KR20130087618A - High-carbon steel wire having excellent drawability and fatigue properties after drawing - Google Patents

High-carbon steel wire having excellent drawability and fatigue properties after drawing Download PDF

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Abstract

선재 압연 후의 개재물을 미세화한, 엄격한 용도에서도 신선시의 단선율이 매우 낮고, 신선 후의 피로 특성도 우수한 고기능의 고탄소 선재로서, 소정의 성분 조성을 가지고 선재 L 방향 단면에 보이는 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물(이하 「사이즈 대상 개재물」이라 한다) 중에서, (%SiO2)=40 내지 95%, (%CaO)=0.5 내지 30%, (%Al2O3)=0.5 내지 30%, (%MgO)=0.5 내지 20%, (%MnO)=0.5 내지 10%를 만족하고, 또한 (%Na)=0.2 내지 7%, (%F)=0.17 내지 8%를 만족하는 개재물(이하 「조성 대상 개재물」이라 한다)의 개수 비율, 조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100이 80% 이상인 것을 특징으로 한다.High-performance, high-carbon wire rod with very low disconnection rate during drawing and excellent fatigue characteristics after drawing, even in stringent applications in which the inclusions after wire rolling are fine. (% SiO 2 ) = 40 to 95%, (% CaO) = 0.5 to 30%, (% Al in an oxide-based nonmetallic inclusion (hereinafter referred to as a "size target inclusion") having a diameter of 1 µm or more and a circle equivalent diameter of 1 µm or more. 2 O 3 ) = 0.5 to 30%, (% MgO) = 0.5 to 20%, (% MnO) = 0.5 to 10%, and (% Na) = 0.2 to 7%, (% F) = 0.17 The ratio of the number of inclusions (hereinafter referred to as "composition target inclusion") satisfying the to 8% and the number of inclusion inclusions / size of the target inclusions x100 is 80% or more.

Description

신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재{HIGH-CARBON STEEL WIRE HAVING EXCELLENT DRAWABILITY AND FATIGUE PROPERTIES AFTER DRAWING}HIGH-CARBON STEEL WIRE HAVING EXCELLENT DRAWABILITY AND FATIGUE PROPERTIES AFTER DRAWING}

본 발명은 신선을 실시하는 선재에 있어서, 신선성 및 신선 후의 내피로성이 우수한 고탄소강 선재나 밸브 스프링용 선재에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high carbon steel wire rod and a valve spring wire rod excellent in drawing property and fatigue resistance after drawing.

본 발명의 선재는 신선 후, 예를 들어, 자동차 타이어용 스틸 코드, 태양전지나 반도체용 실리콘 절단용 소 와이어, 자동차 엔진 밸브 스프링, 긴 고무벨트, 항공기용 각종 와이어, 교량용 로프 등에 사용된다. After wire drawing, the wire rod of the present invention is used, for example, steel cords for automobile tires, small wires for cutting silicon for solar cells or semiconductors, automotive engine valve springs, long rubber belts, various wires for aircrafts, bridge ropes, and the like.

일반적으로, 신선용으로 제공되는 고탄소강 선재는 고속 신선이 가능하며, 또한, 신선 후의 내피로성이 우수할 필요가 있다. 이 특성들에 악영향을 미치는 인자의 하나로서 경질의 산화물계 비금속 개재물을 들 수 있다. ·In general, the high carbon steel wire rod provided for drawing is capable of high speed drawing and needs to be excellent in fatigue resistance after drawing. One of the factors adversely affecting these properties is a hard oxide-based nonmetallic inclusion. ·

산화물계 개재물 중에서도, Al2O3, SiO2, CaO, TiO2, MgO 등의 단조성(單組成)의 개재물, 또는 2원계의 MgO·Al2O3나 2MgO·Al2O3는 경도가 높고, 비점성이다. 따라서, 신선성이 우수한 고탄소강 선재를 제조하려면, 용강의 청정도를 높이는 동시에 산화물계 개재물을 연질화할 필요가 있다. Among the oxide inclusions, monolayer inclusions such as Al 2 O 3 , SiO 2 , CaO, TiO 2 , MgO, or binary MgO · Al 2 O 3 or 2MgO · Al 2 O 3 have a high hardness. High and inviscid. Therefore, in order to manufacture high carbon steel wire rods excellent in freshness, it is necessary to increase the cleanliness of molten steel and to soften oxide inclusions.

이와 같이, 강의 청정도를 높여서 비금속 개재물의 연질화를 도모하는 방법으로서 특허 문헌 1에는 신선성이 양호한 고탄소강용 강의 제조 방법이 개시되어 있다. 특허 문헌 2에는 극세선의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 기술들의 기본 사상은 Al2O3-SiO2-MnO의 삼원계의 산화물계 비금속 개재물에 한정되어 있다.As described above, Patent Document 1 discloses a method for producing high carbon steel having good freshness as a method of increasing the cleanliness of steel and softening the nonmetallic inclusions. In patent document 2, the manufacturing method of a micro fine wire is disclosed. The basic idea of these techniques is limited to ternary oxide-based nonmetallic inclusions of Al 2 O 3 -SiO 2 -MnO.

특허 문헌 3에서는 비금속 개재물을 Al2O3, SiO2, MnO의 삼원계 상태도에 있어서의 스페사타이트 영역으로 함으로써, 제품의 신선성을 개선하는 것이 제안되어 있다. 특허 문헌 4에서는 용강 중에 첨가하는 Al량을 규제함으로써 유해 개재물을 감소시키고, 신선성을 개선하는 방법이 개시되어 있다. In Patent Document 3, by the Spanish company tight area in the non-metallic inclusions in the ternary phase diagram of Al 2 O 3, SiO 2, MnO, has been proposed to improve the freshness of the product. Patent Document 4 discloses a method of reducing harmful inclusions and improving freshness by regulating the amount of Al added in molten steel.

특허 문헌 5에서는 비점성 개재물 지수 20 이하의 스틸 코드 제조에 관한 것으로, Al 완전 규제 하에서, 레이들 용강 내에, 캐리어 가스(비활성 가스)와 함께, CaO 함유 플럭스를 불어넣어 예비 탈산한 후, Ca, Mg, REM의 1종, 또는 2종 이상을 함유하는 합금을 불어넣어, 개재물을 연질화하는 것이 제안되어 있다. Patent Document 5 relates to the production of steel cords having a non-viscosity inclusion index of 20 or less. After Al deregulation, CaO-containing flux is blown into the ladle molten steel together with a carrier gas (inert gas), followed by Ca, It is proposed to soften the inclusions by blowing an alloy containing one or two or more of Mg and REM.

상기 방법 중에서, 삼원계 비금속 개재물을 개질하는 방법은 안정적인 조성 제어가 곤란하다. 한편, 다원계 비금속 개재물을 제어하는 방법은 개재물의 크기와 개수의 저감, 및 연성의 확보를 달성하기 어렵다. 따라서, 신선성 및 신선 후의 내피로성의 향상은 곤란하다. Among the above methods, the method of modifying ternary nonmetallic inclusions is difficult to control stable composition. On the other hand, the method of controlling a multi-type nonmetallic inclusion is difficult to achieve the reduction of the size and number of inclusions, and to secure ductility. Therefore, improvement of freshness and fatigue resistance after drawing is difficult.

이에 특허 문헌 6에서는 전체 산소 함유량의 범위를 일정 범위로 규정하고, 비점성 개재물의 양 및 조성을 제어하며, 비점성 개재물의 크기와 개수를 저감하고, 또한 연성을 확보함으로써, 비점성 개재물의 양 및 크기의 분포를 바람직한 상태로 하고, 또한, 개재물 조성을 SiO2, MnO에 추가하여 Al2O3, MgO, CaO, TiO2를 선택적으로 함유하는 다원계의 산화물계 개재물로 개질하여 개재물을 연질화하고, 신선성 및 신선 후의 내피로성이 현저하게 우수한 고탄소강 선재를 실현하고 있다. Therefore, Patent Document 6 defines the range of the total oxygen content in a certain range, controls the amount and composition of the non-viscous inclusions, reduces the size and number of the non-viscous inclusions, and ensures the ductility, thereby providing the amount of the non-viscous inclusions and The size distribution is made to be in a preferable state, and the inclusion composition is added to SiO 2 and MnO to be modified to a poly-based oxide inclusion that selectively contains Al 2 O 3 , MgO, CaO, and TiO 2 to soften the inclusions. High carbon steel wire rods with excellent remarkability, drawing property and fatigue resistance after drawing are realized.

또한, 특허 문헌 7에는 경질의 고SiO2 개재물의 사이즈를 규정하고, 고가의 탈산용 합금의 사용량을 저감하는 방법이 개시되어 있다. In addition, Patent Document 7 discloses a method of defining the size of hard high SiO 2 inclusions and reducing the amount of expensive deoxidation alloy used.

또한, 비금속 개재물을 더 저융점에서 연신하기 쉬운 것으로 제어하기 위하여, 알칼리 금속 화합물을 활용하는 방법이 몇가지 제안되어 있다. 특허 문헌 8에서는 Si계 탈산제와 알칼리금속 화합물의 혼합물을 사용함으로써 비금속 개재물 중의 알칼리 금속 화합물량을 4 내지 24%로 제어하고, 연신성을 향상하는 방법이 제안되어 있다. In addition, in order to control nonmetallic inclusions to be easier to draw at a lower melting point, some methods of utilizing alkali metal compounds have been proposed. In patent document 8, the method of controlling the amount of alkali metal compounds in a nonmetallic inclusion to 4 to 24% by using the mixture of a Si type | system | group deoxidizer and an alkali metal compound is proposed, and extending | stretching is proposed.

또한, 특허 문헌 9에서는 Al2O3-CaO-SiO2 -MgO-MnO계 저융점 개재물에 알칼리 금속의 산화물을 0.5 내지 10% 함유하는 것을 특징으로 하는 피로 강도가 우수한 Si 탈산강이 제안되어 있다. Further, Patent Document 9, the Al 2 O 3 -CaO-SiO 2 - there is a MgO-MnO based excellent fatigue strength, characterized in that it contains 0.5 to 10% of an oxide of an alkali metal in the low melting point inclusions Si deoxidized steel is proposed .

또한, 특허 문헌 10, 11에서는 저융점 개재물에 LiO2, Na2O, K2O의 1종 이상을, 이들 LiO2, Na2O, K2O의 합계량으로 0.5 내지 20% 함유하는 것을 특징으로 하는 피로 특성이 우수한 고세정 스프링용 강선이 개시되어 있다. 이 중에서, LiO2, Na2O, K2O는 등가가 아니고, 특히 탈산력이 강한 Li를 산화물계 개재물 생성 기원으로서 적극 첨가함으로써, 산화물계 개재물 내에 적당량의 LiO2를 함유시키면 효과가 높아지는 것이 기재되어 있다. Further, Patent Documents 10 and 11 contain 0.5 to 20% of the LiO 2 , Na 2 O, and K 2 O in the low melting point inclusion in the total amount of these LiO 2 , Na 2 O, and K 2 O. A high-cleaning spring steel wire having excellent fatigue characteristics is disclosed. Among them, LiO 2 , Na 2 O, and K 2 O are not equivalent, and particularly, by adding Li, which has strong deoxidizing power, as an origin of the generation of oxide inclusions, the effect is increased when an appropriate amount of LiO 2 is contained in the oxide inclusions. It is described.

특허 문헌 1: 일본 공고 특허 공보 소57-22969호Patent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 57-22969 특허 문헌 2: 일본 공개 특허 공보 소55-24961호Patent Document 2: Japanese Laid-Open Patent Publication No. 55-24961 특허 문헌 3: 일본 공고 특허 공보 소54-7252호Patent Document 3: Japanese Patent Application Publication No. 54-7252 특허 문헌 4: 일본 공개 특허 공보 소50-81907호Patent Document 4: Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-81907 특허 문헌 5: 일본 공고 특허 공보 소57-35243호Patent Document 5: Japanese Patent Application Publication No. 57-35243 특허 문헌 6: 일본 공고 특허 공보 평4-8499호Patent Document 6: Japanese Patent Application Publication No. Hei 4-8499 특허 문헌 7: 일본 특허 공보 제3294245호Patent Document 7: Japanese Patent Publication No. 3294245 특허 문헌 8: 일본 특허 공보 제2654099호Patent Document 8: Japanese Patent Publication No. 2654099 특허 문헌 9: 일본 특허 공보 제3719131호Patent Document 9: Japanese Patent Publication No. 3719131 특허 문헌 10: 일본 공개 특허 공보 제2005-29888호Patent Document 10: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-29888 특허 문헌 11: 일본 특허 공보 제4315825호Patent Document 11: Japanese Patent Publication No. 4315825

비특허 문헌 1: 일본철강협회 편찬「제3판 철강 편람 II 제철·제강」제690페이지Non-Patent Document 1: Edited by the Japan Steel Association, Page 3 690

전술한 바와 같이, 용강의 청정도 확보, 비금속 개재물의 연질화, Al 혼입 방지 등에 의하여, 높은 신선능을 가진 고탄소강 선재가 공급되어 왔다. As described above, high carbon steel wire rods having high freshness have been supplied by securing cleanliness of molten steel, soft-nitridation of nonmetallic inclusions, and prevention of Al mixing.

그런데, 근래에는 선재의 신선 공정에 있어서 1차 신선 후의 패턴팅 생략에 의한 생산성 향상이 지향된 것, 및 자동차 타이어용의 스틸 코드보다 세선의 소 와이어의 시장이 확대됨으로써, 단선의 원인이 되는 선재 중의 개재물 사이즈가 종래 (20㎛ 이상)보다 한층 작아져서, 종래의 개재물 연질화 기술만으로는 개재물이 충분히 연신되지 않아서 대응이 곤란하였다. By the way, in recent years, the wire rod which becomes a cause of disconnection by the expansion of the market of the small wire of thin wire rather than the steel cord for a car tire being aimed at the productivity improvement by the omission of the patterning after primary drawing in the wire drawing process of a wire rod. The inclusion size in the layer was much smaller than the conventional (20 µm or more), and the inclusion was not sufficiently stretched only by the conventional inclusion soft-nitriding technique, which made it difficult to cope.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정을 감안한 것으로, 산화물계 비금속 개재물의 다원계 제어 기술을 기초로 하고, 산화물 이외의 화합물도 활용함으로써, 비금속 개재물의 융점 및 점성의 특별한 저하를 초래하고, 선재 압연 후의 개재물을 미세화함으로써, 엄격한 용도에도 대응 가능한, 신선시의 단선율이 매우 낮고, 신선 후의 피로 특성도 우수한, 고기능의 고탄소 선재의 공급을 과제로 한다. In view of the above circumstances, the present invention is based on a multi-system control technique of an oxide-based nonmetallic inclusion, and also utilizes compounds other than oxides, thereby causing a special decrease in melting point and viscosity of the nonmetallic inclusion, By miniaturizing the inclusions, it is a problem to supply a high-performance high carbon wire rod having a very low disconnection rate during drawing and excellent in fatigue characteristics after drawing.

본 발명자들은 비금속 개재물의 조성과 융점이나 점성의 관계에 대하여 상세한 조사를 실시하였다. 그 결과, 다원계 개재물에 Na 등의 알칼리 금속과 미량의 불소를 공존시킴으로써, 한층 더 개재물의 융점 및 점성을 저하시킬 수 있고 또한, 결정상의 생성을 억제할 수 있으며, 그 결과 선재 압연 후의 개재물을 미세화할 수 있는 것을 밝혀내었다.The inventors conducted detailed investigations on the relationship between the composition of the nonmetallic inclusions and the melting point and viscosity. As a result, by coexisting alkali metals such as Na and trace amounts of fluorine in the multi-component inclusions, the melting point and viscosity of the inclusions can be further reduced, and the formation of crystal phases can be suppressed. It was found that it could be refined.

또한, 본 발명자들은 NaF 분자에는 비금속 개재물의 결정상의 생성을 늦추는 효과도 있는 것을 밝혀내었다. In addition, the inventors have found that NaF molecules also have an effect of slowing down the formation of a crystalline phase of a nonmetallic inclusion.

본 발명은 상기의 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다. The present invention has been made based on the above findings, and its main points are as follows.

(1) 질량%로, C: 0.5 내지 1.2%, Si: 0.15 내지 2.5%, Mn: 0.20 내지 0.9%, P: 0.025% 이하, S: 0.004 내지 0.025%, Al: 0.000005 내지 0.002%, Ca: 0.00001 내지 0.002%, Mg: 0.00001 내지 0.001%, Na: 0.000005 내지 0.001%, F: 0.000003 내지 0.001%를 함유하고, 전체 산소량이 16 내지 30 ppm이며, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 고탄소강 선재며, 선재 L 방향 단면에 보이는 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름(면 환산 지름)이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물(이하 「사이즈 대상 개재물」이라 한다) 중에서, (%SiO2)=40 내지 95%, (%CaO)=0.5 내지 30%, (%Al2O3)=0.5 내지 30%, (%MgO)=0.5 내지 20%, (%MnO)=0.5 내지 10%를 만족하고, 또한 (%Na)=0.2 내지 7%, (%F)=0.17 내지 8%를 만족하는 개재물(이하 「조성 대상 개재물」이라 한다)의 개수 비율, 조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재. (1) In mass%, C: 0.5 to 1.2%, Si: 0.15 to 2.5%, Mn: 0.20 to 0.9%, P: 0.025% or less, S: 0.004 to 0.025%, Al: 0.000005 to 0.002%, Ca: It is a high carbon steel wire rod containing 0.00001 to 0.002%, Mg: 0.00001 to 0.001%, Na: 0.000005 to 0.001%, F: 0.000003 to 0.001%, total oxygen content of 16 to 30 ppm, and the balance of Fe and unavoidable impurities. (% SiO 2 ) in oxide-based nonmetallic inclusions (hereinafter referred to as "size target inclusions") having a short diameter of 0.5 µm or more, a long diameter of 1.0 µm or more, and a circle equivalent diameter (surface conversion diameter) of 1 µm or more, as seen in the cross section of the wire rod L direction. = 40 to 95%, (% CaO) = 0.5 to 30%, (% Al 2 O 3 ) = 0.5 to 30%, (% MgO) = 0.5 to 20%, (% MnO) = 0.5 to 10% The number ratio of inclusions (hereinafter referred to as "composition target inclusions") satisfying (% Na) = 0.2 to 7% and (% F) = 0.17 to 8%, the number of inclusions to be included / size to be included × 100 is 80% Characterized in that fresh and good fatigue characteristics after fresh high carbon steel wire rod of.

여기에서, (%SiO2), (%CaO), (%Al2O3), (%MgO), (%MnO), (%Na), (%F)는 각각 개재물 중의 SiO2, CaO, Al2O3, MgO, MnO, Na, F의 함유량(질량%)이다. (이하, 동일함)Here, (% SiO 2 ), (% CaO), (% Al 2 O 3 ), (% MgO), (% MnO), (% Na), and (% F) are respectively SiO 2 , CaO, the content of Al 2 O 3, MgO, MnO , Na, F is (% by weight). (Hereafter, same)

(2) 추가로, REM: 0.000005 내지 0.001%를 함유하고, 상기 조성 대상 개재물이, 평균 농도로, 또한 (%T. REM)=0.3 내지 1.0%, (%S)=0.05 내지 0.2%를 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재.  (2) Furthermore, REM: 0.000005 to 0.001%, and the said composition object inclusion satisfies (% T.REM) = 0.3-1.0%, (% S) = 0.05-0.2% at an average concentration. The high carbon steel wire rod excellent in the freshness and fatigue property after drawing of said (1) characterized by the above-mentioned.

여기에서, (%T. REM), (%S)는 각각 개재물 중의 희토류 원소의 합계, S의 함유량 (질량%)이다. (이하, 동일함.)Here, (% T.REM) and (% S) are the total of rare earth elements in inclusions, and content of S (mass%), respectively. (Hereafter, it is the same.)

(3) 추가로, B: 0.0005 내지 0.002%를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재. (3) Furthermore, B: 0.0005 to 0.002%, The high carbon steel wire rod excellent in the freshness and fatigue property of the said (1) or (2) characterized by the above-mentioned.

(4) 추가로, Cr: 0.05 내지 1.0%, Ni: 0.05 내지 1.0%, Cu: 0.05 내지 1.0%, Ti: 0.001 내지 0.25%, Nb: 0.001 내지 0.25%, V: 0.001 내지 0.25%, Mo: 0.05 내지 1.0%, Co: 0.1 내지 2%의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재. (4) Further, Cr: 0.05 to 1.0%, Ni: 0.05 to 1.0%, Cu: 0.05 to 1.0%, Ti: 0.001 to 0.25%, Nb: 0.001 to 0.25%, V: 0.001 to 0.25%, Mo: A high carbon steel wire rod having excellent freshness and fatigue property after drawing according to any one of (1) to (3), which contains one or two or more of 0.05 to 1.0% and Co: 0.1 to 2%.

본 발명에 의하면, 선재 압연 후의 개재물을 미세화할 수 있고, 소 와이어 등의 엄격한 용도에도 대응 가능한, 신선시의 단선율이 매우 낮고, 신선 후의 피로 특성도 우수한 고기능의 고탄소 선재를 얻을 수 있다. Industrial Applicability According to the present invention, a high-performance high carbon wire rod can be obtained in which the inclusions after wire rod rolling can be made fine, and the disconnection rate at the time of drawing is very low, which can cope with stringent applications such as small wire, and also has excellent fatigue characteristics after drawing.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명의 메커니즘의 상세를 설명한다. 또한, 특별히 한정하지 않는 한, 이하에서는,「%」는 「질량%」를 의미하는 것으로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, the detail of the mechanism of this invention is demonstrated. In addition, unless otherwise indicated, "%" shall mean "mass%."

종래의 비금속 개재물의 다원계 제어 기술은 실리케이트 개재물의 융점 및 점성을 저하시키는 기술이다. 이 실리케이트 개재물 중에서는 Na와 F는 매우 친화력이 강하다. 마이크로적인 시점으로 보면, Na 이온과 F 이온은 인접하여 위치하고 있고, NaF 분자로서 실리케이트 개재물의 융점이나 점성에 영향을 미친다. The conventional multi-system control technique of nonmetallic inclusions is a technique of lowering the melting point and viscosity of the silicate inclusions. Of these silicate inclusions, Na and F are very affinity. From a micro point of view, Na ions and F ions are located adjacent to each other and affect the melting point and viscosity of the silicate inclusions as NaF molecules.

NaF 함유 산화물이 1200℃ 이하의 온도에서 용융 개시하는 데 대하여, Na2O 단독 첨가 산화물이나 F(예를 들어 CaF2) 단독 첨가 산화물은 1200℃를 넘는 고온이 아니면 용융 개시하지 않는다. 즉, Na와 F를 공존시킴으로써, 매우 낮은 융점을 실현할 수 있다. Whereas the NaF-containing oxide starts to melt at a temperature of 1200 ° C. or lower, the Na 2 O alone oxide or F (eg CaF 2 ) alone oxide does not start melting unless the temperature is higher than 1200 ° C. That is, by coexisting Na and F, a very low melting point can be realized.

이 1200℃ 이하라는 융점은 연속 주조된 주편의 브레이크다운 공정의 분괴 압연(1150 내지 1300℃)뿐만 아니라, 선재 압연 온도(1000 내지 1200℃)에도 가까운 온도이다. 종래, 개재물의 압연시의 연신은 주로 분괴 압연 공정에서 일어나는 것으로 생각되어왔다. 그러나, 개재물 중에 Na와 F가 공존하는 경우에는 분괴 압연 공정 뿐만 아니라, 선재 압연 공정에 있어서도 개재물은 연신한다. 따라서, Na와 F를 공존시킴으로써, 개재물을 현격하게 미세화하는 것이 가능하다. The melting point of 1200 ° C. or less is a temperature close to the wire rolling temperature (1000 to 1200 ° C.) as well as to the cold rolling (1150 to 1300 ° C.) of the breakdown process of the continuously cast slab. Conventionally, the stretching at the time of rolling of an inclusion has been considered to mainly occur in the lump rolling process. However, when Na and F coexist in an interference | inclusion, an interference | inclusion is extended not only in a pulverization rolling process but a wire rod rolling process. Therefore, by coexisting Na and F, it is possible to refine | miniaturize a inclusion significantly.

비금속 개재물 중에서는 그 조성에 따라서 여러 가지 결정상이 생성되는 포텐셜이 있으나, 실제로 결정상이 생성되고, 그것이 크게 성장하였을 경우에는 단선 등의 기점이 된다. 이에 대하여, NaF 분자를 첨가하면, 융점 저하, 점성 저하의 효과에 추가하여, 결정상의 생성을 현저하게 늦추는 효과가 있다. 그 결과, 단선 등의 기점이 감소하기 때문에 신선시의 단선율이 매우 낮아진다. In the nonmetallic inclusions, there are potentials in which various crystal phases are formed depending on the composition thereof. However, when the crystal phase is actually formed and it grows large, it becomes a starting point such as disconnection. On the other hand, addition of NaF molecule has the effect of remarkably slowing the formation of the crystal phase in addition to the effects of lowering the melting point and lowering the viscosity. As a result, since the starting point of disconnection etc. reduces, the disconnection rate at the time of drawing becomes very low.

또한, Na 및 F의 개재물 연신성에 대한 효과는 개재물 중의 계산 NaF량에 의존하고, 계산 NaF량이 증대하면 연신성은 향상한다. 이 때, 계산 NaF량이란, Na와 F가 몰 비로 1:1로 결합하고 있다고 하였을 때의, 개재물 중의 NaF의 질량%를 말한다. In addition, the effect of Na and F on inclusion elongation depends on the amount of NaF calculated in inclusions, and when the amount of NaF increases, elongation is improved. In this case, the calculated NaF amount refers to the mass% of NaF in inclusions when Na and F are bonded at a molar ratio of 1: 1.

Na와 F의 밸런스가 나쁘고, 과잉의 Na나 F가 존재하는 경우, 개재물 연신성에 대한 효과는 거의 없다. 이 때문에, (%Na)와 (%F)가 몰 비로 1:1, 즉, 질량비로 1:0.83이 되도록 첨가하는 것이 좋다. If the balance between Na and F is bad and excess Na or F is present, there is little effect on inclusion stretchability. For this reason, it is good to add so that (% Na) and (% F) may be 1: 1 by molar ratio, ie, 1: 0.83 by mass ratio.

특허 문헌 8 내지 11에는 Na로 대표되는 알칼리 금속 산화물을 활용하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 어느 문헌에 있어서도, 실리케이트계의 다원계 개재물을 베이스로 하고, Na 및 F를 공존시키는 것에 대한 필요성은 언급하고 있지 않다. 즉, 문헌의 발명과 본 발명은 기술 사상이 다르다. Patent documents 8 to 11 disclose a method of utilizing an alkali metal oxide represented by Na. However, neither document mentions the necessity for coexisting Na and F based on silicate-based multi-element inclusions. That is, the technical idea of this invention and this invention differ.

다음으로, 본 발명에 있어서, 산화물계 개재물을 구성하는 각 산화물의 함유율을 정한 이유 등을 설명한다. Next, in this invention, the reason etc. which determined the content rate of each oxide which comprises an oxide type interference | inclusion are demonstrated.

먼저, 강 중의 전체 산소량의 한정 이유에 대하여 설명한다. 전체 산소량이 30 ppm을 초과하는 선재에서는 비금속 개재물의 양이 많아져서 엄격한 용도에 사용되는 가공재에서는 단선 회피가 충분하지 않으므로 상한을 30 ppm로 하였다. 한편, Al나 Mg 등의 강력한 탈산재를 다량으로 사용하면, 16 ppm 미만의 전체 산소량으로 하는 것은 용이하지만, 본 발명의 선재에 있어서의 비금속 개재물의 조성 제어를 실시하려면, 16 ppm 이상의 전체 산소가 필요하다. 전체 산소량이 16 ppm 미만, 또는 30 ppm 초과가 되면, 다이스 수명이 극단적으로 나빠진다. 전체 산소량의 더 바람직한 범위는 17 내지 25 ppm이다. First, the reason for limitation of the total amount of oxygen in steel is demonstrated. In the wire rod with a total oxygen content of more than 30 ppm, the amount of non-metallic inclusions increased, so that the avoidance of disconnection was not sufficient in the workpiece used for strict applications, so the upper limit was 30 ppm. On the other hand, when a large amount of strong deoxidizer such as Al or Mg is used, it is easy to make the total oxygen amount less than 16 ppm. However, in order to control the composition of the non-metallic inclusions in the wire rod of the present invention, the total oxygen is 16 ppm or more. need. When the total oxygen amount is less than 16 ppm or more than 30 ppm, the die life becomes extremely bad. A more preferable range of the total amount of oxygen is 17 to 25 ppm.

다음으로, 본 발명에 있어서의 비금속 개재물의 조성과 형태의 제어에 대하여 설명한다. Next, control of the composition and form of the nonmetallic inclusion in the present invention will be described.

본 발명의 강 선재는 선재 L 방향(길이 방향) 단면에 보이는 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름(면 환산 지름)이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물(사이즈 대상 개재물) 중에서, (%SiO2)=40 내지 95%, (%CaO)=0.5 내지 30%, (%Al2O3)=0.5 내지 30%, (%MgO)=0.5 내지 20%, (%MnO)=0.5 내지 10%를 만족하고, 또한 (%Na)=0.2 내지 7%, (%F)=0.17 내지 8%를 만족하는 개재물(조성 대상 개재물)이 개수 비율(조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100)로 80% 이상인 것을 특징으로 한다. The steel wire rod of the present invention is an oxide-based nonmetallic inclusion (size target inclusion) having a short diameter of 0.5 μm or more, a long diameter of 1.0 μm or more, and a circle equivalent diameter (surface equivalent diameter) of 1 μm or more, as seen in the cross section of the wire L direction (length direction), ( % SiO 2 ) = 40 to 95%, (% CaO) = 0.5 to 30%, (% Al 2 O 3 ) = 0.5 to 30%, (% MgO) = 0.5 to 20%, (% MnO) = 0.5 to Inclusions (composition to be included) satisfying 10% and satisfying (% Na) = 0.2 to 7% and (% F) = 0.17 to 8% are the number ratio (number of inclusions to be formed / size to be included × 100 80% or more).

선재 L 단면에 있어서, 단경이 0.5㎛ 미만인 개재물은 원래의 사이즈가 작거나, 또는 압연 중에 변형하기 쉬운 개재물이다. 장경이 1.0㎛ 미만, 원 상당 지름이 1.0㎛ 미만인 개재물은 원래의 사이즈가 작은 개재물이다. 이 개재물들은 신선성이나 피로 특성의 악화 원인이 되기 어렵다. In the wire rod L section, inclusions having a short diameter of less than 0.5 µm are inclusions having a small original size or being easily deformed during rolling. Inclusions having a long diameter of less than 1.0 µm and a circle equivalent diameter of less than 1.0 µm are inclusions having a small original size. These inclusions are unlikely to cause deterioration of freshness or fatigue properties.

이에, 본 발명에 있어서는 선재 L 방향 단면에 보이는 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물을 평가 대상의 개재물로 하고 「사이즈 대상 개재물」이라 부르기로 하였다. Accordingly, in the present invention, oxide-based nonmetallic inclusions having a short diameter of 0.5 μm or more, a long diameter of 1.0 μm or more, and a circle equivalent diameter of 1 μm or more, which are seen in the cross section of the wire L direction, are referred to as “size object inclusions”.

다음으로, 조성 대상 개재물에 대하여, 그 조성 범위의 한정 이유에 대하여 설명한다. Next, the reason for limitation of the composition range is demonstrated about a composition object inclusion.

본 발명이 목적으로 하는 비금속 개재물의 연질화와 미세화를 위하여, 먼저 다원계에서의 산화물 조성의 조합이 필요하다. 산화물 조성의 기본은 SiO2-CaO-Al2O3-MgO-MnO의 5원계이며, 거기에 Na와 F를 동시에 함유함으로써 비로소 비금속 개재물의 연질화와 미세화의 효과가 발휘된다. For the soft nitriding and miniaturization of nonmetallic inclusions aimed at by the present invention, a combination of oxide compositions in a plural system is first required. The basis of the oxide composition is a five-membered system of SiO 2 -CaO-Al 2 O 3 -MgO-MnO, and by simultaneously containing Na and F therein, the effects of softening and miniaturization of nonmetallic inclusions are exerted.

SiO2는 실리케이트 개재물의 기간을 이루는 중요한 산화물이다. (%SiO2)가 40% 미만이면 베이스의 다원계 개재물 그 자체가 실리케이트 개재물이 되지 않아, 본 발명의 효과를 발휘할 수 없다. (%SiO2)가 95%를 넘으면, 이미 다원계 개재물은 아니게 되어, 대형 SiO2에 의한 품질의 열화가 발생한다. SiO 2 is an important oxide that forms the duration of the silicate inclusions. If (% SiO 2 ) is less than 40%, the poly-based inclusion of the base itself does not become a silicate inclusion, and the effect of the present invention cannot be exhibited. If (% SiO 2 ) is more than 95%, it is not already a polymorphic inclusion, and deterioration in quality due to large SiO 2 occurs.

(%CaO)는 다원계 개재물화에 의한 융점 및 점성의 저하의 효과를 얻으려면 0.5% 이상으로 할 필요가 있다. (%CaO)가 30%를 넘으면, CaO 리치한 경질 개재물이 생성되어, 품질의 열화가 발생한다.  (% CaO) needs to be 0.5% or more in order to acquire the effect of the melting | fusing point and the viscosity fall by polymorphic inclusion. If (% CaO) exceeds 30%, CaO rich hard inclusions are produced, resulting in deterioration of quality.

Al2O3는 적당량이면 개재물 연질화에 기여하지만, (%Al2O3)가 30%를 넘으면 경질의 Al2O3 개재물이 생성되어, 품질이 큰 폭으로 악화된다. (%Al2O3)가 0.5% 미만이면 다원계 개재물의 효과를 얻을 수 없다. When Al 2 O 3 is in an appropriate amount, it contributes to inclusion softening, but when (% Al 2 O 3 ) exceeds 30%, hard Al 2 O 3 inclusions are generated, and the quality is greatly deteriorated. If (% Al 2 O 3 ) is less than 0.5%, the effect of the multi-element inclusions cannot be obtained.

(%MgO)는 다원계 개재물에 의한 융점 및 점성의 저하의 효과를 얻으려면 0.5% 이상으로 할 필요가 있다. (%MgO)가 20%를 넘으면, 오리빈 또는 포스테나이트(2MgO·Al2O3) 등의 유해한 개재물이 생성된다. (% MgO) needs to be 0.5% or more in order to acquire the effect of the melting | fusing point and the viscosity fall by a multi-component inclusion. When (% MgO) exceeds 20%, harmful inclusions, such as oribin or posthenite (2MgO.Al 2 O 3 ), are produced.

(%MnO)는 다원계 개재물에 의한 융점 및 점성의 저하의 효과를 얻으려면 0.5% 이상으로 할 필요가 있다. (%MnO)가 10%를 넘으면, 실리케이트 개재물이 아니라, 스페사타이트(SiO2 -MnO-Al2O3) 개재물이 되어, Na 및 F 첨가의 효과가 발휘되지 않게 된다. (% MnO) needs to be 0.5% or more in order to acquire the effect of the melting | fusing point and the viscosity fall by a multi-component inclusion. (% MnO) is more than 10%, as the silicate inclusions, Spain four tight - is a (SiO 2 MnO-Al 2 O 3) inclusion is no longer exerted the effect of Na and F was added.

Na 및 F는 본 발명에 있어서 매우 중요한 성분이다. (%Na)가 0.2% 미만이면 개재물 연신성의 향상 효과는 없다. 한편, (%Na)가 7%를 넘으면 그 효과가 포화하는 동시에, Na 첨가시의 발진량이 급증하는 등의 문제가 발생한다. 좋기로는, 4% 미만이 좋다. Na and F are very important components in the present invention. If (% Na) is less than 0.2%, there is no improvement effect of inclusion stretchability. On the other hand, when (% Na) exceeds 7%, the effect saturates, and a problem such as a sudden increase in the amount of oscillation upon addition of Na occurs. Preferably less than 4% is good.

또한, (%F)가 0.17% 미만인 경우에는 개재물 연신성의 향상 효과는 없다. (%F)가 8%를 넘으면, 그 효과가 포화하는 동시에, 내화물 용손량이 급증하는 등의 폐해가 커진다. 또한, 전술한 바와 같이, Na 및 F는 개재물 중에서 NaF 분자가 되어 그 효과를 발휘하므로, 비금속 개재물 중의 Na와 F의 몰 비가 1:1, 즉, 질량비로 (%Na): (%F)가 1:0.83에 가깝게 되도록 첨가하는 것이 좋다. In addition, when (% F) is less than 0.17%, there is no effect of improving inclusion elongation. When (% F) exceeds 8%, the effect saturates and damages such as a sudden increase in the amount of refractory loss increase. As described above, since Na and F become NaF molecules in the inclusions and exert their effects, the molar ratio of Na and F in the nonmetallic inclusions is 1: 1, that is, in a mass ratio of (% Na): (% F) It is recommended to add it as close to 1: 0.83.

또한, 선재 단면에 보이는 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물(사이즈 대상 개재물)을 카운트하였을 때에, 사이즈 대상 개재물 중 상기의 조성을 만족하는 개재물(조성 대상 개재물)의 개수 비율(조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100)이 80% 이상인 것이 필요하다. Incidentally, when the oxide-based nonmetallic inclusions (size target inclusions) having a short diameter of 0.5 μm or more, a long diameter of 1.0 μm or more, and a circle equivalent diameter of 1 μm or more shown in the cross section of the wire rod were counted, inclusions satisfying the above composition among the size target inclusions (composition targets) It is necessary that the ratio of the number of inclusions (the number of inclusion targets / size of target inclusions x 100) should be 80% or more.

개수 비율이 80%를 밑도는 것은 Na+F에 의한 개재물 연신화의 효과를 향수하고 있지 않다는 것을 의미한다. 또한, 80%를 밑도는 것은, 예를 들면 MgO계나 Al2O3계의 경질 개재물 등의 다원계 개재물에 속하지 않는 조성의 개재가 일정량 존재하는 것을 의미하는 것으로, 그 결과, 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 손상된다. If the number ratio is less than 80%, it means that the effect of inclusion extension by Na + F is nostalgic. In addition, below 80% means that a certain amount of inclusions which do not belong to plural inclusions, such as MgO-based or Al 2 O 3 -based hard inclusions, are present.As a result, freshness and fatigue after freshening Properties are impaired.

개재물의 사이즈를 규정한 이유는 신선성이나 피로 특성을 악화시키는 사이즈의 개재물만을 카운트하기 위한 것이다. The reason for defining the size of inclusions is to count only inclusions of a size that degrades freshness or fatigue characteristics.

본 발명에 있어서는 강 중에 Na 및 F를 함께 첨가하고, 실리케이트계의 다원계 산화물계 개재물에 Na 및 F를 함께 함유시켜, 개재물의 조성을 제어함으로써, 우수한 신선성 및 신선 후의 피로 특성을 확보할 수 있다. 최근에는 강 선재를 더 세경으로 신선하는 용도가 증가하고 있고, 그러한 용도에 있어서, 본 발명의 고탄소강 선재는 특별히 우수한 성능을 발휘한다. In the present invention, Na and F are added together in the steel, Na and F are contained in the silicate-based oxide inclusions together, and the composition of the inclusions is controlled to ensure excellent freshness and fatigue properties after drawing. . In recent years, the use of steel wires to be thinner has been increasing, and in such applications, the high-carbon steel wire of the present invention exhibits particularly excellent performance.

Na 및 F의 첨가 방법은 NaF 화합물로서 첨가하여도 좋고, Na, F를 따로 따로(예를 들어, Na2CO3와 CaF2 등) 첨가하는 것도 가능하다. The addition method of Na and F may be added as a NaF compound, and Na and F may be separately (for example, Na 2 CO 3 and CaF 2). Etc.) can also be added.

또한, F를 첨가할 때, 금속 Si와 동시에 첨가하면, SiF4가 생성되어 가스화하고, F의 수율이 악화되므로 피해야 하는 것이다. Further, if when the addition of F, at the same time added with a metal Si, since the gasified SiF 4 is produced and, F is the yield deterioration is to be avoided.

비금속 개재물 중의 (%T. REM)(La, Ce, Nd 등의 희토류 원소의 합계의 함유량) 및 (%S)를 제어함으로써, 신선성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 이 이유는 이하와 같다. By controlling (% T.REM) (content of the sum of rare earth elements such as La, Ce, and Nd) and (% S) in the nonmetallic inclusions, the freshness can be further improved. The reason for this is as follows.

REM(La, Ce, Nd 등)은 S와의 친화력이 강하고, REM 옥시설파이드(REM2O2S)의 형태로 S를 고정하면서, 다원계 개재물 중에 들어간다. 이에 의하여, 강 중의 고용 S량을 저감할 수 있고, MnS의 석출을 억제한다. 강 중에 석출한 MnS는 신선 가공 중의 단선의 기점이 되는 경우가 있고, 이 석출을 억제함으로써, 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 향상한다. REM (La, Ce, Nd, etc.) has strong affinity with S and enters in a polymorphic inclusion while fixing S in the form of REM oxysulfide (REM 2 O 2 S). Thereby, the amount of solid solution S in steel can be reduced, and precipitation of MnS is suppressed. MnS precipitated in steel may become a starting point of the disconnection during wire drawing, and the suppression of this precipitation improves the freshness and the fatigue property after drawing.

조성 대상 개재물의 (%T. REM)는 0.3 내지 1.0%, (%S)는 0.05 내지 0.2%의 범위에서 제어하는 것이 좋다. (%T. REM)이 0.3% 미만이면 S 고정 능력이 불충분하고, 1.0%를 넘으면 비금속 개재물 중의 REM 산화물 농도가 증가하여, 연신성이 충분히 개선되지 않는 경우가 있다. 또한, (%S)가 0.05% 미만이면 S 고정량이 너무 적어서 그 효과가 없고, 0.2%를 넘으면 비금속 개재물 중에 CaS 등이 생성되어, 연신성이 충분히 개선되지 않는 경우가 있다. (% T. REM) of the composition-containing inclusions is preferably controlled in the range of 0.3 to 1.0%, and (% S) in the range of 0.05 to 0.2%. If (% T.REM) is less than 0.3%, the S fixation ability is insufficient, and if it exceeds 1.0%, the concentration of REM oxide in the nonmetallic inclusion increases, and the stretchability may not be sufficiently improved. On the other hand, if (% S) is less than 0.05%, the amount of S fixed is too small to have no effect, and if it exceeds 0.2%, CaS or the like may be generated in the nonmetallic inclusions, and the stretchability may not be sufficiently improved.

또한, MnS를 기점으로 하는 단선은 산화물계 비금속 개재물을 기점으로 하는 단선에 비하면 그 빈도는 적다. 따라서, 우선은 강 중 산화물계 비금속 개재물 조성을 적정하게 제어하는 것이 필요하다. In addition, the disconnection based on MnS is less frequent than the disconnection based on oxide-based nonmetallic inclusions. Therefore, first of all, it is necessary to appropriately control the composition of the oxide-based nonmetallic inclusion in steel.

다음으로, 본 발명의 강의 성분 조성의 규정에 대하여 설명한다. 고탄소강 선재로서 사용되고 있는 JISG3502의 피아노 선재, JISG3506의 경강 선재, JISG3561의 밸브 스프링용 오일 템퍼선에는 이른바 킬드강이 사용되고 있다. 이 JIS 규격, 제조의 용이성 및 실용면을 고려하여, 본 발명에서는 다음과 같이 성분 범위를 규정한다. Next, the definition of the component composition of the steel of the present invention will be described. So-called kilted steel is used for the piano wire of JISG3502, the hard steel wire of JISG3506, and the oil temper wire for valve spring of JISG3561 used as a high carbon steel wire. In consideration of this JIS standard, ease of manufacture, and practical use, the present invention defines a component range as follows.

즉, 질량%로, C: 0.5 내지 1.2%, Si: 0.15 내지 2.5%, Mn: 0.20 내지 0.9%, P: 0.025% 이하, S: 0.004 내지 0.025%, Al: 0.000005 내지 0.002%, Ca: 0.00001 내지 0.002%, Mg: 0.00001 내지 0.001%, Na: 0.000005 내지 0.001%, F: 0.000003 내지 0.001%를 함유하고, 필요에 따라서, Cr: 0.05 내지 1.0%, Ni: 0.05 내지 1.0%, Cu: 0.05 내지 1.0%, Ti: 0.001 내지 0.25%, V: 0.001 내지 0.25%, Nb: 0.001 내지 0.25%, Mo: 0.05 내지 1.0%, Co: 0.1 내지 2%의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 강이다. Namely, in mass%, C: 0.5 to 1.2%, Si: 0.15 to 2.5%, Mn: 0.20 to 0.9%, P: 0.025% or less, S: 0.004 to 0.025%, Al: 0.000005 to 0.002%, Ca: 0.00001 To 0.002%, Mg: 0.00001 to 0.001%, Na: 0.000005 to 0.001%, F: 0.000003 to 0.001%, and if necessary, Cr: 0.05 to 1.0%, Ni: 0.05 to 1.0%, Cu: 0.05 to 0.05 1.0%, Ti: 0.001 to 0.25%, V: 0.001 to 0.25%, Nb: 0.001 to 0.25%, Mo: 0.05 to 1.0%, Co: 0.1 to 2%, or a steel containing one or two or more.

또한, REM: 0.000005 내지 0.001%를 함유하면, 본 발명의 효과는 커진다. 또한, B: 0.0005 내지 0.002%를 첨가하면 한층 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 강을 얻을 수 있다. Moreover, when REM: 0.000005 to 0.001% is contained, the effect of this invention becomes large. In addition, when B: 0.0005 to 0.002% is added, steel excellent in freshness and fatigue properties after drawing can be obtained.

C는 강을 강화하는데 경제적이고, 유효한 원소이다. 경강선으로서 필요한 강도를 얻으려면 0.5% 이상이 필요하다. 그러나, 1.2%를 넘으면 강의 연성이 저하하여 취화하고, 2차 가공이 곤란해지기 때문에 1.2% 이하로 한다. 더 바람직한 C의 농도는 0.51 내지 1.1%이다. C is an economical and effective element for strengthening steels. 0.5% or more is required to obtain the required strength as a hard wire. However, if it exceeds 1.2%, the ductility of the steel is lowered and embrittled, and the secondary processing becomes difficult, so it is made 1.2% or less. More preferred concentration of C is 0.51 to 1.1%.

Si와 Mn는 탈산과 개재물 조성 제어를 위하여 필요하고, Si: 0.15% 미만, Mn: 0.20% 미만에서는 효과가 없다. 또한, 강의 강화 원소로서도 유효하지만, Si가 2.5%, Mn가 0.9%를 넘으면 강이 취화한다. Si, Mn의 더 바람직한 범위는 각각 0.16 내지 2.3%, 0.25 내지 0.85%이다. Si and Mn are necessary for deoxidation and inclusion composition control, and are not effective at Si: less than 0.15% and Mn: less than 0.20%. Moreover, although it is effective also as a reinforcing element of steel, steel will embrittle when Si exceeds 2.5% and Mn exceeds 0.9%. More preferred ranges of Si and Mn are 0.16 to 2.3% and 0.25 to 0.85%, respectively.

P는 고탄소강에 있어서, 신선 가공성을 열화시키고, 또한 신선 가공 후의 연성을 열화시킨다. 따라서, P의 함유량은 0.025% 이하로 할 필요가 있고, 0.020% 이하가 더 좋다. P deteriorates drawing workability in high carbon steel and deteriorates ductility after drawing work. Therefore, content of P needs to be 0.025% or less, and 0.020% or less is more preferable.

S도, 신선 가공성을 열화시키고, 또한 신선 가공 후의 연성을 열화시킨다. 한편, 강재의 디스케일링성을 확보하려면 S 농도를 어느 정도 이상 확보할 필요가 있다. 따라서 S의 농도는 0.004 내지 0.025%, 좋기로는, 0.005 내지 0.020%로 한다. S also deteriorates the wire workability and deteriorates the ductility after the wire work. On the other hand, in order to secure the descalability of the steel, it is necessary to secure the S concentration to some extent. Therefore, the concentration of S is made 0.004 to 0.025%, preferably 0.005 to 0.020%.

Al은 본 발명의 개재물 조성에 영향을 미치는 원소이며, 너무 많아도 너무 적어도 소정의 개재물 조성은 얻을 수 없다. 따라서, Al의 농도는 0.000005 내지 0.002%, 좋기로는, 0.0002 내지 0.001%로 한다. Al is an element which affects the composition of the inclusions of the present invention, and at least too many predetermined inclusion compositions cannot be obtained. Therefore, the concentration of Al is made 0.000005 to 0.002%, preferably 0.0002 to 0.001%.

Ca도 본 발명의 개재물 조성에 영향을 미치는 원소이며, 너무 많아도 너무 적어도 소정의 개재물 조성을 얻을 수 없다. 따라서, Ca의 농도는 0.00001 내지 0.002%, 좋기로는, 0.000013 내지 0.0015%로 한다. Ca is also an element influencing the inclusion composition of the present invention, and too much, at least, a predetermined inclusion composition cannot be obtained. Therefore, the concentration of Ca is made 0.00001 to 0.002%, preferably 0.000013 to 0.0015%.

Mg도 본 발명의 개재물 조성에 영향을 주는 원소이며, 너무 많아도 너무 적어도 소정의 개재물 조성을 얻을 수 없다. 따라서, Mg의 농도는 0.00001 내지 0.001%, 좋기로는, 0.000011 내지 0.0008%로 한다. Mg is also an element which affects the inclusion composition of the present invention, and too much, at least, a predetermined inclusion composition cannot be obtained. Therefore, the concentration of Mg is set to 0.00001 to 0.001%, preferably 0.000011 to 0.0008%.

또한, Na 및 F는 본 발명의 개재물 조성에 있어서 매우 중요한 성분이며, 강 중의 Na 및 F농도는 개재물 조성에 영향을 준다. In addition, Na and F are very important components in the inclusion composition of the present invention, and Na and F concentrations in the steel affect the inclusion composition.

Na는 본 발명의 개재물 조성에 영향을 주는 원소이며, 너무 많아도 너무 적어도 소정의 개재물 조성을 얻을 수 없다. 따라서, Na의 농도는 0.000005 내지 0.001%, 좋기로는, 0.000007 내지 0.0005%로 한다. Na is an element which affects the composition of the inclusions of the present invention, and if too many, at least a predetermined inclusion composition cannot be obtained. Therefore, the concentration of Na is made 0.000005 to 0.001%, preferably 0.000007 to 0.0005%.

F도 본 발명의 개재물 조성에 영향을 주는 원소이며, 너무 많아도 너무 적어도 소정의 개재물 조성을 얻을 수 없다. 따라서, F의 농도는 0.000003 내지 0.001%, 좋기로는, 0.000005 내지 0.0005%로 한다. F is also an element which affects the inclusion composition of the present invention, and too much, at least, a predetermined inclusion composition cannot be obtained. Therefore, the concentration of F is made 0.000003 to 0.001%, preferably 0.000005 to 0.0005%.

본 발명의 강은 추가로 이하의 성분을 함유하면 좋다. The steel of the present invention may further contain the following components.

Cr는 펄라이트 라멜라를 미세하게 하고, 강의 강도를 높이는 효과가 있다. 이 효과를 얻기 위하여 필요한 양은 0.05%이고, 그 이상의 첨가가 좋다. 그러나, 1.0%를 넘어 첨가하였을 경우, 연성을 저해하므로, 상한은 1.0%로 한다. Cr has the effect of making a pearlite lamellar fine, and increasing the strength of steel. The amount required for obtaining this effect is 0.05%, and further addition is good. However, when added exceeding 1.0%, since ductility is inhibited, an upper limit shall be 1.0%.

Ni도 Cr과 동일한 효과에 의하여 강을 강화한다. 그 효과를 얻으려면 0.05% 이상의 첨가가 좋다. 1.0%를 넘어 첨가하였을 경우, 연성이 저하하므로, 상한은 1.0% 이하로 한다. Ni also strengthens the steel by the same effect as Cr. To obtain the effect, addition of 0.05% or more is preferable. When added exceeding 1.0%, since ductility falls, an upper limit shall be 1.0% or less.

Cu는 와이어의 스케일 특성 및 부식 피로 특성을 향상시키는 효과가 있다. 그 효과를 얻으려면 0.05% 이상의 첨가가 좋다. 1.0%를 넘어 첨가하였을 경우, 연성이 저하하므로, 상한은 1.0% 이하로 한다. Cu has the effect of improving the scale characteristics and the corrosion fatigue properties of the wire. To obtain the effect, addition of 0.05% or more is preferable. When added exceeding 1.0%, since ductility falls, an upper limit shall be 1.0% or less.

Ti, Nb, V는 석출 강화에 의하여 선재의 강도를 높이는 효과가 있다. 모두 0.001% 미만에서는 효과가 없고, 0.25%를 넘으면 석출 취화를 일으킨다. 따라서, 그 함유량은 0.001 내지 0.25%로 한다. 또한, 이들 원소는 패턴팅시의 γ 입자 사이즈를 작게 하기 위하여도 첨가하는 것이 유효하다. Ti, Nb, and V have an effect of increasing the strength of the wire rod by precipitation strengthening. In all cases, less than 0.001% is ineffective, and more than 0.25% causes precipitation embrittlement. Therefore, the content is made into 0.001 to 0.25%. Moreover, it is effective to add these elements also in order to make the (gamma) particle size at the time of patterning small.

Mo는 강의 담금질성을 향상시키는 원소이다. 본 발명의 경우, 그 첨가에 의하여 강의 강도를 높일 수 있지만, 과도한 양의 첨가는 강을 과잉으로 경화시켜, 가공을 곤란으로 한다. 따라서, Mo 첨가 범위는 0.05 내지 1.0%로 한다. Mo is an element which improves hardenability of steel. In the case of the present invention, the strength of the steel can be increased by the addition thereof, but addition of excessive amounts hardens the steel excessively, making processing difficult. Therefore, Mo addition range is made into 0.05 to 1.0%.

Co는 0.1 내지 2% 함유함으로써, 과공석강의 초석 세멘타이트의 생성을 억제하는 효과에 의하여, 연성이 향상한다. By containing 0.1 to 2% of Co, ductility improves by the effect of suppressing formation of the cornerstone cementite of the roughened steel.

B는 강의 담금질성을 향상시키는 동시에, 고용 상태에서 오스테나이트 중에 존재하는 경우, 입계에 농화하여 페라이트, 의사 펄라이트, 베이나이트 등의 비펄라이트 석출의 생성을 억제하고, 신선성을 향상시킨다. 첨가량이 너무 적으면, 이 효과를 얻을 수 없기 때문에, 하한을 0.0005%로 한다. 한편, 너무 많이 첨가하면 오스테나이트 중에 있어서 조대한 Fe3(CB)6 탄화물의 석출을 촉진하여, 신선성에 악영향을 미친다. 따라서 상한을 0.002%로 한다. B improves hardenability of the steel and, when present in austenite in a solid solution state, concentrates at grain boundaries to suppress the formation of non-pearlite precipitation such as ferrite, pseudo pearlite, and bainite, and improves freshness. If the amount is too small, this effect cannot be obtained, so the lower limit is made 0.0005%. On the other hand, when too much is added, precipitation of coarse Fe 3 (CB) 6 carbide in austenite is promoted, which adversely affects freshness. Therefore, an upper limit is made into 0.002%.

REM는 본 발명의 개재물 조성에 영향을 주는 원소이다. REM이 너무 많아도 너무 적어도, 신선성을 한층 더 향상시키기 위한 소정의 개재물 조성을 얻을 수 없기 때문에, 0.000005 내지 0.001%로 한다. REM is an element influencing the inclusion composition of the present invention. Even if there are too many REMs, since at least the predetermined | prescribed inclusion composition for further improving freshness cannot be obtained, it shall be 0.000005 to 0.001%.

다음으로, 본 발명의 고탄소강 선재의 제조 방법에 대하여 설명한다. Next, the manufacturing method of the high carbon steel wire rod of this invention is demonstrated.

본 발명의 강은 전로 또는 전로에서의 정련을 완료한 용강을 레이들에 출강 한 후, 간이 레이들 정련에 의하여 용제할 수 있다. 간이 레이들 정련으로서는, 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 CAB(캡드 아르곤 버블링), SAB(쉴드 아르곤 버블링), CAS(SAB에 의한 성분 조정)를 사용할 수 있다. The steel of the present invention can be melted by a simple ladle refining after tapping the ladle after completing the refining in the converter or converter. As simple ladle refining, CAB (captured argon bubbling), SAB (shielded argon bubbling), and CAS (component adjustment by SAB) described in Non-Patent Document 1 can be used.

강 중의 전체 산소량을 30 ppm 이하로 하려면, 출강시에 전로로부터 레이들에 유출되는 전로 슬래그의 혼입을 극도로 억제한 후, 간이 레이들 정련의 진정 시간(레이들 정련 후, 연속 주조 개시까지의 시간)을 20 내지 40분 정도 확보하고, 산화물의 부상 분리를 촉진하는 것이 유효하다. 또한, 레이들과 턴디쉬의 사이, 턴디쉬와 연속 주조 주형의 사이에 있어서의 용강의 공기 산화를 방지하는 것도 유효하다. If the total oxygen content in the steel is 30 ppm or less, the mixing of converter slag flowing out from the converter into the ladle at the time of tapping is extremely suppressed, and the calm time of simple ladle refining (after ladle refining and continuous casting start) Time) is secured for about 20 to 40 minutes, and it is effective to promote floating separation of oxides. It is also effective to prevent air oxidation of molten steel between the ladle and the tundish and between the tundish and the continuous casting mold.

한편, 강 중의 전체 산소량을 16 ppm 이상으로 하려면 강탈산 원소인 Al이나 Mg을 극도로 강 중에 첨가하지 않고, Ti에 대하여도 필요 최소한의 첨가에 그치는 동시에, 간이 레이들 정련의 처리를 장시간 실시하지 않음으로써 실현될 수 있다. On the other hand, if the total amount of oxygen in the steel is 16 ppm or more, Al or Mg, which is a strong deoxidation element, is not added to the steel extremely, but only minimal addition to Ti is required, and simple ladle refining is not performed for a long time. Can be realized.

구체적으로는 합성 슬래그의 용해와 용강과의 교반, 2차 탈산과 성분 미조정 및 용강 온도 조정, 레이들 중의 아르곤 버블링으로, 25 내지 40분 정도로 한다. 그리고, 레이들 중의 아르곤 버블링에 의하여, 성분, 냉각재의 균일 혼합 및 개재물의 부상 분리를 꾀한다. Specifically, it is about 25 to 40 minutes by dissolving synthetic slag and stirring with molten steel, secondary deoxidation and component fine adjustment, molten steel temperature adjustment, and argon bubbling in ladle. Then, argon bubbling in the ladle allows uniform mixing of the components, the coolant, and floating separation of the inclusions.

진공 탈가스 등의 본격적인 레이들 정련을 실시하면, 강 중의 전체 산소량이 16 ppm 미만이 될 가능성이 높아지므로 바람직하지 않다. If full ladle refining, such as vacuum degassing, is performed, since the possibility that the total amount of oxygen in steel will be less than 16 ppm becomes high, it is unpreferable.

강 중의 사이즈 대상 개재물 중에서, (%Al2O3)가 30% 이하인 것을 개수 비율로 80% 이상으로 하려면, 강에 Al 혼입 방지를 시도할 필요가 있다. 탈산제로서 Al를 사용하지 않는 것은 물론, 출강시에 첨가하는 합금 철로서의 Fe-Si, Si-Mn에 대하여도 Al 함유량이 낮은 합금 철을 사용하면 좋다. From the target size inclusions in the steel, (% Al 2 O 3) is to over 80% in number ratio not greater than 30%, it is necessary to attempt to prevent Al incorporated in the steel. Not only Al is used as the deoxidizer, but also Fe-Si and Si-Mn as alloy iron added at the time of tapping may use alloy iron having a low Al content.

예를 들어, 통상의 Fe-Si는 1.5% 정도의 Al를 함유하고 있으나, Al 함유량이 0.01 내지 0.10% 정도인 저Al-Fe-Si를 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 레이들 내화물로서 알루미나 함유량이 적은 내화물을 사용하는 것도, (%Al2O3)가 30% 이하인 개재물을 개수 비율로 80% 이상으로 하는데 있어서 유효하다. For example, although ordinary Fe-Si contains about 1.5% of Al, low Al-Fe-Si having an Al content of about 0.01 to 0.10% can be suitably used. It is also effective to use a refractory having a low alumina content as the ladle refractories in order to make inclusions having 30% or less of (% Al 2 O 3 ) at 80% or more in the number ratio.

또한, 강에 첨가하는 합금 철 중의 Al 또는 레이들이나 턴디쉬 내화물 중의 알루미나를 소스로 하여 약간의 Al 혼입은 반드시 있으므로, (%Al2O3)가 0.5% 이상의 개재물을, 개수 비율로 80% 이상으로 할 수 있다. In addition, since some Al is necessarily mixed with Al in alloy iron added to steel or alumina in ladle or tundish refractory, (% Al 2 O 3 ) has an inclusion rate of 0.5% or more and 80% or more by number ratio. You can do

개재물 중의 (%CaO), (%SiO2)는 간이 레이들 정련에 있어서의 레이들 위의 슬래그 성분의 CaO, SiO2 함유량을 조정하는 동시에, 전술한 강 중의 전체 산소량을 30 ppm 이하로 하기 위한 제조 조건을 채용함으로써, 본 발명의 범위 내로 할 수 있다. (% CaO) and (% SiO 2 ) in the inclusions are used to adjust the content of CaO and SiO 2 of the slag component on the ladle in simple ladle refining, and to make the total amount of oxygen in the above-described steel to 30 ppm or less. By employ | adopting manufacturing conditions, it can be within the scope of the present invention.

구체적으로는 레이들에 첨가하는 SiO2-CaO계의 합성 슬래그의 성분과 양을 조정함으로써, 레이들 위의 슬래그의 염기도(CaO/SiO2 질량비)를 조정한다. 레이들 위의 슬래그의 염기도가 0.9 내지 1.3이면 좋다. 또한, 강 중의 전체 산소량이 30 ppm 이하가 되는 제조 조건을 채용함으로써, 강 중의 Si 성분이 산화하는 것에 기인하는 개재물의 (%SiO2)가 증가하는 것을 방지할 수 있다. Specifically, the basicity (CaO / SiO 2 mass ratio) of the slag on the ladle is adjusted by adjusting the component and the amount of the synthesized slag of the SiO 2 -CaO system added to the ladle. The basicity of the slag on the ladle may be 0.9 to 1.3. In addition, by adopting the production conditions such that the total amount of oxygen in the steel is 30 ppm or less, it is possible to prevent the increase of the inclusion (% SiO 2 ) due to the oxidation of the Si component in the steel.

또한, 개재물의 (%MgO)를 0.5 내지 20%, (%MnO)를 0.5 내지 10%로 하는 점에 대하여는 내화물 중의 MgO원으로부터의 혼입, 강 중의 Mn의 산화 등에 기초하고, 통상의 강의 용제에 의하여, 본 발명의 범위 내로 할 수 있다. In addition, the content of (% MgO) of the inclusions in the range of 0.5 to 20% and (% MnO) in the range of 0.5 to 10% is based on incorporation from the MgO source in the refractory, oxidation of Mn in the steel, and the like. This can be achieved within the scope of the present invention.

개재물의 (%Na)=0.2 내지 7%, (%F)=0.17 내지 8%로 하는 점에 대하여는 전술한 바와 같이, 강 중에 Na 및 F를 함께 첨가함으로써, 개재물에 Na 및 F를 모두 본 발명의 범위 내에서 함유시킬 수 있다. As described above, the addition of Na and F in the steel to the inclusion of (% Na) = 0.2 to 7% and (% F) = 0.17 to 8% of the inclusions both result in the present invention. It can be contained within the range of.

이 때, Na 및 F의 첨가 방법은 NaF 화합물로서 첨가하여도 좋고, Na, F를 따로 따로(예를 들어, Na2CO3와 CaF2 등) 첨가하는 것도 가능하다. 또한, F를 첨가할 때, 금속 Si와 동시에 첨가하면, SiF4가 생성되어 가스화하고, F의 수율이 악화되므로 피해야 한다. At this time, Na, and addition method of the F above may be added as NaF compound, Na, for the separately (for example, F, Na 2 CO 3 and CaF 2 Etc.) can also be added. In addition, when F is added simultaneously with the metal Si, SiF 4 is generated and gasified, and the yield of F is deteriorated and should be avoided.

개재물 중의 (%T. REM)를 0.3 내지 1.0%, (%S)를 0.05 내지 0.2%로 하려면, 강 중에 REM를 수ppm 상당분만큼 첨가하면 좋다. 강 중에 첨가한 REM는 강 중의 S와 반응하여 REM 옥시설파이드를 형성하여, 실리케이트계 개재물과 합체한다. 그 결과, 조성 대상 개재물 중에, 평균 농도로 (%T. REM)=0.3 내지 1.0%, (%S)=0.05 내지 0.2%를 함유시킬 수 있다. In order to make (% T.REM) in 0.3-1.0% and (% S) in 0.05-0.2% in an interference | inclusion, REM may be added by several ppm equivalent in steel. REM added in the steel reacts with S in the steel to form a REM oxysulfide and coalesces with the silicate inclusions. As a result, (% T.REM) = 0.3-1.0% and (% S) = 0.05-0.2% can be contained in an average concentration in composition composition inclusion.

실시예Example

본 실시예의 용제는 LD 전로에 의하여 실시하였다. LD 전로로부터 레이들에 출강함에 있어서, 이른바 다트형의 전로 슬래그 폐지 지그를 사용하여 미량 (50 mm 두께 이하)의 LD 슬래그 유출에 그쳤다. The solvent of this example was implemented by LD converter. In the stepping out of the ladle from the LD converter, only a small amount (less than 50 mm thick) of LD slag was discharged using a so-called dart-type converter slag waste paper jig.

또한, 출강시에, C, Si, Mn의 성분 조정을 위한 가탄재, Fe-Si, Fe-Mn, Si-Mn 등의 탈산 합금철을 첨가하였다. 탈산 합금철에는 Al나 Mg 등의 강력한 탈산 원소를 가능한 한 함유하지 않는 것을 사용하였다. 또한, 출강 중 또는 출강 후에, 레이들 바닥으로부터 아르곤을 불어넣었다. In addition, at the time of tapping, deoxidized alloy iron, such as a peat material for component adjustment of C, Si, Mn, Fe-Si, Fe-Mn, Si-Mn, was added. The deoxidation ferroalloy used what does not contain strong deoxidation elements, such as Al and Mg as much as possible. In addition, argon was blown from the ladle bottom during or after the tapping.

수강 후의 레이들 내의 용강은 Si, Mn 등에 의하여 탈산된, 이른바 킬드강이다. 이 레이들을 용강 정련 실시 위치로 이동시킨 후, SiO2-CaO계의 합성 슬래그를 레이들 내에 첨가한 후에, 레이들 바닥으로부터 아르곤을 불어넣고, 레이들 내 용강을 교반하여, CAB 간이 레이들 정련을 실시하였다. The molten steel in the ladle after the lecture is a so-called killed steel deoxidized by Si, Mn or the like. After moving the ladle to the molten steel refining position, after adding a SiO 2 -CaO-based synthetic slag into the ladle, argon was blown from the ladle bottom, the molten steel in the ladle was stirred, and the CAB simple ladle refining was performed. Was carried out.

다음으로, 제2차 탈산재를 합금 철로서 용강 중에 첨가하였다. 제2차 탈산재는 금속 Ca, Al, Mg, Si 등을 포함하는 것이다. 필요에 따라서, Na, F, REM를 레이들 내의 용강 중에 첨가하였다. Na와 F를 함께 첨가하는 경우에는 NaF를, Na를 단독으로 첨가하는 경우에는 Na2CO3를, F를 단독으로 첨가하는 경우에는 CaF2를 첨가하였다. F를 첨가할 때, Si를 함유하는 합금이나, 제2차 탈산재의 첨가와는 다른 타이밍으로 첨가하였다. Next, a secondary deoxidizer was added to the molten steel as alloy iron. The secondary deoxidizer includes metals Ca, Al, Mg, Si, and the like. If necessary, Na, F, REM were added in the molten steel in the ladle. NaF was added when Na and F were added together, Na 2 CO 3 when Na was added alone, and CaF 2 was added when F was added alone. When adding F, it added at the timing different from addition of the alloy containing Si and a secondary deoxidizer.

제2차 탈산재를 첨가한 후, 추가적으로 성분 미조정을 실시하고, 레이들 용강 정련을 종료하였다. 레이들 용강 정련을 종료한 후, 강 중의 전체 산소량이 16 내지 30 ppm이 되도록 매우 적합한 진정 시간(20 내지 40분 정도)을 확보한 후, 연속 주조를 실시하였다. 용강은 레이들로부터 턴디쉬를 경유하여 연속 주조되지만, 그 때, 레이들에서 턴디쉬의 사이, 및 턴디쉬 내에서의 공기 산화를 극도로 억제하기 위하여, 비활성 가스에 의한 실링을 실시하였다. 얻은 주편에, 주편 가열로 경유 분괴, 강편 압연, 강편 정정을 실시한 후, 가열로를 경유하여 선재 압연에 의하여 5.5mmφ 선재를 제조하였다. After adding the secondary deoxidizer, the component fine adjustment was further performed, and the ladle molten steel refining was completed. After completion of the ladle molten steel refining, a continuous casting time (about 20 to 40 minutes) was ensured so that the total amount of oxygen in the steel was 16 to 30 ppm, followed by continuous casting. Molten steel is continuously cast from the ladle via a tundish, but at that time, sealing is performed with an inert gas in order to extremely suppress air oxidation between and in the tundish in the ladle. After the obtained cast steels were subjected to light oil fractionation, steel sheet rolling, and steel sheet correction in the slab heating furnace, 5.5 mm diameter wire rods were produced by wire rod rolling through the heating furnace.

비금속 개재물의 개수 및 조성의 조사는 5.5mmφ 선재의 한 코일로부터 0.5 m 길이의 샘플을 잘라내고, L 방향(길이 방향)의 임의의 10개소로부터 길이 11 mm의 작은 샘플을 잘라내어, 각각 길이 방향의 중심선을 통과하는 종단면을 전면 조사함으로써 실시하였다. 비금속 개재물의 개수 및 조성은 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물을 사이즈 대상 개재물로 하고, 개개의 개재물의 조성을 X선 분광법에 의하여 분석하였다. Investigation of the number and composition of nonmetallic inclusions cuts a 0.5 m long sample from one coil of a 5.5 mmφ wire rod, cuts a small sample of 11 mm in length from any 10 places in the L direction (length direction), It carried out by fully irradiating the longitudinal cross section passing through a centerline. The number and composition of nonmetallic inclusions were made into the size target inclusions with oxide type nonmetallic inclusions of 0.5 micrometer or more in diameter, 1.0 micrometer or more in diameter, and 1 micrometer or more in circular equivalent diameter, and the composition of each inclusion was analyzed by X-ray spectroscopy.

사이즈 대상 개재물 중에서, 본 발명의 조성 범위에 들어가는 것을 조성 대상 개재물로 하고, 개수 비율(조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100)을 평가하였다. 또한, 사이즈 대상 개재물 모두의 평균 조성도 산출하였다. 다만 REM와 S에 대하여는 조성 대상 개재물의 평균 조성을 산출하였다. Among the size object inclusions, those falling into the composition range of the present invention were used as composition object inclusions, and the number ratio (the number of inclusion object inclusions / size object inclusions × 100) was evaluated. Moreover, the average composition of all the size object inclusions was also calculated. However, for REM and S, the average composition of inclusion targets was calculated.

그 후, 5.5mmφ 선재를 0.175mmφ 이하로 신선하고, 신선 특성 및 다이스 수명의 조사를 실시하였다. 신선 특성은 일정한 신선량에 대한 단선 빈도를 단선 지수로 하고, 단선 지수 5 이하를 양호로 하였다. 다이스 수명은 현행 공정재의 허용할 수 있는 최저 수명을 100으로 하고, 수명이 길어질수록 커지는 지수로서 평가하였다. 다이스 수명 지수 100 이상이 양호하다. Then, the 5.5 mm diameter wire was drawn to 0.175 mm diameter or less, and the drawing characteristic and the die life were investigated. As for the freshness characteristic, the disconnection frequency with respect to a fixed freshness was made into the disconnection index, and the disconnection index 5 or less was favorable. The die life was evaluated as the index of the maximum allowable life of the current process material as 100 and the longer life. Dice life index of 100 or more is good.

또한, 피로 특성을 평가하기 위하여, 0.175mmφ으로 신선한 선재에 대하여, 회전 피로 시험을 실시하였다. 회전 피로 시험에서는 응력을 여러 가지로 변화시켜, 파단할 때까지 반복 회수를 조사하였다. 반복 회수 100000회에서 절단하는 응력을 기계 시험의 장력의 계수로 보정하여, 응력 지수로서 평가하고, 응력 지수 15 이상을 양호로 하였다. Moreover, in order to evaluate a fatigue characteristic, the rotational fatigue test was done about 0.175 mm (phi) fresh wire. In the rolling fatigue test, the stress was varied in various ways, and the number of repetitions was examined until it broke. The stress cut at 100000 times of repetition was corrected by the coefficient of tension of the mechanical test, evaluated as a stress index, and the stress index 15 or more was made favorable.

표 1 내지 4에 본 발명예와 비교예의 결과를 나타낸다. 본 발명 범위로부터 벗어나 있는 수치에 밑줄을 그었다. Tables 1 to 4 show the results of the inventive examples and the comparative examples. Numerical values outside the scope of the invention are underlined.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

Figure pct00003
Figure pct00003

Figure pct00004
Figure pct00004

본 발명예 No. 1 내지 24에 있어서는 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다. No. 8 내지 18은 Na, F 외에, REM를 첨가한 수준이지만, 이 경우에는 다이스 수명, 피로 특성이 향상되었다. 또한, No. 19 내지 24는 강에 B를 첨가한 수준이며, 더욱 다이스 수명, 피로 특성의 향상을 확인하였다. Ex. In 1-24, all the favorable results were obtained. No. Although 8-18 is the level which added REM other than Na and F, in this case, die life and fatigue characteristics improved. In addition, 19-24 is the level which added B to steel, and confirmed the improvement of die | dye life and fatigue characteristics further.

다음으로, 비교예의 결과에 대하여 설명한다. No. 25는 Na 및 F를 첨가하지 않았던 경우, No. 26은 Na만을 단독 첨가한 경우, No. 27은 F만을 단독 첨가한 경우이다. 모두, 개재물의 개수 비율(조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100, 이하 「개재물 개수 비율」이라 한다)은 제로이며, 단선 지수, 다이스 수명, 피로 특성 모두 본 발명예에 비하여 악화되었다. Next, the result of a comparative example is demonstrated. No. 25 is No. when Na and F were not added. 26 is No. when only Na is added. 27 is a case where only F is added alone. In all, the number ratio of inclusions (number of inclusion inclusions / size of inclusion inclusions × 100, hereinafter referred to as “inclusion number ratio”) was zero, and the disconnection index, die life, and fatigue characteristics were all deteriorated as compared with the examples of the present invention.

No. 28은 턴디쉬 내에서의 실링이 불충분하였기 때문에, 전체 산소량이 본 발명의 범위보다 높아진 경우이며, 개재물 개수가 많고, 다이스 수명, 피로 특성이 악화되었다. No. Since 28 is insufficient sealing in the tundish, the total oxygen amount is higher than the range of the present invention, the number of inclusions is large, and die life and fatigue characteristics deteriorate.

No. 29 내지 32는 개재물 개수 비율이 80%를 밑도는 수준이다. No. 29는 Al2O3이나 MgO 함유량이 높은 내화물을 사용하였으므로, 개재물 중에 내화물 기인이라 생각되는 Al2O3계, MgO계의 개재물이 다수 존재하고 있다. 그 결과, 개재물 개수 비율이 밑돌아, 단선 지수, 다이스 수명, 피로 특성이 모두 악화되었다. No. 29-32 is the level of inclusion count less than 80%. No. 29 has a Al 2 O 3 or MgO content is hayeoteumeuro using high refractory, Al 2 O 3 system, the MgO-based inclusions that are considered refractory due to the large number of inclusions present. As a result, the inclusion number ratio fell below, and the disconnection index, the die life, and the fatigue characteristics all deteriorated.

No. 30은 SiO2-CaO계의 합성 슬래그의 조성을 변화시킨 것에 의하여 비금속 개재물 중의 (%SiO2)가 저하하였기 때문에, 개재물 개수 비율이 밑돌아, 개재물 중에 일부 경질의 것이 출현하고, 단선 지수, 다이스 수명, 피로 특성이 모두 약간 악화되었다. No. Since 30% (% SiO 2 ) in the nonmetallic inclusions was lowered by changing the composition of the synthetic slag of SiO 2 -CaO system, the inclusion number ratio was lower, and some hard ones appeared in the inclusions, and the disconnection index, the die life, The fatigue properties all slightly deteriorated.

No. 31은 LD 슬래그 유출량이 약간 많고, 탈산 과정에서 조대한 SiO2 단독의 개재물이 출현하고, 비금속 개재물 중의 (%SiO2)가 증대하였다. 그 결과, 개재물 개수 비율이 밑돌아, 단선 지수, 피로 특성이 악화되었다. No. 31, LD slag outflow was slightly higher, coarse SiO 2 inclusions appeared in the deoxidation process, and (% SiO 2 ) in the nonmetallic inclusions increased. As a result, the inclusion number ratio was lower, and the disconnection index and the fatigue characteristics deteriorated.

No. 32는 탈산 합금으로서 저Al 합금철이 아니라, Al 농도가 높은 통상의 합금 철을 사용하고 있고, 비금속 개재물 중의 (%Al2O3)가 증대하였다. 그 결과, 개재물 개수 비율이 밑돌고, 경질의 Al2O3계 개재물이 다수 생성되어, 단선 지수, 다이스 수명, 피로 특성 모두 매우 나빴다. No. As the deoxidation alloy, 32 is not a low Al alloy iron, but ordinary alloy iron having a high Al concentration, and (% Al 2 O 3 ) in the nonmetallic inclusions is increased. As a result, the number of inclusions was lower, and many hard Al 2 O 3 -based inclusions were produced, and the disconnection index, die life, and fatigue characteristics were all very bad.

No. 33은 강 중 S 농도가 높고, 비금속 개재물 중의 (%S)가 본 발명의 범위보다 높은 값이 되어, 단선 지수, 다이스 수명, 피로 특성이 악화되었다. No. 33 had a high S concentration in the steel, and (% S) in the nonmetallic inclusions was higher than the range of the present invention, resulting in deterioration of the disconnection index, die life, and fatigue characteristics.

No. 34는 REM를 너무 첨가하였기 때문에, 비금속 개재물 중의 (%T. REM)이 본 발명의 범위보다 높은 값이 되어, 단선 지수, 다이스 수명, 피로 특성이 악화되었다. No. Since 34 added REM too much, (% T.REM) in a nonmetallic inclusion became a value higher than the range of this invention, and the disconnection index, die life, and fatigue characteristics worsened.

Claims (5)

질량%로,
C: 0.5 내지 1.2%,
Si: 0.15 내지 2.5%,
Mn: 0.20 내지 0.9%,
P: 0.025% 이하,
S: 0.004 내지 0.025%,
Al: 0.000005 내지 0.002%,
Ca: 0.00001 내지 0.002%,
Mg: 0.00001 내지 0.001%,
Na: 0.000005 내지 0.001%,
F: 0.000003 내지 0.001%
를 함유하고, 전체 산소량이 16 내지 30 ppm이며, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 고탄소강 선재로서,
선재 L 방향 단면에 보이는 단경 0.5㎛ 이상, 장경 1.0㎛ 이상, 원 상당 지름(면 환산 지름)이 1㎛ 이상인 산화물계 비금속 개재물(이하 「사이즈 대상 개재물」이라 한다) 중에서, (%SiO2)=40 내지 95%, (%CaO)=0.5 내지 30%, (%Al2O3)=0.5 내지 30%, (%MgO)=0.5 내지 20%, (%MnO)=0.5 내지 10%를 만족하고, 또한 (%Na)=0.2 내지 7%, (%F)=0.17 내지 8%를 만족하는 개재물(이하 「조성 대상 개재물」이라 한다)의 개수 비율, 조성 대상 개재물 개수/사이즈 대상 개재물 개수 × 100이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재.
여기에서, (%SiO2), (%CaO), (%Al2O3), (%MgO), (%MnO), (%Na), (%F)는 각각 개재물 중의 SiO2, CaO, Al2O3, MgO, MnO, Na, F의 함유량 (질량%)이다.
In terms of% by mass,
C: 0.5 to 1.2%,
Si: 0.15 to 2.5%,
Mn: 0.20 to 0.9%,
P: 0.025% or less,
S: 0.004-0.025%,
Al: 0.000005 to 0.002%,
Ca: 0.00001 to 0.002%,
Mg: 0.00001 to 0.001%,
Na: 0.000005 to 0.001%,
F: 0.000003 to 0.001%
It is a high carbon steel wire rod containing a total oxygen content of 16 to 30 ppm, the balance of Fe and inevitable impurities,
Among the oxide-based nonmetallic inclusions (hereinafter referred to as "size target inclusions") having a short diameter of 0.5 µm or more, a long diameter of 1.0 µm or more, and a circle equivalent diameter (surface conversion diameter) of 1 µm or more, as seen in the cross section of the wire L direction, (% SiO 2 ) = 40 to 95%, (% CaO) = 0.5 to 30%, (% Al 2 O 3 ) = 0.5 to 30%, (% MgO) = 0.5 to 20%, (% MnO) = 0.5 to 10% In addition, the ratio of the number of inclusions (hereinafter referred to as "composition to be included") that satisfies (% Na) = 0.2 to 7% and (% F) = 0.17 to 8%, the number of inclusions to be formed / size to be included × 100 A high carbon steel wire rod having excellent freshness and fatigue characteristics after being drawn, characterized by being 80% or more.
Here, (% SiO 2 ), (% CaO), (% Al 2 O 3 ), (% MgO), (% MnO), (% Na), and (% F) are respectively SiO 2 , CaO, the content of Al 2 O 3, MgO, MnO , Na, F is (% by weight).
제1항에 있어서, 추가로
REM: 0.000005 내지 0.001%
를 함유하고, 상기 조성 대상 개재물이, 평균 농도로, 또한 (%T. REM)=0.3 내지 1.0%, (%S)=0.05 내지 0.2%를 만족하는 것을 특징으로 하는 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재.
여기에서, (%T. REM), (%S)는 각각 개재물 중의 희토류 원소의 합계, S의 함유량 (질량%)이다.
The method of claim 1 further comprising
REM: 0.000005 to 0.001%
And the composition-containing inclusions satisfy (% T.REM) = 0.3 to 1.0% and (% S) = 0.05 to 0.2% at an average concentration. This excellent high carbon steel wire rod.
Here, (% T.REM) and (% S) are the total of rare earth elements in inclusions, and content of S (mass%), respectively.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로
B: 0.0005 내지 0.002%
를 함유하는 것을 특징으로 하는 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재.
The method of claim 1 or 2, further comprising
B: 0.0005 to 0.002%
A high carbon steel wire rod having excellent freshness and fatigue properties after being drawn, characterized in that it contains a.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로
Cr: 0.05 내지 1.0%,
Ni: 0.05 내지 1.0%,
Cu: 0.05 내지 1.0%,
Ti: 0.001 내지 0.25%,
Nb: 0.001 내지 0.25%,
V: 0.001 내지 0.25%,
Mo: 0.05 내지 1.0%,
Co: 0.1 내지 2%
의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재.
The method of claim 1 or 2, further comprising
0.05 to 1.0% Cr,
Ni: 0.05 to 1.0%
Cu: 0.05 to 1.0%
Ti: 0.001-0.25%,
Nb: 0.001 to 0.25%,
V: 0.001 to 0.25%,
Mo: 0.05-1.0%,
Co: 0.1 to 2%
A high carbon steel wire rod having excellent freshness and fatigue properties after being drawn, characterized in that it contains one kind or two or more kinds thereof.
제3항에 있어서, 추가로, 
Cr: 0.05 내지 1.0%,
Ni: 0.05 내지 1.0%,
Cu: 0.05 내지 1.0%,
Ti: 0.001 내지 0.25%,
Nb: 0.001 내지 0.25%,
V: 0.001 내지 0.25%,
Mo: 0.05 내지 1.0%,
Co: 0.1 내지 2%
의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 신선성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재.
The method of claim 3, further comprising:
0.05 to 1.0% Cr,
Ni: 0.05 to 1.0%
Cu: 0.05 to 1.0%
Ti: 0.001-0.25%,
Nb: 0.001 to 0.25%,
V: 0.001 to 0.25%,
Mo: 0.05-1.0%,
Co: 0.1 to 2%
A high carbon steel wire rod having excellent freshness and fatigue properties after being drawn, characterized in that it contains one kind or two or more kinds thereof.
KR1020137018180A 2011-03-01 2012-02-28 High-carbon steel wire having excellent drawability and fatigue properties after drawing KR101357846B1 (en)

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