KR20010072126A - Method for Producing Steel Sheet for Shadow Mask Being Excellent in Accuracy of Thickness in Longitudinal Direction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 0.1mass%이하의 탄소(C), 0.05mass% 이하의 실리콘(Si), 0.1~0.5mass%의 망간(Mn), 0.03mass% 이하의 인(P), 0.001~0.05mass%의 황(S), 0.002~0.15mass%의 알루미늄(Sol.Al), 0.008mass% 이하의 질소(N)를 포함하고, 잔부가 실질적으로 철(Fe)로 구성되는 강을 열간압연하는 단계, 상기 열간압연 강판을 탈탄화 어닐링 처리하는 단계, 및 상기 어닐링 강판을 소망하는 판두께로 냉간압연하는 단계를 포함하는 길이방향의 판두께 정밀도가 우수한 쉐도우 마스크용 강판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is less than 0.1 mass% of carbon (C), 0.05 mass% or less of silicon (Si), 0.1 to 0.5 mass% of manganese (Mn), 0.03 mass% or less of phosphorus (P), 0.001 to 0.05 mass% of Hot rolling a steel comprising sulfur (S), 0.002 to 0.15 mass% aluminum (Sol.Al), or less than 0.008 mass% nitrogen (N), the balance being substantially composed of iron (Fe), wherein The present invention relates to a method for producing a shadow mask steel sheet having an excellent plate thickness precision in a longitudinal direction, including the step of decarburizing annealing the hot rolled steel sheet and cold rolling the annealed steel sheet to a desired plate thickness.
Description
컬러 TV의 CRT, 컬러디스플레이등의 색상선택 기구로 쉐도우 마스크가 사용된다. 이러한 쉐도우 마스크는 저탄소 혹은 극저탄소 알루미늄 킬드강의 열간 압연 및 냉간압연, 박스로(box furnace)에서 탈탄화어닐링, 및 2차 냉간압연에 의해 (일본특허공개 55-62123), 또는 극저탄소 알루미늄 킬드강을 열간압연, 1차냉간압연, 연속어닐링, 및 2차냉간압연함으로써(일본특허공개 9-53122) 쉐도우마스크로서 소망하는 두께를 갖는 강판을 제조하고, 포토에칭으로 강판에 다수의 어퍼쳐(aperture)를 형성한 후 이 강판을 2차 어닐링하고, 레버러 프로세싱을 하고 프레스성형 및 흑화(blackening)한다.Shadow masks are used as color selection mechanisms such as CRTs and color displays of color TVs. Such shadow masks can be obtained by hot rolling and cold rolling of low carbon or ultra low carbon aluminum killed steels, decarbonization annealing in a box furnace, and secondary cold rolling (Japanese Patent Laid-Open No. 55-62123), or ultra low carbon aluminum killed steels. By hot rolling, primary cold rolling, continuous annealing, and secondary cold rolling (Japanese Patent Laid-Open No. 9-53122) to produce a steel sheet having a desired thickness as a shadow mask, and a plurality of apertures in the steel sheet by photoetching. The steel sheet is secondary annealed, subjected to leverer processing, press formed and blackened after forming a).
최근에 쉐도우마스크의 보다 고정밀도에 따라, 쉐도우마스크의 두께가 점차 작아지게 되고 강판 코일의 측방향 및 길이방향의 판두께 정밀도가 한층 우수한 것이 요구되고 있다.In recent years, with the higher precision of a shadow mask, the thickness of a shadow mask becomes gradually smaller and it is calculated | required that the plate | board thickness precision of the lateral direction and the longitudinal direction of a steel plate coil is further excellent.
쉐도우마스크용 강판코일의 측방향 및 길이방향의 판두께 정밀도를 향상시키기 위하여는, 예비처리인 1차 냉간압연 및 열간압연을 하는 강판의 두께 정밀도가 향상될 필요가 있다.In order to improve the plate | board thickness precision of the lateral direction and the longitudinal direction of the shadow mask steel plate coil, the thickness precision of the steel plate which carries out preliminary primary cold rolling and hot rolling needs to be improved.
열간압연의 마무리 공정으로 워크-롤 크로싱(work-roll corssing)법이 종래 사용되어 왔다. 열간압연한 강판의 측방향의 판두께 정밀도 향상은 기대되어 왔고 여러가지 장점도 얻어졌다.As a hot rolling finishing process, a work-roll corssing method has been conventionally used. The improvement of the lateral plate thickness precision of the hot rolled steel sheet has been expected and various advantages have been obtained.
그러나, 보다 바람직한 판두께 정밀도를 갖는 1차 냉간압연 강판을 얻기 위해서는, 열간압연강판의 측방향 및 길이방향의 판두께 정밀도를 향상시킬 필요가 있을 뿐만 아니라 열간압연 강판코일의 길이방향의 기계적 특성도 균질화할 필요가 있다. 일반적인 열간압연강판에서, 코일의 상부와 저부에서는 마무리 온도, 코일링온도 및 냉각속도가 중간부와는 다르게 나타난다. 따라서, 코일의 길이방향의 기계적 특성이 매우 불균질하여 1차 냉간압연에서 압연하중의 조절이 곤란하므로 양호한 두께 정밀도를 갖는 1차 냉간압연 강판을 높은 수율로 얻는 것이 불가능한 경우가 있다. 이러한 이유로, 불량한 판두께 정밀도를 갖는 1차 냉간압연강판을 고정도(高精度)의 쉐도우마스크에 적용하기 위해서는 2차 냉간압연에서의 압연공정수를 증가시켜야 하고 코일의 상부와 저부에서의 절단길이가 더 크게되므로 강판의 제조단가 상승 및 수율 저하의 원인이 된다.However, in order to obtain a primary cold rolled steel sheet having more preferable sheet thickness precision, it is necessary not only to improve the plate thickness precision in the lateral and longitudinal directions of the hot rolled steel sheet, but also in the longitudinal mechanical properties of the hot rolled steel sheet coil. Needs to be homogenized. In a typical hot rolled steel sheet, the finish temperature, coiling temperature and cooling rate are different from the middle part at the top and bottom of the coil. Therefore, the mechanical properties in the longitudinal direction of the coil are very inhomogeneous, so that it is difficult to control the rolling load in the primary cold rolling, and thus it is sometimes impossible to obtain a primary cold rolled steel sheet having good thickness precision with high yield. For this reason, in order to apply primary cold rolled steel sheets with poor plate thickness precision to high-precision shadow masks, the number of rolling processes in secondary cold rolling must be increased, and the cutting length at the top and bottom of the coil is increased. Since is larger, the manufacturing cost of the steel sheet is increased and the yield is lowered.
본 발명은 컬러 TV의 CRT, 컬러 디스플레이등의 색상선택 기구로 이용되는 쉐도우마스크용 극저 탄소 알루미늄 킬드 강판의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing ultra low carbon aluminum killed steel sheets for shadow masks used in color selection mechanisms such as CRTs and color displays of color TVs.
도 1 은 강판이 본 발명에 따라 탈탄화어닐링을 거친 경우(실시예)와 그렇지 않은 경우(비교예)에 있어서의 1차 냉간압연재의 판두께와 오프게이지부의 길이와의 관계를 나타낸 그래프이고;1 is a graph showing the relationship between the plate thickness of the primary cold rolled material and the length of the off gauge part in the case where the steel sheet is subjected to decarbonization annealing according to the present invention (example) and not (comparative example). ;
도 2 는 본 발명의 실시예 3, 14, 22 및 29에 따라 열간압연 강판의 탈탄화 어닐링 전후에 있어서의 길이방향의 항복강도 변화를 나타낸 그래프이고;2 is a graph showing the change in yield strength in the longitudinal direction before and after decarbonization annealing of hot rolled steel sheets according to Examples 3, 14, 22 and 29 of the present invention;
도 3 은 본 발명의 실시예 5, 6, 15 및 16에 따라 열간압연강판의 길이방향의 판두께 정밀도(즉, 소망치와 실제 두께와의 차이)를 나타낸 그래프이고;3 is a graph showing the sheet thickness precision (ie, the difference between the desired hammer and actual thickness) in the longitudinal direction of a hot rolled steel sheet according to Examples 5, 6, 15, and 16 of the present invention;
도 4 는 탈탄화어닐링시간에 대한 열간압연 강판의 판두께와 초기 탄소량의 영향을 나타낸 그래프이고;4 is a graph showing the effect of sheet thickness and initial carbon content of hot rolled steel sheet on decarbonization annealing time;
도 5 는 1차 및 2차 냉간압연의 총 냉간압연율, 열간압연시의 마무리온도, 및 탈탄화어닐링 후의 탄소량이 2차어닐링재의 항복강도에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the effect of the total cold rolling rate of the primary and secondary cold rolling, the finishing temperature during hot rolling, and the amount of carbon after decarbonization annealing on the yield strength of the secondary annealing material.
본 발명은 상기한 바와 같은 상황을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 길이방향의 판두께 정밀도가 우수한 쉐도우마스크용 강판의 제조방법을 제공하고자하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for producing a shadow mask steel sheet having an excellent plate thickness precision in the longitudinal direction.
제 1의 발명은 0.1mass%이하의 탄소(C), 0.05mass% 이하의 실리콘(Si), 0.1~0.5mass%의 망간(Mn), 0.03mass% 이하의 인(P), 0.001~0.05mass%의 황(S), 0.002~0.15mass%의 알루미늄(Sol.Al), 0.008mass% 이하의 질소(N)를 포함하고, 잔부가 실질적으로 철(Fe)로 구성되는 강을 열간압연하는 단계; 상기 열간압연 강판을 탈탄화 어닐링 처리하는 단계; 및 상기 어닐링 강판을 소망하는 판두께로 냉간압연하는 단계를 포함하는 길이방향의 판두께 정밀도가 우수한 쉐도우 마스크용 강판의 제조방법이다.The first invention is less than 0.1 mass% of carbon (C), less than 0.05 mass% of silicon (Si), 0.1 to 0.5 mass% of manganese (Mn), less than 0.03 mass% of phosphorus (P), 0.001 to 0.05 mass Hot rolling a steel comprising% sulfur (S), 0.002 to 0.15 mass% aluminum (Sol.Al), 0.008 mass% or less nitrogen (N), and the balance being substantially composed of iron (Fe) ; Decarbonizing annealing the hot rolled steel sheet; And a cold rolling of the annealing steel sheet to a desired plate thickness.
제 2의 발명은 상기 열간압연 단계는 러핑후의 강을 재가열하여 마무리 압연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 제 1의 발명에 따른 쉐도우 마스크용 강판의 제조방법이다.The second invention is a method of manufacturing a shadow mask steel sheet according to the first invention, wherein the hot rolling step includes reheating and finishing rolling the steel after roughing.
제 3의 발명은 상기 열간압연 단계에서, 러핑은 Ar3점 이상의 온도에서 실행하고, 마무리 압연은 적어도 마지막 압연단계에서 Ar3점보다 낮은 온도로 조절하여 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 제 1의 발명 또는 상기 제 2의 발명에 따른 쉐도우 마스크용 강판의 제조방법이다.In the third invention, in the hot rolling step, roughing is performed at a temperature of at least Ar 3 point, and finish rolling is carried out by adjusting to a temperature lower than Ar 3 point at least in the last rolling step. Or the manufacturing method of the steel plate for shadow masks which concerns on said 2nd invention.
제 4의 발명은 상기 냉간압연은 1차 냉간압연 단꼐와 2차 냉간압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 제 1의 발명 내지 상기 제 3의 발명중의 어느 발명에 따른 쉐도우 마스크용 강판의 제조방법이다.The fourth invention is the manufacture of the shadow mask steel sheet according to any one of the first to the third invention, characterized in that the cold rolling comprises a first cold rolling step and a second cold rolling step. Way.
제 5의 발명은 상기 냉간압연은 1회 실행하는 것을 특징으로 하는 상기 제 1의 발명 내지 상기 제 3의 발명중의 어느 발명에 따른 쉐도우 마스크용 강판의 제조방법이다.5th invention is a manufacturing method of the shadow mask steel plate which concerns on any one of said 1st invention-said 3rd invention characterized by performing said cold rolling once.
본 발명에 따르면, 열간압연이후에 탈탄화 어닐링을 수행함으로서 길이방향의 판두께 정밀도가 우수한 쉐도우마스크용 강판을 제조하는 것이 가능하다.According to the present invention, by performing decarbonization annealing after hot rolling, it is possible to manufacture a steel sheet for shadow mask having excellent plate thickness precision in the longitudinal direction.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 목적에 따라 코일의 길이방향의 판두께 정밀도가 향상된 쉐도우마스크용 고품위 강판을 제조하기 위해서는 1차 냉간압연재의 판두께 정밀도를 개선할 필요가 있다. 개선된 판두께정밀도를 갖는 1차 냉간압연재의 제조방법을 검토해본 결과, 본 발명자들은 다음과 같은 사실을 발견하였다. 즉, 열간압연강판의 상부와 저부의 기계적 특성이 중간부와 크게 차이가 날 경우에는 탠덤(tandeum)형으로 수행되는 1차냉간압연의 판두께조절기능에 의해 압연하중이 불균일하게 되어 코일의 길이방향을 따라 판두께가 쉽게 변한다.According to the object of the present invention, in order to manufacture a high quality steel sheet for shadow masks having improved sheet thickness precision in the longitudinal direction of the coil, it is necessary to improve the sheet thickness precision of the primary cold rolled material. As a result of examining the manufacturing method of the primary cold rolled material having improved plate thickness precision, the inventors found the following fact. In other words, if the mechanical properties of the upper and lower parts of the hot rolled steel sheet are significantly different from the middle part, the rolling load becomes uneven due to the plate thickness control function of the primary cold rolling, which is performed in tandem. Plate thickness changes easily along the direction.
계속된 연구결과에 의하면, 본 발명자들은, 1차 냉간압연 후의 개방코일을 이용한 탈탄화어닐링이, 1차 냉간압연전과 열간압연후에 수행되면 제조단가의 상승을 억제하면서도 열간압연 강판의 기계적 특성이 길이방향을 따라 균질화 될 수 있으므로 판두께 정밀도가 우수한 1차냉간압연강판을 얻을 수 있다는 사실도 아울러 발견하게 되었다. 또한, 본 발명자들에 의하면, 필수공정으로 알려져 왔던 2차냉간압연을 생략하는 것도 가능하여 제조단가를 현저히 감소시킬 수 있다는 사실도 밝혀졌다.According to the findings, the inventors have found that the decarbonization annealing using the open coil after the primary cold rolling is carried out before the primary cold rolling and after the hot rolling, while suppressing the increase in the manufacturing cost, the mechanical properties of the hot rolled steel sheet It was also found that primary cold rolled steel with excellent plate thickness precision can be obtained because it can be homogenized along the direction. In addition, according to the present inventors, it has also been found that it is possible to omit the secondary cold rolling, which has been known as an essential process, so that the manufacturing cost can be significantly reduced.
본 발명은 이상과 같은 사실의 발견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 열간압연 코일의 탈탄화 어닐링에 의하여 열간압연코일의 길이방향의 기계적 특성을 균일하게 하여 1차 냉간압연시의 압연하중의 조절을 용이하게 함으로써 양호한 판두께 정밀도를 갖는 냉간압연강판을 얻고자 하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the finding of the above facts, and its object is to uniformize the longitudinal mechanical properties of the hot rolled coil by decarbonization annealing of the hot rolled coil to control the rolling load during the primary cold rolling. It is intended to obtain a cold rolled steel sheet having good sheet thickness precision by making it easy.
본 발명에 따르면, 판두께 정밀도가 우수한 쉐도우마스크용 강판은 2차 냉강압연에서의 공정수를 감소시킴으로써 얻어질 수 있다. 나아가서는, 2차 냉가압연 공정 자체를 생략하는 것도 가능하다.According to the present invention, the steel sheet for shadow mask having excellent sheet thickness precision can be obtained by reducing the number of processes in secondary cold rolling. Furthermore, it is also possible to omit the secondary cold rolling process itself.
다음으로, 탈탄화 어닐링 후의 열간압연용 및 냉간압연용 강판재의 화학조성에 관하여 설명한다.Next, the chemical composition of the steel sheet for hot rolling and cold rolling after decarbonization annealing is demonstrated.
탄소(C): 본발명의 제조방법에 의해 얻어지는 쉐도우 마스크용 강판은 포토에칭, 2차 어닐링(프레스 성형 이전의 어닐링), 및 프레스 성형공정에 의해 천공된다. 스프링 백(spring-back)이나 스트레쳐 스트레인(stretcher strain)이 프레스 성형후에 나타나게 되면 곡면부의 형상이나 어퍼쳐가 변하게 되어 컬러드리프트(color drift)나 이미지왜곡현상등이 나타나게 된다. 따라서, 2차 어닐링 후에는 쉐도우마스크용 강판의 기계적 특성으로서 작은 항복강도 및 작은 항복점 연신이 요구된다. 최근에는, 에너지 절약과 합리화를 위해 2차 어닐링 온도를 낮추는 경향이 있고, 강판의 재결정온도를 상승시키는 Ti, Nb, Zr등과 같은 탄화물형성원소의 첨가를 가능한 한 억제할 필요가 있다. 더욱이, 2차 어닐링 온도가 낮아 2차 어닐링에서는 강판의 탈탄화가 곤란하므로 쉐도우마스크용 강판은 1차 어닐링에서 적당한 탈탄화 처리가 필요하다. 탈탄화 어닐링전에 강판의 탄소량이 많아지게 되면 탈탄화 어닐링 시간이 길어지게 되어 제조단가의 상승을 초래하게 된다. 그러므로, 1차 어닐링 처리용 강판의 탄소함량은 0.1mass%이하로 한다.Carbon (C): The steel sheet for shadow mask obtained by the manufacturing method of the present invention is perforated by photoetching, secondary annealing (annealing before press forming), and press forming process. When spring-back or stretcher strain appears after press molding, the shape or aperture of the curved part changes, resulting in color drift or image distortion. Therefore, after the secondary annealing, a small yield strength and a small yield point extension are required as mechanical properties of the steel sheet for shadow mask. Recently, there is a tendency to lower the secondary annealing temperature for energy saving and rationalization, and it is necessary to suppress addition of carbide forming elements such as Ti, Nb, Zr, etc., which raises the recrystallization temperature of the steel sheet. In addition, since the secondary annealing temperature is low and decarburization of the steel sheet is difficult in the secondary annealing, the steel sheet for shadow mask needs an appropriate decarbonization treatment in the primary annealing. If the carbon content of the steel sheet increases before the decarbonization annealing, the decarbonization annealing time becomes long, resulting in an increase in the manufacturing cost. Therefore, the carbon content of the steel sheet for primary annealing treatment is 0.1 mass% or less.
실리콘(Si) : Si는 비금속재재물을 형성하여 에칭특성을 열화시키므로 그 함량은 0.05mass% 이하로 한다.Silicon (Si): Since Si forms a non-metallic material and deteriorates etching characteristics, the content thereof should be 0.05mass% or less.
망간(Mn) : 황(S)의 존재로 발생되는 열간취성을 방지하기 위하여 Mn의 함량은 0.1mass% 이상으로 유지할 필요가 있다. 그러나, 그 함량이 0.5mass%를 초과하면 강판이 지나치게 경화되어 프레스 성형특성이 악화되므로 Mn의 적정함량은 0.1∼0.5mass%가 적당하다.Manganese (Mn): In order to prevent hot brittleness caused by the presence of sulfur (S), the content of Mn needs to be maintained at 0.1 mass% or more. However, if the content exceeds 0.5 mass%, the steel sheet is excessively hardened and the press molding characteristics deteriorate, so that an appropriate content of Mn is appropriately 0.1 to 0.5 mass%.
인(P) : P는 강의 경화원소이며 편석에 의해 에칭시 표면불균일의 원인이 되므로 쉐도우 마스크용 강판에서의 P의 함량은 0.03mass%이하로 유지하는 것이 좋다.Phosphorus (P): P is a hardening element of steel, and it is recommended to maintain P content of 0.03mass% or less in the steel sheet for shadow mask because it causes surface unevenness during etching due to segregation.
황(S) : S는 강에 포함되는 불가피원소이다. S가 지나치게 많아지면 열간취성의 원인이 되고 S의 편석에 의해 에칭시 표면불균일이 발생한다. 반대로, S의 함량이 0.001mass% 미만으로 되면 어닐링시에 강이 쉽게 질화되어 프레스 가공시 형상결함을 유발한다. 따라서, S의 함량은 질화를 유발하지 않는 범위에서 가능한 한 억제하는 것이 바람직하며 그 적정범위는 0.001∼0.05mass%이다.Sulfur (S): S is an unavoidable element in the river. Too much S causes hot brittleness and surface irregularities during etching due to segregation of S. On the contrary, when the content of S is less than 0.001 mass%, the steel is easily nitrided during annealing and causes shape defects during press working. Therefore, the content of S is preferably suppressed as much as possible in a range that does not cause nitriding, and the appropriate range is 0.001 to 0.05 mass%.
알루미늄(Sol. Al) : Al은 용질 N을 AlN으로 고정하고, 항복점 연신을 낮추며 시효(aging)를 억제하는데 필요한 원소이다. 그러나, 필요이상으로 그 함량이 증가하면 제조단가의 상승을 초래하므로 그 적정함량은 0.002∼0.15mass%이다.Aluminum (Sol.Al): Al is an element necessary to fix solute N with AlN, to lower yield point elongation, and to suppress aging. However, if the content is increased more than necessary, the manufacturing cost is increased, so the proper content is 0.002 to 0.15 mass%.
질소(N) : N은 항복점연신을 증가시키고, 시효에 의해 프레스 과정에서 어퍼쳐의 형상결함을 유발하므로 가능한한 소량으로 억제하는 것이 좋다. 적정함량은 0.008mass%이하이다.Nitrogen (N): N is to increase the yield point, and as a result of aging causes the shape defect of the aperture during the pressing process, it is good to suppress as little as possible. The proper content is less than 0.008 mass%.
다음으로, 본 발명의 제조방법에 관하여 설명한다.Next, the manufacturing method of this invention is demonstrated.
(열간압연)(Hot rolled)
상기 화학조성을 갖는 강을 열간압연한다. 열간압연은 종래 일반적인 공정으로 수행된다. 그러나, 러핑한 강(roughed steel)의 마무리 압연시 온도조절과 측방향 및 길이방향의 온도균질화를 위하여 재가열한 후에 마무리 압연을 실시하면, 열간압연 강판의 측방향 및 길이방향의 판두께 정밀도가 더욱 향상될 수 있다.The steel having the chemical composition is hot rolled. Hot rolling is carried out in a conventional general process. However, if finish rolling is carried out after reheating for temperature control and temperature homogenization in the lateral and longitudinal directions during finishing rolling of roughed steel, the plate thickness precision of the hot rolled steel sheet is further increased. Can be improved.
상기 재가열 방법은 특별히 한정되지 않으나, 유도가열, 직접가열, 코일형태로 상기 강을 감아서 박스로에 넣고 가열하는 방법 등이 적용 가능하다.The reheating method is not particularly limited, but induction heating, direct heating, a method of winding the steel in the form of a coil and heating it in a box furnace may be applied.
러핑한 강재의 온도가 Ar3점 아래로 냉각된 상태에서 마무리 압연을 실시하거나, 또는 마무리 압연중에 온도가 Ar3점 아래로 냉각되도록 온도조절이 된 상태에서 마무리 압연을 수행하게 되면 열간압연 강판의 결정의 크기가 지나치게 커지게 된다. 그러면, 2차 어닐링(프레스 성형전의 어닐링) 후에 얻어지는 특성이 보다 연화한다. 열간압연 강판의 두께가 커지게 되면 탈탄화 어닐링에 필요한 시간은 길어지게 되고, 냉간압연에서 보다 큰 압연율이 요구된다. 냉간압연시의 압연율이 증가하게 되면 2차 어닐링 후의 강은 보다 미세한 결정립을 가지게 되어 강의 경화가 촉진된다. 그러므로, 열간압연 강판의 두께는 가능한한 얇은 것이 좋다. 열간압연 강판의 두께는 특별히 제한되지는 않으나, 탄소함량이 0.01mass%이하인 강의 경우에는 2.8㎜이하, 탄소함량이 0.01mass%를 초과하고 0.1mass%이하인 강의 경우에는 2.3㎜이하인 것이 바람직하다. 이때 어느정도 러핑된 강을 용접연결하여 마무리 압연을 연속적으로 수행한다면 두께가 얇은 열간압연강의 압연작업이 안정적이며 열간압연강판의 길이방향의 판두께 정밀도가 향상될 수 있다.When finish rolling is performed while the temperature of the roughed steel is cooled below Ar 3 point, or finish rolling is performed while temperature is controlled to cool below Ar 3 point during finish rolling, The crystals become too large. Then, the characteristic obtained after secondary annealing (anneal before press molding) softens more. As the thickness of the hot rolled steel sheet increases, the time required for decarbonization annealing becomes longer, and a larger rolling rate is required in cold rolling. If the rolling rate during cold rolling increases, the steel after the secondary annealing will have finer grains, thereby promoting hardening of the steel. Therefore, the thickness of the hot rolled steel sheet should be as thin as possible. The thickness of the hot rolled steel sheet is not particularly limited, but the steel having a carbon content of 0.01 mass% or less is preferably 2.8 mm or less, and the steel having a carbon content of more than 0.01 mass% and 0.1 mass% or less is preferably 2.3 mm or less. In this case, if the finish rolling is continuously performed by welding the roughly rolled steel to some extent, the rolling work of the thin hot rolled steel is stable and the plate thickness precision of the hot rolled steel sheet can be improved.
만일 종래의 워크-롤 크로싱법과 열간압연으로 강판의 압연법을 함께 사용한다면 열간압연 강판의 측방향의 판두께 정밀도가 더욱 향상될 수 있으므로 보다 높은 판두께 정밀도를 갖는 쉐도우마스크용 강판이 얻어진다.If the conventional work-roll crossing method and the rolling method of the steel sheet are used together with the hot rolling together, the sheet thickness precision in the lateral direction of the hot rolled steel sheet can be further improved, thereby obtaining a steel sheet for shadow mask having a higher sheet thickness precision.
(탈탄화 어닐링)(Decarbonization Annealing)
강판에 탄소함량이 지나치게 많아지면, 세멘타이트(cementite)가 석출되고 에칭특성이 열화하며 항복강도가 증가되며 프레싱후의 스프링백이 커진다. 이러한 탄소함량을 가능한 한 억제할 목적으로 탈탄화 어닐링을 수행한다. 또한, 본 발명에서는 열간압연 후 탈탄화 어닐링을 하게 되면 열간압연 강판의 길이방향의 기계적 특성이 균질화된다. 탈탄화 어닐링 조건은 종래의 방법에서와 비슷하다. 예를들면, 어닐링 분위기는 수소와 질소의 혼합가스 분위기이고, 어닐링 온도는 650~800℃이며, 이슬점 온도는 10~30℃의 범위이다. 어닐링시간은 탈탄화의 정도, 코일의무게, 강판의 두께등을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 만일, 2차 어닐링(프레스 성형전의 어닐링)시에 강판의 탈탄이 거의 이루어지지 않는다면 프레싱의 관점에서 탄소함량이 0.0015mass%이하가 되도록 강판을 탈탄화 처리하는 것이 좋다. 열간압연 강판을 탈탄화 어닐링 처리할 때는 강판을 산세하고 개방코일로 되감는다. 어떤 경우에는, 스킨패스압연에 의해 강판에 왜곡(distortion)이 부여됨으로써 탈탄화어닐링시 및 산세를 전후하여 결정립 성장이 유발될 수 있으므로 탈탄화 어닐링 처리 후에 강판은 연화될 수 있다.When the carbon content in the steel sheet is excessively high, cementite precipitates, the etching characteristics deteriorate, the yield strength increases, and the spring back after pressing increases. Decarbonization annealing is carried out for the purpose of suppressing this carbon content as much as possible. In addition, in the present invention, when the decarbonization annealing after hot rolling, the mechanical properties in the longitudinal direction of the hot rolled steel sheet are homogenized. Decarbonization annealing conditions are similar to those in conventional methods. For example, annealing atmosphere is a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen, annealing temperature is 650-800 degreeC, and dew point temperature is the range of 10-30 degreeC. The annealing time can be appropriately selected in consideration of the degree of decarbonization, the weight of the coil, the thickness of the steel sheet, and the like. If decarburization of the steel sheet is hardly performed during secondary annealing (annealing before press forming), it is preferable to decarbonize the steel sheet so that the carbon content is 0.0015 mass% or less from the viewpoint of pressing. When decarbonation annealing the hot rolled steel sheet, the steel sheet is pickled and rewinded into an open coil. In some cases, the steel sheet may be softened after the decarbonization annealing treatment because the distortion is imparted to the steel sheet by skin pass rolling, which may cause grain growth at the time of decarbonization annealing and before and after pickling.
(냉간압연)(Cold rolled)
냉간압연은 냉간압연강판의 판두께등과 같은 조건에 맞추어서 실행한다. 일반적으로 1차 냉간압연에서 원하는 판두께 정밀도가 얻어질 수만 있다면 2차 냉간압연은 불필요하다. 그렇지만, 강판의 표면조도를 조정할 필요가 있거나 보다 엄격한 판두께 정밀도가 요구될 경우에는 2차 냉간압연을 실행한다. 그러나, 이 경우에도 역시 압연공정은 1회 또는 2회정도로만 수행하는데 그쳐야 한다. 그 이유는, 본 발명의 냉간압연강은 길이방향의 판두께 정밀도가 우수하기 때문에 소망하는 판두께 정밀도는 쉽게 얻어질 수 있기 때문이다.Cold rolling is carried out under the same conditions as the thickness of the cold rolled steel sheet. In general, secondary cold rolling is not necessary as long as the desired plate thickness precision can be obtained in the primary cold rolling. However, secondary cold rolling is carried out when it is necessary to adjust the surface roughness of the steel sheet or when more stringent sheet thickness precision is required. However, also in this case, the rolling process should only be performed once or twice. This is because the cold rolled steel of the present invention has excellent plate thickness precision in the longitudinal direction, so that the desired plate thickness precision can be easily obtained.
본 발명에서, 1차 냉간압연강과 쉐도우 마스크용 강판의 판두께에는 특졀한 제한이 없다. 최근에 고해상도를 위해 강판의 판두께가 0.0020~0.20㎜의 범위를 갖는 것이 쉐도우 마스크용으로 사용되고 있다.In the present invention, there is no particular limitation on the plate thickness of the primary cold rolled steel and the steel sheet for shadow mask. Recently, for the high resolution, the sheet thickness of the steel sheet having a range of 0.0020 to 0.20 mm is used for the shadow mask.
본 발명의 실시예에 관하여 설명하기로 한다.An embodiment of the present invention will be described.
표 1에 나타낸 조성 A, B, C 및 D를 갖는 강을 열간압연하여 No. 1~No. 72의 열간압연 강판을 얻었다. No. 1~No. 37의 열간압연 강판은 탈탄화 어닐링처리를 수행하였다. 탈탄화 어닐링 처리는 개방코일형의 열간압연 강판에 대하여 H2와 N2혼합가스 분위기의 박스로 내에서 수행하였으며, 이슬점 온도는 30℃, 공정온도는 700℃이었다. 노내 분위기가 0.05%이하(즉, 강판중의 탄소함량이 0.0015mass%이하로 계산되었슴)의 CO농도가 되었을때 탈탄화 어닐링 처리를 중단하였다. 시험을 거친 열간압연 강판은 측방향 및 길이방향의 판두께 변화폭이 ±30㎛ 이하인 비교적 양호한 코일로 되었다.The steels having the compositions A, B, C and D shown in Table 1 were hot rolled to obtain No. 1 ~ No. 72 hot rolled steel sheet was obtained. No. 1 ~ No. The hot rolled steel sheet of 37 was subjected to decarbonization annealing treatment. The decarbonization annealing treatment was carried out in an open coil type hot rolled steel sheet in a box furnace of H 2 and N 2 mixed gas atmospheres, with a dew point temperature of 30 ° C and a process temperature of 700 ° C. Decarbonization annealing was stopped when the atmosphere in the furnace reached a CO concentration of 0.05% or less (ie, the carbon content in the steel sheet was calculated to be 0.0015 mass% or less). The tested hot rolled steel sheet became a relatively good coil having a variation in plate thickness in the lateral and longitudinal directions of ± 30 µm or less.
다음에, 탈탄화 어닐링 처리된 코일(No. 1~No. 37)과 탈탄화 어닐링 처리를 하지 않은 코일(No. 38~No. 72)에 대하여 1차 냉간압연을 실행하였다. 1차 냉간압연 강판의 판두께는 네가지 유형, 즉 2차 냉간압연의 생략을 고려한 0.15㎜(No. 1~No. 33 및 No. 38~No. 68), 및 2차 냉간압연의 실행을 고려한 0.25㎜ (No. 34,35, 69 및 70), 0.40㎜(No. 36및 71) 및 0.65㎜(No. 37 및 72)으로 설정하였다. 각 두께 유형에 대해 쉐도우 마스크용 고해상도 강판에 요구되는 판두께 정밀도 및 2차냉간압연에서 비교적 용이하게 교정이 가능한 판두께 정밀도 등을 고려하여 허용가능한 1차 냉간압연강의 판두께 정밀도를 설정하였다. 허용범위를 초과하는 부품의 길이는 오프게이지부의 길이로 측정하였다.Next, primary cold rolling was performed on the decarbonized annealing coils (No. 1 to No. 37) and the coils not subjected to decarbonization annealing (No. 38 to No. 72). The plate thickness of the primary cold rolled steel sheet is four types, that is, 0.15 mm (No. 1 to No. 33 and No. 38 to No. 68) in consideration of omission of the secondary cold rolling, and in consideration of the execution of the secondary cold rolling. 0.25 mm (No. 34, 35, 69 and 70), 0.40 mm (No. 36 and 71), and 0.65 mm (No. 37 and 72) were set. For each thickness type, the allowable plate thickness precision of the primary cold rolled steel was set in consideration of the plate thickness precision required for the high resolution steel sheet for shadow mask and the plate thickness precision that can be easily corrected in the secondary cold rolling. The length of the part exceeding the allowable range was measured by the length of the off gauge part.
열간압연단계에서 탈탄화어닐링처리를 한 1차 냉간압연 강판(No. 1~ No. 37)에 대하여, 판두께가 0.15㎜인 것들은 그대로 두고, 판두께가 0.25㎜이상인 것들은 2차 냉간압연을 수행하였다. 모든 압연재의 판두께가 0.15㎜로 균일하게 된 후, 작은 시료를 채취하여 100% Ar분위기에서 2차 어닐링 처리한 경우에 항복강도를 측정하였다.For the primary cold rolled steel sheets (No. 1 to No. 37) subjected to decarbonization annealing in the hot rolling step, those having a plate thickness of 0.15 mm were left as they were, and those having a plate thickness of 0.25 mm or more were subjected to secondary cold rolling. It was. After the thickness of all the rolled materials became uniform to 0.15 mm, the yield strength was measured when a small sample was taken and subjected to secondary annealing in a 100% Ar atmosphere.
열간압연의 공정조건, 탈탄화 어닐링 처리된 강판의 탄소함량, 1차 냉간압연 강판의 판두께 및 1차 냉간압연 강판의 허용가능한 판두께 정밀도를 표 2 및 표 3에 나타내었다. 1차 냉간압연 강판의 판두께와 오프게이지부 길이와의 관계를 도 1에 나타내었다. 탈탄화 어닐링처리 전후에 있어서 열간압연 강판(No. 3, 14, 22 및 29)의 길이방향의 항복강도 변화를 도 2에 나타내었다. 표 2로부터, 탈탄화 어닐링처리 전후에 있어서 거의 모든 열간압연 강판의 탄소함량이 0.0015mass%이하 이었으나, 동일한 어닐링 시간에서 판두께가 큰 열간압연 강판의 경우 일부 강판의 탄소함량이 0.0015mass%를 약간 초과하였다.The process conditions of hot rolling, the carbon content of the decarbonized annealing steel sheet, the sheet thickness of the primary cold rolled steel sheet and the acceptable sheet thickness precision of the primary cold rolled steel sheet are shown in Tables 2 and 3. The relationship between the plate thickness of the primary cold rolled steel sheet and the length of the off gauge portion is shown in FIG. 1. The change in yield strength in the longitudinal direction of the hot rolled steel sheets (No. 3, 14, 22, and 29) before and after the decarbonization annealing treatment is shown in FIG. 2. From Table 2, the carbon content of almost all hot rolled steel sheets was less than 0.0015 mass% before and after the decarbonization annealing treatment, but in the same annealing time, the carbon content of some steel sheets slightly decreased to 0.0015 mass%. Exceeded.
도 1에서, 판두께에 따른 1차냉간압연강판을 도시하였다. 그 결과로부터, 탈탄화어닐링 처리를 하지 않은 실시예(No. 38~No. 72)와 비교해 볼때, 탈탄화어닐링 처리를 한 열간압연 강판의 실시예(No. 1~No. 37)에서 오프게이지부 길이가 작고 코일의 길이방향의 판두께 변화폭이 보다 작은 냉간압연 강판이 얻어질 수 있었다.1, the primary cold rolled steel sheet according to the plate thickness is shown. As a result, compared with the Example (No. 38-No. 72) which did not carry out the decarbonization annealing treatment, the off-gauge was performed in the Example (No. 1-No. 37) of the hot rolled sheet steel which performed the decarbonization annealing treatment. A cold rolled steel sheet with a small branch length and a smaller change in plate thickness in the longitudinal direction of the coil could be obtained.
도 2를 참조하면, 탈탄화 어닐링 처리전의 실시예와 비교하면 탈탄화 어닐링 처리 후의 실시예(No. 3, 14, 22 및 29)에서 강판은 연화되었고 길이방향의 항복강도의 변화가 매우 작았다. 이러한 사실로부터, 열간압연 강판코일재의 길이방향의 균질화가 1차 냉간압연강판의 판두께 정밀도를 향상시킨다는 것을 알 수 있었다.Referring to Fig. 2, the steel sheet was softened and the change in the yield strength in the longitudinal direction was very small in the examples after the decarbonization annealing treatment (Nos. 3, 14, 22 and 29) compared with the example before the decarbonization annealing treatment. . From this fact, it was found that the homogenization in the longitudinal direction of the hot rolled steel sheet coil material improves the plate thickness precision of the primary cold rolled steel sheet.
도 3은, 열간압연시에 재가열을 하지 않고 마무리 압연을 수행한 열간압연 강판의 실시예(No. 5 및 15)와, 재가열 후 마무리 압연을 한 강판의 실시예(No. 6 및 16)에 있어서의 판두께 정밀도(소망하는 판두께와 실제 판두께와의 차이)를 비교하여 나타낸 것이다. 재가열 후 마무리 압연을 한 강판의 실시예(No. 6 및 16)에서의 판두께 정밀도가 재가열을 하지 않은 실시예(No. 5 및 15)의 경우보다 더 우수하다. 이러한 사실로부터, 표 2에 나타낸 바와 같이, 1차 냉간압연 후에 오프게이지부 길이는 현저하게 작아진다는 것을 알 수 있다.3 shows an example (Nos. 5 and 15) of a hot rolled steel sheet in which finish rolling was performed without reheating during hot rolling, and an example (No. 6 and 16) of a steel sheet subjected to finish rolling after reheating. It compares and shows the plate thickness precision (difference between desired plate thickness and actual plate thickness). The sheet thickness precision in the Examples (Nos. 6 and 16) of the steel sheet subjected to finish rolling after reheating is better than that of the Examples (Nos. 5 and 15) without reheating. From this fact, it can be seen that, as shown in Table 2, the length of the off gauge portion after the primary cold rolling is significantly reduced.
도 4는 탈탄화 어닐링시간(즉, 노내에서 CO의 농도가 0.05%이하로 되는데 필요한 시간)에 대한 강판의 초기 탄소함량 및 열간압연 강판의 판두께의 영향을 나타낸 것이다. 탈탄화 어닐링 처리 전에 탄소함량이 작을수록, 그리고 열간압연강판의 판 두께가 작을수록 탈탄화시간이 더 짧아진다. 제조비용을 고려해볼때 탈탄화 어닐링 시간은 20시간 이내가 적당하다. 따라서, 열간압연강판의 판두께는, 0.01mass%이하의 탄소함량을 갖는 강의 경우 2.8㎜이하가 바람직하고, 0.01mass%를초과하고 0.1mass%이하인 탄소함량을 갖는 강의 경우에는 2.3㎜이하가 바람직하다.4 shows the effect of the initial carbon content of the steel sheet and the plate thickness of the hot rolled steel sheet on the decarbonization annealing time (ie, the time required for the concentration of CO to be 0.05% or less in the furnace). The smaller the carbon content before the decarbonization annealing treatment and the smaller the plate thickness of the hot rolled steel sheet, the shorter the decarbonization time. Considering the manufacturing cost, the decarbonization annealing time is suitable within 20 hours. Therefore, the thickness of the hot rolled steel sheet is preferably 2.8 mm or less for steels having a carbon content of 0.01 mass% or less, and 2.3 mm or less for steels having a carbon content of more than 0.01 mass% and 0.1 mass% or less. Do.
도 5는 2차 어닐링 강의 항복강도에 대한 1차 및 2차 냉간압연의 총 냉간압연율, 열간압연시의 마무리온도, 및 탈탄화 어닐링 후의 탄소함량의 영향을 나타낸 것이다. 총 냉간 압연율이 감소할수록 2차 어닐링 강은 보다 연화된다. 또한, 총 냉간압연율이 동일한 경우에도, 열간압연시에 강의 온도가 Ar3점 보다 낮게 된 후에 마무리 압연을 하거나, 마무리 압연중에 Ar3점 보다 낮은 온도로 내려가는 경우에는 Ar3점 이상의 온도에서 마무리 압연을 하는 경우와 비교하여, 2차 어닐링 강은 연화될 수 있다. 더욱이, 1차 어닐링 후에 0.0015mass%를 초과하는 탄소함량을 갖는 압연재의 경우 2차어닐링 후 비교적 높은 항복강도를 나타내었다.FIG. 5 shows the influence of the total cold rolling rate of primary and secondary cold rolling, the finishing temperature at the time of hot rolling, and the carbon content after decarbonization annealing on the yield strength of the secondary annealing steel. As the total cold rolling rate decreases, the secondary annealed steel softens. In addition, even if the total cold rolling rate is the same, finish rolling is performed after the steel temperature becomes lower than Ar 3 point during hot rolling, or when lowering to lower temperature than Ar 3 point during finish rolling, finishing at a temperature of 3 or more Ar points. In comparison with the case of rolling, the secondary annealed steel can be softened. Moreover, the rolled material having a carbon content of more than 0.0015 mass% after the primary annealing showed a relatively high yield strength after the secondary annealing.
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