KR100564883B1

KR100564883B1 - 저온 인성 및 내식성이 우수한 고장력 라인 파이프용열연강판 제조방법

Info

Publication number: KR100564883B1
Application number: KR1020010070558A
Authority: KR
Inventors: 박인서; 진경범
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2006-03-30
Also published as: KR20030039593A

Abstract

개시된 발명은 유전 및 천연가스 수송관으로 사용되는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법에 관한 것으로서,

소정의 성분조성을 만족하는 용강을 준비하는 단계;

용강을 노외정련시 Ca-Si를 첨가하여 개재물을 구상화처리하는 단계;

구상화처리가 완료된 용강을 연주공정에서 주조시 응고완료점 근처에서 롤 갭(Roll Gap)을 강압하하여 슬라브를 제조하는 단계;

제조된 슬라브를 1150 ~ 1180℃로 재가열하고, 조압연 최종 패스(pass)시 압하율을 25% 이상으로 하며, 조압연 마무리 온도는 900 ~ 950℃로 하고, 사상압연의 마무리 온도는 790 ~ 830℃로 하고, 바(bar)두께는 45 ~ 55㎜로 하며, 권취온도는 540 ~ 620℃로 하여 제조됨을 특징으로 하는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법을 제공한다.

제조된 고장력 라인 파이프용 강재는 강도가 API-X80에 근접한 수준의 충격인성을 보유하게 된다. 따라서 극저온 환경하에서도 충분히 사용할 수 있고, 내식성도 우수하므로 다기능성 제품을 제조할 수 있는 실제적인 효과가 있다.

고장력 라인 파이프용 강재, 저온 인성, 롤갭 강압하, 권취온도, 내식성

Description

저온 인성 및 내식성이 우수한 고장력 라인 파이프용 열연강판 제조방법{Manufacturing method of hot coil for usage as a line pipe}

도 1은 연주기 RAT 변경 적용 위치를 도시한 개략도이다.

본 발명은 유전 및 천연가스 수송관으로 사용되는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저온인성 및 내식성을 향상시켜 라인 파이프의 수명 연장을 도모하는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법에 관한 것이다.

우선, 유전 및 천연가스 수송관의 추세를 살펴보면 이원화되고 있는 양상을 보이고 있다. 기존의 유정들은 말기로 접어들면서 라인 파이프가 노후되어 불순물이 유입되는 문제점들이 발생되고 있으며, 새로운 유정의 개발은 기존의 유정들과는 거리를 갖는 열악한 기후의 극지방으로 이동하고 있어 저온인성이 중시되고 있다.

또한 사용자의 입장에서는 건설비를 절감하기 위한 방법으로 대구경-고강도화가 추진되고 있으며, 철강사에서는 고강도 후물(厚物)화로 제품의 특성이 옮겨가고 있다. 이러한 요구의 일정부분은 독립적인 특성을 갖고 있어 인성확보가 이루어진 상태에서 다시 내환경성을 증대시키는 형태로 강종개발이 진행되고 있다.

사용환경이 극한랭지로 이동함에 따라 강재의 요구두께가 두꺼워져 열연강판에서는 15.0 ~ 17.5㎜ 수준에 이르렀고, 저온인성 요구수준 또한 엄격해졌으나 이를 충족시켜주는 수준의 강재 제조방법은 개발되어 있는 상황이다. 반면, 내식성면에서는 그다지 만족스럽지가 못하여 이른바, 극저온 충격인성 및 내식성 라인파이프용 열연강재의 제조방법이 시급히 개발되어야 하는 실정이다.

종래의 제조방법으로는 내식성까지 충족시키기에 여러가지 문제점을 안고 있는데, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

동일한 성분조성으로 제조공정별 동일한 제조기술을 적용하여 강재를 생산할 경우 강도 및 인성의 두께에 대한 영향은 매우 크다. 종래 제조방법의 경우 석출강화형 원소인 Nb-T-Ti와 Mo-Ni의 변태강화형 원소를 복합첨가하여 결정립 미세화 효과를 꾀하였고, 재가열온도를 1150 ~ 1180℃, 조압연 최종 패스(pass)시 압하율을 10 ~ 25%, 바(bar)두께는 45 ~ 55㎜, 조압연 마무리 온도 930 ~ 950℃, 사상압연 마무리온도 790 ~ 830℃, 열연판의 냉각은 580 ~ 620℃로 제조함으로써, 미세한 침상 페라이트(acicular ferrite)를 확보하여 라인 파이프용 열연강판으로서 극저온 인성을 갖게 하였다.

그러나, 상기의 제조방법으로 제조한 열연강을 내HIC(Anti Hydrogen Induced Cracking) 시험을 실시한 결과 크랙이 다소 발생되는 문제점이 나타났다. 수소유기크랙(HIC)이란 황화수소(H₂S) 가스를 함유하는 부식 환경에 강재가 노출되었을 경우, 강재 표면에서 발생되는 환원반응 또는 음극방식에 의해 생성된 수소가 강재의 내부로 유입되어 강재 내부에 계단식의 균열을 발생시키는 현상이다. 이러한 현상은 종래의 제조방법으로 제조된 강재를 저온인성과 더불어 내식성을 포함하는 용도로 사용하기에는 한계가 있음을 입증한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내식성 향상을 위해 Cu를 첨가하고, 내HIC 성능을 향상시키기 위해 Ca/S의 비를 1.5 ~ 5.0으로 유지함과 동시에 롤 갭(Roll Gap)을 강압하하고 열연강판을 급냉각시킴으로써 극저온 충격인성 및 내식성이 우수한 고장력 라인파이프용 열연강판의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적은 중량%로 0.04 ~ 0.07% C, 1.40 ~ 1.70% Mn, 0.15 ~ 0.25% Si, 0.010% 이하의 P, 0.003% 이하의 S, 0.040 ~ 0.060% Nb, 0.040 ~ 0.060% V, 0.10 ~ 0.30% Cu, 0.10 ~ 0.30% Mo, 0.10 ~ 0.30% Ni, 0.0010 ~ 0.0050% Ca 및 불가피한 불순물을 포함하며 Ca/S의 비가 1.5~4.5를 만족하는 용강을 준비하는 단계;

상기 용강을 노외정련시 Ca-Si를 첨가하여 개재물을 구상화처리하는 단계;

상기 구상화처리가 완료된 용강을 연주공정에서 주조시 응고완료점 근처에서 롤 갭(Roll Gap)을 강압하하여 슬라브를 제조하는 단계;

상기 슬라브를 1150 ~ 1180℃로 재가열하고, 조압연 최종 패스(pass)시 압하율을 25% 이상으로 하며, 조압연 마무리 온도는 900 ~ 950℃로 하고, 사상압연의 마무리 온도는 790 ~ 830℃로 하고, 바(bar)두께는 45 ~ 55㎜로 하며, 권취온도는 540 ~ 620℃로 하여 제조됨을 특징으로 하는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법에 의해서 달성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 조성 및 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하에서 설명하는 %는 별다른 기재가 없다면 중량%를 의미한다.

탄소(C)는 함량이 너무 작으면 제 2상 조직 분율이 저하되어 강도가 낮아지게 되며, 함량이 0.07%를 초과하면 강재 내부에 펄라이트가 많아져 강도 증가의 효과는 있으나 균열의 원인을 증가시켜 충격인성과 용접성을 해치므로 그 함량은 0.04 ~ 0.07%로 제한하는 것이 바람직하다.

규소(Si)는 페라이트 안정화 원소이면서 카바이드 형성을 억제시키는 작용을 하는 원소로서, TRIP강(TRansformation Induced Plasticity steel)이나 복합조직강(dual phase steel)에서는 중요한 역할을 하지만 API강재(American Petroleum Institute의 약어로서 석유 및 천연가스 수송용도로 사용되는 강관용 강재)에서 과량의 규소는 바람직하지 않다. 과량으로 첨가시에는 천이특성이 급격하 게 나빠질 뿐만 아니라 규소가 탄소의 이동을 촉진하여 펄라이트를 형성케 함으로써 인성을 해치게 된다. 따라서 그 첨가량은 0.25% 이하로 규제하는 것이 인성 측면에서 유리하다.

망간(Mn)은 고용강화 원소로서 강도와 인성을 동시에 향상시킬 수 있으나, 그 첨가량이 증가함에 따라 결정립은 미세해진다. 이러한 망간을 1.70%를 초과하여 첨가하면 용접성을 저해할 뿐만 아니라 두께 중심부에 편석되어 충격인성을 해치게 된다. 또한 1.40% 미만이면 고강도 확보가 곤란해지므로 그 함량은 1.40 ~ 1.70%로 하는 것이 바람직하다.

인(P)은 강재의 충격인성을 크게 저하시키는 불순물로서, 연주시 중심편석부에 집적되어 내부품질을 열화시키고 충격천이온도를 상승시켜 충격인성을 해치는 원소이다. 따라서 조업기술이 허용하는 한 최대한으로 제거되는 것이 바람직하며, 0.010% 이하로 제한하는 것이 필수적이다.

황(S)은 MnS의 비금속 개재물로 존재하게 되므로 열간압연시 길게 연신되어 강판물성을 이방성으로 조장하며, 연주시 표면균열(crack), 내부균열 및 중심편석을 유발시켜 충격인성을 현저하게 열화시키므로 0.003% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

니오븀(Nb)은 석출강화 원소로서 강도 및 인성 확보에 크게 기여한다. 특히 오스테나이트 상에서 석출이 많이 일어나므로 재결정 억제 효과를 가지고 있어 제어압연 기술에 핵심적인 역할을 하는 원소이다. 이러한 효과는 탄소의 함량에 따라 다르게 나타나지만, 저탄소강의 범위에서는 0.06%이하로 첨가하면 그 효과를 최대 화할 수 있으며, 그 이상의 함량에서는 효율이 급격하게 감소하기 때문에 니오븀의 함량은 0.040 ~ 0.060%로 하는 것이 바람직하다.

바나듐(V)은 석출원소로서 그 첨가량이 증가함에 따라 항복강도의 증가보다는 인장강도의 증가에 큰 영향을 미치는 원소이다. 따라서 강도적인 측면과 함께 인성의 측면을 고려하면 석출강화효과를 보이는 0.040% 이상으로 하되, 과다 첨가시에는 탄소당량이 증가함과 동시에 강도확보는 가능해지나 모재 및 용접부의 충격인성을 해치게 되므로 0.060% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

몰리브덴(Mo)은 고용원소로서 변태온도를 낮추어 결정립 미세화를 조장하며 베이나이트(Bainite)의 분율을 증가시키는 변태강화 원소로서 강도 증가와 인성향상 특성을 가지고 있다. 몰리브덴이 효과를 보이는 범위는 하기의 그래프에 나타내었듯이 0.1%이상인 것으로 나타났다. 그러나 몰리브덴은 값이 비싸고 과량 첨가시 강도가 향상되는 이점은 있으나 용접성이 저하되므로 그 함량은 0.10 ~ 0.30%로 하는 것이 바람직하다. 하기의 그래프는 석출강화와 변태강화시의 천이특성 변화를 나타낸 것이다.

구리(Cu)는 니켈(Ni)과 함께 변태온도를 낮춤으로서 변태강화 효과에 기여함과 동시에 고용강화 원소로도 작용하여 강도상승에 기여하며, 입도(grain size)를 미세화시켜 페라이트내의 니오븀 석출물의 수를 감소시키는 작용을 함으로써 충격인성의 저하를 방지한다. 그러나 더욱 중요한 첨가 이유는 강의 내식성을 향상시키는 것으로서 부식속도를 저하시켜 개재물 주위에서 발생되는 내HIC특성을 개선시키기 때문이다. 그러나 과량 첨가되면 강판표면에 산화피막이 남게 되는 문제점이 발생되므로, 그 함량은 0.10 ~ 0.30%로 제한하는 것이 바람직하다.

니켈(Ni)은 구리를 첨가했을 경우에 발생되는 강판표면 산화막을 억제하는 효과가 있고, 오스테나이트 안정화 원소로서 페라이트-펄라이트 조직의 형성반응을 지연시켜 베이나이트 형성을 용이하게 하는 작용을 하여 몰리브덴과 함께 인성 및 강도 향상에 우수한 효과가 있으나, 값이 비싸고 과량 첨가시에는 용접성을 해치게되므로 그 함량은 0.10 ~ 0.30%로 제한하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 조성을 갖는 고장력 라인파이프 강재의 내부품질 확보를 위해서는 압연판에서 길게 연신되어 취성파괴의 기점으로 작용하여 크랙전파를 촉진시키는 MnS 개재물을 제어하는 것이 필요하다. 이를 위해 제강공정에서는 파우더 인젝션(powder injection)시 Ca-Si를 일부 투입 후 환류시켜 용강내 잔류 S의 구상화를 촉진시키게 된다. 이 때 Ca/S의 비가 1.5 ~ 5.0을 유지하도록 강중의 Ca와 S의 함량을 규제하는 것이 바람직한데, 이는 Ca/S가 1.5 ~ 5.0 범위를 만족할 때 열연강판에 존재하는 MnS 비금속 개재물의 농도가 현저히 감소하기 때문이다. MnS 비금속 개재물이 감소되면 내HIC 특성을 크게 향상시킬 수 있게 되므로 Ca/S의 비를 1.5 ~ 5.0으로 유지하는 것이 바람직하다.

상기한 조성의 용강을 연주공정에서 주조시, 응고에 뒤따르는 수축량을 보상해 주기 위해 RAT(Roll Alignment Taper) 기술을 적용한다. 이 RAT기술은 중심편석 저감을 위해 응고완료점 근처에서 RAT량을 크게 하면 롤간격(Roll Gap)이 줄어드는 효과에 의해 주편을 강압하게 되어 주편 두께중심부에 존재하는 액상의 편석들이 미응고 영역으로 배출되므로 내HIC특성 개선에 도움을 준다.

상기의 RAT기술을 적용시켜 제조된 슬라브를 재가열하되, 1180℃ 이상의 경우에는 오스테나이트 입자가 조대화되고, 1150℃ 이하에서는 NbC 석출물의 불완전 한 재고용으로 인해 강도가 저하되므로 1150 ~ 1180℃로 하는 것이 바람직하다.

한편, 입도 미세화를 위한 조압연 최종 패스(pass)시 압하율은 25% 이상 유지하는 것이 바람직하다. 이렇게 압하율을 크게 하면 큰 변형 에너지에 의해서 입계 및 입내가 동시에 재결정이 일어나 조직의 균일화를 도모할 수 있기 때문이다. 만일, 이 과정에서 불균일한 조직이 형성되면 충격인성을 해치기 때문에 조압연 최종 패스시 압하율을 25% 이상으로 유지하는 것이 좋다.

마무리 온도 역시 900 ~ 950℃의 저온으로 하는 것이 바람직한데, 이는 너무 온도가 높으면 입도 조대호가 일어나고, 온도가 900℃ 이하로 너무 낮으면 조압연 설비에 무리를 주기 때문이다.

사상압연시 입도를 미세화하기 위하여 누적압하율을 50% 이상 부여하게 되는데, 이를 위한 바(bar)두께는 45 ~ 55㎜로 하는 것이 바람직한데, 이는 열연강판의 조직을 침상조직(Bainitic Ferrite)으로 유도하기 위해서이다. 또한 사상압연온도는 입도미세화를 위해 오스테나이트에서 페라이트의 변태점 근처인 790 ~ 830℃로 하는 것이 바람직하다.

사상압연 후 강냉각을 부여하고 권취온도는 540 ~ 620℃의 저온으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 540~590℃의 범위에서 권취한다. 590℃ 이상의 고온에서 권취를 하게 되면 입도가 조대해지며, 540℃이하의 온도에서는 강도가 커져서 권취불량이 발생되어 제품으로서의 가치를 상실하게 된다. 그러나 540 ~ 590℃ 영역에서는 미세한 침상조직(Bainitic Ferrite)이 형성되므로 우수한 강도 및 우수한 저온 충격인성의 확보가 가능해진다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체화한다.

실시예의 용강 성분 조성은 표 1에 나타내었으며, 각 실시예는 이 성분 조성을 맞추기 위하여 예비처리 공정에서 용선 탈인 및 탈황 처리를 하고 전로 취련을 거친 다음 탈황 및 개재물 포집능 향상을 위해 출강중 래들 내에서 생석회 0.20 ~ 0.30톤, 형석 0.20 ~ 0.30톤을 투입하였다.

노외 정련 공정에서는 용강의 교반, 성분 미세조정 과정을 거친 후 파우더 인젝션(injection)시 Ca-Si 200 ~ 300㎏을 투입하고, 최종적으로 약 6분 이상 충분히 교반하여 개재물 구상화를 촉진시켰다. 턴디시 소강성분 실적은 표 1의 발명예 1 ~ 9와 같으며, 니켈과 구리의 함량에 따른 충격인성과 내HIC 특성을 살펴보기 위해 함량을 조금씩 다르게 설계하였다. 이 용강을 연주공정에서 주조시 중심편석 저감을 위해서 도 1과 같은 RAT를 적용하였으며, 그때 적용한 롤 간격(Roll Gap)은 표 2에 발명예와 비교예로 각각 나타내었다.

구분		C	Mn	Si	P	S	Nb	V	Ti	Mo	Ni	Cu	Ca	Ca/S
비교예	1	0.041	1.59	0.24	0.010	0.0030	0.056	0.057	0.011	0.10	0.11		0.0015	0.5
	2	0.070	1.56	0.21	0.008	0.0010	0.052	0.053	0.020	0.15	0.14		0.0010	1.0
	3	0.052	1.64	0.21	0.010	0.0010	0.051	0.053	0.020	0.25	0.20		0.0010	1.0
	4	0.060	1.42	0.15	0.009	0.0020	0.059	0.053	0.015	0.29	0.30		0.0013	0.7
	5	0.042	1.70	0.25	0.008	0.0009	0.045	0.059		0.10	0.10		0.0008	0.4
	6	0.060	1.48	0.18	0.009	0.0009	0.052	0.059		0.29	0.27	0.30	0.0050	5.6
발명예	1	0.042	1.70	0.25	0.008	0.0008	0.045	0.047		0.10	0.10	0.19	0.0020	2.5
	2	0.042	1.70	0.21	0.008	0.0008	0.045	0.059		0.12	0.13	0.21	0.0020	2.5
	3	0.042	1.70	0.25	0.010	0.0008	0.045	0.059		0.12	0.13	0.20	0.0022	2.5
	4	0.042	1.70	0.22	0.010	0.0007	0.045	0.059		0.12	0.13	0.20	0.0022	3.1
	5	0.042	1.70	0.20	0.008	0.0007	0.045	0.059		0.12	0.13	0.23	0.0022	3.1
	6	0.069	1.44	0.19	0.007	0.0007	0.054	0.049		0.29	0.30	0.30	0.0022	3.1
	7	0.069	1.44	0.16	0.006	0.0009	0.054	0.049		0.29	0.30	0.30	0.0019	2.1
	8	0.069	1.44	0.17	0.007	0.0009	0.054	0.049		0.29	0.30	0.30	0.0040	4.4

구분	Seg. 9	Seg.10	Seg.11	Seg.12	Seg.13	Seg.14	Seg.15	Seg.16	Seg.17	Seg.18	Seg.19
발명예	236.7	236.2	235.6	235	234.4	233.8	233.4	233.4	233.4	233.4	233.4
비교예	237	237	236.6	236.2	235.8	235.4	235	234.6	234.2	233.8	233.4
감소량	0.3	0.8	1	1.2	1.4	1.6	1.6	1.2	0.8	0.4	0
감소량:비교예와 발명예간 롤 갭 차이 단위:㎜ *Seg.:Segment

이후, 연주공정에서 얻어진 슬라브는 표 3의 재가열온도, 조압연 최종 패스시 압하율, 마무리 온도, 사상압연 마무리 온도 조건으로 압연된후, 열연판의 냉각은 결정립 조대화 방지를 위해 전단 급냉패턴을 적용하였다. 급냉후 권취온도 역시 표 3에 나타내었으며, 슬라브는 이러한 열연조건 공정을 거쳐 제품으로 제조된다.

구분		RAT적용여부	슬라브 가열온도 (℃)	조압연 바두께 (㎜)	조압연최종패스압하율(%)	조압연 마무리온도(℃)	사상압연 마무리온도(℃)	권취온도 (℃)
비교예	1	미적용	1170	45	29	915	810	545
	2	미적용	1160	55	26	900	790	551
	3	미적용	1174	45	26	934	810	585
	4	미적용	1178	55	29	937	812	590
	5	적용	1152	55	26	925	795	550
	6	적용	1170	55	29	911	808	549
발명예	1	적용	1152	55	26	925	795	620
	2	적용	1158	55	26	930	810	580
	3	적용	1166	55	26	933	815	575
	4	적용	1174	45	26	922	801	542
	5	적용	1174	45	26	915	795	555
	6	적용	1174	45	29	915	820	577
	7	적용	1180	45	29	948	818	570
	8	적용	1178	55	29	915	808	543

제조된 비교예와 발명예에 대하여 각각 기계적 성질 및 충격인성을 평가하였는데, 충격인성은 샤르피 충격시험(Charpy Impact TEST)과 낙중균열시험 (DWTT:Drop Weight Tear Test)으로 평가하였다. 내식성 평가는 강관용 강재에 대하 여 주로 적용하는 내HIC 시험을 통하여 이루어졌으며 NACE TM-0284 규격에 의거 실시하였다. 시험방법은 pH4.8 ~ 5.4인 25℃의 인공해수가 담겨진 시험장치에 시편을 담가서 황화수소(H₂S) 기체를 96시간동안 침투(bubbling)시킨 후 시편을 꺼내서 절단한다. 절단면에 수소유기크랙(Hydrogen Induced Cracking)의 발생여부와 함께 발생정도를 측정함으로써 평가한다. 이렇게 평가된 결과를 표 4에 나타내었다.

구분		기계적 성질(MPa)			충격흡수 에너지(Joule)				DWTT연성파면율(%)			비고
구분		항복	인장	연신(%)	0℃	-20℃	-40℃	-60℃	-10℃	-30℃	-50℃	충격인성	내HIC결과
비교예	1	545	671	38	361	359	340	317	100	99	91	우수	X
	2	552	675	37	367	357	343	310	100	99	90	우수	△
	3	561	694	37	365	354	339	320	100	98	95	우수	△
	4	565	690	36	371	358	341	321	100	99	92	우수	X
	5	485	598	44	280	204	80	54	100	52	10	미흡	△
	6	564	684	35	390	372	351	328	100	98	90	우수	△
발명예	1	500	626	43	331	297	201	55	100	69	47	보통	O
	2	531	656	42	359	347	329	309	100	99	90	우수	O
	3	535	653	42	360	349	330	307	100	99	90	우수	O
	4	546	668	37	370	350	339	318	100	98	91	우수	O
	5	544	662	37	372	352	345	314	100	97	90	우수	O
	6	556	673	37	389	374	344	321	100	99	91	우수	O
	7	561	677	37	385	369	340	324	100	99	92	우수	O
	8	569	688	35	395	374	355	330	100	99	90	우수	O
*내HIC 시험결과: O CLR(Crack Length Ratio, 균열길이비) 최대 5% 이하 △ CLR 6 ~ 10% X CLR 11% 이상

평가결과를 보면 발명예와 비교예 모두 강관용 강재 규격인 API-X70(항복강도 482MPa이상, 인장강도 570MPa이상, 연신율 23%이상)을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 Ti 대신 Cu를 첨가한 발명예(2 ~ 8)가 비교예와 동등한 수준의 저온 충격인성을 보이고 있으므로, Cu의 첨가 목적이 달성되었음을 알 수 있다.

또한 비교예 5와 발명예 1을 제외한 다른 실시예들은 모두 충격인성이 우수 한 것으로 나타났으나, 비교예 1 ~ 6의 경우 내HIC결과는 보통이하로 나타났다. 이러한 평가 결과는 비교예가 용강 성분 조성중 Ca/S의 비를 만족시키지 못함 또는 연주공정상에서 RAT의 미적용(비교예 1 ~4)에 기인한 것으로 판단된다. 따라서 본 발명이 제안하는 용강 조성과 열연공정에 따라 제조해야 충격인성과 내HIC 특성이 우수한 열연강판을 얻을 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따라 제조된 강관용 강재는 API-X70의 규격을 모두 만족하며, 종래의 Nb-V-Ti-Mo-Ni로 이루어진 합금성분계 중 Ti를 Cu성분으로 대체함으로써 강도가 API-X80에 근접한 수준의 충격인성을 보유하게 된다. 따라서 극저온 환경하에서도 충분히 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 내식성도 우수하므로 내부식성을 요구하는 환경에서도 사용가능한, 다기능성 제품을 제조할 수 있는 실제적인 효과가 있다. 또한 우수한 충격인성 및 내식성은 강관의 수명을 연장시켜 설비비용의 절감을 꾀할 수 있게 한다.

Claims

유전 및 천연가스 수송관으로 사용되는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법에 있어서,

중량%로 0.04 ~ 0.07% C, 1.40 ~ 1.70% Mn, 0.15 ~ 0.25% Si, 0.010% 이하의 P, 0.003% 이하의 S, 0.040 ~ 0.060% Nb, 0.040 ~ 0.060% V, 0.10 ~ 0.30% Cu, 0.10 ~ 0.30% Mo, 0.10 ~ 0.30% Ni, 0.0010 ~ 0.0050% Ca 및 불가피한 불순물을 포함하며 Ca/S의 비가 1.5~4.5를 만족하는 용강을 준비하는 단계;

상기 용강을 노외정련시 Ca-Si를 첨가하여 개재물을 구상화처리하는 단계;

상기 구상화처리가 완료된 용강을 연주공정에서 주조시 응고완료점 근처에서 롤 갭(Roll Gap)을 강압하하여 슬라브를 제조하는 단계;

상기 슬라브를 1150 ~ 1180℃로 재가열하고, 조압연 최종 패스(pass)시 압하율을 25% 이상으로 하며, 조압연 마무리 온도는 900 ~ 950℃로 하고, 사상압연의 마무리 온도는 790 ~ 830℃로 하고, 바(bar)두께는 45 ~ 55㎜로 하며, 권취온도는 540 ~ 620℃로 하여 제조됨을 특징으로 하는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 권취온도는 540~590℃에서 시행됨을 특징으로 하는 고장력 라인 파이프용 강재의 제조방법.