KR20100001843A

KR20100001843A - 열연강판의 적스케일 감소 방법

Info

Publication number: KR20100001843A
Application number: KR1020080061920A
Authority: KR
Inventors: 임성민; 김용훈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-01-06

Abstract

본 발명은 Si 첨가강의 열연강판 제조 공정에 있어서, 적스케일 표면 결함을 효과적으로 억제하는 방법을 제공한다. 본 발명의 열연강판 적스케일 감소 방법은, Si 첨가강의 열간 압연 공정에 있어서, 표면 결함 검출기(SDD)를 이용하여, 마무리 압연을 거친 Si 첨가강 강판 표면의 표면 결함 정보를 획득하는 단계와; 상기 획득된 표면 결함 정보로부터 상기 강판 표면에 적스케일이 발생되었는지 판단하는 단계와; 상기 적스케일의 발생 여부 판단 결과, 상기 강판 표면에 적스케일이 발생한 경우 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추고 마무리 압연 속도를 기설정값으로 낮추고 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 기설정값으로 증가시키는 단계;를 포함한다.

열연강판, Si 첨가강

Description

열연강판의 적스케일 감소 방법{Method for reducing red scales of hot-rolled steel sheets}

본 발명은 열연강판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마무리 압연 후 발생하는 Si첨가강 열연강판의 적스케일을 최소화하여 높은 표면 품질을 갖는 열연 강판을 얻을 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 Si 성분이 0.4 내지 1.2% 함유되는 Si첨가강은 1170℃ 이상으로 가열되었을 때 저융점 화합물인 페이욜라이트(Fayolite, FeO-Fe₂SiO₄)가 발생한다. 이 페이욜라이트는 Si 첨가강의 열연 강판 제조 공정에서 표면 산화층과 스트립 소재층 사이에 분포되어 접착제와 같은 역할을 하며 특히 스트립 기지(Fe 기지 조직)와의 밀착성이 매우 높다. 따라서, 이러한 페이욜라이트는 디스케일링 공정에 의해서도 잘 제거되지 않고 남아, 마무리 압연 후에는 도 1에 도시된 바와 같이 강판 표면에 수박의 줄무늬와 같은 적스케일 표면 결함을 유발시킨다.

도 2는 Si 첨가강 내에 형성된 페이욜라이트에 의한 적스케일 생성기구를 개략적으로 설명하는 단면도이다. 도 2(a)에 나타난 바와 같이, Si 첨가강의 슬라브가 가열로에서 1170℃ 이상의 온도에서 재가열되면 슬라브의 Fe 소재 상에 액상의 페이욜라이트(FeO-Fe₂SiO₄)가 형성되어 Fe 기지 조직과 표면 산화물층(FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃) 사이에 분포한다. 그 후, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 조압연과 디스케일링을 거치면, 강재의 표면 스케일을 제거하는 디스케일링 공정에도 불구하고 강한 밀착성을 갖는 페이욜라이트와 잔존 FeO가 남게 된다. 마무리 압연을 거치면서 잔존 FeO가 파손되어 강재 스트립 표면 상에 적색의 Fe₂O₃가 적색 스케일을 형성하게 된다(도 2(c)).

종래에는 적색 스케일을 줄이기 위해, 슬라브의 재가열 온도를 낮추어서 페이욜라이트의 생성을 억제하거나 디스케일링 압력을 300 Bar 이상으로 높여서 스케일 제거 능력을 강화하였다. 그러나 이러한 적색 스케일 저감 방안에도 불구하고 여전히 적색 스케일이 발생되어 Si첨가강 열연 강판의 결함을 효과적으로 억제할 수 없는 한계가 있다. 통상 디스케일링 공정은 RSB(Rougher Scale Breaker)를 사용하여 조압연 직전 및 직후에 실시하는 조압연 디스케일링과 FSB(Finisher Scale Breaker)를 사용하여 마무리 압연(즉, 사상압연) 직전에 실시하는 마무리 압연 디스케일링이 있다.

디스케일링시 디스케일링 노즐의 가장자리 부분에서는, 분사되는 물의 충돌압이 저하되어 스케일 제거 능력이 부족하므로 인접한 노즐을 부분적으로 중첩시켜 중첩 영역에서 고압수를 2번 분사하는 오버랩에 의해 충돌압 저하를 일부 보상하고 있다. 그러나, 페이욜라이트의 매우 높은 밀착성으로 인해, 디스케일링에도 불구하고 여전히 인접 노즐의 오버랩 부위에서 줄무늬 형태를 갖는 적스케일의 표면 결함이 발생한다.

본 발명의 일 측면은, Si 첨가강의 열연강판 제조 공정에 있어서, 열연 강판 표면에 적색 스케일이 형성되는 것을 효과적으로 억제하는 적색 스케일 저감 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면은, Si 첨가강의 열간 압연 공정에 있어서,

표면 결함 검출기(SDD)를 이용하여, 마무리 압연을 거친 Si 첨가강 강판 표면의 표면 결함 정보를 획득하는 제1 단계와;

상기 획득된 표면 결함 정보로부터 상기 강판 표면에 적스케일이 발생되었는지 판단하는 제2 단계와;

상기 적스케일의 발생 여부 판단 결과, 상기 강판 표면에 적스케일이 발생한 경우 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추고 마무리 압연 속도를 기설정값으로 낮추고 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 기설정값으로 증가시키는 제3 단계;를 포함하는, 열연강판의 적스케일 감소 방법을 제공한다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 적스케일의 발생 여부 판단 단계에서 판단결과, 상기 강판 표면에 적색 스케일이 발생하지 않은 경우 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 현재 높이, 현재 마무리 압연 속도 및 후행재의 조압연 디스케일 링 물 분사량을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추고 마무리 압연 속도를 기설정값으로 낮추고 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 기설정값으로 증가시키는 단계 후에도 적스케일이 계속 발생하는 경우 상기 제3 단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추는 단계 후에 적스케일이 발생하지 않은 경우 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 현재 높이, 현재 마무리 압연 속도 및 후행재의 조압연 디스케일링 물 분사량을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 SDD 를 이용한 표면 결함 정보 획득은 마무리 압연 동안 실시간으로 지속적으로 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, SDD를 통해 적스케일이 검출된 경우, 당해 압연 소재는 디스케일링 분사 높이를 낮추고 압연 속도를 지연시키고 후행 압연 소재는 조압연 디스케일링 분사량을 증가시킴으로써, 효과적으로 적스케일을 감소시켜 높은 표면 품질을 갖는 Si 첨가강 열연강판을 얻게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명의 실시형태에 의한 열연강판의 적색 스케일의 저감방법을 설명하기 위햇 먼저 도 1에 나타나 있는 (본 발명의 적색 스케일 저감방법이 적용될 수 있는) 열연강판 제조 설비를 설명한다.

연속주조 공정 등의 제강공정에서 제조된 Si 첨가강 강재 슬라브(2')를 가열로(10)에 장입하여 강재의 재결정 온도 이상으로 가열한 다음, RSB 디스케일링 장치(51, 52, 53)를 거쳐 1차 스케일 피막을 제거하고, 조압연기(13)에서 소정의 두께와 폭으로 압연한다. 조압연된 바(bar)는 마무리 압연기(15)에 진입하기 직전 FSB 디스케일링 장치(55)에서 압연 중에 바 표면에 생긴 2차 스케일을 제거한 다음에 마무리 압연기(15)에서 필요한 두께로 압연하고 권취기에서 코일상태로 권취된다.

본 실시형태에서는, 마무리 압연을 거친 강판(2)의 표면 결함 정보를 표면 결함 검출기(SDD: 103)를 사용하여 검출하여, 그 표면 결함 정보를 통해 적스케일 감소 제어부(101)는 강판(2) 표면의 적스케일 발생 여부를 판단한다. 그 판단 결과에 따라 적스케일 감소 제어부(101)는 FRB 디스케일링 장치(55)에 제어 신호를 보내어 마무리 압연 디스케일링 헤더(FSB 헤더) 높이를 제어하고, 마무리 압연 속도 제어부(71)에 제어 신호를 보내어 마무리 압연 속도를 제어하도록 하고, 또한 RSB 디스케일링 장치(51, 52, 53, 54)에 제어 신호를 보내어 조압연 디스케일링 헤더 높이를 제어한다. SDD(103)는 강판(2)의 표면 결함 정보를 실시간으로 계속해서 획득하여, 그 결함 관련 정보를 적스케일 감소 제어부(101)에 전송할 수 있다.

도 4는 디스케일링 장치의 디스케일링 헤더를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 강판 또는 슬라브 강재(2 또는 2')가 이송 롤러(3)를 통해 이송되면서, FSB 또는 RSB의 디스케일링 헤더(4, 6) 사이를 통과하게 되면, 헤더(4, 6)에 설치된 복수개의 디스케일링 노즐(5)에서 고압수가 분사되어 강재(2, 2') 표면의 스케일을 제거한다. 상술한 바와 같이 Si 첨가강의 경우 고 밀착성의 페이욜라이트로 인해 FSB 디스케일링 후에도 잔존 FeO가 남아있어 완벽한 디스케일링이 되기 어렵고, 이로 인해 마무리 압연 후 강재 표면 상에 적스케일의 줄무늬가 발생할 수 있다.

그러나, 본 실시형태에 따르면, SDD(103)를 통해 적스케일의 발생이 검출된 경우, FSB 헤더의 높이와 마무리 압연 속도와 후행재 조압연 디스케일링 헤더의 물 분사량의 제어를 통해 적스케일의 발생을 효과적으로 억제하게 된다.

도 5는 적스케일링 저감 방법의 일례를 나타낸 흐름도이다. 이하, 본 실시형태에 따른 열연강판의 적스케일링 저감 방법을 도 3 내지 5를 참조하여 설명한다.

SDD(103)를 통해 (마무리 압연기를 통과한 스트립 강판의) 표면 결함 정보를 획득하고 이를 적스케일 감소 제어부로 보내면(S101), 적스케일 감소 제어부(101)는 그 획득된 정보를 이용하여 적스케일의 발생 여부를 판단한다(S102). 그 판단 결과, 적스케일이 발생한 경우에는 마무리 압연 디스케일링 헤더(4, 6)의 높이를 기설정값으로 낮춘다(S103). 예컨대, 현재 마무리 압연 디스케일링 헤더(4, 6)의 높이(H1)보다 10mm 더 낮은 높이(H2)로 헤더 높이를 조정할 수 있다. 헤더 높이는 모터 등의 적절한 구동 유닛과 이송 기구를 통해 조정가능하다.

또한 적스케일 발생의 경우, 마무리 압연 속도를 기설정값으로 낮추고(S104), 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 기설정값으로 증가시킨다(S105). 예컨대, 현재 마무리 압연 속도(V1)보다 20mpm 더 낮은 속도(V2)로 마무리 압연 속도를 조정할 수 있다.

만약 적스케일 발생 여부 판단(S102) 결과 적스케일 발생이 검출되지 않거나 거의 검출되지 않은 경우에는, 현재 FSB 헤더 높이, 마무리 압연 속도 및 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 고정값으로 유지시킨다.

상술한 바와 같이, 적스케일이 검출된 경우 마무리 압연 디스케일링 헤더(4, 6)의 높이를 낮춤으로써 노즐(5)을 통한 고압수의 충돌압을 강화하고 충돌압이 상대적으로 낮은 오버랩 부분의 길이를 감소시켜 적스케일 발생 가능성을 줄여준다. 또한 마무리 압연의 진입 속도를 늦춤으로써 디스케일링 분사시간을 늘리고, 강판의 표면 온도를 저하시켜 스케일층의 열충격향을 증가시킬 수 있어, 적스케일의 효과적인 억제에 기여한다. 이에 더하여, 조압연 디스케일링 분사량을 증가시킴으로써, 후행재 강판의 표면 온도를 저하시켜 스케일층의 열충격량을 증가시키고, 이에 따라 스케일 제거 능력을 더욱 강화하게 된다.

상술한 스케일 제거 능력 강화 과정(S103~S105)을 거친 후 적스케일의 발생 여부 판단 결과(S106) (적스케일 발생 여부 판단 과정은 SDD(103) 및 제어부(101)를 통해 실시간으로 지속적으로 수행될 수 있음), 스트립 강판(2) 표면에 적색 스케일이 발생하지 않게 된 경우, 마무리 압연 디스케일링 헤더(4, 6)의 현재 높이, 현재 마무리 압연 속도 및 후행재의 조압연 디스케일링 물 분사량을 고정값으로 설정하여 이 고정값을 유지할 수 있다(S107).

그러나, 상기 헤더 높이, 마무리 압연 속도 및 조압연 디스케일링 분사량 조정 후에도 (실시간으로 계속해서 표면 결함 정보를 획득하는) SDD(103)를 통해 적색 스케일의 발생이 계속해서 검출되면, 피드백 제어를 통해 상술한 스케일 제거 능력 강화 과정(S103, 104, 105)을 다시 수행한다. 이러한 피드백 과정(S103, 104, 105, 106)은 적스케일 발생이 검출되지 않을 때까지 지속된다.

상기 적스케일 감소 방법에 있어서, 적스케일이 발생되지 않은 것으로 판단되어 당해 FSB 헤더 높이, 마무리 압연 속도, 후행재의 조압연 디스케일링 물 분사량을 고정값으로 유지시킨 경우에도, 지속적으로 모니터링하는 SDD(103) 및 제어부(101)를 통해 나중에 적색 스케일이 검출되면, 위 피드백 과정(S102~S106)을 수행하여 당해 헤더 높이, 압연 속도 및 디스케일링 분사량을 적색 스케일이 미발생되는 최적 헤더 높이, 압연 속도 및 디스케일링 분사량으로 자동 제어될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1은 Si 첨가강 표면 상에 형성된 적스케일을 나타낸 사진이다.

도 2는 적스케일 생성 기구를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 열연강판의 적스케일 감소 방법이 적용될 수 있는 열연강판 제조 설비의 모식도이다.

도 4는 디스케일링 헤더를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 열연강판의 적스케일 감소 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 강판(강재) 2': 슬라브(강재)

3: 이송 롤러 4, 6: 디스케일링 헤더

5: 디스케일링 노즐 13: 조압연기

15: 사상 압연기 51, 52, 53, 54: 조압연 디스케일링 장치(RSB)

10: 가열로 71: 마무리 압연 속도 제어부

101: 적스케일 감소 제어부

Claims

Si 첨가강의 열간 압연 공정에 있어서,

표면 결함 검출기(SDD)를 이용하여, 마무리 압연을 거친 Si 첨가강 강판 표면의 표면 결함 정보를 획득하는 제1 단계와;

상기 획득된 표면 결함 정보로부터 상기 강판 표면에 적스케일이 발생되었는지 판단하는 제2 단계와;

상기 적스케일의 발생 여부 판단 결과, 상기 강판 표면에 적스케일이 발생한 경우 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추고 마무리 압연 속도를 기설정값으로 낮추고 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 기설정값으로 증가시키는 제3 단계;

를 포함하는 열연강판의 적스케일 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 적스케일의 발생 여부 판단 단계에서 판단 결과 상기 강판 표면에 적색 스케일이 발생하지 않은 경우, 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 현재 높이, 현재 마무리 압연 속도 및 후행재의 조압연 디스케일링 물 분사량을 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 적스케일 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추고 마무리 압연 속도를 기설정값으로 낮추고 후행재 조압연 디스케일링 물 분사량을 기설정값으로 증가시키는 단계 후에도 적스케일이 발생하는 경우, 상기 제3 단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 적스케일 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 높이를 기설정값으로 낮추는 단계 후에 적스케일이 발생하지 않은 경우, 상기 마무리 압연 디스케일링 헤더의 현재 높이, 현재 마무리 압연 속도 및 후행재의 조압연 디스케일링 물 분사량을 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 적스케일 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 SDD 를 이용한 표면 결함 정보 획득은 마무리 압연 동안 실시간으로 지속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 적스케일 감소 방법.