KR100332708B1 - 탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판 제조방법 - Google Patents

탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 자동차용 강판에 있어 자동차사에서 탈지시 강판의 탈지불량이 냉연공정상에서 기인할 수 있음을 발견하고 그 해결방법을 제공한다. 즉, 냉연강판은 연속산세 압연설비에서 일정한 조건으로 산세, 압연된 후 연속소둔설비에서 탈지, 열처리, 조질압연 공정을 거치게 된다. 이 때, 각 공정에서의 표 1과 같은 조건내에서 작업을 하되, 특히 조질압연에 있어 강판두께 0.6mm이하에서는 압하연신율을 0.7%이상, 0.7∼1.2mm까지는 0.9%이상, 1.3mm이상의 경우는 1.0%이상으로 하여 자동차 탈지공정에서 탈지성이 우수한 냉연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판 제조방법 {Manufacturing Method of Cold Rolled Steel Sheet having Good Degreasing Property for Automobile Use}
본 발명은 자동차용 냉연강판을 제조함에 있어서, 자동차 회사에서 성형공정 전 탈지후 수세시 물 젖음성이 우수한 즉, 탈지성이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 철강회사에서 제조되어 자동차회사로 공급되는 냉연강판은 블랭킹, 프레스공정 및 점용접 공정 등을 거친 후 탈지처리를 거치게 된다.
자동차사의 탈지공정은 석유계 화합물을 이용한 와이핑(Wiping) 및 탕세 처리 후 알칼리 탈지를 행한 후 수세공정을 거치게 되는데 탈지성이 불량한 냉연강판의 경우 수세 공정에서 물젖음성이 안좋아 강판이 물에 젖지 않은 부위가 발생하게 되고 결과적으로 전착도장 불량을 일으키게 된다.
본 발명은 표 1과 같은 제조공정중 특히 조질압연 조건을 적절히 해줌으로써 이러한 물젖음성 불량이 없는 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
제 1 도는 PL/TCM(연속산세소둔 라인)의 개략공정배치도를 나타낸 것이다.
제 2 도는 CAL(연속소둔설비)의 개략공정배치도를 나타낸 것이다.
제 3 도는 스퍼터링 시간에 따른 탈지성이 불량한 강판표면의 원자농도(%)를 나타낸 것이다.
제 4 도는 스퍼터링 시간에 따른 탈지성이 양호한 강판표면의 원자농도(%)를 나타낸 것이다.
통상 자동차용 냉연강판은 연속산세압연설비에서 일정한 조건으로 산세 및 압연을 하여 준 후 연속소둔설비에서 탈지, 연속소둔, 조질압연(skin pass rolling), 방청유 도포 공정 등을 거쳐 제조된 후 자동차회사에 공급된다. 표 1은 각 공정별 제조조건을 나타낸 것이며 도 1, 2는 연속산세압연설비 및 연속소둔설비의 배치도를 나타낸 것이다.
표 1
자동차용 강판에 있어 탈지불량은 각 공정에 있어 미세한 조업조건의 변화 즉, 표준 미준수에 의해서도 발생할 수 있으므로 각별한 주의를 요한다. 특히, 자동차용 외판재의 경우는 이러한 탈지불량의 흔적이 전착 도장 후 판표면에도 남게 되기 때문에 더 큰 불량으로 연결된다. 본 발명은 산세를 비롯한 여러 공정 조건은 물론 특히 조질압연조건이 이러한 자동차용강판의 탈지 불량에 큰 영향을 미친다는 것을 발견하고 탈지불량이 발생하지 않는 제조방법을 제공한다.
지금부터 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
냉연강판은 원료인 열연강판(Hot Coil)을 이용하여 제조된다. 열연강판은 표면에 두꺼운 산화피막으로 덮여져 있기 때문에 연속산세압연설비의 산세공정에서 산화피막을 제거해야 한다. 당사의 경우 도 1에서와 같이 산세설비는 3개의 탱크로이루어져 있다. 여기서 우선 평탄기(Tension levelling) 공정을 통하여 롤 방향에 수직으로 산화막 표면을 크렉킹(cracking)하여 떨어져 나가기 쉽게 하여 준 후 3개의 염산 탱크(Tank)를 통하면서 염산농도 4~20%, 온도 75℃~90℃, 침지시간 25~200초로 하여 산세처리를 하여 준다. 주어진 범위의 하한치를 벗어나면 미산세로 인해 산화 스케일이 잔류하여 나중에 압연시 불량요인이 되며 상한치를 벗어나면 과산세로 인해 표면 요철이 심해져서 국부적으로 깊이 과산세된 부분이 압연시 미세 홈으로 잔존하여 압연유 등이 스며들어 나중에 탈지불량을 일으킬 수 있다. 이리하여 산세가 완료된 산세 강판은 연속적으로 5단 탠덤(Tandem)압연기에서 압하율 65%~ 85%의 범위로 냉간압연을 하여 준다. 이렇게 하여 만들어진 강판을 일명 풀하드 (Full hard)라 한다. 풀하드는 말그대로 너무 딱딱하여 바로 사용하는데 제약이 많기 때문에 다음 공정인 연속소둔설비에서 탈지 및 열처리, 조질압연, 텐션레벨링, 도유공정 등을 거쳐 일반적으로 불리우는 냉연강판으로 제조된다. 탈지공정에서는 냉간압연시 표면에 묻어있는 압연유와 미세 불순물 등을 제거한다. 본 공정에서는 탈지액 농도 NaOH 4~5%, 온도 75℃~85℃로 알카리 탈지를 행하여 준 후 브러쉬 처리 및 전해 탈지를 행하여 기름기를 제거한다. 여기서 탈지액중 NaOH의 농도가 4%이하이면 탈지력이 충분치 않으며 5%이상이면 용액의 거품 발생이 심해지고 원단위가 상승하며 더 이상의 탈지력 향상을 기대 할 수 없다. 탈지온도의 경우는 75℃보다 낮을 경우 탈지력이 나빠지고 85℃ 이상은 설비상의 부식 등 정비 보수에 이상이 생기고 흄(Fume)발생 등의 우려가 있다. 탈지가 완료된 강판은 연속적으로 연속소둔공정을 거치게 되는데 환원성 분위기에서 750℃~850℃로 연속열처리를 하여 압연으로 인해 딱딱해진 강판의 재질을 목표로 하는 재질로 연질화 시켜준다. 일반적으로 750℃ 이하는 재결정이 충분히 일어나지 않기 때문에 충분한 연질화가 이루어지지 않으며 850℃ 이상은 과재결정으로 인해 오렌지 필(Orange peel)등의 결함을 발생시키키 때문에 바람직 하지 않다. 연속 소둔이 끝난 강판은 항복점 연신을 미연에 제거하고 표면 조도를 제어하기 위해 일정한 압하 연신율로 습식(Wet) 조질압연을 하여 준다. 이때 압하 연신율이 본 발명에서 매우 중요한 해결 인자로써 작용 한다. 즉, 압하 연신율을 강판 두께 0.6mm이하에서는 0.7% 이상, 0.7mm~1.2mm까지는 0.9% 이상, 1.3mm 이상은 1.0% 이상의 압하 연신율로 조질압연을 하면 탈지 불량 현상이 없는 냉연강판의 제조가 가능하다. 그 이유는 다음과 같다. 도 3은 탈지불량을 일으킨 냉연강판의 표면을 오제전자분석기(AES: Auger Electron Spectrometer)를 이용하여 깊이 방향으로 깍아내면서 존재 원소들의 프로파일 (profile)을 조사한 결과이다. 그림에서 알 수 있듯이 정상재의 경우 스퍼터링 (sputtering) 수분내에 산소, 탄소등 불순물 원소가 없어지는 반면, 탈지성이 불량한 강판의 경우 탄소는 5분가량 산소는 20분 가량 스퍼터링시까지도 존재하는 사실로부터 이러한 불순물이 강판 표면에 농화 되어 있음을 알 수 있다. 반면 위의 조건으로 조질압연한 결과 탈지성이 매우 우수한 냉연강판의 경우는 도 4와 같이 수분내에 오염원소가 없어져 표면에 탄소나 산소의 오염이 매우 적은 것을 알 수 있다. 이는 조질압연을 더 가혹하게 하여 이러한 표면의 미세 오염막을 깨어 준 후 조질압연시 강판표면에 분사되는 습식분사(wet)유로 씻어냄으로써 표면을 정화시켜 탈지성이 향상됨을 의미한다. 이와 같이하여 조질압연이 끝난 강판은 텐션레벨링공정에서 형상교정을 거친 후, 방청유를 도포하여 제조된다.
실시예
표 2는 강판 두께별 조질압연 압하연신에 따른 탈지성을 평가한 것이다. 탈지조건은 45℃, 알칼리 복합탈지제 농도 3%, 침지시간 2분, 침지후 흐르는 물에 30초간 수세한 후, 15초 후 수막성을 평가하였으며, 10%이상 물이 안묻는 부분이 발생하면 탈지불량으로 간주하였다.
표 2
본 발명으로 연속소둔 설비에서 조질 압연공정이 압하연신율을 적절히 조절함으로써 자동차사의 탈지공정시 불량발생이 없는 탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판의 제조방법이 제공되었다.

Claims (4)

  1. 자동차용 냉연강판을 제조함에 있어 연속소둔 설비에서 조질압연시 강판 두께 0.6mm인 경우 압하 연신율을 0.7% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차사 탈지공정시 탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 강판 두께 0.7mm∼1.2mm까지 두께를 갖는 강판의 경우 압하 연신율 0.9% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차사 탈지공정시 탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 강판 두께 1.3mm이상의 두께를 갖는 강판의 경우 압하 연신율 1.0% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차사 탈지공정시 탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 연속산세 압연설비에서의 산세조건을 염산농도 4∼20%, 온도 75℃∼90℃, 침지시간 25∼200초로 하여 주는 것을 특징으로 하는 자동차사 탈지공정에서 탈지성이 우수한 자동차용 냉연강판의 제조방법.
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