KR101562085B1 - 금속들을 용융하도록 설계된 공동 내로 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인고트들의 형태인 금속들을 용융하도록 설계된 공동 내로 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 따른 상기 방법은 스틸 스트립(1)을 용융 금속의 형태인 금속들로 딥 코팅하기 위하여, 금속들을 용융하도록 설계된 공동(2, 3) 내로 복수의 금속들의 도입을 제어하도록 설계되며, 제1 금속은 상기 제1 금속의 높은 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 인고트(10)의 형태로 도입되며, 제2 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속의 합금으로 구성되는 적어도 하나의 제2 인고트(11)의 형태로 도입되는 상기 방법에 있어서, 상기 제2 인고트의 상기 제2 금속의 함량은 인고트들의 조합된 용융의 의도된 전체 비율을 보장하기 위하여 주요 함량들의 범위로부터 선택되며, 상기 주요 함량들의 범위는 인고트들의 용융점들 사이의 차이들을 최소화하기 위하여 순차적으로 증가하는 값들의 제한된 스팬 내부로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법이다.
Description
본 발명은 청구항 제1항 및 청구항 제9항의 전제부들에 기재된 바와 같이, 금속들을 용융하도록 설계된 공동 내로 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 주로는 연속적으로 롤링되는 스틸 스트립(strip)들의 금속 딥 코팅(dip coating)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 이러한 코팅의 화학적 분석의 제어에 관한 것이다.
연속적으로 롤링되는 스틸 스트립들의 금속 딥 코팅은 공지된 기술인데, 기본적으로는 두 개의 변형들을 포함한다. 이들 중 하나에서는 어닐링 노(furnace)로부터 나오는 상기 스트립이 용융된 코팅 금속의 바스(bath) 내로 비스듬하게 하강하고 상기 용융 금속 내에 잠긴 롤에 의하여 수직하게 상향으로 편향된다. 또 다른 변형은 상기 스트립이 상기 노를 나올 때 상기 스트립을 수직하게 상향으로 편향시키고 이 후 자기 부상되는 용융 금속을 내장하는 수직 채널을 관통하여 상기 스트립을 이동시키는 것을 포함한다.
두 경우 모두에서, 작동 목적은 상기 스틸 스트립 표면 상에 연속적이고 점착성 있는 금속 코팅을 부착하는 것이다.
스트립이 용융 금속을 이탈하면서, 스트립은 희망하는 두께로 감소될 때까지 전자기 또는 가스 분사 장치들에 의하여 닦여지는 용융 막을 상기 스트립의 양측 상에 수반한다. 닦여진 용융 막은 그 후 고화될 때까지 냉각된다. 상기 스트립의 양측 상에 부착되는 코팅 금속의 소비는 용융 금속의 바스에 인고트(ingot)들을 첨가함으로써 보상된다. 알려진 방식에서, 이들 인고트들은 체인 이송 장비에 의하여 용융 바스로 옮겨지며 바스 레벨 측정에 기초하여 주어진 지시에 따라 수동으로 또는 자동으로 용융 금속의 바스 내로 충전된다. 국제 공개 제WO2007137665호에 기술된 바와 같은, 다양한 복잡한 장치들이, 바스 안으로 인고트들을 보다 정밀하게 도입시키기 위하여, 특히 인고트들을 갑자기 낙하시키는 것을 방지하기 위하여, 제안되어 왔다.
예를 들어, 아연 도금에서 사용되는 금속 코팅과 같이, 금속 코팅들은 일반적으로 아연 및 알루미늄과 같은 적어도 두 상이한 금속들의 합금을 사용한다. 상기 스트립 상에 부착될 합금의 품위(grade)에 따라, 적합한 조성의 인고트들을 상기 코팅 바스에 제공하는 것이 필요하다. 이는 특정한 품위의 인고트들을 제공하여 이루어질 수 있으나, 일반적으로는 평균적으로 상기 스트립 상에 요구되는 품위를 보장하도록 설계된 순서에 따라 교번적으로 도입되는 표준 조성의 인고트들(예를 들어 합금 재료를 갖지 않는 일부의 인고트들과 상대적으로 높은 퍼센트의 합금 재료를 갖는 다른 인고트들)이 사용된다. 한국 특허 출원 공개 제KR20020053126호는 매일의 소비 계산에 기초한 이러한 인고트 충전 시스템을 개시한다.
그러나 적용되는 코팅의 타입에 따라서, 코팅에서 합금 재료의 의도되는 양이 실제로 소비되는 양과 다를 수 있다. 이는 특히 알루미늄과 합금된 아연의 아연 도금에 적용된다. 사실상, 용융 혼합물과의 접촉에 의해 스틸 스트립 내의 철은 용해되는데, 이 과정에 의해, 한편으로는 상기 스트립 표면 상에 대략 0.1μ의 Fe2Al5ZnX 화합물 층이 형성되며, 다른 한편으로는, Fe2Al5ZnX 층이 연속적으로 형성되지 않는다면 용융 혼합물의 바스 내로 확산한다. Fe2Al5ZnX 층은 보호 아연 층을 위한 기저부로서 작용하는 반면 용해된 철은 용융 혼합물 내에서 찌꺼기(dross)라고 알려진 Fe, Al 및 Zn의 침전물을 형성하는데 기여하게 된다. 다른 한편으로는, 스테인레스 스틸 바닥 롤 및 이의 지지 팔들과 같은, 바스 내에 잠긴 상기 스틸 요소들 또한 바스 내에서 철의 용해 대상으로서, 찌꺼기 형성에 또한 기여한다. 이들 화합물의 알루미늄 성분이, 부착되는 합금 층의 그것보다 크기 때문에, 상기 스트립의 양측에 합금 층을 적용하기 위해 정확히 필요한 소비량보다 전체 알루미늄 소비가 약간 더 높게 된다. 따라서 필요한 알루미늄 함량은 코팅에서, 상기 스트립 표면 상에 형성되는 Fe2Al5ZnX 층에서, 및 찌꺼기에서의 알루미늄 소비량들의 합으로부터 결정되어야만 한다.
그러나 담금 시간(즉, 다른 것들이 동일할 때, 라인 속도), 바스 온도, 형성되는 찌꺼기의 양, 등과 같은 많은 요인들에 의해, 코팅에서의 동일한 의도된 함량을 위한 알루미늄 소비에서의 다소 상당한 변화들이 있게 된다.
따라서 코팅 층에서의 합금 재료들의 이론적 소비에만 오로지 기초하는 인고트 충전 시스템들은 부적당하며, 다른 한편으로는, 화합물 층들에서 및 찌꺼기에서의 추가적인 소비의 예측들도 안정 상태의 설비의 작동 자료 및 안정 상태의 작동 조건들에서의 이론적인 Fe2Al5ZnX 형성 역학을 기초로 하기 때문에 부정확하다. 대부분의 경우들에서, 인고트 충전은 용융 바스로부터 취한 샘플들의 정기적인 화학 분석에 의해 뒷받침되는 조작자의 경험에 기초한다. 미국 특허 제5,256,272에 개시된 바와 같은, 전기 화학적 센서들에 기초한 특정 연속 측정 기술들이, 이들 측정 계기들의 취약성 및 비신뢰성에 불구하고 적용된다.
그러나 이 상황을 개선하기 위한 관점에서 몇몇의 개량들이 제안되어 왔다. 예를 들어, 한국 특허 출원 공개 제KR20040057746호는 순수한 아연 인고트들과 교번하는 20%의 알루미늄을 함유하는 인고트들의 충전 속도를 제어하기 위하여 "정기적인 간격으로" 바스의 알루미늄 함량을 직접적으로 측정하는 것을 제안한다. 그러나 위 방법은 장기간 처리로 인해 어려운 점 이외에도, 측정 결과들의 함수로서, 20%의 알루미늄을 갖는 인고트와 이를 갖지 않는 인고트들을 용융하면서, 도입을 위해 필요한 응답 시간과 결부되는 알루미늄 함량을 불연속적으로 측정하기 때문에, 이론적인 계산에 비해 더 정확한 것은 아니어서, 이러한 대안 역시 여전히 불완전하다.
주된 코팅 금속인 아연에 대하여, 그리고 특히 제2의 합금된 금속인 알루미늄에 대하여 그 함량들을 보다 우수하게 연속적으로 조절하기 위한 대안이 국제 공개 제WO2008/105079호에서 복수의 장치들로 개시된다. 제1 장치는 아연과 알루미늄을 용융된 형태로 각각 내장하는 두 개의 분리된 탱크들을 가지며, 즉 이들의 용융 온도들의 각각은 아연 및 알루미늄의 용융점, 즉, 아연의 420℃ 및 알루미늄의 ~660℃보다 높다. 이들 두 용융 금속들은 그 후 (대략 460℃의 온도를 갖는) 코팅 용기 내로 도입되고, 상기 용융 금속들과 상기 코팅 바스 사이의 상당한 온도 차이들 및 구배들 때문에, 많은 양의 찌꺼기가 필연적으로 형성된다. 제2 장치는 코팅 바스 내로 지급되는 고체 스트립 금속들 형태의 아연 및 알루미늄의 도입을 위해 제공되며, 이들의 속도들 및 함량들은 요구되는 함량들 및 바스 레벨에 따라 제어된다. 알루미늄이 용융된 형태로 바스 내로 혼합될 수 있도록 알루미늄을 코팅 바스에 첨가하기 직전에 적어도 순수한 알루미늄을 ~660℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 어떤 경우라도 필요하기 때문에, 다시 한 번, 온도 구배들은 필연적이다. 마지막으로, 제3 장치는 용융된 아연과 알루미늄을 각각 내장하는 두 개의 분리된 탱크들이 중간 탱크로 부어지는 것을 제공하며, 과도한 온도 구배들에 의하여 많은 양의 찌꺼기가 형성된다. 비록 이 장치가 코팅 바스를 중간 바스 내의 찌꺼기로부터 격리될 수 있게 하는 장점을 가지고 있으나, 무거운 찌꺼기의 형성으로 인해 중간 바스를 빈번히 비워야 한다. 이들 장치들은 따라서 일반적으로 동일하게 무거운 고질적인 찌꺼기의 형성과 이에 따라 필연적으로 스트립 코팅에 사용할 수 있는 금속의 상당한 손실들을 조장하는 지나치게 가파른 온도 구배들의 존재에 시달린다. 따라서 이러한 결점에 의해, 형성된 찌꺼기의 대규모의 재처리를 위한 매우 제한적인 환경적 측면들이 있을 뿐만 아니라, 코팅에 사용될 수 있는 금속들의 과소비에 따른 불필요한 추가적인 비용이 발생한다.
따라서, 본 발명은 가파른 온도 구배들을 포함하는 방법들 또는 장치들을 피하며 용융될 금속 또는 금속 합금 인고트들의 사용을 기초로 할 것이다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 금속들을 용융하도록 설계된 공동 내로 인고트들의 형태인 복수의 금속들의 도입을 제어하며, 도입되는 금속들 및 공동의 내용물들에서의 온도 구배들이 최소가 되는 방법 및 장치를 제안하는 것이다.
따라서 상기 방법 및 장치는 청구항 제1항 및 청구항 제9항의 발명에 의해 개시된다.
본 발명의 장점들은 또한 다수의 종속항들에서 제시된다.
- 제1 금속은 상기 제1 금속의 높은 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 인고트의 형태로 도입되며,
- 제2 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속의 합금으로 구성되는 적어도 하나의 제2 인고트의 형태로 도입되는, 스틸 스트립을 용융된 금속의 형태로 금속들로 딥 코팅하기 위하여, 금속들을 용융하도록 설계된 공동 내로 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법에 기초하여,
본 발명에 따른 상기 방법은,
- 상기 제2 인고트의 상기 제2 금속 함량은 인고트들의 조합된 용융의 의도된 전체 비율을 보장하기 위하여 주요 함량들의 범위로부터 선택되며,
- 상기 주요 함량들의 범위는 인고트들의 용융점들 사이의 차이들을 최소화하기 위하여 순차적으로 증가하는 값들의 제한된 스팬(span)으로부터 선택되는 것을, 제공한다.
본 명세서에서 공동은 종래의 코팅 포트(pot) 또는 자기 부상 코팅 포트, 또는 상기 인고트들을 용융하기 위한 상기 코팅 포트의 부수적인 용기이다. 본 발명에 따른 제어 방법이 설비되기 위한 스틸 스트립 아연 도금 라인의 구성 부분에서, 제1 금속은 아연이며 제2 금속은 주로 알루미늄이다. 그러나 본 발명은 선택된 코팅의 타입에 따라 이들 개별 금속들의 합금들 및 이들 두 금속들에 한정되지 않는다. 한편으로, 더 중요한 것은, 두 금속들 중 예의 하나가 높은 용융점을 필요로 하는 합금 인고트들을 사용함으로써, 인고트의 전체 용융점이 다른 합금 금속의 존재 덕분에 낮게 유지된다는 사실이다.
또한, 상기 기술한 바와 같이 주요 함량들의 범위가 선택된다면, 비록 일 또는 그 이상의 인고트들이 상기 공동 내로 담기거나 공동으로부터 회수되더라도, 상기 함량 범위 내에서 인고트 용융점들의 균일하고 연속적인 전개를 갖는 것이 가능하며, 이에 따라 인고트들이 공동 내로 도입될 때 가파른 온도 구배들이 유리하게 회피된다.
제2 인고트와 유사하게, 제2 또는 또 다른 금속의 주요 함량을 가지며, 제2 인고트와 동일한 타입의 합금인 적어도 하나의 제3 인고트가 당연히 상기 공동 내로 도입될 수 있으며, 이의 함량은 주요 함량들이 취해진 범위 내에서 제2 인고트의 함량과 다르다. 유사하게, 복수의 별개의 주요 함량 범위들이, 필요하다면 더 큰 함량 변화 동력(dynamic)을 획득할 수 있게 하기 위해서 제공될 수 있다. 복수의 범위들의 함량들 사이의 큰 차이가 필요한 경우, 이들 범위들 사이에서 중간 함량을 갖는 적어도 하나의 인고트를 이용하여 이들 범위들을 층층이 쌓을 수 있다. 다시 한번, 감소된 함량 차이들에 의하여, 요구되는 용융점에서의 임의의 갑작스러운 변화가 유리하게 흡수될 것이다.
공동 내에서 바스의 부과된 온도와 적어도 제1 및 제2 금속의 합금의 형태인 인고트들 중 하나의 요구되는 용융점들 사이의 차이들을 고려하면, 제2 금속 함량 스팬들은, 본 발명에 따른 범위들 내에서, 상기 인고트의 상평형도의 적어도 하나의 공융점(eutectic point) 주위에서, 이상적으로 중심에 설정된다(상기 상평형도는 각각의 인고트의 합금의 용융점을 상기 인고트의 합금 금속들의 퍼센트들의 함수로 표현한다). 실제로, 특히 공융점의 근방에서, 먼저 상기 합금은 이것의 구성 금속들의 용융점 각각보다 낮고 그래서 바스 온도에 훨씬 가까운, 최소로 요구되는 용융점을 보인다. 따라서 상기 공융점을 중심으로 하는 한정된 스팬 내부에서 주요 함량 범위들을 수정할 수 있으면서 온도 차이들을 최소화할 수 있다. 이를 위하여, 순차적으로 증가하는 함량 범위들에 대응하는 인고트들이 바스 내로 도입되거나 바스로부터 회수된다. 확실히, 이러한 인고트들의 이상적 선택은 본 발명의 범위 내에서 지속되도록 의도되나, 본 발명은 또한 한정된 함량 스팬으로부터(따라서 공융점으로부터) 훨씬 더 먼 주요 제2의 금속 함량 범위들 내부의 인고트들이 일시적으로 도입될 것을 제공할 수 있다.
스틸 스트립의 딥 아연 도금의 일 예시로서, 제1 금속은 아연(Zn)이고 제2 금속은 알루미늄(Al)이며 주요 함량 범위는 Zn-Al 합금의 최소 용융점에 대응하여(예를 들어 390℃부터 용융점을 허용하는 Al 4.5%) Zn-Al 합금의 상평형도의 공융점 주위의 알루미늄 함량 스팬들로부터 선택된다.
이런 종류의 Zn-Al 합금과 같이 아연 도금의 주요 타입들로 사용되는 다양한 함량들의 인고트 타입들은 알려져 있으며 이러한 식으로 본 발명에 의해 예상되는 주요 함량 범위들에 따라 분류될 수 있다.
일 예시로서, 통상적인 아연 도금의 경우, "GI"라고 불리는 범위가 알루미늄 함량을 [0 ; 1%]의 스팬으로(또는 보다 주로는 [0 ; 10%]) 명시한다. 이는 ASTM 표준 B852-07에 대응한다. 상기 ASTM 표준 B852-07에서는 주요 함량 범위들이 0.25, 0.35, 0.45, 0.55, 0.65, 0.75 또는 1%의 알루미늄 함량을 가지는 인고트들을 명시함으로써 선택될 수 있다. 추가적인 그리고 유일한 알루미늄 요건의 경우에는, 더 높은 함량 및 4, 5, 또는 10%의 알루미늄을 갖는 "ASTM B860-07"과 같은 또 다른 표준에 부합할 수 있는 추가적인 인고트들을 사용하여 앞서의 범위를 연장하거나, 또는 역으로 순수한 아연 인고트를 사용할 수 있다.
미리 정해진 표준들을 따르는 아연 도금의 다른 타입들은 낮게 첨가된 알루미늄 함량([0 ; 1%]의 스팬에서 알루미늄 함량을 명시하는 "GA"라고 불리는 범위)을 명시하며, 본 발명은 "ASTM B852-07"과 같은 다른 표준들을 맞추는 한정된 스팬들 내에서 주요 함량 범위들을 제공할 수 있다. 이 경우, 본 발명은 인고트들 중 적어도 하나가 ASTM 표준 하에서 알려진 인고트와 같은 순수한 아연을 포함할 수 있도록 제공할 수 있다.
예를 들어 GALFAN® 브랜드로 거래되는, 몇몇의 합금들은 또한 더 높은 알루미늄 함량 스팬들[4.2-6.2%](또한 때때로는 [0 ; 10%])을 가질 수 있으며, 이는 Zn-Al 상평형도의 공융점에 가까운 한정된 영역 내로 유지하면서 보통의 함량들보다 높은 주요 함량 범위들을 한정하도록 본 발명의 범위 내에서 잠재적으로 사용 가능하다.
상기 예시를 요약하면, 제1 금속이 아연이며 제2 금속이 알루미늄인 경우, 상기 주요 함량 범위는 [0, 10%]의 알루미늄 함량 스팬들로부터 대부분 선택되고, 그리고 더 높은 함량 스팬들로부터 보다 적게 선택된다.
따라서 인고트 합금의 상평형도의 용융점에서 한정된 변화값들과 연관되는 함량 값들의 적어도 하나의 스팬으로부터 유리하게, 이상적으로는 상기 스팬들의 값들을 본 발명의 목적에 충분히 적합한 인고트 합금의 공융점의 부근에서 엇갈리게 선택함으로써, 주요 함량 범위는 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 또한,
- 제1 인고트 및 제2 인고트들(합금들) 중 적어도 하나의 능동 도입이 공동 내에서 최종적으로 용융되었거나 및/또는 코팅된 스트립 상의 고체인 상기 금속들의 각각의 함량의 측정치의 함수로서 제어되며,
- 제2 인고트들 중 어느 것을 도입할지를 선택하기 위하여, 상기 제2 인고트의 적어도 하나의 제2 금속 함량은, 한편으로는, 상기 공동 내의 용융 금속의 일정한 레벨을 유지하기 위하여 상기 인고트들의 조합된 용융의 의도된 전체 비율을 보장하기 위한 주요 함량들의 범위로부터 선택되며,
- 다른 한편으로는, 각각의 인고트의 실제 부분 비율을 결정하기 위하여, 상기 공동 내의 상기 인고트들의 조합된 용융의 실제 전체 비율이 측정되고 상기 공동 내의 각각의 금속의 측정된 함량들에 상관되며,
- 실제 전체 비율과 의도된 전체 비율 사이에 차이가 있는 경우, 상기 공동 내로 상기 인고트들 중 적어도 하나의 도입의 잠기는 높이를 수정함으로써 이러한 차이를 보상하도록 각각의 인고트의 상기 실제 부분 비율들 중 적어도 하나가 재조정되는 것을, 제공한다.
따라서 돌연한 용융 유동들 및/또는 지나치게 멀리 떨어진 부분 함량들을 갖는 인고트들의 연속적인 도입들을 포함하지 않으며 인고트들의 용융의 매우 미세한 조정을 얻을 수 있다.
평형의 등식(A)
Al%x * Qx = [(Al%1 * Q1)+...+(Al%n * Qn)] (A)
을 유지하기 위하여 각각의 금속의 측정된 함량들과 인고트들의 조합된 용융의 실제 전체 비율의 상기 상관 관계는 동시에 도입되는 인고트들 각각의 용융의 부분 비율을 설정함으로써 실행되고 상기 등식은,
용융 코팅 내에 제2 금속의 의도된 함량(Al%x) 및 복수(n)의 제2 인고트들 각각의 제2 금속의 개별적인 함량(Al%1, ..., Al%n)을 포함하며, 상기 개별적인 함량은 주요 함량 범위의 내에 있으며,
새로운 용융되는 금속의 전체 유동(Qx)이 공동 내에서 용융 금속의 레벨을 일정하게 유지하기 위해 요구되고, 상기 의도된 전체 유동(Qx)은 또한 상기 복수(n)의 제2 인고트들의 동시의 용융되는 부분 유동들(Q1, ..., Qn)의 합으로써 보상된다.
상기 제2 금속과 같은 방법으로, 적어도 하나의 제3 금속이 또한 전술된 제2 또는 제3 인고트 타입의 인고트 합금 화합물의 형태로 상기 공동 내로 도입될 수 있다. 따라서 위의 등식은 상기 제3 금속의 부분 유동들/함량들을 고려하여 상기 제3 금속에 적용될 수 있다. 동일한 것이, 전술된 알루미늄과 같이 제2 금속 타입의 임의의 다른 추가된 금속에 적용 가능하다. 유사하게, 제1 금속과 같은 방법으로, 적어도 하나의 추가 금속이 추가 금속의 높은 함량을 갖는 인고트의 형태로 상기 공동 내로 도입될 수 있다.
따라서 본 발명은 전술된 방법을 시행하기 위한 장치를 제안한다. 상기 장치는 이제 예시적인 실시예의 도움과 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로 개시될 것이다.
도1은 본 발명에 따라 금속들을 용융하도록 설계된 공동 내로 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 장치이다.
따라서 도1은 용융 금속의 형태로 스틸 스트립(1)을 금속들로 딥 코팅하기 위해 상기 금속들을 용융하도록 설계된 공동(2, 3) 내로 인고트들(10, 11)의 형태의 복수의 상기 금속들(Zn, Al, ...)의 도입을 제어하기 위한 전술된 방법을 시행하기 위한 장치를 도시하며, 상기 공동은 (예를 들어 내부 공동 스트립 편향 바닥 롤(intra-cavity strip-deflecting bottom roll)(6) 및 상기 공동 위의 수직 편향 지지 롤(7)을 포함하는) 종래의 코팅 포트(2) 또는 자기 부상 포트, 또는 러너(runner)(8)를 통하여 코팅 탱크(2)에 연결되는 상기 인고트들을 용융시키기 위한 보조 포트(3)이며, 상기 장치는,
- 공동 내의 인고트들의 용융의 결과인 용융 금속의 레벨(20)을 측정하기 위한 측정 장치(21),
- 인고트들의 용융의 결과인 금속들의 함량들을 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 장치(22, 23),
- 각각의 금속에 따른 실제의 전체 및 부분 용융 유동들을 제공하는 상기 측정 장치들(21, 22, 23)로부터 레벨 및 함량 측정값들을 수신하며, 미리 정의된 평형의 등식에 따른 수정된 값들로 상기 실제 값들을 조정하는 컴퓨터(4),
- 수정된 용융 유동 값들을 제공받고 수정 지시들을 발행하는 제어기(5),
- 용융이 발생하는 공동 내로의 적어도 하나의 그리고 이에 따라 각각의 인고트들의 도입 높이를 변화시키기 위한 장치(9)를 포함하며, 상기 변환 장치는 제어기로부터의 수정 지시들에 의해 제어되며 본 발명에 따른 방법에 관하여 전술된 것과 같은 주요 함량들의 선택된 범위 내에 인고트들의 금속들이 유지되는 조건에서 인고트들의 도입 또는 회수가 일어난다.
따라서 어떠한 인고트 용융점 차이라도 회피하기 위하여 주요 함량 범위들과 상관관계에 있는 변화 장치(9)에 의하여 인고트들을 위치시키고 이동시킨다.
따라서 인고트들의 용융점들 사이의 차이들을 최소화하기 위하여 순차적으로 증가하는 값들의 한정된 스팬으로부터 선택되는 범위에 의하여 부과되는 조건들에 부합되게 일 또는 그 이상의 인고트들을 도입하도록, 수정 지시에 따라, 적절한 순차(sequence)를 정의하는 제어기(5)에서 평형의 등식(A)이 고려될 수 있다.
함량 측정 장치(22, 23)는 LIBS 타입 레이저 분광계(=Laser Induced Breakdown Spectroscopy) 또는 포함하고 있는 금속들 중 하나를 측정하도록 설계된 적어도 하나의 전기 화학 센서를 포함할 수 있다. 최종의 희망하는 코팅의 속성들 또는 용융 혼합물의 함량 특성들에 따라 이들 측정 장치들 중 적어도 하나를 용융 금속의 레벨에(22의 경우) 및/또는 코팅된 스트립의 레벨에(23의 경우) 위치할 수 있다.
레벨(20)을 측정하기 위한 장치(21)는 상기 용융 금속 표면의 레벨을 측정하기 위한 광학 수단들, 레이더, 또는 용융 금속 표면 상의, 예를 들어 보조 용융 포트(3)로부터 코팅 포트(2)로 용융된 금속을 전달하기 위한 러너의 레벨에서의 부유물일 수 있다.
Claims (11)
- 스틸 스트립(1)을 용융 금속의 형태인 복수의 금속들로 딥 코팅하기 위하여, 상기 금속들을 용융하도록 설계된 공동(2, 3) 내로 상기 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법이며,
제1 금속은 상기 제1 금속의 높은 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 인고트(10)의 형태로 도입되고,
제2 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속의 합금으로 구성되는 적어도 하나의 제2 인고트(11)의 형태로 도입되며,
상기 제2 인고트의 상기 제2 금속의 함량은 상기 인고트들의 조합된 용융의 의도된 전체 비율을 보장하기 위하여 주요 함량들의 범위로부터 선택되며,
상기 제1 및 제2 인고트들의 용융점들 사이의 차이들을 최소화하고 공동 내로 도입된 금속들의 최소 온도 구배를 부여하기 위해, 상기 주요 함량들의 범위는 조합된 잉고트의 공융점 또는 그 부근에서 순차적으로 증가하는 값들의 제한된 스팬 내로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제2 인고트와 유사하게, 상기 제2 인고트의 합금의 타입이며, 상기 제2 인고트의 함량과 다른 주요 제2 금속 함량을 갖는, 적어도 하나의 제3 인고트가 상기 공동 내로 도입되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 인고트 및 상기 제2 인고트 중 적어도 하나의 능동 도입이 공동 내에서 최종적으로 용융된 금속 및 코팅된 스트립 상의 고체 중 하나 또는 이들 모두의 각각의 함량의 측정치의 함수로서 제어되며,
상기 제2 인고트들 중 어느 것을 도입할지를 선택하기 위하여, 상기 제2 인고트의 적어도 하나의 제2 금속의 함량은, 한편으로는, 상기 공동 내의 용융 금속의 일정한 레벨을 유지하기 위하여 상기 인고트들의 조합된 용융의 의도된 전체 비율을 보장하기 위한 주요 함량들의 범위로부터 선택되며,
다른 한편으로는, 각각의 인고트의 실제 부분 비율을 결정하기 위하여, 상기 공동 내의 상기 인고트들의 조합된 용융의 실제 전체 비율이 측정되고 상기 공동 내의 각각의 금속의 측정된 함량들에 연관되며,
상기 실제 전체 비율과 상기 의도된 전체 비율이 차이가 있다면, 상기 공동 내로 상기 인고트들 중 적어도 하나의 도입의 잠기는 높이를 수정함으로써 각각의 인고트의 상기 실제 부분 비율들 중 적어도 하나가 상기 차이를 보상하도록 재조정되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
동시에 도입되는 상기 인고트들의 각각의 용융의 부분 비율은
Al%x * Qx = [(Al%1 * Q1)...+(Al%n * Qn)]
의 등식을 유지하도록 설정되며, 상기 등식은
상기 용융 코팅 내에 제2 금속의 의도된 함량(Al%x) 및 복수(n)의 제2 인고트들의 각각의 제2 금속의 개별적인 함량(Al%1, ..., Al%n)을 포함하며, 상기 개별적인 함량은 주요 함량들의 범위 내에 있으며,
새로운 용융되는 금속의 상기 의도된 전체 유동(Qx)이 상기 공동 내에서 상기 용융 금속 레벨을 일정하게 유지하기 위해 요구되고, 상기 의도된 전체 유동(Qx)은 또한 상기 복수(n)의 제2 인고트들의 동시의 용융된 부분 유동들(Q1, ..., Qn)의 합에 의해 보상되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 금속과 같은 방법으로, 적어도 하나의 제3 금속은 인고트 합금 화합물의 형태로 상기 공동 내로 도입되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 금속과 같은 방법으로, 적어도 하나의 추가의 금속이 상기 추가의 금속의 높은 함량을 갖는 인고트의 형태로 상기 공동 내로 도입되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 인고트 합금의 상평형도의 용융점에서 한정된 변화값들에 연관되는 함량 값들의 적어도 하나의 스팬으로부터, 이상적으로는 상기 스팬들의 값들을 상기 인고트 합금의 적어도 하나의 공융점의 부근에서 엇갈리게 선택함으로써, 상기 주요 함량 범위가 선택되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 금속은 아연이고 상기 제2 금속은 알루미늄이며, 함량들의 주요 범위는 0%보다 크고 1%보다 작은 알루미늄 함량 스팬들로부터 대부분, 그리고 더 높은 함량의 스팬들로부터 보다 적게 선택되는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법. - 용융 금속의 형태로 스틸 스트립(1)을 복수의 금속들로 딥 코팅하기 위해 제1 및 제2 인고트들(10, 11)의 형태로, 상기 금속들을 용융하도록 설계된 공동(2, 3) 내로 상기 금속들의 도입을 제어하기 위한, 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치이며, 제1 인고트(10)는 높은 함량의 제1 금속을 갖고, 제2 인고트(11)는 제1 금속 및 제2 금속의 합금으로 구성되고, 상기 장치는,
상기 공동 내의 상기 인고트들의 용융의 결과인 용융 금속의 레벨(20)을 측정하기 위한 측정 장치(21)와,
상기 인고트들의 용융의 결과인 금속들의 함량들을 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 장치(22, 23)와,
각각의 금속에 따라 실제 전체 및 부분 용융 비율들을 공급하는 상기 측정 장치들(21, 22, 23)로부터 레벨 및 함량 측정값들을 수신하며, 미리 정의된 평형의 등식에 따라 수정된 값들로 상기 실제 값들을 조정하는 컴퓨터(4)와,
수정된 유동 값들을 공급받고 수정 지시들을 발행하는 제어기(5)와,
용융이 발생하는 상기 공동 내로의 상기 인고트들 중 적어도 하나의 도입 높이를 변화시키기 위한 장치(9)를 포함하며,
상기 변화 장치(9)는 상기 제어기로부터의 수정 지시들에 의해 제어되며, 상기 제2 인고트의 상기 제2 금속의 함량이 상기 인고트들의 조합된 용융의 의도된 전체 비율을 보장하기 위하여 주요 함량들의 범위로부터 선택되며, 상기 제1 및 제2 인고트들의 용융점들 사이의 차이들을 최소화하고 공동 내로 도입된 금속들의 최소 온도 구배를 부여하기 위해, 상기 주요 함량들의 범위가 조합된 인고트의 공융점 또는 그 부근에서 순차적으로 증가하는 값들의 제한된 스팬 내로부터 선택되도록, 상기 인고트들이 도입 또는 회수되며,
상기 공동은 통상적인 또는 자기 부상 코팅 포트(2), 또는 상기 인고트들을 용융시키기 위한 보조 포트(3)인, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법을 실행하기 위한 장치. - 제9항에 있어서, 상기 함량 측정 장치는 LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy) 타입 레이저 분광계 또는 적어도 하나의 전기 화학 센서를 포함하는, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법을 실행하기 위한 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 레벨 측정 장치(MN)는 상기 용융된 금속 표면의 레벨을 측정하는 광학 수단들, 레이더, 또는 상기 용융된 금속 표면 상의 부유물인, 복수의 금속들의 도입을 제어하기 위한 방법을 실행하기 위한 장치.
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