KR101311118B1 - Steel sheet and method of manufacturing the steel sheet and manufacturing method of steel pipe using the steel sheet - Google Patents

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Abstract

합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 200J 이상을 갖는 강판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 강관 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 870 ~ 970℃로 열간압연하는 단계; 및 (c) 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a steel sheet having a Charpy impact energy at −46 ° C. or higher and a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a steel pipe using the same, by controlling alloy components and controlling process conditions.
Steel sheet manufacturing method according to the present invention (a) carbon (C): 0.08 ~ 0.18% by weight, silicon (Si): 0.1 ~ 0.4% by weight, manganese (Mn): 0.7 ~ 1.2% by weight, phosphorus (P): 0.015 % By weight, sulfur (S): 0.003% by weight or less, soluble aluminum (S_Al): 0.03% by weight or less, niobium (Nb): 0.020% by weight or less, vanadium (V): 0.05% by weight or less, nickel (Ni): 0.01 ~ 0.20% by weight, copper (Cu): 0.01 ~ 0.20% by weight, chromium (Cr): 0.2 ~ 1.0% by weight and the slab plate consisting of the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities SRT (Slab Reheating Temperature): 1150 Reheating to ˜1250 ° C .; (b) hot rolling the reheated plate to a Finish Rolling Temperature (FRT): 870 to 970 ° C; And (c) cooling the hot-rolled plate material.

Description

강판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 강관 제조 방법{STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD OF STEEL PIPE USING THE STEEL SHEET}Steel plate and its manufacturing method and steel pipe manufacturing method using the same {STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD OF STEEL PIPE USING THE STEEL SHEET}

본 발명은 강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여 우수한 저온 충격특성을 갖는 강판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 강관 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a steel sheet manufacturing technology, and more particularly, to a steel sheet having excellent low-temperature impact characteristics through the control of the alloy composition and the control of the process conditions, and a method for manufacturing the same, and a steel pipe manufacturing method using the same.

종래의 500MPa급 압력용기용 강판은 40mm 두께 이하일 경우에는 일반 압연재로 생산되고, 40mm 두께를 초과할 경우에는 노멀라이징 열처리 강으로 생산되고 있다.Conventional steel plate for 500MPa pressure vessel is produced as a general rolled material when the thickness is less than 40mm, and is produced as a normalized heat-treated steel when the thickness exceeds 40mm.

최근에는 원유사용증가와 유가상승에 따른 원유 채굴 환경의 가혹화로 인해, 40mm 두께 이하의 강판에 대해서도, -46℃, -51℃의 저온에서도 충격 특성이 우수할 것을 요구하고 있다.Recently, due to the severity of the oil mining environment due to the increase in the use of crude oil and the increase in oil prices, even steel sheets of 40 mm or less are required to have excellent impact characteristics even at low temperatures of -46 ° C and -51 ° C.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0530068호(2005.11.14. 등록)가 있다.
Related prior art is Republic of Korea Patent Publication No. 10-0530068 (registered on November 14, 2005).

본 발명의 목적은 합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 저온에서의 충격 특성이 우수한 인장강도 500MPa급의 강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a steel sheet having a tensile strength of 500MPa grade excellent in impact properties at low temperatures through the control of alloy components and control of process conditions.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되는 강판을 이용하여 노멀라이징 및 용접후 열처리를 실시하더라도 인장강도 및 저온 충격 특성의 감소를 억제할 수 있는 강관을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a steel pipe that can suppress the reduction of tensile strength and low temperature impact properties even if the heat treatment after normalizing and welding using the steel sheet produced by the above method.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 485MPa 이상 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 갖는 강판을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a steel sheet manufactured by the above method, the tensile strength (TS): 485MPa or more and Charpy impact energy at -46 ℃: 200J or more.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 870 ~ 970℃로 열간압연하는 단계; 및 (c) 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object (a) carbon (C): 0.08 ~ 0.18% by weight, silicon (Si): 0.1 ~ 0.4% by weight, manganese (Mn): 0.7 ~ 1.2 Wt%, phosphorus (P): 0.015 wt% or less, sulfur (S): 0.003 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.03 wt% or less, niobium (Nb): 0.020 wt% or less, vanadium (V): 0.05 Slab plate made of up to% by weight, nickel (Ni): 0.01 to 0.20% by weight, copper (Cu): 0.01 to 0.20% by weight, chromium (Cr): 0.2 to 1.0% by weight and the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities SRT (Slab Reheating Temperature): reheating to 1150 ~ 1250 ℃; (b) hot rolling the reheated plate to a Finish Rolling Temperature (FRT): 870 to 970 ° C; And (c) cooling the hot-rolled plate material.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강관 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 870 ~ 970℃로 열간압연하는 단계; (c) 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 단계; (d) 상기 냉각된 강판을 830 ~ 930℃에서 10 ~ 30분 동안 노멀라이징(normalizing)하는 단계; (e) 상기 노멀라이징된 강판을 용접하여 강관을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 용접된 강관을 550 ~ 650℃에서 용접후 열처리(post-weld heat treatment : PWHT)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Steel pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object is (a) carbon (C): 0.08 ~ 0.18% by weight, silicon (Si): 0.1 ~ 0.4% by weight, manganese (Mn): 0.7 ~ 1.2 wt%, phosphorus (P): 0.015 wt% or less, sulfur (S): 0.003 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.03 wt% or less, niobium (Nb): 0.020 wt% or less, vanadium (V): Slab composed of 0.05% by weight or less, nickel (Ni): 0.01-0.20% by weight, copper (Cu): 0.01-0.20% by weight, chromium (Cr): 0.2-1.0% by weight and the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities Reheating the plate to SRT (Slab Reheating Temperature): 1150 ~ 1250 ℃; (b) hot rolling the reheated plate to a Finish Rolling Temperature (FRT): 870 to 970 ° C; (c) cooling the hot rolled sheet; (d) normalizing the cooled steel sheet at 830-930 ° C. for 10-30 minutes; (e) welding the normalized steel sheet to form a steel pipe; And (f) post-weld heat treatment (PWHT) of the welded steel pipe at 550 to 650 ° C .;

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판은 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도(TS) : 485MPa 이상 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.
Steel sheet according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object is carbon (C): 0.08 ~ 0.18% by weight, silicon (Si): 0.1 ~ 0.4% by weight, manganese (Mn): 0.7 ~ 1.2% by weight, Phosphorus (P): 0.015 wt% or less, Sulfur (S): 0.003 wt% or less, Soluble aluminum (S_Al): 0.03 wt% or less, Niobium (Nb): 0.020 wt% or less, Vanadium (V): 0.05 wt% or less , Nickel (Ni): 0.01 ~ 0.20 wt%, copper (Cu): 0.01 ~ 0.20 wt%, chromium (Cr): 0.2 ~ 1.0 wt% and the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities, tensile strength ( TS): Charpy impact energy at 485MPa or more and -46 ° C: 200J or more.

본 발명에 따른 방법으로 제조되는 강판은 합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 인장강도(TS) : 485MPa 이상 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 확보할 수 있다.The steel sheet produced by the method according to the present invention can secure a tensile strength (TS): 485 MPa or more and Charpy impact energy at -46 ° C. or more: 200 J or more through control of alloy components and process conditions.

따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 강판을 이용하여 제조되는 강관은 -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 200J 이상을 가지므로 샌드 오일 등 열악한 환경에 있는 원유자원 수송 및 저장을 위해 사용되는 API 유정용 강관이나, 정유 플랜트용 압력용기 등에 활용하기에 적합하다.
Therefore, the steel pipe manufactured using the steel sheet manufactured by the method according to the present invention has an Charpy impact energy at -46 ° C or more, so that the API oil well used for transport and storage of crude oil resources in harsh environments such as sand oil. It is suitable for use in steel pipes, pressure vessels for oil refineries, and the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강관 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프로, 구체적으로는 노멀라이징 이후 측정된 값을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프로, 구체적으로는 용접후 열처리 이후 측정된 값을 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 2에 따라 제조된 시편에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프로, 구체적으로는 용접후 열처리 이후 측정된 값을 나타낸 것이다.1 is a flowchart showing a steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a steel pipe according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing Charpy impact energy according to temperature for specimens prepared according to Comparative Examples 1 and 2;
Figure 4 is a graph showing the Charpy impact energy for each temperature for the specimen prepared according to Example 1, specifically showing the value measured after normalizing.
Figure 5 is a graph showing the Charpy impact energy for each temperature for the specimen prepared according to Example 1, specifically showing the value measured after the heat treatment after welding.
Figure 6 is a graph showing the Charpy impact energy for each temperature for the specimen prepared according to Example 2, specifically showing the value measured after the heat treatment after welding.

본 발명의 특징과 이를 달성하기 위한 방법은 첨부되는 도면과, 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해진다. 그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하기 위함이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다.The features of the present invention and the method for achieving the same will be apparent from the accompanying drawings and the embodiments described below. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is complete and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. The invention is only defined by the description of the claims.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 강관 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to a steel sheet according to a preferred embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a steel pipe using the same.

강판Steel plate

본 발명에 따른 강판은 합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 인장강도(TS) : 485MPa 이상 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 갖는 것을 목표로 한다.The steel sheet according to the present invention aims to have a tensile strength (TS): 485 MPa or more and Charpy impact energy at -46 ° C: 200 J or more through control of alloy components and control of process conditions.

이를 위하여, 본 발명에 따른 강판은 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0 중량% 초과 ~ 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0 중량% 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0 중량% 초과 ~ 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.To this end, the steel sheet according to the present invention is carbon (C): 0.08 ~ 0.18% by weight, silicon (Si): 0.1 ~ 0.4% by weight, manganese (Mn): 0.7 ~ 1.2% by weight, phosphorus (P): 0% by weight More than 0.015 wt% or less, sulfur (S): more than 0 wt% to 0.003 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): more than 0 wt% to 0.03 wt% or less, niobium (Nb): more than 0 wt% to 0.020 weight % Or less, Vanadium (V): more than 0% by weight to 0.05% by weight or less, nickel (Ni): 0.01 to 0.20% by weight, copper (Cu): 0.01 to 0.20% by weight, chromium (Cr): 0.2 to 1.0% by weight And the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities.

또한, 상기 강판은 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.1 중량% 이하 및 칼슘(Ca) : 0 중량% 초과 ~ 0.0005 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
In addition, the steel sheet may further include at least one of molybdenum (Mo): more than 0 wt% to 0.1 wt% or less and calcium (Ca): more than 0 wt% to 0.0005 wt% or less.

이하, 본 발명에 따른 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the steel sheet according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가되며, 용접성에 가장 큰 영향을 미치는 원소이다. 이때, 탄소(C) 이외의 합금원소의 영향은 탄소(C)가 등가로 환산된 탄소당량(carbon equivalent : CEQ)으로 표시될 수 있다.Carbon (C) is added to secure strength and is the most influential element in weldability. In this case, the influence of the alloying elements other than carbon (C) may be expressed as a carbon equivalent (carbon equivalent: CEQ) equivalently converted to carbon (C).

상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.08 ~ 0.18 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 탄소(C)의 함량이 0.08 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.18 중량%를 초과할 경우에는 인성 저하를 야기할 수 있으며, 전기저항용접(ERW)시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있다.The carbon (C) is preferably added in 0.08 ~ 0.18% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the content of carbon (C) is less than 0.08% by weight, it may be difficult to secure sufficient strength. On the contrary, when the content of carbon (C) exceeds 0.18% by weight, it may cause a decrease in toughness, and there is a problem of lowering weldability during electric resistance welding (ERW).

한편, 본 발명에 따른 강판은 하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 탄소(C), 망간(Mn), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 바나듐(V)을 포함하는 것이 더 바람직하다.On the other hand, the steel sheet according to the present invention is carbon (C), manganese (Mn), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), molybdenum (Mo) and vanadium (V) in a range satisfying the following equation (1) More preferably).

이는 강관 제조를 위한 전기저항용접(ERW)시, This is when the electric resistance welding (ERW) for steel pipe manufacturing,

수학식 1 : [C] + [Mn]/6 + ([Cu] + [Ni]/15) + ([Cr] + [Mo] + [V])/5 ≤ 0.430 Equation 1: [C] + [Mn] / 6 + ([Cu] + [Ni] / 15) + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5 ≤ 0.430

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)로 탄소 함량이 일정 범위 내에 들어야 용접부 균열 발생이 현저히 감소하기 때문이다.
(Where [] is the weight percentage of each element), the occurrence of cracks in welds is significantly reduced if the carbon content is within a certain range.

실리콘(Si)Silicon (Si)

실리콘(Si)은 강 중 탈산제로 작용하며, 강도 확보에 기여한다.Silicon (Si) acts as a deoxidizer in the steel and contributes to securing strength.

상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.4 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 실리콘(Si)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.4 중량%를 초과할 경우에는 강판의 인성 및 용접성이 열화되는 문제가 있다.
The silicon (Si) is preferably added at 0.1 to 0.4% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the content of silicon (Si) is less than 0.1% by weight, the effect of addition thereof is insufficient. On the contrary, when the content of silicon (Si) exceeds 0.4% by weight, the toughness and weldability of the steel sheet deteriorate.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 인성을 열화시키지 않고 강도를 향상시키는데 유용한 원소이다. Manganese (Mn) is an element useful for improving strength without deteriorating toughness.

상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.7 ~ 1.2 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 망간(Mn)의 함량이 0.7 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.2 중량%를 초과할 경우에는 템퍼 취화(Temper Embrittlement) 감수성을 증대시키는 문제점이 있다.
The manganese (Mn) is preferably added at 0.7 to 1.2% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the content of manganese (Mn) is less than 0.7% by weight, the effect of addition is insufficient. On the contrary, when the content of manganese (Mn) exceeds 1.2% by weight, there is a problem that the sensitivity to temper embrittlement is increased.

인(P)Phosphorus (P)

인(P)은 강도 향상에 기여하는 원소이다.Phosphorus (P) is an element contributing to strength improvement.

다만, 본 발명에서 인(P)의 함량이 0.015 중량%를 초과할 경우에는 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 용접성을 악화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.015 중량% 이하로 제한하였다.
However, in the present invention, when the content of phosphorus (P) exceeds 0.015% by weight, as well as the center segregation to form a fine segregation adversely affects the material, and may also deteriorate the weldability. Therefore, in the present invention, the content of phosphorus (P) was limited to more than 0% to 0.015% by weight of the total weight of the steel sheet.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 가공성 향상에 일부 기여하는 원소이다.Sulfur (S) is an element contributing to improvement of processability.

다만, 본 발명에서 황(S)의 함량이 0.003 중량%를 초과할 경우에는 용접성을 크게 저해하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.003 중량% 이하로 제한하였다.
However, when the content of sulfur (S) exceeds 0.003% by weight in the present invention, there is a problem that greatly inhibits the weldability. Therefore, in the present invention, the content of sulfur (S) was limited to more than 0 wt% to 0.003 wt% or less of the total weight of the steel sheet.

가용성 알루미늄(S_Al)Soluble Aluminum (S_Al)

가용성 알루미늄(S_Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.Soluble aluminum (S_Al) acts as a deoxidizer to remove oxygen in the steel.

다만, 본 발명에서 가용성 알루미늄(S_Al)의 함량이 강판 전체 중량의 0.03 중량%를 초과할 경우에는 Al2O3를 형성하여 저온 충격인성을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 가용성 알루미늄(S_Al)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.03 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
However, when the content of the soluble aluminum (S_Al) in the present invention exceeds 0.03% by weight of the total weight of the steel sheet to form Al 2 O 3 there is a problem to lower the low-temperature impact toughness. Therefore, in the present invention, it is preferable to add the content of soluble aluminum (S_Al) to more than 0% to 0.03% by weight of the total weight of the steel sheet.

니오븀(Nb)Niobium (Nb)

니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C)와 결합하여 탄화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물은 열간압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강판의 강도와 저온인성을 향상시킨다.Niobium (Nb) combines with carbon (C) at high temperature to form carbide. Niobium-based carbide improves the strength and low temperature toughness of the steel sheet by suppressing grain growth during hot rolling to refine grains.

다만, 본 발명에서 니오븀(Nb)의 함량이 강판 전체 중량의 0.02 중량%를 초과하여 다량 첨가되는 경우, 니오븀(Nb) 함량 증가에 따른 강도와 저온인성은 더 이상 향상되지 않고 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 충격인성을 저하시킬 위험이 있다. 따라서, 본 발명에서는 니오븀(Nb)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
However, in the present invention, when the content of niobium (Nb) is added in a large amount exceeding 0.02% by weight of the total weight of the steel sheet, the strength and low temperature toughness according to the increase in niobium (Nb) content are not improved any more and are dissolved in ferrite. There is a risk of lowering the impact toughness. Therefore, in the present invention, it is preferable to add the content of niobium (Nb) to more than 0% to 0.02% by weight of the total weight of the steel sheet.

바나듐(V)Vanadium (V)

바나듐(V)은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강판의 강도를 향상시키는 역할을 한다.Vanadium (V) serves to improve the strength of the steel sheet through the precipitation strengthening effect by the precipitate formation.

다만, 본 발명에서 바나듐(V)의 함량이 강판 전체 중량의 0.05 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 저온 충격인성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 바나듐(V)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.05 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
However, when the content of vanadium (V) in the present invention is added in a large amount exceeding 0.05% by weight of the total steel sheet, there is a problem that low-temperature impact toughness is lowered. Therefore, in the present invention, it is preferable to add the content of vanadium (V) to more than 0% to 0.05% by weight of the total weight of the steel sheet.

니켈(Ni)Nickel (Ni)

니켈(Ni)은 소입성을 향상시키면서 인성 개선에 유효한 원소이다. Nickel (Ni) is an element effective for improving toughness while improving toughness.

상기 니켈(Ni)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.20 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 니켈(Ni)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 미미하다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 0.20 중량%를 초과할 경우에는 강판의 가공성을 저하시키며, 제조 비용을 상승시키는 문제가 있다.
The nickel (Ni) is preferably added in 0.01 to 0.20% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the content of nickel (Ni) is less than 0.01% by weight, the addition effect is insignificant. On the contrary, when the content of nickel (Ni) exceeds 0.20% by weight, there is a problem of lowering the workability of the steel sheet and raising the manufacturing cost.

구리(Cu)Copper (Cu)

구리(Cu)는 고용강화에 기여하여 강도를 향상시키는 역할을 한다.Copper (Cu) contributes to solid solution strengthening and enhances strength.

상기 구리(Cu)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.20 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 구리(Cu)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 구리(Cu)의 함량이 0.20 중량%를 초과할 경우에는 강판 가공성을 저하시키고, 용접후 재열균열(Stress Relief Cracking) 감수성을 높이는 문제가 있다.
The copper (Cu) is preferably added at 0.01 to 0.20% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the content of copper (Cu) is less than 0.01% by weight, the above effects cannot be properly exhibited. On the contrary, when the content of copper (Cu) exceeds 0.20% by weight, there is a problem in that the steel sheet workability is lowered and the stress relief cracking sensitivity is increased after welding.

크롬(Cr)Chromium (Cr)

크롬(Cr)은 페라이트 안정화 원소로 강도 향상에 기여한다. 또한 크롬(Cr)은 δ페라이트영역을 확대하고, 아포정(hypo-peritectic)역을 고탄소 측으로 이행시켜 슬라브 표면품질을 개선하는 역할을 한다.Chromium (Cr) is a ferrite stabilizing element and contributes to strength improvement. Chromium (Cr) also plays a role in enlarging the delta ferrite region and shifting the hypo-peritectic region to the high carbon side to improve the slab surface quality.

상기 크롬(Cr)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.2 ~ 1.0 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 크롬(Cr)의 함량이 0.2 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 1.0 중량%를 초과할 경우에는 용접 열영향부(HAZ) 인성 열화를 초래하는 문제점이 있다.
The chromium (Cr) is preferably added in 0.2 ~ 1.0% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the content of chromium (Cr) is less than 0.2% by weight, the addition effect may not be properly exhibited. On the contrary, when the content of chromium (Cr) exceeds 1.0% by weight, there is a problem that the weld heat affected zone (HAZ) toughness is deteriorated.

몰리브덴(Mo)Molybdenum (Mo)

몰리브덴(Mo)은 강도 및 인성의 향상에 기여하며, 또한 상온이나 고온에서 안정된 강도를 확보하는데 기여한다.Molybdenum (Mo) contributes to improvement of strength and toughness, and also contributes to ensuring stable strength at room temperature or high temperature.

다만, 본 발명에서 몰리브덴(Mo)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 용접성을 저하시킴과 동시에 탄화물의 석출에 의하여 항복비를 상승시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 몰리브덴(Mo)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.1 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
However, when the content of molybdenum (Mo) in excess of 0.1% by weight of the total weight of the steel sheet in the present invention, there is a problem of lowering the weldability and increasing the yield ratio by precipitation of carbide. Therefore, in the present invention, it is preferable to add the content of molybdenum (Mo) to more than 0% to 0.1% by weight of the total weight of the steel sheet.

칼슘(Ca)Calcium (Ca)

칼슘(Ca)은 CaS를 형성시켜 강중의 황(S)의 함량을 낮추고, 아울러 MnS 편석을 감소시켜 강의 청정도 및 황의 입계편석을 감소시켜 재가열 균열에 대한 저항성을 증가시키는 역할을 한다.Calcium (Ca) forms CaS to lower the content of sulfur (S) in the steel, and also reduces MnS segregation, thereby reducing the cleanliness of the steel and grain boundary segregation of sulfur, thereby increasing resistance to reheat cracking.

다만, 본 발명에서 칼슘(Ca)의 함량이 강판 전체 중량의 0.0005 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 CaO와 같은 개재물을 형성시켜 표면 품질을 저해하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 칼슘(Ca)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.0005 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
However, when the content of calcium (Ca) is added in excess of 0.0005% by weight of the total weight of the steel sheet in the present invention, there is a problem of inhibiting the surface quality by forming inclusions such as CaO. Therefore, in the present invention, it is preferable to add the content of calcium (Ca) to more than 0% by weight to 0.0005% by weight or less of the total weight of the steel sheet.

강판 제조 방법Steel plate manufacturing method

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120) 및 냉각 단계(S130)를 포함한다. 이때, 슬라브 재가열 단계(S110)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위하여 슬라브 재가열 단계(S110)를 실시하는 것이 더 바람직하다.
Referring to FIG. 1, the illustrated steel sheet manufacturing method includes a slab reheating step S110, a hot rolling step S120, and a cooling step S130. At this time, the slab reheating step (S110) is not necessarily performed, but it is more preferable to perform the slab reheating step (S110) in order to obtain effects such as the reuse of the precipitate.

슬라브 재가열Reheat slab

슬라브 재가열 단계(S110)에서는 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0 중량% 초과 ~ 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0 중량% 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0 중량% 초과 ~ 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열한다.In the slab reheating step (S110), carbon (C): 0.08 to 0.18% by weight, silicon (Si): 0.1 to 0.4% by weight, manganese (Mn): 0.7 to 1.2% by weight, phosphorus (P): greater than 0% by weight 0.015 wt% or less, sulfur (S): more than 0 wt% to 0.003 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): more than 0 wt% to 0.03 wt% or less, niobium (Nb): more than 0 wt% to 0.020 wt% or less , Vanadium (V): more than 0 wt% to 0.05 wt% or less, nickel (Ni): 0.01 to 0.20 wt%, copper (Cu): 0.01 to 0.20 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 1.0 wt% and the rest Reheat slab plate made of iron (Fe) and other unavoidable impurities to SRT (Slab Reheating Temperature): 1150 ~ 1250 ℃.

이때, 상기 슬라브 판재에는 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.1 중량% 이하 및 칼슘(Ca) : 0 중량% 초과 ~ 0.0005 중량% 이하 중 1종 이상이 더 포함되어 있을 수 있다.In this case, the slab plate may further include one or more of molybdenum (Mo): more than 0% by weight to 0.1% by weight or less and calcium (Ca): more than 0% by weight to 0.0005% by weight or less.

한편, 상기 슬라브 판재는 하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 탄소(C), 망간(Mn), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 바나듐(V)을 포함하는 것이 더 바람직하다.On the other hand, the slab plate is carbon (C), manganese (Mn), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), molybdenum (Mo) and vanadium (V) in a range satisfying the following equation (1) More preferably.

수학식 1 : [C] + [Mn]/6 + ([Cu] + [Ni]/15) + ([Cr] + [Mo] + [V])/5 ≤ 0.430 Equation 1: [C] + [Mn] / 6 + ([Cu] + [Ni] / 15) + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5 ≤ 0.430

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
(Where [] is the weight percentage of each element)

이러한 슬라브 재가열 단계(S110)에서는 슬라브 판재의 재가열을 통하여, 주조시 편석된 성분을 재고용한다.In the slab reheating step (S110), through the reheating of the slab plate, re-use segregated components during casting.

만일, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우에는 재가열 온도가 낮아 압연 부하가 커지는 문제가 있다. 또한, Nb계 석출물인 NbC 등의 고용 온도에 이르지 못해 열간압연 시 미세한 석출물로 재석출되지 못하여 오스테나이트의 결정립 성장을 억제하지 못해 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 성장을 억제하지 못해 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되어 제조되는 강판의 강도 및 저온인성 확보가 어려운 문제점이 있다.
If the slab reheating temperature (SRT) is less than 1150 ° C., there is a problem that the reheating temperature is low to increase the rolling load. In addition, there is a problem in that the austenite grains are rapidly coarsened because they do not reach a solid solution temperature such as NbC precipitates, which cannot be reprecipitated as fine precipitates during hot rolling, and thus do not inhibit grain growth of austenite. On the contrary, when the slab reheating temperature (SRT) exceeds 1250 ° C., the austenite grain growth cannot be suppressed and the austenite grains are rapidly coarsened, thereby making it difficult to secure the strength and low temperature toughness of the steel sheet.

열간 압연Hot rolling

열간압연 단계(S120)는 재가열된 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 870 ~ 970℃에서 마무리 압연한다.Hot rolling step (S120) is to finish-roll the reheated plate at FRT (Finish Rolling Temperature): 870 ~ 970 ℃.

만일, 압연종료온도(FRT)가 870℃ 미만으로 실시될 경우에는 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 압연종료온도(FRT)가 970℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되어 변태후 페라이트 결정립 미세화가 충분히 이루어지지 않으며, 이에 따라 강도 확보가 어려워질 수 있다.If the rolling end temperature (FRT) is performed at less than 870 ° C., problems such as a mixed structure generated by abnormal reverse rolling may occur. On the contrary, when the rolling end temperature (FRT) exceeds 970 ° C., the austenite grains are coarsened, and ferrite grains are not sufficiently refined after transformation, thereby making it difficult to secure strength.

이때, 본 발명에서는 각 패스마다 충분한 압연이 이루어질 수 있도록, 각 패스당 평균 압하율은 5 ~ 15%가 되도록 실시하는 것이 바람직하다. 만일, 각 패스당 평균 압하율이 5% 미만으로 실시될 경우에는 두께 중심부까지 스트레인이 충분히 가해지지 못하여 냉각 후 미세한 결정립을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 각 패스당 평균 압하율이 15%를 초과할 경우에는 압연기의 부하로 인하여 제조가 불가능해지는 문제가 있다.
At this time, in the present invention, the average rolling reduction per pass is preferably 5 to 15% so that sufficient rolling can be performed for each pass. If the average rolling reduction per pass is less than 5%, strain can not be sufficiently applied to the center of the thickness, so that it may be difficult to secure fine crystal grains after cooling. On the other hand, when the average reduction rate per pass is more than 15%, there is a problem that the production becomes impossible due to the load of the rolling mill.

냉각Cooling

냉각 단계(S130)에서는 열간압연된 판재를 냉각한다. 여기서, 냉각은 상온까지 자연 냉각 방식으로 수행되는 공냉이 이용될 수 있다.In the cooling step (S130) to cool the hot rolled plate. Here, the cooling may be performed by air cooling which is performed in a natural cooling manner up to room temperature.

상기 냉각속도는 1 ~ 100℃/sec로 실시될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. 만일, 냉각속도가 1℃/sec 미만일 경우에는 충분한 강도 및 인성 확보가 어렵다. 반대로, 냉각속도가 100℃/sec를 초과할 경우에는 냉각 제어가 어려우며, 과도한 냉각으로 경제성이 저하될 수 있다.
The cooling rate may be 1 to 100 ° C / sec, but is not limited thereto. If the cooling rate is less than 1 ℃ / sec, it is difficult to secure sufficient strength and toughness. On the other hand, when the cooling rate exceeds 100 DEG C / sec, cooling control is difficult, and the economical efficiency may be lowered due to excessive cooling.

상기의 과정(S110 ~ S130)으로 제조되는 강판은 저온 충격 특성을 저하시키는 탄소(C)의 함량을 0.08 ~ 0.18 중량%로 감소시키고, 크롬(Cr), 니오븀(Nb) 등의 합금 원소 첨가 효과로 인장강도(TS) : 485MPa 이상을 확보할 수 있으면서도 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 만족할 수 있다.
The steel sheet produced by the above process (S110 ~ S130) to reduce the content of carbon (C) to reduce the low-temperature impact characteristics to 0.08 ~ 0.18% by weight, the effect of the addition of alloying elements such as chromium (Cr), niobium (Nb) The tensile strength (TS): 485MPa or more can be secured, but Charpy impact energy at -46 ° C: 200J or more can be satisfied.

강관 제조 방법Steel pipe manufacturing method

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강관 제조 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flow chart showing a steel pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도시된 강관 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S210), 열간압연 단계(S220), 냉각 단계(S230), 노멀라이징 단계(S240), 용접 단계(S250) 및 용접후 열처리 단계(S260)를 포함한다. 이때, 슬라브 재가열 단계(210), 열간압연 단계(S220) 및 냉각 단계(S230)는 도 1에서 설명한 강판 제조 방법과 동일한 방식으로 실시되는 바, 중복 설명은 생략하고 노멀라이징 단계(S240)부터 설명하도록 한다.
Referring to Figure 2, the steel pipe manufacturing method shown is a slab reheating step (S210), hot rolling step (S220), cooling step (S230), normalizing step (S240), welding step (S250) and post-weld heat treatment step (S260) ). At this time, the slab reheating step 210, the hot rolling step (S220) and the cooling step (S230) are carried out in the same manner as the steel sheet manufacturing method described in Figure 1, overlapping description is omitted so that the description from the normalizing step (S240) do.

노멀라이징Normalizing

노멀라이징 단계(S240)에서는 냉각된 강판을 830 ~ 930℃에서 10 ~ 30분동안 열처리하는 노멀라이징(normalizing)을 실시한다.In the normalizing step (S240) is performed a normalizing (normalizing) to heat-treated the cooled steel sheet for 10 to 30 minutes at 830 ~ 930 ℃.

만일, 노멀라이징 열처리 온도가 830℃ 미만으로 실시될 경우에는 고용 용질 원소들의 재고용이 어려워 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 노멀라이징 열처리 온도가 930℃를 초과할 경우에는 결정립의 성장이 일어나 저온 인성을 저해하는 문제가 있다.If the normalizing heat treatment temperature is performed at less than 830 ° C., it may be difficult to re-use solid solution solute elements, thereby making it difficult to secure sufficient strength. On the contrary, when the normalizing heat treatment temperature exceeds 930 ° C., there is a problem in that grain growth occurs to inhibit low temperature toughness.

한편, 노멀라이징 열처리 시간이 10분 미만으로 실시될 경우에는 균일한 조직을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 노멀라이징 열처리 시간이 30분을 초과할 경우에는 더 이상의 상승 효과 없이 생산 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
On the other hand, when the normalizing heat treatment time is carried out in less than 10 minutes it may be difficult to ensure a uniform structure. On the contrary, when the normalizing heat treatment time exceeds 30 minutes, there is a problem of only increasing the production cost without any synergistic effect.

용접welding

용접 단계(S250)에서는 노멀라이징된 강판을 용접하여 강관을 형성한다. 이때, 용접은 레이저 용접, 매쉬심 용접 등이 이용될 수 있다. 이러한 용접 단계(S250)를 수행하는 것에 의하여, 상기 강관은 샌드 오일 등 열악한 환경에 있는 원유자원 수송 및 저장을 위해 사용되는 API 유정용으로 제조되거나, 또는 정유 플랜트용 압력용기 등으로 제조될 수 있다.
In the welding step (S250) to form a steel pipe by welding the normalized steel sheet. At this time, laser welding, mesh seam welding or the like may be used for welding. By performing this welding step (S250), the steel pipe may be manufactured for the API oil wells used for transportation and storage of crude oil resources in a poor environment such as sand oil, or may be manufactured as a pressure vessel for a refinery plant.

용접후 열처리Heat treatment after welding

용접후 열처리 단계(S260)에서는 용접된 강관을 550 ~ 650℃에서 용접후 열처리(post-weld heat treatment : PWHT)를 실시한다.In the post-weld heat treatment step (S260), the welded steel pipe is subjected to post-weld heat treatment (PWHT) at 550 to 650 ° C.

만일, 용접후 열처리 온도가 550℃ 미만으로 실시될 경우에는 용접부 등에서의 잔류 응력의 제거가 용이하지 않다. 반대로, 용접후 열처리 온도가 650℃를 초과할 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.If the post-weld heat treatment temperature is less than 550 ° C., it is not easy to remove the residual stress in the welded portion. On the contrary, when the heat treatment temperature after welding exceeds 650 ° C., it may be difficult to secure sufficient strength.

한편, 용접후 열처리 시간은 20 ~ 27mm의 두께당 1 ~ 15시간 동안 실시하는 것이 바람직한 데, 이는 용접후 열처리 시간이 상기의 범위를 벗어날 경우, 용접부에서의 잔류 응력의 제거가 용이하지 못하기 때문이다.
On the other hand, the post-weld heat treatment time is preferably performed for 1 to 15 hours per thickness of 20 ~ 27mm, because if the post-weld heat treatment time is out of the above range, it is not easy to remove the residual stress in the weld. to be.

상기의 과정(S210 ~ S260)으로 제조되는 강관은 합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 인장강도(TS) : 485MPa 이상 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 확보할 수 있다.Steel pipe manufactured by the above process (S210 ~ S260) through the control of the alloy composition and the control of the process conditions, it is possible to secure the tensile strength (TS): 485MPa or more and Charpy impact energy at -46 ℃: 200J or more.

따라서, 상기의 과정으로 제조되는 강관은 -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 200J 이상을 확보할 수 있으므로, 샌드 오일 등 열악한 환경에 있는 원유자원 수송 및 저장을 위해 사용되는 API 유정용 강관이나, 정유 플랜트용 압력용기 등에 활용하기에 적합하다.Therefore, the steel pipe manufactured by the above process can secure more than 200J of Charpy impact energy at -46 ° C, so that the API oil well steel pipe or oil refinery plant is used for transportation and storage of crude oil resources in harsh environments such as sand oil. It is suitable for use in pressure vessels.

또한, 상기의 과정으로 제조되는 강관은 탄소당량(CEQ)이 0.43 이하를 갖는데 기인하여 우수한 용접성을 확보할 수 있다.
In addition, the steel pipe manufactured by the above process can be secured excellent weldability due to having a carbon equivalent (CEQ) of 0.43 or less.

실시예Example

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.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.

1. 시편의 제조1. Preparation of specimens

표 1 및 표 2의 조성 및 표 3의 공정 조건으로 비교예 1 ~ 2 및 실시예 1 ~ 4에 따른 시편을 제조하였다. 이후, 비교예 1 ~ 2 및 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들에 대하여 인장시험과 샤르피(charpy) 충격시험을 각각 수행하였다.
Specimens according to Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 4 were prepared according to the compositions of Tables 1 and 2 and the process conditions of Table 3. Thereafter, the tensile test and the Charpy impact test were performed on the specimens according to Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 4, respectively.

[표 1] (단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)

Figure 112011067293755-pat00001
Figure 112011067293755-pat00001

[표 2] (단위 : 중량%)[Table 2] (unit:% by weight)

Figure 112011067293755-pat00002
Figure 112011067293755-pat00002

[표 3] [Table 3]

Figure 112011067293755-pat00003

Figure 112011067293755-pat00003

2. 기계적 물성 평가2. Evaluation of mechanical properties

표 4는 비교예 1 ~ 2 및 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 시편에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
Table 4 shows the results of evaluation of the mechanical properties of the specimen prepared according to Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 4.

[표 4] [Table 4]

Figure 112011067293755-pat00004
Figure 112011067293755-pat00004

표 1 내지 표 4를 참조하면, 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 시편들의 경우, 열연 물성, 노멀라이징 후 물성 및 PWHT 후 물성이 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 485MPa 이상 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지 : 200J 이상을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.Referring to Tables 1 to 4, in the case of specimens prepared according to Examples 1 to 4, the hot-rolled properties, the properties after normalizing and the properties after PWHT corresponded to the target tensile strengths (TS): 485 MPa or more and -46 ° C. Charpy impact energy at: It can be seen that all 200J or more are satisfied.

반면, 실시예 1과 비교하여 니오븀(Nb), 바나듐(V), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 칼슘(Ca)이 미 첨가되며, 노멀라이징 및 용접후 열처리(PWHT) 공정이 미 실시되는 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 열연 물성의 인장강도(TS)는 511MPa로 목표값을 만족하였으나, -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 49J에 불과하였다.On the other hand, niobium (Nb), vanadium (V), copper (Cu), chromium (Cr) and calcium (Ca) are not added as compared to Example 1, and the normalization and post-weld heat treatment (PWHT) processes are not performed. In the specimen prepared according to Comparative Example 1, the tensile strength (TS) of the hot rolling property was 511 MPa, which satisfied the target value, but the Charpy impact energy at -46 ° C was only 49J.

또한, 실시예 1과 비교하여 탄소(C)의 함량이 과도하게 첨가되고, 니오븀(Nb), 바나듐(V), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 칼슘(Ca)이 미 첨가되는 비교예 2에 따라 제조된 시편의 경우, 열연 물성의 인장강도(TS)는 510MPa로 목표값을 만족하였으나, -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 70J에 불과하였다. 또한, 비교예 2에 따라 제조된 시편의 경우, 노멀라이징 이후에 측정된 인장강도(TS) 및 -46℃에서의 샤르피 충격에너지는 열연 물성과 동일하였으나, 용접후 열처리(PWHT) 이후에 측정된 물성 중 -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 37J로 열연 물성에 비하여 대략 50% 정도 감소한 것을 확인할 수 있다.
In addition, compared with Example 1, the content of carbon (C) is excessively added, and niobium (Nb), vanadium (V), nickel (Ni), chromium (Cr), molybdenum (Mo) and calcium (Ca) In the case of the specimen prepared according to Comparative Example 2 not added, the tensile strength (TS) of the hot rolled physical properties was 510MPa, meeting the target value, but the Charpy impact energy at -46 ℃ was only 70J. In addition, in the case of the specimen prepared according to Comparative Example 2, the tensile strength (TS) measured after normalizing and the Charpy impact energy at -46 ° C were the same as those of the hot rolled material, but the properties measured after the post-weld heat treatment (PWHT). Charpy impact energy at -46 ℃ in the middle of 37J can be seen to be reduced by about 50% compared to the hot rolling properties.

도 3은 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing Charpy impact energy according to temperature for specimens prepared according to Comparative Examples 1 and 2;

도 3을 참조하면, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들의 경우, 0℃에서의 샤르피 충격에너지가 100J 이상을 가지나, 온도가 낮아질수록 샤르피 충격에너지가 비례적으로 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들의 경우, -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 49J 및 72J에 불과한 것을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 3, in the case of specimens prepared according to Comparative Examples 1 and 2, the Charpy impact energy at 0 ° C. has 100J or more, but as the temperature is lowered, the Charpy impact energy is lowered proportionally. In particular, in the case of the specimen prepared according to Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the Charpy impact energy at -46 ℃ is only 49J and 72J.

한편, 도 4는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프로, 구체적으로는 노멀라이징 이후 측정된 값을 나타낸 것이고, 도 5는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프로, 구체적으로는 용접후 열처리 이후 측정된 값을 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 4 is a graph showing the Charpy impact energy for each temperature for the specimen prepared according to Example 1, specifically shows the value measured after normalizing, Figure 5 for the specimen prepared according to Example 1 As a graph showing Charpy impact energy for each temperature, specifically, a value measured after heat treatment after welding is shown.

도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 노멀라이징 이후 측정된 샤르피 충격에너지의 값이 용접후 열처리 이후 측정된 샤르피 충격에너지의 값보다 전반적으로 소폭 높기는 하나, 용접후 열처리 이후 측정되는 -46℃에서의 샤르피 충격에너지가 200J 이상을 만족하는 것을 확인할 수 있다.4 and 5, in the case of the specimen prepared according to Example 1, although the value of the Charpy impact energy measured after normalization is slightly higher than the value of the Charpy impact energy measured after the post-weld heat treatment, welding After the heat treatment can be confirmed that the Charpy impact energy at -46 ℃ measured after satisfying more than 200J.

도 6은 실시예 2에 따라 제조된 시편에 대한 온도별 샤르피 충격에너지를 나타낸 그래프로, 구체적으로는 용접후 열처리 이후 측정된 값을 나타낸 것이다.Figure 6 is a graph showing the Charpy impact energy for each temperature for the specimen prepared according to Example 2, specifically showing the value measured after the heat treatment after welding.

도 6을 참조하면, 실시예 2에 따라 제조된 시편의 경우, 실시예 1에 따라 제조된 시편과 비교해 볼 때, 용접후 열처리 이후 측정되는 샤르피 충격에너지의 값이 전반적으로 상승 곡선을 이루고 있는 것을 확인할 수 있다.
6, in the case of the specimen prepared according to Example 2, compared with the specimen prepared according to Example 1, the value of the Charpy impact energy measured after the post-weld heat treatment is an overall rising curve You can check it.

위의 실험 데이터에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 시편들의 경우, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들과 비교해 볼 때, 탄소(C) 함량을 0.18 중량% 이하로 낮게 제어하여 저온에서의 충격특성을 향상시키고, 탄소(C) 함량의 감소에 따른 강도 저하는 니오븀(Nb), 칼슘(Ca) 등의 합금 원소를 첨가함으로써, 용접후 열처리 이후에도 인장강도(TS) 및 저온에서의 충격특성이 우수한 물성을 가질 수 있다는 것을 확인하였다.As can be seen from the above experimental data, in the case of the specimens prepared according to Examples 1 to 4, the carbon (C) content in comparison with the specimens prepared according to Comparative Examples 1 to 2, 0.18% by weight or less The low tensile strength (TS) is improved even after the heat treatment after welding by adding alloy elements such as niobium (Nb) and calcium (Ca) by improving the impact characteristics at low temperature by controlling the temperature low. ) And it was confirmed that the impact characteristics at low temperatures can have excellent physical properties.

부가해서, 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 시편들의 경우, 탄소당량(CEQ)이 0.43 이하를 갖는데 기인하여 우수한 용접성을 확보할 수 있다.
In addition, in the case of specimens prepared according to Examples 1 to 4, it is possible to ensure excellent weldability due to having a carbon equivalent (CEQ) of 0.43 or less.

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.
While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

S110, S210 : 슬라브 재가열 단계
S120, S220 : 열간압연 단계
S130, S230 : 냉각 단계
S240 : 노멀라이징 단계
S250 : 용접 단계
S260 : 용접후 열처리 단계S110, S210: Slab reheating step
S120, S220: hot rolling step
S130, S230: Cooling Step
S240: Normalizing Step
S250: Welding Step
S260: heat treatment step after welding

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 탄소(C) : 0.08 ~ 0.18 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.4 중량%, 망간(Mn) : 0.7 ~ 1.2 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.003 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al) : 0 중량% 초과 ~ 0.03 중량% 이하, 니오븀(Nb) : 0 중량% 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 바나듐(V) : 0 중량% 초과 ~ 0.05 중량% 이하, 니켈(Ni) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 구리(Cu) : 0.01 ~ 0.20 중량%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 1.0 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계;
(b) 상기 재가열된 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 870 ~ 970℃로 열간압연하는 단계;
(c) 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 단계;
(d) 상기 냉각된 강판을 830 ~ 930℃에서 10 ~ 30분 동안 노멀라이징(normalizing)하는 단계;
(e) 상기 노멀라이징된 강판을 용접하여 강관을 형성하는 단계; 및
(f) 상기 용접된 강관을 550 ~ 650℃에서 용접후 열처리(post-weld heat treatment : PWHT)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 제조 방법.
(a) Carbon (C): 0.08 to 0.18 wt%, Silicon (Si): 0.1 to 0.4 wt%, Manganese (Mn): 0.7 to 1.2 wt%, Phosphorus (P): more than 0 wt% to 0.015 wt% or less , Sulfur (S): more than 0 wt% to 0.003 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): more than 0 wt% to 0.03 wt% or less, niobium (Nb): more than 0 wt% to 0.020 wt% or less, vanadium (V ): More than 0 wt% to 0.05 wt% or less, nickel (Ni): 0.01 to 0.20 wt%, copper (Cu): 0.01 to 0.20 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 1.0 wt% and the remaining iron (Fe) And slab reheating temperature (SRT): 1150 to 1250 ° C .;
(b) hot rolling the reheated plate to a Finish Rolling Temperature (FRT): 870 to 970 ° C;
(c) cooling the hot rolled sheet;
(d) normalizing the cooled steel sheet at 830-930 ° C. for 10-30 minutes;
(e) welding the normalized steel sheet to form a steel pipe; And
(f) post-weld heat treatment (PWHT) of the welded steel pipe at 550 ~ 650 ℃; steel pipe manufacturing method comprising a.
제5항에 있어서,
상기 (c), (d) 및 (f) 단계 이후에,
각각 측정되는 -46℃에서의 샤르피 충격에너지는 상기 니오븀(Nb) 및 칼슘(Ca) 첨가에 기인하여, 200J 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 강관 제조 방법.
The method of claim 5,
After the steps (c), (d) and (f),
The Charpy impact energy at −46 ° C., respectively measured, has 200 J or more due to the addition of niobium (Nb) and calcium (Ca).
제5항에 있어서,
상기 (f) 단계에서,
용접후 열처리는 20 ~ 27mm의 두께당 1 ~ 15시간 동안 실시하는 것을 특징으로 강관 제조 방법.
The method of claim 5,
In the step (f)
Heat treatment after welding is a steel pipe manufacturing method, characterized in that carried out for 1 to 15 hours per 20 ~ 27mm thickness.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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