KR100504366B1 - 재질특성이 우수한 극박 열연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 강관용, 건축용, 구조용등으로 광범위하게 사용되는 경가공용 열연강판의 제조방법에 관한 것으로써, 별도의 설비투자가 필요없이 강중의 합금성분 만을 제어함으로써 재질이 균일한 경가공용 극박 열연강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 경가공용 극박 열연강판의 제조방법에 있어서, 통상의 알루미늄킬드 저탄소강의 조성범위를 가지면서, 중량%로 B:0.001~0.004%, Mo:0.1%이하, Cr:0.5%이하, Mn:0.5%이하 및 9800B% + 78Mo% + 28Cr% + 70Mn% ≥60, 3Mo% + Mn%/2 + Cr%/8 < 0.45를 만족하도록 조성된 강을 연속주조하는 단계와, 오스테나이트 단상역에서 마무리 압연을 실시하는 단계와, 550~700℃사이의 온도에서 권취하는 단계와로 이루어진 재질특성이 우수한 경가공용 극박 열연강판의 제조방법을 요지로 한다.

Description

재질특성이 우수한 극박 열연강판의 제조방법{method of manufacturing hot rolled steel sheet with good property}

본 발명은 주로 강관용, 건축용, 구조용등으로 광범위하게 사용되는 경가공용 열연강판의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세히는 강중의 합금성분을 제어함으로써 재질이 균일한 경가공용 극박 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 두께가 얇은 박강판이 사용되는 용도중, 자동차 외판용이나, 가전용과 같이 미려한 표면이 요구되는 용도 이외는 반드시 냉연강판이 사용되야할 필요는 없으며, 따라서 그 사용목적상 얇은 두께의 강판이 요구되나, 미려한 표면특성은 필요없는 용도에는 극박 열연강판을 사용하는 것이 훨씬 경제적이다. 하지만, 통상 2.3mm이하의 극박 열연강판을 제조하는 경우, 스트립의 온도를 Ar3변태점이상으로 확보하는데 난점이 있다. 특히 스트립 길이방향 양 선단부 및 폭방향 에지부분은 스트립 중심부 대비 온도의 저하가 크기 때문에, 결국 그 부분이 2상역 또는 페라이트 단상역에서 압연됨으로써, 가공성이 크게 열화되는 현상이 나타나는 문제점이 상존하는 것이다.

상기의 문제점을 제거하기 위한 방안으로서, 열간압연시, 재가열 추출온도를 높이거나, 스케일 브레이커의 물분사량을 줄이는 방법들이 있으나, 이 경우, 압연롤 피로 및 표면스케일 결함의 증가는 피할 수 없게 된다. 또한 스트립 폭방향 에지부의 온도저하량을 줄이기 위하여 그부분에 냉각수가 적게 떨어지도록 하는 에지마스크를 이용한다 하더라도 그 효과가 그다지 크지 않기 때문에 상기의 문제점은 극박 열연강판을 생산하는데 큰 걸림돌이 되고 있는 것이다. 이외에 열간압연 후, 별도의 스킨패스압연(압하율 5~20%)을 실시하여 극박재를 제조하는 기술(일본 특개평4-136122)이 개발된 바 있으며, 또한 고가공성을 확보를 위하여 극저탄소강을 이용하는 경우는 조압연후의 바두께 및 마무리압연 속도를 제어하고 윤활압연을 실시하여 제조(일본 특개평 7-342360)하는 등의 방법들이 제안되고 있으나, 이들 역시 공정을 하나 더 거쳐야 된다던지 또는 비용이 많이드는 단점이 있는 것이다.

한편 일본 가와사키 지바제철소의 경우처럼 연연속압연기 및 페라이트역 압연기술을 이용한더던지, 또는 열연 조압연기와 마무리압연기 사이에 스테켈타입의 코일박스를 설치하여 극박 열연강판을 생산하는 방법등도 있으나, 이경우는 별도의 설비 투자비가 막대하게 투입되야 하는 문제점이 뒤따르게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 설비투자가 필요없이 강중의 합금성분 만을 제어함으로써 재질이 균일한 경가공용 극박 열연강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 경가공용 극박 열연강판의 제조방법에 있어서, 통상의 알루미늄킬드 저탄소강의 조성범위를 가지면서, 중량%로 B:0.001~0.004%, Mo:0.1%이하, Cr:0.5%이하, Mn:0.5%이하 및 9800B% + 78Mo% + 28Cr% + 70Mn% ≥60,과 3Mo% + Mn%/2 + Cr%/8 < 0.45 의 관계식을 만족하도록 조성된 두께 2.3mm 이하의 열연강판을 연속주조하는 단계와, 오스테나이트 단상역에서 마무리 압연을 실시하는 단계와, 550~700℃사이의 온도에서 권취하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 구성을 가능하게 하는 금속학적 기본 개념은 강중에 존재할 때, 강의 오오스테나이트상이 페라이트로 변태되는 Ar3변태온도를 낮추는 작용을 하는 원소들을 이용하는 것으로서, 본 발명에서는 이들 원소들 중, 그 Ar3변태점 강하효과가 크면서 가격이 싸고, 또한 가공성 및 인성등과 같은 다른 기계적성질에는 악영향이 별로 없는 원소를 고려하여, B, Mo, Cr 및 Mn을 합금첨가 원소로써 이용하였다. 즉, 본 발명은 상기 원소들을 첨가하여 강의 기본 물성인 Ar3변태점 자체를 낮추는 방식을 택함으로써, 열간압연시, 스트립 길이방향 선단부 및 폭방향 에지부의 온도강하로 인해 나타나는 가공성 열화 현상을 방지하고자 하는 것을 금속학적 기본사상으로 하고 있다.

먼저, 본 발명에서 합금원소의 첨가량을 명시하는 상기의 관계식 "9800B% + 78Mo% + 28Cr% + 70Mn% ≥60" 은 열연공장에서의 압연시, 각각의 합금원소들이 Ar3변태점에 미치는 영향도계수를 구한 후, 실제 2.3mm이하의 극박 열연강판 생산시, 스트립의 길이방향 선단부 및 폭방향의 에지부의 온도 강하량을 고려하여, 상기의 관계식에 따라 합금첨가를 하면 스트립의 전장, 전폭방향으로 오오스테나이트 단상역에서 압연이 완료될 수 있도록 한 것이다. 즉, 강중 B은 강중에 합금원소로서 1%가 첨가될 때, 9800℃의 Ar3변태점 강하효과, 또한 Mo, Cr, Mn은 각각 1%당 78℃, 28℃ 및 70℃의 강하효과가 있음을 실험실적으로 확인하고, 아울러 2.3mm이하의 극박 열연강판 생산시, 스트립의 길이방향 선단부 및 폭방향의 에지부의 온도 강하량이 40~60℃임을 고려하여, 첨가된 합금원소들에 의해 강하된 Ar3변태점온도가 60℃이상이 되도록 상기 관계식을 설정한 것이며, 따라서 상기 관계식에 의한 강조성에서는 스트립 전장에 걸쳐 균일한 재질특성을 갖는 극박 열연강판의 제조가 가능한 것이다.

본 발명에 있어서의 또 다른 관계식 3Mo% + Mn%/2 + Cr%/8 < 0.45은 상기의 첨가원소들이 변태점은 하향시키지만, 다른 재질특성을 악화시키는 역할을 하므로 그 첨가량을 제한하기 위해 설정된 경험적인 관계식이다. 즉, 3Mo% + Mn%/2 + Cr%/8 의 값이 0.45를 넘는 경우는 열연판의 인장강도를 높이고, 연신율을 떨어뜨려 가공성을 저하시키는 역할을 하며, 또한 충격인성에도 함께 악영향을 미치기 때문에 이들 원소의 첨가 허용량을 상기식에 의해 제한한 것이다.

한편 본 발명에서 상기식에 의한 성분제약 사항 이외에도 각각의 첨가원소 함유량을 한정한 이유는 다음과 같다.

강중 B은 10ppm당 10℃이상으로 Ar3변태점을 저하시킬 수 있는 강력한 원소이지만, 그함량이 너무 적으면 투입량의 제어가 어려워지고, 또한 그함량이 0.004%이상인 경우는 소입경화능이 커서 가공성이 크게 악화될 위험이 있기 때문에 그 함유량을 0.001~0.004%로 제한하였다.

Mo은 강중의 탄소와 결합하여 몰리브텐 탄화물을 형성하여 그 함량이 단독으로도 0.1%를 초과하면 열연율을 낮추는 역할을 하므로 그 첨가량을 0.1%이하로 한정하였으며, 또한 Cr 및 Mn도 그 함량이 0.5%이상을 초과하면 비경제적일 뿐 만 아니라, 가공성을 열화시키는 역할을 하므로 그 양을 0.5%이하로 제한하였다.

본 발명의 성분으로 조성된 강을 마무리압연 후, 권취하는 경우, 권취온도가 550℃이하인 경우는 B의 영향으로 소입경화가 발생하여 재질이 열화될 가능성이 증대하며, 또한 700℃이상인 경우에는 스케일등의 결함발생이 우려되므로 그 온도를 550℃~700℃로 한정하였다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 표를 이용하여 설명한다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명법에 의한 성분조성을 갖는 1,2,3번 강과 공지의 통상 성분조성을 갖는 4,5번 강을 연속주조 후, 표 2의 마무리압연 온도 및 권취온도의 조건으로 1.8mm의 극박 열연강판을 제조하였다. 상기 열연판의 선단부 및 중심부에서 인장시편을 채취하여 인장강도 및 연신율을 측정하였으며 그 결과는 표 2에 압연조건과 함께 나타내었다.

표 1,2 에서 보는 바와 같이 본 발명은 강중의 합금성분을 소정의 관계식으로 규정하여 제어함으로써 열연판 전장에 걸쳐 재질이 균일한 경가공용 극박 열연강판을 제조할 수가 있는 것이다.

구분	화학성분(중량%)						식①에의해계산된값	식②에의해계산된값	비고
	C	Sol.Al	Mn	Cr	Mo	B
1	0.035	0.037	0.38	0.32	0.06	0.0025	64.9	0.41	본 발명강
2	0.047	0.040	0.42	0.42	0.04	0.0018	62.8	0.38
3	0.062	0.035	0.32	0.20	0.05	0.0033	64.3	0.33
4	0.053	0.045	0.28	-	-	-	-	-	비교강
5	0.043	0.038	0.35	-	-	-	-	-

구분	마무리압연온도(℃)	권취온도(℃)	인장강도(kg/mm2)		연신율(%)		비고
			열연판선단부	열연판중심부	열연판선단부	열연판중심부
1	884	623	35.9	35.9	41.3	42.7	본 발명강
2	879	612	35.0	36.1	42.1	42.6
3	876	604	36.8	37.2	41.4	41.9
4	882	589	39.2	35.4	27.9	43.1	비교강
5	878	610	40.9	35.0	28.3	42.8

상술한 바와 같이, 본 발명은 강중의 합금성분을 소정의 관계식으로 규정하여 제어함으로써 열연판 전장에 걸쳐 재질이 균일한 경가공용 극박 열연강판을 제조할 수있는 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 경가공용 극박 열연강판의 제조방법에 있어서,

   통상의 알루미늄킬드 저탄소강의 조성범위를 가지면서, 중량%로 B:0.001~0.004%, Mo:0.1%이하, Cr:0.5%이하, Mn:0.5%이하 및 9800B% + 78Mo% + 28Cr% + 70Mn% ≥60,과 3Mo% + Mn%/2 + Cr%/8 < 0.45 의 관계식을 만족하도록 조성된 두께 2.3mm 이하의 열연강판을 연속주조하는 단계와, 오스테나이트 단상역에서 마무리 압연을 실시하는 단계와, 550~700℃사이의 온도에서 권취하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 재질특성이 우수한 경가공용 극박 열연강판의 제조방법.