KR20050121713A

KR20050121713A - 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20050121713A
Application number: KR1020057019155A
Authority: KR
Inventors: 롤프 브리스베르거; 베른하르트 텐크호프; 홀거 베렌스; 한스-게오르크 하르퉁; 발터 트라코프스키; 미하엘 찔렌바흐
Original assignee: 에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-12-27
Also published as: ES2275214T3; ZA200506763B; AR043843A1; CN1771347A; EP1611263B1; EG23811A; WO2004090189A1; RS50749B; MY136041A; MXPA05010876A; KR101156952B1; DE10316137A1; AU2004227038B2; JP4495148B2; RU2339732C2; CA2521299A1; JP2006522867A; RS20050762A; US20070172598A1; DE502004001733D1

Abstract

본 발명은 금속 빌렛(1)을 용융 코팅 금속(2)을 담은 용기(3)를 통해, 그리고 그 상류에 연결된 정해진 높이(H)의 가이드 채널(4)을 통해 수직으로 통과시키되, 가이드 채널(4)의 구역에서 코팅 금속(2)을 용기(3) 중에 붙들어 두기 위해 금속 빌렛(1)의 양측에 배치된 2개 이상의 유도자(5)에 의해 전자계를 생성하는 금속 빌렛(1), 특히 강 스트립의 용융 도금 코팅 방법에 관한 것이다. 코팅 욕을 평온하게 하기 위해, 본 발명에 따라 코팅 금속(2)의 미리 정해진 용적 흐름(Q)을 가이드 채널(4)의 높이 연장(H)의 범위 내에서 가이드 채널(4)에 공급하는 조치를 취한다. 또한, 본 발명은 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치에 관한 것이다.

Description

금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR COATING A METAL BAR BY HOT DIPPING}

본 발명은 금속 빌렛을 용융 코팅 금속을 담은 용기를 통해, 그리고 그 상류에 연결된 정해진 높이의 가이드 채널을 통해 수직으로 통과시키고, 가이드 채널의 구역에서 코팅 금속을 용기 중에 붙들어 두기 위해 금속 빌렛의 양측에 배치된 2개 이상의 유도자에 의해 전자계를 생성하는 금속 빌렛, 특히 강 스트립의 용융 도금 코팅 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치에 관한 것이다.

전통적인 금속 스트립용 금속 용융 도금 코팅 설비는 정비 집약적인 부분, 즉 장비들이 내부에 위치된 코팅 용기를 구비한다. 코팅 전에, 코팅하려는 금속 스트립의 표면으로부터 산화물 잔재를 씻어내고, 코팅 금속과의 결합을 위해 그 표면을 활성화시켜야 한다. 그러한 이유로, 코팅 전에 스트립 표면을 환원 분위기 중에서 열간 공정으로 처리한다. 사전에 산화물 층을 화학적으로 또는 연마에 의해 제거하기 때문에, 환원성 열간 공정 후에 표면이 순수한 금속상으로 존재하도록 그 열간 공정에 의해 표면을 활성화시킨다.

그러나, 스트립 표면이 활성화됨에 따라 주위의 공기 중 산소에 대한 그 스트립 표면의 친화도가 증대된다. 코팅 공정 전에 공기 중 산소가 다시 스트립 표면에 도달될 수 있는 것을 방지하기 위해, 스트립을 침지 트렁크에서 위쪽으로부터 용융 도금 욕 중으로 도입한다. 코팅 금속은 액상 형태로 존재하고, 코팅 두께를 조절하는데 분출 장치와 더불어 중력을 사용하고자 하지만 후속 공정이 코팅 금속의 완전한 응고 시까지 스트립 접촉을 허용하지 않기 때문에, 코팅 용기 중에서 스트립을 수직 방향으로 전향시켜야 한다. 그것은 액상 금속 중에서 작동되는 롤에 의해 이뤄진다. 그러한 롤은 액상 코팅 금속에 의해 격렬한 마모를 받아 작동 정지 및 그에 따른 제조 작업의 중단을 가져오는 원인이 된다.

코팅 금속의 원하는 부착 두께가 마이크로미터 범위로 오갈 수 있을 정도로 얇아짐으로 인해, 스트립 표면의 품질에 대해 엄격한 요건이 요구된다. 그것은 스트립을 안내하는 롤의 표면도 역시 엄격한 품질의 것이어야 함을 의미한다. 통상적으로, 그러한 롤의 표면에 장애가 있으면 스트립 표면에 손상이 생기게 된다. 그것은 설비의 빈번한 작동 정지를 일으키는 또 다른 요인이 된다.

액상 코팅 금속 중에서 작동되는 롤과 관련된 그러한 문제점을 피하기 위해, 그 하부 구역에 스트립을 위쪽으로 수직으로 통과시키는 정해진 높이의 가이드 채널을 구비하는 아래쪽으로 개방된 코팅 용기를 사용하고, 밀봉을 위해 전자 로크(electromagnetic lock)를 사용하는 방안이 공지되어 있다. 그러한 전자 로크는 아래쪽으로 코팅 용기를 밀봉하는 반발, 펌핑, 또는 수축 작용 교번 전자계 또는 이동 전자계에 의해 동작하는 전자 유도자이다.

그러한 방안은 예컨대 EP 0 673 444 B1로부터 공지되어 있다. WO 96/03533에 따른 방안 또는 JP 5086446에 따른 방안도 역시 아래쪽으로 코팅 용기를 밀봉하는 전자 로크를 채용하고 있다.

가이드 채널 내에서의 금속 빌렛의 정확한 위치 제어를 위해, DE 195 35 854 A1 및DE 100 14 867 A1은 특별한 방안들을 제안하고 있다. 거기에 개시된 개념에 따르면, 이동 전자계를 생성하기 위한 코일 이외에도 제어 시스템에 접속된 부가의 교정 코일이 마련되는데, 그 교정 코일은 금속 스트립이 중심 위치로부터 벗어날 때에 그 금속 스트립을 다시 중심 위치로 되돌리기 위해 배려된 것이다.

전제된 형식의 방법은 EP 0 630 421 B1에도 개시되어 있는데, 그 문헌에서 아울러 제안하고 있는 바는 코팅 금속을 담은 코팅 용기에 예비 용융 용기를 배속시키는 것으로, 그 예비 용융 용기는 용적에 있어 코팅 용기보다 여러 배 더 크다. 코팅 용기는 코팅 금속이 코팅된 금속 빌렛에 의해 코팅 용기로부터 빠져나올 경우에 예비 용융 용기로부터 코팅 금속을 공급받는다.

전술된 방안에서 가이드 채널을 밀봉하는데 사용되는 전자 로크는 그러한 측면에서 코팅 금속을 코팅 용기 내에 붙들어 두는 자기 펌프의 역할을 한다.

그러한 유형의 설비를 산업적으로 시험해본 결과, 금속 욕의 표면, 즉 욕 표면 상에서의 흐름 형성이 상대적으로 불안정한 것으로 나타났는데, 그것은 자기 로크에 의한 전자기력의 탓일 수 있다. 그러한 욕 중에서의 불안정성은 용융 도금 코팅의 품질에 악영향을 미치는 결과를 가져온다.

첨부 도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있는바, 이후로 그에 관해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 금속 빌렛이 그를 통해 안내되고 있는 용융 도금 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2는 도 1의 A-A 선을 따른 단면도이다.

* 도면부호의 설명

1 금속 빌렛(강 스트립) 2 용융 액상 코팅 금속

3 용기 4 가이드 채널

5 유도자 6 공급 라인

7 공급 라인 8 공급 라인

9 공급 라인 10 가이드 채널의 단부 면

11 가이드 채널의 종방향 측면 12 공급 시스템

13 교정 코일 14 펌프

15 펌프 16 유입 라인

H 가이드 채널의 높이 Q 용적 흐름

h 수위 B 공급 라인의 폭

R 이송 방향

따라서, 본 발명의 목적은 전술된 단점을 극복하는 것을 가능하게 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법 및 그에 부속된 용융 도금 코팅 장치를 제공하는 것이다. 또한, 전자 로크의 사용 시에 용융 도금 욕이 평온하게 유지됨으로써 코팅의 품질이 향상되도록 하는 것이 보장되어야 한다.

그러한 목적은 방법의 측면에서 본 발명에 따라 코팅 금속의 미리 정해진 용적 흐름을 가이드 채널의 높이 연장의 범위 내에서 가이드 채널에 공급함으로써 달성되게 된다.

그러한 조치에 의해, 가이드 채널을 밀봉하기 위한 전자 펌프로서의 역할을 하는 로크가 더 이상 준 공전 상태(quasi-idle state)로 작동하지 않고, 코팅 금속의 용적 흐름을 공급받아 이송하게 되는 것이 구현된다. 그에 따른 놀라운 결과는 금속 욕의 표면 상에서 욕의 평온 상태가 얻어지고, 그것이 용융 도금 코팅의 품질에 유리한 영향을 미친다는 것이다.

대체로 조치되는 바와 같이, 코팅 금속이 들어 있는 용기는 코팅 금속의 공급 시스템(공급 탱크)에 연결되어 있다. 금속 빌렛이 코팅 설비를 통해 이송될 때에 코팅 금속을 용기로부터 빼내어 이송하기 때문에, 용기 중에서의 일정한 수위를 유지하는데 필요한 물질 반출이 공급 탱크로부터 용기로 추가 급송되게 된다.

따라서, 부가의 제1 구성에 따르면, 가이드 채널에 공급되는 코팅 금속의 미리 정해진 용적 흐름을 용기 중에서의 코팅 금속의 원하는 수위를 유지하는데 필요한 코팅 금속의 단위 시간당 추가 이송 용적의 일부와 일치시키는 조치를 취한다. 그에 대해 대안적으로, 미리 정해진 용적 흐름을 수위의 유지에 필요한 단위 시간당 금속 추가 이송 용적의 전부와 일치시키는 조치를 취할 수도 있다.

코팅 금속의 용적 흐름을 감시하면서 또는 제어하면서 가이드 채널에 공급하는 것이 유리하다.

금속 빌렛이 용융 코팅 금속을 담은 용기를 통해, 그리고 그 상류에 연결된 가이드 채널을 통해 수직으로 통과되는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치는 가이드 채널의 구역에서 금속 빌렛의 양측에 배치되어 코팅 금속을 용기 중에 붙들어 두기 위한 전자계를 생성하는 2개 이상의 유도자를 구비한다.

본 발명에 따르면, 그러한 장치는 가이드 채널의 높이 연장의 범위 내에서 그 가이드 채널로 합류되어 코팅 금속의 미리 정해진 용적 흐름을 공급하는 하나 이상의 공급 라인을 구비하는 것을 그 특징으로 한다.

그 경우, 공급 라인은 가이드 채널의 종 방향 측면의 구역으로 합류될 수 있다. 공급 라인은 가이드 채널의 단부 면의 구역으로 합류될 수도 있다.

공급 라인의 폭 또는 직경은 가이드 채널의 종 방향 측면의 치수에 비해 작은 것이 바람직하다. 특히, 그것은 공급 라인의 폭 또는 직경이 가이드 채널의 종 방향 측면의 폭의 10 % 이하인 것을 의미한다.

끝으로, 바람직한 부가의 구성은 그로부터 코팅 금속이 공급 라인 또는 공급 라인들로 인도되는 코팅 금속의 공급 시스템에 코팅 용기가 접속되도록 하는 조치를 취한다.

첨부 도면에 도시된 용융 도금 코팅 장치는 용융 액상 코팅 금속(2)으로 채워진 용기(3)를 구비한다. 용융 액상 코팅 금속은 예컨대 아연 또는 알루미늄일 수 있다. 강 스트립의 형태의 코팅하려는 금속 빌렛(1)은 이송 방향(R)을 따라 수직으로 위쪽을 향해 용기(3)를 통과한다. 여기서 주목해야 할 것은 기본적으로 금속 빌렛(1)이 위쪽으로부터 아래쪽으로 용기(3)를 통과하는 것도 가능하다는 점이다.

용기(3)를 통한 금속 빌렛(1)의 통과를 위해, 용기(3)는 바닥 구역에서 개방된다. 거기에 과장하여 크게 또는 넓게 도시된 가이드 채널(4)이 위치한다.

용융 액상 코팅 금속(2)이 가이드 채널(4)을 통해 아래쪽으로 흘러내릴 수 없도록 하기 위해, 금속 빌렛(1)의 양측에 2개의 전자 유도자(5)가 위치하는데, 그 전자 유도자(5)는 코팅 금속(2)의 중력에 대항하여 가이드 채널(4)을 아래쪽으로 밀봉하는 자계를 생성한다.

유도자(5)는 2 ㎐ 내지 10 ㎑의 주파수 범위에서 동작하여 이송 방향(R)에 수직한 횡 방향 전자계를 구축하는 서로 대향 배치된 2개의 교번 전자계 유도자 또는 이동 전자계 유도자이다. 단상 시스템(교번 전자계 유도자)에 바람직한 주파수 범위는 2 ㎑ 내지 10 ㎑이고, 다상 시스템(예컨대, 이동 전자계 유도자)에 바람직한 주파수 범위는 2 ㎐ 내지 2 ㎑이다.

금속 빌렛(1)을 가이드 채널(4)의 중심 평면에 안정화시키기 위해, 가이드 채널(4) 또는 금속 빌렛(1)의 양측에 추가의 교정 코일(13)이 배치된다. 그러한 교정 코일(13)은 유도자(5) 및 교정 코일(13)의 자계를 중첩시켜 금속 빌렛(1)을 항상 가이드 채널(4) 내의 중심에 유지하도록 도시를 생략한 제어 수단에 의해 제어되면서 동작한다.

그러한 교정 코일(13)에 의해, 유도자(13)의 자계가 제어 동작 여하에 따라 증폭되거나 감쇠될 수 있다(자계의 중첩의 원리). 그와 같이 하여, 가이드 채널4) 내에서의 금속 빌렛(1)의 위치에 영향을 미칠 수 있게 된다.

금속 빌렛(1)이 코팅 장치를 통과할 때에, 금속 빌렛(1)에 부착되는 코팅 금속(2)으로 인해 코팅 금속이 용기(3)로부터 반출되게 된다. 따라서, 용기(3) 중에서 코팅 금속에 대해 원하는 수위(h)를 유지하기 위해서는 코팅 금속(2)을 용기(3)에 추가 공급하는 것이 필요하다.

그것은 본 실시예에서는 그로부터 펌프(15)를 경유하여 유입 라인(16)에 코팅 금속(2)을 공급하는 공급 시스템(12)(공급 탱크)에 의해 이뤄진다.

용기(3) 중에서 욕 표면의 평온 상태를 구현하기 위해, 코팅 금속(2)의 미리 정해진 용적 흐름을 높이 연장(H)의 범위 내에서 가이드 채널(4)에 공급하는 조치를 취한다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 그러한 목적으로 2개의 공급 라인(6, 7)이 특히 가이드 채널(4)의 높이 연장(h)의 범위 내에서 금속 빌렛(1)의 통과에 필요한 가이드 채널(4) 내의 통과 틈새의 구역과 연통한다.

그 경우, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 4개의 공급 라인(6, 7, 8, 9)이 모두 가이드 채널(1) 내의 통과 틈새와 연통한다. 그 중에서 2개, 즉 공급 라인(6, 7)은 가이드 채널(4)의 종 방향 측면(11)으로 합류되고, 다른 2개, 즉 가이드 채널(8, 9)은 가이드 채널(4)의 단부 면(10)으로 합류된다.

도 2로부터 또한 알 수 있는 바와 같이, 공급 라인의 폭(B)은 특히 가이드 채널(4)로의 그 출구의 구역에서 가이드 채널(4)의 종 방향 측면(11)의 폭에 비해 작게 되어 있다.

그 경우, 공급 라인(6, 7, 8, 9)은 도 1에 개략적으로 도시된 펌프(14)에 의해 코팅 금속(2)을 공급받는다. 이미 전술된 바와 같이, 펌프(14)에 의해 공급되는 용적 흐름(Q)은 수위(h)의 유지를 위해 욕에 공급되어야 하는 코팅 금속의 용적 흐름의 일부가 될 수 있다. 그러나, 수위(h)의 유지에 필요한 단위 시간당 코팅 금속(2)의 총량을 펌프(14)에 의해 급송하는 조치를 취할 수도 있는데, 그에 따라 그 경우에는 펌프(15)에 의한 이송이 더 이상 이뤄지지 않게 된다.

코팅 설비의 가동을 개시할 경우에는 우선 코팅 금속(2)을 용기(2) 중에 채우고 나서 유도자(5)를 활성화한 후에 스트립의 주행을 시작한다. 이어서, 설비의 정적 작업 중에는 전술된 바대로 코팅 금속의 용적 흐름(Q)을 공급 라인(6, 7, 8, 9)을 통해 가이드 채널(4)에 공급한다.

설명된 장치 및 그 설비의 운전 방법의 매우 바람직한 또 다른 작동 방식은 설비를 끄거나 설비가 조업 정지될 때의 작업 방식에 관한 것이다.

종래의 통상적인 작업에서는 코팅 금속(2)의 잔류물이 항상 가이드 채널(4) 내에 남게 되는데, 그것은 금속 빌렛(1)에 의해서도 더 이상 가이드 채널(4)로부터 반출 이송될 수 없다. 액상 금속의 잔류물은 유도자(5)의 스위치를 내린 후에 많은 비용을 들여서 수용 시스템에 의해 아래쪽에 수집되어야 한다.

본 발명에 따라 조치되는 방안에 의해, 다음과 같은 가능성이 열리게 된다:

유도자(5)를 의도적으로 최대한의 밀봉 출력으로 동작시키면서 더 이상 공급 라인(6, 7, 8, 9)에 의해 그 이상의 코팅 금속을 추가 급송하지 않는다(펌프(14)를 끈다). 그 결과, 공급 라인(6, 7, 8, 9)이 공전하게 됨으로써 가이드 채널(4) 내의 코팅 금속의 반출이 이뤄지게 된다.

부가적으로, 공급 라인(6, 7, 8, 9)의 높이에서 가이드 채널(4) 내에 교정 코일(13)을 더 위치시킬 경우, 그것도 역시 반출을 위해 최대한의 출력으로 높여 동작시킨다. 그 경우, 그러한 부가의 교정 코일(13)은 가이드 채널(4)의 중심에서 부가의 전자계 증폭을 구축하고, 그 전자계 증폭의 "전위 힐(potential hill)"에 의해 코팅 금속(2)의 잔류물이 옆으로 공급 라인(6, 7, 8, 9)으로 비켜 나오게끔 된다. 그럼으로써, 가이드 채널(4) 내에 있는 잔량의 코팅 금속(2)의 반출이 촉진되게 된다.

Claims

금속 빌렛(1)을 용융 코팅 금속(2)을 담은 용기(3)를 통해, 그리고 그 상류에 연결된 정해진 높이(H)의 가이드 채널(4)을 통해 수직으로 통과시키고, 가이드 채널(4)의 구역에서 코팅 금속(2)을 용기(3) 중에 붙들어 두기 위해 금속 빌렛(1)의 양측에 배치된 2개 이상의 유도자(5)에 의해 전자계를 생성하는 금속 빌렛(1), 특히 강 스트립의 용융 도금 코팅 방법에 있어서,

코팅 금속(2)의 미리 정해진 용적 흐름(Q)을 가이드 채널(4)의 높이 연장(H)의 범위 내에서 가이드 채널(4)에 공급하는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법.
제 1 항에 있어서, 가이드 채널(4)에 공급되는 코팅 금속(2)의 미리 정해진 용적 흐름(Q)을 용기(3) 중에서의 코팅 금속(2)의 원하는 수위(h)를 유지하는데 필요한 코팅 금속(2)의 단위 시간당 추가 이송 용적의 일부와 일치시키는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법.
제 1 항에 있어서, 가이드 채널(4)에 공급되는 코팅 금속(2)의 미리 정해진 용적 흐름(Q)을 용기(3) 중에서의 코팅 금속(2)의 원하는 수위(h)를 유지하는데 필요한 코팅 금속(2)의 단위 시간당 추가 이송 용적의 전부와 일치시키는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 가이드 채널(4)에 공급되는 코팅 금속(2)의 용적 흐름(Q)을 감시하면서 또는 제어하면서 공급하는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 방법.
금속 빌렛(1)이 용융 코팅 금속(2)을 담은 용기(3)를 통해, 그리고 그 상류에 연결된 가이드 채널(4)을 통해 수직으로 통과되고, 가이드 채널(4)의 구역에서 금속 빌렛(1)의 양측에 배치되어 코팅 금속(2)을 용기(3) 중에 붙들어 두기 위한 전자계를 생성하는 2개 이상의 유도자(5)를 구비하는, 특히 제1항 내지 제4항 중의 언 한 항에 따른 방법을 행하기 위한 금속 빌렛(1), 특히 강 스트립의 용융 도금 코팅 장치에 있어서,

가이드 채널(4)의 높이 연장(H)의 범위 내에서 그 가이드 채널(4)로 합류되어 코팅 금속(2)의 미리 정해진 용적 흐름(Q)을 공급하는 하나 이상의 공급 라인(6, 7, 8, 9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치.
제 5 항에 있어서, 공급 라인(6, 7, 8, 9)은 가이드 채널(4)의 종 방향 측면(11)의 구역으로 합류되는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치.
제 5 항에 있어서, 공급 라인(6, 7, 8, 9)은 가이드 채널(4)의 단부 면(10)의 구역으로 합류되는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치.
제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 공급 라인(6, 7, 8, 9)의 폭(B) 또는 직경은 가이드 채널(4)의 종 방향 측면(11)의 치수에 비해 작은 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치.
제 8 항에 있어서, 공급 라인(6, 7, 8, 9)의 폭(B) 또는 직경은 가이드 채널(4)의 종 방향 측면(11)의 폭의 10 % 이하인 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치.
제 5 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 그로부터 코팅 금속(2)이 공급 라인(6, 7, 8, 9) 또는 공급 라인들로 인도되는 코팅 금속(2)의 공급 시스템(12)에 코팅 용기(3)가 접속되는 것을 특징으로 하는 금속 빌렛의 용융 도금 코팅 장치.