KR20050063145A - 탈지성이 우수한 강판 탈지방법 - Google Patents

Abstract

제철공장에서 생산되는 강판의 표면 압연유등을 제거하는 탈지성이 우수한 강판 탈지방법이 제공된다,

상기 탈지성이 우수한 강판 탈지방법은, 압연유등의 오염물질이 표면에 부착된 강판이 공급되는 단계;와, 상기 오염물질이 표면에 부착된 강판을 저장조 내부에 배치된 초음파 진동자로 진동되는 알카리용액에 통과시키어 오염물질을 탈지하는 강판 탈지단계; 및, 상기 탈지된 강판을 세정 및 건조하는 단계로 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 알카리용액의 초음파 진동을 통하여 강판 탈지를 수행함으로서, 강판의 표면에 부착된 압연유등을 제거하는 강판의 탈지효율을 향상시키는 동시에, 기존에 전극을 이용한 방식에 비하여 전력비를 낮추어 전체적인 강판 탈지비용을 절감시키는 보다 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

탈지성이 우수한 강판 탈지방법{A Method for Degreasing Strip}

본 발명은 제철공장에서 생산되는 강판의 표면 압연유등을 제거하는 강판 탈지방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 기존의 전극을 이용한 전해 탈지 대신에, 알카리 탈지공정에 초음파 진동자를 설치하여 강판의 탈지를 수행함으로서, 강판의 표면에 부착된 압연유등을 제거하는 강판의 탈지효율이 향상되는 동시에, 기존에 전극을 이용한 방식에 비하여 전력비를 낮출수 있어 전체 강판의 탈지비용을 절감시킬 수 있도록 한 탈지성이 우수한 강판 탈지방법에 관한 것이다.

제철공장에서 생산되는 강판 특히, 냉간 압연 강판은 압연시 사용되는 압연유는 냉연강판의 표면에 뭍게 되고, 이와 같은 냉연강판의 압연시 강판의 표면에 부착된 압연유 또는, 철 및 금속이온이 대략 100-200㎎ 정도 존재하고 있다.

그런데, 냉연강판의 압연시 그 표면에 부착된 강판표면의 압연유등은 냉연강판의 후 공정인 도금공정에서 강판의 표면 도금을 불량하게 하기 때문에, 냉연강판이 압연된 후에는 상기 강판표면의 압연유등을 제거해야 하는데, 이와 같은 공정을 강판의 탈지공정이라 하고, 이와 같은 종래의 강판 탈지공정을 도 1에서 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 종래의 강판 탈지공정은 강판(100)의 청정을 위한 예열(미도시)공정과, 비누화 작용원리와 같은 알카리용액(112)이 저장된 알카리 저장조(110)에 강판(100)이 통과하는 알카리 탈지공정(S1)과, 강판 (100)이 통과하면서 브러쉬(120)로서 세정되는 세정공정(S2) 및, 전기분해 원리를 이용하기 위하여 전해액(132)이 저장되고, 전해액 저장조(130)내의 전극(134)사이로 강판 (100)이 통과하면서 추가로 탈지되는 전해 탈지공정(S3), 그리고 강판의 세정(S2') 및, 헴굼,건조공정(S4)으로 진행된다.

그리고, 이와 같은 탈지공정(S1-S4)을 통과하는 강판은 표면의 압연유등이 제거되어 보다 청정한 상태에서 다음의 소둔 또는 도금공정에 투입되게 된다.

그런데, 이와 같은 강판의 탈지공정시 문제가 발생되면 냉간압연과정에서 강판(100)의 표면에 부착된 압연유등의 오염물질이 완전히 제거되지 않고, 이와 같은 탈지불량의 강판은 다음공정인 소둔로내에서 구동롤등을 오염시키는 요인을 제공하게 되고, 이와 같이 구동롤등에 누적되는 압연유등의 오염원은 강판 표면의 마찰을 가중시켜 미세한 슬립 스크래치를 발생시키는 것이다.

또한, 이와 같은 강판의 탈지불량은 소둔 후공정인 조질압연시, 강판에 부착되는 압연유의 불균일을 발생시키어 강판의 표면 조도에도 악영향을 주게 되는 것이다.

즉, 강판의 탈지공정은 강판 제품의 품질에 결정적인 영향을 미치는 것이다.

한편, 앞에서 설명하고 도 1에서 도시한 바와 같이, 종래의 강판 탈지공정은 크게 알카리 저장조(110)와 전해액 저장조(130)를 통과하면서, 강판 표면의 압연유등을 제거시키는 알카리 탈지(S1)와 전해 탈지(S3)로 구분된다.

이때, 상기 알카리 탈지공정(S1)은 강판표면에 부착되어 있는 유지성 오염을 제거하여 강판(100)의 청정성을 확보하기 위한 화학적 처리로서, 예를 들어 비누화 작용, 유지를 미립화하여 분산시키는 유화작용, 유지속에 침투하여 기름분자를 파괴하는 침투작용, 제거된 유지를 수용액 중에서 분산시키는 분산작용 및 기게적 박리작용을 통하여 진행된다.

그리고, 이때 제거 대상이 되는 유지로는 주로 지방산과 글리세롤의 에스테르이며 특히, 금속면에 부착하는 유지질인 검화성유(야자유, 우지등 및 이들로 제조되는 지방산)와 불포화성유(그리스파라핀, 중유등의 광유)이다.

한편, 이와 같은 알카리 탈지공정(S1)은 통상 금속 즉, 냉연강판(100) 표면과의 반응시간, 알카리 용액의 성분, 또는 농도에 따라 탈지성능을 크게 좌우한다.

한편, 강판 탈지공정중 상기 전해 탈지공정(S3)은 탈지하고자하는 강판 (100)을 하나의 전극으로 하고 전도성 용액내에 있는 다른 하나의 전극(134)에 전압을 인가하면, 전기화학반응에 의해 발생된 가스를 통해 오염성 오일층의 오염물을 파괴, 분리 또는 금속 표면으로부터 분리시키는 전기 화학적 강판 탈지가 수행되는 것이다.

즉, 이와 같은 종래의 전해 탈지공정(S3)에서는 소재인 강판(100)를 음극으로 하는 음극법, 양극으로 하는 양극법 및, 교대로 교번하는 교번법으로 나누어 질 수 있으며, 이때 소재와 반응시간, 전류밀도, 그리고 용액자체에 따라서 탈지 성능이 좌우될 수 있다.

결국, 종래의 강판 탈지공정에서 알카리 및 전기 전해 탈지공정(S1)(S3)이 탈지공정의 핵심공정이며, 이와 같이 강판의 알카리 탈지와 전해탈지 작업이 순차적으로 이루어진 다음, 최종적으로 헹굼 및 건조공정(S4)이 이루어 지는 것이다.

한편, 종래의 강판 탈지공정을 정리하면, 권취된 코일이 페이오프릴(pay off reel)을 통하여 풀리면서 코일에서 강판으로 공급되면, 공급된 강판은 탈지설비 즉, 알카리 저장조(110)와 브러쉬(120) 및 전해액 저장조(130)를 통과하여서 연속적인 강판의 탈지작업이 이루어 지는 것이다.

이때, 종래의 알카리 탈지공정(S1)에서 강판 탈지율은 10-20% 정도이고, 전해 탈지공정(S3)에서의 전기 분해를 통한 강판 탈지율은 70-85% 정도이다.

그러나, 이와 같은 종래의 강판 탈지방법에 있어서는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 첫째 전해 탈지공정에서 사용하는 용액은 염기성이기 때문에, 전극 (134)을 이용한 전해 탈지공정중 전기 분해할 때 거품이 발생되는 문제가 있는데, 탈지력 향상을 위해서는 탈지용액의 농도등을 높이는 것이 필수적이지만, 이와 같은 전기분해시 발생되는 거품발생은 탈지력을 저하시키는 작용을 하여 강판 탈지가 불균일하게 이루어 지고, 이는 결국 강판제품의 표면 품질을 저하시키게 된다.

둘째, 전해액 저장조에 설치된 전극(134)사이를 강판이 통과하면서 강판 탈지공정(S3)이 수행되기 때문에, 전극판 운용을 위하여는 고 전력비가 필요한 다른 문제가 있었다.

마지막으로, 알카리와 전해 탈지의 강판 탈지성이 떨어지는 문제가 있었다.

이에 따라서, 알카리 탈지공정을 거친 강판이 전해 탈지공정에서는 전기분해대신 초음파를 이용하여 강판의 탈지공정을 수행하면 전력비를 낮추고 강판의 탈지효율을 높이기 때문에 바람직할 것이다.

그리고, 강판과 같이 두께(0.1-3mm)와 폭(40-1860mm)을 갖는 대형 이송체의 탈지를 위하여 초음파 진동자를 사용한 기술은 제안된 바 없는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 강판의 탈지공정시 알카리 탈지공정를 거친 강판을 초음파 진동자로 전해액이 진동하는 전해 탈지공정에 투입하여 강판의 탈지공정을 수행함으로서, 강판의 탈지효율을 보다 향상시키어 강판제품의 표면품질을 향상시키는 것은 물론, 기존의 전기분해에 따른 전력소비를 보다 줄일 수 있어 설비 운영비를 절감시키는 탈지성이 우수한 강판 탈지방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 냉연강판의 표면 압연유등의 오염물질을 제거하는 강판 탈지방법에 있어서, 압연유등의 오염물질이 표면에 부착된 강판이 공급되는 단계;

상기 오염물질이 표면에 부착된 강판을 저장조 내부에 배치된 초음파 진동자로 진동되는 알카리용액에 통과시키어 오염물질을 탈지하는 강판 탈지단계; 및

상기 탈지된 강판을 세정 및 건조하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 강판 탈지공정이 알카리 탈지공정(S1)과 전기분해를 통한 전해 탈지공정(S3)으로 이루어 지는데에 반하여, 다음의 도면에 따라 보다 상세하게 설명하듯이, 본 발명의 강판 탈지방법은 알카리 탈지공정에서 조장조내에 초음파 진동자를 설치하여 초음파 진동자에 의하여 알카리용액이 진동하여 강판 탈지를 수행하는 한편, 추가로 상기 종래의 전해 탈지공정에서 사용하는 전극을 초음파 진동자로 대체하여 다시 초음파 알카리탈지를 하는 데에 그 특징이 있는 것이다.

즉, 본 발명의 탈지방법에서는 종래 알카리 탈지 및 전해 탈지공정 (S1)(S3)을 모두 초음파를 이용한 초음파 알카리 탈지공정으로 대체하여, 종래 문제인 거품발생을 적게함으로서 강판의 탈지가 보다 균일하게 이루어 지도록 하면서, 특히 전극(134)(도 1)의 사용을 없애고 이 보다는 전력소비가 적은 초음파 진동자를 사용하여 전력소비량도 매우 감소시키는 것을 가능하게 하는 것이다.

한편, 도면에 따라 본 발명을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 탈지성이 우수한 강판 탈지방법에 의한 강판 탈지공정을 도시한 공정상태도이고, 도 3은 본 발명에서 초음파 진동자간의 간격(D)을 도시한 요부도이다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 냉연강판의 표면 압연유등의 오염물질을 제거하기 위한 본 발명의 탈지성이 우수한 강판 탈지방법은, 압연유등의 오염물질이 표면에 부착된 강판(10)을 알카리용액(32)이 저장된 알카리 저장조(30)에 공급하는 단계(A1)와, 상기 오염물질이 표면에 부착된 강판(10)을 알카리 저장조(30)의 내부에 배치된 초음파 진동자(50)로 진동되는 알카리용액(32)에 통과시키어 오염물질을 탈지하는 강판 탈지단계(A2) 및, 상기 탈지된 강판(10)을 세정 및 헹굼,건조하는 단계(A3)(A4)로 구성되어 있다.

이때, 상기 알카리용액은 예를 들어 가성소다 용액을 사용하면 된다.

그런데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 강판 세정단계(A3)후, 알카리용액 (32')이 저장된 다른 저장조(30')의 내부에 배치된 다른 초음파 진동자 (50')로 진동되는 알카리용액에 강판을 통과시키는 제 2 강판 탈지단계(A2')를 추가로 포함할 수 있다.

그리고, 이와 같은 제 2 강판 탈지단계(A2')를 거친 탈지된 강판(10)의 다시 세정단계(S3')와 행굼, 건조단계(A4)를 수행할 수 있다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 세정단계(A3)(A3')는 도 1에서와 같이 브러쉬(70)를 이용하여 탈지된 강판(10)의 표면을 세정하고, 마지막 헴굼 및 건조단계(A4)에서는 린스탱크(90)에 탈지된 강판(10)이 통과되어 헴굼 및 건조가 수행되어 후 공정인 소둔이나 도금공정으로 연속 이송된다.

그리고, 도 2에서는 초기 알카리 저장조(30)와 그 다음 알카리 저장조(30')의 크기를 다르게 하였지만, 이는 도 1과 맞추어 도시한 것일뿐 같은 형태 예를 들어 강판이 디플렉터롤로서 한번 침지되는 형태 또는 2번 침지되는 형태의 저장조로 구성하는 것은 가능한 것이다.

한편, 도 2에서는 초음파 진동자(50)의 설치 상태를 개략적으로 도시하였지만, 도 3을 참조하면 저장조(30)(30')내에 내측으로 강판(10)이 통과하는 한쌍의 지지플레이트(52)(52')상에 초음파 진동자(50)(50')들을 설치하여 강판(10)이 초음파 진동자(50)(50')들사이를 통과하도록 한다.

이때, 본 발명의 강판 탈지방법에 적용되는 강판(10)은 초음파 진동자 (50)(50')들이 알카리용액(32)(32')을 진동시키어 강판의 탈지가 이루어 지기 때문에, 강판자체의 진동과는 크게 상관이 없지만, 알카리용액의 진동에 영향을 받는 대략 0.1- 3 mm 두께의 강판탈지에 적용하는 것이 바람직하다.

그리고, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 강판의 폭에 대응하여 지지플레이트(52)(52')를 조장조(30)(30')내에 세우고 이에 초음파 진동자 (50)(50')들을 설치하면 되는데, 그 초음파 진동자의 설치를 감안하여 강판의 폭은 40 - 1860mm 정도가 바람직할 것이다.

이때, 중요한 것은 도 3에서 도시한 바와 같이, 내측으로 강판(10)이 통과하는 상기 초음파 진동자(50)(50')들 간의 간격인데, 다음의 실시예에서 상세하게 설명하듯이, 상기 강판 탈지 및 제 2 탈지단계(A2)(A2')에서 사용되는 강판 양측의 초음파 진동자(50-50)(50'-50')들간의 간격(D)은 250mm 이하인 것이 바람직하다.

다음, 실질적인 강판의 탈지성을 결정하는 상기 강판 탈지 및 제 2 탈지단계 (A2)(A2')에서는 초음파 진동자(50)(50')간의 간격이외에도 저장조(30)(30')내의 알카리 용액(32)(32')의 온도도 중요한데, 50℃ 이상인 것이 바람직하고, 이는 다음에 실시예에서 다시 설명한다.

그리고, 상기 초음파 진동자를 이용하는 상기 강판 탈지단계 및 제 2 강판 탈지단계(A2)(A2')에서 강판의 탈지시간도 중요한데, 이때 초음파 진동자를 통과하는 즉, 도 3에서 최상측 초음파 진동자와 최하측 초음파 진동자를 통과하는 강판의 통과시간인 탈지시간이 2초 이상인 것이 바람직한데, 그 이유는 다음의 실시예에서 다시 상세하게 설명한다.

이하, 본발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 강판 탈지방법은 종래 알카리와 전기분해를 통한 전해탈지대신에 초음파 진동자(50)(50')를 이용한 초음파 알카리 탈지공정(A2)(A2')을 통하여 강판의 실질적인 탈지를 수행하는데, 물론 상기 초음파 알카리 탈지공정은 하나 또는 그 둘모두를 각각 수행하는 것은 가능할 것이다.

한편, 본 발명에서는 주파수가 28㎑ 정도이고, 출력이 600w 인 초음파 진동자(50)(50')를 이용하며, 제 2 강판 탈지공정(A2')으로 도 3에서와 같이 진동자간의 간격 D를 100㎜ 로 하며, 제 2 저장조내의 알카리 용액(32')의 온도를 여러 온도로 하면서, 탈지시간을 2초에서 20초로 한 경우, 압연유가 부착된 강판(10)에 대한 탈지효율을 다음의 표 1에서 나타내었다.

알카리 탈지온도 및 탈지시간에 대한 강판 탈지율 비교표

탈지온도(℃)	탈지율(%)
	2초	5초	10초	20초
30	-	-	55.6	55.8
50	68.5	71.2	71.3	73.8
60	81.7	86.8	89.1	91.7
80	81.3	81.4	90.0	87.3
90	83.2	88.4	86.0	91.6

즉, 상기 표 1 에서 나타낸 바와 같이, 종래 알카리 탈지율이 10-20%이고, 전해 탈지율이 70-85% 인 것에 비하여, 본 발명의 강판 탈지방법에서는 탈지 온도는 50 ℃ 이상이고, 탈지시간이 2초 이상인 경우 상기 종래 전해 탈지율보다 더높은 탈지율이 달성됨을 알 수 있다.

다음, 다음의 표 2에서는, 알카리 탈지용액의 온도는 60℃ 로 한경우, 도 3에서와 같은 진동자간의 간격을 변동하고, 탈지시간은 2초에서 20초로 한경우의 강판 탈지율을 나타내고 있다.

초음파 진동자의 간격과 탈지시간에 따른 강판 탈지율 비교표

진동자 간격(도 3의 D)(mm)	탈지율(%)
	2초	5초	10초	20초
100	81.7	86.8	89.1	91.7
150	85.1	86.9	87.6	89.7
200	80.7	83.1	84.1	85.4
250	76.2	79.2	80.6	81.0
300	69.1	72.3	73.5	74.2

즉, 상기 표 2에서 알수 있듯이, 종래 알카리 탈지율 10-20%와 전해 탈지율 70-85%와 비교해 볼때, 본 발명에서 초음파 진동자간 간격 D(도 3)를 250㎜ 이하로 하고, 탈지시간은 2초 이상인 경우 상기 종래 전해 탈지율 70-80 % 보다 더 높은 탈지율을 나타탬을 알 수 있다.

이에 따라서, 표 1 및 표 2에서와 같이, 종래 10-20%의 탈지율을 갖는 알카리 탈지후 2차 탈지인 전해 탈지시 70-80%의 탈지율을 기준으로 할때, 이 보다는 높은 탈지율을 본 발명의 탈지방법으로 얻기위하여는, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 내측으로 강판(10)이 통과하는 초음파 진동자(50)(50')들간의 간격은 250mm 이하가 되도록 하고, 알카리 용액(32)(32')는 50℃ 이상으로 하고, 탈지시간은 적어도 2초 이상을 유지시키는 것이 가장 바람직한 것이다.

그리고, 앞에서 설명한 바와 같이, 초음파 진동자를 갖춘 하나의 알카리 저장조(30)에 강판을 통과시키어 강판의 탈지공정을 수행하고, 바로 세정 및 건조시키는 것도 가능하고, 추가로 초음파 알카리 공정(A2')을 추가로 수행하여 강판의 탈지공정을 수행하는 것이 가능할 것인데, 상기 표 1,2는 도 2에서와 같이, 제 2 강판탈지공정(A2')을 수행하는 경우의 값들이다.

이와 같이 본 발명인 탈지성이 우수한 강판 탈지방법에 의하면, 종래 전기분해를 통한 강판 탈지시 발생되는 거품발생이 없어 강판의 불균일한 탈지를 방지시키는 것은 물론, 전체적인 강판 탈지율을 향상시키어 강판제품의 표면품질을 보다 향상시키는 우수한 효과를 제공한다.

더하여, 강판의 탈지효율을 높이면서 종래 전극사용에 따른 전력비 상승을 방지하여 설비의 운영비를 절감시키는 다른 잇점도 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 종래 강판의 탈지공정을 도시한 공정상태도

도 2는 본 발명에 따른 탈지성이 우수한 강판 탈지방법에 의한 강판 탈지공정을 도시한 공정상태도

도 3은 본 발명에서 초음파 진동자간의 간격(D)을 도시한 요부도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10.... 강판 30,30'.... 알카리액 저장조

32,32'.... 알카리액 50,50'.... 초음파 진동자

A2,A2'.... 강판 탈지단계

Claims (5)

1. 냉연강판의 표면 압연유등의 오염물질을 제거하는 강판 탈지방법에 있어서,

   압연유등의 오염물질이 표면에 부착된 강판이 공급되는 단계;

   상기 오염물질이 표면에 부착된 강판을 저장조 내부에 배치된 초음파 진동자로 진동되는 알카리용액에 통과시키어 오염물질을 탈지하는 강판 탈지단계; 및

   상기 탈지된 강판을 세정 및 헴굼, 건조하는 단계;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 탈지성이 우수한 강판 탈지방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 강판 세정단계후 저장조 내부에 배치된 초음파 진동자로 진동되는 알카리용액에 강판을 통과시키는 제 2 강판 탈지단계를 추가로 포함하고,

   상기 제 2 강판 탈지단계후 탈지된 강판을 세정 및, 헹굼,건조하는 단계가 수행됨을 특징으로 하는 강판 탈지방법
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 강판 탈지 단계 및 제 2 강판 탈지단계에서 알카리 저장조내에 배치되는 초음파 진동자들간의 간격(D)은 250mm 이하인 것을 특징으로 하는 강판 탈지방법
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 초음파 진동자를 이용하는 상기 강판 탈지 단계 및 제 2 강판 탈지단계에서 상기 저장조내의 알카리용액 온도는 50℃ 이상인 것을 특징으로 하는 강판 탈지방법
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 초음파 진동자를 이용하는 상기 강판 탈지단계 및 제 2 강판 탈지단계에서 강판이 초음파 진동자를 통과하는 탈지시간은 2초 이상인 것을 특징으로 하는 강판 탈지방법