KR102175591B1 - 수세장치 및 수세방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수세용액을 수용하는 수세조; 상기 수세조의 내부를 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 구획하는 복수의 격막; 산세강판에 수세용액을 분사하는 분사기; 및 상기 수세조 입측으로부터 세 번째 수세구역 또는 마지막 수세구역에 택일적으로 순수용액을 공급하는 순수용액 공급관;을 포함하고, 상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우일 때, 상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관이 개방되고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관은 폐쇄되며, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입되도록 상기 복수의 격막의 상하 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 수세장치 및 상기 수세장치를 이용한 수세방법을 제공한다.
[관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64

Description

수세장치 및 수세방법{RINSING APPARATUS AND METHOD OF RINSING USING THE SAME}
본 발명은 망간 등과 같은 산화성 원소가 많이 함유된 고강도 강의 수세를 위한 수세장치 및 수세방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제철소 산세 공장에는 산세 공정 및 수세 공정이 존재한다. 그리고 산세 공정에서는 강판 표면에 발생한 스케일층을 제거하기 위하여 산을 사용하며, 수세 공정에서는 강판 표면에 묻은 산을 제거하기 위하여 순수를 분사한다. 이러한 산세 및 수세 공정을 통해 표면이 미려한 강판을 얻을 수 있다.
최근 시장에서의 고강도강의 요구가 높아짐에 따라, 망간, 실리콘, 알루미늄 등과 같은 산화성 원소가 많이 함유된 500 MPa급 이상의 고강도강의 생산량이 증가하는 추세이다. 그런데 이와 같이 산화성 원소가 많이 함유된 강종의 경우 산세 및 수세 공정을 거칠 때 일련의 메커니즘에 의해 그 표면이 황색으로 변색되는 문제가 발생한다.
황색 변색을 방지하기 위해, 종래 수세 구간에서의 산성 농도를 조정하는 방법이 제시되고 있었다. 가장 일반적인 방법으로는, 수세 구간에 화학약품을 처리하여 산성 농도(pH)를 조정하는 방법이다. 이러한 방식은 약품의 화학 조성에 따라, 부가적으로 재산화 방지, 수세용액 내 Fe 이온 감소 등의 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어 특허문헌 1 의 경우 생산 라인의 속도가 저속인 구간에 돌입하게 되면, 수세용액의 산성 농도(pH)를 체크하고, 이 산성 농도(pH)가 일정 기준 이하로 내려가는 경우, 알칼리성 약품(예를 들어 수산화나트륨 등)을 투입하여 산성농도를 올리는 방법이 제시되고 있으며, 구체적으로는 pH 가 2.5~3.5 영역 또는 6.0 이상이 되도록 조정하고 있다.
이와 같은 종래 기술에서는 알칼리성 약품을 수세조 1~2구역 또는 수세조 3~4구역에 투입하고 있으나, 수세조 1~2구역에 투입하는 경우 필요한 약품의 양이 많아지게 됨에 따라 경제성이 낮아지는 문제가 있고, 3~4구역에 투입하는 경우에는 1~2구역의 pH 농도가 상승하여 황변 발생을 야기시키는 문제가 발생할 수 있다.
한국 공개특허공보 제2002-0052734호
본 발명은 수세과정에서 강판 표면이 황색으로 변색되는 문제점을 해결하기 위해, 수세조의 산성 농도(pH)가 소정 범위를 회피되도록 조정할 수 있는 산세강판의 수세장치 및 수세방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명 명세서의 전반적인 사항으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 일 측면은 수세용액을 수용하는 수세조; 상기 수세조의 내부를 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 구획하는 복수의 격막; 산세강판에 수세용액을 분사하는 분사기; 및 상기 수세조 입측으로부터 세 번째 수세구역 또는 마지막 수세구역에 택일적으로 순수용액을 공급하는 순수용액 공급관;을 포함하고, 상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우일 때, 상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관이 개방되고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관은 폐쇄되며, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입되도록 상기 복수의 격막의 상하 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 수세장치이다.
[관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64
상기 수세장치는 각각의 격막에 연결되어 각 격막을 상하로 이동시키는 위치조정기를 더 포함할 수 있다.
상기 첫 번째 수세구역 및 상기 두 번째 수세구역의 수세용액의 산성 농도(pH)가 4.0 미만일 수 있다.
상기 세 번째 수세구역 내지 상기 마지막 수세구역의 수세용액의 산성 농도(pH)가 6.0 초과일 수 있다.
상기 수세조는 5 개의 수세구역으로 이루어질 수 있다.
상기 수세조의 입측 전단에 예비 수세조가 추가로 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 산세강판을 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 이루어진 수세조에 통판시켜 수세하는 산세강판의 수세방법에 있어서, 산세강판을 준비하는 단계; 황변 발생에 취약한 조건인지 확인하는 단계; 상기 황변 발생에 취약한 조건에 해당하는 경우 상기 수세조 입측을 기준으로 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입될 수 있도록 상기 수세구역 사이에 위치한 복수의 격막의 상하 위치를 조정하는 단계; 상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 개방하고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 폐쇄하는 단계; 및 산세강판을 상기 수세조에 통판시켜 수세하는 단계; 를 포함하고, 상기 황변 발생에 취약한 조건은 상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우인 수세방법이다.
[관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64
상기 첫 번째 수세구역 및 상기 두 번째 수세구역의 수세용액의 산성 농도(pH)가 4.0 미만일 수 있다.
상기 세 번째 수세구역 내지 상기 마지막 수세구역의 수세용액의 산성 농도(pH)가 6.0 초과일 수 있다.
본 발명에 의하면 수세조 내 격막의 상하 위치 조정을 통해 수세구간에서의 산성 농도(pH)를 제어함으로써 황변이 발생하기 쉬운 산성 농도(pH) 구간을 효과적으로 회피할 수 있다. 이를 통해 별도의 과도한 약품의 투입 없이도 수세과정에서 발생하는 고강도 강의 황변 현상을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 종래 기술의 일반적인 산세장치 및 수세장치 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 구현례에 따른 산세장치 및 수세장치 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3 은 종래 기술인 비교예의 산세장치 및 수세장치에서의 위치별 산성농도 및 위치별 몰농도를 나타낸 것이다.
도 4 는 비교예의 첫 번째 수세구역 내지 마지막 수세구역에서의 린스탱크 커버를 촬영한 것이다. 실제 현장에서는 수세 중의 강판 촬영이 어렵기 때문에 황변 발생여부에 대한 직접적인 확인은 어렵지만, 수세 중 강판의 황변이 진행되면 린스탱크 커버에도 그에 대한 영향이 나타나기 때문에 린스탱크 커버를 관찰함으로써 강판의 황변 발생여부를 간접적으로 확인할 수 있다.
도 5 는 상하 이동가능하게 구비된 격막의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6 은 본 발명에서 정의하는 황변 변색이 취약한 수세 조건을 나타낸 것이다.
도 7 은 본 발명 바람직한 일 구현례인 발명예의 산세장치 및 수세장치에서의 위치별 산성농도 및 위치별 몰농도를 나타낸 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 먼저 본 발명의 일 측면에 따른 수세장치에 대하여 자세히 설명한다.
도 1 에는 종래 일반적으로 사용되는 강판의 산세장치 및 수세장치가 도시되어 있다. 보다 구체적으로 강판을 산세하는 산세조와 산세된 강판을 수세하는 수세조가 구비될 수 있으며, 산세조와 수세조 사이에는 선택적으로 예비 수세조(pre-rinse)가 구비될 수 있다. 상기 수세조는 수세용액을 수용하며, 상기 수세조의 내부는 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬로 연결되는 복수의 수세구역, 예를 들면 5개의 수세구역으로 구획될 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 산세조와 인접하는 쪽의 수세구역을 첫 번째 수세구역이라 하고, 그 반대 쪽에 위치한 수세구역을 마지막 수세구역이라고 정의한다. 예를 들어 도 1 의 경우 다섯 번째 수세구역을 마지막 수세구역이라고 볼 수 있다.
산세조에서 산에 의해 산세된 강판은 수세조로 이송되며 첫 번째 수세구역부터 마지막 수세구역까지 순차적으로 이송되면서 각 수세구역에 배치된 분사기에서 분사하는 수세용액에 의해 수세된다. 또한 선택적으로 상기 수세조의 입측 전단에 예비 수세조가 구비될 경우 상기 예비 수세조에 구비된 분사기와 링거롤에 의해 강판 표면의 산이 일부 제거될 수 있다.
수세조의 내부는 복수의 격막에 의해 복수의 수세구역으로 구획될 수 있으며, 상기 각 수세구역에는 서로 다른 산성 농도(pH)를 가지는 수세용액이 저장된다. 도 1 에 도시된 바와 같이 종래의 수세장치에서는 통상적으로 마지막 수세구역에 순수용액이 공급된다. 순수용액의 공급을 통해 마지막 수세구역에 저장된 수세용액의 수위가 격막의 높이보다 높아지면, 수세용액이 격막을 넘거나 혹은 격막의 상부에 구비된 창을 통해 인접하는 수세구역으로 폭포식(cascading)으로 유입된다. 같은 방식으로 수세용액은 계속 인접하는 수세구역으로 유입되며, 수세용액은 마지막으로 도달하는 최하류 측의 수세구역(예를 들어 도 1 의 수세장치에서는 첫 번째 수세구역 또는 예비수세조)에 구비된 별도의 배관을 통해 수처리 시설로 배출될 수 있다.
이와 같은 종래 방식에서는 마지막 수세구역에 순수용액의 공급이 이루어지기 때문에 마지막 수세구역의 산성 농도(pH)가 높게 유지되고, 첫 번째 수세구역으로 갈수록 산성 농도(pH)가 낮아진다. 결과적으로 산세강판이 수세구간을 벗어나는 마지막 수세구역에서 중성에 가까운 물이 강판 표면에 분사되기 때문에 효율적으로 수세가 이루어질 수 있다.
하지만 도 1 의 종래 방식에 의한 수세장치를 통해 산세강판을 수세하는 경우 황변이 발생하기 쉬운 pH 4~6 조건에서 수세가 이루어지는 것을 회피하기 어렵다. 이 경우 산세강판이 산화성 원소가 많이 함유된 고강도 강이거나 라인 속도가 저속이면 황변이 더욱 쉽게 발생할 수 있다.
도 3 에는 종래 수세장치에서 수세할 경우의 위치별 산성농도 및 몰농도를 나타내었고, 도 4 에는 산화성 원소를 포함한 고강도 강판에 대해 종래 수세장치에서 수세할 경우의 첫 번째 내지 마지막 수세구역에서의 린스탱크 커버의 변색 현황을 나타내었다. 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이, 산성 농도(pH) 4~6 조건인 네 번째 수세구역 및 다섯 번째 수세구역에서 황변이 발생하는 것을 간접적으로 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은 종래 기술에서의 고강도 강에 대한 수세 중의 황변 발생 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 수세장치는 수세용액을 수용하는 수세조; 상기 수세조의 내부를 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 구획하는 복수의 격막; 산세강판에 수세용액을 분사하는 분사기; 및 상기 수세조 입측으로부터 세 번째 수세구역 또는 마지막 수세구역에 택일적으로 순수용액을 공급하는 순수용액 공급관;을 포함하고,
상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우일 때, 상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관이 개방되고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관은 폐쇄되며, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입되도록 상기 복수의 격막의 상하 위치가 조정될 수 있도록 구비된다.
[관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64
먼저 본 발명의 일 측면에 따른 수세장치는 수세용액을 수용하는 수세조; 상기 수세조의 내부를 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 구획하는 복수의 격막; 산세강판에 수세용액을 분사하는 분사기; 및 상기 수세조 입측으로부터 세 번째 수세구역 또는 마지막 수세구역에 택일적으로 순수용액을 공급하는 순수용액 공급관;을 포함할 수 있다.
도 2 에는 본 발명의 바람직한 일 구현례에 따른 수세장치가 도시되어 있다. 도 2 는 5 개의 수세구역으로 이루어진 수세장치를 예시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
수세용액을 수용하는 수세조; 상기 수세조의 내부를 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 구획하는 복수의 격막; 및 산세강판에 수세용액을 분사하는 분사기;는 종래의 수세장치(예를 들어 도 1 의 장치)에 구비되는 구성과 동일한 구성이 적용될 수 있으므로 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않을 수 있다.
본 발명의 수세장치에 구비되는 순수용액 공급관은 상기 수세조 입측으로부터 세 번째 수세구역 또는 마지막 수세구역에 택일적으로 순수를 공급할 수 있도록 구비될 수 있다. 즉, 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관이 개방되면, 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관은 폐쇄되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
복수의 격막은 수세조 내부를 4 이상의 수세구역으로 구획하도록 구비될 수 있다. 인접하는 수세구역 간에 수세용액이 폭포식으로 공급될 수 있도록, 상기 각 격막의 높이는 수세조의 높이보다 작을 수 있으며, 또는 상기 각 격막은 그 상부에 수세용액이 유출입할 수 있는 창을 포함할 수 있다.
또한 상기 복수의 격막 각각은 상하로 이동 가능하도록 구비될 수 있다. 복수의 격막을 상하로 이동시키는 방법은 특별히 제한하지 않으나, 바람직한 일 구현례로서 각각의 격막에 구비된 별도의 위치조정기를 통해 격막의 상하 위치가 개별적으로 조정될 수 있다.
도 5 에는 격막과 위치조정기의 비제한적인 일 구현례를 개략적으로 나타내었다. 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 위치조정기는 각각의 격막에 구비되고 연결되며, 연결된 각 격막을 상하로 이동시킬 수 있도록 구비된다. 도 5 에는 상기 위치조정기에 의해 격막 전체가 이동되는 것이 예시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 격막의 상부에 구비된 창만이 이동되도록 구비될 수도 있다. 상기 위치조정기에 의해 상기 격막이 상승하면 격막의 상부가 수세조의 상부 프레임과 결합될 수 있고, 격막의 상부가 수세구역의 수위보다 높아져 수세구역 간의 수세용액 유입이 차단될 수 있다.
본 발명에 따른 수세장치에서는 수세 조건에 따라 수세조 내부에서의 수세용액의 흐름을 변경시킬 수 있는 것을 주요한 특징으로 한다. 보다 상세하게는 황변에 취약한 수세 조건일 경우 상기 복수의 격막들의 상대적인 상하 위치를 조정하고, 순수용액의 공급위치를 변경함으로써 수세조 내 수세용액의 흐름을 변경할 수 있다. 그리고 이러한 수세용액의 흐름 변경을 통해 수세조 내 각 수세구역의 산성 농도(pH)를 제어할 수 있다.
먼저 황변에 취약한 수세 조건에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에서는 황변에 취약한 수세 조건을 상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우로 정의할 수 있다.
[관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64
도 6 은 라인 속도를 X축으로 하고 산세강판 내 Mn 함유량을 Y축으로 한 XY평면에 있어서 위 조건들 중 적어도 1 이상을 만족하는 영역을 표시한 것이다. 위 조건은 수많은 반복적인 실험에 의해 경험적으로 얻어진 조건으로서, 위 조건 중 어느 하나에 해당할 경우 그 산세강판은 황변 발생 가능성이 높을 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 수세장치에서는 상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우, 즉 도 6 에서 어둡게 표시한 영역에 해당할 경우, 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관이 개방되고, 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관은 폐쇄되며, 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입되도록 상기 복수의 격막의 상하 위치가 조정될 수 있다.
이와 같이 격막의 상대적인 상하 위치와 순수용액의 공급위치가 변경된 본 발명에 따른 바람직한 일 구현례를 도 2 에 나타내었다. 또한 도 7 에는 이와 같이 수세용액의 흐름을 변경한 경우의 수세조 구간에 따른 산성 농도(pH)를 나타내었다.
세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입될 수 있도록 나머지 격막의 상하 위치가 조정되면, 첫 번째 및 두 번째 수세구역의 수세용액은 각 수세구역에서 순환되며 실질적으로 순수용액의 유입이 차단되기 때문에 첫 번째 및 두 번째 수세구역의 산성 농도(pH)는 매우 낮게 유지될 수 있다.
이때 첫 번째 및 두 번째 수세구역의 산성 농도(pH)는 4.0 미만으로 유지되는 것이 바람직하고, 3.5 이하로 유지되는 것이 보다 바람직하다. 격막의 위치 조정만으로도 상기 범위의 첫 번째 및 두 번째 수세구역의 산성 농도(pH)가 만족될 수 있으나, 경우에 따라서는 산성 농도(pH) 조절을 위한 추가적인 약품이 투입될 수도 있다.
또한 세 번째 수세구역에서 순수용액의 공급이 이루어지고 세 번째 수세구역으로부터 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입되도록 상기 복수의 격막의 상하 위치가 조정되기 때문에, 세 번째 수세구역으로부터 그 하류의 수세구역으로 높은 산성 농도(pH)의 수세용액이 유입된다. 이에 따라 도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이 세 번째 수세구역의 산성 농도(pH)가 매우 높아지고 네 번째 및 다섯 번째(마지막)의 수세구역으로 갈수록 산성 농도(pH)가 점차 낮아지게 된다.
이때 세 번째 내지 마지막 수세구역의 산성 농도(pH)는 6.0 초과인 것이 바람직하고, 6.5 이상인 것이 보다 바람직하다. 격막의 위치 조정만으로도 상기 범위의 세 번째 내지 마지막 수세구역의 산성 농도(pH)가 만족될 수 있으나, 경우에 따라서는 산성 농도(pH) 조절을 위한 추가적인 약품이 투입될 수도 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수세장치에 의하면, 도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이 황색 변색이 발생하기 쉬운 산성 농도(pH) 4~6 구간이 효과적으로 회피될 수 있다. 이에 따라 Mn 등의 산화성 원소가 많이 포함된 고강도 강을 수세하는 경우나 라인 속도가 느린 경우에도 황변 발생이 효과적으로 억제될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수세장치는 첫 번째 수세구역의 전단, 즉 수세조와 산세조 사이에 예비 수세조가 추가로 설치될 수 있다. 상기 예비 수세조는 수세용액을 분사하는 분사기 및 강판 표면의 산 용액을 닦아낼 수 있는 링거롤을 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 다른 일 측면에 따른 수세방법에 대해 자세히 설명한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 수세방법은 산세강판을 준비하는 단계; 황변 발생에 취약한 조건인지 확인하는 단계; 상기 황변 발생에 취약한 조건에 해당하는 경우 상기 수세조 입측을 기준으로 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입될 수 있도록 상기 수세구역 사이에 위치한 복수의 격막의 상하 위치를 조정하는 단계; 상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 개방하고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 폐쇄하는 단계; 및 산세강판을 상기 수세조에 통판시켜 수세하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저 수세할 산세강판을 준비하고 황변 발생에 취약한 조건인지 확인한다. 보다 구체적으로 산세강판의 Mn 함유량을 확인하고, 적용할 라인속도를 확인한다. 그리고 확인된 Mn 함유량과 라인속도를 기초로 황변 발생에 취약한 조건인지 판단한다.
황변 발생에 취약한 조건에 해당하는 경우 상기 수세조 입측을 기준으로 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 마지막 수세구역으로 수세용액의 유입이 이루어질 수 있도록 상기 수세구역 사이에 위치한 복수의 격막의 상하 위치를 조정한다.
또한 상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 개방하고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 폐쇄한다.
격막들의 상하 위치의 조정과 순수용액 공급관의 개폐는 반드시 위 순서대로 이루어지는 것은 아니다. 즉, 순수용액 공급관의 개폐가 먼저 이루어지고 이후 복수 격막의 위치가 조정될 수 있으며, 양자가 동시에 이루어질 수도 있다.
반면에 황변 발생에 취약한 조건에 해당하지 않는 경우 종래 수세방법과 동일하게 마지막 수세구역에 순수를 공급하고 마지막 수세구역으로부터 첫 번째 수세구역으로 순차적으로 수세용액이 공급되도록 격벽의 위치를 조정하여 수세할 수 있다. 다만 이 경우에도 상술한 황변 발생에 취약한 조건에서의 수세방법에 의해 수세할 수도 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
(발명예)
먼저 중량%로, 탄소(C): 0.2%, 망간(Mn): 1.4%, 실리콘(Si): 0.2% 를 함유하는 강판을 준비하였다. 상기 강판에 대해 산세를 실시한 후 5 개의 수세구역으로 이루어진 수세장치로 이송하여 수세를 실시하였다.
발명예에서는 5 개의 수세구역 중 세 번째 수세구역에 순수용액을 공급하였으며, 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되도록 격막의 위치를 설정하고, 이와 동시에 세 번째 수세구역으로부터 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입될 수 있도록 나머지 격막의 위치도 설정하였다. 또한 수세장치에서의 라인 속도는 20 mpm 로 하였다.
이후 연속 수세 중 산세조, 예비 수세조 및 수세조의 각 수세구역에서의 위치별 산성 농도를 실시간 측정하였으며, 그 값을 하기 표 1 에 나타내었다.
위치 산세조 예비수세조 첫 번째
수세구역		 두 번째
수세구역		 세 번째
수세구역		 네 번째
수세구역		 다섯 번째
수세구역
산성농도(pH) -0.9 1.0 1.0 2.0 6.5 6.2 6.03
표 1 및 도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이, 모든 수세구역에서 산성 농도(pH) 4~6 인 구간이 효과적으로 회피된 것을 확인할 수 있다. 이에 따라 산화성 원소인 Mn 이 1% 이상 포함된 강판이고, 라인 속도가 40mpm 이하임에도 불구하고 모든 수세구역에서 황변이 발생하지 않았다.
(비교예)
비교예에서는 상기 발명예에서 사용된 강판과 동일한 조건의 강판에 대해 종래의 수세방법에 따라 수세를 실시하였다. 보다 구체적으로 순수용액은 다섯 번째 수세구역에서 공급되었으며, 다섯 번째 수세구역의 수세용액이 첫 번째 수세구역까지 폭포식으로 공급될 수 있도록 격막의 위치를 조정하였다. 또한 수세장치에서의 라인 속도는 발명예와 동일하게 20 mpm 이었다.
발명예와 마찬가지로 산세조, 예비 수세조 및 수세조의 각 수세구역에서의 위치별 산성 농도를 실시간 측정하고, 그 값을 하기 표 2 에 나타내었다.
위치 산세조 예비
수세조		 첫 번째
수세구역		 두 번째
수세구역		 세 번째
수세구역		 네 번째
수세구역		 다섯 번째
수세구역
산성농도(pH) -0.9 1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
비교예의 경우 다섯 번째 수세구역에서부터 첫 번째 수세구역까지 순차적으로 폭포식으로 순수용액이 공급됨에 따라 산성 농도(pH)도 첫 번째 수세구역부터 다섯 번째 수세구역까지 순차적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라 네 번째 및 다섯 번째 수세구역이 황변 발생에 취약한 산성 농도(pH) 범위에 해당하게 되었으며, 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이 네 번째 및 다섯 번째 수세구역에서 황변이 발생한 것을 간접적으로 확인하였다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의기술자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 수세용액을 수용하는 수세조;
    상기 수세조의 내부를 상기 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 구획하는 복수의 격막;
    산세강판에 수세용액을 분사하는 분사기; 및
    상기 수세조 입측으로부터 세 번째 수세구역 또는 마지막 수세구역에 택일적으로 순수용액을 공급하는 순수용액 공급관;을 포함하고,
    상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우일 때,
    상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관이 개방되고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관은 폐쇄되며,
    상기 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 상기 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입되도록 상기 복수의 격막의 상하 위치가 조정되는 수세장치.
    [관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수세장치는, 각각의 격막에 연결되어 각 격막을 상하로 이동시키는 위치조정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수세장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    첫 번째 수세구역 및 상기 두 번째 수세구역의 수세용액의 산성 농도(pH)가 4.0 미만인 것을 특징으로 하는 수세장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세 번째 수세구역 내지 상기 마지막 수세구역의 수세용액의 산성 농도(pH)가 6.0 초과인 것을 특징으로 하는 수세장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수세조는 5 개의 수세구역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수세장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수세조의 입측 전단에 예비 수세조가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 수세장치.
  7. 산세강판을 수세조의 입측으로부터 산세강판의 진행방향을 따라 직렬 연결되는 4 이상의 수세구역으로 이루어진 수세조에 통판시켜 수세하는 산세강판의 수세방법에 있어서,
    산세강판을 준비하는 단계;
    황변 발생에 취약한 조건인지 확인하는 단계;
    상기 황변 발생에 취약한 조건에 해당하는 경우 상기 수세조 입측을 기준으로 세 번째 수세구역으로부터 두 번째 수세구역으로의 수세용액의 유입이 차단되고, 상기 세 번째 수세구역으로부터 마지막 수세구역으로 수세용액이 유입될 수 있도록 상기 수세구역 사이에 위치한 복수의 격막의 상하 위치를 조정하는 단계;
    상기 세 번째 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 개방하고, 상기 마지막 수세구역에 배치된 순수용액 공급관을 폐쇄하는 단계; 및
    산세강판을 상기 수세조에 통판시켜 수세하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 황변 발생에 취약한 조건은 상기 산세강판 내 Mn 함유량이 1wt% 이상이거나, 수세구역에서의 라인 속도가 40mpm 이하이거나, 하기 관계식 1 을 만족하는 경우인 수세방법.
    [관계식 1] 산세강판 내 Mn 함유량(wt%) ≥ 0.004 × 라인 속도(mpm) + 0.64
  8. 제 7 항에 있어서,
    첫 번째 수세구역 및 상기 두 번째 수세구역의 산성 농도(pH)가 4.0 미만인 것을 특징으로 하는 수세방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 세 번째 수세구역 내지 상기 마지막 수세구역의 산성 농도(pH)가 6.0 초과인 것을 특징으로 하는 수세방법.
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