KR20030052350A

KR20030052350A - 고강도 고인성 코일결속용 밴드강과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030052350A
Application number: KR1020010082240A
Authority: KR
Inventors: 김일영
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-06-27
Also published as: KR100544539B1

Abstract

본 발명은 코일과 코일을 결속하는데 사용되는 밴드강에 관한 것으로, 그 목적은 C, Mn 첨가량을 낮추어 용접성을 개선하고, Mo, Nb, Cu, Ni 등을 첨가하여 강도 및 연신율을 향상시킨 인장강도 100Kg/㎟ 이상이고 연신율이 12%이상인 연성을 갖는 코일 결속용 밴드강과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로 C:0.1~0.15%, Mn:1.0~2.0%, P:0.02%이하, Si:0.03%이하, Sol-Al : 0.03~0.06%, Cu:0.5~1.0%, Mo 0.2~0.4%, Nb 0.03~0.06%, Ni 0.10~0.20% , 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 연성이 우수한 코일결속용 밴드강과,

상기와 같이 조성되는 알루미늄 킬드강을 1200∼1250℃의 온도범위에서 균질화처리후, 마무리압연온도 Ar3이상의 조건으로 열간압연하고, 550 -650℃에서 권취한 다음, 냉간압연하고 550~600℃에서 연속 회복소둔한 후 430~470℃에서 블루잉처리를 행하는 것을 포함하여 이루어지는 고강도 고인성 코일결속용 밴드강의 제조방법에 관한 것을 그 기술요지로 한다.

본 발명에 따라 제공되는 밴드강은 인장강도가 100Kg/㎟이상이며, 연신율이 12%이상의 특징을 갖는다.

Description

고강도 고인성 코일결속용 밴드강과 그 제조방법 { High Strength Cold-Rolled Steel Sheet with Good Toughness for Coil Packaging Band and A Method for Manufacturing Thereof}

본 발명은 코일과 코일을 결속하는데 사용되는 밴드강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 C, Mn 첨가량을 낮추어 용접성을 개선하고, Mo, Nb, Cu, Ni 등을 첨가하여 강도 및 연신율을 향상시킨 인장강도 100Kg/㎟ 이상이고 연신율이 12%이상인 연성을 갖는 코일 결속용 밴드강과 그 제조방법에 관한 것이다.

코일의 결속 또는 코일과 코일을 결속하는데 사용되는 밴드강은 코일에 걸리는 큰 부하나 외부충격 등에 의해 변형되거나 파손될 수 있으므로 충분한 인장강도와 연성의 조합 즉 고인성이 요구되어진다.

이러한 밴드강은 통상적으로 0.1~0.5%C와 0.5~1.5%Mn의 냉간압연 소재(SAE1527 )를 원하는 싸이즈로 절단후 450~520℃로 유지되는 Pb욕에서 블루잉(Blueing)처리를 하여 제조하게 된다. 블루잉공정에서는 원하는 색상의 산화피막을 형성시켜 밴드강에요구되는 방청성을 부여함과 동시에 적정강도와 연성을 확보하게 된다.

SAE1527 등과 같은 고탄소 고망간간을 블루잉 전에 오스템퍼링(Austempering)이란 열처리를 거치게 되면 강도와 연신율을 더 향상 시킬수가 있다. 그러나 이 경우 고가의 유도가열로 설비가 필요하며, 이 결과 제조원가가 높아져서 수익성을 해치게 된다.

한편, 대한민국 공개특허공보 2001-60398호에 코일결속용 고인성 밴드강판의 제조방법이 제안되어 있다. 이 기술은 탄소: 0.12-0.17%, Mn: 2.0-3.0%, Si: 0.3-06%, P: 0.01-0.03%, Mo:0.1-0.3%, Sol.Al: 0.02-0.06%, Nb: 0.02-0.06% 및 기타 Fe와 불가피하게 함유되는 불순불을 포함한 조성의 초고강도 고인성 밴드강을 1200℃ 이상의 온도에서 균질화 열처리후 900℃ 이상의 온도범위에서 연속소둔후 약 10℃/s 이상으로 냉각하고 약 400-500℃의 냉간압연, 780-850℃의 온도범위에서 연속소둔후 약 10℃/s 이상으로 냉각하고 약 400-500℃의 조건에서 과시효처리에 의해 생산된 저온 변태조직을 가지는 냉간압연강판을 제조하고, 그 이후 냉연판을 450-520℃의 온도범위에서 블루잉처리 함으로써 인장강도의 70%이상을 가지는 높은 항복강도를 가지는 인장강도 100kgf/㎟ 이상, 연신율 10% 이상의 초고강도 고인성 코일결속용 밴드강판의 제조방법이다. 그러나, 이 밴드강판은 고탄소 고망간에 의해 연속 제조작업시 용접불량이 용이하고, 연신율 12%이상 확보는 불가한 단점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 인장강도가 100Kg/㎟ 이상이면서도 연신율이 12%이상으로 고인성을 갖는 코일 결속용 밴드강을 제공하는데, 목적이 있다. 나아가, 밴드강의 블루잉처리전에 연속회복소둔을 적용하여 강도저하를 방지하면서 연신율을 보다 높일 수 있는 밴드강의 제조방법을 제공하는데도 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밴드강은, 중량%로 C:0.1~0.15%, Mn:1.0~2.0%, P:0.02%이하, Si:0.03%이하, Sol-Al : 0.03~0.06%, Cu:0.5~1.0%, Mo 0.2~0.4%, Nb 0.03~0.06%, Ni 0.10~0.20% , 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성된다.

또한, 본 발명의 밴드강의 제조방법은, 중량%로 C:0.1~0.15%, Mn:1.0~2.0%, P:0.02%이하, Si:0.03%이하, Sol-Al : 0.03~0.06%, Cu:0.5~1.0%, Mo 0.2~0.4%, Nb 0.03~0.06%, Ni 0.10~0.20% , 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 알루미늄 킬드강을 1200∼1250℃의 온도범위에서 균질화처리후, 마무리압연온도 Ar3이상의 조건으로 열간압연하고, 550 -650℃에서 권취한 다음, 냉간압연하고 550~600℃에서 연속 회복소둔한 후 430~470℃에서 블루잉처리를 행하는 것을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 C, Mn 첨가량을 낮추어 연속제조시 용접성을 개선하고, Mo, Nb, Cu 등을 첨가하여 강도 및 연신율을 향상시킴으로써 밴드강판의 인장강도가 100Kg/㎟ 이상이고 연신율이 12%이상이 되도록 하는데, 그 특징이 있다. 이러한 본 발명의 강성분의 조성범위를 먼저 설명한다.

·C:0.1~0.15%

상기 탄소함량은 0.15%을 초과하면 용접성이 악화되어 산세라인에서 용접이 어렵게 될 뿐만 아니라 연속 냉간압연시 판파단의 우려가 있으며, 0.10% 미만시 블루잉처리후 인장강도 100Kg/㎟이상 확보가 곤란하여 0.1~0.15%로 제한하는 것이 바람직하다.

·Mn:1.0~2.0%

상기 Mn의 경우 강중에 페라이트와 베이나이트 복합조직을 만들어 베이나이트의 경화조직을 유도하므로 1.0%이상 첨가하여야 하며, 2.0%를 초과할시 강화효과가 완만해지고 연성을 해치게되고, 또한 용접성 악화로 산세 및 연속 냉간압연 적용이 곤란해지는 문제가 발생한다.

·P:0.02%이하, Si:0.03%이하

상기 P와 Si의 경우 는 고용강화 효과가 가장 큰 원소로 각각 0.02%, 0.03%를 초과하면 강을 경화시켜 블루잉처리 후 연성을 악화시키게 된다.

·Sol-Al:0.03~0.06%

상기 Al은 강의 탈산을 위해 첨가하는 성분으로서, 그 첨가량이 0.06%를 초과할 경우 재질경화의 원인이 되고, 0.03% 미만 첨가시 탈산효과가 적어지기에 0.03~0.06% 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

·Cu:0.5~1.0%

상기 Cu는 가공성의 저해없이 강도증가를 시키기 위해서 첨가하는데, 0.5%미만의 경우 목표강도 확보가 어렵고, 1.0%초과의 경우 제강 조업성 및 제강 원단위 측면에서 불리하므로 0.5~1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.

·Mo:0.2~0.4%

상기 Mo는 소입성 향상효과가 우수한 성분으로서 마르텐사이트(Martensite) 조직에 의한 강도상승을 위하여 최소 0.20%이상을 첨가하여야 하고, 0.40%를 초과시 연성저하가 발생하게 된다.

·Nb:0.03~0.06%

상기 Nb는 열간압연중 미세한 석출물을 형성시켜 강도상승에 기여할 뿐만 아니라 잔류 오스테나이트(Austenite) 형성에도 도움을 주는 원소이다. Nb를 0.03% 미만 첨가시 강도 상승 효과가 미미하고, 0.06%를 초과하여 첨가시 재결정지연에 의해소둔온도 상승을 초래하며, 과도한 결정립 감소로 인해 연성의 악화를 유발한다.

·Ni:0.10~0.20%

상기 Ni은 블루잉 온도에서 회복과정을 지연시키지 않으면서 강도와 연성의 조합을 향상시키는데 0.10% 미만 첨가시 그 효과가 작고, 0.20% 초과시 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 제조비용 상승을 초래하므로 0.10~0.20% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 조성되는 슬라브는 제강공정을 통해 용강을 얻은 다음에 조괴 또는 연속주조공정을 통해 만단다. 이 슬라브를 열간압연공정, 권취공정, 냉간압연공정, 회복소둔공정, 블루잉처리공정을 통해 목표로 하는 기계적성질을 갖는 밴드강판으로 제조하는데, 각 공정별 제조조건을 구체적으로 설명한다.

·열간압연공정

슬라브를 오스테나이트조직이 충분히 균질화될 수 있는 1200∼1250℃에서 가열한 후 Ar₃온도이상에 마무리 열간압연을 실시한다. 열간 마무리압연온도를 Ar₃변태점 이하로 작업을 하면 페라이트+퍼얼라이트 2상직에서 압연되므로 이상 조대립이 발생되고 그에 따라 제품 가공시 불량발생의 요인이 된다. 따라서 상기 열간 마무리압연온도는 Ar₃변태점 이상에서 행하는 것이 바람직하다.

·권취공정

상기 열간압연한 열연판을 권취하는데, 권취온도는 550~650℃에서 행하는 것이 바람직하다. 권취온도가 650℃초과의 경우 열연판의 결정립이 조대하게 되어 블루잉처리 후 강도-연성조합을 해치게 되고 550℃ 미만의 경우 작업시 온도 적중율이 떨어져 재질편차의 요인이 된다.

·냉간압연공정

권취한 열연판을 냉간압연하는데, 이때 냉간압연은 원하는 최조두께로 냉연판을 얻을 수 있도록 적절히 압연조건을 설정하면 된다. 따라서, 냉간압연조건은 특별히 한정하지 않으므로 통상의 조건이면 된다.

·회복소둔공정

상기 연속회복소둔은 재결정온도 이하에서 냉간압연시 강에 부여된 응력만을 풀어주고 재결정을 일으키지 않는 온도 범위인 550~600℃ 범위내로 제한하는 것이 바람직하다.

·블루잉처리공정

냉간압연판을 블루잉처리하는데, 이 블루잉처리는 방청성 확보를 위한 청색 산화피막 형성과 조직의 회복과정을 통해 연성을 향상시키는 것이다. 방청성 확보를 위한산화피막 형성을 위해서, 또한 강도-연성조합을 향상시키기 위해서 블루잉온도는 430~470℃ 범위내에서 실시하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 ]

하기 표 1과 같은 조성을 갖도록 극저탄소 알루미늄 킬드강을 전로에서 용해하여 노외정련처리를 한 후 연속주조하여 강 슬라브를 제조하였다. 이때 하기 표 1에 나타난 발명강(1-3) 및 비교강(4-7)은 모두 노외정련후 최종강 성분이다. 발명강(1-3)은 본 발명에서 제한한 성분범위내로 첨가 되었고, 비교강(4)는 C이 초과되었으며, 비교강(5)은 Cu와 Ni이 미첨가 되었다. 비교강(6)은 Mo와 Nb가 미첨가 되었으면 비교강(7)은 Nb가 초과되어 첨가된 강이다.

표 1과 같은 조성을 갖는 강슬라브를 1250℃의 온도에서 균질화처리한 다음

Ar3 직상 온도인 910℃ 부근에서 2.8㎜의 두께로 마무리 열간압연을 한 후, 표2

에 표기한 열연 권취온도에서 권취하고 통상의 방법으로 산세를 행하였다. 산세된

열연강판은 냉간압연후 연속소둔을 적용하여 최종 냉연강판의 두께가 1.0mm인

냉연강판을 얻었다. 표 2는 발명강, 비교강의 기계적성질을 나타낸다.

상기 표 1,2에 나타난 바와 같이, 비교강(1-1)의 경우 회복소둔온도가 제한범위내에 미달되어 조직상의 회복이 일어나지 않아 항복강도(YP)값이 높고, 연신율(El)값이 4%로 불량하였다. 비교강(1-2)의 경우 회복소둔온도가 제한범위내를 초과하여 조직상의 재결정이 일어나 항복강도(YP)값이 낮고, 인장강도(TS)값이 85Kg으로 불량하였다. 비교강(4)의 경우 C이 제한범위내를 초과하여 산세-냉간압연시 용접불량에 의해 조업의 생산성이 열위하였고 El이 10%로 목표 대비 미달하였다. 비교강(5)의 경우에는 강화원소인 Cu와 Ni를 미첨가하여 인장강도(TS)값이 목표 대비 미달하였으며, 비교강(6)은 Mo와 Nb가 미첨가되어 인장강도(TS) 및 연신율(El)값이 목표 대비 미달하였다. 비교강(7)의 경우에는 Nb가 제한범위를 초과하여 첨가되어 결정립 미세화로 연신율(El)값이 목표 대비 미달하였다.

이에 반해, 발명강(1-3)에 경우 성분 및 제조조건을 본 발명에서 제한하는 범위내로 작업하여 목표강도 및 연신율을 확보하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고도의 강도-연성조합을 확보하기 위하여 C, Mn 첨가량을 낮추어 연속제조시 용접성을 개선하고, Mo, Nb, Cu, Ni 등을 첨가하여 강도 및 연신율을 향상시켜 블루잉처리후 인장강도 100Kg/㎟ 이상이고 연신율이 12%이상인 연성이 우수한 코일 결속용 밴드강을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

중량%로 C:0.1~0.15%, Mn:1.0~2.0%, P:0.02%이하, Si:0.03%이하, Sol-Al : 0.03~0.06%, Cu:0.5~1.0%, Mo 0.2~0.4%, Nb 0.03~0.06%, Ni 0.10~0.20% , 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 고강도 고인성 코일결속용 밴드강.
제 1항에 있어서, 상기 밴드강은 인장강도가 100Kg/㎟이상이며, 연신율이 12%이상임을 특징으로 하는 고강도 고인성 코일결속용 밴드강.
중량%로 C:0.1~0.15%, Mn:1.0~2.0%, P:0.02%이하, Si:0.03%이하, Sol-Al : 0.03~0.06%, Cu:0.5~1.0%, Mo 0.2~0.4%, Nb 0.03~0.06%, Ni 0.10~0.20% , 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 알루미늄 킬드강을 1200∼1250℃의 온도범위에서 균질화처리후, 마무리압연온도 Ar₃이상의 조건으로 열간압연하고, 550 -650℃에서 권취한 다음, 냉간압연하고 550~600℃에서 연속 회복소둔한 후 430~470℃에서 블루잉처리를 행하는 것을 포함하여 이루어지는 고강도 고인성 코일결속용 밴드강의 제조방법.