KR940004821B1 - 가공성이 우수한 극청정 고탄소강의 제조방법 - Google Patents

가공성이 우수한 극청정 고탄소강의 제조방법 Download PDF

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Abstract

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Description

가공성이 우수한 극청정 고탄소강의 제조방법
제1도는 알루미나 개재물 함량에 따른 신선 및 연선시의 단선율변화를 나타내는 그래프
제2도는 개재물 거동을 나타내는 CaO-SiO2-Al2O33원계 상태도.
본 발명은 가공성이 우수한 극청정 고탄소강의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고탄소 경강선재의 극세선 신선 및 연선가공시 우수한 가공성과 안정된 기계적 성질을 확보하기 위한 극청정 고탄소강의 제조방법에 관한 것이다.
최근 경제의 급속한 발달에 따라 고탄소 경강선재 수요가 가공시 가혹한 가공성 및 우수한 피로수명 내구력 확보를 위해 내외부의 엄격한 품질이 요구되는 추세이다.
이를 위해 통상적으로 고탄소 경강선재의 청정강 제조시 실시되는 용강내 플럭스(Flux) 처리기술을 고탄소강의 청정성을 좌우하는 중요한 것이다. 그런데, 종래 플럭스 처리 기술로는 단지 제강 노외정련 공정중 래들퍼니스(Ladle furnace)에서 플럭스를 투입하고 버블링(Bubbling) 처리하는 방법이 실시되고 있었을 뿐이었다. 그러나, 이러한 종래의 래들퍼니스에서의 플럭스 처리는 용강중에 알루미늄등 대형 개재물이 다량 함유도므로 고탄소강의 극청정성 확보 및 세선 가공 작업시 단선발생 및 피로수명 감소등의 문제점이 있었다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 용강 조성중 Al 함량을 엄격히 제어하고, 플럭스 처리 방법을 변경하므로서 신선 및 연선가공성이 우수한 극청정 고탄소강의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 래들퍼니스에서 통상의 플럭스를 용강에 투입하여 플럭스 처리하는 극청정 고탄소강을 제조하는 방법에 있어서, C : 0.65-0.90중량%, Total·Al : 0.001중량5 이하, Total·O2: 20ppm 이하, N2: 25ppm 이하, P : 0.011중량5 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유된 불순물로 이루어진 조성을 갖는 용강에, 래들퍼니스, 탈가스설비 및 턴디쉬에서 각각 800-1200kg/100ton-용강, 100-130kg/100ton-용강, 및 100-130kg/100ton-용강 투입하여 플럭스 처리하므로서, 가공성이 우수한 극청정강 고탄소강을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 상기 용강 성분의 수치한정이유등에 대하여 설명한다.
상기 탄소는 고용강화원소로서 탄소함유량이 0.65중량% 이하일 경우, 고탄소강에서의 적정한 강도 확보 (0.15mm, 300kg/㎟ 이상)가 곤란하고, 0.9중량% 이상일 경우에는 CO, CO2등의 산화물등에 의하여 비금속개재물이 형성되어 연주주편의 중심부에 편석이 발생되고 이로 인하여 제품신선 연성 가공시 단선이 유발되어 가공성을 해치므로 0.65-0.9중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 알루미늄(Al)은 가장 중요한 관리원소의 하나로서 알루미늄이 잔존할 경우 알루미나의 경한비금속개재물에 의해 제 1 도에 나타난 바와같이 신선 및 연선가공시 단선이 유발되므로 상기 알루미늄(Total·Al)의 함량은 0.001중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 산소(Total·O2)는 비금속개재물증가의 원인이 되므로 그 함량은 20ppm 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 질소(N2)는 연속신선에서 가공경화를 유발하여 취성의 원인이 되므로, 그 성분은 25ppm으로 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인(P)은 Fe와 화합물을 만들어 응고하여 편석하기 쉬운 원소로서 상온 취성 및 인성을 저하시키며 가공시 단선유발 및 취성에 의한 피로강도의 저하로 인하여 세선으로 신선, 연선 가공시 단선이 유발되기 때문에, 그 함량은 0.011% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 용강의 플럭스 처리에 대하여 설명한다.
본 발명은 래들퍼니스에서만 플럭스 처리를 하는 종래의 방법과는 달리, 용강중에 탈가스 설비 및 턴디쉬에서 혼입되는 개개물의 혼입을 방지하기 위하여 탈가스 설비 및 턴디쉬에서도 플럭스 처리를 하므로서, 극청정 고탄소강을 제조하는 것이다.
상기 용강을 본 발명에 따라 플럭스 처리하면, 비금속개재물 크기가 제어되고, 융점이 높고 경한개재물인 크리스토버라이트(Christobalite, MnO-Al2O3·SiO2-CaO·Al2O3·SiO2, 융점 : 1500-1600℃) 및 코룬듐 (Corundum, Cao·SiO2·2Al2O3, 융점 : 1400-1600℃)계 개재물 생성이 방지되고, 신선 및 연선가공시 변형능(연선)이 우수한 연성 개재물인 세퍼사이타이트(Spessartite, Cao·Al2O3·2SiO2,2CaO·Al2O3·SiO2,CaO·SiO2,융점 : 1200-1300℃)계 개재물이 생성되므로 신선 및 연선가공시 가공성을 향상시키게 되는 것이다.
그러나, 상기 플럭스 처리시 플럭스 투입량이 너무 적게 되면, 충분한 개재물 흡수능을 확보할 수 없고 상기 고융점 개재물이 형성되며, 너무 많게 되면, 플럭스투입에 의해 형성된 슬래그가 용강에 유입되어 대형 개재물의 발생원인이 되므로, 래들퍼니스, 탈개스설비(RH) 및 턴디쉬에서의 플럭스 투입량은 각각 800-1000kg/100ton-용강, 100-130kg/100ton-용강, 및 100-130kg/100ton-용강으로 제한하는 것이 바람직하며, 래들퍼니스에서의 보다 바람직한 플럭스 투입량은 1000kg/100ton-용강이다.
한편, 본 발명에 적용되는 플럭스는 통상의 플럭스를 사용할 수 있지만 CaO : 44.0%, SiO2: 52.0%, Al2O3: 2% 이하, 및 기타성분으로 이루어진 플럭스가 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
하기표 1과 같이 조성되는 용강을 하기표 1의 플럭스처리 조건으로 플럭스 처리한 소재를 0.15mmφ용 극세선타이어 코드로 신선, 연선가공을 실시하고, 선재재질 시험을 하여, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.
여기서 사용된 플럭스는 CaO : 44.0%, SiO2: 52.0%, Al2O3: 2% 이하 및 기타 불순물로 조성되는 것이다.
[표 1]
[표 2]
상기 표 2에 나타난 바와같이, 본 발명강 (1) 및 (2)를 소재로하여 0.15mmφ 극세선으로 신선, 연선가공하는 경우에는 우수한 피로강도 및 단선율이 얻어지는데, 이는 제 2 도의 (가)의 조성을 갖는 개재물이 생성되기 때문이다.
이에 반하여, 래들퍼니스에서만 플럭스 처리한 비교강 (1)을 소재로 하여 신선, 연선가공하는 경우에는 청정성 미흡 및 신선, 연선 가공시 단선율 및 피로강도가 열화됨을 알 수 있는데, 이는 제 2 도의 (나)의 조성을 갖는 개재물이 생성되기 때문이다.
상술한 바와같이, 본 발명은 신선, 연선 가공성이 우수한 극청정 고탄소강을 제공하므로서, 고탄소 경강선재의 극세선 생산 공정에 적용시 품질이 우수한 고탄소 경강선재의 극세선을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 래들퍼니스에서 통상의 플럭스를 용강에 투입하여 플럭스 처리하는 극청점 고탄소강 제조 방법에 있어서, C : 0.65-0.90중량%, Total·Al : 0.001중량% 이하, Total·O2: 20ppm 이하, N2: 25ppm 이하, P : 0.011중량% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유된 불순물로 이루어진 조성을 갖는 용강에 상기 플럭스를 래들퍼니스, 탈가스 설비 및 턴디쉬에서 각각 800-1200kg/100ton-용강, 100-130kg/100ton-용강, 및 100-130kg/100ton-용강의 양을 투입함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 극청정 고탄소강의 제조방법.
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