KR20200065987A - 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 열처리 방법은 강판을 연속소둔라인에서 열처리하는 공정에 있어서, 연속소둔라인의 열처리 분위기는, 강판을 이슬점 온도가 0 내지 -80℃ 범위이면서, 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 열처리 방법은 강판을 연속소둔라인에서 열처리하는 공정에 있어서, 연속소둔라인의 열처리 분위기는, 강판을 이슬점 온도가 0 내지 -80℃ 범위이면서, 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기이다.
Description
본 발명은 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판에 관한 것이다. 보다 구체적으로 주로 자동차 차체 및 내외판용으로 사용되는 고강도 냉연강판(CR, Cold Rolled Steel Sheet)의 제조 시 덴트(Dent) 발생 문제를 방지하고 후공정 품질을 높일 수 있는 연속소둔라인(CAL, Continuous Annealing Line)의 열처리 방법, 이를 이용한 냉연강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 냉연강판에 관한 것이다.
최근 이산화탄소와 미세먼지 배출 등의 환경기준 강화에 따라, 일반 자동차의 연비개선과 전기자동차의 보급 확대 정책이 동시에 추진되고 있다. 이를 만족시키기 위한 대책의 하나로서, 강판의 고강도화에 의한 자동차 소재의 무게감소가 효과적이기 때문에 최근 자동차 차체용 고강도 냉연강판과 아연도금강판의 수요가 계속 증가하고 있다.
일반적으로 고강도 냉연강판은 일반 냉연강판보다 강중에 Si, Mn, Al 등의 성분을 많이 함유하고 있다. 이렇게 Si, Mn, Al 등을 많이 함유하게 되면 강판의 재질적 특성은 만족할지라도 조업성과 후공정 품질이 나빠지는 문제점이 있다. 보다 상세히 설명하면, 냉연강판은 미소둔 냉연강판(F/H, Full Hard Steel Sheet)을 연속소둔라인에서 약 5% 수소와 나머지 질소를 함유한 환원성 분위기를 유지한 채 800℃ 근처의 고온으로 열처리해서 제조하고 있다. 그런데 상기 열처리 과정에서 주로 강판 표면의 Fe 산화물과 분위기 가스인 수소가 반응해서 수분을 생성하는데, 이 수분에 의해 강중의 Si, Mn, Al 등의 산화성 성분들이 강판의 표면으로 쉽게 확산되어 강판 표면에 SiO2, MnO, MnO2, Mn2SiO4, Al2O3 등의 산화물을 형성한다. 이들 산화물은 필름, 네트워크, 물방울과 같은 형상으로 강판 표면에서 축적되는데, 이를 소둔산화물이라 칭한다. 이 소둔산화물은 강판이 계속 진행하면서 일부는 접촉하는 허쓰롤(Hearth Roll)의 표면으로 픽업되고 일부는 강판에 남는다.
우선 허쓰롤 표면에 픽업된 소둔산화물이 어느 정도 이상 축적되면, 그 허쓰롤과 접촉하면서 진행하는 강판의 표면에 덴트라고 불리는 찍힘 형태의 결함을 발생시킨다. 이렇게 덴트가 발생하는 문제로 고강도강을 연속적으로 생산할 수 있는 량이 제한되는데, 이는 생산성, 롤 단위 편성, 정비성 등에 큰 장해로 작용하고 있다. 또한 강판 표면에 남아있는 소둔산화물은 후공정인 아연도금성, 인산염처리성, 도장성, 표면외관 등의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 이런 후공정 품질문제를 해결하기 위해서 일부 연속소둔라인은 소둔로 다음에 산세설비를 갖춰서 산용액으로 소둔산화물을 제거하고 있으나, 특히 Si계 산화물이 산용액에 불용성이기 때문에 완전히 제거 되지 않는 문제가 있다.
이러한 상기 덴트 문제를 해결하기 위해 기존에 발표된 종래기술로는, 연속소둔라인의 입력부에서, 디미네랄라이즈드 워터 (Demineralized Water) 25 내지 54%, 알카놀 아민 (Alkanol Amine) 20 내지 40% 및 메르캅토벤조티아졸 (Mercaptobenzothiazole) 20 내지 40%를 포함하는 황 코팅제를 가성 소다에 5 내지 8%의 농도로 혼합시킨 코팅 용액을 강재 표면에 코팅하는 방법이 있다. 그러나 상기 코팅 방법은 연속소둔라인의 입력부에 코팅 설비를 갖추어야 하는 문제와 상기 코팅된 성분들이 소둔로 내부에 비산되어 오염을 유발하는 문제점이 있다. 또한 다른 종래기술로는, 세라믹계 고형분말 50 중량%와 엠클러리 합금 50 중량%로 혼합된 용사 코팅재를 소둔로 허쓰롤의 표면에 도포해서 사용하는 방법이 있다. 그러나 이 방법도 소둔산화물이 허쓰롤 표면에 픽업 및 축적되는 시간을 약간 지연시킬 수는 있지만, 덴트 결함을 근본적으로 억제하는 효과는 없는 것으로 나타났다.
본 발명은 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로 주로 자동차 차체 및 내외판용으로 사용되는 고강도 냉연강판(CR, Cold Rolled Steel Sheet)의 제조 시 덴트(Dent) 발생 문제를 방지하고 후공정 품질을 높일 수 있는 연속소둔라인(CAL, Continuous Annealing Line)의 열처리 방법, 이를 이용한 냉연강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 냉연강판을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 열처리 방법은, 강판을 연속소둔라인에서 열처리하는 공정에 있어서, 연속소둔라인의 열처리 분위기는, 이슬점 온도가 0 내지 -80℃ 범위이면서, 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기이다.
불활성 분위기는 질소 100%일 수 있다.
연속소둔라인은 가열섹션 및 균열섹션을 포함하고, 가열섹션 및 균열섹션의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기일 수 있다.
연속소둔라인은 예열섹션, 라디언트튜브섹션, 직화가열로섹션, 가열섹션, 균열섹션, 서냉섹션, 급냉섹션, 재가열섹션, 과시효섹션, 인덕션가열섹션 및 종냉섹션 중 하나 이상을 포함하고, 예열섹션, 라디언트튜브섹션, 직화가열로섹션, 가열섹션, 균열섹션, 서냉섹션, 급냉섹션, 재가열섹션, 과시효섹션, 인덕션가열섹션 및 종냉섹션 중 하나 이상에서의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하이고, 가열섹션 및 균열섹션의 분위기는 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기일 수 있다.
강판은 냉연강판 또는 미소둔 냉연강판일 수 있다.
연속소둔라인은 냉연강판을 생산하는 연속소둔라인일 수 있다.
연속소둔라인은 아연 및 아연계 합금도금강판을 생산하는 용융아연도금라인일 수 있다.
연속소둔라인은 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 도금강판을 생산하는 용융합금도금라인일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판 제조방법은, 상기 언급한 열처리 방법으로 열처리된 강판을 제조하는 단계; 및 열처리된 강판을 산세하는 단계;를 포함한다.
제조된 강판은 표면부터 강판 내부 10μm 깊이까지의 범위에서 산화물 입자를 포함하고, 산화물 입자는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 포함할 수 있다.
산화물 입자는 Fe-Si-Mn계 산화물일 수 있다.
산화물 입자의 평균 입경은 200nm 이하일 수 있다.
제조된 강판은 표면부터 강판 외부에 산화물 층이 존재하고, 산화물 층의 두께는 10nm 이하일 수 있다.
산세는 연속소둔열처리 직후의 후처리 섹션에서 실시하는 산세 또는 별도의 라인에서 가공 및 사용 전에 실시하는 산세일 수 있다.
제조된 강판은 냉연강판일 수 있다.
제조된 강판은 용융도금강판 또는 전기도금강판일 수 있다.
보다 구체적으로, 용융도금강판 또는 전기도금강판은 아연도금강판 또는 아연계 합금도금강판일 수 있다.
보다 구체적으로, 용융도금강판 또는 전기도금강판은 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 도금강판일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판은, 표면부터 강판 내부 10μm 깊이까지의 범위에서 산화물 입자를 포함하고, 산화물 입자는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 포함한다.
산화물 입자는 Fe-Si-Mn계 산화물일 수 있다.
산화물 입자의 평균 입경은 200nm 이하일 수 있다.
강판은 표면부터 강판 외부에 산화물 층이 존재하고, 산화물 층의 두께는 10nm 이하일 수 있다.
강판은 냉연강판, 용융도금강판 또는 전기도금강판일 수 있다.
보다 구체적으로 용융도금강판 또는 전기도금강판은 아연도금강판, 아연계 합금도금강판 또는 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 도금강판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 열처리 방법은, 연속소둔라인에서 강판을 열처리하는 과정에서 질소 함량이 높은 불활성 분위기로 열처리를 실시함으로써, 강 성분인 Si, Mn, Al 등의 산화성 원소들이 강판의 표면으로 확산해서 강판 표면에 소둔 산화물로 축적되는 현상을 방지시킬 수 있다.
따라서, 덴트 발생이 적고, 후공정인 아연도금성, 인산염처리성, 도장성, 표면외관 등의 품질이 우수한 냉연강판을 제조하는 효과가 있다.
또한, 추가적인 설비 보강을 하지 않고도 우수한 품질의 제품을 생산함으로써 판매량 증대 등의 경제적 이익이 있다.
도 1은 연속소둔라인의 열처리 사이클의 예이다.
도 2는 소둔로 내부의 수소 농도별산소 분압 관계도이다.
도 3은 본 발명 및 종래 기술에 의한 강판의 열처리 효과 비교 사진이다.
도 2는 소둔로 내부의 수소 농도별산소 분압 관계도이다.
도 3은 본 발명 및 종래 기술에 의한 강판의 열처리 효과 비교 사진이다.
본 명세서에서, 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 열처리 방법은, 강판을 연속소둔라인에서 열처리하는 공정에 있어서, 연속소둔라인의 열처리 분위기는, 이슬점 온도는 0 내지 -80℃ 범위이면서, 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 0.1% 이하인 불활성 분위기이다.
이 때, 불활성 분위기는 보다 구체적으로 질소 99.5% 이상, 산소 및 수소의 합이 0.5% 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로는 질소 99.9% 초과, 산소 및 수소의 합이 0.1% 미만일 수 있다.
또한, 불활성 분위기는 질소 100%일 수 있다. 이는 열처리 섹션에 순수한 질소를 충진한 상태로 열처리를 하는 것을 의미한다. 본 발명에서의 불활성 분위기는 질소 100%, 수소 및 산소 0%일 수 있으나, 조업이나 설비에서 불가피하게 침투되어 존재하는 수소 단독, 산소 단독 또는 수소와 산소가 혼합된 총량이 0.1% 미만일 수 있다. 이러한 불활성 분위기를 이용하여 열처리를 한다면, 강성분인 Si, Mn, Al 등의 산화성 원소들이 강판의 표면으로 확산해서 강판 표면에 소둔 산화물로 축적되는 현상을 차단함으로써 덴트 발생이 없고, 후공정인 아연도금성, 인산염처리성, 도장성, 표면외관 등의 품질이 우수한 냉연강판을 제조할 수 있다.
한편, 연속소둔라인은 가열섹션(HS, Heating Section) 및 균열섹션(SS, Soaking Section)을 포함하고, 가열섹션 및 균열섹션의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기일 수 있다. 연속소둔라인에서의 열처리 섹션은 다양한데, 그 중 가열섹션 및 균열섹션이 상기 언급한 조성의 불활성 분위기로 열처리하는 열처리 섹션일 수 있다는 것을 의미한다.
또는, 연속소둔라인은 예열섹션(PHS, Pre-Heating Section), 가열섹션(HS, Heating Section), 균열섹션(SS, Soaking Section), 서냉섹션(SCS, Slow Cooling Section), 급냉섹션(RCS, Rapid Cooling Section), 재가열섹션(RHS, Re-Heating Section), 과시효섹션(OAS, Over Aging Section), 종냉섹션(FCS, Final Cooling Section) 중 하나 이상을 포함하고, 예열섹션, 가열섹션, 균열섹션, 서냉섹션, 급냉섹션, 재가열섹션, 과시효섹션, 종냉섹션 중 하나 이상에서의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기일 수 있다. 섹션의 종류에는 라디언트튜브섹션, 직화가열로섹션, 인덕션가열섹션을 포함할 수 있다. 이에 대하여는 하기에 구체적으로 설명하도록 한다.
한편, 열처리소둔라인에서 열처리하는 강판은 냉연강판 또는 미소둔 냉연강판일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 연속소둔라인의 열처리 사이클의 예이다. 대부분 열처리 섹션의 순서는 도 1과 같이, 예열섹션(PHS, Pre-Heating Section), 가열섹션(HS, Heating Section), 균열섹션(SS, Soaking Section), 서냉섹션(SCS, Slow Cooling Section), 급냉섹션(RCS, Rapid Cooling Section), 재가열섹션(RHS, Re-Heating Section), 과시효섹션(OAS, Over Aging Section), 종냉섹션(FCS, Final Cooling Section) 순으로 구성되어 있으나, 공정에 따라서는 일부 섹션들이 생략되기도, 추가되기도 하며, 가끔 순서가 바뀌는 경우도 있다. 예를 들면, 예열섹션 이후에 250℃ 내지 700℃ 범위로 강판을 직접 가열하는 직화가열로(DFF, Direct Fuel Furnace) 섹션이 추가되어 강판 표면의 이물을 소각 제거하거나 산화환원법을 적용할 수 있도록 되어 있기도 하고, 또 용융아연도금라인(CGL, Continuous Galvanizing Line)에서는 과시효섹션 이후에 450℃ 내지 600℃ 범위로 재가열하는 인덕션가열섹션(HIS, Induction Heation Section)이 추가되어 용융도금욕에 인입하기 적합한 온도를 확보할 수 있도록 하고 있다. 또한 예열섹션과 라디언트튜브섹션(RTS, Radiant Tube Section)을 함께 가열섹션(HS, Heating Section)이라 부르기도 하고, 라디언트튜브섹션을 가열섹션이라 부르기도 하는 등 명칭이 일정하지 않은 경우가 있다.
본 발명에서는 가열섹션과 균열섹션을 반드시 포함하여 연속적으로 열처리하는 섹션일 경우는 아무런 문제가 되지 않는다.
이하, 각 섹션에 대하여 설명한다.
예컨대, 예열섹션(PHS, Pre-Heating Section)은 시작온도 실온 내지 상온에서 종료온도 350℃ 내지 650℃까지 1.5℃/s 내지 30℃/s의 승온속도로 승온하는 섹션이다. 예열섹션은 10초 내지 30초 동안 수행된다.
가열섹션(HS, Heating Section)은 시작온도 350℃ 내지 650℃에서 종료온도 700℃ 내지 900℃까지 1.5℃/s 내지 30℃/s의 승온속도로 승온하는 섹션이다. 가열섹션은 30초 내지 300초 동안 수행된다.
균열섹션(SS, Soaking Section)은 650℃ 내지 900℃의 온도 범위에서 온도를 유지하는 섹션이다. 통상 균열섹션 내에서 강판의 온도 변화는 거의 없으며, 25초 내지 200초 동안 수행된다.
서냉섹션(SCS, Slow Cooling Section)은 시작온도 650℃ 내지 900℃에서 종료온도 680℃ 내지 600℃까지 2℃/s 내지 16℃/s의 냉각속도로 냉각하는 섹션이다. 서냉섹션은 25초 내지 100초 동안 수행된다.
급냉섹션(RCS, Rapid Cooling Section), 시작온도 680℃ 내지 600℃에서 종료온도 250℃ 내지 560℃까지 7℃/s 내지 40℃/s의 냉각속도로 냉각하는 섹션이다. 급냉섹션은 10초 내지 40초 동안 수행된다.
재가열섹션(RHS, Re-Heating Section)은 시작온도 250℃ 내지 400℃에서 종료온도 350℃ 내지 530℃까지 5℃/s 내지 30℃/s의 승온속도로 승온하는 섹션이다. 재가열섹션은 10초 내지 50초 동안 수행된다.
과시효섹션(OAS, Over Aging Section)은 시작온도 300℃ 내지 560℃에서 종료온도 250℃ 내지 550℃까지 0℃/s 내지 3℃/s의 냉각속도로 냉각하는 섹션이다. 과시효섹션은 15초 내지 670초 동안 수행된다.
종냉섹션(FCS, Final Cooling Section)은 시작온도 250℃ 내지 500℃에서 종료온도 100℃ 내지 500℃까지 2℃/s 내지 33℃/s의 냉각속도로 냉각하는 섹션이다. 종냉섹션은 2초 내지 115초 동안 수행된다.
한편, 도 1의 마지막 열처리 섹션인 수냉섹션(WCS, Water Cooling Section)에 관하여 살펴보면, 수냉섹션은 강판이 물 속에 잠기도록 해서 상온에 가깝도록 냉각하는 섹션인데, 물을 다량 사용하기 때문에 다른 열처리 섹션들과 분리되어 있으며, 별도의 분위기로 운영되는 설비이다. 따라서 수냉섹션은 본 발명의 연속소둔라인의 열처리 분위기 조성을 위한 열처리 섹션의 범위에는 해당하지 않을 수 있다.
종래 연속소둔라인의 열처리 조업은 도 1의 모든 섹션을 약 5% 수소와 잔부 질소를 사용한 환원성 분위기 및 -20℃ 내지 -50℃의 이슬점 온도로 조성한 상태에서 강판을 통과시켜, 강판 표면의 산화물, 탄화물 등의 이물질을 제거하면서 도 1과 같이 원하는 온도 사이클로 가열 및 냉각 열처리하여 강판의 재질 특성과 청정성을 확보해오고 있었다.
그러나 본 발명자들의 연구에 의하면, 연속소둔라인의 열처리를 상기 종래의 조업 조건에서 실시하게 되면, 하기 반응식 1과 같이 강판 표면의 Fe 산화물과 분위기 가스인 수소가 반응해서 수분을 생성하는데, 이 수분에 의해서 강 성분인 Si, Mn, Al 등의 표면 확산이 촉진되어 반응식 2, 반응식 3 및 반응식 4와 같은 소둔산화물을 생성하는 것으로 나타났다.
[반응식 1]
FeO + H2 -> Fe + H2O
[반응식 2]
Si + 2H2O -> SiO2 + 2H2
[반응식 3]
Mn + H2O -> MnO + H2
[반응식 4]
2Al + 3H2O -> Al2O3 + 3H2
따라서 상기 반응식 예와 같이, SiO2, MnO, MnO2, Mn2SiO4, Al2O3 등의 산화물들이 생성될 수 있으며, 이 산화물들은 단독 혹은 2종 이상이 혼합된 상태로 강판 표면에 존재하게 된다. 이러한 소둔산화물의 일부는 접촉하는 허쓰롤에 픽업 및 축적되어 덴트 결함을 야기시키고, 나머지는 강판 표면에 남아서 후공정의 품질을 악화시키는 문제가 있음을 알아내었다.
즉, 통상의 연속소둔라인에서는 산화된 강판의 표면과 그 표면에 존재하는 오염물을 환원시켜 강판의 청정성 및 후공정 품질을 높이고자 수소를 사용한 환원성 분위기에서 소둔을 실시하였으나, 오히려 강 성분인 Si, Mn, Al 등의 강산화성 원소들이 강판 표면으로 확산해서 다량의 소둔산화물을 생성하는 역효과를 불러일으키는 것으로 확인되었다.
그러나 본 발명의 99% 초과의 질소를 충진한 불활성 분위기로 열처리를 실시할 경우는, 강판 표면에 잔존하는 산화물과 이물질을 제거하지 못하는 단점이 있지만, 상기 환원성 분위기로 열처리할 때 발생하는 소둔산화물이 억제되어 덴트 결함 및 후공정 품질 저하 문제가 발생하지 않는 장점이 있다. 이때, 본 발명의 단점인 강판 표면에 잔존하는 산화물과 이물질은 산세, 탈지 등의 후공정에서 용이하게 제거가 가능할 뿐 아니라, 장점에 비해서 단점의 정도가 미미하여 품질 문제로 작용하지 않는 수준이다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 소둔산화물 생성이 억제되는 효과를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 소둔로 내부의 수소 농도별 산소 분압(Oxygen partial pressure) 관계를 열역학 계산 프로그램인 FactSage를 이용하여 산출한 그림이다. 여기서 수평선은 해당 금속의 산화반응이 시작되는 임계 산소 분압이다. 예를 들면, 대략적으로 Fe는 10-19, Mn은 10-30, Si는 10-35 atm 이상의 산소가 있으면 산화가 시작된다. 한편, 사선은 수소 농도 별로 소둔로 분위기 중에 불가피하게 함유되어 있는 산소의 분압이다. 이슬점이 -40℃일 때를 예로 들면, 0% 수소 즉, 순수한 질소 분위기에서는 약 10-9 atm, 5% 수소는 약 10-24 atm, 100% 수소는 약 10-26 atm의 산소를 함유하고 있다. 이를 통해서 볼 때, 종래 조업 조건인 5% 수소 분위기에서 Mn과 Si는 산화반응이 일어나고, Fe는 산화반응이 일어나지 않음을 알 수 있다. 참고로 강판, 즉 Fe는 산소 분압이 10-19 atm보다 높을 때 산화반응이 일어난다. 즉, 산소 분압이 10-19 atm보다 높으면 높을수록 산소가 강판 내부로 침투해서 산화성 원소인 Si, Mn, Al 등과 반응함으로써 강판 내부에서 산화물을 형성하기 쉽다. 반대로 산소 분압이 10-19 atm보다 낮으면 낮을수록 강 중의 산화성 원소인 Si, Mn, Al 등이 강판의 외부로 확산해서 분위기 중의 산소와 반응함으로써, 강판의 외부, 즉 강판 표면에서 소둔산화물을 형성하기 쉽다.
상기 원리를 고려할 때, 종래의 5% 수소분위기에서 산소 분압은 2.7x10-14 atm이므로 강판의 표면에서 소둔산화물을 형성하는 조건에 해당한다. 따라서 조업을 하면 할수록 강판 표면에 소둔산화물이 증가되는데, 이 소둔산화물의 일부는 접촉하는 허쓰롤에 픽업 및 축적되어 덴트 결함을 일으키고, 나머지 소둔산화물은 강판 표면에 남아서 후공정 품질을 저하시키는 문제를 일으킨다.
그러나 본 발명의 소둔로 내부를 불활성 분위기로 조성한 상태에서 열처리를 실시할 경우, 산소 분압은 1.2x10-9 atm으로서 강판의 내부에서 산화물을 형성하는 조건에 해당한다. 따라서 강판 내부에서 산화물이 형성되는 양만큼, 표면에서 형성되는 소둔산화물이 크게 감소하여 장시간의 작업을 할지라도 소둔산화물이 허쓰롤에 거의 픽업되거나 축적되지 않아 덴트 결함의 발생이 적을 뿐 아니라, 강판 표면에 잔존하는 소둔산화물도 크게 억제되어 후공정의 품질 저하 문제를 일으키는 수준이 매우 작다.
이하 본 발명의 수치 범위 한정 이유에 대하여 설명한다.
먼저, 연속소둔라인의 이슬점 온도는 0 내지 -80℃이다.
강판을 연속소둔라인에서 열처리하는 공정에 있어서, 이슬점 온도가 너무 높을 경우에는, 1% 수소를 종래 환원성 분위기의 하한 농도라고 가정할 때, 도 2에서와 같이 이슬점이 0℃가 되면 본 기술과 유사한 내부 산화 분위기로 전환됨을 알 수 있다. 이는 본 기술과 차별성이 없을 뿐 아니라, 수분을 추가로 공급해야 유지되는 범위이기 때문에 설비 및 조업에 부담이 있으므로 본 발명의 이슬점 온도는 상기와 같이 한정할 수 있다. 반대로, 이슬점 온도가 너무 낮을 경우에는, 강판의 덴트 결함 감소 효과도 포화될 뿐 아니라, 순수 질소에 함유된 수분을 더욱 제거해서 이슬점을 낮춰야 하기 때문에 비용이 추가되는 문제가 있어서 이슬점 온도는 상기와 같이 한정할 수 있다.
한편, 연속소둔라인은 가열섹션 및 균열섹션을 포함하고, 가열섹션 및 균열섹션의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기일 수 있다. 즉, 강판을 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기로 열처리하는 열처리 섹션은, 가열섹션 및 균열섹션을 반드시 포함하는 2곳 이상의 열처리 섹션일 수 있다.
통상적인 제철소의 연속소둔라인에서는 Si, Mn, Al 등의 원소들을 일정량 포함하고 있는 고강도 강판만을 생산하는 것이 아니라, 이 원소들을 거의 포함하지 않거나 미량만 포함하는 CQ(Commercial Quality), DQ(Drawing Quality), EDDQ(Extra Deep Drawing Quality) 등과 같은 일반강도 같이 생산하고 있다. 그런데 이들 일반강은 소둔산화물이 거의 생성되지 않기 때문에 본 발명의 불활성 분위기를 적용할 필요가 없으며, 오히려 강판 표면의 산화물을 환원시켜 청정성을 확보할 수 있는 종래의 환원성 분위기가 보다 유리하다. 따라서 고강도강판을 생산할 때에는 불활성 분위기로 조성하고, 일반강을 생산할 때에는 환원성 분위기로 조성해서 조업하는 것이 효과적이다. 그러나 실라인의 열처리 섹션 분위기는 규모가 커서 쉽게 변경시킬 수 있는 것은 아니다. 가스를 수 시간 동안 공급해야 비로소 원하는 분위기로 조성되는데, 이렇게 분위기 변경 기간에 생산한 제품은 문제가 생길 수도 있기 때문이다. 그래서 열처리 섹션 별로 분위기를 다르게 조성하는 방법이 효과적일 수가 있다. 즉, Si, Mn, Al 등의 원소들이 강판 표면으로 확산해서 축적되는 열처리 섹션은 본 발명의 불활성 분위기로 조성하고, 나머지 섹션은 종래의 환원성 분위기로 조성해서 조업하는 것이 그 방법이다. 그래서 본 발명에서는 Si, Mn, Al 등의 원소들이 강판 표면으로 확산을 시작하는 가열섹션과, 활발하게 확산이 진행되는 균열섹션을 반드시 포함하는 최소 2곳 이상의 열처리 섹션에다 본 발명의 환원성 분위기를 조성하는 것으로 한정하였다. 이 경우는 열처리 전반부는 불활성 분위기, 후반부는 환원성 분위기가 공존하는 구성을 가질 수 있기 때문에, 장시간 소요되는 가스 분위기를 변경하지 않고도 고강도강과 일반강을 동시에 생산해서 목적하는 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 불활성 분위기는 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하이다. 불활성 분위기는 가능한 질소가 100%, 수소 및 산소가 0%인 것을 기본으로 하지만, 조업이나 설비에서 불가피하게 침투되어 수소 및 산소가 존재할 수 있으며, 이로 인하여 수소 단독, 산소 단독 또는 수소와 산소가 혼합된 총량이 각각 1% 이하가 되도록 한다. 보다 구체적으로는 0.1% 미만이 되도록 한다. 본 불활성 분위기에서 산소나 수소가 단독으로 너무 많이 존재하면, 종래의 환원성 분위기보다는 약간 개선되지만, 본 발명의 불활성 분위기에서 얻고자 하는 효과가 완전하게 나타나지 않는 단점이 있다. 또한 산소나 수소가 단독 혹은 수소와 산소가 합쳐서 너무 많이 존재하면, 강판 표면이 심하게 산화되거나 소둔산화물이 증가하여 후공정에서 용이하게 제거되지 않기 때문에 아연도금성과 인산염처리성 불량이 발생하는 문제가 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 소재 강판은 냉연강판 또는 미소둔 냉연강판일 수 있다. 냉연강판은 2회 이상 열처리가 필요한 경우나 혹은 용융도금라인에서 특별한 용도로 필요한 경우에 사용되는 강판일 수 있다. 또한 미소둔 냉연강판은 통상적인 연속소둔라인이나 용융도금라인에서 사용되고 있는 강판이다.
한편, 본 발명에 적용되는 연속소둔라인은 도 1과 유사한 열처리 특히, 가열섹션과 균열섹션을 반드시 포함하는 최소 2곳 이상의 열처리 섹션을 이용해서 연속적으로 열처리하는 라인이면 모두 해당되는데, 이는 냉연강판을 생산하는 연속소둔라인, 아연 및 아연계 합금도금강판을 생산하는 용융아연도금라인 또는 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 합금도금강판을 생산하는 용융합금도금라인(Continuous Hot-dip Coating Line) 등이 해당될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판 제조방법은, 상기 언급한 열처리 방법으로 열처리된 강판을 제조하는 단계; 및 열처리된 강판을 산세하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 강판 제조방법으로 제조된 강판은, 표면부터 강판 내부 10μm 깊이까지의 범위에서 산화물 입자를 포함하고, 산화물 입자는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 포함할 수 있다. 이 때, 산화물은 내부산화물을 의미한다. 산화물 입자는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 포함할 수 있다는 의미는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 반드시 포함하면서 1종 이상의 기타 성분도 포함할 수 있는 조성으로 구성된 내부산화물 입자들이 존재하는 것일 수 있다.
그 이유는 다음과 같다. 우선 내부산화물은 이슬점이 낮을 경우는 3μm 이내에 형성되지만, 이슬점이 -10℃ 이상으로 높을 경우는 내부 산화가 활발히 일어나서 최대 10μm 깊이에서도 형성되기 때문이다. 또한 상기 내부산화물 입자의 조성은 통상 주요 강성분들로 구성되기 때문에 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 반드시 포함하는 산화물인 것으로 할 수 있다. 이 때, 특별한 목적을 위해서 추가적으로 첨가되는 강성분이 내부산화물 조성에 추가될 수 있기 때문에 1종 이상의 기타 성분을 포함할 수도 있다. 보다 구체적으로, 산화물 입자는 Fe-Si-Mn계 산화물일 수 있다.
본 발명의 상기 산화물 입자의 평균 입경은 200nm 이하일 수 있다. 평균 입경이 너무 크면 강판의 연신율이 감소되어 가공성이 떨어지는 단점이 있다. 그 이하의 평균 사이즈 혹은 평균 입경에서는 연신율 감소가 가공성에 문제를 줄만큼 생기지 않으므로 별도의 하한 범위 한정은 무의미하다.
한편, 강판은 표면부터 강판 외부에 산화물 층이 존재하고, 산화물 층의 두께는 10nm 이하일 수 있다. 산화물이 치밀하고 많이 형성되는 경우는, 롤에 픽업되는 산화물이 많아서 덴트 결함을 유발하기 쉬우며, 또한 강판에 남아있는 산화물도 후공정인 산세공정에서 쉽게 제거되지 않고 잔존함으로써 인산염 불량을 일으키기 쉬운 단점이 있다. 반면에, 산화물 층의 두께가 적으면 적을수록 후공정 품질에 유리하다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판 제조방법은, 열처리된 강판을 산세하는 단계를 포함할 수 있는데, 여기서 산세는 연속소둔열처리 직후의 후처리 섹션에서 실사하는 산세 또는 별도의 라인에서 가공 및 사용 전에 실시하는 산세를 모두 포함할 수 있다. 통상 고강도 냉연강판을 생산하는 연속소둔라인은 열처리 섹션 후단에 후처리 섹션이 구비되어 있는데, 이렇게 후처리 섹션에서 연속적으로 산세 및 수세를 실시해서 제품을 생산하는 경우는 본 발명을 적용했을 때 효과가 더욱 극대화되는 장점이 있다.
이하, 대표적인 실시예에 기초하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
실시예
실시예 1
실시예 1은 본 발명과 종래 기술을 이용해서 소둔 열처리하였을 때, 강판의 표면에 형성되는 소둔산화물의 생성 정도를 비교한 것이다.
이를 위한 실험조건은 다음과 같다. 즉, 소지 강판은 두께 1.2mm인 인장강도 980MPa 급 DP(Dual Phase, 0.1% C, 1.0% Si 및 2.5% Mn) 미소둔 냉연강판을 사용하였다. 소둔 열처리 사이클은 포스코 광양제철소 연속소둔라인의 고강도강 제조 조건인 도 1의 패턴을 사용하였다. 그리고 소둔 열처리 섹션의 분위기 가스는 본 발명의 순수 질소를 사용한 불활성 분위기와 종래의 5% 수소를 사용한 환원성 분위기로 각각 조성하였다.
도 3은 연속소둔열처리 모사장치를 사용해서 상기 실험조건으로 냉연강판을 제조한 다음, 본 발명과 종래 기술의 열처리 효과를 비교한 사진이다. 즉, 본 발명과 종래 기술로 제조한 냉연강판의 단면을 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscope)으로 관찰하여 소둔산화물의 발생 정도를 비교한 사진이다. 그 결과 본 발명의 조건으로 열처리한 강판의 표면에는 산화물 층이 얇고 약하게 형성되어 있는 반면, 종래 기술의 조건으로 열처리한 강판의 표면에는 산화물 층이 두껍고 치밀하게 형성되어 있음을 알 수 있다. 또한 본 발명의 강판 내부에는 Si-Mn계 산화물이 형성되어 있음을 알 수 있는데, 이렇게 강판 내부에 형성된 산화물의 양만큼 외부, 즉 강판 표면에 형성하는 산화물이 저감되는 효과가 있었다.
참고로 종래 기술과 같이 산화물이 치밀하고 많이 형성되는 경우는, 롤에 픽업되는 산화물이 많아서 덴트 결함을 유발하기 쉬우며, 또한 강판에 남아있는 산화물도 후공정인 산세공정에서 쉽게 제거되지 않고 잔존함으로써 인산염 불량을 일으키기 쉽다.
실시예 2
실시예 2는 본 발명과 종래 기술을 이용하여 소둔 열처리할 경우, 조업성과 후공정 품질영향을 관찰할 수 있는 지표, 즉 내덴트성, 용융아연도금성, 인산염처리성을 평가한 것이며, 각 항목별 평가 방법은 아래와 같다.
내덴트성(Anti-dent): 강판의 소둔산화물이 허쓰롤 표면에 픽업되어 축적될 경우, 접촉하면서 진행한는 강판의 표면에 찍힘 형태의 덴트(Dent) 결함을 유발하는 특성으로서, 이는 소둔 열처리시 강판의 표면에 형성된 소둔산화물이 많을수록 심하게 발생한다. 따라서 내덴트성은 소둔 열처리를 마친 시료의 표면을 편광주사전자현미경(Field Emission-SEM)으로 30,000배 촬영한 후, 이미지분석기(Image Analyzer)를 사용하여 피복율을 구하여 평가했다. 또한 그로우 방전 분광분석기(GDS, Glow Discharge Spectrometer)를 사용하여 소둔산화물 피막의 피크 면적을 측정해서 본 평가에 참조하였으며, 그 평가기준은 다음과 같다.
1등급(Grade 1): 소둔산화물 피복율 5%이하, 내덴트성 우수 수준
2등급(Grade 2): 소둔산화물 피복율 20%이하, 내덴트성 양호 수준
3등급(Grade 3): 소둔산화물 피복율 35%이하, 내덴트성 보통 수준
4등급(Grade 4): 소둔산화물 피복율 50%이하, 내덴트성 조업 불가 수준
5등급(Grade 5): 소둔산화물 피복율 50%이상, 내덴트성 조업 불가 수준
용융아연도금성(galvanizability): 용융아연도금 물질이 소재 강판에 잘 코팅되는 성질로써, 용융아연도금 모사장치를 사용해서 포스코 광양제철소 CGL의 GI 강판 생산조건으로 아연도금을 실시한 후, 고강도강판의 대표적 용융아연도금성 평가항목인 미도금(Bare spot) 발생정도를 육안으로 관찰하였다.
1등급(Grade 1): 미도금 전혀 없음, 자동차 외판용 수준
2등급(Grade 2): 미도금 극 미세 관찰, 자동차 내판용 수준
3등급(Grade 3): 미도금 약간 관찰, 건재용 수준
4등급(Grade 4): 미도금 다소 많이 관찰, 제품불가 수준
5등급(Grade 5): 미도금 다량 관찰, 제품불가 수준
인산염처리성(Phosphatability): 자동차사에서 도장성을 높이기 위해 처리하는 피막으로서, 소둔 열처리를 마친 시료를 포스코 광양제철소 연속소둔라인의 후처리 산세조건으로 산세 및 수세를 행한 후, PL-X 표면조정제 2.5g/L에 30초 침적하고 PB-SX35M 인산염처리제 50g/L에 90초 침적하는 방법으로 인산염처리를 행하였다. 그리고 인산염처리된 시료의 피복 상태를 주사전자현미경(SEM)의 후방산란전자 이미지(BSE)로 촬영한 후 이미지분석기(Image Analyzer)를 사용해서 인산염 피복율을 구하였다.
1등급(Grade 1): 인산염 피복율 98% 이상, 우수 수준
2등급(Grade 2): 인산염 피복율 95% 이상, 양호 수준
3등급(Grade 3): 인산염 피복율 90% 이상, 보통 수준
4등급(Grade 4): 인산염 피복율 85% 이상, 제품불가 수준
5등급(Grade 5): 인산염 피복율 80% 이상, 제품불가 수준
표 1은 실시예 1의 강판과 열처리 사이클을 이용하고 하기 표의 소둔 분위기 조건을 이용해서 냉연강판을 제조할 경우, 품질 영향을 평가한 결과이다.
| 구분 | 소둔 분위기 | 품질 영향 | 기타 | |||||
| 수소 (%) |
질소 (%) |
산소 (%) |
이슬점 (℃) |
내덴트성 | 용융아연도금성 | 인산염처리성 | ||
| 비교예1 | 5 | 95 | 0 | -40 | 4 | 3 | 4 | - |
| 비교예2 | 10 | 90 | 0 | -40 | 4 | 3 | 4 | - |
| 발명예1 | 1 | 99 | 0 | -40 | 3 | 3 | 4 | - |
| 발명예2 | 0.5 | 99.5 | 0 | -40 | 3 | 2 | 3 | - |
| 발명예3 | 0.1 | 99.9 | 0 | -40 | 2 | 2 | 2 | - |
| 발명예4 | 0 | 100 | 0 | -40 | 2 | 1 | 2 | - |
| 발명예5 | 0 | 99.9 | 0.1 | -40 | 2 | 2 | 2 | - |
| 발명예6 | 0 | 99.5 | 0.5 | -40 | 3 | 2 | 3 | - |
| 발명예7 | 0 | 99 | 1 | -40 | 3 | 3 | 4 | - |
| 발명예8 | 0.25 | 99.5 | 0.25 | -40 | 3 | 2 | 3 | - |
| 발명예9 | 0.5 | 99 | 0.5 | -40 | 3 | 3 | 4 | - |
| 비교예3 | 0 | 100 | 0 | 5 | 5 | 4 | 5 | - |
| 발명예10 | 0 | 100 | 0 | 0 | 3 | 3 | 3 | - |
| 발명예11 | 0 | 100 | 0 | -80 | 2 | 1 | 2 | - |
| 비교예4 | 0 | 100 | 0 | -85 | 2 | 1 | 2 | 고비용,효과포화 |
표 1의 결과를 살펴보면, 비교예 1 및 2는 내덴트성과 인산염처리성이 4등급 이하의 문제를 보였다.
또한 비교예 3은 분위기가스의 이슬점 온도가 0℃보다 높은 경우로서, 내덴트성, 용융아연도금성 및 인산염처리성이 모두 4등급 이하의 문제를 보이고 있으나, 비교예 4는 분위기 가스의 이슬점 온도가 -80℃보다 낮은 경우로서, 도금품질은 모두 우수하지만 발명예 9와 동일한 품질을 나타내어 효과가 포화된 상태인데다 -80℃보다 낮은 이슬점 온도를 유지하기 위해서 분위기 가스의 수분을 더욱 제거해야 되기 때문에 비용이 추가되는 문제가 있다.
또한 발명예 1, 7 및 9는 분위기 가스 중에 수소 단독, 산소 단독 또는 수소와 산소가 혼합된 총량이 각각 1% 인 경우로서, 도금 품질인 내덴트성, 용융아연도금성 및 인산염처리성 가운데 1개의 품질만이 4등급 이하의 문제를 보였다.
반면에 발명예 2 내지 6, 8, 10 및 11은 모든 도금품질에서 종래 기술보다 우수한 3등급 이내의 품질을 보였다.
실시예 3
실시예 3은 본 발명을 효율적으로 이용할 수 있는 대상 섹션, 대상 소재 및 대상 공정에 대한 품질영향을 관찰한 것이다. 참고로, 도 1에 표시한 소둔로 섹션의 경우 본 실시예의 효과를 간단히 표현하기 위해, 하기와 같이 숫자로 바꾸어서 나타내보았다. 상기 언급한 바와 같이, 마지막 수냉색션(WCS, Water Cooling Section)은 소둔 열처리와 구분되어 별도로 운영되는 관계로 본 발명의 분위기 범위에서 제외하였다.
(1): 예열섹션(PHS, Pre-Heating Section)
(2): 가열섹션(HS, Heating Section)
(3): 균열섹션(SS, Soaking Section)
(4): 서냉섹션(SCS, Slow Cooling Section)
(5): 급냉섹션(RCS, Rapid Cooling Section)
(6): 재가열섹션(RHS, Re-Heating Section)
(7): 과시효섹션(OAS, Over Aging Section)
(8): 종냉섹션(FCS, Final Cooling Section)
표 2는 실시예 1의 강판과 열처리 사이클을 이용하고 실시예 2의 평가기준 및 방법을 이용해서 소둔로 섹션, 소재 및 공정별 품질 영향을 평가한 결과이다.
| 구분 | 소둔로 대상섹션 |
대상 공정 |
대상 소재 |
추가 공정 |
도금품질 | ||
| 내덴트성 | 용융아연도금성 | 인산염처리성 | |||||
| 실험예1 | (1)~(8) | CAL | F/H | - | 2 | 1 | 2 |
| 실험예2 | (2)~(8) | CAL | F/H | - | 2 | 1 | 2 |
| 실험예3 | (1)~(5) | CAL | F/H | - | 2 | 1 | 2 |
| 실험예4 | (2)~(5) | CAL | F/H | - | 3 | 1 | 2 |
| 실험예5 | (1)~(4) | CAL | F/H | - | 3 | 1 | 2 |
| 실험예6 | (2)~(4) | CAL | F/H | - | 3 | 1 | 2 |
| 실험예7 | (1)~(3) | CAL | F/H | - | 3 | 2 | 2 |
| 실험예8 | (2)~(3) | CAL | F/H | - | 3 | 2 | 3 |
| 실험예9 | (1)~(2) | CAL | F/H | - | 4 | 3 | 4 |
| 실험예10 | (3)~(8) | CAL | F/H | - | 4 | 3 | 2 |
| 실험예11 | (3)~(5) | CAL | F/H | - | 4 | 3 | 3 |
| 실험예12 | (3)~(4) | CAL | F/H | - | 4 | 3 | 3 |
| 실험예13 | (6)~(8) | CAL | F/H | - | 4 | 4 | 4 |
| 실험예14 | (4)~(8) | CAL | F/H | - | 4 | 4 | 4 |
| 실험예15 | (1)~(8) | CAL | CR | - | 1 | 1 | 1 |
| 실험예16 | (2)~(3) | CAL | CR | - | 1 | 1 | 1 |
| 실험예17 | (1)~(8) | CGL | F/H | - | 2 | 1 | - |
| 실험예18 | (2)~(3) | CGL | F/H | - | 3 | 2 | - |
| 실험예19 | (1)~(8) | CAL | F/H | 산세 | 2 | 1 | 1 |
| 실험예20 | (2)~(3) | CAL | F/H | 산세 | 3 | 2 | 1 |
표 2의 결과를 살펴보면, 실험예 1 내지 8과 같이, 본 발명의 불활성 분위기를 적용하는 대상 섹션이 (2)와 (3), 즉 가열섹션과 균열섹션을 포함해서 실시하는 경우는, 3가지 항목 모두 3등급 이내의 우수한 품질을 보인 반면, 실험예 9 내지 14와 같이, 섹션 (2)와 (3) 가운데 어느 하나의 섹션이라도 포함하지 않을 경우는 3가지 항목 가운데 1항목 이상이 4등급 이하의 불합격 수준의 품질을 보였다.
또한 실험예 15 내지 20에서와 같이, 대상 소재가 CR재인 경우는 모든 항목에서 1등급, 대상 라인이 CGL인 경우는 3등급 이내, 그리고 후공정에서 산세를 실시할 경우도 3등급 이내의 우수한 품질을 보였다. 특히 후공정에서 산세를 실시할 경우는 인산염처리성이 더욱 향상됨을 알 수 있었다. 참고로 대상라인이 CGL인 경우는 소둔 열처리 후 바로 아연도금욕에 인입되므로 인산염처리성은 평가가 불가능하였다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (24)
- 강판을 연속소둔라인에서 열처리하는 공정에 있어서,
상기 연속소둔라인의 열처리 분위기는, 이슬점 온도가 0 내지 -80℃ 범위이면서,
중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 불활성 분위기는 질소 100%인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 연속소둔라인은 가열섹션 및 균열섹션을 포함하고,
상기 가열섹션 및 균열섹션의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 연속소둔라인은 예열섹션, 라디언트튜브섹션, 직화가열로섹션, 가열섹션, 균열섹션, 서냉섹션, 급냉섹션, 재가열섹션, 과시효섹션, 인덕션가열섹션 및 종냉섹션 중 하나 이상을 포함하고,
상기 예열섹션, 라디언트튜브섹션, 직화가열로섹션, 가열섹션, 균열섹션, 서냉섹션, 급냉섹션, 재가열섹션, 과시효섹션, 인덕션가열섹션 및 종냉섹션 중 하나 이상에서의 분위기가 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하이고,
상기 가열섹션 및 균열섹션의 분위기는 중량%로, 질소 99% 이상, 산소 및 수소의 합이 1% 이하인 불활성 분위기인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 강판은 냉연강판 또는 미소둔 냉연강판인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 연속소둔라인은 냉연강판을 생산하는 연속소둔라인인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 연속소둔라인은 아연도금강판 또는 아연계 합금도금강판을 생산하는 용융아연도금라인인 열처리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 연속소둔라인은 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 도금강판을 생산하는 용융합금도금라인인 열처리 방법.
- 제1항의 열처리 방법으로 열처리된 강판을 제조하는 단계; 및
상기 열처리된 강판을 산세하는 단계;를 포함하는 강판 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 강판은 표면부터 강판 내부 10μm 깊이까지의 범위에서 산화물 입자를 포함하고,
상기 산화물 입자는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 포함하는 강판 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 산화물 입자는 Fe-Si-Mn계 산화물인 강판 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 산화물 입자의 평균 입경은 200nm 이하인 강판 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 강판은 표면부터 강판 외부에 산화물 층이 존재하고,
상기 산화물 층의 두께는 10nm 이하인 강판 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 산세는 연속소둔열처리 직후의 후처리 섹션에서 실시하는 산세 또는 별도의 라인에서 가공 및 사용 전에 실시하는 산세인 강판 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제조된 강판은 냉연강판인 강판 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제조된 강판은 용융도금강판 또는 전기도금강판인 강판 제조방법.
- 제16항에 있어서,
상기 용융도금강판 또는 전기도금강판은 아연도금강판 또는 아연계 합금도금강판인 강판 제조방법.
- 제16항에 있어서,
상기 용융도금강판 또는 전기도금강판은 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 도금강판인 강판 제조방법.
- 표면부터 강판 내부 10μm 깊이까지의 범위에서 산화물 입자를 포함하고,
상기 산화물 입자는 Si, Mn, Al 및 Fe 중 2종 이상을 포함하는 강판.
- 제19항에 있어서,
상기 산화물 입자는 Fe-Si-Mn계 산화물인 강판.
- 제19항에 있어서,
상기 산화물 입자의 평균 입경은 200nm 이하인 강판.
- 제19항에 있어서,
상기 강판은 표면부터 강판 외부에 산화물 층이 존재하고,
상기 산화물 층의 두께는 10nm 이하인 강판.
- 제19항에 있어서,
상기 강판은 냉연강판, 용융도금강판 또는 전기도금강판인 강판.
- 제23항에 있어서,
상기 용융도금강판 또는 전기도금강판은 아연도금강판, 아연계 합금도금강판 또는 Mg, Al, Si 및 Zn 중 2종 이상이 혼합된 도금강판인 강판.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180152972A KR20200065987A (ko) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판 |
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|---|---|---|---|
| KR1020180152972A KR20200065987A (ko) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판 |
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| KR1020180152972A KR20200065987A (ko) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 열처리 방법, 이를 이용한 강판 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 강판 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115386703A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-25 | 武汉钢铁有限公司 | 一种改善冷轧淬火延性钢汽车涂装前处理质量的工艺方法 |
-
2018
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115386703A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-25 | 武汉钢铁有限公司 | 一种改善冷轧淬火延性钢汽车涂装前处理质量的工艺方法 |
| CN115386703B (zh) * | 2022-08-12 | 2023-10-27 | 武汉钢铁有限公司 | 一种改善冷轧淬火延性钢汽车涂装前处理质量的工艺方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2020101002960; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20201204 Effective date: 20210831 |