KR20130004234A - 전기분해로 가공된 판의 열처리에 의한 합금화용융아연 도금판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음극 부식 방지 코팅을 갖는 강철 스트립을 제조하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 강철 스트립은 열간 압연되고 이어서 냉간 압연되며; 상기 강철 스트립에 전기분해성 아연도금을 하고 전기분해성 아연도금 후에, 상기 강철 스트립은 벨-타입 소둔로 내에서 250℃ 내지 350℃의 온도로 4 내지 48 시간 동안 열처리되어 아연/철 층을 생성한다.

Description

전기분해로 가공된 판의 열처리에 의한 합금화용융아연 도금판의 제조방법{MANUFACTURING GALVANNEALED SHEETS BY HEAT-TREATING ELECTROLYTICALLY FINISHED SHEETS}
본 발명은 코팅된 강철판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
강철을 부식으로부터 보호하기 위한 금속으로 구성된 코팅을 갖는 강철판을 제조하는 기술이 알려져 있다.
상기 기술은 기본적으로 소위 차단 보호 코팅 및 음극 활성 보호 코팅으로 지칭되는 코팅으로 이루어진다.
차단 보호 코팅은 특히 알루미늄, 주석 또는 크롬으로 이루어지는 보호성 코팅이다; 차단 보호 코팅을 생성하기 위해, 예를 들어 알루미늄 합금이 소위 용융 도금 공정(hot-dip coating process)으로 지칭되는 공정에 의해 강철 스트립상에 증착된다.
가장 널리 이용되는 음극 활성 부식 방지층은 아연 코팅이다; 특히 이러한 아연 코팅의 작용은, 강철상의 아연층의 손상이 강철의 기층까지 이루어지는 경우, 화학적으로 덜 귀금속인 아연이 먼저 부식됨으로써 강철의 기층을 보호할 수 있다는 사실에 근거하는 것이다.
아연 코팅은 순수한 아연 코팅, 낮은 함량의 알루미늄을 포함하는 아연 코팅, 약 5%의 알루미늄 함량을 포함하는 아연 코팅(갈판(Galfan)) 및 아연과 알루미늄을 대략 절반씩 포함하는 아연 알루미늄 코팅을 포함한다.
상기 코팅들은 예열된 강철 스트립이 아연욕조 또는 아연 합금욕조(bath of zinc or zinc alloy)를 통해서 이송되는 방법인 용융 도금 방법을 이용하여 유사하게 도금된다.
소위 합금화용융아연 도금층(galvannealed layers)으로 지칭되는 도금층은 특별한 경우를 나타내는데, 우선 용융아연도금(hot-dip galvanization)이 강철의 기층상에 아연층 또는 아연합금층을 증착하기 위해 이용되고, 이어서 어닐링 단계가, 한편으로는 강철 기층의 아연과 철 사이의 확산 반응을 일어나게 하기 위해, 다른 한편으로는 아연/철 합금층을 형성하기 위해 수행된다. 상기 층은 합금화용융아연 도금층으로 여겨진다.
상기 합금화용융아연 도금층은 아연 도금 후에 스트립이 통과하는 연속 소둔로 내에서 480℃ 내지 600℃의 어닐링 온도로 생성된다.
DE 10 2007 031 91 96 A1 은 음극 부식 방지층을 갖는 가요성 있게 압연된 스트립 스톡(strip stock)을 생성하는 방법에 관한 것이다; 상기 방법에서 유연하게 압연된 재료, 즉 강철 스트립의 길이에 대하여 상이한 두께를 갖는 강철 스트립은 전기 분해적으로 아연도금되고 이어서 어닐링된 것들 중 하나이고 어닐링 처리는 < 420℃에서 수행된다.
DE 10 2007 013 739는 코팅된 강철 스트립을 가요성 있게 압연하는 방법을 개시하고 있고; 상기 강철 스트립은 전기분해적으로 아연도금될 수 있으며 연속적으로 어닐링될 수 있다.
DE 10 2004 023 886 B4는 가요성 있게 압연된 스트립 스톡을 가공하는 방법 및 장치를 개시하고 있고 주기적으로 재료의 두께가 변화하는 가요성 있게 압연된 스트립 스톡은 가공 라인을 통하여 연속적으로 운반되며 상기 가공 라인은 어닐링 구간, 담금질 장치(quenching unit), 예열 장치 및 아연욕조로 구성되고, 이에 따라 열처리 및 용융도금되며; 아연욕조 내로 가요성 있게 압연된 스트립의 주입구의 온도는 스트립 두께의 함수로서 예열된 장치 내에서 열 에너지를 변화시킴으로써 일정한 값으로 조절되고 아연 증착 두께는 스트립 두께의 함수로서 분출구 노즐과 가요성 있게 압연된 스트립의 거리를 변화시킴으로써 일정한 값으로 조절된다.
DE 10 2004 023 886 B4는 가요성 있게 압연된 스트립 스톡을 가공하는 방법 및 장치를 개시하고 있고 냉간-압연된 스트립은 냉간-압연된 스트립의 두께 증가에 부합되는 특성 분포를 보이며, 첫번째 어닐링 처리는 500℃ 내지 600℃의 온도로 수행되고, 그 후 유연한 냉간-압연 스트립이 압연 방향으로 하나 이상의 더 두꺼운 영역 및 더 얇은 영역을 갖기 위해 냉간-압연 스트립이 미리 정해진 두께 증가로 압연되고; 그 후 첫번째 어닐링 처리에서보다 온도가 더 높은 두번째 어닐링 처리가 이어진다.
그러나, 상기와 같은 방식으로 가요성 있게 압연된 스트립상에 소위 합금화용융아연도금층으로 지칭되는 층을 도금하는 것은 문제가 있을 수 있다. 합금화용융아연도금층의 도금은 통상적으로 용융아연도금과 뒤따르는 연속적인 인라인 열처리에 의해 수행된다. 그러나 상기 방법은, 용융 아연도금으로 제조하기가 불가능하거나 비용이 많이 드는 강철에 합금화용융아연 도금 코팅을 하기 위해서는 이용될 수 없다. 상기 강철에는 등방성 강철, 강도 > 1,000 MPa인 고강도 강철 및 전술한 가요성 있게 압연된 스트립이 포함된다. 상세하게 용융아연도금 시스템에서 가요성 있게 압연된 스트립을 가진 복수의 판 두께는 불규칙적인 기계적 특성 및 인라인 공정을 거친 이후 아연/철 성장 속도의 차별화를 야기하고, 두꺼운 영역은 당연히 얇은 영역과 다르게 가열되며, 이는 반드시 아연 및 철 사이의 상이한 확산 속도에 부합하는 결과를 가져온다.
그러나, 용융아연도금 장치 내에서 합금화용융아연 도금 코팅된 가요성 있게 압연된 스트립을 제조하는 것이 거의 불가능한 다른 이유들이 있다. 유도 합금화용융아연도금 시스템(induction galvannealing system)을 이용하는 경우에도, 원하는 만큼 정확하게 제어하는 것(위치조정과 관련하여 수 센티미터 내에서 둘 이상의 인자에 의해 코일 파워를 변화시키는 것)은 어려울 것이다.
본 발명의 목적은 가요성 있게 압연되거나 등방성이거나 고강도의 합금화용융아연도금-코팅된 강철 스트립을 제조하기 위한 방법을 제시하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다.
바람직하게 변형된 구성은 종속항에 기재되어 있다.
본 발명에 의하면, 스트립을 용융아연도금하는 대신 전기분해적으로 아연도금한다는 점에서, 가요성 있게 압연된 스트립에서 상이한 온도로 인해 발생하는 문제점들을 피할 수 있고, 따라서 용융아연도금을 하는 동안에 스트립에서 온도차이에 인해 발생하는 아연 및 철 상(phase)의 쌓임 높이가 달라지는 것을 피할 수 있게 된다. 동일한 접근방법을 이용하여, 등방성 강철 또는 고강도 강철을 용융아연도금할 때 발생하는 문제점을 피할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 합금화용융아연 도금 코팅은 인라인 방식으로 연속적으로 생성되는 것이 아니라, 합금화용융아연 도금층이 벨-타입의 소둔로 내에서 보호성 기체 하에서 형성된다. 본 발명에 따르면, 또한 어닐링 온도는 감소되고; 약 20 시간의 유지기간 동안 약 300℃의 온도를 유지한다.
벨-타입의 소둔로에서 느리게 가열함으로써 스트립이 균일하게 가열되는데, 이는 상이한 두께의 스트립 영역 내에서 아연 철-반응이 매우 균일하게 일어나게 하기 위함이다.
본 발명에 따르면, 스트립은 가요성 있게 냉간 압연되고, 24시간동안 약 650℃로 벨-타입 소둔로 내에서 재결정 어닐링 처리되며, 그 후 상기 스트립은 조질 압연(temper rolled) 및 전기분해적으로 아연도금되어 벨-타입의 소둔로 내에서 합금화용융아연도금 단계를 거치게 된다.
따라서 본 발명의 장점은 판 두께(가요성 있게 압연된 스트립(테일러 롤드 블랭크(tailor rolled blank)))가 주기적으로 변하는 강철 스트립이 고품질의 음극 부식 방지 성능을 갖는다는 것이며, 따라서 용접성이 우수하고; 바람직하게는, 등방성 강철 및 고강도 강철 뿐만아니라, 다른 강철도 유사하게 합금화용융아연 도금층을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 합금화용융아연 도금된 강철 판은 매우 얇은 합금화용융아연 도금 코팅으로 생성될 수 있고, 한편으로는 전기분해성 아연도금에 의해, 다른 한편으로는 온화한 냉각에 의해 생성되게 한다.
본 발명에 따르면, 용융아연도금하기가 어려운 등방성 강철 및 고강도 강철에, 전기분해성 아연도금 후에 본 발명에 따른 상술한 벨-타입의 소둔로에서의 단계를 수행한다면, 아연도금 코팅을 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 음극 부식 방지 코팅을 갖는 강철 스트립을 제조하는 방법에 있어서, 상기 강철 스트립은 열간 압연에 이어 냉간 압연되고; 상기 강철 스트립에 전기분해성 아연 도금을 하고 상기 전기분해성 아연도금 후에, 상기 강철 스트립은 벨-타입의 소둔로 내에서 250℃ 내지 350℃의 온도로 4 내지 48 시간 동안 열처리되어 아연/철 층을 생성하는 강철 스트립 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강철 스트립이 강철 스트립의 길이에 대하여 주기적으로 상이한 두께 및/또는 너비를 갖고 및/또는 등방성 또는 고강도 특성을 갖는 강철 스트립이 이용되도록, 강철 스트립을 가요성 있게 냉간 압연하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    전기분해성 아연 도금 전에, 상기 가요성 있게 압연된 스트립에 벨-타입 소둔로 또는 연속 소둔로에서 550℃ 내지 650℃로 재결정 어닐링(recrystallization annealing) 처리를 하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기분해적으로 증착된 아연 코팅층의 두께가 2 μm 내지 10 μm인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아연층을 아연/철 층으로 전환하기 위한 어닐링이 아연/철 층이 최대 30%의 철을 함유하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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