KR900006604B1 - 열연공정제어에 의한 열연강판 제조법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열연공정제어에 의한 열연강판 제조법

제1도는 본 발명을 적용하는 열연 런 아웃테이블(Runout Table) 냉각설비의 개략도.

제2도는 본 발명의 열간압연 및 냉각제어를 적용한 열간압축 및 냉각시험.

제3도는 본 발명의 냉각조건을 적용한 냉각시험.

제4도는 열간압연후 냉각개시 시간에 따른 페라이트 결정립의 변화를 나타내는 그래프.

제5도는 냉각조건 변화에 따른 페라이트 결정립의 변화를 나타내는 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 사상압연기 2 : 런아웃테이블 냉각설비

2-1 : 주수량의 미세조정이 가능한 버니어영역

3 : 권취기 4 : 사상압연출측온도 측정기

5 : 권취온도 측정기

본 발명은 열연강판 제조시에 사상압연종료후에서의 냉각개시시간과 냉각속도를 변경시키는 열연공정제어를 통하여 결정립을 미세화 시켜서 강도와 인성을 동시에 향상시키는 열연강판 제조법에 관한 것이다. 열연강판을 제조하는 방법은 먼저 바라는바 기계적성질을 얻기 위해서 화학성분과 마무리압연(Finish rolling)종료온도 및 권취온도를 결정하여 그 목표치에 잘맞도록 공정을 제어하여 제조하는 것이 일반적이다.

그리고 열연강판의 기계적 성질에 미치는 공정인자로는 마무리압연 출측온도와 권취온도가 중요하다는 것은 이미 잘알려진 사실이다.

제1도는 이와 같이 기계적성질에 중요한 영향을 주는 열연 런아웃테이블(Runout Table)설비를 나타낸것이다.

제1도에 나타난 바와 같이, 통상, 사상압연기(1)에서 마무리(사상)압연된 열연강판은 런아웃 테이블 냉각설비(2)에서 냉각되고 주수량의 미세 조정이 가능한 버어너 영역(2-1)을 통과한 다음 권취기(3)에서 권취되므로서, 열연강판이 최종 제조되며, 이때, 사상압연기(1)에서 압연된 열연강판은 사상압연출측온도측정기(4)에 의해서, 그리고 런아웃 테이블냉각설비(2)를 빠져나온 열간압연판은 권취온도측정기(5)에 의해서 사상압연출측온도 및 권취온도가 측정된다.

여기에서 목표하는 마무리 압연출측온도가 권취온도를 맞추기 위해서 통상제어하는 방법은 마무리 압연속도, 판두께, 사상압연출측온도, 권취온도에 맞추어 제어컴퓨터에서 주수할 거리를 미리 계산하여 런아웃 테이블냉각설비(2)의 전단부에서 냉각수를 주수하기 시작하고 런아웃 테이블냉각설비(2) 후면에 있는 권취온도 측정용 측정기(온도계)(5)에 의해서 실제온도를 측정하여 목표온도와의 차이를 런아웃 테이블냉각실비(2)의 끝부분인 버니어영역(2-1) (Vernier Zone)에서 미세조정하고 있다.

한편, 열연강판의 재질을 결정하는 금속학적인자는 주로 페라이트(Ferrite)의 결정립 크기와 탄화물의 석출상태 및 각조직의 분율인데, 강도와 인성을 동시에 향상시킬 수 있는 방법은 결정립 미세화뿐이다. 이러한 결정립 미세화를 위해서 일반적으로 사용하는 방법은 스라브(Slab) 가열시에 오스테나이트(Austenite)결정립 성장을 억제하기 위해서 저온가열하고, 열간압연시 재결정영역에서 강압하를 하여 오스테나이트조직을 미세하게하고, 계속해서 미재결정 영역에서 강압하를 하여 오스테나이트에서 페라이트로 변태시에 페라이트의 핵생성사이트(Site)를 오스테나이트 결정입계뿐만 아니라 오스테나이트결정입내에서도 동시에 생성케하여 변태후의 조직인 페라이트를 균일화 미세화시키는 방법이다.

그리고 최근에는 냉각시에 냉각속도를 증가시켜 과냉도를 크게하여 페라이트의 핵생성속도를 증가시켜서 페라이트 결정립을 미세화 시키는 것이 통상의 방법이다. 이때 냉각개시 시간은 열간 압연시 받은 잔류 스트레인(Strain)의 회복을 억제하기 위해서 열간압연직후 냉각시키는 방법이 유효하다고 알려져 왔다.

본 발명의 목적은 상기와 같이 열간압연직후에 냉각을 개시하고, 냉각속도를 제어함에 의해 종래의 결정립을 미세화시키는 방법이상으로 결정립을 미세화 시키기위한 열연강판의 제조방법으로 제공하는데 있다.

본 발명은 중량%로, C : 0.05-0.20%, Mn : 0.1-1.5%, Si : 0.01-0.3%, Sol.Al : 0.001-0.09%, P : 0.001-0.04% 및 S : 0.001-0.04%의 조성을 갖는 일반탄소강을 열연압연하여 열연강판을 제조함에 있어서, 마무리 압연후 냉각개시시간은 마무리 압연후 1-4초 범위로. 냉각개시온도는 800-900℃ 범위로 조절하고 ; 그리고 10-100℃/초의 냉각속도로 300-600℃의 권취온도 범위까지 냉각제어 한다음, 공냉시킴으로써, 열연강판의 결정립을 미세화시켜 강도와 인성을 동시에 향상시킬 수 있는 열연공정제어에 의한 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서 냉각시, 종래의 냉각방법은 냉각개시 시간을 제어하지 않고 런아웃 테이블의 전단부로부터 냉각을 개시하던 것을, 냉각개시 시간을 1-4초로 변화시킴에 의해서 열간압연된 오스테나이트의 재결정을 일으켜서 오스테나이트를 미세화시키고 냉각속도를 10-100℃/초로 증가시킴에 의해서 과냉도를 증가시켜 오스테나이트에서 페라이트로의 변환비(오스테나이트 1개의 결정립에서 상변태시 변환되는 페라이트결정립수)를 증가시키는 것이다.

이때 냉각개시시간의 최저값을 1초로한 것은 마무리 압연종료온도가 900℃로 높은 경우 일반탄소강의 개결정에 필요한 시간에 해당하고, 최고값을 4초로 한것은 마무리 압연 종료온도가 800℃로 낮은 경우에 재결정에 필요한 시간에 해당하고, 또 그 이상의 냉각개시 시간이 필요한 경우에는 공정상에서 냉각개시 시간의 제어가 사실상 불가능하게 되기 때문이다.

그리고, 냉각속도의 최저값을 10℃/sec로한 경우는 열연에서의 열간압연직후의 오스테나이트 결정립이 미세하기 때문에 그 이하에서는 오스테나이트에서 페라이트로 변태될때 변환비가 거의 1에 가깝기 때문에 냉각속도의 효과를 기대할 수 없고, 최대값을 100℃/sec로 한것은 그 이상이 되면 열연작업시 통판성이 나빠지게되고 급속냉각에 의한 열연판의 변형이 유발될 가능성이 있기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 냉각개시 시간을 제어하고 냉각속도를 제어함에 의해서 결정립을 미세화시키는 본발명의 효과를 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예에서는 본 발명에서 적용한 압연 및 냉각공정을 열간압축및 냉각시험으로 대체하였다.

하기표1의 조성을 갖는 일반 탄소강재를 제2도에 나타난 바와 같이, 5℃/sec로 1000℃까지 가열하여 5분동안 유지후 950℃ 및 850℃에서 각각 30%열간압축을 실시한 다음, 냉각개시 온도가 850℃가 되게하여 냉각개시시간을 0.1초에서 5초 까지 변화시키면서 30℃/sec 냉각속도로 600℃까지 수냉한 후 공냉하여 최종시험편발명재(A-D) 및 비교재(1-4)을 제조하였다.

[표 1]

* Ceq=C＋Mn/6＋Si/24

상기와 같이 제조원 최종시험편에 대하여 조직시험을 하고, 그 결과를 열간압연후 냉각 개시까지의 시간(sec)에 따른 페라이트 결정립크기(μm)의 변화로 제4도에 나타내었다.

제4도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 냉각 개시시간(1-4초)에 부합되는 시험편즉, 발명재(A-D)는 본 발명의 냉각개시 시간을 벗어나는 시험편즉, 비교재(1-4)보다 미세한 페라이트 결정립을 얻을 수 있으며, 특히, 냉각개시시간이 2초인 경우즉, 발명재(B)가 가장 미세한 페라이트 결정립을 갖게 됨을 알 수 있다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서와 같은 조성을 갖는 일반탄소강재를 제3도에 나타낸 바와 같이 5℃/sec로 950℃까지 가열하여 3분간 유지후 냉각개시온도는 850℃로하고 냉각개시시간은 2sec로하여 냉각속도를 5℃/sec-110℃/sec로 변화시키면서 300-600℃의 권취온도까지 수냉한 다음 공냉하여 최종시험편(발명재 및 비교재)을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 시험편(발명재 및 비교재)에 대하여 조직시험을 하고, 그 결과를 냉각속도(℃/sec)에 따른 페라이트 결정립크기(μm)의 변화로 제5도에 나타내었다.

제5도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 냉각속도에 부합되는 10℃/sec에서 부터 냉각속도가 증가함에 따라 페라이트 결정립이 미세해짐을 알 수 있다. 그러나, 110℃/sec 이상의 냉각속도에서는 페라이트 결정립은 미세할지라도 열연작업시 통판성이 나쁘고 급속냉각에 의한 열연판의 변형이 유발될 가능성이 있기 때문에 본 발명의 범위에서 제외시킨 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 마무리 압연후 냉각개시 시간 및 냉각속도를 제어함으로써 결정립을 미세화시켜 인성 및 강도를 동시에 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중량%로, C : 0.05-0.20%, Mn : 0.1-1.5%, Si : 0.01-0.3%, Sol.Al : 0.001-0.09%, P : 0.001-0.04% 및 S : 0.001-0.04%로 조성되는 일반탄소강을 열간압연하여 열연강판을 제조하는 방법에 있어서, 마무리 압연후 냉각개시 시간은 마무리압연후 1-4초 범위로, 냉각개시온도는 800-900℃범위로 조정하고 ; 10-100℃/sec의 냉각속도로 300-600℃의 권취온도범위까지 제어냉각한 다음 공냉하는 것을 특징으로 하는 열연공정제어에 의한 열연강판의 제조방법.

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