KR20090068039A - Apparatus and method for continuous metal coating of strip - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강판을 연속적으로 도금하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원하는 성분의 도금금속을 비산화 또는 환원성 분위기에서 고압가스를 이용 미립화된 용융금속을 강판의 표면에 분사 부착시키어 강판의 연속 도금을 수행함으로써, 도금금속 성분에 대한 제약을 극복하고 도금층을 보다 용이하게 형성하도록 한 강판의 연속 도금장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for continuously plating a steel sheet, and more particularly, to a plated metal of a desired component by spray-attaching the atomized molten metal using a high pressure gas in a non-oxidizing or reducing atmosphere to the surface of the steel sheet By performing continuous plating, the present invention relates to a continuous plating apparatus and method for a steel sheet that overcomes limitations on the plated metal component and makes the plating layer easier to form.
일반적으로 제철공장에서 생산되는 아연 도금강판은 내식성이 우수하여 자동차 차체용 강판, 가전기기의 판재용 및, 건축용 강판으로 많이 사용되고 있는데, 지금까지는 소둔된 냉간압연 강판을 전기도금 혹은 용융도금으로 강판의 아연도금을 수행하여 도금강판을 제조하였다. In general, galvanized steel sheets produced in steel mills are excellent in corrosion resistance and are widely used for steel plates for automobile bodies, plates for home appliances, and architectural steel sheets. Until now, cold-rolled steel sheets that have been annealed have been electroplated or hot-dipped. Galvanized to prepare a plated steel sheet.
이와 같은 용융아연 도금강판은 초기에는 대부분 건자재로 사용되어 왔지만, 근래에는 가혹한 가공조건에도 견딜 수 있는 용융아연 도금강판의 대량 생산이 가능하게 됨에 따라 그 용도가 각종 가전제품 또는 자동차용 소재로 광범위하게 확대되고 있다.Such hot-dip galvanized steel sheet has been mostly used as a building material in the early days, but in recent years, it is possible to mass-produce hot-dip galvanized steel sheet that can withstand harsh processing conditions. It is expanding.
따라서, 표면 품질이 중요한 가전제품 또는 자동차용 소재로 그 사용범위가 넓어짐에 따라, 강판의 도금품질 예를들어, 표면광택, 내식성, 용접성 및 도장성 등의 표면 도금품질의 향상에 대한 요구도 점점 증가하고 있는 실정이다.Therefore, as the use range of the home appliance or automobile material whose surface quality is important is widened, the demand for improving the plating quality of the steel sheet, for example, surface gloss, corrosion resistance, weldability and paintability, is also increasing. It is increasing.
한편, 상기 도금방법 중 후자인 전기도금방법은 도금부착량을 조절하기 쉬운 잇점은 있지만, 강판 도금층의 부착량이 가해진 전류량에 비례하기 때문에, 강판의 표면에 두터운 도금층을 형성시키는 데에는 그만큼 전기가 많이 사용되어 강판의 제조비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 특히 전기도금시 사용되는 도금용액이 염산 혹은 황산등의 환경 오염물질로 이루어 지기 때문에, 환경오염의 문제가 항상 제기되고 있는 실정이다.On the other hand, the latter electroplating method has the advantage that it is easy to control the amount of plating deposition, but since the amount of deposition of the steel plate plating layer is proportional to the amount of applied current, much electricity is used to form a thick plating layer on the surface of the steel sheet. In addition to increasing the manufacturing cost of the steel sheet, in particular, since the plating solution used during electroplating is made of environmental pollutants such as hydrochloric acid or sulfuric acid, the problem of environmental pollution has always been raised.
다음, 상기 도금방법 중 전자인 용융도금방법은 강판을 용융아연 욕조에 침적하여 도금을 하는 방법으로 간편하게 도금강판을 제조할수 있도록 하는 이점은 제공하지만, 다음과 같은 문제점들이 제기되고 있다.Next, the electroplating method of the former of the plating method provides an advantage that the plated steel sheet can be easily produced by plating a steel plate in a molten zinc bath, but the following problems are raised.
예를 들어, 용융금속이 채워진 도금조로부터 나온 강판을 도금 부착량 조절을 위해 강판 표면을 와이핑하기 때문에, 강판의 진동이 많이 발생하고, 강판의 최고 생산속도가 180 mpm으로 제한될 수밖에 없어 도금 생산량이 한정될 뿐만 아니라, 소음이 심하여 작업자의 작업환경을 열악하게 하는 문제가 있었다.For example, the steel sheet from the plating tank filled with molten metal wipes the surface of the steel sheet to adjust the coating weight, so that vibration of the steel sheet occurs a lot and the maximum production speed of the steel sheet is limited to 180 mpm. Not only this is limited, but there was a problem that the noise is so severe that the worker's working environment is poor.
즉, 용융 도금법은 도금층의 두께를 조절하는 데에 어려움이 있고, 도금성분을 변화시킴에 있어서 도금성분이 산화되기 쉬운 성분을 포함하는 경우에는 용융금속에 표면에 형성되는 산화물과 성분 자체의 심한 산화로 인하여 도금층이 강판에 잘 부착되지 않는 등의 제조상 어려움이 있었다.That is, the hot-dip plating method has difficulty in controlling the thickness of the plating layer, and when the plating component contains a component that is easy to oxidize in changing the plating component, severe oxidation of the oxide formed on the surface of the molten metal and the component itself Due to this, there was a difficulty in manufacturing, such as the plating layer is not adhered well to the steel sheet.
한편, 현재 새로운 강판의 도금방법으로, 진공증착을 통한 도금방법이 알려져 있으나, 진공상태에서 용융금속을 증발시켜야 하기 때문에, 실제 조업 라인에서 도금조를 진공상태로 만들기 위하여는 여러 부속 설비들이 필요하기 때문에, 전체적인 도금설비가 복잡하게 되고, 이는 설비 제작이나 운영면에서 비용이 많이 드는 문제가 있었다.On the other hand, as a plating method of a new steel sheet, a plating method through vacuum deposition is known, but since the molten metal must be evaporated in a vacuum state, various accessory facilities are required to make the plating tank in a vacuum in an actual operation line. Because of this, the overall plating equipment is complicated, which has a costly problem in terms of equipment production or operation.
특히, 이와 같은 진공증착을 통한 도금의 경우에는, 10 ㎛ 이상의 비교적 두꺼운 코팅층을 형성하는 경우 가동 비용이 크게 증가하는 문제도 있다.In particular, in the case of the plating through such a vacuum deposition, there is also a problem that the operating cost greatly increases when forming a relatively thick coating layer of 10 ㎛ or more.
따라서, 본 발명의 출원인은 도금성분을 자유롭게 조절하는 것을 가능하게 하면서, 고급강판에서 요구되는 두꺼운 도금층의 형성을 용이하게 하는 본 발명의 강판 도금장치 및 방법을 제안하게 되었다.Accordingly, the applicant of the present invention has proposed the steel plate plating apparatus and method of the present invention, which makes it possible to freely control the plating component, and facilitates the formation of the thick plating layer required in high-grade steel sheet.
본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 원하는 성분의 도금금속을 비산화 또는 환원성 분위기에서 고압가스를 이용 미립화된 용융금속을 강판의 표면에 분사 부착시키어 강판의 연속 도금을 수행함으로써, 도금금속 성분에 대한 제약을 극복하고 도금층을 보다 용이하게 형성하도록 한 강판의 연속 도금장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been proposed in order to solve the various problems as described above, the object of the object is to spray-attach the atomized molten metal to the surface of the steel sheet using a high-pressure gas in a non-oxidizing or reducing atmosphere of the plated metal of the desired component The present invention provides a continuous plating apparatus and method for a steel sheet which overcomes limitations on the plated metal component and makes the plating layer more easily formed by performing continuous plating of the steel sheet.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 밀폐된 공간을 유지하면서 내부에는 분위기가스가 제공되고 강판이 중앙부를 통하여 수직 이송되는 도금조; 및,As a technical aspect for achieving the above object, the present invention provides a plating tank in which the atmosphere gas is provided inside the steel sheet is vertically transferred through the center portion while maintaining a closed space; And,
상기 도금조를 통과하는 강판 표면에 고압가스를 이용하여 미립화된 용융금속을 분사토록 상기 도금조에 연계되는 미립화 용융금속 공급부;An atomized molten metal supply unit connected to the plating bath to spray the atomized molten metal by using a high pressure gas on the surface of the steel sheet passing through the plating bath;
를 포함하여 구성된 강판의 연속 도금장치를 제공한다.It provides a continuous plating apparatus of the steel sheet configured to include.
또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 도금조의 내부에 비산화성 또는 환원성 분위기를 유지한 상태에서 도금조의 중앙을 통하여 200℃ 이상에서부터 용융금속의 용융점 온도 사이의 온도를 유지하는 강판을 이송시키는 단계; 및, In addition, the present invention as a technical aspect, the step of transferring the steel plate to maintain the temperature between the melting point temperature of the molten metal from 200 ℃ or more through the center of the plating bath in the state of maintaining a non-oxidizing or reducing atmosphere in the plating bath ; And,
상기 도금조에 구비되고 용융금속과 고압가스가 공급되는 분사노즐수단을 통 하여 용융금속을 1 - 1000 ㎛의 액적 크기로 분사시키어 강판 표면을 도금하는 단계;Plating the surface of the steel sheet by spraying the molten metal into a droplet size of 1-1000 µm through an injection nozzle means provided in the plating bath and supplied with molten metal and a high pressure gas;
를 포함하여 구성된 강판의 연속 도금방법을 제공한다.It provides a continuous plating method of the steel sheet configured to include.
상술한 바와 같이, 본 발명의 강판 연속도금 장치 및 방법에 의하면, 도금장치의 개조나 변경 없이 여러 성분의 도금층을 형성할 수 있어, 기존 용융도금 및 전기도금보다 다양한 성분을 갖는 도금을 실시하는 것을 가능하게 하는 우수한 효과를 제공한다.As described above, according to the steel sheet continuous plating apparatus and method of the present invention, it is possible to form a plating layer of various components without modifying or changing the plating apparatus, and to perform plating with various components than conventional hot dip plating and electroplating. It provides an excellent effect that makes it possible.
또한, 분사노즐수단에 공급되는 고압가스(불화성가스)와 용융금속을 충돌시키어 용융금속의 미립화를 구현하는 것은 물론, 강판 표면에 분사되는 용융금속의 액적 크기나 분사량을 조정하여 동일한 성분의 도금층이라도 그 두께를 달리하는 다양한 형태의 도금강판을 제공하게 하는 것은 룰론, 한면 만 도금하는 강판의 제조도 용이하게 할 수 있도록 하는 다른 우수한 효과를 제공한다.In addition, the high pressure gas (fluorinated gas) supplied to the injection nozzle means collides with the molten metal to realize atomization of the molten metal, as well as by adjusting the droplet size or the injection amount of the molten metal injected onto the steel plate surface to form a plated layer of the same component. Providing various types of plated steel sheets having different thicknesses may provide other excellent effects that facilitate the production of rulon and steel plates plated only on one side.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention according to the accompanying drawings in detail as follows.
도 1에서는 본 발명에 따른 강판의 연속 도금장치의 전체 구성을 도시하고 있고, 도 2 및 도 3에서는 다음에 설명하는 미립화 용융금속 공급부(50)의 용융금속 분사노즐수단(70)(80)들의 구체적인 구조를 도시하고 있다.Figure 1 shows the overall configuration of the continuous plating apparatus of the steel sheet according to the present invention, Figures 2 and 3 of the molten metal injection nozzle means 70, 80 of the atomized molten
예컨대, 도 1에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 본 발명의 강판의 연속 도금 장치(1)는 크게, 밀폐된 공간을 유지하면서 내부에는 분위기가스가 제공되고 강판(S)이 중앙부를 통하여 수직 이송되는 도금조(30) 및, 상기 도금조(30)를 통과하는 강판 표면에 고압가스(G)를 이용하여 미립화된 용융금속(10)을 분사토록 상기 도금조에 연계되는 미립화 용융금속 공급부(50)로 구성되어 있다.For example, as shown in FIG. 1, the
즉, 본 발명의 장치는 도 1,2와 같이, 도금조(30)에서는 강판의 실질적인 도금 예를 들어, 용융금속의 액적(liquid droplet)이 수직 이송되는 강판(S)의 표면에 분사 부착되어 도금되고, 용융금속 공급부(50)는 이와 같은 미립화된 용융금속을 강판에 분사 도금하는 것을 가능하게 한다.That is, the apparatus of the present invention is sprayed on the surface of the steel plate S in which the
따라서, 이하에서는 이와 같은 본 발명의 장치에서 중요 구성인 도금조(30)와 융용금속 공급부(50)에 대하여 살펴본다.Therefore, hereinafter, looks at with respect to the
먼저, 도 1에서는 본 발명의 장치(1) 중 상기 도금조(30)를 도시하고 있다.First, FIG. 1 shows the
즉, 상기 도금조(30)는 내부에서 도금이 이루어지는 적당한 공간이 형성되도록 사각 플레이트 구조물로 되어 있고, 상기 도금조(30)의 상,하부에는 외부 공기의 유입을 차단하는 실링유닛(40)(38)이 설치되어 있다.That is, the
그리고, 이와 같은 도금조(30)의 내부에는 용융금속(10)의 산화를 방지하기 위한 비산화성 성분을 갖거나 또는 환원성의 성분을 갖는 분위기 가스가 제공된다.In addition, an atmosphere gas having a non-oxidizing component or a reducing component is provided inside the
또한, 도금조(30)의 입측 및 출측에는 도금조(30)의 중앙을 가로질서 강판(S)의 수직 이송을 가능하게 하는 이송롤(32)(34) 예컨대, 디플렉터 롤들이 설치되어 있다.In addition, the
따라서, 도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 장치에서 강판(S)은 아래에서 위로 수직하게 도금조(30)를 관통하여 이송된다.1 and 2, in the apparatus of the present invention, the steel sheet S is transported through the
이때, 도금조 중앙을 가로질러 강판이 이송되어야 하는데, 이는 다음에 상세하게 설명하는 미립화 용융금속 분사노즐수단(70)(80)으로 부터 강판 간의 거리를 동일하게 하기 위한 것이다.At this time, the steel sheet should be transported across the center of the plating bath, which is intended to equalize the distance between the steel sheets from the atomized molten metal injection nozzle means 70 and 80 to be described in detail below.
그리고, 도 1과 같이 본 발명의 장치에서 입측 및 출측에는 앞에서 설명한 도금조(30)의 상부 및 하부에 연계된 실링유닛(40)(38)를 개재하여 열처리로(36) 및 냉각기(42)가 각각 배치되어 있다.In addition, in the apparatus of the present invention, as shown in FIG. 1, the
따라서, 강판(S)은 도금조(30)에 진입되기 전에 상기 열처리조(36)를 통과하면서 다음에 상세하게 설명하듯이 강판이 도금을 수행하는 데에 적정한 온도 예를 들어, 200℃ 이상에서부터 용융금속(10)의 용융점 온도 사이의 온도범위를 유지하도록 열 처리된후 도금조(30)의 내부에 진입된다.Therefore, the steel sheet S passes through the
그리고, 상기 냉각기(42)는 도금조에서 도금된 강판을 냉각시키어 후공정으로 이송되도록 한다.In addition, the
이때, 도 1과 같이, 상기 열처리조(36)에는 환원성 분위기를 유지하도록 질소와 수소의 혼합가스가 충진되어 있다. 이는 도금조에서의 도금 부착성을 유지하기 위한 것이다.At this time, as shown in Figure 1, the
또한, 상기 열처리조(36)는 도 1에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 열처리조의 온도를 유지시키기 위한 가열수단(36a)이 구비되는데, 이와 같은 가열수단은 강판의 소둔시 사용되는 연속소둔설비인 라디언트 튜브와 같은 가열수단 또는, 알려진 가열코일 또는 고주파 유도가열기 등의 알려진 가열수단을 사용하면 된다.In addition, the
따라서, 가열수단은 강판이 상기 온도를 유지하도록 내부 분위기가스를 가열하여 이를 통과하는 강판의 온도 조정을 수행한다.Therefore, the heating means heats the internal atmosphere gas so that the steel sheet maintains the temperature and adjusts the temperature of the steel sheet passing therethrough.
한편, 상기 도금조 하부의 실링유닛(38)의 상부는 열처리조(36)의 내부 가스가 도금조(30)로 빠져 나갈수 있도록 틈을 형성하는 상부판(38a)이 도금조 내부로 인입되어 있다.On the other hand, the upper portion of the
예컨대, 이와 같은 상부판(38a)은 실질적으로는 매우 미세한 틈을 형성시키어 분사되는 용융금속 즉 미립화된 용융금속의 액적이 열처리조로 진입되지 않게 하고, 열처리조의 가스가 상기 틈새를 통하여 배출되어 용융금속의 인입을 차단한다.For example, such an
따라서, 본 발명의 장치에서 열처리조(36)와 하부 실링유닛(38)과 도금조(30) 및 상부 실링유닛(40)의 일련의 설비로 외부 공기의 유입이 차단되면서 도금조 내부에는 비산화성 또는 환원성 분위기가 유지되고 강판은 도금조 중앙을 가로질러 수직 이송하면서, 강판의 연속 도금이 수행된다.Therefore, in the apparatus of the present invention, a series of facilities of the
다음, 도 1 내지 도 3에서는 본 발명에 따른 (미립화) 용융금속 공급부(50)에 대하여 도시하고 있다.Next, FIGS. 1 to 3 illustrate the (particulate) molten
예컨대, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 도금조(30)를 통과하는 강판 표면에 고압가스(G)를 이용하여 미립화된 용융금속(10')을 분사토록 상기 도금조에 연계되는 미립화 용융금속 공급부(50)는, 다시 상기 도금조(30)의 양측에 구비되는 미립화 용융금속 분사노즐수단과, 상기 분사노즐수단에 용융금속을 공급하는 용융금속 공급수단(90) 및, 상기 분사노즐수단(70)에 고압의 불활성가스를 공급토록 연 결된 고압가스 공급수단(110)을 포함하여 구성되어 있다.For example, as shown in FIG. 1, the atomized molten metal supply part connected to the plating bath to spray the atomized
따라서, 다음에 상세하게 설명하듯이 본 발명의 장치에서 상기 미립화 용융금속 분산노즐수단은 실질적으로 강판 표면에 미립화 용융금속(10')(도 2의 용융금속 액적(10')의 분사 도금을 가능하게 하고, 상기 각각의 공급수단은 이와 같은 용융금속의 미립화 즉, 액적 형성을 통한 강판 도금을 가능하게 하는 용융금속과 고압가스의 공급을 가능하게 한다.Therefore, as described in detail below, the atomized molten metal dispersion nozzle means in the apparatus of the present invention enables spray plating of the atomized molten metal 10 '(molten metal droplet 10' of FIG. 2) substantially on the steel plate surface. Each supply means enables the supply of the molten metal and the high pressure gas to enable the atomization of such molten metal, that is, the plating of the steel sheet through the formation of droplets.
다만, 상기 분사노즐수단은 도금조 양측에 구비되지만 그 가동 여부에 따라 강판의 일면 또는 양면에 도금하는 것을 조정할 수 있음은 물론이다.However, the injection nozzle means is provided on both sides of the plating tank, but of course, it is possible to adjust the plating on one side or both sides of the steel sheet depending on whether the operation.
한편, 도 2 및 도 3에서는 본 발명의 분사노즐수단의 2가지 형태를 도시하고 있는데, 예를 들어 도 2와 같이 고압가스(G) 예컨대, 질소와 같은 불활성가스와 용융금속을 도 2와 같이 노즐 토출구 측(노즐헤드 외측)에서 혼합 충돌시키어 용융금속의 미립화 분사를 수행하거나 또는 도 3과 같이 노즐내부에서 용융금속(10)과 고압가스(G)를 충돌시키어 미립화된 용융금속을 강판에 분사하는 것을 가능하게 하는 형태일 수 있다.On the other hand, Figure 2 and Figure 3 shows two forms of the injection nozzle means of the present invention, for example, as shown in Figure 2 the high-pressure gas (G), for example, inert gas such as nitrogen and molten metal as shown in FIG. Atomized injection of molten metal is carried out by mixing collision at the nozzle discharge port side (outside the nozzle head), or the atomized molten metal is sprayed on the steel sheet by colliding the
예를 들어, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 용융금속 분사노즐수단(80)은, 상기 도금조 측벽에 연통상태로 연결 고정된 노즐헤드(82) 및, 상기 노즐헤드(82)에 구비되는 용융금속 통로(84)와 고압가스 통로(86)를 포함하여 구성되되 상기 각각의 통로 노즐헤드 토출구(84a)(86a)의 각도가 조정되어 용융금속과 고압가스의 충돌로 미립화된 용융금속을 강판에 분사토록 외부 혼합형으로 구성할 수 있다.For example, as shown in Figure 2, the molten metal injection nozzle means 80 of an embodiment of the present invention, the
이때, 바람직하게는 고압가스 통로(86)는 토출구 상,하측에서 분사 충돌되도록 노즐헤드(82)의 단면상 상,하측에 제공되고, 중앙에 상기 용융금속 통로(84)가 배치되고, 특히 고압가스 토출구(86a)의 각도가 고압가스와 용융금속의 충돌에 따른 미립화를 용이하게 하는 각도로 형성되어 분사되는 고압가스가 중앙에서 분사되는 용융금속를 급속하게 포위상태로 충돌하여 미립화 용융금속의 형성을 최적이 되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, preferably, the high
따라서, 실질적으로 용융금속 통로 토출구(84a)는 수평을 유지한다.Thus, the molten
결국, 도 2의 분사노즐수단(80)은 고압가스와 용융금속의 충돌로 인한 용융금속 미립화가 노즐헤드(82)의 토출측(외측)에서 구현되므로 노즐헤드 각 통로 토출구의 막힘을 차단하는 이점을 제공하나, 도 3의 내부 혼합형에 비하여 노즐헤드 내부 구조가 복잡한 면이 있다.As a result, the injection nozzle means 80 of FIG. 2 has an advantage of blocking the clogging of the nozzle outlet passages because the molten metal atomization due to the collision of the high pressure gas and the molten metal is implemented at the discharge side (outside) of the
다음, 도 3에서 도시한 바와 같이, 내부 혼합형인 다른 실시예의 분사노즐수단(70)은, 상기 도금조(30)의 양측 측벽에 이송되는 강판의 적당한 도금위치로 연통상태로 연결 고정된 노즐헤드(72)와, 상기 노즐헤드(72)에 구비되고 노즐헤드의 내부에서 연통되는 용융금속 통로(74)와 고압가스 통로(76) 및, 상기 노즐헤드(72)의 전방측에 형성되어 미립화된 용융금속을 분사하는 토출구(78)를 포함하여 구성된다.Next, as shown in Figure 3, the
따라서, 도 3과 같이, 용융금속은 노즐헤드 토출구(78)에 인접하여 헤드 내부에 공급되면서 후방에서 통로를 통하여 고압으로 공급되는 고압가스(G)가 충돌하여 용융금속의 미립화(액적 형성)이 구현되면서 토출구(78)에서 분사되는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 3, the molten metal is supplied to the inside of the head adjacent to the
결국, 도 3의 분사노즐수단의 경우에는 노즐헤드의 내부 구조는 도 2에 비하여 간소화되는 구조이다.As a result, in the injection nozzle means of FIG. 3, the internal structure of the nozzle head is simplified compared with FIG. 2.
이때, 도 3과 같이 내부 혼합형의 분사노즐수단(70)의 용융금속과 고압가스가 충돌하는 부위는 좁게 형성시키고, 고압가스 통로와 토출구는 넓어 지게 형성하는 것이 고압가스와 용융금속 충돌시 미립화 구현과 이후 강판으로의 고속 확대 분사를 가능하게 하기 때문에 바람직할 것이다.In this case, as shown in FIG. 3, the portion where the molten metal and the high pressure gas collide with each other in the injection nozzle means 70 of the internal mixing type is narrowly formed, and the high pressure gas passage and the discharge port are formed wider to realize atomization when the high pressure gas collides with the molten metal. It would be preferable to enable high-speed expansion spraying into the steel sheet after and after.
다음, 도 1 내지 도 3에서는 이와 같은 각각의 분사노즐수단(70)(80)의 노즐헤드(72)(82)에 용융금속과 고압가스를 공급하는 용융금속 공급수단(90)과 고압가스 공급수단(110)을 도시하고 있다. Next, in FIGS. 1 to 3, molten metal supply means 90 and high pressure gas supply for supplying molten metal and high pressure gas to the nozzle heads 72 and 82 of the respective injection nozzle means 70 and 80. The means 110 is shown.
예컨대, 도 1에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 각각의 공급수단(90)(110)은 도금조(30)의 일측에 배치된 용융금속 및 고압가스 저장조(92)(112)와 상기 각각의 저장조와 분사노즐수단의 노즐헤드사이에 연결되고, 공급되는 용융금속의 유량과 압력을 조정토록 하는 제어밸브(94)(114)와, 펌프(96)와 블로잉 유닛(116)이 구비된 공급관(98)(118)을 포함한다.For example, as shown in FIG. 1, each of the supply means 90 and 110 is a molten metal and high pressure
따라서, 용융금속(10)은 펌프(96) 작동시 제어밸브(94)의 제어를 통하여 노즐헤드에 적정한 량의 용융금속(10)을 적당한 압력으로 공급하고, 고압가스는 블로잉유닛(116)의 가동시 제어밸브(114)를 통하여 적정한 압력과 양으로 조정되면서 노즐헤드에 공급된다.Accordingly, the
이때, 상기 각각의 저장조(92)(112)에는 용융금속과 고압가스 온도조정을 위한 가열수단(92a)(112a) 예를 들어, 가열코일이나 고주파 유도설비 등이 연계되어 있다.At this time, each of the
즉, 용융금속 저장조는 예를 들면 아연 도금이면 아연의 융점을 유지하는 온도를 유지하도록 저장조내 용융금속의 온도를 유지시키고, 고압가스도 아연 도금에 적정한 온도를 유지하도록 가열된다.That is, the molten metal reservoir is heated to maintain the temperature of the molten metal in the reservoir so as to maintain the temperature to maintain the melting point of zinc, for example, zinc plating, and the high pressure gas is also heated to maintain a temperature suitable for zinc plating.
이때, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 용융금속 저장조(92)에 레벨감지센서를 설치하여 용융금속 저장조(92)에 용융금속(10)이 항상 일정 레벨을 유지시키도록 하는 것이 바람직하다.In this case, although not shown in a separate drawing, it is preferable to install a level sensor in the
그리고, 상기 고압가스의 적정 온도 유지는 실제 분사노즐수단의 노즐헤드에서 용융금속이 냉각 응고되지 않도록 하기 위한 것으로, 만약 고압가스의 온도가 낮으면 용융금속이 쉽게 응고되어 노즐헤드의 토출구를 막아버린 우려가 있기 때문이다. In addition, maintaining the proper temperature of the high pressure gas is to prevent the molten metal from cooling solidification in the nozzle head of the actual injection nozzle means, if the temperature of the high pressure gas is low, the molten metal is easily solidified to block the discharge port of the nozzle head This is because there is concern.
다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 각각의 용융금속 공급수단(90)과 고압가스 공급수단(110)의 공급관(98)(119)에 설치된 제어밸브(94)(114)와 펌프 유닛(96)과 블로잉 유닛(116) 및 가열수단(92a)(112a) 들은 장치 제어부(C)와 전기적으로 연계되어 제어 작동될 수 있다.Next, as shown in FIG. 1, the
예컨대, 도시하지 않았지만 도금장치에 구비된 여러 온도센서, 압력센서 및 유량센서 들이 제어부(C)와 연결되어 용융금속과 고압가스의 적정한 유량과 압력을 제어 조절할 수 있다.For example, although not shown, various temperature sensors, pressure sensors, and flow rate sensors provided in the plating apparatus may be connected to the control unit C to control and adjust an appropriate flow rate and pressure of the molten metal and the high pressure gas.
또는, 도 1과 같이, 도금조 강판 출측에 도금두께 측정수단(130)을 설치하고, 이를 장치 제어부(C)와 연계시키어 상기 제어 관련 구성들의 작동을 제어 연동 하는 것도 가능할 것이다.Alternatively, as shown in FIG. 1, the plating
즉, 상기 용융금속 분사노즐수단(70)(80)에서는 앞에서 설명한 바와 같이 용융금속과 고압가스가 서로 고속 충돌하여 용융금속을 미분화시키기 때문에, 용융금속(10)의 유량과 고압가스(G)의 압력이 이와 같은 용융금속의 미립화 정도를 결정하는 중요한 인자가 될 수 있다. 따라서 상기 장치 제어부(C)를 통한 제어밸브와 펌프 및 블로잉유닛의 가동제어가 필요하다.That is, in the molten metal injection nozzle means 70 and 80, as described above, since the molten metal and the high pressure gas collide with each other at high speed to differentiate the molten metal, the flow rate of the
다음, 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명의 장치(1)에서, 상기 도금조 하부에는 잔류 용융금속의 순환라인(150)이 연계되는 것도 가능하다.Next, as shown in FIG. 1, in the
즉, 도금조(30)와 용융금속 저장조(92)사이에 개폐밸브(152)와 펌프(154)를 포함하는 순환관(156)을 설치하고, 이를 통하여 강판 분사 중 낙하된 용융금속을 용융금속 저장조(92)로 재순환하여 재사용하는 것을 가능하게 할 수 있다.That is, a
다음, 이와 같은 본 발명의 강판의 연속 도금장치를 이용하는 강판의 연속 도금시 중요한 도금방법에 대하여 살펴본다.Next, look at the important plating method for the continuous plating of the steel sheet using the continuous plating apparatus of the steel sheet of the present invention.
예컨대, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도금조(30)의 내부는 분위기가스가 공급되어 비산화성 분위기가 유지되어야 하는데, 이는 열처리조(36)를 통과하여 도금조 내부로 인입된 강판(S)의 표면이 산화되면, 용융금속(도 2의 액적(10'))의 강판 부착성에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문이다.For example, as shown in FIG. 1, the inside of the plating
그리고, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 열처리조(36)의 내부도 환원성 분위기를 유지할 수 있는 질소 또는 질소와 수소의 혼합가스를 채워서 비산화 상태에서 강판(S)이 도금조(30)에 진입되도록 하는 것이 바람직하다.As described above, the inside of the
그런데, 도금조(30)의 내부를 비산화성이며 불활성 가스인 질소가스만을 채우는 경우에도 강판의 도금 부착성은 유지되는 것으로 알려져 있다.By the way, even when the inside of the
다음, 용융금속 공급부(50)의 분사노즐수단(70 또는 80)에서 고압가스(G)가 공급되는 용융금속(10)과 고속 충돌하여 이 충돌로 용융금속(10)이 미립화되면서 고압가스의 압력에 의하여 강판(S)에 도달하여 용융금속의 강판 도금이 구현된다.Next, a high-speed collision with the
이때, 상기 고압가스(G)도 용융금속과의 충돌시 용융금속이 산화되지 않도록 비산화성 불활성가스 예를 들어, 질소가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이와 같은 질소가스는 비용적으로도 저렴하고, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 고압가스는 저장조에서 미리 가열되어 용융금속이 노즐헤드에서 응고되지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.At this time, the high-pressure gas (G) is also preferably used for the non-oxidizing inert gas, for example nitrogen gas so that the molten metal is not oxidized in the collision with the molten metal. In addition, such nitrogen gas is also inexpensive, and as described above, the high pressure gas may be preferably heated in a storage tank so that molten metal does not solidify in the nozzle head.
한편, 상기 분사노즐수단(도 2의 80 또는 도 3의 70)을 통하여 분사되는 용융금속 액적(10') 즉, 미립화된 용융금속은 1000 ㎛ 보다 작은 크기를 갖도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the molten metal droplet (10 ') that is injected through the injection nozzle means (80 of FIG. 2 or 70 of 3), that is, the atomized molten metal is preferably to have a size smaller than 1000 ㎛.
예를 들어, 도 2에서 용융금속 액적(10')의 크기가 1000 ㎛ 보다 크게 되면, 분사되어 강판 표면에 부착되기도 하지만 강판 표면에서 흘러내려 강판 도금층의 표면을 불균일하게 할 것이고, 이는 도금 강판의 미관을 나쁘게 한다.For example, in FIG. 2, when the size of the
또한, 용융금속 액적(10')의 크기가 1000 ㎛ 보다 크게 되면 용융금속의 응고시간도 길어져서 강판(S)이 도금조(30)를 통과하여 상부 이송롤(34)에 도달할 때까지도 도금층의 굳지 않아 이송롤의 표면에 용융금속이 부착되고, 이에 따른 여러 문제 즉, 이송롤 오염 등을 야기할 수 있다. In addition, when the size of the molten metal droplet 10 'is larger than 1000 µm, the solidification time of the molten metal also becomes long, and the plated layer is formed until the steel sheet S passes through the plating
하지만, 가장 바람직하게는, 용융금속의 액적(입자)의 크기는 100 ㎛ 이하가 되도록 하는 것이다. 이는 액적(10')의 크기가 작으면 작을수록, 강판 도금층의 두께를 얇게 하여 박판의 도금강판을 제조하는 것을 용이하게 할 것이고, 강판 폭방향 도금두께도 균일하게 하기 때문이다.However, most preferably, the size of the droplets (particles) of the molten metal is 100 µm or less. This is because the smaller the size of the droplet 10 ', the thinner the thickness of the steel plate plated layer will be to facilitate the manufacture of the thin plated steel sheet, and the uniform thickness of the steel plate in the width direction.
한편, 도 2와 같이, 고압가스와 충돌하여 공급된 용융금속이 미립화된 액적(10')은 강판의 표면에 분사 부착되기 때문에, 본 발명인 장치를 이용하여 강판 도금시 강판의 온도를 일정하게 유지시키는 것이 바람직하다.On the other hand, as shown in Fig. 2, since the droplets 10 'atomized with the molten metal supplied by colliding with the high-pressure gas are spray-bonded to the surface of the steel sheet, the temperature of the steel sheet is kept constant when the steel sheet is plated using the apparatus of the present invention. It is preferable to make it.
예를 들어, 도 2와 같이 강판(S)의 표면에 도달한 용융금속 액적(10')은 강판의 표면에서 젖음 현상이 일어나야 강판 표면에 잘 부착 도금되는데, 강판의 온도가 낮으면 용융금속 액적이 잘 젖지 않아 강판 부착성이 부족하여 양호한 도금층을 얻을 수 없다. For example, as shown in FIG. 2, the
따라서, 도금조(30)에 인입되는 강판(S)의 온도는 열처리조(36)를 통과하면서 200℃에서부터 용융금속(10)의 용융점 온도 사이의 범위를 유지하는 것이 바람직하다. Therefore, it is preferable that the temperature of the steel sheet S drawn into the plating
이 경우 가장 양호한 강판 도금(액적의 젖음)이 이루어지는 것으로 알려져 있다.In this case, it is known that the best steel plate plating (dropping of the droplets) is performed.
이때, 강판의 온도가 용융금속의 용융점보다 높은 경우에는, 강판(S)과 용융금속(10)사이에 반응이 일어나 오히려 용융금속의 강판 부착성이나 도금층의 밀착성을 저해할 수 있다.At this time, when the temperature of the steel sheet is higher than the melting point of the molten metal, a reaction may occur between the steel sheet (S) and the
반대로, 강판의 온도가 200℃ 보다 낮으면, 용융금속이 강판의 표면에 균일 하게 부착되기 곤란하고 최종적으로 도금층의 밀착력이 저하되는 원인이 된다. On the contrary, when the temperature of the steel sheet is lower than 200 ° C., it becomes difficult for the molten metal to adhere uniformly to the surface of the steel sheet and finally the adhesion of the plating layer is lowered.
따라서, 열처리조(36)의 가열수단(36a)은 제어부(C)에 연계되어 강판 온도를 상기 범위로 유지하도록 제어 작동되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the heating means 36a of the
다음, 분사노즐수단(도 2의 80 또는 도 3의 70)에 공급되는 고압가스의 온도도 저장조(112)의 가열수단(112a)을 통하여 조정되는 것이 필요한다. 이와 같은 고압가스의 온도 유지는 노즐헤드의 내부에서 용융금속이 응고되면서 노즐헤드의 토출구를 막는 것을 방지시키게 할 것이다.Next, the temperature of the high pressure gas supplied to the injection nozzle means (80 in FIG. 2 or 70 in FIG. 3) also needs to be adjusted through the heating means 112a of the
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. I would like to know that those who have knowledge of this can easily know.
도 1은 본 발명에 따른 강판의 연속 도금장치를 도시한 전체 구성도1 is an overall configuration diagram showing a continuous plating apparatus of a steel sheet according to the present invention
도 2는 본 발명인 장치에서 미립화 발생수단을 도시한 요부 구성도Figure 2 is a main configuration diagram showing the atomization generating means in the present inventors device
도 3은 본 발명인 장치에서 도금층이 증대된 경우 도금용액 분사노즐과 미립화발생수단을 같이 사용하는 다른 실시예를 도시한 요부 구성도Figure 3 is a main configuration showing another embodiment using the plating solution injection nozzle and the atomization generating means together when the plating layer is increased in the present invention device
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1.... 강판 도금장치 10.... 용융금속1 .... steel
10'.... 용융금속이 미립화된 액적(미립화된 용융금속 입자)10 '.... Droplets with atomized molten metal (atomized molten metal particles)
30.... 도금조 32,34.... 강판 이송롤30 .... Plating
36.... 열처리조 38,40.... 실링유닛36 ....
42.... 냉각기 50.... 미립화 용융금속 공급부42 ....
70,80.... 분사노즐수단 72,82.... 노즐헤드70,80 .... Injection nozzle means 72,82 .... Nozzle head
74,84.... 용융금속 통로 76,86.... 고압가스 통로74,84 ....
90,110.... 용융금속 및 고압가스 공급수단90,110 .... Means for supplying molten metal and high pressure gas
92,112.... 저장조 94,114.... 제어밸브92,112 .... reservoir 94,114 .... control valve
96.... 펌프 116.... 블로잉 유닛96 .... Pump 116 .... Blowing Unit
98,118.... 공급관98,118 .... Supply pipe
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-
2007
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