금속 코일 코팅 라인의 공정 흐름은 무엇입니까?

금속 코일 코팅 라인은 풀림 및 결합, 입구 어큐뮬레이터 버퍼링, 화학적 전처리, 프라이머 도포 및 경화, 탑코트 도포 및 경화, 선택적인 백코팅 도포, 냉각 및 담금질, 출구 어큐뮬레이터에 이어 반동 또는 길이에 맞게 절단하는 일련의 정밀한 순서를 통해 베어 금속 코일을 처리합니다. 코팅 유형 및 기판에 따라 일반적으로 분당 40~150미터의 라인 속도로 실행되는 이 연속 공정은 고도로 자동화된 단일 패스로 평판 압연 금속 스트립에 유기 코팅을 적용합니다. 그 결과 사전 도장된 코일은 추가 표면 마감 없이 건축 패널, 가전제품 하우징, 자동차 부품 및 포장과 같은 완제품으로 성형하기 위해 다운스트림 제조업체로 배송됩니다. 라인 설계 평가, 코팅 결함 문제 해결, 새로운 코팅 시스템에 대한 프로세스 매개변수 지정 및 올바른 선택을 위해서는 프로세스 흐름의 각 단계를 자세히 이해하는 것이 필수적입니다. 금속 코일 코팅 라인 특정 생산 요구 사항에 대한 구성.

개요: 연속 코일 코팅 개념

연속 스트립 코팅 또는 사전 도장된 금속 생산이라고도 불리는 코일 코팅은 근본적으로 금속 스트립이 입구 끝에서 풀려 일련의 처리 및 코팅 스테이션을 통해 연속적으로 처리되고 출구 끝에서 다시 감겨지는 롤투롤(roll-to-roll) 제조 공정입니다. 이 공정의 주요 엔지니어링 성과는 입구 코일이 부족하거나 출구 코일을 교체해야 하는 경우에도 중단 없이 전체 라인을 통해 지속적인 스트립 이동을 유지하는 것입니다.

이는 처리 섹션의 입구와 출구 양쪽에 위치한 어큐뮬레이터 섹션(대형 루프 타워 또는 스트립 버퍼를 저장하는 나선형 어큐뮬레이터)을 통해 달성됩니다. 축적되는 스트립 버퍼를 사용하면 코일 결합 또는 변경을 위해 입구 및 출구 섹션을 잠시 멈출 수 있으며, 동시에 프로세스 섹션은 최대 속도로 계속 실행되어 코팅 품질과 프로세스 안정성을 유지합니다.

최신 코일 코팅 라인은 성형된 부품에 개별적으로 적용할 때보다 고속 연속 라인의 플랫 스트립에 적용할 때 코팅 품질이 훨씬 더 일관되고 제어 가능하다는 원칙을 바탕으로 설계되었습니다. 이것이 바로 완제품 형상이 사전 도장된 스트립으로 형성될 수 있는 거의 모든 대량 적용 분야에서 사후 도장보다 코일 코팅 금속이 우선적으로 사용되는 이유입니다.

주요 프로세스 매개변수

전체 프로세스 흐름은 모든 다운스트림 변수를 통해 계단식으로 전달되는 소수의 마스터 매개변수에 의해 제어됩니다.

• 회선 속도: 표준 유기 코팅 응용 분야의 경우 일반적으로 40 ~ 150m/min; 속도가 높을수록 오븐 체류 시간이 더 짧아야 하므로 더 가벼운 기판에 더 얇은 코팅을 적용하는 것이 좋습니다.
• 최고 금속 온도(PMT): 금속 스트립이 경화 오븐 내부에 도달하는 최대 온도는 일반적으로 폴리에스테르 기반 코팅의 경우 섭씨 215~260도이고 PVDF 또는 플라스티졸과 같은 고성능 시스템의 경우 최대 섭씨 280도입니다(출처: 유럽 코일 코팅 협회, ECCA, 코일 코팅 기술 가이드).
• 코팅 중량: 각 코팅층의 건조 도막 두께(DFT)는 적용 요구 사항에 따라 일반적으로 프라이머 층의 경우 5~30미크론, 탑코트 층의 경우 15~60미크론입니다.
• 화학적 전처리 용액 농도: 프라이머 도포 전 금속 표면에 일관된 전환 코팅 중량을 달성하도록 정밀하게 제어됩니다.

1단계: 진입 섹션 — 풀기, 결합 및 공급 준비

금속 코일 코팅 라인의 입구 섹션은 코일 야적장(일반적으로 용융 아연 도금 강철, 알루미늄 합금, 냉간 압연 강철 또는 전기 아연 도금 강철)에서 베어 금속 코일을 받고 공정 섹션 하류에 대한 연속 스트립 피드를 준비합니다.

페이오프 릴 및 코일 로딩

대부분의 생산 코일 코팅 라인에는 두 개의 페이오프 릴(디코일러)이 장착되어 있어 하나의 릴이 작동하는 동안 다음 코일이 로드되어 두 번째 릴에 끼워질 수 있습니다. 생산 규모 작업을 위한 코일 중량은 일반적으로 기판 재료 및 게이지에 따라 코일당 5~30톤이며, 페이오프 릴은 코일 직경이 감소하고 코일이 가벼워짐에 따라 감속을 제어할 수 있어야 합니다.

페이오프 릴의 스트립 평탄화기 또는 굴레 롤 시스템은 코일 세트(코일에 감긴 시간으로 인해 스트립의 잔류 곡률)를 제거합니다. 그렇지 않으면 공정 섹션에서 스트립 추적 문제와 고르지 않은 코팅 적용이 발생할 수 있습니다. 중량이 크거나 강도가 높은 인쇄물의 경우 적절한 평탄도를 얻으려면 멀티 롤 레벨링 헤드가 필요할 수 있습니다.

결합: 스티칭 또는 용접

런닝 코일이 거의 소진되면 런닝 코일의 스트립 테일이 다음 코일의 스트립 헤드에 결합되는 동안 라인 속도가 느려집니다. 두 가지 결합 방법이 사용됩니다.

• 바느질: 스트립 끝은 겹쳐지고 스티처 헤드에 의해 펀칭된 일련의 연동 탭과 함께 기계적으로 고정됩니다. 스티칭은 빠르며(일반적으로 30~60초) 열이 필요하지 않으므로 코팅되거나 사전 처리된 투입 스톡에 적합합니다. 스티칭 조인트는 프로세스 섹션을 통해 추적해야 하는 작은 두께 변화를 생성합니다.
• 용접: 스트립 끝은 레이저 또는 저항 용접기로 맞대기 용접되어 스트립 표면과 거의 같은 높이의 접합부를 만듭니다. 용접은 보다 일관된 접합 두께를 생성하지만 접합 시간이 약간 더 길고 특정 기판 재료의 열 영향 영역을 주의 깊게 관리해야 합니다.

엔트리 누산기

결합 스테이션의 하류에 있는 엔트리 어큐뮬레이터는 결합 작업 중에 프로세스 섹션이 최대 속도로 작동하도록 유지하는 데 충분한 길이의 스트립을 저장합니다. 일반적으로 200~600미터의 스트립 회선 속도와 참여 시간에 따라 다릅니다. 어큐뮬레이터는 정상 실행(입력 섹션이 프로세스 섹션보다 빠르게 실행되는 경우) 중에 채워지고 조인 작업(입력 섹션은 중지되지만 프로세스 섹션은 계속되는 경우) 중에 방전됩니다. 어큐뮬레이터 타워는 스트립 루프를 수용하기 위해 일련의 고정 및 부동 롤 어셈블리를 사용하며, 부동 캐리지 위치는 스트립 장력을 유지하기 위해 지속적으로 모니터링 및 제어됩니다.

2단계: 화학적 전처리 섹션

화학적 전처리는 적용된 코팅 시스템의 장기 접착력과 내식성을 가장 직접적으로 결정하는 단계입니다. 최고 품질의 유기 코팅이라도 제대로 준비되지 않았거나 오염된 금속 표면에 적용하면 조기에 실패할 수 있습니다. 전처리 섹션에서는 일련의 세척, 헹굼, 변환 코팅 및 건조 단계를 통해 노출된 금속 표면을 화학적으로 수용 가능한 부식 방지 베이스로 변환합니다.

알칼리성 세척

첫 번째 전처리 단계에서는 냉간 압연 및 운송 중에 스트립 표면에 축적된 오일, 압연 윤활제, 표면 산화물 및 미립자 오염물을 제거합니다. 알칼리성 세척은 일반적으로 스프레이 또는 침지 시스템을 사용하여 1~2단계로 수행되며, 세척 용액은 높은 온도(일반적으로)로 유지됩니다. 섭씨 55~75도 ) 오일 유화 효율을 향상시킵니다.

계면활성제 기반 알칼리성 세척제는 오일을 들어 올리고 유화시키는 동시에 다운스트림 변환 코팅 화학과 화학적 호환성을 유지합니다. 알칼리성 세척 단계의 효율성은 매우 중요합니다. 잔류 표면 오염은 금속과 변환 코팅 사이의 장벽 역할을 하여 사용 중 코팅 물집이나 벗겨짐으로 나타나는 접착력이 떨어지는 국부적인 영역을 생성합니다.

헹굼 단계

여러 헹굼 단계는 청소 섹션을 따라 변환 코팅 전에 스트립 표면에서 잔류 세척제와 오염 물질을 제거합니다. 최소 2개의 헹굼 단계(일반적으로 재순환수 헹굼 후 담수 헹굼)가 사용되며, 변환 코팅 직전에 최종 헹굼에서는 탈염수 또는 탈이온수를 사용하여 미네랄 침전물이 변환 코팅 조를 오염시키는 것을 방지합니다.

전환코팅 적용

변환 코팅은 금속 표면과 화학적으로 반응하여 순수 금속과 위의 유기 프라이머 사이의 전이를 제공하는 얇고 단단히 접착된 무기 층을 형성합니다. 이 변환 코팅층은 두 가지 기능을 수행합니다. 즉, 금속 기판에 대한 프라이머의 접착력을 획기적으로 향상시키고, 서비스 중 코팅 파손의 확산을 늦추는 희생적인 부식 장벽을 제공합니다.

현대 코일 코팅에는 세 가지 변환 코팅 화학 물질이 사용됩니다.

• 크로메이트 변환 코팅: 역사적으로 가장 널리 사용되는 화학 물질로 탁월한 부식 방지 및 접착 촉진 기능을 제공합니다. 현재 REACH 및 RoHS를 포함한 규정에 따라 6가 크롬 화합물의 독성 및 환경 분류로 인해 유럽에서는 대부분 단계적으로 폐지되고 많은 시장에서 제한됩니다.
• 3가 크롬(Cr-III) 화성 코팅: 6가 크롬산염에 대한 독성이 낮은 대안으로 환경 및 건강상의 위험을 크게 줄이면서 유사한 접착력을 향상시킵니다. 이제 크롬산염이 제한되는 시장의 표준이 되었습니다.
• 크로메이트가 없는 변환 코팅(지르코늄 또는 티타늄 기반): 가장 환경 친화적인 옵션으로 현재 특히 알루미늄 코일 코팅 분야에서 널리 채택되고 있습니다. 크로메이트 시스템과 동등한 코팅 중량 및 접착력 향상을 달성하려면 세심한 공정 제어가 필요합니다. (출처: ECCA, 코일 코팅 전처리, 기술 문서 시리즈)

코팅 전 건조 및 스트립 가열

최종 헹굼 단계 후 스트립은 건조 오븐이나 에어 나이프 시스템을 통과하여 코팅 섹션에 들어가기 전에 잔류 수분을 제거합니다. 젖은 스트립 표면이 있는 프라이머 코터에 들어가면 도포 지점에서 프라이머 코팅이 희석되어 필름 두께 변화와 접착 문제가 발생할 수 있습니다. 일부 라인 설계에서는 건조와 프라이머 도포 사이에 스트립 예열 섹션을 사용하여 도포 후 즉시 프라이머 흐름과 레벨링을 개선합니다.

3단계: 프라이머 도포 및 경화

프라이머는 전처리된 금속 표면에 도포되는 첫 번째 유기 코팅층입니다. 주요 기능은 전환 코팅과 탑코트 사이의 접착 촉진, 추가적인 부식 방지 및 그 위의 탑코트 층에 균일한 베이스를 제공하는 것입니다.

롤코트 도포방법

거의 모든 생산 코일 코팅 라인은 스프레이나 커튼 코팅 대신 롤 코팅 도포, 특히 3롤 또는 2롤 코터 헤드를 사용합니다. 롤 코터는 어플리케이터 롤(코팅 팬에서 작동하는 팬 롤에서 코팅을 픽업함)과 백킹 롤(적용 지점에서 아래에서 스트립을 지지함) 사이의 정밀한 닙 형상을 통해 스트립 표면에 액체 코팅을 적용합니다.

스트립 표면에 적용되는 필름 중량은 어플리케이터와 백킹 롤 사이의 닙 압력, 스트립 속도에 대한 각 롤의 회전 속도, 팬 내 코팅 재료의 점도에 의해 제어됩니다. 롤 속도 비율(스트립 속도의 백분율로 표시되는 어플리케이터 롤의 회전 속도)은 일반적으로 다음 범위에 있습니다. 순방향 모드에서 110~130% (스트립과 동일한 방향으로 움직이는 롤 표면) 적용된 필름에 평탄화 효과를 제공하거나, 다양한 적용 특성을 위한 역방향 모드(스트립 반대 방향으로 움직이는 롤 표면)(출처: 미국 코일 코팅 협회, NCCA, 코일 코팅 공정 개요).

프라이머 경화 오븐

도포 후 프라이밍된 스트립은 즉시 프라이머 경화 오븐에 들어가고, 여기서 열로 인해 액체 코팅이 흐르고 수평이 된 다음 교차 결합되어 견고한 접착 필름이 됩니다. 경화 오븐은 일반적으로 라인 속도와 오븐 길이에 따라 결정되는 사용 가능한 오븐 체류 시간 내에 코팅에 필요한 최대 금속 온도(PMT)까지 스트립을 가열하도록 설계된 직접 연소 가스 가열 또는 간접 가열 대류 오븐입니다.

오븐 온도 프로파일은 코팅 시스템이나 모재 합금에 지정된 PMT를 초과하지 않고 코팅을 완전히 경화할 수 있는 적절한 열을 제공하도록 세심하게 설계되었습니다. Undercure는 가교 밀도가 부적절한 필름을 생산합니다. , 결과적으로 경도, 유연성 및 내용매성이 저하됩니다. 과도한 경화는 취성을 유발하고 밝은 색상의 코팅 시스템을 변색시킬 수 있습니다. 대부분의 폴리에스테르 및 폴리우레탄 프라이머 시스템의 경우 목표 PMT는 섭씨 215~232도이며 특정 작동 조건에 대한 오븐 열 모델에서 계산된 체류 시간 동안 유지됩니다.

프라이머 경화 후 물 담금질

프라이머 경화 오븐에서 나온 직후 스트립은 물 담금질 스프레이로 빠르게 냉각되어 스트립 온도를 취급 및 탑코트 적용에 적합한 수준(일반적으로 섭씨 50도 미만)으로 낮춥니다. 고온 경화된 프라이머를 빠르게 담금질하면 잔여 열 반응이 억제되고 열 흡수로 인해 프라이머 필름 품질이 손상되는 것을 방지할 수 있습니다. 냉각수의 품질은 탑코트 도포 전 프라이머 표면의 광물 얼룩을 방지하기 위해 제어됩니다(일반적으로 연화 또는 탈이온화).

4단계: 탑코트 적용 및 경화

탑코트는 완제품의 외관, 색상, 광택 수준 및 주요 내후성을 제공하는 외부 코팅층입니다. 코팅된 제품의 최종 사용자가 볼 수 있는 코팅층이므로 코팅 시스템에서 사양이 가장 중요한 층입니다.

탑코트 롤코터

탑코트 코터는 개념상 프라이머 코터와 동일하지만 탑코트 제형의 특정 유변학과 적용 요구 사항에 맞게 설정된 두 번째 롤 코팅 적용 헤드입니다. 탑코트 필름은 일반적으로 15~60 마이크론 건조 필름 두께 이는 프라이머(일반적으로 5~10 마이크론 DFT)보다 상당히 두꺼우며, 이는 사용 중 UV 방사선, 습기 및 기계적 마모에 대한 주요 장벽으로서의 탑코트의 역할을 반영합니다.

스트립 폭에 따른 필름 두께 변화는 완제품에서 눈에 띄는 색상 및 광택 변화로 직접 변환되기 때문에 탑코트 적용 시 코팅 중량 제어가 특히 중요합니다. 이는 최종 고객에게 즉시 명백한 품질 결함입니다. 최신 코일 코팅 라인은 코터 닙 제어 시스템에 대한 폐쇄 루프 피드백과 함께 자동화된 필름 두께 측정(일반적으로 코터 바로 뒤에 위치한 X선 형광 또는 광학 간섭계 게이지)을 사용하여 필름 두께 균일성을 유지합니다. 플러스 마이너스 1~2 마이크론 정상 상태 생산 중 스트립 폭에 걸쳐.

탑코트 경화 오븐

탑코트 경화 오븐은 일반적으로 코일 코팅 라인에서 가장 크고 열 소모가 가장 많은 공정 장비입니다. 왜냐하면 탑코트 제제, 특히 PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 또는 PVC 플라스티솔과 같은 고성능 시스템은 프라이머보다 더 높은 피크 금속 온도와 더 긴 체류 시간을 요구하기 때문입니다.

생산 규모 코일 코팅 라인의 오븐 길이는 일반적으로 35~80미터 탑코트 오븐의 경우 생산 라인 속도에서 적절한 체류 시간을 허용합니다. 오븐은 여러 온도 구역(일반적으로 가열 구역, 최고 온도의 유지 구역, 냉각 구역)으로 나누어져 이를 초과하지 않고 필요한 PMT 프로파일을 달성합니다. 스트립 폭 전체에 걸쳐 열 균일성은 오븐 노즐 어레이를 통과하는 정밀하게 균형 잡힌 공기 흐름에 의해 유지되며, 스트립 간 온도 변화는 일반적으로 다음 범위 내로 제어됩니다. 섭씨 플러스 또는 마이너스 3도 최고 온도대에서.

탑코트 담금질 및 스트립 냉각

프라이머 섹션과 마찬가지로, 경화된 탑코트 스트립은 탑코트 오븐에서 나온 후 즉시 물로 급냉됩니다. 뜨겁고 새로 경화된 탑코트 표면은 기계적으로 취약하기 때문에 탑코트 담금질은 특히 중요합니다. 적절한 냉각 전에 출구 어큐뮬레이터 롤, 인장 브라이들 롤 또는 리코일러와 접촉하면 표면 마킹, 블로킹(코일의 스트립 레이어 간 접착) 또는 롤 마킹이 발생하여 완제품의 외관이 영구적으로 손상될 수 있습니다.

일부 라인 설계에는 물 담금질 후 추가 공기 냉각 섹션이 포함되어 스트립 표면 온도가 접촉 롤과 접촉하기 전에 섭씨 40도 미만이 되도록 보장합니다. 특히 가장 작은 표면 표시가 즉시 보이는 고광택 탑코트 시스템에 중요합니다.

5단계: 백코팅 적용(필요한 경우)

많은 코일 코팅 제품 사양에는 백코팅이 필요합니다. 즉, 보이는 면의 탑코트 외에 스트립 아래쪽(완제품의 내부 면에 있을 면)에 코팅을 적용하는 것입니다. 백코팅은 제품 용도에 따라 다양한 기능을 수행합니다.

백코팅 기능 및 사양

• 뒷면의 부식 방지 장벽: 벽, 지붕 패널과 같은 건축 외피 제품에서 금속의 내부 표면은 결로에 노출되며 기능성 백코트는 눈에 보이는 표면의 코팅 시스템을 약화시키는 부식을 방지합니다.
• 성형 손상으로부터 보호: 윤활 또는 유연한 백코팅은 롤 성형 및 프로파일링 작업 중에 스트립 밑면을 보호하여 보이지 않는 표면의 툴링 접촉으로 인한 코팅 손상 위험을 줄입니다.
• 적층 제품의 접착 표면: 금속 복합 패널 생산에서 백코트는 다운스트림 라미네이팅 공정에서 접착된 폴리머 코어 재료에 대한 특정 접착 프로필을 제공하도록 제조됩니다.
• 노출된 뒷면의 미학: 통풍식 외관 시스템에 사용되는 카세트 패널과 같은 제품은 설치 시 반대면이 보일 수 있으므로 탑코트와 동일한 품질의 백코트 마감이 필요합니다.

라인 상의 백코팅 적용 위치

백코팅 코터는 제품 디자인에 따라 라인 순서의 다른 지점에 배치될 수 있습니다. 표준 프라이머와 탑코트 시스템을 생산하는 라인에서 백코트는 일반적으로 프라이머와 동일한 패스로 적용됩니다. 즉, 백코트 코터는 프라이머 코터가 탑코트 표면에 프라이머를 적용하는 것과 동시에 스트립의 아래쪽에 코팅을 적용하고, 둘 다 동일한 프라이머 오븐 패스에서 경화됩니다. 이러한 배열은 필요한 오븐 통과 횟수를 최소화하지만 백코팅 필름의 무게를 프라이머 오븐 열 프로파일에서 경화될 수 있는 정도로 제한합니다.

더 무거운 백코팅 필름이 필요한 제품이나 다양한 경화 온도가 필요한 특수 백코팅 제제의 경우 일부 라인 설계에는 전용 백코팅 코팅기와 오븐이 통합되거나 별도의 라인 패스에서 백코팅을 처리합니다.

6단계: 출구 섹션 - 어큐뮬레이터, 검사 및 반동

최종 담금질 및 냉각 섹션 후에 완전히 코팅된 스트립은 라인의 출구 섹션으로 들어가고, 그곳에서 축적, 검사 및 반동되거나 시트로 변환됩니다.

누산기 종료

출구 어큐뮬레이터는 입구 어큐뮬레이터와 동일한 기능을 수행하지만 그 반대입니다. 즉, 출구 섹션(리코일러 또는 전단 및 스태커)을 잠시 정지시켜 프로세스 섹션을 느리게 하거나 정지시키지 않고도 전체 코일 또는 절단 스택을 변경할 수 있습니다. 출구 축적기는 완성된 코팅 스트립의 버퍼를 저장합니다. 일반적으로 150~400미터 — 프로세스 섹션이 계속 실행되는 동안 필요한 속도로 종료 섹션으로 릴리스합니다.

어큐뮬레이터 루프의 코팅된 스트립 표면이 갓 경화된 표면을 표시하는 방식으로 롤이나 가이드와 접촉해서는 안 되기 때문에 배출 어큐뮬레이터를 올바르게 관리하는 것은 품질 관점에서 특히 중요합니다. 출구 어큐뮬레이터 설계는 생산되는 코팅과의 호환성을 위해 선택된 표면 재료와 함께 넓고 잘 마감된 롤을 사용하고 신중하게 제어된 스트립 장력을 유지하여 루프 사이의 현수선 접촉을 방지합니다.

자동 표면 검사

출구 어큐뮬레이터와 리코일러 사이에 대부분의 생산 규모 금속 코일 코팅 라인에는 코팅 결함이 있는지 두 스트립 표면을 지속적으로 스캔하는 자동 광학 표면 검사 시스템이 통합되어 있습니다. 이러한 시스템은 고해상도 라인 스캔 카메라와 이미지 처리 알고리즘을 사용하여 다음과 같은 결함을 감지합니다.

• 공정 장비 접촉으로 인한 코팅 스크래치 또는 스코어 마크
• 스트립 폭 전체에 걸쳐 코팅 중량이 고르지 않은 코팅 줄무늬 또는 밴드
• 코팅을 통한 표면 내포물 또는 기판 결함
• 참조 표준과의 색상 또는 광택 편차
• 가장자리 코팅 휴일 또는 과다 도포
• 다운스트림 어큐뮬레이터 롤의 마크 또는 롤 마크 처리

결함 감지는 결함이 있는 스트립 위치의 자동 표시를 트리거하여 리코일러 또는 전단기의 다운스트림 작업자가 영향을 받은 제품을 제외하거나 다운그레이드할 수 있도록 합니다. 최신 검사 시스템은 표면 검사와 분광 광도계 색상 측정 및 광택 측정을 결합하여 생산된 각 코일에 대한 완벽한 품질 기록을 제공합니다.

반동

코팅된 스트립은 출구 리코일러의 맨드릴 위로 감겨지며, 이는 되감기 작업 전반에 걸쳐 제어된 장력을 유지하여 취급 및 운송 중에 내부 코일 붕괴가 발생하거나 망원되지 않는 단단하고 안정적인 코일을 구축해야 합니다. 두 개의 인장 브라이들 롤 어셈블리(리코일러 앞의 인장 브라이들과 리코일러 자체 구동)는 기판 재료, 게이지 및 코팅 시스템에 지정된 목표 값으로 스트립 장력을 정확하게 제어합니다.

리코일러는 대규모 생산 라인에서 최대 2,000mm의 코일 OD(외경)를 사용하여 라인에서 생산되는 모든 코일 중량 범위(일반적으로 최대 25~30톤)를 처리하도록 설계되었습니다. 코일이 완성되면 스트립이 절단되고, 코일이 묶이고 라벨이 붙으며, 새로운 맨드릴은 가속되어 다음 코일을 수용하며 출구 축압기가 전환을 연결합니다.

슬리팅 및 길이에 따른 절단 옵션

일부 코일 코팅 라인에는 리코일러 하류에 인라인 슬리터 또는 전단 및 스태커가 장착되어 있어 전체 폭 코팅 코일을 동일한 생산 과정에서 더 좁은 스트립으로 쪼개거나 평평한 시트로 절단할 수 있습니다. 인라인 슬리팅은 다운스트림 고객이 라인에서 생산되는 기본 코일 폭보다 더 좁은 스트립 폭을 요구할 때 특히 유용합니다. 이를 통해 별도의 슬리팅 작업과 추가 장비를 통해 완성된 코팅 제품을 처리할 때 발생하는 관련 처리 및 품질 위험을 피할 수 있습니다.

금속 코일 코팅 라인에서 처리되는 일반적인 코팅 시스템

프라이머와 탑코트 화학 물질의 특정 조합인 코팅 시스템은 코팅된 제품의 최종 사용 요구 사항에 따라 선택됩니다. 다양한 응용 분야에서는 다양한 성능 프로필이 요구되며, 코팅 시스템은 특정 라인에서 달성할 수 있는 경화 조건과 일치해야 합니다.

프로세스 전반에 걸친 품질 관리 체크포인트

잘 작동되는 금속 코일 코팅 라인은 완성된 코일의 최종 라인 검사에만 의존하는 것이 아니라 프로세스 흐름의 여러 지점에서 품질 모니터링을 통합합니다. 경화 오븐에 의해 고정되기 전에 프로세스 편차를 조기에 포착하면 다운그레이드하거나 폐기해야 하는 사양을 벗어난 재료를 대량으로 생산하는 대신 코터 수준에서 시정 조치를 취할 수 있습니다.

치료 전 품질 모니터링

• 알칼리성 세척조 농도 및 온도: 생산 중 최소 2시간마다 확인하거나 인라인 전도도 센서로 지속적으로 모니터링
• 헹굼 물 전도도: 전환 코팅 욕조를 오염시킬 수 있는 헹굼 단계로의 세정제 이월을 감지하기 위해 지속적으로 모니터링됩니다.
• 전환 코팅욕 농도 및 pH: 지정된 간격으로 확인하고 스트립 표면의 목표 전환 코팅 중량을 유지하도록 조정합니다.
• 변환 코팅 중량: X선 형광 측정을 사용하여 스트립 샘플에서 정기적으로 확인하며, 크롬산염이 없는 시스템의 경우 일반적으로 10~40mg/m2를 목표로 합니다.

코팅 적용 품질 모니터링

• 코팅 팬의 코팅 점도 및 온도: 생산이 진행되는 동안 일관된 적용 중량을 유지하도록 모니터링 및 제어됩니다.
• 습식 필름 두께: 코터 시작 시 및 속도 또는 롤 설정 변경 후 코터에서 직접 채취한 샘플에 대한 습식 필름 게이지 측정을 사용하여 확인
• 건조 필름 두께: 자기 유도 게이지(강철 코팅용) 또는 와전류 게이지(알루미늄 코팅용)를 사용하고 출구 섹션에 설명된 인라인 X선 또는 광학 게이지를 사용하여 경화된 샘플에서 측정합니다.
• 최고 금속 온도: 오븐 출구에서 스트립 열전대를 사용하여 지속적으로 모니터링하고 보정된 캐리어의 오븐을 통과하는 데이터 로깅 온도 프로파일을 통해 주기적으로 검증합니다.

완료된 코팅 품질 테스트

라인 출구에서는 해당 코팅 사양에 대한 실험실 테스트를 위해 각 생산 코일에서 샘플을 채취합니다.

• T-벤드 접착 테스트: 코팅된 패널은 자체적으로 180도 구부러지고 코팅 균열 또는 박리 정도는 합격/불합격 기준에 따라 평가됩니다. 0T 또는 1T 통과는 우수한 코팅 유연성과 접착력을 나타냅니다.
• 크로스해치 접착 테스트: ISO 2409에 따라 코팅을 통해 격자 패턴의 절단이 이루어지며 표준화된 테이프 풀이 적용됩니다. 코팅이 벗겨지면 접착 실패를 나타냅니다.
• 연필 경도: ASTM D3363에 따라 평가되어 경화된 코팅이 완전 경화를 나타내는 지정된 경도에 도달했음을 확인합니다.
• 역충격 저항: 패널 뒷면의 낙하 충격을 이용하여 평가, 충격면의 코팅 박리 확인
• 색상 측정: 일반적으로 CIE Delta E 단위로 표시되는 허용 오차를 사용하여 마스터 색상 표준에 대한 분광 광도 측정(허용 오차가 엄격한 제품의 경우 허용 편차는 일반적으로 Delta E 0.5 ~ 1.0 미만)
• 염수 분무 내식성: 코팅 시스템이 지정된 부식 방지 기능을 제공하는지 검증하기 위한 ISO 9227에 따른 주기적인 가속 부식 테스트(출처: ISO 9227:2022, 인공 대기에서의 부식 테스트)

프로세스 흐름 요약: 베어 코일에서 완성된 사전 도장 제품까지

표준 금속 코일 코팅 라인을 통한 전체 공정 흐름은 다음과 같이 순차적으로 요약될 수 있습니다.

1. 코일 로딩 및 스트립 스레딩: 페이오프 릴에 로드된 베어메탈 코일; 스트립은 라인을 통과하여 런닝 스트립 테일에 연결됩니다.
2. 스트립 편평화: 일관된 코팅 도포에 필요한 플랫 스트립 형상을 달성하기 위해 레벨러 또는 플래트너 롤로 코일 세트를 제거함
3. 엔트리 누산기 충전: 초기 스레딩 중 및 일반 생산 중에 입력 섹션이 프로세스 섹션보다 빠르게 실행되는 동안 입력 누산기에 내장된 스트립 루프
4. 알칼리성 청소: 가열된 알칼리 스프레이 또는 침지 세척 시스템을 통해 표면 오일, 윤활제 및 산화물이 제거됩니다.
5. 헹굼 단계: 여러 번의 물 헹굼 단계를 통해 잔여 세제가 제거됩니다. 탈염수로 최종 헹굼
6. 변환 코팅: 처리액과 금속 표면의 화학반응으로 무기접착촉진 내식층 생성
7. 건조: 코팅 전 건조오븐이나 에어나이프 시스템에서 잔여 헹굼수 제거
8. 프라이머 적용: 롤 코터는 액상 프라이머를 탑코트 표면에 도포합니다. 다양한 라인 디자인의 뒷면에 동시 백코팅 적용
9. 프라이머 경화 오븐: 프라이머 필름을 완전히 경화시키기 위해 PMT(일반적으로 섭씨 215~232도)를 목표로 가열된 스트립
10. 프라이머 후 담금질: 물 담금질은 탑코트 도포 전 스트립을 섭씨 50도 미만으로 냉각합니다.
11. 탑코트 적용: 롤 코터는 지정된 필름 무게(15~60미크론 DFT)로 액체 탑코트를 도포합니다.
12. 탑코트 경화 오븐: 탑코트 특정 PMT로 가열된 스트립(코팅 화학에 따라 섭씨 220~260도)
13. 탑코트 후 담금질 및 냉각: 물 담금질 후 접촉 롤 전에 섭씨 40도 이하로 공기 냉각
14. 누산기 종료: 공정 섹션을 중단하지 않고도 리코일러 전환이 가능하도록 버퍼링된 코팅 스트립
15. 표면 검사: 코팅 결함에 대한 양쪽 스트립 표면의 자동 광학 검사; 색상 및 광택 측정
16. 반동 and labelling: 출구 코일에 감긴 마감 코팅 스트립; 코일 ID에 대해 기록된 코일 무게, 치수 및 품질 데이터
17. 선택적 슬리팅 또는 길이에 맞게 절단: 코팅된 코일은 고객 사양에 따라 폭에 맞게 절단되거나 시트 치수로 절단됩니다.

올바른 금속 코일 코팅 라인 구성 선택

금속 코일 코팅 라인 사양은 운영자의 특정 생산 요구 사항과 일치해야 합니다. 즉, 기판 유형, 스트립 폭, 코팅 시스템, 생산량 및 제품 혼합이 모두 올바른 라인 구성에 영향을 미칩니다. 주요 사양 결정에는 다음이 포함됩니다.

라인 속도 및 오븐 길이

라인 속도와 오븐 길이는 서로 연관되어 있습니다. 라인이 빠를수록 최고 금속 온도에서 동일한 스트립 체류 시간을 달성하기 위해 더 긴 오븐이 필요합니다. 생산 규모의 코일 코팅 라인은 다음과 같은 출력 속도를 목표로 합니다. 80~150m/분 총 가공 섹션 오븐 길이(프라이머 + 탑코트)가 60~120미터 이상 필요합니다. 더 낮은 속도에서 소량의 유연한 생산을 위해 설계된 더 작은 라인에서는 더 짧은 오븐을 사용할 수 있습니다. 생산용 코팅 시스템에 오븐 길이와 속도를 맞추는 것은 라인 사양의 핵심 설계 결정입니다.

스트립 폭 및 기판 성능

생산 라인은 목표 시장에 따라 일반적으로 600mm에서 2,000mm까지 최대 스트립 폭을 중심으로 설계됩니다. 코터 헤드, 오븐 노즐 어레이, 급냉 헤더 및 어큐뮬레이터 롤은 모두 전체 폭에 걸쳐 성능 균일성을 유지하면서 최대 스트립 폭에 맞게 설계되어야 합니다. 강철과 알루미늄 기판을 모두 처리하도록 설계된 라인에서는 각 재료의 다양한 열 특성, 성형 요구 사항 및 표면 처리 요구 사항을 고려해야 합니다.

자동화 및 제어 시스템 통합

현대식 코일 코팅 라인은 공정 제어, 품질 데이터 수집, 코일 추적 및 생산 관리를 통합 자동화 플랫폼에 통합합니다. 레벨 1 제어(PLC 기반 프로세스 제어)는 개별 드라이브, 코터 및 오븐 구역을 관리합니다. 레벨 2 제어(프로세스 관리 시스템)는 다양한 제품 사양에 대한 품질 데이터, 생산 일정 및 레시피 관리를 통합합니다. 레벨 3 연결성(ERP 통합)은 라인을 공장의 생산 계획 및 품질 관리 시스템에 연결합니다. 지정된 자동화 정도는 장기간 생산 실행 전반에 걸쳐 일관된 품질을 유지하는 라인의 능력과 효과적인 생산 관리에 필요한 작업자 기술 수준 모두에 직접적인 영향을 미칩니다.

새로운 코일 코팅 용량을 평가하거나 기존 라인을 업그레이드하는 제조업체의 경우 완전한 턴키 경험이 있는 공급업체와 협력 금속 코일 코팅 라인 설계 및 납품(입구부터 종료까지 모든 프로세스 섹션을 일관되고 잘 최적화된 생산 시스템으로 통합할 수 있음)은 현재 생산 요구 사항과 미래 제품 개발 요구 사항을 모두 충족하는 라인에 대한 가장 신뢰할 수 있는 경로입니다.