KR101185924B1 - 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판 - Google Patents

도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소, 규소, 망간, 인, 황, 알루미늄, 질소를 포함하며, 상기 알루미늄은 0.033 중량% 이하로 함유된, 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판을 제공한다.

Description

도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판{HOT COIL HAVING COMPOSITION FOR PLATED METAL SHEET HAVIG UNIFORM SPANGLE}
본 발명은 용융 알루미늄/아연 도금 강판 표면의 스팽글(Spangle) 크기를 제어하기 위한 성분 조성을 가지는 열연강판에 관한 것이다.
용융 알루미늄/아연 도금강판은 소재의 철판 위에 알루미늄/아연 합금을 도금함으로써 철판 자체의 강도를 가짐과 동시에 알루미늄의 특징인 우수한
내식성, 내열성, 내산화성 및 열 반사성을 지니고 있는 도금 강판이다.
용융 알루미늄/아연 도금강판 제조 시 도금 욕을 통과한 강판에 형성되는 응고조직은 응고과정에서 도금층 표면에서 꽃무늬 형태의 다각형 무늬를 형성하게 된다. 이러한 꽃무늬 형태의 다각형 무늬를 스팽글(Spangle)이라 한다.
그런데, 이러한 스팽글 형성은 용융 도금라인의 특성에 의해서 변화되기도 하지만, 열연강판의 성분에 따라서 스팽글의 편차가 발생하기도 한다.
본 발명의 목적은 열연강판의 성분들 중 용융 알루미늄-아연 도금강판 제조시 스팽글 형성에 영향력이 큰 성분을 제어한, 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판은, 탄소 0.002 ~ 0.060 중량%, 규소 0.03 중량% 이하, 망간 0.015 ~ 0.03 중량%, 인 0.015 중량% 이하, 황 0.015 중량% 이하, 알루미늄 0.033 중량% 이하를 함유한다.
상기 알루미늄은 0.015 중량% 이상 함유될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판은 탄소, 규소, 망간, 인, 황, 알루미늄을 포함하며, 상기 알루미늄은 0.033 중량% 이하로 함유한다.
상기 규소는 0.03 중량% 이하로 함유될 수 있다.
상기 알루미늄은 0.015 중량% 이상 함유될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판은 스팽글의 균일화 여부에 가장 큰 영향을 미치는 알루미늄의 성분을 일정 범위 이하로 제한함으로써, 열연강판을 용융 알루미늄-아연 도금한 도금강판의 표면에서 스팽글의 균일한 형성을 도모할 수 있다.
도 1은 시험예들의 알루미늄 히스토그램 정규분포를 보인 그래프이고,
도 2는 스팽글이 균일한 부분과 미세화된 부분을 대비되게 분포된 사진을 보인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명자는 용융 알루미늄/아연 도금의 열연 강판에서 스팽글 형성에 영향을 미치는 성분을 연구하였다. 그 결과로서, 아래의 표 1에서와 같이, 열연강판의 성분 중 스팽글 형성에 영향을 미치는 정도를 알아보기 위한 피어슨(Pearson) 상관계수를 살펴본다.
먼저, 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 두 변수 간의 연관 강도용 측정 지표이다. 1과 -1 사이의 값을 가지며, 1은 완전히 연관되었음을 의미하고, 0은 선형의 상관 관계가 없음을 의미하며, -1은 완전반대로 연관되어 있음을 의미한다. 피어슨 상관계수의 공식은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112010012582867-pat00001
스팽글 형성에 관한 열연강판의 성분의 상관관계를 표 1을 통하여 살펴본다.
스팽글 C Si Mn P S Al
C 0.093
0.064
Si -0.177 -0.202
0.000 0.000
Mn 0.207 0.223 -0.246
0.000 0.000 0.000
P -0.334 -0.074 0.224 -0.258
0.000 0.143 0.000 0.000
S 0.009 0.075 -0.257 -0.261 -0.071
0.863 0.134 0.000 0.000 0.160
Al 0.522 0.009 -0.216 0.214 -0.482 0.198
0.000 0.852 0.000 0.000 0.000 0.000
N -0.041 0.031 0.225 -0.054 0.051 0.040 -0.015
0.414 0.539 0.000 0.281 0.307 0.430 0.763
위 표에서 피어슨 상관계수를 살펴보면, 열연강판의 기본 성분 중 주로 알루미늄에 의해 스팽글 편차가 발생하는 것을 알 수 있다.
구체적으로, 알루미늄은 스팽글에 대하여 0.522 ~ 0.000의 높은 상관 관계를 보이고 있고, 탄소, 망간, 황 등과도 양의 상관 관계를 가지고 있다. 따라서, 전체적으로 열연 강판의 성분 중 알루미늄 성분이 스팽글 형성에 가장 큰 영향을 주는 요소임을 알 수 있다.
살피건대, 알루미늄/아연 합금이 응고되면서 초기 덴드라이트(Seed)가 형성되는데, 열연 강판의 알루미늄 성분이 덴드라이트의 성장을 방해하여, 스팽글 편차가 발생되게 한다. 그래서 알루미늄 성분이 일정 기준값 이하로 제어되어야 균일한 크기의 스팽글이 형성된다.
아래 표 2에서와 같이, 시험예 1 내지 10에 대하여 스팽글의 편차가 발생하지 않는 경우와 발생하는 경우로 나누어서, 각각의 알루미늄 함량을 살펴 보았다. 위 표의 값에 대한 그래프는 도 1에 도시되어 있다.
스팽글 편차 대상 시험 개수 Aㅣ 함량 평균 (중량%) Al 함량의 표준편차


미발생(0)

시험예1 3 0.03133 0.005774
시험예2 8 0.04075 0.002493
시험예3 204 0.02521 0.005519
시험예4 11 0.03273 0.002412
시험예5 93 0.02592 0.004192


발생(1)

시험예6 12 0.03492 0.004033
시험예7 20 0.0393 0.00172
시험예8 20 0.03305 0.00793
시험예9 13 0.03438 0.0005064
시험예10 14 0.03179 0.006773
위 표에서 스팽글 편차가 미발생된 시험예 1, 2는 시험 개수가 3, 8로서 적은 편이다. 각각에서 알루미늄의 함량은 0.03133 또는 0.04075 중량%이다. 나아가, 스팽글 편차가 발생된 시험예 6, 9, 10에서는 알루미늄이 각각 0.03492, 0.03438, 0.03179 중량% 함유된다. 이들 역시 상대적으로 시험 개수가 적어서, 스팽글 편차의 발생여부에 대한 알루미늄의 중량%의 의미있는 기준값을 설정하기에 어려움이 있다.
이에 반하여, 시험편의 개수가 많은, 시험예 3, 4, 5, 7, 8을 특히 의미 있는 결과로 분류할 수 있다.
구체적으로, 시험예 3, 4, 5에서 스팽글 편차가 미발생하는 경우에 알루미늄 함량이 0.02521, 0.3273, 또는 0.02592 중량%였다. 시험예 7, 8에서 스팽글 편차가 발생하는 경우는 알루미늄 함량이 0.0393 또는 0.03305 중량%였다.
이상의 결과로부터, 본 발명자는 스팽글의 크기를 균일하게 하기 위하여 열연강판에서 잔류하는 알루미늄의 함량을 0.033 중량%로 그 상한을 제한하고자 한다. 나아가, 열연 강판의 제조 공정 중에 알루미늄이 통상 0.015 중량% 이상은 첨가되는 실정임을 감안하면, 위 값을 하한값으로 설정할 수 있다.
알루미늄은 강 제조시 탈산제로 추가되며, 추가된 양의 대부분은 알루미나의 형태로 용강 제조중 슬래그 형태로 제거된다. 알루미늄의 잔량은 AlN이나 Sol-Al의 형태로 강 중에 남게 된다. 이러한 알루미늄의 잔량이 스팽글의 균일화를 위해, 앞서 살펴본 바와 같이, 0.033 중량% 이하인 것이 바람직하다.
열연강판의 다른 성분들에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
탄소는 0.002 중량%에서 0.060 중량%가 포함된다. 탄소의 함량은 강종별 관리 범위에 의해 결정된다.
규소는 0.03 중량% 이하로 포함된다. 규소는 도금 융착성 및 미려한 표면 관리를 위해 요구된다. 위 상한값 초과 시에는 도금층 박리 및 스팽글의 미세화를 유발하는 문제가 있다.
망간은 0.015 중량% 내지 0.03 중량%가 포함된다. 망간은 열연강판의 강도를 확보하기에 적당한 범위로 첨가된다.
인은 0.015 중량% 이하로 포함된다. 인에 대해서는 열간 취성 방지를 위해서 상한값을 둔다.
황은 0.015 중량% 이하로 포함된다. 황은 열간 취성의 방지 및 용접성 확보를 위해서 상한값을 가진다.
상기와 같은 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판은 위에서 설명된 실시예들의 구성에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예의 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims (5)

  1. 탄소 0.002 ~ 0.060 중량%, 규소 0초과 ~ 0.03 중량%, 망간 0.015 ~ 0.03 중량%, 인 0초과 ~ 0.015 중량%, 황 0초과 ~ 0.015 중량%, 알루미늄 0초과 ~ 0.033 중량%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유하는, 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄은 0.015 ~ 0.033 중량%를 함유하는, 도금강판에 균일한 스팽글이 형성되도록 하는 성분을 갖는 열연강판.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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