WO2019117456A1 - 표면품질이 양호한 고cu 스테인리스 강의 제조방법 - Google Patents

표면품질이 양호한 고cu 스테인리스 강의 제조방법 Download PDF

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송병준
권오성
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주식회사 포스코
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    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing stainless steel, and more particularly, to a method of manufacturing high-Cu stainless steel having good quality.
  • Copper (Cu) is added in order to reduce the yield strength of stainless steel and improve the formability.
  • Cu Copper
  • springback phenomenon is reduced and workability such as bending increases, It is possible to substitute for the use as a pipe of Cu material in an electronic product such as a pipe.
  • Such Cu-added stainless steels were conventionally produced by continuous casting and slabs were hot-rolled to produce thin plates with a thickness of 2 to 6 mm.
  • An aspect of the present invention is to provide a method for producing a high-Cu stainless steel having a good surface quality while reducing manufacturing costs in the production of stainless steel containing a large amount of Cu.
  • One aspect of the present invention relates to a method for producing a strip, comprising: preparing a molten steel containing at least 4% by weight of copper (Cu), and injecting the molten steel into a pair of casting rolls rotating in opposite directions to form a strip; Hot rolling the strip to obtain a thermal laminate; Annealing and pickling the thermal expansion material; And a step of cold-rolling the annealed and pickled heat treated steel, wherein the superheated degree of the molten steel is 92 ° C or less, and the surface quality is good.
  • Cu copper
  • manufacturing cost is reduced by manufacturing a high-Cu stainless steel by a twin roll thin plate casting method.
  • the high-Cu stainless steel produced by the twin roll thin sheet casting method can have good surface quality without defects such as surface cracks.
  • 1 is a schematic view showing a twin roll thin plate manufacturing process.
  • Fig. 2 is a photograph showing the quality of high Cu stainless steel produced under conventional conditions using a twin roll thin plate casting method.
  • FIG. 3 is a photograph of a surface unevenness of a casting roll according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a photograph of a cast steel of Comparative Example 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a photograph showing a cast of Inventive Example 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the inventors of the present invention have found that it is effective to use a thin plate casting method using a twin roll type casting machine in order to solve the problems that occur in the production of stainless steel by the conventional continuous casting method.
  • a method of manufacturing a stainless steel using a twin roll thin plate casting machine is a method of directly casting a cast steel having a thickness of 2 to 6 mm from a molten metal. Accordingly, there is an advantage that the manufacturing cost is reduced as compared with the slab-making method, the precipitation phase is suppressed by the rapid solidification, and the quality of the slab is excellent due to the inclusion fineness.
  • Fig. 2 is a mapping result of the cross-sectional components of the casting with surface cracks, and it can be seen that a liquid-Cu was formed along the grain boundaries around the cracks (the lighter the color, the greater the degree of segregation Lt; / RTI >
  • the inventors of the present invention have found that, even when copper (Cu) is contained in an amount of 4.0 wt% or more, stainless steel having a low yield strength can be produced without occurrence of edge cracks and surface cracks .
  • a method for producing a high Cu stainless steel having good surface quality includes preparing a molten steel containing copper (Cu) in an amount of not less than 4% by weight, To form a strip; Hot rolling the strip to obtain a thermal laminate; Annealing and pickling the thermal expansion material; And cold rolling the annealed and pickled heat treated strips.
  • Cu copper
  • the atmospheric gas in the meniscus shield 150 is important, and the oxidation of the molten metal from the atmospheric gas is prevented, and the interface energy between the molten steel meniscus and the casting roll 110 at the time of solidification is changed, .
  • the atmospheric gas is not particularly limited as long as it can effectively prevent the oxidation of the molten metal.
  • nitrogen (N 2 ) can be used. By sufficiently supplying nitrogen, the oxygen concentration can be controlled to 0.1% There is a need.
  • molten steel containing copper (Cu) in an amount of 4 wt% or more is supplied into the casting rolls 110 for the production of the cast steel, and the superheating degree of the molten steel may be 92 ° C or less.
  • copper (Cu) Since copper (Cu) has a melting point of about 1085 ° C, it is generally present in a liquid phase in molten steel, but when it is contained within the solubility limit range, it may exist in an employment state during the solidification process. If Cu is contained in an amount exceeding the solubility limit of the copper, the Cu is not dissolved in the steel, and Cu segregated at the dendrite boundary during solidification generates a liquid-Cu to induce grain boundary embrittlement, This is a starting point of cracking on the surface of the strip, and in severe cases, it also causes plate breakage.
  • the temperature of the molten steel is based on the value measured in the tundish, and the temperature of the molten steel can be set based on the degree of superheat.
  • the superheat degree means a temperature at which the molten steel begins to solidify at the tundish temperature, that is, a value obtained by subtracting the solidification temperature.
  • the surface of the casting roll 110 may have irregularities. Specifically, it is preferable that the surface roughness Ra of the casting roll 110 is 20 ⁇ m or more 3).
  • the surface roughness of the casting roll can be controlled from the shot blasting process. More advantageously, the casting roll can have a surface roughness (Ra) of 20 to 25 ⁇ ⁇ based on the widthwise center portion.
  • the molten steel is supplied into the casting rolls having the unevenness (roughness) formed on the surface by the shot blasting process
  • the molten steel is first brought into contact with the molten acid first, so that the rough acid becomes the nucleation site of the molten steel solidification. Therefore, by forming a roughening acid so as to have a surface roughness (Ra) of 20 m or more on the center of the casting roll in the width direction center, the solidifying cell can be sufficiently transferred to the roughing of the casting roll, Uniformity and uniform coagulation is caused, thereby making it possible to manufacture a defect-free strip.
  • Ra surface roughness
  • the solidification rate by the above-described casting roll may be 100 ° C / s or higher.
  • the segregation can be reduced and the generation of Cu precipitates can be suppressed. That is, even if Cu in the molten steel is contained in a large amount, a strip having good surface quality can be obtained.
  • the strip prepared as described above can be made into a hot laminate by a hot rolling mill.
  • the hot rolling is preferably performed at a reduction rate of 10 to 50%.
  • the reduction rate is less than 10% in the hot rolling, the core pores formed in the casting structure are not completely removed and cause defects in the final product. On the other hand, if the reduction ratio exceeds 50%, surface defects due to hot rolling may occur It is not preferable.
  • the thermal product thus produced can be obtained in a coil state by winding in a winder.
  • the coil product is a black coil product having a scale on its surface, which is subjected to a subsequent annealing and pickling process, A coil can be obtained.
  • the annealing and the pickling process for removing the scale of the surface of the black coil product can be carried out according to ordinary conditions and can be carried out without difficulty by a person skilled in the art, but the conditions are not particularly limited.
  • the produced white coil can be cold-rolled to produce a cold rolled steel sheet.
  • the cold rolling can be performed at a reduction ratio of 75 to 85%. If the reduction rate exceeds 85%, there is a problem that the rolling load is increased and the strength is lowered due to coarsening of the grain size. On the other hand, if it is less than 75%, non-uniform rolling occurs, and an excessive time is required for the rolling process, resulting in a problem of deteriorating productivity.
  • a annealing heat treatment step may be further performed. This annealing may also be performed under ordinary conditions, for example, in a temperature range of 1100 to 1200 ° C.
  • the high-Cu stainless steel of the present invention which is manufactured through the above-described processes, contains 0.08% or less (including 0%) carbon (C), 1.0% (Mn): not more than 1.5% (including 0%), chromium (Cr): 16 to 18%, nickel (Ni): 7 to 9%, copper (Cu): not less than 4% , The balance Fe and other unavoidable impurities.
  • the high-Cu stainless steel of the present invention can contain up to 6% of copper (Cu), and even if it contains such a large amount of Cu, it can have a good surface quality.
  • liquid-Cu is produced in the reheating process after casting, and cracking occurs at hot rolling due to embrittlement due to grain boundary segregation, resulting in very low productivity due to loss of execution rate .
  • cracking occurs and plate breakage occurs during hot rolling and production of the product becomes impossible.
  • the high-concentration Cu precipitates are present in a large amount, and the physical properties are poor.
  • the Cu precipitate is reused and regenerated as a liquid-Cu to weaken the weld heat affected zone (HAZ) There is a problem of making.
  • the generation of the liquid-Cu is minimized because the rapid cooling cools the liquid- , The time for diffusion and fusion of Cu atoms in the material is reduced, so that the amount of Cu segregation can be lowered to suppress Cu precipitates.
  • the degree of concentration of Cu is small, there is an effect of minimizing a problem caused by the produced Cu precipitate.
  • Each of the strips was produced by casting molten steel having the composition shown in the following Table 1 under the conditions shown in Table 2 using a twin roll type casting machine. At this time, the casting roll width A casting roll having a surface roughness of 20 mu m was used.
  • the surface crack index is measured by observing the surface of the cast material with a naked eye and a magnifying glass while setting the casting material coil on the inspection table and setting the Index value according to the number of cracks.
  • the surface cracking index for the casting material length of 4 m was confirmed based on the following table.
  • Comparative Examples 1 to 3 are examples in which casting conditions corresponding to the conventional superheating degree of molten steel were used. Examples 1 to 3 show examples of casting conditions satisfying the molten steel superheating degree proposed in the present invention.
  • Fig. 4 is a photograph of the cast steel of Comparative Example 1, showing that surface cracks occurred in several places.
  • Fig. 5 showing the cast steel of the inventive example 1, it can be confirmed that the surface crack did not occur.
  • edge dam 180 ... slope

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Abstract

본 발명의 일 측면은, Cu를 다량으로 함유하여 스테인리스 강을 제조함에 있어서, 쌍롤식 박판 주조공정을 이용함으로써 제조원가의 절감과 함께 양호한 표면품질을 가지는 고Cu 스테인리스 강을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

Description

표면품질이 양호한 고CU 스테인리스 강의 제조방법
본 발명은 스테인리스 강을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양호한 품질을 가지는 고Cu 스테인리스 강의 제조방법에 관한 것이다.
스테인리스 강의 항복강도를 저감시키고, 성형성을 향상시키기 위하여 구리(Cu)를 첨가하는데, Cu 첨가에 의해 스테인리스 강의 항복강도가 감소되면 스프링백 현상이 감소되고, 벤딩 등의 가공성이 증가하게 되어, 에어컨 배관 등 전자제품에서 Cu 재질의 배관 등으로 사용되는 용도를 대체할 수 있다.
이러한 Cu 첨가 스테인리스 강을 종래에는 연속주조에 의해 슬라브를 제조하고, 이를 열간압연하여 두께 2~6mm의 박판으로 생산하였다.
그런데, 연속주조 공정에 의해 Cu 첨가 스테인리스 강, 특히 Cu를 3.0중량% 이상으로 포함하는 스테인리스 강을 제조하는 경우 응고 및 냉각속도가 느려 슬라브 내부에 Cu 석출물이 다량 생성되고, 이로 인해 후속하는 열간압연시 열간 가공성이 나빠져 에지(edge) 크랙이 발생하는 등의 결함으로 인하여, 실수율이 저하되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, Cu를 4% 이상으로 첨가하는 경우에는 강 제조 자체가 불가해지는 문제가 있다 (도 2 참조).
따라서, Cu의 첨가에 의한 효과를 얻기 위하여 상기 Cu를 다량으로 함유하는 고Cu 스테인리스 강을 제조함에 있어서, 크랙(crack)과 같은 결함이 없으면서, 우수한 표면품질을 확보할 수 있는 제조방안의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명의 일 측면은, Cu를 다량으로 함유하여 스테인리스 강을 제조함에 있어서, 제조원가의 절감과 함께 양호한 표면품질을 가지는 고Cu 스테인리스 강을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면은, 구리(Cu)를 4중량% 이상으로 함유하는 용강을 준비한 후, 상기 용강을 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 주입하여 스트립(strip)을 제조하는 단계; 상기 스트립을 열간압연하여 열연재를 얻는 단계; 상기 열연재를 소둔 및 산세 처리하는 단계; 및 상기 소둔 및 산세 처리된 열연재를 냉간압연하는 단계를 포함하고, 상기 용강의 과열도는 92℃ 이하인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 쌍롤식 박판 주조법에 의해 고Cu 스테인리스 강을 제조함으로써 제조원가를 절감하는 효과가 있다.
또한, 쌍롤식 박판 주조법에 의해 제조된 고Cu 스테인리스 강은 표면 크랙 등의 결함 없이 양호한 표면품질을 가질 수 있다.
도 1은 쌍롤식 박판 제조 공정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 쌍롤식 박판 주조법을 이용하여 종래의 조건으로 제조된 고Cu 스테인리스 강의 품질을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤의 표면요철을 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교예 1의 주편을 관찰한 사진을 나타낸 것이다 (표시된 부분은 표면크랙이 발생한 부분이다).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 1의 주편을 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
본 발명의 발명자들은 종래 연속주조법에 의해 스테인리스 강의 제조시 발생하는 문제점을 해결하기 위하여, 쌍롤식 박판 주조기에 의한 박판 주조법을 이용하는 것이 효율적임을 발견하였다.
쌍롤식 박판 주조기를 이용한 스테인리스 강의 제조방법은 용탕으로부터 두께 2~6mm의 주편을 직접 주조하여 제조하는 방법이다. 이에, 슬라브 연주법에 비해 제조원가가 저감되는 장점이 있으며, 급속 응고에 의해 석출상이 억제되고, 개재물 미세화 등에 의해 주편 내부품질도 우수하게 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 발명자들에 의한 연구 결과, 쌍롤식 박판 주조법을 이용하여 Cu를 다량 함유하는 스테인리스 강을 제조하는 경우, 연속주조법 대비 양호한 품질의 고Cu 스테인리스 강을 얻을 수 있었으나, 다량으로 첨가된 Cu에 의해 용강 내 액상(Liquid)-Cu가 생성되어 표면품질이 저하하는 문제를 확인하였다.
구체적으로, 용강 내에서 고용한도를 초과한 Cu 성분들이 응고과정 중에 일부 액상(Liquid)-Cu를 생성하여 입계에 농축됨에 따라 취약해진 입계를 따라 표면 크랙을 유발하는 것을 발견하였다 (도 2 참조). 도 2는 표면 크랙이 발생된 주편의 단면 성분을 매핑(mapping)한 결과로서, 크랙 주변부 입계를 따라 액상(Liquid)-Cu가 생성된 것을 확인할 수 있다 (밝은 색상일수록 그 주변부보다 편석 정도가 심함을 나타낸다).
이에, 본 발명의 발명자들은 4.0중량% 이상으로 구리(Cu)를 함유하더라도 에지(edge) 크랙은 물론이고 표면 크랙과 같은 결함 발생이 없으면서, 낮은 항복강도를 갖는 스테인리스강을 제조할 수 있는 방안에 대하여 깊이 연구하였다.
그 결과, 쌍롤식 박판 주조법을 이용하여 고Cu 스테인리스 강을 제조함에 있어서, 이때의 공정조건을 최적화하는 것으로부터 목표로 하는 품질을 가지는 고Cu 스테인리스 강을 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강을 제조하는 방법은, 구리(Cu)를 4중량% 이상으로 함유하는 용강을 준비한 후, 상기 용강을 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 주입하여 스트립(strip)을 제조하는 단계; 상기 스트립을 열간압연하여 열연재를 얻는 단계; 상기 열연재를 소둔 및 산세 처리하는 단계; 및 상기 소둔 및 산세 처리된 열연재를 냉간압연하는 단계를 포함할 수 있다.
우선, 4중량% 이상으로 구리(Cu)를 함유하는 용강을 쌍롤식 박판 주조기를 이용하여 스트립(strip)으로 제조함에 있어서, 표면크랙과 같은 결함이 없도록 전폭에 걸쳐 균일한 응고를 위하여, 도 1에 나타낸 바와 같이 용탕면을 완전히 덮을 수 있고, 가스를 공급할 수 있는 메니스커스 쉴드(150)를 사용할 수 있다.
이때, 상기 메니스커스 쉴드(150) 내에서의 분위기 가스가 중요하며, 상기 분위기 가스로부터 용탕의 산화를 방지하고 응고시 용강 메니스커스와 주조롤(110) 계면의 계면에너지를 변화시켜 균일한 응고가 가능해진다.
상기 분위기 가스로는 용탕의 산화를 효과적으로 방지할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 아니하나, 하나의 예로서 질소(N2)를 사용할 수 있으며, 상기 질소를 충분히 공급함으로써 산소 농도를 0.1부피% 이하로 제어할 필요가 있다.
한편, 주편의 제조를 위해 4중량% 이상으로 구리(Cu)를 함유하는 용강을 주조롤(110) 사이로 공급하며, 이때 상기 용강의 과열도는 92℃ 이하일 수 있다.
상기 구리(Cu)는 융점이 1085℃ 정도이므로, 용강 내에서 액상으로 존재하는 것이 일반적이나, 고용한도 범위 내로 함유하는 경우에는 응고과정 중에서 고용 상태로 존재할 수 있다. 그런데, 이러한 구리(Cu)를 고용한도 범위를 초과하여 함유하게 되면 강중에 고용되지 못하고 응고 중에 덴드라이트(dendrite) 경계에 편석된 Cu가 액상(Liquid)-Cu를 생성하여 입계 취화를 유발하며, 이는 스트립 표면에서 크랙 발생의 기점이 되며, 심할 경우 판 파단도 일으키는 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는 4중량% 이상으로 구리(Cu)를 함유함에 있어서, 응고 중에 액상(Liquid)-Cu의 생성을 억제하기 위하여 용강의 과열도를 92℃ 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
즉, 용강의 과열도를 감소시킴으로써 응고온도까지의 유지 시간을 최소화하여 응고속도를 더욱 높일 수 있으며, 이로부터 액상(Liquid)-Cu의 생성을 억제할 수 있다.
상기 용강의 온도는 턴디쉬에서 측정하는 값을 기준으로 하며, 용강의 온도는 과열도를 기준으로 설정할 수 있다. 상기 과열도는 턴디쉬 온도에서 용강이 고체화되기 시작하는 온도 즉, 응고 온도를 뺀 값을 의미한다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 주조롤(110)의 표면은 요철을 가지는 것일 수 있으며, 구체적으로는 주조롤의 폭 방향 중심부 기준으로 20㎛ 이상의 표면조도(Ra)를 가지는 것이 바람직하다 (도 3 참조). 상기 주조롤의 표면조도를 숏 블라스팅 공정으로부터 제어할 수 있다. 보다 유리하게는 상기 주조롤은 폭 방향 중심부 기준으로 20~25㎛의 표면조도(Ra)를 가질 수 있다.
숏 블라스팅 처리에 의해 표면에 요철(조도산)이 형성된 주조롤 사이로 용강을 공급하게 되면, 용강은 우선적으로 조도산에 먼저 접촉하게 되므로, 상기 조도산이 용강 응고의 핵생성 위치가 된다. 따라서, 주조롤의 폭 방향 중심부 기준 20㎛ 이상의 표면조도(Ra)를 가지도록 조도산을 형성시킴으로써 응고셀이 주조롤의 조도산에 충분히 전사되도록 할 수 있으며, 이로부터 용강 응고시 핵생성 위치가 균일해짐에 따라 균일한 응고를 유발하여 결함이 없는 스트립(strip)의 제조를 가능하게 한다.
상술한 주조롤에 의한 응고속도는 100℃/s 이상일 수 있으며, 이와 같이 빠른 냉각속도를 적용함에 의해 편석이 감소하여 Cu 석출물의 생성을 억제할 수 있다. 즉, 용강 내 Cu를 다량으로 함유하더라도 표면품질이 양호한 스트립을 얻을 수 있게 된다.
상기에 따라 제조된 스트립(strip)은 열간압연기에 의해 열연재로 제조될 수 있다. 이때, 열간압연은 10~50%의 압하율로 행해짐이 바람직하다.
상기 열간압연시 압하율이 10% 미만이면 주조조직에서 형성된 중심부 기공이 완전히 제거되지 않고, 최종 제품에서 결함을 유발하는 문제가 있으며, 반면 50%를 초과하게 되면 열간압연에 의한 표면결함이 발생할 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.
상기에 따라 제조된 열연재를 권취기에서 권취하여 코일 상태로 얻을 수 있으며, 이때의 코일 제품은 표면에 스케일이 존재하는 블랙 코일 제품으로써, 이것을 후속 소둔 및 산세 공정을 거침으로써 스케일이 제거된 화이트 코일을 얻을 수 있다.
이와 같이, 블랙 코일 제품 표면의 스케일을 제거하기 위한 소둔 및 산세 공정은 통상의 조건에 따라 행할 수 있으며, 통상의 기술자가 어려움 없이 행할 수 있는 것인 바, 그 조건에 대하여 특별히 한정하지 아니한다.
이후, 제조된 화이트 코일을 냉간압연하여 냉연재로 제조할 수 있다.
상기 냉간압연은 75~85%의 압하율로 행할 수 있다. 만일 상기 압하율이 85%를 초과하게 되면 압연 부하가 커지고, 결정립도의 조대화에 의해 강도가 저하되는 문제가 있다. 반면, 75% 미만이면 불균일한 압연이 이루어지고, 압연공정에 과도한 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 있다.
상기 냉간압연 후에는 소둔 열처리 공정을 더 행할 수 있으며, 이 역시 통상의 조건에 의할 수 있으며, 일 예로 1100~1200℃의 온도범위에서 행할 수 있다.
한편, 상술한 공정을 거쳐 제조되는 본 발명의 고Cu 스테인리스 강은 중량%로, 탄소(C): 0.08% 이하(0% 포함), 실리콘(Si): 1.0% 이하(0% 포함), 망간(Mn): 1.5% 이하(0% 포함), 크롬(Cr): 16~18%, 니켈(Ni): 7~9%, 구리(Cu): 4% 이상, 질소(N): 0.1% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 고Cu 스테인리스 강은 구리(Cu)를 최대 6%까지 함유할 수 있으며, 이와 같이 다량의 Cu를 함유하더라도 양호한 표면품질을 가질 수 있다.
종래의 연주공정으로부터 고Cu 스테인리스 강을 제조하는 경우, 주조 후 재가열 과정에서 액상-Cu가 생성되고, 입계 편석에 의한 취화로 열연시 크랙이 심하게 발생하여 실시율 로스(loss)에 의한 생산성이 매우 낮다. 경우에 따라서는 크랙 발생에 의해 열간압연 중 판 파단이 발생하여 제품 생산이 불가능해지는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 제품을 생산하더라도 고농축 Cu 석출물이 다량으로 존재함에 따라 물성이 열위하며, 이러한 제품에 용접을 행할 경우 Cu 석출물이 재용해되면서 액상-Cu로 재생성하여 용접 열영향부(HAZ)를 취약하게 만드는 문제가 있다.
반면, 본 발명에서 제안하는 방법에 따라 쌍롤식 박판 주조법에 의해 고Cu 스테인리스 강을 제조하게 되면, 급속 응고에 의해 빠른 냉각속도로 액상-Cu의 생성 온도범위를 벗어나므로 액상-Cu의 생성을 최소화하면서, 소재 내에서 Cu 원자의 확산 및 융합을 위한 시간이 줄어듦으로 Cu 편석량을 낮춰 Cu 석출물을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, Cu의 농화 정도가 작으므로 생성된 Cu 석출물에 의한 문제점을 최소화하는 효과가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
하기 표 1에 나타낸 조성의 용강을 쌍롤식 박판 주조기를 이용하여 하기 표 2의 조건으로 주조함으로써 각각의 스트립(strip)을 제조하였다. 이때, 주조롤 폭 방향의 중심부를 기준으로 20㎛의 표면조도를 갖는 주조롤을 이용하였다.
강종 합금조성 (중량%)
C Si Cr Ni Cu N
1 0.025 0.55 17.0 7.56 4.91 0.048
2 0.029 0.57 17.1 7.61 4.95 0.050
3 0.031 0.55 17.2 7.62 4.99 0.051
4 0.023 0.56 17.1 7.60 4.95 0.050
5 0.029 0.57 17.0 7.62 4.93 0.051
6 0.028 0.55 17.0 7.59 5.01 0.050
강종 턴디쉬 용강온도 (℃) 응고 온도 (℃) 용강 과열도(℃) 표면크랙 Index*(1~5) 구분
1 1517 1403 114 4 비교예 1
2 1513 1400 113 4 비교예 2
3 1510 1399 111 3 비교예 3
4 1491 1402 89 0 발명예 1
5 1489 1401 88 0 발명예 2
6 1492 1400 92 0 발명예 3
* 표면크랙 Index에서 0은 표면 크랙이 발생하지 않은 경우로 가장 좋으며, 5는 표면 크랙이 매우 심하게 발생한 경우이다.
각 조건에 따라 제조된 스트립에 대해 표면 크랙의 발생 정도를 평가하고, 그 결과를 상기 표 2에 나타내었다.
이때, 표면크랙 Index는 주조재 코일을 검사대에 올려 놓고 언코일링(uncoiling) 하면서 주조재 표면을 육안, 돋보기로 관찰한 후 크랙 개수에 따라 Index 값을 정한다. 본 발명에서는 주조재 길이 4m에 대해 표면 분석 후 다음의 표를 기준으로 표면크랙 Index를 확인하다.
표면크랙 Index 표면크랙 개수(EA)
0 0
1 <3
2 <5
3 <7
4 <10
5 ≥10
표면크랙 개수는 길이방향으로 크기가 500㎛ 이상인 크랙의 수로 나타냄
비교예 1 내지 3은 종래의 용강 과열도에 해당하는 주조조건으로 행한 예이며, 발명예 1 내지 3은 본 발명에서 제안하는 용강 과열도를 만족하는 주조조건으로 행한 예를 나타낸 것이다.
상기 표 2에 나타내 바와 같이, 4중량% 이상으로 구리(Cu)를 함유하는 용강의 과열도가 111℃ 이상인 경우(비교예 1 내지 3)에는 주조재 표면에 크랙이 심하게 발생한 반면, 용강의 과열도를 92℃ 이하로 낮추는 경우(발명예 1 내지 3)에는 주조재 표면에 크랙이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
도 4는 비교예 1의 주편을 관찰한 사진으로, 여러 군데에서 표면 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다. 반면, 발명예 1의 주편 사진을 나타내는 도 5에 의하면 표면 크랙이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다.
[부호의 설명]
100...쌍롤식 박판 주조장치
110...주조롤 120...래들
130...턴디쉬 140...침지노즐
150...메니스커스 쉴드 160...브러쉬롤
170...에지댐 180...주편

Claims (7)

  1. 구리(Cu)를 4중량% 이상으로 함유하는 용강을 준비한 후, 상기 용강을 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 주입하여 스트립(strip)을 제조하는 단계;
    상기 스트립을 열간압연하여 열연재를 얻는 단계;
    상기 열연재를 소둔 및 산세 처리하는 단계; 및
    상기 소둔 및 산세 처리된 열연재를 냉간압연하는 단계를 포함하고,
    상기 용강의 과열도는 92℃ 이하인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주조롤은 숏 블라스팅 처리에 의해 20㎛ 이상의 표면조도를 가지는 것인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주조롤 사이로 용강의 주입시 매니스커스 실드를 통해 상기 용강 내에 용해성 가스를 공급하고, 상기 용해성 가스는 질소 분위기인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 주조롤에 의한 응고속도는 100℃/s 이상인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 열간압연은 10~50%의 압하율로 행하는 것인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉간압연 후 소둔 열처리하는 단계를 더 포함하는 것인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스테인리스 강은 중량%로 탄소(C): 0.08% 이하, 실리콘(Si): 1.0% 이하, 망간(Mn): 1.5% 이하, 크롬(Cr): 16~18%, 니켈(Ni): 7~9%, 구리(Cu): 4% 이상, 질소(N): 0.1% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것인 표면품질이 양호한 고Cu 스테인리스 강의 제조방법.
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