전문 강철 아연도금: 오래 지속되는 내식성 보장

강철 아연도금

강철 아연도금은 강철에 아연을 도금해 내식성을 확보하는 것을 의미합니다. 아연 코팅을 도포하는 주요 상업적 방법으로는 용융 아연도금, 연속 아연도금 공정, 전기 아연도금, 아연 도금, 기계 도금, 아연 스프레이, 아연 도장 등이 있습니다. 이러한 각 아연 코팅 방법은 고유한 특성을 가지며, 이 특성들은 적용 가능성뿐만 아니라 상대적 경제성과 예상 수명에도 영향을 미칩니다. 가공 방법, 기재 금속과의 부착력, 모서리/가장자리/나사산 보호, 경도, 코팅 밀도, 두께는 서로 다른 코팅 간에 크게 다를 수 있습니다.

아연도금의 기록된 역사는 1742년으로 거슬러 올라가며, 프랑스 화학자 P.J. 말루앙이 프랑스 왕립 아카데미 발표에서 쇠를 용융 아연에 담가 코팅하는 방법을 설명한 것이 시초입니다. 30년 후, 아연도금의 이름을 딴 루이지 갈바니가 금속 간 일어나는 전기화학적 과정을 더 발견했습니다. 갈바니의 연구는 1829년 마이클 패러데이가 아연의 희생 작용을 발견하고, 1836년 프랑스 엔지니어 소렐이 초기 아연도금 공정 특허를 얻으면서 발전했습니다. 1850년까지 영국 아연도금 산업은 강철 보호를 위해 연간 1만 톤의 아연을 사용했으며, 1870년 미국에 첫 아연도금 공장이 가동되었습니다. 오늘날 아연도금은 철이나 강철이 사용되는 거의 모든 주요 응용 분야와 산업에서 찾아볼 수 있습니다. 용융 아연도금 강철은 전 세계 수많은 응용 분야에서 입증되고 성장하는 성공 역사를 가지고 있습니다.

용융 아연도금은 강철 보호에 가장 널리 사용되는 수단 중 하나입니다. 이 공정에서 아연 코팅은 용융 도금 공정으로 도포됩니다. 소재를 액체 아연 욕조에 담가 철강 제품에 아연 코팅을 얻습니다. 아연은 낮은 융점 때문에 용융 공정으로 강철에 코팅으로 도포할 수 있습니다. 강철 소재가 용융 아연에 담겨지기 때문에 아연이 오목한 곳과 접근하기 어려운 다른 영역으로 흐르며, 복잡한 형상의 모든 영역을 철저히 코팅해 내식성을 제공합니다. 코팅 도포 전 강철은 오일, 그리스, 토양, 밀 스케일, 녹을 모두 제거하기 위해 세정됩니다. 용융 아연도금 코팅은 너트, 볼트, 못 같은 작은 부품부터 시트, 파이프, 초대형 구조 형상에 이르기까지 다양한 소재에 사용됩니다. 사용 가능한 아연 욕조 크기와 소재 취급이 아연도금 가능한 강철 크기를 제한합니다.

아연도금 공정은 소재 전체를 세정액과 용융 아연에 담그는 과정이므로 내부와 외부 표면 전체가 코팅됩니다. 이는 중공 및 관형 구조물의 내부, 패스너의 나사산도 포함합니다. 완전한 커버리지는 중요합니다. 부식은 일부 중공 구조물 내부에서 가속화되는 경향이 있는데, 그곳 환경이 극도로 습하고 결로가 일반적으로 발생하기 때문입니다. 도장된 중공 구조물은 내부에 내식성이 없습니다. 또한 나사산에 보호가 없는 패스너는 부식에 취약하며, 부식된 패스너는 구조적 연결의 무결성에 대한 우려를 낳을 수 있습니다.

모서리 및 가장자리 보호

아연도금 공정은 자연스럽게 코팅이 코너와 가장자리에서 나머지 부분만큼이나 두껍게, 또는 더 두껍게 생성됩니다. 이는 철과 아연 간 반응이 확산 반응이어서 코팅의 결정 구조가 강철 표면에 수직으로 형성되기 때문입니다. 코팅 손상이 가장자리와 모서리에서 가장 많이 발생하므로, 바로 그곳에서 추가 보호가 가장 필요합니다. 붓 또는 스프레이 도포 코팅은 코너와 가장자리에서 자연스럽게 얇아지는 경향이 있습니다.

아연 코팅과 부식

부식은 생산 및 성형 후 강철이 광석이라는 더 낮고 자연스러운 에너지 상태로 되돌아가려는 경향으로 단순화할 수 있습니다. 이 경향을 '엔트로피 법칙'이라 부릅니다. 강철 보호를 위한 부식 방지 방법에는 (1) 합금화로 금속 변경, (2) 습도 저감 또는 억제제 사용으로 환경 변경, (3) 음극 또는 양극 전류 인가와 유기/금속 코팅 도포로 전기화학적 포텐셜 제어 등이 있습니다.

아연은 대부분의 환경에서 철강 제품에 적합한 내식성 보호 코팅이 되는 여러 특성을 가집니다. 강철과 환경 사이에 차단막을 생성하는 것 외에도, 아연은 기재 금속을 음극적으로 보호하는 능력도 가집니다. 아연은 철과 강철에 대해 양극적이어서 코팅이 손상되면 강철이 녹스는 것을 막기 위해 아연이 우선적으로 부식됩니다. 아연도금 코팅이 물리적으로 손상되면 노출된 강철에 음극 보호를 계속 제공합니다. 개별 기저 강철/철 영역이 직경 6mm 이하 스팟으로 노출되면 주변 아연이 코팅이 지속되는 한 해당 영역에 음극 보호를 제공합니다.

아연 코팅의 뛰어난 현장 성능은 밀착된 부식 생성물 피막을 형성하고 철강 재료보다 상당히 낮은 부식 속도(환경에 따라 10~100배 느림) 덕분입니다. 신선한 아연 표면은 대기에 노출되면 상당히 반응적이지만, 부식 생성물의 얇은 막이 빠르게 형성되어 추가 부식 속도를 크게 감소시킵니다.

용융 아연도금의 3단계 내식성

용융 아연도금은 특히 혹독한 환경에서 강철에 우수한 내식성을 제공합니다. 강철에 3단계 내식성을 제공합니다. (1) 차단 보호, (2) 음극 보호, (3) 아연 파티나.

차단 보호

차단 보호는 부식 방어의 최전선입니다. 페인트와 같이 용융 아연도금 코팅은 강철을 환경의 전해질로부터 격리시켜 보호합니다. 차단막이 온전한 한 강철은 보호되며 부식은 발생하지 않습니다. 그러나 차단막이 파손되면 부식이 시작됩니다. 차단막이 온전해야 내식성을 제공하므로, 차단 보호의 두 가지 중요한 특성은 (1) 기재 금속과의 부착력, (2) 내마모성입니다. 아연 금속의 단단히 결합된 비투과적 특성은 매우 좋은 차단 코팅이 됩니다. 일반적으로 핀홀이 있는 페인트 같은 코팅은 요소를 투과시켜 피막 하 부식이 급속히 확산되기 쉽습니다.

음극 보호

차단 보호 외에도 용융 아연도금은 강철을 음극적으로 보호합니다. 즉 아연이 기저 강철을 보호하기 위해 우선적으로 부식됩니다. 금속 갈바닉 시리즈(그림 1)는 해수(전해질)에서 전기화학적 활성 순서대로 배열된 금속 목록입니다. 이 금속 배열은 두 금속을 갈바닉 또는 전해질 셀에 넣었을 때 어느 금속이 양극과 음극이 될지 결정합니다(그림 1). 목록 상단에 있는 금속은 아래 금속에 대해 양극적이어서 두 금속이 연결되면 음극적 또는 희생적 보호를 제공합니다. 따라서 아연이 강철을 보호합니다. 사실 이 음극 보호는 아연도금 코팅이 손상되어 맨 강철이 노출되더라도(직경 6mm까지), 주변 아연이 모두 소모될 때까지 부식이 시작되지 않음을 보장합니다.

갈바닉 셀(그림 1)에서 부식 발생에 필요한 4가지 요소는 (1) 양극 반응으로 전자를 생성하고 소재가 부식되는 양극, (2) 전자를 받아 부식으로부터 보호되는 음극, (3) 이온 전류를 전달하는 도체인 전해질(산, 염기, 염의 수용액 포함), (4) 양극과 음극을 연결하는 금속 경로인 복귀 전류 경로(종종 기저 금속). 이 4가지 요소(양극, 음극, 전해질, 복귀 전류 경로) 모두 부식 발생에 필요합니다. 이들 중 어느 하나라도 제거하면 전류 흐름이 멈추고 부식은 발생하지 않습니다. 양극 또는 음극에 다른 금속을 대체하면 전류 방향이 역전되어 어느 전극이 부식되는지 변경될 수 있습니다.

그림 1 이금속 커플과 금속 갈바닉 시리즈

아연 파티나

강철 아연도금의 오래 지속되는 내식성의 마지막 요소는 아연 파티나 형성입니다. 아연 파티나는 강철 표면에 형성되는 아연 부식 부산물입니다. 모든 금속과 마찬가지로 아연도 대기에 노출되면 부식되기 시작합니다. 아연도금 코팅이 수분과 자유롭게 흐르는 공기에 노출되면 부식 부산물이 코팅 표면에 자연스럽게 형성됩니다. 이러한 부산물(산화 아연, 수산화 아연, 탄산 아연)의 형성은 환경의 자연스러운 습윤 및 건조 주기 동안 발생합니다. 완전히 발달한 아연 파티나는 아연의 부식 속도를 동일 환경에서 강철의 약 1/30로 늦추며, 용융 아연도금 코팅에 추가적인 수동적이고 비투과적인 차단막 역할을 합니다.

아연도금 공정

아연도금 공정(그림 2)은 세 가지 기본 단계로 구성됩니다. (1) 표면 처리, (2) 아연도금, (3) 검사.

그림 2 아연도금 공정

표면 처리

표면 처리는 모든 코팅 도포에서 가장 중요한 단계입니다. 대부분의 경우 잘못되거나 불충분한 표면 처리가 예상 수명 전에 코팅 실패의 원인이 됩니다. 아연도금 공정의 표면 처리 단계는 자체 내장된 품질 관리 수단을 가지고 있습니다. 완벽하게 깨끗하지 않은 강철 표면과는 아연이 야금학적으로 반응하지 않기 때문입니다. 표면의 실패나 불충분함은 강철을 용융 아연에서 끌어올릴 때 즉시 드러나는데, 불결한 영역은 코팅되지 않은 채로 남아 즉각적인 시정 조치가 필요합니다.

아연도금용 표면 처리는 일반적으로 세 단계로 구성됩니다. (1) 가성 세정, (2) 산세, (3) 플럭싱. 가성 세정 단계에서는 뜨거운 알칼리 용액을 일반적으로 사용해 금속 표면에서 먼지, 그리스, 오일 같은 유기 오염물질을 제거합니다. 에폭시, 비닐, 아스팔트, 페인트, 용접 슬래그는 아연도금 전 그릿 블라스팅, 샌드 블라스팅 또는 기타 기계적 수단으로 제거해야 합니다. 산세 단계에서는 스케일과 녹을 뜨거운 묽은 황산(H₂SO₄) 또는 상온 염산(HCl) 용액에 산세해 강철 표면에서 제거합니다. 표면 처리는 화학적 세정의 대안으로 또는 병행해 연마 세정으로도 수행할 수 있습니다. 연마 세정은 금속 샷이나 그릿을 공기 분사나 고속 회전 휠로 강철 소재에 날려 보내는 공정입니다.

세 번째 단계는 플럭싱으로 아연도금 공정의 마지막 표면 처리 단계입니다. 플럭싱은 산화물을 제거하고 아연도금 전 금속 표면에 추가 산화물 형성을 방지합니다. 플럭스 도포 방식은 아연도금 작업 중 습식 또는 건식 아연도금 공정(그림 2) 중 어느 것을 사용하는지에 따라 다릅니다. 건식 아연도금 공정에서는 강철 또는 철을 수용성 염화 아연 암모늄 용액에 담그거나 예비 플럭싱합니다. 소재를 건조시킨 후 용융 아연에 담급니다. 습식 아연도금 공정에서는 액체 염화 아연 암모늄 담요를 용융 아연 위에 띄웁니다. 아연도금되는 철 또는 강철이 용융 아연으로 들어가는 길에 플럭스를 통과합니다.

아연도금

이 단계에서 소재는 최소 98% 순수 용융 아연으로 구성된 욕조에 완전히 담겨집니다. 욕조 화학 성분은 국가 또는 국제 표준이 지정한 사양을 따라야 합니다. 욕조 온도는 약 450~460℃로 유지됩니다. 가공된 강철 제품은 욕조 온도에 도달할 때까지 욕조에 담급니다. 아연 금속이 강철 표면의 철과 반응해 아연-철 금속간 합금을 형성합니다. 제품은 아연도금 욕조에서 천천히 인출되며, 여분의 아연은 배수, 진동, 원심분리로 제거합니다.

아연-철 합금층의 형성과 구조를 초래하는 야금학적 반응은 제품이 욕조에서 인출된 후에도 욕조 온도 근처에 있는 동안 계속됩니다. 제품은 욕조 인출 직후 물이나 상온 공기로 냉각됩니다. 아연도금 공정은 전체 소재 담금이므로 완전한 공정이며, 즉 모든 표면이 코팅됩니다. 아연도금은 중공 구조물의 내부와 외부 모두를 보호합니다.

아연도금 코팅의 두께와 외관에 영향을 미치는 요인에는 (1) 강철의 화학적 조성, (2) 강철 표면 상태, (3) 아연도금 전 강철의 냉간 가공, (4) 욕조 담금 시간, (5) 욕조 인출 속도, (6) 강철 냉각 속도 등이 있습니다.

아연도금은 플랜트에서 날씨나 습도 조건에 관계없이 수행됩니다. 대부분의 붓/스프레이 도포 코팅은 올바른 도포를 위해 적절한 날씨와 습도 조건에 의존합니다. 이 대기 조건 의존성은 종종 비용이 많이 드는 공사 지연으로 이어집니다.

검사

아연도금 후 면밀히 검토되는 용융 아연도금 코팅의 두 가지 특성은 코팅 두께와 코팅 외관입니다. 다양한 간단한 물리적 및 실험실 테스트로 두께, 균일성, 부착력, 외관을 판단할 수 있습니다. 제품은 국가 및 국제 표준에 따라 아연도금됩니다. 이 표준들은 다양한 아연도금 품목 범주에 대한 최소 요구 코팅 두께부터 공정에 사용되는 아연 금속 조성까지 모든 것을 다룹니다.

아연도금 제품 검사 공정은 단순하고 빠르며 최소한의 인력이 필요합니다. 이는 많은 붓/스프레이 도포 코팅의 품질을 보장하는 데 필요한 검사 공정이 고도로 노동 집약적이고 비싼 숙련 노동력을 사용하는 것과 대조적입니다.

코팅 두께는 일반적으로 자기 두께 게이지로 테스트합니다. 최소 코팅 두께와 샘플링 요구사항은 일반적으로 국가 및 국제 표준에 나와 있습니다. 표준은 전체 로트 크기에 기반해 측정해야 할 샘플 수 가이드라인도 제공합니다.

가장 정확하고 조작이 가장 쉬운 두께 게이지는 전자식 자기 두께 게이지입니다. 어떤 시료의 개별 측정값도 요구 코팅 등급보다 한 등급 낮을 수 없으며, 평균값은 요구 코팅 등급 이상이어야 합니다.

부착력 테스트는 일반적으로 표준에 포함되지 않지만 튼튼한 칼로 수행할 수 있습니다. 아연도금 코팅을 튼튼한 칼로 세게 눌러도 제거할 수 없다면 양호한 것입니다.

아연도금 코팅의 물리적 품질

아연도금 코팅의 물리적 품질은 야금학적 결합에 달려 있습니다. 아연도금은 아연과 기저 강철/철을 야금학적으로 결합해 금속 자체의 일부인 차단막을 만듭니다. 아연도금 중 용융 아연이 강철의 철과 반응해 일련의 아연-철 합금층을 형성합니다. 그림 3은 아연도금 강철 코팅 단면의 현미경 사진으로, 3개 합금층과 순수 금속 아연 층으로 구성된 일반적인 코팅 미세구조를 보여줍니다. 아연도금 코팅은 기저 강철에 약 250kg/㎠ 수준으로 부착됩니다. 다른 코팅은 일반적으로 최대 20~45kg/㎠ 수준의 부착력을 제공합니다.

강철 표면의 아연도금 코팅 형성은 야금학적 반응으로, 아연과 강철이 결합해 일련의 단단한 금속간 층을 형성하며, 최외층은 일반적으로 100% 아연(에타 층)입니다. 현미경 사진(그림 3)은 아연도금 강철 코팅의 단면입니다. 강철 표면 위 첫 번째 아연-철 합금층은 감마 층으로 약 75% 아연(Zn), 25% 철(Fe). 다음 층인 델타 층은 약 90% 아연, 10% 철. 세 번째 층인 제타 층은 약 94% 아연, 6% 철. 마지막 층(에타 층)은 소재가 아연 욕조에서 인출될 때 형성되며 욕조 화학 성분과 동일, 즉 순수 아연. 현미경 사진에서 감마, 델타, 제타 층이 전체 아연도금 코팅의 약 60%를 형성하고, 에타 층이 나머지를 구성함을 알 수 있습니다.

그림 3에서 각 층 이름 아래에 '다이아몬드 피라미드 넘버'(DPN)로 경도가 표시되어 있습니다. DPN은 경도의 점진적 척도입니다. 숫자가 높을수록 경도가 높습니다. 일반적으로 감마, 델타, 제타 층은 기저 강철보다 더 단단합니다. 이 층들의 경도는 마모로 인한 코팅 손상에 대한 탁월한 보호를 제공합니다. 아연도금 코팅의 에타 층은 상당히 연성이 있어 코팅에 내충격성을 제공합니다. 경도, 연성, 부착력이 결합되어 운송 중 및 현장에서의 거친 취급, 수명 기간 동안 손상에 대한 비교할 수 없는 보호를 제공합니다. 아연도금 코팅의 인성은 매우 중요합니다. 차단 보호가 코팅 무결성에 의존하기 때문입니다. 올바르게 도포된 아연도금 코팅은 비투과성입니다.

그림 3 아연도금 코팅 현미경 사진

아연도금 욕조에서 강철과 용융 아연의 반응 중 코팅 성장에 주로 영향을 미치는 두 가지 요인이 있습니다. 아연도금 코팅 두께는 주로 코팅되는 강철의 두께와 화학적 조성에 의해 결정됩니다. 이는 두 가지 이유로 중요합니다. (1) 일반적으로 아연 코팅이 두꺼울수록 더 오래 내식성 제공, (2) 과도하게 두꺼운 코팅은 정상 두께 코팅보다 부착력과 결합력이 떨어질 수 있습니다.

아연도금 적합 강철

대부분의 강철은 만족스럽게 용융 아연도금할 수 있습니다. 그러나 강철 내 반응성 원소인 실리콘과 인은 용융 아연도금 공정에 영향을 줄 수 있습니다. 적절한 강철 조성 선택으로 외관, 두께, 평활도 측면에서 더 일관된 코팅 품질을 얻을 수 있습니다. 강철의 이전 이력(열간 압연 또는 냉간 압연 여부 등)도 아연 용탕과의 반응에 영향을 줄 수 있습니다. 미관이 중요하거나 특정 코팅 두께나 표면 평활도 기준이 있는 경우, 용융 아연도금 전 강철 선택에 특별한 주의가 필요합니다.

강철 화학 성분, 특히 실리콘, 인, 망간, 탄소 수준은 코팅 특성에 영향을 줍니다. 실리콘은 특히 아연도금 코팅 성장에 심대한 영향을 미칠 수 있습니다. 인과 망간도 강철 반응성을 증가시키며, 특정 실리콘 수준과 결합하면 더 두꺼운 무광 회색 코팅을 생성할 수도 있습니다. 강철의 탄소, 황, 망간 함량도 아연도금 코팅 두께에 미미한 영향을 줄 수 있습니다.

아연도금되는 강철의 화학적 조성은 매우 중요합니다. 강철에 존재하는 실리콘과 인의 양이 아연도금 코팅의 두께와 외관에 강한 영향을 미칩니다. 강철의 실리콘 수준이 0.04% 이상이거나 인 수준이 0.05% 이상이면 일반적으로 주로 아연-철 합금으로 구성된 두꺼운 코팅이 형성됩니다. 최고 품질의 아연도금 코팅을 위해서는 실리콘 수준이 0.04% 미만이거나 0.15~0.23% 사이여야 합니다. 이 범위 밖의 강철은 반응성 강철로 간주되며 아연도금 가능하고 일반적으로 허용 가능한 코팅을 생성하지만, 종종 더 두꺼운 코팅이 형성되어 어두운 외관이 예상됩니다.

실리콘과 인이 강철 반응성에 미치는 영향

강철 생산 중 산소 제거를 위해 실리콘이나 알루미늄을 첨가합니다. 이러한 강철을 킬드 강철이라 부릅니다. 실리콘 함량이 용융 아연도금 반응에 영향을 주므로 아연도금 대상 강철의 실리콘 함량은 항상 고려해야 합니다. 아연도금에 적합한 알루미늄 킬드 강철은 실리콘 함량이 낮아 0.03% 미만. 실리콘 킬드 강철 중 실리콘 함량 0.14% 이상인 것도 아연도금에 잘 작동하지만 알루미늄 킬드 강철보다 더 두꺼운 코팅을 생성합니다. 강철의 인 함량도 반응성에 영향을 주며, 특히 냉간 압연 강철에서 그렇습니다. 강철의 다른 합금 원소는 코팅에 주요한 영향을 주지 않습니다.

샌델린 범위

실리콘 + 인 함량이 0.03~0.14% 범위인 강철을 아연도금 용어로 '샌델린 강철'이라 부릅니다. 이 강철들은 피하거나 특수 유형의 아연도금 욕조를 사용해야 합니다. 일반적인 아연 욕조에서 이 유형 강철과 아연의 반응이 매우 강해 코팅이 두껍고 불규칙해지며, 종종 부착력이 나쁩니다. 최외층 합금층인 제타상의 결정이 작고 얇은 입자로 성장합니다. 용융 아연이 입자 사이로 빠르게 확산되어 코팅 성장이 매우 빠릅니다. 적절한 합금 첨가 아연 욕조를 사용할 수 없는 경우, 이 유형 강철은 용융 아연도금에 사용하지 않아야 합니다.

연구에 따르면 샌델린 범위의 하한이 이전에 제안된 것보다 낮으며, 인 함량이 냉간 압연 강철의 반응성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 이 연구들은 다음 권장사항을 제시합니다.

• 아연도금 표면 외관이 매우 중요한 경우(예: 건축 용도), 냉간 압연 강철에 권장되는 식은 '실리콘 0.03% 미만 및 Si + 2.5×P 0.04% 미만'.
• 열간 압연 강철의 경우 실리콘 함량이 더 중요하지만 인 함량은 덜 중요하며, 권장 식은 '실리콘 0.02% 미만 및 Si + 2.5×P 0.09% 미만'.
• 그러나 대부분의 경우 실리콘 + 인 함량 0.03% 미만 강철이 냉간/열간 압연 조건 모두에서 허용 가능한 표면 마감을 제공합니다.

알루미늄 킬드 강철

알루미늄 킬드 강철도 낮은 실리콘 수준을 포함하며, 이는 반응성에 중요합니다. 최근에는 소위 초저실리콘 함량(0.01% 미만)과 알루미늄 함량 0.035% 이상의 알루미늄 킬드 강철이 더 일반화되었습니다. 이러한 강철은 절단과 성형성 측면에서 많은 긍정적 특성을 가집니다. 그러나 낮은 실리콘 함량과 높은 알루미늄 함량의 조합으로 용융 아연도금 표준에 명시된 것보다 아연 층이 더 얇아집니다.

니켈 합금 욕조에서 아연도금을 수행하는 경우(니켈이 여러 긍정적 특성을 더한다고 여겨져 오늘날 일반적), 반응성이 더욱 감소해 더 얇은 층이 결과로 나타납니다. 이러한 강철에 대한 표준 편차는 고객과 아연도금업체 간 합의할 수 있습니다. 편차를 수용할 수 없다면 이 유형 강철은 아연도금 전 블라스팅해야 합니다.

코팅 외관

낮은 실리콘 또는 인 함량 강철의 용융 아연도금은 밝고 반짝이는 아연 코팅을 생성합니다. 옥외 환경에서는 시간이 지나면 표면 색상이 무광 연한 회색으로 변합니다. 실리콘 함량 0.15~0.22~0.23% 범위 강철도 보통 밝고 반짝이는 코팅을 생성합니다. 실리콘 함량 약 0.25%는 회색 표면 또는 밝은 표면 위의 회색 네트워크를 생성할 수 있습니다. 니켈 합금 아연 욕조 사용 시 아연과 철 간 반응이 감소해 약 0.22% 실리콘까지 보통 밝은 코팅 생성.

더 높은 실리콘 함량(0.25% 초과) 강철은 일반적으로 무광 회색 코팅을 생성하며, 실리콘 함량 증가에 따라 더 어두워집니다. 어두운 회색은 오직 미적 효과일 뿐, 코팅 두께가 같으면 내식성은 동일하거나 더 좋습니다. 어두운 회색 코팅은 밝은 코팅보다 종종 더 두껍습니다. 더 높은 반응성으로 인해 더 거칠기 때문이며, 따라서 더 긴 내식성을 제공합니다. 코팅 색상은 코팅 최외 표면의 순수 아연과 혼합된 철-아연 결정 비율에 의해 결정됩니다. 표면이 밝을수록 철-아연 함량이 높고, 어두울수록 낮습니다.

철 함량이 높은 아연 코팅이 부식되면 철이 방출되고 산화되어 표면에 적갈색 변색을 줄 수 있습니다. 철-아연 코팅의 더 큰 부분이 부식될수록 적갈색 색상이 증가합니다. 따라서 표면의 적갈색 변색이 아연 코팅이 사라졌음을 의미하지는 않습니다.

순수 금속 아연 최외층과 밝은 외관의 아연 코팅도 순수 아연 층이 부식되면 적갈색 변색을 나타낼 수 있습니다. 이 경우 적갈색 변색 형성 시간은 순수 아연 층 두께에 따라 더 깁니다. 실리콘 + 인 함량 0.03% 초과 강철의 순수 아연 함량은 일반적으로 전체 코팅 두께의 30~50%.

연속 아연도금 공정

연속 용융 코팅 공정은 1960년대경 강판, 스트립, 와이어 등의 아연도금 제품용으로 처음 개발된 널리 사용되는 방법입니다. 용융 코팅이 연속 공정으로 강철 표면에 도포됩니다. 강철이 연속 리본 형태로 용융 아연 욕조를 최대 200m/분 속도로 통과합니다. 강판 크기는 두께 0.25~4.30mm, 폭 최대 1830mm 범위.

이 연속 용융 코팅 공정은 일반적으로 알칼리 액체와 브러싱, 린싱, 건조를 조합한 공정 유닛에서 강철 세정으로 시작합니다. 그런 다음 강철은 가열 또는 어닐링로로 들어가 연화되고 원하는 강도와 성형성을 부여받습니다. 이 어닐링로에서 강철은 수소와 질소로 구성된 환원 가스 분위기 하에 유지되어 강철 표면에 있을 수 있는 산화물을 제거합니다. 로 출구는 진공 챔버인 '스라우트(snout)'를 통해 용융 코팅 욕조와 연결되어 가열된 강철 제품이 공기에 의해 재산화되는 것을 방지합니다. 욕조에서 강철 제품은 잠긴 롤 주위로 보내져 용융 금속과 반응해 결합된 코팅을 생성한 후 수직 방향으로 인출됩니다. 제품이 욕조에서 제거되면 고압 공기를 사용해 여분의 용융 아연을 제거해 엄격하게 제어된 코팅 두께를 만듭니다. 그런 다음 강철을 냉각해 금속이 강철 표면에 응고되도록 하는데, 이는 강철이 다른 롤과 접촉해 코팅이 전손되거나 손상되기 전에 수행됩니다.

시트 제품용 용융 도금 공정은 오늘날 아연도금(아연), 갈바닐(90~92% 아연, 8~10% 철 합금), 아연-알루미늄 두 가지 합금(알루미늄 55% 아연 45% 합금, 아연 95% 알루미늄 5% 합금), 알루미늄 기반 두 가지 합금(100% 알루미늄, 알루미늄 89~95% 실리콘 5~11% 합금), 테른 코팅(납 85~97% 주석 3~15% 합금) 등 7가지 유형의 용융 코팅 제품을 만드는 데 사용됩니다.