KR20170010794A - 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법 - Google Patents

열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법에 관한 것으로, 강판이 조압연, 사상압연, 냉각, 코일링을 거치고, 출탕온도를 낮추고 압연속도를 높임으로써 스케일 두께를 감소시키는 동시에 압연 후의 냉각속도와 코일링온도를 제어하는 열연단계; 압연압력, 장력, 변형률 및 압연패스횟수 등 냉연 공정 매개변수를 최적화하는 것을 통해, 적절한 압연 윤활액을 사용하여 스케일이 냉연과정에서 베이스에 따라 양호한 소성 변형이 발생되나 스폴링 및 스티킹 등 현상이 발생하지 않도록 하는 냉연 단계; 500~1000℃ 조건에서 60~300s 환원시키고 환원성 가스를 통입시켜 스케일을 철저하게 환원시키며, 띠강이 아연욕으로 진입하는 온도까지 냉각시키는 환원 어닐링 단계; 및 환원 어닐링 후 직접 아연욕으로 진입시키고 몇 초간 체류시켜 용융아연도금을 완성하는 용융도금 단계를 포함한다. 본 발명은 산세 및 관련 공정을 생략할 수 있고, 과정이 짧고 효율이 높으며 원가가 낮은 친환경형 용융도금 제품의 생산을 실현할 수 있다.

Description

열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법{METHOD FOR PRODUCING HOT-PLATED PRODUCT BY HOT ROLLING, DIRECT COLD ROLLING WITHOUT PICKLING, AND REDUCTION ANNEALING}
본 발명은 용융도금 제품의 생산방법에 관한 것으로, 구체적으로 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법에 관한 것이다.
지금까지의 냉연 용융아연도금 제품의 생산에 의하면, 열연판이 우선 산세 압연 유닛을 거쳐 열연판 표면의 스케일을 제거하고, 적절한 두께로 냉연 변형시키며, 용융도금 시에 먼저 알칼리 세정 탈지하고, 환원 어닐링한 후 용융아연도금을 완성한다. 이러한 전통적인 용융아연도금 제품은 생산 공정 과정이 길고 생산효율이 낮으며, 또한 산세 공정에 따른 환경오염 문제도 심각해 강철기업이 에너지절감 및 친환경 면에서의 최대 걸림돌로 되고 있다. 한편, 산세 과정에서 대량의 철산화물을 제거함에 따른 제품 수율이 낮고, 강부식성 산이 생산장비에 대한 요구 및 폐산 처리 등 과정은 생산 및 유지보수의 원가 상승을 초래한다. 따라서, 무산세의 용융아연도금 제품 및 생산 공정을 개발하는 것, 즉 산세 공정을 생략하는 것은 항상 박슬래브 생산 기업의 소원이며 강철기업의 지속적인 발전에 있어서 중요한 의의가 있다.
제US6258186B1호 및 제KR100905653B1호 특허에는 고속으로 무산세의 열연 용융아연도금 제품을 생산하는 방법에 대해 공개되어 있으며, 기본원리는 다음과 같다. 수소가스와 같은 환원성 가스를 사용하여 열연 띠강 표면의 스케일을 환원시킴으로써 산세척을 대체한다. 그러나, 스케일의 환원속도가 비교적 느려 전체 생산라인의 운행에 영향을 미친다. 환원 속도를 향상시키고 환원과 아연도금의 속도 매칭을 실현하기 위하여, 해당 특허에서는 열연 띠강 코일링 과정에서의 냉각속도를 제어함으로써 산화물 중의 산화철 함량이 20% 이상으로 되도록 향상시킨다. 산화철은 쉽게 환원되지만, 효과가 매우 한정적이어서, 환원속도 및 효율은 여전히 전체 기술의 발전을 제약하고 있기 때문이다.
열연판 표면 스케일의 사용 성능에 대한 연구에서, 일본 특허 제06-033449호에는 "Tight Scale" 강판에 대해 공개되었고, 해당 강판 표면의 스케일은 주로 Fe3O4로 구성되는 바, 이는 구조가 치밀하여 후속 심층가공 변형과정에서 스케일은 강판과 함께 변형되어 박리되지 않아, 사용자의 스케일 그대로의 사용 요구를 만족시키고, 후속의 스케일을 구비하는 냉연과는 관련되지 않는다. 중국특허 출원번호 제201010235928.X호, 제201010298939.2호, 제200710010183.5호, 제201010010116.5호, 제201010209526.2호, 제201010189410.7호와 제200510047958.7호에는 무산세 자동차 프레임용 강의 생산방법에 대해 공개되어 있으며, 이는 모두 열연 공정 과정을 제어함으로써 열연판 표면의 스케일이 주로 Fe3O4로 구성되도록 한다. 상기 특허는 모두 스케일을 구비하는 열연판의 직접적인 사용에 관한 것으로, 스케일을 구비하는 열연판의 변형이 발생되는 경우는 만곡으로서, 냉연 변형과 무관하고, 후속의 용융아연도금 또는 기타 합금의 용융도금과도 관련이 없다.
본 발명은 전통적인 용융아연도금 공정의 단점에 대해, 열연 및 냉연 후 직접 환원시키고 다시 용융도금하는 것을 통해, 산세척 및 관련 공정을 생략할 수 있고, 과정이 짧고 효율이 높으며 원가가 낮은 친환경형 용융도금 제품의 생산을 실현할 수 있는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 한편, 열연판 표면의 스케일 구조는 주로 Fe3O4 및 FeO를 위주로 하고, 스케일의 두께는 비교적 얇아, 스케일을 구비한 냉연을 통해 용융도금 등 관련 공정을 진행한다.
본 발명의 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법은,
슬래브에 대하여 인을 제거한 후, 순차적으로 조압연기의 조압연, 사상압연기의 사상압연, 냉각장치의 냉각, 권취기의 코일링을 거치고, 출탕온도를 낮추고 압연속도를 높임으로써 스케일 두께를 감소시키는 동시에 압연 후의 냉각속도와 코일링온도를 제어하여 열연판 표면 스케일구조를 제어하며, 스케일 부착력을 향상시키고 스케일 두께를 감소시키는, 열연 유닛을 통해 열연하는 단계;
압연압력, 장력, 변형률 및 압연패스횟수를 포함하는 냉연 공정 매개변수를 최적화하고 압연 윤활액을 사용하여 스케일이 냉연과정에서 베이스에 따라 양호한 소성 변형이 발생되도록 함으로써 높은 표면품질 및 판 형상의 스케일판을 수득하는, 냉연 유닛을 통해 냉연하는 단계;
환원성 가스를 통입시키고 환원온도 및 시간을 제어하며, 스케일을 철저하게 환원시키고 띠강이 아연욕으로 진입하는 온도까지 냉각시키는, 환원로를 통해 환원 어닐링하는 단계; 및
환원 어닐링 후 직접 아연욕으로 진입하고 몇 초간 체류시켜 용융도금을 완성하는, 용융도금 단계를 포함한다.
탈지세정장치에서 알칼리성 탈지제를 사용하여 냉연 과정에서 표면에 잔류된 기름때 및 분진을 제거하고, 세정 및 건조시키는, 냉연 단계 후의 탈지단계를 더 포함한다.
열연단계에서, 출탕온도는 1100~1250℃이고, 압연 마감온도는 800~900℃이며, 코일링온도는 550~600℃ 사이이고, 압연속도는 8~20m/s이며, 압연 후 냉각속도는 7~30℃/s이다.
상기 출탕온도는 1150~1200℃이고, 압연 마감온도는 840~870℃이며, 코일링온도는 550~570℃이고, 압연속도는 14~18m/s이며, 냉각속도는 14~18℃/s이다.
상기 출탕온도는 1170~1200℃이고, 압연 마감온도는 850℃ 또는 860℃이며, 코일링온도는 550℃ 또는 560℃이고, 압연속도는 17m/s 또는 18m/s이며, 냉각속도는 19℃/s 또는 20℃/s이다.
열연단계에서, 수득한 열연판 두께는 1.0~6mm이고, 열연판 표면 스케일의 평균 두께는 5~10㎛이며, 스케일구조는 Fe3O4 및 FeO를 위주로 하고, 여기서 Fe3O4의 중량함량은 50% 이상을 차지한다.
상기 열연판 두께는 1.5~4mm이고, 상기 Fe3O4의 함량은 65% 이상을 차지한다.
냉연단계에서, 압연패스는 1~2회 내에 완성되고, 매차례 변형률은 1.0%~90%로 제어한다.
상기 압연패스는 1회 내에 완성되고, 변형률은 50%~80%로 제어한다.
냉연단계에서, 압연 유화액은 탈이온수 또는 팜유를 사용하고, 냉연 압하율은 1.0%~90%이다.
상기 냉연 압하율은 50%~80%이다.
환원 어닐링 단계에서, 환원온도는 500~1000℃이고, 환원시간은 60~300s이며, 환원성 가스는 H2 또는 CO와 불활성가스의 혼합물이고, 여기서 H2 또는 CO의 농도는 3% 이상이다.
상기의 환원온도는 750~950℃이고, 체류시간은 120~300s이며, H2 또는 CO의 농도는 10%~75%이다.
상기의 환원온도는 800℃, 850℃ 또는 900℃이고, 체류시간은 180s, 240s 또는 300s이며, H2 또는 CO의 농도는 15%, 25% 또는 30%이다.
환원 어닐링 단계에서, 반응에 참여하지 않은 H2 또는 CO는 순환 사용된다.
용융도금 코팅 단계에서, 수득한 용융도금제품은 용융순수아연도금, 용융아연알루미늄마그네슘도금, 용융알루미늄아연도금 또는 용융알루미늄규소도금 제품을 포함한다.
본 발명의 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법은 전통적인 공정에 비하여 산세 유닛을 생략하였고, 과정이 짧고 효율이 높은 공정으로서 실제 수요를 만족시킬 수 있는 성능을 구비한다. 또한, 전통적인 아연도금기술에 비하여, 산세척으로 스케일을 제거할 필요가 없으므로 염산, 황산과 같은 그 어떠한 부식성 매질과도 관련되지 않아 근본적으로 산세척에 따른 환경오염 문제를 해결하였다. 또한, 본 발명은 상이한 두께 규격의 용융도금 제품을 수득할 수 있고, 특히 두꺼운 규격의 용융아연도금 제품을 수득할 수 있다. 또한, 수득한 제품은 표면 품질에 대한 요구가 높지 않고 내식성 및 기계적 성능에 대하여 일정한 요구가 있는 경우, 예를 들어 각종 건축용 강, 전력설비용 강, 고속도로 및 각종 교량 난간, 창고 및 공장 건물용 강 등 영역에 적합하다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법의 공정 흐름 사시도이다.
도2는 본 발명의 응용 실시예1에 따라 수득한 열연판이 50% 냉연을 거친 후 스케일 단면 금속 현미경 사진이다.
도3은 본 발명의 응용 실시예1에 따라 수득한 열연판이 50% 냉연을 거친 후 스케일 표면 모양 사진이다.
도4는 본 발명의 응용 실시예1에 따라 수득한 아연도금판의 단면 스캔 사진이다.
도5는 본 발명의 응용 실시예1에 따라 수득한 아연도금판이 180도로 만곡된 후의 도금층 표면 사진이다.
도6은 본 발명의 응용 실시예1에 따라 수득한 아연알루미늄마그네슘 도금판의 단면 스캔이다.
본 발명의 상기 목적, 특징 및 장점에 대한 더욱 명확한 이해를 위해, 이하 도면을 결부하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 상세하게 설명하도록 한다. 우선, 설명해야 할 것은, 본 발명은 하기 구체적인 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 이하 실시형태에서 구현되는 사상으로부터 본 발명을 이해해야 하며, 각 기술용어는 본 발명의 실질적인 사상을 토대로 가장 광범위하게 이해해야 한다. 도면의 동일한 부호는 동일한 부분을 표시한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법의 공정 흐름 사시도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 해당 아연도금 제품의 생산방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
(1) 열연 유닛을 통해 열연하는 단계: 열연판(1)에 대하여 인을 제거한 후, 순차적으로 조압연기(2)의 조압연, 사상압연기(3)의 사상압연, 냉각장치(4)의 냉각, 권취기(5)의 코일링을 거치고, 출탕온도를 낮추고 압연속도를 높임으로써 스케일 두께를 감소시키는 동시에 압연 후의 냉각속도와 코일링온도를 제어하여 열연판 표면 스케일구조를 제어하며, 스케일 부착력을 향상시켜, 비교적 얇으며 특정 스케일 구조를 구비하는 열연판을 수득한다. 이로써, 환원속도를 향상시키는데 유리할 뿐만 아니라 철저한 환원을 보장하고 또한 열연판에 스케일이 구비되어 냉연할 때 스폴링되지 않도록 하는데 유리하다.
(2) 냉연 유닛을 통해 냉연하는 단계: 열연판은 스케일을 구비한 냉연을 진행하고, 수요에 따라 적당한 두께로 압연하며, 압연 과정에서 압연 매개변수를 조절하고, 압연압력, 장력, 변형률 및 압연패스횟수를 포함하는 냉연 공정 매개변수를 최적화하고 압연 윤활액을 사용함으로써 스케일이 냉연과정에서 베이스에 따라 양호한 소성 변형이 발생되나 스폴링, 스티킹 등 현상이 발생하지 않도록 함으로써, 높은 표면 품질 및 판 형상의 스케일판을 수득한다.
(3) 탈지세정장치(6)를 통해 탈지하는 단계: 알칼리성 탈지제를 사용하여 냉연 과정에서 표면에 잔류된 기름때 및 분진을 제거하고, 세정 및 건조시킨다. 냉연 과정에서 순수(純水)를 압연액으로 사용할 때, 본 공정은 알칼리성 탈지제를 사용하지 않아도 된다.
(4) 환원로를 통해 환원 어닐링하는 단계: 환원로에 진입한 후, 가열구간(7), 균열구간(8)을 거쳐 환원성 가스를 통입시키고, 500~1000℃의 온도 및 60~300s의 시간의 이중 제어 하에, 스케일을 철저하게 환원시키고, 냉각구간(9)을 다시 거쳐 띠강이 아연욕으로 진입하는 온도까지 냉각시키며, 보통 460℃ 정도이다.
(5) 용융아연도금홈(10)에 진입하여 용융도금하는 단계: 환원 어닐링 후 직접 용융아연도금홈(10)(즉, 아연욕)으로 진입시키고 몇 초간 체류시켜 용융도금을 완성한다.
여러 차례 반복적인 시험 및 계산을 거쳐, 상기 단계(1)에서 출탕온도를 1100~1250℃로 제어하고, 압연 마감온도는 800~900℃로 제어하며, 코일링온도는 550~600℃ 사이로 제어하고, 압연속도는 8~20m/s로 제어하며, 압연 후 냉각속도는 7~30℃/s로 제어한다. 바람직하게는, 출탕온도는 1150~1200℃이고, 압연 마감온도는 840~870℃이며, 코일링온도는 550~570℃이고, 압연속도는 14~18m/s이며, 냉각속도는 15~20℃/s이다. 더욱 바람직하게는, 출탕온도는 1170~1200℃이고, 압연 마감온도는 850℃ 또는 860℃이며, 코일링온도는 550℃ 또는 560℃이고, 압연속도는 17m/s 또는 18m/s이며, 냉각속도는 19℃/s 또는 20℃/s이다. 상기 제어를 통해 수득한 열연판의 두께는 1.0~6mm이고, 바람직하게는 1.5~4mm이며, 두께는 선행기술에 비하여 훨씬 작으며, 열연판 표면 스케일의 평균 두께는 5~10㎛(열연판 표면 스케일 평균 두께란, 열연판의 대표적인 위치, 예를 들면 헤드부, 중부, 말단부 및 가장자리부 등에 대하여, 각각의 위치에서 적어도 3개 점을 취하고, 각 점에서 측정된 스케일 두께의 총합을 측정점의 총 개수로 나눈 결과가 바로 그 평균 두께임)이다. 해당 스케일구조는 Fe3O4 및 FeO를 위주로 하고, 여기서 Fe3O4의 중량함량은 50% 이상을 차지하며, 바람직하게는 65% 이상을 차지한다. 이로써, 해당 스케일 두께를 비교적 얇아지게 하여, 환원에 유리하고, 부착력이 양호하며, 스케일을 구비한 냉연에 유리하다.
상기 단계(2)에서, 압연 유화액은 탈이온수 또는 팜유를 사용하고, 냉연 압하율은 1.0%~100%이며, 바람직하게는 냉연 압하율은 50%~80%이다. 압연패스는 1~2회 내에 완성되고, 매차례 변형률은 1.0%~100%로 제어한다. 더욱 바람직하게는, 압연패스는 1회 내에 완성되고, 변형률은 50%~80%로 제어한다.
상기 냉연 제어를 통해, 스케일이 냉연과정에서 베이스에 따라 양호한 소성 변형이 발생되도록 하여, 높은 표면 품질 및 판 형상의 스케일판을 수득할 수 있으며, 스폴링, 스티킹 등 현상이 발생하지 않는다.
상기 단계(4)에서, 환원성 가스는 H2 또는 CO와 불활성가스의 혼합물이고, 여기서 H2 또는 CO의 농도는 3% 이상이다. 바람직하게는, 환원온도는 750~950℃이고, 체류시간은 120~300s이며, H2 또는 CO의 농도는 10%~75%이다. 더욱 바람직하게는, 환원온도는 800℃, 850℃ 또는 900℃이고, 체류시간은 180s, 240s 또는 300s이며, H2 또는 CO의 농도는 15%, 25% 또는 30%이다.
상기 단계(4)에서, 스케일이 순수철로 환원됨으로써 금속 수득율이 향상되는 동시에 환원성 가스인 H2 또는 CO가 H2O 또는 CO2로 산화되어, 환경에 대해 2차오염을 초래하지 않고, 반응에 참여하지 않은 H2 또는 CO는 순환 사용할 수 있다.
상기 단계(5)에서 수득한 용융도금제품은 용융순수아연도금, 용융아연알루미늄마그네슘도금, 용융알루미늄아연도금, 용융알루미늄규소도금 및 기타 용융합금도금 제품을 포함한다.
이하, 응용 실시예 및 도면과 결부하여 본 발명에 따른 열연판 무산세 직접 냉연 환원 용융아연도금의 공정기술에 대해 더 상세하게 설명하도록 한다.
실시예1
슬래브를 1200℃까지 가열시키고, 노(爐) 내에서 180min동안 체류하며, 출탕온도는 1100℃이고, 고압수로 인을 제거하며, 인을 제거한 후 조압연을 진행하고, 2차 고압수 인 제거 후 재차 사상압연을 진행하며, 사상압연의 압연 시작온도는 980℃, 압연 마감온도는 870℃이고, 코일링온도는 600℃이고, 압연속도는 20m/s이며, 압연 후의 냉각속도는 8℃/s이고, 수득한 열연판의 두께는 3.6mm이며, 표면 스케일 평균 두께는 약 8㎛이고, 여기서 Fe3O4의 함량은 적어도 50%이다. 유화액 또는 순수를 윤활제로 사용하고, 열연판에 대하여 스케일을 구비한 냉연을 직접 진행하며, 1.8mm 두께까지 냉연하고, 변형률은 50%이며, 알칼리액으로 세척(순수로 압연 윤활을 진행할 때, 알칼리 세척이 필요 없고, 단지 온수로 세척하면 됨), 및 건조시킨 후, 환원로에 진입시키고 환원온도는 1000℃, 시간은 60s, 수소가스 농도는 20%, 460℃ 정도까지 냉각시킨 후 아연욕에 진입시키고 3s 체류시켜 용융아연도금을 완성함으로써 1.8mm 정도의 용융아연도금 제품을 수득한다.
실시예1에서 수득한 열연판이 50% 냉연을 거친 후의 스케일 단면 금속 현미경 사진은 도2에 도시된 바와 같이, 스케일 두께가 얇아지고 비연속적으로 변하기 시작하지만, 현저한 스케일 박리 또는 기판 압입 현상이 없다. 해당 스케일 표면의 모양은 도3에 도시된 바와 같이, 산화물(즉, 스케일)은 압연방향을 따라 띠 형상으로 분포되고, 비연속적 분포로 변하기 시작한다. 실시예1에서 수득한 아연도금판의 단면 스캔 사진은 도4에 도시된 바와 같이, 스케일은 기본적으로 철저하게 환원되고, 현저한 스케일 잔류가 없으며, 수득한 아연도금판이 180도 만곡 후의 도금층 표면 사진은 도5에 도시된 바와 같이, 도금층 부착력이 양호하고, 현저한 균열 또는 아연층 박리 현상이 없다.
실시예2
슬래브를 1230℃까지 가열시키고, 노 내에서 210min동안 체류하며, 출탕온도는 1170℃이고, 고압수로 인을 제거하며, 인을 제거한 후 조압연을 진행하고, 2차 고압수 인 제거 후 재차 사상압연을 진행하며, 사상압연의 압연 시작온도는 930℃, 압연 마감온도는 850℃이고, 코일링온도는 560℃이고, 압연속도는 12m/s이며, 압연 후의 냉각속도는 20℃/s이고, 수득한 열연판의 두께는 3.05mm이며, 표면 스케일 평균 두께는 약 7㎛이고, 여기서 Fe3O4의 함량은 적어도 65%이다. 유화액 또는 순수를 윤활제로 사용하고, 열연판에 대하여 스케일을 구비한 냉연을 직접 진행하며, 2.9mm 두께까지 냉연하고, 변형률은 5%이며, 알칼리액으로 세척(순수로 압연 윤활을 진행할 때, 알칼리 세척이 필요 없고, 단지 온수로 세척하면 됨), 및 건조시킨 후, 환원로에 진입시키고 환원온도는 800℃, 시간은 180s, 수소가스 농도는 50%, 470℃ 정도까지 냉각시킨 후 아연욕에 진입시키고 5s 체류시켜 용융아연알루미늄마그네슘도금을 완성함으로써 2.90mm 두께 정도의 용융아연알루미늄마그네슘 도금제품을 수득한다. 도6은 수득한 아연알루미늄마그네슘 도금판의 단면 스캔도를 나타낸 것으로, 도금층이 연속적이고 완전하며, 스케일의 환원이 철저하며, 해당 에너지스펙트럼(EDS) 분석은 표1과 같다.
표1 에너지스펙트럼 분석
에너지스펙트럼 번호 데이터 통계 C Fe Zn Total
에너지스펙트럼1 예 6.22 90.52 3.26 100.00
에너지스펙트럼2 예 5.05 93.04 1.91 100.00
평균값 5.64 91.78 2.58 100.00
표준 편차값 0.83 1.78 0.95
최대치 6.22 93.04 3.26
최소치 5.05 90.52 1.91
실시예3
슬래브를 1180℃까지 가열시키고, 노 내에서 250min동안 체류하며, 출탕온도는 1200℃이고, 고압수로 인을 제거하며, 인을 제거한 후 조압연을 진행하고, 2차 고압수 인 제거 후 재차 사상압연을 진행하며, 사상압연의 압연 시작온도는 950℃, 압연 마감온도는 800℃이고, 코일링온도는 550℃이고, 압연속도는 10m/s이며, 압연 후의 냉각속도는 30℃/s이고, 수득한 열연판의 두께는 4mm이며, 표면 스케일 평균 두께는 약 5㎛이고, 여기서 Fe3O4의 함량은 적어도 70%이다. 유화액 또는 순수를 윤활제로 사용하고, 열연판에 대하여 스케일을 구비한 냉연을 직접 진행하며, 변형률은 70%이고, 알칼리액으로 세척(알칼리 세척이 필요 없이 물로 세척), 및 건조시킨 후, 환원로에 진입시키며 환원온도는 600℃, 시간은 300s, 수소가스 농도는 20%, 465℃ 정도까지 냉각시킨 후 아연욕에 진입시키고 3s 체류시켜 용융아연도금을 완성함으로써 도금액 성분이 1.2Al wt%~Zn, 2.9mm 정도의 용융아연알루미늄 도금제품을 수득한다.
실시예4
슬래브를 1200℃까지 가열시키고, 노 내에서 200min동안 체류하며, 출탕온도는 1250℃이고, 고압수로 인을 제거하며, 인을 제거한 후 조압연을 진행하고, 2차 고압수 인 제거 후 재차 사상압연을 진행하며, 사상압연의 압연 시작온도는 980℃, 압연 마감온도는 880℃이고, 코일링온도는 570℃이고, 압연속도는 18m/s이며, 압연 후의 냉각속도는 12℃/s이고, 수득한 열연판의 두께는 3.6mm이며, 표면 스케일 평균 두께는 약 8㎛이고, 여기서 Fe3O4의 함량은 적어도 50%이다. 유화액 또는 순수를 윤활제로 사용하고, 열연판에 대하여 스케일을 구비한 냉연을 직접 진행하며, 1.5mm 두께까지 냉연하고, 변형률은 58%이며, 알칼리액으로 세척(순수로 압연 윤활을 진행할 때, 알칼리 세척이 필요 없고, 단지 온수로 세척하면 됨), 및 건조시킨 후, 환원로에 진입시키며 환원온도는 900℃, 시간은 120s, 수소가스 농도는 20%, 460℃ 정도까지 냉각시킨 후 아연욕에 진입시키고 3s 체류시켜 용융아연도금을 완성함으로써 아연액 성분이 1.6Al wt%~1.6Mg~Zn%, 1.2mm 정도의 용융아연알루미늄마그네슘 도금제품을 수득한다.
실시예5
슬래브를 1230℃까지 가열시키고, 노 내에서 200min동안 체류하며, 출탕온도는 1190℃이고, 고압수로 인을 제거하며, 인을 제거한 후 조압연을 진행하고, 2차 고압수 인 제거 후 재차 사상압연을 진행하며, 사상압연의 압연 시작온도는 950℃, 압연 마감온도는 900℃이고, 코일링온도는 550℃이고, 압연속도는 21m/s이며, 압연 후의 냉각속도는 15℃/s이고, 수득한 열연판의 두께는 3.6mm이며, 표면 스케일 평균 두께는 약 8㎛이고, 여기서 Fe3O4의 함량은 적어도 50%이다. 유화액 또는 순수를 윤활제로 사용하고, 열연판에 대하여 스케일을 구비한 냉연을 직접 진행하며, 1.5mm 두께까지 냉연하고, 변형률은 58%이며, 알칼리액으로 세척(순수로 압연 윤활을 진행할 때, 알칼리 세척이 필요 없고, 단지 온수로 세척하면 됨), 및 건조시킨 후, 환원로에 진입시키며 환원온도는 900℃, 시간은 120s, 수소가스 농도는 20%, 680℃ 정도까지 냉각시킨 후 아연욕에 진입시키고 3s 체류시켜 아연액 성분이 11Si wt%~Al%, 1.2mm 정도의 용융알루미늄규소 도금제품을 수득한다.
실천을 통해 증명되는 바, 실시예2 내지 실시예5와 실시예1은 동일하며, 모두 기대에 부합되는 용융도금 제품을 정상적으로 수득할 수 있으며 현저한 스킵도금 또는 도금층 박리 현상이 없다.
결론적으로, 본 발명은 열연 공정에 대한 조절을 통해 열연판 표면 스케일 구조를 제어함으로써 열연판의 스케일을 구비한 냉연을 진행하여, 스케일이 냉연 변형 과정에서 베이스에 따라 소성 변형이 발생하나 스폴링이 발생하지 않도록 하고, 다음 환원성 가스(CO 또는 H2)에 의해 스케일과 반응하여 금속 철을 생성하며, 마지막으로 용융아연도금을 진행한다. 전통적인 용융아연도금 공정에 비하여, 해당 공정은 산세척 및 관련 공정을 생략하였고, 산세척으로 스케일을 제거하지 않아도 되므로, 염산, 황산과 같은 그 어떠한 부식성 매질과도 관련되지 않아 근본적으로 산세척에 따른 환경오염 문제를 해결하였으며, 과정이 짧고 효율이 높으며 원가가 낮은 친환경형 용융아연도금 생산 공정으로서 실제 수요를 만족시킬 수 있는 성능을 구비한다.
본 발명의 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법에 의하면, 상이한 두께 규격의 용융도금 제품을 수득할 수 있고, 특히 두꺼운 규격의 용융아연도금 제품을 수득할 수 있다. 또한, 수득한 제품은 표면 품질에 대한 요구가 높지 않고, 내식성 및 기계적 성능에 대하여 일정한 요구가 있는 경우, 예를 들어 각종 건축용 강, 전력설비용 강, 고속도로 및 각종 교량 난간, 창고 및 공장 건물용 강 등 영역에 적합하다.
주의해야 할 점은, 상기 서술한 내용은 단지 본 발명의 구체적인 실시예일뿐, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이에 따라 여러 가지 유사한 변화가 있을 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는, 본 발명에 의해 공개된 내용으로부터 모든 변형을 직접적으로 도출 또는 연상해낼 수 있으며, 이는 모두 본 발명의 보호범위에 속해야 할 것이다. 즉, 본 발명의 상기 설명 내용을 열독한 후, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명에 대해 각종 변경 또는 수정을 진행할 수 있으며, 이러한 등가 형식은 역시 본원 출원에 첨부된 특허청구범위에 한정된 범위 내에 속한다고 이해해야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 슬래브에 대하여 인을 제거한 후, 순차적으로 조압연기의 조압연, 사상압연기의 사상압연, 냉각장치의 냉각, 권취기의 코일링을 거치고, 출탕온도를 낮추고 압연속도를 높임으로써 스케일 두께를 감소시키는 동시에 압연 후의 냉각속도와 코일링온도를 제어하여 열연판 표면 스케일 구조를 제어하며, 스케일 부착력을 향상시키고 스케일 두께를 감소시키는, 열연 유닛을 통해 열연하는 단계;
    압연압력, 장력, 변형률 및 압연패스횟수를 포함하는 냉연 공정 매개변수를 최적화하고 압연 윤활액을 사용하여 스케일이 냉연과정에서 베이스에 따라 양호한 소성 변형이 발생되도록 함으로써 높은 표면품질 및 판 형상의 스케일판을 수득하는, 냉연 유닛을 통해 냉연하는 단계;
    환원성 가스를 통입시키고 환원온도 및 시간을 제어하며, 스케일을 철저하게 환원시키고 띠강이 아연욕으로 진입하는 온도까지 냉각시키는, 환원로를 통해 환원 어닐링하는 단계; 및
    환원 어닐링 후 직접 아연욕으로 진입하고 몇 초간 체류시켜 용융도금을 완성하는, 용융도금 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  2. 제1항에 있어서,
    탈지세정장치에서 알칼리성 탈지제를 사용하여 냉연 과정에서 표면에 잔류된 기름때 및 분진을 제거하고, 세정 및 건조시키는, 냉연 단계 후의 탈지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  3. 제1항에 있어서,
    열연단계에서, 출탕온도는 1100~1250℃이고, 압연 마감온도는 800~900℃이며, 코일링온도는 550~600℃ 사이이고, 압연속도는 8~20m/s이며, 압연 후 냉각속도는 7~30℃/s인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출탕온도는 1150~1200℃이고, 압연 마감온도는 840~870℃이며, 코일링온도는 550~570℃이고, 압연속도는 14~18m/s이며, 냉각속도는 15~20℃/s인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 출탕온도는 1170~1200℃이고, 압연 마감온도는 850℃ 또는 860℃이며, 코일링온도는 550℃ 또는 560℃이고, 압연속도는 17m/s 또는 18m/s이며, 냉각속도는 19℃/s 또는 20℃/s인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  6. 제1항에 있어서,
    열연단계에서, 수득한 열연판 두께는 1.0~6mm이고, 열연판 표면 스케일의 평균 두께는 5~10㎛이며, 스케일구조는 Fe3O4 및 FeO를 위주로 하고, 여기서 Fe3O4의 중량함량은 50% 이상을 차지하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열연판 두께는 1.5~4mm이고, 상기 Fe3O4의 함량은 65% 이상을 차지하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  8. 제1항에 있어서,
    냉연단계에서, 압연패스는 1~2회 내에 완성되고, 매차례 변형률은 1.0%~90%로 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압연패스는 1회 내에 완성되고, 변형률은 50%~80%로 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  10. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    냉연단계에서, 압연 유화액은 탈이온수 또는 팜유를 사용하고, 냉연 압하율은 1.0%~90%인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉연 압하율은 50%~80%인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  12. 제1항에 있어서,
    환원 어닐링 단계에서, 환원온도는 500~1000℃이고, 환원시간은 60~300s이며, 환원성 가스는 H2 또는 CO와 불활성가스의 혼합물이고, 여기서 H2 또는 CO의 농도는 3% 이상인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기의 환원온도는 750~950℃이고, 체류시간은 120~300s이며, H2 또는 CO의 농도는 10%~75%인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기의 환원온도는 800℃, 850℃ 또는 900℃이고, 체류시간은 180s, 240s 또는 300s이며, H2 또는 CO의 농도는 15%, 25% 또는 30%인 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  15. 제12항에 있어서,
    환원 어닐링 단계에서, 반응에 참여하지 않은 H2 또는 CO는 순환 사용되는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
  16. 제1항에 있어서,
    용융도금 단계에서, 수득한 용융도금제품은 용융순수아연도금, 용융아연알루미늄마그네슘도금, 용융알루미늄아연도금 또는 용융알루미늄규소도금 제품을 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 무산세 직접 냉연 환원 어닐링 용융도금 제품의 생산방법.
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