KR100240998B1 - Method for manufacturing hypoeutectoid wire rod with excellent wire drawing property - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강선으로 사용되는 과공석강 선재의 제조방법에 관한 것으로, 페인턴팅 처리를 생략하고 층단면감소율 85%이상의 냉간신선시 단면감소율 40%이상, 인장강도 230kgf/㎟이상을 유지하는 과공석강 강선제조를 위하여 합금성분계를 제어하고 신선시 단선을 유발시키는 초석 세멘타이트 및 저온변태조직의 발생을 억제시키는 연속제어냉각법을 사용하므로서, 냉간신선성이 우수한 과공석 선재를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a super-vacuum steel wire used as a steel wire, and omits the painting process and maintains a cross-sectional reduction rate of 40% or more and a tensile strength of 230kgf / mm 2 or more during cold drawing with a layer reduction rate of 85% or more. In order to manufacture steel wire by using continuous controlled cooling method that controls the alloying system and suppresses the formation of cementite cementite and low temperature transformation structure that causes disconnection when drawing, it is intended to provide a method for producing super-vacuum wire rod having excellent cold freshness. The purpose is.

강선용 과공석 선재의 제조방법에 있어서, 중량비로, 탄소(C):0.9-1.1%, 실리콘(Si):0.1-0.3%, 망간(Mn):0.6-0.9%, 인(P)0.01%이하, 황(S):0.01%이하 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강의 빌렛을 열간압연한후, 선재 냉각개시온도인 900-950℃범위까지 급속냉각한 다음, 펄라이트변태 개시온도 직상까지 13-27℃/sec의 냉각속도 범위로 연속제어 냉각시키는 것을 포함하여 이루어지는 신선성이 우수한 과공석 선재의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.In the method for producing a steel wrought iron wire, by weight ratio, carbon (C): 0.9-1.1%, silicon (Si): 0.1-0.3%, manganese (Mn): 0.6-0.9%, phosphorus (P) 0.01% or less , Sulfur (S): 0.01% or less of the remainder Fe and hot rolled billet of steel composed of unavoidable impurities, and then rapidly cooled to the wire cooling start temperature range of 900-950 ℃, 13-27 up to the pearlite transformation start temperature The gist of the present invention relates to a method for producing a super-vacuum wire rod having excellent freshness, including continuously controlled cooling in the cooling rate range of ° C / sec.

Description

신선성이 우수한 과공석선재의 제조방법Manufacturing method of super masonry wire rod

제1도는 본 발명재 및 비교재의 냉각속도에 따른 미세조직 구역도.1 is a microstructure section according to the cooling rate of the present invention and the comparative material.

제2도는 본 발명재 및 비교재의 신선가공량에 따른 기계적 성질의 변화를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the change in mechanical properties according to the fresh processing amount of the present invention and the comparative material.

본 발명은 강선으로 사용되는 과공석강 선재의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신선가공성이 우수한 과공석강 선재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a perforated steel wire used as a steel wire, and more particularly, to a method for manufacturing a perforated steel wire having excellent drawability.

특수교량 케이블용 강선, 자동차 타이어 보강용 강선(타이어 코드), 콘크리트 보강용 강선, 혹은 피아노 선재 등에는 용도특성에 따라 높은 강도가 요구되어지며, 이로 인해 이들 특수용도에는 현재 실용재료 중 가장 높은 강도를 나타내는 공석강선재가 사용되고 있다. (이하에서 언급하는 ´선재´와 ´강선´은 각각 신선 전 원소재, 신선후 최종제품선을 칭한다.)Steel wire for special bridge cable, steel wire for reinforcement of tires (tire cord), steel wire for concrete reinforcement, or piano wire is required to have high strength depending on the characteristics of the application. A vacant steel wire is used. ('Wires' and 'Steel' referred to below refer to all raw materials and final product lines after drawing)

또한, 최근에는 사용환경이 날로 극심해짐에 따라 초고강도가 요구되는 추세이므로 공석조성 이상의 탄소를 함유하는 과공석강 선재의 개발과 수요가 증가하고 있다. 이들 공석강, 혹은 과공석강은 일반적으로 적절한 합금원소를 첨가하여 직경 5.5-13mm의 선재로 제조된 후 총 단면감소율 80% 이상의 냉간신선 공정을 통하여 최종제품특성에서 요구되어지는 크기와 강도를 갖는 강선으로 제조된다.In addition, in recent years, as the use environment becomes more extreme, ultra-high strength is required, and the development and demand of super-vacuum steel wires containing carbon more than vacancy composition is increasing. These vacancy steels or super-vacuum steels are generally made of wire with 5.5-13mm diameter by adding appropriate alloying elements, and then have the size and strength required for the final product characteristics through cold drawing process with a total reduction of 80% or more. Is prepared.

고강도 공석강, 혹은 과공석강 선재를 냉간신선할 경우 가장 중요시되는 것은 우수한 신선성을 확보하기 위하여 신선에 적하반 미세한 펄라이트 조직을 얻는 것이다. 이러한 미세 펄라이트를 얻기위해 일반적으로 신선 전 혹은 도중에 페이턴팅(Patenting)이라는 열처리를 행하며, 통상 1회 이상 실시되고 있다. 신전전에 행하는 페이턴팅의 목적은 위에서 언급한 바와같이 신선에 적하반 미세 펄라이트를 얻는 것이며, 신선도중에 행하는 페이턴팅은 미세 펄라이트를 얻는 것 이외에도 신선에 의한 극심한 가공경화를 이완시키고 연속되는 신선에 요구되는 신선성을 확보하기 위한 것이다.When cold drawing high strength vacancy steel or super vacancy steel wire, the most important thing is to obtain fine pearlite structure loaded on the fresh wire to secure excellent freshness. In order to obtain such a fine pearlite, a heat treatment called patterning is generally performed before or during drawing, and is usually performed one or more times. As mentioned above, the purpose of the patenting is to obtain fine pearlite loaded on the fresh wire as mentioned above. In addition to obtaining the fine pearlite, the patenting is performed in addition to obtaining the fine pearlite to relax the extreme work hardening by the fresh wire and is required for continuous wire drawing. To ensure freshness.

이러한 페이턴팅 열처리는 일반적으로 납(Pb)조에서 행하여지며 이로 인해 환경오염, 장비설치, 생산성 등이 문제가 되고있는 바 페이턴팅없이 신선가능한 선재개발이 요구되고 있다. 이러한 직접신선용 선재를 제조하는 방법으로는 합금원소 첨가와 연속제어냉각법이 있다. 그러나 대부분의 합금원소 첨가는 펄라이트 미세화와 더불어 경화능 향상으로 인해 부적절한 냉각시 신선에 악영향을 미치는 저온조직 발생의 우려가 있으며 연속제어냉각은 공석조성 이상의 탄소를 함유하는 과공석 선재 제조시 신선성을 저하시키는 초석세멘타이트를 석출시키므로 우수한 신선성을 확보하기 위해서는 선재의 화학성분과 연계하여 연속제어냉각조건을 적절히 정해야만 한다.Such patenting heat treatment is generally performed in a lead (Pb) bath, and thus, there is a demand for development of fresh wire rods without patenting due to environmental pollution, equipment installation, and productivity. As a method of manufacturing the wire for direct drawing, alloying elements are added and continuous controlled cooling method. However, the addition of most alloying elements may result in low temperature structure which adversely affects the freshness when improper cooling due to pearlite miniaturization and improved hardening ability. In order to secure the excellent freshness, it is necessary to properly determine the continuous controlled cooling conditions in connection with the chemical composition of the wire rod to precipitate the cementite cementite that degrades.

연속제어 냉각설비를 이용하여 신선성이 우수한 과공석강 선재를 제조하는 것에 대한 종래의 기술로서는 일본특허공개공보(소) 53-52231호, (평)4-100772호 및 (평)4-254526호등을 대표적인 예로 들 수 있다.As a conventional technique for manufacturing super-vacuum steel wire rods having excellent freshness using a continuous control cooling system, Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 53-52231, 4-12772, and 4-254526, etc. It may be a representative example.

상기 일본 특허 공개공보 (소)53-52231호는 C:0.3-0.1중량%(이하 ´%´로 칭함), Si〈0.9%, Mn:0.3-1.2%, Cr:〈0.3%를 포함한 강을 압연 후 400℃까지 3-50℃/sec의 냉각속도로 연속냉각하여 고강도 선재를 제조하며 동시에 선재의 강도를 예측하는 기술이다. 그러나, 현재 제철소에서 적용 중인 대부분의 연속제어냉각법은 선재로서 제조가능한 최소선경인 지름 5.5mm에서 변태완료까지의 평균냉각속도가 30℃/sec미만이며 대개 그 이상의 냉각속도에서는 저온조직을 발생시키므로, 상기 일본특허 공개공보(소)53-52231호의 방법은 일반적용이 곤란한 점이 있으며, 크롬 첨가에 의한 제조가격상승의 단점이 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 53-52231 discloses a steel containing C: 0.3-0.1% by weight (hereinafter referred to as '%'), Si <0.9%, Mn: 0.3-1.2%, and Cr: <0.3%. It is a technology to produce high strength wire by continuously cooling at 400-50 ℃ / sec cooling rate after rolling and to predict the strength of wire at the same time. However, most continuous controlled cooling methods currently applied in steel mills have an average cooling rate of less than 30 ° C / sec from 5.5 mm in diameter, which is the minimum wire diameter that can be manufactured as wire rod, to less than 30 ° C / sec. The method of Japanese Patent Laid-Open No. 53-52231 has a disadvantage in general use, and has a disadvantage of an increase in manufacturing price due to the addition of chromium.

상기 일본 특허공개공보 (평)4-100772호는 C:0.9-1.1%, Si:0.15-1.5%, Mn:0.3-0.6%, Cr:0.1-0.5%를 포함하는 강에 있어서 선재압연 후 750-950℃로부터 냉각시 초석 세멘타이트가 석출되지 않는 임계탄소함량을 550℃까지의 냉각속도에 대한 함수로 표현한 것을 특징으로 하나, 저온조직은 고려하고 있지 않다. 또한 이 방법은 고강도가 요구되는 Mn:0.6%이상을 함유하는 과공석강에서는 Mn의 경화능 향상효과로 인해 적용이 곤란하다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-100772 discloses 750 after wire rod rolling in steel containing C: 0.9-1.1%, Si: 0.15-1.5%, Mn: 0.3-0.6%, Cr: 0.1-0.5%. It is characterized by expressing the critical carbon content which does not precipitate cementite cementite when cooling from -950 ℃ as a function of the cooling rate up to 550 ℃, but does not consider the low temperature structure. In addition, this method is difficult to apply due to the effect of improving the hardenability of Mn in over-vacuum steels containing Mn: 0.6% or more of high strength.

상기 일본 특허공개공보 (평) 4-254526호는 C:0.9-1.3%, Si:0.1-2.0%, Mn0.2-1.3%, Cr:0.1-1.8%를 포함하는 고탄소강 선재 제조에 있어서 열간압연후 연속냉각시 초석 세멘타이트가 석출되지않는 임계냉각개시온도(Tc)를 성분함량에 대해 설정한 것으로서, 연속제어냉각의 주인자인 냉각속도에 대해서는 명확하게 제한을 두고 있지 않다.Japanese Patent Laid-Open No. 4-254526 discloses hot carbon steel in the manufacture of high carbon steel wires including C: 0.9-1.3%, Si: 0.1-2.0%, Mn0.2-1.3%, Cr: 0.1-1.8%. The critical cooling start temperature (Tc) at which the cornerstone cementite does not precipitate during continuous cooling after rolling is set for the component content, and the cooling rate, which is the owner of continuous controlled cooling, is not clearly limited.

또한 상기한 방법들외에 오찌아이(治合)등이 「철과 강」, 제79호(1993) p.89에 발표한 바와같이, 과공석강 선재 제조시 연속냉각설비 능력 한계로 인하여 불가피하게 석출된 초석 세멘타이트의 형상을 기지 펄라이트 내의 세멘타이트 형상과 유사하게 제어하여 신선성을 확보하는 방안도 있으나, 이 역시 연속제어 냉각법이 아닌 페이턴팅 열처리에 의존하고 있다.In addition to the above-mentioned methods, Ochiai et al., Published in Iron and Steel, No. 79 (1993) p.89, inevitably precipitated due to the limitation of the capacity of continuous cooling facilities in the manufacture of perforated steel wire. There is also a method to secure the freshness by controlling the shape of the prepared cementite cementite similar to the shape of cementite in the known pearlite, but this also relies on the patented heat treatment rather than the continuous control cooling method.

여기서 연속제어냉각법은 열간압연 후 선재 코일 권취시 냉각개시온도로부터 펄라이트변태개시온도까지 항온유지공정을 거치지 않고 일정냉각속도로 연속냉각하되 냉각시 선재에 요구되는 기계적 성질과 미세조직을 얻기 위해 냉매의 양과 속도, 냉매와 선재코일의 접촉시간을 조절하여 냉각속도를 제어하는 선재냉각 방법을 의미한다.Here, continuous controlled cooling method continuously cools at a constant cooling rate from the cooling start temperature to the pearlite transformation start temperature when winding the wire coil after hot rolling, but continuously cools it at a constant cooling rate. The wire rod cooling method controls the cooling rate by adjusting the amount and speed, and the contact time between the refrigerant and the wire coil.

이에, 본 발명자는 상기한 종래방법들의 문제점을 해결하여 신선성이 우수한 직접 신선용 과공석 선재를 제조하기 위하여 연구와 실험을 행한 결과, 과공석 선재압연후 900℃-950℃범위의 냉각개시온도로부터 펄라이트 변태개시온도까지 냉각속도를 0.9-1.0%의 과공석 조성의 탄소함량에 대해 13℃/sec-27℃/sec의 범위내에서 적절히 제어할 경우 신선성을 저하시키는 초석 세멘타이트 혹은 저온변태조직을 발생시키지 않고 페이턴팅에 의해 얻어지는 조직과 유사한 미세 펄라이트 조직을 얻을 수 있다는 사실을 확인한 바, 이에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것이다.Accordingly, the present inventors have conducted research and experiments to solve the problems of the conventional methods described above to manufacture the direct vacant wire rods having excellent freshness, and the cooling start temperature in the range of 900 ° C. to 950 ° C. after rolling the vacant wire rods. Cementite cementite or low temperature transformation that reduces the freshness when the cooling rate is controlled within the range of 13 ° C./sec to 27 ° C./sec with respect to a carbon content of 0.9-1.0% of the over- pore composition from the pearlite transformation start temperature to As a result of confirming that a fine pearlite structure similar to the tissue obtained by patenting can be obtained without generating a tissue, the present invention has been proposed based on this.

본 발명은 페이턴팅 처리를 생략하고 층단면감소율 85%이상의 냉간신선시 단면감소율 40%이상, 인장강도 230kg/㎟이상을 유지하는 과공석강 강선제조를 위하여 합금성분계를 제어하고 신선시 단선을 유발시키는 초석 세멘타이트 및 저온변태조직의 발생을 억제시키는 연속제어냉각법을 사용하므로서, 냉간신선성이 우수한 과공석선재를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention omits the patenting treatment and controls the alloy component system for the production of over-vacuum steel wires that maintain a cross sectional reduction rate of 40% or more and a tensile strength of 230 kg / mm2 or more when cold drawing with a layer cross-sectional reduction rate of 85% or more, and causes disconnection during drawing. It is an object of the present invention to provide a method for producing super-vacuum wire material having excellent cold freshness by using a continuous controlled cooling method for suppressing the generation of cornerstone cementite and low temperature transformation tissue.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본 발명은 중량비로 탄소(C):0.9-1.1%, 실리콘(Si):0.1-0.3%, 망간(Mn):0.65-0.9%, 인(P)0.01%이하, 황(S):0.01%이하 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강을 소재로 페이턴팅 처리없이 총 단면감소율 85%이상의 냉간신선을 하여 단면감소율 40%이상, 인장강도 230kg/㎟이상을 갖는 과공석 강선을 제조하기 위해 위에 언급한 강을 빌렛(billet)제조, 열간압연 후, 선재 냉각 개시온도인 900-950℃의 온도 범위까지 급속냉각한 다음, 펄라이트 변태 개시온도 직상까지 13-27℃/sec의 냉각속도 범위로 연속제어냉각하여 신선성을 저하시키는 초석 세멘타이트 및 저온변태조직을 발생시키지 않고 신선성이 우수한 직경 5.5-8mm의 선재로 제조하는 방법에 관한 것이다.In the present invention, carbon (C): 0.9-1.1%, silicon (Si): 0.1-0.3%, manganese (Mn): 0.65-0.9%, phosphorus (P) 0.01% or less, sulfur (S): 0.01% It is mentioned above to manufacture super-vacuum steel wire having a cross-sectional reduction rate of 40% or more and a tensile strength of 230kg / mm2 or more by cold drawing a steel with a balance of Fe and unavoidable impurities. After billet production and hot rolling, a steel is rapidly cooled to a temperature range of 900-950 ° C, the start temperature of wire rod cooling, and then continuously controlled at a cooling rate range of 13-27 ° C / sec up to the pearlite transformation start temperature. The present invention relates to a method of manufacturing a wire rod having a diameter of 5.5-8 mm excellent in freshness without generating a cementite cementite and a low-temperature transformation structure that lowers freshness by cooling.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 대상 선재의 화학성분을 C:0.9-1.1%, Si:0.1-0.3%, Mn:0.65-0.9%, P:0.01%이하, S:0.01%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 한정하는 것이 바람직하며 그 이유는 다음에 기술하는 바와 같다.In order to achieve the above object of the present invention, the chemical composition of the target wire is C: 0.9-1.1%, Si: 0.1-0.3%, Mn: 0.65-0.9%, P: 0.01% or less, S: 0.01% or less, balance It is preferable to limit to Fe and unavoidable impurities, for the reason as described below.

상기 탄소는 강도증가에 가장 효과적인 원소로 주지되고 있으나 본 발명재에서 탄소(C)량은 0.9-1.1%로 한정하는 것이 바람직하며 이는 0.8%이하에서는 초석 페라이트가 생성되어 강도가 저하되며 또한 초석 페라이트가 존재할 경우 펄라이트와 초석 페라이트 계면에서 균열이 발생하여 신선시 단선을 유발시키는 원인을 제공할 확률이 높아지기 때문이다. 1.1%이상의 탄소 함유시에는 초석 세멘타이트 석출 억제가 불가능하며 이로 인한 신선시 단선을 방지하기 위해 1.1%이하로 제한하는 것이 바람직하다.The carbon is known as the most effective element to increase the strength, but in the present invention, the amount of carbon (C) is preferably limited to 0.9-1.1%, which is less than 0.8%, the formation of the cornerstone ferrite is lowered and also the cornerstone ferrite If is present, the probability of cracking at the pearlite and the cornerstone ferrite interface increases the probability of causing a disconnection in the freshening. When the carbon content is more than 1.1%, it is impossible to suppress the cementite cementite precipitation, and it is desirable to limit it to 1.1% or less in order to prevent disconnection during fresh drawing.

상기 실리콘은 강의 탈산에 필수적인 원소로서 함유량이 0.1%이하의 소량일 경우 탈산효과가 충분치 않으며 적당량 첨가할 경우 펄라이트 내의 페라이트에 농축, 고용강화를 일으킴으로 펄라이트의 강도를 향상시킨다. 그러나 첨가량이 과다할 경우에는 선재 제조공정 중에 표면탈탄율 조장하며 0.3%이상 첨가시 경화능이 상당히 향상되어 저온조직의 발생이 용이하게 된다. 또한 전술한 바와같이 고용강화에 의하여 강도를 증가시키나 동시에 연성을 감소시켜 신선성을 저하시키므로 0.1-0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.The silicon is an essential element for the deoxidation of the steel, when the content is less than 0.1%, the deoxidation effect is not sufficient, and when added in an appropriate amount, the concentration of ferrite in the pearlite is enhanced, thereby enhancing the strength of the pearlite. However, when the added amount is excessive, the surface decarburization rate is promoted during the wire manufacturing process, and when 0.3% or more is added, the hardenability is considerably improved, so that low temperature tissue is easily generated. In addition, as described above, the strength is increased by solid solution strengthening, but at the same time, the ductility is reduced to reduce the freshness, so it is preferable to limit the concentration to 0.1-0.3%.

상기 망간은 강의 제조시 탈산효과가 크며 강의 제조시 필수적으로 함유되는 황과 반응, 황화망간(MnS)을 형성하여 황의 결정립계 편석에 의한 적열취성을 방지하는 효과를 나타낸다. 일반적으로 0.5% 이상의 망간 첨가시에는 경화능 향상효과, 편석에 의한 저온조직을 발생시킬수 있으나 강도 증가에 효과가 매우 현저하므로 본 발명재에서는 0.65%이상 첨가하며, 1%이상의 망간 첨가시에는 저온조직발생을 억제하기 위해 서냉을 하게 되므로 초석 세멘타이트 석출을 야기시키며 또한 서냉에 의해 조대한 펄라이트가 생성되어 원하는 강도를 얻을 수 없으므로 본 발명의 목적에 부합하도록 0.9%이하로 제한하는 것이 바람직하다.The manganese has a great deoxidation effect in the production of steel and reacts with sulfur, which is essentially contained in the production of steel, to form manganese sulfide (MnS), thereby preventing red brittleness due to grain boundary segregation of sulfur. In general, when 0.5% or more of manganese is added, hardenability improvement effect and low temperature tissue due to segregation may be generated, but the effect of strength is very remarkable. Since the slow cooling is performed to suppress the occurrence of the salt, cementite cementite precipitation is caused, and coarse pearlite is generated by the slow cooling, so that the desired strength cannot be obtained.

상기 인은 제강시 중심부에 가장 편석되기 쉬운 원소로서 선재 압연 후에도 중심부에 편석대를 형성하여 연성 및 인성을 저하시켜 결과적으로 신선성을 감소시키므로 0.01%이하로 관리하는 것이 바람직하다.The phosphorus is the element most likely to segregate in the center of steelmaking, and thus, segregation zones are formed in the center even after rolling of the wire rod, thereby reducing ductility and toughness, and thus reducing freshness.

상기 항은 결정립계에서 편석되기 쉬운 원소로서 결정립계에 편석될 경우 결정립계를 취약하게하여 특히 고온압연시 적열취성을 일으키므로 0.01%이하로 관리하는 것이 바람직하다.The above term is an element that tends to segregate in the grain boundary, and when segregated in the grain boundary, the grain boundary becomes weak, and particularly, hot brittleness occurs at high temperature rolling.

본 발명에서는 상기와 같은 합금성분계를 만족하도록 조성한 강의 빌렛을 열간압연한후, 선재냉각개시온도인 900-950℃의 온도범위까지 급냉한 다음, 펄라이트 변태개시온도 직상까지 13-27℃/sec의 냉각속도 범위로 연속제어 냉각함이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.In the present invention, after hot rolling the steel billet formed to satisfy the alloy component system as described above, and then quenched to a temperature range of 900-950 ℃, the wire cooling start temperature, and then 13-27 ℃ / sec up to the pearlite transformation start temperature Continuous controlled cooling in the cooling rate range is preferred, for the following reasons.

900℃이하의 선재 냉각개시온도에서는 연속냉각곡선 상에서 초석 세멘타이트 석출 개시온도가 빠른 냉각속도측으로 이동하여 초석 세멘타이트가 석출되지 않는 냉각속도 범위가 상당히 제한되며 950℃이상의 선재 냉각개시온도에서는 오스테나이트 입자가 조대화되어 기계적 성질이 저하될 뿐 아니라 선재권취시 권취불량, 표면흠 발생 등 선재품질의 저하를 야기시키므로 선재냉각개시온도를 900℃-950℃로 한정한다.At the cold start temperature below 900 ° C, the start of cementite cementite precipitation on the continuous cooling curve moves toward the faster cooling rate, and the cooling rate range in which the cornerstone cementite is not precipitated is very limited.Austenite at wire start temperature above 950 ℃ Coarse grains reduce mechanical properties and lead to deterioration of wire quality such as winding failure and surface defects during wire winding. Therefore, the wire cooling start temperature is limited to 900 ℃ -950 ℃.

본 발명에서 열간압연 후 선재를 900-950℃의 온도범위까지 급냉한 다음 펄라이트 개시온도 직상까지 연속제어냉각시 냉각속도를 13-27℃로 한정하는 이유는 상기 화학성분을 갖는 강의 선재 제조시 13℃이하의 냉각속도에서는 오스테나이트 입계로 탄소가 확산하는데 충분한 시간을 부여하여 초석 세멘타이트가 오스테나이트 입계에 석출되거나 과냉도가 충분하지 못하며 조대한 펄라이트를 형성하여 과공석강의 가장 큰 잇점인 고강도를 얻지 못하기 때문이다. 이때 과냉도는 평형상태 변태온도와 실제 변태온도와의 차이를 의미하며 이 값은 강도증가에 큰 영향을 미치는 라멜라(lamella)간격과 반비례한다. 27℃이상의 냉각속도에서는 펄라이트의 변태에 충분한 시간을 확보하지 못하여 베이나이트, 혹은 무확산 변태에 의한 마르텐사이트 등 저온조직의 발생을 억제하기 어려워져 저온조직에서 신선시 균열발생을 야기시켜 우수한 신선성을 확보하지 못하기 때문이다.In the present invention, the hot wire is rapidly cooled to a temperature range of 900-950 ° C., and then the cooling rate is 13-27 ° C. during continuous controlled cooling up to the pearlite starting temperature. The cooling rate below ℃ gives enough time for carbon to diffuse into the austenite grain boundary, so that the cementite cementite precipitates at the austenite grain boundary, or the supercooling is not sufficient, and coarse pearlite is formed, which leads to the high strength of the super-vacuum steel. Because you do not get. At this time, the supercooling means the difference between the equilibrium transformation temperature and the actual transformation temperature, and this value is inversely proportional to the lamellar spacing which greatly affects the strength increase. At a cooling rate of 27 ℃ or higher, it is difficult to secure sufficient time for perlite transformation and it is difficult to suppress the formation of low-temperature tissues such as bainite or martensite due to non-diffusion transformation. Because it does not secure.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

하기 표 1의 화학성분을 갖는 과공석강의 인고트(ingot)를 진공유도 용해로에서 제조한후 압연비 10:1로 열간압연을 거친 후 900℃에서 5분간 유지하여 1℃/sec-80℃/sec의 냉각속도로 연속냉각한 후 조직검사를 통해 초석 세멘타이트와 저온조직인 마르텐사이트 발생 여부를 조사하였다. 이때 초석 세멘타이트와 마르텐사이트의 석출여부는 500배 배율하의 광학현미경으로 판단하고, 그 결과를 제1도에 나타내었다.Ingot of the masonry steel having the chemical composition shown in Table 1 was prepared in a vacuum induction melting furnace, followed by hot rolling at a rolling ratio of 10: 1, and then maintained at 900 ° C. for 5 minutes to maintain 1 ° C./sec-80° C. / After continuous cooling at the cooling rate of sec, histological examination was conducted to determine whether cementite cementite and martensite, low temperature tissues, occurred. Precipitation of cementite cementite and martensite was judged by an optical microscope at 500 times magnification, and the results are shown in FIG. 1.

[표 1]TABLE 1

제1도에 도시한 바와같이, 본 발명재 및 비교재 모두 30℃이상의 냉각속도에서는 마르텐사이트가 발생되었으며 1.1%이상의 탄소를 함유하는 강들에서는 초석 세멘타이트가 발생되었다. 이는 본 발명의 냉각속도구간인 13℃/sec-27℃/sec의 냉각속도에서는 신선성에 유해한 영향을 미치는 초석 세멘타이트 및 저온조직이 발생하지 않는 것을 확인해준다. 제1도에서 P는 완전 펄라이트, P+C는 펄라이트에 초석 세멘타이트가 석출한 조직, P+W은 펄라이트에 마르텐사이트가 발생한 조직을 의미한다.As shown in FIG. 1, both the present invention and the comparative material produced martensite at a cooling rate of 30 ° C. or higher, and cornerstone cementite was generated in steels containing 1.1% or more of carbon. This confirms that at the cooling rate of 13 ° C./sec to 27 ° C./sec of the present invention, the cornerstone cementite and low temperature tissues that adversely affect the freshness do not occur. In FIG. 1, P denotes a complete pearlite, P + C denotes a structure in which cementite cementite is precipitated in pearlite, and P + W denotes a structure in which martensite is generated in pearlite.

[실시예 2]Example 2

신선을 위한 지금 7mm의 봉상의 시편을 상기 표 1의 인고트로부터 가공한 후 5℃/sec, 15℃/sec, 25℃/sec의 냉각속도로 냉각한 후 각 패스당 20%의 단면 감소율로 냉간신선을 행하였으며 각 패스마다 시편을 채취, 인장실험 후 인장강도와 단면 감소율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2 및 제2도에 나타내었다. 이때 인장강도와 단면감소율은 인장속도 5mm/min의 일축인장시 파단시 강도와 파단면에서 측정한 단면적의 인장전 단면적에 대한 비를 의미한다.The 7 mm rod-shaped specimens for drawing are now processed from the ingots of Table 1 and then cooled at 5 ° C / sec, 15 ° C / sec and 25 ° C / sec cooling rates with a 20% cross-section reduction per pass. Cold drawing was performed and the specimens were taken for each pass, and the tensile strength and cross-sectional reduction rate were measured after the tensile test, and the results are shown in Table 2 and FIG. 2. In this case, the tensile strength and the rate of reduction of the cross section mean the ratio of the strength at the time of uniaxial pull at a tensile speed of 5 mm / min and the cross-sectional area measured at the fracture surface to the cross-sectional area before tension.

제2도는 15℃/sec의 냉각속도로 냉각한 선재(비교재)(4,7) 및 발명재(5,6)의 신선에 따른 인장강도와 단면감소율의 변화를 도시한 것이고, 표 2는 총단면감소율 89%에 해당하는 신선 스트레인 2.19(신선 스트레인 = 2in(do/d), do는 신선전 선경, d는 신선 후 선경)이상에서의 본 발명재(5,6,9,10)와 비교재(1-4,7,8,11)의 각각 5개의 동일조건의 인장시편에서 얻어진 인장강도 및 단면 감소율의 평균값을 나타내었다.2 shows changes in tensile strength and cross-sectional reduction rate according to the drawing of wires (comparatives) 4 and 7 and invention materials 5 and 6 cooled at a cooling rate of 15 ° C / sec. The present invention (5,6,9,10) with a fresh strain of 2.19 (fresh strain = 2in (d o / d), d o is a wire diameter, d is a wire diameter after drawing) corresponding to 89% of total section reduction rate ) And the average values of the tensile strength and the rate of cross-sectional reduction obtained from the five tensile specimens of the same conditions (1-4, 7, 8, 11).

[표 2]TABLE 2

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 발명재(5,6,9,10)의 경우 인장강도 및 단면감소율은 각각 230kg/㎟이상, 40%를 상회함을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, in the case of the invention materials (5, 6, 9, 10), it can be seen that the tensile strength and the cross-sectional reduction rate are each 230 kg / mm 2 or more and more than 40%.

상술한 바와같이, 본 발명은 선재압연 후 950℃에서 냉각속도 13-27℃/sec의 범위로 지름 5.5mm의 선재를 냉각하여 신선성을 저하시키는 초석 세멘타이트 혹은 마르텐사이트 발생을 억제함으로써, 페이턴팅없이 총단면감소율 85%이상의 냉간신선을 통해 인장강도 230kg/㎟이상, 단면감소율 40%이상의 우수한 신선성을 나타내는 과공석 선재를 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention by cooling the wire rod of diameter 5.5mm in the range of cooling rate 13-27 ℃ / sec at 950 ℃ after wire rolling to suppress the formation of cementite cementite or martensite to reduce the freshness, Through the cold drawing of 85% or more of total section reduction rate without turning, it is possible to manufacture the vaccinated wire rod showing excellent freshness of 230kg / mm2 or more of tensile strength and 40% or more of section reduction rate.

Claims (1)

강선용 과공석 선재의 제조방법에 있어서, 중량비로, 탄소(C):0.9-1.1%, 실리콘(Si):0.1-0.3%, 망간(Mn):0.65-0.9, 인(P)0.01%이하, 황(S):0.01%이하 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강의 빌렛을 열간압연한후, 선재 냉각개시온도인 900-950℃범위까지 급속냉각한 다음, 펄라이트변태 개시온도 직상까지 13-27℃/sec의 냉각속도 범위로 연속제어 냉각시키는 것을 포함하여 이루어지는 신선성이 우수한 과공석 선재의 제조방법.In the method for producing a steel wrought iron wire, by weight ratio, carbon (C): 0.9-1.1%, silicon (Si): 0.1-0.3%, manganese (Mn): 0.65-0.9, phosphorus (P) 0.01% or less, Sulfur (S): 0.01% or less After hot rolling a billet of steel composed of remainder Fe and unavoidable impurities, it is rapidly cooled to the range of 900-950 ° C, the start point of wire cooling, and then 13-27 ° C until immediately above the initiation temperature of pearlite transformation. A process for producing a super-vacuum wire rod having excellent freshness comprising continuously controlled cooling in a cooling rate range of / sec.
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