KR100605679B1

KR100605679B1 - 고온강도가 우수한 슬라그폿용 강

Info

Publication number: KR100605679B1
Application number: KR1019990049886A
Authority: KR
Inventors: 박재현; 김혁중
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2006-07-31
Also published as: KR20010046205A

Abstract

본 발명은 고온강도가 우수한 슬라그폿용 강에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 강성분을 적절한 범위로 제어함으로서, 기존에 슬라그폿으로 사용되던 SC등과 같은 C-Mn주강을 대체하여 변형 및 균열발생이 적은 고온에서의 인장특성이 우수한 HSLA 주강을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, C:0.09-0.16%, Mn:0.6-1.5%, P:0.025%이하, S:0.025%이하, Si:0.6%이하, Ni:0.09-0.13%, Cr:0.35-0.4%, Mo:0.45-0.55%, Al:0.02-0.06%가 함유되고, 여기에 Nb, V, Ti로 부터 선택된 1종 또는 2종이상의 성분이 0.05-0.15% 함유되고, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 것을 특징으로 하는 고온강도가 우수한 슬라그폿용 강에 관한 것을 그 요지로 한다.

고온강도, 슬라그폿, HSLA, 주강, C-Mn주강

Description

고온강도가 우수한 슬라그폿용 강{HSLA Cast Steel for Slag Pot Having Improved High Temperature Strength}

본 발명은 제철소등에서 발생하는 슬라그(Slag)를 받아내는 용기인 슬라그폿(slag pot)으로 적용가능한 주강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온에서 변형 및 균열이 적어 슬라그폿의 사용수명을 연장시킬 수 있는 재질에 관한 것이다.

제강공정에서 사용되는 슬라그폿은 슬라그를 운반하여 야적장에서 배제하는 용기로서, 종래에는 SC42,46등과 같은 C-Mn 주강(cast steel)으로 제작되었다. 액상의 슬라그는 섭씨 1400도 이상의 고온이므로 장시간 슬라그폿을 사용할 때 슬라그폿의 온도가 올라가서 강도가 저하하거나 균열에 대한 저항성이 약해지므로 슬라그폿이 변형 혹은 균열이 발생되는 현상이 종종 발생한다.

이러한 것을 방지하기 위해 슬라그폿에 보강대를 설치하여 사용하고 있으나, 이 경우 슬라그폿의 무게를 증가시키는 요인이 될뿐만아니라 슬라그투입과 배제에 의한 고온과 저온에서의 반복적 사용에 따른 슬라그폿의 팽창과 수축을 방해하여 열응력 이 가중되어 균열이 심화되는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 변형 및 균열발생시의 보수방법이 여러 가지 제시(JP62-84891, JP62-130209)되어 있지만, 이러한 보수방법의 적용은 비용의 발생 및 보수시간이 별도로 필요하다는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 강성분을 적절한 범위로 제어함으로서, 기존에 슬라그폿으로 사용되던 SC등과 같은 C-Mn주강을 대체하여 변형 및 균열발생이 적은 고온에서의 인장특성이 우수한 HSLA(고장력 저합금) 주강을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, C:0.09-0.16%, Mn:0.6-1.5%, P:0.025%이하, S:0.025%이하, Si:0.6%이하, Ni:0.09-0.13%, Cr:0.35-0.4%, Mo:0.45-0.55%, Al:0.02-0.06%가 함유되고, 여기에 Nb, V, Ti로 부터 선택된 1종 또는 2종이상의 성분이 0.05-0.15% 함유되고, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 것을 특징으로 하는 고온강도가 우수한 슬라그폿용 강에 관한 것이다.

이하, 본 발명 강성분에 대하여 상세히 설명한다.

상기 C(탄소)는 0.09-0.16% 첨가하는데, 이는 0.09%미만이면 인장강도가 낮아지고, 0.16%를 초과하면 강도는 증가하나 용접성이 불량해지기 때문이다.

상기 Mn(망간)은 0.6-1.5% 첨가하는데, 이는 0.6%미만이면 충격치는 증가하나 강도가 낮아져 불리하고, 1.5%를 초과하면 강도는 증가하나 탄소당량(Ceq)이 증가하여 용접성이 불량해지기 때문이다.

상기 P(인) 및 S(황)은 0.025%이하로 첨가하는데, 이는 P나 S이 많으면 재료내 결함이 많아지고 충격치가 감소하기 때문에 0.025%이하로 한정하는 것이다.

상기 Si(실리콘)은 0.6%이하로 첨가하는데, 이는 0.6%미만이면 충격치가 저하되기 때문이다.

상기 Ni(니켈), Cr(크롬) 및 Mo(몰리브덴)은 각각 0.09-0.13%, 0.35-0.4%, 0.45-0.55%로 함유되는데, 이들의 첨가가 하한치 미만이면 충격치는 증가하나 강도가 낮아져 불리하고, 상한치를 초과하면 강도는 증가하나 조직내 페라이트(ferrite)양이 적어지므로 충격치가 감소하는 문제가 있다.

상기 Al(알루미늄)은 0.02-0.06% 첨가하는데, 이는 0.02%미만이면 재료의 탈산효과가 적어 재료의 충격치가 감소하고, 0.06%를 초과하면 질소와의 반응에 의해 석출강화효과를 저하시켜 강도가 감소하기 때문이다.

상기 Nb(니오븀), V(바나듐), Ti(티타늄)은 1종 또는 2종 이상을 선택하여 첨가할 수 있는데, 첨가시는 0.05-0.15%의 함량으로 첨가한다. 그 이유는 함량이 0.05%미만이면 석출강화 및 입자 미세화에 의한 강도향상효과가 적고, 0.15%를 초과하면 효과가 포화되는 경향을 보이기 때문에 더 이상의 첨가는 바람직하지 않기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예

전해철 및 각종 합금원소를 진공로에서 용해하여 하기 표1과 같은 성분의 주강을 제조하였다. 이때, 종래예는 SC46(JIS규격)의 조성을 갖는 것이다.

제조된 주강들을 이용하여 이들의 500℃ 고온항복강도를 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

	C	Mn	S/P	Si	Ni	Cr	Mo	Nb	Al	V	Ti	고온항복강도 (500℃) (kg/㎟)
발명예1	0.16	1.5	0.023	0.45	0.1	0.36	0.51	0.05	0.045	0.05	-	64
종래예	0.19	0.7	0.005	-	0.4	0.4	-	-	0	-	-	31
발명예2	0.097	1.5	0.023	0.47	0.1	0.36	0.50	0.05	0.046	0.05	-	63
발명예3	0.09	1.16	0.023	0.45	0.1	0.36	0.51	0.05	0.046	0.05	-	51
발명예4	0.097	0.65	0.023	0.47	0.1	0.36	0.52	0.05	0.046	0.05	-	45
발명예5	0.097	0.65	0.023	0.48	0.1	0.36	0.51	0.05	0.046	0.05	0.05	46

상기 표1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예(1-5)의 경우는 종래의 SC46보다 고온강도가 현저히 증가하였다. 또한, 발명예(1-5)에 의한 HSLA 주강을 이용하여 슬라그 폿으로 제조한 후, 실조업에 적용한 경우에도 기존에 비해 변형 및 균열발생이 적었다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 강성분을 적절히 선정하여 고온에서 인장특성이 우수한 HSLA 주강을 설계하고 이를 슬라그폿에 적용함으로서, 슬라그폿의 실조 업 적용시 변형 및 균열발생을 줄일 수 있고 이로 인해 투자비용 및 보수비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

중량%로, C:0.09-0.16%, Mn:0.6-1.5%, P:0.025%이하, S:0.025%이하, Si:0.6%이하, Ni:0.09-0.13%, Cr:0.35-0.4%, Mo:0.45-0.55%, Al:0.02-0.06%가 함유되고, 여기에 Nb, V, Ti로 부터 선택된 1종 또는 2종이상의 성분이 0.05-0.15% 함유되고, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 것을 특징으로 하는 고온강도가 우수한 슬라그폿용 강.