KR102498652B1

KR102498652B1 - 진행하는 철 합금 시트의 처리 방법 및 이를 실시하기 위한 처리 라인

Info

Publication number: KR102498652B1
Application number: KR1020157021990A
Authority: KR
Inventors: 마이벤 티펜 소아지흐 라르니콜; 미셸 로제 루이 보르디농; 에인드 사비에 마르끄 자끄 에드몽 로베르 방데; 아나 이사벨 파린하; 파스칼 헤르켄스; 장-프랑수아 노빌; 줄리앙 크리스토쁘 미셸 스말
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2023-02-10
Also published as: WO2014122500A1; AU2013377406B2; ES2805780T3; EP2954084A1; KR20160004998A; US10590501B2; US20150368730A1; RU2628182C2; CA2900064C; RU2015137782A; PL2954084T3; BR112015018758A2; CA2900064A1; CN105209654A; HUE051721T2; ZA201505596B; EP2954084B1; MX2015010105A; BR112015018758B1; JP6298081B2

Abstract

적어도 하나의 용이하게 산화되는 원소를 포함하는 진행하는 철 합금 시트의 처리 방법으로서, 용융 산화물들 욕에서 상기 시트를 침지하는 단계를 포함하고:
- 상기 용융 산화물 욕은 0.3.10^-3 Pa.s ~ 3.10^-1 Pa.s 의 점도를 가지고, 상기 욕의 표면은 비산화 분위기와 접촉하게 되며, 상기 용융 산화물들은 철에 대하여 불활성이고;
- 상기 욕에서 진행하는 상기 시트의 체류 시간은 적어도 1 s 이며;
- 상기 욕의 출구에서의 상기 시트의 표면들에 잔류하는 산화물들의 잔류물들은 제거된다.
상기 방법을 실시하기 위한 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인으로서:
- 0.3.10^-3 Pa.s ~ 3.10^-1 Pa.s 의 점도를 가지는 용융 산화물 욕 (6) 으로서, 상기 욕 (6) 의 표면은 비산화 분위기와 접촉하게 되며, 상기 용융 산화물들은 철에 대하여 불활성인, 상기 용융 산화물 욕, 및
- 상기 용융 산화물들 욕 (6) 의 출구에서의 상기 철 합금 시트 (1) 의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단을 포함한다.

Description

진행하는 철 합금 시트의 처리 방법 및 이를 실시하기 위한 처리 라인 {METHOD OF TREATMENT OF A RUNNING FERROUS ALLOY SHEET AND TREATMENT LINE FOR ITS IMPLEMENTATION}

본 발명은, 예를 들어 아연도금에 의한 코팅의 면에서, 강 스트립들과 같은 철 합금 스트립들의 표면 처리 방법에 관한 것으로서, 상기 철 합금은 상당한 함량의 용이하게 산화된 원소들을 가진다.

용융 도금 (hot dipping) 에 의한 강 스트립들의 금속 코팅은 통상적으로 이하의 단계들을 본질적으로 포함하는 방법에 의해 실시된다:

- 스트립 표면의 산화를 방지하도록 불활성 또는 환원 분위기하에서 노에서 진행하는 강 스트립을 소둔하는 단계;

- 액체 상태에서 금속 또는 금속 합금의 욕을 포함하는 용기안으로 진행하는 스트립을 침지하는 단계로서; 그리하여 스트립은 욕을 나올 때 금속/금속 합금으로 코팅되는, 상기 침지하는 단계;

- 액체 욕으로부터 스트립이 나온 후에, 층이 균일하고 규칙적인 두께를 가짐을 보장하도록 가스를 스트립의 표면에 분사함으로써 금속/금속 합금 층을 와이핑하는 단계.

스트립이 금속 욕 (명세서의 이하의 부분들에서, "금속 욕" 또는 "금속 층" 이라고 하면, 이러한 표현에는 어떠한 금속 합금 욕들 및 대응하는 금속 합금 층들, 예를 들어 Al/Al 합금 또는 Zn/Zn 합금이 또한 포함될 것임) 에 진입하기 전에, 스트립의 소둔 단계 동안 이 스트립의 가열은 통상적으로 직접 점화식 소둔로 또는 복사관 소둔로에서 실시된다. 하지만, 시트를 가열하기 위해 상기 노들을 사용하는 것은, 시트의 표면들에 산화물들의 형성을 유도할 수 있고, 그 후 산화물들은 추가의 산세 (pickling) 및/또는 쇼트 블라스팅 (shot blasting) 단계들에 의해 제거되어야 한다. 그렇지 않으면, 강 시트 표면상에서 액체 금속의 습윤성 (wettability) 은 불충분하여, 강 표면에서 특히 배어 스팟들 (bare spots) 을 유도한다.

이러한 단점은, 스트립 조성이 Si, Mn, Al, Cr, B, P 등과 같은 상당량의 용이하게 산화되는 원소들을 포함할 때 특히 성립된다.

이러한 단점이 성립될 수 있는 함량들은, 원소들이 개별적으로 취해지면, 약 0.5 중량% Si, Mn, Al, P 및 Cr, 그리고 5 ppm B 인 것으로 고려될 수 있다. 하지만, 이러한 한계들은 이러한 원소들 중 여러 개가 강에 존재하면 현저히 더 낮아질 수 있다. 예를 들어, 0.2% Mn, 0.02% Si 및 5 ppm B 를 가진 침입형-프리 베이크-경화 강 (interstitial-free bake-hardenable steel) 은, 습식 특성들에 너무 해롭지 않는 결절들 (nodules) 로서 보다는 오히려, 스트립 표면까지 급속 확산되고 그리고 연속막들로서 Mn 및 Si 산화물 침전물을 형성하여 열악한 습식을 유도하는 B 의 존재로 인해, 이러한 습식 문제들을 이미 겪을 수 있다.

일반적으로 말하면, 액체 금속에 의한 이러한 열악한 습식 위험은 또한 모든 고강도 강들에서 성립되는데, 이러한 고강도 강들은 이중상 강들, TRIP (TRansformation Induced Plasticity) 강들, TWIP (TWining-Induced Plasticity) 강들, 전기강들 등과 같이, 상기 원소들 중 적어도 하나를 포함하기 때문이다. 이중상 강들에 대하여, Mn 의 양은 일반적으로 1 중량% 보다 낮은 양의 Cr, Si 또는 Al 이외에, 일반적으로 3 중량% 미만이다. TRIP 강들에 대하여, Mn 양은 일반적으로 최대 2 중량% Si 또는 Al 와 관련된 2 중량% 미만이다. TWIP 강에 대하여, Mn 양은 Al 또는 Si (최대 3 중량%) 와 관련된 25 중량% 만큼 높을 수 있다.

특히 대량의 (최대 10 중량%) Al 및/또는 Si 를 포함하는 저밀도의 강들 뿐만 아니라 예를 들어 열 처리들용 고 Cr 스테인리스 강들은 또한 이러한 현상에 민감하다.

본원의 목적은, 상당량의 용이하게 산화되는 원소들을 포함하는 강 스트립들에 대한 금속 또는 금속 합금 코팅의 접착성을 개선시키는 방법을 제강업자에게 제공하는 것이다.

이를 위해, 본원은 적어도 하나의 용이하게 산화되는 원소를 포함하는 진행하는 철 합금 시트의 처리 방법으로서, 용융 산화물들 욕에서 상기 시트를 침지하는 단계를 포함하고,

- 상기 용융 산화물 욕은 0.3.10^-3 Pa.s ~ 3.10^-1 Pa.s 의 점도를 가지고, 상기 욕의 표면은 비산화 분위기와 접촉하게 되며, 상기 용융 산화물들은 철에 대하여 불활성이고,

- 상기 욕에서 진행하는 상기 시트의 체류 시간은 적어도 1 s 이며,

- 상기 욕의 출구에서의 상기 시트의 표면들에 잔류하는 산화물들의 잔류물들은 제거된다.

진행하는 시트는, 그 후 용융 금속 또는 금속 합금의 코팅 욕에 침지될 수 있다.

상기 용융 산화물들 욕에서 진행하는 상기 시트의 체류 시간은 1 ~ 10 s 일 수 있다.

용융 산화물들 욕에 시트가 진입하기 전에, 시트는 열 처리를 받을 수 있다.

용융 산화물들 욕의 조성은:

- 45%w ≤ B₂O₃ ≤ 90%w

- 10%w ≤ Li₂O ≤ 45%w

- 및, 선택적으로 0.1% ~ 20% 인 Na₂O, CaO, K₂O 중 하나 또는 여러 개일 수 있다.

상기 용이하게 산화되는 원소는 Si, Mn, Al, Cr, B, P 중에서 선택된 적어도 하나의 원소일 수 있다.

상기 코팅 욕은 용융 Zn 또는 Zn 합금의 욕일 수 있다.

본원은 또한 상기 처리 방법을 실시하기 위한 철 합금 시트의 처리 라인으로서:

- 0.3.10^-3 Pa.s ~ 3.10^-1 Pa.s 의 점도를 가지는 용융 산화물 욕으로서, 상기 욕의 표면은 비산화 분위기와 접촉하게 되며, 상기 용융 산화물들은 철에 대하여 불활성인, 상기 용융 산화물 욕, 및

- 상기 용융 산화물들 욕의 출구에서의 상기 철 합금 시트의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단을 포함한다.

상기 처리 라인은, 상기 용융 산화물들 욕 상류측에 위치된, 철 합금 시트를 가열하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

상기 처리 라인은, 상기 용융 산화물들 욕 하류측에 위치된, 용융 금속 또는 금속 합금으로 상기 철 합금 시트를 코팅하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

상기 용융 금속 또는 금속 합금은 Zn 또는 Zn 합금일 수 있다.

상기 욕의 출구에서의 상기 철 합금 시트의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단은 상기 시트 표면에 가스를 분사하는 노즐들을 포함할 수 있다.

상기 욕의 출구에서의 상기 철 합금 시트의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단은 상기 시트를 위한 냉각 수단을 포함한다.

상기 욕의 출구에서의 상기 철 합금 시트의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단은 기계식 디바이스들을 포함한다.

이해되는 바와 같이, 본원은 미리 정해진 범위의 점도를 가진 용융 산화물들 욕에서, 산화되는 원소들을 상당한 정도로 포함하는 진행하는 시트를 1 ~ 5 초 정도의 적어도 매우 짧은 시간 동안 침지시키는 것에 따른다. 이러한 용융 산화물들은 시트 표면에 존재하는 산화물들과 조합되고 이들을 표면으로부터 제거한다.

시트가 욕을 나올 때, 기계적 처리 또는 가스 송풍 작업과 같은 어떠한 적절한 수단에 의해 용이하게 제거될 수 있는 욕으로부터 산화물들의 몇몇 액적들과 다른 어떠한 산화물들이 거의 없다. 이는, 적합한 조성 및 욕 온도들의 선택을 통하여, 용융 산화물들 점도가 매우 낮은 정도로 조절된다는 사실로 인한 것이고, 매우 소량의 용융 산화물들만이 스트립 표면에 의해 욕으로부터 제거된다. 시트의 표면들은 매우 깨끗하여, 이 표면들은, 바람직하게는 동일한 처리 라인에서, 아연도금과 같은 코팅 공정을 받도록 완벽하게 준비된다.

용융 산화물들 욕으로부터 나오는 것과 코팅 욕으로 침투하는 것 사이에서, 시트 표면의 재산화를 방지하도록, 진행하는 시트를 주변 분위기로부터 보호할 것을 권장한다. 이를 위해, 시트는, 예를 들어 2 개의 욕들 사이에서 철을 위한 비산화 또는 환원 분위기로 충전된 보호 슬리브에서 진행할 수 있다.

본원의 방법은 또한 적어도 일부 형상들에 있어서 다른 기능들을 가질 수 있다. 특히, 용융 산화물들 욕에서 더 긴 시간 동안 시트가 체류하도록 함으로써 노에서 종래의 소둔 작업을 교체할 수 있다. 이를 위해, 용융 산화물들을 통하여 진행하는 시트의 체류 지속시간은 높은 값, 예를 들어 10 ~ 60 s 크기 정도에 설정되어야 한다. 액체 산화물들에서의 상기 처리의 다른 장점은, 고강도 강들에 대하여 가장 중요한 스트립 폭 및 길이를 따라서 매우 양호한 온도 균일성 (homogeneity) 을 얻도록 하는 것이다.

1 ~ 5 s 동안 용융 산화물들 욕에서의 시트의 통과는 기계적 저항을 얻도록 하는 방식으로 통상적으로 강 조직을 상당히 변경하기에는 충분하지 않다는 것을 알아야 한다. 이러한 경우에, 상기 방법은, 종래의 소둔 이후에, 몇 초 동안에만 진행하는 시트가 용융 산화물들 욕을 가로지르게 함으로써, 산화물 층 제거만을 보장하도록 실시된다.

종래의 소둔 단계 이후에 본원에 따른 산화물들의 제거가 실시되면, 소둔 분위기의 노점이 용융 산화물들 욕에 의한 산화물 제거의 효율에 특히 영향을 주지 않는 것으로 보여진다. 그리하여, 본원은, 종래의 소둔 단계 이후에 사용되면, 소둔 동안 스트립 표면이 강하게 산화될 수 있는 경우에, 통상보다 덜 엄격한 소둔 조건들을 사용하는 것을 허용한다.

본원은 첨부된 도면들을 참조하여 이하의 설명 덕분에 보다 잘 이해될 것이다.

도 1 은 본원을 실시하는데 사용될 수 있는 코팅 작업들을 포함하는 처리 라인의 일예를 도시한다.
도 2 는 1, 3, 10 또는 30 초 동안 800℃ 에서 산화물 욕에 TWIP 강을 침지하기 전후에 형성된 깊이 프로파일에 있어서 GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectrometry) 를 도시한다.
도 3 은 1, 3, 10 또는 30 초 동안 700℃ 에서 산화물 욕에 도 2 의 TWIP 강과 동일한 TWIP 강을 침지하기 전후에 형성된 깊이 프로파일에 있어서 GDOES 를 도시한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같이 상당량의 용이하게 산화되는 원소들을 포함하는 냉간 압연된 강 시트 (1) 는 상이한 라인 모듈들을 통하여 연속적으로 진행하고 그리고 운반 롤들 (2) 의 그룹에 의해 이동된다. 그 후, 이 냉간 압연된 시트는 순수 아르곤, 순수 질소, 또는 수소와 이러한 가스들 중 하나와의 혼합물과 같이, 비산화 또는 환원 분위기하에 배치된 오븐 (3) 을 가로지른다. 이 오븐 (3) 은 2 개의 기능을 가질 수 있다.

아연도금 라인들에서 모든 연속 소둔 오븐들에서 성립되기 때문에 가장 통상적인 제 1 기능은, 전체 시트 두께에 열 처리가 실시되기에 충분한 기간 동안, 시트를 열 처리가능한 온도까지 가져옴으로써, 진행하는 시트 (1) 의 소둔을 실시하는 것이고, 이러한 온도는 탄소강에 대해서는 900℃ 또는 스테인리스 강에 대해서는 1100℃ 만큼 높을 수 있다. 가장 일반적으로, 이러한 기간의 지속기간은 탄소강에 대해서는 60 s 이고 스테인리스 강에 대해서는 몇 초이다. 이는 주로 도달될 시트 온도 및 시트 (1) 의 속도에 따른다. 필요하다면, 오븐 (3) 뒤에는 용융 산화물들 욕 (6) 으로 진입하기에 편리한 값에서 시트 (1) 의 온도를 설정하는 냉각 디바이스가 뒤따를 수 있다.

이러한 오븐 (3) 의 가능한 제 2 기능은, 시트 (1) 에 대한 특정 야금 처리를 실시하는 면을 갖지 않으면서, 추후에 도시된 바와 같이, 후속의 처리 단계와 호환가능한 온도에서 시트 (1) 를 단지 가열하는 것이다.

그 후, 강 시트 (1) 는 표면 세정 모듈 (4) 을 가로지른다. 이러한 세정 모듈 (4) 은 철에 대하여 불활성인 용융 산화물들의 욕 (6) 을 포함하는 용기 (5) 를 포함한다. 즉, 이러한 산화물들은 시트 (1) 의 금속 표면들과 화학적으로 반응하지 않는다. 용융 산화물들 욕은 침지되기 전에 표면에 존재하는 산화물들을 오직 용해시킨다.

상기 실시형태에 있어서, 욕 (6) 은, 강 시트가 욕 (6) 에 진입할 때 이 강 시트 (1) 의 온도 (T_S) 이상의 온도 (T_B) 를 가지고 그리고 상기 온도 (T_B) 에서 0.3.10^-3 Pa.s ~ 3.10^-1 Pa.s. 의 점도를 가진다. 욕 (6) 의 온도 (T_B) 는 600℃ ~ 900℃, 바람직하게는 700℃ ~ 800℃ 로 설정된다. 욕 (6) 은 순환 펌프와 관련된 유도식 가열 수단 또는 열교환기들과 같은 가열 수단 (비도시) 에 의해 상기 온도 (T_B) 에 유지된다.

일반적으로 말하면, 상기 욕의 온도는 통상적으로 용융 산화물들 욕이 증발하기 시작하는 온도에 상한을 가진 600℃ ~ 1100℃ 에 있다.

욕 (6) 의 조성은, 예를 들어 45 중량% ~ 90 중량% B₂O₃ (다른 함량들 모두에 대하여 경계값들이 포함됨), 10 중량% ~ 45 중량% Li₂O, 및 선택적으로 총함량이 0.1% ~ 20% 인 Na₂O, CaO 및 K₂O 중 하나 또는 여러 개의 산화물들이다. 욕 (6) 의 조성은 본원과 호환가능한 욕 점도를 얻도록 원하는 욕 온도와 관련하여 선택된다.

B₂O₃ 은 낮은 온도 (460℃) 에서 용융하지만 액체 상태에서 이의 점도는 매우 높다. 그리하여, 욕의 점도는 주로 Li₂O 및 가능하게는 또한 Na₂O 및/또는 다른 전술한 산화물들의 첨가에 의해 저감된다. Li₂O 가 바람직한데, 이 산화물은 매우 안정적이고 그리고 강의 어떠한 다른 합금 원소들에 의해 저감되지 않는다. 더욱이, Na₂O 는 또한 고화된 산화물들의 흡습 특성 (hygroscopic nature) 을 상당히 증가시키고, 이는 재료를 취급하기 보다 어렵게 만든다.

예를 들어, 혼합물 Li₂O-B₂O₃ 50/50 중량% 는 650℃ 에서 용융하고 (이의 조성은 Li₂O-B₂O₃ 47 ~ 53 중량% 및 33 ~ 67 몰% 인 혼합물의 공융물에 가까움) 그리고 665℃ 이상의 온도에서 0.3.10^-3 Pa.s 이하의 점도를 가진다. 본원의 방법을 유리하게 실시하기 위해서 더 낮은 온도가 필요하면 (예를 들어 더 낮은 온도는 에너지 소모가 덜하기 때문에), Na₂O, CaO 또는 K₂O 는 전술한 바의 양으로 첨가될 수 있다. 이는 600℃ ~ 680℃ 의 온도에서 욕 (6) 에 대하여 필요한 점도를 가질 수 있도록 한다. 욕 온도가 비교적 높은 값 (예를 들어, 최대 900℃) 에 설정되면, B₂O₃ ~ Li₂O 함량 사이의 밸런스에 따라서 10% 이하의 Na₂O 함량을 가지면 종종 충분하다.

용융 산화물들 욕 (6) 에서 시트의 체류 시간은, 물론 시트 (1) 의 진행 속도 및 용기 (5) 의 기하학적 형상에 따른다. 시트 (1) 의 표면들로부터 제거될 산화물들의 양이 너무 많지 않고 그리고 이러한 산화물들이 시트 (1) 에 매우 접착하지 않으면, 체류 시간은 실험 연구들에 의해 나타난 바와 같이 1 초만큼 낮을 수 있다. 더 높은 체류 시간, 1 ~ 10 s 은 시트 (1) 의 보다 확실한 완전 세정을 얻는데 유용할 수 있고 그리고 예를 들어 도가니 내측에서 침지 길이의 조절에 의해 획득될 수 있다.

시트 (1) 의 표면들을 세정하는데 필요한 체류 시간에 대한 상한은 존재하지 않는다. 가장 일반적으로, 시트 표면들의 세정이 용융 산화물들 욕 (6) 의 기능만을 따르면, 5 s 초과의 체류 시간을 갖는 것이 유용하지 않다. 용융 산화물들 욕 (5) 의 기능이 또한 시트 (1) 상에서 열처리를 실시하는 것이면, 체류 시간은 상당히 더 높게, 예를 들어 30 s 또는 1 min 일 수 있다.

욕 (6) 은 예를 들어 N₂ 및 H₂ 가스들 (예를 들어 N₂ + 1% H₂) 로 구성된 철을 위한 비산화 분위기하에 배치된다. 욕 (6) 은 바람직하게는 발포 수단 또는 어떠한 다른 공지된 교반 디바이스들과 같은 교반 수단 (비도시) 에 의해 교반된다.

세정 모듈 (4) 이후에, 강 시트 (1) 는 와이핑 모듈 (7) 을 통하여 진행하고, 이 와이핑 모듈에서 강 시트 (1) 의 표면들에 잔류하는 잔류 용융 산화물들이 제거된다. 이러한 잔류 용융 산화물들은, 용융 산화물들과 스트립의 비반응성 덕분에 그리고 욕 (6) 의 특정 점도 (η) 의 값 덕분에 표면들로부터 용이하고 신속하게 제거될 수 있고, 이러한 단계는 제조를 느리게 하지 않는다. 상기 와이핑 모듈 (7) 은 강 시트 (1) 의 표면들의 잔류 용융 또는 고화된 산화물들 액적들의 제거를 가능하게 하는 하나 또는 여러 개의 가스 노즐들 (8) 및/또는 브러시들 또는 어떠한 다른 수단과 같은 어떠한 적합한 수단을 포함할 수 있다. 산화물들이 가스 송풍에 의해 제거되면, 가스 송풍에 의한 제거를 어렵게 만드는 산화물 액적들의 고화를 방지하도록 가스는 바람직하게는 고온 (적어도 550℃) 이다. 산화물 액적들이 이미 고화되면, 고온 (450℃ ~ 550℃) 에서 실시되는 브러싱이 최적이다.

그 후, 강 시트 (1) 는, 통상적으로 공지된 바와 같이, 용융 아연 또는 아연 합금의 욕 (10) 에 강 시트 (1) 가 침지되는 아연도금 모듈과 같은 코팅 모듈 (9) 을 통하여 진행한다.

오븐 (3) 에 진입하는 것에서부터 코팅 욕 (10) 으로의 진입까지, 강 시트 (1) 는 중성 (N₂) 또는 환원 (N₂-H₂) 분위기를 유지하는 하나 (14) 또는 여러 개의 스나우트들 (snouts) 에 의해 비산화 분위기하에 배치될 수 있다.

강 시트가 아연도금 욕 (10) 에 진입할 때 이 강 시트 (1) 의 온도 (T_S) 가 너무 높아서 아연 코팅의 양호한 접착성을 보장하지 못하면, 강 시트 (1) 는 선택적으로 코팅 모듈 (9) 이전에 배치된 냉각 모듈 (11) 을 통하여 진행할 수 있다. 도 1 에 도시된 실시예에서, 냉각 모듈 (11) 은 와이핑 모듈 (7) 바로 뒤에 설정되지만 코팅 모듈 (9) 에 더 근접하게 배치될 수 있다. 코팅 모듈 (9) 로부터 비교적 멀리 냉각 모듈 (11) 을 배치함으로써, 이들 사이에 1 세트의 브러시들 (12) 을 용이하게 배치하는 것이 가능하고, 이는 시트 (1) 의 표면들에 잔류할 수 있는 마지막 미량의 고화된 산화물들을 제거할 수 있다. 이러한 냉각 모듈은, 예를 들어 강 시트 (1) 에 물을 분사하는 노즐들을 포함할 수 있거나 통상의 용융 도금 라인들에 공통적으로 사용되는 어떠한 냉각 모듈일 수 있다. 냉각 모듈 (11) 은, 존재한다면, 코팅 작업의 양호한 성능과 호환가능한 온도에 시트 (1) 를 설정해야 한다. 시트 (1) 가 코팅 욕 (10) 에 진입하면, 이 시트의 온도는 Zn 코팅의 접착성을 손상시키지 않도록 너무 높지 않아야 하고 그리고 코팅 욕 (10) 을 과도하게 냉각시키지 않도록 너무 낮지 않아야 한다. 가장 일반적으로, 이 온도는 코팅 욕 온도 위로 약 10℃ ~ 20℃ 에 설정될 수 있다.

코팅 욕 (10) 으로부터 나온 후에, 시트 (1) 는, 종래에 공지된 바와 같이, 코팅 층의 두께를 설정하는 (가스 송풍 디바이스와 같은) 디바이스 (13) 에 의해 처리된다.

아연도금 단계는, 전술한 실시예에서, 시트 (1) 의 세정에서보다는 동일한 처리 라인에서 실시된다. 하지만, 아연도금 (또는 어떠한 다른 유형의 코팅 작업) 이전에 시트 (1) 의 표면들의 재산화를 주의하여 방지한다면, 별도의 라인에서 이를 실시하는 것을 상정할 수 있다.

욕 (6) 에서, 용융 산화물들은, 본원에 따라서, 시트 (1) 의 표면들에 남아 있는 산화물들과 조합되고 그리고 표면들로부터 이들을 제거한다.

도 2 는, N₂ + 5%H₂ + 0.04%H₂O 를 포함하는 복사관 노에서 소둔하는 동안, 20% Mn (점선 아래의 회색 영역) 을 포함하는 TWIP 강의 표면에서 성장하는 Mn 산화물이 50% B₂0₃ 및 50% Li₂O 를 포함하는 800℃ 에서 참조 산화물 욕에서 1 초의 짧은 침지 이후에 아주 완전히 제거되는 것을 도시한다. 더 긴 침지 시간은 표면의 화학적 성질에 영향을 주지 않는다.

이러한 시험에 사용된 TWIP 강 조성은 23% Mn 을 포함한다.

도 3 은, 산화물 욕 온도가 700℃ 에서 유지되면 동일한 관찰을 할 수 있음을 도시하고, 모든 시험 조건들은 도 2 의 시험과 동일하다.

본원의 제 2 실시형태에 있어서, 오븐 (3) 은 억제될 수 있고 그리고 통상적으로 실시된 소둔 작업은 하기의 경우에 용융 산화물들 욕 자체에서 실시되며:

- 욕 온도가 소둔에 필요한 야금 변태들 (metallurgical transformations) 을 얻도록 하는 값에 설정되고;

- 이러한 야금 변태들을 얻기 위해 욕 (6) 에서 시트 (1) 의 체류 시간이 충분히 높고; 몇 초에서부터 예를 들어 30 또는 60 s 까지; 이러한 지속기간은 시트 조성과 두께 및 원하는 야금 변태의 동역학에 따라서 이를 위해 종종 충분해진다.

또한, 제 1 열 처리는 오븐 (3) 에서 실시될 수 있고, 동일하거나 상이한 온도에서 제 2 처리는 용융 산화물들 욕 (5) 에서 실시될 수 있다.

본원은 용이하게 산화되는 원소들을 상당량 포함하는 이하의 등급들의 강들에 특히 효과적이고:

- 최대 0.1 중량% Ti 를 포함할 수 있는 침입형-프리 강들;

- 최대 1 중량% Si, Cr 및/또는 Al 과 연관된 최대 약 3 중량% Mn 을 포함할 수 있는 DP 500 에서 DP 1500 강들까지의 이중상 강들;

- 예를 들어 약 1.6 중량% Mn 및 1.5 중량% Si 를 포함하는 TRIP 780 강과 같은 TRIP 강들;

- P 를 포함하는 TRIP 또는 이중상 강들;

- 매우 고함량의 Mn (통상적으로 17 ~ 25 중량%) 을 가지는 TWIP 강들,

- 예를 들어 최대 10 중량% Al 을 포함할 수 있는 Fe-Al 강들과 같은 저밀도 강들;

- 다른 합금 원소들 (Si, Mn, Al..) 과 연관된 매우 높은 크롬 함량 (통상적으로 13 ~ 25 중량%) 을 가지는 스테인리스 강들.

Claims

시트 표면 상에 존재하는 산화물을 화학적 결합에 의해 제거하기 위해 구비되는 적어도 하나의 용이하게 산화되는 원소를 포함하는 진행하는 철 합금 시트의 처리 방법으로서,
용융 산화물들 욕에서 상기 철 합금 시트를 침지하는 단계를 포함하고,
- 상기 용융 산화물 욕은 0.3ㆍ10^-3 Pa.s ~ 3ㆍ10^-1 Pa.s 의 점도를 가지고, 상기 욕의 표면은 비산화 분위기와 접촉하게 되며, 상기 용융 산화물들은 철에 대하여 불활성이고,
- 상기 욕에서 진행하는 상기 철 합금 시트의 체류 시간은 적어도 1 s 이며,
- 상기 욕의 출구에서의 상기 철 합금 시트의 표면들에 잔류하는 산화물들의 잔류물들은 제거되고,
- 상기 용융 산화물들 욕의 조성은:
● 45%w ≤ B₂O₃ ≤ 90%w 및 10%w ≤ Li₂O ≤ 45%w 로 구성되는 조성과,
● 45%w ≤ B₂O₃ ≤ 89.9%w, 10%w ≤ Li₂O ≤ 45%w 및, 0.1% ~ 20% 인 Na₂O, CaO, K₂O 중 하나 또는 여러 개로 구성되는 조성
중에서 선택되고,
- 상기 용이하게 산화되는 원소는 Si, Mn, Al, Cr, B, P 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소인,
철 합금 시트의 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
진행하는 상기 철 합금 시트는 그 후에 용융 금속 또는 금속 합금의 코팅 욕에 침지되는, 철 합금 시트의 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 용융 산화물들 욕에서 진행하는 상기 철 합금 시트의 체류 시간은 1 ~ 10 s 인, 철 합금 시트의 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 용융 산화물들 욕에 상기 철 합금 시트가 진입하기 전에, 상기 철 합금 시트는 열 처리를 받는, 철 합금 시트의 처리 방법.
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제 2 항에 있어서,
상기 코팅 욕은 용융 Zn 또는 Zn 합금의 욕인, 철 합금 시트의 처리 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 처리 방법을 실시하기 위한 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인으로서,
- 0.3ㆍ10^-3 Pa.s ~ 3ㆍ10^-1 Pa.s 의 점도를 가지는 용융 산화물 욕 (6) 으로서, 상기 욕 (6) 의 표면은 비산화 분위기와 접촉하게 되며, 상기 용융 산화물들은 철에 대하여 불활성인, 상기 용융 산화물 욕, 및
-상기 용융 산화물들 욕 (6) 의 출구에서의 상기 철 합금 시트 (1) 의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단을 포함하는, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.
제 9 항에 있어서,
상기 용융 산화물들 욕 (6) 상류측에 위치된, 상기 철 합금 시트 (1) 를 가열하기 위한 수단 (3) 을 포함하는, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.
제 9 항에 있어서,
상기 용융 산화물들 욕 (6) 하류측에 위치된, 용융 금속 또는 금속 합금 (10) 으로 상기 철 합금 시트 (1) 를 코팅하기 위한 수단 (9) 을 포함하는, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.
제 11 항에 있어서,
상기 용융 금속 또는 금속 합금 (10) 은 Zn 또는 Zn 합금인, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.
제 9 항에 있어서,
상기 욕 (6) 의 출구에서의 상기 철 합금 시트 (1) 의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하기 위한 수단은 상기 철 합금 시트의 표면에 가스를 분사하는 노즐들 (8) 을 포함하는, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.
제 9 항에 있어서,
상기 욕 (6) 의 출구에서의 상기 철 합금 시트 (1) 의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하는 수단은 상기 철 합금 시트 (1) 를 위한 냉각 수단 (11) 을 포함하는, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.
제 9 항에 있어서,
상기 욕 (6) 의 출구에서의 상기 철 합금 시트 (1) 의 표면들에 잔류하는 용융 산화물들의 잔류물들을 제거하는 수단은 기계식 디바이스 (12) 를 포함하는, 철 합금 시트 (1) 의 처리 라인.