KR20040029510A - 법랑용 열연강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중량%로 C:0.01~0.08%, Mn:0.15%이하, P:0.03%이하, S:0.03%이하, Al:0.02~0.06%, Ti:0.16%~0.3%, N:50ppm 이상 함유하고 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강을 1300℃이하에서 재가열한 후 열간 압연하되, 열간 압연 마무리 온도를 880℃이상으로 하고 600℃이상의 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 법랑용 열연강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 강재의 성분계 및 열연조건을 적절히 제어함으로써 내피쉬스케일성이 우수하여 법랑제품을 제조할 수 있으며 법랑제품의 치명적인 결함인 피쉬스케일 결함이 전혀 발생하지 않고 인장강도도 열연강판으로 적당하였기 때문에 편면 및 양면법랑처리를 해야하는 법랑제품에 적용할 수 있다.
Description
본 발명은 온수탱크,액체비료탱크,열교환기,가스렌지 삼발이 등에 이용되는 법랑용 열연강판의 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 비교적 두꺼운 소재인 열연강판을 사용해야 하는 법랑제품의 소재인 법랑용 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 법랑용 열연강판은 법랑 처리 후 여러 가지 법랑결함이 발생되지 않도록 성분이나 공정을 적절히 조정하여 제조한다. 법랑용 강판이 아닌 일반강판을 사용하여 법랑처리를 하면 여러가지 결함이 발생되는 데 그 중 가장 치명적인 결함은 강판 표면에 수분을 함유한 법랑유약을 도포하고 750℃ 이상의 비교적 고온에서 소성하는 과정에서 발생되는 피쉬스케일 결함을 들 수 있다. 이 결함은 강판을 소성하는 과정에서 수분이 수소와 산소로 분해하여 수소가 강판 내부로 용해되었다가 강판이 상온으로 냉각됨에 따라 수소의 용해도가 감소되어 일부의 수소가 강판 내부의 석출물 및 개재물과 소지철간의 계면 또는 압연되면서 생성되는 미세한 틈에 저장되고 나머지 수소는 강판 밖으로 나오면서 법랑층을 깨뜨리면서 발생되게 된다. 따라서 법랑용 강판은 내부에 수소를 저장할 수 있는 장소를 되도록 많이 가지고 있어야 한다. 이 중 미세한 틈은 수소를 저장하는 가장 큰 장소로 알려져 있는데 열연 강판은 고온에서 압연되어 미세한 틈의 생성이 어렵기 때문에 개재물 및 석출물에 의하여 내피쉬스케일성을 확보해야 한다.
종래의 Ti를 첨가한 법랑용 열연강판으로는, 중량%로,C:0.01% 이하, Mn:0.1-0.4%, S:0.04-0.1%, Ti: 0.05-0.15% 및 N:0.005% 이하를 포함한 강이 있으나 S:0.04-0.1%를 첨가함에 따라 연속 주조 후 중간 소재인 슬라브(slab)의 표면에 Crack이 다발하여 강판의 표면결함으로 진전되고 S 의 편석으로 인하여 가공성에 악영향을 미치는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래기술에서 문제가 된 S 를 낮추고 대신 N를 적당히 첨가하고 열연조건을 제어함으로써, 내피쉬스케일성 및 가공성이 확보된 법랑용 열연강판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중량%로 C:0.01~0.08%, Mn:0.15%이하, P:0.03%이하, S:0.03%이하, Al:0.02~0.06%, Ti:0.16%~0.3%, N:50ppm 이상 함유하고 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강을 1300℃이하에서 재가열한 후 열간 압연하되, 열간 압연 마무리 온도를 880℃이상으로 하고 600℃이상의 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 법랑용 열연강판의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
상기 C의 첨가량은 0.01~0.08%로 하는 것이 바람직한데 그 이유는 0.01%보다 적게 첨가할 경우 Ti와 C가 결합한 석출물이 양이 적어 수소 흡장능이 저하되기 때문이고 0.08%보다 많이 첨가할 경우 강판 표면에 시멘타이트의 양이 많아져 법랑처리시 탄화물의 산화반응으로 인하여 비정상적으로 성장하는 기포에 의한 결함 발생 확률이 높기 때문이다.
상기 Mn은 통상 강중에 고용된 황을 망간황화물로 석출시켜 고용 황에 의한 적열취성을 방지하는 역할을 하는데 본 발명에서는 추가로 첨가하지 않고 불가피하게 잔류하는 원소로 충분하다. 그 이유는 망간황화물보다 수소흡장능이 좋은 Ti, C 및 S가 결합한 석출물의 발생량을 최대화하므로 내피쉬스케일성을 향상시키기 때문이다.
상기 P은 0.03% 이상 첨가될 경우 연성의 저하로 가공성을 보증하기 어려워 상한값을 0.03%이하로 제한하였다.
상기 S는 일반적으로 강의 물성을 저해하는 원소로 알려져 있으나, 본 발명의 경우 Ti, C 및 S가 결합한 석출물로 석출시켜 내피쉬스케일성을 향상시키는 원소가 된다. 그러나 0.03%이상 첨가시 S 편석에 의한 중간제품 슬라브에 취성을 증가시키고 최종 열연강판의 가공성 저하에 중요한 원인이 된다.
상기 Al은 탈산제로, 0.02% 이하에서는 탈산효과가 적어서 강중에 투입하는 Ti의 실수율을 저하시키며 0.06% 이상 첨가시 Al산화물의 증가로 표면결함 발생율이 높으므로 상한값을 0.06%로 제한하였다.
상기 Ti은 C,N,S 와 결합해 석출물로 생성되어 내피쉬스케일성을 향상시키는 원소로서 첨가한다. Ti을 0.16%이상 첨가하였을 때 이슬점온도 30℃의 악조건에서도 피쉬스케일 결함이 발생하지 않기 때문에 하한값을 0.16%로 한다. Ti첨가량이 많을수록 수소흡장능은 증가하여 내피쉬스케일성이 향상되지만 적정 이상의 내피쉬스케일성을 확보할 필요는 없으며 오히려 그 양이 지나칠 경우 주조시 Ti산화물의 증가로 노즐막힘과 원가상승이 발생되고 성형성은 크게 저하되므로 상한값을 0.30%로 제한한다.
상기 N는 Ti와 결합하여 질화물로 석출되어 내피쉬스케일성을 확보하는 효과가 있다. 이러한 N 첨가량이 하한값인 50ppm 이하일 경우 Ti와 N이 결합한 석출물의 양이 적어 피쉬스케일 결함이 발생할 확률이 높기 때문에 하한값은 50ppm으로 제한한다.
다음으로는 열연조건을 제한한 이유에 대하여 설명한다.
상기와 같이 조성된 강 슬라브를 재가열하여 열간압연 및 권취하는 법랑용열연강판의 제조방법에 있어서, 상기 재가열 온도는 1300℃이하로 하는 데, 그 이유는 재가열온도가 1300℃보다 높으면 석출물의 크기가 커지고 오스테나이트 결정립이 조대화 되어 적정한 인성과 인장강도를 얻기가 어렵기 때문이다. 따라서 재가열 온도는 1200℃정도가 가장 바람직하다.
상기 마무리 압연온도는 880℃이상으로 하는 것이 바람직한데 그 이하의 온도에서는 열간 압연 중 변형저항이 심하게 변화하여 강판의 파단이 발생할 확률이 높고 기계적 성질의 편차가 심하게 발생한다.
통상 권취온도가 높으면 석출물의 크기 및 양이 증가하기 때문에 유리하며, 본 발명에서는 하한값을 600℃로 제한하였다. 그 이유는 600℃미만에서 권취할 경우 석출물의 크기와 양이 너무 적어, 내피쉬스케일성이 저하되기 때문이다. 또한 상기 권취온도는 필요로 하는 인장강도에 따라 600℃에서 780℃까지 변화시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
하기 표 1과 같은 조성의 강을 슬라브로 제조하고 1200℃로 가열로에서 200분 이상 유지한 후 열간 압연을 실시하였다. 이 때 열간 압연 마무리 온도는 900℃, 권취온도는 680℃으로 하였으며 최종 압연두께는 1.55mm~2.6mm로 하였다. 그 다음 상기 열간 압연된 시편을 72시간 정도 상온에서 공냉시킨 다음 산세 처리하여 산화피막을 제거한 후 법랑특성 및 기계적 특성을 조사하기 위한 법랑처리 시편을 80mm X 50mm의 크기로 각각 절단하였으며 인장시편은 JIS규격 (JIS Z 2201)의 5호시편으로 가공하였다.
상기와 같이 제조된 인장시편에 대하여 인장시험기를 이용해 항복강도, 인장강도 및 연신율을 측정하고, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다. 그리고 법랑 처리용 시편에 대하여 유산산세를 하고 법랑유약에 담궈서 양면 도포를 하였고 250℃에서 5분간 건조시켜 다시 850℃에서 5분간 소성하였다. 이와 같이 법랑처리가 완료된 시편을 250℃의 오븐에 24시간 유지시켜 피쉬스케일의 발생정도를 육안으로 관찰하였다.
| 시편번호 | 화학성분(중량%), N는 ppm | 열연조건(℃) | ||||||||
| C | Mn | P | S | Al | Ti | N | SLAB 재가열온도 | 열간압연마무리온도 | 권취온도 | |
| 발명강1 | 0.026 | 0.12 | 0.020 | 0.007 | 0.025 | 0.181 | 53 | 1200 | 900 | 680 |
| 발명강2 | 0.028 | 0.13 | 0.017 | 0.007 | 0.025 | 0.183 | 68 | |||
| 발명강3 | 0.034 | 0.11 | 0.014 | 0.006 | 0.030 | 0.190 | 60 | |||
| 비교강1 | 0.040 | 0.29 | 0.015 | 0.006 | 0.028 | 0.132 | 33 | |||
| 비교강2 | 0.037 | 0.21 | 0.014 | 0.009 | 0.025 | 0.192 | 35 |
| 시편번호 | 피쉬스케일 | 기계적 성질 | ||
| 항복강도,Mpa | 인장강도,Mpa | 연신율,% | ||
| 발명강1 | 미발생 | 221 | 406 | 35 |
| 발명강2 | 미발생 | 285 | 442 | 36 |
| 발명강3 | 미발생 | 313 | 468 | 30 |
| 비교강1 | 발생 | 684 | 689 | 20 |
| 비교강2 | 발생 | 569 | 629 | 22 |
상기 표1 및 2에서 나타난 바와 같이 본 발명의 범위에 속하는 발명강 1~3은 가혹한 조건에서도 피쉬스케일이 발생하지 않았고 기계적 성질도 인장강도가 400Mpa이상으로 법랑용 열연강판으로 적당하였다. 반면 비교강1~2는 Ti 및 N가 본 발명의 범위보다 낮아 피쉬스케일 결함이 발생하였다.
상술한 바와 같이 본 발명은 강재의 성분계 및 열연조건을 적절히 제어함으로써 내피쉬스케일성이 우수하여 법랑제품을 제조할 수 있으며 법랑제품의 치명적인 결함인 피쉬스케일 결함이 전혀 발생하지 않고 인장강도도 열연강판으로 적당하였기 때문에 편면 및 양면법랑처리를 해야하는 법랑제품에 적용할 수 있다.
Claims (1)
- 법랑용 열연강판의 제조방법에 있어서, 중량%로 C:0.01~0.08%, Mn:0.15%이하, P:0.03%이하, S:0.03%이하, Al: 0.02~0.06%, Ti:0.16~0.30%, N:50ppm 이상을 함유하고 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강을 1300℃이하에서 재가열한 후 열간 압연하되, 열간압연 마무리 온도를 880℃ 이상으로 하고 600℃ 이상의 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 법랑용 열연강판의 제조방법.
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