KR101787275B1 - 열연 코일 제조방법 및 열연 코일의 형상 교정 방법 - Google Patents

열연 코일 제조방법 및 열연 코일의 형상 교정 방법 Download PDF

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이승하
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임준석
임희중
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Abstract

열연 코일 제조방법 및 열연 코일의 형상 교정 방법에 대한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 열연 코일 제조방법은 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하는 단계; 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하는 단계; 및 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃ 이상에서 권취하는 단계;를 포함한다.

Description

열연 코일 제조방법 및 열연 코일의 형상 교정 방법 {MANUFACTURING METHOD FOR HOT ROLLED COIL AND METHOD FOR CORRECTING SHAPE OF HOT ROLLED COIL}
본 발명은 열연 코일 제조방법 및 열연 코일의 형상 교정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열연 코일 제조시, 자중에 의해 발생하는 형상 결함을 방지할 수 있는 형상 결함 방지용 열연 코일 제조방법 및 열연 코일의 형상 교정 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 소재의 개발에 있어서 경량성 확보가 중요 인자로 꼽히고 있는데, 이는 기존 부품을 고강도재로 대체하여 최종 목표인 연비 향상을 꾀하기 위함이다. 이를 위하여 차량용 구조재로 사용되는 소재는 망간(Mn), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 티타늄(Ti) 등의 합금 성분을 추가하여 성능(Performance) 향상을 구현하는 방향으로 개발되는 추세에 있으며, 냉연 및 열처리 공정 등을 통해 강재의 강도를 확보하여 적용하고 있다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제1995-0016913호(1995.07.20. 공개, 발명의 명칭: 압연코일의 텔레스코프 교정장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 열연 코일의 변형 방지 효과가 우수한 열연 코일 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 열연 코일의 재질 및 물성 저하를 방지할 수 있는 열연 코일의 형상 교정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 외력을 적용하여 형상 교정시 유발되는 열연 코일의 표면 결함을 방지할 수 있는 열연 코일의 형상 교정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 경제성이 우수한 열연 코일의 형상 교정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 열연 코일 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 열연 코일 제조방법은 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하는 단계; 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하는 단계; 및 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃ 이상에서 권취하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 슬라브 강은, 탄소(C): 0.21~0.37 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.1~1.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0.001~0.004 중량%, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 슬라브 강은, 탄소(C): 0.18~0.25 중량%, 실리콘(Si): 0.3~0.5 중량%, 망간(Mn): 2~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.01 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.001 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 슬라브 강은, 탄소(C): 0.5~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.3 중량%, 망간(Mn): 0.7~1 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.01 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0 초과 0.001 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.02 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 열연 코일의 형상 교정 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 열연 코일의 형상 교정 방법은 C-후크의 하단 행거에 열연코일을 안착시키는 단계; 상기 C-후크 상부에 구비된 외경 측정수단을 이용하여 상기 열연코일의 장경을 측정하는 단계; 상기 하단 행거에 구비된 구동 롤을 이용하여 상기 열연 코일의 장경이 상기 C-후크와 수직이 되도록 조절하는 단계; 및 상기 열연코일이 안착된 C-후크를 거치대에 배치하여 리프팅하여, 상기 열연코일의 형상을 자중에 의해 교정하는 단계;를 포함하며, 상기 열연 코일은, 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하고; 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하고; 그리고 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃ 이상에서 권취하는 단계;를 포함하여 제조된다.
한 구체예에서 상기 열연코일은, 탄소(C): 0.21~0.37 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.1~1.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0.001~0.004 중량%, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃~900℃에서 권취할 수 있다.
본 발명의 열연 코일 제조방법에 의해 제조된 열연 코일을 적용하여 형상 교정시, 열간 압연 후 냉각시 강재의 상변태를 지연하여 열연 코일의 재질 및 물성 저하를 방지하면서 열연 코일의 변형 방지 효과가 우수하며, 자중 및 중력에 의한 교정을 이용하여, 외력 교정에 의한 열연 코일의 스크래치 등의 표면 결함을 방지할 수 있으며, 교정 비용을 절감할 수 있어 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 열연코일 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 열연 코일의 형상 교정 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 열연 코일의 형상 교정 방법을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 실시예 열연 코일의 권취 직후 사진이며, 도 4(b)는 상기 열연 코일의 공냉 후 사진이다.
도 5(a)는 본 발명에 따른 실시예 열연 코일의 권취 직후 사진이며, 도 5(b)는 상기 열연 코일의 공냉 후 사진이다.
도 6(a)는 본 발명에 대한 비교예 열연 코일의 권취 직후 사진이며, 도 6(b)는 상기 열연 코일의 공냉 후 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 및 본 발명에 대한 비교예의 열연 코일 제조 및 형상 교정 시간 진행에 따른 열연 코일의 상변태 곡선을 비교한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
열연코일 제조방법
본 발명의 하나의 관점은 열연코일 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 열연코일 제조방법을 나타낸 것이다. 한 구체예에서 상기 열연코일 제조방법은 (S10) 슬라브 강 재가열 단계; (S20) 열간 압연단계; 및 (S30) 권취단계;를 포함한다. 좀 더 구체적으로 상기 열연코일 제조방법은 (S10) 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하는 단계; (S20) 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하는 단계; 및 (S30) 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃ 이상에서 권취하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 열연코일 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 슬라브 강 재가열 단계
상기 단계는 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하는 단계이다.
이하, 상기 슬라브 강에 포함되는 성분에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
탄소(C)
탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가된다. 상기 탄소는 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0.18~0.56 중량% 포함된다. 상기 탄소의 함량이 0.18 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소의 함량이 0.56 중량%를 초과하는 경우에는 인성 저하가 발생할 수 있다.
실리콘( Si )
상기 실리콘(Si)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제의 기능 및 고용강화를 위해 첨가된다. 한 구체예에서 상기 실리콘은 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0.1~0.5 중량%로 포함된다. 상기 실리콘의 함량이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 그 첨가 효과가 미미하며, 0.5 중량%를 초과할 경우 용접성을 떨어뜨리고 재가열 및 열간압연 시에 적스케일(red scale)이 생성되어 표면품질을 저하시키는 악영향을 끼칠 수 있다. 또한, 용접 후 도금성을 저해하는 악영향을 끼칠 수 있다.
망간(Mn)
상기 망간(Mn)은 고용강화 원소로써 강의 경화능을 향상시켜 강도를 확보하는 데 효과적인 원소이다. 또한, 망간은 오스테나이트 안정화 원소로써, 페라이트 및 펄라이트 변태를 지연시켜 페라이트의 결정립 미세화에 기여한다.
한 구체예에서 상기 망간은 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0.7~6.5 중량%로 포함된다. 상기 망간의 함량이 0.7 중량% 미만으로 포함되는 경우 고용강화 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 상기 망간의 함량이 6.5 중량%를 초과할 경우에는 용접성이 크게 저하된다. 아울러, MnS 개재물 생성 및 중심 편석(center segregation) 발생에 의하여 강판의 연성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
인(P)
상기 인(P)은 시멘타이트 형성을 억제하고, 강도를 증가시키기 위해 첨가된다. 다만, 인은 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 된다. 따라서 본 발명에서는 상기 인(P)의 함량을 전체 중량의 0 초과 0.02 중량% 이하로 제한한다.
황(S)
상기 황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해하고, 망간과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시키는 원소이다. 따라서 황(S)의 함량은 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0 초과 0.02 중량% 이하로 제한한다.
크롬( Cr )
상기 크롬(Cr)은 상기 강재의 소입성 및 강도를 향상시키는 목적으로 첨가된다. 한 구체예에서 상기 크롬은 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0 초과 0.3 중량% 이하로 포함된다. 상기 크롬을 0.3 중량%를 초과하여 포함시 상기 열연 코일의 인성이 저하될 수 있다.
보론(B)
상기 보론(B)은 고가의 소입성 원소인 몰리브덴을 대체하여 소입성을 보상하는 목적으로 첨가되며, 오스테나이트 결정립 성장 온도 증가로 결정립 미세화 효과를 가진다.
한 구체예에서 상기 보론은 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0 초과 0.004 중량% 이하로 포함된다. 상기 보론을 0.004 중량%를 초과하여 포함시 연신율 열위 위험성이 증가할 수 있다.
티타늄( Ti )
상기 티타늄(Ti)은 석출물 형성에 의한 소입성 강화 및 재질 상향 목적으로 첨가된다. 또한, 고온에서 Ti(C,N) 등의 석출상을 성형하여, 오스테나이트 결정립 미세화에 효과적으로 기여한다.
한 구체예에서 상기 티타늄은 상기 슬라브 강 전체중량에 대하여 0.01~0.04 중량% 포함된다. 상기 티타늄을 0.01 중량% 미만으로 포함시 첨가 효과가 미미하며, 0.04 중량%를 초과하여 포함시, 연주 불량이 발생하며, 열연 코일의 물성을 확보하기 어렵고, 열연 코일 표면에 크랙이 발생할 수 있다.
상기 성분 이외의 나머지는 실질적으로 철(Fe)로 이루어진다. 여기서, 나머지가 실질적으로 철(Fe)로 이루어진다는 것은, 본 발명의 작용 효과를 방해하지 않는 한, 불가피한 불순물을 비롯하여, 다른 미량원소를 함유하는 것이 본 발명의 범위에 포함될 수 있다는 것을 의미한다.
한 구체예에서 상기 슬라브 강은, 중탄소계 열연 코일에 적용될 수 있다. 예를 들면 상기 슬라브 강은, 탄소(C): 0.21~0.37 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.1~1.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0.001~0.004 중량%, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 슬라브 강은, 고망간계 열연 코일에 적용될 수 있다. 예를 들면 상기 슬라브 강은, 탄소(C): 0.18~0.25 중량%, 실리콘(Si): 0.3~0.5 중량%, 망간(Mn): 2~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.01 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.001 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
또 다른 구체예에서 상기 슬라브 강은, 고탄소계 열연 코일에 적용될 수 있다. 예를 들면 상기 슬라브 강은, 탄소(C): 0.5~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.3 중량%, 망간(Mn): 0.7~1 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.01 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0 초과 0.001 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.02 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 슬라브 강은 슬래브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT): 1,150℃~1,250℃에서 가열할 수 있다. 상기 슬라브 재가열 온도에서, 합금원소 성분의 균질화 효과가 우수할 수 있다.
(S20) 열간 압연단계
상기 단계는 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하는 단계이다. 상기 마무리 압연온도에서 열간 압연시, 상기 열연 코일의 강성 및 성형성이 동시에 우수하며, 권취시 작업성이 우수하고, 열연 코일의 찌그러짐을 방지하는 효과가 우수할 수 있다.
(S30) 권취단계
상기 단계는 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃ 이상에서 권취하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 열연 판재를, 상기 권취온도 조건까지 냉각하여 권취할 수 있다. 한 구체예에서 상기 냉각은, 냉각수를 주수하지 않고 공랭을 이용하여 실시할 수 있다. 상기 조건으로 냉각시, 열연 코일의 짱구 발생을 저감하는 효과가 우수할 수 있다.
본 발명의 합금 성분을 포함하는 열연 판재를 이용하여 상기 권취온도 조건에서 권취시, 페라이트 상변태가 권취 후 일정 시간 이후에 시작되기 때문에, 권취 후 코일의 서냉효과(공냉)로 인하여 상변태가 완료되는 시간이 급증하여 형상 변형의 방지에 유리하게 작용한다.
상기 열연 판재를 권취 온도: 700℃ 미만에서 권취하는 경우, 냉각 과정에서 상기 열연 판재의 상변태가 진행되며, 열연 코일 형성시 추가적인 상변태가 발생하여 코일 부피가 팽창하고, 이후 온도가 내려가면서 열연 코일이 수축하여 자중에 의해 형상이 타원형으로 변형되는 짱구 현상이 발생할 수 있다. 한 구체예에서 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃~900℃에서 권취할 수 있다. 예를 들면, 권취온도: 730℃~820℃에서 권취할 수 있다. 상기 제조된 열연 코일은 페라이트(ferrite) 및 베이나이트(bainite) 미세조직을 포함할 수 있다.
열연코일의 형상 교정 방법
본 발명의 다른 관점은 열연코일의 형상 교정 방법에 관한 것이다. 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 열연 코일의 형상 교정 방법을 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 열연코일의 형상 교정 방법은 (S101) 열연코일 안착 단계; (S102) 열연코일 장경 측정단계; (S103) 열연코일 위치 조정 단계; 및 (S104) 리프팅 단계;를 포함한다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 열연 코일의 형상 교정 방법을 모식적으로 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 상기 열연코일의 형상 교정 방법은 (S101) C-후크의 하단 행거에 열연코일을 안착시키는 단계; (S102) 상기 C-후크 상부에 구비된 외경 측정수단을 이용하여 상기 열연코일의 장경을 측정하는 단계; (S103) 상기 하단 행거에 구비된 구동 롤을 이용하여 상기 열연 코일의 장경이 상기 C-후크와 수직이 되도록 조절하는 단계; 및 (S104) 상기 열연코일이 안착된 C-후크를 거치대에 배치하여 리프팅하여, 상기 열연코일의 형상을 자중에 의해 교정하는 단계;를 포함한다.
예를 들면, 상기 도 3(a)와 같이 C-후크(200)의 하단 행거(201)에 열연코일(100)을 안착시키고, 도 3(b)와 같이 C-후크 상부(202)에 구비된 외경 측정수단(210)을 이용하여 열연 코일(100)의 장경을 측정한다. 그 다음에, 상기 도 3(c)와 같이 하단 행거(201)에 구비된 구동 롤(220)을 이용하여, 열연 코일(100)의 장경이, C-후크와 수직이 되도록 조절하고, 도 3(e)와 같이 열연코일이 안착된 C-후크(200)를 거치대(300)에 배치하고 리프팅하여, 도 3(f)와 같이 타원형으로 찌그러진 열연코일의 형상을 자중에 의해 원형으로 교정할 수 있다.
상기 열연 코일은, 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하고; 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하고; 그리고 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃ 이상에서 권취하는 단계;를 포함하여 제조된다. 한 구체예에서 상기 열연 코일은 열연 판재를 냉각하여, 권취온도 700℃~900℃에서 권취하여 제조될 수 있다. 상기 제조된 열연 코일은 페라이트(ferrite) 및 베이나이트(bainite) 미세조직을 포함할 수 있다.
상기 열연 코일 제조방법은, 전술한 열연 코일 제조방법과 동일한 슬라브 강을 사용하여 실시할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한 구체예에서 상기 열연 코일은, 중탄소계 열연재일 수 있다. 탄소(C): 0.21~0.37 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.1~1.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0.001~0.004 중량%, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 열연 코일은, 고망간계 열연재일 수 있다. 탄소(C): 0.18~0.25 중량%, 실리콘(Si): 0.3~0.5 중량%, 망간(Mn): 2~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.01 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.001 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
또 다른 구체예에서 상기 열연 코일은, 고탄소계 열연재일 수 있다. 탄소(C): 0.5~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.3 중량%, 망간(Mn): 0.7~1 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.01 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0 초과 0.001 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.02 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 열연 코일 제조방법에 의해 제조된 열연 코일을 적용하여 형상 교정시, 열간 압연 후 냉각시 강재의 상변태를 지연하여 열연 코일의 재질 및 물성 저하를 방지하면서 열연 코일의 변형 방지 효과가 우수하며, 자중 및 중력에 의한 교정을 이용하여, 외력 교정에 의한 열연 코일의 스크래치 등의 표면 결함을 방지할 수 있으며, 기존 외력에 의한 교정 설비를 배재하여, 교정 비용을 절감할 수 있어 경제성이 우수할 수 있다.
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.
실시예 및 비교예
실시예 1
중탄소계 소재로서, 탄소(C): 0.23 중량%, 실리콘(Si): 0.2 중량%, 망간(Mn): 1.2 중량%, 인(P): 0.015 중량%, 황(S): 0.01 중량%, 크롬(Cr): 0.2 중량%, 보론(B): 0.003 중량%, 티타늄(Ti): 0.02 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 1200℃에서 재가열하고, 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~900℃ 조건으로 열간압연하여, 열연 판재를 형성하였다. 그 다음에, 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 700℃에서 권취하여 열연 코일을 제조하였다.
실시예 2
고망간계 소재로서, 탄소(C): 0.2 중량%, 실리콘(Si): 0.4 중량%, 망간(Mn): 6 중량%, 인(P): 0.015 중량%, 황(S): 0.01 중량%, 크롬(Cr): 0.05 중량%, 보론(B): 0.001 중량%, 티타늄(Ti): 0.02 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 1200℃에서 재가열하고, 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 870℃~900℃ 조건으로 열간압연하여, 열연 판재를 형성하였다. 그 다음에, 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 730℃에서 권취하여 열연 코일을 제조하였다.
실시예 3
고탄소계 소재로서, 탄소(C): 0.55 중량%, 실리콘(Si): 0.2 중량%, 망간(Mn): 0.8 중량%, 인(P): 0.015 중량%, 황(S): 0.01 중량%, 크롬(Cr): 0.2 중량%, 보론(B): 0.001 중량%, 티타늄(Ti): 0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 1200℃에서 재가열하고, 상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 870℃~900℃ 조건으로 열간압연하여, 열연 판재를 형성하였다. 그 다음에, 상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 730℃에서 권취하여 열연 코일을 제조하였다.
비교예 1
열연 판재를 권취온도: 560℃에서 권취한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 열연 코일을 제조하였다.
비교예 2
열연 판재를 권취온도: 600℃에서 권취한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 열연 코일을 제조하였다.
비교예 3
열연 판재를 권취온도: 620℃에서 권취한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 열연 코일을 제조하였다.
비교예 4
열연 판재를 권취온도: 650℃에서 권취한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 열연 코일을 제조하였다.;
도 4(a)는 본 발명에 따른 실시예 1 열연 코일의 권취 직후 사진이며, 도 4(b)는 상기 열연 코일의 공냉 후 사진이고, 도 5(a)는 본 발명에 따른 실시예 1 열연 코일의 권취 직후 사진이며, 도 5(b)는 상기 열연 코일의 공냉 후 사진이며, 도 6(a)는 본 발명에 대한 비교예 열연 코일의 권취 직후 사진이며, 도 6(b)는 상기 열연 코일의 공냉 후 사진이다. 상기 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 온도 범위로 권취하여 제조된 열연 코일의 경우, 짱구 현상이 발생하지 않았으나, 본 발명의 권취 온도 범위를 벗어난 비교예 1 열연 코일의 경우, 권취 직후 짱구 현상이 발생하였으며, 공냉시 좌굴(짱구) 현상이 보다 심해지는 것을 알 수 있었다.
열연코일 형상 교정
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~4의 열연 코일에 대하여, 형상 교정을 실시하였다. C-후크의 하단 행거에 열연코일을 안착시키고, 상기 C-후크 상부에 구비된 외경 측정수단을 이용하여 상기 열연코일의 장경을 측정하였다. 그 다음에, 상기 하단 행거에 구비된 구동 롤을 이용하여 상기 열연 코일의 장경이 상기 C-후크와 수직이 되도록 조절하고, 상기 열연코일이 안착된 C-후크를 거치대에 배치하여 리프팅하여, 상기 열연코일의 형상을 자중에 의해 교정하였다.
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~4에 대하여, 코일 내경 및 좌굴 현상(짱구) 발생 여부를 관찰하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 권취온도 [℃] 코일 내경 [mm] 코일 좌굴 현상
실시예 1 700 740 미발생
실시예 2 730 760 미발생
실시예 3 730 740 미발생
비교예 1 560 700 발생
비교예 2 600 710 발생
비교예 3 620 680 발생
비교예 4 650 720 발생
상기 도 1을 참조하면, 상기 실시예 1~3의 경우, 교정 이후 코일 좌굴 현상이 발생하지 않았으나, 본 발명의 권취온도를 벗어난 비교예 1~4의 경우, 교정 이후에도 코일의 짱구가 제대로 교정되지 않음을 알 수 있었다.
도 7은 상기 실시예 1 및 비교예 1의 열연 코일 제조 및 형상 교정 시간 진행에 따른, 열연 코일의 상변태 곡선을 비교한 그래프이다. 상기 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예 1은, 특정 합금 성분계를 적용하며, 상변태 온도 이상의 온도(700℃)에서 권취를 실시하여, 페라이트로의 상변태가, 권취 하여 열연 코일을 제조한 이후, 일정 시간이 경과된 이후에 진행되기 때문에, 권취 후 코일의 서냉효과(공냉)으로 인해 상변태가 완료되는 시간이 급증하여, 형상 교정에 유리함을 알 수 있었다. 반면에, 열연 판재 상변태 온도 이하에서 권취된 비교예 1의 경우, 상기 실시예 1보다 페라이트 상변태가 일찍 발생하여, 본 발명의 상변태 시작 시간의 확보가 어려워, 형상 교정에 불리함을 알 수 있었다.
또한, 본 발명의 열연 코일 제조 및 형상 교정방법에 의하여, 열연 코일의 짱구 발생을 개선함으로써, 후공정인 정정 공정에서 짱구코일에 의해 기인한 내권부 절사, 작업시간 지연, 설비 파손 등과 같은 추가 작업을 저감함으로써 작업능률 상승, 소재의 품질향상, 스크랩(Scrap)으로 처리되는 불량품의 발생비율 감소 등의 효과를 얻을 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
100: 열연 코일 200: C-후크
201: 하단 행거 202: 상부
210: 외경 측정 수단 220: 구동 롤
300: 거치대

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. C-후크의 하단 행거에 열연코일을 안착시키는 단계;
    상기 C-후크 상부에 구비된 외경 측정수단을 이용하여 상기 열연코일의 장경을 측정하는 단계;
    상기 하단 행거에 구비된 구동 롤을 이용하여 상기 열연 코일의 장경이 상기 C-후크와 수직이 되도록 조절하는 단계; 및
    상기 열연코일이 안착된 C-후크를 거치대에 배치하여 리프팅하여, 상기 열연코일의 형상을 자중에 의해 교정하는 단계;를 포함하며,
    상기 열연 코일은, 탄소(C): 0.18~0.56 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.5 중량%, 망간(Mn): 0.7~6.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0 초과 0.3 중량% 이하, 보론(B): 0 초과 0.004 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브 강을 재가열하고;
    상기 슬라브 강을 마무리 압연온도: 850℃~950℃ 조건으로 열간압연하여 열연 판재를 형성하고; 그리고
    상기 열연 판재를 냉각하여, 권취온도: 730~900℃에서 권취하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 열연코일의 형상 교정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열연코일은, 탄소(C): 0.21~0.37 중량%, 실리콘(Si): 0.1~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.1~1.5 중량%, 인(P): 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.02 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~0.3 중량%, 보론(B): 0.001~0.004 중량%, 티타늄(Ti): 0.01~0.04 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열연코일의 형상 교정 방법.
  8. 삭제
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