KR20140082393A

KR20140082393A - 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법

Info

Publication number: KR20140082393A
Application number: KR20120152316A
Authority: KR
Inventors: 박수호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-07-02

Abstract

본 발명의 일 실시형태는 스테인리스 열연강판의 스케일에 균열을 발생시키는 단계; 상기 균열이 발생된 스케일에 슬러지를 함유하는 고압수를 분사하여 스케일을 제거하는 단계; 상기 고압수 분사에 의해 제거되지 않은 잔류 스케일을 롤 연마하는 단계; 및 상기 롤 연마된 열연강판을 냉간압연하는 단계를 포함하는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 열연 소둔산세를 생략함으로써 환경오염의 문제를 일으키기 않으면서도, 설비길이가 짧고 스케일 제거 능력이 우수한 스케일 제거 공정을 냉간압연 직전에 행함으로써 스케일 제거와 냉연공정을 연속적으로 행할 수 있어 우수한 생산성과 품질의 확보가 가능한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법{METHOD FOR MENUFACTURING STAINLESS COLD ROLLED STEEL SHEET WITHOUT HOT ROLLING ANNEALING AND PICKLING}

본 발명은 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 스테인리스강의 제조시 열간압연을 통해 얻어진 열연강판은 고온에서 열간압연됨에 따라, 강판 표면에 대략 수~수십㎛ 두께의 스케일층이 생성된다. 이러한 스케일층을 제거하지 않고 냉간압연하여 스테인리스강을 제조하게 되는 경우, 양호한 표면외관을 얻지 못하게 하므로, 미려한 표면외관의 확보를 위해 상기 스케일층 제거를 위한 소둔산세하게 된다. 이후, 권취를 행하고 되고 이 권취된 코일을 냉간압연하여 냉연강판으로 제조하게 된다.

도 1은 상기와 같은 열연강판의 표면에 생성된 스케일층을 제거하는 설비를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 알려진 기존의 스케일 제거방법은, 스케일 브레이커(3)를 이용하여 강판(1) 표면의 스케일에 균열(크랙)을 발생시킨 후, 산세조(5) 및 수세조(7)를 단계적으로 통과시키는 공정으로 이루어져 있다.

상기 산세조(5)는 여러 개의 단위 산세조들로 구성되는데, 주로 염산이나 황산 등 고온의 강산을 사용하여 이를 통과하는 열연 강판 표면의 스케일층을 화학적으로 제거하는 역할을 한다. 수세조(7)는 브러쉬 및 린스 세정 공정을 포함하여 상기 산세조에서 사용된 염산이나 황산을 씻어내는 역할을 한다.

그러나, 도 1과 같은 산세를 기본으로 하는 기존의 스케일 제거방식은 다수의 산세조와 수세조 사용에 따른 설비 길이의 증가, 산 증기 발생으로 인한 작업 저해, 폐산 처리로 인한 환경 유해성 유발, 산 회수 및 내산성 설비 등으로 인한 부대 설비의 증가, 강종에 따른 스케일 제거 능력의 상이함 또는, 라인 정지 시에 산 용액 탱크 및 수세 탱크에 체류된 강판의 품질 불량 발생 등 여러 가지 문제점이 있었다.

또한, 기존 산세설비의 경우 산세조(5)와 수세조(7)의 설비 길이가 대략 100미터에 이르기 때문에, 라인이 정지하는 경우 산세조와 수세조에 걸려있는 열연강판은 과도한 산 처리로 인하여 표면 품질이 불량하게 되며, 또한, 설비 공간도 상당하다는 단점이 있다.

한편, 기존의 스케일 제거방법으로 숏 블라스터 등의 공정을 이용한 기계적 방법들이 이용되기도 하였는데, 이러한 방법만으로는 스케일의 제거가 불충분하다는 단점이 있다.

이에 따라, 설비길이가 짧고, 환경오염의 문제를 일으키지 않으면서도 스케일 제거 효과가 우수한 스케일 제거 방법이 요구되고 있는 실정이다.

나아가, 최근에는 열연강판을 극박으로 제조하는 경우가 상당한데, 상기 산세설비의 강판 통과 능력은 한정되어 있어 열연소둔산세 공정에서 부하가 초래되는 문제가 있다.

본 발명은 설비길이가 짧고, 환경오염의 문제를 일으키지 않으면서도 스케일 제거 효과가 우수한 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시형태는 스테인리스 열연강판의 스케일에 균열을 발생시키는 단계; 상기 균열이 발생된 스케일에 슬러지를 함유하는 고압수를 분사하여 스케일을 제거하는 단계; 상기 고압수 분사에 의해 제거되지 않은 잔류 스케일을 롤 연마하는 단계; 및 상기 롤 연마된 열연강판을 냉간압연하는 단계를 포함하는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 열연 소둔산세를 생략함으로써 환경오염의 문제를 일으키기 않으면서도, 설비길이가 짧고 스케일 제거 능력이 우수한 스케일 제거 공정을 냉간압연 직전에 행함으로써 스케일 제거와 냉연공정을 연속적으로 행할 수 있어 우수한 생산성과 품질의 확보가 가능한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 기존의 화학적 산세를 통한 스케일 제거공정을 도시한 개략 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 개락적으로 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 개락적으로 나타낸 개략도이다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명을 설명한다.

열연강판(10)의 표면에 형성된 스케일을 제거하기 위해서는, 도 2에 나타난 바와 같이, 우선 스케일의 박리가 잘 일어나도록 상기 스케일에 균열(크랙)을 발생시키는 것이 필요하다. 상기 열연강판(10)의 스케일에 균열을 발생시키기 위해서는 어떠한 장치를 이용하여도 무방하며, 예를 들면 열연강판을 연신 및 벤딩하여 스케일에 균열을 발생시키는 장치인 스케일 브레이커 등을 이용할 수 있다. 한편, 상기 열연강판(10)은 열연공정을 통해 얻어지며, 이 때 열연소둔산세되지 않은 것을 특징으로 한다. 이는, 열연소둔산세 공정시 이용되는 기존의 화학적 스케일 제거방법은 환경에 유해하기 때문에, 상기와 같은 공정을 행하지 않음으로써 보다 환경친화적으로 스테인리스 강판을 제조하기 위함이다. 또한, 상기 열연소둔산세공정에서 수용가능한 열연강판의 양은 일정한데, 열연공정으로부터 제조되는 열연강판의 두께가 얇아질수록 상기 소둔산세공정으로 제공되는 열연강판의 양은 증가하여, 상기 소둔산세공정에 부하가 걸리는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 스케일에 균열을 발생시키는 공정 전에는 강판을 냉각하는 공정을 행할 수 있다. 상기 냉각 공정을 통해 강판 스케일 층의 응축시킴으로써 스케일 균열을 위한 장력의 인가시, 스케일층의 탈락을 용이하게 유도하고 크랙 발생을 촉진시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 강판과 이 강판 상에 형성되는 스케일층의 열팽창 계수는 서로 상이하며, 통상적으로 스케일층이 더 작은 열팽창 계수를 갖는다. 이에 따라, 스케일 층이 형성된 강판을 냉각시켰을 경우, 강판의 응축이 스케일 층보다 더 크게 일어나기 때문에, 계면층에 응력이 집중되게 된다. 이로 인해 스케일의 균열시 보다 우수한 스케일 탈락을 유도할 수 있게 된다. 이와 같이, 본 발명에서는 상기 냉각 공정을 통해 스케일 제거효율을 높일 수 있으며 나아가, 강판의 스케일 처리 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 스테인리스 제조방법은 상기 균열을 발생시키는 공정 전, 보다 상세하게는 상기 냉각 공정 전에 하나의 열연강판과 이 열연강판에 후속하여 제공되는 열연강판을 용접하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 통상적으로 열연공정을 거친 열연강판은 권취되어 이송이 편리한 코일의 형태를 갖게 된다. 본 발명에서는 상기 코일을 냉연공정을 행할 수 있도록 이송하고, 이 코일은 다시 풀림으로써 냉간압연되어 냉연강판으로 제조된다. 본 발명에서는 생산성 향상 및 제조 원가 절감과 더불어 제품의 품질을 향상시키기 위하여 연연속 압연을 행하는데, 연연속 압연이란 냉연공정에 제공되는 하나의 열연권취코일과 이 열연권취코일에 후속하여 제공되는 열연권취코일을 용접하여 공정이 단속되지 않고, 연속적으로 행하여지는 것을 의미한다. 즉, 본 발명에서는 하나의 열연권취코일을 스케일 제거 공정과 냉연공정에 제공하여, 상기 공정들이 수행되도록 하고, 상기 공정들이 행하여지는 중에 후속하여 제공되는 코일을 상기 앞서 제공되는 코일과 용접을 행함으로써 연연속 공정을 행하는 것을 하나의 특징으로 한다.

이후, 상기한 바와 같이 스케일에 균열을 발생시킨 뒤에는 고압수(30)를 분사하여 스케일을 제거한다. 이 때, 상기 고압수 내에는 슬러지(40)를 포함시키는 것이 바람직한데, 이는 고압수만으로는 스케일을 제거했을 때보다 우수한 스케일 제거 효과를 얻기 위함이다. 즉, 고압수에 슬러지를 포함시킴으로써 스케일과의 충돌량을 증가시켜 스케일 제거 효과를 극대화할 수 있다. 이 때, 상기 슬러지로는 SiO₂계, 스테인리스, 유리 및 세라믹 비드로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하며, 상기와 같은 슬러지를 이용함으로써 표면외관을 해치거나 품질을 저해하는 일 없이 스케일을 용이하게 박리할 수 있다.

또한, 상기 슬러지는 평균크기가 10~400㎛인 것이 바람직하다. 상기 슬러지 평균크기가 10㎛미만일 경우에는 미세한 입도로 인해 강판 표면의 스케일 제거 효과가 충분하지 않을 수 있고, 400㎛를 초과하는 경우에는 과도한 입도로 인하여 강판의 표면외관을 해칠 수 있고, 이로 인해 품질 확보가 곤란할 수 있다.

상기 고압수 분사시에는 양호한 표면품질을 얻음과 동시에 효과적으로 스케일을 제거하기 위하여, 상기 고압수의 분사압력을 100~500바(bar)으로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 분사압력이 100bar미만일 경우에는 스케일 제거 효과를 충분히 확보하기 곤란할 수 있으며, 500bar를 초과할 경우에는 미세한 크기의 슬러지를 이용하더라도 과도한 분사압력으로 인해 표면품질을 확보하기 곤란할 수 있다.

한편, 상기 슬러지는 상기 고압수 내에 50~80부피%의 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 슬러지의 함유량이 50부피% 미만일 경우에는 스케일 제거 효과가 충분하지 않을 수 있고, 80부피%를 초과하는 경우에는 다량의 슬러지에 의해 강판과 슬러지의 충돌량이 과도하게 커져 양호한 강판 표면품질을 얻기 곤란할 수 있다.

한편, 상기 고압수 분사시에는 도 2에 나타나는 바와 같이, 상기 고압수가 강판의 진행경로에 대응되도록 분사되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 슬러지를 포함하는 고압수가 강판의 진행경로와 대응되도록 경사를 갖게하면, 고압수와 슬러리가 매우 균일한 분포로 혼합되어 분사될 수 있을 뿐만 아니라, 보다 우수한 스케일 제거 효과를 얻을 수 있다.

이후, 상기 고압수 분사 후에는 롤 연마를 행하는 것이 바람직하다. 상기 롤 연마는 고압수 분사 행하더라도 제거되지 않은 스케일 즉, 잔류스케일을 제거하기 위한 것으로서, 상기 공정을 통해 강판 표면에 잔류하는 스케일을 완전히 제거하여 미려한 표면외관을 얻을 수 있다. 상기 롤 연마는 도 2에 나타난 바와 같이, 회전가능한 다수개의 브러쉬 롤(60)이 직렬 배열되도록 구비된 롤 연마장치(50)를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 다수 개의 브러쉬 롤(60)은 서로 상하로 마주하도록 위치하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 롤 연마를 통해 스케일을 완전히 제거한 후에는 냉간압연(70)을통해 양호한 표면품질을 갖는 스테인리스 강판(80)을 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명이 제공하는 제조방법에 따르면 열연소둔산세공정을 행하지 않아 환경 오염을 유발하지 않으면서도 기존의 공정보다 짧은 설비공간으로도 우수한 스케일 제거능을 확보할 수 있다. 더욱이, 냉연공정을 행하기 바로 직전에 스케일을 제거함으로써 연연속 공정을 통한 생산성 증대 효과를 발현할 수 있다.

한편, 기존의 연속소둔산세 공정에서 행하여지던 화학적 산세를 거치게 되면 강판 표면에 부동태 피막이 강하게 형성되어 내식성이 확보될 수 있으나, Cr함량이 낮은 강종의 경우 기계적 산세만을 행하게 되면 장시간 유지시 녹이 발생할 우려가 있다. 즉, 본 발명에서는 상기와 같이한 바와 같이 스케일 제거 후, 냉간압연을 연속적으로 행함으로써, 녹의 발생을 억제할 수 있고, 나아가 냉간압연 설비 오염을 방지할 수 있다.

1: 강판
3 : 스케일 브레이커
5 : 산세조
7 : 수세조
10 : 열연강판
20 : 스케일 브레이커
30 : 고압수
40 : 슬러지
50 : 롤 연마장치
60 : 브러쉬 롤
70 : 냉간압연
80 : 스테인리스 강판

Claims

스테인리스 열연강판의 스케일에 균열을 발생시키는 단계;
상기 균열이 발생된 스케일에 슬러지를 함유하는 고압수를 분사하여 스케일을 제거하는 단계;
상기 고압수 분사에 의해 제거되지 않은 잔류 스케일을 롤 연마하는 단계; 및
상기 롤 연마된 열연강판을 냉간압연하는 단계를 포함하는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 스케일의 균열 발생 전, 강판을 냉각하는 단계를 추가로 포함하는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 냉간압연은 연연속 압연이고,
상기 스케일의 균열 발생 전, 상기 열연강판과 이 열연강판에 후속하여 제공되는 열연강판을 용접하는 단계를 추가로 포함하는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 스케일의 균열은 스케일 브레이커에 의해 이루어지는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 슬러지는 SiO₂계, 스테인리스, 유리 및 세라믹 비드로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 슬러지는 10~400㎛의 평균크기를 갖는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 고압수의 분사압력은 100~500bar인 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 슬러지의 함유량은 50~80부피%인 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 롤 연마는, 회전가능한 다수개의 브러쉬 롤이 직렬 배열되도록 구비되고, 상기 다수 개의 브러쉬 롤이 서로 상하로 마주하도록 위치하는 연마장치에 의해 이루어지는 열연 소둔산세를 생략한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.