KR20110111457A - 열간 압연용 티타늄 슬래브, 그 용제 방법 및 압연 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 분괴 압연 등의 브레이크다운 공정이나 또한 교정 공정을 거치는 일 없이, 띠 형상 코일을 생산하는 범용의 열간 압연기로 보낼 수 있고, 또한 열간 압연한 띠 형상 코일의 표면 흠집 발생을 억제할 수 있는 열간 압연용 티타늄 슬래브 및 그 용제 방법 및 압연 방법을 제공하는 것으로 주조된 티타늄 슬래브에 있어서, 표층으로부터 내부를 향하는 결정 성장 방향(응고 방향)과 슬래브의 주조 방향(길이 방향)과 평행한 방향이 이루는 각 θ가 45 내지 90°, 또한 10㎜ 이상의 θ가 70 내지 90°의 표층 조직을 갖는 것을 특징으로 하고, 또한 슬래브 피압연면측에서 본 티타늄 α상의 C축 방향의 기울기가, 피압연면의 법선 방향으로부터 35 내지 90°의 범위에 있는 결정립의 층이 10㎜ 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 당해 티타늄 슬래브는, 전자 빔 용해로를 사용해서 인발 속도 1.0㎝/분 이상으로 주조함으로써 용제할 수 있다.

Description

열간 압연용 티타늄 슬래브, 그 용제 방법 및 압연 방법 {TITANIUM SLAB FOR HOT-ROLLING, AND SMELTING METHOD AND ROLLING METHOD THEREFOR}

본 발명은, 열간 압연용 티타늄 슬래브 및 이 티타늄 슬래브의 용제 방법 및, 그 압연 방법에 관한 것으로, 특히, 상기 티타늄 슬래브의 열간 압연에 적합한 티타늄 슬래브를 전자 빔 용해로에 의해 직접 제조하는 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 잉곳을 분괴나 단조나 압연 등 열간 가공하는 공정, 소위 브레이크다운(breakdown) 공정을 생략해도, 열간 압연한 띠 형상 코일의 표면 성상을 양호하게 유지할 수 있는 전자 빔 용해로로부터 직접 제조된 열간 압연용 티타늄 슬래브 및 그 용제 방법 및 그 압연 방법에 관한 것이다.

티타늄으로 된 띠 형상 코일의 일반적인 제조 방법을 이하에 설명한다. 소모 전극식 아크 용해법이나 전자 빔 용해법으로 용해해서 응고시킨 대형 잉곳으로부터 시작한다. 이 대형 잉곳의 형상은, 소모 전극식 아크 용해법의 경우에는 지름 약 1m인 원주형, 전자 빔 용해법의 경우에는 직사각형 형상도 제조되어 있어 1변이 약 0.5 내지 1m인 단면을 갖는다. 이와 같이 큰 단면이므로, 이 대형 잉곳은 분괴나 단조나 압연 등의 열간 가공(이후,「브레이크다운 공정」이라 부르는 경우가 있음)을 실시하게 되어, 열간 압연기로 압연 가능한 슬래브 형상으로 한다.

상기 브레이크다운 공정 후에, 다시 평탄도를 향상시키기 위한 교정 공정, 표면의 스케일이나 흠집을 제거하기 위한 손질 공정을 거쳐, 열간 압연용 슬래브가 된다. 이 열간 압연용 슬래브는, 소정의 온도로 가열해서 철강 등의 범용의 열간 압연기에 의해 열간 압연하여 띠 형상 코일(박판)로 가공된다.

이 열간 압연된 띠 형상 코일은, 그 후, 어닐링이나 탈(脫)스케일되어서 그대로 제품이 되는 것, 혹은 다시 냉간 압연 등의 냉간 가공과 어닐링이 실시되어서 제품이 되는 것이 있다. 열간 압연 후의 탈스케일 공정에 있어서, 표면의 스케일과 흠집을 제거하지만, 표면 흠집이 깊어지면 그 만큼 표면을 깊게 제거해야만 해, 수율이 악화된다.

한편, 하스(hearth)를 사용한 전자 빔 용해법이나 플라즈마 아크 용해법 등에서는, 원료의 용해는 주형과는 독립해서 제어된 하스로 행해지므로, 진공 아크 용해에 비해 주형 형상의 자유도가 높고, 직사각형의 주형을 사용할 수 있어, 그 결과 단면이 직사각형인 잉곳을 용제할 수 있다고 하는 특징을 가지고 있다.

전자 빔 용해법이나 플라즈마 아크 용해법으로 용제된 직사각형 잉곳으로부터 판 혹은 띠 형상 코일을 제조할 경우, 잉곳 형상의 점에서 생각하면, 상술한 브레이크다운 공정을 생략할 수 있어, 제조 비용의 저하로 이어진다. 따라서, 직접 열간 압연기에 걸 수 있을 정도까지 얇은 직사각형 잉곳(이후, 「주조된 상태의 슬래브」라고 부르는 경우가 있음)을 용제하는 기술이 검토되고 있다.

상기와 같은 얇은 티타늄 슬래브를 용제할 때는, 종래보다도 얇은 직사각형 주형이 필요하며, 이러한 주형을 구성하는 것은 그 자체가 어려운 것은 아니지만, 주조 표면 성상 및 주조 조직은 주형의 두께나 폭 및 주조 조건의 영향을 현저하게 받는다.

주조된 상태의 슬래브의 주조 표면 성상은, 요철이나 주름 등의 깊은 결함이 있는 경우, 주조된 상태의 슬래브의 표면을 절삭 등으로 손질해서 평활하게 해도, 결함의 저부가 약간이라도 잔존하고 있으면 열간 압연 후에 표면 흠집이 되어 현재화하는 경우가 있다. 이것을 피하기 위해서는, 주조된 상태의 슬래브의 표면을 상당한 두께까지 손질 제거하는 공정이 필요해진다.

또한, 주조된 상태의 조직은 도 2, 도 3이 도시한 바와 같이 수십 ㎜에 이르는 조대한 결정립으로 이루어지고, 이것을, 브레이크다운 공정을 거치는 일 없이 직접 열간 압연하면, 조대한 결정립에 기인해서 불균질한 변형이 발생하여, 큰 표면 흠집으로 발달하는 경우가 있다. 그로 인해, 열간 압연 후에 표면 흠집을 제거하는 탈스케일 공정이나 제품 검사 등으로 상당히 수율을 악화시켜 버린다.

따라서, 티타늄재에 있어서, 브레이크다운 공정을 생략하는 경우에는, 열간 압연 후의 표면 흠집을 가능한 한 경미하게 할 필요가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 슬래브의 주조 표면을 평활화하는 방법이 제안되어 있다.

주조 표면을 개선하는 기술로서, 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브를 주형으로부터 인발한 후, 바로 표면 정형 롤로 보내어 주조 슬래브의 표면을 평활화하는 방법(특허 문헌 1)이나 전자 빔 용해로를 구성하는 주형으로부터 인발된 티타늄 슬래브의 표면에 전자 빔을 조사해서 표층부를 용융한 후, 표면 성형 롤에 걸쳐서 슬래브를 제조함으로써, 주조 슬래브의 주조 표면을 개선하는 방법(특허 문헌 2)이 개시되어 있다.

전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브의 주조 표면을, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2와 같은 수단으로 평활화해도, 상술한 바와 같이, 베이스가 되는 티타늄 슬래브의 주조 조직에 기인하여, 열간 압연한 판의 표면에 흠집이 발생하는 경우가 많다.

또한, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에서는, 주형으로부터 인발한 후의 표면 성형 롤이나 전자 빔 용해로의 내부에 티타늄 슬래브 가열용의 전자총을 별도로 준비할 필요가 있어, 비용면에서의 과제가 남겨져 있다.

전자 빔 용해법과는 다른 용해 방법으로서, 진공 플라즈마 용해로를 사용하는 경우가 있다. 비특허 문헌 1과 비특허 문헌 2에서는, 진공 플라즈마 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브를 직접 열간 압연해서 띠 형상 코일(박판)로 하는 기술이 개시되어 있다.

상기 비특허 문헌 1과 비특허 문헌 2에 개시되어 있는 기술에서는, 용해 속도가 5.5kg/분이며, 주형의 단면 형상으로부터, 슬래브의 인발 속도는 약 0.38㎝/분으로 매우 늦으며, 열간 압연 후의 코일이 연마 라인(이후「CG 라인」이라 부르는 경우가 있음)에 통재(通材)되어 있다.

그렇기 때문에, 열간 압연 후의 코일에는 표면 흠집이 있어, CG 라인에서 흠집을 제거하였다고 생각된다. 이와 같이, 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브와 마찬가지로, 열간 압연한 판의 표면에 흠집이 발생한다고 하는 과제가 있다.

또한, 진공 플라즈마 용해법(플라즈마 아크)은, 전자 빔 용해의 전자선과 같이 편향할 수 없으므로, 용해로 내의 조사 위치나 열 공급량 밸런스의 조정이 서툴러, 그로 인해 주조 표면나 주조 조직의 제어가 쉽지는 않다.

이와 같이, 전자 빔 용해로 등에서 용제한 티타늄 슬래브는, 주조 표면 결함의 잔존과 주조 조직의 쌍방에 기인하여, 띠 형상 코일(판)로 열간 압연함으로써, 표면 흠집이 발생하므로, 열간 압연에 적합한 티타늄 슬래브를 용제하는 기술이 요구되고 있다.

일본 특허 출원 공개 소63-165054호 공보 일본 특허 출원 공개 소62-050047호 공보

무라세 케이조우, 스즈키 토시오, 고바야시 순지,「플라즈마·빔로에서 용제한 티타늄·잉곳의 품질과 그 특성」, 일본 스테인레스 기보(技報), 15호, 105 내지 117 페이지, 1980년 발행 나가이 모토히코, 무라세 케이조우, 스즈키 토시오, 기지마 타다히코,「진공 플라즈마로에 의한 티타늄 잉곳의 제조 진공 플라즈마로의 소개」, 일본 스테인레스 기보, 10호, 65 내지 81 페이지, 1973년 발행

상술한 바와 같이, 전자 빔 용해로 등에서 용제한 티타늄 슬래브는, 띠 형상 코일(판)로 열간 압연했을 때, 표면 흠집이 발생한다고 하는 과제가 있다. 본 발명은, 열간 압연용 티타늄 슬래브 및 이 티타늄 슬래브의 용제 방법 및 압연 방법이며, 특히, 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브를, 분괴 압연 등의 브레이크다운 공정이나 또한 교정 공정을 거치는 일 없이, 띠 형상 코일을 생산하는 철강 등에서 사용되고 있는 범용의 열간 압연기로 보낼 수 있고, 또한 열간 압연 후의 띠 형상 코일(판)의 표면 흠집의 발생을 억제할 수 있는 티타늄 슬래브, 및 상기 전자 빔 용해로를 사용한 이 티타늄 슬래브의 용제 방법, 또한 이 열간 압연용 티타늄 슬래브의 압연 방법의 제공을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브의 응고 조직과 이 티타늄 슬래브의 압연 방향과의 관계를 상세하게 조사한 바, 주조된 티타늄 슬래브에 있어서, 표층으로부터 내부를 향하는 결정 성장 방향인 응고 방향이, 티타늄 슬래브의 주조 표면 및 열간 압연 시의 표면 흠집 발생 빈도에 대하여 강한 상관이 있는 것을 발견하고, 또한 슬래브 용제 시의 응고 방향을 제어함으로써, 주조 표면을 양호하게 하고 또한 열간 압연 시의 표면 흠집을 경미하게 할 수 있는 것을 발견하여, 본원 발명을 완성하는 데 이르렀다.

즉, (1) 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 상기 티타늄 슬래브의 주조 방향과 평행한 단면 조직에 있어서, 주조 방향과 응고 방향이 이루는 각이 45 내지 90°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서, 주조 방향이라 함은, 전자 빔 용해로를 구성하는 주형 내에서 생성된 티타늄 슬래브의 인발 방향을 의미하고, 응고 방향이라 함은 티타늄 슬래브의 매크로 조직에 있어서 형성되는 응고 조직을 구성하는 결정 성장의 방향이며, 슬래브의 두께 표면으로부터 두께 중앙을 향한 결정 성장하는 방향을 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 정의한다.

(2) 본원 발명에 관한 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 티타늄 슬래브의 표층부에 있어서, 주조 방향과 응고 방향이 이루는 각이 70 내지 90°의 범위에 있는 두께 10㎜ 이상의 표층 조직을 갖는 것을 바람직한 형태로 하는 것이다.

또한, (3) 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 전자 빔 용해로를 사용해서 주조된 티타늄으로 된 슬래브에 있어서, 슬래브의 피열간 압연면측에서 본 티타늄 α상(相)인 조밀 육방정의 C축 방향의 기울기가, 피열간 압연면의 법선 방향으로부터(ND 방향을 0°로 했을 때) 35 내지 90°의 범위에 있는 결정립의 층이 10㎜ 이상 형성되어 있는 것을 바람직한 형태로 하는 것이다.

또한, (4) 본원 발명에 관한 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브의 두께가 225 내지 290㎜, 폭 W와 두께 T의 비인 W/T가, 2.5 내지 8.0인 것을 바람직한 형태로 하는 것이다.

(5) 본원 발명에 관한 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브의 길이 L과 폭 W의 비인 L/W가 5 이상이고, L이 5000㎜ 이상인 것을 바람직한 형태로 하는 것이다.

(6) 본원 발명에 관한 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브가, 공업용 순(純)티타늄으로 구성되어 있는 것을 바람직한 형태로 하는 것이다.

(7) 본원 발명에 관한 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브가, 전자 빔 용해로를 사용해서 주조된 것을 바람직한 형태로 하는 것이다.

또한, (8) 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 용제 방법은, 전자 빔 용해로를 사용한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 용제 방법이며, 상기 티타늄 슬래브의 인발 속도가, 1.0㎝/분 이상의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

게다가, (9) 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 압연 방법은, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브를, 열간 압연기로 보내 띠 형상 코일로 열간 압연하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본원 발명에 관한 상기한 주조된 상태의 티타늄 슬래브는, 열간 압연 전에 주조 표면에 있는 요철 등의 결함을 절삭 등으로 손질해서 제거한 후, 혹은 주조 표면이 평활하고 양호한 경우에는 상기 손질을 생략하여 열간 압연에 제공한다. 따라서, 상기한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 단면 조직은, 열간 압연되기 전의 상태이며, 절삭 등으로 주조 표면을 손질한 경우에는, 손질 후의 단면 조직인 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 판에 열간 압연되는 티타늄 슬래브, 특히 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브에 있어서, 용제 후의 주조 슬래브에 분괴 압연 등의 브레이크다운 공정이나 교정 공정을 더 행하지 않고, 그대로 띠 형상 코일을 생산하는 철강 등의 범용의 열간 압연기로 보낼 수 있다고 하는 효과를 발휘하는 것이다. 또한, 상기 열간 압연에 의해 성형된 띠 형상 코일(판)의 표면 흠집을 경미하게 할 수 있다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

도 1은 응고 시의 결정립의 성장 방향과 피압연 소재의 열간 압연 방향(길이 방향)과 평행한 방향이 이루는 각과, 열간 압연 후의 표면 흠집 발생률과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 2는 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 주조 방향과 평행한 단면의 응고 조직과, 그 응고 방향(결정립 성장 방향)과 주조 방향과 평행한 방향이 이루는 각도(θ)의 관계를 도시하는 도면이다.
도 3은 θ가 작을 경우의, 열간 압연용 티타늄 슬래브의 주조 방향과 평행한 단면의 응고 조직과, 그 응고 방향(결정립 성장 방향)과 주조 방향과 평행한 방향이 이루는 각도(θ)를 도시하는 도면이다.
도 4는 티타늄 슬래브의 응고 조직을 관찰하는 단면을 도시하는 사시도이다.
도 5는 전자 빔 용해로의 개략을 도시하는 도면이다.

본 발명의 최선의 실시 형태에 대해서 도면을 이용하여 이하에 설명한다.

도 1에, 응고 시의 결정립의 성장 방향과 피압연 소재의 열간 압연 방향(길이 방향)과 평행한 방향이 이루는 각(이후, ø)과, 피압연 소재를 열간 압연한 후의 표면 흠집 발생률과의 관계를 도시한다. 이 ø는, 티타늄 슬래브의 응고 방향과 주조 방향과 평행한 방향이 이루는 각도(θ)에 상당하는 것이다.

주조한 티타늄 슬래브는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같은 주조 조직을 갖고 있으며, ø가 0 내지 90°의 다양한 각도가 되도록, 시험 수준마다 각 2매의 피압연 소재(두께 50㎜, 폭 130, 길이 170㎜)를 공업용 순티타늄 JIS2종(JIS　H　4600)의 주조 슬래브로부터 잘라내어 가공했다. 피압연 소재를 800, 850, 900 ℃로 가열한 후에, 두께 5㎜까지 열간 압연했다.

그 후, 이 열간 압연판에 숏 블라스트를 실시하고, 발생한 표면 흠집에 마킹하여, 발생률을 평가했다. 또, 숏 블라스트에 의해 표면 흠집은 말려 올라가, 목장갑을 끼고 표면을 손으로 만짐으로써 표면 흠집의 검출을 쉽게 할 수 있게 된다. 열간 압연판을, 압연의 선후단부의 비정상부를 제외하고, 100㎜ 간격으로 구분하여, 표면 흠집이 검출된 부분의 구간수를 전체 구간수(열간 압연판 2매로 합계 30 구간)로 나눈 비율을, 표면 흠집 발생률이라 했다.

도 1에 도시한 바와 같이, 표면 흠집 발생률은 어떠한 가열 온도에 있어서도, ø가 30°이하로 작은 경우에는 60%를 초과하여 매우 높지만, ø가 45°이상이 되면 20% 이하로 저하되고, 또한 70°이상에서는 10% 이하의 저위로 안정되어 있다.

상기 도 1의 데이터는, 열간 압연 시의 표면 흠집 발생을 억제하기 위해, 결정립의 성장 방향(응고 방향)과 주조 방향에 상당하는 티타늄 슬래브의 길이 방향이 이루는 각을 제어하는 것이 본원 발명을 실시하는 면에서 매우 중요한 것을 나타내고 있다. 또, 도 1에서는 상술한 바와 같이, 숏 블라스트 상태의 표면[초불화수소산에 의한 산 세척 용삭(溶削)을 실시하지 않은 표면]을 관찰하고 있어, 표면 흠집의 발생 상태를 더욱 엄격하게 평가한 것이다.

다음에, 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 응고 조직에 대해서 설명한다.

도 2는, 본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 주조 방향에 평행한 단면에 있어서의 응고 조직과 그 응고 방향 및 주조 방향과 평행한 방향이 이루는 각도(이후, θ)를 나타낸다. 이 θ는, 도 1에서 설명한 상기 ø에 상당하는 것이다.

도 2에 도시하는 티타늄 슬래브의 품종은 공업용 순티타늄의 JIS2종(JIS　H 4600)의 경우이며, 하기의 요령으로 얻은 슬래브 단면의 매크로 조직에 의해, 응고 방향(결정립 성장 방향)을 이해하기 쉽게 하기 위해 결정립을 트레이스한 것이다.

또한, 도 3은 본원 발명으로부터 벗어나는 예(비교)로서, 티타늄 슬래브의 주조 방향에 평행한 단면에 있어서의 응고 조직과 그 응고 방향 및 주조 방향과 평행한 방향이 이루는 각도 θ를 도시한다. 도 3에 표시되어 있는 응고 조직은, 슬래브 단면의 매크로 조직에 의해, 응고 방향(결정립 성장 방향)을 이해하기 쉽게 하기 위해 결정립을 트레이스한 것이다.

도 4는, 응고 조직을 관찰하는 단면을 도시하는 사시도이다. 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브로부터, 주조 방향인 슬래브 인발 방향과 평행한 슬래브 길이 방향의 단면(도 4의 사선으로 나타낸 사각인 면)을 잘라내고, 연마한 후, 에칭함으로써, 매크로적으로 응고 조직(주조 조직)을 관찰하여 상기 θ를 측정할 수 있다.

구체적으로는, 상기 단면에 있어서, 주조 방향과 평행한 슬래브 두께의 1/4 위치(약 60 내지 70㎜ 깊이)의 직선과 교차하는 결정립 중, 50개를 임의로 선정하여, 화상 해석에 의해 주축 각도 θ(본원 발명의 θ에 상당)의 평균값을 구했다.

즉, 하나하나의 결정립에 대응하는 근사 타원(당해 결정립과 면적이 동등한 타원)에 있어서, 당해 근사 타원의 장축 지름 a, 단축 지름 b 및 주축 각도 θ(θ : 슬래브 두께의 1/4 위치의 직선과 당해 근사 타원의 장축 지름이 통과하는 주축이 이루는 각이며, 0 내지 90°내의 값을 취함)를, 최소 제곱법에 의해, 당해 근사 타원과, 대상이 된 결정립의 윤곽과의 거리의 제곱의 합이 최소가 되도록 정했다.

이 결과, 얻어진 도 2와 도 3에 있어서의 응고 조직의 주축 각도 θ의 평균값은, 각각 61°와 22°였다.

도 5에 전자 빔 용해로의 개략을 도시한다. 본원 발명에 관한 티타늄 슬래브(6)는, 주형(4) 내의 냉각 과정에서 생성한 응고 조직을 가지고 있으며, 상기 응고 조직은 티타늄 슬래브(6)의 응고 방향에 대하여 거의 일정한 각도를 이루어 형성되도록, 전자총(1)에 의한 열 공급량이나 그 조사 위치, 주조 속도(인발 속도), 주형(4)의 냉각 능력 등에 의해 제어할 수 있다.

본원 발명의 (1)에 관한 발명은, 도 2의 응고 조직과 같이 상기 응고 방향과 평행한 방향과 주조 방향이 이루는 각 θ를, 45 내지 90°의 범위로 함으로써, 주조 표면의 요철 등의 표면 결함이 억제되고, 또한 열간 압연 후의 표면 흠집이 경감된다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

도 3의 응고 조직과 같이 θ가 45° 미만으로 작을 경우, 슬래브의 인발 방향 즉 슬래브의 길이 방향으로, 더욱 연장되어 있는 형태가 된다. 이러한 응고 조직은 비교적 응고 속도가 작아, 도 5의 용융 풀(5)이 얕은 조건일 때에 발생하기 쉽다.

상기한 슬래브를 열간 압연하면, 압연의 초기 단계에서 표면에 흠집의 기점이 되는 오목부가 발생하고, 그 후의 열간 압연의 진행에 수반하여 표면 흠집으로 변화되어 바람직하지 않다.

이 오목부의 발생 기구는 불명료한 점도 있지만, 슬래브의 표면측(도 3의 상측)으로부터 본 경우, 응고 조직이 길이 방향으로 연장되어 있으므로, 겉보기의 결정립이 커, 상하 방향으로부터의 압하(전단 변형)에 대하여 큰 주름이 발생하기 쉬워지기 때문이라 생각된다. 조대한 결정립에다가, 리징 현상이나 로핑 현상과 같이 결정 방위가 관여한 발생 기구도 생각할 수 있다.

이에 반해, 도 2에 도시한 본 발명의 응고 조직은, θ가 45 내지 90°로, 슬래브 표면에 대하여 보다 수직에 가까운 응고 방향이며, 열간 압연 초기의 오목부 발생이 억제되어, 그 결과, 열간 압연 후의 표면 흠집이 경감된다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

이것은, 슬래브의 표면측(도 2의 상측)으로부터 본 경우, 겉보기의 결정립이 도 3의 경우에 비해 작아지기 때문이라 추측된다. 바람직하게는, 도 1에 도시한 바와 같이 열간 압연 후의 표면 흠집을 매우 경미하게 할 수 있으므로, θ는 70 내지 90°이며, 본원 발명의 (2)에 있어서, 슬래브의 표층에 두께 10㎜ 이상의 θ가 70 내지 90°의 표층 조직이 갖는 것으로 한다.

상기 θ가 70 내지 90°의 표층 조직이라 함은, 도 2에 도시한 슬래브 표면 바로 아래에 있는 (S)의 점들로 나타낸 결정립이 차지하는 층이다. 상기 표층 조직의 결정립 중 임의의 50개의 결정립 표층으로부터의 깊이 평균이, 10㎜ 미만인 경우에는, 표층에 존재하는 층이 얇기 때문에, 표면 흠집의 억제 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다.

상술한 결정 방위의 관여에 관해서 검토하기 위해, 열간 압연 후의 표면 흠집을 매우 경미하게 할 수 있으므로, 전자 빔 용해로를 사용해서 주조된 티타늄 슬래브에 있어서, θ가 70 내지 90°인 슬래브의 표층부와, θ가 상기로부터 벗어나 있는 슬래브의 표층부에 있어서, 조밀 육방정으로 이루어지는 티타늄의 α상의 결정 방위를 X선 라우에법으로 측정하고, 그 결정 방위 분포를 비교했다.

그 결과, θ가 70 내지 90°인 표층부에서는, 슬래브 피열간 압연면측으로부터 본 티타늄 α상(조밀 육방정)의 C축 방향의 기울기(ψ라 약기함)가, 피열간 압연면의 법선 방향으로부터(ND 방향을 0°로 했을 때) 35°이상에서 90°가까운 위치까지 분포하고, ψ가 0 내지 35°미만에는 전혀 분포되지 않은 것이 새롭게 밝혀졌다. 한편, θ가 70°에 충족되지 않을 경우, ψ가 0 내지 35°의 영역에도 분포하게 되어, 결과적으로 ψ가 0 내지 90°내 전체 영역에 분포하게 된다. 또한, θ가 45°에 충족되지 않을 경우에는, ψ가 0 내지 90°내 전체 영역에 의해 치우침 없이 랜덤하게 분포하게 되어, ψ가 35°미만에도 다수 분포되어 있는 것을 알 수 있었다. 즉, ψ가 35°미만인 α상은, 그 C축이 슬래브 피압연면에 대하여 수직에 가까운 결정 방위이며, 이러한 결정 방위가 θ를 70 내지 90°로 함으로써 억제되는 것을 나타내고 있다. 반대로, θ가 70°에 충족되지 않을 경우, 즉, ψ가 35°미만에도 분포하는 것이, 열간 압연 후의 표면 흠집의 발생 요인이 되고 있다고 생각된다.

또한, X선 라우에 측정에는, 상술한 θ를 구할 때에 사용한 매크로 조직 관찰용 시료(주조 방향인 슬래브 인발 방향과 평행한 슬래브 길이 방향 단면을, 잘라냄, 연마, 에칭)를 사용했다. 슬래브의 피열간 압연 표면으로부터 깊이 10㎜ 위치에서, W 타깃 X선 빔(빔 지름 0.5㎜)을, 1 시료에 대해서 40 내지 50점, 각각 결정립 내에 조사하고, 반사법에 의한 X선 라우에법으로 티타늄 α상(조밀 육방정)의 라우에 회절 반점을 측정하고, 그 라우에 회절 반점으로부터 라우에 해석 프로그램(가부시끼가이샤 노르므 고가꾸제「라우에 해석 시스템」Ver.5.1.1 : 미등록 상표)을 사용해서 티타늄 α상(조밀 육방정)의 결정 방위를 구했다. 이렇게 구한 α상의 결정 방위로부터 각 측정점마다의 ψ의 값을 얻었다. 이 ψ는, 슬래브의 피열간 압연면의 법선 방향으로부터(ND 방향을 0°로 했을 때)의 C축 방향의 기울기이므로, 최소 0°, 최대 90°이다.

여기서, 본 발명에 관한 슬래브의 피열간 압연 표면으로부터 깊이 5㎜ 위치에 있어서도, 상술한 깊이 10㎜ 위치와 동일한 ψ의 분포를 나타내는 것을 확인하고 있어, 깊이 10㎜까지는 도 2의 결정립의 트레이스도에 도시한 바와 같이 표층의 1단째의 결정립 내에 있으므로, 피열간 압연 표면으로부터 깊이 10㎜ 이내는 ψ가 35°이상에서 분포하고 있다고 할 수 있다.

이상의 점에서, 본원 발명의 (3)에서는 전자 빔 용해로를 사용해서 주조된 티타늄 슬래브에 있어서, 슬래브의 피열간 압연면측으로부터 본 티타늄 α상인 조밀 육방정의 C축 방향의 기울기 : ψ가, 측정점 모두에서 피열간 압연면의 법선 방향으로부터(ND 방향을 0°로 했을 때) 35 내지 90°의 범위 내의 결정립으로 이루어지는 층이 10㎜ 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

열간 압연 후의 표면 흠집을, 공업적으로 보다 안정되게 억제하기 위해서는, ψ의 범위가 40 내지 90°인 결정립으로 이루어지는 표면층이 바람직하다. ψ의 범위를 40 내지 90°로 하기 위해서는, 적어도 θ가 75 내지 90°가 되는 표층 조직의 두께가 10㎜ 이상이 되도록, 주조 조건을 조정함으로써 달성 가능하다고 생각된다.

전자 빔은, 편광에 의해 빔을 집중할 수 있으므로, 주형과 용융 티타늄 사이의 좁은 영역에서도 열을 공급하기 쉽고, 그로 인해 주조 표면와 응고 조직을 양호하게 제어할 수 있다.

전자 빔 용융로에서 θ를 45 내지 90°로 제어한 경우, 용융 티타늄이 급속하게 응고하여 열 수축에 의해 주형 표면으로부터 티타늄이 비교적 빠른 단계에서 괴리되므로, 주형과 티타늄의 눌러붙음이 억제되어 주조 표면 성상이 개선된다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

한편, 진공 플라즈마 용해(플라즈마 아크)는, 전자 빔 용해의 전자선과 같이 편향할 수 없으므로, 용해로 내의 조사 위치나 열 공급량 밸런스의 조정이 서툴러, 그로 인해 본 발명의 열간 압연용 티타늄 슬래브의 응고 조직을 얻는 것이 곤란하다.

이상은, 주조한 슬래브의 표면을 기계 절삭해서 주조 표면의 요철 등의 표면 결함을 제거한 후, 약 3 내지 6㎜ 두께까지 열간 압연하고, 그 후 숏 블라스트, 초불화수소산으로 산 세척의 탈스케일 공정을 실시하고, 표면 흠집을 육안으로 평가한 결과이다.

본원 발명에 관한 열간 압연용 티타늄 슬래브는, 이 티타늄 슬래브의 두께를 225 내지 290㎜로, 폭 W와 두께 T의 비인 W/T를 2.5 내지 8.0으로 하는 것이 바람직하다. 티타늄 슬래브의 두께가 290㎜를, W/T가 8.0을 초과할 경우, 슬래브의 단면적이 커지므로 압연 부하가 과대해져, 압연 롤에 티타늄이 눌러붙어, 열간 압연 후의 표면 품질을 저하시키는 경우가 있는 동시에, 범용의 열간 압연기의 허용 부하 한계가 초과되어 버리는 경우가 있다. 또한, 응고 속도를 높게 유지하는 것이 쉽지는 않게 되어, θ를 45 내지 90°로 제어하는 것이 곤란한 경우가 있다.

반대로 두께가 225㎜ 미만으로 얇고 W/T가 2.5로 작은 경우, 슬래브의 엣지 근방의 표면(상하면)에서는, 주형의 코너부나 측면으로부터의 발열 영향을 받기 쉬워, 그로 인해 엣지부 표면측의 응고 방향인 θ를 45 내지 90°로 제어하는 것이 곤란한 경우가 있다.

게다가, 두께가 225㎜ 미만으로 얇아지면, 주조 시의 인발 속도를 높인 경우에 응고 쉘로의 부하가 커져, 응고 쉘이 파단하는 등의 문제점이 발생하는 점에서도 바람직하지 않다. 또한, W/T가 2.5 미만이 되면, 열간 압연 초기에 벌징에 의한 폭 확대가 커져 엣지 균열이나 심 흠집으로 발전하는 경우가 있다.

상기 열간 압연용 슬래브를, 전자 빔 용해로에서 용제하는 경우의 생산 효율, 철강 등의 범용의 열간 압연기로 띠 형상 코일로 압연하는 경우의 통재 안정성의, 양면으로부터 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브의 길이 L과 폭 W의 비인 L/W를 5 이상으로, 슬래브의 길이는 5000㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 슬래브의 L/W가 작아 길이가 짧아지면, 티타늄은 밀도가 강의 60%로 경량이므로, 반송 롤러 등으로부터의 반동에 의해 슬래브가 불규칙해지기 쉬워, 그 영향으로 열간 압연 후의 표면에 흠집이 발생해 버리는 경우가 있다.

상기한 바와 같이 슬래브의 길이는 5000㎜ 이상이 바람직하고, 또한 5600㎜ 이상이 더욱 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6000㎜, 또한 7000㎜ 이상이 더욱 바람직한 형태가 된다.

다음에, 상기한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 제조 방법의 바람직한 형태에 대해서 이하에 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본원 발명에 관한 티타늄 슬래브를 제조하기 위한 용해 원료는, 하스(3)에 투입되는 동시에, 하스의 상방에 배치된 전자총(1)으로부터 조사되는 전자 빔(2)을 받아 용해되어, 하스(3) 내에 보유 지지되어 있는 용탕과 합체해서 하스(3)의 하류에 배치된 주형(4)의 내부에 주입된다.

주형(4)의 내부에 주입된 용탕(9)은, 주형(4)의 내부에 형성되어 있는 티타늄 용융 풀(5)과 합체하는 동시에, 상기 티타늄 용융 풀(5)의 저부는 티타늄 슬래브(6)의 인발 속도에 따라서 하부로 인발되어 차례로 응고되어 티타늄 슬래브가 용제된다. 티타늄 슬래브는 인발 샤프트(8)의 정상부에 설치된 받침대(7)에 의해 지지되면서 인발된다. 또한, 이 인발 방향이 주조 방향이 된다.

소정의 길이까지 용제된 티타늄 슬래브(6)는, 전자 빔 용해로로부터 대기 중으로 취출된다. 전자 빔 용해로 내는, 소정의 진공도로 유지되고 있어, 용융 티타늄이나 용제 후의 고온인 슬래브가 대부분 산화되지 않는 감압 분위기에 있다. 그 후, 필요에 따라서, 슬래브의 표면이나 측면을 절삭 등으로 손질하여, 열간 압연용의 티타늄 슬래브가 되어, 열간 압연 공정에 제공된다.

본원 발명에 있어서는, 전자 빔 용해로에서 용제되는 상기한 열간 압연용의 티타늄 슬래브는, 직사각형 주형을 사용하는 동시에 상기 주형으로부터 빼내는 티타늄 슬래브의 인발 속도를 1㎝/분 이상으로 한다.

상기 티타늄 슬래브의 인발 속도가 1.0㎝/분 미만인 경우에는, 주조 속도가 느려지므로 티타늄 풀(5)이 얕아져, 주형과 티타늄 풀 사이의 열류의 영향에 의해 θ를 45 내지 90°로 제어하는 것이 곤란해진다. 또한, 티타늄 풀(5)의 상방부 주형(4)의 벽면에 티타늄 풀(5)로부터 증발해서 형성된 석출물이 부착 형성되는 경우가 있다.

또한, 인발 속도가 1.0㎝/분 미만으로 늦어지면, 주조에 장시간을 필요로 하므로 상기 부착물은 성장해서 커져, 티타늄 풀(5)과 주형(4)과의 벽면 사이로 낙하되는 동시에, 상기 티타늄 풀(5)이 응고해서 형성되는 티타늄 슬래브(6)의 표면으로 말려들어, 그 결과 용제된 티타늄 슬래브(6)의 주조 표면이 악화되는 경우가 있어, 바람직하지 않다. 1.5㎝/분 이상의 인발 속도가, 주조 조직과 주조 표면이 적합한 상태를 안정되게 얻을 수 있으므로, 더욱 바람직한 범위이다.

주조 조직의 제어와 양호한 주조 표면을 얻는 관점에서는, 인발 속도의 상한을 규정할 근거는 없지만, 상기 티타늄 슬래브(6)의 인발 속도가 10㎝/분을 초과하면, 티타늄 풀(6)이 완전히 응고되지 않는 상태에서 주형(4)으로부터 하방으로 인발됨으로써, 미응고의 용탕이 브레이크아웃하는 경우가 있어, 바람직하지 않다.

한편, 철강의 경우는, 슬래브의 주조 속도는 약 100 내지 300㎝/분이며, 본 발명의 티타늄의 경우에 비해 빠르지만, 티타늄의 경우는 용해 시나 응고 직후의 산화를 억제하기 위해 비산화 분위기로 제어할 필요가 있어, 구조상, 주조 속도(인발 속도)가 제약되는 면이 강하다.

따라서, 본원 발명에 있어서는, 주형(4)으로부터 인발되는 티타늄 슬래브의 인발 속도는 1.5 내지 10㎝/분의 범위가, 더욱 바람직하다.

상기와 같은 조건으로 제조된 티타늄 슬래브의 주조 표면은 매우 양호하므로, 열간 압연 공정에 앞서 행해지는 절삭 등의 표면 손질을 현저하게 경감할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다. 또한, 주조 표면 성상에 따라서는 표면 손질을 불필요하게 하는 것도 가능하다. 그 결과, 슬래브의 표면 손질에 의한 수율의 저하도 효과적으로 억제할 수 있다.

본원 발명에 있어서는, 상기한 형태로 용제된 티타늄 슬래브는, 열간 압연 시의 표면 흠집 발생이 현저하게 억제되고 있고, 또한 범용의 열간 압연기로 보내주기 위한 적합한 형상으로 형성되어 있으므로, 종래와 같은 잉곳을 열간 압연에 적합한 슬래브에 브레이크다운하는 공정이나 그 후의 교정 공정을 생략할 수 있다.

따라서, 상기한 방법으로 용제된 티타늄 슬래브는, 상기한 바와 같은 전처리 공정을 거치는 일 없이, 철강 등으로 사용되고 있는 범용의 열간 압연기에 브레이크다운 공정 등을 거치지 않고 직접 보낼 수 있다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

또한, 상기 열간 압연에 앞서, 전자 빔 용해로에서 용제된 티타늄 슬래브는, 열간 압연을 위해 가열된다. 그 가열 온도는 변형 저항을 줄이기 위해, 800℃ 내지 950℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 슬래브 가열 시에 발생하는 스케일을 억제하기 위해, 가열 온도는 β 변태점 미만이 바람직하다. 또, 본원 발명에 관한 티타늄 슬래브를 상기한 바와 같은 열간 압연에 의해, 약 2 내지 10㎜ 띠 형상 코일을 효율적으로 제조할 수 있다.

이와 같이, 본원 발명에 따라서 제조된 티타늄 슬래브는, 열간 압연에 적절하게 제공될 뿐만 아니라, 열간 압연되어서 제조된 티타늄판은, 표면 흠집이 현저하게 억제되고 있어, 그 후, 냉간 압연을 실시해도 건전한 박판을 제조할 수 있다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

<제1 실시예>

이하의 실시예를 이용하여, 더욱 상세하게 본 발명을 설명한다.

1. 용해 원료 ; 스폰지 티타늄

2. 용해 장치 ; 전자 빔 용해로

1) 전자 빔 출력

하스측 ; 최대 1000kW

주형측; 최대 400kW

2) 각형 단면의 주형

단면 사이즈 ; 두께 270㎜ × 폭 1100㎜

구성 ; 수냉된 동판

3) 인발 속도

0.2 내지 11.0㎝/분

4) 기타

주조 표면 및 응고 조직을 적절하게 제어하기 위해, 주형 주변부에의 전자 빔의 조사 위치(스캔 패턴)를 조정했다.

상기한 장치 구성 및 원료를 사용하여, 5600, 6000, 7000, 8000 및 9000㎜의 다양한 길이의 공업용 순티타늄 JIS2종의 슬래브를 용제했다. 이 용제한 티타늄 슬래브는, 표면을 절삭 손질하여, 주조 표면의 요철 등의 표면 결함을 제거했다. 그 후, 단면 조직(응고 조직)으로부터, 상기 방법으로 θ를 측정했다.

일부는, 절삭 손질량을 변화시켜, θ가 70 내지 90°의 표층 조직의 두께를 조정했다. 이들의 티타늄 슬래브를 철강의 열간 압연 설비를 사용하여, 두께 5㎜ 전후의 띠 형상 코일로 열간 압연했다. 이 띠 형상 코일은, 숏 블라스트 및 초불화수소산으로 산 세척한 후, 표면 흠집을 육안으로 관찰해 코일의 길이 1m 단위로 합격 여부를 판정하여, 표면 흠집 발생 상황으로서의 합격률을 구했다.

표면 흠집 발생 상황(합격률)은, 숏 블라스트 및 초불화수소산으로 산 세척한 후의 코일을 길이 1m 단위 구분으로 표면 흠집의 유무를 확인해서 구했다. 표면 흠집이 존재하지 않는 구분을 합격으로 하고, 합격률은 표면 흠집이 없는 합격 구수분/총 구분수 × 100(%)로 했다. 합격률이 90% 미만인 경우를 불합격(×), 90% 이상 95% 미만인 경우를 양호(○), 95% 이상인 경우를 매우 양호(◎)로 했다.

표 1에는, 길이가 8000㎜인 슬래브이며 품종이 공업용 순티타늄 JIS2종의 경우에 대해서, 주조 슬래브의 주조 표면 성상, 길이 방향 단면의 응고 조직(두께 4분의 1 위치의 θ, θ가 70 내지 90°인 표층 조직의 두께), 열간 압연한 띠 형상 코일의 표면 흠집 발생 상황을 나타낸다.

인발 속도가 1.0 내지 5.0㎝/분이었던 제1 내지 제10 본 발명예는, 용제된 티타늄 슬래브의 주조 표면이 양호하고, 스플래시(splash) 흔적 등의 부착은 관찰되지 않았다. 한편, 상기 하한인 1㎝/분 미만의 인발 속도인 제1 비교예, 제2 비교예는, 용제된 티타늄 슬래브의 표면에는, 티타늄 풀(5)로부터 비산되어 형성된 스플래시 흔적 등의 부착물이 관찰되었다. 인발 속도를 가장 높은 11㎝/분으로 설정한 제3 비교예의 경우, 주형(4)으로부터 빼낸 티타늄 슬래브(6)의 표면 온도가 이상한 고온을 나타내었기 때문에, 용해를 중단했다.

슬래브의 길이 방향 단면의 응고 조직은, 인발 속도가 1.0 내지 5.0㎝/분이었던 제1 내지 제10 본 발명예에서는 두께의 1/4 위치의 θ가 47 내지 79°로 45°이상이며, 열간 압연 후의 표면 흠집의 합격률이 91% 이상으로 표면 흠집이 억제되었다. 또한, θ가 70 내지 90°의 표층 조직의 두께가 10㎜ 이상인 제3 본 발명예와 제6 내지 제10 본 발명예는, 열간 압연 후의 표면 흠집의 합격률이 97% 이상으로 고위로 안정되어 있었다.

또한, 인발 속도 1.2㎝/분인 제2 본 발명예와 제3 본 발명예, 1.5㎝/분인 제4 내지 제7 본 발명예는, 용제한 슬래브 표면의 절삭량을 바꿈으로써, θ가 70 내지 90°의 표층 조직의 두께를 조정한 것이다.

한편, 인발 속도가 0.2와 0.5㎝/분인 제1 비교예와 제2 비교예는, 두께의 1/4 위치의 θ가, 각각 22°과 31°이며, 모두 45°미만으로 작아, 그로 인해 열간 압연 후의 표면 흠집의 합격률이 70% 미만으로 매우 낮아, 조대한 흠집이 관찰되었다.

다음에, 표 2에, 공업용 순티타늄 JIS1종, 티타늄 합금인 Ti-1% Fe-0.36% O(%는 질량%)와 Ti-3% Al-2.5% V(%는 질량%)의 예를 마찬가지로 나타낸다. 상기한 용제 조건에 있어서, 용해 원료를 목표로 하는 품종 성분이 되도록 배합했다. 품종이, 공업용 순티타늄 JIS1종, Ti-1% Fe-0.36% O, Ti-3% Al-2.5% V의 경우도, 표 1의 공업용 순티타늄 JIS2종과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

인발 속도가 1.0 내지 4.0㎝/분이었던 제11 내지 제17 본 발명예는, 용제된 티타늄 슬래브의 주조 표면이 양호하고, 스플래시 흔적 등의 부착은 관찰되지 않았다. 다른 품종이라도, 소정의 인발 속도에 있어서 양호한 주조 표면을 얻을 수 있게 되었다. 한편, 상기 하한인 1㎝/분 미만의 인발 속도인 제4 내지 제6 비교예는, 용제된 티타늄 슬래브의 표면에는, 티타늄 풀(5)로부터 비산하여 형성된 스플래시 흔적 등의 부착물이 관찰되었다.

슬래브의 길이 방향 단면의 응고 조직은, 인발 속도가 1.0 내지 4.0㎝/분이었던 제11 내지 제17 본 발명예에서는 두께 1/4의 θ가 46°내지 74°로 모두 45°이상이며, 열간 압연 후의 표면 흠집의 합격률이 92% 이상으로 표면 흠집이 억제되었다. 또한, θ가 70°내지 90°의 표층 조직의 두께가 10㎜ 이상인 제12 내지 제17 본 발명예는, 열간 압연 후의 표면 흠집의 합격률이 97% 이상으로 고위로 안정되고 있었다.

한편, 인발 속도가 0.5㎝/분으로 느린 제4 내지 제6 비교예는, 두께 1/4 위치의 θ가 약 30°와 45°미만으로 작기 때문에, 표면 흠집의 합격률이 75% 미만으로 매우 낮아, 조대한 흠집이 관찰되었다.

또한, 제1 내지 제10 본 발명예, 제11 내지 제17 본 발명예는, 열간 압연한 띠 형상 코일의 엣지에서는 매우 미세한 균열이 있거나, 대부분 균열이 없는 상태이며, 그 후, 0.5㎜ 전후의 두께까지 냉간 압연해도, 엣지 균열은 전혀 문제가 되지 않았다.

이와 같이, 본원 발명에 따라 실시된 제1 내지 제17 본 발명예에 있어서는, 주조 표면이 우수한 티타늄 슬래브 및 열간 압연 시의 표면 흠집이 억제된 티타늄판을, 효과적으로 제조할 수 있는 것이 확인되었다.

다음에, 슬래브 표면으로부터 깊이 10㎜ 위치를, 1 시료에 대해 약 40점, X선 라우에법에 의해 티타늄 α상(조밀 육방정)의 결정 방위를 상술한 방법으로 구했다. 표 3에, 이들의 결정 방위로부터, 슬래브 피압연면측에서 본 티타늄 α상(조밀 육방정)의 C축 방향의 기울기를 피압연면의 법선 방향으로부터(ND 방향을 0°로 했을 때)의 각도 : ψ로서, 그 분포 범위를 나타낸다.

열간 압연 후의 표면 흠집의 합격률이 97% 이상으로 고위로 안정되어 있던 제3 본 발명예, 제6 내지 제10 본 발명예, 제12 내지 제17 본 발명예는, 표 3에 나타낸 바와 같이 ψ가 35 내지 90°의 범위에 있다.

한편, 표면 흠집 발생 상황이「○(합격률 90% 이상 95% 미만)」인 제2, 4, 11 본 발명예나「×(합격률 90% 미만)」인 제1, 2, 4, 5, 6 비교예에서는 ψ가 4°내지 21°로 35°미만의 범위에도 분포하고 있다. 또한, 제1, 2, 4, 5, 6 비교예 쪽이, ψ가 4°내지 7°이상으로, 보다 작은 범위까지 분포하고 있는 것을 알 수 있다.

본 발명은, 전자 빔 용해로를 사용해서 용제되는 티타늄 슬래브 및 이 슬래브를 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것이며, 본 발명에 따르면, 띠 형상 코일이나 판에 열간 압연되는 티타늄 슬래브, 특히 전자 빔 용해로로 용제, 주조된 티타늄 슬래브이며, 주조 슬래브에 분괴 압연 등의 브레이크다운 공정이나 또한 교정 공정을 행하지 않고, 띠 형상 코일을 생산하는 철강 등의 범용의 열간 압연기에 그대로 반송하여, 열간 압연해서 띠 형상 코일이나 판을 제조할 수 있는 슬래브를 효율적으로 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 슬래브에 따르면, 띠 형상 코일이나 판의 표면 흠집의 발생을 억제할 수 있다. 이로 인해, 에너지나 작업 비용을 대폭으로 줄여, 띠 형상 코일이나 판을 효율적으로 얻는 것이 가능해진다.

1 : 전자총
2 : 전자 빔
3 : 하스
4 : 주형
5 : 티타늄 용융 풀
6 : 티타늄 슬래브
7 : 받침대
8 : 인발 샤프트
9 : 용탕

Claims (9)

1. 티타늄의 주조 슬래브이며, 상기 티타늄 슬래브의 단면 조직에 있어서, 주조 방향과 응고 방향이 이루는 각이 45 내지 90°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
2. 제1항에 있어서, 상기 티타늄 슬래브의 표층부에 있어서, 주조 방향과 응고 방향이 이루는 각이 70 내지 90°의 범위에 있는 두께 10㎜ 이상의 표층 조직을 갖는 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
3. 전자 빔 용해로를 사용해서 주조된 티타늄으로 된 슬래브에 있어서, 슬래브의 피열간 압연면측에서 본 티타늄 α상인 조밀 육방정의 C축 방향의 기울기가, 피열간 압연면의 법선 방향으로부터, ND 방향을 0°로 했을 때, 35 내지 90°의 범위에 있는 결정립의 층이 10㎜ 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브의 두께가 225 내지 290㎜, 폭 W와 두께 T의 비인 W/T가, 2.5 내지 8.0인 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브의 길이 L과 폭 W의 비인 L/W가 5 이상이고, L이 5000㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브가, 공업용 순티타늄으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열간 압연용 티타늄 슬래브가, 전자 빔 용해로를 사용해서 주조된 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브.
8. 전자 빔 용해로를 사용한 열간 압연용 티타늄 슬래브의 용제 방법이며, 상기 티타늄 슬래브의 인발 속도가, 1.0㎝/분 이상의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 열간 압연용 티타늄 슬래브의 용제 방법.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 열간 압연용 티타늄 슬래브를, 열간 압연기로 보내어 띠 형상 코일로 열간 압연하는 것을 특징으로 하는, 열간 압연용 티타늄 슬래브의 압연 방법.

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