KR20110017920A - 연속 주조 주조편 및 그 제조 방법 - Google Patents

연속 주조 주조편 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

이 연속 주조 주조편은 질량％로, C:0.01 내지 0.3％, Si:0.05 내지 0.5％, Mn:0.4 내지 2％, P:0.03％ 이하, S:0.03％ 이하, Al:0.005 내지 0.03％, Ni:0.2 내지 2％, O:0.006％ 이하, N:0.006％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물 원소로 이루어지고, 광면의 표면으로부터 적어도 2㎜ 이내의 강 조직이 페라이트와 펄라이트로 이루어지고, 페라이트의 원상당 직경이 30㎛ 이하이다.

Description

연속 주조 주조편 및 그 제조 방법 {CONTINUOUSLY CAST SLAB AND PROCESS FOR PRODUCTION OF SAME}
본 발명은 수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 제조하는 Ni 첨가 강에 관한 것으로, 표면 균열의 발생을 억제한 연속 주조 주조편 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2008년 7월 15일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2008-183909호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
강의 인성 향상을 위해, 일반적으로 강 중에 Ni가 첨가되어 있다. Ni 첨가 강을 수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기로 주조하는 경우, 주조편 표면에 균열이 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 후공정에서 수정 처리 등을 행할 필요가 있으므로, 공정이 늘어난다. 따라서, Ni 첨가 강의 생산성 향상을 위해, 주조편 표면 균열을 방지할 필요가 있다.
이와 같은 과제를 해결하는 수단으로서, 특허 문헌 1에는 강의 연속 주조에 있어서의 주조편 표면 균열의 억제 방법이 개시되어 있다. 이 억제 방법에서는, 주형 내 용강의 메니스커스부로부터 주형 하단부까지의 주조편의 인발 소요 시간을 1분 이내에 주조편을 주형으로부터 인발한 후, 즉시, 2차 냉각에 의해 1분 이내에 주조편 표면을 A3 변태 온도 이하까지 냉각한다. 또한, 주조편 표면을 A3 변태 온도 이하까지 냉각한 후, 복열(復熱)에 의해 굽힘점 및 교정점에 있어서의 주조편 표면을 850℃ 이상으로 가열한다. 이 억제 방법에서는 주형 내 용강의 메니스커스 통과 후 20분 이내에 주조편의 교정을 종료시킨다.
특허 문헌 2에는, 이하에 나타내는 연속 주조 방법이 개시되어 있다. 이 연속 주조 방법에서는, 만곡형 또는 수직 굽힘형의 연속 주조기를 사용하여 횡단면 형상이 직사각형인 주조편을 주조할 때에, 주조편을 주형으로부터 인발한 직후로부터 주조편의 2차 냉각에 의해 주조편의 표면 온도를 한번 Ar3 변태점보다 낮은 온도로 냉각한다. 2차 냉각 후, Ar3 변태점을 초과하는 온도로 복열시키고, 그 후에, 주조편을 교정한다. 특히, 주조편의 표면을 Ar3 변태점보다 낮은 온도로 유지하는 시간 t(s)과, 한번 Ar3 변태점보다 낮은 온도로 냉각한 후 Ar3 변태점을 초과하는 온도로 복열시킬 때까지의 사이에 주조편의 표면이 도달하는 최저의 표면 온도 Tmin(℃)에 대해, 하기의 수학식 1식 및 수학식 2를 만족시키도록 주조편의 2차 냉각을 행한다. 이 2차 냉각에 의해, 주조편 표면으로부터 적어도 깊이 2㎜까지의 응고 조직을 오스테나이트 입계가 불명료한 페라이트 및 펄라이트의 혼합 조직으로 한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
일본 특허 출원 공개 평9-47854호 공보 일본 특허 출원 공개 제2002-307149호 공보
그러나, 상기한 방법에서는, 이하의 문제점이 있다.
특허 문헌 1에 기재된 강의 연속 주조에 있어서의 주조편 표면 균열의 억제 방법에서는, 주조편을 주형으로부터 인발한 후, 즉시, 주조편의 2차 냉각에 의해 1분 이내에 주조편 표면을 A3 변태 온도 이하로 냉각한다. 그러나, 본 발명자들은, 예를 들어 발명의 실시예로서 개시되어 있는 온도 중에서 가장 낮은 온도인 725℃까지 냉각해도, 굽힘점 및 교정점에서의 균열을 방지할 수 없는 것을 확인하였다. 그 이유는, 주조편 표층부의 조직을 미세화할 수 없었기 때문이라고 생각된다.
특허 문헌 2에 기재된 연속 주조 방법에서는, 주조편의 표면 온도를 Ar3 변태점보다 낮은 온도로 유지하는 시간 t(s)과, 한번 Ar3 변태점보다 낮은 온도로 냉각한 후 Ar3 변태점을 초과하는 온도로 복열시킬 때까지의 사이에 주조편의 표면 온도가 도달하는 최저의 표면 온도 Tmin(℃)를, 소정의 범위로 한정한다. 이 수단에 의해, 주조편 표면 균열을 방지한다.
일반적으로, 주조편의 냉각은 주조편과 접촉하는 롤에 의한 냉각과, 롤 사이에 설치된 노즐로부터 분출되는 물 또는 물과 공기의 혼합물에 의한 냉각으로 크게 구별된다. 그러나, 주형 바로 아래의 2차 냉각대에서는, 롤에 접촉하지 않고, 물 또는 물과 공기의 혼합물이 들어가 있지 않은 부분이 있으므로, 그 부분에서는 표면 온도가 상승한다.
따라서, 한번 Ar3 변태점 이하로 냉각해도, 바로 Ar3 변태점을 초과하는 온도로 복열된다. 그로 인해, Ar3 변태점 이하로 50초 이상 연속해서 유지하는 것은, 통상의 냉각 설비에서는 매우 곤란하다. 상기한 이유에 의해, 특허 문헌 2에 기재된 연속 주조 방법은 공업적인 관점으로부터 현실적이지 않다.
따라서, 본 발명은 수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 제조되는 Ni 첨가 강에 있어서, 표면 균열의 발생을 억제한 연속 주조 주조편 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 요지는 이하와 같다.
(1) 연속 주조 주조편이며, 질량％로, C:0.01 내지 0.3％, Si:0.05 내지 0.5％, Mn:0.4 내지 2％, P:0.03％ 이하, S:0.03％ 이하, Al:0.005 내지 0.03％, Ni:0.2 내지 2％, O:0.006％ 이하, N:0.006％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물 원소로 이루어지고, 광면(廣面)의 표면으로부터 적어도 2㎜ 이내의 강 조직이 페라이트와 펄라이트로 이루어지고, 페라이트의 원상당 직경이 30㎛ 이하이다.
(2) 상기 (1)에 기재된 연속 주조 주조편은, 질량％로, Cu:0.2 내지 2％, Cr:0.2 내지 2％의 1종 이상을 함유해도 좋다.
(3) 상기 (1)에 기재된 연속 주조 주조편은, 질량％로, Ti:0.005 내지 0.02％, Nb:0.005 내지 0.04％, V:0.005 내지 0.04％의 1종 이상을 함유해도 좋다.
(4) 연속 주조 주조편의 제조 방법이며, 상기 (1)에 기재된 성분 조성의 용강을 수직 굽힘형 연속 주조기 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 연속 주조할 때에, 주형 출구로부터 교정대(矯正帶)까지의 사이에 있어서 주조편 표면을 550℃ 이하로 냉각하고, 그 후, 850℃ 이상으로 복열시켜 교정을 행한다.
본 발명의 주조편 및 그 제조 방법을 사용함으로써, 수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 제조되는 고인성의 Ni 첨가 강에 있어서, 표면 균열의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 주조편의 표면 균열 지수와 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 영역에 있어서의 페라이트 입자의 원상당 직경의 관계를 나타내는 도면이다.
본 발명자들은 수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 제조되는 Ni 첨가 강에 있어서, 주조편의 광면에 발생하는 표면 균열을 억제하기 위해, 주조편 표층부의 강 조직 및 그 강 조직을 얻기 위한 방법에 대해 예의 검토하였다.
본 발명자들은, 특히 주조편의 표층부의 강 조직을 미세화하는 것에 착안하여 검토하였다. 그 결과, 본 발명자들은 주조편의 표층 부를 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 조직으로 하고, 그 페라이트의 원상당 직경을 30㎛ 이하로 하면, Ni 첨가 강의 주조편 표면 균열을 방지할 수 있는 것을 발견하였다.
이 조직의 페라이트 및 펄라이트의 입경은 대략 동등하다. 또한, 페라이트 및 펄라이트의 비율에 대해, 페라이트가 대부분을 차지하므로, 페라이트의 원상당 직경을 미세화의 지표로 하였다. 또한, 본 발명자들은 페라이트 조직을 미세화하기 위한 적정한 조건도 명백하게 하였다.
이하에 상세하게 설명한다.
수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 제조되는 Ni 첨가 강에 있어서의 표면 균열은 주조편 표면 온도가 700 내지 850℃의 주조편을 교정할 때에, 오스테나이트 입계에 따라서 발생하는 것이 알려져 있다.
따라서, 본 발명자들은 오스테나이트 입경(이후, γ 입경이라고 기재하는 경우가 있음)을 미세화하면, 균열 깊이를 줄일 수 있어, 균열이 발생해도, 수정할 필요가 없을 정도로 균열을 억제할 수 있다고 착상하였다.
교정대에서는 주조편이 고온이므로, γ 입경을 직접 관찰할 수 없다. 주조편이 실온까지 냉각된 후에 관찰되는 조직은 페라이트와 펄라이트의 혼합 조직이다. 또한, 관찰되는 페라이트 입경이 작을수록, 오스테나이트 입경은 작다.
따라서, 표 1(후에 나타냄)에 나타내는 강 1 내지 강 9에 대해, 페라이트 입경과 주조편 표면 균열 지수의 관계를 조사하였다. 그 결과를 도 1에 도시한다. 페라이트 입경은 표 2(후에 나타냄)에 나타내는 조업 조건을 바꿈으로써 변화시켰다. 페라이트 입자의 원상당 직경을 구하는 방법에 대해서는 후술한다.
주조편의 표면 균열 지수는 다음의 3단계로 평가하였다. "1"의 주조편은 균열 깊이가 0.2㎜ 미만이므로, 수정할 필요가 없다. "2"의 주조편은 균열 깊이가 0.2㎜ 이상 1㎜ 미만이므로, 수정할 필요가 있다. "3"의 주조편은 균열 깊이가 1㎜ 이상이므로, 파쇠해야만 한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 페라이트 입경이 30㎛ 이하인 경우에 균열이 억제되는 것이 판명되었다.
오스테나이트 입경과, 그 오스테나이트를 실온까지 냉각한 후의 페라이트 입경의 관계를, 포마스터 시험기를 사용하여 조사하였다. 시료를 오스테나이트가 단상에서 존재하는 다양한 온도로 유지함으로써, 초기 오스테나이트의 입경을 변화시켰다. 또한, 그 시료에 He 가스를 뿜어냄으로써 실온까지 급냉각한 후의 구 오스테나이트 입경과, 방냉에 의해 완냉각한 후의 페라이트 입경의 관계를 조사하였다.
구 오스테나이트 입경도, 페라이트로 변태한 후의 입경을 측정하고 있다. 그러나 급랭에 의해 오스테나이트 입경이 대략 유지된 상태에서, 오스테나이트가 페라이트로 변태하고 있다. 그로 인해, 오스테나이트였을 때의 입경이라고 하는 의미로, 그 페라이트의 입경을 구 오스테나이트 입경이라고 칭하고 있다.
그 결과, 페라이트 입경이 30㎛일 때에는, 구 오스테나이트 입경은 200㎛ 정도인 것이 판명되었다. 본 발명에서는 구 오스테나이트 입자를 200㎛ 정도까지 미립화할 수 있으므로, 표면 균열을 방지할 수 있다고 생각된다.
또한, 주조편 광면의 표면으로부터 적어도 2㎜ 이내의 페라이트 입자를 30㎛ 이하로 하면, 수정이 필요한 큰 균열을 방지할 수 있는 것도 판명되었다. 페라이트 입경이 30㎛ 이하인 영역이, 주조편 표면으로부터 2㎜ 미만인 경우에는, 균열 깊이를 0.2㎜ 미만으로 억제할 수 없다. 따라서, 페라이트 입경을 30㎛ 이하로 하는 범위는 주조편 표면으로부터 적어도 2㎜로 한다.
주조편 표층부의 페라이트 입자의 원상당 직경은, 다음과 같이 하여 구할 수 있다. 주조 방향에 수직인 면으로 주조편을 절단하고, 주조편 광면의 표층으로부터 깊이 20㎜, 주조편 폭 방향으로 폭 20㎜ 정도의 샘플을 잘라낸다. 주조 방향에 수직인 면을 관찰면으로 하고, 이 면을 경면 연마한 후, 나이탈로 부식시킴으로써, 강 조직을 현출시킨다.
이때, 강 조직은 페라이트와 펄라이트의 혼합 조직으로 되어 있고, 그들의 입경은 상술한 바와 같이 대략 동등하다.
따라서, 페라이트 입자만을 무작위로 20개 선택하여, 그들의 면적을 측정하여 평균치를 구한다. 그 평균치와 동등한 면적의 원의 직경을, 페라이트 입자의 원상당 직경이라고 정의한다. 본 발명자들은 페라이트 입자를 무작위로 20개 정도 선택하여, 상기와 같이 하여 얻어진 원상당 직경의 값이, 대표적인 값으로 되는 것을 확인하고 있다.
다음에, 본 발명의 강의 화학 조성을 한정한 이유를 설명한다. 이하, ％는 질량％를 의미한다.
C:0.01 내지 0.3％
C는, 강에 있어서의 모재 강도를 향상시키는 기본적인 원소로서 빠뜨릴 수 없다. 강도를 향상시키기 위해, 0.01％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나 0.3％를 초과하여 과잉으로 C를 함유시키면, 강재의 인성이나 용접성이 저하된다. 그로 인해, C량의 상한을 0.3％로 한다. 따라서, C량은 0.01 내지 0.3％로 한다. 바람직하게는, C량은 0.05 내지 0.2％이다.
Si:0.05 내지 0.5％
Si는, 강재의 강도를 향상시키는 원소이다. 강도 향상을 위해서는, Si를 0.05％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.5％를 초과하여 Si를 함유시키면, 용접 열영향부(HAZ)의 인성이 저하된다. 그로 인해, Si량의 상한을 0.5％로 한다. 따라서, Si량은 0.05 내지 0.5％로 한다. 바람직하게는, Si량은 0.10 내지 0.4％이다.
Mn:0.4 내지 2％
Mn은, 모재의 강도 및 인성의 확보에 필요한 원소이다. 그 효과를 확보하기 위해서는, Mn을 0.4％ 이상 첨가할 필요가 있다. 한편, Mn량이 2％를 초과하면, 인성이 현저하게 저하된다. 그로 인해, Mn량은 2％ 이하로 한다. 바람직하게는, Mn량은 0.8 내지 1.5％이다.
P:0.03％ 이하
P는, 강의 인성에 영향을 미치는 원소이다. P가 0.03％를 초과하면, 강재의 인성이 현저하게 저하된다. 그로 인해, P량은 0.03％ 이하로 한다. 하한은 0％를 포함한다.
S:0.03％ 이하
S는, 강의 인성에 영향을 미치는 원소이다. S가 0.03％를 초과하면, 강재의 인성이 현저하게 저하된다. 그로 인해, S량은 0.03％ 이하로 한다. 하한은 0％를 포함한다.
Al:0.005 내지 0.03％
Al은, 강의 탈산에 중요한 원소이다. 강 중의 산소 농도를 충분히 내리기 위해서는, 적어도 Al을 0.005％ 함유시킬 필요가 있다. 한편, Al이 0.03％를 초과하여 과잉으로 첨가된 경우에는, 탈산의 효과가 작을 뿐만 아니라, 강재의 강도 및 인성을 저하시키는 원인이 되는 조대한 산화물이 다량으로 생성된다. 따라서, Al량의 상한을 0.03％로 한다. 따라서, Al량은 0.005 내지 0.03％로 한다.
Ni:0.2 내지 2％
Ni는, 강재의 강도 및 인성을 향상시키기 위해 첨가하는 원소이다. 강도 및 인성을 향상시키기 위해 필요한 Ni의 첨가량은 0.2％ 이상이다. Ni가 2％를 초과하여 과잉으로 첨가된 경우에는, 과잉의 오스테나이트 입계 산화에 의해, 입계 균열의 기점이 발생한다. 그로 인해, γ 입경을 미세화해도, 균열 깊이를 저감시키는 것이 곤란해진다. 따라서, Ni량의 상한을 2％로 한다. 따라서, Ni량은 0.2 내지 2％로 한다. 바람직하게는, Ni량은 0.4 내지 1.8％이다.
O:0.006％ 이하
강 중의 O는 그 대부분이 산화물로서 존재한다. O 농도가 높을수록, 산화물 개수가 증가하여, 산화물 사이즈가 조대화된다. 조대한 산화물이 다량으로 존재하면, 강의 강도 및 인성이 열화된다. O량이 0.006％를 초과하면, 조대한 산화물 개수가 증가한다. 그로 인해, O량의 상한은 0.006％로 한다. 하한은 0％를 포함한다.
N:0.006％ 이하
강 중의 N이 0.006％를 초과하면, 강재의 인성이 열화된다. 그로 인해, N량은 0.006％ 이하로 한다. 단, N은 불가피하게 혼입되므로, 하한은 0％를 포함하지 않는다.
이상과 같은 원소를 함유하여, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강이, 본 발명의 강의 기본 조성이다.
또한, 강재의 강도 및 인성을 향상시키기 위해, 다음 원소의 1종 이상을 함유시키는 것이 바람직하다.
Cu:0.2 내지 2％
Cu는, 0.2％ 이상 함유시키면, 강재의 강도가 현저하게 증대된다. 그러나, Cu가 2％를 초과해도, Cu에 기인하는 표면 균열이 발생하기 쉽다. 따라서, Cu량은 0.2 내지 2％로 한다.
Cr:0.2 내지 2％
Cr은, 강도 및 내식성 향상을 위해 첨가된다. Cr을 0.2％ 이상 함유시킴으로써, 이들의 특성을 발현할 수 있다. 그러나, Cr이 2％를 초과하여 첨가되면, 강재의 인성이 열화되기 쉬워진다. 그로 인해, Cr량은 2％ 이하로 한다. 따라서, Cr량은 0.2 내지 2％로 한다.
또한, 강재의 강도 및 인성을 향상시키기 위해, 다음 원소의 1종 이상을 함유시키는 것이 바람직하다.
Ti:0.005 내지 0.02％
Ti는, N 및 C와 결부되어, 각각 미세한 TiN 및 TiC를 생성함으로써, 강재의 인성 향상에 기여한다. 그 효과는 Ti를 0.005％ 이상 함유시킨 경우에 발현한다. 한편, Ti가 0.02％를 초과하면, 조대한 TiN 및 TiC가 생성되어, 강재의 인성이 열화되기 쉽다. 따라서, Ti량은 0.005 내지 0.02％로 한다.
Nb:0.005 내지 0.04％
Nb는, 질화물 및 탄화물을 생성함으로써, 강재의 강도 향상에 기여한다. 그 효과는 Nb가 0.005％ 이상인 경우에 발현한다. 그러나, Nb가 0.04％를 초과하면, 조대한 질화물 및 탄화물이 생성되어, 강재의 강도가 열화되기 쉽다. 따라서, Nb량은 0.005 내지 0.04％로 한다.
V:0.005 내지 0.04％
V는, 질화물 및 탄화물을 생성함으로써, 강재의 강도 향상에 기여한다. 그 효과는 V가 0.005％ 이상인 경우에 발현한다. 그러나, V가 0.04％를 초과하면, 조대한 질화물 및 탄화물이 생성되어, 강재의 강도가 열화되기 쉽다. 따라서, V량은 0.005 내지 0.04％로 한다.
상기한 조성은 주조를 개시할 때까지의 용강 단계에서, 통상의 방법을 사용하여 조정함으로써 실시된다. 예를 들어, 각 합금 원소는 전로 공정 및/또는 2차 정련 공정에서 용강으로 첨가함으로써, 강 중에 함유시킬 수 있다. 그때, 순금속 및/또는 합금을 사용할 수 있다.
다음에, 주조편 표층부의 페라이트 입경을 미세화하기 위한 연속 주조 방법에 대해 서술한다. 주조편 표층부의 페라이트 입경을 작게 하기 위해서는, 연속 주조에 있어서 주조편이 교정되는 850℃ 이상의 고온에 있어서, 오스테나이트 입경을 작게 할 필요가 있다.
교정대에 있어서의 오스테나이트 입자는 주형으로부터 인발된 주조편을 강냉하는 것만으로는, 현저하게 미립화되지 않는다. 그 오스테나이트 입자의 크기는 주조편 폭 방향으로, 적어도 2 내지 3㎜ 정도이다. 표면 균열이 발생하지 않도록 오스테나이트 입자를 200㎛ 이하까지 미립화하기 위해, 연속 주조기 내에서의 역변태를 활용한다.
즉, 주형으로부터 인발된 주조편을 강냉하고, 한번, 페라이트를 생성시킨다. 그 후, 복열되고, 다시 오스테나이트화된다. 이 역변태에 의해, 오스테나이트 입자를 미세화할 수 있다. 본 발명자들은 역변태에 의해 주조편의 표면으로부터 적어도 2㎜ 이내의 조직을 미세화하기 위해서는, 주조편 표면의 온도 이력이 중요한 것을 새롭게 발견하였다.
표 1에 나타내는 화학 성분의 강 1 내지 강 9를 사용하여, 다양한 온도 이력을 갖는 주조편의 조직 및 균열을 조사하였다. 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서, 이들 주조편의 표면을 550℃ 이하로 냉각한 후, 850℃ 이상으로 복열시켜 교정하였다. 그 결과, 주조편 표면으로부터 적어도 2㎜ 이내의 강 조직이 페라이트 및 펄라이트로 이루어지고, 그 페라이트 입경을 30㎛ 이하로 미세화할 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 발명자들은 주조편의 표면에 깊이 0.2㎜ 이상의 균열이 없는 것을 확인하였다.
주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서의 주조편 표면 온도에 대해서는, 특별히 하한을 규정하지 않는다. 그러나, 주조편 표면 온도를 480℃ 이하로 하면, 교정대에서의 주조편 표면을 850℃ 이상으로 복열시키는 것이 어려워진다. 또한, 강냉에 의한 표면 균열이 주조편에 발생하는 경우도 있다. 따라서, 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서의 주조편 표면 온도는 480℃ 초과인 것이 바람직하다.
교정대에서의 주조편 표면을 850℃ 이상으로 보다 용이하게 복열시키기 위해, 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서의 주조편 표면 온도는 490℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 500℃ 이상인 것이 또한 보다 바람직하다.
또한, 주조편 표면이 550℃ 이하로 냉각되고 있는 시간은 특별히 규정하지 않는다. 이 시간은 강편 표면이 550℃ 이하의 온도에 도달한 후에, 교정대에서 850℃ 이상으로 복열시킬 수 있는 범위에서, 적절하게 설정하면 좋다.
주조편의 표면 온도는 열전대를 롤 사이로부터 삽입하여 주조편 표면에 혼입하는 방법 및 방사 온도계를 사용하는 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 전열ㆍ응고 방정식을 냉각수나 롤에 의한 발열 조건을 부여하여 푸는 것에 의해, 구할 수 있다.
[실시예]
(제1 실시예)
표 1에 나타내는 강 1 내지 강 9의 화학 성분(본 발명이 규정하는 화학 성분)을 갖는 용강을 사용하였다. 이들 용강을 표 2에 나타내는 번호 1 내지 번호 8의 조건에서, 각각 수직 굽힘형 연속 주조기 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 연속 주조함으로써, 주조편을 얻었다. 그때, 2차 냉각 설비의 냉각 조건 및 주조 속도를 변경함으로써, 주조편 표면의 온도 이력을 표 2에 나타낸 바와 같이 변경하였다. 강 1 내지 강 9의 화학 성분을 갖는 용강으로부터 얻어진 주조편의 화학 성분은 표 1에 나타내는 바와 같이 변화되지 않았다.
또한, 표 1에는 주조편을 압연하여 얻어진 강판의 인장 강도(TS)와 파면 천이 온도(vTrs)를 나타냈다. Ni을 함유하고 있으므로, 어떤 강판이든 고강도를 갖고 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 연속 주조 주조편의 제조 방법은 주조편 표층부의 냉각에 관한 것이므로, 표 2에 나타내는 냉각 조건은 주조편 표면 균열에는 영향을 미치지만, 주조편 내부의 냉각에는 거의 영향을 미치지 않는다. 따라서, 강판의 재질인 TS 및vTrs는 표 2에 나타내는 냉각 조건에 의해 변화되지 않는다.
따라서, 얻어진 주조편을 실온까지 냉각한 후, 주조편 광면의 표면 근방의 주조 방향에 수직인 단면의 조직을 관찰하였다. 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 영역에 있어서의 페라이트 입자를 무작위로 20개 선택하여, 전술한 방법에 의해, 페라이트 입자의 원상당 직경을 구하였다. 주조편 표면 균열에 대해서는, 체크 스카프에 의해 주조편 표면의 스케일을 제거한 후, 주조편 표면을 관찰하여, 균열 깊이를 조사하였다.
표 2에 주조편 표면의 온도 이력과 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 페라이트 입자의 원상당 직경과 전술한 주조편의 표면 균열 발생 지수를 나타낸다.
번호 1 내지 번호 4는 본 발명이 규정하는 조업 조건으로 제조한 경우이다. 이들의 경우에서는, 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서의 최저 주조편 표면 온도를 550℃ 이하로 하고, 교정점에서의 주조편 표면 온도를 850℃ 이상으로 하였다. 그 결과, 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 페라이트 입자의 원상당 직경이 30㎛ 이하로 되고, 주조편 표면 균열 발생 지수도 "1"이고, 문제가 없었다.
번호 5 내지 번호 8은 본 발명이 규정하지 않는 조업 조건으로 제조한 경우이다. 번호 5 내지 번호 6은 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서의 최저 주조편 표면 온도가 550℃ 초과였다. 그로 인해, 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 페라이트 입자의 원상당 직경이 30㎛ 초과로 되어, 문제가 되는 균열이 발생하였다.
번호 7 내지 번호 8은 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서의 최저 주조편 표면 온도가 550℃ 이하였다. 그러나, 이들의 경우에는 교정점에서의 주조편 표면 온도가 850℃ 미만이었다. 그로 인해, 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 페라이트 입자의 원상당 직경이 30㎛ 초과로 되어, 문제가 되는 균열이 발생하였다.
Figure pct00003
Figure pct00004
(제2 실시예)
상기와 마찬가지로, 표 1에 나타내는 강 10의 화학 성분을 갖는 용강을 사용하였다. 이들 용강을 표 2에 나타내는 번호 1 내지 번호 4의 조건에서, 각각 수직 굽힘형 연속 주조기 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 연속 주조함으로써, 주조편을 얻었다. 강 10의 화학 성분을 갖는 용강으로부터 얻어진 주조편의 화학 성분은 표 1에 나타내는 바와 같이 변화되지 않았다. 이 강 10의 주조편에 대해서도, 상기와 동일한 방법을 사용하여 균열 깊이를 조사하였다.
강 10은 Ni 농도가 2％ 초과이므로, 본 발명이 규정하는 Ni 농도 범위를 만족시키지 않는다. 표 2에 나타내는 번호 1 내지 번호 4의 본 발명이 규정하는 조업 조건에서는, 주조편 표면으로부터 2㎜ 이내의 페라이트 입자의 원상당 직경은 30㎛ 이하였다. 그러나, Ni 농도가 2％ 초과인 강 10은 표면 균열 지수가 "2"이고, 균열을 억제할 수 없었다.
수직 굽힘형 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 제조되는 고인성의 Ni 첨가 강에 있어서, 표면 균열의 발생을 억제할 수 있다.

Claims (4)

  1. 질량％로,
    C:0.01 내지 0.3％,
    Si:0.05 내지 0.5％,
    Mn:0.4 내지 2％,
    P:0.03％ 이하,
    S:0.03％ 이하,
    Al:0.005 내지 0.03％,
    Ni:0.2 내지 2％,
    O:0.006％ 이하,
    N:0.006％ 이하
    를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물 원소로 이루어지고, 광면의 표면으로부터 적어도 2mm 이내의 강 조직이 페라이트와 펄라이트로 이루어지고, 페라이트의 원상당 직경이 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 연속 주조 주조편.
  2. 제1항에 있어서, 질량％로,
    Cu:0.2 내지 2％,
    Cr:0.2 내지 2％
    중 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 연속 주조 주조편.
  3. 제1항에 있어서, 질량％로,
    Ti:0.005 내지 0.02％,
    Nb:0.005 내지 0.04％,
    V:0.005 내지 0.04％
    중 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 연속 주조 주조편.
  4. 제1항에 기재된 성분 조성의 용강을 수직 굽힘형 연속 주조기 또는 만곡형 연속 주조기를 사용하여 연속 주조할 때에, 주형 출구로부터 교정대까지의 사이에 있어서 주조편 표면을 550℃ 이하로 냉각하고, 그 후, 850℃ 이상으로 복열시켜 교정을 행하는 것을 특징으로 하는, 연속 주조 주조편의 제조 방법.
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