KR960007425B1 - 소부경화형 연질표면처리 원판의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

소부경화형 연질표면처리 원판의 제조방법

제1도는 냉간압하율에 따른 △r(면내이방성)변화를 나타내는 그래프.

제2도는 본 발명에 의해 제조된 수재를 사용하여 제조된 캔의 사진.

본 발명은 드로잉과 아이어닝(Drawing & Ironing)을 실시하는 2-피스 캔(2-Piece can)(이하, "D & I용 캔"이라고도 칭함)용 주석도금 강판(Tin plate) 및 주석을 포함하지 않는 표면처리 강판(Tin Free Steel)의 원판을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 연속소둔에 의한 D & I용 캔제조용으로 사용되는 소부경화형 연질표면처리 원판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

D & I용 연질 표면처리용 원판은 심 드로잉 용도에 사용되고 있는데 경도 및 고청정강 확보를 위해 일반적으로 0.04wt% C의 저탄소강을 상소둔에 제조하며, 연속소둔 방식에 의해 생산된 소재에 비하여 열연저온권취로 상소둔중 AIN을 석출시켜 가공성에 유리한 집합조직을 발달시킴으로써 가공성을 확보하고 있으며, 서냉을 통해 침입형 원소인C,N을 석출시켜 시효 측면에서도 유리하다. 반면에 생산성 및 품질의 균일성 면에서 떨어지며, 성에너지 및 제조공기 측면에서도 불리하다. 또한 소부경화(bake hardening) 특성을 얻는데도 불리하므로 D & I용 연질 표면처리용 원판(black plate ; 이하, "블랙 플레이트"이라고도 칭함) 제조시 연속소둔방식으로 전환이 요구되고 있다.

D & I용 연질 블랙 플레이트를 연속소둔방식으로 제조하기 위해서도 경도 및 가공성확보를 위해 강력한 탄질화물 형성원소인 Ti 또는 Nb를 첨가한 극저탄소강이 사용되는데 일반적으로 연질 블랙플레이트 제조시 산화물성 개재물 제어가 용이한 Nb가 사용되고 있다.

그러나 블랙 플레이트 전용 연속소둔설비를 사용할 경우에는 일반 냉연강판을 생산하는 연속 소둔설비에 비해 가열온도 및 냉각조건에서 떨어지며, Nb 첨가 극저탄소강 사용시 Ti에 비해 재결정온도가 높기 때문에 로부하 및 재질 확보 측면에서 불리하다. 따라서, D & I용 연질 플레이트를 연속소둔을 제조하기 위해서는 Nb에 비해 재결정온도가 낮은 Ti를 사용해야 되는데 D & I용 연질 블랙 플레이트 소재는 캔 프랜치(CAN FLANGE)부 성형시 불량의 주요인이 되는 비금속개재물의 제어를 위해 제강공정에서 토탈산소가 12ppm 이하인 고청정강으로 제조되기 때문에 티타늄 산화물 개재물에 의한 표면결함은 문제되지 않는 수준이다.

본 발명은 극저탄소강에 강력한 탄질화물 형성원소인 Ti을 일정수준으로 첨가하여 연속소둔함으로써, 가공성 향상 및 소부경화 특성을 이용하여 가공후에 강도를 증가시킨 소부경화형 연질표면처리 원판을 제조하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 전(total) 산소를 12ppm 이하 함유하는 강을 출발소재로 하여 연질표면처리 원판을 제조하는 방법에 있어서, wt%,로 C : 0.005% 이하, Ti : 0.01-0.03%, Sol·Al : 0.02-0.06%, Si : 0.02% 이하, Mn : 0.1-0.2%, P : 0.015% 이하, S : 0.015% 이하, N : 0.003% 이하, 잔부 Fe 및 기타불가피한 불순물로 조성되는 Ti 첨가 극저탄소 A1 탈산강을 통상의 방법으로 열간압연 및 산세한 다음, 85-90%의 냉간압 하율로 냉간압연하고, 700-740℃의 온도구간에서 소둔한 후, 조질압연하여 소부경화형 연질표면처리 원판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

크랙발생의 주요인은 비금속개재물이며 제어가 필수적인데 강의 전산소가 12ppm을 초과시 50μm 이상의 개재물이 강중에 다량 분포하여 D & I캔용 소재로 사용이 불가하기 때문에 강의 전 산소의 함량은 12ppm이하로 설정하는 것이 바람직하다.

이러한 전산소량은 출강중 Al드로스(200kg)을 투입하여 탈산하고, 래들내에서 생석회(1-1.5분) 및 형석(250kg)을 투입하여 슬래그를 개질시킴으로써 조절된다.

또한, 강중의 탄소가 0.005wt%를 초과하는 경우에는 탄소량의 증가와 함께 결정립성장이 억제되고 세멘타이트 석출량의 증가로 석출경화발생 및 고용탄소 증가로 인해 D & I용 연질블랙 플레이트 목표경도를 확보하기 어려우며, 고용탄소의 안정화를 위해 첨가되는 탄질화물 형성원소인 Ti가 C량에 비례하여 증가되어야 하므로 재결온도의 상승으로 블랙 플레이트 전용 소둔설비에서 제조하기 어려워지며, 침입형 고용원소의 증가로 가공성에 유리한 재결정 집합조직을 얻을 수 없게 되어, r값 저하 및 항복강도의 상승을 초래하므로 상기 강중의 탄소함량은 0.005wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Ti의 함량은 0.01-0.03%로 제하하는 것이 바람직한데, 그 이유는 Ti의 함량이 0.01% 이하인 경우에는 고용탄소의 양이 증가하여 가공성이 불리해지고, 0.03% 이상인 경우에는 재결정온도 상승 및 소부경화특성효과가 상쇄되기 때문이며, 상한을 0.03%로 제한함으로써, 작업성 및 소부경화특성효과에 유리하게 된다.

상기 Si은 가공성에 유해한 성분으로써, 최대한 제한하는 것이 좋으며, 0.02% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Sol·Al은 강중의 질소를 AIN 석축물로 석출시키기 위하여 첨가되는데, 0.02% 이하에서는 첨가효과가 없고, 0.06% 이상인 경우에는 Al이 고용상태로 존재하므로 원가측면에서 불리하기 때문에 상기 Sol·Al의 첨가량은 0.02%-0.06로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 P 및 S는 가공성 및 표면특성을 해치는 성분으로써, 가능한한 억제시키는 것이 좋으며, 각각 0.015% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Mn은 인장강도의 향상 및 강중의 황(S)을 MnS화 하여 취성을 방지하기 위하여 첨가되는 성분으로써, 그 첨가량이 0.2% 경우에는 가공성이 떨어지고, 0.1% 이하인 경우에는 첨가효과가 없기 때문에, 상기 Mn의 함량은 0.1-0.2%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 N은 필수불가결하게 첨가되는 원소로써, 0.003% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 강슬라브를 열간압연 및 산세하게 되는데, 열간압연 및 산세는 통상의 Ti 첨가 극저탄소강과 동일한 제조조건으로 가능한데, 바람직한 열연조건은 890-940℃의 마무리압연온도 및 680-720℃의 권취온도이며, 열연에서 생산된 코일(coil)은 냉간압연을 통해 목표로 하는 소정의 두께로 압연을 실시하는데 이공정에서 D & I캔용 소재 드로잉시 작업성 불량 및 실수율저하 방지를 위해 이어율을 최소로 확보할 필요가 있다.

따라서, 본 발명에서는 냉간압하율을 85-90%로 설정하여 면내이방성을 최소로 한다.

소둔시 소둔온도가 700℃ 이하인 경우에는 압연연신조직의 잔존 및 목표재질을 얻을 수 없고, 740℃ 이상인 경우에는 수둔로의 부하, 극박재의 형상 및 목표경도확보가 힘들어지므로 균열온도는 700-740℃로 제한하는 것이 바람직하며, 균열, 냉각 및 조질압연은 통상의 조건으로 행하면 된다.

상기한 본 발명에 의하며, 경도(HR30T) 50-55, 랭크포드(Lankford) 값(r)1.5 이상이고, 소부경화(BH) 5정도인 표면처리 원판이 제조된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명은 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1과 같이 조성되는 강을 하기 표 2와 같은 조건으로 열간압연 및 산세한 다음, 87.5%의 냉간압 하율로 냉간압연하고, 하기 표 2와 같은 조건으로 냉간압연강판시편을 제조한 후, 기계적 성질을 측정하고, 그 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

하기 표 2에서, 발명재(a-b) 및 비교재(1-6)의 경우에는 연속소둔을 실시한 것이고, 비교재(7)은 상소둔을 실시한 것이다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2에 나타난 바와같이, 비교재(2-4)의 경우에는 극저탄소강에 Nb을 첨가한 것으로 D & I캔용 소재의 재질확보를 위해서는 750℃ 정도에서 수둔을 실시해야 하는데, 발명재(a,b)에 비하여 수둔온도 확보 및 가공성확보 측면에서 불리함을 알 수 있다.

또한, 비교재(5-6)의 경우에는 극저탄소강에 탄질화물 형성원소를 첨가하지 않은 것으로 600℃ 근방에서 경도확보가 가능하여 온도확보 측면에서 가장 유리한 반면에 가공성확보 및 고용 C,N량의 증가로 재질열화가 심하여 D & I캔용 블랙 플레이트 소재로 부적합함을 알 수 있다. 한편, 발명재(a-b)의 경우에는 690-700℃에서 재결정이 완료되며,730℃정도에서 D & I캔용 소재의 재질확보가 가능하여 r 값이 1.82로 우수하므로 가공성에 유리하고, 또한, BH 값이 4로 캔 가공후 도장공정에서 고용 C에 의해 강도 상승으로 캔 용도의 확대가 가능함을 알 수 있다.

[실시예 2]

냉간압하율을 제1도에 나타난 바와같이 변화시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 발명재(b)와 동일한 조건으로 냉간압연시편을 제조하고, 냉간압연율에 따른 △r(면내이방성)을 측정하고 그 결과를 제1도에 나타내었다.

제1도에 나타난 바와같이 냉간압하율이 85-90%인 경우가 △r이 최소가 되는 우수한 품질이 얻어짐을 알 수 있다.

[실시예 3]

상기 실시예 1의 발명재(b)을 소재하여 캔을 제조한 다음, 사진관찰하고 그 결과를 제2도에 나타내었다.

제2도에 나타난 바와같이, 본 발명에 의해 제조된 소재는 면내이방성 및 가공성이 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 종래의 청정성 및 가공성 확보측면에서 저탄소강을 사용하여 상소둔으로 제조되었으나, Ti첨가 극저탄소강의 고청정강 제조, 연속수둔을 통하여 드로잉과 아이어닝이 가능한 재질확보 및 도장후 소부경화성을 갖는 D & I캔용 연질표면처리용 원판의 제조로 제조원가 철강 및 생산성 향상을 이룰수 있고, 도장후에 소부경화특성으로 종래의 탄산음료용 D & I캔에서 내압을 요하는 음료용기로의 용도확대가 가능한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 전(total) 산소를 12ppm 이하 함유하는 강을 출발소재로 하여 연질표면처리 원판을 제조하는 방법에 있어서, wt%, C : 0.005%이하, Ti : 0.01-0.03%, Sol·AL: 0.02-0.06%, Si : 0.02% 이하, Mn : 0.1~0.2%, P : 0.015%이하, S : 0.015% 이하, N : 0.003% 이하, 잔부 Fe 및 기타불가피한 불순물로 조성되는 Ti첨가 극저탄소 Al 탈산강을 통상의 방법으로 열간압연 및 산세한 다음, 85-90%의 냉간압하율로 냉간압연하고, 70-740℃의 온도구간에서 소둔한 후 조질압연하는 것을 특징으로 하는 소부경화형 연질표면 처리 원판의 제조방법.