KR100729124B1 - 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강 중 Ti 및 Al 농도를 제어하여 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성 사이트로 작용하는 유효 TiN 생성효과를 극대화하여 등축정율이 향상된 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법에 관한 것으로서, 진공 탈탄 래들 내 용강 상부로부터 산소 취입에 의한 탈탄반응이 수행되는 단계; 상기 탈탄반응이 이루어진 상기 용강에 Cr₂O₃환원을 위하여 Al을 투입하는 단계; 상기 Cr₂O₃환원을 위하여 Al이 투입된 상기 용강에 Si 및 Mn을 투입하는 복합탈산단계; 상기 용강에 Ti를 0.2~0.4 질량% 투입하는 합금화 단계; 상기 용강 중 Al 농도를 분석하여 Al 농도가 설정치의 범위인지를 판별하는 제1차판별단계; 상기 Al 농도가 설정치를 만족하면, 불활성가스를 이용해 교반하여 최종 용강 중 Al 농도를 목표치에 해당되는지 판별하는 제2차판별단계; 상기 Al 농도가 목표치를 만족하면, 상기 용강을 연속주조하는 단계;를 포함하여 이루어져, 응고조직이 미세하고 등축정율이 높은 페라이트계 스테인리스강 주편을 제조하고 결과적으로 성형성이 우수한, 즉, 리징결함이 적은 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.

스테인레스강, 진공 탈탄 정련, 복합탈산, TiN, 등축정율, 응고조직, 리징

Description

응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법{Method for manufacturing ferritic stainless steel slabs with equiaxed grain structures}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법의 순서도,

도 2는 [%Ti]/[%Al] 비의 제어에 따른 주편 등축정율의 변화가 도시된 그래프도면,

도 3은 도 2의 결과를 분산형 데이터로 나타낸 그래프도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법에 의하여 Al₂O₃ 및 TiO_x 개재물 저감을 종래 예와 비교하여 나타낸 그래프도면,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법에 의한 응고조직이 미세한 주편 내부에 분포하는 oxide-TiN 복합 개재물 형태를 종래 예와 비교하여 나타낸 전자현미경 사진도면.

본 발명은 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 용강 중 Ti 및 Al 농도를 제어하여 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성 사이트로 작용하는 유효 TiN 생성효과를 극대화하여 등축정율이 향상된 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, Cr 농도가 10~30%인 페라이트계 스테인리스강 중에는 내식성 향상 등의 이유로 0.2~0.5%의 Ti가 첨가되는 경우가 있다. 이 경우, 제강에서부터 연속주조 공정에 이르기까지 하기 식 1에 의하여 TiN이 형성되고, 그 크기와 분포가 적절할 시에 용강 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성 사이트(site)로 작용함으로써 미세한 응고조직을 얻을 수 있게 된다.

[식 1]

Ti + N = TiN

상기와 같이 제강에서부터 연속주조 공정에 이르기까지 TiN 생성거동을 제어함으로써 응고조직을 미세화하기 위해 다음과 같은 기술들이 보고된 바 있다.

미국 특허 제5868875호에서는, Cr: 8~25%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 1.5%이하, N: 0.05%이하, C: 0.08%이하, Al: 0.01% 이하의 용강을 Ti탈산함에 있어서, Ti의 농도는 (%Ti/48)/[(%C/12)+(%N/14)]>1.5를 만족할 것을 제안하였다. 또한, 유럽 특허 제924313호에서는 Ti, Al 및 N 농도간에 [%Ti]×[%N]≥0.14×[%Al]을 만족할 때 50% 이상의 주편 등축정율 확보가 가능함을 제안하였다.

그러나, 상기 특허에서와 같이 스테인리스 용강을 Ti로 탈산을 행함에 있어서, 용강 중 산소 농도가 높을 경우에는 투입된 Ti가 대부분 Ti산화물 형태로 산화될 수 있으며, 이는 상기 식 1에 의한 TiN 생성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.

또한, 과잉 Ti산화물의 생성은 연속주조 공정에서 침지노즐 막힘 및 주편 표면에서의 제강성 결함을 야기할 수 있으므로, 단순한 Ti탈산만으로는 그 적용에 한계가 있다.

유럽 특허 제1491646호에서는 Cr: 10~20%, C: 0.001~0.01%, Si: 0.01~ 0.3%, Mn: 0.01~0.3%, N: 0.001~0.02%, Ti: 0.05~0.3% 용강에 2~50 ppm의 Mg를 첨가함으로써 응고조직이 미세한 주편 제조가 가능함을 제안하였다.

즉, 페라이트계 스테인리스 용강에 50 ppm 이하의 Mg를 첨가하여 17.4(Al₂O₃)+3.9(MgO)+0.3(MgAl₂O₄)+18.7(CaO)≤500와 (Al₂O₃)+(MgO)+(MgAl₂O₄)+(CaO)≥95 (각 성분 mol% 기준) 식을 만족하도록 개재물 조성과 분포를 제어하면, 이들 개재물이 용강 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성 사이트로 작용할 것으로 제안하였다.

그러나, 이런 경우에 있어서 각 산화물들 농도의 동시 제어가 불가능한 경우, 즉 Al₂O₃와 같은 특정 성분의 농도가 매우 크거나 MgAl₂O₄의 농도가 매우 낮을 경우라도 상기 식은 만족할 수 있지만, 미세한 응고조직은 쉽게 얻을 수 없게 된다. 이는 개재물 중 Al₂O₃ 농도가 과도하게 높을 경우 Al₂O₃/TiN 또는 Al₂O₃/ferrite간 격자부정합도 차이가 커서, 즉, 계면에너지가 커서 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성 사이트로 작용하기 어렵기 때문이다.

일본 특허 제2002-030324호에서는 Cr: 10~30%, Si: 0.2~3.0%, Ti: 0.05~ 0.3% 용강과 평형하는 CaO-SiO₂계 슬래그의 염기도를 1.2~2.4로 제어하고, 용강 중 [%Al]/[%Ti]=0.01~0.1, 즉, [%Ti]/[%Al]=10~100의 범위로 제어함으로써 등축정율 70% 이상의 주편을 얻을 수 있다고 제안하였다.

그러나, 상기 농도 범위 중 고 Ti, 저 Al의 조성으로 조업이 될 경우 다량의 Ti산화물 발생 우려가 있으며, 이는 주조 중 노즐 막힘이나 주편 표면결함을 야기하는 원인이 될 수 있다.

일본 특허 제2000-160229호에서는 진공 탈탄 정련 시, CaO-Al₂O₃계 슬래그의 염기도를 0.7~2.5 범위가 되도록 CaO와 Al을 투입하고 Ar을 이용한 용강 교반을 5분 이상 실시하여, TiN 단독 질화물이 0.01% 이상의 면적률을 갖도록 Ti를 첨가함으로써 60% 이상의 주편 등축정율을 얻을 수 있다고 제안하였다.

그러나, 실제로 산화물 형태 개재물이 분포되어 있는 스테인리스 용강에서 산화-개재물과 독립된 TiN을 적절하게 형성시키기는 쉽지 않다. 이는 TiN의 형성에 있어서 산화-개재물이 불균일 핵생성 사이트로 작용하며, 실제 응고조직이 미세한 주편 내부 관찰 시 산화-개재물을 핵으로 TiN이 정출되어 있는 oxide-TiN 복합 개재물 형태가 다량 분포하는 사실과 일치한다.

일본 특허 제2004-043838호에서는 Cr: 9~30% 용강 정련에 있어서 용강 중 [%Ti]*[%N]=0.0007~0.004 범위에 있게 하고, 산소 센서를 이용하여 용강 중 산소 활동도를 측정, log a _O = -5 ~ -3 범위가 되도록 적절한 탈산제를 투입한 후 주조함 으로써 등축정율을 향상시킬 수 있을 것으로 제안하였다.

그러나, 스테인리스 용강 정련 시 매번 산소 센서를 이용하여 용강 중 산소의 활동도를 측정하기에는 비교적 많은 시간이 소요되며, 그 정확도가 다소 떨어지는 것으로 알려져 있으며, 구체적인 탈산제 종류를 명기하지 않아 실 조업 적용에 있어서 다소 모호한 점이 있는 것으로 판단된다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 고안된 발명으로, 진공 탈탄 정련 과정에서 Si/Mn/Al/Ti 복합 탈산을 통해 용강 중 Ti와 Al 농도를 제어하여 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성처로 작용하는 유효 TiN 생성효과를 극대화함으로써, 등축정율이 높은 페라이트계 스테인리스강 주편을 제조하고 결과적으로 성형성이 우수한, 즉, 리징(ridging) 결함이 적은 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법은, 진공 탈탄 래들 내 용강 상부로부터 산소 취입에 의한 탈탄반응이 수행되는 단계; 상기 탈탄반응이 이루어진 상기 용강에 Cr₂O₃환원을 위하여 Al을 투입하는 단계; 상기 Cr₂O₃환원을 위하여 Al이 투입된 상기 용강에 Si 및 Mn을 투입하는 복합탈산단계; 상기 용강에 Ti를 0.2~0.4 질량% 투입하는 합금화 단계; 상기 용강 중 Al 농도를 분석하여 Al 농도가 설정치의 범위인지를 판별하는 제1차판별단계; 상기 Al 농도가 설정치를 만족하면, 불활성가스를 이용해 교반하여 최종 용강 중 Al 농도를 목표치에 해당되는지 판별하는 제2차판별단계; 상기 Al 농도가 목표치를 만족하면, 상기 용강을 연속주조하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 연속주조단계에서 상기 용강 성분이 하기 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

[관계식]

[%Ti]/[%Al]=7~15,

[Si]+[Mn]=0.5~1.0%,

단, %는 질량%

또한, 상기 제1차판별단계의 상기 Al 농도 설정치는 0.05~0.12 질량%이며, 0.05 질량% 미만일 시에는 Al을 투입하고, 0.12 질량% 이상일 시에는 생석회를 추가투입하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2차판별단계의 상기 Al 농도 목표치는 0.02~0.04 질량%이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법의 순서도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법은, 진공 탈탄 래들 내 용강 상부로부터 산소 취입에 의한 탈탄반응이 수행되는 단계(S10); 상기 탈탄반응이 이루어진 상기 용강에 Cr₂O₃환원을 위하여 Al을 투입하는 단계(S20); 상기 Cr₂O₃환원을 위하여 Al이 투입된 상기 용강에 Si 및 Mn을 투입하는 복합탈산단계(S30); 상기 용강에 Ti를 0.2~0.4 질량% 투입하는 합금화 단계(S40); 상기 용강 중 Al 농도를 분석하여 Al 농도가 설정치의 범위인지를 판별하는 제1차판별단계(S50); 상기 Al 농도가 설정치를 만족하면, 불활성가스를 이용해 교반하여(S60) 최종 용강 중 Al 농도를 목표치에 해당되는지 판별하는 제2차판별단계(S70); 상기 Al 농도가 목표치를 만족하면, 상기 용강을 연속주조하는 단계(S80);를 포함하여 이루어진다.

또한, 제1차판별단계(S50)의 상기 Al 농도 설정치는 0.05~0.12 질량%이며, 0.05 질량% 미만일 시에는 Al을 투입하고(S54), 0.12 질량% 이상일 시에는 생석회를 추가투입하는 단계(S56)가 더 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.

도 2는 [%Ti]/[%Al] 비의 제어에 따른 주편 등축정율의 변화가 도시된 그래프도면이고, 도 3은 도 2의 결과를 분산형 데이터로 나타낸 그래프도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 용강 중 Ti와 Al의 농도비가 증가함에 따라 주편 등축정율은 증가함을 알 수 있다. 여기서 적정 [%Ti]/[%Al] 비는 7~15 범위로 설정할 수 있고, 이와 같은 조건을 충족할 때 등축정율 40~100%인 주편을 얻을 수 있다. 이때 [%Ti]/[%Al] 비가 7보다 작을 경우 목표 등축정율을 얻을 수 없고, 15보다 클 경우 Ti 산화물 발생 우려가 있다.

상기와 같은 용강 성분 제어를 위해 진공 탈탄(VOD: Vacuum Oxygen Decarburization) 래들 내 80~85톤의 용강 상부로부터 산소 취입에 의한 탈탄 반응 종료 후 Al을 투입하여 산화기에 발생한 슬래그 중 Cr₂O₃를 환원한다.

상기 Al 투입에 의한 Cr₂O₃ 환원 단계에서 Si와 Mn을 투입하여 복합탈산을 실시한 후 Ti을 투입하여 목표 조성을 제어한다.

Ti 투입 기준 약 5분 경과 후 용강 중 Al 농도를 1차 분석하여, 상기 1차 Al 농도가 지나치게 낮을 경우와 높을 경우에 대해 각각 Al 또는 생석회를 추가 투입한 후, 상기 래들 바닥에서 불활성 가스를 이용하여 교반함으로써 최종 용강 중 Al 농도를 목표 범위에 맞게 제어하여 연속주조를 실시한다.

진공 탈탄 공정에서 탈탄을 위한 산소 취련 후 용강 중에는 하기 식 2와 같은 [Cr]/(Cr₂O₃) 평형에 상응하는 농도의 산소가 존재한다.

[식 2]

2[Cr] + 3[O] = (Cr₂O₃)

기 공지된 문헌에 따르면, 1650℃에서 Cr₂O₃와 평형하는 약 20%[Cr] 용강 중 산소 농도는 0.06~0.07% 수준으로 알려져 있다. 따라서 용강 탈산 및 슬래그 중 Cr₂O₃ 환원을 위해 효율적인 탈산 원소인 Al을 첨가하여 하기 식 3 및 식 4와 같은 반응을 유도한다.

[식 3]

2[Al] + 3[O] = (Al₂O₃)

[식 4]

(Cr₂O₃) + 2[Al] = (Al₂O₃) + 2[Cr]

그러나, 상기 식 3 및 식 4와 같이 Al 탈산을 할 경우 용강 중에는 Al₂O₃ 개재물이 다량 존재하게 되며, 이때 형성된 알루미나 개재물은 응집 및 성장하여 부상 또는 제거되기도 하지만, 수 ㎛ 수준으로 미세한 크기일 경우 주조 시까지 용강 내부에 체류하게 된다.

또한, 종래예에서의 [%Ti/%Al] 및 [%Si]+[%Mn]을 본 발명예에서의 경우와 비교하여 주편등축정율 및 결함 유무를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

	[%Ti/%Al]	[%Si]+[%Mn]	주편등축정율(%)	결함발생
종래예1	2.3	0.40	26	X
종래예2	3.1	0.25	26	X
종래예3	3.6	0.24	26	X
종래예4	4.4	0.36	27	X
종래예5	3.5	0.42	33	X
종래예6	4.2	0.13	35	X
종래예7	5.0	0.23	30	X
종래예8	5.2	0.42	39	X
종래예9	5.6	0.44	23	X
종래예10	6.0	0.42	30	X
종래예11	28.0	0.25	69	노즐막힘
종래예12	35.0	0.19	74	노즐막힘
종래예13	42.0	0.16	100	노즐막힘

	[%Ti/%Al]	[%Si]+[%Mn]	주편등축정율(%)	결함발생
발명예1	10.8	0.89	100	X
발명예2	7.2	0.67	42	X
발명예3	8.4	0.78	100	X
발명예4	7.7	0.57	55	X
발명예5	9.9	0.96	57	X
발명예6	8.7	0.88	57	X
발명예7	8.0	0.66	70	X
발명예8	7.5	0.79	42	X
발명예9	9.2	0.69	100	X
발명예10	7.8	0.75	53	X
발명예11	7.2	0.56	47	X
발명예12	7.6	0.59	41	X
발명예13	7.5	0.60	42	X
발명예14	11.0	0.78	100	X
발명예15	11.8	0.90	100	X

표 1에 나타낸 바와 같이, 발명예에서는 공히, 종래예와 비교하여 결함이 발생되지 않으면서 40% 이상의 높은 주편등축정율을 얻을 수 있다.

한편, 용강 중에는 상기 식 1의 반응에 의해 TiN이 형성되는데, 용강 조성 및 온도에 따라 그 형성 시점이 달라지게 된다. 만일 용강 응고 전 래들 또는 턴디쉬에서 TiN이 형성될 경우 용강 중 Ti 원자와 N 원자와의 반응에 의해 균일 핵생성 및 성장에 의해 TiN이 생성될 수도 있겠지만, 열역학적으로는 제 3의 계면에서, 이를테면, 산화-개재물/용강 계면 등에서 핵생성 되는 것이 유리하다. 이때 TiN의 불균일 핵생성 사이트(site)를 제공하는 산화-개재물로서 경우에 따라 Al₂O₃, MgO, TiO_x, MgO-Al₂O₃, CaO-TiO_x, MgO-Al₂O₃-TiO_x 등이 있을 수 있으며, 이들 개재물 표면에서 TiN의 불균일 핵생성 용이도를 나타내는 간접적인 지표로서 하기 식 5로 정의되는 격자부정합도, δ를 들 수 있다.

[식 5]

여기서 l _oxide와 l _TiN은 각각 산화-개재물과 TiN 결정의 격자상수를 의미하며, 두 물질 간 δ가 클수록 불균일 핵생성 사이트로 작용하기 어려움을 의미한다.

예를 들어, 6방정계(hexagonal) 구조의 Al₂O₃와 면심입방(fcc) 구조의 TiN간에는 δ_Al2O3-TiN≒0.1 수준임에 반하여, 동일한 면심입방 구조의 MgO 또는 MgAl₂O₄ spinel과 TiN간에는 δ_{MgO (or spinel)- TiN}≒0.0002 수준이다. 따라서, 상대적으로 Al₂O₃-계 개재물 보다는 MgO-계 개재물이 TiN의 불균일 핵생성 사이트로 용이하게 작용할 것으로 예상된다.

그러므로, 용강 중 알루미나 개재물이 다량 존재할 경우 TiN 핵생성이 저하되고 결과적으로 응고 시 페라이트의 불균일 핵생성 저하의 원인이 될 수 있다.

따라서, 미세한 응고조직을 갖는 주편 제조를 위해서는 용강 중 Al 농도 및 알루미나 개재물 저감이 필수적이며, 결과적으로 도 2, 도 3 및 표 1에 보인 용강 중 Ti와 Al 농도비를 제어함과 동시에 TiO_x, Al₂O₃와 같은 유해 개재물 생성을 억제하기 위해 도 4에 보인 바와 같이 Si/Mn 투입을 통해 복합탈산 효과를 얻고자 하였다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응고조직이 미세한 페라이트계 스 테인리스강 제조방법에 의하여 Al₂O₃ 및 TiO_x 개재물 저감을 종래 예와 비교하여 나타낸 그래프도면이다.

도 4를 참조하면, 기존 용강 중 [Si]+[Mn]=0.1~0.4% 수준이고 [Al]=0.03%로 일정할 때, Ti₃O₅ 단독 개재물이 형성되지 않는 임계 [Ti]≒0.45%인 반면, [Si]+[Mn]= 0.6~0.9%이고 [Al]=0.03%일 때, 약 0.5%[Ti] 농도까지 Ti₃O₅ 생성 억제가 가능함을 알 수 있다. 또한, [Si]+[Mn] 농도가 낮고 용강 중 [Ti]=0.4%로 일정할 때 Ti₃O₅ 단독 개재물이 형성되지 않는 임계 [Al]≒0.027% 수준인 반면, [Si]+[Mn] 농도가 높고 [Ti]=0.4%일 때에는 [Al]=0.024% 수준까지 Ti₃O₅ 개재물이 형성되지 않음을 알 수 있다.

상기와 같이 용강 중 Al, Ti, Si 및 Mn을 목표 농도 범위에 맞게 투입하고 특히 [Ti]/[Al] 농도 비를 7~15 범위로 제어하기 위해 투입 약 5분이 지난 시점에 용강 중 [Al] 농도를 1차로 분석한다. 이때 분석된 Al 농도가 0.05% 미만일 경우와 0.12% 이상일 경우에 대해 각각 30~40kg의 Al을 투입하거나 250~300kg의 생석회를 추가 투입한 후 상기 래들 바닥에서 불활성 가스를 이용하여 교반함으로써 최종 용강 중 Al 농도를 0.02~0.04%로 제어한 후 연속주조 함으로써 용강 중 유효 TiN 생성을 촉진할 수 있다.

결과적으로, 200~220 ㎜ 두께의 주편 등축정율을 40~100% 확보하여 응고조직이 미세한 주편 제조뿐만 아니라 최종 냉연제품의 성형 시 발생하는 리징결함 저감 이 가능하게 된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

Fe-17%Cr 조성을 갖도록 전기로에서 고철 및 합금철 등을 용해 후 AOD 정련로에서 조탈탄 공정을 거쳐 약 1790℃의 온도로 래들에 출강하였다. 상기 래들에는 용강과 슬래그가 있으며, 진공 탈탄 효율을 높이기 위해 기계적 방법으로 슬래그를 제거하였다. 이때 용강 온도는 약 1590℃로 측정되었다. 상기 래들을 진공 탈탄 정련 스탠드(stand)로 이동하여 진공 커버(cover)를 씌운 후 용강 상부에서 랜스를 이용하여 기체 산소를 공급하여 탈탄 반응 종료 후 용강 온도는 약 1680℃까지 상승하였고, 용강 조성은 하기 표 2와 같이 분석되었다.

[표 2]

성분	C	Si	Mn	S	Cr	Ti	Al	N
농도(중량%)	0.006	0.0	0.2	0.009	17	0.0	-	0.01

산소 취련 종료 후, 진공 분위기 하에서 슬래그 중 Cr₂O₃ 환원 및 용강 탈산을 위해 Al을 약 320kg 투입하였다. 이때 Al과 함께 Si과 Mn을 투입함으로써 Ti 산화물 발생을 억제하고, 용강 중 [Ti]=0.3% 수준이 되도록 Ti를 스폰지(sponge) 형태로 투입하였다.

상기 합금철 투입 후 5분 시점에 용강 중 [Al]=0.04% 수준이었으므로, 전술한 바와 같이 Al을 30kg 추가 투입한 후 래들 바닥에서 Ar을 공급하여 약 20분간 용강 교반을 실시하였다. 진공 하에서의 정련 공정 종료 후 용강 온도는 약 1600℃ 였으며, 약 1550℃의 주조온도를 제어하기 위해 대기 상태에서 냉각제 등을 투입하였다.

상기 래들처리 공정 후 래들은 연속 주조 공정으로 이송되었으며, 최종 턴디쉬에서의 용강 성분은 하기 표 3과 같이 분석되었다.

[표 3]

성분	C	Si	Mn	S	Cr	Ti	Al	N
농도(중량%)	0.004	0.3	0.4	0.003	18	0.3	0.03	0.01

상기 표 3의 용강 성분에서 [Si]+[Mn]=0.7%로서, 본 발명에서 제안한 범위를 만족하였으며, [Ti]=0.28%, [Al]=0.03%로서 결과적으로 [Ti]/[Al] 농도 비 9.3을 만족하였음을 알 수 있다.

이때, 용강 중 N 농도는 약 100 ppm으로서 0.28%[Ti]와 반응하여 도 5에 보인 바와 같이 유효 TiN 생성에 기여하여 응고조직이 미세한 주편을 얻을 수 있게 되었다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법에 의하여, 기존에 실시하였던 주조온도 제어 및 전자기 교 반력 제어 등의 기술에 의존하던 응고조직이 미세한 주편 제조방법과 대비하여, 진공 탈탄 정련 공정에서 Ti, Al, Si 및 Mn 등의 용강성분 정밀제어를 통하여 유효 TiN을 효과적으로 생성시킴으로써 조업 안정성이 높으면서, 동시에 응고조직이 미세하고 등축정율이 높은 페라이트계 스테인리스강 주편을 제조하고 결과적으로 성형성이 우수한, 즉, 리징(ridging) 결함이 적은 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 진공 탈탄 래들 내에서 용강 상부로부터 산소 취입에 의한 탈탄반응이 수행되는 단계;

   상기 용강을 탈산처리한 후에 Ti를 0.2~0.4 질량% 투입하는 합금화 단계;

   상기 용강 중 Al 농도를 분석하여 Al 농도가 0.005~0.12 질량%의 설정치 범위 내에 있는 지를 판별하는 제1차판별단계;

   상기 Al 농도가 설정치를 만족하면, 불활성가스를 이용해 교반한 후 최종 용강 중 Al 농도가 0.02~0.04 질량%의 목표치에 해당되는지 판별하는 제2차판별단계;

   상기 Al 농도가 목표치를 만족하면, 상기 용강을 연속주조하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연속주조단계에서 상기 용강 성분이 하기 관계식을 만족하는 것을 특징 으로 하는 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법.

   [관계식]

   [%Ti]/[%Al]=7~15,

   [Si]+[Mn]=0.5~1.0%,

   단, %는 질량%
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1차판별단계에서, 상기 Al 농도가 0.05 질량% 미만일 시에는 Al을 투입하고, 0.12 질량% 초과일 시에는 생석회를 추가투입하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 응고조직이 미세한 페라이트계 스테인리스강 제조방법.
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