KR100489018B1 - Method of Manufacturing High Manganese Steel Strip With Twin Roll Strip Casting Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우수한 성형성과 높은 강도를 가져 자동차용 강판으로 대체될 수 있는 고망간강 박판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 쌍롤형 박판 주조기를 사용하여 Fe-Mn-Al-C계의 고망간강의 용강으로부터 직접 고망간강 박판을 제조하므로서, 성형성이 우수하고 강도가 높은 고망간강 박판을 별도의 처리 공정없이 매우 간단하고 보다 용이하게 그리고 보다 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.The present invention relates to a method for producing a high manganese steel sheet that can be replaced with automotive steel sheets having excellent formability and high strength, and is manufactured from a molten steel of Fe-Mn-Al-C system using a twin roll type sheet casting machine. By directly manufacturing high manganese steel sheet, it is to provide a method that can produce a high formability and high strength high manganese steel sheet very simple, easier and more economical without a separate treatment process, the purpose is to .
본 발명은 롤갭을 두고 서로 맞서 위치되는 쌍롤, 이 쌍롤 양끝단부에 설치된 에지댐 및 용강 탕면을 차단하여 실링하는 메니스커스 실드를 포함하는 쌍롤형 박판주조기의 쌍롤 사이에 고 망간강의 용강을 공급하여 고 망간강의 박판을 제조하는 방법에 있어서, 주조 속도는 10 ~ 120 m/분로, 그리고 롤반발력은 롤폭방향 길이당 0.1kg/mm ~ 55kg/mm로 제어하여 1.0 ~ 6.0mm의 두께를 갖는 박판을 제조하는 쌍롤 박판 주조기를 이용한 고망간강의 박판 제조 방법을 그 요지로 한다.The present invention provides a molten steel of high manganese steel between a pair of rolls of thin roll caster including a pair of rolls positioned against each other with a roll gap, an edge dam provided at both ends of the pair of rolls, and a meniscus shield for sealing the molten steel surface. In the method of manufacturing a thin plate of high manganese steel, the casting speed is 10 ~ 120 m / minute, and the roll repulsion force is controlled to 0.1kg / mm ~ 55kg / mm per roll width direction to obtain a thin plate having a thickness of 1.0 ~ 6.0mm The thin-plate manufacturing method of high manganese steel using the twin-roll thin-plate casting machine manufactured is made into the summary.
Description
본 발명은 우수한 성형성과 높은 강도를 가져 자동차용 강판으로 대체될 수 있는 고망간강 박판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용탕에서 직접 박판으로 제조하는 쌍롤형 박판 주조 장치를 이용하여 우수한 성형성과 높은 강도를 갖는 고망간강 박판을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a high manganese steel sheet that can be replaced by automotive steel sheets having excellent formability and high strength, and more particularly, excellent molding using a twin roll thin sheet casting apparatus manufactured directly from molten metal. The present invention relates to a method for producing a high manganese steel sheet having high strength.
고 망간강으로는 Fe-Mn-C을 기본 성분계로 한 강, Fe-Mn-Cr을 기본 성분계로 한 강 및 이들 강에 N, Ni, Mo, Al, Si 등을 첨가한 강등을 들수 있다.Examples of the high manganese steel include steels based on Fe-Mn-C, steels based on Fe-Mn-Cr, and steel bars including N, Ni, Mo, Al, and Si added to these steels.
상기 Fe-Mn-C을 기본 성분계로 한 강은 내식성을 크게 요구하지 않은 분야에 주로 사용되고, Fe-Mn-Cr을 기본 성분계로 한 강은 내식성을 요구하는 분야에 주로 사용된다.The steel based on Fe-Mn-C as a basic component system is mainly used for a field which does not require much corrosion resistance, and the steel based on Fe-Mn-Cr as a basic component system is mainly used for a field requiring corrosion resistance.
또한, 상기한 N, Ni, Mo, Al, Si 등은 가공성, 성형성, 강도, 연성 등의 특성을 개선시키기 위하여 첨가되는 것이다.In addition, the above-mentioned N, Ni, Mo, Al, Si and the like are added to improve the properties such as workability, formability, strength, ductility.
또한, 고 망간강의 다른 강종으로는 Fe-Mn-Al-C계 고 망간강을 들 수 있다.In addition, other steel grades of high manganese steel include Fe-Mn-Al-C-based high manganese steel.
상기 Fe-Mn-Al-C계 고 망간강은 강도가 매우 높을 뿐만 아니라(90kg/mm2급), 가공유기 변형쌍정(strain induced deformation twin) 발생에 의해 우수한 성형성을 갖는다.The Fe-Mn-Al-C-based high manganese steel not only has a very high strength (90 kg / mm 2 ), but also has excellent formability due to the generation of strain induced deformation twin.
상기 가공유기 변형쌍정은 TRIP현상으로 단축 인장인 인장시험에서 연신율을 증가시킬 뿐만 아니라 변형쌍정 자체가 유연하여 성형시 크랙이 발생되지 않아 자동차 경량화를 위한 대체재료로 다각도로 연구되고 있다. The processed organic strain twin is not only to increase the elongation in the tensile test of uniaxial tension due to the TRIP phenomenon, but the deformation twin itself is flexible, so that no crack occurs during molding.
이와 관련된 Fe-Mn-Al-C 계 고망간강에 관한 연구결과의 일례가 김태웅 등이 제안한 대한민국 특허번호 1994-0007374, 0008945, 1997-0001324 호에 제시되어 있는데, 여기에는 자동차 강판으로 적합한 고성형성과 고강도 특성을 갖춘 고망간강의 제조 방법 및 고망간강의 열간 압연 방법등이 제시되어 있다. An example of the results of a study on Fe-Mn-Al-C based high manganese steel is presented in Korean Patent Nos. 1994-0007374, 0008945, 1997-0001324 proposed by Kim Tae-woong, including The manufacturing method of high manganese steel with high strength characteristics and the hot rolling method of high manganese steel are proposed.
상기 고 망간강의 강판도 통상 일반적인 강판과 같이 해당 성분을 가진 고망간강을 진공 용해하여 강괴를 제조하거나 연주 슬라브를 제조한 후 용체화 처리를 한 후 분괴 압연, 조압연, 열간 압연의 과정을 거쳐 열연판으로 제조한 후 최종 냉간 압연 과정을 거쳐 제조된다. The steel sheet of the high manganese steel is also hot-rolled through the process of melt-melting after the melting of high-manganese steel having a corresponding component in the same way as a general steel sheet to produce a steel ingot or a production slab, and then subjected to solution rolling, rough rolling, hot rolling After the manufacture of the plate is made through a final cold rolling process.
그러나, 상기와 같이 잉곳 또는 연주-열간압연공정을 통하여 고 망간강의 강판을 제조하는 경우에는 통상의 열간압연 공정으로 제조할 때 수반되는 여러가지 문제점들 때문에 현장 작업성 및 생산성에 있어서 많은 문제를 야기한 바 있다. However, when manufacturing a high manganese steel sheet through the ingot or the performance hot-rolling process as described above, due to various problems associated with the manufacture of a conventional hot-rolling process has caused many problems in the field workability and productivity have.
특히, 열연 공정으로 제조할 때 표면산화 및 표면 균열이 많이 발생되며, 따라서 표면연마 등의 공정이 추가로 요구되는 등의 문제점이 발생하였다. In particular, the surface oxidation and surface cracks are generated a lot when produced by the hot rolling process, and thus, a problem such as additional surface polishing is required.
본 발명자들은 고 망간강의 강판을 쌍롤형 박판 주조기를 사용하여 제조하는 방법등에 대하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 쌍롤형 박판 주조기를 사용하여 Fe-Mn-Al-C계의 고망간강의 용강으로부터 직접 고망간강 박판을 제조하므로서, 성형성이 우수하고 강도가 높은 고망간강 박판을 별도의 처리 공정없이 매우 간단하고 보다 용이하게 그리고 보다 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.The present inventors have conducted research and experiment on a method of manufacturing a high-manganese steel sheet using a twin roll thin sheet casting machine and the like, and proposed the present invention based on the results. By manufacturing high-manganese steel sheet directly from molten steel of -Mn-Al-C system, high-manganese steel sheet with high formability and high strength can be manufactured very simply, easily and more economically without a separate processing process. I want to provide a way to do that, and that's what it is.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
본 발명은 롤갭을 두고 서로 맞서 위치되는 쌍롤, 이 쌍롤 양끝단부에 설치된 에지댐 및 용강 탕면을 차단하여 실링하는 메니스커스 실드를 포함하는 쌍롤형 박판주조기의 쌍롤 사이에 고 망간강의 용강을 공급하여 고 망간강의 박판을 제조하는 방법에 있어서, 주조 속도는 10 ~ 120 m/분으로, 그리고 롤반발력은 롤폭방향 길이당 0.1kg/mm ~ 55kg/mm로 제어하여 1.0 ~ 6.0mm의 두께를 갖는 박판을 제조하는 쌍롤형 박판 주조기를 이용한 고망간강의 박판 제조 방법에 관한 것이다.The present invention provides a molten steel of high manganese steel between a pair of rolls of thin roll caster including a pair of rolls positioned against each other with a roll gap, an edge dam provided at both ends of the pair of rolls, and a meniscus shield for sealing the molten steel surface. In the method of manufacturing a thin plate of high manganese steel, the casting speed is 10 ~ 120 m / min, and the roll repulsion force is controlled to 0.1kg / mm ~ 55kg / mm per length in the roll width direction with a thickness of 1.0 ~ 6.0mm It relates to a thin plate manufacturing method of high manganese steel using a twin-roll thin plate casting machine for producing a.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명에 적용될 수 있는 바람직한 고망간강으로는 중량%로, C: 0.8% 이하, Mn: 10 ~ 40%, Al: 0.05 ~ 8%, 나머지는 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성된 Fe-Mn-Al-C강을 들 수 있다.Preferred high manganese steels that can be applied to the present invention are by weight%, C: 0.8% or less, Mn: 10-40%, Al: 0.05-8%, the remainder is Fe- composed of Fe and other unavoidable impurities Mn-Al-C steel is mentioned.
또한, 본 발명에 적용될 수 있는 바람직한 다른 고 망간강으로는 상기와 같이 조성되는 고 망간강에 Si, Cu, Nb, V, N, B 및 Ti으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종이상이 첨가된 강종을 들수 있다.In addition, other preferred high manganese steel that can be applied to the present invention is a steel grade in which one or two or more selected from the group consisting of Si, Cu, Nb, V, N, B and Ti is added to the high manganese steel formed as described above. Can be heard.
상기 Si는 탈산 및 강도 증가 목적으로 첨가되고, 상기 Cu는 내식성 및 강도 증가, 상기 Nb 및 V는 강도 증가를 위해 첨가된다. The Si is added for deoxidation and strength increase purposes, the Cu is added for corrosion resistance and strength increase, and the Nb and V are added for strength increase.
또한, 상기 N은 응고 과정에서 Al과 반응하여 미세한 질화물을 석출시켜 쌍정 발생을 촉진하나 질화물 양 및 크기가 과다하거나 입계에 부화하면 입계 취화의 원인이 되므로 적당량이 첨가되어야 한다. In addition, the N reacts with Al in the solidification process to precipitate the fine nitride to promote twin generation, but if the amount and size of the nitride is excessive or hatched at the grain boundary, an appropriate amount should be added.
또한, 상기 B 및 Ti는 주상정 입계의 파단을 방지하기 위한 원소로서 B의 첨가량은 0.2% 이하, Ti의 첨가량은 0.2% 이하로 설정하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that B and Ti are elements for preventing breakage of columnar grain boundaries, and the amount of B added is set to 0.2% or less, and that of Ti is set to 0.2% or less.
상기 성분들은 적층 결함 에너지와 그에 따른 쌍정(twin) 발생을 제어하기 위한 원소로서 필요하며, 또한 강도를 제어하기 위해 적정량 첨가되어야 한다. The components are needed as elements for controlling the stacking defect energy and thus twin generation, and must also be added in an appropriate amount to control the strength.
즉 상기 성분들은 냉간 압연과 같은 큰 변형량에도 ε-마르텐사이트를 발생시키지 않고 냉간 압연성 및 프레스 성형성등을 좋게 해야 하므로 적층 결함에너지가 높으면 완전 전위에 의한 슬립 변형이 일어나 변형시 쌍정이 발생되지 못하고 너무 낮으면 ε-마르텐사이트, α'-마르텐사이트를 발생시켜 경도는 증가되나 연성이 떨어지므로 적정 범위를 가져야 한다. In other words, the components should have good cold rolling property and press formability without generating ε-martensite even in a large deformation amount such as cold rolling, so that high lamination defect energy results in slip deformation due to full potential, so that twins are not generated during deformation. If it is too low, ε-martensite and α'-martensite are generated to increase hardness, but ductility is poor.
본 발명은 쌍롤형 박판 주조기를 사용하여 용강으로부터 직접 고망간강 박판을 제조하므로써, 잉곳 또는 연주-열간압연공정을 통하여 고 망간강의 강판을 제조하는종래의 기술의 문제점을 해결하고자 한 것이다. The present invention is to solve the problems of the conventional technology for producing a high manganese steel sheet through the ingot or hot-rolling process by manufacturing a high manganese steel sheet directly from molten steel using a twin roll type sheet casting machine.
본 발명에 따르는 고망간강 박판의 제조방법에 보다 바람직하게 사용될 수 있는 쌍롤형 박판 주조기의 일례가 도 1에 나타나 있다.An example of a twin roll thin plate casting machine that can be more preferably used in the method for producing a high manganese steel sheet according to the present invention is shown in FIG. 1.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 바람직하게 사용될 수 있는 쌍롤형 박판 주조기는 롤갭을 두고 서로 맞서 위치되는 쌍롤(20)(20'), 이 쌍롤(20)(20') 양끝단부에 설치된 에지댐(40) 및 용강 탕면을 차단하여 실링하는 메니스커스 실드(30)을 포함하여 구성된다.As shown in Fig. 1, the twin roll type sheet casting machine which can be preferably used in the present invention is a pair of rolls 20 and 20 'which are positioned against each other with a roll gap, and edges provided at both ends of the pair rolls 20 and 20'. And a meniscus shield 30 for blocking and damming the dam 40 and the molten steel.
도 1에서, 부호 "10"은 용강 저장용기를 나타내고, 부호 "50"은 박판을 나타내고, 그리고 부호 "25"는 브러쉬 롤을 나타낸다.In Fig. 1, reference numeral 10 denotes a molten steel storage container, reference numeral 50 denotes a thin plate, and reference numeral 25 denotes a brush roll.
상기와 같이 구성되는 쌍롤형 박판 주조기를 사용하여 고망간강의 박판을 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.The method of manufacturing a thin plate of high manganese steel using the twin roll type sheet casting machine configured as described above will be described in detail.
고망간강의 용강을 도 1에 나타난 바와 같이 노즐을 통해 2개의 회전하는 롤(20)(20') 사이에 주입하고 주입된 용강이 롤(20)(20')과 접촉하여 응고각을 형성하고 롤이 회전함에 따라 롤 최근접점에서 만나 박판(주편)(50)을 형성한다. As shown in FIG. 1, molten steel of high manganese steel is injected between two rotating rolls 20 and 20 'through a nozzle, and the injected molten steel contacts the rolls 20 and 20' to form a solidification angle. As the roll rotates, it meets at the roll nearest point to form a thin plate (cast) 50.
상기 롤(20)(20') 사이에 주입되는 고 망간강의 용강은 일반적인 강종과 같이 고 망간강을 용해로에서 용해한 후 래들에 수강한 다음, 수강된 용강의 2차 정련을 위한 정련 설비에서 온도 조정 및 미세 성분 조정등을 행한다.The molten steel of the high manganese steel injected between the rolls 20 and 20 'is melted in the melting furnace as in general steel grades, and then subjected to ladles, followed by temperature adjustment in a refining facility for secondary refining of the molten steel. Fine component adjustment is performed.
쌍롤형 박판주조법에서는 용강이 롤배럴 측면으로 누출되는 것을 방지하기 위해 에지댐(40)을 사용하여 댐역할을 하며, 롤상부에 용강이 산화되는 것을 방지하기 위해 불활성 가스를 공급하는 데 공급된 가스의 실링을 위해 메니스커스 실드(30)을 사용하여 밀폐된 공간을 부여한다. In the twin-roll type sheet casting method, the edge dam 40 is used as a dam to prevent the molten steel from leaking to the side of the roll barrel, and the gas supplied to supply the inert gas to prevent the molten steel from being oxidized on the upper portion of the roll. Using the meniscus shield 30 for the sealing of the given space.
이와 같이 밀폐된 공간 내에서는 용강의 산화를 방지하여 주조시 각종 개재물 및 산화성 불순물의 유입에 의해 발생되는 주편 표면 결함 발생을 억제하는 역할을 한다. As such, in the enclosed space, the molten steel is prevented from oxidizing, thereby suppressing the occurrence of defects on the surface of the cast steel caused by the inflow of various inclusions and oxidative impurities during casting.
본 발명에서는 쌍롤형 박판주조공정을 이용하여 고 망간강의 박판제조시 박판두께와 관련하여 주조속도 및 롤 반발력을 적절히 설정하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to properly set the casting speed and the roll repulsive force in relation to the sheet thickness during thin plate manufacturing of high manganese steel using a twin roll type sheet casting process.
도 2에는 고망간강 박판 주조시에 주조할 수 있는 주편의 두께와 주조 속도 범위 및 롤 반발력과의 관계가 나타나 있다. Fig. 2 shows the relationship between the thickness of the cast pieces that can be cast during high-manganese steel sheet casting, the casting speed range, and the roll repulsion force.
도 2에 나타난 바와 같이, 주편두께가 두꺼울수록 주조 속도는 느려지며, 동일한 주편 두께에서는 주조 속도가 빨라지면 판형성이 안되어 판파단이 발생되고 주조 속도가 너무 느려지면 판형성이 너무 두껍게 되어 주조시 롤반발력이 너무 크게 되어 주편이 균열되거나 주조가 중단되는 현상이 발생된다. As shown in Figure 2, the thicker the cast thickness is slower, the casting speed is slower, at the same cast thickness, the casting speed is not plate formation is not formed plate breakage, if the casting speed is too slow plate formation is too thick when casting The roll repulsion force is too high, causing the cast to crack or stop casting.
따라서 적정한 주편 두께 및 주조 속도 범위를 설정하는 것이 필요하다. Therefore, it is necessary to set an appropriate cast thickness and casting speed range.
본 발명에서는 도 2에서와 같이 주편이 판파단이 없고 과응고로 인한 주편 균열 발생 및 주조 중단이 발생되지 않기 위해서는 주편 두께 1.0 ~ 6.0mm의 범위에서 주조 속도는 10 ~ 120 m/분의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.In the present invention, as shown in FIG. 2, in order to avoid the occurrence of slag cracking and casting interruption due to oversolidification, the casting speed is in the range of 10 to 120 m / min. It is preferable to set.
롤반발력의 크기에 따라 주편의 판파단 및 과응고 없이 주조할 수 있는 주조 두께 및 속도가 영향을 받게 되며, 본 발명에서는 롤반발력을 롤폭 방향 길이당 0.1-55kg/mm로 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 롤반발력이 롤폭 방향 길이당 0.1kg/mm이하에서는 판파단이 롤반발력 55kg/mm이상에서는 과응고가 일어나기 때문이다. Depending on the size of the roll repulsion force, the casting thickness and speed that can be cast without plate breaking and oversolidification of the cast steel are affected, and in the present invention, it is preferable to set the roll repulsion force to 0.1-55 kg / mm per roll width direction length. The reason for this is because over-solidification occurs at the plate breakage at the roll repulsion force of 55 kg / mm or more when the roll repulsion force is 0.1 kg / mm or less per roll width direction.
이하, 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
종래의 잉곳 또는 연주-열간압연공정을 통하여 제조된 고망간강에서는 주조 속도가 매우 느린 평형 상태도상의 상이 출현될 수 있으며, 응고시 초정인 γ 상으로 정출하여 γ단상으로 응고가 완료되며, 800℃이하의 저온영역에서는 세멘타이트(cementite), Mn-C 금속간 화합물이 석출되고 450℃이하에서는 γ→α상변태가 일어난다. In the conventional ingot or high-manganese steel produced through the hot-rolling process, an equilibrium state phase with a very slow casting speed may appear. The solidification is completed as a γ single phase by crystallization as a γ phase, which is the initial stage during solidification, and the temperature is lower than 800 ° C. Cementite and Mn-C intermetallic compounds are precipitated in the low temperature region, and γ → α phase transformation occurs below 450 ° C.
그러나, 급냉 응고인 본 발명의 박판주조법으로 박판을 용강으로부터 직접 주조하는 경우에는 상변태가 매우 급격히 일어나 상온까지도 γ단상으로 존재할 가능성이 매우 높기 때문에 변형응력 발생에 의한 크랙 민감도를 감소시킬 수 있다. However, when the thin plate is cast directly from molten steel by the thin plate casting method of the present invention, which is a quench solidification, the phase transformation occurs so rapidly that the crack sensitivity due to the deformation stress can be reduced because it is very likely to exist in the γ single phase even at room temperature.
즉, 고망간강을 박판주조공정으로 주조할 경우에는 초기의 응고조직이 주조재에 그대로 잔존하게 되고, 또한 급속응고에 의한 결정립 미세화, 고용한 증대, 편석 감소 효과등에 의해 물성이 향상되며, 가공시 여러 가지 문제점을 야기하는 복잡한 열연공정을 생략할 수 있게 된다. In other words, when high-manganese steel is cast in a thin plate casting process, the initial solidification structure remains in the casting material, and the physical properties are improved by the effect of rapid refinement of grains, solid solution increase, and segregation reduction effect. The complicated hot rolling process that causes various problems can be omitted.
또한 본 발명에서와 같이 고망간강을 급속 응고 하는 경우에는 비록 성분 중에 산화성이 큰 합금 원소인 망간과 알루미늄이 다량 함유되어 있어도 표면 산화층이 두껍게 형성될 시간적 여유가 별로 없다.In addition, in the case of rapidly solidifying high manganese steel as in the present invention, even if a large amount of manganese and aluminum, which are alloying elements having a large oxidative property, there is little time margin for forming a thick surface oxide layer.
따라서, 고망간강 강괴 또는 연주 슬라브를 고온으로 가열할 때 표면에 산화 스케일이 두껍게 형성되고, 표면층에 합금 원소의 고갈 현상이 발생하는 등의 종래기술에 있어서의 문제점이 발생되지 않는다. Therefore, when the high manganese steel ingot or the slab is heated to a high temperature, a problem of the prior art such that a thick oxide scale is formed on the surface and depletion of alloying elements occurs in the surface layer does not occur.
따라서, 강판 표면에 두꺼운 산화층에 의해 발생되는 표면 결함과 합금 원소가 고갈되는 영역에서 나타나는 미세 균열이 원천적으로 발생되지 않아 강판 표면을 추가로 연마하거나 실수율이 저하되는 등의 문제가 발생되지 않는다.Therefore, the surface defects caused by the thick oxide layer on the surface of the steel sheet and the microcracks appearing in the region where the alloying elements are depleted are not generated inherently, so that problems such as further polishing the surface of the steel sheet or lowering the error rate do not occur.
고 망간강에 함유되는 Al는 응고 과정에서 N과 반응하여 기지내에서 미세한 질화물을 석출하여 쌍정 발생을 촉진하여 성형성을 향상시키는 역할을 하나 질화물 양 및 크기가 과다하거나 입계에 부화되면 오히려 입계 취화의 원인이 된다. 종전 공정에서 생성되는 알미늄 질화물은 주조시 응고 속도가 느리므로 크기가 조대해지거나 입계에 집중적으로 편석되어 입계 취화의 원인이 되므로 열처리 및 열간 압연 과정에서 미세하게 분산시켜주어야 하는 문제가 있으며 이러한 과정은 많은 공정상의 작업을 수반해야 한다. Al contained in the high manganese steel reacts with N in the solidification process to precipitate fine nitride in the base to promote twin formation, thereby improving moldability, but when the amount and size of nitride are excessive or hatched at the grain boundary, Cause. The aluminum nitride produced in the previous process has a problem of having to be finely dispersed during heat treatment and hot rolling process because the size of coagulation is slow during casting, so it becomes coarse in size or intensively segregates at the grain boundary, causing grain embrittlement. It must involve a lot of process work.
그러나 급속 응고에 의해 제조된 망간강 박판은 오스테나이트 기지에 극히 미세한 알미늄 질화물이 석출상으로 입내 및 입계에 매우 균일하게 존재하는 특성을 가진다. 박판주조에 의해 주조된 주편의 내부에 분포하는 알미늄 질화물은 입내 및 입계를 가리지 않고 매우 미세하고 균일하게 분포하고 있으며, 냉간 가공 및 열처리를 한 냉연판에도 그대로 존재하므로, 이 같은 미세 석출물에 의해 쌍정 발생이 촉진되어 고망간강 박판의 성형성이 매우 양호하게 된다. However, the manganese steel sheet produced by rapid solidification has the characteristic that extremely fine aluminum nitride is present in the granules and grain boundaries as a precipitated phase in the austenite matrix. Aluminum nitride, which is distributed in the cast steel sheet cast by sheet casting, is very fine and uniformly distributed regardless of the grain size and grain boundaries, and it is present in the cold rolled sheet subjected to cold working and heat treatment. Generation | occurrence | production is accelerated | stimulated and the moldability of a high manganese steel sheet becomes very favorable.
또한, 고 망간 강 및 STS 304에 대하여 응고시간(침적시간)과 응고각 두께와의 관계를 조사하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. In addition, the relationship between solidification time (deposition time) and solidification angle thickness of high manganese steel and STS 304 was investigated, and the results are shown in FIG. 3.
도 3에 나타난 바와 같이, 응고 시간증가에 따라 응고각 두께는 비례적으로 증가하는 경향을 나타냄을 알 수 있으며, STS 304와 응고각 두께와는 거의 유사한 경향을 나타냈다. As shown in FIG. 3, it can be seen that the solidification angle thickness tends to increase proportionally as the solidification time increases, and the trend is almost similar to that of STS 304 and the solidification angle thickness.
즉, 박판주조로 고망간강을 주조하는 경우도 STS304의 경우와 거의 유사한 응고 속도, 즉 생산성을 나타낼 수 있다. That is, the case of casting high manganese steel by sheet casting may also exhibit a solidification rate, that is, productivity, which is almost similar to that of STS304.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(실시예)(Example)
중량%로, C: 0.41%, Mn: 24.5%, Al: 1.29%, Si; 0.08%, P: 0.038%, S: 0.006%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 고망간강을 이용하여 주조조건중 주조 두께 2.5mm, 주조 속도 80 m/분, 롤반발력 롤폭 방향 길이당 7.5kg/mm의 조건에서 주조한 주편에 대하여 2차 수지상 거리(SDAS)를 측정하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.By weight: C: 0.41%, Mn: 24.5%, Al: 1.29%, Si; 0.08%, P: 0.038%, S: 0.006%, high manganese steel consisting of the remaining Fe and other unavoidable impurities, casting thickness of 2.5 mm, casting speed 80 m / min, roll repulsion force 7.5 kg / length in roll width direction during casting conditions Secondary dendritic distance (SDAS) was measured for the cast steel at the condition of mm, and the result is shown in FIG.
또한, 주편의 내부에 분포하는 알미늄 질화물의 SEM사진을 조사하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.In addition, the SEM photograph of the aluminum nitride distributed inside the cast steel was examined, and the results were examined. 5 is shown.
도 4에 나타난 바와 같이, 표면으로부터의 거리에 따라 2차 수지상 거리는 점차 증가하는 경향을 보여주고 있으며, STS 304강의경우와 비교하여 약간 더 작은 수치를 보여주고 있다. 강종이 다름에 따라 STS 304강의 2차 수지상과 직접적인 비교는 할 수 없지만 거의 유사한 값을 보여주므로 냉각 속도도 STS 304강과 비교적 비슷한 103 ~ 104 OC/초 정도의 값을 보여줄 것으로 예측된다.As shown in FIG. 4, the secondary dendritic distance tends to increase gradually with distance from the surface, and is slightly smaller than that of the STS 304 steel. Due to the different steel grades, direct comparison with the secondary dendritic phase of STS 304 steel is not possible, but it shows almost similar value, so the cooling rate is expected to show 10 3 ~ 10 4 O C / sec which is relatively similar to STS 304 steel.
따라서 이상과 같은 급속 응고를 하므로 비록 고망간강의 성분 중에 산화성이 큰 합금 원소인 망간과 알루미늄이 다량 함유되어 있어도 표면 산화층이 두껍게 형성될 시간적 여유가 별로 없으므로 표면 산화 스케일이 두껍게 형성되지 않으며, 표면층 합금 원소 고갈 현상도 발생되지 않는다. Therefore, because of the rapid solidification as described above, even if a large amount of high oxidizing alloying elements of manganese and aluminum are contained in the components of high manganese steel, there is little time for the surface oxide layer to be thickly formed, so that the surface oxide scale is not formed thickly. Elemental depletion does not occur.
한편, 도 5에 나타난 바와 같이, 알미늄 질화물은 입내 및 입계를 가리지 않고 매우 미세하고 균일하게 분포하고 있으며, 그 크기는 대부분 0.5μ이하임을 알 수 있다. 주편 박판에 존재하는 미세 석출물은 냉간 가공 및 열처리를 한 냉연판에도 그대로 존재하며, 이와 같은 미세 석출물에 의해 쌍정 발생이 촉진되어 고망간강 박판의 성형성이 매우 양호하게 된다. On the other hand, as shown in Figure 5, the aluminum nitride is very fine and uniformly distributed regardless of the particle size and grain boundaries, it can be seen that the size is mostly 0.5μ or less. The fine precipitate present in the slab sheet is still present in the cold rolled sheet subjected to cold working and heat treatment, and the twin precipitates are promoted by such fine precipitates, and the formability of the high manganese steel sheet is very good.
상술한 바와 같이, 본 발명은 Fe-Mn-Al-C계의 고망간강의 강판을 종래의 주조-열간 압연 방법으로 제조시 발생되는 공정상의 문제점을 해결하기 위해 쌍롤형 박판 주조기를 사용하여 고망간강 박판을 직접 제조하므로써 성형성이 우수하고 강도가 높은 고망간강 박판을 별도의 처리 공정없이 매우 간단하고 보다 용이하게 그리고 보다 경제적으로 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다. As described above, the present invention is a high-manganese steel by using a twin-roll thin plate casting machine to solve the process problems caused when manufacturing a high-manganese steel sheet of Fe-Mn-Al-C system by the conventional casting-hot rolling method By manufacturing the thin plate directly, the high manganese steel sheet having high formability and high strength can be manufactured very simply, more easily and more economically without a separate treatment process.
도 1은 본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 쌍롤형 박판주조기의 일례 단면도 1 is a cross-sectional view of an example of a twin-roll sheet caster that can be preferably applied to the present invention
도 2는 본 발명에 따라 고망간강 박판의 제조시 주편두께와 주조속도 및 롤반발력과의 관계를 나타내는 그래프Figure 2 is a graph showing the relationship between the cast steel thickness and the casting speed and the roll repulsion force in the production of high manganese steel sheet according to the present invention
도 3은 고망간강 및 스테인레스 304 강의 침적 시험 결과도3 is a result of deposition test of high manganese steel and stainless 304 steel
도 4는 박판주조공정에 의해 제조된 고망간강의 표면으로부터의 거리에 따른 이차 수지상 거리의 변화를 나타내는 그래프4 is a graph showing the change of the secondary dendritic distance with the distance from the surface of the high manganese steel produced by the sheet casting process
도 5는 박판주조공정에 의해 제조된 고망간강 미세 조직에서의 AlN 분포를 보여주는 전자 현미경 사진 5 is an electron micrograph showing the AlN distribution in the high manganese steel microstructures produced by the sheet casting process
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Explanation of symbols on the main parts of the drawing *
20, 20' . . . 박판 주조용 롤 30 . . . 메니스커스 실드 20, 20 '. . . Sheet Casting Roll 30. . . Meniscus shield
40 . . . 에지댐 50 . . . 박판(주편)40. . . Edge dam 50. . . Thin plate (casting)
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