KR20210092244A - Tmcp상태의 선박 voc 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법 - Google Patents

Tmcp상태의 선박 voc 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TMCP 상태 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판을 공개하였는 데, 야금기술 분야에 관한 것으로, 그 화학성분 및 질량백분율은 아래와 같이, C: 0.04%~0.09%, Si: 0.15%~0.50%, Mn: 1.20%~1.60%, P≤0.010%, S≤0.002%, Alt: 0.025%~0.070%, N≤0.0040%, Ni≤0.40%, Nb+V+Ti≤0.050%이고, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물이다. 본 발명은 성분설계와 생산공법이 간단하고, 조직이 균일하며, 종합 성능이 우수하여 선박 VOC 저장탱크용 스틸의 요구를 만족시키고, 공법 간소화에 이로우며, 원가를 낮추고, 대량 생산에 이롭다.

Description

TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법
본 발명은 야금기술 분야에 관한 것으로, 특히 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법에 관한 것이다.
선박 VOC 시스템은 정식 명칭이 “휘발성 유기화합물 회수 시스템”으로서, 액화 천연가스 제조와 휘발성 유기화합물 혼합 연료를 회수하는 데 사용하는 개척성 기술이며, 해당 시스템은 유류 창고로부터 증발해 나온 기체를 회수하고 LNG(액화 천연가스)와 혼합하여 선박 연료로 사용함으로써, 선박의 연료 공급 수요를 줄인다. 해당 시스템은 CO2배출을 효과적으로 줄일 뿐만 아니라, 연료 수요를 대폭 줄여 뚜렷한 에너지 절약과 친환경 효과를 구비한다. VOC 연기회수시스템은 저온 압력 설계를 이용하며, 강판이 고강도, 우수한 저온 인성, 양호한 강인성에 매칭되는 종합 역학 성능을 구비할 뿐만 아니라, 용접 용이성, 성형 용이성, 저응력 등을 갖추도록 요구한다.
저온 인성에 대한 요구가 비교적 높은 압력용기용 스틸은 통상적으로 담금질에 템퍼링을 추가하는 공법으로 생산되는 데, 저온 인성을 향상시키기 위해 Ni, Cr, Mo를 첨가해야 하는 방법은 합금 원가를 대폭 높여 대량 생산과 저원가 제조에 불리하다. 예를 들어,
종래 특허 CN104831181A호의 ”LPG선박 저장탱크용 강판 및 그 제조방법”에 있어서, 해당 강판의 화학성분과 질량백분율은 C:0.05~0.095%, Si≤0.30%, Mn:0.70~1.35%, P≤0.015%, S≤0.008%, Alt:0.020~0.060%, Cu:0.15~0.30%, Ni:0.15~0.80%, Cr:0.05~0.35%, Mo:0.15~0.35%, Ti:0.008~0.020% 및 원소 Nb, V, B 3개 중 1개 또는 여러 개, Nb:0.015~0.065% 또는 V:0.030~0.060% 또는 B:0.0005~0.0020%이며, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물이다. 그 저장탱크용 강판은 저-용접 크랙 민감성을 구비하고 용접 성능이 우수하며 고강도, 아주 우수한 저온 인성과 내충격부하능력을 구비하고 있지만, 그가 담금질에 템퍼링을 추가하는 공법을 이용해 생산되며 저온 인성을 향상시키기 위해 Ni, Cr, Mo를 첨가하는 성분 설계를 이용하므로, 강판의 공정 원가와 합금 원가를 높였다.
종래 특허 CN104674110호의 “압력용기용 저온 강판”에 있어서, 해당 강판의 화학성분과 질량백분율은 C:0.03~0.07%, Si:0.15~0.3%, Ni:6.8~8.0%, Mn:0.6~0.9%, P≤0.005%, S≤0.005%, Al:0.02%~0.04%, Mo:0.01~0.2%, Nb:0.01%~0.09%이고 나머지가 Fe와 불가피한 불순물인데, 해당 강판은 강인성을 향상시키기 위해 고함량의 Ni원소를 첨가해야 하므로, 합금 원가가 상승했다.
본 발명은 상술한 기술문제를 해결하기 위해 창출된 것으로, TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판을 제공하는 데 있다.
TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판에 있어서, 그 화학성분과 질량백분율은 C:0.04%~0.09%, Si:0.15%~0.50%, Mn:1.20%~1.60%, P≤0.010%, S≤0.002%, Alt:0.025%~0.070%, N≤0.0040%, Ni≤0.40%, Nb+V+Ti≤0.050%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
기술효과: 본 발명은 TMCP공법으로 저온 인성과 용접 성능이 우수한 VOC 저장탱크용 저온 강판을 생산하여 Ni, Mo, Cr 등 합금 원소를 첨가하지 않는 상황에서 종합 성능이 양호한 제품을 얻는다.
본 발명이 진일보 한정한 기술방안은 아래와 같다.
앞에 기재한 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판은 화학성분과 질량백분율이 C:0.082%, Si:0.30%, Mn:1.52%, P:0.008%, S:0.0010%, Alt:0.058%, N:0.0033%, Ni≤0.40%, Nb:0.012%, Ti:0.014%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
앞에 기재한 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판은 화학성분과 질량백분율이 C:0.065%, Si:0.21%, Mn:1.60%, P:0.006%, S:0.0019%, Alt:0.055%, N:0.0037%, Ni≤0.40%, Nb:0.025%, Ti:0.011%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
앞에 기재한 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판은 화학성분과 질량백분율이 C:0.090%, Si:0.24%, Mn:1.35%, P:0.005%, S:0.0015%, Alt:0.035%, N:0.0038%, Ni≤0.40%, Nb:0.015%, Ti:0.018%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
본 발명이 제공하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 제조방법은 철물 탈황 전처리, 회전로 야금, LF정련、RH진공처리, 연속 주조, 캐스팅 블랭크(casting blank) 가열, 압연 제어와 압연 후 냉각제어를 포함하며,
캐스팅 블랭크 가열 온도는 1120℃ 내지 1150℃이고, 블랭크재 가열시간은 25min 내지 45min이며;
압연 제어는 2단계 압연 제어를 이용하고, 재결정구 압연과 미-재결정구 압연을 포함하며, 거친 압연 누적 압하율≥50%이고, 정밀 압연 단일 코스 압하율≥10%이되, 최종 압연 온도가 760℃ 내지 820℃이며;
압연 후에 ACC 가속 냉각을 이용하고, 입수온도는 730℃ 내지 770℃이되, 셀프 템퍼링(self tempering) 온도는 540℃ 내지 580℃이며;
강판은 가속 냉각을 거친 후, 프리 스트레이트기(pre straightening machine)가 1코스 내지 5코스 스트레이트를 실시한 다음, 실온까지 공냉한다.
본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다.
(1) 본 발명은 TMCP공법을 이용해 생산하여 공정 원가가 종래의 노멀라이징(normalizing)과 열처리공법으로 생산한 강판보다 뚜렷이 낮으며;
(2) 본 발명은 2단계 압연 제어를 이용하고, 압연 후에는 ACC를 이용해 냉각을 제어하되, 조직은 세분화된 페라이트(ferritic)+펄라이트(pearlite)+소량의 저탄소 베이나이트이며, 그 중에서 베이나이트 함량≤10%이고 페라이트(ferritic) 결정 입도는 10.0급 내지 13.5급이며, 강판은 저온 인성이 우수할 뿐만 아니라, 항복점과 인장 강도의 비율이 낮고 종합 성능이 양호하며;
(3) 본 발명의 강판은 저온 인성이 우수하여 응력감쇠 열처리를 거친후에도 여전히 양호한 강인성 매칭을 유지하며;
(4) 본 발명은 공법 간소화에 이롭고 원가를 절감하며 대량 생산에 이롭다.
도 1은 실시예 1의 금상 조직도이다.
실시예 1
본 실시예가 제공하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법은 그 화학성분과 질량백분율이 C:0.082%, Si:0.30%, Mn:1.52%, P:0.008%, S:0.0010%, Alt:0.058%, N:0.0033%, Ni≤0.40%, Nb:0.012%, Ti:0.014%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
그 제조방법은 철물 탈황 전처리, 회전로 야금, LF정련, RH진공처리, 연속 주조, 캐스팅 블랭크(casting blank) 가열, 압연 제어와 압연 후 냉각제어를 포함하며;
캐스팅 블랭크 가열 온도는 1130℃이고, 블랭크재 가열 시간은 25min 내지 45min이며;
압연 제어는 2단계 압연 제어를 이용하고, 재결정구 압연과 미-재결정구 압연을 포함하며, 거친 압연 누적 압하율≥50%이고, 정밀 압연 개시 온도는 876℃이며, 단일 코스 압하율≥10%이고 최종 압연 온도가 806℃이며;
압연후에 ACC 가속 냉각을 이용하고 입수온도는 753℃이되, 셀프 템퍼링(self tempering) 온도는 550℃이며;
강판은 가속 냉각을 거친 후, 프리 스트레이트기(pre straightening machine)가 1코스 내지 5코스 스트레이트를 실시한 다음, 실온까지 공냉한다.
실시예 2
본 실시예가 제공하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법은 그 화학성분과 질량백분율이 C:0.065%, Si:0.21%, Mn:1.60%, P:0.006%, S:0.0019%, Alt:0.055%, N:0.0037%, Ni≤0.40%, Nb:0.025%, Ti:0.011%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
그 제조방법은 철물 탈황 전처리, 회전로 야금, LF정련, RH진공처리, 연속 주조, 캐스팅 블랭크(casting blank) 가열, 압연 제어와 압연 후 냉각제어를 포함하며;
캐스팅 블랭크 가열 온도는 1150℃이고, 블랭크재 가열 시간은 25min 내지 45min이며;
압연 제어는 2단계 압연 제어를 이용하고, 재결정구 압연과 미-재결정구 압연을 포함하며, 거친 압연 누적 압하율≥50%이고 정밀 압연 개시 온도는 842℃이며, 단일 코스 압하율≥10%이고 최종 압연 온도가 815℃이며;
압연 후에 ACC 가속 냉각을 이용하고 입수온도는 768℃이되, 셀프 템퍼링(self tempering) 온도는 580℃이며;
강판은 가속 냉각을 거친 후, 프리 스트레이트기(pre straightening machine)가 1코스 내지 5코스 스트레이트를 실시한 다음, 실온까지 공냉한다.
실시예 3
본 실시예가 제공하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 및 제조방법은 그 화학성분과 질량백분율이 C:0.090%, Si:0.24%, Mn:1.35%, P:0.005%, S:0.0015%, Alt:0.035%, N:0.0038%, Ni≤0.40%, Nb:0.015%, Ti:0.018%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물이다.
그 제조방법은 철물 탈황 전처리, 회전로 야금, LF정련, RH진공처리, 연속 주조, 캐스팅 블랭크(casting blank) 가열, 압연 제어와 압연 후 냉각제어를 포함하며;
캐스팅 블랭크 가열 온도는 1120℃이고, 블랭크재 가열 시간은 25min 내지 45min이며;
압연 제어는 2단계 압연 제어를 이용하고 재결정구 압연과 미-재결정구 압연을 포함하며, 거친 압연 누적 압하율≥50%이고, 정밀 압연 개시 온도는 847℃이며, 단일 코스 압하율≥10%이고 최종 압연 온도가 793℃이며;
압연후에 ACC 가속 냉각을 이용하고 입수온도는 759℃이되, 셀프 템퍼링(self tempering) 온도는 540℃이며;
강판은 가속 냉각을 거친 후, 프리 스트레이트기(pre straightening machine)가 1코스 내지 5코스 스트레이트를 실시한 다음, 실온까지 공냉한다.
실시예 1 내지 3에서 얻은 강판의 역학 성능은 표 1에 기재된 바와 같다.
표 1 VOC 저장탱크용 저온 강판의 역학 성능
Figure pct00001
강판의 내응력을 제거하기 위해, 실시예 1에서는 템퍼링 열처리를 실시하며, 응력 감쇠 처리 후의 강판 성능은 표 2에 기재된 바와 같다.
표 2 VOC 저장탱크용 저온 강판 응력 감쇠 처리 공법
Figure pct00002
도 1에서 도시하는 바와 같이, 본 발명이 얻은 강판의 조직은 세분화된 페라이트(ferritic)+펄라이트(pearlite)+소량의 저탄소 베이나이트이며, 그 중에서 베이나이트 함량≤10%이고 페라이트(ferritic) 결정 입도는 10.0급 내지 13.5급이며, 강판은 저온 인성이 우수할 뿐만 아니라, 항복점과 인장 강도의 비율이 낮고 종합 성능이 양호하다.
본 발명은 상기 실시예 외에도 기타의 실시방식으로 구현할 수도 있다. 동등 치환 또는 등가 변환으로 형성된 기술방안은 모두 본 발명이 청구하는 보호범위에 포함되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판에 있어서,
    그 화학성분과 질량백분율은 C:0.04%~0.09%, Si:0.15%~0.50%, Mn:1.20%~1.60%, P≤0.010%, S≤0.002%, Alt:0.025%~0.070%, N≤0.0040%, Ni≤0.40%, Nb+V+Ti≤0.050%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판.
  2. 제1항에 있어서,
    그 화학성분과 질량백분율이 C:0.082%, Si:0.30%, Mn:1.52%, P:0.008%, S:0.0010%, Alt:0.058%, N:0.0033%, Ni≤0.40%, Nb:0.012%, Ti:0.014%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판.
  3. 제1항에 있어서,
    그 화학성분과 질량백분율이 C:0.065%, Si:0.21%, Mn:1.60%, P:0.006%, S:0.0019%, Alt:0.055%, N:0.0037%, Ni≤0.40%, Nb:0.025%, Ti:0.011%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판.
  4. 제1항에 있어서,
    그 화학성분과 질량백분율이 C:0.090%, Si:0.24%, Mn:1.35%, P:0.005%, S:0.0015%, Alt:0.035%, N:0.0038%, Ni≤0.40%, Nb:0.015%, Ti:0.018%이고, 나머지가 Fe와 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판.
  5. TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 제조방법에 있어서,
    철물 탈황 전처리, 회전로 야금, LF정련、RH진공처리, 연속 주조, 캐스팅 블랭크(casting blank) 가열, 압연 제어 및 압연 후 냉각제어를 포함하며,
    캐스팅 블랭크 가열 온도는 1120℃ 내지 1150℃이고, 블랭크재 가열시간은 25min 내지 45min이며;
    압연 제어는 2단계 압연 제어를 이용하고, 재결정구 압연과 미-재결정구 압연을 포함하며, 거친 압연 누적 압하율≥50%이고, 정밀 압연 단일 코스 압하율≥10%이되, 최종 압연 온도가 760℃ 내지 820℃이며;
    압연 후에 ACC 가속 냉각을 이용하고, 입수온도는 730℃ 내지 770℃이되, 셀프 템퍼링(self tempering) 온도는 540℃ 내지 580℃이며;
    강판은 가속 냉각을 거친 후, 프리 스트레이트기(pre straightening machine)가 1코스 내지 5코스 스트레이트를 실시한 다음, 실온까지 공냉하는 것을 특징으로 하는 TMCP상태의 선박 VOC 저장탱크용 저온 강판 제조방법.
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