KR101412376B1 - Method for hot rolling and steel sheet of line pipe manufactured using the same - Google Patents
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Abstract
압연조건의 변경을 통해 0℃에서의 파면연성율을 95% 이상으로 향상시킬 수 있는 열간압연 방법 및 이를 이용하여 제조된 라인파이프용 강판에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 열간압연 방법은 (a) 니오븀(Nb) : 0.04 중량% 이상이 첨가되는 슬라브 판재를 입측 온도 : 900℃ 이하 및 출측 온도 800 ~ 850℃ 조건으로 100 ~ 150초 동안 조압연하는 단계; 및 (b) 상기 조압연된 판재를 출측 온도 : 750 ~ 800℃ 조건으로 사상압연하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A hot rolling method capable of improving the wave duct ductility at 0 ° C to 95% or higher through changing the rolling conditions and a steel sheet for a line pipe manufactured using the method.
(A) a step of subjecting a slab plate to which 0.04% by weight or more of niobium (Nb) is added, under the conditions of an inlet temperature of 900 ° C or less and an outlet temperature of 800 to 850 ° C for 100 to 150 seconds ; And (b) finishing rolling the rough-rolled plate at an output temperature of 750 to 800 ° C.
Description
본 발명은 열간압연 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연조건의 변경을 통해 0℃에서의 파면연성율을 95% 이상으로 향상시킬 수 있는 열간압연 방법 및 이를 이용하여 제조된 라인파이프용 강판에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a hot rolling method capable of improving the wave-surface ductility at a temperature of 0 ° C to 95% or higher through a change in rolling conditions, and a hot- .
최근 전 세계적인 자원고갈에 따라 심해저나 극지방에서의 원유 및 가스의 채굴 및 수송 작업이 증가하고 있으며, 이로 인한 대규모 파이프 라인 건설이 증가하고 있다. 한편, 최근에는 이러한 사용 환경의 변화 및 건설비용 절감을 위해 기존에 비해 고강도, 고인성을 갖는 소재에 대한 요구가 증가하고 있다.With the recent depletion of resources worldwide, the mining and transportation of crude oil and gas in the deep sea and polar regions is increasing, and the construction of large-scale pipelines is increasing. In recent years, there has been an increasing demand for materials having high strength and high toughness in comparison with conventional ones in order to change the use environment and reduce the construction cost.
라인파이프용 강판의 경우 저온인성에 대한 보증조건으로 규격상 연성파면율(DWTT) 85% 이상을 요구하고 있는데 최종 코일 두께가 두꺼워질수록 인성이 열화 되는 문제가 있다.In case of steel sheet for line pipe, as a guarantee condition for low temperature toughness, it is required to have a ductile wave fracture rate (DWTT) of 85% or more according to the standard, and toughness tends to deteriorate as the final coil thickness becomes thicker.
일반적으로, 열연공정은 슬라브(slab)의 각 성분 및 석출물을 재고용시키는 재가열 공정(Reheating), 고온에서 최종두께로 압연하는 열간압연 공정(Hot-rolling) 및 냉각/권취(Cooling/Coiling) 단계로 구분될 수 있다.Generally, the hot rolling process includes a reheating process for reusing each component and a precipitate of the slab, a hot rolling process for rolling to a final thickness at a high temperature, and a cooling / coiling process Can be distinguished.
관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제2001-0062875호(2001.07.09 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 내수소유기균열성이 우수한 유정용 강의 제조 방법이 기재되어 있다.
A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0062875 (published on July, 2001), which discloses a method for producing an oil for an oil having excellent hydrogen organic cracking resistance.
본 발명의 목적은 압연조건의 변경을 통해 0℃에서의 파면연성율을 95% 이상으로 향상시킬 수 있는 열간압연 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a hot rolling method capable of improving the wave-surface ductility rate at 0 占 폚 to 95% or more through changing the rolling condition.
본 발명의 다른 목적은 상기 열간압연 방법을 이용함으로써, 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율 : 95% 이상을 갖는 라인파이프용 강판을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a steel sheet for a line pipe having a tensile strength (TS) of 600 to 800 MPa, a yield strength (YS) of 400 MPa or more, and a ductile wavefront ratio at 95% .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열간압연 방법은 (a) 니오븀(Nb) : 0.04 중량% 이상이 첨가되는 슬라브 판재를 입측 온도 : 900℃ 이하 및 출측 온도 800 ~ 850℃ 조건으로 100 ~ 150초 동안 조압연하는 단계; 및 (b) 상기 조압연된 판재를 출측 온도 : 750 ~ 800℃ 조건으로 사상압연하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, the hot rolling method according to the present invention comprises the steps of (a) subjecting a slab plate to which 0.04% by weight or more of niobium (Nb) is added at a temperature of 900 ° C below the inlet temperature and 800-850 ° C Rough rolling for 100 to 150 seconds; And (b) finishing rolling the rough-rolled plate at an output temperature of 750 to 800 ° C.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 라인파이프용 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.01 ~ 0.10%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5%, 망간(Mn) : 1.2 ~ 2.0%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.10%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.03%, 바나듐(V) : 0.01 ~ 0.06%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.3%, 칼슘(Ca) : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세 조직은 페라이트 조직이 주 상으로 이루어지며, 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율 : 95% 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a steel sheet for a line pipe comprising 0.01 to 0.10% carbon (C), 0.1 to 0.5% silicon (Si), 1.2 to 1.2 manganese (Mn) (Ti): 0.01 to 0.03%, vanadium (V): 0.01 to 0.06%, chromium (Cr): 0.1 to 0.3%, calcium (Ca): 0.001 to 2.0%, niobium Nb: 0.04 to 0.10% (YS) of 400 MPa or more at a temperature of 0 ° C and a tensile strength (TS) of 600 to 800 MPa. And a ductile wavefront ratio of 95% or more.
본 발명에 따른 열간압연 방법 및 이를 이용하여 제조된 라인파이프용 강판은 압연조건의 변경을 통해 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율 : 95% 이상을 만족시킬 수 있다.
The hot rolling method according to the present invention and the steel sheet for a line pipe manufactured by using the method according to the present invention have a tensile strength (TS) of 600 to 800 MPa, a yield strength (YS) of 400 MPa or more, : 95% or more can be satisfied.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열간압연 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 미세조직 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1에 따라 제조된 시편에 대한 미세조직 사진을 나타낸 것이다.1 is a flow chart showing a hot rolling method according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a microstructure photograph of a specimen prepared according to Example 1. Fig.
FIG. 3 is a microstructure photograph of a specimen prepared according to Comparative Example 1. FIG.
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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열간압연 방법 및 이를 이용하여 제조된 라인파이프용 강판에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a hot rolling method according to a preferred embodiment of the present invention and a steel sheet for a line pipe manufactured using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
라인파이프용 강판Steel plate for line pipe
본 발명에 따른 라인파이프용 강판은 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율 : 95% 이상을 만족하는 것을 목표로 한다.The steel sheet for a line pipe according to the present invention aims to satisfy a tensile strength (TS) of 600 to 800 MPa, a yield strength (YS) of 400 MPa or more, and a ductile waveguide ratio at 95% or more at 0 占 폚.
이를 위하여, 본 발명에 따른 라인파이프용 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.01 ~ 0.10%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5%, 망간(Mn) : 1.2 ~ 2.0%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.10%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.03%, 바나듐(V) : 0.01 ~ 0.06%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.3%, 칼슘(Ca) : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세 조직은 페라이트 조직이 주 상으로 이루어질 수 있다.To this end, the steel sheet for a line pipe according to the present invention is characterized in that it comprises 0.01 to 0.10% carbon, 0.1 to 0.5% silicon, 1.2 to 2.0% manganese (Mn), niobium (Nb) : 0.01 to 0.03% of vanadium (V), 0.1 to 0.3% of chromium (Cr), 0.001 to 0.004% of calcium (Ca) ) And unavoidable impurities, and the microstructure may be ferrite structure as a main phase.
또한, 상기 강판은 황(S) : 0.01 중량% 이하, 인(P) : 0.03 중량% 이하 및 질소(N) : 0.01 중량% 이하 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
The steel sheet may contain at least 0.01% by weight of sulfur (S), at most 0.03% by weight of phosphorus (P), and at most 0.01% by weight of nitrogen (N).
이하, 본 발명에 따른 라인파이프용 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 for a line pipe 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 이외의 합금원소의 영향은 탄소가 등가로 환산된 탄소당량(carbon equivalent : CEQ)과 용접 균열 감수성 조성(PCM)으로 표시될 수 있다.Carbon (C) is added to secure strength and is the most influential element in weldability. At this time, the influence of alloying elements other than carbon can be expressed by carbon equivalent (CEQ) and weld cracking susceptibility composition (PCM) equivalent to carbon.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.01 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.10 중량%를 초과할 경우에는 인성 저하를 야기할 수 있으며, 전기저항용접(ERW)시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있다.
The carbon (C) is preferably added in an amount of 0.01 to 0.10% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. If the content of carbon (C) is less than 0.01% by weight of the total weight of the steel sheet, it may be difficult to secure sufficient strength. On the contrary, if the content of carbon (C) exceeds 0.10% by weight of the total weight of the steel sheet, the toughness may be lowered and weldability may be deteriorated during electrical resistance welding (ERW).
실리콘(Si)Silicon (Si)
본 발명에서 실리콘(Si)은 알루미늄(Al)과 함께 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘(Si)은 고용강화 효과도 가진다.In the present invention, silicon (Si) is added together with aluminum (Al) as a deoxidizer to remove oxygen in the steel in the steelmaking process. Silicon (Si) also has a solid solution strengthening effect.
상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.5 중량%를 초과하여 다량 첨가시 강의 용접성을 저하시키며, 재가열 및 열간압연 시에 적 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있다. 또한, 용접후 도금성을 저해할 수 있다.
The silicon (Si) is preferably added in an amount of 0.1 to 0.5% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of silicon (Si) is less than 0.1% by weight of the total weight of the steel sheet, the effect of adding silicon can not be exhibited properly. On the other hand, when the content of silicon (Si) exceeds 0.5% by weight of the total weight of the steel sheet, the weldability of the steel is lowered and a red scale is generated during reheating and hot rolling, have. Further, the plating ability after welding can be inhibited.
망간(Mn)Manganese (Mn)
망간(Mn)은 철(Fe)과 유사한 원자 반경을 갖는 치환형 원소로서, 강의 경화능을 향상시키는 역할을 한다.Manganese (Mn) is a substitutional element having an atomic radius similar to that of iron (Fe), and serves to improve the hardenability of steel.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 1.2 ~ 2.0 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 1.2 중량% 미만일 경우에는 고용강화 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 2.0 중량%를 초과할 경우에는 용접성이 크게 저하될 뿐만 아니라, MnS 개재물 생성 및 중심 편석(center segregation) 발생에 의하여 강판의 연성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
The manganese (Mn) is preferably added in an amount of 1.2 to 2.0% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of manganese (Mn) is less than 1.2% by weight of the total weight of the steel sheet, the effect of solid solution strengthening can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of manganese (Mn) exceeds 2.0% by weight of the total weight of the steel sheet, the weldability is greatly lowered and the ductility of the steel sheet is greatly lowered due to MnS inclusion generation and center segregation .
니오븀(Nb)Niobium (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 강도와 저온인성을 향상시킨다.Niobium (Nb) combines with carbon (C) and nitrogen (N) at high temperatures to form carbides or nitrides. Niobium carbide or nitride improves the strength and low-temperature toughness of a steel sheet by suppressing crystal grain growth during rolling and making crystal grains finer.
상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.04 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 강판 전체 중량의 0.04 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 강판 전체 중량의 0.10 중량%를 초과할 경우에는 과다한 석출로 인해 연주성, 압연성 및 연신율을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.
The niobium (Nb) is preferably added in an amount of 0.04 to 0.10 weight% of the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of niobium (Nb) is less than 0.04% by weight of the total weight of the steel sheet, it may be difficult to exhibit the above effects. On the contrary, when the content of niobium (Nb) exceeds 0.10% by weight of the total weight of the steel sheet, excessive precipitation may cause deterioration of performance, rolling property and elongation.
티타늄(Ti)Titanium (Ti)
티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 Ti(C, N) 석출물을 생성시킴으로써, 용접시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부의 조직을 미세화시킴으로써 열연 강판의 인성 및 강도를 향상시키는 효과를 갖는다.Titanium (Ti) has the effect of improving the toughness and strength of hot-rolled steel sheet by making Ti (C, N) precipitates having high stability at high temperatures, thereby finishing the austenite grain growth and refining the texture of the welded portion.
상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.03 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 강판 전체 중량의 0.01 중량% 미만일 경우에는 석출을 하지 않고 남은 고용탄소와 고용질소로 인해 시효경화가 발생하는 문제가 있다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 강판 전체 중량의 0.03 중량%를 초과할 경우에는 조대한 석출물을 생성시킴으로써 강의 저온충격 특성을 저하시키며, 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용을 상승시키는 문제가 있다.
The titanium (Ti) is preferably added in an amount of 0.01 to 0.03% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of titanium (Ti) is less than 0.01% by weight of the total weight of the steel sheet, there arises a problem that aging hardening occurs due to the remaining carbon and nitrogen atoms remaining without precipitation. On the contrary, when the content of titanium (Ti) exceeds 0.03% by weight of the total weight of the steel sheet, coarse precipitates are produced, which lowers the low-temperature impact properties of the steel and raises manufacturing costs without further effect.
바나듐(V)Vanadium (V)
바나듐(V)은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강재의 강도를 향상시키는 역할을 한다.Vanadium (V) plays a role in improving the strength of steel through precipitation strengthening effect by precipitate formation.
상기 바나듐은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 바나듐(V)의 함량이 강판 전체 중량의 0.01 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 바나듐(V)의 함량이 강판 전체 중량의 0.06 중량%를 초과할 경우에는 저온 충격인성이 저하되는 문제점이 있다.
The vanadium is preferably added in an amount of 0.01 to 0.06% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of vanadium (V) is less than 0.01% by weight of the total weight of the steel sheet, it may be difficult to exhibit the above effects properly. On the contrary, when the content of vanadium (V) exceeds 0.06% by weight of the total weight of the steel sheet, the low-temperature impact toughness is deteriorated.
크롬(Cr)Chromium (Cr)
크롬(Cr)은 강도를 확보하기 위해 첨가되는 유효한 원소이다. 또한, 상기 크롬(Cr)은 담금질성을 증가시키는 역할을 한다.Chromium (Cr) is an effective element added to secure strength. In addition, the chromium (Cr) serves to increase the hardenability.
크롬(Cr)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 강판 전체 중량의 0.3 중량%를 초과할 경우에는 용접성이나 열영향부(HAZ) 인성을 저하시키는 문제점이 있다.
Cr (Cr) is preferably added in an amount of 0.1 to 0.3% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of chromium (Cr) is less than 0.1% by weight of the total weight of the steel sheet, the effect of addition thereof can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of chromium (Cr) exceeds 0.3% by weight of the total weight of the steel sheet, the weldability and the heat affected zone (HAZ) toughness are lowered.
칼슘(Ca)Calcium (Ca)
칼슘(Ca)은 CaS 개재물을 형성시킴으로써 MnS 개재물의 생성을 방해함으로써, 전기저항 용접성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 즉, 칼슘(Ca)은 망간(Mn)에 비하여 황과의 친화도가 높으므로 칼슘의 첨가시 CaS 개재물이 생성되고 MnS 개재물의 생성은 감소한다. 이러한 MnS는 열간압연 중에 연신되어 전기저항 용접(ERW)시 후크 결함 등을 유발함으로 전기저항 용접성이 향상될 수 있다.Calcium (Ca) is added for the purpose of improving electrical resistance weldability by inhibiting the formation of MnS inclusions by forming CaS inclusions. That is, calcium (Ca) has a higher affinity with sulfur than manganese (Mn), so CaS inclusions are formed and CaS inclusions are reduced when calcium is added. Such MnS is stretched during hot rolling to cause hook defects and the like in electrical resistance welding (ERW), so that electrical resistance weldability can be improved.
상기 칼슘(Ca)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.004 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 칼슘(Ca)의 함량이 강판 전체 중량의 0.001 중량% 미만일 경우에는 상기의 MnS 제어 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 칼슘(Ca)의 함량이 강판 전체 중량의 0.004 중량%를 초과할 경우에는 CaO 개재물의 생성이 과도해져 연주성 및 전기저항 용접성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
The calcium (Ca) is preferably added in an amount of 0.001 to 0.004% by weight based on the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention. When the content of calcium (Ca) is less than 0.001% by weight of the total weight of the steel sheet, the above MnS control effect can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of calcium (Ca) exceeds 0.004% by weight of the total weight of the steel sheet, generation of CaO inclusions is excessively generated, which deteriorates performance and electrical resistance weldability.
황(S)Sulfur (S)
황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해한다. 특히, 상기 황(S)은 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있다.Sulfur (S) inhibits the toughness and weldability of steel. In particular, the sulfur (S) bonds with manganese (Mn) to form MnS nonmetallic inclusions, thereby deteriorating the resistance against stress corrosion cracking, thereby causing cracks during steel processing.
따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 중량% 이하로 제한하였다.
Therefore, in the present invention, the content of sulfur (S) is limited to 0.01% by weight or less based on the total weight of the steel sheet for a line pipe.
인(P)In (P)
인(P)은 시멘타이트 형성을 억제하고, 강도를 증가시키기 위해 첨가된다.Phosphorous (P) is added to inhibit cementite formation and increase strength.
그러나, 인(P)은 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.03 중량% 이하로 제한하였다.
However, phosphorus (P) may cause weldability to deteriorate and cause final material deviation by slab center segregation. Therefore, in the present invention, the content of phosphorus (P) is limited to 0.03% by weight or less based on the total weight of the steel sheet for a line pipe.
질소(N)Nitrogen (N)
질소(N)는 불가피한 불순물로써, 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 중량%를 초과하여 다량 함유될 경우 고용 질소가 증가하여 강판의 충격특성 및 연신율을 떨어뜨리고 용접부의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 중량% 이하로 제한하였다.
Nitrogen (N) is an inevitable impurity. If it is contained in an amount exceeding 0.01% by weight of the total weight of the steel sheet for a line pipe according to the present invention, the amount of nitrogen employed is increased to lower the impact properties and elongation of the steel sheet, . Therefore, in the present invention, the content of nitrogen (N) is limited to 0.01% by weight or less based on the total weight of the steel sheet for a line pipe.
열간압연 방법Hot rolling method
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열간압연 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a flow chart showing a hot rolling method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 열간압연 방법은 조압연 단계(S120) 및 사상압연 단계(S130)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the hot rolling method according to an embodiment of the present invention includes a rough rolling step (S120) and a finishing rolling step (S130).
본 발명에 따른 열간압연 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 (a) 중량%로, 탄소(C) : 0.01 ~ 0.10%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5%, 망간(Mn) : 1.2 ~ 2.0%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.10%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.03%, 바나듐(V) : 0.01 ~ 0.06%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.3%, 칼슘(Ca) : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.The slab plate in the semi-finished product state to be subjected to the hot rolling process in the hot rolling process according to the present invention comprises (a) 0.01 to 0.10% of carbon (C), 0.1 to 0.5% of silicon (Si) ): 1.2 to 2.0%, niobium (Nb): 0.04 to 0.10%, titanium (Ti): 0.01 to 0.03%, vanadium (V): 0.01 to 0.06%, chromium (Cr) ): 0.001 to 0.004% and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.
또한, 상기 슬라브 판재에는 황(S) : 0.01 중량% 이하, 인(P) : 0.03 중량% 이하 및 질소(N) : 0.01 중량% 이하 중 1종 이상이 포함되어 있을 수 있다.The slab plate may contain at least 0.01% by weight of sulfur (S), at most 0.03% by weight of phosphorus (P), and at most 0.01% by weight of nitrogen (N)
이때, 상기 조성을 갖는 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.
At this time, the slab plate having the above composition can be obtained through a continuous casting process after obtaining a molten steel having a desired composition through a steelmaking process.
본 단계에서, 상기의 조성을 갖는 슬라브 판재는 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1300℃로 재가열될 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
In this step, the slab plate having the above composition may be reheated to a slab reheating temperature (SRT) of 1150 to 1300 ° C, but it is not necessarily limited thereto.
조압연Rough rolling
조압연 단계(S120)에서는 입측 온도 : 900℃ 이하 및 출측 온도 800 ~ 850℃ 조건으로 조압연한다.In the rough rolling step (S120), rough rolling is performed under conditions of an inlet temperature of 900 DEG C or lower and an outlet temperature of 800 DEG C to 850 DEG C.
본 단계에서, 저온 인성 향상을 위해서는 미재결정역에서 높은 압하를 가하여 오스테나이트 내의 전위 밀도를 높이는 것이 중요하다. 이는 후술할 사상 압연 이후 상변태 시 오스테나이트 입내의 전위가 핵생성 자리로 작용하도록 하기 위함이며 압하율이 높아질수록 최종 미세조직은 더욱 미세해져 저온 인성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 조압연부터 미재결정역 압하율 확보를 위하여 조압연 입측 온도는 900℃ 이하로 실시하는 것이 바람직하다.In order to improve the low temperature toughness at this stage, it is important to increase the dislocation density in the austenite by applying a high pressure drop at the non-recrystallized zone. This is to allow the dislocation in the austenite grain to act as a nucleation site during the phase transformation after the finishing rolling, which will be described later. As the reduction ratio is increased, the final microstructure becomes finer and the low temperature toughness can be improved. Therefore, in order to secure a non-recrystallized reverse rolling reduction rate from the rough rolling, it is preferable that the rough rolling inlet temperature is 900 캜 or less.
또한, 조압연 이후 사상압연까지 공정 상의 거리로 인하여 정적 재결정이 부분적으로 발생할 우려가 있는바, 출측 온도는 800 ~ 850℃로 실시하는 것이 바람직하다. 출측 온도가 800℃ 미만일 경우에는 조압연에서의 과도한 냉각으로 인해 압연하중에 부하를 초래하여 조업 사고, 생산성 저하 등을 야기할 수 있다. 반대로, 출측 온도가 850℃를 초과할 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다.In addition, static recrystallization may partially occur due to the process distance from rough rolling to finishing rolling. It is desirable that the temperature is 800 to 850 占 폚. If the outlet temperature is less than 800 ° C, excessive cooling in the rough rolling may cause a load on the rolling load, which may result in operating accidents and lower productivity. On the contrary, when the output temperature exceeds 850 占 폚, it may be difficult to exhibit the above effect properly.
또한, 본 단계에서, 조압연은 100 ~ 150초 동안 실시하는 것이 바람직하다. 조압연 시간이 100초 미만일 경우에는 충분한 압하율을 확보하는 것이 어려워 저온 인성을 향상시키는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 조압연 시간이 150초를 초과할 경우에는 조압연 도중 재결정이 진행되어 최종 미세조직의 조대화를 초래하며, 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 조대한 석출물을 야기하여 강도에도 악영향을 미칠 수 있다.Further, in this step, rough rolling is preferably performed for 100 to 150 seconds. When the rough rolling time is less than 100 seconds, it is difficult to secure a sufficient reduction rate and it may be difficult to improve the low temperature toughness. On the other hand, if the rough rolling time exceeds 150 seconds, recrystallization proceeds during rough rolling to cause coarsening of the final microstructure and coarse precipitates such as niobium (Nb) and vanadium (V) I can go crazy.
또한, 본 단계에서, 조압연의 패스 수는 5 ~ 7개로 실시하는 것이 바람직하다. 조압연의 패스 수가 5개 미만일 경우에는 단일 패스에 과도한 압하를 요구하게 되어 압연 부가가 과도하게 증가하여 조업 사고를 초래할 수 있다. 반대로, 조압연의 패스 수가 7개를 초과할 경우에는 압연 이후 패스 시간이 길어지는 문제가 있다.
Further, in this step, it is preferable to carry out rough rolling with 5 to 7 passes. If the number of rough rolling passes is less than 5, excessive rolling is required to be performed on a single pass, so that the rolled portion may excessively increase, resulting in an accident of operation. On the other hand, when the number of rough rolling passes exceeds 7, there is a problem that the pass time after rolling becomes long.
사상압연Finish rolling
사상압연 단계(S130)에서는 조압연된 판재를 출측 온도 : 750 ~ 800℃ 조건으로 사상압연한다.In the finishing rolling step (S130), the roughly rolled plate is finish-rolled under the conditions of the output temperature of 750 to 800 占 폚.
본 단계에서, 출측 온도가 750℃ 미만일 경우에는 압연 종료 이전에 페라이트 변태를 초래하여 연신된 혼립 미세조직을 형성시킬 우려가 있다. 반대로, 출측 온도가 800℃를 초과할 경우에는 사상 압연 도중, 슬라브 판재 내부의 온도 및 압연력에 의한 복열 현상으로 인해 부분 재결정의 발생을 야기할 수 있다.If the output temperature is less than 750 占 폚 in this step, ferrite transformation may occur before the end of rolling, thereby forming a drawn coarse microstructure. On the contrary, when the temperature of the outlet exceeds 800 ° C, partial recrystallization may occur due to the double temperature due to the temperature inside the slab plate and the rolling force during the finish rolling.
이때, 사상압연은 미재결정 영역에서의 누적압하율이 40 ~ 60%가 되도록 실시될 수 있다. 사상압연의 누적압하율이 40% 미만일 경우에는 균일하면서도 미세한 조직을 확보하는 것이 어려워 강도 및 충격인성의 편차가 심하게 발생할 수 있다. 반대로, 사상압연의 누적압하율이 60%를 초과할 경우에는 압연 공정 시간이 길어져 생선성이 저하되는 문제가 있다.
At this time, the finishing rolling may be carried out so that the cumulative rolling reduction in the non-recrystallized region is 40 to 60%. When the cumulative rolling reduction of the rolling is less than 40%, it is difficult to obtain a uniform but fine structure, and the deviation of the strength and impact toughness may be seriously deviated. On the other hand, when the cumulative rolling reduction of the finishing rolling exceeds 60%, there is a problem that the rolling process time is prolonged and the fishyness is lowered.
한편, 도면으로 상세히 도시하지는 않았지만, 열연 공정은 조압연기와 사상압연기 사이에 일정 수준의 거리가 있다. 이때, 조압연이 완료된 이후 사상압연기에 도달하기까지의 시간이 30초를 초과할 경우, 사상압연이 실시되기 이전에 정적 재결정이 발생하는 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 조압연 단계에서 사상압연 단계로의 이동 시간은 30초 이하로 실시하는 것이 바람직하다.On the other hand, although not shown in detail in the drawings, the hot rolling process has a certain distance between the rough rolling mill and the finishing mill. At this time, if the time until reaching the finishing mill after completion of the rough rolling exceeds 30 seconds, static recrystallization may occur before the finishing rolling. Therefore, it is preferable to carry out the movement time from the rough rolling step to the finishing rolling step to 30 seconds or less.
또한, 니오븀(Nb)의 첨가량이 강판 전체 함량의 0.04 중량% 이상 첨가되는 강의 경우 사상압연 시 조압연에 비하여 패스 사이의 시간 간격이 조밀하며 압연 온도가 낮아 재결정이 거의 일어나지 않는다. 따라서, 조압연보다 사상압연에서의 압하율을 높여서 배분하는 것이 미재결정 영역에서의 압하율을 높게 가져가는 데 유리하다. 따라서, 슬라브 판재의 두께는 높게 관리할수록 유리하나 지나치게 높을 경우 사상압연에서의 압연 부하를 높이는 요인으로 작용할 수 있다. 따라서, 조압연 단계와 사상압연 단계 사이에서의 슬라브 판재 두께는 60 ~ 70mm의 범위가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
Also, in the case of steels in which the addition amount of niobium (Nb) is 0.04% by weight or more of the total steel sheet content, the time interval between passes is narrower than that in rough rolling, and recrystallization hardly occurs because the rolling temperature is low. Therefore, it is advantageous to increase the rolling reduction rate in rough rolling than to rough rolling and to distribute the rolling reduction ratio in the non-recrystallization region. Therefore, if the thickness of the slab plate is controlled to be high, it may be glass, but if it is excessively high, it may act as a factor for increasing the rolling load in scrap rolling. Therefore, it is preferable to control the thickness of the slab plate between the rough rolling step and the finishing rolling step to be in the range of 60 to 70 mm.
한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 열간압연 방법은 냉각/권취 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the hot rolling method according to the embodiment of the present invention may further include a cooling / winding step (not shown).
냉각/권취 단계에서는 사상압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 450 ~ 550℃까지 냉각하여 권취한다. 본 발명에서 냉각 과정은 압연된 판재를 수냉 등의 강제 냉각 방식이 이용될 수 있다.
In the cooling / winding step, cold rolled plate is cooled to a CT (Coiling Temperature): 450 to 550 ° C and is wound. In the cooling process of the present invention, a forced cooling method such as water cooling may be used for the rolled plate material.
상기의 열간압연 방법을 이용하여 제조되는 라인파이프용 강판은 압연조건의 변경을 통해 0℃에서의 파면연성율을 95% 이상으로 향상시킬 수 있다.The steel plate for a line pipe manufactured using the above hot rolling method can improve the wave duct ductility rate at 0 ° C to 95% or more by changing rolling conditions.
따라서, 상기의 열간압연 방법을 이용하여 제조되는 라인파이프용 강판은 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율 : 95% 이상을 가질 수 있다. 이때, 상기 열간압연 방법을 이용하여 제조되는 라인파이프용 강판은 미세조직이 페라이트가 주 조직으로 이루어진 것을 확인하였다.
Therefore, the steel sheet for a line pipe manufactured using the above hot rolling method can have a tensile strength (TS) of 600 to 800 MPa, a yield strength (YS) of 400 MPa or more, and a ductile waveguard ratio at 95% have. At this time, it was confirmed that the steel sheet for a line pipe manufactured using the hot rolling method had a microstructure composed of ferrite as a main structure.
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 will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. 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.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
1. 시편의 제조1. Preparation of specimens
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 5에 따른 시편들을 제조하였다.
The specimens according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared with the composition shown in Table 1 and the process conditions shown in Table 2.
[표 1] (단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)
[표 2][Table 2]
2. 물성 평가2. Property evaluation
표 3은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 5에 따라 제조된 시편들에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
Table 3 shows the results of physical properties of the specimens prepared according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 5.
[표 3][Table 3]
표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들의 경우, 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율(DWTT) : 95% 이상을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.Tensile Strength (TS): 600 to 800 MPa, YS (Yielding Strength): 400 MPa or more, and Zero Degree of Strength at 0 占 폚 are shown in Tables 1 to 3 for the specimens prepared according to Examples 1 and 2 And the ductile wavefront ratio (DWTT): 95% or more.
반면, 비교예 1 ~ 5에 따라 제조된 시편들의 경우, 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)는 목표값을 만족하였으나, 0℃에서의 연성파면율(DWTT)이 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.
On the other hand, in the case of the specimens prepared according to Comparative Examples 1 to 5, the tensile strength TS and the yield strength YS satisfied the target values, but the ductile waveguide ratio DWTT at 0 ° C fell below the target value Able to know.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 미세조직 사진을 나타낸 것이고, 도 3은 비교예 1에 따라 제조된 시편에 대한 미세조직 사진을 나타낸 것이다.FIG. 2 is a microstructure photograph of a specimen prepared according to Example 1, and FIG. 3 is a microstructure photograph of a specimen prepared according to Comparative Example 1. FIG.
먼저, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따라 제조된 시편의 경우에는 대부분이 매우 미세한 페라이트 조직으로 이루어져 있는 것을 알 수 있다. 반면, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우에는 실시예 1에 따라 제조된 시편과 비교해 볼 때 페라이트 결정립이 보다 조대한 크기를 갖는 것을 알 수 있다.
As can be seen from FIG. 2, in the case of the specimen prepared according to Example 1, most of the specimens are composed of a very fine ferrite structure. On the other hand, as can be seen from FIG. 3, in the case of the specimen produced according to Comparative Example 1, the ferrite grains have a larger size as compared with the specimen prepared according to Example 1.
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 : 조압연 단계
S120 : 사상압연 단계S110: rough rolling step
S120: Finishing step
Claims (8)
(b) 상기 조압연된 판재를 출측 온도 : 750 ~ 800℃ 조건으로 사상압연하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열간압연 방법.
(a) a step of subjecting a slab plate to which 0.04% by weight or more of niobium (Nb) is added, for 100 to 150 seconds at an inlet temperature of 900 ° C or less and an outlet temperature of 800 to 850 ° C; And
(b) finishing the rough-rolled plate at an output temperature of 750 to 800 ° C.
상기 (a) 단계에서,
상기 슬라브 판재는
탄소(C) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.5 중량%, 망간(Mn) : 1.2 ~ 2.0 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.03 중량%, 바나듐(V) : 0.01 ~ 0.06 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.3 중량%, 칼슘(Ca) : 0.001 ~ 0.004 중량% 및 나머지 철과 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 열간압연 방법.
The method according to claim 1,
In the step (a)
The slab plate
(C): 0.01 to 0.10 wt%, silicon (Si): 0.1 to 0.5 wt%, manganese (Mn): 1.2 to 2.0 wt%, niobium (Nb): 0.04 to 0.10 wt%, titanium Characterized in that it consists of 0.01 to 0.03 wt% of vanadium (V), 0.01 to 0.06 wt% of chromium (Cr), 0.001 to 0.004 wt% of calcium (Ca), and the balance of iron and unavoidable impurities Rolling method.
상기 슬라브 판재에는
황(S) : 0.01 중량% 이하, 인(P) : 0.03 중량% 이하 및 질소(N) : 0.01 중량% 이하 중 1종 이상이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 열간압연 방법.
3. The method of claim 2,
The slab plate
Wherein at least one of sulfur (S): 0.01 wt% or less, phosphorus (P): 0.03 wt% or less, and nitrogen (N): 0.01 wt% or less.
상기 (a) 단계에서 (b) 단계로의 이동 시간은
30초 이하로 실시하는 것을 특징으로 하는 열간압연 방법.
The method according to claim 1,
The movement time from step (a) to step (b)
30 seconds or less.
상기 (a) 단계와 (b) 단계 사이에서,
상기 슬라브 판재는 60 ~ 70mm의 두께가 되도록 압하하는 것을 특징으로 하는 열간압연 방법.
The method according to claim 1,
Between the steps (a) and (b)
Wherein the slab plate is rolled down to a thickness of 60 to 70 mm.
상기 (a) 단계에서,
조압연의 패스 수는 5 ~ 7개인 것을 특징으로 하는 열간압연 방법.
The method according to claim 1,
In the step (a)
Wherein the number of passes of rough rolling is 5 to 7.
미세 조직은 페라이트 조직이 주 상으로 이루어지며, 인장강도(TS) : 600 ~ 800MPa, 항복강도(YS) : 400MPa 이상 및 0℃에서의 연성파면율 : 95% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강판.
(Si): 0.1 to 0.5%, manganese (Mn): 1.2 to 2.0%, niobium (Nb): 0.04 to 0.10%, titanium (Ti): 0.01 (Fe) and unavoidable impurities, and the amount of the iron (Fe) is in the range of 0.03 to 0.03%, the vanadium (V) is 0.01 to 0.06%, the Cr is 0.1 to 0.3%, the Ca is 0.001 to 0.004%
Characterized in that the microstructure has a ferrite structure as a main phase and has a tensile strength (TS) of 600 to 800 MPa, a yield strength (YS) of 400 MPa or more, and a ductile wavefront ratio at 95% Steel plate for use.
상기 강판은
황(S) : 0.01 중량% 이하, 인(P) : 0.03 중량% 이하 및 질소(N) : 0.01 중량% 이하 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강판.8. The method of claim 7,
The steel sheet
0.01% by weight or less of sulfur (S), 0.03% by weight or less of phosphorus (P), and 0.01% by weight or less of nitrogen (N).
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