철강의 금속 코팅

강철의 금속 코팅

금속 코팅 강철은 아연, Zn/Al(아연/알루미늄) 합금, Zn/Si(아연/실리콘) 합금 또는 순수 Al 등의 층으로 코팅된 강철 기판으로 정의됩니다. 패시베이션이 없는 경우는 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 패시베이션 유무에 따른 금속 코팅 구조

강철의 금속 코팅은 강철의 수명과 성능을 향상시킵니다. 강철을 부식으로부터 보호하는 가장 효과적이고 경제적인 방법을 제공합니다. 금속 코팅 강철은 고강도, 성형성, 경량, 내식성, 미학, 재활용 가능성 및 저렴한 비용을 포함하는 고유한 특성 조합을 제공합니다.

강철의 금속 코팅에는 다음과 같은 몇 가지 공정이 있습니다.

• 용탕에 강판을 담그는 용융 코팅 공정. 용융 금속의 조성(Zn, Zn/Al, Al/Si 또는 순수 Al 등)은 금속 코팅의 특성을 결정합니다.
• 금속이 차가운 강철 스트립에 전해 증착되는 전기 아연 도금 공정입니다.
• PVD(Physical Vapor Deposition), CVD(Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 진공 코팅

용융 코팅 공정은 강철 스트립의 금속 코팅에 가장 널리 사용되는 공정입니다. 일반적으로 연속 코팅 라인은 금속 코팅된 철강 제품의 생산에 사용됩니다.

연속 코팅 라인에서 생산되는 금속 코팅 강판은 눈부신 성장을 경험했으며 점점 더 다양한 새로운 분야에서 계속 사용되고 있습니다. 이는 뛰어난 경제적, 기술적, 환경적 이점 때문입니다.

.오늘날 사용할 수 있는 광범위한 금속 코팅 강철 제품은 모든 부문의 요구 사항을 충족합니다. 다음은 금속 코팅된 강재의 선택을 제어하는 ​​매개변수입니다.

강철 기질의 품질 또는 등급

• 금속 코팅 유형
• 금속 코팅의 질량 또는 두께
• 표면 측면
• 표면 품질
• 표면 처리
• 치수 및 모양에 대한 공차

금속 코팅은 강철의 내식성을 향상시키고 제품 수명을 연장합니다. 적절한 금속 코팅은 강철의 성형성 및 저항 용접성 및 도장성을 향상시킬 수 있습니다.

코팅 제품의 종류

  금속 코팅 제품의 주요 유형은 다음과 같습니다.

• 용융 아연 도금 강판 – 이 강판에 대한 ASTM 표준은 A653M 및 A1063M입니다. 아연 도금 코팅은 본질적으로 강판에 Zn 코팅입니다. 아연 도금이라는 단어는 부식 환경에 노출될 때 Zn이 강철에 제공하는 갈바닉 보호에서 유래합니다. 그것은 지금까지 광범위한 응용 분야에서 가장 일반적인 용융 코팅 제품입니다. Zn은 갈바닉 및 배리어 보호 기능을 모두 제공합니다. 갈바닉 보호는 강철에 대한 다른 유형의 용융 코팅보다 큽니다. 코팅은 일반적으로 0.20% ~ 0.30% 범위의 Al을 포함합니다. Al은 합금 층(강과 Zn 코팅 사이의 결합 영역)의 성장 속도를 제어하기 위해 용융 Zn 배스에 첨가됩니다. 도막의 접착력을 획기적으로 향상시켜 도막의 가혹한 성형을 가능하게 합니다. 코팅에는 스팽글 현상을 위해 소량의 납(Pb) 및/또는 안티몬(Sb)이 포함될 수 있습니다. 거의 모든 아연 도금 강판에는 Pb가 포함되어 있지 않으며 Pb가 있는 경우 Pb는 0.03% 미만입니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 A653M의 경우 90 ~ 1200gm/Sq m, A1063M의 경우 양면 합계 90 ~ 600gm/Sq m입니다.
• 용융 아연 도금 강판 – 이 강판의 ASTM 사양은 A653M입니다. 아연 도금 강판의 생산에서 용융 아연 도금 코팅은 코팅 욕조 위의 타워에서 추가 가열에 의해 강철과 확산 합금됩니다. 일반적인 금속 코팅에는 8~11%의 철이 포함되어 있습니다. 이 시트는 일반적으로 대부분의 응용 분야에서 칠하기 위한 것입니다. 이 시트는 높은 경도와 성형 중 취성 거동이 특징입니다. 아연 도금 시트는 아연 도금 시트보다 스폿 용접 및 페인트 칠이 더 쉽습니다. 도료와 도막 표면 사이에 형성되는 우수한 접착력으로 인해 도료와의 성능이 상승적으로 향상됩니다. 아연 도금 강판과 비교할 때 아연 도금 강판은 일반적으로 페인트의 노출 된 가장자리, 긁힘 또는 기타 결함에서 페인트 아래의 언더컷 부식이 적습니다. 이 강판은 자동차 차체 패널에 사용됩니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 양면에서 총 90~180gm/Sq m 범위입니다.
• 용융 55% Al – Zn 합금 도금 강판 – 이 도금 강판은 갈바륨 강판이라고도 합니다. 이 시트에 대한 ASTM 표준은 A792M입니다. 코팅은 약 55% Al, 43.5% Zn 및 1.5% Si를 포함하는 Al-Zn 합금 코팅입니다. 이 코팅은 일부 갈바닉 보호와 결합된 우수한 차단 보호 기능을 제공합니다. 갈바닉 보호의 유지는 이 코팅의 중요한 기능입니다. Al과 Zn의 이러한 특정 조합은 우수한 성능을 위해 매우 중요한 코팅 미세 구조의 형성에 영향을 미칩니다. 이 코팅은 갈바닉 보호와 차단막 보호 사이에 매우 좋은 균형을 제공합니다. Si는 합금층 성장 속도를 제어하기 위해 추가됩니다. 코팅은 성형 시 접착력을 향상시킵니다. 코팅은 대부분의 환경에서 아연 도금 코팅보다 부식에 대한 저항성이 훨씬 높습니다. 장기간 내구성이 입증되었습니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 양쪽 면의 합계가 100 – 210gm/Sq m입니다.
• 용융 Zn -5% Al 합금 도금 강판 – 이 도금 강판은 Galfan 강판이라고도 합니다. 이 시트에 대한 ASTM 표준은 A875M입니다. 갈바니 코팅은 약 95%의 Zn과 5%의 Al을 포함합니다. 이 코팅은 아연 도금과 거의 동일한 갈바닉 보호 기능을 제공하고 대부분의 환경에서 향상된 내부식성을 제공합니다. 이 코팅은 일반적으로 우수한 코팅 연성(예:딥 드로잉 부품 및 프리페인트 시트)과 우수한 내식성을 요구하는 용도에 주로 사용됩니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 양쪽에서 총 90 – 700gm/Sq m 범위입니다.
• 용융 Zn – Al – Mg(마그네슘) 합금 도금 강판 – 이 강판에 대한 ASTM 표준은 A1046M입니다. 코팅은 Zn, Al(5%~11%) 및 Mg(2%~4%)를 포함하는 갈바닉 코팅입니다. 이 코팅은 많은 공격적인 환경에서 우수한 내식성을 제공합니다. 코팅은 운송, 인프라, 건설, 농업, 전력 및 자동차와 같은 응용 분야에 사용됩니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 양면에서 총 60 – 600gm/Sq m 범위입니다.
• 용융 알루미늄 도금 강판 – 이 강판의 ASTM 사양은 A463M입니다. 알루미늄 코팅에는 두 가지 유형이 있습니다. 즉 (i) Type 1 – 5% ~ 11% Si와 함께 Al과 (ii) Type 2 – 순수 Al 코팅입니다. 가장 일반적인 형태는 유형 1 코팅입니다. 용광로 부품, 소형 가전, 배기 시스템 등 내열산화성이 요구되는 용도에 사용됩니다. 알루미늄 도금은 내열산화성 강판에 가장 적합한 코팅입니다. 더 나은 고온 성능을 제공하기 위해 스테인리스 스틸 위에 적용할 수 있습니다. 순수 Al Type 2 코팅은 외부 응용 분야에 사용됩니다. 이 코팅의 부식 성능은 대부분의 환경에서 갈바닉 보호가 없는 장벽 보호를 기반으로 합니다. 이 경우 코팅의 Al이 코팅 표면에 안정적인 산화알루미늄 피막을 형성하기 때문에 배리어 부식 방지가 매우 우수합니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 유형 1의 경우 양면 합계 75 – 300gm/Sq m 범위이고, 유형 2의 경우 양면 합계 200 – 300gm/Sq m입니다.
• Terne 코팅 강판 – 이 강판의 ASTM 표준은 A308M입니다. 이 코팅은 3% ~ 15% Sn(주석)을 포함하는 Pb 합금 코팅입니다. Sn은 코팅과 강철 사이의 결합을 개발하기 위해 추가됩니다. 코팅은 매우 성형 가능하며 딥 드로잉 동작을 개선합니다. 또한 코팅된 시트는 쉽게 용접될 수 있습니다. 코팅된 시트는 연료 탱크에 대한 사용이 감소하고 있지만(코팅 시트의 성능과 관련이 없는 Pb와 관련된 환경 문제와 관련이 있음) 가솔린에 대한 내성이 매우 우수합니다. 코팅 중량(질량)은 일반적으로 양쪽에서 총 75 – 335gm/Sq m 범위입니다.

  금속 코팅 라인

  금속 코팅 라인은 효과적인 내부식성을 제공하는 입증된 보호 금속 조합으로 강철 기판을 코팅하는 곳입니다. 라인의 입구와 출구에 각각 하나씩 2개의 번호 스트립 축적기가 있어 짧은 시간 동안 강철 스트립을 축적할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 라인의 나머지 부분이 일관된 속도로 계속 실행되는 동안 라인을 새 코일로 변경하거나 완성된 코일을 제거할 수 있습니다. 공정의 모든 부분에서 정밀도가 유지되어 일관된 표면과 균일한 코팅이 가능합니다. 금속 코팅 라인의 기본 구성품은 다음과 같습니다.

• 코일은 두 개의 페이오프 릴 중 하나를 통해 냉간 압연기(CRM)에서 코팅 라인으로 옵니다. 이전 코일의 꼬리 끝과 새 코일의 머리 끝이 전단됩니다. 새로운 끝단은 전기 이음매 용접기로 함께 용접되거나 기계적으로 결합되어 라인의 공정 섹션에서 연속적인 강철 스트립을 만듭니다.
• 강은 일반적으로 타워 형태로 첫 번째 스트립 축압기에 들어갑니다.
• CRM에서 냉간 압하한 후 금속 코팅이 강 모재에 완벽하게 접착되도록 하기 위해 풀림 전에 강에서 윤활유의 잔류 필름을 제거해야 합니다. 알칼리성 탈지 탱크에서 유막을 제거합니다. 청소 후 강철 스트립을 헹구고 건조합니다.
• 차가운 강철 밴드가 용광로에 들어갑니다. 퍼니스의 목적은 어닐링 섹션의 예열 영역에서 화염 버너에 의해 강철 표면에 남은 유막을 태워 표면의 최종 청소를 수행하는 것입니다. 용광로의 두 번째 목적은 강철을 가열하여 적절한 기계적 특성을 개발하는 것입니다.
• 강판은 냉간압연으로 인해 극도의 가공경화도를 보이며 일반적으로 완전경질강이라고 합니다. 어닐링 섹션은 강철을 열처리하여 기계적 특성을 회복하고 강철을 의도한 용도에 적합하게 만듭니다. 열처리 과정에서 극심하게 감소된 미세조직이 재결정화됩니다.
• 어닐링 섹션은 (i) 예열, (ii) 유지 및 (iii) 제어 냉각의 세 영역으로 나뉩니다. 어닐링 영역 내부에는 수소 질소 가스 혼합물을 사용하여 강철이 산화되는 것을 방지합니다. 모든 버너는 화염과 강철 표면 사이의 직접적인 접촉을 피하기 위해 일반적으로 방사형입니다. 어닐링 주기는 필요한 최종 기계적 특성에 따라 관리됩니다.
• 냉각 영역의 끝에서 스트립의 온도는 코팅될 용탕의 온도에 대해 적절한 수준으로 냉각됩니다.
• 스틸 스트립이 필요한 온도에 도달하면 용융 금속 욕조에 담근다. 스트립이 욕조를 떠날 때 용융 금속의 두꺼운 층으로 코팅됩니다. 수조 위에 위치한 공기(또는 질소) 칼 세트는 코팅 중량을 필요한 수준으로 조정합니다. 코팅 중량은 일반적으로 자동 측정 장비에 의해 영구적으로 제어되고 모니터링됩니다.
• 코팅된 강철 스트립은 냉각탑을 통과하여 코팅된 스트립을 거의 실온으로 되돌립니다.
• 필요한 경우 강철을 표면 처리 공장을 통해 처리하여 색상 코팅을 위한 매끄러운 표면을 만들 수 있습니다.
• 텐션 레벨러는 우수한 평탄도를 제공하기 위해 일련의 롤러를 통과하면서 금속 코팅된 강철 스트립을 당깁니다.
• 칼라 코팅 라인용이 아닌 금속 코팅 강판은 코팅 열화에 대한 임시 보호 기능을 제공하는 화학적 처리를 받습니다. 이 표면 처리는 기존의 스프레이 또는 침지 및 후속 압착 또는 롤 코터로 직접 적용하여 수행됩니다. 후 처리는 표면 패시베이션 또는 얇은 유기 코팅입니다. 경우에 따라 이탈 섹션에 적용될 수 있습니다.
• 코팅된 강철 스트립이 출구 축압기로 들어가 다시 감길 때를 기다립니다.
• 코팅된 강철 스트립은 텐션 릴에 다시 감겨서 컬러 코팅 또는 포장을 위해 보내집니다.

주요 장비를 보여주는 금속 코팅 라인의 일반적인 개략도는 그림 2와 같습니다.

<강한>

그림 2 주요 장비를 보여주는 금속 코팅 라인의 일반적인 개략도

  응용 프로그램

다양한 금속 코팅 강철의 사용은 사람들의 일상 생활에서 없어서는 안될 부분이 되었습니다. 이 강철은 보호, 보호, 포장 및 운송에 사용되며 동시에 견고하고 내구성이 뛰어나며 미적으로 만족스러운 재료에 대한 수요를 충족시킵니다.

건축 및 건설 분야에서 금속 코팅 강철은 프로파일링, 클래딩 및 루핑에 수년간 사용되어 왔지만 문, 계단 및 천장 등과 같은 용도에도 사용됩니다.

금속 코팅된 강철 제품은 일반 산업 분야에서 매우 광범위하게 적용됩니다. 예를 들면 가구, 에어컨, 덕트, 탱크 및 열 차폐물 등이 있습니다.

가전 ​​부문도 금속 코팅 강판을 많이 사용합니다. 오늘날에는 백색 가전(냉장고, 세탁기, 오븐 등)과 갈색 가전(전자제품, 비디오, 하이파이 등)과 같이 전체가 금속 코팅된 강철로 가전제품을 만드는 경향이 있습니다.