KR20030053708A - 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법 - Google Patents

내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 니켈 플래시강판의 내식성과 표면처리성을 향상시키기 위하여 사용조건에 따라 Ni 도금량 및 도금 후처리공정을 제어함으로써 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 상기 공급된 열연강판을 산화층 균열기를 통과하여 표면의 산화층 제거에 용이한 표면균열을 형성한 다음, 산세조에서 산화층을 제거하고, 수세조에서 표면의 산성 용액을 제거한 다음, 강판 표면의 표면 거칠기를 균일하게 조정하고, Ni 도금조에서 Ni을 도금을 실시한 다음, 수세 및 건조를 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법를 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 내식성과 표면처리성, 특히 법랑밀착성 및 도금밀착성이 우수한 열연 및 냉연강판의 제조공정 등에 효과적이다.

Description

내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING NICKEL-Flash TREATED STEEL SHEET HAVING GOOD CORROSION RESISTANCE AND SURFACE TREATMENT CHARACTERISTICS}
본 발명은 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열연강판의 표면에 Ni 도금층이 농화된 니켈 플래시강판의 내식성과 표면처리성을 향상시키기 위하여 사용조건에 따라 Ni 도금량 및 도금 후처리공정을 제어함으로써 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 강판의 표면에 Ni이 도금되거나 농화층을 이룰 경우 나내식성이 개선되며, 그 위에 전기도금 또는 용융도금에 의한 표면처리를 할 경우에는 밀착성이 개선되는 효과가 잘 알려져 있다. 이러한 예로써 내박리성 (anti-chipping)이 우수한 아연합금강판의 제조공정에서는 아연합금도금전에 20∼30mg/m2의 Ni-Flash 도금을 하는 것이 효과적이다. 또한, 박주석도금강판을 제조하는 경우에도 내식성의 보완을 위하여 주석도금전 Ni-Flash 도금을 하는 기술이 공지되어 있다. 한편, 최근에는 고장력 표면처리 강판의 제조에 있어서 표면의 Ni 확산층이 형성될 경우 약환원성 분위기의 열처리 공정에서 강판 표면에의 Mn, Si 등의 석출물 생성을 억제함으로써 용융아연도금시 균일한 아연도금막이 형성되도록 하는 데 유효함도 보고된 바 있다.
이와 같이 냉연강판의 표면에 Ni을 Flash 도금하거나 Ni 농화층을 형성시키는 것은 나내식성, 법랑밀착성, 내 chipping성 등이 우수한 각종 냉연 및 표면처리 강판의 제조에 널리 이용되고 있다. 이러한 냉연강판을 제조하는 공정으로써 일본 가와사키 제철에서는 냉간압연판의 세정후 황산 용액등으로 활성화시킨 다음 100∼300mg/m2의 Ni을 Flash 도금한 다음 열처리로를 통과시켜 표면에 Ni 농화층을 형성시키는 방법을 제안한 바 있다. 이 경우 열처리로를 거친 강판의 표면에는 약 300 두께의 Ni 농화층이 형성되는 것으로 알려져 있다. 또 다른 기술로써 일본의 신일본제철에서는 열처리로 후단에서 황산 용액에 의한 활성화 공정과 Ni-Flash 도금을 하거나, 열처리한 냉연강판을 아연, 아연합금 및 주석 도금전에 황산 용액에의한 활성화처리후 Ni-Flash 도금을 하는 방법을 제안한 바 있다. 이 경우 Ni-Flash 도금량은 10∼30mg/m2 수준으로써 강판의 표면에는 불연속적인 점상으로 Ni 도금층이 존재하게 된다.
공지의 기술은 냉연강판의 열처리를 연속열처리로의 전후단 또는 개별적인 도금설비의 전단에서 Ni-Flash 도금하는 것들이 제안되어있다. 그러나, 실제의 공정에 있어서는 이들의 기술을 적용하는 데에는 크게 2가지의 문제가 있다. 먼저, Ni-Flash 도금을 연속열처리로 전단에서 행하는 경우에는 연속열처리를 거친 냉연제품이 나내식성, 표면처리성 등이 우수하다는 장점이 있으며 부가적으로 Mn, Si 등의 표면석출을 억제하여 고장력 용융도금강판의 제조등에 이용될 수 있는 반면에, Ni-Flash 도금량이 100∼300mg/m2로 비교적 많은 양을 세정-활성화-도금-수세의 공정을 거쳐 구현하여야 하기 때문에 이를 위한 설비가 장대하여지게 된다. 이 경우 조업속도가 빠른 연속 열처리로에서 이를 처리하기 위해서는 설비의 구성이 필연적으로 커지게 되는데 비하여, 각 설비에서 생산할 전체 제품중 Ni-Flash 처리를 요하는 제품이 부분적이기 때문에 투자효율이 낮고 설비 관리가 어렵다는 것이다. 다음으로 연속열처리로 후단 또는 전기도금 전단에서 Ni-Flash 처리를 하는 경우에는 도금량이 10∼30mg/m2로 비교적 적은 양이 요구되기 때문에 단축적인 설비의 구현이 가능하지만, Ni-Flash 처리를 필요로 하는 생산제품이 보다 한정되고 개별적인 설비별로 유사 설비를 구성하여야 하기 때문에 앞서의 경우와 마찬가지로 투자효율과 설비 관리 측면에서의 문제가 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열연강판의 표면에 Ni 도금층이 농화된 니켈 플래시강판의 내식성과 표면처리성을 향상시키기 위하여 도금강판의 사용조건에 따라 Ni 도금량 및 도금 후처리공정을 제어함으로써 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법의 공정을 개략적으로 도시한 개요도;
도 2는 본 발명에 따른 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법에 있어서 강판 표면의 거칠기와 성상의 변화를 도시한 모식도이다.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
1:풀림롤 2:산화층 균열기 3:산세조 4:수세조 5:브러시 장치
6:Ni 도금조 8:권취기
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열연강판을 소재로 하여 풀림롤로부터 강판을 공급하는 단계와, 상기 공급된 강판을 산화층 균열기를 통과하여 표면의 산화층 제거에 용이한 표면균열을 형성하는 단계와, 상기 표면균열이 형성된 강판을 산세조에서 산화층을 제거하는 단계와, 상기 산화층이 제거된 강판을 수세조에 수용시켜 강판 표면의 산성 용액을 제거하는 단계와, 상기 산성용액이 제거된 강판 표면의 표면 거칠기를 균일하게 조정하는 단계와, 상기 표면 거칠기가 조정된 강판을 Ni 도금조에서 Ni을 도금하는 단계와, 상기 Ni 도금된 강판을 수세 및 건조를 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법을 제공하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법의 공정을 개략적으로 도시한 개요도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법에 있어서 강판 표면의 거칠기와 성상의 변화를 도시한 모식도이다.
본 발명에서는 냉간압연의 전단계, 즉 산세공정에서 산세 직후 연마브러시등에 의한 표면조정 단계를 거쳐 Ni-Flash 처리를 하는 방법이 설비의 단축적인 구성과 후공정에의 요구에 적합한 Ni-Flash 처리 강판을 생산하는 효과적인 방법임을 고안하였다. 일반적으로 황산 또는 염산에 의한 산세처리 직후에는 Ni-Flash 처리 공정에서 요구되는 세정-활성화 공정을 생략할 수 있으며, 강판의 처리속도도 연속열처리 공정등에 비해 1/4∼1/2 수준으로 낮기 때문에 단축적인 설비의 구현이 가능하다.
또한, 이러한 Ni-Flash 처리방법은 산세한 열연판 그대로 사용될 경우 나내식성이 우수한 제품을 생산하는데 적합하고, 연이은 공정으로써 용융도금을 행할 경우에는 도금밀착성이 우수한 제품을 생산할 수 있다는 부가적인 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 연속적인 처리를 위하여 풀림롤 (Pay-Off Reel; 1)로부터 공급된 열연강판은 산화층 균열기(Scale Breaker; 2)를 통과하여 표면의 산화층의 제거에 용이하게 표면 균열을 형성시킨 후 산세조(Pickling Unit; 3)에서 산화층을 제거한 다음 수세조(Rinsing Unit; 4)를 거쳐 표면의 산을 완전히 제거후 브러시 장치(Brush Unit; 5)에서 표면 거칠기를 균일하게 조정하고, Ni 도금조 (Ni-Flash Electroplating Unit; 6)에서 Ni을 도금한 다음 수세와 건조(Rinse & Drying Unit; 7)를 하고 권취기(Tension Reel; 8)에 감기는 공정을 거쳐 제조된다.
이와 같은 공정에 있어서 Ni-Flash 도금량은 제품의 요구조건에 따라 달라지는데, 열연판 그대로 사용될 경우에는 10∼50mg/m2, 용융도금 열연판의 소재로 사용될 경우에는 50∼300mg/m2, 냉간압연 및 표면처리 제품의 소재로 사용될 경우에는 100∼1500mg/m2의 범위가 적합하다. 이러한 Ni-Flash 도금량의 범위는 열처리공정에서 Ni 도금층의 소지철로의 확산을 고려한 것으로써 최종적으로는 Ni이 30% 이상 농화된 표면층의 두께가 최소 300 이 되도록 하기 위한 조건이다.
도 2는 발명의 제조 공정에 있어서 강판 표면의 거칠기와 성상의 변화를 모식적으로 나타낸 것으로, 산세직후(10)의 열연강판은 산화층이 제거된 거친 조도의 표면을 가지지만, 브러시 연마(11)에 의해 표면거칠기가 감소하여 Ni-Flash 도금(12) 후에는 표면에 불연속적으로 분포된 Ni 입자를 갖게되고, 냉간압연(13) 단계를 거치면서 길이 방향으로 연신되어 열처리(14) 후에는 표면에 Ni이 농화된 확산층을 갖는 냉연강판으로 순차적으로 변화하는 것을 보여주고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 나내식성과 표면처리성, 특히 법랑밀착성 및 도금밀착성이 우수한 열연 및 냉연강판의 제조공정에 효과적이다. 또한, 강의 성분으로써 Mn, Si 등을 함유한 고장력 냉연 및 표면처리강판에 있어서도 연속 열처리 공정중에 일어나는 Mn, Si를 함유한 화합물 또는 산화물의 표면석출을 억제함으로써 도금밀착성이 우수한 고장력 표면처리강판의 제조에 중요하게 이용될 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 열연강판을 소재로 하여 풀림롤로부터 강판을 공급하는 단계와;
    상기 공급된 강판을 산화층 균열기를 통과하여 표면의 산화층 제거에 용이한 표면균열을 형성하는 단계와;
    상기 표면균열이 형성된 강판을 산세조에서 산화층을 제거하는 단계와;
    상기 산화층이 제거된 강판을 수세조에 수용시켜 강판 표면의 산성 용액을 제거하는 단계와;
    상기 산성용액이 제거된 강판 표면의 표면 거칠기를 균일하게 조정하는 단계와;
    상기 표면 거칠기가 조정된 강판을 Ni 도금조에서 Ni을 도금하는 단계와;
    상기 Ni 도금된 강판을 수세 및 건조를 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강판을 Ni 도금조에서 Ni을 도금하는 단계는 강판의 표면에 30% 이상의 농도를 가진 Ni 도금층이 강판의 표면에 300Å 이상의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법.
  3. 제1항 내지 제2항에 있어서,
    상기 강판을 Ni 도금조에서 Ni을 도금하는 단계는 도금강판이 용융도금 열연판의 소재로 사용될 경우 Ni 도금량을 50∼300mg/m2 범위로 처리하여 열연강판을 450 이상으로 승온후 용융 아연도금하는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제2항에 있어서,
    상기 강판을 Ni 도금조에서 Ni을 도금하는 단계는 열연판 그대로 사용될 경우 Ni 도금량을 10∼50mg/m2 범위로 하고, 후속공정으로서 도유를 하는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제2항에 있어서,
    상기 강판을 Ni 도금조에서 Ni을 도금하는 단계는 열연강판이 표면처리 제품의 소재로 사용될 경우에는 Ni 도금량을 100∼1500mg/m2 범위로 하고, 후속공정으로서 냉간압연 후 연속 열처리하는 것을 특징으로 하는 내식성과 표면처리성이 우수한 니켈 플래시강판의 제조방법.
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