KR100562659B1

KR100562659B1 - 자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조방법

Info

Publication number: KR100562659B1
Application number: KR1020010085468A
Authority: KR
Inventors: 김광태; 이종석; 이정희; 최염호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2006-03-20
Also published as: KR20030055027A

Abstract

본 발명은 자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조방법으로서, 델타 페라이트를 5~7% 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강의 제조방법에 있어서, 오스테나이트계 스테인레스강 슬라브를 1200~1250℃의 고온에서 총 가열시간 200~250분 동안 유지되도록 가열하는 단계; 상기 가열된 슬라브를 40~50%로 1차 예비 압연하는 단계;, 다시 재가열하여 1150~1250℃로 30~60분 유지 후 10mmt 이상의 원하는 두께로 열간압연단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조 방법을 그 요지로 한다.

오스테나이트, 스테인레스강, 델타페라이트

Description

자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조방법{Manufacturing process of magnetism reduced austenitic stainless plate}

도 1은 두께 200mmt 슬라브 표층부 및 중심부의 잔존 델타 페라이트의 함량의 변화를 나타낸 그림이고,

도 2는 본 발명방법의 50mmt로 압연한 경우와 비교방법의 40mmt로 압연한 경우의 두께별 잔존 델타 페라이트의 함량의 변화를 나타낸 그림이다.

본 발명은 자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 잔존 델타 페라이트의 함량을 줄여 자성을 저감할 수 있는 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 오스테나이트계 스테인레스 강은 초정 델타 페라이트로 응고하기 때문에 연속주조 후 슬라브 상태에서 많은 양의 델타 페라이트가 잔존하게 된다.

오스테나이트계 스테인레스 후강판을 제조하기 위해서는 통상적으로 슬라브를 재가열로에서 200~250분 정도 유지하여 1200~1250℃의 고온에서 30분 이상 숙열되게 가열하고 압연하는 방법을 적용하고 있다. 그러나, 슬라브 재가열에 의한 델타 페라이트의 고용은 한계가 있으며, 특히 오스테나이트계 스테인레스 후강판 제조의 경우 압연량이 작을 뿐 아니라 압연속도도 상당히 늦기 때문에 델타 페라이트의 변형이 쉽지 않으며, 슬라브 재가열 시 충분히 고용되지 않은 델타 페라이트는 압연 후에도 그대로 잔존하며, 소둔 공정에서도 고용이 잘되지 않기 때문에 저 투자율이 요구되는 제품을 제조하기에는 곤란한 점이 많이 있다.

이를 개선하기 위한 공지기술로서 2단 열간압연하는 방법으로는, 일본특허 특개 제2000-80417호에 제시한 바에 의하면 5% 이내로 예비열간압연 가공 후 1000~1300℃의 온도에서 2~30시간 동안 장시간 가열 후 통상의 열간 압연 공정을 거치는 방법으로 알려져 있으나, 이는 과도한 델타 페라이트 함량에 의한 표면 균열을 억제하기 위하여 제시된 방법으로 예비 압연량이 너무 작을 뿐아니라 저온에서 장시간 재가열하는 방법으로 근본적으로 델타 페라이트의 저감효과를 기대하기는 거의 불가능하다. 또한 일본특허 특개평10-017927호에서는 주편 내의 델타 페라이트 함량을 제어하는 방법으로 2단 재가열 열처리 방법을 제시하고 있다. 즉 소재를 1230~1260℃에서 1~2시간 가열하고 다시 1300~1320℃로 승온하여 0.5~1시간 유지한 후 압연하는 방법이 있다. 이 방법은 압출하여 봉재나 선재를 제조하는데 적용가능하며, 판재를 제조하는 슬라브의 가열 방법으로는 고온산화에 의한 표면결함 발생 때문에 적합하지 않다.

한편 합금 성분계에 의하여 델타 페라이트 함량이 결정되어 지는 강의 주편 내 델타 페라이트 함량을 조절할 수 있는 방법 중의 하나로 제시된 일본특허 특개평8-252652호에서는 주조 시 주편을 300℃/s 이상으로 냉각시킴으로써 주편응고 조직내의 델타 페라이트를 미세하게 분산시켜 후속 열간 압연 공정에서 쉽게 확산 소멸시킬 수 있다고 하고 있으나, 이 방법은 최근에 발표되는 스트립 케스팅과 같이 주편의 두께를 5mmt 이하로 얇게 주조할 경우에나 가능한 방법이며, 통상의 주편 두께 200mmt 주조에서는 적용이 곤란하다.

따라서, 현재 저 투자율의 오스테나이트계 스테인레스 후강판을 제조하기 위해서는 근본적으로 니켈등의 고가의 오스테나이트 형성 원소를 추가적으로 첨가하는 등 합금 조성을 변화시켜 슬라브 상태에서부터 잔존 델타 페라이트 함량을 작게 해 주는 것이 유일한 방법으로 알려져 있으며, 이 경우 열간 압연 중 재결정 핵 생성 사이트(Site)로 작용하는 델타 페라이트/오스테나이트 상 계면이 적어져 열간 가공성이 불량하게 되며, 표면에 미세한 균열형태의 흠을 발생시키는 경향이 커질 뿐 아니라 용도에 따라 강종을 이원화하여 생산하여야 하는 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 통상적으로 델타 페라이트를 5~7% 함유하고 있는 오스테나이트계 스테인레스강을 이용하여 열간압연 조건을 제어하여 델타 페라이트의 분해를 촉진시킴으로써 자성을 저감시킬 수 있는 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 델타 페라이트를 5~7% 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강의 제조방법에 있어서, 오스테나이트계 스테인레스강 슬라브를 1200~1250℃의 고온에서 총 가열시간 200~250분 동안 유지되도록 가열하는 단계; 상기 가열된 슬라브를 40~50%로 1차 예비 압연하는 단계;, 다시 재가열하여 1150~1250℃로 30~60분 유지 후 10mmt 이상의 원하는 두께로 열간압연단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조 방법을 제공한다.

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이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 사용한 오스테나이트계 스테인레스강의 스라브 상태의 화학 조성 및 델타 페라이트 함량은 표 1에 나타내었다.

성분(w%)	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Cu	N	델타페라이트(%)
슬라브A	0.027	0.55	1.07	16.75	10.53	2.13	0.20	0.037	5.27
슬라브B	0.024	0.60	0.66	17.61	12.16	2.15	0.22	0.019	6.39

상기 슬라브 상태의 델타 페라이트 함량은 실제 페라이트 스코프를 이용하여 측정한 값과 잘 일치하는 식 (1)을 이용하여 계산한 값이며, 압연 후의 델타 페라 이트 량은 페라이트 스코프를 이용하여 측정한 값들이다.

실험 오스테나이트계 스테인레스강의 평균 델타 페라이트 함량은 5~7% 수준이나, 실제 슬라브의 두께 방향으로 델타 페라이트 함량은 부위별로 큰 차이를 보이고 있다. 즉 슬라브 표층부나 중심부는 평균 값보다 낮게 나타나고, 중심부 근처의 델타 페라이트 값은 평균치 보다 높아 약 7~8% 수준에 이르고 있다.

통상적으로 슬라브를 열간 압연하기 위해서는 오스테나이트 상 안정 구역인 1200~1250℃ 의 고온에서 재가열을 한다. 이때 상당량의 델타 페라이트가 분해되며, 가열온도까지 시간은 약 180분 소요되기 때문에 슬라브 내부 까지 충분한 숙열을 위해서는 가열온도 하한을 1200℃, 총 가열 시간이 200분 이상 되게 한다. 가열온도가 높을수록 가열시간이 길수록 델타 페라이트의 분해가 많아지나, 가열온도가 1250℃ 이상 되거나 가열시간이 250분이 초과되면 고온에서 입계 산화가 심하여 표면 결함을 유발할 수 있기 때문에 가열온도의 상한은 1250℃, 가열시간의 상한은 250분으로 한정된다.

도 2는 두께 200mmt 슬라브 A를 1200~1300℃에서 숙열시간이 0~90분 되게 가열 후 슬라브 표층부 및 중심부의 잔존 델타 페라이트를 측정한 결과이다. 평균값 보다 델타 페라이트 함량이 적은 슬라브 표층이나 중심쪽은 가열 온도 및 숙열 시간의 의존성이 커 가열온도가 높을수록 숙열시간이 길수록 델타 페라이트의 분해가 비교적 쉽게 이루어지는 경향을 보인다. 평균값 보다 높은 델타 페라이트가 잔존하는 슬라브 중심부 근처에서의 분해 정도는 가열온도의 의존성 보다는 숙열 시간의 의존성이 큼을 알 수 있으나, 1275℃에서 90분간 숙열하여도 여전히 6% 수준의 높은 델타 페라이트의 함량을 보이고 있어 델타 페라이트의 함량이 높은 경우는 단순히 재가열만 해서는 델타 페라이트의 분해가 잘 이루어 지지 않음을 알 수 있다.

본 발명자들은 단순히 재가열에 의존하여서는 슬라브 중심부 근처에 잔존하는 평균값 이상의 델타 페라이트의 분해가 쉽지 않으므로 일차 압연을 통하여 델타 페라이트를 분해 되기 쉬운 조직으로 만든 다음, 다시 재가열하면 쉽게 분해가 이루어 질것으로 판단하고 40~50% 정도 일차 압연 후 재가열 하고 최종 두께로 압연함으로써 통상적인 압연 방법 경우 보다 적은 델타 페라이트의 함량을 보유할 수 있는 압연 방법을 도출하였다.

[실시예]

델타 페라이트 함량이 6.39% 인 200mmt 슬라브 B(표 1)를 1250℃에서 1시간 숙열되게 재가열 후 일차로 100mmt 되게 압연 후 다시 1200℃로 1시간 숙열 후 50mmt로 압연한 경우와 1250℃에서 1시간 숙열되게 재가열 후 40mmt로 압연한 경우의 두께별 잔존 델타 페라이트의 함량의 변화를 측정하여 도 2의 결과를 얻었다.

전반적으로 압연 후는 재가열된 상태보다 델타 페라이트의 함량이 감소됨을 알 수 있다. 본 발명방법의 50mmt의 후강판이 비교방법의 40mmt의 후강판에 비하여 잔존 델타 페라이트 함량이 많아야 하나 50mmt 후강판은 100mmt로 1차 압연 후 재 가열하여 델타 페라이트의 분해를 원활히 해 주었기 때문에 40mmt로 바로 압연한 후강판에 비하여 잔존 델타 페라이트의 함량을 감소시켜 자성이 저감된 오스테나이트 스테인레스 후 강판을 효과적으로 제조 할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예로서 비록 316L 오스테나이트 스테인레스 강에 대하여 행하여 졌으나 본 발명은 모든 오스테나이트계 스테인레스 강에 대해서도 적용할 수 있다.

슬라브 상태에서 통상적으로 델타 페라이트를 5~7% 함유하고 있는 오스테나이트계 스테인레스강에 니켈등 고가의 오스테나이트 형성 원소를 추가적으로 첨가하지 않고도 압연 방법을 제어함으로써 잔존 델타 페라이트 함량을 효과적으로 줄여주는 자성이 저감된 오스테나이트 스테인레스 후강판을 효과적으로 제조 할 수 있다.

Claims

델타 페라이트를 5~7% 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강의 제조방법에 있어서,

오스테나이트계 스테인레스강 슬라브를 1200~1250℃의 고온에서 총 가열시간 200~250분 동안 유지되도록 가열하는 단계; 상기 가열된 슬라브를 40~50%로 1차 예비 압연하는 단계;, 다시 재가열하여 1150~1250℃로 30~60분 유지 후 10mmt 이상의 원하는 두께로 열간압연단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 저감 오스테나이트계 스테인레스 후강판의 제조 방법.