KR101243259B1 - Martensitic stainless hot rolled steel strip and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쌍롤식 박판 주조 공정에 의해 제조되고, 중량%로 C:0.1~1.5%, Cr:12~15%, Ni:1%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어지며, 입계에 석출된 크롬 탄화물의 평균 크기가 5㎛ 이하이고, 5㎛ 이하의 크기를 갖는 크롬 탄화물이 100㎛2의 면적당 30개 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판과, 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 용강을 주입하여 마르텐사이트계 스테인리스 박판을 주조하는 단계와, 상기 주조된 박판을 인라인 압연기에서 열간압연하는 단계와, 상기 열간압연된 박판이 권취기에 취입된 직후 냉각장치를 이용하여 상기 권취기에 취입된 박판을 냉각하여 권취하는 단계를 포함하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조에 쌍롤식 박판 주조 공정을 적용하고, 열간압연된 박판 권취시 급속냉각함으로써 주조시 중심편석과 균열 및 판파단을 방지하여 주조 안정성을 확보하고, 강내에 균일하게 분포된 미세 조직을 형성하여 도물(刀物)류나 공구류 제작시 경도가 높고 에지 품질이 우수한 제품을 제조할 수 있다.The present invention is produced by a twin roll sheet metal casting process, consisting of by weight of C: 0.1 to 1.5%, Cr: 12 to 15%, Ni: 1% or less, balance Fe and other unavoidable impurities, grain boundary The martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that the average size of the chromium carbide deposited on the substrate is 5 µm or less, and 30 or more chromium carbides having a size of 5 µm or less, per 100 µm 2 area, rotates in the opposite direction. Injecting molten steel between a pair of casting rolls to cast the martensitic stainless steel sheet, hot rolling the cast sheet in an in-line rolling mill, and using a cooling device immediately after the hot rolled sheet is blown into a winding machine. It provides a method for producing a martensitic stainless steel hot rolled sheet comprising the step of cooling and winding the thin plate injected into the winder.
According to the present invention, by applying a twin-roll thin sheet casting process to the production of martensitic stainless steel hot-rolled sheet, and rapid cooling during hot-rolled thin sheet winding to prevent the center segregation, cracks and breakage during casting to ensure casting stability, By forming uniformly distributed microstructure in the steel, it is possible to manufacture products with high hardness and edge quality when producing ceramics or tools.
Description
본 발명은 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주조중 중심편석과 균열 및 판파단을 억제하여 주조 안정성이 높고 경도 및 에지 품질이 우수한 도물류의 제품을 제조 가능한 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a martensitic stainless steel hot rolled sheet manufactured by a twin roll type sheet casting process, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to suppress center segregation, cracking, and sheet breakage during casting, thereby increasing casting stability, hardness, and edge quality. The martensitic stainless steel hot rolled sheet which can manufacture the product of this excellent ceramics, and its manufacturing method are related.
일반적으로 마르텐사이트계 스테인리스강은 내식성, 경도 및 내마모성이 우수하여 각종 공구류나 도물(刀物)류 제조에 사용된다. In general, martensitic stainless steel is used in the manufacture of various tools and ceramics because of its excellent corrosion resistance, hardness and abrasion resistance.
이러한 마르텐사이트계 스테인리스강을 연속주조공정에 의해 제조하는 경우에는 탄소 첨가량이 높을수록 주편 중심부에 조대한 중심 편석이 심하게 형성되고 고액공존영역이 넓어 주조성에 취약한 문제가 있기 때문에, 주로 잉곳으로 슬라브를 제조한 다음 재가열하고 열간압연하여 열연코일을 생산하고, 상소둔 공정을 거쳐 산세처리후 냉간압연하여 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조하고 있다.In the case of manufacturing such martensitic stainless steel by the continuous casting process, the higher the carbon content, the more severe coarse central segregation is formed in the center of the slab, and the solid-liquid coexistence area is wider, which is weak to castability. After the manufacture of re-heated and hot rolled to produce a hot rolled coil, after the pickling process through the annealing process is cold rolled to produce martensitic stainless steel.
그러나, 상기 잉곳 주조법을 이용하는 경우에도 느린 냉각속도 때문에 슬라브에 조대한 중심 편석이 형성되고 상기 중심 편석은 후속 열처리 공정에서 잘 제거되지 않아 열연강판에 잔류하게 되어 스트립의 절단 과정에서 이중판(lamination) 결함을 수반하게 되며, 입계에는 조대한 크롬 탄화물(크롬 카바이드)이 석출되어 후처리 공정에서 강판에 균열이나 판파단이 발생하게 된다.However, even when the ingot casting method is used, coarse central segregation is formed in the slab due to the slow cooling rate, and the central segregation is hardly removed in a subsequent heat treatment process and remains in the hot-rolled steel sheet so that the lamination is performed during the cutting of the strip. It is accompanied by a defect, coarse chromium carbide (chromium carbide) is precipitated at the grain boundary and cracks or plate breakage occurs in the steel sheet during the post-treatment process.
상기 문제점을 해결하고자, 탄화물을 고용하기 위해 열간압연후 상소둔 공정(BAF, Batch Annealing Furnace)에서 소둔온도를 높이고, 소둔시간을 장시간 유지하는 기술이 공지되어 있으나, 가열로의 설비투자가 필요하여 생산원가가 증대되고, 생산성이 급감하는 문제가 있다.In order to solve the above problems, techniques for increasing the annealing temperature and maintaining the annealing time for a long time in a batch annealing process (BAF) after hot rolling to employ carbide are known, There is a problem that the production cost is increased, the productivity decreases sharply.
아울러, 저온주조 및 저속주조 방법도 제안되었으나, 이 방법들은 주편 중심부에 입상의 등축정 조직을 형성하고 주편 응고층을 빠르게 형성시켜 중심편석을 감소시키지만 주조중 노즐이 막혀 조업이 불안정하고 생산성이 저하되는 문제가 있다.In addition, low-temperature casting and low-speed casting methods have been proposed, but these methods form granular equiaxed structure at the center of cast steel and rapidly form cast solidification layer to reduce central segregation, but the nozzle is clogged during casting and operation is unstable and productivity is reduced. There is a problem.
따라서, 주조시 중심 편석이 억제되고, 입계에 크롬 탄화물을 미세하게 석출시켜 우수한 내크랙성으로 인해 주조 안정성이 확보된 고품질의 마르텐사이트 스테인리스 열연박판 및 그 제조 방법에 대한 개발이 요청되어 왔다.Therefore, there has been a demand for development of a high quality martensitic stainless steel hot rolled sheet and a method of manufacturing the same, in which the segregation of the center is suppressed and the chromium carbide is finely deposited at the grain boundaries to ensure casting stability due to excellent crack resistance.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조에 쌍롤식 박판 주조 공정을 적용하고, 열간압연된 박판 권취시 급속냉각함으로써 주조시 중심편석과 균열 및 판파단을 방지하여 주조 안정성을 확보하고, 강내에 균일하게 분포된 미세 조직을 형성하여 도물(刀物)류나 공구류 제작시 경도가 높고 에지 품질이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판 및 그 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by applying a twin-roll thin sheet casting process to the production of martensitic stainless steel hot rolled sheet, by rapid cooling during hot rolled thin sheet winding, the center segregation, cracks and plate breaking during casting To ensure casting stability and form a uniformly distributed microstructure in steel to provide martensitic stainless steel hot rolled sheet with high hardness and excellent edge quality in the manufacture of ceramics and tools. It is done.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 쌍롤식 박판 주조 공정에 의해 제조되고, 중량%로 C:0.1~1.5%, Cr:12~15%, Ni:1%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어지며, 입계에 석출된 크롬 탄화물의 평균 크기가 5㎛ 이하이고, 5㎛ 이하의 크기를 갖는 크롬 탄화물이 100㎛2의 면적당 30개 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is produced by a twin roll sheet metal casting process, by weight% C: 0.1 ~ 1.5%, Cr: 12 ~ 15%, Ni: 1% or less, the balance Fe and other unavoidably added Martensitic stainless steel hot-rolled sheet, which is composed of impurities and has an average size of chromium carbide deposited at grain boundaries of 5 µm or less and 30 or more chromium carbides having a size of 5 µm or less per 100 µm 2 area. To provide.
이때, 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판은 중심 기공이 제거된 것에도 그 특징이 있다.At this time, the martensitic stainless steel hot rolled sheet is characterized in that the center pore is removed.
또한, 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 용강을 주입하여 마르텐사이트계 스테인리스 박판을 주조하는 단계와, 상기 주조된 박판을 인라인 압연기에서 열간압연하는 단계와, 상기 열간압연된 박판이 권취기에 취입된 직후 냉각장치를 이용하여 상기 권취기에 취입된 박판을 냉각하여 권취하는 단계를 포함하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법을 제공한다.In addition, injecting molten steel between a pair of casting rolls rotating in the opposite direction to cast a martensitic stainless steel sheet, hot rolling the cast sheet in an inline rolling mill, and the hot rolled sheet is blown into the take-up It provides a method for producing a martensitic stainless steel hot rolled sheet comprising the step of cooling and winding the thin plate injected into the winder immediately after the use.
여기서, 상기 용강은 중량%로 C:0.1~1.5%, Cr:12~15%, Ni:1%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.Here, the molten steel is characterized by being made of C: 0.1 to 1.5% by weight, Cr: 12 to 15%, Ni: 1% or less, balance Fe and other inevitable impurities.
게다가, 상기 열간압연 단계는, 상기 인라인 압연기의 압연율이 5~50%인 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법.In addition, the hot rolling step, the method of producing a martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that the rolling rate of the inline rolling mill is 5 to 50%.
뿐만아니라, 상기 권취 단계는, 상기 권취기에 취입된 박판의 온도를 200℃이상 급속 냉각시키는 것에도 그 특징이 있다.In addition, the winding step is characterized by the rapid cooling of the temperature of the thin plate injected into the winder 200 ° C or more.
이때, 상기 권취 단계는, 상기 권취기에 취입된 박판의 온도가 450~600℃가 되도록 상기 냉각장치를 제어하는 것에도 그 특징이 있다.At this time, the winding step, it is also characterized in that the cooling device is controlled so that the temperature of the thin plate injected into the winder is 450 ~ 600 ℃.
본 발명에 의하면, 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조에 쌍롤식 박판 주조 공정을 적용하고, 열간압연된 박판 권취시 급속냉각함으로써 주조시 중심편석과 균열 및 판파단을 방지하여 주조 안정성을 확보하고, 강내에 균일하게 분포된 미세 조직을 형성하여 도물(刀物)류나 공구류 제작시 경도가 높고 에지 품질이 우수한 제품을 제조할 수 있다.According to the present invention, by applying a twin-roll thin sheet casting process to the production of martensitic stainless steel hot-rolled sheet, and rapid cooling during hot-rolled thin sheet winding to prevent the center segregation, cracks and breakage during casting to ensure casting stability, By forming uniformly distributed microstructure in the steel, it is possible to manufacture products with high hardness and edge quality when producing ceramics or tools.
도 1은 쌍롤 박판 주조공정의 구성도.
도 2는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 입계에 석출된 크롬 탄화물 사진.
도 3은 주조중 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 균열 발생 사진.
도 4는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 열간 압연율에 따른 단면조직에서의 중심기공 사진으로서, (a)는 열간압연 미적용시 사진, (b)는 열간압연 압연율 25% 적용시 사진.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 공정의 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 급속 냉각 공정을 도시한 개략도.
도 7은 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 입계에 석출된 크롬 탄화물의 사진으로서, (a)는 인라인 압연기와 권취기 사이에서 냉각시 사진, (b)는 권취기에서 급속냉각시 사진.
도 8은 발명강3의 냉각장치에 의한 급속냉각 전후의 크롬 카바이드 최대 크기를 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법에 관한 플로우 차트. 1 is a configuration diagram of a twin roll thin plate casting process.
2 is a chromium carbide photograph deposited at the grain boundaries of martensitic stainless steel hot rolled sheet;
Figure 3 is a photograph of the crack generation of the martensitic stainless steel hot rolled sheet during casting.
Figure 4 is a photograph of the central pore in the cross-sectional structure of the martensitic stainless steel hot rolled sheet according to the hot rolling rate, (a) is a picture when not hot rolled, (b) is a picture when 25% hot rolling applied.
Figure 5 is a block diagram of a manufacturing process of martensitic stainless steel hot rolled sheet according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a rapid cooling process according to an embodiment of the present invention.
7 is a photograph of chromium carbide precipitated at the grain boundaries of martensitic stainless steel hot rolled sheet, (a) is a picture when cooling between the in-line rolling mill and the winder, (b) is a picture at the time of rapid cooling in the winder.
8 is a graph showing the maximum size of chromium carbide before and after rapid cooling by the cooling device of the
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a martensitic stainless steel hot rolled sheet according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the martensitic stainless steel hot rolled sheet of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판은 중량%로 C:0.1~1.5%, Cr:12~15%, Ni:1%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 조성된다. The martensitic stainless steel hot rolled sheet according to the present invention is composed of C: 0.1 to 1.5% by weight, Cr: 12 to 15%, Ni: 1% or less, balance Fe and other inevitable impurities.
상술된 성분들의 조성 범위 한정 이유는 다음과 같다.The reason for limiting the composition range of the above-mentioned components is as follows.
상기 C는 스테인리스강의 경도 향상에 매우 효과적인 원소로서 C의 함량이 0.1중량% 미만인 경우 마르텐사이트계 스테인리스강에 요구되는 경도를 확보할 수 없고, C의 함량이 1.5중량%를 초과하는 경우 비교적 조대한 크롬 탄화물을 형성하여 균열 민감도가 증가하고 내식성을 감소시키기 때문에, C의 함량을 0.1~1.5중량%로 한정한다. The C is a very effective element for improving the hardness of stainless steel, when the content of C is less than 0.1% by weight, the hardness required for martensitic stainless steel cannot be secured, and when the content of C exceeds 1.5% by weight, it is relatively coarse. Since the formation of chromium carbide increases the crack sensitivity and reduces the corrosion resistance, the content of C is limited to 0.1 to 1.5% by weight.
상기 Cr은 내식성 향상을 위하여 첨가하는데, Cr의 함량이 12중량% 미만인 경우 내식성 향상 효과가 미미하고, Cr의 함량이 15중량%를 초과하는 경우 내식성은 향상되나 강도가 높고 연신율이 낮아 가공성이 저하되며 비용이 상대적으로 많이 요구되기 때문에, Cr의 함량을 12~15중량%로 한정한다.The Cr is added to improve the corrosion resistance, when the content of Cr is less than 12% by weight, the effect of improving the corrosion resistance is insignificant, and when the content of Cr is more than 15% by weight, the corrosion resistance is improved, but the strength is high and the elongation is low, the workability is reduced. And because the cost is relatively high, the Cr content is limited to 12 to 15% by weight.
상기 Ni은 감마(γ)상 생성원소로서 많이 첨가하면 γ 상이 증가하여 열간압연후 코일을 공냉하는 경우 마르텐사이트상 생성이 촉진되어 강도 및 경도가 증가하는 반면에 연신율이 저하되므로, Ni의 함량은 1 중량% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.When Ni is added as a gamma (γ) phase generating element, the γ phase increases, and when the coil is air-cooled after hot rolling, martensite phase is promoted to increase strength and hardness, while elongation decreases. It is preferable to limit it to 1 weight% or less.
전술한 본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판은 쌍롤식 박판 주조공정을 이용하여 제조되는 바, 도 1에 도시된 바와 같이, 쌍롤식 박판 주조공정은 회전하는 한쌍의 주조롤(3) 사이로 용강(4)을 공급하여 그 용강으로부터 직접 수 mm 두께의 박판 제품을 연속적으로 제조하는 설비이다. As described above, the martensitic stainless steel hot rolled sheet according to the present invention is manufactured using a twin roll thin sheet casting process. As shown in FIG. 1, the twin roll thin sheet casting process is a molten steel between a pair of rotating
즉, 반대방향으로 회전하면서 냉각되는 주조롤(3) 사이에 노즐(2)을 통하여 주입된 소정의 성분을 갖는 용강(4)이 응고되어 응고쉘을 형성하고 롤닢에서 압하되어 박판(7)을 주조한다. 이렇게 주조된 박판(7)은 핀치롤(10)에 의해 안내되어 인라인 압연기(IRM, 11) 내의 압연롤에 의해 열간압연되고, 권취기(12)에 의해 권취되어 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판으로 제조되는 것이다.That is, the
종래의 연속주조공정이나 잉곳 주조법에 의해 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판을 제조하는 경우, 중심 편석이 형성되어 선상 결함이나 판상 분리가 발생되고, 입계에 조대한 크롬 탄화물이 석출되어 후처리 공정에서 강판에 균열이나 판파단이 발생하는 문제가 있었으나, 상기 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판을 제조하는 경우에는 롤닙 부근의 용강이 압하되면서 압착 유동(squeezing flow)이 발생되어 중심부의 용질의 농축이 발생되는 구간의 용강이 압출(squeezing out)되면서 중심 편석이 제거될 뿐만 아니라, 용강이 응고되는 냉각속도가 빨라 입계의 결정립이 미세화되어 크롬 탄화물의 석출물이 저감되므로, 주조시 중심 편석 및 균열을 억제하여 주조 안정성을 확보할 수 있다.When manufacturing martensitic stainless steel hot rolled sheet by conventional continuous casting process or ingot casting method, central segregation is formed, linear defects and plate separation occur, coarse chromium carbide precipitates at grain boundary, There was a problem that cracks or plate breakage occurred, but in the case of manufacturing the martensitic stainless steel hot rolled sheet by the twin roll type sheet casting process, a squeezing flow is generated while the molten steel near the roll nip is pressed, so that As the molten steel in the section where the concentration occurs is squeezed out, not only the central segregation is removed but also the cooling speed of solidifying the molten steel is faster, so that the grain size of the grain boundary is reduced and the precipitates of chromium carbide are reduced. By suppressing the casting stability can be secured.
이와 같이, 상기 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판은 종래의 주조법에 비해 중심 편석이 제거되고, 도 2와 같이 입계에 크롬 탄화물이 종래의 주조법에 비해 미세하게 석출되어 균열 및 판파단이 억제되지만, 도 3의 사진에 나타난 바와 같이 상기 크롬 탄화물은 주조시 균열 및 판파단의 발생 원인으로 작용할 수 있으므로 그 영향도를 최대한 억제해야 한다.As such, the martensitic stainless steel hot rolled sheet produced by the twin-roll thin plate casting process is removed from the center segregation as compared with the conventional casting method, and as shown in FIG. And plate break is suppressed, but as shown in the photo of Figure 3, the chromium carbide may act as a cause of cracks and plate break during casting should be suppressed as much as possible.
이를 위해서, 본 발명은 먼저 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 용강을 주입하여 마르텐사이트계 스테인리스 박판을 주조하는 단계(S10)를 수행한다.To this end, the present invention first performs a step (S10) of casting a martensitic stainless steel sheet by injecting molten steel between a pair of casting rolls rotating in the opposite direction.
이렇게 주조된 박판(7)은 인라인 압연기(11)에서 열간압연되는 단계(S20)를 수행하는 바, 즉, 상기 주조된 박판(7)은 핀치롤(10)에 의해 안내되어 인라인 압연기(11) 내의 압연롤에 의해 열간압연되어 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판으로 제조된다. 이때, 상기 열간압연 미적용시에는 연신율이 확보되지 않아 후공정을 수행하기 어려울 정도로 취화되므로 본 발명에 따른 제조방법에서는 열간압연을 필수적으로 수행한다.The cast
이때, 압연율 5~50%로 압연하는 것이 바람직한데, 압연율이 5% 미만인 경우 중심에 기공이 생성되어 상기 기공에 의해 박판이 취화되고 연신율이 낮은 문제가 있고, 압연율이 50%를 초과하는 경우에는 설비구성상 비용이 증가하게 되기 때문이다.At this time, it is preferable to roll at a rolling rate of 5 to 50%, but when the rolling rate is less than 5%, pores are formed in the center, and the thin plate is embrittled by the pores, and there is a problem that the elongation is low, and the rolling rate exceeds 50%. This is because the cost increases in the construction of the equipment.
도 4는 마르텐사이트계 스테인리스강의 열간압연의 압연율에 따른 단면조직에서의 중심기공 사진을 비교한 것으로, 도 4(a)와 같이 열간압연 미적용시에는 등축정 영역에 기공이 생성되고, 반면에 압연율 25%를 적용한 도 4(b)는 등축정 영역에 기공이 모두 제거됨을 확인할 수 있다.4 is a comparison of the central pore picture in the cross-sectional structure according to the rolling rate of hot rolling of martensitic stainless steel, pores are generated in the equiaxed crystal region when the hot rolling is not applied as shown in FIG. Figure 4 (b) applying a rolling rate of 25 can be confirmed that all pores are removed in the equiaxed crystal region.
상기 열간압연 단계의 수행 후, 상기 열간압연된 박판을 권취기에 의해 권취하는 단계(S30)를 수행한다. 여기서, 상기 권취 단계는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 열간압연된 박판이 권취기(12)에 취입된 직후에 냉각장치(13)를 이용하여 상기 권취기(12)에 취입된 박판을 냉각한다.After performing the hot rolling step, performing the step (S30) of winding the hot rolled thin plate by a winding machine. Here, the winding step is blown into the winder 12 using the
일반적인 스테인리스강 제조를 위한 쌍롤식 박판 주조 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 용강을 주입하여 마르텐사이트계 스테인리스 박판(7)을 주조한 후, 인라인 압연기(11)를 거쳐 압연된 다음에 800℃이상의 고온 상태에서 권취기(12)에 권취되는데, 후속라인 설비의 트러블을 제어하고 권취 형상 불량을 방지하기 위하여 상기 인라인 압연기(11)와 권취기(12) 사이에 냉각장치(미도시)를 설치하고 상기 냉각장치에 의하여 열연박판을 600~700℃로 냉각하여 권취기(12)에 권취시키는 공정을 수행한다.In the twin roll type sheet casting process for manufacturing a stainless steel in general, as shown in Figure 1, after injecting molten steel between a pair of casting rolls rotating in the opposite direction to cast the martensitic stainless steel sheet (7), the inline rolling mill It is rolled through (11) and then wound on the
그러나, 고탄소를 함유한 본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 경우에는 상기 인라인 압연기(11)와 권취기(12) 사이에 설치된 냉각장치(미도시)로 냉각하게 되면 열연박판의 에지부의 온도가 마르텐사이트 변태시작온도(Ms) 이하로 내려가 취화되어 판파단이 발생되는 문제가 있기 때문에, 본 발명에서는 인라인 압연기(11)와 권취기(12) 사이에 설비 보호를 위한 최소한의 냉각수 이외에는 냉각수를 사용하지 않는다.However, in the case of the martensitic stainless steel hot rolled sheet according to the present invention containing high carbon, when cooled by a cooling device (not shown) provided between the
다만, 권취기(12)로 취입되는 고탄소를 갖는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 경우에는, 권취시 냉각시간이 장시간 소요되어 크롬 탄화물(크롬 카바이드)이 과도하게 생성되거나 성장하여 조대화됨으로써 크롬 탄화물의 미세화를 기대할 수 없는 바, 따라서 본 발명은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 열간압연된 박판이 권취기(12)에 취입된 직후에 상기 권취기(12)측에 설치된 냉각장치(13)를 이용하여 상기 권취기(12)에 취입된 열연박판을 냉각하는 것이다.However, in the case of the martensitic stainless steel hot rolled sheet having a high carbon blown into the
이때, 상기 냉각장치(13)는 다수의 노즐이 형성된 살수파이프가 여러 줄로 배치되어 냉각수를 분사시켜 권취되는 열연박판을 냉각하는데, 크롬 탄화물의 추가 생성 및 조대화를 방지하기 위해서는 권취기(12)에 취입된 800℃이상의 고온 상태인 열연박판의 온도를 200℃ 이상 급속 냉각시키는 것이 바람직하다.At this time, the
이와 같이, 상기 냉각장치(13)의 냉각수 분사속도와 분사량을 제어함에 의하여 권취기에 취입된 고온 상태의 열연박판을 급속 냉각시켜 온도가 마르텐사이트 변태개시온도(Ms)의 직상 이상인 450~600℃가 되도록 제어하게 된다. 이는 상기 열연박판의 온도가 450℃ 미만이면 크롬 탄화물의 추가 생성 및 조대화로 인하여 균열 및 판파단이 발생할 수 있고, 상기 열연박판의 온도가 600℃를 초과하면 후속라인의 설비 트러블이 발생되거나 권취 형상 불량의 문제가 있기 때문이다.As such, by controlling the cooling water injection speed and the injection amount of the
그리고, 이와 같이 제조된 열연박판은 크롬 탄화물의 고용을 안정화시키기 위하여 환원성 가스 분위기에서 상소둔(BAF) 공정을 행하고, 상기 상소둔 공정을 마친 후에는 산세처리후 냉간압연을 행함으로써 마르텐사이트 스테인리스강으로 변태된다.The hot rolled sheet thus manufactured is martensitic stainless steel by performing an annealing (BAF) process in a reducing gas atmosphere to stabilize the solid solution of chromium carbide, and performing cold rolling after pickling after finishing the annealing process. Transformed into
한편, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판은 입계에 석출된 크롬 탄화물이 미세화되어 있는 것에 특징이 있는 바, 도 7의 사진에 나타난 바와 같이, 냉각장치(13)에 의해 급속 냉각된 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 입계에 석출된 크롬 탄화물은 띠형상이고, 결정립이 미세화되어 분포됨으로써 입계가 강화되어 주조시 크랙 및 판파단이 억제되고 이로써 완주율이 향상됨을 알 수 있다.On the other hand, the martensitic stainless steel hot-rolled sheet produced by the manufacturing method of the present invention is characterized in that the chromium carbide precipitated at the grain boundary is fine, as shown in the photograph of FIG. 7, by the cooling
이때, 상기 크롬 탄화물은 주로 크롬 카바이드로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 크기가 5㎛ 이하이고, 대부분의 직경은 0.1~3.0㎛의 크기로 균일하게 분포되어 있다. 또한, 상기 5㎛ 이하의 크기를 갖는 크롬 탄화물은 100㎛2의 면적당 30개 이상 존재하는 미세조직을 형성함으로써 100~300Hv의 고경도를 갖고 공구류나 도물류 제조시 에지 품질이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조할 수 있는 것이다.At this time, the chromium carbide is mainly chromium carbide, as shown in Figure 8, the size is 5㎛ or less, most of the diameter is uniformly distributed in the size of 0.1 ~ 3.0㎛. In addition, the chromium carbide having a size of 5 μm or less has a high hardness of 100 to 300 Hv by forming 30 or more microstructures per 100 μm 2 , and martensitic stainless steel having excellent edge quality when manufacturing tools or ceramics. Steel can be produced.
[실시예][Example]
쌍롤 사이로 주입되는 용강 성분은 중량%로 C:0.67%, Cr:13.2%가 함유되고, 그 밖에 Si, Mn의 성분이 적정량 포함되며, 편석 억제를 위하여 P,S 성분은 최소로 관리하였다. 그리고, 주조폭 1,300mm로 하여, 상기 용강을 쌍롤식 박판 주조기에 의하여 100톤씩 주조하여 마르텐사이트계 스테인리스 박판을 제조하였으며, 상기 박판은 주조 직후에 인라인 압연기에 의하여 압연하여 열연박판을 연속 제조하였으며, 이때, 표 1에 나타난 압연 조건과 권취 조건을 수행하여 권취기에 권취한 후 제조된 열연코일의 입계에 석출된 크롬 탄화물의 평균 크기, 5㎛이하의 크롬 탄화물의 개수 및 크랙 발생 상태를 다시 표 1에 나타내었다.The molten steel component injected between the two rolls contains C: 0.67% and Cr: 13.2% by weight, and an appropriate amount of Si and Mn is included therein, and the P and S components were managed to minimize segregation. Then, the casting width was 1,300mm, the molten steel was cast by 100 tons by a twin roll type sheet casting machine to produce martensitic stainless steel sheet, and the sheet was rolled by an inline rolling mill immediately after casting to continuously produce a hot rolled sheet, At this time, the rolling conditions and the winding conditions shown in Table 1, after winding the winding machine, the average size of chromium carbide precipitated at the grain boundary of the manufactured hot rolled coil, the number of chromium carbides of 5㎛ or less and the crack generation state again Table 1 Shown in
[표 1][Table 1]
표 1에 나타난 바와 같이, 비교강1 및 2와 같이 인라인 압연기와 권취기 사이에 설치된 냉각장치에 의해서만 냉각하였을 경우에는 권취기에 취입된 박판의 온도가 고온이고, 크롬 탄화물이 입계에 조대하게 석출되었으며, 그로 인해 크랙 발생 상태가 불량하였다.As shown in Table 1, in the case of cooling only by the cooling device installed between the in-line rolling mill and the winder as in
또한, 압연율 미적용된 비교강3은 연신율이 확보되지 못하여 박판이 쉽게 취화되어 입계를 따라 균열이 전파되어 크랙의 발생 상태가 불량하였고, 권취기에 취입된 직후 급속냉각하여 박판의 온도가 과도하게 저하된 비교강4 및 5는 입계에 크롬 탄화물이 추가로 생성되고 조대화되어 크랙 발생 상태가 불량하였으며, 권취기에 취입된 직후 냉각하였지만 박판의 온도가 650℃로 비교적 높은 경우에는 크랙이 많이 발생되지는 않았으나 권취 형상이 불량한 문제가 발생하여 적용이 곤란한 조건임을 확인할 수 있었다.In addition, the
이에 비하여, 인라인 압연기와 권취기 사이에서는 냉각수를 사용하지 않고, 권취기에 취입된 직후에 본 발명의 범위에 해당하는 온도 조건으로 급속냉각한 경우에는 입계에 석출된 크롬 탄화물의 평균 크기가 5㎛이하를 나타내었고, 5㎛이하의 크롬 탄화물의 100㎛2 면적당 개수가 30개 이상의 미세 조직을 형성하는 것으로 나타났으며, 이로 인하여 크랙 발생 상태가 양호하여 판파단이 억제되고, 에지 품질이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.On the other hand, when the coolant is not used between the in-line rolling mill and the winding machine and is rapidly cooled under the temperature conditions corresponding to the scope of the present invention immediately after being blown into the winding machine, the average size of chromium carbide precipitated at grain boundaries is 5 µm or less. The number of chromium carbides less than 5㎛ per 100㎛ 2 area was found to form more than 30 microstructures, due to the good crack generation state is suppressed plate breakage, martensite excellent edge quality It was confirmed that the stainless steel can be produced.
결국, 본 발명에 의해 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판을 제조하는 경우에는 열간압연된 박판 권취시 급속냉각함으로써 주조시 중심편석과 균열 및 판파단을 방지하여 주조 안정성을 확보하고 강내에 균일하게 분포된 미세 조직을 형성하여 도물(刀物)류나 공구류 제작시 경도가 높고 에지 품질이 우수한 제품을 제조할 수 있는 것이다.As a result, in the case of manufacturing martensitic stainless steel hot rolled sheet according to the present invention, rapid cooling during hot rolled thin sheet winding prevents segregation and cracking and plate breakage during casting to ensure casting stability and uniformly distributed in steel. By forming a structure, it is possible to manufacture a product having high hardness and edge quality when manufacturing ceramics or tools.
1: 턴디쉬 2: 노즐
3: 주조롤 4: 용강
5: 에지댐 6: 브러쉬롤
7: 박판 8: 루프피트
9: 메니스커스 쉴드 10: 핀치롤
11: 인라인 압연기(IRM) 12: 권취기
13: 냉각장치1: tundish 2: nozzle
3: casting roll 4: molten steel
5: edge dam 6: brush roll
7: thin sheet 8: loop fit
9: meniscus shield 10: pinch roll
11: in-line rolling mill (IRM) 12: winding machine
13: chiller
Claims (7)
상기 박판을 열간압연하는 인라인 압연기;
상기 열간압연된 박판을 권취하는 권취기; 및
상기 권취기에 취입된 상기 박판을 냉각하는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조장치.A twin roll type sheet casting machine having a pair of casting rolls and casting a thin plate from molten steel for manufacturing martensitic stainless steel injected between the casting rolls; And
An inline rolling mill for hot rolling the thin plate;
A winder for winding the hot rolled sheet; And
Apparatus for producing a martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that it comprises a cooling device for cooling the thin plate injected into the winder.
상기 압연기의 압연율은 5~50%이며,
상기 냉각장치는 상기 권취기에 취입된 상기 박판의 온도가 450~600℃가 되도록 상기 박판을 냉각하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조장치.The method of claim 1,
The rolling rate of the rolling mill is 5 to 50%,
The cooling device is an apparatus for producing martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that for cooling the thin plate so that the temperature of the thin plate injected into the winder is 450 ~ 600 ℃.
상기 주조된 박판을 인라인 압연기에서 열간압연하는 단계;
상기 열간압연된 박판을 권취기를 통해 권취하며, 상기 권취기에 취입된 박판을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법.Casting molten steel between a pair of casting rolls rotating in opposite directions to cast martensitic stainless steel sheets;
Hot rolling the cast thin plate in an in-line rolling mill;
Winding the hot rolled thin plate through a winder, and cooling the thin plate blown into the winder.
상기 용강은 중량%로 C:0.1~1.5%, Cr:12~15%, Ni:1%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법.The method of claim 3,
The molten steel is C: 0.1 to 1.5% by weight, Cr: 12 to 15%, Ni: 1% or less, the balance of Fe and other unavoidably added impurities manufacturing method of martensitic stainless steel hot rolled sheet .
상기 열간압연 단계는, 상기 인라인 압연기의 압연율이 5~50%인 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법.The method of claim 3,
The hot rolling step, the method for producing a martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that the rolling rate of the inline rolling mill is 5 to 50%.
상기 권취 단계는, 상기 권취기에 취입된 박판의 온도를 200℃이상 급속 냉각시키는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법.The method of claim 3,
The winding step is a method for producing a martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that the cooling of the temperature of the thin plate injected into the winder 200 ° C or more.
상기 권취 단계는, 상기 권취기에 취입된 박판의 온도가 450~600℃가 되도록 상기 냉각장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 열연박판의 제조 방법.The method of claim 3,
The winding step, the martensitic stainless steel hot rolled sheet, characterized in that for controlling the cooling device so that the temperature of the thin plate injected into the winder is 450 ~ 600 ℃.
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KR20100059965A (en) * | 2007-09-10 | 2010-06-04 | 오베르 앤드 뒤발 | Martensitic stainless steel, method for making parts from said steel and parts thus made |
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