KR101837137B1 - 용융 도금 설비 및 용융 도금 방법 - Google Patents

용융 도금 설비 및 용융 도금 방법 Download PDF

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Abstract

도금층의 표면 조도를 보다 높이고 균일화할 수 있도록, 강판을 용융도금욕조에 담가 도금 강판을 제조하는 단계, 도금 강판을 용융도금욕조에서 인출하여 상부로 이동하는 단계, 도금 강판의 상부 이동 과정에서 도금 강판 표면의 도금 부착량을 조절하는 단계, 도금 부착량이 조절된 도금 강판의 도금층을 냉각하는 단계, 냉각된 도금 강판을 스킨 패스 압연하여 표면 조도를 부여하는 스킨 패스 압연 단계, 및 상기 도금 강판을 냉각하는 단계에서 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 예비 스킨 패스 압연을 실시하는 예비 스킨 패스 압연 단계를 포함하는 용융 도금 방법을 제공한다.

Description

용융 도금 설비 및 용융 도금 방법{CONTINUOUS GALVANIZING LINE AND METHOD FOR CONTINUOUS GALVANIZING}
본 발명은 용융 아연 도금 설비 및 용융 아연 도금 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 강판의 표면에 아연계의 금속이나 금속 합금을 도금하는 것에 의해 내식성을 부여하는 기술이 폭넓게 행해지고 있다. 도금 강판은 우수한 내식성을 바탕으로 일반 건축자재를 비롯하여 미려한 표면 관리가 요구되는 가전 제품, 자동차, 조선 등의 외판재까지 점점 그 사용 범위가 확대되고 있는 실정이다.
용융아연 도금설비(CGL;Continuous Galvanizing Line)는 강판 표면에 용융 아연을 부착하여 도금 강판을 생산하는 설비이다. 용융아연 도금설비에서 강판은 도금포트 내에 배치된 싱크롤(sink roll)을 거치면서 용융 아연이 수용된 도금포트에 담겨져 도금이 이루어진다. 아연도금 포트에서 인출된 강판은 이후 강판 표면에서 도금 부착량을 조절하는 공정과 도금층을 냉각하는 공정을 거쳐 표면층이 경화되고, 이후 스킨패스밀(SPM;Skin Pass Mill)을 통과하면서 도금표면층에 조도를 부여하여 고객사가 요구하는 도금 강판으로 제조된다.
최근에 다양한 업체에서 도금 강판을 양산하고 있는 실정으로, 제품 경쟁력을 보다 높일 수 있도록, 도금층 표면의 조도를 보다 균일화한 고품질의 도금 강판 개발이 요구된다.
도금층의 표면 조도를 보다 높이고 균일화할 수 있도록 된 용융 도금 설비 및 용융 도금 방법을 제공한다.
이를 위해 본 구현예의 용융 도금 방법은, 강판을 용융도금욕조에 담가 도금 강판을 제조하는 단계, 도금 강판을 용융도금욕조에서 인출하여 상부로 이동하는 단계, 도금 강판의 상부 이동 과정에서 도금 강판 표면의 도금 부착량을 조절하는 단계, 도금 부착량이 조절된 도금 강판의 도금층을 냉각하는 단계, 냉각된 도금 강판을 스킨 패스 압연하여 표면 조도를 부여하는 스킨 패스 압연 단계, 및 상기 도금 강판을 냉각하는 단계에서 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 예비 스킨 패스 압연을 실시하는 예비 스킨 패스 압연 단계를 포함할 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연 단계는 도금 강판을 용융도금욕조 상부로 이동 후 하강 전 상부에서 수평상태로 이동하는 과정에서 이루어질 수 있다.
상기 도금 강판의 수평 이동 구간에서 도금 강판에 에어를 분사하여 도금 강판을 냉각하는 에어 냉각 과정을 더 포함하고, 상기 예비 스킨 패스 압연 단계는 상기 에어 냉각 과정 중에 이루어질 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연 단계에서, 도금 강판은 표면 롤 조도(Ra)가 0.6 내지 1.4㎛인 압연롤에 의해 스킨 패스 압연될 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연 단계에서, 도금 강판에 대한 압연롤의 압하력은 50 내지 150톤일 수 있다.
상기 스킨 패스 압연 단계 후, 상기 용융도금 강판의 표면조도(Ra)는 0.1 내지 0.5㎛일 수 있다.
본 구현예의 용융 도금 설비는, 강판을 도금하기 위한 용융도금욕조, 상기 용융도금욕조를 거친 도금 강판이 상부로 이동되는 수직 이동구간 상에 배치되어 도금 강판의 도금 부착량을 제어하는 와이핑부, 상기 와이핑부 후단에 배치되어 도금 강판의 도금층을 냉각시키기 위한 냉각부, 상기 냉각부를 거쳐 냉각된 도금 강판을 압연하여 표면 조도를 부여하는 스킨 패스 압연기, 및 상기 냉각부와 스킨 패스 압연기 사이에 배치되어 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 예비 스킨 패스 압연을 실시하기 위한 예비 스킨 패스 압연기를 포함할 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연기는 수직 이동구간을 지나 도금 강판이 수평으로 이동되는 상부 수평이동구간 상에 배치될 수 있다.
상기 상부 수평이동구간을 따라 배치되어 도금 강판에 냉각용 에어를 분사하는 에어분사부를 더 포함하고, 상기 예비 스킨 패스 압연기는 에어분사부 사이에 배치될 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연기는 도금 강판 상하부에 배치되어 도금 강판을 압연하는 한쌍의 압연롤과, 상기 압연롤에 가압력을 가하는 유압실린더를 포함하고, 상기 압연롤은 표면 조도가 0.6 내지 1.4㎛일 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연기는 도금 강판에 대한 압연롤의 압하력이 50 내지 150톤일 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 구현예에 따르면, 도금 강판 표면의 도금층 냉각이 완료되기 전에 예비 스킨 패스 압연을 실시함으로써, 도금 강판의 표면 조도를 보다 균일하게 형성할 수 있게 된다.
또한, 도금 강판의 표면 조도를 보다 높여 우수한 품질의 도금 강판을 제조할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 용융 도금 설비를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 용융 도금 설비의 예비 압연기 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.
이하, 본 실시예에 따른 용융 도금 설비를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예는 도금 장치로 강판 표면에 아연계 금속이나 금속 합금을 도금하는 용융 아연 도금 장치를 예로서 설명한다. 본 도금 장치는 아연계 금속이나 금속 합금의 도금에 한정되지 않으며, 다양한 금속에 대한 용융 도금 장치에 모두 적용가능하다.
도 1은 본 실시예에 따른 용융 도금 설비를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 실시예에 따른 용융 도금 설비의 예비 압연기 구조를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 용융 도금 설비는 강판(P)의 진행방향을 따라 용융도금욕조(10), 와이핑부(20), 냉각부(30), 및 스킨 패스 압연기(40)가 순차적으로 배치되어 강판 표면에 도금층을 형성한다.
강판(P)은 용융도금욕조를 지나 수직 이동구간(12)을 따라 수직으로 이동된 후 상부에서 수평 이동구간(14)을 따라 수평 이동된 후 다시 하강되어 스킨 패스 압연기(40)로 진행된다.
용융도금욕조(10)로 안내된 강판은 용융도금욕조 내에 배치된 싱크롤(sink roll)을 지나면서 용융 금속에 담겨져 용융 도금 공정이 진행된다. 강판은 싱크롤에 의해 진행방향이 전환되어 용융도금욕조 상부로 이동하게 된다. 용융도금욕조 내의 용융 금속에 의해 표면이 도금된 강판은 용융도금욕조 상부로 인출되어 수직 이동구간(12)을 따라 이동된다.
용융도금욕조(10)에서 인출된 강판이 수직으로 이동되는 수직 이동구간(12) 상에는 와이핑부(20)와 냉각부(30)가 배치된다. 상기 와이핑부(20)는 도금 강판(P)의 도금 부착량을 제어하게 된다. 상기 와이핑부(20)는 예를 들어, 에어나이프로 이루어져 강판의 도금층에 에어를 분사하여 도금층 두께를 조절한다.
상기 냉각부(30)는 와이핑부 후단에 배치되어 두께가 제어된 도금층을 냉각시킨다. 상기 냉각부는 강판이 이동되는 수직 이동구간 상에 강판의 이동방향을 따라 연속적으로 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 상기 냉각부(30)는 상기 수평 이동구간(14)을 따라 배치되어 도금 강판(P)에 냉각용 에어를 분사하는 에어분사부(32)를 더 포함할 수 있다. 상기 강판은 냉각부(30)와 에어분사부(32)를 거치면서 표면의 도금층이 냉각된다. 수평 이동구간(14)을 지난 도금 강판은 하강하여 스킨 패스 압연기(40)에 의해 압연되어 강판 표면에 일정량의 조도가 부여된다.
여기서, 본 실시예의 설비는 상기 스킨 패스 압연기(40)를 통해 압연되기 전에 도금 강판(P)을 냉각하는 과정에서 도금 강판을 예비 압연하는 구조로 되어 있다.
이를 위해, 본 실시예는 상기 냉각부(30)와 상기 스킨 패스 압연기(40) 사이에 배치되어 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 먼저 스킨 패스 압연을 실시하기 위한 예비 스킨 패스 압연기(50)를 더 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 예비 스킨 패스 압연기(50)는 상기 수평 이동구간(14)에 배치될 수 있다. 상기 예비 스킨 패스 압연기(50)는 수평 이동구간(14)을 따라 연속적으로 배치되어 있는 에어분사부(32)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 에어분사부(32)는 두 개의 구간으로 나뉘며, 상기 예비 스킨 패스 압연기(50)는 두 개의 에어분사부(32) 사이에 배치될 수 있다.
상기 예비 스킨 패스 압연기(50)는 도금 강판(P)이 에어분사부(32)를 지나면서 냉각되는 과정에서 도금 강판 표면을 일차적으로 스킨 패스 압연하여 표면 조도를 부여하게 된다.
예비 스킨 패스 압연기(50)를 거쳐 일차 조도가 부여된 도금 강판은 에어분사부(32)를 지나 스킨 패스 압연기(40)로 이동되는 과정에서 완전히 도금층이 냉각된다. 도금층이 냉각된 도금 강판은 스킨 패스 압연기(40)에 의해 최종적으로 압연되어 균일한 표면 조도를 갖게 된다.
이와 같이, 최종적으로 냉각된 도금층을 스킨 패스 압연하기에 앞서 즉, 금강판의 도금층이 완전히 고체화되기 전에 선행하여 미리 도금 강판의 도금층을 스킨 패스 압연함으로써, 보다 균일한 표면 조도를 갖는 도금 강판을 제조할 수 있게 된다. 종래의 경우 냉각 완료되어 도금층이 완전히 고체화된 도금 강판에 대해 후에 스킨 패스 압연을 실시함에 따라 스킨 패스 압연 작업시 도금가루가 발생하고, 롤 마크가 발생하였다. 그러나, 본 실시예의 경우 도금층이 완전히 고체화되기 전에 미리 스킨 패스 압연을 일차적으로 실시함으로써, 후 스킨 패스 압연 과정에서 도금 가루 발생을 최소화하고 보다 균일한 표면 도금층을 형성할 수 있게 된다.
또한, 상기 예비 스킨 패스 압연기(50)가 수평 이동구간(14) 내에서 에어분사부(32) 사이에 배치됨에 따라 도금 강판 표면의 도금층에 보다 균일하고 안정적인 표면 조도 전사가 가능하다. 즉, 도금 강판이 수평으로 보다 안정적으로 이동되는 상태에서 예비 스킨 패스 압연기의 압연롤이 도금 강판 표면을 수직방향으로 가압함에 따라 도금 강판을 정확하고 균일한 압하력으로 가압할 수 있게 된다. 따라서, 도금 강판의 표면 조도를 보다 균일하게 형성할 수 있게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 예비 스킨 패스 압연기(50)는 도금 강판(P) 상하부에 배치되어 도금 강판을 압연하는 한쌍의 압연롤(52,54)과, 상기 압연롤에 가압력을 가하는 유압실린더(56)를 포함한다.
도금 강판(P)의 하부쪽에 배치된 압연롤(52)은 도금 강판을 받쳐 지지한다. 유압실린더(56)가 구동되어 도금 강판의 상부쪽 압연롤(54)에 압하력을 가하게 되면, 압연롤이 설정된 압력으로 도금 강판을 가압하게 된다.
본 실시예에서, 상기 압연롤(52,54)은 표면 조도가 0.6 내지 1.4㎛일 수 있다.
상기 압연롤(52,54)의 표면 조도가 0.6㎛보다 작은 경우에는 후처리 및 도장 특성이 저하될 우려가 있고 후 공정의 스킨 패스 압연을 거치더라도 원하는 수준의 표면 조도를 얻지 못할 수 있다. 상기 압연롤의 표면 조도가 1.4㎛를 넘는 경우에는 도금 강판의 표면 품질이 불균일하고 마찰 특성이 더 발현되어 후 공정의 스킨 패스 압연 시 조도가 저하될 우려가 있다.
본 실시예에서, 상기 예비 스킨 패스 압연기(50)는 도금 강판을 압연할 때 유압실린더에 의한 도금 강판에 대한 압연롤의 압하력이 50 내지 150톤(ton)일 수 있다.
상기 압연롤의 압하력이 50톤보다 작은 경우에는 표면조도 부여가 용이하지 않아 후 공정의 스킨 패스 압연을 거치더라도 원하는 수준의 표면 조도를 얻지 못할 수 있다. 상기 압하력이 150톤을 초과하는 경우에는 연성 저하 등 강판의 기계적 특성의 변화가 일어날 우려가 있고, 마찰 특성이 더 발현되어 후 공정의 스킨 패스 압연 시 조도가 저하될 우려가 있다.
이하, 본 실시예에 따라 용융 도금 강판을 제조하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
강판은 용융도금욕조에 연속적으로 침지되어 용융 도금 강판으로 제조된다. 용융도금욕조 내에 수용된 도금 용액의 조성에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
용융도금욕조를 거쳐 도금층이 형성된 도금 강판은 용융도금욕조에서 인출되어 수직이동구간을 지나면서 도금 부착량이 조절된다. 도금 부착량이 조절된 도금 강판은 이후 수직 이동구간을 따라 배치된 냉각부와 수평 이동구간 상에 배치된 에어분사부를 거치면서 냉각된다.
그리고, 도금 강판은 상기 수평 이동구간을 지나면서 에어분사부에 의해 냉각되는 과정에서 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 예비 스킨 패스 압연 과정을 거쳐 예비 스킨 압연된다.
예비 스킨 압연 과정을 거쳐 일차적으로 압연되어 표면 조도가 부여된 도금 강판은 에어분사부를 지나 스킨 패스 압연기로 이동하는 과정에서 완전히 도금층의 냉각이 완료된다.
도금 강판은 일차적으로 예비 스킨 패스 압연 후 도금층이 완전히 고체화된 상태에서 스킨 패스 압연기를 통해 추가적으로 압연되어 표면 조도가 부여된다.
이와 같이, 이와 같이, 도금층 냉각 전에 일차적으로 스킨 패스 압연 한 후 최종적으로 냉각된 도금층을 이차적으로 스킨 패스 압연함으로써, 보다 균일한 표면 조도를 갖는 도금 강판을 제조할 수 있게 된다.
본 실시예에 따라, 최종적으로 도금 강판을 스킨 패스 압연함으로써, 표면 조도(Ra)가 0.1 내지 0.5㎛으로 보다 균일하게 형성된 도금 강판을 제조할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
10 : 용융도금욕조 12 : 수직 이동구간
14 : 수평 이동구간 20 : 와이핑부
30 : 냉각부 32 : 에어분사부
40 : 스킨 패스 압연기 50 : 예비 스킨 패스 압연기
52,54 : 압연롤 56 : 유압실린더

Claims (11)

  1. 강판을 용융도금욕조에 담가 도금 강판을 제조하는 단계,
    도금 강판을 용융도금욕조에서 인출하여 상부로 이동하는 단계,
    도금 강판의 상부 이동 과정에서 도금 강판 표면의 도금 부착량을 조절하는 단계,
    도금 부착량이 조절된 도금 강판의 도금층을 냉각하는 단계,
    냉각된 도금 강판을 스킨 패스 압연하여 표면 조도를 부여하는 스킨 패스 압연 단계, 및
    상기 도금 강판을 냉각하는 단계에서 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 예비 스킨 패스 압연을 실시하는 예비 스킨 패스 압연 단계
    를 포함하고,
    상기 예비 스킨 패스 압연 단계는 도금 강판을 용융도금욕조 상부로 이동 후 하강 전 상부에서 수평상태로 이동하는 과정에서 이루어지며,
    상기 도금 강판의 수평 이동 구간에서 도금 강판에 에어를 분사하여 도금 강판을 냉각하는 에어 냉각 과정을 더 포함하고,
    상기 예비 스킨 패스 압연 단계는 상기 에어 냉각 과정 중에 이루어지는 용융 도금 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 스킨 패스 압연 단계에서, 도금 강판은 표면 롤 조도(Ra)가 0.6 내지 1.4㎛인 압연롤에 의해 스킨 패스 압연되는 용융 도금 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예비 스킨 패스 압연 단계에서, 도금 강판에 대한 압연롤의 압하력은 50 내지 150톤인 용융 도금 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스킨 패스 압연 단계 후, 상기 용융도금 강판의 표면조도(Ra)는 0.1 내지 0.5㎛인 용융 도금 방법.
  7. 강판을 도금하기 위한 용융도금욕조,
    상기 용융도금욕조를 거친 도금 강판이 상부로 이동되는 수직 이동구간 상에 배치되어 도금 강판의 도금 부착량을 제어하는 와이핑부,
    상기 와이핑부 후단에 배치되어 도금 강판의 도금층을 냉각시키기 위한 냉각부,
    상기 냉각부를 거쳐 냉각된 도금 강판을 압연하여 표면 조도를 부여하는 스킨 패스 압연기, 및
    상기 냉각부와 스킨 패스 압연기 사이에 배치되어 도금 강판의 도금층이 완전히 냉각되기 전에 예비 스킨 패스 압연을 실시하기 위한 예비 스킨 패스 압연기
    를 포함하고,
    상기 예비 스킨 패스 압연기는 수직 이동구간을 지나 도금 강판이 수평으로 이동되는 상부 수평이동구간 상에 배치되며,
    상기 상부 수평이동구간을 따라 배치되어 도금 강판에 냉각용 에어를 분사하는 에어분사부를 더 포함하고,
    상기 예비 스킨 패스 압연기는 에어분사부 사이에 배치되는 용융 도금 설비.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 예비 스킨 패스 압연기는 도금 강판 상하부에 배치되어 도금 강판을 압연하는 한쌍의 압연롤, 및 상기 압연롤에 가압력을 가하는 유압실린더를 포함하고, 상기 압연롤은 표면 조도가 0.6 내지 1.4㎛인 용융 도금 설비.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 예비 스킨 패스 압연기는 도금 강판에 대한 압연롤의 압하력이 50 내지 150톤(ton)인 용융 도금 설비.
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