KR20050104667A - 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스테인레스 강판을 연속적으로 알루미늄 용융 도금욕에서 도금하는 방법에 있어서, 강판 표면의 이물질을 제거하기 위한 전처리 단계, 상기 강판을 질소로 이루어진 환원가스 분위기 조건에서 약 150℃ 이하로 예열하는 단계, 상기 예열된 강판을 질소로 이루어진 환원가스 분위기 조건에서 약 500℃ 이하로 가열하는 가열단계; 상기 가열된 강판을 물/수소 분압비가 400 ppm 이하의 수소 질소 혼합가스 분위기에서 950 oC 이하로 재가열후 유지하는 단계, 상기 강판을 물/수소 분비가 400 ppm 이하의 수소 질소 혼합가스 분위기에서 냉각후 도금조에서 도금하는 단계로 이루어진 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인레스 강판의 표면에서 크롬산화막을 환원하여 제거하고 알루미늄을 도금하는데 있어서, 물/수소 가스 분압비 (PH2O/PH2)를 제어함으로써, 환원가스 분위기와 이슬점을 조절하여 도금품질을 현저히 개선한 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 용융 알루미늄 도금 페라이트계 스테인레스 강판은 우수한 부식 저항성을 가지고 있어 자동차 배기계나 부식 환경에 노출된 건자재 용도로 주로 사용되고 있다. 그런데, 스테인레스강은 표면에 도금 젖음성(Wetabilility)이 나쁜 크롬 산화물이 존재하기 때문에 별도의 처리공정 없이 알루미늄을 용융도금하기 쉽지 않다. 이외에도, 강 내에 존재하는 알루미늄, 타이타늄, 실리콘 등의 합금원소에 의해 열처리 과정 중에 스테인레스 강판 표면에 산화물이 쉽게 형성될 수 있다. 형성된 산화물은 쉽게 제거되지 않고, 강판 표면에 남아서 알루미늄 도금욕으로 강판을 침지할 때 용융 알루미늄 도금 과정을 방해하여 미도금, 핀홀(Pin-hole) 등의 도금결함을 유발한다.
페라이트계 스테인레스 강판에 알루미늄을 도금하는 방법은 도 1과 같이, 스테인레스 강판 (1) 표면에 존재하는 오일 및 이 물질을 제거하는 탈지공정 (2), 예열 공정 (5), 환원 분위기에서 소둔 및 도금 젖음성을 확보하기 위한 가열 공정(6), 냉각공정(7), 그리고 용융도금공정 (8)으로 구분할 수 있다. 그런데, 스테인레스 강판의 크롬 함유량이 6% 이상 되면 예열대를 통과하는 중에 표면에 알루미늄과 젖음성이 나쁜 크롬 산화막이 생성될 수 있다.
이러한 크롬산화막에 의한 문제를 해결하기 위한 기술로는, 예열공정에서 형성된 크롬산화막을 가열 및 냉각공정에서 환원분위기 제어를 통해 제거하는 기술과, 예열단계에서부터 크롬산화막의 형성을 최대한 억제하는 기술, 예열하기 전에 선도금으로 크롬산화막과 알루미늄 도금층의 접촉을 차단하는 기술로 구분할 수 있으며,
본 발명은 이중 크롬산화막의 형성을 최대한 억제하는데 주로 초점을 맞추고 있다. 종래에 널리 알려진 스테인레스 강판의 용융알루미늄 도금방법에 관한 주요 기술은 미국 AK steel 과 프랑스의 Sollac등에 의하여 제안된 특허에 공지된 바 있다.
AK steel 사에 의한 주요기술로는 킬베인 특허로 널리 알려진 US4,800,135, US5,066,549, US4,675,214, US4,883,723과 보스턴 특허로 널리 알려진 US5,023,113, US5,116,645과 제스퍼등에 의한 US5,447754가 있으며, Sollac사에 의한 주요기술로는 US5,358,744가 있다.
상기 킬베인 특허는 스트립을 클리닝 후 환원분위기에서 적어도 677℃ 이상으로 가열한 후 코팅조로 투입되기 직전에 거의 수소로 가득차 있는 보호성 분위기 속으로 클리닝한 스트립을 통과시키고, 밀봉된 스타우트내에서 상기 보호성 분위기를 유지하는 것을 요지로 한다. 여기서 보호성 분위기는 최소한 95%이상의 수소이며, 바람직하기로는 최소한 97%이고 가능하면 100%가 최적의 조건으로 되어 있다. 또한 상기 보호성 분위기의 위치는 코팅조로의 투입직전인 스나우트로 되어 있다. 또한 상기 특허에서의 모재와 코팅금속은 적어도 약 6% 의 크롬을 함유한 페라이트 스테인레스강과 Al과 0.5%이하의 Si으로 구성된 코팅금속이다.
그러나 상기 킬베인 특허는 직접가열식 고로에서 적어도 677℃ 이상의 온도에서 가열후 수소분위기를 통과시키면 여전히 미도금 부위가 남는다는 문제점이 제시되어, 그 해결책으로 보스턴 특허는 첫째, 첫번째 고로에서 연소가스 제품에 유리산소가 없도록 연료와 공기의 비율을 맞추고 약 650℃ 이하의 온도에서 연소시키는 직접 가열방식을 채택하여 크롬의 지나친 산화가 발생하지 않도록 한다. 그리고 두번째, 적어도 약 95% 이상의 수소의 보호성 분위기의 위치가 두번째 고로, 냉각구역, 스타우트에서도 계속적으로 유지될 수 있도록 한다. 보스턴 특허에서의 보호성 분위기의 성분과 코팅금속은 킬베인 특허와 동일하다.
또한, 제스퍼에 의하여 제안된 특허는 용융도금 하고자 하는 스테인레스 강판을 상소둔(box annealing)하여 스테인레스 강판에서 철과 크롬의 비를 3:1 보다 높게 조절하여 표면의 크롬 함량을 낮춘 다음에 용융도금 함으로써 알루미늄과 스테인레스 강판과의 젖음성을 개선한 것이 특징이다.
이에 비하여, 프랑스 Sollac사의 미국특허를 살펴보면, 상기 AK steel사의 미국특허에서와 같은 고순도 수소를 사용하지 않고 10 % Si 합금의 알루미늄 도금 스테인레스 강판을 생산할 수 있는 기술이다. 이를 상세히 살펴보면, Sollac특허에서는 크롬 산화막의 두께는 500 ℃ 이상이 되면 크게 증가하므로 후속공정에서 크롬 산화막을 제거하기 위해 환원력을 향상시켜야 하는 문제점을 내포하고 있으므로, 예열로에서의 온도를 500℃(실제로 460℃)이하로 조절하면 표면에 형성된 산화막의 성장을 억제하여 후속공정에서 고순도의 수소가스를 사용하지 않아도 용융도금이 가능하다는 것이다. 그래서, Sollac 특허에서는 먼저, 500℃이하의 3%이하 산소의 비산화분위기에서의 예열과정, 그리고 950℃이하, 수소와 질소의 제2비산화분위기 및 dew point -40℃이하에서의 가열과정, 이어 코팅조위의 질소분위기로 강판을 이송후 코팅조내로 급쟁하는 과정으로 이루어져 있다.
그러나, 상기 AK steel 및 Sollac 사의 기술에서는 모두 예열공정에서 직화로를 사용하고 있다. 그런데, 직화로에서는 무산화로 방식을 채택하여 폐가스의 공연비(공기와 연료의 비율)를 조절함으로써 불완전 연소상태에서 강판표면의 오일 및 이물질을 태워 제거하게 된다. 그러나, 직화로의 화염 및 연소가스에서 발생하는 산소는 강판표면의 국부적인 산화를 초래하며, 이는 도금결함의 원인으로 작용할 수 있다.
또한, 상기 제스터등이 제안한 US 5,447,754호는 예열공정이나 소둔공정 대신 상소둔 방식을 채택하여 알루미늄과 스테인레스 강판의 젖음성을 확보하고 있지만, 상소둔(box annealing)은 소둔시간이 오래 걸려 생산성이 떨어진다는 문제가 있으며, 특히 상 소둔시 엄격한 분위기 관리가 요구되므로 조업 안정성에 문제가 있다.
또한, 상기 AK steel 및 Sollac 사의 특허에서는 예열공정 이전의 전처리 공정에 관한 상세기술이 제안된 바 없으며, 그리고 상기 특허에서는 분위기 가스 또는 dew point에 관하여 각각 개별적인 제어에 초점을 두고 있으므로, 이의 종합적인 제어 및 관리가 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 출원인은 상기의 문제점들을 고려하여, 직화로 대신 간접가열방식을 채택한 예열공정을 통해 크롬산화막을 최대한 억제함으로써 소둔공정이나 환원공정에서 안정적으로 조업할 수 있는 용융알루미늄 스테인레스 도금강판의 제조방법에 관하여 대한민국 특허출원 2002-71534, 2001-76052, 2001-82196호를 통하여 제시한 바 있다.
그런데, 예열대에서 직화방식을 사용하지 않고 간접가열 방식을 적용하는 경우, 표면 이물질을 제거하기 위한 전처리 공정이 반드시 필요하다. 표면 이물질이 완전히 제거되지 않을 경우, 부위별 미도금 및 도금층 결함 등이 발생할 수 있다.
본 발명은 본 출원인의 상기 특허의 연장선 위에서 도금효율 및 도금공정을 더욱 개선하기 위하여 제안된 것으로, 강판이 예열대를 통과하기 전에 별도의 전처리 (전해탈지) 공정을 거침으로써 강판 표면의 오일이나 이물질을 제거하고, 추가적인 직화탈지 공정 없이 간접가열 방식의 수소, 질소 혼합가스 분위기 소둔로에서 소둔 한 후, 도금조에서 도금하는 방식을 채택하여, 젖음성이 우수한 스테인레스 강판 표면을 유지함으로써 건전한 도금층을 확보하기 위한 용융 알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전해 탈지설비를 부가적으로 설치하고, 또한, 후속 공정에서의 물/수소 가스 분압비 (PH2O/PH2) 조절을 통해 환원가스 분위기 및 이슬점 온도의 종합적이고 최적의 제어조건을 도출하여 표면품질이 우수한 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 스테인레스 강판을 알루미늄 용융 도금욕에서 도금하는 방법에 있어서, 강판 표면의 이물질을 제거하기 위한 전처리 단계,상기 강판을 질소로 이루어진 환원가스 분위기 조건에서 약 150℃ 이하로 예열하는 단계, 상기 예열된 강판을 질소로 이루어진 환원가스 분위기 조건에서 약 500℃ 이하로 가열하는 가열단계; 상기 가열된 강판을 물/수소 분압비가 400 ppm 이하의 수소 질소 혼합가스 분위기에서 950 oC 이하로 재가열 후 유지하는 단계, 상기 강판을 물/수소 분압비가 400 ppm 이하의 수소 질소 혼합가스 분위기에서 냉각후 도금조에서 도금하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서 전처리 단계는 청정을 위한 예열 및 비누화 작용에 의한 청정화를 도모하는 핫딥(Hot dip) 과정과, 표면의 유분을 제거하는 스크러빙 과정과, 전기 분해 세척과정과, 최종 세척 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 수소 질소의 혼합가스 분위기에서 수소와 질소의 혼합비는 약 3:1인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 예열 및 가열단계에서의 이슬점온도는 -34℃ 이하이고, 상기 재가열단계에서 냉각단계까지의 이슬점온도는 -42 ~ -45℃ 이하인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
통상적으로 환원성 분위기에서 소둔시 스테인레스 강판 표면에서의 산화는 분위기 가스중에 함유된 미량의 물 (H2O) 과 수소 (H2) 가스의 분압비에 의존하며 크롬 산화물 형성을 나타내는 일반적인 화학반응식은 식 1과 같다. 이때 평형 물/수소 가스 분압비 ([PH2O/PH2]eq)는 식 2와 같이 결정되며, K'는 온도가 높을수록 높아진다.
이때 분위기 가스의 산소분압 혹은 물분압을 평형값 이하로 낮추거나 수소 분압을 높이게 되면, 르샤틀리에 (Le Chaterier) 원리에 따라 반응식 1에서 크롬산화물의 환원반응이 진행되어 스테인레스 강 표면의 Cr의 산화를 방지할 수 있다.
일반적으로 상온에서 스테인레스 강판 표면에 존재하는 50Å 정도 크기의 크롬산화물은 온도가 상승하면서 850℃ 이상의 온도에서 유지되면 500Å 이상의 두께로 성장한다. 따라서, 스테인레스 강판의 예열이나 소둔 열처리 과정에서 이미 생성된 크롬 산화막은 상당한 두께를 가지고 성장하기 때문에 후공정에서 100 %에 가까운 수소가스 사용과 낮은 산소농도 관리가 필수적이다. 이러한 이유에서 지금까지의 소둔공정이나 냉각공정에서는 분위기를 엄격히 관리하고 있다.
따라서, 본 발명자들은 예열단계에서 최대한 크롬산화물의 생성과 성장자체를 억제할 경우, 후공정 (가열단계, 냉각단계)에서 이슬점온도나 수소분위기 등을 완화시키는 것이 가능하다는 점에 착안하였다.
먼저, 산소의 유입이 필연적으로 수반되는 직화로 공정 대신에 간접가열방식을 채택하면 그만큼 산소의 유입이 억제되어 크롬산화물의 생성 및 성장이 어렵다는 점에 주목하였다. 그리고, 예열단계에서 온도를 낮추면 크롬산 화물의 생성은 용이하지만 반면에 크롬산화물의 성장이 어려우므로, 비산화성의 간접가열방식을 채택하는 경우에는 예열온도가 낮더라도 크롬산화물의 생성도 억제 할 수 있을 뿐더러 크롬산화물의 성장도 어려워 후 공정에서 상당히 완화된 조건으로 환원하더라도 크롬 산화물을 쉽게 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 추가하여 스테인레스 강판이 예열대를 통과하기 전에 별도의 전처리 (전해탈지) 공정을 거침으로써 강판 표면의 이물질을 제거하고, 추가적인 직화 탈지공정 없이 간접가열 방식의 분위기 소둔로에서 소둔 및 도금조에서 도금을 실시하여, 젖음성이 우수한 스테인레스 강판 표면유지를 통하여 건전한 도금층을 확보하고, 완전소둔된 (Fully annealed) 미세조직 확보가 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 추가하여 소둔 공정이나 냉각공정 등의 후속공정에서 수소와 질소의 혼합가스를 이용하고 또한 물/수소 가스 분압비 (PH2O/PH2)를 적정으로 제어하여 양호한 도금특성을 얻을 수 있는 조업조건을 제시하였다.
이러한 관점에서 출발한 본 발명을 각 단계별로 그 제조조건을 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 전체적인 제조공정을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A의 상세도로서 전해탈지설비의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 B의 상세도로서 소둔로에서의 각 조업조건 혹은 제조조건을 도시한 도면이다.
[모재와 도금금속]
본 발명이 적용되는 소재는 스테인레스 강판으로 용융알루미늄 도금이 적용되는 경우이며, 특히 스테인레스 강판에 Cr 함량이 높은 경우 예를 들어 6 % 이상인 경우에 해당한다. 산업적으로 페라이트계 스테인레스 강판에 용융알루미늄 도금이 주로 적용되고 있지만 반드시 여기에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어 예열공정에서 크롬산화물이 생성되어 용융도금과의 젖음성이 문제가 되는 경우라면 본 발명은 적용될 수 있다.
그리고 본 발명에서의 도금금속은 일반적으로 산업분야에서 널리 알려진 타입 1 금속을 이용한다. 타입 1 금속은 보통 8 ~ 10중량 wt%의 실리콘 (Si) 을 함유하고 있다. 또한 실리콘의 함량이 극히 미미한 타입 2 알루미늄 용융금속을 이용하는 것도 물론 가능하다. 그러나, 본 발명에서는 코팅금속의 종류에 크게 의존하지 않으며, 후속공정에서의 조업조건을 조절하여 이를 개선하고자 한다. 본 발명의 실시예에서는 8.0~8.5%의 실리콘이 함유된 알루미늄 코팅금속을 사용하고, 조업조건의 개선을 통하여 본 발명이 원하는 목적을 달성하고자 한다.
[전처리단계]
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 스테인레스 강판 스트립(1)은 먼저 예열단계를 통과하기 전에 별도의 전처리 (전해탈지) 공정(2)을 거침으로써 강판표면의 이물질을 제거한다. 별도의 전처리 공정을 통하여 강판표면의 이물질을 제거하여 줌으로써, 후속공정에 있어서 도금특성의 개선을 더욱 도모할 수 있다. 이와 같은 전처리 단계는 도 2에 구체적으로 도시되어 있다. 핫딥탱크(21, Hot dip tank)에서 청정을 위한 예열 및 비누화 작용원리에 의한 청정화를 도모하고, 이어 스크러빙탱크(22, 24,scrubbing tank)에서 표면의 유분을 제거하며, 이어 전기세척탱크(23, electrolytic cleaning tank)에서 전기 분해 원리를 이용하여 청정화를 더욱 개선하며, 린스탱크(25, rinse tank)에서 최종세척과정을 거치게 된다. 이후 에어 드라이(26)를 통과한후 본 발명의 소둔로(3)내의 예열대(4)로 스테인레스 강판이 이송된다.
[예열단계]
본 발명에서 예열대(4)에서의 예열공정은 직접가열방식의 직화로 대신 간접 가열방식을 채택한다. 간접가열방식의 열처리로의 산소의 농도는 직접가열방식에 비해 근본적으로 낮지만 크롬산화물의 생성을 억제하기 위해서는 산소농도는 0.4 % 이하로 이슬점 온도는 -34 oC 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 비산화성 분위기 가스는 질소가스를 사용한다. 예열단계에서의 온도는 약 150℃ 이하로 유지하며, 유지시간은 60초 이내가 바람직하다.
[가열단계]
본 발명에서의 가열대(5)에서의 온도는 약 500 ℃를 기준으로 해서 스테인레스 강판의 표면에 산화물 두께가 크게 성장하는 점을 고려할 때 500 ℃ 이하 바람직하게는 약 400 ~ 500℃ 까지로 제한한다. 또한, 가열대(5) 역시 직접가열방식의 직화로 대신 간접 가열방식을 채택하고 있다. 그리고 간접가열방식의 열처리로의 산소의 농도는 직접가열방식에 비해 근본적으로 낮지만 크롬산화물의 생성을 억제하기 위해서는 산소농도는 0.4 % 이하로 이슬점 온도는 -34 oC 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 비산화성 분위기 가스는 질소가스를 사용한다. 유지시간은 60초 이내가 바람직하다.
[재가열단계]
가열대(5)를 통과한 스테인레스 강판 스트립(1)은 재가열대(6)를 통과하게 된다. 스테인레스 강판은 용융도금 전에 환원 분위기 가열로에서 소둔하는데, 이는 내부 결함이나 전위 등을 제거하여 재결정화 시킴으로써 가공성을 향상시키기 위해서이다. 또한, 환원분위기를 유지시킴으로써 크롬 산화물의 생성 및 성장을 억제한다. 가열온도는 950 oC 이하로 제한하며, 바람직하기로는 900℃~950℃이다.
본 단계에서는 특히 크롬 산화막의 생성 및 성장을 억제하기 위해 물/수소 분압비 (PH2O/PH2)를 400 ppm 이하로 엄격히 제어한다. 분위기가스는 수소와 질소의 혼합가스가 바람직하다. 일 예로 75 % 수소와 25 % 의 질소 혼합가스를 사용할 수 있으며, 이에 대응하는 이슬점 온도(dew point)는 -42 ~ -45 oC 이하이다. 또한, 공급되는 수소가스 및 질소가스의 이슬점은 -50 oC 이하로 관리되어야 한다. 가장 바람직한 유지시간은 150초 이내이다.
[균열대]
제2가열대(6)를 통과한 스테인레스 강판 스트립(1)은 균열대(7)를 거치게 된다. 가열온도는 950 oC 이하로 제한하며, 바람직하기로는 900℃~950℃이다. 본 단계에서도 특히 크롬 산화막의 생성 및 성장을 억제하기 위해 물/수소 분압비 (PH2O/PH2)를 400 ppm 이하로 엄격히 제어한다. 분위기가스는 수소와 질소의 혼합가스가 바람직하다. 일 예로 75 % 수소와 25 % 의 질소 혼합가스를 사용할 수 있으며, 이에 대응하는 이슬점 온도(dew point)는 -42 ~ -45 oC 이하이다. 또한, 공급되는 수소가스 및 질소가스의 이슬점은 -50 oC 이하로 관리되어야 한다. 가장 바람직한 유지시간은 70초 이내이다.
[냉각단계]
냉각과정(8)은 알루미늄 도금욕 이상의 온도로 강판을 냉각한다. 일 예로 680℃ 이상으로 냉각하는데 그 이유는 가능한 한 열역학적으로 크롬산화물의 생성 방지를 위하여 온도를 높이는 것이 좋다.
분위기가스는 수소와 질소의 혼합가스를 이용한다. 물/수소 분압비는 선행공정과 동일하게 400 ppm 이하로 제한한다.
[용융알루미늄 도금공정]
상기와 같이 스텐레스강판을 냉각한 다음 연속적으로 용융알루미늄 도금한다.
도금조에서 도금금속의 조성은 위에서 설명한 바와 같다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
본 실시예에서의 화학조성과 표면특성을 갖는 스테인레스 강판을 간접가열방식의 예열로에서 표 1의 조건으로 전처리, 예열, 가열, 냉각하여 Al-Si의 도금포트에서 도금하였다. 본 실시예에서 모재는 페라이트 스테인레스 강판이며, 성분은 중량 %로, C : 0.047 %, Cr : 11.07 %, Ti : 0.51 %, Si : 0.22 %이며, 조도는 Ra : 2.0 μm, Rmax : 7 μm이다. 또한, 도금금속의 알루미늄 도금층의 조성은 약 9% 실리콘이 함유되도록 하였으며, 도금부착량은 108 g/m2 이었다.
| 구분 | 전처리유무 | 예열 | 가열 | 도금조 | 도금상태 | |||||
| 온도(℃) | 이슬점온도(℃) | 분위기 | 온도(℃) | 이슬점온도(℃) | 분위기(H2+N2) | PH2O /PH2 (ppm) | 강판온도(℃) | |||
| 1 | X | 400 | -25 | N2 | 950 | -30 | 60:40 | 1430 | 680 | X |
| 2 | O | 500 | -35 | N2 | 880 | -45 | 75:25 | 297 | 680 | O |
| 3 | X | 500 | -35 | N2 | 900 | -45 | 75:25 | 297 | 690 | X |
| 4 | O | 500 | -35 | N2 | 900 | -45 | 75:25 | 297 | 680 | O |
| 5 | O | 600 | -35 | N2 | 920 | -45 | 75:25 | 297 | 690 | O |
| 6 | O | 600 | -25 | N2 | 800 | -25 | 85:15 | 1504 | 690 | X |
| 7 | X | 600 | -25 | N2 | 920 | -60 | 75:25 | 66 | 690 | △ |
| 8 | O | 600 | -25 | N2 | 920 | -60 | 75:25 | 66 | 690 | O |
(O : 양호, △ : 보통, X : 나쁨)
상기 표에 나타난 바와 같이, 전처리 공정을 거치고 간접 가열방식의 예열로 분위기조건을 제어한 실시예 2, 4, 5의 경우 가열단계와 냉각단계에서 이슬점 온도나 분위기가스 조건을 실시예 8에 비해 완화하더라도 도금강판의 품질 상태는 미도금이나 핀 홀 등과 같은 문제점이 발견되지 않고 양호하였다. 반면에 전처리 공정을 거치지 않은 실시예 1, 3, 7의 경우 부위별 미도금 부위나 도금층 결함이 관찰되었다. 실시예 6 또한, 물/수소 분압비 및 이슬점 온도가 높아 도금층이 불량한 것으로 나타났다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 예열구역에서 직화로를 통한 직접가열방식을 피하는 대신 간접가열방식을 채택함으로써 후 공정인 가열구간과 냉각단계에서 이슬점 온도나 분위기조건을 완화시킬 수 있고 스테인레스 알루미늄 도금강판의 품질을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전처리 공정을 추가하여 오염물질을 미리 제거하여 후속공정에서의 도금강판의 품질의 개선효과가 있다.
또한, 본 발명은 가스 분압비의 조절을 통하여 분위기 가스와 이슬점 온도의 통합적이고 적정한 제어가 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 관한 스테인레스 강판에 연속적으로 알루미늄 도금하는 공정의 개략도.
도 2는 도 1의 A에 관한 전해탈지 설비의 개략도.
도 3은 도 1의 B에 관한 소둔로 및 코팅조를 중심으로 하는 알루미늄 도금 공정의 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 설명
1:강판(스트립) 2:전해탈지설비
3:소둔로 4:예열대
5:제1가열대 6:제2가열대
7:균열대 8:냉각대
Claims (5)
- 스테인레스 강판을 알루미늄 용융 도금욕에서 도금하는 방법에 있어서,강판 표면의 이물질을 제거하기 위한 전처리 단계,상기 강판을 질소로 이루어진 환원가스 분위기 조건에서 약 150℃ 이하로 예열하는 단계,상기 예열된 강판을 질소로 이루어진 환원가스 분위기 조건에서 약 500℃ 이하로 가열하는 가열단계;상기 가열된 강판을 물/수소 분압비가 400 ppm 이하의 수소 질소 혼합가스 분위기에서 950 oC 이하로 재가열 후 유지하는 단계,상기 강판을 물/수소 분압비가 400 ppm 이하의 수소 질소 혼합가스 분위기에서 냉각후 도금조에서 도금하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 전처리 단계는 청정을 위한 예열 및 비누화 작용에 의한 청정화를 도모하는 핫딥(Hot dip) 과정과, 표면의 유분을 제거하는 스크러빙 과정과, 전기 분해 세척과정과, 최종 세척 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 수소 질소의 혼합가스 분위기에서 수소와 질소의 혼합비는 약 3:1인 것을 특징으로 하는 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 예열 및 가열단계에서의 이슬점온도는 -34℃ 이하인 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재가열단계에서 냉각단계까지의 이슬점온도는 -42 ~ -45℃ 이하인 것을 특징으로 하는 가스 분압비 조절을 통하여 도금조건을 제어하는 용융알루미늄 도금 스테인레스 강판의 제조방법.
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