KR20040044964A - 길다란 금속 제품의 표면을 코팅하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅 대상 제품(1)을 용융 액상 코팅 재료(2)로 채워진 침지조(3)를 통해 연속적으로 통과시키면서 금속 코팅 재료(2)를 침착시킴으로써 길다란 금속 제품(1)의 표면, 특히 스트립 또는 와이어의 표면을 코팅하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 코팅 설비의 생산성을 향상시키기 위해, 그러한 방법이 a) 침지조(3)를 통해 통과된 후에 제품(1) 상에 침착된 코팅 재료(2)의 층 두께(d_Ist)를 측정하는 단계; b) 측정된 두께(d_Ist)를 미리 정해진 층 두께(d_Soll)의 값과 비교하여 양 값 사이의 차(Δ)를 산출하는 단계; 및 c) 산출된 차(Δ)에 의존하여 코팅 공정의 하나 이상의 파라미터(P)에 영향을 미치거나 그를 변경하여 측정된 값(d_Ist)을 미리 정해진 값(d_Soll)에 근사시키는 단계를 포함하도록 하는 조치를 취한다.

Description

길다란 금속 제품의 표면을 코팅하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR COATING THE SURFACE OF ELONGATED METAL PRODUCTS}

EP 0 630 421 B1으로부터 전제된 형식의 방법이 공지되어 있다. 그 문헌에서는 강 스트립에 금속 코팅이 구비된다. 그를 위해, 강 스트립을 아래쪽으로부터 수직하게 코팅 장치에 공급한다. 코팅 장치는 용융 액상 코팅 재료로 채워진 코팅 용기(침지조)를 구비한다. 금속 스트립은 위쪽으로부터 수직하게 코팅 용기를 통해 통과되고, 그 때에 코팅 재료가 금속 스트립의 표면에 침착된다. EP 0 630 420 B1 및 EP 0 673 444 B1으로부터도 그러한 형식의 유사한 방법이 공지되어 있다. EP 0 630 420 B1에서는 다수의 침지 용기를 수직 방향으로 서로 상하로 배치하여 코팅 대상 제품을 그 다수의 용기를 통해 통과시킴으로써 다층 코팅이 침착되게 된다.

그러한 형식의 불꽃 코팅 방법(flame coating method)에서는 스트립에 아연,알루미늄, Zn-Al 합금 또는 Al-Si 합금이 구비되는데, 스트립은 어닐링 노로부터 제1 처리 방식에 따라 기밀된 채로 용융물이 담긴 대형 용기로 유입되고, 거기서 구동되지 않는 여러 롤에 의해 전향되어 안정화된다. 그것은 용융 침지 처리 시에 전술된 모든 코팅 금속 또는 코팅 합금에 대해 적용되는 것이다. 대형 용융물 용기를 사용할 경우에는 롤 및 롤의 베어링이 용융물 내부에 위치되어 모든 부품이 용융물의 화학적 침식에 노출된다는 단점이 있다. 따라서, 용융물 내에서 사용되는 부품의 내구 수명이 상대적으로 짧다. 또한, 전체의 롤 장치를 수납하기 위해서는 상응하게 큰 침지조를 갖는 큰 용융물 용적이 필요하다. 통상적으로, 불꽃 아연 도금의 경우에는 200 내지 300 t의 액상 아연이 필요하다. 그와 같이 큰 용적 때문에, 용융물의 온도를 신속하게 제어하는 것과 합금 조성에 영향을 미치는 것이 불가능하다. 따라서, 온도 및 합금 조성의 변동을 감수할 수밖에 없고, 그로 인해 품질이 상실될 수 있다.

그러한 방법의 또 다른 단점은 특히 코팅 대상 스트립이 0.5 ㎜ 미만의 두께로 얇은 경우에 경제적인 작업 형식을 구현하기 위해 설비 속도를 임의대로 높일 수 없다는 것이다. 그 이유는 욕 중에 위치된 롤과 스트립 사이의 상대 이동이 일어날 수 있기 때문이다. 그러한 문제점을 피하려고 스트립에 걸리는 텐션을 높이면, 스트립이 파열될 위험이 있다. 그 결과, 불량품이 생기고, 설비를 장시간 동안 작동 정지시켜야 한다.

불꽃 아연 도금 시에 코팅 대상 스트립의 최대 가능 이송 속도를 더욱 제약하는 것은 침지조의 상부에 배치된 제트 처리 시스템(jet processing system)으로인해 발생된다. 그러한 제트 처리 시스템에서는 공기 또는 질소에 의해 층 두께가 세팅되는데, 그 경우에 스트립 속도가 증가될수록 나타날 수 있는 최소 코팅 두께가 증가된다. 즉, 높은 스트립 속도에서는 얇은 층이 침착될 수 없다. 하지만, 특별히 까다로운 용도에 요구되는 것이 바로 그러한 얇은 코팅(예컨대, 불꽃 아연 도금 시트의 경우에 일 측면에서 25 g/㎡ 미만)이다.

그와 관련하여, 불꽃 아연 도금 시에 침지조 중에서의 용융물의 온도를 예컨대 460 ℃로부터 500 ℃로 올림으로써 동점도(dynamic viscosity)를 30 %를 넘을 만큼 낮추는 것이 공지되어 있다. 따라서, 이론적으로는 온도 상승에 의해 침지조 중에서의 액상 코팅 금속의 환류가 개선되어 코팅 두께가 감소되게 된다. 그와 관련하여 문제가 되는 것은 그처럼 많은 용융물 양(200 내지 400 t의 액상 아연)을 사용할 때에는 침지조의 온도를 재현될 수 있게 제어하는 것이 사실상 불가능하다.

또한, 설명된 방법에서는 용융물이 침지조 중에 있는 내장물에 화학적 침식을 가한다는 것을 감안해야 한다. 그러한 침식은 500 ℃를 넘는 온도에서 점진적으로 증가된다. 즉, 침지조 중에 있는 롤 및 베어링이 훨씬 더 빈번하게 교체되어야 한다. 그것은 다시 설비의 상당한 출력 제약 및 그에 따른 방법의 경제성 저하를 가져온다.

침지조 중의 온도를 임의적으로 올리는 것은 다음과 같은 이유로도 문제가 된다. 온도 상승 시에는 침지조 중에서 슬래그가 보다 더 많이 생긴다. 그것은 코팅의 품질에 매우 불리하게 작용한다.

침지조 중의 매우 많은 용융물 양이 문제가 되는 것은 전술된 특허에 공지된바와 같은 방안에 의해 회피될 수 있다. 그 문헌으로부터는, 용융 침지 처리를 위해 스트립을 어닐링 노에서 준비시키고 나서 수직으로 전향시키고, 최종적으로 아래쪽으로부터 침지조 중에 유입시키는 것이 공지되어 있다. 침지조는 그 하면에 채널형 개구부를 구비한다. 용융물을 침지조로부터 아래쪽으로 배출시키는 것은 유도 변환 자계에 의해 생성되는 자기 로크(magnetic lock)를 방해한다.

그 문헌에 개시된 침지조는 최초에 논의된 방법에 비해 훨씬 더 작은 용적을 갖는다. 단지 약 10t의 용융물만이 필요할 뿐이다. 그 경우, 용융물의 합금화 및 그 템퍼링이 별개의 용기에서 이뤄진다는 장점이 있다. 용융물은 펌프에 의해 침지조로 이송된다. 그러한 방법의 다른 장점은 합금 조성 및 온도의 제어가 그 경우에는 용융물이 훨씬 더 많이 담긴 침지조를 필요로 하는 서두에 언급된 방법에서보다 아주 더 효과적으로 이뤄질 수 있다는 것이다.

상대적으로 적은 용융물 양을 사용할 경우라도 원하는 층 두께를 세팅하고 제어하기 위해 침지조 상부에 배치되는 제트 처리 시스템이 사용된다. 그 경우에도, 설비의 최대 가능 코팅 속도는 코팅 대상 스트립에 전달될 수 있는 인장력에 의해 한정되게 된다.

양호한 제트 처리에 의해 전체의 스트립 폭 및 길이에 걸쳐 우수한 코팅 결과 및 코팅 대상 제품 상의 균질한 층을 얻기 위한 전제 조건은 안정되고 장애를 받지 않는 스트립 주행이다. 스트립은 스트립의 양쪽에 배치된 2개의 제트 처리 노즐을 통해 항상 평행하게 안내되어야 하는데, 그 경우에는 노즐에 대한 일정한 간격이 유지되어야 한다. 작업 중에는 그러한 스트립의 안정화가 매우 많은 비용을 들여야만 보장될 수 있다. 노즐에 대한 약간의 편차 또는 스트립에서의 약간의 기복만 있더라도 이미 스트립의 폭 및 길이에 걸쳐서 뿐만 아니라 스트립이 코팅된 양 측면의 관계에 있어 층 두께가 매우 크게 변하게 된다.

따라서, 제트 처리 방법에 의해 제공되는 코팅 두께는 스트립의 폭 및 길이에 걸쳐 항상 일정한 산포도를 갖기 마련이고, 그로 인해 코팅 방법의 품질이 저하된다. 부식 방지의 이유로 각각의 최소 요구 층 두께가 하회되어서는 안 되기 때문에, 결과적으로 그러한 산포도에 기인하여 항상 절대적으로 요구되는 것보다 더 많은 코팅 재료를 침착시키게 된다. 그것은 코팅 방법의 경제성을 더욱 저하시키는 결과를 가져온다.

본 발명은 코팅 대상 제품을 용융 액상 코팅 재료로 채워진 침지조(immersion bath)를 통해 연속적으로 통과시키면서 금속 코팅 재료를 침착시킴으로써 길다란 금속 제품의 표면, 특히 스트립 또는 와이어의 표면을 코팅하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 길다란 금속 제품을 코팅하는 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고;

도 2는 본 발명에 따른 제어 개념을 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면부호의 설명

1코팅 대상 제품2금속 코팅 재료

3침지조4층의 두께 측정 장치

5제어 또는 조정 장치5a차 발생기

5b제어기

6코팅 공정의 파라미터에 영향을 미치거나 그를 변경하는 수단

6'구동 모터6"침지조(3)의 유도 가열 장치

6"'용융물 펌프6""제품(1)용의 유도 가열 장치

7저장조8자기 로크

9냉각 장치10통과 채널

11롤12노

13채널14노 하우징

d_Ist제품(1) 상에 침착된 층의 두께

d_Soll설정 두께d_O제품(1)의 두께

Δd_Ist와 d_Soll사이의 차P코팅 공정의 파라미터

v이송 속도R이송 방향

T용탕 온도L침지 길이

h용탕 높이

TB침지조에 유입되기 전의 스트립 온도

t침지 시간

따라서, 본 발명의 목적은 코팅 방법의 품질을 향상시키는 동시에 방법의 경제성을 개선시키는 것을 가능하게 하는 서두에 언급된 형식의 표면 코팅 방법 및 그에 속한 코팅 장치를 제공하는 것이다.

그러한 목적은 본 발명에 따라 방법상에 있어서,

a) 침지조를 통해 통과된 후에 제품 상에 침착된 코팅 재료의 층 두께를 측정하는 단계;

b) 측정된 두께를 미리 정해진 층 두께의 값과 비교하여 양 값 사이의 차를 산출하는 단계; 및

c) 산출된 차에 의존하여 코팅 공정의 하나 이상의 파라미터에 영향을 미치거나 그를 변경하여 측정된 값을 미리 정해진 값에 근사시키는 단계를 행하는 것을특징으로 하도록 함으로써 달성된다.

본 발명은 용융 침지 처리 시에 침지조로부터 나오는 스트립이 예컨대 제트 처리 방법과 같은 추가의 조치를 취하지 않더라도 자동적으로 코팅 재료의 일정한 층 두께를 갖고, 공정 파라미터의 일정한 사정 또는 상황 하에서는 품질적으로 고가의 코팅이 코팅 대상 제품 상에 침착될 수 있다는 인식을 이용하고 있다.

그에 의해, 바람직하게도 코팅 대상 제품의 이송 속도를 매우 높게 하여 전술된 형식의 불꽃 코팅 공정을 작업시킬 수 있게 되는데, 그 경우에 두께가 0.5 ㎜ 미만인 스트립에 대해 300 m/min의 속도가 가능하다. 그럼으로써, 코팅 설비의 높은 출력 및 그에 따른 높은 경제성이 얻어지게 된다.

또한, 본 발명에 따른 방법에서는 코팅 파라미터와는 전혀 상관이 없이 전체의 스트립 폭에 걸쳐 균일한 층 두께가 생기게 되는데, 그것은 파라미터가 모두 스트립 폭에 걸쳐 균질하게 작용하기 때문이다. 스트립 주행 및 스트립 평탄도도 역시 층 두께에 영향을 미침이 없게 된다. 공정 파라미터를 신속하게 제어함으로써, 전체의 스트립 폭 및 스트립 길이에 걸쳐 변함이 없는 층 두께가 나타나도록 하는 것이 보장되게 된다.

제시된 그러한 방법을 효과적으로 이용하기 위해, 코팅 공정의 여러 파라미터를 제어 또는 조정하는 것이 매우 좋은 것으로 판명되었다.

우선, 코팅 공정의 제어 또는 조정되는 파라미터를 코팅 대상 제품의 이송 방향으로의 제품의 이송 속도로 하는 조치를 취할 수 있다. 그 경우, 측정된 두께가 지나치게 두꺼울 때에 이송 속도를 상승시키도록 조치할 수 있다.

선택적으로 또는 부가적으로, 침지조 중의 용탕 온도를 파라미터로서 고려한다. 그 경우, 대체로 측정된 두께가 지나치게 두꺼울 때에 용탕 온도를 상승시키도록 조치한다(그럼으로써, 코팅 재료의 점도가 감소되어 보다 더 얇은 코팅 막이 주어짐).

또한, 침지조 중에서 코팅 대상 제품이 용융 액상 코팅 재료와 접촉되는 침지 길이 또는 용탕 높이를 파라미터로서 하는 것이 적합하다. 측정된 두께가 지나치게 두꺼울 때에 침지 길이 또는 용탕 높이를 낮추어 양호한 코팅 결과를 견지하도록 한다.

아울러, 선택적으로 또는 부가적으로, 코팅 공정의 파라미터를 제품의 온도, 바람직하게는 침지조에 유입되기 전의 제품의 온도로 하는 것을 고려한다. 그 경우, 대체로 측정된 두께가 지나치게 두꺼울 때에 제품의 온도를 상승시키도록 한다.

또한, 침지조 중에서의 코팅 대상 제품의 침지 지속 시간을 코팅 공정의 파라미터로서 사용하는 것이 바람직할 수 있는데, 그 경우에는 측정된 두께가 지나치게 두꺼울 때에 침지 지속 시간을 줄이도록 할 수 있다.

끝으로, 역시 선택적으로 또는 부가적으로 파라미터를 침지조 중의 용융물의 조성으로 하도록 한다.

코팅 대상 제품을 침지조를 통해 연속적으로, 바람직하게는 수직하게 통과시키면서 제품의 표면을 코팅하는 장치는 본 발명에 따라 이송 방향으로 침지조의 배후에 제품 상에 침착된 코팅 재료의 층 두께를 측정하는 장치가 배치되고, 측정 장치가 측정된 두께의 값을 제어 또는 조정 장치에 전달하며, 제어 또는 조정 장치가 측정된 값을 미리 정해진 값과 비교하고, 산출된 양 값 사이의 차에 의존하여 측정된 값을 미리 정해진 값에 근사시키도록 코팅 공정의 하나 이상의 파라미터에 영향을 미치거나 그를 변경하는 수단을 작동시키는 것을 그 특징으로 한다.

그러한 수단은 코팅 대상 제품의 이송 방향으로의 제품의 이송 속도에 영향을 미치는 것이 바람직하다. 선택적으로 또는 부가적으로, 그러한 수단은 침지조 중의 용탕 온도에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 그러한 수단에 의해 침지조 중에서 코팅 대상 제품이 용융 액상 코팅 재료와 접촉되는 침지 길이 또는 용탕 높이에 영향을 미치는 것도 고려되고, 제품의 온도, 바람직하게는 침지조에 유입되기 전의 제품의 온도에 영향을 미칠 수도 있다.

침지조 중의 코팅 재료의 조성에 효과적으로 영향을 미치는 것을 가능하게 하기 위해, 침지조는 용융 액상 코팅 재료의 저장조에 접속될 수 있다. 그 경우, 본 발명에 따라 침지조의 수용 능력이 저장조의 저장 능력보다 훨씬 더 작도록 하는 조치가 취해진다. 그를 위해, 다시 침지조의 수용 능력이 저장조의 저장 능력의 20 % 이하, 바람직하게는 10 % 이하로 되도록 고려하는 것이 바람직하다.

침지조를 아래쪽으로 밀봉하기 위해, 침지조의 바닥 구역에 자기 로크가 배치되는 것이 유리하다. 그러나, 선택적으로 다른 밀봉 시스템이 사용될 수도 있다.

침지조의 상부에는 코팅된 제품의 냉각 장치가 배치될 수 있다. 그 경우, 두께를 측정하는 장치는 침지조와 냉각 장치 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예에 관해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1에서는 강 스트립의 형태의 코팅 대상 제품(1)을 금속 코팅 재료(2)(예컨대, 아연)로 코팅하는 장치를 찾아볼 수 있다.

스트립형 제품의 양 측면을 균일하게 코팅하기 위해, 스트립(1)을 아래쪽으로부터 위쪽을 향해 수직하게 통과 채널(10)을 통해 원하는 용탕 높이(h)까지 액상 코팅 재료(2)로 채워진 침지조(3)를 통과시켜 인도한다. 침지조(2)의 바닥 구역에는 액상 코팅 재료가 통과 채널(10)을 통해 아래쪽으로 유출되는 것을 방지하는 자기 로크(8)가 배치된다.

스트립(1)의 이송 방향은 도면 부호 "R"로 지시되어 있다. 구동 모터(6')가 롤(또는 다수의 롤)(11)을 구동시킴으로써 스트립(1)이 이송 속도(v)로 이송되는 것이 단지 개략적로만 도시되어 있다.

스트립(1)은 우선 노(12) 중에서 탬퍼링된다. 이어서, 스트립(1)은채널(13)을 통해 통과되어 노 하우징(14)에 도달된다. 채널(13) 또는 노 하우징(14)의 구역에는 통과되는 스트립(1)을 의도된 대로 신속하게 가열할 수 있는 유도 가열 장치(6"")가 배치된다. 그리고 나면, 스트립(1)은 침지조(3)에 유입되기 전에 스트립 온도(T_B)를 갖게 된다.

침지조(3) 중에는 용탕 온도(T)를 갖는 용융 액상 코팅 재료(2)가 담겨져 있다. 스트립(1)이 침지조(3)를 통해 통과될 때에 용융 액상 코팅 재료(2)가 스트립(1)의 표면 상에 침착된다. 침지조(1)를 떠난 후에 제품(1) 상의 코팅 재료(2)가 응고되어 원하는 제품, 즉 코팅된 금속 스트립이 존재하게 된다.

생 코팅 재료(2)를 공급하는 것은 대형 저장조(7)로부터 이뤄지는데, 그 저장조(7) 중에서는 산화물 분리와 액상 코팅 재료로부터의 고체 코팅 재료 또는 스트립 금속 결정의 필터링의 형태로 코팅 재료의 야금 처리가 우선 행해진다. 또한, 코팅 재료가 용융 장치를 통해 저장조(7)에 공급된다.

침지조(3) 중에서의 코팅 재료(2)의 신속한 탬퍼링을 위해, 즉 용탕 온도(T)의 신속하고도 의도된 세팅을 위해, 침지조(3)는 유도 가열 장치(6")에 의해 둘러싸인다. 그 경우, 침지조(3)의 용적은 저장조(7)의 용적에 비해 상당히 작다. 예컨대, 침지조(3)는 스트립(1)의 아연 도금을 위해 단지 약 5t의 액상 아연만을 수용할 수 있는 반면에, 저장조(7)는 그 수배를 수용할 수 있다.

코팅 재료(2)는 용융물 펌프(6"')에 의해 저장조(7)로부터 침지조(3)로 펌핑되고, 그에 의해 침지조(3) 중에서의 코팅 재료(2)의 조성이 세팅될 수 있게 된다.

침지조(3)에 용유 액상 코팅 재료(2)를 공급하고 배출하는데 필요한 주변 장치는 본 실시예에서는 도시되어 있지 않다. 그러한 주변 장치는 선행 기술로부터 충분히 공지되어 있는 장치들이다. 그에 관해서는 전술된 EP 0 630 421 B1을 참조하면 된다.

침지조(3)의 바로 위에는 제품(1) 상에 침착된 층의 두께(d_Ist)를 측정하는 장치(4)가 배치된다. 그 측정 장치(4) 위에는 코팅된 아직 고온의 스트립(1)을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치(9)가 위치된다.

본 출원에 따른 코팅 방법에 관한 보다 더 상세한 사항은 도 2로부터 파악될 수 있다.

스트립(1)은 침지조에 유입되기 전에 두께(d₀)를 갖는다. 스트립(1) 상에는 설정 두께(d_Soll)를 가져야 하는 코팅 재료(2)로 이뤄진 코팅이 침착된다. 그러나, 종래의 코팅 방법에서는 스트립(1) 상에 코팅된 실제 두께의 다소 큰 산포도가 존재한다. 나타나는 유효 층 두께는 도면 부호 "d_Ist"로 지시되어 있다.

가능한 한 조밀하게 침지조(3) 위에 배치되어 층 두께(d_Ist)를 측정하는 장치(4)는 층 두께(d_Ist)의 실제 값을 측정하여 그 값을 제어 또는 조정 장치(5)에 전달한다. 그러한 제어 또는 조정 장치(5)에는 설정 두께(d_Soll)도 미리 주어져 있다.

차 발생기인 제1 섹션(5a)에서는 우선 다음의 도면 부호 "Δ = d_Ist- d_Soll"에 따른 설정 두께와 실제 두께 사이의 차를 발생시켜 제어기인 제2 섹션(5b)에 전달된다. 제어기에서는 코팅 공정의 파라미터(P)와 그 차 사이의 기능적 관계가 보관되어 있다. 즉, 그러한 기능적 관계는 차가 존재할 때에 파라미터(P)를 어떻게 변경해야만 그 차를 최대한으로 작게, 이상적으로는 0으로 만들 수 있는지를 지정하고 있다.

그러한 기능적 관계는 구체적인 용도에 대한 실험으로부터 실험적으로 주어진다. 본 실시예에서는 그러한 기능적 관계가 다음의 것에 대해 파악되어 보관된다:

· 차의 함수로서의 이송 속도(v),

· 차의 함수로서의 용탕 온도(T),

· 차의 함수로서의 용탕 높이(h)(선택적으로 침지 길이(L)),

· 차의 함수로서의 침지조 전의 제품의 온도(T_B).

스트립(1) 상에 침착되는 코팅 재료로 이뤄진 층은 스트립(1)의 폭 및 길이에 걸쳐 균일하게 침착되는데, 그것은 영향을 미치는 제트 처리 시스템이 필요하지 않기 때문이다. 오히려, 코팅 설비에서 세팅되는 파라미터(P)의 제어 또는 조정에 대한 응답으로서 원하는 층 두께(d_Ist)가 재현될 수 있게 세팅되는데, 그것은 도 2에 단지 개략적으로만 도시되어 있다.

실제 두께(d_Ist)가 설정 두께(d_Soll)에 비해 지나치게 두꺼울 때에는 제어 또는 조정 장치(5)가 스트립의 이송 속도(v)를 상승시키고/상승시키거나 용탕온도(T)를 상승시키고/상승시키거나 용탕 높이(h)를 낮추고/낮추거나 스트립의 온도(T_B)를 상승시키도록 하는 작용을 일으킨다. 그러한 모든 조치에 의해 층 두께의 감소가 구현되거나 해당 파라미터 설정을 역으로 함으로써 두께의 증대가 구현되게 된다. 그와 같이 하여, 금속 스트립(1) 상의 유효 층 두께(d_Ist)를 미세하게 조정할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따르면 지능형 제어 또는 조정 모델이 사용된다. 그러한 제어 또는 조정 장치에는 기억되는 필요한 모든 측정 데이터가 공급된다. 제어 또는 조정 장치에는 파라미터 사이의 기능적 관계가 보관된다.

전술된 제어 변량 이외에, 침지조 조성 및 스트립 표면 거칠기도 역시 파악되어 필요한 경우에는 제어 또는 조정 시에 그 파라미터에 의존하거나 제어 또는 조정 시에 그 파라미터까지 감안할 수 있게 된다.

침지조(3)용의 유도 가열 장치(6") 또는 제품(1)용의 유도 가열 장치(6"")에 의해, 각각의 온도의 신속한 제어 또는 조정이 가능하다. 침지조(3) 중의 용융물의 조성에 있어서는 통상적으로 신속한 제어가 중요한 것이 아니라, 오히려 일정한 합금 분율을 유지시키는 것이 중요하다. 그를 위해, (소형의) 침지조(3)와 (대형의) 저장조(7)를 유체 커플링시키는 것이 바람직하다. 그 반면에 용탕 온도는 매우 신속하게 제어될 수 있어야 한다. 그를 위해, 유도 가열 장치(6")는 예컨대 용융물이 침지조(3)로 유입되는 입구에 배치될 수도 있다.

제시된 바와 같은 구성에 의해, 스트립 폭 및 스트립 길이에 걸친 층 두께의균질성이 현격히 개선될 수 있다. 스트립 주행 및 공지의 제트 처리 시스템의 노즐로부터의 스트립의 등간격에 대한 의존성은 존재하지 않는데, 그것은 제트 처리 시스템이 생략되기 때문이다. 즉, 어차피 겨우 어렵게 제어해야만 하는 스트립과 노즐 사이의 간격도 영향을 미칠 수 없게 된다. 모든 스트립 가이드 롤은 구동될 수 있다.

또한, 제트 노즐이 더 이상 제공되지 않기 때문에, 매체(공기 또는 산소)가 스트립 표면 또는 아직 액상인 코팅 재료 상으로 운반되지 않게 되는데, 그렇지 않은 경우에는 그와 같이 매체가 운반됨으로 인해 층 두께가 얇을 때에 스트립의 표면에, 그에 따라 품질에 매우 큰 악영향이 미쳐지는 일이 다반사였다. 그와 관련하여, 매우 경제적이게도 비용 집약적인 매체(질소) 및 에너지(송풍 구동용)가 더 이상 필요하지 않다는 장점도 주어지고, 그에 의해 전체의 공정이 단순화되고 경제적으로 되게 된다. 탄산칼슘 롤 교체에 필요한 설비의 작동 정지도 생략되고, 설비가 얇은 스트립의 코팅 시에도 훨씬 더 높은 스트립 속도 및 그에 따른 보다 더 높은 설비 출력을 얻게 된다.

연속적인 불꽃 아연 도금에서는 순전히 불꽃 아연 도금된 시트(그 경우, 코팅은 1 질량 퍼센트까지의 알루미늄을 동반하여 거의 아연만을 함유함) 이외에, 합금화 용융 아연 도금(galvannealing)된 시트의 변형도 제공된다. 그러한 재료의 코팅은 13 질량 퍼센트까지의 Fe를 함유한 Fe-Zn 합금 층으로 이뤄지고, 불꽃 아연 도금에 바로 연이어 확산 어닐링에 의해 생성된다.

선행 기술에 따른 합금화 용융 아연 도금 시트의 제조 설비에서는 확산 과정에 필요한 열을 공급하는 사후 어닐링 노가 제트 처리 노즐 위에 설치된다. 합금화 용융 아연 도금 시트는 거의 전적으로 자동차 산업용의 제품으로 얇은 코팅을 구비한다.

본 발명에 의해 제시되는 방법에 의해, 매우 바람직하게도 합금화 용융 아연 도금 시트가 부가의 사후 가열 없이도 높은 스트립 온도 및 아연 용탕 온도에서 직접 용융물로부터 제조될 수 있게 된다. 그를 위해, 침지조(3) 위에 있는 냉각 장치(9)가 차단된다.

종래의 방법에서는 제트 처리 시스템이 용융물로부터 나오는 스트립을 상당히 냉각시켰던 반면에, 냉각 장치(9)를 차단하는 제시된 처리 형식에서는 그러한 경우에 해당되지 않게 된다. 또한, 공지의 방법에서의 침지조의 온도는 본 발명에 따른 조치의 경우에 비해 현저히 더 낮을 수 있는데, 왜냐하면 선행 기술에 따른 방안에서는 바닥 슬래그의 생성을 억제해야 하기 때문이다. 본 발명에 따른 처리 형식에서는 침지조가 매우 작기 때문에 그것이 문제가 되지 않는다. 본 경우에는 바닥 슬래그가 거의 생성될 수 없기 때문에, 그 점에 있어서도 제품의 품질이 개선될 수 있게 된다.

따라서, 합금화 용융 아연 도금 시트 제조 시에 이뤄지는 확산 과정이 공지의 방법에서는 아연 도금에 연이어 진행될 수 없고, 새로운 열 공급을 필요로 한다. 본 발명에 따른 처리 형식에서는 바람직하게도 그것이 불필요하다. 즉, 스트립에 아직 존재하는 열량으로도 확산을 행하는데 충분하게 된다.

Claims (24)

1. 코팅 대상 제품(1)을 용융 액상 코팅 재료(2)로 채워진 침지조(3)를 통해 연속적으로 통과시키면서 금속 코팅 재료(2)를 침착시킴으로써 길다란 금속 제품(1)의 표면, 특히 스트립 또는 와이어의 표면을 코팅하는 방법에 있어서,

   a) 침지조(3)를 통해 통과된 후에 제품(1) 상에 침착된 코팅 재료(2)의 층 두께(d_Ist)를 측정하는 단계;

   b) 측정된 두께(d_Ist)를 미리 정해진 층 두께(d_Soll)의 값과 비교하여 양 값 사이의 차(Δ)를 산출하는 단계; 및

   c) 산출된 차(Δ)에 의존하여 코팅 공정의 하나 이상의 파라미터(P)에 영향을 미치거나 그를 변경하여 측정된 값(d_Ist)을 미리 정해진 값(d_Soll)에 근사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면을 코팅하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 코팅 대상 제품(1)을 아래쪽으로 수직하게 침지조(3)를 통해 통과시키는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 공정의 파라미터를 코팅 대상 제품(1)의 이송 방향(R)으로의 제품(1)의 이송 속도(v)로 하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 측정된 두께(d_Ist)가 지나치게 두꺼울 때에 이송 속도(v)를 상승시키는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 공정의 파라미터를 침지조(3) 중의 용탕 온도(T)로 하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 측정된 두께(d_Ist)가 지나치게 두꺼울 때에 용탕 온도(T)를 상승시키는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 공정의 파라미터를 침지조(3) 중에서 코팅 대상 제품(1)이 용융 액상 코팅 재료(2)와 접촉되는 침지 길이(L) 또는 용탕 높이(h)로 하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 측정된 두께(d_Ist)가 지나치게 두꺼울 때에 침지 길이(L) 또는 용탕 높이(h)를 낮추는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 공정의 파라미터를 제품(1)의온도(T_B), 바람직하게는 침지조(3)에 유입되기 전의 제품(1)의 온도(T_B)로 하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 측정된 두께(d_Ist)가 지나치게 두꺼울 때에 제품(1)의 온도(T_B)를 상승시키는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 공정의 파라미터를 침지조(3) 중에서의 코팅 대상 제품(1)의 침지 지속 시간(t)으로 하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 측정된 두께(d_Ist)가 지나치게 두꺼울 때에 침지 지속 시간(t)을 줄이는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 공정의 파라미터를 침지조(3) 중에서의 용융물의 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 방법.
14. 코팅 대상 제품(1)을 용융 액상 코팅 재료(2)가 담긴 침지조(3)를 통해 연속적으로, 바람직하게는 수직하게 통과시키면서 금속 코팅 재료를 침착시킴으로써 길다란 금속 제품(1)의 표면을 코팅하는 장치에 있어서,

    이송 방향(R)으로 침지조(3)의 배후에 제품(1) 상에 침착된 코팅 재료(2)의 층 두께(d_Ist)를 측정하는 장치(4)가 배치되고, 측정 장치(4)는 측정된 두께(d_Ist)의 값을 제어 또는 조정 장치(5)에 전달하며, 제어 또는 조정 장치(5)는 측정된 값(d_Ist)을 미리 정해진 값(d_Soll)과 비교하고, 산출된 양 값 사이의 차(Δ)에 의존하여 측정된 값(d_Ist)을 미리 정해진 값(dS_oll)에 근사시키도록 코팅 공정의 하나 이상의 파라미터(P)에 영향을 미치거나 그를 변경하는 수단(6)을 작동시키는데 적합하게 형성되는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면을 코팅하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 수단(6')은 이송 방향(R)으로의 코팅 대상 제품(1)의 이송 속도(v)에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 수단(6")은 침지조(3) 중의 용탕 온도(T)에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
17. 제 14 항에 있어서, 상기 수단(6"')은 침지조(3) 중에서 코팅 대상 제품(1)이 용융 액상 코팅 재료(2)와 접촉되는 침지 길이(L) 또는 용탕 높이(h)에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
18. 제 14 항에 있어서, 상기 수단(6"")은 제품(1)의 온도(T_B), 바람직하게는 침지조(3)에 유입되기 전의 제품(1)의 온도(T_B)에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항에 있어서, 침지조(3)는 용융 액상 재료용 저장조(7)에 접속되는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 침지조(3)의 수용 능력은 저장조(7)의 저장 능력보다 현저히 더 작은 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
21. 제 20 항에 있어서, 침지조(3)의 수용 능력은 저장조(7)의 저장 능력의 20 % 이하, 바람직하게는 10 % 이하인 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
22. 제 14 항 내지 제 21 항 중의 어느 한 항에 있어서, 침지조(3)의 바닥 구역에 자기 로크(8)가 배치되는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
23. 제 14 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서, 침지조(3) 위에 코팅된 제품(1)을 냉각시키는 냉각 장치(9)가 배치되는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.
24. 제 23 항에 있어서, 두께(d_Ist)를 측정하는 장치(4)는 침지조(3)와 냉각 장치(9) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 길다란 금속 제품의 표면 코팅 장치.