KR101920981B1

KR101920981B1 - 열연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101920981B1
Application number: KR1020167022833A
Authority: KR
Inventors: 가네하루 오쿠다; 다로 기즈; 이사오 세키구치
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2018-11-21
Also published as: JP6349865B2; WO2015146186A1; JP2015190027A; CN106103780A; CN106103780B; KR20160111485A

Abstract

압연 능력이 낮은 냉간 압연기를 사용한 경우에도 냉연 강판을 안정적으로 제조할 수 있는, 냉연 강판용 소재로서의 열연 강판을 제공한다. C : 0.015 ∼ 0.035 ％, Si : 0.2 ％ 이하, Mn : 0.05 ∼ 0.35 ％, P : 0.02 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 0.1 ％ 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고, 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치 및 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 판 폭의 1/4 의 위치의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 의 깊이에 있어서의 집합 조직의 결정 방위를 규제한다.

Description

열연 강판 및 그 제조 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 열연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 세계적인 인구 증가나 경제의 발전에 수반하여, 건재의 수요가 증가 하고 있다. 특히, 개발 도상국 등에서는 건물의 외벽이나 지붕 등에, 판 두께 0.3 ㎜ 이하의 냉연 강판, 혹은 거기에 도금이나 도장 등을 실시한 표면 처리 냉연 강판이 사용되고 있다. 이와 같은 용도의 냉연 강판은, 비용 저감을 위한 박육화가 요망되고 있다. 그러나, 이와 같은 건재용 강판이 사용되는 지역에서는, 대규모 제조 거점이 적기 때문에, 압연 능력이 낮은 냉간 압연기 (밀) 에 의해 열연 강판을 압연하여, 냉연 강판을 얻는 경우가 많다. 그 경우, 냉간 압연시에 큰 압연 하중을 얻을 수 없기 때문에, 얇은 냉연 강판을 제조하는 것이 어렵다. 그 때문에, 압연 능력이 낮은 냉간 압연기로도 얇은 냉연 강판을 용이하게 제조할 수 있는 열연 강판, 즉, 냉간 압연시의 압연 하중이 작은 연질의 열연 강판에 대한 요구가 매우 높아지고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 성분 조성 중의 C 량을 0.010 ％ 이하로 저감시킨 열연 강판에 관한 기술이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 성분 조성 중의 N 량을 0.0020 ％ 이하로 한 열연 강판에 관한 기술이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3 에는, 성분 조성 중의 C 량을 0.01 ∼ 0.10 ％, N 량을 0.010 ％ 이하로 하고, 마무리 압연 온도를 700 ℃ 이상 Ar₃ 변태점 이하에서 열간 압연하는, 이른바 페라이트역 압연으로 조대한 결정립을 갖는 열연 강판을 제조하는 기술이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평3-79726호 일본 특허공보 소63-30969호 일본 공개특허공보 2010-77482호

그러나, 특허문헌 1 및 2 에서 제안된 C 량 및 N 량의 저감은, 제강시의 분위기 가스에 있어서의 C 량 및 N 량을 저감시킬 필요가 있고, 그러기 위해서는, 제강시에 탈가스 처리를 실시할 필요가 있어, 제조 비용을 인상시키게 된다. 또, 압연 능력이 낮은 냉간 압연밀로 두께 0.3 ㎜ 이하의 냉연 강판을 제조하기 위해서는, 열연 강판을 적어도 두께 3 ㎜ 이하로 해 둘 필요가 있다. 그러나, C 량이나 N 량이 낮은 강에서는 Ar₃ 변태점 이상에서의 열간 압연이 어렵고, 판 두께 방향 및 폭 방향으로 불균일한 마이크로 조직이 형성되기 쉽기 때문에, 열연 강판의 두께를 3 ㎜ 이하로 하는 것이 어렵다. 그 결과, 두께 0.3 ㎜ 이하의 냉간 압연 강판을 얻는 것이 어려워진다.

또, 특허문헌 3 에 기재된 페라이트역 압연 (마무리 압연 공정 중에 피압연재를 오스테나이트로부터 페라이트로 변태시키는 압연 방법) 에서는, 열연 강판의 강도가 마무리 압연 온도나 권취 온도에 영향을 받기 쉬워져, 안정적인 연질의 열연 강판의 확보가 어렵다.

본 발명은, 이상의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 압연 능력이 낮은 냉간 압연기를 사용한 경우에도 냉연 강판을 안정적으로 제조할 수 있는, 냉연 강판용 소재로서의 열연 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 열연 강판의 마이크로 조직과, 당해 열연 강판을 소재로서 사용한 냉연 강판의 제특성의 상관을 예의 조사, 그리고 검토하였다. 그 결과, 소정의 성분 조성 및 마이크로 조직을 갖는 소재이면, 냉간 압연시의 압연 저항이 코일 내에서 균일해지고, 또 특히 냉간 압연의 후반 (중간보다 출구측의 스탠드) 에서의 변형 저항이 작아지는 것, 즉 압연 하중이 작아도 냉간 압연을 용이하게 실시할 수 있는 열연 강판을 안정적으로 제조할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 냉간 압연성에는, 열연 강판의 결정 방위의 폭 방향의 균일성이 큰 영향을 미치고 있어, 그것을 제어하는 것이 중요하다.

즉, 본 발명의 요지 구성은, 다음과 같다.

(1) 질량％ 로

C : 0.015 ∼ 0.035 ％,

Si : 0.2 ％ 이하,

Mn : 0.05 ∼ 0.35 ％,

P : 0.02 ％ 이하,

S : 0.02 ％ 이하,

Al : 0.01 ∼ 0.1 ％ 및

N : 0.005 ％ 이하

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고,

폭 방향 단연 (端緣) 으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치 및 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 판 폭의 1/4 의 위치의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 의 깊이에 있어서의 집합 조직은, 하기 식 (1) 에서 정의되는 X 가 0.5 ∼ 1.0 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열연 강판.

X ＝ F1/(F2 ＋ F3) … (1)

단

F1 : {001}〈110〉 의 ODF 강도

F2 : {211}〈110〉 의 ODF 강도

F3 : {111}〈112〉 의 ODF 강도

(2) 상기 성분 조성은, 추가로 질량％ 로,

B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％,

Ti : 0.001 ∼ 0.1 ％,

Nb : 0.002 ∼ 0.1 ％,

V : 0.002 ∼ 0.1 ％ 및

Cr : 0.01 ∼ 0.5 ％

중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 상기 (1) 에 기재된 열연 강판.

(3) 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하는 공정으로서,

마무리 압연의 입측에 있어서의, 강판 표면의 폭 방향 중앙부와 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치의 온도차를 30 ℃ 이내로 함과 함께,

마무리 압연 출측 온도를 870 ℃ ∼ 930 ℃ 로 하는 열간 압연 공정과,

상기 마무리 압연 후 1 초 이내에 상기 강판의 냉각을 개시하고, 상기 마무리 압연 출측 온도로부터 750 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 10 ℃/s 이상으로 하는 냉각 공정과,

그 후, 550 ℃ ∼ 700 ℃ 의 온도역에서 상기 강판을 권취하여, 열연 강판을 얻는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 제조 방법.

본 발명의 열연 강판에 의하면, 압연 능력이 낮은 냉간 압연기를 사용한 경우에도, 예를 들어 0.3 ㎜ 이하의 박판으로 압연하는 것이 가능하고, 지붕재 등의 건재 분야에서 사용되는 박물의 냉연 강판 또는 표면 처리 냉연 강판을 제조하기 위해서 냉간 압연에 제공하는 데에 바람직한 열연 강판을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 열연 강판에 대해, 상세하게 설명한다. 먼저, 성분 조성에 있어서의 각 성분의 함유량의 한정 이유에 대해 서술한다. 또한, 성분에 관한 「％」표시는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」를 의미한다.

C : 0.015 ∼ 0.035 ％

C 가 0.035 ％ 를 초과하면, 결정립이 미세해지고, 탄화물도 증가하기 때문에, 열연 강판의 강도가 상승하고, 그 결과 냉간 압연시의 하중이 커진다. 한편, C 가 0.015 ％ 미만에서는 시멘타이트가 석출되기 어렵고, 많은 고용 탄소가 열연 강판에 잔존하여, 열연 강판의 강도가 상승하는 결과, 역시 냉간 압연시의 하중이 커져, 냉간 압연을 곤란하게 한다. 따라서, C 량은, 0.015 ∼ 0.035 ％, 보다 바람직하게는 0.030 ％ 이하로 한다.

Si : 0.2 ％ 이하

Si 는, 함유량이 지나치게 많으면, 열연 강판의 강도가 상승하여 냉간 압연시의 하중이 커진다. 또 화성 처리성이나 아연 도금 등의 도금 밀착성을 열화 시키기 때문에, Si 량은 0.2 ％ 이하로 한다. 또한, Si 는 무첨가여도 재질상의 문제는 없지만, Si 량을 0.005 ％ 미만으로 억제하기 위해서는, 많은 비용을 필요로 하기 때문에, 0.005 ％ 이상의 함유는 허용된다.

Mn : 0.05 ∼ 0.35 ％

Mn 은, 열간 압연시에 S 에서 기인된 적열취성에 의한 균열이 발생하는 것을 방지할 목적으로 0.05 ％ 이상으로 첨가된다. 그러나, 첨가량이 지나치게 많으면, 열연 강판의 결정립이 미세해져, 고용 강화 작용에 의해 열연 강판의 강도가 상승하고, 그 결과 냉간 압연시의 하중이 커지므로, 상한을 0.35 ％ 로 한다. Mn 량은, 보다 바람직하게는 0.10 ∼ 0.20 ％ 이다.

P : 0.02 ％ 이하

P 는, 첨가량이 지나치게 많으면, 열연 강판의 강도가 상승하고, 그 결과 냉간 압연시의 하중이 커지므로, P 량은 0.02 ％ 이하로 한다. 또한, P 는 무첨가여도 재질상의 문제는 없지만, P 량을 0.0010 ％ 미만으로 억제하기 위해서는, 많은 비용을 필요로 하기 때문에, 0.0010 ％ 이상의 함유는 허용된다.

S : 0.02 ％ 이하

S 는, 강 중에서 황화물계 개재물이 되어 존재한다. 이 황화물계 개재물은 냉간 압연 중에 신장되어 가공시의 균열 기점이 되기 때문에, 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, S 량의 상한을 0.02 ％ 로 한다. 또한, S는 무첨가여도 재질상의 문제는 없지만, S 량을 0.0005 ％ 미만으로 억제하기 위해서는, 많은 비용을 필요로 하기 때문에, 0.0005 ％ 이상의 함유는 허용된다.

Al : 0.01 ∼ 0.1 ％

Al 은, 용강의 탈산을 목적으로 첨가되지만, 그 첨가량이 sol.Al 에서 0.01 ％ 보다 적으면 효과가 부족하고, 한편 0.1 ％ 를 초과하면 탈산 효과가 포화될 뿐만 아니라, Al₂O₃ 개재물이 증가하여, 제품 가공시에 균열을 발생시키거나 하여 냉간 가공성을 열화시킨다. 따라서, 첨가량의 범위를 sol.Al 에서 0.01 ％ 이상, 0.1 ％ 이하로 한다.

N : 0.005 ％ 이하

N 은, Ti, Nb, Al 등과 질화물을 형성한다. 냉간 가공성의 관점에서는, N 을 이들 질화물로서 최대한 석출시켜 고용 N 을 저감시키는 것이 보다 유리하고, N 의 함유량은 적을수록 양호하기 때문에, N 량의 상한을 0.005 ％ 로 한다. 또한, N 은 무첨가여도 재질상의 문제는 없지만, N 량을 0.0003 ％ 미만으로 억제하기 위해서는, 많은 비용을 필요로 하기 때문에, 0.0003 ％ 이상의 함유는 허용된다.

이상을 기본 성분으로 하며, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 특성 개선을 위해서, 추가로 하기 원소를 첨가해도 된다.

B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％, Ti : 0.001 ∼ 0.1 ％, Nb : 0.002 ∼ 0.1 ％, V : 0.002 ∼ 0.1 ％ 및 Cr : 0.01 ∼ 0.5 ％ 중에서 선택되는 어느 1 종 또는 2 종 이상

먼저, B 는, 미량을 첨가하면, 열연 강판의 결정 입자 직경을 크게 하고, 냉간 압연시의 압연 하중을 작게 하여, 냉간 압연을 용이하게 한다. 그러기 위해서는, B 량의 하한을 0.0003 ％ 로 한다. 그러나, B 량이 0.0030 ％ 를 초과하면, 반대로 열간 압연 후에 페라이트 변태가 일어나기 어려워져 결정립이 미세화되어, 열연 강판의 강도가 상승하고, 그 결과 냉간 압연이 곤란해진다. 그 때문에, B 량의 상한을 0.0030 ％ 로 한다.

다음으로, Ti, Nb, V 및 Cr 은, 미량을 첨가함으로써 탄질화물을 형성하고, 열연 강판의 고용 C 량 및 고용 N 량을 감소시키고 냉간 압연시의 압연 하중을 작게 하여, 냉간 압연을 용이하게 한다. 따라서, Ti, Nb, V 및 Cr 은, 높은 냉간 가공성을 얻기 위해서 단독 또는 복합하여 첨가한다. Ti 량은 0.001 ％ 이상, Nb 및 V 량은 0.002 ％ 이상, 그리고 Cr 량은 0.01 ％ 이상으로 하면, 상기 효과를 얻을 수 있다. 한편, Ti, Nb 및 V 량은 0.1 ％ 초과, 그리고 Cr 량은 0.5 ％ 초과가 되면, 결정립이 미세화되어, 열연 강판의 강도가 상승하는 것, 또 고용 C 량이 저하되어 Ar₃ 변태점이 더욱 상승되어 2 상역에서 열간 압연을 실시하는 것이 되어, 열연 강판의 조직이 불균일해지기 때문에, 냉간 압연을 곤란하게 하는 것이 된다.

또한, 본 발명에서는, 열연 강판의 집합 조직을 규정하는 것이, 안정적인 냉간 압연을 실현하는 데에 있어서 중요하다. 즉, 열연 강판의 폭 방향 단부역 및 폭 방향 내부역의 집합 조직의 양방이, 하기 식 (1) 에서 정의되는 X 가 0.5 ∼ 1.0 의 범위를 만족하는 것이 중요하다. 또한, 「폭 방향 단부역」이란, 열연 강판 표면의 폭 방향의 양단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 까지의 영역을 의미하고, 「폭 방향 내부역」이란, 열연 강판 표면의 폭 방향 단부역 이외의 영역을 의미한다.

X ＝ F1/(F2 ＋ F3) … (1)

단

F1 : {001}〈110〉 의 ODF 강도

F2 : {211}〈110〉 의 ODF 강도

F3 : {111}〈112〉 의 ODF 강도

여기서, 열연 강판의 폭 방향 단부역의 집합 조직은, 열연 강판의 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치, 즉 폭 방향 중심측으로 50 ㎜ 의 위치 (이하, 「50 ㎜ 위치」라고 한다) 의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 의 깊이에 있어서의 집합 조직으로 대표하는 것으로 한다. 또, 열연 강판의 폭 방향 내부역의 집합 조직은, 열연 강판의 폭 방향 단연으로부터 폭 방향 중심측으로 판 폭의 1/4 의 위치 (이하, 「1/4 위치」라고 한다) 의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 의 깊이에 있어서의 집합 조직으로 대표되는 것으로 한다. 여기서, 어느 압연 방향 위치에 있어서, 50 ㎜ 위치 및 1/4 위치는 각각 2 개 존재하지만, 조직은 폭 방향으로 대칭성을 갖기 때문에, 적어도 1 개의 50 ㎜ 위치 및 1/4 위치에서 측정한 X 가 0.5 ∼ 1.0 이면 된다. 동일하게, 조직은 코일의 전체 길이에 걸쳐서 균일하다고 생각되므로, 적어도 1 개의 압연 방향 위치에서 측정한 X 가 0.5 ∼ 1.0 이면 된다.

상기 ODF (orientation determination function) 는 3 차원 방위 밀도 함수로, 3 면 이상의 극점도로부터, 급수 전개법 등에 의해 구해지고, 3 개의 오일러각에서 지정되는 특정한 결정 방위가, 랜덤 방위에 대해 어느 정도 집적되는지를 나타내는 것이다. 즉, {001}〈110〉은, 냉간 압연에 수반하는 가공 경화가 작아, 냉간 압연을 용이하게 하기 위해서 유리한 결정 방위이며, 그 의미에서는 많이 집적하는 것이 중요하다. 단, {001}〈110〉 의 ODF 강도가 매우 높은 경우에는, 페라이트역 압연 등의 열연 강판의 조직이 불균일해지는 조건으로 압연함으로써 집적도가 증대되어 있는 경우로, 이것은 안정적인 냉간 압연을 실시하는 관점에서 바람직하지 않다.

반대로, {211}〈110〉 이나 {111}〈112〉는, 냉간 압연했을 때의 가공 경화가 비교적 크기 때문에, 너무 그 집적을 높이는 것은 바람직하지 않다. 그러나, 페라이트역 압연에서는 이들 방위는 생성되기 어렵기 때문에, 집적이 매우 낮아진다. 그 의미에서는, {211}〈110〉 이나 {111}〈112〉는, 냉간 압연의 안정성을 나타내는 (집적이 어느 정도 높은 것이 안정성이 높다) 방위이다.

이와 같이 F1, F2 및 F3 은, 가공 경화의 크기의 지표로서도, 불안정역 압연의 지표로서도 사용할 수 있다. 그러나, F1 과 F2 및 F3 은, 수치의 대소가 반대로 나타나는 성질을 갖고, 그 비 X ＝ F1/(F2 ＋ F3) 로 냉간 압연의 용이성을 평가한 결과, X : 0.5 ∼ 1.0 인 필요성을 알아내었다. 즉, X 가 0.5 미만에서는 가공 경화가 크고, 특히 압연 후반에서의 압연 하중이 높아지는 결과, 실시예에서 후술하는 냉연 후 YS 가 커진다. 한편, 1.0 을 초과하면, 판 두께 방향 및 판 폭 방향에서 조직이 불균일해져, 냉간 압연의 제어가 어려워지는 결과, 실시예에서 후술하는 냉연 후의 YS 비가 작아진다. 또한, 재질의 균일성의 관점에서, 판 폭 방향의 YS 의 편차는 작은 것이 좋고, YS 비가 0.9 이상 1.1 이하인 것이 바람직하다.

여기서, 상기한 집합 조직의 규정을 실현하기 위해서는, C 및 Mn 의 함유량 에 따라 마무리 압연 온도를 조정하는 것이 유리하고, 상세하게는 후술한다. 또한, 본 발명의 열연 강판의 조직은, 실질적으로 페라이트 단상 또는 페라이트-펄라이트상이다. 여기서, 「실질적으로 페라이트 단상」이란, 페라이트 면적율이 90 ％ 이상인 것을 의미한다. 또, 페라이트 면적율은 95 ％ 이상인 것이 바람직하고, 100 ％ 여도 된다. 또, 잔부는 펄라이트나 베이나이트를 합계 면적율로 10 ％ 이하 함유하는 것은 허용되고, 5 ％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 페라이트-펄라이트상인 경우에는, 펄라이트상은 10 ％ 이하인 것이 바람직하다.

다음으로, 상기한 열연 강판의 제조 조건에 대해 설명한다. 본 발명의 제조 방법은, 상기한 성분 조성을 갖는 강 소재, 예를 들어 슬래브를 열간 압연하는 공정과, 그 공정 후의 강판을 냉각시키는 공정과, 그 후 상기 강판을 권취하여, 열연 강판을 얻는 공정을 갖는다. 그 때의 조건을 이하에 나타낸다.

[마무리 압연의 입측에 있어서의, 강판 표면의 폭 방향 중앙부와 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치의 온도차가 30 ℃ 이내]

본 발명에서는, 냉간 압연을 안정적으로 실시할 수 있는 냉연 강판용 소재로서의 열연 강판을 제공하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 열연 강판의 조직의 폭 방향의 균일성을 높일 필요가 있다. 특히, 탄소량이 낮은 성분 조성의 열연 강판에서는, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서 압연됨으로써 특히 상기한 폭 방향 단부역의 조직이, 폭 방향 내부역의 조직과는 크게 상이하다. 이와 같은 사태를 회피하기 위해서는, 폭 방향 단부역의 온도 저하를 억제하는 것이 유효하다. 즉, 이 온도 저하는, 마무리 압연의 입측 온도의 폭 방향 분포에서 기인되어 있고, 폭 방향 단부역의 온도 저하를 억제하기 위해서, 바 히터 등을 적절히 사용할 필요가 있다. 폭 방향 중앙부 (폭 방향 단연으로부터 폭 방향 중심측으로 판 폭의 1/2 의 위치) 와 50 ㎜ 위치의 온도차가 30 ℃ 를 초과하여 커지면, 폭 방향 단부역과 폭 방향 중앙부의 마무리 압연 출측 온도 (FDT) 를 적정 범위로 유지할 수 없게 된다.

또한, 이 온도차는, 열연 강판의 코일의 길이 방향에서도 다소 변동되기 때문에, 코일 길이 방향의 선단부로부터 5 m, 중앙부 (코일 전체 길이의 대략 1/2 의 위치), 및 후단부로부터 5 m 의 3 위치에서 온도 측정을 실시하고, 그들의 평균값으로 온도 제어를 실시한다. 또, 온도의 측정 대상은 강판의 표면이며, 이하의 제조 조건에 있어서의 온도 표시는 모두, 강판 표면의 온도이다.

[마무리 압연 출측 온도 : 870 ℃ ∼ 930 ℃]

마무리 압연 출측 온도는, 열연 강판의 조직 제어에 중요한 조건이다. 마무리 압연 출측 온도가 870 ℃ 미만에서는, 폭 방향 단부역에서 Ar₃ 변태점 미만의 온도에서의 압연에 의해, 마이크로 조직이나 결정 방위가 불균일해진다. 마무리 압연 출측 온도가 930 ℃ 를 초과하면 스케일 결함이 생기기 쉬워져, 표면 품질에 악영향을 주기 때문에 930 ℃ 이하로 한다.

또한 상기 식 (1) 에서 정의되는 X 가 0.5 ∼ 1.0 의 범위를 만족하는 열연 강판의 집합 조직을 얻기 위해서, 강판 조성 (특히 C 및 Mn 의 함유량) 에 따라 마무리 압연 출측 온도를 상기 870 ℃ 내지 930 ℃ 의 범위 내에서 더욱 적정하게 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, C 및 Mn 의 함유량이 낮으면 Ar₃ 변태 온도가 높아지기 때문에, 마무리 압연 출측 온도를 높게 하지 않으면 Ar₃ 변태점 미만의 온도에서 압연하게 되어, 상기 X 가 1.0 을 초과하는 경우가 있다. 한편, Ar₃ 변태점 바로 위에서 압연을 실시한 경우, 미재결정역에서 압연된 오스테나이트의 페라이트 변태에 기초하는 변태 집합 조직이 발달하여, 상기 X 가 0.5 미만이 되는 경우가 있다. 상기 변태 집합 조직은 Mn 함유량의 증가와 함께 강해지는 경향이 있고, 또 C 함유량이 많을수록 변태 집합 조직 중의 상기 F2 의 집합 조직 ({211}〈110〉) 이 강해진다. 그 때문에, Mn 이나 C 의 함유량을 본원의 상한값 이하로 할 필요가 있다.

[마무리 압연 후 1 초 이내에 강판의 냉각을 개시]

마무리 압연 후에 페라이트 변태에 의해 균일한 조직을 발생시키기 위해서는, 페라이트 변태를 촉진시킬 필요가 있고, 그러기 위해서는 압연 후 1 초 이내에 강판의 냉각을 개시할 필요가 있다. 냉각 개시까지의 시간이 1 초를 초과하면, 변태 전의 오스테나이트립이 재결정, 그리고 입성장되어, 페라이트 변태가 일부에서 늦어지게 된다. 여기서의 냉각 속도는 특별히 규정할 필요는 없지만, 바람직하게는 후술하는 조건에 따라 실시한다.

[마무리 압연 출측 온도로부터 750 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 10 ℃/s 이상]

마무리 압연 후 1 초 이내에 냉각을 개시하여 고온 지역에서의 체류를 회피하고, 또한 750 ℃ 까지의 온도역을 10 ℃/s 이상에서 강판을 냉각시킬 필요가 있다. 왜냐하면, 750 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 10 ℃/s 미만에서는, 페라이트 변태가 불균일하게 발생하여 재질을 불균일하게 할 우려가 있기 때문이다.

[550 ℃ ∼ 700 ℃ 의 온도역에서 강판을 권취한다]

마무리 압연 후의 권취 냉각 과정에 있어서, C 및 N 의 고용을 억제하기 위해서는, 시멘타이트나 AlN 의 석출을 촉진시킬 필요가 있다. 이 석출은, 권취 온도가 550 ℃ 미만에서는 불충분해져, 고용 C 및 고용 N 에 의한 열연 강판의 경질화가 발생하여, 냉간 압연의 압연 하중이 높아진다. 한편, 권취 온도가 700 ℃ 를 초과하면, 결정 입자 직경이 불균일해지거나, 본 발명의 탄소량 범위에서는 시멘타이트의 석출의 구동력이 작아 고용 C 가 남을 가능성이 있기 때문에, 권취 온도는 700 ℃ 이하로 한다.

실시예

표 1 에 나타내는 성분 조성으로 용제한 강에, 표 2 에 나타내는 각 조건에 따라 열간 압연, 냉각, 권취를 실시하여, 판 두께 2 ㎜ 및 판 폭 800 ㎜ 의 열연 강판을 제조하였다. 이렇게 하여 얻어진 열연 강판에 대해, 마이크로 조직 및 인장 특성을 조사하였다. 인장 시험은 JIS 5 호 시험편을 사용하여 JIS Z 2241 에 준거하여 실시하였다. 인장 시험편은, 코일의 선단으로부터 길이 5 m 의 위치의 1/4 위치로부터, 시험편의 평행부가 압연 방향이 되도록 채취하였다.

또, 각 열연 강판의 X 값에 대해서도, 다음과 같이 측정하였다. 즉, 각 열연 강판에 있어서, 50 ㎜ 위치와 1/4 위치에서, 각각 30 ㎜φ 로 타발한 2 개의 강편을, 표면으로부터 판 두께의 1/4 의 깊이의 부분이 노출될 때까지 연삭하였다. 그 후, 그 노출면을 나이탈액으로 매크로 조직을 확인할 수 있을 때까지 부식시키고, (110), (220) 및 (211) 의 3 면에 대해, 반사법으로 극점도를 작성하여, 이들 극점도로부터 급수 전개법에 의해 상기한 ODF 를 산출하였다. 산출값으로부터, 식 (1) 에 따라 각 열연 강판에 있어서의, 50 ㎜ 위치에서의 X 값과 1/4 위치에서의 X 값을 구하여, 표 2 에 나타내었다.

또한, 얻어진 열연 강판을 냉간 압연에 제공하고, 냉간 압연 후의 강판의 특성을 평가하였다. 구체적으로는, 압하율 95 ％ 의 냉간 압연 후의 냉연 강판으로부터, JIS 5 호 시험편을 채취하고, JIS Z 2241 에 준거하여 인장 시험을 실시하고, 항복 강도 YS 를 측정하여, 표 2 에 나타내었다. 인장 시험편은, 코일의 선단으로부터 길이 5 m 의 위치의 1/4 위치와 50 ㎜ 위치로부터, 시험편의 평행부가 압연 방향이 되도록 각각 채취하였다. 또, 1/4 위치에 대한 50 ㎜ 위치의 상기 항복 강도 YS 의 비를 산출하여, 「YS 비」로서 표 2 에 나타내었다. 여기서, YS 비가 0.9 이상 1.1 이하인 경우를, 재질이 균일하다고 평가하였다.

표 2 로부터, 본 발명에 따른 열연 강판은 모두, 압하율 95 ％ 의 냉간 압연 후의 냉연 강판의 항복 강도 YS 가 830 ㎫ 미만으로 낮고, 냉연 하중이 작음과 함께, 판 폭 방향에서의 항복 강도 YS 의 변동도 작은 것을 알 수 있다. 압하율 95 ％ 의 냉간 압연 후의 냉연 강판의 항복 강도 YS 가 작다는 것은, 냉간 압연에서 강판에 도입된 가공 변형이 작다는 것으로, 즉, 작은 압연 하중에서 냉간 압연을 실시할 수 있었다는 것이다. 또, 비교예에서는, 압하율 95 ％ 의 냉간 압연 후의 냉연 강판의 항복 강도 YS 가 크거나, YS 비가 0.9 미만으로 판 폭 방향의 재질의 균일성이 열등하다.

산업상 이용가능성

본 발명의 열연 강판은, 지붕재 등의 건재의 분야에서 사용되는 박물의 냉연 강판 또는, 그것에 표면 처리를 실시한 냉연 강판을 제조하기 위한 냉간 압연에 제공할 수 있다.

Claims

질량％ 로
C : 0.015 ∼ 0.035 ％,
Si : 0.2 ％ 이하,
Mn : 0.05 ∼ 0.35 ％,
P : 0.02 ％ 이하,
S : 0.02 ％ 이하,
Al : 0.01 ∼ 0.1 ％ 및
N : 0.005 ％ 이하
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고,
폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치 및 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 판 폭의 1/4 의 위치의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 의 깊이에 있어서의 집합 조직은, 하기 식 (1) 에서 정의되는 X 가 0.5 ∼ 1.0 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열연 강판.
X ＝ F1/(F2 ＋ F3) … (1)
단
F1 : {001}〈110〉 의 ODF 강도
F2 : {211}〈110〉 의 ODF 강도
F3 : {111}〈112〉 의 ODF 강도
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로 질량％ 로,
B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％,
Ti : 0.001 ∼ 0.1 ％,
Nb : 0.002 ∼ 0.1 ％,
V : 0.002 ∼ 0.1 ％ 및
Cr : 0.01 ∼ 0.5 ％
중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 열연 강판.
제 1 항에 기재된 열연 강판의 제조 방법으로서,
제 1 항에 기재된 열성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하는 공정이고,
마무리 압연의 입측에 있어서의, 강판 표면의 폭 방향 중앙부와 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치의 온도차를 30 ℃ 이내로 함과 함께,
마무리 압연 출측 온도를 870 ℃ ∼ 930 ℃ 로 하는 열간 압연 공정과,
상기 마무리 압연 후 1 초 이내에 상기 강판의 냉각을 개시하고, 상기 마무리 압연 출측 온도로부터 750 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 10 ℃/s 이상으로 하는 냉각 공정과,
그 후, 550 ℃ ∼ 700 ℃ 의 온도역에서 상기 강판을 권취하여, 열연 강판을 얻는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 제조 방법.
제 2 항에 기재된 열연 강판의 제조 방법으로서,
제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하는 공정이고,
마무리 압연의 입측에 있어서의, 강판 표면의 폭 방향 중앙부와 폭 방향 단연으로부터 폭 방향으로 50 ㎜ 의 위치의 온도차를 30 ℃ 이내로 함과 함께,
마무리 압연 출측 온도를 870 ℃ ∼ 930 ℃ 로 하는 열간 압연 공정과,
상기 마무리 압연 후 1 초 이내에 상기 강판의 냉각을 개시하고, 상기 마무리 압연 출측 온도로부터 750 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 10 ℃/s 이상으로 하는 냉각 공정과,
그 후, 550 ℃ ∼ 700 ℃ 의 온도역에서 상기 강판을 권취하여, 열연 강판을 얻는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 제조 방법.