KR100526128B1 - 에지부의 스케일 밀착성이 우수한 열연강판 제조방법 - Google Patents

에지부의 스케일 밀착성이 우수한 열연강판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스케일이 붙어 있는 채로 사용되는 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 열연 권취공정 이후의 열연판 폭방향 냉각속도를 제어하여 고온에서 열연판에 형성된 뷔스타이트의 변태를 제어하므로써, 밀착성이 우수한 스케일층을 형성시킴과 동시에 에지부의 녹발생도 방지시킬 수 있는 에지부 스케일 밀착성이 우수한 열연강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 강을 열간압연하고 권취한 다음, 냉각하여 스케일이 부착된 상태로 사용되는 열연강판을 제조하는 방법에 있어서
상기 권취공정후의 냉각시 570℃ ∼ 480℃의 온도구간에서 열연강판의 에지부의 냉각속도를 10℃/min 이하로 제어하여 에지부에 잔존하는 스케일중의 뷔스타이트의 조성분율이 15% 이하가 되도록 제어하는 에지부의 스케일 밀착성이 우수한 열연강판의 제조방법을 그 요지로 한다.

Description

에지부의 스케일 밀착성이 우수한 열연강판 제조방법{Method for Manufacturing Hot Rolled Steel Sheet with Good Adhesive Scale in Edge}
본 발명은 스케일이 붙어 있는 채로 사용되는 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에지부에서 밀착성이 우수한 스케일을 형성시킬 수 있는 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.
도금강판이나 재압연용으로 사용되기 위해서는 열연판 표면 위에 형성된 스케일을 제거 시켜야 되는데, 이 경우에는 별도의 산세 설비들이 필요하게 되고 이 공정 자체가 비환경 친화적인 요인으로 작용하게 된다.
그러므로, 수요가에서는 공정생략화에 의한 제조원가 절감 및 환경 친화적 공정 구축을 위하여 열연 스케일이 붙어 있는 채로 가공한 후 도장처리하여 제품으로 사용하고 있다.
종래의 공지기술은 마무리압연온도를 870℃ 이상으로 유지하면서 열연강판을 550~730℃ 범위의 고온에서 권취한 후 계절에 무관하게 코일야드에서 약 5일 정도 자연냉각시킨다.
이와 같이 종래기술에 의해 제조된 열연강판은 폭방향 냉각속도가 다르기 때문에 폭방향 스케일의 조성이 다르다.
열연강판의 폭방향 센터부는 뷔스타이트(wustite)가 무게분율로 2~7%, 마그네타이트 (magnetite)가 80~90% 그리고 최외층에 존재하는 헤마타이트(hematite)가 나머지로 구성되어 있다.
그러나, 폭방향 에지부는 뷔스타이트가 60~90%, 마그네타이트가 5~30% 그리고 나머지가 헤마타이트이다.
스케일은 조성에 따라 다른 파괴인성을 가진다. 뷔스타이트는 0.4 Kg/mm2, 마그네타이트는 1.0 Kg/mm2 그리고 헤마타이트는 4.0 Kg/mm2의 파괴강도를 나타낸다.
이 처럼 폭방향 위치별 냉각속도의 차이로 인하여 고온 안정상인 뷔스타이트가 완전히 분해하질 못하고 열연강판의 에지부에서 상온으로 잔존하게 되기 때문이다.
이와 같이 열연강판의 에지부에서의 스케일 조성의 차이로 에지부에서 스케일의 박리가 용이하게 됨으로써 더 이상 보호피막으로서의 역할을 하지 못하게 되기 때문에 에지부에서 녹(rust) 발생 및 도장불량 등의 문제점을 야기시키고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 열연 권취공정 이후의 열연판 폭방향 냉각속도를 제어하여 고온에서 열연판에 형성된 뷔스타이트의 변태를 제어하므로써, 밀착성이 우수한 스케일층을 형성시킴과 동시에 에지부의 녹발생도 방지시킬 수 있는 에지부 스케일 밀착성이 우수한 열연강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 강을 열간압연하고 권취한 다음, 냉각하여 스케일이 부착된 상태로 사용되는 열연강판을 제조하는 방법에 있어서
상기 권취공정후의 냉각시 570℃ ∼ 480℃의 온도구간에서 열연강판의 에지부의 냉각속도를 10℃/min 이하로 제어하여 에지부에 잔존하는 스케일중의 뷔스타이트의 조성분율이 15% 이하가 되도록 제어하는 에지부의 스케일 밀착성이 우수한 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명이 적용되는 열연강판은 특별히 한정되는 것은 아니며, 스케일이 부착된 상태로 사용되는 열연강판이면 어느 것이나 적용될 수 있다.
예를 들면, 스케일의 제거없이 즉, 스케일이 부착된 상태로 도금강판이나 재압연용으로 사용되는 열연강판에 본 발명이 바람직하게 적용된다.
분 발명은 열연 권취공정 이후의 냉각속도의 적절한 제어에 의해 스케일의 변태량을 적절히 제어하여 스케일 조성의 분율을 제어함으로써 에지부의 스케일 밀착성을 향상시키는 것이다.
고온에서 안정한 화합물인 뷔스타이트는 공석변태점인 570℃에서 환원철과 마그네타이트로 변태하며 변태는 변태개시온도 및 완료온도를 통과하는 비율에 의해 스케일 조성이 결정된다.
뷔스타이트가 570℃의 공석변태온도에서 환원철과 마그네타이트로 변태함으로써 체적 수축을 유발하게 되는데, 이는 산화과정에서 뷔스타이트가 형성됨으로써 형성되었던 인장응력을 상쇄시켜 스케일층과 기지조직의 경계층에서 스트레인을 이완시킴으로써 기계적 밀착성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 뷔스타이트와 기지조직의 경계층 파괴강도가 0.4(Kg/mm2) 인데 비하여 변태된 마그네타이트와 기지조직 경계층의 파괴강도는 1(Kg/mm2) 로 높아지게 되므로 밀착성은 향상되게 된다.
뷔스타이트의 공석변태는 570℃에서 개시되나 약 480℃에서 변태속도가 최대로 되며 300℃에서 종료된다.
종래의 열연강판 제조방법에서 폭방향 센터부는 3℃/min의 냉각속도로 냉각되며 이때는 뷔스타이트의 량이 약 6% 정도이나 폭방향 에지부의 냉각속도는 18℃/min로 이때 형성되는 뷔스타이트는 약 32%였다.
본 발명자는 밀착성을 향상시키기 위한 뷔스타이트의 량의 기준을 설정하기 위하여 권취공정 이후의 냉각속도를 변화시키면서 이 때 형성된 스케일의 성분 및 밀착성을 평가한 결과, 뷔스타 이트의 량은 15% 이하로 되어야 하며 권취공정 이후의 냉각속도는 10℃/min 보다 느리게 하여 에지부 스케일 밀착성이 우수한 열연강판을 제조할 수 있음을 확인하였다.
도 1에는 에지부 스케일 밀착성이 우수한 열연강판을 제조하기 위한 권취공정 이후의 스케일 변태와 조업조건과의 관계가 개념적으로 나타나 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 뷔스타이트는 공석변태점인 570℃에서 변태하기 시작하여 약 480℃에서 최대의 변태속도를 나타내며 300℃에서 변태가 완료된다.
본 발명에서는 열연권취후 냉각시 570-480℃의 온도구간에서 에지부의 냉각속도를 10℃/min 보다 느리도록 설정하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 열연권취후 에지부의 냉각속도를 제어하므로써 뷔스타이트의 량이 15% 이하로 제어되어 폭방향으로 균일한 스케일 조성 및 밀착성을 갖고, 에지부 스케일 밀착성이 우수한 열연강판을 제조할 수 있게 된다.
상기 열연권취후 에지부의 냉각속도가 10℃/min를 초과하는 경우에는 뷔스타이트의 량 많아져 밀착성이 열화되기 때문에, 상기 열연권취후 냉각속도는 10℃/min 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 제철의 열연공정에 있어서 종래법에 의한 열연강판 제조법과는 달리 열연 권취공정 이후의 열연판 폭방향 냉각속도를 제어하여 고온에서 열연판에 형성된 뷔스타이트의 변태를 제어하므로써, 밀착성이 우수한 스케일층을 형성시킴과 동시에 내식성의 보호피막으로 작용할 수 있는 밀착성이 우수한 스케일이 에지부에 잔존함으로써 에지부의 녹발생도 방지시킬 수 있게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
저탄소강 열연강판을 산세하여 열연 스케일을 제거한 후 아르곤 가스 분위기에서 1000℃에서 5분 간 유지한 후 대기분위기로 전환시켜 570℃까지 150℃/min의 냉각속도로 냉각시킨 후 570℃에서 에지부의 냉각속도가 7~30℃/min인 조건으로 300℃까지 냉각시킨 후 로냉시켰다.
각 조건별 열연강판에 형성된 스케일 중 뷔스타이트의 조성 및 스케일 밀착성 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
하기 표 1에서의 권취공정 이후 냉각속도 변화에 따른 스케일의 밀착성 평가는 열연코일을 리코일링(recoiling)할 때 발생되는 스트레인의 량과 유사하게 하기위해 열연코일의 권취내경과 동일하게 곡률반경을 280(mm)로 벤딩(bending)한 후 반대방향으로 언벤딩(unbending)시킨 후 열연강판의 표면에 테이프를 밀착시켜 스케일의 박리 정도를 평가한 것이다.
실시예 No. 냉각속도(℃/min) 스케일 조성(wt%) 밀착성
FeO Fe2O4 Fe2O3
종래예 18 32 61 7 ×
발명예 1 7 9 82 9 O
발명예 2 10 14 79 7 O
비교예 1 15 22 71 7 ×
비교예 2 30 41 53 6 ×
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발 명법에 따라 에지부의 냉각속도를 10℃/min이하로 하여 뷔스타이트 분율이 15% 이하로 한 경우에는 밀착성이 우수함을 알 수 있다.
이에 반하여, 냉각속도가 15℃/min, 18℃/min 그리고 30℃/min 인 경우에는 뷔스타이트 분율이 15% 를 초과하고, 밀착성이 열악하게 나타남을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 폭방향으로 스케일의 조성을 균일하게 형성하여 에지부의 스케일 밀착성을 향상시킴으로써 재압연 소재 또는 도금강판으로 이용될 열연코일이 폭방향으로 균일하게 산세되기 때문에 폭방향의 과산세 혹은 미산세 등에 의한 표면결함을 저감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
또한, 본 발명은 에지부의 스케일 밀착성을 향상시킴으로써 에지부에 박리가 용이한 스케일이 형성됨으로 인하여 경미한 경가공에도 보호피막으로 작용하는 스케일들이 박리됨으로써 에지부 녹발생을 유발시켜 수요가의 크레임(claim)으로 되기도 한 문제점들을 모두 해결 가능할 뿐만 아니라 에지부의 스케일 박리 부분을 트림밍(trimmin)하지 않게 됨으로써 열연코일의 실수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래방법 및 본 발명법에 의한 열연강판 제조공정의 개념도

Claims (1)

  1. 강을 열간압연하고 권취한 다음, 냉각하여 스케일이 부착된 상태로 사용되는 열연강판을 제조하는 방법에 있어서
    상기 권취공정후의 냉각시 570℃ ∼ 480℃의 온도구간에서 열연강판의 에지부의 냉각속도를 10℃/min 이하로 제어하여 에지부에 잔존하는 스케일중의 뷔스타이트의 조성분율이 15% 이하가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 에지부의 스케일 밀착성이 우수한 열연강판의 제조방법
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