KR20200095563A - 용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치 - Google Patents

용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치 Download PDF

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테츠야 이와타
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는, Si 함유량이 0.2질량％ 이상의 강판에 용융 아연 도금을 실시한 경우에 도금 밀착성이 높고 양호한 도금 외관을 얻을 수 있는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법을 제공한다. 강판(P)을 어닐링로의 내부에서, 가열대, 균열대 및 냉각대의 순서로 반송하여, 강판에 대하여 어닐링을 행하고, 그 후 냉각대로부터 배출되는 강판에 용융 아연 도금을 실시한다. 가습 가스를 균열대(12) 내에 공급하는데에 있어서, 강판이 상방으로 이동하는 패스에 있어서는, 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치에서, 또한 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)로부터 가습 가스를 공급하고, 강판이 하방으로 이동하는 패스에 있어서는, 상부 허스 롤(52)의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치에서, 또한 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)로부터, 가습 가스를 공급한다.

Description

용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치
본 발명은, 가열대, 균열대(a soaking zone) 및 냉각대가 이 순서로 병렬 설치된 종형의 어닐링로(vertical annealing furnace)와, 상기 냉각대의 하류에 위치하는 용융 아연 도금 설비를 갖는 연속 용융 아연 도금 장치와, 당해 장치를 이용한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 자동차, 가전, 건재 등의 분야에 있어서, 구조물의 경량화 등에 기여하는 고장력 강판(하이텐 강판)의 수요가 높아지고 있다. 하이텐 강재로서는, 예를 들면, 강 중에 Si를 함유함으로써 구멍 확장성(hole expandability)이 양호한 강판이나, Si나 Al을 함유함으로써 잔류 γ가 형성되기 쉬워 연성이 양호한 강판을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
그러나, Si를 다량으로(특히 0.2질량％ 이상) 함유하는 고장력 강판을 모재로 하여 용융 아연 도금 강판을 제조하는 경우, 이하의 문제가 있다. 용융 아연 도금 강판은, 환원 분위기 또는 비산화성 분위기 중에서 600∼900℃ 정도의 온도로 모재(base material)의 강판을 가열 어닐링한 후에, 당해 강판에 용융 아연 도금 처리를 행함으로써, 제조된다. 또한, 강판에 실시된 아연 도금을 가열 합금화하여, 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조할 수도 있다.
여기에서, 강 중의 Si는 이(易)산화성 원소로서, 일반적으로 이용되는 환원 분위기 또는 비산화성 분위기 중에서도 선택 산화되고, 강판의 표면에 농화하여, 산화물을 형성한다. 이 산화물은, 도금 처리시의 용융 아연과의 젖음성(wettability)을 저하시켜, 불(不)도금을 발생시킨다. 그 때문에, 강 중 Si 농도의 증가와 함께, 젖음성이 급격하게 저하되어 불도금이 많이 발생한다. 또한, 불도금에 이르지 않은 경우에도, 도금 밀착성이 뒤떨어진다는 문제가 있다. 또한, 강 중의 Si가 선택 산화되어 강판의 표면에 농화하면, 용융 아연 도금 후의 합금화 과정에 있어서 현저한 합금화 지연이 발생하여, 생산성을 현저하게 저해한다는 문제도 있다.
이러한 문제에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 직화형 가열로(DFF)를 이용하여, 강판의 표면을 일단 산화시킨 후, 환원 분위기하에서 강판을 어닐링함으로써, Si를 내부 산화시켜, 강판의 표면에 Si가 농화하는 것을 억제하여, 용융 아연 도금의 젖음성 및 밀착성을 향상시키는 방법이 기재되어 있다. 가열 후의 환원 어닐링에 대해서는 상법(常法)(노점(dew point)－30∼－40℃)으로 좋다고 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 순서대로 가열대 전단, 가열대 후단, 보열대 및 냉각대를 갖는 어닐링로와 용융 도금욕을 이용한 연속 어닐링 용융 도금 방법에 있어서, 강판 온도가 적어도 300℃ 이상인 영역의 강판의 가열 또는 보열을 간접 가열로 하고, 각 대(帶;zone)의 로 내 분위기를 수소 1∼10체적％, 잔부가 질소 및 불가피적 불순물로 이루어지는 분위기로 하고, 상기 가열대 전단에서 가열 중의 강판 도달 온도를 550℃ 이상 750℃ 이하로 하고, 또한, 노점을 －25℃ 미만으로 하고, 이에 이어지는 상기 가열대 후단 및 상기 보열대의 노점을 －30℃ 이상 0℃ 이하로 하고, 상기 냉각대의 노점을 －25℃ 미만으로 하는 조건으로 어닐링을 행함으로써, Si를 내부 산화시켜, 강판의 표면에 Si가 농화하는 것을 억제하는 기술이 기재되어 있다. 또한, 가열대 후단 및/또는 보열대에, 질소와 수소의 혼합 가스를 가습하여 도입하는 것도 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 강대를 어닐링로의 내부에서, 가열대, 균열대 및 냉각대의 순서로 반송하여, 상기 강대에 대하여 어닐링을 행하는 공정과, 상기 냉각대로부터 배출되는 강대에 용융 아연 도금을 실시하는 공정과, 아연 도금을 가열 합금화하는 공정을 갖고, 상기 균열대에 공급되는 환원성 가스 또는 비산화성 가스는, 가습 가스와 건조 가스를 혼합하여 얻은 혼합 가스이고, 상기 균열대의 높이 방향의 하부 1/2의 영역에 형성된 적어도 1개의 가스 공급구로부터 상기 혼합 가스를 상기 균열대 내에 공급하고, 상기 균열대의 높이 방향의 상부 1/5의 영역에서 측정되는 노점과, 하부 1/5의 영역에서 측정되는 노점을, 모두 －20℃ 이상 0℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법이 기재되어 있다.
일본공개특허공보 2010-202959호 WO2007/043273호 공보 일본공개특허공보 2016-017193호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 환원 후의 도금 밀착성은 양호하기는 하지만, Si의 내부 산화량이 부족하기 쉽고, 강 중의 Si의 영향으로 합금화 온도가 통상보다도 30∼50℃ 고온으로 되어 버리고, 그 결과 강판의 인장 강도가 저하하는 문제가 있었다. 충분한 내부 산화량을 확보하기 위해 산화량을 증가시키면, 어닐링로 내의 롤에 산화 스케일(oxide scale)이 부착하여 강판에 누름 손상, 소위 픽 업 결함(pick-up defects)이 발생한다. 이 때문에, 산화량을 단순히 증가시키는 수단은 취할 수 없다.
특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 가열대 전단, 가열대 후단, 보열대의 가열·보온을 간접 가열로 하고 있기 때문에, 특허문헌 1의 직화 가열의 경우와 같은 강판 표면의 산화가 일어나기 어렵다. 특허문헌 2에 기재된 강판 온도역에서, 소정의 노점 범위로 제어할 수 있으면, 도금 밀착성이나 합금화 온도 억제는 가능해 지지만, 실제로는 허스 롤(hearth roll) 근방에서 0℃ 부근까지 노점을 상승시키면, 강판 표면 피막과 롤 용사 피막이 반응하여 픽 업 결함이 발생하는 것을 알 수 있다. 또한, 어닐링로 내의 가스는, 라인 하류측으로부터 상류측, 즉 냉각대로부터 가열대 방향으로 흐른다. 냉각대에 건조 가스만을 공급하면, 근소한 유량 변화로도 Si 내부 산화 반응이 일어나기 쉬운 고온역의 가스 노점이 저하하여, Si 내부 산화량이 부족하기 때문에, 도금 밀착성이 악화되어 불도금부가 발생하여, 안정된 제품을 생산하는 것은 곤란했다.
특허문헌 3에 기재된 방법에는, 균열대의 높이 방향 1/2보다 하부로부터 가습 가스를 공급하기 때문에, 이하와 같은 문제가 있는 것을 알 수 있다. 즉, 가습 가스 공급구가 강판의 하강 패스에 가까우면 고(高)노점 가스가 강판에 수반하여 균열대의 하부 허스 롤에 도달하기 때문에, 당해 하부 허스 롤에서 픽 업 결함이 발생한다. 한편으로, 균열대 상부에 있어서의 강판의 하강 패스의 영역에서는, 가습 가스가 도달하지 않아 노점 상승이 충분하지 않기 때문에, Si 내부 산화량이 부족하여 도금 밀착성이 악화된다.
그래서 본 발명은, 상기 과제를 감안하여, Si 함유량이 0.2질량％ 이상인 강판에 용융 아연 도금을 실시한 경우에 도금 밀착성이 높고 양호한 도금 외관을 얻을 수 있는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자들은, 강판의 반송에 의해 발생하는 강판 수반 가스류를 이용하여 가습 가스를 균열대 내에 균일하게 확산시킨다는 착상을 얻어, 균열대 내에서의 강판의 반송 방향과, 균열대 내의 가습 가스 공급구와의 위치 관계에 착안했다. 즉, 균열대의 측면으로부터 보아 상승 패스의 강판과 겹치도록 제1 가습 가스 공급구를 형성하고, 그 때, 이 제1 가습 가스 공급구는 균열대의 하부에 형성하면, 당해 제1 가습 가스 공급구로부터 균열대 내에 공급된 가습 가스는, 강판 수반 가스류를 타고 상방향으로 확산한다. 마찬가지로, 균열대의 측면으로부터 보아 하강 패스의 강판과 겹치도록 제2 가습 가스 공급구를 형성하고, 그 때, 이 제2 가습 가스 공급구는 균열대의 상부에 형성하면, 당해 제2 가습 가스 공급구로부터 균열대 내에 공급된 가습 가스는, 강판 수반 가스류를 타고 하방향으로 확산한다. 본 발명자들은, 가습 가스 공급구를 이와 같이 배치함으로써, 가습 가스가 균일하게 균열대 내에 확산하기 때문에, 균열대 내의 노점의 분포를 균일하게 할 수 있는 것을 발견했다. 즉, 균열대 내에서 노점이 충분히 상승하지 않는 영역, 즉 Si 내부 산화가 불충분해지는 영역이 존재하지 않는 점에서, 도금 밀착성이 열화하는 일 없이, 양호한 도금 외관을 얻을 수 있다. 또한, 허스 롤 근방의 노점이 국소적으로 상승하는 일도 없기 때문에, 픽 업 결함의 발생도 억제할 수 있고, 이것도 양호한 도금 외관을 얻는 것으로 이어진다.
상기 인식에 기초하여 완성된 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.
(1) 가열대와, 균열대와, 냉각대가 이 순서로 병렬 설치된 종형의 어닐링로와, 상기 냉각대의 하류에 위치하는 용융 아연 도금 설비를 갖는 연속 용융 아연 도금 장치를 이용한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법으로서,
강판을 상기 어닐링로의 내부에서, 상기 가열대, 상기 균열대 및 상기 냉각대의 순서로 반송하여, 상기 강판에 대하여 어닐링을 행하고, 그 때, 상기 강판은, 각 대의 상부 및 하부에 각각 1개 이상 형성된 상부 허스 롤 및 하부 허스 롤을 통과하면서, 각 대의 내부에서 상하 방향으로 복수회 반송되어 복수 패스를 형성하는 공정과,
상기 용융 아연 도금 설비를 이용하여, 상기 냉각대로부터 배출되는 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 갖고,
가습 가스를 상기 균열대 내에 공급하는데에 있어서,
상기 강판이 상방으로 이동하는 패스에 있어서는, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제1 가습 가스 공급구로부터, 상기 가습 가스를 공급하고,
상기 강판이 하방으로 이동하는 패스에 있어서는, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제2 가습 가스 공급구로부터, 상기 가습 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(2) 상기 제1 가습 가스 공급구는, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 낮은 위치에 형성되고, 상기 제2 가습 가스 공급구는, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 높은 위치에 형성되는, 상기 (1)에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(3) 상기 냉각대에는, 강판 반송로를 따라 적어도 1개의 냉각 노즐이 형성되고,
상기 냉각대 내에 가습 가스를 공급하고, 그 때, 상기 냉각 노즐의 최상류 위치로부터 강판 반송로의 상류측 3.0m 이내의 위치에 형성된 제3 가습 가스 공급구로부터, 상기 가습 가스를 공급하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(4) 상기 균열대와 상기 냉각대의 연통부(communication portion)에 형성된 제4 가습 가스 공급구로부터, 당해 연통부 내에 가습 가스를 공급하는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(5) 상기 균열대의 내부에 있어서, 상기 상부 허스 롤 및 상기 하부 허스 롤의 근방의 노점은 －10℃ 이하로 하고, 상기 상부 허스 롤 및 상기 하부 허스 롤로부터 1.0m 이상 떨어진 위치의 노점은 －20℃ 이상 0℃ 이하로 하는, 상기 (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(6) 상기 연속 용융 아연 도금 장치는, 상기 용융 아연 도금 설비의 하류에 위치하는 합금화 설비를 추가로 갖고,
상기 합금화 설비를 이용하여, 상기 강판에 실시된 아연 도금을 가열 합금화하는 공정을 추가로 갖는, 상기 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(7) 상기 균열대의 높이가 20m 이상 40m 이하인, 상기 (1)∼(6) 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
(8) 가열대와, 균열대와, 냉각대가 이 순서로 병렬 설치된 종형의 어닐링로와, 상기 냉각대의 하류에 위치하는 용융 아연 도금 설비를 갖는 연속 용융 아연 도금 장치로서,
상기 가열대, 상기 균열대 및 상기 냉각대의 상부 및 하부에, 각 대의 내부에서 강판을 상하 방향으로 복수회 반송하여 복수 패스를 형성하기 위해 각각 1개 이상 형성된 상부 허스 롤 및 하부 허스 롤과,
상기 균열대에서 상기 강판이 상방으로 이동하는 패스에 있어서, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제1 가습 가스 공급구와,
상기 균열대에서 상기 강판이 하방으로 이동하는 패스에 있어서, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제2 가습 가스 공급구
를 갖는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연 도금 장치.
(9) 상기 제1 가습 가스 공급구는, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 낮은 위치에 형성되고, 상기 제2 가습 가스 공급구는, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 높은 위치에 형성되는, 상기 (8)에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.
(10) 상기 냉각대에, 강판 반송로를 따라 형성된 적어도 1개의 냉각 노즐과,
상기 냉각 노즐의 최상류 위치로부터 강판 반송로의 상류측 3.0m 이내의 위치에 형성된 제3 가습 가스 공급구를 추가로 갖는, 상기 (8) 또는 (9)에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.
(11) 상기 균열대와 상기 냉각대의 연통부에 형성된 제4 가습 가스 공급구를 추가로 갖는, 상기 (8)∼(10) 중 어느 한 항에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.
(12) 상기 용융 아연 도금 설비의 하류에 위치하는 합금화 설비를 추가로 갖는, 상기 (8)∼(11) 중 어느 한 항에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.
(13) 상기 균열대의 높이가 20m 이상 40m 이하인, 상기 (8)∼(12) 중 어느 한 항에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.
본 발명의 용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치에 의하면, Si 함유량이 0.2질량％ 이상인 강판에 용융 아연 도금을 실시한 경우에 도금 밀착성이 높고 양호한 도금 외관을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에서 이용하는 연속 용융 아연 도금 장치(100)의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 균열대(12)로의 가습 가스 및 건조 가스의 공급계, 그리고 제1 냉각대(14)로의 가습 가스의 공급계를 나타내는 개략도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
우선, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 이용하는 연속 용융 아연 도금 장치(100)의 구성을, 도 1을 참조하여 설명한다. 연속 용융 아연 도금 장치(100)는, 가열대(10), 균열대(12) 및 냉각대(14, 16)가 이 순서로 병렬 설치된 종형의 어닐링로(20)와, 냉각대(16)의 강판 통판 방향 하류에 위치하는 용융 아연 도금 설비로서의 용융 아연 도금욕(22)과, 이 용융 아연 도금욕(22)의 강판 통판 방향 하류에 위치하는 합금화 설비(23)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서 냉각대는, 제1 냉각대(14)(급냉대) 및 제2 냉각대(16)(제냉대)를 포함한다. 제2 냉각대(16)와 연결된 스나우트(snout)(18)는, 선단이 용융 아연 도금욕(22)에 침지되어 있고, 어닐링로(20)와 용융 아연 도금욕(22)이 접속되어 있다.
강판(강대(steel strip))(P)은, 가열대(10)의 하부의 강판 도입구로부터 가열대(10) 내에 도입된다. 각 대(10, 12, 14, 16)에는, 상부 및 하부에 1개 이상의 허스 롤이 배치된다. 허스 롤을 기점으로 강판(P)이 180도 되꺾이는 경우, 강판(P)은 어닐링로(20)의 소정의 대의 내부에서 상하 방향으로 복수회 반송되어, 복수 패스를 형성한다. 도 1에 있어서는, 가열대(10)에서 2패스, 균열대(12)에서 10패스, 제1 냉각대(14)에서 2패스, 제2 냉각대(16)에서 2패스의 예를 나타냈지만, 패스수는 이에 한정되지 않고, 처리 조건에 따라서 적절히 설정 가능하다. 또한, 일부의 허스 롤에서는, 강판(P)을 되꺽는 일 없이 직각으로 방향 전환시키고, 강판(P)을 다음의 대(zone)로 이동시킨다. 이와 같이 하여, 강판(P)을 어닐링로(20)의 내부에서, 가열대(10), 균열대(12) 및 냉각대(14, 16)의 순서로 반송하여, 강판(P)에 대하여 어닐링을 행할 수 있다.
각 대(10, 12, 14, 16)는, 모두 종형로이고, 그의 높이는 특별히 한정되지 않지만 20∼40m 정도로 할 수 있다. 또한, 각 대의 길이(도 1 중의 좌우 방향)는, 각 대 내에서의 패스수에 따라서 적절히 결정하면 좋고, 예를 들면, 2패스의 가열대(10)이면 0.8∼2m 정도, 10패스의 균열대(12)이면 10∼20m 정도, 2패스의 제1 냉각대(14) 및 제2 냉각대(16)이면, 각각 0.8∼2m 정도로 할 수 있다.
어닐링로(20)에 있어서, 서로 이웃하는 대는, 각각의 대의 상부끼리 또는 하부끼리를 접속하는 연통부를 통하여 연통하고 있다. 본 실시 형태에서는, 가열대(10)와 균열대(12)는, 각각의 대의 하부끼리를 접속하는 스로트(throat)(좁힘부)(11)를 통하여 연통한다. 균열대(12)와 제1 냉각대(14)는, 각각의 대의 하부끼리를 접속하는 스로트(13)를 통하여 연통한다. 제1 냉각대(14)와 제2 냉각대(16)는, 각각의 대의 하부끼리를 접속하는 스로트(15)를 통하여 연통한다. 각 스로트의 높이는 적절히 설정하면 좋지만, 각 대의 분위기의 독립성을 높이는 관점에서, 각 스로트의 높이는 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 어닐링로(20) 내의 가스는, 로의 하류로부터 상류로 흐르고, 가열대(10)의 하부의 강판 도입구로부터 배출된다.
(가열대)
본 실시 형태에 있어서, 가열대(10)에서는 래디언트 튜브(RT) 또는 전기 히터를 이용하여, 강판(P)을 간접 가열할 수 있다. 가열대(10)의 내부의 평균 온도는 500∼800℃로 하는 것이 바람직하다. 가열대(10)에는, 균열대(12)로부터의 가스가 흘러들어옴과 동시에, 별도 환원성 가스 또는 비산화성 가스가 공급된다. 환원성 가스로서는, 통상 H2-N2 혼합 가스가 이용되고, 예를 들면 H2:1∼20체적％, 잔부가 N2 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －60℃ 정도)를 들 수 있다. 또한, 비산화성 가스로서는, N2 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －60℃ 정도)를 들 수 있다. 가열대(10)로의 가스 공급은, 특별히 한정되지 않지만, 가열대 내에 균등하게 투입되도록, 높이 방향 2개소 이상, 길이 방향 1개소 이상의 투입구로부터 공급하는 것이 바람직하다. 가열대에 공급되는 가스의 유량은, 배관에 형성된 가스 유량계(도시하지 않음)에 의해 측정되고, 특별히 한정되지 않지만, 10∼100(N㎥/hr) 정도로 할 수 있다.
(균열대)
본 실시 형태에 있어서 균열대(12)에서는, 가열 수단으로서 래디언트 튜브(도시하지 않음)를 이용하여, 강판(P)을 간접 가열할 수 있다. 균열대(12)의 내부의 평균 온도는 700∼900℃로 하는 것이 바람직하다.
균열대(12)에는 환원성 가스 또는 비산화성 가스가 공급된다. 환원성 가스로서는, 통상 H2-N2 혼합 가스가 이용되고, 예를 들면 H2:1∼20체적％, 잔부가 N2 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －60℃ 정도)를 들 수 있다. 또한, 비산화성 가스로서는, N2 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －60℃ 정도)를 들 수 있다.
본 실시 형태에서는, 균열대(12)에 공급되는 가스는, 가습 가스 및 건조 가스의 2형태이다. 여기에서, 「건조 가스」란, 노점이 －60℃∼－50℃ 정도의 상기 환원성 가스 또는 비산화성 가스로서, 가습 장치에 의해 가습되어 있지 않은 것이다. 한편, 「가습 가스」란, 가습 장치에 의해 노점이 10∼30℃로 가습된 가스이다.
여기에서, Si를 0.2질량％ 이상 함유하는 성분 조성을 갖는 고장력 강판의 제조시에는, 균열대 내의 노점을 상승시키기 위해, 건조 가스에 더하여, 가습 가스를 균열대(12)에 공급한다. 이에 대하여, Si 함유량이 0.2질량％ 미만인 강판(예를 들면 인장 강도 270㎫ 정도의 보통 강판)의 제조시에는, 강판 표면의 산화를 회피하기 위해, 건조 가스만을 균열대(12)에 공급하고, 혼합 가스는 공급하지 않는다.
도 2는, 균열대(12)로의 가습 가스 및 건조 가스의 공급계를 나타내는 개략도이다. 도 2에 있어서, 상기 환원성 가스 또는 비산화성 가스(건조 가스)는, 가스 분배 장치(24)에 의해, 일부는 가습 장치(26)로 이송되고, 잔부는 건조 가스인 채로 건조 가스용 배관(30)을 통과하여, 균열대 상부에 형성된 건조 가스 공급구(32A, 32B, 32C)와, 균열대 하부에 형성된 건조 가스 공급구(34A, 34B, 34C)를 통하여, 균열대(12) 내에 공급된다. 이에 따라, 허스 롤 근방의 노점을 균열대 중심부보다도 낮게 할 수 있어, 픽 업 결함의 발생을 억제할 수 있다.
건조 가스 공급구의 위치 및 수는 도 2에 나타내는 예에는 한정되지 않고, 여러 가지의 조건을 고려하여 적절히 결정하면 좋다. 그러나, 건조 가스 공급구는, 균열대의 길이 방향을 따라 동일한 높이 위치에 복수 배치되는 것이 바람직하고, 또한, 균열대의 길이 방향으로 균등하게 배치되는 것이 바람직하다.
가습 장치로서는, 버블링식, 막 교환식, 고온 증기 첨가식 등의 가습 방법으로 건조 가스를 가습시키는 장치를 들 수 있지만, 유량 변화시의 노점 안정성으로부터, 막 교환식이 바람직하다. 도 2에 나타내는 가습 장치(26) 내에는, 불소계 혹은 폴리이미드계의 중공사막 또는 평막 등을 갖는 가습 모듈이 있고, 막의 내측에는 건조 가스를 흐르게 하고, 막의 외측에는 순환 항온 수조(28)에서 소정 온도로 조정된 순수(純水)를 순환시킨다. 불소계 혹은 폴리이미드계의 중공사막 또는 평막이란, 수분자와의 친화력을 갖는 이온 교환막의 일종이다. 중공사막의 내측과 외측에 수분 농도차가 발생하면, 그의 농도차를 균등하게 하고자 하는 힘이 발생하고, 수분은 그 힘을 드라이빙 포스(driving force)로서 낮은 수분 농도의 쪽으로 막을 투과하여 이동한다. 건조 가스 온도는, 계절이나 하루의 기온 변화에 따라서 변화하지만, 이 가습 장치에서는, 수증기 투과막을 통한 가스와 물의 접촉 면적을 충분히 취함으로써 열 교환도 행할 수 있기 때문에, 건조 가스 온도가 순환 수온보다 높거나 낮아도, 건조 가스는 설정 수온과 동일한 노점까지 가습된 가스로 되어, 고(高)정밀도의 노점 제어가 가능해진다. 가습 가스의 노점은 5∼50℃의 범위에서 임의로 제어 가능하다. 가습 가스의 노점이 배관 온도보다도 높으면 배관 내에서 결로해 버리고, 결로한 물이 직접 로 내에 침입할 가능성이 있기 때문에, 가습 가스용의 배관은 가습 가스 노점 이상 또한 외기온 이상으로 가열·보열(heated/heat-retained)되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 가습 가스는, 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)와, 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)의 2계통에서 공급된다. 가습 장치(26)에서 가습된 가스는, 가습 가스 분배 장치(36)에서 상기 2계통에 분배되고, 각각의 가습 가스용 배관(38)을 경유하여, 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)와, 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)를 통하여 균열대(12) 내에 공급된다. 또한, 부호 48은 가습 가스용 유량계, 부호 50은 가습 가스용 노점계이다.
본 실시 형태에서는, 강판(P)의 반송에 의해 발생하는 강판 수반 가스류를 이용하여 가습 가스를 균열대(12) 내에 균일하게 확산시킨다는 관점에서, 균열대(12) 내에서의 강판(P)의 반송 방향과, 균열대(12) 내의 가습 가스 공급구의 위치 관계가 중요하다. 본 실시 형태에 있어서, 강판(P)은, 균열대(12)의 상부에서 동일 높이에 설치된 5개의 상부 허스 롤(52)과, 균열대(12)의 하부에서 동일 높이에 설치된 5개의 하부 허스 롤(54)을 통과하면서, 균열대(12)의 내부에서 상하 방향으로 교대로 10회 반송되어, 10패스를 형성하고 있다. 상부 허스 롤(52) 및 하부 허스 롤(54)의 직경, 즉 인접하는 패스 간의 거리는, 800∼1000㎜ 정도인데에 대하여, 강판 수반 가스류는 강판 표면으로부터 30㎜ 정도까지 밖에 존재하지 않는다. 그래서 본 실시 형태에서는, 강판(P)이 상방으로 이동하는 패스(상승 패스)에 있어서는, 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치(즉, 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 상방향으로 1.0m 이상 5.0m 이하의 높이)에서, 또한 균열대(12)의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)로부터, 가습 가스를 공급한다. 또한, 강판(P)이 하방으로 이동하는 패스(하강 패스)에 있어서는, 상부 허스 롤(52)의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치(즉, 상부 허스 롤(52)의 중심으로부터 하방향으로 1.0m 이상 5.0m 이하의 높이)에서, 또한 균열대(12)의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)로부터, 가습 가스를 공급한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「균열대의 측면」이란, 종형로인 균열대를 구성하는 노벽 중, 상부 허스 롤(52) 및 하부 허스 롤(54)의 축 방향(즉 강판(P)의 판폭 방향)에 대하여 수직인 한 쌍의 면을 말하는 것으로 한다. 도 2는 균열대(12)의 측면으로부터 본 도면이고, 제1 가습 가스 공급구(40A∼E) 및 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)는, 균열대의 한 쌍의 측면에 형성되어 있다.
제1 가습 가스 공급구(40A∼E)로부터 공급된 가습 가스는, 상승 패스의 강판 수반 가스류를 타고 상방향으로 확산하고, 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)로부터 공급된 가습 가스는, 하강 패스의 수반 가스류를 타고 하방향으로 확산한다. 이에 따라, 가습 가스가 균일하게 균열대 내에 확산하기 때문에, 균열대 내의 노점의 분포를 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 균열대 내에서 Si 내부 산화를 충분히 촉진하면서, 픽 업 결함의 발생도 억제할 수 있다. 그 때문에, 양호한 도금 외관을 얻을 수 있다.
제1 가습 가스 공급구(40A∼E)가 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 1.0m 미만의 높이에 있으면, 가습 가스가 하부 허스 롤 근방에 체류하기 쉬워져, 하부 허스 롤에서 픽 업이 발생한다. 한편, 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)가 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 5.0m 초과의 높이에 있으면, 하부 허스 롤(54)로부터 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)까지의 구간에는 가습 가스가 도달하기 어려워, 노점이 상승하지 않기 때문에, Si 내부 산화가 불충분해진다. 따라서, 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)는, 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치에 형성한다.
제2 가습 가스 공급구(42A∼E)에 대해서도, 동일한 이유로, 상부 허스 롤(52)의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치에 형성한다.
제1 가습 가스 공급구(40A∼E)는, 상부 허스 롤(52)의 중심으로부터 2.0m 이상 낮은 위치에 형성하는 것이 바람직하고, 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)는, 하부 허스 롤(54)의 중심으로부터 2.0m 이상 높은 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가습 가스를 강판 수반 가스류에 실어 균열대 내에, 보다 균일하게 확산시킬 수 있다. 또한, 제1 가습 가스 공급구(40A∼E)로부터 공급된 가습 가스가 직접 상부 허스 롤(52)에 도달하는 것이나, 제2 가습 가스 공급구(42A∼E)로부터 공급된 가습 가스가 직접 하부 허스 롤(54)에 도달하는 것이 회피되어, 픽 업이 발생하는 것을 회피할 수 있다.
균열대(12) 내에 공급되는 가습 가스의 유량은, 특별히 한정되지 않지만, 대략 100∼400(N㎥/hr)의 범위 내로 유지된다. 또한, 균열대(12) 내에 공급되는 건조 가스의 유량은, 특별히 한정되지 않지만, Si를 0.2질량％ 이상 함유하는 성분 조성을 갖는 고장력 강판의 통판시에는, 대략 10∼300(N㎥/hr)의 범위 내로 유지된다.
(냉각대)
본 실시 형태에 있어서 냉각대(14, 16)에서는, 강판(P)이 냉각된다. 강판(P)은, 제1 냉각대(14)에서는 480∼530℃ 정도로까지 냉각되고, 제2 냉각대(16)에서는 470∼500℃ 정도로까지 냉각된다.
냉각대(14, 16)에도, 상기 환원성 가스 또는 비산화성 가스가 공급되지만, 여기에서는, 건조 가스가 공급된다. 냉각대(14, 16)로의 건조 가스의 공급은 특별히 한정되지 않지만, 냉각대 내에 균등하게 투입되도록, 높이 방향 2개소 이상, 길이 방향 2개소 이상의 투입구로부터 공급하는 것이 바람직하다. 냉각대(14, 16)에 공급되는 건조 가스의 합계 가스 유량은, 배관에 형성된 가스 유량계(도시하지 않음)에 의해 측정되고, 특별히 한정되지 않지만, 200∼1000(N㎥/hr) 정도로 할 수 있다.
냉각대(14)에는, 강판 반송로를 따라 적어도 1개의 냉각 노즐(62)이 형성된다. 냉각 노즐(62)은, 예를 들면 일본공개특허공보 2010-185101호에 기재되는 바와 같은, 강판폭보다도 긴 원관(circular pipe)이고, 원관의 연재 방향이 강판의 폭방향과 평행이 되도록 설치된다. 원관에는, 강판과 대향하는 부위에, 원관의 연재 방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 관통 구멍이 형성되고, 원관 내의 물이 당해 관통 구멍으로부터 강판을 향하여 분사된다. 냉각 노즐(62)은, 강판의 표리에 대향하도록 한 쌍으로 형성되고, 또한 한 쌍의 냉각 노즐이 강판 반송로를 따라 소정 간격으로 복수쌍(예를 들면 5∼10쌍) 배치되어, 1개의 냉각 존을 구성한다. 그리고, 당해 냉각 존은 강판 반송로를 따라 3∼6개 정도 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 도 2에서는 6개의 냉각 존을 도시하고 있다.
본 실시 형태에서는, 냉각 노즐의 최상류 위치(62A)(즉, 상기 복수의 냉각 노즐군 중에서 균열대(12)에 가장 가까운 노즐)로부터 강판 반송로의 상류측 3.0m 이내의 위치에 형성된 제3 가습 가스 공급구(44)로부터도 가습 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 균열대와 냉각대의 연통부(13)에 형성된 제4 가습 가스 공급구(46)로부터, 연통부(13) 내에 환원성 또는 비산화성의 가습 가스를 공급하는 것도 바람직하다. 균열대(12) 내에서 가습하는 범위에 관해서는, 강판 온도가 600∼900℃로 되는 영역에서 가습하는 것이 Si 내부 산화 형성의 관점에서 가장 바람직하다. 그러나, 일반적으로, 균열대(12) 내에 공급된 가스는, 라인 상류 방향 즉 가열대(10)측의 방향으로 흐른다. 즉, 강판이 최고 온도로 되는 균열대 출구 부근으로부터 냉각대(14)의 냉각 노즐(62)에 의한 냉각 개시 위치까지의 사이는, 종래의 방법에서는 건조 가스만이 흐르기 때문에 노점은 상승하지 않고, Si 내부 산화 형성에는 기여하지 않는 영역이었다. 그래서 본 실시 형태에서는, 균열대와 냉각대의 연통부(13)나 냉각대(14)의 입구 부근에도 가습 가스 공급구(44, 46)를 형성하고, 이로부터 가습 가스를 공급한다. 이에 따라, Si 내부 산화를 촉진할 수 있다. 또한, 합금화 공정을 행하는 경우에는, 합금화 온도를 보다 충분히 내리고, 인장 강도를 보다 높게 할 수 있다. 또한, 냉각대 및 연통부의 측면으로부터 본 이들 가습 가스 공급구(44, 46)의 강판과의 거리는, 50㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
균열대 내부 및 허스 롤 근방의 노점을 관리하기 위해, 균열대의 상부 허스 롤 근방의 노점 측정구(56A), 하부 허스 롤 근방의 노점 측정구(56B) 및, 균열대 중심부의 노점 측정구(56C)의 위치에 노점계를 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 균열대(12)의 내부에 있어서, 예를 들면 노점 측정구(56A, 56B)에서 측정되는 상부 허스 롤 및 하부 허스 롤의 근방(1.0m 미만)의 노점(상부 노점 및 하부 노점)은 －10℃ 이하를 유지하고, 예를 들면 노점 측정구(56C)에서 측정되는 상부 허스 롤 및 하부 허스 롤로부터 1.0m 이상 떨어진 위치의 노점(내부 노점)은 －20℃ 이상 0℃ 이하를 유지하는 것이 바람직하다.
(용융 아연 도금욕)
용융 아연 도금욕(22)을 이용하여, 제2 냉각대(16)로부터 배출되는 강판(P)에 용융 아연 도금을 실시할 수 있다. 용융 아연 도금은 정법(定法)에 따라서 행하면 좋다. 이미 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에 의해 제조된 용융 아연 도금 강판에서는, Si 내부 산화가 충분히 촉진되어 도금 밀착성이 향상하는 것과, 픽 업 결함의 발생이 억제되고 있는 것에 기인하여, 양호한 도금 외관이 얻어진다.
(합금화 설비)
합금화 설비(23)를 이용하여, 강판(P)에 실시된 아연 도금을 가열 합금화할 수 있다. 합금화 처리는 정법에 따라서 행하면 좋다. 본 실시 형태에 의하면, 합금화 온도가 고온으로 되지 않기 때문에, 제조된 합금화 용융 아연 도금 강판의 인장 강도의 저하를 억제할 수 있다. 단, 합금화 설비(23)는, 본 발명의 연속 용융 아연 도금 장치에 있어서의 임의의 설비이고, 합금화 공정은, 본 발명의 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서의 임의의 공정이다.
(강판의 성분 조성)
어닐링 및 용융 아연 도금 처리의 대상으로 하는 강판(P)은 특별히 한정되지 않지만, Si를 0.2질량％ 이상 함유하는 성분 조성의 강판, 즉 고장력 강의 경우, 본 발명의 효과를 유리하게 얻을 수 있다. 이하, 강판의 적합한 성분 조성에 대해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서 ％로 나타내는 단위는 모두 질량％이다.
C는, 강 조직으로서, 잔류 오스테나이트층이나 마르텐사이트상 등을 형성시킴으로써 가공성을 향상시키기 쉽게 하기 때문에, 0.025％ 이상이 바람직하지만, 본 발명에서는 특별히 하한을 규정하는 것은 아니다. 한편, 0.3％를 초과하면 용접성이 열화하기 때문에, C량은 0.3％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si는 강을 강화하여 양호한 재질을 얻는데에 유효한 원소이기 때문에, 고장력 강판에는 0.2％ 이상 첨가한다. Si가 0.2％ 미만에서는 고강도를 얻기 위해 고가의 합금 원소가 필요하게 된다. 한편, 2.5％를 초과하면 산화 처리에서의 산화 피막 형성이 억제되어 버린다. 또한, 합금화 온도도 고온화하기 때문에, 소망하는 기계 특성을 얻는 것이 곤란하게 된다. 따라서, Si량은 2.5％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
Mn은 강의 고강도화에 유효한 원소이다. 590㎫ 이상의 인장 강도를 확보하기 위해서는, 0.5％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, 3.0％를 초과하면 용접성이나 도금 밀착성, 강도 연성 밸런스의 확보가 곤란하게 되는 경우가 있다. 따라서, Mn량은 0.5∼3.0％로 하는 것이 바람직하다. 인장 강도가 270∼440㎫인 경우는, 1.5％ 이하로 적절히 첨가한다.
P는 강의 고강도화에는 유효한 원소이지만, 아연과 강의 합금화 반응을 지연시키기 때문에, Si를 0.2％ 이상 첨가하는 강의 경우는, 0.03％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 그 외는 강도에 따라서 적절히 첨가한다.
S는 강 강도로의 영향은 적지만, 열간 압연·냉간 압연시의 산화 피막 형성에 영향을 주기 때문에, 0.005％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 원소에 더하여, 예를 들면 Cr, Mo, Ti, Nb, V, B 등의 원소 중 1종 또는 2종 이상을 임의로 첨가할 수도 있고, 그 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이 된다.
실시예
(발명예 1, 2)
도 1 및 도 2에 나타내는 연속 용융 아연 도금 장치를 이용하여, 표 1에 나타내는 성분 조성의 강판을 표 2에 나타내는 각종 어닐링 조건으로 어닐링하고, 그 후 용융 아연 도금을 실시하여, 용융 아연 도금 강판(GI)을 제조했다. 일부의 예에서는, 합금화 공정도 행하여, 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)을 제조했다.
가열대는, 용적이 200㎥의 RT로(RT furnace)로 했다. 가열대의 내부의 평균 온도는 700∼800℃로 했다. 가열대에는, 건조 가스로서, 15체적％의 H2이고 잔부가 N2 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －50℃)를 이용했다. 가열대로의 건조 가스의 유량은, 100N㎥/hr로 했다.
균열대는, 용적이 700㎥, 상하부 허스 롤 간 거리는 20m, 높이가 24m의 RT로로 했다. 균열대 출측(出側) 목표 강판 온도와, 실제의 출측 측정 강판 온도는 표 2와 같았다. 건조 가스로서는, 15체적％의 H2이고 잔부가 N2 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －50℃)를 이용했다. 이 건조 가스의 일부를, 중공사막식 가습부를 갖는 가습 장치에 의해 가습하여, 가습 가스를 조제했다. 중공사막식 가습부는, 10대의 막 모듈로 이루어지고, 최대 100L/min의 순환수를 흐르도록 했다.
건조 가스 공급구 및 가습 가스 공급구는, 도 2에 나타내는 위치에 배치했다. 상승 패스용의 5개의 제1 가습 가스 공급구는, 하부 허스 롤의 중심으로부터 1.5∼4.0m 높은 위치 또한 상부 허스 롤의 중심으로부터 16.0∼18.5m 낮은 위치에 형성하고, 하강 패스용의 5개의 제2 가습 가스 공급구는, 상부 허스 롤의 중심으로부터 2.0∼4.5m 낮은 위치 또한 하부 허스 롤의 중심으로부터 15.5∼18.0m 높은 위치에 형성했다.
제1 냉각대 및 제2 냉각대에는, 각 대의 최하부로부터 상기 건조 가스(노점: －50℃)를 표 2에 나타내는 유량으로 공급했다. 또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 발명예 2(No.5)에서는, 연통부의 제4 가습 가스 공급구(46) 및 제1 냉각대 입구의 제3 가습 가스 공급구(44)로부터 가습 가스 공급을 행했다. 또한, 제3 가습 가스 공급구(44)는, 냉각 노즐의 최상류 위치로부터 강판 반송로의 상류측 1.5m의 위치에 있고, 제4 가습 가스 공급구(46)는, 상류측 2.8m의 위치에 있다. 또한, 발명예 1에서는, 제3 및 제4 가습 가스 공급구(44, 46)는 형성하지 않았다.
용융 아연 도금 강판(GI)을 제조한 예에서는, 도금욕온은 450℃, 도금욕 중 Al 농도 0.200％, 부착량은 가스 와이핑(gas wiping)에 의해 편면당 60g/㎡로 조절했다.
합금화 용융 아연 도금 강판(GA)을 제조한 예에서는, 도금욕온은 460℃, 도금욕 중 Al 농도 0.130％, 부착량은 가스 와이핑에 의해 편면당 50g/㎡로 조절했다. 또한, 용융 아연 도금을 실시한 후에, 피막 합금화도(Fe 함유율)가 10∼13％가 되도록, 유도 가열식 합금화로에서 합금화 처리를 행했다. 그 때의 합금화 온도는 표 2에 나타낸다.
(비교예 1∼3)
균열대 내에서의 가습 가스 공급구의 위치를 변경한 이외에는, 상기 발명예 1과 동일하게 하여, GI 및 GA의 제조를 행했다. 비교예 1에서는, 균열대 하부에만 가습 가스 공급구를 형성했다. 상승 패스 근방에는 하부 허스 롤로부터 5.5m의 위치에 5개소, 하강 패스 근방에서는 하부 허스 롤부터 1.5m의 위치에 5개소로 했다. 또한, 이들의 가습 가스 공급구는, 균열대 측면으로부터 보아 각 패스의 강판 위치와 겹쳐 있다.
비교예 2에서는, 균열대 상부 및 하부에 가습 가스 공급구를 형성했다. 상승 패스 근방에는 하부 허스 롤로부터 0.9m의 위치에 5개소, 하강 패스 근방에서는 상부 허스 롤로부터 3.5m의 위치에 5개소로 했다. 가스 공급구는 균열대 측면으로부터 보아 각 패스의 강판 위치와 겹쳐 있다.
비교예 3에서는, 가습 가스 공급구의 균열대 상하 방향 위치는 발명예 1과 동일하게 하고, 단, 패스와 패스의 중간 위치에 배치했다.
(평가 방법)
도금 외관의 평가는, 광학식의 표면 결함계에 의한 검사(φ0.5 이상의 불도금 결함이나 롤 픽 업에 의한 손상을 검출)와, 육안에 의한 합금화 불균일 판정(GA의 경우) 또는 육안에 의한 외관 모양 판정(GI의 경우)을 행했다. 모든 항목이 양호이면 ◎, 표면 결함계에 의한 검사는 합격이고, 또한 품질상 문제가 되지 않는 경도의 합금화 불균일 또는 외관 불균일이 있는 경우는 ○, 표면 품질 그레이드 저하로 되는 정도의 합금화 불균일 또는 외관 불균일이 있는 경우는 △, 표면 결함계에서 불합격이 있으면 ×로 했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 각종 조건으로 제조한 GI 및 GA의 인장 강도를 측정했다. 고장력강의 강종 A는 780㎫ 이상, 고장력강의 강종 B는 1180㎫ 이상, 고장력강의 강종 C는 980㎫ 이상을 합격으로 했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
(평가 결과)
표 2에 있어서의 종합 판정의 란은, 도금 외관이 ○이고 인장 강도도 합격인 경우에 합격으로 표기하고, 그 이외의 경우는 불합격으로 표기했다. 발명예 1, 2에 있어서는, 전체 가스 유량이 변화해도 소정 수분량을 안정적으로 공급할 수 있었기 때문에, 코일 전길이 전폭에 걸쳐 양호한 표면 외관으로 되고, 기계 특성 벗어남도 발생하지 않았다. 이에 대하여 비교예 1∼3에서는, 양호한 도금 외관을 얻을 수 없었다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 용융 아연 도금 강판의 제조 방법 및 연속 용융 아연 도금 장치에 의하면, Si 함유량이 0.2질량％ 이상인 강판에 용융 아연 도금을 실시한 경우에 도금 밀착성이 높고 양호한 도금 외관을 얻을 수 있다.
100 : 연속 용융 아연 도금 장치
10 : 가열대
12 : 균열대
14 : 제1 냉각대(급냉대)
16 : 제2 냉각대(제냉대)
11, 13, 15 : 스로트
18 : 스나우트
20 : 어닐링로
22 : 용융 아연 도금욕
23 : 합금화 설비
24 : 건조 가스 분배 장치
26 : 가습 장치
28 : 순환 항온 수조
30 : 건조 가스용 배관
32A∼C : 건조 가스 공급구
34A∼C : 건조 가스 공급구
36 : 가습 가스 분배 장치
38 : 가습 가스용 배관
40A∼E : 제1 가습 가스 공급구(상승 패스용)
42A∼E : 제2 가습 가스 공급구(하강 패스용)
44 : 제3 가습 가스 공급구(냉각대용)
46 : 제4 가습 가스 공급구(연통부용)
48 : 가습 가스 유량계
50 : 가습 가스 노점계
52 : 상부 허스 롤
54 : 하부 허스 롤
56A∼C : 노점 측정구
58 : 상부 허스 롤
60A, B : 하부 허스 롤
62 : 냉각 노즐
62A : 냉각 노즐의 최상류 위치
P : 강판

Claims (13)

  1. 가열대와, 균열대와, 냉각대가 이 순서로 병렬 설치된 종형의 어닐링로와, 상기 냉각대의 하류에 위치하는 용융 아연 도금 설비를 갖는 연속 용융 아연 도금 장치를 이용한 용융 아연 도금 강판의 제조 방법으로서,
    강판을 상기 어닐링로의 내부에서, 상기 가열대, 상기 균열대 및 상기 냉각대의 순서로 반송하여, 상기 강판에 대하여 어닐링을 행하고, 그 때, 상기 강판은, 각 대(zone)의 상부 및 하부에 각각 1개 이상 형성된 상부 허스 롤 및 하부 허스 롤을 통과하면서, 각 대의 내부에서 상하 방향으로 복수회 반송되어 복수 패스를 형성하는 공정과,
    상기 용융 아연 도금 설비를 이용하여, 상기 냉각대로부터 배출되는 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 갖고,
    가습 가스를 상기 균열대 내에 공급하는데에 있어서,
    상기 강판이 상방으로 이동하는 패스에 있어서는, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제1 가습 가스 공급구로부터, 상기 가습 가스를 공급하고,
    상기 강판이 하방으로 이동하는 패스에 있어서는, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제2 가습 가스 공급구로부터, 상기 가습 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가습 가스 공급구는, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 낮은 위치에 형성되고, 상기 제2 가습 가스 공급구는, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 높은 위치에 형성되는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각대에는, 강판 반송로를 따라 적어도 1개의 냉각 노즐이 형성되고,
    상기 냉각대 내에 가습 가스를 공급하고, 그 때, 상기 냉각 노즐의 최상류 위치로부터 강판 반송로의 상류측 3.0m 이내의 위치에 형성된 제3 가습 가스 공급구로부터, 상기 가습 가스를 공급하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균열대와 상기 냉각대의 연통부에 형성된 제4 가습 가스 공급구로부터, 당해 연통부 내에 가습 가스를 공급하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균열대의 내부에 있어서, 상기 상부 허스 롤 및 상기 하부 허스 롤의 근방의 노점은 －10℃ 이하로 하고, 상기 상부 허스 롤 및 상기 하부 허스 롤로부터 1.0m 이상 떨어진 위치의 노점은 －20℃ 이상 0℃ 이하로 하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연속 용융 아연 도금 장치는, 상기 용융 아연 도금 설비의 하류에 위치하는 합금화 설비를 추가로 갖고,
    상기 합금화 설비를 이용하여, 상기 강판에 실시된 아연 도금을 가열 합금화하는 공정을 추가로 갖는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균열대의 높이가 20m 이상 40m 이하인, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  8. 가열대와, 균열대와, 냉각대가 이 순서로 병렬 설치된 종형의 어닐링로와, 상기 냉각대의 하류에 위치하는 용융 아연 도금 설비를 갖는 연속 용융 아연 도금 장치로서,
    상기 가열대, 상기 균열대 및 상기 냉각대의 상부 및 하부에, 각 대의 내부에서 강판을 상하 방향으로 복수회 반송하여 복수 패스를 형성하기 위해 각각 1개 이상 형성된 상부 허스 롤 및 하부 허스 롤과,
    상기 균열대에서 상기 강판이 상방으로 이동하는 패스에 있어서, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 높은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제1 가습 가스 공급구와,
    상기 균열대에서 상기 강판이 하방으로 이동하는 패스에 있어서, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 1.0m 이상 5.0m 이하 낮은 위치에서, 또한 상기 균열대의 측면으로부터 보아 당해 패스의 강판과 겹치는 위치에 형성된 제2 가습 가스 공급구를 갖는 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연 도금 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 가습 가스 공급구는, 상기 상부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 낮은 위치에 형성되고, 상기 제2 가습 가스 공급구는, 상기 하부 허스 롤의 중심으로부터 2.0m 이상 높은 위치에 형성되는, 연속 용융 아연 도금 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 냉각대에, 강판 반송로를 따라 형성된 적어도 1개의 냉각 노즐과,
    상기 냉각 노즐의 최상류 위치로부터 강판 반송로의 상류측 3.0m 이내의 위치에 형성된 제3 가습 가스 공급구를 추가로 갖는, 연속 용융 아연 도금 장치.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균열대와 상기 냉각대의 연통부에 형성된 제4 가습 가스 공급구를 추가로 갖는, 연속 용융 아연 도금 장치.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 아연 도금 설비의 하류에 위치하는 합금화 설비를 추가로 갖는, 연속 용융 아연 도금 장치.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균열대의 높이가 20m 이상 40m 이하인, 연속 용융 아연 도금 장치.
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