KR20230024358A

KR20230024358A - 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치, 그리고 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20230024358A
Application number: KR1020237001044A
Authority: KR
Inventors: 히데카즈 미나미; 카즈키 엔도; 유키 도지
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2023-02-20
Also published as: JP7259974B2; EP4177363A4; CN115917021A; JPWO2022014131A1; US20230265539A1; EP4177363A1; WO2022014131A1; MX2023000700A

Abstract

내(耐)수소 취화 특성이 우수한 강판을 제조하는 것이 가능한 연속 어닐링 장치를 제공한다. 본 발명의 연속 어닐링 장치(100)는, 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(S)을 내보내는 페이 오프 릴(10)과, 냉연 강판(S)을 통판시키고 연속 어닐링하는 어닐링로(20)로서, 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하고, 가열대(22) 및 균열대(24)에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 냉연 강판(S)을 어닐링하고, 냉각대(26)에서는 냉연 강판(S)을 냉각하는 어닐링로(20)와, 어닐링로(20)로부터 배출된 냉연 강판(S)을 계속해서 통판시키는 하류 설비(30)와, 하류 설비(30)를 통판 중의 냉연 강판(S)을 권취하는 텐션 릴(50)과, 냉각대(26)에서 텐션 릴(50)까지를 통판 중의 냉연 강판(S)에 대하여 음파를 조사하는 음파 조사 장치(60)를 갖는다.

Description

연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치, 그리고 강판의 제조 방법

본 발명은, 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치, 그리고 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 자동차, 가전 제품 및, 건재(building material) 등의 분야에서 적합하게 사용되어, 강 중에 내재하는 수소량이 적은 내수소 취화 특성(hydrogen embrittlement resistance)이 우수한 강판을 제조하기 위한 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치, 그리고 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치로, 각각 어닐링 강판 및 용융 아연 도금 강판을 제조할 때에는, 수소를 포함하는 환원성 분위기하에서 강판의 어닐링이 행해지기 때문에, 이 어닐링 시에 강판 중에 수소가 침입한다. 강판에 내재하는 수소는, 강판의 연성, 굽힘성, 신장 플랜지성 등의 성형성을 저하시킨다. 또한, 강판에 내재하는 수소는, 강판을 취화시키고, 지연 파괴를 일으킬 수 있다. 그 때문에, 강판 중의 수소량을 저감시키는 처리가 필요해진다.

예를 들면, 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치로 제조 후의 제품 코일을 실온하에서 방치함으로써, 강 중의 수소량을 저감할 수 있다. 그러나, 실온에 있어서는, 수소가 강판의 내부로부터 표면으로 이동하고, 표면으로부터 탈리하는 데에 시간이 걸리기 때문에, 강 중의 수소량을 충분히 저감하려면, 수 주간 이상의 방치를 필요로 한다. 그 때문에, 이러한 탈수소 처리에 필요로 하는 스페이스와 시간이, 제조 공정상의 문제가 된다.

또한, 특허문헌 1에는, 어닐링 후의 강판, 용융 아연 도금 강판, 또는 합금화 용융 아연 도금 강판을, 50℃ 이상 300℃ 이하의 온도역 내에서 1800초 이상 43200초 이하 보존유지함으로써, 강 중 수소량을 저감시키는 방법이 개시되어 있다.

국제 공개 제2019/188642호

그러나, 특허문헌 1에 있어서는, 가열에 의한 조직 변화에 기인한 항복 강도(yield stress)의 상승이나 템퍼링 취화와 같은 기계적 특성의 변화가 우려된다.

그래서 본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 생산 효율을 해치는 일 없이, 기계적 특성을 변화시키는 일 없이, 내수소 취화 특성이 우수한 강판을 제조하는 것이 가능한 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치, 그리고 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 예의 연구를 거듭한 결과, 이하의 것을 발견했다. 즉, 연속 어닐링 장치(Continuous Annealing Line: CAL) 또는 연속 용융 아연 도금 장치(Continuous hot-dip Galvanizing Line: CGL)에 있어서, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 강판을 어닐링한 후에, 어닐링 온도에서 실온까지의 냉각 과정에서, 계속해서 통판 중의 강판에 음파를 조사함으로써, 강판 중의 수소를 충분히 효율 좋게 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 이는, 이하의 메커니즘에 의한 것이라고 추측된다. 강판에 음파를 조사하여 강판을 강제적으로 미(微)진동시킴으로써, 강판에 반복하여 굽힘 변형이 부여된다. 그 결과, 강판의 두께 중심부에 비해 표면의 격자 간격이 확장한다. 강판 중의 수소는, 격자 간격이 넓고 포텐셜 에너지가 낮은 강판 표면을 향하여 확산하고, 당해 표면으로부터 탈리한다.

즉, 본 발명은, 이상의 인식에 기초하여 이루어진 것으로서, 그의 요지는 이하와 같다.

[1] 냉연 코일로부터 냉연 강판을 내보내는 페이 오프 릴(payoff reel)과,

상기 냉연 강판을 통판시키고 연속 어닐링하는 어닐링로(furnace)로서, 통판 방향 상류측으로부터 가열대, 균열대 및, 냉각대가 위치하고, 상기 가열대 및 상기 균열대에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 상기 냉연 강판을 어닐링하고, 상기 냉각대에서는 상기 냉연 강판을 냉각하는 어닐링로와,

상기 어닐링로로부터 배출된 상기 냉연 강판을 계속해서 통판시키는 하류 설비와,

상기 하류 설비를 통판 중의 상기 냉연 강판을 권취하는 텐션 릴과,

상기 냉각대에서 상기 텐션 릴까지를 통판 중의 상기 냉연 강판에 대하여 음파를 조사하는 음파 조사 장치

를 갖는 연속 어닐링 장치.

[2] 상기 음파 조사 장치는, 상기 냉각대에 형성되는, 상기 [1]에 기재된 연속 어닐링 장치.

[3] 상기 음파 조사 장치는, 상기 하류 설비를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 연속 어닐링 장치.

[4] 상기 냉연 강판의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하도록, 상기 음파 조사 장치로부터 발생하는 음파의 강도와, 상기 음파 조사 장치의 위치가 설정된, 상기 [1]∼[3] 중 어느 한 항에 기재된 연속 어닐링 장치.

[5] 상기 음파 조사 장치는, 10∼100000㎐의 주파수를 갖는 음파를 조사 가능한, 상기 [1]∼[4] 중 어느 한 항에 기재된 연속 어닐링 장치.

[6] 상기 냉연 강판에 대한 음파의 조사 시간이 1초 이상이 되도록, 상기 음파 조사 장치의 배치와, 상기 냉연 강판의 통판 속도가 설정된, 상기 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 연속 어닐링 장치.

[7] 상기 [1]에 기재된 연속 어닐링 장치와,

상기 하류 설비로서, 상기 어닐링로의 통판 방향 하류에 위치하고, 상기 냉연 강판을 침지시키고, 상기 냉연 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 용융 아연 도금욕

을 갖는 연속 용융 아연 도금 장치.

[8] 상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 상류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 상기 [7]에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[9] 상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 하류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 상기 [7] 또는 [8]에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[10] 상기 하류 설비로서, 상기 용융 아연 도금욕의 통판 방향 하류에 위치하고, 상기 냉연 강판을 통판시키고, 상기 용융 아연 도금을 가열 합금화하는 합금화 로를 갖는, 상기 [7]에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[11] 상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 상류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 상기 [10]에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[12] 상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 하류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 상기 [10] 또는 [11]에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[13] 상기 냉연 강판의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하도록, 상기 음파 조사 장치로부터 발생하는 음파의 강도와, 상기 음파 조사 장치의 위치가 설정된, 상기 [7]∼[12] 중 어느 한 항에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[14] 상기 음파 조사 장치는, 10∼100000㎐의 주파수를 갖는 음파를 조사 가능한, 상기 [7]∼[13] 중 어느 한 항에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[15] 상기 냉연 강판에 대한 음파의 조사 시간이 1초 이상이 되도록, 상기 음파 조사 장치의 배치와, 상기 냉연 강판의 통판 속도가 설정된, 상기 [7]∼[14] 중 어느 한 항에 기재된 연속 용융 아연 도금 장치.

[16] (A) 페이 오프 릴에 의해 냉연 코일로부터 냉연 강판을 내보내는 공정과,

(B) 통판 방향 상류측으로부터 가열대, 균열대 및, 냉각대가 위치하는 어닐링로 내에, 상기 냉연 강판을 통판시키고, (B-1) 상기 가열대 및 상기 균열대에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 상기 냉연 강판을 어닐링하고, (B-2) 상기 냉각대에서는 상기 냉연 강판을 냉각하는, 연속 어닐링을 행하는 공정과,

(C) 상기 어닐링로로부터 배출된 상기 냉연 강판을 계속해서 통판시키는 공정과,

(D) 텐션 릴에 의해 상기 냉연 강판을 권취하여, 제품 코일로 하는 공정,

을 이 순서로 갖고,

공정 (B-2) 이후, 또한, 공정 (D)보다 전에 있어서, 통판 중의 상기 냉연 강판에 대하여, 상기 냉연 강판의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하도록 음파를 조사하는 음파 조사 공정을 포함하는 강판의 제조 방법.

[17] 상기 음파 조사 공정은, 공정 (B-2)에서 행해지는, 상기 [16]에 기재된 강판의 제조 방법.

[18] 상기 음파 조사 공정은, 공정 (C)에서 행해지는, 상기 [16] 또는 [17]에 기재된 강판의 제조 방법.

[19] 공정 (C)는, (C-1) 상기 어닐링로의 통판 방향 하류에 위치하는 용융 아연 도금욕에 상기 냉연 강판을 침지시키고, 상기 냉연 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 포함하는, 상기 [16]에 기재된 강판의 제조 방법.

[20] 상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 전에 행해지는, 상기 [19]에 기재된 강판의 제조 방법.

[21] 상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행해지는, 상기 [19] 또는 [20]에 기재된 강판의 제조 방법.

[22] 상기 공정 (C)는, 상기 공정 (C-1)에 이어서, (C-2) 상기 용융 아연 도금욕의 통판 방향 하류에 위치하는 합금화 로에 상기 냉연 강판을 통판시키고, 상기 용융 아연 도금을 가열 합금화하는 공정을 포함하는, 상기 [19]에 기재된 강판의 제조 방법.

[23] 상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 전에 행해지는, 상기 [22]에 기재된 강판의 제조 방법.

[24] 상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행해지는, 상기 [22] 또는 [23]에 기재된 강판의 제조 방법.

[25] 상기 음파는, 10∼100000㎐의 주파수를 갖는, 상기 [16]∼[24] 중 어느 한 항에 기재된 강판의 제조 방법.

[26] 상기 음파 조사 공정에 있어서, 상기 냉연 강판에 대한 음파의 조사 시간을 1초 이상으로 하는, 상기 [16]∼[25] 중 어느 한 항에 기재된 강판의 제조 방법.

[27] 상기 냉연 강판이, 590㎫ 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 강판인, 상기 [16]∼[26] 중 어느 한 항에 기재된 강판의 제조 방법.

[28] 상기 냉연 강판은, 질량％로,

C : 0.030∼0.800％,

Si: 0.01∼3.00％,

Mn: 0.01∼10.00％,

P : 0.001∼0.100％,

S : 0.0001∼0.0200％,

N : 0.0005∼0.0100％ 및,

Al: 0.001∼2.000％를 포함하고,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는, 상기 [16]∼[27] 중 어느 한 항에 기재된 강판의 제조 방법.

[29] 상기 성분 조성이, 추가로, 질량％로,

Ti: 0.200％ 이하,

Nb: 0.200％ 이하,

V : 0.500％ 이하,

W : 0.500％ 이하,

B : 0.0050％ 이하,

Ni: 1.000％ 이하,

Cr: 1.000％ 이하,

Mo: 1.000％ 이하,

Cu: 1.000％ 이하,

Sn: 0.200％ 이하,

Sb: 0.200％ 이하,

Ta: 0.100％ 이하,

Ca: 0.0050％ 이하,

Mg: 0.0050％ 이하,

Zr: 0.1000％ 이하 및,

REM: 0.0050％ 이하

로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는, 상기 [28]에 기재된 강판의 제조 방법.

[30] 상기 냉연 강판은, 질량％로,

C : 0.001∼0.400％,

Si: 0.01∼2.00％,

Mn: 0.01∼5.00％,

P : 0.001∼0.100％,

S : 0.0001∼0.0200％,

Cr: 9.0∼28.0％,

Ni: 0.01∼40.0％,

N : 0.0005∼0.500％ 및,

Al: 0.001∼3.000％를 포함하고,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 스테인리스 강판인, 상기 [16]∼[26] 중 어느 한 항에 기재된 강판의 제조 방법.

[31] 상기 성분 조성이, 추가로, 질량％로,

Ti: 0.500％ 이하,

Nb: 0.500％ 이하,

V : 0.500％ 이하,

W : 2.000％ 이하,

B : 0.0050％ 이하,

Mo: 2.000％ 이하,

Cu: 3.000％ 이하,

Sn: 0.500％ 이하,

Sb: 0.200％ 이하,

Ta: 0.100％ 이하,

Ca: 0.0050％ 이하,

Mg: 0.0050％ 이하,

Zr: 0.1000％ 이하 및,

REM: 0.0050％ 이하

로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는, 상기 [30]에 기재된 강판의 제조 방법.

[32] 상기 제품 코일은, 0.50질량ppm 이하의 확산성 수소량을 갖는, 상기 [16]∼[31] 중 어느 한 항에 기재된 강판의 제조 방법.

본 발명의 연속 어닐링 장치 및 연속 용융 아연 도금 장치, 그리고 강판의 제조 방법에 의하면, 생산 효율을 해치는 일 없이, 기계적 특성을 변화시키는 일 없이, 내수소 취화 특성이 우수한 강판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 연속 어닐링 장치(100)의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 연속 용융 아연 도금 장치(200)의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 연속 용융 아연 도금 장치(300)의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 각 실시 형태에서 이용하는 음파 조사 장치(60)의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 각 실시 형태에 있어서, 통판 중의 냉연 강판(S)과 음파 조사 장치의 혼(horn)(68)과의 위치 관계를 개략적으로 나타낸 도면이고, (A)는 제1예의 측면도이고, (B)는 제1예의 상면도이고, (C)는 제2예의 상면도이다.
도 6(A)∼(H)는, 냉각대(26) 내에 음파 조사 장치(60)를 설치하는 경우의, 냉각 노즐(26A)과 음파 조사 장치(60)와의 위치 관계의 예를 나타내는 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 일 실시 형태는, 연속 어닐링 장치(Continuous Annealing Line: CAL)에 관한 것으로서, 본 발명의 다른 일 실시 형태는, 연속 용융 아연 도금 장치(Continuous hot-dip Galvanizing Line: CGL)에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 강판의 제조 방법은, 연속 어닐링 장치(Continuous Annealing Line: CAL) 또는 연속 용융 아연 도금 장치(Continuous hot-dip Galvanizing Line: CGL)에 의해 실현된다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 연속 어닐링 장치(CAL)(100)는, 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(S)을 내보내는 페이 오프 릴(10)과, 냉연 강판(S)을 통판시키고 연속 어닐링하는 어닐링로(20)와, 어닐링로(20)로부터 배출된 냉연 강판(S)을 계속해서 통판시키는 하류 설비(30)와, 하류 설비(30)를 통판 중의 냉연 강판(S)을 권취하여, 제품 코일(P)로 하는 텐션 릴(50)을 갖는다. 어닐링로(20)에서는, 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하고, 가열대(22) 및 균열대(24)에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 냉연 강판(S)을 어닐링하고, 냉각대(26)에서는 냉연 강판(S)을 냉각한다. 또한, CAL(100)의 어닐링로(20)는, 냉각대(26)의 하류에 과시효(overaging) 처리대(28)를 갖는 것이 바람직하지만, 필수는 아니다. 과시효 처리대(28)에서는, 냉연 강판(S)에 과시효 처리가 실시된다. 이 실시 형태에서는, CAL(100)에 의해 냉연 어닐링 강판(CR)의 제품 코일이 제조된다.

도 1을 참조하여, 연속 어닐링 장치(CAL)(100)에 의해 실현되는 제1 실시 형태에 의한 강판의 제조 방법은, (A) 페이 오프 릴(10)에 의해 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(강대(steel strip))(S)을 내보내는 공정과, (B) 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하는 어닐링로(20) 내에, 냉연 강판(S)을 통판시키고, (B-1) 가열대(22) 및 균열대(24)에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 냉연 강판(S)을 어닐링하고, (B-2) 냉각대(26)에서는 냉연 강판(S)을 냉각하고, 연속 어닐링을 행하는 공정과, (C) 어닐링로(20)로부터 배출된 냉연 강판(S)을 계속해서 통판시키는 공정과, (D) 텐션 릴(50)에 의해 냉연 강판(S)을 권취하여, 제품 코일(P)로 하는 공정을 이 순서로 갖는다. 또한, CAL(100)의 어닐링로(20)에 의한 연속 어닐링 공정 (B)에서는, (B-3) 냉각대(26)의 하류에 임의로 위치하는 과시효 처리대(28)에서 냉연 강판(S)에 과시효 처리를 실시하는 것이 바람직하지만, 이 공정은 필수는 아니다. 이 실시 형태는, CAL(100)에 의해 냉연 어닐링 강판(CR)의 제품 코일을 제조하는 방법이다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 연속 용융 아연 도금 장치(CGL)(200)는, 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(S)을 내보내는 페이 오프 릴(10)과, 냉연 강판(S)을 통판시키고 연속 어닐링하는 어닐링로(20)와, 어닐링로(20)로부터 배출된 냉연 강판(S)을 계속해서 통판시키는 하류 설비(30)와, 하류 설비(30)를 통판 중의 냉연 강판(S)을 권취하여, 제품 코일(P)로 하는 텐션 릴(50)을 갖는다. 어닐링로(20)에서는, 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하고, 가열대(22) 및 균열대(24)에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 냉연 강판(S)을 어닐링하고, 냉각대(26)에서는 냉연 강판(S)을 냉각한다. 그리고, CGL(200)은, 하류 설비(30)로서, 어닐링로(20)의 통판 방향 하류에 위치하고, 냉연 강판(S)을 침지시키고, 냉연 강판(S)에 용융 아연 도금을 실시하는 용융 아연 도금욕(31)과, 용융 아연 도금욕(31)의 통판 방향 하류에 위치하고, 냉연 강판(S)을 통판시키고, 용융 아연 도금을 가열 합금화하는 합금화 로(33)를 추가로 갖는다. 이 실시 형태에서는, CGL(200)에 의해, 아연 도금층이 합금화된 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)의 제품 코일이 제조된다. 또한, 합금화 로(33)에 강판(S)을 통과시킬 뿐이고 가열 합금화를 행하지 않는 경우에는, 아연 도금층이 합금화되어 있지 않은 용융 아연 도금 강판(GI)의 제품 코일이 제조된다.

도 2를 참조하여, 연속 용융 아연 도금 장치(CGL)(200)에 의해 실현되는 제2 실시 형태에 의한 강판의 제조 방법은, (A) 페이 오프 릴(10)에 의해 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(강대)(S)을 내보내는 공정과, (B) 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하는 어닐링로(20) 내에, 냉연 강판(S)을 통판시키고, (B-1) 가열대(22) 및 균열대(24)에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 냉연 강판(S)을 어닐링하고, (B-2) 냉각대(26)에서는 냉연 강판(S)을 냉각하고, 연속 어닐링을 행하는 공정과, (C) 어닐링로(20)로부터 배출된 냉연 강판(S)을 계속해서 통판시키는 공정과, (D) 텐션 릴(50)에 의해 냉연 강판(S)을 권취하여, 제품 코일(P)로 하는 공정을 이 순서로 갖는다. 그리고, 공정 (C)는, (C-1) 어닐링로(20)의 통판 방향 하류에 위치하는 용융 아연 도금욕(31)에 냉연 강판(S)을 침지시키고, 냉연 강판(S)에 용융 아연 도금을 실시하는 공정과, 계속해서, (C-2) 용융 아연 도금욕(31)의 통판 방향 하류에 위치하는 합금화 로(33)에 냉연 강판(S)을 통판시키고, 용융 아연 도금을 가열 합금화하는 공정을 포함한다. 이 실시 형태는, CGL(200)에 의해, 아연 도금층이 합금화된 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)의 제품 코일을 제조하는 방법이다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 제３ 실시 형태에 의한 연속 용융 아연 도금 장치(CGL)(300)는, 합금화 로(33)를 갖지 않는 것 이외는 CGL(200)과 동일한 구성을 갖는다. 이 실시 형태에서는, CGL(300)에 의해, 아연 도금층이 합금화되어 있지 않은 용융 아연 도금 강판(GI)의 제품 코일이 제조된다.

즉, 공정 (C-1)을 행하고, 공정 (C-2)를 행하지 않는 제３ 실시 형태에 의한 강판의 제조 방법은, 예를 들면, 합금화 로(33)를 갖지 않는 CGL(300)에 의해 실현되고, 또한, CGL(200)의 합금화 로(33)에 냉연 강판(S)을 통과시킬 뿐이고 가열 합금화를 행하지 않는 방법으로도 실현된다. 이 실시 형태는, CGL(200) 또는 CGL(300)에 의해, 아연 도금층이 합금화되어 있지 않은 용융 아연 도금 강판(GI)의 제품 코일을 제조하는 방법이다.

상기 제1 실시 형태에 의한 CAL, 그리고 제2 및 제３ 실시 형태에 의한 CGL에 있어서의, 각 구성을 상세하게 설명한다. 또한, 상기 제1, 제2 및, 제３ 실시 형태에 의한 강판의 제조 방법에 있어서의 각 공정을 상세하게 설명한다.

[페이 오프 릴 및, 페이 오프 릴에서 어닐링로까지의 설비]

[공정 (A)]

도 1∼3을 참조하여, 페이 오프 릴(10)은, 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(S)을 내보낸다. 즉, 공정 (A)에서는, 페이 오프 릴(10)에 의해 냉연 코일(C)로부터 냉연 강판(S)을 내보낸다. 내보내진 냉연 강판(S)은, 용접기(11), 클리닝 설비(12) 및, 입측 루퍼(entry looper)(13)를 통과하여, 어닐링로(20)로 공급된다. 단, 페이 오프 릴(10)과 어닐링로(20)와의 사이의 상류 설비는, 이들 용접기(11), 클리닝 설비(12) 및, 입측 루퍼(13)에 한정되는 일은 없고, 공지의 또는 임의의 장치라도 좋다.

[어닐링로]

[공정 (B)]

도 1∼3을 참조하여, 어닐링로(20)는, 냉연 강판(S)을 내부에 통판시키고 연속 어닐링한다. 어닐링로(20)에서는, 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하고, 가열대(22) 및 균열대(24)에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 냉연 강판(S)을 어닐링하고, 냉각대(26)에서는 냉연 강판(S)을 냉각한다. 즉, 공정 (B)에서는, 통판 방향 상류측으로부터 가열대(22), 균열대(24) 및, 냉각대(26)가 위치하는 어닐링로(20) 내에, 냉연 강판(S)을 통판시키고 연속 어닐링을 행한다. 냉각대(26)는, 복수의 냉각대로 구성되어도 좋다. 또한, 가열대(22)의 통판 방향 상류측에 예열대가 있어도 좋다. 또한, 도 1에 나타내는 CAL(100)의 어닐링로(20)는, 냉각대(26)의 하류에 과시효 처리대(28)를 갖는 것이 바람직하지만, 필수는 아니다. 도 1∼3에서는, 각 띠(zone)는 모두 종형로로서 도시했지만, 이에 한정되지 않고, 횡형로라도 좋다. 종형로인 경우, 서로 이웃하는 띠는, 각각의 띠의 상부끼리 또는 하부끼리를 접속하는 스로트(throat)(드로잉부)를 통하여 연통한다.

(가열대)

가열대(22)에서는, 버너를 이용하여, 냉연 강판(S)을 직접 가열하는 것이나, 라디언트 튜브(RT) 또는 전기 히터를 이용하여, 냉연 강판(S)을 간접 가열할 수 있다. 또한, 유도 가열, 롤 가열, 전기 저항 가열, 직접 통전 가열, 솔트배스 가열, 일렉트론 빔 가열 등으로의 가열도 가능하다. 가열대(22)의 내부의 평균 온도는 500∼800℃로 하는 것이 바람직하다. 가열대(22)에는, 균열대(24)로부터의 가스가 유입됨과 동시에, 별도 환원성 가스가 공급된다. 환원성 가스로서는, 통상 H₂-N₂ 혼합 가스가 이용되고, 예를 들면 H₂: 1∼35체적％, 잔부가 N₂ 및 Ar의 한쪽 또는 양쪽 그리고 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －60℃ 정도)를 들 수 있다.

(균열대)

균열대(24)에서는, 라디언트 튜브(RT)를 이용하여, 냉연 강판(S)을 간접 가열할 수 있다. 균열대(24)의 내부의 평균 온도는 600∼950℃로 하는 것이 바람직하다. 균열대(24)에는 환원성 가스가 공급된다. 환원성 가스로서는, 통상 H₂-N₂ 혼합 가스가 이용되고, 예를 들면 H₂: 1∼35체적％, 잔부가 N₂ 및 Ar의 한쪽 또는 양쪽 그리고 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 가스(노점: －60℃ 정도)를 들 수 있다.

(냉각대)

냉각대(26)에서는, 가스, 가스와 물의 혼합 및, 물의 어느 것에 의해 냉연 강판(S)이 냉각된다. 냉연 강판(S)은, 어닐링로(20)를 나가는 단계에서, CAL에서는 100∼400℃ 정도, CGL에서는 470∼530℃ 정도로까지 냉각된다. 도 6(A)∼(H)에 나타내는 바와 같이, 냉각대(26)에는, 강판 반송로를 따라 복수의 냉각 노즐(26A)이 형성된다. 냉각 노즐(26A)은, 예를 들면 일본공개특허공보 2010-185101호에 기재되는 바와 같은, 강판폭보다도 긴 원관(circular pipe)이고, 원관의 연재 방향이 강판의 폭방향과 평행이 되도록 설치된다. 원관에는, 강판과 대향하는 부위에, 원관의 연재 방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 관통 구멍이 형성되어, 원관 내의 물이 당해 관통 구멍으로부터 강판을 향하여 분사된다. 냉각 노즐은, 강판의 표리에 대향하도록 한쌍으로 형성되고, 추가로 한쌍의 냉각 노즐이 강판 반송로를 따라 소정 간격으로 복수쌍(예를 들면 5∼10쌍) 배치되고, 1개의 냉각 존을 구성한다. 그리고, 당해 냉각 존은 강판 반송로를 따라 3∼6개 정도 배치하는 것이 바람직하다.

(과시효 처리대)

도 1을 참조하여, CAL(100)에 있어서, 과시효 처리대(28)에서는, 냉각대(26)를 나간 냉연 강판(S)이 등온 보존유지, 재가열, 로냉(furnace cooling) 및, 방냉(natural cooling)의 적어도 하나의 처리에 제공되고, 냉연 강판(S)은, 어닐링로(20)를 나가는 단계에서, 100∼400℃ 정도로까지 냉각된다.

[하류 설비]

[공정 (C)]

도 1∼3을 참조하여, 공정 (C)에서는, 어닐링로(20)로부터 배출된 냉연 강판(S)을 하류 설비(30)에 계속해서 통판시킨다. 도 1을 참조하여, CAL(100)은, 하류 설비(30)로서 출측 루퍼(exit looper)(35) 및 조질 압연기(temper mill)(36)를 갖는다. 도 2를 참조하여, CGL(200)은, 하류 설비(30)로서, 용융 아연 도금욕(31), 가스 와이핑(wiping) 장치(32), 합금화 로(33), 냉각 장치(34), 출측 루퍼(35) 및, 조질 압연기(36)를 갖는다. 도 3을 참조하여, CGL(300)은, 하류 설비(30)로서, 용융 아연 도금욕(31), 가스 와이핑 장치(32), 냉각 장치(34), 출측 루퍼(35) 및, 조질 압연기(36)를 갖는다. 단, 하류 설비(30)는 이들에 한정되는 일은 없고, 공지의 또는 임의의 장치라도 좋다. 예를 들면, 하류 설비(30)로서는, 텐션 레벨러, 화성(chemical conversion) 처리 설비, 표면 조정 설비, 오일링 설비 및, 검사 설비를 들 수 있다.

(용융 아연 도금욕)

(공정 (C-1))

도 2, 3을 참조하여, 용융 아연 도금욕(31)은, 어닐링로(20)의 통판 방향 하류에 위치하고, 냉연 강판(S)을 침지시키고, 냉연 강판(S)에 용융 아연 도금을 실시한다. 즉, 공정 (C-1)에서는, 어닐링로(20)의 통판 방향 하류에 위치하는 용융 아연 도금욕(31)에 냉연 강판(S)을 침지시키고, 냉연 강판(S)에 용융 아연 도금을 실시한다. 어닐링로의 최하류의 띠(도 2, 3에서는 냉각대(26))와 연결한 스나우트(snout)(29)는, 냉연 강판(S)이 통과하는 공간을 구획하는, 통판 방향에 수직인 단면이 직사각형 형상의 부재이고, 그의 선단이 용융 아연 도금욕(31)에 침지하고 있고, 따라서 어닐링로(20)와 용융 아연 도금욕(31)이 접속되어 있다. 용융 아연 도금은 정법(usual method)에 따라 행하면 좋다.

용융 아연 도금욕(31)보다 인상되는 냉연 강판(S)을 사이에 두어 배치한 한쌍의 가스 와이핑 장치(32)로부터, 냉연 강판(S)에 가스를 분사하여, 냉연 강판(S)의 양면의 용융 아연의 부착량을 조정할 수 있다.

(합금화 로)

(공정 (C-2))

도 2를 참조하여, 합금화 로(33)는, 용융 아연 도금욕(31) 및 가스 와이핑 장치(32)의 통판 방향 하류에 위치하고, 냉연 강판(S)을 통판시키고, 용융 아연 도금을 가열 합금화한다. 즉, 공정 (C-2)에서는, 용융 아연 도금욕(31) 및 가스 와이핑 장치(32)의 통판 방향 하류에 위치하는 합금화 로(33)에 냉연 강판(S)을 통판시키고, 용융 아연 도금을 가열 합금화한다. 합금화 처리는 정법에 따라 행하면 좋다. 합금화 로(33)에 있어서의 가열 수단은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 고온의 가스에 의한 가열이나 유도 가열을 들 수 있다. 단, 합금화 로(33)는, CGL에 있어서의 임의의 설비이고, 합금화 공정은, CGL을 이용한 강판의 제조 방법에 있어서의 임의의 공정이다.

(냉각 장치)

도 2, 3을 참조하여, 냉각 장치(34)는, 가스 와이핑 장치(32) 및 합금화 로(33)의 통판 방향 하류에 위치한다. 냉각 장치(34)에 냉연 강판(S)을 통판시키고, 냉연 강판(S)을 냉각할 수 있다. 냉각 장치(34)는, 냉연 강판(S)을 수랭, 공랭, 가스 냉각, 미스트 냉각 등으로 냉각한다.

[텐션 릴]

[공정 (D)]

도 1∼3을 참조하여, 하류 설비(30)를 통과한 냉연 강판(S)은, 최종적으로, 권취 장치로서의 텐션 릴(50)에 의해 권취되어, 제품 코일(P)이 된다.

[음파 조사 장치 및 음파 조사 공정]

상기 제1 실시 형태의 CAL(100), 제2 실시 형태의 CGL(200) 및, 제３ 실시 형태의 CGL(300)은, 냉각대(26)에서 텐션 릴(50)까지를 통판 중의 냉연 강판(S)에 대하여 음파를 조사하는 음파 조사 장치(60)를 갖는 것이 간요(肝要)하다. 즉, 상기 제1, 제2 및, 제３ 실시 형태에 의한 강판의 제조 방법은, 공정 (B-2) 이후, 또한, 공정 (D)보다 전에 있어서, 통판 중의 냉연 강판(S)에 대하여 음파를 조사하는 음파 조사 공정을 포함하는 것이 간요하다. 이에 따라, 어닐링으로 냉연 강판(S) 중에 함유된 수소를 충분히 효율 좋게 저감시킬 수 있어, 내수소 취화 특성이 우수한 강판을 제조할 수 있다. 또한, 음파 조사는, CAL(100), CGL(200) 또는 CGL(300)에 의한 강판의 제조 과정(인 라인(inline))에 조입되기 때문에, 생산 효율을 해칠 일이 없다. 또한, 가열에 의한 수소의 탈리가 아니고, 음파 조사에 의한 수소의 탈리이기 때문에, 강판의 기계적 특성을 변화시킬 우려도 없다.

본 발명의 각 실시 형태는, 도 4에 나타내는 바와 같은 일반적인 음파 조사 장치(60)를 CAL(100), CGL(200) 또는 CGL(300)에 설치함으로써 실현할 수 있고, 음파 조사 공정은, 당해 음파 조사 장치(60)로부터 통판 중의 냉연 강판(S)을 향하여 음파를 조사함으로써 행할 수 있다. 음파 조사 장치(60)는, 제어기(61)와, 음파 발진기(62)와, 진동 변환자(스피커)(64)와, 부스터(앰프)(66)와, 혼(68)과, 소음계(69)를 구비한다. 음파 발진기(62)는, 일반적인 주파수(예를 들면 50㎐나 60㎐)의 전기 신호를 소망하는 주파수의 전기 신호로 변환하여, 진동 변환자(64)에 전달한다. 또한, 전압은 통상 AC200∼240V가 일반적인 결과, 음파 발진기(62) 내부에서 1000V 가깝게까지 증폭된다. 음파 발진기(62)로부터 전달된 소망하는 주파수의 전기 신호는, 진동 변환자(64) 내부에 있는 피에조 압전 소자에 의해, 기계적 진동 에너지로 변환되고, 이 기계적 진동 에너지는 부스터(66)에 전달된다. 부스터(66)는, 진동 변환자(64)로부터 전달된 진동 에너지의 진폭을 증폭(혹은 최적인 진폭으로 변환)하여, 혼(68)에 전달한다. 혼(68)은, 부스터(66)로부터 전달된 진동 에너지에 지향성을 갖게 하여, 지향성을 가진 음파로서 공기 중을 전반(傳搬)시키기 위한 부재이다. 소음계(69)는, 혼(68)으로부터 조사된 음파의 음압 레벨을 주파수 가중치 부여 특성 C로 측정한다. 제어기(61)는, 소음계(69)의 출력값을 설정값과 비교하여, 그의 편차에 PID 연산 등을 행하여 진동 변환자(64)와 부스터(66)의 전류값을 결정하고, 소정의 주파수와 음압 레벨이 얻어지도록 음파 발진기(62)에 지령값을 부여한다.

일 예로서, 냉연 강판(S)을 향하여 지향성이 있는 음파를 조사하는 관점에서, 혼(68)은 원통 형상의 부재로 할 수 있다. 그리고, 도 5(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 통판 중의 냉연 강판(S)의 주표면과 소정의 간격을 두고, 강판폭 방향을 따라 복수의 음파 조사 장치(60)의 혼(68)을 설치한다. 각 음파 조사 장치(60)의 혼(68)으로부터 통판 중의 냉연 강판(S)의 주표면을 향하여 음파를 조사함으로써, 당해 주표면의 폭방향으로 균일하게 음파를 조사할 수 있다. 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 음파의 주된 진행 방향이 냉연 강판(S)의 판두께 방향을 따르고 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 강판폭 방향을 따라 위치하는 복수의 음파 조사 장치(60)로 이루어지는 장치군을 통판 방향을 따라 복수 배치함으로써, 냉연 강판(S)의 표면이 음파에 노출되는 시간을 충분히 확보할 수 있다.

다른 예로서, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이, 냉연 강판(S)의 폭방향으로 균일하게 지향성이 있는 음파를 조사하는 관점에서, 혼(68)은, 길이 방향이 냉연 강판(S)의 폭방향과 일치하는 장방형의 개구부를 갖는 부재로 할 수 있다. 그리고, 통판 중의 냉연 강판(S)의 주표면과 소정의 간격을 두고, 개구부가 당해 주표면과 대향하도록, 음파 조사 장치(60)의 혼(68)을 설치한다. 음파 조사 장치(60)의 혼(68)으로부터 통판 중의 냉연 강판(S)의 주표면을 향하여 음파를 조사함으로써, 당해 주표면의 폭방향으로 균일하게 음파를 조사할 수 있다. 음파의 주된 진행 방향이 냉연 강판(S)의 판두께 방향을 따르고 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이, 음파 조사 장치(60)를 통판 방향을 따라 복수 배치함으로써, 냉연 강판(S)의 표면이 음파에 노출되는 시간을 충분히 확보할 수 있다.

제1, 제2 및, 제３ 실시 형태에 있어서, 음파 조사 장치(60)의 위치는, 냉각대(26)에서 텐션 릴(50)까지를 통판 중의 냉연 강판(S)에 대하여 음파를 조사할 수 있는 한 한정되지 않는다.

도 1을 참조하여, CAL(100)로 냉연 어닐링 강판(CR)의 제품 코일을 제조하는 제1 실시 형태에 있어서, 음파 조사 장치(60)의 적합한 위치, 즉 음파 조사 공정의 적합한 실시 타이밍을 설명한다. 일 예로서, 음파 조사 장치(60)를 냉각대(26)에 형성할 수 있다. 이 경우, 음파 조사 공정은, 공정 (B-2)에서 행할 수 있다. 구체적으로는, 강판 반송로를 따라 복수 배치되어 있는 냉각 존의 사이나, 각 냉각 존에서 강판 반송로를 따라 인접하는 냉각 노즐의 사이에, 도 5(A), (B)에 나타내는, 강판폭 방향을 따라 위치하는 복수의 음파 조사 장치(60)로 이루어지는 장치군이나, 도 5(C)에 나타내는 음파 조사 장치(60)를 설치할 수 있다. 도 6(A)∼(H)에, 냉각대(26) 내에 음파 조사 장치(60)를 설치하는 경우의, 냉각 노즐(26A)과 음파 조사 장치(60)와의 위치 관계의 예를 나타낸다. 또한, 음파 조사 장치(60)의 전체가 냉각대(26)의 내부에 위치할 필요는 없고, 적어도 혼(68)이 냉각대(26)의 내부에 위치하면 좋다.

다른 예로서, 음파 조사 장치(60)를, 하류 설비(30)를 통판 중의 냉연 강판(S)에 음파를 조사 가능한 위치에 형성할 수 있다. 이 경우, 음파 조사 공정은, 공정 (C)에서 행할 수 있다. 구체적으로는, (ⅰ) 과시효 처리대(28)와 출측 루퍼(35)와의 사이, (ⅱ) 출측 루퍼(35) 내, (ⅲ) 출측 루퍼(35)와 조질 압연기(36)와의 사이, (ⅳ) 조질 압연기(36)와 텐션 릴(50)과의 사이 중 적어도 하나에 음파 조사 장치(60)를 형성할 수 있다.

음파 조사 장치(60)는, 냉각대(26)와, 하류 설비(30)를 통판 중의 냉연 강판(S)에 음파를 조사 가능한 위치와의 양쪽에 형성해도 좋다. 즉, 음파 조사 공정은, 공정 (B-2) 및 공정 (C)의 양쪽에서 행해도 좋다. 또한, 음파 조사 장치(60)를 과시효 처리대(28)에 형성하고, 음파 조사 공정을 과시효 처리 중에 행해도 좋다.

다음으로, 도 2를 참조하여, CGL(200)로 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)의 제품을 제조하는 제2 실시 형태에 있어서, 음파 조사 장치(60)의 적합한 위치, 즉 음파 조사 공정의 적합한 실시 타이밍을 설명한다. 일 예로서, 음파 조사 장치(60)를, 용융 아연 도금욕(31)보다 상류를 통판 중의 냉연 강판(S)에 음파를 조사 가능한 제1 위치에 형성할 수 있다. 이 경우, 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 전에 행할 수 있다. 구체적으로는, 음파 조사 장치(60)를 냉각대(26)에 형성할 수 있다. 보다 구체적으로는, 강판 반송로를 따라 복수 배치되어 있는 냉각 존의 사이나, 각 냉각 존에서 강판 반송로를 따라 인접하는 냉각 노즐의 사이에, 도 5(A), (B)에 나타내는, 강판폭 방향을 따라 위치하는 복수의 음파 조사 장치(60)로 이루어지는 장치군이나, 도 5(C)에 나타내는 음파 조사 장치(60)를 설치할 수 있다. 본 실시 형태에서도, 도 6(A)∼(H)에 나타내는 예가 적용된다. 또한, 음파 조사 장치(60)의 전체가 냉각대(26)의 내부에 위치할 필요는 없고, 적어도 혼(68)이 냉각대(26)의 내부에 위치하면 좋다. 또한, 스나우트(29) 내에 음파 조사 장치(60)의 적어도 혼(68)을 설치할 수도 있다.

다른 예로서, 음파 조사 장치(60)를, 용융 아연 도금욕(31)보다 하류를 통판 중의 냉연 강판(S)에 음파를 조사 가능한 제2 위치에 형성할 수 있다. 이 경우, 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행할 수 있다. 구체적으로는, (ⅰ) 용융 아연 도금욕(31)과 가스 와이핑 장치(32)와의 사이, (ⅱ) 가스 와이핑 장치(32)와 합금화 로(33)와의 사이, (ⅲ) 합금화 로(33) 내, (ⅳ) 합금화 로(33)와 냉각 장치(34)와의 사이의 공랭(air cooling) 존, (ⅴ) 냉각 장치(34)와 출측 루퍼(35)와의 사이, (ⅵ) 출측 루퍼(35) 내, (ⅶ) 출측 루퍼(35)와 조질 압연기(36)와의 사이, (ⅷ) 조질 압연기(36)와 텐션 릴(50)과의 사이 중 적어도 하나에 음파 조사 장치(60)를 형성할 수 있다. 특히, (ⅳ)의 공랭 존에 음파 조사 장치(60)를 형성하는 것이 바람직하다.

강판 중으로부터 수소를 보다 충분히 탈리시키는 관점에서, 음파 조사 장치(60)는, 제2 위치보다도, 제1 위치에 형성하는 쪽이 바람직하다. 즉, 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행하는 것보다도, 공정 (C-1)보다 전에 행하는 것이 바람직하다. 단, 음파 조사 장치(60)는, 제1 위치 및 제2 위치의 양쪽에 형성해도 좋다. 즉, 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)의 전후 양쪽에서 행해도 좋다.

다음으로, 도 3을 참조하여, CGL(300)로 용융 아연 도금 강판(GI)의 제품을 제조하는 제３ 실시 형태에 있어서, 음파 조사 장치(60)의 적합한 위치, 즉 음파 조사 공정의 적합한 실시 타이밍을 설명한다. 일 예로서, 음파 조사 장치(60)를, 용융 아연 도금욕(31)보다 상류를 통판 중의 냉연 강판(S)에 음파를 조사 가능한 제1 위치에 형성할 수 있다. 이 경우, 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 전에 행할 수 있다. 구체적으로는, 음파 조사 장치(60)를 냉각대(26)에 형성할 수 있다. 보다 구체적으로는, 강판 반송로를 따라 복수 배치되어 있는 냉각 존의 사이나, 각 냉각 존에서 강판 반송로를 따라 인접하는 냉각 노즐의 사이에, 도 5(A), (B)에 나타내는, 강판폭 방향을 따라 위치하는 복수의 음파 조사 장치(60)로 이루어지는 장치군이나, 도 5(C)에 나타내는 음파 조사 장치(60)를 설치할 수 있다. 본 실시 형태에서도, 도 6(A)∼(H)에 나타내는 예가 적용된다. 또한, 음파 조사 장치(60)의 전체가 냉각대(26)의 내부에 위치할 필요는 없고, 적어도 혼(68)이 냉각대(26)의 내부에 위치하면 좋다. 또한, 스나우트(29) 내에 음파 조사 장치(60)의 적어도 혼(68)을 설치할 수도 있다.

다른 예로서, 음파 조사 장치(60)를, 용융 아연 도금욕(31)보다 하류를 통판 중의 냉연 강판(S)에 음파를 조사 가능한 제2 위치에 형성할 수 있다. 이 경우, 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행할 수 있다. 구체적으로는, (ⅰ) 용융 아연 도금욕(31)과 가스 와이핑 장치(32)와의 사이, (ⅱ) 가스 와이핑 장치(32)와 냉각 장치(34)와의 사이의 공랭 존, (ⅲ) 냉각 장치(34)와 출측 루퍼(35)와의 사이, (ⅳ) 출측 루퍼(35) 내, (ⅴ) 출측 루퍼(35)와 조질 압연기(36)와의 사이, (ⅵ) 조질 압연기(36)와 텐션 릴(50)과의 사이 중 적어도 하나에 음파 조사 장치(60)를 형성할 수 있다. 특히, (ⅱ)의 공랭 존에 음파 조사 장치(60)를 형성하는 것이 바람직하다.

(음압 레벨)

냉연 강판(S)에 확실히 진동을 부여하고, 수소의 확산을 촉진하기 위해, 음파 조사 공정에서는, 냉연 강판(S)의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하는 것이 간요하고, 60㏈ 이상을 충족하는 것이 바람직하고, 80㏈ 이상을 충족하는 것이 보다 바람직하다. 다른 한편, 일반적인 음파 조사 장치의 성능을 고려하여, 음파 조사 공정에서는, 냉연 강판(S)의 표면에서의 음압 레벨이 150㏈ 이하인 것이 바람직하고, 140㏈ 이하인 것이 보다 바람직하다. 냉연 강판(S)의 표면에서의 음압 레벨은, 음파 조사 장치(60)로부터 발생하는 음파의 강도와, 음파 조사 장치(60)의 위치(즉, 음파 조사 장치(60)와 냉연 강판(S)과의 거리)를 조정함으로써, 조정할 수 있다. 「냉연 강판(S)의 표면에서의 음압 레벨」은, 통판 중의 냉연 강판(S)의 표면 근방, 또한, 음파 조사 장치(60)의 바로 아래에 음압계를 설치함으로써, 인 라인에서 측정할 수 있다. 혹은, 음파 조사 장치(60)로부터 발생하는 음파의 강도(I)와, 음파 조사 장치(60)와 냉연 강판(S)과의 거리(D)가 결정되면, 오프 라인에서 「냉연 강판(S)의 표면에서의 음압 레벨」을 파악할 수도 있다. 즉, 강도(I)의 음파를 발하는 오프 라인의 음파 발생 장치로부터, 음파의 주된 진행 방향으로 거리(D)의 위치에 음압계를 설치함으로써, 「냉연 강판(S)의 표면에서의 음압 레벨」을 파악할 수 있다.

(음파의 주파수)

냉연 강판(S)의 강성에 진동이 방해되지 않고, 수소의 확산을 보다 촉진하는 관점에서, 냉연 강판(S)에 조사하는 음파의 주파수는, 10㎐ 이상인 것이 바람직하고, 100㎐ 이상인 것이 보다 바람직하고, 500㎐ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1000㎐ 이상인 것이 가장 바람직하다. 한편, 음파의 공기 중에서의 감쇠를 억제하고, 냉연 강판(S)에 충분한 진동을 줌으로써 수소의 확산을 촉진하는 관점에서, 냉연 강판(S)에 조사하는 음파의 주파수는, 100000㎐ 이하인 것이 바람직하고, 80000㎐ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50000㎐ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 음파 조사 장치(60)가 발하는 음파의 주파수는, 진동 변환자(64)에 부여하는 전류값에 의해 제어할 수 있다.

(음파 조사 시간)

냉연 강판(S)으로부터 수소를 보다 충분히 저감시키는 관점에서, 음파 조사 공정에 있어서, 냉연 강판(S)에 대한 음파의 조사 시간은 1초 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5초 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10초 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 다른 한편, 생산성을 저해하지 않는 관점에서, 냉연 강판(S)에 대한 음파의 조사 시간은 3600초 이하로 하는 것이 바람직하고, 1800초 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 900초 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 「냉연 강판(S)에 대한 음파의 조사 시간」이란, 냉연 강판(S)의 표면의 각 위치가 음파에 노출되는 시간을 의미하고, 각 위치가 복수의 음파 조사 장치(60)로부터의 음파에 노출되는 경우에는, 그의 적산 시간을 의미한다. 조사 시간은, 냉연 강판(S)의 통판 속도와, 음파 조사 장치의 위치(예를 들면, 도 5(A), (B)에 나타내는, 강판폭 방향을 따라 위치하는 복수의 음파 조사 장치(60)로 이루어지는 장치군의 통판 방향을 따른 수나, 도 5(C)에 나타내는 음파 조사 장치(60)의 통판 방향을 따른 수)에 의해 조정할 수 있다.

[냉연 강판]

본 실시 형태의 CAL(100), CGL(200) 및 CGL(300)에 공급되는 냉연 강판(S)은, 특별히 한정되지 않는다. 냉연 강판(S)은, 판두께 6㎜ 미만인 것이 바람직하고, 예를 들면, 590㎫ 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 강판이나, 스테인리스 강판을 들 수 있다.

[냉연 강판의 성분 조성: 고강도 강판]

냉연 강판(S)이 고강도 강판인 경우의 성분 조성에 대해서 설명한다. 이하, 「질량％」는 간단히 「％」라고 기재한다.

C: 0.030∼0.800％

C는, 강판의 강도를 상승시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻는 관점에서, C량은 0.030％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.080％ 이상으로 한다. 그러나, C량이 과잉인 경우, 강판 중의 수소량에 의하지 않고 강판이 현저하게 취화한다. 따라서, C량은 0.800％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.500％ 이하로 한다.

Si: 0.01∼3.00％

Si는, 강판의 강도를 상승시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻는 관점에서, Si량은 0.01％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.10％ 이상으로 한다. 그러나, Si량이 과잉인 경우, 강판이 취화하여 연성이 저하하거나, 적색 스케일 등이 발생하여 표면 성상이 열화하거나, 도금 품질이 저하한다. 따라서, Si량은 3.00％ 이하로 하고, 바람직하게는 2.50％ 이하로 한다.

Mn: 0.01∼10.00％

Mn은, 고용 강화에 의해 강판의 강도를 상승시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻는 관점에서, Mn량은 0.01％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.5％ 이상으로 한다. 그러나, Mn량이 과잉인 경우, Mn의 편석에 기인하여 강 조직에 불균일이 발생하기 쉬워져, 불균일을 기점으로 한 수소 취성이 현재화(顯在化)하는 경우가 있다. 따라서, Mn량은 10.00％ 이하로 하고, 바람직하게는 8.00％ 이하로 한다.

P: 0.001∼0.100％

P는, 고용 강화의 작용을 갖고, 소망하는 강도에 따라서 첨가할 수 있는 원소이다. 이러한 효과를 얻는 관점에서, P량은 0.001％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.003％ 이상으로 한다. 그러나, P량이 과잉인 경우, 용접성이 열화하고, 아연 도금을 합금화하는 경우에는, 합금화 속도가 저하하여, 아연 도금의 품질을 해친다. 따라서, P량은 0.100％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.050％ 이하로 한다.

S: 0.0001∼0.0200％

S는, 입계에 편석하여 열간 가공 시에 강을 취화시킴과 함께, 황화물로서 존재하여 국부 변형능을 저하시킨다. 그 때문에, S량은 0.0200％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.0100％ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하로 한다. 한편, 생산 기술상의 제약으로부터, S량은 0.0001％ 이상으로 한다.

N: 0.0005∼0.0100％

N은, 강의 내시효성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, N량은 0.0100％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.0070％ 이하로 한다. N량은 적을수록 바람직하지만, 생산 기술상의 제약으로부터, N량은 0.0005％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.0010％ 이상으로 한다.

Al: 0.001∼2.000％

Al은, 탈산제로서 작용하고, 강의 청정도에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻는 관점에서, Al량은 0.001％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.010％ 이상으로 한다. 그러나, Al량이 과잉인 경우, 연속 주조 시에 강편 깨짐(slab cracking)이 발생할 가능성이 있다. 따라서, Al량은 2.000％ 이하로 하고, 바람직하게는 1.200％ 이하로 한다.

상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 임의로 이하로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함해도 좋다.

Ti: 0.200％ 이하

Ti는, 강의 석출 강화나 페라이트 결정립의 성장 억제에 의한 세립 강화로, 강판의 강도 상승에 기여한다. 따라서, Ti를 첨가하는 경우, Ti량은 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.010％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그러나, Ti량이 과잉인 경우, 탄질화물이 다량으로 석출되어, 성형성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Ti를 첨가하는 경우, Ti량을 0.200％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.100％ 이하로 한다.

Nb: 0.200％ 이하, V: 0.500％ 이하, W: 0.500％ 이하

Nb, V 및, W는, 강의 석출 강화에 유효하다. 따라서, Nb, V 및, W를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.010％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그러나, 각 함유량이 과잉인 경우, 탄질화물이 다량으로 석출되어, 성형성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Nb를 첨가하는 경우, Nb량은 0.200％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.100％ 이하로 한다. V 및 W를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 0.500％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.300％ 이하로 한다.

B: 0.0050％ 이하

B는, 입계의 강화나 강판의 고강도화에 유효하다. 따라서, B를 첨가하는 경우, B량은 0.0003％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, B량이 과잉인 경우, 성형성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, B를 첨가하는 경우, B량은 0.0050％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.0030％ 이하로 한다.

Ni: 1.000％ 이하

Ni는, 고용 강화에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소이다. 따라서, Ni를 첨가하는 경우, Ni량은 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Ni량이 과잉인 경우, 경질인 마르텐사이트의 면적률이 과대가 되고, 인장 시험 시에, 마르텐사이트의 결정 입계에서의 마이크로 보이드(microvoid)가 증가하고, 추가로, 균열의 전파가 진행되어 버려, 연성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Ni를 첨가하는 경우, Ni량은 1.000％ 이하로 한다.

Cr: 1.000％ 이하, Mo: 1.000％ 이하

Cr 및 Mo는, 강도와 성형성의 밸런스를 향상시키는 작용을 갖는다. 따라서, Cr 및 Mo를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 각 함유량이 과잉인 경우, 경질인 마르텐사이트의 면적률이 과대가 되고, 인장 시험 시에, 마르텐사이트의 결정 입계에서의 마이크로 보이드가 증가하고, 추가로, 균열의 전파가 진행되어 버려, 연성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Cr 및 Mo를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 1.000％ 이하로 한다.

Cu: 1.000％ 이하

Cu는, 강의 강화에 유효한 원소이다. 따라서, Cu를 첨가하는 경우, Cu량은 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Cu량이 과잉인 경우, 경질인 마르텐사이트의 면적률이 과대가 되고, 인장 시험 시에, 템퍼링 마르텐사이트의 결정 입계에서의 마이크로 보이드가 증가하고, 추가로, 균열의 전파가 진행되어 버려, 연성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Cu를 첨가하는 경우, Cu량은 1.000％ 이하로 한다.

Sn: 0.200％ 이하, Sb: 0.200％ 이하

Sn 및 Sb는, 강판 표면의 질화나 산화에 의해 발생하는 강판 표층의 수십㎛ 정도의 영역의 탈탄을 억제하는 것이나, 강도나 재질 안정성의 확보에 유효하다. 따라서, Sn 및 Sb를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 0.002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 각 함유량이 과잉인 경우, 인성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Sn 및 Sb를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 0.200％ 이하로 한다.

Ta: 0.100％ 이하

Ta는, Ti나 Nb와 마찬가지로, 합금 탄화물이나 합금 탄질화물을 생성하여 고강도화에 기여한다. 더하여, Nb 탄화물이나 Nb 탄질화물에 일부 고용하고, (Nb, Ta)(C, N)과 같은 복합 석출물을 생성함으로써, 석출물의 조대화를 현저하게 억제하여, 석출 강화에 의한 강도로의 기여를 안정화시키는 효과가 있다고 생각된다. 따라서, Ta를 첨가하는 경우, Ta량은 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Ta를 과잉으로 첨가해도 석출물 안정화 효과가 포화하는 경우가 있는 데다가, 합금 비용도 증가한다. 따라서, Ta를 첨가하는 경우, Ta량은 0.100％ 이하로 한다.

Ca: 0.0050％ 이하, Mg: 0.0050％ 이하, Zr: 0.1000％ 이하, REM(Rare Earth Metal): 0.0050％ 이하

Ca, Mg, Zr 및 REM은, 황화물의 형상을 구상화하고, 성형성으로의 황화물의 악영향을 개선하기 위해 유효한 원소이다. 이들 원소를 첨가하는 경우에는, 각 원소의 함유량은 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 각 함유량이 과잉인 경우, 개재물 등이 증가하여, 표면 및 내부 결함이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 이들 원소를 첨가하는 경우, 각 원소의 함유량은 0.0050％ 이하로 한다.

[냉연 강판의 성분 조성: 스테인리스 강판]

냉연 강판(S)이 스테인리스 강판인 경우의 성분 조성에 대해서 설명한다. 이하, 「질량％」는 간단히 「％」라고 기재한다.

C: 0.001∼0.400％

C는, 스테인리스강에 있어서 고강도를 얻기 위해 빠뜨릴 수 없는 원소이다. 그러나, 강 제조에 있어서의 템퍼링 시에 Cr과 결합하여 탄화물로서 석출되고, 이것이 강의 내식성 및 인성을 열화시킨다. C량이 0.001％ 미만에서는 충분한 강도가 얻어지지 않고, 0.400％를 초과하면 상기 열화가 현저해진다. 이 때문에, C량은 0.001∼0.400％로 한다.

Si: 0.01∼2.00％

Si는, 탈산제로서 유용한 원소이다. 이 효과를 얻는 관점에서, Si량은 0.01％ 이상으로 한다. 그러나, Si량이 과잉인 경우, 강 중에 고용한 Si는 강의 가공성을 저하시킨다. 따라서, Si는 2.00％ 이하로 한다.

Mn: 0.01∼5.00％

Mn은, 강의 강도를 높이는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻는 관점에서, Mn량은 0.01％ 이상으로 한다. 그러나, Mn량이 과잉인 경우, 강의 가공성이 저하한다. 따라서, Mn량은 5.00％ 이하로 한다.

P: 0.001∼0.100％

P는, 입계 편석에 의한 입계 파괴를 조장하는 원소이다. 이 때문에, P량은 낮은 쪽이 바람직하고, 0.100％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.030％ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.020％ 이하로 한다. 한편, 생산 기술상의 제약으로부터 P량 0.001％ 이상으로 한다.

S: 0.0001∼0.0200％

S는, MnS 등의 황화물계 개재물로서 존재하고, 연성이나 내식성 등을 저하시킨다. 이 때문에, S량은 낮은 쪽이 바람직하고, 0.0200％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.0100％ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하로 한다. 한편, 생산 기술상의 제약으로부터 S량은 0.0001％ 이상으로 한다.

Cr: 9.0∼28.0％

Cr은 스테인리스강을 구성하는 기본적인 원소이고, 게다가 내식성을 발현하는 중요한 원소이다. 180℃ 이상의 가혹한 환경에 있어서의 내식성을 고려한 경우, Cr량이 9.0％ 미만에서는 충분한 내식성이 얻어지지 않고, 28.0％를 초과하면 효과는 포화하여 경제성의 점에서 문제가 생긴다. 이 때문에, Cr량은 9.0∼28.0％로 한다.

Ni: 0.01∼40.0％

Ni는 스테인리스강의 내식성을 향상시키는 원소이다. Ni량이 0.01％ 미만에서는 그의 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 한편, Ni량이 과잉인 경우, 성형성을 열화시키는 것 외에, 응력 부식 깨짐이 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, Ni량은 0.01∼40.0％로 한다.

N: 0.0005∼0.500％

N은 스테인리스강의 내식성 향상에 유해한 원소이다. 그 때문에, N량은 0.500％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.200％ 이하로 한다. N량은 적을수록 바람직하지만, 생산 기술상의 제약으로부터, N량은 0.0005％ 이상으로 한다.

Al: 0.001∼3.000％

Al은, 탈산제로서 작용하는 것 외에, 산화 스케일의 박리를 억제하는 효과가 있다. 이들 효과를 얻는 관점에서, Al량은 0.001％ 이상으로 한다. 그러나, Al량이 과잉인 경우, 신장의 저하 및 표면 품질의 열화가 일어난다. 따라서, Al량은 3.000％ 이하로 한다.

Ti: 0.500％ 이하

Ti는, C, N 및, S와 결합하여 내식성, 내입계 부식성(intergranular corrosion resistance) 및, 딥 드로잉성(deep drawability)을 향상시킨다. 단, Ti량이 0.500％ 초과인 경우, 고용 Ti에 의해 인성이 열화한다. 따라서, Ti를 첨가하는 경우, Ti량은 0.500％ 이하로 한다.

Nb: 0.500％ 이하

Nb는, Ti와 마찬가지로, C, N 및, S와 결합하여 내식성, 내입계 부식성 및, 딥 드로잉성을 향상시킨다. 또한, 가공성의 향상이나 고온 강도의 향상에 더하여, 극간 부식(crevice corrosion)의 억제나 재부동태화(repassivation)를 촉진시킨다. 단, 과도한 첨가는 경질화를 초래하여 성형성을 열화시킨다. 따라서, Nb를 첨가하는 경우, Nb량은 0.500％ 이하로 한다.

V: 0.500％ 이하

V는, 극간 부식을 억제시킨다. 그러나, 과도한 첨가는 성형성을 열화시킨다. 따라서, V를 첨가하는 경우, V량은 0.500％ 이하로 한다.

W: 2.000％ 이하

W는, 내식성과 고온 강도의 향상에 기여한다. 단, 과도한 첨가는, 강판 제조 시의 인성 열화나 비용 증가로 이어진다. 따라서, W를 첨가하는 경우, W량은 2.000％ 이하로 한다.

B: 0.0050％ 이하

B는, 입계에 편석함으로써 제품의 2차 가공성을 향상시킨다. 단, 과도한 첨가는 가공성, 내식성의 저하를 초래한다. 따라서, B를 첨가하는 경우, B량은 0.0050％ 이하로 한다.

Mo: 2.000％ 이하

Mo는 내식성을 향상시키고, 특히 극간 부식을 억제하는 원소이다. 단, 과도한 첨가는 성형성을 열화시킨다. 따라서, Mo를 첨가하는 경우, Mo량은 2.000％ 이하로 한다.

Cu: 3.000％ 이하

Cu는, Ni나 Mn 마찬가지로, 오스테나이트 안정화 원소로서, 상 변태에 의한 결정립의 미세화에 유효하다. 또한, 극간 부식의 억제나 재부동태화를 촉진시킨다. 단, 과도한 첨가는 인성 및 성형성을 열화시킨다. 따라서, Cu를 첨가하는 경우, Cu량은 3.000％ 이하로 한다.

Sn: 0.500％ 이하

Sn은, 내식성과 고온 강도의 향상에 기여한다. 단, 과도한 첨가는 강판 제조 시의 슬래브 깨짐을 일으킬 우려가 있다. 따라서, Sn을 첨가하는 경우, Sn량은 0.500％ 이하로 한다.

Sb: 0.200％ 이하

Sb는, 입계에 편석하여 고온 강도를 올리는 작용을 갖는다. 단, 과도한 첨가는 Sb 편석에 의해 용접 시에 깨짐이 생길 우려가 있다. 따라서, Sb를 첨가하는 경우, Sb량은 0.200％ 이하로 한다.

Ta: 0.100％ 이하

Ta는, C나 N과 결합하여 인성의 향상에 기여한다. 단, 과도한 첨가에 의해, 그의 효과는 포화하여, 제조 비용의 증가로 이어진다. 따라서, Ta를 첨가하는 경우, Ta량은 0.100％ 이하로 한다.

[확산성 수소량]

본 실시 형태에 있어서, 양호한 굽힘성을 확보하기 위해서는, 제품 코일의 확산성 수소량은 0.50질량ppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.30질량ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.20질량ppm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제품 코일의 확산성 수소량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 생산 기술상의 제약으로부터, 제품 코일의 확산성 수소량은 0.01질량ppm 이상이 될 수 있다.

여기에서, 제품 코일의 확산성 수소량의 측정 방법은, 이하와 같다. 제품 코일로부터, 길이가 30㎜, 폭이 5㎜의 시험편을 채취한다. 용융 아연 도금 강판 또는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제품 코일인 경우, 시험편의 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층을 연삭 또는 알칼리에 의해 제거한다. 그 후, 시험편으로부터 방출되는 수소량을 승온 탈리 분석법(Thermal Desorption Spectrometry: TDS)에 의해 측정한다. 구체적으로는, 시험편을 실온에서 300℃까지 승온 속도 200℃/h로 연속 가열한 후, 실온까지 냉각하고, 실온에서 210℃까지 시험편으로부터 방출된 적산 수소량을 측정하여, 제품 코일의 확산성 수소량으로 한다.

실시예

(실시예 1)

C: 0.21％, Si: 1.5％, Mn: 2.7％, P: 0.02％, S: 0.002％, Al: 0.03％, N: 0.003％를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강을 전로(converter)에서 용제하고, 연속 주조법으로 슬래브로 했다. 얻어진 슬래브를 열간 압연 및 냉간 압연하여, 냉연 코일을 얻었다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 일부의 예에서는, 도 1에 나타내는 CAL에 의해 냉연 어닐링 강판(CR)의 제품 코일을 제조하고, 다른 예에서는, 도 2에 나타내는 CGL에 의해 가열 합금화를 행하지 않고, 용융 아연 도금 강판(GI)의 제품 코일을 제조하고, 나머지의 예에서는, 도 2에 나타내는 CGL에 의해 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)의 제품 코일을 제조했다.

각 수준에서, 도 4에 나타내는 바와 같은 일반적인 음파 조사 장치를 이용하여, 통판 중의 냉연 강판에 대하여, 표 1에 나타내는 음압 레벨, 주파수 및, 조사 시간의 조건으로 음파를 조사했다. 표 1의 「음파 조사 개소」는, CAL 또는 CGL에 있어서의 음파 조사 공정을 행한 영역, 즉 음파 조사 장치를 설치한 장소를 나타낸다.

「(B-2)」는, CAL 및 CGL에 있어서, 냉각대에 음파 조사 장치를 설치하여, 공정 (B-2)의 냉각대에서 음파 조사 공정을 행한 것을 의미한다.

「(C)」는, CAL에 있어서, 하류 설비를 통판 중의 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 음파 조사 장치를 설치한 것을 의미하고, 냉각대보다 하류 또한 텐션 릴보다 상류의 위치, 구체적으로는, (ⅰ) 과시효 처리대(28)와 출측 루퍼(35)와의 사이, (ⅱ) 출측 루퍼(35) 내, (ⅲ) 출측 루퍼(35)와 조질 압연기(36)와의 사이, (ⅳ) 조질 압연기(36)와 텐션 릴(50)과의 사이 중 적어도 1개소에 음파 조사 장치를 설치하여, 공정 (C), 구체적으로는, 상기 (ⅰ)∼(ⅳ) 중 적어도 1개소에서 음파 조사 공정을 행한 것을 의미한다.

「(C-1) 전」은, CGL에 있어서, 냉각대보다 하류이고 용융 아연 도금욕보다도 상류의 위치, 구체적으로는, 스나우트(29)에 음파 조사 장치를 설치하여, 공정 (B-2)보다 후 또한 공정 (C-1)보다 전에 음파 조사 공정을 행한 것을 의미한다.

「(C-1) 후」는, CGL에 있어서, 용융 아연 도금욕보다 하류 또한 텐션 릴보다 상류의 위치, 구체적으로는, (ⅰ) 용융 아연 도금욕(31)과 가스 와이핑 장치(32)와의 사이, (ⅱ) 가스 와이핑 장치(32)와 합금화 로(33)와의 사이, (ⅲ) 합금화 로(33) 내, (ⅳ) 합금화 로(33)와 냉각 장치(34)와의 사이의 공랭 존, (ⅴ) 냉각 장치(34)와 출측 루퍼(35)와의 사이, (ⅵ) 출측 루퍼(35) 내, (ⅶ) 출측 루퍼(35)와 조질 압연기(36)와의 사이, (ⅷ) 조질 압연기(36)와 텐션 릴(50)과의 사이 중 적어도 1개소에 음파 조사 장치를 설치하여, 공정 (C-1)보다 후에, 구체적으로는, 상기 (ⅰ)∼(ⅷ) 중 적어도 1개소에서 음파 조사 공정을 행한 것을 의미한다.

각 예에서 얻어진 제품 코일을 이하의 평가에 제공하고, 그의 결과를 표 1에 나타냈다.

[강판 중의 수소량의 측정]

제품 코일의 확산성 수소량의 측정 방법을, 이미 서술한 방법으로 측정했다.

[인장 강도 TS의 측정]

인장 시험은, JIS Z 2241에 준거하여 행했다. 얻어진 제품 코일로부터, 길이 방향이 강판의 압연 방향에 대하여 직각이 되도록 JIS5호 시험편을 채취했다. 당해 시험편을 이용하여, 크로스 헤드 변위 속도가 1.67×10^－1㎜/s의 조건으로 인장 시험을 행하여, TS를 측정했다.

[신장 플랜지성의 평가]

신장 플랜지성은, 구멍 확장 시험에 의해 평가했다. 구멍 확장 시험은, JIS Z 2256에 준거하여 행했다. 얻어진 제품 코일로부터, 100㎜×100㎜의 샘플을 전단으로 채취했다. 당해 샘플에, 클리어런스를 12.5％로 하여 직경 10㎜의 구멍을 펀칭했다. 내경 75㎜의 다이스를 이용하여, 구멍의 주위를 주름 누름력 9ton(88.26kN)으로 누른 상태에서, 꼭지각 60°의 원추 펀치를 구멍에 밀어넣어 균열 발생 한계에 있어서의 구멍 직경을 측정했다. 하기의 식으로부터, 한계 구멍 확장률: λ(％)을 구하고, 이 한계 구멍 확장률의 값으로부터 구멍 확장성을 평가했다.

한계 구멍 확장률: λ(％)＝{(D_f－D₀)/D₀}×100

단, 상식에 있어서, D_f는 균열 발생 시의 구멍 지름(㎜), D₀은 초기 구멍 지름(㎜)이다. λ의 값이 20％ 이상인 경우에, 신장 플랜지성이 양호하다고 판단했다.

[굽힘성의 평가]

굽힘 시험은, JIS Z 2248에 준거하여 행했다. 얻어진 제품 코일로부터, 강판의 압연 방향에 대하여 평행 방향이 굽힘 시험의 축방향이 되도록, 폭이 30㎜, 길이가 100㎜로 하는 직사각 형상의 시험편을 채취했다. 그 후, 압입 하중이 100kN, 가압 보존유지 시간을 5초로 하는 조건으로, 굽힘 각도를 90°로 하여 V 블록법에 의해 굽힘 시험을 행했다. 또한, 본 발명에서는, 90° V 굽힘 시험을 행하여, 굽힘 정점의 능선부를 40배의 마이크로스코프(RH-2000: 가부시키가이샤 하이록스 제조)로 관찰하고, 균열 길이가 200㎛ 이상의 균열이 확인되지 않았을 때의 굽힘 반경을 최소 굽힘 반경(R)으로 했다. R을 판두께(t)로 나눈 값(R/t)이, 5.0 이하인 경우를, 굽힘 시험이 양호라고 판단했다.

본 발명예에서는, 음파 조사 공정을 행했기 때문에, 수소량이 적고, 내수소 취화 특성의 지표로서, 신장 플랜지성(λ) 및 굽힘성(R/t)이 우수한 강판을 제조할 수 있었다.

(실시예 2)

표 2에 나타내는 원소를 갖고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강을 전로에서 용제하고, 연속 주조법으로 슬래브로 했다. 얻어진 슬래브를 열간 압연 및 냉간 압연하여, 냉연 코일을 얻었다. 표 3에 나타내는 바와 같이, 일부의 예에서는, 도 1에 나타내는 CAL에 의해 냉연 어닐링 강판(CR)의 제품 코일을 제조하고, 다른 예에서는, 도 2에 나타내는 CGL에 의해 가열 합금화를 행하지 않고, 용융 아연 도금 강판(GI)의 제품 코일을 제조하고, 나머지의 예에서는, 도 2에 나타내는 CGL에 의해 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)의 제품 코일을 제조했다.

각 수준에서, 도 4에 나타내는 바와 같은 일반적인 음파 조사 장치를 이용하여, 통판 중의 냉연 강판에 대하여, 표 3에 나타내는 음압 레벨, 주파수 및, 조사 시간의 조건으로 음파를 조사했다. 표 3의 「음파 조사 개소」는, CAL 또는 CGL에 있어서의 음파 조사 공정을 행한 영역, 즉 음파 조사 장치를 설치한 장소를 나타낸다.

각 예에서 얻어진 제품 코일로부터 강판의 샘플을 채취하여, 이하와 같이, 인장 특성 및 내수소 취화 특성에 대해서 평가를 행하여, 그의 결과를 표 3에 나타냈다.

인장 시험은, 인장 방향이 강판의 압연 방향과 직각이 되도록 샘플을 채취한 JIS5호 시험편을 이용하여, JIS Z 2241(2011년)에 준거하여 행하고, TS(인장 강도)와 EL(전체 신장)을 측정했다.

내수소 취화 특성은 상기의 인장 시험으로부터 다음과 같이 평가했다. 상기에서 측정한 음파 조사 후의 강판에 있어서의 EL을, 동일 강판의 강 중 수소량이 0.00질량ppm일 때의 EL’로 나눈 값이 0.70 이상일 때, 내수소 취화 특성이 양호라고 판정했다. 또한, EL’는, 동일 강판을 대기 중에 장시간 방치함으로써 내부의 강 중 수소를 저감시키고, 그 후, TDS에 의해 강 중 수소량이 0.00질량ppm가 된 것을 확인하고 나서, 인장 시험을 행함으로써 측정했다.

각 예에서 얻어진 제품 코일의 확산성 수소량을, 이미 서술한 방법으로 측정하고, 결과를 표 3에 나타냈다.

본 발명예에서는, 음파 조사 공정을 행했기 때문에, 내수소 취화 특성이 우수한 강판을 제조할 수 있었다.

100 : 연속 어닐링 장치
200 : 연속 용융 아연 도금 장치
300 : 연속 용융 아연 도금 장치
10 : 페이 오프 릴
11 : 용접기
12 : 클리닝 설비
13 : 입측 루퍼
20 : 어닐링로
22 : 가열대
24 : 균열대
26 : 냉각대
26A : 냉각 노즐
28 : 과시효 처리대
29 : 스나우트
30 : 하류 설비
31 : 용융 아연 도금욕
32 : 가스 와이핑 장치
33 : 합금화 로
34 : 냉각 장치
35 : 출측 루퍼
36 : 조질 압연기
50 : 텐션 릴
60 : 음파 조사 장치
61 : 제어기
62 : 음파 발진기
64 : 진동 변환자
66 : 부스터
68 : 혼
69 : 소음계
C : 냉연 코일
S : 냉연 강판
P : 제품 코일

Claims

냉연 코일로부터 냉연 강판을 내보내는 페이 오프 릴(payoff reel)과,
상기 냉연 강판을 통판시키고 연속 어닐링하는 어닐링로(furnace)로서, 통판 방향 상류측으로부터 가열대, 균열대 및, 냉각대가 위치하고, 상기 가열대 및 상기 균열대에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 상기 냉연 강판을 어닐링하고, 상기 냉각대에서는 상기 냉연 강판을 냉각하는 어닐링로와,
상기 어닐링로로부터 배출된 상기 냉연 강판을 계속해서 통판시키는 하류 설비와,
상기 하류 설비를 통판 중의 상기 냉연 강판을 권취하는 텐션 릴과,
상기 냉각대에서 상기 텐션 릴까지를 통판 중의 상기 냉연 강판에 대하여 음파를 조사하는 음파 조사 장치
를 갖는 연속 어닐링 장치.
제1항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 상기 냉각대에 형성되는, 연속 어닐링 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 상기 하류 설비를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 연속 어닐링 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하도록, 상기 음파 조사 장치로부터 발생하는 음파의 강도와, 상기 음파 조사 장치의 위치가 설정된, 연속 어닐링 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 10∼100000㎐의 주파수를 갖는 음파를 조사 가능한, 연속 어닐링 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판에 대한 음파의 조사 시간이 1초 이상이 되도록, 상기 음파 조사 장치의 배치와, 상기 냉연 강판의 통판 속도가 설정된, 연속 어닐링 장치.
제1항에 기재된 연속 어닐링 장치와,
상기 하류 설비로서, 상기 어닐링로의 통판 방향 하류에 위치하고, 상기 냉연 강판을 침지시키고, 상기 냉연 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 용융 아연 도금욕
을 갖는 연속 용융 아연 도금 장치.
제7항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 상류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 연속 용융 아연 도금 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 하류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 연속 용융 아연 도금 장치.
제7항에 있어서,
상기 하류 설비로서, 상기 용융 아연 도금욕의 통판 방향 하류에 위치하고, 상기 냉연 강판을 통판시키고, 상기 용융 아연 도금을 가열 합금화하는 합금화 로를 갖는, 연속 용융 아연 도금 장치.
제10항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 상류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 연속 용융 아연 도금 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 상기 용융 아연 도금욕보다 하류를 통판 중의 상기 냉연 강판에 음파를 조사 가능한 위치에 형성되는, 연속 용융 아연 도금 장치.
제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하도록, 상기 음파 조사 장치로부터 발생하는 음파의 강도와, 상기 음파 조사 장치의 위치가 설정된, 연속 용융 아연 도금 장치.
제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음파 조사 장치는, 10∼100000㎐의 주파수를 갖는 음파를 조사 가능한, 연속 용융 아연 도금 장치.
제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판에 대한 음파의 조사 시간이 1초 이상이 되도록, 상기 음파 조사 장치의 배치와, 상기 냉연 강판의 통판 속도가 설정된, 연속 용융 아연 도금 장치.
(A) 페이 오프 릴에 의해 냉연 코일로부터 냉연 강판을 내보내는 공정과,
(B) 통판 방향 상류측으로부터 가열대, 균열대 및, 냉각대가 위치하는 어닐링로 내에, 상기 냉연 강판을 통판시키고, (B-1) 상기 가열대 및 상기 균열대에서는, 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 상기 냉연 강판을 어닐링하고, (B-2) 상기 냉각대에서는 상기 냉연 강판을 냉각하는, 연속 어닐링을 행하는 공정과,
(C) 상기 어닐링로로부터 배출된 상기 냉연 강판을 계속해서 통판시키는 공정과,
(D) 텐션 릴에 의해 상기 냉연 강판을 권취하여, 제품 코일로 하는 공정,
을 이 순서로 갖고,
공정 (B-2) 이후, 또한, 공정 (D)보다 전에 있어서, 통판 중의 상기 냉연 강판에 대하여, 상기 냉연 강판의 표면에서의 음압 레벨이 30㏈ 이상을 충족하도록 음파를 조사하는 음파 조사 공정을 포함하는 강판의 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 음파 조사 공정은, 공정 (B-2)에서 행해지는, 강판의 제조 방법.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 음파 조사 공정은, 공정 (C)에서 행해지는, 강판의 제조 방법.
제16항에 있어서,
공정 (C)는, (C-1) 상기 어닐링로의 통판 방향 하류에 위치하는 용융 아연 도금욕에 상기 냉연 강판을 침지시키고, 상기 냉연 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 포함하는, 강판의 제조 방법.
제19항에 있어서,
상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 전에 행해지는, 강판의 제조 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행해지는, 강판의 제조 방법.
제19항에 있어서,
상기 공정 (C)는, 상기 공정 (C-1)에 이어서, (C-2) 상기 용융 아연 도금욕의 통판 방향 하류에 위치하는 합금화 로에 상기 냉연 강판을 통판시키고, 상기 용융 아연 도금을 가열 합금화하는 공정을 포함하는, 강판의 제조 방법.
제22항에 있어서,
상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 전에 행해지는, 강판의 제조 방법.
제22항 또는 제23항에 있어서,
상기 음파 조사 공정은, 공정 (C-1)보다 후에 행해지는, 강판의 제조 방법.
제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음파는, 10∼100000㎐의 주파수를 갖는, 강판의 제조 방법.
제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음파 조사 공정에 있어서, 상기 냉연 강판에 대한 음파의 조사 시간을 1초 이상으로 하는, 강판의 제조 방법.
제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판이, 590㎫ 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 강판인, 강판의 제조 방법.
제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판은, 질량％로,
C : 0.030∼0.800％,
Si: 0.01∼3.00％,
Mn: 0.01∼10.00％,
P : 0.001∼0.100％,
S : 0.0001∼0.0200％,
N : 0.0005∼0.0100％ 및,
Al: 0.001∼2.000％를 포함하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는, 강판의 제조 방법.
제28항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로, 질량％로,
Ti: 0.200％ 이하,
Nb: 0.200％ 이하,
V : 0.500％ 이하,
W : 0.500％ 이하,
B : 0.0050％ 이하,
Ni: 1.000％ 이하,
Cr: 1.000％ 이하,
Mo: 1.000％ 이하,
Cu: 1.000％ 이하,
Sn: 0.200％ 이하,
Sb: 0.200％ 이하,
Ta: 0.100％ 이하,
Ca: 0.0050％ 이하,
Mg: 0.0050％ 이하,
Zr: 0.1000％ 이하 및,
REM: 0.0050％ 이하
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는, 강판의 제조 방법.
제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉연 강판은, 질량％로,
C : 0.001∼0.400％,
Si: 0.01∼2.00％,
Mn: 0.01∼5.00％,
P : 0.001∼0.100％,
S : 0.0001∼0.0200％,
Cr: 9.0∼28.0％,
Ni: 0.01∼40.0％,
N : 0.0005∼0.500％ 및,
Al: 0.001∼3.000％를 포함하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 스테인리스 강판인, 강판의 제조 방법.
제30항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로, 질량％로,
Ti: 0.500％ 이하,
Nb: 0.500％ 이하,
V : 0.500％ 이하,
W : 2.000％ 이하,
B : 0.0050％ 이하,
Mo: 2.000％ 이하,
Cu: 3.000％ 이하,
Sn: 0.500％ 이하,
Sb: 0.200％ 이하,
Ta: 0.100％ 이하,
Ca: 0.0050％ 이하,
Mg: 0.0050％ 이하,
Zr: 0.1000％ 이하 및,
REM: 0.0050％ 이하
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는, 강판의 제조 방법.
제16항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품 코일은, 0.50질량ppm 이하의 확산성 수소량을 갖는, 강판의 제조 방법.