KR101439607B1 - 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도물류 또는 공기구류에 사용되는 마르텐사이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 보다 구체적으로 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는, 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조되고, 중량%로, 탄소(C): 0.1~1.2%, 크롬(Cr): 11~16%, 질소(N): 0.01~2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.1~2.0%, 텅스텐(W): 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 조성은 23≤Cr/(C+N)≤28을 만족하고, PREN 지수가 17 이상인 마르텐사이트계 스테인리스강을 제공한다.

Description

쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 {MARTENSITIC STAINLESS STEELS BY TWIN ROLL STRIP CASTING PROCESS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 도물류 또는 공기구류에 사용되는 마르텐사이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 보다 구체적으로 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

마르텐사이트계 스테인리스강은 내식성, 경도 및 내마모성이 우수하여, 각종 도물류 또는 공기구류에 사용되며, 특히 면도날, 의료용 칼, 일반 식도 및 가위 등에 사용된다.

통상, 마르텐사이트계 스테인리스강은 용강을 연속주조공정이나 잉곳으로 슬라브를 제조한 후 재가열하고 열간압연하여 열연판을 제조한 후 상기 열연판의 소둔 목적으로 상소둔(batch annealing) 공정을 수행하고, 상기 열연소둔에 의해 형성된 스케일(scale)의 제거를 위해 산세공정을 수행하여 제조할 수 있다. 또한, 산세후에는 소재를 냉간압연 또는 제품가공의 공정을 적용할 수 있다.

상기 제조공정 중 열간압연 후의 강의 조직은 마르텐사이트상, 템퍼드 마르텐사이트상, 페라이트상, 잔류 오스테나이트 상 등이 혼재하여 존재하며, 열연소둔 후에는 페라이트와 탄화물로 변태되어 연질화된다. 이와 같이, 연질화된 소재(연질재)는 최종 열처리 공정을 거침으로써 마르텐사이트강으로 변태된다.

한편, 고급 도물류일수록 무엇보다도 높은 경도가 요구되는데, 이러한 높은 경도의 수준은 강의 마르텐사이트 기지조직에 의하여 구현된다.

마르텐사이트 조직은 고온의 오스테나이트를 빠르게 냉각시킬 때 생성되는 매우 경한 미세조직이며, 고온의 오스테나이트상에 고용된 탄소의 함량이 높을수록, 마르텐사이트에 고용된 탄소가 증가하여 마르텐사이트의 경도가 높아지게 된다. 따라서, 높은 경도를 갖는 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조하기 위해서는 가급적 첨가되는 탄소의 함량을 높일 수 있어야 한다.

그러나, 강의 탄소함량이 높을수록 편석이 심하고, 고액공존영역이 높아지는 등 주조성에는 매우 취약한 특성이 있어, 주로 잉곳 주조법으로 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조하고 있는 실정이다.

하지만 잉곳 주조법의 경우 느린 냉각속도로 인해 입계에 조대한 석출물과 중심부 편석이 발생하여 후처리 공정에서 품질저하의 원인이 된다.

이에, 잉곳 주조법을 대체하여 스트립캐스팅(Strip Casting) 공정을 적용하게 되면, 중심편석이 억제되고, 초기 입계에 크롬카바이드 석출이 저감되어 품질향상의 목적을 얻을 수 있는 획기적인 공정으로 대두되고 있다.

상술한 바와 같이, 스트립캐스팅 공정을 적용하여 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조할 시, 강의 성분설계를 최적화하면서 이러한 강종을 주조할시 균열민감성을 감소시키고 주조안정성을 확보하는 것이 무엇보다 중요한 과제이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 쌍롤식 박판 주조공정을 이용하여 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조함에 있어서, 강의 성분설계를 최적화하고, 상기 성분설계에 맞추어 주조 조건을 제어하여 내식성이 우수하고, 에지크랙 등의 결함이 없어 주조안정성을 향상시킬 수 있는 마르텐사이트계 스테인리스강 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면은, 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조되고, 중량%로 탄소(C): 0.1~1.2%, 크롬(Cr): 11~16%, 질소(N): 0.01~2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.1~2.0%, 텅스텐(W): 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 조성은 23≤Cr/(C+N)≤28을 만족하고, 하기 관계식으로 표현되는 PREN 지수가 17 이상인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강을 제공한다.

<관계식>

PREN 지수(공식저항지수) = Cr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N

본 발명의 다른 일 측면은, 주조롤 사이에 중량%로, 탄소(C): 0.1~1.2%, 크롬(Cr): 11~16%, 질소(N): 0.01~2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.1~2.0%, 텅스텐(W): 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 조성은 23≤Cr/(C+N)≤28을 만족하는 용강을 주입하여 박판을 주조하는 단계; 및 상기 박판을 압연기에서 압연하여 열연재를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 주조롤의 표면조도분포는 중심(middle)부에 비해 에지(edge)부 끝단의 조도가 0.75~0.95배 이고, 상기 에지(edge)부 내에서의 조도는 롤 끝단에서 중심(middle)부 방향으로 선형으로 증가하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 쌍롤식 박판 주조공정을 적용하여 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조할 시, 성분 원소의 제어와 함께 주조시 주조롤의 표면조도를 제어함으로써 강판 에지부의 편석 결함이 최소화된 마르텐사이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.

도 1은 쌍롤식 박판 주조공정의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강의 에지부 결함을 보여주는 도면으로, (A)는 에지부 조도기울기가 클 때 에지크랙이 발생한 경우이고, (B)는 에지부 조도기울기가 완만할 경우 발생된 에지부 응고지연에 의해 에지부 온도가 높아진 경우를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 성분 조성을 만족하는 강을 쌍롤식 박판 주조공정으로 주조할 시, 주조롤 에지(edge)부 끝단의 표면조도 분포에 따른 강판 에지(edge)부의 상태를 관찰한 결과로서, (A)는 표면조도분포가 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하지 않는 경우 주편의 에지상태가 불량인 경우이며, (B)는 본 발명에서 제안하는 표면조도분포를 만족하여 주편의 에지상태가 양호한 상태를 보이는 경우를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에서 제공하는 성분 조성을 만족하는 강을 쌍롤식 박판 주조공정으로 주조할 시, 주조롤 에지(edge)부 끝단의 표면조도 분포에 따른 강판 에지(edge)부의 상태를 표시한 결과이다.

이하, 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스 강에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 내식성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강은 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된다.

쌍롤식 박판 주조공정은 도 1에 나타낸 바와 같이, 턴디쉬(2)에 부착된 주입노즐(3)을 통해 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 주조롤(6) 사이로 공급된 용강이 상기 주조롤(6)과 에지댐(5)에 의해 둘러싸인 용융풀을 형성하고, 상기 주조롤(6) 표면과 접촉 응고되면서 박판(8)을 형성하고, 상기 박판(8)은 인라인 압연기(IRM, 9)에 의해 압연된 후, 코일권취설비(10)에 의해 권취된다. 여기서 도면부호 1은 래들, 4는 메니스커스 실드 및 7은 롤닙이다.

즉, 반대방향으로 회전하면서 냉각되는 주조롤 사이에 노즐을 통하여 주입된 소정의 성분을 갖는 용강이 응고되어 응고쉘을 형성하고, 롤닙에서 압하되어 박판이 생성된다. 이렇게 생성된 박판은 핀치롤에 의해 안내되어 IRM 내의 압연롤에 의해 압연되어 마르텐사이트계 스테인리스강으로 제조되는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 종래의 잉곳 주조법에 의해 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조하는 경우에는, 중심 편석이 형성되어 선상 결함이나 판상 분리가 발생되고, 입계에 조대한 크롬(Cr) 탄화물이 석출되어 후처리 공정에서 강판에 균열이나 판파단이 발생하는 문제가 있었다.

그러나, 상기의 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조하는 경우에는 롤닙 부근의 용강이 압하되면서 압착 유동(squeezing flow)이 발생되어 중심부의 용질의 농축이 발생되는 구간의 용강이 압출(squeezing out)되면서 중심 편석이 제거될 뿐만 아니라, 용강이 응고되는 냉각속도가 빨라 입계의 결정립이 미세화되어 석출물이 저감되므로, 주조시 중심 편석 및 균열을 억제하여 주조 안정성을 확보할 수 있다.

이와 같이, 상기의 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인리스강은 종래의 주조법에 비해 중심 편석이 저감되고, 균열이나 판파단 발생의 감소로 주조 안정성을 확보할 수 있기는 하지만, 여전히 에지부에서의 응고속도가 불균일하여 도 2에 나타낸 바와 같이 최종 제품에 에지크랙이 발생되는 문제가 있다. 따라서, 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조함에 있어서, 제품으로 적용하기 위한 내식성의 확보와 함께 에지부 결함을 최소화함이 필요하다.

이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 중량%로, 탄소(C): 0.1~1.2%, 크롬(Cr): 11~16%, 질소(N): 0.01~2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.1~2.0%, 텅스텐(W): 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다.

이하, 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스강에 있어서, 상기 강의 성분조건을 제한하는 이유에 대하여 상세히 설명한다.

C: 0.1~1.2%

탄소(C)는 스테인리스강의 경도 향상에 매우 효과적인 원소로서, 이러한 C의 함량이 0.1% 미만일 경우에는 경도가 낮아 도물류로의 적용이 어렵고, 반면 1.2%를 초과할 경우에는 취성이 강해져 주조하기 어려운 문제가 있다.

Cr: 11~16%

크롬(Cr)은 강의 내식성 향상을 위해 첨가하는 원소로서, 이러한 Cr의 함량이 11% 미만일 경우에는 스테인리스강의 내식성을 확보하기 어려우며, 반면 16%를 초과할 경우에는 제조원가가 증가하는 등의 경제적인 문제가 있다.

N: 0.01~2.0%

질소(N)는 강의 경도 및 내식성 향상을 위해 첨가하는 원소로서, 그 함량이 0.01% 미만일 경우에는 상기의 효과를 얻기가 어렵고, 반면 2.0%를 초과할 경우에는 높은 경도 확보에는 문제가 없으나 취성이 증가하여 주조성이 나빠지는 문제가 있다.

Mo 및 W: 각각 0.1~2.0%

몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)은 강의 내식성 향상을 위해 중요한 성분 원소로서, 이들 원소의 함량이 각각 0.1% 미만일 경우에는 상기 효과를 얻기 어렵고, 반면 각각 2.0%를 초과할 경우에는 이들 원소에 의한 경도가 과도하게 증가하여 취성이 강해지므로 주조성이 나빠지는 문제가 있다.

마르텐사이트계 스테인리스강에 있어서, 내식성을 우수하게 얻기 위해서는, 상기 성분 조성 이외에도 탄화물 분포를 제어하여야 한다. 즉, 강 내의 탄화물의 분포가 미세하고 균일해야 최종 제품의 열처리 과정에서 탄화물이 모재로 잘 용해되고, 최종 경도를 높게 확보할 수 있다.

본 발명에서 탄화물 분포를 제어하기 위해서는, 강 중의 C의 함량 및 N의 함량에 따른 Cr의 함량을 제어함이 바람직하다.

즉, Cr/(C+N) 비율을 제어함으로써 탄화물의 응집도를 제어할 수 있다. 이때, 상기 Cr/(C+N) 비율은 23 이상~28 이하의 값을 만족하는데, 상기 값이 23 미만일 경우에는 탄화물의 응집이 심하게 나타나게 되며, 반면 상기 값이 28을 초과할 경우에는 경도가 낮아져 고품질의 도물류를 얻기 어렵다.

또한, 쌍롤식 박판 주조공정에 의해 제조되는 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스강이 우수한 내식성을 나타낸다는 것은 내식성을 대표하는 지수인 공식저항 지수(PREN 지수)로서 표현될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 하기 관계식 1로 표현되는 PREN 지수값이 17 이상을 만족함이 바람직하다. PREN 지수값이 17 이상을 만족할 경우, 우수한 내식성의 확보가 가능하다.

<관계식>

PREN 지수(공식저항지수) = Cr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N

이하, 본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면인 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법은 주조롤 사이에 상기의 성분 조성을 만족하는 용강을 주입하여 박판을 형성하는 단계, 상기 박판을 압연롤로 압연하여 열연재를 제조하는 단계를 포함한다.

본 발명에서는 상기와 같은 쌍롤식 박판 주조공정을 적용할 시, 먼저 주조롤 표면에 조도를 부여하기 위해 주조롤을 가공한다. 이때, 가공을 위해서는 쇼트 블라스트(shot blast)를 이용한다.

쇼트 블라스트(shot blast)는, 일반적으로 철강의 입자나 규사 입자를 피사체에 충돌시켜 표면을 가공하는 가공법을 의미하며, 충돌면으로는 투사면의 형상이나 크기에 제한이 없으며, 복잡한 곡면이나 구멍의 내면도 가공할 수 있는 방법이다.

상기의 방식을 이용하여 주조롤 표면을 가공할 시, 주조롤 표면조도의 분포를 차등적으로 제어함이 바람직하다.

즉, 주조롤의 중심(middle)부 및 에지(edge)부의 조도를 차등적으로 제어함에 있어서, 롤의 폭 방향을 기준으로 중심(middle)부는 Ra 기준으로 15~20μm의 조도를 갖도록 제어함이 바람직하며, 에지(edge)부 끝단의 조도는 상기 중심(middle)부 조도 대비 0.75~0.95배를 갖도록 제어함이 바람직하며, 에지(edge)부의 조도는 롤 끝단에서 중심(middle)부 방향으로 선형으로 증가하는 것이 바람직하다.

상기 에지(edge)부는 롤 끝단에서 중심(middle)부 방향으로 30~250mm 구간을 의미하며, 중심(middle)부는 상기 롤 양 끝단 0~30mm 구간과, 상기 롤 양 끝단으로부터 30~250mm 구간의 에지(edge)부를 제외한 나머지 구간을 의미한다. 이때, 롤 끝단 부분인 0~30mm 구간의 조도는 에지(edge)부 끝단의 조도와 동일한 조도값을 갖도록 한다.

이와 같이 주조롤의 표면조도를 차등적용하는 이유는, 쌍롤식 박판 주조공정 후 최종 제품에서의 에지크랙 또는 에지웨이브를 방지하기 위한 것으로, 이는 도 2 내지 4를 통해 확인할 수 있다.

도 2 및 3은 본 발명에서 제공하는 성분 조성을 만족하는 강(하기 표 1의 발명예)을 쌍롤식 박판 주조공정으로 주조할 시, 주조롤 에지(edge)부 끝단(롤 끝단으로부터 30mm에 위치하는 부분)의 표면조도 분포에 따른 에지(edge)부 상태를 관찰한 결과이다.

먼저, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 에지(edge)부 끝단의 조도가 중심(middle)부에 비해 0.75배 미만으로 조도기울기가 클 경우(표면조도 약 12.5 미만, 도 4 참조)에는 에지(edge)부의 응고가 과도하여 강판 표면에서 에지크랙이나 터짐이 발생함을 확인하였다. 반면, 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 0.95배를 초과하여 조도기울기가 낮은 경우(표면조도 약 16.5 초과, 도 4 참조)에는 중심(middle)부와 에지(edge)부의 온도차가 발생함을 확인할 수 있으며, 이로 인해 에지부의 응고가 지연되어 에지벌징이 발생하는 등의 주조안전성을 해치는 문제가 있다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 에지부 끝단의 조도가 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지 않는 (A)의 경우에는 에지(edge)부의 상태가 불량함을 육안으로 확인할 수 있으며, 반면 본 발명을 만족하는 (B)의 경우에는 에지(edge)부 상태가 양호함을 확인할 수 있다.

따라서, 주조롤의 표면조도를 차등 적용하여 가공하면, 기존 박판 주조공정에 의해 발생하였던 에지크랙 또는 에지웨이브 등의 에지응고 불균일에 의한 결함을 억제할 수 있다.

상기에 의해 표면 가공된 한 쌍의 주조롤 사이에 노즐을 통해 본 발명에 따른 성분 조성을 만족하는 용강을 주입하고, 롤닢으로 압하하여 박판을 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 박판은 인라인 압연기(IRM) 내의 압연롤에 의해 열간압연되어 두께 1~5mm의 마르텐사이트계 스테인리스 열연강판으로 제조된다.

상기 열연강판을 최종 제품으로 생산하기 위해, 상소둔 공정 또는 냉간압연을 적용할 수 있으나, 본 발명에서는 고급 도물류 소재로서 활용하고자 열연재를 그대로 제품에 대체 적용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

( 실시예 1)

하기 표 1에 나타낸 성분 조성(중량%)을 갖는 용강을 쌍롤식 박판 주조공정으로 주조하여 열연판을 연속제조하였으며, 주조된 박판의 폭은 1300mm, 두께는 2.9mm로 제조되었다.

이후, 상기 제조된 열연판에 대해서 탄화물 분포 정도 및 경도에 대해서 관찰하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	공정	C	Cr	Mo	W	V	N	PREN	Cr/(C+N)	탄화물 분포	경도
종래예 (DIN 1.4116)	CC	0.55	14.3	0.6	0	0.15	0.03	16.76	24.7	○	○
비교예 1	SC	0.40	13.0	0.5	0.5	-	0.03	15.96	30.2	○	X
비교예 2	SC	0.40	14.0	0.5	0.5	-	0.03	16.96	32.6	○	X
비교예 3	SC	0.40	15.0	0.5	0.5	-	0.03	17.96	34.9	○	X
발명예 1	SC	0.40	13.0	0.5	0.5	-	0.10	17.08	26.0	○	○
발명예 2	SC	0.40	14.0	0.5	0.5	-	0.10	18.08	28.0	○	○
비교예 4	SC	0.40	15.0	0.5	0.5	-	0.10	19.08	30.0	○	X
비교예 5	SC	0.45	13.0	0.5	0.5	-	0.03	15.96	27.1	○	○
비교예 6	SC	0.45	14.0	0.5	0.5	-	0.03	16.96	29.2	○	X
비교예 7	SC	0.45	15.0	0.5	0.5	-	0.03	17.96	31.3	○	X
발명예 3	SC	0.45	13.0	0.5	0.5	-	0.10	17.08	23.6	○	○
발명예 4	SC	0.45	14.0	0.5	0.5	-	0.10	18.08	25.5	○	○
발명예 5	SC	0.45	15.0	0.5	0.5	-	0.10	19.08	27.3	○	○
발명예 6	SC	0.45	13.0	0.5	1.0	-	0.10	17.90	23.6	○	○
발명예 7	SC	0.45	14.0	0.5	1.0	-	0.10	18.90	25.5	○	○
발명예 8	SC	0.45	15.0	0.5	1.0	-	0.10	19.90	27.3	○	○
비교예 8	SC	0.50	13.0	0.5	1.0	-	0.03	16.78	24.5	○	○
발명예 9	SC	0.50	14.0	0.5	1.0	-	0.03	17.78	26.4	○	○
비교예 9	SC	0.50	15.0	0.5	1.0	-	0.03	18.78	28.3	○	X
비교예 10	SC	0.50	13.0	0.5	0.5	-	0.10	17.08	21.7	X	○
발명예 10	SC	0.50	14.0	0.5	0.5	-	0.10	18.08	23.3	○	○
발명예 11	SC	0.50	15.0	0.5	0.5	-	0.10	19.08	25.0	○	○
비교예 11	SC	0.50	13.0	0.5	1.0	-	0.10	17.90	21.7	X	○
발명예 12	SC	0.50	14.0	0.5	1.0	-	0.10	18.90	23.3	○	○
발명예 13	SC	0.50	15.0	0.5	1.0	-	0.10	19.90	25.0	○	○
비교예 12	SC	0.55	14.0	0.5	0.5	-	0.03	16.96	24.1	○	○
발명예 14	SC	0.55	15.0	0.5	0.5	-	0.03	17.96	25.9	○	○
비교예 13	SC	0.55	13.0	0.5	1.0	-	0.03	16.78	22.4	X	○
발명예 15	SC	0.55	14.0	0.5	1.0	-	0.03	17.78	24.1	○	○
발명예 16	SC	0.55	15.0	0.5	1.0	-	0.03	18.78	25.9	○	○
비교예 14	SC	0.55	13.0	0.5	0.5	-	0.10	17.08	20.0	X	○
비교예 15	SC	0.55	14.0	0.5	0.5	-	0.10	18.08	21.5	X	○
발명예 17	SC	0.55	15.0	0.5	0.5	-	0.10	19.08	23.1	○	○
비교예 16	SC	0.55	13.0	0.5	1.0	-	0.10	17.90	20.0	X	○
비교예 17	SC	0.55	14.0	0.5	1.0	-	0.10	18.90	21.5	X	○
발명예 18	SC	0.55	15.0	0.5	1.0	-	0.10	19.90	23.1	○	○
비교예 18	SC	0.64	13.2	0.5	1.0	-	0.03	16.98	19.7	X	○
비교예 19	SC	1.00	17	0.5	1.0	-	0.03	20.78	16.5	X	○

* 탄화물 분포: ○(양호), ×(불량)

* 경도: ○(양호), ×(불량)

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 잉곳 주조법으로 열연판을 제조한 종래예의 경우 내식성의 확보가 곤란함을 확인할 수 있다.

또한, N의 함량이 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지 못하여 Cr, C 및 N의 비율이 28을 초과하는 경우(비교예 1 내지 3, 4, 6, 7 및 9)에는 탄화물의 응집도의 제어는 가능하였지만, 경도가 불량한 결과를 보였으며, Cr, C 및 N의 비율이 23 미만인 경우(비교예 10, 11 및 13 내지 19)에는 경도는 양호한 결과를 보였지만 탄화물의 분포가 불량한 결과를 보였다. 또한, 비교예 5, 8 및 12는 PREN 지수값이 17 미만으로 측정되어, 마르텐사이트계 스테인리스강에서 요구하는 내식성의 확보가 곤란하였다.

이에 반면, 발명예 1 내지 18은 본 발명에서 제안하는 성분 범위를 모두 만족하는 경우로서, 우수한 내식성의 확보가 가능할 뿐만 아니라, 탄화물의 분포가 미세하고 균일하여 최종 경도를 높게 확보할 수 있었다.

( 실시예 2)

쌍롤식 박판 주조공정에 의해 주편을 제조할 시, 주조롤 표면조도분포에 따른 주편 에지(edge)부의 상태를 관찰하기 위해, 상기 실시예 1의 발명예에 속하는 용강에 대해 주조롤 표면조도분포를 달리 적용하여 주조공정을 실시하였다. 이때, 주조롤 표면조도분포는 도 4에 나타낸 바와 같이, 주조롤 에지부 끝단의 조도분포를 Ra 기준으로 12~17μm 범위 내로 설정하였다.

주조공정 후, 제조된 주편의 에지부 상태를 관찰하여 도 2 및 3에 나타내었다.

상기 표 1의 발명예 1의 용강을 쌍롤식 박판 주조공정으로 주조하여 열연판을 제조할 시 주조롤 에지(edge)부 끝단의 조도가 약 12μm인 경우, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이 열연판 표면에서 에지크랙 또는 터짐이 발생함을 확인할 수 있다. 또한, 동일한 용강을 주조하여 열연판을 제조할 시 주조롤 에지(edge)부 끝단의 조도가 약 16.5μm인 경우에는, 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이 열연판 중심(middle)부와 에지(edge)부의 온도차가 발생하여, 상대적으로 에지(edge)부에서의 응고가 지연됨을 확인하였다.

즉, 쌍롤식 박판 주조공정에 있어서 주조롤의 표면조도분포를 본 발명에서 제안하는 바에 만족하도록 가공한 경우에는 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이 강판의 에지(edge)부 결함이 발생하지 않지만, 본 발명을 만족하지 않는 경우에는 도 3의 (A)에서와 같이 강판 에지(edge)부 결함이 발생한다.

상기의 결과들을 통해, 쌍롤식 박판 주조공정을 통해 마르텐사이트계 스테인리스강을 제조하는 경우, 우수한 내식성 뿐만 아니라 강판 에지(edge)부 결함을 방지하기 위해서는 강판의 조성 성분뿐만 아니라 주조공정 조건을 제어할 필요가 있으며, 이러할 경우 고급 도물류 또는 공기구류에 적용하기에 합당한 마르텐사이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다.

1: 래들;
2: 턴디쉬;
3: 주입노즐;
4: 매니스커스 실드;
5: 에지댐;
6: 주조롤;
7: 롤닙;
8: 박판;
9: 압연기(IRM);
10: 코일권취설비.

Claims (3)

1. 삭제
2. 주조롤 사이에 중량%로, 탄소(C): 0.1~1.2%, 크롬(Cr): 11~16%, 질소(N): 0.01~2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.1~2.0%, 텅스텐(W): 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 조성은 23≤Cr/(C+N)≤28을 만족하는 용강을 주입하여 박판을 주조하는 단계; 및 상기 박판을 압연기에서 압연하여 열연재를 제조하는 단계를 포함하고,
   상기 주조롤의 표면조도분포는 중심(middle)부가 Ra 기준으로 15~20μm를 만족하고, 상기 중심(middle)부에 비해 에지(edge)부 끝단의 조도가 0.75~0.95배 이고,
   상기 에지(edge)부 내에서의 조도는 롤 끝단에서 중심(middle)부 방향으로 선형으로 증가하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 에지(edge)부는 롤 끝단에서부터 30~250mm 구간인 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법.

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