KR20160071521A - 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법 - Google Patents

개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정련 공정 (AOD, Argon Oxygen Decarburization) - 성분조정 공정 (LT, Ladle Treatment) - 쌍롤식 박판주조공정 (Twin roll strip casting)을 통하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하는 일반적인 제강공정에 있어서, 정련 공정 (AOD)에서의 조건을 제어하여, 후에 실시하는 쌍롤식 박판주조공정으로 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하여도 개재물을 일정 개수 이하로 제한할 수 있는 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법을 제공한다.

Description

개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING A DUPLEX STAINLESS STEEL SHEET REDUCED INCLUSION}
본 발명은 듀플렉스 스테인리스 강판에 관한 것으로, 더 상세하게는, 쌍롤식 박판 주조공정을 사용하여 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 쌍롤식 박판 주조공정은 회전하는 한 쌍의 주조롤 사이로 용강을 공급하여 그 용강으로부터 직접 수 mm 두께의 박판제품을 연속적으로 제조하는 것으로 이루어지는 공정을 말한다. 도 1에 나타난 바와 같이, 쌍롤식 박판 주조공정을 실시하는 쌍롤식 박판 주조장치 (100)는 크게 주조롤 (110), 래들 (120), 턴디쉬 (130), 주조노즐 (140), 메니스커스 실드 (150), 브러쉬롤 (160) 및 에지댐 (170)을 포함하는 것으로 구성된다.
상기 쌍롤식 박판 주조공정을 순서대로 설명하면, 용강을 래들 (120)에 수용시키고, 노즐을 따라 턴디쉬 (130)로 유입되며, 턴디쉬 (130)로 유입된 용강은 주조롤 (110) 양 끝단부에 설치된 에지댐 (170)의 사이와 주조롤 (110)의 사이로 용강 주입노즐 (140)을 통해 공급되어 응고가 개시된다. 이때 주조롤 (110) 사이의 용강부에는 산화를 방지하기 위해 메니스커스 쉴드 (150)로 용탕면을 보호하고 적절한 가스를 주입하여 분위기를 적절히 조절하게 되고, 용강이 응고되며 주조롤 (110)을 빠져나오면서 박판 (180)이 제조된다.
용강으로부터 두께 10mm 이하의 박판을 직접 제조하는 상기 쌍롤식 박판 주조공정에 있어서 중요한 기술은, 빠른 속도로 반대방향으로 회전하는 주조롤 (110) 사이에 주입노즐 (140)을 통해 용강을 공급하여 원하는 두께의 박판을 균열 없이 실수율이 향상되도록 제조하는 것이다. 그러나, 쌍롤식 박판 주조장치 (100)를 사용하여 얻어진 듀플렉스 스테인리스강은 급속응고 원리에 의해 개재물들이 성장하고 융합할 시간이 없어 개재물들이 미세화되는 특징이 있다.
이러한 개재물은 제품의 표면에 잔류해 있을 경우 표면을 손상시키거나 균열 발생의 원인이 되고, 내식성을 열위하게 만드는 사이트 (site)로 작용할 수 있다. 특히, 비금속 개재물은 용강의 탈산과정과 온도 제어를 위한 합금철 투입 등의 공정을 통해서 필연적으로 발생하기 때문에 개재물의 발생 자체를 막을 수는 없으므로 개재물의 발생을 최소화시켜야 한다.
본 발명은 쌍롤식 박판 주조공정을 사용하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조할 시에 생성되는 개재물의 발생을 저감시킬 수 있는 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일태양은 정련 공정 (AOD, Argon Oxygen Decarburization) - 성분조정 공정 (LT, Ladle Treatment) - 쌍롤식 박판주조공정 (Twin roll strip casting)을 통하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 정련 공정 시 Si를 통하여 용강의 탈산을 실시하며, 상기 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량은 0.55 ~ 0.75중량%인 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 쌍롤식 박판 주조공정을 사용하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조함으로써, STS304와 유사한 수준으로 듀플렉스 스테인리스 강판의 개재물을 저감할 수 있다.
도 1은 일반적인 쌍롤식 박판 주조장치의 개략도이다.
도 2는 종래의 원기둥 모양으로 고질소 듀플렉스 스테인리스강의 용강 샘플링 (sampling)을 실시하여 내부에 핀 홀 (pin hole) 결함이 발생한 샘플러를 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 디스크 모양으로 고질소 듀플렉스 스테인리스강의 용강 샘플링 (sampling)을 실시한 샘플러를 촬영한 사진이다.
본 발명은 쌍롤식 박판 주조공정을 사용하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조할 시에 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
더 상세하게는, 본 발명의 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법은 정련 공정 (AOD, Argon Oxygen Decarburization) - 성분조정 공정 (LT, Ladle Treatment) - 쌍롤식 박판주조공정 (Twin roll strip casting)을 통하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하는 일반적인 제강공정에 있어서, 정련 공정 (AOD)에서의 조건을 제어하여, 후에 실시하는 쌍롤식 박판주조공정으로 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하여도 개재물을 일정 개수 이하로 저감할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 상기 정련 공정 (AOD) 시 Al을 제외한 Si의 투입만으로 용강의 탈산을 실시하며, 상기 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량을 0.55 ~ 0.75중량%로 조정하는 것이 바람직하다.
상기 정련 공정(AOD)에서는 탈탄 작업과 슬래그의 제조를 통한 탈황 (Desulfurization)과 탈산(Deoxidation)이 이루어지는데, 종래에는 탈황을 위해서는 강중 산소량을 저감시켜야 Ca와 S의 탈류 반응이 활발히 일어나 S의 저감이 쉬우므로, 강종 산소 저감을 위해 Si 및 Al의 투입을 통하여 탈산을 실시한다. 상기 Al의 투입으로 인해 강중 개재물 내 Al2O3 비율이 높아 고융점 개재물을 형성하게 되는데, 이렇게 형성된 고융점 개재물들은 슬래그 (slag)로의 부상분리가 잘되지 못하여 강중에 잔존하게 되고, 슬래그 (slag) 염기도가 낮아 슬래그들이 용강으로 쉽게 현탁되고 혼입되어 개재물 수가 증가하게 된다.
본 발명에서는 Al을 제외한 Si의 투입만으로 용강의 탈산을 실시함으로써, 상기의 문제를 해결할 수 있다. 또한, Al을 투입하지 않아 탈산능이 부족할 수 있으므로, 상기 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량을 0.55 ~ 0.75중량%인 종래보다 많은 양으로 조정함으로써, 탈산능을 강화시킬 수 있다.
상기 Si는 합금철(금속고체)상태로 정련 공정 중에 용강 내에 투입하는 것이 바람직하며, 용강 내에 투입될 때의 Si의 용해 실수율 및 Si 합금철의 순도를 고려하여 투입한 후, 성분분석을 통하여 Si의 함량을 확인하는 방식으로 정련 공정의 종점에서의 Si의 함량을 상기 성분범위 내로 조정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서의 정련 공정의 종점에서의 Si의 함량은 최종 생산품의 함량을 의미하는 것이 아니고, 정련로에서 정련공정을 마치는 시점의 종점을 의미하는 것이다. 상기 정련 공정의 종점 시까지 Si함량이 0.55 ~ 0.75중량%의 성분범위 내로 용강 중에 존재해야만 충분한 탈산반응이 일어나 본 발명에서 요구되는 정도로 강 중 산소량을 줄여 개재물 수준을 저감할 수 있다. 상기 정련 공정 이후 성분조정 공정에서도 Si을 투입할 수 있으나, 성분조정 공정에서 투입하는 Si는 탈산반응이 완료된 후에 단순히 최종 생산품의 함량성분을 조정하기 위한 첨가에 불가하므로, 정련공정 이후의 Si의 첨가는 개재물의 저감에 아무런 영향을 주지 못한다.
상기 정련 공정의 종점 시까지의 Si함량이 0.55중량% 미만이면, 최종소재의 기계적물성(연신율 저하)이 열위한 문제가 있고, 0.75중량%를 초과하면 주조경험상 고 Si함량에 의한 고온강도가 증가되어 소재가 브리틀 (Brittle)해져 판파단 가능성이 커져 주조안정성에 문제가 있으므로, 정련 공정의 종점 시까지의 Si함량을 0.55 ~ 0.75중량%로 조정하는 것이 바람직하다. 실제로 Si함량이 1.1중량% 주조적용 시, 주조중 판파단이 발생된 경험이 있어 Si함량을 1.0중량% 이하로 제한을 하고 있다.
본 발명의 듀플렉스 스테인리스 강판은, 중량%로, C: 0.02~0.06%, Si: 0.55~0.75%, Mn: 2.8~3.2%, P: 0.035% 이하, S: 0.003% 이하, Cr: 19.0~21.0%, Ni: 0.5~1.5%, Cu: 0.3~1.2%, N: 0.2~0.28%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 성분계는 종래의 듀플렉스 스테인리스 강판의 성분계보다 고가의 성분인 Mo, Ni첨가량은 줄이고, Mn, N함량을 증가시켜 기계적 물성을 높이고, Cu첨가로 내식성을 확보한 듀플렉스 스테인리스 강판의 성분계이다.
상기의 합금성분 및 범위 내의 성분값을 사용하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조함으로써, 페라이트 및 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 얻을 수 있으며, 제조원가를 절감하면서도 우수한 물성을 갖는 듀플렉스 스테인리스 강판을 얻을 수 있다.
본 발명의 목적은 개재물을 저감시키는 것으로, 듀플렉스 스테인리스 강종이 내식성에 민감한 강종이고 내식성에 영향을 주는 인자가 개재물의 수이므로, 듀플렉스 강종이 전반적으로 개재물 수가 많기 때문에 개재물 수를 저감하려는 목적으로 하는 것이다. 그러므로, 본 발명은 개재물 수를 저감하기 위해 상기와 같은 듀플렉스 스테인리스 강종 성분계로 제조하여야 하는 것은 아니며, 상기 성분범위에 한정되지 않고, 어떠한 성분계를 갖는 듀플렉스 스테인리스 강판에 적용가능하다.
또한, 본 발명은 상기 정련 공정의 슬래그 (Slag)의 염기도를 2.2 ~ 2.5로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 정련 공정 (AOD)중에서 첨가되는 생석회 (CaO)와 규소산화물 (SiO2)의 증가에 의하여 슬래그 (Slag) 염기도는 증가하게 되고, 이에 따라, 슬래그 점도 및 융점이 증가하게 된다. 이렇게 슬래그의 점도 및 융점이 커지면 용강중으로 현탁되어 흡수되는 슬래그가 증가하게 되고, 이는 후에 개재물이 되어 이후의 공정에서도 계속 존재하게 된다.
그러나, 상기 슬래그의 염기도를 2.2 ~ 2.5로 유지하여 용강과 슬래그의 계면반응으로 용강 내 평형산소량은 가장 낮아지게 되어, 결국 개재물을 저감할 수 있다.
상기 슬래그 염기도는 CaO/SiO2의 비를 나타내는 것으로서, 상기 각 산화물의 중량%의 비를 나타내는 값이다. 상기 SiO2는 정련 공정 중 투입하는 Si 합금철들이 탈산 과정 중 생성되는 산화물(SiO2)로서의 Si의 양과 O2 가스 양에 의해 생성량이 조절되고, 상기 CaO는 염기도 조절을 위해 투입하는 CaO(생석회)의 양에 따라 조절되어, 상기 슬래그의 염기도인 CaO/SiO2의 비의 값이 조절될 수 있다.
슬래그 염기도는 강중의 용존 산소 및 실리콘, 알루미늄 농도와 평형관계로부터 결정되는데, 즉, 실리콘 농도가 높고 염기도가 높을수록 강중 산소는 낮아진다. 염기도가 너무 낮으면 강중 평형 산소농도가 증가하게 되어 개재물 발생량이 증가하고, 염기도가 너무 높을 경우, 강중 산소농도는 감소하여 산화반응에 의한 개재물 생성은 감소하여도 원료 중 불순물 및 래들 내화물 중 Al2O3의 공급에 의해 강중의 알루미늄를 증가시켜 표면결함을 유발하는 부작용이 있다. 상기 슬래그의 염기도가 2.2 미만이면, 강중에 평형산소농도가 증가하여 개재물 발생량이 증가하는 문제가 있고, 염기도가 2.5를 초과하면 슬래그와 래들 내화물과의 반응성이 좋아져 반응에 의한 내화물의 용손에 의해 내화물로부터의 고융점의 알루미나(Al2O3)들이 유입되어 표면결함을 유발할 문제가 있으므로, 본 발명의 정련 공정 시에 사용하는 슬래그의 염기도는 2.2 ~ 2.5인 것이 바람직하다.
본 발명의 성분조정 공정에서 성분확인을 위한 용강의 샘플링 시 샘플의 형상은 디스크 모양인 것이 바람직하다. 이와 같이 샘플의 형상을 디스크 모양으로 샘플을 형성하여 샘플링을 실시함으로써, 샘플링의 에러 발생율이 감소하고, 이에 따라 성분조정 공정 시간을 단축할 수 있다.
도 2에서는 종래의 원기둥 타입으로 고질소 듀플렉스 스테인리스강의 용강 샘플링 (sampling)을 실시하여 내부에 핀 홀 (pin hole) 결함이 발생한 샘플을 보여주고 있다. 고질소 듀플렉스 스테인리스강 특성상 용강 중에 용해되어 있는 과포화된 질소가스들이 응고 중에 용강온도가 낮아지면 질소용해도가 떨어져 강중의 질소가스는 외부(대기)로 배출하는데 일부 배출되지 못하고 용강 중에 잔존하는 질소가스들이 용강과 함께 샘플 내부에 갇히게 되면서 핀 홀 (pin hole)성 가스결함을 발생시키는 것이다. 종래의 샘플러 (원기둥 타입)는 용강샘플의 size를 맞추기 위해 수평으로 커팅하여 그 내부 단면을 폴리싱 후 성분 분석을 실시하는데, 고질소 첨가 듀플렉스 스테인리스 강종은 내부에 상기와 같은 핀 홀 (pin hole)성 가스결함을 가지고 있을 가능성이 크고, 상기 핀 홀이 존재하는 샘플은 성분 분석이 불가능하다. 종래에는 본 발명에서 함유하는 0.25중량% 수준으로 질소를 함유하는 고질소 듀플렉스 스테인리스강의 용강 샘플링 (sampling)시, 상기와 같은 핀 홀 (pin hole) 결함들이 발생할 가능성 60%가 넘는다. 즉, 성분확인을 위해서는 수회의 샘플링을 필요로 하고, 샘플링 1회 추가에 따른 10 여분의 추가 작업시간을 필요로 하므로 성분조정시간이 길어지게 된다.
그러나, 도 3과 같이 고질소 스테인리스강 용강 샘플러를 디스크 모양으로 제작하게 되면, 불량 발생율이 6%이내로 감소시킬 수 있다. 종래의 샘플러(원기둥 type)는 용강샘플의 size를 맞추기 위해 수평으로 커팅하여 그 내부 단면을 폴리싱 후 성분 분석을 실시하는데, 본 발명의 고질소 첨가 듀플렉스 스테인리스 강종은 내부에 질소가스결함들이 노출되어 성분 분석이 불가능하다. 그러므로, 개선된 샘플러(disk type)는 샘플의 size(높이)를 적절하게 조절된 몰드를 사용하여 내부에 갇히는 질소가스를 최소화하여 줄였기 때문에 내부에 가스결함 발생이 많이 줄였고, 또한 수평으로 커팅할 필요없이 샘플을 바로 폴리싱하여 표면을 연마(~5mm)한 후에 분석을 실시하기 때문에 분석면에 가스결함들이 있다 하더라도 외부로 노출이 되지 않아 분석하는 데 문제가 발생되지 않는다.
그러므로, 상기와 같이 상기 성분조정 공정에서 성분확인을 위한 용강의 샘플링 시, 샘플의 형상은 디스크 모양을 가지게 함으로써, 핀 홀(pin hole)성 가스결함에 의한 불량 발생율이 6%이내로 감소함으로써, 조업 안정성을 가져와 샘플링 1회로 대부분 성분확인이 가능하다. 이와 같이, 성분조정 공정의 시간을 단축할 수 있어, 정련로에서 출탕되는 용강의 온도 하향이 가능하며, 용강온도와 강중 산소량은 선형적인 관계를 가지고 있는데, 용강온도가 감소할수록 강중에 평형하는 산소농도는 감소하기 때문에 산화물을 형성하는 산소량은 감소하게 되어 개재물 생성량도 감소하게 된다.
또한, 본 발명에서는 상기 정련 공정의 출탕온도를 1680 ~ 1710℃로 유지하는 것이 바람직하다.
종래의 성분조정 공정 (LT)에서는 성분확인을 위하여, 상기 설명한 바와 같이, 기존의 방법에 의해 샘플링 불량 발생율이 높으므로, 수 회의 샘플링 횟수가 필요하게 되어, 성분조정 공정 (LT)의 시간이 길어지게 된다. 이러한 샘플에 불량에 의한 추가 시간소요를 감안한 안정적인 용강온도 공급과 제강시간 지연에 따른 공정비용 증가에 의하여 종래에는 작업시간 여유를 위하여 정련 공정(AOD)중 1750℃ 정도의 고온으로 용강을 출강시키게 되고, 이에 따라 강 중 평형 산소농도가 상승하여 개재물 수가 증가되는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명에서 제시하는 것과 같이, 샘플러를 디스크 모양으로 제작하게 되면, 샘플링 불량율이 감소되면서 조업 안정성을 가져와 샘플링 1회로 대부분 성분확인이 가능해 지게 되고, 이에 따라 본 발명에서는 정련 공정의 출탕온도를 1680 ~ 1710℃로 제어할 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 용강온도와 강 중 산소량은 선형적인 관계를 가지고 있어, 용강온도가 감소할수록 강 중에 평형하는 산소농도는 감소하기 때문에 산화물을 형성하는 산소량은 감소하게 되어 개재물 생성량도 감소하게 되는데, 본 발명에서는 종래의 정련 공정의 출탕온도보다 낮은 1710℃이하의 온도로 제어할 수 있으므로, 개재물 생성량을 보다 더 감소시킬 수 있다.
본 발명의 상기 정련공정의 출강온도를 1680℃ 미만으로 설정하면 강 중 평형 산소농도는 더욱 낮아져 개재물 생성량은 저감할 수 있어 유리할 수 있으나 출강온도가 너무 낮아 AOD-LT-TD-STRIP CASTER까지 경유하면서 주조온도가 너무 낮아져 탕면이 응고되고 용강이 정체되어 주조불안을 야기하기 때문에 1680℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한 상한이 1710℃를 초과할 때에는 용강온도 상승에 따른 강 중 평형산소농도가 높아져 강 중 개재물 발생량이 많아지기 때문에, 본 발명의 상기 정련공정의 출강온도는 1680 ~ 1710℃인 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[ 실시예 ]
본 발명의 실시예에서 사용한 고질소 첨가 듀플렉스 스테인리스강의 강종은 S82121로, 아래의 표 1의 범위를 갖는 강종이다.
강종 C Si Mn P S Cr Ni Cu N
S82121 0.0315 0.51~0.66 2.94 0.0216 0.0009 19.8 0.98 0.79 0.2405
상기 표 1의 성분범위로 조정된 강종 S82121을 "전기로 (EAF) ⇒ Slag Skimmer (Skimming Stand) ⇒ 정련로 (AOD) ⇒ LT (Ladle Treatment; Ar Bubbling) ⇒ 쌍롤식 박판주조기 (Twin roll Strip Caster)"의 순서로 설비 및 공정을 거쳐 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하였다. 여기에서, 상기 정련로에서는 하기 표 2의 조건을 만족하도록 하여 각각의 비교예 및 발명예를 실시하였다.
상기와 같이 제조된 각각의 비교예 및 발명예를 특허출원번호 제2011-0089560호에 기재된 스테인리스 강판의 비금속 개재물 분석방법을 이용해 개재물 측정 분석을 실시하였다. 각각의 비교예 및 발명예의 듀플렉스 스테인리스 강판(두께 2㎜)의 단부에서 양단부, 1/4지점, 1/2지점, 3/4지점에서 압연방향과 평행하게 20㎜로 절단하여 각각의 시험편을 준비하였다. 이러한 각각의 비교예 및 발명예의 시험편에 대해 총 관찰 면적 200㎜에서 개재물 개수를 측정하였고, 단위 면적당 개재물의 개수를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 주조No. 주조조건 개재물 수
(ea/cm2)
AOD 종점에서의 Si 함량(중량 %) AOD 출강온도
(℃)		 염기도
(CaO/SiO2)
비교예1 HR729 0.43 1738 1.95 266
비교예2 HR754 0.47 1733 2.02 228
비교예3 HR840 0.41 1744 2.05 193
비교예4 HR893 0.39 1749 1.87 209
발명예1 HR976 0.66 1735 2.05 75
발명예2 HR978 0.62 1741 2.11 71
발명예3 HR988 0.64 1739 2.00 72
발명예4 HR993 0.55 1738 1.98 81
발명예5 HR999 0.51 1740 2.19 86
발명예6 HR1000 0.56 1705 1.98 61
발명예7 HR1001 0.58 1711 2.11 70
발명예8 HR1003 0.56 1703 2.01 61
발명예9 HR1007 0.58 1698 2.08 55
발명예10 HR1017 0.59 1695 2.15 54
발명예11 HR1022 0.61 1701 2.23 54
발명예12 HR1034 0.60 1707 2.40 51
발명예13 HR1037 0.61 1703 2.47 49
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량을 만족하지 못하는 비교예 1 내지 4는 본 발명의 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량을 만족하는 발명예들에 비하여 3 배 넘도록 단위 면적당 개재물 수가 더 많이 관찰된 것을 확인할 수 있다. 또한, 발명의 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량은 만족할 뿐만 아니라, 본 발명의 정련 공정의 출탕온도 및 슬래그의 염기도 조건도 만족하는 발명예 11 내지 13은 다른 발명예보다 단위 면적당 개재물의 수가 더 줄어든 것을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
100: 쌍롤식 박판 주조장치 110: 주조롤
120: 래들 130: 턴디쉬
140: 주입노즐 150: 메니스커스 실드
160: 브러쉬롤 170: 에지댐
180: 박판

Claims (5)

  1. 정련 공정 (AOD, Argon Oxygen Decarburization) - 성분조정 공정 (LT, Ladle Treatment) - 쌍롤식 박판주조공정 (Twin roll strip casting)을 통하여 듀플렉스 스테인리스 강판을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 정련 공정 시 Si를 통하여 용강의 탈산을 실시하며, 상기 정련 공정의 종점에서의 상기 Si의 함량은 0.55 ~ 0.75중량%인 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 듀플렉스 스테인리스 강판은, 중량%로, C: 0.02~0.06%, Si: 0.55~0.75%, Mn: 2.8~3.2%, P: 0.035% 이하, S: 0.003% 이하, Cr: 19.0~21.0%, Ni: 0.5~1.5%, Cu: 0.3~1.2%, N: 0.2~0.28%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 정련 공정의 슬래그 (Slag)의 염기도는 2.2 ~ 2.5인 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 성분조정 공정에서 성분확인을 위한 용강의 샘플링 시, 샘플의 형상은 디스크 모양인 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 정련 공정의 출탕온도는 1680 ~ 1710℃인 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107186185A (zh) * 2017-04-27 2017-09-22 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 一种双相不锈钢双辊薄带铸轧生产工艺
CN107829029B (zh) * 2017-11-10 2020-02-07 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种ZG022Cr22Ni5Mo3N材质双相不锈钢冶炼工艺方法
US11110820B2 (en) * 2018-04-03 2021-09-07 Lear Corporation Seat adjustment limiter and method of control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100045053A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 주식회사 포스코 티타늄 함유 페라이트계 스테인리스강의 정련방법
KR20110006483A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 주식회사 포스코 오스테나이트계 스테인리스강의 고청정 정련 방법
KR20130014923A (ko) * 2011-08-01 2013-02-12 주식회사 포스코 듀플렉스 스테인리스강 제조 방법
KR20140069945A (ko) * 2012-11-30 2014-06-10 주식회사 포스코 고연성 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05337612A (ja) 1992-06-12 1993-12-21 Nippon Steel Corp 双ロール式連続鋳造法によるＮｂ含有フェライト系ステンレス鋼の鋳造方法
KR101009001B1 (ko) * 2003-07-31 2011-01-17 주식회사 포스코 스테인리스강의 제조방법
JP5335503B2 (ja) 2009-03-19 2013-11-06 新日鐵住金ステンレス株式会社 プレス成形性に優れた二相ステンレス鋼板
CN102021496A (zh) 2010-12-17 2011-04-20 何建 一种双相不锈钢及其生产工艺
KR101207662B1 (ko) 2011-09-05 2012-12-03 주식회사 포스코 스테인리스 강판의 비금속 개재물 분석방법
EP2770076B1 (en) 2011-10-21 2019-12-04 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
WO2013081422A1 (ko) 2011-11-30 2013-06-06 (주)포스코 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법
KR101365525B1 (ko) 2011-12-21 2014-02-20 (주)포스코 2상 스테인리스강 및 2상 스테인리스강의 ａｏｄ 정련방법
KR101441301B1 (ko) 2012-12-24 2014-09-17 주식회사 포스코 마르텐사이트 스테인레스 강 및 그 제조 방법
FI125734B (en) * 2013-06-13 2016-01-29 Outokumpu Oy Duplex ferritic austenitic stainless steel
CN104131237A (zh) 2014-06-19 2014-11-05 宝钢不锈钢有限公司 具有优良韧性与焊接性的经济型双相不锈钢及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100045053A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 주식회사 포스코 티타늄 함유 페라이트계 스테인리스강의 정련방법
KR20110006483A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 주식회사 포스코 오스테나이트계 스테인리스강의 고청정 정련 방법
KR20130014923A (ko) * 2011-08-01 2013-02-12 주식회사 포스코 듀플렉스 스테인리스강 제조 방법
KR20140069945A (ko) * 2012-11-30 2014-06-10 주식회사 포스코 고연성 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법

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