KR0143501B1 - 고강도 구조용 용융아연 도금강판의 제조방법 - Google Patents

고강도 구조용 용융아연 도금강판의 제조방법

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Abstract

본 발명은 건자재, 파이프등과같이 구조물을 지지하는데 사용되는 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 강조성을 적절히 선정하여 재결정온도를 높힘으로써 CGL의 생산성확보 및 표면형상등의 품질도 동시에 만족시킬 수 있는 고강도 구조용 용융아연도금 강판을 제조하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 강 슬라브를 열간압연 및 내간압연한후, 연속용융아연도금 라인(CGL)에서 연속용융아연도금하여 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, C:0.04-0.10%, Mn:0.20-0.50%, Si:0.05%이하, P:0.02%이하, S:0.02%이하, Ti:0.05-0.10%, N:0.01%이하, 잔부 Fe 및 기타불가피한 불순물로 조성되고, 유효 Ti*(Ti*=Ti-4C-3.4N-1.5S)가 -(negative)값을 갖는 강 슬라브를 열간 압연하고, 540-580℃에서 권취한 다음, 냉간압연한후, 전처리하여 620-680℃에서 CGL소둔한 다음, 용융아연도금한후, 조질압연, 후처리및 권취하여 고강도 구조용 용융아연도금강판을 제조하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

고강도 구조용 용융아연 도금강판의 제조방법
본 발명은 건자재, 파이프등과 같이 구조물을 지지하는데 사용되는 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
용융아연 도금 강판을 제조하는 연속 용융아연도금라인(이하, CGL이라고도 칭함)의 핵심 설비는 냉간압연된 강판을 적정한 열처리를 통하여 수요가가 요구하는 재질을 얻도록하는 열처리로(Furnace)와 용융된 아연을 강판에 부착시키는 도금설비로 구성되어 있다.
용융 아연 도금강판의 소재는 냉간압연된 강판이며 이 압연강판은 압연조직을 가지고 있어 연성이 거의 없는 딱딱하고 고강도의 재질을 가지고 있다. 따라서 최종 제품이 목표하는 재질을 얻기위해 CGL열처리로에서 열처리에 의해 재결정 조직을 얻게되는데 이 재결정온도는 강종에 따라 차이가 있지만 통상 500℃이상의 온도가 된다. 재결정이 일어난 강판은 냉간압연된 강판에 비해 재질이 연하고 가공성이 좋아 재결정 조직의 형태에 따라 여러가지 용도에 적용될수 있다.
건자재, 파이프등과 같이 구조물을 지지하는데 사용되는 구조용 용융아연 도금강판은 고인장강도 및 고항복강도의 재질이 요구된다.
이러한 고강도재질의 구조용 용융아연도금강판을 제조하기 위해서는 상기한 재결정 과정을 생략하거나 경미한 재결정공정을 거쳐야만 한다.
이론적으로 볼때 열처리로 온도만 충분히 낮출수 있으면 대부분의 강종에서 고강도 구조용강을 제조할 수 있다. 그러나 열처리로 온도 하향작업을 할 경우 표면 형상불량, 설비트러블(Trouble)발생 가능성으로 작업성, 품질 및 생산실수율 하락을 피할수 없게 되어 재질확보만을 위해 열처리로 온도를 하향 할수만은 없는 것이다.
통상, CGL의 경우 590℃까지는 하향조업이 가능하나 정상적인 품질 및 생산성이 고려된 일반적인 조업의 온도범위는 620-830℃이다.
따라서, 본 발명은 강조성을 적절히 선정하여 재결정온도를 높힘으로써 CGL의 생산성 확보 및 표면형상등의 품질도 동시에 만족시킬수 있는 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 강 슬라브를 열간압연 및 냉간압연한 후, 연속용융 아연도금라인(CGL)에서 연속용융 아연도금한 후 조질압연, 후처리 및 권취하여 이루어지는 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 있어서,
중량%로, C:0.04-0.10%, Mn:0.20-0.50%, Si:0.02%이하, P:0.02%이하, S:0.02%이하, Ti:0.05-0.10%, N:0.01%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 유효 Ti*(Ti*=Ti-4C-3.4N-1.5S)가 -(negative)값을 갖는 강 슬라브를 열간압연하고, 540-580℃에서 권취한 다음, 냉간압연한후, 전처리하여 620-680℃에서 CGL소둔한 다음, 용융아연도금하는 것을 포함한 고강도 구조용 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 촛점은 표면, 형상, 생산성등의 품질확보 가능조업에서도 완전한 재결정이 일어나지 않는 즉, 높은 재결정 온도를 갖는 강종을 개발하고, 이 강종에 맞는 적절한 제조공정조건을 적용하므로써 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하는데 있다.
현재 사용되고 있는 기존의 강종(Ti-P첨가 극저탄소강)도 높은 재결정온도를 갖는 강종으로 고강도의 재질확보가 가능했지만 하기표 1와같이 ASTM규격의 P성분규제치를 초과하기 때문에 저온취성발생 우려가 커서 수요가 제한되고, 수요가의 불만을 야기할 우려가 있는 등의 문제점이 있다.
*P성분 규격대비 초과
따라서, 본 발명자들은 ASTM성분조건을 만족하고 고강도 재질을 확보할 수 있는 Ti 첨가 저탄소강을 개발하게 된다.
본 발명의 강조성에 있어, 상기 C은 강판의 기계적성질에 가장 큰 영향을 주는 원소로서 첨가량이 많을수록 강도는 증가하고 연신율은 감소하는데, 본 발명에서는 강도확보를 위하여 최소 0.04%는 함유되어야하지만, 과다함유시에는 롤 부하가 심하게 되므로 그 상한은 0.10%로 제한한다.
상기 Mn은 열간취성의 원인이 되는 S를 제거하기 위하여 첨가되는 성분으로서, 그 함량이 0.20%이하인 경우에는 첨가효과가 미약하고, 0.50%이상인 경우에는 연성과 가공성을 떨어뜨리게되므로, 상기 Mn의 함량은 0.20-0.50%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 P 및 S는 인성 및 연성을 저하시키는 원소로서 응고시 뚜렷하게 편석을 일으켜 평균함량이 낮아도 국부적으로 0.1% 이상까지 도달할 수 있으므로 그 함량은 각각 0.02% 이하로 낮게 관리하는 것이 바람직하다.
상기 Si는 고강도 성형용에 첨가원소로서 사용되나 용융도금강판에서는 표면산화물생성이 용이하여 도금부착성을 열화시키므로 0.02%이하로 제한하는것이 바람직하다.
상기 Ti은 미세한 TiC석출물을 형성하여 재결정온도를 상승시키기위하여 첨가되는 원소로서, 그 함량은 상기 첨가효과와 함께 재질확보 및 원가측면을 고려하여 0.05-0.10%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 유효 Ti (Ti =Ti-4C-3.4N-1.5S)값은 -값이 되어야 하는데, 그 이유는 C,N,S세원소중 결합순서가 가장 늦은 C이 불안전하게 결합됨으로서 미세한 석출물 생성이 이루어지기 때문이다.
상기 N는 침입형 고용원소로서 가공시 스트래처 스트레인 현상을 유발시켜 제품의 표면 상태를 열화시키므로 0.01%이하로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기와 같이 조성되는 강 슬라브를 가열하여 통상의 방법으로 열간압연한후 540-580℃에서 권취한 다음, 냉간압연한다.
상기 권취온도가 540℃이하인 경우에는 열연강판이 경하게 되어 권취가 곤란하게되고, 580℃이상인 경우에는 결정립이 커져서 최종제품의 강도를 저하시키므로, 본 발명에 있어 열연강판의 권취온도는 540-580℃로 제한하는것이 바람직하다.
본 발명에 바람직하게 적용될수 있는 슬라브 가열온도 및 마무리 압연온도는 각각 1100-1200℃ 및 860-900℃정도이다.
다음에, 상기와 같이 냉간압연된 냉연강판을 통상적인 방법으로 전처리한 다음, CGL소둔로에 장입하여 620-680℃의 온도범위에서 소둔한 다음, 용융아연도금욕에서 용융아연도금한후, 조질압연, 후처리 및 권취하므로써, 고강도 구조용 용융아연도금강판이 제조된다.
상기 CGL소둔온도가 620℃이하인 경우에는 강도는 향상되지만, 연신율이 급격히 저하되고, 680℃이상인 경우에는 재결정 온도를 초과하게 되어 고강도 재질확보가 불가능하게되므로, 상기 CGL소둔온도는 620-680℃로 선정하는 것이 바람직하다.
이때의 소둔분위기는 통상의 환원성 분위기로 하면 된다.
본 발명에 바람직하게 적용될수 있는 용융아연 도금욕의 온도는 440-460℃정도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
극저탄소강의 시효현상방지를 위해 Ti을 첨가할 경우 재결정온도의 변화가 일어나는데 착안하여 Ti첨가에 따른 재결정온도의 변화를 시뮬레이션 시험(Simulation test)을 행하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.
상기 표2에 나타난 바와같이, 저탄소강에서 Ti을 첨가하지 않았을 때에 비해 Ti을 첨가했을때 재결정온도가 약 60℃정도 증가됨을 알수 있다.
다시말하면, 저탄소 강중에 Ti를 첨가함에 따라 재결정온도가 급격히 올라가는 것을 알수 있다.
그러나, 상기표2의 강종은 재결정온도가 600℃로 실조업시 소둔로 온도를 600℃이하로 조압해야만 고강도 재질확보가 가능함을 알수 있다.
따라서, 본 발명자들은 Ti의 함량을 상기표 2의 강종에서 보다 증가시켜 본 발명강종을 완성하게 된것이다.
[실시예 2]
하기표 3과같이 조성되는 강 슬라브를 1160℃로 가열하여 열간압연한후 580℃이하에서 권취하고, 냉간압연하여 냉연강판을 제조하였다.
상기와같이 제조된 냉연강판을 전처리한후, CGL소둔로에서 620-680℃의 소둔온도조건에서 소둔한 다음, 450℃의 아연용융도금욕에서 용융아연도금한후 조질압연하여 기계적특성을 측정하고, 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.
Ti :Ti-4C-3.4N-1.5S
상기표 4에 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 제조된 발명강은 우수한 항복강도 및 인장강도를 갖게됨을 알수 있다.
[실시예 3]
하기표 5와같이 조성되는 강 슬라브를 1160℃로 가열하여 하기표6과 같은 마무리압연온도 조건으로 열간압연한후, 냉간압연하여 최종두께 0.55mm의 냉연강판을 제조하였다.
상기와같이 제조된 냉연강판을 탈지처리하기 위해 NaOH 용액으로 전처리한 다음, 하기표 6의 CGL소둔온도 조건으로 CGL 소둔 한 후, 450℃의 용융아연 도금욕에 통과시켜 용융아연 도금한 다음 조질압연하였다.
이때 CGL 소둔분위기는 N+10%H의 환원성분위기로 하고, 소둔시간은 라인속도를 140mpm으로 하는 조건으로 하였다.
상기와 같이 제조된 용융아연도금강판에 대하여 기계적 특성을 측정하고 그 결과를 하기표 6에 나타내었다.
Ti :Ti-4C-3.4N-1.5S
상기표 6에서 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 제조된 발명재(a,b)는 항복강도 및 인장강도에 있어 우수함을 알수 있다.
한편, 종래재(2)의 경우에도 고강도 재질 확보가 가능하지만 P성분이 ASTM규격을 초과하게 된다.

Claims (1)

  1. 강슬라브를 연간압연 및 냉간압연한 후, 연속용융아연 도금라인(CGL)에서 연속용융아연도금한 후 조질압연, 후처리 및 권취하여 이루어지는 고강도 구조용 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로 C:0.04-0.10%, Mn:0.20-0.50%, Si:0.02%이하, P:0.02%이하, S:0.02%이하, Ti:0.05-0.10%, N:0.01%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 유효 Ti*(Ti*=Ti-4C-3.4N-1.5S)가 -(negative) 값을 갖는 강슬라브를 열간압연하고, 540-580℃에서 권취한 다음, 냉간압연한 후, 전처리하여 620-680℃에서 CGL소둔한 다음, 용융아연도금하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고강도 구조용 용융아연 도금강판의 제조방법
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