KR100311792B1

KR100311792B1 - 페라이트계 스테인레스강의 산세방법

Info

Publication number: KR100311792B1
Application number: KR1019970067750A
Authority: KR
Inventors: 하헌재; 류승기
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2001-11-22
Also published as: KR19990048923A

Abstract

본 발명은 페라이트계 스테인레스강의 산세방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 황산조의 용액조건중 온도는 종래조건보다 올리고 산농도는 종래조건보다 낮게 관리하여 황산조의 산세능력은 떨어뜨리지 않으면서 산용액의 금속농도는 낮게 유지함으로써, 산용액의 수명을 연장할 뿐만 아니라, 혼산조의 산세시간을 단축하는 생산성 향상 및 배관막힘을 방지 할수 있는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 페라이트계 스테인레스강을 산세하는 방법에 있어서, 소둔 및 숏블래스터를 거친 강판을 연삭브러시로 스케일의 일부를 제거하고, 황산조 조건을 온도 90-100℃, 농도를 120-160g/l로, 혼산조 조건을 온도 40-50℃, 질산농도를 100-150g/l, 불산농도를 1-5g/l로 하고 라인속도를 30-35mpm으로 하여 산세를 행하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

페라이트계 스테인레스강의 산세방법

본 발명은 페라이트계 스테인레스강의 산세방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페라이트계 스테인레스강판의 스케일 제거 및 산탱크와 열교환기 사이의 배관 막힘을 방지할수 있는 열연산세방법에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 연속 소둔 산세라인의 작업공정을 도 1을 통하여 간략히 설명하면 다음과 같다. 열처리한 열연 소둔강판 표면의 치밀한 스케일은 화학적인 방법만 사용할 경우, 제거에 장시간을 요하기 때문에 숏 블래스터(shot blaster)(1)에서 지름 0.4mm 정도의 금속구슬(shot ball)로 기계적 충격을 주어 스케일의 일부를 제거할 뿐만 아니라 잔존 스케일에 미세균열(mico-crack)을 내어 이후 공정에서 산용액이 잘 침투하게 한다 대표적인 페라이트계 스테인레스강인 SUS430과 SUS409L의 산세조건을 하기표 1에 나타내었는데, 여기서 황산조(4)의 역할은 혼산조(6)에서 스케일의 제거가 용이하도록 기지와 스케일 계면을 활성화시켜 줄 뿐만 아니라 스케일의 일부를 제거시켜준다.

또한, 혼산조(6)는 #1, #2 둘로 이루어져 있고, 혼산조의 역할은 황산조에서 제거되지 않은 잔류스케일을 완전히 제거시켜 줄 뿐만 아니라 스테인레스강의 표면에 보호피막을 형성시켜준다.

강종	황산조	혼산조
강종	온도(℃)	농도(g/l)	금속량(g/l)	온도(℃	HNO₃농도(g/l)	HF 농도(g/l)	금속량(g/l)
430	70	180~200	≤50	45	150	10	≤60
409L	70	180~200	≤50	40	100	5	≤60

혼산조를 거친 강판은 브러쉬롤(8)과 세척기(9)를 통과한 다음 건조기(10)에서 표면의 수분을 완전히 제거하고 스킨패스롤(skin pass roll)(11)에서 형상을 고르게 하여 권취기(13)에서 권취후 열연코일로서 제품출하되거나 냉간압연을 위해 냉연공장으로 보내진다.

하지만, 상기와 같은 종래 방법은 황산조보다 혼산조의 산세조건에 더 비중을 두어 혼산조에서 HF농도를 5~10g/l로, 금속이온량의 최대 60g/l로 관리함에 따라 산세액중에 금속이온 농도가 단시간에 급격히 증가함으로써 산의 활성을 떨어뜨려, 산수명을 단축할 뿐만 아니라 산탱크와 열교환기사이에 있는 배관(14)에 슬러지(주로 FeF₃침전물)가 침적되어 배관막힘을 일으켜 산탱크(6)와 열교환기(15)사이의 산의 순환을 방해하므로써 산용액의 냉각능을 급격히 떨어뜨리며, 궁극적으로는 배관을 완전히 막아버려 문제가 되고 있다. 여기서, 슬러지 발생기구는 하기식 1과 같이 HF농도와 금속이온농도가 영향을 주는 것을 알 수 있다.

3F+Me³=MeF₃↓(sludge)

따라서, 배관막힘의 원인이 되는 슬러지 발생을 억제하려면 혼산조에서 불산농도 및 금속이온농도를 MeF₃석출점 이하로 관리하여야 한다.

이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 황산조의 용액조건중 온도는 종래조건보다 올리고 산농도는 종래조건보다 낮게 관리하여 황산조의 산세능력은 떨어뜨리지 않으면서 산용액의 금속농도는 낮게 유지함으로써, 산용액의 수명을 연장할 뿐만아니라, 혼산조의 산세시간을 단축하는 생산성 향상 및 배관막힘을 방지 할수 있는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 일반적으로 사용되는 산세라인의 모식도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 숏블래스터 2 브라이드롤(bride roll)

3 세척기 4 황산조

5 세척기 6 혼산조

7 산스프레이 노즐 8 브러쉬롤

9 세척기 10 건조기

11 스킨패스밀 12 루퍼(roofer)

13 권취기 14 배관

15 열교환기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 페라이트계 스테인레스강을 산세하는 방법에 있어서, 소둔 및 숏블래스터를 거친 강판을 연삭브러시로 스케일의 일부를 제거하고, 황산조 조건을 온도 90-100℃, 농도를 120-160g/l로, 혼산조 조건을 온도 40-50℃, 질산농도를 100-150g/l, 불산농도를 1-5g/l로 하고 라인속도를 30-35mpm으로 하여 산세를 행하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서는 소둔 및 숏블래스터를 거친 강판을 연삭브러시등과 같은 기계를 이용하여 물리적으로 스케일의 일부를 제거한다.

또한, 본 발명에서는 황산조의 조건을 온도는 90~100℃, 농도는 120~160g/l로 한다.

상기 황산조의 온도를 90℃이상으로 유지하여 황산조의 산세조건을 종래에 비하여 강화시킨다. 하지만, 상기 온도가 100℃를 초과하면 용액의 비등 등에 의해 컨트롤하기가 힘들어진다.

상기 황산조의 농도를 120g/l미만으로 하면 산세효과를 얻기 위해서는 많은 시간이 필요로되며, 160g/l를 초과하면 농도증가에 대한 효과가 거의 없다.

또한, 본 발명에서는 혼산조의 조건을 온도는 40~50℃, 질산농도는 100~150g/l, 불산농도는 1~5g/l로 한다.

상기 황산조의 온도를 40℃미만으로 하면 산세가 잘되지 않으며, 50℃를 초과하면 NO_X가 발생하는 문제가 있다.

상기 질산농도를 100g/l미만으로 하면 산세가 잘되지 않고, 150g/l를 초과하면 금속이 녹아 금속농도가 증가하게 된다.

상기 불산농도를 1g/l미만으로 하면 산세가 잘되지 않으며, 5g/l를 초과하면 금속이 많이 녹아나 금속이온이 증가하게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와같은 황산조 및 혼산조 조건으로 페라이트계 스테인레스강을 산세하는 경우에는 라인속도를 30~35mpm으로 유지할수 있다.

상기한 바와같은 구성을 갖는 본 발명은 종래의 산세방법에서 본 발명의 조건으로 바꿈으로써 종래의 방법에서 황산조와 혼산조의 산세능이 약 50:50 이던 것을 본 발명에서는 95:5정도로 황산조의 기능을 최대로 강화한데 특징이 있다. 따라서 혼산조의 조건은 기존의 산세조건보다 약하게 하여도 종래의 라인속도(LINE SPEED)이상을 유지할 수 있었으며, 배관막힘의 원인이 되는 HF 농도 및 금속이온농도를 낮출수 있게 되었다. 또한 혼산조에서 제거해야 할 스케일이 줄어듬으로써 종래법보다 혼산조의 수명도 연장할수 있게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예

통상의 방법으로 열연 및 소둔한 430스테인레스강판 및 409L스테인레스 강판을 준비하였다. 상기 강판들을 숏블래스터 및 연삭브러시로 처리한 다음, 하기표 2와 표 3의 조건으로 산세하였다. 산세후 라인속도를 평가하고, 슬러지 발생여부를 생성(O)과 미생성(X)으로 평가하여 그 결과를 430스테인레스강판의 경우는 하기표 2에 409L스테인레스 강판의 경우는 하기표 3에 각각 나타내었다.

	황산조	혼산조	결과
	온도(℃)	농도(g/l)	금속량(g/l)	온도(℃)	HNO₃농도(g/l)	HF농도(g/l)	금속량(g/l)	LINESPEED	무게감량(mg/cm²)	슬러지
종래예1	70	180	50	45	150	3	30	18	5.0	X
종래예2	70	200	50	45	150	5	45	20	5.5	○
종래예3	70	200	50	45	150	10	30	22	7.5	X
비교예1	90	100	50	45	150	5	40	25	4.0	X
비교예2	90	100	50	45	150	5	45	23	3.8	○
발명예1	90	120	50	45	150	3	40	30	2.5	X
발명예2	100	120	50	45	150	5	40	32	2.2	X
발명예3	100	160	50	45	150	3	40	35	1.5	X
비교예3	100	160	50	45	150	1	40	23	2.8	X

순번	황산조	혼산조	결과
순번	온도(℃)	농도(g/l)	금속량(g/l)	온도(℃)	HNO₃농도(g/l)	HF농도(g/l)	금속량(g/l)	LINESPEED	무게감량(mg/cm²)	슬러지
종래예a	70	180	50	40	100	5	50	30	5.3	○
비교예a	90	180	50	40	100	3	45	33	5.7	○
비교예b	100	0	50	40	100	4	35	28	2.6	X
발명예b	100	120	50	40	100	1	35	33	2.5	X
발명예c	90	160	50	40	100	3	40	35	2.1	X
발명예c	100	160	50	40	100	1	40	32	1.7	X
비교예c	100	160	50	40	100	5	40	38	5.8	X

상기 표 2에 나타난 바와같이, 종래예(1,2,3)의 황산조건을 저온(70℃), 고농도(180-200g/l)로 하는 산세법은 완전히 스케일을 제거하기 위해서는 혼산조에서의 산세시간이 길어 단위면적당 무게감량이 상당히 큰 것을 알수 있다. 또한 비교예(1)에서와 같이 황산농도를 120g/l이하로 하면, 환산조의 활성이 떨어져 혼산조에서의 산세시간이 길어져 혼산조에서의 무게감량이 커지는 것을 알 수 있다. 비교예(2)에서는 금속이온농도가 40g/l이상이 되어 슬러지가 발생하였다. 비교예(3)에서는 종래법보다 무게감량이 절반 정도로 줄어 산의 수명은 연장시켰으나, 라인속도는 종래와 차이가 없었다. 한편, 본 발명의 조건을 적용한 발명예(1,2,3)은 모두 라인속도강 30mpm이상으로 작업해도 완전히 스케일이 제거될뿐만 아니라 혼산조의 무게감량이 2.5mg/cm²이하로 낮아 용액수명을 연장할 수 있었다.

상기 표 3에 나타난 바와같이, 종래예(a)와 비교예(a) 에서는 혼산조의 금속이온량이 높아 슬러지가 발생했다. 비교예(b)에서 환산농도를 100g/l로 슬러지는 발생하지 않았으나 라인속도가 느린 단점이 있다. 비교예(c)의 조건은 황산의 활성을 높이고 불산농도도 높기 때문에 무게감량이 커서 좋지 않다.

이에 반하여 본 발명의 조건을 적용한 발명예(a,b,c)는 모두 라인속도가 30mpm이상으로 작업해도 완전히 스케일이 제거될 뿐만 아니라 혼산조의 무게감량이 2.5mg/cm²

이하로 낮아 용액수명을 연장할 수 있었다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 스테인레스강판의 스케일 일부를 제거하고 황산조의 용액조건은 온도는 종래조건보다 올리고 산농도는 종래조건보다 낮게 관리하여 황산조의 산세능력은 떨어뜨리지 않으면서 산용액의 금속농도는 낮게 유지함으로써, 산용액의 수명을 연장할 뿐만 아니라 연삭브러시와 황산조의 스케일 제거효과가 복합적으로 작용해 종래의 산세방법보다 황산조의 탈스케일능을 증가시키므로써 궁극적으로 혼산조의 산세시간을 단축할 뿐만 아니라 불산농도를 430강은 5g/l이하, 409L강은 3g/l이하로 낮추어도 기존의 산세효과를 낼수 있기 때문에 생산성 향상 및 배관막힘을 방지할 수 있다.

Claims

페라이트계 스테인레스강을 산세하는 방법에 있어서,

소둔 및 숏블래스터를 거친 강판을 연삭브러시로 스케일의 일부를 제거하고, 황산조 조건을 온도 90-100℃, 농도를 120-160g/l로, 혼산조 조건을 온도 40-50℃, 질산농도를 100-150g/l, 불산농도를 1-5g/l로 하고 라인속도를 30~35mpm으로 하여 산세를 행하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법
제 1 항에 있어서,

상기 혼산조는 40g/l이하의 금속이온농도로 관리되고, 탈스케일량이 2.5mg/cm²이하로 관리되는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법