KR101630964B1

KR101630964B1 - 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101630964B1
Application number: KR1020140164726A
Authority: KR
Inventors: 윤정봉
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-06-16
Also published as: KR20160062325A

Abstract

본 발명은 법랑제품의 소지금속으로 사용되는 강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판 및 이의 제조방법 {PORCELAIN ANAMEL STEEL SHEET HAVING EXCELLENT ADHESION AND FISHSCALE RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

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 사용된다.

종래에는 법랑제품에서 가장 치명적인 결함으로 알려진 피쉬스케일(fishscale) 결함을 방지하거나 성형성을 향상시킨 법랑용 강판을 제공하기 위하여, 탈탄 소둔공정 또는 상소둔을 경유함으로써 내피쉬스케일성을 확보하였으나, 이는 제품의 원가를 상승시키는 결과를 초래하였다.

이에 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 낮을 뿐만 아니라, 역시 제조원가가 높은 단점이 있다.

다른 방안으로서, 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, 강의 합금성분과 이들의 상관 관계를 제어하는 동시에 제조조건을 제어함으로써, 제조되는 강판의 법랑 밀착성을 확보할 뿐만 아니라, 우수한 성형성을 갖는 법랑용 냉연강판 및 이것의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.003% 미만(0은 제외), 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.1~0.3%, 인(P): 0.01~0.04%, 황(S): 0.021~0.040%, 티타늄(Ti): 0.05~0.08%, 질소(N): 0.003% 이하를 포함하고, 하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 1~5를 만족하고, 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 1 이상을 만족하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판을 제공한다.

[관계식 1]

D = (Ti-N-C)/S

[관계식 2]

F = {Ti-N-C-(0.3*P)-(0.8*S)}/C

(상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값의 계산에 사용된 Ti, N, C, S, P 등은 각각 해당 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)

본 발명의 다른 일 측면은, 상술한 성분조성 및 성분관계를 만족하는 강 슬라브를 1100~1200℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 900℃ 이상의 열간 마무리 온도에서 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 550℃ 이상에서 권취하는 단계; 상기 권취된 열연강판을 65% 이상의 냉간압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연강판을 800℃ 이상에서 1분 이상 소둔 열처리하는 단계를 포함하는 성형성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의할 경우, 강의 성분조성과 성분관계 및 제조조건을 최적화시킴으로써 법랑처리 후 피쉬스케일 등 표면결함의 발생이 전혀 없고, 성형성이 우수한 법랑용 강판을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 냉연강판은 법랑제품의 소지금속으로 유리하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

법랑용 강판의 가장 치명적인 결함 중 하나는 피쉬스케일(fishscale) 결함으로서, 피쉬스케일 결함은 법랑용 강판의 제조공정 중 강 중에 고용되어 있던 수소가 냉각된 상태로 강의 표면으로 방출됨으로써 발생되는 현상이다.

이러한 피쉬스케일 결함을 방지하기 위해서는, 강 중에 고용된 수소를 흡착할 수 있는 위치(site)를 강 내부에 다량 형성시킬 필요가 있다. 이에, 주로 석출물을 활용한 법랑용 강종이 제시되었으며, 이때 수소 흡장 위치(site)로서 MnO, CrO등과 같은 비금속 개재물, BN, TiN, TiS, TiN 등과 같은 석출물, 그리고 탈탄소둔 후 생성되는 미세공공(Micro-void) 등이 활용되어 왔다.

한편, 본 발명에서는 법랑용 강판의 강 성분을 조절하여 수소의 흡장 위치(site)로서 주로 (Ti,Fe)P과 (Ti,Mn)S 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 활용함과 동시에, 강 성분들 중 법랑 밀착성, 표면결함 및 성형성에 영향을 미치는 성분들을 제어함으로써 표면품질이 우수하여 표면결함이 없으면서 법랑 밀착성 및 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 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면에 따른 내피쉬스케일성 및 성형성이 우수한 법랑용 냉연강판은 중량%로, 탄소(C): 0.003% 미만(0은 제외), 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.1~0.3%, 인(P): 0.01~0.04%, 황(S): 0.021~0.040%, 티타늄(Ti): 0.05~0.08%, 질소(N): 0.003% 이하를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 법랑용 냉연강판에서 상기와 같이 성분을 제한하는 이유에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 성분원소의 함유량은 별도의 기재가 없는 한 모두 중량%를 의미한다.

C: 0.003% 미만(0은 제외)

본 발명에서 탄소(C)를 0.003% 이상 첨가할 경우, 강 중 고용 탄소의 양이 많아져 소둔시 집합조직의 발달을 방해하여 성형성을 저하시키는 원인이 된다. 또한, 시효현상이 발생하여 생산 후 오랜 시간이 지난 후에 가공을 행할 경우 표면결함(Stretcher Strain 결함)이 발생할 가능성이 높기 때문에, 그 상한을 0.003% 미만으로 제한하는 것이 바람직하다.

Si: 0.1~0.5%

실리콘(Si)은 법랑처리 중 표면에서 법랑유약, 산소와 공유결합하여 법랑 밀착성을 향상시키는 역할을 하는 원소이다. 강판의 법랑 밀착성을 효과적으로 향상시키기 위해서는 상기 Si을 0.1% 이상으로 첨가하는 것이 바람직하지만, 그 함량이 0.5%를 초과하게 되면 강의 강도가 너무 높아지고, 강 제조공정 중 표면결함을 유발할 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.

따라서, 본 발명에서 Si의 함량은 0.1~0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.

Mn: 0.1~0.3%

망간(Mn)은 일반적으로 FeS에 의한 적열취성을 방지하기 위한 목적에서 첨가하는 원소이나, 본 발명에서는 적열취성의 방지뿐만 아니라, (Ti,Mn)S 석출물의 석출에 의한 피쉬스케일 결함을 방지하기 위한 목적에서 첨가한다.

상술한 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상으로 Mn을 첨가할 필요가 있다. 만일, Mn의 함량이 0.1% 미만이면 (Ti,Mn)S 석출물의 개수는 물론이고 그 크기도 너무 작아 피쉬스케일 결함을 효과적으로 방지하기 어렵다. 반면, 그 함량이 0.3%를 초과하게 되면 (Ti,Mn)S 석출물의 크기가 너무 조대해져 충분한 양의 석출물을 확보할 수 없게 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서 Mn의 함량은 0.1~0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.

P: 0.01~0.04%

일반적으로 인(P)은 강 제조과정에서 불가피하게 포함되는 원소로서, 통상의 경우 이러한 P의 함량을 최대한 억제하고자 하는 반면, 본 발명에서는 (Ti,Fe)P 석출물을 이용하여 강판의 내피쉬스케일성을 확보하기 위하여 첨가한다.

이러한 P의 함량이 0.01% 미만이면 (Ti,Fe)P 석출물이 충분이 형성되지 못하거나, 그 크기도 너무 작아 내피쉬스케일성 향상 효과가 불충분하고, 반면 그 함량이 0.04%를 초과하게 되면 강판의 강도가 너무 높아지고, 소둔시 집합조직발달을 저해하여 성형성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 P의 함량을 0.01~0.04%로 제한하는 것이 바람직하다.

S: 0.021~0.040%

황(S)은 일반적으로 강의 물성을 저해하는 원소로 알려져 있으나, 본 발명에서는 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 형성하여 법랑처리 공정시 발생하는 수소를 흡수·저장하여 강판의 피쉬스케일 결함 발생을 방지하지 위해 첨가한다.

상술한 효과를 위해서는 0.021% 이상으로 S을 첨가하는 것이 바람직한데, 만일 S의 함량이 0.021% 미만이면 생성되는 (Ti,Mn)S 석출물 또는 TiS 석출물의 양이 적어 수소흡장능이 저하됨에 따라 피쉬스케일 결함이 발생할 가능성이 높다. 반면, 그 함량이 0.040%를 초과하게 되면 연성이 크게 낮아지고 S에 의한 적열취성이 발생하기 쉬운 문제가 있다.

따라서, 그 함량을 0.021~0.040%로 제한하는 것이 바람직하다.

Ti: 0.05~0.08%

티타늄(Ti)은 본 발명에서 피쉬스케일 발생을 방지하기 위한 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 형성시키는데 중요한 첨가원소이다.

이러한 Ti의 함량이 0.05% 미만이면 생성되는 석출물의 양이 너무 적어 피쉬스케일 결함이 발생할 가능성이 높으며, 반면 그 함량이 0.08%를 초과하게 되면 제강작업시 Ti계 산화물이 과도하게 생성되고, 상기 산화물이 노즐벽에 붙어 제강작업성을 크게 저하시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 Ti의 함량을 0.05~0.08%로 제한하는 것이 바람직하다.

N: 0.003% 이하

강 중에 첨가되는 질소(N)의 함량이 증가할수록 성형성은 낮아지며, 기포결함이 발생할 가능성이 높다. 따라서, 그 상한을 0.003%로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명은 Ti, P, Mn 및 S 등을 첨가하여 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 형성시키는 것이 바람직한데, 이때 관련된 성분들은 강의 표면결함 또는 성형성에 밀접한 관련이 있다.

즉, 강 중에 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상의 형성을 위하여 다량으로 첨가되는 S은 적열취성을 발생시켜 표면결함을 유발할 가능성이 크다. 또한, 상기 Ti 석출물들의 양은 Ti의 함량과 밀접한 상관성이 있는데, Ti의 함량이 너무 높으면 제강작업시 Ti 산화물이 노즐벽에 부착함으로써 표면결함이 발생하는 문제가 있으며, 반면 Ti 함량이 너무 낮으면 형성되는 석출물의 양이 충분하지 못하여 피쉬스케일 결함을 억제하는 효과가 적고, 성형성이 낮아지거나 적열취성에 의한 표면결함을 발생시킬 확률이 높아지는 문제가 있다.

이에 따라, 본 발명에서는 강의 표면결함과 성형성에 영향을 미치는 성분들 특히, Ti와 S의 성분함량을 하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D) 및 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)와 관련하여 제어하면서, 강의 표면결함 및 성형성에 영향을 미치는 다른 성분들과의 상관관계를 제어하고자 하였다.

[관계식 1]

D = (Ti-N-C)/S

[관계식 2]

F = {Ti-N-C-(0.3*P)-(0.8*S)}/C

보다 구체적으로, 본 발명에서는 표면결함 관련 지수(D)가 1~5를 만족하고, 성형성 관련 지수(F)가 1 이상을 만족하도록 Ti, P, S을 첨가하는 것이 바람직하다.

이때, Ti, N, C 및 S 함량 간의 상관관계로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 1 미만이면 표면결함 발생 확률이 매우 높아지는 문제가 있으며, 반면 5를 초과하게 되면 표면결함 발생은 없으나 법랑 밀착성이 크게 저하되는 문제가 있다.

또한, Ti, N, C, P 및 S 함량 간의 상관관계로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 1 미만이면 성형성이 너무 낮아져 가공시 결함이 발생할 확률이 높아지는 문제가 있다.

상술한 바와 같이, 성분조성을 적절히 제어함으로써 강 내에 일정량의 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 포함하는데, 이때 상기 석출물들은 관찰시야 1평방 cm (cm²)당 4×10⁷개 이상으로 분포될 경우, 피쉬스케일 결함과 같은 표면결함이 없는 강판을 확보할 수 있다.

상기와 같은 분포로 형성된 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상은 열간 및 냉간 압연시 상기 석출물이 파쇄됨에 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 0.2~0.6㎛인 것이 바람직하다. 상기 석출물의 평균 크기가 0.2㎛ 미만이면 열간 및 냉간 압연시 파쇄되어 생성되는 미세공공의 크기가 너무 작아 고용 수소의 흡장 효과를 충분히 얻을 수 없으며, 반면 0.6㎛ 보다 클 경우에는 분포되는 전체 석출물의 양이 적어져 내피쉬스케일성을 확보하기 어려워질 우려가 있다.

이하에서는, 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, 상술한 성분조성 및 성분관계를 만족하는 강 슬라브를 제조한 다음, 상기 강 슬라브를 재가열처리 한다.

본 발명에서 상기 재가열처리시 온도는 중요한 인자 중 하나로서, 본 발명에 따른 석출물들의 크기 및 분포량을 결정하는데에 중요한 영향을 미치며, 이때의 온도는 강에 첨가되는 원소의 종류 및 함량에 따라 석출물의 재용해/석출 온도가 달라진다. 이러한 재가열 온도가 1200℃를 초과하게 되면 석출물의 크기가 너무 작아져 피쉬스케일 결함이 발생할 가능성이 높다.

따라서, 상기 재가열 온도는 1200℃ 이하로 제어하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1100~1200℃에서 실시할 수 있다.

상기 재가열된 강 슬라브를 900℃ 이상의 열간 마무리 압연온도로 열간압연하여 열연강판을 제조하는 것이 바람직하다.

상기 열간 마무리 압연온도가 900℃ 미만이면 연신된 페라이트의 생성으로 후속적으로 실시되는 소둔 공정 후 {111} 집합조직이 크게 저하된다. {111} 집합조직이 저하되면 r값이 크게 낮아져 오무림가공성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 상기 열간 마무리 압연온도는 900℃ 이상으로 제어하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 900~1000℃에서 실시할 수 있다.

상기 제조된 열연강판을 550℃ 이상에서 권취하는 것이 바람직하다.

상기 권취시 온도가 550℃ 미만이면 석출물의 크기가 너무 작고, 열연 결정립도 작아져 성형성이 낮아지는 문제가 있다.

따라서, 상기 권취 온도는 550℃ 이상으로 제어하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 550~650℃에서 실시할 수 있다.

이후, 상기 권취된 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 것이 바람직하다.

상기 냉간압연시 냉간압하율이 65% 미만이면 석출물과 기지금속 간의 미세공공의 양이 적어 피쉬스케일 결함이 발생하게 되고, 재결정 집합조직의 발달이 낮아 성형성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 상기 냉간압하율은 65% 이상으로 제어하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 65~90%로 실시할 수 있다.

이후, 상기 제조된 냉연강판을 800℃ 이상에서 1분 이상 연속소둔 처리하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 연속소둔은 냉간압연된 강판에 연성과 성형성을 부여하기 위한 공정으로서, 이때 소둔 온도가 800℃ 미만이면 재결정이 완료되지 않아 연성 및 성형성을 확보하기 어려우며, 소둔 시간이 1분 미만으로 너무 짧을 경우에도 재결정이 완료되지 않아 연성 및 성형성 확보에 어려움이 있다.

따라서, 상기 연속소둔은 800℃ 이상에서 1분 이상 실시하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 800~900℃에서 1~5분간 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 1150℃ 가열로에서 1시간 유지시킨 후 열간압연을 실시하였다. 상기 열간압연시 마무리 온도는 910℃ 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. 이때, 상기 법랑처리시편은 70mm×150mm의 크기로 절단하였으며, 인장시편은 ASTM규격(ASRM E-8 표준)에 의한 표준시편으로 가공하였다.

이와 같이 가공된 시편을 830 ℃에서 3분간 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. 이후, 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 실시하였다. 이때, 소성로의 분위기 조건은 노점온도를 30℃로 설정함으로써, 피쉬스케일 결함이 가장 발생하기 쉬운 가혹한 조건을 적용하였다. 그 다음, 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.

또한, 소둔이 완료된 인장시편은 인장시험기(INSTRON사, Model 6025)를 이용하여 항복강도(YS), 인장강도(TS), 연신율(El), 소성 이방성 지수(r_m값)를 측정하였다. 성형성을 나타내는 소성 이방성 지수(r_m값)는 인장시편을 압연방향, 압연직각방향 및 압연 45°방향으로 각각 채취하여 15% 인장시의 폭 방향 및 두께방향의 수축비, 즉, r=ln(w_f-w₀)/ln(t_f/t₀)를 측정하여 계산한 값을 각각 r₀, r₄₅ 및 r₉₀이라 하고 r_m은 r_m=(r₀ + 2r₄₅ + r₉₀)/4 로 하였다.

상기 각 시편들의 기계적 성질, 법랑특성 등에 대해서는 하기 표 2에 나타내었다.

이때, 최종적으로 발생한 피쉬스케일 결함수와 기포 결함은 육안으로 관찰하여 판정하였으며, 이때 발생 여부에 따라 '양호' 및 '발생'으로 분류하여 하기 표 2에 나타내었다. 그리고, 제조된 법랑용 냉연강판들에서 1평방 cm (cm²)당 티타늄 석출물의 개수는 0.2~0.6㎛의 개수를 전자현미경을 이용하여 5000배에서 40시야의 화상으로 포인트 카운팅(point counting)법으로 측정하고, 이후 화상분석기(imaze analyzer)를 이용하여 1평방 cm (cm²)당으로 환산하여 계산하였다.

구분	성분조성(중량%)							성형성 지수(F)	표면결함 지수(D)
구분	C	Si	Mn	P	S	Ti	N	성형성 지수(F)	표면결함 지수(D)
발명강 1	0.0008	0.16	0.19	0.028	0.027	0.057	0.0012	1.34	1.23
발명강 2	0.0011	0.18	0.22	0.031	0.022	0.062	0.0021	2.18	1.53
발명강 3	0.0014	0.28	0.18	0.022	0.032	0.071	0.0011	2.32	1.28
발명강 4	0.0014	0.27	0.21	0.019	0.023	0.064	0.0011	3.25	1.58
비교강 1	0.0032	0.33	0.82	0.007	0.011	0.034	0.0018	-0.11	0.91
비교강 2	0.0015	0.15	0.06	0.011	0.011	0.066	0.0022	5.69	3.18
비교강 3	0.0031	0.13	0.12	0.045	0.055	0.054	0.0021	-4.23	0.42
비교강 4	0.0011	0.03	0.28	0.014	0.011	0.140	0.0072	20.73	6.72
비교강 5	0.0012	1.22	0.27	0.018	0.027	0.067	0.0014	3.47	1.42

구분	YS (MPa)	TS (MPa)	El (%)	r_m	소재 결함	기포 결함	피쉬스케일 발생수	법랑밀착 지수(%)	석출물 크기(㎛)	석출물개수 (개/cm²)
발명강1	168	305	47	2.32	양호	양호	0	98	0.32	6.2×10⁷
발명강2	175	312	48	2.27	양호	양호	0	99	0.38	5.6×10⁷
발명강3	186	327	46	2.19	양호	양호	0	100	0.42	5.1×10⁷
발명강4	188	321	47	2.22	양호	양호	0	100	0.44	5.3×10⁷
비교강1	197	306	47	1.41	발생	양호	133	100	5.23	2.3×10⁵
비교강2	176	301	48	2.14	양호	양호	23	95	0.12	5.9×10⁷
비교강3	233	331	45	1.31	양호	양호	0	85	0.36	5.8×10⁷
비교강4	165	288	48	2.29	양호	발생	28	65	0.53	8.2×10⁵
비교강5	211	341	43	1.98	발생	양호	0	70	0.46	4.9×10⁷

(상기 표 2에서, 상기 석출물 개수는 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 포함하는 전체의 개수를 나타낸 것이며, 상기 석출물 크기는 상기 석출물들의 평균 크기를 나타낸 것이다.)

상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 성분조성, 성분관계 및 제조조건을 모두 만족하는 발명강 1 내지 4는 소성 이방성 지수(r_m값)가 모두 2.00 이상이었으며, 강도 및 연성을 모두 동시에 확보할 수 있었다. 또한, 석출물의 크기 및 개수가 본 발명에서 제어하는 범위를 만족함에 따라 가혹한 조건에서도 피쉬스케일 결함이 발생하지 않아 우수한 내피쉬스케일성이 확보되었음을 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 법랑 밀착성도 모두 98% 이상으로 우수하였다.

반면, 비교강 1은 소재의 성형을 나타내는 지수(F)가 -0.11로 매우 낮아 소성 이방성 지수가 1.41로 낮게 나타났으며, 또한 형성이 복잡하거나 오무림 가공이 요구되는 부품을 위한 성형시 가공크랙이 발생할 가능성이 높은 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라, 소재의 표면결함 발생 가능성을 나타내는 지수(D)가 0.91로 낮아 소재 표면결함이 발생되었으며, 석출물의 크기가 너무 조대하고, 그 양도 충분하지 못하여 내피쉬스케일성이 매우 열위하였다.

비교강 2는 성형성 관련 지수(F)가 5.69로 나타나 소성 이방성 지수(r_m)는 2.14로 적정 수준인 반면, Mn과 S의 함량이 불충분하여 석출물의 크기가 작아 피쉬스케일 결함이 발생하였다.

비교강 3의 경우 성형성 관련 지수(F)가 -4.23로 낮아 소성 이방성 지수(r_m)가 1.31로 낮았으며, 표면결함 관련 지수(D)도 0.42로 매우 낮아 법랑 밀착성이 85%로 열위하였다.

비교강 4는 성형성 관련해서는 양호한 결과를 보였지만, 성분조성 중 S의 함량이 너무 낮고 Ti의 함량이 너무 과다하여 적정 크기를 갖는 석출물이 충분히 형성되지 못하여 피쉬스케일 결함이 발생되었다. 또한, N의 함량이 높아 법랑처리 후 기포결함이 발생하였으며, 표면결함 관련 지수(D)도 너무 높아 법랑 밀착성이 매우 열위하였다.

비교강 5의 경우 D 값 및 F 값 모두 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하지만 Si 함량이 본 발명 범위에서 벗어나 표면결함이 발생하고, 법랑 밀착성이 매우 열위하였다.

Claims

중량%로, 탄소(C): 0.003% 미만(0은 제외), 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.1~0.3%, 인(P): 0.01~0.04%, 황(S): 0.021~0.040%, 티타늄(Ti): 0.05~0.08%, 질소(N): 0.003% 이하를 포함하고, 하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 1~5를 만족하고, 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 1 이상을 만족하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 강 내에 (Ti,Fe)P 석출물과 (Ti,Mn)S 석출물 및 TiS 석출물 중 1종 이상을 포함하고, 상기 석출물들은 관찰시야 1평방 cm (cm²)당 4×10⁷개 이상인 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판.
[관계식 1]
D = (Ti-N-C)/S
[관계식 2]
F = {Ti-N-C-(0.3*P)-(0.8*S)}/C
(상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값의 계산에 사용된 Ti, N, C, S, P 등은 각각 해당 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)
삭제
제 1항에 있어서,
상기 석출물은 그 주변에 미세공공(micro void)을 포함하는 것인 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판.
제 1항에 있어서,
상기 석출물은 0.2~0.6㎛의 평균 크기를 갖는 것인 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판.
중량%로, 탄소(C): 0.003% 미만(0은 제외), 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.1~0.3%, 인(P): 0.01~0.04%, 황(S): 0.021~0.040%, 티타늄(Ti): 0.05~0.08%, 질소(N): 0.003% 이하를 포함하고, 하기 관계식 1로 표현되는 표면결함 관련 지수(D)가 1~5를 만족하고, 하기 관계식 2로 표현되는 성형성 관련 지수(F)가 1 이상을 만족하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 1100~1200℃로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 900℃ 이상의 열간 마무리 온도에서 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
상기 열연강판을 550℃ 이상에서 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 65% 이상의 냉간압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및
상기 냉연강판을 800℃ 이상에서 1분 이상 소둔 열처리하는 단계
를 포함하는 법랑 밀착성 및 내피쉬스케일성이 우수한 법랑용 냉연강판의 제조방법.
[관계식 1]
D = (Ti-N-C)/S
[관계식 2]
F = {Ti-N-C-(0.3*P)-(0.8*S)}/C
(상기 관계식 1의 D 값 및 2의 F 값의 계산에 사용된 Ti, N, C, S, P 등은 각각 해당 성분들의 중량%를 원자량으로 나눈 값이다.)