KR870001090B1 - 콘크리이트용 철근 제조법 - Google Patents

콘크리이트용 철근 제조법

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Abstract

내용 없음.

Description

콘크리이트용 철근 제조법
본 발명은 항복 강도와 연성 및 용접성이 증가된 콘크리이트용 철근을 경제적으로 제조하는 방법에 관한 것이다. 철근은 압연직후나 혹은 압연증에 급속 냉각 처리를 하여 제조한다.
전기한 방법으로 철근을 제조할 때, 압연 로울 운전자는 몇 가지의 제약을 받게 된다. 첫째, 압연된 바아의 압출 속도 및 온도가 압연 로울의 특성에 따르게 되고, 부가해서 냉각장치를 설치할 공간이 제한되는 것이다.
기계적인 특성과 경비문제를 절충하는 몇 가지의 방법은 이미 사용되어 왔다. 그 첫째 방법은 탄소(일예로 0.3%) 및 망간(일예로 1.3%)을 첨가하여 항복 강도가 증가된 ″자연적인 강도″를 갖는 철근을 제조하는 것이다. 이러한 방법으로 제조한 철근은 양호한 항복강도(420MPa 이상, 약 42kg/㎟ 이상)를 유지하나, 연성 및 굴곡성이 저하되고 그 용접성이 매우 저하되게 된다.
용접성을 증가시키기 위해서는 탄소 함유량을 감소시켜야 하며, 탄소 함유량을 감소시키면 항복 강도가 감소하게 된다.
이러한 항복강도의 감소를 보상하는 2가지의 방법이 공지되어 있다. 그 첫째 방법은 강에 니오브 혹은 바나듐과 같은 요소를 미세한 양으로 합금시키는 것이다. 그러나 이 방법은 첨가하는 합금요소의 가격이 고가이기 때문에 제조비가 많이 소요된다. 둘째 방법은 비틀림과 같은 방법으로 철근을 냉간 변형시켜 강의 항복강도를 증가시키는 것이다. 이 방법은 비용문제 외에도 항복강도를 증가시킴으로써 연성이 저하되는 문제점을 내포한다.
본 발명은 철근의 표면층을 마르텐 사이트 혹은 베이나이트로 처리하기 위해 고온 압연된 철근에 급속냉각(시간이 제한됨)을 수행하는 최신 기술에 근거를 둔 방법을 사용한다. 이러한 급속 냉각에 이은 냉각에 의해 철근의 중심, 즉 급속 냉각 처리가 되지 않은 부분은 페라이트 및 카바이드로 변환된다. 급속 냉각 시간을 적절히 제한함으로써, 철근의 중심 온도를 비교적 높게 유지하여 철근의 단면에 온도 기울기를 형성하여 이후의 냉각으로 표면층의 마르텐 사이트 혹은 베이나이트 조직을 뜨임 처리할 수 있다. 급속냉각의 시간 제한은 급속냉각 최종 단계에서 중심의 온도를 설정함으로써 정확하게 수행할 수 잇다. 실제로 본 발명의 방법은, 철근의 중심으로부터 전달된 열에 의해 재가열이 관찰되는 위치의 철근의 표면 온도를 측정함으로써 수행한다.
따라서 본 형태의 방법은 ″급냉 및 자기뜨임″으로 공지된 방법을 급냉 상태의 최종 단계에서 중심부의 온도로 구성되는 특징에 따라 적용할 수 있다(기존의 철근을 제조하는 제원이 공지된 장치에서 적용함). 부가해서 이때의 온도는 철근의 항복 강도 및 연성을 조화시키기 위해 최적 온도로 간주되는 850℃ 정도가 되어야 한다.
이러한 조합적인 방법을 사용함으로써 제조되는 철근의 질을 향상시킬 수 있는 것은 분명하다. 그러나 사용자가 상기 제조 상태를 이용하기 위해서는 상기와 같은 필요한 온도를 얻을 수 있는 장치를 선택하여야 한다.
본 발명의 방법은 철근에 필요한 강화를 수행할 수 있는 급냉 장치로 제조되는 각 제품의 변수를 지정하는 것이다. 공지된 바와 같이 여기에서 각 변수는 보통 Ø로 표시되고 MW/㎡(1MW/㎡=23.9Cal/s.㎠)단위로 나타내는 급냉 강도, 즉 평균 열선속 밀도와 t로 표시되고 초 단위로 나타내는 급냉 시간을 사용한다.
특히 이러한 방법은 예를 들어 항복 강도가 400-600MPa (40-60kg/㎟)이고 연성율이 14% 이상인 품질 규격을 만족시키는 기계적 특성을 갖는 철근 제조에 사용할 수 있다.
본 발명의 방법을 사용하는 철근 제조 방법에 있어서, 철근을 압연중 혹은 압연 후에 급속히 냉각시키고 급냉을 조절하는 변수 Ø 및 t는 다음 상태를 만족시키도록 한다.
0.45d-〈Ø.t〈0.82d+0.6
log Ø≥-0.964.logd+2.098
여기에서 d는 처리되는 철근의 직경을 mm로 나타내는 것을 말한다.
본 발명의 방법을 사용함으로써 기계적 특성이 양호하게 조합된 최상의 제품을 제조할 수 있다. 한편 마르텐 사이트화 내지는 베이나이트화 처리된 부분의 체적과 자기 뜨임에 의해 연화된 부분은 고항복강도를 유지할 수 있기에 충분하다. 다른 면에서 고찰해 볼 때 연성도 역시 만족할만한 수준으로 유지된다.
본 발명의 제1실시예로써 압연기에서 12m/sec의 속도와 1,050℃의 온도로 압출되는 직경 20mm인 철근을 사용한다. 용접성 및 경제성의 이유로 해서, 철근에 함유된 화학적인 성분은 탄소 0.1-0.2%, 망간 0.8-1.3% 사이로 한다. 본 실시예에서는 탄소 0.13%, 망간 1.2%의 강을 사용한다. 압연 상태에서의 강의 항복 강도는 대략 365MPa(37kg/㎟)이고 연신율은 22-24%이다.
항복 강도와 연성이 증가된 콘크리이트용 철근을 제조하기 위해, 설비 및 이용 공간에 따라 운전자는 하기 조건에 따른 급냉 강도 및 길이(즉 처리 시간)로 된 장치를 선택하여야 한다. 즉,
Ø≥7MW/㎡(167cal/s.㎠)
8.6〈Ø.t〈17
600-800℃ 사이에 평균 열선속이 10MW/㎡(239cal/s.㎠)이고 길이(L)가 12m인 장치를 선택할 경우 제조되는 철근의 항복강도는 500MPa(50kg/㎟)이고 연신율은 20.6%가 된다. Ø=8.4MW/㎡(200cal/s.㎠)이고 L=20.5m인 장치를 사용할 경우에 제조되는 철근의 항복 강도는 550MPa(56kg/㎟)이고 연신율은 18.5%이다. 이 경우에 처리시간은 1.7sec이고 Ø와 t의 곱은 14.35이다.
제2실시예로 18m/sec 속도와 1,000℃의 온도로 압연기에서 압출되는 직경 8mm의 철근을 사용한다. 이 강은 탄소 0.18%와 망간 0.8%를 함유한다. 압연되는 상태에서의 강의 항복강도는 325MPa(33kg/㎟)이고 연신율은 30%이다.
이 경우에, 본 발명의 방법에 부과되는 제한은 다음과 같다.
Ø≥17MW/㎡(406cal/s.㎠)
3.2〈Ø.t〈7.16
Ø=17MW/㎡(406cal/s.㎠),L=4.5m인 장치를 사용할 경우에, 제조되는 철근의 항복 강도는 500MPa(50kg/㎟)이고 연신율은 18%이다. 이때에 처리시간은 0.25sec이고 Ø와 t의 곱은 4.25이다.
Ø=25MW/㎡(597cal/s.㎠), L=3m인 장치에서 0.17sec동안 처리하면 상기 철근과 동일 특성을 갖는 철근을 제조할 수 있다.

Claims (1)

  1. (2회 정정) 철근을 압연중 또는 직후에 급냉구조 형성점 이하의 온도로 급속표면 냉각하여 마르텐사이트 또는 베이나이트 표면층이 철근에 형성되게 하고, 공기 중에서 냉각하여 이 냉각증에 표면층이 철근의 비급냉 중심부에서 나오는 열에 의해 뜨임 처리되게 하는, 항복강도가 400MPa 내지 600MPa(40kg/㎟-60kg/㎟)이며 연신율이 최소한 14%인 철근을 제조하는 방법에 있어서, d가 mm단위로 표시되는 철근직경을 나타낼 때, 식
    log Ø≥-0.964logd+2.098
    에 의해 주어지는 최소값과 같거나 보다 큰 평균열선속밀도 Ø의 값을 선택하는 공정, 바람직한 항복강도에 도달하도록 식
    0.45d-0.4〈Ø.t〈0.82d+0.6
    에 의해 속냉각기간 t를 계산하는 공정 및 이 계산된 기간 t동안 선택된 평균 열선속도밀도 Ø값으로 급속표면 냉각처리를 하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 철근 제조방법.
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