KR101299398B1 - 강판 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

합금 성분 및 공정 조건의 제어를 통하여 주수에 의한 잔류응력 발생을 감소시켜 절단 변형에 대한 저항이 우수한 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 탄소(C) : 0.04 ~ 2.0 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.8 중량%, 인(P) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 황(S) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 니오븀(Nb) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.001 ~ 0.30 중량%, 알루미늄(Al) : 0.015 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.001 ~ 0.50 중량%, 티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.03 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 재결정 영역에서 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 미재결정 영역에서 복수의 압연 패스를 이용하여 2차 압연하는 단계; 및 상기 2차 압연된 판재를 공냉으로 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강판 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF STEEL PLATE}
본 발명은 강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 조건의 제어를 통하여 판재 자체의 변형이나 판재를 절단한 후에 발생하는 변형을 방지할 수 있는 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 강판의 경우, 주로 슬라브 재가열 과정, 압연 과정, 냉각 과정을 포함하여 진행된다.
슬라브 재가열 과정에서는 반제품 상태인 강 슬라브를 재가열한다.
열간압연 과정에서는 압연롤을 이용하여 재가열된 강을 정해진 압하율로 열간 압연한다.
냉각 과정에서는 압연이 마무리된 강을 냉각한다.
본 발명의 하나의 목적은 판 자체의 변형이나 판 절단 후 발생되는 변형을 효과적으로 제거할 수 있는 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정 조건의 제어를 통하여 절단 변형에 대한 저항이 우수한 강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판은 탄소(C) : 0.04 ~ 2.0 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.8 중량%, 인(P) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 황(S) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 니오븀(Nb) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.001 ~ 0.30 중량%, 알루미늄(Al) : 0.015 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.001 ~ 0.50 중량%, 티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.03 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법은 탄소(C) : 0.04 ~ 2.0 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.8 중량%, 인(P) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 황(S) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 니오븀(Nb) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.001 ~ 0.30 중량%, 알루미늄(Al) : 0.015 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.001 ~ 0.50 중량%, 티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.03 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 재결정 영역에서 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 미재결정 영역에서 복수의 압연 패스를 이용하여 2차 압연하는 단계; 및 상기 2차 압연된 판재를 공냉으로 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 제어압연시 2차 압연의 마무리 압연온도를 기존에 비하여 50 ~ 100℃ 높은 850 ~ 900℃로 제어하고, 압연 후 형성된 내부 잔류응력을 공냉중 고온에서 제거하여 강판의 절단 후 변형에 대한 저항성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 강판 제조 방법은 가속냉각 방식대신 공냉을 실시하는 것을 통하여, 강판 내부의 잔류응력을 줄임으로써, 강판 자체의 변형 또는 강판의 절단 후에 발생하는 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 절단 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 제조 방법으로 제조되는 판재의 절단면에 대한 만곡의 발생 여부를 측정하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 제조 방법으로 제조되는 강판의 캠버 측정 방법을 설명하기 위한 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
강판
본 발명에 따른 강판은 탄소(C) : 0.04 ~ 2.0 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.8 중량%, 인(P) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 황(S) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 니오븀(Nb) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.001 ~ 0.30 중량%, 알루미늄(Al) : 0.015 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.001 ~ 0.50 중량%, 티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.03 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 강판은 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.4 중량%, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.4 중량% 및 보론(B) : 0.0001 ~ 0.002 중량% 중에서 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
본 발명에서 탄소(C)는 강판의 강도를 확보하기 위해 첨가된다.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.04 ~ 2.0 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
만약, 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.04 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 2.0 중량%를 초과할 경우에는 강판의 강도는 증가하나 충격인성 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.
실리콘(Si)
본 발명에서 실리콘(Si)은 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘(Si)은 고용강화 효과를 갖는다.
상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.5 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
만약, 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과가 미미하다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.5 중량%를 초과할 경우에는 강판 표면에 산화물을 형성하여 강판의 용접성 등을 저하시키는 문제점이 있다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소이며, 결정립을 미세화시켜 강도 및 인성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.5 ~ 1.8 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
만약, 망간(Mn)의 함량이 0.5 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 강도 확보 및 결정립 미세화 효과가 불충분하다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.8 중량%를 초과할 경우에는 강에 고용된 황을 MnS로 석출하여 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.
인(P)
본 발명에서 인(P)은 고용강화효과가 높으면서 연신률 값의 저하가 적은 원소로서, 강판의 강도를 향상시키는 기능을 한다.
상기 인(P)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.025 중량%의 함량비로 함유되어 있을 수 있다.
만약, 인(P)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 강도가 저하될 수 있다. 반대로, 인(P)의 함량이 0.025 중량%를 초과할 경우에는 2차가공취성이 발생할 수 있다.
황(S)
황(S)은 망간(Mn)과 반응하여 미세한 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킨다.
황(S)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.025 중량%의 함량비로 함유되어 있을 수 있다.
만약, 황(S)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 MnS의 석출량이 적을 뿐만 아니라 석출되는 석출물의 숫자가 매우 적을 수 있다. 반대로, 황(S)의 함량이 0.025 중량%를 초과할 경우에는 고용된 황(S)의 함량이 너무 많아 연성 및 성형성이 크게 낮아질 수 있으며, 적열취성의 우려가 있다.
니오븀(Nb)
니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강판의 강도를 향상시킨다.
상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.
만약, 니오븀(Nb)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 니오븀 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 강판의 용접성을 저하시킬 뿐만 아니라, 니오븀 함량 증가에 따른 강도는 더 이상 향상되지 않고 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 충격인성을 저하시킬 위험이 있다.
바나듐(V)
바나듐(V)은 결정립계에 피닝(pinning)으로 작용하여 강도 향상에 기여하는 원소이다.
상기 바나듐(V)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.
만약, 바나듐(V)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 바나듐 첨가 효과에 의한 강도보상 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 바나듐(V)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨과 효과 없이 제조 비용만 상승하는 문제점이 있다.
몰리브덴(Mo)
본 발명에서 몰리브덴(Mo)은 담금질성을 높이는 것과 동시에 템퍼링 연화 저항을 높이고, 강도 상승에 유효한 원소이다.
상기 몰리브덴(Mo)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.
만약, 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.3 중량%를 초과할 경우에는 용접성을 저하시킴과 동시에 탄화물의 석출에 의하여 항복비를 상승시키는 문제점이 있다.
알루미늄(Al)
알루미늄(Al)은 일반적으로 강의 탈산에 기여하며, 탄화물을 형성하여 강판의 미세구조의 조질화에 유효한 원소이다. 특히, 본 발명에서 알루미늄(Al)은 실리콘(Si)이나 망간(Mn)에 비해 우수한 탈산능을 가짐으로써, 제강공정 시 용강 중에 산소를 제거하는 데 효과적인 원소이다.
상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.015 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.
만약, 알루미늄(Al)의 함량이 0.015 중량% 미만일 경우에는 강판 중에 존재하는 산소를 Al2O3의 형태로 제거하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 펄라이트 변태시 시멘타이트의 구상화를 방해함으로써, 제조되는 열연강판의 절삭성이 저하될 수 있다.
크롬(Cr)
본 발명에서 크롬(Cr)은 담금질성 향상에 유효한 원소이다.
상기 크롬(Cr)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.
만약, 크롬(Cr)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 그 첨가에 대한 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 0.5 중량%를 초과할 경우에는 용접성이나 열영향부(HAZ) 인성을 저하시키는 문제점이 있다.
티타늄(Ti)
본 발명에서 티타늄(Ti)은 오스테나이트 결정립 성장을 억제하여, 강판의 조직을 미세화하는 역할을 한다.
상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.03 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
만약, 티타늄(Ti)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 티타늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.03 중량%를 초과할 경우에는 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하된다.
구리(Cu)
본 발명에서 구리(Cu)는 강도 상승 및 인성 개선에 유효한 원소이다. 이때, 상기 구리(Cu)는 실리콘(Si) 및 망간(Mn)과 함께 일정한 함량 조절을 통해 강판의 고용강화 효과에 기여한다.
상기 구리(Cu)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.4 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, 구리(Cu)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 반대로, 구리(Cu)의 함량이 0.4 중량%를 초과할 경우 강판의 표면 특성을 저하시키는 문제점이 있다.
니켈(Ni)
본 발명에서 니켈(Ni)은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다.
상기 니켈(Ni)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.4 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, 니켈(Ni)의 함량이 0.01 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 그 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 0.4 중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 비교적 고가인 관계로 비경제적이며, 적열취성을 유발하는 문제점이 나타날 수 있다.
보론(B)
보론(B)은 강력한 소입성 원소로서 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.0001 중량% 이상만 첨가하여도 강판의 강도 향상에 기여할 수 있다.
다만, 보론(B)의 첨가량이 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.002 중량%를 초과할 경우에는 인성이 급격히 저하되고, 입계 편석에 의한 재질 편차를 발생시키는 문제점이 있다.
강판의 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 강판의 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 1차 압연 단계(S120), 2차 압연 단계(S130), 냉각 단계(S140) 및 절단 단계(S150)를 포함한다.
슬라브 재가열
슬라브 재가열 단계(S110)에서는 탄소(C) : 0.04 ~ 2.0 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.8 중량%, 인(P) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 황(S) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 니오븀(Nb) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.001 ~ 0.30 중량%, 알루미늄(Al) : 0.015 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.001 ~ 0.50 중량%, 티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.03 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열한다.
이때, 상기 슬라브 판재에는 강도 확보 등을 목적으로 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.4 중량%, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.4 중량% 및 보론(B) : 0.0001 ~ 0.002 중량% 중 1종 이상이 더 포함되어 있을 수 있다.
슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 이때, 슬라브의 재가열을 통하여, 주조시 편석된 성분을 재고용한다.
이때, 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature: SRT)는 1150 ~ 1200℃로 실시하는 것이 바람직하다.
만약, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우에는 재가열 온도가 낮아 압연 부하가 커지는 문제가 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1200℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되어 제조되는 강판의 강도가 저하되는 문제점이 있다.
1차 압연
1차 압연 단계(S120)에서는 재가열된 슬라브 판재를 오스테나이트 재결정 영역에 해당하는 930 ~ 1050℃의 온도에서 압연한다.
1차 압연의 압하율은 후술할 2차 압연의 누적 압하율에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 1차 압연전 판재의 두께가 100mm, 제어압연 종료 후 두께가 40mm이고, 2차 압연의 누적압하율이 50%인 경우, 1차 압연 후의 판재 두께는 80mm가 되어야 한다(80mm→40mm). 따라서, 1차 압연의 압하율은 20%(100mm→80mm)가 된다.
2차 압연
2차 압연 단계(S130)에서는 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역에서 2차 압연한다. 이때, 2차 압연은 제어압연이 적용되도록 복수의 압연 패스를 이용한다.
2차 압연의 마무리 압연온도는 일반적인 제어 압연 방식의 마무리 압연온도보다 대략 50 ~ 100℃ 정도 높은 850 ~ 900℃에서 실시하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 마무리 압연온도를 상대적으로 높게 설정하는 이유는 압연 종료후 형성되는 내부 잔류응력을 보다 고온에서 제거하여 절단 후 변형에 대한 저항성을 높이기 위함이다.
만약, 마무리 압연온도가 900℃를 초과할 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 마무리 압연온도가 850℃ 미만일 경우에는 이상역 압연이 발생하여 충격인성이 저하될 우려가 있다.
2차 압연은 미재결정 영역에서의 누적압하율이 50~70%가 되도록 실시될 수 있다. 2차 압연의 누적압하율이 50% 미만일 경우 제어압연이 불충분하여 충격인성을 확보하기 어렵다. 반면, 2차 압연의 누적압하율이 70%를 초과할 경우에는 강판 제조 비용이 과다하게 상승할 수 있다. 또한, 각 패스마다 충분한 압연이 이루어질 수 있도록 각 패스당 평균 압하율은 10~20%가 되도록 실시할 수 있다.
압연 패스의 수는 2차 압연의 누적압하율과 각 패스당 평균 압하율에 따라 그 수가 결정될 수 있으며, 마찬가지로 압연 패스의 수와 2차 압연의 누적압하율에 따라 각 패스당 평균 압하율이 결정될 수 있다.
냉각
냉각 단계(S140)에서는 2차 압연이 완료된 판재를 공냉으로 냉각종료온도까지 냉각함으로써, 결정립 성장을 억제한다.
이때, 냉각종료온도는 550 ~ 650℃인 것이 바람직하다. 만약, 냉각종료온도가 550℃ 미만일 경우에는 저온변태조직이 다량 형성되어 성형성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 냉각종료온도가 650℃를 초과할 경우에는 조대한 미세조직의 형성으로 인하여 강도가 저하되는 문제점이 있다.
절단
절단 단계(S150)에서는 냉각된 판재를 소정의 형상으로 절단한다. 이때, 절단 단계(S150)에서는 플라즈마 절단 또는 가스 절단이 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 적용되는 절단 과정을 나타낸 사진으로, 보다 구체적으로는 토치를 이용하는 가스 절단 방식을 일 예로 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 냉각된 판재는 가스 절단 방식에 의하여 복수 개로 절단될 수 있다. 이 경우, 토치의 수는 적어도 하나 이상만 있어도 무방하나, 생산 속도를 향상시키기 위해서는 1 ~ 15개를 이용하여 한 번의 절단 공정으로 원하는 수 및 크기를 갖도록 절단하는 것이 적절하다.
이때, 절단 속도는 50 ~ 500mm/min으로 실시하는 것이 바람직하다. 만약, 절단 속도가 50mm/min 미만일 경우에는 그 속도가 매우 느린 관계로 생산성이 급격히 저하되는 문제가 있다. 반대로, 절단 속도가 500mm/min을 초과할 경우에는 절단면의 표면 상태가 급격히 불량해지는 문제점이 있다.
일반적인 절단재의 경우, 제어압연과 가속냉각을 이용하게 된다. 이때, 가속냉각은 수냉을 이용하는 강제냉각으로 진행되는 데, 이 경우 판재의 폭방향 및 길이방향에서의 주수 차이로 인하여 판재 내부의 잔류응력을 증가시켜 냉각된 판재를 절단한 후에 판 변형을 야기시키는 요인으로 작용한다.
이에, 냉각속도와 냉각종료온도를 조절하여 판재 내부의 잔류응력을 제어하려는 노력이 진행중에 있으나, 이 경우 역시 냉각설비의 주수 조건 및 강판의 합금 성분에 따라 강판 내부의 잔류응력이 변하여 절단 후 변형이 생길 수 있으나, 본 발명과 같이 상기 제조 과정(S110 ~ S150)을 통하여 제조되는 강판은 제어압연시 2차 압연의 마무리 압연온도를 기존에 비하여 50 ~ 100℃ 높은 850 ~ 900℃로 제어하고, 압연 후 형성된 내부 잔류응력을 공냉중 고온에서 제거하여 강판의 절단 후 변형에 대한 저항성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 가속냉각 방식대신 공냉을 실시하는 것을 통하여, 강판 내부의 잔류응력을 줄임으로써, 강판 자체의 변형 또는 강판의 절단 후에 발생하는 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 강판 제조
표 1, 표 2에 기재된 조성 및 표 3에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 및 비교예 1~2에 따른 강판을 제조하였다.
[표 1](단위 : 중량%)
Figure 112011022985877-pat00001

[표 2](단위 : 중량%)
Figure 112011022985877-pat00002

[표 3]
Figure 112011022985877-pat00003

2. 기계적 물성 평가
표 4는 실시예 1 및 비교예 1~2에 따라 제조된 강판의 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
[표 4]
Figure 112011022985877-pat00004

표 1 ~ 표 4를 참조하면, 실시예 1에 따른 강판은 항복강도(YS) 및 인장강도(TS)가 445MPa 및 485MPa을 나타내었으며, 절단면의 상태가 양호하면서 만곡 및 트위스트가 발생하지 않았다. 여기서, 실시예 1에 따른 강판은 가로 2800mm, 세로 11050mm 및 두께 12mm를 갖는 것을 이용하였으며, 캠버(camber) 발생량은 6 ~ 13mm로 ±1mm/m의 기준에 부합하는 것을 확인하였다.
반면, 실시예 1과 합금 성분이 약간 상이하고, 공정 조건 중 마무리 압연온도가 실시예 1에 비하여 90℃가 낮고, 1차 및 2차 압연후 강제 냉각 방식인 수냉으로 제조되는 비교예 1에 따른 강판은 항복강도(YS) 및 인장강도(TS)가 473MPa 및 535MPa를 나타내었으며, 절단면의 상태는 양호하였고, 만곡 및 트위스트가 발생하지 않았다. 여기서, 비교예 1에 따른 강판은 가로 2600mm, 세로 11375mm 및 두께 30mm를 갖는 것을 이용하였으며, 캠버의 발생량은 20 ~ 28mm로 ±1mm/m의 기준에 미달하는 것을 확인하였다.
한편, 실시예 1과 동일한 합금 성분을 가지나, 공정 조건 중 마무리 압연온도가 실시예 1에 비하여 100℃가 낮고, 1차 및 2차 압연후 강제 냉각 방식인 수냉으로 제조되는 비교예 2에 따른 강판은 실시예 1과 유사한 항복강도(YS) 및 인장강도(TS)를 가지나, 절단면의 상태가 불량하였고, 만곡 및 트위스트가 일부 발생하였다. 여기서, 비교예 2에 따른 강판은 가로 2800mm, 세로 11050mm 및 두께 12mm를 갖는 것을 이용하였으며, 캠버 발생량은 25 ~ 37mm로 ±1mm/m의 기준에 턱없이 미달하는 것을 확인하였다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 제조 방법으로 제조되는 판재의 절단면에 대한 만곡의 발생 여부를 측정하는 과정을 나타낸 사진이고, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 제조 방법으로 제조되는 강판의 캠버 측정 방법을 설명하기 위한 사진이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 만곡의 측정 및 캠버의 발생량은 판재의 절단면에 대한 표면 상태를 육안 또는 자와 같은 측정 수단을 이용하여 측정할 수 있다.
위의 실험 결과를 토대로, 제어압연과 가속냉각 방식을 적용하는 비교예 1,2의 경우, 제어압연에 의하여 형성된 내부의 잔류응력과 가속냉각 후 판재의 폭방향 및 길이방향에서의 주수 차이에 의하여 발생되는 잔류응력에 의해 강판의 절단후 판 변형이 발생된다는 것을 알 수 있다.
반면, 실시예 1과 같이 제어압연시 2차 압연의 마무리 압연온도를 비교예 1,2에 비하여 대략 50 ~100℃ 정도 높은 850 ~ 900℃로 제어하고, 압연 후 형성된 내부 잔류응력을 공냉중 고온에서 제거할 경우, 강판의 절단 후 변형에 대한 저항성을 높일 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이, 제어압연과 가속냉각을 이용하는 방식대신 제어압연 후 공냉을 실시하는 방식을 적용하는 것을 통하여, 강판 내부의 잔류응력을 줄임으로써, 강판 자체의 변형 또는 강판의 절단 후에 발생하는 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 1차 압연단계
S130 : 2차 압연단계
S140 : 냉각 단계
S150 : 절단 단계

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 탄소(C) : 0.04 ~ 2.0 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.8 중량%, 인(P) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 황(S) : 0.001 ~ 0.025 중량%, 니오븀(Nb) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) : 0.001 ~ 0.05 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.001 ~ 0.30 중량%, 알루미늄(Al) : 0.015 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.001 ~ 0.50 중량%, 티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.03 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.4 중량%, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.4 중량%, 보론(B) : 0.0001 ~ 0.002 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 판재를 재결정 영역에 930 ~ 1050℃에서 1차 압연하는 단계;
    상기 1차 압연된 판재를 미재결정 영역에서 복수의 압연 패스를 이용하여 2차 압연하는 단계;
    상기 2차 압연된 판재를 공냉으로 냉각종료온도 : 550 ~ 650℃까지 냉각하는 단계; 및
    상기 냉각된 판재를 플라즈마 절단 또는 가스 절단 방식으로 50 ~ 500mm/min의 속도로 절단하는 단계;를 포함하며,
    상기 절단 단계시, 토치의 수는 1 ~ 15개를 이용하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 2차 압연 단계에서,
    마무리 압연온도는 850 ~ 900℃로 실시하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 2차 압연 단계에서,
    상기 미재결정 영역에서의 누적압하율이 50 ~ 70%가 되도록 실시하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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