KR960005219B1 - 피쉬스케일 결함발생이 없는 열연법랑용 강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

피쉬스케일 결함발생이 없는 열연법랑용 강판의 제조방법

본 발명은 온수탱크, 화학탱크 및 사일로 등에 사용되는 열연법랑용 강판의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 피쉬스케일(Fishscale) 결함이 없는 열연법랑용 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래의 법랑용 열연강판은 피쉬스케일(Fishscale) 결함의 발생방지에 역점을 두어 개발해 왔다. 피쉬스케일 결함은 수소에 의해 발생하는 결함으로 법랑소성처리시 온도가 상승함에 따라 강판의 수소고용도는 증가하여 가열된 강중에 많은 수소가 고용된다. 소성처리후 제품은 다시 상온까지 냉각하는데 냉각이 진행됨에 따라 강판의 수소 고용도는 감소하므로 강판내의 수소는 과포화상태가 된다. 이 때 강판은 법랑층에 의해 외기와 완전히 차단된 상태이므로 과포화된 수소는 강판 밖으로 빠져나가지 못하고 강판과 법랑층의 계면에 집적하게 되고 냉각이 진행됨에 따라 과포화수소의 양은 점점 많아져 강판과 업랑층의 계면에 점점 많은 양의 수소가 집적하여 고압을 형성하게 된다.

법랑층이 이 압력을 견디지 못하면 수소는 법랑층을 파괴하면서 외기로 방출되는데 이 때 파괴된 법랑층의 표면 형상이 생선비늘(Fishscale)과 유사하여 피쉬스케일 결함이라 하였다. 피쉬스케일 결함을 방지하기 위해서는 소성처리 중에 수소가 강중에 고용되지 않도록 하는 방법과 소성처리중에 수수가 고용되었다 하더라도 냉각중 또는 냉각후에 강판과 법랑층 계면에 고압으로 집적되지 않도록 하는 방법이 있는데, 전자의 방법은 법랑처리공정상 거의 불가능하므로 후자의 방법을 이용하여 왔다. 강중에 고용된 수수를 저장하기 위한 방법으로 냉연강판의 경우 탈탄소둔처리를 하여 강중에 미세한 공간을 생성하는 방법과 미세한 석출물을 냉간압연시 석출물과 기지금속의 변형저항의 차이에 의해 생성되는 미세한 공간과 석출물 기지금속간의 계면을 이용하는 방법 등이 이용되지만 열간압연판은 압연온도가 높아 미세한 공간의 생성이 거의 불가능하여 석출물-기지금속간의 계면만을 이용해야 하므로 많은 양의 석출물을 석출시켜야 한다. 미세한 석출물을 석출시켜 피쉬스케일 결함을 방지하기 위한 대표적인 방법으로는 티타늄탄화물 또는 티타늄질화물을 이용한 방법을 들 수 있는데, 이 방법은 피쉬스케일 결함을 방지할 정도의 충분한 양의 티타늄탄화물을 석출하여 석출물-기지금속간의 계면에 수소가 저장되게 하기 위하여 0.2% 이상의 많은 양의 티타늄을 첨가해야 한다. 그러나, 티타늄은 산화성이 매우 강한 원소이므로 많은 양의 티타늄 첨가는 제조원가를 상승시키는 요인이 될 뿐 만 아니라 연속주조 작업시 산화물의 생성으로 노즐이 막히는 등 연주작업성을 저해하며 산화물에 의해 발생하는 표면 결함으로 법랑처리후 기포결함이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 강중 고온 석출물인 망간황화물(MnS)을 고온에서 석출시켜 강판의 변형저항이 높은 온도에서 열간압연을 실시하여 석출물과 기지금속 사이에서 미세한 공간을 생성하여 수소가 저장될 수 있는 공간을 제공하여 법랑처리후 피쉬스케일 결함의 발생을 방지할 수 있으며 망간 및 황을 이용하므로서 티타늄첨가강의 가장 큰 결점이 법랑처리후 티타늄의 산화물에 의해 발생하는 표면결함을 방지할 수 있는 열연법랑용 강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다. 이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 열연법랑용 강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, C : 0.1% 이하, Mn : 0.2-0.5%, S : 0.05-0.15%, N : 0.01% 이하, Al : 0.01-0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지고, 0.58×Mn/S가 2.0 이상인 알루미늄 킬드강을 1250℃에서 재가열한 후 800℃ 이하의 마무리 압연온도 조건으로 열간압연하고 600℃ 이하에서 권취하여 피쉬스케일 결함발생이 없는 열연법랑용 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 상기한 성분범위 한정이유 및 열간압연 조건 등에 대하여 설명한다.

본 발명에 있어 C(탄소)이 함량이 0.1중량% 이상인 경우에도 항복강도가 너무 높아 가공성이 저하되어 제품의 가공이 곤난하므로, 상기 C의 함량은 0.1중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 Mn(망간)의 함량이 0.2% 이하일 경우 망간의 함량이 낮아 충분한 양의 석출물의 확보가 곤란하여 법랑처리후 피쉬스케일이 발생할 가능성이 높고 고용 황에 의한 열간취성의 우려가 있으므로 망간의 하한값은 0.2%로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, Mn의 함량이 0.5% 이상일 경우 항복강도의 상승으로 가공성이 저하되며, 그 이상은 첨가효과가 없어 필요 이상의 첨가로 원가 상승의 원인이 되기 때문에, 상한값은 0.5%로 제한하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 망간 범위인 0.2-0.5% 범위에서는 망간황화물의 양과 크기가 적당하여 열간압연후 충분한 공간을 확보할 수 있어 법랑처리후 피쉬스케일 발생을 완전히 방지할 수 있으며 어느 정도의 가공성도 확보할 수 있어 열간압연판을 소재로 제조하는 법랑제품에 매우 적합하다. 상기 S(황)의 함량을 0.05-0.15%로 제한한 것은 본 발명의 제한 범위로 첨가할 경우 망간황화물의 양과 크기가 적당하여 열간압연시 충분한 공간을 확보할 수 있어 법랑처리후에 피쉬스케일 발생을 완전히 방지할 수 있기 때문이다. 그렇지만 황의 첨가량이 발명의 하한값인 0.05%보다 적을 경우 망간황화물의 석출량이 적고 크기 또한 작으므로 저온에서 열간압연을 실시하더라도 피쉬스케일 결함을 완전히 방지할 수 있을 정도의 공간을 확보할 수 없으므로 황의 첨가 하한값은 0.05%로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 황의 함량이 과다할 경우 황에 의한 적열 취성의 우려가 있으므로 상한값은 0.15%로 제한하는 것이 바람직하다. 0.58×망간/황의 비를 2 이상으로 제한한 것은 황에 비해 반응성이 강한 망간의 원자수가 황의 원자수에 비해 2배 이상일 경우 고용 상태로 존재하는 황이 없어 효과적으로 망간황화물을 확보할 수 있으며 고용황이 강중에 잔존하므로서 발생할 수 있는 적열취성에 대한 염려도 완전히 없앨 수 있기 때문이다. 상기 질소의 경우 첨가량이 증가할수록 내피쉬스케일은 향상되나 0.01% 이상에서는 첨가 효가가 거의 없기 때문에 그 상한값은 0.01%로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어 강종을 알루미늄킬드강으로 제한한 것은 생산성을 고려한 것으로 Al의 첨가량은 알루미늄킬드강으로 제조할 수 있는 최소한의 첨가량인 0.01%를 하한값으로 하는 것이 바람직하며, 알루미늄 역시 질소와 마찬가지로 첨가량이 많을수록 내피쉬스케일성은 향상되나 0.1% 이상에서는 그 효과가 거의 없으며 제조원가도 상승되기 때문에 상한값은 0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성된 알루미늄킬드강 슬라브를 1250℃ 이상으로 하여 재가열할 경우 많은 양의 망간황화물이 재가열 과정에서 재용해하여 열간압연시 석출물 상태로 존재하므로서 생성되는 미세한 공간의 양이 적어져 법랑처리후 피쉬스케일 발생 가능성이 높기 때문에 상기 슬라브 재가열온도는 1250℃ 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 슬라브 재가열 온도를 1250℃ 이하로 할 경우 미용해 석출물의 양이 충분하여 피쉬스케일의 발생을 완전히 방지할 수 있다. 또한, 상기 열간마무리 압연온도를 800℃ 이하, 바람직하게는 600-800℃의 범위로 하는 것이 좋다. 이때, 마무리 압연온도를 800℃ 이하로 제한한 것은 석출물과 기지금속간의 적당한 공간을 생성시키기 위한 것으로서 800℃ 이상에서 마무리 압연을 할 경우 기지금 속의 변형저항이 낮아 압연중 충분한 공간이 생성되지 않아 법랑처리후 피쉬스케일 결함이 발생할 수 있기 때문이다. 그러나, 마무리 압연온도를 600℃ 이하로 제한하면 강판의 변형저항성이 너무 높아 열간압연이 곤란하여 바람직하지 못하다. 또한, 상기 권취온도를 600℃ 이하, 바람직하게는 500-600℃의 범위를 함이 좋다. 이 때, 권취온도를 600℃ 이하로 제한한 것은 600℃ 이상으로 권취할 경우 권취된 후 공냉중에 열간압연시 생성된 공간이 제거되어 법랑처리후 피쉬스케일 결함이 발생할 수 있기 때문이다. 또한, 권취온도가 500℃ 이하로 되면 강판의 연신율이 너무 낮아져 가공성이 나쁘게 되어 바람직하지 못하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

하기 표 1과 같이 조성되는 강을 용해하여 30mm 두께의 강괴를 제조하고 1150℃ 가열로에서 1시간동안 유지한 후 하기 표 2와 같은 열간압연조건으로 열간압연하여 최종 두께를 3.5mm로 한 다음 하기 표 2와 같은 권취온도에서 권취하였다.

상기와 같이 열간압연된 시편을 염산으로 산세하여 표면의 산화철을 완전히 제거한 수 70℃, 10% 황산용액에서 5분간 침적하여 산세를 실시하고, 온수로 세척한 후 85℃, 3.6g/1 탄산소다 + 1.2g/1 붕사수용액에 5분간 침적하여 중화처리하였다. 전처리를 완료한 시편은 초벌유약으로 강판에 도포한 후 200℃에서 10분간 건조하였다. 건조가 끝난 시편은 830℃에서 5분간 유지하는 소성처리를 실시한 후 급냉하여 초벌법랑 처리를 완료하였다. 초벌법랑처리후 재벌 법랑유약을 도포한 후 810℃에서 5분간 유지하여 재벌 법랑처리를 하였다. 사용한 법랑유약은 해광요업(주)에서 제조한 유약으로 초벌유약은 흑색이며 재벌유약은 백색 일반용 유약을 사용하였다. 소성로 분위기의 노점은 30℃로 매우 가혹한 조건이다. 법랑처리가 끝난 시편은 200℃ 유지로에서 20분동안 유지하여 피쉬스케일 가속처리후 폭 60mm, 길이 200mm에서 발생한 피쉬스케일 결함수를 육안으로 조사하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 상기 시편에 대하여 200g의 강구를 120cm 높이에서 20mm 두께의 나무판에 놓인 법랑처리시편에 자유 낙하한 후 표면 법랑층의 탈락 여부로 법랑 밀착성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 발명재(1-4)는 망간황화물의 크기 및 양이 충분하여 열간압연중 충분한 양의 미세한 공간을 확보할 수 있어 피쉬스케일이 전혀 발생하지 않았다. 그러나, 비교재(5)의 경우에는 망간황화물의 석출량은 적당하지만 열간마무리 압연온도가 본 발명의 범위보다 높으므로 기지금속의 변형저항이 낮아 생성되는 미세한 공간의 양이 적어 법랑처리후 냉각중에 피쉬스케일 결함이 발생하였다. 또한, 비교재(6)의 경우에는 재가열온도가 본 발명의 범위보다 높아 재가열중 많은 석출물이 재용해되어 미고용 상태로 남아있는 석출물의 양이 적어 적당한 온도에서 마무리압연 및 권취를 해도 피쉬스케일을 방지할 정도의 충분한 공간을 확보하지 못하여 피쉬스케일이 발생하였다. 또한 비교재(7)의 경우 열간압연조건은 적당하지만 황의 함량이 본 발명의 범위보다 낮아 석출되는 망간황화물의 양이 적으므로 압연중에 생성되는 미세한 공간의 양이 적어 피쉬스케일이 발생하였다. 또한, 비교재(8)은 황의 함량이 낮아 피쉬스케일 결함의 발생하였으며, 0.58×망간/황의비도 본 발명이 범위보다 낮아 고용황에 의한 적열취성으로 열연판의 가장자리에 표면결함이 발생하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 석출물과 기지금속간의 변형저항 차이에 의해 미세한 공간을 생성하므로서 법랑처리후 냉각과정에서 고용수소를 이공간에 저장되게 하며 피쉬스케일 결함을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 열연법랑용 강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, C : 0.1% 이하, Mn : 0.2-0.5%, S : 0.05-0.15%, N : 0.01% 이하, Al : 0.01-0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지고, 0.58×Mn/S 원자비가 2.0 이상인 알루미늄킬드강을 1250℃ 이하에서 재가열한 후, 800-600℃의 마무리압연 온도 조건으로 열간압연하고, 600-500℃의 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 피쉬스케일 결함 발생이 없는 열연법랑용 강판을 제조 방법.