KR20140007012A

KR20140007012A - 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법, 용융 아연욕 중 Al 농도의 조정 방법 및, 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 장치

Info

Publication number: KR20140007012A
Application number: KR1020137032806A
Authority: KR
Inventors: 유우 야마우치; 미키오 가와무라; 마사아키 오모다카; 히데키 니시무라
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-01-16
Also published as: JPWO2013133205A1; CN103620080A; BR112013032170B1; JP5423929B1; US20160369384A1; WO2013133205A1; MX349453B; CN103620080B; US20140109793A1; MX2013014821A; BR112013032170A2; US9458530B2; KR101555118B1; US9834834B2

Abstract

이 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법은, 용융 아연 도금 라인 중의 용융 아연욕을 수용하는 용융 아연 포트에 Zn―Al 합금을 공급하는 방법이며, 상기 Zn―Al 합금을, 파이프 형상의 삽입 가이드의 하부에 설치된 공급부로부터 공급하는 공급 공정을 갖고, 상기 공급부는, 상기 용융 아연 포트의, 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽과 상기 용융 아연욕 중에 설치된 프론트 서포트 롤 사이이며 또한, 상기 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이에 침지되고, 상기 삽입 가이드의 내부는 불활성 가스에 의해 가압되고, 상기 용융 아연욕의 상기 삽입 가이드의 상기 내부에의 침입이 방지되어 있다.

Description

용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법, 용융 아연욕 중 Al 농도의 조정 방법 및, 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 장치{METHOD FOR FEEDING ZN-AL ALLOY INTO MOLTEN ZINC POT, METHOD FOR ADJUSTING AL CONCENTRATION IN MOLTEN ZINC BATH, AND DEVICE FOR FEEDING ZN-AL ALLOY INTO MOLTEN ZINC POT}

본 발명은, 강판의 연속 용융 아연 도금 라인에 있어서의 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법, 용융 아연욕 중의 Al 농도의 조정 방법, 및 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 장치에 관한 것이다.

본원은, 2012년 03월 05일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-047546호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

강판의 연속 용융 아연 도금 라인 중에 배치된 용융 아연 포트 내의 용융 아연욕 중의 Al 농도(용융 아연욕 전체에 대한 Al의 중량％)는, 아연 도금 강판의 품질, 특히 지철과 아연의 합금층의 품질을 좌우한다. 따라서, 아연 도금 강판의 품질을 안정시키기 위해서는, 용융 아연욕 중의 Al 농도를 일정하게 유지하는 것이 중요하다.

종래는, 강판에 의한 용융 아연 포트 내의 용융 아연 반출량을 보상하는 것을 목적으로 하여, Al을 함유한 아연 잉곳을 용융 아연 포트의 상방으로부터 용융 아연 포트에 투입함으로써, 용융 아연욕의 용융 아연량을 일정하게 유지하는 동시에, 용융 아연 중의 Al 농도를 대략적으로 조정하고 있었다(특허문헌 1).

또한, 용융 아연 포트 내의 용융 아연의 일부를 퍼올려 실시하는 ICP 분석이나, 용융 아연 포트 내에 설치한 Al 농도계에 의해 용융 아연욕 중의 Al 농도를 측정하고, 용융 아연욕 중의 Al 농도가 저하되었을 때에는, Al을 함유한 아연 잉곳보다도 함유 Al 농도가 높은 Zn―Al 합금편(이른바, 알루미늄 케이크)을 사람의 손에 의해 용융 아연 포트의 상방으로부터 용융 아연욕의 표층에 투입함으로써, 용융 아연 중의 Al 농도를 미세 조정하는 방법이 채용되어 있었다. 일반적으로, 상기 아연 잉곳은 중량이 수십∼수백㎏이며, 미세 조정용의 Zn―Al 합금편(알루미늄 케이크)은 중량이 5∼10㎏ 정도이다.

Al을 함유한 아연 잉곳 중, 및 Zn―Al 합금편 중의 Al은 아연보다도 비중이 작다. 그로 인해, 전술한 바와 같은 방법으로 Al을 함유한 아연 잉곳이나 Zn―Al 합금편을 투입한 경우, 용융 아연욕의 욕면에 Al이 농화되어, 욕면 부근은 고Al 농도 상태로 된다. 한편, 용융 아연 포트 내의 저부는 저Al 농도 상태로 되어, 저부에 있어서 보톰 드로스가 발생·퇴적하기 쉬워진다. 이 보톰 드로스는 연속 용융 아연 도금 라인의 통판 속도가 고속으로 되면 포트 내의 교반 유동에 의해 말려 올라가 강판에 부착된다. 강판에 부착된 보톰 드로스는, 압박 흠집의 원인으로 되어 아연 도금 강판의 제품 가치를 저하시킨다. 그로 인해, 현재는 이 문제를 회피하기 위해 통판 속도의 상한에 규제를 하는 동시에, 정기적으로 설비를 정지하여 보톰 드로스의 퍼냄을 행하고 있다. 이들 통판 속도 규제 및 정기적인 설비의 정지는, 모두 생산성의 저하의 원인으로 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같은 인력에 의한 투입에서는 투입 피치가 일정하지 않아, 목표 Al 농도와 실적 Al 농도의 차가 커지는 것을 피할 수 없다. 이에 의해 아연 도금 강판의 합금층의 품질이 안정되지 않고, 하프 베이킹(half-baking)이라 하는 합금화 부족이 발생하거나, 과합금이 발생하여 제품 가치를 낮추는 원인으로 되어 있었다.

일본 특허 출원 공개 제2005-240155호 공보

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은, 강판의 연속 용융 아연 도금 라인의 용융 아연 포트 내의 용융 아연욕 중의 Al 농도를 항상 일정하게 유지하는 동시에, 종래보다도 고속 통판을 행해도 압박 흠집, 합금화 부족, 과합금 등을 발생시키는 일이 없는 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법, 용융 아연욕 중 Al 농도의 조정 방법, 및 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 지식에 기초하여 안출된 것이며, 요지는 이하와 같다.

(1)즉, 본 발명의 일 형태에 관한 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법은, 용융 아연 도금 라인 중의 용융 아연욕을 수용하는 용융 아연 포트에 Zn―Al 합금을 공급하는 방법이며, 상기 Zn―Al 합금을, 파이프 형상의 삽입 가이드의 하부에 설치된 공급부로부터 공급하는 공급 공정을 갖고, 상기 공급부는, 상기 용융 아연 포트의, 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽과 상기 용융 아연욕 중에 설치된 프론트 서포트 롤 사이이며 또한, 상기 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이에 침지되고, 상기 삽입 가이드의 내부는 불활성 가스에 의해 가압되고, 상기 용융 아연욕의 상기 삽입 가이드의 상기 내부에의 침입이 방지되어 있다.

(2)상기 (1)에 관한 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법에서는, 상기 Zn―Al 합금이, 와이어 형상, 칩 형상, 파우더 형상 중 어느 하나의 형태여도 된다.

(3)상기 (1)에 관한 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법에서는, 상기 삽입 가이드의 상기 공급부가, 상기 용융 아연욕 중의 상기 프론트 서포트 롤과 주행하는 상기 강판 사이에서 발생하는 토출류 중에 설치되어 있어도 된다.

(4)본 발명의 일 형태에 관한 용융 아연욕 중 Al 농도의 조정 방법은, 상기 (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법에 의해 공급되는 상기 Zn―Al 합금의 공급량을, 상기 용융 아연 포트 내에 설치한 Al 농도계에 의해 측정된 Al 농도에 따라 제어하는 제어 공정을 갖는다.

(5)본 발명의 일 형태에 관한 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 장치는, 용융 아연 도금 라인 중의 프론트 서포트 롤이 침지된 용융 아연욕을 수용하는 용융 아연 포트에 Zn―Al 합금을 공급하는 장치이며, 하부에 공급부를 갖고, 상기 용융 아연 포트의 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽과 상기 용융 아연욕 중에 설치된 상기 프론트 서포트 롤 사이에 설치된 파이프 형상의 삽입 가이드와, 상기 삽입 가이드의 내부에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 갖고, 상기 공급부의 설치 위치가, 상기 용융 아연욕 중이며 또한 상기 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이이며, 상기 Zn―Al 합금은, 상기 삽입 가이드의 상기 공급부로부터 상기 용융 아연욕 중에 공급된다.

본 발명의 상기 형태에 따르면, 용융 아연 포트의 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽과 용융 아연욕 중에 설치된 프론트 서포트 롤 사이이며 또한, 용융 아연욕 중의 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이에 침지된, 파이프 형상의 삽입 가이드의 하부에 설치된 공급부로부터 Zn―Al 합금을 용융 아연 포트 내에 공급함으로써, Al을 용융 아연욕 중에 균일 확산시킬 수 있다. 그 결과, 용융 아연 포트 내의 용융 아연욕 중의 Al 농도가 불균일해지는 것에 의한 보톰 드로스의 발생이 억제되고, 통판 속도를 높여도 보톰 드로스의 말려 올라감에 기인하는 압박 흠집이 감소한다. 이로 인해, 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명의 상기 형태에 따르면, 공급되는 Zn―Al 합금의 양을, Al 농도계에 의해 측정된 용융 아연욕 중의 Al 농도에 따라 제어함으로써, 지철과 아연의 합금 반응을 발생시키는 강판 표면을 포함하는 용융 아연욕 중의 Al 농도를 항상 일정하게 유지할 수 있다. 이로 인해 합금층의 품질이 안정되고, 설구워짐이라 하는 합금화 부족이나 과합금의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법의 설명도이다.
도 2는 도 1의 주요부의 단면도이다.
도 3은 용융 아연 포트 내의 용융 아연욕의 유동을 도시하는 측면도이다.
도 4a는 물 모델을 사용한 실험에 있어서의, 각 파티클 카운터의 위치를 도시하는 설명도이며, 측면도이다.
도 4b는 물 모델을 사용한 실험에 있어서의, 각 파티클 카운터의 위치를 도시하는 설명도이며, 평면도이다.
도 5는 물 모델을 사용한 실험에 있어서의, 실제 설비로 환산한 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 아크릴 트레이서 첨가 위치까지의 거리와 트레이서 검출비 ε의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 강판폭률의 설명도이다.
도 7은 강판폭률과, 트레이서 검출비 η 및 트레이서 검출비 μ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8a는 실시예에 있어서의 Al 농도계의 위치를 도시하는 측면도이다.
도 8b는 실시예에 있어서의 Al 농도계의 위치를 도시하는 평면도이다.
도 9는 도 8a 및 도 8b의 X 위치에 있어서의 Al 농도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 8a 및 도 8b의 Y 위치에 있어서의 Al 농도의, 도 8a 및 도 8b의 X 위치에 있어서의 Al 농도에 대한 비를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 8a 및 도 8b의 Z 위치에 있어서의 Al 농도의, 도 8a 및 도 8b의 X 위치에 있어서의 Al 농도에 대한 비를 나타내는 그래프이다.
도 12는 드로스 말려 올라감률을 나타내는 그래프이다.

이하에 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.

도 1에 있어서, 부호 1은 강판의 용융 아연 도금 라인 중의 용융 아연 포트이며, 부호 2는 그 내부에 수용된 용융 아연욕이다. 용융 아연 포트(1)의 내부에는 싱크 롤(3), 프론트 서포트 롤(4), 백 서포트 롤(5)이 용융 아연욕(2)에 침지된 상태로 설치되어 있다. 강판(S)은 도 1에 도시하는 바와 같이 경사 방향으로부터 용융 아연욕(2) 중에 도입되고, 싱크 롤(3)에 의해 반전한 후, 용융 아연욕 중의 프론트 서포트 롤(4), 백 서포트 롤(5)의 사이로부터 수직 상방으로 끌어 올려진다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 1의 지면 우측 방향을 강판의 진행 방향에 있어서의 상류측, 지면 좌측 방향을 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측이라 한다.

용융 아연 포트(1)의 액면의 상방에는, Zn―Al 합금의 첨가 장치(Zn―Al 합금 공급 장치)(6)가 설치되어 있다. 그 상세는 도 2에 도시하는 바와 같다. Zn―Al 합금의 와이어(7)가 드럼(8)에 권취되어 있고, 모터(9)에 의해 이 드럼(8)을 회전시킴으로써, 가이드 롤러(10, 10)를 통해 Zn―Al 합금의 와이어(7)를 하방으로 인출하고, 파이프 형상의 삽입 가이드(11)의 하부에 설치된 공급부로부터 용융 아연욕(2) 중에 공급한다. Zn―Al 합금 와이어를 교환하는 작업의 안전성을 고려하면, 드럼(8)은 용융 아연의 욕면 상이 아니라, 작업 바닥(19)의 상방에 배치되어 있는 것이 바람직하다. Zn―Al 합금 와이어(7)의 공급은 연속적인 것이 바람직하지만, 주기가 짧은 간헐 공급이어도 상관 없다. 삽입 가이드(11)는, 알루미나 등의 내열성이 있는 세라믹제이며, 용융 아연 포트의 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽(20)과 상기 용융 아연욕 중에 설치된 상기 프론트 서포트 롤 사이, 즉, 프론트 서포트 롤보다도 지면 좌측의 용융 아연 도금욕 중에 설치되어 있다. 또한, 상술한 공급부는, 그 깊이가 용융 아연욕 중의 프론트 서포트 롤(4)의 하단부로부터 ±400㎜ 이내로 되도록 설정되어 있다.

첨가 장치(6)의 전체는 도 2에 도시하는 바와 같이 기밀 시일 박스(12)의 내부에 수납되어 있고, 그 내부에는 도시하지 않은 가스 공급 장치로부터, 질소 가스나 Ar 가스 등의 불활성 가스가 밸브(13)를 통해 공급되고 있다. 부호 14는 기밀 시일 박스(12)의 내부 압력을 검출하는 압력계이다. 이 압력계는, 가스 공급 장치로부터 밸브(13)를 통해 공급되는 불활성 가스의 양을 제어하여, 삽입 가이드(11) 내부의 압력을 제어한다. 공급된 불활성 가스는, 삽입 가이드(11)의 내부에 침입하려고 하는 용융 아연을 예를 들어 삽입 가이드(11)의 하단부 부근까지 압하한다. 이에 의해 Zn―Al 합금의 와이어(7)는 용융 아연과 접촉하는 일 없이 삽입 가이드(11)의 하단부까지 하강하고, 하단부로부터 나온 순간에 용융 아연과 접촉하여 용해되기 시작하는, 즉, Zn―Al 합금의 용융 아연욕 중에의 공급이 개시된다. Zn―Al 합금의 용융 아연욕 중에의 공급이 개시되는 위치가, 삽입 가이드의 공급부에 상당한다. 또한, 불활성 가스가 아니라, 공기(대기)를 이용하는 것은, 용융 아연 및 Zn―Al 합금이 산화되어 버릴 우려가 있으므로 바람직하지 않다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 용융 아연 포트(1)에는 적당수의 Al 농도계(15)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이 Al 농도계(15)에 의해 측정된 Al 농도에 따라 Zn―Al 합금의 공급량을 제어한다. 이에 의해 용융 아연욕(2) 중의 Al 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, Zn―Al 합금의 공급량에 대해서는, 예를 들어, 와이어(7)의 이송 속도를 변화시킴으로써 제어할 수 있다. 와이어의 이송 속도를 빠르게 하면, 용융 아연과 접촉해도 와이어가 즉시 용해되지 않는 경우가 있지만, 이러한 경우에는, 와이어를 예열해도 된다.

다음으로, 삽입 가이드(11)의 공급부를 용융 아연욕(2) 중의 프론트 서포트 롤(4)의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이로 한 이유를 설명한다.

도 3은 용융 아연 포트(1)의 내부에 생성되는 용융 아연욕의 유동을 도시하는 도면이다. 용융 아연욕(2) 중에서는, 프론트 서포트 롤(4)에 의한 롤 회전류(B)와 강판(S)의 근방의 수반류(A)가 충돌하여, 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측(지면 좌측)을 향하는 강한 토출류(C)가 발생한다. 토출류(C)는 벽면에 충돌하여 상하로 분리되고, 용융 아연 포트(1)의 전체를 순환한다. 본 실시 형태에서는, 삽입 가이드(11)로부터 Zn―Al 합금이 공급되는 위치를 토출류(C) 중으로 함으로써, 이 강한 토출류(C)에 실어 Zn―Al 합금을 효율적이고 또한 균일하게 확산시키는 것으로 하였다.

상술한 바와 같이, 토출류(C)는 프론트 서포트 롤의 강판 진행 방향에 있어서의 하류측을 향한다. 그로 인해, 본 발명자들은, 삽입 가이드의 공급부가, 프론트 서포트 롤에 대하여 강판 진행 방향에 있어서의 하류측으로 되도록, 삽입 가이드를 설치하는 것이 유효하다고 생각하였다. 그런 후에, 본 발명자들은, 삽입 가이드의 설치 위치에 대해, 보다 상세한 검토를 행하기 위해, 실기와 프루드수를 상사(相似)시킨 1/5 스케일의 물 모델을 이용한 시험을 복수회 실시하고, 유동 해석을 행하였다. 유동 해석에는 입경이 50㎛인 아크릴 트레이서를 이용하고, 다양한 깊이로부터 아크릴 트레이서를 첨가하여, 욕면측과 욕저측에서 파티클 카운터(16, 17, 18)에 의해 트레이서 검출수를 카운트하였다. 이들 파티클 카운터(16, 17, 18)의 위치를 도 4a, 도 4b에 도시한다. 그리고 (욕면측에서의 트레이서 검출수/욕저측에서의 트레이서 검출수)를 트레이서 검출비 ε으로 하고, 프론트 서포트 롤(4)의 하단부로부터 아크릴 트레이서 첨가 위치까지의 거리와 트레이서 검출비 ε의 관계를 도 5의 그래프에 정리하였다. 또한, 도 5의 프론트 서포트 롤로부터의 거리는, 물 모델과 실제의 설비의 크기의 비율로부터 실제의 설비에서의 거리로 환산한 값이다.

여기서, ε을 구할 때에 이용한 욕면측에서의 트레이서 검출수는, 도 4a의 파티클 카운터(16)에 의해 측정한 결과이며, 욕저측에서의 트레이서 검출수는, 도 4a의 파티클 카운터(18)에 의해 측정한 결과이다.

또한, 도 4a는 물 모델 시험에 이용한 수조의 측면도이다. 도 4b는 수조의 평면도이다. 도 4a, 도 4b로부터 알 수 있는 바와 같이, 파티클 카운터(16, 17, 18)는, 깊이 방향 및 강판의 폭 방향에 있어서 다른 위치에 설치된다.

도 5의 그래프에 나타내어지는 바와 같이, 아크릴 트레이서의 첨가 위치가 프론트 서포트 롤(4)의 하단부로부터 ±400㎜ 정도의 범위(욕면측에 400㎜ 이내, 또한, 욕저측에 400㎜ 이내)에 있을 때, 트레이서 검출비 ε은 1에 가까워지는, 즉, 욕면측과 욕저측에 아크릴 트레이서가 균등하게 분산되는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명에 있어서는, Zn―Al 합금을 프론트 서포트 롤(4)의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이에 침지된 삽입 가이드(11)의 공급부로부터 공급하는 것으로 하였다. 보다 균등하게 분산시키기 위해서는, 프론트 서포트 롤(4)의 하단부로부터 ±300㎜의 깊이로 하는 것이 바람직하고, ±200㎜의 깊이로 하는 것이 보다 바람직하다.

마찬가지로 도 6에 도시하는 바와 같이 강판(S)의 폭 방향으로 아크릴 트레이서의 첨가 위치를 변화시키고, 폭 방향의 동일 위치의 욕면측과 욕저측에서 파티클 카운터에 의해 트레이서 검출수를 카운트하였다. 그리고 (욕면측에서의 트레이서 검출수＋욕저측에서의 트레이서 검출수)/투입 트레이서수를, 트레이서 검출비 η라고 정의하고, 도 7의 그래프에 정리하였다. 여기서, η를 구할 때에 이용한 욕면측에서의 트레이서 검출수는, 도 4a의 파티클 카운터(16)에 의해 측정한 결과이며, 욕저측에서의 트레이서 검출수는, 도 4a의 파티클 카운터(18)에 의해 측정한 결과이다.

이 그래프의 횡축의 강판폭률은, 도 6에 도시하는 바와 같이 강판의 엣지로부터 아크릴 트레이서의 첨가 위치까지의 거리 L을, 강판의 판폭 W로 나눈 값(L/W)이다. 도 7에는 강판의 판폭의 외측(강판폭률＝110％)에 설치한 파티클 카운터에 의해 검출된 트레이서수를 투입 트레이서수로 나눈 트레이서 검출비 μ도 더불어 표시하였다. 또한, μ를 구할 때에 이용한 파티클 카운터는, 도 4a의 파티클 카운터(17)이다.

도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 강판(S)의 엣지보다도 외측으로부터 아크릴 트레이서를 첨가한 경우에는, 강판폭 내의 트레이서 검출수가 저하되고, 강판(S)의 엣지 부근의 트레이서 검출수가 증가하는 것이 확인되었다. 이것은 첨가된 Al이 강판(S)의 엣지 부근에 집중하고, 강판(S)의 엣지 부근에서 합금화 불량을 야기하는 것을 나타내고 있다. 반대로 강판폭 내의 중앙 부근으로부터 아크릴 트레이서를 첨가한 경우에는 트레이서 검출비 η가 높고, 비교적 효율적으로 Al이 분산된다. 따라서 강판폭률(L/W)은 0∼100％가 바람직하고, 20∼80％가 보다 바람직하고, 40∼60％가 가장 바람직하다.

실시예

상기한 본 발명의 내용을, 실기에 의해 확인하였다. 용융 아연 포트는 3.1m×3.9m×2.6m(깊이)이며, 삽입 가이드의 공급부를 프론트 서포트 롤의 하단부와 동일 높이(깊이)로 하여, 삽입 가이드의 공급부로부터 Zn―Al 합금을 공급하였다.

Al 농도의 측정을 위해, 용융 아연욕 중의 도 8에 도시하는 X, Y, Z 위치에 각각 Al 농도계를 설치하였다. X는 강판 진행 방향에 있어서의 상류측의 내벽면의 근방으로, 액면(욕면)으로부터 200㎜ 아래의 위치이며, Y는 동일하게 강판 진행 방향에 있어서의 상류측의 내벽면의 근방으로, 액면으로부터 2000㎜ 아래의 위치이다. Z는 프론트 서포트 롤의 폭 방향 외측으로, 깊이는 X와 동일하다.

도 9에 X 위치에 있어서의 Al 농도의 변화를 나타냈다. 종축은, 종래 기술에 있어서의 Al 농도/본 발명법에 있어서의 Al 농도로 나타내어지는 제1 Al 농도 지표이다. 본 발명법에 반해, 종래 기술(알루미늄 케이크 투입법)에서는 알루미늄 케이크의 투입에 의해 Al 농도가 크게 변화하고 있는 것이 확인되었다.

도 10에, 종래 기술 및 본 발명법에 있어서의, X 위치의 Al 농도에 대한 Y 위치의 Al 농도의 비(제2 Al 농도 지표)의 변화를 나타낸다. 종래 기술에서는 값이 항상 1보다도 작고, 욕저부에의 Al 공급이 불충분한 것을 알 수 있다. 한편, 본 발명에 따르면 값이 대략 1로 안정되어 있고, 용융 아연욕의 욕면과 욕저의 Al 농도 차를 해소할 수 있는 것이 확인되었다.

도 11에, X 위치의 Al 농도에 대한 Z 위치의 Al 농도의 비(제3 Al 농도 지표)의 변화를 나타냈다. 종래 기술에서는 알루미늄 케이크의 투입에 의해 Al 농도가 현저하게 높아지고, 또한 시간의 경과와 함께 Al 농도가 크게 변동한다. 즉, Al 농도의 안정화에 많은 시간을 필요로 하는 것을 알 수 있다. 한편, 본 발명법에 따르면 제3 Al 농도 지표의 값이 항상 안정되어 있고, 용융 아연 포트의 전체에 걸쳐 Al 농도를 안정화시킬 수 있다.

도 12에, 드로스 말려 올라감률이 강판의 통판 속도(라인 스피드:LS)에 의해 어떻게 변화하는지를 나타냈다. 드로스 말려 올라감률은, 드로스의 부유수를, 종래의 통판 속도인 110m/min에 있어서의 드로스의 부유수를 100으로 하여 지표화한 값이다. 이 드로스 부유율의 감소는 드로스 퇴적량의 감소를 나타낸다. 본 발명에 따르면 통판 속도를 140m/min에까지 높여도 드로스 말려 올라감률을 100％로 억제할 수 있고, 통판 규제 속도를 종래보다도 30m/min 높이는 것이 가능해졌다. 이에 의해 생산성을 향상시킬 수 있는 동시에, 실제 조업에 있어서, 합금화 불량률을 종래의 1/2에까지 감소시키는 것에 성공하였다.

또한, 본 발명은, 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기한 실시 형태에서는 Zn―Al 합금을 와이어의 형태로 첨가하였지만, Zn―Al 합금의 형태는 반드시 와이어에 한정되는 것이 아니라, 와이어 형상 이외에도, 칩 형상, 파우더 형상 등의 형태를 채용할 수 있다. 칩 형상이나 파우더 형상의 경우에는, 분립체 등의 정량 절출(切出) 장치를 이용하고, 파이프 형상의 삽입 가이드의 공급부로부터 공급하면 된다.

또한, 상기한 실시 형태에서는 Zn―Al 합금을 첨가하였지만, 용융 아연욕에 용해되는 것이면, 예를 들어, Zn―Al―Mg 합금 등의 다른 합금에 대해서도 적용할 수 있다.

또한, 상기한 실시 형태에서는 삽입 가이드의 하부에 설치된 공급부로부터, Zn―Al 합금을 공급하였지만, 공급부의 위치는 삽입 가이드의 하부에 한정되지 않는다. 예를 들어, 불활성 가스의 압력을 제어하여 Zn―Al 합금의 용해 개시 위치를 삽입 가이드의 중앙부 부근으로 하는 동시에, 삽입 가이드의 중앙부 부근의 측면에 구멍을 형성하여, 그 구멍으로부터 Zn―Al 합금을 용융 아연욕 중에 공급해도 된다. 그 경우, Zn―Al 합금이 투입되는 위치(구멍)가 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 위치에 있으면 된다.

또한, 상기한 실시 형태에서는 삽입 가이드로서, 직선의 파이프 형상의 것을 사용하였지만, 공급 위치를 소정의 위치로 할 수 있으면, 삽입 가이드는 직선 형상 이외의 형상, 예를 들어 곡률 등을 갖는 형상이어도 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 Al을 용융 아연욕 중에 균일 분산시킬 수 있으므로, 종래보다도 고속 통판을 행해도 보톰 드로스의 말려 올라감에 의한 압박 흠집의 발생이나, Al 농도의 불균일에 의한 합금화 부족, 과합금 등을 발생시키는 일이 없다.

본 발명에 따르면, Al을 용융 아연욕 중에 균일 확산시킬 수 있다. 이로 인해 용융 아연 포트 내의 Al 농도가 불균일해지는 것에 의한 보톰 드로스의 발생이 억제되고, 통판 속도를 높여도 보톰 드로스의 말려 올라감에 기인하는 압박 흠집이 감소한다. 이로 인해, 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

1 : 용융 아연 포트
2 : 용융 아연욕
3 : 싱크 롤
4 : 프론트 서포트 롤
5 : 백 서포트 롤
6 : 첨가 장치(Zn―Al 합금 공급 장치)
7 : Zn―Al 합금의 와이어
8 : 드럼
9 : 모터
10 : 가이드 롤러
11 : 삽입 가이드
12 : 기밀 시일 박스
13 : 밸브
14 : 압력계
15 : Al 농도계
16, 17, 18 : 파티클 카운터
19 : 작업 바닥
20 : 내벽
21 : 공급부

Claims

용융 아연 도금 라인 중의 용융 아연욕을 수용하는 용융 아연 포트에 Zn―Al 합금을 공급하는 방법이며,
상기 Zn―Al 합금을, 파이프 형상의 삽입 가이드의 하부에 설치된 공급부로부터 공급하는 공급 공정을 갖고,
상기 공급부는, 상기 용융 아연 포트의, 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽과 상기 용융 아연욕 중에 설치된 프론트 서포트 롤 사이이며 또한, 상기 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이에 침지되고,
상기 삽입 가이드의 내부는 불활성 가스에 의해 가압되고, 상기 용융 아연욕의 상기 삽입 가이드의 상기 내부에의 침입이 방지되어 있는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법.
제1항에 있어서, 상기 Zn―Al 합금이, 와이어 형상, 칩 형상, 파우더 형상 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는, 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법.
제1항에 있어서, 상기 삽입 가이드의 상기 공급부가, 상기 용융 아연욕 중의 상기 프론트 서포트 롤과 주행하는 상기 강판 사이에서 발생하는 토출류 중에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 방법에 의해 공급되는 상기 Zn―Al 합금의 공급량을, 상기 용융 아연 포트 내에 설치한 Al 농도계에 의해 측정된 Al 농도에 따라 제어하는 제어 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 용융 아연욕 중의 Al 농도의 조정 방법.
용융 아연 도금 라인 중의 프론트 서포트 롤이 침지된 용융 아연욕을 수용하는 용융 아연 포트에 Zn―Al 합금을 공급하는 장치이며,
하부에 공급부를 갖고, 상기 용융 아연 포트의 강판의 진행 방향에 있어서의 하류측의 내벽과 상기 용융 아연욕 중에 설치된 상기 프론트 서포트 롤 사이에 설치된 파이프 형상의 삽입 가이드와,
상기 삽입 가이드의 내부에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 갖고,
상기 공급부의 설치 위치가, 상기 용융 아연욕 중이며 또한 상기 프론트 서포트 롤의 하단부로부터 ±400㎜ 이내의 깊이이며,
상기 Zn―Al 합금은, 상기 삽입 가이드의 상기 공급부로부터 상기 용융 아연욕 중에 공급되는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 포트에의 Zn―Al 합금 공급 장치.