KR100576044B1 - 스테인리스강의 전해 산세방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TCM-CAL경유 9% 이상의 크롬이 함유된 페라이트계 스테인리스강의 전해 산세방법에 있어서, TCM 압연후 5% 수소 및 이슬점 온도가 -30℃ 분위기에서 소둔되고, 9% < 크롬 < 17%이 함유된 냉연 소둔 강판을 용융염에서 400-500℃ 온도에서 3-8초간 침지하고, 질산전해시 스트립 강판에 미치는 최대 전류 밀도 기준의 범위는 0.005 - 0.1 A/cm²로 조절하고, 산세시간은 15-50초이며, 산세온도는 50 - 65℃이고, 산세액은 4 - 8% 질산을 이용하는 스테인리스강의 전해 산세방법을 요지로 한다.

스테인리스강, 전해산세

Description

스테인리스강의 전해 산세방법{electrolytic pickling method in nitric acid to pickle the stainless steel}

도 1의 (a),(b),(c)는 공정에 따른 스케일 조성 및 두께상태롤 도시한 그래프도.

도 2는 전해 산세 실험에 사용된 전류 조건를 도시한 도표.

도 3은 질산 전해조에서 전류량에 따른 산세성 조사를 도시한 도표.

도 4는 침지 시간에 따른 산세성 조사를 도시한 도표.

본 발명은 스테인리스강의 전해 산세방법에 관한 것으로, CAL 소둔노의 분위기가 일반적인 산화성 분위기가 아니라 약산화성 분위기(5% 수소 및 이슬점 온도= -30^oC)이므로 CAL에서 소둔시 형성된 스케일두께가 얇고 용융염 조에서 난용성 스케일(실리콘 산화물)을 제거 시켜 질산 조에 임의 원소 첨가 없이 고속 산세가 가능한 스테인리스강의 전해 산세방법에 관한 것이다.

종래 스테인레스 공장은 스테인리스강의 생산성 향상을 위하여 아래와 같은 기존 공정과는 차별화된 공정에서 스테인리스강을 생산하려는 시도가 있었다.

즉, 열간압연 - 열간 압연 소둔 산세 - 냉간 압연 - 냉간 압연재 소둔 - 냉연재 산세의 과정을 거치며, 전체 생산 속도는 20-50 meter/min 이 보통이다.

신일본 및 가와사키 제철소에서는 위의 공정을 아래와 같이 개선시켜 생산성을 2-5배 까지 향상시켰다. 즉, 열간압연 - 열간 압연 소둔 산세 - 냉간 압연 - 냉간 압연재 소둔 - 냉연재 산세공정에서 전체 생산속도가 100-300 meter/min이다.

위 공정의 주요 개선점은 냉간압연 소둔시 탄소강 생산 공정인 TCM(tandem cold mill)-CAL(continuous annealing line)을 사용하여 빠른 속도로 압연 및 소둔후 자체적으로 개발된 산세공정을 통과시킨 것이다. 산세공정은 신일본 및 가와사키에서 자체 개발된 공정으로 그 내용은 다음과 같다. 질산전해 산세를 기본법으로 하나 산세성 향상을 위하여 질산 용액에 부동태 막의 안정성을 해치는 원소인 불소이온 및 염소이온을 각각 첨가함을 그 기본으로 한다. 상기와 같이 염산이 포함된 질산고속 전해산세는 일본 가와사키에서 일본 특허 JP 60096800-A, JP63216999-A, JP04066699-A, JP8269754 에 공지되어 있고, 불산이 포함된 진산고속 전해산세는 가와사키와 니혼스틸코퍼레이션의 JP 62294200-A, JP2965423-B2에 공지되어 있다.

상기 특허의 내용은 부동태 막을 파괴하는 원소의 첨가 없이 용융염 -> 황산 -> 전해 질산공정과 같은 기존 산세법에서 기존 소둔 조건과는 달리 약산화성 분위기에서 형성된 소둔 스케일을 고속으로 산세하는 방법의 도출을 그 내용으로 한다.

본 발명은 상기의 요망에 따라 안출된 것으로서, 가와사키제철등에서 사용되는 방법과는 달리 기존의 산세공정을 따르는 것을 기본으로 한다. 그러나 CAL 소둔노의 분위기가 일반적인 산화성 분위기가 아니라 약산화성 분위기(5% 수소 및 이슬점 온도= -30^oC)이므로 CAL에서 소둔시 형성된 스케일두께가 얇고 용융염 조에서 난용성 스케일(실리콘 산화물)을 제거시켜 질산조에 임의 원소 첨가 없이 고속 산세가 가능하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 TCM-CAL경유 9% 이상의 크롬이 함유된 페라이트계 스테인리스강의 전해 산세방법의 제시를 그 목적으로 하며, 소재는 TCM 압연후 5% 수소 및 이슬점 온도= -30^oC 분위기에서 소둔된 일정량의 크롬(9% < 크롬 < 17%) 이 함유된 냉연 소둔 강판이고,

산세조건을 보면 하기와 같다.

용융염 : 400-500^oC 온도에서 3-8초간 침지

질산 전해:

스트립 강판에 미치는 최대 전류 밀도 기준의 범위 0.005 - 0.1 A/cm²

산세시간: 15-50초

온도 : 50 - 65℃

산세액 : 4 - 8% 질산

본 발명에서는 일신 및 가와사키에서 사용되는 방법과는 달리 기존의 산세공정을 따르는 것을 기본으로 한다. 그러나 CAL 소둔노의 분위기가 일반적인 산화성 분위기가 아니라 약 산화성 분위기(5% 수소 및 이슬점 온도= -30^oC)이므로 CAL에서 소둔시 형성된 스케일두께가 얇고 또한 용융염 조에서 난용성 스케일(실리콘 산화물)을 제거 시켜 질산 조에 임의 원소 첨가 없이 고속 산세가 가능하다.

즉, 용융염조를 통과전후 스케일의 두께만 비교해 보면 큰 차이가 없으나 조성 측면에서 보면 난용성 산화물인 실리콘 산화물이 제거됨을 알 수 있다(도 1의 a, b). 또한 크롬산화물도 많이 제거되었는데 이는 용융염 조에서 크롬 3가가 수용성 산화물인 6가로 변하여 물로 세척중 제거되었다. 질산조를 통과하기 전에 잔존해 있던 철 산화물은 질산조에서 쉽게 용해됨(도 1의 c)을 알 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

실시예 1

소둔(830-860oC, 1-2분)된 409(10%Cr)강을 용융염과 5% 황산조 6%질산 전해산세조(0.02A/cm², 50초) 공정을 통과시키면서 소둔 스케일의 조성 변화를 조사하였다.

도 1에 나타난 바와 같이 용융염 조에 통과는 질산조에서 쉽게 제거되기 어려운 산화물인 실리콘 산화물 뿐만 아니라 크롬산화물이 제거되고 질산에 쉽게 용해되는 철산화물이 존재하였다.

또한 도 1의 (a)는 소둔 스케일의 두께가 일반적인 산화 분위기에서 얻어진 산화 스케일 두께(100nm)에 비해 훨씬 얇음(40nm)을 알 수 있었다. 이처럼 질산에서 용해가 쉬운 철 산화물로 스케일이 이루어졌다는 결과와 그 두께가 얇다는 결과는 산세가 고속 산세가 가능함을 의미한다. 다음의 실시 예에서는 전류량의 변화에 따른 산세성 실험을 실시하였다.

실시예 2

대기 소둔 및 CAL 분위기(5% 수소 및 이슬점 온도= -30^oC) 소둔(830-860oC, 1-2분)된 409(10%Cr)강을 용융염과 5% 황산조 통과후 질산 전해산세시 전류량을 변화시키면서(도 2) 산세성을 조사하였다.

예상처럼 기존 방법으로 소둔된 강에 비하여 본 발명에 의한 강은 전류량에서는 1/3정도로 감소되었고 산세 속도도 약 2배 정도 증가하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, CAL에서 소둔시 형성된 스케일두께가 얇고 용융염 조에서 난용성 스케일(실리콘 산화물)을 제거 시켜 질산 조에 임의 원소 첨가 없이 고속 산세가 가능하다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. TCM-CAL경유 9% 이상의 크롬이 함유된 페라이트계 스테인리스강의 전해 산세법에 있어서, TCM 압연후 5% 수소 및 이슬점 온도가 -30℃ 분위기에서 소둔되고, 9% < 크롬 < 17%이 함유된 냉연 소둔 강판을 용융염에서 400-500℃ 온도에서 3-8초간 침지하고, 질산전해시 스트립 강판에 미치는 최대 전류 밀도 기준의 범위는 0.005 - 0.1 A/cm²로 조절하고, 산세시간은 15-50초이며, 산세온도는 50 - 65℃이고, 산세액은 4 - 8% 질산을 이용하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전해 산세법.

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