本发明涉及用于在制造熔融镀锌钢板时高效冷却熔融镀锌层的熔融镀金属钢板制造方法，并且本发明的目的是提供用于制造熔融镀锌的方法，其中通过在熔融镀金属钢板制造过程期间高效冷却镀锌层，可以稳定地获得具有美观表面而没有点蚀缺陷、滴蚀痕缺陷和线性梳状图案缺陷的熔融镀锌钢板。这种用于制造具有优异的表面性质的熔融镀锌钢板的方法的特征在于包括以下步骤：其中在钢板穿过镀锌槽时在所述钢板的表面上形成熔融镀锌层；在所述钢板穿过气体擦拭装置时调节形成在所述钢板的所述表面上的所述镀锌层的厚度；所述镀锌层的所述厚度已经被调节
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113195775 A (43)申请公布日 2021.07.30 (21)申请号 1.2 (72)发明人 金商昊 (22)申请日 2019.08.08 (74)专利代理机构 北京英赛嘉华知识产权代理 有限责任公司 11204 (30)优先权数据 代理人 王达佐洪欣 10- 2018.12.11 KR 10- 2018.12.11 KR (51)Int.Cl. C23C 2/00 (2006.01) (85)PCT国际申请进入国家阶段日 C23C 2/26 (2006.01) 2021.06.11 C23C 2/20 (2006.01) (86)PCT国际申请的申请数据 C23C 2/06 (2006.01) PCT/KR2019/009984 2019.08.08 H01T 23/00 (2006.01) (87)PCT国际申请的公布数据 H01T 19/00 (2006.01) WO2020/122352 KO 2020.06.18 B05B 1/10 (2006.01) (71)申请人 株式会社 M.E.C 地址 韩国全罗南道光阳市 权利要求书2页 说明书10页 附图8页 (54)发明名称 置在所述冷却室中的离子空气发生器产生的离 用于制造熔融镀锌钢板的方法 子空气和从溶液雾化部件喷出的喷射溶液进行 (57)摘要 所述二次冷却，从所述镀锌溶液的固化开始直到 本发明涉及用于在制造熔融镀锌钢板时高 所述固化结束进行所述二次冷却，并且所述冷却 效冷却熔融镀锌层的熔融镀金属钢板制造方法， 室在根据附着至所述镀锌钢板的所述表面的所 并且本发明的目的是提供用于制造熔融镀锌的 述镀锌层的温度而向上或向下移动的同时冷却 方法，其中通过在熔融镀金属钢板制造过程期间 所述镀锌钢板。 高效冷却镀锌层，可以稳定地获得具有美观表面 而没有点蚀缺陷、滴蚀痕缺陷和线性梳状图案缺 陷的熔融镀锌钢板。这种用于制造具有优异的表 面性质的熔融镀锌钢板的方法的特征在于包括 以下步骤：其中在钢板穿过镀锌槽时在所述钢板 的表面上形成熔融镀锌层；在所述钢板穿过气体 擦拭装置时调节形成在所述钢板的所述表面上 的所述镀锌层的厚度；所述镀锌层的所述厚度已 经被调节的所述钢板在穿过底部冷却器时经历 初步冷却；以及已经经历所述初步冷却的所述镀 锌钢板在经过所述冷却室时经历二次冷却，其 A 中：其中使用从所述底部冷却器吹出的冷却空气 5 7 7 进行所述初步冷却直到附着至所述钢板的所述 5 9 1 表面的所述镀锌层的镀锌溶液刚好要固化之前， 3 1 1 并且根据附着至所述钢板的所述表面的所述镀 N C 锌层的温度调节吹出的空气的量；以及使用从设 CN 113195775 A 权利要求书 1/2页 1.制造具有优异的表面品质的热浸镀锌钢板的方法，其中： 当所述钢板穿过镀锌槽时，在所述钢板的表面上形成热浸镀锌层； 当所述镀锌层穿过气体擦拭设备时，调节形成在所述钢板的所述表面上的所述镀锌层 的厚度； 经调节镀锌层厚度的所述钢板在穿过底部冷却器时被初步冷却；以及 所述经初步冷却的镀锌钢板在穿过冷却室时被二次冷却， 其中使用从所述底部冷却器供应的冷却空气进行所述初步冷却直到附着至所述钢板 的所述表面的所述镀锌层中的镀锌溶液刚好要固化之前，并且根据附着至所述钢板的所述 表面的所述镀锌层的温度来调节所述空气的体积，以及 通过使用由设置在所述冷却室中的离子风发生器产生的离子风和从溶液雾化单元喷 射的溶液，从所述镀锌层中的所述镀锌溶液的所述固化开始的时间点至所述固化结束的时 间点进行所述二次冷却，并且所述冷却室根据附着至经镀锌的所述钢板的所述表面的所述 镀锌层的所述温度而向上或向下移动。 2.如权利要求1所述的方法，其中根据附着至所述钢板的所述表面的所述镀锌层的温 度与根据所述镀锌层的状况设定的参考温度之间的相对关系，由单独设置的控制单元控制 所述底部冷却器的所述空气的体积的调节以及所述冷却室的所述向上或向下移动，以及 进入所述冷却室的所述钢板的温度是419℃或更高，并且离开所述冷却室的所述钢板 的温度是418℃或更低。 3.如权利要求2所述的方法，其中附着至所述钢板的所述表面的所述镀锌层的所述温 度通过光学温度计来测量，所述光学温度计设定为0.12的发射率并且安装在所述冷却室的 上方和下方，以及用于引发所述固化的参考温度为340℃，并且用于终止所述固化的参考温 度为380℃。 4.如权利要求3所述的方法，其中所述底部冷却器的所述空气的所述体积控制如下： 当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T 和T 大于Ts时，或者当T ‑T 大于20℃，并且同时 pt pb pb pt pt pb T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，所述底部冷却器的所述空气的所述体积降低； pb pt 当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T 小于Ts，并且T 大于Ts时，所述底部冷却器的所述 pt pb pb pt 空气的所述体积增加；以及 当T ‑T 大于20℃，并且同时T 小于Tl，并且T 大于Ts时，保持所述底部冷却器的所述 pt pb pb pt 空气的所述体积， (其中，T 是由发射率设定为0.12并且安装在所述冷却室的上方的所述光学温度计测 pt 量的温度，T 是由发射率设定为0.12并且安装在所述冷却室的下方的所述光学温度计测量 pb 的温度，T1是输入到所述控制单元的熔融镀锌层的参考温度，并且Ts是输入到所述控制单 元的固化镀锌层的参考温度)。 5.如权利要求3所述的方法，其中所述冷却室的所述向上或向下移动控制如下： 当T ‑T 大于20℃，并且同时T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，保持所述冷却室的位 pt pb pb pt 置； 当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T 和T 大于Ts时，所述冷却室向下移动，并且在所述 pt pb pt pb 冷却室的所述向下移动之后，当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T 小于Ts，并且T 大于Ts pt pb pb pt 时，所述冷却室进一步向下移动；以及 2 2 CN 113195775 A 权利要求书 2/2页 当T ‑T 大于20℃，并且同时T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，所述冷却室向上移 pt pb pb pt 动， (其中，T 是由发射率设定为0.12并且安装在所述冷却室的上方的所述光学温度计测 pt 量的温度，T 是由发射率设定为0.12并且安装在所述冷却室的下方的所述光学温度计测量 pb 的温度，T1是输入到所述控制单元的熔融镀锌层的参考温度，并且Ts是输入到所述控制单 元的固化镀锌层的参考温度)。 6.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中通过从安装在所述离子风发生器的后部 的空气喷射装置供应的空气来增加所述离子风的流速。 7.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述离子风由其中直流高电压与脉冲高 电压叠加的所述离子风发生器产生。 3 3 CN 113195775 A 说明书 1/10页 用于制造熔融镀锌钢板的方法 技术领域 [0001] 本发明涉及包括将处于熔融状态的镀锌层(galvanized layer)高效冷却来制造 热浸镀锌钢板的方法，并且更具体地，涉及制造热浸镀锌钢板的方法，所述方法能够通过最 小化镀锌钢板的表面上缺陷的发生而稳定地生产具有美观表面的热浸镀锌钢板。 背景技术 [0002] 热浸镀锌钢板通过以下方法制造：使钢板穿过热浸镀锌浴，通过使用气刀除去附 着在钢板的表面上的过量镀锌溶液来实现所需水平的镀锌(galvanization)，并且然后用 冷却设备冷却钢板。 [0003] 在这种情况下，当附着的镀锌材料的量大并且冷却速率低时，在钢板的表面上出 现图1中例示的线性梳状图案缺陷，导致不良的外观。附着的镀锌材料的量越大或钢板越 厚，冷却速率越慢，因此将出现缺陷的可能性越高。 [0004] 为了减少以上所述的线性梳状图案缺陷，镀锌层应该快速固化，并且为此，需要高 效的冷却设备。 [0005] 以下是在镀锌层冷却设备中使用高电压的相关技术。 [0006] 美国专利4500561(1985年2月19日)和韩国专利公开第2000‑0045528号涉及形成 电场并且使用所形成的电场将液滴附着至钢板的表面的方法，并且其目的在于减小在镀锌 层上形成的花纹的尺寸。当液滴以熔融状态喷射到镀锌层上时，可能会出现缺陷，例如图2 所示的点蚀痕。即，当喷射的液滴与熔融的镀锌层碰撞时，形成点蚀痕，所述点蚀痕是指在 镀锌层上形成的压痕瑕疵，并且钢板的温度越高，将出现缺陷的可能性越高。 [0007] 韩国专利公开第2001‑0061451号涉及一种方法，在该方法中，水溶液液滴穿过由 多根线形成的施加了高电压的带电电极并且然后附着至钢板上。在这种情况下，由于水溶 液液滴在穿过电极时不可避免地与带电电极碰撞，因此在线上形成大的水滴，并且由于大 的水滴与线分离并且附着至钢板的表面上，因此发生滴蚀痕缺陷的可能性是高的。 [0008] 韩国专利公开第10‑2006‑0076214号涉及无花纹的热浸镀锌钢板、其制造方法以 及其使用的设备，其中所述设备被配置成使得朝向钢板喷射的水溶液液滴穿过网状形式的 高电压带电电极并且然后附着至钢板上，从而可以提高喷射效率。然而，与韩国专利公开第 2001‑0061451号类似，不能改善滴蚀痕缺陷的发生。此外，在相关发明中，已经描述了在镀 锌层固化之前应立即喷射液滴，但没有提出用于实现这一点的具体方法。 [0009] 通常，在连续热浸镀锌工艺中，安装非接触式光学温度计以测量钢板的温度。当使 用光学温度计时，只有当待测量的物体的发射率被正确设定时，才能精确地测量温度。当设 定的发射率不正确时，测量误差的大小增加。 [0010]开云体育 kaiyun.com 官网入口 当镀锌层固化时，由于发生相变，发射率值不可避免地改变。此外，发射率值也根 据空气擦拭条件、固化后镀锌表面的条件等而变化，因此难以用光学温度计在镀锌层发生 固化的温度范围内精确地测量钢板的温度。 [0011] 尽管韩国专利公开第10‑2006‑0076214号描述了在镀锌层固化之前应立即喷射溶 4 4 CN 113195775 A 说明书 2/10页 液，但由于上述原因，在实际生产中可能难以稳定地生产产品。依赖操作者经验可以导致品 质的变化。 [0012] 韩国专利公开第10‑1778457号涉及用于镀锌钢板的后处理冷却设备和包括该后 处理冷却设备的系统，并且涉及由于包括与冷却水喷射单元以集成的方式安装在后处理主 体单元设备中的充电单元而能够对冷却水充电的系统。然而，在上述发明中，由于喷射喷嘴 和充电设备以集成的方式配置，存在漏电的风险，并且当发生漏电时，使用高电压的效果降 低。 [0013] 即，在制造热浸镀锌钢板时，当镀锌层的冷却速率降低时，可能发生梳状图案缺 陷，并且当冷却速率增加时，可能发生诸如点蚀痕或滴蚀痕的缺陷。为了解决这个问题，优 选在镀锌层固化之前立即喷射冷却溶液。然而，由于难以精确地定位发生固化的区域，因此 除了依赖操作者经验之外，还没有其它方法，所以缺陷产品的可能性是高的。 发明内容 [0014] 技术问题 [0015] 本发明旨在提供制造热浸镀锌钢板的方法，所述方法由于高效冷却镀锌层而能够 稳定地生产具有美观表面而没有点蚀缺陷、滴蚀痕缺陷和线性梳状图案缺陷的热浸镀锌钢 板。 [0016] 技术方案 [0017] 为了实现上述目的，在本发明中，用于固化钢板镀锌区域中的镀锌层的冷却室设 置在发生所述镀锌层的固化的精确点处，并且在所述镀锌层固化之前立即喷射冷却溶液， 使得镀锌钢板的表面缺陷最小化。为此，根据所述钢板的温度移动冷却机构，通过将空气从 所述冷却室的外部供应至内部来增加冷却效率，并且从溶液雾化单元以不同的角度喷射所 述溶液。以下详细描述上述过程。 [0018] 如图3中所示，用于制造本发明中使用的热浸镀锌钢板的设备包括：镀锌槽1、气体 擦拭设备2和冷却室4，其中所述冷却室4由冷却室驱动装置10向上或向下驱动，并且包括被 配置成产生离子风的离子风发生器5和被配置成喷射溶液的溶液雾化单元6。 [0019] 此外，用于制造热浸镀锌钢板的设备还包括：安装在所述冷却室4的上方和下方的 光学温度计8、安装在所述离子风发生器5的后部并且配置成喷射空气的空气喷射装置7、安 装在所述气体擦拭设备2与所述冷却室4之间的底部冷却器3、以及用于控制所述冷却室驱 动装置10以驱动所述冷却室4向上或向下并且控制所述底部冷却器3的空气体积的控制单 元12。 [0020] 所述冷却室4由于具有确保钢板穿过所述冷却室所花费的时间(基于所述钢板的 移动速度计算)至少为一秒长的长度而具有引发和完成其中的镀锌层的固化的冷却能力。 [0021] 所述离子风发生器5包括连接到高电压发生装置16的高电压带电电极，其中所述 高电压带电电极包括线] 多根线沿所述钢板的移动方向安装，并且包括针17，所述针17的尖端指向所述 钢板。 [0023] 所述溶液雾化单元6安装在所述离子风发生器5的上方或下方，并且包括溶液喷射 喷嘴11和溶液供应装置9，并且所述溶液喷射喷嘴11沿所述钢板的移动方向安装成两排或 5 5 CN 113195775 A 说明书 3/10页 更多排。 [0024] 所述光学温度计8具有相同的发射率值。 [0025] 所述空气喷射装置7安装在所述离子风发生器5的后部，并且包括用于将空气从所 述冷却室的外部供应至其内部的空气出口，并且所述空气出口与所述钢板之间的距离大于 所述钢板与所述带电电极之间的距离的两倍。 [0026] 所述底部冷却器3包括狭缝式喷嘴18，其中所述狭缝式喷嘴18安装成朝向所述钢 板的宽侧的一排或多排。 [0027] 所述控制单元12被配置为通过比较由所述光学温度计8测量的温度与输入到所述 控制单元的镀锌层温度来控制所述冷却室的垂直驱动和所述底部冷却器的空气体积。 [0028] 在本发明的制造热浸镀锌钢板的方法的过程中，当钢板穿过镀锌槽时在所述钢板 的表面上形成热浸镀锌层，当所述镀锌层穿过气体擦拭设备时调节形成在所述钢板的所述 表面上的所述镀锌层的厚度，镀锌层厚度被调节的所述钢板在穿过底部冷却器时被初步冷 却，以及经初步冷却的所述镀锌钢板在穿过冷却室时被二次冷却。 [0029] 使用从所述底部冷却器供应的冷却空气进行所述初开云体育 kaiyun.com 官网入口步冷却直到附着至所述钢板 的所述表面的所述镀锌层中的镀锌溶液刚好要固化之前，并且根据附着至所述钢板的所述 表面的所述镀锌层的温度调节所述空气体积。 [0030] 通过使用由设置在所述冷却室中的离子风发生器产生的离子风和从溶液雾化单 元喷射的溶液，从开始所述镀锌层中的所述镀锌溶液的所述固化的时间点至所述固化结束 的时间点进行所述二次冷却，并且所述冷却室根据附着至经镀锌的所述钢板的所述表面的 所述镀锌层的所述温度而向上或向下移动。 [0031] 根据附着至所述钢板的所述表面的所述镀锌层的温度与根据所述镀锌层的状况 设定的参考温度之间的相对关系，由单独设置的控制单元控制所述底部冷却器的所述空气 体积以及所述冷却室的所述垂直移动。 [0032] 进入所述冷却室的所述钢板的温度是419℃或更高，并且离开所述冷却室的所述 钢板的温度是418℃或更低。 [0033] 附着至所述钢板的所述表面的所述镀锌层的温度通过光学温度计测量，所述光学 温度计设定为0.12的发射率并且安装在所述冷却室的上方和下方，以及用于引发固化的参 考温度为340℃，并且用于终止固化的参考温度为380℃。 [0034] 所述底部冷却器的所述空气体积控制如下：当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T pt pb pb 和T 大于Ts时，或者当T ‑T 大于20℃，并且同时T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，所述 pt pt pb pb pt 底部冷却器的所述空气体积降低；当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T 小于Ts，并且T 大于 pt pb pb pt Ts时，所述底部冷却器的所述空气体积增加；以及当T ‑T 大于20℃，并且同时T 小于Tl， pt pb pb 并且T 大于Ts时，保持所述底部冷却器的所述空气体积。 pt [0035] 在此，T 是由发射率设定为0.12并且安装在所述冷却室的上方的光学温度计测量 pt 的温度，T 是由发射率设定为0.12并且安装在所述冷却室的下方的光学温度计测量的温 pb 度，T1是输入到所述控制单元的熔融镀锌层的参考温度，并且Ts是输入到所述控制单元的 固化镀锌层的参考温度。 [0036] 所述冷却室的所述垂直移动控制如下：当T ‑T 大于20℃，并且同时T 小于Tl，并 pt pb pb 且T 在Ts与Tl之间时，保持所述冷却室的位置；当T ‑T 为20℃或更小，并且同时T 和T pt pt pb pt pb 6 6 CN 113195775 A 说明书 4/10页 大于Ts时,所述冷却室向下移动，并且在所述冷却室向下移动之后，当T ‑T 为20℃或更 pt pb 小，并且同时T 小于Ts，并且T 大于Ts时，所述冷却室进一步向下移动；以及当T ‑T 大于 pb pt pt pb 20℃，并且同时T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，所述冷却室向上移动。 pb pt [0037] 在此，T 是由安装在所述冷却室的上方的光学温度计测量的温度，T 是由安装在 pt pb 所述冷却室的下方的光学温度计测量的温度，T1是输入到所述控制单元的熔融镀锌层的参 考温度，并且Ts是输入到所述控制单元的固化镀锌层的参考温度。 [0038] 所述离子风通过其中直流高电压与脉冲高电压叠加的离子风发生器产生，并且其 特征在于，其流速通过安装在所述离子风发生器的后部的空气喷射装置供应的空气而增 加。 [0039] 有益效果 [0040] 根据本发明，由于可以最小化表面缺陷的发生，可以制造具有优异的表面品质的 热浸镀锌钢板。 附图说明 [0041] 图1是示出热浸镀锌层的表面上的梳状图案缺陷的实例的照片。 [0042] 图2是示出热浸镀锌层的表面上的点蚀痕的实例的照片。 [0043] 图3是本发明的镀锌设备的概念图。 [0044] 图4是本发明的离子风发生器的线型带电电极的前视图。 [0045] 图5是本发明的离子风发生器的针型带电电极的前视图。 [0046] 图6是例示使用根据本发明的直流高电压和脉冲高电压的效果的图。 [0047] 图7是例示由于使用根据本发明的高电压而改善溶液喷射效率的实例的图表。 [0048] 图8示出了在热浸镀锌之后测量钢板的温度的结果(对于光学温度计，发射率设定 为0.093)。 [0049] 图9示出了在热浸镀锌之后测量钢板的温度的示例性结果(对于光学温度计，发射 率设定为0.12)。 [0050] 图10示出了根据冷却室的位置由光学温度计测量的温度值的实例。 [0051] 图11是本发明的底部冷却器的三维示意性图。 [0052] 图12是当发射率设定为0.12时(当TsTl时)用于控制冷却室的垂直运动的逻辑。 [0053] 图13是当发射率设定为0.12时(当TsTl时)用于控制底部冷却器的空气体积的逻 辑。 具体实施方式 [0054] 本发明的一个方面提供了制造具有优异表面品质的热浸镀锌钢板的方法。 [0055] 如图3中所示，所述方法在用于制造热浸镀锌钢板的设备中进行，并且包括以下过 程：当钢板穿过镀锌槽1时在钢板的表面上形成热浸镀锌层，当镀锌层穿过气体擦拭设备2 时调节形成在钢板的表面上的镀锌层的厚度，镀锌层厚度被调节的钢板在穿过底部冷却器 3时被初步冷却，以及经初步冷却的镀锌钢板在穿过冷却室4时被二次冷却。 [0056] 特别地，使用从底部冷却器3供应的冷却空气进行初步冷却直到附着至钢板的表 面的镀锌层中的镀锌溶液刚好要固化之前，并且根据附着至钢板的表面的镀锌层的温度调 7 7 CN 113195775 A 说明书 5/10页 节空气体积。 [0057] 通过使用由设置在冷却室4中的离子风发生器5产生的离子风和从溶液雾化单元6 喷射的溶液，从附着至钢板的表面的镀锌层中的镀锌溶液开始固化的时间点至固化结束的 时间点进行二次冷却，并且冷却室4根据附着至经镀锌的钢板的表面的镀锌层的温度而向 上或向下移动。 [0058] 在下文，将详细地描述本发明。 [0059] 在本发明中，在如图3中所示的热浸镀锌工艺中，将在退火炉中热处理的钢板浸入 镀锌槽1中并且经过该槽，使用气体擦拭设备2调节附着的镀锌材料的量，并且在气体擦拭 设备2上方沿钢板移动路径安装的镀锌层冷却设备中进行钢板的冷却。 [0060] 冷却设备包括冷却室4、室垂直驱动装置10和底部冷却器3。 [0061] 冷却室4由离子风发生器5和配置成喷射溶液的溶液雾化单元6构成，并且冷却室 具有启动和完成镀锌层固化的冷却能力。 [0062] 离子风发生器5包括诸如图4或图5中所示的高电压带电电极。带电电极由支撑件 14固定，并且其尖端指向钢板的多个针17被成排地固定至沿钢板的宽度方向安装的多根线上并且彼此平行且面对钢板的宽侧，或者固定至支撑件上使得针沿钢板的宽度方向布置 并且彼此平行，并且针的尖端被固定使得它们面对钢板的宽侧。存在一个或多个这样的线 或者一排或多排针，并且它们沿钢板的移动方向布置并且连接至能够提供具有‑10kV至‑ 60kV的最大电压的高电压的高电压发生装置16。 [0063] 当向带电电极施加电时，在带电电极处发生电晕放电，并且因此产生离子风，并且 由于离子风指向钢板，钢板被离子风冷却。 [0064] 如下产生离子风。当在空气中发生电晕放电时，1％至2％的电能被转换成气体颗 粒的动能并且使空气流动。即，在电晕放电期间放电的离子与空气分子碰撞，导致空气分子 在与离子相同的方向上移动，并且空气分子的这种移动的组合最终被用作风力。 [0065] 可以附接空气喷射装置7以通过将来自冷却室的外部的空气供应至冷却室的内部 来增加离子风的冷却效果。当从空气喷射装置7向钢板供应空气时，由于指向钢板的气流增 加，在带电电极中产生的离子风的流速增加，这对于冷却是有效的。 [0066] 空气喷射装置安装在带电电极的后端处，并且钢板到空气喷射装置的距离应大于 钢板到带电电极的距离的两倍。当到空气喷射装置的距离小于到带电电极的距离的两倍 时，离子风不指向钢板，降低了冷却效果。 [0067] 在空气喷射装置7中，空气喷射孔沿钢板的宽度方向平行布置，并且可以使用一个 或多个狭缝式喷嘴。此外，作为本发明的空气喷射装置，还可以使用能够使用旋转电机和旋 转风机使空气向钢板流动的装置。 [0068] 溶液雾化单元6安装在离子风发生器5的上方、下方或上方和下方。溶液雾化单元 包括多个溶液喷射喷嘴11，其被配置成将溶液喷射到带电电极与钢板之间的空间中，调节 溶液喷射喷嘴的喷射角度，使得溶液不穿透带电电极。即，在溶液雾化单元中，可以沿垂直 方向设置一排或多排喷嘴束，其中两个或更多个溶液喷射喷嘴11沿钢板的宽度方向水平对 齐。 [0069] 安装在电晕‑带电电极的上方、下方或上方和下方的溶液雾化单元6的溶液喷射喷 嘴以使溶液与带电电极不接触或不穿透带电电极的角度将溶液喷射到带电电极与钢板之 8 8 CN 113195775 A 说明书 6/10页 间的空间中。由于控制喷射的方向使得喷射的溶液液滴与带电电极不接触或不穿透带电电 极，因此可以防止当在带电电极上冷凝并且长成大液滴的溶液粘附到钢板的表面时发生滴 蚀痕缺陷。 [0070] 此外，由于喷射到带电电极与钢板之间的空间中的水溶液液滴通过离子风向钢板 移动，因此进一步增加了冷却效果。 [0071] 在溶液喷射装置中，当存在两排或更多排喷射喷嘴11时，喷嘴的喷射角度可以是 相对于钢板的移动方向0度至45度，并且不同的喷嘴排可以具有不同的喷射角度。 [0072] 2 作为本发明的溶液喷射喷嘴11，可以使用任何喷嘴，所述喷嘴具有1kgf/cm 至 2 5kgf/cm 的空气喷射压力，通过虹吸管的原理喷射溶液，并且产生其中至少99％的液滴具 有100μm或更小的尺寸的液滴。 [0073] 此外，作为用于本发明的冷却设备的溶液喷射喷嘴，可以使用高电压喷射喷嘴，所 2 2 2 2 述高电压喷射喷嘴具有1kgf/cm 至5kgf/cm 的空气喷射压力和1kgf/cm至4kgf/cm 的溶液 喷射压力，并且产生其中至少99％的液滴具有100μm或更小的尺寸的液滴。当小于99％的液 滴具有100μm或更小的尺寸时，大液滴增加了点蚀痕的风险。用于喷射溶液所需的溶液加压 装置和溶液储存罐不受特别限制，并且如果它们是用于典型的高压溶液喷射的类型，则是 足够的。 [0074] 根据本发明人的实验，随着高电压的强度增加，指向钢板的表面的离子风的强度 增加，并且因此，粘附至钢板的液滴的粘附效率增加。此外，由于通过离子风粘附至钢板的 水溶液液滴的量增加，因此冷却效果增加。 [0075] 当在本发明中将‑2kV至‑60kV的高电压作为用于产生离子风的电压施加到带电电 极时，产生在从带电电极到钢板的方向上吹动的离子风。 [0076] 当电压小于‑2kV时，难以设计冷却设备，因为钢板应该非常靠近带电电极放置以 产生离子风。 [0077] 当峰值高电压大于‑60kV时，设备的绝缘成本增加。此外，尽管即使在仅使用直流 电源时也不存在在正常条件下产生离子风的问题，但在一些情况下，由于直流对诸如电极 表面上的凸起的不规则性的敏感反应，可能发生局部放电，并且因此，存在离子风的产生变 得不均匀的可能性。 [0078] 通过将‑1kV至‑30kV的直流高电压与‑1kV至‑30kV的脉冲型高电压叠加并且将其 用作用于产生离子风的高电压，可以产生更稳定的离子风。换而言之，当将直流电流与脉冲 电流叠加使用时，在电极表面处均匀地形成放电电流，并且因此稳定地保持离子风的流速。 [0079] 另一方面，当仅使用脉冲高电压时，脉冲高电压发生器应当足够大以完全提供必 要的电流。当脉冲高电压与直流高电压叠加使用时，可以使用较小的脉冲高电压发生器。 [0080] 图6示出了使用与直流电源叠加的脉冲电源的效果。离子风的强度通过从带电电 极放电的离子的量来确定，并且因此可以通过测量在钢板与带电电流之间流动的电流量同 时改变施加的高电压的强度来间接测量。当使用直流高电压时，在50kV的电压下放电电流 的量为约4mA。当使用16kV的直流电压和20Hz频率的高电压的组合时，在40kV的峰值电压 下，放电电流的量为17mA，这是仅使用直流电压时的放电电流的量的至少四倍。由此可以看 出，使用直流电压和脉冲高电压的组合更有效地增加离子风的流速。 [0081] 脉冲电源的特性包括脉冲产生频率(频率)和施加时间(脉冲宽度)。本发明提出， 9 9 CN 113195775 A 说明书 7/10页 如果脉冲产生频率是10脉冲/秒至1000脉冲/秒并且脉冲宽度是10ms至100ms，则脉冲高电 压的特性是足够的。 [0082] 2 图7示出了在改变高电压强度时测量每1mm 的钢板表面附着液滴的数量的实例， 以便评估在使用本发明的设备冷却钢板期间高电压施加对改善液滴对钢板的粘附效率的 影响。随着高电压的强度从‑30kV增加到‑40kV，液滴的数量从60增加到80。当脉冲宽度为 100μs，脉冲产生频率为100Hz，峰值电压为‑15kV的脉冲高电压与‑30kV的直流高电压叠加 并且施加使得总峰值电压为‑45kV时，附着的液滴的数量为130，这表明与施加‑40kV直流功 率时相比，脉冲功率的叠加将液滴粘附效率增加60％。 [0083] 在上文中，已经描述了如本发明中提出的与脉冲电叠加的直流电的使用通过增加 离子风的流速同时增加喷射到带电电极与钢板之间的空间中的水溶液液滴粘附至钢板的 粘附效率来增加冷却室的冷却能力。 [0084] 为了减少使用冷却设备的线性梳状图案缺陷的发生，优选当钢板穿过冷却设备时 开始和结束钢板的固化。即，由于含0.2wt％至0.3wt％的铝的熔融锌通常在约418℃至419 ℃的温度下固化，优选冷却室的温度在钢板从其中穿过时满足以上范围。即，当钢板在低于 418℃的温度下进入冷却室时，或者当钢板在高于419℃的温度下离开冷却室时，本发明的 效果降低。 [0085] 在离开镀锌槽的钢板向上移动时，处于熔融状态的镀锌层发生固化的高度取决于 浸没在镀锌浴中的钢板的温度、镀锌槽的温度、钢板的厚度、附着的镀锌材料的量、工厂中 的空气的温度等而变化，并且钢板厚度越厚，或者附着的镀锌材料的量越大，或者镀锌槽的 温度越高，固化点越高且距镀锌槽越远。因此，当在冷却室的上方和下方存在额外的空间并 且使用发电电机将冷却室移动到热浸镀锌层固化的高度时，更有效。 [0086] 由于依赖操作者经验来定位在镀锌钢板的制造期间发生固化的点是非常难处理 的并且可能带来镀锌层品质差异的高风险，因此在热浸镀锌工艺中，安装非接触式光学温 度计来测量钢板的温度，并且将冷却室相应地向上或向下移动。 [0087] 尽管为了用光学温度计精确地测量钢板的温度需要知道待测量的物体的精确发 射率，但存在高程度的不确定性。例如，虽然通常已知热浸镀锌层的发射率为0.23并且且镜 面抛光锌的发射率为0.05，但在镀锌工艺中实际测量的发射率通常为0.09至0.12。这是因 为发射率取决于镀锌层的条件而变化，并且当用光学温度计测量钢板的温度时，不可避免 地出现测量误差。 [0088] 图8是测量钢板的温度的第一个实例。图8示出了将具有1mm的厚度的钢板浸入含 0.22％铝的热浸镀锌浴中，调节附着的镀锌材料的量，使得两侧的量之和变为140g/m ，并2 且随时间测量钢板的温度的结果。在图8中，(1)示出了用热电偶测量的实例，以及(2)示出 了通过将发射率设置为0.093而用光学温度计测量的结果。 [0089] 根据测量原理，用带护套的热电偶测量的钢板温度是实际的钢板温度。当用光学 温度计测量温度时，在419℃或更高的温度下钢板温度类似于用热电偶测量的实际钢板温 度而变化，而在419℃(镀锌层的固化开始的温度)或更低的温度下，用光学温度计测量的温 度显著降低，并且因此变得与用热电偶测量的实际温度显著不同。 [0090] 图9是测量钢板的温度的另一个实例。在图9中示出的实例中，将具有1.2mm的厚度 的钢板浸入含0.22％铝的440℃热浸镀锌浴中，调节附着的镀锌材料的量，使得两侧的量之 10 10 CN 113195775 A 说明书 8/10页 2 和变为140g/m ，并且随时间测量钢板的温度。在图9中，(1)示出了用热电偶测量的实例，以 及(2)示出了通过用发射率设置为0.12的光学温度计测量的结果。 [0091] 参考用热电偶测量的图9的(1)，在调节附着的镀锌材料的量之后，实际的钢板温 度为约435℃，在419℃下发生固化，并且在固化完成之后钢板温度降低。然而，在用光学温 度计测量的情况下，在调节附着的镀锌材料的量之后，钢板温度为330℃，并且在固化完成 之后增加至约380℃。 [0092] 在图8和图9中，用光学温度计测量的温度值不同于用热电偶测量的实际的温度 值，因为镀锌层的发射率在熔融状态和固化状态下是不同的。因此，当基于用光学温度计测 量的温度值驱动冷却室向上或向下时，将产生不均匀品质的产品的可能性大。 [0093] 为了解决这个问题，本发明提出了驱动冷却室向上或向下的新方法。 [0094] 为了本发明的目的，光学温度计的功能不是精确地测量钢板温度，而是找到发生 镀锌层固化的精确点。 [0095] 即，由于镀锌层的发射率在固化之前和固化之后是不同的，因此存在用光学温度 计测量温度的测量误差变大的点，并且该点对应于发生镀锌层固化的点。 [0096] 如图3中例示，在本发明中，一个或多个光学温度计8安装在冷却室的上方和下方， 并且光学温度计被设置为0.04至0.30的相同的发射率值。 [0097] 在本发明中，由于冷却室具有使其中的镀锌层开始和完成固化的冷却能力，钢板 的发射率在钢板进入冷却室时和在钢板离开冷却室时是不同的。由于发射率的这种变化， 即使实际的钢板温度没有显著不同，用上部和下部光学温度计测量的温度值也显著不同。 因此，可以通过定位用上部和下部光学温度计测量的温度之间的差较大的点来定位发生固 化的点。 [0098] 当使用以上描述的现象配置图3的驱动电机控制单元12时，冷却室可以自动地驱 动向上或向下而无需操作者干预。 [0099] 以下将更详细地描述驱动电机控制单元12的控制原理。 [0100] 本发明提供冷却设备，其包括：控制单元12，其被配置为驱动垂直驱动装置，使得 冷却室位于其中用安装在上方的光学温度计测量的温度值T 和用安装在下方的高温计测 pt 量的温度值T 相差至少20℃的区段中；以及冷却室垂直驱动装置10。 pb [0101] 当由上部光学温度计测量的温度值被称为T 并且由下部光学温度计测量的温度 pt 值被称为T 时，当T ‑T 为20℃或更大时，这意指镀锌层的固化在冷却室中开始和结束。 pb pt pb [0102] 以下可以参考图10描述在本发明中提出的驱动冷却室向上或向下的方法，图10例 示出其中光学温度计的发射率设定为0.12的情况。 [0103] 在连续的热浸镀锌线的钢板的温度随着钢板向上移动时被冷却 而降低。然而，当光学温度计的发射率设定为0.12时，温度可以测量为增加而不是降低。即， 在熔融状态下测量镀锌层的温度低于340℃，并且当完成固化时测量镀锌层的温度为380℃ 或更高。因此，可以将图10中表示熔融状态的参考温度值T1设定为340℃，并且可以将表示 固化状态的参考温度Ts设定为380℃。 [0104] 在图10中，(3‑1)表示其中冷却室位于低位并且穿过冷却室的镀锌层处于熔融状 态的情况。在此，(T ‑T )为20℃或更低，并且T 和T 测量为低于340℃。在这种情况下， pt1 pb1 pb1 pt1 冷却室应该向上移动。 11 11 CN 113195775 A 说明书 9/10页 [0105] 图10的(3‑3)表示其中冷却室位于高于本发明提出的高度的情况。即，在这种情况 下，镀锌层在穿过冷却室之前已经固化。在此，(T ‑T )为小于10℃，并且T 和T 测量为 pt3 pb3 pb3 pt3 高于380℃。在这种情况下，冷却室应该向下移动。 [0106] 图10的(3‑2)表示其中冷却室位于本发明提出的高度的情况。即，在这种情况下， 镀锌层在穿过冷却室时固化。在此，(T ‑T )为约40℃，并且满足T Tl且T Ts的条件。 pt2 pb2 pb2 pt2 在这种情况下，不需要向上或向下移动冷却室。 [0107] 参考图11的图示，控制逻辑可以配置如下。 [0108] 图12是当用光学温度计测量的钢板在固化后的温度高于处于熔融状态的温度时， 用于向上或向下移动冷却室的控制逻辑的实例。 [0109] 即，当T ‑T 为20℃或更小，并且T 和T 大于Ts时，冷却室向下移动。在冷却室向 pt pb pb pt 下移动之后，当T ‑T 为20℃或更小，T 小于Ts，并且T 大于Ts时，冷却室进一步向下移动。 pt pb pb pt [0110] 当T ‑T 大于20℃，T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，其意指冷却室已经向下移 pt pb pb pt 动过量。在这种情况下，冷却室应该向上移动。 [0111] 当T ‑T 大于20℃,T 小于Tl，并且T 大于Ts时，其意指固化发生在冷却室内部。 pt pb pb pt 在这种情况下，钢板被冷却，同时保持冷却室的位置。 [0112] 此外，镀锌层的固化可以在冷却室中进行，同时保持冷却室的位置并且控制位于 冷却室与气刀之间的图3的底部冷却器3的空气体积。 [0113] 图13是当用光学温度计测量的钢板在固化后的温度高于处于熔融状态的温度时， 用于控制底部冷却器的空气体积的控制逻辑的实例。 [0114] 下面是用于控制底部冷却器的空气体积的控制逻辑。 [0115] 当T ‑T 是20℃或更小，并且T 和T 大于Ts时，底部冷却器的空气体积降低。 pt pb pb pt [0116] 当T ‑T 是20℃或更小，T 小于Ts，并且T 大于Ts时，底部冷却器的空气体积增 pt pb pb pt 加。 [0117] 当T ‑T 大于20℃，T 小于Tl，并且T 在Ts与Tl之间时，由于其意指底部冷却器的 pt pb pb pt 空气体积过大，因此底部冷却器的空气体积降低。 [0118] 当T ‑T 大于20℃,T 小于Tl，并且T 大于Ts时，其意指固化发生在冷却室内部， pt pb pb pt 并且在这种情况下，保持底部冷却器的空气体积。 [0119] 尽管图12和图13中所示的“T ‑T 的参考值”以及T1和Ts的参考温度可以根据高 pt pb 温计(pyrometer)的设定发射率值或性质而变化，但控制逻辑的基本原理是相同的。 [0120] 此外，当发射率被设定为0.04至0.3中的任一值时，“T ‑T 的参考值”可以设定为 pt pb 约20。 [0121] 此外，T1和Ts值可以基于在固化之前和之后由光学温度计测量的温度而设定，同 时监测镀锌层的状况。一旦设定，除非光学温度计失效，否则不需要改变“T ‑T 的参考值” pt pb 以及T1和Ts值。 [0122] [参考数字的描述] [0123] 1：镀锌槽,2：气体擦拭设备,3：底部冷却器，4：冷却室，5：离子风发生器,6：溶液雾 化单元，7：空气喷射装置，8：高温计，9：溶液供应装置，10：冷却室垂直驱动装置，11：溶液喷 射喷嘴，12：控制单元，13：钢板，14：支撑件，15：线 CN 113195775 A 说明书 10/10页 [0124] T ：通过安装在冷却室上方的光学温度计测量的温度 pt [0125] T ：通过安装在冷却室下方的光学温度计测量的温度 pb [0126] T1：输入到控制单元的熔融镀锌层的参考温度 [0127] Ts：输入到控制单元的固化镀锌层的参考温度。 13 13 CN 113195775 A 说明书附图 1/8页 图1 图2 14 14 CN 113195775 A 说明书附图 2/8页 图3 15 15 CN 113195775 A 说明书附图 3/8页 图4 16 16 CN 113195775 A 说明书附图 4/8页 图5 图6 17 17 CN 113195775 A 说明书附图 5/8页 图7 图8 18 18 CN 113195775 A 说明书附图 6/8页 图9 图10 19 19 CN 113195775 A 说明书附图 7/8页 图11 图12 20 20 CN 113195775 A 说明书附图 8/8页 图13 21 21
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