KR19980064606A - 용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법 - Google Patents

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미하라가즈마사
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Abstract

본 발명은 강판 폭방향으로 균일한 도금 품질이 수득되는 동시에 불순물 부착이 없는 깨끗한 도금 강판을, 안정하고 연속적으로 제조할 수 있는 강판의 용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법을 제공한다. 또한 상기 목적을 달성하기 위해, 강판의 사행(蛇行) 등의 이상사태가 발생하는 경우에 대처하는 설비 및 방법, 도금을 개시 및 종료할 때를 위한 설비 및 방법을 제공한다.
저부에 개구부를 마련한 도금욕조, 및 도금욕에 자장을 인가하여 도금욕을 지지하는 전자기 밀봉장치로 이루어진 용융금속 도금장치에 있어서, 도금욕조에 범람 둑을 마련하고, 도금욕조와 도금액 공급장치 사이를 도금액이 순환가능하게 하고, 도금액 공급장치로부터의 통로에 연통하여 강판에 대향하도록 도금액을 토출시키는 헤드부를 마련한다. 도금액 순환량을 100 ℓ/분 이상으로 하고, 도금액 공급통로의 도금액 온도를 보조욕조의 도금액 온도 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이상사태의 대처방법으로서는, 도금욕조를 복수로 분할하는 것, 도금 작업 개시 및 종료 시에 도금욕(액) 누출을 방지하기 위한 밀봉 부재를 적절하게 사용하는 것이 바람직하다.

Description

용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법
본 발명은 강판의 용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법에 관한 것이고, 특히 도금욕조 저부에 마련한 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리고, 도금욕조내의 도금욕에 자장을 인가하여 도금욕을 지지하면서 도금을 수행하는 강판의 용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법에 관한 것이다.
용융금속 도금 강판은, 용융금속으로서 Zn, Al, Pb, Sn 등을 사용하여, 자동차용, 건재용, 가전용, 통용으로서 널리 사용하고 있다. 여기서는 용융금속 도금 강판의 일례로서, Zn을 사용한 용융아연 도금 강판의 일반적인 제조방법을 설명한다. 냉연 강판을 전처리공정에서 표면을 세정하고, 비산화성 또는 환원성의 분위기 속에서 가열, 어닐링한 후, 강판온도를 도금에 알맞은 온도에서 산화시키는 일없이 냉각한 후, 도금욕중에 연속적으로 침적시킨다. 이어서, 욕중에 침적된 롤[싱크 롤(sink roll) 등]로써 연직방향으로 강판의 방향을 바꾼 후, 도금욕으로부터 끌어올려, 강판 표면에 부착한 과잉의 아연을 기체 와이핑(wiping) 등의 부착량 조정장치에 의해 제거하여 부착량을 조정하고 냉각한다.
그러나, 상기 방법은 싱크 롤과 같은 욕중 기기가 존재하기 때문에, 도금욕조는 지극히 커지고, 도금욕 종류의 변경등에 있어서 자유도가 작다는 것 이외에, 싱크 롤의 유지가 번잡하고, 또한 불순물이 싱크 롤과 피도금 강판 사이에 서로 맞물려, 표면의 흠 등의 품질 결함이 발생하는 등의 문제가 있다.
그래서, 싱크 롤과 같은 욕중기기를 이용하지 않는 도금방법이 여러가지 제안되어 왔으며, 강판의 양면을 안정하게 도금할 수 있도록 하는, 소위 공중 포트방식이 제안되어 있다. 이는 도 7에 나타낸 바와 같이, 저부에 개구부를 갖고, 도금욕을 지지하는 도금욕조를 구비하여, 그 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올려 도금을 실시하는 것이다. 또한, 도 7에 있어서 장치는 고주파 자장 인가장치(2b), 이동 자장 인가장치(2c), 용융금속 배출용 통로(11), 용융금속 공급용 통로(12), 슬리트 노즐(20), 가이드 롤(33) 및 금속 스트립(S)을 포함한다.
그런데, 이러한 공중 포트방식의 도금방법에서 중요한 사항은 강판 폭방향으로 균일한 도금 품질을 안정하고 연속적으로 제조할 수 있으면서 동시에 개구부로부터 도금욕을 누설하지 않는 것이고, 전자기력의 작용을 이용한 방법이 여러가지 제안되어 있다. 예컨대, 일본 특허 공개공보 제 95-258811 호에는 수평 자장의 작용에 의한 전자기력에 의해 도금욕을 지지하는 장치가 제안되어 있고, 일본 특허 공개공보 제 91-310949 호에는, 선형 모터로 도금욕을 지지하는 방법이 개시되어 있으며, 또한, 일본 특허 공개공보 제 93-86446 호에는 이동자장의 작용에 의한 전자기력과 고주파 자장의 작용에 의한 전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하는 방법이 개시되어 있고, 또한, 특허 공개공보 제 88-303045 호에서는, 자계와 전류의 상호작용으로 도금욕을 지지하고, 기체를 분사하여 강판 도입부를 밀봉(seal)하는 방법이 제안되어 있다.
그렇지만, 정상상태로 조업하는 중에, 상기와 같은 개구부를 마련하여 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리면서 전자기력을 이용한 도금욕을 지지하는 방법에서는, 도금욕중 또는 강판에 흐르는 유도전류에 의해 도금욕 또는 강판이 유도가열되어, 도금욕 또는 강판의 온도가 상승한다. 특히, 강판의 단부의 온도상승이 현저하다. 도금욕이나 강판의 온도상승은, 도금욕중에서 도금욕과 강판과의 반응에 영향을 주고, 강판과 도금욕과의 계면에 형성되는 합금층이 급속히 성장하게 된다. 이 합금층은 딱딱하고 깨지기 쉽기 때문에, 합금층이 과도하게 성장하면 도금 밀착성이 현저히 저하되어 박리가 발생한다.
전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하는 방법에서는, 상기와 같이 도금욕 또는 강판의 온도상승에 따른 합금층의 이상성장을 방지하기 위해서, 도금욕조내의 도금욕을 유동시키는 것이 일반적이다. 즉, 유동하는 도금욕을 일종의 냉각매체로서 작용시켜, 도금욕 또는 강판의 국소적인 이상가열을 방지하는 것이다.
상기한 바와 같이 도금욕조내의 도금욕을 유동시키기 위해서는, 일본 특허 공개공보 제 93-86446 호 또는 일본 특허 공개공보 제 96-337875 호에 개시된 바와 같이 도금욕조 내로 도금욕을 공급, 및 배출하여 유동시키는 것이 일반적이다.
그러나, 도금욕조내에 도금욕을 공급, 및 배출하는 경우, 폭방향으로의 도금욕의 유속차에 의해 폭방향의 이동압에 차이가 발생하여, 이동압이 높은 곳에서는 도금욕조 저부의 개구부에서 도금욕(액)의 누출을 발생시킨다.
더욱이, 도금욕 조성의 불균일에 의한 합금층의 이상성장에 의해 도금 박리가 발생하는 등의 새로운 문제가 발생한다. 즉, 도금욕조에 공급하는 도금욕중에는, 도금욕/강판 계면에 생성하는 딱딱하고 깨지기 쉬운 합금층의 성장을 억제하기 위한 불가피한 성분이 첨가되어 있다. 예를 들면, 아연 도금욕중에는 Al이 첨가된다. 강판 폭방향으로 도금욕(액)의 유속이 상이하면, 도금욕중에 첨가한 불가피한 성분의 효과가 강판 폭방향으로 균일하게 되지 않고, 도금욕(액)이 느린 곳에서는 상기 합금층의 성장을 충분히 억제하지 못한다.
도금욕조내에 도금욕(액)을 공급하는데는 펌프 등이 일반적으로 이용된다. 그러나, 도금욕조내로 펌프로부터 직접 도금욕(액)을 공급한 경우, 도금욕(액) 공급측에서의 폭방향 도금욕(액)의 유속이 균일하게 되지 않기 때문에, 상기 문제를 해결하지 못한다.
한편, 일본 특허 공개공보 제 96-337858 호에 개시된 범람으로써 도금욕조의 도금욕(액)을 배출하는 경우, 도금욕(액)의 유동을 방해하는 것이 없기 때문에 도금욕(액) 배출측에서의 폭방향 도금욕(액)의 유속이 균일하게 되어 유효한 수단이지만, 도금욕(액) 공급측에서의 폭방향 도금욕(액) 유속 불균일을 해소하지 못하므로, 충분한 수단은 아니다. 즉, 폭방향 도금욕(액) 유속을, 도금욕(액) 공급측 및 도금욕(액) 배출측의 양쪽에서 균일하게 하기 위한 새로운 수단이 요구되고 있다.
또한, 도금욕조 저부에 개구부를 마련하고, 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리면서 전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하는 방법에서는, 도금욕조내의 도금욕량이 극단적으로 적기 때문에, 도금욕(액) 배출측에서의 폭방향 도금욕(액) 유속이 불균일인 경우, 도금욕조내에 불순물이 퇴적하고, 나아가서는 강판에 불순물이 부착하기 쉬워진다고 하는 문제도 있다.
또한, 상기와 같은 개구부를 마련하여 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리면서 전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하는 방법에서는, 정상상태로 조업중에 이상사태가 발생할 수 있다. 요컨대, 강판이 현저히 사행하거나, 강판이 현저히 진동하는 식의 이상사태에서는, 강판이 개구부를 통과할 수 없게 되고, 개구부 측벽 및 도금욕조와 접촉하여 파손되는 경우가 있으며, 개구부 또는 도금욕조의 교환 등 보수작업이 증가한다고 하는 문제가 있다.
이러한 경우에는, 강판의 통과위치에 따라, 도금욕조의 위치를 제어하여, 항상 강판이 개구부 중앙을 통과할 수 있도록 하는 것이 고려된다. 그러나, 막대한 설비투자를 필요로 하며, 경제적이 아니다. 또한, 도금 조업중에 도금욕조가 이동하면, 도금욕이 진동하여 일시적으로 전자기력의 작용이 불충분하게 되고, 개구부로부터 도금욕(액)이 누설된다. 도금욕(액)이 누설되면, 개구부의 연직방향의 강판 패스 라인상에 배설되어 있는 강판 지지장치인 디플렉터 롤(deflector roll), 강판 형상교정 롤[서포트 롤(support roll)], 강판 진동방지 롤[가이드 롤(guide roll)] 등에 도금욕(액)이 부착하고 강판에 달라붙어 품질 결함의 원인이 된다. 이러한 품질 결함을 방지하기 위해서는, 롤의 청소 또는 롤의 교환 등의 보수를 많이 실행할 필요가 있다.
이와 같이, 강판이 현저히 사행하거나, 강판이 현저히 진동하는 등의 이상사태에는, 원활한 도금 조업을 수행하는 것이 아직 곤란하고, 안정한 연속조업과는 다른 새로운 수단이 요망되어 왔다.
게다가, 상기와 같은 전자기력을 이용하는 방법에서는, 정상상태에서의 안정조업이 필요한 동시에, 도금욕(액)을 공급하는 도금 개시시 및 도금욕(액)을 배출하는 도금 종료시와 같은 도금욕 계면이 변동하는 비정상시에 있어, 전자기력의 작용이 불충분해지기 때문에, 도금욕조 저부의 개구부로부터 도금욕이 새어나가는 일이 있다. 전자기력을 이용하는 방법에서는, 일단 도금욕의 누설이 발생하였다고 하여도, 전자기력의 작용이 충분하게 되는 시점에서 누설을 방지하여 도금욕 지지가 가능하게 된다. 그러나, 다소나마 도금욕의 누설이 발생하면, 상기 개구부의 연직방향 강판 패스 라인상에 위치하는 개구부로부터 상류측의 각 강판 지지장치(디플렉터 롤, 서포트 롤, 가이드 롤 등)에 도금욕(액)이 부착하여 강판에 달라붙게 되어 품질 결함의 원인이 되기 때문에, 롤의 청소 또는 롤의 교환 등의 보수를 많이 필요로 한다는 것은 이상사태가 발생하는 경우와 마찬가지이다.
본 발명자들이 상기 문제를 해결하기 위해 예의검토한 결과, 전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하는 용융금속 도금방법에 있어서, 정상상태로 조업하는 중에는, 도금욕(액)의 순환, 도금욕조내에서의 도금욕(액)의 폭방향으로의 균일한 유동이 중요하다. 또한
(1) 정상상태로 조업중에 이상사태가 발생한 경우, 요컨대 강판이 현저히 사행하거나, 강판이 현저히 진동하는 등의 이상사태에도 도금욕조 등을 파손시키는 일 없이, 도금욕(액)의 누설을 방지하는 것이 바람직하다.
(2) 비정상상태인 도금 개시 및 종료시에 도금욕(액)의 누설을 방지해야만 한다.
본 발명은, 이러한 지식을 바탕으로 구성되었다.
본 발명은, 강판 폭방향으로 균일한 도금 품질이 수득되는 동시에 불순물 부착이 없는 깨끗한 도금 강판을 안정하고 연속적으로, 또한 장기의 설비수리를 필요로 하는 설비파손을 방지하면서 제조할 수 있는 강판의 용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명장치의 제 1 실시양태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 용융금속 도금장치에 도입된 버퍼의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 용융금속 도금장치의 분할욕조의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4fb는 도 1의 용융금속 도금장치의 밀봉 부재의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명장치의 제 2 실시양태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명장치의 제 3 실시양태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7은 종래의 용융금속 도금장치의 일례를 나타내는 개념도이다.
본 발명자들이 예의검토한 결과, 도금욕조 저부에 마련한 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리면서 전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하는 방법에서는, 도금욕조내의 강판 폭방향으로의 도금욕(액)의 유속을 균일하게 하면서 도금욕을 유동시키는 것이 중요하고, 그 때문에 도금욕(액) 공급측에서는 버퍼를 마련하여 강판 폭방향에서의 공급속도의 격차를 방지하고, 또한 도금욕(액) 배출측에서는 범람 둑을 마련하여 도금욕조내의 도금욕(액)을 자유낙하시키는 것으로 강판 폭방향에서의 배출유속의 격차를 방지하는 것에 성공하였다.
따라서, 본 발명은,
저부에 마련한 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올려 해당 강판에 도금을 실시하는 도금욕조, 및 해당 강판을 사이에 두고 양측에 소정의 간격을 두어 자장 인가수단을 배치하여 해당 도금욕조내의 도금욕에 자장을 인가하여 해당 도금욕을 지지하는 전자기 밀봉장치로 이루어지는 용융금속 도금장치에 있어서,
상기 도금욕조에는 그 상부로부터 도금욕(액)을 범람시켜 밖으로 배출하기 위한 범람 둑, 및 도금욕(액)을 용융 및 지지하는 보조욕조가 구비되어 있으며;
도금욕(액)을 상기 보조욕조로부터 해당 도금욕조로 공급하는 도금욕(액) 공급통로 및 해당 욕조로부터 배출되는 도금욕(액)을 해당 보조욕조로 송급하는 도금욕(액) 배출통로로 이루어진 도금욕(액) 공급장치가 배설되고; 또한
해당 도금욕조내 또는 근방에 상기 도금욕(액) 공급통로에 연통하여 상기 강판을 향해서 도금욕(액)을 토출시키는 버퍼가 마련되어 있음을 특징으로 하는, 강판의 용융금속 도금장치이다.
또한, 본 발명에서 상기 도금욕조는, 상기 강판을 사이에 두고 복수로 분할가능하게 구성되는 동시에 해당 분할욕조가 각각 이동수단을 가져서 상기 강판에 대하여 전진 후퇴할 수 있도록 배설되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 버퍼에 연통하여, 상기 도금욕조내에서 상기 강판을 향하여 도금욕(액)을 토출시키는 도금욕(액) 토출통로를 마련한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕(액) 토출통로의 출구가, 상기 강판에 대향하여 해당 강판 폭방향으로 뻗은 슬리트상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕(액) 공급통로에 가열수단을 배설한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 보조욕조내 또는 보조욕조 근방에 불순물 제거수단을 배설한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 전자기 밀봉장치의 자장 인가수단이, 상기 강판을 사이에 두고 양측에 각각 이동수단을 가져서 상기 강판에 대해 전진 후퇴할 수 있도록 배설되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 개구부로부터 상류측에, 강판형상 측정장치 및 해당 강판형상 측정장치로부터의 신호를 입력하여 강판형상의 이상을 판정하는 형상판정장치를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 개구부 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 억제하는 한쌍의 밀봉 부재를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하면서 접촉 및 분리가 가능하게 배설하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 개구부 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 억제하는 한쌍의 기체 밀봉장치를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하여 배설하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 개구부 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 억제하는 한쌍의 밀봉 부재를 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하면서 접촉 및 분리가 가능하게 배설하고, 또한 해당 밀봉 부재 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 방지하는 한쌍의 기체 밀봉장치를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하여 배설하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 밀봉 부재가 회전가능한 롤로 지지된 내열벨트인 것이 더욱 바람직하다. 상기 롤은 구동가능하게 배설되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 개구부 또는 해당 개구부 바로 아래에 도금할 금속의 융점 이하의 온도에서 융해가능한 물질로 이루어진 밀봉 부재를 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 해당 강판을 도금욕조에 이끄는 강판 지지장치를 설치하여, 이러한 강판 지지장치가 이전 공정으로 처리한 강판을 연직방향으로 방향전환하는 디플렉터 롤, 해당 디플렉터 롤의 하류에 설치되어 강판의 휨을 교정하는 서포트 롤, 및 해당 서포트 롤의 하류에서 상기 개구부의 하방으로 설치되어 진동을 억제하는 한쌍의 가이드 롤로 이루어지고, 해당 한쌍의 가이드 롤에 각각 도금욕(액) 소취(搔取)장치를 배설하여 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 도금욕조의 저부에 마련된 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리는 동시에, 해당 강판을 사이에 두고 양측에 소정의 간격을 두어 자장 인가수단을 배치하여 해당 도금욕조내의 도금욕에 자장을 인가하여 해당 도금욕을 지지하여, 해당 도금욕조 하부에 도금욕(액) 공급통로를 통해 보조욕조로부터 도금욕(액)을 공급하면서 해당 도금욕조 상부로부터 도금욕(액) 배출통로를 통해 보조욕조로 도금욕(액)을 배출하여 도금욕(액)을 순환시키면서 도금하는 강판의 용융금속 도금방법으로서, 상기 도금욕조 상부로부터 도금욕(액)을 범람시켜 배출하면서, 상기 도금욕(액) 공급통로에 연통하여 버퍼를 마련하여 해당 버퍼를 통해 상기 강판을 향해서 도금욕(액)을 토출시키는 것을 특징으로 하는, 강판의 용융금속 도금방법이다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕조를 상기 강판을 사이에 두고 복수로 분할가능한 도금욕조로 하는 동시에, 상기 분할욕조 및 상기 자장 인가수단을 상기 강판에 대해 전진 후퇴할 수 있도록 배설하고, 상기 개구부로부터 상류측에서 상기 강판의 형상을 온라인으로 측정하고, 그 측정값이 미리 정한 허용값을 넘었을 경우에, 상기 도금욕(액)의 공급을 정지하고, 이어서 상기 도금욕조중의 도금욕(액)을 배출한 후, 상기 분할욕조 또는 상기 자장 인가수단을 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕조내에 상기 버퍼에 연통하여 도금욕(액) 토출통로를 마련하고, 해당 도금욕(액) 토출통로로부터 상기 강판을 향해서 도금욕(액)을 토출시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕조와 상기 보조욕조와의 사이를 순환하는 도금욕(액)의 양을 100 ℓ/분 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕(액) 공급통로의 도금욕 온도를, 상기 보조욕조의 도금욕 온도 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕조에 도금욕(액)이 공급되지 않은 상태에서 도금을 개시할 때, 상기 개구부 바로 아래에서 상기 강판의 표면 및 이면에 각각 대향하여 한쌍의 밀봉 부재를 소정 위치까지 근접 또는 접촉시키면서 및 /또는 강판 표리면에 대하여 기체를 내뿜으면서, 해당 강판을 소정의 통판 속도로 통판시키고, 해당 도금욕조에 자장을 인가한 후, 도금욕(액)을 공급하고 도금을 개시하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 도금을 종료할 때, 상기 개구부 바로 아래에서 상기 강판의 표면 및 이면에 각각 대향하여 한쌍의 밀봉 부재를 소정 위치까지 근접 또는 접촉시키면서 및 /또는 강판 표리면에 대해 기체를 내뿜으면서, 해당 용융금속 도금욕조로 도금욕(액)이 공급되는 것을 정지한 후, 해당 도금욕(액)의 도금욕조내의 용융금속을 강판에 부착시키거나 또는 해당 도금욕조내의 도금욕을 연통한 보조욕조로 이송하여 해당 용융금속 도금욕조내를 비우고, 이어서 해당 도금욕조내로의 자장 인가를 정지하고 도금을 종료하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 도금욕조내에 도금욕(액)이 공급되어 있지 않은 상태에서 도금을 개시할 때, 상기 개구부 또는 해당 개구부 바로 위에, 도금할 금속의 융점 이하의 온도에서 융해가능한 물질로 이루어진 밀봉 부재를 설치하고, 개구부를 폐쇄한 후, 강판을 주행시키는 동시에 도금욕(액)을 도금욕조내에 공급하여 자장을 인가하고, 도금을 개시하는 것이 바람직하다.
발명의 실시형태
우선, 본 발명의 용융금속 도금장치의 구성에 대하여 설명한다.
도 1에 본 발명의 제 1 실시양태인 용융금속 도금장치를 나타낸다.
본 발명의 용융금속 도금장치(6)는, 저부에 개구부(3)를 갖는 도금욕조(1)와, 전자기력을 발생하여 도금욕을 지지하는 전자기 밀봉장치(2)로 구성된다. 본 발명에서, 도금욕조(1)의 형상은, 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 도 1에 도시하는 바와 같이 강판을 따라 아래쪽에 밀어 낸 돌출부(8)를 갖는 것이 바람직하고, 그 돌출부의 저부에는 슬리트상의 개구부(3)가 마련되어, 돌출부(8)의 거의 중앙부를 강판이 통과한다. 이 개구부의 형상은 피도금재인 강판이 통과가능하면 되고, 특별히 한정할 만한 것은 아니다. 또한, 개구부의 간극은 가능한 한 좁은 쪽이 도금욕의 누설을 억제할 수 있기 때문에 바람직하지만, 강판의 형상에 의해서 제약되고, 10 내지 50 mm이 바람직하다. 또한, 이 돌출부는, 수평단면이 강판 폭방향으로 긴 직사각형 형상의 강판 통로이고, 이 돌출부(8)에서는 강판을 사이에 두고 양측에 보조욕조(13)로부터 도금욕(액) 공급통로(12)를 통해 도금욕(액)이 공급된다. 강판은 하방으로부터 개구부(3)를 통해 돌출부(8)를 따라 도금욕조내에 침입한다.
또한, 본 발명에서 말하는 도금욕 또는 도금욕(액)으로는, 피도금 강판에 용융도금을 시행하기 위한 용융금속을 의미하고, 도금욕의 조성은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 Zn, Al, Pb, Sn 또는 그들의 합금을 융해한 것을 사용한다.
또한 강판이란 압연공정에 의해 제조된 자동차, 가전, 건재 등에 사용되는 강 스트립을 의미하고, 그 조성 및 크기 등은 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 도금욕조(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 도금욕조 상부로부터 도금욕(액)을 범람시켜 도금욕조 밖으로 배출하기 위한 범람 둑(9)을 마련하고 있다. 범람 둑(9)은 도금욕조(1)의 측벽에 설치되고, 이러한 둑을 설치함으로써 강판 폭방향에 균일한 유속으로 도금욕(액)을 배출할 수 있다. 범람 둑의 설치에 의해 펌프 등으로 도금욕(액)을 배출할 필요가 없으므로, 보수작업을 필요로 하지 않는 효과도 있다. 도금욕(액)을 펌프 등으로 강제적으로 도금욕조로부터 배출시키면, 펌프 흡인부와 그 근방만 도금액의 배출유속이 빠르게 되어, 도금욕(액) 유속이 폭방향으로 불균일하게 된다. 이에 따라 강판 근방의 도금욕(액) 유속이 균일하게 되지 않는다.
또한, 범람시켜 도금욕조 밖으로 도금욕(액)을 배출시키는 것에 의해, 막대한 설비를 필요로 하지 않고 도금욕조의 도금욕 높이를 항상 일정하게 유지할 수 있다. 도금욕 높이를 일정하게 유지하는 것에 의해, 도금욕조 저부의 개구부로부터의 도금욕(액)의 누설을 안정하게 방지할 수 있다. 도금욕을 펌프 등으로 강제적으로 도금욕조로부터 배출시키면, 그 배출량에 변동이 발생하여, 도금욕조내의 도금욕 높이가 변동한다. 도금욕 높이가 변동하는 경우, 개구부로부터 도금욕(액)의 누설을 방지하기 위해서 전자기력을 도금욕 높이 변동에 따라 제어할 필요가 있고, 막대한 설비가 필요하게 되기 때문에 바람직하지 못하다. 또는, 도금욕 높이를 일정하게 유지하기 위해서, 도금욕조 안에서의 도금욕(액)의 공급량과 도금욕조 밖에서의 도금욕(액) 배출량을 정밀도가 우수하게 제어해야 하기 때문에, 막대한 설비가 필요하게 되고 바람직하지 못하다.
더욱이 도금욕조(1)에는, 1개 이상의 도금욕(액)을 융해 및 지지하는 보조욕조(13)와, 해당 보조욕조(13)로부터 도금욕(액)을 해당 도금욕조에 공급하는 도금욕(액) 공급통로(12), 해당 도금욕조(1)로부터 배출되는 도금욕(액)을 해당 보조욕조(13)에 송급하는 도금욕(액) 배출통로(11), 배관전환장치(15)로 이루어지는 도금욕(액) 공급장치(10)가 배설되어, 도금욕조(1)와 보조욕조(13)의 사이에서 도금욕을 순환시킨다. 보조욕조(13)는, 도금욕 종류의 전환, 도금욕의 교환 등을 위해 복수 마련하는 것이 바람직한다. 복수의 욕조는, 배관전환장치(15)에 의해 전환되어 사용된다.
전자기력을 이용하여 도금욕을 지지하여 도금하는 도금방법에서는, 발생하는 유도전류에 의해 강판 또는 도금욕의 온도가 국부적으로 상승한다. 이 때문에, 도금욕조내의 도금액을 순환하여 도금욕을 냉각매체로 하여 강판 및 도금욕의 온도상승을 막는 것이다.
도금욕(액) 공급장치(10)는 용융금속 도금욕조에의 도금욕(액)의 공급 또는 도금욕조부터의 도금욕(액)의 배출을 쉽게 하기 위해서 가능한 한 도금욕조에 인접하는 것이 바람직하다. 도금욕(액) 공급통로(12)는 도금욕조(1)와 보조욕조(13)를 연결하는 밀폐형의 통로이고, 도금 개시시 도금욕조내에 도금욕(액)을 연속적으로 공급한다. 도금욕(액) 배출통로(11)는 도금 조업중, 도금욕조(1)로부터 배출된 잉여의 도금욕(액)을 이송하기 위한 배출통로이고, 도금욕(액)을 보조욕조(13)로 이끌기 위한 통로이다. 또한, 도금 종료시, 도금욕 배출통로로부터 배출하지 못한 도금욕조(1)내에 잔존하는 도금욕(액)의 일부는, 상기 도금욕(액) 공급통로의 밀폐를 해제하여, 도금욕(액) 공급통로(12)로부터 도금욕조 밖으로 배출하거나, 또는 연속적으로 반송되는 강판에 부착되어 함께 배출함으로써 제거한다.
또한, 보조욕조(13)로부터 도금욕조에의 도금욕(액)의 공급방법은 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 예컨대 도 1에 도시하는 바와 같이 도금욕(액) 공급통로측은 펌프(P)를 마련하여 도금욕조 하부로부터 공급하는 방법이 바람직하다.
본 발명에서는, 해당 도금욕조내 또는 근방에 상기 도금욕(액) 공급통로에 연통하여 상기 강판에 향하여 도금욕(액)을 토출시키는 버퍼를 마련한다.
본 발명에서는, 도금욕(액)을 순환시키지만, 강판 폭방향으로, 도금욕(액)의 유속이 상이하면, 냉각매체로서의 효과에 차가 발생하여 강판 폭방향으로 강판온도 또는 도금욕의 온도에 격차가 발생한다. 공급되는 도금욕(액)의 강판 폭방향에서의 유속을 균일화하기 위해서, 본 발명에서는, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 도금욕(액) 공급통로(12)에 연통하여 도금욕조내 또는 근방에 버퍼(16)를 마련한다. 버퍼를 마련함으로써 토출하는 도금욕(액)의 유속이 균일해진다. 버퍼의 형상은 특별히 한정할 필요는 없고, 토출하는 도금욕(액)의 유속이 균일하게 되는 형상이면 된다.
또한, 도 2b 및 도 2c에 나타낸 바와 같이, 버퍼에 연통하여, 도금욕조 안에 강판에 향하여 도금욕(액)을 토출시키는 도금욕(액) 토출통로를 마련하는 것이 바람직하다. 도금욕(액)토출통로는, 그 출구가, 상기 강판에 대향하여 해당 강판 폭방향으로 뻗은 슬리트상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도금욕(액)은, 상방으로 끌어올린 강판의 표리면에 대하여 수직방향 또는 앙각방향으로 토출시키는 것이 바람직하고, 도 2b 및 도 2c에 나타낸 바와 같이, 도금욕(액) 토출통로의 출구의 방향을 수직방향 또는 앙각방향으로 하는 것이 좋다. 이 방향으로 도금욕(액)을 공급하면, 도금욕 지지에의 악영향은 없고, 강판 폭방향의 판 온도 또는 욕 온도가 더욱 균일화되기 때문에 바람직하다. 한편,강판의 폭방향을 따라서 도금욕(액)을 공급하면, 강판 폭방향으로 도금욕(액)의 냉매효과가 다르게 되어, 강판 폭방향의 판 온도 또는 욕 온도의 균일화를 도모할 수 없다.
또한, 본 발명에서는, 도금욕(액) 공급통로(12)에 가열수단(도시하지 않음)을 배설할 수 있고, 또한, 보조욕조내 또는 근방에 불순물 제거수단을 배설하는 것이 바람직하다.
도금욕의 온도가 저하하면, 도금욕중에 포함되어 과포화로 고체 용융되어 있는 것이 석출, 응고하여 불순물을 형성한다. 불순물의 발생을 억제하기 위해서는, 순환하고 있는 도금욕(액)의 온도를 저하시키지 않는 것이 중요하다. 이러한 점으로부터, 도금욕(액) 공급통로(12)에 가열수단(도시하지 않음), 예컨대 전기히터 및 단열재를 배설하여, 도금욕(액) 공급통로내의 도금욕(액)의 온도 저하를 조금이라도 억제한다.
또한, 도금욕(액) 공급통로의 도금욕(액) 온도를 보조욕조의 도금욕(액) 온도 이상으로 하는 것이 요구된다. 이에 따라, 불순물의 발생을 강력히 억제할 수 있다. 도금욕(액) 공급통로의 도금욕(액) 온도가 보조욕조의 도금욕(액) 온도보다 낮으면 불순물이 발생하기 쉽게 된다.
그러나, 도금욕(액)의 온도 저하를 완전히 억제하는 것은 곤란하고, 불순물의 발생을 완전히는 방지할 수 없다. 그 때문에, 보조욕조내 또는 근방에 불순물 제거수단을 배설하는 것이 바람직하다. 불순물 제거수단으로서는, 불순물의 비중을 이용한 스키밍 방식(scheming type)의 불순물 제거장치가 바람직하다. 또한, 용융금속 필터로도 좋다.
본 발명에서, 전자기 밀봉장치(2)는, 개구부(3)에서 도금욕을 지지할 수 있는 것이면 좋고, 종래의 공지된 전자기력 발생 장치가 모두 적용될 수 있으며, 도금욕조(1)의 저부에서, 강판을 사이에 두고 도금욕조 개구부(3)의 양측에 돌출부(8)를 따라서, 자장 인가수단(전자석 코어)(2a, 2a)이 소정의 간격을 두어 마련되고, 수평 자장 또는 이동 자장을 발생시키는 것이 바람직하다. 도금욕조내의 도금욕(7)은, 이의 자장과 도금욕중에 유동하는 유도전류의 상호작용에 의한 전자력에 의해, 개구부(3)로부터 하방으로 새지 않고 도금욕조내에서 지지된다.
수평 자장 인가장치로서는, 고주파에 의한 전자기력 발생장치(고주파 전자 인가장치)가 바람직하다. 이러한 고주파 전자기 인가장치는, 고주파수 1 내지 10 kHz의 범위가 바람직하다.
또한, 이러한 수평 자장을 대신하여, 이동 자장 인가장치를 돌츨부(8)에 마련할 수 있다. 이동 자장 인가장치로서는, 고주파수 10 내지 1000Hz의 범위가 바람직하다.
본 발명의 용융금속 도금장치의 입구측에는, 강판 지지장치(30)가 배설되어 있다. 이러한 강판 지지장치(30)는, 비산화성 또는 환원성 분위기의 어닐링 로내에서 어닐링하여 강판을 산화시키지 않고 도금욕조까지 진행된다.
어닐링 로에서 어닐링된 강판(S)은 디플렉터 롤(33)에 의해 연직방향으로 방향전환되고, 서포트 롤(32)로 휨이 교정되고, 가이드 롤(31)로 진동이 억제된다. 이어서, 강판(S)은 용융금속 도금장치로 진행되어, 연속적으로 도금을 실시한다.
본 발명의 용융금속 도금장치의 출구측에는, 통상, 부착량 조정장치(20)가 부설된다. 부착량 조정장치(20)는, 강판에 과잉으로 부착한 도금욕(액)을 짜내기 위한 것으로, 고압 기체를 분사하는 기체 와이핑 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기 장치를 사용하여, 도금욕조의 저부에 마련한 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리면서, 해당 강판을 사이에 두고 양측에 소정의 간격을 두고 자장 인가수단을 배치하고 해당 도금욕조내의 도금욕에 자장을 인가하여 해당 도금욕을 지지하고, 해당 도금욕조 하부에 도금욕(액) 공급통로를 통해 보조욕조로부터 도금욕(액)을 공급하고, 또한 해당 도금욕조 상부로부터 범람시켜 도금욕(액)을 배출하고, 도금액 배출통로를 통해 보조욕조에 도금욕(액)을 배출하고 도금욕(액)을 순환시키면서 도금한다.
또한, 본 발명의 도금방법으로서는, 도금욕조와 보조욕조 사이에 순환하는 도금욕(액)의 순환량은, 100 ℓ/분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 100 ℓ/분 이상이면 도금욕(액)의 냉매능력으로서는 충분하고, 강판 온도 또는 도금욕 온도가 폭방향으로 균일화한다. 100 ℓ/분 미만에서는, 강판 폭방향의 온도가 불균일해지고, 단부 온도가 상승하여, 합금층의 형성이 현저하게 된다.
본 발명의 도금욕조(1)는, 도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 강판을 사이에 두고 양측에 2개의 분할욕조(반욕조)(1a, 1a)로 분할가능하게 구성된다. 그리고 이 분할된 반욕조(1a, 1a)에는 각각 이동수단(5a, 5a)이 부설되어, 강판에 대하여 전진 후퇴할 수 있게 된다. 이동수단은 특별히 한정되진 않지만, 에어 실린더, 유압 실린더 또는 웜(worm) 기어 등이 바람직하다.
더욱이, 본 발명에서, 강판을 사이에 두고 양측에 소정의 간격을 두고 배설된 자장 인가수단(2a, 2a)에는, 각각 이동수단(5b, 5b)이 부설되어, 강판에 대하여 전진 후퇴될 수 있게 된다. 이동수단은 특별히 한정하지는 않지만, 에어 실린더, 유압실린더 또는 웜 기어 등이 바람직하다. 또, 자장 인가수단(2a)은, 도금욕조에 고정되더라도, 각각이 독립하여 이동가능하게 설치할 수 있다. 반욕조(1a)와 자장 인가수단(2a)이 독립하여 이동가능하게 설치하는 경우에는, 독립하여 이동수단이 배설되는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명에서는, 도금욕조 개구부로부터 상류측에, 강판형상 측정장치(51)를 설치하는 것이 바람직하다. 강판형상 측정장치는 강판의 휨(C자 휨, W자 휨), 강판의 진동, 강판의 사행량을 측정한다. 강판의 휨은, 강판 휨 측정기(51b)를 강판 폭방향으로 다수의 위치에 설치하거나 주사형으로서 측정하는 것이 바람직하다. 강판(51b) 휨 측정기(51b)는 적외선 레이저 거리계를 이용하는 것이 바람직하다. 측정위치는, 강판 지지장치(30)의 서포트 롤(32)의 바로 위에서 측정하는 것이 좋다. 강판의 진동은, 강판 진동 측정기(51a)에서 측정한다. 강판 진동 측정기(51a)는 적외선 레이저 거리계를 이용하는 것이 바람직하다. 측정위치는 강판 지지장치(30)의 가이드 롤(31)의 바로 위로 하는 것이 좋다. 강판의 사행량은 강판 사행량 측정기(51c)에서 측정한다. 강판 사행량 측정기(51c)는 강판 위치 검출계를 이용하는 것이 바람직하다. 측정위치는 특히 제약은 없지만, 디플렉터 롤(33)의 바로 위가 바람직하다.
또한, 강판형상 측정장치(51)로부터의 신호를 입력하여 강판형상의 이상을 판정하는 형상판정 장치(52)를 설치하는 것이 바람직하다. 강판형상 측정장치(51)로 측정한 각 측정값이, 미리 설정한 허용값을 넘는 경우에는, 형상 판정장치로부터 이상신호를 발생시킨다. 이에 따라, 강판이 도금욕조의 개구부 측벽에 접촉하는 등의 사고를 회피하는 처치를 실행한다. 미리 설정한 허용값이란, 예컨대 도금욕조 개구부 바깥 둘레보다 10 mm 내측의 위치이다. 이 위치보다 외측에 강판이 통과하면 개구부 측벽과 접촉할 위험이 증대한다.
본 발명에서는, 상기 도금욕조를 상기 강판을 사이에 두고 복수로 분할가능한 도금욕조로 함과 동시에, 상기 분할욕조 및 상기 자장 인가수단을 상기 강판에 대하여 전진 후퇴할 수 있도록 배설한 상기 장치를 이용하여, 상기 개구부로부터 상류측에서 상기 강판의 형상을 온라인으로 강판형상 측정장치에 의해 측정하여, 그 측정값이 미리 정한 허용값을 넘은 경우에, 즉시 강판속도를 저속(바람직하게는 30 내지 50 mpm)으로 하여, 도금욕조에의 도금욕(액)의 공급을 정지하고, 이어서 도금욕조중의 도금욕(액)을 배출한 후, 상기 분할욕조 또는 상기 자장 인가수단을 이동시킨다.
분할욕조는, 강판면과 개구부 측벽과의 거리가 50 mm 이상이 되도록 이동할 수 있으면 좋고, 통상의 강판 형상불량이 발생하더라도 강판과 개구부 측벽이 접촉하는 것을 피할 수 있다. 또한, 150 mm 이상 이동할 수 있으면, 어떠한 이상사태에 있어서도 강판과 개구부 측벽이 접촉하는 것을 피할 수 있어, 개구부의 파손 등의 사고를 방지할 수 있다.
자장 인가수단은, 도금욕조에 인접하여 설치되어 있지만, 분할욕조의 이동에 지장이 없으면 이동할 필요는 없지만, 지장이 있는 경우에는 분할욕조의 이동과 함께, 분할욕조와 동시에 또는 독립하여 이동하는 것이 바람직하다. 분할욕조와 일체로 이동할 수 있는 구조로 하는 것에 의해 설비적으로 간편해진다.
분할욕조, 자장 인가수단을 이동시킨 후, 강판형상을 관찰하여, 강판형상교정, 강판통과위치의 수정 등의 작업을 하여, 강판이 소정의 위치를 통과하는 것을 확인하여, 분할욕조, 자장 인가수단을 소정의 위치까지 이동시켜, 자장을 인가하면서 도금욕조내에 도금욕(액)을 공급하여 통상의 도금 조업을 재개한다. 강판의 형상이 현저히 불량한 경우에는 강판을 정지하여 수정할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 용융금속 도금장치는, 저부에 개구부를 갖는 도금욕조, 전자기력을 발생하여 도금욕을 지지하는 전자기 밀봉장치, 및 도금욕(액)의 하방에의 누설을 억제하기 위한 도 4a에 나타내는 밀봉 부재(4)를 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 밀봉 부재를 강판의 표면, 이면에 접촉시켜, 새는 도금욕(액)이 하방의 설비에 부착하는 것을 방지한다.
일반적으로, 도금욕조의 저부 개구부로부터 도금욕이 샌 경우, 대부분은 주행하는 강판에 따라 하방으로 낙하한다. 그 때문에, 강판을 따라 낙하하여 도금욕(액)은 밀봉 부재 사이에 일단 지지되고, 수시로 강판에 부착하고, 즉시 주행하는 강판에 의해서 상방으로 끌어올려진다. 이러한 점으로부터, 밀봉재의 형상은 주행하는 강판에 접촉가능하면 되고, 특별히 한정할 만한 것은 아니다. 또한, 밀봉 부재는, 밀봉 부재 사이가 지지되어 도금욕(액)이 하방으로 누설되지 않을 정도면, 예컨대 강판과의 사이에 2 mm 이하의 간극을 비우고 비접촉으로도 조금도 문제가 없다. 또한, 강판에 대하여 밀봉 부재를 접촉시키는 이동기구로서는, 유압 실린더, 공기 압력 실린더 등의 이동장치가 고려되지만, 본 발명에서는 특별히 한정할 만한 것은 아니다.
또한, 밀봉 부재의 재질로서는, 내용융금속 침식성 및 내열성에 대하여 양호한 것이 바람직하고, 탄화물, 산화물, 질화물, 규화물, 붕화물 등의 세라믹스, 또는 표면에 내용융금속 침식성의 양호한 재료[예컨대 WC-Co 등의 세멧(cermet) 용사(溶射) 등]를 피복한 것을 이용할 수 있다. 더욱이, 세라믹 섬유를 이용한 펠트상의 것(예컨대, 카오 울, 유리 울 등)도 사용할 수 있다.
밀봉 부재로서 내열벨트(41)를 사용할 수도 있다. 내열벨트를 이용한 예를 도 4b에 나타낸다. 내열벨트는 회전가능한 롤(42)을 통해 지지되어 있다. 내열벨트(41)는 지지 롤을 포함하여, 밀봉 부재의 이동수단(5)에 의해 강판에 접촉 및 분리가 가능하게 배설되어 있다. 내열벨트(41)는 강판의 표면, 이면에 각각 대향하여 한쌍으로 배설된다. 또한, 벨트 지지용 롤은 비구동으로, 주행하는 강판에 의해서 회전하는 기구일 수 있고, 또한 독립하여 구동하는 기구일 수 있다.
도금욕조 저부의 개구부로부터 새어 나가는 도금욕은, 상기 내열벨트 사이에 지지되어, 일부는 주행하는 강판에 의해서 끌어올려져서 도금욕조 밖으로 배출되고, 나머지 부분은 내열벨트에 부착된다. 내열벨트에는 스크레이퍼 등의 도금욕(액) 긁음 장치(43)가 설치되어 있는 것이 바람직하고, 내열벨트에 부착하여 도금욕(액)을 상기 도금액 긁음 장치(43)로써 긁어내고, 도금욕(액)을 회수한다. 긁어 낸 도금욕(액)의 회수방법은, 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 도금욕(액) 회수용기로써 회수하는 방법, 도금욕(액)을 흡인하는 방법 등이 있다. 더욱이, 도금욕(액) 회수를 위해, 도금욕(액)이 날리지 않도록 도금욕(액) 회수용 후드를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 용융금속 도금욕조의 개구부 바로 아래에, 기체 밀봉장치를 설치할 수 있다. 도금욕조내에 도금욕(액)을 공급하였을 때, 새어나가는 도금욕(액)을 분사함으로써 개구부 하방의 설비의 오염을 방지한다.
기체 밀봉장치는, 강판 표면 및 이면에 각각 대향하여 한쌍으로 배설한다. 기체 밀봉장치를 부설한 용융금속 도금장치의 일례를 도 4c에 나타낸다. 기체 밀봉장치(45)의 형상 및 기구는 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 예컨대 송풍기(46)가 뿜어 들이는 기체는 배관(47)을 통하여, 강판 표리면의 기체분사장치(48)로부터 강판(S)으로 분사되어, 누설된 도금욕(액)을 뿜어 날려버린다. 기체의 분사 방향은, 주행하는 강판면에 대하여 앙각방향으로 하는 것이 바람직하다. 분사한 도금욕(액)은, 기체 밀봉장치 근방에 설치되어 도금욕(액) 회수용기 또는 도금욕(액)을 흡인하는 것으로 회수할 수 있다. 또한, 분사한 기체유량 및 기체압은 도금욕(액)을 분사하는 것이 가능하면 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 분사 기체에 의한 강판의 진동을 강력히 억제하기 위해서, 기체 유량으로서 10 내지 500 Nm3/분, 기체압으로서 50 내지 500 mmAq이면 바람직하다. 사용하는 기체는 강판을 산화시키지 않으면 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 질소, 수소, 아르곤 및 그 혼합기체를 사용할 수 있다. 또한, 가열한 기체를 사용하더라도 문제는 없다.
또한, 기체 밀봉장치의 그 밖의 예를 도 4d 및 도 4e에 나타낸다.
도 4d에 나타내는 기체 밀봉장치는, 도 4c에 나타낸 기체 밀봉장치보다 윗쪽 위치에 칸막이 판(49)을 마련한 것이다. 이로써 분사된 도금욕(액)이 매우 효율적으로 회수할 수 있다.
도 4e에 나타내는 기체 밀봉장치는, 강판 표리면에 대하여 수직방향으로 복수의 기체분사장치(48)를 마련한 것이다. 이에 따라, 누설된 도금욕(액)을 분사하는 것 뿐만 아니라, 강판에 대하여 기체 댐퍼(damper)의 역할을 달성하기 때문에, 분사기체에 의한 강판진동이 거의 없다.
다음에, 상기한 장치를 이용하여, 도금 조업을 개시 및 종료하는 강판의 용융금속 도금방법에 대하여 설명한다.
우선, 도금을 개시하는 경우를 설명한다.
강판을 소정의 통판속도로 주행시켜, 밀봉 부재를 소정 위치까지 강판에 근접 또는 접촉시킨다. 이어서, 도금욕조내에 자장을 인가한 후, 도금욕조내에 도금욕을 공급하고 도금욕을 지지한다. 이 때, 누설되는 도금욕은 밀봉 부재 사이에 지지되어, 주행하는 강판 부착부분에서 계 밖으로 이동된다. 이 결과, 개구부 하방의 장치로 도금욕이 부착하는 것을 방지할 수 있다. 전자기력의 작용이 충분하고 도금욕조내의 도금욕이 전자기력의 작용에 의해 지지되고, 또한 상기 밀봉 부재 사이에 도금욕(액)이 없는 상태가 된 시점에서 밀봉 부재를 개방하고, 강판과의 접촉을 해제한다.
또한, 밀봉 부재를 강판에 근접 또는 접촉시키는 대신, 강판 표면에 기체를 분사하고, 누설된 도금욕(액)을 분사할 수도 있다. 기체의 분사 방향은, 강판 진행방향에 속도성분을 갖는 것이 바람직하다. 이 기체분사는, 밀봉 부재와 병용할 수 있다.
다음에, 도금을 종료하는 경우에 대하여 설명한다.
도금 조업을 계속하고 있는 상태로, 밀봉 부재를 소정 위치까지 강판 표리에 근접시켜, 도금욕조로의 도금욕(액)의 공급을 정지한다. 기체 와이핑 장치를 정지하여 도금욕조내의 도금욕(액)을 강판에 부착시킴으로써 도금욕조내를 비우거나, 또는 도금욕(액) 공급통로를 통해 보조욕조로 이송함으로써 도금욕조내를 비운다. 도금욕조내의 도금욕이 없어진 시점에서 자장 인가장치를 정지하여, 강판을 정지함과 동시에 밀봉 부재를 강판으로부터 이탈시켜 도금 조업을 종료한다. 이러한 방법에 의해, 도금 개시 또는 도금 종료때의 비정상상태시, 가령 도금욕(액)이 새더라도, 도금욕조 하방의 장치를 도금욕(액)으로 오염하는 것은 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는, 도 4fa 및 도 4fb에 나타낸 바와 같이, 도금 개시시에, 개구부 또는 개구부 바로 위의 강판통로내에, 개구부가 폐쇄되도록 밀봉 부재(4b)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉 부재는, 주행하는 강판으로 끌려들어가지 않도록 도금욕조에 고정할 수 있다.
이 밀봉 부재를 설치함으로써, 도금욕 계면이 변동하도록 한 도금 개시시에, 개구부로부터 도금욕(액)이 하방으로 새기 시작하는 것을 방지하고, 개구부 바로 아래의 강판 지지장치 등으로 도금욕(액)이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
밀봉 부재(4b)는, 도금 금속의 융점 이하의 온도에서 융해가능한 물질로 구성된다. 밀봉 부재는, 예컨대, 사용하는 도금욕과 동일한 성분의 금속, 합금이면 바람직하고, 또한 사용하는 금속의 조성비를 바꾼 도금욕 금속보다도 저융점의 물질을 형성하여, 밀봉 부재로서 사용할 수 있다.
밀봉 부재의 형상은 특별히 한정할 만한 것은 아니지만, 개구부 또는 개구부 바로 위에 강판 표리에 대향하여 설치한 경우, 상기 개구부를 폐쇄할 수 있으면 문제는 없다. 예컨대, 도 4fa 및 도 4fb에 나타내는 형상이 바람직하다.
또한 도 4fa 및 도 4fb에 나타낸 바와 같이, 강판 폭에 따른 L 자형의 밀봉 부재(4b, 4b)를 이용하는 경우 완전히 개구부가 폐쇄될 수 있어, 어떠한 강판을 이용하는 경우에도 바람직하다.
다음에, 상기 발명의 장치를 사용하여, 도금 개시를 하는 도금방법에 대하여 설명한다.
용융금속 도금욕조의 개구부 또는 개구부 바로 위에, 밀봉 부재를 설치한다. 이어서, 강판을 주행시킴과 동시에 도금욕조내에 도금욕을 공급한 후, 도금욕조내에 전자기 밀봉장치의 자장 인가장치에 의해, 수평방향으로 자장을 인가한다. 이 때, 도금욕은, 밀봉 부재로 지지되고, 도금욕(액)의 누설은 없다. 이 때, 도금욕조내에의 도금욕(액)의 공급을 신속히 실행하여, 도금욕조내에 소정의 욕면을 형성한다. 그 후, 밀봉 부재가 도금욕으로부터 인열, 또는 유도전류에 의한 발열에 의해 융해하지만, 이미 도금욕의 누설을 야기할 정도의 도금욕 계면의 변동은 없고, 전자기력에 의해 안정하여 도금욕의 지지가 가능하게 된다. 그 결과, 개구부 바로 아래의 강판 지지장치에 도금욕(액)이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는, 가이드 롤(31)에 도금욕(액) 소취장치(35)를 마련하는 것이 바람직하다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 가이드 롤은 도금욕조의 바로 아래에 설치된다. 도금욕조의 저부 개구부로부터 도금욕(액)이 샐 경우, 강판을 따라 낙하하여 도금욕(액)은 가이드 롤(31, 31) 사이에 일단 지지된다. 그리고, 일부는 강판(S)에 부착하는 것으로 즉시 상방으로 끌어올려지고, 나머지 부분은 가이드 롤(31)에 부착되어 감긴다. 가이드 롤(31)에 감긴 도금욕(액)을, 도금욕(액) 소취장치(35)에 의해 기계적으로 소취하고 도금욕(액) 회수용기내에 회수한다.
가이드 롤의 재질에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 롤 표면에 도금욕(액)이 부착하기 어려운 물질을 피복하거나, 또는 롤 자체를 도금욕(액)이 부착하기 어려운 물질로 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도금욕(액) 소취장치(35)로써 용이하게 도금욕(액)을 소취하기 쉬워진다. 도금욕(액)이 부착하기 어려운 물질은, 예를들면, 탄화물, 산화물, 질화물, 규화물, 붕화물 등의 세라믹이 바람직하다.
또한, 도금욕(액) 소취장치(35)는, 가이드 롤(31)의 전폭에 걸쳐서 설치하는 것이 바람직하고, 일체형 구조 또는 분할형 구조 등의 구조에 대해서는 특별히 한정할 만한 것이 아니다. 따라서, 도금욕(액) 소취장치(35)에는 에어 실린더 또는 유압 실린더 등의 가압부착장치(36)가 설치되는 것이 바람직하다. 가압부착장치(36)의 가압부착압력을 조정하여, 가이드 롤(31)에 대한 가압에 의해 도금욕(액) 소취장치(35)의 마모 또는 열등화를 억제할 수 있다. 또한, 도금욕(액) 소취장치(35)로 긁어낸 도금욕(액)을 수용하는 도금욕(액) 회수용기를 마련하는 것이 바람직하다.
실시예
실시예 1
도 1에 나타낸 용융금속 도금장치를 이용하여 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다. 이용하는 도금욕조(1)는, 도금욕조 상부로부터 도금욕(액)을 범람시켜 도금욕조 밖으로 배출하기 위한 범람 둑(9)을 마련하고 있다. 범람 둑(9)은 도금욕조(1)의 측벽에 설치되어 있다. 범람 둑(9)에 의해 도금욕 높이를 일정하게 할 수 있다.
도금욕조(1)내의 도금욕(액)은, 용융금속의 조성을 조합하여 소정의 온도에서 지지되는 보조욕조(13)로부터 펌프(P)에 의해 도금욕(액) 공급통로(12)를 통해 도금욕조 하부에 공급된다. 더욱이, 도금욕(액)을 강판(S)을 사이에 두고 양측의 버퍼(16)를 거쳐서 도금욕(액) 토출통로(17)로부터 상방으로 이동하는 강판의 양면에 공급하고, 본 발명예로 하였다. 한편, 버퍼(16)를 거치지 않고 도금욕(액) 공급통로(12)로부터 직접 강판의 양면에 도금욕(액)을 공급하고, 비교예로 하였다. 또한, 도금욕(액) 토출통로(17)의 출구는 강판의 폭방향으로 뻗은 슬리트상(폭: 30 mm, 길이: 2400 m)을 갖고, 강판 면에 대하여 수직으로 도금욕(액)이 공급될 수 있는 것으로 하였다. 사용한 버퍼 용량은 50 ℓ로 하였다.
도금욕을 지지하는 도금욕조 저부에는, 간극 20 mm, 폭 2000 mm의 개구부(3)가 마련되고, 강판은 이러한 개구부를 하방으로부터 통과하여 도금욕조(1)에 침입한다.
피도금재인 강판(S)은, 도 1에는 도시하지 않지만 통상의 전처리 공정에서 세정되고, 이어서 어닐링 공정에서 어닐링을 실시한 후, 강판 지지장치(30)에 의해, 연직방향으로 방향전환 및 형상교정을 실시하고, 저부의 개구부(3)로부터 도금욕조(1)에 침입하여, 도금을 실시하였다. 표면에 도금된 강판은, 부착량 조정장치(20)에 의해 부착량을 조정하고 냉각하였다. 조업조건을 이하에 나타낸다.
강 종류 극저 탄소강
강판 크기 폭 1200 mm, 두께 1.0 mm
강판 속도 130 mpm
도금욕 조성 Zn + 0.2% Al
도금욕(액) 순환량 400 ℓ/분
도금욕조내의 도금욕 높이 200 mm
부착량 편면 45 g/㎡(N2기체사용)
자장 인가장치의 교류전류 주파수 2 kHz
자장 인가장치 코어간의 자속밀도 0.5T
수득된 용융금속 도금 강판에 대하여, 임의의 위치로부터 시험편을 채취하여, 불순물 부착상황, 합금층의 형성상태 및 도금 밀착성을 평가하였다.
도금 밀착성은, JIS K 5400에 규정되는 듀퐁 충격 시험에 준거하여 평가하였다. 밀착성 양호를 ○, 약간의 도금 박리 있음을 △, 전면 도금 박리를 ×로 하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
시험번호 도금 순환량(ℓ/분) 도금 바로 전의 강판 온도(℃) 도금욕 온도(℃) 버퍼 불순물 부착 상황 합금층 형성상태 도금 밀착성 비고
보조욕조 공급통로
1 400 475 470 470 있음 양호 양호 ○ 발명예
2 400 490 480 480 있음 양호 양호 ○ 발명예
3 400 470 455 455 있음 양호 양호 ○ 발명예
4 400 505 490 490 있음 양호 양호 ○ 발명예
5 400 470 460 460 있음 양호 양호 ○ 발명예
6 400 475 470 470 없음 양호 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
7 400 475 460 460 없음 양호 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
8 400 470 460 455 없음 전면부착 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
9 400 470 490 450 없음 전면부착 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
10 400 470 480 460 없음 전면부착 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
양호: 폭방향 균일
표 1로부터 버퍼를 거쳐서 강판의 양면에 도금욕(액)을 공급한 본 발명예에서는, 합금층의 형성은 강판 폭방향으로 균일하고, 도금 밀착성도 양호하다.
한편, 버퍼를 거치지 않고 도금욕(액) 공급통로로부터 직접 도금욕(액)을 공급한 비교예에서는, 국소적으로 합금층의 형성이 현저하고, 도금 밀착성이 열등화되어 있다. 또한, 도금욕(액) 공급통로내의 도금욕(액) 온도가 보조욕조의 도금욕(액) 온도보다 낮은 상태로 도금한 강판은 불순물이 전면적으로 부착하였다.
또한, 이상의 설명에 있어서는, 강판에의 용융아연 도금의 예에 대하여만 설명하였지만, 이것은 본 발명을 Zn, Al, Pb, Sb, Mg 등의 용융금속 및 그 합금등의 다른 용융금속 도금한 경우에도 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한 부착량을 조정한 후, 가열처리하여 합금화하는 것은 방해되지 않는다.
실시예 2
도 1에 나타낸 용융금속 도금장치에 도 6에 나타낸 불순물 제거수단(18)을 설치한 보조욕조(13)를 설치하고, 도금욕(액) 공급통로에 가열수단(도시하지 않음)을 설치한 용융금속 도금장치를 이용하여, 실시예 1의 조업조건중 도금욕(액) 순환량을 제어하면서, 실시예 1과 같이 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다. 수득된 용융금속 도금 강판에 대하여, 실시예 1과 같이, 임의의 위치로부터 시험편을 채취하고, 불순물 부착상황, 합금층의 형성상태 및 도금 밀착성을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
시험번호 도금 순환량(ℓ/분) 도금 바로 전의 강판 온도(℃) 도금욕 온도(℃) 버퍼 불순물 부착 상황 합금층 형성상태 도금 밀착성 비고
보조욕조 공급통로
11 800 475 465 470 있음 양호 양호 ○ 발명예
12 400 475 465 470 있음 양호 양호 ○ 발명예
13 120 475 465 470 있음 양호 양호 ○ 발명예
14 80 475 465 470 있음 양호 단부 성장 있음 ○ 발명예
15 50 475 465 470 있음 국소적부착 단부 성장 있음 ○ 발명예
16 800 475 465 470 없음 양호 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
17 400 475 465 470 없음 양호 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
18 120 475 465 470 없음 국소적부착 국소적으로 성장 큼 △ 비교예
19 80 475 465 470 없음 국소적부착 전면 성장 큼 × 비교예
20 50 475 465 470 없음 국소적부착 전면 성장 큼 × 비교예
양호: 폭방향 균일
버퍼를 거쳐서 강판의 양면에 도금욕(액)을 공급한 본 발명예에 있어서, 표 2로부터, 도금욕(액) 순환량 100 ℓ/분 이상으로 도금을 실시한 강판 번호 11 내지 13은 합금층의 형성이 강판 폭방향으로 균일하고, 도금 밀착성도 양호하다.
본 발명예중에서, 도금욕(액) 순환량이 100 ℓ/분 미만으로 도금된 강판 번호 14 및 15는 강판 단부의 일부에서 합금층의 성장이 현저한 경우가 있지만, 도금 밀착성은 양호했다.
한편, 버퍼를 거치지 않고 직접 도금욕(액)을 공급한 비교예에서는, 국소적으로 합금층의 성장이 현저하고, 도금 밀착성이 열등화되어 있다. 특히, 도금욕(액) 순환량이 100 ℓ/분 미만인 경우(강판 번호 19 및 20)에는 강판 전면으로 합금층의 성장이 현저하고, 도금 밀착성이나 현저히 열등화되어 있다.
도금욕(액) 공급통로에 가열수단을, 보조욕조에 불순물 제거수단을 마련하였기 때문에, 불순물 부착상황은 불순물의 부착이 없고 양호하거나, 있더라도 문제 없는 정도였다.
실시예 3
도 5에 나타낸 용융금속 도금장치를 이용하여 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다. 이용한 도금욕조(1)는 반욕조로 분할가능하게 구성되고, 이 분할된 반욕조에는 각각 에어 실린더로 이루어지는 이동수단(5a, 5a)이 부설되고, 강판에 대하여 300 mm까지 이동할 수 있는 구조로 되어 있다. 자장 인가수단(2a)은, 도금욕조에 고정되도록 설치되어 있다. 또한, 강판 지지장치(30) 내에 강판형상 측정장치(51)가 설치되어 있다. 또한, 강판형상 측정장치(51)로부터의 신호를 형상판정장치에 입력할 수 있도록 되어 있다.
피도금재인 강판은, 도 5에는 도시하지 않지만 통상의 전처리공정에서 세정되고, 이어서 어닐링 공정에서 어닐링을 실시한 후, 강판 지지장치(30)에 의해, 연직방향으로 방향전환 및 형상교정을 실시하고, 저부의 개구부(3)로부터 도금욕조(1)에 침입하여, 도금을 실시하였다. 표면에 도금된 강판은, 부착량 조정장치(20)에 의해 부착량을 조정하고 냉각하였다. 조업조건을 이하에 나타낸다.
강 종류 극저 탄소강
강판 크기 폭 1200 mm, 두께 1.0 mm
강판 속도 130 mpm
도금욕 조성 Zn + 0.2% Al
도금욕 온도 475℃
도금 바로 전의 강판 온도 480℃
도금욕(액) 공급량 400 ℓ/분
도금욕조내의 도금욕 높이 200 mm
부착량 편면 45 g/㎡(N2기체사용)
자장 인가장치의 교류전류 주파수 2 kHz
자장 인가장치 코어간의 자속밀도 0.5T
도금 조업중에, 강판형상 측정장치(51)의 측정값이, 도금욕조(1)의 개구부(3) 바깥 둘레보다 안쪽 10 mm 내측의 위치를 미리 설정한 허용값으로서, 이 허용값을 넘은 경우에 형상판정장치로부터의 이상신호를 발생시켰다.
이상신호의 발생에 의해, 즉시 강판속도를 40 mpm로 저속으로 하여, 도금욕조로의 도금욕(액)의 공급을 정지하고, 이어서 도금욕조중의 도금욕(액)을 배출한 후, 각 반욕조 및 자장 인가수단을 60 mm 정도의 강판에 대하여 이동하게 하였다. 강판형상을 관찰하여, 강판형상교정하고 강판통과위치를 수정하여, 강판이 소정의 위치를 통과하는 것을 확인하고, 반욕조, 자장 인가수단을 소정의 위치까지 이동시켜, 자장을 인가하면서 도금욕조내에 도금욕(액)을 공급하여 통상의 도금 조업을 재개하였다. 이에 따라, 강판과 개구부 측벽과의 접촉을 회피할 수 있어, 개구부의 파손 등의 사고를 방지할 수 있었다.
실시예 4
도 1에 나타낸 용융금속 도금장치에 도 4a에 나타낸 밀봉 부재를 부설하여 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다.
밀봉 부재의 강판 폭방향 길이는, 개구부의 폭(2000 mm)보다도 길게 2400 mm으로 하였다. 밀봉 부재의 재질은, 탄소를 사용하였다.
이하에 조업조건을 나타낸다.
강 종류 극저 탄소강
강판 크기 폭 1200 mm, 두께 1.0 mm
강판 속도 130 mpm
도금욕 조성 Zn + 0.2% Al
도금욕 온도 475℃
도금 바로 전의 강판 온도 480℃
도금욕(액) 공급량 400 ℓ/분
도금욕조내의 도금욕 최대 높이 200 mm
부착량 편면 45 g/㎡(N2기체사용)
자장 인가장치의 교류전류 주파수 2 kHz
자장 인가장치 코어간의 자속밀도 0.5T
도금욕조(1)내에 도금욕을 공급하지 않은 상태로, 강판(S)을 50 mpm에서 주행시킴과 동시에 에어 실린더로 이루어지는 이동장치(5)를 작동시켜 밀봉 부재(4)를 강판 표리에 접촉시키고, 이어서 전자기 밀봉장치(2)를 작동하여 자장을 발생시켰다. 이어서, 보조욕조(13) 내의 도금욕을 서서히 펌프(P)에서 도금욕조(1)내에 공급하여, 소정의 공급량으로 조정하였다. 부착량 조정장치(20)를 작동시키면, 강판속도를 소정의 속도까지 증가시키고, 최후에 밀봉 부재를 강판으로부터 이탈시키고, 도금 조업을 개시하였다.
이에 따라, 개구부로부터의 도금욕(액)의 누설은 없었고, 개구부 하방의 강판 지지장치(30)를 오염하는 일은 전혀 없었다.
다음에, 도금 조업을 계속하고 있는 상태로, 밀봉 부재(4)를 강판 표리에 접촉시키고, 도금욕조(1)에의 도금욕(액)의 공급을 정지하고, 기체 와이핑 장치(20)를 정지하여 도금욕조내의 도금욕(액)을 도금욕(액) 공급통로(12)를 거쳐서 보조욕조(13)에 이송하였다. 이어서, 도금욕조내의 도금욕이 없게 된 시점에서 전자기 밀봉장치(2)를 정지하여, 강판(S)을 정지함과 동시에 밀봉 부재(4)를 강판으로부터 이탈시켜 도금 조업을 종료하였다.
이에 따라, 도금욕조 저부의 개구부로부터 새어나간 도금욕(액)이 개구부 하방의 강판 지지장치를 오염시키지 않고 안정하게 또한 안전하게 도금을 개시 및 종료할 수 있었다.
실시예 5
도 1에 나타낸 용융금속 도금장치에 도 4b에 나타낸 밀봉 부재를 부설하고 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다.
비구동 롤(42)에 의해 지지된 내열벨트(41)를, 에어 실린더로 이루어진 이동장치(5)에 의해 강판(S)에 접촉가능하게 배설하였다. 내열벨트의 폭은, 상기 개구부 폭보다도 길게 2400 mm으로 하고, 벨트의 재질은 카오 울을 사용하였다. 내열벨트(41)에는 스크레이퍼[도금욕(액) 소취장치(43)]가 붙어 있고, 내열벨트(41)에 부착한 도금욕(액)을 긁어 떨어뜨리고 도금욕 회수용기(37)에 회수할 수 있도록 되어 있다.
조업조건은 실시예 4와 동일한 조건으로 하였다.
도금욕조(1)내에 도금욕(액)을 공급하지 않은 상태로, 강판(S)를 50 mpm에서 주행시킴과 동시에 내열벨트(41)를 강판 표리에 접촉시켜, 전자기 밀봉장치(2)를 작동하여 자장을 발생시켰다. 이어서, 보조욕조(13)내의 도금욕(액)을 서서히 펌프(P)에서 도금욕조(1)내로 공급하여, 소정의 공급량에 조정하였다. 부착량 조정장치(20)를 작동시킴과 동시에, 강판속도를 소정의 속도까지 증가시켰다. 내열벨트(41)에 부착한 도금욕(액)은 도금욕액 소취장치(스크레이퍼)로 긁어내어 도금욕(액) 회수용기(37)에서 회수하였다. 최후에 도금욕(액)의 누설이 종결되면, 내열벨트(41)를 강판(S)으로부터 이탈시켜, 도금 조업을 개시하였다.
그 후, 도금 조업을 계속하여, 소정량을 처리하였다. 이어서, 도금 조업을 계속하고 있는 상태로, 내열벨트(41)를 강판 표리에 접촉시켜, 도금욕조(1)에의 도금욕의 공급을 정지하였다. 부착량 조정장치(20)를 정지하고 도금욕조(1)내의 도금욕을 도금욕(액) 배출통로(11)를 거쳐서 보조욕조로 이송하고, 도금욕조(1)내에 도금욕이 없어진 시점에서 전자기 밀봉장치(2)를 정지하고, 강판(S)을 정지함과 동시에 내열벨트(41)를 강판(S)에서 이탈시켜 도금 조업을 종료하였다.
이상과 같은 도금 개시 및 종료방법을 실시함으로써, 도금욕조 저부의 개구부로부터 새어나간 도금욕이 개구부 바로 아래의 강판 지지장치(30)를 오염시키지 않고 안정하게 또한 안전하게 도금을 개시 및 종료할 수 있었다.
실시예 6
도 1에 나타낸 용융금속 도금장치에 도 4c에 나타낸 밀봉 부재를 부설하여 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다.
도금욕조(1)의 저부 개구부(3)의 바로 아래에 강판 지지장치(30)보다 윗쪽의 위치에는, 강판(S) 표리에 대향하고, 누설된 도금욕(액)을 분사하기 위한 기체 밀봉장치(45)가 설치되어, 분사한 도금욕(액)을 도금욕(액) 회수용기(37)내로 회수한다. 강판 표리에 대향한 기체 밀봉장치 사이의 거리는 20 mm으로 하였다. 기체유량은 100 Nm3/분, 기체압은 250 mmAq로 하고, 질소기체를 이용하였다.
조업조건은 실시예 4와 동일한 조건으로 하였다.
도금욕조내에 도금욕을 공급하지 않은 상태로, 강판(S)을 50 mpm으로 주행시킴과 동시에 기체 밀봉장치(45)를 작동시켜, 전자기 밀봉장치(2)를 작동하여 자장을 발생시키고, 이어서, 보조욕조(13) 내의 도금욕(액)을 서서히 펌프(P)에서 도금욕조(1)내에 공급하고, 소정의 공급량으로 조정하였다. 부착량 조정장치(20)를 작동시키고, 강판속도를 소정의 속도까지 증가시켰다. 누설된 도금욕(액)을 분사하여 도금욕 회수용기(37)로 회수한다. 최후에 도금욕(액)의 누설이 종결되면, 기체 밀봉장치(45)를 정지하고, 도금 조업을 개시하였다.
소정량의 강판에 도금을 실시한 후, 도금 조업을 계속한 상태로, 기체 밀봉장치(45)를 작동시키고, 도금욕조(1)로의 도금욕(액)의 공급을 정지하였다. 부착량 조정장치(20)를 정지하고 도금욕조(1)내의 도금욕(액)을 도금욕(액) 공급통로(12)를 통해 보조욕조(13)로 이송하고, 도금욕조(1)내의 도금욕(액)이 없게 되는 시점에서 전자기 밀봉장치(2)를 정지하고, 강판(S)을 정지하면서 기체 밀봉장치(45)를 정지하고 도금 조업을 종료하였다.
이상과 같은 도금 개시 및 종료 방법을 실시함으로써, 도금욕조 저부의 개구부(3)로부터 새어나온 도금욕(액)이 개구부 바로 아래의 강판 지지장치(30)를 오염시키지 않고 안정하게 또한 안전하게 도금을 개시 및 종료할 수 있다.
실시예 7
도 6에 나타낸 용융금속 도금장치를 이용하여, 극저 탄소강판에 용융아연도금을 실시하였다.
피도금재인 강판(S)는, 도 6에 있어서 도시하지 않았지만 통상의 전처리공정으로 세정하고, 이어서 어닐링 공정을 통과한 후, 강판 지지장치(30)(디플렉터 롤, 서포트 롤, 가이드 롤)에 의해 연직 상방으로 방향전환 및 형상교정 등을 실시하여 도금욕조(1)로 들어가서, 도금을 실시하였다. 도금 후의 강판은, 부착량 조정장치(20)인 기체 와이핑 장치로써 소정의 부착량으로 조정하고, 그대로 냉각하였다.
도금욕조의 저부에는, 20 mm 간극의 슬리트상의 개구부(폭: 2000 mm)가 마련되고 그 개구부 바로 위에 밀봉 부재를 설치하였다. 설치한 밀봉 부재는, 폭 30 mm, 길이 2200 mm의 원주로, Zn-0.2% Al제이다. 이 밀봉 부재는 도 4fa 및 도 4fb에 도시한 바와 같이 도금욕조의 돌출부(8)와 강판(S) 사이에 설치되고, 주행하는 강판에 끌려 들어가지 않도록 양끝을 도금욕조에 고정한다.
이하에 조업조건을 나타낸다.
강 종류 극저 탄소강
강판 크기 폭 1200 mm, 두께 1.0 mm
강판 속도 130 mpm
도금욕 조성 Zn + 0.2% Al
도금욕 온도 475℃
도금 바로 전의 강판 온도 480℃
도금욕(액) 공급량 400 ℓ/분
도금욕조내의 도금욕 높이 200 mm
부착량 편면 45 g/㎡(N2기체사용)
자장 인가장치의 교류전류 주파수 2 kHz
자장 인가장치 코어간의 자속밀도 0.5T
상기한 조업조건으로 도금조업을 개시하였다.
도금욕조내로 도금욕을 공급하지 않은 상태로, 우선 강판을 30 mpm으로 주행시키고, 이어서 자장 인가수단을 작용하여 자장을 발생시켰다. 이어서 보조욕조내의 도금욕(액)을 서서히 펌프로써 도금욕조내에 공급하여, 소정의 공급량으로 조정하였다.
다음에, 기체 와이핑 장치를 작동시켜, 강판속도를 소정의 속도까지 증가시키고, 도금 조업을 개시하였다.
이상과 같은 도금 개시방법을 실시한 결과, 도금욕조 저부의 개구부로부터 도금욕(액)의 누설은 없고, 안정하게 또한 안전하게 도금을 개시할 수 있었다.
본 발명에 의해 강판 폭방향으로 균일한 도금 품질이 수득되는 동시에 불순물 부착이 없는 깨끗한 도금 강판을, 안정하고 연속적으로 제조할 수 있는 강판의 용융금속 도금장치 및 용융금속 도금방법이 제공된다.
부호의 설명
1. 도금욕조
1a. 반욕조
2. 전자기 밀봉장치
2a. 자장 인가장치(수단)
3. 개구부
4. 밀봉 부재
4a, 4b, 4c, 4d. 밀봉 부재
5, 5a, 5b. 이동수단
6. 용융금속 도금장치
7. 도금욕
8. 돌출부
9. 범람 둑
10. 도금욕(액) 공급장치
11. 도금욕(액) 배출통로
12. 도금욕(액) 공급통로
13. 보조욕조
15. 배관전환장치
16. 버퍼
17. 도금욕(액) 토출통로
18. 불순물 제거수단
20. 부착량 조정장치
30. 강판 지지장치
31. 가이드 롤
32. 서포트 롤
33. 디플렉터 롤
35. 도금욕(액) 소취장치
36. 가압부착장치
37. 도금욕(액) 회수용기
41. 내열벨트
42. 롤
43. 도금욕(액) 소취장치
45. 기체 밀봉장치
46. 송풍기
47. 배관
48. 기체분사장치
49. 칸막이 판
50. 어닐링 로
51. 강판형상 측정장치
51a. 강판 진동 측정기(적외선 레이저 거리계)
51b. 강판 휨 측정기(적외선 레이저 거리계)
51c. 강판 사행량 측정기(강판 위치 검출계)
P 펌프
S 강판
A 간극

Claims (23)

  1. 저부에 마련된 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올려서 이 강판에 도금을 수행하는 도금욕조, 및 상기 강판을 사이에 두고 양측에 소정의 간격을 두면서 자장 인가수단을 배치하여 이 도금욕조내의 도금욕에 자장을 인가하여 상기 도금욕을 지지하는 전자기 밀봉장치로 이루어진 용융금속 도금장치로서;
    상기 도금욕조에는 그 상부로부터 도금욕을 범람시켜 밖으로 배출하기 위한 범람 둑, 및 도금욕을 용융 및 지지하는 보조욕조가 구비되어 있으며;
    도금욕을 상기 보조욕조로부터 상기 도금욕조로 공급하는 도금욕 공급통로 및 상기 도금욕조로부터 배출되는 도금욕을 상기 보조욕조로 송급하는 도금욕 배출통로로 이루어진 도금욕 공급장치가 배설되어 있고;
    상기 도금욕조내 또는 근방에는 상기 도금욕 공급통로에 연통하여 상기 강판을 향해서 도금욕을 토출시키는 버퍼가 마련되어 있음을 특징으로 하는, 강판의 용융금속 도금장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    도금욕조가 강판을 사이에 두고 복수로 분할가능하게 구성되는 동시에 이 분할욕조가 각각 이동수단을 가져서 강판에 대해 전진 후퇴할 수 있도록 배설된 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    버퍼에 연통하여 도금욕조내에서 강판을 향하여 도금욕을 토출시키는 도금욕 토출통로를 마련한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    도금욕 토출통로의 출구가, 강판에 대향하여 이 강판 폭방향으로 뻗은 슬리트상인 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    도금욕 공급통로에 가열수단을 배설한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    보조욕조내 또는 보조욕조 근방에 불순물 제거수단을 배설한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    전자기 밀봉장치의 자장 인가수단이, 강판을 사이에 두고 양측에 각각 이동수단을 가져서 강판에 대해 전진 후퇴할 수 있도록 배설된 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    개구부로부터 상류측에, 강판형상 측정장치 및 강판형상 측정장치로부터의 신호를 입력하여 강판형상의 이상을 판정하는 형상판정장치를 배설한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    개구부 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 억제하는 한쌍의 밀봉 부재를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하면서 접촉 및 분리가 가능하게 배설한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    개구부 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 억제하는 한쌍의 기체 밀봉장치를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하여 배설한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    개구부 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 억제하는 한쌍의 밀봉 부재를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하면서 접촉 및 분리가 가능하게 배설하고, 또한 이러한 밀봉 부재 바로 아래에, 도금욕(액)이 하방으로 누설되는 것을 방지하는 한쌍의 기체 밀봉장치를, 상기 강판 표면 및 이면에 각각 대향하여 배설한 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금장치.
  12. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    밀봉 부재가 회전가능한 롤로 지지된 내열벨트인 것을 특징으로 하는 용융금속 도금장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    롤이 구동가능하게 배설된 것을 특징으로 하는 용융금속 도금장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    개구부 또는 이 개구부 바로 위에, 도금할 금속의 융점이하의 온도에서 융해가능한 물질로 이루어진 밀봉 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 용융금속 도금장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    강판을 도금욕조로 이끄는 강판 지지장치를 설치하고, 이러한 강판 지지장치가 이전 공정에서 처리한 강판을 연직방향으로 방향전환하는 디플렉터 롤(deflector roll), 이 디플렉터 롤의 하류에 배치되어 강판의 휨을 교정하는 서포트 롤(support roll) 및 이 서포트 롤의 하류에서 개구부의 하방으로 설치되어 진동을 억제하는 한쌍의 가이드 롤(guide roll)로 이루어지고, 이 한쌍의 가이드 롤에 각각 도금욕 소취(搔取)장치를 배설하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용융금속 도금장치.
  16. 도금욕조의 저부에 마련된 개구부로부터 강판을 침입시켜 상방으로 끌어올리는 동시에 이 강판을 사이에 두고 양측에 소정의 간격을 두어 자장 인가수단을 배치하여 이 도금욕조내의 도금욕에 자장을 인가하여 상기 도금욕을 지지하고, 이 도금욕조 하부에 도금욕 공급통로를 통해 보조욕조로부터 도금욕을 공급하면서 이 도금욕조 상부로부터 도금욕 배출통로를 통해 보조욕조로 도금욕을 배출하여 도금욕을 순환시키면서 도금하는 강판의 용융금속 도금방법으로서;
    상기 도금욕조 상부로부터 도금욕을 범람시켜 배출하면서, 상기 도금욕 공급통로에 연통하여 버퍼를 마련하여 이 버퍼를 통해 상기 강판을 향해서 도금욕을 토출시키는 것을 특징으로 하는, 강판의 용융금속 도금방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    도금욕조를 강판을 사이에 두고 복수로 분할가능한 도금욕조로 하는 동시에, 상기 분할욕조 및 상기 자장 인가수단을 상기 강판에 대해 전진 후퇴할 수 있도록 배설하고, 상기 개구부로부터 상류측에서 상기 강판의 형상을 온라인으로 측정하고, 그 측정값이 미리 정한 허용값을 넘었을 경우에, 상기 도금욕의 공급을 정지하고, 이어서 상기 도금욕조중의 도금욕을 배출한 뒤, 상기 분할욕조 또는 추가로 상기 자장 인가수단을 이동시키는 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    도금욕조내에 버퍼에 연통하여 도금욕 토출통로를 마련하고, 이 도금욕 토출통로로부터 상기 강판을 향해서 도금욕을 토출시키는 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    도금욕조와 보조욕조와의 사이를 순환하는 도금욕의 양을 100 ℓ/분 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    도금욕 공급통로의 도금욕 온도를 보조욕조의 도금욕 온도 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    도금욕조에 도금욕(액)이 공급되지 않은 상태에서 도금을 개시할 때, 상기 개구부 바로 아래에 상기 강판의 표면 및 이면에 각각 대향하여 한쌍의 밀봉 부재를 소정 위치까지 근접 또는 접촉시키면서 및/또는 강판 표리면에 대해 기체를 내뿜으면서, 이 강판을 소정의 통판 속도로 통판시키고, 이 도금욕조에 자장을 인가한 뒤, 도금욕(액)을 공급하여 도금을 개시하는 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    도금을 종료할 때, 상기 개구부 바로 아래에서 상기 강판의 표면 및 이면에 각각 대향하여 한쌍의 밀봉 부재를 소정 위치까지 근접 또는 접촉시키면서 및/또는 강판 표리면에 대해 기체를 내뿜으면서, 이 도금욕조로 도금욕이 공급되는 것을 정지한 뒤, 이 도금욕조내의 도금욕을 강판에 부착시키거나 또는 이 도금욕조내의 도금욕을 연통한 보조욕조로 이송하여 이 도금욕 도금욕조내를 비우고, 이어서 이 도금욕조내로의 자장 인가를 정지하여 도금을 종료하는 것을 특징으로 하는 강판의 용융금속 도금방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    도금욕조내에 도금욕(액)이 공급되어 있지 않은 상태에서 도금을 개시할 때, 상기 개구부 또는 이 개구부 바로 위에, 도금할 금속의 융점이하의 온도에서 융해가능한 물질로 이루어진 밀봉 부재를 설치하고, 개구부를 폐쇄한 뒤, 강판을 주행시키는 동시에 도금욕(액)을 도금욕조내에 공급하여 자장을 인가하고, 도금을 개시하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금방법.
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