KR102030158B1 - 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법 - Google Patents

표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법 Download PDF

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Abstract

듀플렉스 스테인리스강의 표면 백색도 및 광택도가 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법은, 중량%로, C: 0 초과 0.08% 이하, Si: 0.2 내지 3.0%, Mn: 2.0 내지 4.0%, Cr: 19.0 내지 23.0%, Ni: 0.3 내지 2.5%, N: 0.2 내지 0.3%, Cu: 2.5% 이하, W: 1.0% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 열연 소둔 코일을 냉간 압연 및 소둔 열처리하는 단계; 상기 냉연 소둔 강판을 질산 전해하는 단계; 및 질산 및 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지하는 단계;를 포함하고, 상기 질산 전해 시 질산 전해조의 인가 전류는 0.08 내지 0.12A/cm2이고, 전류 인가 시간은 30 내지 90초이다.

Description

표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법 {METHOD OF MANUFACTURING LEAN DUPLEX STAINLESS STEEL WITH GOOD SURFACE QUALITY}
본 발명은 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀플렉스 스테인리스강의 표면 백색도 및 광택도가 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 STS304, STS316L과 같은 기존의 오스테나이트계 스테인리스강은 적절한 내식성을 가지고 있고 디자인성이 우수하기 때문에 주방용품, 가전용품, 건축물의 내장재 및 외장재 등의 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히 건축물의 내장재 및 외장재 등의 분야에 적용될 경우 균일한 표면 광택 및 백색도 품질이 우수하여 건축 내외장재 등의 다양한 용도에 사용되고 있다. STS304, STS316L의 경우 오스테나이트 단상으로 이루어져 있어 용융염 침적 후 혼산 용액에 침적하는 것으로 스트립 표면에 잔존하고 있는 소둔 스케일을 충분히 제거 가능하여 균일한 표면조도에 따른 백색도 및 표면광택이 우수하다. 그러나 이러한 STS304, STS316L 강종의 경우 고가인 Ni 함량이 높아 가격 경쟁력이 높지 않다. 따라서, 상기 STS304, STS316L의 특성에 근접하면서도 가격 경쟁력이 좋은 페라이트 강종의 사용이 점점 증가하고 있으나, 페라이트계 스테인리스강의 경우 표면 연마시 내식성이 떨어지는 단점이 있어 건축 내장재 및 외장재 용도로의 사용이 극히 제한되어 있다.
페라이트계 스테인리스강의 표면처리 등에 따른 내식성 저하 문제점을 해결하기 위하여 최근 린 듀플렉스(Lean Duplex) 스테인리스강이 개발되어 사용되고 있다. 이들 린 듀플렉스 스테인리스강의 경우 연마에 따른 내식성 저하 등의 문제점은 해결이 가능하나, 냉연 소둔 후 페라이트/오스테나이트 상의 Cr, Mo 등의 성분 함량이 서로 다르고 상대적으로 Cr, Si 함량이 높은 페라이트상의 소둔 스케일이 냉연 소둔 산세 이후 표면에 잔류하고 있어 STS304 대비 표면질감 특히 백색도 및 광택도가 낮은 단점이 있다. 냉연 소둔 산세 표면을 그대로 건축물의 내장재 및 외장재에 적용 시공할 경우 STS304 및 STS316L 대비 백색도 및 광택도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 Cr 함량이 높은 듀플렉스 스테인리스강의 소둔 스케일을 완전히 제거하여 표면 조도를 개선함으로써 백색도 및 광택도를 향상시킬 수 있는 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법은, 중량%로, C: 0 초과 0.08% 이하, Si: 0.2 내지 3.0%, Mn: 2.0 내지 4.0%, Cr: 19.0 내지 23.0%, Ni: 0.3 내지 2.5%, N: 0.2 내지 0.3%, Cu: 2.5% 이하, W: 1.0% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 열연 소둔 코일을 냉간 압연 및 소둔 열처리하는 단계; 상기 냉연 소둔 강판을 질산 전해하는 단계; 및 질산 및 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지하는 단계;를 포함하고, 상기 질산 전해 시 질산 전해조의 인가 전류는 0.08 내지 0.12A/cm2이고, 전류 인가 시간은 30 내지 90초이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 질산 전해조의 상기 질산의 농도는 100 내지 130g/L이며, 상기 질산 전해조의 온도는 50 내지 70℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼산 용액의 상기 질산의 농도는 100 내지 150g/L이고, 상기 불산의 농도는 10 내지 30g/L이며, 상기 혼산조의 온도는 50 내지 70℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소둔 열처리는 1,000 내지 1,200℃에서 40 내지 80mpm의 속도로 연속 소둔할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열연 소둔 강판을 냉간 압연 및 소둔 열처리하기 전에, 상기 열연 소둔 코일을 코일 그라인딩(Coil Grinding)하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉연 소둔 강판을 질산 전해하기 전에, 상기 냉연 소둔 강판을 용융염 처리하는 단계; 및 황산 용액에 침지하여 중화 처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용융염의 온도는 400 내지 500℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 황산의 농도는 55 내지 65g/L이고, 상기 황산조의 온도는 50 내지 70℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉연 소둔 강판은 45 내지 75 부피%의 오스테나이트상과 잔부의 페라이트상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 듀플렉스 스테인리스강에 있어서 300계 오스테나이트 스테인리스강과 유사한 수준의 표면 광택도 및 백색도를 확보할 수 있다.
도 1은 혼산 침지 및 질산 전해에 따른 각각의 스테인리스강의 표면을 촬영한 사진이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명자들은 이상의 린 듀플렉스 스테인리스강의 표면 백색도 및 광택도 저하의 문제점을 해결하기 위해 듀플렉스 스테인리스강의 소둔 스케일 용해 특성에 미치는 구체적인 연구를 실시한 결과, 질산 전해가 소둔 스케일 용해에 우수한 것을 발견하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법은, 중량%로, C: 0 초과 0.08% 이하, Si: 0.2 내지 3.0%, Mn: 2.0 내지 4.0%, Cr: 19.0 내지 23.0%, Ni: 0.3 내지 2.5%, N: 0.2 내지 0.3%, Cu: 0.5 내지 2.5%, W: 1.0% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 열연 소둔 코일을 냉간 압연 및 소둔 열처리하는 단계; 상기 냉연 소둔 강판을 질산 전해하는 단계; 및 질산 및 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예에서의 합금성분 원소 함량의 수치한정 이유에 대하여 설명한다. 이하에서는 특별한 언급이 없는 한 단위는 중량%이다.
C의 함량은 0 초과 0.08% 이하이다.
C는 오스테나이트 형성 원소로 고용강화에 의한 재료 강도 증가에 유효한 원소이나, 함량이 과다 시 페라이트-오스테나이트 상 경계에서 내식성에 유효한 Cr과 같은 탄화물 형성 원소화 쉽게 결합하여 결정립계 주위의 Cr 함량을 낮추어 내부식 저항성을 감소시키기 때문에 내식성을 극대화하기 위해서는 C의 함량을 0.08% 이하로 제한함이 바람직하다.
Si의 함량은 0.2 내지 3.0%이다.
Si는 탈산 효과를 위하여 일부 첨가되나, 또한 페라이트 형성 원소로 소둔 열처리시 페라이트에 농화되는 원소이다. 따라서, 적정한 페라이트 상분율 확보를 위하여 0.2% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 과다하게 3.0% 초과로 첨가시, 페라이트 상의 경도를 급격히 증가시켜서 연신율 저하에 영향을 미치며, 충분한 연신율 확보를 위한 오스테나이트 상확보을 어렵게 한다. 또한 Si의 함량이 과다할 경우, 제강시 슬라그 유동성을 나쁘게 하고 산소와 결합하여 개재물을 형성하여 내식성에 나쁜 영향을 준다. 따라서 Si 함량은 0.2 내지 3.0%로 제한함이 바람직하다.
Mn의 함량은 2.0 내지 4.0%이다.
Mn은 질소 고용도를 증가시키는 원소 그리고 오스테나이트 형성 원소로, 고가의 Ni 대체용으로 사용할 경우 그 함량을 4.0% 초과로 과하게 첨가하는 경우 질소의 고용도에는 효과가 있으나 S와 결합하여 MnS를 형성하여 STS304 수준의 내식성 확보가 어려워진다. Mn의 함량이 2.0% 미만인 경우, 오스테나이트 형성 원소인 Ni, Cu, N등을 조절하여도 적정한 오스테나이트 상분율의 확보가 어렵고, 첨가되는 질소의 고용도가 낮아서 상압에서 질소의 충분한 고용을 얻을 수 없다. 따라서 Mn의 함량을 2.0 내지 4.0%로 제한함이 바람직하다.
Cr의 함량은 19.0 내지 23.0%이다.
Cr은 Si와 함께 페라이트 상안정화 원소로 2상 스테인리스강의 페라이트 상 확보에 주된 역할을 할 뿐만 아니라, 내식성 확보를 위한 필수 원소이다. 함량을 증가시키면 내식성이 증가하나, 상분율 유지를 위하여 고가의 Ni이나 기타 오스테나이트 형성 원소의 함량을 증가시켜야 하므로, 2상 스테인리스강의 상분율을 유지하면서 STS304 이상의 내식성을 확보하기 위해서 Cr의 함량을 19.0 내지 23.0%로 제한함이 바람직하다.
Ni의 함량은 0.3 내지 2.5%이다.
Ni은 Mn, Cu, 및 N와 함께 오스테나이트 안정화 원소로 2상 스테인리스강의 오스테나이트 상의 확보에 주된 역할을 한다. 원가절감을 위하여 가격이 비싼 Ni 함량을 최대한 감소시키는 대신에 다른 오스테나이트 상 형성 원소인 Mn과 N의 함량 증가로 충분히 Ni의 저감에 의한 상분율 균형을 유지 할 수 있다. 그러나 냉간 가공시 발생하는 소성 유기 마르텐사이트 형성을 억제하기 위하여 충분한 오스테나이트의 안정도 확보를 위하여 0.3% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. Ni를 많이 첨가하면 오스테나이트 상분율이 증가하여 적절한 오스테나이트 상분율 확보가 어렵고, 특히, 고가인 Ni로 인한 제품의 제조 비용 증가로 STS304 대비 경쟁력 확보가 어렵다. 따라서, Ni의 함량을 0.3 내지 2.5%로 제한함이 바람직하다.
N의 함량은 0.2 내지 0.3%이다.
N는 2상 스테인리스강에서 Ni와 함께 오스테나이트 상의 안정화에 크게 기여하는 원소로, 소둔 열처리시 오스테나이트 상에 농화가 발생하는 원소 중의 하나이며, N 함량 증가는 부수적으로 내식성 증가 및 고강도화를 꾀할 수 있다. 그러나 첨가된 Mn의 함량에 따라 N의 고용도가 변화한다. 한편 내식성 향상을 위하여 질소양이 0.2% 이상 첨가하는 것이 바람직하며, 또한 N 함량이 너무 낮으면 적정한 상분율 확보가 곤란해진다. 따라서, N 함량은 0.2 내지 0.3%로 제한함이 바람직하다.
Cu의 함량은 2.5% 이하이다.
Cu는 Ni, Mn 및 N와 같이 오스테나이트 상을 안정화시키는 원소로, 황산 분위기에서 스테인리스강의 내식성을 증가시킨다. Cu의 함량이 2.5% 초과이면 상기 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하되며, 열간 가공 중에 크랙이 발생하거나 하여 실질적으로 조업을 어렵게 하는 문제점이 있다. 따라서, Cu의 함량을 2.5% 이하로 제한함이 바람직하다.
W의 함량은 1.0% 이하이다.
W은 오스테나이트 형성 원소로 내식성을 향상시키는 원소로 Mo를 대체하기 위하여 첨가될 수 있다. 반면, W는 열처리시 700 내지 1,000℃에서 금속간화합물 형성을 조장하여 내식성 및 기계적 성질의 열화를 초래할 수 있다. W의 함량이 1.0% 초과인 경우, 금속간 화합물의 형성으로 인하여 내식성 및 특히 연신율이 급격한 저하되는 문제점이 있어 W의 함량을 1.0% 이하로 제한함이 바람직하다.
상술한 합금 조성을 포함하는 열연 소둔 코일의 표면을 코일 그라인딩(Coil Grinding, CG)한 후 냉간 압연 및 소둔 열처리를 수행한다.
이때, 냉연 소둔 열처리는 1,000 내지 1,200℃에서 40 내지 80mpm의 속도로 연속 소둔할 수 있다.
1,000℃ 미만에서 소둔 시 재결정 성장 속도가 늦어 경도가 너무 높아지며 연신율이 40% 이하로 낮아지는 문제가 있다. 반면, 1,200℃를 초과하여 소둔 시 결정립이 조대하게 되어 충격 인성 등의 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 또한 소둔 온도가 높아짐에 따라 Si 산화물이 과다하게 성장하여 냉연 소둔 스케일의 용해 제거에 어려움이 발생할 수 있다. 더욱 바람직하게는 1,050 내지 1,100℃에서 소둔 열처리할 수 있다.
연속 소둔 라인(CAL)에서의 라인 스피드(line speed)는 40 내지 80mpm로 제어하는 것이 바람직하다. 40mpm 미만에서 작업 시 소둔 산세 공정이 장시간 소요되어 경제성이 낮아지고 소둔 시간 증가에 의해 냉연 산세성이 저하되는 문제가 있다. 반면, 80mpm을 초과하여 작업할 시 소둔 시간이 감소하여 결정립의 재결정이 충분히 이루어지지 않아 미소둔 조직으로 남아있을 가능성이 있어 기계적 물성이 저하된다.
냉연 소둔 강판은 부피 분율로 45 내지 75%의 오스테나이트상과 25 내지 55%의 페라이트상으로 구성될 수 있다. 오스테나이트상 분율이 45% 미만인 경우 오스테나이트상 내부에 오스테나이트상 형성 원소의 과도한 농화 현상이 발생한다. 이는 소성 유기 마르텐사이트 변태량을 억제하여 소재의 충분한 인장강도 확보가 가능하나, 연성이 저하되어 STS304 수준의 연신율인 50% 이상을 얻을 수 없다. 반면, 오스테나이트상 분율이 75%를 초과하는 경우 열간 압연 시 표면 균열이 발생하여 열간 가공성의 저하를 초래하고, 2상 스테인리스강의 특성을 상실하기 때문에 오스테나이트상 분율은 75% 이하가 바람직하다. 듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트상 및 페라이트상으로만 이루어지는 것이 가장 바람직하므로, 본 발명에 따른 듀플렉스 스테인리스강은 45 내지 75%의 오스테나이트상을 포함하고, 나머지는 페라이트상으로 이루어질 수 있다. 다만, 냉간 가공 시 오스테나이트상의 일부가 소성 유기 마르텐사이트로 변태될 수 있는바, 마르텐사이트상의 포함을 제외하는 것은 아니다.
소둔 열처리된 냉연 소둔 강판은 용융염 처리를 거칠 수 있다. 용융염의 조성은 NaNO3, NaOH, NaCl이 6:3:1로 혼합될 수 있다. 또한, 용융염의 온도는 400 내지 500℃로 유지하는 것이 바람직하다. 용융염의 온도가 400℃ 미만이 되면 냉연 소둔시 생성된 Si 산화물 등의 내부산화물 용해 제거가 불가능하여 산세성 효율이 감소하게 된다. 반면, 용융염의 온도가 500℃ 초과로 증가하게 되면 용융염의 비산 증강압이 상승하여 NOx 등의 오염물질 발생이 증가하는 문제가 있다.
용융염 처리 이후 황산조에 침지하여 중화 처리할 수 있다. 황산조 침지는 강알칼리성이었던 용융조를 거친 냉연 스트립의 표면을 중화시키는 목적으로 실시하게 된다. 이때, 황산조 내 황산의 농도는 55 내지 65g/L인 것이 바람직하며, 황산조의 온도는 50 내지 70℃로 유지하는 것이 바람직하다. 황산 농도 55g/L 미만 또는 황산조 온도 50℃ 미만에서는 반응속도가 감소하고 스트립 표면의 중화가 충분히 이루어지지 않아 산세성이 감소한다. 황산 농도 65g/L 초과 또는 황산조 온도 70℃ 초과인 경우 산세조의 부식이 촉진되고 SOx, NOx 등의 가스가 발생할 수 있다.
황산조 침지 이후 냉연 스트립은 질산 전해조에서 질산 전해를 실시하게 된다. 질산 전해조의 질산 농도는 100 내지 130g/L로, 전해조의 온도는 50 내지 70℃로 유지하는 것이 바람직하다. 질산 전해조의 질산 농도가 100g/L 미만 또는 온도가 50℃ 미만으로 유지될 경우, 용윰염 침지 이후 잔류하고 있는 Fe-Cr 산화물의 충분한 제거가 불가능하게 된다. 질산 전해조의 질산농도가 130g/L 초과 또는 온도가 70℃ 초과로 유지될 경우 NOx의 발생에 따른 환경오염 문제 등이 발생하게 된다.
질산 전해 시 인가 전류는 0.08 내지 0.12A/cm2일 수 있다. 냉연 스트립 표면에 인가되는 되는 전류는 간접통전 방식으로 전류를 인가하여 단위면적당 전류밀도가 0.08 내지 0.12A/cm2로 간접대전을 하여 +, - 전류를 반복하여 하도록 하며, 전류 인가 시간은 90초 이내로 통전할 수 있다. 인가 전류가 0.08A/cm2 미만인 경우 소둔 스케일을 용해시킬 수 있는 표면전위가 형성되지 않아 미산세가 발생할 수 있고, 0.12A/cm2 초과인 경우 과산세에 의한 표면 침식이 발생할 수 있어, 인가 전류는 0.08 내지 0.12A/cm2가 되도록 조절하는 것이 바람직하다.
전류 인가 시간은 30 내지 90초인 것이 바람직하다. 전류 인가 시간이 30초 미만의 경우 Fe-Cr 스케일의 충분한 제거가 불가능하게 되고, 90초를 초과하여 실시하게 되면 모재의 표면이 심하게 용해하게 되면 본발명의 목적인 백색도 및 광택도가 떨어지게 된다.
질산 산세 이후 냉연 스트립은 질산과 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지 산세를 실시하게 된다. 혼산조 침지 산세의 목적은 용융염 및 질산 전해 산세를 거친 이후 완전히 용해 제거되지 않는 Si 산화물과 Fe-Cr 산화물을 제거시키기 위함이다. 혼산조의 질산 농도는 100 내지 150g/L, 불산 농도는 10 내지 30g/L이며, 혼산조의 온도는 50 내지 70℃로 유지하는 것이 바람직하다. 혼산조의 질산 농도, 불산 농도, 온도가 상기 범위 미만의 경우 잔류 Si 산화물의 용해 제거가 불가능하게 되어 산세성이 저하되고 백색도 및 광택도가 낮아지는 단점이 있다. 반면, 혼산조의 질산 농도, 불산 농도, 온도가 상기 범위를 초과하는 경우 모재의 용해가 촉진되어 백색도 및 광택도가 낮아질 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
실시예
50kg 진공용해설비에서 용해하여 아래 표 1의 조성을 가지는 잉고트를 제조하였다. 제조된 잉고트를 열간 압연 및 냉간 압연하여 냉연 강판을 얻은 후 1,100℃에서 1분 30초간 냉연 소둔을 실시하였다.
구분 조성(중량%)
C Si Mn Cr Ni N Cu W Ti
비교예1 0.070 0.60 1.0 18.3 8.3 0.04 0 0 0
비교예2 0.005 0.10 0.15 21.0 0.2 0.005 0.4 0 0.25
실시예1 0.054 2.0 2.23 19.93 0.35 0.202 0 0 0
실시예2 0.051 2.0 3.03 20.12 2.05 0.234 0.8 0 0
실시예3 0.051 0.865 3.71 19.87 0.5 0.240 1.0 0 0
실시예4 0.047 1.53 3.04 21.33 1.02 0.230 1.0 0.48 0
표 1에서 비교예 1은 오스테나이트 단상인 STS304를, 비교예 2는 페라이트 단상인 STS445NF를 사용하였으며, 실시예 1 내지 4는 본 발명에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강을 사용하였다.
아래 표 2에는 비교예 및 실시예의 냉연 소둔 시편을 혼산 용액에 30분 침지한 후의 무게 감량(g), 표면 백색도, 표면 광택도 측정 결과 및 질산 전해 산세 실시 후의 무게 감량(g), 표면 백색도, 표면 광택도 측정 결과를 나타내었다. 실시예의 경우 실시예 1 내지 4에 대한 평균값을 계산하여 나타내었다.
혼산 침지는 120g/L 질산 및 20g/L 불산의 60℃ 혼산 용액에 30분 침지하였으며, 질산 전해 산세는 120g/L 질산 수용액에서 0.1A/cm2의 전류밀도로 간접 대전을 실시하여 1분간 전해 산세하였다.
구분 무게 감량(g) 백색도 광택도
혼산 침지 질산 전해 혼산 침지 질산 전해 혼산 침지 질산 전해
비교예1 0.1439 0.1045 78 80 105 105
비교예2 0.0022 0.0934 52 89 0 110
실시예1~4 0.0085 0.1043 40 78 0 100
표 2에 나타난 바와 같이, 오스테나이트 단상으로 이루어진 비교예 1은 무게 감량 값이 약 0.14g 수준이나, 페라이트 단상으로 이루어진 비교예 2 및 본 발명의 실시예 1 내지 4는 무게 감량 값이 약 0.01g 이하로 낮은 수준임을 알 수 있다. 그러나, 질산 전해를 실시한 경우 비교예 2 및 실시예 1 내지 4는 비교예 1과 동일한 수준의 약 0.1g의 무게 감량 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 표면의 백색도 및 광택도의 측정 결과에 있어서도 비교예 1의 혼산 침지와 질산 전해 공정의 차이는 적었으나, 비교예 2 및 실시예 1 내지 4는 혼산 침지와 질산 전해 공정의 차이가 크고, 질산 전해를 실시할 경우 비교예 1과 유사한 수준의 백색도 및 광택도를 나타냄을 알 수 있었다.
도 1은 혼산 침지 및 질산 전해에 따른 각각의 스테인리스강의 표면을 촬영한 사진이다.
(a)는 각 시편의 냉연 소둔 직후의 표면 사진이며, (b)는 각 냉연 소둔 시편을 혼산 용액에서 30분 침지한 후 표면 사진이며, (c)는 각 냉연 소둔 시편을 질산 전해 산세한 후 표면 사진이다.
도 1을 참조하면, 오스테나이트 단상으로 이루어진 비교예 1은 혼산 침지에 의하여 표면에 존재하는 소둔 스케일이 완전히 제거되는 것을 알 수 있다. 그러나 페라이트 단상으로 이루어진 비교예 2 및 본 발명의 실시예 1 내지 4는 혼산 침지에 의하여 표면의 소둔 스케일이 용해 제거되지 못하고, 소둔 스케일 표면과 거의 동일한 상태임을 알 수 있다. 이 결과로부터 혼산 용액에의 침지는 오스테나이트상에 형성되는 소둔 스케일의 용해 특성에 우수하나, 페라이트상에 형성되는 소둔 스케일 및 2상 스테인리스강의 소둔 스케일 용해 특성에는 열위한 것을 알 수 있었다.
반면, 질산 전해를 실시한 후 표면을 관찰한 결과, 표면에 존재하는 소둔 스케일이 완전히 용해되어 제거된 상태였다. 이 결과로부터 혼산 침지에 의한 소둔 스케일의 용해는 오스테나이트 단상의 강종에 적합할 것으로 판단되었으며, 페라이트 단상 또는 2상 스테인리스강의 경우에는 혼산 침지에 의한 충분한 소둔 스케일 용해 제거가 불가능하며 질산 전해 산세를 실시하여야 소둔 스케일이 충분히 제거됨을 알 수 있었다.
상기 표 2 및 도 1에 나타난 결과를 바탕으로, 페라이트 단상 또는 2상 스테인리스강의 산세 공정에 있어서 질산 전해 산세를 실시할 경우 300계 오스테나이트 스테인리스강과 유사한 수준의 표면 광택 및 백색도를 확보할 수 있을 것으로 판단되었으며, 본 발명은 본 실험 결과를 통하여 완성하였다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 중량%로, C: 0 초과 0.08% 이하, Si: 0.2 내지 3.0%, Mn: 2.0 내지 4.0%, Cr: 19.0 내지 23.0%, Ni: 0.3 내지 2.5%, N: 0.2 내지 0.3%, Cu: 2.5% 이하, W: 1.0% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 열연 소둔 코일을 냉간 압연 및 소둔 열처리하는 단계;
    45 내지 75 부피%의 오스테나이트상과 잔부의 페라이트상을 포함하는 상기 냉연 소둔 강판을 용융염 처리하는 단계;
    황산 용액에 침지하는 단계;
    질산 전해하는 단계; 및
    질산 및 불산을 포함하는 혼산 용액에 침지하는 단계;를 포함하고,
    상기 질산 전해 시 질산 전해조의 인가 전류는 0.08 내지 0.12A/cm2이고, 전류 인가 시간은 30 내지 90초인 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질산 전해조의 상기 질산의 농도는 100 내지 130g/L이며,
    상기 질산 전해조의 온도는 50 내지 70℃인 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼산 용액의 상기 질산의 농도는 100 내지 150g/L이고,
    상기 불산의 농도는 10 내지 30g/L이며,
    상기 혼산 용액의 온도는 50 내지 70℃인 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소둔 열처리는,
    1,000 내지 1,200℃에서 40 내지 80mpm의 속도로 연속 소둔하는 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열연 소둔 강판을 냉간 압연 및 소둔 열처리하기 전에,
    상기 열연 소둔 코일을 코일 그라인딩(Coil Grinding)하는 단계;를 더 포함하는 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용융염의 온도는 400 내지 500℃인 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 황산의 농도는 55 내지 65g/L이고,
    상기 황산 용액의 온도는 50 내지 70℃인 표면 품질이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.

  9. 삭제
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