KR20040059076A - Ｔｉ첨가 페라이트 스테인레스강의 열간압연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기계등의 소재로 사용되는 Ti첨가 페라이트 스테인레스강(409L)의 열간압연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, Ti을 0.3중량%이상 함유하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 스라브를 가열로에서 가열한 다음, 열간압연하여 열간압연강판을 제조하는 방법에 있어서,

상기 가열로에서의 스라브 가열은 1100∼1130℃의 가열온도에서 200∼230분 동안 이루어지고, 그리고 상기와 같이 가열된 스라브를 가열로에서 추출한 후, 최초 압연전에 디스케일링한 다음, 열간압연하는 것을 특징으로 하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 열간압연강판의 제조방법이 제공된다.

본 발명은 기존의 스키드 버튼 형상 변경 및 스라브 단중을 적게 설계하는 등과 같은 설비투자 및 생산성 저하요인 없이 열연강판의 표면품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

Ｔｉ 첨가 페라이트 스테인레스강의 열간압연강판의 제조방법{Method for Manufacturing Hot Rolled Steel Sheet of Ferritic Stainless Steel Containing Ｔｉ}

본 발명은 배기계등의 소재로 사용되는 Ti첨가 페라이트 스테인레스강(409L)의 열간압연강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면품질이 우수한 Ti첨가 페라이트 스테인레스강(409L)의 열간압연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 페라이트계 스테인레스강은 내식성이 우수하고 니켈이 첨가된 오스테나이트계에 비해 저가로서 널리 사용되고 있지만, 용접성,가공성,고온강도가 떨어지는 단점이 있다.

상기 페라이트계 스테인레스강중에서 Ti첨가 페라이트 스테인레스강(409L)은 배기계등의 소재로 주로 사용되는데, 기타 페라이트계에 비해서도 고온강도가 낮아 일정이상의 하중을 받으면 쉽게 소성변형이 일어난다.

따라서, 1200℃이상의 고온의 가열로에서 상기 Ti첨가 페라이트 스테인레스강 (409L)의 스라브를 가열하는 경우에는 가열로내에 위치되어 스라브를 지지하는 하부 스키드 버튼에 의한 눌림마크가 슬라브 표면에 발생하게 된다.

상기와 같이, 하부 스키드 버튼에 의해 형성된 눌림마크는 최종제품까지 잔류하게 되며, 결함형태는 스키드 버튼 눌린부분의 연신된 위치에 스케일이 압입된 형태로서 존재한다.

탄소강에서도 이와 같은 눌림마크가 발생하나 가열로내 스케일 생성량이 많고 압연공정중에도 결함부분이 스케일로 변환되고 디스케일링으로 제거되므로 문제시 되지 않으나 스케일 생성량이 비교적 적은 스테인레스강에서는 최종제품까지 남아있게 된다.

이러한 스키드 버튼 눌림마크를 개선하는 방법으로는 스키드 버튼의 면적을 넓게 만들거나 버튼간의 간격을 좁게 하여 접촉면적을 크게 하여 평균면압을 낮추어주는 방법이 알려져 있다.

그러나, 상기한 방법은 스라브 균열도를 떨어뜨려 제품 두께 제어정도를 하락시키는 문제점이 있다.

또한, 상기 스키드 버튼 눌림마크를 개선하는 다른 방법으로는 스라브 단중을 작게 설계하는 방법이 있다.

그러나, 스라브 단중을 작게 설계하는 방법은 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 Ti첨가 페라이트계 스테인레스강의 스라브 가열시 크리프 변형에 의한 스키드 버튼 눌린정도를 최소화하고, 스케일 생성량을 늘려 접촉압을 낮추고, 최초 압연전 디스케일링을 실시하여 눌림마크 내부의 스케일을 제거함으로서 표면품질이 우수한 Ti첨가 페라이트 스테인레스강의 열간압연강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 Ti첨가 페라이트 스테인레스강의 열간압연강판을 제조하는 공정을 나타내는 공정도

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 Ti을 0.3중량%이상 함유하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 스라브를 가열로에서 가열한 다음, 열간압연하여 열간압연강판을 제조하는 방법에 있어서,

상기 가열로에서의 스라브 가열은 1100∼1130℃의 가열온도에서 200∼230분 동안 이루어지고, 그리고 상기와 같이 가열된 스라브를 가열로에서 추출한 후, 최초 압연전에 디스케일링한 다음, 열간압연하는 것을 특징으로 하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 열간압연강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 Ti을 0.3중량%이상 함유하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 스라브를 가열로에서 가열한 다음, 열간압연하여 열간압연강판을 제조하는 방법에 적용되는 것으로서, 그 요지는 가열로에서의 가열온도를 낮춰 크리프 변형에 의한 눌린깊이를 최소화하고 재로시간을 늘려 결함부 주위의 산화량을 증가시켜 상대적으로 눌린정도를 완화하고 추출후 최초 압연전 디스케일링을 실시하여 내부 잔류스케일을 제거함으로서 표면품질이 우수한 Ti첨가 페라이트계 스테인레스강의 열간압연강판을 제조하는데 있다.

본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강으로는 중량%로, Ti: 0.3%이상, Cr: 11%~16%, 및 Ni: 0.5%미만을 함유하는 페라이트계 스테인레스강을 들수 있다.

본 발명에 따라 Ti 첨가 페라이트 스테인레스강의 열간압연강판을 제조하기 위해서는 도 1에 나타난 바와 같이 Ti 첨가 페라이트 스테인레스강의 스라브를 가열로에서 가열하는 것이 필요하다.

상기와 같이 Ti 첨가 페라이트 스테인레스강의 스라브를 가열로에서 가열할 때, 통상 그 스라브 표면에 하부 스키드 버튼 눌림마크가 발생하게 되는데, 이러한 현상은 Ti 첨가 페라이트 스테인레스강의 낮은 고온강도에 기인하는 것이다.

사이한 눌림마크의 발생 매카니즘을 살펴보면, Ti첨가시 일정이상의 가열로내의 높은 온도에서는 C와 Ti의 확산에 의한 TiC석출물이 생성되고 이것이 입계주위에 모여 결정입계 성장을 억제하여 입계가 조대해지는 것을 방해한다.

상온의 경우에는 입계가 작은 경우 입계들이 전위의 이동을 방해하여 강도를 증가시키지만 확산이 일어나는 고온에서는 크리프 현상에 의해 오히려 강도가 약해진다.

즉 입내보다 강도가 약한 입계에서의 변형이 변형매카니즘으로 작용하여 결정의 슬립현상에 의한 변형이 주된 인자로써 작용하게 된다.

이러한 경향은 고온으로 갈수록 심해진다.

따라서, 본 발명에서는 가열로에서의 스라브 가열온도를 저온인 1100∼1130℃로 설정하는데, 그 이유는 상기 스라브 가열온도가 1100℃미만인 경우에는 정상적인 압연이 어렵고, 1130℃를 초과하는 경우에는 크리프 변형에 의해 고온강도의 저하현상이 현저해지기 때문이다.

즉, 본 발명에서의 스라브 가열온도는 압연가능한 온도범위에서 크리프 변형에 의한 고온강도 저하현상을 최소화할 수 있도록 설정된다.

한편, 페라이트계 스테인레스강은 오스테나이트계와는 달리 가열로내 산화량이 재로(가열)시간 증가에 비례해 지속적으로 증가하며, 200분정도 가열하는 경우에는 스케일층 두께가 1500~2000㎛정도에 이른다.

하지만, 가열(재로)시간 증가에 비례하여 스라브 실수율이 감소하는 문제점이 있어 가열시간은 가능한 짧게 관리하는 것이 유리하다.

따라서 본 발명에서는 스라브 가열시간을 200∼230분으로 설정하는데, 그 이유는 스라브 가열시간이 200분 미만인 경우에는 충분히 스케일의 양을 확보할 수 없고, 230분을 초과하는 경우에는 스라브의 실수율이 떨어지기 때문이다.

즉, 본 발명에서의 스라브 가열시간은 스라브 실수율을 감소시키지 않으면서, 결함발생위치의 주변의 산화량을 증가시켜 상대적으로 스키드 버튼 눌린깊이를 최소화할 수 있도록 설정된다.

상기한 본 발명의 가열조건으로 가열된 스라브는 가열로에서 추출되며, 추출된 스라브의 표면에 잔류하는 스케일을 제거하기 위하여 도 1에 나타난 바와 같이 최초 압연전에 상기 스라브를 디스케일링한 다음, 열간압연하므로써 표면품질이 우수한 열간압연강판의 제조를 가능하게 한다.

사기한 바와 같이, 본 발명에 따라 Ti 첨가 페라이트 스테인레스강의 스라브를 가열하고 디스케일링 한 후 열간압연하므로써 기존의 스키드 버튼 형상 변경 및 스라브 단중을 적게 설계하는 등과 같은 설비투자 및 생산성 저하요인 없이 스키드 버튼 눌린마크의 형성을 방지할 수 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

Ti 첨가 페라이트 스테인레스강 스리브를 하기 표 1의 조건으로 가열한 후 바로 또는 디스케일링처리를 한 후, 열간압연하여 열간압연강판을 제조하였다.

상기 디스케일링 처리의 디스케일링은 160㎏/㎟정도였다.

상기 시편에 대하여 스키드 버튼 눌린 마크 길이 및 결함강도를 조사한 후, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

강종	가열온도(℃)	가열시간(분)	R1 디스케일링 사용여부	스키드 버튼눌림마크 길이(m)	결함강도
발명재	1	1130	215	사용	0.8	약
	2	1128	230	사용	0.3	약
	3	1128	224	사용	0.5	약
	4	1130	220	사용	0.2	약
비교재	1	1165	172	미사용	3.5	강
	2	1158	168	사용	3.6	중
	3	1160	185	사용	4.0	중
	4	1190	175	미사용	6.7	강
	5	1188	172	사용	4.6	중
	6	1185	165	미사용	5.2	강
	7	1180	168	미사용	4.8	강

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 스라브를 가열한 후, 디스케일링 처리한 다음, 열간압연하는 경우(발명재 1-4)에는 본 발명을 벗어나는 경우(비교재 1-7)에 비하여 스키드 버튼 눌림마크 길이(m)이 현저히 짧음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강에서 가열온도를 낮춤으로써 크리프 변형에 의한 고온강도 저하현상을 최소화시키고, 재로시간을 길게하여 결함부 주위의 산화량을 촉진하여 스키드 버튼 눌린마크를 최소화하고, 스라브의 표면에 잔류하는 스케일을 최초 압연전 디스케일링함으로써, 기존의 스키드 버튼 형상 변경 및 스라브 단중을 적게 설계하는 등과 같은 설비투자 및 생산성 저하요인 없이 열연강판의 표면품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. Ti을 0.3중량%이상 함유하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 스라브를 가열로에서 가열한 다음, 열간압연하여 열간압연강판을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 가열로에서의 스라브 가열은 1100∼1130℃의 가열온도에서 200∼230분 동안 이루어지고, 그리고 상기와 같이 가열된 스라브를 가열로에서 추출한 후, 최초 압연전에 디스케일링한 다음, 열간압연하는 것을 특징으로 하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 열간압연강판의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 페라이트계 스테인레스강이 중량%로, Ti: 0.3%이상, Cr: 11∼16%, 및 Ni: 0.5%미만을 함유하는 페라이트계 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 Ti 첨가 페라이트계 스테인레스강의 열간압연강판의 제조방법