KR200380956Y1 - 용융아연도금 시뮬레이터의 노점 측정설비 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 용융아연도금 시뮬레이터의 시편 장입부와 냉각부 및 용융아연욕 내의 노점을 측정할 수 있는 노점 측정기를 설치하여 각 부위에서 정확한 노점을 측정하여 그에 따라 시뮬레이터 내부에 공급되는 분위기 가스를 조절하여 시뮬레이터 내의 노점을 적정한 수치로 유지시키므로써 아연도금시 불량률을 낮추고 미려한 표면의 용융아연도금 강판을 생산하기 위한 용융아연도금 시뮬레이터의 노점 측정설비에 관한 것이다.
Description
본 고안은 용융아연도금 시뮬레이터의 시편 장입부와 냉각부 및 용융아연욕 내의 노점을 측정할 수 있는 노점 측정기를 설치하여 각 부위에서 정확한 노점을 측정하여 그에 따라 시뮬레이터 내부에 공급되는 분위기 가스를 조절하여 시뮬레이터 내의 노점을 적정한 수치로 유지시키므로써 아연도금시 불량률을 낮추고 미려한 표면의 용융아연도금 강판을 생산하기 위한 용융아연도금 시뮬레이터의 노점 측정설비에 관한 것이다.
최근에는 자동차, 가전제품 등에서 방청보증 연한이 증가함에 따라 상대적으로 후도금에 장점을 가지고 있는 용융아연도금강판의 수요가 급속히 증가하고 있고 그에 따라 용융아연도금강판의 품질요구수준도 매우 까다로워지고 있는데 특히 자동차용 합금화 용융아연도금강판의 경우는 매우 엄격한 표면관리기준을 가지고 있다.
일반적으로 용융아연도금 강판은 강판 위에 아연을 도금함으로써 소지철 대신 강판 표면의 아연이 희생방식하게 되므로 내식성이 증가하게 된다.
그런데, 용융아연도금시 강판의 표면형상, 도금온도, 분위기 가스의 종류, 로내 및 도금시의 노점 온도 등이 도금품질에 많은 영향을 미치게 되므로 종래의 용융도금 시뮬레이터에는 분위기 조절장치 및 온도조절장치가 설치되어 있었으나 용융도금강판의 표면품질에 많은 영향을 미치고 있는 노점(=이슬점) 측정장비는 아직 없는 실정이다.
따라서, 불안정한 노점 제어로 인해서 도금불량이 빈번하게 발생하였고, 그로 인한 시간적, 물질적인 낭비가 초래되었으며 또한 미려한 표면을 가진 용융아연도금 강판을 생산하는 데도 많은 어려움이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 용융아연도금 시뮬레이터에서 강판과 아연의 도금특성에 많은 영향을 미치는 수소, 질소 등의 분위기 가스를 사용함에 있어 이 분위기 가스가 시뮬레이터의 각 부위에 공급된 이후에 각 부위에서의 노점을 측정할 수 있도록 노점측정기를 설치하여 측정된 노점에 따라 분위기 가스를 정밀제어함으로써 표면이 우수한 도금강판을 제조할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 용융아연도금 시뮬레이터의 시편 장입부와 냉각부 및 용융아연욕 내의 노점을 측정할 수 있는 노점 측정기를 설치하여 각 부위에서 정확한 노점을 측정하여 그에 따라 시뮬레이터 내부에 공급되는 분위기 가스를 조절하여 시뮬레이터 내의 노점을 적정한 수치로 유지시키므로써 아연도금시 불량률을 낮추고 미려한 표면의 용융아연도금 강판을 생산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 구성을 상세히 설명한다.
도 1은 아연도금강판의 내식성의 원리를 나타낸 것으로서, 강판에 도금된 아연은 물리적 보호작용과 전기화학적 보호작용에 의하여 강판을 보호하게 된다. 즉 아연의 대기와 접촉하고 있는 부위에서 염기성 탄산아연과 같은 난용성의 부식생성물이 형성되므로써 치밀한 보호피막으로서의 기능을 하여 내부의 철의 부식을 막아주는 물리적 보호작용을 하고, 또한 아연은 철보다 이온화 경향이 크기 때문에 아연표면이 파괴되어 강판 표면부가 노출되어도 아연이 희생양극으로서 작용하여 철의 부식을 지체시키는 역할을 함으로써 전기화학적인 보호작용을 하게 되어 강판의 수명이 크게 증가하게 된다.
도 2는 용융아연도금강판의 열처리공정 및 그에 따른 처리온도의 변화를 나타낸 것으로서, 용융아연도금강판은 냉간압연된 강판을 가열, 소둔, 냉각, 도금후 재열처리, 냉각의 공정을 거치거나 도금후 바로 냉각하는 과정을 거쳐 제조하게 된다.
도 3은 냉간압연된 강판의 단면 형상을 확대하여 나타낸 도면으로서, 강판의 표면에 압연유, 철분, 산화피막 등이 존재함을 나타내고 있다. 일반적으로 냉간압연된 강판의 소둔전 산화 피막은 가장자리부가 80~120Å, 중심부가 40~50Å의 두께로 구성되어 있고 압연유, 철분 등은 시험전 탈지공정에서 제거되지만 산화피막은 그대로 존재하게 된다.
도 4는 강판에 함유되는 실리콘 성분의 량에 따른 도금성의 변화를 나타낸 것으로서, 소지철에 실리콘이 첨가될 경우 도금성이 급격하게 나빠지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 강종이 다양화되고 고장력화 됨에 따라 강도향상을 위하여 소지철 내에 여러 가지 합금원소들을 첨가하지만 대부분의 합금원소는 열처리 및 도금시 분위기가 안 좋은 경우 강판 표면에 안정한 불순물을 형성하게 되므로 용융아연도금시 도금성을 저해하는 요소로 작용하게 된다.
위와 같은 이유는 소재의 강도보강을 위하여 첨가되는 실리콘, 망간 등의 원소는 산화될 경우 깁스 자유에너지(Gibbs free energy)가 매우 낮으므로 인해 강판 표면에 산화물로 존재하기 때문이다. 이러한 강판 표면의 산화물은 도금시 도금성을 저해하고 강판표면에 도금이 되지 않은 부위가 형성되는 미도금 등의 결함을 유발하게 된다.
따라서, 강판이 도금전 고온에서 열처리시 표면에 형성된 산화물을 환원반응에 의하여 제거하거나 산화억제를 위하여 질소 및 수소의 분위기 가스를 로내에 퍼지하여 열처리를 행하게 된다.
도 5는 노점이 높은 상태에서 도금을 한 시편 (가)와 노점이 낮은 상태에서 도금을 한 시편 (나)의 도금 상태를 비교하여 나타낸 것으로서, 시편 (가)의 표면에는 미도금부가 형성되어 강판표면에 얼룩이 발생한 것을 볼 수 있고, 상대적으로 시편 (나)의 표면에는 아연이 미려하게 도금된 것을 볼 수 있다.
도 6은 용융아연도금 시뮬레이터에 설치된 본 고안상의 노점 측정설비를 나타낸 것으로서, 용융아연도금 시뮬레이터의 시편장입부, 냉각부, 용융아연욕 내의 노점을 측정할 수 있도록 노점 측정기를 설치하여 정확한 노점 측정에 따른 분위기 가스 조절이 가능하도록 하였다.
도 7은 용융아연도금 시뮬레이터에 설치된 본 고안상의 노점 측정설비를 통해 노점을 측정한 결과를 나타낸 것으로서, 측정온도별 측정시간의 경과에 따른 노점의 변화를 나타내고 있다.
이하 상기 도 6에 의거하여 본 고안의 구성을 설명한다.
본 고안상의 용융아연도금 시뮬레이터(S)는 상부에 시편장입부(101)가 형성되고 가열장치(102)가 구비된 가열로(100)와 시편(103)을 냉각시키기 위한 냉각장치(111)와 시편(103)의 표면을 청소하기 위한 와이핑노즐(wiping nozzle)(112)이 구비된 냉각부(110)로 구성되며, 상기 냉각부(110)의 하부에는 용융아연욕(120)이 구비되어 있다.
위와 같이 구성된 시뮬레이터(S)의 작동 방법은 시편지지대(104)에 시편(103)을 부착한 다음 시편장입부(101)를 밀폐하고 가열로(100) 내의 공기를 배출하여 가열로(100) 내부가 진공상태가 되게 함으로써 가열로(100)에 들어가 있는 공기와 그 공기속의 수분을 제거한다.
그 다음 시편(103)의 산화방지와 분위기의 노점을 낮추기 위해 노점이 낮은 질소가스를 가열로(100)에 공급하며 그 가열로(100)에서 시편(103)을 고온가열하여 소둔시킨 후 게이트밸브(105)를 열어 냉각부(110)에서 상기 시편(103)을 냉각시킨 다음 용융아연욕(120)에 장입시켜 도금을 행하게 된다.
이 때, 가열로(100)에서 용융아연욕(120)까지 시편(103)이 가열된 상태에서 이동하기 때문에 주위의 분위기에 따라 강판 표면의 상태가 변하게 된다.
여기에서, 상기 용융아연도금 시뮬레이터(S)에 구성되어 있는 시편장입부(101), 냉각부(110), 용융아연욕(120) 내의 노점을 측정하기 위하여 상기 용융아연도금 시뮬레이터(S)의 상부 시편장입부(101)와 냉각부(110) 및 용융아연욕(120) 내의 노점측정을 위하여 각각의 부위별로 가스 흡입관(10a)(10b)(10c)을 설치하고 그 흡입관(10a)(10b)(10c)에는 각각 잠금밸브(11a)(11b)(11c)를 설치하며 상기 흡입관(10a)(10b)(10c)들은 서로 연결되도록 하나의 주흡입관(12)에 연결한다.
상기 흡입관(10a)(10b)(10c)들을 통해 흡입되는 용융도금 시뮬레이터(S) 내부의 가스에는 아연분말 등의 불순물이 함유되어 있으므로 주흡입관(12)에는 필터(13)를 설치하고 노점측정기(14)에 균일하게 가스를 공급하기 위한 흡입용 펌프(15)를 설치한다.
또한, 노점 측정에 있어서 공급되는 가스의 유량 및 압력은 매우 중요하므로 상기 주흡입관(12)에는 압력조절밸브(16)를 설치하므로써 노점측정기(14)에 공급되는 가스의 압을 조절할 수 있도록 하고 그 다음으로 노점측정기(14) 및 유량조절용 유량계(17)를 설치하므로써 본 고안의 구성이 완성된다.
이하 본 고안의 구성에 따른 작용을 설명한다.
용융아연도금 시뮬레이터(S)에 구성되어 있는 시편장입부(101)나 냉각부(110) 또는 용융아연욕(120) 중 어느 한 위치에서의 노점을 측정하고자 할 때, 예를 들어 시편장입부(101)의 노점을 측정하고자 할 때에는 그 시편장입부(101)에 설치된 흡입관(10a)의 잠금밸브(11a)만 열어두고 나머지 잠금밸브(11b)(11c)는 모두 잠근상태에서 상기 흡입펌프(15)를 작동시키면 상기 잠금밸브(11a)를 열어둔 흡입관(10a)으로부터 용융아연도금 시뮬레이터(S) 내의 가스를 흡입하게 된다.
따라서, 흡입된 시뮬레이터 내의 가스는 상기 필터(13)를 거치므로써 아연분말과 같은 불순물이 제거된 후 상기 노점측정기(14)에 흡입되게 하여 노점을 측정하는데, 이때 노점에 큰 영향을 주는 가스의 흡입량 및 흡입압력은 상기 압력조절밸브(16) 및 유량계(17)를 통해서 조절이 가능하다.
위와 같은 방법으로 측정한 시뮬레이터(S) 내의 노점수치는 낮을수록 양호하지만 만일 기준치 이상으로 높을 경우에는 시뮬레이터(S)에 설치되어 있는 가스공급관(130)을 통해 시뮬레이터(S) 내부로 노점이 낮은 질소가스를 다량 공급하여 시뮬레이터(S) 내의 노점이 높은 공기를 가스배출관(131)을 통해서 밖으로 배출시킴과 아울러 시뮬레이터(S) 내부의 구조물 표면을 건조한 상태로 만든 후 실험을 행한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 의해서, 용융아연도금 시뮬레이터의 시편 장입부와 냉각부 및 용융아연욕 내의 노점을 측정할 수 있도록 노점 측정기를 설치하여 각 부위에서 정확한 노점을 측정하여 그에 따라 시뮬레이터 내부로 공급되는 분위기 가스를 제어하여 노점을 적정한 수치로 유지시키므로써 아연도금시 불량률을 낮추고 미려한 표면의 용융아연도금 강판을 생산할 수 있게 되었다.
도 1은 아연도금강판의 내식성 원리를 나타낸 설명도.
도 2는 용융아연도금강판의 제조과정과 그에 따른 처리온도의 변화를 나타낸 설명도.
도 3은 냉간압연된 강판의 단면 형상을 확대하여 나타낸 단면도.
도 4는 강판에 함유되는 실리콘 성분의 량에 따른 도금성의 변화를 나타낸 도표.
도 5는 노점이 높은 상태에서 도금을 한 시편 (가)와 노점이 낮은 상태에서 도금을 한 시편 (나)의 도금 상태를 비교하여 나타낸 사진.
도 6은 용융아연도금 시뮬레이터에 설치된 본 고안상의 노점 측정설비를 나타낸 설명도.
도 7은 용융아연도금 시뮬레이터에 설치된 본 고안상의 노점 측정설비를 통해 노점을 측정한 결과를 나타낸 도표.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
S. 용융아연도금 시뮬레이터 10a, 10b, 10c. 가스 흡입관
11a, 11b, 11c. 잠금밸브 12. 주흡입관
13. 필터 14. 노점측정기
15. 흡입용 펌프 16. 압력조절밸브
17. 유량계 100. 가열로
101. 시편장입부 102. 가열장치
103. 시편 104. 시편지지대
105. 게이트밸브 110. 냉각부
111. 냉각장치 112. 와이핑노즐(wiping nozzle)
120. 용융아연욕 130. 가스공급관
131. 가스배출관
Claims (2)
- 상부에 시편장입부(101) 및 가열장치(102)가 구비되는 열처리부(100)와, 하부에 냉각장치(111) 및 와이핑노즐(wiping nozzle)(112)이 구비되는 냉각부(110)로 구성되고, 또한 상기 냉각부(110)의 하부에 용융아연욕(120)이 설치되도록 한 용융아연도금 시뮬레이터(S)에 의하여 각 부위별 노점을 측정하기 위한 노점측정설비는,상기 용융아연도금 시뮬레이터(S)의 시편장입부(101)와 냉각부(110) 및 용융아연욕(120) 내의 노점측정을 위하여 각각의 부위별로 가스 흡입관(10a)(10b)(10c)을 설치하고 그 흡입관(10a)(10b)(10c)에는 각각 잠금밸브(11a)(11b)(11c)를 설치하며, 상기 흡입관(10a)(10b)(10c)들은 서로 연결되도록 하나의 주흡입관(12)에 연결하되 그 주흡입관(12)에는 필터(13)와 가스 흡입용 펌프(15) 및 압력조절밸브(16)와 노점측정기(14)와 유량조절용 유량계(17)를 설치하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 시뮬레이터의 노점 측정설비.
- 제 1항에 있어서, 상기 용융아연도금 시뮬레이터(S)에는 각각 가스공급관(130)과 가스배출관(131)을 설치하여 시뮬레이터(S) 내의 측정된 노점수치가 높을시 노점이 낮은 질소가스를 상기 가스공급관(130)을 통해 공급함과 동시에 상기 가스배출관(131)을 통해 노점이 높은 시뮬레이터(S) 내의 가스를 배출할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 시뮬레이터의 노점 측정설비.
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|---|---|---|---|
| KR20-2005-0001239U KR200380956Y1 (ko) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | 용융아연도금 시뮬레이터의 노점 측정설비 |
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| KR200380956Y1 true KR200380956Y1 (ko) | 2005-04-07 |
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| KR (1) | KR200380956Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101639155B1 (ko) * | 2015-03-25 | 2016-07-13 | 현대제철 주식회사 | 연속 열처리로의 이슬점 측정 장치 및 그 방법 |
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2005
- 2005-01-14 KR KR20-2005-0001239U patent/KR200380956Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR101639155B1 (ko) * | 2015-03-25 | 2016-07-13 | 현대제철 주식회사 | 연속 열처리로의 이슬점 측정 장치 및 그 방법 |
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