KR20230029865A - 강재 및 강 제품의 탈수소 방법, 그리고, 강재 및 강 제품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

두께가 크거나, 또는, 복잡한 형상을 갖는 강재·강 제품 전반에 대하여, 강중 수소량을 효율적으로 저감시키는 탈수소 방법을 제공한다. 강 소재의 공급 공정, 상기 강 소재의 열간 가공 공정, 상기 강 소재로부터 얻어진 강재의 검사 공정, 상기 강재의 출하 공정을 포함하는, 일련의 강재의 제조 과정에 있어서, 상기 공급 공정으로부터 상기 출하 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 상기 강 소재 및 강재의 적어도 일방에 대하여, 그 강 소재 또는 강재의 표면에서의 음압 레벨이 30 dB 이상을 만족하도록 음파 조사 처리를 적어도 1 회 실시하는, 강재의 탈수소 방법.

Description

강재 및 강 제품의 탈수소 방법, 그리고, 강재 및 강 제품의 제조 방법
본 발명은, 강재 및 강 제품 전반에 대하여, 강중에 내재하는 수소량을 저감시키는 탈수소 방법, 및, 당해 탈수소 방법을 사용한 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 철도, 자동차, 건재 및 기계 등의 강 제품이 사용되는 모든 분야에서 적합하게 사용되며, 수소 기인의 품질 저하를 억제한 강재 및 강 제품의 제공에 기여한다.
강 소재로부터 제조되는 강판, 형강, 강관 및 봉선 (棒線) 등의 각종 강재에 있어서는, 그 제조 과정 또는 제조 후에, 강중에 수소가 침입하여 잔류한다. 이 잔류 수소가 강재, 나아가서는 그 강재를 사용하여 제조되는 강 제품의 품질에 미치는 영향에 관한 통일적인 견해는 얻어져 있지 않지만, 강재 및 강 제품의 연성 (延性) 및 굽힘성 등의 가공성, 피로 특성, 크리프 특성 그리고 파괴 역학 특성 등의 관점에서, 잔류 수소에 기인하여 강재 및 강 제품의 품질이 저하되는 것이 많이 보고되고 있다. 따라서, 이들 강재 및 강 제품의 품질 향상의 관점에서, 강중 수소량을 저감하는 것이 요구되고 있다.
강중 수소량을 저감하는 방법으로는, 예를 들어, 판두께 6 ㎜ 미만의 박강판을 제조하는 경우, 도금 후의 박강판을 실온하에서 수 주일 이상 방치하거나, 또는, 100 ℃ 정도에서 수 십 시간 유지하는 수법이 알려져 있다.
또, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 판두께 2 ㎜ 에 미치지 않는 박강판을 제조 후, 마지막 열 처리로서 50 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도역 내에서 1800 s 이상 43200 s 이하 유지함으로써, 강중 수소량을 저감시키는 방법이 개시되어 있다.
국제 공개 제2019/188642호
이들 수법은, 모두 이른바 박강판에 대하여 탈수소의 효과를 나타내고 있기는 하지만, 두께가 큰 강재·강 제품, 또는, 가공 후의 복잡한 형상을 갖는 강재·강 제품에 적용하는 것은 어려웠다.
또, 특허문헌 1 에 기재된 탈수소 처리에서는, 수소가 강판의 내부에서 표면으로 이동하여, 표면으로부터 탈리하는 데에 시간이 걸리기 때문에, 탈수소 처리에 필요로 하는 스페이스와 시간이 제조 과정상의 문제가 된다. 또한, 가열 처리하는 것에 의한, 강판의 조직 변화 및 기계적 특성의 변화가 우려된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 두께가 크거나, 또는, 복잡한 형상을 갖는 강재·강 제품 전반에 대해서도 적용 가능한, 강중 수소량을 효율적으로 저감시키는 탈수소 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 탈수소 방법을 이용하여, 잔류 수소 기인의 품질 저하를 억제한 강재·강 제품을 제조 가능한, 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 바, 이하를 알아내었다. 즉, 두께가 크거나, 또는, 복잡한 형상을 갖는 각종 강재·강 제품에 대하여 소정의 조건으로 음파를 조사함으로써, 강중에 내재하는 수소의 양 (이하, 「강중 수소량」 이라고 한다.) 을 충분히 또한 효율적으로 저감할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이것은, 이하의 메커니즘에 의한 것으로 추측된다. 즉, 강재 또는 강 제품에 음파를 조사하여 강제적으로 미세 진동시킴으로써, 강재·강 제품에 반복해서 굽힘 변형이 부여된다. 그 결과, 강재·강 제품에서는 내부에 비해 표면의 격자 간격이 확장한다. 강재·강 제품 중의 수소는, 격자 간격이 넓고 포텐셜 에너지가 낮은 표면을 향하여 확산하고, 당해 표면으로부터 탈리한다.
즉, 본 발명은 이상의 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 그 요지는 하기와 같다.
1. 강 소재를 공급하는 공급 공정, 상기 강 소재에 열간 가공을 실시하는 열간 가공 공정, 상기 강 소재로부터 얻어진 강재를 검사하는 검사 공정, 및, 상기 강재를 출하하는 출하 공정을 포함하는, 일련의 강재의 제조 과정에 있어서,
상기 공급 공정으로부터 상기 출하 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 상기 강 소재 및 강재의 적어도 일방에 대하여, 그 강 소재 또는 강재의 표면에서의 음압 레벨이 30 dB 이상을 만족하도록 음파를 조사하는 처리를, 적어도 1 회 실시하는, 강재의 탈수소 방법.
여기서, 상기 1 에 있어서의 「일련의 강재의 제조 과정」 이란, 제철소에 있어서의 강재의 통상적인 제조 과정을 의도하고 있고, 그 중에서도, 강 소재가 고체 상태가 되는 주조 공정 및/또는 조괴 공정보다 후의, 고체 상태의 강 소재의 공급 공정으로부터, 제철소로부터의 강재의 출하 공정까지의 과정을 나타내고 있다.
또, 상기 1 에 있어서, 「강재」 란, 제철소에서의 강 소재의 공급 공정보다 후의 임의의 공정에 제공된 각종 대상 강, 혹은, 제철소에서의 가공이 종료되어, 검사, 출하 가능한 상태가 된 각종 대상 강을 가리킨다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 「음압 레벨」 은, 예를 들어, 후술하는 방법에 따라서 측정할 수 있다.
2. 상기 일련의 강재의 제조 과정이, 상기 열간 가공 공정 후의 강재에 냉간 가공을 실시하는 냉간 가공 공정을 추가로 포함하는, 상기 1 에 기재된 탈수소 방법.
3. 제철소로부터 출하되는 강재에 대한, 운반 공정, 보관 공정, 및 상기 강재에 가공을 실시하여 강 제품으로 하는 가공 공정을 포함하는, 일련의 강 제품의 제조 과정에 있어서,
상기 출하되는 강재로부터, 상기 운반 공정, 보관 공정, 및 가공 공정 중 임의의 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 상기 강재 및 강 제품의 적어도 일방에 대하여, 그 강재 또는 강 제품의 표면에서의 음압 레벨이 30 dB 이상을 만족하도록 음파를 조사하는 처리를, 적어도 1 회 실시하는, 강 제품의 탈수소 방법.
여기서, 상기 3 에 있어서의 「일련의 강 제품의 제조 과정」 이란, 제철소로부터의 강재의 출하 공정보다 후의 임의의 공정을 포함하는 것을 의도하고 있으며, 예를 들어, 강재의 운반자, 입하자 및 가공 사람으로 대표되는 임의의 사람이 그 강재를 취급하는 공정을 나타내고 있다.
또, 상기 3 에 있어서, 「강재」 및 「음압 레벨」 은, 상기 1 에 대해 상기 서술한 내용에 따른다. 또, 「강 제품」 이란, 제철소로부터 출하되는 강재를 사용하여 얻어지는 각종 강 제품을 가리킨다.
4. 상기 음파는, 10 ∼ 100000 Hz 의 주파수를 갖는, 상기 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 탈수소 방법.
또한, 본 명세서에 있어서, 「주파수」 는, 예를 들어, 후술하는 방법에 따라서 측정할 수 있다.
5. 상기 음파를 조사하는 처리에 있어서, 상기 음파의 조사 시간을 1 초 이상으로 하는, 상기 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 탈수소 방법.
6. 상기 1 에 기재된 탈수소 방법을 실시하는, 강재의 제조 방법.
7. 상기 3 에 기재된 탈수소 방법을 실시하는, 강 제품의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 두께가 크거나, 또는, 복잡한 형상을 갖는 강재·강 제품 전반에 대하여, 강중 수소량을 효율적으로 저감시킬 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 탈수소 방법을 이용하여, 잔류 수소 기인의 품질 저하를 억제한 강재·강 제품을 제조할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에서 사용하는 음파 조사 장치 (10) 의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의, 강재 (20) 와 음파 조사 장치 (10) (그 중에서도 호른 (15)) 와의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이며, (A) 는 음파의 주된 진행 방향 (W) 에 대하여 옆에서 바라본 도면, (B) 는 그 방향 (W) 에 대하여 음파를 조사하는 측에서 바라본 도면이다.
도 3 은, 강재가 후강판인 경우의 제조 과정의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 4 는, 강재가 형강인 경우의 제조 과정의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 5 는, 강재가 강관인 경우의 제조 과정의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 6 은, 강재가 봉강인 경우의 제조 과정의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 7 은, 강재가 스테인리스 후강판인 경우의 제조 과정의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
본 발명의 실시형태에 대해서, 구체적으로 설명한다.
이하의 실시형태는 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것이다. 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
(탈수소 방법)
[강재 및 강 제품]
본 발명의 탈수소 방법에서 대상으로 하는 강재는, 제철소에서의 강 소재의 공급 공정 후의 임의의 공정에 제공된 각종 대상 강, 혹은, 제철소에서의 가공 이 종료되어, 검사, 출하 가능한 상태가 된 각종 대상 강을 가리킨다. 강재의 구체예로는, 강 소재를 출발하여 제조되는, 후강판, 형강, 강관, 및 봉선 (요컨대, 이른바 박강판을 제외한 각종 강재), 그리고, 그것들을 얻기 위한 가공 단계의 것을 들 수 있다. 여기서, 봉선에는, 봉강, 선재, 선이 포함된다.
또, 본 발명의 탈수소 방법에서 대상으로 하는 강 제품은, 제철소로부터 출하되는 강재를 사용하여 얻어지는 강 제품이다. 강 제품의 구체예로는, 후강판, 형강, 강관, 그리고/혹은, 봉강, 선재 및 선과 같은 봉선 (요컨대, 이른바 박강판을 제외한 각종 강재) 을 추가로 가공, 조립 등 하여 이루어지는 각종 최종 제품, 예를 들어, 선박, 레일, 차량, 건축물, 정밀 기기, 공구, 그리고, 그들의 중간 부품을 들 수 있다.
강재 및 강 제품은, 통상적으로, 고체 상태이다.
강재가 후강판인 경우, 그 판두께는 판두께 6 ㎜ 이상이다. 형강으로는, H 형, I 형, T 형, L 형 등의 임의의 형상의 것을 들 수 있다. 강관으로는, 단접 강관, 전봉 강관, 심리스 강관, 아크 용접 강관 등의 임의의 제법에 의한 임의의 형상의 것을 들 수 있다. 봉선으로는, 샤프트 등의 일반 기계 부품으로서의 봉재, 및, 피아노선, 철선과 같은 선재 등의 임의의 봉상 또는 선상의 강재를 들 수 있다.
[[성분 조성]]
강재의 성분 조성은 특별히 한정되지 않으며, 어느 성분 조성이더라도, 소정의 조건으로 음파를 조사하는 한 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다.
강재의 성분 조성은, 철 (Fe) 을 주성분으로 하고, C, Si, Mn, P, S, N, Al, Ti, Nb, V, W, B, Ni, Cr, Mo, Cu, Sn, Sb, Ta, Ca, Mg, Zr, REM (Rare Earth Metal) 등의, 원하는 특성에 따른 임의의 합금 원소를 임의의 미량 첨가한 합금강으로 할 수 있다.
그리고, 강 제품의 성분 조성도 특별히 한정되지 않으며, 통상적으로, 주요 부분의 성분 조성으로서, 강재와 동일한 성분 조성을 갖는다.
이하, 성분 조성의 구체예에 대해서, 「질량%」 는 간단히 「%」 로 기재한다.
철에 첨가하는 합금 원소는, 일반적으로, 강중의 격자 간격의 확장을 억제하는 영향을 가져온다. 따라서, 첨가하는 합금 원소량이 과잉인 경우, 음파 조사에 의해 강의 표면과 내부에서 발생하는 포텐셜 에너지차가 작아져, 저감 수소율이 저하되기 쉽다. 각 합금 원소 (C, Si, Mn, Al, P, S, N, Ni, Cr, Mo, Ti, Nb, V, W, B, Cu, Sn, Sb, Ta, Ca, Mg, Zr, REM) 를 철에 첨가하는 경우의, 저감 수소율을 확보하는 관점에서의 적합한 첨가량은, 이하와 같다.
C 량은, 2.000 % 이하가 바람직하고, 0.600 % 이하가 보다 바람직하다. 한편, 생산 기술상의 제약으로부터, C 량은, 0.0005 % 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0010 % 이상이 보다 바람직하다.
Si 량은, 7.00 % 이하가 바람직하고, 2.00 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Mn 량은, 40.00 % 이하가 바람직하고, 10.00 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
P 량은, 0.500 % 이하가 바람직하고, 0.100 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
S 량은, 0.500 % 이하가 바람직하고, 0.300 % 이하가 보다 바람직하고, 0.100 % 이하가 더욱 바람직하고, 0 % 여도 된다.
N 량은, 2.0000 % 이하가 바람직하고, 0.1000 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Al 량은, 5.000 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Ti 량은, 0.600 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Nb 량은, 1.000 % 이하가 바람직하고, 0.500 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
V 량은, 0.500 % 이하가 바람직하고, 0.200 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
W 량은, 10.000 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
B 량은, 0.1000 % 이하가 바람직하고, 0.0100 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Ni 량은, 40.000 % 이하가 바람직하고, 1.000 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Cr 량은, 50.000 % 이하가 바람직하고, 30.000 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Mo 량은, 10.000 % 이하가 바람직하고, 2.000 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Cu 량은, 5.000 % 이하가 바람직하고, 1.000 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Sn 량은, 1.000 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Sb 량은, 1.000 % 이하가 바람직하고, 0.100 % 이하가 보다 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Ta 량은, 1.000 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Ca 량은, 0.3000 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Mg 량은, 0.0050 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
Zr 량은, 0.6000 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
REM 량은, 0.0050 % 이하가 바람직하고, 0 % 여도 된다.
또한, 상기 성분 이외의 잔부는, 불가피적 불순물로 할 수 있다.
강재는, 성분 조성에 Cr 을 10 % 이상 포함하는, 스테인리스 후강판, 스테인리스 형강, 스테인리스 강관, 스테인리스 봉선 등의 스테인리스 강재여도 된다. 마찬가지로, 강 제품은, 성분 조성에 Cr 을 10 % 이상 포함하는 스테인리스 강재를 사용하여 제조된 스테인리스강 제품이어도 된다. 예를 들어, 스테인리스 강재 및 스테인리스강 제품의 성분 조성의 일례로는, SUS430 (합금 원소량 : 0.10 % C - 0.5 Si - 0.8 Mn - 17 Cr) 을 들 수 있다.
[강재의 제조 과정]
본 발명의 강재의 탈수소 방법에서는, 강 소재를 공급하는 공급 공정, 강 소재에 열간 가공을 실시하는 열간 가공 공정, 강 소재로부터 얻어진 강재를 검사하는 검사 공정, 및, 강재를 출하하는 출하 공정을 포함하는, 일련의 강재의 제조 과정에 있어서, 공급 공정으로부터 출하 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 강재 (또는, 공정에 따라서는 강 소재) 에 대하여, 적어도 1 회, 소정의 조건으로 음파를 조사한다. 이와 같이, 강재의 제조 과정에 있어서의 대상 강에 음파를 조사함으로써, 강중 수소량을 충분히 또한 효율적으로 저감할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 각종 강재에 있어서의 잔류 수소 기인의 품질 저하를 충분히 억제할 수 있다. 또, 음파의 조사를 복수 회 실시함으로써, 음파의 조사를 1 회만 실시하는 경우보다 더욱 강중 수소량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 음파의 조사를 2 회 이상의 복수 회 실시하는 것이 바람직하다. 음파의 조사를 복수 회 실시하는 경우에는, 하나의 제조 공정에 있어서 음파를 2 회 이상 조사해도 되고, 상이한 제조 공정에 있어서 음파를 각각 조사해도 되며, 이들의 조합이어도 된다.
그리고, 본 발명의 강재의 탈수소 방법은, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 음파 조사 장치 (10) 를 사용하여, 도 2 에 나타내는 바와 같이 강재 (20) 에 대하여 음파를 조사함으로써 실시 가능하다. 이하, 도면을 참조하면서, 음파를 조사하는 대상이 강재인 경우의 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명한다. 음파를 조사하는 대상이 강재 이외의 강 소재, 강 제품인 경우에도, 강재에 대해서 후술하는 내용을 적용할 수 있다.
[[음파의 조사 수단]]
강재에 대한 음파의 조사는, 도 1 에 나타내는 바와 같은 일반적인 음파 조사 장치 (10) 로부터, 후술하는 각 공정에 제공되고 있는 강재 (20) 의 임의의 부위에 음파를 쏘임으로써 실시할 수 있다.
음파 조사 장치 (10) 는, 일반적으로, 제어기 (11) 와, 음파 발진기 (12) 와, 진동 변환자 (스피커) (13) 와, 부스터 (앰프) (14) 와, 호른 (15) 과, 소음계 (16) 를 구비한다. 음파 발진기 (12) 는, 일반적인 주파수 (예를 들어 50 Hz 또는 60 Hz) 를 갖는 전기 신호를 원하는 주파수의 전기 신호로 변환하여, 진동 변환자 (13) 에 전달한다. 또한, 전압은 통상적으로 AC 200 ∼ 240 V 가 일반적인 바, 음파 발진기 (12) 내부에서 1000 V 가까이까지 증폭된다. 음파 발진기 (12) 로부터 전달된 원하는 주파수의 전기 신호는, 진동 변환자 (13) 내부에 있는 피에조 압전 소자에 의해, 기계적 진동 에너지로 변환되고, 이 기계적 진동 에너지는 부스터 (14) 에 전달된다. 부스터 (14) 는, 진동 변환자 (13) 로부터 전달된 진동 에너지의 진폭을 증폭 (혹은 최적인 진폭으로 변환) 하여, 호른 (15) 에 전달한다. 호른 (15) 은, 부스터 (14) 로부터 전달된 진동 에너지에 지향성을 갖게 하여, 지향성을 가진 음파로서 공기 중을 전파시키기 위한 부재이다.
적합한 일례로서, 강재를 향해서 지향성이 있는 음파를 조사하는 관점에서, 호른 (15) 은 원통상의 부재로 할 수 있다. 그러나, 소정의 조건으로 음파를 조사할 수 있는 한, 호른 (15) 의 형상은 원통상으로 한정되지는 않는다. 그리고, 도 2 의 (A), (B) 에 나타내는 바와 같이, 강재 (20) 의 임의의 부위, 바람직하게는, 원하는 음파를 효율적으로 받기 쉬운 관점에서 강재에 있어서 비교적 넓은 면적을 갖는 주표면에 음파가 도달하도록, 단수 또는 복수의 음파 조사 장치 (10) 를 설치한다. 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 음파의 주된 진행 방향 (W) 이 강재 (20) 의 조사면 또는 조사 부위에 대하여 수직 (조작의 성질 및 강재의 형상상, 대략 수직을 포함하고, 예를 들어, 조사면이 곡면인 경우는 그 접평면에 대하여 수직 또는 대략 수직) 인 것이 바람직하다. 또, 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 강재 (20) 의 표면으로부터 임의의 간격으로 (바람직하게는 연직 방향 상방으로) 이간하는 복수의 음파 조사 장치 (10) 로 이루어지는 장치군으로부터 강재 (20) 를 향해서 음파를 조사함으로써, 당해 강재 (20) 의 표면 전체를 효율적으로 음파에 노출시킬 수 있고, 강재 (20) 를 통판시키는 경우에는 음파에 노출되는 시간을 충분히 확보할 수도 있다. 이와 같이, 음파의 조사는, 강재에 비접촉으로 실시할 수 있다.
[[음파의 조사 조건]]
음압 레벨
강재에 확실하게 진동을 부여하여, 수소의 확산을 촉진하기 위해서, 음파 조사 처리에서는, 강재 표면에서의 음압 레벨이 30 dB 이상을 만족하는 것이 중요하고, 60 dB 이상으로 하는 것이 바람직하고, 80 dB 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 일반적으로 입수 가능한 음파 조사 장치의 성능상, 음파 조사 처리에서는, 강재 표면에서의 음압 레벨은, 통상적으로, 150 dB 이하이며, 140 dB 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 강재 (20) 의 표면에서의 음압 레벨은, 음파 조사 장치 (10) 로부터 발생하는 음파의 세기 (예를 들어, 출력), 및/또는, 음파 조사 장치 (10) 의 설치 위치 (즉, 음파 조사 장치 (10) 와 강재 (20) 의 조사면의 거리) 를 적절히 변경하여 조정할 수 있다. 또, 강재 (20) 의 표면에서의 음압 레벨은, 각 강재 (20) 에 있어서 음파가 조사되는 표면 근방, 또한, 음파 조사 장치 (10) 와의 거리가 최단 거리가 되는 위치에 소음계 (16) 를 설치함으로써, 측정할 수 있다.
주파수
강재에 조사하는 음파의 주파수가 10 Hz 미만이면, 음파의 조사에 의해 부여된 진동이 강재의 강성에 방해받아, 강재 중에서의 수소의 확산이 촉진되지 않고, 강중 수소량이 충분히 감소하기 어렵다. 따라서, 강재에 조사하는 음파의 주파수는, 10 Hz 이상인 것이 바람직하고, 100 Hz 이상인 것이 보다 바람직하고, 500 Hz 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1000 Hz 이상인 것이 한층 바람직하다. 한편, 강재에 조사하는 음파의 주파수가 100000 Hz 를 초과하면, 발생시킨 음파의 공기 중에서의 감쇠가 현저하고, 강재의 표면에 충분한 진동이 부여되지 않기 때문에, 효율적으로 강중 수소량을 감소시키기 어렵다. 따라서, 강재에 조사하는 음파의 주파수는, 100000 Hz 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 조사하는 음파의 주파수는, 예를 들어, 음파 조사 장치 (10) 등의 음파 출력측에서 적절히 설정할 수 있다. 그리고, 주파수에 의한 내지연파괴 특성에 대한 효과를 높이는 관점에서는, 강재 (20) 의 표면과 음파 조사 장치 (10) 의 최단 직선 거리를 15 m 이내로 하는 것이 바람직하고, 5 m 이내로 하는 것이 보다 바람직하다.
조사 시간
강재로부터 수소를 탈리시켜 강중 수소량을 충분히 저감시키는 관점에서, 음파 조사 처리에서는, 강재에 대한 음파의 조사 시간은 1 초 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5 초 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10 초 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 생산성을 저해하지 않는 관점에서, 강재에 대한 음파의 조사 시간은 3600 초 이하로 하는 것이 바람직하고, 1800 초 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 900 초 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 강재에 대한 음파의 조사 시간이란, 강재의 어느 표면이, 어느 한 공정 (예를 들어, 열간 가공 공정, 검사 공정 등) 의 사이에 음파에 노출되는 합계 시간을 의미하며, 당해 표면이 한 번에 복수의 음파 조사 장치 (10) 로부터의 음파에 노출되는 경우, 또는, 한 공정 중에 복수 회에 걸쳐서 음파에 노출되는 경우에는, 그 적산 시간을 의미한다. 조사 시간은, 예를 들어, 단수의 음파 조사 장치 (10) 에 의한 조사 시간을 개별적으로 조정해도 되고, 음파 조사 장치 (10) 에 의한 조사 횟수에 따라 조정해도 되고, 장치군을 구성하는 음파 조사 장치 (10) 의 수에 따라 조정해도 된다. 또, 강재를 통판시키고 있는 한중간에 음파를 조사하는 경우의 조사 시간은, 강재의 통판 속도와, 복수의 음파 조사 장치 (10) 로 이루어지는 장치군의 통판 방향을 따른 수에 따라 조정할 수 있다.
[[음파를 조사하는 공정]]
강재의 탈수소 방법에서는, 공급 공정, 열간 압연으로 대표되는 열간 가공 공정, 검사 공정, 및 출하 공정을 포함하는 강재의 제조 과정에 있어서, 상기 공급 공정으로부터 출하 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 강재 (또는 강 소재) 에 대하여, 상기 서술한 조건에 따라서 적어도 1 회 음파를 조사한다. 여기서, 강재의 제조 과정은, 상기 공급 공정으로부터 출하 공정까지의 사이에, 냉간 압연 등의 냉간 가공 공정, 어닐링 등의 열 처리 공정, 그 외, 각 강재를 얻기 위해서 특화한 임의의 그 밖의 공정을 순서부동으로 추가로 포함할 수 있다. 음파의 조사는, 상기에 예시되는 어느 것의 공정에 있어서 적어도 1 회 실시하면 된다.
통상적으로, 강 소재 및 그 후의 강재는, 상기 서술한 공정에 앞서 실시되는 주조 공정 또는 조괴 공정을 거쳐 고체 상태이다. 강재가 고체 상태가 되는 주조 공정 또는 조괴 공정보다 후의 공정은 각 강재의 종류에 따라 상이하며, 대표적인 플로는 이하와 같다.
후강판의 제조 플로의 일례를 도 3 에 나타낸다. 도 3 상단의 후강판의 제조 과정에서는, 연속 주조 공정 등의 주조 공정 및/또는 조괴 공정 후에, 강 소재의 공급 공정 ; 가열 등의 열 처리 공정 ; 마무리 압연 등의 열간 가공 공정 ; 냉각 등의 그 밖의 공정 ; 노멀라이징, ??칭, 템퍼링 등의 열 처리 공정 ; 전단, 숏 블라스트, 도장 등의 그 밖의 공정 ; 을 실시하고, 검사 공정 ; 출하 공정으로 이어진다.
소정의 조건으로 음파를 조사하는 한, 상기 어느 공정에 있어서 음파를 조사해도, 최종적인 후강판에 있어서의 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다. 그러나, 수소는, 각 공정에 있어서 불가피적으로 강중에 침입하므로, 강중 수소량을 보다 저감시킨 상태에서 강재를 출하하는 관점에서는, 출하 공정 및/또는 이것에 가까운, 검사 공정, 도장 공정, 숏 블라스트 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 바람직하고, 검사 공정, 도장 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 보다 바람직하고, 검사 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 최종적인 강중 수소량을 보다 저감시키는 관점에서는, 상기 어느 것의 공정과 검사 공정의 2 공정 이상에 있어서 음파를 조사하는 것이 특히 바람직하다.
형강의 제조 플로의 일례를 도 4 에 나타낸다. 도 4 상단의 형강의 제조 과정에서는, 연속 주조 공정 등의 주조 공정 및/또는 조괴 공정 후에, 강 소재의 공급 공정 ; 분괴 압연 등의 열간 가공 공정 ; 가열 등의 열 처리 공정 ; 산화 피막 제거 (디스케일링) 등의 그 밖의 공정 ; 조(粗)압연, 중간 압연과 같은 열간 압연 등의 열간 가공 공정 ; 통 컷 소 등의 그 밖의 공정 ; 마무리 압연과 같은 열간 압연 등의 열간 가공 공정 ; 핫 소, 냉각, 교정 등의 그 밖의 공정 ; 을 실시하고, 검사 공정 ; 출하 공정으로 이어진다.
소정의 조건으로 음파를 조사하는 한, 상기 어느 공정에 있어서 음파를 조사해도 최종적인 형강에 있어서의 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다. 그러나, 수소는, 각 공정에 있어서 불가피적으로 강중에 침입하므로, 강중 수소량을 보다 저감시킨 상태에서 강재를 출하하는 관점에서는, 출하 공정 및/또는 이것에 가까운 검사 공정, 교정 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 바람직하고, 검사 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 보다 바람직하다. 그리고, 최종적인 강중 수소량을 보다 저감시키는 관점에서는, 상기 어느 것의 공정과 검사 공정의 2 공정 이상에 있어서 음파를 조사하는 것이 특히 바람직하다.
형강의 교정 공정에 있어서 음파를 조사하는 경우에는, 예를 들어, 형강을 교정기에 통과시키고, 교정기의 출측에 설치한 음파 조사 장치를 사용하여 형강에 대하여 음파를 조사하는 수법을 들 수 있다.
강관의 제조 플로의 일례를 도 5 에 나타낸다. 도 5 상단의 강관의 제조 과정에서는, 연속 주조 공정 등의 주조 공정 및/또는 조괴 공정 후에, 강 소재의 공급 공정 ; 가열 등의 열 처리 공정 ; 열간 압연 등의 열간 가공 공정 ; 냉간 압연 등의 냉간 가공 공정 ; 조관, 단접, 용접 등의 그 밖의 공정 ; 을 실시하고, 검사 공정 ; 출하 공정으로 이어진다.
소정의 조건으로 음파를 조사하는 한, 상기 어느 공정에 있어서 음파를 조사해도 최종적인 강관에 있어서의 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다. 그러나, 수소는, 각 공정에 있어서 불가피적으로 강중에 침입하므로, 강중 수소량을 보다 저감시킨 상태에서 강재를 출하하는 관점에서는, 출하 공정 및/또는 이것에 가까운 검사 공정, 용접 공정, 단접 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 바람직하고, 검사 공정, 용접 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 보다 바람직하고, 검사 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 최종적인 강중 수소량을 보다 저감시키는 관점에서는, 상기 어느 것의 공정과 검사 공정의 2 공정 이상에 있어서 음파를 조사하는 것이 특히 바람직하다.
봉선의 제조 플로의 일례를 도 6 에 나타낸다. 도 6 상단의 봉선의 제조 과정에서는, 연속 주조 공정 등의 주조 공정 및/또는 조괴 공정 후에, 강 소재의 공급 공정 ; 가열 등의 열 처리 공정 ; 열간 압연 등의 열간 가공 공정 ; 냉각, 숏 블라스트, 그라인더 등의 그 밖의 공정 ; 을 실시하고, 검사 공정 ; 출하 공정으로 이어진다.
소정의 조건으로 음파를 조사하는 한, 상기 어느 공정에 있어서 음파를 조사해도 최종적인 봉선에 있어서의 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다. 그러나, 수소는, 각 공정에 있어서 불가피적으로 강중에 침입하므로, 강중 수소량을 보다 저감시킨 상태에서 강재를 출하하는 관점에서는, 출하 공정 및/또는 이것에 가까운 검사 공정, 그라인더 공정, 숏 블라스트 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 바람직하고, 검사 공정, 그라인더 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 보다 바람직하고, 검사 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 최종적인 강중 수소량을 보다 저감시키는 관점에서는, 상기 어느 것의 공정과 검사 공정의 2 공정 이상에 있어서 음파를 조사하는 것이 특히 바람직하다.
봉선을 제조할 때의 보다 구체적인 순서의 일례로는, 예를 들어, 봉선을 가열로에 통과시키고 (열 처리 공정) ; 조압연기에 통과시키고 (열간 가공 공정) ; 중간 수냉각대에 통과시키고 (그 밖의 공정) ; 마무리 압연기에 통과시키고 (열간 가공 공정) ; 최종 냉각대에 통과시키고 (그 밖의 공정) ; 코일 권취 (그 밖의 공정) 를 실시하는 흐름으로 작업이 실시된다. 여기서, 예를 들어, 상기 최종 냉각대와 코일 권취와의 라인간에 음파 조사 장치를 설치하여, 음파를 조사하는 수법을 들 수 있다.
더욱 구체적인 예로서, 후강판이 스테인리스강으로 이루어지는 스테인리스 후강판의 제조 플로의 일례를 도 7 에 나타낸다. 도 7 상단의 스테인리스 후강판의 제조 과정에서는, 연속 주조 공정 등의 주조 공정 및/또는 조괴 공정 후에, 강 소재의 공급 공정 ; 열간 압연 등의 열간 가공 공정 ; 냉간 압연 등의 냉간 가공 공정 ; 어닐링 등의 열 처리 공정 ; 산 세정, 연마 등의 그 밖의 공정 ; 을 실시하고, 검사 공정 ; 출하 공정으로 이어진다.
소정의 조건으로 음파를 조사하는 한, 상기 어느 공정에 있어서 음파를 조사해도 최종적인 스테인리스 후강판에 있어서의 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다. 그러나, 수소는, 각 공정에 있어서 불가피적으로 강중에 침입하므로, 강중 수소량을 보다 저감시킨 상태에서 강재를 출하하는 관점에서는, 출하 공정 및/또는 이것에 가까운 검사 공정, 연마 공정, 산 세정 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 바람직하고, 검사 공정, 연마 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 보다 바람직하고, 검사 공정에 있어서 음파를 조사하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 최종적인 강중 수소량을 보다 저감시키는 관점에서는, 상기 어느 것의 공정과 검사 공정의 2 공정 이상에 있어서 음파를 조사하는 것이 특히 바람직하다.
[강 제품의 제조 과정]
본 발명의 강 제품의 탈수소 방법에서는, 제철소로부터 출하되는 강재에 대한, 운반 공정, 보관 공정, 및 강재에 가공을 실시하여 강 제품으로 하는 가공 공정을 포함하는, 일련의 강 제품의 제조 과정에 있어서, 출하되는 강재로부터, 운반 공정, 보관 공정, 및 가공 공정 중 임의의 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 강재 (또는, 공정에 따라서는 강 제품) 에 대하여, 적어도 1 회, 소정의 조건으로 음파를 조사한다. 이와 같이, 강 제품의 제조 과정에 있어서의 대상 강에 음파를 조사하는 것에 의해서도, 강중 수소량을 충분히 또한 효율적으로 저감할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 각종 강 제품에 있어서의 잔류 수소 기인의 품질 저하를 충분히 억제할 수 있다.
그리고, 본 발명의 강 제품의 탈수소 방법도, 상기 서술한 강재의 탈수소 방법과 마찬가지로, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 음파 조사 장치 (10) 를 사용하여, 도 2 에 나타내는 바와 같이 강재 (20) 또는 강 제품 (20) 에 대하여 음파를 조사함으로써 실시 가능하다.
본 발명의 강 제품의 탈수소 방법에 있어서의, 음파의 조사 수단 ; 음압 레벨, 주파수, 조사 시간과 같은 음파의 조사 조건 ; 은, 상기 서술한 강재의 탈수소 방법에 따르면 된다. 강 제품의 제조 과정에 있어서의 운반 공정, 보관 공정, 및 가공 공정의 어느 공정에 있어서 음파를 조사해도 최종적인 강 제품에 있어서의 강중 수소량의 저감을 도모할 수 있다.
[강중 수소량]
그리고, 상기 서술한 방법에 따라서 탈수소 처리를 실시한 강재·강 제품에서는, 강재·강 제품의 표면에 음파가 조사되어 강제 가진되었으므로, 강중에 내재하는 수소가 효율적으로 충분히 저감되어 있다. 이것은, 상기 서술한 바와 같이, 강재·강 제품을 강제 가진시킴으로써 표면의 격자 간격을 확장하고, 격자간을 팽창시키는 강 내부의 수소를 보다 포텐셜 에너지가 낮은 유리한 인장측으로의 확산을 유기 (誘起) 시킴으로써 수소 확산이 촉진되었기 때문인 것으로 생각된다. 탈수소 처리에 의한 강중 수소량의 감소의 효과는, 이하의 식 (1) 또는 (1)' 로 나타내는 저감 수소율로 평가할 수 있다.
저감 수소율 (%) = (A ― B) / A × 100 … (1)
또는,
저감 수소율 (%) = (A' ― B') / A' × 100 … (1)'
여기서,
A : 음파 조사에 의한 탈수소 방법을 실시하지 않고 제조한 강재의 강중 수소량 (ppm),
B : 음파 조사에 의한 탈수소 방법을 실시하여 제조한 강재의 강중 수소량 (ppm) 이고,
A' : 음파 조사에 의한 탈수소 방법을 실시하지 않고 제조한 강 제품의 강중 수소량 (ppm),
B' : 음파 조사에 의한 탈수소 방법을 실시하여 제조한 강 제품의 강중 수소량 (ppm) 이다.
본 명세서에서는, 상기 식 (1), (1)' 에 따라서 산출되는 저감 수소율이 10 % 이상인 경우에, 강재·강 제품의 강중 수소량이 충분히 저감될 수 있었던 것으로 판단한다.
또한, 강재·강 제품에 있어서의 강중 수소량은, 후술하는 실시예에 기재된 수법에 의해 측정할 수 있다.
(제조 방법)
본 발명의 강재 및 강 제품의 제조 방법에서는, 상기 서술한 탈수소 방법을 실시한다. 요컨대, 본 발명의 제조 방법에서는, 상기 서술한 소정의 조건으로, 강 소재, 강재 또는 강 제품에 대하여 음파를 조사하고, 강중 수소량을 충분히 저감한 다음에 강재 또는 강 제품을 제조하고 있으므로, 얻어지는 각종 강재·강 제품은, 잔류 수소 기인의 품질 저하가 충분히 억제된 것이 된다.
실시예
이하, 본 발명에 대해서 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예는, 본 발명의 적합한 일례를 나타내는 것이며, 본 발명을 조금도 한정하는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예는, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 더하여 실시하는 것도 가능하며, 그러한 양태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(실시예 1)
표 1 ∼ 4 에 나타내는 조건에 따라서, 후강판, 형강, 강관, 및 봉선을 제조하기 위한 제조 과정에 있어서, 강 소재 또는 강재에 대하여, 음파를 조사하여, 또는, 음파를 조사하는 일 없이, 각종 강재를 제조하였다. 각 공정에 있어서의 강 소재·강재는 고체 상태였다.
또한, 각 공정에 있어서 음파를 조사한 횟수는 1 회였다.
얻어진, 후강판, 형강, 강관, 및 봉선의 각 강재에 대하여, 각각 100 개씩, 길이가 30 ㎜, 폭이 5 ㎜ 인 시험편을 채취하였다. 이들 시험편에 대해, 승온 탈리 분석법 (Thermal Desorption Spectrometry : TDS) 에 의해 강중 수소량을 측정하였다. 그리고, 측정된 강중 수소량으로부터, 100 개의 강재의 평균 강중 수소량 (ppm) 을 산출하고, 평균 강중 수소량과 상기 식 (1) 로부터 저감 수소율 (%) 을 산출하였다.
결과를 표 1 ∼ 4 에 나타낸다.
(실시예 2)
표 5 에 나타내는 조건에 따라서, 후강판, 형강, 강관, 또는 봉선을 출발하여 얻어지는 각종 강 제품을 제조하기 위한 제조 과정 (단, 강재의 출하 공정보다 후공정이다) 에 있어서, 강재에 대하여, 음파를 조사하여, 또는, 음파를 조사하는 일 없이, 각종 강 제품을 제조하였다. 어느 강재도 고체 상태였다.
또한, 각 공정에 있어서 음파를 조사한 횟수는 1 회였다.
후강판의 경우, 레이저 절단으로 대표되는 전단, 굽힘, 타발 및 용접 등의 가공 공정에 의해 건산기용 프레임의 강 제품을 제조하였다. 제조 시에, 강재의 운반 공정, 보관 공정, 또는 가공 공정으로서의 레이저 절단 가공 시에 음파를 조사하였다.
형강의 경우, 전단, 연삭 등의 가공 공정에 의해 H 형 강의 강 제품을 제조하였다. 제조 시에, 강재의 운반 공정, 보관 공정, 또는 가공 공정으로서의 연삭 가공 시에 음파를 조사하였다.
강관의 경우, 레이저 절단으로 대표되는 전단, 굽힘 및 용접 등의 가공 공정에 의해 자동차용 임팩트 빔의 강 제품을 제조하였다. 제조 시에, 강재의 운반 공정, 보관 공정, 또는 가공 공정으로서의 레이저 절단 가공 시에 음파를 조사하였다.
봉선의 경우, 냉간 압조, 열 처리, 및 연삭 등의 가공 공정에 의해 볼트의 강 제품을 제조하였다. 제조 시에, 강재의 운반 공정, 보관 공정, 또는 가공 공정으로서의 연삭 가공 시에 음파를 조사하였다.
후강판, 형강, 강관, 또는 봉선을 출발하여 얻어진 각 강 제품에 대해, 실시예 1 과 동일한 수법으로, 산출된 평균 강중 수소량과 상기 식 (1)' 로부터 저감 수소율 (%) 을 산출하였다.
결과를 표 5 에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
표 1 ∼ 5 로부터 분명한 바와 같이, 소정의 조건으로 음파 조사 처리를 실시한 본 발명예의 강재·강 제품에서는, 모두 10 % 이상의 저감 수소율을 달성하고 있고, 강중 수소량이 충분히 저감되어 있는 것을 알 수 있었다.
한편, 음파를 조사하지 않았거나, 또는, 조사한 음압 레벨이 30 dB 에 미치지 않는 비교예에서는, 강재·강 제품마다, 본 발명예와 비교해서, 평균 강중 수소량이 많고, 저감 수소율도 10 % 미만으로 저레벨에 머물렀다.
이에 따라, 본 발명의 탈수소 방법 및 제조 방법은, 강재 및 강 제품의 조직 변화 및 기계적 특성의 변화가 우려되는 열 처리에 의지하는 일 없이, 강재 및 강 제품의 강중 수소량을 효율적 또한 충분히 저감할 수 있고, 강재 및 강 제품에 있어서의 수소 기인의 품질 저하를 효율적 또한 충분히 억제할 수 있어, 유용한 것을 알 수 있었다.
본 발명에 의하면, 두께가 크거나, 또는, 복잡한 형상을 갖는 강재·강 제품 전반에 대하여, 기계적 특성을 변화시키는 일 없이, 효율적으로 강중 수소량을 저감시키는 것이 가능하다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 탈수소 방법을 이용하여, 잔류 수소 기인의 품질 저하를 억제한 강재·강 제품을 제조하는 것이 가능하다.
10 : 음파 조사 장치
11 : 제어기
12 : 음파 발신기
13 : 진동 변환자
14 : 부스터
15 : 호른
16 : 소음계
20 : 강 소재, 강재, 강 제품

Claims (7)

  1. 강 소재를 공급하는 공급 공정, 상기 강 소재에 열간 가공을 실시하는 열간 가공 공정, 상기 강 소재로부터 얻어진 강재를 검사하는 검사 공정, 및, 상기 강재를 출하하는 출하 공정을 포함하는, 일련의 강재의 제조 과정에 있어서,
    상기 공급 공정으로부터 상기 출하 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 상기 강 소재 및 강재의 적어도 일방에 대하여, 그 강 소재 또는 강재의 표면에서의 음압 레벨이 30 dB 이상을 만족하도록 음파를 조사하는 처리를, 적어도 1 회 실시하는, 강재의 탈수소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일련의 강재의 제조 과정이, 상기 열간 가공 공정 후의 강재에 냉간 가공을 실시하는 냉간 가공 공정을 추가로 포함하는, 탈수소 방법.
  3. 제철소로부터 출하되는 강재에 대한, 운반 공정, 보관 공정, 및 상기 강재에 가공을 실시하여 강 제품으로 하는 가공 공정을 포함하는, 일련의 강 제품의 제조 과정에 있어서,
    상기 출하되는 강재로부터, 상기 운반 공정, 보관 공정, 및 가공 공정 중 임의의 공정까지의 어느 것의 단계에 있는 상기 강재 및 강 제품의 적어도 일방에 대하여, 그 강재 또는 강 제품의 표면에서의 음압 레벨이 30 dB 이상을 만족하도록 음파를 조사하는 처리를, 적어도 1 회 실시하는, 강 제품의 탈수소 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파는, 10 ∼ 100000 Hz 의 주파수를 갖는, 탈수소 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파를 조사하는 처리에 있어서, 상기 음파의 조사 시간을 1 초 이상으로 하는, 탈수소 방법.
  6. 제 1 항에 기재된 탈수소 방법을 실시하는, 강재의 제조 방법.
  7. 제 3 항에 기재된 탈수소 방법을 실시하는, 강 제품의 제조 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55154517A (en) * 1979-05-22 1980-12-02 Kawasaki Steel Corp Detecting method for furnace condition of converter
JP2789953B2 (ja) * 1992-07-23 1998-08-27 日本鋼管株式会社 Cglアップレグクーラ
EP1342799B1 (en) * 2000-12-07 2007-01-17 Aoyama Seisakusho Co., Ltd. Method for baking steel parts
RU2197541C1 (ru) * 2001-11-12 2003-01-27 Кукушкин Николай Николаевич Способ упрочнения инструментов и деталей и установка для осуществления способа
JP3974840B2 (ja) * 2002-10-10 2007-09-12 新日本製鐵株式会社 鋼板の脱水素方法およびそれを用いた鋼板の製造方法
CN101443469B (zh) * 2007-01-31 2012-10-24 独立行政法人产业技术综合研究所 奥氏体系不锈钢及其除氢方法
CN101692382B (zh) * 2009-09-30 2011-08-24 常熟市友邦散热器有限责任公司 变压器用散热器的驱氢方法
EP3757243B1 (en) * 2018-03-30 2022-05-04 JFE Steel Corporation High-strength galvanized steel sheet, high strength member, and method for manufacturing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019188642A1 (ja) 2018-03-30 2019-10-03 Jfeスチール株式会社 高強度鋼板およびその製造方法

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