KR101441301B1 - 마르텐사이트 스테인레스 강 및 그 제조 방법 - Google Patents

마르텐사이트 스테인레스 강 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 공정이 간단하고, 경제적이며, 불순물 제거가 용이하며, 합금원소의 함량 비를 제어하기 용이한 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법은, 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계; 용강 내에 합금 원소를 투입하는 투입 단계; 용강 내에 탈산제를 투입하여 용강으로부터 산소를 제거하여 최종 용강을 형성하는 탈산 단계; 및 최종 용강을 출강하는 출강 단계;를 포함한다.

Description

마르텐사이트 스테인레스 강 및 그 제조 방법{Martensite stainless steel and method of manufacturing the same}
본 발명의 기술적 사상은 철강에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마르텐사이트 스테인레스 강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기로 공정을 거쳐 나온 용강은 탄소 함유량이 많고 많은 양의 실리콘 또는 황과 같은 불순물이 함유되어 있어, 경도가 높고 연성이 낮은 성질을 가진다. 이러한 용강을 연성과 강도가 우수한 강으로 제조하기 위하여, 용강 내의 탄소량을 줄이고 불순물을 제거하는 제강 공정을 수행한다.
종래의 스테인레스 강의 제강 공정은 용강에서 탄소를 제거하는 공정인 탈탄 공정을, 용강의 온도를 상승시키기 위하여 산소의 용강 내의 취입을 최대화하여, 목표 탄소 함유량에 비하여 매우 낮은 0.03% 이하까지 탈탄 공정을 실시한 후에, 목표 탄소 함유량을 만족시키기 위하여 탄소를 용강에 첨가하는 가탄 공정을 실시하였다. 또한, 합금 원소의 함량비를 먼저 조정한 용강을 탈탄과 탈산한 후에 성분 조정 공정을 수행하였다.
그러나, 이러한 종래 기술은 탈탄 공정 후 가탄 공정을 수행하여야 하고, 탈탄 공정 전에 합금 원소의 함량 비를 제어하므로, 공정 횟수가 많고 비경제적이며, 불순물제거가 어렵고, 합금원소의 함량 비를 정확하게 제어하기 어려운 한계가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공정이 간단하고, 경제적이며, 불순물 제거가 용이하며, 합금원소의 함량 비를 제어하기 용이한 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조 방법으로 제조된 마르텐사이트 스테인레스 강을 제공하는 것이다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법은, 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계; 상기 용강 내에 합금 원소를 투입하는 투입 단계; 상기 용강 내에 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하여 최종 용강을 형성하는 탈산 단계; 및 상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계;를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈탄 단계를 수행한 후에, 상기 용강에 포함되는 탄소의 양은 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 혼합 가스는, 산소와 아르곤의 혼합 가스, 산소와 질소의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈탄 단계는, 진공탈탄 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 투입 단계는, 상기 합금 원소를 포함하는 철계 합금을 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈산제는 실리콘, 알루미늄, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈산 단계에서, 상기 탈산제는 실리콘이고, 0.30 wt% 내지 0.35 wt% 범위의 양으로 상기 용강 내에 투입될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈탄 단계, 상기 투입 단계, 및 상기 탈산 단계 중 적어도 어느 하나의 단계는, 상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 상기 용강을 교반하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계는, 상기 최종 용강을 급속 냉각하여 마르텐사이트화하여 마르텐사이트 스테인레스 강을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 용강에 탄소를 추가하는 가탄 단계가 배제될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강은 상술한 방법을 이용하여 제조한다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 마르텐사이트 스테인레스 강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 마르텐사이트 스테인레스 강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법은, 정련 공정과 성분 조정 공정이 혼합되어 수행되는 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법을 제공한다. 즉, 용강의 탈탄 공정을 수행한 후에 용강 내에 합금 원소를 첨가하고 교반하여 성분 조정 공정을 수행하고, 이어서 탈산 공정을 수행한다. 이에 따라, 용강의 과도한 탈탄 공정과 가탄 공정을 생략할 수 있다. 이에 따라. 공정이 간단하고, 경제적이며, 불순물 제거가 용이하며, 합금원소의 함량 비를 제어하기 용이한 효과를 제공할 수 있다.
이에 따라. 본 발명의 기술적 사상에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법에 의하여 형성된 마르텐사이트 스테인레스 강은 면도날에 적용될 수 있는 연성과 강도를 가질 수 있다.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강을 제조하는 정련 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. 본 명세서에서, "wt%"의 기재는 전체 용강에 대한 중량비를 의미한다.
스테인레스 강을 형성하는 제강 공정은, 정련 공정(AOD, Argon Oxygen Decarburization), 성분조정 공정(LT, Ladle Treatment), 및 연속주조 공정(C/C, Continuous Casting)으로 구성될 수 있다. 상기 정련 공정은 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄과 슬래그의 제조를 이용한 탈황(Desulfurization) 및/또는 탈산(Deoxidation)이 이루어 질 수 있다. 상기 성분조정 공정은 상기 용강을 교반하여 성분조정을 수행한다. 상기 연속주조 공정에서는 상기 용강을 이용하여 빌렛, 슬라브 등의 제품을 제조한다.
일반적으로, 상기 정련 공정을 수행하여 용강의 탈탄 및 탈산을 수행한 후에, 상기 성분조정 공정을 수행한다. 또한, 상기 정련 공정을 수행하기 전에 상기 용강 내에 원하는 합금원소를 모두 첨가시킬 수 있다. 이에 따라, 원하지 않는 탄화물의 형성을 방지하기 위하여, 용강 내에 탄소 함유를 매우 낮은 수준까지 낮추는 탈탄 공정을 수행항 후에, 다시 탄소를 첨가하는 공정을 수행하였다.
본 발명의 기술적 특징은, 정련 공정과 성분 조정 공정이 혼합되어 수행되는 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법을 제공하는 것이다. 즉, 용강의 탈탄 공정을 수행한 후에 용강 내에 합금 원소를 첨가하고 교반하여 성분 조정 공정을 수행하고, 이어서 탈산 공정을 수행한다. 이에 따라, 용강의 과도한 탈탄 공정과 가탄 공정을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강을 제조하는 정련 장치(100)를 도시하는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 정련 장치(100)는, 본체(110), 탑 랜스(top lance)(120), 서브 랜스(sub lance)(130), 측 송풍구(tuyere)(140), 원료 투입구(150), 및 집진 후드(160)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 고로나 전기로 등에서 형성되고, 이후의 공정에서 정련되는 용강(190)을 수용할 수 있다.
탑 랜스(120)는 본체(110)의 상부에 위치하고, 가스를 용강(190) 내에 상측으로부터 공급할 수 있다. 상기 가스는 산소 가스를 포함할 수 있고, 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 가스는 산소와 질소의 혼합 가스 또는 산소와 아르곤의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스일 수 있다.
서브 랜스(130)는 본체(110)의 상부에 위치하고, 용강(190)의 온도를 측정하거나 용강(190)의 샘플을 채취할 수 있다.
측 송풍구(140)는 본채(110)의 측면에 위치하고, 가스(180)를 용강(190) 내에 측방으로 공급할 수 있다. 상기 가스는 산소 가스를 포함할 수 있고, 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 가스는 산소와 질소의 혼합 가스 또는 산소와 아르곤의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스일 수 있다.
원료 투입구(150)는 본체(110)의 상부에 위치하고, 용강(190)에 함유되는 원료를 본체(110) 내에 투입할 수 있다.
집진 후드(160)는 본체(110)의 상부에 위치하고, 용강(190)에 투입된 가스와 원료로부터 발생하는 분진을 집진하여 처리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다. 도 2를 참조하여 설명된 제조 공정 단계들의 순서는 예시적이며, 다른 순서로 수행되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 2를 참조하면, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법(S100)은, 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계(S110), 상기 용강 내에 합금 원소를 투입하는 투입 단계(S120), 상기 용강 내에 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하여 최종 용강을 형성하는 탈산 단계(S130), 및 상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계(S140)를 포함한다. 또한, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법(S100)은, 출강된 상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.
상기 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계(S110)는, 본체(110) 내에 용강(190)을 투입한 후, 탑 랜스(120)와 측 송풍구(140)를 통하여 혼합 가스를 용강(190) 내에 주입하여 수행된다.
상기 혼합 가스는, 예를 들어 산소와 불활성 가스의 혼합 가스일 수 있고, 예를 들어 산소와 아르곤의 혼합 가스, 산소와 질소의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스를 포함할 수 있다.
이러한 혼합 가스에 의하여 용강(190) 내에서 탄소가 산소와 결합하여 산화되어 일산화 탄소 또는 이산화 탄소와 같은 반응 가스를 발생시켜 용강(190)이 탈탄될 수 있다. 예를 들어, 용강(190) 중에 산소가 공급되면, 용강(190) 내에 포함된 크롬(Cr)이 먼저 산화되면서 탈탄 반응이 진행될 수 있다. 또한, 상기 혼합 가스 주입에 따라서, 용강(190)이 교반될 수 있다.
상기 탈탄 단계(S110)에 의하여, 용강(190) 내에 포함되는 탄소의 양은, 예를 들어 약 0.50 wt% 내지 약 0.70 wt% 범위일 수 있고, 예를 들어 약 0.55 wt% 일 수 있다.
필요한 경우, 상기 탈탄 단계(S110)는 진공탈탄 공정(Vacuum oxygen decaburization)을 더 포함할 수 있다. 상기 진공탈탄 공정은 크롬 고함량 용강의 진공 탈탄법이다. 상기 진공탈탄 공정에서는 예비적으로 탈탄 처리된 용강을 사용한다. 상기 진공탈탄 공정에서는, 진공 용기 내에 레이들을 넣고 레이들 바닥에 설치한 다공질 플러그를 통해 아르곤(Ar) 가스 또는 질소 가스를 취입하여 용강을 교반하면서 상부에 설치한 랜스로부터 산소를 취입하여 탈탄처리를 한다. 상기 진공탈탄 공정은 도 1의 정련 장치(100)에 진공 설비를 설치하여 수행할 수 있고, 또는 별개의 설비에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 탈탄 단계(S110) 중에 발생되는 분진이나 가스 등은 집진 후드(160)에 의하여 집진되어 본체(110)로부터 제거될 수 있다.
상기 용강 내에 합금 원소를 투입하는 투입 단계(S120)는, 각각의 합금 원소들이 목표하는 함량이 되도록, 원료 투입구(150)를 통하여 상기 합금 원소를 용강(190) 내에 투입하여 수행된다. 상기 투입 단계(S120)의 합금 원소 투입에 의하여 용강(190)은 포함하는 성분이 조정될 수 있다.
상기 투입 단계(S120)는, 상기 합금 원소를 포함하는 철계 합금을 용강(190)에 투입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 합금 원소를 투입한 후에 별도의 탈탄 공정을 수행하지 않으므로, 각각의 합금 원소는 탄소를 포함하지 않거나 최소한으로 포함하도록 선택되어야 한다. 이러한 합금 원소의 투입에 의하여 용강(190)의 성분이 조정될 수 있다.
상기 투입 단계(S120)를 수행하는 동안에, 탑 랜스(120) 및 측 송풍구(140)에서 혼합 가스 또는 불활성 가스가 용강(190) 내에 주입될 수 있고, 이러한 가스 주입에 의하여 용강(190)이 교반되고, 상기 합금 원소의 용융과 혼합이 용이해질 수 있다.
또한, 상기 투입 단계(S120) 중에 발생되는 분진이나 가스 등은 집진 후드(160)에 의하여 집진되어 본체(110)로부터 제거될 수 있다.
상기 용강 내에 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하여 최종 용강을 형성하는 탈산 단계(S130)는, 원료 투입구(150)를 통하여 상기 탈산제를 용강(190) 내에 투입하여 수행된다. 상기 탈산 단계(S130)의 탈산 공정을 통하여, 최종 용강 및 상기 최종 용강에 의한 최종 스테인레스 강은 산화에 의하여 형성되는 개재물의 형성을 방지하거나 최소화할 수 있다.
상기 탈산제는, 실리콘, 알루미늄, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 상기 탈산제를 투입한 후에 별도의 탈탄 공정을 수행하지 않으므로, 상기 탈산제는 탄소를 포함하지 않거나 최소한으로 포함하도록 선택되어야 한다. 또한, 상기 탈산제에 의하여 용강(190)의 성분이 조정될 수 있으므로, 상기 탈산제의 함량은 적절하게 조정되어야 한다.
상기 탈산 단계(S130)를 수행하는 동안에, 탑 랜스(120) 및 측 송풍구(140)에서 혼합 가스 또는 불활성 가스가 용강(190) 내에 주입될 수 있고, 이러한 가스 주입에 의하여 용강(190)이 교반되고, 상기 탈산제의 용융과 탈산 반응이 용이해질 수 있다.
또한, 상기 탈산 단계(S130) 중에 발생되는 분진이나 가스 등은 집진 후드(160)에 의하여 집진되어 본체(110)로부터 제거될 수 있다.
예를 들어, 상기 탈산제로 실리콘을 사용할 수 있다. 상기 실리콘은 용강(190) 내에 포함되지 않거나 또는 용강(190) 내에 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위로 포함될 수 있으므로, 상기 탈산제로서 상기 실리콘은 0.30 wt% 내지 0.35 wt% 범위로 투입할 수 있다. 투입되는 실리콘의 함량이 0.30 wt% 보다 낮을 경우에는, 용강(190)의 탈산이 불충분하게 되어 용강(190) 내 산소 수준이 높아져 개재물이 증가하게 되어 최종 용강의 품질이 저하될 수 있다. 반면, 투입되는 실리콘의 함량이 0.35 wt%를 초과하게 될 경우에는, 용강(190) 내에 포함되는 실리콘의 함량이 원하는 범위를 초과될 수 있다.
상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계(S140)는, 탈탄, 조성 조정, 및 탈산된 최종 용강을 본체(110)로부터 외부로 출강하여 수행된다.
상기 출강된 최종 용강을 연속 주조하는 단계(S150)는, 상기 최종 용강을 연속 주조형 주형에 주입하고 반 응고된 강편을 주형의 하부에서 연속으로 빼내어 빌렛, 슬라브 등의 제품을 제조하여 수행된다. 상기 연속 주조하는 단계(S150)에서는, 상기 최종 용강은 급속 냉각하여 마르텐사이트화하여 마르텐사이트 스테인레스 강을 형성할 수 있다. 상기 마르텐사이트 스테인레스 강은 면도날에 적용될 수 있는 연성과 강도를 가질 수 있다.
상기 연속주조단계(S150)에서는, 예를 들어 소정의 온도로 출강된 상기 최종 용강을 래들 터렛(ladle turret)을 통하여 연주기 주상으로 이송한 다음, 중간 용기인 턴디시(tundish)로 주입하고, 상기 턴디시에서는 최종 용강 중 게재물을 부상 분리시키며 몰드(mold) 내로 용강을 주입함으로써, 빌렛, 슬라브 등의 제품을 제조할 수 있다.
상기 출강된 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
상기 최종 용강내의 합금 원소의 함량은 최종 마르텐사이트 스테인레스 강의 품질에 영향을 줄 수 있다.
예를 들어, 탄소의 함량이 0.70%보다 높으면, 크롬 탄화물이 석출되어 입계 부식의 원인이 될 수 있다. 실리콘의 함량이 0.5%보다 높으면, 인성이 저하된다. 크롬, 니켈, 몰리브덴, 및 망간은 마르텐사이트 스테인레스 강의 마르텐사이트 구조를 얻기 위하여, 상술한 범위 내에 있어야 하며, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 원하는 마르텐사이트의 구조를 얻을 수 없다. 인과 황은 불순물로 작용하며, 가공시 크랙을 발생시킬 수 있으므로, 각각 0.025 wt% 및 0.0030 wt%에 비하여 낮아야 한다. 질소는 500 ppm보다 낮으면 결정립 미세화가 부족하게 되고, 1500 ppm보다 높으면 연신율을 저하시켜 가공성을 저해할 수 있다.
상기 최종 용강의 조성은 연속 주조 공정에 의하여 제조된 최종 마르텐사이트 스테인레스 강의 조성과 동일할 수 있다.
상기 출강된 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
상기 출강된 최종 용강은, 실리콘, 니켈, 몰리브덴, 인, 및 황 중에 적어도 어느 하나를 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 출강된 최종 용강은, 하기의 성분비를 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 출강된 최종 용강이, 실리콘, 니켈, 몰리브덴, 인, 및 황 중에 적어도 어느 하나를 포함하도록 다양한 방식으로 조합된 성분비를 가지는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
예를 들어, 상기 출강된 최종 용강이 실리콘을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 출강된 최종 용강이 니켈을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 출강된 최종 용강이 몰리브덴을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 출강된 최종 용강이 인을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 출강된 최종 용강이 황을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
상기 출강된 최종 용강은, 실리콘, 니켈, 몰리브덴, 인, 및 황을 모두 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 출강된 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 정련 장치, 110: 본체, 120: 탑 랜스, 130: 서브 랜스,
140: 측 송풍구, 150: 원료 투입구, 160: 집진 후드,

Claims (12)

  1. 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계;
    상기 용강 내에 합금 원소를 투입하는 투입 단계;
    상기 용강 내에 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하여 최종 용강을 형성하는 탈산 단계; 및
    상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계를 포함하며,
    상기 최종 용강은, 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.001 wt% 내지 0.4 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈탄 단계를 수행한 후에,
    상기 용강에 포함되는 탄소의 양은 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위인, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 가스는, 산소와 아르곤의 혼합 가스, 산소와 질소의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스를 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈탄 단계는, 진공탈탄 공정을 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투입 단계는,
    상기 합금 원소를 포함하는 철계 합금을 투입하는 단계를 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈산제는 실리콘, 알루미늄, 또는 이들 모두를 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈산 단계에서,
    상기 탈산제는 실리콘이고, 0.30 wt% 내지 0.35 wt% 범위의 양으로 상기 용강 내에 투입되는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈탄 단계, 상기 투입 단계, 및 상기 탈산 단계 중 적어도 어느 하나의 단계는, 상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 상기 용강을 교반하여 수행되는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계를 더 포함하며,
    상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계는,
    상기 최종 용강을 급속 냉각하여 마르텐사이트화하여 마르텐사이트 스테인레스 강을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 용강에 탄소를 추가하는 가탄 단계가 배제된 마르텐사이트 스테인레스 강의 제조 방법.
  12. 0.50 wt% 내지 0.70 wt% 범위의 탄소(C), 13.0 wt% 내지 15.0 wt% 범위의 크롬(Cr), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.2 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 망간(Mn), 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 몰리브덴(Mo), 0.5 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 텅스텐(W), 0.001 wt% 내지 0.025 wt% 범위의 인(P), 0.001 wt% 내지 0.0030 wt% 범위의 황(S), 500 ppm 내지 1500 ppm 범위의 질소(N) 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 마르텐사이트 스테인레스 강.
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