고강도 강제 강판 제품용 용융 도금 방법 document_id A220623108766

자동차 차체 제작에 있어서, 내식성을 이유로 차체에 사용되는 열연 또는 냉연 강판을 표면 처리한다. 이러한 강판들에 대한 수요 변동이 상당히 크다. 한편으로는, 강판은 용이하게 성형되어야 하는 반면에, 다른 한편으로는 고강도이어야 한다. 철에 Mn, Al, Si 및 Cr 같은 특수 합금 성분을 부가함으로써 고강도가 달성된다. 고강도 강의 물성 프로파일을 최적화 하기 위해, 용융 욕 내에서 아연 및/또는 알루미늄으로 도금하기 직전에 강판을 어닐링하기도 한다. 매우 소량의 합금 성분을 함유하는 강 스트립의 용융 도금은 문제가 되지 않지만, 다량의 합금 성분을 함유하는 강판을 종래의 방식으로 용융 도금할 때에는 어려움이 발생한다. 이에 따라, 예를 들면 각 강판에 도금층이 부적당하게 부착된 영역이 생기거나 또는 그 전체가 도금되지 않은 영역이 남아 있을 수도 있다. 종래에, 이러한 문제점들을 방지하기 위한 많은 시도들이 있었다. 그러나 이런 문제에 대한 최적의 해법은 아직 도출되지 않고 있다. 공지되어 있는 강 스트립의 용융 아연 도금 방법을 사용할 때, 피도금 스트립은 직접-가열 방식 예열기(DFF=Directly Fired Furnace)를 지나게 된다. 사용되는 가스 버너에서 가스-공기 혼합을 변경시킴으로써, 스트립 주위의 분위기 내에 산화 포텐셜이 증가한 영역이 형성될 수 있다. 증가된 산화 포텐셜은 스트립 표면에서 철이 산화되게 한다. 이러한 방식으로 형성된 철 산화물 층은 후속하는 노 구역에서 환원된다. 스트립 표면 위의 산화물 층 두께를 특정되게 조절하는 것은 어렵다. 스트립 속도가 고속일 때가 스트립 속도가 저속인 때보다도 그 두께가 얇다. 결과적으로, 환원 분위기에서 스트립 표면의 상태가 명확하게 정의될 수 없다. 이는 결국 스트립 표면에 도금층의 부착 문제를 야기할 수 있다. RTF 예열기(RTF=Radiant Tube Furnace)를 사용하는 현대의 용융 도금 라인에서는, 상술한 공지 시스템과는 대조적으로 더 이상 가스-가열 버너를 사용하지 않는다. 이에 따라, 가스-공기 혼합의 변화에 의한 철의 사전-산화는 더 이상 일어나지 않는다. 그 보다는, 이들 시스템에서는 불활성 가스 분위기에서 스트립이 완전하게 어닐링 처리된다. 그러나, 합금 성분이 다량 첨가된 강 스트립을 상기와 같이 어닐링하면, 이들 합금 성분들은 스트립 표면에 더 이상 환원되지 못하는 확산된 산화물을 형성할 수 있다. 이들 산화물들은 용융 욕에서의 아연 및/또는 알루미늄의 완벽한 도금을 방해하게 된다. 특허 문헌에도 다양한 도금 재료를 사용한 다양한 강의 용융 도금 방법이 개시되어 있다. 예를 들면, 독일 특허 DE 689 12 243 T2호에는 연속로에서 가열된 스트립을 알루미늄으로 도금하는, 강 스트립의 연속 용융 도금 방법이 개시되어 있다. 제1 영역에서, 표면 불순물들이 제거된다. 이를 위해, 노 분위기는 매우 고온으로 되어 있다. 그러나, 스트립은 상기 영역을 매우 고속으로 지나기 때문에, 분위기 온도의 약 절반 정도까지로만 가열된다. 후속하는 불활성 가스 하에 있는 제2 영역에서, 상기 스트립은 도금 재료인 알루미늄의 온도까지 가열된다. 이 외에도, 독일 특허 DE 695 07 977 T2호에는 크롬을 함유하는 합금화된 강 스트립을 2단계로 용융 도금하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 스트립의 표면에 철을 농축시키기 위해, 스트립은 제1 스테이지에서 어닐링된다. 그리고 나서, 스트립은 비산화 분위기에서 도금 금속의 온도까지 가열된다. 일본 공개 특허 공보 JP02285057 A호에는 다단계로 수행되는 강 스트립의 아연 도금 방법이 개시되어 있다. 이를 위해, 사전에 세척된 스트립이 약 820 ℃의 온도의 비산화 분위기에서 처리된다. 그런 후에, 환원성 분위기에서 스트립 표면을 환원하기 전에, 스트립이 약 400 내지 700 ℃의 약한 산화 분위기에서 처리된다. 스트립은 약 420 내지 500 ℃까지 냉각된 후에 통상적인 방식으로 용융 도금된다.