KR100236163B1 - 내고온 부식성이 우수한 아연도금용 강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아영도금조 소재로 사용되는 강판의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적은 용융아연 도금환경 내에서 고온 내부식성이 우수한 도금조용 간판의 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명은 아연도금조에 사용되는 구조용강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, C:0.003-0.06%, Mn:0.2-0.4%, Si:0.05% 이하, P:0.010% 이하, S: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강슬라브를 통상의 방법으로 재가열후 압연형상비를 0.7 이하로 하여 저속강압하 하는 고온 내부식성이 우수한 아연도금조용 강판의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
Description
제1도는 도금조용강중에 함유된 각 성분의 조성과 고온부식 감량과의 관계를 온도변화에 따라 나타내는 그래프
본 발명은 아연도금조 소재로 사용되는 강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융아연 도금환경내에서 고온 내부식성이 우숭한 도금조용 강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 아연도금조용 강재로는 일반구조용강이 사용되는데, 대표적인 강재로는 SS400을 들 수 있다. 상기 SS400 강종은 인장강도가 40kg/mm2급인 일반구조용강으로 그 조성은 대체로 0.18% C, 0.24% Si, 0.82% Mn, 0.017% P, 0.010% S을 포함하고 있다. 그러나 이러한 성분계를 갖는 강종은 입계편석 조장원소인 Si 및 내부품질에 악영향을 미치는 MnS 개재물 조장원소인 Mn 의 상향관리로 인하여 아연도 금욕조로 사용되는 경우 아연도금 작업온도(460-480℃)에서 예상되는 액상금속 취성(Liquid Metal Embrittlement)으로 부식 및 균열이 발생되어 그 수명이 3-6개월 정도에 불과하다.
한편, 종래 도금업체에서는 이러한 강종을 사용한 도금욕조의 수명을 연장시키시위하여 도금조에서 부식 및 균열발생이 예상되는 용융금속 계면과 접하는 측면부위와 용접부에 보강판을 부착하거나 프라즈마 코팅처리를 행하는 방법을 주로 이용하였다. 그러나, 상기한 방법들로는 그 처리비용이 매우 고가인 것에 비해 도금조의 수명을 2-3개월 정도밖에 연장할 수 없었다.
따라서 본 발명은 아연도금욕조에 적합한 강판 제조를 위하여 제안된 것으로서, 본 발명은 특별히 합금원소를 첨가하지 않고 단지 강 성분을 적절히 제어하는 한편 압연공정을 적절히 제어하므로서 아연도금 환경내에서 균일부식성이 우수하게 하여 도금조의 수명을 연장할 수 있는 도금조용 강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 아연도금조에 사용되는 구조용 강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, C:0.003-0.06%, Mn:0.2-0.4%, Si:0.05% 이하, P:0.010 이하, S:0.005% 이하 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강슬라브를 통상의 방법으로 재가열후 압연 형상비를 0.7 이하로 하여 저속강압하하는 고온내부식성이 우수한 아연도금조용 강판의 제조방법에 관한 것이다.
우선, 아연 도금 조건과 같은 고온 부식 환경에서 사용되는 도금조 용강은 고청정성, 항복강도 및 낮은 고온내부식속도가 요구된다. 본 발명자들의 연구 및 실험 결과에 의하면, 청정성의 경우 청정도가 0.03 이하, 항복강도가 25kg/mm2이하(인장 강도는 최소 30kg/mm2이상)가 되어야 하고 특히, 약 460℃ 정도의 고온에서의 내부식속도가 20g/m2·hr 이하로 되어야 도금조용강의 수명이 최소 1년 이상이 유지될수 있음을 알았다.
이를 위해 본 발명에서는 강중에 합금원소를 특별히 첨가하지 않고 기본성분 조성을 다음과 같이 조절하였다.
먼저, 도금조용강에서는 항복강도가 높으면 부식균열의 원인인 액상금속 취성 발생이 용이하므로 도금조용강중 강도에 가장 크게 기여하는 탄소는 가능한한 저탄소쪽으로 제어함이 바람직하다.
이러한 측면에서 본 발명의 강중 함유되는 탄소의 양이 0.06% 이상으로 되면 항복강도가 높게 되어 액상금속 취성이 발생되기 쉽고 0.003% 이하로 되면 구조용강으로서의 강도를 유지하지 못하므로 탄소의 함량은 0.003-0.6% 로 제한함이 바람직하다.
이는 도금조용강중의 탄소함량과 부식감량과의 관계를 나타낸 제1도(a)에서도 확인되고 있다.
상기 강중 Si 은 그 함량이 0.05% 이상으로 되면 액상금속 취성의 한 요인인 고상금속의 항복강도를 증가시키며 아연의 도금성을 저하시키기 때문에 Si 의 함량은 0.05% 이하로 제한함이 바람직하다.
이는 도금조용강중의 Si 함량과 부식 감량과의 관계를 나타내는 제1도(b)에서도 확인될 수 있다.
상기 Mn 은 도금조용강의 강도를 향상시키는 역할을 하는데, 그 함량이 0.2% 이하로 되면 용융금속의 하중을 견딜 수 있는 강도(인장강도 기준 : 30kg/mm2)를 확보하기 어렵고, 0.4% 이상으로 첨가되면 MnS 개재물 형성으로 용융금속의 확산을 용이하게 하여 부식균열을 조장하기 때문에 Mn의 함량은 0.2-0.2%로 제한함이 바람직하다.
상기 P 는 그 함량이 높으면 연주시 주편중심부에 편석되어 내부품질을 불안정화시키며, 입계에 저융점 화합물로 형성되어 있다가 용접후 냉각시 균열발생의 기점으로 작용할 수 있기 때문에 P 의 함량은 0.01% 이하로 제한함이 바람직하다.
이는 도금조용강중의 P 의 함량과 부식감량과의 관계를 나타낸 제1도(c)에서도 확인되고 있다.
상기 S 는 연주주조시 균열발생 및 중심편석을 유발하여 과다 함유시 망간과 결합하여 MnS 등의 개재물을 형성하므로 0.005% 이하로 극저관리함이 최적이다.
상기와 같이 조성되는 강 슬라브를 통상의 방법으로 재가열한 후 압연형상비(압연출측두께/압연입측두께)가 0.7 이하인 범위내에서 저속강압하여 열간후판 압연하면 압착되어 강재의 내부에 존재하는 기공(porosity)가 외부로 빠져나가 치밀한 구조의 강판이 제조된다. 통상 도금조용 강재로는 고청정 순철이 가장 유리하나 고온조업시 용융금속과 도금조 경계면에 용융금속의 하중을 견딜 수 있는 충분한 강도확보가 곤란하다. 반면에 본 발명에 따라 압하된 강은 인장강도가 약 30kg/mm2이상을 유지할 뿐만 아니라 치밀한 조직에 의해 고온 내부식 속도가 약 20g/m2·hr 이내로 도금환경에 극히 유리하게 된다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
실시예
중량%로, C:0.04%, Si:0.03%, Mn:0.29%, P:0.007%, S:0.002%를 포함하여 조성되는 강슬라브를 가열한 후, 압연형상비를 0.7로 저속강압하하여 열간압연한 다음, 제조된 강판에 대하여 기계적 특성 및 청정도, 고온내부식 속도를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 비교를 위하여 종래의 일반구조용강인 SS 400 에 대해서도 동일한 평가를 하여 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.
상기 부식속도는 약 460℃에서 아연도금용액에 336 시간도안 침지후의 부식감량율로 측정하여 평가하였다.
[표 1]
상기 표 1에 나타난 바와같이, 본 발명재는 용융금속의 하중을 어느 정도 견딜 수 있는 강도를 갖을 뿐만 아니라 고온 부식속도가 종래의 SS400 에 비해 3배 이상 감소됨을 알 수 있다.
결국 본 발명재를 도금조 제작에 적용하게 되면 종래 3-6개월 정도 되었던 도금조수명이 약 18개월 이상 연장될 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
- 아연도금조에 사용되는 구조용강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, C:0.003-0.06%, Mn:0.2-0.4%, Si:0.05% 이하, P:0.010 이하, S:0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강슬라브를 통상의 방법으로 재가열후 압연형상비를 0.7 이하로 하여 저속강압하함을 특징으로 하는 고온 내부식성이 우수한 아연도금조용 강판의 제조방법
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1995
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