KR101228730B1 - 고크롬 페라이트계 스테인리스강 산세 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열처리된 페라이트계 냉연강판을 중성염 전해공정, 황산 전해공정을 거친 후, 황산, 자유불산 및 과산화수소를 포함하는 혼산 산세액에 침지하여 산화 스케일을 제거하는 산세 방법으로서, 보다 구체적으로는, 상기 혼산 산세액은 황산 80-150g/l, 자유불산 8-30g/l 및 과산화수소 3-20g/l을 포함하되, 초기 혼산 산세액은 Fe^{3 +} 이온을 포함하지 않으며, 상기 혼산 산세액에 침지하는 단계는 30-40℃의 혼산 산세액에 침지하는 제1 침지단계 및 35-45℃의 혼산 산세액에 침지하는 제2 침지단계로 구성되며, 상기 제1 및 제2 침지단계의 전체 침지시간은 25-72초인 고 크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 산세방법을 제공한다.
본 발명의 방법을 적용함으로써, 본 발명에 의해 소정 조성을 갖는 혼산 산세액에 있어서 표면전위를 정량화함으로써 스테인레스 강판의 산화스케일의 잔류가 없고, 표면 광택도가 우수하며, 흑변현상의 발생이 없는 우수한 표면특성을 나타내는 스테인레스 강판을 얻을 수 있다.

Description

고크롬 페라이트계 스테인리스강 산세 방법{High Speed Pickling Method for Surface Improvement of High Chromium Ferritic Stainless Cold Steel Strip}

본 발명은 높은 표면 품질을 요하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 고속으로 산세하는 방법에 관한 것으로서, 황산, 불산, 과산화수소를 포함하는 산액을 사용하여 산세하는 방법을 제공한다.

일반적으로, 페라이트계 스테인리스 강은 크롬 함량에 따라 저크롬 페라이트계 스테인리스강과 고크롬 페라이트 스테인리스강으로 구별된다. 통상 크롬 함량이 11-14%인 경우를 저크롬 페라이트 스테인리스강이라고 하며, 크롬 함량이 16-26% 함유하는 경우를 고크롬 페라이트계 스테인리스강이라고 한다.

크롬 함량에 따라서 소둔 열처리시 형성되는 스케일의 특성이 변화하므로, 크롬 함량에 따른 산세방법을 달리 수행해야 한다. 일반적으로 저크롬 페라이트강의 경우 소둔 열처리시 스케일이 두껍게 형성되며, 고크롬 페라이트 강의 경우 소둔 열처리시 스케일의 두께가 감소하게 된다.

이러한 스케일은 제품의 외관품질을 저하시키고, 나아가 산화스케일에서 부식이 시작되어 내식성의 저하를 유발하는 요인으로 작용하므로, 산세과정을 통해 표면에 형성된 스케일을 제거할 필요가 있다.

통상적으로, 산화 스케일을 제거하여 미려한 표면품질을 얻고, 내식성을 향상시키기 위해서, 브러쉬 처리나 쇼트볼 블라스팅과 같은 물리적 디스케일링, 황산나트륨, 황산 또는 질산 전해질 등을 사용하는 전해 디스케일링, 염욕 또는 혼산 등에 의한 화학적 디스케일링 등의 다양한 방법 또는 이들을 조합하여 사용함으로써 스테인리스 냉연강판을 제조하게 되는데, 이러한 과정을 산세공정이라고 한다.

이러한 산세공정은 상기 전해 디스케일링과 같은 1단계 전해산세와 화학적 디스케일링과 같은 2단계 혼산 침지과정으로 구별된다.

상기 스테인리스 냉연강판의 산세공정에서는 미려한 표면 품질과 부동태 피막을 고르게 형성함으로써 내식성을 확보하기 위해, 통상 80~180g/L의 질산 및 2~40g/L의 불산을 포함하는 혼산을 이용하여 산세공정을 수행하여 왔다. 이 중, 질산은 산세조 내의 pH를 낮추어 불산의 활동도를 높이고, 강판 표면에서 용해된 2가 철이온을 3가로 산화시켜 산세에 적정한 산화환원전위를 유지시켜주는 역할을 한다.

그러나 혼산 용액에 사용된 질산은 대기배출 규제물질인 NOx를 발생시키고, 폐산 및 세척수에서 질산성 질소(NO₃-N)가 포함되는데, 국내외 환경 규제 강화에 의해 배출 방류수의 총 질소 제한, 대기 배출시설의 NOx 농도 제한 등으로 산세공정에 환경오염 방지시설의 추가 설치 및 운용 등으로 인해 비용이 발생하여 생산단가가 현저히 증가한다는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로는, 산세과정에서 질산을 염산 또는 황산 등으로 대체하고, 부족한 산화력은 과산화수소, 과망간산칼륨, 3가 철이온 및 공기주입에 의해 대체한 무질산 산세방법이 개발되어 왔다.

미국특허공보 제5908511호에는 황산, 불산, 철염을 함유하며 과산화수소를 정기적으로 투입하고, 습윤제, 광택제, 부식억제제 등의 조성을 조절하여 산세하며, 산세용액의 관리는 Fe(III) 및 이에 따른 ORP(oxidation-reduction potential)로서 자동제어 방식을 취하는 기술이 개시되어 있다. 이를 통해 산세용액인 CLEANOX352 제품을 상용화하여 전세계적으로 가장 널리 사용되고 있다. 이 방법은 선재 및 열연제품의 경우 실용화되어 사용되고 있으나, 제품 생산단가가 기존 대비 20% 이상 높고, 복잡한 용액조성과 관리방법을 채택하고 있다. 또한, 결정적으로 산세 감량속도가 1.5~3 g/㎡·min 정도로 비교적 느린 산세속도를 갖고 있어, 10~100초 내에 혼산 산세가 완료되어야 하는 고속산세 라인에는 적합하지 않다.

또한, 상기 미국특허의 개량특허인 유럽 공개특허공보 제1040211호 및 미국 특허공개공보 제2000-560982호에서는 구리 및 염소이온을 산세 조성물에 추가하여 산세속도를 높이는 방법을 제안하였으나, 페라이트계 스테인리스 강판표면에 형성되는 표면전위(Open circuit potential, OCP)가 구리이온의 산화환원전위인 0.1V 보다 낮을 경우, 산세과정에서 강판표면에 구리입자가 석출되어 강판을 변색시킬 우려가 있다. 또한 산세용액에 염소이온이 일정한 농도 이상으로 함유될 경우 공식(pitting corrosion)이 발생할 위험이 있다.

그러나, 황산과 불산의 혼합용액을 사용하는 경우, 산화성이 약하기 때문에 스케일에 대한 용해 속도가 낮고 용해 과정에서 금속표면에 흑변 현상을 일으킬 수 있다. 따라서, 산세성이 가장 우수한 스트립 표면 전위에 도달할 수 있도록 산화제를 첨가하게 되며, 이때 첨가되는 산화제는 분해하여 환경에 부담을 주지 않는 과산화수소를 통상 사용한다.

그러나, 첨가되는 산화제의 적정 투입량을 찾기가 용이하지 않아, 경우에 따라, 미산세 또는 과산세의 결과를 초래하거나, 강판 표면의 흑변현상이 발생하는 등의 문제를 효과적이고, 정량적으로 대응할 수 없다.

본 발명은 산세 과정에서 질산을 포함하지 않는 산세액을 사용함에 있어서, 표면전위를 정량화함으로써 우수한 강판 표면 특성을 나타내는 강판 산세방법을 제공한다.

나아가 첨가되는 산화제인 과산화수소의 첨가량을 정량적으로 확인할 수 있는 근거를 제공하고자 한다.

본 발명은 열처리된 페라이트계 냉연강판을 중성염 전해공정, 황산 전해공정을 거친 후, 황산, 자유불산 및 과산화수소를 포함하는 혼산 산세액에 침지하여 산화 스케일을 제거하는 산세 방법으로서, 일 구현예로서, 상기 혼산 산세액은 황산 80-150g/l, 자유불산 8-30g/l 및 과산화수소 3-20g/l을 포함하되, 초기 혼산 산세액은 Fe^{3 +} 이온을 포함하지 않으며, 상기 혼산 산세액에 침지하는 단계는 30-40℃의 혼산 산세액에 침지하는 제1 침지단계 및 35-45℃의 혼산 산세액에 침지하는 제2 침지단계로 구성되며, 상기 제1 및 제2 침지단계의 전체 침지시간은 25-72초인 고 크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 산세방법을 제공한다.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 과산화수소는 철 이온 농도와의 관계에서 다음 식

을 만족하는 것을 특징으로 하는 고 크롬 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 산세방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 혼산 산세액 내의 철 이온의 농도를 40g/l 이하로 유지시키는 것을 특징으로 하는 고 크롬 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 산세방법을 제공한다.

나아가, 본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 혼산 침지 단계에서 강판의 표면 전위를 -0.2 내지 0V 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 산세방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 표면전위에 따른 산세능을 정량적으로 확인할 수 있고, 소정 조성을 갖는 혼산 산세액에 있어서 우수한 산세능을 갖는 표면전위를 용이하게 찾을 수 있어, 효율적으로 스테인리스 강판의 산화스케일의 잔류가 없고, 표면 광택도가 우수하며, 흑변현상의 발생이 없는 표면특성이 우수한 스테인리스 강판을 얻을 수 있도록 용액 조성을 효과적으로 제어할 수 있다.

나아가, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 페라이트계 스테인리스계 냉연강판을 산세할 경우, 질산을 사용하지 않아 폐수처리 및 배기가스에 대한 처리의 부담이 없다.

도 1은 실시예 2의 결과로부터 페라이트계 냉연강판의 혼산 산세에서 -0.2V의 표면전위를 얻기 위한 과산화수소 농도와 철 이온 농도와의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

일반적으로 페라이트 스테인리스 강판의 표면에 존재하는 산화 스케일을 제거하기 위해 중성염 전해, 황산전해 등의 전해 산세 과정을 거친다.

본 발명에서는 이에 한정하는 것은 아니지만, 상기 중성염 전해는 예를 들어, 100~250g/l의 황산나트륨을 전해질로 포함하는 용액을 사용할 수 있다. 이러한 중성염 전해 단계는 50~90℃의 중성염 전해액에 강판을 침지한 후, 전류밀도 10~30A/d㎡를 15~120초 동안 가함으로써 수행할 수 있다.

한편, 상기 황산전해 공정은 예를 들어, 50~150g/l의 황산을 전해질로 포함하는 황산 전해용액을 사용하여 수행할 수 있으며, 이러한 황산 전해 단계는 30~60℃의 황산 전해액에 강판을 침지한 후, 전류밀도 10~30A/d㎡를 5~50초간 가함으로써 수행할 수 있다.

상기와 같이 중성염 전해 및 황산 전해 단계를 거친 페라이트계 스테인리스 강판 표면에는 크롬 및 철의 산화물층이 제거되고, Si 산화물층만 남아있게 되는데, 이러한 강판을 황산 80~150g/L, 자유불산 8-30g/L 및 과산화수소 3-20g/L를 포함하는 혼산조에 침지하여 통과시킴으로써 모재를 제외한 산화물은 모두 제거될 수 있다.

이때, 불산은 혼산 용액 내에서 다음 식 (1)과 같이 해리되며, 식 (2)에서와 같이 황산이 해리되어 제공하는 H+ 농도, 즉 산도(acidity)에 의해 평형상태가 변하게 된다.

HF ↔ H⁺ + F^- (1)

H₂SO₄ ↔ HSO₄ ^- + H⁺ ↔ SO₄ ^{2 -} + 2H⁺ (2)

불산의 경우 해리되어 있지 않은 자유불산(Free HF) 상태에서 산세력을 가지며, 이러한 자유불산은 Si 산화물 및 모재의 계면에 침투하여 Si 산화물 및 Fe를 용해시킨다. 상기 자유 불산은 강판상의 Si 산화물 및 모재를 용해하고, 용해된 Fe 및 Si 이온과 FeF_x ^(3-x), H₂SiF₆ 등으로 결합하여 표면으로부터 제거한다. 이를 위해, 자유 불산은 혼산 산세액에서 8-30g/ℓ 범위의 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 8g/ℓ 미만에서는 자유불산으로 존재하는 농도가 적어, Si에 대한 용해력이 부족하게 되고, 이로 인해 강판 표면에 대한 미산세 문제가 발생할 수 있으며, 30g/ℓ를 초과하는 경우에는 모재의 침식속도가 빨라져서 산세공정 후의 강판 표면이 거칠어질 수 있다.

상기한 바와 같이, 불산이 강판 표면의 Si 산화물층을 제거하는 산세력을 제공하나, 상기 혼산 용액 내에는 일정한 산도 이상으로 유효 자유불산 농도가 유지될 필요가 있다. 따라서, 혼산 용액에는 불산이 해리되지 않도록 하기 위해 일정 농도 이상의 황산이 필요하다. 적합한 황산 농도로는 80~150g/ℓ의 범위이다. 황산 농도가 80g/ℓ 미만인 경우에는 유효 자유불산 농도가 유지되지 않아 불산의 해리가 발생하여 산세력이 약화되므로, 미산세의 문제가 생길 수 있으며, 150g/ℓ를 초과하는 경우에는 황산 희석 조업 중에 발열이 발생하여 조업이 곤란하게 되는 등의 문제가 있는바, 상기 범위의 농도로 황산을 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 페라이트계 스테인리스 강의 산화스케일 중, Si 산화물은 페라이트계 결정의 그레인 표면 및 그레인과 그레인 간의 결정립계에 모두 존재하며, 결정립계의 Si 산화물은 모재 내부의 더 깊은 위치에까지 존재한다. 오스테나이트계 스테인리스강의 경우에는 결정의 내식성이 높아 결정립계부터 우선적으로 침식되는 것과 달리, 페라이트계 스테인리스 강은 결정의 내식성이 낮기 때문에 결정 내부와 결정립 사이의 침식 속도차가 없고, 따라서 그레인 표면과 결정립계가 선택성 없이 전적으로 용해된다. 따라서, Si 산화물을 모두 제거하기 위해서는 상당 부분의 모재가 용해될 필요가 있다.

이때, 모재로부터 Fe^{2 +}가 용출되며, 용출된 Fe^{2 +}는 과산화수소와 반응하여 Fe³⁺로 산화된 후, HF와 결합하여 FeF_x ^(3-x)로 착화합물을 생성되어 강판 표면에서 제거된다. 상기 반응은 다음 반응식 (3) 내지 (6)과 같이 표현할 수 있으며, 이와 같은 과정이 원활하게 진행되어야 산세속도를 높일 수 있다.

Fe⁰ → Fe^{2 +} + 2e^- (3)

Fe^{2 +} + H₂O₂ → Fe^{3 +} + ·OH + OH^- (4)

Fe^{3 +} + 3HF → FeF₃ + 3H⁺ (5)

Cu^{2 +} + 2e^- → Cu⁰ (6)

이때 상기 혼산 산세액 내에 과산화수소 농도가 부족할 경우, 식 (4)의 반응이 이루어지지 않아 강판표면의 Fe^{2 +} 농도가 국부적으로 증가하여 식 (3)의 왼쪽 방향의 반응이 우세하게 된다. 이 경우 식 (6)과 같이 Fe 및 스테인리스강에 첨가물 혹은 불순물로 존재하는 Cu 등이 강판표면에 재석출되어, 강판표면이 검게 변하는 흑변 현상이 발생한다. 따라서 잔류 과산화수소 농도가 항상 일정 농도 이상 존재하는 것이 바람직하며, 산세액 중의 적합한 과산화수소 농도는 3-20g/l의 범위로 존재하는 것이 바람직하다.

상기 과산화수소 농도는 산세용액 중에 존재하는 철 용액의 농도와 상관성이 있음을 실험적으로 알아내었으며, 이러한 상관관계는 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다.

이때 혼산 산세액 중의 금속이온의 농도는 40g/l 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 철 이온과 같은 금속이온의 농도가 40g/l를 초과하는 경우에는 상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이 과산화수소의 사용량이 급격하게 증가하게 되어, 비용 증대를 초래하는바, 40g/l 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 예를 들어, 혼산 산세액을 이온교환수지필터 등의 적절한 여과장치를 통해 금속이온을 제거한 후 혼산조로 순환시키는 수단을 부가할 수 있다.

나아가, 본 발명자의 실험에 의해 미려한 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 얻기 위해서는 3~4g/㎡·min 정도의 스케일 및 모재가 혼산조에서 제거되어야 함을 알아냈으며, 고속으로 냉연강판을 생산하기 위해서는 8~20g/㎡·min 정도의 산세속도 확보가 필요하였다. 스테인리스 강은 강종마다 고유한 전위-전류사이의 상관관계를 갖고 있으며, 이때 발생하는 전류는 산세속도로 표현할 수 있다. 결국 표면전위를 조정함으로써 최대 산세속도 구현이 가능하다.

페라이트계 스테인리스강에 있어, 표면전위는 용액의 산화환원전위(ORP)와는 상관관계가 없으며, 용액의 온도와 산세과정에서 발생하는 철이온 농도, 가장 밀접하게는 산세액 중의 잔류 과산화수소의 농도와 상관관계를 갖는 것을 알아내었다.

즉, 상기 과산화수소는 스트립의 표면 전위를 올려주는 작용을 하며, 이때, 스트립의 표면 전위에 따라 스케일 및 모재의 용해속도가 변화하게 된다. 상기한 바와 같은 산세액 조성을 갖는 경우에 가장 높은 용해속도를 나타내는 스트립의 표면 전위는 감홍 전극 대비 -0.2 내지 0V의 범위임을 실험적으로 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과로부터, 상기와 같은 산세액 조성 하에서 과산화수소의 투입량을 결정할 수 있으며, 표면 과산세를 막기 위한 혼산조의 온도 및 스트립 전위를 결정할 수 있다.

이와 같은 혼산 산세액에 침지하는 공정은 2단계로 수행할 수 있다. 단일 공정에 의해 혼산 침지공정을 수행하는 경우, 산세 처리를 위한 강판이 혼산조에 공급될 때, 반응열로 인한 혼산 용액의 급격한 온도 상승이 발생하게 되며, 이로 인해 혼산 용액 내의 과산화수소의 분해가 활발하게 진행된다. 따라서, 과산화수소의 소모량이 증대하여 공정의 소요 비용 증대를 초래하는 문제가 있다. 그러므로, 혼산 용액에 침지하는 공정을 2 단계로 수행하는 것이 바람직하다.

이때, 제1 산세조의 용액 온도는 제2 산세조의 용액온도보다 낮은 것이 바람직하다. 제1 산세조에서는 강판 상의 산화물층이 상대적으로 많기 때문에 과산화수소와 산화물층의 반응이 활발하게 된다. 따라서, 상대적으로 낮은 온도에서 산세반응을 도모하더라도 높은 수준의 산세력을 확보할 수 있다. 나아가, 제2 산세조에서는 상대적으로 산화물층이 적기 때문에 동일한 온도의 산세용액으로 산세를 수행하는 경우에는 산세력이 약화될 수 있다. 그러므로, 제2 산세조는 제1 산세조에 대하여 용액의 온도를 높여 주는 것이 산세력을 높이는데 바람직하다. 이로 인해, 각각의 산세조에서 균등한 수준의 산세력을 얻을 수 있어 우수한 품질의 강판을 얻을 수 있게 된다.

이와 달리 제1 혼산조의 용액 온도가 더 높은 경우에는 급격한 반응에 의한 온도 상승을 초래하여 과산화수소의 소모량이 증대되는 반면, 제2 혼산조에서는 상대적으로 반응이 활발하지 않아 최종적으로 산세 후에 얻어지는 강판 표면에 미산세로 인해 산화물이 잔존할 수 있으며, 전체적으로 얻어지는 강판의 품질에 비하여 과산화수소의 소모량만 증대시키는 문제가 있다.

각 산세조에서의 산세액 온도는 제1 산세조 내의 산세액은 30-40℃의 범위로 설정하고, 제2 산소제 내의 산세액은 35-45℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 온도가 높은 경우에는 과산화수소 소모량이 증대될 수 있고, 상기 범위보다 낮은 경우에는 충분한 산세 효과가 얻어지지 않을 수 있다.

산세액 내의 침지 시간은 조업 조건에 따라 변동될 수 있는 것으로서, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 전체적으로 25-72초 동안 수행할 수 있으며, 각 산세조에서의 조업시간은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으나, 제1 산세조에서의 급격한 반응 및 과산화수소의 사용량 증대 등을 고려하여 제1 산세조 내의 침지시간이 제2 산세조 내의 침지시간에 비하여 짧은 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

실시예

실시예 1

본 실시예는 냉연강판의 산세성에 미치는 황산농도 및 자유불산의 영향을 확인하기 위해 전해산세에 의해 외층의 스케일을 제거한 후 표 1과 같이 혼산조의 조건으로 황산 및 불산을 황산 50~200g/L, 자유 불산 5~30g/L로 변화시켰다. 한편, 과산화수소는 15g/L를 포함하였다. 이러한 산세액은 35℃로 유지하였으며, 강판을 산세액에 30초간 침지하여 산세를 수행하였다.

혼산에 의해 얻어진 강판에 대하여 스케일의 잔류여부를 관찰하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에서 강판의 표면에 스케일이 잔류하는 경우에는 미산세, 표면이 심하게 침식된 경우는 과산세로 표시하였다.

	황산 농도(g/L)	불산 농도(g/L)	산세 평가
비교예 1	50	5	미산세
비교예 2	60	15	미산세
비교예 3	70	10	미산세
비교예 4	80	25	산세
비교예 5	90	15	산세
발명예 1	100	10	산세
발명예 2	120	10	산세
발명예 3	150	15	산세
비교예 6	180	20	과산세
비교예 7	200	30	과산세

실시예 2

본 실시예는 페라이트계 냉연강판의 혼산 산세에서 -0.2V의 표면전위를 얻기 위한 과산화수소 농도와 철 이온 농도와의 관계를 확인하기 위한 것이다. 냉연강판의 산세성에 미치는 인가전위의 영향을 확인하기 위해 전해산세에 의해 외층의 스케일을 제거한 후 평가하였다.

혼산조의 조건은 황산 100g/L, 자유 불산 10g/L, 과산화수소 15g/L 및 35℃의 산세액에 30초간 침지한 후 얻은 강판에 대하여 스케일의 잔류여부를 관찰하였다.

그 결과를 표 2 및 도 1에 나타내었다. 표 1에서 강판의 표면에 스케일이 잔류하지 않는 경우에는 ○로 표시하고, 스케일이 잔류하는 경우에는 미산세로 평가하여 ×로 표시하였다.

	인가전위 (V)	산세 유무
비교예 1	0.6	×
비교예 2	0.4	×
비교예 3	0.3	×
비교예 4	0.2	×
비교예 5	0.1	×
발명예 1	0.0	○
발명예 2	-0.1	○
발명예 3	-0.2	○
비교예 6	-0.3	×
비교예 7	-0.4	×

한편, 도 1의 결과로부터 강판표면전위를 -0.2V 이상 유지하기 위한 철 이온 농도에 따른 최소 과산화수소 농도의 관계를 식으로 나타내면, 다음과 같이 표현할 수 있다.

실시예 3

본 실시예는 냉연강판의 산세 조업시 과수의 분해에 미치는 금속 이온 농도의 영향을 관찰하기 위해서 전해산세에 의해 외층의 스케일을 제거한 시험편을 이용하여 평가하였다.

혼산조의 조건은 표 1과 같이 황산 100g/L, 자유 불산 10g/L, 과산화수소 15g/L 및 금속 이온 농도를 변화시킨 35℃의 산세액에 30초간 침지한 후 과산화수소가 초기 농도의 절반으로 분해되는 속도를 측정하였다.

표 1의 결과는 금속 이온이 10g/L 존재시 과수가 절반으로 분해되는데 걸리는 시간을 1로 하여 상대적인 값을 나타낸 것이다.

	금속 이온 농도(g/L)	절반으로 감소하는데 걸리는 시간
비교예 1	60	0.1
비교예 2	50	0.3
발명예 1	40	0.7
발명예 2	30	0.8
발명예 3	20	0.9
발명예 4	10	1

상기 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 금속이온의 농도는 40g/l 이하일 때 과산화수소가 서서히 분해되었으나, 40g/l를 초과하는 경우에는 과수의 분해속도가 급격하게 증가함을 알 수 있다.

실시예 4

본 실시예는 냉연강판의 산세 조업시 혼산조 1 및 2의 온도를 조절하였을 때의 혼산조 내의 온도 증가 및 과산화수소 소모성에 미치는 영향을 관찰하기 위한 것으로서, 전해산세에 의해 외층의 스케일을 제거한 시험편을 이용하여 평가하였다. 혼산조의 조건은 황산 100g/L, 자유 불산 10g/L, 과산화수소 15g/L 및 금속 이온 농도 10g/L로 조정한 용액을 혼산조 1 및 2의 온도를 변화시키면서 30초간 침지한 후 혼산조 1에서의 온도 상승 정도 및 전체 과산화수소 소모량을 평가하였다.

	혼산조 1 온도 (℃)	혼산조 2 온도 (℃)	혼산조 1 온도상승 (℃)	과산화수소 소모량
비교예 1	40	30	15	중
비교예 2	40	35	15	중
비교예 3	45	30	20	대
발명예 1	30	35	3	소
발명예 2	30	40	3	소
발명예 3	35	45	5	소

상기 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1 내지 3과 같이 혼산조 1의 온도가 높은 경우에는 혼산조의 큰 온도 상승을 나타내며, 이로 인해 과산화수소의 소모량이 큼을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 열처리된 페라이트계 냉연강판을 중성염 전해공정, 황산 전해공정을 거친 후, 황산, 자유불산 및 과산화수소를 포함하는 혼산 산세액에 침지하여 산화 스케일을 제거하는 산세 방법으로서,
   상기 혼산 산세액은 황산 80-150g/l, 자유불산 8-30g/l 및 과산화수소 3-20g/l을 포함하되, 초기 혼산 산세액은 Fe^{3 +} 이온을 포함하지 않으며,
   상기 혼산 산세액에 침지하는 단계는 30-40℃의 혼산 산세액에 침지하는 제1 침지단계 및 35-45℃의 혼산 산세액에 침지하는 제2 침지단계로 구성되며, 상기 제1 및 제2 침지단계의 전체 침지시간은 25-72초인 고 크롬 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 산세방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 과산화수소는 철 이온 농도와의 관계에서 다음 식
   

   

   
   을 만족하는 것을 특징으로 하는 고 크롬 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 산세방법.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 혼산 산세액 내의 철 이온의 농도를 40g/l 이하로 유지시키는 것을 특징으로 하는 고 크롬 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 산세방법.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 혼산 침지 단계에서 강판의 표면 전위를 -0.2 내지 0V 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 산세방법.

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