KR20100021348A - 얇은 강판의 제조방법 - Google Patents

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수 웬치엔
황 첸휴
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이에 유나이티드 스틸 코포레이션
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Abstract

본 발명은 주조 강 슬래브로부터 직접 제조된 열간압연된 흑색 스킨 강판을 제공하는 단계, 상기 흑색 스킨 강판을 냉간압연하여 냉간 압연 강판을 제조하는 단계, 상기 냉간 압연된 강판을 풀림하여 냉간압연 풀림 강판을 제조하는 단계, 및 샌드블라스팅 및 산세척에 의해 냉간압연 풀림 강판으로부터 스케일을 제거하여 얇은 강판을 제조하는 단계를 포함하는 얇은 강판의 제조방법에 관한 것이다.
슬래브, 열간압연, 스킨, 강판, 풀림, 스케일, 샌드블라스팅, 산세척

Description

얇은 강판의 제조방법{Method of producing thin steel sheet}
본 발명은 얇은 강판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 얇은 강판 또는 코일의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 세가지 종류의 스테인레스 강판 또는 코일이 있고, 그것의 제조방법은 다음과 같다:
도 1을 참조하면, 원재료로서 슬래브(100)가 단계 11에서 열간 압연되어 미리 두께가 결정된 흑색 스킨 스틸 코일을 제조한다. 계속해서, 상기 흑색 스킨 스틸 코일(200)은 단계 12에서 풀림되고, 단계 13에서 샌드블라스트되고, 단계 14에서 산세척됨으로써 백색 스킨 스틸 코일(300)을 제조한다(또한 번호 1 스틸코일로 알려진).
상기 흑색 스킨 스틸 코일(200)은 불규칙한 두께의 스케일을 갖고, 결과적으로 반제품으로 간주된다. 따라서, 상기 흑색 스킨 스틸 코일(200)은 일반적으로 버킷, 워터 타워, 주방기구 등과 같은 스테인레스 강 제품을 직접적으로 제조하기 위 해 원재료로 선택되지 않는다. 상기 백색 스킨 스틸 코일(300)의 두께는 흑색 스킨 스틸 코일(200)의 두께와 비슷하고, 통상적으로 2mm보다 더 크다. 상기 흑색 및 백색 스킨 스틸 코일(200,300)의 두께 사이에 미세한 차이가 존재한다. 즉, 백색 스킨 스틸 코일(300)의 스케일 양이 흑색 스킨 스틸 코일(200)의 스케일 양보다 작다. 또한, 상기 백색 스킨 스틸 코일(300)은 풀림단계 단계 12로 인해 변경된 질(quality)을 갖는다. 따라서, 백색 스킨 스틸 코일(300)은 가격 및 적절성을 평가한 후 중간 및 하류부분의 제조자에 의해 공정을 더 거치기 위해 원재료로 사용된다. 따라서, 상기 백색 스킨 스틸 코일(300)은 실용적인 스틸 코일 제품의 하나이다.
그러나, 상기 백색 스킨 스틸 코일(300)은 흑색 스킨 스틸 코일(200) 처럼 두께가 2mm보다 더 큼에 따라, 평균적인 중간 및 하류부분의 제조업자가 그들의 제조를 위해 백색 스킨 스틸 코일(300)을 사용하는데 별 관심이 없다. 도 2를 참조하면, 따라서, 원재료로서 상기 백색 스킨 스틸 코일(300)은 단계 21에서 냉간 압연되어 대략 2mm보다 더 작은 감소된 두께를 갖고, 단계 22에서 풀림되고, 계속해서 단계23에서 산세척된다. 따라서, 냉간 압연된 스틸 코일(400)이 얻어진다.
상기 냉간압연된 스틸 코일(400)은 또한 2D 스틸 코일로 알려져 있다. 상기 번호 2는 냉간압연된 스틸 코일(400)이 두 공정단계, 즉 열간 압연(슬래브(100)로부터 흑색 스킨 스틸 코일(200)을 제조하는) 단계와, 냉간 압연(백색 스킨 스틸 코일(300)로부터 냉간압연된 스틸 코일(400)을 제조하는) 단계에 종속됨을 가리킨다. 문자 D는 냉간 압연된 스틸 코일(400)의 표면이 분명하지 않고 금속 광택이 부족함 을 가리킨다. 상기 냉간 압연된 스틸 코일(400)은 제품을 제조하기 위한 평균 중간 및 하류부분의 제조자의 필요를 만족시키는 두께를 갖는다. 상기 냉간 압연된 스틸 코일(400)은 따라서 중요한 실용적인 스테인레스 스틸 코일로 간주된다.
그럼에도 불구하고, 상기 냉간 압연된 스틸 코일(400)은 제품으로 제조되기에 그리 적당하지 않다. 상기 냉간 압연된 스틸 코일(400)의 두께가 약 2mm 이기때문이다. 도 3을 참조하면, 따라서, 원재료로서 상기 냉간압연 스틸 코일(400)이 단계 31에서 냉간압연되어 0.7mm보다 더 크지 않은 감소된 두께를 갖고, 단계 32에서 풀림되고, 그 다음 단계 33에서 산세척된다. 결과적으로 얇은 냉간압연된 스틸 코일(500)이 제조된다.
단계 34가 선택적인 스킨 패싱(skin passing)이고 단계 33후에 수행될 수 있음을 주목해야 한다. 스킨 패스되지 않은 상기 얇은 냉간압연된 스틸 코일(500)은 금속 광택이 부족한 분명치 않은 표면을 갖는 2D의 얇은 스틸 코일로 불린다. 한편, 스킨 패스된 상기 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)은 금속 광택을 소유한 밝은 표면을 갖는 2B의 얇은 스틸 코일로 언급된다.
상기 얇은 냉간 압연 스틸 코일(500)(2D 및 2B의 얇은 스틸 코일)은 버킷, 물 냄비 및 주방 기구와 같은 스테인레스 강 제품으로 직적접으로 제조될 수 있고, 또는 모니터와 같은 전자 장치에 적용될 수 있고 수십 마이크로미터 내지 수백 마이크로미터의 두께 범위를 갖는 스테인레스 강 포일(foil)을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 상기 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)은 또한 중요한 스테인레스 스틸 코일 제품이다.
최근에, 스테인레스강 제품을 제조하는 데 이용가능한 스테인레스 스틸 코일은 다음과 같은 이유로 백색 스킨 스틸 코일(300), 냉간압연 스틸 코일(400), 및 상기 얇은 냉간압연 코일(500)에 한정된다.
이론적으로, 스테인레스 스틸 코일은 스틸 코일을 제조하는 종래방법의 조합에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 원재료로서 상기 슬래브(100)는 계속해서 열간 압연되고, 풀림, 샌드블라스트, 산세, 냉간압연 풀림 및 산세되어 냉간 압연된 스틸 코일(500)을 제조할 수 있다. 또 하나의 예로, 원재료로서 상기 슬래브(100)가 계속해서 열간 압연, 풀림, 샌드블라스트, 산세척, 냉간압연, 풀림 및 산세척되어 냉간압연 코일(400)을 제조한다. 원재료로서 백색 스킨 스틸 코일(300)은 연속해서 냉간압연, 풀림, 산세, 냉간압연, 풀림, 및 산세되어 얇은 냉간 압연 스틸 코일(500)이 제조된다.
실용적으로, 상기한 실시예는 문제가 될 수 있다. 세번째 실시예와 관련하여, 상기 백색 스킨 스틸 코일(300)은 원재료로 선택되어 얇은 냉간 압연 스틸 코일(500)을 제조할 수 있고, 백색 스킨 스틸 코일(300)과 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)의 두께 사이의 커다란 차이 때문에 높은 두께 감소가 각 냉간 압연 단계 동안 적용되어야 함으로써, 상기 얇은 냉간 압연 스틸 코일(500)을 과도하게 경화시킨다. 상기 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)의 높은 깨짐율이 유도될 수 있고 또한 낮은 생산율을 초래한다. 나머지 풀림단계는 상기 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)의 과도한 경화를 경감시키기 위해 수행될 수 있으나, 따라서 증가된 비용이 제품의 시장 경쟁을 더 낮출 수 있다. 생산 비용 및 제조자의 능력과 같은 많은 요인들이 종래방법의 각 조합을 위해 고려될 필요가 있다.
이상적으로, 스테인레스 스틸 코일은 열간압연, 냉간압연, 풀림, 샌드블라스트 및 산세의 임의적인 조합을 통해 제조될 수 있다. 그러나, 성공적인 실험 지원이 없는 임의적인 조합이 소용없을 수 있다. 두가지 실시예가 주어져 있다. 먼저, 냉간압연 후 직접적으로 재료를 열간 압연하는 것은 부적절하다. 두번째로, 재료는 산세척한 다음 풀림하는 것도 부적절하다.
열간압연, 냉간압연, 풀림, 샌드블라스트, 및 산세척 단계 각각을 위한 시설의 장래성이 스테인레스 스틸 코일을 제조하는데 고려되어야 한다. 산세척 장치가 사전 조치 없이 재료로부터 스케일을 제거하기 위해 재료를 직접 산체척할 수 없을 수 있다. 냉간 압연기가 0.7mm보다 더 작은 두께를 갖는 얇은 냉간 압연 스틸 코일을 제조하기 위해 슬래브를 냉간압연하지 못할 수 있다.
상기 백색 스킨 스틸 코일(300), 냉간압연된 스틸 코일(400), 및 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)이 시장에서 이용가능할찌라도, 몇가지 고려때문에 새로운 종류의 스테인레스 스틸 코일이 여전히 제조자들에게 필요하다. 스테인레스 스틸 코일이 또 다른 공정을 위해 2.0mm보다 더 작은 두께를 갖는 것이 필요하다면, 상기 백색 스킨 스틸 코일(300) 대신 냉간압연 스틸 코일(400)이 제조자들에게 원료로 대부분 선택된다. 그러나, 냉간압연 스틸 코일(400)의 가격이 냉간압연 스틸 코일(400)을 제조하는데 필요한 것보다 더 많은 단계때문에 백색 스킨 스틸 코일(300)의 그것보다 더 높아서 경쟁력을 낮춘다. 상기 얇은 냉각압연 스틸 코일(500)의 가격이 냉각 압연 스틸 코일(400)의 그것보다 더 높기 때문에, 유사하게 상기 얇은 냉간압연 스틸 코일(500)이 제조자들에게 원료로 선택되지 못한다.
냉간압연 스틸 코일(400)의 가격보다 더 낮은 가격을 갖고, 2.0mm보다 더 작은 두께를 갖고, 백색 스킨 스틸 코일(300)에 비해 더욱 쉽게 감소되고 제조될 수 있는 새로운 스테인레스 스틸 판 또는 코일을 제조하는 방법이 더욱 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 전술한 종래기술의 단점을 극복하기 위한 얇은 스틸 판 또는 코일을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적은 주조 강 슬래브로부터 직접 제조된 열간압연된 흑색 스킨 강판을 제공하는 단계, 상기 흑색 스킨 강판을 냉간압연하여 냉간 압연 강판을 제조하는 단계, 상기 냉간 압연된 강판을 풀림하여 냉간압연 풀림 강판을 제조하는 단계, 및 샌드블라스팅 및 산세척에 의해 냉간압연 풀림 강판으로부터 스케일을 제거하여 얇은 강판을 제조하는 단계를 포함하는 얇은 강판의 제조방법에 의해 달성된다.
첨부한 본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예를 상세하게 설명하면 다음과 같다:
도 1은 백색 스킨 강판을 제조하는 종래 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 냉간압연 강판을 제조하는 종래 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3은 얇은 냉간 압연 강판을 제조하는 종래 방법을 설명하는 순서도이고, 및 도 4는 본 발명에 따 른 얇은 강판의 제조방법의 바람직한 구현예를 나타내는 순서도이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 얇은 강판의 제조방법은 단계 41 내지 단계 44를 포함한다. 도 4를 참조하면, 단계 41에서, 열간 압연된 블랙 스킨 강판(60)은 종래 방법으로 주조 스틸 슬래브를 직접 열간 압연함으로써 얻어진다.
단계 42에서, 상기 블랙 스킨 강판(60)은 적어도 2배로 냉연압연되어 냉연 압연 후 두께의 감소가 적어도 50%이상이다. 상기 블랙 스킨 강판(60)은 냉간 압연 후 적어도 28% 이상의 스케일 감소을 갖는다. 제조된 바와 같이 상기 냉간압연된 강판(61)은 최소한 1.0mm의 두께를 갖는다.
단계 43에서, 상기 냉간 압연된 강판(61)은 예열 존에서 예열되고, 1000~1200℃ 범위의 온도를 갖는 주 가열 존에서 풀림(anneal)되고, 연속해서 냉각된다. 상기 예열 존(zone)에서, 상기 냉간압연된 강판(61)은 주 가열 존으로부터 나오는 방사열에 의해 예열된다. 상기 냉간압연된 강판(61)의 표면에서 나온 수분이 80℃보다 높지 않은 냉각존에서 제거된다. 따라서, 상기 냉간압연된 풀림 강판(62)이 제조된다.
단계 44에서, 상기 냉간압연된 풀림강판(62)은 샌드블라스트되고 산세되어 강판의 스케일을 제거한다. 상기 얇은 강판(6)은 제조되어 최소 1.0mm의 크기에 도달하는 두께를 갖는다. 이 구현예에서, 상기 얇은 강판(6)은 2mm보다 작은 두께를 갖는 백색 스킨 강판이다. 따라서, 상기 얇은 강판은 종래의 백색 스킨 강판(300)(또는 코일)의 그것보다 더 작은 두께를 갖고, 용이하게 감소되어 제조자에 의해 제조된다.
상기 흑색 스킨 강판(60)의 스케일은 대체적으로 냉간압연 단계 42에서 제거된다. 결과적으로, 상기 냉간압연된 풀림강판(62)은 샌드블라스트되고, 샌드블라스트 장치는 냉간압연된 풀림 강판(62)의 스케일이 대부분 제거되도록 500~1000rpm 범위의 속도로 작동할 때에만 필요하다. 1000rpm 보다 빠른 속도에서 작동하고 종래의 백색 스킨 강판(300)(또는 코일)의 제조방법에 사용되는 샌드블라스트 장치와 대조적으로, 본 발명의 얇은 강판(6)의 제조방법에 필요한 샌드블라스트 장치의 속도는 감소된다. 상기 감소된 속도때문에, 상기 얇은 강판(6)은 종래의 백색 스킨 강판(또는 코일)(300)의 거칠기에 비해 감소된 거칠기를 갖는다. 또한 에너지를 덜 소비하게 된다.
상기 냉간압연된 풀림 강판(62)의 스케일의 대부분이 샌드블라스트 후 제거되기 때문에, 더 낮은 집중도를 갖는 혼합된 산이 남아있는 스케일을 제거하기 위해 냉간압연 풀림 강판(62)을 산세척(pickle)하도록 사용될 수 있다. 따라서, 생산원가 및 필요한 재료의 양이 감소된다. 또한, 상기 얇은 강판(6)의 가격이 더욱 절감될 수 있다.
상기 많은 양의 흑색 스킨 강판(60)의 스케일 감소는 냉간압연된 풀림 강판(62)을 샌드블라스트 하고 산세척하는 데 필요한 시간의 감소에 의해 거의 180%만큼 얇은 강판(6)의 생산율을 또한 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 백색 스킨 강판(300)(또는 코일)은 25m/s의 생산율에서 생산되고, 반면에 상기 얇은 강판(6)은 70m/s의 생산율로 생산될 수 있다.
본 발명은 실시예에 의해 더욱 명확하게 설명될 것이다.
실시예 1 및 2
실시예 1 및 2에서 사용된 흑색 스킨 스테인레스 강판은 각각 그레이드 304 흑색 스킨 스테인레스 강판 및 그레이드 430 흑색 스킨 스테인레스 강판이며, 상기 강판은 각각 그레이드 304 스테인레스 슬래브 및 그레이드 430 스테인레스 슬래브를 열간압연함으로써 얻어진다. 상기 흑색 스킨 스테인레스 강판은 냉간압연, 풀림, 샌드블라스팅 및 산세척된 후, 백색 스킨 스테인레스 강판이 얻어진다. 실시예 1 및 2의 스케일 감소 및 거칠기를 조사하기 위해 실험이 수행되었다.
Figure 112009040745553-PAT00001
표 1에 도시한 바와 같이, 실시예 1은 냉간 압연 후 약 30%의 스케일 감소를 갖는다. 실시예 2는 냉간압연 후 70%의 스케일 감소를 갖는다. 상기 각 실시예에서 샌드블라스트 및 산세척 시간이 냉간 압연으로 인한 높은 스케일 감소 또는 높은 양의 스케일 제거에 의해 감소되었다.
표 2는 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 거칠기를 보여준다. 비교예 1 및 2는 각각 그레이드 304 및 그레이드 430 스테인레스 강으로부터 도 1의 종래방법에 의해 제조된 백색 스킨 강판(또는 코일)(300)이다.
Figure 112009040745553-PAT00002
표 2에 도시한 바와 같이, 실시예은 비교예 1의 거칠기(5.48㎛)보다 더 작은 거칠기(2.02㎛)를 갖는다. 실시예 2는 비교예 2의 거칠기(4.50㎛)보다 더 작은 거칠기(1.70㎛)를 갖는다. 일반적으로, 그레이드 430 스테인레스 강이 흑색 스킨 강판(또는 코일)(200)를 생산하는 종래의 방법에 사용되면, 그레이드 430 스테인레스강이 소둔로(batch annealing furnace)에서 소둔됨에 따라 거의 산세척되지 않은 많은 양의 크롬(chromium)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 그레이드 430의 흑색 스킨 강판이 적어도 50% 이상의 전체 두께 감소를 달성하기 위해 적어도 두배 냉간압연되기 때문에, 많은 양의 스케일이 냉간압연에 의해 제거된다. 결과적으로, 상기 다음 산세척 단계는 종래방법보다 본 발명에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명에 사용되는 산세척 혼합 산의 집중도가 적어도 종래 방법에 사용된 산세척 혼합 산의 집중도보다 적어도 50% 더 낮다.
본 발명이 가장 실용적이고 바람직한 구현예로 생각되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 상기 개시된 구현예에 의해 제한되지 않고 가장 넓은 해석과 동등한 장치의 범위 및 정신 내에 포함된 다양한 장치를 포함하는 것으로 의도됨을 이해하여야 한다.
도 1은 백색 스킨 강판을 제조하는 종래 방법을 설명하는 순서도,
도 2는 냉간압연 강판을 제조하는 종래 방법을 설명하는 순서도,
도 3은 얇은 냉간 압연 강판을 제조하는 종래 방법을 설명하는 순서도, 및
도 4는 본 발명에 따른 얇은 강판의 제조방법의 바람직한 구현예를 나타내는 순서도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
6 : 얇은 강판 60 : 블랙 스킨 강판
61 : 냉간 압연된 강판 62 : 냉간압연된 풀림강판
300 : 백색 스킨 강판

Claims (8)

  1. (a) 주조 강 슬래브로부터 직접 제조된 열간압연된 흑색 스킨 강판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 흑색 스킨 강판을 냉간압연하여 냉간 압연 강판을 제조하는 단계;
    (c) 상기 냉간 압연된 강판을 풀림하여 냉간압연 풀림 강판을 제조하는 단계; 및
    (d) 샌드블라스팅 및 산세척에 의해 냉간압연 풀림 강판으로부터 스케일을 제거하여 얇은 강판을 제조하는 단계:를 포함하는 얇은 강판의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 흑색 스킨 강판은 적어도 두배 냉간 압연되어 냉간 압연 후 전체 감소두께가 적어도 50퍼센트이상인 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 흑색 스킨 강판은 냉간압연 후 적어도 28퍼센트 이상의 스케일 감소를 갖는 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 냉간 압연된 강판의 풀림은 1000~1200℃ 온도범위에서 실시되는 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 냉간 압연된 강판을 풀림한 후 냉간압연 풀림 강판으로부터 스케일을 제거하기 전에, 상기 냉간 압연된 강판을 냉각하는 단계와, 80℃ 이하의 온도에서 냉간압연된 강판의 표면으로부터 수분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 얇은 강판은 2mm 보다 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 열간 압연된 흑색 스킨 강판은 그레이드 304 스테인레스 강과 그레이드 430 스테인레스 강으로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 냉간 압연 풀림 강판은 500~1000rpm의 속도범위에 서 작동하는 샌드블라스트 장치에 의해 샌드블라스트되는 것을 특징으로 하는 얇은 강판의 제조방법.
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