KR100782786B1

KR100782786B1 - 표면특성이 우수한 Ｃｕ첨가 열연강판의 제조방법

Info

Publication number: KR100782786B1
Application number: KR1020010085088A
Authority: KR
Inventors: 서석종
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2007-12-05
Also published as: KR20030054697A

Abstract

본 발명은 표면특성이 우수한 Cu첨가 열연강판의 제조방법에 관한 것으로, 저가의 합금원소인 Si, B등을 이용하고 기존의 제조조건을 최적화함으로써 표면특성이 우수한 Cu첨가 열연강판을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의하면, 중량%로 C; 0.1%이하, Mn;0.30-0.60%, Si;0.4-1.0%, P;0.02-0.10%, Cu;0.1-0.61%, B;0.0010-0.0020%, S;0.006% 이하, 나머지 Fe와 기타 불가피하게 함유된 불순물로 조성되며 Mn/S의 비 ≥ 30 의 조건을 만족하는 화학성분으로 조성된 슬라브를 재가열로에서 1190℃-1240℃로 가열한 후 열간압연을 행하여 제조하는 것을 특징으로 하는 표면특성이 우수한 Cu첨가 열연강판의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 방법은 고가의 Ni을 첨가하지 않고도 표면품질이 우수한 Cu첨가 열연강판을 경제적으로 제조할 수 있다.

열간압연, 슬라브, 재가열로, Ni, Mn

Description

표면특성이 우수한 Ｃｕ첨가 열연강판의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF Cu CONTAINING HOT ROLLED STEEL SHEET WITH GOOD SURFACE QUALITY}

본 발명은 주로 내후성이 요구되는 콘테이너용 및 건축용으로 사용되는 Cu첨가 열연강판의 제조법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Cu 첨가강의 열간가공시 Cu 농화액상에 의해 발생하는 표면크랙을 적절한 재가열 온도 범위 설정과 유효한 합금원소의 첨가를 통하여 표면특성이 우수한 Cu 첨가강을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래 Cu 첨가 열연강판을 제조하는 경우 주조 응고시킨 슬래브(slab)를 재가열로에서 재가열 할 때, 철의 선택산화에 의해서 Cu의 농축액상이 철/스케일 계면에 형성되어져 열간압연시에 표면결함을 일으키는 것으로 알려져 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 일반적으로 강중의 구리와 동등한 양의 Ni을 첨가하여 오스테나이트 중의 Cu고용도를 증가시킴으로써 표면결함 발생을 저감 시키는 방법이 사용되어져 왔다. 그러나 Ni은 고가의 원소임과 동시에 기존의 산화정련으로 제거되지 않은 순환성 원소로서 환경적인 측면에서도 사용이 제한되는 문제점이 있다.

그 이외에도 일본 특허번호 80-79827, 93-220504, 95-292413 등에서 알 수 있는 바와 같이 표면크랙의 발생을 억제시키기 위하여 압연직전에 슬라브 표면온도를 Cu 농축액상의 응고온도로 급냉하여 압연하는 방법들이 있으나, 이들 방법들은 슬라브 표층과 내부의 온도차이를 유발시켜 열간압연시 변형저항 차이를 유발시키기 때문에 열연판 형상제어를 어렵게 할 뿐 만 아니라 또한 열연판의 온도가 내려가기 때문에 사상압연 공정에서의 열연판의 온도 확보가 어려워지게 되는 문제점이 있다. 그리고 일본특허 93-220501 에서는 프라즈마를 이용하여 슬라브 표층을 용해시켜, 재가열로에서 스케일과 함께 석출한 Cu 농축액상을 강중에 재용해시켜 표면결함을 저감시키는 방법을 이용함으로써, 상기의 문제점을 해결하고자 하였으나, 슬라브 표층을 용해시킬 때 분위기 가스로는 산화를 완전하게 억제하기 어려울 뿐만 아니라 프라즈마 발생에 소요되어지는 많은 전력 및 설비 구성의 어려움 때문에 상업화 하기에는 많은 문제점들이 있다.

이에 본 발명의 목적은 Cu첨가 열연강판을 제조하는데 있어서 설비의 대규모 개조 없이도 또한 고가인 Ni은 첨가하지 않고도, 저가의 합금원소인 Si, B등을 이용하고 기존의 제조조건을 최적화함으로써 표면특성이 우수한 Cu첨가 열연강판을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일견지에 의하면,

중량%로 C; 0.1%이하, Mn;0.30-0.60%, Si;0.4-1.0%, P;0.02-0.10%, Cu;0.1-0.61%, B;0.0010-0.0020%, S;0.006% 이하, 나머지 Fe와 기타 불가피하게 함유된 불순물로 조성되며 Mn/S의 비 ≥ 30 의 조건을 만족하는 화학성분으로 조성된 슬라브를 재가열로에서 1190℃-1240℃로 가열한 후 열간압연을 행하여 제조하는 것을 특징으로 하는 표면특성이 우수한 Cu첨가 열연강판의 제조방법이 제공된다.

상기와 같이 열연 강판과 재가열 온도를 한정한 이유에 대하여 설명하면 다음과 같다.

C는 강중에 함유되어 있는 침입형 원소로서 강도에 민감하게 영향을 미치는 원소이다. 그러나 C가 0.1% 이상에서는 응고중 포정반응시 슬라브 수축이 일어나고, 일부분이 동판주조몰드와 유리되어 열전달이 억제된다. 이때 응고층이 재용해되어 반응고층이 파괴되므로 주편이 파열되는 원인이 된다. 따라서 C의 함유량을 0.1%이하로 제한하였다.

Mn은 강중에 함유되어 강중 불순물로서 존재하는 S를 MnS로 고정하여 열간압연중 저융점 화합물인 S화합물에 의해 발생하는 크랙을 억제하는 역할을 수행한다. 따라서 S화합물에 의한 에지 크랙발생을 억제하기 위하여 Mn은 0.30%이상으로 설정하였다. 그러나 Mn의 다량 첨가는 원가상승의 원인이 됨으로 0.60%이하로 제한하였다. 또한, 마찬가지로, 이때 Mn/S의 비도 S화합물에 의한 에지 크랙발생을 억제하기 위하여 Mn/S비가 30이상으로 되도록 설정하였다.

강중 Si은 본 발명에서 기존의 Ni원소 대신에 첨가하는 원소로서, Cu 첨가강의 표면결함을 유발시키는 철/스케일(scale) 계면에서의 Cu농화상의 형성을 억제시 켜주는 역할을 한다. 즉, 기존의 Cu첨가강의 표면결함 억제를 위해서는 오스테나이트 중의 Cu 고용도를 증가시키는 Ni이 주로 이용되어 왔으나 본 발명에서는 강중 Si이 내부산화를 일으킬 때 발생되는 불규칙한 산화계면을 이용하여 Cu농화상이 계면에서 스케일 내부로 트랩(trap)되도록 유도함으로써 표면결함을 억제하는 방법을 이용하는 것이다. 그러나 그 양이 0.4% 미만일 경우 실리콘 산화물 (SiO₂)과 철산화물(FeO)에 의해서 형성 되어지는 페이알라이트(fayalite)상의 형성이 미흡하여 계면에서의 구리농화상의 일부가 철/스케일 계면에서 발생하게 되어 표면결함을 유발시키며 또한 그 양이 1.0% 이상일 경우는 디스케일링(descaling) 성의 저하로 인한 적스케일(red scale)이 발생이 우려되므로 그 첨가량을 0.4%-1.0%로 제한하였다.

강중 P은 고온에서 오스테나이트 입계에 편석함으로 인하여 입계에너지를 낮춤으로 Cu 농화액상에 의한 입계취화를 완화시켜주는 역할을 한다. 하지만 그 양이 0.02%이하인 경우는 재가열온도 범위에서 입계에너지 저하를 위해 필요한 평형 편석을 일으키기에 충분한 양이 되지 못하고 0.10%이상의 경우는 평형 편석량을 초과해서 과잉으로 존재하는 인은 냉각중 생성되는 페라이트 입계에 우선 석출하게 되어 입계를 취약하게 함으로서 강판의 2차 가공성을 저하시킴으로 그 함유량을 0.02%~0.10%로 제한하였다.

Cu가 강중에 0.2%이상일 경우, 슬라브 재가열시 선택산화 되어 철/스케일 계면에 농축되어 표면결함을 유발시킨다. 본 발명에서는 이러한 표면결함을 억제하여 0.6%이하에서는 표면특성이 우수한 열연강판의 제조가 가능하였으므로 Cu의 첨가량을 0.6%로 제한했다.

강중 B은 고온에서 오스테나이트 입계에 편석하여 입계에너지를 낮춤으로 Cu 농화액상에 의한 입계취화를 완화시켜준다. 그러나 그 함량이 0.0020%이상이 되면 상온에서의 가공성이 급격히 하락하기 때문에 그 함유량을 0.0010~0.002%로 한정하였다.

상기의 화학조성을 가진 슬라브를 재가열한 후, Ar3 온도 이상에서 마무리 압연을 실시하고 권취하여 열연강판을 제조하는데 있어서, 슬라브 재가열 온도는 1190℃~1240℃로 제한하였는 바, 그 이유를 설명하면 다음과 같다. 즉 슬라브 재가열온도는Cu농화상의 형성에 밀접한 관계을 가지고 있으며, SiO₂ 와 FeO에 의해서 형성되어지는 페이알라이트상의 융점 이상으로 가열되어져야 만 Cu농화상을 철/스케일 계면으로부터 분리시켜 표면결함을 저감시킬 수 있다. 그러나 가열온도가 1250℃이상인 경우는 입계에 편석하기 쉬운 Si에 의해서 입계 산화가 촉진되고 또한 1190℃이하인 경우는 스케일과의 젖음성이 좋은 페이알라이트 액상이 입계로 침입하여 디스케일링(descaling)후 일부 남은 미박리 스케일 형성시켜 후공정에서 적스케일을 유발시키기 때문에 그 온도를 1190℃-1240℃로 한정하였다.

이하 본 발명의 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

실시예

하기 표 1에 나타내어진 성분으로 조절된 강을 이용하여 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 여러조건의 슬라브 재가열 온도로 90분간 가열하고, 디스케일링 후 압연하여 열연판을 제조한 후, 열연판의 표면크랙 발생정도를 조사하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

하기 표 2의 표면크랙 발생정도는 열연판의 표면결함을 눈으로 관찰한 결과에 의하여 나타낸 것이다.

구분	화 학 성 분 (중량%)							비고
구분	C	Mn	Si	P	Cu	Ni	B	비고
1	0.061	0.51	0.51	0.02	0.60	-	0.0013	발명강
2	0.057	0.49	0.48	0.04	0.58	-	0.0011
3	0.059	0.50	0.80	0.02	0.61	-	0.0016
4	0.061	0.48	1.01	0.04	0.58	-	0.0011
5	0.060	0.47	-	-	0.59	0.35	-	비교강
6	0.060	0.52	0.50	0.002	0.60	-	-
7	0.059	0.48	0.83	0.04	0.57	-	-

삭제

구분	슬라브 재가열 온도					비고
구분	1100℃	1150℃	1190℃	1240℃	1270℃	비고
1	×	×			△	발명강
2	×	×			△
3	△				△
4	△				△
5						비교강
6	×	×	△	×	×
7	×	×	△	△	×

×:표면크랙 발생, △:미세한 표면크랙 발생, Ｏ:표면크랙 미발생
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 저가의 합금원소인 Si 및 B 등의 성분을 조정하고 슬라브 재가열 온도를 1190~1240℃에서 수행하여 제조된 발명강 1~4는 모두 표면품질이 우수함을 알 수 있다. 이에 비하여 니켈이 첨가된 비교강 5는 표면품질은 우수하였으나 고가의 니켈이 함유되므로 비경제적이며, B 성분이 첨가되지 않은 비교강 6 및 7은 모든 슬라브 재가열 온도범위에서 표면품질이 저조함을 알 수 있다.

이에 따라, 저가의 합금원소인 Si 및 B 등을 이용하여 슬라브 성분을 조정하고 슬라브 재가열 온도를 1190~1240℃범위내에서 수행함으로써, 고가의 니켈을 첨가하지 않고, 또한 별도의 설비 투자 없이도 표면품질이 우수한 Cu첨가 열연강판을 경제적인 방법으로 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims

중량%로 C; 0.1%이하, Mn;0.30-0.60%, Si;0.4-1.0%, P;0.02-0.10%, Cu;0.1-0.61%, B;0.0010-0.0020%, S;0.006% 이하, 나머지 Fe와 기타 불가피하게 함유된 불순물로 조성되며 Mn/S의 비 ≥ 30 의 조건을 만족하는 화학성분으로 조성된 슬라브를 재가열로에서 1190℃-1240℃로 가열한 후 열간압연을 행하여 제조하는 것을 특징으로 하는 표면특성이 우수한 Cu첨가 열연강판의 제조방법.