KR100514788B1 - 표면 품질이 우수한 냉연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 등의 소재로 사용되는 냉연강판의 제조에 관한 것이며; 그 목적은 가공성 뿐만 아니라 표면 품질이 우수한 상소둔형 냉연강판을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 냉연강판의 제조방법에 있어서, 중량%로, C: 0.010~ 0.15%, Si: 0.03%이하, Mn: 0.15~ 0.90%, S: 0.020%이하, sol. Al: 0.020~ 0.050%, Cr: 0.03~ 0.10%, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연후, 600℃이하에서 저온 권취하고, 50~ 80%의 압하율로 냉간압연한 다음, 630~ 720℃의 온도에서 40시간 이상 상소둔하는 가공성 및 표면 품질이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

표면 품질이 우수한 냉연강판의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING COLD ROLLED STEEL SHEETS HAVING SUPERIOR SURFACE QUALITY}

본 발명은 파이프 등의 소재로 사용되는 냉연강판의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공성 뿐만 아니라 표면 품질이 우수한 상소둔형 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

통상 냉연강판을 제조할 때 우수한 성형성을 부여하기 위한 방법으로서 연속소둔보다 주로 상소둔을 행하고 있다. 상소둔형 냉연강판의 대표적인 예로서, 대한민국 특허 제143469호에 성형성 및 소부경화성이 우수한 상소둔형 냉연강판의 제조방법이 개시되어 있다.

상기 대한민국 특허 제143469호는 중량%로, C: 0.005~ 0.025%, Mn: 0.1~ 0.4%, P: 0.04~ 0.09%, S: 0.013%이하, sol. Al: 0.02~ 0.08%, N: 0.0012%이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 강을 1200℃에서 마무리 열간압연한 후, 600℃이하의 온도에서 권취하거나 냉간압연한 다음, 650~ 740℃에서 상소둔하고 조질압연하는 방법으로서, 이렇게 제조되는 상소둔형 냉연강판은 성형성 뿐만 아니라 소부경화성이 우수하여 자동차 내외판재로는 매우 적합하다.

그러나, 상소둔형 냉연강판은 상소둔 자체가 장시간 소요되므로 강중 각종 합금원소나 불순물이 강판 표면으로 농화되고, 특히 상소둔 과정에서 강중에 고용된 탄소의 확산이나 세멘타이트의 분해로 인해 강판 표면에 흑연이 석출되는 취약점이 있다. 이렇게 석출된 흑연은 도장전 또는 도금전 탈지 처리를 하더라도 제거되지 않기 때문에 상소둔형 냉연강판을 아연도금을 하거나 도장을 할 때 소재와의 밀착성이 열위되고, 박리현상이 일어나 표면 품질이 악화된다. 특히, 상소둔형 냉연강판을 자동차 등의 냉매용 파이프 소재로 벤딩 가공을 할 때 벤딩 가공을 받기 부분에서 흑연석출이 현저할 경우 표면 품질이 매우 나빠지는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하고자 종래에는 흑연석출을 억제하는 [S]화합물인 MBT-Na라는 물질을 상소둔하기 전 전해 탈지후 일정 농도로 희석한 후 강판 표면에 분사하여 표면을 안정화시키는 기술이 제안되어 있으나, 상기 용액의 분사 농도에 따라 석출 억제 편차가 심하고 경시적으로 흑연 석출이 증가되는 단점이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 단점을 해결하고자 제안된 것으로서 그 목적은 강중에 적정량의 Cr을 함유시키므로써 사전에 흑연 석출을 억제하여 통상의 상소둔 공정을 적용하여도 표면 품질이 우수한 상소둔형 냉연강판을 제공하는데 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 냉연강판의 제조방법에 있어서,

중량%로, C: 0.010~ 0.15%, Si: 0.03%이하, Mn: 0.15~ 0.90%, S: 0.020%이하, sol. Al: 0.020~ 0.050%, Cr: 0.03~ 0.10%, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연후, 600℃이하에서 저온 권취하고, 50~ 80%의 압하율로 냉간압연한 다음, 630~ 720℃의 온도에서 40시간 이상 상소둔하는 표면 품질이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 강중에 함유되는 탄소는 상소둔용 냉연강판의 재질 등급이나 용도에 따라 그 범위가 제한되나, 그 함량이 0.010%미만에서는 흑연 석출이 심해지거나 연질에 의한 판붙음 문제 등으로 상소둔 적용이 곤란하며 0.15% 초과시에는 경질이 될 뿐만 아니라 시효에 의한 재질 열화가 발생되어 바람직하지 않다.

상기 Si는 첨가량이 증가할수록 산화성이 높아 화성처리성, 도장성, 도금성 등을 악화시키고 재질을 경화시키므로 그 함량이 0.03%이하로 제한함이 바람직하다.

상기 Mn은 고용강화에 의해 재질의 강도를 향상시키나, 0.15% 미만인 경우 강도 확보가 미흡하며, 0.90% 초과시에는 S성분과 황화물을 형성시켜 열간취성을 일으켜 가공성이 나빠진다.

상기 S은 열간취성을 일으키는 성분으로서 가능한 한 0.020%이하로 낮게 관리하는 것이 유리하다.

상기 sol. Al은 AlN을 형성하여 가공성에 유리한 {111}집합조직을 발달시켜 상소둔중 pancake조직을 만드는데, 이를 위해서 sol. Al함량은 적어도 0.020% 이상 함유시켜야 하지만, 산화성이 큰 Al은 0.05% 초과시 비금속개재물을 형성하여 냉간압연중 취약한 선상결함을 일으켜 바람직하지 않다.

상기 Cr은 흑연석출 억제 효과가 크면서도 성형성 열화를 가장 적게 일으키는 원소이다. 보통 흑연 석출을 억제하는 방법으로서, 강중 탄소의 고용량을 감소시켜 표면으로 확산되는 탄소량을 감소시키는 방법이 있으나, 본 발명에서는 Cr과 같은 탄화물 안정화 원소를 강중에 함유시키므로써 흑연석출을 억제함에 특징이 있다. 물론 상기 Cr이외에도 Mn, Si, S, Mo, Ti, V, B와 같이 탄화물 형성하는 안정화 원소는 많이 알려져 있으나, 그 중에서도 Cr은 강판의 표면으로 확산되는 탄소량을 감소시킬 뿐만 아니라 준안정상의 세멘타이트를 보다 안정하게 하고, 특히 통상의 제조조건에서도 소재의 성형성을 열화시키는 효과가 가장 적다. 이때, 본 발명의 경우 상기 Cr의 함량은 0.03~ 0.10%의 범위가 바람직한데, 만일 Cr의 함량이 너무 적으면 흑연 석출 효과가 적고 너무 많으면 성형성이 불량하다.

이와같이 조성되는 강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연후, 약 600℃이하에서 저온 권취한다. 권취를 약 600℃이하의 저온에서 행하는 이유는 열연 스트립을 권취하는 동안 스트립중 AlN 생성을 억제하고, 소둔과정에서 AlN이 생성되도록 하기 위함이다.

그 다음, 상기 권취된 열연 코일은 50~ 80%의 압하율로 냉간압연한 다음, 630~ 720℃의 온도에서 40시간 이상 상소둔한다.

상기 냉간압연 압하율은 물론 재질의 특성에 따라 다르지만, 생산성 등을 고려하여 적어도 50%이상, 바람직하게는 50~ 80%에서 행하는 것이 적합하다.

또한, 상소둔은 강중 AlN을 석출시켜 pancake 집합조직을 형성시키므로써 재질의 성형성을 도모하기 위한 것으로서, 그 온도가 630℃ 미만에서는 그러한 효과가 미흡하며, 720℃ 이상에서 가열하면 Cr의 탄화물 형성 기능이 저하되어 바람직하지 않다.

이와같이 제조된 냉연강판은 흑연 석출이 억제되어 표면 품질이 우수하면서 인장강도가 적어도 30kgf/㎟급이고, 연신율이 적어도 35%이상으로 파이프 등의 소재로 매우 적합하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 1과 같은 조성을 갖는 발명강과 비교강 슬라브를 제조한 후 1200℃에서 60분간 가열한 뒤 열연마무리 온도를 920℃로 하여 2.6mm 두께로 압연하여 550℃로 권취한 다음, 공냉하였다. 권취된 열연판은 산세후 0.7mm로 냉간압연하고, 얻어진 냉연판을 전해청정을 실시한 다음, 박스형 상소둔로에서 650~ 700℃에서 소둔을 행하여 노냉을 실시하였다. 그후 조도부여 및 형상교정을 위해 조질압연기에서 0.5%의 압하율로 조질압연을 행하였다.

이렇게 제조된 냉연재에 대하여 기계적 특성과 표면 품질을 관찰하고 그 결과를 표1에 나타내었다. 또한, 흑연석출 여부를 확인하기 위하여 발명강(2)와 비교강(6)에 대해 현미경 조직을 관찰하여 그 결과를 도1에 나타내었다.

구분	화학성분(중량%)						기계적 특성(kgf/㎟)			표면품질
	C	Si	Mn	S	sol. Al	Cr	YS	TS	El(%)	흑연	도금성
발명강1	0.020	0.01	0.40	0.010	0.30	0.040	18.3	30.5	42	미석출	양호
발명강2	0.045	0.01	0.25	0.020	0.035	0.050	19.5	31.3	41	미석출	양호
발명강3	0.060	0.03	0.60	0.015	0.050	0.060	20.3	32.3	39	미석출	양호
발명강4	0.090	0.02	0.70	0.017	0.020	0.070	22.7	35.3	36	미석출	양호
발명강5	0.050	0.03	0.25	0.018	0.045	0.100	19.8	32.0	40	미석출	양호
비교강1	0.046	0.04	0.22	0.022	0.060	-	19.3	32.3	42	석출	불량
비교강2	0.020	0.05	0.15	0.025	0.070	0.010	18.1	30.4	43	석출	불량
비교강3	0.086	0.06	0.48	0.030	0.075	0.020	22.5	35.6	36	미세석출	열위
비교강4	0.050	0.07	0.50	0.027	0.065	0.120	22.0	33.2	32	미석출	양호

표1에 나타난 바와 같이, 강중에 Cr이 전혀 첨가되지 않거나 첨가되더라도 본 발명의 조건 범위보다 적은 비교강(1~3)의 경우 강판의 표면에 흑연이 석출되어 표면 품질이 열위하고, 다량의 Cr이 첨가된 비교강(4)의 경우 표면 품질은 좋으나 성형성이 크게 저하됨을 확인할 수 있었다.

반면, Cr이 적정한 범위로 함유된 발명강(1~5)의 경우 성형성은 물론 표면 품질이 매우 우수함을 보이고 있다.

이러한 사실은 비교강(1)에 해당되는 도1a와 발명강(2)에 해당되는 도1b의 조직 사진에서도 확인되고 있다. 즉, 도1a의 경우 강판에 흑연 석출이 심한 반면 도1b의 경우 강판 표면이 매우 깨끗함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 상소둔형 냉연강판 제조시와는 달리, 흑연 석출 억제제를 도포할 필요없이 강 표면에 흑연석출을 방지하는 한편 재질 열화를 방지할 수 있는 상소둔형 냉연강판 소재가 얻어지며, 이렇게 얻어지는 냉연소재는 파이프 소재로 매우 유용한 효과가 있다.

도1은 비교강과 발명강의 조직사진.

Claims (1)

1. 냉연강판의 제조방법에 있어서,

   중량%로, C: 0.010~ 0.15%, Si: 0.03%이하, Mn: 0.15~ 0.90%, S: 0.020%이하, sol. Al: 0.020~ 0.050%, Cr: 0.03~ 0.10%, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연후, 600℃이하에서 저온 권취하고, 50~ 80%의 압하율로 냉간압연한 다음, 630~ 720℃의 온도에서 40시간 이상 상소둔함을 특징으로 하는 가공성 및 표면 품질이 우수한 냉연강판의 제조방법.