KR20240033179A - 용융 금속 도금 강대의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

스플래시 결함의 발생을 억제하는 용융 금속 도금 강대의 제조 방법을 제공한다. 용융 금속욕 (4) 에 연속적으로 강대 (S) 를 침지시키고, 용융 금속욕 (4) 으로부터 끌어올려지는 강대 (S) 에, 강대 (S) 를 사이에 두고 배치되는 1 쌍의 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) 의 가스 분사구로부터 가스를 분사하여, 강대 (S) 의 양면에 부착된 용융 금속의 부착량을 조정하고, 연속적으로 용융 금속 도금 강대를 제조하는 용융 금속 도금 강대의 제조 방법에 있어서, 가스 분사 방향과 수평면이 이루는 각을 θ (°), 가스 분사구의 선단으로부터 강대 (S) 의 간격을 D (㎜), 가스 분사구의 폭을 B (㎜) 로 했을 때, θ : 10 ∼ 60, D/B : 3 ∼ 12, D/B : 0.1×θ＋9 이하의 범위 내에서 1 쌍의 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) 을 조업한다.

Description

용융 금속 도금 강대의 제조 방법

본 발명은, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법에 관한 것이다.

용융 금속 도금 강판의 일종인 용융 아연 도금 강판은, 건재, 자동차, 가전 등의 분야에서 널리 사용되고 있다. 그리고, 이들 용도에서는, 외관이 우수한 것이 용융 아연 도금 강판에 대하여 요구된다. 여기서, 도장 후의 외관은, 도금 두께 불균일, 흠집, 이물질 부착 등의 표면 결함의 영향을 강하게 받기 때문에, 용융 아연 도금 강판에는 표면 결함이 존재하지 않는 것이 중요하다.

연속 용융 금속 도금 라인에서는, 일반적으로 환원 분위기의 연속 어닐링로에서 어닐링된 금속대로서의 강대는, 스나우트 내를 통과하여, 도금조 (槽) 내의 용융 금속욕 중에 도입된다. 그리고, 강대는, 용융 금속욕 중의 싱크 롤, 서포트 롤을 통해서 용융 금속욕의 상방으로 끌어올려진다. 그 후, 강대의 양측에 배치된 가스 와이핑 노즐로부터 강대의 표면에 와이핑 가스를 분사하여, 강대의 표면에 부착되어 끌어올려진 잉여의 용융 금속을 긁어낸다. 이에 따라, 용융 금속의 부착량 (이하, 겉보기량이라고도 칭한다.) 이 조절된다. 여기서, 가스 와이핑 노즐은, 다양한 강대 폭에 대응함과 함께, 강대를 끌어올릴 때의 폭 방향의 위치 어긋남 등에 대응하기 위해, 통상적으로 강대 폭보다 폭넓게 구성되어, 강대의 폭 방향 단부로부터 외측까지 연장되어 있다. 이와 같은 가스 와이핑 방식에서는, 강대에 충돌한 분류 (噴流) 의 흐트러짐으로 인해 하방으로 낙하되는 용융 금속이 주위로 비산되고, 비산 중에 응고됨으로써 미세한 금속 분말, 이른바 스플래시가 되어 강대에 부착되는 것에 의한 결함 (스플래시 결함) 이 발생하여, 강대의 표면 품질의 저하를 초래한다.

또, 연속 프로세스에 있어서, 생산량을 증가시키기 위해서는, 강대 통판 속도를 증가시키면 된다. 그러나, 연속 용융 도금 프로세스에 있어서 가스 와이핑 방식으로 도금 부착량을 제어하는 경우, 도금 부착량을 일정 범위 내로 제어하기 위해서는, 와이핑 가스압을 보다 고압으로 설정하지 않을 수 없다. 그 결과, 스플래시가 대량으로 증가하여, 양호한 품질을 유지할 수 없게 된다.

상기 문제를 해결하기 위해, 이하의 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1 에는, 용융 금속 도금 시에 있어서의 용융 금속 비말의 스트립면에 대한 부착 방지 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 와이핑 가스 공급 본관과 와이핑 노즐의 사이에 금속판을 설치한다. 또한 와이핑 가스 공급 본관과 합금화로의 사이에 필터를 강판을 따른 형태로 설치한다. 특허문헌 1 에 기재된 기술에서는, 도금욕면에서 발생한 도금 금속 비말이, 와이핑 노즐의 외측을 돌아 와이핑 종료 후의 강판을 향할 때에, 필터에 의해 제거됨으로써, 강판에 스플래시가 부착되는 것을 방지한다.

특허문헌 2 에는, 와이핑 노즐 후방으로 돌출시킨 정류판 및 와이핑 노즐의 상측 전부에 둑 (weir) 을 형성함으로써, 도금 강대에 대한 스플래시의 부착을 방지하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에는, 와이핑 노즐의 상방에 사이드 노즐을 설치하고, 사이드 노즐로부터 와이핑 가스의 가스-가스 충돌역의 가스 흐트러짐에 기체를 분사하여, 스플래시 결함을 억제하는 방법이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 평5-306449호 일본 공개특허공보 2000-328218호 일본 공개특허공보 2014-80673호

그러나, 특허문헌 1 에 개시된 방법에서는, 스플래시 결함의 발생을 방지하는 효과가 불충분한 것을 알 수 있었다. 즉, 필터의 메시를 크게 하면 필터의 효과가 없어진다. 한편, 필터의 메시를 작게 하면 필터의 외측을 돈 스플래시가 스트립면에 부착되는 것은 억제된다. 그러나, 와이핑 노즐의 배면을 돌지 않고, 필터와 금속판의 사이에 직접 진입한 스플래시는 필터 밖으로 배출되기 어려워진다. 그래서, 스플래시 결함의 발생을 방지하는 효과가 불충분해진다.

또, 특허문헌 2 에 개시된 방법에서는, 와이핑 노즐의 배면을 돌아 상방으로 비래하는 스플래시가 도금 강대에 부착되는 것을 방지할 수 없다. 또, 조업 중에 와이핑 노즐 후방으로 돌출시킨 정류판 상에 퇴적된 스플래시 (금속 분말) 가, 와이핑 조건 (와이핑 가스압이나 노즐 높이 등) 의 변화에 따른 와이핑 가스 흐름의 변화로 인해 재비산하게 된다. 이 현상은 시간이 지날수록 현재화되어, 특허문헌 2 에 개시된 방법에서는, 안정적으로 스플래시 부착을 방지할 수 없음을 알 수 있었다.

특허문헌 3 에 개시된 방법에서는, 스플래시의 강판에 대한 부착은 억제할 수 있다. 그러나, 사이드 노즐로부터 토출된 가스가 스플래시를 날려버리고, 그것이 와이핑 노즐 슬릿 내부에 침입하여, 폐색함으로써 강판에 줄무늬상의 결함을 발생시키는 것이 밝혀졌다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 강대에 스플래시가 부착되는 것을 억제함으로써, 스플래시 결함의 발생을 억제하는 용융 금속 도금 강대의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 수단은 다음과 같다.

[1] 용융 금속욕에 연속적으로 강대를 침지시키고, 상기 용융 금속욕으로부터 끌어올려지는 강대에, 그 강대의 폭 방향을 따라 그 강대보다 광폭으로 연장되는 슬릿상의 가스 분사구를 갖고, 그 강대를 사이에 두고 배치되는 1 쌍의 가스 와이핑 노즐의 상기 가스 분사구로부터 가스를 분사하여, 그 강대의 양면에 부착된 용융 금속의 부착량을 조정하고, 연속적으로 용융 금속 도금 강대를 제조하는 용융 금속 도금 강대의 제조 방법에 있어서,

상기 가스 분사구로부터 분사되는 상기 가스의 분사 방향과 수평면이 이루는 각 θ (°) 를 가로축, 상기 가스 분사구의 선단과 상기 강대의 간격 D (㎜) 와 상기 가스 분사구의 폭 B (㎜) 의 몫 D/B 를 세로축으로 하여 그래프를 묘화했을 때,

상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐을, 하기 (식 1) ∼ (식 5) 로 둘러싸인 범위 내에서 조업하는, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.

D/B＝3 ···(식 1)

D/B＝0.1×θ＋9 ···(식 2)

D/B＝12 ···(식 3)

θ＝10 ···(식 4)

θ＝60 ···(식 5)

[2] 상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐의 상기 가스 분사구의 선단과 상기 용융 금속욕의 욕면 사이의 거리 H 가 50 ㎜ 이상 700 ㎜ 이하이고,

상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐로부터 분사된 직후의 가스의 온도 T (℃) 가, 상기 용융 금속의 융점 TM (℃) 과의 관계에서, TM－150≤T≤TM＋250 을 만족하는, [1] 에 기재된 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.

[3] 상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐은 각각, 노즐 헤더와 그 노즐 헤더에 연결된 상측 노즐 부재 및 하측 노즐 부재를 갖고,

상기 상측 노즐 부재의 선단 부분과 상기 하측 노즐 부재의 선단 부분이, 상기 강대의 폭 방향에 수직인 단면에서 볼 때, 서로 평행하게 대향하며 상기 가스 분사구를 형성하고,

상기 가스는, 상기 노즐 헤더의 내부를 통과하여 상기 가스 분사구로부터 분사되는, [1] 또는 [2] 에 기재된 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.

[4] 상기 노즐 헤더의 내부 압력을 2 ∼ 70 kPa 로 하는, [3] 에 기재된 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.

[5] 상기 강대의 폭 방향 양단부의 외측, 또한, 상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐의 사이에, 상기 가스 분사구와 대향하도록 배플 플레이트를 배치하는, [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 강대에 스플래시가 부착되는 것을 억제할 수 있어, 스플래시 결함의 발생이 억제된 용융 금속 도금 강대를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면, 강대 진행 방향에 대해 가스 와이핑 노즐을 소정의 범위 내에서 조업시킴으로써, 스플래시의 비산 방향이 한정된다. 그 결과, 스플래시 결함의 발생이 억제되어, 표면 품질이 우수한 용융 금속 도금 강대를 안정적으로 제조할 수 있게 된다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 가스 와이핑 노즐을 구비한 연속 용융 금속 도금 설비의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 연속 용융 금속 도금 설비에 사용되는 가스 와이핑 노즐의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 스플래시의 비산 방향을 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 각 구성을 설명하는 모식도이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 가스 분사 방향과 수평면이 이루는 각 θ 와 스플래시 결함 발생률을 조사한 결과이다.
도 6 은, 본 발명의 일 실시형태의 θ＝30°, 65°에 있어서의 스플래시 비산 방향을 나타내는 모식도이다.
도 7 은, 가스 와이핑 노즐로부터 토출되는 분류의 속도 분포를 나타내는 모식도이다.
도 8 은, θ＝10°에 있어서의 스플래시의 결함 발생 결과를 슬릿 갭 1 ㎜ 및 2 ㎜ 에 대해서 조사한 결과이다.
도 9 는, θ＝15°에 있어서의 스플래시의 결함 발생 결과를 슬릿 갭 1 ㎜ 및 2 ㎜ 에 대해서 조사한 결과이다.
도 10 은, θ＝30°에 있어서의 스플래시의 결함 발생 결과를 슬릿 갭 1 ㎜ 및 2 ㎜ 에 대해서 조사한 결과이다.
도 11 은, 본 발명에 있어서, 가스 분사 방향과 수평면이 이루는 각도 θ (°) 와 가스 분사구의 선단으로부터 강대의 간격 D (㎜) 와 가스 분사구의 폭 B (㎜) 의 몫 D/B 의 범위를 나타낸 도면이다.
도 12 는, 배플 플레이트를 배치한 경우의 일 실시형태를 나타내는 모식도 (측면도) 이다.
도 13 은, 배플 플레이트를 배치한 경우의 일 실시형태를 나타내는 모식도 (상면도) 이다.
도 14 는, 도 13 에 있어서의 강대 (S) 의 일방의 폭 방향 단부의 근방을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 15 는, 가스 와이핑 노즐의 선단부 부근을 확대하여 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로, 본 발명은, 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.

또, 도면은 모식적인 것이다. 그래서, 두께와 평면 치수의 관계, 비율 등은 현실적인 것과는 상이한 것에 유의해야 하고, 도면 상호 간에서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있다.

도 1 에는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 가스 와이핑 노즐을 구비한 연속 용융 금속 도금 설비의 개략 구성이 도시되어 있다.

도 1 에 나타내는 연속 용융 금속 도금 설비 (1) 는, 금속대로서의 강대 (S) 를, 용융 금속으로 이루어지는 용융 금속욕 (4) 에 침지시킴으로써, 강대 (S) 의 표면에 용융 금속을 연속적으로 부착시킨 후, 용융 금속을 소정의 부착량으로 하기 위한 설비이다.

연속 용융 금속 도금 설비 (1) 는, 스나우트 (2) 와 도금조 (3) 와 싱크 롤 (5) 과 서포트 롤 (6) 을 구비하고 있다.

스나우트 (2) 는, 강대 (S) 가 통과하는 공간을 구획하는 부재이다. 스나우트 (2) 는, 강대 (S) 의 진행 방향에 수직인 단면이 직사각형상의 부재이고, 그 상단이 예를 들어 연속 어닐링로의 출구측에 접속되고, 하단이 도금조 (3) 내에 저류된 용융 금속욕 (4) 내에 침지된다. 본 실시형태에 있어서는, 환원 분위기의 연속 어닐링로에서 어닐링된 강대 (S) 는, 스나우트 (2) 내를 통과하여, 도금조 (3) 내의 용융 금속욕 (4) 중에 연속적으로 도입된다. 그 후, 강대 (S) 는, 용융 금속욕 (4) 중의 싱크 롤 (5), 서포트 롤 (6) 을 통해서 용융 금속욕 (4) 으로부터 그 상방으로 끌어올려진다.

그리고, 용융 금속욕 (4) 으로부터 그 상방으로 끌어올려진 강대 (S) 의 양면에는, 당해 강대 (S) 의 양면측에 1 쌍 배치된 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) (후술하는 가스 분사구 (11)) 로부터 가스 (와이핑 가스) 가 분사되어, 강대 (S) 의 양면에 부착된 용융 금속의 부착량이 조정된다. 그 후, 강대 (S) 는, 도시되지 않은 냉각 설비에 의해 냉각되고, 후공정에 도입되어, 연속적으로 용융 금속 도금 강대가 제조된다.

1 쌍의 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) (이하, 간단히 「노즐」이라고도 한다.) 은, 용융 금속욕 (4) 상방에, 강대 (S) 를 사이에 두고 대향하며 배치된다. 노즐 (10A) 은 도 2 에 나타내는 바와 같이 그 선단에서 강대의 판 폭 방향으로 연장되는 가스 분사구 (11) (노즐 슬릿) 로부터 강대 (S) 를 향하여 가스를 분사하여, 강대의 표면의 도금 부착량을 조정한다. 타방의 노즐 (10B) 도 마찬가지이다. 이들 1 쌍의 노즐 (10A, 10B) 에 의해 잉여의 용융 금속이 긁어내어져, 강대 (S) 의 양면의 도금 부착량이 조정되고, 또한, 상기 도금 부착량이 판 폭 방향 및 판 길이 방향에서 균일화된다.

노즐 (10A) 은, 다양한 강대 폭에 대응함과 함께, 강대를 끌어올릴 때의 폭 방향의 위치 어긋남 등에 대응하기 때문에, 통상적으로 강대 폭보다 길게 구성되어, 강대의 폭 방향 단부로부터 외측까지 연장되어 있다. 또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 노즐 (10A) 은, 노즐 헤더 (12) 와, 이 노즐 헤더 (12) 에 연결된 상측 노즐 부재 (13A) 및 하측 노즐 부재 (13B) 를 갖는다. 상하측 노즐 부재 (13A, 13B) 의 선단 부분은, 강대 (S) 의 폭 방향에 수직인 단면에서 볼 때, 서로 평행하게 대향하며 가스 분사구 (11) (노즐 슬릿) 를 형성하고 있다 (도 2 중의 평행 부분). 가스 분사구 (11) 는, 강대 (S) 의 폭 방향으로 연장되어 있다. 구체적으로는, 가스 분사구 (11) 는, 강대 (S) 의 폭 방향을 따라 상기 강대 (S) 보다 광폭으로 연장되는 슬릿상으로 되어 있다. 또, 노즐 (10A) 의 종단면 형상은, 선단을 향하여 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 상하 노즐 부재 (13A, 13B) 의 선단부의 두께 (도 15 의 두께 P 를 참조) 는, 1 ∼ 3 ㎜ 정도로 하면 된다. 또, 가스 분사구의 폭 (개구 폭) B (슬릿 갭) 은, 특별히 한정되지 않지만 0.5 ∼ 3.0 ㎜ 정도로 할 수 있다. 도시되지 않은 가스 공급 기구로부터 공급되는 가스가, 노즐 헤더 (12) 의 내부를 통과하고, 또한 상하측 노즐 부재 (13A, 13B) 가 구획하는 가스 유로를 통과하여, 가스 분사구 (11) 로부터 분사되어, 강대 (S) 의 표면에 분사된다. 타방의 노즐 (10B) 도 동일한 구성을 갖는다. 이 경우, 노즐 헤더 (12) 의 내부 압력은, 도시되지 않은 압력계에 의해 계측된다. 노즐 헤더 (12) 의 내부 압력은, 가스 공급 기구의 출력에 의해 조정할 수 있다.

도 15 는, 노즐 (10A) 의 선단부 부근을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 상측 노즐 부재 (13A) 의 외면측의 테이퍼부를 상측 노즐 부재 (13A) 의 외형 테이퍼부라고 하고 (외형 테이퍼부 (131A)), 하측 노즐 부재 (13B) 의 외면측의 테이퍼부를 하측 노즐 부재 (13B) 의 외형 테이퍼부라고 한다 (외형 테이퍼부 (131B)). 또, 상측 노즐 부재 (13A) 의 외형 테이퍼부 (131A) 와 하측 노즐 부재 (13B) 의 외형 테이퍼부 (131B) 가 이루는 각도를 노즐 (10A) 의 외형 각도라고 한다 (외형 각도 α).

여기서, 용융 금속 도금 강대를 제조할 때에, 용융 금속 도금욕으로부터 연속적으로 끌어올려지는 강대의 표면에, 강대를 사이에 두고 그 양면에 대향 배치한 가스 와이핑 노즐로부터 가압 기체를 강대면에 분사하여 부착 금속의 두께가 제어된다. 그 때에 용융 금속이 비산되고, 비산 중에 응고됨으로써 금속 분말 (스플래시) 이 되어 강대에 부착되어 강대의 표면 품질을 저하시키는 문제가 있다.

여기서, 스플래시 결함이란, 스플래시가 강판에 부착됨으로써 발생하는 결함을 가리킨다. 구체적으로는, 대향하며 설치된 노즐로부터 토출되는 분류 (가스 분류) 가 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이 강판의 에지부 근방에서 충돌함으로써 분류가 진동하고, 이로 인해 용융 금속의 액막이 찢어지고, 찢어진 액막이 액적으로서 비산되는 과정에서 응고됨으로써 고체 (금속 분말) 가 되어 강판에 부착되어 발생하는 결함을 가리킨다.

본 발명자들은, 스플래시 결함의 억제 수법을 검토함에 있어서, 먼저, 스플래시 (금속 분말) 의 비산 방향을 고속도 카메라로 조사하였다. 그 결과, 일반적인 CGL (연속 용융 아연 도금 라인) 의 조업 조건인 노즐 각도 θ (가스 분사 방향과 수평면이 이루는 각)＝0°에 있어서, 스플래시는 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이 노즐 상방이나 하방으로 광범위하게 비산되어 있는 것을 알 수 있었다. 이 스플래시 결함을 억제하기 위해서, 경험상, 오퍼레이터는 노즐을 하방향으로 미세 조정 (노즐 각도 : 0 ∼ 2°) 하고 있다. 그러나, 노즐 각도의 미세 조정은 오퍼레이터의 숙련도에 의존하기 때문에, 스플래시 결함은 조업의 타이밍에 따라 불균일함이 있어, 안정되지 않았다. 그래서, 노즐을 하방향으로 크게 기울이면, 상황이 극적으로 변화하여, 스플래시 결함이 개선되는 것이 아닌가 생각하였다.

CGL 실제 라인에 있어서, 판 폭 1000 ㎜, 판 두께 1 ㎜ 의 10 t 코일을 속도 100 mpm (미터 매분) 으로 통판하였다. 그 때, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 노즐-강판 간격 10 ㎜, 노즐 각도 θ＝0 ∼ 80°, 노즐 선단 높이 500 ㎜ 의 조건 하에서, 판 폭 센터의 아연 부착량이 50±5 g/m² 가 되도록 노즐 헤더에 장착된 압력계로 나타내는 압력을 조정하였다. 그 후, CGL 출측에 설치된 결함계로 스플래시 결함 발생률을 조사하고, 노즐 각도와의 상관을 조사하였다. 또한, 스플래시 결함의 발생률은, 통과한 강대 길이에 대한, 검사 공정에서 스플래시 결함 있음으로 판정된 강대 길이의 비율이다. 또, 슬릿 갭 (가스 분사구의 폭) 은 B＝1.0 ㎜ 이다. 실험 결과를 도 5 에 나타낸다. 여기서, 1 플롯에 대하여 1 개의 코일을 사용하고 있고, 스플래시 결함 발생률의 합격 기준은 0.10 ％ 이하이다. 스플래시 결함 발생률이 0.10 ％ 이하이면, 자동차용 강판 등의 표면 품질이 엄격한 강대로서 충분한 품질이라고 할 수 있기 때문이다.

도 5 에 있어서, 스플래시 결함의 발생률은 노즐 각도 θ＝0°부근에서 크게 달라지고 있다. 이것은 노즐 각도의 미세 조정으로 스플래시 결함의 제어가 어려운 것을 시사하고 있다. 노즐을 하방향으로 기울임에 따라, 즉 노즐 각도가 커짐에 따라 스플래시 결함은 저하되었다. 그리고, θ＞60°에서 스플래시 결함이 다시 증가하였다.

스플래시 비산 상황을 고속도 카메라로 관찰한 결과를 도 6 에 나타낸다. 스플래시 결함의 발생률이 낮은 노즐 각도 θ＝30°에서는 스플래시가 노즐 하방으로만 비산되고, 결함의 발생률이 상승으로 전환된 노즐 각도 θ＝65°에서는 스플래시가 노즐 상방, 하방의 쌍방으로 비산되는 것을 알 수 있었다.

이 원인으로서 이하의 것이 생각된다. 노즐 각도 θ＝0°인 경우, 도 3 에 나타내는 바와 같이 판 에지 근방에서는 대향된 노즐로부터 토출되는 가스가 충돌한다. 노즐의 각각의 압력이 미묘하게 상이하고, 또한 시간 경과에 따른 압력 변동도 있기 때문에, 판 에지부에서 충돌하는 분류는 노즐의 상방, 하방 모두에 흐른다. 이에 수반되어 스플래시가 상방 및 하방으로 비산되는 것으로 추정된다.

하방향으로 기울인 노즐의 노즐 각도를 크게 한 조건에 있어서도 판 에지부에서 분류는 충돌하고 있다. 그러나, 욕면의 방향 (하방) 을 향하는 가스의 유량이 상방을 향하는 가스의 유량에 비해서 증가하기 때문에, 우선적으로 스플래시가 하방향으로 비산하는 것으로 생각된다. 이 결과, 노즐 상방으로 향하는 스플래시가 억제된 것으로 생각된다. 이에 따라, 스플래시의 비산 범위가 축소되어, 스플래시 결함이 저감된 것으로 추정된다. 마찬가지로, 노즐 각도 θ＝10 ∼ 60°의 범위는 스플래시가 노즐 상방으로 거의 비산되지 않은 결과, 스플래시 결함의 발생률이 0 에 가까운 값을 취한 것으로 생각된다. 이 범위에서 조업함으로써, 스플래시의 노즐 상방으로의 비산이 억제되기 때문에, 가스 분사구에 스플래시가 부착되어 노즐이 폐색된다는 조업 트러블을 억제할 수도 있다.

노즐 각도 θ＞60°에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이 노즐과 강판의 간격이 작아짐으로써, 노즐 상방으로 에어가 빠져나가기 어려워져, 소용돌이가 발생하는 것으로 생각된다. 즉, 상측 노즐 부재 (13A) 의 외형 테이퍼부와 강대 (S) 의 사이가 좁아지고, 판 에지부 근방에서 충돌하여 상방으로 향하는 가스의 흐름이 저해되어, 상기 외형 테이퍼부와 강대 (S) 의 사이에 소용돌이가 발생하기 쉬워진다. 이 경우, 판 에지부로부터 비산된 스플래시가, 발생된 소용돌이의 흐름에 의해 다양한 방향으로 비산된다. 스플래시 결함이 증가한 이유는, 이 소용돌이의 영향으로 노즐 상방으로 비산된 스플래시가 강판에 부착되었기 때문으로 생각된다.

노즐 각도 θ 에 대해서, 10°이상인 영역에서 스플래시 결함의 저감 효과가 나타나기 때문에, 하한은 10°이다. 여기서, 아연 부착량은, 가스의 강대 (S) 에 대한 충돌에 의한 충돌 압력 구배와, 가스의 강대 (S) 에 대한 충돌에 의해 아연막에 발생하는 전단력에 의해 변화하고, 노즐의 하방향의 노즐 각도가 커지면 충돌 압력 구배가 작아진다. 이 경우, 충돌 압력 구배란, 노즐로부터 토출되는 분류가 대상물 (강대) 에 충돌하는 경우의, 슬릿 갭 B 의 방향에 대응된 방향의 충돌 압력의 구배를 말한다. 그리고, 동일한 아연 부착량을 얻기 위해서는, 동일한 노즐-강판 거리 (간격) 이면 더 많은 가스 유량이 필요하여, 대용량의 컴프레서가 필요해져, 건설비가 비싸진다. 또, 앞서 서술한 바와 같이 상측 노즐 부재의 외형 테이퍼부와 강판의 사이에 소용돌이가 발생하면 스플래시 결함을 유발하여, 스플래시를 억제할 수 없다. 또한, 노즐의 외형 각도 (도 15 중의 외형 각도 α) 는 노즐의 강성을 고려하면 40 ∼ 50°정도이다. 노즐을 70°이상으로 기울이면, 70°＋20°(외형 각도의 절반)＝90°가 되어, 노즐이 강판에 접촉한다. 노즐-강판 거리도 고려하면, 노즐 각도 θ 의 상한은 60°정도가 현실적이다. 또, 노즐 각도 θ 가 60°이하인 영역에서 스플래시 결함의 저감 효과가 나타난다. 이상으로부터, 노즐 각도 θ 의 상한은 60°로 한다.

노즐 각도 θ 의 적합한 범위는 15°≤θ≤45°이다. θ≥10°에서 스플래시 결함의 저감 효과가 발현되지만, 노즐 각도 θ 를 15°이상으로 함으로써, 더욱 강판 단부의 충돌 압력의 감소를 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 노즐 각도 θ 가 작으면, 대향된 노즐로부터 토출되는 분류가 판 에지부의 외측에서 충돌 함으로써 분류가 진동하여, 강판 단부에 작용하는 압력이 저하된다. 이에 비해, 노즐 각도 θ 를 15°이상으로 함으로써, 강판 단부에 작용하는 압력이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 강판 단부의 충돌 압력이 저하되면, 잉여의 용융 금속을 긁어내는 효과가 약해진다. 노즐 각도 θ 를 15°이상으로 함으로써, 강판 단부에서 부착량이 과잉이 되는 에지 오버코트 결함을 억제할 수 있다. 그래서, 노즐 각도 θ 의 적합한 범위의 하한은 15°이다. θ＞45°인 영역에서는 욕면을 향하는 가스량이 많아져, 욕면으로부터 아연의 스플래시가 비산될 우려가 있다. 그래서, 노즐 각도 θ 의 적합한 범위의 상한은 45°이다. 또한, 욕면으로부터 아연의 스플래시가 비산되는 현상을 욕면 스플래시라고 한다. 욕면 스플래시가 발생하면, 강판에 결함이 발생하거나, 설비의 주변 환경을 악화시킨다는 문제가 발생할 수 있다.

여기서, 충돌 분류의 특성은 도 7 에 나타내는 바와 같이 노즐 선단 (가스 분사구의 선단) 에서부터 충돌판 (강대) 까지의 거리 (간격) D 를 슬릿 갭 B 로 나눈 D/B 로 정리된다. D/B 가 작은 영역에서는 분류축선 상의 평균 속도가 분류 출구 속도와 동일하고, 이 영역은 포텐셜 코어라고 불린다. 그 후, D/B 가 커짐에 따라 분류 외연부의 흐트러짐이 분류축에 도달하고 분류축선 상 속도가 감쇠하여, 포텐셜 코어가 사라지고, 분류가 완전히 흐트러진 완전 발달 영역이 된다. 본 발명자들은, 대향된 노즐로부터 토출되는 가스의 판 에지 근방에 있어서의 충돌 압력의 변동에 대하여, 포텐셜 코어의 소실에 수반되는 분류의 흐트러짐이 영향 미치고 있다고 생각하였다. 그리고, D/B 를 변화시켜 노즐 각도에 대한 스플래시 결함의 발생률을, 노즐 각도 θ＝10°, 15°, 30°에 대해서 각각 조사하였다. 결과를 도 8 ∼ 10 에 나타낸다.

도 8 ∼ 10 으로부터, 노즐 각도가 일정한 경우, 슬릿 갭 B 에 관계없이 스플래시 결함 발생률은 D/B 로 정리할 수 있음을 알 수 있다. 또, 스플래시 결함 발생률은 노즐 각도에 따라 달라진다. 이런 점에서, 스플래시 결함을 억제하기 위해서는 노즐-강판 거리를 슬릿 갭으로 나눈 D/B 및 노즐 각도의 관리가 중요한 것을 알 수 있었다.

노즐-강판 거리가 작으면 판 휨의 영향으로 노즐이 강판에 충돌할 가능성이 있으므로, D/B 의 하한은 3 으로 한다. D/B 가 커지면 포텐셜 코어의 소실에 수반되는 분류의 흐트러짐이 증대 (분류의 안정성이 악화) 하고, 이에 따라 스플래시 결함도 증가한다. 그래서, 노즐 각도 θ＝10°에서 D/B 의 상한은 10 이다 (도 8). 노즐 각도 θ 가 커짐으로써 판 에지 근방에 있어서 상방으로 비산되는 스플래시가 억제된다. 그래서, 스플래시 결함을 억제하여 조업할 수 있는 D/B 가 확대되어, 노즐 각도 θ＝30°에서는 상한이 12 이다 (도 10). 10°≤θ≤30°의 범위에서는 노즐 각도 θ＝10°와 노즐 각도 θ＝30°의 D/B 상한을 연결하는 직선의 범위 내에서, 스플래시 결함을 억제한 조업이 가능해진다. D/B 가 12 를 초과하면, 노즐 각도 θ 가 커져도 분류의 안정성이 악화되는 영향이 크기 때문에, 스플래시 결함의 저감 효과가 보이지 않게 된다. 그래서, 30°≤θ≤60°의 범위 내에서 D/B 의 상한은 12 이다.

이상, 스플래시 결함을 억제한 조업을 실현하기 위한 노즐 각도 θ 및 D/B 를 정리한 것이 (식 1) ∼ (식 5) 이다. 이상의 범위를 D/B 및 θ 에 관해서 정리한 것이 도 11 이다.

D/B＝3 ···(식 1)

D/B＝0.1×θ＋9 ···(식 2)

D/B＝12 ···(식 3)

θ＝10 ···(식 4)

θ＝60 ···(식 5)

D/B 의 적합 범위는 D/B≤10 이다. D/B≤10 으로 함으로써, 대향된 노즐로부터 토출되는 분류가 판 에지부의 외측에서 충돌하는 것에서 기인되는 강판 단부의 충돌 압력의 감소를 억제할 수 있게 되어, 에지 오버코트 결함을 억제할 수 있다. 즉, D/B 가 커지면 포텐셜 코어의 소실에 수반되는 분류의 흐트러짐이 증대하여, 대향된 노즐로부터 토출되는 분류가 판 에지부의 외측에서 충돌할 때에 발생하는 분류의 진동도 커진다. 이로 인해 발생하는 판 폭 단부에 있어서의 충돌 압력의 감소를 억제하기 위해, 상기의 범위로 하는 것이 바람직하다.

스플래시 결함을 방지하기 위한 상기 노즐 각도 θ 및 노즐-강판 거리를 슬릿 갭으로 나눈 D/B 의 적정한 범위에 있어서, 노즐 헤더 (12) 의 내부 압력 (가스압) 은, 2 ∼ 70 kPa 인 것이 바람직하다. 상기 압력은, 3 kPa 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 상기 압력은, 60 kPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 노즐 헤더 (12) 의 내부 압력이 2 kPa 미만에서는, 강판에 충돌할 때까지 동안에 분류의 흐트러짐이 커져, 스플래시 결함이 발생하기 쉬워지기 때문이다. 노즐 헤더 (12) 의 내부 압력이 70 kPa 를 초과하면, 가스를 분사하기 위한 컴프레서가 대형화되어 설비비가 비싸져, 경제적이지 않기 때문이다.

또, 상기 노즐 각도 θ 및 D/B 의 적정한 범위에 있어서, 노즐로부터 토출되는 가스의 분류 속도 (노즐 선단에 있어서의 가스 유속) 는, 100 ∼ 500 m/s 인 것이 바람직하다. 노즐로부터 토출되는 가스의 유속이 100 m/s 미만에서는, 강판에 충돌할 때까지 동안에 분류의 흐트러짐이 커져, 스플래시 결함이 발생하기 쉬워지기 때문이다. 노즐로부터 토출되는 가스의 유속이 500 m/s 를 초과하면, 가스를 분사하기 위한 컴프레서가 대형화되어 설비비가 비싸져, 경제적이지 않기 때문이다.

또한, 가스 분사구 (11) 에 형성되는 슬릿 갭의 평행부의 길이 (도 15 중의 길이 G) 는, 10 ∼ 40 ㎜ 인 것이 바람직하다. 슬릿 갭의 평행부의 길이가 10 ㎜ 미만에서는, 토출되는 분류의 포텐셜 코어의 형성이 불충분해지고, 강판에 충돌할 때까지 동안에 분류의 흐트러짐이 커져, 스플래시 결함이 발생하기 쉬워지기 때문이다. 슬릿 갭의 평행부의 길이가 40 ㎜ 를 초과하면, 슬릿 갭을 통과하는 가스의 유동에 대한 저항이 커져, 가스 분사의 효율이 저하되기 때문에, 과잉의 동력이 필요해지기 때문이다.

또, 노즐 선단 (가스 분사구의 선단) 과 용융 금속 (아연) 욕의 욕면 사이의 거리로 정의되는 노즐 선단 높이가 지나치게 낮으면, 노즐과 용융 금속 (아연) 욕의 욕면 사이에서 소용돌이가 발생하고, 이것에서 기인된 배스 주름 결함이 발생한다. 즉, 노즐로부터 분사된 가스에 의해 긁어내어져, 강판의 표면을 하방으로 향하여 흐르는 용융 금속의 유동 (백 플로) 이 불균일해짐으로써 배스 주름이 발생한다. 반대로, 노즐 선단 높이가 지나치게 높으면 강대가 용융 금속욕으로부터 상방으로 끌어올려지고 나서 와이핑 가스가 분사될 때까지 금속 (아연) 의 국소적인 응고가 시작되어 버리고, 이것에서 기인된 배스 주름 결함이 발생한다. 즉, 아연의 국소적인 응고에 의해, 강판의 표면에 있어서 아연의 점도가 불균일해짐으로써 배스 주름이 발생한다. 이 때문에, 배스 주름 결함을 억제하기 위해서는 노즐 선단 높이 H (가스 분사구의 선단과 용융 금속욕의 욕면 사이의 거리, 도 4 참조) 를 50 ㎜ 이상 700 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 노즐 선단 높이 H 는 150 ㎜ 초과 (H＞150 ㎜) 가 보다 바람직하다. 또, 노즐 선단 높이 H 는 550 ㎜ 미만 (H＜550 ㎜) 이 보다 바람직하다.

여기서, 배스 주름이란 용융 금속 도금 강판의 도금 표면에 발생하는 주름진 물결 무늬상의 모양 (주름) 이다. 이와 같은 배스 주름이 발생한 도금 강판은, 외장판의 용도에 있어서, 그 도금 표면을 도장 하지 표면으로 한 경우에, 도막의 표면 성상, 특히 평활성을 저해시킨다.

다음으로, 강대 (S) 의 제조에 있어서는, 가스 와이핑 노즐 (10) 의 노즐 슬릿으로부터 분사된 직후의 가스 (와이핑 가스) 의 온도 T (℃) 가, 용융 금속의 융점 TM (℃) 과의 관계에서, TM－150≤T≤TM＋250 을 만족하도록 와이핑 가스의 온도 제어를 실시하는 것이 바람직하다. 당해 와이핑 가스의 온도 T (℃) 를 이 범위에서 제어하면, 용융 금속의 냉각 및 응고를 억제할 수 있기 때문에, 점도 불균일이 발생하기 어려워져, 배스 주름 결함의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 당해 와이핑 가스의 온도 T (℃) 가 TM－150 ℃ 미만이면, 용융 금속의 유동성에 영향을 미치지 않기 때문에, 배스 주름 결함의 발생 억제에는 효과가 없다. 또, 당해 와이핑 가스의 온도 T (℃) 가 TM＋250 ℃ 보다 높으면, 합금화가 촉진되어, 강판의 외관이 악화되어 버린다.

또, 가스 와이핑 노즐 (10) 에 공급하는 와이핑 가스의 승온 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 열교환기에서 가열 승온시켜 공급하는 방법, 어닐링로의 연소 배기가스와 공기를 혼합하는 방법을 들 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 강대 (S) 의 폭 방향 양단부의 외측에, 바람직하게는 강대 (S) 의 폭 방향 단부 근방의 강대 연장면 상에, 1 쌍의 배플 플레이트 (20, 21) 가 배치되는 것이 바람직하다. 도 12, 도 13 은 각각, 1 쌍의 노즐 (10A, 10B) 과 함께, 배플 플레이트 (20, 21) 가 배치된 측면도 및 상면도를 나타낸다. 배플 플레이트 (20, 21) 는, 1 쌍의 노즐 (10A, 10B) 사이에 배치된다. 따라서, 배플 플레이트의 표리면은, 1 쌍의 노즐 (10A, 10B) 의 가스 분사구 (11) 와 대향한다. 배플 플레이트 (20, 21) 는, 1 쌍의 노즐 (10A, 10B) 로부터 분사된 가스끼리의 직접적인 충돌을 회피시키도록 작용함으로써, 스플래시의 저감에 기여한다. 이에 따라, 배플 플레이트를 배치함으로써, 상기 실시형태에 대하여, 스플래시 결함의 발생을 더욱 억제하는 효과가 높아진다.

배플 플레이트 (20, 21) 의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 직사각형인 것이 바람직하고, 그 중 2 변이 강대 (S) 의 폭 방향 단부의 연장 방향과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 배플 플레이트 (20, 21) 의 판 두께는, 2 ∼ 10 ㎜ 인 것이 바람직하다. 판 두께가 2 ㎜ 이상이면, 와이핑 가스의 압력으로 배플 플레이트가 변형되기 어려워진다. 판 두께가 10 ㎜ 이하이면, 와이핑 노즐과 접촉하거나, 열변형이 일어나거나 할 가능성이 낮아진다. 배플 플레이트 (20, 21) 의 강대 (S) 의 진행 방향을 따른 길이는, 1 쌍의 노즐 (10A, 10B) 로부터 분사되는 가스가 직접 충돌하는 위치보다 상방을 상단부로 하고, 하단부가 욕면의 상방 50 ㎜ 의 위치보다 하방에 위치하도록 설정하는 것이 바람직하다. 대향된 노즐로부터 토출되는 분류가 판 에지부의 외측에서 충돌하는 범위를 작게 할 수 있기 때문에, 에지 오버코트 결함을 억제할 수 있기 때문이다. 그래서, 배플 플레이트 (20, 21) 의 하단부는, 용융 금속욕에 침지되도록 배치해도 된다.

도 14 는, 도 13 에 있어서의 강대 (S) 의 일방의 폭 방향 단부의 근방을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 14 를 참조하여, 강대의 폭 방향 단부와 배플 플레이트의 거리 E 는, 10 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 5 ㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 대향 분류의 직접적인 충돌을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또, 강대가 사행했을 때에 배플 플레이트와 접촉할 가능성을 저감시키는 관점에서, 당해 거리 E 는 3 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

배플 플레이트의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 본 실시형태에서는, 배플 플레이트가 욕면으로부터 가깝기 때문에, 톱 드로스나 스플래시가 부착되어, 배플 플레이트와 합금화되어 고착될 가능성이 고려된다. 또, 배플 플레이트가 욕 중에 침지되어 있는 경우에는, 상기 합금화뿐만 아니라 열변형도 고려할 필요가 있다. 이 관점에서, 배플 플레이트의 재질로서는, 철판에 아연을 튕겨내기 쉬운 질화붕소계의 스프레이를 도포한 것이나, 아연과 반응하기 어려운 SUS316L 등을 들 수 있다. 또한, 알루미나, 질화규소, 및 탄화규소 등의 세라믹스는, 합금화와 열변형의 양방을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

또, 본 실시형태에 관련된 가스 와이핑 노즐 및 용융 금속 도금 강대의 제조 방법을 적용하여 제조되는 용융 금속 도금 강대로서는, 용융 아연 도금 강대를 들 수 있다. 이 용융 아연 도금 강대는, 용융 아연 도금 처리 후 합금화 처리를 실시하지 않은 도금 강판 (GI) 과, 합금화 처리를 실시하는 도금 강판 (GA) 중 어느 것이나 포함한다. 다만, 본 실시형태에 관련된 가스 와이핑 노즐 및 용융 금속 도금 강대의 제조 방법을 적용하여 제조되는 용융 금속 도금 강대는, 이것에 한정되지 않고, 아연 이외의 알루미늄, 주석 등의 다른 용융 금속을 포함하는 용융 금속 도금 강대 전반을 포함하는 것이다.

본 발명의 용융 금속 도금 강대의 제조 방법은, 일 실시형태로서 가스 (와이핑 가스) 의 분사 방향과 수평면이 이루는 각 θ (°) 를 가로축, 가스 분사구 (11) 의 선단과 강대 (S) 의 간격 D (㎜) 와 가스 분사구 (11) 의 폭 B (㎜) 의 몫 D/B 를 세로축으로 하여 그래프를 묘화하는 스텝과, 상기 스텝에서 묘화한 그래프에 있어서 상기 서술한 (식 1) ∼ (식 5) 에 의해 조업 범위를 정하는 스텝과, 상기 스텝에서 정한 조업 범위 내에 있어서 상기 서술한 1 쌍의 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) 을 조업하는 스텝을 갖는다.

실시예

[실시예 1]

도 1 에 나타내는 기본 구성의 연속 용융 금속 도금 설비 (1) 를 사용하여, 판 두께 1.0 ㎜, 판 폭 1200 ㎜ 의 강대 (S) 를 통판 속도 1.67 m/s (100 mpm) 로 용융 아연욕에 침입시키고, 표 1 의 조건에서 용융 아연 도금 강대를 제조하였다. 또, 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) 에 관해서, 가스 분사구 (11) 의 폭 B 는 1 ㎜ 이다. 실험 시의 용융 아연욕의 온도는 460 ℃, 가스 와이핑 노즐 선단의 가스 온도 T 는 100 ℃ 또는 450 ℃ 이다. 또, 표 1 의 조건에 있어서, 판 폭 센터의 부착량이 50±5 g/m² 에 포함되도록 가스에 와이핑 노즐의 가스압 (노즐 헤더의 내부 압력) 을 조정하였다.

스플래시 결함 발생률은, CGL (연속 용융 아연 도금 라인) 출측의 검사 공정에서, 통과한 강대 길이에 대한, 스플래시 결함 있음으로 판정된 강대 길이의 비율이며, 0.10 ％ 이하로 합격으로 하였다.

또, 육안으로 용융 아연욕의 욕면의 관찰을 실시하고, 욕면 스플래시의 발생을 평가하였다.

배스 주름 평가는, CGL 출측의 검사 공정에서 이하의 기준으로 평가하였다.

△ : 육안으로 배스 주름을 확인할 수 있는 용융 아연 도금 강판

○ : 육안으로 배스 주름을 확인할 수 없는 용융 아연 도금 강판

또, CGL 출측에서 코일로부터 절단된 판을 채취하고, 판 폭 센터 및 판 폭 에지로부터 내측으로 50 ㎜ 인 위치에 있어서 직경 48 ㎜ 의 부착량 분석용 샘플을 채취하였다. 얻어진 샘플의 부착량 분석을 실시하여, 판 폭 센터에 대한 판 폭 에지의 부착량 증가율을 에지 오버코트율 (EOC 율) 로서 결과를 정리하였다.

배스 주름 평가 「○」, 또한 EOC 율 : 5.0 ％ 이하가 되는 것이 바람직하다.

실험 결과를 표 1 에 나타낸다. 발명예 1 ∼ 22 의 조건은, 가스 분사 방향과 수평면이 이루는 각 θ (°) 를 가로축, 가스 분사구의 선단으로부터 강대의 간격 D (㎜) 와 가스 분사구의 폭 B (㎜) 의 몫 D/B 를 세로축으로 하여 묘화 한 그래프에 있어서, 하기 (식 1) ∼ (식 5) 로 둘러싸인 범위 내에 들어가 있다. 즉, 발명예 1 ∼ 22 는, 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) 을 상기 범위 내에서 조업한 예이다.

D/B＝3 ···(식 1)

D/B＝0.1×θ＋9 ···(식 2)

D/B＝12 ···(식 3)

θ＝10 ···(식 4)

θ＝60 ···(식 5)

이상의 조건에서는, 스플래시 결함 발생률이 0.10 ％ 이하가 되어, 합격이 되었다.

또, 하기 적합 범위 안에 들어가는 영역에서 조업을 실시한 발명예 2, 3, 6, 13, 14 는 욕면 스플래시의 발생도 없으며, EOC 율도 5.0 ％ 이하가 되고 과잉의 아연을 소비하지 않고, 스플래시 결함의 부착도 억제된 강판을 제조할 수 있었다.

D/B＝3 ···(식 1)

D/B＝10 ···(식 6)

θ＝15 ···(식 7)

θ＝45 ···(식 8)

한편, 비교예 1 ∼ 16 의 조건은, (식 1) ∼ (식 5) 로 둘러싸인 범위를 벗어나 있고, 스플래시 결함 발생률이 0.10 ％ 를 초과하여, 불합격이 되었다. 또, 비교예 14 ∼ 16 은, 일본 공개특허공보 2018-9220호에 기재된 조건으로 강대의 제조를 실시한 예이다. 비교예 14 ∼ 16 의 조건에서는, 노즐 높이가 350 ㎜ 로 설정되기 때문에, 배스 주름은 억제되지만, 조업 조건이 상기 범위를 벗어나 있고, 스플래시 결함이 악화되어 불합격이 되었다. 또 에지 오버코트도 악화되었다.

[실시예 2]

본 발명의 다른 실시예로서, 실시예 1 과 동일하게, 도 1 에 나타내는 기본 구성의 연속 용융 금속 도금 설비 (1) 를 사용하여, 판 두께 1.0 ㎜, 판 폭 1200 ㎜ 의 용융 아연 도금 강대를 제조한 예에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 강대 (S) 를 통판 속도 0.75 ∼ 2.16 m/s (45 ∼ 130 mpm) 로 용융 아연욕에 침입시키고, 표 2 의 조건에서 용융 아연 도금 강대를 제조하였다. 가스 와이핑 노즐 (10A, 10B) 의 가스 분사구 (11) 의 폭 B 는 1.0 ∼ 1.4 ㎜ 이며, 슬릿 갭의 평행부의 길이 G 는, 30 ㎜ 로 하였다. 또한, 본 실시예에서는, 강대 (S) 의 폭 방향 양단부의 외측에, 1 쌍의 배플 플레이트를 배치하였다. 상기 배플 플레이트의 판 두께는 5 ㎜ 이며, 강대의 폭 방향 단부와 상기 배플 플레이트의 거리 E 를 5 ㎜ 로 하고, 배플 플레이트의 하단부가 용융 아연욕의 욕면보다 30 ㎜ 상방에 위치하도록 상기 배플 플레이트를 배치하였다. 용융 아연욕의 온도는 460 ℃, 가스 와이핑 노즐 선단의 가스 온도 T 는 450 ℃ 이다. 강대 (S) 의 판 폭 중앙부의 부착량이 표 2 에 나타낸 값이 되도록 와이핑 노즐의 가스압 (노즐 헤더의 내부 압력) 을 조정하였다.

스플래시 결함 발생률, 욕면 스플래시, 배스 주름, 및 에지 오버코트율의 평가 방법은, 실시예 1 과 동일하다. 실험 결과를 표 2 에 나타낸다.

발명예 23 ∼ 29 는, 가스 분사 방향과 수평면이 이루는 각 θ (°) 를 가로축, 가스 분사구의 선단으로부터 강대의 간격 D (㎜) 와 가스 분사구의 폭 B (㎜) 의 몫 D/B 를 세로축으로 하여 묘화한 그래프에 있어서, 상기 서술한 (식 1) ∼ (식 5) 에 둘러싸인 범위 내에서 조업한 것이다. 또한, 발명예 23 ∼ 29 는, 하기 적합 범위 안에 들어가는 조건에서 조업을 실시한 것이다.

D/B＝3 ···(식 1)

D/B＝10 ···(식 6)

θ＝15 ···(식 7)

θ＝45 ···(식 8)

또한, 발명예 23 ∼ 29 는, 가스 분사구의 선단과 용융 아연욕의 욕면 사이의 거리 H 가 50 ㎜ 이상 700 ㎜ 이하인 범위에 있고, 가스 와이핑 노즐로부터 분사된 직후의 가스의 온도 T (℃) 가, 용융 아연의 융점 TM (℃) 과의 관계에서, TM－150≤T≤TM＋250 을 만족하는 조건으로 조업한 것이다.

표 2 의 결과로부터는, 발명예 23 ∼ 29 에서는, 스플래시 결함 발생률이 0.10 ％ 이하가 되어 합격이었다. 또, 욕면 스플래시의 발생도 없으며, EOC 율도 5.0 ％ 이하가 되었다. 이상으로부터, 본 실시예에 의해, 강대에 스플래시가 부착되는 것을 억제할 수 있고, 스플래시 결함의 발생이 억제된 용융 아연 도금 강대를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 배스 주름과 같은 용융 아연 도금 강대의 표면 품질 불량을 방지함과 함께, 에지 오버코트를 억제하여 아연 수율을 향상시킨 용융 아연 도금 강대를 제조할 수 있는 것을 확인하였다.

S : 강대
1 : 연속 용융 금속 도금 설비
2 : 스나우트
3 : 도금조
4 : 용융 금속욕
5 : 싱크 롤
6 : 서포트 롤
10A, 10B : 가스 와이핑 노즐
11 : 가스 분사구
12 : 노즐 헤더
13A : 상측 노즐 부재
13B : 하측 노즐 부재
20, 21 : 배플 플레이트
131A : 상측 노즐 부재의 외형 테이퍼부
131B : 하측 노즐 부재의 외형 테이퍼부

Claims (5)

1. 용융 금속욕에 연속적으로 강대를 침지시키고, 상기 용융 금속욕으로부터 끌어올려지는 강대에, 그 강대의 폭 방향을 따라 그 강대보다 광폭으로 연장되는 슬릿상의 가스 분사구를 갖고, 그 강대를 사이에 두고 배치되는 1 쌍의 가스 와이핑 노즐의 상기 가스 분사구로부터 가스를 분사하여, 그 강대의 양면에 부착된 용융 금속의 부착량을 조정하고, 연속적으로 용융 금속 도금 강대를 제조하는 용융 금속 도금 강대의 제조 방법에 있어서,
   상기 가스 분사구로부터 분사되는 상기 가스의 분사 방향과 수평면이 이루는 각 θ (°) 를 가로축, 상기 가스 분사구의 선단과 상기 강대의 간격 D (㎜) 와 상기 가스 분사구의 폭 B (㎜) 의 몫 D/B 를 세로축으로 하여 그래프를 묘화했을 때,
   상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐을, 하기 (식 1) ∼ (식 5) 로 둘러싸인 범위 내에서 조업하는, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.
   D/B＝3 ···(식 1)
   D/B＝0.1×θ＋9 ···(식 2)
   D/B＝12 ···(식 3)
   θ＝10 ···(식 4)
   θ＝60 ···(식 5)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐의 상기 가스 분사구의 선단과 상기 용융 금속욕의 욕면 사이의 거리 H 가 50 ㎜ 이상 700 ㎜ 이하이고,
   상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐로부터 분사된 직후의 가스의 온도 T (℃) 가, 상기 용융 금속의 융점 TM (℃) 과의 관계에서, TM－150≤T≤TM＋250 을 만족하는, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐은 각각, 노즐 헤더와 그 노즐 헤더에 연결된 상측 노즐 부재 및 하측 노즐 부재를 갖고,
   상기 상측 노즐 부재의 선단 부분과 상기 하측 노즐 부재의 선단 부분이, 상기 강대의 폭 방향에 수직인 단면에서 볼 때, 서로 평행하게 대향하며 상기 가스 분사구를 형성하고,
   상기 가스는, 상기 노즐 헤더의 내부를 통과하여 상기 가스 분사구로부터 분사되는, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 노즐 헤더의 내부 압력을 2 ∼ 70 kPa 로 하는, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강대의 폭 방향 양단부의 외측, 또한, 상기 1 쌍의 가스 와이핑 노즐의 사이에, 상기 가스 분사구와 대향하도록 배플 플레이트를 배치하는, 용융 금속 도금 강대의 제조 방법.