KR20020029094A - 열간압연강 스트립을 용융아연도금하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
열간압연강 스트립을 용융아연도금하기 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 열간압연강 스트립을 용융아연도금하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기의 방법 및 장치의 경우 제 1 처리단계에 있어서 용융아연도금될 스트립(50)은 산세척스테이션(10) 내로 공급되며, 상기 산세척스테이션 내에서는 스트립 표면으로부터 스케일 층 뿐 아니라 반응 생성물이 제거된다. 추가의 처리단계에서는 상기 스트립이 세정스테이션(20) 내로 공급되며, 상기 세정스테이션 내에서는 스트립 표면으로부터 잔류 산세척액 및 산세척 생성물이 제거된다. 이어서 상기 스트립(50)이 건조스테이션(30) 내로 공급되어 건조된다. 이때, 상기 건조스테이션으로부터 상기 스트립(50)은 추가의 처리단계에서 가열된 노(40) 내로 공급되어, 상기 노 내에서는 보호 가스 대기 상태에서 아연도금 온도까지 조정된다. 최종의 처리단계에서는 상기 스티립은 아연도금 욕조를 통과하면서, 스트립의 표면은 용융아연도금층으로 도금된다. 상기 단계로 이루어진 방법은 상기 노(40) 내 스트립(50)의 온도가 용융아연조 내 침지 온도 이상 올라가지 않는 즉, 최대 50°K를 초과하지 않도록 조정되도록 개선되었다는 장점을 갖는다.
Description
용융도금, 특히 열간 압연강 스트립, 소위 열간압연 스트립의 용융아연도금은 통상적인 냉간압연 스트립 용융도금에 비해 경제적으로 더욱 더 많은 이점을 갖는다. 열간압연 스트립에 있어서 박판 슬래브 기술이 개발됨으로써 기술적으로 주물로부터 1.2mm 이하의 두께 영역으로 열간압연 스트립을 제조하는 것이 가능해졌다. 또한 이로 인해서 고객의 요구에 따라 냉각압연 스트립을 비교적 저렴한 비용의 열간압연 스트립으로 대체할 수 있게 되었다.
용융도금, 특히 강 스트립의 용융 아연도금의 경우 다양한 방법 및 장치들이 이미 공지되어 있다. 이러한 경우 현저하게는 냉간압연된 스트립이 사용되는 장치 유형이 이용된다.
상기의 장치에는 실제적인 도금과정 전에 어닐링로가 설치되어 있으며, 이러한 어닐링로 내에서는 고온의 상태에서 바람직한 기계적 특성을 획득하기 위한 구조적 변형이 이루어진다. 이때 아연 혹은 아연합금으로 이루어진 용탕과 최대 스트립 온도 사이에 존재하는 온도 차이는 400℃에까지 이를 수도 있다. 그러나 스트립의 과잉 열로 용융도금이 실행될 수 없는데, 이는 코팅 전에 용탕 온도에 가까운 온도까지 스트립을 냉각시켜야만 하기 때문이다.
그와 반대로 열간압연 스트립 또는 사전 어닐링 처리된 냉간압연 스트립은 기계적 특성에 영향을 주기 위한 용도로 어닐링 처리를 필요로 하지 않으며, 오히려 스트립 온도는 용탕의 합금 성분과의 강 스트립 표면의 바람직한 반응을 달성하기 위해 단지 용탕의 온도에 적응된다. 그에 반해 고온 어닐링은 종종 스트립의 기계적 특성에 대해 부정적 요인으로 작용하게 된다.
본 발명은 실예에 따라 오직 열간압연 스트립 용융개량처리 내지 열간압연 스트립 용융아연도금을 위한 방법에 대한 변형예에 관련한다.
특히 열간압연 스트립 용융아연도금 시 목표로 하는 온도 수준은 지금까지 사용하던 용융도금용 장치에 있어서 용융아연도금조가 필요로 하는 온도인 450℃보다 더욱 높다. 이에 대한 이유는 강 스트립 표면으로부터 모든 산화 생성물 및 이 생성물의 첫 번째 단계를 제거해야하기 때문이다. 산화 생성물은 산세척 단계에서 세정 및 건조 단계를 걸쳐 노 입구로 이어지는 전환 영역 내에서 공기 산소의 영향에 의해 불가피하게 발생하게 된다. 노 내에서 발생하는 산화 생성물과 스트립에 의해 흡입되는 공기 산소의 량과 형성층은 필요한 환원 퍼텐셜, 온도 수준 및 유지시간에 의해 특징 지워지는 처리 절차의 필수 처리 파라미터를 결정한다. 여러 차례에 걸쳐, 적용된 온도 수준은 스트립이 용융아연조 내로 유입되기 전에 추가로 냉각되어져야할 만큼 높게 나타난다.
또 다른 처리 방식은 460℃이상의 값까지 용융아연조 내 온도수준의 유의적 상승을 특징으로 한다. 이러한 방법의 경우 특히 단점으로서는 아연을 함유하는 슬래그량이 증가한다는 것이다. 이러한 점은 한편에서는 용융아연조에 대한 재료 및 운전비용을 상승시키게 된다.
본 발명은 열간압연강 스트립을 용융아연도금하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기의 방법 및 장치의 경우 제 1 처리단계에 있어서 스트립은 산세척스테이션 내로 공급되며, 상기 산세척스테이션 내에서는 스트립 표면으로부터 스케일 층 뿐 아니라 반응 생성물이 제거된다. 추가의 처리단계에서는 상기 스트립이 세정스테이션 내로 공급되며, 상기 세정스테이션 내에서는 스트립 표면으로부터 잔류 산세척액 및 산세척 생성물이 제거되고, 이어서 건조스테이션 내로 공급되어 건조된다. 이때, 상기 건조스테이션으로부터 스트립은 추가의 처리단계에서 노 내로 공급되어, 상기 노 내에서는 보호 가스 대기 상태에서 아연도금 온도까지 조정되며, 최종의 처리단계에서는 아연도금 욕조를 통과하면서, 스트립의 표면은 용융아연도금층으로 도금된다.
도 1은 종래의 용융아연도금 장치를 도시한 배치도이며;
도 2는 본 발명에 따른 용융아연도금 장치를 도시한 배치도이다.
상술한 종래의 기술에 비추어, 본 발명의 목적은 앞서 언급한 단점들과 취약점들을 극복하면서 경제적인 재료 및 운전비용으로 표면품질이 우수하면서도 결함이 없는 용융아연도금된 강 스트립을 공급하는 방법 및 열간압연 스트립 아연도금 장치를 제공하는 것에 기초한다.
상기 목적을 해결하기 위해 본 발명에 따라 청구항 제 1 항의 전제부 내에 언급한 유형의 방법에 있어서 노 내 스트립 온도가 용융아연조 내 침지 온도 이상 올라가지 않도록 즉, 침지온도를 최대 50 °K 이상 초과하지 않게 조정되도록 개선되는 점이 제안된다.
바람직하게는, 노 내 H2농도가 max. 20%로, 바람직하게는 5% 이하로 조정된다. 본 발명의 목적에 적합하게는, 세정스테이션의 최종 세정단계에서부터 건조스테이션을 걸쳐 템퍼링로의 유입구까지의 처리단계들이 주변의 공기 산소에 대해 밀폐방식으로 차폐된 상태에서 이루어진다.
본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 그에 상응하는 장치는, 세정스테이션의 최종 세정 단계의 배출구와 건조기의 유입구 그리고 건조기 배출구와 노의 유입구가 각각 이송관에 의해 상호간에 연결되어 있으며, 주변 대기에 대해서는 밀폐식으로 밀봉되어 있다.
한편으로는 방법과 다른 한편으로는 열간압연 스트립 아연도금 장치의 또 다른 목적에 적합한 형태들은 종속항들의 특징들에 상응하게 제공되어 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치의 장점이라면, 스트립이 산세척스테이션과 세정스테이션을 통과한 후 달성된 스트립의 최적의 표면 상태가 그에 뒤이은 건조단계에서 뿐만 아니라 노 영역 내로의 전환 시 그리고 이 노 영역으로부터 아연도금욕조 내로의 전환 시에도 보존될 수 있다는 점이다.
이러한 점은 하기의 사항들, 즉
- 노 내 스트립 온도의 상술한 조정;
- 공기 산소의 차폐 하에서 적어도 세정스테이션의 최종 세정단계의 건조 단계를 통한 노 유입구와의 연결;
- 세정단계에서 스트립 상에 물흡수성 매체, 바람직하게는 NH3혹은 이 NH3의 용매의 적층; 그런 후에는 뒤이은 건조단계에 있어서 신속하면서도 잔여물이 남지 않도록, 다시 말해 산소 혹은 액체 세정 매체를 투입하지 않으면서 스트립으로부터 물흡수성 매체의 제거;
- 대체되는 방법에 있어서는 환원하는 방식으로 작용하는 대기, 예컨대 N2/H2-기체혼합물을 이용한 건조 단계의 운전 등의 처리에 의해 달성된다.
상술한 조치들에 의해 산세척 후 최적의 스트립 상태는 노 내에까지 보존되며, 용융아연도금조에 침지 시 스트립 온도의 최적의 조정이 달성된다. 산소의 허용 및 그와 결부되는 표면 반응, 특히 산화는 차단된다. 이러한 점은 용탕온도 영역의 온도에서의 노 운전을 가능하게 한다. 스트립의 초과가열 및 노 내에서의 가열 시간의 연장은 생략된다. 스트립 냉각기는 불필요하게 된다. 전체적으로 본 발명에 따른 처리방법 및 그에 상응하는 장치는 노 요소의 실제적으로 콤팩트한 구성과 낮은 투자비용 및 운전비용을 허용한다. 동시에 보호 가스 내 H2함유량을 낮은 상태로 하는 노 운전이 가능하다. 상술한 통상적인 방법, 즉 용융아연도금조 온도가 상승된 방법에 있어서의 단점들은 바람직한 방식으로 회피된다.
다시 말해 본 발명에 따라 스트립은 용융아연조 내 침지 온도보다 높은 최대 50 °K인 온도로 조정된다.
본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 첨부한 도면을 참조하여 이하의 실시예에 더욱 상세하게 설명된다.
도 1 내에 도시된 통상적인 용융아연도금 장치의 배치도에 따라 제 1 처리단계에 있어서 스트립(50)은 3가지 산세척 단계(11~13)를 가지는 산세척스테이션(10) 내로 공급되며, 상기 산세척스테이션 내에서 스케일 층과 반응생성물이 스트립 표면으로부터 제거된다. 통상적으로 산세척은 상기 산세척스테이션(10) 내에서 혹은 염산(HCL)을 이용하는 산세척 단계들(11, 12, 13)에서 실행된다.
다음의 처리단계에 있어서는 스트립(50)은 세정단계들(21 ~ 23)을 가지는 세정스테이션(20) 내로 공급되며, 상기 세정스테이션 내에서 스트립 표면으로부터 잔류 산세척액 및 산세척 생성물이 제거된다. 이어서 스트립은 건조스테이션(30) 내로 공급되어 건조된다. 상기 건조스테이션으로부터 스트립(50)은 추가의 처리단계에 있어서 하나의 예열단계(41) 및 통합된 템퍼링 단계(42)로 이루어진 노(40) 내로 공급되며, 상기 노 내에서 바람직하게는 보호가스 대기 하에서 아연도금 온도까지 예열되고, 최종의 처리단계에 있어서는 아연도금욕조를 통과하게 된다. 이때 스트립(50)의 표면은 용융아연도금층으로 도금된다.
도 1에 따른 통상적인 아연도금 장치와는 달리 도 2에 따른 용융 아연도금 장치의 배치도에 의거하여서는 세정스테이션(20)의 최종 세정단계(23)에서부터 건조스테이션(30)을 걸쳐 템퍼링로(40)의 유입구까지 이르는 처리단계들이 주변의 공기 산소에 대해 밀폐방식으로 차폐된 상태에서 이루어지게 된다.
세정스테이션(20)을 한 세정 단계(23) 정도 확장한 상태에서 혹은 선행하는 세정단계들(21, 22)로부터 분할벽(24)을 이용한 세정 단계(23)의 격벽식 분할을 통해 발수성 또는 물흡수성 매체(25)가 세정단계(23)에 유입된다. 매체로서는 예컨대 NH3, 혹은 NH3의 용매가 이용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 세정스테이션(20) 내 스트립(50)의 세정은 탈이온수를 포함하는 제 1 단계(21, 22)에서 그리고 건조 매체로서 HN3를 포함하거나 첨가한 상태의 제 3 단계(23)에서 실행되는 것이 제공된다.
건조스테이션(30) 내 스트립(50)의 건조는 공기 공급 없이 이루어진다. 본 발명에 따라 건조는 질소, 수소 및 암모니아 가스(N2/NH3) 내지 H2의 혼합물을 첨가한 상태에서 열복사를 이용하여 이루어진다.
건조스테이션(30)은 양 측면에 인접한 스테이션들(20, 40)에 연결되는 이송관(70, 80)을 이용하여 공기 산소의 접근에 대해 밀폐방식으로 폐쇄되어 있으며, 동시에 세정스테이션(20)의 최종 세정단계(23)의 배출구는 건조스테이션(30)의 유입구와, 그리고 이 건조스테이션의 배출구는 템퍼링로(40)의 유입구와 이송관(70, 80)을 통해 상호간에 연결되어 있으며, 주변 공기에 대하여 밀폐방식으로 밀봉되어 있다.
본 발명에 따르면, 산세척 후 최적의 스트립 상태는 템퍼링로까지 유지되는데, 이는 공기 산소의 흡입이 차단되기 때문이다. 그 결과로 도 2의 템퍼링로(40)에 관한 도면에서 알 수 있듯이 이 설계방식은 낮은 가열용량의 요건 및 냉각구간의 생략에 근거하여 간소화되며, 더욱 바람직하게는 낮은 투자비용 및 운전비용으로 실현될 수 있다. 더욱이 노 운전은 보호가스 내 H2함유량이 비교적 낮은 상태에서도 가능하게 된다.
Claims (8)
- 열간압연된 강 스트립을 용융아연도금하기 위한 방법으로서,- 제 1 처리단계에서는 스트립(50)이 산세척스테이션(10-13) 내로 공급되며, 이 곳에서 스케일층 및 반응 생성물이 스트립 표면으로부터 제거되며;- 그 다음 처리단계에서는 스트립(50)이 세정스테이션(21-23) 내로 공급되며, 이 곳에서 스트립 표면으로부터 잔류 산세척액 및 산세척 생성물이 제거되며; 이어서- 건조스테이션 내로 공급되어 건조되며; 이 건조스테이션으로부터- 추가의 처리단계에 있어서는 노(40) 내로 공급되어, 보호가스 대기 상태 하에서 아연도금온도까지 조정되며;- 최종 처리단계에서는 아연도금 욕조를 통과하며, 이때 스트립(50)의 표면은 용융아연도금층으로 도금되는 방법에 있어서,노(40) 내 스트립 온도는 용융아연조 내 침지 온도를 50 °K 이상 초과하지 않도록 조정되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금방법.
- 제 1 항에 있어서, 노(40) 내 H2농도가 최대 20%로, 바람직하게는 5% 이하로 조정되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세정스테이션(20)의 최종 세정단계(23)에서부터 건조스테이션(30)을 걸쳐 노(40)의 유입구(43)까지 이르는 처리단계들이 주변의 공기 산소에 대해 밀폐방식으로 차폐된 상태에서 실행되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금방법.
- 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 세정스테이션(20)의 최종 세정단계(23)에 스트립(50)을 습윤화시키는 발수성 또는 물흡수성 매체(25)가 공급되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금방법.
- 제 4 항에 있어서, 제 3 세정단계(23)에 공급된 매체(5)가 NH3또는 NH3함유 용매인 것을 특징으로 하는 용융아연도금방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항 혹은 그 이상의 항에 있어서, 건조스테이션(30) 내 스트립(50)의 건조가 외부로부터 공기가 공급되지 않은 상태에서 질소, 수소 및 암모니아 가스(N2/NH3) + H2의 혼합물 또는 언급한 가스들 중 2가지 가스의 혼합물을 첨가한 상태에서 실행되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금방법.
- 하나의 산세척스테이션(10), 하나의 세정스테이션(20), 하나의 건조기(30), 하나의 노(40) 그리고 후방에 배치되는 하나의 용융아연도금조(60)를 포함하는 열간압연 스트립 아연도금 장치에 있어서, 세정스테이션(20)의 최종 세정단계(23)는건조기(30)의 유입구와, 그리고 이 건조기의 배출구는 노(40)의 유입구(40)와 이송관들(70, 80)을 통해 상호간에 연결되어 있으며, 주변의 공기에 대하여 밀폐방식으로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 용융아연도금장치.
- 제 7 항에 있어서, 세정단계들(21-23)과 예열단계(41) 내지 템퍼링 단계(42)가 서로에 대해 분할벽들(24)에 의해 격벽식 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 용융아연도금장치.
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