KR100285650B1 - 무산제 건식 탈스케일 공정을 이용한 열연 및 냉연공정 온라인화에 의한 강판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철의 산세 도유 강판(Pickled ＆ Oiled Strip) 및 냉연 강판을 제조하는 공정에서 열연 강판 표면에 형성되어 있는 스케일을 제거시키기 위하여 산을 이용하는 종래의 습식 산세 공정을 산을 사용하지 않는 건식 탈스케일 제거장치로 대체하고 열연 공정 및 냉연 공정을 직결시킨 레이아웃(Layout)의 온라인화된 강판 제조 방법에 대한 것이다.

본 발명의 온라인화된 강판 제조 방법은, 열연 공정에서 제조된 열연 코일을 산세도유강판 및 냉연강판으로 제조하기 위해, 열연 코일 권취기(11)를 바이패스하여 열연 권취기 후면에 설치된 퀀칭존(25)을 통과하면서 열연판 표면의 스케일층의 박리가 어려운 열연 스케일 조성으로 변태되지 않으면서 후공정의 건식탈스케일 제거 장치(26) 및 조질 압연기(29)에서 코일 브레이크 결함을 유발하지 않을 정도의 적정 온도까지 냉각되며; 이후, 건식 탈스케일 제거장치(26)에서 열연 공정에서 형성된 스케일층을 완전 제거하며; 이후 형상 조절 압연기(27)를 통과하여 1 차로 형상 교정을 실시하며; 이어서, 조질압연기(29)를 거치면서 압연한후; 산세도유강판은 조질압연기 후면에 설치된 권취기(30)에서 권취되고, 냉연강판은 열간압연기와 동기화된 냉간압연기(20)에서 계속 압연되는 것을 특징적인 기술 요지로 한다.

Description

무산세 건식 탈스케일 공정을 이용한 열연 및 냉연 공정 온라인화에 의한 강판 제조 방법

본 발명은 제철의 산세 도유 강판(Pickled ＆ Oiled Strip) 및 냉연 강판을 제조하는 공정에서 열연 강판 표면에 형성되어 있는 스케일을 제거시키기 위하여 산을 이용하는 종래의 습식 산세 공정을 사용하지 않는 건식 탈스케일 장치 시스템으로 대체하고 열연 공정 및 냉연 공정을 직결시킨 레이아웃(Layout)의 온라인화된 강판 제조 방법에 대한 것이다.

이러한 본 발명에 의하면, 산세 수처리 설비 및 주변 설비를 생략할 수 있을 뿐만아니라 폐산에 의한 환경 오염의 소지를 제거할 수 있으며, 습식 산세법에 의해서 발생되는 표면 변색 등의 문제점을 해소함으로써 표면 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고 산세 도유 강판 및 냉연 강판의 제조는 열연 강판을 고온에서 권취(Coiling)한후 코일 야드에서 일정 온도까지 냉각되도록 자연 냉각시켜야 하므로 제조 공기가 약 7 일 정도 소요되며, 코일 야드의 확보를 위한 야드 관리 방안도 매우 복잡하기 때문에 열연 및 냉연 공정을 온라인(On-Line)화하여 탈스케일 공정이전에 열연 강판을 일정한 온도까지 강제 냉각시킴으로서 제조 공기 단축 및 강제 냉각법에 의한 박리가 용이한 열연 스케일의 형성이 가능하며 코일 야드의 회전율을 향상시킬 수 있다.

종래 열연 강판을 이용하여 산세 도유 강판 및 냉연 강판을 제조하는 방법으로는 열연 강판을 일정 온도의 고온에서 권취한후 코일 야드에서 약 5 일 정도 자연 냉각시켜 고온에서 습식 산세 공정을 통과시킬 때 발생가능한 표면 결함을 방지시키기 위하여 일정 온도 이하로 냉각시킨후 약 80℃ 로 가열된 염산 혹은 황산 용액으로 채워진 산세조 및 산세척조를 통과시킨후 산세 도유 강판으로 제조되거나 계속되는 냉간 압연기 및 소둔 공정을 거쳐 냉연 강판으로 제조된다.

이와 같은 종래방법은 부식성이 강한 염산 혹은 황산을 사용함으로써 폐산회수 설비의 산세액 농도 및 온도 관리를 위한 주변 설비의 관리 유지가 복잡하며, 산세액 교체 등의 소모성 재료비 부담이 가중될 우려가 있으며, 제조 공기도 5 - 7 일 정도 소요됨으로써 코일 야드의 회전율을 저하시킴은 물론 물류비를 상승시킬 수 있으며, 열간 압연 공정, 산세 공정 및 냉연 공정이 각각 독립 공장으로 유지관리됨으로써 콤팩트(compact)한 공장 레이아웃을 확보할 수 없기 때문에 공장 부지 확보 및 부대 설비 중복 투자에 대한 부담을 가짐으로써 생산 원가를 상승시킬 수 있는 요인으로 작용할 것이다.

또한, 산세 도유 강판의 경우는 기존 수요가에서 냉연강판을 대체함에 따른 제조 원가 절감을 목적으로 수요가 급증되고 있는 추세인바, 산세도유강판을 이용하여 노상 및 도금 강판을 제조하기 때문에 표면 품질에 대한 니즈(Needs)는 더욱 엄격해지고 있을뿐더러 고강도, 고가공성 강판 등의 고급 강재를 요구하고 있기 때문에 실리콘(Si) 등의 합금 원소가 점점 다량 첨가되고 있으나 실리콘을 열연 공정중 고온에서 페욜라이트(Fayalite)라는 고온 액상의 철실리콘 산화물을 형성하여 열연 공정에서 고압수 탈스케일(Hydaulic Descaling)방법에 의해서도 그리고 습식 산세 공정에서도 잘 제거되지 아니하여 표면 결함을 발생시키게 되며, 산세후에도 표면층에 실리콘이 농화된채로 남아 있어 도금 공정에서 미도금 결함 및 도금층 박리 등의 불량을 발생하는 문제가 존재하였다.

또한, 도 1 은 종래의 제철 공정중 열연, 산세 및 냉연 공정에서 열연 강판, 산세도유강판 및 냉연 강판을 제조하는 개념의 하나를 개략적으로 나타낸 도면인데, 슬라브 재가열로(10)를 거치거나 혹은 직송되는 슬라브가 소정의 온도 영역에서 가공 열처리된후 소정의 고온 열연 강판(8)이 열연권취기(11)에서 권취된후, 열연 코일(9) 상태로 열연 코일 야드(12)에서 자연 냉각된다. 이처럼 일정 온도로 냉각된 열연 코일(9)중 산세도유강판 및 냉연강판은 이어지는 산세공정 및 냉연 공정의 제조 스케쥴에 맞춰 약 5 일후에 산세공정의 언코일러(Uncoiler)(13)에 장착된 후, 연속 산세 작업을 위해서 열연코일(9)이 다시 용접기(14)에서 용접되고 약 80℃ 로 유지, 관리되고 있는 약 10 % 의 염산 혹은 황산 수용액으로 채워진 산세 탱크(16)로 진입되기 전에 열연코일(9)의 표면에 형성된 열연 스케일이 산세 탱크(16)에서의 용해 반응을 용이하게 할 목적으로 스케일층에 기계적 응력을 부가하여 스케일층에 크랙을 부여하기 위해 스케일 파쇄기(Scale Breaker)(15)를 통과하게 된다. 이처럼 열연 코일(9)이 산세 탱크에서 산세 완료된 후에는 산세 용액을 세척하기 위한 린싱 탱크(Rinsing Tank)(17)를 거친후 표면에 오일을 도유하여 리코일러(Recoiler)(18)에서 산세도유 강판으로 권취된다.

한편, 냉연용 강판은 계속되는 냉간 압연기(20) 및 연속 소둔 공정(21)을 거쳐 냉연강판으로 제조된다. 이러한 기존의 산세도유강판 및 냉연강판의 제조 방법은 제조 공기가 장기간 소요될 뿐만 아니라 복잡한 열연 코일 야드의 관리 방안이 필요하며, 산세 공정중 용접기의 적정 작업 조건, 산세 탱크(16)의 적정 조업 조건, 산농도, 용액 첨가 설비 및 조건 관리 그리고 열연판 이동 속도 등 복잡한 설비의 적정 조건의 유지가 매우 힘들며, 산세후의 폐산처리 등에 대한 부대 설비 및 처리 비용등 원가 상승 요인 등의 곤란한 문제가 여저히 존재하였다.

본 발명은 상기 설명한 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 제철의 산세 공정에 있어서 종래 방법에 의한 습식 산세 공정을 건식 탈스케일 시스템으로 대체함으로써 산세도유강판 및 냉연강판의 표면 품질을 더욱 향상시킬 수 있으며, 습식 산세 설비의 관리, 유지를 위한 주변 설비를 생략할 수 있어서 향후의 환경 친화적 제조 공정을 구축할 수 있으며, 열연 공정 및 냉간 압연 공정을 직결하여 온라인화함으로써 제조 공기 및 코일 야드의 회전율을 향상시키며 재고일수 등을 단축시킴으로써 물류비를 저감시킬 수 있는 무산세 공정을 이용한 열연 및 냉연 공정 온라인화에 의한 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1a,b도는 종래의 산세 도유 강판 및 냉연 강판 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면,

제2도는 본 발명에 따른 제조 공정을 도시하는 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

8 : 열연강판 9 : 열연코일

10 : 재가열로 11 : 열연권취기

12 : 코일야드 13 : 언코일러

14 : 용접기 15 : 스케일파쇄기

16 : 산세탱크 17 : 린싱탱크

18 : 리코일러 20 : 냉간압연기

21 : 연속소둔공정 25 : 퀀칭존

26 : 건식탈스케일제거장치 27 : 형상조절압연기

28 : 기계식스케일제거장치 29 : 조질압연기

30 : 권취기

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 열연 공정에서 제조된 열연 코일이 산세 도유 강판 및 냉연강판으로 제조되도록 열연 코일 권취기를 바이패스하여 열연 권취기 후면에 설치된 퀀칭존을 통과하면서 열연판 표면의 스케일층의 박리가 어려운 열연 스케일 조성으로 변태되지 않으면서 이어지는 조질 압연 및 냉연 공정에서 표면에 주름살이 발생하는 코일 브레이크 결함을 유발하지 않을 정도의 적정 온도까지 강제 냉각한후; 건식 탈스케일 제거 장치에 의해 열연 공정에서 형성된 스케일층을 완전 제거후; 형상 조절 압연기를 통과하여 형상 교정이 이루어진 후; 산세도유강판은 조질압연기 후면에 설치된 리코일러에서 권취되고 냉연강판은 열간압연기와 동기화된 냉간압연기에서 계속 압연되는 무산세 건식 탈스케일 공정을 이용한 열연-냉연 공정 온라인화에 의한 강판 제조방법을 제공한다.

이하에서는, 양호한 실시예를 도시한 첨부도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 2에 본 발명의 온라인화된 강판 제조방법이 개략적으로 도시되고 있는데, 고온(약 720℃에서 권취한)의 열연 강판(8)중 열연 제품은 열연권취기(11)에서 권취되고, 산세도유강판 및 냉연용 강판은 열연권취기(11)를 바이패스하여 퀀칭존(Quenching Zone)(25)을 통과하면서 열연판 표면의 스케일층의 박리가 어려운 열연 스케일 조성으로 변태되지 않은채 후속의 건식 탈스케일 제거장치(26) 및 조질압연기(29)에서 표면에 주름이 발생되는 코일 브레이크 결함을 발생시키지 않을 적정온도까지 강제 냉각된다.

상기 강제냉각되는 적정온도는 300℃이고, 이후 50℃의 온도까지 서냉시키도록 하는 것인 바, 이를테면 열연판중 720℃에서 권취한 열연 강판(8)은 15℃/min, 그리고 600℃에서 권취한 열연 강판은 7℃/min 이상의 냉각속도로 300℃까지 강제냉각시킨 후 50℃의 온도까지 서냉시키도록 한다.

이어서, 이 냉각된 열연코일은 산수용액을 사용하지 않고 기계적으로 열연판 스케일 층을 제거할 수 있으며, 열연 공정과 산세공정 및 냉연공정의 동기화를 위해 버퍼(BUFFER) 기능을 갖추면서 공정간의 거리를 축소시켜 콤팩트(COMPACT)한 공정을 구성하기 위하여 루버(LOOPER) 형식으로 구성된 건식 탈스케일 제거장치(26)로 이송되어 스케일층을 제거한다.

얻어진 열연코일은 형상 조질압연기(27)에서 1차로 형상을 교정한다.

본 발명의 온라인 강판 제조방법을 실행하기 위한 설비에서 형상 조질압연기(27)에 이어 기계식 스케일 제거장치(28)를 설치하는데, 이는 선택적으로 사용된다. 즉, 박리가 어려운 강종의 스케일층을 제거하는 것이 요구되는 경우 작동되는 것으로, 건식으로 스케일층을 제거할 수 있는 다른 방식의 부가적인 기계식 스케일 제거장치(28)인 것이다.

이와 같이, 형상을 교정한 소재 또는 기계식 스케일 제거 장치를 통해 박리가 곤란한 스케일까지 제거한 소재는 조질 압연기(29)를 거쳐 산세도유강판은 권취기(30)에서 권취되고, 냉연용 강판은 열간압연기 및 건식 탈스케일 제거장치(26)와 속도가 동기화되어 있는 냉각 압연기(20)로 진입하여 냉연 공정을 거쳐 냉연 강판으로 제조되는 것이다.

따라서, 상기 설명한 본 발명의 온라인화된 강판 제조 방법에 의하면, 습식산세공정을 건식탈스케일제거장치로 교체시킴으로써 습식산세에 의한 산세도유강판의 표면의 변색을 방지할 수 있고, 열연판스케일층을 기계적으로 제거시키므로 습식산세후 표면층에 실리콘이 농화되는 원인에 기인한 도금층 박리 등의 문제를 해결할 수 있을 뿐만아니라 고강도, 고가공 강판에 첨가되는 실리콘에 의한 표면 결함 발생을 저감시킬 수 있으므로 무산세도유강판 및 냉연용 강판에서 스케일 결함을 발생시킬 수 있는 합금 원소의 조성 범위를 확대시켜 보다 고품질의 무산세 도유강판, 냉연강판 및 도금용소재를 생산할 수 있게 된다.

또한, 종래의 습식 산세법에서 복잡하게 관리 운용되고 있던 습식 산세 설비 및 주변 설비를 생략할 수 잇어 향후 환경친화적 제조 공정을 구축할 수 있으며, 열연 공정 및 냉연 공정을 직결시켜 온라인화함으로써 제조 공기를 약 7 일에서 1일 이내로 단축할 수 있다. 그리고, 무산세도유강판 및 냉연강판을 코일 야드에서 야적할 필요가 없으므로 코일 야드의 회전율을 향상시키며 재고 일수 등을 단축시키므로 물류비의 저감을 가능케하는 등의 효과가 얻어지는 것이다.

Claims (1)

1. 열연 공정에서 제조된 열연 코일을 산세도유강판 및 냉연강판으로 제조하기 위해, 열연 코일 권취기(11)를 바이패스하여 열연 권취기 후면에 설치된 퀀칭존(25)을 통과하면서 열연판 표면의 스케일층의 박리가 어려운 열연 스케일 조성으로 변태되지 않으면서 후공정의 건식탈스케일 제거장치(26) 및 조질압연기(29)에서 표면에 주름살이 발생하는 코일 브레이크 결함을 유발하지 않을 정도의 적정온도인 300℃까지 강제냉각 후 50℃의 온도까지 서냉되며; 이후, 산수용액을 사용하지 않고 기계적으로 열연판 스케일층을 제거시킬 수 있으며, 열연공정과 산세공정 및 냉연공정을 동기화할 수 있도록 버퍼기능을 갖추면서 공정간의 거리를 축소시켜 콤팩트한 공정을 구성하도록 루퍼식으로 구성된 건식 탈스케일장치(26)에서 스케일층을 제거하며; 이후, 형상 조절압연기(27)를 통과하여 1차로 형상 교정을 실시하며; 이어서, 조질압연기(29)를 거치면서 압연한 후; 산세도유강판은 조질압연기 후면에 설치된 권취기(30)에서 권취되고, 냉연강판은 열간압연기와 동기화된 냉간압연기(20)에서 계속 압연되는 것을 특징으로 하는 무산세 건식 탈스케일 공정을 이용한 열연 및 냉연공정 온라인화에 의한 강판 제조방법.