KR101355596B1

KR101355596B1 - 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법

Info

Publication number: KR101355596B1
Application number: KR1020110098264A
Authority: KR
Inventors: 유석현; 장진수; 장필용
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2014-01-28
Also published as: KR20130034314A

Abstract

본 발명은 품질 목표 수준에 맞춰 톱귀결함을 조절하는 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법에 관한 것으로, 중량%로, 탄소(C) 0.006%이내, 망간(Mn) 0.4%이내, 황(S) 0.001 ~ 0.008%, 보론(B) 0.03%이내, 및 잔부로 철(Fe)을 포함하고, 망간과 황의 함량은 Mn/S≥50을 만족하는 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법을 제공한다.

Description

박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법{REFINING METHOD OF BORON-ADDES MOLTEN STEEL FOR THIN SLAB}

본 발명은 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 품질 목표 수준에 맞춰 톱귀결함을 조절하도록 가공성을 향상시키는 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기로를 이용한 제강 공정에서는, 전기로 내에는 고철 또는 스크랩(Scrap)이 장입되고 전극봉에 전류가 인가됨에 따라 스크랩에 대한 용해가 이루어진다.

스크랩을 용해하면서, 탈산, 탈황 및 탈류를 하기 위해서, 부원료(Fe-Si, CaCO3, CaO, MO-Oxide) 등을 전기로의 내부로 투입하여 불순물을 제거하고 있다.

전기로에서 출강되는 용강은 래들(Ladle)에 수강되어서 정련을 위한 곳으로 옮겨진다. 정련은 상기 용강을 승온한 후에 성분을 조정하는 것이다.

정련된 용강은 연속주조기로 옮겨져서 요구되는 형태로 주조된다. 이렇게 형성된 주조물은, 압연을 통하여 최종적으로 요구되는 형태로 제조된다.

이러게 전기로에서 고철을 용융시켜 2차 정련을 통해 합금 성분을 조정하고 연주, 압연을 거쳐 박슬라브를 제조한다.

관련 선행기술로는 한국공개특허 제2009-0092030호(공개일:2009.08.31)가 있다.

본 발명은 2차 정련시 탈가스를 실시하지 않고 보론을 일정량 투입하고 망간과 황의 비를 조절하여 톱귀발생을 조절할 수 있는 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 박슬라브 주조용 보론 첨가강은 중량%로, 탄소(C) 0 초과 0.006%이하, 망간(Mn) 0 초과 0.4%이하, 황(S) 0.001 ~ 0.008%, 보론(B) 0.05 초과 0.03% 이하로 잔부는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 망간과 황의 함량은 Mn/S≥50을 만족할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 박슬라브 주조용 보론 첨가강 정련방법은 전기로를 이용하여 고철을 용융시켜 용강을 형성하는 단계; 상기 용강 내에 탈산제를 투입하여 탈산하는 단계; 및 상기에서 탈산된 용강에 합금철을 투입하여, 중량%로 탄소(C) 0 초과 0.006%이하, 망간(Mn) 0 초과 0.4%이하, 황(S) 0.001~ 0.008%, 보론(B) 0.005 초과 0.03% 이하로 잔부는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 망간과 황의 함량은 Mn/S≥50을 만족하는 합금성분으로 조정하여 보론 첨가강을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 코일 표면 에지부에서 발생하는 톱귀결함을 품질 목표 수준에 맞춰 저감하도록 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 질소를 제어하는 보론(B)의 사용양을 줄이면서, 원가가 저렴한 망간(Mn)을 사용하여 코일의 강도를 조절함으로써, 원가절감의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박슬라브 주조용 보론 첨가강 정련방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 Mn/S 비에 따른 톱귀발생지수를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박슬라브 주조용 보론 첨가강 정련방법을 나타낸 흐름도로써, 보론 첨가강 정련방법은 먼저, 전기로를 이용하여 고철을 용융시켜 용강을 형성한다(S10).

여기서, 박슬라브 공정으로 만들어지는 제품 중 박슬라브 공정에서는 주원료인 고철을 전기로에서 용융시킨다. 이때, 고철 내에 포함되는 질소의 양은 철광석을 원료로하는 고로에 비해 약 80ppm 내지 120ppm으로 2배 이상 높다.

질소(N)는 강 중에 첨가량이 많을 경우 연신율을 감소시켜 강의 가공성 및 성형성을 저하시킨다. 또한, 두께가 얇은 박슬라브의 경우에는 가공성을 더욱 저하시키게된다. 또한, 보론의 첨가 전 용강 중에 다량의 질소를 함유하는 것은 질소가 보론과 반응하여 BN화합물로 석출되므로 강의 가공특성을 저하시키게 된다.

고로의 경우, 철광석 내에 포함되는 질소(N)의 양이 적어 질소(N)를 제거하기 위해 보론(B)를 첨가하여 붕질화물(BN)로 석출시켜 질소(N)를 충분히 제거하나, 전기로의 경우 고철 내에 포함된 질소(N)가 다량 함유되어 있어, 보론(B)만으로 고철내 질소(N)를 모두 제거하기 위해서는 질소농도의 0.8배 ~ 1배의 양에 해당하는 보론(B)를 첨가하여야 하나 이는 고가의 보론(B)이 많이 소모되는 문제가 있다.

즉, 박슬라브 주조용 보론 첨가강을 제조할 경우에는 강 중에 포함된 질소를 제거하기 위해 다량의 보론(B) 투입이 이루어져야 하는 것은 물론, 질소(N) 및 잔류하는 탄소의 영향으로 박슬라브의 가공성이 저하된다.

이어서, 용강 중의 산소를 제거하기 위해 2차 정련 설비로 이송하여 탈산제를 투입하여 용강을 탈산한다(S20). 이때, 사용되는 탈산제는 알루미늄, 망간을 포함한 탈산이 용이한 원소를 포함함이 바람직하다.

마지막으로, 탈산된 용강에 합금철을 투입하여 중량%로, 탄소(C) 0 초과 0.006%이하, 망간(Mn) 0 초과 0.4%이하, 황(S) 0.001~ 0.008%, 보론(B) 0.005 초과 0.03%이하로 잔부는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 망간과 황은 Mn/S≥50을 만족하는 합금성분으로 조정하여 보론 첨가강을 형성한다.

보론 첨가강 형성시 보론(B)을 투입하여 질소(N)가 완전히 제거되지 않은 경우에는 오히려 보론(B)을 첨가하여 붕질화물(BN)을 생성시켜 가공성을 떨어뜨릴 수 있다.

따라서, 보론(B)의 투입 양과 합금철의 양을 적정히 조정하여 높은 연성을 가지고 톱귀현상을 발생하지 않도록 한다.

이때, 더욱 바람직하게 망간과 황은 Mn/S≥100을 만족함이 바람직하다.

도 3과 같이 톱귀발생지수를 2이하로 얻고자 할 때, 표 1에 나타낸 바와 같이, 망간과 황이 Mn/S≥50이 됨이 바람직하고, 도 3과 같이 톱귀발생지수를 1이하로 얻고자 할 때, 표 1에 나타낸 바와 같이, 망간과 황이 Mn/S≥100이 되어야 함이 바람직하다.

망간과 황의 비는 공정 중간에 용강을 샘플링하여 샘플링된 성분을 통해 조정할 수 있다.

예를 들어, 톱귀지수 1이하에 맞춰 보론 첨가강을 형성한다고 가정하고, 용강 내에 함유된 황의 양이 0.002wt%이라고 하면 망간의 양이 0.10wt%라고 한다면 조건에 만족하기 위해 망간을 추가투입하여 0.2wt%로 조정한다거나, 황을 줄여 0.001wt%로 조정하여 조건에 만족시킨다.

이때, 망간(Mn)의 함유량 증가시 강도를 확보할 수 있으며, 황(S) 함유량 감소시 취성을 유발하는 황화철(FeS)황화철 석출을 저감시켜 톱귀발생을 감소시켜 조절할 수 있다.

여기서, S의 함유량이 증가하게되면 Fes가 증가되어 연성을 저감시키는 문제가 발생하게 된다.

상기와 같은 정련방법으로 이용한 박슬라브는 냉간 압조(Cold-Heading) 강으로 낮은 강도, 높은 연성, 낮은 변형 시효 속도(Strain-aging rate)를 갖게 된다.

박슬라브 주조용 보론 첨가강은 탄소(C), 망간(Mn), 황(S), 보론(B), 및 잔부인 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하여 형성하고, 그 함유량은 중량%로 탄소(C) 0 초과 0.006%이하, 망간(Mn) 0 초과 0.4%이하, 황(S) 0.001 ~ 0.008%, 보론(B) 0.005 초과 0.03%이하로 잔부는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함한다.

여기서, 탄소(C), 망간(Mn), 보론(B)의 함량은 0을 초과하는 수치이다.

또한, 망간과 황은 Mn/S≥50을 만족하고, 더욱 바람직하게는 Mn/S≥100을 만족함이 바람직하다. Mn/S의 조건이 클수록 톱귀발생지수를 낮출수 있으나, 공정적으로 비용이 많이 소요될 수 있으므로 표면 엄격재 기준에 해당하는 Mn/S≥100을 실시함이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 코일 표면 에지부에서 발생하는 톱귀결함을 품질 목표 수준에 맞춰 저감하도록 조절할 수 있는 효과가 있으며, 질소(N)를 제거할 때 소량의 보론(B)를 사용하고, 원가가 저렴한 망간(Mn)을 사용하여 코일의 강도를 조절함으로써, 원가절감의 효과가 있다.

상기와 같은 박슬라브 주조용 보론 첨가강 및 그 정련방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims

전기로 제강공정으로 제조되는 강재에 있어서,
중량%로, 탄소(C) 0 초과 0.006%이하, 망간(Mn) 0 초과 0.4%이하, 황(S) 0.001 ~ 0.008%, 보론(B) 0.005 초과 0.03%이하로 잔부는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 망간과 황의 함량은 Mn/S≥50을 만족하는 톱귀결함을 조절할 수 있는 박슬라브 주조용 보론 첨가강.
전기로를 이용하여 고철을 용융시켜 용강을 형성하는 단계;
상기 용강 내에 탈산제를 투입하여 탈산하는 단계; 및
상기에서 탈산된 용강에 합금철을 투입하여, 중량%로 탄소(C) 0 초과 0.006% 이하, 망간(Mn) 0 초과 0.4% 이하, 황(S) 0.001~ 0.008%, 보론(B) 0.005 초과 0.03%이하로 잔부는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 망간과 황의 함량은 Mn/S≥50을 만족하는 합금성분으로 조정하여 보론 첨가강을 제조하는 단계;를 포함하는 톱귀결함을 조절할 수 있는 박슬라브 주조용 보론 첨가강 정련방법.