KR100241304B1 - 화성처리성이 우수한 냉연강판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼 제조시 도장 하지로 처리하는 화성처리성이 우수한 냉연강판 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 드럼 소재인 냉연강판의 표면 상태를 향상시켜 인산철 반응성이 우수한 냉연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 소둔 및 조질압연 공정에 의해 드럼용 소재인 냉연강판을 제조하는 방법에 있어서, 마지막 냉각대(FCS) 온도를 110℃ 이하로 하고 조질압연의 연신율을 1.3-1.6%로 하는 것을 특징으로 하는 화성처리성이 우수한 냉연강판의 제조방법을 제공한다.

Description

화성처리성이 우수한 냉연강판 제조방법

본 발명은 드럼 제조시 도장 하지로 처리하는 화성처리성이 우수한 냉연강판 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 드럼 소재인 냉연강판의 표면 상태를 향상시켜 인산철 반응성이 우수한 냉연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상 냉연강판은 드럼 제조시 인산염 처리를 실시한후 도장처리를 실시하며 인산염의 종류는 인산아연 및 인산철 등이 있는데, 인산아연처리를 실시하는 경우 품질에 문제가 발생하는 경우는 적은 반면에 인산철을 사용하는 경우에는 표면에 색상 얼룩이 발생하는등 인산염 처리성이 불량하여 드럼 제조업체로부터 클레임을 유발하였다.

이와 같은 인산철 처리시 색상 불균일로 인해 표면 색상에서 얼룩이 발생하므로, 균일한 색상을 확보하기 위해서는 소지철과 인산철 용액간의 균일한 반응성이 요구되는데, 소재 제조업체에서 제조시 양호한 소재 표면을 얻도록 관리하고, 수요가는 드럼 가공시 균일한 인산철 반응을 유도하도록 인산 용액의 분사량, 각도, 온도, 농도 및 시간 등을 고려해야 한다.

소재 측면에서 균일한 인산철 반응을 확보할 수 있는 소재의 제조조건을 고찰시, 우선 소재 표면 특성중 소재 산화피막의 형성과정과 산화피막의 영향을 보면, 산화피막은 소둔시 분위기 가스 또는 대기와의 접촉에 의해 형성되며, 이 산화피막에서 인산 용액과 소지철이 접촉하면서 반응이 일어난다.

이때, 산화피막의 두께에 따라 인산철 반응의 차이로 인해 얼룩이 발생되므로 가능하면 균일한 산화피막을 형성하도록 제조되어야 하고(朝野秀次郞, 前田重義, 방식기술, Vol. 19, No. 4, p 25), 이 산화피막의 형성 정도를 전기화학적인 기법으로 설명하면, 강판 위에 형성된 산화피막이 전기적인 환원 반응에 소요되는 시간을 나타내므로(C.D. Stockbridge, P.B. Sewell, J. Elecktronchem, Soc, 108, 923, 1961 및 M.J. Pryor, U. R. Evans, J. Chem, Soc., 1950, 1259), 이 시간을 줄이면서 강판을 제조토록 제조 조건을 준비하는 것이 필요하다.

화성처리의 일종인 인산철처리는 치밀하고 강한 피막을 보유하기 때문에 우수한 도장밀착성을 부여하면서 부식이 문제가 되지 않는 분야에서 널리 사용되고 있는 공정이다.

따라서, 인산철 처리 공정은 농기구, 가전, 사무용기기 및 강표면에 실시하는 전형적인 도장 전처리로서 적용되고 있다.

인산철 처리의 장점으로는 매끈한 화성피막면(도막광택도에 유리함), 우수한 내열성(고온소부도료에 유리함) 및 도막물성, 인산아연처리계 보다 저렴한 단가(1/2 가격), 적은 슬러지 발생 및 제조단가가 저렴한 등의 이점을 가지며, 이 처리액은 pH가 4 정도로 중성에 가까우므로 타처리계(아연계 : pH 2)보다 이점이 많으며, 단점으로는 인산아연계에 비해 내식성이 나쁘고 침적법으로서는 충분한 화성처리가 곤란하다는 것이다.

인산철계 피막은 인산아연계와는 달리 전처리의 영향을 거의 받지 않으나, pH가 높기 때문에 철강 표면의 초기 부식력의 부족으로 안정한 산화피막이 붙어 있는 것, 또는 산세후의 경시변화(Time-Varying) 때문에 표면이 수동태화된 것에는 피막 형성이 잘 이루어지지 않는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 산소의 비율을 가능한한 낮게 하거나 강한 산화제 또는 불화물을 병용하거나 표면을 1회 산세하면 피막형성을 할 수 있다(대한파카라이징 주식회사 기술자료).

또한, 인산철 처리에서는 인산 용액과 소지철이 반응을 일으켜 인산철 피막을 입히는 과정에서 인산철의 반응성에 따라 피막 정도에 의해 색상이 상이하게 보여 얼룩으로 나타난다고 알려져 있다.

인산염 처리시 처리 시간을 조정하여 실시한 결과, 처리시간 즉, 반응시간이 길어질수록 색상은 회색→ 감청색→ 청색→ 연청색의 순으로 나타난다. 즉, 반응성을 달리 함으로써 여러 색상이 나타나므로 인산염 처리시 발생되는 강판의 색상 얼룩 현상은 표면 반응성 차이로 인하여 여러 가지 색상이 섞여져 나옴을 알 수 있었다.

따라서, 균일한 색상을 얻기 위해서는 소지철과 인산염 용액간의 적당하고 균일한 반응을 할 수 있도록 소재 제조업체 및 수요가에서 가공시 정밀하게 제어하는 것이 필요하다.

소재 제조업체에서 실시하는 공정으로 표면 산화막 형성에 영향을 미치는 공정은 소둔과정 및 조질압연후 대기 방치과정인데, 소둔로에서 형성된 산화피막은 조질압연시 롤표면과 강판간의 가공변형을 받는 과정에서 그 일부가 제거되지만 대기중에 방치하면 다시 표면 산화막이 형성된다.

그러므로 재산화방지를 위해 도유를 하며, 적당량으로 균일하게 도유하고 장시간 보관시에도 도유의 증발등이 일어나지 않도록 해야 한다.

따라서, 도유가 되지 않은 상태로 장시간 대기에 노출하거나 또는 도유가 되었다 하더라도 제품 생산후 장시간 보관하는 것은 인산철 불량을 유발할 정도로 재산화피막 형성을 조장하므로 이를 고려해서 제조해야 한다.

따라서, 본 발명은 상기 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 냉연공장에서 생산되고 있는 강판의 제조조건을 도출함으로써 별도의 설비 증설 없이 인산철처리시 발생하는 문제점들을 해결할 수 있는 냉연강판을 생산하여 수요가의 품질 불만 해소 및 인산철 불량에 의한 제품 불량을 감소시킬 수 있는 화성처리성이 우수한 드럼용 냉연강판 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 드럼용 소재인 냉연강판으로써 화성처리성이 우수한 특징을 가지며 우수한 인산염처리성을 확보하도록 마지막 냉각대(Final Cooling Section; FCS) 온도를 110℃ 이하로 하고 조질압연의 연신율을 1.3-1.6% 범위로 하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조방법을 제공한다.

이하에서는 양호한 실시예와 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 냉연강판을 제조하기 위하여 일반적인 공정인 탈지, 연속소둔, 수냉, 건조 및 조질압연을 거치는 것은 통상의 경우와 동일하다.

다만, 본 발명에서는 냉연강판 제조시 연속소둔 공정의 최종 냉각대의 온도범위를 110℃ 이하로 하는 점이 통상의 연속소둔 공정과 상이하다.

본 발명에서 연속소둔 공정의 최종 냉각대(Final Cooling Section; FCS)의 온도를 110℃ 이하로 제한하는데, 그 이유는 110℃ 이상인 경우 대기중의 산소와 용이하게 반응하여 냉연강판 표면에 산화피막이 용이하게 형성되므로 인산염처리성에 악영향을 주기 때문이다.

또한, 냉연강판을 제조하기 위하여 소둔 과정후 실시하는 표면조도 부여를 위한 조질압연 과정에서 본 발명에서는 연신율을 1.3-1.6% 범위로 하여 공정을 수행하는 것이 특징이다.

이와 같이, 조질압연시 연신율을 1.3-1.6% 범위로 하는 것은 1.3% 이하의 연신율의 경우는 스트렛쳐 스트레인(stretcher strain)이 발생되어 강판 표면에 줄무늬 등이 발생하여 후공정에서 실시하는 도장처리후의 표면 외관에 영향을 미치게 되는 반면에, 조질압연의 연신율을 증가시킬수록 소재의 표면 산화피막이 파괴되는 경향이 증가하여 인산철 용액과의 반응성을 균일하게 하여 우수한 인산염처리성을 확보할 수 있으나 1.6% 이상이 되면 수요가에서 가공시 가공성에 악영향을 주게 되므로 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

이하에서는 실시예와 관련하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

본 발명의 적용을 위해 사용한 소재는 제철소 연속소둔라인에서 생산되는 냉연강판으로 통상의 냉연강판이며, 본 발명에서는 제조공정중 소둔 과정의 최종냉각구역(FCS)의 온도 및 표면조도 부여를 위해 실시하는 조질압연 과정의 연신율을 변화시켜 냉연강판의 표면에 형성되는 산화막 정도를 달리 하였으며, 상기 소재를 대상으로 표 1에 나타낸 바와 같은 조건으로 인산철로 화성처리를 실시하여 화성처리성을 조사하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

표 2에서 ◎은 우수, ○은 양호, △은 보통, ×은 불량을 나타낸다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 소둔 공정에서의 FCS 온도 및 조질압연시의 연신율이 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(1-3, 7-9)의 경우에는 표면 외관, 가공성, 표면산화막 상태 및 인산철 반응성이 모두 우수하게 나타났으며, 그 반면에 FCS 온도 또는 조질압연 연신율의 어느 하나 이상이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예(4-6, 10-12)의 경우에는 상기 특성들을 동시에 모두 만족하지 못함을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 소둔 및 조질압연 공정에 의해 드럼용 소재인 냉연강판을 제조하는 방법에 있어서, 마지막 냉각대(FCS) 온도를 110℃ 이하로 하고 조질압연의 연신율을 1.3-1.6%로 하는 것을 특징으로 하는 화성처리성이 우수한 냉연강판의 제조방법.