KR102463338B1 - 수증기 처리 제품의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

수증기 처리 제품의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

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Abstract

수증기 처리 후의 피처리물을 신속하게 냉각시킴으로써, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 단축시키는 것. 피처리물(1)이 내부에 배치된 밀폐 용기(10) 내에 수증기를 도입하고, 당해 수증기와, 피처리물(1)을 접촉시키는 수증기 처리 공정과, 수증기 처리 공정에 있어서 수증기 처리가 이루어진 피처리물(1)을 냉각시키는 피처리물 냉각 공정을 구비하는 수증기 처리 제품의 제조 방법으로서, 피처리물 냉각 공정은 밀폐 용기(10) 내에 냉각용 가스를 도입하여 당해 냉각용 가스를 피처리물(1)에 접촉시키고, 도입한 냉각용 가스를 밀폐 용기(10)로부터 배출하는 공정인 것을 특징으로 한다.

Description

수증기 처리 제품의 제조 방법 및 제조 장치
본 발명은 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품을 제조하는 방법 및 제조하는 장치에 관한 것이다.
건축물의 지붕재나 외장재, 가전제품, 자동차 등의 분야에서는, 의장성 등의 관점에서 예를 들면 흑색의 외관을 가지는 강판의 요구가 높아지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 흑색 도금 강판의 제조 방법이 개시되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 흑색 도금 강판의 제조 방법은, 밀폐 용기 내에서 도금 강판에 수증기를 접촉시켜 도금층의 표면을 흑색화시키는 공정과, 밀폐 용기 내에 대기 등의 가스를 도입함으로써, 흑색화한 도금 강판을 냉각시키는 공정을 구비하고 있다.
또한, 이하의 설명에서는, 도금 강판 등의 피처리물의 도금층을 흑색화하기 위해서, 밀폐 용기의 내부에서 상기 피처리물에 수증기를 접촉시키는 것을, 간단히 「수증기 처리」라고도 한다.
일본 특허 제6072952호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 있어서의 도금 강판의 냉각 공정은 냉각 속도가 충분하지 않아, 그것이 흑색 도금 강판의 제조에 장시간을 필요로 하는 한 요인이 되고 있다.
그래서, 본원 발명에서는, 수증기 처리된 피처리물을 신속하게 냉각시킴으로써, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 단축시킬 수 있는 수증기 처리 제품의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 피처리물이 내부에 배치된 밀폐 용기 내에 수증기를 도입하고, 당해 수증기와, 상기 피처리물을 접촉시키는 수증기 처리 공정과, 상기 수증기 처리 공정에 있어서 수증기 처리가 이루어진 상기 피처리물을 냉각시키는 피처리물 냉각 공정을 구비하는 수증기 처리 제품의 제조 방법으로서, 상기 피처리물 냉각 공정은 상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하여 당해 냉각용 가스를 상기 피처리물에 접촉시키고, 도입한 냉각용 가스를 상기 밀폐 용기로부터 배출하는 공정인 것을 특징으로 하는 수증기 처리 제품의 제조 방법.
상기 (1)의 구성에 의하면, 피처리물 냉각 공정에 있어서, 수증기 처리에 의해 온도가 상승한 피처리물에 냉각용 가스를 접촉시키고, 그 접촉에 수반하는 열교환에 의해 온도가 상승한 냉각용 가스를 밀폐 용기로부터 배출한다. 이와 같이, 피처리물의 열을 열제거한 냉각용 가스를 밀폐 용기로부터 배출함으로써, 수증기 처리 후의 피처리물을 신속하게(단시간에) 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
(2) 상기 피처리물 냉각 공정은, 상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하고, 도입한 냉각용 가스를 상기 밀폐 용기 내에 일단 가두는 냉각용 가스 도입 공정과, 당해 냉각용 가스 도입 공정 후에, 상기 밀폐 용기 내의 기체 압력이 대기압 미만이 되도록 배기 펌프를 이용하여 상기 밀폐 용기로부터 상기 냉각용 가스를 배출하는 냉각용 가스 배출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 수증기 처리 제품의 제조 방법.
상기 (2)의 구성에 의하면, 냉각용 가스 도입 공정에 있어서, 냉각용 가스에 피처리물의 열을 충분히 열제거시키고, 냉각용 가스 배출 공정에 있어서, 피처리물로부터의 열제거에 의해 온도 상승한 냉각용 가스를 배기 펌프에 의해서 적극적으로 외부로 배출할 수 있다. 이것에 의해, 수증기 처리 후의 피처리물을 한층 더 신속하게 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
(3) 상기 피처리물 냉각 공정은 상기 냉각용 가스 도입 공정과 상기 냉각용 가스 배출 공정을 교호로 반복하는 공정인 것을 특징으로 하는 (2)에 기재된 수증기 처리 제품의 제조 방법.
상기 (3)의 구성에 의하면, 수증기 처리된 피처리물을 상기 (2)의 경우보다도 한층 더 신속하게 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
(4) 상기 피처리물 냉각 공정은 상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하여 당해 냉각용 가스를 상기 피처리물에 접촉시키는 것과 병행하여, 도입한 냉각용 가스를 상기 밀폐 용기로부터 배출하는 공정인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 수증기 처리 제품의 제조 방법.
상기 (4)의 구성에 의하면, 밀폐 용기로의 냉각용 가스의 도입과, 도입한 냉각용 가스의 배출이 병행하여 행해지므로, 피처리물로부터의 열제거에 의해 온도 상승한 냉각용 가스를, 열제거 전의 비교적 저온의 냉각용 가스로 스무드하게 바꿀 수 있다. 이것에 의해, 수증기 처리된 피처리물을 한층 더 신속하게 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
(5) 상기 피처리물 냉각 공정에 있어서, 상기 밀폐 용기 내에 마련된 팬에 의해, 상기 밀폐 용기 내의 냉각용 가스를 교반 및 순환시키는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 수증기 처리 제품의 제조 방법.
상기 (5)의 구성에 의하면, 밀폐 용기 내에서 냉각용 가스가 교반되면서 순환하므로, 피처리물에 냉각용 가스를 균일하게 접촉시킬 수 있다. 이것에 의해, 피처리물을 보다 단시간에 불균일없이 냉각시킬 수 있다.
(6) 내부에 피처리물을 배치 가능한 밀폐 용기와, 상기 밀폐 용기 내에 수증기를 도입하고, 상기 밀폐 용기 내에 배치된 상기 피처리물에 수증기를 접촉시키는 수증기 도입 수단과, 상기 수증기와의 접촉에 의해 수증기 처리가 이루어진 상기 피처리물이 배치된 상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하는 냉각용 가스 도입 수단과, 상기 밀폐 용기 내에 도입된 냉각용 가스를 상기 밀폐 용기로부터 배출하는 냉각용 가스 배출 수단을 구비하는 수증기 처리 제품의 제조 장치.
상기 (6)의 구성에 의하면, 상기 (1)의 경우와 마찬가지로, 수증기 처리된 피처리물을 신속하게(단시간에) 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
본원 발명에 의하면, 수증기 처리된 피처리물을 신속하게 냉각시킴으로써, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 흑색 도금 강판을 제조하는 방법의 플로차트이다.
도 2는 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 흑색 도금 강판을 제조하는 장치의 모식도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 도금 강판의 냉각 공정을 나타내는 플로차트이다.
도 4는 제1 실시 형태의 도금 강판의 냉각 공정에 있어서의, (a) 밀폐 용기 내의 압력 변화와, (b) 가스 도입 밸브의 개폐 타이밍과, (c) 배기 밸브의 개폐 타이밍과, (d) 배기 펌프의 온·오프 타이밍과, (e) 대기압 개방 밸브의 개폐 타이밍의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 5는 본원 발명의 제2 실시 형태에 따른 흑색 도금 강판을 제조하는 장치의 모식도이다.
도 6은 본원 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 따른 흑색 도금 강판을 제조하는 장치의 모식도이다.
도 7은 제2 실시 형태의 변형예에 있어서의, (A) 밀폐 용기 내의 압력의 변화와, (B) 가스 도입 밸브의 개폐 타이밍과, (C) 배기 밸브의 개폐 타이밍과, (D) 압입 블로어의 온·오프의 타이밍과, (E) 흡출 블로어의 온·오프의 타이밍과, (F) 순환 팬의 온·오프의 타이밍의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다.
이하, 본 발명에 따른 수증기 처리 제품의 제조 방법을 흑색 도금 강판의 제조 방법에 적용하는 경우에 대해 설명하는 것과 함께, 그 제조 방법을 실현 가능한 흑색 도금 강판의 제조 장치에 대해 설명한다.
또한, 본 명세서에서는, 용융 Al, Mg 함유 Zn 도금 강판을, 간단히 「도금 강판」이라고도 하는 일이 있다. 또한, 용융 Al, Mg 함유 Zn 도금 강판의 용융 Al, Mg 함유 Zn 도금층을, 간단히 「도금층」이라고 하는 일이 있다. 또한, 「분위기 가스」란, 밀폐 용기의 내부에 존재하는 가스를 의미하고, 본원 명세서에 기재된 대기, 수증기, 질소 가스 등의 총칭이다. 또한, 이 명세서에 있어서의 「kPa」는, 절대압에서의 압력을 의미한다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에 따른 수증기 처리 제품의 제조 방법은, 개략적으로는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 도금 강판을 수증기 처리에 의해 흑색화시키는 공정(S130)과, 흑색화한 도금 강판을 냉각시키는 공정(S150)을 구비하고 있고, 그 냉각 공정(S150)에 최대의 특징을 가지고 있다. 이하, 그 냉각 공정(S150)을 자세하게 설명하기 전에, 당해 냉각 공정(S150)을 실현하기 위한 구성을 구비하는 흑색 도금 강판의 제조 장치에 대해 설명한다.
［흑색 도금 강판의 제조 장치］
(장치의 구성)
본 실시 형태에 따른 흑색 도금 강판의 제조 장치(이하, 「흑색 도금 강판 제조 장치」라고도 함.)는, 그 일례를 나타내는 모식 단면도인 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 도금 강판(1)을 취출 가능하게 배치할 수 있는 배치부(12)를 가지는 밀폐 용기(10)와, 밀폐 용기(10)의 내부에 수증기를 도입하는 도입 수증기 조정 기구(40)와, 밀폐 용기(10)의 내부에 노점이 도금 강판(1)의 온도 미만인 가스(저수증기 가스)를 도입하는 가스 도입부(50)와, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스를 배기하는 배기 조정 기구(30)를 가진다. 도입 수증기 조정 기구(40)는 본 발명의 「수증기 도입 수단」에 포함된다. 가스 도입부(50)는 본 발명의 「냉각용 가스 도입 수단」에 포함된다. 또한, 배기 조정 기구(30)는 본 발명의 「냉각용 가스 배출 수단」에 포함된다.
흑색 도금 강판 제조 장치는, 추가로, 밀폐 용기(10)의 내부의 압력을 대기압으로 되돌리기 위한 대기압 개방 밸브(도시하지 않음.)와, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스를 교반하면서 순환시키는 순환 팬(71) 등의 교반부(70)를 가지고 있다.
흑색 도금 강판 제조 장치는, 추가로, 도금 강판(1)의 온도를 측정하는 온도 계측부(60)나 밀폐 용기(10) 내의 압력을 측정하는 압력 계측부(61), 분위기 가스의 온도를 계측하는 가스 온도 계측부(62)를 가지고 있어도 된다. 또한, 밀폐 용기(10)의 내부를 가열(또는 냉각)하는 천정부 온도 조정 기구(21), 측벽부 온도 조정 기구(20), 시즈히터 등의 가열 장치(24)를 가지고 있어도 된다. 또한, 흑색 도금 강판 제조 장치는 도입 수증기 조정 기구(40), 가스 도입부(50), 배기 조정 기구(30), 교반부(70), 온도 조정 기구(21, 20), 시즈히터 등의 가열 장치(24) 외에, 각 밸브 장치의 개폐 동작을 제어하여, 흑색 도금 강판(1)을 제조시키는 제어부(도시하지 않음)를 가지고 있어도 된다. 또한, 드레인 배관(35) 및 드레인 밸브(36)를 가지고 있을 때, 제어부는 드레인 밸브(36)의 동작을 제어하여, 장치 내부로부터 외부로 물을 배출시켜도 된다.
이하에, 도 2를 참조하여, 흑색 도금 강판 제조 장치의 예시적인 양태에 대해서 자세하게 설명한다.
밀폐 용기(10)는 저부 프레임(8)과, 상부 커버(9)를 가지고 있다. 저부 프레임(8)은 도금 강판(1)이 배치되는 배치부(12)를 구비하고 있다. 또한, 상부 커버(9)는 천정면이 돔 모양으로 형성된 상부 커버 천정부(13)와, 측면이 원형 통 모양으로 형성된 상부 커버 측벽부(14)를 가지고 있다. 상부 커버(9)는 하부가 개방되는 형상에 의해서 구성되어 있다. 또한, 밀폐 용기(10)의 외벽에는, 유체를 흘림으로써 밀폐 용기(10) 내를 가열하거나 냉각하거나 할 수 있는 천정부 온도 조정 기구(21)와, 측벽부 온도 조정 기구(20)가 별도로 마련되어 있다. 또한, 밀폐 용기(10)는 그 외부로부터 내부로의 기체의 유입이 실질적으로 불가능한 밀폐 상태와, 외부로부터 내부로의 도금 강판(1)의 반입이 가능한 개방 상태 중, 어느 쪽도 취하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 밀폐 용기(10)는 밀폐 상태에 있어서, 분위기 가스의 배기에 의한 내부의 기체의 압력의 저하나, 수증기 도입에 의한 내부 압력의 상승, 가열, 냉각 등에 견딜 수 있는 강도를 가지고 있다.
저부 프레임(8)에는, 수증기 공급원으로부터 수증기를 도입하는 수증기 공급 배관(41)과, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스나 수증기 등을 배출하기 위한 배기 배관(31), 드레인 배관(35)이 접속되어 있다. 또한, 배기 배관(31)의 중도부에는, 가스 도입 배관(51)이 접속되어 있다. 이들 배관(41, 31, 35, 51)에 마련된 개폐 밸브를 닫는 것으로, 밀폐 용기(10)의 내부를 밀폐 상태로 할 수 있다.
저부 프레임(8)에 마련된 배치부(12)에는, 도금 강판(1)이 배치된다. 도금 강판(1)은 스페이서(2)에 의해서 적층되어도 된다. 또한, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 배치부(12)는 도금 강판(1)의 상부로부터 도금 강판(1)의 하부로 흘러 온 분위기 가스가 순환 팬(71)에 흡입되도록 하기 위한 흡입구(12A)와, 순환 팬(71)에 흡입된 분위기 가스를 밀폐 용기(10)의 내부 공간에 토출하기 위한 토출구(12B)를 가지고 있다. 이와 같은 구성에 의해서, 밀폐 용기(10)의 내부의 기체가 도금 강판(1)의 틈새를 통해서 순환하기 때문에, 보다 균일하게 분위기 가스를 도금 강판(1)에 접촉시킬 수 있다.
배기 조정 기구(30)는 배기 배관(31), 배기 밸브(32) 및 배기 펌프(37)를 가지고 있다. 배기 펌프(37)는 예를 들면 진공 펌프이다. 또한, 「배기 밸브(32)」는 후술하는 배기 밸브(322, 324, 326)의 총칭이다. 또한, 「배기 펌프(37)」는 후술하는 배기 펌프(372, 374, 376)의 총칭이다. 배기 배관(31)은 밀폐 용기(10)의 내부와 밀폐 용기(10)의 외부를 연통하도록 저부 프레임(8)을 관통해서 마련된 배관이다. 예를 들면, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스는, 배기 배관(31)을 통해서 배기 펌프(37)의 흡인력에 의해서 외부로 배기된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 수증기 처리 중의 밀폐 용기(10) 내의 수증기량을 조정하기 위해서, 배기 배관(31)은 배기 방향의 상류 단부로부터 소정의 구간(분기점 A까지의 구간)에서는 하나의 배관으로 되고, 상기 소정의 구간보다 하류측에서는, 호칭 지름이 서로 다른 3개의 배관(332), 배관(334) 및 배관(336)으로 분기되고 있다. 배관(332), 배관(334) 및 배관(336)의 각각에는, 배기 밸브(322, 324, 326)가 마련되어 있다. 또한, 배관(332), 배관(334) 및 배관(336)에는, 각각, 배기 펌프(372, 374, 376)가 마련되어 있다. 배기 펌프(372, 374, 376)는, 각각, 배기 밸브(322, 324, 326) 보다도 배기 방향의 하류 측에 위치한다.
여기서, 예를 들면, 배관(332)에는 호칭 지름(20A)의 배관을, 배관(334)에는 호칭 지름(25A)의 배관을, 배관(336)에는 호칭 지름(80A)의 배관을, 각각 이용함으로써, 필요한 밀폐 용기 내의 수증기량에 기초하여, 제어부에 의해서 배기 밸브(32)의 개폐 제어를 행하여, 미세하고 정확한 배기량 조정이 가능하게 구성되어 있다. 물론, 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 배관(332, 334, 336)의 호칭 지름이나 수는 필요에 따라서 설정 가능하다. 또한, 후술하는 제2 공정 및 제4 공정에 있어서, 배기 조정 기구(30)는 배기 펌프(372, 374, 376)를 이용하여 분위기 가스를 배기함으로써 밀폐 용기(10) 내의 기체의 압력을 70kPa 이하로 할 수 있도록 구성되어 있다.
드레인 배관(35)은 밀폐 용기(10)의 내부와 밀폐 용기(10)의 외부를 연통하도록 저부 프레임(8)을 관통해서 마련된 배관이다. 밀폐 용기(10)의 내부의 액체(결로수 등)는, 드레인 배관(35)을 통해서 외부로 배출된다.
도입 수증기 조정 기구(40)는 수증기 공급 배관(41) 및 수증기 공급 밸브(42)를 가지고 있고, 밀폐 용기(10) 내에 공급하는 수증기량을, 수증기 공급 밸브(42)로 조정하는 것이다. 또한, 「수증기 공급 밸브(42)」는, 후술하는 수증기 공급 밸브(422, 424, 426)의 총칭이다. 밀폐 용기(10) 내에 수증기의 공급을 하지 않을 때에는, 수증기 공급 밸브(42)는 닫혀져서, 수증기 공급 배관(41)을 통한 밀폐 용기(10) 내로의 수증기의 공급은 차단된다.
또한, 본 실시 형태의 흑색 도금 강판 제조 장치에서는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 수증기 처리 중의 밀폐 용기(10) 내로의 수증기량을 조정하기 위해서, 수증기 공급 배관(41)은 밀폐 용기(10)와의 접속부로부터 상류측으로의 소정의 구간에서는 하나의 배관으로 되고, 상기 소정의 구간보다 상류측에서는, 호칭 지름이 서로 다른 3개의 배관(432, 434, 436)으로 분기되어 있다. 배관(432, 434, 436)에는, 각각, 수증기 공급 밸브(422, 424, 426)가 마련되어 있다.
여기서, 예를 들면, 배관(432)에는 호칭 지름(20A)의 배관을, 배관(434)에는 호칭 지름(25A)의 배관을, 배관(436)에는 호칭 지름(80A)의 배관을, 각각 이용함으로써, 필요한 밀폐 용기(10) 내의 수증기량에 기초하여, 수증기 공급 밸브(42)의 개폐 제어를 행하여, 미세하고 정확한 도입 수증기량의 조정이 가능하게 구성되어 있다. 물론, 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 수증기 공급 배관(41)의 호칭 지름이나 수는 필요에 따라서 설정 가능하다.
가스 도입부(50)는 가스 도입 배관(51)과, 이 가스 도입 배관(51)에 마련되는 가스 도입 밸브(52)를 가지고 있다. 본 실시 형태에서는, 가스 도입 배관(51)에 있어서의 가스의 흐름 방향의 하류 단부 B는, 배기 배관(31)에 있어서의 분기점 A 보다도 배기 흐름 방향의 상류측의 부분(하나의 배관)에 접속되어 있다. 즉, 가스 도입 배관(51)은 배기 배관(31)을 통해서 밀폐 용기(10)의 내부와 연통하고 있다. 또한, 가스 도입 배관(51)의 상류 단부는, 도시하지 않은 가스 공급원과 연통하고 있다. 이 가스 도입부(50)는, 예를 들면, 후술하는 제1 공정(S110)이나 제5 공정(S150)에 있어서, 밀폐 용기(10)의 내부에 저수증기 가스를 도입하기 위해서 이용할 수 있다.
온도 계측부(60)는 도금 강판(1)의 표면 중 각각 다른 영역에 맞닿음시켜 설치된 복수의 온도 센서로서, 예를 들면, 열전대를 이용하여 도금 강판(1)의 온도를 측정한다. 또한, 도금 강판(1)을 코일 모양으로 했을 경우, 코일의 판 사이에 열전대를 삽입해도 된다.
압력 계측부(61)는 밀폐 용기(10)의 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계이다. 이 압력계는 후술하는 제1 공정(S110), 제2 공정(S120), 제3 공정(S130), 제4 공정(S140), 및 제5 공정(S150)의 모든 공정을 통해서 압력을 측정 가능한 압력계이다.
가스 온도 계측부(62)는 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스의 온도를 측정하기 위한 온도 센서로서, 예를 들면 열전대를 이용할 수 있다. 또한, 이 온도 센서는 1지점만 마련하는 것이 아니라, 밀폐 용기(10)의 내부의 복수 지점에 마련하여, 적절히 전환하여 이용해도 된다.
교반부(70)는 저부 프레임(8)에 배치된 순환 팬(71)과, 순환 팬(71)을 회전 구동시키는 구동 모터(72)를 가지고 있다. 구동 모터(72)가 순환 팬(71)을 회전시키면, 도 2에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 도금 강판(1)의 내경 부분을 빠져 나온 분위기 가스가, 배치부(12)의 상부에 마련된 흡입구(12A)로부터 흡입되는 것과 함께, 배치부(12)의 외주부에 마련된 토출구(12B)로부터 유출되어, 밀폐 용기(10)의 내벽과 코일(1)의 외주면 사이를 통과하여, 도금 강판(1)의 상부로부터 도금 강판(1)의 틈새로 유입된다. 그리고, 다시 도금 강판(1)의 하부로부터 배치부(12)의 상부에 마련된 흡입구(12A)로부터 분위기 가스가 순환 팬(71)으로 흡입되어 상기와 같이 밀폐 용기(10) 내를 순환한다. 이와 같이 하여, 수증기 처리 중의 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스는 교반되는 것과 함께, 도금 강판(1)의 구석구석까지 분위기 가스를 널리 퍼지게 할 수 있다. 물론, 교반부(70)는 수증기 처리 중(후술하는 제3 공정(S130))에만 사용되는 것은 아니며, 도금 강판(1)의 가열 공정(후술하는 제1 공정(S110))이나 냉각 공정(후술하는 제5 공정(S150))에 있어서 사용해도 된다.
［흑색 도금 강판을 제조하는 방법］
흑색 도금 강판의 제조 방법은, 상기의 흑색 도금 강판 제조 장치를 이용하여, Al 및 Mg를 함유하는 용융 Al, Mg 함유 Zn 도금 강판(1)을 밀폐 용기(10)의 내부에서 수증기에 접촉시켜 흑색 도금 강판을 제조하는 방법이다.
본 실시 형태의 흑색 도금 강판의 제조 방법에서는, 도 1의 플로차트에 도시되어 있는 바와 같이, 밀폐 용기(10)(도 2 참조)의 내부에 배치한(실어 넣은) 용융 Al, Mg 함유 Zn 도금 강판(1)을 가열하는 제1 공정(S110)과, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스를 배기하여, 밀폐 용기(10) 내부의 기체 압력을 70kPa 이하로 하는 제2 공정(S120)과, 밀폐 용기(10)의 내부에 수증기를 도입하여 수증기 처리를 행하는 제3 공정(S130)과, 제3 공정(S130) 후에 밀폐 용기(10)의 내부의 압력을 일단 대기압으로 되돌린 후에, 밀폐 용기(10) 내부의 기체 압력을 다시 70kPa 이하로 하는 제4 공정(S140)과, 밀폐 용기(10) 내부의 도금 강판(1)을 냉각시키는 제5 공정(S150)을, 이 순서대로 실시한다. 또한, 이하의 설명에서는, 가열 장치(24), 온도 조정 기구(20, 21), 교반 장치(70), 각 밸브(32, 42, 52), 배기 펌프(37) 등은, 도시하지 않은 제어부로부터의 제어 신호에 의해서 각각의 동작이 제어되는 것으로 한다.
이하, 각 공정에 대해서 보다 자세하게 설명한다.
(제1 공정)
제1 공정(S110)에서는, 밀폐 용기(10)의 내부에 배치한 도금 강판(1)을 가열한다.
도금 강판(1)은 기재(基材) 강판과, 기재 강판의 표면에 형성된 용융 Al, Mg 함유 Zn 도금층을 가진다.
기재 강판의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강, 및 합금강 등으로 이루어진 강판을 사용할 수 있다. 양호한 프레스 성형성이 필요로 되는 경우는, 저탄소 Ti 첨가강 및 저탄소 Nb 첨가강 등의 디프드로잉(deep drawing) 강판이 기재 강판으로서 바람직하다. 또한, P, Si, Mn 등을 첨가한 고강도 강판을 이용해도 된다.
용융 Al, Mg 함유 Zn 도금층은, 수증기와의 접촉에 의해 흑색화하는 조성을 가지고 있으면 된다. 예를 들면, Al이 0.1 질량% 이상 60 질량% 이하, Mg이 0.01 질량% 이상 10 질량% 이하, Zn이 나머지 부분의 조성을 가지는 도금층은, 수증기와의 접촉에 의해서 적합하게 흑색화할 수 있다.
도금 강판(1)의 형상은, 흑색화해야 할 영역의 도금층이 수증기와 접촉할 수 있다면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도금 강판(1)의 형상은, 도금층이 평탄한 형상(예를 들면, 평판 모양)이어도 되고, 굴곡진 형상(예를 들면, 코일 모양)이어도 된다.
또한, 제1 공정(S110)에 있어서, 도금 강판(1)은, 노점이 항상 도금 강판 온도 미만인 가스(저수증기 가스)의 존재하에서 가열된다. 즉, 밀폐 용기(10)의 내부에 존재하는 분위기 가스는 저수증기 가스이다. 도금 강판(1)의 가열 작업을 용이하게 하는 관점에서, 저수증기 가스는 대기여도 되지만, 도금 강판(1)의 흑색화가 가능한 한에 있어서, 질소 등의 불활성 가스로 치환해도 된다. 그 밖에, 대기보다도 저노점의 분위기로 치환해도 된다. 또한, 저수증기 가스는 밀폐 용기(10)에 접속된 가스 도입부(50)로부터 밀폐 용기(10) 내에 도입될 수 있다.
제1 공정(S110)에 있어서의 도금 강판(1)의 가열은, 도금층의 표면 온도가 수증기와의 접촉에 의해서 도금층이 흑색화되는 온도(이하, 「흑색 처리 온도」라고도 함.)에 이를 때까지 행해진다. 예를 들면, 밀폐 용기(10) 내에 설치한 도금 강판(1)의 표면 온도를 온도 계측부(60)로 측정하면서 흑색 처리 온도를 넘을 때까지 가열을 행하도록 하면 된다.
흑색 처리 온도는 도금층의 조성(예를 들면, 도금층 내의 Al 및 Mg의 함유량) 혹은 두께, 또는 필요로 하는 명도 등에 따라 임의로 설정할 수 있다.
도금 강판(1)의 가열 방법은, 도금층의 표면을 흑색 처리 온도로 할 수 있으면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 밀폐 용기(10) 내에 시즈히터 등의 가열 장치(24)를 마련하여, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를 가열하여 도금 강판(1)을 가열해도 된다.
또한, 밀폐 용기 내의 분위기 가스를 가열할 때에, 밀폐 용기(10) 내에 마련한 순환 팬(71) 등의 교반 장치(70)로 분위기 가스를 교반하면, 효율 좋게 단시간에 불균일없이, 도금 강판(1)을 가열하는 것이 가능하다.
(제2 공정)
제2 공정(S120)에서는, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를, 배기 배관(31)을 통해서 배기하고, 밀폐 용기(10) 내의 기체의 압력을 70kPa 이하로 한다. 예를 들면, 밀폐 용기(10) 밖에 설치한 배기 펌프(37)로, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를 배출함으로써, 밀폐 용기(10) 내의 기체의 압력을 상기 범위로 할 수 있다. 제2 공정(S120)에 있어서는, 분위기 가스의 배기를 1회만 행해도 되고, 밀폐 용기(10) 내에 잔존하는 수증기 이외의 기체 성분의 양을 보다 적게 하기 위해, 분위기 가스의 배기와, 가스 도입 배관(51)으로부터의 저수증기 가스의 도입을 반복 행해도 된다.
제2 공정(S120)으로 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를 배기하여 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 낮게 함으로써, 후술하는 제3 공정(S130)에서 도입되는 수증기를, 도금 강판(1) 사이의 틈새에까지 충분히 널리 퍼지게 할 수 있다. 이것에 의해, 흑색화해야 할 도금층 전체를 보다 균일하게 수증기 처리할 수 있어, 흑색화의 불균일을 발생하기 어렵게 할 수 있다. 이와 같은 관점에서, 제2 공정(S120)에서는, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 70kPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 추가로 50kPa 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
(제3 공정)
제3 공정(S130)에서는, 밀폐 용기(10) 내에 수증기를 도입하여 도금 강판(1)의 도금층을 흑색화한다. 즉, 제3 공정(S130)에서는, 도금 강판(1)에 대해서, 수증기 처리를 행한다. 제3 공정(S130)은 본 발명의 「수증기 처리 공정」에 포함된다.
제3 공정(S130)에서는, 수증기 처리 중의 밀폐 용기(10) 내의 분위기 온도가 105℃ 이상인 것이 바람직하다. 분위기 온도를 105℃ 이상으로 함으로써, 흑색화를 보다 단시간에 행할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, 밀폐 용기의 내부의 분위기 가스의 온도를 「분위기 온도」라고 칭한다. 분위기 온도는 밀폐 용기의 내부에 마련된 가스 온도 계측부(62)에 의해 계측할 수 있다.
제3 공정(S130)에서는, 도금 강판(1)의 흑색화의 불균일을 방지하기 위해, 밀폐 용기(10)의 내부에 수증기를 도입한 후 또는 도입 중의 흑색화 처리 중에, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스를 교반부(70)에 의해서 교반해도 된다.
또한, 수증기 처리의 처리 시간은, 도금층의 조성(예를 들면, 도금층 내의 Al 및 Mg의 함유량) 혹은 두께, 및 필요로 하는 명도 등에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 수증기 처리는 24시간 정도 행하는 것이 바람직하다.
(제4 공정)
제4 공정(S140)에서는, 밀폐 용기(10)의 내부의 압력을 일단 대기압으로 되돌린 후에, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스를 배기하여, 밀폐 용기(10)의 내부의 기체 압력을 70kPa 이하로 한다. 예를 들면, 밀폐 용기(10)의 내부의 압력을 일단 대기압으로 되돌리기 위해서는, 밀폐 용기에 마련한 대기압 개방 밸브(도시하지 않음.)를 여는 것으로 행할 수 있다. 또한, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 70kPa 이하로 하기 위해서는, 밀폐 용기(10) 밖에 설치한 배기 펌프(37)를 사용하여, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를, 배기 배관(31)을 통해서 배출함으로써 밀폐 용기(10) 내의 압력을 낮게 할 수 있다.
(제5 공정)
제5 공정(S150)에서는, 밀폐 용기(10)의 내부에 노점이 항상 도금 강판 온도 미만인 가스(저수증기 가스)를 가스 도입관(51)으로부터 도입하여 이 저수증기 가스를 도금 강판(1)에 접촉시키고, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10)로부터 배출함으로써, 도금 강판(1)을 냉각시킨다. 제5 공정(S150)은 본 발명의 「피처리물 냉각 공정」에 포함된다. 또한, 상기 「저수증기 가스」는 본 발명의 「냉각용 가스」에 포함된다. 또한, 제5 공정(S150)에서 도입되는 가스는, 가열되어 있지 않은 것이 바람직하지만, 필요에 따라서, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 온도보다도 저온으로 가열되어 있어도 된다.
제5 공정(S150)에서 도입되는 저수증기 가스는, 예를 들면, 대기, 질소 가스, 또는 불활성 가스로 할 수 있고, 작업성을 고려하면, 대기를 도입하는 것이 바람직하다.
제5 공정(S150)은 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하고, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 가두는 저수증기 가스 도입 공정과, 당해 저수증기 가스 도입 공정 후에, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력이 대기압 미만이 되도록 배기 펌프(37)를 이용하여 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스(도입한 저수증기 가스를 포함)를 외부로 배출하는 분위기 가스 배출 공정을 포함한다. 상기 「저수증기 가스 도입 공정」은 본 발명의 「냉각용 가스 도입 공정」에 포함되고, 상기 「분위기 가스 배출 공정」은 본 발명의 「냉각용 가스 배출 공정」에 포함된다. 또한, 상기 저수증기 가스 도입 공정과 상기 분위기 가스 배출 공정은, 냉각 속도 향상을 위해서, 교호로 반복해서 행하는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에 있어서의 제5 공정(S150)의 상세를 나타내는 플로차트이다. 도 3에 나타내지는 예에서는, 저수증기 가스 도입 공정(S210)→분위기 가스 배출 공정(S220)→저수증기 가스 도입 공정(S230)→분위기 가스 배출 공정(S240)의 순서로, 저수증기 가스 도입 공정과, 분위기 가스 배출 공정을, 교호로 2회 반복해서 행하고 있다. 그리고, 마지막 분위기 가스 배출 공정(S240) 후에, 도시하지 않은 대기압 개방 밸브를 여는 것에 의해, 밀폐 용기(10) 내를 대기압 개방하고 있다(S250). 또한, 저수증기 가스 도입 공정과 분위기 가스 배출 공정을 반복하는 횟수는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 3회 이상 반복해도 된다. 또한, 저수증기 가스 도입 공정과, 분위기 가스 배출 공정을 반복하지 않고, 각각 1회씩 행해도 된다.
도 4는 앞의 제4 공정(S140)의 종반부터 제5 공정(S150)에 있어서의, (a) 밀폐 용기(10) 내의 압력(압력 계측부(61)로 측정한 압력)의 변화와, (b) 가스 도입 밸브(52)의 개폐 타이밍과, (c) 배기 밸브(32)의 개폐 타이밍과, (d) 배기 펌프(37)의 온·오프의 타이밍과, (e) 대기압 개방 밸브의 개폐 타이밍의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다. 이하, 제4 공정의 종반 및 제5 공정에 대해서 추가로 자세하게 설명한다.
(제4 공정의 종반)
도 4에 나타내지는 예에서는, 앞의 제4 공정(S140)에 있어서 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 70kPa 이하의 압력((a)의 압력 P0, 상태 a0 참조)까지 감압시킬 때에, 가스 도입 밸브(52)를 닫고((b)의 상태 b0 참조), 배기 펌프(37)를 온으로 하고((d)의 상태 d0 참조), 배기 밸브(32)를 연다((c)의 상태 c0 참조). 또한, 대기압 개방 밸브는 닫힌 상태에 있다((e)의 상태 e0 참조). 또한, 3개의 배관(332), 배관(334) 및 배관(336) 중, 적어도 하나의 배관으로부터 배기할 수 있으면 되기 때문에, 반드시 모든 배기 펌프(37)를 온으로 하고, 모든 배기 밸브(32)를 열 필요는 없다.
(저수증기 가스 도입 공정)
다음으로, 제5 공정(S150)의 저수증기 가스 도입 공정(S210)에 들어간다. 도 4에 나타내지는 예에서는, 모든 배기 밸브(32)를 닫고((c)의 상태 c1 참조), 모든 배기 펌프(37)를 오프로 하고((d)의 상태 d1 참조), 가스 도입 밸브(52)를 연다((b)의 상태 b1 참조). 이 배기 펌프(37)의 오프 동작 및 밸브류의 밸브 개폐 동작에 의해, 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하고, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 일단 가두어, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 대기압 P2까지 상승시킨다((a)의 상태 a1 참조). 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하여, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 일단 가둠으로써, 도금 강판(1)에 저수증기 가스를 충분히 접촉시키고, 이 접촉에 수반하는 열교환에 의해 도금 강판(1)의 열을 저수증기 가스로 충분히 열제거시킨다.
(분위기 가스 배출 공정)
다음으로, 분위기 가스 배출 공정(S220)에 들어간다. 이 공정에서는, 가스 도입 밸브(52)를 닫고((b)의 상태 b2 참조), 배기 펌프(37)를 온으로 하고((d)의 상태 d2 참조), 배기 밸브(32)를 연다((c)의 상태 c2 참조). 이 배기 펌프(37)의 온 상태 및 밸브류의 밸브 개폐 상태는, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력이 압력 P2의 절반 이하의 압력 P1으로 저하될 때까지 유지된다((a)의 상태 a2 참조). 즉, 밀폐 용기(10) 내의 기체(저수증기 가스를 포함하는 분위기 가스)를 절반 이상 배출시킨다. 도 4의 (a)에 나타내지는 예에서는, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 압력 P2의 절반 미만의 압력까지 저하시킨다. 분위기 가스의 배출에 수반하여, 저수증기 가스가 밀폐 용기(10)로부터 배출된다. 또한, 3개의 배관(332), 배관(334) 및 배관(336) 중, 적어도 하나의 배관으로부터 배기할 수 있으면 되기 때문에, 반드시 모든 배기 펌프(37)를 온으로 하고, 모든 배기 밸브(32)를 열 필요는 없다. 뒤의 분위기 가스 배출 공정(S240)에 있어서도 마찬가지이다.
(저수증기 가스 도입 공정)
다음으로, 저수증기 가스 도입 공정(S230)에 들어간다. 이 공정에서는, 모든 배기 밸브(32)를 닫고((c)의 상태 c3 참조), 모든 배기 펌프(37)를 오프로 하고((d)의 상태 d3 참조), 가스 도입 밸브(52)를 연다((b)의 상태 b3 참조). 이 배기 펌프(37)의 오프 동작 및 밸브류의 밸브 개폐 동작에 의해, 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하고, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 일단 가두어, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 압력 P2까지 상승시킨다((a)의 상태 a3 참조). 이것에 의해, 도금 강판(1)의 열을 저수증기 가스로 충분히 열제거시킨다. 또한, 이 공정에서는, 배기 밸브(37)를 닫아서 배기할 수 없게 하면, 배기 펌프(37)를 반드시 오프로 하지 않아도 된다(온인 채라도 된다).
(분위기 가스 배출 공정)
다음으로, 분위기 가스 배출 공정(S240)에 들어간다. 이 공정에서는, 가스 도입 밸브(52)를 닫고((b)의 상태 b4 참조), 배기 펌프(37)를 온으로 하고((d)의 상태 d4 참조), 배기 밸브(32)를 연다((c)의 상태 c4 참조). 이 배기 펌프(37)의 온 상태 및 밸브류의 밸브 개폐 상태는, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력이 압력 P2의 절반 이하의 압력 P1으로 저하될 때까지 유지된다((a)의 상태 a4 참조). 도 4의 (a)에 나타내지는 예에서는, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 압력 P2의 절반 미만의 압력까지 저하시킨다. 분위기 가스의 배출에 수반하여, 저수증기 가스가 밀폐 용기(10)로부터 배출된다.
(대기압 개방 공정)
다음으로, 대기압 개방 공정(S250)에 들어간다. 이 공정에서는, 모든 배기 밸브(32)를 닫고((c)의 상태 c5 참조), 모든 배기 펌프(37)를 오프로 하고((d)의 상태 d5 참조), 도시하지 않은 대기압 개방 밸브를 연다((e)의 상태 e1 참조). 이 배기 펌프(37)의 오프 동작 및 밸브류의 밸브 개폐 동작에 의해, 밀폐 용기(10) 내를 대기압 개방한다((a)의 상태 a5 참조).
(제1 실시 형태의 효과)
제1 실시 형태에 의하면, 제5 공정(S150)에 있어서, 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하여, 도금 강판(1)에 저수증기 가스를 접촉시키고, 이 접촉에 수반하는 열교환에 의해 도금 강판(1)의 열을 저수증기 가스로 열제거시킨다. 그리고, 도금 강판(1)으로부터의 열제거에 의해 온도가 상승한 저수증기 가스를, 밀폐 용기(10)로부터 배출한다. 이와 같이, 도금 강판(1)의 열을 열제거한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10)로부터 배출함으로써, 수증기 처리 후의 도금 강판(1)을 신속하게(단시간에) 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 밀폐 용기(10) 내에 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 일단 가둠으로써, 저수증기 가스에 도금 강판(1)의 열을 충분히 열제거시킨다. 그리고, 도금 강판(1)으로부터의 열제거에 의해 온도가 상승한 저수증기 가스를 배기 펌프(37)에 의해서 적극적으로 외부로 배출함으로써, 수증기 처리된 도금 강판(1)의 냉각 속도를 효과적으로 높일 수 있어, 흑색 도금 강판의 제조 시간을 큰폭으로 단축시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 3, 4에 도시되는 바와 같이, 저수증기 가스의 도입 및 가둠과, 도입한 저수증기 가스의 배출을 교호로 반복 행하고 있으므로, 도금 강판(1)의 냉각 속도를 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제5 공정(S150)에 있어서, 밀폐 용기(10) 내에 마련한 순환 팬(71) 등의 교반 장치(70)에 의해서 분위기 가스(저수증기 가스를 포함)를 교반하면, 보다 효율좋게 단시간에 불균일없이, 도금 강판(1)을 냉각시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
제1 실시 형태에서는, 가스 도입 배관(51)을 배기 배관(31)에 접속하고 있지만, 이것 대신에, 도 5에 도시되는 바와 같이, 가스 도입 배관(51)을, 밀폐 용기(10)의 내부와 밀폐 용기(10)의 외부를 연통하도록 저부 프레임(8)을 관통하여 마련해도 된다. 이 경우, 가스 도입 배관(51)과 배기 배관(31)은 서로 독립한 것으로 된다. 이 때문에, 예를 들면 이하와 같이, 제5 공정(S150)을 행할 수 있다.
구체적으로는, 가스 도입 밸브(52)를 여는 것과 함께 배기 밸브(32)를 연다. 이것에 의해, 가스 도입 배관(51)을 통해서 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하여 당해 저수증기 가스를 도금 강판(1)에 접촉시키는 것과 병행하여, 도입한 저수증기 가스를 배기 배관(31)을 통해서 밀폐 용기(10)로부터 배출한다.
(제2 실시 형태의 효과)
제2 실시 형태에 의하면, 밀폐 용기(10)에 있어서, 저수증기 가스의 도입과, 도입한 저수증기 가스의 배출이 병행하여 행해지므로, 밀폐 용기(10) 내에서 도금 강판(1)으로부터의 열제거에 의해 온도가 상승한 저수증기 가스를, 열제거 전의 비교적 저온의 저수증기 가스로 스무드하게 바꿀 수 있다. 이것에 의해, 수증기 처리 후의 도금 강판(1)을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있어, 흑색 도금 강판의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 도 5에 도시되는 바와 같이, 배관(332), 배관(334) 및 배관(336)을, 배기 밸브(322, 324, 326)보다도 하류측으로 집합시켜도 된다. 도 5에 도시되는 예에서는, 배기 배관(31)은 배관(332), 배관(334) 및 배관(336)의 집합점 C보다도 하류측에서는 하나의 배관(337)으로 되어 있다. 이 하나의 배관(337)에는, 하나의 배기 펌프(377)가 마련되어 있다. 즉, 3개의 배관(3계통의 배관)(332, 334, 336)에 대해서, 펌프(377)를 1대로 공통화해도 된다. 또한, 도 5의 배기 배관(31) 내에 있어서의 파선의 화살표는, 배기 밸브(322, 324)를 닫고, 배기 밸브(326)를 열었을 경우의 분위기 가스의 흐름(배기의 흐름)을 나타내고 있다. 물론, 배기 밸브(326)뿐만 아니라, 배기 밸브(322, 324, 326) 중 임의의 배기 밸브를 열어서, 배기 배관(31)으로부터의 배기 속도를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 배기 배관(31)으로서, 도중(분기점 A)에서 분기된 것을 이용하고 있지만, 분기되지 않는 것을 이용해도 된다. 이 경우, 배기 배관에 배기 펌프 및 배기 밸브를 하나씩 마련하면 된다.
(제2 실시 형태의 변형예)
상기의 제2 실시 형태에서는, 밀폐 용기(10)에 있어서, 저수증기 가스의 도입과, 도입한 저수증기 가스의 배출을 병행해서 행하고 있다. 제2 실시 형태의 변형예에 있어서도, 이와 같은 특징을 가지지만, 저수증기 가스를 도입하기 위한 구조, 및, 분위기 가스를 배출하기 위한 구조가 제2 실시 형태와는 차이가 있다. 제2 실시 형태의 변형예에 대해서, 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명한다.
제2 실시 형태의 변형예에서는, 제2 실시 형태의 가스 도입부(50) 대신에 가스 도입부(90)(도 6 참조)가 마련되어 있고, 또한, 배기 조정 기구(80)가 마련되어 있다. 또한, 제2 실시 형태의 변형예에 있어서도, 제2 실시 형태의 도입 수증기 조정 기구(40) 및 배기 조정 기구(30)와 마찬가지의 기구가 마련되어 있지만, 도 6에 있어서는, 편의상, 그 도시를 생략하고 있다.
가스 도입부(90)는 가스 도입 배관(91)과, 이 가스 도입 배관(91)에 마련되는 가스 도입 밸브(92)와, 가스 도입 배관(91)에 마련되는 압입 블로어(93)를 가지고 있다. 가스 도입 배관(91)은 밀폐 용기(10)의 내부와 밀폐 용기(10)의 외부를 연통하도록 저부 프레임(8)을 관통해서 마련된 배관이다. 도입되는 저수증기 가스의 흐름 방향에 있어서의 가스 도입 배관(91)의 상류 단부는, 도시하지 않은 가스 공급원과 연통하고 있다. 가스 도입부(90)은, 예를 들면, 전술한 제1 공정(S110)이나 후술하는 제5 공정(S300)에 있어서, 밀폐 용기(10)의 내부에 저수증기 가스를 도입하기 위해서 이용할 수 있다.
또한, 제5 공정에서 도입되는 저수증기 가스는, 예를 들면, 대기, 질소 가스, 또는 불활성 가스로 할 수 있고, 작업성을 고려하면, 대기를 도입하는 것이 바람직하다.
배기 조정 기구(80)는 배기 배관(81)과, 배기 밸브(82)와, 흡출 블로어(83)를 구비하고 있다. 배기 배관(81)은 밀폐 용기(10)의 내부와 밀폐 용기(10)의 외부를 연통하도록 저부 프레임(8)을 관통해서 마련된 배관이다. 예를 들면, 밀폐 용기(10)의 내부의 분위기 가스는, 배기 배관(81)을 통해서 흡출 블로어(83)의 흡인력에 의해서 외부로 배기된다. 배기 조정 기구(80)는, 예를 들면, 후술하는 제5 공정(S300)에 있어서, 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를 외부로 배출하기 위해서 이용할 수 있다.
제2 실시 형태의 변형예에 있어서의 제5 공정에 대해서 설명한다. 제5 공정에서는, 밀폐 용기(10)의 내부에 노점이 항상 도금 강판 온도 미만인 가스(저수증기 가스)를 가스 도입관(91)으로부터 도입하여 이 저수증기 가스를 도금 강판(1)에 접촉시키고, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10)로부터 배출함으로써, 도금 강판(1)을 냉각시킨다.
제5 공정은 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하여 이 저수증기 가스를 도금 강판(1)에 접촉시키는 것과 병행하여, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10)로부터 배출하는 공정이다.
구체적으로는, 제5 공정은 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력이 대기압으로 될 때까지 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하는 저수증기 가스 도입 공정과, 이 저수증기 가스 도입 공정 후에, 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 계속 도입하여 이 저수증기 가스를 도금 강판(1)에 접촉시키는 것과 병행하여, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력이 대기압을 유지하도록 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스(도입한 저수증기 가스를 포함)를 외부로 배출하는 저수증기 가스 도입·분위기 가스 배출 공정과, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 대기압으로 유지하면서, 제5 공정을 종료하는 종료 공정을 포함한다.
도 7은 앞의 제4 공정(S140)의 종반부터 제5 공정(S300)에 있어서의, (A) 밀폐 용기(10) 내의 압력(압력 계측부(61)로 측정한 압력)의 변화와, (B) 가스 도입 밸브(92)의 개폐 타이밍과, (C) 배기 밸브(82)의 개폐 타이밍과, (D) 압입 블로어(93)의 온·오프의 타이밍과, (E) 흡출 블로어(83)의 온·오프의 타이밍과, (F) 순환 팬(71)의 온·오프의 타이밍의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다. 이하, 제4 공정의 종반 및 제5 공정에 있어서 추가로 자세하게 설명한다.
(제4 공정의 종반)
도 7에 나타내지는 예에서는, 앞의 제4 공정(S140)에 있어서 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 70kPa 이하의 압력((A)의 압력 P0, 상태 A0 참조)까지 감압시킬 때에, 가스 도입 밸브(92)를 닫고((B)의 상태 B0 참조), 배기 밸브(82)를 연다((C)의 상태 C0 참조). 압입 블로어(93), 흡출 블로어(83), 순환 팬(71)은 사용하지 않기 때문에, 각각 오프인 상태이다((D)의 상태 D0 참조, (E)의 상태 E0 참조, (F)의 상태 F0 참조). 또한, 대기압 개방 밸브(도시하지 않음.)는 닫힌 상태에 있다.
(제5 공정)
(저수증기 가스 도입 공정)
다음으로, 제5 공정(S300)의 저수증기 가스 도입 공정(S310)에 들어간다. 도 7에 나타내지는 예에서는, 배기 밸브(82)를 닫고((C)의 상태 C1 참조), 가스 도입 밸브(92)를 연다((B)의 상태 B1 참조). 이때, 또한, 순환 팬(71)을 온으로 해도 된다((F)의 상태 F1 참조). 압입 블로어(93)는 이때 온으로 해도 되고((D)의 상태 D1 참조), 오프 상태로 유지해도 된다((D)의 상태 D3 참조). 이 밸브류의 밸브 개폐 동작에 의해, 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하고, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 일단 가두어, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력을 대기압 P2까지 상승시킨다((A)의 상태 A1 참조). 밀폐 용기(10) 내에 저수증기 가스를 도입하여, 도입한 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 일단 가둠으로써, 도금 강판(1)에 저수증기 가스를 충분히 접촉시키고, 이 접촉에 수반하는 열교환에 의해 도금 강판(1)의 열을 저수증기 가스로 충분히 열제거시킨다. 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력이 대기압 P2까지 상승하면, 대기압 개방 밸브(도시하지 않음.)를 연다.
(저수증기 가스 도입·분위기 가스 배출 공정)
다음으로, 저수증기 가스 도입·분위기 가스 배출 공정(S320)에 들어간다. 이 공정에서는, 배기 밸브(82)를 열고((B)의 상태 C2 참조), 흡출 블로어(83)를 온으로 한다((E)의 상태 E1 참조). 또한, 앞의 저수증기 가스 도입 공정(S310)에 있어서 압입 블로어(93)를 오프 상태로 유지하고 있었을 경우에는, 저수증기 가스 도입·분위기 가스 배출 공정(S320)에 있어서 압입 블로어(93)를 온으로 한다. 이 흡출 블로어(830) 및 압입 블로어(93)의 온 상태 및 밸브류의 밸브 개폐 상태에 의해, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력은 대기압으로 유지된다((A)의 상태 A1 참조). 즉, 밀폐 용기(10) 내로의 저수증기 가스의 도입과 밀폐 용기(10)로부터의 분위기 가스(저수증기 가스를 포함)의 배출이 병행해서 행해져, 밀폐 용기(10) 내의 기체 압력은 대기압으로 유지된다.
(종료 공정)
다음으로, 종료 공정(S330)에 들어간다. 이 공정에서는, 가스 도입 밸브(92) 및 배기 밸브(82)를 닫고((B)의 상태 B2, (C)의 상태 C3 참조), 압입 블로어(93), 흡출 블로어(83), 및 순환 팬(71)을 오프로 한다((D)의 상태 D2, (E)의 상태 E2, (F)의 상태 F2 참조). 밀폐 용기(10) 안이 대기압 개방으로 된 상태에서 제5 공정을 종료한다((A)의 상태 A1 참조).
(제2 실시 형태의 변형예의 효과)
제2 실시 형태의 변형예에 의하면, 압입 블로어(93)에 의해 저수증기 가스를 밀폐 용기(10) 내에 밀어넣는 것과 병행하여, 흡출 블로어(83)에 의해 밀폐 용기(10) 내의 분위기 가스를 배출하므로, 밀폐 용기(10) 내로 출입하는 저수증기 가스의 유량을 증가시켜, 열제거 효과를 한층 더 높일 수 있어, 도금 강판(1)의 냉각을 한층 더 신속하게 행할 수 있다. 또한, 순환 팬(71)에 의해서 분위기 가스(저수증기 가스를 포함)를 교반함으로써, 더욱 효율좋게 단시간에 불균일없이, 도금 강판(1)을 냉각시킬 수 있다.
또한, 냉각 효율을 높이는 점에서는, 압입 블로어(93) 및 흡출 블로어(83) 양방을 마련하는 것이 바람직하지만, 압입 블로어(93) 및 흡출 블로어(83) 중, 어느 한쪽만을 마련하도록 해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 흑색 도금 강판을 제조하는 경우에 대해 설명했지만, 흑색 도금 강판 이외의 수증기 처리 제품을 제조하는 경우에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
본원 발명의 방법은, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 제조 시간을 단축시킬 수 있기 때문에, 흑색 도금 강판 등의 수증기 처리 제품의 보급에 한층 더 공헌하는 것이 기대된다.
1 도금 강판
10 밀폐 용기
30, 80 배기 조정 기구(냉각용 가스 배출 수단)
37 배기 펌프
40 도입 수증기 조정 기구(수증기 도입 수단)
50, 90 가스 도입부(냉각용 가스 도입 수단)
70 교반부
71 순환 팬
83 흡출 블로어
93 압입 블로어

Claims (6)

  1. 피처리물이 내부에 배치된 밀폐 용기 내에 수증기를 도입하고, 당해 수증기와, 상기 피처리물을 접촉시키는 수증기 처리 공정과,
    상기 수증기 처리 공정에 있어서 수증기 처리가 이루어진 상기 피처리물을 냉각시키는 피처리물 냉각 공정을 구비하는 수증기 처리 제품의 제조 방법으로서,
    상기 피처리물 냉각 공정은,
    상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하고, 도입한 냉각용 가스를 상기 밀폐 용기 내에 일단 가두어, 당해 냉각용 가스를 상기 피처리물에 접촉시키는 냉각용 가스 도입 공정과,
    상기 냉각용 가스 도입 공정 후에, 상기 밀폐 용기 내의 기압이 대기압 미만이 되도록 배기 펌프를 이용하여 상기 밀폐 용기로부터 상기 냉각용 가스를 배출하는 냉각용 가스 배출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수증기 처리 제품의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피처리물 냉각 공정은 상기 냉각용 가스 도입 공정과 상기 냉각용 가스 배출 공정을 교호로 반복하는 공정인 것을 특징으로 하는 수증기 처리 제품의 제조 방법.
  3. 피처리물이 내부에 배치된 밀폐 용기 내에 수증기를 도입하고, 당해 수증기와, 상기 피처리물을 접촉시키는 수증기 처리 공정과,
    상기 수증기 처리 공정에 있어서 수증기 처리가 이루어진 상기 피처리물을 냉각시키는 피처리물 냉각 공정을 구비하는 수증기 처리 제품의 제조 방법으로서,
    상기 피처리물 냉각 공정은,
    상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하고, 도입한 냉각용 가스를 상기 밀폐 용기 내에 일단 가두어, 당해 냉각용 가스를 상기 피처리물에 접촉시키는 냉각용 가스 도입 공정과,
    상기 냉각용 가스 도입 공정 후에, 상기 밀폐 용기 내의 기압이 대기압을 유지하도록, 상기 밀폐 용기 내에 냉각용 가스를 도입하면서, 배기 펌프 또는 흡출 블로어를 이용하여 상기 밀폐 용기로부터 상기 냉각용 가스를 배출하는 냉각용 가스 배출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수증기 처리 제품의 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 피처리물 냉각 공정에 있어서, 상기 밀폐 용기 내에 마련된 팬에 의해, 상기 밀폐 용기 내의 냉각용 가스를 교반 및 순환시키는 것을 특징으로 하는 수증기 처리 제품의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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