KR100889402B1

KR100889402B1 - 극저탄소강의 주조편, 열연 강판, 냉연 어닐링 강판 및극저탄소강의 냉연 어닐링 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR100889402B1
Application number: KR1020087005425A
Authority: KR
Inventors: 가쯔히로 사사이; 와따루 오오하시
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2009-03-20
Also published as: KR20080082013A; ES2744352T3; CA2544695A1; BRPI0416273B1; EP1688510B1; BR122013001582B1; BRPI0416273A; TWI308596B; JP4214036B2; US9017492B2; RU2006119444A; JP2005139491A; EP1688510A4; TW200530410A; CN1875124A; PL1688510T3; US20100319816A1; KR20060085938A; RU2320732C1; US20070079910A1

Abstract

본 발명은 용강 중 개재물의 응집합체를 방지하여 강판 중에 개재물을 미세 분산시킴으로써, 확실하게 표면 흠집과 프레스 성형시의 균열 발생을 방지하고, 더불어 연속 어닐링시의 재결정립 성장을 촉진하고, 높은 r치(r치 ≥ 2.0)와 연신율(전체 연신율 ≥ 50 ％)을 나타내는 극저탄소 박강판 및 그 제조 방법을 제공하므로, 질량 ％로, 0.0003 ％ ≤ C ≤ 0.003 ％, Si ≤ 0.01 ％, Mn ≤ 0.1 ％, P ≤ 0.02 ％, S ≤ 0.01 ％, 0.0005 ％ ≤ N ≤ 0.0025 ％, 0.01 ％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 ％, 산가용 Al ≤ 0.003 ％, 또한 0.002 ％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 ％, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판이며, 또한 강판 중에 적어도 세륨옥시설파이드, 란탄옥시설파이드, 네오디뮴옥시설파이드가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판이다.

세륨옥시설파이드, 란탄옥시설파이드, 네오디뮴옥시설파이드, 알루미나클러스터

Description

극저탄소강의 주조편, 열연 강판, 냉연 어닐링 강판 및 극저탄소강의 냉연 어닐링 강판의 제조 방법 {CAST SLAB, HOT ROLLED STEEL SHEET, COLLED ROLLED ANNEALING STEEL SHEET OF ULTRALOW CARBON STEEL AND METHOD FOR PRODUCING THE COLLED ROLLED ANNEALING STEEL SHEET}

본 발명은 가공성, 성형성이 우수한 동시에, 표면 성상도 양호한 극저탄소 박강판으로, 자동차나 가전 제품 등의 프레스 성형에 제공되는 강판으로서 적합한 박강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차나 가전 제품 등 우수한 가공성이 요구되는 용도에는, 예를 들어 일본 특허 공고 소42-12348호 공보, 일본 특허 공고 소54-12883호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, C 농도를 0.015 질량 ％ 이하로 하고, 또한 Ti나 Nb 등의 강한 탄질화물 형성 원소를 첨가한 극저탄소강이 널리 이용되고 있고, 제조 방법을 고안함으로써 지금까지 가공성을 더욱 개선하려는 시도가 이루어져 왔다. 또한, 일본 특허 공개 평3-170618호 공보, 일본 특허 공개 평4-52229호 공보에서는, 마무리 열연의 판두께 증가나 열연 권취 온도의 상승에 의해 디프드로잉성이나 신장성 등의 가공성이 우수한 강판이 제안되어 있다. 그러나, 열연 조건의 가혹화는 가열로나 열간 압연기로의 부하를 증대시키는 등의 문제를 발생시킨다.

상술한 Ti나 Nb를 첨가한 극저탄소강에서는 미세한 탄질화물이 강 중에 존재하여 재결정이 현저히 억제된다. 이로 인해, 고온에서의 어닐링이 필요하게 되어, 통판(threading)시의 히트 버클(heat buckle)이나 판 파단의 발생, 에너지 소비량이 많아지는 등의 과제도 있다. 이에 대해, 일본 특허 공개 평6-212354호 공보, 일본 특허 공개 평6-271978호 공보에는 Nb나 Ti를 첨가하지 않은 극저탄소강의 Mn, P량을 적정화하고, 열간 압연 조건을 변경함으로써 재결정 온도가 낮은 강판이 개발되어 있다. 그러나, 이들 발명에서는 Mn이나 P를 다량으로 첨가하므로, 합금 비용이 상승하는 동시에, 전체 연신율이 50 ％ 이상이고, 또한 랭크포드치(r치)가 2.0 이상인 초디프드로잉용 강판을 얻는 것은 곤란하다.

또한, 극저탄소강판은, 통상은 진공 탈가스 장치(RH) 등으로 극저탄소 영역까지 탈탄한 미탈산 용강을 Al로 탈산하는, 이른바 Al 킬드강으로 제조하므로, 용강 중에 다량의 알루미나 개재물을 함유하고 있다. 이 알루미나 개재물은 용강 중에서 응집합체하기 쉽고, 주조편 내에는 조대한 알루미나 클러스터로서 잔류하므로, 열간 압연, 냉간 압연시에 알루미나 클러스터가 강판 표면에 노출되어 표면 결함을 발생시킨다. 또한, 알루미나 클러스터가 강판 내부에 잔류하는 경우에는, 프레스 성형시에 균열이나 흠집 등의 결함 발생 원인이 되어 성형성도 크게 저하된다.

특히, 극저탄소강에서는 가공성이 좋아지면, 표면 결함이나 균열 발생의 감수성이 더욱 높아져, 힘들여 가공성이 우수한 강판을 개발해도 제품으로서 얻을 수 있는 수율은 낮아, 큰 비용 상승으로 이어진다. 이와 같은 Al 탈산에 수반하는 과제에 대해, 예를 들어 일본 특허 공개 소61-276756호 공보, 일본 특허 공개 소58-185752호 공보와 같이 용강을 Ca 처리함으로써, 알루미나 클러스터를 칼슘 알루미네이트의 저융물로 개질하여 빠르게 부상 제거하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 알루미나 클러스터의 개질에는 다량의 Ca가 필요하므로, Ca가 강 중의 S와 반응하여 CaS를 형성하여 녹 발생의 원인이 되는 것이 알려져 있다. 또한, 일본 특허 공개 평10-226843호 공보와 같이 미량 Al과 Ti를 첨가하여 탈산하고, 용강 중의 개재물을 Ti 산화물, Mn 산화물, Si 산화물, 알루미나를 주체로 하는 파쇄성이 좋은 개재물 조성에 제어하는 방법도 개발되어 있다.

그러나, 용강 중에는 용존 Al이 존재하므로, 슬래그나 공기에 의한 용강 재산화가 발생하면, Ti 탈산에 의한 티타니아계 개재물 조성이 고알루미나측으로 변화되어 응집 조대화되므로, 표면 결함이나 프레스 결함 발생의 근본적인 해결에는 이르지 않았다. 또한, Mn 산화물, Si 산화물과 Ti 산화물을 복합시킬 필요가 있지만, Ti 첨가량의 상한치가 낮기 때문에 반드시 고가공성 재료를 얻을 수 없는 등의 문제도 있었다.

그래서 본 발명은 상기 과제를 일거에 해결하여, 개재물에 의한 프레스 균열, 표면 열화가 없어 높은 r치(r치 ≥ 2.0)와 연신율(전체 연신율 ≥ 50 ％)을 나타내고, 제강의 조업성이 좋은 극저탄소강판 및 그 제조 방법을 제시하는 것을 목 적으로 한다.

구체적으로는 극저탄소강판에 있어서, 제강으로 Al 탈산이 아닌 Ti 탈산을 함으로써 알루미나계 개재물과 Al계 석출물에 의한 문제의 발생을 방지하는 동시에, La, Ce, Nd의 적절한 합계량을 첨가함으로써 Ti 탈산시의 티타니아계 개재물의 응집 방지, Ti계 석출물의 석출 제어, 제강에서의 노즐 막힘 방지를 행하여 상기 특성을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로 이하의 구성을 요지로 한다.

(1) 질량 ％로, 0.0003 ％ ≤ C ≤ 0.003 ％, Si ≤ 0.01 ％, Mn ≤ 0.1 ％, P ≤ 0.02 ％, S ≤ 0.01 ％, 0.0005 ％ ≤ N ≤ 0.0025 ％, 0.01 ％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 ％, 산가용 Al ≤ 0.003 ％, 또한 0.002 ％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 ％, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판이며, 또한 강판 중에 적어도 세륨옥시설파이드, 란탄옥시설파이드, 네오디뮴옥시설파이드가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판.

(2) 질량 ％로 0.0003 ％ ≤ C ≤ 0.003 ％, Si ≤ 0.01 ％, Mn ≤ 0.1 ％, P ≤ 0.02 ％, S ≤ 0.01 ％, 0.0005 ％ ≤ N ≤ 0.0025 ％, 0.01 ％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 ％, 산가용 Al ≤ 0.003 ％, 또한 0.002 ％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 ％, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판이며, 재결정립의 평균 입경이 15 ㎛ 이상, 또한 재결정립 입경의 종횡비의 평균치가 2.0 이하인 것을 특징 으로 하는 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판.

(3) 상기 박강판이 질량 ％로, 0.0004 ％ ≤ Nb ≤ 0.05 ％를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판.

(4) 상기 박강판이 질량 ％로, 0.0004 ％ ≤ B ≤ 0.005 ％를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판.

(5) 질량 ％로, 0.0003 ％ ≤ C ≤ 0.003 ％, Si ≤ 0.01 ％, Mn ≤ 0.1 ％, P ≤ 0.02 ％, S ≤ 0.01％, 0.0005 ％ ≤ N ≤ 0.0025 ％, 0.01％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 ％, 산가용 Al ≤ 0.003 ％, 또한 0.002 ％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 ％, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용강을 주조하여 얻게 된 주조편을 가열하여 열간 압연하고, 권취하고, 열연 강띠로 하여 70 ％ 이상의 냉연율로 냉간 압연을 행하고, 그 후 연속 어닐링에 있어서 600 내지 900 ℃에서 재결정 어닐링을 행하는 것을 특징으로 하는 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판의 제조 방법.

(6) 상기 용강에 질량 ％로, 0.0004 ％ ≤ Nb ≤ 0.05 ％를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (5)에 기재된 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판의 제조 방법.

(7) 상기 용강에 질량 ％로, 0.0004 ％ ≤ B ≤ 0.005 ％를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (5) 또는 (6)에 기재된 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 극저탄소 박강판의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 용강 중의 개재물을 미세 분산시킬 수 있으므로, 침지 노즐이나 냄비 노즐의 폐색을 억제한 후에, 확실하게 표면 흠집이나 프레스 성형시의 균열 발생을 방지할 수 있고, 더불어 연속 어닐링의 재결정립 성장도 촉진할 수 있으므로, 가공성, 성형성이 우수한 저탄소 박강판을 제조하는 것이 가능해진다.

이하에 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 Ti를 첨가한 극저탄소강으로 연속 어닐링시의 재결정 성장을 촉진시킴으로써 가공성을 더욱 향상시키는 방법에 대해, 미세 석출물의 거동에 착안한 상세한 연구 및 해석을 거듭한 결과, 용존 Al 농도(분석상에서는, 산가용 Al 농도에 대응. 산가용 Al 농도라 함은, 산에 용해된 Al량을 측정한 것으로, 용존 Al은 산에 용해되고, Al₂O₃는 산에 용해되지 않는 것을 이용한 분석 방법임)를 소정의 값 이하로 한정하는 동시에, 적어도 La, Ce, Nd에 의해 S를 고정하는 것이 유효한 것을 발견하였다. 여기서, 적어도 La, Ce, Nd라는 것은 La, Ce, Nd의 1종류 이상이라는 의미이다.

강 중에 용존 Al을 많이 포함하는 강은 미세한 AlN을 일부 생성하고, 이 AlN이 연속 어닐링시의 재결정립 성장을 저해하므로, 산가용 Al 농도를 소정의 값 이하로 함으로써 AlN의 석출을 방지하였다.

또한, S에 대해서는, 용강 중에 La, Ce나 Nd를 첨가하여, 비교적 입경이 큰(예를 들어, 수 ㎛ 이상) 란탄옥시설파이드, 란탄설파이드, 세륨옥시설파이드, 세륨설파이드, 네오디뮴옥시설파이드, 네오디뮴설파이드의 개재물로서 고정함으로써, 주조편 내의 고용 S 농도를 저감시켰다. 주조편 내의 고용 S 농도를 저하시키면, 열간 압연 공정에서 S는 미세한 TiS(직경수 10 ㎚)로서 석출하지 않고, TiS보다도 입경이 큰 Ti₄C₂S₂(직경수 100 ㎚)로서 석출시킬 수 있다.

또한, 열연 권취 이전에 강판 중의 C도 Ti₄C₂S₂로서 고정되므로, 권취시에 석출되는 미세한 탄화물(직경수 10 ㎚)의 석출량도 대폭으로 저감시킬 수 있다. 즉, 적어도 La, Ce, Nd를 첨가함으로써, Ti를 첨가한 극저탄소강에 있어서의 석출물의 입경을 크게 하고, 또한 그 양을 적게 할 수 있으므로, 피닝력이 저하되어 연속 어닐링시의 결정립 성장이 촉진되고, 그 결과로서 높은 r치, 높은 연신율치를 나타내는 가공성이 우수한 강판을 얻을 수 있다.

한편, 본 발명자들은 상기 성분의 용강 중에 있어서의 개재물 거동에 대해서도 상세히 검토하여, 주로 Ti로 탈산하도록 변경함으로써 개재물을 미세 분산화하여 표면 결함이나 프레스 성형시의 균열 발생 등을 방지하는 데 성공하였다. 재질면으로부터 산가용 Al 농도를 소정치 이하로 하고, 실질적으로 용강 중에는 용존 Al이 없는 상태를 확보할 필요가 있으므로, 기본적으로 재질상 필요해지는 Ti로 탈산을 실시하는 것을 고안하였다. 통상, 전로나 진공 처리 용기에서 탈탄 처리된 용강 중에는 다량의 용존 산소가 포함되어 있고, 이 용존 산소는 통상 Al의 첨가에 의해 거의 탈산[하기 (1)식의 반응]되므로, 다량의 Al₂O₃ 개재물을 생성한다.

2Al ＋ 3O ＝ Al₂O₃ … (1)

이들 개재물은 탈산 직후로부터 서로 응집합체하여 수백 ㎛ 이상의 조대한 알루미나 클러스터가 되고, 표면 결함이나 프레스 성형시의 균열 발생의 원인이 된다. 또한, 연속 주조시에는 이 알루미나 클러스터가 침지 노즐에 부착되고, 심한 경우에는 완전히 노즐이 폐색되어 버린다. 그러나, 본 발명에서는 용강을 주로 Ti로 탈산하고 있으므로, 결함의 원인이 되는 알루미나 클러스터를 극한까지 저감시킬 수 있고, 그 결과 표면 결함이나 프레스 가공시의 균열 발생을 방지하여 더욱 침지 노즐의 폐색도 억제할 수 있다. 또한, 슬래그나 공기 등의 혼입에 의해 용강의 재산화가 발생한 경우라도 실질적으로 용존 Al이 존재하지 않으므로, 새롭게 알루미나 개재물이 생성되는 일도 없다.

본 발명에서는, 탈탄 처리 후의 용존 산소를 모두 Ti로만 탈산할 필요는 없고, 우선 용존 Al이 실질적으로 남지 않을 정도까지 Al로 예비 탈산하고, 교반을 가하여 알루미나계 개재물의 응집합체를 부상시켜 영향이 없을 정도까지 분리하고, 그 후 용강 중에 남은 산소를 Ti로 탈산하는 것도 가능하다. 또한, 용강은 주로 Ti로 탈산되므로, 용강 중의 개재물은 주로 Ti 산화물이 된다. 이와 같은 용강을 연속 주조하면, 레이들 노즐(ladle nozzle)의 내벽에 Ti 산화물을 고밀도로 포함한 메탈이 부착되고, 심한 경우에는 레이들 노즐이 완전히 폐색되어 버린다. 본 발명자들은 La, Ce, Nd를 적량 첨가하면, 용강 중의 Ti 산화물계 개재물이 적어도 La 산화물, Ce 산화물, Nd 산화물과 Ti 산화물의 복합 개재물(La 산화물-Ti 산화물, La 산화물-Ce 산화물-Ti 산화물 등)로 개질되어 미세 분산되는 동시에, 적어도 란탄옥시설파이드, 세륨옥시설파이드, 네오디뮴옥시설파이드를 형성하여 레이들 노즐의 폐색이 방지되는 것, 더욱 La, Ce, Nd의 첨가량을 증가시키면 옥시설파이드가 설파이드로 변화하여 오히려 레이들 노즐의 폐색을 조장하는 것을 발견하였다.

따라서, 용존 Al 농도를 소정치보다 저감시켜 용강을 주로 Ti로 탈산하고, 더불어 적어도 La, Ce, Nd를 적량 용강 중에 첨가하여 Ti 산화물을 적어도 La 산화물, Ce 산화물, Nd 산화물과의 복합 산화물로 개질하여 미세 분산시키는 동시에, 적어도 란탄옥시설파이드, 세륨옥시설파이드, 네오디뮴옥시설파이드를 생성시켜 고용 S를 고정함으로써 침지 노즐이나 레이들 노즐의 폐색을 방지한 후에, 표면 성상, 성형성 및 가공성이 우수한 박강판을 제조할 수 있다.

본 발명의 화학 성분을 한정한 이유를 이하에 설명한다. 또, 이하에 설명하는 성분량은 모두 질량 ％이다.

0.002 ％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 ％ : 강 중의 La, Ce, Nd는 가공성의 향상과 개재물을 개질하여 미세 분산시키는 효과를 갖고 있고, La ＋ Ce ＋ Nd ＜ 0.002 ％에서는 Ti 산화물을 개질하여 미세 분산시킬 수 없고, 또한 옥시설파이드로서 용강 중의 S도 고정할 수 없으므로, 또한 La ＋ Ce ＋ Nd ＞ 0.02 ％에서는 설파이드를 형성하여 S를 고정할 수 있지만, 레이들 노즐이 폐색되어 버리므로, 적어도 La, Ce, Nd를 용강 중에 첨가하여 0.002 ％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 ％로 할 필요가 있다.

산가용 Al 농도 ≤ 0.003 ％ : 산가용 Al 농도가 높으면 연속 어닐링시의 재결정립 성장성이 저하되는 동시에, 용강 중에 다량의 알루미나 클러스터를 생성하여 표면 결함이나 프레스 성형시의 균열 발생의 원인이나 침지 노즐 폐색의 원인이 되므로, 실질적으로 용존 Al이 존재하지 않는다고 생각되는 산가용 Al 농도 ≤ 0.003 ％로 하였다. 또한, 산가용 Al 농도의 하한치는 0 ％를 포함한다.

0.0003 ％ ≤ C ≤ 0.003 ％ : C가 강 중에 많이 존재하면, 본 발명을 실시해도 권취시에 미세한 탄화물이 다량으로 석출되어 피닝력이 증대하므로, 결정립 성장이 저해되어 가공성이 저하된다. 이로 인해, 가능한 한 C 농도를 저감시키는 것이 바람직하지만, 예를 들어 C 농도를 0.0003 ％보다도 저감시키면, 진공 탈가스 처리의 비용이 대폭으로 증가한다. 그래서, 본 발명의 r치 ≥ 2.0, 전체 연신율 ≥ 50 ％를 달성할 수 있는 상한 C 농도로서 0.003 ％를, 진공 탈가스 처리 비용이 대폭으로 증가하는 하한 C 농도로서 0.0003 ％를 목적으로 하였다.

Si ≤ 0.01 ％ : Si는 강의 강도를 높이는 유용한 원소이지만, 반대로 첨가량이 많아지면 연신율 등의 가공성이 저하된다. 그래서, 본 발명에서는 전체 연신율 ≥ 50 ％를 달성할 수 있도록 Si 상한 농도를 0.01 ％로 하였다. Si 농도의 하한치는 0 ％를 포함한다.

Mn ≤ 0.1 ％ : Mn 농도가 높아지면 가공성이 저하되므로, 높은 가공성, 구체적으로는 r치 ≥ 2.0, 전체 연신율 ≥ 50 ％를 기대할 수 있도록 Mn 농도의 상한치를 0.1 ％로 하였다. Mn 농도의 하한치는 0 ％를 포함한다.

P ≤ 0.02 ％ : P는 0.02 ％를 넘으면 가공성에 악영향을 미치고, 본 발명의 r치 ≥ 2.0, 전체 연신율 ≥ 50 ％를 기대할 수 없게 되므로, 상한치를 0.02 ％로 하였다. P 농도의 하한치는 0 ％를 포함한다.

S ≤ 0.01 ％ : S가 지나치게 많으면 Ce나 La를 첨가해도 S를 충분히 고정시킬 수 없으므로, 미세한 TiS를 석출하여 재결정립의 성장을 저해한다. 이로 인해, S의 상한치는 0.01 ％로 하였다. Si 농도의 하한치는 0 ％를 포함한다.

0.0005 ≤ N ≤ 0.0025 ％ : N은 C와 마찬가지로, 고용 상태로 존재하면 강판의 가공성을 악화시키므로, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 예를 들어 N 농도를 0.0005 ％보다도 저감시키는 것은 생산성의 저하나 정련 비용의 대폭적인 증가를 초래하게 되므로, N의 하한치는 0.0005 ％로 하였다. 또한, N 농도가 높으면 다량의 Ti를 첨가할 필요가 있고, 그에 대응하여 미세한 TiS가 La, Ce의 첨가에도 관계없이 석출되어 버리므로, N의 상한치를 0.0025 ％로 하였다.

0.01 ％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 ％ : Ti는 본 발명에 있어서 가장 중요한 원소의 하나이다. Ti는 용강의 탈산에 필요한 양과 함께 상기 기재된 범위의 산가용 Ti를 유지하는 양이 투입되어야만 한다. Ti는 가공성을 악화시키는 C, N을 고정하는 동시에, 용강을 탈산할 목적으로 첨가되므로, 용강 중에는 용존 Ti(분석상에서는, 산가용 Ti에 대응. 산가용 Ti 농도라 함은, 산에 용해된 Ti량을 측정한 것으로, 용존 Ti는 산에 용해되고, Ti₂O₃은 산에 용해되지 않는 것을 이용한 분석 방법임)로서 존재할 필요가 있다. 산가용 Ti 농도가 0.07 ％를 넘으면, La, Ce를 첨가해도 미세한 TiS를 석출하게 되므로, 또한 산가용 Ti 농도가 0.01 ％보다 낮아지면 강판 중의 C, N을 충분히 고정할 수 없고, 용강 중의 용존 산소도 저하되지 않으므로, Ti 농도는 0.01 ％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 ％로 하였다.

0.004 ％ ≤ Nb ≤ 0.05 ％ : Nb는 가공성을 향상시키기 위해, C와 N을 고정하기 위해 첨가된다. 첨가량이 0.004 ％ 미만에서는 가공성을 향상시키는 효과가 작아지므로, 또한 첨가량이 0.05 ％를 넘으면 고용 Nb의 존재에 의해 오히려 가공성을 열화시키기 쉬워지므로, Nb 농도는 0.004 ％ ≤ Nb ≤ 0.05 ％로 하는 것이 바람직하다.

0.0004 ％ ≤ B ≤ 0.005 ％ : B는 결정 입계에 존재하는 고용 C가 없어졌을 때에 종종 볼 수 있는 2차 가공 취성이라 불리우는 취화를 방지하는 데 유효한 원소로, 엄격한 교축 가공이 가해지는 부품에 본 발명의 강판이 적용될 때 등에 첨가한다. 첨가량은 0.0004 ％ 미만에서는 2차 가공 취성을 방지하는 효과가 작아지므로, 0.005 ％를 넘으면 재결정 온도가 높아지는 등의 폐해가 생기기 쉬우므로, B의 첨가량은 0.0004 ％ ≤ B ≤ 0.005 ％로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 제조 조건에 관한 한정 이유에 대해 설명한다. 상술한 성분에 용제된 연속 주조 슬래브는 일단 냉각하여 재가열한 후 열간 압연을 실시해도 좋고, 냉각하지 않고 직접 열간 압연을 행해도 좋다. 열간 압연의 온도는 Ti₄C₂S₂를 가능한 한 많이 석출시키기 위해 1250 ℃ 이하가 좋고, 바람직하게는 1200 ℃ 이하로 한다. 본 발명에서는 C는 열간 압연의 권취 이전에 거의 석출시켜 버리므로 권취 온도가 미세한 탄화물의 석출량에 영향을 주는 일은 없고, 통상과 같이 실온으로부터 800 ℃ 정도의 범위로 권취하면 된다. 실온 미만에서 권취하는 것은 설비를 지나치게 할 뿐으로, 특별한 개선 효과도 얻을 수 없다. 또한, 권취 온도가 800 ℃를 넘으면, 산화 스케일이 넓어져 산세척의 비용 상승을 초래한다.

다음에, 냉간 압연의 압하율(냉연율이라 함)은, 가공성을 확보하는 관점에서 70 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 냉연율이 70 ％ 미만에서는 r치를 2.0 이상 확보할 수 없다.

냉간 압연 공정을 경유한 냉연 강판은 연속 어닐링을 행한다. 연속 어닐링의 온도는 600 내지 900 ℃로 한다. 600 ℃ 미만에서는 재결정하지 않고, 가공성이 열화되므로 600 ℃를 하한으로 하고, 900 ℃를 넘으면 강판의 고온 강도가 약해져, 연속 어닐링 노 내에서 파단하는 등의 문제가 발생하므로 900 ℃를 상한으로 한다. 그 후, 스킨 패스 압연을 실시하는 것도 가능하다. 또한, 그 후, 내식성을 위해 도금을 실시하는 것도 가능하다. 연속 어닐링은 용융 아연 도금 라인으로 행해도 되고, 어닐링 후 바로 용융 도금을 실시하여 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판 등으로 할 수도 있다.

이와 같이 하여 얻게 된 고가공성 강판의 재결정립을 상세하게 조사한 결과, 재결정립의 평균 원 상당 입경은 15 ㎛ 이상, 또한 재결정립의 긴 직경/짧은 직경(종횡비)의 평균치가 2.0 이하인 강판으로 할 수 있다. 이는 미세 석출물이 감소되어 재결정립의 성장이 촉진되기 때문이다.

이 강판의 재결정립의 평균 원 상당 직경립이 15 ㎛ 이상인 경우, 전체 연신율이 50 ％ 이상으로 향상된다. 상한은 특별히 규정할만한 것은 아니다.

또한, 재결정립의 긴 직경/짧은 직경(종횡비)의 평균치가 2.0 이하인 경우, 재결정립은 구형에 가까워 r치가 2.0 이상으로 향상된다. 또한, 하한치는 특별히 규정할만한 것은 아니지만, 결정립은 구형에 가까울수록 이방성이 작아지므로, 종횡비는 1에 가까울수록 바람직하다.

(실시예)

전로 출강 후의 용강을 진공 탈가스 장치에 의해 탈탄 처리하고, 그 후 소정의 성분을 첨가함으로써 표 1의 성분 조성으로 이루어지는 용강을 용제하였다. 이 용강을 연속 주조하여 얻게 된 주조편을 1150 ℃ 가열, 930 ℃ 마무리로 열간 압연하고, 700 ℃에서 권취하고, 판두께 4 ㎜의 열연판으로 하였다. 얻어진 열연판을 압하율 80 ％[압하율은 (초기 판압 － 최종 판두께)/초기 판두께 × 100]로 냉간 압연 후, 780 ℃로 연속 어닐링하고, 또한 압하율 0.7 ％로 스킨 패스 압연을 실시하여 제품판으로 하였다. 얻어진 제품판에 대해, 인장 시험 및 r치의 측정은 JIS Z 2201에 기재된 5호 시험편을 이용하여 행하였다. r치에 대해서는, 압연 방향(L 방향), 압연 방향에 수직인 방향(C 방향), 및 압연 방향에 대해 45°방향(D 방향)의 값을 측정하여 하기식에 의해 평균 r치를 산출하였다.

r ＝ (r_L ＋ 2r_D ＋ r_C) / 4

제품판에 대해서는, 압연 방향에 수직인 단면을 연마하여, 조작형 전자 현미경의 2차 전자 상(像)으로 개재물을 관찰하고, EDX를 이용하여 임의로 선택한 50개 정도의 개재물의 조성 분석을 행하여 주요 개재물 조성을 결정하였다. 또한, 제품 판의 재결정립의 평균 원 상당 입경과 평균 종횡비의 측정은 나이탈 시약에 의해 강판의 압연 방향 단면을 부식하여 500 내지 1000배의 광학 현미경 사진을 촬영하고, 그 화상을 해석함으로써 구하였다. 품질에 대해서는, 냉간 압연 후의 검사 라인으로 목시 관찰하고, 1 코일당 발생하는 표면 결함의 발생 개수를 평가하였다.

이와 같이 하여 얻게 된 강판의 평가 결과를 표2에 나타낸다. 표2로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 요건을 만족시키는 본 발명예(강 번호 1 내지 5)의 강판은 적어도 란탄옥시설파이드, 세륨옥시설파이드, 네오디뮴설파이드의 개재물로서 고용 S가 고정되어 있고, 평균 재결정립 입경은 15 ㎛ 이상, 종횡비는 2.0 이하의 매우 입자 성장성이 좋은 강판으로 되어 있으므로, 높은 r치(r치 ≥ 2.0)와 양호한 전체 연신율(전체 연신율 ≥ 50 ％)을 나타내고, 가공성이 향상되어 있다. 또한, 표면 성상에 대해서도, 본 발명예(강 번호 1 내지 5)에서 거의 표면 결함이 발생하지 않으므로 상당히 양호한 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명예(강 번호 1 내지 5)에서는 용강 중의 Ti 산화물은 적어도 La, Ce, Nd의 산화물과 Ti 산화물의 복합 개재물로 개질되어 있으므로, 레이들 노즐이나 침지 노즐의 폐색도 없어 연속 주조시의 조업성도 매우 양호하였다.

이에 반해, 비교예(강 번호 6 내지 10)의 강판에서는 적어도 La, Ce, Nd를 첨가하지 않았으므로, 란탄옥시설파이드, 세륨옥시설파이드, 네오디뮴설파이드의 개재물은 전혀 생성하지 않고 고용 S가 다량으로 잔류하고, 평균 재결정립 입경은 15 ㎛ 미만, 종횡비는 2.0초 초과의 입자 성장성이 나쁜 강판으로 되어 있으므로, r치(r치 ＜ 2.0)와 전체 연신율(전체 연신율 ＜ 50 ％)이 되고, 가공성은 개선되지 않았다. 또한, 표면 성상에 대해서도, 비교예(강 번호 6 내지 9)에서는 개재물이 알루미나가 되므로 표면 결함이 발생하였다. 또한, 비교예(강 번호 6 내지 9)에서는 용강 중의 알루미나가 침지 노즐에 부착하여 노즐 폐색이 발생하고, 비교예(강 번호 10)에서는 Ti 산화물이 레이들 노즐에 부착하여 주조를 도중에 중단하였다.

Claims

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0.0003 질량％ ≤ C ≤ 0.003 질량％, Si ≤ 0.01 질량％, Mn ≤ 0.1 질량％, P ≤ 0.02 질량％, 0.005 질량％ ≤ S ≤ 0.01 질량％, 0.0005 질량％ ≤ N ≤ 0.0025 질량％, 0.015 질량％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 질량％, 0.001 질량％ ≤ 산가용 Al ≤ 0.003 질량％, 또한 0.002 질량％ ≤ La ＋ Ce ＋ Nd ≤ 0.02 질량％, 잔 량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 극저탄소강의 냉연 어닐링 강판의 제조 방법이며,

제강공정에서는,

산가용 Al 농도가 0.001 질량% 이상, 0.003 질량% 이하로 되도록 조정해서 Al을 첨가한 후에, 산가용 Ti 가 0.015 질량％ ≤ 산가용 Ti ≤ 0.07 질량％로 되도록 조정해서 첨가한 후에,

La, Ce, Nd 중 1 종류 이상의 농도의 합이 0.002 질량% 이상, 0.02 질량% 이하로 되도록 조정해서 첨가한 후에,

La 산화물, Ce 산화물, Nd 산화물 중 1 종류 이상과 Ti 산화물의 복합 개재물과, 세륨옥시설파이드(Cerium oxysulfide), 란탄옥시설파이드(Lanthanum oxysulfide), 네오디뮴옥시설파이드(Neodymium oxysulfide) 중 1 종류 이상을 동시에 형성한 후에,

연속주조를 행하고, 주조편을 제조하고, 일단 냉각한 후에,

열연공정에서는, 1200 ℃ 이하에서 재가열한 후에 열간압연하고, 800 ℃ 이하에서 권취하고, 열연강판을 제조하고,

이어지는 냉연공정에서는 70% 이상의 압연을 행하고, 냉연강판을 제조하고,

이어지는 연속 어닐링 공정에서는, 어닐링 온도를 600 ℃ 내지 780 ℃로 하고, 냉연 어닐링 강판을 제조하고, 어닐링 온도가 780 ℃에서 제조한 강판의 재결정 입경이 15 ㎛ 이상, r치가 2.0 이상, 및 전체 연신율이 50 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 극저탄소강의 냉연 어닐링 강판의 제조 방법.
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제4항에 있어서, 상기 용강에 질량 ％로, 0.0004 ％ ≤ Nb ≤ 0.05 ％를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 극저탄소강의 냉연 어닐링 강판의 제조 방법.
제4항 또는 제11항에 있어서, 상기 용강에 질량 ％로, 0.0004 ％ ≤ B ≤ 0.005 ％를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 극저탄소강의 냉연 어닐링 강판의 제조 방법.