KR100368248B1 - 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 제조사의 열연능력과는 관계없이 표면결함이 저감되는 304 스테인레스 열연강판을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 SO2분위기하의 가열로를 이용한 304 스테인레스 열연판 제조시 슬라브의 열간압연에 의한 필요 가열온도를 설정하고, 그에 따른 강조성을 적절히 선정한 슬라브를 이용하는 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열연판의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
Description
본 발명은 304 스테인레스 열간압연 강판의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면결함이 저감되는 304 스테인레스 열간압연 강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 304 스테인레스강의 경우 연주에 의한 슬라브 제조후 열간압연을 위해 가열로에 장입하여 고온으로 숙열함으로써 열간가공성을 확보하고 있다. 그러나, 슬라브의 가열온도가 지나치게 높거나 가열시간이 길어지게 되면, 슬라브 표층부에 입계산화 및 결정립의 성장이 심하게 되어 열간압연시 M자 모양의 표면크랙결함인 M형 슬리버(M-Type Sliver)결함이 다발하게 된다. 또, 온도가 너무 낮거나 가열시간이 너무 짧으면 변형저항이 커져 압연 자체가 불가능하거나, 또는 δ-페라이트분해, 편석해소가 불충분하여 열간가공성이 불량해지므로 역시 M형 슬리버 결함이 다발하게 된다. 이와같은 M형 슬리버 결함은 304 스테인레스강의 주결함으로 결함요인중 30%이상을 점유하고 있으며, 성분계와 열연 가열조건에 크게 영향을 받고 있다.
보통 304 스테인레스강 슬라브를 열간압연할 때의 가열은 가열로의 연료로 COG(Coke Oven Gas) 및 LDG(Ladle Gas)의 혼합가스를 사용하기 때문에 상기 가스의 연소후 SO2가 약 200-1000ppm 정도되는 분위기에서 이루어진다. 이렇게 가열로내 SO2가 있는 경우 황화물 형성(Sulfidation)에 의해 SO2가 없는 경우보다 고온산화량이 많게 되며, 이로인해 노듈(nodule)형성이 심하게 되어 압연시 상기 노듈부가 균열의 시발점이 되기 때문에 M형 슬리버 결함발생 확율이 높아진다. 또한, 분위기중의 SO2는 결정립계를 따라 강중으로 침투하여 저융점의 황화물을 형성함으로써 압연온도에서 상기 황화물이 액상으로 되기 때문에 압연도중 균열이 발생하여 M형 슬리버가 생긴다.
한편, 스테인레스 선진 제조업체들의 조업을 보면 독일의 KRUPP사의 경우 304 강종을 1300℃(분위기온도 기준)부근으로 가열하고 있으며, 일본의 일신제강의 경우는 1250℃(분위기온도 기준)부근으로 가열하여 작업을 하고 있다. 이는 각 제조사마다 압연기의 입하능력, 가열시 사용하는 연료의 종류등 제반조건이 각기 다르기 때문이다. 즉, 각 제조사의 압연기 능력에 따라 압하력이 크고, 압연중 온도하락을 방지할 수 있는 설비를 갖춘 회사는 고온가열에 다른 업계산화 해를 줄이기 위해 가열온도를 낮게 관리할 수 있는 반면 이와 반대인 경우는 할수 없이 가열온도를 높게 관리하여야 할 필요가 있다. 따라서, 각 제조사마다 압연기의 능력에 맞게 가열온도를 관리하고 있으며, 이에 따라 각 회사마다 성분계를 조금씩 달리하여 나름대로의 적합한 성분계를 발전시켜 왔으나, 아직까지 열연 가열조건에 적합한 성분계에 대한 정립이 부족한 상태에 있다.
이에 본 발명은 SO2분위기 하에서 가열되는 304 스테인레스강 슬라브를 이용한 열연강판의 제조시 각종 304 스테인레스강에 따른 적절한 가열조건을 선정하여 최종제품에 M형 슬리버와 같은 표면결함이 저감되는 304 스테인레스 열연강판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 제조사들의 압연설비의 압연능력에 맞추어 슬라브 가열온도조건을 조절할 수 밖에 없는 경우 열간압연 능력을 감안한 가열온도와 강성분계를 설정함으로써 강판의 표면결함 발생을 저감하기 위한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
제 1도는 304 스테인레스 열연강판에서의 슬라브 가열온도에 따른 표면결함 발생 정도를 나타내는 그래프
제 2도는 다른 304 스테인레스 열연강판에서의 슬라브 가열온도에 따른 표면결함 발생정도를 나타내는 그래프
제 3도는 또 다른 304 스테인레스 열연강판에서의 슬라브 가열온도에 따른 표면결함 발생정도를 나타내는 그래프
상기 목적달성을 위한 본 발명은 중량 %로, C:0.08% 이하, Si:1.0% 이하, Mn:2.0% 이하, P:0.045% 이하, S:0.045% 이하, Cr:18.0-20.0%, Ni.8.0-10.5%, 잔부Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되거나 또는 여기에 0.008-0.020%의 Ti이 단독 또는 0.0020-0.0035%의 B와 복합 함유된 304 스테인레스강 슬라브를 200-1000ppm의 SO2분위기하에서 1220-1240℃의 온도범위로 가열하고, 가열된 슬라브를 열간압연하는 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 304 스테인레스강 슬라브를 200-1000ppm의 SO2분위기하에서 1220-1300℃의 온도범위로 가열하여 가열된 슬라브를 열간압연함을 포함하는 304 스테인레스 강판의 제조방법에 있어서,
상기 슬라브의 열간압연에 따른 필요가열온도가 1220-1240℃의 온도범위일 때는 상기 슬라브는 통상의 304 스테인레스강을 사용하고;
열간압연에 따른 필요가열온도가 1241-1260℃의 온도범위일 때는 통상의 304 스테인레스강 조성에 0.008-0.020%의 Ti를 첨가한 슬라브를 사용하고; 그리고
열간압연에 따른 필요가열온도가 1261-1300℃의 온도범위일 때는 통상의 304 스테인레스강 조성에 0.008-0.020%의 Ti 및 0.0020-0.0035%의 B를 첨가한 슬라브를 사용하는 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명에 부합되는 통상의 304 스테인레스강 조성으로는 중량 %로, C:0.08% 이하, Si:1.0% 이하, Mn:2.0% 이하, P:0.045% 이하, S:0.045% 이하, Cr:18.0-20.0%, Ni:8.0-10.5%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 304스테인레스강이며, 여기에 0.008-0.020%의 Ti이 첨가되거나 또는 0.008-0.020%의 Ti과 0.0020-0.0035%의 B가 함께 함유된 강종을 들 수 있다. 304 강종에 Ti, B를 소량 첨가하면 열간가공성을 향상시킬 수 있어 열간압연성이 향상될 수 있다.
즉, Ti의 경우 TiN, TiO2등 개재물을 형성하여 재가열시 결정입도 성장을 억제하기 때문에 열간가공성이 향상될 수 있으며, 또한 고온산화 측면에서도 결정입도를 적게하기 때문에 결정입계가 많게 되고, 이 결정입계가 Cr의 확산경로(Diffusion Path)로 작용하기 때문에 안정한 Cr2O3피막 형성이 용이함으로 고온 업계산화를 적게하여 전체적으로 M형 슬리버 발생억제에 기여한다.
그러나, Ti이 0.008% 이하로 적을 경우 위와 같은 역할을 못하며, 304 스테인레스강의 경우 0.020%를 넘을 경우 제강성 결함을 유발할 우려가 크기 때문에 304 스테인레스강종 경우에는 0.008-0.020%가 최적범위이다.
또한, B은 재가열 후 압연시 온도가 하락됨에 따라 결정입계에 우선 편석하여 입계를 강화함으로써 열간가공성 향상에 기여한다. B은 고온산화 측면에서도 초기산화시 억제(Healing)작용이 일어 나도록 역할을 하여 고온산화를 억제한다. 따라서 Ti이나 B첨가는 열간가공성 개선 및 고온산화 억제효과로 M형 슬리버 저감에 기여한다. 304 스테인레스 강의 경우 B은 0.0020% 이하 첨가시 상기와 같은 역할을 할수 없으며, 0.0035% 이상 첨가시 저융점의 공정상을 형성할 확율이 높아져 오히려 열간 가공성을 저해시킨다.
상기와같이 조성되는 304 스테인레스강 슬라브를 200-1000ppm 정도의 SO2분위기하에서 가열할 때 슬라브 표면 결함방지를 위해서는 최적의 슬라브 가열온도는 1220-240℃의 범위로 유지하는 것이다. 여기서, 슬라브 가열온도가 1220℃ 이하로되면 열간압연 자체가 곤란하며, 1240℃ 이상에서는 Ti, B가 첨가되지 않은 304 스테인레스강의 경우, 상대적으로 M형 슬리버 표면결함이 크게 증가하며 바람직하지 않다.
한편, 통상의 304 스테인레스강을 제조할 때 노후된 열간압연 설비 또는 압연능력이 떨어지거나 혹은 장시간 압연과정을 거치는 경우 필연적으로 강슬라브의 온도를 1240℃ 이상으로 높게 유지할 수 밖에 없게 되는데, 본 발명은 이러한 열간압연 능력에 의한 슬라브 가열 조건에 따라서도 304 스테인레스 열연강판의 제조가 가능한 방법을 제시하고 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 특징은 304 스테인레스강 슬라브 가열조건에 따라서도 강성분을 적절히 조정하므로써, 표면결함을 최소화함에 있다.
이를 위해 본 발명은 200-1000ppm SO2분위기하의 가열로에서 강슬라브를 1220-1240℃로 가열하는 경우 중량 %로, C:0.08% 이하, Si:1.0% 이하, Mn:2.0% 이하, P:0.045% 이하, S:0.045% 이하, Cr:18.0-20.0%, Ni:8.0-10.5%를 포함한 통상의 304 스테인레스강을 사용하는 것이다.
또한, 슬라브의 가열온도를 1241-1260℃로 해야하는 경우, 가열온도가 비교적 높아 입도성장이 문제가 되고 상대적으로 고온산화는 덜 문제가 되므로 가열로내 입도성장 억제에 의한 열간가공성 향상을 위해 Ti을 0.008-0.020%의 범위로 첨가한 성분계를 사용함이 바람직하다.
또한, 슬라브의 가열온도를 1261℃ 이상으로해야 압연이 가능한 경우는 가열온도가 높아 결정입도 성장, 고온에서 냉각에 따른 S등 불순원소의 편석문제, 고온산화등이 문제가 되므로 이에 대한 해를 줄이기 위해 Ti:0.008-0.020%, B:0.0020-0.0035%을 첨가한 성분계를 사용함이 바람직하다.
이와같은 방법은 열간압연 능력에 의해 304 스테인레스 강슬라브의 재가열 온도를 조절해야만 할 때 적절한 성분 조정만으로도 슬라브 중의 표면결함을 최소화함이 가능하다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.
실시예
하기표 1과 같은 조성을 갖는 Ti/B 미첨가, Ti 단독첨가, Ti/B 복합첨가된 304 스테인레스 강종 14종의 강슬라브를 COG, LDG 혼합가스를 연료로 1200-1300℃로 가열한 다음, 각각의 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하였다. 각 열연판코일로부터 M형 슬리버를 제거하기 위한 그라인딩(grinding)율을 측정하고, 그 결과를 제 1도내지 제 3도에 나타내었다.
제 1도에는 Ti/B 미첨가 304 스테인레스강 슬라브의 가열온도에 따른 M형 슬리버 발생정도를 나타낸 것으로, 제 1도에서와 같이 Ti/B가 첨가되지 않은 경우 가열온도를 1220-1240℃로 유지했을 때 가장 표면결함이 적었으며, 1240℃ 이상으로 유지했을 때는 표면결함이 매우 많이 형성됨을 알 수 있다.
제 2도는 Ti 단독첨가 304 스테인레스강 슬라브의 가열온도에 따른 M형 슬리버 발생정도를 나타낸 것으로, 제 2도에서와 같이 Ti 약 0.008-0.020% 정도로 첨가된 강종(3-5)의 경우 1240-1260℃의 가열온도 범위에서도 표면결함이 적음을 알 수 있었다.
제 3도는 Ti/B 복합첨가 304 스테인레스강 슬라브의 가열온도에 따른 M형 슬리버 발생정도를 나타낸 것으로, 제 3도에서와 같이 Ti이 0.008-0.020%, B이 0.0020-0.0035% 정도로 첨가된 강종(9-11)의 경우 1260-1300℃의 가열온도 범위에서도 표면결함이 적음을 알 수 있었다.
상술한 바와같이, 본 발명은 통상의 304 스테인레스 강 슬라브를 SO2분위기하에서 가열할 때 최적의 가열조건을 설정하므로써 최종강판의 표면결함을 최소화할 수 있고, 특히 제조업체 마다 다른 압연능력에 의해 필요가열온도만을 조절할 수 밖에 없는 경우 304 스테인레스강 성분을 적절히 조정므로써 압연설비 능력과는 관계없이 표면결함이 저감될 수 있는 304 스테인레스 열연강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 중량 %로, C:0.08% 이하, Si:1.0% 이하, Mn:2.0% 이하, P:0.045% 이하, S:0.045% 이하, Cr:18.0-20.0%, Ni:8.0-10.5%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되거나 또는 여기에 0.008-0.020%의 Ti이 단독 또는 0.0020-0.0035%의 B와 복하 함유된 304 스테인레스강 슬라브를 200-1000ppm의 SO2분위기하에서 1220-1240℃의 온도범위로 가열하고, 가열된 슬라브를 열간압연함을 특징으로 하는 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법
- 304 스테인레스강 슬라브를 200-100ppm의 SO2분위기하에서 1220-1300℃의 온도범위로 가열하여 가열된 슬라브를 열간압연함을 포함하는 304 스테인레스 강판의 제조방법에 있어서,상기 슬라브의 열간압연에 따른 필요가열온도가 1220-1240℃의 온도범위일 때는 상기 슬라브는 통상의 304 스테인레스강을 사용하고;열간압연에 따른 필요가열온도가 1241-1260℃의 온도범위일 때는 통상의 304 스테인레스강 조성에 0.008-0.020%의 Ti를 첨가한 슬라브를 사용하고 ; 그리고열간압연에 따른 필요가열온도가 1261-1300℃의 온도범위일 때는 통상의 304 스테인레스강 조성에 0.008-0.020%의 Ti 및 0.0020-0.0035%의 B를 첨가한 슬라브를 사용함을 특징으로 하는 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법
- 제 2항에 있어서, 상기 통상의 304 스테인레스강 슬라브는 중량 %로, C:0.08% 이하, Si:1.0% 이하, Mn:2.0% 이하, P:0.045% 이하, S:0.045% 이하, Cr:18.0-20.0%, 및 Ni:8.0-10.5%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성됨을 특징으로 하는 제조방법
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| KR1019960067532A KR100368248B1 (ko) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960067532A KR100368248B1 (ko) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 표면품질이 우수한 304 스테인레스 열간압연강판의 제조방법 |
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