KR100928981B1

KR100928981B1 - 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법

Info

Publication number: KR100928981B1
Application number: KR1020020082501A
Authority: KR
Inventors: 성진경
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2009-11-26
Also published as: KR20040055999A

Abstract

본 발명은 제철소에서 열연강판의 산세를 실시한 다음, 수세를 실시할 때 발생하는 강판부식을 링거링 롤의 설치각도를 제어하여 방지하는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법에 관한 것으로서, 열연 강판(1)을 산세구간(2)에서 산세를 실시한 다음, 수세구간(3)에서 수세하는 도중에 발생하는 강판(1) 하부의 부식을 방지하는 방법에 있어서, 상기 수세구간(3)의 제1구간 링거링 롤(8)의 설치높이를 낮추어서, 상기 산세구간(2)의 후단 링거링 롤(5)을 통과하여 제1구간 링거링 롤(8)을 통과하는 강판(1)의 진행각도를 5~30도 하향 경사를 줌으로써 제1수세구간(14)의 강판(1) 하부에 발생하는 수세용액의 흐름을 유도하는 것을 특징으로 하는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법을 제공한다.

이와 같이, 본 발명은 열연강판의 산세를 실시한 다음, 수세를 실시할 때 발생하는 강판하부의 수세용액의 흐름을 링거링 롤의 설치각도를 제어하여 원활히 유도함으로써 저비용으로 강판의 하부부식을 방지하여 제조되는 강판 코일제품의 표면품질을 현저히 증가시키는 효과가 있다.

강판하부부식, 링거링 롤, 산세구간, 수세구간, 열연강판, 수세노즐

Description

링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법{METHOD FOR PREVENTING CORROSION OF STEEL STRIP BY CONTROLING THE RINGER ROLL POSITION}

도 1은 제철소 열연라인의 산세공정과 수세공정의 구간모식도;

도 2는 제철소 열연라인의 수세구간의 모식도;

도 3은 종래의 열연라인 수세구간에서 강판에 발생하는 부식상태를 도시한 사진도;

도 4는 본 발명에 따른 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법을 도시한 모식도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:열연강판 2:산세구간 3:수세구간 4:전단 링거링 롤

5:후단 링거링 롤 6:산세-수세 연결통로

7:제1구간 수세노즐 8:제1구간 링거링 롤

9:제2구간 수세노즐

12:제2구간 링거링 롤

13:경사각도

본 발명은 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철소에서 열연강판의 산세를 실시한 다음, 수세를 실시할 때 발생하는 강판부식을 링거링 롤의 설치각도를 제어하여 방지하는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법에 관한 것이다.

제철소 산세공장에는 산세공정과 코일링 공정 사이에는 수세공정이 있는데, 이를 통상 린싱 라인(Rinsing Line)이라 부르고 있으며, 이러한 린싱 공정의 역할은 산세 후 강판에 잔류하는 산세용액(통상 약 80℃의 18%염산용액)을 제거하기 위함이다.

제철소에서 일반적으로 사용되는 수세 구간의 형상은, 도 1에 도시된 바와 같이, 강판(1)이 산세구간(2)에서 나오자마자 연결통로(6)를 통하여 수세구간(3)으로 이동하며, 이때 수세구간(3)으로의 과다한 산의 유입을 억제하기 위하여 전후단으로 설치된 더블 링거링 롤(Ringer Roll; 4, 5)을 거쳐서 강판 표면을 짜주게 된다.

이렇게 수세구간(3)으로 유입된 열연강판(1)에는 다수 개소에 설치된 수세노즐(7, 9)을 통하여 강판의 상하부에서 다량의 물이 분사되어 산세로 산화 피막이 제거된 강판을 수세하게 된다.

이 수세공정은 3~5단계로 나누어진 구간에서 실시되며(도 1의 경우에는 4단계), 각 구간에는 1~4개의 수세노즐(7,9)이 강판 상하에 배치되어 약 60℃의 고압의 물로 수세를 실시하게 된다.

이 때 수세구간(3)이 나누어지는 이유는 수세의 효율을 높이기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 열연강판(1)이 수세구간(3)을 벗어나는 마지막 구간에서 중성의 물이 강판의 표면에 뿌려지며 이 물을 모아서 그 전 단계의 구간에서 수세를 실시하며, 이와 같은 방법으로 수세는 실시된다.

따라서 도 1의 경우와 같은 수세시스템에서는 제1수세구간(14) 수조에서 가장 낮은 수소이온농도를 나타내게 된다.

이러한 수세방법은 매우 효율적이어서 일반 수세 정에서는 표면이 미려한 강판을 얻을 수 있다.

그러나 제철소의 열연라인이 항상 정상가동 되지는 않으며, 기계적인 이유 혹은 그 외의 비정상적인 상황이 발생하면 모든 라인이 정지하거나 서행하는 경우가 있다.

즉, 열연라인을 통과하는 강판의 속도는 평소 110∼135mpm (통과시간 약 8초) 정도이나 예외적인 경우에는 약 10mpm (통과시간 약 100초) 정도 혹은 그 이하가 되며, 이때 다량의 부식이 발생하게 된다.

부식이 발생하는 이유는 수세용액이 이미 수세공정을 통해 많이 산성화되어 있기 때문이며, 이 용액에 단기간 노출하게 되면 표면의 백색도 등에 영향을 미치는 부식에 크게 영향을 받지 않아 육안으로 식별할 수 없지만, 노출시간이 길어지면 그 영향이 가시적으로 나타나기 때문이다.

도 1의 제1~3수세구간(14, 15, 16)의 수세용액은 pH 값이 1.5~3정도로 산성을 띄게 되며, 이러한 pH 구간에서는 아래와 같은 반응이 일어나며 강판의 표면에 부식이 발생한다.

Fe + 2H⁺ → Fe⁺²+ H₂

Fe⁺² + 4OH^- → 2Fe(OH)₂

2Fe(OH)₂ + H₂O + 1/2O₂ → 2Fe(OH)₃ (부식)

특히 라인이 정지 혹은 서행할 때는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1수세구간(14) 후방부, 즉 제1구간 수세노즐(7)의 마지막 노즐과 제1구간 링거링 롤(8) 사이의 강판하부에서 부식이 매우 심각하게 발생한다.

도 3은 상기한 제1수세구간(14) 후방부에서 발생한 강판의 부식현상을 보여주고 있다.

도 3의 특이한 점은 물분사가 된 지역과 문제의 지역 사이에는 부식 정도가 현격한 차이가 있다는 점이다. 즉 이 구간에 있는 강판의 하부에서 부식이 발생하는 원인은 비록 제1구간 수세노즐(7)을 통하여 수세를 실시하였으나, 강판 하부는 충분히 세정되지 않아서 염산이 매우 높은 농도로 강판 표면에 잔류하기 때문이다.

상부의 경우에는 분사된 물이 표면에서 충돌 후 고여서 흐르게 되며 이 용액이 강판에 잔류한 산용액을 희석시키는 작용을 하므로 부식 문제가 심각하지 않다.

그러나 하부의 경우에는 노즐을 통하여 분사된 수세액이 강판에 강하게 충돌한 후에 수조로 떨어져 버리기 때문에 수세효과란 노즐스프레이 뿐이라 할 수 있다.

이에 따라 강판 하부에는 잔류 염산 농도가 높은 구간이 되며, 제1구간 링거링 롤(8)에 의해 수분이 제거되어도 여전히 높은 염산농도를 갖고 있으며, 이 상태가 제2수세구간(15)의 첫 번째 수세지역까지 유지되게 되므로 서행 내지는 정지 시에는 이 부위에서 강판 하부 녹 발생은 매우 심각하다.

이러한 문제가 발생한 원인은 강판의 진행이 지표면에 평행하기 때문인데, 이에 따라 강판 하부에서는 수세액의 흐름이 없어 수세액의 잔류염산농도 희석 효과가 미미하기 때문이며, 강판의 일부분에서 발생하는 이러한 부식이 중요한 결함으로 인식되는 이유는 이로 인해 코일 전체의 가치가 하락하기 때문이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제철소 산세구간에서 라인이 저속운행 혹은 정지했을 때 산세구간의 후단 링거링 롤과 수세구간의 제1구간 링거링 롤 사이의 각도를 조절하여 강판의 각도를 조절함으로써 제1수세구간 후방부에 위치한 강판 하부에서 발생하는 부식현상을 방지할 수 있는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명을 열연 강판을 산세구간에서 산세를 실시한 다음, 수세구간에서 수세하는 도중에 발생하는 강판의 하부부식을 방지하는 방법에 있어서, 상기 수세구간의 제1구간 링거링 롤의 설치높이를 낮추어서, 상기 산세구간의 후단 링거링 롤을 통과하여 제1구간 링거링 롤을 통과하는 강판의 진행각도를 하향 경사를 줌으로써 제1수세구간의 강판 하부에 발생하는 수세용액의 흐름을 유도하는 것을 특징으로 하는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제1구간 링거링 롤의 설치높이를 낮추어 형성되는 상기 후단 링거링 롤과 제1구간 링거링 롤을 통과하는 강판 진행각도가 5~30도인 것을 특징으로 하는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명은 수세구간 강판하부에서 발생하는 부식이 제1수세구간(14) 후방부 및 제2수세구간(15) 전방부에서 발생하며, 그 원인이 강판하부에서는 수세용액의 원활한 흐름이 없기 때문이라는 점에 착안하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1구간 링거링 롤(8)의 높이를 낮추어서 강판 진행에 일정각도의 경사를 주어 제1수세구간(14) 및 제2수세구간(15)의 강판 하부에서 수세용액의 흐름을 유도하여 강판 표면의 산농도가 낮춰 녹이 발생하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

즉, 제1구간 링거링 롤(8)의 높이를 산세구간(2)의 더블 링거링 롤(4, 5) 및 제2구간 링거링 롤(12) 보다 낮추게 되면 강판이 진행할 때 그 높이가 제1구간 링거링 롤(8)에서 더블 링거링 롤(4, 5)과 제2구간 링거링 롤(12)에 비해 상대적으로 낮아지게 된다.

그 결과 높이 차이가 없던 때와는 달리 제1구간 링거링 롤(8) 방향으로 경사가 지게 되고, 따라서 제1 및 2수세구간(14, 15) 하부에 분사된 물은 강판(1)을 따라 제1구간 링거링 롤(8) 방향으로 흐르게 되고, 그 결과 잔류 산농도 희석 효과가 생겨서 부식이 방지되게 된다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 작용을 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1은 정지시 강판이 진행하는 각도에 따른 제1수세구간 후방부(제1수세구간 마직막 수세노즐에서 제2수세구간 첫번째 수세노즐 사이)에 위치한 강판의 부식발생정도를 보여주고 있으며, 테스트 후 부식발생 방지력은 황색도의 측정을 이용하였으며 ASTM E313-1973에 준하여 측정하였다.

실험 결과 3도 이하로 경사를 준 경우에는 강판진행각도가 크지 않아서 그 효과가 미미하였다.

그러나 강판진행각도가 5~10도를 넘어가며 경사에 따른 물의 흐름이 유도되어 양호한 결과를 보여주었고, 10도 이상의 경사가 유지된 상태에서는 흐름이 원활하여 노즐분사지역과 동등한 정도의 부식특성을 보여주었다.

한편 강판진행의 경사는 30도 이상은 바람직하지 않은데, 그 원인은 강판이 두껍기 때문에 과도한 경사는 강판이 수평으로 복원되려는 성향 때문에 상부 링거링 롤에 과도한 응력을 유발 시켜 그 수명을 짧게 하기 때문이다.

[실시예 2]

하기 표 2 는 서행시 강판이 진행하는 각도에 따른 강판의 녹발생 변화를 보여주고 있으며, 테스트 후 녹발생 방지력은 황색도의 측정을 이용하였으며 ASTM E313-1973에 준하여 측정하였다.

실험 결과 서행 속도에 따라서 제1구간 링거링 롤(8) 높이 변화가 다르게 나타났다.

즉, 라인속도가 낮을수록 제1구간 링거링 롤(8) 높이변화가 부식발생 방지에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

그러나, 30m/min의 속도에서는 그 효과가 상대적으로 적음을 알 수 있으며, 라인이 정지를 했을 경우와 유사한 결과가 서행에서도 발견되었는데, 강판의 경사각도를 3도 이하로 경사를 준 경우에는 경사가 크지 않아서 경사에 따른 물의 흐름 효과가 미미하였다.

그러나 5~10도를 넘어가며 경사에 따른 물의 흐름이 유도되어 양호한 결과를 보여주었고 10도 이상의 경사가 유지된 상태에서는 흐름이 원활하여 우수한 녹 발생 방지 특성을 보여주었다.

한편 강판 진행의 경사는 30도 이상은 바람직하지 않은데 그 원인은 강판이 두껍기 때문에 과도한 경사는 강판이 수평으로 복원되려는 성향 때문에 상부 링거링 롤에 과도한 응력을 유발 시켜 그 수명을 짧게 하기 때문이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 열연강판의 산세를 실시한 다음, 수세를 실시할 때 발생하는 강판하부의 수세용액을 링거링 롤의 설치각도를 제어하여 원활히 유도함으로써 저비용으로 강판의 하부부식을 방지하여 제조되는 강판 코일제품의 표면품질을 현저히 증가시키는 효과가 있다.

Claims

열연된 강판(1)을 산세구간(2)에서 산세를 실시한 다음, 수세구간(3)에서 수세하는 도중에 발생하는 강판(1)의 하부부식을 방지하는 방법에 있어서,

상기 수세구간(3)의 제1구간 링거링 롤(8)의 설치높이를 상기 산세구간(2)의 후단 링거링 롤(5) 및 상기 수세구간(3)의 제2구간 링거링 롤(12)보다 낮추어 제1구간 링거링 롤(8)을 향하는 방향으로 하향 경사를 줌으로써 강판(1)의 하부에 제1구간 링거링 롤(8)을 통과하는 지점으로 향하는 수세용액의 흐름을 유도하며, 상기 후단 링거링 롤(5)을 통과한 강판(1)이 제1구간 링거링 롤(8)을 향하여 하향으로 5~30도의 경사각도를 이루면서 진행하도록 하는 것을 특징으로 하는 링거링 롤 위치조절에 의한 수세구역의 열연강판 부식 방지방법.
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