KR101696119B1

KR101696119B1 - 산세 강판의 수세 조성물 및 이를 이용한 산세 강판의 수세 방법

Info

Publication number: KR101696119B1
Application number: KR1020150184674A
Authority: KR
Inventors: 박노범; 고경필
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-01-13

Abstract

본 발명은 산세 강판의 수세 조성물 및 이를 이용한 산세 강판의 수세 방법에 관한 것으로, 인산에스테르 화합물, 시트르산, 소디움카보네이트, 소디움아세테이트, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 및 잔부의 물을 포함하는 산세 강판의 수세 조성물; 및 이를 이용한 산세 강판의 수세 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 강판의 산세 공정에 있어서 재산화의 발생을 억제시킴으로써, 고산화성 강 성분을 많이 함유하고 있는 기가급 고강도 강판의 생산 시에도 백색도가 우수한 표면 품질을 획득할 수 있다.

Description

산세 강판의 수세 조성물 및 이를 이용한 산세 강판의 수세 방법{AQUEOUS SOLUTION COMPOSITION FOR PICKLING STEEL SHEET AND METHOD FOR WASHING THE PICKLING STEEL SHEET USING THE SAME}

본 발명은 산세 강판의 수세 조성물 및 이를 이용한 산세 강판의 수세 방법에 관한 것으로, 산세 후 강판 표면이 재산화되어 어둡게 변하는 현상을 방지하여 표면 백색도가 우수한 강판을 얻을 수 있도록 하는 산세 공정에서의 수세 조성물 및 이를 이용한 수세 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고온으로 열처리 후 열간압연을 실시하는 열연강판, 냉간압연 후 연속 소둔 공정에서 수냉을 실시한 일부의 냉연강판, 또는 일정 시간 이상 대기 중에 노출된 강판의 표면에는 여러 형태의 산화물 피막이 형성되어 있다. 이러한 산화물 피막은 후공정의 품질을 저하시키기 때문에 산세 공정에서 제거하게 된다.

상기 산세 공정은 강판 표면의 산화물 피막을 산 용액으로 제거하는 산세 단계, 산세 시 강판에 묻어있는 산 용액을 제거하기 위한 수세 단계 및 수세 시 묻어있는 수분을 제거하기 위한 건조 단계를 함께 포함하고 있다. 그러나, 상기 수세 단계 및 건조 단계에서 강판 표면이 다시 산화되어 강판의 표면이 어둡게 변하는 문제가 있었다. 특히 고강도 강은 망간, 실리콘, 알루미늄, 마그네슘과 같은 강산화성 강 성분이 많이 함유되어 있기 때문에 재산화에 의한 백색도 저하가 더욱 심하게 나타난다.

종래 상기 산세 공정의 표면 품질을 향상하기 위한 대표적인 방법은, 한국특허출원 제2000-0082171호에 개시된 바와 같이 수세액의 pH 조절을 위해 수산화나트륨을 사용하는 기술이지만, 이와 같은 pH 조절만으로는 백색도를 향상하는 효과가 크게 부족하였다.

한편, 한국특허출원 제2006-0079405호는 알킬아민, 알킬디아민 및 알킬테트라아민 중 하나 또는 둘 이상, 고온 안정화제로서 테트라하이드로-1,4-옥사진 및 수용액 안정화제로서 무수 시트릭에시드를 포함하는 것을 특징으로 하지만, 이와 같은 경우에도 백색도를 향상하는 효과가 부족한 것으로 나타났다.

따라서, 백색도를 향상시켜 강판의 표면 품질이 개선될 수 있는 수세 조성물 및 이를 이용한 수세 방법이 제공되는 경우 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

이에 본 발명의 한 측면은 산세 후 강판 표면이 재산화되어 어둡게 변하는 현상을 방지하여 표면 백색도가 우수한 강판을 얻을 수 있는 산세 강판의 수세 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 측면은 이와 같은 본 발명의 수세 조성물을 이용한 산세 강판의 수세 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 견지에 의하면, 인산에스테르 화합물, 시트르산, 소디움카보네이트, 소디움아세테이트, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 및 잔부의 물을 포함하는 산세 강판의 수세 조성물이 제공된다.

상기 수세 조성물은 인산에스테르 화합물 15 내지 24 중량%, 시트르산 5 내지 15중량%, 소디움카보네이트 2 내지 10 중량%, 소디움아세테이트 2 내지 7 중량%, DTPA 1 내지 7 중량% 및 잔부의 물을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 인산에스테르 화합물은 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트), 트리아릴 포스페이트 이소프로필레이트, 디메틸메틸 포스페이트, 테트라페닐 m-페닐렌 비스(포스페이트), 트리에틸 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.

상기 수세 조성물은 pH가 8 이상인 것이 바람직하다.

상기 수세 조성물은 pH가 8.5 내지 11.5인 것이 바람직하다.

상기 수세 조성물은 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 물에 희석되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 인산에스테르 화합물, 시트르산, 소디움카보네이트, 소디움아세테이트, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 및 잔부의 물을 혼합하여 산세 강판의 수세 조성물을 제조하는 단계; 상기 수세 조성물을 물에 희석하는 단계; 및 산세 강판을 상기 수세 조성물에 침지하는 단계를 포함하는 산세 강판의 수세 방법이 제공된다.

상기 수세 조성물을 물에 희석하는 단계는 상기 수세 조성물을 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 물에 희석하여 수행되는 것이 바람직하다.

상기 수세 조성물은 pH가 8 이상인 것이 바람직하다.

상기 수세 조성물은 pH가 8.5 내지 11.5인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 강판의 산세 공정에 있어서 재산화의 발생을 억제시킴으로써, 고산화성 강 성분을 많이 함유하고 있는 기가급 고강도 강판의 생산 시에도 백색도가 우수한 표면 품질을 획득할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 산세 후 강판 표면이 재산화되어 어둡게 변하는 현상을 방지하여 표면 백색도가 우수한 강판을 얻을 수 있는 산세 공정에서의 수세 조성물 및 이를 이용한 수세 방법이 제공된다.

본 발명에 의한 산세 강판의 수세 조성물은 인산에스테르 화합물, 시트르산, 소디움카보네이트, 소디움아세테이트, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 및 잔부의 물을 포함하는 것이며, 바람직하게 상기 수세 조성물은 인산에스테르 화합물 15 내지 24 중량%, 시트르산 5 내지 15중량%, 소디움카보네이트 2 내지 10 중량%, 소디움아세테이트 2 내지 7 중량%, DTPA 1 내지 7 중량% 및 잔부의 물을 포함하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 인산에스테르 화합물은 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트), 트리아릴 포스페이트 이소프로필레이트, 디메틸메틸 포스페이트, 테트라페닐 m-페닐렌 비스(포스페이트), 트리에틸 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.

상기 인산에스테르 화합물이 15 중량% 미만의 함량으로 첨가되는 경우에는 충분한 백색도 향상능을 발휘할 수 없는 문제가 있으며, 25 중량%를 초과하는 경우에는 수세 시 강판에 얼룩이 발생하는 문제가 있다. 보다 바람직하게, 상기 인산에스테르 화합물은 18 내지 21 중량%의 함량으로 포함되는 것이다.

상기 시트르산은 고강도 강의 백색도 향상을 구현할 수 있도록 하는 성분으로, 5 중량% 미만의 함량으로 첨가되는 경우에는 충분한 백색도 향상능을 발휘할 수 없는 문제가 있으며, 15 중량%를 초과하는 경우 수세 시 침전물이 발생하는 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 시트르산은 9 내지 13 중량%의 함량으로 포함되는 것이다.

상기 소디움카보네이트는 본 발명의 수세액 조성물의 pH를 조절하기 위해 사용된 성분으로, 2 중량% 미만인 경우에는 배색도 향상에 유리한 pH로 조절이 어려운 문제가 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우 수세 시 침전물이 발생하는 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 소디움카보네이트는 4 내지 8 중량%의 함량으로 포함되는 것이다.

상기 소디움아세테이트는 본 발명의 수세액 조성물의 pH를 조절하고 용액 안정성을 향상시키기 위해 사용된 성분으로, 2 중량% 미만인 경우에는 수세 시 침전물이 발생하는 문제가 있으며, 12 중량%를 초과하는 경우 효과가 포화되고 강판에 얼룩이 발생하는 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 소디움아세테이트는 5 내지 9 중량%의 함량으로 포함되는 것이다.

상기 DTPA(diethylene tetramine penta acetic acid, 디에틸렌테트라민펜타아세트산)는 본 발명의 수세액 조성물의 백색도 향상을 위해 사용된 성분으로, 1 중량% 미만인 경우에는 충분한 백색도 향상능을 발휘할 수 없는 문제가 있으며, 7 중량%를 초과하는 경우 용액 안정성이 저하되는 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 DTPA는 2 내지 4 중량%의 함량으로 포함되는 것이다.

나아가, 본 발명의 산세 강판의 수세 조성물은 잔부의 물을 포함한다. 즉, 상기 물은 본 발명의 산세 강판의 수세 조성물의 다른 성분과 함께 전제 조성물이 100 중량%가 되는 양으로 포함되는 것이다. 본 발명에 있어서 상기 물을 정제수를 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본 발명의 산세 강판의 수세 조성물은 강판의 부식 속도를 감소시키기 위해 pH가 조절되는 것이 바람직하며, 상기 수세 조성물은 pH가 8 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게 상기 수세 조성물은 pH가 8.5 내지 11.5인 것이다.

상기 본 발명의 산세 강판의 수세 조성물의 pH가 8.0 미만인 경우에는 부식 속도 감소 효과가 적어 충분한 백색도 향상능을 발휘할 수 없는 문제가 있다. 반면, 본원발명과 같이 pH가 8 이상인 산세 강판의 수세 조성물을 이용하는 경우에는 강판이 약 부식 영역 혹은 안정 영역에서 수세될 수 있기 때문에 백색도가 향상될 수 있다.

본 발명의 상기 수세 조성물은 산세 강판의 수세에 적용되는 경우, 추가의 물에 희석하여 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 물에 희석될 수 있다. 상기 희석된 수세 조성물의 농도가 0.05 중량% 미만인 경우에는 충분한 백색도 향상능을 발휘할 수 없는 문제가 있으며, 1.5 중량%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화되어 경제성 측면에서 더 이상의 첨가는 의미가 크지 않으므로, 비경제적인 문제가 있다.

상기 본 발명의 수세 조성물이 적용될 수 있는 산세 강판은 특히 제한되는 것은 아니나, 열연산세 공정, 열연산세도유 공정, 열연산세도금 공정, 연속소둔 공정, 스테인레스 공정, 용융도금 공정, 전기아연도금 공정 등과 같이 철강을 산세하는 어떠한 공정에서 산세된 강판일 수 있으며, 특히 제한되는 것은 아니다.

상기와 같은 본 발명의 수세 조성물을 이용하여 산세 공정에서 수세를 행할 경우 고강도 강판의 백색도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 산세 강판의 수세 방법은 인산에스테르 화합물, 시트르산, 소디움카보네이트, 소디움아세테이트, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 및 잔부의 물을 혼합하여 산세 강판의 수세 조성물을 제조하는 단계; 상기 수세 조성물을 물에 희석하는 단계; 및 산세 강판을 상기 수세 조성물에 침지하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 산세 강판의 수세 방법에 있어서 수세 조성물의 각 성분 및 함량에 관한 내용은 상술한 바와 같다.

또한, 상술한 바와 같이 상기 수세 조성물을 물에 희석하는 단계는 상기 수세 조성물을 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 물에 희석하여 수행되는 것이 바람직하며, 상기 희석된 수세 조성물의 농도가 0.05 중량% 미만인 경우에는 충분한 백색도 향상능을 발휘할 수 없는 문제가 있으며, 1.5 중량%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화되어 경제성 측면에서 더 이상의 첨가는 의미가 크지 않으므로, 비경제적인 문제가 있다.

한편, 상기 침지하는 단계는 상온에서 1 내지 60초간, 바람직하게는 5 내지 20초간, 예를 들어 약 10초간 수행되는 것으로, 이와 같이 본 발명의 수세 조성물을 이용하는 경우 상온에서 짧은 시간 동안 충분한 수세가 가능하고, 강판의 백색도가 향상될 수 있다.

나아가, 본 발명의 수세 방법은 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이때 건조 방식은 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 열풍 건조, 오븐 건조 등 의 방식에 의해 수행될 수 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실험예 1: 수세 조성물의 조성에 따른 백색도 향상 효과 평가

산세 소재는 망간 2.8 중량%와 실리콘 1.1 중량%인 1.2mm 두께의 980DP 열연강판을 가로 x 세로 100 x 100 mm 크기로 가공하여 사용하였고, 15 중량%와 80 ℃의 염산 500ml에 30초간 침적하여 산세를 행하였다.

한편, 그 결과 획득되는 산세 강판의 수세는 상온의 증류수 500ml에 본 발명의 수세 조성물 0.5%를 첨가하여 10초간 침적하여 수행하였다.

이때 사용된 수세 조성물은 하기 표 1에 기재된 성분 및 함량으로 제조하여 최종 수세 조성물을 획득하였다. 하기 표 1에서 100 중량%를 기준으로 나머지 함량으로는 물이 포함되는 것이다.

한편, 이와 같은 각각의 수세 조성물에 있어서 강판의 백색도 향상능과 용액 안정성을 측정하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

이때, 상기 백색도 향상능은 색차계(Minolta Spectrophotometer, CM3700d)를 사용하여 산세를 마친 시료의 백색도를 측정하여 다음의 기준으로 평가하였다.

<백색도 향상능 평가 기준>

○ : 백색도 61 이상

X : 백색도 61 미만

또한, 용액 안정성은 수세 조성물 원액을 50 ℃ 항온조에서 3일 동안 보관하여 보관 전후의 점도 변화를 측정하고 슬러지 발생여부를 관찰하는 방법과, 증류수에 수세 조성물 0.5%를 첨가하여 산세 시료를 수세한 후 침전물이나 부유물 발생 여부를 관찰하는 방법을 사용하여 다음의 기준으로 평가하였다.

<용액 안정성 평가 기준>

○: 점도 변화 20% 이내 그리고 슬러지 발생 없음 그리고 침전물/부유물 발생 없음

X: 점도 변화 20% 초과 또는 슬러지 발생 있음 또는 침전물/부유물 발생 있음

기타 문제점의 항목에 있어서는, 기타 문제점이 없는 경우를 ○로 표시하고, 기타 문제점이 있는 경우는 해당 문제점을 간략히 기재하였다.

구분	수세 조성물 (중량%)					품질 특성
구분	인산에스테르	시트르산	소디움카보네이트	소디움아세테이트	DTPA	백색도 향상능	용액 안정성	기타 문제점
비교예 1	12	11	6	7	3	X	○	○
실시예 1	15	11	6	7	3	○	○	○
실시예 2	19	11	6	7	3	○	○	○
실시예 3	24	11	6	7	3	○	○	○
비교예 2	26	11	6	7	3	○	○	얼룩
비교예 3	19	3	6	7	3	X	○	○
실시예 4	19	5	6	7	3	○	○	○
실시예 5	19	11	6	7	3	○	○	○
실시예 6	19	15	6	7	3	○	○	○
비교예 4	19	17	6	7	3	○	X	○
비교예 5	19	11	1	7	3	X	○	○
실시예 7	19	11	2	7	3	○	○	○
실시예 8	19	11	6	7	3	○	○	○
실시예 9	19	11	10	7	3	○	○	○
비교예 6	19	11	10	7	3	○	X	○
비교예 7	19	11	6	1	3	○	X	○
실시예 10	19	11	6	2	3	○	○	○
실시예 11	19	11	6	7	3	○	○	○
실시예 12	19	11	6	12	3	○	○	○
비교예 8	19	11	6	15	3	○	○	얼룩
비교예 9	19	11	6	7	0	X	○	○
실시예 13	19	11	6	7	1	○	○	○
실시예 14	19	11	6	7	3	○	○	○
실시예 15	19	11	6	7	7	○	○	○
비교예 10	19	11	6	7	10	○	X	○

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본원발명에 의한 산세 조성물의 경우 백색도 향상능과 용액안정성이 우수하고 기타 문제점 없이 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

실험예 2: 수세 조성물의 pH 및 첨가량에 따른 백색도 향상 효과 평가

수세 조성물을 물에 희석하여 사용 시 이때 pH와 수세 조성물의 첨가량을 변화시키면서, 상기 실험예 1과 동일한 산세와 수세방법으로 실험한 시료의 백색도 향상능과 용액 안정성을 실험예 1과 동일한 방법으로 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

구분	수세 조성물 조건		품질특성
구분	pH	첨가량 (%)	백색도 향상능	용액 안정성	기타 문제점
비교예 11	7.5	0.5	X	○	○
실시예 16	8.0	0.5	○	○	○
실시예 17	9.5	0.5	○	○	○
실시예 18	11.5	0.5	○	○	○
비교예 12	8.5	0.03	X	○	○
실시예 19	8.5	0.05	○	○	○
실시예 20	8.5	0.5	○	○	○
실시예 21	8.5	1.0	○	○	○
실시예 22	8.5	1.5	○	○	경제성

그 결과, 상기 표 2에 나타난 바와 같이 본원발명에 따른 수세 조성물의 범위에 속하는 조건으로 산세를 행할 경우는 백색도 향상능과 용액안정성이 우수하고 기타 문제점 없이 우수한 특성을 보이는 것을 알 수 있었다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

인산에스테르 화합물 15 내지 24 중량%, 시트르산 5 내지 15중량%, 소디움카보네이트 2 내지 10 중량%, 소디움아세테이트 2 내지 7 중량%, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 1 내지 7 중량% 및 잔부의 물을 포함하는 산세 강판의 수세 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 인산에스테르 화합물은 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트), 트리아릴 포스페이트 이소프로필레이트, 디메틸메틸 포스페이트, 테트라페닐 m-페닐렌 비스(포스페이트), 트리에틸 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 종 이상의 화합물인, 산세 강판의 수세 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수세 조성물은 pH가 8 이상인, 산세 강판의 수세 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수세 조성물은 pH가 8.5 내지 11.5인, 산세 강판의 수세 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수세 조성물은 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 물에 희석되는, 산세 강판의 수세 조성물.
인산에스테르 화합물 15 내지 24 중량%, 시트르산 5 내지 15중량%, 소디움카보네이트 2 내지 10 중량%, 소디움아세테이트 2 내지 7 중량%, DTPA(디에틸렌테트라민펜타아세트산) 1 내지 7 중량% 및 잔부의 물을 혼합하여 산세 강판의 수세 조성물을 제조하는 단계;
상기 수세 조성물을 물에 희석하는 단계; 및
산세 강판을 상기 수세 조성물에 침지하는 단계
를 포함하는, 산세 강판의 수세 방법.
제7항에 있어서, 상기 수세 조성물을 물에 희석하는 단계는 상기 수세 조성물을 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 물에 희석하여 수행되는, 산세 강판의 수세 방법.
제7항에 있어서, 수세 방법은 건조하는 단계를 추가로 포함하는, 산세 강판의 수세 방법.
삭제
제7항에 있어서, 상기 인산에스테르 화합물은 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트), 트리아릴 포스페이트 이소프로필레이트, 디메틸메틸 포스페이트, 테트라페닐 m-페닐렌 비스(포스페이트), 트리에틸 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 종 이상의 화합물인, 산세 강판의 수세 방법.
제7항에 있어서, 상기 수세 조성물은 pH가 8 이상인, 산세 강판의 수세 방법.
제7항에 있어서, 상기 수세 조성물은 pH가 8.5 내지 11.5인, 산세 강판의 수세 방법.