KR20140119897A - 파이프용 열연강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 조관 후 열처리 공정을 생략하면서도 80kg급의 고강도 재질을 확보할 수 있는 파이프용 열연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 파이프용 열연강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 슬라브 재가열 온도(SRT) 1180 ~ 1300℃ 조건으로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(FDT) 780 ~ 850℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 및 상기 열간압연된 판재를 권취온도(CT) 400 ~ 580℃로 냉각하여 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프용 열연강판 및 그 제조 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET FOR PIPE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 파이프용 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조관 후 열처리 공정을 생략하면서도 80kg급의 고강도 재질을 확보할 수 있는 파이프용 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유정용 강관은 심해 및 오일샌드(oil sand)에서 석유나 가스의 시추를 위하여 사용되는 강관이다.

이러한 유정용 강관은 탄소(C)를 0.2% 이상 첨가하여 강도 및 열처리성을 확보하고 있으며, 통상 열연강판을 조관한 후, QT(Quenching & Tempering) 열처리를 통하여 강도를 업그레이드하고 있다.

그러나, QT 열처리의 경우, 2단계에 걸쳐 진행되기 때문에 소모되는 제조비용이 매우 크다.

관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제2012-0057445호(2012.06.05 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 유정용 API 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 조관 후의 열처리 전 열연코일 상태에서 80kg급 인장강도를 만족할 수 있는 파이프용 열연강판 및 그에 적합한 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 파이프용 열연강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature; SRT) 1180 ~ 1300℃ 조건으로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(Finishing Delivery Temperature; FDT) 780 ~ 850℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 및 상기 열간압연된 판재를 권취온도(Coiling Temperature; CT) 400 ~ 580℃로 냉각하여 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 파이프용 열연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 : 780MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 파이프용 열연강판은 미세조직이, 부피%로, 침상 페라이트 및 베이나이트의 합 70% 이상을 포함하는 복합조직으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 탄소의 함량은 낮추는 대신 석출 강화 원소 및 경화능 확보 원소들을 추가로 투입하고, 압연 및 압연 권취온도를 낮추어 결정립 미세화와 더불어 저온 미세조직 변태를 통한 강도 확보가 가능함으로써, 조관 후의 열처리 전 열연코일 상태에서 80kg급 인장강도를 만족할 수 있는 파이프용 열연강판의 제조가 가능하다. 따라서, 조관 후 열처리 공정을 생략할 수 있는 파이프용 열연강판을 제공하므로 제조원가 절감 측면에서 유리하다.

본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 중탄(0.2~0.4중량%) 범위에서 설계되는 종래의 파이프용 열연강판에 비해 고인성 재질을 보유하면서도 용접성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파이프용 열연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 파이프용 열연강판의 열간압연 후 조직을 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1에 따른 파이프용 열연강판의 열간압연 후 조직을 나타낸 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조관 후 열처리 공정을 생략할 수 있는 파이프용 열연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

파이프용 열연강판

본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5%를 포함한다.

상기 합금 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 강의 제조 과정에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 파이프용 열연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명한다.

탄소(C)

탄소(C)는 강의 강도 확보 및 미세조직 제어를 위해 첨가된다.

조관 후 열처리 공정을 실시하는 통상의 파이프용 열연강판의 경우 강도 및 열처리성 확보를 위하여 탄소(C)를 강 전체 중량의 0.3중량% 이상 첨가한다.

그러나, 본 발명은 우수한 용접성 및 인성 확보를 위하여 저탄소를 설계하는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여, 본 발명에서 탄소(C)는 강 전체 중량의 0.06 ~ 0.12 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

탄소(C)의 함량이 0.06 중량% 미만일 경우 본 발명에 따른 강판에서 충분한 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.12 중량%를 초과하면 강도는 증가하나 인성 및 용접성이 크게 저하될 수 있다.

실리콘( Si )

실리콘(Si)은 상대적으로 저가의 원소로서, 낮은 가격으로 강의 강도를 높이는데 기여한다. 또한, 페라이트 안정화 원소로서, 페라이트 형성을 유도함으로써 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다.

본 발명에서 실리콘(Si)은 강판 전체 중량의 0.15 ~ 0.4 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우 실리콘 첨가 효과를 제대로 얻을 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.4 중량%를 초과하는 경우 열연 공정 중에 가열로에서 적스케일(red scale)을 생성시킴으로써 강의 표면품질에 문제를 줄 수 있다. 또한, Mn₂SiO₄등과 같은 산화물을 형성하여 용접성을 저해할 수 있다.

망간( Mn )

망간(Mn)은 철(Fe)과 유사한 원자반경을 갖는 치환형 원소로서, 고용강화 및 강의 경화능 향상에 기여한다.

본 발명에서 망간(Mn)은 강 전체 중량의 1.5 ~ 2.0 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 1.5 중량% 미만일 경우에는 고용강화 및 경화능 향상 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 2.0 중량%를 초과하면 MnS 개재물 및 산화물을 형성하여 고주파 전기저항 용접 시 강의 용접성을 저해할 수 있다.

인(P)

인(P)은 고용강화에 의하여 강의 강도를 향상시키는데 기여한다.

그러나, 인(P)은 다량 첨가 시 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 강의 인성 및 용접성을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강 전체 중량의 0.03 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해한다. 특히, 황(S)은 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있고, 그 결과 강의 내부식성을 저하시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강 전체 중량의 0.01 중량% 이하로 제한하였다.

질소(N)

질소(N)는 다량 첨가 시 고용 질소가 증가하여 강의 충격특성 및 연신율을 떨어뜨리고 용접부의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 강 전체 중량의 0.01중량% 이하로 제한하였다.

니오븀( Nb )

니오븀(Nb)은 강의 강도에 큰 영향을 주는 원소 중에 하나로서, 강 중에 탄질화 석출물을 석출하거나 또는 철(Fe) 내 고용강화를 통하여 강의 강도 향상에 기여한다. 이때, 니오븀계 탄질화 석출물은 1150℃ 이상의 가열로에서 고용된 후 열간압연 중 미세하게 석출되어 강의 강도를 효과적으로 증가시킨다.

원하는 강도를 고려할 때, 본 발명에서 니오븀은 강 전체 중량의 0.05 ~ 0.12 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우 강도 향상 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 니오븀의 함량이 0.12 중량%를 초과할 경우 강도 향상에는 기여할 수 있으나, 과다한 석출로 인해 연주성, 압연성 및 연신율이 저하될 수 있다.

티타늄( Ti )

티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 Ti(C,N) 석출물을 생성시킴으로써 용접 시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부 조직을 미세화시켜 열연 제품의 인성 및 강도를 향상시킨다.

본 발명에서 티타늄(Ti)은 강 전체 중량의 0.01 ~ 0.05중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.05 중량%를 초과하면 조대한 석출물을 생성시켜 강의 인성을 저하시킬 수 있다.

니켈( Ni ), 몰리브덴( Mo )

니켈(Ni)과 몰리브덴(Mo)은 치환형 원소로서, 고용강화를 통해 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 강의 경화능 및 내식성을 향상시킨다.

본 발명에서 니켈(Ni)과 몰리브덴(Mo) 각각은 강 전체 중량의 0.1 ~ 0.5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니켈(Ni) 또는 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니켈(Ni) 또는 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.5 중량%를 초과하면 더 이상의 효과없이 제조비용을 상승시키는 문제점이 있다.

크롬( Cr )

크롬(Cr)은 타 원소에 비해 상대적으로 낮은 가격으로 경화능을 효과적으로 향상시킨다.

본 발명에서 크롬(Cr)은 강 전체 중량의 0.2 ~ 0.3 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 함량이 0.2 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 0.3 중량%를 초과하면, 열간압연 및 용접 공정 중에 오스테나이트 결정립계에 조대한 Cr-탄화물을 생성시킴으로써 강의 연성을 저하시키며, 용접 후 열영향부(HAZ)의 열화를 초래하는 문제점이 있다.

미세조직 측면에서, 본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 침상 페라이트 및 베이나이트를 포함하는 복합조직으로 이루어지며, 부피%로, 침상 페라이트와 베이나이트의 합이 70% 이상을 포함하는 복합조직을 갖는다. 나머지는 다각 페라이트, 펄라이트 등이 될 수 있다.

기계적 특성 측면에서, 본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 저온 미세조직 변태를 통하여 조관 전 열연코일 상태에서 인장강도(TS) : 780MPa 이상의 고강도 특성을 나타내었다.

상기한 특성은 탄소의 함량은 강 전체 중량의 0.15중량% 이하로 낮추는 대신 Nb, Ti, Ni, Cr, Mo 등의 석출 강화 원소 및 경화능 확보 원소들을 추가로 투입하고, 압연 및 압연 권취온도를 낮춤으로써, 결정립 미세화와 더불어 저온 미세조직 변태를 통한 강도 확보에 기인한다.

상기 합금성분들로 이루어지는 본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 슬라브 재가열(Slab Reheating), 열간압연(Hot-Rolling), 냉각(Cooling) 및 권취(Coiling) 공정을 포함하는 일련의 과정으로 제조될 수 있다.

파이프용 열연강판 제조 방법

이하에서는 상기 특성을 나타내어 조관 후 열처리 공정을 생략할 수 있는 파이프용 열연강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파이프용 열연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

도 1을 참조하면, 도시된 파이프용 열연강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120), 및 냉각/권취 단계(S130)를 포함한다.

여기서, 냉각/권취는 냉각 및 권취를 의미한다.

슬라브 재가열

슬라브 재가열 단계(S110)에서는 본 발명에 따른 파이프용 열연강판의 합금 성분, 즉 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 반제품 상태의 슬라브 판재를 재가열한다.

본 발명에 따른 파이프용 열연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.

슬라브 재가열은 주조 시 편석된 성분을 재고용하고, 석출물을 재고용하기 위하여 실시된다.

슬라브 재가열은 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature; SRT) : 1180℃ 이상, 바람직하게 1180~1300℃의 온도에서 실시될 수 있다. 이러한 슬라브 판재의 재가열을 통하여, 오스테나이트 결정립이 성장하며, 강 중의 불순물 및 석출물 형성 원소들의 고용이 일어난다.

본 발명에서는 비교적 높은 니오븀(Nb)과 티타늄(Ti)의 함량으로 인하여 1180℃ 이상의 온도에서 재가열하여 추출하는 것이 바람직하다.

본 단계에서, 슬라브 재가열 온도가 1180℃ 미만이면 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1300℃를 초과하면 오스테나이트 결정립 사이즈가 증대되어 최종 미세조직의 페라이트가 조대화되어 강도 확보가 어려울 수 있다.

또한, 슬라브 재가열은 상기 온도 범위에서 1 ~ 3시간 동안 실시될 수 있다. 슬라브 재가열 온도가 1시간 미만일 경우 강 슬라브의 균질화 정도가 미미하여 품질 저하의 우려가 있다. 반대로 슬라브 재가열 온도가 3시간을 초과하는 경우 경제적으로 유용하지 못하다.

열간압연

열간압연 단계(S120)에서는 재가열된 판재를 열간압연한다.

압연 시에는 오스테나이트 결정립이 재결정되거나 재결정이 되지 않을 경우, 입내의 전위 밀도가 증가하여 최종 제품의 미세조직 결정립도를 미세화시킨다.

본 발명에서는 미세한 결정립 형성을 위하여 오스테나이트의 재결정이 이루어지지 않는 온도에서의 압연이 필요하다.

따라서, 열간압연 단계(S120)에서는 오스테나이트 미재결정 영역에 해당하는 마무리 압연 온도(Finishing Delivery Temperature; FDT) : 780 ~ 850℃ 조건으로 마무리 열간압연한다.

본 단계에서, 마무리 압연 온도(FDT)가 780℃ 미만일 경우에는 압연과 동반된 상변태가 나타나며, 이로 인해 혼립 조직이 야기된다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 850℃를 초과할 경우, 오스테나이트 결정립이 조대화되어 변태후 페라이트 결정립 미세화가 충분히 이루어지지 않아 강도 확보가 어려워질 수 있다.

냉각/ 권취

냉각/권취 단계(S130)에서는 열간압연된 판재를 냉각하면서 권취한다. 냉각과 동시에 권취가 실시되는 경우라면, 냉각종료온도는 권취온도(Coiling Temperature; CT)가 될 수 있다.

압연이 종료된 후 권취 설정 온도에 따라 강의 냉각 이력이 좌우된다. 본 발명에서는 인장강도 80kg급의 재질 확보를 위하여 침상형 페라이트 변태 유도가 필요하므로, 본 단계에서, 권취는 권취온도(CT) 400 ~ 580℃에서 실시되는 것이 바람직하다.

이 경우, 부피%로, 침상 페라이트와 베이나이트의 합이 70% 이상인 복합조직의 변태유도가 가능하다. 이러한 복합 미세조직은 열처리 전 열연코일 상태에서 80kg급 인장강도를 만족하는 강판 재질을 확보하도록 하면서 강판에 우수한 용접성을 부여한다.

본 단계에서, 권취온도(CT)가 400℃ 미만일 경우, 강의 연성, 인성 등의 물성이 악화될 수 있다. 반면에, 권취온도(CT)가 580℃를 초과하는 경우 강도가 저하될 수 있다.

본 단계에서, 냉각은 대략 20~100℃/sec의 평균 냉각 속도로 실시되는 것이 바람직하다. 평균 냉각 속도가 20℃/sec 미만일 경우, 과냉도 부족으로 인하여 충분한 저온 미세조직 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반면에, 평균 냉각 속도가 100℃/sec를 초과하는 경우, 조직이 경해져서 저온 인성이 저하될 수 있고, 더 이상의 효과 없이 과도한 냉각으로 강판 제조비용만 상승할 수 있다.

상기의 과정(S110 ~ S130)으로 제조되는 파이프용 열연강판은 탄소의 함량은 낮추는 대신 석출 강화 원소 및 경화능 확보 원소들을 추가로 투입하고, 압연 및 압연 권취온도를 낮추어 저온 미세조직 분율 증가를 통한 강도 확보가 가능함으로써, 조관 후의 열처리 전 열연코일 상태에서 80kg급 인장강도를 만족할 수 있다.

그 결과, 조관 후 열처리 공정을 생략할 수 있어 제조원가 절감 측면에서 유리하므로 가격 경쟁력 확보가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 0.2~0.4중량%의 탄소 범위에서 설계되는 종래의 파이프용 열연강판에 비해 고인성 재질을 보유하면서도 용접성이 우수하다. 따라서, 본 발명에 따른 파이프용 열연강판은 극한지역과 같은 가혹한 환경에서 안정성 확보가 요구되는 유정용으로 활용하기에 적합하다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 시편의 제조

표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 따른 시편들을 제조하였다.

이후, 표 2에서와 같이, 비교예 1에 따른 시편은 조관 후 QT(Quenching and Tempering) 열처리를 실시한 반면, 실시예 1~2에 따른 시편들은 조관 후 열처리를 실시하지 않았다.

이때, QT 열처리는, 비교예 1에 따라 제조된 열연 시편을 1000℃로 가열한 후 수냉을 통하여 퀀칭(quenching)을 실시한 후, 500℃에서 템퍼링(Tempering)을 실시하였다.

[표 1]

[표 2]

2. 물성 평가

실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 시편들을 제조하는 과정 중 열간압연 후와 조관 후에 각각에 대한 인장강도, 항복강도 및 연신율을 측정하고, 열간압연 후의 미세조직을 분석하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다. 다만, 비교예 1에 따른 시편의 경우, 조관 후의 열처리 후에 대한 인장강도, 항복강도 및 연신율을 추가로 측정하였다.

또한, 실시예 1 및 비교예 1에 따른 파이프용 열연강판의 미세조직을 관찰하고, 이를 각각 도 2 및 도 3에 나타내었다.

[표 3]

표 1 내지 표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조건을 만족하는 실시예 1~2에 따라 제조된 시편들의 경우, 조관 실시 전 열간압연을 마친 열연코일 상태에서의 인장강도(TS)가 모두 813MPa 이상으로 목표치를 만족하였으며, 조관 후에도 인장강도(TS)는 목표치를 크게 만족하였다. 이때, 실시예 1~2는 모두 열간압연 후에 침상 페라이트와 베이나이트로 변태된 미세조직을 갖고, 침상 페라이트와 베이나이트의 합이 각각 83%, 86%임을 확인할 수 있다.

반면, 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 열간압연 후와 조관 후의 인장강도(TS)가 목표치와 큰 차이를 보였으며, 조관 후의 열처리를 실시한 후에야 비로소 목표치를 만족하는 인장강도(TS)를 구현할 수 있었다. 비교예 1의 경우, 열간압연 후에 페라이트와 펄나이트로 변태된 조직을 갖음을 확인할 수 있다.

도 2는 실시예 1에 따른 파이프용 열연강판의 열간압연 후 조직을 나타낸 것이고, 도 3은 비교예 1에 따른 파이프용 열연강판의 열간압연 후 조직을 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따라 제조된 강판의 경우, 열간압연 후의 조직이 주로 미세한 침상 페라이트 및 베이나이트로 이루어진 미세 복합조직을 갖는 반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 따라 제조된 강판의 경우, 열간압연 후의 조직이 주로 페라이트와 펄나이트로 이루어지고, 실시예 1에 비해 균일하거나 미세하지 못하였다.

상술한 바를 통해, 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어에 따른 저온 미세조직 변태를 통하여, 조관 전 열연코일 상태에서 80kg급 인장강도 확보가 가능한 열연강판의 제조가 가능한 것으로, 조관 후의 열처리 공정이 생략 가능함을 확인할 수 있었다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 냉각 및 권취 단계

Claims (3)

1. 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 슬라브 재가열 온도(SRT) 1180 ~ 1300℃ 조건으로 재가열하는 단계;
   상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(FDT) 780 ~ 850℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 및
   상기 열간압연된 판재를 권취온도(CT) 400 ~ 580℃로 냉각하여 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 열연강판 제조 방법.
   
2. 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.12%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.4%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.0%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.01% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.12%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.5%, 크롬(Cr) : 0.2 ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.5% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 : 780MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프용 열연강판.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 파이프용 열연강판은
   미세조직이, 부피%로, 침상 페라이트 및 베이나이트의 합 70% 이상을 포함하는 복합조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프용 열연강판.

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