KR20010058264A - 고윤활성 산세대체 열연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고윤활성 산세대체 열연강판의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 열연 스케일을 환원열처리하여 스케일층을 다공질 조직으로 제조한 후 고온고압의 조건에서 윤활유를 열연판 표면의 환원기공에 채워 넣음으로써, 환경문제를 유발시킬 뿐 아니라 고가의 유지비를 필요로 하는 산세공정을 생략시킬 수 있고, 또한 주기적인 주유가 필요하지 않는 열연강판 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열간압연공정에서 열간압연을 행한 후 권취기 공정을 바이패스하여, 열연판 표면온도가 570℃이상이 되도록 유지하면서, 650-730℃의 온도 및 20%이상의 수소농도로 유지된 환원가열로에서 60초이상 환원열처리하여 열연스케일층을 다공질층으로 형성시킨후, 가유기 입측의 냉각롤(chill roll)로 열연판을 냉각시킨 다음, 윤활유가 액상으로 유지되는 소정온도의 고온고압 윤활유 가유기에서 윤활유를 가압하는 것을 특징으로 하는 고윤활성 산세대체 열연강판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

고윤활성 산세대체 열연강판의 제조방법{A Method for Manufacturing Hot Rolled Steel Sheet Having Excellent Lubrication Property}

본 발명은 제철공정의 열간압연 공정중에 열연판의 표면에 형성되어 표면결함등을 유발시키는 스케일 층을 제거하기 위한 산세공정을 생략할 수 있는 열연강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연판의 스케일 층을 제거시키지 않고 활용하여 윤활성이 우수한 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래 열연강판을 이용하여 산세도유강판 및 냉연강판을 제조하는 방법으로는 열연강판을 일정온도의 고온에서 권취한 후 코일야드에서 약 5일정도 자연 냉각시켜 고온에서 습식산세공정을 통과시킬때 발생 가능한 표면결함을 방지시키기 위해서 일정온도 이하로 냉각시킨후 약 80℃로 가열된 염산 혹은 황산용액으로 채워진 산세조 및 세척조를 통과시킨후 산세도유강판으로 제조되거나 계속되는 냉간압연기 및 소둔공정을 거쳐 냉연강판으로 제조된다.

이와같은 종래법은 부식성이 강한 염산 혹은 황산을 사용함으로써 폐산회수설비, 산세액농도 및 온도관리를 위한 주변설비의 관리, 유지가 복잡하여 산세액 교체등의 소모성 재료비 부담이 가중될 우려가 있으며 제조공기도 5-7일 정도 소요됨으로써 코일야드의 회전율을 저하시킴은 물론 물류비를 상승시킬 수 있으며 열간압연공정, 산세공정 및 냉연공정이 각각의 독립공장으로 유지, 관리됨으로써 콤팩트 (compact)한 공장 레이아우트를 확보할 수 없기 때문에 공장부지 확보 및 부대설비 중복투자에 대한 부담을 가짐으로써 생산원가를 상승시킬 수 있는 요인으로 작용할 것이다. 또한, 산세도유강판의 경우는 기존 수요가에서 냉연강판을 대체함에 따른 제조원가 절감을 목적으로 수요가 급증되고 있는 추세이며 산세도유강판을 이용하여 도장 및 도금강판을 제조하기 때문에 표면품질에 대한 니즈(needs)는 더욱 엄격해지고 있을 뿐아니라 고강도고가공성 강판 등의 고급강재를 요구하고 있기 때문에 실리콘(Si)등의 합금원소가 점점 다량 첨가되고 있으나 실리콘은 열연공정중 고온에서 페욜라이트(fayalite)라는 고온액상(liquid phase)의 철실리콘산화물을 형성하여 열연공정에서 고압수탈스케일(hydraulic descaling)방법에 의해서도 그리고 습식산세공정에서도 잘 제거되지 않아 표면결함을 발생시키게 되며 산세후에도 표면층에 실리콘이 농화된 채로 남아 있어 도금공정에서 미도금결함 및 도금층 박리 등의 불량을 야기시키고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로서, 열연 스케일을 환원열처리하여 스케일층을 다공질 조직으로 제조한 후 고온고압의 조건에서 윤활유를 열연판 표면의 환원기공에 채워 넣음으로써, 환경문제를 유발시킬 뿐 아니라 고가의 유지비를 필요로 하는 산세공정을 생략시킬 수 있고, 또한 주기적인 주유가 필요하지 않는 열연강판 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 고윤활성 산세대체 열연강판 제조방법의 개략구성도

도 2는 본 발명에 의해 환원열처리된 열연 스케일의 표면 미세조직사진

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1...열연강판 2...기존의 권취기

3...환원가열 4...냉각칠드롤

5...가유기 6...고윤활성 산세대체 열연강판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열간압연공정에서 열간압연을 행한 후 권취기 공정을 바이패스하여, 열연판 표면온도가 570℃ 이상이 되도록 유지하면서, 650-730℃의 온도 및 20%이상의 수소농도로 유지된 환원가열로에서 60초이상 환원열처리하여 열연스케일층을 다공질층으로 형성시킨후, 가유기 입측의 냉각롤(chill roll)로 열연판을 냉각시킨 다음, 윤활유가 액상으로 유지되는 소정온도의 고온고압 윤활유 가유기에서 윤활유를 가압하는 것을 특징으로 하는 고윤활성 산세대체열연강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 특정한 석출물이 석출되는 야금학적인 온도 구간인 권취온도 이후의 온도에서 열연 스케일층을 가열환원시킴으로써 열연판 표면에 형성된 스케일이 환원되어 약 27%의 체적이 팽창되어 미세균열을 다발시킨후 약 0.5~1.0(μm)크기의 기공을 스케일층에 형성시켜, 그 기공에 고온고압의 분위기에서 윤활유를 함유시킴으로써 윤활성이 우수한 산세대체 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 산세대체 열연강판의 제조방법은 도 1에서와 같이 사상압연후 기존의 권취온도를 목표로 제어냉각된 열연판(1)을 기존의 권취기(2)는 바이패스(by-pass)하여 열연판(1)의 표면온도가 570℃이상이 되도록 유지하면서, 650-730℃로 유지되어 있으며 20% 이상의 수소농도를 가지는 환원가열로(3)에서 열연 스케일층이 0.5~1.0(μm) 정도의 깊이나 직경을 갖는 크랙과 기공으로 구성된 다공질 층으로 변태시킨다. 상기 환원가열로의 온도가 650℃미만이면 기공의 직경이 너무 작아지는 문제가 있고, 730℃를 초과하면 모재의 재질을 변화시켜 기계적 성질을 악화시키는 문제가 있다.

일반적으로 열연 스케일 층은 570℃이상의 온도에서는 약 80~90%가 뷔스타이트(FeO)이다. 이러한 뷔스타이트는 다른 철산화물인 마그네타이트(Fe₂O₃)환원철로의 빠른 환원속도를 가지므로 환원가열로 입측에서 570℃이상의 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 약 5~7(μm)정도의 열연 스케일층과 기지조직 경계부위에서도 환원도기 위해서는 Ar₃이하의 온도인 650-730℃에서 60초 이상 유지한다. 환원가열로(3)에서 다공질 층으로 변태된 열연강판(1)은 냉각롤(chill roll(4))에 의하여 윤활유가 액상으로 되는 소정온도 이상으로 냉각된후 고온고압 윤활유 가유기(加油機, (5))에서 다공질 층에 윤활유를 충진한다.

이같이 제조되는 산세대체 고윤활성 열연강판의 제조방법은 산세공정을 생략시키면서 설비의 콤팩트화, 설비운영 및 유지비 절감뿐 아니라 제조원가도 저렴하다.

(실시예)

본 발명의 제조방법으로 사상압연온도 870℃, 그리고 권취온도가 600℃로 제어냉각된 1.2(mm)두께의 저탄소강(0.04%C-0.25%Mn)을 30%의 수소농도로, 그리고 700℃로 유지된 환원가열로에서 열처리한 열연스케일의 표면의 미세조직을 도 2에 나타내었다.

얻어진 스케일의 표면은 0.5~1.0(μm) 정도의 기공이 형성되어 있었다. 이러한 기공은 환원가열시 환원 생성물이 방출되면서 형성된 공극이다. 이러한 표면의 다공질층을 250℃의 온도에서 30바(bar)의 압력으로 유지된 고온고압 가유기를 통과하면서 기공에 윤활유를 가유하였다.

이렇게 본 발명의 방법에 의하여 제조된 고윤활성 산세대체 열연강판과 기존법에의한 산세강판의 윤활특성을 비교하기 위하여 20(kg/㎟)의 접촉응력 하에서 평면마모시험한 결과, 기존의 산세강판의 표면에 윤활유를 도유한 강판은 250회의 마찰 후에 표면거칠음(debris)이 발생하였으나 본 발명 방법에 의하여 제조된 고윤활성 산세대체 열여강판은 990회 후에 표면거칠음이 발생되었음을 알 수 있었다.

이와같이 열연 스케일 제거공정인 산세공정을 생략시키면서 환원열처리하여 스케일층을 다공질 조직으로 제조한후 열연판 표면의 환원기공에 윤활유를 채워 넣음으로써 주기적인 주유가 필요하지 않는 윤활성이 우수한 산세대체 열연강판을 제조하는 것이 가능하였다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 열연공정중 비환경친화적 공정인 산세공정을 생략하면서 제조원가를 절감함과 동시에 열연판의 스케일 층을 제거시키지 않고 활용하여 윤활성이 우수한 고기능 산세대체 열연강판을 제조할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 열간압연공정에서 열간압연을 행한 후 권취기 공정을 바이패스하여, 열연판 표면온도가 570℃ 이상이 되도록 유지하면서, 650-730℃의 온도 및 20%이상의 수소농도로 유지된 환원가열로에서 60초이상 환원열처리하여 열연스케일층을 다공질층으로 형성시킨후, 가유기 입측의 냉각롤(chill roll)로 열연판을 냉각시킨 다음, 윤활유가 액상으로 유지되는 소정온도의 고온고압 윤활유 가유기에서 윤활유를 가압하는 것을 특징으로 하는 고윤활성 산세대체 열연강판의 제조방법
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다공질층은 0.5~1.0μm의 깊이나 직경을 갖는 크랙과 기공으로 구성된 것임을 특징으로 하는 고윤활성 산세대체 열연강판의 제조방법