KR102179303B1 - 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서는 자동차 배기계에 응용될 수 있는 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치 및 그 방법을 개시한다.
상기 개시되는 스케일 제거 장치는 일 실시예에 따르면 염산조 및 실리콘카바이드(SiC) 연마입자를 함유하는 브러쉬를 포함하고, 하기 식(1) 및 식(2)를 만족하는 것을 특징으로 한다.
(1) (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C) < 1.5
(2) (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C) < 50
(여기서, N: 상기 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호, T: 상기 염산조에 침적된 강판의 침적시간(초), C: 상기 염산조의 염산농도(중량%)를 의미한다).

Description

저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치 및 그 방법 {Scale removing apparatus and method for low chromium ferritic stainless steel hot-rolled steel sheet}

본 발명은 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 제조 시에 발생하는 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

강 중 크롬 함량이 11% 수준인 저크롬 409L 페라이트 스테인리스강은 주로 자동차 배기계로 사용된다. 일반적으로 상기와 같은 저크롬 페라이트계 스테인리스강의 소둔 스케일은 크롬이 함유되어 있어 스케일의 구조가 매우 치밀하고, 내식성이 좋아 스케일 제거가 매우 어렵다.

이에 따라, 저크롬 페라이트계 스테인리스강의 열연 소둔 스케일의 제거 방법은 스케일 브레이커, 숏트 블라스트, 거친 연마 브러쉬 등의 기계적인 방법으로 1차적으로 스케일을 제거하는 단계 및 고온, 고농도의 황산 침적 단계와 질산과 불산으로 이루어진 혼산 침적 단계를 가지는 매우 복잡한 산세공정으로 이루어졌다.

산세공정으로 질산을 사용하는 경우에, 산세공정 중에 NOx 가스가 발생하고, 산세 후 버려지는 폐산에서 질소를 배출시키기 때문에 환경오염을 가중시키는 문제가 있다. 따라서, 산세공정 중에 NOx 가스를 제거하는 DeNOx 장치와 폐산 중 질소를 제거하는 탈질 처리 장치가 필수적으로 필요하며, 처리 비용이 많이 들며, 통상 산세 시간이 수분 이상 걸려 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 숏트 블라스트와 거친 연마 브러쉬 등 기계적인 방법으로 스케일을 제거하는 과정에 있어서 거칠어진 표면은 냉간 압연 이후에도 영향을 미쳐 표면이 미려하지 못한 문제가 있다.

한국 특허등록공보 제1996-0004787호 (1996년04월13일 공고)

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 복잡한 스케일 제거 공정을 단순화하여 경제성을 향상시킬 수 있으며, NOx 가스와 질소를 포함하는 폐수와 같은 오염물 배출이 없어 친환경적이고, 표면 품질이 향상된 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판을 제조하기 위한 스케일 제거 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치는 염산조 및 실리콘카바이드(SiC) 연마입자를 함유하는 브러쉬를 포함하고, 하기 식(1) 및 식(2)를 만족한다.

(1) (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C) < 1.5

(2) (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C) < 50

(여기서, N: 상기 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호, T: 상기 염산조에 침적된 강판의 침적시간(초), C: 상기 염산조의 염산농도(중량%)를 의미한다).

또한, 스케일 표면에 균열을 발생시키는 스케일 브레이커를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 염산조의 염산농도(C)는 18~21%이며, 상기 침적시간(T)은 15~60초일 수 있다.

또한, 상기 메쉬번호(N)는 80~240일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 방법은 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판을 염산조에 침적하여 산세 처리하는 단계 및 상기 강판의 표면에 잔류하는 스케일 및 상기 산세 처리 후에 형성된 반응물을, 실리콘카바이드(SiC) 연마입자를 함유하는 브러쉬를 이용하여 제거하는 단계를 포함하고, 하기 식 (1) 및 식(2)를 만족한다.

(1) (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C) < 1.5

(2) (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C) < 50

(여기서, N: 상기 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호, T: 상기 염산조에 침적된 강판의 침적시간(초), C: 상기 염산조의 염산농도(중량%)를 의미한다).

또한, 상기 강판을 상기 염산조에 침적하기 전에 스케일 브레이커를 이용하여 스케일 표면에 균열을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 염산조의 염산농도(C)는 18~21%이며, 상기 침적시간(T)은 15~60초일 수 있다.

또한, 상기 메쉬번호(N)는 80~240일 수 있다.

본 발명에 따른 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치 및 그 방법은 강판을 염산조에 바로 침적하여 산세 처리하므로, 황산 침적 단계 및 혼산 침적 단계를 거치는 복잡한 산세 공정을 단순화하여 비용을 절감할 수 있다.

또한, 기존 스테인리스 강의 산세공정에 비해 염산조만을 이용하여 산세 처리하고 있으므로, 질산을 사용하지 않는다는 점에서 녹스(NOx)와 같은 공해물질을 배출하지 않아 친환경적이다.

또한, 기계적인 산세공정이 단순화되어, 냉간 압연 이후에도 표면 품질이 우수한 스테인리스 강판을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치의 개략도이다.
도 2는 냉간 압연 후의 본 발명의 스테인리스 강판을 광학 현미경 100배로 촬영한 사진이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

또한, 본 명세서의 "저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판"은 14중량% 이하의 저크롬 함유 페라이트계 스테인리스 강을 열간 압연한 스테인리스 열연강판으로서 열간 압연 이후 소둔 처리되지 않은 무소둔 강판을 의미한다.

강 중 크롬 함량이 11% 수준인 저크롬 409L 페라이트 스테인리스강은 주로 자동차 배기계로 사용된다. 일반적으로 상기와 같은 저크롬 페라이트계 스테인리스강의 소둔 스케일은 크롬이 함유되어 있어 스케일의 구조가 매우 치밀하고, 내식성이 좋아 스케일 제거가 매우 어렵다.

이에 따라, 저크롬 페라이트계 스테인리스강의 열연 소둔 스케일의 제거 방법은 스케일 브레이커, 숏트 블라스트, 거친 연마 브러쉬 등의 기계적인 방법으로 1차적으로 스케일을 제거하는 단계 및 고온, 고농도의 황산 침적 단계와 질산과 불산으로 이루어진 혼산 침적 단계를 가지는 매우 복잡한 산세공정으로 이루어졌다.

산세공정으로 질산을 사용하는 경우에, 산세공정 중에 NOx 가스가 발생하고, 산세 후 버려지는 폐산에서 질소를 배출시키기 때문에 환경오염을 가중시키는 문제가 있다. 따라서, 산세공정 중에 NOx 가스를 제거하는 DeNOx 장치와 폐산 중 질소를 제거하는 탈질 처리 장치가 필수적으로 필요하며, 처리 비용이 많이 들며, 통상 산세 시간이 수분 이상 걸려 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 숏트 블라스트와 거친 연마 브러쉬 등 기계적인 방법으로 스케일을 제거하는 과정에 있어서 거칠어진 표면은 냉간 압연 이후에도 영향을 미쳐 표면이 미려하지 못한 문제가 있다.

따라서 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 복잡한 스케일 제거 공정을 단순화하여 경제성을 향상시킬 수 있으며, NOx 가스와 질소를 포함하는 폐수와 같은 오염물 배출이 없어 친환경적이고, 표면 품질이 향상된 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 제조하기 위한 스케일 제거 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 스케일 제거 장치는 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치는 염산조, 실리콘카바이드(SiC) 연마입자를 함유하는 브러쉬를 포함한다. 이하, 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판은 편의상 스테인리스 강판으로 약칭될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스케일 제거 장치에 대한 개략적인 도면이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명 하나 도 1은 본 발명의 일 예이며, 반드시 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 스케일 제거 장치는 스테인리스 강판(1)을 침적하고, 산세 처리함으로써 스케일을 제거하는 침적 염산조(3)를 포함하며, 상기 염산조(3)에서 이송된 상기 강판(1)의 표면에 잔류하는 스케일 및 상기 산세 처리 후에 형성된 반응물을 제거하기 위한 브러쉬(4), 상기 브러쉬 처리된 강판(1)을 수세하기 위한 수세장치(5) 및 수세 후 건조하기 위한 건조장치(6)를 포함한다.

또한, 강판(1)이 염산조(3)에 침적되기 전에 스케일 표면에 균열을 발생시킬 수 있는 스케일 브레이커(2)를 더 포함할 수 있다. 스케일 브레이커(2)에 의해 형성된 스케일 표면의 균열은 이후 염산조(3)에서의 침적 공정에서 스케일과 모재의 계면에 산 침투를 용이하게 하여 스케일이 효과적으로 제거될 수 있도록 한다. 또한, 스케일 브레이커(2)는 스테인리스 강판(1)의 형상을 편평하게 할 수 있다.

본 발명의 염산조(3)은 스테인리스 강판의 표면 상에 형성된 Cr, Fe 성분의 스케일을 제거하기 위한 기구이다. 본 발명의 염산조(3)에서는 고농도의 황산 침적단계와 질산과 불산으로 이루어진 혼산 침적 단계를 거치지 않고, 염산용액이 수용된 염산조(3)에 스테인리스 강판(1)을 침적하여 스케일을 제거한다. 이와 같이 종래의 복잡한 산세 공정을 단순화하였으므로, 비용이 절감된다.

강판(1)에 형성된 스케일을 효율적으로 제거하기 위해서는, 염산조(3)에 수용되는 염산용액의 농도와 침적시간은 높을수록 좋다. 그러나, 농도와 침적시간이 특정 수준을 초과하게 되면, 스케일 제거 이후 모재가 용해될 수 있고, 용해된 모재 위에 과도한 표면 반응물들이 형성되어, 이후 브러쉬(4)에서 제거되어야 할 이물질들이 과다해질 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서, 적절한 산세를 위해서는 염산용액의 농도와 침적시간이 한정되어야 한다. 본 발명의 일 예로서, 염산조(3)에서 염산농도는 18~21%, 침적시간은 15~60초일 수 있다.

산세 처리된 강판(1)은 염산조(3)에서 브러쉬(4)로 이송되고, 브러쉬(4)에서는 이송된 강판(1)의 표면에 잔류하는 스케일 및 산세 처리 후에 형성된 반응물을 표면으로부터 기계적으로 분리하여 제거한다.

브러쉬(4)를 구성하는 브러쉬 모는 기존의 나일론 재질이 아닌 실리콘카바이드(SiC) 연마입자를 함유한 재질로 구현할 수 있으며, SiC 연마입자는 거칠기를 고려하여 메쉬번호 #80 ~ #1200까지 사용할 수 있다. SiC 연마입자의 메쉬번호가 #80 미만인 경우 오히려 강판(1)의 표면 품질을 저하시킬 수 있으며, #240을 초과하는 경우에는 연마능력이 거의 없으므로, 잔류하는 스케일 및 부반응물이 존재할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 브러쉬 모를 구성하는 SiC 연마입자의 메쉬번호는 #80 ~ #240의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 스케일 제거 장치는 상기 브러쉬(4)를 통과한 스테인리스 강판(1)을 수세하는 수세장치(5) 및 수세장치(5)를 통과한 스테인리스 강판(1)을 건조시키는 건조장치(6)을 포함한다.

열연강판의 표면 품질은 이후 최종 냉간 압연한 강판의 표면 품질에도 영향을 주기 때문에, 열연강판의 표면 품질을 관리하는 것이 중요하다. 스테인리스 열연강판의 표면 품질은 상기 염산조의 염산농도 및 침적시간과 브러쉬의 SiC 연마입자의 크기(메쉬번호)에 의해 결정되며, 산세 및 브러쉬 처리 이후 표면 조도(Ra, ㎛)의 조건을 나타내는 이하의 식(1)과 브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적율(%)의 조건을 나타내는 이하의 식(2)를 만족하는 경우 확보된다.

(1) (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C) < 1.5

(2) (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C) < 50

여기서, N: 상기 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호, T: 상기 염산조에 침적된 강판의 침적시간(초), C: 상기 염산조의 염산농도(중량 %)를 의미한다. 또한, 식(1), (2)에서, 상술한 산세 및 브러쉬 처리 이후의 표면 조도 및 브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적율은 각각 이하의 식(3), (4)로 나타낼 수 있다.

(3) 표면 조도(Ra, ㎛) = (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C)

(4) 면적율(%) = (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C)

따라서, 열연강판의 표면 품질을 우수하게 하기 위해서는 상술한 식(1) 및 식(2)를 만족하도록 메쉬번호(N), 침적시간(T), 염산농도(C)를 적절히 제어하여 스케일을 제거하는 것이 바람직하다.

개시된 실시예에 따른 스테인리스 강판의 스케일 제거장치를 이용한 스케일 제거방법은 열간 압연되고, 열연 소둔 처리되지 않은 스테인리스 강판을 염산조에 침적하여 산세 처리하는 단계와, 강판의 표면에 잔류하는 스케일 및 산세 처리 후에 형성된 반응물을 브러쉬를 이용하여 제거하는 단계와, 브러쉬를 통과한 강판을 수세하는 단계와, 수세 후 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 스케일의 효과적인 제거와 스테인리스 강판의 편평성을 위하여, 강판을 염산조에 침적하기 전에 스케일 브레이커를 이용하여 강판의 스케일 표면에 균열을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 스케일 제거방법은 상술한 도 1을 참조하여 설명한 내용을 참조하여, 다양한 방법으로 스케일을 제거할 수 있으며 중복되는 내용의 설명은 생략한다. 아울러, 상술한 바와 같이 표면 품질을 위하여 식(1) 및 식(2)를 만족시키는 것이 바람직하다. 식(1) 및 식(2)는 전술하였으므로 생략한다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

{실시예}

이하의 각 발명예 및 비교예서는 염산조 온도 80℃에서 염산 농도 및 침적 시간, 브러쉬의 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호에 따른 표면 조도와 브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적율을 측정하였다. 이하에서, 브러쉬의 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호는 편의상 메쉬번호로 약칭한다.

표면 조도는 접촉시 조도계를 활용하여 Ra값(㎛)을 측정하였다. 이하, 편의상 조도로 약칭한다.

브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적율(%)은 광학 현미경 100배 촬영 후 이미지 분석 방법을 통해 측정하였다. 이하에서, 브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적율(%)는 편의상 면적율로 약칭한다.

산세 후 표면 품질의 양호/불량의 판단은 최종 냉간 압연 후, 브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적에 의해 발생된 결함의 존재 유무에 따라 판단하였다. 결함이 발생하지 않은 경우는 양호(○), 결함이 발생한 경우는 불량(X)로 나타내었다. 도 2는 냉간 압연 후 스테인리스 강판에 발생한 결함을 나타내며, 광학 현미경 100배로 촬영한 사진이다.

이하의 표 1은 앞서 기술한 조건 하에서 염산온도 80℃, 메쉬번호 #80 ~ #1200, 침적시간 15~60초 및 염산농도 18~24중량% 범위에서 실험을 통해 측정한 결과를 나타낸 표이다.

	메쉬 번호	침적 시간 (초)	염산 농도 (%)	조도 (Ra,㎛)	면적율 (%)	양호 / 불량
발명예 1	240	30	18	1.48	38	O
비교예 1	240	45	18	1.53	40	X
비교예 2	240	60	18	1.62	45	X
발명예 2	240	30	21	1.47	48	O
비교예 3	240	45	21	1.58	51	x
비교예 4	240	60	21	1.72	53	x
발명예 3	100	30	18	1.38	30	O
발명예 4	100	45	18	1.41	33	O
발명예 5	100	60	18	1.48	41	O
발명예 6	100	30	21	1.33	43	O
발명예 7	100	45	21	1.49	45	O
비교예 5	100	60	21	1.48	56	x
발명예 8	80	15	18	1.28	24	O
발명예 9	80	30	18	1.31	28	O
발명예 10	80	45	18	1.39	35	O
발명예 11	80	60	18	1.48	42	O
발명예 12	80	45	21	1.42	46	O
비교예 6	80	60	21	1.47	54	x
비교예 7	400	30	18	1.73	47	x
비교예 8	400	30	21	1.75	61	x
비교예 9	800	60	18	2.05	57	x
비교예 10	800	60	21	2.12	68	x
비교예 11	1200	30	21	2.25	65	x
비교예 12	1200	45	21	2.31	78	x
비교예 13	1200	60	21	2.35	82	x
비교예 14	1200	60	18	2.42	69	x
비교예 15	80	60	24	1.52	64	x
비교예 16	100	45	24	1.44	62	x
비교예 17	240	30	24	1.49	59	x

상기 표 1을 참조하여, 각 발명예 및 비교예의 측정결과를 비교하여 평가하였다.

침적시간(T, 초)와 관련하여 표 1을 참조하면, 침적시간이 길어질수록 조도(Ra, ㎛) 및 면적율(%)값이 상승함을 알 수 있다.

발명예 1 및 비교예 1,2를 비교하면 침적시간이 길어짐에 따라 면적율은 50% 이하이나, 표면 조도의 값이 1.5㎛를 초과하게 되어 최종 냉각 압연 시 비교예 1,2의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

또한, 보다 높은 염산농도(21중량%)에서의 결과인 발명예 2 및 비교예 3,4를 비교하면 침적시간이 길어짐에 따라 면적율이 50%를 초과하였으며, 표면 조도 값도 1.5㎛를 초과하였다. 최종 냉각 압연 시 비교예 3,4의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 12 및 비교예 6을 비교하면 침적시간이 길어짐에 따라 표면 조도의 값은 1.5㎛ 미만이나, 면적율이 50%를 초과하게 되어 최종 냉각 압연 시 비교예 6의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

염산농도(C, 중량%)와 관련하여 표 1을 참조하면, 염산농도가 커질수록 조도(Ra, ㎛) 및 면적율(%)값이 상승함을 알 수 있다. 이때, 면적율 값의 증가율이 조도 값의 증가율보다 현저히 큰 것을 알 수 있다.

발명예 5 및 비교예 5를 비교하면 염산농도가 커짐에 따라 표면 조도의 값은 1.5㎛ 미만이나, 면적율이 50%를 초과하게 되어 최종 냉각 압연 시 비교예 5의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 11 및 비교예 15를 비교하면 염산농도가 커짐에 따라 표면 조도 값이 1.5㎛를 초과하였으며, 면적율도 50%를 초과하게 되어 최종 냉각 압연 시 비교예 15의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 4 및 비교예 16을 비교하면 염산농도가 커짐에 따라 표면 조도의 값은 1.5㎛ 미만이나, 면적율이 50%를 초과하게 되어 최종 냉각 압연 시 비교예 16의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 1 및 비교예 17을 비교하면 염산농도가 커짐에 따라 표면 조도의 값은 1.5㎛ 미만이나, 면적율이 50%를 초과하게 되어 최종 냉각 압연 시 비교예 17의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

아울러, 염산농도가 21%를 초과한 비교예 15 내지 17은 염산농도가 과도해짐에 따라 오히려 부반응물이 형성되어, 브러쉬에 의해 제거되어야 할 이물질들이 과다해진다. 그 결과, 면적율이 상당하게 증가하게 되어 최종 냉각 압연 시 결함이 발생하였다.

메쉬번호(N)와 관련하여 표 1을 참조하면, 메쉬번호가 커질수록 조도(Ra, ㎛) 및 면적율(%)값이 상승함을 알 수 있다.

발명예 10, 11 및 비교예 1,2를 비교하면 메쉬번호가 커짐에 따라 면적율 값은 50% 미만이나, 표면 조도가 1.5㎛를 초과하여 최종 냉각 압연 시 비교예 1,2의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 12 및 비교예 3을 비교하면 메쉬번호가 커짐에 따라 표면 조도가 1.5㎛를 초과하였으며, 면적율 값도 50%를 초과하여 최종 냉각 압연 시 비교예 3의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 1, 3, 9 및 비교예 7을 비교하면 메쉬번호가 커짐에 따라 면적율 값은 50% 미만이나, 표면 조도가 1.5㎛를 초과하여 최종 냉각 압연 시 비교예 7의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

발명예 2, 6 및 비교예 8을 비교하면 메쉬번호가 커짐에 따라 표면 조도가 1.5㎛를 초과하였으며, 면적율 값도 50%를 초과하여 최종 냉각 압연 시 비교예 8의 강판에는 압연 결함이 발생하였다.

아울러, 메쉬번호가 240에 비하여 큰 비교예 7 내지 14는 연마입자 크기가 매우 작거나, 아예 없는 나일론 브러쉬인 경우로 연마능력이 거의 없기 때문에 대다수가 표면 조도가 1.5㎛를 초과하며, 면적율 또한 50%를 초과하여 최종 냉각 압연 시 압연 결함이 발생하였다.

상술한 내용을 참조하면, 각 발명예와 같이 표면 조도(Ra, ㎛) 값이 1.5㎛ 미만이며 그와 동시에, 면적율(%)값이 50% 미만인 경우에는 최종 냉각 압연 시 스테인리스 강판에 압연 결함이 발생하지 않았음을 알 수 있다.

따라서, 최종 냉각 압연한 강판의 표면 품질은 산세 및 브러쉬 처리 이후 표면 조도(Ra, ㎛)를 나타내는 이하의 식(1)과 브러쉬에 의해 표면이 연마되지 않은 면적율(%)을 나타내는 이하의 식(2)를 만족하는 경우 확보됨을 알 수 있다.

(1) (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C) < 1.5

(2) (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C) < 50

(여기서, N: 상기 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호, T: 상기 염산조에 침적된 강판의 침적시간(초), C: 상기 염산조의 염산농도(중량 %)를 의미한다).

상술한 바에 따르면, 본 발명에 따른 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 장치 및 그 방법은 강판을 염산조에 바로 침적하여 산세 처리하므로, 황산 침적 단계 및 혼산 침적 단계를 거치는 복잡한 산세 공정을 단순화할 수 있다.

또한, 기존 스테인리스 강의 산세공정에 비해 염산조만을 이용하여 산세 처리하고 있으므로, 질산을 사용하지 않는다는 점에서 녹스(NOx)와 같은 공해물질을 배출하지 않아 친환경적이다.

또한, 기계적인 산세공정이 단순화되어, 냉간 압연 이후에도 표면 품질이 우수한 스테인리스 강판을 제공할 수 있다.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

1: 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판
2: 스케일 브레이커
3: 염산조
4: 브러쉬
5: 수세장치
6: 건조장치

Claims (8)

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5. 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판을 염산조에 침적하여 산세 처리하는 단계; 및
   상기 강판의 표면에 잔류하는 스케일 및 상기 산세 처리 후에 형성된 반응물을, 실리콘카바이드(SiC) 연마입자를 함유하는 브러쉬를 이용하여 제거하는 단계를 포함하고,
   하기 식 (1) 및 식(2)를 만족하며,
   상기 염산조의 염산농도(C)는 18~21%이며, 상기 침적시간(T)은 15~60초이며,
   상기 실리콘카바이드(SiC) 연마입자의 메쉬번호는 80~240이며,
   상기 강판을 상기 염산조에 침적하기 전에 스케일 브레이커를 이용하여 스케일 표면에 균열을 발생시키는 단계;를 더 포함하는 저크롬 페라이트계 스테인리스 열연강판의 스케일 제거 방법.
   (1) (1.04 + 0.000801*N + 0.00492*T + 0.00451*C) < 1.5
   (2) (-59 + 0.0243*N + 0.341*T + 4.29*C) < 50
   (여기서, N: 상기 실리콘카바이드 연마입자의 메쉬번호, T: 상기 염산조에 침적된 강판의 침적시간(초), C: 상기 염산조의 염산농도(중량%)를 의미한다).
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