KR20190020948A - 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들은 질소산화물(NOx) 가스와 질소를 포함하는 폐수와 같은 오염물의 배출이 없고, 복잡한 공정을 단순화하여 경제성을 향상시킬 수 있는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치는 스테인리스 강이 침적되도록 마련된 염산용액이 수용된 염산조를 포함하는 산세장치; 상기 산세장치에서의 산세 공정 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 제거하도록 마련된 브러쉬 장치; 상기 브러쉬 장치를 거친 스테인리스 강에 대한 수세 공정을 수행하는 수세장치; 및 상기 수세장치를 통과한 스테인리스 강을 건조시키는 건조장치;를 포함한다.
Description
본 발명은 페라이트계 스테인리스 강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페라이트계 스테인리스 강의 제조 시 페라이트계 스테인리스 강의 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스테인리스강은 화학성분에 따라서 Fe-Cr 주성분의 페라이트계와 Fe-Cr-Ni 주성분의 300계로 분류될 수 있다. 이러한 스테인리스강은 일반강보다 원료가격 변동에 대한 의존성이 크므로, 시장변화에 더 능동적으로 대처하여 원가부담을 절감시키는 방안이 요구되고 있다. 예를 들어, Ni 가격의 상승에 대한 대처방안에 있어서, 300계 스테인리스강보다 Ni 가격변동에 상대적으로 민감하지 않은 페라이트계 스테인리스강의 생산량이 증가되고 있다.
특히, 이러한 페라이트계 스테인리스강에 있어서, 강 중 크롬 함량이 11% 수준인 409L계 페라이트 스테인리스강은 주로 자동차 배기계용도로 사용되고 있으므로 요구되는 표면품질 수준이 상대적으로 높지 않아 일반강 용도의 냉간압연기로 사용되는 TCM(Tandem Cold Mill; 연속압연라인)을 통하여 고속으로 생산될 수 있다.
일반적으로 스케인리스강의 소둔 스케일은 Cr을 함유하여 스케일 구조가 치밀하고, 내식성이 우수하여, 제거가 어렵다. 따라서, 409L계 페라이트 스테인리스강의 열연 소둔 스케일은, 숏트 블라스트, 연마 브러쉬 등의 기계적인 방법으로 1차 제거 단계를 거치고, 고온, 고농도의 황산 침적 단계와 질산과 불산을 포함하는 혼산 침적 단계를 가지는 복잡한 산세공정을 거쳐 제거될 수 있다.
그러나, 스테인리스강의 산세공정은 질산을 사용하여, 산세 중에 NOx가스가 발생하고, 산세 후 버려지는 폐산에서 질소가 배출되기 때문에 환경오염을 가중 시키는 문제가 있다. 따라서, 산세 중 발생하는 NOx 가스를 제거하는 DeNOx 장치와 폐산 중 질소를 제거하는 탈질 처리 장치가 필요하고, 이는 처리 비용의 상승으로 이어지는 문제가 있다. 또한, 이렇게 산세를 하더라도 일반적으로 산세 공정에 수분이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제도 있다.
또한 숏트 블라스터와 연마 브러쉬등 기계적인 방법으로 스케일을 제거하는 과정을 거치면서, 거칠어진 표면은 냉간압연 이후에도 영향을 미쳐 표면이 미려하지 못한 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 전술한 문제를 해결하는 동시에, 409L계 페라이트 스테인리스 강의 스케일을 용이하게 제거하고, 표면 품질이 우수한 스테인리스 강판을 제조 할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명의 실시예들은 질소산화물(NOx) 가스와 질소를 포함하는 폐수와 같은 오염물의 배출이 없고, 복잡한 공정을 단순화하여 경제성을 향상시킬 수 있는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치는 스테인리스 강이 침적되도록 마련된 염산용액이 수용된 염산조를 포함하는 산세장치; 상기 산세장치에서의 산세 공정 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 제거하도록 마련된 브러쉬 장치; 상기 브러쉬 장치를 거친 스테인리스 강에 대한 수세 공정을 수행하는 수세장치; 및 상기 수세장치를 통과한 스테인리스 강을 건조시키는 건조장치;를 포함한다.
또한, 스테인리스 강이 상기 염산조에서 침적되기 전에 스테인리스강의 스케일에 균열을 발생시키도록 마련된 스케일 브레이커 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 염산조는 70~90도의 용액온도(T), 18~27%의 산 농도(C)를 갖는 염산용액을 수용할 수 있다.
또한, 상기 염산조는 하기 식 (1)을 만족할 수 있다.
(1) L1 = -92.07 + 1.94 x T + 7.64 x C ?? 0.1 x T x C ≥ 55
L1: 염산조 산세 후 스테인리스강 표면 백색도,
또한, 상기 산세장치는 30~60초 동안 스테인리스 강에 대한 산세를 수행하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 브러쉬 장치는 상기 브러쉬 장치 및 상기 수세장치를 거친 스테인리스 강의 백색도(L2)가 77이상이 되도록 산세 공정 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 제거하도록 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거방법은 열간압연되고 열연소둔처리 되지 않은 스테인리스 강을 산세장치의 염산조에 침적시켜 열간 압연 시 생성된 스케일을 제거하는 산세단계; 상기 산세단계 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 단계; 상기 브러쉬 장치를 거친 스테인리스 강에 대한 수세 공정을 수행하는 단계; 및 상기 수세장치를 통과한 스테인리스 강을 건조시키는 단계;를 포함한다.
또한, 스테인리스 강이 상기 염산조에서 침적되기 전에 스테인리스강의 스케일에 균열이 발생하도록, 상기 스테인리스 강을 스케일 브레이커 장치를 통과시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 산세단계는, 산세 후 스테인리스 강의 백색도(L1)가 하기의 식 (1)을 만족하도록, 일열간압연되고 열연소둔처리 되지 않은 스테인리스 강을 70~90도의 용액온도(T), 18~27%의 산 농도(C)를 갖는 염산용액이 수용된 산세장치의 염산조에 침적시켜 열간 압연 시 생성된 스케일을 제거하는 것;을 포함할 수 있다.
(1) L1 = -92.07 + 1.94 x T + 7.64 x C ?? 0.1 x T x C ≥ 55
L1: 염산조 산세 후 스테인리스강 표면 백색도,
또한, 상기 산세단계는, 상기 산세장치에서 30~60초 동안 스테인리스 강에 대한 산세를 수행하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 산세단계 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 단계는, 상기 브러쉬 장치 및 상기 수세장치를 거친 스테인리스 강의 백색도(L2)가 77이상이 되도록 상기 산세단계 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 것;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법은 기존 스테인리스 강의 산세공정에 비해 탈질이나 산회수가 용이하고, 공정이 간단하여 비용을 절감시킬 수 있으며, 질산을 사용하지 않는다는 점에서 질소산화물(NOx)와 같은 공해물질을 배출하지 않으므로 친환경적이다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법은 기계적인 산세공정이 단순화 되어, 표면 품질이 우수한 페라이트계 스테인리스 강을 생산할 수 있다.
도 1은 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 산세 및 수세과정을 거친 스테인리스 강의 표면에 대한 깊이 방향의 산소성분을 글로우 방전 분광기(Glow Discharge Spectrometer, GDS)를 이용하여 분석한 그래프이다.
도 3은 산세 및 수세과정 거친 스테인리스 강의 표면을 투과전자 현미경을 이용하여 관찰한 도면이다.
도 2는 산세 및 수세과정을 거친 스테인리스 강의 표면에 대한 깊이 방향의 산소성분을 글로우 방전 분광기(Glow Discharge Spectrometer, GDS)를 이용하여 분석한 그래프이다.
도 3은 산세 및 수세과정 거친 스테인리스 강의 표면을 투과전자 현미경을 이용하여 관찰한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
일반적으로 스케인리스강의 소둔 스케일은 Cr을 함유하여 스케일 구조가 치밀하고, 내식성이 우수하여 제거가 어렵다. 따라서, 409L계 페라이트 스테인리스강의 스케일은, 숏트 블라스트, 연마 브러쉬 등의 기계적인 방법으로 1차 제거 단계를 거치고, 질산과 불산을 포함하는 혼산 침적 단계를 가지는 복잡한 산세공정을 거쳐 제거될 수 있다.
그러나, 질산을 사용하는 스테인리스강의 산세공정은 산세 중에 질소산화물 가스를 발생시키고, 산세 후 버려지는 폐산은 질소를 배출하기 때문에 환경오염을 유발한다. 또한 숏트 블라스터와 연마 브러쉬등 기계적인 방법으로 스케일을 제거하는 과정을 거치면서, 거칠어진 표면은 냉간압연 이후에도 영향을 미쳐 표면이 미려하지 못한 문제가 발생할 수 있다.
이에 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법은, 열연 소둔을 거치지 않은 스테인리스 강의 표면에 열간압연 시 형성된 열연 스케일을 제거하기 위해, 스테인리스 강의 산세에 혼산을 사용하지 않고 염산을 사용하여, 질소산화물이 배출되는 것을 방지한다.
또한, 스케일을 제거하기 위한 기계적인 공정을 단순화하여 우수한 표면 품질을 갖는 페라이트계 스테인리스 강을 제공할 수 있다.
이하, 개시된 실시예에 따른 페라이트 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법이 구체적으로 설명된다.
도 1은 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치는 409L계 페라이트 스테인리스 강을 염산조에 침적 시켜 스케일을 제거하는 산세장치(3), 산세장치(3)를 통과한 409L계 페라이트 스테인리스 강의 표면에 흡착된 반응물을 제거하기 위한 브러쉬 장치(4), 상기 브러쉬 장치를 통과한 409L계 페라이트 스테인리스 강을 수세하는 수세장치(5) 및 수세장치를 통과한 409L계 페라이트 스테인리스 강을 건조시키는 건조장치(6)를 포함한다.
또한, 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치는 염산조에서 스케일이 효과적으로 제거될 수 있도록 스케일 표면에 균열을 생성시킬 수 있는 스케일 브레이커 장치(2)를 더 포함할 수 있다. 이하 409L계 페라이트 스테인리스 강이 편의상 스테인리스 강으로 지칭된다.
일반적으로, 스테인리스 열연강판의 스케일을 제거하기 위해 스케일 브레이커, 숏트 브라스트 또는 연마 브러쉬와 같은 기계적인 장치가 사용된다. 하지만 개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치는 기계적인 스케일 제거를 생략하고, 스테인리스 열연강판을 염산조에 바로 침적하여 스케일을 제거할 수 있는 방법을 제공한다.
스케일 브레이커 장치는 염산조에서 효과적으로 스케일이 제거될 수 있도록 스케일 표면에 균열을 발생시킬 수 있다. 즉, 스케일 브레이커 처리에 의해 형성된 스케일 표면의 균열은 이 후 염산 침적 공정에서 스케일과 모재의 계면에 산 침투를 용이하게 하여 스케일이 효과적으로 제거될 수 있도록 한다. 또한, 스케일 브레이커 장치는 스테인리스 열연강판의 형상을 편평하게 할 수 있다.
스케일의 효과적인 제거와 스테인리스 열연강판의 편평성을 위해 개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치는 염산조에서의 산세공정이 수행되기 전에 스케일 브레이커 처리 단계가 포함될 수 있도록 스케일 브레이커 장치를 포함할 수도 있다.
따라서, 개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치를 이용한 스케일 제거방법은 열간압연되고 열연소둔처리 되지 않은 스테인리스 강을 산세장치의 염산조에 침적시켜 열간 압연 시 생성된 스케일을 제거하는 산세단계와, 산세단계 중에 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 단계와, 브러쉬 장치를 거친 스테인리스 강에 대한 수세 공정을 수행하는 수세단계와, 수세장치를 통과한 스테인리스 강을 건조시키는 건조단계를 포함할 수 있다. 또한, 스케일의 효과적인 제거와 스테인리스 열연강판의 편평성을 위해 개시된 실시예에 따른 스케일 제거방법은 염산조에서의 산세공정이 수행되기 전에 스케일 표면에 균열을 발생시킬 수 있는 스케일 브레이커 처리 단계를 더 포함할 수 있다.
이하 개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치의 산세장치, 브러쉬 장치, 수세장치 및 건조장치가 구체적으로 설명된다.
한편, 전술한 것처럼, 개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치의 산세장치는 염산조를 포함하는데, 스케일이 효율적으로 제거되기 위해서는, 염산조에 수용되는 염산용액의 온도와 농도가 높을수록 좋다.
그러나, 온도와 농도가 특정 수준을 초과하게 되면, 스케일 제거 이후 모재가 용해될 수 있고, 용해된 모재 위에 과도한 표면 반응물들이 부착되어, 이후 브러쉬 장치에서 제거되어야 할 이물질들이 많아질 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서, 적절한 산세를 위해서는 염산용액의 농도와 온도가 한정되어야 한다.
도 2는 산세 후 수세과정만 거친 스테인리스 강의 표면에 대한 깊이 방향의 산소성분을 글로우 방전 분광기(Glow Discharge Spectrometer,GDS)를 이용하여 분석한 그래프이고, 도 3은 산세 및 수세과정 거친 스테인리스 강의 표면을 투과전자 현미경을 이용하여 관찰한 도면이다.
도 2를 참조하면, 산세 장치의 염산조에 수용된 염산용액의 산 농도의 변화에 따라 스테인리스 강 표면에 대한 깊이 방향의 산소성분의 형성정도를 확인할 수 있다. 도 2에 나타낸 것처럼, 염산용액의 온도는 80도로 동일하다.
도 2를 참조하면, 염산 용액의 산 농도가 15%인 경우, 산소 성분이 깊게 남아 있음을 알 수 있다. 이는 염산 용액의 산 농도가 낮아서 산세가 정상적으로 수행되지 않음을 나타낸다.
염산용액의 산 농도가 18%, 21%인 경우를 보면, 각각 유사한 수준으로 산소성분의 잔류 깊이가 산 농도가 15%인 경우보다 매우 낮은 것을 확인할 수 있다.
그러나, 염산용액의 산 농도가 24~27% 범위에 속하는 경우, 다시 산소성분의 잔류 깊이가 증가함을 확인할 수 있다.
또한, 도 3은 염산용액의 산 농도 27%, 온도 90oC에서 산세 후 수세과정만 거친 스테인리스 강의 표면에 대해서 다면 형상을 TEM으로 분석한 결과로, 도 3에서 보듯이 산세 후 표면 반응물(20)이 100nm 수준으로 흡착되어 있음을 알 수 있고, 주요 성분은 산세 시 용해된 Fe, Ni, 염산에 포함된 불순물인 P, As 등이 포함되어 있고, 산소성분도 포함되어 있었다.
이는 전술한 것처럼, 염산용액의 산 농도와 온도가 과도하게 높을 경우 모재 표면의 용해에 의한 반응물이 표면에 흡착되어, 공기 중에서 다시 산화된 결과로, 스케일 제거 후 모재 용해를 최소화 해야 함을 알 수 있고, 염산의 농도와 온도의 상한을 한정해야 하는 이유를 제시한다.
이에, 개시된 실시예에 따른 염산조에 수용되는 염산용액은 18~27%의 산 농도(C)와 70~90도의 온도(T)를 가질 수 있고, 하기의 식 1로 표현된 염산용액의 농도와 온도의 관계식으로 나타내어지는, 스테인리스 강의 백색도 L1은 55 이상의 값을 갖는 것이 바람직하다. 백색도 L1은 염산조의 산세를 거친 후 측정된 스테인리스 강의 백색도이다.
식 1. L1 = -92.07 + 1.94 * T + 7.64 * C ?? 0.1 * T * C ≥ 55
T: 염산 용액 온도 (oC), C: 염산용액 농도 (%, 중량비)
또한 상기 염산조에서의 산세는 30~60초 동안 수행될 수 있다. 상기 산세 시간은 염산용액의 농도가 높고, 온도가 높을수록 산세성이 증가하므로, 감소될 수 있다. 개시된 실시예에서 염산조에서의 산세가 30초 이상 수행되는 경우 충분한 산세가 이루어지며 60초를 초과하는 경우 생산성을 떨어뜨리므로, 그 상한을 60초로 하는 것이 바람직하다.
개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치는 스테인리스 열연 강판에 부착된 이물질들을 제거하기 위한 브러쉬가 구비된 브러쉬 장치를 포함한다. 브러쉬는 일반적인 세척 단계에서 사용되는 나일론 브러쉬를 사용할 수 있으며, 물리적으로 산세 후 이물질을 세척할 수 있는 수준의 재질이면 가능하므로, 브러쉬의 조건은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 산세 후 스테인리스 열연강판 표면의 이물질이 완전히 제거되기 전 표면이 건조하게 되면, 표면에 얼룩이 발생할 수 있기 때문에, 브러쉬 장치는 물을 분사하는 노즐을 포함할 수 있다. 또한, 물 분사 노즐은 산세 후 표면에 잔류 하고 있는 염산을 제거할 수도 있다.
개시된 실시예에 따른 스케일 제거장치는 브러쉬 장치를 거쳐, 이물질이 제거된 스테인리스 열연강판의 표면을 물로 세척하는 수세장치와, 수세장치를 거친 스테인리스 열연강판을 건조시키는 건조장치를 포함한다. 수세장치는 스테인리스 열연강판의 효과적인 세척을 위해 고압 분사 노즐을 포함할 수 있다.
수세장치 및 건조장치는 본 발명의 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 수세장치 및 건조장치로 구현될 수 있다.
또한 브러쉬 장치 및 수세장치를 통과한 후의 스테인리스 표면의 백색도 L2 는 하기의 식 2에 나타낸 것처럼 77이상이 바람직하다. L2가 77 미만이면 스테인리스 열연강판의 표면에 잔류 스케일이 남아 있을 수 있기 때문이다.
식 2. L2 ≥ 77
이하 본 발명의 실시예들이 구체적으로 설명된다.
| 스케일 브레이커 |
숏트 블라스트 |
연마 브러쉬 | 염산농도 (%) |
온도 (oC) |
침적시간 (초) |
산세 여부 | 세척 방법 |
비고 | |
| 비교예1 | x | x | x | 21% | 80 | 25초 | 미산세 | 수세 | 스케일 잔류 |
| 실시예1 | X | x | x | 21% | 80 | 30초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
| 실시예2 | x | x | x | 18% | 80 | 60초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
| 실시예3 | x | x | x | 18% | 80 | 45초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
| 실시예4 | O | x | x | 18% | 80 | 30초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
| 비교예2 | x | x | O | 18% | 80 | 45초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
| 비교예3 | O | O | x | 18% | 80 | 45초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
| 비교예4 | O | O | O | 18% | 80 | 30초 | 산세 | 수세 | 산세 반응물 표면 잔류 |
표 1은 염산조 침적 전 스케일 브레이커, 숏트 블라스트, 연마 브러쉬 등 전처리 유무에 따라 염산 산세 가능 여부를 확인한 것이다. 표 2에 기재된 것처럼, 염산조에 수용되는 염산용액의 농도는 18~21% 범위에 포함되고, 염산용액의 온도는 80도이며, 염산조에서의 침적 시간은 비교예 1을 제외하고 30~60초 범위에 포함된다. 그리고, 세척방법은 브러쉬 장치의 통과 없이 수세장치만 통과시킨 경우로 한정하였다. 전처리를 수행한 경우를 O, 하지 않은 경우를 X로 표기 하였으며, 산세 후 표면 광학현미경을 통하여 산세 후 스케일 잔류 여부를 확인하였다.
표 1에서 보듯이 스케일 브레이커, 숏트 블라스트 및 연마 브러쉬 중 적어도 하나를 거치지 않아도, 80oC 온도 및 18~21% 산 농도를 갖는 염산용액이 수용된 산세조에서 30~60초 침적으로 산세가 가능함을 확인 할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 3처럼, 스케일 브레이커, 숏트 블라스트 및 연마 브러쉬 등 기계적인 전처리가 전혀 수행되지 않은 경우에도 산세가 충분히 수행될 수 있음을 확인할 수 있다.
하지만, 비교예 1처럼, 산세 시간이 30초 미만으로 짧은 경우에는 전처리를 거치지 않은 경우, 산세가 정상적으로 수행되지 않은 것을 확인하였다.
또한 실시예들에서 비록 산세가 정상적으로 수행되었다고 하더라도, 세척방법으로 수세만 거친 경우에는, 산세 반응물이 표면에 남게 되어, 이를 물리적으로 제거해야 함이 확인되었다.
표 2는 염산조의 온도, 농도 및 세척 방법에 따른 표면 백색도 변화를 나타낸다.
| 농도 (%) |
온도 (oC) |
세척 방법에 따른 백색도 | 비고 | ||
| L1 (수세) | L2(브러쉬+수세) | ||||
| 비교예 1 | 15 | 70 | 45.5 | 65.9 | 미산세 |
| 비교예 2 | 15 | 80 | 60.5 | 73.0 | 미산세 |
| 비교예 3 | 15 | 90 | 60.7 | 76.7 | 미산세 |
| 비교예 4 | 18 | 70 | 57.3 | 75.0 | 미산세 |
| 실시예 1 | 18 | 80 | 60.4 | 77.6 | 산세 |
| 실시예 2 | 18 | 90 | 56.3 | 78.4 | 산세 |
| 실시예 3 | 21 | 70 | 60.4 | 77.9 | 산세 |
| 실시예 4 | 21 | 80 | 56 | 78.5 | 산세 |
| 실시예 5 | 21 | 90 | 55.4 | 78.5 | 산세 |
| 실시예 6 | 24 | 70 | 61.1 | 78.0 | 산세 |
| 비교예 5 | 24 | 80 | 53.5 | 78.8 | 산세 |
| 비교예 6 | 24 | 90 | 48.0 | 79.1 | 산세 |
| 비교예 7 | 27 | 70 | 56.5 | 79.1 | 산세 |
| 비교예 8 | 27 | 80 | 51.4 | 79.4 | 산세 |
| 비교예 9 | 27 | 90 | 47.7 | 79.3 | 산세 |
표 2에서 염산조 침적 시간은 60초였으며, 세척 방법은 수세장치만 통과시키는 경우와, 브러쉬 장치를 통과시킨 후 수세장치를 통과시키는 경우로 구분하였다.
표 2에서 보듯이, 수세 후 백색도 L1은 염산조의 온도와 농도가 각각 70~90도, 18~27% 범위에 포함되는 경우일지라도, 염산조의 온도와 농도가 특정 수준 이상으로 증가하게 되면, 낮아 지는 경향을 보인다.
실시예 1 내지 실시예 6은 그러한 경향이 크게 나타나지 않으나, 실시예 1 내지 실시예 6보다 염산용액의 농도 또는 온도가 증가된 비교예 5 내지 비교예 9는 그러한 경향이 나타남을 확인할 수 있다. 이는 잔류 스케일이 완전히 제거된 후 모재가 과도하게 용해되어, 그 반응물이 표면에 흡착되었기 때문이다.
따라서, 적절한 산세를 위해서는 염산조에 수용되는 염산용액의 온도, 농도 조건이 한정되어야 하며, 이는 전술한 식 1로 표현될 수 있다. 즉, 식 1은 산세 후 표면 반응물 흡착을 방지하기 위한 최소의 조건이다.
표 2에 기재된 것처럼, 수세만으로 표면을 세척하였을 경우의 백색도는, 실시예 6에서 볼 수 있듯이 최고 61.1로 식 1을 만족시킨다. 그러나, 이 정도의 수치는, 산세 시 완전히 제거되지 않고 표면에 남은 잔류 스케일이나, 산세 시 표면에 흡착된 반응물이 수세 시 완전히 제거되지 않았음을 나타내는 정도의 수치로, 높다고 보기 어렵다.
전술한 표 1을 통해 확인했듯이, 산세가 정상적으로 수행되었다고 하더라도, 세척방법으로 수세만 거친 경우에는, 산세 반응물이 표면에 남게 되어 이를 물리적으로 제거해야 한다.
표 2에 기재된 것처럼, 세척방법으로 브러쉬 장치와 수세장치를 모두 통과시킨 경우, 스테인리스 열연강판의 백색도(L2)가 백색도 L1에 비해 증가된 것을 확인할 수 있다.
그러나, 전술한 염산용액의 농도 및 온도 범위 조건과 식 1을 만족한다고 하더라도, 비교예 4처럼 브러쉬 후 수세를 행하였을 경우 산세가 정상적으로 수행되지 않은 것을 확인할 수 있다.
이는 산세가 완전히 되지 않아 잔류 스케일이 있음을 나타내므로, 수세 후 백색도 L1뿐만 아니라, 브러쉬 및 수세 후 백색도 L2 또한 한정할 필요가 있다. 이러한 백색도 L2에 대한 한정은 전술한 식 2를 통해 나타낼 수 있다. 즉, 식 2를 참조하면, 브러쉬 및 수세 후 백색도가 77이상이 되어야 완전히 산세가 되었다고 볼 수 있다.
식 2. L2 ≥ 77
즉, 염산용액의 온도 및 농도가 각각 70~90도 및 18~27%에 포함되고, 식 1을 만족시키며, 브러쉬 및 수세 후의 스테인리스 열연강판의 백색도(L2)가 식2를 만족시킬 경우 스테인리스 열연강판의 스케일이 제거될 수 있음을 확인할 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1: 페라이트 스테인리스 열연강판
2: 스케일 브레이커 장치
3: 산세장치
4: 브러쉬 장치
5: 수세장치
6: 건조장치
2: 스케일 브레이커 장치
3: 산세장치
4: 브러쉬 장치
5: 수세장치
6: 건조장치
Claims (11)
- 스테인리스 강이 침적되도록 마련된 염산용액이 수용된 염산조를 포함하는 산세장치;
상기 산세장치에서의 산세 공정 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 제거하도록 마련된 브러쉬 장치;
상기 브러쉬 장치를 거친 스테인리스 강에 대한 수세 공정을 수행하는 수세장치; 및
상기 수세장치를 통과한 스테인리스 강을 건조시키는 건조장치;를 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치. - 제1항에 있어서,
스테인리스 강이 상기 염산조에서 침적되기 전에 스테인리스강의 스케일에 균열을 발생시키도록 마련된 스케일 브레이커 장치;를 더 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치. - 제1항에 있어서,
상기 염산조는 70~90도의 용액온도(T), 18~27%의 산 농도(C)를 갖는 염산용액을 수용하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치. - 제3항에 있어서,
상기 염산조는 하기 식 (1)을 만족하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치.
(1) L1 = -92.07 + 1.94 x T + 7.64 x C ?? 0.1 x T x C ≥ 55
L1: 염산조 산세 후 스테인리스강 표면 백색도, - 제1항에 있어서,
상기 산세장치는 30~60초 동안 스테인리스 강에 대한 산세를 수행하도록 마련된 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 - 제1항에 있어서,
상기 브러쉬 장치는 상기 브러쉬 장치 및 상기 수세장치를 거친 스테인리스 강의 백색도(L2)가 77이상이 되도록 산세 공정 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 제거하도록 마련된 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치. - 열간압연되고 열연소둔처리 되지 않은 스테인리스 강을 산세장치의 염산조에 침적시켜 열간 압연 시 생성된 스케일을 제거하는 산세단계;
상기 산세단계 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 단계;
상기 브러쉬 장치를 거친 스테인리스 강에 대한 수세 공정을 수행하는 단계; 및
상기 수세장치를 통과한 스테인리스 강을 건조시키는 단계;를 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거방법. - 제7항에 있어서,
스테인리스 강이 상기 염산조에서 침적되기 전에 스테인리스강의 스케일에 균열이 발생하도록, 상기 스테인리스 강을 스케일 브레이커 장치를 통과시키는 단계;를 더 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거방법. - 제7항에 있어서,
상기 산세단계는,
산세 후 스테인리스 강의 백색도(L1)가 하기의 식 (1)을 만족하도록, 일열간압연되고 열연소둔처리 되지 않은 스테인리스 강을 70~90도의 용액온도(T), 18~27%의 산 농도(C)를 갖는 염산용액이 수용된 산세장치의 염산조에 침적시켜 열간 압연 시 생성된 스케일을 제거하는 것;을 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거방법.
(1) L1 = -92.07 + 1.94 x T + 7.64 x C ?? 0.1 x T x C ≥ 55
L1: 염산조 산세 후 스테인리스강 표면 백색도, - 제7항에 있어서,
상기 산세단계는,
상기 산세장치에서 30~60초 동안 스테인리스 강에 대한 산세를 수행하는 것;을 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거방법. - 제7에 있어서,
상기 산세단계 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 단계는,
상기 브러쉬 장치 및 상기 수세장치를 거친 스테인리스 강의 백색도(L2)가 77이상이 되도록 상기 산세단계 중에 상기 스테인리스 강에 형성된 반응물을 브러쉬 장치를 이용하여 제거하는 것;을 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020170105914A KR20190020948A (ko) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170105914A KR20190020948A (ko) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 페라이트계 스테인리스 강의 스케일 제거장치 및 이를 이용한 스케일 제거방법 |
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|---|---|---|---|---|
| CN113751381A (zh) * | 2020-09-01 | 2021-12-07 | 铜陵劦工新材料有限公司 | 一种铜带清洗裁切一体化设备及其清洗方法 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20050064514A (ko) | 2003-12-24 | 2005-06-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 스테인레스강의 무질산 산세조성물 |
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- 2017-08-22 KR KR1020170105914A patent/KR20190020948A/ko active Search and Examination
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |