KR920002008B1

KR920002008B1 - 철 기본금속의 액막피복용 로울, 그 장치 및 방법

Info

Publication number: KR920002008B1
Application number: KR1019870004833A
Authority: KR
Inventors: 알랜 테일러 토머스; 클라크 타커 2세 로버트
Original assignee: 유니온 카바이드 코포레이션; 티모씨 엔. 비숍.
Priority date: 1986-05-15
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1992-03-09
Also published as: EP0245862A1; CA1302805C; JPS6324049A; KR870011269A; DE3773256D1; JP2584627B2; EP0245862B1

Abstract

내용 없음.

Description

철 기본금속의 액막피복용 로울, 그 장치 및 방법

제1도는 본 발명에 따른 탑형로울 및 갈버닐링 부분(galvanneraling section)을 가지는 용융 도금(hotdip galvanizing)장치의 단면의 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 탑형로울의 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 탑형로울의 표면의 절단부분의 개략도.

제4도는 본 발명에 따른 컨베이어를 사용하는 수평 아연도금 밀(mill)의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 용기 102 : 용융아연

104 : 로울 106 : 판금

108 : 공기칼 100 : 갈버닐링유닛

112 : 안내로울 114 : 탑형로울

200 : 탑형로울 202 : 측면

204 : 환상지지구조물 206 : 스포우크

208 : 구동축 302 : 피복

304 : 중간피복 306 : 금속하부구조

400 : 철 기본제품 402, 412, 418 : 콘베이어

404, 414 : 구동로울러 406, 416 : 엔드로울러

408 : 용융아연 410 : 용기

420, 422 : 구동로울

본 발명은 철 기본판금의 연속용융도금을 위한 방법 및 장치와 같은 철-함유 금속의 보호성 피복을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

철-기본 금속의 부식은 금속을 보호성 금속 피복제, 즉 아연, 주석, 알루미늄, 납, 또는 이들의 혼합물 또는 합금과 같은 양극성 또는 음극성 금속으로 피복시킴으로써 억제될 수 있다. 아연과 같은 양극성 재료는 전기 방식성이 있어서 기본 기판에 부식 보호를 제공하고, 반면에 음극성 재료는 대표적으로 장벽층으로서 사용된다. 철-기본 금속기판에 상기 금속들을 용착시키는 것을 본원에서는 “보호성 금속 피복 공정”이라고 명명한다. 보호성 금속 피복 공정은, 기판을 피복을 위한 용융보호성 금속 피복제를 담고있는 용기에 침지시키거나, 또는 기판에 보호성 금속 피복재의 액막을 분무하거나, 또는 다른 방법으로 도포함으로써 수행될 수 있다. 이러한 유형의 공정을 본원에서는 “액막 피복 공정”이라고 명명한다.

아연 도금(아연 피복)은 액막 피복을 위해 널리 실시되는 공정이고, 통상적으로 피복을 수행하기 위해 금속 기판을 용융 아연을 담고 있는 용기에 침지시킨 후, 금속 기판을 용기로부터 빼냄으로써 실행된다(＂용융도금＂공정). 전형적으로, 판금을 아연 도금하기 위한 연속공정에서는, 판금을 용융 아연으로부터 수직으로 빼내고, 박판의 이동방향을 바꿀 수 있는 탑형로울로 통과시킨다. 이 공정에서, 탑형로울은 용융 아연을 담고 있는 용기보다 약 10내지 80m위에 위치할 수 있다. 이러한 거리는 박판의 이동속도하에서, 아연이 탑형로울에 옮겨지지 않도록 아연 피복을 충분히 응고시키기에 필요한 시간에 근거하여 선택된다. 일반적으로, 로울에 접축하는 아연 또는 다른 보호성 금속 피복제는 용융상태, 반고체 또는 고체 상태일 수 있다. 고체이지만 여전히 고온인 경우에도, 보호성 금속 피복재는 충분한 피복강도를 나타내지 않기 때문에, 로울에 옮겨질 수 있다. 즉, 피복은 소성 상태에 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 로울 표면에 전달되기 쉽다.

보호성 금속 피복재를 도포하는데에 대한 그밖의 정보는 참고문헌으로서 본원에 인용된 다음 문헌에서 찾을 수 있다[참고문헌:＂THE MAKING, SHAPING AND TREATING OF STEEL＂, 제10판, 1985, Association of Iron and Steel Engineers United States Steel Corporation].

자동차 및 다른 산업에서 내식성에 대한 강조에 따라, 보호성 금속 피복 공정, 특히 아연 도금은 조립용철 기본금속에 대해 요구되는 후처리 방법이다. 이러한 많은 용도에서는, 보호성 금속 피복제가 도장되어야 하고, 그 결과 야기된 다듬질은 최종 소비자를 만족시키기 위해 매우 매끄러워야 한다. 불행히도, 아연 도금 다듬질은 ＂스팽글(spangles)＂이라 칭해지는, 큰 볼록 패턴(relief patterns)을 제공하는 결정 구조를 특징으로 하고, 페인트를 통해 나타나는 그것의 결정 패턴 없이는 도장하기가 어렵다.

최근에는, 갈버닐링(galvannealing)으로 언급되는 변형된 공정이 실제로 스팽글이 없으면서 기계적 성질이 보다 우수한 아연 도금 피복을 제공하는 것으로 인정되고 있다. 갈버닐링 공정에서, 용융 아연 욕을 빠져나온 아연 도금 피복을 제공하는 것으로 인정되고 있다. 갈버닐링 공정에서, 용융 아연 욕을 빠져나온 아연-피복 기판은 아연-철 합금이 형성될 수 있는 충분한 시간동안 가열된다. 이 합금은 쉽게 도장될 수 있고, 소비자에게 양질의 마무리 제품을 제공하는, 비교적 균일한 무광택 마무리를 갖는다.

갈버닐링 기술을 이용하기 위해 통상적인 아연 도금 공정을 채택할 경우에는 어려움이 있다. 전술한 바와 같이, 용융 아연을 담고 있는 용기와 탑형로울 사이의 거리는, 박판이 탑형로울과 접촉하기전에 아연 피복이 충분히 응고되어, 아연이 탑형로울 표면으로 옮겨지지 않을 정도로 선택된다. 갈버닐링 유닛이 그 사이에 끼워지도록 설치됨으로써, 판금이 탑형로울과 접촉하기 전에 냉각이 일어날 수 있는 거리가 단축된다. 정상 생산속도가 유지된다면, 아연은 탑형 로울에 접촉하기전에 충분히 응고되지 않는다. 이 접촉이 마무리의 품질의 악영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 예를들면 탑형로울상에서 아연의 용착이 일어나고, 이것은 판금 표면을 손상시키거나 또는 박판 표면에 구멍을 내기도 한다.

물을 사용한 외부 냉각, 또는 물 또는 글리콜 용액을 사용한 내부 냉각에 의해서, 탑형로울을 냉각시키는 것을 포함하는, 탑형로울상의 용착을 제거하려는 제안이 있었다. 탑형로울을 냉각시킴으로써, 더 냉각된 표면은 아연에 대한 친화력을 덜 가질 것이고, 이 저온 처리에 의해 로울로부터 옮겨진 어떠한 아연 입자도 쪼개질 것으로 여겨진다. 이 공정은 성공적이지 못한 것으로 입증되었다. 픽업(pick-up)이 여전히 발생하였고, 일부 경우에는, 로울 표면의 온도변화로 판금의 굽힘(buckling) 또는 비틀림(warping)이 발생하였다. 아연 도금 판금의 직접 분무 또한 판금을 굽히거나 비틀리게 하는 온도변화 때문에 성공적이지 못한 것으로 밝혀졌다. 또하나의 제안은 블레이드(blade)로 탑형로울의 표면을 긁어서 축적된 아연을 제거하는 것이다. 이 해결방법은 아연을 적절하게 제거하는데에 효과적이지 못하고, 문제점은 계속 남아있다. 충분한 냉각으로 아연 옮김을 방지하기 위하여, 아연 도금 금속의 생산율을 감소시키거나 또는 탑형 로울을 더 올려서 장치를 개조하는 것도 가능하다. 첫번째 대안은 생산 용량이 감소되기 때문에 적합하지 않고, 두번째 대안은 기존 장치를 개조하는데에 상당한 비용이 들게 된다.

가장 일반적인 실행은 탑형로울을 주기적으로 수리하고 교체하는 것이다. 그러나, 탑형로울의 위치 및 밀내의 그 위치로 인한 탑형로울 부근의 열 때문에, 이 작업은 어렵고, 시간을 소비하는 일이며, 생산성의 손실과 고르지 못한 품질을 초래한다.

본 발명은 보호성 금속피복재료가 통상의 로울 표면으로 옮겨지지 않을 만큼 아직 충분히 냉각되지 않거나 또는 응고되지 않은 상태에서, 재료가 옮겨지지 않으면서, 액막 피복 기술에 의해 보호성 금속피복재료가 도포된 철-기본 금속을 탑형로울, 콘베이어 로울, 안내 로울등과 같은 로울에 접촉시켜서 합격 마무리를 얻을 수 있는, 즉 지나친 양의 보호성 금속 피복재가 로울에 옮겨지지 않는, 방법 및 장치를 제공한다. 따라서, 본 발명을 이용하는 경우, 기존 탑형 로울의 배열과 생산 속도를 여전히 사용하면서, 갈버닐링 유닛을 포함하도록 통상의 아연 도금 밀을 개조할 수 있다. 본 발명은 또한 다른 유형의 밀에 유용하다.

본 발명에 따라서, 보호성 금속피복재료가 접촉하게 되는 로울은 보호성 금속이 피복된 금속과 접촉하기 위한 표면을 한정하는 본체(body)로 이루어지며, 이본체는 본체 축 둘레를 회전하도록 만들어지고, 이 본체에서, 금속과 접촉하게 되는 표면의 적어도 일부는 세라믹 표면이거나 또는 장벽시스템(barrier system)이다. 세라믹 표면 또는 장벽은 내화성 산화물이고, 약 20미크론 이상의 두께를 갖는다. 유리하게는, 로울은 연속방법으로 판금의 액막 피복용 장치에 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 금속을 용융 보호성 금속 피복제와 접촉시켜서 금속에 보호성 금속 피복제를 피복시킨후, 금속을 바람직한 방향으로 향하게 하기위해 본 발명에 따르는 로울과 이 금속을 접속시키는, 금속의 액막 피복방법에 관한 것이며, 상기 접촉은 피복재가 옮겨질 수 있는 동안 일어난다.

본 발명의 또 하나의 일면에 있어서, 보호성 금속이 피복된 재료는 연속 콘베이어와 접촉하고, 콘베이어의 접촉표면은 세라믹 표면시스템이다. 콘베이어는 실제로 콘베이어의 이동방향에 수직인 폭이 좁은 스트립으로 이루어지고, 이 스트립은 서로에 대해서 움직일 수 있거나, 또는 느슨하게 지그재그로 맞물림상태에서 움직일 수 있다.

상기 규정한 바와 같이, 보호성 금속 피복재는 이것이 액체 상태에 있거나, 또는 심지어는 고체상태에 있을때에도, 즉, 이것이 아직 충분히 냉각되거나 응고되지 않았거나, 또는 보호성 금속 피복이 점성 또는 소성 상태에 있다고 말할 수 있을 때에도, 표면에 옮겨질 수 있다.

보호성 금속피복재료가 탑형로울에 옮겨지는 메카니즘은 정확하게 이해되지 않고, 아마도 피복재와 탑형로울 표면 모두에 의존할 것이다. 특히 보호성 금속피복재료의 온도가 매우 중요하다. 탑형로울 표면과 처음 접할때 보호성 금속피복재료는 일반적으로 이것의 고상선(solidus)온도 아래에 있지만, 일부 경우에는 고상선 온도와 액상선(liquidus)온도 사이에 있을 수 있다. 즉, 재료의 일부는 고체이고, 일부는 액체일 수 있다. 어느 경우에도, 재료는 높은 소성 또는 점성 상태에 있고, 로울표면에 쉽게 옮겨진다. 이 옮김은 점착 또는 마모의 결과로서 일어날 수 있다. 점착성 옮김은 보호성 금속 피복재와 탑형로울 표면 사이에서 피복재의 내부 응집력 또는 기관에 대한 피복재의 결합보다 강한 화학 결합이 형성될 때 일어난다. 마모성 옮김은 보호성 금속 피복보다 더 강한 표면의 꺼칠꺼칠함이 피복재료를 파낼때 발생할 수 있다. 피복 강도가 온도감소에 따라 증가하기 때문에, 피복재료의 온도가 감소함에 따라서, 이들 기구들중의 어느 것도 작용할 가능성은 감소한다. 일단 소량의 보호성 금속피복 재료가 탑형로울 표면으로 옮겨지면, 추가재료가 이 옮겨진 재료상에 쌓아올려져서, 결국에는 피복된 판금을 손상시킬 수 있는 큰 덩어리가 형성된다.

본 발명의 로울은 많은 보호성 금속피복공정에서 다양한 용도로 사용될 수 있다. 액막피복공정은 용융도금공정과 분무공정을 포함한다. 용융도금공정에서는, 처리할 금속을 용융보호성 금속피복재료를 담고있는 용기내에 침지시키고, 일반적으로 위방향으로 끌어낸다. 연속공정에서는, 가장 일반적으로, 금속을 수직으로 끌어내서, 탑형로울로 보낸다. 그리고나서, 금속의 방향을 바꾸고, 그밖의 냉각부에 있는 여러 로울상으로 통과시킨 후, 금속을 더 처리하거나, 또는 사용을 위해 포장할 수 있다.

또 하나의 용융-도금공정은 금속을 용기로부터 운반과 냉각을 위해 실제로 수평인 콘베이어로 이동시키는 것을 포함한다. 이 공정은, 보호성 금속피복재료를 연속판금보다는 오히려, 금속 조각에 피복시킬 때 사용된다. 콘베이어 시스템은 본 발명에 따른 로울러 또는 연속콘베이어로 구성된다.

분무 공정에 있어서, 용융된 보호성 금속피복재료는 금속기판에 분무되어 접촉된다. 분무공정을 사용할때 종종, 보호성 금속피복재료는, 더 냉각된 금속 기판과 접촉하자마자, 즉시 응고한다. 그러나, 이러한 경우에, 본 발명은 보호성 금속피복재료가 옮겨질 수 있다면, 계속 유용할 수 있다.

액막피복기술을 이용하여 주석, 터언금속(납과 주석), 구리 및 동합금이 사용될 수 있지만, 가장 일반적으로 사용되는 보호성 금속피복재료는 아연, 알루미늄, 알루미늄-아연합금 및, 알루미늄-실리콘 합금을 포함한다. 금속 기판은 철 기본 금속이고, 종종 주철 또는 강이며, 금속기판은, 이 기판이 용융보호금속피복재료의 도포에 필요한 온도에 의해 나쁜 영향을 받지 않을 정도로 상당히 높은 연화온도를 가진다. 금속기판의 형태는 최종 필요에 의존하여 변할 수 있다. 예를들면, 기판은 연속박판, 와이어 또는 스크린의 형일 수 있거나 또는 성형부품 또는 주조품과 같은 최종생산품의 형태일 수도 있다.

액막을 금속기판에 도포하기 위한 보호성 금속피복재료는, 원하는 두께의 피복을 만들기 위해, 바람직한 유동학적 물성을 제공하기위한 온도에 있다. 이 온도범위는 보호성 금속피복재료의 성질에 의존하여 변할 것이다. 그러나, 금속기판이 지나치게 나쁜 영향을 받게 되는 온도는 피해야만 한다. 보호성 금속피복 재료의 특성은 또한, 용융-도금공정에서, 용융보호성 금속피복재료와의 접촉시간에 의해 영향을 받을 수 있다.

냉각된 기판은, 화학적 상호반응 또는 재결정을 위한 온도하에 있는 가열 구역에서 기판은 유지시키으로써, 더 열처리될 수 있다. 예를 들면, 갈버닐링에서의 가열은 아연과 철 사이에서 화학적 상호반응이 일어나게 한다. 가열의 온도와 가열지속시간 필요한 결과에 따라서 변할 것이다.

보호성 금속피복재료가 아연도금피복과 같은 스팽글의 특성을 나타낼때, 액막피복은 더 작은 결정구조, 즉 마이크로 스팽글의 형성을 증가시키는 핵 생성체와 접촉될 수 있다. 예를들면, 용융-아연에서 끌어내어진 금속은, 핵생성 자리(sites)를 제공하기 위해서, 미립 아연을 분무하는 공업적 아연 도금 공정이 있다.

본 발명에 따라 로울과 접촉할때 보호성 금속피복재료는, 보호성 금속 피복재료가 응고하기 시작하는 온도상태에 종종 있다. 일부예에서, 보호성 금속 피복재료는 반고체이거나, 또는 고체이지만 소성상태에 있을것이고, 보호성 금속피복재료는 접촉시에 철표면으로 옮겨질 수 있을 것이다.

피복된 금속기판과 접촉될 로울의 측면의 적어도 일부는 알루미나, 마그네시아, 자르코니아, 크로미아, 티타니아, 실라카등과, 그의 혼합물과 같은, 비교적 낮은 열전도도를 가지는 내화성 산화물이다. 바람직한 산화물은 우수한 내열충격성을 나타낸다. 내화성 산화물은 종종 100℃에서 약 0.1cal/(sec×㎝×℃)이하, 바람직하게는 약 0.01cal/(see×㎝×℃)이하의 열전도도를 나타내며, 종종 약 1×10^-5/℃ 이하의 열팽창계수를 가진다. 지르코니아 표면은 종종 기계적강도, 내충격성 및 낮은 열전도도의 조합 때문에, 종종 바람직하다. 가장 바람직하게는, 표면은 이트리아가 안정화된 지르코니아(yttria stabilized zirconia), 즉 약 6 내지 10중량％이트리아, 예를들면 약 8중량％ 이트리아를 함유하는 자르코니아이다.

제1도를 언급하면, 용기(100)는 외부적으로 가열되고, 용융아연(102)를 담고 있다. 로울(104)는 용융아연(102)이 표면보다 밑에 위치하고, 판금(106)을 받아들이도록 개조되었다. 일반적으로, 판금은 아연도금공정을 용이하게 하기 위해서 전처리된다. 이들 전처리 공정은, 풀림, 화학세척(예를들면, 황산을 사용한 화학세척), 화염세척 또는 이들의 조합을 포함한다.

판금(106)은 로울(104)의 밑을 지나고, 용기(100)로부터 수직으로 배향된다. 지나친 용융아연을 판금으로 부터 제거하는데 사용되는 에어 나이프(air knife)(108)이 용기(100)위 및 판금의 양면에 위치한다.

그리고, 판금(106)은 갈버닐링유닛(110)을 통과할 수 있다. 갈버닐링유닛은 아연-철 합금이 형성되기에 충분한 온도로, 가스화염 또는 전기에 의해서 가열된다. 이 합금은 아연도금과 관련된 마크로스팽글링(macrospangling)보다는 오히려 무광택 마무리를 제공한다. 이 아연-철합금은 일반적으로 고체로서 형성된다. 판금(106)은, 안내로울(112)과 접하고나서, 수평으로 방향을 바꾸어주는 탑형로울(114)과 접하고, 전형적으로, 밀의 냉각탑형구역(도시하지 않음)으로 들어가게 된다. 냉각탑형구역은 판금을 지지하고, 판금을 다음 공정으로 이동시키기 위한 다수의 로울을 포함한다. 아연과 철의 합금은 고체이지만, 아직도 옮겨질 수 있다.

제2도를 언급하면, 일반적으로 탑형로울(200)이 도시되어 있다. 탑형 로울은 측면(202), 환상지지구조물(204), 및 구동축(208)에서 끝나는 스포우크(spokes)(206)를 가진다. 구동축(208)은, 구동로울을 원하는 속도로 회전시켜, 판금을 이동시킬 목적으로 모터와 기계적으로 연결되도록 만들어질 수 있다. 그러나, 탑형로울은 일부 밑에서 구동되지 않는다.

제3도는, 탑형 로울상에서 내화성 산화물 도금층의 결합 및 내열 충격성을 개선시키는 중간 도금층 또는 피복층(304)위의 도금층 또는 피복층(302)로서 탑형로울의 측면에서 내화성 산화물이 제공되는 본 발명의 한 구현을 설명한다. 중간 도금층은, 제2도에 나타난 바와 같이 탑형로울(200)의 형태를 제공할 수 있는 금속 하부 구조물(306)에 결합되는 바와 같이 나타난다.

제4도를 언급하면, 철-기본제품(400)은, 구동로울러(404)와 엔드로울러(406)를 가지는 콘베이어(402)에 의해서, 용기(410)내에 담겨진 용융아연(408)내로 운반된다. 이 제품은 구동로울러(414)와 엔드로울러(416)를 가지는 콘베이어에 의해 용기(410)로부터 빠져나온다. 콘베이어(402) 및 (412)는 모두 강 망사(steel mesh)로 조립되어 있다.

본 발명에 따른 로울은 바람직하게는 내화성 산화물 재료의 금속 피복을 갖고 기계적으로 강하고 비교적 값싼 하부구조, 즉 철 또는 강 하부구조를 갖는다. 내화성 산화물 금속피복은 본 발명의 장점을 얻기 위해 두꺼울 필요는 없다. 종종 금속 피복의 두께는 약 25 내지 700미크론, 바람직하게는 약 50 내지 500미크론이 다.

금속 피복층은 모든 편리한 방법으로 도포될 수 있고 내화성 산화물 금속 피복층을 도포하기 위해 공업용 장치가 있다. 대표적으로, 내화성 산화물은 플라스마 또는 폭발층 기법과 같은 열 용사법의 사용을 통해 도포된다. 플라스마 용사법에 의해 도포되는 경우, 내화성 산화물은 대표적으로, 예를들어 평균 입자크기에서 약 5 내지 100미크론인 미립분말의 형태로 제공된다. 플라스마 용사법에 의한 내화성 산화물의 도포는 바람직하게는 약 80％이상, 그리고 종종 적어도 약 80 내지 88％의 피복 밀도를 제공하기에 충분하다. 밀도는 공업에서 통상적으로 실행되는 바와 같이, 기류, 기체조성, 전류량, 전압, 작업거리에 대한 토오치 등을 조절함으로써 달성된다. 사용되는 특별한 매개변수는 용착을 위해 사용되는 플라스마 토오치의 설계에 따라 변할 것이다.

미합중국 특허 제2,858,411호 및 제3,016,447호에 기술된 바와 같은 플라스마 용사법, 및 미합중국 특허 제2,714,563호 및 제2,950,867호에 기술된 바와 같은 폭발 총 기법이 금속피복의 가능한 용착 방법으로서 언급되었다. 하더라도, 다른 열 용사 기법이 또한 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이것은 이른바 ＂고속＂ 플라스마 및 ＂극 초음속＂연소 용사법 뿐만 아니라 여러가지 화염 용사법을 포함한다. 이 기법 및 이와 유사한 기법은 용착 기술의 ＂열 용사＂군의 일부이다. 물리적 증착법 또는 화학적 증착법과 같은 다른 기술이 또한 사용될 수 있다.

산화물 금속피복은 초벌 피복을 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 예를들어, 내산화성을 갖는 니켈,철 또는 코발트 기본합금으로 이루어진 초벌 피복은 종종 향상된 결합강도 및 개선된 열 충격 저항성을 제공할 수 있다. 특히 유용한 초벌 피복재는 니켈-알루미늄 또는 니켈-크롬합금, 및 M이 니켈, 코발트, 철 또는 이들의 조합물인 MCrAl 및 MCrAlY합금을 포함한다. 사용될 수 있는 또다른 초벌 피복재는 금속과 산화물의 혼합물로 이루어지거나 또는 산화물의 부피 분율이 바깥 표면으로 갈수록 증가하는 산화물의 연속 또는 불연속 첨가물을 갖는 순금속의 첫째층으로 평형 구조(graded structures)로 이루어진다. 또한 초벌 피복재는 적합한 방법, 예를들어, 폭발층 및 플라스마 기법과 같은 열 용사법을 사용하여 도포될 수 있다. 사용될때, 초벌 피복은 종종 20미크론 이상, 예를들어 약 20 내지 500미크론, 바람직하게는 50 내지 250미크론의 두께를 갖는다.

초벌 피복이 사용될 때, 내화성 산화물 금속 피복에 대한 결합을 향상시키기 위해 충분한 거칠기를 갖는것이 바람직하다. 강과조직(Steel super-structure)이 초벌 피복되거나 또는 되지 않거나에 무관하게, 그 표면은 예를들어, 그리트 블라스팅(grit blasting)에 의해 깨끗하고 바람직하게는 거칠어야 한다.

내화성 산화물이 도포되는 즉시, 일반적으로 표면을 다듬질하여 매끈한 표면을 생성하는 것이 바람직하다. 이 다듬질은 연마, 벨트 샌딩(belt sanding), 호우닝 등과 같은 적합한 수단에 의해 이루어질 수 있다. 20마이크로인치 rms이하의 다듬질이 바람직하다.

하기의 실시예는 본 발명을 더 설명하기 위해 제공되며, 발명을 제한하기 위해 사용되지 않는다.

[실시예 1(비교시험)]

60인치(1.524m)의 직경과, 84인치(2.134m)의 폭의 측면을 가지며, 강으로 만들어진 탑형로울을, 폭발총을 사용하여 도포한 탄화크롬-니크롬 피복[Cr₃C₂+20(Ni-20Cr)](접두숫자는 중량％를 나타냄)으로 75 내지 100미크론의 두께로 피복한다. 피복을 6 내지 10㎛ rms로 다듬질한다. 탑형로울은 갈버닐링 유닛을 갖는 아연도금 밀에 사용되고, 제1도에 제시된 것과 유사하다. 용융-담금용기내의 용융아연 표면에서부터 탑형로울까지의 거리는 약 30m이고, 갈버닐링 유닛의 상부에서 탑형로울까지의 거리는 약 18m이었다. 갈버닐링 유닛은 용융 아연표면의 약 3m위에 있다. 갈버닐링 유닛과 탑형로울 사이에 단지 외기냉각(ambient cooling)만이 주어졌다. 갈버닐링유닛은, 이 탑형로울을 사용하는 전체 시험동안에는 작동되지 않았다. 오히려, 일부 시간동안에, 밀이 표준 스팽글된 제품을 생성하고 있다. 9일이 지난후, 얼룩진 태일(smeared tail)이 스트립 진행방향으로 있고, 픽업이 핀헤드 크기의 아연점의 형으로 전체 로울표면상에서 나타났다. 추가로 3일간 작동한 후, 로울상에 큰 축적이 발생하였다. 120그리트 산화알루미늄 샌드페이퍼를 사용하여 빌드업을 제거하려고 시도하였으나, 거의 성공되지 못했다. 로울표면온도를 작동동안에 측정하여 약 980℉의 온도라는 것이 밝혀졌다. 약 39일간 작동한 후에 로울을 사용상태에서 제거하였다. 이것은 종래 기술의 피복의 상태가 만족스럽지 않다는 것을 나타낸다.

[실시예 2]

5인치(12.7cm)의 직경과 84인치(2.134m)의 측면을 가지는 강 로울에, 32Ni-21Cr-8Al-0.5Y-잔량Co이 조성을 가지는 플라즈마용착 MCrAlY피복을, 약 75㎛의 두께로 초벌피복시켰다. 그리고 이트륨 안정화 지르코니아(ZrO₂-8Y₂O₃)의 피복이 플라즈마에 의해서 325미크론의 두께로 용착되었다. 표면은 20마이크로 인치 rms로 다듬질되었다.

로울은 탑형로울 바로 아래의 위치에 실시예 1의 탑형로울과 동일한 설비에 위치한다. 이 로울은 탑형로울에 대한 판금의 힘과 비슷하거나 또는 약간 더 큰 힘에서, 판금을 향하도록 유지된다. 처음에 로울을 사용위치에 설치했을 때, 표면상에 아연을 파내는 경향이 관찰되었다. 그렇다하여도, 옮겨진 재료는 로울의 표면과 접촉하는 금속상의 마무리 품질에 나쁘게 영향을 미칠 정도의 크기로, 모여지지 않았다. 로울을 더 사용한 후에는 아연은 더 이상 로울상에 모여지지 않았고, 실제로, 로울의 표면에 전달된 아연은 없어졌다. 6개월의 시간이 지난후, 로울을 사용상태에서 제거하였을 대, 로울 표면상에 아연 픽업이 전혀 없었고, 전혀 마모도 없었다. 로울이 매우 성공적으로 작업을 수행하여서, 스트립의 한 가장자리보다 더 큰 압력을 다른 가장자리에 가함으로써, 이 스트립을 탑형로울을 가로질러 안내하는데 로울이 사용되었기 때문에 스트립의 가장자리에 어떤 홈이 있었다. 이 사용기간 동안에, 표준 스팽글되고 갈버닐링된 제품을 포함하여, 다양한 스트립 제품이 통과하였다.

Claims

축 둘레로 회전하도록 만들어지고, 금속과 접촉하기 위한 바깥 표면을 한정하는 본체로 이루어지는, 액막 피복 기술에 의해 보호성, 금속 피복재료가 도포된, 금속과 접촉하기에 로울에 있어서, 금속과 접촉될 표면의 일부가 세라믹 표면이고, 이 세라믹 표면이 내화성 산화물이며, 20미크론 이상의 두께를 가짐을 특징으로 하는 철-기본 금속의 액막피복용 로울.
제1항에 있어서, 로울이 탑형 로울임을 특징으로 하는 로울.
제1항에 있어서, 내화성 산화물 세라믹 표면이 하나이상의 지르코니아, 알루미나, 이트리아, 크로미아, 마그네시아 및 티타니아로 이루어짐을 특징으로 하는 로울.
제1항에 있어서, 내화성 산화물 세라믹 표면이 로울의 형을 한정하는 하부구조물상의 피복층임을 특징으로 하는 로울.
제4항에 있어서, 내화성 산화물 세라믹 표면이 하나이상의 지르코니아, 알루미나, 이트리아, 크로미아, 마그네시아 및 티타니아로 이루어짐을 특징으로 하는 로울.
제5항에 있어서, 내화성 산화물 피복층의 두께가 25 내지 700미크론임을 특징으로 하는 로울.
제5항에 있어서, 초벌 피복층이 내화성 산화물 피복층의 바로 밑에 제공됨을 특징으로 하는 로울.
제7항에 있어서, 초벌 피복이 하나이상의 니켈, 철 및 코발트 기본합금으로 이루어짐을 특징으로 하는 로울.
제8항에 있어서, 초벌 피복이 M이 하나이상의 니켈, 철 또는 코발트인 MCrAlY로 이루어짐을 특징으로 하는 로울.
제8항에 있어서, 초벌 피복이 니켈과 하나이상의 알루미늄 및 크롬으로 이루어짐을 특징으로 하는 로울.
제8항에 있어서, 초벌 피복의 두께가 20 내지 500미크론임을 특징으로 하는 로울.
기판의 이동방향을 찾아주는 구역뒤에 놓인 로울과 액체 보호성 금속피복재료 도포 구역으로 이루어진, 보호성 금속피복재료를 철-기본기판에 액막 피복하는 장치에 있어서, 상기 로울이, 금속과 접촉될 표면의 일부가 세라믹 표면이고, 이 세락믹 표면이 내화성 산화물이며 20미크론 이상의 두께를 갖는 것임을 특징으로 하는 철-기본 금속의 액막피복용 장치.
제12항에 있어서, 기판을 받아들이고 높은 온도에서 보호성 금속피복재료를 유지하도록 만들어진, 액체 보호성 금속피복재료 도포 구역뒤에 가열 구역을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 로울이 가열 구역뒤에 위치함을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 로울이 하나이상의 지르코니아, 알루미나, 이트리아, 크로미아, 마그네시아 및 티타니아로 이루어지는 내화성 산화물 세라믹 표면을 갖는 로울임을 특징으로 하는 장치.
기판에 피복을 제공하기 위하여, 용융 보호성 금속피복재료를 기판에 도포하고, 피복된 기판을 로울에 접촉시키는 것으로 이루어지는, 철-기본 기판을 보호성 금속피복재료로 액막 피복하는 방법에 있어서, 로울이 금속과 접촉될 표면의 적어도 일부가 세라믹 표면이고, 이 세라믹 표면이 내화성 산화물이고 20미크론 이상의 두께를 갖는 로울임을 특징으로 하는 철-기본 금속의 액막피복방법.
제16항에 있어서, 용융 보호성 금속피복재료를 도포한 후 그리고 로울과 접촉하기전에, 기판을 고온에서 유지시킴을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 액체 보호성 금속피복재료가 아연이고 로울이 탑형 로울임을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, 로울이 하나이상의 지르코니아, 알루미나, 이트리아, 크로미아, 마그네시아 및 티타니아로 이루어진 내화성 산화물 세라믹 표면을 갖는 로울임을 특징으로 하는 방법.