KR101611768B1

KR101611768B1 - 열연강판의 산세 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101611768B1
Application number: KR1020140186715A
Authority: KR
Inventors: 박형국; 강동엽; 노일환; 문용곤; 김민철
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-04-14

Abstract

본 발명은 열연강판의 산세 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 저농도의 산 용액을 분사하여 열연강판을 전처리한 후, 상기 열연강판을 고농도의 산 용액이 담지된 산 탱크에서 저농도의 산 용액이 담지된 산 탱크를 통과시키며 연속하여 산세가 수행되는 산세 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 열연강판이 고농도의 산 용액에 의해 먼저 산세가 수행됨에 따라, 산세 품질과 산세 속도를 현저히 향상시킬 수 있고, 따라서, 종전 대비 더 짧은 산세 라인을 적용하여도 충분히 종전과 동등 이상의 산세 수준을 얻을 수 있다.

Description

열연강판의 산세 장치 및 방법{The apparatus for descaling of hot rolled steel sheet and the method thereof}

본 발명은 열연강판이 복수의 산 탱크를 연속으로 통과하며 산세가 수행되는 열연강판의 산세 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상의 열연강판은 열처리되어 압연되는 과정에서 강판의 표면에 스케일이 생성되므로, 이를 제거하지 않으면 후에 수행되는 냉간 압연 공정 시, 압연 롤에 스케일이 말려 들어가 강판 표면을 손상시키는 원인이 되는 일이 많으므로, 스케일의 제거는 필수 불가결한 공정에 해당한다.

종래의 스케일 제거에 관해서는, 복수의 산성 용액 중에 강판을 침지하고 연속으로 통과시켜, 산세를 제거하는 경우가 많다. 그런데, 최근에는 실리콘 및 망간의 함량이 증대된 고장력 강판 및 전기강판의 생산량이 증가함에 따라 산세 공정의 생산능력 향상이 필요한 실정이다. 특히 이러한 고급강판은 표면과 스케일 사이에 실리콘이 포함되어 있어, 상기의 종래 스케일 제거방법으로 제거 시 일반 강판에 비해 제거하는 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이로 인해, 기존의 산세 공정은 고급강판의 스케일 제거를 위해 산세 속도를 낮추어 작업하고 있어, 생산량의 저하를 가져오고 있는 상황이다.

고급강판의 스케일을 일반강판의 스케일 제거와 동일한 산세 속도로 제거하기 위해서는 산 탱크의 길이를 증가시키거나 반응속도를 향상시켜야 한다. 그런데, 산 탱크의 길이를 증가시키는 것은 제조원가를 상승시키므로 용이하지 않다. 따라서, 스케일과 염산의 반응속도를 향상시키기 위해서는 염산의 온도 또는 염산 농도를 증가시켜야 한다. 그런데, 염산의 온도가 증가할 경우 염산이 증발하여 염산 흄으로 많이 발생되어 일정 온도 이상 증가가 어려운 상황이고, 염산 농도가 증가할 경우 반응시간을 단축시킬 수 있으나, 염산량 소모가 많아지기 때문에 경제적인 이유로 일정 농도 이상 증가시키지 않고 있어서 기존 방법으로 고급강판의 산세 속도를 증가시키기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 산세 효율이 우수하고, 열연강판의 진행에 따라 산세 효율이 저하되는 문제점이 발생하지 않으며, 저농도의 산 용액에서 녹아나는 스케일의 양이 감소되어, 각종 설비가 폐쇄되는 문제점을 방지할 수 있는 열연강판의 산세 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 열연강판의 산세가 수행되며, 상기 열연강판의 진행 방향을 기준으로 입측에 존재하는 입측 산 탱크 및 출측에 존재하는 출측 산 탱크를 포함하는 산 탱크; 상기 입측 산 탱크의 전단에 배치되어 상기 열연강판에 산 용액을 분사하는 분사 장치; 상기 입측 산 탱크에 산 용액을 공급하는 산 공급 장치; 및 상기 입측 산 탱크에 공급된 산 용액을 출측 산 탱크로 이동시키며, 상기 출측 산 탱크에 공급된 산 용액을 분사 장치로 이동시키는 산 용액 수송 배관을 포함하며, 상기 입측 산 탱크 및 출측 산 탱크에는 고농도에서 저농도의 순서로 산 용액이 담지되는 열연강판의 산세 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는 열연강판이 농도가 상이한 산 용액이 담지된 복수 개의 산 탱크를 통과하여 산세되는 산세 방법에 있어서, 상기 열연강판에 저농도의 산 용액을 분사하여 상기 열연강판을 전처리하는 단계; 상기 전처리된 열연강판을 고농도의 산 용액이 담지된 입측 산 탱크에 침적시켜 제1 산세 처리하는 단계; 및 상기 제1 산세 처리된 열연강판을 저농도의 산 용액이 담지된 출측 산 탱크에 침적시켜 제2 산세 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법을 제공한다.

상기 전처리 단계의 산 용액은, 상기 입측 산 탱크에 공급되어, 상기 출측 산 탱크를 거쳐 공급될 수 있다.

상기 출측 산 탱크에 담지된 저농도의 산 용액은 상기 입측 산 탱크에서 산세 처리 후 공급될 수 있다.

상기 전처리 단계의 산 용액은 상기 출측 산 탱크에서 산세 처리 후 공급될 수 있다.

상기 고농도는 약 200 내지 약 400g/L의 농도일 수 있다.

상기 열연강판을 전처리하는 단계는 상기 저농도의 산 용액을 약 2 내지 약 8bar의 압력으로 분사될 수 있다.

상기 열연강판을 전처리하는 단계는 상기 열연강판을 약 60 ℃ 이상으로 가열하여 수행할 수 있다.

상기 산 용액은 염산, 황산, 질산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 전처리 단계에서 분사되는 저농도의 산 용액은, 상기 제2 산세 처리하는 단계의 저농도의 산 용액보다 저농도일 수 있다.

본 발명은 산세 시 열연강판이 복수 개의 산 탱크를 차례로 통과하되, 고농도의 산 용액이 담지된 산 탱크에서 저농도의 산 용액이 담지된 산 탱크를 차례로 통과하도록 함으로써, 열연강판에 존재하는 스케일의 대부분이 고농도의 산 용액에 의해 제거될 수 있어, 산세 효율로, 산세 품질과 산세 속도를 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 우수한 산세 효율로, 종래에 비하여 적은 수의 산 탱크를 포함하며, 짧은 길이의 산세 라인을 적용하여도 종래와 동등 이상의 산세 수준을 확보할 수 있으므로, 공정 설비의 원가 절감에 따른 경제적인 효과를 거둘 수 있다.

더욱이, 본 발명은 열연강판의 진행 방향과 산 용액의 이동 방향을 일치시켜 고농도의 산 용액이 저농도의 산 탱크로 이동하더라도 산세 효율이 저하되지 않으므로, 산 탱크마다 산 용액이 넘어가는 것을 방지하기 위하여 설치하던 링거롤을 별도로 포함하지 않아도 되어 설비를 보다 간단히 할 수 있고, 저농도의 산 탱크에서 용해되는 스케일의 양이 감소되어, 재석출의 문제가 발생하지 않으므로, 각종 설비가 폐쇄되는 문제점 또한 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 열연강판의 산세 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 열연강판의 산세 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1에서 산세 시간에 따른 스케일의 제거량을 그래프로 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

일반적으로 철강, 구리 합금과 같은 금속을 고온으로 가열하였을 때 표면에 산화물층이 형성되며 이를 스케일(scale)이라 한다. 철강을 예로 들면 담금질, 어닐링 등의 열처리를 하기 위해 가열할 때 스케일이 발생하고, 보통 우스타이트(Wustite, FeO), 마그네타이트(Magnetite, Fe₂O₃), 헤마타이트(Hematite, Fe₃O₄)의 3층 구조를 이룬다. 이 중 우스타이트는 열연강판 상에 접하여 형성되며, 마그네타이트나 헤미타이트에 비하여 무른 성질을 가진다. 반면에, 마그네타이트와 헤미타이트는 우스타이트에 비하여 단단한 성질을 가지며, 우스타이트에 비하여 제거하기가 상대적으로 어렵다. 본 실시예에서는 우스타이트를 1차 스케일로 정의하고, 마그네타이트, 헤마타이트를 2차 스케일로 정의하고 설명한다.

이러한 스케일을 제거하지 않으면, 후공정의 냉간 압연 시 압연 롤에 말려 들어가 강판 표면의 손상 원인이 되는 일이 많기 때문에, 스케일 제거는 필요 불가결한 공정으로 되어 있다. 산세 공정이란 이러한 스케일을 화학적 방법으로 제거하는 것을 말하며, 물리적 방법이 병용될 수도 있다.

일반적으로, 이러한 산세 공정은 복수 개의 산 탱크에 열연강판을 연속으로 통과시키며 수행하되, 산세 공정에 사용되는 산 용액은 열연강판의 진행 방향을 기준으로 가장 출측에 존재하는 산 탱크에 공급되어, 열연강판의 진행 방향과는 반대 방향을 따라 이동하면서 열연강판 상에 존재하는 스케일을 제거하였다. 즉, 종래에는 열연강판이 복수 개의 산 탱크를 통과할 때, 상대적으로 저농도의 산 용액에 먼저 침지된 후, 점차 고농도의 산 용액에 침지되도록 하였다.

이를 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 도 1은 4조로 구성된 제1 내지 제4 산 탱크(2a, 2b, 2c, 2d)와 각각에 부속된 제1 내지 제4 순환 탱크(4a, 4b, 4c, 4d)를 구비한 일반적인 열연강판의 산세 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 산세는 열연강판(1)이 제1 산 탱크(2a), 제2 산 탱크(2b), 제3 산 탱크(2c) 및 제4 산탱크(2d)의 차례로 연속하여 통과하는 것에 의해 행해지며, 각각의 산 탱크(2a, 2b, 2c, 2d)에 수용되는 산 용액은 각각의 순환 탱크(4a, 4b, 4c, 4d)에서 공급 및 회수된다. 또한, 신산은 산 공급 장치(5)로부터 최종적으로 배치된 제4 산 탱크(2d)에 부속된 제4 순환 탱크(4d)에 우선 공급되며 제3 순환 탱크(4c), 제2 순환 탱크(4b) 및 제1 순환 탱크(4a)의 차례로 이동된다.

구체적으로, 상기 제4 순환 탱크(4d)에 공급된 산 용액은 이 후 상기 제4 순환 탱크(4d)에 연결된 산 용액 수송 배관(7c)을 따라 제3 순환 탱크(4c)로 이동하고, 상기 제3 순환 탱크(4c)로 공급된 산 용액은, 산 용액 수송 배관(7b, 7a)을 따라, 제2 순환 탱크(4b) 및 제1 순환 탱크(4a)로 차례로 이동한다. 이에 따라, 각각의 순환 탱크(4a, 4b, 4c, 4d)는 각각의 제4 산 탱크(2d), 제3 산 탱크(2c), 제2 산 탱크(2b) 및 제1 산 탱크(2a)에 산 용액을 공급/회수한다.

즉, 열연강판의 산세에 사용되는 산 용액은 열연강판의 출측에 존재하는 제4 산 탱크(2d)로부터 열연강판의 입측에 존재하는 제1 산 탱크(2a)로 이동하게 되므로, 그 이동 방향(101)은 열연강판(1)의 진행 방향(100)과는 반대 방향을 이루게 된다.

따라서, 열연강판(1)은 그 진행 방향(100)을 기준으로 할 때, 상대적으로 저농도의 산 용액이 담지된 제1 산 탱크(2a)에서 고농도의 산 용액이 담지된 제4 산 탱크(2d)의 방향으로 연속으로 통과하게 되므로, 열연강판의 표면에 존재하는 스케일의 약 75% 이상은 저농도의 산 용액이 담지된 제1 산 탱크(2a) 및 제2 산 탱크(2b)에서 제거되고, 미처 제거되지 않은 스케일은 이후 통과되는 고농도의 산 탱크인 제3 산 탱크(2c) 및 제4 산 탱크(2d)에서 제거되었다.

이 결과, 종래에는 충분한 산세 효율을 확보하기 위해서는, 적어도 4개 이상의 산 탱크가 반드시 필요하였고, 산세 라인의 총 길이는 대략 100m 이상이 되어, 설비가 매우 커지는 문제점이 있었으며, 상대적으로 저농도의 산 용액이 담지되는 제1 산 탱크(2a) 및 제 산 탱크(2b)에서 열연강판(1)에 존재하는 스케일의 대부분이 녹아나므로, 산세 효율이 매우 떨어지고, 제1 및 제2 산 탱크(2a, 2b)에 연결된 열 교환기 및 배관이 자주 막히는 문제점이 발생하였다.

더욱이, 종래에는 열연강판(1)의 진행 방향(100)과 산 용액의 이동 방향(101)이 반대로 되므로, 저농도의 산 용액이 열연강판 표면에 묻어서 고농도의 산 탱크로 함께 이동하였다. 따라서, 고농도의 산 용액의 농도를 점차 낮추게 되어, 산세 반응이 저하되는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 산 탱크와 산 탱크 사이에 산 용액의 혼입을 방지하기 위하여 링거롤(3)을 설치하여 열연강판(1)의 표면에 남아있는 산 용액을 제거하였으나, 일부의 산 용액은 열연강판(1)의 표면에 잔존하여 다음 탱크로 이동하게 되므로, 상기의 문제점이 여전히 발생되었다.

본 발명의 산세 장치는 산 용액이 분사되는 분사 장치 및 입측 산 탱크와 출측 산 탱크를 포함하는 적어도 2개의 산 탱크, 산 용액을 분사하는 분사 장치, 산 공급 장치 및 산 용액 수송 배관을 포함하여, 열연강판에 산 용액이 분사된 후, 열연강판이 입측 산 탱크를 가장 먼저 통과하여 출측 산 탱크를 마지막으로 통과하면서 연속으로 산세될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하며 본 발명의 산세 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 열연강판의 산세 장치의 일 예시로, 입측 산 탱크(12a), 출측 산 탱크(12b), 산 용액을 분사하는 분사 장치(16), 산 공급장치(15) 및 산 용액 수송 배관(17a)을 포함하고, 산세는 열연강판(1)이 분사 장치(16), 입측 산 탱크(12a) 및 출측 산 탱크(12b)를 연속으로 통과하는 것에 의해 행해진다.

이때, 입측 산 탱크(12a)와 출측 산 탱크(12b)에 수용되는 산 용액은, 먼저 산 공급 장치(15)로부터 입측 산 탱크(12a)에 부속된 순환 탱크(14a)에 공급된 뒤, 상기 입측 순환 탱크(14a)에 연결된 산 용액 수송 배관(17a)을 따라 이웃하여 배치된 출측 산 탱크(12b)에 부속된 출측 순환 탱크(14b)로 이동한다. 이후 출측 순환 탱크(14b)에 연결된 산 용액 수송 배관(17b)을 따라 이동되어 분사 장치(16)를 통해 분사되며 폐산된다. 또한, 상기 입측 순환 탱크(14a)와 상기 출측 순환 탱크(14b)는 각각 입측 산 탱크(12a)와 출측 산 탱크(12b)에 산 용액을 공급 및 회수하여 순환시킨다.

따라서, 산세에 사용되는 산 용액의 이동 방향(102)은 열연강판(1)의 진행 방향(100)과 일치하며, 입측 및 출측 산 탱크(12a, 12b)에 포함된 산 용액은 열연강판(1)의 진행 방향(100)을 기준으로 고농도에서 저농도의 순서로 배치될 수 있다.

상기 분사 장치(16)는, 상기 입측 산 탱크(12a)의 전단에 배치되어 열연강판이 입측 산 탱크(12a)에 침적되어 산세 처리되기 전에, 전처리 공정을 수행한다.

상기 전처리 공정은 열연강판(11)에 부착된 스케일에 고압의 산 용액을 분사하여, 열연강판(11)의 표면에 부착된 단단한 2차 스케일에 충격을 주어 균열을 형성하므로 후속 공정에서 스케일의 제거가 좀 더 용이하게 할 수 있다. 또한, 분사 장치(16)에서 분사되는 산 용액은 출측 순환 탱크(14b)를 통해 공급되므로 약 80℃ 이상의 고온을 유지할 수 있다. 따라서, 추가적인 가열 공정 없이도, 열연강판(100)을 약 60℃ 이상으로 예열하여 고농도의 산 용액과 반응하는 후속공정에서의 반응성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 전처리 공정을 통해, 일반적으로 쓸모없이 폐산되는 산세 처리 후의 산 용액을 재활용할 수 있다.

이때, 상기 분사 장치(16)를 통해 분사되는 산 용액은 출측 순환 탱크(14b)를 거친 것이므로 출측 산 탱크(12b)에 담지된 산 용액에 비하여 상대적으로 저농도의 산도를 가진다. 또한, 상기 분사 장치(16)를 통해 분사되는 산 용액은 열연강판(11)의 2차 스케일에 충격을 주기에 충분하도록 고압으로 분사될 수 있으며, 약 2 ~ 8bar의 압력으로 약 3초 이상의 시간 동안 분사될 수 있다.

상기 입측 산 탱크(12a)에서는 고농도의 산 용액이 담지되어, 앞서 전처리된 열연강판(11)이 제1 산세 처리된다. 상기 입측 산 탱크(12a)에 담지되는 고농도의 산 용액은 산 공급 장치(15)에 의해 공급될 수 있으며, 약 200 ~ 400g/L의 농도를 해당하는 산 용액이 사용될 수 있다. 따라서, 열연강판(11)에 부착된 단단한 1차 스케일을 효과적으로 산세할 수 있다. 상기 제1 산세 처리 과정을 통하여, 1차 스케일과 2차 스케일의 약 100%가 제거되는 것으로 확인되었다. 이에 대한 자세한 설명은 실시예와 함께 후술한다.

상기 출측 산 탱크(12b)에서는 저농도의 산 용액이 담지되어, 앞서 고농도의 산 용액으로 제1 산세 처리된 열연강판(11)이 제2 산세 처리된다. 상기 출측 산 탱크(12b)에 담지되는 저농도의 산 용액은, 상기 입측 산 탱크(12a)에 부속된 입측 순환 탱크(14a)에 연결된 산 용액 수송 배관(17a)을 통하여 공급될 수 있으며, 제1 산세 처리가 된 후 공급되는 것이므로, 입측 산 탱크(12a)에 담지된 산 용액에 비하여 저농도(예를 들어 약 200g/L 미만)를 보인다. 상기 2차 산세 처리 과정을 통하여, 1차 산세 처리 과정에서 제거되지 않았을 수 있는 약 1%의 스케일이 제거될 수 있다.

또한, 상기 분사 장치(16)와, 입측 및 출측 산 탱크(12a, 12b)의 사이에는 산 용액이 서로 혼입되는 것을 방지하기 위하여, 다음의 산 탱크로 이동하기 전에 강판 표면에 묻어있는 산 용액을 제거하는 링거롤(wringer roll, 6)이 배치될 수도 있다. 단, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 열연강판(11)의 진행 방향(100)과 산 용액의 이동 방향(102)이 일치하여, 상대적으로 고농도의 산 용액이 열연강판(11)의 표면에 묻어 상대적으로 저농도의 산 탱크로 이동하더라도, 산 용액의 농도 저하에 따른 산세 효율 저감의 문제가 발생하지 않으므로, 필요에 따라서는 링거롤(6)의 구성을 생략하여 산세 설비를 감소화하고, 링거롤의 주기적 교체가 필요 없어 원가 절감의 효과를 거둘 수 있다.

이와 같은 구성의 산세 장치는 고압의 산 용액을 분사하여 스케일에 균열을 발생시키고 열연강판을 예열한 후, 열연강판을 먼저 고농도의 산 용액에 침지하여 산세하고, 연속하여 저농도의 산 용액으로 산세하므로, 산세 효율이 매우 우수하다. 따라서, 일반적으로 4개의 산 탱크가 구비된 종래의 산세 장치에 비해 산세라인이 절반 이하로 감소될 수 있으므로, 보다 간단한 설비로 우수한 산세 효율을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 산세라인이 감소됨에 따라 산세 시간도 감소되어 생산 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 산 용액은 산 공급 장치에 의해 입측 산 탱크로 공급되어, 산 용액 수송 배관을 따라 출측 산 탱크로 이동할 수 있고, 따라서, 산 용액의 이동 방향과 열연강판의 진행 방향은 일치하므로, 열연강판이 고농도의 산 용액을 표면에 묻힌 채, 상대적으로 저농도의 산 용액이 담지된 산 탱크로 이동하여도 산세 효율이 저하되는 문제점이 발생하지 않는다.

더욱이, 상기 산 용액은 입측 산 탱크에서 출측 산 탱크로, 즉 열연강판의 진행 방향을 따라 고농도에서 저농도의 순서로 각각의 산 탱크에 담지되므로, 열연강판은 산세 시 고농도의 산 용액이 담지된 입측 산 탱크를 먼저 통과하게 되고, 따라서 강판 표면에 존재하는 스케일의 대부분은 고농도의 산 용액에 의해 제거될 수 있어, 산세 효율이 우수하고, 스케일의 재석출로 인해 배관 등이 막히는 문제점을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 열연강판이 농도가 상이한 산 용액이 담지된 복수 개의 산 탱크를 통과하는 열연강판의 산세 방법에 있어서, 열연강판을 전처리하는 단계, 상기 전처리된 열연강판을 고농도의 산 용액으로 제1 산세 처리하는 단계 및 상기 제1 산세 처리된 열연강판을 저농도의 산 용액으로 제2 산세 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법에 관한 것이다. 앞서 열연강판의 산세 장치에서 설명한 것과 중복되는 사항은 일부 생략한다.

상기 열연강판(11)을 전처리하는 단계는, 앞서 열연강판의 산세 장치에서 설명한 바와 같이, 상기 열연강판(11)의 표면에 저농도의 산 용액을 고압 분사할 수 있다. 이와 같이, 상기 열연강판(11)에 고압의 산 용액을 분사함으로써, 열연강판(11)의 표면에 부착된 단단한 2차 스케일에 충격을 주어 균열을 형성하여 후속 공정에서 스케일의 제거가 좀 더 용이하게 할 수 있다. 이때, 분사되는 산 용액은 출측 순환 탱크(14b)를 통해 공급되므로, 약 80℃ 이상의 온도를 유지할 수 있다. 따라서, 추가적인 가열 공정 없이도, 열연강판(100)을 약 60℃ 이상으로 예열하여 고농도의 산 용액과 반응하는 후속공정에서의 반응성을 향상시킬 수 있다. 이때, 분사되는 산 용액은 출측 순환 탱크(14b)를 통해 공급되므로 출측 산 탱크(12b)에 담지된 산 용액에 비하여 상대적으로 저농도의 산도를 가지며, 약 2 ~ 8bar의 압력으로 약 3초 이상의 시간 동안 분사될 수 있다.

상기 전처리된 열연강판(11)을 고농도의 산 용액으로 제1 산세 처리하는 단계는, 고농도의 산 용액이 담지된 입측 산 탱크(12a)에 상기 전처리된 열연강판(11)을 침지함으로써 수행된다. 상기 입측 산 탱크(12a)에 담지되는 고농도의 산 용액은 산 공급 장치(15)에 의해 신산이 공급될 수 있으며, 약 200 ~ 400g/L의 농도에 해당하는 산 용액이 사용될 수 있다.

상기 제1 산세 처리된 열연강판을 저농도의 산 용액으로 제2 산세 처리하는 단계는, 저농도의 산 용액이 담지된 출측 산 탱크(12b)에 상기 제1 산세 처리된 열연강판(11)을 침지함으로써 수행된다. 상기 출측 산 탱크(12b)에 담지되는 저농도의 산 용액은, 상기 입측 산 탱크(12a)에 부속된 입측 순환 탱크(14a)에 연결된 산 용액 수송 배관(17b)을 통하여 공급될 수 있으며, 제1 산세 처리에 사용된 후 공급되는 것이므로, 입측 산 탱크(12a)에 담지된 산 용액에 비하여 저농도(예를 들어 약 200m/L 미만)를 보인다.

이와 같은, 본 발명의 산세 방법은 상기한 바와 같이, 열연강판은 고농도의 산 용액이 담지된 산 탱크에서 저농도의 산 용액이 담지된 산 탱크를 차례로 통과하여, 열연강판이 먼저 상대적으로 고농도의 산 용액에 의해 산세가 수행되므로, 우수한 산세 효율을 확보할 수 있고, 열연강판 표면에 존재하는 스케일의 대부분이 고농도의 산 용액에 의해 제거되므로, 스케일의 재석출에 따른 각종 설비 폐쇄의 문제를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 산세 방법은 이에 한정할 것은 아니지만, 본 발명에서 제공하는 산세 장치를 이용하여 수행할 수 있고, 따라서, 산 용액은 복수 개의 산 탱크 중 열연강판의 진행 방향을 기준으로 가장 입측에 존재하는 입측 산 탱크에 공급되어, 열연강판의 진행 방향을 따라서, 출측에 존재하는 출측 산 탱크로 이동하여, 상기 입측 산 탱크 및 출측 산 탱크에 고농도에서 저농도의 순서로 담지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 산세 방법은 열연강판의 진행 방향과 산 용액의 이동 방향이 일치하므로, 종전에 열연강판의 진행 방향과 산 용액의 이동 방향이 반대로 되어 있어, 열연강판이 진행함에 따라 산세 효율이 저하되던 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에서 산세 공정에 사용하는 산 용액은 종류를 특별히 한정하지 않으나, 염산, 황산, 질산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 비용 대비 스케일 제거 효율 면에서 염산이 가장 바람직하다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

[실시예 1]

도 2에 나타낸 것과 동일한 설비를 사용하며, 2개의 산 탱크를 준비하고, 열연강판의 진행 방향을 기준으로 가장 입측에 존재하는 산 탱크(12a)에 200g/L의 염산 용액을 공급하였다. 가장 입측에 존재하는 산 탱크(12a)의 전단에는 90g/L의 염산용약을 분사하는 분사 장치(16)를 배치하고, 80℃의 온도로 가열된 90g/L의 염산 용액을 6bar의 압력으로 3초 동안 분사하였다. 염산 용액은 산 용액 수송 배관(17a, 17b)을 따라 이웃하는 산 탱크(12b)로 이동하여, 2개의 산 탱크(12a, 12b) 각각에는 염산 용액이 200g/L, 150g/L의 농도로 담지되도록 하였다. 열연강판은 이 후 상기 2개의 산 탱크를 순서대로 통과하며, 고농도에서 저농도의 순서로 염산 용액에 침지되어, 강판 표면에 존재하는 스케일이 제거되었다. 열연 강판이 두번째 산 탱크(12b)를 통과하기까지의 산세 시간에 따른 스케일 제거량을 도 3에 그래프로 나타내었다.

[비교예 1]

도 1에 나타낸 것과 동일한 설비를 사용하며, 4개의 산 탱크를 준비하고, 열연강판의 진행 방향을 기준으로 가장 출측에 존재하는 산 탱크(2d)에 180g/L의 염산 용액을 공급하여, 염산 용액은 산 용액 수송 배관(7c, 7b, 7a)을 따라, 열연강판의 진행 방향과는 반대의 방향으로, 연속하여 존재하는 산 탱크(2c, 2b, 2a)에 차례로 이동하여, 4개의 산 탱크(2a, 2b, 2c, 2d) 각각에는 염산 용액이 60g/L, 100g/L, 160g/L 및 190g/L의 농도로 담지되도록 하였다. 열연강판은 이 후 상기 4개의 산 탱크를 순서대로 통과하며, 저농도에서 고농도의 순서로 염산 용액에 침지되어, 강판 표면에 존재하는 스케일이 제거되었고, 열연 강판이 네 번째 산 탱크(2d)를 통과하기까지의 산세 시간에 따른 스케일 제거량을 도 3의 그래프에 실시예 1의 결과와 함께 나타내었다.

실시예1과 비교예1에서 사용된 열연강판에는 10㎛의 두께의 스케일이 형성된 것으로 확인되었다. 실시예1(G1)의 경우, 스케일이 완전히 제거되는 a지점까지 12초가 걸린 것으로 측정되었으며, 비교예1(G2)은 스케일이 완전히 제거되는 d지점까지 24초가 걸린 것으로 측정되었다. 따라서, 실시예1의 경우가 비교예1에 비하여 약 두 배 가량의 산세 속도를 보이는 것을 알 수 있다.

도 3을 참조하여 이를 구체적으로 설명한다. 실시예1(G1) 및 비교예1(G2) 모두 열연강판이 두번째 산 탱크를 통과하는 시간(b지점)이 지나면, 강판 표면에 존재하는 스케일의 상당 부분이 제거되는 것을 볼 수 있다.

그러나, 산세 효율에 있어서, 비교예1은 두번째 산 탱크를 통과하는 시간(b지점)까지 열연강판의 표면에 존재하는 스케일 중 약 75% 정도만 제거되었으나, 실시예1은 첫번째 산탱크를 통과하는 시간(a지점)에서 대략 100%의 스케일이 제거된 것을 볼 수 있다. 따라서, 비교예1에 비하여 스케일 제거 속도가 현저히 향상된 것을 볼 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

1, 11: 열연강판
2a, 2b, 2c, 2d, 12a, 12b: 산 탱크
3, 13: 링거롤
4a, 4b, 4c, 4d, 14a, 14b: 순환 탱크
5, 15: 산 공급 장치
7a, 7b, 7c, 17a, 17b: 산 용액 수송 배관
16: 분사 장치
100: 열연강판의 진행 방향
101: 종래 산세 장치 내 산 용액의 이동 방향
102: 본 발명의 산세 장치 내 산 용액의 이동 방향

Claims

열연강판의 산세가 수행되며, 상기 열연강판의 진행 방향을 기준으로 입측에 존재하는 입측 산 탱크 및 출측에 존재하는 출측 산 탱크를 포함하는 산 탱크;
상기 입측 산 탱크의 전단에 배치되어 상기 열연강판에 산 용액을 분사하는 분사 장치;
상기 입측 산 탱크에 산 용액을 공급하는 산 공급 장치; 및
상기 입측 산 탱크에 공급된 산 용액을 출측 산 탱크로 이동시키며, 상기 출측 산 탱크에 공급된 산 용액을 분사 장치로 이동시키는 산 용액 수송 배관을 포함하며,
상기 입측 산 탱크 및 출측 산 탱크에는 열연강판의 진행 방향을 기준으로 고농도에서 저농도의 순서로 산 용액이 담지되는 열연강판의 산세 장치.
열연강판이 농도가 상이한 산 용액이 담지된 복수 개의 산 탱크를 통과하여 산세되는 산세 방법에 있어서,
상기 열연강판에 산 용액을 분사하여 상기 열연강판을 전처리하는 단계;
상기 전처리된 열연강판을 출측 산 탱크에 담지된 산 용액 보다 고 농도인 고농도의 산 용액이 담지된 입측 산 탱크에 침적시켜 제1 산세 처리하는 단계; 및
상기 제1 산세 처리된 열연강판을 입측 산 탱크에 담지된 산 용액 보다 저 농도인 저농도의 산 용액이 담지된 출측 산 탱크에 침적시켜 제2 산세 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 전처리 단계의 산 용액은, 상기 입측 산 탱크에 공급되어, 상기 출측 산 탱크를 거쳐 공급되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 출측 산 탱크에 담지된 상기 저농도의 산 용액은 상기 입측 산 탱크에서 산세 처리 후 공급되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 전처리 단계의 산 용액은 상기 출측 산 탱크에서 산세 처리 후 공급되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 고농도는 200 내지 400g/L의 농도인 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 열연강판을 전처리하는 단계는 상기 저농도의 산 용액을 2 내지 8bar의 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 열연강판을 전처리하는 단계는 상기 열연강판을 60℃ 이상으로 가열하여 수행하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 산 용액은 염산, 황산, 질산 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.
제2항에 있어서,
상기 전처리 단계에서 분사되는 산 용액은, 상기 제2 산세 처리하는 단계의 상기 저농도의 산 용액보다 저농도인 것을 특징으로 하는 열연강판의 산세 방법.