KR20000041285A - 합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치 - Google Patents
합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20000041285A KR20000041285A KR1019980057123A KR19980057123A KR20000041285A KR 20000041285 A KR20000041285 A KR 20000041285A KR 1019980057123 A KR1019980057123 A KR 1019980057123A KR 19980057123 A KR19980057123 A KR 19980057123A KR 20000041285 A KR20000041285 A KR 20000041285A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cooling
- steel sheet
- mist
- alloyed
- alloying
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 178
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims abstract description 73
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 68
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
- C23C2/29—Cooling or quenching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/007—After-treatment
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
본 발명은 연속식 합금화 용융아연도금 냉연강판의 냉각방법 및 이에 이용되는 냉각장치에 관한 것이며, 그 목적은 합금화 용융아연도금후 열처리된 강판을 미스트(mist)냉각하므로써 강판의 내파우더링성뿐만아니라 합금화 균일성, 가공성 및 표면품질이 우수하도록 함에 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 냉연소지강판을 도금조에 통과시켜 도금하고, 도금된 냉연강판을 470~560℃의 범위로 가열하여 합금화처리한 후, 합금화처리된 강판을 냉각하여 구성되는 합금화용융아연도금강판의 제조방법에 있어 상기 합금화처리된 강판의 온도를 350℃이하로 미스트(mist)냉각하는 합금화용융아연도금강판의 냉각방법; 및 합금화열처리로와 상부롤 사이에 위치되는 미스트냉각대와 상기 미스트냉각대에 연결되어 공기를 가압하여 이송하는 송풍기와 상기 미스트냉각대에 연결되어 냉각수를 공급하는 수공급수단을 포함하고, 그리고 상기 미스트냉각대는 하부에는 공기를 분사하는 에어커텐이 설치되며 내부에는 분사노즐이 내설되어 구성되는 합금화용융아연도금강판의 냉각장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
Description
본 발명은 자동차용 강판 등에 사용되는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속식 합금화 용융아연도금 냉연강판의 제조에 있어 합금화 열처리된 강판을 내파우더링성 및 표면품질이 우수하도록 미스트(mist)냉각하는 방법 및 그 냉각에 이용되는 냉각장치에 관한 것이다.
합금화 용융아연도금강판은 도장성, 용접성, 도장후 내식성이 우수하여 최근 건자재용, 가전용 및 자동차용 강판으로 그 수요가 증가하고 있다. 합금화 용융아연도금강판의 제조방법은 일반적으로 연속 용융아연도금공정에서 도금된 강판을 합금화 열처리하여 제조된다. 구체적으로 합금화 용융아연도금강판은 소지강판이 1차로 아연도금이 이루어진 상태에서 연속적으로 약 470~560℃의 온도범위로 가열하면 소지철의 철성분과 도금층의 아연성분이 상호확산되어 ζ상, δ1상, Γ상 등의 Fe-Zn계 금속간화합물이 성장하여 합금화 용융아연도금층이 형성된다. 합금화 용융아연도금강판의 품질특성은 스폿용접성, 도장후 내식성 및 도장밀착성이 우수하지만 상기 합금화처리시 과합금화된 강판은 가공시 도금층이 분말형태로 떨어지는 파우더링(powdering)현상이 발생하는 문제가 있다. 파우더링은 합금철의 철농도 상승에 따라 비례하여 열화되나 밀착성 및 용접성은 반대로 향상된다. 따라서, 이러한 제특성을 고려할 때 합금화 용융아연도금강판의 도금층의 최적 철농도 범위는 약 8~12%로 비교적 좁게 되며, 주상(main phase)으로 δ1상을 갖도록 하는 것이 보통이다. 이를 위해 합금화 용융아연도금강판의 제조시 합금화 열처리후의 냉각제어기술이 매우 중요하다. 즉, 합금화 열처리후 도금강판은 냉각대의 상부롤에 도달시 약 350℃이하로 냉각되지 않으면 도금층내의 아연입자의 밀착성이 완전하지 못하여 상부롤 표면에 떨어져 고착되며, 강판의 표면에 마크를 유발시키거나 소재 잠열의 영향으로 합금화가 진행되어 과합금화로 발전되어 가공성에 취약한 조직인 Γ조직이 생성되고, 이로 인해 가공시 도금층이 분말형태로 떨어져 나가는 파우더링 현상이 발생되기 때문에 적절한 냉각제어가 요구된다.
한편, 종래에는 냉연강판을 도금소재로 한 합금화 용융아연도금강판의 제조시 냉연강판을 연속적으로 합금화처리하여 적정합금화도를 확보한 후, 공기냉각방식으로 냉각하므로써 합금화 용융아연도금강판을 제조하였다. 그러나, 상기 공기냉각방식은 공기 송풍시 공기압에 의해 강판의 진동이 발생되어 강판의 전후면간에 합금화 열처리온도에 편차가 생기거나 합금화에 편차가 심하여 강판의 한쪽면은 과합금화가, 그리고 다른 쪽 면은 미합금화의 발생이 쉽고 공랭효과의 미흡으로 인해 상부롤에서의 강판온도가 400℃ 정도밖에 이를 수 없는 단점이 있다. 그리고, 상기 경우 대체로 1.0mm이하 두께의 박물재이거나 또는 도금부착량이 편면기준으로 약 45~60g/m3정도의 박도금 냉연강판을 대상으로 하였다.
상기 적정 철농도 범위를 유지하여 과합금화를 방지하면서 보다 후물재에 적용된 예로서 종래에는 물과 공기를 혼합한 포그(fog)냉각방식에 의해 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법이 대한민국 특허 제88580호에 제시된 바 있다. 상기 방법은 도1과 같이, 0.08~0.16wt%의 Al을 함유한 아연도금조(1)에서 후물재(2.0~4.0mm) 열간압연강판(2)을 용융도금후, 도금조(1)의 직상부에 설치된 에어나이프(air knife)(5)를 통해 도금량을 조절하고, 이후 연속적으로 합금화 열처리로(3)에서 열간압연강판의 온도가 480~550℃가 되도록 가열하고, 공기냉각대(4)에서 상기 온도범위로 일정시간 유지한 다음, 제1포그냉각대(10) 및 제2 포그냉각대(14)에서 공기와 물을 병행하여 고압분사하는 포그냉각방식에 의하여 20~40℃/초 범위의 냉각속도로 급냉하여 상부롤(6)에서의 강판온도가 300℃이하가 되도록 합금화열처리하는 방법이다. 그러나, 상기 포그냉각방법은 공냉방식보다는 냉각효과가 다소 향상되지만 분무입자의 크기가 30㎛이하(평균입자크기는 약 20㎛)로 매우 작기 때문에 냉각효과가 불충분하여 만일 합금화열처리로(3)에서부터 상부롤(6)까지 거리가 멀거나 강판의 통판속도가 고속인 경우 상부롤(6)에서의 강판온도가 300~350℃정도로서 300℃이하의 온도 확보하기 곤란하고 도금층내 과합금화 또는 합금화 편차가 발생될 수 있다.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 용융아연도금된 냉연강판을 합금화처리후 미스트(mist)냉각방식을 적용하므로써 합금화 용융아연도금강판의 도금층의 과합금화를 방지하고 내파우더링성뿐만아니라 합금화 균일정도, 가공성 및 표면품질이 우수한 냉각방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 냉각에 이용되는 합금화 용융아연도금강판의 냉각장치를 제공함에 있다.
도1은 종래의 합금화아연도금강판의 제조장치의 개략 구성도
도2는 본 발명의 냉각장치를 적용한 합금화아연도금강판의 제조장치의 개략 구성도
도3은 본 발명의 냉각장치에 있어 분사노즐의 사시도
도4는 본 발명의 냉각장치에 있어 에어커텐(air curtain)의 사시도
도5는 본 발명의 냉각장치를 적용한 합금화아연도금강판의 다른 제조장치의 개략 구성도
* 도면의 주요부호에 대한 설명 *
1: 도금조 2, 8:강판
3: 합금화열처리로 4: 공기냉각대
6: 상부롤 10, 14: 포그(fog)냉각대
20: 미스트(mist)냉각대 11, 21: 분리기
12, 22: 분사노즐 13, 23: 송풍기
24: 에어커텐 25: 배기팬
30: 수공급라인
상기 목적달성을 위한 본 발명은 냉연소지강판을 도금조에 통과시켜 도금하고, 도금된 냉연강판을 470~560℃의 범위로 가열하여 합금화처리한 후, 합금화처리된 강판을 냉각하여 구성되는 합금화용융아연도금강판의 제조방법에 있어서,
상기 합금화처리된 강판의 온도를 350℃이하로 미스트(mist)냉각하는 합금화용융아연도금강판의 냉각방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 냉연소지강판을 도금조에 통과시켜 도금하고, 도금된 냉연강판을 470~560℃의 범위로 가열하여 합금화처리한 후, 합금화처리된 강판을 냉각하여 구성되는 합금화용융아연도금강판의 제조방법에 있어서,
상기 합금화처리된 강판을 미스트(mist)냉각방식에 의해 1차냉각하고, 1차냉각된 강판을 다시 포그냉각방식으로 냉각하여 최종 냉각된 강판의 온도를 350℃이하로 유지하는 합금화용융아연도금강판의 냉각방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 냉연강판을 인입시켜 용융도금하는 도금조와, 상기 도금조의 직상에 위치하여 상기 강판을 가열하는 합금화열처리로와, 상기 합금화열처리로에서 열처리된 강판이 상부롤에 이르기 전까지 강판을 350℃이하의 온도로 냉각하는 냉각대를 포함하는 합금화 용융아연도금강판의 제조장치에 있어서,
상기 합금화열처리로와 상기 상부롤 사이에 위치되는 미스트냉각대; 상기 미스트냉각대에 연결되어 공기를 가압하여 이송하는 송풍기; 및 상기 미스트냉각대에 연결되어 냉각수를 공급하는 수공급수단을 포함하고, 그리고 상기 미스트냉각대는 하부에는 공기를 분사하는 에어커텐이 설치되며 내부에는 분사노즐이 내설되어 구성되는 합금화용융아연도금강판의 냉각장치에 관한 것이다.
먼저, 본 발명의 냉각장치를 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명의 냉각장치는 도2에 도시된 바와 같이, 냉연강판(8)을 도금조(1)에 통과시켜 도금하고, 도금된 냉연강판을 합금화열처리로(3)에서 470~560℃의 범위로 가열하여 합금화처리한 후, 합금화처리된 강판을 냉각하여 구성되는 통상의 합금화용융아연도금강판의 제조장치이면 적용가능하다.
본 발명의 냉각장치는 상기 합금화열처리로(3)와 상기 상부롤(6) 사이에 위치되는 미스트냉각대(20)와 상기 미스트냉각대(20)에 연결되어 공기를 가압하여 이송하는 송풍기(23) 및 상기 미스트냉각대(20)에 연결되어 냉각수를 공급하는 수공급수단(30)을 포함하여 구성된다.
상기 미스트냉각대(20)는 하부에 공기를 분사하는 에어커텐(air curtain)(24)이 설치되며, 내부에는 분사노즐(22)을 포함하고 있다.
상기 분사노즐(22)은 도3과 같이, 내측관(22b)과, 그 내측관(22b)을 둘러싸고 있는 외측관(22a)으로 구성되어 있으며, 상기 내측관 및 외측관에는 각각 다수개의 분사구(22d)(22e)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 내측관은 외측관의 중심을 기준으로 분사구(22d)에 보다 밀접해 위치되며, 상기 분사구(22d)(22e)는 서로 구멍이 일치되도록 형성된다. 상기 분사구(22d)(22e)는 약 60~300mm 정도의 간격을 두고 배열됨이 바람직하며, 분사구(22d)의 경우 직경이 약 0.05~3.5mm 정도로 마련됨이 바람직하다. 상기 분사노즐(22)의 외측관(22a)은 인입구(22c) 양측이 송풍기(23)와 연결되어 있다. 또한, 상기 분사노즐(22)의 내측관(22b)의 양측은 열교환기(33)와 수공급라인을 통해 연결되어 있다. 강판의 두께 및 통판속도에 따라 미스트냉각대(20)에서 미스트분무량 및 분무속도를 조정하기 위해 상기 분사노즐(22)의 외측관(22a)의 인입구(22c)와 내측관(22b)에는 밸브가 마련됨이 바람직하다.
또 상기 에어커텐(24)은 내관(24b)에 가압된 공기가 빠져나가는 분출구(24c)가 마련되도록 하는 한편 일정한 양의 공기를 분사하기 위해 상기 내관(24b)을 둘러싼 외관(24a)에는 상기 분출구(24c)의 반대방향으로 토출구(24d)가 형성되도록 구성되어 있다. 미스트 냉각시 냉각에 관여하지 않은 물입자는 하부로 자연낙하하여 합금화열처리로(3)에 침투하여 합금화 불량을 유발할 수 있는데, 상기 에어커텐(24)은 미스트냉각대(20)의 하부에 위치되어 미스트냉각시 비산된 물입자가 하부로 낙하하는 것을 방지한다. 바람직하게는 상기 에어커텐(24)을 약 10。 정도 상방향으로 설치하는 것이다. 기존의 합금화 용융아연도금강판의 제조장치에서는 도1과 같은 공기냉각대(4)가 비산된 물입자의 낙하를 방지하는 역할을 하였는 바, 본 발명에서는 상기 에어커텐(24)의 설치로 기존의 공기냉각대(4)의 존재가 불필요하게 된다. 즉, 미스트냉각은 기존의 공랭 또는 포그냉각효율보다 높기 때문에 기존의 공기냉각대(4)의 역할은 무의미하게 된다.
또한, 상기 미스트냉각대(20)는 분리기(21)와 배기팬(25)에 연결되며, 분리기(21)에서 나온 지관은 저장조(35)에 연결된다. 상기 저장조(35)과 미스트냉각대(20) 사이에는 순환수를 냉각하는 열교환기(33)와 냉각수를 공급하는 가압펌프(31)에 연결되어 있어 냉각수가 다시 분사노즐의 내측관(22b)에 공급된다.
또한, 본 발명의 냉각장치의 경우 상기 에어커텐(24)에 의한 강판의 진동을 방지하고 일부 낙하되는 물방울의 완전 차단을 목적으로 상기 미스트냉각대(20)와 합금화열처리로(3) 사이에 지지롤(touch roll)(26)을 비스듬히 배설하면 보다 바람직하다. 그리고, 통상의 고무로 만들어지는 상부롤(6)의 하측부에는 미스트스프레이(mist spray)(27)을 설치하여 고온의 강판이 계속 공급되면서 상부롤에 열전달이 발생되어 롤 표면의 평판도가 불균일하게 되고 형상불량이 되는 것을 방지함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 냉각장치는 도5와 같이 미스트냉각대(20) 다음에 기존의 포그(fog)냉각대(10)와 결합하여 구성될 수도 있다. 상기 포그냉각대가 설치된 본 발명의 냉각장치를 이용하면 미스트냉각에 의해 냉각된 강판의 냉각편차를 보다 미세하게 조절할 수 있는 잇점이 있다.
상기 포그냉각대(10)는 미스트냉각대(20)의 구성요소와 비슷하게 이루어진다. 즉, 포그냉각대(10)의 분사노즐(12)는 상기 미스트냉각대(20)의 분사노즐(22)과 동일하게 구성될 수 있다. 이때, 상기 분사노즐(12)에는 송풍기(13)으로부터 공기를 가압하여 이송하는 한편 저장조(35), 펌프(32) 및 열교환기(34)로 이루어진 수공급라인(30)을 통해 연결되어 냉각수가 공급되면서 상기 포그냉각대에서 적정 유량과 압력에 의한 포그가 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 냉각장치가 설치된 합금화 용융아연도금강판의 제조장치의 경우 강판의 표면온도를 측정할 수 있는 판온측정기(7)가 각 냉각대 사이에는 설치되고, 또한 강판의 합금화정도를 측정할 수 있는 합금화도 측정기(9)가 상부롤(6)의 후단에 설치된다.
이하, 상기 냉각장치를 이용한 본 발명의 냉각방법을 상세히 설명한다.
먼저, 냉연소지강판(8)이 도금조(1)에 통과되어 도금되면 에어나이프(5)를 통해 도금량이 제어되면서 도금된 냉연강판(8)은 470~560℃의 범위로 가열한다. 합금화열처리된 강판은 미스트냉각대(20)에서 냉각되는데, 이때 본 발명의 미스트냉각방식은 송풍기(23)으로부터 가압된 공기가 분사노즐(22)의 외측관(22a)의 양측을 통해 이송되는 동시에 분사노즐(22)의 내측관(22b)의 양측에서 냉각수가 공급되면서 상기 분사노즐의 분사구(22d)(22e)으로부터 물이 미스트상태로 분사되어 이루어진다. 미스트냉각대(20)에서 냉각된 강판은 미스트냉각에 의해 상부롤(6)에 도달할 때까지 충분히 약 350℃이하로, 구체적으로는 약 200~350℃의 온도범위로 제어될 수 있다.
본 발명의 미스트냉각 효율을 보다 높이기 위해서는 미스트냉각대(20)내에 수증기들이 잔존함을 방지함이 바람직하다. 이를위해 미스트냉각대(20)내부는 배기팬(25)을 통해 흡인하여 분리기(21)에서 수증기를 분리하고, 분리된 수증기들은 저장조(33)로 순환시킨다. 상기 순환된 냉각수들은 열교환기(33)에서 적절히 냉각되어 가압펌프(31)를 통해 다시 분사노즐의 내측관(22b)에 공급된다.
본 발명의 냉각방식에 따르면 미스트(mist)는 그 입자크기가 평균 약 70㎛ 정도이며, 평균분무속도가 약 50m/초 정도되므로 종래의 포그냉각방식에 비하여 냉각 효율이 크게 향상된다. 즉, 종래의 포그냉각에 따른 냉각속도는 약 20~40℃/초 범위로 크게 제한되는 반면 본 발명의 미스트냉각은 약 25~300℃/초의 냉각속도를 얻을 수 있다. 그러나, 본 발명의 경우 미스트에 의한 냉각속도는 약 40~250℃/초의 범위로 제어하는 것이 바람직한데, 그 이유는 냉각속도가 40℃/초이하로 되는 경우 합금화도금층중의 Γ상의 두께가 약 0.5㎛이상 성장하게 되며 지름 96mm시편으로 컵핑(cupping)가공시 분말발생량이 약 0.04g 이상으로 많이 발생되고, 또한 250℃/초 이상으로 하게 되면 강판의 표면에 유체흐름 형태의 무늬가 발생되어 바람직하지 않기 때문이다. 즉, 미스트에 의한 냉각속도가 약 40~250℃/초 범위로 제한하게 되면 Γ상의 두께가 약 0.4㎛ 정도로 성장이 획기적으로 억제되고 컵핑가공시 분말의 발생량도 약 0.001~0.03g 정도로 크게 감소될 수 있다. 보다 바람직하게는 미스트에 의한 냉각속도는 약 40~200℃/초의 범위로 제어하는 것이다.
본 발명의 미스트냉각방식은 상기한 냉각속도에서의 차이뿐만아니라 냉연강판과 노즐간에 증기층이 형성되어 미세한 포그입자가 그 증기층을 뚫고 강판으로 진행하여 냉각에 기여하는 것이 어려운 종래의 포그냉각방식과는 달리, 강판과의 충돌압이 크기 때문에 증기층의 영향을 적게 받는 잇점도 있다. 예를들면, 강판과 분사노즐 사이의 거리가 약 200mm이고, 분사속도가 약 50m/초로 동일한 냉각대에 있어서도 평균입자크기가 약 20㎛인 포그냉각방식과 평균입자크기가 약 70㎛인 미스트냉각방식을 적용시 미스트냉각이 포그냉각 대비 냉각성능을 지배하는 충돌력이 약 38배 정도 크다. 따라서, 물입자가 혼입되는 동일한 냉각방식이라할지라도 강판과 노즐 사이에는 핵비 또는 막비 등의 증기층이 형성되기 때문에 냉각을 위해 공급되는 입자가 증기층을 뚫고 강판에 진행되어야 냉각에 기여하므로 충돌력이 큰 미스트냉각방식이 보다 우수한 냉각능을 갖는 것이다.
상기 미스트냉각은 냉각대에서 공기 및 물의 유량을 제어하므로써 냉각속도의 조절이 가능하다. 미스트냉각대에서의 공기와 물의 유량은 도금된 강판의 외관품질에 크게 영향을 미친다. 구체적으로 강판의 냉각속도가 상기 범위가 되도록 하려면 공기의 유속은 0.5Nm3/분을, 그리고 물의 유속은 0.25ℓ/분을 넘지 않도록 하여 분사함이 바람직하다.
본 발명의 냉각방법은 냉연강판의 두께가 0.2~2.3mm 정도인 냉연소재에 더욱 적합하다. 무엇보다도 본 발명의 미스트냉각은 포그냉각방식에 비해 냉각속도가 빠르기 때문에 생산성에 있어서도 큰 차이가 있을 수 밖에 없다. 예를들면, 약 500℃에서 합금화처리된 강판을 약 300℃로 냉각시 평균냉각속도 약 30℃/초 정도로 포그냉각하는 경우와 평균냉각속도 약 100℃ 정도로 미스트냉각하는 경우 미스트냉각에 의하면 약 2.0초 정도 소요되나 포그냉각에 의하면 약 6.7초 정도 소요되어 약 3배이상의 차이가 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
실시예
소재두께가 약 1.0mm이고, 폭이 약 1219mm인 냉연강판을 편면 도금부착량이 각각 200g/m2되도록 용융아연도금한 후, 470~560℃의 온도범위에서 약 12초동안 합금화 반응시켰다. 합금화 열처리된 강판은 하기표1과 같이, 공랭, 포그냉각(종래예), 미스트냉각(비교예 또는 발명예) 및 미스트-포크냉각방식(발명예)에 의해 냉각하여 과합금화를 방지하였다. 상기 공랭은 공기의 유량을 약 130,000m3/Hr의 범위에서 조절하였으며, 상기 포그냉각의 경우 공기의 유량을 80,000m3/Hr 정도로, 그리고 물의 유량을 약 150m3/Hr 정도로 조절하였다. 또한, 본 발명의 미스트냉각의 경우 공기의 유량은 60,000~150,000m3/Hr 범위에서, 그리고 물의 유량은 60~200m3/Hr의 범위에서 조절하였다. 이때 본 발명에 적용한 포그냉각은 공기의 유량을 약 40,000~100,000m3/Hr의 범위에서, 그리고 물의 유량은 약 60~200m3/Hr의 범위에서 조절하였다.
이렇게 제조된 합금화 용융아연도금강판에 대하여 내파우더링성, 가공성, 아연픽업마크(pick-up mark)성 및 합금화도를 측정하고, 그 결과를 하기표1에 나타내었다. 이때, 상기 내파우더링성은 제조된 강판의 표면에 테이프를 붙이고, 180。 굽힘시험을 실시한 후, 테이프에 묻어나온 도금분말량을 측정하여 5등급으로 평가하였다. 또한, 가공성은 만능시험기에 의해 최대 가공깊이를 측정하여 평가하였다. 아연픽업마크성은 상기 강판의 표면에 픽업마크흔적을 단위면적당 발생정도로 평가하였다. 그리고, 합금화 균일성은 합금화도의 편차로 상호 비교하여 평가하였다.
| 실시예 | 처리조건 | 합금화도 | 실험결과 | 비고 | |||||
| 합금화온도(℃) | 냉각속도(℃/초) | 냉각방식 | 내파우더링성 | 가공성 | 아연픽업마크성 | 합금화균일성 | |||
| 종래예1 | 560 | 15-20 | F | 13.6-15.1 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 종래예2 | 470 | 15-20 | F | 12.9-13.9 | 2 | 2 | 2 | 4 | |
| 종래예3 | 560 | 5-10 | A | 15.2-18.0 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 종래예4 | 470 | 5-10 | A | 14.6-15.9 | 2 | 2 | 2 | 5 | |
| 종래예5 | 560 | 10-15 | F | 13.7-14.9 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 종래예6 | 470 | 10-15 | F | 13.5-14.6 | 2 | 2 | 2 | 4 | |
| 비교예1 | 560 | 250-300 | M | 9.4-10.1 | 2 | 1 | 1 | 3 | 표면얼룩 및 슬립발생 |
| 비교예2 | 470 | 250-300 | M | 9.1-9.6 | 1 | 2 | 1 | 3 | |
| 발명예1 | 560 | 180-230 | M | 10.2-11.9 | 2 | 1 | 1 | 3 | |
| 발명예2 | 500 | 150-200 | M | 9.9-10.4 | 2 | 2 | 1 | 2 | |
| 발명예3 | 470 | 40-80 | M | 9.6-10.2 | 1 | 2 | 1 | 3 | |
| 발명예4 | 560 | 230-250 | M | 10.5-11.6 | 2 | 1 | 1 | 2 | |
| 발명예5 | 500 | 200-250 | M | 9.6-10.2 | 2 | 2 | 1 | 1 | |
| 발명예6 | 470 | 50-100 | M | 9.3-9.9 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| 발명예7 | 560 | 180-230 | M+F | 10.4-11.4 | 2 | 1 | 1 | 1 | |
| 발명예8 | 500 | 100-150 | M+F | 9.8-10.1 | 2 | 2 | 1 | 1 | |
| 발명예9 | 470 | 40-80 | M+F | 9.4-9.5 | 1 | 2 | 1 | 1 | |
| 발명예10 | 560 | 230-250 | M+F | 10.4-11.2 | 2 | 1 | 1 | 1 | |
| 발명예11 | 500 | 200-250 | M+F | 10.0-10.5 | 2 | 2 | 1 | 1 | |
| 발명예12 | 470 | 50-100 | M+F | 9.3-9.6 | 1 | 2 | 1 | 1 | |
| (주)냉각방식에서 A:공랭, F:포그냉각, M:미스트냉각품질평가방식 (우수)1↔5(미스트) |
상기 표1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 미스트냉각에 의한 냉각방식의 경우 종래의 공랭 및 포그냉각방식에 비해 냉각효과가 월등히 우수하여 제조된 강판은 내파우더링성뿐만아니라 표면품질 및 합금화균일성에 있어 매우 우수함을 알 수 있었다.
반면 미스트냉각을 적용하더라도 냉각효과를 너무 높게한 비교예(1)(2)의 경우 미스트량의 과다로 강판 표면에 얼룩이 생기거나 상부롤과 강판간의 수막현상으로 슬립(slip)이 발생되어 합금화 용융아연도금강판의 제조공정이 매우 불안정하게 됨을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 용융아연도금된 냉연강판을 합금화처리후 미스트(mist)냉각방식을 적용하므로써 합금화 용융아연도금강판의 도금층의 과합금화를 방지하고 내파우더링성뿐만아니라 합금화 균일정도, 가공성 및 표면품질이 우수한 합금화 용융아연도금강판을 얻을 수 있는 효과가 있다.
Claims (10)
- 냉연소지강판을 도금조에 통과시켜 도금하고, 도금된 냉연강판을 470~560℃의 범위로 가열하여 합금화처리한 후, 합금화처리된 강판을 냉각하여 구성되는 합금화용융아연도금강판의 제조방법에 있어서,상기 합금화처리된 강판의 온도를 350℃이하로 미스트(mist)냉각함을 특징으로 하는 합금화용융아연도금강판의 냉각방법
- 제1항에 있어서, 상기 미스트냉각은 강판의 냉각속도를 40~250℃/초 의 범위로 조절함을 특징으로 하는 냉각방법
- 제1항에 있어서, 상기 미스트 냉각 이후의 강판의 온도는 200~350℃의 범위로 유지함을 특징으로 하는 냉각방법
- 냉연소지강판을 도금조에 통과시켜 도금하고, 도금된 냉연강판을 470~560℃의 범위로 가열하여 합금화처리한 후, 합금화처리된 강판을 냉각하여 구성되는 합금화용융아연도금강판의 제조방법에 있어서,상기 합금화처리된 강판을 미스트(mist)냉각방식에 의해 1차냉각하고, 1차냉각된 강판을 다시 포그냉각방식으로 냉각하여 최종 냉각된 강판의 온도를 350℃이하로 유지함을 특징으로 하는 합금화용융아연도금강판의 냉각방법
- 제4항에 있어서, 상기 미스트냉각은 강판의 냉각속도를 40~250℃/초 의 범위로 조절함을 특징으로 하는 냉각방법
- 제4항에 있어서, 상기 미스트냉각후의 강판의 온도는 200~350℃의 범위로 유지함을 을 특징으로 하는 냉각방법
- 냉연강판(8)을 인입시켜 용융도금하는 도금조(1)와, 상기 도금조(1)의 직상에 위치하여 상기 강판을 가열하는 합금화열처리로(3)와, 상기 합금화열처리로(3)에서 열처리된 강판이 상부롤(6)에 이르기 전까지 강판을 350℃이하의 온도로 냉각하는 냉각대를 포함하는 합금화 용융아연도금강판의 제조장치에 있어서,상기 합금화열처리로(3)와 상기 상부롤(6) 사이에 위치되는 미스트냉각대(20); 상기 미스트냉각대(20)에 연결되어 공기를 가압하여 이송하는 송풍기(23); 및 상기 미스트냉각대(20)에 연결되어 냉각수를 공급하는 수공급수단(30)을 포함하고, 그리고 상기 미스트냉각대는 하부에는 공기를 분사하는 에어커텐(24)이 설치되며 내부에는 분사노즐(22)이 내설되어 구성됨을 특징으로 하는 합금화용융아연도금강판의 냉각장치
- 제7항에 있어서, 상기 분사노즐(22)은 내측관(22b)과 외측관(22a)으로 이루어지고, 상기 외측관과 내측관에는 각각 다수개의 분사구(22d)(22e)가 형성되어 있으며, 상기 분사구(22d)(22e)는 각각의 위치가 서로 대응되어 구성됨을 특징으로 하는 냉각장치
- 제7항에 있어서, 상기 에어커튼(24)는 가압된 공기가 빠져나가는 분출구(24c)가 마련된 내관(24b)과 상기 분출구의 반대방향으로 토출구(24d)가 형성된 외관(24a)으로 구성됨을 특징으로 하는 냉각장치
- 제7항에 있어서, 상기 냉각대는 미스트냉각대(20)에 후속하여 포그냉각대(10)가 형성됨을 특징으로 하는 냉각장치
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1998-0057123A KR100362671B1 (ko) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1998-0057123A KR100362671B1 (ko) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000041285A true KR20000041285A (ko) | 2000-07-15 |
| KR100362671B1 KR100362671B1 (ko) | 2003-03-03 |
Family
ID=19564524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-1998-0057123A KR100362671B1 (ko) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100362671B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100406414B1 (ko) * | 1999-11-05 | 2003-11-19 | 주식회사 포스코 | 고품질의 지에이 냉연강판 제조방법 |
| KR100887862B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2009-03-06 | 주식회사 포스코 | 용융도금강판의 냉각장치 |
| KR101711858B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-03-03 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
| KR101711856B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-03-03 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
| KR101711857B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-03-03 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020030936A (ko) * | 2000-10-18 | 2002-04-26 | 이구택 | 성형성이 우수한 합금화 용융아연 도금강판의 냉각방법 |
| KR101988750B1 (ko) * | 2017-12-06 | 2019-06-12 | 주식회사 포스코 | 도금조 교환장치 및 이를 포함하는 도금설비 |
-
1998
- 1998-12-22 KR KR10-1998-0057123A patent/KR100362671B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100406414B1 (ko) * | 1999-11-05 | 2003-11-19 | 주식회사 포스코 | 고품질의 지에이 냉연강판 제조방법 |
| KR100887862B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2009-03-06 | 주식회사 포스코 | 용융도금강판의 냉각장치 |
| KR101711858B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-03-03 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
| KR101711856B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-03-03 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
| KR101711857B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-03-03 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
| WO2017111523A1 (ko) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 주식회사 포스코 | 도금 장치 및 도금 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100362671B1 (ko) | 2003-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9163305B2 (en) | Continuous annealing method and a manufacturing method of hot-dip galvanized steel strips | |
| CN107429374B (zh) | 连续热浸镀锌装置和热浸镀锌钢板的制造方法 | |
| EP0921208B1 (en) | Method for cooling strip material | |
| US8714104B2 (en) | Dual-purpose facility of continuous hot-dip coating and continuous annealing | |
| US20100044932A1 (en) | Continuous annealing equipment | |
| CN105671301A (zh) | 钢带的连续退火炉及连续退火方法 | |
| JP6607339B1 (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び連続溶融亜鉛めっき装置 | |
| KR100362671B1 (ko) | 합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치 | |
| JP2006307244A (ja) | 鋼帯の連続熱処理設備における冷却工程のシール装置およびシール方法 | |
| CN108138297B (zh) | 热浸镀锌钢板的制造方法 | |
| KR20110064506A (ko) | 제로 스팽글 용융 아연-알루미늄 함금 도금 강판의 제조 장치 및 방법 | |
| JP5928412B2 (ja) | 鋼板の竪型冷却装置、およびそれを用いた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| JPH05247619A (ja) | 合金化亜鉛めっき鋼板製造用竪型合金化炉 | |
| US20240229186A1 (en) | Dew point control method for continuous annealing furnace, continuous annealing method for steel sheet, steel sheet manufacturing method, continuous annealing furnace, continuous hot-dip galvanizing line, and galvannealing line | |
| JP4331982B2 (ja) | 鋼帯の冷却装置 | |
| US4046604A (en) | Method for continuously quenching electrolytic tin-plated steel strip while preventing quench stains | |
| KR101048167B1 (ko) | 우수한 표면품질을 제공하는 연속용융도금장치 및 이를 이용한 제조방법 | |
| KR101988751B1 (ko) | 강판 냉각 장치 | |
| JP2007070663A (ja) | 溶融金属めっき鋼帯の製造方法及び連続溶融金属めっき装置 | |
| JP6673286B2 (ja) | 化成処理皮膜付き亜鉛系めっき鋼帯の製造方法及び製造設備 | |
| KR101353547B1 (ko) | 용융 아연 도금 설비의 냉각장치 | |
| JP4901276B2 (ja) | 鋼帯の冷却装置 | |
| KR102065229B1 (ko) | 강판 냉각 장치 | |
| KR102255908B1 (ko) | Ga/gi 양면강판 제조장치 및 제조방법 | |
| JP6635086B2 (ja) | 溶融金属めっき鋼帯の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121105 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131108 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141107 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151112 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161107 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171110 Year of fee payment: 16 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |