KR101536427B1 - 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 법랑제품의 소지금속으로 사용되는 강판에 관한 것으로, 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법 {PORCELAIN ANAMEL STEEL SHEET HAVING NO SURFACE DEFECTS AND EXCELLENT FORMABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 법랑제품의 소지금속으로 사용되는 강판에 관한 것으로, 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
법랑강판은 소지강판인 냉연강판 위에 유리질 유약을 도포한 후, 고온에서 소성시켜 내식성, 내후성, 내열성 등을 향상시킨 일종의 표면처리 제품으로서, 이러한 법랑강판은 건축외장용, 가전용, 식기용 등에 주로 사용되고 있다.
종래의 법랑용 강판은 법랑제품에서 가장 치명적인 결함으로 알려진 피쉬스케일(fishscale) 결함을 방지하거나 성형성을 향상시키기 위하여, 탈탄 소둔공정 또는 상소둔을 경유함으로써 내피쉬스케일성을 확보하였으나, 이는 제품의 원가를 상승시키는 결과를 초래하였다.
최근에는, 제조 원가의 절감을 목적으로 Ti를 첨가하고 연속소둔공정을 이용하여 제조한 강판(특허문헌 1)이 제공되었으나, 이는 Ti의 높은 함량으로 인해 연주 작업시 노즐벽에 Ti계 산화물이 부착되어 노즐막힘을 일으키는 문제가 있다. 또한, 이들 개재물이 강판 표면에 노출될 경우 기포 결함을 일으키는 문제점이 있으며, 재결정온도가 높아 고온에서 소둔 처리를 해야하므로 생산성이 낮고 역시 제조원가가 높은 단점이 있다.
그 외, 산소의 함량을 높여 강중 산화물을 이용하여 수소흡장능을 확보한 고산소강(특허문헌 2)에 대해서도 제공된 바 있으나, 이 경우 높은 산소 함량으로 내화물의 용손이 과다하게 발생함에 따라 연주생산성이 매우 낮은 단점이 있다.
일본공개특허공보 제2000-001741호 일본공개특허공보 제2002-249850호
본 발명의 일 측면은, 성분조성 및 이들의 상관 관계를 제어함과 동시에, 제조조건을 최적화함으로써, 제조되는 법랑용 강판의 표면결함 발생을 최소화하고, 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 중량%로, C: 0.005% 미만(0은 제외), Si: 0.2% 미만(0은 제외), Mn: 0.5% 미만(0은 제외), S: 0.04~0.08%, Al: 0.01~0.10%, N: 0.003% 이하를 포함하고,
하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 2~10을 만족하고, 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 0~5를 만족하는 Ti를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판을 제공한다.
[관계식 1]
D = (Ti-N-C+Mn)/S
[관계식 2]
F = {Ti-N-C-(0.8*S)}/C
(상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
본 발명의 다른 일 측면은, 상술한 성분조성 및 관계식 1과 2를 만족하는 강 슬라브를 하기 관계식 3으로 표현되는 온도(RT) 이하로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 마무리 압연온도 900~1000℃로 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
상기 열연강판을 600~750℃에서 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 50~90%의 냉간압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및
상기 냉연강판을 700~900℃에서 20초 이상 소둔 처리하는 단계
를 포함하는 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
[관계식 3]
RT = 1230-(0.08-(F값*C+0.8*S+N+C)*48)*(F값*C+0.8*S+N+C)/S*1000
(상기 관계식 3에서 RT 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
본 발명에 의하면, 강의 성분조성 및 제조조건을 최적화시킴에 따라 법랑처리 후 피쉬스케일 결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 강판을 제공할 수 있다.
도 1은 발명강 1 내지 4 및 비교강 1 내지 4의 표면결함 관련 지수(D) 값 및 성형성 관련 지수(F) 값 분포를 하나의 그래프로 나타낸 것이다.
법랑용 강판의 가장 치명적인 결함 중 한가지는 피쉬스케일(fishscale) 결함으로서, 피쉬스케일 결함은 법랑용 강판의 제조공정 중 강중에 고용되어 있던 수소가 냉각된 상태로 강의 표면으로 방출됨으로써 발생되는 현상이다. 이와 같은 피쉬스케일 결함을 방지하기 위해서는, 강중에 고용된 수소를 흡착할 수 있는 위치(site)를 강 내부에 다량 형성시킬 필요가 있다. 일반적으로, 기존의 석출물을 활용한 법랑용 강종은 수소 흡장 위치(site)로서 TiS, TiN, BN, 세멘타이트(cementite) 등이 활용되고 있다.
본 발명에서는 법랑용 강판의 강 성분을 조절하여 수소의 흡장 위치(site)로서 Ti 석출물을 활용함과 동시에, 강 성분들 중 표면결함 및 성형성에 영향을 미치는 성분들을 제어함으로써 표면결함이 없으면서 성형성이 우수한 강판을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명에 따른 법랑용 냉연강판 및 그 제조방법에 대한 실시예들을 상세하게 설명하겠지만 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판은 중량%로, C: 0.005% 미만(0은 제외), Si: 0.2% 미만(0은 제외), Mn: 0.5% 미만(0은 제외), S: 0.04~0.08%, Al: 0.01~0.10%, N: 0.003% 이하를 포함하고, 하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 2~10을 만족하고, 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 0~5를 만족하는 Ti를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 강 내에 TiS 또는 (Ti,Mn)S 석출물을 포함한다.
[관계식 1]
D = (Ti-N-C+Mn)/S
[관계식 2]
F = {Ti-N-C-(0.8*S)}/C
(상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
이하, 본 발명의 법랑용 냉연강판에서 상기와 같이 성분을 제한하는 이유에 대하여 상세히 설명한다. 이때 성분원소의 함유량은 모두 중량%를 의미한다.
C: 0.005% 미만(0은 제외)
탄소(C)를 0.005% 이상 첨가할 경우, 강중 고용 탄소의 양이 많아 소둔시 집합조직의 발달을 방해하여 성형성을 낮게 한다. 또한, 시효현상이 발생하여 생산 후 긴 시간이 지난 후에 가공을 할 경우 표면결함(Stretcher Strain 결함)이 발생할 가능성이 높기 때문에, 그 상한을 0.005% 미만으로 제한하는 것이 바람직하다.
Si: 0.2% 미만(0은 제외)
실리콘(Si)은 강의 표면결함을 유발시키는 주요 원소로서, 그 함량이 0.2% 이상일 경우 결함 발생이 매우 심해지는 문제가 있다. 따라서, 그 상한을 0.2% 미만으로 제한하는 것이 바람직하다.
Mn: 0.5% 미만(0은 제외)
망간(Mn)은 강중 고용 황(S)을 망간황화물로 석출시킴으로써 적열취성(Hot shortness)을 방지하기 위해 첨가하지만, 그 함량이 0.5% 이상이면 강도가 높아져 성형성이 저하하므로 성형시 결함이 발생할 수 있다.
또한, 아래에 보다 구체적으로 후술하겠지만, 본 발명은 Mn이외에도 티타늄(Ti)을 첨가함으로써 Ti 석출물을 형성시키는데, 이때 티타늄황화물이 망간황화물에 비해 먼저 석출하여 적열취성을 방지할 수 있으므로, 이를 고려하여 Mn의 상한을 0.5% 미만으로 제한하는 것이 바람직하다.
S: 0.04~0.08%
황(S)은 일반적으로 강의 물성을 저해하는 원소로 알려져 있으나, 본 발명에서는 미세한 티타늄황화물 및 티타늄망간황화물을 이용하여 법랑처리 공정시 발생하는 수소를 흡수/저장하여 강판의 피쉬스케일 결함 발생을 방지한다.
상술한 효과를 위해서 S을 첨가하는 경우, 그 함량이 0.04% 미만이면 생성되는 티타늄황화물의 양이 적어 수소흡장능이 낮아짐에 따라 피쉬스케일 결함을 발생할 가능성이 높으며, 반면 0.08%를 초과하게 되면 연성이 크게 낮아지고 S에 의한 적열취성이 발생하기 쉬운 문제가 있다. 따라서, 그 함량을 0.04~0.08%로 제한하는 것이 바람직하다.
Al: 0.01~0.10%
알루미늄(Al)은 용강 중의 산소를 제거하는 강력한 탈산제로서 사용되며, 또한 강중 산화물의 생성을 억제하여 연성을 향상시키는 작용을 한다.
이를 위해 첨가되는 Al의 함량이 0.01% 미만이면 강중 산화물 생성이 충분히 억제되지 못하여 연성이 저하하는 문제가 있으며, 반면 0.1%를 초과하게 되면 오히려 알루미늄산화물이 강중 또는 강표면에 잔존하여 연성이 저하되거나 표면결함이 발생할 가능성이 높아지는 문제가 있다. 따라서, Al의 함량을 0.01~0.10%로 제한함이 바람직하다.
N: 0.003% 이하
강중에 첨가되는 질소(N)의 함량이 증가할수록 성형성은 낮아지며, 기포결함이 발생할 가능성이 높다. 따라서, 그 상한을 0.003%로 제한하는 것이 바람직하다.
앞에서 언급하였듯이, 본 발명은 Ti, Mn 및 S을 첨가하여 티타늄황화물 및 티타늄망간황화물을 형성시키는데, 이때 상기 석출물들의 양은 티타늄(Ti) 함량과 밀접한 상관성이 있다. Ti은 그 함량이 너무 높으면 표면결함이 발생하거나 법랑 밀착성이 저하하지만, 또 너무 낮으면 형성되는 석출물의 양이 너무 적어 목적하는 피쉬스케일 결함을 억제하지 못할 뿐만 아니라, 성형성이 낮아지거나 적열취성에 의한 표면결함을 발생시킬 확률이 높아지는 문제가 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 이러한 티타늄(Ti)을 하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D) 및 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)와 관련하여 제어하고자 하였다.
[관계식 1]
D = (Ti-N-C+Mn)/S
[관계식 2]
F = {Ti-N-C-(0.8*S)}/C
(상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
즉, 본 발명에서는 표면결함 관련 지수(D)가 2~10을 만족하고, 성형성 관련 지수(F)가 0~5를 만족하도록 Ti를 첨가하는 것이 바람직하다.
이때, 표면결함 관련 지수(D)가 2 미만이면 표면결함 발생 확률이 매우 높아지는 문제가 있으며, 반면 10을 초과하게 되면 표면결함 발생은 없으나 법랑밀착성이 크게 저하되는 문제가 있다.
또한, 성형성 관련 지수(F)가 0 미만이면 성형성이 너무 낮아져 가공시 결함이 발생할 가능성이 높아지며, 반면 5를 초과하게 되면 기포결함 발생 확률이 높아지는 문제가 있다.
상술한 바와 같이, 성분조성을 적절히 제어함으로써 강 내에 일정량의 TiS 또는 (Ti,Mn)S 석출물을 포함하는데, 이때 상기 석출물들은 관찰시야 1평방 cm (cm2)당 3×108개 이상으로 분포될 경우, 강판의 내피쉬스케일성을 우수하게 확보할 수 있다.
상기와 같은 분포로 형성된 TiS 또는 (Ti,Mn)S 석출물들은 열간 및 냉간 압연시 상기 석출물이 파쇄됨과 동시에 내부 크랙(crack)을 발생시킴으로써 상기 석출물 자체 또는 그 주변에 미세공공(micro-void)의 형성을 대폭 향상시킬 수 있다. 상기 형성된 미세공공은 수소를 흡수/저장할 수 있는 흡장 위치(site)로 활용될 수 있다.
본 발명에서 상기 석출물 자체 또는 그 주변 미세공공을 포함하는 석출물의 크기가 0.01~0.40μm인 것이 바람직하다. 석출물의 크기가 0.01μm 미만이면 열간 및 냉간 압연시 파쇄되어 생성되는 미세공공의 크기가 너무 작아 고용 수소의 흡장 효과를 충분히 얻을 수 없으며, 반면 0.40μm 보다 클 경우에는 분포되는 전체 석출물의 양이 적어져 내피쉬스케일성을 확보하기 어려울 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 법랑용 냉연강판을 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
하기의 제조방법은 본 발명의 법랑용 냉연강판을 제조할 수 있는 바람직한 일 예를 나타낸 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 중량%로, C: 0.005% 미만(0은 제외), Si: 0.2% 미만(0은 제외), Mn: 0.5% 미만(0은 제외), S: 0.04~0.08%, Al: 0.01~0.10%, N: 0.003% 이하를 포함하고, 상기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 2~10을 만족하고, 상기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 0~5를 만족하는 Ti를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 제조한다.
상기 제조된 강 슬라브를 하기 관계식 3으로 표현되는 온도(RT) 이하로 재가열하는 한다.
[관계식 3]
RT = 1230-(0.08-((F값*C)+(0.8*S)+N+C)*48)*((F값*C)+(0.8*S)+N+C)/S*1000
(상기 관계식 3에서 RT 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
본 발명에서 재가열 온도는 중요한 인자 중 하나로서, 티타늄 석출물의 크기 및 분포량을 결정하는데에 중요한 영향을 미치며, 이때 강에 첨가되는 원소의 종류 및 함량에 따라 석출물의 재용해/석출 온도가 달라진다.
재가열 온도가 RT 보다 높으면 석출물의 크기가 작아져 피쉬스케일 결함이 발생할 가능성이 높다.
상기 재가열된 강 슬라브를 900~1000℃의 마무리 압연온도로 열간압연하여 열연강판을 제조한다.
이때, 마무리 압연온도가 900℃ 미만이면 연신된 페라이트의 생성으로 후속적으로 실시되는 소둔 공정 후 {111} 집합조직이 크게 저하된다. {111} 집합조직이 저하되면 r값이 크게 낮아져 오무림가공성이 저하된다. 반면, 마무리 압연온도가 1000℃를 초과하게 되면 오오스테나이트 결정립이 조대해져 열연결정립이 조대해지고 이로 인해 후속되는 냉간압연시 집합조직의 발달이 저하하여 r값이 낮아지는 문제가 있다.
이후, 상기 열연강판을 600~750℃에서 권취한다.
이때, 권취온도가 600℃ 미만이면 석출물의 크기가 너무 작고, 열연 결정립도 작아져 성형성이 낮아지는 문제가 있다. 반면, 권취온도가 750℃를 초과하게 되면 열연결정립이 조대해져 냉연집합조직의 발달이 낮아지고 표면 스케일이 두꺼워져 표면결함의 발생 확률이 높아지는 문제가 있다.
이후, 상기 권취된 열연강판을 50~90%의 냉간압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 제조한다.
이때, 냉간압하율이 50% 미만으로 너무 낮으면 재결정 집합조직의 발달이 낮아 성형성이 저하하며, 반면 너무 높으면 연성이 저하되는 문제가 있다.
이후, 상기 제조된 냉연강판을 700~900℃에서 20초 이상 연속소둔 처리한다.
본 발명에서 연속소둔은 냉간압연된 강판에 연성과 성형성을 부여하는 작용을 하는 것으로서, 이때 소둔온도가 700℃ 미만이면 재결정이 완료되지 않아 연성 및 성형성을 확보하기 어려우며, 반면 900℃를 초과하게 되면 오오스테나이트로 변태하여 {111} 소둔집합조직이 감소하여 r값이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 소둔시간이 너무 짧을 경우에도 재결정이 완료되지 않아 연성 및 성형성 확보에 어려움이 있으므로, 20초 이상 소둔처리를 실시함이 바람직하며, 보다 바람직하게는 20초~2000초로 실시할 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 )
하기 표 1의 조성을 갖는 강 슬라브를 제조한 후, 상기 강 슬라브를 1200℃ 가열로에서 1시간 유지시킨 후 열간압연을 실시하였다. 이때, 재가열 온도에 대한 효과를 검증하고자, 발명강 1과 동일한 성분조성을 갖는 비교강 5를 1300℃에서 유지시켰다. 열간압연시, 마무리 온도는 920℃였으며, 이후 열간압연된 강판을 650℃에서 권취하여 3.2mm의 두께를 갖는 열연강판을 제조하였다. 상기 열연강판을 산세처리하여 표면의 산화피막을 제거한 후, 75%의 냉간압하율로 냉간압연하여 최종두께 0.8mm의 냉연강판을 제조하였다.
이후, 상기 냉연강판을 법랑 특성을 조사하기 위한 법랑처리시편과 기계적 특성을 조사하기 위한 인장시편으로 가공한 후, 연속소둔을 실시하였다.
법랑처리시편은 70mm×150mm의 크기로 절단하였으며, 인장시편은 ASTM규격(ASRM E-8 표준)에 의한 표준시편으로 가공하였다. 이와 같이 가공된 시편을 830 ℃에서 연속소둔을 실시하였다. 이후, 소둔이 완료된 법랑처리시편은 완전히 탈지한 후, 하유 유약을 도포하여 200℃에서 10 분간 건조하여 수분을 완전히 제거한 다음, 830℃에서 7 분간 유지하여 소성처리를 실시한 후, 상온까지 냉각하였다. 하유 법랑처리가 완료된 시편에 다시 상유 유약을 도포한 후, 200℃에서 10 분간 건조하여 수분을 완전히 제거하였다. 건조가 완료된 시편은 800℃에서 7 분간 유지하여 소성처리를 실시한 후 공냉하는 법랑처리를 하였다. 이때, 소성로의 분위기 조건은 노점온도를 30℃로 설정함으로써, 피쉬스케일 결함이 가장 발생하기 쉬운 가혹한 조건을 적용하였다. 이후, 법랑처리가 완료된 시편을 200℃ 유지로에서 20 시간 동안 유지하여 피쉬스케일을 가속처리하였다. 이후, 발생한 피쉬스케일 결함수를 육안으로 조사하였으며, 이때 법랑밀착성 평가는 밀착시험기기(ASTM C313-78규격에 의한 시험기기)를 이용하여 밀착지수를 측정하였다.
그리고, 소둔이 완료된 인장시편은 인장시험기(INSTRON사, Model 6025)를 이용하여 항복강도(YS), 인장강도(TS), 연신율(El), 소성 이방성 지수(rm값)를 측정하였다. 성형성을 나타내는 소성 이방성 지수(rm값)는 인장시편을 압연방향, 압연직각방향 및 압연 45°방향으로 각각 채취하여 15% 인장시의 폭 방향 및 두께방향의 수축비, 즉, r=ln(wf-w0)/ln(tf/t0)를 측정하여 계산한 값을 각각 r0, r45 및 r90이라 하고 rm은 rm=(r0 + 2r45 + r90)/4 로 하였다.
상기 각 시편들의 기계적 성질, 법랑특성 등에 대해서 하기 표 2에 나타내었다.
이때, 최종적으로 발생한 피쉬스케일 결함수는 육안으로 관찰하였으며, 기포결함은 육안으로 1~3 단계(1: 우수, 2: 보통, 3: 불량)로 판정하여 하기 표 2에 나타내었다. 그리고, 제조된 법랑용 냉연강판들에서 1평방 mm당 티타늄 산화물의 개수는 0.01~0.40μm의 개수를 전자현미경을 이용하여 5000배에서 40시야의 화상으로 포인트 카운팅(point counting)법으로 측정하고, 이후 화상분석기(imaze analyzer)를 이용하여 1평방 mm당으로 환산하여 계산하였다.
구분
 성분조성 (중량%) 표면결함/성형성
관련 지수
(계산값)
C Si Mn S Al N Ti D F RT
발명강1 0.0012 0.15 0.32 0.042 0.045 0.0012 0.065 5.32 1.18 1225
발명강2 0.0014 0.09 0.45 0.047 0.028 0.0011 0.068 6.40 0.40 1226
발명강3 0.0012 0.11 0.32 0.055 0.033 0.0009 0.075 4.20 0.23 1229
발명강4 0.0013 0.13 0.25 0.061 0.032 0.0011 0.088 3.25 1.12 1232
비교강1 0.0022 0.18 0.11 0.059 0.062 0.0021 0.034 1.29 -6.00 1224
비교강2 0.0035 0.35 0.62 0.093 0.022 0.0022 0.110 4.51 -1.65 1237
비교강3 0.0016 0.16 0.54 0.032 0.039 0.044 0.072 10.87 1.89 1226
비교강4 0.0025 0.18 0.19 0.012 0.037 0.0073 0.120 13.93 7.06 1313
비교강5 0.0012 0.15 0.32 0.042 0.045 0.0012 0.065 5.32 1.18 1225
구분 YS
(MPa)		 TS
(MPa)		 El
(%)		 rm 소재
결함		 기포
결함		 피쉬스케일
발생수		 법랑
밀착지수		 석출물
크기(μm)		 석출물 갯수(개/cm2)
발명강1 172 301 48 2.13 양호 양호 0 98% 0.22 5.4×108
발명강2 181 304 48 2.31 양호 양호 0 95% 0.25 5.8×108
발명강3 188 312 47 2.15 양호 양호 0 97% 0.25 6.7×108
발명강 4 183 315 49 2.28 양호 양호 0 95% 0.26 6.5×108
비교강1 207 325 44 1.45 발생 양호 84 98% 0.07 4.8×106
비교강2 212 329 43 1.62 양호 양호 0 85% 0.22 8.54×108
비교강3 169 301 46 2.33 양호 발생 38 90% 0.018 6.7×107
비교강4 172 292 48 2.22 양호 발생 2 80% 0.64 8.2×105
비교강5 185 309 48 2.05 양호 양호 15 97% 0.08 7.9×108
(상기 표 2에서 석출물 크기는 평균 크기를 나타낸 것이다.)
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조성성분 및 제조조건을 모두 만족하는 발명강 1 내지 4는 소성 이방성 지수(rm값)가 모두 2.0 이상 이였으며, 연신율도 45% 이상으로 기계적 성질이 양호하며, 석출물의 숫자 및 크기가 본 발명에서 제한한 범위를 만족함에 따라 가혹한 조건에서도 피쉬스케일이 발생하지 않아 우수한 내피쉬스케일성이 확보되었음을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라, 법랑밀착지수도 모두 95% 이상으로 우수하였다.
이에 반면, 비교강 1은 소재의 표면결함 발생 가능성을 나타낸 지수(D)가 1.29로 낮아 소재 표면결함이 발생한 것을 확인할 수 있었으며, 성형성 관련 지수(F) 값이 -6으로 매우 낮은 것으로 볼 때 형상이 복잡하거나 오무림가공이 요구되는 부품을 위한 성형시 가공크랙이 발생할 가능성이 높은 것으로 확인되었다. 또한, 석출물의 크기가 너무 작아 내피쉬스케일성이 매우 열위하였다.
비교강 2는 표면결함을 발생하지 않았으나 rm 값과 F 값이 모두 낮아 성형가공시 크랙발생 가능성이 높은 것으로 확인되었다.
비교강 3은 상기 비교강 2와 달리 성형성은 양호할 것으로 확인되었지만, D 값이 너무 높아 법랑 밀착성이 낮았으며, 석출물의 크기가 매우 작고 충분히 분포되지 못함에 따라 피쉬스케일 결함이 발생하였다. 또한, N 함량이 너무 높아 법랑처리 후 기포결함도 발생하였다.
비교강 4는 D 값이 너무 높아 법랑 밀착성이 낮았으며, S 함량도 너무 낮아 석출물이 충분히 형성되지 못하고, 석출물의 크기가 너무 조대하여 피쉬스케일 결함이 발생하였다. 또한, N 함량이 너무 높아 법랑처리 후 기포결함도 발생하였다.
비교강 5는 발명강 1과 동일한 성분조성을 갖는 강으로서, D 값 및 F 값 모두 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하므로 표면결함이 없고 성형성이 우수할 것으로 판단되지만, 실제로는 강 슬라브 재가열시 RT(1225℃)보다 높은 1300℃에서 실시함에 따라 피쉬스케일 결함이 발생하였다. 이 결과는 본 발명에서 재가열시 재가열 온도(RT)가 피쉬스케일 결함이 큰 상관성이 있음을 보여준다.
도 1은 상기 발명강 1 내지 4 및 비교강 1 내지 4의 D 값 및 F 값 분포를 하나의 그래프로 나타낸 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 발명강들은 D 값 및 F 값이 모두 본 발명에서 제안하는 범위를 만족함에 따라 가공 및 법랑 결함이 발생하지 않는 반면, 비교강들의 경우 D 값 및 F 값 뿐만 아니라 여러가지 측면에서 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지 못함에 따라 성형성이 낮거나 표면결함이 발생하는 등 법랑용 강판으로 적합하지 못하였다.

Claims (6)

  1. 중량%로, C: 0.005% 미만(0은 제외), Si: 0.2% 미만(0은 제외), Mn: 0.5% 미만(0은 제외), S: 0.04~0.08%, Al: 0.01~0.10%, N: 0.003% 이하를 포함하고,
    하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 2~10를 만족하고, 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 0~5를 만족하는 Ti를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고,
    강 내에 TiS 또는 (Ti,Mn)S 석출물을 포함하고, 상기 석출물의 크기가 0.01~0.40μm 이면서, 관찰시야 1평방 cm (cm2) 당 3×108개 이상으로 상기 석출물을 포함하는 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판.
    [관계식 1]
    D = (Ti-N-C+Mn)/S
    [관계식 2]
    F = {Ti-N-C-(0.8*S)}/C
    (상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 석출물은 그 주변에 미세공공(micro void)을 포함하는, 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판.
  4. 삭제
  5. 중량%로, C: 0.005% 미만(0은 제외), Si: 0.2% 미만(0은 제외), Mn: 0.5% 미만(0은 제외), S: 0.04~0.08%, Al: 0.01~0.10%, N: 0.003% 이하를 포함하고, 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 2~10을 만족하고, 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 0~5를 만족하는 Ti를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 하기 관계식 3으로 표현되는 온도(RT) 이하로 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 강 슬라브를 마무리 압연온도 900~1000℃로 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
    상기 열연강판을 600~750℃에서 권취하는 단계;
    상기 권취된 열연강판을 50~90%의 냉간압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및
    상기 냉연강판을 700~900℃에서 20초 이상 소둔 처리하는 단계
    를 포함하는 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판의 제조방법.
    [관계식 3]
    RT = 1230-(0.08-((F값*C)+(0.8*S)+N+C)*48)*((F값*C)+(0.8*S)+N+C)/S*1000
    (상기 관계식 3에서 RT 값은 각 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제조방법에 의하여 제조된 법랑용 냉연강판은 법랑 처리 후 표면결함이 없고, 2.0 이상의 rm값을 갖는 것을 특징으로 하는 표면결함이 없고 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판의 제조방법.
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