KR930001127B1 - 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연 스트립 또는 시이트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연 스트립 또는 시이트의 제조방법

제1도 스킨패스압연중 연신율의 함수로서 로우핑(roping)높이와 얇은 스트립(박대) 또는 시이트제품의 기계적특성을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 스트립 또는 시이트제품의 두께보다 약간 두껍거나 비슷한 두께를 가지고 있는 주조스트립을 냉각압연함으로써 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연스트립 또는 시이트를 제조하는 방법에 관한 것이며, 이때 이 주조스트립은 주조스트립과 주형벽 사이에서 상대적 속도의 차이가 없이 주조스트립과 주형벽이 이동되는 동기식 연속주조기에 의해 주조된 것이다. 연속주조기를 사용하여 스테인레스강의 냉간압연스트립 또는 시이트를 제조하는 종래방법은 주형을 강하게 진동시키면서 스테인레스강의 용융물을 두께가 1000mm 이상인 주조슬랩으로 주조하고, 이 주조슬랩을 표면처리 또는 표면청정 처리하고, 이 슬랩을 1000℃ 이상의 온도로 가열한 후 조압연 스탠드와 마무리 압연스탠드로구성된 핫스트립밀에 의해 열간압연하여 두께가 수 밀리미터인 스트립으로 형성하고, 이 핫스트립을 소둔하거나 또는 소둔하지 않고, 이 핫스트립을 탈스케일하고, 핫스트립을 냉간압연하 후 최종 소둔을 하고, 소둔된 스트립을 스킨패스압연을 하는 것으로 이루어진다.

이 종래방법은 두께가 100mm 이상인 주조슬랩을 열간압연하기 위해 핫스트립밀의 장대한 라인이 요구도고 주조슬랩을 가열하고 열간압연하는데 다량의 에너지가 소모된다는 점에서 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 핫스트립의 두께와 동등하거나 또는 근사한 두께를 가지고 있는 주조스트립을 제조하는 방법의 개발에 대한 연구가 진행되어 왔다. 이들 방법에는 “철과 강”, 1985, A 197-A 256페이지에 보고된 것처럼, 주조 스트립과 주형의 내벽간에 상대적인 속도차없이 주조스트립과 주형의 내벽이 이동되는 동기식 연속주조방법 예컨대 트윈로울방법 또는 트윈벨트방법이 포함된다. 그럼에도 불구하고, 이와 같은 동기식 연속주조방법을 사용하여 스테인레스강의 냉간압연 스트립제품 또는 시이트제품을 제조할 때, 주조 스트립으로부터 제품까지의 프로세스 중 공정의 감소 또는 생략으로 인하여 최종 스트립제품 또는 시이트제품의 표면외관이 비교적 불량하다는 문제점이 아직도 발생된다.

본 발명자들은 가장 널리 사용되는 오스테나이트계 스테인레스강인 JIS SUS 304 스테인레스강의 용융물을 내부 수냉식 트윈-로울연속주조기를 사용하여얇은 스트립(박대) 형태의 주조스트립으로 주조하고, 이 스트립을 냉간압연하여 냉간압연스트립 또는 시이트로 형성하고, 이 냉간압연된 스트립 또는 시이트를 소둔하고 산세척하여 “2B” 스트립제품 또는 시이트제품(JIS G4305로 지정됨)을 얻는 한편, 이 냉간압연된 스트립 또는 시이트를 광휘소둔하여 “BA” 스트립제품 또는 시이트제품(JIS G4305로 지정됨)을 얻었다. 연구결과로써 트윈-로울형 연속주조기를 사요하여 제조한 시이트제품의 표면에는 미세한 주름 또는 미세한 분화구 모양의 기복(이하, “로우핑”이라 함)과 같은 특징적인 외관과 불균일한 광택 또는 고르지 않은 윤을 나타난다는 사실을 알게 되었다.

본 발명의 목적은 주조스트립과 주형의 내벽간에 상대적인 속도차가 없이 주조스트립과 주형이 이동되는 동기식 연속주조기에 의하여 주조되어 스트립제품 또는 시이트제품의 두께와 근사한 두께를 가지고 있는 주조스트립을 로우핑 또는 불균일한 광택과 같은 표면에서의 특징적인 문제점을 일으키지 않으면서 냉간압연함으로써 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연스트립 또는 시이트를 제조하는 간단한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 상기한 목적을 달성하기 위하여, 주형벽이 주조스트립과 동기적으로 이동되는 연속주기를 사용하여 오스테나이트계 스테인레스강의 용융물을 두께가 10mm 이하인 얇은 스트립의 형태의 주조스트립으로 주조하는 공정 ; 이 주편을 냉간압연하여 냉간압연스트립으로 형성하는 공정 ; 이 냉간압연 스트립을 최종 소둔하는 공정 ; 및 0.5 내지 2.5%의연신율로 이 소둔된 스트립을 스킨패스 압연하는 공정으로 구성된 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연스트립 또는 시이트의 제조방법이 제공된다. 주조스트립이 냉간 압연전에 탈스케일을 위하여 산세척되어야 한다면, 주조스트립을 900 내지 550℃의 온도범위에서 적어도 10℃/초 이상의 냉각속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 냉각하기 전에, 주조스트립을 1050℃ 이상의 온도에서 소둔하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서, 주형벽이 주조스트립과 동기적으로 이동되는 연속주조방법은 “철과 강”, 1985, 페이지 A200 내지 A203에서 재검토된 것처럼 싱글-로울프로세스, 트윈-로울프로세스, 내부링 프로세스, 로울과 벨트프로세스, 트윈-벨트프로세스, 이동주형프로세스 및 분사-로울프로세스로 인용된 프로세스를 포함한다.

본 발명자는 트윈-로울형연속주조기에 의해 주조된 얇은 스트립의 형태의 오스테나이트계 스테인레스강의 주조스트립을 냉간압연하여 얻은 스트립 또는 시이트제품에서 발생되는 로우핑과 불균일한 광택에 관한 원인을 알아내어 그 해결책을 개발하였다. 냉간압연될 소재가 조대한 γ입도(grain size)를 가지고 있으며 냉간압연시 로루핑이 일어나므로, 로우핑은 γ입도를 미세하게 하기 위한 주조 및/또는 냉각조건을 조정하고, γ입도를 미세하게 하기 위하여 경로울(hard roll)을 사용하여 냉간압연 하거나 또는강에 특정원소를 첨가함으로써 방지될 수 있다. 그러나 본 발명자들은 이 시이트외관의 종래 문제점, 즉 로우핑과 불균일한 광택에 대한 도 다른 해결책을 스킨패스압연의 제어에 의해 발견했는데, 이 스킨패스압연은 냉간압연후에 이어서 최종소둔한 후 실행된다.

본 발명자들은 또한 입도의 분포가 불균일한 주조스트립에서 석출된 탄화크롬으로 인하여 냉간압연전의 산세척중에 입계부식이 일어나는경우불균일한 광택이 초래된다는 것을 발견했다. 본 발명자들은 주조스트립의 주조시 주조스트립의 냉각 또는 소둔후 냉각중에 탄화크롬의 석출온도 영역에서적절한 냉각속도로 주조스트립을 냉각한다면 불균일한 광택이 방지될 수 있다는 것을 알게 되었다. 로우핑과 불균일한 광택의 상기한 원인과 그것에 대한 해결책은 트윈-로울형 프로세스를 포함하는 모든 동기식 연속주조프로세스에 일반적으로 적용될 수 있는데, 이 프로세스에서는 주형과 주조스트립간의 상대적인 속도차없이 주형과 주조스트립이 이동된다.

본 발명 방법의 제한사항은 다음 설명에 근거한 것이다. 두께가 10mm 이상인 얇은 스트립형태의 주조스트립을 동기식 연속주조기를 사용하여 주조하였다면, 이렇게 해서 얻은 주조스트립은 응고도중과 응고후에 높은 냉각속도로 냉각하였더라도 스킨패스압연에 의해 로우핑을 제거하기에는 너무 조대한 γ입도를 가지고 있다. 그러므로, 주조스트립의 두께는 10mm 이하로 제한하여야 한다. 주조스트립은 미세한 γ입자, 즉 평균입경이 100mm 이하 또는 입도번호 4(JIS G0551) 이상인

입자를 가지고 있는 것이 바람직하다. 주조스트립을 스트립제품 또는 시이트제품으로 냉간압연하는 것은 중간소둔과 함께 도는 중간소둔없이 실행될 수 있고, 산화로 인한 칼러링이 얼어나지 않는 온도범위에서 실행될 수 있고, 온간압연일 수도 있다. 제품두께로의 냉간압연이 완료된 후에, 최종소둔이 수행된다. 최종소둔이 산호성 분위기에서 실생되었다면, 소둔된 스트립은 탈스케일되고 나서 스킨패스압연되어 JIS“2B” 스트립제품 도는 시이트가 얻어진다. 최종 택스츄어소둔이 비산화성분위기에서 실생된다면, 즉 광휘소둔이 실행된다면, 소둔된 스트립이 탈스케일되지 않고 직접 냉간압연되어 JIS“BA” 스트립제품 또는 시이트제품이 얻어진다.

본 발명에 다른 스킨패스압연은 0.5 내지 2.5%의 연신율 범위내에서 실행되어야 한다. 이 제한이유를 제1도에 의해 설명한다. 제1도에는 스테이레스강의 용융물을 내부수냉식 트윈-로울형 연속주조기를 사용하여 두께가 3.3mm인 주조스트립으로 주조하고, 주조스트립을 50 내지 85%의 다양한 압하율로 냉간압연하고, 냉간압연스트립을 1100℃에서 30초동안 소둔하여 얻은 SUS 304 스테인레스강스트립 또는 시이트시편에 대한 스킨패스압연의 연신율의 함수로서 스트립제품 도는 시이트제품의 기계적 특성과 로우핑높이를 보여준다. 이 결과에 의하면 스킨패스압연전의 0.6 내지 0.7㎛의 파동높이 또는 로우핑 높이는 0.5% 이상의연신율로 실행된 스킨패스압연에 의해 완전하게 제거된다는 사실을 알 수 있다. 0.2㎛를 초과하지 않는 높이의 로우핑은 스트립제품 또는 시이트제품에 대해 아무런 문제를 초래하지 않으므로 “로우핑이 없음”이라는 상태로 간주된다. 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연스트립 또는 시이트를 제조하는 종래방법에서, 스킨패스압연이 0.5% 이하의 연신율로 실행된다. 스킨패스압연에서의 연신율이 증대되면 0.2% 내력이 증대되고 스트립제품 또는 시이트제품의 연신율이 감소된다 하더라도, 2.5%를 초과하지 않는 스킨패스 압연에서의 연신율은 시이트제품으로서 아무런 문제를 초래하지 않는다. 즉 실용상 요구된 기계적 특성이 확보될 수 있다.

본 발명자들은 상기한 결론이 SUS 304외의 오스테나이트계 스테인레스강에도 적용될 수 있다는 것, 즉 스킨패스압연에서의 연신율이 0.5 내지 2.5%의 범위내에 있으면 기계적 특성을 확보하면서 문제점 없이 로우핑을 제거할 수 있다는 사실을 확인 하였다.

본 발명은 또한 디입드로잉중에 일어나는 이어링이 본 발명에서는 열간압연을 이용하지 않기 때문에 열간 압연을 통해서 얻어지는 종래 스트립제품 또는 시이트제품과 비교했을 때 억제된다는 점에서 추가적인 작용효과를 제공한다. 따라서 본 발명의 전압하율은 종래방법의 전압하율보다 적으므로, 그 결과 압연집합조직의 발달이 의미가 있게 즉 충분히 억제되어서 기계적 특성의 이방성이 경감된다. 강 스트립표면의 컨디셔닝 또는 조정은 필요에 따라 냉간압연전에 실행될 수 있다. 표면컨디셔닝은 냉간압연이 실질적인 문제 없이 수행될 수 있는 정도까지 주조스트립 표면위에 존재하는 결함 또는 거칠음을 제거하기 위하여 실행된다. 이와 같은 표면컨디셔닝을 연삭, 쇼트블라스팅, 가압수에 의한 입자분사, 브러싱, 저압하율의 압연 또는 강스트립의 크롬함유량에 따라 냉간압연전에 실행될 수 있다. 표면컨디셔닝은 냉간압연이 실질적인 문제 없이 수행될 수 있는 정도까지 주조스트립 표면위에 존재하는 결함 또는 거칠음을 제거하기 위하여 실행된다. 이와 같은 표면컨디셔닝을 연삭, 쇼트발라스팅, 가압수에 의한 입자분사, 브러싱, 저압하율의 압연 또는 강스트립의 크롬함유량에 따라 용해속도(dissolution rate)가 의미가 있을 정도로 변화되지 않는 산성용액에 의한 산세척에 의해 실행될 수 있다. 주조스트립은 냉간압연전에 소둔될 수 있다.

본 발명법에 의하면 로우핑을 스킨패스압연에 의해 제거할 수 있다. 산세척이 냉간압연전에 시행되지 않은 경우 또는 압연될 강스트립의 크롬함유량에 따라 용해속도가 의미가 있을 정도로 변호되지 않는 산성용액을 사용하여 산세척이 실행된 경우, 산세척으로 인한 입계부식과 이로 인한 불균일한 광택이 발생되지 않는다. 따라서, 주조온도로부터 주조스트립의 냉각중의 냉각속도 또는 소둔중의 냉각할 때의 냉각속도는 제한되지 않는다. 산세척이 냉각압연전에 탈스케일을 위해서 실행되는 경우, 주조스트립은 청구범위 제2항에 기재된 것처럼 900 내지 550℃의 온도범위에서는 적어도 10℃/초 이상의 냉각속도로 냉각된다. 산세척전의 전처리는 예컨대 쇼트블라스팅 또는 가압수에 의한 입자분사 등과같은 상술한 표면컨디셔닝에 의해 실행된다. 냉각속도는 산세축중에 입계부식을 초래하는 탄화크롬의 입계석출을 방지하기 위하여 제한된다. 이와 같은 입계석출을 억제하면 하기 이유때문에 불균일한 광택을 방지하는데 잇점이 있다. 냉간압연전에 오스테나이트계 스테인레스강을 탈스케일하기 위한 산세척은 강의 크롬함유량에 따라 용해속도가 의미가 있을 정도로 변화되는 질산과 플루오르산의 혼합용액을 사용하여 실행되는 것이 통상적이다. 탄화크롬의 입계석출이 주조 또는 소둔공정에서의 냉각중에 일어났다면 입계부식은 쉽게 발생된다. 주조스트립의 냉각압연중에, 불균일한 광택이 입계부식에 의해 초래된다. 따라서 주조온도로부터 특정된 냉각은 이와 같은 입계석출과 그로부터 생기는 냉간압연 스트립표면위의 불균일한 광택을 억제한다. 주조스트립에 보유된 δ-페라이트의 양을 가급적 적게 하기를 원할 경우, 소둔은 청구범위 제3항에 기재된 것처럼 상기한 냉각에 이은 산세척전에 1050℃ 이상의 온도에서 부가적으로 실행된다. 산세척전의 전처리도 상술한 것과 같은 방식으로 실행될 수 있다. δ-페라이트량이 냉간압연후 소둔함으로써 감소되지만, 주조스트립상태에서 미리 저하시켜야 한다. 왜냐하면, 그것은 스트립제품 또는 시이트제품의 내식성과 성형성에 악영향을 미치기 때문이다.

[실시예]

얇은 스트립 또는 시이트를 [표1]에 표시한 조성을 갖고 있는 여섯 종류의 오스테나이트계 스테인레스강으로부터 트윈로울식 내부수냉식 수직형 연소주조기를 사용한 주조와 냉간압연을 통해서 제조하였다. [표2]에는 주편의 두께, 주조조건, 냉간압연조건 및 스킨패스압연조건을 변경하여 얻은 얇은 스트립제품 또는 시이트제품의 기계적 특성과 표면 외관을 나타내었다. [표2]에서 로우핑높이는 조도측정기에 의해 측정된 웨이브높이로 표시하였고 불균일한 광택은 육안관찰로 평가하였다. 기계적 특성의 면이방성은 다음식에 의해 정의된 △El 값으로 표시하였다.

△El=(El_L+ El_c- 2El₄₅)/2

상기 식에서 El₁, El_c및 El₄₅는 각각 압연방향에서의 연신율(%), 압연방향에 수직인 방향에서의 연신율 그리고 압연방향에 대해 45도 각도로 경사진 방향에서의 연신율을 나타낸다.

본 발명에 따른 시편(1 내지 6)에서 냉간압연중에 발생된 로우핑은 스킨패스압연에 의해 제거되었다. 0.2㎛를 초과하지 않는 높이의 로우핑은 제품에 아무런 문제를 초래하지 않으므로 로우핑으로 판정하지 않았다. 시편(1 내지 6)은 또한 양호한 표면광택으 가지고 있다. 즉 불균일한 광택이 곤찰되지 않았다. 이들 시편들은 실용상 허용될 수 있는 기계적 특성과 종래방법을 통해서 얻어진 시료(13과 14)의 면방성 보다 현저하게 작은 면이방성을 가지고 있다. 비교시편(7과 8)에서, 로우핑은 스킨패스압연에서 연신율이 특정된 하한인 0.5% 보다 작으므로 제거되지 않았다. 특정된 상한인 2.5%를 초과하는 연신율로 스킨패스압연을 한 비교시편(9과 10)에서는 로우핑이 제거되었지만 0.2% 내력이 과도하고 스트립제품 또는 시이트제품의 연신은 불량하고, 실용상 요구되는 기계적특성은 얻을 수 없었다. 900 내지 550℃의 온도범위에서 불충분하게 늦은 냉각속도하에 제조된 시편(9 내지 12)에서 불균일한 광택이 질산과플루오르산 혼합용액을 사용한 산세척중의 입계부식으로 인하여 나타났다. 150mm 두께의 슬랩을 4.5mm 두께의 핫스트립으로 열간압연하고 [표2]에 표시된 후속공정에 의해 제조한 종래시편(13과14)은 로우핑 또는 불균일한 광택은 나타내지 않지만 본 발명 시편(1 내지 6)보다 더 큰 기계적 특성의 면이방상을 가지고 있다. 스트립제품 또는 시이트제품의 두께와 근사한 두께의 주조스트립을 연속주조하고 주조스트립을 냉간압연하는, 오스테나이트계 스테인레스강의 스트립 또는 시이트를 제조하기 위한 본 발명의 방법은 감소된 전압하율로 인하여 표면외관의 무제를 해결하였으므로, 핫트립밀이 생략될 수 있고 즉, 열간압연이 생략될 수 있고, 이로써 프로세스공정을 감소시킬 수 있고 이에 따른 에너지 소비를 절감할 수 있다.

본 발명의 방법은 저압하율이 보다 낮으므로 압연집합조직의 발달이 방지되기 때문에 디입드로잉가공중에 일어나는 이어링이 충분히 억제될 수 있다는 점에서 또 다른 잇점을 갖고 있다.

[표 1]

[표 2]

Claims (3)

1. 주형벽이 주조스트립과 동기적으로 이동되는 연속주조기를 사용하여 오스테나이트계 스테인레스강의 용융물을 두께가 10mm 이하인 얇은 스트립의 형태의 주조스트립으로 주조하는 공정, 기계적 탈스케일 방법에 의해 주조스트립을 탈스케일하는 공정, 냉간압연 스트립을 형성시키기 위해 탈스케일된 주조스트립을 냉간압연하는 공정, 냉간압연 스트립을 최종소둔하는 공정 및 최종소둔된 스트립을 0.5 내지 2.5%의 연신율로 스캔패스압연하는 공정으로 이루어진 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연 스트립 또는 시이트의 제조방법.
2. 주형벽이 주조스트립과 동기적으로이동되는 연속주조기를 사용하여 오스테나이트계 스테인레스강의 용융물을 두께가 10mm 이하인 얇은 스트립의 형태의 주조스트립으로 주조하는 공정, 주조스트립을 900 내지 550℃의 온도범위에서 적어도 10℃/초 이상의 냉각속도로 냉각하는 공정, 산세척에 의해 냉각된 스트립을 탈스케일하는 공정, 냉간압연 스트립을 형성시키기 위해 탈스케일된 주조스트립을 냉간압연하는 공정, 냉각압연 스트립을 최종소둔하는 공정, 및 최종소둔된 스트립을 0.5 내지 2.5%의 연신유로 스킨패스압연하는 공정으로 이루어진 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연 스트립 또는 시이트의 제조방법.
3. 주형벽이 주조스트립과 동기적으로 이동되는 연속주조기를 사용하여 오스테나이트계 스테인레스강의 용융물을 두께가 10mm 이하인 얇은 스트립의 형태의 주조스트립으로 주조하는 공정, 주조스트립을 1050℃이상의 온도에서 소둔하는 공정, 소둔된 스트립을 900 내지 550℃의 온도범위에서 적어도 10℃/초 이상의 냉각속도로 냉각하는 공정, 산세척에 의해 주조스트립을 탈스케일 하는 공정, 냉간압연 스트립을 형성시키기 위해 탈스케일된 주조스트립을 냉간압연하는 공정, 냉간압연 스트립을 최종소둔하는 공정, 및 최종소둔된 스트립을 0.5 내지 2.5%의 연신율로 스킨패스 압연하는 공정으로 이루어진 오스테나이트계 스테인레스강의 냉간압연 스트립 또는 시이트의 제조방법.

Images