KR101528052B1 - The Method for Pickling High Cromium Ferrite Stainless Cold Steel Strip using Mixed Acid - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소둔 열처리가 수행된 것으로, 17~26중량% 크롬과 규소 및 몰리브덴을 함유하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 상기 스테인리스 강판에 대한 소둔 온도 및 강종 성분에 따라, 산세 공정 시 사용하는 혼산 용액의 온도, 산화환원전위(ORP) 및 상기 혼산 용액에 포함된 자유불산의 농도를 조절하며 산세하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 용도 및 강종 성분에 따라 최적의 효율로 산세를 수행하여 스테인리스 강판 표면에 산화 스케일의 잔류가 없고, 표면 광택도가 우수하며, 흑변 현상의 발생이 없는 표면 특성이 우수한 스테인리스 강판을 얻을 수 있으며, 더 나아가서는 미산세 및 과산세 등의 산세 불량이 경감됨에 따라, 강판의 생산 비용을 크게 절감할 수 있다.The present invention relates to a pickling method using a mixed acid solution of 17 to 26% by weight of chromium and a high chromium ferritic stainless steel sheet containing silicon and molybdenum, wherein the annealing temperature (ORP) of the mixed acid solution used in the pickling process, and the concentration of free hydrofluoric acid contained in the mixed acid solution, depending on the kind of the steel component.
The present invention relates to a high chromium ferritic stainless steel sheet which is pickled at an optimum efficiency according to the use and the kind of a steel component so that there is no residual oxide scale on the surface of the stainless steel sheet and the surface gloss is excellent, This excellent stainless steel sheet can be obtained, and further, poor pickling such as pickling and pickling can be alleviated, so that the production cost of the steel sheet can be greatly reduced.
Description
본 발명은 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판에 대한 소둔 온도 및 강종 성분에 따라, 산세 공정 시 사용하는 혼산 용액의 온도, 산화환원전위(ORP) 및 그에 포함된 자유불산의 농도를 조절하며 산세를 수행하는 방법에 관한 것이다.
According to the present invention, the temperature of the mixed acid solution used in the pickling process, the oxidation-reduction potential (ORP) and the concentration of free hydrofluoric acid contained therein are controlled and the pickling is carried out according to the annealing temperature and the steel species component for the high chromium ferritic stainless steel sheet ≪ / RTI >
일반적으로, 페라이트계 스테인리스 강은 크롬 함량에 따라 저크롬 페라이트계 스테인리스강과 고크롬 페라이트 스테인리스 강으로 구별된다. 통상 크롬 함량이 11~14%인 경우를 저크롬 페라이트 스테인리스 강이라고 하며, 크롬 함량이 17~26%인 경우를 고크롬 페라이트계 스테인리스 강이라고 한다.
Generally, ferritic stainless steels are classified into low-chromium ferritic stainless steels and high-chromium ferritic stainless steels depending on the content of chromium. The case where the chromium content is usually 11 to 14% is referred to as low chromium ferrite stainless steel and the case where the chrome content is 17 to 26% is referred to as high chromium ferrite type stainless steel.
이러한 페라이트계 스테인리스 강은 압연 공정 후 기계적 성질을 회복하기 위하여 대략 950~1100℃의 온도에서 소둔 열처리를 수행하는데, 소둔 열처리시, 스테인리스 강에 포함된 크롬, 철 및 망간 등의 성분에 의해 산화 스케일이 강판의 최외각 표면에 형성되고, 그 직하에는 이하 기재하는 바와 같이 이산화규소 산화 스케일과 함께, 열처리 과정에서 크롬이 외부로 확산됨에 따라 크롬 함량이 평균보다 낮은 크롬 고갈층이 형성된다. 이러한 산화 스케일 및 크롬 고갈층은 제품의 외관 품질을 저하시키고, 나아가 산화 스케일에서 부식이 시작되어 내식성을 저하시키므로, 소둔 열처리를 수행한 스테인리스 강판에 대하여는 산세 공정이 필수적으로 요구된다.
In order to recover the mechanical properties of the ferritic stainless steel after the rolling process, the annealing is performed at a temperature of about 950 to 1100 ° C. When the annealing is carried out, the ferritic stainless steel is oxidized by the components of chromium, iron, Is formed on the outermost surface of the steel sheet and a chromium-depleted layer having a chromium content lower than the average is formed as the chromium is diffused to the outside together with the silicon dioxide oxidation scale as described below at the heat treatment process. Such oxidized scale and chrome-depleted layers deteriorate the appearance quality of the product, and further corrosion starts at the oxidized scale, thereby lowering the corrosion resistance. Therefore, a pickling process is indispensably required for the stainless steel sheet subjected to the annealing heat treatment.
그런데, 페라이트계 스테인리스 강판은 용도에 따라 크롬(Cr), 규소(Si), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 망간(Mn) 등과 같은 원소를 함량을 달리하여 첨가하므로, 첨가되는 원소의 종류와 그 양에 따라 소둔 열처리 시 생성되는 산화 스케일의 특성이 변화하게 되고, 이에 따라 첨가 원소의 함량에 따라 각기 다른 산세 방법을 수행해야 한다.
However, the ferritic stainless steel sheet may contain elements such as chromium (Cr), silicon (Si), molybdenum (Mo), copper (Cu), manganese (Mn) The characteristics of the oxidation scale generated during the annealing heat treatment are changed according to the amount of the additive, and accordingly, different pickling methods must be performed depending on the content of the additive element.
즉, 몰리브덴(Mo)의 경우, 크롬과 함께 첨가되어 스테인리스 강의 내식성을 증가시키는 요인으로 작용하지만, 이러한 몰리브덴의 함량이 높아질수록 모재와 산화 스케일의 산에 대한 저항성이 높아지므로 고농도의 산 용액을 사용하여 산세를 수행하는 것이 필요하다.
That is, in the case of molybdenum (Mo), it is added together with chromium to increase the corrosion resistance of the stainless steel. However, as the content of molybdenum increases, the resistance of the base material and the oxide scale to the acid increases. It is necessary to carry out the pickling.
또한, 규소(Si)를 첨가하는 경우, 스테인리스 강의 소둔 열처리 시, 크롬, 망간 및 철 스케일과 함께 모재의 계면에서 이산화규소 스케일이 주로 형성되는 데, 첨가되는 규소의 양에 따라 생성되는 이산화규소의 양과 형상이 변화하게 되고, 이산화규소 스케일은 불산을 제외한 다른 산에는 용해되지 않으므로, 불산을 포함하는 산 용액을 사용하여 산세를 수행하는 것이 바람직하다.
In addition, when silicon (Si) is added, the silicon dioxide scale is mainly formed at the interface of the base material together with chromium, manganese, and iron scales in annealing annealing of stainless steel. Since the amount and shape change and the silicon dioxide scale does not dissolve in other acids except hydrofluoric acid, it is preferable to conduct the pickling using an acid solution containing hydrofluoric acid.
한편, 페라이트계 스테인리스 강판은 포함된 크롬의 함량에 따라서도 산화 스케일의 두께가 달라지는데, 구체적으로 저크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 경우, 소둔 열처리 시 스케일이 두껍게 형성되며, 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 경우 상대적으로 얇게 형성된다.
On the other hand, the ferrite-based stainless steel sheet also has a different oxide scale depending on the content of chromium contained therein. Specifically, in the case of a low-chromium ferrite stainless steel sheet, the scale is thickened during the annealing heat treatment. In the case of a high-chromium ferrite stainless steel sheet And is formed relatively thin.
또한, 수요자가 원하는 강판의 재질을 확보하기 위하여, 일반적인 소둔 온도보다 높거나 낮은 온도에서 소둔을 수행할 수 있고, 즉 경질의 강판을 얻기 위해서는 소둔 온도를 낮출 수 있고, 연질의 강판을 얻기 위해서는 소둔 온도를 높여 수행할 수 있다.
Further, in order to secure the material of the steel sheet desired by the customer, the annealing can be performed at a temperature higher or lower than the general annealing temperature, that is, the annealing temperature can be lowered in order to obtain a hard steel sheet. In order to obtain a soft steel sheet, The temperature can be increased.
따라서, 같은 강종이라고 할지라도 용도에 따라 소둔 온도를 달리하며 생산할 수 있는데, 소둔 온도가 높을수록 스케일의 두께가 두꺼워지고, 스케일 내 크롬 및 규소의 함량이 높아지게 된다.
Therefore, even if the same steel grade is used, it can be produced at different annealing temperatures depending on the application. The higher the annealing temperature, the thicker the scale becomes, and the higher the content of chromium and silicon in the scale becomes.
따라서, 스테인리스 강판은 상기한 바와 같이 강종 성분 외에도 소둔 온도에 따라 산화 스케일의 성질이 달라질 수 있으므로, 결국 효율적으로 산세를 수행하기 위해서는 사용되는 페라이트계 스테인리스 강의 강종 성분계 및 소둔 온도에 따라 산세 방법을 달리하여 수행하는 것이 필요하다.
Therefore, the properties of the oxide scale may vary depending on the annealing temperature in addition to the steel species components as described above. Therefore, in order to efficiently conduct pickling, the method of pickling the ferritic stainless steel according to the annealing temperature .
한편, 소둔 열처리를 수행한 페라이트계 스테인리스 강에 대하여는 통상적인 산세 공정으로 브러쉬 처리나 쇼트볼 블라스팅과 같은 물리적 디스케일링과 황산나트륨, 황산 또는 질산 전해질 등을 사용하는 전해 디스케일링, 염욕 또는 혼산 등에 의한 화학적 디스케일링 등의 다양한 방법 또는 이들을 조합하여 수행할 수 있다.
On the other hand, ferritic stainless steel subjected to the annealing heat treatment is subjected to a conventional pickling process by physical descaling such as brush treatment or shot ball blasting, electrolytic descaling using sodium sulfate, sulfuric acid or nitric acid electrolyte, chemical Descaling, and the like, or a combination thereof.
이러한 산세 공정은 브러쉬 처리나 쇼트볼 블라스팅, 염욕 및 전해 디스케일링과 같은 1단계 전처리 산세와, 혼산 침지와 같은 2단계 마무리 산세 공정으로 구분할 수 있는데, 마무리 산세 공정에서는 미려한 표면 품질을 얻고, 부동태 피막을 고르게 형성함으로써 내식성을 향상시키기 위하여, 종래에는 80~180g/L의 질산 및 2~40g/L의 불산을 포함하는 혼산 용액을 이용하여 혼산 산세 공정을 수행하여 왔다.
Such a pickling process can be classified into a first stage pretreatment pickling process such as brushing process, shot ball blasting, salt bathing and electrolytic descaling, and a second stage pickling process such as mixed acid immersion. In the finish pickling process, an excellent surface quality is obtained, Conventionally, a mixed acid pickling process has been carried out using a mixed acid solution containing 80 to 180 g / L of nitric acid and 2 to 40 g / L of hydrofluoric acid to improve the corrosion resistance.
상기 혼산 용액 중, 질산은 산세조 내의 pH를 낮추어 불산의 활동도를 높이고, 강판 표면에서 용해된 2가 철 이온을 3가로 산화시켜 산세에 적정한 산화환원전위를 유지시켜주는 역할을 하지만, 대기배출 규제물질인 NOx를 발생시키고, 폐산 및 세척수에서 질산성 질소(NO3-N)가 포함되는데, 국내외 환경 규제 강화에 의해 배출 방류수의 총 질소 제한, 대기 배출시설의 NOx 농도 제한 등으로 산세 공정에 환경오염 방지시설의 추가 설치 및 운용 등으로 인해 비용이 발생하여 생산 단가가 현저히 증가한다는 문제점이 발생한다.
In the mixed acid solution, the pH in the silver nitrate pickling bath is lowered to increase the activity of the hydrofluoric acid and to triple oxidize the bivalent iron ions dissolved in the surface of the steel sheet to maintain the redox potential suitable for pickling. However, (NO 3 -N) in wastewater and wash water. Due to the strengthening of domestic and overseas environmental regulations, the total nitrogen of the discharged effluent is limited and the concentration of NOx in the air discharge facility is limited. There arises a problem that costs are incurred due to the additional installation and operation of the pollution prevention facilities, and the production unit price is remarkably increased.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 산세 공정에서 질산을 염산 또는 황산 등으로 대체하고, 부족한 산화력은 과산화수소, 과망간산칼륨, 3가 철 이온 및 공기를 주입하여 질산을 대체한 무질산 산세 방법이 개발되어 왔다.
In order to solve this problem, conventionally, a nitric acid pickling method has been developed in which nitric acid is replaced with hydrochloric acid or sulfuric acid in a pickling process and nitric acid is replaced with insufficient oxidative power by injecting hydrogen peroxide, potassium permanganate, trivalent iron ion and air come.
이와 관련하여 미국특허공보 제5908511호에는 황산, 불산, 철염을 함유하며 과산화수소를 정기적으로 투입하고, 습윤제, 광택제, 부식억제제 등의 조성을 조절하여 산세하며, 산세 용액의 관리는 Fe(III) 및 이에 따른 ORP(oxidation-reduction potential)로서 자동제어 방식을 취하는 기술이 개시되어 있다. 이를 통해 산세 용액인 CLEANOX352 제품을 상용화하여 전세계적으로 가장 널리 사용되고 있다. 이 방법은 선재 및 열연제품의 경우 실용화되어 사용되고 있으나, 제품 생산 단가가 기존 대비 20% 이상 높고, 복잡한 용액조성과 관리방법을 채택하고 있다. 또한, 결정적으로 산세 감량속도가 1.5~3 g/㎡·min 정도로 비교적 느린 산세 속도를 갖고 있어, 10~100초 내에 혼산 산세가 완료되어야 하는 고속 산세 라인에는 적합하지 않다.
In this connection, U.S. Patent No. 5908511 discloses that sulfuric acid, hydrofluoric acid, and iron salts are added to hydrogen peroxide regularly, and the composition of humectants, polishes, corrosion inhibitors, Discloses a technique of taking an automatic control scheme as an oxidation-reduction potential (ORP). Through this, CLEANOX352, a pickling solution, has been commercialized and widely used worldwide. Although this method is used for wire and hot-rolled products, the production cost of the product is more than 20% higher than that of existing products, and complex solution composition and management methods are adopted. In addition, it has a relatively slow pickling rate of about 1.5 to 3 g / m < 2 > / min, which is not suitable for the high-speed pickling line in which the pickling must be completed within 10 to 100 seconds.
또한, 상기 미국특허의 개량특허인 유럽 공개특허공보 제1040211호 및 미국 특허공개공보 제2000-560982호에서는 구리 및 염소 이온을 산세 조성물에 추가하여 산세속도를 높이는 방법을 제안하였으나, 페라이트계 스테인리스 강판표면에 형성되는 표면전위(Open circuit potential, OCP)가 구리이온의 산화환원전위인 0.1V 보다 낮을 경우, 산세 과정에서 강판표면에 구리 입자가 석출되어 강판을 변색시킬 우려가 있다. 또한 산세 용액에 염소 이온이 일정한 농도 이상으로 함유될 경우 공식(pitting corrosion)이 발생할 위험이 있다.
In addition, EP-A-1040211 and US-A-2000-560982, which are improved patents of the above-mentioned US patents, have proposed a method of increasing the pickling speed by adding copper and chlorine ions to the pickling composition, If the open circuit potential (OCP) formed on the surface is lower than the oxidation-reduction potential of 0.1 V, copper particles may precipitate on the surface of the steel sheet during pickling, thereby discoloring the steel sheet. There is also a risk of pitting corrosion if the pickling solution contains chlorine ions above a certain concentration.
그러나, 황산과 불산의 혼산 용액을 사용하는 경우, 산화성이 약하기 때문에 스케일에 대한 용해 속도가 낮고 용해 과정에서 금속표면에 흑변 현상을 일으킬 수 있다. 따라서, 산세성이 가장 우수한 스트립 표면 전위에 도달할 수 있도록 산화제를 첨가하게 되며, 이때 첨가되는 산화제는 분해하여 환경에 부담을 주지 않는 과산화수소를 통상 사용한다. 그러나, 첨가되는 산화제의 적정 투입량을 찾기가 용이하지 않아, 경우에 따라, 미산세 또는 과산세의 결과를 초래하거나, 강판 표면의 흑변 현상이 발생하는 등의 문제를 효과적이고, 정량적으로 대응할 수 없다.
However, when a mixed acid solution of sulfuric acid and hydrofluoric acid is used, the dissolution rate to the scale is low due to the low oxidizing property, and it may cause a blackening phenomenon on the metal surface during the dissolution process. Therefore, an oxidizing agent is added so as to reach the surface potential of the strip having the best acidity, and hydrogen peroxide which does not burden the environment by decomposing the added oxidizing agent is usually used. However, it is not easy to find an appropriate amount of the oxidizing agent to be added. As a result, it is not possible to effectively and quantitatively cope with the problems such as the result of misalignment or over-acidification or the occurrence of blackening of the surface of the steel sheet .
이렇듯, 산세 시 질산을 포함하지 않으면서 우수한 산세력을 갖는 혼산 용액을 확보하는 기술은 종래부터 여러 가지 방법으로 수행되어 왔으나, 아직까지 상기한 문제점이 다수 존재하며, 특히 고크롬계 스테인리스강은 성분 함량과 소둔 온도에 따라 스케일의 특성 변화 및 산세 조건에 따른 산화 스케일 및 크롬 고갈층의 용해 속도 차이가 다른 스테인리스 강에 비해 상대적으로 커서 적정한 외관 품질을 얻기가 더욱 어려운 실정이다.
As described above, techniques for securing a mixed acid solution having excellent acidity without containing nitric acid during pickling have been conventionally performed by various methods. However, there have been many problems as described above, and in particular, high chromium- It is more difficult to obtain a proper appearance quality because the difference in the scale of the scale and the dissolution rate of the chrome-depleted layer are relatively larger than those of the other stainless steels depending on the content and the annealing temperature.
본 발명은 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 소둔 온도 및 강종 성분에 따라 산화 스케일의 특성 및 두께가 변화되어도 효율적으로 산화 스케일 및 크롬 고갈층을 제거할 수 있는 혼산 용액을 이용한 산세 방법을 제공하고자 한다.
An object of the present invention is to provide a pickling method using a mixed acid solution capable of efficiently removing an oxide scale and a chrome-depleted layer even if the characteristics and thickness of the oxide scale vary depending on the annealing temperature and the steel species composition of the high chromium ferritic stainless steel sheet.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 소둔 열처리가 수행된 것으로, 17~26중량% 크롬과 규소 및 몰리브덴을 함유하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세 방법에 있어서, According to an embodiment of the present invention, there is provided a pickling method using a mixed acid solution of 17 to 26 wt% chromium and a high chromium ferritic stainless steel sheet containing silicon and molybdenum,
상기 스테인리스 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량을 각각 Cr(wt%), Si(wt%) 및 Mo(wt%)로 나타낼 때, 상기 함량과 소둔 열처리 온도가 하기 식 (1)을 만족하는 경우,When the contents of chromium, silicon and molybdenum contained in the stainless steel sheet are represented by Cr (wt%), Si (wt%) and Mo (wt%), respectively, the content and the annealing heat treatment temperature satisfy the following formula (1) If so,
상기 스테인리스 강판은 80 내지 150g/l 황산 및 5 내지 19g/l 자유불산을 포함하며, 산화환원전위가 550mV이상인 혼산 용액에 침지하여 산세 공정을 수행하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세방법을 제공한다. The stainless steel sheet may be subjected to a pickling process using a mixed solution of a high chromium ferritic stainless steel sheet containing 80 to 150 g / l sulfuric acid and 5 to 19 g / l free hydrofluoric acid and immersing it in a mixed acid solution having an oxidation- ≪ / RTI >
[식 (1)][Formula (1)
19.5 - 0.510 × Si (w%) - 0.069 × Cr (w%) - 0.228 × Mo (w%) - 0.0173 × (소둔 열처리 온도) > 0 (Annealing heat treatment temperature) > 0 < - > 0 < - >
상기 혼산 용액의 산화환원전위는 혼산 용액에 과산화수소를 추가하여 유지될 수 있다.The redox potential of the mixed acid solution can be maintained by adding hydrogen peroxide to the mixed acid solution.
상기 혼산 용액 내 잔류하는 과산화수소는 1 내지 30g/l의 농도를 유지할 수 있다.The hydrogen peroxide remaining in the mixed acid solution can maintain a concentration of 1 to 30 g / l.
상기 혼산 용액의 온도는 30 내지 40℃일 수 있다.The temperature of the mixed acid solution may be 30 to 40 ° C.
상기 산세 공정은 25 내지 90초 동안 수행될 수 있다.
The pickling process may be performed for 25 to 90 seconds.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 소둔 열처리가 수행된 것으로, 17~26중량% 크롬과 규소 및 몰리브덴을 함유하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세 방법에 있어서, According to another embodiment of the present invention, there is provided a pickling method using a mixed acid solution of 17 to 26 wt% chromium and a high chromium ferritic stainless steel sheet containing silicon and molybdenum,
상기 스테인리스 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량을 각각 Cr(wt%), Si(wt%) 및 Mo(wt%)로 나타낼 때, 상기 함량과 소둔 열처리 온도가 하기 식(2)를 만족하는 경우,When the contents of chromium, silicon and molybdenum contained in the stainless steel sheet are represented by Cr (wt%), Si (wt%) and Mo (wt%), respectively, the content and the annealing heat treatment temperature satisfy the following formula If so,
상기 스테인리스 강판은 80 내지 150g/l 황산 및 16 내지 30g/l 자유불산을 포함하며, 산화환원전위가 320mV이상인 혼산 용액에 침지하여 산세 공정을 수행하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세방법을 제공한다. The stainless steel sheet comprises a sans-serif using a mixed solution of a high chromium ferritic stainless steel sheet containing 80 to 150 g / l sulfuric acid and 16 to 30 g / l free hydrofluoric acid and immersing it in a mixed acid solution having an oxidation-reduction potential of 320 mV or higher, ≪ / RTI >
[식 (2)][Expression (2)]
19.5 - 0.510 × Si (w%) - 0.069 × Cr (w%) - 0.228 × Mo (w%) - 0.0173 × (소둔 열처리 온도) < 0 (Annealing heat treatment temperature) < 0 (annealing temperature) < SEP > 0 < SEP >
상기 혼산 용액의 산화환원전위는 혼산 용액에 과산화수소를 추가하여 유지될 수 있다.The redox potential of the mixed acid solution can be maintained by adding hydrogen peroxide to the mixed acid solution.
상기 혼산 용액의 온도는 40 내지 60℃일 수 있다.The temperature of the mixed acid solution may be 40 to 60 캜.
상기 산세 공정은 25 내지 90초 동안 수행될 수 있다.
The pickling process may be performed for 25 to 90 seconds.
본 발명은 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 소둔 온도 및 강종 성분에 따라 산세 공정 시 사용하는 혼산 용액의 온도, 산화환원전위(ORP) 및 상기 혼산 용액에 포함된 불산의 농도를 조절함으로써, 상기 스테인리스 강판의 용도 및 강종 성분에 따라 최적의 효율로 산세를 수행하여 강판 표면에 산화 스케일의 잔류가 없고, 표면 광택도가 우수하며, 흑변 현상의 발생이 없는 표면 특성이 우수한 스테인리스 강판을 얻을 수 있으며, 더 나아가서는 미산세 및 과산세 등의 산세 불량이 경감됨에 따라, 강판의 생산 비용을 크게 절감할 수 있다.
According to the present invention, by adjusting the temperature of the mixed acid solution used in the pickling process, the oxidation-reduction potential (ORP) and the concentration of hydrofluoric acid contained in the mixed acid solution according to the annealing temperature and the steel species component of the high chromium ferritic stainless steel sheet, It is possible to obtain a stainless steel sheet excellent in surface characteristics free of residual oxide scale on the surface of steel sheet, excellent in surface gloss and free from blackening phenomenon, Furthermore, the production cost of the steel sheet can be greatly reduced as the poor pickling of the pickle and the pickling of the pickle is reduced.
또한, 본 발명은 산세 공정에 사용되는 혼산 용액에 질산을 포함하지 않으므로, NOx 및 질산성 질소를 배출하지 않아, 대기오염 문제를 발생시키지 않으며, NOx 제거 설비와 탈질 설비의 설치에 대한 부담 또한 경감시킬 수 있다.
Further, the present invention does not include nitric acid in the mixed acid solution used in the pickling process, so that NOx and nitrate nitrogen are not discharged, air pollution problem does not occur, and burden on the installation of NOx removal facility and denitrification facility is alleviated .
도 1은 실시예 1 및 비교예 1, 2에서 산세 공정 후 얻어지는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판 표면의 전자 현미경 사진을 도시한 것이다. Fig. 1 is an electron micrograph of the surface of a high chromium ferritic stainless steel sheet obtained after a pickling process in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
일반적으로 크롬을 강판 총 중량에 대하여 17~26중량%로 포함하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판은 내식성이나 변형 저항성 등의 성질을 보다 향상시키기 위하여 규소, 몰리브덴, 망간 등의 원소를 함량을 달리하며 첨가한다.
Generally, a high chromium ferritic stainless steel sheet containing 17 to 26% by weight of chromium based on the total weight of the steel sheet is prepared by adding an element such as silicon, molybdenum, or manganese in an amount different from that of the element such as corrosion resistance or deformation resistance do.
또한, 상기 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판은 압연 후 기계적 성질을 회복하기 위하여 대략 950 내지 1100℃의 온도 범위에서 소둔 열처리를 수행하는데, 이때 상기 강판에 포함된 크롬, 철 및 망간 등은 산화물의 형태로 강판의 최외각 표면에 형성되고, 그 직하에는 이산화규소의 산화물 층과 크롬 고갈층이 발달하게 된다.
In order to recover mechanical properties after the rolling, the high chromium ferritic stainless steel sheet is annealed in a temperature range of approximately 950 to 1100 ° C. At this time, the chromium, iron and manganese contained in the steel sheet may be in the form of oxides And is formed on the outermost surface of the steel sheet, and an oxide layer of silicon dioxide and a chrome-depleted layer are developed directly below the surface.
그런데, 이러한 산화물 스케일과 크롬 고갈층은 강판의 표면 품질을 낮추고, 내식성을 현저히 저하시키는 요인으로 작용하므로, 본 발명에서는 소둔 열처리가 수행된 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판에 존재하는 상기 산화물 스케일 및 크롬 고갈층을 혼산 용액을 사용하여 효율적으로 산세하는 방법을 제공하고자 한다.
Since the oxide scale and the chrome-depleted layer lower the surface quality of the steel sheet and significantly lower the corrosion resistance, the oxide scale and chromium depletion present in the high-chromium ferritic stainless steel sheet subjected to the annealing heat treatment Layer is efficiently pickled with a mixed acid solution.
다만, 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판은 그 강종 성분 및 소둔 온도에 따라 산화 스케일의 특성 및 두께가 달라지므로, 본 발명에서는 상기 소둔 온도 및 강종 성분에 따라 혼산 용액의 조건을 조절하여 산세 공정을 수행함으로써, 스테인리스 강판의 용도 및 강종 성분이 달라져도 최적의 효율로 산세를 수행하여 스테인리스 강판 표면에 산화 스케일의 잔류가 없고, 표면 광택도가 우수하며, 흑변 현상의 발생이 없는 표면 특성이 우수한 스테인리스 강판을 제공할 수 있다.
However, the properties and thickness of the oxide scale vary depending on the steel component and the annealing temperature of the high-chromium ferritic stainless steel sheet. Therefore, in the present invention, the pickling process is performed by adjusting the conditions of the mixed acid solution according to the annealing temperature and the steel component , A stainless steel sheet excellent in surface characteristics free of residual oxide scale on the surface of the stainless steel sheet, excellent in surface gloss, and free from blackening, is obtained by carrying out pickling at optimum efficiency even when the use and the kind of the stainless steel sheet are different. can do.
한편, 본 발명은 산화 스케일 및 크롬 고갈층을 제거하기 위하여 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판에 대하여 혼산 용액을 사용하여 산세를 수행하기에 앞서, 중성염 크롬 산화물과 철 산화물을 제거하기 위하여 전처리 산세 공정으로 중성염 전해, 황산 전해, 쇼트블라스트 및 브러쉬 공정 등을 선택하여 수행할 수 있다.
In order to remove the oxide scale and the chrome-depleted layer, the present invention includes a pretreatment pickling step to remove the neutral salts of chromium oxide and iron oxide prior to pickling the high chromium ferritic stainless steel sheet using a mixed acid solution Neutral salt electrolysis, sulfuric acid electrolysis, shot blasting, brushing, and the like.
이때, 상기 중성염 전해 산세는 100~250g/L 농도의 황산 나트륨을 전해질로 포함하는 전해액을 사용할 수 있고, 50~90℃의 전해액에 상기 냉연강판을 침지한 후, 강판표면의 전위가 +, -, + 의 순서로 최소 1번 이상 대전될 수 있도록 8~30A/dm2 밀도의 전류를 24~100초 동안 가하여 수행할 수 있다.
The neutral salt electrolytic acid may be an electrolytic solution containing sodium sulfate as an electrolyte at a concentration of 100 to 250 g / L, and after the cold-rolled steel sheet is immersed in an electrolytic solution at 50 to 90 ° C, -, and + in the order of at least one time, so that a current of 8 to 30 A / dm 2 is applied for 24 to 100 seconds.
또한, 상기 황산 전해 산세는 50~150g/l의 황산 또는, 상기 농도의 황산에 철, 크롬, 니켈, 구리, 망간 및 티타늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속이 전기화학적으로 용해되어 형성된 메탈 황산염을 전해질로 포함하는 전해액을 사용할 수 있고, 30~60℃의 전해액에 상기 냉연강판을 침지한 후, 강판표면의 전위가 +, -, + 의 순서로 최소 1번 이상 대전될 수 있도록 0~30A/dm2 밀도의 전류를 10~50초 동안 가하여 수행할 수 있다.
The sulfuric acid electrolytic acid may be a sulfuric acid of 50 to 150 g / l or a metal sulfate formed by electrochemically dissolving at least one metal selected from the group consisting of iron, chromium, nickel, copper, manganese, The electrolyte may be used as the electrolytic solution. The cold-rolled steel sheet may be immersed in an electrolytic solution at 30 to 60 ° C, and the surface potential of the steel sheet may be 0 to 30 A / dm < 2 > density for 10 to 50 seconds.
본 발명에서 상기 전처리 산세 공정에 의해, 스테인리스 강판 표면에 존재하는 산화 스케일의 대부분은 제거되지만, 이산화규소 산화물과 크롬 고갈층은 상당 부분이 잔존하며, 더욱이, 크롬과 몰리브덴, 규소 등은 이산화규소 산화물 및 크롬 고갈층에서 혼산 용액에 대한 저항성을 증가시키고, 상기 강판에 수행된 소둔 열처리의 온도가 높을수록 이산화규소 산화물 및 크롬 고갈층이 발달하게 되므로, 이후 수행되는 혼산 용액에 의한 산세 공정에 의하더라도 완벽히 제거하는 것이 어려울 수 있다.
In the present invention, most of the oxidized scale existing on the surface of the stainless steel sheet is removed by the pretreatment and pickling process, but a considerable portion remains in the silicon dioxide oxide and the chrome-depleted layer. Further, chromium, molybdenum, silicon, And chromium-depleted layers, and the higher the temperature of the annealing heat treatment performed on the steel sheet, the more silicon dioxide oxide and chrome-depleted layers are developed. Therefore, even if the pickling process by the mixed acid solution It can be difficult to completely remove.
따라서, 본 발명에서는 17~26중량% 크롬과 규소 및 몰리브덴을 함유하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 표면에 잔류하는 산화 스케일과 크롬 고갈층을 효과적으로 제거하기 위하여, 상기 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량이나 소둔 열처리 온도, 혹은 양자 모두가 높은 경우, 더욱 가혹한 조건 하에서 산세 공정을 수행하도록 하며, 보다 구체적으로는 상기 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량을 각각 Cr(wt%), Si(wt%) 및 Mo(wt%)로 나타낼 때, 상기 함량과 소둔 열처리 온도를 하기 식에 대입하여 얻어지는 Pickling No. 값에 따라 상기 혼산 용액에 포함된 불산의 농도와, 혼산 용액의 온도 및 산화환원전위(ORP)를 조절하며 산세 공정을 수행하도록 한다.
Therefore, in the present invention, in order to effectively remove the oxide scale and the chrome-depleted layer remaining on the surface of the high chromium ferrite stainless steel sheet containing 17 to 26 wt% of chromium and silicon and molybdenum, the chromium, silicon and The content of chromium, silicon, and molybdenum contained in the steel sheet is set to be Cr (wt%), and the content of Cr, Si (wt%) and Mo (wt%), the above-mentioned content and annealing heat treatment temperature are substituted in the following formula. The pH of the mixed acid solution, the temperature of the mixed acid solution, and the oxidation-reduction potential (ORP) of the mixed acid solution are controlled according to the value of the acid solution.
Pickling No. Pickling No.
= 19.5 - 0.510 x Si (w%) - 0.069 x Cr (w%) - 0.228 x Mo (w%) - 0.0173 x (소둔 열처리 온도)
= 0.09 x Cr (w%) - 0.228 x Mo (w%) - 0.0173 x (Annealing heat treatment temperature)
즉, 상기 Pickling No. 가 0을 초과하여 양의 값을 나타내는 경우, 상기 스테인리스 강판을 80 내지 150g/l 황산 및 5 내지 19g/l 자유 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지하여 산세 공정을 수행할 수 있다.
That is, Is more than 0 and represents a positive value, the stainless steel sheet may be dipped in a mixed acid solution containing 80 to 150 g / l sulfuric acid and 5 to 19 g / l free hydrofluoric acid to conduct the pickling process.
반면, 본 발명의 스테인리스 강판에 포함된 규소, 크롬 및 몰리브덴의 함량이 높거나, 소둔 열처리 온도가 높거나, 혹은 양자 모두가 다 높은 값을 가져 상기 Pickling No. 가 0 미만의 음의 값을 나타내는 경우, 상기 스테인리스 강판을 80 내지 150g/l 황산 및 20 내지 30g/l 자유 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지하여 산세 공정을 수행할 수 있다.
On the other hand, when the content of silicon, chromium, and molybdenum contained in the stainless steel sheet of the present invention is high, the annealing heat treatment temperature is high, or both have high values, The stainless steel sheet may be immersed in a mixed acid solution containing 80 to 150 g / l sulfuric acid and 20 to 30 g / l free hydrofluoric acid to conduct the pickling process.
본 발명에서 상기 혼산 용액에 포함된 불산은 하기 반응식(3)과 같이 용액 내에서 수소 이온과 플루오르화 이온으로 해리되는데, 하기 반응식(4)와 같이 혼산 용액 내 포함된 황산이 해리되어 제공하는 수소 이온의 농도(H+), 즉 산도(acidity)에 의해 평형 상태가 형성된다.
In the present invention, the hydrofluoric acid contained in the mixed acid solution is dissociated into hydrogen ions and fluoride ions in the solution as shown in the following reaction formula (3). The hydrofluoric acid contained in the mixed acid solution dissociates into hydrogen The equilibrium state is formed by the concentration of ions (H + ), that is, the acidity.
HF ↔ H+ + F- (3)HF ↔ H + + F - (3)
H2SO4 ↔ HSO4 - + H+ ↔ SO4 2 - + 2H+ (4)
H 2 SO 4 ↔ HSO 4 - + H + ↔ SO 4 2 - + 2H + (4)
이때, 불산의 경우 해리되어 있지 않은 자유 불산(Free HF)의 상태에서 산화 스케일에 대하여 산세력을 가지며, 이산화규소 산화물 및 모재의 계면에 침투하여 이산화규소 산화물 및 Fe를 용해시키고, 용해된 Fe 및 Si 이온과 FeFx (3-x), H2SiF6 등으로 결합하여 강판 표면으로부터 제거하게 된다.
At this time, in the case of hydrofluoric acid, the hydrofluoric acid has an acidity with respect to the oxidation scale in the state of Free HF which is not dissociated, and penetrates the interface between the silicon dioxide oxide and the base material to dissolve the silicon dioxide oxide and Fe, Si ions are combined with FeF x (3-x) , H 2 SiF 6 or the like and removed from the surface of the steel sheet.
그런데, 본 발명에서 상기 Pickling No. 가 0 미만의 음의 값을 나타내는 경우, 강판 표면에 이산화규소 산화물이 다량으로 존재하거나, 몰리브덴이 높은 함량으로 포함되어 있어, 크롬 고갈층의 내식성이 증가하여 혼산 용액에 대한 저항성 또한 크게 증가하므로, 상기 이산화규소 산화물과 크롬 고갈층을 효과적으로 제거하기 위해서는 20 내지 30g/l의 고농도의 자유 불산을 포함하는 혼산 용액을 사용하는 것이 바람직하다.
However, in the present invention, Shows a negative value of less than 0, a large amount of silicon dioxide oxide is present on the surface of the steel sheet or molybdenum is contained in a high content, so that the corrosion resistance of the chrome-depleted layer is increased and the resistance to the mixed acid solution is also greatly increased, In order to effectively remove the silicon dioxide oxide and the chrome-depleted layer, it is preferable to use a mixed acid solution containing a high concentration of free hydrofluoric acid of 20 to 30 g / l.
상기와 같은 조건에서 혼산 용액에 포함된 자유 불산의 농도가 20g/l 미만인 경우, 자유 불산(HF)으로 존재하는 농도가 적어, 이산화규소 산화물 및 크롬 고갈층에 대한 용해력이 부족하게 되고, 이로 인해 강판 표면에 대한 미산세 문제가 발생할 수 있으며, 30g/l를 초과하는 경우에는 모재의 침식속도가 빨라져서 산 세공정 후의 강판 표면이 거칠어질 수 있다.
When the concentration of the free hydrofluoric acid contained in the mixed acid solution is less than 20 g / l under the above-mentioned conditions, the concentration present in the free hydrofluoric acid (HF) is small and the solubility to the silicon dioxide oxide and the chromium- If it exceeds 30 g / l, the erosion speed of the base material is accelerated and the surface of the steel sheet after the acid treatment process may become rough.
반면, 본 발명에서 상기 Pickling No. 가 0 초과의 양의 값을 나타내는 경우, 강판 표면에 존재하는 산화 스케일은 전처리 산세 공정에 의해 대부분이 제거되므로, 일부 미량 잔류하는 이산화규소 산화물만 제거하면 되고, 몰리브덴도 낮은 함량으로 포함되어 있어, 크롬 고갈층의 혼산 용액에 대한 저항성이 그리 높지 않으므로, 5 내지 19g/l 농도의 자유불산이 포함된 혼산 용액을 사용하는 것이 바람직하다.
On the other hand, in the present invention, The oxide scale existing on the surface of the steel sheet is largely removed by the pre-treatment pickling step, so that only a small amount of residual silicon dioxide oxide is removed, and molybdenum is also contained in a low content, It is preferable to use a mixed acid solution containing 5 to 19 g / l of free hydrofluoric acid since the chrome-depleted layer is not so highly resistant to the mixed acid solution.
이러한 경우, 혼산 용액 내 자유 불산의 농도가 5g/l 미만인 경우, 자유 불산으로 존재하는 농도가 너무 적어, 일부 미량으로 잔존하는 이산화규소 산화물에 대하여도 용해력이 부족하게 되고, 이로 인해 강판 표면에 대한 미산세 문제가 발생할 수 있으며, 19g/l를 초과하는 경우에는 모재에 대한 침식이 과다하게 발생하여 산세 공정 후의 강판 표면이 거칠어질 수 있다.
In this case, when the concentration of free hydrofluoric acid in the mixed acid solution is less than 5 g / l, the concentration present in the free hydrofluoric acid is too small and the solubility of the remaining silicon dioxide oxide is insufficient, If the amount exceeds 19 g / l, erosion of the base material may occur excessively and the surface of the steel sheet after the pickling process may become rough.
또한, 본 발명에서는 상기 Pickling No. 가 음 또는 양의 값을 나타내는 경우, 상기한 바와 같이 불산이 강판 표면의 이산화규소 산화물층을 제거할 수 있기 위해서는, 상기 혼산 용액은 일정한 산도 이상을 유지하여, 유효 자유불산 농도 또한 일정 수준 이상으로 유지될 필요가 있다. 따라서, 혼산 용액에는 불산 뿐만 아니라 불산이 해리되지 않고 자유불산의 형태로 존재하도록 H+을 제공하는 황산 또한 일정한 농도 이상으로 필요하며, 본 발명에서는 황산을 80~150g/ℓ의 농도로 포함하는 혼산 용액을 사용하는 것이 바람직하다.
In the present invention, In the case where hydrofluoric acid can remove the silicon dioxide oxide layer on the surface of the steel sheet as described above, the mixed acid solution maintains a certain acidity or higher and the effective free hydrofluoric acid concentration also becomes a certain level or more It needs to be maintained. Therefore, sulfuric acid which provides H + in a form of free hydrofluoric acid as well as hydrofluoric acid dissociates not only hydrofluoric acid but also dissociated hydrofluoric acid is required at a certain concentration or more. In the present invention, the mixed acid containing sulfuric acid at a concentration of 80 to 150 g / It is preferable to use a solution.
한편, 페라이트계 스테인리스 강판 표면에 존재하는 이산화규소 산화물은 페라이트계 결정의 그레인 표면 및 그레인과 그레인 간의 결정립계에 모두 존재하며, 결정립계의 이산화규소 산화물은 모재 내부의 더 깊은 위치에까지 존재한다.
On the other hand, the silicon dioxide oxide present on the surface of the ferritic stainless steel sheet is present both on the grain surface of the ferrite-based crystal and in the grain boundary between grain and grain, and the silicon dioxide oxide of the grain boundary exists deep into the inside of the base material.
따라서, 이러한 이산화규소 산화물을 제거하기 위하여 상기한 바와 같이 자유 불산을 포함하는 혼산 용액으로 처리하면, 오스테나이트계 스테인리스 강판의 경우에는 결정의 내식성이 높아 결정립계부터 우선적으로 침식되는 것과 달리, 페라이트계 스테인리스 강은 결정의 내식성이 낮기 때문에 결정 내부와 결정립 사이의 침식 속도 차이가 없고, 따라서 그레인 표면과 결정립계가 선택성 없이 전적으로 용해되므로, 이산화규소 산화물을 모두 제거하기 위해서는 모재의 상당 부분에 대한 용해가 불가피하다.
Therefore, when treated with a mixed acid solution containing free hydrofluoric acid as described above in order to remove such silicon dioxide, the austenitic stainless steel sheet is high in corrosion resistance of crystals, and is preferentially eroded from grain boundaries, Since the corrosion resistance of the steel is low, there is no difference in the erosion rate between the inside of the crystal and the crystal grains, and therefore, the grain surface and the grain boundary are completely dissolved without selectivity, so dissolution of a substantial part of the base material is inevitable in order to remove all of the silicon dioxide .
모재에 용해가 일어나게 되면, 모재로부터 Fe2 +가 용출되는데, 용출된 Fe2 +는 과산화수소와 반응하여 Fe3 +로 산화된 후, HF와 결합하여 FeFx (3-x)로 착화합물을 생성되어 강판 표면으로부터 제거된다. 이러한 일련의 반응들은 다음 반응식 (5) 내지 (8)과 같이 표현할 수 있고, 이와 같은 과정이 원활하게 진행되어야 산세 속도를 높일 수 있다.
When dissolution occurs in the base material, Fe 2 + is eluted from the base material. The eluted Fe 2 + reacts with hydrogen peroxide and is oxidized to Fe 3 + , and then combined with HF to form a complex with FeF x (3-x) And is removed from the steel sheet surface. These series of reactions can be expressed as the following reaction formulas (5) to (8), and the process can smoothly proceed to increase the pickling speed.
Fe0 → Fe2 + + 2e- (5)Fe 0 - > Fe 2 + + 2e - (5)
Fe2 + + H2O2 → Fe3 + + ?H + OH- (6)Fe 2 + + H 2 O 2 - > Fe 3 + +? H + OH - (6)
Fe3 + + 3HF → FeF3 + 3H+ (7)Fe 3 + + 3HF? FeF 3 + 3H + (7)
Cu2 + + 2e- → Cu0 (8)
Cu 2 + + 2e - ? Cu 0 (8)
그런데, 상기 혼산 용액 내에 과산화수소의 농도가 부족하게 되면, 상기 반응식 (6)의 반응이 이루어지지 않아 강판표면의 Fe2 + 농도가 국부적으로 증가하여 반응식 (5)의 왼쪽 방향의 반응이 우세하게 된다. 이 경우 상기 반응식 (8)과 같이 Fe 및 스테인리스강에 첨가물 혹은 불순물로 존재하는 Cu 등이 강판표면에 재석출되어, 강판 표면이 검게 변하는 흑변 현상이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 과산화수소를 항상 일정 함량을 투입하여 용액의 산화환원전위를 일정한 수준으로 유지함으로써, 상기 반응식(6)의 반응이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
However, when the insufficient concentration of hydrogen peroxide in the mixed acid solution, and do not support the reaction of the reaction formula (6) made of a Fe 2 + concentration in the surface of the steel sheet increases locally is in the left direction reaction of the reaction formula (5) it is predominantly . In this case, as in the reaction formula (8), Cu or the like present as an additive or an impurity in Fe and stainless steel is re-precipitated on the surface of the steel sheet, causing a black phenomenon in which the surface of the steel sheet is changed to black. Therefore, in the present invention, it is preferable that the reaction of the reaction formula (6) can be carried out by keeping the oxidation-reduction potential of the solution at a constant level by always putting a certain amount of hydrogen peroxide.
따라서, 본 발명에서 Pickling No. 가 0 미만의 음의 값을 나타내는 경우, 스테인리스 강판에 포함된 크롬, 몰리브덴 및 규소의 함량이 높아 산에 대한 저항성이 크고, 또는 내식성이 낮더라도, 소둔 온도가 높으면 이산화규소 산화물층이 발달하여, 모재로부터 혼산 용액으로 용출되는 2가 철이온의 양이 그리 크지 않으므로, 혼산 용액에 과산화수소를 추가하여, 상기 용액의 산화환원전위를 320mV이상으로 유지하면 충분하다.
Therefore, in the present invention, Has a negative value of less than 0, the content of chromium, molybdenum, and silicon contained in the stainless steel sheet is high, so that the silicon dioxide oxide layer develops when the annealing temperature is high even when the resistance to the acid is high or the corrosion resistance is low, It is sufficient to add hydrogen peroxide to the mixed acid solution so that the redox potential of the solution is maintained at 320 mV or more because the amount of the ferrous ions eluted from the base material to the mixed acid solution is not so large.
그러나, 본 발명에서 상기 Pickling No. 가 0을 초과하는 양의 값을 나타내는 경우, 모재로부터 혼산 용액으로 용출되는 2가 철이온의 양이 상당하므로, 혼산 용액에 과산화수소를 추가하여, 산화환원전위를 550mV 이상으로 유지하는 것이 바람직하고, 이때 상기 과산화수소는 혼산 용액으로 용출된 2가 철이온을 모두 3가로 산화시킨 뒤, 용액 내 잔류하는 과산화수소의 농도가 1 내지 30g/l를 유지할 수 있도록 추가하는 것이 충분한 산화력을 확보하기에 바람직하다.
However, in the present invention, Is a positive value exceeding 0, it is preferable to add hydrogen peroxide to the mixed acid solution and maintain the oxidation-reduction potential at 550 mV or higher, since the amount of the ferrous ion eluted from the base material to the mixed acid solution is equivalent, It is preferable that the hydrogen peroxide is added in such a manner that the concentration of residual hydrogen peroxide in the solution is maintained in the range of 1 to 30 g / l after the three kinds of ferrous ions eluted from the mixed acid solution are all oxidized.
또한, 본 발명에서 크롬, 몰리브덴, 규소의 함량이 높고, 소둔 온도가 높을수록, 더욱 가혹한 조건의 산세 조건이 적용되어야 하므로, Pickling No. 가 0 미만의 음의 값을 나타내는 경우, 산세 공정 시 40 내지 60℃의 혼산 용액을 사용하여 산세 속도를 높이는 것이 바람직하고, Pickling No. 가 0을 초과하는 양의 값을 나타내는 경우, 산세 공정 시 30 내지 40℃의 온도를 갖는 혼산 용액을 사용하여도 미량 잔존하는 이산화규소 산화물과 크롬 고갈층을 제거하기에 충분하다.
Further, in the present invention, the higher the content of chromium, molybdenum, and silicon, the higher the annealing temperature, and the more severe the pickling conditions, the more desirable is Pickling. Has a negative value of less than 0, it is preferable to increase the pickling rate using a mixed acid solution at 40 to 60 ° C in the pickling step. Is a positive value exceeding 0, a mixed acid solution having a temperature of 30 to 40 占 폚 in the pickling step is sufficient to remove trace amounts of residual silicon dioxide and chrome-depleted layers.
또한, 본 발명에서 산세 공정을 수행하는 시간, 즉 상기 혼산 용액에 스테인리스 강판을 침지하는 시간은 특별히 한정하지는 않고, 조업 조건에 따라 변동될 수 있으나, 25 내지 90초 동안 수행하는 것이 산화 스케일 및 크롬 고갈층을 충분히 제거하기에 바람직하다.
In the present invention, the time for performing the pickling process, that is, the time for immersing the stainless steel plate in the mixed acid solution is not particularly limited and may be varied depending on the operating conditions. However, for 25 to 90 seconds, It is preferable to sufficiently remove the layer.
실시예Example
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.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 14] [Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 14]
하기 표 1에 나타난 조성을 갖는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판에 대하여, 하기 표 1에 나타난 소둔 열처리 온도에서 1분간 소둔 열처리를 수행한 후, 90℃ 의 황산나트륨 150g/L 용액에서 15 A/dm2의 전기를 (+), (-), (+) 순으로 강판표면에 30초간 인가한 후, 50℃의 황산 70g/L 용액에서 15 A/dm2 의 전기를 (+), (-), (+) 순으로 30초간 강판표면에 인가하여 전처리 산세 공정을 수행한 후, 상기 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량을 각각 Cr(wt%), Si(wt%) 및 Si(wt%)로 나타낼 때, 상기 함량과 소둔 열처리 온도를 하기 식에 대입하였을 때 얻어지는 Pickling No. 값이 음의 값인 경우, 방법 1로 황산 150g/L, 자유불산 30g/L을 포함하고, 잔류 과산화수소가 없이 ORP를 320mV 이상을 유지하며, 온도는 55℃의 혼산 용액에 30초간 침지하여 산세공정을 수행하였고, Pickling No. 값이 양의 값인 경우, 방법 2로 황산 80g/L, 자유 불산 7g/L을 포함하고, 잔류 과산화수소의 농도가 3g/L으로 하여, ORP를 550mV 이상을 유지하며, 온도는 55℃의 혼산 용액에 30초간 침지하여 산세 공정을 수행하였다.
The high chromium ferritic stainless steel sheet having the composition shown in the following Table 1 was annealed at the annealing heat treatment temperature shown in the following Table 1 for 1 minute and then subjected to a heat treatment at a current density of 15 A / dm 2 in a 150 g / L solution of sodium sulfate at 90 캜 (+), (-), and (+) for 30 seconds on the surface of the steel sheet and then electricity of 15 A / dm 2 in 70 g / L solution of sulfuric acid at 50 ° C., ) Was applied to the surface of the steel sheet for 30 seconds in order, and the pretreatment and pickling process was carried out. Then, the contents of chromium, silicon and molybdenum contained in the steel sheet were respectively expressed by Cr (wt%), Si (wt%) and Si The results are shown in Table 1 below. When the value is a negative value, Method 1 includes immersing in a mixed acid solution of 55 占 폚 for 30 seconds, the solution containing 150 g / L of sulfuric acid and 30 g / L of free hydrofluoric acid, maintaining the ORP at 320 mV or more without residual hydrogen peroxide, Were performed. When the value is a positive value, Method 2 contains 80 g / L of sulfuric acid and 7 g / L of free hydrofluoric acid, the concentration of residual hydrogen peroxide is 3 g / L, the ORP is maintained at 550 mV or more, For 30 seconds to conduct a pickling process.
상기 산세 공정을 수행한 후, 최종적으로 얻어지는 강판 표면의 상태는 하기 표 1에 함께 나타내었으며, 실시예 1 및 비교예 1, 2의 강판 표면의 전자 현미경 사진은 도 1의 (a) 내지 (c)에 나타내었다.
The state of the finally obtained steel sheet after the pickling process is shown in Table 1 below. An electron microscope photograph of the surface of the steel sheet of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 is shown in Figs. 1 (a) to 1 ).
Pickling No. Pickling No.
= 19.5 - 0.510 × Si (w%) - 0.069 × Cr (w%) - 0.228 × Mo (w%) - 0.0173 × (소둔 열처리 온도)
(Annealing heat treatment temperature) = 19.5 - 0.510 x Si (w%) - 0.069 x Cr (w%) - 0.228 x Mo (w%) - 0.0173 x
온도(℃)Annealing heat treatment
Temperature (℃)
No.Pickling
No.
방법Mixed mountain
Way
표면Pickle
surface
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 2, 7 및 8 의 경우 Pickling No. 가 0보다 크며, 방법 2에 의해 산세 공정을 수행하였을 경우, 정상 산세가 수행된 것을 볼 수 있고, 특히 도 1의 (a)를 보면, 실시예 1에 따라 정상 산세면의 형상을 볼 수 있다.
As shown in Table 1, in the case of Examples 1, 2, 7 and 8, Is larger than 0, and when the pickling process is carried out by the method 2, it can be seen that the normal pickling is carried out. Particularly in FIG. 1 (a), the shape of the normal pickling surface can be seen in accordance with the embodiment 1 .
반면에, 상기 실시예 1, 7 및 8과 동일한 조건에서 소둔을 수행하였으나, 산세 방법을 달리 수행한 비교예 2, 11 및 13은 과산세가 발생하였으며, 특히 도 1의 (c)를 보면, 비교예 2에 따라 과산세가 발생하여 표면 침식이 발생한 것을 볼 수 있다.
On the other hand, annealing was performed under the same conditions as in Examples 1, 7 and 8, but in Comparative Examples 2, 11 and 13 in which the pickling method was performed differently, over-picking occurred. Particularly in FIG. 1 (c) It can be seen that over-pickling occurs according to Comparative Example 2 and surface erosion occurs.
또한, 상기 실시예 1, 7 및 8과 강 조성이 동일하지만, 소둔 열처리 온도가 더 높아, Pickling No. 가 0보다 작은 값을 나타내는 비교예 1, 12 및 14는 상기 실시예 1, 7 및 8과 동일한 산세 방법으로 수행하였지만, 미산세가 발생하였으며, 특히 도 1의 (b)를 보면, 비교예 1에 따라 표면에 미산세가 발생한 것을 볼 수 있다.
In addition, the steel composition was the same as those of Examples 1, 7 and 8, but the annealing heat treatment temperature was higher. Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were conducted in the same manner as in Examples 1, It can be seen that there is a miscarriage on the surface.
또한, 상기 실시예 3 내지 6 에서 Pickling No. 가 0보다 작게 계산되어, 방법 1을 사용하여 산세 공정을 수행할 경우, 강판에 정상 표면이 나타났으나, 동일한 조건 하에서 소둔까지 수행하였으나, 산세 방법을 달리한 비교예 4, 6, 8 및 10 은 미산세가 나타난다.
In Examples 3 to 6, Was calculated to be smaller than 0, and when the pickling process was carried out using the method 1, the normal surface appeared on the steel sheet, but the annealing was carried out under the same conditions. However, in Comparative Examples 4, 6, 8 and 10 Is a miscarriage.
반면, 상기 실시예 3 내지 6과 강 조성이 동일하지만, 소둔 열처리 온도가 더 낮아, Pickling No.가 0 보다 큰 비교예 3, 5, 7 및 9의 경우, 상기 실시예와 동일한 방법 1을 사용하여 산세 공정을 수행한 결과, 과산세가 발생하였다.
On the other hand, in Comparative Examples 3, 5, 7 and 9 in which the steel compositions were the same as those of Examples 3 to 6 but the annealing heat treatment temperature was lower and Pickling No. was larger than 0, As a result of pickling process, over - picking occurred.
즉, 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량과 함께 소둔 열처리 온도를 상기 식에 대입하였을 때, Pickling No. 가 음의 값을 나타내는 경우 방법 1을, 양의 값을 나타내는 경우 방법 2를 사용하여 산세 공정을 수행하는 경우, 잔류하는 산화 스케일 및 크롬 고갈층이 모두 제거되고 강판 표면에 정상 산세면이 형성되는 것을 볼 수 있으나, Pickling No. 가 음의 값을 나타내는 경우에도 방법 2를, 양의 값을 나타내는 경우에 방법 1을 적용하는 경우, 미산세 혹은 과산세가 발생하는 것을 알 수 있다.
That is, when the content of chromium, silicon and molybdenum contained in the high-chromium ferritic stainless steel sheet and the annealing heat treatment temperature were substituted in the above equation, In the case where the pickling process is carried out by using the method 2 in the case of showing a positive value and when the pickling process is carried out by using the method 2 in the case of showing a negative value, the remaining oxidized scale and the chrome-depleted layer are all removed, Pickling No. 1, And the method 1 is applied when a positive value is indicated, it can be seen that there is a misrecognition or overpayment.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
Claims (8)
상기 스테인리스 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량을 각각 Cr(wt%), Si(wt%) 및 Mo(wt%)로 나타낼 때, 상기 함량과 소둔 열처리 온도가 하기 식(1)을 만족하는 경우,
상기 스테인리스 강판을 80 내지 150g/l 황산 및 5 내지 19g/l 자유 불산을 포함하며, 산화환원전위가 550mV이상인 혼산 용액에 침지하여 산세 공정을 수행하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세방법.
[식 (1)]
19.5 - 0.510 × Si (w%) - 0.069 × Cr (w%) - 0.228 × Mo (w%) - 0.0173 × (소둔 열처리 온도) > 0
In a pickling method using a mixed acid solution of 17 to 26 wt% chromium and a high chromium ferritic stainless steel sheet containing silicon and molybdenum,
When the contents of chromium, silicon and molybdenum contained in the stainless steel sheet are represented by Cr (wt%), Si (wt%) and Mo (wt%), respectively, the content and the annealing heat treatment temperature satisfy the following formula (1) If so,
The stainless steel sheet is sansilized with a mixed solution of a high chromium ferritic stainless steel sheet containing 80 to 150 g / l of sulfuric acid and 5 to 19 g / l of free hydrofluoric acid and immersing it in a mixed acid solution having an oxidation-reduction potential of 550 mV or more, Way.
[Formula (1)
(Annealing heat treatment temperature) > 0 < - > 0 < - >
상기 스테인리스 강판에 포함된 크롬, 규소 및 몰리브덴의 함량을 각각 Cr(wt%), Si(wt%) 및 Mo(wt%)로 나타낼 때, 상기 함량과 소둔 열처리 온도가 하기 식(2)를 만족하는 경우,
상기 스테인리스 강판은 80 내지 150g/l 황산 및 16 내지 30g/l 자유불산을 포함하며, 산화환원전위가 320mV이상인 혼산 용액에 침지하여 산세 공정을 수행하는 고크롬 페라이트계 스테인리스 강판의 혼산 용액을 이용한 산세방법.
[식 (2)]
19.5 - 0.510 × Si (w%) - 0.069 × Cr (w%) - 0.228 × Mo (w%) - 0.0173 × (소둔 열처리 온도) < 0
In a pickling method using a mixed acid solution of 17 to 26 wt% chromium and a high chromium ferritic stainless steel sheet containing silicon and molybdenum,
When the contents of chromium, silicon and molybdenum contained in the stainless steel sheet are represented by Cr (wt%), Si (wt%) and Mo (wt%), respectively, the content and the annealing heat treatment temperature satisfy the following formula If so,
The stainless steel sheet comprises a sans-serif using a mixed solution of a high chromium ferritic stainless steel sheet containing 80 to 150 g / l sulfuric acid and 16 to 30 g / l free hydrofluoric acid and immersing it in a mixed acid solution having an oxidation-reduction potential of 320 mV or higher, Way.
[Expression (2)]
(Annealing heat treatment temperature) < 0 (annealing temperature) < SEP > 0 < SEP >
The pickling method according to claim 1, wherein the redox potential of the mixed acid solution is maintained by adding hydrogen peroxide to the mixed acid solution.
4. The pickling method according to claim 3, wherein the hydrogen peroxide remaining in the mixed acid solution is maintained at a concentration of 1 to 30 g / l by using a mixed acid solution of a high-chromium ferritic stainless steel plate.
3. The pickling method according to claim 2, wherein the redox potential of the mixed acid solution is maintained by adding hydrogen peroxide to the mixed acid solution.
The pickling method according to claim 1, wherein the mixed acid solution has a temperature of 30 to 40 ° C.
3. The pickling method according to claim 2, wherein the mixed acid solution has a temperature of 40 to 60 DEG C, using a mixed acid solution of a high chromium ferritic stainless steel sheet.
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