KR20170046642A - 질화물계 패키징 스틸의 제조방법 - Google Patents

질화물계 패키징 스틸의 제조방법 Download PDF

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티센크루프 라셀쉬타인 게엠베하
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Abstract

본 발명은 10 내지 1000ppm 범위의 탄소함량과 100ppm 이상으로 강에 용해된 일정량의 비결합 질소를 갖는 질화물계 패키징 스틸을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 강을 질화시키는 것은 2개의 단계로 수행하되, 제 1 단계에서 용융강 내로 질소-함유 가스 및/또는 질소-함유 고체의 형태로 질소를 공급함으로써 최대 160ppm의 질소함량으로 용융 강이 질화되고, 제 2 단계에서는 압연강판에 비결합 질소의 양을 더 증가시키기 위하여 냉간 압연에 의하여 질화된 용융 강을 냉간 압연시킨 압연강판이 질소-함유 가스로 처리된다. 상기 제 2 단계의 질화는 어닐링 로 내에서 수행되어, 압연강판이 재결정화되는 방식으로 어닐링된다. 상기의 방법으로 제조된 패키징 스틸은 600MPa 이상의 극단적으로 높은 강도로 구별되고, 5% 이상의 훌륭한 파단 연신율과 좋은 성형 특성을 갖는다. 본 발명은 또한 압연강판 형태의 질화된 패키징 스틸을 제공한다.

Description

질화물계 패키징 스틸의 제조방법{Method of Producing a Nitrided Packaging steel}
본 발명은 청구항 1의 특징들을 갖는 질화물계 패키징 스틸의 제조방법에 관한 것이며, 그리고 청구항 12의 특징들을 갖는 압연강판 형태의 질화물계 패키징 스틸에 관한 것이다.
강의 강도는 강에 용해된 비결합 질소를 도입함으로써 증가될 수 있다는 사실이 종래기술로부터 알려져 있다. 강 내로 비결합 질소의 도입은 강 및 강철제품의 경화에 사용되는 잘 알려진 방법인 질화(nitriding)로 일컬어진다.
패키징 재료(이하, 패키징 스틸로서 언급됨)를 제조하는데 사용되는 강 시이트나 강 스트립과 같은 압연강판이 질화될 수 있다는 사실이 종래기술로부터 또한 알려져 있다. 예를 들면, EP 0 216 399 B1호는 패키징 목적의 강 시이트, 및 강 시이트의 원하는 경도 카테고리의 함수로서 한정되고 적어도 5ppm의 비결합 질소량을 갖는 (예를 들면, European Standard 145-78의 경도 카테고리 T61에 대하여) 최소량의 비결합 질소와 함께 일정량의 비결합 용존 질소를 수용하는 질화에 의해서 알루미늄 킬드 연속주조 탄소-망간 강으로부터 제조되는 그러한 강 시이트의 제조방법을 개시하고 있다. 탄소와 망간 함량에 대하여, 상기 문헌에 개시된 강 시이트의 화학적 조성은 예를 들어 0.03 내지 0.1wt% 범위의 탄소함량과 0.15 내지 0.5wt% 범위의 망간함량을 갖는 종래의 연강과 일치한다. 강 시이트는 350 내지 550N/㎟ 범위의 높은 항복 응력으로 구별된다. 강에 용해된 비결합 질소의 최대량은 100ppm에 달하는데, 이것은 강도면에서 연관된 증가로 인하여 이러한 최대값이 주어지는 것이며, 높은 함량의 비결합 질소를 갖는 강 시이트는 더이상 냉간압연될 수 없고, 따라서 냉간압연된 패키징 스틸과 같이 의도된 용도에 대하여 더이상 적합하지 않다.
종래의 패키징-스틸의 제조방법에 따르면, 강은 먼저 연속적인 주조, 부수적인 열간압연, 냉간압연, 재결정 어닐링 및 최종적으로 조질압연된다. 강을 조질압연한 후, 조질압연후에 측정한 것보다 높은 값으로 경도와 항복응력을 증가시키기 위해서 질화에 의해 유도된 비결합 질소에 의해서 조질압연이 고정된 결과로서, 강에 형성된 자유 전위 동안에 열적 후처리가 수행된다. 열적인 후처리는 예를 들어 강 시이트의 표면에 전해 도포된 주석 피복의 열적 연화과정 동안에 또는 강 시이트의 표면에 도포된 래커의 피복을 굽는 동안에 수행되어야만 하는 패키징 스틸의 제조과정 동안에 조질압연 강의 다른 열처리와 바람직하게 결합될 수 있다.
강에 용존된 비결합 질소의 양에 대하여 EP 0 216 399 B1에 제안된 100ppm의 상한치 때문에, 이러한 종래의 패키징 스틸의 강도는 제한된다. 이론적으로, 600MPa보다 높은 최고의 인장강도를 달성하기 위해서 강에서 높은 함량의 비결합 질소를 갖는 강 시이트를 제조할 수 있다. 그러므로, 예를들어 EP 1 342 798 B1 및 DE 1 433 690 A1에는 각각 250ppm 및 400ppm에 달하는 질소함량을 갖는 질화 강이 개시되어 있다. 그러나, 실제로, 강에 높은 함량의 비결합 질소를 달성하기가 불가능하다.
강의 제조과정 동안에, 강은 예를 들어 질소가스(N2)의 블로잉(blowing)에 의해서 질소를 용융강내로 도입함으로써 질화될 수 있다. 기본적인 산소 제강공정에서 강을 제조하는 동안에 용융 강을 질화시키는 방법이 예를 들어 DE 2 237 498에 개시된 바 있다. 압연강판, 특히 강 스트립들은 표면처리에 의해서, 예를 들어 강 시이트의 표면내로 질소를 확산시킴으로써 질화될 수 있는데, 이것은 예를 들어 약간 과도한 압력하에서 암모니아 대기에서의 가스 질화에 의해서, 질소함유 염 조(salt baths)에서의 조(bath) 질화에 의해서 또는 플라즈마 질화에 의해서 달성될 수 있다. 질소의 확산 때문에, 경질의 표층 결합층이 강 시이트의 표면상에 형성되고 강 시이트 아래에 확산영역이 형성되며, 이때 상기 확산영역에는 (페라이트) 강 매트릭스에서 특정 깊이까지 질소가 삽입된다.
본 발명에 의해서 해결하고자 하는 문제는 패키징 재료들의 제조에 있어서 사용하기 위한 것으로 최고의 가능한 강도를 가지며 이와 동시에 양호한 파단 연신율 및 양호한 성형 특성들을 갖는 압연강판(강 시이트 또는 강 스트립)을 유용하게 만드는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 적어도 600MPa의 강도와 적어도 5%의 파단 연신율을 갖는 패키징 스틸을 유용하게 만드는 것이다. 패키징 스틸로서 의도된 사용을 위하여, 고강도 패키징 스틸은 충분한 예를 들어 압연강판으로부터 예를 들어 음식용 캔이나 음료용 캔과 같은 의도된 포장 재료들을 제조할 수 있도록 하기 위하여 딥 드로잉(deep drawing) 또는 아이어닝(ironing) 공정에서 성형성을 가져야만 한다. 압연강판 형태의 패키징 스틸은 일반적으로 냉간압연에 의해서 제조되는 박막 및 초박막 시이트들의 범위인 통상적인 두께를 갖는다.
이 문제들은 청구항 1의 특징을 갖는 방법 및 청구항 12의 특징들을 갖는 압연강판 형태의 질화물계 패키징 스틸에 의해서 해결된다. 본 발명에 따른 방법 및 상기 패키징 스틸의 바람직한 실시 예들은 종속항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 10 내지 1000ppm 범위의 탄소함량과 100ppm 이상, 바람직하게는 150ppm 이상의 강에 용해된 일정량의 비결합 질소를 갖는 질화물계 패키징 스틸을 제조할 수 있으며, 이때 상기 강을 질화시키는 것은 2개의 단계로 수행된다. 제 1 단계에 있어서, 예를 들어 용융강 내로 질소-함유 가스 및/또는 질소-함유 고체의 형태로 질소를 공급함으로써 최대 160ppm의 질소함량으로 용융 강이 질화된다. 결과적으로, 슬래브가 질화된 용융 강으로부터 주조되고, 고온 스트립을 제조하도록 고온-압연된다. 필요한 경우, 고온 스트립은 (주위온도로 냉각된 후에) 압연강판(강 시이트 또는 강 스트립)을 제조하도록 부수적으로 산세되고(pickled) 냉간압연된다. 냉간압연된 압연강판은 부수적으로 어닐링 로에서 재결정화 어닐링 처리된다. 어닐링 로에 있어서, 질화의 제 2 단계는 제 1 질화단계 동안에 용융 강 내로 이미 공급된 질소의 양을 넘어서서 강에서 비결합 질소의 양을 증가시키기 위해서 어닐링 로 내로 질소-함유 가스를 공급하고 압연강판 위로 향하게 함으로써 수행된다.
2가지 단계에서 패키징 스틸의 질화는 일반적으로 패키징 스틸의 제조에 사용되는 냉간압연장비(압연 밀 라인)를 사용하는 동안에 별다른 문제없이 고온 스트립이 압연강판, 특히 강 스트립을 제조하도록 냉간압연될 수 있게 한다. 이것은 제 1 질화단계에서 이루어질 수 있는데, 용융 강 내로 공급된 비결합 질소의 함량은 기껏해야 160ppm이다. 그러한 질소 함량으로, 질화된 용융 강으로부터 고온 압연에 의해서 제조된 고온 스트립은 냉간-압연가능한 상태가 되고, 따라서 고온 스트립을 냉간-압연할 수 있게 되고, 이에 의해서 포장 재료로서 일반적으로 필요한 두께를 갖는 박막 또는 초박막 시이트를 제조하게 된다. 또한, 용융 강의 높은 질소 함량은 용융 강으로부터 주조되는 슬래브에 원하지 않는 결함들을 초래하게 된다. 패키징 스틸의 바람직하게는 600MPa 이상의 원하는 강도는 제 2 질화단계 동안에 압연강판의 냉간압연 및 재결정화 어닐링에 의해서 달성된다. 그 결과, 패키징 스틸로서 사용하기 위해 박막 및 초박막 시이트의 범위에 해당하는 두께를 갖는 압연강판, 특히 강 스트립은 성형특성에서 별다른 제한없이 매우 높은 최고 인장강도를 가지며 이와 동시에 바람직하게는 적어도 5%의 높은 파단 연신율을 갖도록 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시 예들에 따르면, 용융 강은 질소 가스 (N2) 및/또는 석회질소 (CaCN2) 및/또는 질화망간(MnN)을 용융 강 내로 공급함으로써 제 1 단계에서 질화된다.
압연강판은 바람직하게는 압연강판이 재결정화 어닐링을 거치는 어닐링 로 내로 암모니아 가스를 공급함으로써 제 2 단계에서 질화된다. 암모니아 가스는 분무 노즐들에 의해서 압연강판의 표면위로 바람직하게 분무된다. 어닐링 로 내로 도입되는 암모니아 가스의 양은 0.05 내지 1.5%의 범위에 해당하는 암모니아 농도로 암모니아 평형이 어닐링 로에서 달성되도록 보장하기 위해서 바람직하게 설정된다. 어닐링 로 내의 암모니아 농도는 바람직하게는 암모니아 센서에 의해서 측정되고, 암모니아 평형 농도의 측정값은 어닐링 로 내로 단위시간당 암모니아 가스 공급량을 조절하도록 사용된다. 이러한 방식에 있어서, 일관된 암모니아 가스 농도가 어닐링 로에서 존재하고 따라서 압연강판은 균질하게 질화되고 강 스트립을 제조하는 시간동안 일관된 양을 가지며 강 스트립의 길이에 걸쳐서 균질한 질소 농도를 갖는 것을 보장할 수 있다.
제 2 질화 단계에서 어닐링 로에서 재결정화 어닐링하는 동안에, 암모니아 가스에 추가하여, 예를 들어 95wt%의 질소 가스와 5wt%의 수소 가스의 조성을 갖는 바람직하게는 질소 가스 및/또는 수소 가스 또는 이들의 혼합물과 같은 불활성 가스가 잠재적인 산화공정을 회피하기 위해서 어닐링 로내로 도입된다. 패키징 스틸을 2개 단계에서 질화함으로써 도입되는 비결합 질소의 전체량은 100 내지 500ppm 범위, 바람직하게는 150ppm 이상, 보다 바람직하게는 200 내지 350ppm 범위이다. 용융 강을 질화시키는 제 1 단계에 있어서, 최대 160ppm의 질소가 용융 강 내로 도입된다. 용융 강에서 비결합 질소를 약 160ppm의 상한으로 유지하는 것은 용융 강으로부터 제조된 슬래브가 예를 들어 대기 산소에 의해서 산화된 결과로서 발생하게 될 공극 및 균열의 형태와 같은 결점을 갖지 않게 할 수 있다. 또한, 질소 함량이 160ppm을 초과하지 않게 보장함으로써, 슬래브로부터 제조된 고온 스트립은 계속해서 냉간압연될 수 있다.
압연강판을 질화시키는 제 2 단게에서 추가적으로 도입될 수 있는 비결합 질소의 양은 바람직하게는 180 내지 350ppm의 범위이다. 그러므로, 2단계 질화공정을 사용하여, 500ppm에 달하는 전체량의 비결합 질소가 본 발명에 따라서 제조된 패키징 스틸 내로 도입될 수 있다. 그 결과, 650MPa 이상 1000MPa에 달하는 최대 인장강도를 달성할 수 있으며, 이것은 비결합 질소의 함량과 최대 인장강도 사이에 선형관계가 존재한다는 결론을 유도하며, 약 650MPa의 최대 인장강도를 달성하기 위해서 약 200ppm의 비결합 질소의 함량이 요구된다.
냉간압연된 압연강판으로 하여금 재결정화 어닐링을 거치게 하기 위하여, 상기 제품은 어닐링 로에서 600℃ 이상, 보다 바람직하게는 620℃ 이상의 온도로 가열된다. 재결정화 어닐링에 의해서, 냉간압연된 압연강판의 성형성이 회복된다. 압연강판을 가열하기 위해서 사용되는 온도는 620℃ 내지 660℃의 범위, 보다 바람직하게는 약 640℃ 이상으로 가열하기 위해서 사용된 온도임을 알게 되었다.
어닐링 로에서 일어나는 제 2 단계에서 압연강판을 질화하는 경우에, 암모니아 가스와 같은 질소-함유 가스를 압연강판의 표면에 균등하게 적용시킬 수 있는 다수의 분무 노즐들을 사용하는 것이 바람직하다. 최소 200m/min의 스트립 속도로 어닐링 로를 통과하는 강 스트립의 제조과정 동안에, 다수의 분무 노즐들은 예를 들어 스트립 이송방향에 대하여 직각방향으로 바람직하게는 서로에 대하여 등간격으로 이격하여 배치된다. 이 구성을 사용하여, 전체 표면에 걸쳐서 압연강판을 균질하게 질화시킬 수 있다.
어닐링 로 내로 공급된 질소-함유 가스의 농도측정은 강 스트립이 어닐링 로를 통과하는 시기에 걸쳐서 일관된 질소 분위기가 어닐링 로에서 유지될 수 있게 한다. 이것은 강 스트립이 그것의 길이에 걸쳐서 균질하게 질화되는 것을 보장한다.
비교실험들을 통해서 본 발명에 따라 제조된 패키징 스틸의 질화를 달성할 수 있었고 그것의 강도를 증가시킬 뿐만아니라 강에 있는 비결합 질소의 높은 함량 때문에 그것의 성형성을 개선할 수 있었다. 이것은 래커로 피복된 본 발명에 따라 제조된 패키징 스틸에 있어서 특별히 관찰될 수 있다. 래커를 구울(baking) 필요가 있는 종래의 래커-피복 패키징 스틸의 열처리 후에, 압연강판의 파단 연신율에서의 급격한 감소가 높은 강도하에서 관찰되었다. 이 현상은 본 발명에 따라서 제조된 질화된 압연강판에서는 관찰되지 않았다. 650MPa 이상의 매우 높은 강도하에서도, 래커를 굽는(래커 에이징) 열처리 후에, 파단 연신율에서 감소가 없었음이 관찰되었다. 이것에 대해 가능한 설명은, 2단계 질화공정의 결과로서 높은 함량의 비결합 질소가 존재하고 질소의 고도로 균질한 분포가 강에 존재하는 전위를 1차로 차단하며 압연강판의 변형과정 동안에 자유 질소원자들에 의해서 차단되는 많은 수의 이러한 전위들은 적용된 인장응력이 최대값 이상으로 증가할 때 갑자기 자유로워진다는 것이다. 이것은 변형의 결과로서 많은 전위들이 질소 원자들에 의해서 차단되는 것으로부터 자유로워져서 강에서 이동할 수 있게 하며, 그 결과 성형성을 개선하게 된다.
본 발명에 따라 제조된 패키징 스틸의 이러한 장점 및 다른 장점들은 첨부도면들을 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명되는 실시 예를 통해서 명백하게 밝혀질 것이다, 첨부도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 방법의 제 2 단계가 수행되는 어닐링 로의 개략도이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 예에 있어서, 먼저 질화된 용융강은 변환장치 및/또는 부수적인 성분조정 작업대에서 생산되는데, 이때 상기 용융 강은 160ppm에 달하는 자유로운 비결합(즉, 강에 용해된) 질소 함량을 갖는다. 강의 합금조성은, 질화공정이 본 발명에 따른 방법에서 초과될 수 있기 때문에, 질소함량에 대한 상한값(Standard EN 10202에서는 Nmax = 80ppm로 주어지고 AST [sic] Standard ASTM 623에서는 Nmax = 200ppm로 주어짐)을 제외하고는, 바람직하게는 패키징 스틸에 대한 (예를 들어 ASTM Standard A623-11 “Standard Specification for Tin Mill Products” 또는 “European Standard EN 10202“에서 정의된 것과 같은) 표준으로 특정된 한계값을 충족시킨다. 탄소 분율은 10 내지 1000ppm, 보다 바람직하게는 100 내지 900ppm, 일반적으로는 400 내지 900ppm의 범위이다.
용융 강을 생산하기 위해서, 변환장치는 스크랩과 선철로 채워지고, 산소가스와 질소가스의 블라스트(blast)가 용융 강으로 공급되며, 이때 산소가스(O2)는 상부로부터 송풍되고 질소가스(N2)는 통풍관을 통해서 바닥으로부터 변환장치내로 송풍된다. 그 결과, 용융 강에서 얻는 질소 함량은 70 내지 120ppm으로, 이것은 포화를 유발한다. 용융 강의 제조과정 동안에, 조성, 특히 용융 강의 질소함량이 측정된다. 만약 화학적 조성이 필요한 한계 내에 있지 않으면(예를 들어 인의 분율이 너무 높으면), 산소 가스는 산소 랜스를 통해서 송풍되고, 아르곤 가스(Ar)는 바닥 통풍관을 통해서 송풍된다. 단지 매우 적은 양의 탄소(C)가 강에 포함되므로, 과도한 압력이 축적되지 않고 질소가 취입되어 추가적인 질화를 유도할 수 있다.
용융 강에서 필요한 (용해된) 질소의 양(대체로 약 120ppm)이 질소 가스의 취입에 의해서 아직 달성되지 않으면, 석회질소(석회질소, CaCN2)가 상기 변환장치를 빠져나가는 강의 흐름에 추가적으로 공급될 수 있고, 반면에 변환장치는 비게 된다(tapped). 석회질소는 입자(5∼20mm)의 형태로 추가될 수 있다.
부수적으로, 레이들(ladle)이 제 1 아르곤 세척 작업대로 이송되는데, 여기에서는 용융 강에 침지된 내화 랜스를 이용하여 약 3분 동안 아르곤을 이용한 세척이 진행된다. 제어 분석 후, 만약 필요하다면, 제 2 아르곤 세척 작업대에서 약 3분 동안 아르곤 세척이 두번째로 수행된다. 그러면, 레이들은 제 3 아르곤 세척 작업대로 이동한다. 이것은 주조 전의 마지막 단계이다. 만약 질소 함량이 미리설정된 목표 범위 내에 있지 않으면, 예를 들어 스틸 시스(steel sheath)에서 MnN [sic]의 와이어 형태로 질화망간(MnN)이 추가될 수 있다. 가능한 부족한 질소의 양은 필요한 양의 MnN(예를 들면, 필요한 길이의 MnN 와이어)으로 변환되고, 이것은 용융 강 내로 추가된다. 미리 설정된 목표함량의 질소나 상한 Mn의 강이 추가될 때까지 MnN이 추가된다.
끝으로, 용융 강으로부터 슬래브를 주조하기 위해서 용융 강은 턴디시 내로 주입된다. 대기 질소의 누설 및 용융 강 내로의 확산 때문에, 질소함량은 약 10pp 만큼 증가될 수 있다. 약 160ppm의 주조 강 슬래브에 용해된 질소량의 상한은 위에서 언급한 상한보다 높은 질소 함량을 초과할 수 없으며, 슬래브에 형성되어 원하지 않는 산화를 유발하는 균열이나 공극과 같은 결함들에 대하여 가능하다. 용융 강으로부터 주조되는 슬래브는 부수적으로 고온-압연되고 상온에서 냉각된다. 제조된 고온 스트립은 1 내지 4mm 범위의 두께를 가지며, 필요한 경우, 박막 및 초박막 시이트 금속 두께로 압연강판 형태의 패키징 스틸을 제조하기 위해서 코일로 감겨지며, 고온 스트립은 냉간압연되고 그 동안에 두께가 50% 내지 90% 범위로 감소한다. 박막 시이트 금속은 3mm 이하의 두께를 갖는 시이트 금속으로서 정의되고, 초박막 시이트 금속은 0.5mm 이하의 두께를 갖는다. 냉간압연은 코일로부터 코일형으로 감겨진 고온 스트립을 풀어서 산세척(pickling)하고 냉간압연 밀, 예를 들어 냉간압연 라인으로 공급하는 것으로 달성된다.
냉간압연 동안에 파괴된 강의 결정구조를 회복하기 위하여, 냉간압연된 강 스트립은 재결정화 어닐링을 거쳐야만 된다. 이것은 냉간압연된 강 스트립을 연속적인 어닐링 로 내로 통과시키는 것으로 달성되는데, 이때 강 스트립은 강의 재결정 온도 이상의 온도, 특히 600℃ 이상의 온도로 가열된다. 본 발명에 따라 수행된 방법의 과정 동안에, 강 스트립은 재결정화 어닐링을 거치는 동안에 제 2 단계에서 추가 질화된다. 이 단계는 어닐링 로 내로 질소-함유 가스, 바람직하게는 암모니아(NH3)를 공급함으로써 어닐링 로에서 수행된다.
도 1은 제 2 단계 동안에 재결정화와 질화가 일어나는 연속적인 어닐링 로를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이 로는 연속적인 어닐링 로를 통과하는 강 스트립의 처리방향(도 1에서 우측으로부터 좌측으로 스트립 운반방향 V)으로 줄지어 배치된 다수의 다른 영역들을 갖는다. 연속적인 어닐링 로의 입력측에 배치된 가열영역(1)에서, 강 스트립(S)은 600℃ 내지 750℃ 범위의 온도로 가열된다. 제 2 질화 단계에 특히 유리한 온도는 620℃ 내지 700℃ 범위의 온도로 밝혀졌고, 특히 바람직한 온도는 620℃ 내지 660℃ 범위의 온도로 밝혀졌다. 최선의 결과들은 약 640℃의 온도에서 얻어졌다. 이 온도들은 강의 재결정화 온도 이상인데, 그 이유는 강 스트립 S이 가열영역(1)에서 재결정화 어닐링을 거치기 때문이다.
가열영역(1)은 강 스트립(S)의 온도가 위에서 특정한 온도범위 내에서 유지되는 온도 유지영역(2)에 인접하다. 온도 유지영역(2)에서, 분무 노즐들의 다수의 캐스케이드들(3a, 3b, 3c)이 스트립 이송방향으로 줄지어 배치된다. 각각의 캐스케이드들(3a, 3b, 3c)은 스트립 운반방향으로 다른 것에 대해 직각으로 이격하여 배치된 다수의 노즐들(3)을 포함한다. 노즐들(3)은 가스 공급라인에 연결되어 질소-함유 가스를 수용한다. 제 2 질화단계에 특히 유용한 가스는 암모니아 가스로 밝혀졌다. 캐스케이드들의 노즐들(3)에 의해서, 이 가스는 상기 로를 통과하는 강 스트립(S)의 표면에 적용되는데, 이때 가스는 강 스트립의 표면 근처 영역에 침투하여 강 스트립의 깊이 내로 균등하게 확산된다. 그러므로, 질소는 강 스트립의 두께를 통해서 균등하고 균질하게 분배되고, 0.4mm 이하의 두께를 갖는 강 시이트들에 대한 그것의 농도분포는 시이트 두께에 걸쳐서 평균값으로부터 기껏해야 ± 10ppm, 대체로 단지 ± 5ppm의 값으로 변한다.
캐스케이드들의 바람직하게 사용된 노즐들(3)의 구성이 2014년 4월 30일자의 독일특허출원 제 DE 102014106135 호에 개시되어 있는데, 여기에서 발표한 함량은 본 출원의 주제내로 통합된다. 업급한 상기 출원에 있어서, 압연강판의 처리를 위한 노즐 어셈블리가 개시되어 있는데, 상기 노즐 어셈블리는 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내에 배치된 내부 튜브를 포함하며, 상기 내부 튜브는 상기 노즐 어셈블리를 통해서 상기 외부 튜브 내로 유동하는 가스를 공급하기 위한 1차 개구부를 가지며, 상기 외부 튜브는 가스가 빠져나갈 수 있는 2차 개구부를 갖는다. 내부 튜브의 1차 개구부와 외부 튜브의 2차 개구부는 서로에 대하여 편심으로 배치된다. 이 배열 때문에, 압연강판의 표면 위로 고도로 균질한 가스 유동이 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서 이러한 형식의 노즐 어셈블리를 사용하면, 강 스트립의 표면은 연속적인 어닐링 로의 온도 유지영역(2)에서 질소-함유 가스 (암모니아)에 균질하게 노출될 수 있고, 이것은 질소가 강 스트립의 표면에 걸쳐서, 특히 그것의 폭에 걸쳐서 균질하게 확산될 수 있게 하며, 그러므로 균질한 질소-풍부 및 경화 표면층이 형성된다.
노즐들에 의해서 질소-함유 가스에 대한 강 스트립(가스에 노출)의 직접적인 노출방법은 2가지 주요 장점들을 갖는다. 첫째, 불활성 가스에 있는 단지 낮은 질소 농도(NH3 농도)가 필요하며, 따라서 질소-함유 가스의 낮은 소비(예를 들어, NH3 소비)를 야기한다. 둘째, 매우 짧은 노출시간 때문에, 질화층의 형성이 회피된다. 질소-함유 가스(예를 들어, NH3 처리)에 대한 노출 후에, 강 스트립은 그것이 냉각되지 전에 변하지 않는 온도로 추가적으로 어닐링될 수 있다(바람직하게는 5초 이상). 이것은 강 스트립의 단면에 걸쳐서 균질한 질소 분포를 야기하고 따라서 개선된 성형 특성들을 제공하게 된다. 특히, 래커 에이징(영문페이지 6, 12~15 라인 참조)으로 인하여 파단 연신율에서의 감소를 회피할 수 있게 된다.
강 스트립(S)의 길이에 걸쳐서 질소-풍부 표면 피복의 가장 균질한 형성을 보장하기 위해서, 강 스트립(S)이 연속적인 어닐링 로의 온도 유지영역(2)을 통과하는 동안에 가장 일관된 가능한 질소 평형 농도하의 질소-풍부 분위기가 유지되어야만 한다. 이 경우를 보장하기 위해서, 질소 농도는 노즐들(3)을 포함하는 캐스케이드들(3a, 3b, 3c)의 영역에서 측정된다. 만약 암모니아가 질소-함유 가스로서 사용되면, 암모니아에 노출된 결과로서 온도 유지 영역(2)에 형성된 암모니아 농도가 측정된다. 이를 위해서, 연속적인 어닐링 로의 외부에 배치되는 농도센서가 제공되는데, 상기 농도센서는 예를 들어 레이저 분광센서가 될 것이다. 암모니아 농도 및 그로부터 온도 유지 영역(2)에서 가스 분위기의 질소농도를 측정하기 위해서, 온도 유지 영역(2)으로부터 취한 가스 샘플이 상기 센서로 전달된다. 가스 샘플은 예를 들어 도 1에서 참조부호 4로 나타낸 지점에서 취해진다. 농도센서에 의해서 측정된 온도 유지 영역(2)의 가스 분위기에서의 질소 농축물은 노즐들(3)을 통해서 온도 유지 영역(2)으로 분부되는 질소-함유 가스 (암모니아)의 양을 소정의 목표값으로 일정하게 유지하기 위해서 사용되는 제어유닛으로 공급된다.
암모니아가 질소-함유 가스로서 사용되는 경우, 0.05 내지 1.5%, 바람직하게는 1% 이하, 특히 0.2%보다 낮은 암모니아 범위의 평형 농도에 대한 목표값들이 특히 유용한 것으로 판명되었다. 바람직하게는, 암모니아의 평형 농도는 0.1% 내지 1.0%, 보다 바람직하게는 0.1% 내지 0.2% 범위이다.
강 스트립(S)의 표면상에서 산화처리를 회피하기 위하여, 온도 유지 영역(2)에서 질소-함유 가스(암모니아)에 추가하여 불활성 가스가 어닐링 로 내로 공급되는 것을 추천한다. 이 가스는, 예를 들어 질소 가스 및/또는 [sic; 및/또는] 수소 가스가 될 것이다. 바람직하게는, 약 95%의 질소 가스와 약 5%의 수소 가스가 사용된다.
스트립 운반방향(V)에 있어서, 온도 유지 영역(2)은 다수의 냉각영역들(5,6)과 인접하고, 이때 강 스트립(S)의 보다 급속한 냉각이 제 1 냉각영역(5)에서 일어나고 하류의 제 2 냉각영역(6)에서 느린 냉각이 일어난다. 냉각영역들(5,6)에서 냉각을 거친 후에, 강 스트립(S)은 연속적인 어닐링 로를 빠져나가고, 상기 스트립의 패키징 재료의 제조에 필요한 성형 특성들을 갖도록 보장하기 위해서 건조 조질압연(temper rolled)된다. 스킨 패스 정도(skin pass degree)는 패키징 스틸의 의도된 용도에 따라서 0.4% 내지 0.2% 범위에서 변한다. 필요한 경우, 강 스트립은 43%에 달하도록 두께를 감소시키기 위해서(이중 감소 강 스트립, "이중 감소" DR) 습윤 조질압연될 수 있다. 부수적으로, 강 스트립(S)은 원하는 경우, 피복 작업대로 운반된다. 강 스트립의 표면은 내식성을 증가시키기 위해서 예를 들어 주석 피복 또는 크롬/이산화크롬 피복(ECCS) 또는 래커 피복으로 전자기적으로 피복된다. 종래의 압연강판과 비교하여 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조된 패키징 스틸은 개선된 내식성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여, 600MPa 이상의 극단적으로 높은 강도로 구별되고 이와 동시에 5% 이상의 훌륭한 파단 연신율과 좋은 성형 특성을 갖는 질화된 강 스트립을 제조할 수 있다. 2단계 질화공정으로부터 얻는 증가된 강도와 파단 연신율은 여기에서 압연방향에 대해 직각인 냉간압연된 강 스트립의 단면을 통해서 매우 균질하게 분포된다. 이것이 비결합 질소가 특히 제 2 질화단계에서 강 내로 매우 균질하게 도입되는 이유이다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 압연강판에서 수행된 화학적 성분분석이 초미세 강 시이트에서 적어도 질화에 의해서 도입된 질소농도는 기껏해야 ±10ppm, 대체로 단지 ±5ppm의 좁은범위 내에서 평균농도로부터 변한다.
재결정화 어닐링 및 제 2 질화 단계는 연속적인 어닐링 로를 대신해 벨-타입 어닐링 로에서 또한 수행될 수 있다. 이 로를 사용하는 경우, 냉간압연된 강 스트립(S)은 벨타입 어닐링 로 내로 공급되고, 여기에서 520℃ 이상의 재결정화 어닐링에 필요한 어닐링 온도 및 불활성 가스 분위기하에서 어닐링된다. 벨타입 어닐링 로에서 제 2 질화단계와 이와 동시에 재결정화 어닐링을 수행할 수 있도록 하기 위하여, 벨타입 어닐링은 "개방된 코일" 방법을 채용한다. 이 방법에 있어서, 강 스트립의 표면들 내로 질소가 확산될 수 있도록 유지하기 위해서 코일형 강 스트립의 층들 사이에 스페이서들이 위치한다.
하기 표들에 있어서, 본 발명에 따른 압연강판의 실시 예들은 패키징 스틸 및/또는 그것의 부분들(주석 캔을 위한 잡아당겨 따는 뚜껑 및 딥 드로잉 트위스트-오프 캡)의 제조를 위한 다른 응용의 다수의 변형예들로서 열거되고(각각은 "변형예"로서 언급됨) 및 종래기술에서 제조되고 동일하거나 유사한 강 조성(합금 성분들)을 갖는 압연강판(2개 단계 질화없이, 각각은 "표준"으로서 언급됨)과 비교된다.
표 1
잡아당겨 따는 뚜껑의 제조에서 사용하기 위한 패키징 스틸의 실시예(C = 600∼900ppm, N = 80∼140ppm을 갖는 표준 등급)
Figure pct00001
표 2
딥 드로잉 트위스트-오프 캡의 제조에서 사용하기 위한 패키징 스틸의 실시예(C = 10∼40ppm, N < 40ppm을 갖는 표준 등급)
Figure pct00002

Claims (15)

  1. 0 내지 1000ppm의 탄소함량과 100ppm 이상의 강에 용해된 일정량의 비결합 질소를 갖는 질화물계 패키징 스틸의 제조방법에 있어서,
    a) 질소-함유 가스 및/또는 질소-함유 고체를 용융 강 내로 공급함으로써 최대 160ppm의 질소함량으로 용융 강을 질화시키는 단계;
    b) 고온 스트립을 형성하기 위해서 슬래브을 고온 압연하면서 상기 용융 강으로부터 슬래브를 주조하는 단계;
    c) 압연강판을 형성하기 위해서 고온 스트립을 냉간 압연하는 단계; 그리고
    d) 어닐링 로, 특히 연속적인 어닐링 로에서 상기 냉간압연된 압연강판을 재결정화 어닐링하는 단계 - 상기 압연강판에서 비결합 질소의 양을 추가적으로 증가시키기 위해서 상기 질소-함유 가스는 상기 어닐링 로내로 도입되고 상기 압연강판 위로 향함 -;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 a)에서, 상기 용융 강의 질화는 질소 가스(N2) 및/또는 석회질소(CaCN2) 및/또는 질화망간(MnN)을 상기 용융 강 내로 공급함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계 d)에서, 암모니아 가스(NH3)가 상기 어닐링 로 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 어닐링 로에서 상기 암모니아 가스(NH3)는 하나 또는 다수의 분무 노즐에 의해서 상기 압연강판 위로 향하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 암모니아 가스(NH3)의 공급의 결과로서, 0.05 내지 1.5% 범위의 농도로 암모니아 평형이 상기 어닐링 로에서 조성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항들 중 한 항에 있어서, 상기 암모니아 가스(NH3)의 공급의 결과로서 상기 어닐링 로에서 생긴 암모니아 평형 농도는 암모니아 센서에 의해서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 측정된 암모니아 평형 농도의 값은 단위시간당 상기 어닐링 로 내로의 암모니아 가스 공급량을 제어하기 위해서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항들 중 한 항에 있어서, 상기 가스(NH3)에 추가하여, 불활성 가스, 특히 질소가스(N2) 및/또는 수소가스(H2), 바람직하게는 95wt%의 질소가스(N2)와 5wt%의 수소가스(H2)의 혼합물이 상기 어닐링 로 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 상기항들 중 한 항에 있어서, 상기 어닐링 로에서 상기 냉간압연된 압연강판을 질화한 후, 비결합 질소의 양은 100 내지 500ppm, 바람직하게는 150ppm 이상, 보다 바람직하게는 200 내지 350ppm의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 상기항들 중 한 항에 있어서, 상기 단계 d)에서 냉간압연된 압연강판의 재결정화 어닐링은 상기 압연강판을 연속적인 어닐링 로를 통과시킴으로써 달성되고, 이때 상기 압연강판은 600℃ 이상의 온도, 바람직하게는 620℃ 내지 660℃ 범위의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 상기항들 중 한 항에 있어서, 상기 강의 탄소함량은 100 내지 1000ppm, 바람직하게는 500 내지 900ppm의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 상기 항들중 한 항에 따른 방법에 의해서 제조되는 0.5mm 이하, 바람직하게는 0.4mm 이하의 두께를 가지며, 10 내지 1000ppm 범위의 탄소함량, 강에 용해된 100ppm 이상의 비결합 질소의 평균량을 갖는 압연강판의 형태인 질화물계 패키징 스틸에 있어서,
    상기 비결합 질소의 농도분포는 상기 압연강판의 두께에 걸쳐서 ±10ppm 이하의 질소의 평균량으로부터 변하는 것을 특징으로 하는 질화물계 패키징 스틸.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 비결합 질소의 농도분포는 상기 압연강판의 두께에 걸쳐서 ±5ppm 이하의 질소의 평균량으로부터 변하는 것을 특징으로 하는 질화물계 패키징 스틸.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 패키징 스틸의 최고 인장강도가 600MPa보다 큰 것을 특징으로 하는 질화물계 패키징 스틸.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 비결합 질소의 평균량은 150ppm 이상, 바람직하게는 200 내지 350ppm의 범위인 것을 특징으로 하는 질화물계 패키징 스틸.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014116929B3 (de) * 2014-11-19 2015-11-05 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Herstellung eines aufgestickten Verpackungsstahls, kaltgewalztes Stahlflachprodukt und Vorrichtung zum rekristallisierenden Glühen und Aufsticken eines Stahlflachprodukts
DE102020106164A1 (de) * 2020-03-06 2021-09-09 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Kaltgewalztes Stahlflachprodukt für Verpackungen
DE102020112485B3 (de) * 2020-05-08 2021-08-12 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Stahlblech und Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechs für Verpackungen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3219494A (en) * 1962-06-28 1965-11-23 United States Steel Corp Method of making high-strength tin plate
US6974511B1 (en) * 1999-07-01 2005-12-13 Sollac Steel sheet with low aluminum content for containers

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1132168B (de) * 1960-07-18 1962-06-28 Mannesmann Ag Verfahren zur Herstellung von stickstoff-haltigen un- oder niedriglegierten Staehlen
US3139359A (en) * 1961-06-12 1964-06-30 Jones & Laughlin Steel Corp Method of producing high strength thin steel
GB1013190A (en) 1961-08-12 1965-12-15 Yawata Iron & Steel Co Process for producing a low-temperature tough steel
AU2433671A (en) * 1970-02-06 1972-07-20 Armco Steel Corporation Product and method for making drawing quality enameling stock
CA944508A (en) 1970-07-08 1974-04-02 S.A. Brush Company Limited Carpet sweepers
DE2237498B2 (de) 1972-07-31 1974-07-25 Stahlwerke Peine-Salzgitter Ag, 3150 Peine Verfahren zum Aufsticken von Stahlschmelzen
JPS6059981B2 (ja) * 1981-07-08 1985-12-27 日新製鋼株式会社 粒界腐食割れ特性および加工性にすぐれた高強度ステンレス鋼
JPS5827930A (ja) 1981-08-13 1983-02-18 Kawasaki Steel Corp ぶりき及びテインフリ−鋼板用原板の製造方法
NL8502145A (nl) 1985-07-29 1987-02-16 Hoogovens Groep Bv Hard blik vervaardigd uit a1-rustig, continugegoten, kool mangaanstaal en werkwijze voor de vervaardiging van zulk blik.
DE69015817T2 (de) * 1990-10-17 1995-06-08 Daido Oxygen Verfahren zum Nitrieren von Stahl.
FR2723964B1 (fr) * 1994-08-29 1997-03-14 Lorraine Laminage Procede d'elaboration d'un acier pour emballage apte a un emboutissage profond et acier obtenu par ce procede
JPH08260059A (ja) 1995-03-17 1996-10-08 Nippon Steel Corp 雰囲気制御能力が優れた連続焼鈍炉
FR2739105B1 (fr) 1995-09-21 1998-04-30 Lorraine Laminage Procede de fabrication d'une bande metallique pour emballages et emballages metalliques obtenus par ce procede
JP3970323B2 (ja) * 1996-06-05 2007-09-05 デュラセル、インコーポレーテッド リチウム化リチウム酸化マンガンスピネルの改良された製造法
IT1284268B1 (it) * 1996-08-30 1998-05-14 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato, con elevate caratteristiche magnetiche, a partire da
IT1285153B1 (it) * 1996-09-05 1998-06-03 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato, a partire da bramma sottile.
FR2761081B1 (fr) * 1997-03-21 1999-04-30 Usinor Procede de fabrication d'une tole d'acier electrique a grains orientes pour la fabrication notamment de circuits magnetiques de transformateurs
JP3940205B2 (ja) 1997-06-30 2007-07-04 新日本製鐵株式会社 長手・幅方向偏差に小さい方向性電磁鋼板の窒化処理方法とそのための装置
JPH11315343A (ja) 1998-03-06 1999-11-16 Kawasaki Steel Corp 溶接缶用スリット鋼帯およびその製造方法ならびにスリット鋼帯用冷延鋼帯コイル
FR2795743B1 (fr) * 1999-07-01 2001-08-03 Lorraine Laminage Tole d'acier a basse teneur en aluminium pour emballage
US6764528B2 (en) * 2000-12-13 2004-07-20 Jfe Steel Corporation Process for producing high-nitrogen ultralow-carbon steel
DE10117118C1 (de) * 2001-04-06 2002-07-11 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von gut umformfähigem Feinstblech und Verwendung eines Stahls
JP4328124B2 (ja) * 2003-04-24 2009-09-09 新日本製鐵株式会社 缶特性が著しく良好な極薄容器用鋼板およびその製造方法
WO2005056841A1 (en) 2003-12-09 2005-06-23 Nippon Steel Corporation Steel sheet for containers, and manufacturing method therefor
CN1910296B (zh) * 2004-01-19 2011-08-31 新日本制铁株式会社 用于容器中的钢板及其制造方法
CN101294268B (zh) * 2007-04-24 2010-12-08 宝山钢铁股份有限公司 一种取向硅钢的渗氮方法
PL2330223T3 (pl) 2008-09-10 2021-05-17 Nippon Steel Corporation Sposób wytwarzania blachy cienkiej ze stali elektrotechnicznej o ziarnach zorientowanych
CN101775548B (zh) * 2009-12-31 2011-05-25 武汉钢铁(集团)公司 低渗氮量高磁感取向硅钢带的生产方法
KR20130055916A (ko) 2011-11-21 2013-05-29 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 균일 침질 처리장치
CN104334460A (zh) * 2012-06-06 2015-02-04 杰富意钢铁株式会社 三片罐及其制造方法
DE102014106135A1 (de) 2014-04-30 2015-11-05 Thyssenkrupp Ag Düseneinrichtung und Verfahren zur Behandlung eines Stahlflachproduktes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3219494A (en) * 1962-06-28 1965-11-23 United States Steel Corp Method of making high-strength tin plate
US6974511B1 (en) * 1999-07-01 2005-12-13 Sollac Steel sheet with low aluminum content for containers

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