KR101722350B1 - 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치 - Google Patents

용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101722350B1
KR101722350B1 KR1020157026871A KR20157026871A KR101722350B1 KR 101722350 B1 KR101722350 B1 KR 101722350B1 KR 1020157026871 A KR1020157026871 A KR 1020157026871A KR 20157026871 A KR20157026871 A KR 20157026871A KR 101722350 B1 KR101722350 B1 KR 101722350B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
burner
hot
air
gas
Prior art date
Application number
KR1020157026871A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150121212A (ko
Inventor
겐타로 다케다
히데유키 다카하시
미노루 다나카
요시카즈 스즈키
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20150121212A publication Critical patent/KR20150121212A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101722350B1 publication Critical patent/KR101722350B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D91/00—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
    • F23D91/02—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561—Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/562—Details
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C23C2/0224—Two or more thermal pretreatments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/68—Treating the combustion air or gas, e.g. by filtering, or moistening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D23/00—Assemblies of two or more burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • F23N2025/26—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/26—Measuring humidity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

Si 첨가 강이라도 도금 외관이 우수한 용융 아연도금 강판을 얻을 수 있고, 생산성이 높은 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
강판면에 대향시킨 버너를 배치한 직화형 가열대를 구비한 연속 용융 아연도금 장치를 이용해서 용융 아연도금 강판을 제조할 때에, 상기 버너에 투입하는 가스의 노점을 조정하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.

Description

용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치{METHOD FOR PRODUCING GALVANIZED STEEL SHEET AND CONTINUOUS GALVANIZING APPARATUS}
본 발명은 소둔로에 직화형 가열로를 구비한 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치에 관한 것이다.
근래, 자동차, 가전, 건재 등의 분야에 있어서, 구조물의 경량화 등에 이용 가능한 고장력 강판(하이텐(hi-ten) 강재)의 수요가 높아지고 있다. 하이텐 강재로서는 예를 들면, 강중에 Si를 함유하는 것에 의해 구멍 확대성이 양호한 강판이나, 또, Si나 Al을 함유하는 것에 의해 잔류γ가 형성하기 쉽고 연성이 양호한 강판을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
그러나, Si를 다량으로 함유하는 고강도 강판을 모재로 하는 용융 아연도금 강판 및 합금화 용융 아연도금 강판을 제조하는 경우, 이하의 문제가 있다. 용융 아연도금 강판은 비산화성 분위기 중 혹은 환원 분위기 중에서 600∼900℃정도의 온도에서 가열 소둔을 실행한 후에, 용융 아연도금 처리를 실행한다. 그러나, 강중의 Si는 이(易)산화성 원소이며, 일반적으로 이용되는 비산화성 분위기 중 혹은 환원 분위기 중에서도 선택 산화되어, 표면에 농화되고 산화물을 형성한다. 이 산화물은 도금 처리시의 용융 아연과의 젖음성을 저하시켜 무도금을 발생시키므로, 강중 Si농도의 증가와 함께 젖음성이 급격하게 저하하고 무도금이 다발한다. 또, 무도금에 이르지 않은 경우에도, 도금 밀착성이 떨어진다고 하는 문제가 있다. 또한, 강중의 Si가 선택 산화되어 표면에 농화되면, 용융 아연도금 후의 합금화 과정에 있어서 현저한 합금화 지연이 생긴다. 그 결과, 생산성을 현저히 저해한다. 생산성을 확보하기 위해 과잉으로 고온에서 합금화 처리하고자 하면, 내파우더링성의 열화를 초래한다고 하는 문제도 있으며, 높은 생산성과 양호한 내파우더링성을 양립시키는 것은 곤란하다.
이러한 문제에 대해, 예를 들면, 특허문헌 1 및 2에는 직화형 가열로(DFF) 혹은 무산화로(NOF)를 이용하여, 강판 표면을 일단 산화시킨 후, 환원대에서 환원함으로써 Si를 내부 산화시키고, Si 표면 농화를 억제하여, 용융 아연도금 젖음성 및 밀착성을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.
특허문헌 1：일본국 특허공개공보 제2010-202959호 특허문헌 2：일본국 특허공개공보 제2011－117069호
그러나, 특허문헌 1 및 2에 기재된 방법에서는 원하는 Fe 산화량을 확보하기 위해, 직화형 가열로 출구 온도를 700℃정도(적어도 650℃이상)의 고온으로 하는 것이 필수 조건으로 되어 있다. 또, 통상, 직화형 가열로 능력에는 제약이 있으며, 생산성의 지표 ST(=라인 속도[m/min]×판 두께[㎜])를 이용하면, 예를 들면, 직화형 가열로 출구 온도 550℃이면 ST=250, 650℃이면 ST=140, 700℃이면 ST=120 등으로 나타낼 수 있다. 이러한 직화형 가열로에서는 1.6㎜의 강판의 경우, 통상은 최대 100m/min(mpm)까지 라인 속도를 올릴 수 있는데 반해, Si첨가 강에서는 62.5∼75m/min 정도의 라인 속도에 머물게 되어, 생산성이 현저하게 저하하게 된다. 미리, 직화형 가열로의 노 길이를 길게 하는 방법도 있다. 그러나, 건설 종료의 설비인 경우, 연장은 곤란하며, 신설이라도 본래 컴팩트한 스페이스에서 높은 승온 속도가 얻어지는 것이 특징인 가열로이므로, 노 길이 증가에는 매우 코스트가 든다. 또, 특허문헌 2에 기재된 방법에는 최적의 분위기 함유 수증기 분압 등이 나타나 있다. 구체적으로는 가열로내 연소 후 분위기의 수분량 1∼50%가 바람직한 범위로 되어 있다. 그러나, 그 한정 근거는 명확하지 않으며, 그 제어 방법도 나타나 있지 않다. 예를 들면, 투입하는 공기의 노점이 통상 대기 분위기에서 노점 -10℃∼30℃(수분량 0.257∼4.53%)에서 변동했다고 하면, 코크스 가스 연소 후의 노내 수분량은 20∼24% 정도이다. 그러나, 실제의 조업에 있어서는 기온, 날씨에 따라 투입 가스의 습분은 변경되고, Fe 산화량이 변화하므로, Fe 산화량의 제어가 곤란하며, 최적의 직화형 가열로 출구 온도는 시시각각 변화하는 것이 실태이다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여, Si첨가 강에서도 도금 외관이 우수한 용융 아연도금 강판을 얻을 수 있고, 생산성이 높은 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 요지는 이하와 같다.
[1] 강판면에 버너를 대향 배치한 직화형 가열로를 구비한 연속 용융 아연도금 장치를 이용해서 용융 아연도금 강판을 제조할 때에, 상기 버너에 투입하는 가스의 노점을 조정하는 것을 특징으로 하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.
[2] [1]에 기재된 용융 아연도금 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 투입하는 가스의 노점을 40℃∼80℃로 하는 것을 특징으로 하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.
[3] [1] 또는 [2]에 기재된 용융 아연도금 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 투입하는 가스는 연료 가스와 공기이고, 상기 공기의 노점을 조정하는 것을 특징으로 하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.
[4] [2] 또는 [3]에 기재된 용융 아연도금 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 강판 긴쪽 방향에 연소율 및 공기비를 독립적으로 제어 가능한 복수의 버너군을 이용하여, 강판 이동 방향 최하류의 버너군 이외의 버너군의 연료 가스 및 또는 공기의 노점을 40∼80℃로 하고, 또한 공기비 1.0이상 1.5이하의 연소를 실행하고, 강판 이동 방향 최하류의 버너군은 공기비 0.5이상 0.95이하의 연소를 실행하는 것을 특징으로 하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.
[5] 강판면에 대향하여 버너를 복수 배치한 직화형 가열로를 구비한 연속 용융 아연도금 장치에 있어서, 상기 버너를, 강판 긴쪽 방향으로 연소율 및 공기비를 독립적으로 제어 가능한 복수의 버너군으로 나누고, 강판 이동 방향 최하류의 버너군 이외의 버너군의 버너는 노점 40∼80℃의 범위에서 임의로 조습(습도 조절)된 공기를 투입하는 조습 장치를 구비하고, 또한 상기 강판 이동 방향 최하류의 버너군 이외의 버너는 공기비 1.0이상 1.5미만에서의 연소 또는 연소 정지의 선택이 자유롭고, 상기 강판 이동 방향 최하류의 버너군의 버너는 공기비 0.5이상 0.95이하의 연소가 가능한 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 장치.
본 발명에 따르면, 소둔로에 직화형 가열로를 구비한 연속 용융 아연도금 장치를 이용해서 용융 아연도금 강판을 제조할 때에, Si를 0.1%이상 포함하는 강이라도, 미려한 표면 외관을 갖는 용융 아연도금 강판을, 생산성의 저하도 없이 안정하게 제조할 수 있다. 또, 기온이나 날씨 등의 외란에 영향받지 않고, 매우 안정하게 용융 아연도금 강판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 연속 용융 아연도금 장치에 배치되는 직화형 가열로의 1실시형태를 나타내며, (a)는 직화형 가열로의 종단면도, (b)는 직화형 가열로 벽면에 복수 배치한 직화 버너의 버너군을 나타내는 정면도이다.
도 2는 버너에 투입하는 공기(Air)의 노점과 DFF내의 H2O 가스량의 관계를 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 버너에 투입하는 공기(Air)의 노점과 Si 첨가 강의 Fe 산화량의 관계를 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 버너에 투입하는 공기(Air) 및 코크스 가스(COG)의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 조습 장치를 나타내는 모식도이다.
도 6은 강판의 주행거리와 판 온도 및 산화량의 관계를 나타내는 도면이며, (a)는 발명예(조건 3), (b)는 비교예(조건 7)의 결과를 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대해, 도 1∼도 6에 의거하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 연속 용융 아연도금 장치의 소둔로에 배치되는 직화형 가열로의 주요부를 나타낸다. 도 1에 있어서, (a)는 직화형 가열로의 종단면도, (b)는 직화형 가열로 벽면에 복수 배치한 직화 버너의 버너군을 나타내는 정면도이다. 도 1에 있어서, '1'은 직화형 가열로, '2'는 버너(직화 버너), '3'은 강판이다.
또한, 직화형 가열로(1)의 하류에는 복사관(RT)로, 냉각로, 용융 도금 설비, 합금화 처리 설비 등이 배치된다(도시하지 않음). RT로, 냉각로, 용융 도금 설비, 합금화 처리 설비 등은 특히 한정되지 않으며, 통상 채용되는 것이어도 좋다. 직화형 가열로의 상류에 예열로가 배치되는 경우도 있다.
버너(2)는 강판면에 대향해서 복수 배치한다. 본 실시형태에서는 강판면에 대향해서 복수 배치된 버너(2)는 강판 긴쪽 방향에 4개의 버너군(그룹), 1Z∼4Z로 나뉜다. 버너군 1Z∼3Z는 버너군마다 연소율 및 공기비를 독립적으로 제어 가능하다. 버너군 1Z∼3Z의 버너는 연소율이 미리 정한 임계값 이상의 연소율로 되는 조건에서 연소한다. 버너군 1Z∼3Z는 산화 존, 버너군 4Z는 환원 존으로 된다.
연소율은 최대 연소 부하시의 버너의 연료 가스량으로, 실제로 버너에 도입한 연료 가스량을 나눈 값이다. 버너를 최대 연소 부하로 연소했을 때가 연소율 100%이다. 버너는 연소 부하가 낮아지면 안정된 연소 상태가 얻어지지 않게 된다. 연소율의 미리 정한 임계값은 최대 연소 부하시의 연료 가스량에 대한, 안정된 연소 상태를 확보할 수 있는 연소 부하의 하한에 있어서의 연료 가스량의 비율이다.연소율의 임계값은 버너의 구조 등에 따라 약간 다르며, 연소 시험을 실행하는 것 등에 의해 용이하게 결정할 수 있다. 통상, 임계값은 30% 정도로 된다.
연료 가스에는 코크스로에서 발생하는 부생 가스(코크스 가스)가 이용되는 경우가 많다. 코크스 가스의 조성으로서는 H2：50∼60vol%, CH4：25∼30vol%, CO：5∼10vol%, CO2：2∼4vol%, N2：4∼8vol% 정도이다. 예를 들면, 표 1의 코크스 가스 성분일 때, 공기비 1에서 연소 후의 배기가스 성분은 H2O：22vol%, CO2：8vol% 정도로 된다. 또한, 공기비는 연료 가스를 완전 연소하기 위해 필요한 공기량이며, 실제의 버너에 도입한 공기량을 나눈 값이다.
[표 1]
Figure 112015094212413-pct00001
공기비 1이상에서는 연소하지 않은 잉여 산소가 존재하는 것에 의해, 강판 표면의 산화가 촉진된다. 이러한 공기비 제어에 의해, 직화형 가열로(이하, DFF로 칭하는 경우도 있음) 전단에서 산화막을 생성하고, DFF 후단에서 환원시킴으로써, Si의 표면 농화를 억제하고, 도금 젖음성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 그러나, 통상의 노점 범위(0∼25℃정도)의 코크스 가스나 공기 등의 가스 성분에서는 DFF 출구에서의 강판 온도는 적어도 650℃이상으로 하지 않으면, 충분한 산화막을 얻을 수 없는 것을 알 수 있다. 발명자들은 가열 부하가 적은 상태에서 산화막 제어가 가능하게 되는 방법에 대해 예의 검토를 하였다. 그 결과, 버너에 투입하는 가스의 노점을 미리 조정하는 것에 의해, DFF내의 H2O 가스량이 증가하고, H2O 분자와 강판 표면의 접촉 빈도가 증가하기 때문에, 강판 표면의 산화가 촉진되는 것을 알아내었다.
도 2는 버너에 투입하는 공기의 노점(투입 Air 노점)과 DFF내의 H2O 가스량의 관계를 나타내는 도면이다. 도 2의 H2O 가스량은 표 1에 있어서의 코크스 가스와, 가습된 Air를 공기비 1.15로 연소시킨 후의 배기 가스 중의 H2O 가스량(이론값)이다. 도 2로부터, 투입하는 공기의 노점을 미리 조정하는 것에 의해, DFF내의 H2O 가스량이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 투입하는 가스의 노점을 조정하는 것에 의해, DFF내의 H2O 가스량이 증가하고, 강판 표면의 산화가 촉진된다.
연소 가스, 공기 각각의 가스 노점을 조정하는 것에 의해, DFF내의 H2O 가스량을 조정할 수 있다. 또한, 코크스 가스의 체적 1에 대해, 완전 연소에 필요한 공기량은 통상 4∼5배의 체적이다. 도 2와 같이, 체적이 큰 공기의 노점만을 조정하여, DFF내의 H2O량을 제어할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 투입하는 가스의 노점은 40∼80℃인 것이 바람직하다. 본 발명자들은 C：0.12%, Si：2.0%, Mn：1.0%, Al：0.03%, S：0.005%. P：0.01%의 성분 조성을 갖고, 잔부를 Fe 및 불가피한 불순물로 하는 강판을 이용하여, 500℃까지 가열하는 오프라인 산화 실험을 실행하였다. 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3으로부터, 투입하는 공기(Air)의 노점이 40℃이상이 되면, 강판 표면에 생성한 Fe 산화량은 아연도금 부착에 필요한 산화량인 200mg/㎡이상으로 되는 것을 알 수 있었다. 그 밖의 합금 성분 강에서도 마찬가지의 경향을 확인할 수 있었다. 한편, 노점 80℃를 넘으면, 수분이 너무 많아 버너 연소성이 악화되는 것도 판명되었다. 이상의 이유로부터, 본 발명에 있어서 투입하는 가스의 노점은 40∼80℃인 것이 바람직하다.
버너군 1Z∼3Z는 투입하는 공기 혹은 연소 가스를 적절히 조습 가능한 조습 장치를 구비하고 있으며. 조습 장치에 의해 원하는 노점으로 제어할 수 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 조습 장치(4)는 예를 들면, 공기(Air)를 직화 버너(2)에 투입하기 바로 전에 설치하면 좋고, 조습 장치를 통과한 Air는 직화 버너에 투입된다. 또, 코크스 가스(COG)는 별도의 라인으로부터 직화 버너에 투입된다. 연소 가스를 조습할 때에는 COG를 직화 버너(2)에 투입하기 바로 전에 조습 장치(4)를 마련하면 좋다.
조습 장치로서는 특히 한정되지 않는다. 본 발명에서는 중공사막 필터를 이용하는 것이 바람직하다. 중공사막은 물분자와의 친화력을 갖는 이온 교환막의 일종이다. 중공사막의 내측과 외측에 수분 농도 차가 생기면, 그 농도 차를 균등하게 하고자 하는 힘이 발생하고, 수분은 그 힘을 드라이빙 포스(driving force)로서 낮은 수분 농도쪽으로 막을 투과하고 이동한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 가습용으로서 사용하는 경우에는 중공사막 필터(5)의 근방에 항온 수조(6)를 마련하고, 소정의 온도로 조정된 순수한 물을 항온 수조(6)로부터 중공사막 필터(5)에 투입함으로써, 투입하는 가스의 노점을 수온과 동일한 온도로 할 수 있다. 그 때문에, 투입하는 가스의 노점을 정밀하게 제어할 수 있다. 또, 제습용으로서 사용하는 경우에는 상기의 순수한 물 대신에 퍼지 에어를 투입하고, 퍼지 에어 유량 혹은 퍼지 에어 압력을 조정함으로써 투입하는 가스의 노점을 정밀하게 제어할 수 있다.
조습 장치는 각 버너군마다 각 1개 혹은 복수개 설치하고, 개별적으로 조정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 조습하는 가스는 조습 장치 전후에서 소정 노점 이상으로 가열하거나, 조습 장치 출구측에서 버너까지 온도 저하하지 않도록 보온하는 것이 바람직하다. 조습 장치를 개별적으로 조정하는 것에 의해, 단순히 가스 온도를 소정 노점 이상으로 올렸을 때에 생길 수 있는 배관내에서의 결로를 방지할 수 있다. 그 결과, 조습 장치에 의해 원하는 노점으로 제어할 수 있다.
버너군 1Z∼3Z는 각 버너군마다 연소 또는 연소 정지의 선택이 자유롭다. 연소할 때에는 연소율을 미리 정한 설정값 이상으로 하고, 또한 공기비가 1.0이상 1.5미만(잉여 공기 있음)에서 연소하는 것이 바람직하다.
버너군 4Z의 버너는 공기비 0.5이상 0.95이하의 연소가 가능하며, 연소율의 제어도 가능하다. 버너군4Z에 있어서, 버너를 공기비 0.5이상 0.95이하에서 연소함으로써, 강판 표면에 생성되어 있는 Fe 산화물을 환원하고, 표층에 환원 Fe를 생성시킬 수 있다. 직화형 가열로를 나온 강판이 RT로내의 롤에 접촉했을 때에 강판 표층부에 환원 Fe가 존재하고 있음으로써, 롤에의 산화물의 부착이 방지되고, 산화물 부착에 기인하는 결함(픽업)을 방지할 수 있다.
양호한 도금성을 얻기 위해서는 최적의 산화량을 확보할 필요가 있으며, 실 조업에 있어서는 강 성분, 강판 사이즈, 라인 속도에 따라 DFF 출측 강판 온도와 가스 노점을 조정할 필요가 있다. 발명자들은 예의 검토한 결과, 하기 식(1)에서 Fe 산화량을 예측할 수 있는 것을 알아내었다.
[식 1]
Figure 112015094212413-pct00002
또한, 식 (1)에 있어서, O：Fe 산화량[g/㎡], PH2O：연소 후 가스 수증기 분압(가스 성분으로부터 이론 계산), Q：활성화 에너지[kJ/mol](강종마다 결정), TN：직화형 가열로 N군 출강판 온도[K], tN：직화형 가열로 N군 체재 시간[s], C：조정 계수(공기비 설정에 의해 변화)이다.
<실시예 1>
소둔로에 DFF(직화형 가열로)를 구비하는 CGL에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이 가열용 버너를 4개의 군(＃1∼＃4)으로 분할한 DFF를 이용하고, 강판 이동 방향 상류측의 3개의 군(＃1∼＃3)은 산화 존, 최종 존(＃4)은 환원 존으로 하고, 산화 존은 존마다 공기비, 연소율, 투입하는 공기의 노점(이하, Air 노점이라 함)을 개별적으로 제어하도록 하여 시험을 실행하였다. 또한, 각 존의 길이는 4m이다. 조습 장치로서는 산화 존(#1∼#3)의 버너에 투입하는 공기를, 1존당 4계통으로 분기하고, 각각의 계통에 중공사막 필터를 설치하였다. 항온 수조는 존마다 1대 설치하고, 4대의 중공사막 필터에 온도 조정한 순수한 물을 송수하였다.
시험에 이용한 강판의 성분 조성을 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112015094212413-pct00003
그 밖의 제조 조건은 표 3에 나타낸다. 또한, 소둔 온도는 830℃, 도금욕 온도는 460℃, 도금욕 중 Al농도 0.130%, 부착량은 가스 와이핑에 의해 편면당 45g/㎡로 조절하였다. 또, 용융 아연도금을 실시한 후에 합금화 온도 530℃에서 합금화 처리를 실행하였다.
도금 외관의 평가는 광학식의 표면 결함계에 의한 검사(φ0.5이상의 무도금 결함이나 과산화성 결함을 검출) 및 육안에 의한 합금화 불균일 판정을 실행하고, 모든 항목이 합격이면 ○, 하나라도 불합격이 있으면 ×로 하였다. 또, 표 3중의 하계는 기온 30℃, 동계는 기온 0℃로 하였다.
[표 3]
Figure 112015094212413-pct00004
또, 강판의 주행거리와 판 온도 및 Fe 산화량의 관계에 대해 조사하였다. 식 (1)에 의거하여 계산된 Fe 산화량 중, 발명예(조건 3) 및 비교예(조건 7)의 계산 결과를 도 6에 나타낸다. 또한, 대상의 강 성분일 때의 활성화 에너지는 22405 J/mol로 하였다. 또, 조정 계수 C는 1.44로 하였다.
시험에 이용한 강판의 경우, 아연도금 처리에 필요한 Fe 산화량의 목표 범위는 200∼600mg/㎡이다. 본 발명예인 조건 1∼4에서는 투입하는 공기의 노점을 적절히 상승시키는 것에 의해, 계절이나 판 두께나 라인 속도에 관계없이, 충분한 Fe 산화량을 확보할 수 있기 때문에(도 6의 (a)), 도금 외관이 양호하고, 또한 ST가 저하하는 일 없이 생산성을 유지할 수 있었다.
한편, 판 두께 1.2㎜의 강판을 제조하는 경우, 라인 속도 120mpm(조건 5, 9)에서는 DFF 출측 온도가 755℃로 높기 때문에, 필요 Fe 산화량을 확보할 수 있다. 그러나, 라인 속도 160mpm(조건 6, 10)에서는 DFF 출측 평균 온도가 낮기 때문에 무도금이 발생하고, 외관이 ×로 되었다. 판 두께 1.8㎜의 강판을 제조하는 경우, 라인 속도 120mpm에서는 하계(조건 11)와 동계(조건 7)에서는 동일한 DFF 출측 평균 온도라도, 동계의 경우에는 산화 부족으로 되어 도금 외관이 ×로 되었다. 또, 라인 속도 160mpm(조건 8, 12)의 경우에도 도금 외관이 ×로 되었다. 따라서, 판 두께 1.8㎜의 강판을 제조하는 경우, 필요 산화량을 확보하기 위해서는 속도를 저하시킬 수 밖에 없기 때문에, 생산 효율이 현저히 저하한다.
1; 직화형 가열로 2; 버너(직화 버너)
3; 강판 4; 조습 장치
5; 중공사막 필터 6; 항온 수조
1Z∼4Z; 버너군

Claims (5)

  1. 강판면에 버너를 대향 배치한 직화형 가열로를 구비한 연속 용융 아연도금 장치를 이용해서 용융 아연도금 강판을 제조할 때에, 상기 버너에 투입하는 가스의 노점을 조정하며,
    상기 강판 긴쪽 방향에 연소율 및 공기비를 독립적으로 제어 가능한 복수의 버너군을 이용하여, 강판 이동 방향 최하류의 버너군 이외의 버너군의 가스의 노점을 40∼80℃로 하고, 또한 공기비 1.0이상 1.5이하의 연소를 실행하고, 상기 강판 이동 방향 최하류의 버너군은 공기비 0.5이상 0.95이하의 연소를 실행하는 것을 특징으로 하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 투입하는 가스는 연료 가스와 공기이고, 상기 공기의 노점을 조정하는 것을 특징으로 하는 용융 아연도금 강판의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 강판면에 대향하여 버너를 복수 배치한 직화형 가열로를 구비한 연속 용융 아연도금 장치에 있어서, 상기 버너를, 강판 긴쪽 방향으로 연소율 및 공기비를 독립적으로 제어 가능한 복수의 버너군으로 나누고, 강판 이동 방향 최하류의 버너군 이외의 버너군의 버너는 노점 40∼80℃의 범위에서 임의로 조습된 공기를 투입하는 조습 장치를 구비하고, 또한 상기 강판 이동 방향 최하류의 버너군 이외의 버너는 공기비 1.0이상 1.5미만에서의 연소 또는 연소 정지의 선택이 자유롭고, 상기 강판 이동 방향 최하류의 버너군의 버너는 공기비 0.5이상 0.95이하의 연소가 가능한 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 장치.
KR1020157026871A 2013-03-01 2014-02-26 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치 KR101722350B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013040207A JP5915569B2 (ja) 2013-03-01 2013-03-01 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および連続溶融亜鉛めっき装置
JPJP-P-2013-040207 2013-03-01
PCT/JP2014/001022 WO2014132638A1 (ja) 2013-03-01 2014-02-26 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および連続溶融亜鉛めっき装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150121212A KR20150121212A (ko) 2015-10-28
KR101722350B1 true KR101722350B1 (ko) 2017-03-31

Family

ID=51427915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157026871A KR101722350B1 (ko) 2013-03-01 2014-02-26 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5915569B2 (ko)
KR (1) KR101722350B1 (ko)
CN (1) CN105026598B (ko)
MX (1) MX2015011184A (ko)
WO (1) WO2014132638A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6172297B2 (ja) 2014-09-08 2017-08-02 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び製造設備
JP6008007B2 (ja) * 2015-03-23 2016-10-19 Ｊｆｅスチール株式会社 連続溶融亜鉛めっき装置及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
CN107059031B (zh) * 2017-06-09 2018-12-14 青海送变电工程公司 热浸镀锌酸洗工序定距专用起重吊架的制作方法及其应用
CN115287567A (zh) * 2022-08-04 2022-11-04 江阴市华达机械科技有限公司 一种炉鼻子加湿系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009068041A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2010202959A (ja) * 2009-03-06 2010-09-16 Jfe Steel Corp 連続溶融亜鉛めっき装置および溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3014529B2 (ja) * 1992-03-30 2000-02-28 新日本製鐵株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP4411326B2 (ja) * 2007-01-29 2010-02-10 株式会社神戸製鋼所 リン酸塩処理性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
KR101079472B1 (ko) * 2008-12-23 2011-11-03 주식회사 포스코 도금표면품질이 우수한 고망간강의 용융아연도금강판의 제조방법
JP5614159B2 (ja) 2009-10-30 2014-10-29 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
CN201748558U (zh) * 2010-07-14 2011-02-16 清华大学 一种调湿装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009068041A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2010202959A (ja) * 2009-03-06 2010-09-16 Jfe Steel Corp 連続溶融亜鉛めっき装置および溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5915569B2 (ja) 2016-05-11
CN105026598B (zh) 2018-10-02
MX2015011184A (es) 2015-11-11
CN105026598A (zh) 2015-11-04
WO2014132638A1 (ja) 2014-09-04
JP2014169465A (ja) 2014-09-18
KR20150121212A (ko) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101949631B1 (ko) 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법
KR101862206B1 (ko) 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법
JP5071551B2 (ja) 鋼帯の連続焼鈍方法、溶融亜鉛めっき方法
KR102263798B1 (ko) 용융 아연 도금 강판의 제조 방법
KR101893509B1 (ko) 환원로의 노점 제어 방법 및 환원로
KR102026708B1 (ko) 연속 용융 아연 도금 장치 및 용융 아연 도금 강판의 제조 방법
KR101722350B1 (ko) 용융 아연도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연도금 장치
KR102267952B1 (ko) 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치
JP4797601B2 (ja) 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備
US10106867B2 (en) Method for continuously annealing steel strip and method for manufacturing galvanized steel strip
WO2017072989A1 (ja) 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
KR20200095563A (ko) 용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치
WO2016006158A1 (ja) 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
KR20240019292A (ko) 용융 아연 도금 강판의 제조 방법
JP5729008B2 (ja) 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP7334860B2 (ja) 連続焼鈍炉の露点制御方法、鋼板の連続焼鈍方法、鋼板の製造方法、連続焼鈍炉、連続溶融亜鉛めっき設備及び合金化溶融亜鉛めっき設備
WO2024014372A1 (ja) 鋼板の加熱方法、めっき鋼板の製造方法、直火型加熱炉および連続溶融亜鉛めっき設備

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant