KR20150084051A - 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

도금 제품 품질과 도금성을 모두 고위 안정으로 확보할 수 있는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공한다. 노내가 통재로 상류측부터 차례로, 통재되는 띠형상 강판인 강대를 가열하는 가열대, 균열하는 균열대, 냉각하는 냉각대의 전체 3존으로 구분된 연속 소둔로를, 해당 노부터 도금욕 중에의 강대 직송용 폐 공간로인 스나우트에 있어서 용융 아연 도금욕과 직결해서 이루어지는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비에 있어서, 전체 3존 중의 적어도 어느 1존에 마련한 노점계와 노내 가스의 흡출구 및 취입구와, 노 밖에 마련한 수분 제거 장치인 리파이너와 상기 흡출구 및 취입구를 접속하여 해당 접속한 존마다 독립적으로 형성한 상기 리파이너와의 가스 순환로와, 스나우트에 노점계와 상기 스나우트내를 가습하는 가습기를 갖고, 가스 순환로마다, 접속한 존의 노점계의 계측값이 목표 노점과 일치하도록 리파이너가 동작하고, 또한 스나우트의 노점계의 계측값이 해당 스나우트의 목표 노점과 일치하도록 가습기가 동작하는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비.

Description

연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비 및 제조 방법{FACILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING CONTINUOUS HOT-DIP ZINC-COATED STEEL SHEET}

본 발명은 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비 및 제조 방법에 관한 것이다.

연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비는 띠형상 강판인 강대를 연속 소둔로에서 연속 소둔한 후, 계속해서 연속 소둔로 출측의 스나우트로부터 아연 또는 아연 합금의 도금욕 중에 직송하여 용융 아연 도금을 실시하는 설비이다. 연속 소둔로는 통상, 기밀 구조의 노내를 반송 중인 강판을 고온 가스 분위기에 의해 대략 800∼1000℃로 가열하는 가열대와, 다음에 저온 가스 분사에 의해 대략 300∼600℃까지 냉각하는 냉각대를 갖는다. 상기 가열 후의 강대를 균열(均熱)하는 균열대를 상기 가열대의 후단에 설치한 것도 있다. 상기 가열하기 전의 강대를 예열하는 예열대를 상기 가열대의 전단에 설치한 것도 있다.

특허문헌 1에는 광휘 소둔로(스나우트가 없는 노만의 설비)에 관해, 특히 신설 노의 조업 개시시 및 보수 후의 재개시에 있어서의 끌어올림 소요 시간(시즈닝(seasoning) 시간)의 대폭적인 단축을 가능하게 하기 위해, 노벽의 내부 내화물과 외벽 철피의 경계부에 배치한 통기 파이프를 통해 노내의 가스를 노 밖으로 배출하고, 노 밖에는 상기 배출한 가스를 흡인하여 동일 가스 중의 불순물 성분을 제거해서 청정화한 후, 노내에 재공급하는 노내 가스의 순환 장치를 부대 설치하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는 금속대용 연속 환원성 분위기 소둔장치(스나우트가 없는 노만의 장치)에 있어서, 리파이너(수분 제거 장치이며, 특허문헌 2에서는 리파이닝 장치로 호칭)를 활용해서, 가열대의 전단에 설치된 예열대의 가스를 냉각대에 취입하여 냉각 효율 향상을 도모하거나, 반대로 냉각대의 가스를 예열대에 취입하여 예열의 효율을 향상시키는 기술이 기재되어 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개공보 평성4-116127호 특허문헌 2 : 일본국 특허공개공보 평성11-236623호

연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비에 있어서는 도금성(강판 표면에의 아연 또는 아연 합금의 도금 피막의 밀착 상태)을 향상시키기 위해 연속 소둔로내의 수분을 제거하고, 노점을 저하시킬 필요가 있으며, 종래는 노 밖에 마련한 리파이너를 이용해서 냉각대로부터 노내 가스를 흡인하고 수분 제거하여 가열대에 되돌림으로써 노점을 제어하고 있다. 그러나, 이 방법에서는 안정하게 높은 도금성을 확보할 수 없다. 그 이유를 이하에 기술한다.

강재의 강도 향상에는 Si, Mn 등의 첨가가 효과적인 것이 알려져 있지만, Si, Mn은 아연의 도금성을 저해하는 성분으로 되기 때문에 아연 도금 강판용 강에의 첨가에는 제한이 있다. 도 2는 발명자들의 실험 조사에 의해 얻어진, 도금성을 저해하는 성분의 표면 산화량과 노내 분위기 가스 노점의 관계를 나타내는 모식도이다. 통상 조업 범위인 일반적인 노점 범위에서는 표면 산화량이 많고, 소둔 온도가 고온이 될수록 도금성 저해 성분의 표면 농화가 진행하는 경향에 있다. 그러나, 도 2에 나타나는 바와 같이, 노내의 노점을 저하시키는 것에 의해, 도금성을 저해하는 성분의 표면 농화가 억제되기 때문에, 고온 소둔하에서도 도금성을 확보하는 것이 가능하게 된다. 환언하면, 일반적인 노점 제어 범위에서는 도금성을 저해하는 성분의 표면 농화를 억제할 수 없어, 도금성이 저하한다. 예를 들면, 강 중에 1.5질량% Si, 또는 2.0질량% Mn을 포함하는 강판의 각 성분의 표면 농화량과 노내의 노점의 관계를 조사한 결과, 노점이 -45℃이하에서 Mn 표면 농화가 크게 억제되고, -50℃이하에서 Si 표면 농화가 크게 억제되는 것을 알 수 있었다. 즉, Si, Mn의 표면 농화를 억제하여 안정하게 높은 도금성을 확보하기 위해서는 노내의 노점을 -50℃이하로 제어할 필요가 있지만, 상술한 노 밖에 마련한 리파이너를 이용해서 냉각대로부터 노내 가스를 흡인하고 수분 제거하여 가열대에 되돌리는 방법에서는 노점은 -40℃ 정도까지 밖에 내릴 수 없고, 안정하게 높은 도금성을 확보하는 것은 곤란하였다.

한편, 용융 아연 도금욕을 갖는 연속 용융 아연도금 설비의 경우, 스나우트내의 분위기 가스의 노점에 대해서는 노내의 노점 저하에 수반하여 스나우트내에서 노점 저하가 커지면 용융 아연이 기화하여 강대에 부착되고 품질 불량의 요인으로 된다고 하는 문제가 있었다.

상기와 같이, 종래의 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비에는 연속 소둔로의 노점을 -50℃이하로 제어할 수 없어 안정된 도금성의 확보가 곤란하고, 또한, 노내의 노점을 내리면 스나우트내에서 기화된 용융 아연이 강대에 부착되어 품질 불량을 초래하게 되고, 도금 제품 품질과 도금성을 모두 고위 안정하게 확보할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

발명자들은 상기 과제를 해결하기 위한 수단에 대해 예의 검토하고, 이하의 요지 구성이 되는 본 발명을 이루었다.

[1] 노내가 통재로(通材路) 상류측부터 차례로, 통재되는 띠형상 강판인 강대를 가열하는 가열대, 균열하는 균열대, 냉각하는 냉각대의 전체 3존으로 구분된 연속 소둔로를, 해당 노부터 도금욕 중에의 강대 직송용 폐 공간로인 스나우트에 있어서 용융 아연 도금욕과 직결해서 이루어지는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비에 있어서, 상기 전체 3존 중의 적어도 어느 1존에 마련한 노점계와 노내 가스의 흡출구 및 취입구와, 노 밖에 마련한 수분 제거 장치인 리파이너와 상기 흡출구 및 취입구를 접속하여 해당 접속한 존마다 독립적으로 형성한 상기 리파이너와의 가스 순환로와, 상기 스나우트에 노점계와 상기 스나우트내를 가습하는 가습기를 갖고, 상기 가스 순환로마다, 접속한 존의 노점계의 계측값이 목표 노점과 일치하도록 상기 리파이너가 동작하고, 또한 상기 스나우트의 노점계의 계측값이 해당 스나우트의 목표 노점과 일치하도록 상기 가습기가 동작하는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비.

[2] 상기 스나우트에 스나우트내 가스의 흡출구 및 취입구를 마련하고, 이들을 상기 리파이너와 접속하여 스나우트내와의 사이의 가스 순환로를 형성하는 동시에 상기 스나우트의 노점계의 계측값이 상기 스나우트의 목표 노점과 일치하도록 상기 가습기에 부가하여 상기 리파이너도 동작하는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비를 이용하고, 상기 노의 목표 노점을 -50℃이하 -80℃이상으로 하고, 또한 상기 스나우트의 목표 노점을 -35∼-10℃로 해서 도금 조업하는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 도금 제품 품질과 도금성을 모두 고위 안정하게 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 일예를 나타내는 모식도이다.
도 2는 도금성을 저해하는 성분의 표면 산화량과 노내 분위기 가스 노점의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 일예(상기 도면과는 별도의 예)를 나타내는 모식도이다.

본 발명은 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 노내가 전송 경로 상류측부터 차례로, 배열되는 띠형상 강판인 강대 S를 가열하는 가열대(1), 균열하는 균열대(2), 냉각하는 냉각대(3)의 전체 3존으로 구분된 연속 소둔로를 해당 노부터 도금욕 중에의 강대 직송용 폐 공간로인 스나우트(4)에 있어서 용융 아연 도금욕(5)과 직결해서 이루어지는 설비를 전제로 한다. 냉각대(3)에서 스나우트(4)에 걸친 요소 요소에는 다른 처리 구역간의 분위기 혼합을 저지하기 위한 시일 롤(9)이 배치되고, 또 가열대(1)의 입구에는 노내에의 외기 침입을 저지하기 위한 시일 롤(10)이 배치되어 있다. 냉각대(3)의 하류측 부분에 히터를 마련해서 과시효 처리에 제공하는 경우도 있다. 이러한 전제 자체는 주지 관용 기술의 범위내이다.

이러한 전제하에서, 본 발명에서는 상기 전체 3존 중의 적어도 어느 1존(본 예에서는 가열대(1), 균열대(2)의 합계 2존)에 노점계(6)와 노내 가스의 흡출구(7) 및 취입구(8)를 마련하고, 이들을 노 밖에 마련한 수분 제거 장치인 리파이너(11)와 접속해서 해당 접속한 존마다 독립적으로 상기 리파이너(11)와의 가스 순환로(12, 13)를 형성하고, 해당 형성한 가스 순환로마다 접속한 존의 노점계의 계측값이 목표 노점과 일치하도록 상기 리파이너(11)가 동작하고, 또한 상기 스나우트(4)에 노점계(6)와 동일 스나우트(4)내를 가습하는 가습기(14)를 마련하고, 상기 스나우트(4)의 노점계(6)의 계측값이 해당 스나우트(4)의 목표 노점과 일치하도록 상기 가습기(14)가 동작하는 구성으로 하였다.

또한, 도 1에서는 흡출구(7)와 취입구(8)를 가열대(1), 균열대(2)에 각각 1쌍씩 마련한 경우를 나타냈지만, 복수 설치하는 쪽이 노점은 조정하기 쉽기 때문에, 흡출구(7)와 취입구(8)는 2쌍 이상을 마련해도 좋고, 목표로 하는 노점을 달성하기 위해 적절히 조정하면 좋다.

서로 다른 존에 접속된 가스 순환로(12, 13)는 서로 독립적이며, 리파이너(11)내에서의 합류도 없다. 리파이너(11)는 각 가스 순환로마다 그 가스 순환로에 접속하는 존의 노점 계측값이 목표 노점과 일치하도록, 그 가스 순환로내 가스의 수분을 제거하는 동작을 실행한다. 한편, 가습기(14)는 스나우트내의 노점 계측값이 목표 노점(노내 존의 목표 노점보다는 약간 높음)과 일치하도록, 스나우트내에 가습을 실시하는(수분을 공급하는) 동작을 실행한다.

이와 같이, 노내의 구분된 존으로부터 가스를 빨아내어 수분 제거 후 동일한 존에 취입하는 동시에, 스나우트내를 가습기로 가습하는 구성으로 한 것에 의해, 노내 노점은 -50℃이하의 저노점으로 안정 제어 가능하게 되고, 또한 노내 노점과 스나우트내 노점은 서로 독립적으로 제어 가능하게 되며, 이로써 용융 아연도금 강판 품질과 도금성을 모두 고위 안정으로 확보할 수 있게 된다.

노점계(6), 흡출구(7), 취입구(8)를 마련하는 노내 존은 전체 3존 중의 적어도 1존으로 좋지만, 바람직하게는 균열대(2)가 좋다. 균열대(2)는 다른 2존에 비해 노 온도가 높아 Si, Mi의 표면 농화가 생기기 쉬운 존이기 때문에, 이 존에 대해 우선적으로 노점계, 흡출구, 취입구를 마련해서 저노점 제어를 실행하는 것이 도금성 고위 안정화를 위해 바람직하다. 또한, 물론, 가장 바람직하게는 전체 3존의 모두에 마련하는 것이다.

또, 도 3에 나타내는 예는 도 1의 예에 부가하여, 스나우트(4)에 스나우트내 가스의 흡출구(7) 및 취입구(8)를 마련하고, 이들을 상기 리파이너(11)와 접속해서 스나우트내와의 사이의 가스 순환로(15)를 형성하는 동시에 상기 스나우트의 노점계의 계측값이 상기 스나우트의 목표 노점으로 되도록 상기 가습기(14)에 부가하여 상기 리파이너(11)도 작동하는 구성으로 한 예이다. 이것에 의하면, 스나우트내 노점이 더욱 고정밀도로 제어 가능하게 되고, 스나우트내에서의 기화한 아연 부착을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으며, 도금 제품 품질의 고위 안정성이 가일층 향상한다.

본 발명의 설비를 이용한 도금 조업에 있어서는 전술한 바와 같이 Si, Mn의 표면 농화를 억제하기 위해, 노내의 목표 노점을 -50℃이하로 설정하는 것이 좋다. 이러한 저노점 제어는 본 발명의 설비를 이용해서 달성되고, 이로써, Si, Mn의 표면 농화를 유효하게 방지할 수 있고, 도금성을 고위 안정하게 확보할 수 있다. 또한, 노점을 -80℃보다 내리기 위해서는 코스트가 현저하게 들기 때문에, -80℃이상이 바람직하다. 한편, 스나우트내의 노점은 본 발명의 설비를 이용함으로써 노내와는 독립적으로 제어할 수 있다. 스나우트내의 목표 노점은 기화한 아연이 스나우트내에서 강대에 부착하는 것을 효과적으로 방지하기 위해, -35℃이상으로 하는 것이 좋다. 단, 너무 높게 하면, 욕면에 산화 아연막이 생성되고, 강대에 부착하는 점에서 불리하기 때문에, -10℃이하로 하는 것이 좋다.

또한, 본 발명에서 이용하는 리파이너로서, 산화칼슘, 제올라이트, 실리카겔, 염화칼슘 등을 이용해서 연속적으로 제습하는 데시컨트 방식이나, 대체 플론 등을 이용하는 컴프레서 방식 등의 강력한 제습 능력을 갖는 것이 바람직하다.

<실시예>

연속 용융 아연도금 강판의 제조 라인에, 도 3에 나타낸 예와 마찬가지의 실시형태에서 본 발명을 적용한 실시예에 대해 설명한다. 이 라인에서는 종래, 노 밖에 마련한 리파이너를 이용하여 냉각대로부터 노내 가스를 흡인하고 수분 제거하여 가열대에 되돌리는 방법으로 노내 노점을 제어하고 있었다. 그러나, 노내의 도달 노점은 -40℃정도가 하한이며, 또, 스나우트내는 노점 제어를 실행하고 있지 않았다. 그 때문에, Si, Mn을 첨가한 고강도 강판의 도금 조업에서는 불도금 및 도금 제품의 표면 성상 불량을 충분히 억제할 수 있기까지는 이르고 있지 않았다. 이에 대해, 실시예에서는 균열대의 노점을 -50℃이하 -80℃이상으로 안정 제어할 수 있고, 또한 스나우트내 노점을 -35∼-10℃로 안정 제어할 수 있으며, 그 결과, 종래의 불도금 발생율을 100으로 한 대(對)종래비에서, 불도금의 발생 빈도가 10으로, 도금 제품의 표면 성상 불량의 발생 빈도가 20으로 각각 현격히 저하하고, 본 발명의 효과가 현저하게 나타났다.

1; 가열대 2; 균열대
3; 냉각대 4; 스나우트
5; 용융 아연 도금욕 6; 노점계
7; 흡출구 8; 취입구
9, 10; 시일 롤
11; 리파이너(수분 제거 장치)
12, 13, 15; 가스 순환로
14; 가습기
S; 강대

Claims (3)

1. 노내가 통재로 상류측부터 차례로, 통재되는 띠형상 강판인 강대를 가열하는 가열대, 균열하는 균열대, 냉각하는 냉각대의 전체 3존으로 구분된 연속 소둔로를, 해당 노부터 도금욕 중에의 강대 직송용 폐 공간로인 스나우트에 있어서 용융 아연 도금욕과 직결해서 이루어지는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비에 있어서,
   상기 전체 3존 중의 적어도 어느 1존에 마련한 노점계와 노내 가스의 흡출구 및 취입구와,
   노 밖에 마련한 수분 제거 장치인 리파이너와 상기 흡출구 및 취입구를 접속하여 해당 접속한 존마다 독립적으로 형성한 상기 리파이너와의 가스 순환로와,
   상기 스나우트에 노점계와 상기 스나우트내를 가습하는 가습기를 갖고,
   상기 가스 순환로마다, 접속한 존의 노점계의 계측값이 목표 노점과 일치하도록 상기 리파이너가 동작하고, 또한 상기 스나우트의 노점계의 계측값이 해당 스나우트의 목표 노점과 일치하도록 상기 가습기가 동작하는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스나우트에 스나우트내 가스의 흡출구 및 취입구를 마련하고, 이들을 상기 리파이너와 접속하여 스나우트내와의 사이의 가스 순환로를 형성하는 동시에 상기 스나우트의 노점계의 계측값이 상기 스나우트의 목표 노점과 일치하도록 상기 가습기에 부가하여 상기 리파이너도 동작하는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 연속 용융 아연도금 강판의 제조 설비를 이용하고, 상기 노의 목표 노점을 -50℃이하 -80℃이상으로 하고, 또한 상기 스나우트의 목표 노점을 -35∼-10℃로 해서 도금 조업하는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연도금 강판의 제조 방법.

Images