KR100613948B1

KR100613948B1 - 강판의 조질 압연 방법 및 조질 압연기

Info

Publication number: KR100613948B1
Application number: KR1019990061943A
Authority: KR
Inventors: 사이토데루히로; 미야케히데노리; 가와구치고로; 사토나오야; 고바야시마코토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2006-08-18
Also published as: DE69917416T2; EP1013351A2; TW458820B; DE69917416D1; JP3783439B2; EP1013351A3; KR20000048403A; EP1013351B1; TR199903256A2; JP2000197902A

Abstract

본 발명은 설비·공정 등의 부하 증가없이 강판의 광택성을 향상시키기 위해 복수 스탠드의 압연기로 강판을 조질 압연함에 있어서, 상기 강판은 0.012 wt% 이하의 탄소를 포함하는 것을 사용하고, 적어도 최선단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 l.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤을 사용하고, 적어도 최후단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤을 사용하는 강판의 조질 압연 방법 및 조질 압연기에 관한 것이다.

Description

강판의 조질 압연 방법 및 조질 압연기{TEMPER ROLLING METHOD FOR STEEL PLATE AND TEMPER ROLLING MILL}

도 1은 조질 압연 강판의 탄소량과 신장률의 관계를 도시한 그래프이다.

본 발명은 강판의 조질 압연 방법 및 조질 압연기에 관한 것이며, 그 중에서도, 고광택 캔용 강판의 제조에 바람직한 강판의 조질 압연 방법 및 조질 압연기에 관한 것이다.

도금 전후의 광택성이 요구되는 강판(예를 들면, 캔용 강판)의 조질 압연은 통상 스탠드가 2개 이상인 압연기를 이용하여 드라이 압연법으로 행하고, 각 스탠드는 다른 역할을 수행한다. 예를 들면, 처음의 스탠드에서는 재질(표면경도 등)의 조정을 주목적으로 하며, 이를 위한 신장률을 확보할 수 있도록, 그립(grip)의 힘이 강한 덜 롤(dull roll)이 필요하게 된다. 이 덜 롤은 숏 블라스트, 방전가공, 레이저 가공 등에 의해 표면에, 표면조도의 방향성이 약한(일반적으로는 랜덤성이 강하다) 덜 스트라이프(dull stripe)로 표시되는 롤이며, 표면조도(Ra)는 0.5 ㎛ 이상이다.

한편, 연마가공 롤로서는, 경면 외관을 형성하는 미러(mirror) 브라이트라 불리는 롤과, 연마 흔적(대략 표면조도(Ra) 0.15 ㎛ 이상)을 남기는 스크래치 브라이트라 불리는 롤이 있으며, 스크래치 브라이트 롤 중에는 표면조도(Ra) 0.5 ㎛ 이상의 것도 있다. 그러나, 경험상 스크래치 브라이트 롤은 신장률을 확보하기에는 불충분하다고 여겨지고 있어 최선단 스탠드의 롤에는 사용되고 있지 않다.

2단째 이후의 스탠드의 롤은, 선단의 덜 스트라이프의 영향을 경감시켜 광택성을 개선하기 위해서 스크래치 브라이트 롤로 압연하고, 최후단에 있어서 표면조도를 조정하기 때문에, 목적하는 강판 표면조도에 맞춘 표면조도를 갖는 스크래치 브라이트 롤, 미러 브라이트 롤 또는 덜 롤로 강판을 압연한다.

여기에서, 중간 단계의 스크래치 브라이트 롤의 스탠드 수를 많게 하면, 광택도는 향상되지만, 설비 비용, 운전 비용이나 설치 공간을 많이 필요로 한다.

설비 비용면에서 가장 유리한 것은 스탠드를 2개로 하는 것이다. 이 경우, 예를 들면 일본국 특허공개 공보 제 89-95803 호와 같이, 선단은 숏 덜 롤 등의 덜 롤, 후단은 브라이트 롤이 사용되고 있다.

최근들어 표면조도의 제약에 따라 요구되는 광택도의 레벨이 상승했으며, 특히 스탠드가 2개인 것 등의 적은 스탠드 수의 조질 압연기에서는 브라이트 롤로 압연하는 회수가 적기 때문에, 고광택도의 요구에 대한 대응이 곤란해지고 있다.

또한, 스탠드 수를 늘리지 않고, 2회째는 선단 브라이트 롤로서 압연기에 2회 통과시키는 방법도 생각할 수 있지만, 공정증가에 따른 비용 상승은 부정할 수 없다.

상기 문제점을 감안하여 본 발명은, 설비·공정등의 부하 증가없이 광택성을 향상시키는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 설비·공정 등의 부하 증가없이 강판의 광택성을 향상시키기 위해서, 복수 스탠드의 압연기로 강판을 조질 압연함에 있어서, 상기 강판은 0.012 wt% 이하의 탄소를 포함하는 것을 사용하고, 적어도 최선단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤을 사용하고, 적어도 최후단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤을 사용하는 강판의 조질 압연 방법 및 조질 압연기를 제공한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 연구한 결과, 다음과 같은 지식을 얻었다.

(A) 조질 압연기의 최선단에서 표면조도에 방향성이 없는 숏 덜 롤, 방전 덜 롤 등의 덜 롤을 이용하여 압축시키는 경우 광택성이 대폭 열화된다.

한편, 같은 표면조도라도 스크래치 브라이트 롤로 압축시키는 경우 광택성, 특히 도금 후의 광택성이 현저히 개선된다. 이 이유는, 스크래치 브라이트 롤은 연마 흔적이 한 방향이고, 특히 광택성 열화요인이라 생각되는 덜 비트(dull bit)라 불리는 작은 구멍 형상의 오목부를 그다지 형성하지 않기 때문이라 추측된다.

(B) 일반적인 저탄소강에서는 스크래치 브라이트 롤을 최선단에 이용하면 충분한 신장률을 얻을 수 없다. 이 이유는 해명되지 않았지만, 스크래치 브라이트 롤에서는, 예를 들면 연마 흔적이 롤 둘레 방향으로 나 있고, 원주 방향의 표면조도가 작아 그립의 힘이 약한 점이 그 이유의 하나라 생각된다.

그런데, 탄소(C)를 특정 양 이하로까지 감소시켜 조질 압연전의 경도를 낮춘 강판, 소위 극저 탄소강판에서는, 스크래치 브라이트 롤을 최선단에 이용하더라도 소망하는 경도를 얻는 만큼의 신장률을 확보할 수 있다.

또한, 극저 탄소강은 선단 덜 롤 압연으로는 종종 신장률이 과잉되고, 경도가 과잉되는 경우가 있었다. 또한, 경도과잉이 되지 않더라도 신장률이 관리값을 벗어나게 되어 출하전에 품질 조사를 받아야만 했다. 이에 대해, 덜 롤 대신에 스크래치 브라이트 롤로 함으로써 그와 같은 신장률 과잉이 해소되었다.

본 발명은, 상기 지식에 따라 더욱 검토를 거듭하여 완성된 것으로, 그 요지는 하기와 같다.

본 발명은 복수 스탠드의 압연기로 강판을 조질 압연함에 있어서, 상기 강판은 0.012 wt% 이하의 탄소를 포함하는 것을 사용하고, 적어도 최선단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤을 사용하고, 적어도 최후단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5㎛ 이하인 브라이트 롤을 사용하는 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연 방법이고, 또한, 상기 복수 스탠드의 압연기로서 스탠드가 2개인 압연기를 사용하고, 선단의 압연 롤로서 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤을 사용하고, 후단의 압연 롤로서 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤을 사용하는 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연 방법이다.

또한, 본 발명은 복수 스탠드를 갖는 강판의 압연기로서, 적어도 최선단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤이고, 적어도 최후단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤인 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연기이고, 또한 상기 복수 스탠드의 압연기는 스탠드가 2개인 조질 압연기를 사용하고, 선단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤이고, 후단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤인 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연기이다.

이하에, 본 발명요건의 한정이유를 설명한다.

〔대상 강판의 조성〕

0.012 wt% 이하의 탄소를 포함하는 강판으로 한정한 것은 0.012 wt%를 초과하는 탄소를 포함하는 강판에서는 최선단을 스크래치 브라이트 롤로 압연하면 신장률을 소망하는 경도에 도달시킬 수 없기 때문이다. 또한, 보다 바람직하게는 0.0080 wt% 이하이다. 또한, 바람직한 하한치는 0.0010wt%이고, 이보다 낮으면 신장률이 과잉이 될 가능성이 있다.

도 1은 본 발명자들의 조사 결과의 일례인 조질압연강판의 탄소량과 신장률의 관계를 도시한 그래프이다. 도 중, SB 0.6은 표면조도(Ra)가 0.6 ㎛인 스크래 치 브라이트 롤을, SB 0.15는 표면조도(Ra)가 0.15 ㎛인 스크래치 브라이트 롤을, 또한 SD 0.6은 표면조도(Ra)가 0.6 ㎛인 숏 덜 롤을 제 1 스탠드에 이용하였다. 모든 조질 압연기는 2개의 스탠드로 구성되고, 제 2 스탠드에는 표면조도(Ra)가 0.2 ㎛인 스크래치 브라이트 롤을 이용하였다. 압축 조건은, 탄소 0.002 wt% 함유량에서 1.6%±0.2%의 신장률을 얻을 수 있는 조건으로 하였다.

도 1로부터, 제 1 스탠드를 숏 덜 롤로 하면, 광택도가 낮은 것은 별도로 하고, 극저 탄소강에서는 신장률이 불안정해진다. 또한, 제 1 스탠드를 표면조도(Ra)가 0.15 ㎛인 스크래치 브라이트 롤로 하면, 신장률을 확보할 수 없다. 이에 대하여, 제 1 스탠드를 표면조도(Ra)가 0.6 ㎛인 스크래치 브라이트 롤로 한 경우에는 0.012wt% 이하의 탄소 함유량에서 목표로 하는 신장률을 얻을 수 있다. 단, 0.0080 wt% 초과하면 신장률의 저하가 시작되어 약간 불안정하다.

본 발명이 대상으로 하는 강판은, 연질성, 가공성을 확보하는 관점에서, Ti 0.2 wt% 이하, Nb 0.1 wt% 이하 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 하한에 대해서는 Ti 0.005 wt% 이상, Nb 0.002 wt% 이상이 좋다.

또한, 탈산화 및 질소(N)의 안정화를 위해, Al을 0.15 wt% 이하로 첨가할 수 있다.

또한, 그 이외의 성분으로서 통상적인 조성 범위내의, Si 0.2 wt% 이하, Mn 0.5 wt% 이하(0.1 wt% 이상이 더욱 바람직하다), P 0.05 wt% 이하, S 0.03 wt% 이하를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는, Si 0.05 wt%이하, P 0.02 wt% 이하, S 0.02 wt% 이하이다.

또한, 목적에 따라 추가로 Ca 등을 첨가한 것이어도 좋다.

〔최선단 스탠드의 롤〕

적어도 최선단 스탠드의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤로 할 필요가 있다. 덜 롤이나 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛를 초과한 스크래치 브라이트 롤에서는 도금 전 뿐만 아니라 도금 후에 광택성이 열화된다. 또한, 표면조도의 하한에 관해서는, 표면조도(Ra) 0.20 ㎛ 이상이 바람직하다. 표면조도(Ra) 0.20 ㎛ 미만에서는 신장률(경도)이 미달되기 쉽다. 또한, 더욱 바람직한 표면조도(Ra)의 범위는 0.5 내지 1.0 ㎛이다.

롤 표면처리에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 내마모의 면에서 예를 들면 Cr 도금을 실시하여도 좋다.

〔최종단 스탠드의 롤〕

일정 수준 이상의 광택도를 확보하기 위해서, 적어도 최후단의 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤로 할 필요가 있다. 브라이트 롤은 목표로 하는 표면조도에 따라 미러, 스크래치 중 어느 것이어도 좋지만, 표면조도(Ra)가 0.5㎛를 초과하면 광택도(도금 후도 포함)를 확보할 수 없다. 단, 최선단 롤의 표면조도 이하인 편이 바람직하다. 특히, 종래, 광택도의 요구를 만족시킬 수 없었던 롤의 표면조도(Ra) 0.15 내지 0.3 ㎛ 전후에서 본 발명의 효과는 현저하다.

또한, 최선단 롤의 표면조도가 클수록 광택도는 저하되지만, 동일 표면조도에서는 최선단 롤을 덜 롤 대신에 스크래치 브라이트 롤로 함으로써 광택도의 향상 이 인정된다.

표면조도의 하한은 특별히 한정되지 않고, 또한, 롤 표면처리에 대해서도 특별히 한정되지 않지만, 내마모성 측면에서 예컨대 Cr 도금을 실시하여도 좋다.

〔상기 이외의 스탠드의 롤(3개 이상의 스탠드인 경우)〕

최선단, 최후단 이외의 스탠드에서 이용하는 롤은, 브라이트 롤이 바람직하다. 특히, 최선단, 최후단 이외의 스탠드에서 이용하는 롤은, 최선단, 최후단의 롤 표면조도의 범위내의 롤 표면조도를 갖는 롤이 광택도 확보면에서 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 최선단에서 후단으로 감에 따라서, 롤 표면조도를 조밀히 하는 것이 바람직하다.

〔기타〕

조질 압연은 강판의 윤활을 수행하지 않는 드라이 압연이 바람직하다. 신장률은 3% 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.5%±1%, 더욱 바람직하게는 1.5%± 0.5% 이다. 목표 경도는 HR30T에서 50 내지 60 정도로 하는 것이 좋다.

조질 압연후의 도금에 대해서는 특별히 지정되지 않는다. 본 발명의 대상 강판에는 캔용 강판으로서 일반적인 주석 도금, Cr 도금, 또는 이들에 Ni 바탕 처리나 크로메이트 처리를 실시하는 등, 여러 종류의 도금법을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 광택도는 JIS Z 8741에 따라, 광택도계를 이용하여 입사각 20°에서 측정하였다.

본원의 조질 압연기는, 단독으로 조질압연하는 라인에 적용하여도 좋고, 연속 소둔로(annealing furnace)의 출구 쪽에 설치한 것이어도 좋다.

표 1에 나타낸 각 성분의 냉간압연 강판을 재결정 소둔(연속 소둔)한 후, 여기에 표 2에 나타낸 조건으로 하고, 표 2에 나타내는 것 이외의 조건은, 표 2의 No.1의 #1 스탠드 SD 0.6, #2 스탠드 MB 0.5에서 신장이 1.5가 되는 조건으로, 스탠드가 2개 내지 3개인 조질 압연기에 의해 조질 압연을 실시하였다. 그 후, 각 강판에 대하여 경도(HR30T)를 측정한 뒤, 주석 도금(도금량 2.8 g/m²)을 실시하고, 리플로우(reflow) 처리한 후, 광택도를 측정하였다. 여기에서, 광택도는

◎ : 1300 내지 1500

O : 1100 내지 1300 미만

△ : 900 내지 1100 미만

× : 900 미만

의 4단계로 평가하였다.

그 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2로부터 분명하듯이, 본 발명에 따른 발명예는, 비교예에 비해 모두 우수한 광택도를 갖는 것을 알 수 있었다.

(wt%)

강종류	C	Si	Mn	P	S	Al	Ti	Nb	기타	구분
A	0.0015	0.05	0.20	0.01	0.005	0.04	-	-	-	본 발명의 대상 강
B	0.0022	0.02	0.15	0.007	0.006	0.05	-	0.015	-	본 발명의 대상 강
C	0.003	0.03	0.12	0.01	0.007	0.03	0.03	-	-	본 발명의 대상 강
D	0.005	0.01	0.20	0.01	0.003	0.005	0.1	-	Ca:0.002	본 발명의 대상 강
E	0.003	0.03	0.16	0.01	0.01	0.03	-	0.005	N:0.005	본 발명의 대상 강
F	0.04	0.1	0.20	0.01	0.01	0.05	-	-		비교예의 대상 강

No.	강 종류	#1 롤	#2 롤	#3 롤	광택도	신장률	HR30T	구분
1	A	SB 0.6	MB 0.05	없음	◎	1.5	53	본 발명의 실시예
1	A	SD 0.6	MB 0.05	없음	○	1.8	58	비교예
2	B	SB 0.5	SB 0.15	없음	◎	1.5	53	본 발명의 실시예
2	B	SD 0.5	SB 0.15	없음	○	1.8	58	비교예
3	C	SB 1.0	SB 0.3	없음	○	1.6	55	본 발명의 실시예
3	C	ED 1.0	SB 0.3	없음	△	1.9	59	비교예
4	D	SB 0.8	SB 0.5	없음	○	1.6	55	본 발명의 실시예
4	D	LD 0.8	SB 0.5	없음	×	1.9	59	비교예
5	E	SB 1.0	SB 0.2	SB 0.15	◎	1.9	55	본 발명의 실시예
5	E	SD 1.0	SB 0.2	SB 0.15	○	1.9	59	비교예
6	B	SB 0.5	SB 0.2	없음	○	1.5	53	본 발명의 실시예
6	B	SD 0.5	SB 0.2	없음	△	1.8	58	비교예
7	B	SB 0.3	SB 0.15	없음	◎	1.4	52	본 발명의 실시예
7	B	SD 0.3	SB 0.15	없음	○	1.7	56	비교예
8	B	SB 1.2	SB 0.15	없음	○	1.5	53	본 발명의 실시예
8	B	SD 1.2	SB 0.15	없음	△	1.8	58	비교예
9	F	SB 0.5	SB 0.2	없음	○	0.9	48	비교예
9	F	SD 0.5	SB 0.2	없음	△	1.6	57	비교예
10	B	SB 0.15	SB 0.2	없음	◎	0.8	45	비교예
SB 스크래치 브라이트(연마 롤) MB 미러 브라이트(연마 롤) SD 숏 덜(덜 롤) ED 방전 덜(덜 롤) LD 레이저 덜(덜 롤) : 후속하는 수치는 표면조도(Ra)값(μm) ◎ 1300 내지 1500 ○ 1100 내지 1300 미만 △ 900 내지 1100 미만 × 900 미만 신장률(%)

본 발명에 따르면, 불과 2 내지 3개로 구성된 스탠드의 조질 압연기로 한 방향 압연을 실시하는 것만으로 고광택도의, 예를 들면 캔용 강판을 제조할 수 있게 된다는 우수한 효과를 나타낸다.

Claims

복수 스탠드의 압연기로 강판을 조질 압연(Temper rolling)함에 있어, 상기 강판은 0.012 wt% 이하의 탄소를 포함하는 것을 사용하고, 적어도 최선단의 조질 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤을 사용하고, 적어도 최후단의 조질 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤을 사용하는 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수 스탠드의 압연기로서 스탠드가 2개인 압연기를 사용하고, 선단의 조질 압연 롤로서 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤을 사용하고, 후단의 조질 압연 롤로서 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤을 사용하는 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연 방법.
복수 스탠드를 갖는 강판의 압연기로서, 적어도 최선단의 조질 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤이고, 적어도 최후단의 조질 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤인 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연기.
제 3 항에 있어서,

상기 복수 스탠드의 압연기는 스탠드가 2개인 조질 압연기이고, 선단의 조질 압연 롤은 표면조도(Ra)가 1.2 ㎛ 이하인 스크래치 브라이트 롤이고, 후단의 조질 압연 롤은 표면조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 브라이트 롤인 것을 특징으로 하는 강판의 조질 압연기.