KR20010112746A - 표면성이 우수한 자동차용 냉연강판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 중저 탄소강 및 Ti첨가 극저탄소강의 냉연강판에 나타나는 흰 줄무늬 형상의 얼룩 결함을 저감시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 이러한 결함의 발생원인이 산세 공정에서부터 기인한다는 것을 발견하였다. 즉, 산세시 산세조건이 가혹할수록 국부적으로 과산세되는 부분이 존재하게 되면 표면 요철이 심해지고 이 부분에서 압연시 롤(roll)과 접촉이 되지 않는 요부가 그대로 잔존하여 이러한 미세 홈들이 거시적으로는 흰 줄무늬의 얼룩 형태를 갖게 된다. 따라서 산세조건에 따른 산세강판의 표면을 산세조건에 따른 산세정도에 따라 -3 ~ +3으로 하여 "산세도"로 평가하고 이러한 결함이 발생하지 않는 범위에 들도록 산세조건을 하는 것을 요지로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

Description

표면성이 우수한 자동차용 냉연강판 제조방법 {Manufacturing Method of Cold Rolled Steel Sheet having Good Surface Property for Automobile Use}

본 발명은 자동차용 냉연강판을 제조함에 있어 육안상으로 표면에 흰색 얼룩무늬로 나타나는 표면결함을 제거한 냉연강판의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 냉연강판표면에 나타나는 흰 줄무늬의 얼룩결함을 저감시키는 방법에 관한 것이다. 도 1은 표면 얼룩무늬의 주사전자현미경(SEM) 표면사진을 나타낸 것으로써 얼룩부위는 정상부위에서는 보이지 않는 미세 홈들이 존재한다. 본 발명에서는 이러한 결함의 발생원인이 산세공정으로부터 기인한다는 것을 발견, 산세조건에 따른 표면을 "산세도"로 하여 -3에서부터 +3까지 수치로 표시하고 이러한 결함이 발생하지 않는 산세도 범위 내에 존재하도록 관리함으로써 흰줄무늬 얼룩의 표면결함이 없는 냉연강판의 제조방법을 제공한다.

일반적으로 냉연강판은 연속산세압연설비에서 일정한 조건으로 산세 및 압연을 행한 후 연속소둔설비에서 탈지, 연속소둔, 조질압연 등의 공정을 거쳐 제조된다. 즉, 표 1과 같이 염산 농도 4~20%, 온도 75~90℃, 침지시간은 라인속도(line speed)에 따라 15~200초의 조건으로 산세가 이루어지며 압연은 65~80%가량의 압하율로 행하여 준다. 이와 같이 연속 산세 압연설비를 거쳐 생산된 강판을 풀하드 (Full Hard)라 하는데 이 강판은 매우 경하여 사용이 불가능하기 때문에 연속 소둔설비에서 열처리를 하여 준다. 즉 표 1과 같이 압연시 강판 표면에 오염되어 있던 압연유를 제거하기 위해 4~5%의 NaOH용액 중에서 70~85℃로 탈지를 한 후 20~30초에 걸쳐 700~850℃로 연질화 소둔 열처리를 행하여 준다. 그 다음 강판의 항복점연신을 방지하기 위해 0.5~1.5%의 압하 연신율로 조질압연을 한 후 1~2g/㎡의 방청유를 도포함으로써 냉연제품이 제조된다.

표 1은 각 공정별 제조조건을 알기 쉽게 나타낸 것이며, 도 2, 3은 연속산세압연설비 및 연속소둔설비의 배치도를 나타낸 것이다.

표 1

여기서 냉연강판의 표면상태는 제품의 가치를 평가하는데 있어 매우 중요한 품질인자이며, 표면의 흰줄무늬 얼룩은 품질을 떨어뜨리는 중요한 결함중의 하나로써 이러한 결함이 있을 경우 자동차 제조시 도장 후 그 형태가 나타나기 때문에 고표면성을 요구하는 자동차용 강판으로써 사용이 곤란하게 된다. 본 발명에서는 이러한 냉연제품의 흰줄무늬 얼룩이 적절한 산세조건의 조절을 통하여 개선 가능하다는 것을 발견하고 이에 대한 해결방안을 제공한다.

제 1 도는 흰줄무늬 얼룩 결함부의 표면 형상을 주사전자현미경을 700배로 하여 관찰한 사진이다.

제 2 도는 연속산세압연설비의 배치도이다.

제 3 도는 연속소둔설비의 배치도이다.

제 4 도는 주사전자현미경으로 관찰한 시험압연 전후의 중저탄소강의 표면조직으로서, 산세농도, 산세온도 및 산세시간을 각각 18%, 90℃, 50초로 처리된 주사전자현미경조직 사진이다.

제 5 도는 주사전자현미경으로 관찰한 시험압연 전후의 중저탄소강의 표면조직으로서, 산세농도, 산세온도 및 산세시간을 각각 12%, 85℃, 150초로 처리된 주사전자현미경조직 사진이다.

제 6 도는 주사전자현미경으로 관찰한 시험압연 전후의 중저탄소강의 표면조직으로서, 산세농도, 산세온도 및 산세시간을 각각 18%, 90℃, 150초로 처리된 주사전자현미경조직 사진이다.

지금부터 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

냉연강판의 원료는 일명 열연강판(Hot Coil)을 사용하게 되는데 열연강판의 표면은 두꺼운 산화철 피막으로 덮어져 있기 때문에 압연공정에 앞서 산세공정을 통하여 산화막을 제거하여야 한다.

당사의 경우 도 2와 같이 산세설비는 3개의 탱크로 이루어져 있고 터뷸런스방식(Turbulence Type)의 산세방식을 택하고 있으며 그 산세조건은 도표 1에 서술한 바와 같다. 산세시에는 우선 평탄기(Tension levelling)를 통해 롤 방향에 수직으로 산화막 표면에 미세 크렉(crack)을 형성시킨 후 산세 탱크를 통하면서 일정한 염산 농도에서 일정 시간동안 롤 방향 및 롤 방향과 수직방향에서 다수의 노즐을 통해 고압으로 산세액(염산)을 분사해 주면서 산세가 이루어진다. 이때 산세조건 즉 농도, 시간, 온도에 따라서 산세 판 표면의 상태가 부위에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 국부적으로 산세가 덜 이루어진 부분에는 미세 스케일(산화물)들이 잔류하게 되고 산세가 많이 이루어진 부분에는 표면 요철이 심하게 나타난다. 이때 산세가 많이 일어난 부분 즉, 과산세 부분의 경우 압연시 롤(Roll)과 접촉하지 않는 부분이 그대로 잔류하게 되는데 이러한 형상이 국부적으로 얼룩형태로 발생하게 되며 냉연 강판상에 도 1과 같이 흰 줄무늬의 얼룩형태로 나타나게 된다.

이를 증명하기 위하여 여러 조건에서 산세를 행한 후 시험압연을 행하여 보았다. 도 4는 중저 탄소강에 있어 산세 표면의 요철에 따라 시험압연 후 표면 상태를 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과로서 입계가 과산세 되어 표면의 요철이심한 부분은 압연 후에도 미세 홈들이 잔존하는 것을 알 수 있다. 이로부터 실제공정에서도 산세가 심하게 되어 요철이 심한 경우는 압연후에도 일정한 형태로 홈 자국들이 남아 흰 줄무늬 얼룩이 발생함을 알 수 있다.

실시예

표 3은 표 2와 같은 화학조성을 갖는 중저탄소강, Ti첨가 극저탄소강에 대해서 산세시 염산 농도별, 시간별, 온도별로 산세를 행한 후 표면을 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하여 표면요철에 따라 산세정도를 "산세도"라하고 -3 ~ +3까지 평가한 것이다. (-)쪽으로 가까울수록 미산세 표면이고 (+)쪽 일수록 과산세 상태로 표면요철이 큼을 뜻한다. "0"이 가장 적절한 표면상태임을 나타낸다. 처리조건에 따라 표면상태의 평가가 가능하며 특히 산세 침지시간, 농도, 온도 등의 변화에 따라 주사전자현미경으로 산세표면 관찰시 표면상태가 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 농도, 시간 및 온도가 높을수록 부분적 표면 요철이 심해져 산세도가 높아지는 것으로 나타났다.

표 2

표 3

표 4는 표 3과 같이 산세를 실시한 경우에 있어 '산세도'에 따른 압연후 흰줄무늬얼룩 발생 불량율을 나타낸 것이다.

표 4

그 결과 적정하게 산세 되거나 약간 과산세인 산세도 0과 1의 값을 가질 경우가 다른 결함과 함께 흰 줄무늬 얼룩 발생 결함을 일으키지 않는 것을 확인하였다. -1 이하의 경우는 미산세 상태로써 산화 피막성 결함이 발생함으로 불가하고 2~3까지는 과산세로써 흰 줄무늬 얼룩 결함이 발생함으로 불가 하였다.

일례로 중저탄소강의 경우는 염산 농도 12%인 경우 침지시간은 100~150초, 온도는 85~90℃로 산세를 해줘야 하는 반면, 농도는 18%로 늘리면 침지시간이 25초일 경우는 산세온도를 90℃, 침지시간이 150초일 경우는 온도가 75℃만 되어도 적정 산세표면을 얻을 수 있다.

본 발명으로 산세조건 즉, 산세농도, 온도, 시간에 따라 냉연강판의 흰 줄무늬 얼룩 결함이 발생 할 수 있다는 사실이 발견되었고, 산세조건을 적절히 제어하여 표면성이 우수한 냉연강판의 제조가 가능하다.

Claims (6)

1. 산세 표면상태를 산세상태에 따라 -3 ~ +3까지 산세도로 규정하고 산세도를 0 또는 1로 되도록 하며, 중저탄소강에 있어서는, 이 산세도가 0 또는 1이 되도록 산세시 염산농도가 12%이고 산세온도가 85℃인 경우, 침지시간을 150초로 하고 90℃인 경우는 침지시간을 100~150초로 하는 것을 특징으로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 산세시 염산농도가 15%이고 산세온도가 80℃~84℃인 경우, 침지시간을 100초~150초로 하고 85℃~90℃인 경우는 50~150초로 하는 것을 특징으로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 산세시 염산 농도가 18%인 경우에 있어 온도가 75℃인 경우, 침지시간을 150초로 하고 온도가 80℃인 경우는 침지시간을 50~150초로 하고 85℃인 경우는 침지시간을 50~100초로 하고, 90℃인 경우는 침지시간을 25~50초로 하는 것을 특징으로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
4. Ti첨가 극저탄소강(IF강)에 있어 1항의 산세도가 0 또는 1이 되게끔 하기 위하여 산세시 염산농도가 12%이고 온도가 75℃~84℃인 경우, 침지시간을 100~150초로하고 온도가 85℃~90℃인 경우는 침지시간을 50~150초로 하는 것을 특징으로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 산세시 염산농도가 15%이고 온도가 75℃~79℃인 경우, 침지시간을 100~150초로하고, 온도가 80~85℃인 경우는 침직시간을 50~150초로하고, 86℃~90℃인 경우는 침지시간을 50~100초로 하는 것을 특징으로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
6. 제 4 항에 있어서, 산세시 염산 농도가 18%이고 온도가 75℃인 경우, 침지시간을 100~150초로하고, 온도가 80℃~90℃인 경우는 침지시간을 50~100초로하는 것을 특징으로 하는 표면성이 우수한 냉연강판의 제조방법.