KR20120074154A - 강판 표면 처리방법 - Google Patents

Abstract

강판의 표면 처리를 통하여 특히, 스케일 제거성과 표면의 조직 개질을 가능하게 한 강판 표면 처리방법이 제공된다.
이와 같은 본 발명의 강판 표면 처리방법은 그 구성 일예로서, 진행되는 강판의 표면에 전압 인가를 매개로 발생된 아크방전을 통하여 표면 처리하는 아크 처리단계; 및, 상기 아크 처리단계를 거친 강판의 표면에 고압수, 연마재, 연마슬러리중 하나 또는 이들을 복합적으로 충돌시키어 적어도 표면 스케일을 제거하는 스케일 제거단계를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 기존 화학적 표면 처리를 배제하여 환경 친화적인 처리를 가능하게 하고, 특히 아크 방전을 이용한 스케일 전처리 단계를 추가하면서, 고압 분사되는 연마 슬러리를 매개로 스케일을 제거하기 때문에, 스케일 제거 효과를 극대화함은 물론, 강판의 소지철 표면의 비정질화 개질이 이루어져 재산화가 방지되어 오일처리 등을 생략 가능하게 하여, 궁극적으로 환경 친화적이고 경제적이며 고 효율의 스케일 연속제거를 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

강판 표면 처리방법{Method for Treating Surface of Hot strip}

본 발명은 강판(열연강대)의 표면 처리를 통하여 특히, 스케일 제거성과 표면 조직의 개질을 통한 재산화를 방지한 강판 표면 처리방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 기존의 화학적 표면 처리를 배제하여 환경 친화적인 처리를 가능하게 하고, 특히 아크 방전을 이용한 스케일 전처리 단계를 추가하면서, 고압 분사되는 연마 슬러리를 매개로 스케일을 제거하기 때문에, 스케일 제거 효과를 극대화함은 물론, 특히 아크 방전에 의한 소지철 표면의 비정질화 개질에 의한 스케일 제거후 재산화가 방지되어 오일처리 등을 생략 가능하게 하여, 궁극적으로 환경 친화적이고 경제적이며 고 효율의 스케일 연속제거를 가능하게 한 강판 표면 처리방법에 관한 것이다.

고온에서 열간 압연된 강판(열연강대)(예를 들어, 탄소강, 고강도강, 전기모터용 실리콘 첨가강 또는 스테인레스강 등)은 표면에 약 5∼15 ㎛ 두께의 스케일 층이 생성된다.

한편, 도 1에서는 기존에 이와 같은 강판의 표면에 생성된 스케일을 제거하는 설비를 도시하고 있는데, 그 제거 방법은 주로 염산 또는 황산 등 고온의 강산을 사용하여 화학적으로 열연 스케일을 강판의 표면에서 제거하는 것이다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 일반적으로 알려진 기존의 스케일을 제거하기 위한 산세 설비는, 스케일 브레이커(230)를 이용하여 스케일에 균열(크랙)을 발생시킨 후, 산세조(240) 및 수세조(250)를 단계적으로 통과시키면서 스케일을 제거하였다.

상기 산세조(240)는 통상 4개의 단위 산세조(242,244,246,248)들로 구성되고, 산세조에서는 주로 염산이나 황산 등 고온의 강산을 사용하여 이를 통과하는 열연 강판 표면의 스케일을 화학적으로 제거하였다.

이때, 도 1에서 미설명부호 210은 페이오프 릴, 220은 용접기, 그리고 260은 텐션 릴을 나타내고, 수세조(250)는 구체적으로 도시하지 않았지만, 브러쉬 및 린스 세정 단계로 구분될 수 있다.

그러나, 도 1의 기존 스케일 처리방식은, 다수의 산세조와 수세조 사용에 따른 설비 길이의 증가, 산 증기 발생으로 인한 작업 환경 저해, 폐산 처리로 인한 환경 유해성 유발, 산 회수 및 내산성 설비 등으로 인한 부대 설비의 증가, 강종에 따른 스케일 제거능 상이, 라인 정지 시에 산 용액 탱크 및 수세 탱크에 체류된 강판의 품질 불량 발생 등 여러 가지 문제점이 있었다.

예컨대, 도 1에서는 개략적으로 도시하였지만, 이와 같은 기존 산세처리를 통한 스케일 제거방식에서 실제 산세조(240)와 수세조(250)의 설비 길이가 대략 100 M에 이르기 때문에, 라인이 정지하는 경우 산세조와 수세조에 걸려있는 열연 강판은 과도한 산 처리로 인하여 표면 품질이 불량하게 되는 것이었다.

따라서, 이러한 산 용액에 의한 화학적 스케일 제거 방법을 대체하기 위하여 금속 숏볼(Shot ball) 혹은 그릿트(Grit), 또는 금속 숏볼 혹은 그릿트를 물과 혼합한 슬러리(Slurry)를 강판 표면에 분사하여 물리적으로 강판의 표면 스케일을 제거하는 기술이 알려져 있다.

그러나, 대부분 산세 효율을 높이기 위한 전처리 공정으로서 산세공정과 병용되고 있어 산세 공정의 완전한 제거가 어려운 것은 물론, 기타 고압수를 분사하거나 얼음입자를 분사하는 방법 등이 알려져 있으나, 스케일 제거 성능과 실용화가 불분명한 것이다.

한편, 물리적 스케일 제거공정과 압연 또는, 도금 공정을 연속적으로 연결한 방법이 알려져 있으나, 텐숀 레벨러(Tension leveller) 혹은 숏 블라스팅 방법을 산세의 보조 수단으로 이용하는 것이거나 텐숀 레벨링과 숏 브레스팅 처리 후 브러슁 처리를 통해 스케일을 제거하고 표면조도를 냉간압연으로 평균조도를 0.3㎛ 이하로 미세하게 조정하는 것으로써, 미려한 표면조도가 요구되는 스테인리스 냉연강판에 한정되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 환경 친화적인 처리를 가능하게 하고, 특히 아크 방전을 이용한 스케일 전처리 단계를 추가하면서, 고압 분사되는 연마 슬러리를 매개로 스케일을 제거하기 때문에, 스케일 제거 효과를 극대화함은 물론, 특히 아크 방전에 의한 소지철 표면의 비정질화 개질에 의한 스케일 제거후 재산화가 방지되어 오일처리 등을 생략 가능하게 하여, 궁극적으로 환경 친화적이고 경제적이며 고 효율의 스케일 연속제거를 가능하게 한 강판 표면 처리방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 진행되는 강판의 표면에 전압 인가를 매개로 발생된 아크방전을 통하여 표면 처리하는 아크 처리단계; 및,

상기 아크 처리단계를 거친 강판의 표면에 고압수, 연마재, 연마슬러리중 하나 또는 이들을 복합적으로 충돌시키어 적어도 표면 스케일을 제거하는 스케일 제거단계;

를 포함하여 구성된 강판 표면 처리방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 아크 처리단계에서, 강판은 쳄버의 내부 전극과 소정 간극을 유지하면서 진행되고, 전극의 고전압 인가시 발생되는 아크방전을 매개로 표면의 절연파괴가 형성되어 스케일 제거성을 높이는 한편, 녹음에 의한 소지철 표면의 비정질화 표면개질이 이루어져 재산화가 방지되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 강판과 전극간 간극은 10 ~ 500 ㎛로 형성되고, 전극의 인가 전압은 100 ~ 500 V 이며, 이때 전압 인가 시간(온-오프 시간)은 4 ~ 2000 mS 일 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 쳄버의 입,출측에 제공되어 강판이 이송되는 이송 실링롤 사이로 전극과 강판 사이에는 절연유가 채워져 아크 방전시 스파크에 의한 강판 표면 불량 발생을 차단하는 것이다.

이때, 상기 아크 처리단계를 거친 강판의 표면 스케일 제거단계에서, 진행되는 강판 표면에 연마슬러리를 충돌시키어 스케일을 제거하는 것이다.

바람직하게는, 상기 강판은, 쳄버내에 제공된 연마슬러리 분사장치에서 고압으로 분사되는 연마슬러리에 의하여 스케일이 제거되되, 상기 연마슬러리는 분사장치에 공급되는 고압수와 연마재가 장치 내부에서 혼합되어 고압의 연마슬러리로 분사되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 연마슬러리 분사장치에 공급되는 고압수 압력은 100-500 bar로 형성되고, 상기 연마재는 금속보다 비중이 적은 10-400 ㎛ 직경의 유리 또는 세라믹 비드로 형성되는 것이다.

더 바람직하게는, 표면 처리되어 적어도 스케일이 제거된 강판은, 수세단계와 건조단계를 더 거치는 것이다.

이와 같은 본 발명에 강판 표면 처리방법에 의하면, 기존 화학적 표면 처리를 배제하여 환경 친화적인 처리를 가능하게 하는 것이다.

특히, 본 발명은 아크 방전을 이용한 스케일 전처리 단계를 추가하면서, 고압 분사되는 연마 슬러리를 매개로 스케일을 제거하기 때문에, 스케일 제거 효과를 극대화하는 것이다.

더하여, 본 발명은 아크 방전에 의한 소지철 표면의 비정질화 개질에 의한 스케일 제거후 재산화가 방지되어 오일처리 후처리 공정 일부를 생략 가능하게 하기 때문에, 비용절감이나 생산성 향상을 가능하게 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 결과적으로 환경 친화적이고 경제적이며 고 효율의 스케일 연속제거를 가능하게 하는 것이다.

도 1은 종래 강판의 연속 산세 공정을 도시한 모식도
도 2는 본 발명에 따른 강판의 표면 처리 단계를 도시한 공정 상태도
도 3은 본 발명에서 강판의 스케일 제거장치를 도시한 구성도
도 4는 본 발명의 아크 처리된 강판의 표면 비정질 구조를 나타낸 사진

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2에서는 본 발명의 강판 표면 처리공정을 단계별로 도시하고 있고, 도 3에서는 본 발명의 강판의 스케일 제거시 사용되는 연마슬러리 분사장치(110)의 전체 구성을 상세하게 도시하고 있다.

즉, 이와 같은 본 발명의 강판(10)의 표면 처리방법은 그 구성 일예로서, 진행되는 강판(10)의 표면에 전압 인가를 매개로 발생된 아크방전을 통하여 표면 처리하는 아크 처리단계(S1) 및, 상기 아크 처리단계를 거친 강판(10)의 표면에 고압수, 연마재, 연마슬러리 중 하나 또는 이들을 복합적으로 충돌시키어 적어도 표면 스케일을 제거하는 스케일 제거단계(S2)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기와 같은 스케일 제거단계(S2)후에는, 도 2 에서 도시한 바와 같이, 아크 처리단계와 스케일 제거를 거친 강판은 수세단계(S3)와 건조단계(S4)를 거쳐 코일러(260)에서 코일로 권취하는 것이다.

따라서, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 기존 도 1에서와 같은 산세조(240) 처리단계가 제거되기 때문에, 특히 열간 압연된 일반 탄소강, 극저탄소강, 망간이나 실리콘 등의 합금 원소를 함유하는 고강도 탄소강, 고탄소강, 전기강판 또는 스테인레스강 등의 특수강종을 대상으로 산을 사용하지 않고 환경친화적인 물리적 방법으로 적어도 스케일 제거 효율을 극대화시키는 것이다.

특히, 본 발명의 특징적 기술은, 저탄소강, 극저 탄소강, 고강도 탄소강, 고탄소강, 전기강판, 스테인레스강 등의 강판을 대상으로 스케일 제거 전처리로서 아크방전을 매개로 강판 표면을 처리함으로써, 강판 표면의 연속적인 절연 파괴를 발생시키고, 이를 통하여 강판 표면에서는 다수의 크랙이 발생되면서 강판의 계면 층에서의 탈락을 유도함과 동시에, 다음에 도 3에서 상세하게 설명하는 연마슬러리 분사장치(110)를 통하여 스케일을 효과적으로 제거 가능하게 하는 것이다.

특히, 본 발명은 다음에 상세하게 설명하듯이, 전극과 강판 사이에서의 아크방전을 구현하여, 강판 표면의 소지철 조직을 비정질 조직으로 개질시키기 때문에, 이와 같은 비정질 표면 구조는 기본적으로 스케일 제거후 강판이 재산화되는 것을 방지시키고, 결국 이는 기존의 산화 방지를 위한 오일처리나 탈지공정을 제거 가능하게 하는 것이다.

더하여, 도 1에서 도시한 기존 산세설비의 경우 적어도 3개 또는 4개의 산세조와 수세조로 구성되기 때문에, 산세조와 수세조의 해당 설비의 대략 100 m 내외의 길이를 갖기 때문에, 우선 설치공간도 쉽지않고, 특히 라인이 정지하는 경우 산세조와 수세조에 걸려있는 강판은 표면품질이 불량하게 되는 것이나, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 경우 아크방전 처리와 고압의 연마슬러리 분사를 위한 전극(22)이나 연마슬러리 분사장치(110)만을 필요로 하기 때문에, 설비 길이가 대폭적으로 단축되고, 특히 강판과 기존의 산 용액사이의 접촉의 여지가 제거되기 때문에, 불량률을 대폭적으로 줄일 수 있게되는 것이다.

특히, 본 발명은 기존의 강산 산세와 같은 스케일 제거 성능을 제공하기 때문에, 일반 탄소강, 고강도강, 전기강판 및 스테인레스강 등의 특수강에도 용이하게 적용 가능한 것이다.

다음, 먼저 도 2를 토대로 본 발명의 전체적인 표면 처리 설비에 대하여 설명한다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 표면 처리라인에서는 바람직하게는 페이오프 릴(210)에서 풀리고 용접기(22)에서 선,후행 강판이 용접되어 연속 진행되는 강판(10)(강판)은 먼저 아크 처리단계(S1)를 수행하기 위한 쳄버(20)에 이송 실링롤(26)(28)을 통하여 진행되고, 상기 쳄버(20)의 내부에는 절연단자(24)의 양측 하단부에 2열 정도로 소정 간격으로 배치된 상,하측의 전극(22)들이 배치된다.

이때, 쳄버의 절연단자를 통하여 고전압 인가를 위한 케이블이 파워유닛(PU)와 연계되고, 파워유닛(PU)은 장치 제어부(C)와 연계된다.

그리고, 상기 이송 실링롤(26)(28)사이로 쳄버를 가로질러 설치된 조(32)에는 절연류(30)가 적어도 상부의 전극과 강판 사이를 보다 높게 제공된다.

이때, 상기 전극(22)과 강판(10)사이에는 설정된 간극(D)을 유지하도록 한다.

다음, 도 2에서 다음의 도 3에서 상세하게 설명하는 연마슬러리 분사장치(110)가 적당하게 배열된 쳄버(100)가 진행강판의 진행경로에 맞추어 대응되고, 쳄버(100)의 입,출측에는 마찬가지로 강판 이송롤(102)(104)들이 배치되어 있다.

그리고, 연마슬러리 분사장치(110)는 각각 펌프(P)를 매개로 고압수(100b)와 연마재(100a)를 장치(110)에 공급하기 위한 공급조(T)들이 제공되고, 쳄버 하부는 연마슬러리를 수집하는 수집조(T)가 연계될수 있다.

다음, 상기 연마슬러리 고압 분사영역을 구현하는 쳄버(110)의 하류측으로 각각 앞에서 설명한 수세조(250)와 건조기(250)가 배치되어 스케일 제거된 강판의 표면 수세단계(S3)와 건조단계(S4)를 수행되고, 최종적으로 코일러(260)에서 권취된다.

다음, 도 3을 토대로 본 발명의 스케일 제거를 위한 연마슬러리 분사장치(110)를 설명한다. 다만, 본 실시예에서 연마슬러리를 사용하는 것일뿐, 반드시 연마슬러리만을 사용하여 스케일을 제거하는 것으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 본 발명의 경우 기존에 없는 아크 방전 처리를 스케일 제거전에 먼저 처리하기 때문에, 사실상 기존의 고압수나 숏볼, 그릿 등을 이용하는 경우에도 스케일 제거효율은 극대화 될 것이다. 다만, 환경 친화적이면서 스케일 제거효율 측면에서 고압으로 강판 표면에 분사 충돌되는 연마 슬러리(100c)를 사용하는 것이 바람직 할 것이다.

한편, 이와 같은 본 발명의 연마슬러리 분사장치(110)는, 본 건 출원인이 특허출원한 특허출원 10-2010-0054438호에서 상세하게 기술하고 있다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 스케일 제거시 사용되는 본 발명의 연마슬러리 분사장치(110)는, 진행강판의 역방향으로 경사진 하우징(112)의 상부에 도 2에서 설명한 고압수관(라인)(114)이 연결되고, 하우징 내부의 고압수 분사구(116)의 하단 노즐(122)을 통하여 고압수(100b)가 분사된다.

동시에, 하우징 일측으로 경사진 연마재 공급부(120)를 통하여, 고압수(100b)와 혼합되면서 강판 표면에 충돌하여 스케일(또는 기타 잔류 이물 포함)을 제거 가능하게 하는 연마슬러리(100c)의 생성에 필요한 연마재(100a)는, 금속 보다는 비중이 작은 연마재로 제공되는 것이 바람직한데, 예를 들어 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 알루미늄 옥사이드, 유리(glass) 또는, 세라믹(ceramic) 등으로 제공될 수 있고, 가장 바람직하게는 입경이 균일한 유리 또는 세라믹 비드를 연마재로 사용하는 것이다.

즉, 이들 유리 또는 세락믹 비드 만을 파우더 형태(사실상 입경이 매우 미세하여 외부에서 보기에는 파우더 형태임)로 장치 하우징에 투입하거나 또는, 사전에 물과 미리 혼합한 슬러리(용액) 형태로 제공될 수 있다.

이때, 상기 연마재(100a)의 입경은, 10 ∼ 400 ㎛ 정도가 바람직한데, 그 이하인 경우에는, 너무 미세하여 스케일 제거 효과가 미비하게 되고, 반대로 연마재의 입경이 400 ㎛ 이상이면, 스케일 제거 효율은 향상되나 스케일 제거 후, 강판 표면의 조도 편차를 심하게 하여 강판 표면의 품질 확보를 어렵게 할 수 있고, 이경우 별도의 밀(MILL) 공정이 필요로 하게 된다.

그리고, 도 3과 같이, 이와 같은 연마재(100a)는 별도 압력을 인가하지 않아도 고압수의 공급압력으로 하우징 내부에서 음압이 걸려 흡입되면서 하우징 내부 중앙에서 혼합되고, 하우징 하단부의 구멍에 설치된 노즐(124)을 통하여 강판표면에 고압으로 분사되고, 스케일이 제거된다.

이때, 바람직하게는 하우징 하단의 노즐(124)은 중앙으로 오목하고 슬릿형태의 통로(124a)를 구비하도록 하면, 연마재와 고압수가 믹싱된 연마슬러리(100c)는 균일하게 더 혼합되면서 분사시 퍼지지 않고 소정 폭의 층을 형성하여 스케일 제거효과를 강화시키는 것이다.

다음, 이와 같은 도 2 및 도 3의 본 발명의 강판 표면 처리 설비(라인)을 기반으로, 이하에서 본 발명의 기술적 특징인 아크 방전을 통한 강판 표면의 아크 처리단계(S1)와 스케일 제거단계(S2)에 대하여 더 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 2에서 도시한 바와 같이, 아크 방전 처리시 쳄버내 전극(22)과 강판(10)는 접촉되지 않고 일정한 간극(D)을 유지한 상태에서, 전압을 인가하는 경우, 이때 발생되는 열 및 전기적 충격으로 강판(10)의 표면 절연파괴를 형성시키어 강판 표면의 스케일 층에 강제로 다수의 크랙 및 탈락을 형성하여, 후공정인 연마슬러리 고압 분사시의 스케일 제거효율을 높이도록 하고, 이에 따라 스케일 제거의 고속 작업을 가능하게 하는 것이다.

즉, 전극(22)과 강판(10) 사이에 수십 또는 수백 볼트의 고전압을 걸면, 음극에서 충분한 열전자가 공급되고 음극과 양극의 두 전극 간의 전위차가 낮아져 큰 전류가 흐르게 되며, 이때 전극과 강판 간극이 수십~수백 ㎛가 되면, 전류 밀도가 높은 전자가 흘러 피가공체 즉, 강판의 표면 일지점을 때리게 되는 절연 파괴현상이 일어난다.

따라서, 이와 같은 아크 방전에 의한 절연 파괴 현상은 강판 스케일 층에 다수의 크랙 및 계면에서의 탈락 현상을 강제로 발생시킨다.

특히, 아크 처리단계에서는 아크 방전에 의한 강판의 표면 녹음(melting)현상으로 소지철 표면이 도 4에서 사진으로 도시한 바와 같은 비정질(amorphous) 구조로 바뀌게 되고, 따라서 강판의 스케일을 제거한 후에도 공기나 수분에 의한 재산화가 방지되기 때문에, 기존의 스케일 제거후 제품단계에서 방청유 등의 오일 도포를 필요없게 하는 것이다.

이때, 도 2와 같이, 아크 방전 처리에 사용되는 전극(22)은 전기 전도율 등을 고려하여 구리(Cu) 전극을 사용하는 것이 바람직하고, 전극 크기 및 갯수는 강판 즉, 강판의 크기에 따라 적절하게 사용하는 것이 바람직한데, 적어도 2열로 구성하는 것이다.

한편, 본 발명의 아크 처리단계에서는, 도 2와 같이 전극(22)과 강판(10)간 간극(D)을 제어하는 것이 필요한데, 예를 들어 간극은 10 ㎛ ∼ 500 ㎛ 이고, 이때 상기 범위를 벗어나면 즉, 10 ㎛ 보다 작은 경우 그 간극이 너무 좁아 강판의 평탄도 불량시 전극(22)이 마모되는 등의 손상될 우려가 있고, 반대로 간극이 500 ㎛ 보다 크면, 안정적인 전기적인 스파크 발생을 저해하게 된다.

이때, 바람직하게는 아크 방전에 사용되는 전기적 환경으로, 100 ~ 500 V의 전압 하에서 온-오프(on-off) 시간을 4 ~ 2000 mS로 하는 것이 적정한데, 인가되는 전압이 너무 낮거나 온-오프 시간의 간격이 너무 긴 경우에는 실제 원하는 스케일 제거 성능을 얻기 어려우며, 반대로 인가 전압이 너무 높거나 온-오프 시간의 간격이 너무 짧은 경우에는 소지철에 과도한 손상을 초래하게 된다.

한편, 앞에서 설명한 바와 같이(도 2 참조), 전극(22)과 강판 사이에는 스카크 발생을 방지하기 위하여 절연유(30)를 충진시키는 것이 필요하고, 이때 공기 차단하에서는 전극(22)과 강판(10) 사이에서의 전류 방출이 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 2 및 도 3과 같이, 연마슬러리 분사장치(110)는, 앞에서 설명한 바와 같이, 장치 하우징으로 각각 고압수와 연마재를 공급하고 내부에서 믹싱시키어 고압의 연마슬러리(100a)를 강판 표면에 분사 충돌시키는 고압의 연마슬러리 스트림(stream)을 형성시킨 후 이를 강판 폭 방향으로 균일하게 분사하면, 대부분의 강판 표면의 스케일이 제거되는데, 강판 폭이나 통판속도에 대응하여 적절한 수의 하우징(헤드)들을 배열 사용할 수 있다.

또한, 연마재의 크기는 앞에서 설명한 바와 같이, 수십 ㎛ 이하인 경우에는 고속 교반 및 전하 분산(charge dispersion) 등의 방법을 이용하여 안정적인 용액형태로 제조가 가능하며, 연마재의 크기가 수십 ㎛ 를 초과하는 경우에는 저장 탱크 내에 별도의 교반이나 부양을 이용하여 침전되지 않도록 하는 것이 바람직한데, 도 2에서 연마재 조(T)에 해당한다.

이때, 바람직하게는 고속의 연마 슬러리를 분사하기 위한 고압수의 분사압력은 100~500 bar의 범위가 바람직한데, 예를 들어 100bar 이하의 압력에서는 스케일 제거효율이 미흡하고 500 bar 이상의 압력인 경우에는 강판의 표면조도가 증가되거나, 전력비 등의 장치 가동 비용을 증대시키게 된다.

그리고, 분사 환경에 따라, 적정한 경사를 가지고 고압의 연마슬러리가 분사되도록 하는 것도 바람직하고, 분사 패턴도 적정하게 조정할 수 있다.

예컨대, 분사각은 웜기어등을 이용하여 장치 하우징(헤더)을 0 ~ 45 °로 조정하는 것도 가능하고, 분사높이 즉, 장치의 분사구(124)의 노즐구멍에서 강판까지의 거리를 하우징에 연계되는 유,공압 실린더등을 이용하여 100 ~ 350 mm로 적당하게 조절하는 것이 바람직한데, 이와 같은 분사높이는 실제 강판 표면의 스케일 제거효율에 직접적인 영향을 줄수 있는데, 100 mm 이하인 경우에는 분사폭이 과도하게 좁아 고속의 스케일 제거를 위하여는 분사장치의 설치수가 늘어나게 되고, 350mm 이상인 경우에는 스케일 제거 성능이 미흡한 것이다.

이하, 이와 같은 본 발명의 여러 구체적인 실시예를 살펴본다.

(실시예 1)

먼저, 저탄소 강판(두께 2.3mm x 폭 1200mm)를 도 2와 같이, 라인 스피드 100 mpm으로 하여, 이래의 표 1의 조건으로 표면을 처리한 결과, 기존 산세 처리와 비교할때, 잔류 스케일은 유사 수준으로 1% 미만, 평균 표면조도 1.2 ㎛ 수준(산세 강판의 경우 1.2 ~ 1.5 ㎛)을 얻었으며, 특히 앞에서 설명한 바와 같이, 아크방전을 통한 소지철 표면의 비정질 조직 개질로 스케일을 제거 후, 30일이 경과한 후에도 재산화층이 형성되지 않았다.

구 분	처리 조건
아크방전 처리	전압 300V, 간극(D) 50㎛, 온-오프(on-off) 시간 1000 mS
슬러리 고압분사	연마재 (유리 비드, 150~200 ㎛), 분사압력 200 bar
분사 조건	분사각도 15°, 분사높이 230 mm

(실시예 2)

탄소 0.1%, 실리콘 0.8%, 망간 1.2%를 함유한 고강도 강판(두께 3.0mm x 폭 1200mm)를 도 2와 같이 라인 스피드 50 mpm으로 하기 표 2와 같은 표면 처리 조건에서, 연속적으로 통판시킨 결과 종래의 산세 처리한 동일한 강종의 강판과 비교하여 잔류 스케일은 유사 수준으로 2% 미만, 평균 표면조도 1.5 ㎛ 수준을 얻었으며, 적 스케일에 의한 표면결함이 감소하고 스케일 제거 후 30일 경과 동안 재산화 층이 형성되지 않았다.

구 분	처리 조건
아크방전 처리	전압 300V, 간그(D) 30 ㎛, 온-포프(on-off) 시간 500 mS
슬러리 고압분사	연마재 (알루미나, 100 ㎛), 분사압력 150 bar,
분사조건	분사각도 30°, 분사높이 280 mm

(실시예 3)

저탄소강판(두께 2.5mm x 폭 1340mm)를 도 2와 같은 공정에서 라인 스피드 100 mpm으로 하기 표 3과 같은 표면 처리 조건에서 연속적으로 통판시킨 결과 종래의 산세 처리한 강판과 비교하여 잔류 스케일은 유사 수준으로 1% 미만, 평균 표면조도 1.5 ㎛ 수준을 얻었으며, 스케일 제거 후 30일 경과 동안 재산화 층이 형성되지 않았다.

구 분	처리 조건
아크방전 처리	전압 250V, 간극(D) 50 ㎛, 온-오프(on-off) 시간 1000 mS
슬러리 고압분사	연마재 (유리비드, 80 ㎛), 분사압력 300 bar,
분사조건	분사각도 23°, 분사높이 150 mm

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

10.... 강판 20,100.... 쳄버
22.... 전극 26,28.... 이송 실링롤
110.... 연마슬러리 분사장치 110c.... 연마 슬러리
112.... 하우징 120... 연마재 공급부
124.... 연마슬러리 분사구

Claims (8)

1. 진행되는 강판의 표면에 전압 인가를 매개로 발생된 아크방전을 통하여 표면 처리하는 아크 처리단계; 및,
   상기 아크 처리단계를 거친 강판의 표면에 고압수, 연마재, 연마슬러리 중 하나 또는 이들을 복합적으로 충돌시키어 표면 스케일을 제거하는 스케일 제거단계;
   를 포함하여 구성된 강판 표면 처리방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 아크 처리단계에서, 강판은 쳄버의 내부 전극과 소정 간극을 유지하면서 진행되고,
   전극의 고전압 인가시 발생되는 아크방전을 매개로 표면의 절연파괴가 형성되어 스케일 제거성을 높이는 한편, 녹음에 의한 소지철 표면의 비정질화 표면개질이 이루어져 재산화가 방지되는 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 강판과 전극간 간극은 10 ~ 500 ㎛로 형성되고, 전극의 인가 전압은 100 ~ 500 V 이며, 이때 전압 인가 시간(온-오프 시간)은 4 ~ 2000 mS인 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 쳄버의 입,출측에 제공되어 강판이 이송되는 이송 실링롤 사이로 전극과 강판 사이에는 절연유가 채워져 아크 방전시 스파크에 의한 강판 표면 불량 발생을 차단하는 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 아크 처리단계를 거친 강판의 표면 스케일 제거단계에서, 진행되는 강판 표면에 연마슬러리를 충돌시키어 스케일을 제거하는 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 강판은, 쳄버내에 제공된 연마슬러리 분사장치에서 고압으로 분사되는 연마슬러리에 의하여 스케일이 제거되되, 상기 연마슬러리는 분사장치에 공급되는 고압수와 연마재가 장치 내부에서 혼합되어 고압의 연마슬러리로 분사되는 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 연마슬러리 분사장치에 공급되는 고압수 압력은 100 ∼ 500 bar로 형성되고, 상기 연마재는 금속보다 비중이 적은 10 ∼ 400 ㎛ 직경의 유리 또는 세라믹 비드로 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   표면 처리되어 적어도 스케일이 제거된 강판은, 수세단계와 건조단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 강판 표면 처리방법.

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