KR100276291B1 - 두께정도가 우수한 냉간압연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께정도가 우수한 냉간압연강판의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적은 연속소둔시 두께 감소가 심한 비교적 연질의 극저탄소 냉연강판의 강성분 및 제조조건을 적절히 제어하여 두께감소를 최소화하여 두께정도가 우수한 냉연강판의 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 중량%로 C:0.01% 이하, Mn:0.50% 이하, P:0.10% 이하, S:0.020% 이하, Al:0.06% 이하, N:0.008% 이하, 고용 B:0.0005-0.0015% 함유하고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 슬라브를 1100℃ 이상에서 균질화처리후, 870-930℃의 열연마무리 압연온도에서 열간압연을 실시하고, 600-750℃ 에서 귄취한 다음, 압하율 60% 이상으로 냉간압연하고, 이어서 재결정 완료온도 이상인 780℃ 이상에서,연속소둔하는 두께 정도가 우수한 냉연강판의 제조방법을 그 기술적 요지로 한다.

Description

두께정도가 우수한 냉간압연 강판의 제조방법

본 발명은 석도원판이나 타발용에 적합한 냉간압연강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속소둔후에도 두께 편차가 적은 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

통상 냉간압연강판은 Al 킬드탄소강을 열간압연, 냉간압연을 거쳐 제조되는데, 냉연공정에서 적당한 압하율로 냉간압연된 강판은 가공경화되어 가공성이 극히 나쁘다. 따라서, 소둔과정을 이용하여 재결정후 재결정립을 성장시켜 가공성이 유리한 결정방위로 만들어 성형가공성을 부여하게 된다. 즉, 연속소둔 라인(continuous amealing line)에서는 이러한 목적으로 연질화 소둔을 연속해서 단시간 열처리를 한다.

이렇게 가공성을 부여하기 위해 연속소둔을 행한 냉연강판은 그 표면이 미려하고, 치수 및 형상이 엄격한 용도에 주로 쓰이는데 그 중에서도 두께는 용도에 따라 엄격히 관리되어져야 한다.

즉, 드럼(drum)용도와 같은 일반 용도로 사용될 때는 냉연강판의 두께 편차가 엄격히 요구되지 않으나 캔(can)을 만드는 석도원판이나 타발용으로 쓰일 경우 연속소둔 전후 강판의 두께 편차는 치명적인 가공불량을 유발한다.

이와 같은 연속소둔시 냉간압연강판의 두께에 영향을 미치는 인자로는 소재의 크라운(Crown)(강판의 중심부가 볼록한 현상), 그리고, 소둔로 내부의 고온과 장력이 있다. 여기서, 소재의 크라운은 압연롤의 크라운을 관리함으로서 해결할 수 있으나, 연속소둔로 통과시 고온가열과 장력에 의한 두께감소는 단시간 가열과 작업성을 고려할 때 불가피한 사실이다.

구체적으로 균열대(Soaking Saction) 온도가 780-850℃, 단위장력이 0.4-2.0kg, 압하율 60% 이상의 조건으로 연속소둔된 냉연강판에 대한 크기별 두께 감소율을 측정한 결과, 하기표 1과 같은 현상이 관찰되었다. 여기서, 측정방법은 조업이상 데이타를 제외한 600코일에 대하여 소둔로의 입측과 출측에서의 두께를 X-선으로 측정하고, 얻어진 두께의 감소량으로 측정하였다.

[표 1]

표 1의 내용을 보면 냉연강판의 두께가 두꺼워질수록, 폭이 작아질수록 CAL 두께감소율은 증가함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 연질의 극저탄소 냉연강판의 제조시 강중에 입계강화 효과가 있는 특수합금 원소 [B]를 적절히 첨가하여 연속소둔에 의한 두께감소를 최소화함으로써, 목표두께 대비 두께감소가 0.2% 이하로 그 두께정도가 우수한 냉연강판을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 발명강과 비교강에 대한 연속소둔후의 두께에 따른 두께 변화율을 나타낸 그래프.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 중량%로 C:0.01% 이하, Mn:0.50% 이하, P:0.10% 이하, S:0.020% 이하, Al:0.06% 이하, N:0.008% 이하, 고용B:0.0005-0.0015% 함유하고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강슬라브를 1100℃ 이상에서 균질화처리후 870-930℃ 의 열연마무리 압연온도에서 열간압연을 실시하고, 600-750℃ 에서 권취한 다음 압하율 60% 이상으로 냉간압연하고, 재결정완료온도 이상인 780℃ 이상에서 연속소둔하는 두께 정도가 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

상기 C 는 강의 강도를 좌우하는 주요성분으로서 0.01% 이상 첨가되면 강도가 높아져서 가공성이 떨어지므로 탄소성분의 범위는 0.01% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Mn의 함량이 0.5% 이상인 경우에는 Mn의 고용강화에 의해 재질이 경화되거나 성형성이 악화되고, 연속압연공정을 이용한 상업생산시 전후 코일간 용접(Flush Butt Welaing)성이 취약해져 판파단의 우려가 발생하므로, Mn의 함량은 0.5% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 P는 고용경학 효과가 가장 큰 치환용 합금원소로서 0.1% 이상 첨가시 재질경화 및 성형성이 나빠지고 P 입계편석으로 인한 입계파단 발생이 용이하므로 상기 P 의 함량은 0.1% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 S 는 열간취성올 일으키는 취약한 원소로써 성분범위를 낮게 관리할수록 좋으며, 또한, Mn계 황화물로 석출하기 때문에 Mn 을 낮추기 위해서는 그 상한을 0.020% 로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Al 은 강의 탈산을 위해 첨가하는 성분으로서, 그 첨가량이 0.06% 이상인 경우에는 재질경학의 원인이 되므로, 상기 Al 의 함량은 0.06% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 N 은 침입형 원소로서 {111} 집합조직을 억제하여 가공성을 해치고 입자성장을 방해하여 연신율을 저하시키므로 낮게 관리할수록 가공성이 좋으며, 또한 시효현상을 최소화하기 위해 그 상한을 0.008% 로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 B 은 통상 입계강화원소로서 고용상태의 B을 0.0005-0.0015% 첨가함으로서 연속소둔시 고온과 장력에 의한 두께감소 방지효과를 볼 수 있다. 고용상태의 B 이 0.0005% 이하로 첨가시 입계강화의 효과가 미약하고, 0.0015% 이상 첨가시 연신, 가공이방지수값(r치)등 가공성이 열악하게 되므로 고용상태 B의 량을 0.0005-0.0015% 로 제한하는 것이 바람직하다. 그러나, B이 석출물(BN)로 존재시입계강화효과는 무시된다. 따라서, B 이 입계에 편석되어 강화효과를 얻기 위해서는 [B]가 고용상태로 존재하여 입자 내부에서 입계까지 확산을 통하여 이동하도록 해야 하는데, 이동전에 BN으로 석출시 입계까지의 확산은 불가능하여 입계강화효과는 없게 된다. 이런 이유로 B의 함량은 N 을 고정시킬 수 있는 Ti 량에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로 Ti 는 고온에서 S 와 먼저 반응을 일으키므로, B 의 첨가량은 Ti, N, S 의 식으로서 규정할 수 있다. 즉, Ti 와 N, S 의 관계식은 Ti 가 N, S 를 고정할 수 있는 최소한의 필요량이 있다고 가정시 Ti-3.43N-1.5S=0 이고 따라서, N=(Ti-1.5S)/3.43 이 된다. 결국, B 와 N 은 0.77 의 비율로 결합하고 고용 B 이 0.0005-0.0015% 로 존재하려면 B 의 함량 조건은 다음과 같다.

즉, Ti-1.5S≥ 3.43N 일 경우, B 의 함량은 0.0005-0.0015% 의 범위에서 첨가하면 강중 고용[B]는 그 범위를 그대로 유지할 수 있으며 만일 Ti-1.5S＜3.43N 이거나 Ti이 첨가되지 않는 경우, B 의 함량은

의 조건범위를 만족하도록 첨가한다.

Ti는 강의 가공성을 보다 개선시키고자 할 때 추가로 첨가할 수 있는데, 이때 첨가량은 0.05%이하로 한다. Ti의 첨가량이 0.05%를 초과하면 가공성 개선효과가 포화된다.

이하, 상기와 같이 한정된 강 슬라브를 이용하여 본 발명에 따른 냉연강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 상기한 조성을 갖는 강슬라브를 1100℃ 이상에서 균질화 처리한 다음 열간압연하는데, 열간압연시 열간마무리 압연온도를 Ar₃변태점 이하로 작업하면 페라이트+퍼얼라이트 2상 조적이 생기므로 2상 조대립이 발생되고, 그에 따라 제품가공시 불량발생의 요인이 된다. 또한 930℃ 이상으로 마무리 압연온도를 유지하려면 그만큼 슬라브 가열온도를 높게 유지해야 하기 때문에 에너지 효율에 부적합하므로 상기 열간마무리 압연온도는 Ar₃변태점 이상인 870℃ 에서 930℃ 로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 열연권취온도는 고온작업시 스케일의 다량발생으로 표면품질의 문제가 야기될수 있으며, 저온으로 작업시 코일내외부의 온도편차가 크게 발생하여 코일내 재질의 편차가 발생할 우려가 있으므로 600-750℃로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 냉간압하율은 고인성 확보를 위해 60% 이상으로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 CAL 소둔온도는 재결정 완료온도 이하로 작업시 혼립조직이 발생하여 재질편차 및 가공시 가공크랙 발생이 우려되므로 재결정완료 온도이상으로 제한해야 하며 단시간 연속소둔인점을 고려하여 780℃ 이상으로 제한하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 강을 1100℃ 이상의 온도에서 균질화처리후, 870-930℃ 부근에서 마무리 압연하고 600-750℃ 부근온도에서 권취한 다음 60% 이상의 압하율로 최종 두께까지 냉간압연하고, 계속하여 780℃ 이상에서 연속소둔하였을 때, 연속소둔로 내부의 고온과 장력에 의한 두께감소가 최소화되는, 즉 두께감소가 목표두께 대비 0.2% 이하로 두께정도가 우수한 냉연강판이 제공된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 2와 같은 조성을 갖도록 극저탄소 Al-킬드강을 전로에서 용해하여 노외정련처리를 한 후 연속주조하여 강 슬라브를 제조하였다. 이때, 하기표 2에 나타난 발명강(1-3) 및 비교강(4-6)은 모두 노외정련후 최종강 성분이다. 발명강(1)은 Ti를 첨가하여 Ti-1.5S-3.43N(이하 'γ'로 명칭)이 ＞0인 성분조성으로서, B 의 조성은 5-15ppm 범위내로 첨가되었다. 발명강(2)은 Ti 를 첨가하여 Y 가 ＜0 인 성분조성이고, 발명강(3)은 Ti 미첨가강으로서 B 의 조성은

범위내로 첨가되었다.

또한 비교강(4,5)는 B 이 미첨가된 강이고, 비교강(6)은 γ ＜0 이고 B 이 α, β 범위내에 미달된 강종이다.

[표 2]

상기 표 2와 같은 조성을 갖는 강슬라브를 1100℃ 이상의 온도에서 균질화 처리한다음 Ar₃직상온도인 910℃ 부근에서 마무리 열간압연을 한 후, 표 3에 표기한 열연권취 온도에서 권취하고 통상의 방법으로 산세를 행하였다. 산세된 열연강판은 60% 이상의 냉간압연후 연속소둔을 적용하여 최종 냉연강판을 제조하였는데, 표 3은 발명강, 비교강의 제조조건 및 두께정도, 모타 코아용으로의 가공결과를 나타내었다.

여기서 두께감소량은 연속소둔라인 입측과 출측의 X-선 두께측정기 측정결과의 차이로 나타내었다.

[표 3]

상기 표 2,3에 나타난 바와같이, B 을 미첨가한 Ti 첨가강인 비교강(4)의 경우에는 고온, 고장력의 연속소둔후 두께감소가 7.2㎛, 즉, 목표두께 대비-1.03% 두께감소가 발생하여 모타 코아용도의 가공결과 불량하였다. 비교강(5)의 경우에도 B 을 미첨가한 Ti 첨가강으로서 연속소둔후 두께감소가 11.9㎛, 즉, 목표두게 대비 1.19% 두께감소가 발생하여 모타 코아용도의 가공결과 불량하였다.

비교강(6)의 경우에는 B,Ti 가 첨가된 강이나 B 의 경우 γ ＜0 인 조건이면서 α -β범위내로 첨가되지 못하고 미달되었으므로, 실제 고용[B]이 5-15ppm 사이로 첨가되지 못하였고, 6ppm 첨가된 [B]은 [N]과 반응하여 석출물을 만들게 되어 실제 입계강화에 기여하지 못하였다. 따라서, 비교강(6)은 연속소둔후 21.3㎛의 두께감소, 즉 목표두께 대비 1.52% 의 두께감소가 발생하여 모타코아용도의 가공결과 불량하였다.

그러나, 발명강(1)의 경우 B, Ti 가 첨가된 강으로서 충분한 Ti 의 첨가에 의해 γ ＞0 인 조건에서 입계강화원소 [B]이 5-15ppm 범위내인 9ppm 으로 첨가되었다.

따라서, 고온,고장력의 연속소둔후에도 두께감소량이 0.2㎛, 즉 목표두께 대비 0.03% 두께감소만을 보여 두께정도가 매우 우수함을 나타내고 있으며 모타코아 용도의 가공결과 양호하였다.

발명강(2)의 경우에도, B,Ti 가 첨가된 강으로서 충분치 못한 Ti 의 첨가에 의해 γ ＜이긴 조건에서 [B]이 α-β 범위내로 첨가되어 입계강화에 기여하였다.

즉, 발명강(2)는 0.4㎛의 두께감소, 목표두께 대비 0.04% 의 두께감소를 보임으로서 두께정도가 양호하였으며, 발명강(3)은 0.7㎛ 의 두께감소, 목표두께 대비 0.06% 의 두께감소를 보임으로서 두께정도가 양호하였음을 보여주고 있다. 또한, 모타 코아용도의 가공결과 양호하였다.

한편, 도1은 발명강과 비교강의 연속소둔후 목표두께별 두께감소량을 나타내고 있으며 발명강의 경우 목표두께 대비 0.2% 이하의 두께감소를 나타냄으로서 두께 정도가 상당히 개선됨을 보여주고 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 연속소둔 과정에서 두께감소가 비교적 심한 연질의 극저탄소 냉연강판 제조시, 강중 입계 강화원소인 [B]를 적절히 첨가하고 제조조건을 적절히 제어하므로써 연속소둔에 의한 두께감소를 최소화하여 두께정도가 우수한 냉연강판을 제공하며, 제공되는 냉연강판은 특히 가공성을 요하는 타발용에 매우 적합한 효과가 있다.

Claims (2)

1. (정정) 중량%로 C:0.01% 이하, Mn:0.50% 이하, P:0.10% 이하, S:0.020% 이하, Al:0.06% 이하, N:0.008% 이하, 고용 B:0.0005-0.0015%, 나머지는 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강슬라브를 1100℃ 이상에서 균질화처리후, 870-930℃의 열연마무리 압연온도에서 열간압연을 실시하고, 600-750℃ 에서 귄취한 다음, 압하율 60% 이상으로 냉간압연하고, 이어서 재결정 완료온도 이상인 780℃ 이상에서 연속소둔함을 특징으로 하는 두께 정도가 우수한 냉연강판의 제조방법
2. (정정) 제1항에 있어서, 상기 강슬라브에는 Ti가 0.05%이하 첨가되고, 고용 [B]이 Ti-1.5S≥ 3.43N 일 경우, B 의 함량은 0.0005-0.0015%로 첨가하고; Ti-1.5S＜3.43N일 경우나 Ti를 미첨가할 경우 B의 함량은

   의 조건범위를 만족하도록 첨가함을 특징으로 하는 제조방법