KR20010046724A - 자동차 외판재용 니켈 플래시 강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 소둔라인에서 자동차 외판재용 강판의 Ni 부착량 제어에 관한 것으로서, Ni 부착량을 적절하게 제어하여 자동차 외판재용 강판의 인산염 처리성을 향상시킴으로써 도장성 및 도장후 내식성을 향상시킬 수 있는 자동차 외판재용 Ni 플래시(Flash) 강판의 제조방법을 제공함에 그 발명의 목적이 있다.

본 발명은 연속소둔제조된 강판의 표면에 잔류한 이물질을 제거하기 위하여 산세처리하는 단계와; 산세처리후 강판 표면에 잔류한 산세용액을 제거하기 위한 수세처리 단계와; 강판 상에 인산염의 결정화를 촉진하도록 얻어진 상기 연속소둔 강판 상에 Ni을 부착하기 위하여 Ni 플래시처리를 실시하는 단계와; Ni 플래시처리후 얻어진 강판을 수세하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법에 대한 것을 기술요지로 한다.

Description

자동차 외판재용 니켈 플래시 강판의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF NI FLASH STEEL SHEET FOR AUTOMOBILE OUTER PLATE MEMBER}

본 발명은 연속 소둔라인에서 자동차 외판재용 강판의 Ni 부착량 제어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Ni 부착량을 적절하게 제어하여 자동차 외판재용 강판의 인산염 처리성을 향상시킴으로써 도장성 및 도장후 내식성을 향상시킬 수 있는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속 소둔라인에서 자동차용 냉연강판을 생산시 자동차용 소재로서의 가공성과 표면 청정성을 확보하기 위하여 열처리 및 조질압연을 수행함으로써 자동차용 외판재로 요구되는 일정 수준의 가공성 및 표면 청정성을 확보하게 된다.

그런데 일반적인 소둔 설비로 냉연강판을 생산시는 자동차 외판재로서 기본적으로 갖추어야할 가공성과 표면 미려성은 확보할 수 있지만 도장성 측면에서는 고객사 사용전에 러스트(Rust)가 형성되며, 표면에 이물질이 형성되므로 도장성과 도장 밀착성에 만족할만한 수준에 도달하지 못하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 소둔처리된 일반 냉연강판을 Ni 플래시처리할 수 있어서 냉연강판 자체의 외관을 향상하고 표면 품질을 향상시킬 수 있으며, 자동차 외판재로 Ni 플래시 냉연강판을 사용함에 따라 일반 냉연강판에 비해 인산염 처리성을 향상시킬 수 있어서 우수한 도장성 및 도장후 내식성을 확보할 수 있는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조공정을 실시하기 위한 설비의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 본 발명을 실시하기 위한 설비에서 산세처리 공정 설비를 도시한 도면,

도 3은 본 발명을 실시하기 위한 설비에서 노즐의 배치 구성을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명을 실시하기 설비 구성에서 Ni 플래시처리 설비의 구성을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1:소재 2:산세탱크 3:수세탱크

4:Ni플래시탱크 5:수세탱크 6:건조기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 연속소둔제조된 강판의 표면에 잔류한 이물질을 제거하기 위하여 산세처리하는 단계와; 산세처리후 강판 표면에 잔류한 산세용액을 제거하기 위한 수세처리 단계와; 강판 상에 인산염의 결정화를 촉진하도록 얻어진 상기 연속소둔 강판 상에 Ni을 부착하기 위하여 Ni 플래시처리를 실시하는 단계와; Ni 플래시처리후 얻어진 강판을 수세하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법을 제공한다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 상기와 같은 본 발명의 자동차 외판재용 Ni 플래시 냉연강판을 제조하기 위한 설비로서 소재 표면에 잔류되어 있는 이물질을 우선적으로 제거하기 위하여 염산이 수용된 산세 탱크(2) 및 수세탱크(3)를 설치하고, 용액을 원활하게 공급하고 산세 기능을 수행하도록 주변에 탱크와 스프레이 노즐을 설치하며, 냉연강판을 Ni 플래시(Flash)처리하기 위하여 니켈(Ni) 플래시처리 탱크(4)와 수세탱크(5)를 설치하고, 주변에 저장탱크 및 스프레이 노즐, 링거롤(Wringer Roll) 등을 설치한다.

자동차 외판재용 냉연강판을 제조시 Ni 플래시처리를 통해 냉연강판 소재 표면에 Ni을 부착하는 이론적인 메카니즘을 먼저 설명한다.

일반적으로 연속소둔 냉연강판에 Ni 플래시(Flash)처리를 하게 되면 인산 용액중에서 강판의 용해반응을 활성화시켜 인산염 결정화를 촉진시킨다.

즉, 강판에 Ni핵이 존재하면 존재하지 않는 부위 사이에 인산염 용액중에서 포텐셜(Potential) 차이가 발생하여 국부적인 셀(Local Cell)이 발생하며, 전기적으로 귀한(Noble) Ni이 음극으로 작용하고 비(卑)한 Fe가 양극으로 작용하여 Fe의 용해가 일어난다.

이때 음극인 Ni 핵부위에서는 음극 반응인 수소가 환원되어 pH가 상승하고 이로 인해 Ni핵에서 인산염 결정의 핵생성 및 성장이 일어나게 된다.

따라서 미세하고 치밀한 인산염 결정을 얻기 위해서는 Ni핵 생성 부위와 Fe 노출 부위가 적당하게 공존해야 하므로 Ni도금층으로 완전히 도금되면 Fe가 용해되지 않아 인산염 결정이 생성되지 않는다.

상기와 같은 이론적 근거에 의거하여 이루어지는 본 발명에서의 자동차용 Ni 플래시 냉연강판의 제조공정을 설명하면, 도 1 도시와 같이, 연속소둔 공정을 거친 냉연강판 소재(1)는 먼저 소재 표면에 잔류한 미세 스케일층과 불순물을 제거하기 위하여 산세탱크(2)를 통과시켜 산세처리를 실시한다.

이러한 산세처리를 실시하기 위한 설비는 도 2 도시와 같이, 순수(Demi-Wa

ter)를 공급받으며, 산세탱크(2)에 수용된 염산 수용액을 순환시키기 위한 순환탱크(21)와, 산세액 저장탱크(22)로부터 공급된 산세액을 순환탱크(21)에 공급하는 산세 헤드(Pickling Head) 탱크(23)를 구비한다.

다음에 산세처리가 이루어진 냉연강판 소재(1)는 산세처리한 소재 표면에 잔류하고 있는 염산기를 순수를 사용하여 깨끗하고 신속하게 제거하기 위해 수세탱크(3)를 통과시켜 수세처리를 실시한다.

이때, 산세처리된 냉연강판 소재(1)를 수세처리하는 과정에서 소재 표면에 잔류한 염산기를 효과적으로 제거하기 위해 도 3 도시와 같이, 수세탱크(3) 후방에 스프레이노즐(31)을 설치하며, 후방에는 린싱롤(32)을 설치한다.

표 1은 산세 및 수세 공정에서의 관리기준을 나타내고 있다.

구 분	산세순환탱크	수세탱크
	염산농도	온도(℃)	비 중	pH	온도(℃)
기 준	4.5∼5.0	60∼70	1.25이하	6이상	40
목 표	4.7	65	1.0	7	40

다음에, 산세 및 수세가 완료된 냉연강판 소재를 Ni 플래시(Flash) 탱크(4)로 진행시켜 사용자가 원하는 만큼의 Ni을 소재 표면에 부착시키는데, Ni 부착량을 제어하기 위해서는 Ni 용액의 농도와 통전 전류값, 및 그리드(Grid) 간격이 중요 팩터(Factor)로 작용한다.

자동차 외판재용 Ni 플래시 냉연강판을 제조시 도장 밀착성을 향상시키기 위하여 일반적으로 도장전에 인산염 처리를 실시하는데, 인산염 처리시 미세한 결정을 얻기 위해서는 Ni 부착량을 약 8㎎/㎡-편면 내지 40㎎/㎡-편면 범위로 제어하는 것이 필요한데, Ni 부착량이 40㎎/㎡-편면이상으로 증대하게 되면 Ni을 부착하기 전 보다 결정립이 조대하게 되어 국부적으로 인산염 결정이 형성되지 않는 상태를 보이며, Ni 부착량이 8㎎/㎡-편면 보다 작아 너무 적을시는 인산염 처리 효과 자체가 약화되기 때문이다.

또한 본 발명에서는 Ni 플래시 공정에서 작업이 원활하게 수행되도록 도 4 도시와 같이 Ni 플래시 공정을 수행하기 위한 Ni 용액이 수용된 Ni 플래시 탱크(4)에 Ni 용액을 공급하기 위한 Ni 용액 순환탱크(41)와 Ni용액을 제조하는 혼합탱크(43) 및 침전탱크(42)를 설치한다.

그리고 에어를 순환(Circulation) 탱크(41) 및 침전(Deposit)탱크(42)와 혼합(Mixing) 탱크(43)에 공급하고, 순수를 Ni용액 제조(Make-Up)탱크(44) 및 Ni용액 순환탱크(41)에 공급하도록 구성하여, 펌프를 작동시켜 Ni 플래시 탱크(4)에 Ni 용액을 공급하도록 되어 있다.

또한, 도 3 도시와 같이 Ni 플래시량을 정밀하게 제어하기 위하여 Ni 플래시 탱크(4) 전후방에 스프레이노즐(45)을 설치하고 링거롤 세트(46)를 설치하여 냉연강판 소재 표면에 항상 적정량의 Ni 용액이 잔류되고 후공정으로 필요 이상의 Ni 용액이 전이되어 가는 것을 방지하도록 구성한다.

Ni 플래시 공정이 완료된 냉연강판 소재(1)는 최종적으로 수세 공정을 거치게 되는데, Ni 플래시처리된 냉연강판 소재 표면에 Ni 용액이 화학반응후 잔류한 황산이온(SO₄ ^2-) 성분이 잔류하면 황산 자체가 약산이므로 소재에 점녹을 진행시킬 수 있는 사이트(Site)로 작용하므로 이를 방지하기 위한 것이다.

수세 공정을 완벽하게 수행하기 위하여 수세탱크(5) 하류에 스프레이노즐과 링거롤 세트를 설치함은 Ni 플래시 공정의 경우와 동일하다.

최종적으로 수세가 완료된 Ni 플래시 냉연강판 소재는 건조기(6)를 통과하면서 모든 수분을 제거하고 완벽한 제품을 생산하도록 한다.

표 2는 Ni 플래시 공정에서의 관리기준을 나타내고 있다.

구 분	Ni플래시순환탱크	Ni용액제조탱크온도(℃)	혼합탱크온도(℃)	Ni 수세탱크
	Ni 농도			온도(℃)	pH	pH	온도 (℃)
기 준	2.5∼3.5	30∼40	5.0∼5.8	60∼65	55∼65	6이상	40
목 표	3.0	35	5.5	63	60	7	40

상기와 같은 본 발명의 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법을 수행하기 위한 설비 구성의 작동 및 운전을 설명하면, 운전자가 산세 저장탱크(22)의 공급펌프를 통상 자동(Auto)로 하여 운전하는 상태에서 관리기준에 준하여 용액 및 순수를 공급하고, 상부 라인에 설치된 80여개의 스프레이헤더 및 스프레이노즐과 플렉시블 호스, 각종 밸브, 그리고 결합부위에서 누설 발생시 다음과 같이 조치한다.

즉, 해당 밸브를 수동(Manual)으로 전환하여 용액 공급을 중단시키고, 라인의 각 스프레이 헤더에 설치되어 있는 40여개의 수동 밸브중 누설이 발생한 밸브를 클로즈(Close)한다.

수세탱크(3)의 pH는 제어패널에서 기준 범위내에서 운전자가 설정하여 운전하며, 실적치가 이 설정 범위 보다 높으면 순수 밸브를 개방하여 제어하며, 산세 스프레이 노즐의 유량 조정은 직접 운전자가 온라인(On-Line) 상에 설치되어 있는 밸브를 작동시켜 수행한다. 스프레이 방향 역시 현장에서 조정이 가능하며, 정기적으로 점검한다.

운전자는 Ni 용액 제조 탱크(44)에 황산 니켈(NiSO₄), 황산암모늄{(NH₄)₂SO₄} 분말을 투입하여 Ni 용액을 제조하는데, 투입 비율은 NiSO₄: (NH₄)₂SO₄: 물의 비율을 15g: 7.5g: 1ℓ로 하여, 총용량 7㎥의 제조 탱크(44)에 6㎥의 용액을 보충한 경우, NiSO₄540㎏, (NH₄)₂SO₄270㎏을 투입한다. 그리고 온도는 60∼65℃를 유지한다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 소둔처리된 일반 냉연강판을 Ni 플래시처리할 수 있어서 냉연강판 자체의 외관을 향상하고 표면 품질을 향상시킬 수 있으며, 자동차 외판재로 Ni 플래시 냉연강판을 사용함에 따라 일반 냉연강판에 비해 인산염 처리성을 향상시킬 수 있어서 우수한 도장성 및 도장후 내식성을 확보할 수 있다.

Claims (4)

1. 연속소둔제조된 강판의 표면에 잔류한 이물질을 제거하기 위하여 산세처리하는 단계와;

   산세처리후 강판 표면에 잔류한 산세용액을 제거하기 위한 수세처리 단계와;

   강판 상에 인산염의 결정화를 촉진하도록 얻어진 상기 연속소둔 강판 상에 Ni을 부착하기 위하여 Ni 플래시처리를 실시하는 단계와;

   Ni 플래시처리후 얻어진 강판을 수세하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법.
2. 제1항에 있어서, Ni 부착량을 약 8㎎/㎡-편면 내지 40㎎/㎡-편면 범위로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 산세처리시 염산 농도가 4.5∼5.0이며, 온도를 60∼70℃로 하며, 비중이 1.25 이하로 하는 것을 특징으로 하는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법.
4. 제1항에 있어서, Ni 플래시처리시 Ni 농도가 2.5∼3.5이며, 온도를 30∼40℃로 하며, pH를 5.0 내지 5.8로 하는 것을 특징으로 하는 자동차 외판재용 Ni 플래시 강판 제조방법.