KR20190027660A - Antioxidant, processing method of the steel using thereof, and rolled steel product using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강재의 표면 결함을 억제할 수 있는 산화방지제, 이를 이용한 강재 처리방법 및 이를 이용하여 제조된 압연제품에 관한 것이다.
The present invention relates to an antioxidant capable of suppressing surface defects of a steel material, a steel material treatment method using the same, and a rolled product manufactured using the same.
열연제품은 주조를 통하여 생산된 슬라브, 블룸, 빌레트 등의 강재를 가열로에 장입하여 수 시간에 걸쳐 재가열을 행한 후, 열간압연 공정을 행하여 제조한다. 이때, 가열로의 분위기는 산화성 분위기로서, 재가열 중 산소의 확산이 용이한 입계를 따라 입계산화가 우선적으로 발생하게 되며, 후속하는 열간압연 공정에서 표면결함을 야기하는 문제가 있다. The hot rolled products are produced by charging steel sheets such as slabs, blooms and billets produced through casting into a heating furnace, reheating the steel for several hours, and then performing a hot rolling process. At this time, the atmosphere of the heating furnace is an oxidizing atmosphere, and the internal calculation is preferentially generated along the grain boundaries in which oxygen diffusion during reheating is easy, and there is a problem of causing surface defects in the subsequent hot rolling process.
특히, 강의 기계적 특성을 향상시키기 위하여 Al, Si, Mn 등과 같이 산소친화도가 큰 원소가 다량 첨가된 강재의 경우, 결정립계를 따라 생성되는 산화의 깊이가 깊어진다. 이는, 후속 열간압연시 산화에 의해 취약해진 결정립계에 응력이 집중되어, 결정립계를 따라 균열이 발생되는 등 제품 표면에서 더 큰 결함이 발생한다.
Particularly, in the case of a steel material to which a large amount of oxygen-affinity elements such as Al, Si, and Mn are added in a large amount to improve the mechanical properties of the steel, the depth of oxidation generated along the grain boundaries is deepened. This results in larger defects at the product surface, such as stress is concentrated in the grain boundaries that are vulnerable to oxidation during subsequent hot rolling, cracks are generated along the grain boundaries.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 가열로에 장입하기 전에 강재 표면에 산화억제력이 좋은 산화방지제를 도포하는 방법을 주로 사용하고 있다.In order to solve such a problem, a method of applying an antioxidant having a good antioxidant property to the surface of a steel material before charging it into a heating furnace is mainly used.
하지만, 이 방법은 강재 표면의 산화량을 감소시키는데에만 효과적일 뿐, 강재의 표면 산화를 완전히 차단하지는 못하므로, 결국 입계산화에 의한 표면결함을 완전히 억제함에는 한계가 있다.
However, this method is only effective to reduce the oxidation amount of the steel surface, and does not completely block the surface oxidation of the steel.
이에, 강재 재가열시 입계산화를 효과적으로 방지하여, 압연제품으로 생산하더라도 표면결함이 없는 산화방지제의 개발이 요구되는 실정이다.Therefore, it is required to develop an antioxidant which does not cause surface defects even when it is produced as a rolled product by effectively preventing ingress calculations during reheating of steel materials.
본 발명의 일 측면은, 슬라브 등의 강재의 재가열시 결정립계의 산화를 효과적으로 방지할 수 있는 산화방지제, 이를 이용한 강재의 처리방법 및 그로부터 제조된 열연제품을 제공하고자 하는 것이다.
An aspect of the present invention is to provide an antioxidant capable of effectively preventing the oxidation of grain boundaries during reheating of a steel material such as a slab, a method of treating a steel material using the same, and a hot-rolled product produced therefrom.
본 발명의 일 측면은, 강재 표면에 도포되는 산화방지제로서, According to one aspect of the present invention, there is provided an antioxidant applied to a surface of a steel material,
상기 산화방지제는 금속 파우더로 이루어지고, 상기 금속은 니켈(Ni) 및 크롬(Cr) 중 1종 이상이며, 상기 니켈과 크롬을 모두 포함하는 경우 전체 100중량%에 대해서 30중량% 이하(0% 제외)의 크롬 및 잔부 니켈을 포함하는 산화방지제를 제공한다.
Wherein the metal is at least one selected from the group consisting of nickel (Ni) and chromium (Cr), and when the nickel and chromium are both included, the antioxidant is not more than 30 wt% (0% And chromium and the remainder nickel.
본 발명의 다른 일 측면은, 강재를 준비하는 단계; 상기 강재의 표면 스케일(scale)을 제거하는 단계; 상기 강재 표면에 산화방지제를 도포하여 산화방지막을 형성하는 단계; 상기 산화방지막이 형성된 강재를 열처리하여 내산화층을 형성하는 단계; 및 상기 열처리 후 산화방지제를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 산화방지제는 본 발명에서 제공하는 산화방지제이며, 상기 내산화층은 NiO 및 Cr2O3 중 1종 이상의 산화물을 포함하는 것인 강재의 처리방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, Removing a surface scale of the steel; Applying an antioxidant to the surface of the steel to form an oxidation-preventive film; Forming an oxidation-resistant layer by heat-treating the steel material on which the oxidation preventing film is formed; And a step of removing the antioxidant after the heat treatment, wherein the antioxidant is an antioxidant provided by the present invention, and the oxidation layer comprises at least one oxide of NiO and Cr 2 O 3 ≪ / RTI >
본 발명의 또 다른 일 측면은, 표면의 적어도 일부에 Ni 및 Cr 중 1종 이상의 금속을 포함하는 확산층이 형성된 압연제품을 제공한다.
Another aspect of the present invention provides a rolled product having a diffusion layer formed on at least a portion of the surface, the diffusion layer comprising at least one of Ni and Cr.
본 발명에 의하면, 열연제품으로 제조하는 과정 중에 강재 표면의 결정립계 산화를 효과적으로 억제함으로써 최종 제품의 표면결함을 저감시킬 수 있다.According to the present invention, surface grain defects of the final product can be reduced by effectively suppressing the grain boundary oxidation of the surface of the steel during the production of the hot-rolled product.
또한, 종래에 사용해왔던 산화방지제에 비해 비교적 적은 양으로 내산화층을 균일하게 형성할 수 있어, 제조비용을 절감하는 효과도 얻을 수 있다.
In addition, it is possible to uniformly form the oxidation resistant layer in a relatively small amount compared with the antioxidant which has been used in the past, and also to reduce the manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강재의 처리방법의 순서도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연제품의 표면을 육안으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브의 열처리 직후 단면 모식도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화방지제를 슬라브 표면에 도포한 직후의 제품사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화방지제를 도포한 슬라브의 단면을 SEM으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 종래의 산화방지제(a)와 본 발명의 산화방지제(b)를 도포한 압연제품의 단면을 광학현미경으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart of a method for processing a steel material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph of a surface of a rolled product according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a schematic cross-sectional view of a slab immediately after heat treatment according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph of a product immediately after the antioxidant is applied on the surface of the slab according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a SEM photograph showing a cross section of a slab coated with an antioxidant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a photograph showing a cross section of a rolled product coated with a conventional antioxidant (a) and an antioxidant (b) of the present invention, observed by an optical microscope, according to an embodiment of the present invention.
기존에 사용해온 산화방지제는 SiO2, MgO, Al2O3 등과 같은 내산화성 산화물과 이를 강재의 표면에 도포하기 위한 수지로 구성되어 있다. 이러한 산화방지제는 다수의 기공을 가지고 있어, 무산화 조건에서 충분히 소결하여야만 강재의 표면 산화를 완전히 차단할 수 있다. 그런데, 실제 공정에서의 적용시 표면 산화를 저감하는 효과는 얻을 수 있으나, 입계산화를 완전히 차단하는데에 한계가 있다. 또한, 대략 0.5kg/mm2의 두께로 산화방지제를 두껍게 도포하여야 하며, 이 경우 산화방지제를 도포한 강재의 가열시 열응력, 외부충격 등에 의해 박리가 쉽게 발생한다는 단점이 있다.
Existing antioxidants are oxidation-resistant oxides such as SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , and resins for applying them to the surface of the steel. Such an antioxidant has many pores, so that the surface oxidation of the steel can be completely blocked only by sufficiently sintering under the non-oxidizing conditions. However, although the effect of reducing the surface oxidation can be obtained when applied in an actual process, there is a limit to completely shutting off the calculation of the input. Further, the antioxidant must be applied thickly at a thickness of about 0.5 kg / mm 2. In this case, there is a disadvantage that the steel material coated with the antioxidant easily peels off due to thermal stress, external impact, or the like.
이에, 본 발명자들은 입계산화를 효과적으로 억제함으로써 최종 제품에서의 표면결함을 저감시킬 수 있는 산화방지제를 개발하기 위하여 깊이 연구하였다. 그 결과, 슬러리 등의 형태가 아닌 금속 자체를 산화방지제로서 사용하는 것이 강재의 산화방지 및 박리성 억제 측면에서 보다 유리함을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
Therefore, the inventors of the present invention have conducted intensive studies to develop an antioxidant capable of effectively suppressing surface calculations and reducing surface defects in the final product. As a result, it has been confirmed that the use of the metal itself as an antioxidant, which is not in the form of a slurry or the like, is more advantageous in terms of prevention of oxidation and detachment of the steel material, and the present invention has been accomplished.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따른 산화방지제는 강재 표면에 도포되는 산화방지제로서, 금속 파우더로 이루어지고, 상기 금속은 니켈(Ni) 및 크롬(Cr) 중 1종 이상인 것이 바람직하다.The antioxidant according to one aspect of the present invention is an antioxidant applied to the surface of a steel material, and is made of a metal powder, and the metal is preferably at least one of nickel (Ni) and chromium (Cr).
상기 니켈은 산소친화도가 매우 낮은 금속으로서, 강재 표면에 도포할 경우 그 자체로 산화방지제 역할을 할 수 있다.
The nickel is a metal having a very low oxygen affinity and can act as an antioxidant itself when applied to the surface of a steel material.
본 발명에서는 상기 니켈과 크롬을 산화방지제의 원료로 사용함에 있어서, 각각 단독 즉, 니켈 100중량% 또는 크롬 100중량%로 포함할 수 있다.In the present invention, when nickel and chromium are used as a raw material for the antioxidant, they may be contained individually, that is, 100 wt% of nickel or 100 wt% of chromium.
또한, 상기 니켈과 크롬을 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 경우 크롬에 의해 산화방지제의 용융점이 높아져 도포가 곤란해지는 것을 고려하여, 30중량% 이하(0% 제외)로 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in consideration of the difficulty of coating due to the increase in the melting point of the antioxidant due to chromium, it is preferable that the amount of the nickel and chromium is 30 wt% or less (excluding 0%).
보다 바람직하게는 15~25중량%로 Cr을 포함할 수 있다.
And more preferably 15 to 25% by weight of Cr.
구체적으로, 니켈 및 크롬 중 1종 이상의 금속 파우더를 강재 표면에 도포하여 열처리하는 경우, 상기 니켈은 NiO 산화물을 형성함으로써 강재로 산소가 확산되는 것을 억제하는 역할을 한다. 한편, 크롬은 강재 표면에서 쉽게 산화하여 표면에 지속적으로 안정한 내산화층(Cr2O3)을 형성하며, 이는 고온에서 안정하고 치밀한 구조를 가지기 때문에 고온에서의 산화방지에 뛰어난 효과가 있다.
Specifically, when at least one metal powder of nickel and chromium is applied to the surface of a steel material and subjected to heat treatment, the nickel serves to inhibit diffusion of oxygen into the steel by forming NiO oxides. On the other hand, chromium easily oxidizes at the surface of the steel to form a stable and stable oxidation layer (Cr 2 O 3 ) on the surface. Since it has a stable and dense structure at high temperature, it has an excellent effect of preventing oxidation at high temperature.
본 발명의 산화방지제는 상술한 니켈, 크롬 이외에 알루미늄(Al)을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 알루미늄은 5~20중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5~10중량%로 포함할 수 있다.The antioxidant of the present invention may further include aluminum (Al) in addition to the nickel and chromium described above, and the aluminum is preferably contained in an amount of 5 to 20% by weight. And more preferably 5 to 10% by weight.
상기 알루미늄은 강재 표면에서 쉽게 산화하여 Al2O3의 산화물을 형성하는데, 상기 Al2O3은 고온에서의 내산화성이 가장 우수한 산화물이므로 강재 표면산화를 방지하는데에 효과적이다.The aluminum is easily oxidized at the steel surface to form an oxide of Al 2 O 3, the Al 2 O 3 is effective in oxidation resistance because the best oxide to prevent oxidation of steel surface at a high temperature.
다만, 상기 알루미늄의 융점은 대략 660℃로, 강재를 재가열하기 위한 온도범위보다 낮으므로, 상기 니켈 및 크롬 중 1종 이상의 금속과 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.However, since the melting point of the aluminum is about 660 ° C, which is lower than the temperature range for reheating the steel, it is preferable to use the mixture of at least one of the metals of nickel and chromium.
상기 알루미늄의 함량이 5중량% 미만이면 강재 표면에 안정한 Al2O3 산화물이 충분히 형성되지 못하며, 반면 20중량%를 초과하게 되면 산화방지제의 융점이 강재의 재가열 온도보다 낮아지므로 산화방지 효과를 얻을 수 없게 된다.
If the content of aluminum is less than 5% by weight, stable Al 2 O 3 oxides can not be sufficiently formed on the surface of the steel. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the melting point of the antioxidant becomes lower than the reheating temperature of the steel, Can not.
상기 산화방지제는 이트륨(Y), 보론(B), 실리콘(Si) 및 철(Fe) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 이들은 함량 합으로 10% 이하(0% 포함)로 포함할 수 있다.
The antioxidant may further include at least one of yttrium (Y), boron (B), silicon (Si), and iron (Fe) have.
본 발명의 산화방지제를 구성하는 금속 파우더, 바람직하게 니켈, 크롬, 알루미늄 등은 150㎛ 이하(0㎛ 제외)의 입경을 가지는 것이 바람직하다.It is preferable that the metal powder constituting the antioxidant of the present invention, preferably nickel, chromium, aluminum, etc., has a particle size of 150 mu m or less (excluding 0 mu m).
하기에서 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 상기 산화방지제를 강재 표면에 처리함에 있어서, 일 예로 상기 산화방지제를 용융시키면서 분사가스에 의해 강재 표면에 도포하는 방법으로 행해질 수 있는데, 이때 상기 산화방지제의 입경이 150㎛를 초과하게 되면 쉽게 용융되지 않게 되어 완전히 용융되지 아니한 상태로 강재 표면에 부착될 우려가 있다. 이러할 경우 강재 표면에서 국소적으로 산화가 발생하는 문제가 있다.In the present invention, the antioxidant may be applied to the surface of a steel material by spraying gas while melting the antioxidant, for example. In this case, Exceeds 150 mu m, the steel sheet is not easily melted and may adhere to the surface of the steel material in a state where the steel sheet is not completely melted. In this case, oxidation occurs locally on the surface of the steel.
본 발명에서는 상기 금속 파우더의 입경의 하한값에 대해서는 특별히 한정하지 아니한다. 다만, 산화방지제를 용융시키기 위한 용융수단에 따른 용융시간, 용융효율, 비용 등을 고려하여 선택하는 것이 유리할 것이다.
In the present invention, the lower limit value of the particle diameter of the metal powder is not particularly limited. However, it may be advantageous to select the antioxidant in consideration of the melting time, melting efficiency, cost, etc. depending on the melting means for melting the antioxidant.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 강재의 처리방법은 그 순서도를 나타내는 도 1을 참조하여 설명한다.
A method of treating steel according to another aspect of the present invention will be described with reference to Fig.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 제공하는 강재의 처리방법은, 강재를 준비하는 단계; 상기 강재의 표면 스케일(scale)을 제거하는 단계; 상기 강재 표면에 산화방지제를 도포하는 단계; 상기 산화방지제가 도포된 강재를 열처리하는 단계; 및 상기 열처리 후 산화방지제를 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
Referring to FIG. 1, a method of treating a steel material according to the present invention includes the steps of preparing a steel material; Removing a surface scale of the steel; Applying an antioxidant to the surface of the steel material; Heat treating the steel material coated with the antioxidant; And removing the antioxidant after the heat treatment.
상기 강재는 주조 공정으로 제조된 주편, 블룸, 빌렛 등을 일정 길이로 절단하여 마련할 수 있다. 이때, 상기 강재는 일반적인 탄소강일 수 있고, 망간, 실리콘, 알루미늄 등이 일정 이상으로 함유된 강일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
The steel material may be prepared by cutting a cast steel, a bloom, a billet, or the like produced by a casting process into a predetermined length. At this time, the steel material may be general carbon steel, and may be a steel containing manganese, silicon, aluminum or the like in a predetermined amount or more, but is not limited thereto.
상기에 따라 마련된 강재의 표면에 산화방지제를 도포하기 위하여, 그에 앞서 표면 스케일(scale)을 제거하는 것이 바람직하다. 강재 표면에 형성된 스케일은 쉽게 박리되며, 그러한 스케일이 존재하는 경우 강재 표면에 산화방지제의 도포가 용이하지 못한 단점이 있다.In order to apply the antioxidant to the surface of the steel material prepared as described above, it is preferable to remove the surface scale beforehand. The scale formed on the surface of the steel is easily peeled off, and when such a scale is present, it is not easy to apply the antioxidant on the surface of the steel.
상기 스케일 제거 방법으로는 특별히 한정하지 아니하나, 강재 표면을 연삭(grinding) 가공하거나, 숏 블라스팅(shot blasting) 처리하여 제거할 수 있다. 이 중, 숏 블라스팅은 강재 표면에 조도(roughness)를 부여하는 효과가 있다. 상기 숏 블라스팅만으로 스케일 제거가 용이하지 않은 경우에는 연삭 가공을 먼저 행한 후 숏 블라스팅 처리할 수 있다.
The scale removal method is not particularly limited, but the surface of the steel can be removed by grinding or shot blasting. Of these, shot blasting has an effect of imparting roughness to the surface of the steel material. In the case where the scale removal is not easy by the shot blasting alone, the shot blasting may be performed after the grinding process is performed first.
상기에 따라 스케일이 제거된 강재의 표면에 산화방지제를 도포하는 것이 바람직하며, 상기 산화방지제는 본 발명에서 제공하는 금속 파우더로 이루어지는 것을 이용함이 바람직하다.
It is preferable to apply an antioxidant to the surface of the steel material with the scale removed as described above, and the antioxidant preferably comprises the metal powder provided by the present invention.
본 발명은 상기 산화방지제를 강재 표면에 도포하는 것이 바람직하며, 이때 산화방지막이 형성될 수 있다.In the present invention, it is preferable to apply the antioxidant to the surface of the steel material, wherein an oxidation-preventive film may be formed.
즉, 상기 산화방지막은 열원을 통해 상기 산화방지제를 용융시키면서, 분사가스에 의해 상기 강재 표면에 도포(분사)함으로써 형성할 수 있다. 일 예로, 용사코팅 방법을 이용할 수 있다. 여기서 사용되는 분사가스로는 특별히 한정하지 아니하나, 아세틸렌과 산소를 혼합하여 사용하거나, 수소, 메탄, 프로판, 프로필렌 등을 산소와 혼합하여 사용할 수 있다.That is, the oxidation preventing film can be formed by applying (spraying) the surface of the steel material with the spray gas while melting the antioxidant through a heat source. As an example, a spray coating method can be used. The injection gas used herein is not particularly limited, but acetylene and oxygen may be mixed or hydrogen, methane, propane, propylene, etc. may be mixed with oxygen.
보다 구체적으로, 가스 방식 또는 전기 방식의 열원을 이용하여 금속 파우더를 용융시키면서, 함께 분사되는 가스에 의해 용융된 금속 파우더가 강재 표면에 충돌함으로써 도포하게 되며, 이로부터 일정 두께의 산화방지막을 형성할 수 있는 것이다.More specifically, the metal powder is melted using a gas or electric heat source, and the molten metal powder is applied to the surface of the steel material by the gas sprayed together, thereby forming an oxidation-resistant film having a certain thickness You can.
이때, 상기 산화방지막은 100㎛ 이하의 평균 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 열처리시 강재 표면의 산화를 방지하는 역할을 효과적으로 수행하고서는, 후속 단계에서 제거가 용이하여야 하기 때문이다. 즉, 상기 산화방지막의 두께가 100㎛를 초과하게 되면 강재 표면의 산화를 방지하는 효과는 충분히 얻을 수 있을 것이나, 이후의 제거가 용이하지 못하여 결국 표면품질을 저해할 우려가 있다.At this time, it is preferable that the oxidation preventing film is formed with an average thickness of 100 탆 or less. This is because effectively performing the role of preventing the oxidation of the surface of the steel during the heat treatment must be easy to remove in the subsequent step. That is, if the thickness of the oxidation preventing film exceeds 100 탆, the effect of preventing the oxidation of the surface of the steel can be sufficiently obtained. However, the subsequent removal is not easy and the surface quality may be deteriorated.
다만, 강재 표면의 산화방지가 불충분해질 것을 고려하여 최소 10㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
However, in consideration of insufficient oxidation prevention of the surface of the steel material, it is preferable to form the steel material with a thickness of at least 10 탆.
이후, 상술한 두께로 산화방지막이 형성된 강재를 열처리하는 것이 바람직하다. 상기 열처리는 가열로 내에서 수 시간, 예컨대 1000~1200℃의 온도범위에서 3~5시간 시간 동안 행할 수 있다.Thereafter, it is preferable to heat-treat the steel material having the above-described thickness formed with the oxidation preventing film. The heat treatment can be carried out in a heating furnace for several hours, for example, at a temperature range of 1000 to 1200 DEG C for 3 to 5 hours.
이러한 열처리시 가열로 내에서 산화방지막이 산소와 반응하여 표면에서부터 산화되어 산화물이 생성됨에 따라 내산화층이 형성될 수 있다.During the heat treatment, the oxidation-resistant layer reacts with oxygen in the heating furnace and is oxidized from the surface to generate an oxide, so that an oxidation-resistant layer can be formed.
바람직하게, 상기 내산화층은 NiO 및 Cr2O3 중 1종 이상의 산화물을 포함하며, 이것으로부터 고온에서의 강재 표면 산화를 효과적으로 방지할 수 있으며, 나아가 최종 제품의 표면결함을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the oxidation-resistant layer contains at least one oxide of NiO and Cr 2 O 3 , and from this, it is possible to effectively prevent the surface oxidation of the steel at a high temperature, and further to obtain an effect of reducing surface defects of the final product have.
또한, 상기 내산화층 내에는 Al2O3 산화물을 더 포함할 수 있다.
In addition, the oxidation resistant layer may further include an oxide of Al 2 O 3 .
상기 열처리 단계를 완료한 후, 상기 강재를 가열로로부터 인출하여 산화방지제를 제거하는 것이 바람직하다. After completion of the heat treatment step, it is preferable to withdraw the steel material from the heating furnace to remove the antioxidant.
만일, 상기 산화방지제를 제거하지 않은 상태로 후속하는 압연 공정을 행할 경우, 산화방지제가 강재 표면에 붙어있는 형태로 압연되므로 결함이 발생할 우려가 있다.If a subsequent rolling process is carried out without removing the antioxidant, the antioxidant may be rolled in the form attached to the surface of the steel, which may cause a defect.
이때, 스케일 브레이커(scale breaker) 등의 장비를 이용할 수 있다.
At this time, equipment such as a scale breaker can be used.
상술한 공정이 완료되면, 압연설비를 이용하여 강재를 압연하여 압연제품을 제조할 수 있다.When the above-described process is completed, the rolled product can be manufactured by rolling the steel material using the rolling facility.
한편, 상기 압연 공정을 완료하여 얻은 압연제품 표면에 일부의 산화방지제가 잔존하는 경우, 숏 블라스팅(shot blasting) 공정을 추가적으로 행하여 제거할 수 있다.
On the other hand, when a part of the antioxidant remains on the surface of the rolled product obtained by completing the rolling process, a shot blasting process may be additionally performed to remove the antioxidant.
본 발명은 상술한 일련의 공정을 통해 강재 표면의 적어도 일부에 산화방지제의 주성분인 Ni, Cr, Al 등의 원소가 확산된 층이 형성된 압연제품을 제공할 수 있다.The present invention can provide a rolled product in which a layer in which elements such as Ni, Cr, and Al, which are the main components of the antioxidant, is diffused is formed on at least a part of the surface of the steel through the above-
즉, 압연 전 스케일 브레이커 등에 의해 제거되지 아니한 산화방지제의 금속성분이 강재 표면에 일부 잔존할 수 있으며, 이는 압연제품의 표면품질에 영향을 끼치지 않는 정도이다.That is, the metal component of the antioxidant, which has not been removed by the scalebreaker or the like before rolling, may remain on the surface of the steel, which does not affect the surface quality of the rolled product.
이에, 본 발명의 압연제품은 결정립계 산화에 의한 미세한 표면결함이 거의 발생하지 않아 품질 및 신뢰도가 향상된 제품인 것이다.
Thus, the rolling product of the present invention has little quality of fine surface defects due to grain boundary oxidation, thereby improving the quality and reliability.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the description of these embodiments is intended only to illustrate the practice of the present invention, but the present invention is not limited thereto. And the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably deduced therefrom.
(( 실시예Example ))
실시예Example 1. 산화방지제 처리 및 미처리에 따른 표면품질 측정 1. Surface quality measurement by antioxidant treatment and untreated
1. 압연제품의 제조1. Manufacture of rolled products
1.11%C-18.4%Mn-2.1%Cr-0.06%Cu의 합금조성을 가지는 강을 두께 250mm, 폭 1800mm로 연속주조한 후, 길이 3050mm로 절단한 슬라브를 제작한 다음, 상기 슬라브에 형성된 스케일(scale)을 숏 블라스팅 처리하여 제거하였다.A steel having an alloy composition of 1.11% C-18.4% Mn-2.1% Cr-0.06% Cu was continuously cast with a thickness of 250 mm and a width of 1800 mm and then a slab cut into a length of 3050 mm was made, ) Was removed by shot blasting.
이후, 125㎛의 입경을 갖는 니켈 분말 75.5중량%, 크롬 분말 18.5중량% 및 알루미늄 분말 6%를 혼합한 산화방지제를 제조한 후, 상기 숏 블라스팅 처리된 주편 표면에 상기 산화방지제를 도포하였다. 이때, 가스방식의 열원을 통해 상기 산화방지제를 용융시키면서, 분사가스(아세틸렌+산소)로부터 슬라브 표면에 도포하여 평균 85㎛ 두께의 산화방지막을 형성하였다.Thereafter, an antioxidant prepared by mixing 75.5 wt% of nickel powder having a particle size of 125 mu m, 18.5 wt% of chromium powder and 6 wt% of aluminum powder was prepared, and the antioxidant was applied to the surface of the shot blast treated slab. At this time, the antioxidant was melted through a gas-type heat source, and was applied to the surface of the slab from the injection gas (acetylene + oxygen) to form an oxidation preventive film having an average thickness of 85 탆.
그 다음, 상기 산화방지막이 형성된 슬라브를 가열로에 장입하여 1130℃에서 4시간 동안 열처리하였다.Then, the slab on which the oxidation preventing film was formed was charged into a heating furnace and heat-treated at 1130 ° C for 4 hours.
상기 열처리를 완료한 후 상기 슬라브를 인출한 후 압연설비에서 압연하여 압연제품을 제조하였다.
After the heat treatment was completed, the slab was taken out and rolled in a rolling facility to produce a rolled product.
한편, 비교를 위하여 동일하게 숏 블라스팅 처리된 슬라브를 산화방지제 도포 공정없이 바로 가열로에 장입하여 열처리한 다음, 압연설비에서 압연하여 압연제품을 제조하였다.
On the other hand, for the sake of comparison, the slabs subjected to the same short blast treatment were immediately charged into a heating furnace without any antioxidant coating process, and then heat treated, followed by rolling in a rolling facility to produce rolled products.
이때, 전자의 공정을 통해 제조된 압연제품은 발명예, 후자의 공정을 통해 제조된 압연제품은 비교예로 칭한다.
At this time, the rolled products manufactured through the former process are described as examples, and the rolled products manufactured through the latter process are referred to as comparative examples.
2. 표면상태 측정2. Surface condition measurement
도 2는 상기 발명예 및 비교예의 압연제품을 육안으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다. Fig. 2 is a photograph of a rolled product of the inventive and comparative examples visually observed. Fig.
이에 따르면, 비교예(a)의 경우 압연제품 표면에 균열이 발생한 것을 확인할 수 있는 반면, 발명예(b)의 경우 압연제품 표면에 미세한 결함없이 미려한 표면을 가지는 것을 확인할 수 있다.According to this, it can be confirmed that cracks have occurred on the surface of the rolled product in the case of the comparative example (a), whereas in the case of example (b), it can be confirmed that the surface of the rolled product has a beautiful surface without fine defects.
이는 슬라브 표면에 산화방지제를 도포한 후 열처리 공정을 실시하는 경우, 산화분위기의 가열로에서 슬라브의 결정립계로 산소가 침투하는 것을 효과적으로 방지하여 결정립계 산화가 억제됨에 기인한다. 그로 인해, 최종 압연공정을 통해 제조한 압연제품은 결정립계 산화에 의한 미세한 표면 결함이 거의 발생하지 아니함에 따라, 제품의 품질 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
This is because, when the heat treatment process is performed after the antioxidant is applied to the surface of the slab, the grain boundary oxidation is suppressed by effectively preventing oxygen from penetrating into the grain boundaries of the slab in the heating furnace in the oxidizing atmosphere. As a result, the rolling product produced through the final rolling process hardly causes fine surface defects due to grain boundary oxidation, thereby improving the quality and reliability of the product.
도 3은 상기 발명예 및 비교예의 슬라브 즉, 압연공정을 행하기 전 가열로 내에서 열처리한 직후의 모식도를 나타낸 것이다.Fig. 3 is a schematic view of the slabs of the inventive and comparative examples immediately after the heat treatment in the heating furnace before the rolling process.
이에 따르면, 비교예(a)의 경우 입계산화가 발생하는 반면, 발명예(b)의 경우 슬라브 최상부에 내산화층이 형성됨에 따라 입계산화를 방지할 수 있음을 알 수 있다. 이에 의해, 강재의 표면을 개선할 수 있는 것이다.
According to this, in the case of the comparative example (a), the calculation of the input is generated, whereas in the case of the inventive example (b), the oxidation layer is formed at the uppermost part of the slab. Thereby, the surface of the steel material can be improved.
도 4는 본 발명에 따른 산화방지제를 슬라브 표면에 도포한 직후의 제품사진이다.
4 is a photograph of a product immediately after the antioxidant according to the present invention is applied to the surface of the slab.
도 5는 본 발명에 따른 산화방지제를 도포한 슬라브의 단면을 SEM으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.5 is a photograph of a cross section of a slab coated with an antioxidant according to the present invention observed by SEM.
이에 따르면, 산화방지제가 슬라브 표층에 일정 두께로 균일하게 도포되어 산화방지막을 형성하였음을 확인할 수 있다.
According to this, it can be confirmed that the antioxidant is uniformly applied to the surface layer of the slab at a constant thickness to form an oxidation-preventive film.
실시예Example 2. 종래 산화방지제 및 본 발명의 산화방지제의 표면품질 향상 비교 2. Comparison of surface quality improvement of conventional antioxidants and antioxidants of the present invention
먼저, 상기 실시예 1로부터 제조된 압연제품 즉, 발명예를 준비하였다.
First, the rolled product prepared in Example 1, that is, the present invention, was prepared.
그리고, 상기 실시예 1에서 압연제품을 제조하기 위하여 사용한 것과 동일한 슬라브를 준비한 후 숏 블라스팅 처리하였다. 이후, SiO2-Al2O3계 산화물층을 형성하는 유기물계 산화방지제인 rhenania를 도포한 후 동일한 조건으로 열처리하였다. 이후, 압연설비에서 압연하여 압연제품을 제조하였다. 이때의 압연제품을 비교예로 칭한다.
The same slab as that used for producing the rolled product in Example 1 was prepared and subjected to shot blasting. Thereafter, rhenania, an organic antioxidant for forming a SiO 2 -Al 2 O 3 oxide layer, was applied and then heat-treated under the same conditions. Thereafter, the rolled product was rolled in a rolling facility. The rolled product at this time is referred to as a comparative example.
도 6은 상기 발명예와 비교예의 단면을 광학현민경으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.Fig. 6 is a photograph of a section of the inventive example and comparative example observed with an optical condenser.
이에 따르면, 비교예(a)의 경우 산화억제 효과가 충분하지 못하여 입계산화가 발생한 것을 확인할 수 있다. 반면, 발명예(b)의 경우 표면에 내산화층이 형성됨에 따라 입계산화가 발생하지 않음을 알 수 있다.According to this, in the case of the comparative example (a), it can be confirmed that the oxidation inhibition effect is not sufficient and the ingestion has occurred. On the other hand, in the case of the inventive example (b), it can be seen that the formation of the oxide layer on the surface does not cause the generation of the meshes.
이를 통해 볼 때, 본 발명에서 제공하는 산화방지제가 종래의 산화방지제에 비해 표면개선 효과가 우수함을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the antioxidant provided by the present invention is superior to the conventional antioxidant in the surface improving effect.
Claims (11)
상기 산화방지제는 금속 파우더로 이루어지고,
상기 금속은 니켈(Ni) 및 크롬(Cr) 중 1종 이상이며, 상기 니켈과 크롬을 모두 포함하는 경우 전체 100중량%에 대해서 30중량% 이하(0% 제외)의 크롬 및 잔부 니켈을 포함하는 산화방지제.
As an antioxidant applied to the surface of steel,
Wherein the antioxidant is composed of a metal powder,
Wherein the metal is at least one of nickel (Ni) and chromium (Cr), and contains at least 30% by weight (excluding 0%) of chromium and the balance nickel relative to 100% Antioxidant.
상기 산화방지제는 알루미늄(Al)을 더 포함하며,
상기 알루미늄은 5~20중량%로 포함하는 것인 산화방지제.
The method according to claim 1,
Wherein the antioxidant further comprises aluminum (Al)
Wherein the aluminum is contained in an amount of 5 to 20% by weight.
상기 산화방지제는 이트륨(Y), 보론(B), 실리콘(Si) 및 철(Fe) 중 1종 이상을 10중량% 이하로 더 포함하는 것인 산화방지제.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the antioxidant further comprises at least 10% by weight of at least one of yttrium (Y), boron (B), silicon (Si) and iron (Fe).
상기 금속 파우더는 150㎛ 이하의 입경을 가지는 것인 산화방지제.
The method according to claim 1,
Wherein the metal powder has a particle diameter of 150 mu m or less.
상기 강재의 표면 스케일(scale)을 제거하는 단계;
상기 강재 표면에 산화방지제를 도포하여 산화방지막을 형성하는 단계;
상기 산화방지막이 형성된 강재를 열처리하여 내산화층을 형성하는 단계; 및
상기 열처리 후 산화방지제를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 산화방지제는 상기 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 산화방지제이며, 상기 내산화층은 NiO 및 Cr2O3 중 1종 이상의 산화물을 포함하는 것인 강재의 처리방법.
Preparing a steel material;
Removing a surface scale of the steel;
Applying an antioxidant to the surface of the steel to form an oxidation-preventive film;
Forming an oxidation-resistant layer by heat-treating the steel material on which the oxidation preventing film is formed; And
Removing the antioxidant after the heat treatment,
Wherein the antioxidant is the antioxidant according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxidation resistant layer comprises at least one oxide of NiO and Cr 2 O 3 .
상기 내산화층은 Al2O3 산화물을 더 포함하는 것인 강재의 처리방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the oxidation resistant layer further comprises an oxide of Al 2 O 3 .
상기 산화방지제를 도포하여 산화방지막을 형성하는 단계는 열원을 통해 상기 산화방지제를 용융시키면서, 분사가스를 공급하여 상기 강재 표면에 용융된 산화방지제를 분사하여 산화방지막을 형성하는 것인 강재의 처리방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of applying the antioxidant to form an antioxidant film includes the step of spraying a molten antioxidant onto the surface of the steel material while supplying the spray gas while melting the antioxidant through a heat source to form an antioxidant film .
상기 산화방지막은 100㎛ 이하의 평균 두께로 형성하는 것인 강재의 처리방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the oxidation preventing film is formed to have an average thickness of 100 占 퐉 or less.
상기 산화방지제가 제거된 강재를 압연하는 단계를 더 포함하는 강재의 처리방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising the step of rolling the steel material from which the antioxidant has been removed.
Wherein at least a portion of the surface is provided with a diffusion layer comprising at least one of Ni and Cr.
상기 확산층은 Al을 더 포함하는 것인 압연제품.11. The method of claim 10,
Wherein the diffusion layer further comprises Al.
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| KR930005918B1 (en) * | 1988-08-13 | 1993-06-29 | 우스이 고꾸사이 산교 가부시끼 가이샤 | Thin steel sheet and strip |
| KR970043138A (en) * | 1995-12-05 | 1997-07-26 | 김종진 | High Temperature Antioxidant Using Chromium Metal Powder |
| KR19990050165A (en) | 1997-12-16 | 1999-07-05 | 이구택 | High Temperature Antioxidant Using Metal Chromium Powder and Alumina |
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