KR101900531B1 - 강재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

용강을 몰드 파우더와 함께 주형에 흘려넣고, 이 주형 내에서 용강이 서서히 응고된다. 주형 내에서 응고되면서 성형된 슬래브가, 주형으로부터 연속적으로 취출된다. 주형으로부터 취출된 슬래브에, 예를 들어 탄성 지석과 전극이 배치된 감면 헤드를 이용하여 전해 지립 감면을 실시한다. 전해 지립 감면에 의해 슬래브 표면으로부터 파우더가 유입되어 형성된 층이나 흠집이 제거된다. 전해 지립 감면 후의 슬래브에, 열간 압연, 어닐링, 숏 블라스트/디스케일, 냉간 압연, 어닐링, 산세 등이 적절하게 실시되어, 강재가 제조된다.

Description

강재의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING STEEL}

본 발명은 강재의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 슬래브를 열간 압연 처리하여 강재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근, 강괴를 분괴 압연하여 슬래브 등의 강편을 형성하고, 형성된 강편을 압연하여 강재를 제조하는 분괴 압연법 외에, 주형 내에 용강을 주입하고, 응고된 강편을 연속적으로 주형 내로부터 인발하여 슬래브 등의 강편을 형성하고, 이 강편을 압연하여 강재를 제조하는 연속 주조법이 보급되고 있다. 이 연속 주조법으로 슬래브, 빌릿, 블룸, 빔 블랭크와 같은 강편을 형성할 때, 주형과 용강 표면의 윤활성을 높이기 위해 몰드 파우더(이후, 파우더라 함)를 주형 내에 투입하면서 주조를 행하고 있다.

분괴 압연법 혹은 연속 주조법에 의해 제조된 강편은 그 후, 열간 압연이나 냉간 압연 등의 압연 공정에 제공되고, 적절하게 어닐링 처리나 산세 처리 등이 부가되어 강재가 제조된다. 강재로서, 예를 들어 연속 주조법을 이용한 스테인리스의 강판 제조에서는, 용강의 흘려넣음, 슬래브의 연속 주조, 슬래브 표면의 손질, 슬래브의 가열, 열간 압연, 어닐링, 숏 블라스트, 산세, 코일 그라인더, 냉연, 어닐링·산세 또는 광휘 어닐링을 행하여 스테인리스 강편판이 제조되고 있다[일본 특허 공개 평7-286215호 공보(특허문헌 1)].

상기한 바와 같은 강재의 제조 공정에 있어서, 연속 주조된 강편의 표면은 산화 피막으로 덮여 있지만, 강편을 제조할 때, 주형에 강편이 눌어붙지 않도록 주형을 진동시키므로 강편 표면에는 오실레이션 마크라 불리는 주기적인 요철이 형성되는 경우가 있다. 또한, 강편의 표면에는, 연속 주조시에 주형 내에 투입되는 몰드 파우더의 유입 등에 의해 몰드 파우더가 유입되어 형성된 층이 형성되는 경우가 있고, 이로 인해 강편이 압연된 압연판의 표면에, 경우에 따라서는 수백 마이크로미터 정도의 긁힘 흠집이나 압입, 크레이징 등의 표면 결함이 형성되는 경우가 있다.

이와 같이, 강편의 표면 품질은, 압연 공정에 있어서의 공정 수율이나 품질에 큰 영향을 미치므로, 강편의 품질을 최대한 개선해 두는 것이 중요하다. 이로 인해 현재는, 슬래브 등의 강편의 표면을 지석으로 연삭하거나 스카퍼(scarfer)로 처리하거나 하여, 표면 스케일, 오실레이션 마크 및 몰드 파우더가 유입되어 형성된 층 등을 강편으로부터 제거하고 있다.

또한, 스테인리스 강재의 표면을 감면하기 위한 장치도 개발되어 있고[국제 공개 제2005/000512호(특허문헌 2)], 이러한 장치를 사용하여 압연판의 표면을 감면하는 기술도 검토되고 있다[일본 특허 공개 제2007-138283호 공보(특허문헌 3)].

일본 특허 공개 평7-286215호 공보 국제 공개 제2005/000512호 일본 특허 공개 제2007-138283호 공보

그러나, 깊은 피트 형상의 결함까지 삭제하는 연삭 가공은 지석의 부하나 비용의 상승을 수반하는 동시에, 슬래브의 손질에 관한 수율을 저하시켜, 충분한 표면 품질의 강재를 제공하는 경우는 비용이 높아지고, 비용을 저감시키는 경우는 슬래브를 충분한 표면 품질로 할 수 없는 경우가 있었다.

또한, 핫 스카퍼나 콜드 스카퍼 등의 스카퍼를 사용한 슬래브의 손질에서는, 그라인더에 비해 표층 부분의 제거 능력이 높은 반면, 스카퍼가 구비하는 노즐로부터 가연성 가스를 분출시켜 슬래브 표면의 손질을 행하므로, 슬래브에 수 ㎜ 정도의 굴곡이 발생해 버리는 경우가 있었다.

이러한 상황 중에서, 열간 압연 공정 전에, 슬래브의 표면 결함을 감소시키는 것이 요구되고 있었다.

본 발명의 강재의 제조 방법은 이하와 같다.

[1]

용해된 금속을 주조하여 슬래브를 제조하는 슬래브 제조 공정 및 열간 압연 처리 공정을 갖는 강재의 제조 방법이며,

탄성 지석 및 플렉시블 지립 유닛으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상과 전극을 갖는 감면 장치를 이용하여, 상기 전극에 전압을 인가하여 슬래브를 감면 처리하는 전해 지립 감면 처리 공정을 포함하는, 강재의 제조 방법.

[2]

감면 장치가, 헤드 받침대, 회전축 및 헤드 받침대의 하면에 설치된 전극, 탄성 지석 및 플렉시블 지립 유닛으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 갖는 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드이며, 전극과 강재 사이에 전해액을 흘리면서 감면 처리가 행해지는, [1]에 기재된 강재의 제조 방법.

[3]

전해 지립 감면용 회전 감면 헤드에 있어서, 탄성 지석 또는 플렉시블 지립 유닛이 전극보다도 돌출되어 배치되어 있는, [2]에 기재된 강재의 제조 방법.

[4]

슬래브 제조 공정에 있어서, 슬래브가 주형으로부터 연속적으로 취출되는, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 강재의 제조 방법.

[5]

상기 슬래브가 스케일 파쇄된 슬래브인, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 강재의 제조 방법.

[6]

상기 스케일 파쇄가 숏 블라스트에 의해 행해지는, [5]에 기재된 강재의 제조 방법.

[7]

전극과 슬래브 사이를 흐르는 전류의 전류 밀도가 5∼40A/㎠인, [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 강재의 제조 방법.

[8]

전극과 슬래브와의 사이를 흐르는 전해액의 유속이 5∼10m/초인, [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 강재의 제조 방법.

[9]

상기 강재가 스테인리스인, [1]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 강재의 제조 방법.

본 발명의 바람직한 형태를 이용하면, 예를 들어 슬래브의 손질 수율 및 생산성의 향상, 손질 후의 표면 개질에 의해, 그 후의 열간 압연 및 냉간 압연을 거친 강재의 품질을 현저히 개선시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태를 이용하면, 슬래브의 표면의 파우더가 유입되어 형성된 층, 오목부 및 볼록부가 저감된다. 이에 의해, 열간 압연 후에 실시되는 냉간 압연 전의 코일 그라인더의 부하를 경감시키고, 냉간 압연 후의 강재의 표면 품질을 향상시키는 동시에, 강재 제조의 수율이 개선된다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태를 이용하면, 강재의 품질 및 강재의 제조 공정 수율의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 탄성 지석과 탄성 지석의 사이즈에 맞추어 패드 형상으로 형성된 전극을 헤드 받침대 상에 구비한 감면 헤드의 사시도이다.
도 2는 헤드 받침대의 회전축 주위에 전극과 탄성 지석이 교대로 배치된 감면 헤드의 설명도이다.
도 3은 회전축을 따라 감면 헤드 및 피가공물을 절단한 부분 단면도이다.
도 4는 탄성 지석과, 플렉시블 지립 유닛과, 패드 형상의 전극을 헤드 받침대 상에 구비한 감면 헤드의 사시도이다.
도 5는 헤드 받침대의 회전축 주위에 전극과 탄성 지석과 플렉시블 지립 유닛이 차례로 배치된 감면 헤드의 설명도이다.
도 6은 탄성 지석과 전극과 플렉시블 지립 유닛을 구비한 감면 헤드 및 피가공물을 회전축을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 7은 감면 장치 전체를 도시한 외관도이다.
도 8은 감면 헤드를 회전축을 따라 절단하여 전해액의 흐름을 나타낸 설명도이다.
도 9는 감면 헤드를 회전축을 따라 절단하여 탄성 지석이 피가공물 표면에 접촉한 모습을 설명하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 강재의 제조 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명에 관한 강재의 제조 방법에 대해, 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 기재에 한정되는 것은 아니다.

1 본 발명의 감면 장치

본 발명의 강재의 제조 방법에서 사용하는 감면 장치는 슬래브 표면을 연마 등에 의해 감면 처리하는 장치이다. 구체적으로는, 감면 장치는 탄성 지석 및 플렉시블 지립 유닛으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상과 전극을 갖는다. 감면 장치에 설치된 탄성 지석 또는 플렉시블 지립 유닛이 슬래브 표면과 마찰할 때에 전극에 전압이 인가되어, 전해 지립 감면 처리를 행할 수 있다.

감면 장치로서는, 예를 들어 도 1 또는 도 4에 도시하는 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드를 이용하는 것이 바람직하다.

1.1 탄성 지석

탄성 지석이라 함은, 일정 탄성을 갖는 지석이면 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 탄성 지석으로서는, 지립을 고무 등의 탄성체로 굳힌 지석을 들 수 있다.

탄성 지석은, 슬래브의 표면의 볼록부뿐만 아니라, 오목부에도 접촉하는 것이 가능하므로, 오목부도 연마할 수 있다.

(1) 탄성체

탄성 지석에 포함되는 탄성체의 주된 원료로서, 고무, 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다.

고무로서는, 천연 고무 외에, 예를 들어 이소프렌 고무, 스티렌부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피크롤히드린 고무, 부틸 고무 등의 합성 고무를 사용할 수 있다.

또한, 상기 엘라스토머로서는, 스티렌 블록 공중합체, 염소화 폴리에틸렌계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 니트릴계 엘라스토머, 불소계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머 등을 들 수 있다.

고무 및 열가소성 엘라스토머는, 단독으로 사용하는 것 외에, 복수종을 블렌드하여 사용해도 된다.

탄성체에는, 고무, 엘라스토머 외에 첨가제가 포함되어도 된다. 예를 들어, 원재료로서 고무를 사용하는 경우, 고무에 혼합되는 첨가제로서는, 고무 분자간을 가교하기 위한 가황제, 가황제에 의한 가교 반응을 촉진시키기 위한 가황 촉진제, 고무에 가소성을 부여하여 배합제의 혼합·분산을 돕고, 압연이나 압출 등의 가공성을 좋게 하기 위한 가소제, 고무 제조시에 요구되는 점착성을 부여하여 가공성을 좋게 하기 위한 점착 부여제, 증량에 따라 제품 비용을 저하시키거나, 혹은 고무의 물성(인장 강도나 탄성 등의 기계적 특성 등)이나 가공성을 향상시키기 위한 필러, 안정제, 분산제 등을 들 수 있다.

상기 첨가제로서 충전제가 사용되어도 된다. 예를 들어, 탄성체에 중량을 부가하기 위해, 예를 들어, 지립의 경도보다 낮은 금속, 세라믹스, 무기물 수지 등의 충전제를 사용할 수 있고, 이들을 배합함으로써 가공에 적합한 탄성체의 밀도로 할 수 있다.

또한, 정전기의 방지를 위해, 카본 블랙이나 금속 입자 등의 도전성을 갖는 물질을 사용해도 된다.

(2) 지립

탄성 지석에 포함되는 지립으로서는, 상기한 모재에 분산 혹은 담지될 수 있고, 피가공물의 표면을 원하는 거칠기로 가공할 수 있는 재질이면 특별히 제한은 없다.

예를 들어, 철, 알루미늄, 규소, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 갈륨, 게르마늄, 니오븀, 몰리브덴, 팔라듐, 은, 텔루륨 등의 금속 산화물, 글래스, 석영, 알런덤, 카본 알런덤, 카보런덤, 지르코니아, 가닛, 붕화 티탄, 붕화 탄소 등의 세라믹, 호두, 종자 껍질, 펄프, 코르크 등의 식물 유래 물질, 나일론, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 염화비닐, 폴리아세탈, 아세트산셀룰로오스 등의 수지, 황화텅스텐, 황화몰리브덴, 수산화마그네슘, 탄소, 그라파이트, 바륨 염화물, 알루미늄 염화물 등의 무기물을 지립으로서 사용할 수 있다.

사용하는 지립의 경도는, 피가공물과 동등하거나 그 이상의 경도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 피가공물의 재질·가공 조건 등에 따라서는, 반드시 지립의 경도가 피가공물과 동등하거나 그 이상인 것이 필요한 것은 아니다. 지립의 입경은 원하는 요철(표면 거칠기)의 정도에 따라서 적절하게 선택하면 된다. 또한, 지립의 입도에 대해 특별히 한정은 없고, 예를 들어 ＃20∼20000(930∼0.5㎛)의 범위의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 표면을 거칠게 하기 위해서는 입경이 큰 것(번수가 작은 것)을 사용하면 되고, 표면의 거칠기를 저감시키기 위해서는 입경이 작은 것(번수가 큰 것)을 사용하면 된다. 상기 지립의 형상에 대해서도 피가공물의 재질이나 가공 조건 등에 따라 적절하게 변경하면 되고, 구형뿐만 아니라, 다각형, 원기둥 형상, 박편 형상, 침상 및 이들이 혼재된 상태 등, 각종 형상을 널리 사용할 수 있다.

탄성 지석에 있어서의 지립의 배합 비율(함유율)은 특별히 한정되지 않지만, 탄성 지석을 100wt％로 한 경우, 25∼50wt％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 탄성 지석의 중량을 100％로 한 경우의 지립의 함유율이 25wt％ 이하인 경우에서는, 탄성체인 모재의 영향에 의해 탄성 연마재의 반발 탄성률이 커져, 연삭 효율이 낮아진다. 한편, 지립의 함유율이 50wt％를 초과하면, 지석의 대부분이 지립으로 구성되어 지석의 경도가 비교적 높아지고, 이로 인해 피가공물의 표면에 존재하는 흠집의 내측을 연마할 수 없을 가능성이 있다.

1.2 플렉시블 지립 유닛

플렉시블 지립 유닛도, 슬래브의 표면의 볼록부뿐만 아니라, 오목부에 추종하는 것이 가능하므로, 오목부도 연마할 수 있다.

플렉시블 지립 유닛은, 탄성체의 표면에 연마 천을 권취하거나, 부착하는 등에 의해 형성할 수 있다. 탄성 지석을 사용할지, 혹은 플렉시블 지립 유닛을 사용할지, 또는 그 양쪽을 사용할지는 연마 조건에 따라서 적절하게 정하면 된다.

플렉시블 지립 유닛에 사용되는 탄성체는, 탄성 지석에 사용되는 탄성체와 마찬가지이다.

1.3 전극

전극은 도전성을 갖는 재료이면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 구리, 철, 스테인리스 등이 사용된다.

전극은 슬래브와 접촉하면 스파크가 발생한다. 따라서, 스파크를 방지하기 위해, 탄성 지석 또는 플렉시블이 전극보다도 하측 방향으로 돌출되도록 설치된다.

2 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드

본 발명의 감면 장치로서 사용할 수 있는 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드는 탄성 지석 및 플렉시블 지립 유닛으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상과 전극을 갖지만, 통상의 탄성을 갖지 않는 지석 등의 다른 구성을 더 가져도 된다.

2.1 전극과 탄성 지석이 배치되어 있는 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드

도 1∼도 3을 이용하여, 전극과 탄성 지석이 배치된 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드(210)에 대해 설명한다.

도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이, 감면 헤드(210)는 헤드 받침대(21), 회전축(22) 및 헤드 받침대(21)에 설치된 패드 형상으로 형성된 전극(25a∼25f)과, 패드 형상으로 형성된 지석(26a∼26f)을 갖는다. 회전축(22)은 중공 관상 구조이며, 전해액이 유통하는 급액로(23)를 갖는다. 헤드 받침대(21)와 회전축(22)은 일체화되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 저면이 원형인 헤드 받침대(21) 상의 원주를 따라 전극(25) 및 지석(26)이 교대로 배치되고, 헤드 받침대(21)의 중앙부에는 오목 형상의 액 저류부(24)가 설치되어 있다. 급액로(23)로부터의 류 전해액이 액 저류부(24)에 흐르도록, 액 저류부(24)는 급액로(23)와 연통되어 있다.

도 3에 있어서, 설명을 위해, 슬래브(9)가 감면 헤드(2)와 대향하는 모습을 나타냈다. 도 3은 전극(25), 탄성 지석(26)의 헤드 받침대(21)에의 장착 상태 및 슬래브와의 위치 관계를 나타내는 것이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 전극(25) 및 탄성 지석(26)은 탄성 지석(26)의 하면[슬래브(9)에 대향하는 면]이 슬래브(9)에 가깝고, 전극(25)의 하면이 슬래브(9)와 접촉하지 않도록 배치된다. 또한, 당해 배치는 연마하고 있지 않을 때의 상태를 나타내는 것이다.

여기서, 6개의 전극(25a∼25f)은 통전시의 전류 밀도를 일정하게 유지하기 위해 각각 동일한 높이로 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 탄성 지석(26a∼26f)은 표면 연마의 가공 정밀도를 균일하게 하기 위해, 각각 동일한 높이로 되도록 배치되어 있다.

이와 같이, 탄성 지석(26)을 전극(25)보다도 하측 방향으로 돌출되도록 배치함으로써, 전극(25)과 슬래브 사이에 소정의 거리를 유지할 수 있어, 전해 지립 감면 중에 발생할 위험성이 있는 전극과 슬래브 사이의 스파크를 방지하는 동시에 전해액의 유로를 확보할 수 있다.

2.2 전극과 탄성 지석과 플렉시블 지립 유닛을 구비한 감면 헤드

다음에, 도 4∼도 6을 이용하여, 전극과 탄성 지석과 플렉시블 지립 유닛이 배치되어 있는 감면 헤드(220)에 대해 설명한다.

도 4∼도 6에 도시하는 바와 같이, 감면 헤드(220)는 헤드 받침대(21), 회전축(22) 및 헤드 받침대에 설치된 전극(25a∼25f)과, 탄성 지석(26a∼26f)과, 플렉시블 지립 유닛(27a∼27f)을 갖는다. 회전축(22)은 중공 구조이며, 전해액을 통과시키기 위한 급액로(23)를 갖는다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 저면이 원형인 헤드 받침대(21) 상의 원주를 따라 전극(25), 탄성 지석(26) 및 플렉시블 지립 유닛(27)이 차례로 배치되고, 그 중앙부에는 오목 형상의 액 저류부(24)가 설치되어 있다. 관부(23)에 흘러 온 전해액이 액 저류부(24)로 흐르도록, 액 저류부(24)는 관부(23)와는 연통되어 있다. 또한, 상기에서는, 전극, 탄성 지석, 플렉시블 지립 유닛의 순으로 회전축의 주위에 배치하였지만, 전극, 탄성 지석, 플렉시블 지립 유닛의 배치는 적절하게 변경하면 된다.

도 6에 있어서, 설명을 위해, 슬래브(9)가 감면 헤드(220)와 대향하는 모습을 나타냈다. 도 6은 전극(25), 탄성 지석(26) 및 플렉시블 지립 유닛(27)의 헤드 받침대(21)에의 장착 상태 및 슬래브와의 위치 관계를 나타내는 것이다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 전극(25), 탄성 지석(26) 및 플렉시블 지립 유닛(27)은 플렉시블 지립 유닛(27)의 하면[슬래브(9)에 대향하는 면]이 가장 슬래브(9)에 가깝고, 그것에 이어서 탄성 지석(26)의 하면이 슬래브(9)에 가깝고, 전극(25)의 하면이 슬래브(9)와 가장 멀어지도록 배치된다. 이에 의해, 헤드 받침대(21)의 하면[슬래브(9)에 대향하는 면]으로부터, 플렉시블 지립 유닛(27), 탄성 지석(26), 전극(25)의 순으로 하측 방향[슬래브(9)의 방향]으로 돌출되도록 전극(25), 탄성 지석(26) 및 플렉시블 지립 유닛(27)이 배치된다.

플렉시블 지립 유닛은, 탄성체의 표면에 연마 천을 권취하거나, 부착하는 등에 의해 형성할 수 있다.

3 감면 헤드를 구비한 감면 장치

다음에, 도 7 및 도 8에 기초하여, 감면 헤드(210)를 구비한 전해 지립 감면 장치에 대해 설명한다.

도 7은 감면 장치(1)의 전체를 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 감면 장치(1)는 주로, 감면 헤드(210), 전해액 공급부(4), 통전부(5), 절연 커플링(6), 헤드 회전 모터(7) 및 승강 장치(8)를 갖는다.

전해액 공급부(4)는 전해액에 소정의 압력을 가하여, 감면 헤드(210)에 전해액을 공급하는 수단이다. 이에 의해, 도 8에 도시하는 바와 같이 감면 헤드(210)의 회전축(22)을 통해 액 저류부(24)에 전해액이 공급된다. 전해액으로서는, 예를 들어 질산 소다 수용액, 황산 소다 수용액 등을 사용할 수 있다.

또한 통전부(5)에 의해, 감면 헤드(210)의 전극(25)과 슬래브(9) 사이에 전위차를 발생시켜, 그들 사이를 흐르는 전해액에 소정의 전류 밀도의 전류가 흐른다. 절연 커플링(6)은 전류 누설 방지를 위한 수단이다. 또한, 헤드 회전 모터(7)의 회전력이 감면 헤드(210)에 전달되도록, 양자는 직접적 또는 간접적으로 연결되어 있다.

슬래브(9)는 감면 헤드(210)의 하방에 대면하도록 배치되고, 승강 장치(8)에 의해 회전한 감면 헤드(210)를 슬래브(9)에 소정의 압력으로 가압하여, 슬래브가 전해 지립 감면된다.

다음에, 도 8 및 도 9를 이용하여, 감면 헤드(210)를 갖는 전해 지립 감면 장치(1)에 의한 슬래브(9)의 전해 지립 감면 처리에 대해 설명한다.

회전하고 있는 감면 헤드(210)가 승강 장치(8)에 의해 하강하고, 슬래브(9)에 소정의 압력으로 접촉시킴으로써 전해 지립 감면 처리가 행해진다.

슬래브를 플러스극으로, 감면 헤드의 전극을 마이너스극으로 하여 전해 지립 감면 처리를 행하는데, 이때 전극(마이너스극)에서 발생하는 가스는, 감면 헤드의 회전에 의한 원심력과, 액 저류부(24)로부터 외측 방향으로의 액류에 의해, 계외로 배출되어, 전해 지립 감면 처리를 계속적으로 행할 수 있다.

도 8은 감면 헤드(210)의 중심축(회전축)과 전극(25)을 포함하는 면을 절단면으로 한 단면도의 일부로, 감면 헤드(210)를 이용하여 슬래브(9)를 연마할 때의 전극(25)의 작용을 나타내는 설명도이다.

도 8에 나타내어진 화살표는 전해액이 흐르는 모습을 나타내고 있다. 즉, 감면 헤드(210)가 장착되는 감면 장치(1)의 전해액 공급부(4)로부터 공급된 전해액이, 회전축(22) 중의 관부(23)를 통해 오목 형상의 액 저류부(24)에 공급되도록, 관부(23)와 액 저류부(24)가 연통되어 있다. 액 저류부(24)에 공급된 전해액은, 전해액 공급부(4)에서 인가되는 압력과 원심력에 의해, 소정의 유속으로 전극(25)과 슬래브(9) 사이의 간극을 흐른다. 상기 유속은, 전극(25)의 표면이나 슬래브(9)의 표면으로부터 생성되는 수소나 전해 배출물이 즉시 배제되도록, 5∼10m/초인 것이 바람직하다.

또한, 예를 들어 전극(25)에 음압을, 슬래브(9)에 양압을 인가함으로써, 전극(25)과 슬래브(9) 사이의 전해액에 있어서의 전류 밀도가 5∼40A/㎠로 되도록 전류가 흐른다. 이 전류에 의해 전극(25)의 표면으로부터 수소가 발생하고, 슬래브(9)의 표면으로부터는 전해 용출물이 생성되지만, 이들 수소나 전해 용출물은 전해액과 함께 배출된다.

헤드 받침대(21)에 배치된 탄성 지석(26)은 전극(25)보다도 슬래브(9)에 근접하도록 배치되어 있다. 도 9는 감면 헤드(210)를 회전축을 따라 절단한 단면도의 일부로, 감면 헤드(210)를 이용하여 슬래브(9)를 연마할 때의 탄성 지석(26)에 대해 설명하는 것이다. 구체적으로는, 탄성 지석(26)이 승강 장치(8)로부터의 압력에 의해 압축 변형되어, 슬래브(9)에 접촉하고 있는 모습을 나타내고 있다.

탄성 지석(26)이 슬래브(9)의 표면을 찰과하고, 전해액을 통해 슬래브(9)가 통전함으로써, 슬래브의 오목부를 전해 지립 감면 처리하는 것이 가능해진다. 그 결과, 슬래브(9)의 표면에 있는 오목부를 전해 지립 감면할 수 있다.

4 전해 지립 감면 처리 공정

본 발명의 전해 지립 감면 처리 공정은, 탄성 지석 또는 플렉시블 지립 유닛이 슬래브와 마찰하여 슬래브를 마찰할 때에 전극에 전압을 인가하여, 전극과 슬래브 사이에 있는 전해액을 통전함으로써 행할 수 있다. 전해 지립 감면 처리 공정 중의 전류 밀도는, 3A∼50A/㎠가 바람직하다. 스테인리스 등 철계의 슬래브의 감면 처리에 사용되는 전해액으로서는, 예를 들어 염화나트륨(NaCl), 질산나트륨(NaNO₃), 염소산나트륨(NaClO₃) 등의 수용액을 적절하게 사용하면 된다. 또한, 피가공물로부터의 보다 많은 금속 이온을 용출시키는 경우에는, 보다 큰 전류 밀도를 전극-피가공물 사이에서 형성하면 되고, 금속 이온의 용출량을 저감시키고자 하는 경우에는, 보다 작은 전류 밀도를 전극-피가공물 사이에서 형성하면 된다.

본 발명의 전해 지립 감면 처리 공정에서는, 전해액의 유속을 조정하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 전류 밀도를 높일 때에는, 용출되는 금속 이온량의 증가가 예상되므로, 전해액의 유속을 높이고, 전류 밀도를 약하게 할 때에는, 용출되는 금속 이온량의 감소가 예상되므로, 전해액의 유속을 약하게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 전류 밀도를 제어함으로써, 강편 표면의 전해량을 조절할 수 있다.

이에 의해, 깊은 흠집이 강편 표면에 존재하는 경우에는 전류 밀도를 높여 대응할 수 있어, 비교적 깊은 상처의 내부에도 전해 지립 감면을 실행할 수 있다. 또한, 슬래브 표면에 거의 흠집이 없고, 몰드 파우더의 유입도 적은 경우에는, 전류 밀도를 낮추어 대응함으로써 강재의 제조에 드는 비용을 저감시킬 수 있다.

5 강재의 제조 방법

본 발명의 강재의 제조 방법의 바람직한 형태를, 도 10의 흐름도에 기초하여 설명한다.

우선, 공지의 방법으로, 금속의 용해(S1) 후에 주조(S2)를 행하여 슬래브를 제조한다. 이와 같이 얻어진 슬래브에 대해 본 발명의 전해 지립 감면 처리를 행한다(S3). 전해 지립 감면 처리가 행해진 슬래브에 대해 열간 압연 처리(S4), 열연판 어닐링(S5), 숏 블라스트 또는 스케일 브레이킹(S6)의 일련의 처리를 행하고, 그 후, 공지된 방법으로, 냉간 압연(S7), 어닐링(S8), 산세(S9) 또는 광휘 어닐링(S10)을 행하고 나서, 조질 압연(S11)을 행하여, 강재를 제조한다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 숏 블라스트 또는 스케일 브레이킹과 전해 지립 감면 처리 사이에, 열연판 산세 처리를 행해도 된다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 열연판 어닐링을 생략할 수도 있다.

또한, 연속 주조법에 의해 형성된 슬래브에 한정되지 않고, 강괴를 분괴 압연하여 형성되는 슬래브를 전해 지립 감면 처리해도 된다.

실시예

[실시예 1]

본 발명자들은 압연 전의 스테인리스제의 슬래브에, 상기에서 설명한 감면 장치(1)를 이용하여 손질을 행하였다.

이하에 실시예를 이용하여 보다 상세하게 설명한다.

공지의 연속 주조에 의해 제작된 SUS304 슬래브로부터 50㎜ 두께×사방 500㎜의 시공용 샘플을 채취하였다. 시험면은 사방 500㎜의 편면이며, 표면은 용강이 굳어졌을 때에 형성된 검은 스케일로 덮여 있었다. 표면에 존재하는 오실레이션 마크의 요철의 높이는 약 0.1∼0.2㎜였다.

이 샘플의 시공면을 도 1∼도 3에 개시되어 있는 형상의 감면 헤드를 이용하여 전해 지립 감면 처리를 행하였다. 당해 감면 헤드의 조건은 이하와 같다.

[감면 헤드 주요 제원]

·감면 헤드 직경 250㎜, 전극 6극＋지석 6극

·전극 구리제

·지석 탄성 지석

[전해 지립 감면 처리 조건]

·감면 헤드 회전 속도 350rpm

·헤드 압박력 0.1㎫

·전해액 30％ 질산 소다 수용액

·전해액의 유속 8m/초

·전류 밀도 15A/㎠

·사용 헤드수 1개

·헤드 주행 속도 0.6m/m

·패스 횟수 3회(실시예 1a), 10회(실시예 1b)

패스 횟수 3회의 실험 결과를 실시예 1a로 하고, 패스 횟수 10회의 실험 결과를 실시예 1b로 하였다.

(실시예 1a)

실시예 1a에 있어서의, 전해 지립 감면 처리에 의한 흑피 표면의 평균 삭량은 90㎛였다.

또한, 실시예 1a에 있어서, 처리 후의 슬래브 표면의 Ra(중심선 평균 거칠기)는 0.21㎛였다.

실시예 1a에 있어서, 처리 후의 슬래브에, 주조 기인의 오목부나 압입이 존재하였지만, 이들 결함 저부의 스케일은 본 기술 특유의 대전류 펄스 전해에 의해 디스케일되어 금속 광택을 갖고 있었다. 또한, 불가피하게 슬래브 표면에 존재하는 피트 형상 결함의 저부도 디스케일되어 있었다.

이와 같이 처리된 슬래브를 이용하여 열간 압연 이후, 공지된 방법에 의해 스테인리스제의 최종 제품(강재)을 제조할 수 있다.

(실시예 1b)

실시예 1b에 있어서의, 전해 지립 감면 처리에 의한 흑피 표면의 평균 삭량은 330㎛였다.

또한, 실시예 1b에 있어서, 처리 후의 슬래브 표면의 Ra(중심선 평균 거칠기)는 0.20㎛였다.

실시예 1b에 있어서, 처리 후의 슬래브의 표면에는, 실시예 1a의 슬래브의 표면에 관찰된 표면 결함은, 거의 보이지 않았다.

[비교예 1]

실시예 1a 및 1b에서 사용하였을 때와 마찬가지의 샘플을 SUS304 슬래브로부터 채취하였다. 지립 직경 820㎛의 지석을 연삭기의 회전축에 장착하고, 수 패스에 걸쳐, 슬래브의 표면층을 900㎛ 연삭하였다.

실시예 1a 및 1b와 비교예 1의 실험 결과를 하기하는 표 1에 나타냈다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1을 비교하면, 실시예 1의 연삭 수율이 좋고, 손질 후의 표면이 매끄럽게 되어 있는 것을 알 수 있다.

이러한 양 슬래브를 동일한 가열, 열연 조건에서 압연한 바, 실시예 1의 쪽이 고수율, 고품질의 열연판(강재)이 얻어지는 것을 알 수 있었다.

[실시예 2]

SUS304 슬래브로부터 115(t)×200(W)×300(L) 사이즈(주물 표면은 편면만)의 샘플을 채취하였다.

실시예 1에서 사용한 감면 장치(1)를 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 샘플을 전해 지립 감면한 후에 열간 압연하여 두께 5㎜의 열연판을 형성하였다.

[비교예 2]

실시예 2와 마찬가지의 샘플을 SUS304 슬래브로부터 채취하고, 비교예 1과 동일한 조건에서 슬래브 손질을 행한 후, 열간 압연하여 두께 5㎜의 열연판을 형성하였다.

실시예 2와 비교예 2의 실험 결과를 하기하는 표 2에 나타냈다.

양 열연판을 공지의 방법으로 산세하여 표면을 관찰한 결과, 실시예 2와 비교예 2 사이에 유의한 차이는 보이지 않았다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 슬래브의 손질에 전해 지립 감면 기술을 적용한 실시예 2는, 비교예 2에 비해 프로세스가 간편하고 삭량이 적으므로 생산성을 높이고, 수율이 상승하는 등, 극히 유효한 방법이다.

본 발명의 강재의 제조 방법은, 예를 들어 스테인리스 등의 강판의 제조에 사용할 수 있다.

1 : 감면 장치
9 : 피가공물(슬래브)
25 : 전극
26 : 탄성 지석
27 : 플렉시블 지립 유닛
21 : 헤드 받침대
210 : 감면 헤드
220 : 감면 헤드
271 : 탄성체
272 : 연마 천

Claims (9)

1. 용해된 금속을 주조하여 슬래브를 제조하는 슬래브 제조 공정 및 열간 압연 처리 공정을 갖는 강재의 제조 방법이며,
   탄성 지석 및 플렉시블 지립 유닛으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상과 전극을 갖는 감면 장치를 이용하여, 상기 전극에 전압을 인가하여 슬래브를 감면 처리하는 전해 지립 감면 처리 공정을 포함하고, 전해 지립 감면 처리된 슬래브에 대하여 열간 압연 처리를 행하는, 강재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 감면 장치가, 헤드 받침대, 회전축 및 헤드 받침대의 하면에 설치된 전극, 탄성 지석 및 플렉시블 지립 유닛으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 갖는 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드이며, 전극과 강재 사이에 전해액을 흘리면서 감면 처리가 행해지는, 강재의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 전해 지립 감면용 회전 감면 헤드에 있어서, 탄성 지석 또는 플렉시블 지립 유닛이 전극보다도 돌출되어 배치되어 있는, 강재의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 슬래브 제조 공정에 있어서, 슬래브가 주형으로부터 연속적으로 취출되는, 강재의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬래브가 스케일 파쇄된 슬래브인, 강재의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 스케일 파쇄가 숏 블라스트에 의해 행해지는, 강재의 제조 방법.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전극과 슬래브 사이를 흐르는 전류의 전류 밀도가 5∼40A/㎠인, 강재의 제조 방법.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전극과 슬래브 사이를 흐르는 전해액의 유속이 5∼10m/초인, 강재의 제조 방법.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강재가 스테인리스인, 강재의 제조 방법.

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