KR101467057B1

KR101467057B1 - 냉연강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101467057B1
Application number: KR1020120122431A
Authority: KR
Inventors: 이경호; 임지형
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-12-01
Also published as: KR20140055469A

Abstract

합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 내피쉬 스케일에 대한 방지 효과를 가짐과 더불어 우수한 딥 드로잉성(deep drawing property)을 갖는 냉연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 900 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; (b) 상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650 ~ 700℃까지 냉각하여 권취하는 단계; (c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 조질압연하는 단계; (d) 상기 조질압연된 판재를 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 (e) 상기 냉간압연된 판재를 800 ~ 850℃에서 연속소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉연강판 및 그 제조 방법{COLD-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 내피쉬 스케일에 대한 방지 효과를 가짐과 더불어 우수한 딥 드로잉성(deep drawing property)을 갖는 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉연강판은 열간 압연(hot-rolling) 과정, 냉각/권취(cooling/coiling) 과정, 산세(acid pickling) 과정, 냉간 압연(cold-rolling) 과정, 소둔 열처리(annealing) 과정 등을 통하여 제조된다.

최근에는 냉연강판에 유리질을 도포한 다음 대략 750 ~ 850℃에서 열처리하는 법랑용 냉연강판에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

이러한 법랑용 냉연강판에 요구되는 주요 특성으로는 법랑밀착성, 내피쉬 스케일성 및 성형성 등이 있다. 이 중, 법랑밀착성은 강판과 법랑층 사이의 밀착성으로서, 유약 성분, 강판에 첨가되는 첨가원소, 그리고 표면조도 등에 영향을 받는 것으로 알려져 있다.

이때, 내피쉬 스케일이란 강의 내부에 응집된 수소가스가 강의 표면과 법랑층 사이로 방출되어 법랑층 표면을 물고기 비늘모양과 같이 들고 일어나는 결함을 말한다. 이러한 내피쉬 스케일은 법랑용 냉연강판을 제조하는 공정 중에 강중에 고용되었던 수소가 냉각된 상태에서 강의 표면으로 방출되는 것으로, 이미 경화된 법랑층으로 인해 외부로 방출되지 못하여 발생한다.

이와 같이, 내피쉬 스케일 결함은 강 내부에 응집된 수소가 원인이므로 이 결함을 방지하기 위해서는 강 내부에 수소를 흡착할 수 있는 위치를 만들어 줄 필요가 있다.

관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1143032호(2012.05.08 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 가공성이 우수한 소부경화형 고강도 냉연강판과 그 제조방법이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 내피쉬 스케일에 대한 방지 효과가 가지면서도 우수한 딥 드로잉성을 갖는 냉연강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 갖는 냉연강판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 900 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; (b) 상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650 ~ 700℃까지 냉각하여 권취하는 단계; (c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 조질압연하는 단계; (d) 상기 조질압연된 판재를 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 (e) 상기 냉간압연된 판재를 800 ~ 850℃에서 연속소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판은 중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 내피쉬 스케일에 대한 방지 효과를 가지면서 우수한 딥 드로잉성을 확보할 수 있는 냉연강판을 제조할 수 있다.

따라서, 상기 방법으로 제조되는 냉연강판은 인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

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.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

냉연강판

본 발명에 따른 냉연강판은 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여, 인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 갖는 것을 목표로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 냉연강판은 중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.

이때, 상기 강판은 최종 미세조직이 페라이트 조직으로 이루어지며, 상기 페라이트의 분율이 99vol% 이상을 갖는다.

또한, 상기 강판은 하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 질소(N) 및 산소(O)를 포함하는 것이 더 바람직하다.

수학식 1 : 0.008 ≤ [N] + 2[O]

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)

이하, 본 발명에 따른 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.

탄소(C)

탄소(C)는 강 중의 침입형 고용강화 원소로써, 이상 조직강에서는 고용강화 뿐만 아니라 오스테나이트에 농화되어 냉연 열처리시 마르텐사이트 형성 및 강도 증가에 기여한다.

상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.002 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 목표로 하는 강도를 확보하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.002 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소가 내시효성을 크게 악화시키므로 상기 고용탄소를 제거하기 위해 고가의 니오븀(Nb)을 다량 첨가해야 하는 데 따른 제조 비용의 상승 문제가 있다.

실리콘(Si)

실리콘(Si)은 탄화물 형성을 억제하여 고용탄소 증가로 소부경화성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.02 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 상기의 탈산 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.02 중량%를 초과할 경우에는 항복점 연신 현상이 발생하고, 강도가 증가하나 연성이 저하되는 문제가 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 강판에 고용된 황(S)과의 반응으로 MnS 석출물을 형성시켜 고용 황에 의한 적열취성(hot shortness)을 방지하는 고용강화 원소이다.

상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.5 ~ 1.0 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.0 중량%를 초과할 경우에는 강판의 강도가 지나치게 높아지는 데 따른 연신율의 저하로 성형성을 확보하기 어려운 문제가 있다.

인(P)

인(P)은 고용강화에 의하여 강판의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 데 효과적인 원소이다.

다만, 본 발명에 따른 냉연강판에서 인(P)의 함량이 0.02 중량%를 초과하여 다량 함유될 경우에는 가공취성이 발생하는 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 냉연강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 망간(Mn)과 반응하여 미세한 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킨다.

상기 황(S)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.015 ~ 0.020 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 황(S)의 함량이 0.015 중량% 미만일 경우에는 MnS의 석출량이 적을 뿐만 아니라 석출되는 석출물의 숫자가 매우 적어 상기의 효과를 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 황(S)의 함유량이 0.020 중량%를 초과할 경우에는 고용된 황(S)의 함유량이 너무 많아 연성 및 성형성이 크게 낮아질 수 있으며, 적열취성의 우려가 있다.

티타늄(Ti)

본 발명에서 티타늄(Ti)은 TiC, TiN 석출물 형성원소로서, 재가열시 TiC, TiN 등의 고용탄소 및 고용질소를 석출시킨다. 또한, 티타늄은 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.03 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.03 중량% 미만일 경우에는 상기의 티타늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 TiC, TiN 석출물 등이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하되고, 제조되는 강판의 표면 결함을 유발시킬 수 있다.

바나듐(V)

바나듐(V)은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강의 강도를 향상시키는 역할을 한다.

상기 바나듐(V)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.02 ~ 0.04 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 바나듐(V)의 함량이 0.02 중량% 미만일 경우에는 바나듐 첨가에 따른 석출강화 효과가 불충분하다. 반대로, 바나듐(V)의 함량이 0.04 중량%를 초과할 경우에는 저온 충격인성이 저하되는 문제점이 있다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 탈산제로 주로 사용하는 원소로서, 페라이트 결정립을 청정화하여 연신율을 향상시키며, 오스테나이트내 탄소 농화량을 증진하여 오스테나이트를 안정화시킨다. 또한, 알루미늄은 철과 아연도금층 사이에 레이어(layer)로 작용하여 도금성을 개선하는 원소이며, 열연 코일내 망간 밴드의 형성을 억제하는데 효과적인 원소이다.

상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.005 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 알루미늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.005 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 연주성을 저하시키며 슬라브내 AlN을 형성하여 열연 크랙을 유발하는 문제점이 있다.

질소(N)

질소(N)는 제강공정에서 불가피하게 강 중에 잔류하는 원소로 소부경화성을 나타내는 원소이나, 탄소대비 확산속도가 빠르고, 활성화 에너지가 낮아 미세량의 변화에도 재질편차가 크게 발생하며, 시효가 가속화되므로 질화물 형태로 석출시켜야 한다.

다만, 본 발명에 따른 냉연강판에서 질소(N)의 함량이 0.005 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 석출물이 증가하여 재결정 중 결정립성장을 억제하는 문제가 있다. 따라서, 질소(N)는 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

산소(O)

산소(O)는 피쉬스케일을 효과적으로 방지하여 표면결함을 적극 억제하기 위한 원소로 작용한다. 다만, 본 발명에 따른 냉연강판에서 산소의 함유량이 0.005 중량%를 초과하여 다량 함유될 경우 제조 공정상 내화물 등의 용손 문제가 발생할 가능성이 커질 우려가 있다. 따라서, 산소(O)는 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 냉연강판은 하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 질소(N) 및 산소(O)를 포함하는 것이 더 바람직하다.

수학식 1 : 0.008 ≤ [N] + 2[O]

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)

이러한 수학식 1을 벗어나는 범위에서 질소(N) 및 산소(O)가 함유될 경우, 피쉬스케일을 효과적으로 방지하는 것이 어려워 표면결합을 유발할 수 있을 뿐만 아니라, 가공성이 저하되는 문제가 있다.

냉연강판 제조 방법

도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110), 냉각/권취 단계(S120), 조질압연 단계(S130), 산세 및 냉간압연 단계(S140) 및 연속소둔 열처리 단계(S150)를 포함한다. 또한, 상기 냉연강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110) 이전에 실시되는 슬라브 재가열 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 슬라브 재가열 단계는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위해서는 실시하는 것이 더 바람직하다.

본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.

이때, 상기 슬라브 판재는 하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 질소(N) 및 산소(O)를 포함하는 것이 더 바람직하다.

수학식 1 : 0.008 ≤ [N] + 2[O]

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)

이러한 슬라브 재가열 단계에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열한다. 여기서, 상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 이때, 슬라브 재가열 단계에서는 연속주조공정을 통해 확보한 슬라브 판재를 재가열하는 것을 통하여, 주조 시 편석된 성분을 재고용한다.

본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정입도가 증가하여 강도 확보가 어려울 수 있으며, 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조 비용만 상승할 수 있다.

열간 압연

열간압연 단계(S110)에서는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 900 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하다.

상기 마무리 압연 온도(FDT)가 900℃ 미만으로 너무 낮으면, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 문제가 있다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되며, 이에 따라 강도 확보가 어려워질 수 있다.

냉각/권취

냉각/권취 단계(S120)에서는 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650 ~ 700℃까지 냉각하여 권취한다.

본 단계에서, 권취 온도가 650℃ 미만일 경우에는 마무리 압연온도와 권취 온도의 급격한 차이로 인해 강판의 표면 품질이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 권취 온도가 700℃를 초과할 경우에는 석출물이 너무 조대하게 성장하여 결정립 미세화 효과가 떨어지므로 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.

한편, 냉각/권취 단계(S120)에서 냉각 속도는 10 ~ 30℃/min로 실시하는 것이 바람직하다. 본 단계에서, 냉각 속도가 10℃/min 미만일 경우에는 석출물의 평균입자 크기가 대략 0.2㎛를 초과하는 문제로 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각 속도가 30℃/min를 초과할 경우에는 조직이 경해져서 충격인성이 저하되는 문제가 있다.

조질 압연

조질 압연 단계(S130)에서는 권취된 판재를 언코일링하여 조질압연한다. 이러한 조질 압연을 실시하는 이유는 열연판재의 경우 너무 연질이거나 가공 중에 줄무늬가 생기는 등의 문제가 있으므로, 이를 제거하고 경도를 향상시키기 위함이다. 특히, 조질 압연은 판재의 표면이 50℃ 이하가 되는 상태에서 실시하는 것이 바람직하다.

본 단계에서, 조질 압하율은 적정 소부경화성과 더불어 상온 내시효성을 확보할 목적으로 1 ~ 5%로 실시하는 것이 바람직하다. 조질 압하율이 1% 미만일 경우에는 상온 내시효성의 개선 효과를 기대하기 어렵다. 반대로, 조질 압하율이 5%를 초과할 경우에는 마찰 계수의 증가로 성형시 소재 유입이 감소하여 성형성이 열화될 뿐만 아니라, 설비상의 이유로 설정된 조질 압하율이 실제 적용되지 못하여 항복점 연신율 및 자연시효 개선 효과가 감소하는 문제가 있다.

산세 및 냉간압연

산세 및 냉간압연 단계(S140)에서는 조질압연된 판재를 산세 처리한 후, 냉간압연한다.

본 단계에서, 냉간 압하율은 60 ~ 80%로 실시하는 것이 바람직하다. 냉간 압하율이 60% 미만일 경우에는 소둔재결정 핵생성양이 적기 때문에 후술할 상자소둔 열처리시 결정립이 과도하게 성장하여 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다. 반대로, 냉간 압하율이 80%를 초과할 경우에는 핵생성 양이 지나치게 많아져 소둔 결정립이 오히려 너무 미세하여 연성이 감소하며, 성형성이 저하되는 문제가 있다.

연속소둔 열처리

연속소둔 열처리 단계(S150)에서는 냉간 압연된 강판을 페라이트와 오스테나이트 이상역에서 소둔 열처리한다. 이러한 소둔 열처리시 초기 오스테나이트 분율을 낮게 유지함으로써 오스테나이트 내의 탄소(C) 농화도를 증가시켜 오스테나이트의 안정화를 유도하여 냉각시 변태페라이트의 형성을 억제할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 소둔 열처리는 소둔을 수행하는 SS(Soaking Section) 구간과, 냉각을 수행하는 RQS(Roll Quenching Section) 구간과, 과시효 처리하는 OAS(Over Aging Section) 구간을 포함하는 연속소둔라인에서 수행될 수 있다.

즉, 냉간 압연된 판재는 800 ~ 850℃까지 가열한 상태에서 대략 100 ~ 150초 동안 SS 구간에서 연속소둔 처리된 후, 500 ~ 530℃까지 RQS 구간에서 냉각되고 나서, 520 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 OAS 구간에서 과시효처리된다.

상기 SS 구간에서의 연속소둔은 재결정과 결정립 성장을 통하여 (111) 집합조직을 발달시켜 드로잉성을 향상시키고 미세한 복합 석출물을 재용해시켜 고용탄소를 용출하도록 한다. 이때, 소둔 열처리 온도, 즉 소킹 온도는 페라이트와 오스테나이트의 2상 조직을 만들기 위하여 800 ~ 850℃에서 100 ~ 150초 동안 실시하는 것이 바람직하다. 만일, 연속소둔 온도가 800℃ 미만이거나, 또는 연속소둔 시간이 100초 미만일 경우에는 연성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 연속소둔 온도가 850℃를 초과하거나, 또는 연속소둔 시간이 150초를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 크기 증가로 인하여 강판의 물성이 저하될 수 있다.

만일, RQS 구간에서의 냉각 온도가 500℃ 미만일 경우, 재질 불균일의 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 냉각 온도가 530℃를 초과할 경우에는 냉각 과정에서 오스테나이트가 페라이트, 베이나이트로 변태할 수 있다.

한편, OAS 구간에서는 520 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초간 유지하는 것이 바람직하다. 과시효대(Over Aging Section)에서 520℃ 미만의 온도로 유지되거나, 또는 100초 미만으로 유지될 경우에는 항복비가 상승하는 문제가 있다. 반대로, 과시효대에서 540℃ 미만의 온도로 유지되거나, 또는 200초를 초과할 경우에는 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.

상기의 과정(S110 ~ S150)으로 제조되는 냉연강판은 합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 내피쉬 스케일에 대한 방지 효과를 가지면서 우수한 딥 드로잉성을 가질 수 있다.

이를 통해, 본 발명에 따른 냉연강판은 인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 냉연강판은 내피쉬 스케일성에 대한 방지 효과를 가질 뿐만 아니라, 50 ~ 55%의 연신율(EL)을 가지므로 우수한 딥 드로잉성을 확보할 수 있다.

실시예

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.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 시편의 제조

표 1의 조성 및 표 2의 공정 조건으로 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 시편을 제조하였다. 이후, 피쉬스케일 측정을 위해, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 시편들을 75℃, 10％의 황산용액에서 5분간 산세한 후, 페로사 제조 표준 유약을 도포하고 220℃에서 10분 동안 건조한 다음 820℃ 온도에서 7분간 소성하였다. 법랑처리가 끝난 시편은 200℃ 유지로에서 24시간 동안 유지하여 피쉬스케일 가속처리 후 피쉬스케일 결함수를 육안으로 측정하였다. 이후, 밀착시험기기(ASTM C313-78 규격에 의한 시험 기기)를 이용하여 PEI 밀착지수를 측정하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2]

2. 기계적 물성 평가

표 3은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 시편의 기계적 물성 및 법랑 특성에 대한 평가 결과를 나타낸 것이다.

[표 3]

표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들은 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 경우 항복점(YP)은 목표값을 만족하였으나, 인장강도(TS) 및 연신율(EL)이 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.

한편, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 경우, 피쉬스케일이 육안으로 확인되지 않았으며, 밀착성이 우수하다는 것을 확인하였다. 반면, 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 경우, 피쉬스케일이 육안으로 확인되었으며, 실시예 1 ~ 3에 비해 밀착성이 좋지 않다는 것을 확인하였다.

위의 실험 결과를 토대로, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 경우, 내피쉬 스케일에 대한 방지 효과를 가지면서 50 ~ 55%의 연신율(EL)을 가지므로 딥 드로잉성이 우수하다는 것을 확인하였다.

이때, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 피쉬 스케일성이 우수한 것은 티타늄의 첨가에 따른 TiC, TiN 등의 고용탄소 및 고용질소가 수소 흡착을 할 수 있는 위치로 작용함과 더불어, 기지금속 및 석출물 간의 계면에 미세한 공공(micro void)이 다량 형성되었기 때문인 것으로 파악된다.

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.

S110 : 열간압연 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S130 : 조질압연 단계
S140 : 산세 및 냉간압연 단계
S150 : 연속소둔 열처리 단계

Claims

(a) 중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 900 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계;
(b) 상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650 ~ 700℃까지 냉각하여 권취하는 단계;
(c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 조질압연하는 단계;
(d) 상기 조질압연된 판재를 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및
(e) 상기 냉간압연된 판재를 800 ~ 850℃에서 연속소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 상기 질소(N) 및 산소(O)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.

수학식 1 : 0.008 ≤ [N] + 2[O]
(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
(e-1) 상기 냉간압연된 판재를 상기 800 ~ 850℃에서 100 ~ 150초 동안 연속소둔 열처리하는 단계와,
(e-2) 상기 연속소둔 열처리된 판재를 500 ~ 530℃까지 냉각하는 단계와,
(e-3) 상기 냉각된 판재를 520 ~ 540℃에서 100 ~ 200초 동안 과시효처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
중량%로, C : 0.001 ~ 0.002%, Si : 0.01 ~ 0.02%, Mn : 0.5 ~ 1.0%, P : 0% 초과 ~ 0.02% 이하, S : 0.015 ~ 0.020%, Ti : 0.03 ~ 0.06%, V : 0.02 ~ 0.04%, Al : 0.001 ~ 0.005%, N : 0% 초과 ~ 0.005% 이하, O : 0% 초과 ~ 0.005% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
인장강도(TS) : 300 ~ 315MPa, 항복점(YP) : 200 ~ 215MPa 및 연신율(EL) : 50 ~ 55%를 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
제4항에 있어서,
상기 강판은
하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 상기 질소(N) 및 산소(O)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판.

수학식 1 : 0.008 ≤ [N] + 2[O]
(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
제4항에 있어서,
상기 강판은
최종 미세조직이 페라이트 조직으로 이루어지며, 상기 페라이트의 분율이 99vol% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.