KR0135001B1 - 소부경화형 연질 표면처리 열연코일의 제조방법 - Google Patents
소부경화형 연질 표면처리 열연코일의 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 캔(can)용 표면처리 원판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 제강공정에서 극저탄소강을 출발소재로 하여 연질 표면처리 원판(black plate재)을 제조하는 방법에 있어서, CaO/Al2O3:1.0-2.5의 진공탈가스(RH) 출발 래들 슬래그(Ladle Slag)를 조성하고, wt%로 C:0.001-0.005%, Mn:0.07-0.25%, Si:0.01-0.02%, P:0.011-0.015%, S:0.008-0.015%, SOl.Al:0.043-0.06%, Ti:0.01% 이하, Nb:0.01% 이하, N:0.001-0.004% 및 기타의 불순물로 조성되는 Ti미첨가 극저탄소 Al 탈산강을 전산소량 15ppm 이하가 되도록 열간 압연 및 산세한 다음, 열간 마무리온도 890-940℃, 열간 권취온도 650-720℃에서 열간 압연하여 소재의 청정성이 향상됨과 더불어 원가가 절감되고 가공성과 경도특성이 향상되는 소부경화형 연질 표면처리 열연코일의 제조방법이다.
Description
본 발명은 심가공을 실시하는 2-피스캔(2-piece can; 이하 DI 캔이라 한다)용 및 3-피스캔(이하, TI 캔이라 한다)용 주석도금강판 및 주석을 포함하지 않는 표면처리 열연코일을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 연속소둔에 의한 DI 캔과 TI 캔 제조용으로 사용되는 소부경화형 연질 표면처리 열연코일의 제조방법에 관한 것이다.
현재 일반적으로 생산되는 캔용 표면처리 원판인 열연코일은 저탄소강을 소재로 하여 상소둔 처리하여 제조되고 있으며, 저탄소강으로 연속 소둔처리를 할 경우에는 과도한 탄소량에 의해 결정립 성장이 억제되고 세멘타이트 석출량의 증가로 석출경화 발생 및 고용탄소 증가로 인해 가공성을 확보하기 어렵다.
한편, DI 캔과 TI 캔용 연질 표면처리 원판(Black Plate; BP)은 심가공에 사용하는 것으로, 경도 및 청정성 확보를 위해 일반적으로 0.04wt% C의 저탄소강을 상소둔하여 제조하고 있는바, 이는 연속소둔 방식에 의해서 생산된 소재와 비교할 때 열연 저온권취로 상소둔 중 AIN을 석출시켜 가공성에 유리한 집합조직을 발달시켜 가공성을 확보하고 있으며, 서냉을 통해 침입형 원소인 C, N을 석출시키기 때문에 시효측면에서도 유리하다.
반면에 연속소둔으로 소재의 생산시는 생산성 및 품질의 균일성 면에서 유리하며, 조성에너지 및 제조공기에 있어서도 유리하다.
또한, 연속소둔방식으로 연질 표면처리 원판을 제조할 경우 소부경화(Bake Hardening) 특성을 얻는데 유리하기 때문에 연속소둔방식으로 DI 캔과 TI 캔용 연질 표면처리원판의 제조가 요구되고 있는 것이다.
따라서, 최근 개발된 기술은 극저탄소강을 소재로 연속소둔 처리하여 캔 표면처리 원판인 열연코일을 제조하고 있으며, 이때 원판의 경도 및 가공성을 확보하기 위하여 탄질화물 형성원소인 Ti 또는 Nb를 별도로 0.01-0.03wt% 첨가하고 있다.
일반적으로, DI 캔, TI 캔용 연질 표면처리 원판의 제조 전용 연속소둔설비를 사용하는 경우에는 일반 냉연강판을 생산하는 연속소둔설비에 비하여 가열온도 및 냉각조건에서 떨어지며, Nb 첨가강의 경우 Ti 첨가강에 비해 재결정온도가 높기 때문에 로 부하 및 재질확보 측면에서 불리하다.
따라서, 연질 표면처리 원판을 연속소둔으로 제조하기 위해서는 Ti를 별도로 첨가하여 제조하는 것이 일반적이다.
그러나, Ti를 별도로 첨가하여 극저탄소강 연질 표면처리 원판을 제조할 경우 제강공정에서 Ti계 복합개재물이 형성되어 캔 플랜지(can flange)부 크랙을 유발할 뿐만 아니라 연주공정에서 침지노즐의 막힘을 유발하여 품질 열화를 초래한다.
제강공정에서 Ti 첨가강의 경우 청정도가 열화되는 이유는 Ti가 용강의 점도를 상승시키기 때문인 것으로 알려져 있으며, 도 1은 제강공정에서 Ti 첨가강과 본 발명에 사용되는 극저탄소강 4-4CH의 침지노즐 막힘 지수를 나타낸 것으로 Ti 첨가강이 불리한 것으로 나타남을 알 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명한 것으로, DI 캔과 TI 캔용 연질 표면처리 원판의 열연소재 제조에 첨가되는 Ti와 Nb를 각각 0.01% 이하로 규제하여 소재의 청정성을 향상함과 아울러 원가를 절감하고, Sol.Al을 0.03wt% 이상 첨가하여 침입형 원소의 석출을 유도하여 가공성과 경도가 향상되는 소부경화형 연질 표면처리 열연코일의 제조방법을 제공함을 그 목적을 한다.
도 1은 제강공정에서 기존의 Ti 첨가강과 본 발명에 채용한 극저탄소강 4-4CH의 침지노즐 막힘 지수를 나타낸 그래프이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제강공정에서 극저탄소강을 출발소재로 하여 연질 표면 처리 원판(Black Plate)을 제조하는 방법에 있어서, CaO/Al2O3:1.0-2.5의 진공탈가스(RH) 출발 래들 슬래그(Ladle Slag)를 조성하고, wt%로 C:0.001-0.005%, Mn:0.07-0.25%, Si:0.01-0.02%, P:0.011-0.015%, S:0.008-0.015%, SOl.Al:0.043-0.06%, Ti:0.01% 이하, Nb:0.01% 이하, N:0.001-0.004% 및 기타의 불순물로 조성되는 극저탄소강 Al 탈산강을 전산소량 15ppm 이하가 되도록 열간 압연 및 산세한 다음, 열간 마무리온도 890-940℃, 열간 권취온도 650-720℃에서 열간 압연하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
캔용 연질 표면처리 원판을 연속소둔으로 처리하기 이해서는 극저탄소강 소재의 사용이 필수적인데, 연질 표면처리 원판용 극저탄소강 제조에 있어서, 가장 중요한 항목은 15ppm 이하의 전산소량으로 슬라브(Slab)를 제조하는 것이며, 슬라브의 전산소량이 15ppm 이상일 경우 비금속 개재물에 의해 캔 플랜지(can flange)부 크랙이 발생하기 때문이다.
이러한 전산소량 15ppm 이하의 슬라브를 제조하기 위해서 생석회, 래들 슬래그 조제재 등을 투입하여 진공탈가스(RH) 출발 슬래그중 CaO/Al2O3비가 1.0-2.5로 되도록 필수적으로 작업하여야 하며, 슬래그 탈산작업을 실시하는 것이 또한 바람직하다.
또한, 강중 탄소가 0.005% 이상 초과하게 되면, 탄소량의 증가와 함께 결정립 성장이 억제되고 세멘타이트의 석출량 증가로 석출 경화발생 및 고용탄소 증가로 인해 캔용 연질 표면처리 원판의 목표 경도를 확보하기 어렵고, 또, 질소성분이 0.004% 초과할 경우 침입형 고용원소의 증가로 가공성에 유리한 집합조직을 얻을 수 없게 된다.
한편, Ti를 0.01% 이상 첨가할 경우에는 재결정온도 상승 및 소부경화 특성 효과가 저하하게 되며, Nb를 0.01% 이상 첨가할 경우에는 Ti이 첨가된 경우보다 재결정온도가 더욱 상승되어 노 부하 및 재질확보 측면에서 불리하며, 강도가 증가되어 가공성에 나쁜 영향을 미치게 되므로 한정할 필요가 있다.
그러나, Ti와 Nb를 각각 0.01%까지 허용하는 것은 제강공정에서 용강을 정련할 때 래들 지금 등에 의해 자연 발생적으로 0.01%까지 잔류할 수 있기 때문이며, 이를 완전히 제거하는 것을 사실상 불가능한 것이다.
본 발명에서 Ti이나 Nb를 첨가하지 않는다는 것은 상기와 같이 자연발생적으로 잔류되는 양을 하고 별도의 양을 첨가하지 않는 것을 의미한다.
상기 Si 성분은 가공성에 유해한 성분으로서 최대한 정련공정에서 제거하여야 하며, 공정의 효율성을 고려할 때 0.02% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 Sol.Al은 강중의 질소를 AlN 석출물로 석출시키기 위해 첨가하게 되는데, 0.043% 이하에서는 첨가효과가 없고, 0.06% 이상에서는 Al이 고용상태로 존재함으로써 Sol.Al은 0.043-0.06%가 적당하다.
또한, 상기 P와 S는 가공성 및 표면특성을 해치는 성분으로서 가능한 한 억제시키는 것이 좋다.
그리고, 상기 Mn은 인장강도의 향상 및 강중의 S를 Mn화하여 취성을 방지하기 위해 첨가되는 성분으로서 0.07-0.25%가 적당하다.
이상과 같이 제조된 슬라브는 열간 압연 및 산세하게 되는데 열간 압연 및 산세는 통상의 극저탄소강 제조조건과 유사하게 개재물 흡수능이 우수한 톱 슬래그(Top Slage)하에서 처리되는데, 열간 압연 조건은 열간 압연 마무리 온도 890-940℃, 권취온도 650-720℃이다.
이상의 제강공정과 열연공정에서 생산된 코일을 일반적인 냉간 압연 조건에서 압연할 경우 소부경화형 연질 표면처리 열연코일을 제조할 수있으며, 본 발명의 시험결과에 의하면, 냉간 압하율 85-90%, 소둔온도 700-740℃로 제한하는 것이 바람직하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
하기 표 1과 같이 화학성분을 갖도록 강의 성분조성을 하였다.
특히 본 발명강 제조시 강중 Sol.Al을 0.043% 이상 유지되도록 유의하여 강의 성분을 조성하고, 하기 표 2와 같이 래들 슬래그 조성 조건으로 전산소량 15ppm 이하를 확보하였다.
하기 표 1에서 비교강 A는 Nb 첨가강(연속소둔용), B는 Ti 첨가강(연속소둔용), C는 저탄소강(상소둔용)을 나타낸 것이며, 다음에 하기 표 1, 2와 같은 조성으로 제조된 슬라브를 하기 표 3의 열연 조건으로 압연을 실시하여 열연코일을 제조하였다.
상기 실시예에 따라 제조된 열연코일을 통상의 냉간 압연 조건인 냉간압하율 85-90%, 냉연소둔온도 690-730℃에서 압연한 결과 경도(HR30T) 50-55, r값(rankford 값) 1.5 이상이고, 소부경화(BH; Bake Hardening) 4 정도의 표면처리 원판을 제조할 수 있었다.
상술한 바와 같이 본 발명의 방법으로 캔용 연질 표면처리 원판을 제조할 경우 경도(HR30T) 50-55, r값(rankford 값) 1.5 이상이고, 소부경화(BH; Bake Hardening) 4정도인 표면처리 원판이 제조되어 소재의 청정성이 향상됨과 더불어 원가가 절감되고, 가공성과 경도특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (1)
- 제강공정에서 극저탄소강을 출발소재로 하여 연질 표면처리 원판(Black Plate)을 제조하는 방법에 있어서, CaO/Al2O3:1.0-2.5의 진공탈가스(RH) 출발 래들 슬래그(Ladle Slag)를 조성하고, wt%로 C:0.001-0.005%, Mn:0.07-0.25%, Si:0.01-0.02%, P:0.011-0.015%, S:0.008-0.015%, SOl.Al:0.043-0.06%, Ti:0.01% 이하, Nb:0.01% 이하, N:0.001-0.004% 및 기타의 불순물로 조성되는 극저탄소강 Al 탈산강을 전산소량 15ppm 이하가 되도록 열간 압연 및 산세한 다음, 열간 마무리온도 890-940℃, 열간 권취온도 650-720℃에서 열간 압연하는 것을 특징으로 하는 소부경화형 연질 표면처리 열연코일의 제조방법.
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