KR100259981B1 - 저이방성 Cr-Ni기지 열연스테인레스강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

저이방성 Cr-Ni기지 열연스테인레스강판 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

강 두께의 1/4 부분에서 측정된 역극점도에서 0.5 내지 1.5의 (100), (110), (111), (311) 및 (211) ND 면 강도를 가지고, Cr-Ni-기지 스테인레스 용강을 판 두께 1.5mm 내지 6mm인 주조 스트립으로, 몰드 벽이 상기 주조 스트립과 동기하여 움직이는 연속 주조기를 사용하여 연속 주조하고, 상기 주조 스트립이 상기 몰드를 떠난 후 25 내지 35%의 압하율로 60초내로 950-1,150℃의 온도 범위에서 열간 압연하여 열연 스트립을 제조하고, 그 후 상기 열연 스트립을 950-1,200℃의 온도 범위에서 5 내지 60초 동안 유지시킴으로써 열처리를 행하여 제조되는 저이방성 Cr-Ni- 기지 스테인레스 열연 강판 및 그의 제조방법.

Description

저이방성 Cr-Ni-기지 열연 스테인레스 강판 및 그의 제조방법
최근, 용강으로부터의 직접 주조로 10mm 이하의 두께를 가지는 주조 스트립을 얻기 위한 기술이 개발되었고, 그를 위한 실제 설비가 시험 중이다. 상기 신기술에 의하면 열연 공정을 단순화하거나 심지어는 없애는 것이 가능해진다.
종래, 100mm를 초과하는 두께를 가지는 슬라브는 막대한 에너지의 소비를 수반하는 열연 밀로 열간 압연될 필요가 있어서, 상기 열간 압연 단계를 단순화시키거나 없앨 수 있는 잇점은 생산 원가를 낮추는 것 뿐만 아니라 환경의 관점에서도 이익이 된다. 이하에서, 용강으로부터 10mm 이하의 두께를 가지는 박스트립을 주조하는 단계를 포함하는 공정은 "신공정"으로 언급될 것이고, 슬라브를 열연 스트립으로 열간 압연하는 것을 포함하는 공정은 "현 열연 공정"으로 언급될 것이다.
종래, 전형적인 예가 18% Cr-8% Ni 강인 Cr-Ni-기지 스테인레스 열연 어닐링 강판이 현 열연 공정으로 제조되는 경우, 약 98% 이상의 열연 압하율 때문에 강한 열연 텍스춰가 발달하고 상기 열연판의 어닐링 후에 (100)[001] 텍스춰가 발달한다.
상기 열간 압연 단계 없이 신공정으로 박 주조 스트립을 주조하면, 열연 어닐링판의 특징인 (100)[001] 텍스춰의 형성을 막을 수 있어서 저이방성을 가지는 강 스트립을 제조할 수 있다. 그러나, 이렇게 얻어진 박 주조 스트립에는 고용 조직의 특징인 (100)[0vw) 텍스춰가 상당히 발달하게 된다.
신공정을 이용하여 주조 스트립을 열간 압연하려는 시도도 역시 행해졌다. 예를들면, 일본국 특허 공보 제 61-141433호에서는, Cr-Ni-기지 스테인레스강 주조 스트립이 800℃ 이상에서 50% 이하의 압하율까지로 열간 압연된 뒤 냉간 압연되어 박판품이 얻어지므로 우수한 표면 성질을 가지는 박판을 제조할 수 있으나 상기 열연 강판의 이방성은 아직 연구되지 않았다.
본 발명은, 저이방성 Cr-Ni-기지 열연 스테인레스 강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
제1도는 주조 스트립의 열간 압연 온도 및 열간 압연 압하율이 열연 어닐링 판의 이방성이 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
제2도는 주조 스트립의 열간 압연 중 열간 압연 압하율이 열간 압연 어닐링 판의 각각의 결정 방위에 미치는 영향을 상세하게 보여주는 그래프이다.
제3도는 주조 스트립의 열간 압연후 어닐링 중 어닐링 조건이 열연 어닐링 판의 이방성에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
본 발명은, 종래의 공정으로는 생산하기 곤란하였던 저어방성을 가지는 Cr-Ni-기지 스테인레스 열연 강판을 효율적으로 생산할 수 있게 한다.
본 발명은, 상술한 목적을 달성하기 위하여 고안된 다음의 구성을 가진다.
그 핵심은, (100), (110), (111), (311) 및 (211) 압연면 법선 방향(ND)인 텍스춰를 가져서 판 두께의 1/4 부분에 대해서 측정되는 역극점도(inverse pole figure)에서 0.5 내지 1.5의 방위 강도를 가지는 저이방성 Cr-Ni-기지 열연 스테인레스 강판을 제공하는 것 뿐만 아니라 주형 벽이 주조 스트립과 동기하여 움직이는 연속 주조기를 사용하여 Cr-Ni-기지 스테인레스 용강을 두께 1.5mm 내지 6mm인 주조 스트립으로 연속 주조하고, 상기 주조 스트립이 상기 주형에서 벗어난 뒤 950-1,150℃의 온도 범위에서 60초내로 압하율 25 내지 35%로 열간 압연하여 열연 스트립을 제조하고, 그 후 상기 열연 스트립을 950-1,200℃의 온도 범위에서 5 내지 60초 동안 유지시키는 열처리를 행함으로써 저이방성 Cr-Ni-기지 열연 스테인레스 강판을 제조하는 방법에 있다.
현 열연 공정에서는 고온 열간 압연 압하율 때문에 열연 판내에 FCC 금속에서 전형적인 {110}(112) 텍스춰가 발달한다. 상기 열연 판의 어닐링시, 대량의 축적 전위가 발생하고 재결정립 성장을 방해하는 개재물 및 석출물이 조악해지므로 결정립을 성장을 방해하는 능력이 떨어진다; 그에 따라 재결정화된 결정립이 상대적으로 쉽게 성장하고 매우 발달된 {100}(001) 텍스춰를 가지는 재결정 조직을 형성한다.
반면, 신공정으로 제조된 주조 판을 열간 압연하면 주조 스트립에서 발달된 열간 압연 방향으로 상대적으로 무질서한 텍스춰인 {100}(0vw) 텍스춰가 파괴되고, {110}(112) 텍스춰의 발달된다; 그러나, 열간 압연 조건 및 어닐링 조건을 특정 범위로 정함으로써 상기 압연 텍스춰의 발달을 억제할 수 있다. 또한, 열간 압연 조건을 제어함으로써 상기 재결정립의 성장을 제어할 수 있다.
환언하면, 상기 열간 압연 온도 및 압하율을 특정 범위로 유지하면서 열간 압연함으로써 열간 압연 텍스춰 {110}(112) 방위의 발달이 억제되서 열간 압연 후에 상기 텍스춰를 상기 {100}(0vw) 방위가 압연 방향으로 약간 치우지는 텍스춰로되게 한다.
또한, 주조로부터 열간 압연까지의 주조 스트립 온도의 추가적인 제어가 재결정립 성장을 제어하는데 이용될 수 있다. 압연 방향으로 약간 치우친 {100}(0vw) 방위를 갖고 재결정립 성장을 억제하는 제어 석출물을 갖는 텍스춰를 가지는 열연판을 어닐링함으로써, 종래 열연 어닐링판에서 매우 발달하였던 {100}(001), {112}(113), {113}(332) 등과 같은 조직의 발달이 최소화되고, 압연 방향(RD)에서 뿐만 아니라 ND에서도 상대적으로 무질서한 결정 방위를 가지는 재결정립을 가지는 열연 어닐링 판이 얻어진다.
주조 스트립의 온도가 응고 직후 상대적으로 고온 범위에서 석출하는 MnS와 같은 석출물의 석출 상태를 제어하기 때문에, 주조로부터 열간 압연까지 주조 스트립의 온도를 제어함으로써 재결정립의 성장을 제어할 수 있다.
본 발명의 구조적인 면을 제한하는 이유가 지금부터 설명될 것이다.
사용된 강은 전형적으로는 18% Cr-8% Ni 강인 Cr-Ni-기지 스테인레스강이었다. 또한 보통 탄소강 또는 Cr-기지 스테인레스강은 텍스춰 형성 기구가 Cr-Ni-기지 스테인레스강과는 달라서 본 발명에 따른 방법으로 저-이방성 열연 강판을 생산할 수 없다.
주조 스트립 두께가 6mm 이하로 한정되는 이유는 본 발명에 따른 열간 압연의 압하율로 열연 강판으로 통상 사용되는 판 두께를 얻기 위함이다. 또한, 주조 스트립 두께가 1.5mm 이상으로 한정되는 이유는 주조 스트립 두께가 얇아짐에 따라 주조 스트립 표면층내의 냉경화된(chilled) 결정의 영향으로 주조 스트립 텍스춰 내의 많은 부분에서 {100}(0vw) 이외의 결정 방위를 나타나게 해서 저이방성을 가지는 열연 강판을 얻는 것이 불가능해지기 때문이다. 바람직한 판 두께는 2 내지 5mm이다.
주조 스트립이 드럼을 떠날 때부터 열간 압연을 위해 열간 압연 밀로 들어갈 때까지의 시간은, 주조 스트립의 석출물 분포를 제어할 수 있도록 60초 이하로 제한된다. 주조 스트립내의 석출물이 충분히 성장하기 전에 열간 압연이 상당량의 변위로 도입되어 상기 석출물들의 석출 위치를 형성한다. 열간 압연까지의 시간이 60초를 초과하면, 석출물이 열간 압연에 선행하여 성장하기 시작한다. 상기 석출 위치는 급냉 및 응고로 형성되는 냉각 공공 및 응고 결정립의 입계가 된다. 상기 석출물 분포를 가지는 열연 판이 어닐링되는 경우, 재결정 텍스춰가 발달하여 저이방성 열연 강판의 형성을 방해한다. 바람직한 범위는 20 내지 40초이다.
여기에서, 열연 어닐링 판의 고 또는 저 이방성의 정의는, 저이방성 재료가 무질서 방위 재료에 대하여 0.5 내지 1.5배의 범위인 전형적인 결정 방위인 (100), (110), (111), (311) 및 (211) ND 강도를 가지는 재료라는 것이다.
주조 스트립을 위한 열간 압연 온도 및 열간 압연 압하율은 다음의 실험에 의해 정해졌다. 특히, 판 두께가 4.3mm인 304 타입 박 주조 판이 실험실에서 주조되고 주조 60초 후에 각기 다른 열간 압연 온도 및 열간 압연 압하율로 열간 압연되고 난 뒤 20초 동안 1,100℃에서 어닐링된 뒤 상기 텍스춰가 관찰되었다.
도 1에 나타난 바와 같이, 열간 압연 온도 및 열간 압연 압하율이 본 발명에 따른 범위를 벗어나는 경우, 압연 방향으로 약간 치우친 {100}(0vw) 방위를 가지는 텍스춰가 발달될 수 없어서 어닐링 텍스춰가 열악한 이방성을 가진다.
도 2는 1,100℃의 열간 압연 온도에서 열간 압연 압하율 및 열간 압연 어닐링 판 사이의 관계를 보여준다. 주조 스트립내에 발달하는 {100}(0vw) 방위는 압하율이 증가함에 따라 감소하여 25 내지 35%의 압하율 범위에서 최소가 되므로 거의 무질서한 텍스춰가 얻어진다. 압하율이 더욱 증가하는 경우, 압연 텍스춰가 발달하여 {100}, {110} 등이 발달하고 이것이 열악한 이방성을 가져온다. 바람직한 범위는 열간 압연 온도가 980 내지 1,140℃이고, 열간 압연 압하율이 28 내지 32%이다.
유사한 실험이 열간 압연 후 어닐링 조건을 위해서 이용되었다. 특히, 판 두께가 4.3mm인 304 타입 주조 스트립이 실험실에서 주조되었고, 주조 30초 후에 1,100℃에서 압하율 30%로 열간 압연되었고 그 후 다른 조건으로 어닐링되었다. 도 3은 열간 압연 어닐링 판의 텍스춰 및 어닐링 조건의 관계를 보여준다. 본 발명의 범위를 벗어난 어닐링 조건에서는 열악한 이방성이 얻어졌다.
본 발명의 범위내에서 만족스러운 이방성이 얻어지는 이유는 압연 텍스춰가 재결정립의 성장 과정 중에 사라지고, 결정 방위가 거의 무질서하게 되는 시기에 재결정 텍스춰의 형성 과정 중에 재결정립의 성장을 방해하기 때문이다. 바람직한 어닐링 조건은 1,000 - 1,150℃의 어닐링 온도에서 5 - 10초 동안이다.
열간 압연 및 어닐링 후에, 열연 판의 민감화를 막을 수 있도록 600℃ 이하의 온도에서 코일링이 행해지는 것이 바람직하다. 민감화된 상태에서 산세척은 입계에서의 과도한 산세척을 유발하여 표면 성질을 악화시킨다.
열처리 후 코일링 온도는 600℃ 이하가 바람직하다.
본 발명은, 어떻게든 본 발명의 범위에 그에 한정되지는 않을 다음의 실시예를 근거로 더욱 상세하게 설명될 것이다.
[실시예]
[실시예 1]
표 1에 나타난 Cr-Ni-기지 스테인레스강이 용융되고, 내부적으로 수냉되는 수직 트윈 드럼 타입 연속 주조기를 이용하여 1.5 내지 6mm의 두께를 가지는 주조 스트립을 만드는데 사용되었다. 상기 주조 스트립은 열간 압연 밀로 들어가기까지 시간을 5 내지 60초의 범위로 변화시키고 열간 압연 온도를 950℃부터 1,150℃까지 변화시키면서 압하율이 25% 내지 35%의 범위로 되도록 절연 루퍼로 열간 압연하였다. 열간 압연 후, 상기 판은 어닐링을 위해 1,000℃부터 1,150℃까지로 5 내지 60초 동안 열처리로를 통하여 통과시켰다. 어닐링 후에 분무 냉각되고 500℃에서 코일링되었다. 열간 압연 어닐링 판의 텍스춰는 판 두께의 1/4 부분에 대한 역극점도에 의해 측정되었고, 만족스러운 이방성은 (100), (110), (111), (112) 및 (113) ND면 방위 강도가 0.5 내지 1.5에 있는 것이 이방성이 만족스러운 것으로 여겨졌다.
비교 재료는 열간 압연까지의 시간, 열간 압연 조건 및 열간 압연 후 열처리 조건이 본 발명의 범위 밖으로 되도록 제조되었고 상기 재료들은 열연 어닐링 판의 이방성을 측정하기 위하여 사용되었다.
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 제조된 열연 어닐링 판은 저이방성을 가졌고, 반면에 비교 재료는 열악한 이방성을 가졌다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
본 발명은, 저이방성 Cr-Ni-기지 스테인레스 열연 강판 및 그 제조방법을 제공한다. 부가적으로, 본 발명은, 본 발명의 기술 분야에서 공업적으로 극히 뛰어난 효과를 가져온다.

Claims (2)

1.5mm 내지 6mm인 강판 두께의 1/4 부분에서 측정된 역극점도에서 0.5 내지 1.5의 (100), (110), (111), (311), 및 (211) ND 면 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 저이방성 Cr-Ni 기지 스테인레스 열연 강판.
Cr-Ni 기지 스테인레스 용강을 상기 판 두께 1.5mm 내지 6mm인 주조 스트립으로, 몰드 벽이 상기 주조 스트립과 동시에 이동하는 연속주조기를 사용하여 연속 주조하고, 상기 주조 스트립이 상기 몰드를 떠난 후 25 내지 35%의 압하율로 60초내로 950 ~ 1,150℃의 온도 범위에서 열간 압연하여 압연 스트립을 제조하고, 그 후 상기 열연 스트립을 950 ~ 1,200℃의 온도 범위에서 5 내지 60초 동안 유지시킴으로써 열처리를 행한 후 분무 냉각되어 예민화를 방지하기 위해 600℃ 이하에서 권취되는 것을 특징으로 하는 저이방성 Cr-Ni 기지 스테인레스 열연 강판.
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