늄을 함유하는 제1 아연 함유 지금을, 상기 분리조에 보급하고,
    상기 분리조의 도금욕 중의 알루미늄 농도 A2보다도 저농도의 알루미늄을 함유하는 아연 함유 지금, 또는, 알루미늄을 함유하지 않는 아연 함유 지금인 제2 아연 함유 지금을 상기 조정조에 보급하며,
    상기 분리조의 도금욕 중의 알루미늄 농도가 0.14질량％ 초과인 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106191729B (zh) * 2016-08-15 2019-03-22 常州大学 一种减少连续热浸镀锌锌锅锌渣形成的装置
CN106191732B (zh) * 2016-08-15 2018-12-07 常州大学 一种减少连续热浸镀锌锌锅关键位置锌渣的方法
JP7028324B2 (ja) * 2018-07-30 2022-03-02 日本製鉄株式会社 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
US11384419B2 (en) * 2019-08-30 2022-07-12 Micromaierials Llc Apparatus and methods for depositing molten metal onto a foil substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040057746A (ko) * 2002-12-26 2004-07-02 주식회사 포스코 용융도금에서 도금욕 알루미늄 농도의 고정밀 제어방법
WO2009098363A1 (fr) * 2008-02-08 2009-08-13 Siemens Vai Metals Technologies Sas Installation de galvanisation au trempe d'une bande d'acier
WO2009098362A1 (fr) * 2008-02-08 2009-08-13 Siemens Vai Metals Technologies Sas Procédé de galvanisation au trempé d'une bande d'acier

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02104649A (ja) * 1988-10-11 1990-04-17 Kawasaki Steel Corp めっき浴への成分補給方法
JPH02179858A (ja) 1988-12-28 1990-07-12 Kawasaki Steel Corp 溶融金属めっき浴中の成分濃度調整方法
FR2654749B1 (fr) * 1989-11-21 1994-03-25 Sollac Procede et dispositif d'epuration d'un bain de metal liquide au temps chaud d'une bande d'acier.
JP2646816B2 (ja) 1990-08-09 1997-08-27 住友金属工業株式会社 溶融亜鉛めっきにおけるドロスの徐去方法
JPH05271893A (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法と製造装置
JPH05287481A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Kawasaki Steel Corp 鋼帯の連続溶融Ｚｎめっき方法
JP2789932B2 (ja) 1992-04-17 1998-08-27 日本鋼管株式会社 溶融金属めっき浴中のドロスの低減装置
FR2700779B1 (fr) * 1993-01-22 1995-03-10 Lorraine Laminage Procédé pour l'épuration d'un bain de revêtement de produits métallurgiques par un alliage métallique, et installation pour la mise en Óoeuvrer de ce procédé.
JPH08188859A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融めっき鋼板のドロス付着防止装置
JPH08337858A (ja) * 1995-06-09 1996-12-24 Kawasaki Steel Corp 溶融金属めっき方法及び装置
JPH10140309A (ja) 1996-11-12 1998-05-26 Nkk Corp 溶融亜鉛めっき設備におけるドロス除去装置
CN1263886C (zh) * 1998-04-01 2006-07-12 杰富意钢铁株式会社 热镀锌方法及装置
JPH11286761A (ja) 1998-04-01 1999-10-19 Nkk Corp 溶融亜鉛系めっき装置及び方法
JP4631913B2 (ja) 1998-04-01 2011-02-16 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融亜鉛系めっき方法およびそのための装置
JP2001262306A (ja) 2000-03-21 2001-09-26 Nisshin Steel Co Ltd Ｚｎ−Ａｌ系めっき浴の成分調整方法および装置
JP3765270B2 (ja) 2001-12-27 2006-04-12 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融めっき金属帯の製造方法および製造装置
MX2013002242A (es) 2010-09-02 2013-06-05 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Equipo de fabricacion para una lamina de acero galvanizado recocido y un metodo de fabricacion de lamina de acero galvanizado recocido.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040057746A (ko) * 2002-12-26 2004-07-02 주식회사 포스코 용융도금에서 도금욕 알루미늄 농도의 고정밀 제어방법
WO2009098363A1 (fr) * 2008-02-08 2009-08-13 Siemens Vai Metals Technologies Sas Installation de galvanisation au trempe d'une bande d'acier
WO2009098362A1 (fr) * 2008-02-08 2009-08-13 Siemens Vai Metals Technologies Sas Procédé de galvanisation au trempé d'une bande d'acier

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Publication number Publication date
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