KR20060130745A - 고동 저합금 강판 - Google Patents

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KR20060130745A
KR20060130745A KR1020067021446A KR20067021446A KR20060130745A KR 20060130745 A KR20060130745 A KR 20060130745A KR 1020067021446 A KR1020067021446 A KR 1020067021446A KR 20067021446 A KR20067021446 A KR 20067021446A KR 20060130745 A KR20060130745 A KR 20060130745A
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마리 알윈
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Abstract

본 발명은 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.10% 미만의 니켈, 및 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트를 제조하는 단계 및, 상기 용융 멜트를 1080 ℃ 아래의 온도까지의 비-산화 대기에서 두께 10mm 미만의 강판으로 응고하는 단계를 통해 제조한 고동 저합금 강판에 관한 것이다. 구리 함량은 0.2 내지 2.0 중량%일 수 있다. 또한, 상기 고동 저합금 강판은 하기와 같이 ASTM G101-01에 따라 6.0 이상의 부식 지수(I)를 가질 수 있다: I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2. 상기 고동 저합금 강은 쌍롤식 주조를 통해 제조될 수 있고, 5mm 미만 또는 2mm 미만의 두께를 가질 수 있다.
고동, 저합금, 강판, 용융 멜트, 주조, 응고, 부식 지수, 쌍롤식

Description

고동 저합금 강판{HIGH COPPER LOW ALLOY STEEL SHEET}
고동 저합금 강판(high copper low-alloy steel sheet)이 이미 알려져 있고 이러한 강판은 내식성을 제공하는 것으로 알려져 있으나, 약 0.50% 이상의 구리를 함유하는 이러한 저합금 강은 흔히 열간 가공시 열간 취성(hot shortness)을 나타냄으로써, 균열(checking)이라고도 불리는 크랙 또는 아주 거친 표면이 열간 변형(hot deformation)시에 발생할 수 있다. 그에 관해서는 "The Making, Shaping and Treating of Steel (9th edition), page 1154"를 참조하면 된다. 열간 취성은 표면 산화시 산화층을 제조 강판 표면에 인접한 층으로부터 분리하는 구리로 인해 발생함으로써 상업적으로 허용 불가능한 강판을 초래한다. 이러한 바람직하지 못한 표면 상태가 발생하는 것은 가열시 산화를 조심스럽게 조절하고 열간 가공시 과열되지 않도록 주의를 기울임으로써 최소화할 수 있었다. 또한, 구리 함량의 절반 이상에 해당하는 양으로 니켈을 첨가하는 것은 구리 함유 강판의 표면 품질에 매우 유익한 것으로 알려져 왔다. 그러나, 이러한 과정 및 합금 첨가는 비경제적일 뿐 아니라 최종 내식 강판을 값비싸게 만든다. 특히, 니켈은 값비싼 합금 첨가물로서, 최종 내식 강판을 값비싸게 만든다.
사용 농도에서 구리는 탄소강의 대기 중 내식성을 개선하는데 있어서 모든 통상의 합금 원소들 중 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 구리는 일반적인 탄소강에 약 0.35% 이하의 양으로 함유되는 때 특히 효과적인 것으로 알려져 있다. 특히, 약 0.50% 이상의 구리를 함유하는 강은 열간 취성의 문제를 나타냈다. 그러나, 이러한 구리 함량은 열간 취성의 역효과가 강판의 추후의 열간 압하(hot reduction)를 통해 최소화될 수 있는 경우에는 약 100mm 이상의 슬래브(slab)에서는 허용 가능했다.
구리에 대한 허용성(tolerance)은 슬래브 두께의 감소에 따라 감소한다. 박슬래브 연속주조기(thin slab caster)에서 제조된 50mm 두께의 경우, 그 구리 함량은 강판에서의 열간 취성의 해로운 효과를 회피하기 위하여 약 구리 무게로 0.20% 이하가 되어야 하는 것으로 확인되어 왔다. 실제로, 구리 함량은 상기 얇은 슬래브로부터 제조한 강판에서의 열간 취성의 해로운 효과를 회피하기 위하여 일반적으로 0.10% 미만으로 유지될 필요가 있는 것으로 확인되어 왔다. 도 1 및 도 2는 박슬래브 연속 주조기를 이용하여 제조한 50mm 두께 슬래브의 표면에서의 열간 취성의 해로운 효과를 도시한다. 이러한 슬래브는 중간 정도의 탄소 함량을 갖고 구리 및 니켈 모두가 첨가된 강철 조성을 갖는다. 즉, 0.18% 탄소, 0.53% 망간, 0.009%인, 0.008% 황, 0.025% 규소, 0.23% 구리, 0.21% 니켈, 0.01% 주석 및 0.06% 크롬의 조성을 갖는다. 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 니켈 첨가량이 구리 첨가량과 대략 동일한 경우에도 열간 취성이 발생했다.
또한, 열간 취성의 문제는 용융 탄소강을 형성하기 위해 전기 아크 로(electric arc furnace)를 이용하는 용융 저합금 탄소강 제조 비용을 증가시켰다. 전기 아크로를 이용하여 철강을 제조하는 비용의 약 75%는 전기 아크로를 채우기 위한 출발 물질로 사용된 고철(scrap)의 비용이다. 대표적으로 고철은 구리 함량에 따라 0.15 중량% 미만의 구리 함량, 0.15 중량% 내지 0.5 중량%의 구리 함량, 및 0.5 중량% 이상의 구리 함량의 것으로 분리되어 왔다. 0.5% 이상의 구리 함량을 갖는 고철은 허용가능한 고철을 만들기 위해 낮은 동 함량의 고철과 혼합될 수 있는데, 이는 상기 상업적으로 이용가능한 고철의 비용을 증가시켰다. 어쨌든, 0.15 중량% 미만의 낮은 동 함량을 갖는 고철이 가장 비용이 높고, 다른 두 구리 함량 등급의 고철이 낮은 비용을 갖는다. 연속식 후슬래브(thick slab) 또는 박슬래브 주조 등의 대표적인 상업적 공정을 통해 강판을 제조하는데 있어서, 0.15% 미만의 구리 함량을 갖는 고철만이 전기 아크로에서 일반적으로 유용하게 사용된다. 이는 제조되는 강판의 비용을 상당히 증가시킨다. 0.5% 이하의 구리 함량을 갖는 고철은 조강 압연기(bar mill)를 이용하는 전기 아크로에서 유용하게 사용되거나, 또는 고철의 전체 구리 함량이 0.15% 미만으로 감소하도록 더욱 낮은 구리 함량의 고철과 혼합됨으로써 상당한 비용으로 이용된다.
본 출원인은 실질적인 니켈 합금을 추가하지 않고 비산화 대기(non-oxidizing atmosphere)에서 1080 ℃, 즉 구리의 응고 온도 미만으로 응고 및 냉각하는 것을 통해 두께 10mm 이하의 고동 저합금 강판이 제조될 수 있음을 확인하였다. 이에 따라서, 강판 표면의 산화를 억제함으로써 열간 취성이 감소된다. 본 발명에서 사용되는 용어 저합금 강은 0.02% 내지 0.3% 탄소, 0.10% 내지 1.5% 망간, 0.01% 내지 0.5% 규소, 0.002% 내지 0.0095% 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석, 및 0.10% 미만의 니켈을 갖는 강철을 의미한다. 상기 고동 저합금 강의 구리 함량은 0.20% 내지 2.0%일 수 있다. 또한, 본 출원인은 황 함량이 용융 강철과 주조기 표면 사이의 충분한 접촉을 촉진하는데 필요한 0.002% 이상(채터(chatter) 결함을 감소시키는 증가된 황 함량)이어야 하지만, 주조된 강판의 표면에서 두드러진 악어 가죽 거칠기(crocodile skin roughness) 및 크래킹을 회피하기 위하여 0.0095% 미만인 것이 특히 중요하다는 것을 확인하였다. 상기 황 함량은 0.003 내지 0.009%일 수 있다. 비산화 대기는 대표적으로 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스의 공기, 또는 약 5 중량% 미만의 산소를 함유하는 상기 불활성 가스의 혼합물의 공기이다.
상기 고동 저합금 강판은 하기와 같이 ASTM G101-01에 따라 6.0 이상의 부식 지수(I)를 갖는다:
I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
상기 고동 저합금 강판은 하기의 단계들을 통해 제조할 수 있다:
(a) (i) 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.10% 미만의 니켈, 및
(ii) 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트(molten melt)를 제조하는 단계; 및
(b) 상기 용융 멜트를 1080 ℃ 미만의 온도까지의 비-산화 대기에서 두께 10 mm 미만의 강판으로 응고 및 냉각하는 단계.
또한, 상기 고동 저합금 강판은 하기의 단계들을 통해서 제조할 수도 있다:
(a) (i) 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.05% 미만의 니켈, 및
(ii) 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트를 제조하는 단계;
(b) 상기 멜트를, 닙(nip)이 개재된 한 쌍의 냉각식 주조 롤들의 주조 표면상에 지지된 주조 풀(casting pool)로 형성하는 단계;
(c) 상기 주조 롤들을 서로 반대 방향으로 회전시켜서 상기 닙으로부터 하향으로 연장되는 두께 10mm 미만의 얇은 주조 강판 또는 스트립을 형성하는 단계; 및
(d) 상기 주조 강판을 비-산화 대기에서 1080 ℃ 미만의 온도까지 냉각하는 단계.
상기 제조되는 고동 저합금 강판(또는 스트립)의 두께는 5mm 미만 또는 2mm 미만일 수 있다. 상기 고동 저합금 강판의 구리 함량은 0.20% 내지 2.0%일 수 있다. 전술한 바와 같이, 비-산화 대기는 전형적으로 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스의 공기, 또는 약 5 중량% 이하의 산소를 함유하는 상기 불활성 가스의 혼합물의 공기이다.
전술한 바와 같이, 상기 고동 저합금 강판은 하기와 같이 ASTM G101-01에 따른 6.0 이상의 부식 지수(I)를 가질 수도 있다:
I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
또한, 본 발명은 특별한 방법을 이용하여 제조되는 두께 10mm 미만의 고동 저합금 강판에 관한 것이다. 아래에 더욱 상세히 설명하는 바와 같은 방법을 이용하여 고동 저합금 강판을 제조하는데 있어서 쌍롤식 주조기(twin roll caster)가 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 고동 저합금 강판(또는 스트립)은 두께가 5mm 또는 2mm 미만일 수 있다.
본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위하여, 최근까지 수행된 실험의 예시적 결과를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 박슬래브 주조를 통해 제조한 종래의 내식성 저합금 강판에서 발생한 열간 취성을 보여주는 현미경 사진이다.
도 3은 쌍롤식 스트립 주조기를 예시하는 측면 전개도이다.
도 4는 도 3의 주조기의 일부를 보여주는 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 고동 저합금 강판의 장점을 종래의 구리가 첨가된 저합금강과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 6 및 도 7은 박슬래브 주조를 통해 제조한 두께 1.7mm의 고동 저합금 강판의 표면에 열간 취성이 억제된 것을 보여주는 현미경사진이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 고동 저합금 강판을 제조하는데 사용된 쌍롤식 연속 스트립 주조기를 예시한다. 하기 실시예의 설명은 쌍롤식 주조기를 이용한 연속 주조 강판의 내용에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 쌍롤식 주조기의 사용으로만 제한되는 것이 아니라, 다른 형태의 연속 스트립 주조기 및 강판 제조 방법으로 확장된다.
도 3은 강판(또는 스트립)을 쌍롤식 주조기를 통해 제조할 수 있는 예시적인 제조 라인의 연속적인 부분들을 보여준다. 도 3 및 도 4는 도면 부호 11로서 전체적으로 표시된 쌍롤식 주조기를 예시하는데, 상기 주조기는 주조강 스트립(12)을 생산하고, 상기 스트립은 통로(10)를 통해 가이드 테이블(13)을 지나, 핀치 롤(14A)을 포함하는 핀치 롤 스탠드(14)에 전해진다. 선택적으로, 상기 핀치 롤 스탠드(14)를 떠난 후 즉시, 상기 스트립은 한 쌍의 압하롤 (16A) 및 배킹 롤 (backing roll)(16B)을 포함하는 열간 압연기(16)내로 전달되어 그 두께가 감소되 도록 열간 압연될 수도 있다. 여하간, 상기 압연된 스트립은 런-아웃 테이블(run-out table)(17) 상에 전달되어, 대류 및/또는 워터 제트(18)(또는 기타 적절한 수단)을 통해 공급되는 물과의 접촉 및 방열됨으로써 냉각될 수 있다. 어떤 경우라도, 상기 압연된 스트립은 한 쌍의 핀치롤(20A)을 포함하는 핀치 롤 스탠드(20)를 통해 권취기(coiler; 19)로 전달될 수 있다. 필요한 경우, 권취된 코일의 냉각을 통해 상기 스트립의 최종 냉각이 일어난다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 쌍롤식 주조기(11)는, 닙(nip; 27)을 개재하면서 나란히 조립되는 주조 표면(22A)을 갖는 한 쌍의 수평으로 위치한 주조 롤(22)을 지지하는 메인 기계 프레임(21)을 포함하고 있다. 용융 금속은 주조 작업시 레이들(ladle; 미도시)로부터 턴디쉬(23)로 공급된 다음, 내화 측판(refractory shroud; 24)을 통해 분배기(25; "제거가능한 턴디쉬"라고도 명명함)로 전달된 다음, 금속 이송 노즐(26)을 통해 주조 롤(22) 사이의 닙(27)의 전체적인 상부로 전달될 수 있다. 이와 같이 닙(27)으로 운반된 용융 금속은 주조 롤 표면(22A)상에 지지된 닙(27) 상에서 주조 풀(30)을 형성한다. 이러한 주조 풀(casting pool)은 전형적으로 한 쌍의 측면 폐쇄 댐 또는 플레이트(28)에 의해 상기 롤들의 말단부에 가두어지는데, 상기 댐 또는 플레이트는 상기 측면 플레이트 홀더에 연결된 유압 실린더 유니트(또는 기타 적당한 수단)을 포함하는 한 쌍의 쓰러스터(thruster; 미도시)를 통해 상기 롤의 말단부에 인접하여 위치할 수 있다. 상기 주조 풀(30)의 상부면(일반적으로, "매니스커스" 수위로 언급됨)은 이송 노즐(26)의 하단부의 위로 올라감으로써 상기 이송 노즐의 하단부가 상기 주조 풀 내에 잠길 수 있다.
주조 롤(22)은 물 또는 기타 적당한 냉각제에 의해 내부적으로 냉각됨으로써 강철의 셸(shell)이 상기 롤의 회전시 롤(22)의 움직이는 주조 표면(22A)상에서 응고된다. 상기 응고된 셸은 상기 주조 롤들 사이의 닙(27)에 모임으로써 주조 스트립(12)이 생성되어 닙(27)으로부터 하향으로 이송된다.
예시한 바와 같이, 프레임(21)은 조립 스테이션과 주조 스테이션 사이에서 수평으로 이동가능한 주조 롤 캐리지를 지지한다. 주조 롤(22)들은 전기 모터 및 변속장치에 의해 구동되는 구동 샤프트(미도시)를 통해 서로 반대방향으로 회전한다. 롤(22)은 냉각제가 공급되는 일련의 길이방향으로 연장되고 원주방향으로 이격된 냉각 통로들이 형성되어 있는 구리 주변 벽을 갖는다. 상기 롤은 폭이 약 2000mm인 스트립 제품을 제조하기 위하여 직경이 약 500mm 이고, 길이가 약 2000mm 이하이다.
제거가능한 턴디쉬(25)는 통상적인 구조를 갖는다. 이는 예를 들어 산화마그네슘(MgO)과 같은 내화성 재료로 이루어진 디쉬로 형성된다. 상기 턴디쉬의 일측면은 상기 레이들로부터 용융 금속을 받고, 도 4에서 도시한 바와 같이 범람(overflow) 분출구 및 비상 플러그를 구비하고 있다.
이송 노즐(26)은 예컨대 알루미나 흑연과 같은 내화성 재료로 이루어진 기다란 본체로 형성된다. 이의 하부는 주조 롤(22)들 사이의 닙 위에서 안쪽 아래쪽으로 수렴하도록 테이퍼링 된다. 노즐(26)은, 주조 롤(22)의 폭 전체에 걸쳐서 적당히 낮은 속도로 용융 금속을 방출하고 상기 용융 금속을 초기 응고가 일어나는 롤(22)의 롤 표면(22A)상으로 이송하도록 일련의 수평으로 이격되고 거의 수직으로 연장되는 흐름 통로들을 가질 수 있다. 또는, 노즐(26)은 저속도 용융 금속 커튼을 상기 롤들 사이의 닙 바로 위로 운반하도록 하나의 연속적인 슬롯 출구를 가질 수도 있다. 여기서, 상기 노즐은 용융 금속 풀(30)에 잠길 수 있다.
상기 주조 풀(30)은 한 쌍의 측면 폐쇄 플레이트(28)에 의해 상기 롤의 말단부에 가두어지는데, 상기 플레이트는 롤 캐리지가 주조 스테이지에 있는 경우 상기 롤(22)의 단차진(stepped) 말단부에 인접하여 고정된다. 측면 폐쇄 플레이트(28)는 예를 들어 질화 붕소의 강한 내화성 재료로 이루어지고, 상기 롤(22)의 단차진 말단부의 곡률에 일치하도록 부채꼴의 측면 모서리를 갖는다. 상기 측면 플레이트(28)는 플레이트 홀더 내에 설치될 수 있는데, 상기 홀더는 한 쌍의 유압 실린더 유닛(또는 기타 적절한 수단)의 작동에 따라 주조 스테이션에서 이동함으로써, 상기 측면 플레이트가 상기 주조 롤(22)의 단차진 말단부와 맞물리도록 하여, 주조 작업시 주조 롤 표면(22A) 상에 지지된 금속의 주조 풀(30)에 대한 말단 마감부(closure)가 형성될 수 있도록 한다.
상기 쌍롤식 주조기는 예를 들어 하기의 특허 문헌에서 예시 및 설명된 유형의 것일 수 있다: 미합중국 특허 제 5,184,668호, 5,277,243호, 5,488,988호 및/또는 5,934,359호, 미국 특허 출원 제 10/436,336호, 및 국제 특허 출원 PCT/AU93/00593호. 상기의 특허 문헌의 개시내용은 본 발명에 참조로 포함된다. 적절한 구성적 사항에 대하여는 상기 특허 문헌을 참조할 수 있지만, 이러한 사항들이 본 발명의 일부를 구성하는 것은 아니다.
예시를 위하여, 고동 저합금 강판을 쌍롤식 주조기를 이용하여 두께 1.7mm의 얇은 주조강 스트립으로 만들었다. 상기 강철 스트립은 하기의 화학적 조성을 갖는다: 0.048% 탄소, 0.636% 망간, 0.117% 인, 0.005% 황, 0.252% 규소, 0.261% 구리, 0.034% 니켈, 0.027% 크롬, 0.015% 몰리브덴, 0.006% 주석, 0.001% 알루미늄, 0.001% 티타늄, 0.001% 아연, 0.0072% 질소 및 기타 고철에서 일반적으로 발견되는 불순물. 또한, 상기 강철을 테스트한 결과, 어떠한 측정가능한 양의 바나듐, 납, 칼슘 또는 붕소를 갖지 않은 것으로 확인되었다. 이러한 강철은 히트 #232613 (시편 #1)로 명명했으며, 네 개의 코일(즉, 번호 1, 2, 3 및 4)로 만들어 테스트했다.
제2 고동 저합금 강판을 쌍롤식 주조기를 이용하여 두께 1.7mm의 얇은 주조 스트립으로 만들었다. 상기 강철 스트립은 하기의 화학적 조성을 갖는다: 0.049% 탄소, 0.554% 망간, 0.043% 인, 0.009% 황, 0.227% 규소, 0.417% 구리, 0.030% 니켈, 0.067% 크롬, 0.011% 몰리브덴, 0.005% 주석, 0.001% 알루미늄, 0.001% 납, 0.001% 티타늄, 0.001% 아연, 0.0065% 질소 및 기타 고철에서 일반적으로 발견되는 불순물. 상기 조성물을 바나듐, 니오븀, 칼슘 및 붕소에 대하여 테스트한 결과 아무 것도 측정되지 않았다. 이러한 강철은 히트 #137162 (시편 #2)로 명명했고, 네 개의 코일(즉, 번호 1, 2, 3 및 5)로 만들어 테스트했다. 롤 #4는 불량(pup)이었기 때문에 테스트하지 않았다.
시편(trial) 1 및 2의 코일들을 테스트하였고 그 결과는 하기 표 1에서 보여진다.
히트#-코일# 두께 (mm) 항복강도 (psi) 인장 강도(psi) 전체 신장율(%)
232613-01 1.7 48,800 74,600 22.2
232613-02 1.7 43,500 76,900 21.2
232613-03 1.7 46,000 72,700 22.2
232613-04 1.7 47,200 76,400 21.7
137162-01 1.7 48,100 67,500 23.2
137162-02 1.7 52,800 71,800 18.2
137162-03 1.7 57,000 73,200 16.2
137162-04 1.7 55,600 73,400 19.7
이들 데이터는 50,000 psi의 최소 항복 강도, 70,000 psi의 최소 인장 강도 및 22%의 최소 신장율을 명기하고 있는 ASTM 606에 아주 필적한다. 이러한 시편에서의 강철 스트립의 신장 특성은 열간 취성의 제거가 아니라면 열간 취성의 감소를 증명하는데, 이는 종래의 강철 스트립에서의 열간 취성은 전형적으로 10% 이하의 전체 신장율을 초래했기 때문이다.
또한 이들 데이터는, 용융 강철과 주조 롤의 표면 사이의 충분한 접촉을 촉진하는데 필요한 0.002% 내지 주조 스트립의 표면에서 심각한 악어 가죽 거칠기 및 크래킹을 회피하기 위한 0.0095% 이하의 범위 내의 상이한 황 함량 수준으로 본 발명이적으로, 제1 강철 스트립의 황 함량은 0.005%였고, 제2 강철 스트립의 황 함량은 0.009%였다. 앞서 살펴본 바와 같이, 황 함량은 0.003 내지 0.009% 사이였다.
도 5는 본 발명의 고동 저합금 강판에서 열간 취성이 상당히 억제된 극적인 발전을 도시한다. 도 5에서의 실선은 이용가능한 데이터로부터 얻은 구리 함량(%)에 따른 열간 취성에 대한 종래 강판의 내성(tolerance)을 도시한다. 점선은 두께 10mm 이하의 강판에서 열간 취성이 없이 허용될 수 있는 구리의 함량 수준을 보여주는 실선 연장선이다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 구리 함량 수준은 0.15% 미만으로서 0.1% 이하에 더욱 근접하는 것이다. 이와 대조적으로, 두께 10mm 미만의 본 발명의 고동 저합금 강판에서 실질적인 열간 취성이 없이 허용될 수 있는 구리 함량 수준은 0.2% 이상이고, 두께 1.7 mm의 주조 스트립의 경우는 0.4% 이상이다. 실제로, 1.5% 정도로 높은 구리 함량의 고동 저합금 강은 1.9mm의 두께에서 열간 취성이 없이 주조되었다.
도 6 및 도 7은 고동 저합금 강판 또는 스트립의 표면의 현미경 사진으로서 열간 취성이 없음을 보여준다. 열간 취성을 억제하는 장점은 도 6 및 도 7을 도 1 및 도 2와 비교함으로써 가장 명백하게 알 수 있다. 또한, 상기 고동 저합금 강은 하기와 같이 6.0 이상의 부식 지수(I)를 가질 수 있다.
I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
이상으로 본 발명은 특정의 실시예를 참조로 상세히 설명되었으나, 본 발명이 이들 실시예로 한정되지 않는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 본 발명은 보호받고자 하는 본 발명의 범위 및 정신 내에 포함되는 변경, 수정 및 등가 구성을 포함한다.
본 발명에 의해 0.15중량%이상의 구리 함량을 갖는 고철로 저비용으로 고동 저합금 강판을 제조할 수 있다.

Claims (24)

  1. (a) (i) 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.10% 미만의 니켈, 및
    (ii) 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트를 제조하는 단계; 및
    (b) 상기 용융 멜트를 1080 ℃ 아래의 온도까지의 비-산화 대기(non-oxidizing atmosphere)에서 두께 10mm 미만의 강판으로 응고 및 냉각하는 단계를 통해 제조한 고동 저합금 강판.
  2. 제1항에 있어서, 부식 지수 (I)가 아래와 같이 6.0 이상인 고동 저합금 강판:
    I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구리의 전체 중량%가 0.2 내지 2.0인 고동 저합금 강판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강판의 두께가 5mm 미만인 고동 저합금 강판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 강판의 두께가 2mm 미만인 고동 저합금 강판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 황의 중량%가 0.003 내지 0.009인 고동 저합금 강판.
  7. (a) (i) 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.10% 미만의 니켈, 및
    (ii) 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트를 제조하는 단계;
    (b) 상기 멜트를, 닙이 개재된 한 쌍의 냉각 주조 롤들의 주조 표면 상에 지 지된 주조 풀로 형성하는 단계;
    (c) 상기 주조 롤들을 서로 반대 방향으로 회전시켜서, 상기 닙으로부터 하향으로 연장되는 두께 10mm 미만의 얇은 주조 강판을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 주조 강판을 비-산화 대기에서 1080 ℃ 아래의 온도까지 냉각하는 단계를 통해 제조한 고동 저합금 강판.
  8. 제7항에 있어서, 부식 지수 (I)가 아래와 같이 6.0 이상인 고동 저합금 강판:
    I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
  9. 제7항에 있어서, 상기 구리의 전체 중량%가 0.2 내지 2.0인 고동 저합금 강판.
  10. 제7항에 있어서, 상기 얇은 주조 강판의 두께가 5mm 미만인 고동 저합금 강판.
  11. 제7항에 있어서, 상기 얇은 주조 강판의 두께가 2mm 미만인 고동 저합금 강판.
  12. 제7항에 있어서, 상기 황의 중량%가 0.003 내지 0.009인 고동 저합금 강판.
  13. (a) (i) 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.10% 미만의 니켈, 및
    (ii) 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트를 제조하는 단계; 및
    (b) 상기 용융 멜트를 1080 ℃ 아래의 온도까지의 비-산화 대기에서 두께 10mm 미만의 강판으로 응고하는 단계를 포함하는 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 부식 지수 (I)가 아래와 같이 6.0 이상인 고동 저합금 강판의 제조 방법:
    I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
  15. 제13항에 있어서, 구리의 전체 중량%가 0.2 내지 2.0인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 강판의 두께가 5mm 미만인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 강판의 두께가 2mm 미만인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서, 황의 중량%가 0.003 내지 0.009인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  19. (a) (i) 중량으로 0.02% 내지 0.3%의 탄소, 0.10% 내지 1.5%의 망간, 0.01% 내지 0.5%의 규소, 0.002% 내지 0.0095%의 황, 0.01% 이상 0.15% 이하의 인, 0.05% 미만의 알루미늄, 0.20% 이상의 구리, 0.03% 미만의 주석 및 0.10% 미만의 니켈, 및
    (ii) 잔여량의 철 및 용융에 따른 불순물을 포함하는 주조된 저합금 강을 생성하는 용융 멜트를 제조하는 단계;
    (b) 상기 멜트를, 닙이 개재된 한 쌍의 냉각 주조 롤들의 주조 표면상에 지지된 주조 풀로 형성하는 단계;
    (c) 상기 주조 롤들을 서로 반대 방향으로 회전시켜서 상기 닙으로부터 하향으로 연장되는 두께 10mm 미만의 얇은 주조 강판을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 주조 강판을 비-산화 대기에서 1080 ℃ 아래의 온도까지 냉각하는 단계를 포함하는 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 부식 지수 (I)가 아래와 같이 6.0 이상인 고동 저합금 강판의 제조 방법:
    I = 26.01(% Cu) + 3.88 (% Ni) + 1.20 (% Cr) + 1.49 (% Si) + 17.28 (% P) - 7.29 (% Cu)(% Ni) - 9.10 (% Ni)(% P) - 33.39 (% Cu)2.
  21. 제19항에 있어서, 구리의 전체 중량%가 0.2 내지 2.0인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 얇은 주조 강판의 두께가 5mm 미만인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 얇은 주조 강판의 두께가 2mm 미만인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
  24. 제19항에 있어서, 황의 중량%가 0.003 내지 0.009인 고동 저합금 강판의 제조 방법.
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