KR19990043945A - 도금 강판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고강도, 드로잉 가공성 및 높은 내식성이 요구되는 건축자재, 냉온방· 급탕기기용 강판 및 자동차용 강판 등으로 제공되는 도금 강판의 제조방법에 관한 것으로서, C:0.5wt% 이하를 함유하는 강슬라브를, Ac3변태점 이상의 온도영역으로 가열한 후, 열간조압연 및 열간마무리압연을 실시하는 동안, 배출압이 300㎏/㎠ 이상의 고압수를 강판 표면에 적어도 1회 이상 분사하여 산화철층을 제거함과 동시에, 최종 열간 마무리 압연기 출측의 강판 온도를 500∼800℃로 하여 상기 강판을 권취한 후, 소둔로에서 750∼900℃의 강판 온도에서 강판 표면의 산화 철층의 50∼90% 이하를 환원한 후, 도금을 실시함으로써 냉간압연 및 산 세정을 생략해도 가공성 및 도금 밀착성이 뛰어난 도금 강판을 저비용으로 제조할 수 있는 방법인 것을 특징으로 한다.

Description

도금 강판의 제조방법
본 발명은 고강도, 드로잉 가공 및 높은 내식성이 요구되는 건축자재, 냉난방·급탕기기용 강판 및 자동차용 강판 등에 제공되는 도금 강판의 제조방법에 관한 것이다.
도금 강판은 통상 이하의 공정에 의해 제조된다. 즉, 슬라브를 열간 압연하여 강판을 만드는 열연 공정에서 생긴 강판 표면의 산화철층(이하, 스케일이라고 함)을 산 세정 설비에서 제거한다. 계속하여 요구품질에 따라서는 냉간 압연과 재결정 소둔을 실시한 후, 연속식 용융 도금 장치 또는 전기 도금 장치 등으로 도금을 실시함으로써 도금 강판이 얻어진다. 이 경우, 열간 압연 중에 강판 표면에 생긴 스케일을 제거하지 않으면, 스케일이 도금을 방해하여 도금층의 박리 기점이 되어, 도금의 밀착성을 악화시키기 때문이다. 또한, 냉간 압연 후에 재결정 소둔을 실시함으로써, 신장이나 드로잉 특성 등의 가공성이 뛰어난 도금 강판을 확보할 수 있다.
상기 종래의 도금 강판의 제조방법을 개선하기 위해 여러가지 방법이 시도되고 있다. 예를 들어 일본 특개평6-145937 및 일본 특개평6-279967의 각 공보에는 주로 비용을 절감하기 위해, 산 세정 공정이나 냉간 압연 공정을 생략하는 기술이 개시되어 있다. 즉, 열연강판 표면의 스케일을 제거하지 않고 환원 분위기 가스 중에서 환원처리를 실시한 후, 용융 아연 도금을 실시하는 것이 제안되어 있다. 또한, 일본 특개평9-143662 및 일본 특개평9-217160의 각 공보에는 환원처리를 실시하기 전에 텐션레벨러 등에 의해, 강판 표면의 스케일에 클럭을 넣음으로써 스케일 도금 밀착성을 개선하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 각 공보에는 냉간압연의 생략에 의해 우려되는 가공성의 악화에 대해서는 어떤 기재도 없다. 또한, 일본 특개평6-145937은 도금의 밀착성에 대해서는 어떤 기재도 없다. 일본 특개평6-279967은 두께가 1.1∼4.6㎛의 얇은 스케일이 부착한 열연 강판을 사용하여 도금의 밀착성의 개선을 실시하고 있지만 얇은 스케일을 얻기 위한 구체적인 방법에 대해서는 어떤 개시도 없다. 또한, 일본 특개평9-143662 및 일본 특개평9-217160의 방법은 환원전에 스케일 클럭을 넣으므로, 강판과 스케일의 밀착력이 저하되고 환원처리 중에 스케일이 박리하여 처리로 내에 낙하하거나, 반송롤에 부착되어 강판에 흠이 생기는 등의 우려가 있다.
한편, 종래의 방법으로 도금 강판의 강도를 높이기 위해 강중에 Si나 Mn 등의 이산화(易酸化)성 성분이 존재하는 강 종류를 사용하면 이하와 같은 문제가 발생한다. 즉, 이 성분이 도금 전의 소둔중에 산화되어 강판표면에 농화되어 도금 처리시 강판과 용융금속의 반응이 방해받아 도금이 안되는 문제가 있었다.
본 발명은 도금 강판의 제조공정에서 산 세정 및 냉간압연을 생략해도 고강도, 가공성 및 도금 밀착성을 손상시키지 않고 도금 강판을 저비용으로 제조할 수 있는 방법에 대해서 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 열간 압연의 온도와 가공조건, 조압연 후의 디스케일링 조건과 열연강판의 스케일의 두께 및 소둔후의 강판의 재질에 대해서 예의 검토했다. 또한, 스케일이 생성된 강판을 여러가지 조건으로 환원처리를 하고 도금을 실시하고 그 도금 특성을 조사했다. 그 결과, 열연 강판에 가공 변형을 내장시킴으로써 냉간압연을 생략해도 가공성의 악화를 방지할 수 있는 것, 또는 열연 강판 표면에 발생하는 스케일을 얇게 함으로써 스케일을 제거하지 않고 도금의 밀착성을 확보할 수 있는 것을 규명했다.
즉, 본 발명은 C:0.5wt% 이하의 강슬라브를, Ac3변태점 이상의 온도영역에서 가열한 후, 열간조압연 및 열간 마무리 압연을 실시하고 있는 동안에, 배출압이 300㎏/㎠이상인 고압수를 강판표면에 적어도 1회 이상 분사하여 스케일을 제거함과 동시에, 최종 열간 마무리 압연기 출측 온도를 500℃ 이상, 800℃ 이하로 하여 상기 강판을 권취한 후, 소둔로에서 750℃ 이상 900℃ 이하의 분위기에서 강판 표면의 스케일의 50% 이상 98% 이하를 환원한 후, 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 도금강판의 제조방법이다.
그 밖의 본 발명의 구성은 그 변형과 함께 이하의 상세한 설명에서 분명해질 것이다.
다음에, 본 발명의 수순을 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 도금 강판용 소재로서 C:0.5wt% 이하를 함유하는 강 슬라브를 사용한다. 또한, 고강도의 도금 강판을 얻기 위해서 C:0.02wt% 이상 0.5wt% 이하, Si:2wt% 이하 및 Mn:3wt% 이하의 강슬라브를 사용한다. 또한, 가공성이 뛰어난 도금 강판을 얻기 위해서, C:0.02wt% 미만, Si:2wt% 이하, Mn:3wt% 이하, Ti:0.2wt% 이하, Nb:0.2wt% 이하 및 N:0.01wt% 이하이고 하기 수학식 1을 만족하는 강슬라브를 사용한다.
［C］/12 +［N］/14≤［Ti］/48+［Nb］/93
이하에 각 성분의 한정이유에 대해서 설명한다.
C: 0.5wt% 이하, 0.02wt% 이상 0.5wt%이하 및 0.02wt% 미만
C는 침입형 고용원소이고 강판의 강도를 높이는데는 유효하지만, 한편 신장이나 r값으로 대표되는 가공성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명에서는 C를 제강단계에서 0.5wt% 이하로 억제한다.
또한, 본 발명에서는 다른 합금성분의 비용을 절감하기 위해, C를 이하의 2개의 범위로 나누고 있다.
우선, 고강도의 도금 강판을 얻기 위해서는 C:0.02wt%이상, 0.5wt%이하의 슬라브를 사용한다. 여기에서 C의 하한을 0.02wt% 이상으로 한 것은 이하의 이유에 기인한다.
C를 0.02wt% 이상으로 함으로써 시멘타이트를 석출시켜 용이하고 저비용으로 고강도의 강판을 얻는 것이 가능해지기 때문이다. 단, C가 0.5wt%를 넘으면 고온시의 변형 저항이 높아지고 얇은 스케일을 얻기 위한 800℃ 이하의 최종 마무리 압연이 곤란해지기 때문이다.
다음에, 가공성이 뛰어난 도금 강판을 얻기 위해서는 C:0.02wt% 미만의 슬라브를 사용한다. 여기에서 C의 하한을 0.02wt% 미만으로 한 것은 이하의 이유에 기인한다.
가공성이 뛰어난 강판을 얻기 위해서는 강중의 유리된 C를 없앨 필요가 있다.
이에 의해 페라이트 단상으로 가공성이 좋은 조직을 얻을 수 있다. 또한, 미량의 C를 석출시켜 고정함으로써, 시효등에 의해 발생하는 가공성 악화를 피할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 Ti,Nb를 필요량 첨가하지만, 이에 의한 비용상승 및 석출물이 과잉이 되는 것을 피하는 등의 이유에 의해 C:0.02wt% 미만으로 한다. 이 경우, 하한은 특별히 한정하지 않지만, 제강 비용을 억제하기 위해 0.0005wt% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이하의 성분은 강판의 용도에 따라 첨가할 수 있다.
Si: 2wt% 이하, Mn: 3wt% 이하
Si 및 Mn은 비교적 가공성을 방해하지 않고 강판의 강도를 높이는 성분이고 각각 2wt% 및 3wt%를 상한으로 첨가할 수 있다. 또한, 각각 상한을 넘기면, 열간 가공시에 강판 에지부에 갈라짐이 생기기 쉬워지고 스케일이 이형상으로 발생하여 깨끗한 강판표면이 얻어지지 않는다. 또한, Si 및 Mn의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 필요로 하는 강도에 따라서 조정한다. 단, 강 비용의 상승을 피하기 위해 각각 0.001wt% 및 0.01wt%로 하는 것이 바람직하다.
N:0.01wt%이하
가공성이 뛰어난 도금 강판을 얻기 위해서는 N을 제어한다. 그 양은 0.01wt% 이하로 한정한다. N도 C도 동일하게 침입형 고용원소이고 강판의 강도를 높이는데 유효하지만, 한편에서 신장이나 r값으로 대표되는 가공성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명에서는 N을 제강단계에서 0.01wt%이하로 억제한다.
Ti:0.2wt% 이하, Nb:0.2wt%이하
가공성이 뛰어난 도금 강판을 얻기 위해서는 Ti,Nb를 첨가한다. 강중의 미량의 C 및 N이 가공성에 주는 악영향을 무해화하기 위해 Ti 및 Nb를 첨가함으로써 C 및 N을 반응 석출시켜, 뛰어난 가공성을 확보한다. 구체적으로는 Ti:0.2wt% 이하 및 Nb:0.2wt%이하를 C 및 N의 함유량에 대해서, 수학식 1에 기초하여 첨가하는 것이 중요하다.
(수학식 1)
［C］/12 +［N］/14≤［Ti］/48+［Nb］/93
왜냐하면, Ti는 Nb에 비해 반응성이 높고 N,C 석출에 선택적으로 소비되기 때문이고 강중 산소에 대해서도 용이하게 산화하여 소비되므로, 0.01wt%미만에서는 첨가의 효과가 나타나지 않는다. 한편, 0.2wt%를 넘게 첨가해도 효과가 지나치고, 비용증가를 초래한다.
그리고, Nb는 Ti에 비해 C 이외의 원소와의 반응성이 낮으므로 소량의 첨가로부터 효과를 나타내지만 0.001wt% 미만에서는 C,N량에 비해 원자수로서의 존재수가 너무 적어 효과가 나타나지 않는다. 한편, 0.2wt%가 넘게 첨가해도 효과가 지나치고 비용증가를 초래한다.
또한, Ti 및 Nb는 C 및 N량에 따라서 상기 수학식 1을 만족하는 범위에서 첨가함으로써 C 및 N을 석출하는데 충분한 양을 확보할 수 있다.
다음에 제조조건에 대해서 설명한다.
슬라브 가열온도: Ac3변태점 이상
열간압연공정에서는 조압연에 앞서 상기 성분으로 조정한 강슬라브를 Ac3변태점 이상으로 가열한다. 구체적으로는 슬라브를 1200℃ 전후로 가열하여 계속되는 조압연에서의 강판의 변형저항을 작게 한다. 또한, 슬라브를 다시 가열하지 않고 연속 주조 등에서 주조된 슬라브를 그대로 냉각전에 조압연 공정에 제공해도 좋다.
열간조압연
슬라브를 소정의 온도로 가열한 후, 복수 스탠드로 이루어진 조압연기에서 통상 실시되는 압연조건에 의해 조압연을 실시한다.
열간마무리압연
조압연을 마친 강판을 복수의 스탠드로 이루어진 마무리 압연기에서 통상 실시되는 압연 조건에 의해 마무리 압연을 실시한다. 이 경우, 최종 열간 마무리 압연기 출측의 강판 온도를 500℃ 이상, 800℃ 이하로 제조한 후 강판을 권취한다. 최종 열간 마무리 압연기 출측의 강판 온도를 500℃ 이상으로 하는 것은 500℃ 이하가 되면 강판이 과도하게 단단해져 압연을 할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 800℃ 이하로 하는 것은 스케일이 열간 압연 직후에 성장하는 것을 억제하기 위해서 이고, 구체적으로는 열연강판에서의 스케일 두께를 4㎛ 이하 정도로 억제할 수 있다.
여기에서 고강도의 도금 강판을 얻기 위해서는 C:0.02wt% 이상 0.5wt%이하, Si:2wt% 이하 및 Mn:3wt% 이하의 강슬라브를 사용하는 경우에는 열간 마무리 압연의 전후단에 장력을 부여하면서 열간 마무리 압연을 실시하는 것이 중요하다. 장력을 부여하는 이유는 아래와 같다. 이 경우, 비교적 C 함유량이 높은 강판을 저온도에서 마무리 압연하기 때문에 강판의 변형 저항이 크고 압하력이 과대해진다. 그 결과 압연이 불균일해지고 드로잉 등의 형상 불량을 초래하게 된다. 그래서 마무리 압연 중의 강판에 균일하게 장력을 부여하면서 압연을 실시함으로써 상술한 강판의 형상 불량을 해소하는 것이 가능해진다. 압연의 전후단에 장력을 부여하는 방법은 강판 또는 슬라브의 후단부와 다음 강판 또는 슬라브의 선단부를 미리 용접 또는 압접에 의해 접속하고 연속압연을 실시함으로써 마무리 압연 중의 강판에 균일하게 장력을 부여할 수 있는 것이다.
또한, 가공성이 뛰어난 도금 강판을 얻기 위해서는 C:0.02wt% 미만, Si:2wt% 이하, Mn:3wt% 이하, Ti:0.2wt% 이하, Nb:0.2wt% 이하 및 N: 0.01wt% 이하이고, 상기 수학식 1을 만족하는 강 슬라브를 사용하는 경우에는 Ar3변태점 이하의 온도영역에서 압하율이 60% 이상인 열간 마무리 압연을 실시하고 최종 열간 마무리 압연기 출측 온도를 500℃ 이상, 800℃ 이하에서 압연된 강판을 권취한다. 이 경우 Ar3변태점 이하의 온도에서 압하율을 60% 이상으로 압연함으로써 냉각후의 열연 강판에 가공 변형을 내장시킬 수 있다. 여기에서 Ar3변태점 이하의 온도에서 압하율을 60% 이상으로 압연하는 것은 페라이트 단상영역 내에서 재결정시킴으로써 가공성이 좋은 강판을 얻기 위해서이다. 즉, 환원로에서의 환원시의 재결정에서, 고가공성의 부여에 유리한 조직이 생긴다. 따라서, 냉간압연을 실시하지 않고 가공성을 확보할 수 있다.
고압수에 의한 디스케일링: 배출압 300㎏f/㎠ 이상
통상, 열간조압연 및 열간 마무리 압연중에 배출압이 150㎏f/㎠ 이하인 물이 강판표면에 분사된다. 본 발명에서는 또한 조압연으로부터 마무리 압연 사이에 적어도 1회 이상, 배출압 300㎏f/㎠ 이상의 고압수를 강판 표면에 분사시킴으로써 강판표면에 생성된 스케일을 제거한다. 이 경우, 조압연 종료후 마무리 압연에 앞서 고압수에 의한 디스케일링을 실시하는 것이 바람직하다. 그리고, 강판 표면의 전 폭에 고압수를 분사하는 것이 중요하다. 여기에서 배출압 300㎏f/㎠ 이상인 고압수를 사용한 것은 조압연할 때까지 생성성장한 스케일을 강판 표면에 흠집을 내지 않고, 효율적으로 거의 완전하게 스케일을 제거하기 위해서이다. 300㎏f/㎠ 미만에서는 스케일의 제거가 완전하지는 않고, 그 결과 마무리 압연 및 권취 후의 열연 강판 상의 스케일이 두껍고 불균일해지기 때문이다. 고압수에 의한 디스케일링을 실시하고 산화스케일의 두께를 얇게 함으로써 열연 강판의 표면을 깨끗하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 산 세정에 의한 탈 스케일을 다시 실시하지 않아도 연속식 용융 도금의 가열로에서 환원처리를 실시함으로써 도금 밀착성이 좋은 깨끗한 도금 강판을 제조할 수 있다.
한편, 고압수에 의한 디스케일링을 실시하지 않는 종래의 방법으로 제조한 산화 스케일이 두껍고 표면 형상의 형태가 뒤떨어진 열연강판을 사용하여 도금을 실시한 경우, 산 세정에 의한 디스케일링을 실시하지 않으면, 도금 밀착성이 좋은 깨끗한 도금 강판을 제조하는 것은 곤란하다. 또한, 고압수에 의한 디스케일링을 효과적으로 하기 위해서는 노즐과 강판의 간격을 80㎜∼250㎜로 유지하는 것이 좋다. 또한, 그 수량은 면적 1㎠ 당 1㎤ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
소둔 및 환원처리
열간 압연된 강판은 귄취한 후, 용융 도금을 실시하는 경우에는 연속 용융 도금 장치의 소둔로에서 재결정 소둔과 동시에 환원되고 이어서 도금이 실시된다.
즉, 연속 용융 도금 장치에서는 소둔로에서 스케일을 환원함과 동시에 강판 내에서 재결정을 발생시킨다.
여기에서 두 반응을 신속하게 실시하기 위해서, 강판 온도를 750℃ 이상 900℃ 이하에서 환원할 필요가 있다. 그 이유는 750℃ 미만에서는 반응속도가 저하되고, 한편 900℃를 넘어가면 조직이 조대화 또는 랜덤화되어 가공성이 유리한 조직이 얻어지지 않기 때문이다.
또한, 가공성이 뛰어난 도금 강판을 얻기 위해서는 C:0.02wt% 미만, Si:2wt% 이하, Mn:3wt% 이하, Ti:0.2wt% 이하, Nb:0.2wt% 이하 및 N:0.01wt% 이하이고 상기 수학식 1을 만족하는 강슬라브를 사용하는 경우, 소둔로에서 750℃ 이상에서 900℃ 또는 Acs 변태점 중 낮은 쪽의 온도 이하에서 환원한 후, 도금을 실시할 필요가 있다.
소둔로에서의 환원온도의 상한을 900℃ 또는 Acs 변태점이 낮은 쪽의 온도 이하로 한 것은 이하의 이유에 의한다.
가공성이 뛰어난 강판을 얻는 경우, 환원온도를 900℃ 이상으로 하면 강판이 연화하여 통판이 안정되지 않게 된다. 또한, 결정입자가 조대화하기 쉬워지고, 일단 결정입자가 조대화되면 가공시에 강판표면에 요철이 생긴다. 또한, 가공성을 높이기 위해서는 페라이트 단상 영역내에서 재결정시킬 필요가 있다. 그 때문에, 소둔은 Acs 변태점 이하에서 실시할 필요가 있다. 이상의 이유에서 환원온도의 상한을 900℃ 또는 Acs 변태점 중 낮은 쪽의 온도 이하로 하고 있다.
또한, 스케일의 환원은 50% 이상, 98% 이하에서 실시할 필요가 있다. 왜냐하면, 환원율이 50% 미만에서는 스케일의 잔존이 많고 충격이나 가공을 받은 경우에 박리를 발행시켜 실용에 견딜 수 없다. 한편 98%가 넘어가면, 수소원자의 흡수가 개시되고 이것이 높으면 도금후에 수소가 강중에서 배출되지 못하고 도금 계면에서 기화하여 국소적인 도금 박리로 진전한다. 또한, 특히 Si나 Mn을 고농도로 함유하는 경우에는, 98% 환원하면, Si나 Mn의 산화에 의한 표면 농화가 일어나므로, 계속되는 도금 공정에서의 젖는 성질이 방해받아 도금이 되지 않는 결함을 유발하게 된다.
또한, 분위기에는 일반적 환원 가스인 3%이상의 H2를 함유하는 N2를 사용할 수 있지만 효율적으로 환원을 실시하는 데에는 H2농도를 7% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
도금
소정의 환원 및 재결정 소둔이 완료된 강판은, 예를 들어 용융 도금의 경우, 도금욕 온도 정도로 냉각하고 그 후 도금욕에 도입하여 도금을 실시한다. 아연계의 도금욕으로서는 Zn 및 Fe 외에, 여러종류의 성능향상을 목적으로 하고, Al,Mg,Mn,Ni,Co,Cr,Si,Pb,Sb,Bi 및 Sn 등을 단독 또는 복합하여 함유하는 것이 가능하다.
마지막으로 담금으로써 도금된 강판은 가스 와이핑 등에 의해 20∼250g/㎡의 사이의 필요 적층량으로 조정한 후, 방냉, 공냉 또는 수냉 등의 냉각을 실시하고 나서 필요에 따라 레벨러나 조질 압연을 실시하여 제품이 된다. 또한, 내식성 등의 향상을 위해, 냉각후 또는 조질압연 후에, 클로메이트 처리나 인산염처리등을 실시하는 것도 가능하고 도장을 실시하는 것도 유효하다. 동일하게 후처리로서 윤활처리를 실시하는 것도 가능하다.
한편, 스폿 저항용접 등에 의해 강판을 조립하여 사용하는 용도에서는 Al을 0.1∼0.2wt%를 함유한 용융 Zn욕으로 도금을 실시하고 적층량 조정을 실시한 후, 가열합금화를 실시하는 것이 유효하다. 여기에서의 적층량은 20g/㎡미만에서 내식성이 불충분해지고 80g/㎡가 넘어가면 굽힘이나 드로잉 가공시에 도금이 박리하기 쉬워지므로, 20∼80g/㎡의 범위로 하는 것이 바람직하다. 동일하게, 도금 중의 Fe 함유량은 7∼12wt%로 한다. 왜냐하면, 7wt% 미만에서는 도금 표면에 미합금화한 순Zn층이 잔존하여 스폿 저항용접성을 방해하고 도장후에 흠집부분 등으로부터 이 순Zn층이 용출하기 쉽고, 한편 12wt%가 넘으면 도금 층이 급격하게 약화되고 가공시에 도금의 박리가 현저해지기 때문이다.
이상, 용융아연 도금 강판을 주로 설명했지만, 본 발명은 용융 아연 도금 강판에 한정되지 않고 다른 용융 도금 강판 또는 전기 도금 강판에도 동일하게 적용 가능하다. 예를 들어, 55%Al-Zn 도금, Al도금, Pb도금, Sn 도금 또는 Zn-Ni 도금 등의 도금 강판이 적합하다. 어떻게 해도 50% 이상 98% 이하의 환원처리후에, 도금하면 좋고 도금 형식에 얽매이지 않고 뛰어난 도금 특성의 강판이 얻어지는 것이다. 용융 아연 도금 라인에서는 소둔로에서 연속하여 도금조를 배치하는 것이 보통이므로 본 발명에 특히 적합하다.
(실시예)
표 1에 도시한 강조성의 슬라브를 1200℃로 가열하고 통상의 조압연을 실시했다. 이어서, 강판의 후단부와 다음의 강판의 선단부를 용접하여 접속한 후, 표 2a, 표 2b에 도시한 바와 같은 조건에서 디스케일링 및 연속 열간 압연을 실시하여 0.8㎜두께의 열연 강판을 얻었다. 마무리 압연에서는 광유에 의한 윤활을 실시했다. 또한, 종래예로서 열간 압연후에 표 3에 도시한 조건하에서 산 세정 및 냉간 압연을 실시하고 냉연 강판을 제작했다.
이어서, 이 열연 강판 및 냉연 강판을 60×200㎜의 시험편으로 자르고 아세톤으로 세정했다. 계속하여 세로형의 용융금속도금 시뮬레이터로 환원처리 및 재결정 소둔을 실시하고, 그 후 아연계 도금을 실시했다. 표 2a, 표 2b에 디스케일링, 열간 압연, 소둔의 각 조건 및 열연 강판의 스케일 두께를 나타낸다. 표 3에 종래 방법에 의한 열간 압연, 냉간압연 및 소둔의 각 조건을 나타낸다. 또한 표 4a, 표 4b에 도금의 조건을 각각 도시한다. 이렇게 얻어진 도금 강판에 대해서 스케일의 환원율을 측정함과 동시에, 기계적 특성 및 도금 밀착성을 평가했다. 스케일의 환원율 및 기계적 특성을 표 2a, 표 2b 및 표 3에, 도금 밀착성의 평가 결과를 표 4a, 표 4b에 각각 나타낸다. 여기에서 스케일의 환원율은 미리 산 세정하여 용해 제거되는 스케일을 별도로 구해 두고, 도금시와 같은 조건 환원 소둔에 의해 감소한 중량으로부터 환원산화철량을 산출하고 그 비로서 구했다.
또한, 도금 밀착성은 볼임팩트 시험 및 180도 바깥으로 구부리는 시험에 의해 평가했다. 즉, 볼임팩트 시험은, 1/2 인치 직경의 반구형상 볼록면을 갖는 격심을 시험면의 안측에 닿게 하고 시험면 측에는 반구형상 오목형 받침접시를 대고 2㎏ 추를 70㎝의 높이로부터 낙하시켜서 격심을 치고 돌출된 시험면에 셀로판 접착 테입을 붙였다가 잡아떼고, 도금 강판의 표면을 관찰했다. 또한, 180도 바깥으로 구부리는 시험은 미리 비닐 접착 테입을 시험면에 붙이고 스페이서에 0.8㎜의 강판을 넣어 유압 프레스기로 시험면을 바깥쪽으로 하여 180도 구부리고 나서, 다시 평탄한 상태로 다시 편 후, 비닐 테입을 떼고, 도금 강판의 표면을 관찰했다.
표 1∼4b로부터 밝혀진 바와 같이, 본 발명에 따라 얻어진 도금 강판은 모두 목표로 한 특성을 갖고, 도금 밀착성도 뛰어나 있다. 강종류A,B의 슬라브를 본 발명의 제조조건에 따라서 제작된 강판의 샘플No1,3은 TS가 400MPa를 넘고 있고 고강도 및 도금 밀착성이 뛰어나 있다. 강종류D,E,F 및 G의 슬라브를 본 발명의 제조조건에 따라서 제작한 강판의 샘플 No.9,12,13 및 16은 r값이 1.3을 넘고 있고, 가공성 및 도금 밀착성이 뛰어나다.
이에 대해서 성분 조성, 제조조건이 본 발명의 범위를 벗어난 비교예인 샘플 No. 2,4,5,6,7,8,10,11,14,15 및 종래예의 No.17,18은 만족스러운 강판이 얻어지지 않거나, 얻어져도 도금 밀착성이 나쁜 것을 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 스케일을 제거하는 공정을 생략하고 고강도, 드로잉 가공성, 높은 내식성 및 도금 밀착성이 뛰어난 도금 강판을 얻을 수 있다. 또한, 도금 강판의 제조공정에서 산 세정 및 냉간 압연을 생략할 수 있으므로, 도금 강판을 저비용으로 제공할 수 있다.
(wt%)
강 종류 C Si Mn P S Al N Ti Nb *X값 비고
A 0.25 0.01 0.52 0.01 0.01 0.04 - - - - 적합예
B 0.08 0.10 1.8 0.08 0.01 0.05 - - - - 적합예
C 1.2 0.01 0.05 0.06 0.08 0.02 - - - - 비교예
D 0.0035 0.96 0.62 0.121 0.005 0.044 0.001 0.048 0.003 0.000669 적합예
E 0.0025 0.14 1.71 0.119 0.006 0.049 0.002 0.039 0.007 0.000525 적합예
F 0.0021 0.02 0.53 0.061 0.006 0.043 0.002 0.041 0.008 0.000622 적합예
G 0.0039 0.26 1.23 0.148 0.007 0.041 0.001 0.052 0.005 0.000741 적합예
*X = ［Ti］/48 +［Nb］/93 - ［C］/12 - ［N］/14
No. 강 종류 디스케일링 수압(㎏/㎠) *압연 구분 열연 마무리출측 온도(℃) Ar3이하의압하율(%) 권취 온도(℃) 스케일 두께(㎛) 환원소둔처리 **스케일환원율(%) TS(MPa) ***신장(%) ***r값 비고
수소(%) 온도(℃) 시간(S)
1 A 450 연속 750 - 610 3.0 20 820 40 71 420 32 0.6 적합예
2 A 350 단독 760 - 610 3.0 강판후단부에 드로잉 발생 비교예
3 B 450 연속 750 - 450 3.5 20 820 40 71 500 28 0.7 적합예
4 B 100 연속 750 - 450 5.5 20 820 40 45 500 28 0.7 비교예
5 B 350 연속 760 - 620 3.8 20 730 40 39 530 24 0.6 비교예
6 B 350 연속 900 - 600 8.8 20 820 40 28 570 25 0.8 비교예
7 B 350 연속 450 - 350 1.3 판 두께 0.8㎜까지 압연할 수 없음 비교예
8 C 350 연속 750 - 600 4.2 강판 가장자리에 갈라짐 발생 비교예
9 D 450 연속 750 75 610 2.9 20 820 40 71 500 30 1.4 적합예
10 D 250 연속 820 30 610 5.5 20 820 60 45 480 33 1.2 비교예
No. 강 종류 디스케일링 수압(㎏/㎠) *압연 구분 열연 마무리출측 온도(℃) Ar3이하의압하율(%) 권취 온도(℃) 스케일 두께(㎛) 환원소둔처리 **스케일환원율(%) TS(MPa) ***신장(%) ***r값 비고
수소(%) 온도(℃) 시간(S)
11 D 350 연속 760 75 620 3.1 20 730 60 39 540 27 1.0 비교예
12 E 350 연속 760 75 620 3.6 20 820 40 68 460 41 1.8 적합예
13 F 350 연속 760 75 620 3.6 20 820 40 68 370 41 1.7 적합예
14 F 150 연속 780 65 600 6.2 20 820 40 42 360 42 1.6 비교예
15 F 350 연속 930 0 680 9.5 20 820 40 27 350 43 1.0 비교예
16 G 350 연속 750 75 590 2.7 20 820 40 68 510 31 1.4 적합예
*압연구분: 연속은 강판과 강판을 용접으로 접속하여 연속 열간 마무리 압연을 실시함으로써 강판에 장력을 부여했다.
단독은 1개의 슬라브를 열간 마무리 압연을 실시하고 강판에 장력을 부여하고 있지 않다.
**스케일 환원율은 미리 산 세정에 의해 제거되는 스케일량을 별도로 구해두고, 도금시와 동일한 조건의 소둔환원에 의해 감소한 중량으로부터 환원철량을 산출하여 그 비로서 구했다.
***강판재질은 도금후에 실험하여 구했다.
No. 강종류 열연 마무리 온도(℃) 권취 온도(℃) 스케일의제거 냉연압하율(%) 환원소둔처리 TS(MPa) *신장(%) *r값(%) 비고
수소(%) 온도(℃) 시간(S)
17 B 900 600 산세정 65 20 820 40 570 25 0.7 종래예
18 G 930 680 산세정 75 20 820 40 500 31 1.6 종래예
*강판 재질은 도금 후에 실험하여 구했다.
No. 도금욕 도금 시간(S) 적층량(g/㎡) 도금 외관 *볼임팩트결과 *180°바깥으로구부리는 실험결과 **강판종합평가 비고
조성 온도(℃)
1 Zn-5%Al 460 3 60 양호 1 1 ◎ 적합예
3 Zn-5%Al 460 3 120 양호 1 1 ◎ 적합예
4 Zn-5%Al 460 3 120 양호 3 3 △ 비교예
5 Zn-0.2%Al 460 3 120 양호 3 3 △ 비교예
6 Zn-0.2%Al 460 3 120 양호 3 3 △ 비교예
9 Zn-0.2%Al 460 3 60 양호 1 1 ◎ 적합예
10 Zn-0.2%Al 460 3 60 양호 3 2 △ 비교예
11 Zn-0.2%Al 460 3 220 양호 3 3 △ 비교예
12 Zn-0.2%Al 460 3 120 양호 1 1 ◎ 적합예
No. 도금욕 도금 시간(S) 적층량(g/㎡) 도금 외관 *볼임팩트결과 *180°바깥으로구부리는 실험결과 **강판종합평가 비고
조성 온도(℃)
13 Zn-5%Al 460 3 120 양호 1 1 ◎ 적합예
14 Zn-5%Al 460 3 120 양호 3 3 △ 비교예
15 Zn-5%Al 460 3 90 양호 4 3 △ 비교예
16 Zn-5%Al 460 3 90 양호 1 1 ◎ 적합예
17 Zn-0.2%Al 460 3 90 도금않됨 3 3 × 종래예
18 Zn-0.2%Al 460 3 60 도금않됨 2 1 × 종래예
*도금 밀착성 평가는 볼임팩트 실험, 180°바깥으로 구부리는 실험 모두
(우)1: 실험후 테입 박리를 더 실시하고 도금면에 변화 없음
2: 도금실험부에 작은 보풀이 있음
3: 도금실험부에 작은 박리발생
(열)4: 도금실험부의 대부분이 박리
**강판종합평가
(우)◎ 도금이 양호하고 재질이 TS〉400MPa 또는 r〉1.3
△ 도금 밀착력 부족 또는 재질이 TS〉400MPa, 또는 r〉1.3 중 어느것 도 만족하지 않음
(열)× 도금 않됨

Claims (7)

  1. C:0.5wt% 이하의 강 슬라브를, Ac3변태점 이상의 온도영역으로 가열한 후, 열간 조압연 및 열간 마무리 압연을 실시하는 동안, 배출압이 300㎏/㎠ 이상인 고압수를 강판 표면에 1회 이상 분사하여 산화철층을 제거함과 동시에, 최종 열간 마무리 압연기 출측의 강판 온도를 500℃ 이상, 800℃ 이하로 하여 상기 강판을 권취한 후, 소둔로에서 750℃ 이상 900℃ 이하의 강판 온도에서 강판 표면의 산화철층의 50% 이상 98% 이하를 환원한 후, 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    열간 조압연 종료후, 열간 마무리 압연에 앞서 배출압이 300㎏f/㎠ 이상인 고압수를 1회이상, 강판표면의 전폭에 분사하는 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    C:0.02wt% 이상 0.5wt% 이하, Si: 2wt% 이하 및 Mn:3wt% 이하의 강슬라브를 사용하고 열간 마무리 압연의 전후단에도 장력을 부여하면서 열간 마무리 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    C:0.02wt% 미만, Si:2wt%이하, Mn:3wt% 이하, Ti:0.2wt% 이하, Nb:0.2wt% 이하 및 N:0.01wt% 이하이고 하기 수학식 1을 만족하는 강 슬라브를 사용하며, Ar3변태점 이하의 온도 영역에서 압하율이 60% 이상인 열간 마무리 압연을 실시하고 제조된 강판을 권취한 후, 소둔로에서 750℃ 이상에서, 900℃ 또는 Acs 변태점 중 낮은 쪽의 온도 이하에서 환원한 후, 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
    (수학식 1)
    ［C］/12 +［N］/14≤［Ti］/48+［Nb］/93
  5. 제 1 항에 있어서,
    도금이 용융도금인 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    용융 도금이 용융 아연 도금인 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    용융 아연 도금에 계속하여 합금화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 도금 강판의 제조방법.
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