KR102218407B1 - Hot leveller carriage frame for thick steel sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 후판용 핫 레벨러 캐리지 프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot leveler carriage frame for a thick plate and a manufacturing method thereof.
일반적으로, 탄소(C)를 함유한 탄소강 재료는 우수한 기계 가공성을 확보하기 위해 탄소(C)가 다량 포함된 선철을 만들고, 이를 제강 공정에서 불순물을 제거한 뒤, 성분을 합금화하여 정제된다. 다음으로, 연속주조 공정을 거쳐 응고된 슬라브(Slab)를 만들어지게 되고 열간압연 전에 일정한 온도로 재가열한 후 압연기에 넣어 지속적인 압연 작용에 의하여 두께가 감소되어 일정한 두께의 스트립 판재(Strip Plate)의 형태로 열간가공된 다음 후판 또는 열간압연 판재로 사용되거나, 냉간압연 공정으로 보내져 냉간압연되어 냉간압연 판재로 제조될 수 있다.In general, a carbon steel material containing carbon (C) is refined by making pig iron containing a large amount of carbon (C) in order to secure excellent machinability, removing impurities in the steel making process, and alloying the components. Next, a solidified slab is made through a continuous casting process, reheated to a constant temperature before hot rolling, and then put into a rolling mill, and the thickness is reduced by continuous rolling action to form a strip plate of constant thickness. It can be used as a thick plate or hot-rolled plate after being hot-processed with a furnace, or sent to a cold-rolling process to be cold-rolled to produce a cold-rolled plate.
이때, 후판재 생산을 위한 열간압연 후 교정공정에 사용되는 핫 레벨러 캐리지 프레임(Hot Leveller Carriage Frame)는 압연기에서의 슬라브(Slab) 압연을 통해 얻어지는 후판재의 열처리과정, 온도편차, 냉각속도의 불균일에 따른 변형과 국부적인 두께편차를 일정한 두께와 형상으로 정밀하게 맞추기 위한 열간교정장치로서 후판 품질의 핵심 설비로 운영 중이다. 즉, 상기 핫 레벨러 캐리지 프레임은 열간압연 과정에서 압연기에 의하여 압연된 강판의 표면이 굴곡되거나, 강판의 표면과 중심부 또는 폭방향으로의 온도편차 등에 의한 변형 등을 교정하고자 두께를 일정하게 조절하고 표면의 평탄도를 유지하도록 유도하는 작용을 하게 된다.At this time, the Hot Leveler Carriage Frame used in the calibration process after hot rolling for the production of thick plate is the heat treatment process, temperature variation, and cooling rate of the thick plate obtained through slab rolling in a rolling mill. It is operating as a core facility of the quality of thick plates as a hot correction device to precisely match the deformation and local thickness deviation according to the constant thickness and shape. That is, in the hot-leveler carriage frame, in order to correct the surface of the steel sheet rolled by the rolling mill during the hot rolling process, the surface of the steel sheet and the deformation due to temperature deviation in the center or width direction, etc. It acts to induce to maintain the flatness of.
상기 핫 레벨러 캐리지 프레임(Hot Leveller Carriage Frame)은 여러 설비로 구성되어 있다. 대부분의 설비가 압연 중 소재에 따라 움직임을 반복하는데, 핫 레벨러 캐리지 프레임(Hot Leveller Carriage Frame) 설비는 프레임(Frame) 상, 하에 여러 개의 교정 롤(Roll)을 포함하고, 이 교정 롤(Roll)들은 각각의 롤 쵸크(Roll Chock)에 의하여 조립되며, 이 조립된 롤 쵸크(Roll Chock)는 핫 레벨러 캐리지 프레임에 형성된 안착대 단면에 연결, 결합된다. 상기 교정 롤들은 전기적 에너지에 의하여 구동되며 유압에 의하여 상하 롤 간격이 제어된다. 열간압연 후 인출된 후판재는 다단의 교정 롤(Roll)에 통과되며, 이 때, 상기 후판재의 종, 횡방향 변형과 뒤틀림, 굴곡형상을 롤 다이(Roll Dia)와 연동 계산하여 최적의 열간교정 롤 간극(Roll Gap)이 설정되도록 한 뒤, 550℃~950℃의 열간상태에서 상기 교정 롤(Roll) 사이를 일정한 속도로 통과하게 되어 교정된다.The Hot Leveller Carriage Frame is composed of several facilities. Most of the equipment repeats movement according to the material during rolling. The Hot Leveler Carriage Frame equipment includes several straightening rolls above and below the frame, and this straightening roll They are assembled by respective roll chocks, and the assembled roll chocks are connected and coupled to the cross section of the mounting table formed on the hot leveler carriage frame. The straightening rolls are driven by electrical energy, and the upper and lower roll intervals are controlled by hydraulic pressure. After hot rolling, the pulled out thick plate is passed through a multi-stage straightening roll, and at this time, the longitudinal and lateral deformations, distortions, and bent shapes of the thick plate are calculated in conjunction with the roll dia for optimal hot calibration. After the roll gap is set, it is calibrated by passing between the calibration rolls at a constant speed in a hot state of 550°C to 950°C.
그러나, 이러한 열간교정(핫 레벨러(Hot Leveller)) 공정시 후판재에는 10,000톤 이상의 반복적이고 지속적인 압하력(Roll Force)이 가해지게 되고, 이로 인해 핫 레벨러 롤 쵸크(Hot Leveller Roll Chock)와 접촉되는 핫 레벨러 캐리지 프레임(Hot Leveller Carriage Frame)의 안착대 표면 또한 손상되어 교정 롤(Roll)의 간극(Gap) 제어를 방해하는 요소로 작용한다.However, during such a hot calibration (hot leveler) process, a repetitive and continuous roll force of 10,000 tons or more is applied to the thick plate, and as a result, it is in contact with the hot leveler roll choke. The surface of the seating table of the Hot Leveler Carriage Frame is also damaged and acts as a factor that hinders the control of the gap of the calibration roll.
한편, 롤 쵸크(Roll Chock)가 안착되는 안착대는 마모, 부식, 침하로 전체면적대비 두께감소의 정도를 0.1mm 이내로 관리되고 안착대의 단면두께감소가 0.1mm이상이면 교정능력의 상실로 교정장치의 구동이 정지되어 후판재의 품질을 현저히 떨어뜨리는 현상을 초래하며, 핫 레벨러 케리지 프레임(Hot Leveller Carriage Frame)의 롤 쵸크(Roll Chalk) 안착대가 반복가공사용되어 안착대의 총 단면두께감소가 3mm이상으로 마모 및 침하되면 설비사용이 불가하여 폐기 후 신품으로 교체하여 사용한다.On the other hand, the reduction in thickness relative to the total area due to abrasion, corrosion, and subsidence is managed within 0.1mm, and if the reduction in section thickness of the mounting table is 0.1mm or more, the calibration capability is lost. The driving is stopped, which causes a phenomenon that significantly deteriorates the quality of the thick plate, and the roll choke seat of the Hot Leveler Carriage Frame is repeatedly processed and used to reduce the total cross-sectional thickness of the seat to more than 3mm. If worn or settled, the facility cannot be used, so it is replaced with a new one after disposal.
도 1을 종래의 핫 레벨러 캐리지 프레임 사진이다. 종래의 핫 레벨러 캐리지 프레임(Hot Leveller Carriage Frame) 장치의 재질은 SM490YA 또는 이와 유사한 용접구조용 강재로서 C: 0.2%이하, Si: 0.55%이하, Mn: 1.60%이하, P: 0.035%이하, S: 0.035%이하의 성분을 포함하고, 인장강도가 약 490N/㎟ 정도이며, 페라이트 조직을 갖는다. 이러한 용접구조용 강재는 반복하중, 고열과 수분, 충격하중에 의하여 쉽게 표면이 산화되고 부식, 마모되는 특성이 있다.1 is a picture of a conventional hot leveler carriage frame. The material of the conventional hot leveler carriage frame is SM490YA or similar welded structural steel, C: 0.2% or less, Si: 0.55% or less, Mn: 1.60% or less, P: 0.035% or less, S: It contains less than 0.035% of components, has a tensile strength of about 490N/mm2, and has a ferrite structure. These welded structural steels have characteristics in that their surfaces are easily oxidized, corroded, and worn by cyclic loads, high heat and moisture, and impact loads.
이를 해결하기 위하여, 상기 롤 쵸크(Roll Chalk) 안착대의 표면에 표면경화 열처리, 산·질화처리 등을 통해 3~6㎛의 표면경화층을 형성시켜 내마모, 내박리성 및 내식성 등을 향상시키고자 하는 기술이 개발되었으나, 고온, 고압으로 장기간 반복적으로 사용되는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 수명 향상에는 한계가 있는 실정이다.To solve this, a surface hardening layer of 3-6 μm is formed on the surface of the roll chalk mounting table through surface hardening heat treatment, acid-nitridation treatment, etc. to improve abrasion resistance, peeling resistance, and corrosion resistance, etc. Although the desired technology has been developed, there is a limit in improving the life of the thick plate hot leveler carriage frame that is repeatedly used for a long period of time at high temperature and high pressure.
이에 따라, 고온, 고압으로 장기간 반복적으로 사용하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 내박리성 및 내부식성을 유지하면서 경도향상에 따른 내마모성을 높일 수 있는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 개발이 요구되고 있다. Accordingly, a thick plate hot leveler carriage that is repeatedly used for a long period of time at high temperature and high pressure, while maintaining the peeling resistance and corrosion resistance of the frame, while improving the abrasion resistance according to hardness improvement. Development of a frame is required.
본 발명의 일측면은, 고온, 고압으로 장기간 반복적으로 사용하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 내박리성 및 내부식성을 유지하면서 경도향상에 따른 내마모성을 높일 수 있는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.One aspect of the present invention is a thick plate hot leveler carriage that is repeatedly used for a long period of time at high temperature and high pressure, while maintaining the peeling resistance and corrosion resistance of the frame, and a thick plate hot leveler carriage capable of increasing abrasion resistance according to hardness improvement. frame And it is intended to provide a manufacturing method.
본 발명의 일 실시형태는 롤 쵸크가 안착되는 볼록부와 오목부를 갖는 본체부를 포함하고, 상기 볼록부 상에는 제1버터링층 및 상기 제1버터링층 상에는 제2버터링층이 형성된 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임을 제공한다.One embodiment of the present invention includes a body portion having a convex portion and a concave portion on which a roll choke is seated, and a thick plate hot leveler carriage frame having a first buttering layer on the convex portion and a second buttering layer formed on the first buttering layer. to provide.
본 발명의 다른 실시형태는 볼록부와 오목부를 갖는 본체부를 준비하는 단계; 상기 볼록부 상에 제1버터링층이 형성되도록 버터링 용접하는 제1버터링 용접단계; 상기 제1버터링층 상에 제2버터링층이 형성되도록 제2버터링 용접하는 제2버터링 용접단계; 및 상기 제1버터링층 및 제2버터링층이 형성된 본체부를 공냉하는 단계;를 포함하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a body portion having a convex portion and a concave portion; A first buttering welding step of buttering welding such that a first buttering layer is formed on the convex portion; A second buttering welding step of performing a second buttering welding such that a second buttering layer is formed on the first buttering layer; And air-cooling the body portion on which the first buttering layer and the second buttering layer are formed. It provides a method of manufacturing a thick plate hot leveler carriage frame.
본 발명의 일측면에 따르면, 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 내박리성 및 내부식성을 유지하면서 경도향상에 따른 내마모성을 높일 수 있는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a thick plate hot leveler carriage capable of enhancing abrasion resistance according to hardness improvement while maintaining peeling resistance and corrosion resistance of a thick plate hot leveler carriage frame frame And it can provide a manufacturing method.
또한, 잦은 손상에 의한 캐리지 프레임(Carrige Frame)의 교체와 구매에 따른 비용 증가를 해결할 수 있다.In addition, it is possible to solve the increase in cost due to replacement and purchase of a carriage frame caused by frequent damage.
도 1을 종래의 핫 레벨러 캐리지 프레임 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 버터링층을 관찰한 사진이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A' 영역에 해당하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 모식도이다.1 is a picture of a conventional hot leveler carriage frame.
2 is a photograph of an observation of a buttering layer of a thick plate hot leveler carriage frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a thick plate hot leveler carriage frame corresponding to the AA′ area shown in FIG. 2.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 버터링층을 관찰한 사진이다. 도 3은 도 2에 도시된 A-A' 영역에 해당하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 모식도이다. 이하, 도 2 및 3을 참조하여 본 발명을 설명한다. 2 is a photograph of an observation of a buttering layer of a thick plate hot leveler carriage frame according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic diagram of a thick plate hot leveler carriage frame corresponding to a region A-A' shown in FIG. 2. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
본 발명의 일 실시형태에 따른 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임(100)은 롤 쵸크(미도시)가 안착되는 볼록부(10)와 오목부(20)를 갖는 본체부(30)를 포함하고, 상기 볼록부(10) 상에는 제1버터링층(40) 및 상기 제1버터링층(40) 상에는 제2버터링층(50)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 롤 쵸크가 안착되는 볼록부 상에 제1버터링층 및 제2버터링층을 형성시킴으로써 장기간의 반복적 사용에 따른 충격, 열응력, 마찰, 수분에 의한 산화작용에도 부식 또는 마모되거나 국부적인 박리현상이 발생하지 않도록 하여 후판 핫 캐리지 프레임의 수명을 향상시키고, 이를 통해, 잦은 교체와 그에 따른 비용상승 원인을 미연에 방지할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 상기 볼록부와 오목부의 형상과 개수에 대하여 특별히 한정하지 않는다.The thick plate hot
본 발명의 본체부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 볼록부(10)와 오목부(20)를 가지며, 상기 볼록부(10)의 상측에는 롤 쵸크가 안착된다. 상기 롤 쵸크에는 교정 롤이 연결되고, 상기 롤 쵸크는 유압적, 전기적 제어에 의하여 구동되어 상하 교정 롤 간의 간격을 조절하게 된다. 보다 상세하게는, 핫 레벨러 캐리지 프레임에는 여러 개의 교정 롤이 상·하측에 일정 간격으로 설치되고, 상기 교정 롤에 연결된 롤 쵸크의 구동에 의해 상기 상하 교정 롤 간의 간격이 조절되며, 이 때, 후판재의 두께에 따라 상기 상하 교정 롤 간의 간격의 설정을 달리할 수 있다. 한편, 상기 오목부에는 롤 쵸크가 구비되는 베어링 블록이 볼트와 너트 등을 이용하여 기계적으로 결합될 수 있다.The
본 발명의 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임에 적용되는 본체부는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 SM490YA 재질 또는 이와 유사한 합금조성을 갖는 용접구조용 강재를 이용할 수 있으며, 예를 들면, C: 0.2%이하, Si: 0.55%이하, Mn: 1.60%이하, P: 0.035%이하, S: 0.035%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가질 수 있고, 인장강도가 약 490N/㎟ 정도이며, 페라이트 조직을 가질 수 있다.The main body part applied to the thick plate hot leveler carriage frame of the present invention may be made of SM490YA material commonly used in the art or a welded structural steel material having an alloy composition similar thereto, for example, C: 0.2% or less, Si: 0.55 % Or less, Mn: 1.60% or less, P: 0.035% or less, S: 0.035% or less, the balance may have a composition containing Fe and other inevitable impurities, and the tensile strength is about 490N/mm2, and may have a ferrite structure. have.
한편, 상기 제1버터링층은 중량%로, C: 0.09~0.11%, Si: 0.65~0.72%, Mn: 0.59~6.15%, Cr: 19.0~19.6%, Ni: 8.95~9.20%, Mo: 0.55~0.65%, N: 0.10~0.16%, Ti: 0.04~0.07%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the first buttering layer by weight%, C: 0.09 to 0.11%, Si: 0.65 to 0.72%, Mn: 0.59 to 6.15%, Cr: 19.0 to 19.6%, Ni: 8.95 to 9.20%, Mo: 0.55 It is preferable to contain ~0.65%, N: 0.10 ~ 0.16%, Ti: 0.04 ~ 0.07%, the balance Fe and other inevitable impurities.
C: 0.09~0.11%C: 0.09~0.11%
상기 C는 크롬카바이드(Cr23C6)의 생성에 의한 버터링층의 균열을 방지하기 위하여 첨가되며, 0.09% 미만인 경우에는 상기 효과 및 경도 향상 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.10%를 초과하는 경우에는 국부적으로 경도가 향상되어 균열이 발생하는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.09~0.11%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. The C is added to prevent cracking of the buttering layer due to the generation of chromium carbide (Cr 23 C 6 ), and if it is less than 0.09%, the above effect and the effect of improving hardness cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 0.10% Locally, the hardness is improved, which may cause cracking. Therefore, it is preferable that the content of C has a range of 0.09 to 0.11%.
Si: 0.65~0.72%Si: 0.65~0.72%
Si는 첨가량이 증가할수록 고온산화특성을 개선하는데 매우 유효한 원소이며 또한 새그 저항성, 연신율, 고온강도 및 상안정성(입계성장 저항성, grain growth resistance)을 향상시킨다. 상기 Si가 0.65% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.72%를 초과하는 경우에는 오히려 연신율이 급격하게 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Si의 함량은 0.65~0.72%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Si is an element that is very effective in improving high-temperature oxidation properties as the amount of Si added increases, and also improves sag resistance, elongation, high-temperature strength and phase stability (grain growth resistance). When the Si content is less than 0.65%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when the Si content exceeds 0.72%, a problem may occur in that the elongation is sharply decreased. Therefore, the Si content is preferably in the range of 0.65 ~ 0.72%.
Mn: 0.59~6.15%Mn: 0.59~6.15%
Mn은 첨가량이 증가할수록 새그 저항성, 고온내산화성 및 상안정성을 향상시키는데 유리한 원소이다. 상기 Mn이 0.59% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 6.15%를 초과하는 경우에는 오히려 연신율을 떨어뜨려 성형성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.59~6.15%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Mn is an element that is advantageous in improving sag resistance, high temperature oxidation resistance, and phase stability as the amount of Mn increases. If the Mn is less than 0.59%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 6.15%, the elongation may be rather lowered, thereby lowering the moldability. Therefore, it is preferable that the content of Mn has a range of 0.59 to 6.15%.
Cr: 19.0~19.6%Cr: 19.0~19.6%
Cr은 내식성 강화에 중요한 원소로서, 첨가량이 증가할수록 고온산화특성을 향상시킨다. 상기 Cr이 19.0% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 19.6%를 초과하는 경우에는 고온강도, 고온에서의 열간가공성 및 연신율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 Cr의 함량은 19.0~19.6%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Cr is an important element for strengthening corrosion resistance, and the higher the amount added, the better the high-temperature oxidation characteristics. When the Cr is less than 19.0%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 19.6%, high temperature strength, hot workability at high temperature, and elongation may be reduced. Therefore, it is preferable that the content of Cr has a range of 19.0 to 19.6%.
Ni: 8.95~9.20%Ni: 8.95~9.20%
Ni은 강의 조직을 미세화시키고, 오스테나이트나 페라이트에도 고용이 잘되어 기지를 강화시킨다. 또한, Cr이나 Mo와 공존하면 우수한 경화능을 나타낸다. Ni은 강의 저온인성을 현저히 개선시키며 용접성, 가단성을 해치지 않는다. 또한, Ni은 C나 N의 확산을 느리게 하므로 열화를 방지하고, 팽창률, 강성률, 투자율 등의 물성을 향상시킨다. 상기 Ni의 함량이 8.95% 미만인 경우에는 상기의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 9.20%를 초과하는 경우에는 Ni가 용출되며, 성형성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 Ni의 함량은 8.95~9.20%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Ni refines the structure of the steel and strengthens the base by solidifying it well in austenite and ferrite. Moreover, when it coexists with Cr or Mo, it shows excellent hardenability. Ni remarkably improves the low-temperature toughness of steel and does not impair the weldability and malleability. In addition, since Ni slows the diffusion of C or N, deterioration is prevented and physical properties such as expansion rate, stiffness rate, and permeability are improved. When the content of Ni is less than 8.95%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 9.20%, Ni is eluted, and moldability may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the content of Ni has a range of 8.95 to 9.20%.
Mo: 0.55~0.65%Mo: 0.55~0.65%
Mo는 Ni의 10배까지 경화능을 향상시키는 효과가 있으며, 템퍼링 취성을 방지하여 템퍼링취화 저항성을 부여하는 역할을 한다. 또한, Mo은 탄화물을 형성하므로 고급절삭공구의 합금원소로도 우수한 효과를 나타내며, 결정립 조대화 온도를 상승시킨다. 경화능에 관해서는 Mo 단독보다는 Cr과 병용하면 더욱 효과적이다. 상기 Mo의 함량이 0.55% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.65%를 초과하는 경우에는 템퍼링취화 저항성이 낮아지고 탄화물의 형성이 어려워지는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Mo의 함량은 0.55~0.65%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Mo has an effect of improving hardenability up to 10 times that of Ni, and plays a role of imparting tempering embrittlement resistance by preventing tempering brittleness. In addition, since Mo forms carbides, it exhibits excellent effects as an alloying element in high-end cutting tools and increases the crystal grain coarsening temperature. Regarding the hardenability, it is more effective in combination with Cr than Mo alone. When the Mo content is less than 0.55%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.65%, tempering embrittlement resistance is lowered and formation of carbides may be difficult. Therefore, it is preferable that the content of Mo has a range of 0.55 to 0.65%.
N: 0.10~0.16%N: 0.10~0.16%
N는 극히 미량 존재로도 강의 기계적 성질에 큰 영향을 미치는데, 인장강도와 항복강도를 증가시키나, 연신율을 저하시키는 특성이 있다. 특히, 강의 충격 감소 및 천이온도 상승에 효과적이다. N는 C와 동일하게 침입형 원소이고, 강중에서 확산속도가 빠르며, 또한 페라이트(Ferrite)에 대해서 최대 약 0.1%(580℃)로부터 0.003%(상온) 정도까지 연속적으로 용해도변화를 나타내는 등 다른 잔류원소와는 다른 특징이 있다. 이 때문에 강은 각종 취성이나 시효경화성을 나타낸다. 상기 N의 함량이 0.10% 미만인 경우에는 기계적 물성 향상 효과를 충분히 얻을 수 없으며, 0.16%를 초과하는 경우에는 취성과 시효경화성이 지나치게 커지고, 연신율을 떨어뜨리는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 N의 함량은 0.10~0.16%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Even in the presence of a very small amount of N, it has a great influence on the mechanical properties of the steel. It increases the tensile strength and yield strength, but has the property of lowering the elongation. In particular, it is effective in reducing the impact of the steel and increasing the transition temperature. N is an interstitial element like C, has a fast diffusion rate in steel, and shows a continuous change in solubility from about 0.1% (580℃) to 0.003% (room temperature) for ferrite. It has different characteristics from the element. For this reason, steel exhibits various brittleness and age hardening properties. When the content of N is less than 0.10%, the effect of improving mechanical properties cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.16%, brittleness and age hardenability are excessively increased, and the elongation may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the content of N has a range of 0.10 to 0.16%.
Ti: 0.04~0.07%Ti: 0.04~0.07%
Ti는 O, N, C, S 및 H 등 어느 원소와도 강한 친화력을 나타내고, 특히 탈산, 탈질(脫窒) 및 탈유(脫硫)에 흔히 사용된다. 또한, 탄화물 형성능도 Cr보다 강하고, 결정립을 미세화시키는데 유리한 원소이다. 상기 Ti의 함량이 0.04% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없으며, 0.07%를 초과하는 경우에는 탄화물의 형성능이 지나치게 높아져 경도가 기준치를 초과하는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Ti의 함량은 0.04~0.07%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Ti shows a strong affinity with any element such as O, N, C, S, and H, and is particularly commonly used for deoxidation, denitrification and deoiling (脫硫). In addition, the ability to form carbides is also stronger than that of Cr, and is an element that is advantageous in miniaturizing crystal grains. When the content of Ti is less than 0.04%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.07%, the ability of forming carbides is excessively high, resulting in a disadvantage that the hardness exceeds the reference value. Therefore, the Ti content is preferably in the range of 0.04 to 0.07%.
상기 제1버터링층은 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the first buttering layer contains the balance Fe and other inevitable impurities.
상기 제1버터링층은 오스테나이트계 조직을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1버터링층은 시효경화 특성을 갖는 것이 바람직하며, 장기간의 반복 사용에도 오히려 강도가 증가하는 특성을 확보함으로써 제품 수명을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 제1버터링층은 버터링 용접에 의해 형성될 수 있는데, 예를 들어, 버터링 용접시 1패스에 해당하는 용접시 형성되는 용접층의 두께가 약 2mm 정도라고 할 때, 본체부의 표면에 직접적으로 형성되는 1패스 용접층은 본체부가 일정 부분 용융되면서 1패스 용접층에 혼입되기 때문에 오스테나이트 단상을 유지하기는 용이하지 않다. 이러한 1패스 용접층 또한 2패스 용접층 형성시 그 일부가 혼용되어 오스테나이트 단상을 유지하기는 용이하지 않지만, 다수의 패스가 진행됨에 따라 상기 제1버터링층의 상부 측에 가까워질수록 오스테나이트 단상 조직을 얻을 수 있다. 즉, 상기 제1버터링층을 전체적으로 살펴보게 되면, 오스테나이트 단상 조직은 아니지만 상기 제1버터링층의 상부측은 오스테나이트 단상 조직을 가지게 되며, 하부측은 오스테나이트+제2상으로 이루어지는 미세조직을 가지게 된다. 상기 제2상으로는 페라이트, 펄라이트, 오스테나이트 및 마르텐사이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제1버터링층은 본체부와 제2버터링층 간의 중간재 역할을 하여 본체부와 제2버터링층 간의 미세조직 및 경도 차이를 완화시켜 제2버터링층이 본체부로부터 박리되는 현상을 억제한다. 아울러, 제2버터링층에 전달되는 고하중과 충격하중을 흡수하여 본체부로 전달되는 것을 저감시킴으로써 반복적인 사용에도 완충작용을 향상시킬 수 있다. 상기 제1버터링층은 상기 효과 뿐만 아니라, 반복적인 충격, 열응력, 마찰, 수분에 의한 산화작용에도 부식되거나 마모, 국부적인 박리현상이 발생하지 않고, 설정된 기계적, 물리적 특성이 발휘되도록 10mm 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1버터링층의 두께가 10mm 미만일 경우에는 버터링 용접시 본체부의 용접열영향부(HAZ)와 금속조직간의 분율의 영향으로 설정된 기계적, 물리적 특성이 저하되어 제품 수명을 단축시킬 수 있다. 한편, 상기 제1버터링층의 두께가 15mm를 초과하는 경우에는 비용상승과 같은 단점이 있다.It is preferable that the first buttering layer has an austenitic structure. In addition, it is preferable that the first buttering layer has an age-hardening property, and it is possible to improve product life by securing a property of increasing strength even with repeated use for a long time. Meanwhile, the first buttering layer may be formed by buttering welding. For example, when the thickness of the welding layer formed during welding corresponding to one pass during buttering welding is about 2 mm, it is directly applied to the surface of the body part. It is not easy to maintain a single austenite phase because the one-pass welding layer formed of is mixed with the one-pass welding layer while the body portion is partially melted. It is not easy to maintain the single austenite phase as a part of the 1-pass welding layer is also mixed when forming the 2-pass welding layer, but as a number of passes progress, the closer to the upper side of the first buttering layer, the more the austenite single phase is obtained. Organization can be obtained. That is, when looking at the first buttering layer as a whole, it is not an austenite single-phase structure, but the upper side of the first buttering layer has a single-phase austenite structure, and the lower side has a microstructure consisting of austenite + second phase. . The second phase may include at least one of ferrite, pearlite, austenite, and martensite. On the other hand, the first buttering layer acts as an intermediate material between the body part and the second buttering layer to mitigate the difference in microstructure and hardness between the body part and the second buttering layer to suppress the phenomenon that the second buttering layer is peeled off from the body part. . In addition, by absorbing the high load and the impact load transmitted to the second buttering layer to reduce the transmission to the body portion, it is possible to improve the buffering effect even in repeated use. The first buttering layer has a thickness of 10 mm or more so that not only the above effect, but also corrosion, abrasion, and local peeling phenomena are not generated by repetitive impact, thermal stress, friction, and oxidation by moisture, and set mechanical and physical properties are exhibited. It is preferable to have. In addition, when the thickness of the first buttering layer is less than 10 mm, mechanical and physical properties set due to the influence of the fraction between the heat-affected zone (HAZ) of the main body and the metal structure during buttering welding may shorten the product life. On the other hand, when the thickness of the first buttering layer exceeds 15 mm, there is a disadvantage such as an increase in cost.
한편, 제2버터링층은 중량%로, C: 0.055~0.068%, Si: 0.63~0.69%, Mn: 1.23~1.50%, Cr: 13.30~13.70%, Ni: 3.10~3.40%, Mo: 0.79~0.85%, V: 0.47~0.52%, Co: 1.25~1.31%, W, Nb, N 및 Ti의 합량: 0.59~0.74%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the second buttering layer is in wt%, C: 0.055 to 0.068%, Si: 0.63 to 0.99%, Mn: 1.23 to 1.50%, Cr: 13.30 to 13.70%, Ni: 3.10 to 3.40%, Mo: 0.79 to It is preferable to include 0.85%, V: 0.47 to 0.52%, Co: 1.25 to 1.31%, the total amount of W, Nb, N and Ti: 0.59 to 0.74%, the balance Fe and other unavoidable impurities.
C: 0.055~0.068%C: 0.055~0.068%
상기 C는 크롬카바이드(Cr23C6)의 생성에 의한 버터링층의 균열을 방지하기 위하여 첨가되며, 0.055% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.068%를 초과하는 경우에는 균열이 발생하는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.055~0.068%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. The C is added to prevent cracking of the buttering layer due to the formation of chromium carbide (Cr 23 C 6 ), and when it is less than 0.055%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.068%, cracking occurs. Disadvantages can occur. Therefore, it is preferable that the content of C has a range of 0.055 to 0.068%.
Si: 0.63~0.69%Si: 0.63~0.69%
Si는 첨가량이 증가할수록 고온산화특성을 개선하는데 매우 유효한 원소이며 또한 새그 저항성, 연신율, 고온강도 및 상안정성(입계성장 저항성, grain growth resistance)을 향상시킨다. 상기 Si가 0.63% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.69%를 초과하는 경우에는 오히려 연신율이 급격하게 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Si의 함량은 0.63~0.69%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Si is an element that is very effective in improving high-temperature oxidation properties as the amount of Si added increases, and also improves sag resistance, elongation, high-temperature strength and phase stability (grain growth resistance). When the Si is less than 0.63%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.69%, the elongation is rather rapidly deteriorated. Therefore, the Si content is preferably in the range of 0.63 ~ 0.69%.
Mn: 1.23~1.50%Mn: 1.23~1.50%
Mn은 첨가량이 증가할수록 새그 저항성, 고온내산화성 및 상안정성을 향상시키는데 유리한 원소이다. 상기 Mn이 1.23% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 1.50%를 초과하는 경우에는 오히려 연신율을 떨어뜨려 성형성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 1.23~1.50%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Mn is an element that is advantageous in improving sag resistance, high temperature oxidation resistance, and phase stability as the amount of Mn increases. When the Mn is less than 1.23%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 1.50%, the elongation is rather lowered, thereby reducing the moldability. Therefore, it is preferable that the content of Mn has a range of 1.23 to 1.50%.
Cr: 13.30~13.70%Cr: 13.30~13.70%
Cr은 내식성 강화에 중요한 원소로서, 첨가량이 증가할수록 고온산화특성을 향상시킨다. 상기 Cr이 13.30% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 13.70%를 초과하는 경우에는 고온강도, 고온에서의 열간가공성 및 연신율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 Cr의 함량은 13.30~13.70%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Cr is an important element for strengthening corrosion resistance, and the higher the amount added, the better the high-temperature oxidation characteristics. When the Cr is less than 13.30%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 13.70%, high temperature strength, hot workability at high temperature, and elongation may be reduced. Therefore, it is preferable that the content of Cr has a range of 13.30 to 13.70%.
Ni: 3.10~3.40%Ni: 3.10-3.40%
Ni은 강의 조직을 미세화시키고, 오스테나이트나 페라이트에도 고용이 잘되어 기지를 강화시킨다. 또한, Cr이나 Mo와 공존하면 우수한 경화능을 나타낸다. Ni은 강의 저온인성을 현저히 개선시키며 용접성, 가단성을 해치지 않는다. 또한, Ni은 C나 N의 확산을 느리게 하므로 열화를 방지하고, 팽창률, 강성률, 투자율 등의 물성을 향상시킨다. 상기 Ni의 함량이 3.10% 미만인 경우에는 상기의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 3.40%를 초과하는 경우에는 Ni가 용출되며, 성형성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 Ni의 함량은 3.10~3.40%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Ni refines the structure of the steel and strengthens the base by solidifying it well in austenite and ferrite. Moreover, when it coexists with Cr or Mo, it shows excellent hardenability. Ni remarkably improves the low-temperature toughness of steel and does not impair the weldability and malleability. In addition, since Ni slows the diffusion of C or N, deterioration is prevented and physical properties such as expansion rate, stiffness rate, and permeability are improved. When the content of Ni is less than 3.10%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 3.40%, Ni is eluted, and moldability may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the content of Ni has a range of 3.10 to 3.40%.
Mo: 0.79~0.85%Mo: 0.79~0.85%
Mo는 Ni의 10배까지 경화능을 향상시키는 효과가 있으며, 템퍼링 취성을 방지하여 템퍼링취화 저항성을 부여하는 역할을 한다. 또한, Mo은 탄화물을 형성하므로 고급절삭공구의 합금원소로도 우수한 효과를 나타내며, 결정립 조대화 온도를 상승시킨다. 경화능에 관해서는 Mo 단독보다는 Cr과 병용하면 더욱 효과적이다. 상기 Mo의 함량이 0.79% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.85%를 초과하는 경우에는 경화능이 높아 설계된 경도값을 초과하는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Mo의 함량은 0.79~0.85%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Mo has an effect of improving hardenability up to 10 times that of Ni, and plays a role of imparting tempering embrittlement resistance by preventing tempering brittleness. In addition, since Mo forms carbides, it exhibits excellent effects as an alloying element in high-end cutting tools and increases the crystal grain coarsening temperature. Regarding the hardenability, it is more effective in combination with Cr than Mo alone. When the Mo content is less than 0.79%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.85%, the hardenability is high, and thus a disadvantage of exceeding the designed hardness value may occur. Therefore, it is preferable that the content of Mo has a range of 0.79 to 0.85%.
V: 0.47~0.52%V: 0.47~0.52%
V는 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한, 상기 V는 탄화물 형성능이 커서 미립탄화물을 만들어 강의 조직을 미세화시키므로 고장력강으로부터 각종 공구강에 이르기까지 많이 사용되고 있다. 템퍼링 연화 저항성도 Mo 이상으로 좋으며, 고온강도도 대폭 향상시킨다. 상기 V의 함량이 0.47% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.52%를 초과하는 경우에는 설계된 경도값을 초과할 수 있고, 증기압이 높아서 고온증발하게 되는 V2O5와 같은 산화물을 형성하게 되는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 V의 함량은 0.47~0.52%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. V plays a role of improving the strength of the steel through the precipitation strengthening effect by the formation of precipitates. In addition, since V has a high carbide-forming ability to make fine-grained carbides to refine the structure of steel, it is widely used from high-tensile steel to various tool steels. Tempering softening resistance is also better than Mo, and high-temperature strength is greatly improved. When the content of V is less than 0.47%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 0.52%, the designed hardness value may be exceeded, and an oxide such as V 2 O 5 which is evaporated at high temperature due to high vapor pressure is formed. There may be disadvantages of doing this. Therefore, it is preferable that the content of V has a range of 0.47 to 0.52%.
Co: 1.25~1.31%Co: 1.25~1.31%
대부분의 합금원소는 소량첨가로써 강의 경화능을 향상시키지만 Co는 예외로서 그 반대의 경향을 나타내고, 또 고가이므로 일반적인 강에는 사용하지 않고 자석, 고급절삭공구, 내열재료 등에 첨가해서 성질을 개선하는 데에 사용하고 있다. 특히, Co는 강의 고온강도를 개선하는데 효과적이다. 상기 Co의 함량이 1.25% 미만인 경우에는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 1.31%를 초과하는 경우에는 경화능을 지나치게 감소시키는 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Co의 함량은 1.25~1.31%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Most of the alloying elements are added in a small amount to improve the hardenability of steel, but Co shows the opposite tendency as an exception, and because it is expensive, it is not used in general steel, but is used to improve properties by adding magnets, advanced cutting tools, and heat-resistant materials. I am using it. In particular, Co is effective in improving the high temperature strength of steel. When the Co content is less than 1.25%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 1.31%, a disadvantage of excessively reducing the hardenability may occur. Therefore, it is preferable that the content of Co has a range of 1.25 to 1.31%.
W, Nb, N 및 Ti의 합량: 0.59~0.74%Total amount of W, Nb, N and Ti: 0.59~0.74%
상기 W, Nb, N 및 Ti는 제1버터링층의 용접열영향부 금속조직의 안정화를 도모하고 내충격성, 강도, 경도향상, 내열, 내식성을 위하여 첨가되는 원소이다. 상기 효과를 충분히 확보하기 위해서는 상기 W, Nb, N 및 Ti의 합량이 0.59% 이상인 것이 바람직하며, 다만, 0.74%를 초과하는 경우에는 취성과 시효경화성이 지나치게 커지고, 연신율을 떨어뜨리는 단점이 발생할 수 있고, 탄화물의 형성능이 지나치게 높아져 경도가 기준치를 초과하는 단점이 발생할 수 있으며, 비용적인 측면에서도 불리하다는 단점이 있다.The W, Nb, N, and Ti are elements added to stabilize the metal structure of the heat-affected zone of the first buttering layer and improve impact resistance, strength, hardness, heat resistance, and corrosion resistance. In order to sufficiently secure the above effect, it is preferable that the total amount of W, Nb, N, and Ti is 0.59% or more.However, if it exceeds 0.74%, brittleness and age hardenability become too large, and disadvantages of lowering the elongation may occur. In addition, there is a disadvantage in that the formation ability of carbide is too high to cause a disadvantage in that the hardness exceeds the reference value, and it is disadvantageous in terms of cost.
상기 제2버터링층은 오스테나이트계 조직을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2버터링층 또한 시효경화 특성을 갖는 것이 바람직하며, 장기간의 반복 사용에도 오히려 강도가 증가하는 특성을 확보함으로써 제품 수명을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상기 제2버터링층은 제1버터링층 보다 높은 수준의 내식성, 내충격성, 내마모성, 연성, 경도를 가짐으로써 직접적으로 전달되는 반복적인 고하중(약 10000~13000톤)과 충격하중에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다. 상기 제2버터링층은 상기 효과를 충분히 얻기 위하여 오스테나이트의 분율이 100면적%인 것이 바람직하다. 한편, 상기 제2버터링층은 직접적으로 전달되는 고하중과 충격하중을 흡수하여 본체부 및 제1버터링층으로 전달되는 것을 저감시켜 제품 수명을 향상시킬 수 있다. 상기 제2버터링층은 상기 효과 뿐만 아니라, 반복적인 충격, 열응력, 마찰, 수분에 의한 산화작용에도 부식되거나 마모, 국부적인 박리현상이 발생하지 않도록 10mm 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2버터링층의 두께가 10mm 미만인 경우에는 용접시 제1버터링층의 일부가 마르텐사이트가 변하여 균열이 발생하고 조각 형태로 박리되어 품질 및 설비 결함을 일으키는 단점이 발생할 수 있다. 한편, 상기 제2버터링층의 두께가 15mm를 초과하는 경우에는 비용 상승과 같은 단점이 있다.It is preferable that the second buttering layer has an austenitic structure. In addition, it is preferable that the second buttering layer also has an age-hardening property, and the product life can be improved by securing a property of increasing strength even with repeated use for a long time. In addition, the second buttering layer has a higher level of corrosion resistance, impact resistance, abrasion resistance, ductility, and hardness than the first buttering layer, so that it has a repetitive high load (about 10000-13000 tons) and resistance to impact loads. Can improve. It is preferable that the fraction of austenite is 100% by area in order to sufficiently obtain the above effect in the second buttering layer. On the other hand, the second buttering layer absorbs high loads and impact loads that are directly transmitted to reduce transmission to the body portion and the first buttering layer, thereby improving product life. It is preferable that the second buttering layer has a thickness of 10 mm or more so that corrosion, abrasion, and local peeling phenomena do not occur not only by the above effect, but also by repeated impact, thermal stress, friction, and oxidation by moisture. In addition, when the thickness of the second buttering layer is less than 10 mm, a part of the first buttering layer changes martensite during welding, resulting in cracks and peeling into pieces, resulting in defects in quality and equipment. On the other hand, when the thickness of the second buttering layer exceeds 15 mm, there is a disadvantage such as an increase in cost.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임은 본체부가 제1경도를 가지고, 제1버터링층이 제2경도를 가지며, 제2버터링층이 제3경도를 가지며, 이 때, 상기 제1경도, 제2경도 및 제3경도는 아래 식 1의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 본체부에 형성되는 제1버터링층과 상기 제1버터링층에 형성되는 제2버터링층은 버터링 용접에 의해 금속 결합을 하게 되며, 상기와 같은 경도 구배를 가짐으로써 본체부로부터 제1버터링층이 박리되거나 제1버터링층으로부터 제2버터링층이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 제2버터링층은 본체부에 비하여 높은 경도를 가짐으로써 내충격성 및 내마모성이 극대화되어 제품 수명을 향상시킬 수 있다. 한편, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나, 상기 본체부는 22~25Hs의 경도를 가질 수 있고, 상기 제1버터링층은 38~46Hs의 경도를 가질 수 있으며, 상기 제2버터링층은 52~60Hs의 경도를 가질 수 있다.As mentioned above, in the thick plate hot leveler carriage frame of the present invention, the body portion has a first hardness, the first buttering layer has a second hardness, and the second buttering layer has a third hardness. It is preferable that the 1st hardness, 2nd hardness and 3rd hardness satisfy the conditions of Equation 1 below. The first buttering layer formed on the body portion and the second buttering layer formed on the first buttering layer are metal-bonded by buttering welding, and have the same hardness gradient, so that the first buttering layer from the body portion is It is possible to prevent peeling or peeling of the second buttering layer from the first buttering layer. In addition, since the second buttering layer has a higher hardness than the body portion, impact resistance and abrasion resistance are maximized, thereby improving product life. On the other hand, although not particularly limited in the present invention, the body portion may have a hardness of 22 to 25 Hs, the first buttering layer may have a hardness of 38 to 46 Hs, and the second buttering layer may have a hardness of 52 to 60 Hs Can have
[식 1][Equation 1]
제1경도 < 제2경도 < 제3경도1st hardness <2nd hardness <3rd hardness
이하, 본 발명의 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 제조방법의 일 실시형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a thick plate hot leveler carriage frame according to the present invention will be described.
본 발명의 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 제조방법은 볼록부와 오목부를 갖는 본체부를 준비하는 단계; 상기 볼록부 상에 제1버터링층이 형성되도록 버터링 용접하는 제1버터링 용접단계; 상기 제1버터링층 상에 제2버터링층이 형성되도록 제2버터링 용접하는 제2버터링 용접단계; 및 상기 제1버터링층 및 제2버터링층이 형성된 본체부를 공냉하는 단계;를 포함한다.The manufacturing method of the thick plate hot leveler carriage frame of the present invention comprises: preparing a body portion having a convex portion and a concave portion; A first buttering welding step of buttering welding such that a first buttering layer is formed on the convex portion; A second buttering welding step of performing a second buttering welding such that a second buttering layer is formed on the first buttering layer; And air-cooling the body portion on which the first buttering layer and the second buttering layer are formed.
버터링 용접이란 용접되는 대상재와는 다른 종류의 금속을 표면 피복 용접하는 것을 의미한다. 본 발명에서는 상기 버터링 용접 조건에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 별도의 어려움 없이 상기 버터링 용접을 통해 제1버터링층 및 제2버터링층을 형성시킬 수 있다.Buttering welding refers to surface-coating welding of a metal of a different kind from the object to be welded. In the present invention, the buttering welding conditions are not particularly limited, and those of ordinary skill in the art can form the first buttering layer and the second buttering layer through the buttering welding without any difficulty.
상기 제1버터링층 및 제2버터링층의 형성 후에는 공냉을 하는 것이 바람직하며, 이를 통해, 버터링층의 금속조직의 안정화 같은 효과를 얻을 수 있다. 한편, 본 발명에서는 당해 기술분야에서 통상적으로 수행되는 용접 전 예열처리나 용접 후 열처리를 행하지 않는 것을 특징으로 한다. 만일, 본 발명의 용접 전 예열처리나 용접 후 열처리를 행하는 경우에는 용접부의 층간온도가 높아지게 될 수 있고, 이로 인해, 크롬(Cr)탄화물이 생성되어 균열을 조장하는 단점이 있다.After the formation of the first buttering layer and the second buttering layer, it is preferable to perform air cooling, and through this, an effect such as stabilization of the metallic structure of the buttering layer can be obtained. On the other hand, in the present invention, it is characterized in that preheating treatment before welding or heat treatment after welding, which are commonly performed in the art, is not performed. If, in the case of performing the pre-heat treatment or post-welding heat treatment of the present invention, the interlayer temperature of the welded portion may be increased, and thus, chromium (Cr) carbide is generated and thus cracking is promoted.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and do not limit the scope of the present invention.
(실시예)(Example)
볼록부와 오목부를 가지는 SM490YA 재질의 본체부를 준비한 뒤, 상기 볼록부 상에 버터링 용접을 통해 하기 표 1의 합금조성을 갖는 제1버터링층을 형성시킨 뒤, 상기 제1버터링층 상에 버터링 용접을 통해 하기 표 3의 합금조성을 갖는 제2버터링층이 형성시킨 뒤, 공냉하여 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임을 제조하였다. 상기 제2버터링층의 형성 전, 상기 제1버터링층의 고온인장강도, 내마모성, 경도, 내식성 및 시효경화성을 평가한 뒤, 하기 표 2에 그 결과를 나타내었으며, 상기 제2버터링층의 고온인장강도, 내마모성, 경도, 내식성 및 시효경화성을 평가한 뒤, 하기 표 4에 그 결과를 나타내었다. 한편, 종래예는 SM490YA 재질의 본체부만을 이용한 것이다.After preparing a body part made of SM490YA having a convex part and a concave part, a first buttering layer having an alloy composition of Table 1 is formed on the convex part by buttering welding, and then buttering welding on the first buttering layer. After the second buttering layer having the alloy composition of Table 3 was formed, it was air-cooled to prepare a thick plate hot leveler carriage frame. Before the formation of the second buttering layer, the high-temperature tensile strength, abrasion resistance, hardness, corrosion resistance, and age hardenability of the first buttering layer were evaluated, and the results are shown in Table 2 below, and the high-temperature tensile strength of the second buttering layer. After evaluating the strength, abrasion resistance, hardness, corrosion resistance and age hardenability, the results are shown in Table 4 below. On the other hand, in the conventional example, only the body part made of SM490YA is used.
고온인장강도는 6개의 인장시편을 채취한 뒤, 700~800℃의 범위에서 인장강도를 측정하여 그 평균값을 계산하였다.For the high-temperature tensile strength, 6 tensile specimens were collected, and the average value was calculated by measuring the tensile strength in the range of 700 to 800°C.
내마모성은 디스크 형태의 시험편을 6개 채취한 뒤, 이를 회전시키고, 세라믹 볼을 이용하여 표면을 긁음으로써 재료의 마찰 계수를 측정하고 알파 스텝(α-step)장비를 통해 표면의 depth-profile을 측정하는 방법으로 실시하였다. 이후 α-step 장치를 이용하여 마찰 계수 측정에 사용된 시험편의 표면 depth-profile을 측정하고 표면(depth=0)을 기준으로 적분하여 정량적인 마멸의 정도를 확인하였다.For wear resistance, six disc-shaped specimens are taken, rotated, and the friction coefficient of the material is measured by scratching the surface with a ceramic ball, and the depth-profile of the surface is measured through an alpha-step device. It was carried out in the same way. Thereafter, the surface depth-profile of the test piece used for the friction coefficient measurement was measured using an α-step device, and the degree of quantitative abrasion was confirmed by integrating based on the surface (depth=0).
경도는 6개의 시편을 채취한 뒤, 쇼어 경도기를 이용하여 측정하여 그 평균값을 계산하였다.The hardness was measured using a Shore hardness tester after taking six specimens, and the average value was calculated.
내식성은 시편의 표면을 #600 연마 마무리한 후, 염수 분무 시험을 4시간(JISZ2371 「염수 분무 시험 방법」) 행한 뒤, 녹 면적률을 측정하는 방식으로 이루어졌으며, 녹 면적율이 10% 이하인 경우에는 양호, 10%를 초과하는 경우에는 불량으로 판단하였다.Corrosion resistance was achieved by performing a salt spray test for 4 hours (JISZ2371 ``Salt Spray Test Method'') after polishing the surface of the specimen with #600, and then measuring the rust area rate.If the rust area rate is 10% or less If it exceeded 10%, it was judged as bad.
시효경화성은 5Kg의 물체를 100mm 높이에서 떨어뜨리는 타격을 20회 행한 뒤, 72시간 후에 경도가 증가하였는지를 확인한 뒤, 경도가 증가한 경우를 양호, 경도의 변화가 없는 경우를 불량으로 평가하였다. The aging hardenability was evaluated as good if the hardness increased after performing 20 hits to drop a 5Kg object from a height of 100 mm, and then 72 hours later, and if there was no change in hardness as bad.
상기 표 1 내지 4를 통해 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 2층 구조의 버터링층을 가지며, 본 발명의 합금조성을 만족하는 실시예 1 내지 4는 우수한 고온 인장강도, 내마모성, 경도, 내식성 및 시효경화성을 가지고 있음을 알 수 있다.As can be seen from Tables 1 to 4, Examples 1 to 4 having a two-layered buttering layer proposed by the present invention and satisfying the alloy composition of the present invention are excellent in high temperature tensile strength, wear resistance, hardness, corrosion resistance and aging It can be seen that it has hardenability.
반면, 기존의 본체부만 이용하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임인 종래예는 실시예 1 내지 4에 비하여 고온 인장강도, 내마모성 및 경도가 낮은 수준이며, 내식성 및 시효경화성 또한 불량함을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that the conventional example, which is a thick plate hot leveler carriage frame using only the existing main body, has lower high-temperature tensile strength, abrasion resistance, and hardness compared to Examples 1 to 4, and also has poor corrosion resistance and age hardenability.
10: 볼록부
20: 오목부
30: 본체부
40: 제1버터링층
50: 제2버터링층
100: 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임10: convex
20: recess
30: main body
40: first buttering layer
50: second buttering layer
100: thick plate hot leveler carriage frame
Claims (9)
상기 제2버터링층은 중량%로, C: 0.055~0.068%, Si: 0.63~0.69%, Mn: 1.23~1.50%, Cr: 13.30~13.70%, Ni: 3.10~3.40%, Mo: 0.79~0.85%, V: 0.47~0.52%, Co: 1.25~1.31%, W, Nb, N 및 Ti의 합량: 0.59~0.74%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
상기 본체부는 제1경도를 가지고, 상기 제1버터링층은 제2경도를 가지며, 상기 제2버터링층은 제3경도를 가지고, 상기 제1경도, 제2경도 및 제3경도는 아래 식 1의 조건을 만족하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임.
[식 1]
제1경도 < 제2경도 < 제3경도
A body portion having a convex portion and a concave portion on which the roll choke is seated, a first buttering layer on the convex portion and a second buttering layer on the first buttering layer,
The second buttering layer is in wt%, C: 0.055 to 0.068%, Si: 0.63 to 0.99%, Mn: 1.23 to 1.50%, Cr: 13.30 to 13.70%, Ni: 3.10 to 3.40%, Mo: 0.79 to 0.85 %, V: 0.47~0.52%, Co: 1.25~1.31%, the total amount of W, Nb, N and Ti: 0.59~0.74%, the balance contains Fe and other inevitable impurities,
The body portion has a first hardness, the first buttering layer has a second hardness, the second buttering layer has a third hardness, and the first hardness, the second hardness, and the third hardness are expressed in Equation 1 below. Plate hot leveler carriage frame that meets the requirements.
[Equation 1]
1st hardness <2nd hardness <3rd hardness
상기 제1버터링층은 중량%로, C: 0.09~0.11%, Si: 0.65~0.72%, Mn: 0.59~6.15%, Cr: 19.0~19.6%, Ni: 8.95~9.20%, Mo: 0.55~0.65%, N: 0.10~0.16%, Ti: 0.04~0.07%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임.
The method according to claim 1,
The first buttering layer is in wt%, C: 0.09 to 0.11%, Si: 0.65 to 0.72%, Mn: 0.59 to 6.15%, Cr: 19.0 to 19.6%, Ni: 8.95 to 9.20%, Mo: 0.55 to 0.65 %, N: 0.10~0.16%, Ti: 0.04~0.07%, the balance of Fe and other unavoidable impurities. Thick plate hot leveler carriage frame.
상기 제1버터링층은 오스테나이트계 조직을 갖는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임.
The method according to claim 1,
The first buttering layer is a thick plate hot leveler carriage frame having an austenitic structure.
상기 제1버터링층은 10~15mm의 두께를 갖는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임.
The method according to claim 1,
The first buttering layer is a thick plate hot leveler carriage frame having a thickness of 10 to 15 mm.
상기 제2버터링층은 오스테나이트 단상 조직을 갖는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임.
The method according to claim 1,
The second buttering layer is a thick plate hot leveler carriage frame having a single austenite structure.
상기 제2버터링층은 10~15mm의 두께를 갖는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임.
The method according to claim 1,
The second buttering layer is a thick plate hot leveler carriage frame having a thickness of 10 to 15 mm.
상기 볼록부 상에 제1버터링층이 형성되도록 버터링 용접하는 제1버터링 용접단계;
상기 제1버터링층 상에 제2버터링층이 형성되도록 제2버터링 용접하는 제2버터링 용접단계; 및
상기 제1버터링층 및 제2버터링층이 형성된 본체부를 공냉하는 단계;를 포함하며,
상기 제2버터링층은 중량%로, C: 0.055~0.068%, Si: 0.63~0.69%, Mn: 1.23~1.50%, Cr: 13.30~13.70%, Ni: 3.10~3.40%, Mo: 0.79~0.85%, V: 0.47~0.52%, Co: 1.25~1.31%, W, Nb, N 및 Ti의 합량: 0.59~0.74%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
상기 본체부는 제1경도를 가지고, 상기 제1버터링층은 제2경도를 가지며, 상기 제2버터링층은 제3경도를 가지고, 상기 제1경도, 제2경도 및 제3경도는 아래 식 1의 조건을 만족하는 후판 핫 레벨러 캐리지 프레임의 제조방법.
[식 1]
제1경도 < 제2경도 < 제3경도
Preparing a body portion having a convex portion and a concave portion;
A first buttering welding step of buttering welding such that a first buttering layer is formed on the convex portion;
A second buttering welding step of performing a second buttering welding such that a second buttering layer is formed on the first buttering layer; And
Air-cooling the body portion on which the first buttering layer and the second buttering layer are formed; includes,
The second buttering layer is in wt%, C: 0.055 to 0.068%, Si: 0.63 to 0.99%, Mn: 1.23 to 1.50%, Cr: 13.30 to 13.70%, Ni: 3.10 to 3.40%, Mo: 0.79 to 0.85 %, V: 0.47~0.52%, Co: 1.25~1.31%, the total amount of W, Nb, N and Ti: 0.59~0.74%, the balance contains Fe and other inevitable impurities,
The body portion has a first hardness, the first buttering layer has a second hardness, the second buttering layer has a third hardness, and the first hardness, the second hardness, and the third hardness are expressed in Equation 1 below. A method of manufacturing a thick plate hot leveler carriage frame satisfying the conditions.
[Equation 1]
1st hardness <2nd hardness <3rd hardness
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