KR20030054831A

KR20030054831A - 페라이트계 스테인레스강의 산세방법

Info

Publication number: KR20030054831A
Application number: KR1020010085262A
Authority: KR
Inventors: 이용헌; 김선태; 하헌재
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-02
Also published as: KR100550797B1

Abstract

본 발명은 건축 외장재로 사용되는 스테인레스강의 균일한 표면색상을 얻을 수 있는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법에 관한 것으로,

본 발명은 중량%로 C:0.01%이하, N:0.02%이하, Si:0.5%이하, Mn:0.5%이하, P:0.03%이하, S:0.004%이하, O:0.01%이하, Ti:0.18%이하, Nb:0.4%이하, Cu:1.0%이하, Al:0.03~0.13%, Mo:4%이하, Cr:20~35%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 통상의 페라이트계 스테인리스강을 용해하여 슬라브를 제조한 다음, 통상의 방법으로 열간압연하고 냉간압연한 강판을 소둔로, 염욕조 및 산세조를 통과하는 소둔산세하는 방법에 있어서,

상기 염욕조의 조성은 염화나트리움이 10~20%, 수산화나트리움이 50~60%, 그리고 질산나트리움이 30%로 이루어진 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법을 요지로 한다.

Description

페라이트계 스테인레스강의 산세방법{Pickling method of ferritic stainless steel}

본 발명은 페라이트계 스테인레스강의 산세방법으로, 특히 건축 외장재로 사용되는 스테인레스강의 균일한 표면색상을 얻을 수 있는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법에 관한 것이다.

일반적으로 해안근처의 건축외장재로 사용되는 스테인레스강은 내식성 향상을 위해 크롬함량이 20∼35%로 높은데, 크롬함량이 높을 경우 산세성이 매우 나쁘기 때문에 균일한 표면 색상을 갖는 제품을 만드는 것은 매우 어렵다. 그러나 스테인레스강이 건축외장재로 사용되기 위해서는 표면 색차가 없도록 해야한다. 색차가 발생할 경우 외관상 얼룩으로 보이기 때문에 상품성이 크게 떨어진다. 일본에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 특수광휘소둔을 한 후 산용액에 침적하는 방법(특개평 6-49539), 산세 직후 광택도를 측정하여 결과에 반영하는 방법(특개평 6-184774), 대기에서 열처리를 하는 방법(특개평 10-121276)등이 제시되고 있다. 이러한 방법들은 새로운 설비를 추가적으로 설치해야 하거나 공정을 추가해야하는 등 문제점을 가지고 있으며, 보다더 경제적으로 제조할 수 없다는 것이 단점이다.

한편, 본 발명자들은 대한민국 특허출원번호 2000-80865호에 표면 색상이 균일한 고크롬 스테인레스 강판의 소둔산세방법을 개시하고 있는데, 이는 소둔산세시 작업속도 조절과 염욕조의 온도조절에 의해 표면 색상을 균일화 하는 방법이다.그러나 본 발명에서는 염욕조성을 조정하여 염의 용해에 소요되는 시간을 단축하여 생산성을 높이고 동시에 표면색상을 균일하게 가일층 향상시킨 스테인레스강의 산세방법에 관한 것이다.

이에, 본 발명자들은 상기한 종래의 제반문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 종래의 소둔 산세 공정에 사용되는 염의 조성을 조정하여 염의 용해시간을 단축시켜 생산성을 향상시키고 동시에 표면의 색차가 거의 없는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 중량%로 C:0.01%이하, N:0.02%이하, Si:0.5%이하, Mn:0.5%이하, P:0.03%이하, S:0.004%이하, O:0.01%이하, Ti:0.18%이하, Nb:0.4%이하, Cu:1.0%이하, Al:0.03~0.13%, Mo:4%이하, Cr:20~35%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을함유한 통상의 페라이트계 스테인리스강을 용해하여 슬라브를 제조한 다음, 통상의 방법으로 열간압연하고 냉간압연한 강판을 소둔로, 염욕조 및 산세조를 통과하는 소둔산세하는 방법에 있어서,

상기 염욕조의 조성은 염화나트리움이 10~20%, 수산화나트리움이 50~60%, 그리고 질산나트리움이 30%로 이루어진 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 중량%로 C:0.01%이하, N:0.02%이하, Si:0.5%이하, Mn:0.5%이하, P:0.03%이하, S:0.004%이하, O:0.01%이하, Ti:0.18%이하, Nb:0.4%이하, Cu:1.0%이하, Al:0.03~0.13%, Mo:4%이하, Cr:20~35%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 통상의 페라이트계 스테인리스강을 용해하여 슬라브를 제조한 다음, 통상의 방법으로 열간압연하고 냉간압연한 강판에 대해서 2mm 두께에 대하여 15∼18m/min의 작업속도(line speed)로 소둔 산세 작업을 하여 표면색차가 없는 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기의 작업속도가 15m/min미만으로 느릴경우 산화량이 증가하여 표면조도가 커지는 현상이 발생하며, 작업속도가 18m/min보다 너무 빠를 경우 충분한 재결정이 일어나지 않는다. 상기 소둔 온도는 975-1025^oC로 설정을 하여 냉연강판(스트립)을 통과시키며, 소둔 온도가 975^o미만에서는 산화가 거의 일어나지 않기 때문에 표면광택도가 너무 높고, 소둔온도가 1025^oC를 넘게 되면 산화가 급속하게 일어나 산세후 표면요철을 형성시킨다.

상기 소둔 스트립을 염욕조(Salt bath)와 황산조를 통과시켜 산세를 하는데, 염욕조의 조성은 중량%로 염화나트리움(NaCl)이 10~20%, 수산화나트리움(NaOH)이 50~60%, 그리고 질산나트리움(NaNO₃)이 30%로 함유한 염욕조에 온도를 400-450^oC 로 하여 스트립을 통과시킨다. 염욕조의 온도가 400^oC 보다 낮을 경우 +3가의 크롬산화물이 +6가로의 산화가 지연되어 이후 산에 의한 용해과정에서 충분하게 제거되지 않으며, 450^oC 보다 높을 경우 염욕조에 의한 금속의 침식이 일어나 표면특성을 저하시킨다. 이후 황산조에서는 통상의 방법으로 산세하되, 황산온도 및 농도를 각각 55∼60℃, 바람직하게는 55^oC, 6∼15%로 조절하여 1차 산세를 한다. 2차 산세도 온도를 55∼60℃, 바람직하게는 55^oC, 질산5∼15%, 불산 0.5∼1.5% 의 농도로 첨가하여 산세한다. 이상의 소둔 산세방법을 거쳐 최종적으로 표면색차가 보다더 향상된 고크롬 냉연 스테인레스강판을 제조할 수 가 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 1에 나타낸 바와 같은 화학성분을 가지는 강을 용해하여 슬라브를 제조한 다음, 통상의 방법으로 열간압연을 하고 이후 냉간압연을 하였다. 2mm로 냉간압연된 스트립을 이용하여 표 2에 보이는 바와 같이 염화나트리움 조성에 따른 광택도를 측정하였다. 건축외장재의 경우 빛의 반사를 억제해야 하기 때문에 광택도 값이 작아야 한다. 염화나트리움의 양이 10%보다 적은 5%의 경우 스트립의 표면 침식이 아주 미약하여 광택도가 26.2로 매우 높게 측정되었다. 그러나 염화나트리움의 양이 증가함에 따라서 스트립의 광택도는 감소하는 경향을 보여주고 있는데, 그 함량이 20%를 넘어서는 30%의 경우 표면의 침식이 급격하게 일어나며 스트립의 표면 불균일성을 일의킨다.

표 3은 표색계를 이용하여 염화나트리움의 양에 따른 백색도의 변화를 나타낸 것이다. 여기서 표색계를 나타내는 L*, a*, b*는 1976년 국제조명위원회에서 규격화한 것으로서 물체의 색을 나타내는 데 가장 일반적인 지수이며, L*은 명도, a*는 적색, b*는 황색지수를 나타낸다. 염화나트리움의 양이 10%보다 적은 5%의 경우 표면의 광택이 심하게 나타나며, 본 발명의 범위인 10∼20%의 염화나트리움 함량에서 백색도의 황색지수인 b*값이 저하하여 적정하게 유지되는 것을 보여준다. 이후 30%로 증가하면 표면침식에 의한 얼룩이 발생한다. b*값이 1이상일때 표면의 광택이 심하게 나타나서 2를 넘어서면 얼룩이 관찰되기 시작한다. 표4는 염욕조성에 따른 용해열을 나타내고 있다. 염화나트리움의 함량이 10% 이상에서 용해열량은 급격하게 감소하며, 이후 20%를 초과할 경우 염화나트리움 함량이 증가하여도 용해열량의 감소 정도는 그다지 작아지않 는 것을 알 수 있으며, 또한 염화나트리움의 함량이 10~20%에서 염의 용해에 걸리는 시간은 현저하게 감소되는 것을 알 수 있으며, 따라서 작업속도는 매우 향상된다.

성분조성	Cr	Mo	Nb	Ti	Al	C+N	Si	Mn	P	S
중량%	26.2	2.0	0.3	0.064	0.065	0.0254	0.29	0.3	0.028	0.0022

염화나트리움(w%)	광택도	비 고
5	26.2	광택이 심함
10	13.4	적정
15	15.2	적정
20	12.8	적정
30	2.4	표면 침식

염화나트리움(w%)	표색계 값	비 고
염화나트리움(w%)	L*	비 고	a*	b*
5	77.09	-0.25	1.24	광택이 심함
10	73.76	-0.21	0.17	적정
15	72.31	-0.18	0.89	적정
20	71.89	-0.14	0.92	적정
30	68.06	0.10	2.26	얼룩 발생

구 분	염욕 조성	용해열(㎈/g)	용해소요시간(시간)
구 분	수산화나트리움	용해열(㎈/g)	용해소요시간(시간)	질산나트리움	염화나트리움
1	50	30	20	32.02	32
2	55	30	15	34.20	35
3	60	30	10	34.78	36
4	65	30	5	39.08	48
5	70	30	0	45.32	55

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 기존의 소둔산세공정 외에 추가로 설비를 설치하지 않고 염욕조성을 조정하여 염의 용해에 소요되는 시간을 단축하여 생산성 및 작업성의 개선효과를 가져오며, 동시에 표면색상을 균일하게 가일층 향상시킨 페라이트계 냉연 스테인레스강판을 제조할 수 가 있다.

Claims

본 발명은 중량%로 C:0.01%이하, N:0.02%이하, Si:0.5%이하, Mn:0.5%이하, P:0.03%이하, S:0.004%이하, O:0.01%이하, Ti:0.18%이하, Nb:0.4%이하, Cu:1.0%이하, Al:0.03~0.13%, Mo:4%이하, Cr:20~35%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 통상의 페라이트계 스테인리스 강을 용해하여 슬라브를 제조한 다음, 통상의 방법으로 열간압연하고 냉간압연한 강판을 소둔로, 염욕조 및 산세조를 통과하는 소둔산세하는 방법에 있어서,

상기 염욕조의 조성은 염화나트리움이 10~20%, 수산화나트리움이 50~60%, 그리고 질산나트리움이 30%로 이루어진 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스강의 산세방법.