KR101639162B1 - 용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법 - Google Patents

용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법은 급속가열에 의한 빠른 산화가 가능하여 예열대 및 가열대의 로내 분위기에 영향을 주지 않으면서 산화구간의 가스에 의한 로내 오염영향이 없고, 산화, 환원이 필요하지 않은 일반 환원분위기가 필요한 강종 생산으로의 전환시 매우 신속한 대응이 가능하며, 예열대와 가열대 사이에 유도가열부를 삽입하여, 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속 가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하고, 알루미늄이 도금된 스테인레스 강판을 배기계에 적용하여 초기 발청을 억제하는 동시에 부식내구성 향상을 구현하며, 생산제품 변경시 타 제품 연속 생산이 가능한 효과를 구현할 수 있다.

Description

용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING HOT DIP PLATED STEEL SHEET AND, METHOD FOR MANUFACTURING HOT DIP PLATED STEEL SHEET USING THE SAME}
본 발명은 용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예열대와 가열대 사이에 유도가열부를 삽입하여 균일한 예비산화막을 형성하는 용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
철강 등 다양한 산업분야에서 용융아연계, 용융알루미늄계, 및 용융알루미늄-아연합금계 등 용융도금강판의 사용이 증대되고 있다. 그 중 알루미늄 도금 스테인레스 강판은, 높은 강도, 내식성 및 내열성을 갖춰 자동차 배기계통이나 각종 건축자재로 많이 사용되고 있다. 이러한 알루미늄 도금 스테인레스 강판은, 강판을 예열, 가열, 냉각 및 용융 알루미늄욕하여 제조될 수 있다. 한편, 이러한 소지 강판에 특수원소가 과량 함유시 젖음성 저하 및 도금성 감소로 미도금부가 발생되거나 불균일 도금층이 형성될 수 있다. 따라서, 이를 개선하려는 시도가 늘고 있다. 관련 선행기술로 한국 등록특허 제0444247호(등록일: 2004.08.03, 간접가열방식에 의한 용융알루미늄도금 스텐레스 강판의 제조방법)가 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면 급속가열에 의한 빠른 산화가 가능하여 예열대 및 가열대의 로내 분위기에 영향을 주지 않으면서 산화구간의 가스에 의한 로내 오염 영향이 없는, 용융도금강판의 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면 산화, 환원이 필요하지 않은 일반 환원분위기가 필요한 강종 생산으로의 전환시 매우 신속한 대응이 가능한, 용융도금강판의 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면 예열대와 가열대 사이에 유도가열부를 삽입하여, 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하는, 용융도금강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면 알루미늄이 도금된 스테인레스 강판을 배기계에 적용하여 초기 발청을 억제하는 동시에 부식 내구성 향상을 구현하는, 용융도금강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면 생산제품 변경시 타 제품 연속생산이 가능한, 용융도금강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 해결하고자 하는 과제들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용융도금강판의 제조장치는, 스테인레스 강판을 도입하기 위한 유입구와 상기 도입된 스테인레스 강판을 수용하기 위한 예열실을 가지며, 수용된 스테인레스 강판을 간접가열에 의해 예열하는 예열대; 및 상기 예열대의 예열실과 연결되는 가열실을 가지며, 상기 가열실로 도입된 스테인레스 강판을 간접가열에 의해 가열하는 가열대;를 포함하고, 상기 예열대와 가열대 사이에, 예비산화막을 형성시키는 유도가열부(IHS, Induction Heatng Section)를 더 포함하며, 상기 유도가열부는 분위기차단 설비 및 유도가열 설비로 이루어진 것을 특징으로 한다.
일 구체에에서, 상기 유도가열부(IHS)의 분위기차단 설비는, 상기 예열대의 배출구에서 배출되는 분위기가스를 차단하기 위해 예열대의 배출구에 장착된 제1 씰(Seal) 장치; 및 상기 가열대의 유입구에서 유입되는 분위기가스를 차단하기 위해 가열대의 유입구에 장착된 제2 씰(Seal) 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 유도가열부(IHS)의 유도가열 설비는, 상기 제1 씰(Seal) 장치에 의해 분위기차단된 스테인레스 강판을 전자기유도가열하는 인덕션(Induction) 장치; 및 상기 전자기유도가열된 스테인레스 강판에 산소 가스를 분사하는 산소 노즐(Oxidizing nozzle) 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 구체에에서, 상기 유도가열부(IHS)는 1 내지 10개 순차 반복 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용융도금강판의 제조방법은, 스테인레스 강판에 Fe-Cr 복합산화층이 생성되도록 예열하는 예열단계; 및 상기 스테인레스 강판의 Fe-Cr 복합산화층이 환원되도록 가열하는 가열단계;를 포함하고, 상기 예열 및 가열은 간접 가열식으로 수행되고, 상기 예열단계 및 가열단계 사이에, 상기 예열된 스테인레스 강판을 분위기차단 및 유도가열하여 예비산화막을 형성시키는 예비산화막 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 예열단계에서의 예열은, 온도 350 내지 520℃에서, 부피%로, 산소 농도 1% 내지 30% 분위기 조건으로 예열되고, 상기 가열단계에서의 가열은, 온도 890 내지 910℃에서, 부피%로, 수소 농도 15 내지 30% 분위기 조건으로 가열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 용융도금강판의 제조장치 및 이를 이용한 용융도금강판의 제조방법은 급속가열에 의한 빠른 산화가 가능하여 예열대 및 가열대의 로내 분위기에 영향을 주지 않으면서 산화구간의 가스에 의한 로내 오염 영향이 없고, 산화, 환원이 필요하지 않은 일반 환원분위기가 필요한 강종 생산으로의 전환시 매우 신속한 대응이 가능하며, 예열대와 가열대 사이에 유도가열부를 삽입하여, 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하고, 알루미늄이 도금된 스테인레스 강판을 배기계에 적용하여 초기 발청을 억제하는 동시에 부식 내구성 향상을 구현하며, 생산 제품 변경시 타 제품 연속생산이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조를 위한 제조장치(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조를 위한 유도가열부(IHS)(50)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조를 위한 제조장치(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.단지 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 방법 또는 제조방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
용융도금강판의 제조장치
본 발명의 하나의 관점은 스테인레스 강판을 도입하기 위한 유입구와 상기 도입된 스테인레스 강판을 수용하기 위한 예열실을 가지며, 수용된 스테인레스 강판을 간접가열에 의해 예열하는 예열대; 및 상기 예열대의 예열실과 연결되는 가열실을 가지며, 상기 가열실로 도입된 스테인레스 강판을 간접가열에 의해 가열하는 가열대;를 포함하고, 상기 예열대와 가열대 사이에, 예비산화막을 형성시키는 유도가열부(IHS, Induction Heatng Section)를 더 포함하며, 상기 유도가열부는 분위기차단 설비 및 유도가열 설비로 이루어진 용융도금강판의 제조장치에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 구체예에 의한 용융도금강판의 제조장치에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조를 위한 제조장치(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 용융도금강판의 제조를 위한 제조장치(100)는 상기 스테인레스 강판(S)을 도입하기 위한 유입구(21)와 상기 도입된 스테인레스 강판(S)을 수용하기 위한 예열실(22)을 가지며, 수용된 스테인레스 강판(S)을 간접가열에 의해 예열하는 예열대(20); 및 상기 예열대(20)의 예열실(22)과 연결되는 가열실(42)을 가지며, 상기 가열실(42)로 도입된 스테인레스 강판(S)을 간접가열에 의해 가열하는 가열대(40);를 포함하고, 상기 예열대(20)와 가열대(40) 사이에, 예비산화막을 형성시키는 분위기차단 및 유도가열 설비(50)를 더 포함한다.
예열대
상기 예열대(20)는 스테인레스 강판(S)에 Fe-Cr 복합산화층이 생성되도록 예비 가열하기 위한 목적에서 포함된다.
상기 예열대(20)는 스테인레스 강판(S)을 가열하기 위한 공간으로서 예열실(22)을 포함하고, 이는 외부로부터 스테인레스 강판(S)을 도입하기 위한 유입구(21)와, 도입된 스테인레스 강판(S)을 배출하기 위한 배출구(23)를 포함할 수 있다. 또한 상기 배출구(23)는 예열된 스테인레스 강판(S)을 후술하는 분위기차단 및 유도가열 설비인 유도가열부(HIS)(50)로 이송시킬 수 있도록 상기 유도가열부(50)와 이송로(17)에 의해 서로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 이송로(17)에 의해 유도가열부(50)와 연결되는 예열실(22)은, 상기 이송로(16)를 통하여 유도가열부(50)에서 발생된 열이 유입될 수 있다. 이렇게 유입된 열은 예열실(22)의 스테인레스 강판(S)을 간접적인 방식으로 예열할 수 있다. 한편, 이송로(17)로 유입된 유도가열부(50)의 열은 도시하지 않은 열교환기에 의해 저감된 상태에서 예열대(20)의 예열실(22)로 유입될 수 있다. 상기 예열대(20)는 스테인레스 강판(S)을 도입한 다음, 도입된 스테인레스 강판(S)을 유도가열부(50)로부터 이송된 열로서 간접 예열할 수 있다. 특히, 상기 예열대(20)는 스테인레스 강판(S)을 예열시 크롬산화물과 규소산화물의 생성과 성장을 최대한 억제하게 할 수 있다.
상기 예열대의 예열 온도는 350 내지 520℃에서, 예를들어, 380 내지 500℃에서, 예를들어 400 내지 460℃에서 수행될 수 있다. 상기 예열 온도가 350℃ 미만일 경우, 저열로 인한 복합산화물이 균일하게 생성되지 않는 문제가 있고, 상기 예열온도가 520℃ 초과일 경우, 과산화가 진행되어 가열단계에서의 열량과 수소만으로 과산화된 표면을 완벽하게 환원시킬 수 없는 문제가 있다.
상기 예열대의 산소 농도는 부피%로, 산소 농도 1 내지 30%, 예를들어 5 내지 25%, 예를들어, 10 내지 20% 분위기 조건으로 예열되는 것이 바람직하다. 상기 산소 농도가 1% 미만일 경우, 산화분위기 온도는 적합하더라도 표면복합산화물을 충분히 생성시킬 수 있는 산소량이 부족하게 되는 문제점이 있기 때문에, 1% 이상이어야 하고, 30%를 초과하는 경우에는 과다한 산소 인입으로 과산화를 초래하게 되어 온도가 과다하게 높을 경우와 같은 문제점을 가져오기 때문에, 상기 산소 농도는 1 내지 30%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 예열 시간은 예를들어, 약 60초 이하, 예를들어 40초 이하, 예를들어, 30초 이하와 같이, 비교적 짧게하는 것이 좋다. 이는 예열 시간을 짧게함으로써 크롬 및 규소산화물의 생성을 억제하기 위함이다. 바람직하기로는 약 60초 이하로 예열하는 것이 좋다.
가열대
상기 가열대는 상기 예열된 강판을 Fe-Cr 복합산화층이 환원되도록 하는 목적에서 포함되며, 보다 구체적으로는 상기 예열된 강판이 후술하는 분위기차단 및 유도가열을 거침으로써 균일한 예비산화막이 형성되고 이를 통해 로 오염 영향이 없고 환원분위기로의 전환이 신속하게 이루어질 수 있다.
상기 가열대(40)는 스테인레스 강판(S)을 가열하기 위한 공간으로서 가열실(42)을 포함하고, 이는 이송로(17)를 통해 이송되는 스테인레스 강판(S)을 도입하기 위한 유입구(41)와, 도입된 스테인레스 강판(S)을 배출하기 위한 배출구(43)를 포함할 수 있다. 또한 상기 유입구(41)는 예열된 스테인레스 강판(S)이 후술하는 분위기차단 및 유도가열 설비인 유도가열부(IHS)(50)를 거쳐 이송될 수 있도록, 상기 유도가열부(50)와 이송로(17)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 이송로(17)에 의해 유도가열부(50)와 연결되는 가열실(42)은, 상기 이송로(16)를 통하여 유도가열부(50)에서 발생된 열이 유입될 수 있다. 이렇게 유입된 열은 가열실(42)의 스테인레스 강판(S)을 간접적인 방식으로 예열할 수 있다.
상기 가열단계에서의 가열은, 온도 890 내지 910℃에서, 예를들어, 892 내지 908℃에서, 예를들어, 895 내지 902℃에서 수행될 수 있다. 상기 가열온도가 너무 높은 경우, Cr 피막 자체를 환원시켜 도금욕 인입 후에도 Cr이 탈락되지 않아 표면결함이 발생되는 문제가 있기 때문에, 상기 가열온도는 910℃ 이하로 제한하지만, 너무 낮은 경우에는 충분한 소둔이 이루어지지 않아 가공성 불량문제가 있으므로 890 내지 910℃로 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수소농도가 15% 미만인 경우에는 예열단계에서 생성된 복합산화피막 중 Fe가 완벽하게 환원되지 않아 표면결함이 발생되는 문제점이 있기 때문에, 15% 이상으로 제한하며, 너무 높은 경우에는 적정수준 이상의 환원성 분위기 과다 조성으로 필요 이상의 에너지낭비가 초래되는 경제성 문제가 있기 때문에 15 내지 30%로 제한하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조를 위한 유도가열부(IHS)(50)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 유도가열부(IHS)(50)는 분위기차단 설비 및 유도가열 설비로 이루어지고, 상기 분위기차단 설비는 제1 씰(Seal) 장치(51) 및 제2 씰(Seal) 장치(53)를 포함하고, 상기 유도가열 설비는 인덕션 장치(55) 및 산소 노즐 장치(57)를 포함할 수 있다.
유도가열부
상기 유도가열부(IHS,Induction Heating Section)(50)는 본 발명의 목적을 구현하기 위해 분위기차단 및 유도가열하는 장치로서, 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하기 위한 목적에서 포함된다.
분위기차단 설비
상기 분위기차단 설비는 제1 씰(Seal) 장치(51) 및 제2 씰(Seal) 장치(53)를 포함할 수 있다. 상기 제1 씰(Seal) 장치(51) 및 제2 씰(Seal) 장치(53)는 상기 스테인레스 강판(S)이 접촉하는 롤로 씰 롤 이전과 이후의 분위기 가스를 차단하는 역할을 하는 것으로, 외부의 공기가 상기 유도가열부(50)로 유입되지 못하도록 기밀을 유지하는 차단수단일 수 있다.
상기 제1 씰(Seal) 장치(51)는 상기 예열대(20)의 배출구(23)에서 배출되는 분위기가스를 차단하기 위해 예열대의 배출구에 장착될 수 있고, 상기 제2 씰(Seal) 장치(53)는 상기 가열대의 유입구에서 유입되는 분위기가스를 차단하기 위해 가열대의 유입구에 장착될 수 있다.
유도가열 설비
상기 유도가열 설비는, 상기 제1 씰(Seal) 장치(51)에 의해 분위기차단된 스테인레스 강판(S)을 전자기유도가열하는 인덕션(Induction) 장치(55); 및 상기 전자기유도가열된 스테인레스 강판에 산소 가스를 분사하는 산소 노즐(Oxidizing nozzle) 장치(57);를 포함할 수 있다.
상기 인덕션 장치(55)는 상기 제1 씰 장치(51)를 거쳐 이송된 스테인레스강판(S)을 전자기유도가열을 통해 급속가열을 수행하는 장치이고, 상기 산소 노즐 장치(57)는 상기 인덕션 장치(55)를 거쳐 이송되는 스테인레스 강판(S)에 농도가 높고 압력이 높은 산소를 분사하는 장치이다.
본 발명은, 상기 유도가열부(IHS)(50)를 전술한 예열대와 가열대 사이에 삽입함으로써, 고농도 산소와 급속 가열을 짧은 시간에 행하여 균일한 예비산화막의 구현이 가능하고, 산화/환원법 적용시 불리한 제품으로의 생산 전환이 빠르고 용이한 특징이 있다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조를 위한 제조장치(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 유도가열부(IHS)(50)는 1 내지 10개 순차 반복 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 예를들어, 상기 (제1) 유도가열부(IHS)(50) 이후에 제2 유도가열부(HIS), 제3 유도가열부(HIS) 등 1 내지 10개, 예를들어, 1 내지 8개의 유도가열부(IHS) 등 복수 개의 유도가열부를 순차 포함함으로써, 최적 조건에서 본 발명의 목적인 균일한 예비산화막 형성을 구현할 수 있다.
상기 본 발명의 일 구체예에 의한 용융도금강판의 제조장치는 급속가열에 의한 빠른 산화가 가능하여 예열대 및 가열대의 로내 분위기에 영향을 주지 않으면서 산화구간의 가스에 의한 로내 오염영향이 없고, 산화, 환원이 필요하지 않은 일반 환원분위기가 필요한 강종 생산으로의 전환시 매우 신속한 대응이 가능하며, 예열대와 가열대 사이에 유도가열부를 삽입하여, 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속 가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하고, 알루미늄이 도금된 스테인레스 강판을 배기계에 적용하여 초기 발청을 억제하는 동시에 부식내구성 향상을 구현하며, 생산제품 변경시 타 제품 연속 생산이 가능한 효과를 구현할 수 있다.
용융도금강판의 제조방법
본 발명의 다른 하나의 관점은 스테인레스 강판에 Fe-Cr 복합산화층이 생성되도록 예열하는 예열단계; 및 상기 스테인레스 강판의 Fe-Cr 복합산화층이 환원되도록 가열하는 가열단계;를 포함하고, 상기 예열 및 가열은 간접 가열식으로 수행되고, 상기 예열단계 및 가열단계 사이에, 상기 예열된 스테인레스 강판을 분위기차단 및 유도가열하여 예비산화막을 형성시키는 예비산화막 형성단계;를 더 포함하는 용융도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 일 구체예에 의한 용융도금강판의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 의한, 용융도금강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 용융도금강판의 제조방법은 예열 단계(S100), 예비산화막 형성단계(S200) 및 가열 단계(S300)를 포함한다.
예 열
상기 예열 단계(S100)는 스테인레스 강판(S)에 Fe-Cr 복합산화층이 생성되도록 예비 가열하기 위한 목적에서 수행된다.
상기 예열단계에서의 예열은, 온도 350 내지 520℃에서, 예를들어, 380 내지 500℃에서, 예를들어 400 내지 460℃에서 수행될 수 있다. 상기 예열 온도가 350℃ 미만일 경우, 저열로 인한 복합산화물이 균일하게 생성되지 않는 문제가 있고, 상기 예열온도가 520℃ 초과일 경우, 과산화가 진행되어 가열단계에서의 열량과 수소만으로 과산화된 표면을 완벽하게 환원시킬 수 없는 문제가 있다.
상기 예열대의 산소 농도는 부피%로, 산소 농도 1 내지 30%, 예를들어 5 내지 25%, 예를들어, 10 내지 20% 분위기 조건으로 예열되는 것이 바람직하다. 상기 산소 농도가 1% 미만일 경우, 산화분위기 온도는 적합하더라도 표면복합산화물을 충분히 생성시킬 수 있는 산소량이 부족하게 되는 문제점이 있기 때문에, 1% 이상이어야 하고, 30%를 초과하는 경우에는 과다한 산소 인입으로 과산화를 초래하게 되어 온도가 과다하게 높을 경우와 같은 문제점을 가져오기 때문에, 상기 산소 농도는 1 내지 30%로 제한하는 것이 바람직하다.
예비산화막 형성
상기 예비산화막 형성단계(S200)는 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하기 위한 것으로, 분위기차단 및 유도가열을 통해 수행된다.
상기 분위기차단은, 상기 예열대(20)의 배출구(23)에 장착된 제1 씰(Seal) 장치(51)가 상기 예열대(20)의 배출구(23)에서 배출되는 분위기가스를 차단하고; 그리고, 상기 가열대(40)의 유입구(41)에 장착된 제2 씰(Seal) 장치(53)가 상기 가열대(40)의 유입구(41)에서 유입되는 분위기가스를 차단하여 수행될 수 있다.
상기 유도가열은, 상기 제1 씰(Seal) 장치(51)에 의해 분위기차단된 스테인레스 강판(S)을 인덕션(Induction) 장치(55)를 통해 전자기유도가열하고; 그리고 상기 전자기유도가열된 스테인레스 강판(S)을 산소 노즐(Oxidizing nozzle) 장치(57)를 통해 산소 가스를 분사하여 수행될 수 있다.
상기 분위기차단 및 유도가열(S200)은 전술한 예열 단계(S100) 이후 및 후술할 가열 단계(S300) 이전에 수행함으로써, 고농도 산소와 급속 가열을 짧은 시간에 행하여 균일한 예비산화막의 구현이 가능하고, 산화/환원법 적용시 불리한 제품으로의 생산 전환이 빠르고 용이한 특징이 있다.
가 열
상기 가열 단계(S300)는 상기 예열된 강판을 Fe-Cr 복합산화층이 환원되도록 하는 목적에서 수행되며, 보다 구체적으로는 상기 예열된 강판이 분위기차단 및 유도가열을 거침으로써 균일한 예비산화막이 형성되고 이를 통해 로 오염 영향이 없고, 환원분위기로의 전환이 신속하게 이루어질 수 있다.
상기 가열단계에서의 가열은, 온도 890 내지 910℃에서, 예를들어, 892 내지 908℃에서, 예를들어, 895 내지 902℃에서 수행될 수 있다. 상기 가열온도가 너무 높은 경우, Cr 피막 자체를 환원시켜 도금욕 인입 후에도 Cr이 탈락되지 않아 표면결함이 발생되는 문제가 있기 때문에, 상기 가열온도는 910℃ 이하로 제한하지만, 너무 낮은 경우에는 충분한 소둔이 이루어지지 않아 가공성 불량문제가 있으므로 890 내지 910℃로 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수소농도가 15%미만인 경우에는 예열단계에서 생성된 복합산화피막 중 Fe가 완벽하게 환원되지 않아 표면결함이 발생되는 문제점이 있기 때문에, 15%이상으로 제한하며, 너무 높은 경우에는 적정수준 이상의 환원성 분위기 과다 조성으로 필요 이상의 에너지낭비가 초래되는 경제성 문제가 있기 때문에 15 내지 30%로 제한하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 가열단계 이후에, 본 발명의 용융도금강판의 제조를 위해, 소둔로 내 냉각대(미도시)에서의 냉각단계 및 보열대(미도시)에서의 보열단계를 거칠 수 있고, 그 다음 소둔로 후단에 구비된 용융도금욕조 등을 차례로 거칠 수 있다. 그러나, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 것이라면, 용융도금강판 제조공정의 종류및 방식 등이 이에 제한되지 않는다.
상기 본 발명의 일 구체예에 의한 용융도금강판의 제조방법은 급속가열에 의한 빠른 산화가 가능하여 예열대 및 가열대의 로내 분위기에 영향을 주지 않으면서 산화구간의 가스에 의한 로내 오염영향이 없고, 산화, 환원이 필요하지 않은 일반 환원분위기가 필요한 강종 생산으로의 전환시 매우 신속한 대응이 가능하며, 예열대와 가열대 사이에 유도가열부를 삽입하여, 짧은 시간에 고농도 산소를 분사하고 급속 가열함으로써 균일한 예비산화막을 형성하고, 알루미늄이 도금된 스테인레스 강판을 배기계에 적용하여 초기 발청을 억제하는 동시에 부식내구성 향상을 구현하며, 생산제품 변경시 타 제품 연속 생산이 가능한 효과를 구현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 산화구간 20 예열대
21 유입구 22 예열실
23 배출구 27 이송로
30 환원구간 40 가열대
41 유입구 42 가열실
43 배출구 27 이송로
50 유도가열부(IHS) 51 제1 씰(Seal) 장치
53 제2 씰(Seal) 장치 55 인덕션(Induction) 장치
57 산소 노즐 장치 60 제2 유도가열부(IHS)
70 제3 유도가열부(IHS) 100, 200 로(Furnace) 구조

Claims (6)

  1. 스테인레스 강판을 도입하기 위한 유입구와 상기 도입된 스테인레스 강판을 수용하기 위한 예열실을 가지며, 수용된 스테인레스 강판을 간접가열에 의해 예열하는 예열대; 및
    상기 예열대의 예열실과 연결되는 가열실을 가지며, 상기 가열실로 도입된 스테인레스 강판을 간접가열에 의해 가열하는 가열대;
    를 포함하고,
    상기 예열대와 가열대 사이에, 예비산화막을 형성시키는 유도가열부(IHS, Induction Heatng Section)를 더 포함하며,
    상기 유도가열부는 분위기차단 설비 및 유도가열 설비로 이루어지고,
    상기 유도가열부(IHS)의 분위기차단 설비는, 상기 예열대의 배출구에서 배출되는 분위기가스를 차단하기 위해 예열대의 배출구에 장착된 제1 씰(Seal) 장치; 및 상기 가열대의 유입구에서 유입되는 분위기가스를 차단하기 위해 가열대의 유입구에 장착된 제2 씰(Seal) 장치;를 포함하고,
    상기 유도가열부(IHS)의 유도가열 설비는, 상기 제1 씰(Seal) 장치에 의해 분위기차단된 스테인레스 강판을 전자기유도가열하는 인덕션(Induction) 장치; 및 상기 전자기유도가열된 스테인레스 강판에 산소 가스를 분사하는 산소 노즐(Oxidizing nozzle) 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융도금강판의 제조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유도가열부(IHS)는 1 내지 10개 순차 반복 설치된 것을 특징으로 하는, 용융도금강판의 제조장치.
  5. 스테인레스 강판에 Fe-Cr 복합산화층이 생성되도록 예열하는 예열단계; 및
    상기 스테인레스 강판의 Fe-Cr 복합산화층이 환원되도록 가열하는 가열단계;를 포함하고,
    상기 예열 및 가열은 간접 가열식으로 수행되고,
    상기 예열단계 및 가열단계 사이에, 상기 예열된 스테인레스 강판을 분위기차단 및 유도가열하여 예비산화막을 형성시키는 예비산화막 형성단계;를 더 포함하고,
    상기 예비산화막 형성단계에서의 분위기차단은, 상기 예열단계에서 배출되는 분위기가스를 차단하고; 그리고 상기 가열단계에서 유입되는 분위기가스를 차단하는 단계를 포함하고,
    상기 유도가열은, 상기 분위기 차단된 스테인레스 강판을 전자기유도가열하고; 그리고 상기 전자기유도가열된 스테인레스 강판에 산소 가스를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융도금강판의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 예열단계에서의 예열은, 온도 350 내지 520℃에서, 부피%로, 산소 농도 1 내지 30%의 분위기 조건으로 예열되고,
    상기 가열단계에서의 가열은, 온도 890 내지 910℃에서, 부피%로, 수소 농도 15 내지 30% 분위기 조건으로 가열되는 것을 특징으로 하는, 용융도금강판의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20070000498A (ko) * 2004-03-25 2007-01-02 위진느 에 알즈 프랑스 무광택 표면의 오스테나이트계 스테인리스 강 스트립의제조 방법
KR20140083726A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 주식회사 포스코 고온 내산화 및 내응축수 부식특성이 우수한 자동차 배기계용 알루미늄 도금 스테인리스강 및 그 제조방법

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