WO2010151071A2 - 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법 - Google Patents

박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법 Download PDF

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    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/40—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling foils which present special problems, e.g. because of thinness

Definitions

  • the present invention relates to a method for predicting the surface quality of a thin slab hot rolled coil and a method of manufacturing the thin slab hot rolled coil using the same, and more particularly, to reduce the flaw flaw which is one of the representative surface defects of the thin slab hot rolled coil.
  • the present invention relates to a method for predicting the surface quality of a thin slab hot rolled coil and a method of manufacturing the thin slab hot rolled coil using the same.
  • the thin slab is cast to a shape closer to the final product by making the thickness of the slab thinner, and the rough rolling process can be omitted in the hot rolling mill, and thus it is mainly applied to the process omission and simplification.
  • the thin slab continuous casting process casts a thin slab at a high speed and solidifies molten steel into the thin slab completely in the mold and the strand part.
  • An object of the present invention is to estimate the surface quality of a thin slab hot rolled coil by measuring the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel to improve the surface quality of the thin slab hot rolled coil and a thin slab hot rolled coil using the same It is to provide a manufacturing method.
  • Another object of the present invention is to estimate the surface quality of the thin slab hot rolled coil and to calculate the surface crack index of the Cu equivalent (Cu eq.) And coil thickness of the molten steel to improve the surface quality of the thin slab hot rolled coil and foil using the same It is to provide a method for producing a slab hot rolled coil.
  • Another object of the present invention is to calculate the surface crack index of Cu equivalent (Cu eq.) And coil thickness of molten steel to improve the surface quality of the thin slab hot rolled coil, and to determine the coil thickness to be produced based on the thin slab hot rolled coil It is to provide a method of predicting the surface quality of a coil and a method of manufacturing a thin slab hot rolled coil using the same.
  • the present invention is a Cu equivalent of the calculated molten expression calculates the Cu equivalent weight of the molten steel, and (Cu eq.): 120 ⁇ (Cu eq) 2 -6 ⁇ It is applied to (Cu equivalent) to calculate the surface crack index, and the surface crack index predicts the occurrence of surface defects of the thin slab hot rolled coil.
  • Cu equivalent (Cu eq.) Of molten steel is calculated, and the calculated Cu equivalent of the molten steel and the coil thickness to be produced are substituted into (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness) to obtain a correction value A.
  • the correction value A is applied to the equation: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A to calculate the surface crack index, and the surface crack index predicts the occurrence of surface defects of the thin slab hot rolled coil.
  • the Cu equivalent (Cu eq.) Is calculated by the formula: [wt% Cu] +5 [wt% Sn] +8 [wt% Sb]-[wt% Ni]. [Wt% means content of each element.]
  • the content of each element Cu, Sn, Sb, Ni to calculate the Cu equivalent is measured by sampling the molten steel immediately before the continuous casting after completion of the refining process of the molten steel.
  • the scale crack index is obtained by substituting the Cu equivalent and the coil thickness of the molten steel into (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness) to obtain a correction value A, and then calculating the correction value A by the expression: 0.0067 x A 2 It calculates by applying to -0.088xA.
  • the Cu equivalent (Cu eq.) Is calculated by the formula: [wt% Cu] +5 [wt% Sn] +8 [wt% Sb]-[wt% Ni]. [Wt% means content of each element.]
  • the content of each element Cu, Sn, Sb, Ni to calculate the Cu equivalent is measured by sampling the molten steel immediately before the continuous casting after completion of the refining process of the molten steel.
  • the present invention can calculate the surface crack index by calculating the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel to predict the quality level of the hot rolled coil manufactured by the thin slab. Therefore, it is possible to provide a thin slab that meets the required quality level of the consumer, thereby improving product reliability and improving the satisfaction of the consumer.
  • the present invention can calculate the surface crack index with the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel and the coil thickness to be produced to predict the quality level of the hot rolled coil to be manufactured by the thin slab. Therefore, it is possible to provide a thin slab that meets the required quality level of the consumer, thereby improving product reliability and improving the satisfaction of the consumer.
  • the present invention can predict the quality level of the hot rolled coil to be produced according to the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel and the coil thickness. Therefore, it is possible to provide a hot rolled coil suitable for the required quality level of the consumer by hot rolling the thin slab and variably determining the coil thickness to be produced according to the Cu equivalent calculated in the molten steel step when manufacturing the hot rolled coil.
  • the coil thickness is thickly determined within a range satisfying the surface crack index, and when the Cu equivalent of molten steel is high, the error rate can be improved by thinly determining the coil thickness. Therefore, there is a useful effect that the product reliability and the consumer's satisfaction are improved, and the error rate of the producer is also improved.
  • 1 is a photograph showing scaly defects occurring in a hot rolled coil.
  • 2 is a graph showing the correlation between the surface crack index and Cu.
  • 3 is a graph showing the correlation between the surface crack index and the Cu equivalent.
  • Figure 4 is a graph showing the correlation between the surface crack index, Cu equivalent and coil thickness.
  • 5 is a graph showing the correlation between the Cu equivalent and the coil thickness derived by the surface crack index formula.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a preferred embodiment of a method for predicting the surface quality of a thin slab hot rolled coil and a method of manufacturing the thin slab hot rolled coil according to the present invention.
  • Cu equivalent (Cu eq. Copper equivalent) of molten steel is calculated, and the calculated Cu equivalent of molten steel is represented by the formula: 120 ⁇ (Cu equivalent) 2 ⁇ 6 ⁇ (Cu Equivalent) to calculate the surface crack index, and the surface crack index predicts the occurrence of surface defects of the thin slab hot rolled coil.
  • the method for manufacturing a thin slab hot rolled coil according to the present invention is produced by hot rolling and winding a thin slab cast by continuously casting molten steel having a surface crack index of 1 or less, which is calculated by the method of predicting the surface quality of the hot rolled coil. do.
  • the thin slab hot rolled coil thus produced hardly generates surface crack defects, which are surface defects.
  • tramp elements such as Cu, Ni, Sn, As, Cr, Mo, and Pb, which are not removed during the general steel production process, remain in the steel.
  • Tramp element is a generic term for trace elements that adversely affect the quality of steel products and is difficult to remove in the steelmaking process.
  • scale defects which are surface defects in the form of bamboo shoots, are produced on the hot rolled coil wound around the thin slab.
  • the thin slab is made of hot rolled coils and surface and internal defects are present, it is almost impossible to eliminate and correct these defects in a later process. Therefore, if this type of defect occurs, it cannot be sold as a normal product and a cost of quality loss occurs.
  • the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel is calculated, and the calculated Cu equivalent of the molten steel is applied to the equation: 120 ⁇ (Cu equivalent) 2 ⁇ 6 ⁇ (Cu equivalent), and the calculated value is 1 or less.
  • the thin slab produced by continuous casting is applied to the surface rigid material, and if the calculated value is more than 1 or less than 2, the thin slab produced by continuous casting is applied to the production of hot rolled coil of general material.
  • the scrap manages the mixing ratio, it is difficult to remove the tramp element contained in the scrap in the steelmaking process. Therefore, the Cu equivalent of molten steel is calculated and the surface crack index is calculated using the Cu equivalent, and the thin slab is applied to the manufacture of hot-rolled coils for surface rigid materials or general materials.
  • the surface crack index is a quantitative expression of the extent of the surface crack, which is a representative surface defect of the thin slab hot rolled coil.
  • the surface crack index is greater than 1 or less than 2, it is regarded as acceptable in the general-purpose hot rolled coil, and in the case of the surface rigid material hot rolled coil, the surface crack index should satisfy 1 or less.
  • Surface rigidity is a hot rolled coil whose surface defect criteria must be strictly controlled. This includes a hot rolled coil having a scale defect of less than 10% per sheet area.
  • the scale crack incidence of the produced hot rolled coil satisfies 10% or less per sheet area
  • the scale crack index is calculated to be more than 1 or less
  • the produced hot rolled coil is Make sure that the scale scratches of the coils are less than 30% per sheet area.
  • This surface crack index is computed by Cu equivalent of molten steel.
  • the surface crack index has a higher correlation with Cu equivalents than Cu.
  • the scale crack index for determining the scale crack generation may be calculated in advance.
  • Scales blemish index is calculated equivalent weight of Cu, and the molten steel, the molten steel of the calculated equivalents of Cu formula: is derived by applying a 120 ⁇ (Cu eq) 2 -6 ⁇ (Cu equivalent) (Cu eq.).
  • the Cu equivalent of molten steel for satisfying the surface crack index: 120 ⁇ (Cu equivalent) 2 ⁇ 6 ⁇ (Cu equivalent) ⁇ 2 or less is 0.156 or less, and 120 ⁇ (Cu equivalent) applied to the surface rigid material.
  • 2 -6 ⁇ (Cu equivalent) Cu equivalent to satisfy ⁇ 1 is not more than 0.119.
  • Cu equivalent is calculated by the formula [wt% Cu] +5 [wt% Sn] +8 [wt% Sb]-[wt% Ni].
  • wt% means content of each element Cu, Sn, Sb, and Ni.
  • Cu equivalent is measured by measuring the content of Cu, Sn, Sb, Ni of molten steel, and the content of each element described above [wt% Cu] +5 [wt% Sn] +8 [wt% Sb]-[ wt% Ni] and calculated.
  • Cu equivalent (Cu eq.) Is a value obtained by converting the effects of Cu, Sn, Sb, and Ni among the tramp elements on the basis of Cu.
  • the tramp elements Cu, Sn, Sb, and Ni contained in the scrap are solid dissipating elements because they exist as substituted solid solutions in the steel, but are elements that tend to generate surface defects of the thin slab.
  • Sn is present alone in the steel without Cu, it is not concentrated at the scale interface of Fe and diffuses into the matrix Fe to cause surface defects. However, when contained with Cu, Sn is concentrated at the scale interface of Fe, causing surface defects.
  • Sb is also an element with a strong tendency to generate surface defects of thin slabs.
  • Ni When Ni is added in an equivalent amount to Cu, Ni increases the solubility of Cu in austenite, thereby reducing the occurrence of surface defects.
  • Cu equivalent was shown in consideration of the correlation between Cu, Sn, Sb, and Ni.
  • sampling molten steel means collecting molten steel. After the molten steel is sampled, the molten steel immediately before the continuous casting is sampled, and the contents of Cu, Sn, Sb, and Ni (Tramp element) including the main elements of the molten steel are measured.
  • Table 2 shows the correlation between the surface crack index calculated by Cu equivalent (Cu eq.) Of molten steel and the surface crack defect of the thin slab hot rolled coil.
  • a Cu equivalent calculation expression applied to a 120 ⁇ (Cu equivalent) of 2 ⁇ -6 (Cu eq), yielding a scale defect index.
  • the molten steel immediately before continuous casting was sampled at each performance to calculate the scale crack index, and the mill scale was manufactured by continuously casting the molten steel having the calculated scale crack indexes of 0.5, 1, 2, and 3, respectively.
  • Hot rolling was performed with a slab to prepare a hot rolled coil.
  • the Cu equivalent is calculated, and the scale flaw index is calculated through this, the scale flaw generated when the thin slab made of the molten steel is manufactured with a hot rolled coil. Defects can be predicted. Therefore, it is possible to provide thin slabs that match the required quality level of the consumer.
  • a molten steel having a surface crack index of 1 or less calculated by calculating Cu equivalent (Cu eq.) Of molten steel and applying the calculated Cu equivalent of molten steel to the equation: 120 ⁇ (Cu equivalent) 2 ⁇ 6 ⁇ (Cu equivalent).
  • Cu equivalent Cu eq.
  • the flaw defect can be minimized to improve the surface quality of the thin slab hot rolled coil.
  • the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel is calculated, and the calculated Cu equivalent of the molten steel and the coil thickness to be produced are represented by the formula: (Cu equivalent x 100) + After correcting the correction value A by substituting (1.5 ⁇ coil thickness), the correction value A is applied to the equation: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A to calculate the scale crack index, and the thin slab hot rolled coil is used as the scale crack index. Predict the occurrence of surface defects.
  • a method of manufacturing a thin slab hot rolled coil is obtained by hot-rolling and winding a thin slab cast by continuously casting molten steel having a surface crack index of 1 or less, which is calculated by the method of predicting the surface quality of the hot rolled coil. Manufactured by coils.
  • the second embodiment of the present invention differs in that it further considers the coil thickness of the hot rolled coil to be produced as compared with the first embodiment described above.
  • the surface crack index is more correlated with Cu equivalents than Cu and is also related to the coil thickness of the hot rolled coil to be produced. More specifically, in the thin slab process of manufacturing hot rolled coils using molten steel of an electric furnace, the scale flaw has a high correlation with the Cu equivalent and the coil thickness of the hot rolled coils.
  • the surface crack index is calculated by the formula: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A.
  • A is a correction value in which the coil thickness is applied to the Cu equivalent and is expressed by the formula: (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness T).
  • Cu equivalent is calculated by the formula k1 [wt% Cu] + k2 [wt% Sn] + k3 [wt% Sb] + k4 [wt% Ni].
  • the most influential element on the surface crack defect is Cu, so the remaining coefficients except for Cu have a certain allowable range.
  • Cu equivalent is most preferably calculated by the formula [wt% Cu] +5 [wt% Sn] +8 [wt% Sb]-[wt% Ni].
  • the surface crack index is more than 1 or less than 2, it is regarded as acceptable in the general-purpose hot rolled coil, and in the case of the surface stringent material hot rolled coil, it is the same as that in the first embodiment to satisfy the surface crack index of 1 or less.
  • the process of predicting the surface quality of thin slab hot rolled coil is as follows.
  • the thin slab produced by continuous casting is applied to the surface rigid material, and if the calculated surface crack index is more than 1 and 2 or less, the thin slab produced by continuous casting is manufactured as a hot rolled coil of general material. Applies to
  • the A value for satisfying the surface crack index: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A ⁇ 2 or less is 25 or less, and A for satisfying 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A ⁇ 1 applied to the surface rigid material.
  • the value is 20 or less.
  • Table 3 shows the correlation between the surface crack index calculated by the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel and the coil thickness to be produced and the surface crack defects of the produced thin slab hot rolled coil.
  • the calculated Cu equivalent and the coil thickness required by the consumer are substituted into the formula (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness) to obtain a correction value A obtained by applying the coil thickness to the Cu equivalent.
  • the obtained surface crack index is calculated by substituting the obtained correction value A into the equation: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A.
  • molten steel is continuously cast into a thin slab and hot rolled to produce a hot rolled coil.
  • the thin slab produced by continuous casting of molten steel having the scale crack index calculated by the above-described process was 0.5, 1, 2, and 3, respectively, was manufactured using the hot rolled coil, Measured.
  • the molten steel immediately before continuous casting is sampled to calculate the Cu equivalent, and when the scale defect index is calculated by applying the Cu equivalent of the molten steel and the coil thickness to be produced, the thin slab manufactured from the molten steel is hot rolled coil. It is possible to predict scaly defects that occur when manufacturing. Therefore, it is possible to provide thin slabs that match the required quality level of the consumer.
  • a method for manufacturing a thin slab hot rolled coil in which the surface defects of the thin slab hot rolled coil are generated by the surface crack index derived from the correlation between the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel and the coil thickness. By predicting, the coil thickness to be produced is determined.
  • a third embodiment of the present invention is a method for minimizing scale defects, which is one of the representative surface defects of a hot rolled coil made of thin slab.
  • the third embodiment differs from the second embodiment in that the coil thickness to be produced is variably determined according to the Cu equivalent calculated in the molten steel step in the manufacture of the thin slab hot rolled coil.
  • the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel is calculated, and the calculated Cu equivalent of the molten steel and the coil thickness to be produced are substituted into (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness) to obtain the correction value A.
  • the correction value A is applied to the equation: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A to calculate the surface crack index, and the surface crack index predicts the occurrence of surface defects of the thin slab hot rolled coil.
  • the coil thickness to be produced is determined based on the prediction result in a range where surface defects are prevented.
  • the surface crack index is predicted to be 1 when the coil thickness is determined to be 7, and the surface crack index is predicted to be 2 when the coil thickness is determined to be 10.
  • the Cu equivalent of the molten steel is calculated, the scale crack index is predicted by the calculated Cu equivalent of the molten steel, and the coil thickness is determined in accordance with the demand quality of the consumer.
  • the final coil thickness during rolling of the continuously cast slab also has an upper limit and a lower limit depending on the steel type. Therefore, after completion of the refining process of the molten steel, the Cu equivalent of the molten steel immediately before continuous casting is calculated, and the coil thickness is determined and rolled to satisfy the scale crack index of the required quality with the calculated Cu equivalent of the molten steel.
  • the method for manufacturing a thin slab hot rolled coil is as follows.
  • the surface crack index predicts the occurrence of surface defects in thin slab hot rolled coils.
  • the predicted result determines the coil thickness.
  • the coil thickness can be determined to be thick in the range where the calculated scale crack index satisfies the scale crack index of the required quality.
  • the production volume and width of the hot rolled coil are determined.
  • Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel immediately before continuous casting is calculated.
  • the thickness of the coil to be produced is determined based on the calculated Cu equivalent of the molten steel and the predicted data. At this time, the coil thickness is determined to be a scale crack index that satisfies the required quality of the consumer.
  • the coil thickness is determined to be 7 or less in order to satisfy the scale defect index 1 or less, and when the calculated Cu equivalent of the molten steel is 0.07, the scale defect In order to satisfy the index 1 or less, the coil thickness is determined to be 9 or less and rolled.
  • the coil thickness is determined to be 10 or less and rolled to satisfy the scale crack index 2 or less.
  • the coil thickness is determined to be thick, and when the Cu equivalent is relatively high, the coil thickness is determined to be thin and rolled.
  • the manufacturing method of the thin slab hot rolled coil for reducing the surface defects of the thin slab hot rolled coil is, as shown in Fig. 6, (1) determining the production at the request of the consumer, (2) at the time of production Calculating the Cu equivalent (Cu eq.) By measuring the contents of Cu, Sn, Sb, and Ni elements of the molten steel, and (3) calculating the Cu equivalent of the molten steel to the Cu equivalent (Cu eq.) Of the molten steel and the coil thickness. Determining the thickness of the coil to be produced to suppress the occurrence of surface defects by applying the surface crack index derived by the correlation; (4) hot-rolling the thin slab produced by continuous casting of molten steel to the coil thickness determined by the process (3). Rolling and winding to produce a hot rolled coil.
  • the Cu equivalent of molten steel is calculated, and the coil thickness to be produced is determined and rolled based on the surface crack index derived by the correlation between the Cu equivalent (Cu eq.) And the coil thickness of the molten steel. It can be produced a hot rolled coil that satisfies.
  • Table 4 shows the results when the coil thickness was determined and rolled so that the Cu equivalent of the molten steel and the coil thickness to be produced would satisfy the surface crack index of the required quality.
  • the calculated Cu equivalent and the coil thickness required by the consumer are substituted into the formula (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness) to obtain a correction value A obtained by applying the coil thickness to the Cu equivalent.
  • correction value A is substituted into the equation: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A to calculate the surface crack index. After that, molten steel is continuously cast into a thin slab and hot rolled to produce a hot rolled coil.
  • the Cu equivalent and the coil thickness required by the consumer are substituted into the equation (Cu equivalent x 100) + (1.5 x coil thickness) to obtain a correction value A obtained by applying the coil thickness to the Cu equivalent.
  • the obtained correction value A is substituted into the equation: 0.0067 ⁇ A 2 ⁇ 0.088 ⁇ A to calculate the surface crack index.
  • the correlation between the Cu equivalent for each crack crack index and the coil thickness is derived to calculate data for predicting the occurrence of surface defects of the thin slab hot rolled coil.
  • the coil thickness is determined and rolled so that the Cu equivalent calculated on the basis of the predicted data value and the coil thickness to be produced satisfy the scale defect index of the required quality.
  • the surface crack index of the required quality was less than 1 in all the hot rolled coils. This is possible by determining the coil thickness in a range that satisfies the surface crack index of the required quality.
  • the coil thickness is determined and rolled in a range that satisfies the required quality of the consumer.
  • the coil thickness is thinly determined and rolled within the range that satisfies the required quality of the consumer. will be.
  • the error rate can be improved by variably determining the coil thickness within a range satisfying the surface crack index.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법에 관한 것이다, 본 발명은 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 상기 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며, 상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다. 본 발명에 의하면 용강의 Cu당량을 산출하여 박슬라브 열연코일의 비늘흠 결함을 예측할 수 있으므로 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 박슬라브를 제공할 수 있어 생산성 및 제품신뢰도가 향상되는 이점이 있다.

Description

박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법
본 발명은 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박슬라브 열연코일의 대표적인 표면 결함 중 하나인 비늘흠 결함을 저감하여 박슬라브 열연코일의 표면품질을 개선하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법에 관한 것이다.
박슬라브는 슬라브 주조공정에서 슬라브의 두께를 좀더 얇은 두께로 하여 최종제품에 가까운 형상으로 주조하는 것으로, 열연공장에서 조압연 공정을 생략할 수 있어 공정생략 및 단순화에 주로 적용된다.
이러한 박슬라브 연속주조공정은 일반 연속주조공정과 달리 얇은 두께의 슬라브가 빠른 속도로 주조가 되고, 액상의 용강이 박슬라브로 응고되는 것이 몰드와 스트랜드부에서 완전히 이루어지므로 일반 슬라브에 비하여 미세한 결정립을 갖는다.
본 발명의 목적은 박슬라브 열연코일의 표면품질을 개선할 수 있도록 용강의 Cu당량(Cu eq.) 측정하여 비늘흠 지수를 산출하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 박슬라브 열연코일의 표면품질을 개선할 수 있도록 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께로 비늘흠 지수를 산출하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 박슬라브 열연코일의 표면품질을 개선할 수 있도록 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께로 비늘흠 지수를 산출하고 이를 근거로 생산할 코일두께를 결정하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 상기 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며, 상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다.
용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 상기 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후, 상기 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며, 상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다.
상기 Cu당량(Cu eq.)은 식: [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 의해 산출된다. [단, wt%는 각 원소의 함량을 의미함.]
상기 Cu당량을 산출하기 위한 각 원소 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량은 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 측정한다.
용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계, 상기 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하는 단계, 상기 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하는 단계를 포함한다.
용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계, 상기 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 적용하여 보정값 A를 구하는 단계, 상기 보정값 A값을 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하는 단계, 상기 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하는 단계를 포함한다.
용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계; 상기 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후, 상기 보정값 A를 식:0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하는 단계;상기 비늘흠 지수에 근거하여 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하여 표면 결함 발생이 억제되도록 생산할 코일두께를 재결정하여 압연하는 단계;를 포함한다.
용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계; 상기 산출된 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께의 상관관계에 의해 도출된 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하는 데이터를 산출하는 단계; 상기 예측한 데이터 값에 근거하여 표면 결함 발생이 억제되도록 생산할 코일두께를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 비늘흠 지수는 상기 용강의 Cu당량과 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후, 상기 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 산출한다.
상기 Cu당량(Cu eq.)은 식: [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 의해 산출한다. [단, wt%는 각 원소의 함량을 의미함.]
상기 Cu당량을 산출하기 위한 각 원소 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량은 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 측정한다.
본 발명은 용강의 Cu당량(Cu eq.) 산출로 비늘흠 지수를 산출하여 박슬라브에 의해 제조된 열연코일의 품질 수준을 예측할 수 있다. 따라서, 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 박슬라브를 제공하는 것이 가능하며 그에 따라 제품신뢰도가 증진되고 수요자의 만족도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 생산할 코일두께로 비늘흠 지수를 산출하여 박슬라브에 의해 제조될 열연코일의 품질 수준을 예측할 수 있다. 따라서, 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 박슬라브를 제공하는 것이 가능하며 그에 따라 제품신뢰도가 증진되고 수요자의 만족도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께에 따라 제조될 열연코일의 품질 수준을 예측할 수 있다. 따라서, 박슬라브를 열간압연하여 열연코일로 제조시 용강단계에서 산출한 Cu당량에 따라 생산할 코일두께를 가변적으로 결정함에 의해 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 열연코일을 제공하는 것이 가능하다.
이 경우, 용강의 Cu당량이 낮으면 비늘흠 지수를 만족하는 범위에서 코일두께를 두껍게 결정하고, 용강의 Cu당량이 높은 경우 코일두께를 얇게 결정함에 의해 실수율을 향상시키는 것이 가능하다. 따라서, 제품신뢰도 및 수요자의 만족도가 향상되고, 생산자의 실수율도 향상되는 유용한 효과가 있다.
도 1은 열연코일에 발생한 비늘흠 결함을 보인 사진.
도 2는 비늘흠 지수와 Cu와의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 3은 비늘흠 지수와 Cu당량과의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 4는 비늘흠 지수와 Cu당량 및 코일두께와의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 5는 비늘흠 지수 식에 의해 도출되는 Cu당량과 코일 두께간의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 의한 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법의 바람직한 실시예를 나타낸 플로차트.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시예)
본 발명의 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법은, 용강의 Cu당량(Cu eq. Copper equivalent)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며, 상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다.
본 발명의 박슬라브 열연코일의 제조방법은, 상술한 열연코일의 표면품질 예측방법에 의해 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조한다.
이와 같이 제조된 박슬라브 열연코일은 표면 결함인 비늘흠 결함이 거의 발생되지 않는다.
스크랩을 주원료로 사용하여 용강을 생산하는 전기로 공정에서는 일반적인 강 생산공정 중에 제거되지 않는 Cu, Ni, Sn, As, Cr, Mo, Pb 등의 트램프(Tramp) 원소가 강 중에 잔류하게 된다. 트램프 원소는 철강제품 품질에 악영향을 미치는 미량원소를 총칭하며, 제강공정에서 제거가 어렵다.
이러한 트램프 원소 중 Cu가 다량 함유된 용강으로 박슬라브를 제조하면 도 1에 도시된 바와 같이, 박슬라브가 권취된 열연코일에 죽순형태의 표면 결함인 비늘흠이 발생한다.
박슬라브는 열연코일로 제조된 상태에서 표면 및 내부결함이 존재하면 후공정에서 이들 결함의 제거와 교정이 거의 불가능하다. 따라서 이러한 형태의 결함이 발생하면 정상제품으로 판매가 불가하며 품질 손실 비용이 발생하게 된다.
따라서, Cu당량을 적용하여 비늘흠 결함을 예측한다.
구체적으로 살펴보면, 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 산출된 값이 1 이하이면 연속주조하여 생산된 박슬라브를 표면 엄격재에 적용하고, 산출된 값이 1 초과 2 이하이면 연속주조하여 생산된 박슬라브를 일반재의 열연코일 제조에 적용한다.
스크랩은 배합비를 관리하기는 하나, 스크랩에 함유된 트램프 원소를 제강공정에서 제거하기는 어렵다. 따라서 용강의 Cu당량을 산출하고 Cu당량으로 비늘흠 지수를 산출하여 박슬라브를 표면 엄격재 또는 일반재 열연코일 제조에 적용한다.
비늘흠 지수는 박슬라브 열연코일의 대표적인 표면 결함인 비늘흠의 발생 정도를 정량적으로 표현한 것이다.
비늘흠 지수가 1 초과 2 이하이면 일반재 열연코일에서 허용가능한 정도로 보고, 표면 엄격재 열연코일의 경우에는 비늘흠 지수가 1이하를 만족하도록 한다.
표면 엄격재란 표면 결함 기준이 엄격하게 관리되어야 하는 열연코일로 비늘흠의 발생정도가 판 면적당 10% 이하인 열연코일이 이에 해당된다.
비늘흠 지수의 기준은 아래의 표 1과 같다.
표 1
비늘흠 지수 비늘흠 발생 정도
1이하 판 면적당 10% 이하
1초과 2이하 판 면적당 30% 이하
2초과 3이하 판 면적당 40% 이하
3초과 4이하 판 면적당 50% 이하
5초과 판 면적당 70% 이하
표 1에 도시된 바와 같이, 비늘흠 지수가 1 이하로 산출되면 생산된 열연코일의 비늘흠 발생정도가 판 면적당 10% 이하를 만족하고, 비늘흠 지수가 1 초과 2 이하로 산출되면 생산된 열연코일의 비늘흠 발생정도가 판 면적당 30% 이하를 만족하도록 한다.
이러한 비늘흠 지수는 용강의 Cu당량으로 산출한다.
비늘흠 지수는 Cu보다 Cu당량과 상관성이 더 높다.
도 2와 도 3에 도시된 바에 의하면, 비늘흠 지수와 Cu의 상관계수는 41%(R2=0.1712)인데 반해, 비늘흠 지수와 Cu당량의 상관계수는 63%(R2=0.3973)이다. 이는 용강의 Cu당량을 산출함에 의해 박슬라브 열연코일의 비늘흠(표면 결함)을 미리 예측할 수 있음을 의미한다.
따라서, 박슬라브를 열연코일로 제조하기 전 비늘흠 발생 정도를 알 수 있는 비늘흠 지수를 미리 산출한다.
비늘흠 지수는 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 산출한다.
계산에 의하면, 비늘흠 지수: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)≤2 이하를 만족하기 위한 용강의 Cu당량은 0.156 이하이고, 표면 엄격재에 적용되는 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)≤1를 만족하기 위한 Cu당량은 0.119이하이다.
Cu당량은 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]로 산출한다. 여기서, wt%는 각 원소 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량을 의미한다.
구체적으로, Cu당량은 용강의 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량을 측정하고, 각 원소의 함량을 상술한 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 대입하여 산출한다.
Cu당량(Cu eq.)은 트램프(Tramp) 원소 중 Cu, Sn, Sb, Ni의 영향을 Cu기준으로 환산한 값이다.
스크랩에 포함되는 트램프 원소인 Cu, Sn, Sb, Ni는 강 중에 치환형 고용원소로 존재하기 때문에 고용강화 효과를 갖지만 박슬라브의 표면 결함을 발생시키는 경향이 강한 원소이다.
트램프 원소 중 Cu는 박슬라브 재가열시 또는 열간압연 중 Fe의 스케일 계면에 농축되어 표면 결함을 유발한다.
Sn은 강 중에 Cu없이 단독으로 존재하는 경우 Fe의 스케일 계면에 농축되지 않고 기지Fe로 확산 고용되어 표면 결함을 유발하지 않는다. 그러나, Sn은 Cu와 함께 함유되는 경우 Fe의 스케일 계면에 농축되어 표면 결함을 유발한다.
Sb도 박슬라브의 표면 결함을 발생시키는 경향이 강한 원소이다.
Ni는 Cu와 동등량이 첨가되면 오스테나이트 중의 Cu고용도를 증가시켜 표면 결함 발생을 저감시킨다.
상술한 Cu, Sn, Sb, Ni의 상관관계를 고려하여 Cu당량을 나타내었다.
Cu당량을 산출하기 위한 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량은 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 측정한다. 참고로, 용강을 샘플링한다는 것은 용강을 채취한다는 의미이다. 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하면, 용강을 이루는 주요원소를 포함한 Cu, Sn, Sb, Ni원소(Tramp element)의 함량이 측정된다.
표 2는 용강의 Cu당량(Cu eq.)으로 산출한 비늘흠 지수와 박슬라브 열연코일의 비늘흠 결함의 상관 관계를 나타낸 것이다.
실험방법; 정련과정이 완료되고 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 용강 중 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량을 측정하고, 각 원소의 함량을 상술한 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 대입하여 Cu당량을 산출하였다.
산출한 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하였다.
이와 같이, 각 연주시마다 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 비늘흠 지수를 산출하고, 산출한 비늘흠 지수가 각각 0.5, 1, 2, 3인 용강을 연속주조하여 제박슬라브를 제조하였으며, 제조된 박슬라브로 열간압연을 실시하여 열연코일로 제조하였다.
이후 박슬라브 열연코일 표면의 비늘흠 결함을 측정하였다.
표 2
구분 용강 Cu당량(w%) 비늘흠 지수 비늘흠 결함 비고
1 0.094 0.5 미발생 발명강
2 0.119 1 발생(판면적당 5%) 발명강
3 0.156 2 발생(판면적당 28%) 발명강
4 0.185 3 발생(판면적당 40%) 비교강
[비늘흠 지수:120×(Cu당량)2-6×(Cu당량),
Cu당량:[wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]]
표 2에 도시된 바와 같이, 용강의 Cu당량 산출 결과 비늘흠 지수 식 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)가 1 이하를 만족 경우 박슬라브 열연코일에서 비늘흠 결함이 발생하지 않거나 발생하여도 미미하였다.(발명강 1과 발명강 2)
용강의 Cu당량 산출 결과, 비늘흠 지수 식 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)가 1을 초과하나 2 이하를 만족하는 경우에는 박슬라브 열연코일에서 비늘흠 결함이 발생하였으나 그 정도가 일반적으로 허용 가능한 정도였다.(발명강 3)
반면, 용강의 Cu당량 산출 결과, 비늘흠 지수 식 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)가 2를 초과하는 경우에는 박슬라브 열연코일에서 심각한 비늘흠 결함이 발생하였다.(비교강 4)
이와 같이, 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 Cu당량을 산출하고, 이를 통해 비늘흠 지수를 산출하면, 상기 용강으로 제조된 박슬라브를 열연코일로 제조할 경우 발생되는 비늘흠 결함을 예측할 수 있다. 따라서, 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 박슬라브를 제공하는 것이 가능하다.
예컨데, 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하여서, 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하면 비늘흠 결함이 최소화되어 박슬라브 열연코일의 표면품질을 개선할 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 다른 실시예의 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법은, 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후, 상기 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며, 상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다.
본 발명의 다른 실시예의 박슬라브 열연코일의 제조방법은, 상술한 열연코일의 표면품질 예측방법에 의해 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조한다.
본 발명의 제2 실시예는 상술한 제1 실시예와 비교하여 생산할 열연코일의 코일두께를 더 고려한다는 점에서 차이가 있다.
비늘흠 지수는 Cu보다 Cu당량과 상관성이 더 높으며, 생산할 열연코일의 코일두께와도 관련된다. 보다 상세하게는 전기로의 용강을 이용하여 열연코일을 제조하는 박슬라브 공정에서 비늘흠은 Cu당량, 열연코일의 코일두께와 상관성이 높다.
이는 생산되는 열연코일의 코일두께가 두꺼울 경우 Cu당량이 낮더라도 비늘흠 결함 발생율이 높아지기 때문이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바에 의하면, 비늘흠 지수와 Cu의 상관계수는 41%(R2=0.1712)이고, 비늘흠 지수와 Cu당량의 상관계수는 63%(R2=0.3973)인데 반해, 비늘흠 지수와 Cu당량 및 코일두께와의 상관계수는 85%(R2=0.7182)로 80%를 상회한다.
전기로의 용강을 이용하여 열연코일을 제조하는 박슬라브 공정에서 비늘흠은 Cu당량과 코일두께의 두 인자와 상관성이 높음을 알 수 있다. 이를 통해 박슬라브 열연코일의 비늘흠(표면 결함) 발생 정도를 미리 예측한다.
구체적으로 살펴보면, 비늘흠 지수는 식 :0.0067×A2-0.088×A로 산출한다. A는 Cu당량에 코일두께를 적용한 보정값으로 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께(T))로 표현된다.
상술한 비늘흠 지수 식: 0.0067×A2-0.088×A, A=(Cu당량×100)+(1.5×코일두께)는 도 4의 상관관계 그래프를 통해 도출된 식이다.
복수회 실험결과, 비늘흠 발생 정도는 Cu당량이 증가할수록 높아지며, 동일한 Cu당량인 경우에도 생산되는 열연코일의 두께가 두꺼운 경우 비늘흠 발생 정도가 증가하였다.
특히, Cu당량에 100을 곱한값에 코일두께를 1.5배 한 값을 더한 값과 비늘흠 지수와의 상관성이 높음을 알 수 있었고, 이를 그래프로 작성할 결과 상술한 비늘흠 지수 식 :0.0067×A2-0.088×A, A=(Cu당량×100)+(1.5×코일두께(T))이 도출되었다.
Cu당량은 식 k1[wt%Cu]+k2[wt%Sn]+k3[wt%Sb]+k4[wt%Ni]로 산출된다. 계수 k1= 1, k2= 5, k3= 8, k4= -1이다. Cu당량 식에서 비늘흠 결함에 가장 큰 영향을 미치는 원소는 Cu이므로 Cu를 제외한 나머지 계수는 일정 허용범위를 갖는다.
k2의 경우 3~8, k3의 경우 5~10, k4의 경우 -0.7~1.5의 허용범위를 가질수 있다. 하지만 이 경우, 도 4의 그래프가 좌측 상방 또는 우측 하방으로 평행이동하여 비늘흠 지수와 상관계수가 다소 낮아지게 된다.
따라서, Cu당량은 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]로 산출되는 것이 가장 바람직하다.
Cu당량을 산출하는 방법 및 비늘흠 지수의 기준은 전술한 제1 실시예에서 기재된 그것과 동일하므로 그 기재를 생략한다.
또한, 비늘흠 지수가 1 초과 2 이하이면 일반재 열연코일에서 허용가능한 정도로 보고, 표면 엄격재 열연코일의 경우에는 비늘흠 지수가 1 이하를 만족하도록 하는 것은 제1 실시예와 동일하다.
박슬라브 열연코일의 표면품질을 예측하는 과정은 다음과 같다.
용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 적용하여 Cu당량에 생산할 코일두께를 적용한 보정값 A를 구한다. 그리고, 보정값 A값을 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출한다.
이때, 산출된 비늘흠 지수가 1 이하이면 연속주조하여 생산된 박슬라브를 표면 엄격재에 적용하고, 산출한 비늘흠 지수가 1 초과 2 이하이면 연속주조하여 생산된 박슬라브를 일반재의 열연코일 제조에 적용한다.
계산하면, 비늘흠 지수: 0.0067×A2-0.088×A≤2 이하를 만족하기 위한 A값은 25 이하이며, 표면 엄격재에 적용되는 0.0067×A2-0.088×A≤1를 만족하기 위한 A값은 20 이하이다.
그리고, 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하면, 비늘흠 결함이 거의 발생되지 않는 열연코일을 생산할 수 있다.
즉, 박슬라브로 열연코일을 제조하기 전 산출된 비늘흠 지수로 비늘흠 발생정도를 미리 예측함으로써 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 박슬라브 열연코일을 생산할 수 있다.
표 3은 용강의 Cu당량(Cu eq.) 및 생산할 코일두께로 산출한 비늘흠 지수와 생산된 박슬라브 열연코일의 비늘흠 결함의 상관 관계를 나타낸 것이다.
실험방법: 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 용강 중 Cu, Sn, Sb, Ni의 Tramp원소 함량을 측정한 후, 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 대입하여 Cu당량(Cu eq.)을 산출한다.
산출한 Cu당량과 수요자가 요구하는 코일두께를 식 (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 Cu당량에 코일두께를 적용한 보정값 A를 구한다.
구해진 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 대입하여 비늘흠 지수를 산출한다
이 후 용강을 연속주조하여 박슬라브로 제조하고 열간압연을 실시하여 열연코일로 제조한다. 이때, 상술한 과정에 의해 산출한 비늘흠 지수가 각각 0.5, 1, 2, 3이었던 용강을 연속주조하여 생산한 박슬라브를 열연코일로 제조하였을 경우 실제 열연코일에서의 발생된 비늘흠 결함 정도를 측정하였다.
표 3
구분 용강 Cu당량(w%) 코일두께(mm) A(Cu당량에 코일두께를 적용한 보정값 ) 비늘흠 지수 열연코일의 비늘흠 발생 정도 비고
1 0.094 5 17 0.5 미발생 발명강(표면엄격재 적용)
2 0.119 5 20 1 발생(판면적당 5%) 발명강(표면엄격재 적용)
3 0.175 5 25 2 발생(판면적당 25%) 발명강(일반재 적용)
4 0.205 5 28 3 발생(판면적당 37%) 비교강(불량)
5 0.02 10 17 0.5 미발생 발명강(표면엄격재 적용)
6 0.05 10 20 1 발생(판면적당 4.5%) 발명강(표면엄격재 적용)
7 0.1 10 25 2 발생(판면적당 26%) 발명강(일반재 적용)
8 0.129 10 28 3 발생(판면적당 36%) 비교강(불량)
9 0.02 20 32 4 발생(판면적당 48%) 비교강(불량)
표 2에 도시된 바와 같이, 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후, 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 산출한 비늘흠 지수가 1 이하를 만족하는 경우 박슬라브 열연코일에서 비늘흠 결함이 발생하지 않거나 발생하여도 그 발생정도가 미미하였다.(발명강 1, 발명강 2, 발명강 5, 발명강 6)
비늘흠 지수가 1을 초과하나 2 이하를 만족하는 경우에는 박슬라브 열연코일에서 비늘흠 결함이 발생하였으나 그 정도가 일반적으로 허용 가능한 정도였다.(발명강3, 발명강7)
반면, 비늘흠 지수가 2를 초과하는 경우에는 박슬라브 열연코일에서 심각한 비늘흠 결함이 발생하였다.(비교강 4, 비교강 8)
그리고, 산출한 용강의 Cu당량이 동일한 경우에도 생산되는 코일 두께가 얇은 경우에는 비늘흠 결함이 발생하지 않고 두꺼운 경우에는 비늘흠 결함이 발생하였다.(발명강 5,비교강 9) 참고로, 박슬라브 연주에서 생산되는 슬라브의 두께는 40~100mm이고, 열연코일의 두께는 4~20mm이다.
이와 같이, 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 Cu당량을 산출하고 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 적용하여 비늘흠 지수를 산출하면, 상기 용강으로 제조된 박슬라브를 열연코일로 제조할 경우 발생되는 비늘흠 결함을 예측할 수 있다. 따라서, 수요자의 요구 품질 수준에 맞는 박슬라브를 제공하는 것이 가능하다.
예컨데, 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하여서, 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 적용하여 보정값 A를 구하고, 상기 보정값 A값을 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하면 비늘흠 결함이 최소화되어 박슬라브 열연코일의 표면품질을 개선할 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박슬라브 열연코일의 제조방법은, 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께의 상관관계에 의해 도출된 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하여, 생산할 코일두께를 결정한다.
본 발명의 제3 실시예는 박슬라브로 제조한 열연코일의 대표적인 표면 결함 중 하나인 비늘흠 결함을 최소화하기 위한 방법이다. 제3 실시예는 상술한 제2 실시예와 비교하여 박슬라브로 열연코일 제조시 용강 단계에서 산출한 Cu당량에 따라 생산할 코일두께를 가변적으로 결정한다는 점에서 차이가 있다.
구체적으로 살펴보면, 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후, 상기 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며, 상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다. 그리고 상기 예측결과를 근거로 표면 결함 발생이 방지되는 범위로 생산할 코일두께를 결정한다.
도 5에 도시된 바에 의하면, Cu당량이 낮더라도 코일두께가 두꺼울 경우 비늘흠 발생율이 높다.
예컨데, Cu당량이 0.1인 경우 코일두께를 7로 결정하여 압연하면 비늘흠 지수가 1로 예측되고, 코일두께를 10으로 결정하여 압연하면 비늘흠 지수가 2로 예측된다.
따라서, 용강의 Cu당량을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량으로 비늘흠 지수를 예측하여 수요자의 요구 품질에 맞게 코일두께를 결정한다.
통상, 연속주조는 강종에 따라 다르나 6연주에서 9연주가 일반적이다. 연주는 연속주조시 턴디쉬에 용강을 붇는 횟수를 의미한다. 이는 각 연주마다 용강의 Cu당량이 달라질 수 있음을 의미한다.
또한, 연속주조된 슬라브의 압연시 최종 코일두께도 강종에 따라 상한치와 하한치가 존재한다. 따라서, 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강의 Cu당량을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량으로 요구 품질의 비늘흠 지수를 만족하도록 코일두께를 결정하여 압연한다.
Cu당량을 산출하는 방법 및 비늘흠 지수의 기준은 전술한 제2 실시예에서 기재된 그것과 동일하므로 그 기재를 생략한다.
박슬라브 열연코일을 제조하는 방법은 다음과 같다.
일 예로,
용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고, 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한다. 그리고, 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출한다.
비늘흠 지수로는 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측한다. 예측된 결과로는 코일두께를 결정한다.
이때, 산출된 비늘흠 지수가 요구 품질의 비늘흠 지수를 만족하는 범위에서 코일두께를 두껍게 결정할 수 있다.
다른 예로,
수요자의 요청이 오면 열연코일의 생산량 및 폭을 결정한다.
그리고, 상술한 비늘흠 지수 식 0.0067×A2-0.088×A, A=(Cu당량×100)+(1.5×코일두께)로 Cu당량과 코일두께간의 상관관계를 도출하여 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하는 데이터를 산출한다.
이 후, 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출한다. 산출된 용강의 Cu당량과 예측한 데이터에 근거하여 생산할 코일두께를 결정한다. 이때, 코일두께는 수요자의 요구 품질을 만족하는 비늘흠 지수가 되게 결정한다.
예컨데, 도 5에 도시된 바와 같이, 산출된 용강의 Cu당량이 0.1이면 비늘흠 지수 1 이하를 만족하기 위해 코일두께를 7 이하로 결정하여 압연하고, 산출된 용강의 Cu당량이 0.07이면 비늘흠 지수 1 이하를 만족하기 위해 코일두께를 9 이하로 결정하여 압연한다.
그리고, 산출된 용강의 Cu당량이 0.1인 경우 비늘흠 지수 2 이하를 만족하기 위해 코일두께를 10 이하로 결정하여 압연한다.
이는 수요자의 요구 품질을 만족하는 범위에서 산출된 용강의 Cu당량이 낮은 경우에는 코일두께를 두껍게 결정하고, 상대적으로 Cu당량이 높은 경우에는 코일두께를 얇게 결정하여 압연하는 것이 가능하다.
즉, 비늘흠 지수별 Cu당량으로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하여 코일두께를 결정할 수 있도록 한다.
정리하면, 박슬라브 열연코일의 표면 결함을 저감하기 위한 박슬라브 열연코일의 제조방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, (1)수요자의 요청에 의해 생산을 결정하는 단계, (2)생산시 용강의 Cu, Sn, Sb, Ni원소의 함량을 측정하여 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계, (3)산출된 용강의 Cu당량을 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께의 상관관계에 의해 도출된 비늘흠 지수에 적용하여 표면 결함 발생이 억제되도록 생산할 코일두께를 결정하는 단계, (4)용강을 연속주조하여 생산된 박슬라브를 과정(3)에 의해 결정된 코일두께로 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하는 단계를 포함한다.
이와 같이, 용강의 Cu당량을 산출하고, 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께의 상관관계에 의해 도출된 비늘흠 지수를 근거로 생산할 코일두께를 결정하여 압연하면 수요자가 요구하는 표면 품질을 만족하는 열연코일을 제조할 수 있다.
물론, 상술한 방법을 적용함에도 생산된 열연코일의 품질평가에서 등급이 하락하면 표면엄격재 대신 일반재로 적용하는 등 용도 전환하여 수요자에 전달할 수 있다.
표 4는 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께가 요구 품질의 비늘흠 지수를 만족하도록 코일두께를 결정하여 압연하였을 경우 결과를 나타낸 것이다.
표 4
강종 요구 품질(비늘흠 지수) Heat no. 슬라브no. Cueq 비교예 발명예
코일두께 비늘흠지수 판정 코일두께 비늘흠지수 판정
A 1 이하 1 1 0.08 5 0.2 합격 7 0.7 합격
A 1 이하 1 2 0.08 5 0.2 합격 7 0.7 합격
A 1 이하 1 3 0.08 6 0.4 합격 8 0.9 합격
A 1 이하 1 4 0.08 6 0.4 합격 8 0.9 합격
A 1 이하 2 1 0.11 7 1.2 불합격 5 0.7 합격
A 1 이하 2 2 0.11 7 1.2 불합격 5 0.7 합격
A 1 이하 2 3 0.11 8 1.5 불합격 6 0.9 합격
A 1 이하 2 4 0.11 8 1.5 불합격 6 0.9 합격
B 2 이하 3 1 0.09 7 0.8 합격 10 0.8 합격
B 2 이하 3 2 0.09 8 1.1 합격 11 1.1 합격
B 2 이하 3 3 0.09 9 1.4 합격 11 1.4 합격
B 2 이하 3 4 0.09 9 1.4 합격 11 1.4 합격
B 2 이하 4 1 0.10 10 2.0 불합격 7 1.0 합격
B 2 이하 4 2 0.10 11 2.4 불합격 8 1.3 합격
B 2 이하 4 3 0.10 11 2.4 불합격 9 1.6 합격
B 2 이하 4 4 0.10 11 2.4 불합격 9 1.6 합격
[Heat no.:연연주 수, 슬라브 no.:한 연주시 생산되는 슬라브]
[비교예]
용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 용강 중 Cu, Sn, Sb, Ni의 Tramp원소 함량을 측정한 후, 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 대입하여 Cu당량(Cu eq.)을 산출한다.
산출한 Cu당량과 수요자가 요구하는 코일두께를 식 (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 Cu당량에 코일두께를 적용한 보정값 A를 구한다.
구해진 보정값 A는 식 :0.0067×A2-0.088×A에 대입하여 비늘흠 지수를 산출한다. 이 후 용강을 연속주조하여 박슬라브로 제조하고 열간압연을 실시하여 열연코일로 제조한다.
[발명예]
Cu당량과 수요자가 요구하는 코일두께를 식 (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 Cu당량에 코일두께를 적용한 보정값 A를 구한다. 구해진 보정값 A는 식 :0.0067×A2-0.088×A에 대입하여 비늘흠 지수를 산출한다.
이와 같이 하여, 비늘흠 지수별 Cu당량과 코일두께간의 상관관계를 도출하여 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하는 데이터를 산출한다.
이후, 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 용강 중 Cu, Sn, Sb, Ni의 Tramp원소 함량을 측정한 후, 측정한 값을 식 [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 대입하여 Cu당량(Cu eq.)을 산출한다.
상기 예측한 데이터 값을 근거로 산출한 Cu당량과 생산할 코일두께가 요구 품질의 비늘흠 지수를 만족하도록 코일두께를 결정하여 압연한다.
이후, 실제 열연코일에서 발생된 비늘흠 결함 정도로 요구 품질 수준에 맞는지를 판정하였다.
표 4에 도시된 바와 같이, 비교예의 경우 요구 품질의 비늘흠 지수가 1 이하를 만족하지 못하는 열연코일이 발생하였다. 이는 Cu당량과 생산할 코일두께로 비늘흠 지수를 예측할 수는 있으나 비늘흠 지수가 요구 품질을 만족하지 못하는 경우 폐기해야 하므로 효율적이지 못하다.
발명예의 경우 모든 열연코일에서 요구 품질의 비늘흠 지수가 1 이하를 만족하였다. 이는 요구 품질의 비늘흠 지수를 만족하는 범위에서 코일두께를 결정함에 의해 가능한 것이다.
즉, Cu당량이 낮은 경우에는 수요자의 요구 품질을 만족하는 범위에서 코일두께를 두껍게 결정하여 압연하고, Cu당량이 높은 경우에는 수요자의 요구 품질을 만족하는 범위에서 코일두께를 얇게 결정하여 압연하면 되는 것이다.
따라서, 수요자의 요청에 의해 열연코일의 생산량을 결정하더라도 비늘흠 지수를 만족하는 범위에서 코일두께를 가변적으로 결정함에 의해 실수율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (11)

  1. 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고,
    상기 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며,
    상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법.
  2. 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하고,
    상기 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후,
    상기 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하며,
    상기 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 Cu당량(Cu eq.)은 식: [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법.
    [단, wt%는 각 원소의 함량을 의미함.]
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 Cu당량을 산출하기 위한 각 원소 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량은 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 측정하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측방법.
  5. 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계,
    상기 산출된 용강의 Cu당량을 식: 120×(Cu당량)2-6×(Cu당량)에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하는 단계,
    상기 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
  6. 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계,
    상기 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 적용하여 보정값 A를 구하는 단계,
    상기 보정값 A값을 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하는 단계,
    상기 산출된 비늘흠 지수가 1 이하인 용강을 연속주조하여 주조된 박슬라브를 열간압연하고 권취하여 열연코일로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
  7. 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계;
    상기 산출된 용강의 Cu당량과 생산할 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후,
    상기 보정값 A를 식:0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 비늘흠 지수를 산출하는 단계;
    상기 비늘흠 지수에 근거하여 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하여 표면 결함 발생이 억제되도록 생산할 코일두께를 재결정하여 압연하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
  8. 용강의 Cu당량(Cu eq.)을 산출하는 단계;
    상기 산출된 용강의 Cu당량(Cu eq.)과 코일두께의 상관관계에 의해 도출된 비늘흠 지수로 박슬라브 열연코일의 표면 결함 발생을 예측하는 데이터를 산출하는 단계;
    상기 예측한 데이터 값에 근거하여 표면 결함 발생이 억제되도록 생산할 코일두께를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비늘흠 지수는
    상기 용강의 Cu당량과 코일두께를 식: (Cu당량×100)+(1.5×코일두께)에 대입하여 보정값 A를 구한 후,
    상기 보정값 A를 식 :0.0067×A2-0.088×A에 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
  10. 청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Cu당량(Cu eq.)은 식: [wt%Cu]+5[wt%Sn]+8[wt%Sb]-[wt%Ni]에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
    [단, wt%는 각 원소의 함량을 의미함.]
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 Cu당량을 산출하기 위한 각 원소 Cu, Sn, Sb, Ni의 함량은 용강의 정련과정 완료 후 연속주조 직전의 용강을 샘플링하여 측정하는 것을 특징으로 하는 박슬라브 열연코일의 제조방법.
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