KR100426858B1

KR100426858B1 - A method for reducing face rough of stainless 316 steel for chemical eguipment

Info

Publication number: KR100426858B1
Application number: KR10-1999-0058585A
Authority: KR
Inventors: 김지준; 심상대
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2004-04-13
Also published as: KR20010078504A

Abstract

본 발명은 스테인레스강의 면거침을 저감하는 방법에 관한 것으로서, 중량 % 로 Cr:16∼18%, Ni:12∼15%, Mo:2∼3%, C:0.02% 이하, Si:1% 이하, N:500ppm 이하, Mn:2.5∼ 3.1%를 함유하는 스테인레스 316강종을 연속주조 및 냉각하는 공정에 있어서, 슬라브 상부의 폭방향으로 배열되어 수직 하방으로 설치되는 2차 노즐중 중앙에 위치하는 중앙노즐의 냉각수 분사각을 100°로 하고, 상기 중앙노즐에 인접한 좌우 노즐의 냉각수 분사각을 130°로 하여 각각의 노즐로부터 분사되는 냉각수의 분사범위를 중첩되도록 함으로써 슬라브를 냉각함과 더불어 상기 슬라브를 가열로로 이송하기 전에 수냉 피트(pit)에 50∼60초간 장입하여 스테인레스 316강종을 제조함으로써 스테인레스 316 강종의 면거침 결함을 크게 저감할 수 있어서 연삭공정의 부하를 크게 줄일 수 있으므로 제품의 실수율 및 생상성이 향상되는 장점이 있는 것이다.The present invention relates to a method of reducing the surface roughness of stainless steel, which is Cr: 16-18%, Ni: 12-15%, Mo: 2-3%, C: 0.02% or less, Si: 1% or less In the process of continuous casting and cooling of stainless steel 316 steel containing N: 500 ppm or less and Mn: 2.5 to 3.1%, the center of the secondary nozzles arranged in the width direction of the upper part of the slab and installed vertically downward Cooling the slab and cooling the slab by overlapping the spray range of the coolant sprayed from each nozzle with the coolant spray angle of the nozzle at 100 ° and the coolant spray angle of the left and right nozzles adjacent to the center nozzle at 130 °. By inserting the stainless steel 316 into the water cooling pit for 50 to 60 seconds before transporting it to the furnace, it is possible to greatly reduce the surface roughness defects of the stainless steel 316, thus greatly reducing the load of the grinding process. The advantage is that the yield is improved and the saengsangseong.

Description

A method for reducing face rough of stainless 316 steel for chemical eguipment}

본 발명은 스테인레스강의 면거침을 저감하는 방법에 관한 것으로서, 특히 연속주조의 2차냉각시 냉각 노즐의 냉각수 분사영역을 변경함과 더불어 수냉 피트( pit)에 슬라브를 50∼60초간 넣어 스테인레스강의 면거침을 저감하는 화학 설비용 스테인레스 316강의 면거침을 저감방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of reducing the surface roughness of stainless steel, and in particular, by changing the cooling water spraying area of the cooling nozzle during the secondary cooling of the continuous casting, and putting the slab in the water cooling pit for 50 to 60 seconds, the surface of the stainless steel The present invention relates to a method for reducing surface roughness of stainless 316 steel for chemical facilities that reduces roughness.

일반적으로 스테인레스 316 강종은 기본성분이 중량 % 로 Cr:16∼18%, Ni:12∼15%, Mo:2∼3%, C:0.02% 이하, Si:1% 이하, N:500ppm 이하, Mn:2.5∼ 3.1%를 포함하여 이루어지는 것으로서, 화학 설비용에 주로 사용되는 재료로 이용된다.In general, stainless steel 316 grades are based on the weight percentage of Cr: 16-18%, Ni: 12-15%, Mo: 2-3%, C: 0.02% or less, Si: 1% or less, N: 500 ppm or less, It contains Mn: 2.5 to 3.1% and is used as a material mainly used for chemical facilities.

이러한 스테인레스 316강 제조에 있어서 건전한 연주주편을 확보하지 못하면 후공정 즉 재가열, 열간압연공정에서의 표면결함으로 이어지기 때문에 반드시 연삭하여 제품화 되고 있다. 그러나 표면결함을 제거할때 쓰이는 공정인 연삭은 생산성 향상 및 제조원가에 막대한 영향을 미치고 있는 바 스테인레스강의 대표적인 강종인 304 강종의 경우에는 연삭율이 약 3% 정도이지만, 316 강종의 경우에는 연삭율이 100%가량 발생되고 있다.In the manufacture of such stainless 316 steel, if it is not secure sound casting cast leads to surface defects in the post process, that is, reheating, hot rolling process, it is always grinding and commercialized. However, grinding, which is a process used to remove surface defects, has a huge impact on productivity and manufacturing cost. In the case of 304 steel, which is the representative steel of stainless steel, the grinding rate is about 3%. It is about 100% generated.

이렇게 316 강종의 연삭율이 높은 이유는 표면결함 때문이며, 현재 316강종에서 나타나는 주요한 표면결함은 M형 슬라이버(sliver)와 면거침 결함이다. 통상적으로 지금까지는 M형 슬라이버(sliver)에 관한 연구만이 이루어져서 M형 슬라이버(sliver)의 결함은 감소되는 추이이지만 면거침의 결함에 관해서는 거의 연구가 이루어지지 않아 계속적으로 결함이 발생되고 있는 실정이다.The high grinding rate of 316 steel is due to surface defects, and the major surface defects present in 316 steel are M-type slivers and surface roughness defects. Normally, until now, only M-type slivers have been studied so that the defects of M-type slivers have been reduced. There is a situation.

근래, 스테인레스 316강에 있어서 면거침이 급증하는 이유는 다음과 같다. 종래에는 스테인레스 강종을 제조할때 연속주조된 주편을 수냉조에 30분간 집어넣어 온도를 떨어뜨린 후 가열로에 집어 넣었었다. 하지만, 이렇게 하는 경우에는 온도가 충분히 떨어진 상태로 가열로에 들어가기 때문에 다시 가열로 조업시에는 온도를 고온으로 올려야 하므로 에너지 소비가 심하게 된다. 그러나, 최근에는 연속주조된 주편을 바로 가열로에 장입하여 에너지 손실을 최대한 줄이고 있는 바 이렇게 하면 공정간의 시간이 단축되고 생산성이 대폭 향상되는 장점이 있다.The reason why surface roughness increases rapidly in stainless 316 steel is as follows. Conventionally, when manufacturing stainless steel grades, continuous cast steel was put in a water cooling bath for 30 minutes to drop the temperature and then put in a heating furnace. However, in this case, since the temperature enters the furnace with a sufficiently low temperature, the energy consumption is severe because the temperature must be raised to a high temperature when the furnace is operated again. However, in recent years, the continuous casting cast directly into the heating furnace to reduce the energy loss as much as this has the advantage of shortening the time between processes and significantly improve the productivity.

그러나, 생산성은 향상되지만 표면품질, 즉 면거침이 다발하는 문제점이 생기게 된다. 면거침은 주로 슬라브 폭 중심에 띠모양으로 발생되는 것으로서 슬라브 상면에서 발생된다. 하지만 면거침의 원인에 대해서는 알려져 있지 않으며, 면거침이 발생하지 않도록 하는 방법 또한 알려져 있지 않다.However, the productivity is improved, but there is a problem that the surface quality, that is, the surface roughness is frequent. Surface roughness occurs mainly in the shape of a band at the center of the slab width and occurs at the top of the slab. However, the cause of surface roughness is not known, and a method of preventing surface roughness is not known.

이에 본 발명의 발명자들은 스테인레스 316강에 있어서 면거침 발생원인을 심도 있게 연구한 결과, 스테인레스 316강의 연주주편 스케일 생성원인을 규명하고 적정한 연주조업 조건을 실시하면 면거침을 저감할 수 있다는 결론을 얻게 되었다.Therefore, the inventors of the present invention have studied the causes of surface roughness in stainless 316 steel in depth, and have concluded that the cause of surface roughness generation of stainless steel 316 steel can be identified and the surface roughness can be reduced by performing the proper operating conditions. It became.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 스테인레스 316강의 면거침 결함을 최대한 방지하고자 발명한 것으로서, 연속주조의 2차냉각시 냉각 노즐의 냉각수 분사영역을 변경함과 더불어 수냉 피트(pit)에 슬라브를 50∼60초간 넣어 스테인레스강의 면거침을 저감하는 화학 설비용 스테인레스 316강의 면거침 저감방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was invented to prevent the surface roughness defect of stainless 316 steel as much as possible in view of the above situation, and the slab was added to the water cooling pit while changing the cooling water spraying area of the cooling nozzle during the secondary cooling of continuous casting. It is an object of the present invention to provide a method for reducing the surface roughness of stainless 316 steel for chemical equipment which reduces the surface roughness of the stainless steel by inserting it for ˜60 seconds.

도 1a는 종래 스테인레스 316 강종에서 발생한 면거침 상태를 보여주는 연주Figure 1a shows the surface roughness occurred in the conventional stainless steel 316 steel

주편 사진,Cast photo,

도 1b는 종래 스테인레스 316 강종에서 면거침 상태가 발생한 연주주편의 스Figure 1b is a spool of the casting cast steel surface roughness occurs in the conventional stainless steel 316 steel

케일(scale) 분석 결과를 보여주는 사진,A photo showing the results of the scale analysis,

도 2는 종래 스테인레스 316강의 2차냉각 노즐 배열도,2 is a secondary cooling nozzle arrangement of a conventional stainless 316 steel,

도 3은 본 발명 화학 설비용 스테인레스 316강의 면거침 저감방법에서 채용Figure 3 is adopted in the method of reducing the surface roughness of stainless steel 316 for chemical equipment of the present invention

한 스테인레스 316 강의 2차냉각 노즐 배열도이다.Secondary cooling nozzle arrangement of one stainless 316 steel.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 화학 설비용 스테인레스 316강의 면거침 저감방법은 중량 %로 Cr:16∼18%, Ni:12∼15%, Mo:2∼3%, C:0.02% 이하, Si:1% 이하, N:500ppm 이하, Mn:2.5∼3.1%를 함유하는 스테인레스 316강종을 연속주조 및 냉각하는 공정에 있어서, 슬라브 상부의 폭방향으로 배열되어 수직 하방으로 설치되는 2차 노즐중 중앙에 위치하는 중앙노즐의 냉각수 분사각을 100°로 하고, 상기 중앙노즐에 인접한 좌우 노즐의 냉각수 분사각을 130°로 하여 각각의 노즐로부터 분사되는 냉각수의 분사범위를 중첩되도록 함으로써 슬라브를 냉각함과 더불어 상기 슬라브를 가열로로 이송하기 전에 수냉 피트(pit)에 50∼60초간 장입하여 스테인레스 316강종을 제조하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of reducing the surface roughness of the stainless steel 316 for chemical facilities of the present invention is Cr: 16 to 18%, Ni: 12 to 15%, Mo: 2 to 3%, C: 0.02% or less, Si In the process of continuous casting and cooling of stainless steel 316 steel containing 1% or less, N: 500 ppm or less and Mn: 2.5-3.1%, the center of the secondary nozzles arranged vertically downward in the width direction of the upper part of the slab Cooling the slab by overlapping the spray range of the coolant sprayed from each nozzle with the coolant spray angle of the central nozzle positioned at 100 ° and the coolant spray angle of the left and right nozzles adjacent to the central nozzle at 130 °. In addition, before the slab is transferred to the heating furnace by charging 50 to 60 seconds in a water-cooled pit (pit), characterized in that to produce stainless steel 316.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 화학 설비용 스테인레스 316강의 면거침 저감방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of reducing surface roughness of stainless steel 316 for chemical equipment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 스케일(scale)의 박리시 필요한 연속주조 조업조건을 설정하여 면거침 결함을 방지하는데 그 특징이 있다.The present invention is characterized by preventing continuous surface defects by setting continuous casting operation conditions necessary for peeling scale.

이러한 본 발명의 대상 강종은 이미 공지된 강인 스테인레스 316강이며, 그 구체적인 성분은 Cr:16∼18%, Ni:12∼15%, Mo:2∼3%, C:0.02% 이하, Si:1% 이하, N:500ppm 이하, Mn:2.5∼3.1%를 포함하는 것이다.The steel grade of the present invention is stainless steel 316, which is a known steel, and specific components thereof are Cr: 16-18%, Ni: 12-15%, Mo: 2-3%, C: 0.02% or less, and Si: 1. % Or less, N: 500 ppm or less, and Mn: 2.5 to 3.1% are included.

먼저, 위에서 언급한 종래 스테인레스 316 강종에서 면거침 발생된 연주주편 사진 및 스케일(scale)분석 결과를 나타낸 도 1a 및 도 1b를 보면, 슬라브 중심부에 띠모양의 스케일(seale)이 관찰됨을 알수 있다. 이것을 EPMA로 분석해 보면 내층의 경우에는 산화크롬(Cr-oxide)으로 구성되어 있으나, 외층의 경우에는 Fe-Ca-Si-Al 성분의 피크(peak)를 관찰할 수 있다. 즉, 외층의 스케일(secle)은 몰드 프럭스(mold flux)로 혼입된 복합성 스케일(scale)임을 알 수 있다.First, referring to Figures 1a and 1b showing the surface cast and photo-scale analysis results of the surface roughness generated in the above-mentioned conventional stainless steel 316 steel, it can be seen that the band-shaped (seale) is observed in the center of the slab. When analyzed by EPMA, the inner layer is composed of chromium oxide (Cr-oxide), but in the outer layer, the peak of Fe-Ca-Si-Al component can be observed. That is, it can be seen that the scale of the outer layer is a complex scale incorporated into the mold flux.

이러한 내층의 산화크롬(Cr-oxide)은 스테인레스강에서만 나타나는 특유의 스케일(scale)로서 제거가 불가능하고 스테인레스강이 녹슬지 않는 이유이기도 하다. 즉 치밀한 산화크롬(Cr-oxide) 때문에 스테인레스강은 우수한 내식성 및 기계적 성질을 보유할 수 있다. 하지만 외층에 나타나는 복합성 스케일(seale)은 면거침 결함의 직접적인 원인이 된다.This inner layer of chromium oxide (Cr-oxide) is a unique scale that appears only in stainless steel, which is impossible to remove and is also a reason that stainless steel does not rust. That is, because of the dense chromium oxide (Cr-oxide), stainless steel can have excellent corrosion resistance and mechanical properties. However, the complex scale in the outer layer is a direct cause of surface roughness defects.

따라서 이를 제거하기 위해서 2차 냉각중 노즐의 냉각수 분사각을 변경하고 수냉 피트(pit)를 사용해야 한다고 생각하였다.Therefore, in order to eliminate this, it was thought that the cooling water spray angle of the nozzle during the second cooling should be changed and the water cooling pit should be used.

우선, 종래 스테인레스 316 강종의 연속주조 및 냉각공정에 있어서 2차냉각 노즐을 검토해 보면, 도 2에 도시한 바와 같이 슬라브의 폭 방향 상부에서 하부로 일정하게 냉각수가 비수되도록 노즐들이 수직 하방으로 배열되어 있다. 즉, 노즐의 냉각수 분사각도가 모두 110°로만 분사되기 때문에 슬라브 상면의 중심부에 비수되는 냉각수의 량과 가장자리 (edge)쪽에 비수되는 냉각수의 량이 동일하게 되었으며, 이는 도 1a와 같이 띠모양의 스케일 발생의 원인이 되었다.이에 본 발명자는 2번째와 4번째 노즐(슬라브의 폭방향 중앙에 위치하는 중앙노즐과 인접한 좌우 노즐)의 분사각도를 130°로 하여 냉각수를 분사하고, 3번째 노즐(중앙노즐)의 분사각도를 100°로 하여 냉각수를 분사함으로써 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 노즐로부터 분사되는 냉각수의 분사범위를 중첩적으로 하여 슬라브의 중심부에 냉각수의 분사량이 집중되도록 하였다.First, when examining the secondary cooling nozzle in the continuous casting and cooling process of the conventional stainless 316 steel, as shown in Figure 2, the nozzles are arranged vertically downward so that the cooling water uniformly from the upper to the lower side of the slab in the width direction have. That is, since the cooling water injection angles of the nozzles are all sprayed only at 110 °, the amount of cooling water that is immersed in the center of the upper surface of the slab and the amount of cooling water that is immersed in the edge side are the same. The present inventors sprayed the coolant with the spray angles of the second and fourth nozzles (the left and right nozzles adjacent to the center nozzle located in the width direction center of the slab) at 130 °, and the third nozzle (the central nozzle). By spraying the coolant with the spray angle of 100 °, that is, as shown in FIG. 3, the spraying range of the coolant sprayed from each nozzle is superimposed so that the amount of cooling water is concentrated in the center of the slab.

또한, 에너지의 손실을 줄이기 위하여 종래에는 수냉 피트(pit)에 슬라브를 장입하지 않고 가열로로 이송하였지만 가열로 적정 장입온도가 300℃인데 착안하여 수냉 피트에 슬라브를 50초~1분간을 장입한 다음 가열로로 이송하여도 슬라브의 복열현상에 의해 온도가 다시 상승하여 가열로로 장입시에 300℃를 유지할 수 있게 되었다. 하지만 1분이상 장입하게 되면 온도가 복열이 되더라도 가열로 장입온도를 유지할 수 없게 되고, 50초 이하로 장입하게 되면 스케일(scale)의 완전한 박리가 일어나지 않게됨을 확인하였다.In addition, in order to reduce energy loss in the past, the slab was transferred to the heating furnace without charging the slab into the water cooling pit, but the proper charging temperature of the heating furnace was 300 ° C, and the slab was charged into the water cooling pit for 50 seconds to 1 minute. Even when transferred to the next heating furnace, the temperature was raised again due to the double reheating phenomenon of the slab, so that 300 ° C. was maintained at the time of charging into the heating furnace. However, when charging for more than 1 minute, even if the temperature recuperates, the charging temperature cannot be maintained by heating, and when the charging time is 50 seconds or less, it is confirmed that complete peeling of scale does not occur.

상기한 본 발명을 채용하여 제조한 스테인레스 316강종 연주주편의 외층 스케일(scale)을 분석한 결과 외층 스케일(seale)은 존재하지 않고 치밀한 Cr 산화물만이 존재함을 확인할 수 있었다.As a result of analyzing the outer layer scale of the stainless steel 316 cast steel produced by employing the present invention described above, it was confirmed that only the dense Cr oxide was present without the outer layer scale.

[실시예 1]Example 1

200㎜ 두께의 종래 스테인레스 316 강종을 본 발명 연속주조 조업 및 냉 각조건으로 변경한 후, 통상의 방법으로 재가열하고, 동일조건으로 열간압연을 한 다음, 면거침 결함 발생율을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타냈다. 이때의 면거침결함 발생율은 산세 후에 열연판이 지나갈때 작업자가 육안으로 관찰하였다.After changing 200 mm thick stainless steel 316 into the continuous casting operation and cooling conditions of the present invention, reheating them in the usual manner, performing hot rolling under the same conditions, and measuring the occurrence rate of surface roughness defects. 1 is shown. The incidence of surface roughness at this time was visually observed by the operator when the hot rolled sheet passed after pickling.

실시예Example 2차냉각 2, 4번째노즐의 분사각도Injection angle of the 2nd and 4th nozzles 2차냉각 3번째노즐의 분사각도Injection angle of the second cooling third nozzle 수냉조장입시간Water cooling tank charging time 면거침 결함발생Surface roughness defect 1One 130°130 ° 100°100 ° 60초60 seconds ×× 22 130°130 ° 100°100 ° 65초65 seconds ○○ 33 130°130 ° 100°100 ° 45초45 sec ○○ 44 130°130 ° 110°110 ° 55초55 seconds ○○ 55 110°110 ° 100°100 ° 55초55 seconds ○○ 66 130°130 ° 100°100 ° 55초55 seconds ××

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 실시예 1번과 6번에서만 면거침이 발생되지 않고 다른 조건에서는 모두 면거침 결함이 발생하였음을 알 수 있었다.As shown in Table 1, it was found that surface roughness did not occur only in Examples 1 and 6, and surface roughness defects occurred in all other conditions.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 스테인레스 316 강종의 면거침 결함을 크게 저감할 수 있어서 연삭공정의 부하를 크게 줄일 수 있으므로 제품의 실수율 및 생상성이 향상되는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to greatly reduce the surface roughness defects of stainless 316 steel grades, thereby greatly reducing the load of the grinding process, thereby improving the error rate and productivity of the product.

Claims

Cr: 18% to 18%, Ni: 12 to 15%, Mo: 2-3%, C: 0.02% or less, Si: 1% or less, N: 500 ppm or less, Mn: 2.5 to 3.1% In the process of continuous casting and cooling of stainless 316 steel grade, the coolant jetting angle of the central nozzle located at the center of the secondary nozzles arranged in the width direction of the upper part of the slab and installed vertically is set to 100 °, Cooling the slab by overlapping the spraying range of the coolant sprayed from each nozzle by setting the coolant spray angle of the adjacent left and right nozzles to 130 °, and 50 to 60 to the water cooling pit before transferring the slab to the heating furnace. A method of reducing the surface roughness of stainless 316 steel for chemical equipment, characterized in that the stainless steel 316 is manufactured by charging for a second.