KR20130110532A - 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판 - Google Patents

용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강 슬라브를 열간 압연, 냉간 압연, 도금 및 조질 압연을 거쳐 용융 도금 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 조질 압연에서 양각의 입체 형상 복수 개로 패턴화된 조질 압연 롤로 압연하는 단계를 포함하고, 상기 입체 형상은 폭(X)이 100㎛-200㎛이고, 상기 입체 형상에서 서로 이웃하는 입체 형상의 중심 간의 거리(Y)와 상기 입체 형상의 폭(X)의 차이(Y-X)는 50㎛-100㎛인, 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판에 관한 것이다.

Description

용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판{METHOD FOR PRODUCING GALVANIZED STEEL SHEET AND GALVANIZED STEEL SHEET PRODUCED USING THE SAME}
본 발명은 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융 도금 강판에서 스팽글(spangle)을 은폐시켜 표면 외관이 균일하고, 스팽글의 불균일성 또는 흐름 무늬에 의한 외관 불량을 해소하고, 경제적인 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판에 관한 것이다.
용융 도금 강판은 용융 아연계, 용융 알루미늄계 및 용융 알루미늄-아연합금계 강판 등으로 분류될 수 있다. 용융 도금 강판은 일반적으로 슬라브를 열간 압연, 냉간 압연하고, 도금 처리하고, 조질 압연(skin pass mill)하고, 권취하여 제조될 수 있다.
그 중에서도 용융 아연 도금 강판은 건자재, 가전제품 또는 자동차 외장재 등의 용도로 사용될 수 있다. 이를 위해, 용융 도금 강판은 표면 외관의 균일성이 확보되어야 하고, 도장 후 선영성이 좋아야 한다.
관련 선행기술로는 한국등록특허 제10-1103588호(공개일:2011.03.09, 발명의 명칭: 용융도금강판의 제조방법)가 있다.
본 발명의 목적은 표면 외관이 균일하고, 미려하며, 스팽글의 불균일성 또는 흐름 무늬에 의한 외관 불량을 해소할 수 있는 용융 도금 강판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 경제적으로 용융 도금 강판을 제조할 수 있는 용융 도금 강판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용융 도금 강판의 제조 방법은 강 슬라브를 열간 압연, 냉간 압연, 도금 및 조질 압연을 거쳐 용융 도금 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 조질 압연에서 양각의 입체 형상 복수 개로 패턴화된 조질 압연 롤로 압연하는 단계를 포함하고, 상기 입체 형상은 폭(X)이 100㎛-200㎛이고, 상기 입체 형상에서 서로 이웃하는 입체 형상의 중심 간의 거리(Y)와 상기 입체 형상의 폭(X)의 차이(Y-X)는 50㎛-100㎛가 됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 용융 도금 강판의 제조 방법은 상기 입체 형상의 높이가 20㎛-50㎛임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 용융 도금 강판의 제조 방법은 상기 조질 압연에서 압하율이 0.5-2.0%가 됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 용융 도금 강판의 제조 방법은 상기 입체 형상의 단면이 중공의 원형, 타원형, 다각형 또는 모서리가 둥근 다각형이 됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 용융 도금 강판의 제조 방법은 상기 조질 압연 롤의 표면 조도(Ra)가 2.0㎛-3.0㎛이 됨을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 표면 외관이 균일하고 미려하며, 스팽글의 불균일성 또는 흐름 무늬에 의한 외관 불량이 해소된 용융 도금 강판을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명은 경제적으로 용융 도금 강판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 사용된 조질 압연 롤의 평면도,
도 2는 본 발명에서 사용된 조질 압연 롤에 패턴화된 입체 형상의 개념도이다.
이하, 본 발명의 용융 도금 강판의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 용융 도금 강판에 대하여 첨부된 실시예 및 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 제조 방법은 강 슬라브를 열간 압연, 냉간 압연, 도금 및 조질 압연(skin pass mill)하여 용융 도금 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 조질 압연에서 양각의 입체 형상 복수 개로 패턴화된 조질 압연 롤로 압연하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 조질 압연 단계에서 사용된 압연 롤의 일 평면 및 개념을 나타낸 것이다. 조질 압연 롤 표면(10)은 양각의 입체 형상(20) 복수 개로 패턴화되어 있다.
상기 입체 형상은 폭(X)이 100㎛-200㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 도금 과정에서 생성되는 조대한 결정립인 스팽글의 쪼개짐 효과가 커서 표면 외관성을 높이고 스팽글 은폐력을 높일 수 있다. 즉, 시각적으로 100㎛ 이하의 무늬는 사람이 구분해 낼 수 없는 크기에 속한다. 통상 스팽글의 폭인 200㎛-500㎛을 100㎛ 이하 크기의 입체 형상으로 쪼갬으로써 스팽글 은폐력을 높이고 이를 통해 쪼개진 도금층은 빛을 산란시켜 백색도를 향상시킬 수 있고 육안으로는 스팽글의 결함을 인식할 수 없도록 할 수 있다.
상기 입체 형상에서 서로 이웃하는 입체 형상의 중심 간의 거리(Y)와 입체 형상의 폭(X)의 차이 (Y-X)는 50㎛-100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 표면 외관성을 높이고 스팽글 은폐력을 높일 수 있다.
상기 입체 형상이 동일한 폭(X)을 가지며 중공의(hollow) 원형인 형상인 경우 Y-X는 입체 형상 간의 거리가 된다.
상기 입체 형상의 높이(Z)는 20㎛ 이상이 될 수 있다. 상기 범위에서, 도금 과정에서 생성되는 조대한 결정립인 스팽글의 쪼개짐 효과를 기대할 수 있다. 바람직하게는, 높이는 20㎛-50㎛가 될 수 있다.
상기 입체 형상의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 도 1과 도 2는 단면이 중공인 원형(단면이 화산구 형태)의 입체 형상으로 패턴화된 압연 롤을 나타내었지만, 단면이 중공의 원형 이외에, 중공의 타원형, 중공의 다각형 또는 중공의 모서리가 둥근 다각형이 될 수 있다.
상기 입체 형상의 두께(T)는 20㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 도금 과정에서 생성되는 조대한 결정립인 스팽글의 쪼개짐 효과를 기대할 수 있다. 바람직하게는 두께는 20㎛-10㎛가 될 수 있다.
상기 조질 압연 롤에서 단위 면적 1cm2당 입체 형상의 개수는 1000-4000개가 될 수 있다. 상기 범위에서, 도금 과정에서 생성되는 조대한 결정립인 스팽글의 쪼개짐 효과를 기대할 수 있다.
상기 조질 압연 롤은 제한되지 않지만, 레이저 빔 또는 전자 빔 가공 방법에 의해 제조될 수 있다. 제조 방법은 통상의 방법을 이용해서 제조될 수 있다.
상기 조질 압연 롤의 표면 조도(Ra)는 2.0㎛-3.0㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 백색도가 높고 표면 외관성이 우수한 도금 강판을 구현할 수 있다.
상기 조질 압연 과정에서 압하율은 0.5-2.0%가 되는 것이 좋다. 상기 범위에서, 백색도가 높고 도장후 선영성이 좋으며 표면 외관성이 우수한 도금 강판을 구현할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 용융 도금 강판 제조용 합금 강판, 즉 열연강판은 냉간 압연 강판 소재라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 열연강판은 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 황과 알루미늄 합금(S-Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 및 잔량의 철(Fe)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 열연강판은 탄소 0.001-0.4중량%; 규소 0.01중량% 이하 예를 들면 0.002-0.01중량%; 망간 2중량% 이하 예를 들면 0.079-2중량%; 인 0.1중량% 이하 예를 들면 0.0101-0.1중량%; 황 0.01중량% 이하 예를 들면 0.0043-0.01중량%; 황과 알루미늄 합금 0.1중량% 이하 예를 들면 0.01-0.1중량%; 구리 0.1중량% 이하 예를 들면 0.027-0.1중량%; 니켈 0.01중량% 이하 예를 들면 0.001-0.01중량%; 크롬 0.02중량% 이하 예를 들면 0.001-0.2중량%; 및 잔량의 철을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열연강판은 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 붕소(B) 또는 이들의 혼합물을 미량으로 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 제조 방법에서 열간 압연, 냉간 압연, 도금은 통상의 방법으로 수행될 수 있다.
강 슬라브는 상술한 열연 강판과 동일 조성을 가질 수 있다.
열간 압연은 강 슬라브를 열간압연(FDT)온도 800~950도에서 행한 후 냉각시켜 500~700도에서 권취시키는 방법으로 수행될 수 있고 이를 통해 열연 강판을 제조할 수 있다.
냉간 압연은 열간 압연된 강 슬라브를 산세 및 냉간 압연하는 것으로, 상온에서 압연하는 방법으로 수행될 수 있다.
도금은 아연 도금, 알루미늄 도금 또는 아연과 알루미늄 합금 도금이 될 수 있고, 바람직하게는 아연 도금이 될 수 있다. 아연 도금은 419도 내지 425도의 아연 도금 욕조(zinc pot)에서 처리하는 것으로 에어 나이프(air knife)를 통해 도금 두께를 조절할 수 있다. 도금 두께는 양면 두께가 60-250g/m2이 되는 것이 좋다. 아연 도금 욕조의 구성은 특별히 제한되지 않으며, 알루미늄(Al) 0.2% 이하, 납(Pb) 0.01% 이하, 및 잔량의 아연(Zn)이 포함되도록 한다.
도금 후 상술한 조질 압연 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
이와 같이, 제조된 본 발명의 용융 도금 강판은 표면 조도(Ra)가 1.1㎛-1.8㎛이고, KS A 0066에 의해 평가된 백색도가 70% 이상, 예를 들면 70-85%가 될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예와 비교예를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1-6
열연강판으로는 탄소(C) 0.018중량%, 규소(Si) 0.002중량%, 망간(Mn) 0.079중량%, 인(P) 0.0101중량%, 황(S) 0.0043중량%, 황과 알루미늄 합금(S-Al) 0.01중량%, 구리(Cu) 0.027중량%, 니켈(Ni) 0.01중량%, 크롬(Cr) 0.02중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 강판을 사용하였다.
상기 열연강판을 탈지시켜 슬라브 표면의 압연유를 포함하는 오일 성분을 제거하고, 황산 및 염산 수용액으로 산세하여 슬라브 표면층에 생성된 스케일층을 제거하였다.
가열로에서 750도에서 20초 동안 유지시켜 열처리하고, 냉각시켰다. 0.2중량% 알루미늄(Al)), 0.01중량%의 납(Pb), 및 잔량의 아연(Zn)을 포함하는 아연 도금 욕조에 냉각시킨 강판을 넣고 420도에서 아연 도금시켰다. 에어 나이프를 통해 도금 두께는 양면이 120g/m2이 되도록 조정하였다. 아연 도금 한 후 cooling tower에서 냉각시켰다.
조질 압연기에서 하기 표 1에 기재된 사양을 갖는 롤(레이저 가공에 의해 제조함, 도 1-2의 입체 형상으로 패턴화됨)을 사용하고, 하기 표 1에 기재된 압하율로 압하하고, 권취하여 용융 아연 도금 강판을 제조하였다.
비교예 1-2
상기 실시예에서 레이저 가공에 의한 롤 대신에 정전 방전 가공 처리한 것을 사용하고, 하기 표 1에 따른 압하율을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법을 실시하여 용융 아연 도금 강판을 제조하였다.
비교예 3-16
상기 실시예에 있어서, 조질 압연기에 사용된 롤의 사양 및 압하율을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여, 용융 아연 도금 강판을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 용융 아연 도금 강판에 대해 하기의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1)롤 조도:롤에 대해 KS B 0161에 준하여 평가하였다.
(2)강판 조도:용융 아연 도금 강판에 대해 KS B 0506에 준하여 평가하였다.
(3)백색도:용융 아연 도금 강판에 대해 KS A 0066에 준하여 평가하였다.
(4)표면 외관성:용융 아연 도금 강판에 대해 하기 평가 기준 1-5에 따라 평가하였다.
1: 표면 외관이 균일하고 스팽글을 구분할 수 없음
2: 표면 외관은 비교적 균일하지 않으나 스팽글을 구분할 수 없음.
3: 표면 외관이 균일하지 않고 스팽글이 일부 구분가능함.
4: 표면 외관이 균일하지 않고 스팽글이 구분가능함.
5: 조질 압연 전과 차이가 없음.
롤의 입체 형상 폭
(㎛) 		롤의 입체 형상 간 거리(㎛) 압하율(%) 롤의 조도
(㎛) 		도금 강판의 조도
(㎛) 		백색도(%) 표면 외관성
실시예 1 100 50 0.8 2.48 1.85 79.5 1
실시예 2 150 50 0.8 2.75 1.75 75.4 1
실시예 3 200 50 0.8 2.74 1.69 70.1 2
실시예 4 100 50 2.0 2.56 1.88 79.4 1
실시예 5 150 50 2.0 2.49 1.77 78.8 1
실시예 6 200 50 2.0 2.52 1.69 72.4 2
비교예 1 0 0 0.8 3.35 1.57 64.5 4
비교예 2 0 0 2.0 3.28 1.52 68.3 3
비교예 3 300 50 0.5 2.54 1.41 67.8 5
비교예 4 300 50 0.8 2.51 1.72 68.2 4
비교예 5 300 50 2.0 2.54 1.67 67.3 3
비교예 6 150 30 0.8 2.55 1.34 71.5 2
비교예 7 150 30 0.4 2.43 1.22 65.8 3
비교예 8 100 110 0.8 2.21 1.42 75.8 4
비교예 9 150 110 0.8 2.34 1.38 71.5 4
비교예 10 200 110 0.8 2.42 1.35 67.7 4
비교예 11 150 150 0.8 2.17 1.25 65.5 4
비교예 12 150 150 0.4 2.14 1.12 61.8 5
비교예 13 300 110 0.8 2.15 1.33 68.9 4
비교예 14 100 50 0.4 2.57 1.45 68.5 5
비교예 15 150 50 0.4 2.43 1.52 67.3 5
비교예 16 200 50 0.4 2.47 1.34 67.7 5
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에서 제시된 공정 조건을 만족하는 실시예 1-6의 경우, 적정 표면 조도와 백색도기 높고 표면 외관성이 우수한 용융 도금 강판을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제시된 방법은 표면 외관이 균일하고 미려하며, 스팽글의 불균일성 또는 흐름 무늬에 의한 외관 불량이 해소된 용융 도금 강판을 제조할 수 있음을 확인하였다.
반면에, 종래 정전 방전 가공 처리에 의해 제조된 비교예 1-2의 경우, 표면 조도는 낮았지만 표면 외관성이 좋지 않았다. 또한, 본 발명에서 제시된 입체 형상의 폭과 거리를 벗어나거나, 압하율이 벗어나는 롤로 조질 압연된 비교예 3-16의 경우, 표면 조도와 백색도가 좋지 않았고 표면 외관성이 좋지 않았다.
본 발명은 도면 및 첨부된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 강 슬라브를 열간 압연, 냉간 압연, 도금 및 조질 압연을 거쳐 용융 도금 강판을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 조질 압연에서 양각의 입체 형상 복수 개로 패턴화된 조질 압연 롤로 압연하는 단계를 포함하고,
    상기 입체 형상은 폭(X)이 100㎛-200㎛이고,
    상기 입체 형상에서 서로 이웃하는 입체 형상의 중심 간의 거리(Y)와 상기 입체 형상의 폭(X)의 차이(Y-X)는 50㎛-100㎛인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조질 압연에서 압하율은 0.5%-2.0%인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 입체 형상의 높이는 20㎛-50㎛인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 입체 형상의 단면은 중공의 원형, 중공의 타원형, 중공의 다각형 또는 중공의 모서리가 둥근 다각형인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조질 압연 롤의 표면 조도(Ra)는 2.0㎛-3.0㎛인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 강 슬라브는 탄소 0.001-0.4중량%; 규소 0.002-0.01중량%; 망간 0.079-2중량%; 인 0.0101-0.1중량%; 황 0.0043-0.01중량%; 황과 알루미늄 합금 0.01-0.1중량%; 구리 0.027-0.1중량%; 니켈 0.001-0.01중량%; 크롬 0.001-0.02중량%; 및 잔량의 철을 포함하는, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도금은 아연 도금, 알루미늄 도금 또는 아연과 알루미늄 합금 도금인, 용융 도금 강판의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 제조되고,
    표면 조도가 1.1㎛-1.8㎛이고,
    KS A 0066에 의해 평가된 백색도가 70-85%인, 용융 도금 강판.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021103805A1 (zh) * 2019-11-29 2021-06-03 宝山钢铁股份有限公司 具有优异漆膜附着力的热成形部件及其制造方法
WO2023121241A1 (ko) * 2021-12-23 2023-06-29 주식회사 포스코 열간 프레스 성형 후 우수한 도장 밀착성과 내식성을 나타내는 도금강판, 도금강판의 제조방법 및 열간 프레스 성형 부재

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