KR100934303B1 - 스테인레스 스틸 스트립의 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 방법 및 플랜트, 및 이에 의해 제조된 스트립 - Google Patents
스테인레스 스틸 스트립의 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 방법 및 플랜트, 및 이에 의해 제조된 스트립 Download PDFInfo
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Abstract
필요한 화학적, 전기화학적, 기계적 및 유체역학적 처리가 수행되는 단일 플랜트에서, 처리된 스테인레스 타입에 따라 단지 각 처리의 동작 조건을 변경함으로써 제거될 표면 산소의 물리적 구조, 화학적 성분 및 속성에 관계없이, 임의의 타입의 스테인레스 스틸에 적용가능한, 연속적이고, 통합적이며 융통성있는 방식으로 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 환경 친화적 공정이 제공된다. 본 발명에 따른 공정 및 플랜트에 의해 상승된 반응 속도, 우수한 표면 품질, 낮은 에너지 및 화학 반응물 소비 및 전체 환경 호환성을 얻을 수 있다. 대표 도면은 본 발명에 따른 플랜트의 일 실시예에 대한 블록도이다.
Description
본 발명은 종래에는 핫 롤링 및 선택적으로 담금질, 또는 콜드 롤링 및 담금질되었던 스테인레스 스틸에 대해, 질산 및 용해된 염욕로 없이 디스케일링(descaling), 피클링(pickling) 및 마감처리(finishing)/페시베이 팅(passivating) 하는 것에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 스테인레스 스틸 피클링은 핫 롤링 및/또는 담금질 처리 중에 발생된 열 산소의 스케일(scale)을 제거하고, 그 밑에 있는 크로뮴이 제거된(dechromized) 합금층을 분해하기 위해 행해진다. 이 공정은 통상적으로 3개의 구별되는 단계들을 통해 수행된다. 즉, 스케일을 화학-물리적으로 변형하여 상기 스케일을 전체 또는 부분적으로 제거함으로써 디스케일링하는 제1 단계; 임의의 잔존 스케일 및 밑에 놓인 크로뮴이 결핍된 합금층을 제거하는 제2 단계; 및 표면 마감처리 및 페시베이팅하는 제3 단계로 구성된다. 경우에 따라, 마지막 두단계 즉, 피클링 및 표면처리/페시베이팅하는 단계는 동일 공정으로 수행될 수 있다.
현재 야금 처리의 마지막에 금속 표면에 존재하는 산화물의 타입에 따라 디스케일링 단계를 수행하고 몇가지 방법들이 고안되어 있다.
핫 롤링 및 담금질 공정에서 발생된 산소를 제거하기 위해, 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리 전에 통상적으로 상기 스케일을 분쇄하고 부분적으로 제거하기 위한 스케일-브레이킹 처리(스케일-브레이커, 그릿(grit)-블라스팅 및 연마 브러싱)이 선행된다. 콜드 롤링 스테인레스 스틸 제품에서는, 이러한 처리가 최종 제품에 요구되는 표면 품질에 손상을 주기 때문에 스케일에 대한 기계적인 선행처리가 행해지지 않는다.
일반적으로, 디스케일링 단계에서, 콜드 롤링 및 담금질된 스테인레스 스틸 공정은 산소의 실질적인 변경을 야기하고, 그 분해를 촉진할 수 있다.
이를 위해, 가장 널리 사용되는 방법은 다음과 같다.
a) 열-화학 디스케일링, 산소-구성 금속의 산화 등급을 증가시킴으로써 스케일을 변경시킬 수 있는 산화제 용융 염욕로(400-600℃)에 재료를 담궈서 피클링시킨다. 특히, 약 500℃에서의 콜린(NaOH, NaNO3 및 NaCl의 공융 혼합물) 욕(bath)이 널리 사용된다.
b) 황산 또는 황산 용액의 중성 용액에 의한 전해질 디스케일링, 스케일을 구성하는 금속 및 스케일의 용해물의 산화 상태를 부분적으로 변형한다.
일반적으로, 스테인레스 스틸 피클링 단계는 밑에 놓인 크로뮴이 결핍된 합금층을 분해시킬 수 있는 증가된 산화능력을 갖는 산소욕을 사용하여 수행된다.
이들 욕들은 주로 무기산 혼합물로 구성되고, 그중 가장 널리 사용되는 것은 다음과 같다.
1) 일반적으로 50 내지 75 ℃ 사이의 질소 및 플루오르화 수소 혼합물
2) 50 내지 100℃에서 강한 산화제가 추가된 술폰산, 불소산, 염소산 및 인산 혼합물, 상기 강한 산화제에는 예컨대 과망간산염, 과황산, 페릭(ferric) 클로라이드, 페릭 술페이트 및 수소 페록사이드가 포함된다.
페시베이팅/마감처리 단계의 목적은 또한 보호 부동막을 생성하는 것이다. 동일한 피클링 스텝에서 수행되지 않으면, 이것은 통상적으로 고 산화환원 반응력을 갖는 욕에서 수행된다. 이러한 욕들은 주로 질산 또는 상술한 산 및 산화제를 더 적은 농도로 포함하고, 더 적은 양의 스틸을 구성하는 금속 이온을 포함한다.
또한, 현재 질산 없는 산 용액을 사용하여 스테인레스 스틸 디스케일링 및 피클링 단계에 관한 수개의 공정이 존재한다. 특히, 스테인레스 스틸 피클링 공정은 질산 없는 산화 용액의 사용을 기반으로 알려져 있고, 이들의 산화력은 페릭 이온, 수소 페록사이드 및 과황산염 등의 서로 다른 엘리먼트의 존재로부터 나온다.
특히, DE-A-19624436, WO 9826111, EP-A-763609 및 JP95-130582는 직류 전원에 의한 전해질 셀(전류 농도 0.5 내지 250 A/dm2의 사용과 함께 질산 없는 산용액에서의 피클링 및 디스케일링 프로세스에 대해 기술하고 있다.
DE-C-3937438은 수소염산 용액에서 철 이온의 페릭 이온으로의 재산화를 위해 직접 전류가 사용되는 공정을 기술하고 있다.
EP-A-838542는 농도 10-350g/l의 황산 나트륨의 수성 용액에서의 디스케일링을 기술하고 있으며, 여기서 스트립은 수직으로 반대 전극들 쌍 사이를 통과하고, 상기 반대 전극들 사이에는 20-250 A/dm2의 직류가 인가된다.
EP0582121 및 EP0505606은 스트립을 페릭 이온 및 불소산을 포함하는 황산 기반 용액에 담구는 화학적 피클링 공정을 기술하고 있으며, 여기서 철 이온 재산화는 연속적으로 공기를 주입하면서 수소 페록사이드를 인가함으로서 수행된다.
그러나, 상기 공지된 기술들은 자연 환경 및 작업 안전도 뿐만 아니라 제어 및 비용면에서의 피클링 공정에서의 심각한 문제점을 갖고 있다.
용해된 염으로 수행된 화학적 디스케일링은 욕의 상승된 온도(400-600℃) 및 금속 생산물의 린스(rinse) 용액을 처리하여 디스케일링시키는 공정의 어려움 때문에 특히 관리하기 어렵다. 사실, 이러한 린스 용액은 무시할 수 없는 양의 독성 6가 크로뮴과 아질산염 및 질산염을 포함한다. 중성 나트륨에서 황산 용액 및 전해질 디스케일링은 동일한 결점을 갖는데, 사실, 공정 흐름은 무시할 수 없는 양의 6가 크로뮴을 포함한다. 황산 기반 용액에서의 전해질 디스케일링 처리는 크로뮴(VI)의 결점을 극복할 수 있지만, 전기장의 영향을 받지 않는 섹션에서 황산에 의해 야기된 국부적 공격의 영향에 의해 열화된 표면 품질을 가질 수 있다.
피클링 및 마감처리/페시베이팅 단계에서의 아질산을 포함하는 욕의 사용은, 몇가지 이유 때문에 관련된 환경 문제들을 수반한다. 이들 중 가장 중요한 것들은 다음과 같다.
A) 산-금속 반응으로부터 나오는 심한 오염물질인 질산(NOx)을 안전하게 약화시키는 것의 어려움;
B) 증가된 질소 함유량과 관련하여 사용된 용액의 처리에 있어서 발효중인 환경 규정들을 준수하는 것의 어려움;
C) 상기 린스 워터에서 상기 물질들에 대해 현재 발효중인 규정들에 의한 제한 내에서 질소 농도를 유지하는 것의 어려움.
본 발명은 상기 문제점을 모두 해결할 수 있도록 해주고, 또한 일련의 처리를 사용함으로써 단일 플랜트 내에서 임의의 스테인레스 스틸 스트립에 적용할 수 있는 연속되고, 통합되며, 유연한 방식으로, 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 공정을 제공하는 장점을 갖는다. 여기서 각 처리의 동작 조건은 처리될 스테인레스 스틸의 유형 및 스테인레스 스틸 표면에서 제거될 산소의 성질에 따라 다양화된다.
사실, 본 발명은 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법으로서, 상기 처리될 스트립은,
ㆍ 수용액을 사용하는 2개의 수압에 의해 구분되는 유닛들로 세분화되는, 전해 및/또는 화학 디스케일링하는 단계로서,
- 여기서 상기 디스케일링은, 전해질 처리의 경우에, 다음과 같은 제1 유닛 및 제2 유닛을 포함하는 수용액을 사용하고,
제1 유닛:
10 내지 250 gl/l H2SO4;
총 < 80 g/l 의 용해된 Fe; 및
선택적으로,
≥15 g/l 의 Fe+3, 및 Fe+3/Fe+2≥1.0
제2 유닛:
10 내지 250 g/l H2SO4;
≥2 g/l의 Fe+3;
총 < 80 g/l 의 용해된 Fe; 및
선택적으로,
Fe+3/Fe+2≥1.0;
동일한 극성을 갖는 한쌍의 전극들에 의해 인가된 적어도 하나의 양-음 또는 양-음-양극 순서의 스트립으로 유도되며, 상기 전극들 사이에는 다음 관계를 만족시키도록 선택된 양극 처리 시간(ta) 및 양극 전류 밀도(I)를 갖는 스트립이 통과하며,
ta > k + c/I
여기서, ta는 양극 처리 시간 [s]
k는 2 내지 25s의 실험 상수;
c는 40 내지 120 C/dm2의 실험 상수;
I는 1 내지 100A/dm2의 양극 전류 밀도;
이고, 스트립에 전기장이 가해지지 않는 시간이 총 전해 디스케일링 시간의 5% 내지 60% 범위이고,
- 상기 디스케일링은, 화학 처리의 경우에, 두 유닛 모두에
25 내지 280 g/l H2SO4
을 포함하는 수용액을 사용하고,
- 상기 스트립은, 20-105℃의 온도에서, 10 내지 250s의 전체시간 동안 상기 디스케일링 처리되는 단계;
ㆍ화학적으로 피클링하고, 선택적으로 마감처리/페시베이팅 처리하는 단계로서, 2개의 수압에 의해 구분되는 단계로서,
- 상기 화학적으로 피클링 처리하는 단계는, 다음을 포함하는 수용액을 사용하고,
20 내지 180 g/l H2SO4;
5 내지 50 g/l의 자유 HF;
≥15 g/l 의 Fe+3;
Fe+3/Fe+2 ≥0.8;
총 분해된 Fe < 80 g/l ;
- 상기 화학적으로 마감처리/페시베이팅하는 처리는 다음을 포함하는 수용액을 사용하고,
10 내지 100 g/l의 H2SO4;
0 내지 15 g/l의 자유 HF;
< 20 g/l 의 Fe+3;
> 0.03 mol/l의 H2O2;
상기 스트립은, 20-80℃의 온도에서, 2 내지 250s의 전체시간 동안 상기 화학적 피클링 및/또는 마감처리/페시베이팅 처리되고,
- 각각의 피클링 및/또는 마감처리/페시베이팅 처리 유닛에 대해 스트립의 m2 당 10 dm3/h 에 해당하는 흐름 속도의 용액 재순환이 제공되는 단계;
ㆍ적어도 각 디스케일링, 피클링 및/또는 마감처리/페시베이팅 처리 유닛의 마지막에는, 기계적 및/또는 유체역학적 및/또는 수용 클리닝 처리, 선택적으로 > 100 bar 압력의 워터 제트가 제공되는 단계를 거치는 것을 특징으로 한다.
상기 전해질 디스케일링 처리에서, 동일한 극성을 갖고 그 사이에 스트립이 지나가는 한 쌍의 전극들이 전기적으로 분리되고, 상기 스트립 상의 양-음 또는 양-음-양극 시퀀스는, 전원 공급 유닛을 '표면에 의해' 즉, 전원 공급 유닛을 인접한 전극들에 배타적으로 연결하고, 스트립의 동일한 표면을 대향하도록 함으로써 달성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스트립의 상기 양/음 분극화(polarization) 시간비는 ≥1.5 이다.
야금 스테인레스 스틸 스트립의 전해질 디스케일링에 대해서, 상기 전해질 디스케일링 처리에는 다음과 같은 2개의 서로 다른 수용액, 즉
a) 제1 유닛
30 내지 150 /l의 H2SO4;
최대 60 g/l의 용해된 Fe;
온도 40-95℃;
b) 제2 유닛
30 내지 120 g/l의 H2SO4;
≥10 g/l 의 Fe+3, Fe+3/Fe+2≥1.0;
최대 60 g/l의 용해된 Fe;
온도 30-80℃;
이 존재한다.
페리틱(ferritic) 또는 마텐자이트(martensitic) 스테인레스 스틸 스트립에 대해서는, 상기 전해질 디스케일링 처리에는 > 20g/l의 페릭(Fe+3) 이온 농도 및 Fe+3/Fe+2 농도비 > 1.5의 용액이 사용된다.
또한, 페리틱 또는 마텐자이트 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링 처리에 있어서, 상기 스트립에 전기장이 가해지지 않는 시간은 총 전해질 디스케일링 시간 의 15% 내지 25% 범위이다.
핫 롤링되고, 선택적으로 담금질된 스테인레스 스틸 스트립에 대해서, 상기 디스케일링 처리에는 기계적 및/또는 유체역학적 스케일 파괴/제거 처리가 선행한다.
야금 스테인레스 스틸 스트립에 대한 화학적 피클링 처리는 수용액들에서 수행되는데, 상기 수용액은 선택적으로 성분 및 온도가 서로 구분되고,
40 내지 180 g/l H2SO4;
15 내지 50 g/l 자유 HF;
>20g/l의 Fe+3, Fe+3/Fe+2>0.8;
최대 70 g/l의 용해된 Fe;
온도 50-75℃;
20 내지 150s 범위의 시간;
으로 구성된다.
핫 롤링되고, 선택적으로 담금질 된, 페리틱 및 마텐자이트 스테인레스 스틸의 상기 화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리는 각각,
- 화학적 피클링 처리는 다음을 포함하는 수용액들에서 처리되고:
40 내지 180 g/l의 H2SO4;
5 내지 50 g/l의 자유 HF;
≥20 g/l의 Fe+3, Fe+3/Fe+2>0.8;
< 80 g/l의 용해된 Fe;
온도20 내지 70 ℃;
10 내지 160s의 시간;
- 마감처리는 다음을 포함하는 수용액들에서 처리된다.
20 내지 100 g/l의 H2SO4;
< 20 g/l의 Fe+3;
0 내지 35 g/l의 자유 HF;
> 0.03 mol/l의 H2O2;
온도 20 내지 50 ℃;
2 내지 80s의 시간;
상기 전해질 디스케일링 처리 후에, 콜드 롤링 및 담금질된 페리틱 및 마텐자이트 스테인레스 스틸은,
20 내지 70 g/l의 H2SO4;
< 15 g/l의 Fe+3;
0 내지 15 g/l의 자유 HF;
온도 20 내지 50 ℃;
5 내지 80s의 시간;
을 포함하는 수용액에서 마감처리/페시베이팅 처리만이 행해진다.
바람직하게는, 상기 마감처리/페시베이팅 처리는 처리될 스트립의 표면 상에 용액이 교란되고 동질성으로 분포되도록하는 스프레이 노즐로 용액을 인가함으로써 수행된다.
최종 처리의 효율 및 최종 제품의 고품질을 보장하기 위해, 디스케일링 처리 후의 스트립의 표면은 마감처리/페시베이팅 처리만을 거치고, 디스케일링 처리와 마감처리/페시베이팅 처리 사이의 시간 간격 동안 주변(ambient) 압력 스팀으로 포화된 공간에서 습기를 갖도록 유지된다.
바람직한 상기 페릭 이온 Fe+3의 농도 및 Fe+3/Fe+2의 농도비를 얻기 위해, 선택적으로 안정화된 수소 페록사이드의 적어도 화학양론적 양이 상기 디스케일링 및 피클링 용액에 첨가된다.
상기 화학적 피클링 유닛의 교차 동안, 디스케일링 처리 후에 마감처리/페시베이팅 처리 만을 행해진 스트립은 주변 압력 스팀으로 포화된 공간에서 표면 습기가 유지된다.
본 발명은 또한, 상술한 방법에 의해 제조된 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅된 스테인레스 스틸 스트립에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 환경친화적인 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 공정을 연속 및 통합적으로 수행하는데 적합한 플랜트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공정을 수행하는데 적합한 플랜트는,
ㆍ디스케일링 처리를 위한 두개의 수압적으로 구별되는 유닛으로서,
- 각각 상기 스트립과 대향하는 적어도 한 쌍의 적어도 하나의 전해질 또는 화학 셀이 제공되고, 적어도 하나의 음-양 또는 양-음-양 극성 시퀀스를 유도하도록 배치된 적어도 하나의 전해질 또는 화학 셀을 포함하고,
- 상기 전해질 디스케일링 셀에서 상기 스트립을 양극으로 분극시키는 전극 쌍은 다음 관계를 만족시키는 총 길이(L)를 갖고,
L > (c/I + k)v,
여기서, L은 상기 스트립을 양극으로 분극시키는 전극 쌍의 길이[m];
c는 40 내지 120 C/dm2 의 실험 상수;
I는 가장 높은 플랜트 속도에서 1-100 A/dm2 사이의 값을 갖는 양극 전류 밀도;
k는 2 내지 15s 사이의 실험 상수;
v는 가장 높은 플랜트 속도[m/s];
- 상기 용액을 재순환시키는 수단;
- 상기 용액의 온도를 제어하는 수단;
을 포함하는 두개의 유닛;
ㆍ상기 스트립의 유체역학적 및/또는 수용 린싱 처리 수단으로서, 선택적으로 고압하에서 수행되며, 상기 제2 유닛의 다운스트림 또는 선택적으로 상기 제1 유닛의 다운스트림에 배치된 수단;
ㆍ상기 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리를 위한 두개의 수압적으로 구분되는 유닛으로서, 각각
- 바람직하게는 마감처리/페시베이팅 처리를 위해 상기 스트립에 상기 용액을 스프레이하는 수단이 제공된 적어도 하나의 화학 셀;
- 스트립의 적어도 m2 당 10 dm3/h에 해당하는 흐름속도를 보장할 수 있는 용액을 재순환시키는 수단;
- 상기 용액에 바람직한 온도를 제어하는 수단;
을 포함하는 두개의 유닛;
ㆍ상기 마감처리/페시베이팅 처리 유닛의 다운스트림에 배치되며, 선택적으로 고압하에서 상기 스트립을 유체역학적 및/또는 수용 린싱 처리하는 수단;
을 포함한다.
전원 공급 유닛에의 전극의 '표면에 의한' 연결(즉, 각 전원 공급 유닛은 상기 스트립과 동일한 표면의 근접한 전극에 배타적으로 연결됨)은 상기 스트립의 위치에 상관없이 상기 스트립의 한 면에만 각 단일 전원 공급 유닛으로부터 나온 전류 라인을 연결함으로써 전류 밀도의 측면에서 상기 스트립의 양면 상에서의 처리의 균일성을 보장한다.
또한, 상기 양극 및 음극 극성을 유도하는 전극의 길이 사이의 비율은 1.5 보다 크며, 스트립에 전기장이 가해지지 않는 시간은 총 전해질 디스케일링 시간의 5% 내지 60%, 보다 바람직하게는 15% 내지 30%이다.
본 발명에 따르면, 극성 시퀀스는 전해질 섹션으로부터 나온 스트립이 보호 부동막의 생성을 촉진하기 위해 마지막 스텝으로서 양극 분극화를 거치도록 구성된다.
서로 다른 유닛에서 용액의 온도를 제어하는 수단은 열 교환기이다.
상기 마감처리/페시베이팅 용액을 상기 스트립으로 스프레이하는 수단은 적어도 스트립의 m2 당 15 dm3/h에 해당하는 흐름 속도를 보장할 수 있는 스프레이 노즐이고, 바람직하게는 상기 스프레이 노즐은 무활동 라인 및 상기 스트립의 상면에서, 적어도 50.000에 해당하는 레이놀드 수를 갖는 스트립-용액 사이에서 난류를 보장한다.
통합되고 융통성 있는 시스템의 장점은 별도로 하고, 본 발명에 따른 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법 및 플랜트는 다음과 같은 장점을 갖는다.
- 상승된 공정 운동력;
- 표면 마감처리 및 페시베이팅의 관점에서, 우수한 표면 품질;
- 낮은 에너지 및 화학 물질 소비;
- 전체적인 환경 호환성.
도1은 본 발명에 따른 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하기 위한 플랜트의 일 실시예에 대한 처리 시퀀스의 블록도를 나타낸다.
도2는 본 발명에 따른 전해질 셀의 일 실시예를 나타내며, 스트립을 전기적으로 분극시키는 전극(1) 및 스트립을 음극으로 분극시키는 전극(2), 관련 간극 공간 및 전극과 셀이 장착된 2개의 전원 공급 유닛(3,4)의 기둥들 사이에 구비된 배선도가 표시되어 있다.
이상, 본 발명을 개략적으로 설명하였다. 이하, 첨부된 도면 및 다음 예를 참조하여, 본 발명의 목적, 구성 및 효과를 보다 명백히 하기 위해 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하고자 한다.
실시예 1
이 실시예에서는, 속도 10 내지 100 m/min에서, 폭 900 내지 1600 ㎜ 및 두께 0.3 내지 3 ㎜인 핫 롤링과 선택적으로 담금질된 스테인레스 스틸 스트립 및 콜드 롤링과 담금질 스테인레스 스틸 스트립을 처리할 수 있는 통상적인 플랜트의 대표 섹션을 설명한다. 이 플랜트는 다음과 같이 구성된다.
- 다음을 포함하는 전해질/화학적 디스케일링 처리 섹션.
- 제1 디스케일링 유닛;
- 중간 유체역학적 클리닝 시스템;
- 제2 디스케일링 유닛;
- 고압력 워터 제트(water jet)를 사용하는 제2 유체역학적 클리닝 시스템;
- 다음을 포함하는 화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리 섹션.
- 피클링 유닛;
- 마감처리/페시베이팅 유닛;
- 고압 수력 분출을 사용하는 유체역학적 클리닝 및 린싱 유닛;
또한, 각각의 유닛에 대해 욕 제어 및 유지보수 장치가 설치되어 있으며, 이 장치는 분해, 자동화된 반응물 추가, 및 사용된 용액 배기 등을 가능케 한다.
전해질/화학적 디스케일링 처리 섹션
이 섹션은 2개의 수압으로 구별되는 디스케일링 유닛으로 구성되며, 제1 유닛은 4개의 전해질 셀을 포함하고, 제2 유닛은 2개의 전해질 셀을 포함하며, 각 길이는 약 8m 정도이다. 각 셀에는 스트립과 대향하고, 그 사이가 전기적으로 분리되며, 스트립 상의 음-양-음 시퀀스를 구현하도록 배치된 3쌍의 전극이 제공된다. 각 전해질 셀은 2개의 DC 전원 공급 유닛을 구비하고, 이 유닛 각각은 7.5kV에 해당하는 최대 직류를 출력할 수 있다. 각 전원 공급 유닛은 상기 스트립 표면에 대해 동일한 표면에 배치된 3개의 전극에 연결된다.
스트립을 양극으로 분극시키는 전극들 쌍의 전체 길이는 21.6m 이며, L>(c/I+k)v인 관계를 만족시킨다. 여기서, I,v,c 및 k은 각각 12 A/dm2, 1.67 m/s, 90 C/dm2 및 4s에 해당한다. 전극 폭은 약 1.8m에 해당한다.
도2는, 상술한 바와 같이, 전해질 셀에 대한 예시도로서 스트립(1)을 양극으로 분극시키는 전극 및 스트립(2)을 음극으로 분극시키는 전극, 관련 전극간 공간, 및 셀이 구비된 2개의 전원 공급 유닛(3,4)의 전극 및 폴들 사이에 설계된 배선도를 나타낸다.
제1 디스케일링 유닛의 출구에는, 워터 제트(water jet) 린싱 및 스트립의 양면에 작용하여 붙어서 떨어지지 않은 산소 조각을 제거하기 위한 한쌍의 브러시 롤로 구성된 유체역학적 클리닝 시스템이 존재한다. 제2 디스케일링 유닛의 아웃렛에는, 워터 제트 린싱 및 한 쌍의 브러시 롤로 구성된 제2 유체역학적 클리닝 시스템이 존재하고, 고압 린싱 시스템의 업스트립(upstream)은 약 120 bar의 압력에서 적어도 20m3/h의 린싱 워터 플로우를 스트립의 양면으로 보낼 수 있다.
디스케일링 용액의 온도는 서로 다른 처리 유닛의 내부에 있는 열 교환기 및 스팀 제트(steam jet)에 의해 원하는 값으로 유지된다. 디스케일링 용액의 온도를 제어하는 시스템은 40 내지 80℃ 범위의 온도로 설정되어 유지된다.
화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리 섹션
화학적 처리 섹션은 2개의 수력(hydraulic) 유닛으로 구성되며, 이 중 제1 유닛은 화학적 피클링 전용이고, 제2 유닛은 표면 마감처리/페시베이팅 처리 전용이다. 제2 유닛의 아웃렛에는, 워터 제트 린싱 및 한 쌍의 브러시 롤로 구성되는 유체역학적 클리닝 시스템이 장착되고, 고압 린싱 시스템의 업스트림은 스트립의 양면에 약 120bar의 압력에서 적어도 20m3/h의 린싱 워터를 보낼 수 있다.
피클링 유닛은 길이가 약 18m인 2개의 탱크로 구성되고, 상기 스트립은 각각의 욕(bath)에 담궈지며, 이 욕들은 전체 흐름 속도가 400m3/h인 피클링 용액을 재순환시키기 위한 시스템을 갖는다. 상기 탱크는 용액과 스트립의 사이에 무활동 라인에서 적어도 10.000의 레이놀드 값(Reynolds number value)을 갖는 상승된 난 류를 제공한다. 동작 온도는 스트림 플로우를 통해 도달되는 반면에, 온도 제어는 HF를 포함하는 산화 피클링 용액을 방지하는 재료로 구성된 열 교환기의 시스템에 의해 수행된다.
디스케일링 후에 마감처리/페시베이팅 처리만이 수행될 스트립에 대해서, 2개의 피클링 유닛 탱크의 내부에는 피클링 용액이 없을 경우에 주변 압력(ambient-pressure) 스팀으로 포화된 공간 내에 상기 두개의 스트립 표면 상의 습기를 유지할 수 있는 가습 시스템이 존재한다. 마감처리/페시베이팅 유닛은 길이가 21m인 단일 탱크로 구현되며, 상기 탱크 내부에서 스트립은 약 0.5 bar의 압력에서 스프레이 시스템에 의해 마감처리/페시베이팅 용액의 처리를 받게되며, 상기 스프레이 시스템은 용액과 스트립의 사이에 약 300m3/h의 용액 흐름 속도 및 증가된 난류를 보장하고, 스트립의 상면에 무활동 라인에서 약 60.000의 레이놀드 수를 갖는다. 동작 온도는 스팀 플로우에 의해 도달되는 반면에, HF를 포함하는 산화 피클링 용액에 견딜 수 있는 재료로 구성된 열 교환기 시스템에 의해 이루어진다.
실시예 2
이 실시예에서는, 두께 0.8mm, 폭 1,270 mm, 무게 19.6 t이고 콜드 롤링 및 담금질된 AISI 409 타입의 페릭 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 공정이 설명된다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=60C/dm2, k=7.2s 및 속도= 80m/min의 조건 하에서 수행된다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
전해질 디스케일링 처리 후에는, 스트립은 표면 부동막을 생성하기 위해 마감처리/페시베이팅 및 클리닝 처리를 거친다.
화학적 마감처리/페시베이팅 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
화학적 피클링 유닛의 교차 중에는, 스트립 표면은 주변 압력 스팀으로 포화 된 공간 내에서 습기가 유지된다.
마감처리/페시베이팅 처리의 마지막, 즉 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링되고 양호한 표면의 외관을 갖게 된다. 반사측정계(반사각=60°)에 의해 수행되는 반사 측정은 28 내지 35%의 수율을 낸다. 스캐닝 전자 망원경(SEM) 검사에 의해 표면 층에는 잔존 산소가 없는 것으로 증명되었다.
스트립 처리 중에, 욕 농도 조절을 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우 및 사용된 용액 방출을 조절함으로써 주어진 농도를 적절히 조절하였다.
실시예 3
이 실시예에서는, 두께 0.5mm, 폭 1,570 mm, 무게 20.4 t이고 콜드 롤링 및 담금질된 AISI 430 타입의 페리틱(ferritic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 페시베이팅하는 처리가 설명된다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=74 C/dm2, k=8s 및 속도= 90m/min의 조건 하에서 수행된다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 처리의 마지막에는, 스트립 표면은 완전히 디스케일링되고, 남아 있는 산소가 없는 외관을 갖는다.
전해질 디스케일링 처리 후에는, 스트립은 표면 부동막을 형성하기 위해 마감처리/페시베이팅 및 클리닝 처리를 거친다.
화학적 마감처리/페시베이팅 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
화학적 피클링 유닛의 교차 중에, 스트립 표면은 주변 압력 스팁으로 포화된 공간에서 습기를 포함하도록 유지되었다.
이 섹션의 아웃렛에서, 즉, 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링되고, 양호한 표면을 갖게 된다. 반사측정계(반사각=60°)로 수행된 반사 측정은 40 내지 44%의 수율을 냈다. 표면층의 SEM 검사에 의해 잔존 산소가 없음과 국부 손상이 없음이 증명되었다.
스트립 처리 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 및 사용된 용액 방출을 조절함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
실시예 4
이 실시예에서는 두께 1.2mm, 폭 1,570 mm, 무게 18.5 t이고 콜드 롤링 및 담금질된 AISI 304 타입의 야금(austenitic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 페시베이팅하는 처리가 설명된다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=65 C/dm2, k=3s 및 속도= 75m/min의 조건 하에서 수행되었다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 표면은 디스케일링되고, 잔존 산소가 없다. 시각적 외관은 아직 마감처리된 제품의 외관은 아니다. 전해질 디스케일링 처리 후에, 스트립은 표면 부동막을 생성하기 위한 후속의 화학적 피클링 및 클리닝을 거친다.
화학적 피클링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 즉 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링되고 양호한 표면의 외관을 갖는다. 표면층의 SEM 검사에 의해 잔존 산소와 그레인(grain) 경계가 없음이 증명되었다.
전기화학적 테스트에 의해 잔존 크로뮴이 결핍된 층이 없음과 양호한 부동막층이 존재함이 증명되었다.
스트립 처리 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우와 사용된 용액 방출을 조정함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
실시예 5
여기서는, 두께 1.0mm, 폭 1,020 mm, 무게 16.6 t이고 콜드 롤링 및 담금질된 AISI 430 타입의 페리틱(ferritic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 페시베이팅하는 처리가 설명된다.
본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=68 C/dm2, k=7.1s 및 속도= 90m/min의 조건 하에서 수행되었다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 처리
전해질 디스케일링 처리 후에, 스트립은 표면 부동막을 생성하기 위해 후속의 마감처리/페시베이팅 및 클리닝 처리를 거친다.
화학적 마감처리/페시베이팅 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
화학적 피클링 유닛의 교차 중에, 스트립 표면은 주변 압력 스팀으로 포화된 공간에서 습기가 있도록 유지되었다.
이 섹션의 아웃렛에서, 즉, 마감처리/페시베이팅 처리의 마지막에서, 스트립은 완전히 피클링되고 양호한 표면의 외관을 가졌다. 반사측정계(반사각=60°)에 수행된 반사 측정은 30 내지 35%의 수율을 냈다. SEM 검사에 의해 표면에 잔존 산소가 없음이 증명되었다.
스트립 처리 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우와 사용된 용액 방출을 조정함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
실시예 6
두께 2.7mm, 폭 1,270 mm, 무게 19.3 t이고 핫 롤링 및 담금질된 AISI 304L 타입의 야금(austenitic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 페시베이팅하는 처리가 예시된다.
본 발명에 따른 처리에 예비적으로, 동일한 스트립은 그릿(grit) 블라스팅에 의한 스케일 파괴 과정을 거쳤다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=115 C/dm2, k=12.1s 및 속도= 55m/min의 조건 하에서 수행되었다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 표면은 산소 스케일 및 유체역학적 브러싱 및 고압 린싱의 결합 처리의 효과에 의한 분해 제품의 잔존물이 없다. 이 제품 타입에 대해, 피클링 처리가 완료되었다. 전해질 디스케일링 처리 후에, 스트립에는 크로뮴이 결핍된 합금층을 제거하고, 표면 부동막을 생성하기 위한 후속의 피클링 및 클리닝 처리가 수행된다.
화학적 피클링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 즉 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링 되고, 양호한 표면의 외관을 갖는다. SEM 검사에 의해 표면층은 잔존 산소 및 국부 손상이 없음이 증명되었다. 라인 아웃렛에서의 거칠기는, 롤링 방향에 횡 방향으로 검출하였을때, 평균 약 2.4㎛의 Ra 값을 나타냈다.
스트립 처리 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우 및 사용된 용액 방출을 조정함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
실시예 7
이 실시예에서는, 두께 3.0mm, 폭 1,270 mm, 무게 19.3 t이고 핫 롤링 및 담금질된 AISI 316 타입의 야금(austenitic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 마감 처리가 예시된다. 본 발명의 처리에 예비적으로, 동일한 스트립은 그릿 블라스팅에 의한 스케일을 파괴하는 처리를 거쳤다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 속도= 50 m/min의 조건 하에서 수행되었다.
화학적 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 표면은 산소 스케일이 없다. 그러나, 브러싱 및 고압 린싱에도 불구하고, 스트립 표면에 몇가지 분해 결과물이 여전히 존재한다. 이러한 타입의 결과물에 대해서는, 피클링 처리만이 수행되었다. 전해질 디스케일링 처리 후에, 스트립은 크로뮴이 결핍된 합금층을 제거하고 표면 부동막을 형성하기 위해 후속의 피클링 및 클리닝 처리를 거쳤다.
화학적 피클링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 처리의 마지막, 즉 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링되고 양호한 표면의 외관을 갖는다. 표면층의 SEM 검사에 의해 잔존 산소 및 국부 손상이 없음이 증명되었다. 라운 아웃렛에서의 거칠기는, 롤링 방향의 횡방향으로 검출하였을 때, 약 2.6㎛의 평균 Ra값을 나타냈다.
스트립 처리 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우 및 사용된 용액 방출을 조정함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
실시예 8
이 실시예에서, 두께 2.7mm, 폭 1,270 mm, 무게 18.5 t이고 콜드 롤링 및 담금질된 AISI 430 타입의 페리틱(ferritic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 마감처리하는 처리가 예시된다. 이 경우에 공정 상수는 c=115 C/dm2, k=10.0s이다.
본 발명에 따른 처리에 예비적으로, 동일한 스트립은 그릿(grit) 블라스팅에 의한 스케일 파괴 과정을 거쳤다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=115 C/dm2, k=10s 및 속도= 45m/min의 조건 하에서 수행되었다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
처리의 마지막에, 표면은 산소 스케일과 브러싱 및 고압 린싱의 결합 처리의 영향에 의한 분해 결과물이 없는 외관을 나타냈다. 전해질 디스케일링 처리 후에, 스트립은 크로뮴이 결핍된 합금층을 제거하고 표면 부동막을 생성하기 위해 후속의 피클링, 마감처리/페시베이팅 및 클리닝 처리를 거쳤다.
화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
피클링 및 마감처리의 마지막에, 즉 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링되고, 양호한 표면의 외관을 갖는다. 표면의 SEM 검사에 의해 잔존 산소 및 국부 손상이 없음이 증명되었다. 라인 아웃렛에서의 거칠기는 롤링 방향의 횡방향으로 검출하였을때 약 2.1㎛의 평균 Ra 값을 나타내었다.
스트립 처리 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우 및 사용된 용액 방출을 조정함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
실시예 9
이 실시예에서, 두께 3.0mm, 폭 1,020 mm, 무게 20.6 t이고 핫 롤링 및 담금질된 AISI 409 타입의 페리틱(ferritic) 스테인레스 스틸 코일을 디스케일링, 피클링 및 마감처리하는 처리가 예시된다.
본 발명에 따른 처리에 예비적으로, 동일한 스트립은 그릿(grit) 블라스팅에 의한 스케일 파괴 과정을 거쳤다. 본 발명에 따라, 실시예 1에 설명된 라인을 사용하여, 이 공정은 c=115 C/dm2, k=12.5s 및 속도= 40m/min의 조건 하에서 수행되었다.
전해질 디스케일링 처리 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 표면에는 산소 스케일 및 브러싱 및 고압 린싱의 결합 처리의 효과에 의한 분해 결과물이 없는 외관을 나타냈다. 전해 디스케일링 처리 후에, 스트립은 크로뮴이 결핍된 합금층을 제거하고 표면 부동막을 생성하기 위해 후속의 피클링, 마감처리/페시베이팅 및 클리닝 처리를 거친다.
화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리, 및 유체역학적 클리닝 처리
이 섹션의 아웃렛에서, 즉 라인 아웃렛에서, 스트립은 완전히 피클링되고 양호한 외관을 갖는다. 표면층의 SEM 검사에 의해 잔존 산소와 국부적 손상이 없음이 증명되었다. 라인 아웃렛에서의 거칠기는, 롤링 방향의 횡방향으로 검출하였을 때, 평균 약 1.7㎛의 Ra 값을 나타내었다.
스트립 공정 중에, 욕 농도를 제어하기 위한 자동화된 시스템은 새로운 반응물 플로우 및 사용된 용액 방출을 조정함으로써 주어진 농도를 적절히 유지하였다.
Claims (21)
- 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법으로서, 상기 처리될 스트립은,ㆍ 수용액을 사용하는 2개의 수압에 의해 구분되는 유닛들로 세분화되, 전해 및 화학 디스케일링하는 단계로서,- 여기서 상기 디스케일링은, 전해질 처리의 경우에, 다음과 같은 제1 유닛 및 제2 유닛을 포함하는 수용액을 사용하고,제1 유닛:10 내지 250 gl/l H2SO4;총 <80 g/l 의 용해된 Fe; 및≥15 g/l 의 Fe+3, 및 Fe+3/Fe+2 ≥1.0제2 유닛:10 내지 250 g/l H2SO4;≥2의 g/l Fe+3;총 <80 g/l 의 용해된 Fe; 및Fe+3/Fe+2≥1.0;동일한 극성을 갖는 한쌍의 전극들에 의해 인가된 적어도 하나의 양-음 또는 양-음-양극 순서의 스트립으로 유도되며, 상기 전극들 사이에는 다음 관계를 만족시키도록 선택된 양극 처리 시간(ta) 및 양극 전류 밀도(I)를 갖는 스트립이 통과하며,ta > k + c/I여기서, ta는 양극 처리 시간 [s]k는 2 내지 25s의 실험 상수;c는 40 내지 120 C/dm2의 실험 상수;I는 1 내지 100A/dm2의 양극 전류 밀도;이고, 스트립에 전기장이 가해지지 않는 시간이 총 전해 디스케일링 시간의 5% 내지 60% 범위이고,- 상기 디스케일링은, 화학 처리의 경우에, 두 유닛 모두에25 내지 280 g/l H2SO4을 포함하는 수용액을 사용하고,- 상기 스트립은, 20-105℃의 온도에서, 10 내지 250s의 전체시간 동안 상기 디스케일링 처리되는 단계;ㆍ수압에 의해 2개로 구분되며, 화학적으로 피클링하고, 마감처리/페시베이팅 처리하는 단계로서,- 상기 화학적으로 피클링 처리하는 단계는, 다음을 포함하는 수용액을 사용하고,20 내지 180 g/l H2SO4;5 내지 50 g/l의 자유 HF;≥15 g/l 의 Fe+3;Fe+3/Fe+2 ≥0.8;총 분해된 Fe이 <80 g/l ;- 상기 화학적으로 마감처리/페시베이팅하는 처리는 다음을 포함하는 수용액을 사용하고,10 내지 100 g/l의 H2SO4;≤15 g/l의 자유 HF;< 20 g/l 의 Fe+3;>0.03 mol/l의 H2O2;상기 스트립은, 20-80℃의 온도에서, 2 내지 250s의 전체시간 동안 상기 화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리되고,- 각각의 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리 유닛에 대해 스트립의 m2 당 10 dm3/h 에 해당하는 흐름 속도의 용액 재순환이 제공되는 단계;ㆍ적어도 각 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리 유닛의 마지막에는, 기계적 또는 유체역학적 또는 수용 클리닝 처리, > 100 bar 압력의 워터 제트가 제공되는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제1항에 있어서, 동일한 극성을 갖고 그 사이에 스트립이 지나가는 한 쌍의 전극들이 전기적으로 분리되고, 상기 스트립 상의 양-음 또는 양-음-양극 시퀀스는 전원 공급 유닛을 인접한 전극들에 배타적으로 연결하고, 스트립의 동일한 표면을 대향하도록 함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 양/음 분극의 시간비는 ≥1.5인 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 디스케일링 처리에는 기계적 또는 유체역학적 스케일 파괴/제거 처리가 선행하는 것을 특징으로 하는 핫 롤링되고, 담금질된 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 전해질 디스케일링 처리에는 다음과 같은 2개의 서로 다른 수용액, 즉a) 제1 유닛30 내지 150 /l의 H2SO4;최대 60 g/l의 용해된 Fe;온도 40-95℃;b) 제2 유닛30 내지 120 g/l의 H2SO4;≥10 g/l 의 Fe+3, Fe+3/Fe+2≥1.0;최대 60 g/l의 용해된 Fe;온도 30-80℃;이 존재하는 것을 특징으로 하는 야금 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 전해질 디스케일링 처리에는 > 20g/l의 페릭(Fe(III)) 이온 농도 및 Fe+3/Fe+2 농도비 > 1.5의 용액이 사용되는 것을 특징으로 하는 페리틱(ferritic) 또는 마텐자이트(martensitic) 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제5항에 있어서, 스트립에 전기장이 가해지지 않는 시간이 총 전해질 디스케일링 시간의 15% 내지 25% 범위인 것을 특징으로 하는 페리틱 또는 마텐자이트 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제5항에 있어서, 야금 스테인레스 스틸 스트립에 대한 화학적 피클링 처리는 수용액들에서 수행되고, 상기 수용액은 성분 및 온도가 서로 구분되고,40 내지 180 g/l H2SO4;15 내지 50 g/l 자유 HF;>20g/l의 Fe+3, Fe+3/Fe+2>0.8;최대 70 g/l의 용해된 Fe;온도 50-75℃;20 내지 150s 범위의 시간;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 야금 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제6항에 있어서, 핫 롤링되고, 담금질 되며, 페릿 및 마텐자이트 스테인레스 스틸의 상기 화학적 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리는,- 다음을 포함하는 수용액들에서의 화학적 피클링 처리:40 내지 180 g/l의 H2SO4;5 내지 50 g/l의 자유 HF;≥20 g/l의 Fe+3, Fe+3/Fe+2>0.8;< 80 g/l의 용해된 Fe;온도20 내지 70 ℃;10 내지 160s의 시간;- 다음을 포함하는 수용액들에서의 마감처리:20 내지 100 g/l의 H2SO4;< 20 g/l의 Fe+3;≤35 g/l의 자유 HF;> 0.03 mol/l의 H2O2;온도 20 내지 50 ℃;2 내지 80s의 시간;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 전해질 디스케일링 처리 후에, 콜드 롤링 및 담금질된 페리틱 및 마텐자이트 스테인레스 스틸은,20 내지 70 g/l의 H2SO4;< 15 g/l의 Fe+3;≤15 g/l의 자유 HF;온도 20 내지 50 ℃;5 내지 80s의 시간;을 포함하는 수용액에서 마감처리/페시베이팅 처리만이 행해지는 되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 마감처리/페시베이팅 처리는 처리될 스트립의 표면 상에 용액이 교란되고 동질성으로 분포되도록하는 스프레이 노즐로 용액을 인가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제11항에 있어서, 바람직한 상기 페릭 이온 Fe+3의 농도 및 Fe+3/Fe+2의 농도비를 얻기 위해, 안정화된 수소 페록사이드의 화학양론적 양이 상기 디스케일링 및 피클링 용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 화학적 피클링 유닛의 교차 동안, 디스케일링 처리 후에 마감처리/페시베이팅 처리 만을 행해진 스트립은 주변(ambient) 압력 스팀으로 포화된 공간에서 표면 습기가 유지되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 스트립을 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅하는 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 환경 친화적인 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 공정을 연속 및 통합적으로 수행하는데 적합한 플랜트에 있어서,ㆍ디스케일링 처리를 위한 두개의 수압적으로 구별되는 유닛으로서,- 각각 상기 스트립과 대향하는 적어도 한 쌍의 적어도 하나의 전해질 또는 화학 셀이 제공되고, 적어도 하나의 음-양 또는 양-음-양 극성 시퀀스를 유도하도록 배치된 적어도 하나의 전해질 또는 화학 셀을 포함하고,- 상기 전해질 디스케일링 셀에서 상기 스트립을 양극으로 분극시키는 전극 쌍은 다음 관계를 만족시키는 총 길이(L)를 갖는 두개의 유닛,L > (c/I + k)v,여기서, L은 상기 스트립을 양극으로 분극시키는 전극 쌍의 길이[m];c는 40 내지 120 C/dm2 의 실험 상수;I는 가장 높은 플랜트 속도에서 1-100 A/dm2 사이의 값을 갖는 양극 전류 밀도;k는 2 내지 15s 사이의 실험 상수;v는 가장 높은 플랜트 속도[m/s];- 상기 용액을 재순환시키는 수단;- 상기 용액의 온도를 제어하는 수단;을 포함하는 두개의 유닛;ㆍ상기 스트립의 유체역학적 또는 수용 린싱 처리 수단으로서, 고압하에서 수행되며, 상기 제2 유닛의 다운스트림 또는 상기 제1 유닛의 다운스트림에 배치된 수단;ㆍ상기 피클링 및 마감처리/페시베이팅 처리를 위한 두개의 수압적으로 구분되는 유닛으로서, 각각- 마감처리/페시베이팅 처리를 위해 상기 스트립에 상기 용액을 스프레이하는 수단이 제공된 적어도 하나의 화학 셀;- 스트립의 적어도 m2 당 10 dm3/h에 해당하는 흐름속도를 보장할 수 있는 용액을 재순환시키는 수단;- 상기 용액에 바람직한 온도를 제어하는 수단;을 포함하는 두개의 유닛;ㆍ상기 마감처리/페시베이팅 처리 유닛의 다운스트림에 배치되며, 고압하에서 상기 스트립을 유체역학적 또는 수용 린싱 처리하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트.
- 제14항에 있어서, 스테인레스 스틸 스트립을 연속적, 통합적 및 융통성있게 상기 디스케일링, 피클링 및 마감처리/페시베이팅 하는 환경친화적 공정을 수행하는데 적합한 플랜트로서,상기 전해질 디스케일링 셀에서 동일한 극성을 갖고 그 사이에는 상기 스트립이 지나가는 한 쌍의 전극은 전기적으로 분리되어 있고, 상기 스트립 상의 양-음 또는 양-음-양 극성 시퀀스의 인가는 인접하는 전극들에 전원 공급 유닛을 배타적으로 연결하고 상기 스트립의 동일면을 대향하도록 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 환경 친화적 공정을 수행하는데 적합한 플랜트.
- 제15항에 있어서, 상기 전해질 디스케일링 셀에서, 상기 양극 및 음극 극성을 유도하는 전극의 길이 사이의 비는 ≥1.5 인 것을 특징으로 하는 환경 친화적 공정을 수행하는데 적합한 플랜트.
- 제16항에 있어서, 상기 전해질 디스케일링 셀에서, 상기 극성 시퀀스는 상기 셀로부터 출력된 스트립이 마지막 단계로서 양극 분극화되는 과정을 거치도록 구성된 것을 특징으로 하는 환경 친화적 공정을 수행하는데 적합한 플랜트.
- 제17항에 있어서, 상기 마감처리/페시베이팅 용액을 상기 스트립으로 스프레이하는 수단은 적어도 스트립의 m2 당 15 dm3/h에 해당하는 흐름 속도를 보장할 수 있는 스프레이 노즐이고, 무활동 라인 및 상기 스트립의 상면에서, 적어도 50.000에 해당하는 레이놀드 수를 갖는 스트립-용액 사이에서 난류를 보장하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적 공정을 수행하는데 적합한 플랜트.
- 제18항에 있어서, 상기 화학적 피클링 유닛에는, 피클링 유닛이 없는 경우에, 주변 압력 스팀으로 포화된 공간에서 상기 스트립 표면에 습기를 유지할 수 있는 습기화 시스템이 설치된 것을 특징으로 하는 환경 친화적 공정을 수행하는데 적합한 플랜트.
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