KR100545087B1 - Ferritic stainless steel having Cr - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에오디 정련로에서 탈탄처리된 후에 실리콘(Si) 및 칼슘(Ca) 첨가에 의해서 탈산처리된 16~19wt%의 크롬과 0.50wt% 이하의 니켈을 함유하고, C+N의 조성범위는 0.07~0.08wt% 범위로 유지되어 있고, 알루미늄의 조성범위는 0.0005wt% ~ 0.030wt% 범위로 유지되어 있는 페라이트 스테인레스강에 있어서, 상기 탈산처리 후에 잔존하는 상기 실리콘의 조성범위는 0.15wt% ~ 0.30wt% 범위로 유지되어 있으며, 상기 탈산처리 후에 잔존하는 상기 칼슘의 조성범위는 5ppm ~ 15ppm 범위로 유지되어 있는 것을 특징으로 하여, 연신율과 청정도가 우수한 스테인레스강을 제공하여 가공시 크랙발생을 감소시킬 수 있다.The present invention contains 16 ~ 19wt% of chromium and 0.50wt% or less of nickel, which is deoxidized by addition of silicon (Si) and calcium (Ca) after decarburization in an eddy refining furnace, and the composition range of C + N Is maintained in the range of 0.07 to 0.08wt%, and the composition range of aluminum is maintained in the range 0.0005wt% to 0.030wt%, the composition range of the silicon remaining after the deoxidation treatment is 0.15wt% It is maintained in the range of ~ 0.30wt%, and the composition range of the calcium remaining after the deoxidation treatment is maintained in the range of 5ppm ~ 15ppm, providing a stainless steel excellent in elongation and cleanliness to generate cracks during processing Can be reduced.
연신율, 청정도, 개재물, 크랙발생Elongation, cleanliness, inclusions, cracking
Description
도 1은 페라이트 스테인레스강의 기존재와 본 발명재의 성분을 비교하여 나타낸 표;1 is a table comparing the components of the present invention with the existing materials of ferritic stainless steel;
도 2는 페라이트 스테인레스강의 기존재와 본 발명재의 연신율을 비교하여 나타낸 그래프;Figure 2 is a graph showing a comparison of the elongation of the existing material and the present invention of ferritic stainless steel;
도 3은 페라이트 스테인레스강의 기존재와 본 발명재의 인장강도를 비교하여 나타낸 그래프;Figure 3 is a graph showing a comparison of the tensile strength of the existing material and the present invention of ferritic stainless steel;
도 4는 페라이트 스테인레스강의 기존재와 본 발명재의 주편내 산소농도를 비교하여 나타낸 그래프;Figure 4 is a graph showing a comparison of the oxygen concentration in the cast steel of the present invention and the existing material of ferritic stainless steel;
도 5는 페라이트 스테인레스강의 기존재와 본 발명재의 냉연제품에 개재되어 있는 개재물의 크기를 비교하여 나타낸 그래프;Figure 5 is a graph showing a comparison of the size of the inclusions in the existing material of the ferritic stainless steel and the cold rolled products of the present invention;
본 발명은 가공시 성형성 불량에 의한 크랙발생을 방지할 수 있는 크롬함유 페라이트 스테인레스강에 관한 것이고, 더 상세하게는 정련과정에서 용강에 개재되어 있는 불순물의 개재량을 감소시켜 연신율을 향상시킬 수 있도록 청정도가 우수한 크롬함유 페라이트 스테인레스강에 관한 것이다.The present invention relates to a chromium-containing ferritic stainless steel that can prevent cracking due to poor moldability during processing, and more particularly, to reduce elongation of impurities in the molten steel in the refining process to improve elongation. The present invention relates to a chromium-containing ferritic stainless steel having excellent cleanliness.
일반적으로, 16~30wt%의 크롬을 함유하고 있는 페라이트 스테인레스강을 제조할 때, 에오디(AOD) 정련로 또는 전로와 브이오디(VOD)에서 탈탄공정이 끝난 후, 탄소가 0.03wt% 내지 0.06wt%에 도달하게 되면 실리콘(Si)을 첨가하여 탈산공정을 실시한다. 그리고, 탈산처리된 용강은 연속주조공정에 제공되어 슬라브를 제조하는 데 사용된다.In general, when producing ferritic stainless steel containing 16 to 30 wt% of chromium, after decarburization is performed in an AOD refining furnace or converter and VOD, carbon is present in the range of 0.03 wt% to 0.06 When the wt% is reached, deoxidation is performed by adding silicon (Si). The deoxidized molten steel is then used in a continuous casting process to produce slabs.
연속주조공정에서, 턴디쉬 내의 용강은 0.3~0.6wt%의 실리콘 성분을 함유하고 있으며, 용강중 산소함량을 낮추기 위하여 보통 실리콘을 첨가한다. In the continuous casting process, the molten steel in the tundish contains a silicon component of 0.3 ~ 0.6wt%, usually silicon is added to lower the oxygen content in the molten steel.
그러나, 슬라브에 실리콘의 함량이 높으면 슬라브의 연신율이 낮아지기 때문에, 슬라브에 대한 성형이 어려워져서 성형공정에서 크랙이 빈번하게 발생된다. However, when the content of silicon in the slab is high, the elongation of the slab is lowered, so that molding to the slab becomes difficult and cracks are frequently generated in the molding process.
한편, 슬라브에 30ppm 이상의 황성분이 함유되어 있는 경우, 이러한 슬라브를 열간압연할 때 열연코일의 표면에 엠(M) 형상의 대형 크랙이 발생된다. 따라서, 에오디 정련로 또는 브이오디 정련로에서 황성분을 30ppm 이하로 낮추기 위하여 실리콘 및/또는 알루미늄을 0.05~0.2wt% 정도 첨가한다. On the other hand, when the slab contains 30 ppm or more of sulfur components, when hot-rolling such slabs, large cracks of M shape are generated on the surface of the hot rolled coil. Therefore, in order to lower the sulfur component to 30 ppm or less in an EO refining furnace or a VOD refining furnace, silicon and / or aluminum is added in an amount of 0.05 to 0.2 wt%.
그러나, 상술된 바와 같이 용강에 첨가되는 실리콘 또는 알루미늄에 의해서, 용강에는 실리카 개재물, 알루미나 개재물 또는 스피넬 개재물(MgO·Al2O3) 등의 개재물이 형성된다. 이러한 개재물들이 강판제품에 잔류하는 경우에는, 개재물에 의 한 스피닝 크랙(spinning crack) 등의 결함이 야기되어 강판제품의 품질을 저하시킨다.However, by the silicon or aluminum are added to the molten steel, as described above, the molten steel, the inclusions such as inclusions of silica, alumina inclusions or inclusions spinel (MgO · Al 2 O 3) is formed. If these inclusions remain in the steel sheet product, defects such as spinning cracks caused by the inclusions are caused, thereby degrading the quality of the steel sheet product.
본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 강제품의 연신율을 향상시킬 수 있도록 용강에 함유되는 실리콘의 함유량을 조정하여 용강 내의 개재물의 함유량을 감소시킴으로써 강제품의 가공과정에서 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 크롬함유 페라이트 스테인레스강을 제공하는 데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, by adjusting the content of silicon contained in the molten steel to improve the elongation of the steel product by reducing the content of the inclusions in the molten steel It is an object of the present invention to provide a chromium-containing ferritic stainless steel which can prevent cracks from occurring in the steel.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 에오디 정련로에서 탈탄처리된 후에 실리콘(Si) 및 칼슘(Ca) 첨가에 의해서 탈산처리된 16~19wt%의 크롬과 0.50wt% 이하의 니켈을 함유하고, C+N의 조성범위는 0.07~0.08wt% 범위로 유지되어 있고, 알루미늄의 조성범위는 0.0005wt% ~ 0.030wt% 범위로 유지되어 있는 페라이트 스테인레스강에 있어서, 상기 탈산처리 후에 잔존하는 상기 실리콘의 조성범위는 0.15wt% ~ 0.30wt% 범위로 유지되어 있으며, 상기 탈산처리 후에 잔존하는 상기 칼슘의 조성범위는 5ppm ~ 15ppm 범위로 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, after the decarburization in the eddy refining
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 동일 구성은 동일 도면번호를 부여한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention, the same configuration will be assigned the same reference numerals.
먼저, 가스렌지 및 전자레인지 등의 가전제품용 또는 건축용으로 주로 사용되는 페라이트 스테인레스강은 약 16~20wt% 정도의 크롬을 함유하고 있으면, 또한 성헝성이 우수하다. 그러나, 상술된 바와 같이 용강에 실리콘 또는 알루미늄의 개재물이 개재되어 있는 경우에는 페라이트 스테인레스강의 성형성을 저하시킨다.First, ferritic stainless steel, which is mainly used for home appliances such as stoves and microwave ovens, or for construction, contains about 16 to 20 wt% of chromium, and is also excellent in tackiness. However, as mentioned above, when the inclusion of silicon or aluminum is interposed in molten steel, the formability of ferritic stainless steel is reduced.
따라서, 본 발명에 따르면 약 16~20wt% 정도의 크롬을 함유하고 있는 페라이트 스테인레스강은 0.05wt% ~ 0.30wt%의 실리콘을 함유하며, 그 결과 페라이트 스테인레스 용강의 청정도를 향상시키고 또한 페라이트 스테인레스강의 성형성을 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, the ferritic stainless steel containing about 16 to 20 wt% of chromium contains 0.05 wt% to 0.30 wt% of silicon, thereby improving the cleanliness of the ferritic stainless steel and forming the ferritic stainless steel. Can improve the sex.
이하, 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 조성성분에 대하여 설명한다.Hereinafter, the composition components of the ferritic stainless steel according to the present invention will be described.
먼저, 도 1에는 종래의 페라이트 스테인레스강 성분계와 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강 성분계를 나타내고 또한 이들 제품의 가공시 크랙 발생율을 나타내고 있다. First, Fig. 1 shows a conventional ferritic stainless steel component system and a ferritic stainless steel component system according to the present invention, and shows the crack incidence rate during processing of these products.
그리고, 도 1에 나타난 성분계에서 실리콘의 함유량이 0.32~0.55wt% 정도인 종래의 페라이트 스테인레스강과 0.15~0.22wt% 정도인 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 연신율은 도 2에 나타난 바와 같다.In addition, the elongation of the conventional ferritic stainless steel having a silicon content of about 0.32 to 0.55 wt% and the ferrite stainless steel according to the present invention having about 0.15 to 0.22 wt% in the component system shown in FIG. 1 is as shown in FIG. 2.
도 2에서, 기존1 내지 기존4는 0.32~0.55wt% 정도의 실리콘을 함유하고 종래의 페라이트 스테인레스강을 나타내고 시험5 내지 시험8은 0.15~0.22wt% 정도의 실리콘을 함유하고 있는 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강을 나타낸다.In Figure 2, existing 1 to 4 contains about 0.32 ~ 0.55wt% of silicon and shows a conventional ferritic stainless steel, and
이때, 기존1 내지 기존4의 연신율은 26~28% 범위에 분포하고 있으나 시험5 내지 시험8의 연신율은 29~31% 범위에 분포하고 있음을 알 수 있다. 이는 페라이트 스테인레스강에 함유된 실리콘의 함유율을 저하시킴으로써 연신율이 크게 향상 되었음을 의미한다.At this time, the elongation of the existing 1 to 4 is distributed in the 26 to 28% range, but it can be seen that the elongation of the
또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 실리콘의 함유량이 감소되면 가공시 페라이트 스테인레스강의 크랙발생율이 크게 감소되었음을 알 수 있다.In addition, as shown in Figure 1, when the silicon content is reduced it can be seen that the cracking rate of the ferritic stainless steel during processing is greatly reduced.
한편, 도 3에 나타난 바와 같이, 실리콘의 함유량을 저하시키면, 페라이트 스테인레스강의 인장강도가 저하됨을 알 수 있다. 즉, 종래의 페라이트 스테인레스강을 나타내는 기존1 내지 기존4의 인장강도값이 30~32kg/㎟ 범위이지만 본 발명의 페라이트 스테인레스강을 나타내는 시험5 내지 시험8의 인장강도값은 29~31kg/㎟ 범위이다. On the other hand, as shown in Figure 3, when the silicon content is lowered, it can be seen that the tensile strength of the ferritic stainless steel is lowered. That is, although the tensile strength values of the existing 1 to 4 representing the conventional ferritic stainless steel are in the range of 30 to 32 kg /
비록 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 인장강도는 종래의 페라이트 스테인레스강의 인장강도에 비하여 다소 낮은 값을 보여주고 있지만, 이는 스테인레스강 제품의 기본물성을 만족하는 범위 내에 있음을 알 수 있다.Although the tensile strength of the ferritic stainless steel according to the present invention shows a somewhat lower value than the tensile strength of the conventional ferritic stainless steel, it can be seen that it is in a range that satisfies the basic physical properties of stainless steel products.
본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강은 상술된 바와 같은 단점에도 불구하고 16wt% Cr 함유 페라이트 스테인레스강의 성분계에서 가장 중요한 물성으로 작용하는 연신율과 청정도는 수요가의 품질요구 조건을 만족시킬 수 있을 정도로 향상되었음을 알 수 있고 또한 도 1에 나타난 바와 같이 수요가 가공시 크랙발생이 거의 없음을 알 수 있다. 이는 실리콘 성분의 조정을 통해서 우수한 연신율을 갖는 페라이트 스테인레스강의 제조가 가능하다는 것을 나타낸다.In spite of the disadvantages as described above, the ferritic stainless steel according to the present invention shows that the elongation and cleanliness, which act as the most important physical properties in the component system of 16 wt% Cr-containing ferritic stainless steel, have been improved to satisfy the quality requirements of the demand. As can be seen also in Figure 1 it can be seen that the demand is rarely cracked during processing. This indicates that it is possible to produce ferritic stainless steel having excellent elongation through adjustment of the silicone component.
한편, 실리콘의 함유량을 하향화시킴으로써 예상되는 문제점은 탈탄공정후 약탈산공정에 의하여 용강중 산소농도가 증가한다는 것이다. On the other hand, a problem expected by lowering the content of silicon is that the oxygen concentration in the molten steel increases by a weak deoxidation process after the decarburization process.
따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위하여, 크롬함유 페라이트 스테인레스강 에 0.005wt% ~ 0.0012wt%(5ppm ~12ppm) 정도의 칼슘을 첨가하여 주편내 산소농도를 감소시켰다. Therefore, in order to compensate for this problem, calcium concentration of 0.005wt% to 0.0012wt% (5ppm to 12ppm) was added to the chromium-containing ferritic stainless steel to reduce the oxygen concentration in the cast steel.
즉, 도 4를 참조하면, 도 1에 나타난 조성으로 이루어진 종래의 페라이트 스테인레스강의 산소농도는 32ppm ~ 43ppm을 나타내지만, 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 산소농도는 14ppm ~ 19ppm을 나타내어, 산소농도가 저하되었음을 알 수 있다. That is, referring to Figure 4, the oxygen concentration of the conventional ferritic stainless steel composed of the composition shown in Figure 1 represents 32ppm ~ 43ppm, the oxygen concentration of the ferritic stainless steel according to the present invention is 14ppm ~ 19ppm, the oxygen concentration is lowered It can be seen that.
이것은, 실리콘 성분이 상대적으로 높은 종래의 페라이트 스테인레스강의 경우, 강중 개재물 조성 중에서 SiO2 개재물(융점 1770℃)이 가장 많고, 일부 SiO2-Al2O3계 개재물을 포함하고 있으며 이들은 용강중에서 응집성장이 쉽지 않기 때문이다. 그리고, 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 경우, 강의 개재물 조성이 CaO-Al2O-2SiO2계 개재물(융점; 1265℃)과 12CaO-7Al2O3-20%SiO 2(융점; 1435℃)계 영역에 가까운 조성의 개재물로 이루어져 있으며, 이러한 개재물들은 용강온도 1600℃를 기준해서 액상이기 때문에 응집성장이 용이했기 때문으로 생각된다.In the case of the conventional ferritic stainless steel, which has a relatively high silicon component, it has the most SiO 2 inclusions (melting point 1770 ° C) among the inclusions in the steel, and includes some SiO 2 -Al 2 O 3 -based inclusions, which are cohesive growth in molten steel. Because this is not easy. And, in the case of ferritic stainless steel according to the present invention, the inclusion composition of the steel is CaO-Al 2 O-2SiO 2 inclusion inclusion (melting point; 1265 ℃) and 12CaO-7Al 2 O 3 -20% SiO 2 (melting point; 1435 ℃) It is composed of inclusions having a composition close to the area, and these inclusions are considered to be because the cohesive growth was easy because they are liquid based on the molten steel temperature of 1600 ° C.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 냉연강판에서의 개재물 크기분포에 있어서 종래의 페라이트 스테인레스강은 170~350㎛ 정도의 범위를 갖지만, 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강은 50㎛ 이하로 분포된다. 이는 스테인레스용강의 청정도가 크게 개선되었음을 나타낸다.In addition, as shown in Figure 4, in the inclusion size distribution in the cold-rolled steel sheet, the conventional ferritic stainless steel has a range of about 170 ~ 350㎛, ferrite stainless steel according to the present invention is distributed to 50㎛ or less. This indicates that the cleanliness of stainless steel is greatly improved.
상술한 바와 같이, 개재물의 주조성으로서 SiO2계 개재물을 함유하고 있는 종래의 페라이트 스테인레스강의 경우에 냉간압연시 개재물이 늘어나는 반면에 본 발명의 페라이트 스테인레스강의 개재물 주조성인 CaO-Al2O3-SiO2계 개재물은 저융점을 갖고 미세한 크기의 구형 형태로 유지되어 주편에 분포하기 때문에 냉간압연시 거의 늘어나지 않는다.As described above, in the case of the conventional ferritic stainless steel containing SiO 2 inclusions as castability of the inclusions, the inclusions increase during cold rolling, while CaO-Al 2 O 3 -SiO inclusion inclusions of the ferritic stainless steel of the present invention are increased. 2 inclusions having a low melting point is kept in the form of spherical fine size does not increase substantially at the time of cold rolling due to the distribution in the cast steel.
도 1을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 크롬함유 페라이트 스테인레스강의 조성범위에서, C+N의 조성범위는 0.07~0.08wt% 범위로 유지되어 있고, 또한 알루미늄의 조성범위는 0.0005wt% ~ 0.030wt% 범위로 유지된다.Referring back to Figure 1, in the composition range of chromium-containing ferritic stainless steel according to the present invention, the composition range of C + N is maintained in the range 0.07 ~ 0.08wt%, and the composition range of aluminum is 0.0005wt% ~ 0.030wt Remain in the% range.
그러므로, 실리콘 성분을 0.10wt% ~ 0.29wt% 범위로 하고, 칼슘을 5~12ppm 되도록 성분조정을 한 경우에 크롬함유 페라이트 스테인레스강은 우수한 연신율과 청정도를 구비하므로, 이러한 제품의 가공시 크랙발생이 거의 없다.Therefore, chromium-containing ferritic stainless steel has excellent elongation and cleanliness when the silicon component is in the range of 0.10wt% to 0.29wt% and the calcium is adjusted to 5-12ppm. Few.
상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.The foregoing is merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention and those skilled in the art to which the present invention pertains recognize that modifications and variations can be made to the present invention without departing from the spirit and gist of the invention as set forth in the appended claims. shall.
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