KR20090032588A - 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인레스 강판의제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 쌍롤형 박판제조 장치와 관련된 것으로 보다 상세하게는 쌍롤형 박판장치로 제조된 오스테나이트계 스테인레스 강판에 잔류하는 델타페라이트를 효과적으로 감소시키는 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 소둔 산세 공정에서 델타페라이트의 분해 효과를 높이기 위하여 소둔 산세 이전에 냉간 압연 공정을 추가 하였다. 소둔 산세 공정을 통과하기 전에 냉간 압연을 하게 되면, 변형 에너지가 축적될 뿐만 아니라, 델타페라이트의 표면적을 증가시키게 되어 델타페라이트 소둔 열처리시 분해 속도를 증가시켜 델타페라이트를 감소시킬 수 있다.
쌍롤, 주조기, 스테인리스강, 델타페라이트, 냉간압연
Description
본 발명은 쌍롤형 박판주조기를 이용하여 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쌍롤형 박판주조기를 이용하여 잔류 델타페라이트 량을 효과적으로 저감시킬 수 있는 오스테나이트계 스테인레스 강판의 제조방법에 관한 것이다.
쌍롤형 박판 주조법은 제 1도와 같이 용탕으로부터 주조에 의하여 직접 2.0 ~ 4.0mm 두께의 스트립을 제조하는 것으로 슬라브 연주법에 비하여 열간 압연 및 슬라브의 재가열 공정이 생략되어 제조 비용 및 열간압연에서 발생하는 표면흠을 감소시킬 수 있는 공정이다.
오스테나이트계 스테인레스강을 박판 주조법에 의하여 제조하는 경우 델타페라이트의 잔류에 의하여 제품의 품질상 문제점을 나타내게 된다. 기존의 슬라브 주조법에 의하여 오스테나이트계 스테인레스 박판을 제조하는 경우에는 슬라브를 재가열하고, 다시 고온에서 열간 압연하므로 슬라브 주조조직에 존재하던 델타페라이트가 상당량 분해되어 최종 제품의 품질에 문제가 없게 된다.
박판주조법에 의하여 제조된 오스테나이트계 스테인레스 강판은 기존의 연주법에 의한 슬라브나 용접조직과 같은 주조조직 이므로 상온에서 2 - 6 % 의 델타페라이트를 함유하는 듀플렉스 조직을 보이는데, 기존의 연주법에 비하여 슬라브의 재가열이나 열간압연 공정에 의하여 델타페라이트가 분해될 수 없으므로 주조박판에 잔류 된 델타페라이트가 심각한 문제가 된다. 델타페라이트는 고온 가공성, 내식성 등을 악화시킬 뿐만 아니라 자성을 가지므로 최종 제품의 용도를 제한하는 단점을 가지고 있으므로 가능한 최종제품에서는 이를 제거하는 것이 바람직하다.
종래 박판주조기에 의하여 제조된 오스테나이트계 스테인레스강의 잔류 델타페라이트를 저감시키는 방법으로는, 대한민국 특허 공개번호 제2002-0016266호에서 박판주조기에 의하여 제조된 주편의 권취온도를 600도 - 800도로 1시간 이상 유지하여 탄화물을 석출시키고 이후 1000도 이상의 고온에서 열처리하여, 탄화물의 석출에 의하여 델타페라이트의 분해 속도를 증가시키는 2단계 열처리 기술을 제시한 바 있다.
그러나, 상기 종래기술의 경우에는 권취 이후에 일정한 온도에서 1시간 이상을 유지하고 고온에서 다시 열처리하는 2단계 열처리를 하기 때문에 공정을 복잡하게 하는 어려움이 있고, 600도 - 800도에서도 장시간 열처리하는 경우에는 산화스케일의 형성에 의하여 실수율이 감소하는 단점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소둔 산세 공정전에 냉간 압연 공정을 추가하여 소둔 산세 공정에서 델타페라이트의 분해 속도를 증가시켜 잔류 델타페라이트를 획기적으로 감소시킬 수 있도록 하는 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 구성은 오스테나이트계 스테인리스 강을 쌍롤식 박판주조기를 이용하여 주편으로 주조하는 단계와, 상기 주편을 열간압연기에서 압연하여 박판을 얻는 단계와, 상기 박판을 에지부의 결함을 제거하기 위해 에지트리밍 하는 단계와, 상기 에지트리밍된 박판을 냉간 압연하는 단계와, 상기 냉연 박판을 소둔 산세하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 주편의 주조 단계에서, 메니스커스 쉴드를 사용하여 주조되며 메니스커스 쉴드 내부의 산소농도는 0.1%이하이고, 주조롤에 의한 응고속도는 100 ℃/sec 이상으로 하여 오스테나이트계 스테인리스 박판을 제조할 수 있다..
상기 열간 압연 단계는 압하율을 20~40%으로 할 수 있으며, 상기 냉간 압연 단계는 압하율이 20~40%으로 하여 소둔 산세 처리시에 델타 페라이트의 분해 속도를 증가시킴으로써 델타페라이트의 함량을 감소시킬 수 있다.
델타페라이트는 자성의 원인이 되거나, 내식성 저하의 원인이 되는등 제품의 품질에 나쁜 영향을 미친다. 본 발명에서는 기존의 소둔 산세 공정 이전에 냉간 압연 공정을 추가하여 이후 소둔 산세 공정에서 델타페라이트의 분해 속도를 증가시켜 잔류 델타페라이트를 획기적으로 감소시킬 수 있으므로 제품 품질의 향상에 기여할 수 있다.
쌍롤식 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조방법을 제 1도에 나타내었다.
쌍롤식 박판주조기를 이용한 주조방법은 용탕으로부터 직접 두께 2 - 6 mm 의 주편을 직접 주조하여 제조하므로, 슬라브 연주법에서의 열연을 생략할 수 있도록 한 새로운 공정이다.
따라서, 제조원가가 슬라브 연주법에 비하여 감소하는 장점이 있으며, 급속응고에 의한 비평형상의 존재로 입도 미세화나 개재물 미세화 등에 의하여 주편 내부품질도 우수하다. 주조롤의 냉각속도를 100℃/sec 이상으로 하여야 입도 미세화나 개재물의 미세화에 의해 우수한 강도의 주편을 제조할 수 있다.
크랙이 없는 양호한 주편(8)을 제조하기 위해서 제 1 도에 나타낸 바와 같이 용탕면을 완전히 덮을 수 있고 가스를 공급할 수 있는 메니스커스 쉴드(5)를 사용하여야 한다. 이때, 분위기 가스는 아르곤이나 질소로 할 수 있으며, 용탕의 산화를 방지하기 위하여는 분위기 가스를 충분히 공급하여 산소농도를 0.1% 이하로 관리하여야 한다.
주조된 주편(8)은 열간압연기(12)에 의하여 20~40%의 압하율로 열간압연되고, 수냉하여 권취 코일(11)로 제조된다. 압하율을 20~40%으로 한정한 이유는 압하율이 20% 미만의 경우 소둔 공정시 충분한 표면적을 확보하지 못하게 되며, 압하율이 40% 초과의 경우 열간압연에 의한 표면결함이 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명에서는 소둔 산세 공정에서 델타페라이트의 분해 효과를 높이기 위하여 제 3 도와 같이 소둔 산세전에 냉간 압연 공정을 추가하였다. 소둔 산세 공정을 통과하기 전에 냉간 압연을 하게 되면, 변형 에너지가 축적될 뿐만 아니라, 델타페라이트의 표면적을 증가시키게 되어 델타페라이트 소둔 열처리시 분해 속도를 증가시킴으로써 델타페라이트를 감소시킬 수 있다.
냉연 압하율을 20~40%로 한정하는 이유는, 냉연 압하율이 20% 미만인 경우에는 변형 에너지의 축척이 충분하지 않아서, 델타페라이트 감소가 충분하지 못하며, 40% 이상에서는 델타페라이트 감소효과가 거의 증가되지 않는데, 이는 변형 에너지의 축적이 포화되어 더 이상 델타페라이트 분해 속도를 증가시키지 못하기 때문이다.
냉간 압연된 권취된 코일은 2 ~ 6%의 델타페라이트를 함유하고 있는데, 박판 주조 이후의 후처리 공정은 에지부의 크랙 등의 결함을 제거하기 위하여 트리밍을 하고, 산화 스케일의 제거와 델타페라이트의 분해를 위하여 소둔 산세 공정을 통과하게 된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
오스테나이트계 스테인레스강을 하기 표1과 같은 조성으로 용해하고, 박판 연주기를 이용하여 박판을 연속 주조하였다. 주조시 응고속도는 100oC/sec 이상으로 하고, 수지쌍정의 간격은 대부분 3.0 - 5.0 마이크론으로 하였다. 그리고, 메니스커스 실드(4) 내부의 산소농도는 0.1% 이하 이었다. 주조한 이후에는 열간압연기(12)에 의하여 30% 압하율로 압연하여 박판 주조 시편을 얻었다.
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Ti | Cu | Nb | N |
| 0.053 | 0.33 | 1.06 | 0.026 | 0.005 | 18.18 | 8.17 | 0.15 | 0 | 0.34 | 0.005 | 0.049 |
상기 제조된 시편의 초기 델타페라이트 함량은 2.02% 이었다. 이후에는 박판주조 시편을 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%로 각각 냉간 압연후 1150℃에서 15초간 소둔 열처리 하였다. 도 4에 델타페라이트의 변화량을 그래프로 나타내었다.
냉간압연을 하지 않고 소둔 열처리를 적용한 경우에는 1.4%로 감소하였으며, 냉간 압연을 함에 따라 추가적으로 감소하였다. 그래프에서 보면 냉연 압하율이 20% 미만인 경우에는 변형 에너지의 축척이 충분하지 않아서, 델타페라이트 감소가 충분하지 못하며, 40% 이상에서는 델타페라이트 감소효과가 거의 증가되지 않는데, 이는 변형 에너지의 축적이 포화되어 더 이상 델타페라이트 분해 속도를 증가시키지 못하기 때문이다.
도 1 은 일반적인 박판주조기 상세도이다.
도 2 는 종래의 박판주조시 후처리 공정의 개략구성도이다.
도 3 는 본 발명에 따른 박판주조시 후처리 공정의 개략구성도이다.
도 4 는 냉간 압하율에 따른 델타페라이트 분해 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 주조롤 2. 래들
3. 턴디쉬 4. 침지노즐
5. 메니스커스 실드 6. 브러쉬롤
7. 에지댐 8. 주편
9. 핀치롤 10. 수냉장치
11. 권취코일 12. 열간압연기
Claims (4)
- 오스테나이트계 스테인리스 강을 쌍롤식 박판주조기를 이용하여 주편으로 주조하는 단계와,상기 주편을 열간압연기에서 압연하여 박판을 얻는 단계와,상기 박판을 에지부의 결함을 제거하기 위해 에지트리밍 하는 단계와,상기 에지트리밍된 박판을 냉간 압연하는 단계와,상기 냉연 박판을 소둔 산세하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인레스 강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 주편의 주조 단계는 메니스커스 쉴드를 사용하여 주조되며 메니스커스 쉴드 내부의 산소농도는 0.1%이하이고, 주조롤에 의한 응고속도는 100 ℃/sec 이상인 것을 특징으로 하는 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인레스 강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 열간 압연 단계는 압하율이 20~40% 인 것을 특징으로 하는 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 냉간 압연 단계는 압하율이 20~40%인 것을 특징으로 하는 박판주조기를 이용한 오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조방법.
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2007
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