갈바니얼 강과 아연도금 강: 차이점은 무엇인가?

앞으로 10년 동안, 세계 경제는 인프라를 미래 가능하도록 하기 위해 매년 거의 4.2조 달러를 투자해야 하며, 약 2/3는 신흥 경제에서 쓰일 것입니다.

메가시티 확장부터 노후된 다리와 공장 강화까지, 이러한 성장의 상당 부분은 내구성이 있는 코팅된 강철에 의존할 것입니다.

이는 철강 산업에 실질적인 압박을 가하고 있습니다: 대규모 고품질의 아연도금 및 갈바니얼 강을 최소 비용, 폐기물 및 공정 변동성으로 제공해야 합니다.

그러나 이를 수행하는 데 필요한 엄격한 공정 제어를 유지하는 것은 주요 도전 과제입니다.

내구성과 부식 저항성이 있는 아연도금 및 갈바니얼 강을 생산하기 위해서는 정확한 화학 및 물리적 처리가 필요하며, 많은 전통적인 분석 방법은 비효율성을 최소화하고 마진을 보호하는 데 필요한 실시간 통찰력을 제공할 수 없습니다.

이 블로그에서는 아연도금과 갈바니얼 강의 생산 및 최종 제품의 차이를 분해합니다.

또한 온라인 XRD와 같은 최첨단 기술이 철강 제조업체에게 바닥선을 보호하는 즉각적인 결정을 내리는 데 필요한 데이터를 제공하는 방법을 탐구합니다.

주요 포인트

• 아연도금 강은 일반적으로 녹아 있는 아연의 욕조에 담그고 냉각하여 금속 아연으로 보호층을 코팅한 철강입니다. 고부식 저항성과 인장 강도를 제공합니다.
• 갈바니얼 강은 이후 어닐링 퍼니스로 보내져 철-아연 상간층을 형성하여 표면 경도와 페인트 부착력을 향상시킨 아연도금 강입니다.
• 도금 과정 중 빠른 X선 형광분석(XRF)이 최적의 아연 욕 화학 및 최종 품질 관리를 보장하는 데 기여합니다.
• 갈바니얼링 중 온라인 X선 회절(XRD) 기술은 후속 과정에서 발견될 코팅 결함을 실시간으로 조정할 수 있게 하여 비용이 많이 드는 재작업을 방지합니다.

아연도금 강이란 무엇인가?

아연도금 강은 금속 아연으로 보호층이 코팅된 철강이며, 주로 배치형 또는 연속 열연 아연도금 공정을 통해 이루어집니다. 시간이 지나도 철강을 부식으로부터 보호하고 수명 주기 비용을 줄여 건설, 인프라 및 자동차 응용 분야에서 유용합니다.

열연 도금 vs. 전기 아연 도금

이 블로그에서는 주로 냉연 강을 일반적으로 냉연된 철강을 “아연 욕조”에 담가 아연-철 합금 반응이 나타나는 열연 아연도금에 초점을 맞춥니다. 이 합금은 더 두껍고 내구성이 뛰어난 코팅을 제공하여 건설 빔과 같은 대규모 외부 구조물에 적합합니다.

반면에 전기 아연 도금은 전기 과정을 통해 금속을 아연으로 코팅하여 나사와 같은 작은 실내 용도에 적합한 더 얇고 매끄러운 아연층을 제공합니다.

아연도금 강과 갈바니얼 강의 차이점은 무엇인가?

아연도금 강과 갈바니얼 강의 차이점은 갈바니얼 강이 아연도금 후 즉시 추가 어닐링 과정을 거친다는 것입니다. 이 과정에서 철강은 재가열되어 아연층과 철 기질 간의 확산을 촉진하여 Fe–Zn 합금 상을 생성하여 더 단단한 완전 합금 코팅을 만듭니다.

갈바니얼 강은 무광택 회색이며 페인트 부착력과 용접성이 뛰어난 반면, 열연 아연도금 강은 더 반짝거리고 페인팅 전에 더 많은 표면 준비가 필요합니다. 전기 아연도금 강과 갈바니얼 강 간의 차이점도 유사합니다. 

아연도금 강은 어떻게 만들어지나?

아연도금 강은 보통 다음과 같은 열연 아연도금 과정을 통해 철강에 아연층을 코팅하여 만들어집니다:

1. 수컷 오염물 제거 및 품질 관리

기본 철강, 보통 코일이나 시트 형태는 아연 부착에 영향을 미칠 수 있는 표면 결함을 검사합니다. 일반적으로 도장 제거제 또는 모래 분사나 연삭을 통해 하드 오염물을 제거합니다.

2. 화학적 세척 및 전처리

철강은 추가적인 오염물을 제거하기 위해 화학적으로 처리됩니다:

• 탈지는 기름, 윤활제 및 먼지를 제거합니다
• 피클링은 철강을 산욕조에 담가 녹과 스케일을 제거합니다
• 세척은 잔여 산 및 기타 오염물을 세척합니다
• 플럭싱은 산화 방지를 예고하며, 일반적으로 아연 암모늄 클로라이드를 함유한 플럭스 용액을 적용하여 금속 결합을 촉진합니다

3. 건조

철강을 아연 욕조에 담글 수 있게 되기 전에, 어떤 잔여 수분이든 제거해야 합니다. 이것은 용융 아연 욕조에서의 튀김을 방지하며, 최종 코팅의 일관성을 방해할 수 있는 원인이 되어 일반적으로 오븐에서 건조를 통해 수행됩니다.

4. 열연 아연도금

철강은 약 450°C에서 용융 아연 욕조를 통과하며, 철-아연 합금 반응이 시작됩니다.

일관된 코팅 품질을 유지하기 위해서는 아연 욕 화학 및 운영 매개 변수를 원활하게 제어해야 하며, 이는 다음과 같습니다:

• 온도: 아연 욕조의 온도는 올바른 유동성, 젖음, 배수 및 제어된 합금층 개발을 유지하기 위해 일반적으로 445°C–465°C 범위 내에 유지되어야 합니다.
• 알루미늄 함량: 아연 욕조에 적은 양의 알루미늄이 추가되어 Fe–Zn 반응을 조절하는 억제층을 만듭니다. 과도한 알루미늄은 표면 결함과 젖음 문제를 초래할 수 있으며, 너무 적으면 과도한 합금 성장과 두껍거나 표면이 부서지는 코팅을 초래할 수 있습니다.
• 드로스 관리: 아연도금 과정 중 생긴 금속간 입자가 코팅의 결함을 방지하기 위해 관리되어야 합니다.

고속 원소 분석 솔루션인 Axios FAST 파장 분산형 X선 형광(WDXRF) 분광기는 용융 아연 욕 화학을 고빈도로 모니터링할 수 있게 해줍니다.

Stratos 소프트웨어 모듈은 합금 균형 및 젖음 거동, 코팅 두께에 영향을 미치는 미량 원소를 제어하며 철강 표면에서의 “스펭글” 형성을 관리하는 데 도움을 줄 수 있게 두께를 함께 결정하는 기능을 제공합니다.

5. 두께 조절 및 “와이핑”

예를 들어 “에어 나이프”에서의 압축 질소 가스를 사용하여 도금된 대상물에서 과도한 용융 아연을 제거합니다.

6. 냉각

물 욕조에서의 “퀜칭”을 통해 신속한 냉각을 수행하여 아연 층을 고정하고 최종 표면 마감을 확립합니다.

7. 검사 및 품질 보증

아연도금 강을 품질 관리 검사하여 아연 코팅의 두께, 균일성, 점착성, 표면 품질 등을 점검합니다.

Zetium XRF 분석기를 활용하여 최종 코팅 두께를 확인하고 제품이 코팅 사양 및 OEM 표준에 적합한지 검증할 수 있습니다.

또한, Empyrean 다목적 X선 회절(XRD) 기기가 코팅 미세 구조에 대한 상세한 오프라인 특성을 제공하고 있습니다:

• 최종 제품의 결함에 대한 근본 원인 분석
• 상 정량화
• R&D 최적화

아연도금 강은 무엇에 사용되나?

아연도금 강은 주로 부식 저항성, 내구성, 기계적 강도가 요구되는 응용 분야에 사용되며 주요 적용 영역은 다음과 같습니다:

1. 건설 및 인프라, 예를 들어 지붕 판자, 벽 패널, 가터, 울타리 및 구조 빔 등.
2. 자동차 산업, 자동차의 차체 패널, 섀시 구성요소 및 프레임에 사용됩니다.
3. 가정 및 산업 가전제품, 예를 들어 세탁기, 냉장고 및 선반류.

아연도금 강 대 갈바니얼 강의 장점

아연도금 강 대 갈바니얼 강의 주요 장점은 다음과 같습니다:

1. 무도장 시우월한 부식 저항성. 두꺼운 아연 층이 무도장 아연도금 강을 부식으로부터 보호하여 외부 사용에 적합합니다, 심지어 도장 없이도 가능합니다.
2. 더 긴 무도장 진열 수명. 갈바니얼 강과 달리, 아연도금 강은 오랜 기간 무도장 상태에서도 부식이 생길 위험이 적습니다.
3. 더 낮은 비용. 추가적인 어닐링 절차가 없어 아연도금 강은 일반적으로 생산 및 구매 비용이 더 저렴합니다.
4. 더 큰 코팅 연성. 아연도금 강은 구부리기, 롤링 및 스탬프 작업이 용이하며 균열 위험이 적습니다.
5. 밝은 금속성 마감. 아연도금 강은 부드럽고 반짝이는 외형을 지녀 페인팅 없이도 눈에 띄는 응용에서 사용될 수 있습니다.

아연도금 강 대 갈바니얼 강의 단점

아연도금 강 대 갈바니얼 강의 주요 단점은 다음과 같습니다:

1. 준비된 배색 적합성. 자유 아연 도금 표면은 추가 화학적 전처리 없이는 페인팅이나 분말 코팅이 어려워 더 많은 비용과 공정 단계를 초래합니다.
2. 용접성에 대한 도전 과제 증가. 저항 점 용접시, 아연도금 표면은 일반적으로 전극 마모가 증가하며 덩어리 형성이 덜 안정적이고, 갈바니얼 표면은 더 일관된 용접성을 제공합니다.
3. 낮은 내구성. 아연도금 강의 부드러운 아연 코팅은 갈바니얼 강의 Fe–Zn 합금층보다 내구성이 적어 높은 마찰이나 도구 집약적인 응용에 덜 적합합니다, 예를 들어 자동차 문 내부 패널 제작시.

갈바니얼 강이란 무엇인가?

갈바니얼 강은 아연 도금 후 즉시 고온 퍼니스에서 확산을 촉진시켜 철-아연 합금 상을 형성한 아연 도금 강입니다. 이러한 상은 더욱 단단한 무광 표면과 일반적인 아연 도금 단독으로보다 일관적인 저항 점 용접 성능을 제공합니다.

갈바니얼 강은 어떻게 만들어지나?

갈바니얼 강은 고온 아연 도금 강에 정밀한 열처리를 가해 철과 아연 사이의 제어된 확산 반응을 유도하여 만듭니다:

1. 갈바니얼 퍼니스에서 아연 도금 강을 다시 가열

아연 도금 강의 아연층이 아직 액체 상태일 때, 스트립을 어닐링 퍼니스로 공급하며, 여기에서 일반적으로 500°C에서 565°C 사이의 온도로 가열하여 아연 층과 기질 철 간의 확산이 촉진되어 Fe–Zn 합금 상을 형성합니다.

2. 온라인 상 모니터링

글로벌 선도적인 철강 제조업체와 파트너십을 통해 개발된 당사의 온라인 X선 회절(XRD) 기술은 갈바니얼 강판의 용출 시 실시간 상 진화를 모니터링합니다.

운영자들은 실험실에서 결과를 기다리지 않고, 스트립이 ‘부서림’ 경향을 보이는지, 지나친 합금화에 향해 가는지, 스트립 너비에 걸쳐 불일치 상이 형성되는지를 즉시 알 수 있습니다.

• 하위 합금화로의 가까워짐
• 진행 이상에의 경향을 보여준다
• 상호 상이 일관적으로 형성되지 않음을 표시한다

운영자는 이를 통해 서비스 결함 영향을 피하기 위해 퍼니스의 온도, 욕 화학, 라인 속도와 같은 매개 변수를 조정하여 데이터에 대응할 수 있습니다.

3. 초기 결함 감지 및 관리

온라인 XRD를 사용하면 레이어 두께 같은 코팅 문제에 대한 실행 가능한 경고를 받습니다. 이는 통상적으로 다운스트림 감지 후에만 나타날 수 있습니다.

Empyrean XRD를 사용한 상세한 오프라인 분석과 결합하여 공정 조정을 안내할 수 있도록 빠르고 데이터 기반의 근본 원인 분석을 수행할 수 있습니다 – 재료 손실을 줄이고, 재작업을 최소화하며, 스트립이 검사에 이르기 전에 공정 신뢰성을 증가시킵니다.

4. 제어된 냉각

소정의 합금상이 확립되면 갈바니얼 강 코일은 짧은 시간 동안 고온으로 유지된 후 점진적으로 냉각됩니다. 그 결과, 갈바니얼 강은 아연 도금 강처럼 “스페인글” 외관을 가지지 않는 무광 회색 마감 처리를 얻습니다.

5. 최종 품질 보증

온라인 XRD 결과는 실험실 기반의 Zetium XRF와 Empyrean XRD 측정으로 입증되어 상 조성, 코팅 조성 및 두께, 전체 표면 균일성을 집합적으로 확인합니다.

• 합금 조성
• 코팅 구성 및 두께
• 전체 표면 균일성

이 수준의 공정 가시성으로 데이터를 통해 코팅 일관성, OEM 준수 및 고객 사양 준수를 입증할 수 있는 자신감을 가지고 배송할 수 있습니다.

갈바니얼 강은 무엇에 사용되나?

갈바니얼 강은 표면 색상 처리, 페인트 접착성 및 기계적 강도가 중요시되는 용도에 주로 사용되며, 예를 들어 다음과 같습니다:

1. 자동차 응용, 자동차의 바디 패널, 문 및 섀시 구성요소.
2. 가전제품 및 전자제품, 냉동식품 패널 및 세탁기 캐비닛 등.
3. 건설 및 건물 소재, 닥트 작업 및 금속 가구 구성요소 등.

갈바니얼 강 대 아연도금 강의 장점

갈바니얼 강 대 아연도금 강의 주요 장점은 다음과 같습니다:

1. 개선된 페인트 처리성. 갈바니얼 강판의 무광 표면은 페인트 및 프라이머와의 접착이 잘되는 반면, 아연도금 강과 다르게 전처리를 필요로 하지 않습니다.
2. 더 일관된 점용접 성능. 갈바니얼 강은 더 안정적인 전극 거동을 보이며, 자동차 응용에서 중요한 이점인 점용접 시 아연 흄 발생이 적습니다.
3. 더 단단한 표면. 어닐링 과정을 통해 생긴 합금은 찍기, 롤 성형 및 취급 시 갈바니얼 강의 마모 저항성을 향상시킵니다.
4. 안정적인 표면 특성. 제어된 확산은 갈바니얼 강에 예측 가능한 기계적 및 표면 특성을 부여하여 보다 반복적인 성형 거동을 제공합니다.

갈바니얼 강 대 아연도금 강의 단점

갈바니얼 강 대 아연도금 강의 주요 단점은 다음과 같습니다:

1. 무도장 시 낮은 부식 저항성. 갈바니얼 강의 더 얇은 아연 층은 아연도금 강에 비해 먼저 도장해야 가혹한 외부 환경에 적합하지 않습니다.
2. 심한 형성 시 파우더화 위험 증가. Fe–Zn 합금층은 아연도금 강의 표면보다 단단하지만 덜 유연하여, 철강이 구부러지거나 깊이 형성될 때 균열 또는 박리 가능성이 있습니다. 퍼니스의 온도와 상형성을 전문적으로 제어하여 이러한 위험을 극복할 수 있습니다.
3. 더 높은 비용. 추가적인 어닐링 단계로 인해 갈바니얼 강은 아연도금 단독보다 에너지, 처리 및 유지 관리 비용이 증가합니다.

갈바니얼 강과 아연도금 강의 차이점? 요약 표

갈바니얼 강과 아연도금 강의 차이점은 무엇인가? 다음은 전체 요약입니다.

고급 분석으로 갈바니얼 강과 아연도금 강 작업 초강화

철강 제조회사는 아연도금 강이나 갈바니얼 강 제품의 결함을 확인하기 위해 다운스트림 분석을 기다릴 여유가 없습니다.

XRF 및 XRD 기술을 사용한 초기 발견은 스크랩, 재작업 및 출하 거부를 방지하기 위한 데이터 기반의 프로세스 조정을 가능하게 합니다.

철강 생산 프로세스에 고생산성의 XRF 분광기 사용 방법에 대해 알아보려면 Axios FAST에 대해 자세히 읽어보십시오.

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