KR20200032863A - 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법 - Google Patents

합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분광측색계를 이용하여 합금화 용융아연도금 강판의 표면 색을 측정하는 단계; 및 상기 표면 색의 측정값을 합금화도 예측 모델식에 대입하여 상기 강판의 합금화도를 예측하는 단계; 를 포함하는, 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법을 제공한다.

Description

합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법{METHOD OF ESTIMATING IRON CONTENT OF GALVANNEALED STEEL}
본 발명은 강판의 합금화도 예측 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에 관한 것이다.
최근 합금화 용융아연도금 강판(Galvannealed: GA)은 일반 용융아연도금 강판보다 용접성, 도장성 등의 표면 품질이 우수하기 때문에 그 수요가 증가하고 있다. 합금화 용융아연도금 강판은 강판에 아연을 용융 도금시킨 후 열처리를 통하여 도금층 중의 Fe-Zn 합금상을 형성시켜 제조한다. 이러한 합금화 용융아연도금 강판의 표면 품질(가공성, 파우더링성, 도장성, 내식성)은 도금층 내 합금화도(Fe%)와 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서 합금화 용융아연도금 강판의 표면 품질 향상을 위해서는 합금화도를 정확히 측정하고 관리하는 것이 필수적이다. 도금층 내 합금화도를 측정하는 방법으로는 주로 습식 분석법과 형광 X선 분석법(X-ray Fluorescence Analysis)을 사용하고 있다.
습식 분석법은 시료의 도금층을 부식 억제제를 함유한 산 용액에서 녹인 후, 이 용액을 적정법, ICP(Inductively Coupled Plasma) 또는 AA(Atomic Absorption) 기기를 이용하여 합금화도를 측정한다. 이 방법은 비교적 정확한 측정치를 얻을 수 있으나 용액을 만들기 위한 시료의 전처리 과정이 복잡하여 이에 따른 분석시간이 많이 소모되는 단점이 있으며, 또한 전처리 용액을 만들기 위해 시료를 파괴하여야 하는 문제점이 있다.
형광 X선 분석법은 장비에서 발생된 X선을 도금 강판에 조사한 후 도금층 철(Fe) 원자에서 2차적으로 발생하는 형광 X선의 강도를 측정하여 도금층 내 합금화도를 측정하는 방법이다. 형광 X선 분석법은 비파괴 분석으로, 동시에 많은 원소의 분석이 가능하며 분석시간이 짧은 장점이 있다. 하지만 형광 X선 분석법을 이용하여 실제 제조공정 중의 합금화도 변화를 관찰하기 위해서는 고가의 복잡한 장비 설치가 필수적이다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0071739호가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 합금화도를 간편하고 신속하게 측정할 수 있는 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법은 분광측색계를 이용하여 합금화 용융아연도금 강판의 표면 색을 측정하는 단계; 및 상기 표면 색의 측정값을 합금화도 예측 모델식에 대입하여 상기 강판의 합금화도를 예측하는 단계; 를 포함한다.
상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 강판의 표면 색을 측정하는 단계는 상기 분광측색계를 이용하여 표색값(L*, a*, b*)을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 강판의 표면 색을 측정하는 단계는 상기 분광측색계를 이용하여 SCI(Specular Component Include) 방식으로 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 합금화도 예측 모델식은, 합금화도가 서로 다른 합금화 용융아연도금 강판들을 준비하는 단계; 분광측색계를 이용하여 각각의 강판에 대한 표색값을 측정하는 단계; 습식분석법을 통하여 상기 각각의 강판에 대한 합금화도를 정량화하는 단계; 및 정량화된 상기 합금화도와 측정된 상기 표색값의 상관관계를 다중 회귀 분석법을 이용하여 모델링하는 단계; 를 수행함으로써 수득될 수 있다.
상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 측정된 상기 표색값인 L*, a* 및 b* 중에서 정량화된 상기 합금화도와 상관관계가 가장 높은 것은 L*일 수 있다.
상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 합금화도 예측 모델식은 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
(수학식 1)
합금화도 = 48.8 - (0.608 × L*) - (5.48 × a*) + (0.907 × b*)
본 발명의 실시예에 따르면, 합금화도를 간편하고 신속하게 측정할 수 있는 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에서 합금화도 예측 모델식을 구현하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에서 습식분석법에 의한 합금화도와 표색값의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에서 습식분석법에 의한 합금화도와 예측 모델식에 의한 합금화도의 정합성을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 도금층 합금화도를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분광측색계를 이용하여, 제조공정 중의 합금화도를 간편하고 신속하게 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도를 측정하기 위해, 먼저 합금화도가 서로 다른 합금화 용융아연도금 강판 표준 시료를 준비한 후 분광측색계를 이용하여 SCI(Specular Component Include) 방식으로 강판 표면의 색을 측정한다. SCI 측정방식은 정반사광을 포함하여 측정하기 때문에 표면 형상에 관계없이 소재 자체의 색 평가가 가능하다. 합금화 용융아연도금 강판의 경우 합금화에 따라 표면 미세 조도가 변하며, 강판 표면의 색을 측정하기 위해서는 정반사광을 포함하여 측정하여야 한다.
표면 색 측정 후 습식분석법을 통하여 표준 시료의 합금화도를 정량화한다. 상기와 같이 분광측색계로 측정된 표색값(L*,a*,b*)과 습식분석법으로 분석된 합금화도의 상관관계를 다중 회귀분석법을 이용하여 예측 모델링한다.
향후 합금화도를 측정하고자 하는 경우, 시료의 전처리 없이 분광측색계를 이용해 강판 표면의 표색값(L*,a*,b*)을 측정하고, 이 측정된 값을 예측 모델에 대입하면 간편하고 신속하게 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법은, 분광측색계를 이용하여 합금화 용융아연도금 강판의 표면 색을 측정하는 단계(S100); 및 상기 표면 색의 측정값을 합금화도 예측 모델식에 대입하여 상기 강판의 합금화도를 예측하는 단계(S200); 를 포함한다.
상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 강판의 표면 색을 측정하는 단계는 상기 분광측색계를 이용하여 표색값(L*, a*, b*)을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 색을 수치화하기 위하여 먼셀 표색계, XYZ 표색계, 헌터 Lab 표색계, L*a*b* 표색계 등이 제안되고 있는 바, 본 발명의 일 실시예에서는 L*a*b* 표색계에 의한 표색값을 이용한다.
상기 강판의 표면 색을 측정하는 단계는 상기 분광측색계를 이용하여 SCI(Specular Component Include) 방식으로 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 합금화 용융아연도금 강판의 경우, 합금화도는 미세 조도 변화와 직접적인 관련성이 있으므로, 입사각이 반사각과 같은 정반사광을 포함하여 측정해야 한다. SCI 측정방식은 정반사광을 포함하여 측정하기 때문에 표면 형상에 관계없이 소재 자체의 색 평가가 가능하다. 이와 달리, SCE 측정방식은 정반사광을 포함하지 않기 때문에 본 발명의 일 실시예에 의한 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에 적용하는 것은 바람직하지 않다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에서 합금화도 예측 모델식을 구현하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 합금화도 예측 모델식은, 합금화도가 서로 다른 합금화 용융아연도금 강판들을 준비하는 단계(S210); 분광측색계를 이용하여 각각의 강판에 대한 표색값을 측정하는 단계(S220); 습식분석법을 통하여 상기 각각의 강판에 대한 합금화도를 정량화하는 단계(S230); 및 정량화된 상기 합금화도와 측정된 상기 표색값의 상관관계를 다중 회귀 분석법을 이용하여 모델링하는 단계(S240); 를 수행함으로써 수득될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에서 습식분석법에 의한 합금화도와 표색값의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 측정된 상기 표색값인 L*, a* 및 b* 중에서 정량화된 상기 합금화도와 상관관계가 가장 높은 것은 L*일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에서 습식분석법에 의한 합금화도와 예측 모델식에 의한 합금화도의 정합성을 나타낸 그래프이다. 나아가, 표 1은 습식분석법에 의한 합금화도와 예측 모델식에 의한 합금화도를 나타낸 표이다.
습식분석법에 의한 합금화도 표색값 예측 모델식에 의한 합금화도 (오차)2
시편 # 도금량(g/m2) 합금화도(wt.%) L* a* b*
1 48.7 9.8 66.43 -0.21 0.07 9.62485 0.028
2 41.5 10.8 65.7 -0.19 0.27 10.14049 0.493
3 49.3 9.9 66.62 -0.24 -0.22 9.4107 0.235
4 37.5 11.4 63.71 -0.28 0.17 11.75291 0.117
5 37.3 10.8 64.91 -0.1 0.22 10.08226 0.460
6 41.4 11.0 64.63 -0.18 0.36 10.81788 0.019
7 47.5 10.2 66.11 -0.25 0.06 10.02954 0.019
8 42.6 10.3 65.85 -0.18 0.49 10.19403 0.003
9 43.4 11.0 65.36 -0.04 1.08 10.25988 0.501
10 46.9 11.9 64.27 -0.26 0.69 11.77447 0.024
11 40.8 13.3 61.89 -0.21 0.75 13.00193 0.066
12 44.6 12.2 62.21 -0.17 0.76 12.59724 0.127
13 42.3 12.6 62.97 -0.2 0.37 11.94583 0.472
14 42.1 12.5 61.67 -0.22 0.21 12.70071 0.030
15 44.2 12.0 61.52 -0.16 0.83 13.02545 1.046
16 42.1 12.9 63.21 -0.34 0.08 12.30408 0.406
17 45.4 13.0 60.95 -0.32 -0.51 13.03343 0.001
18 44.7 12.3 62.59 -0.41 -0.34 12.6837 0.135
19 43.8 12.7 60.51 -0.38 -0.78 13.38486 0.477
20 46.0 12.5 62.09 -0.34 -0.55 12.41363 0.002
21 41.7 13.1 60.1 -0.24 -0.59 13.03927 0.004
22 48.2 12.3 62.94 -0.36 -0.23 12.29667 0.000
23 40.6 14.0 60.99 -0.41 -0.73 13.30277 0.484
24 43.5 13.1 61.95 -0.36 -0.46 12.68998 0.151
25 43.9 13.4 59.9 -0.36 -0.59 13.81847 0.207
26 42.1 13.5 61.17 -0.33 -0.4 13.05424 0.195
27 46.3 13.5 60.73 -0.3 -0.43 13.13015 0.137
28 44.0 11.4 65.26 -0.21 0.88 11.07088 0.142
29 46.0 11.6 64.7 -0.2 0.87 11.34749 0.087
30 46.2 11.6 64.76 -0.19 0.45 10.87527 0.467
31 38.4 12.4 63.09 -0.1 1.37 12.23187 0.039
32 45.2 11.6 63.53 -0.23 0.81 12.16883 0.335
33 43.5 12.3 63.21 -0.12 1.37 12.26851 0.000
34 46.8 9.8 66.53 -0.2 0.33 9.74507 0.001
35 40.6 11.1 65.66 -0.14 0.61 10.19919 0.896
36 45.4 10.2 65.03 -0.07 0.66 10.24398 0.007
37 48.3 10.5 65.89 -0.21 0.23 10.09829 0.198
38 41.0 10.7 63.16 -0.03 0.98 11.45198 0.635
39 46.6 9.2 67.31 -0.22 -0.08 9.00856 0.040
40 40.0 10.0 66.63 -0.14 0.34 9.36454 0.413
41 42.2 9.6 66.73 -0.27 -0.38 9.3631 0.056
42 41.4 9.7 66.05 -0.16 0.37 9.85399 0.028
43 46.0 9.2 66.46 -0.19 -0.04 9.39724 0.059
44 42.0 10.0 65.61 -0.13 0.55 10.12037 0.019
45 43.1 8.4 66.86 -0.19 0.13 9.30823 0.915
46 38.1 8.9 66.16 -0.19 0.13 9.73383 0.712
47 38.2 8.9 65.92 -0.15 0.38 9.8873 0.925
48 39.1 8.0 68.08 -0.27 0.03 8.91417 0.901
49 35.9 8.7 67.97 -0.25 -0.11 8.74447 0.000
50 38.9 8.5 67.61 -0.23 0.07 9.01701 0.244
도 4 및 표 1을 참조하면, 상기 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법에서, 상기 합금화도 예측 모델식은 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
(수학식 1)
합금화도 = 48.8 - (0.608 × L*) - (5.48 × a*) + (0.907 × b*)
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법을 설명하였다. 본 발명의 측정방법을 사용하면, 비파괴적인 방법으로 간편하고 신속하고 도금층의 합금화도를 평가할 수 있게 되어 합금화 적절성 여부를 정확히 예측할 수 있다. 합금화도 관리를 통한 합금화 용융아연도금 강판 품질 검사 강화 및 품질 손실을 예방할 수 있으며, 최종적으로 고객 만족을 통한 제품 경쟁력 확보 및 이미지 개선이 가능하다. 또한, 온라인 측정에 이용하면 제조 공정 중에 실시간으로 간편하고 신속하고 합금화도를 확인할 수 있으며, 합금화 아연도금강판 생산 현장에서 유용하게 사용할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 분광측색계를 이용하여 합금화 용융아연도금 강판의 표면 색을 측정하는 단계; 및
    상기 표면 색의 측정값을 합금화도 예측 모델식에 대입하여 상기 강판의 합금화도를 예측하는 단계; 를 포함하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강판의 표면 색을 측정하는 단계는 상기 분광측색계를 이용하여 표색값(L*, a*, b*)을 측정하는 단계를 포함하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 강판의 표면 색을 측정하는 단계는 상기 분광측색계를 이용하여 SCI(Specular Component Include) 방식으로 측정하는 단계를 포함하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금화도 예측 모델식은,
    합금화도가 서로 다른 합금화 용융아연도금 강판들을 준비하는 단계;
    분광측색계를 이용하여 각각의 강판에 대한 표색값을 측정하는 단계;
    습식분석법을 통하여 상기 각각의 강판에 대한 합금화도를 정량화하는 단계; 및
    정량화된 상기 합금화도와 측정된 상기 표색값의 상관관계를 다중 회귀 분석법을 이용하여 모델링하는 단계;
    를 수행함으로써 수득된,
    합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    측정된 상기 표색값인 L*, a* 및 b* 중에서 정량화된 상기 합금화도와 상관관계가 가장 높은 것은 L*인 것을 특징으로 하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 합금화도 예측 모델식은 하기의 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 합금화도 예측 방법.
    (수학식 1)
    합금화도 = 48.8 - (0.608 × L*) - (5.48 × a*) + (0.907 × b*)
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