KR100931208B1 - 극박 표면처리 원판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에지 표면 특성이 우수한 극박 표면처리 원판의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 중량 %로, [C]:0.005% 이하, [Mn]: 0.3~0.5%, Sol.[Al]: 0.02~0.05%, [Ti]: 0.02~0.04%, [B]: 0.0005~0.0015%, [N]: 0.004% 이하이며, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 극저탄소 알미늄 킬드강을, 열연 마무리압연 온도를 920~950℃ 범위로 하고, 바 히터 또는 보온카바 및 에지히터(Edge Heater) 1,000kW 이상 사용하여 열간압연 중 에지의 온도저하를 억제하면서 열간압연하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

광택차, 표면처리 원판, 열연 마무리 온도

Description

극박 표면처리 원판의 제조방법 {Method for manufacturing extremly thin blackplate for surface plate}

제1도는 에지 영역의 폭방향 온도 분포 그래프.

제2도는 대표적인 에지 표면 특성을 보이는 사진.

제3도는 비교예와 발명예의 열연 조직 사진.

제4도는 에지로부터 경도변화를 나타내는 그래프.

제5도는 에지와 센터의 조도 및 광택도 변화를 나타내는 그래프.

본 발명은 고가공형 극박 표면처리 원판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극저탄소강에 Mn, Al, Ti 및 B를 강화원소로 첨가하고, 열연공정을 적절히 수행함으로써, 에지 표면 특성이 우수한 고강도 극박 표면처리 원판의 제조 방법에 관한 것이다

본 발명에 의해서 제조된 에지 표면 특성이 우수한 고강도 극박 표면처리 원판은 주석도금 후 와이어 심(wire seam) 용접 후 확관을 하는 페일캔(pail can) 이 나 캠핑가스통 등에 적용된다. 이러한 용도에 사용되는 종래 표면처리 원판은 대한민국 특허공개번호 2001-0064849 및 대한민국 특허공개번호 1997-0033130에 개시된 바와 같이 연속소둔에 의해 제조한 T2.5~T3 등이 있다.

일반적으로 극박 표면처리 원판의 에지는 소재의 활용도, 품질 등의 측면에서 원판 중앙부만큼 매우 중요하게 품질 측면에서 관리되어야 하지만, 양파(edge wave) 등과 같은 원판 결함이 중앙부에 비하여 더 많이 발생할 수 있다.

또한, 종래기술의 성분에 의한 강은 본 발명자 등의 조사결과 Ar3온도가 매우 높아 에지로부터 30~40mm지점까지 표층에 변형대가 존재하여 이 부분에 냉간가공 저항성에 있어서 차이가 발생하여 극박 표면처리 원판의 에지로부터 30~40mm 폭을 갖는 띠형의 광택차 결함이 발생하여 표면 특성이 열악해지고, 주석 도금 후 광택차 결함이 더욱 뚜렷하게 관찰됨으로써 제품 품질 및 실수율을 저하시키는 문제점이 있다.

이를 해소하기 위하여 표면처리 원판의 결함발생 부분을 사이드 트리밍(Side Trimming)하는 방법이 있지만, 이는 실수율 및 생산성 저하와 제조원가 상승의 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 발명자들은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 상기 강의 열연 공정 조건을 제어함으로써, 에지 표면 특성이 우수한 극박 표면처리 원 판을 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 중량 %로, [C]:0.005% 이하, [Mn]: 0.3~0.5%, Sol.[Al]: 0.02~0.05%, [Ti]: 0.02~0.04%, [B]: 0.0005~0.0015%, [N]: 0.004% 이하이며, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 극저탄소 알미늄 킬드강을, 열연 마무리압연 온도를 920~950℃ 범위로 하고, 바 히터 또는 에지 히터에 1,000kW 이상의 에너지를 가함으로써 에지부의 온도가 Ar3 온도인 910℃이상을 확보하게 하여 열간압연하는 것을 특징으로 한 에지 표면 특성이 우수한 극박 표면처리 원판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 강중 C는 0.005%에서도 TiC로 충분한 석출이 가능한 Ti 함량을 함유하기 때문에, 그 상한을 0.005% 로 설정하였다.

강중 Mn은 치환형 강화원소 중의 하나로서, 그 하한은 Mn 첨가에 따른 강화효과가 발휘되는 0.3%를 하한으로 하고, 규격상 성분 제한 한계 이하인 0.5%를 상한으로 설정하였다.

강중 Ti는 고용탄소를 충분히 제거할 수 있는 범위인 0.02%를 하한으로 하고, 급격한 재결정 온도 상승을 억제하기 위해 0.04%를 상한으로 설정하였다. 본 발명에 있어서 재결정 온도 상승을 최대한 억제하는 이유는 재결정 온도 상승에 의한 연속소둔온도 상승에 기인하여 소둔로에서 주름발생, 판쏠림, 판파단 등이 발생 하고, 또한 본 발명에서 해결하고자 하는 문제점인 에지 표면 특성이 열악하게 되기 때문이다.

강중 B는 0.0005%미만인 경우에 용접 시 입성장 억제작용을 나타내지 못하고, 0.0015%를 초과하는 경우에는 재결정온도가 급격히 상승하므로, 그 함량은 0.0005~0.0015%로 설정하였다.

강중 N는 Ti과 결합하여 TiN을 형성하므로, N의 함량이 0.004%를 초과하게 되면, 탄소를 석출시킬 수 있는 잔류 Ti가 부족하게 되므로, 질소는 0.004% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

강중 Al은 0.03% 수준의 Ti를 함유한 강에서 Al 함량을 너무 많이 첨가하면, Ar3온도가 상승하고, TiN에 앞서서 미세한 AlN을 석출시키므로, 재결정온도를 상승시키는 문제가 있다. 따라서, 충분한 강도를 확보하면서 급격한 재결정 온도 상승을 억제하기 위하여 강중 Al의 함량을 0.02~0.05%로 설정하였다.

종래기술인 대한민국 공개번호 2001-0064849호는 Al의 함량을 0.08~0.2% 만큼 갖는 것을 개시하고 있는바 이에 비하여 본 발명은 재결정 온도와 Ar3온도를 낮게 할수 있으므로 에지 표면 특성을 향상시키는 데 유리하다.

종래기술인 대한민국 특허 공개번호 1997-0033130호는 0.04% Al의 알미늄 킬드 극저탄소강에 0.04~0.06% Cr을 첨가한 기술을 개시하고 있는바 이에 비하여 본 발명에 있어서는 Cr을 첨가하지 않음으로써 재결정 온도 상승을 적게 할 수 있으므로 에지 표면 특성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 조성된 극저탄소 알미늄 킬드강을 이용하여 열간압연 시, 에지 는 센터에 비하여 보다 넓은 대기와의 접촉 면적으로 인해 작업 시 적절한 관리를 해 주지 않으면 도1에 도시된 바와 같이 냉각되는 정도가 크다.

따라서 극저탄소 알미늄 킬드강과 같이 재결정 온도가 비교적 높은 강에 있어서는 화학 조성의 적절한 선택 외에 에지부 온도 감소를 보상할 수 있는 방법이 요구된다.

상기 열연 마무리 압연 온도는 마무리 온도가 920℃ 이하일 때는 에지부 온도 감소에 의해 에지부 영역에 재결정이 충분히 이루어지지 않고, 마무리 온도가 950℃ 초과일 때는 비정상적인 표면 스케일로 인해 표면 특성 요구 조건이 매우 까다로운 표면처리 원판에 있어서 작업이 불가능 하기 때문에, 본 발명에 있어서 에지 온도 감소에 의한 광택차 결함 발생을 억제하고, 표면 스케일 결함을 억제하기 위해서는 열연 마무리 압연 온도를 920~950℃로 한정하였다.

또한, 본 발명에 있어서 에지 히터를 1,000kW이상 사용하는 것은 에지 히터를 사용하지 않을 때보다 약 10~20℃ 정도의 에지 온도 상승 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

다음은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.

비교강, 실시강 및 발명강은 현장조업조건에서 제조한 시험편을 대상으로 분석하였으며, 두께는 0.23 mm로 하고, 표면 특성은 육안으로 판단하여 센터 대비 에지의 광택차가 극심할 때 3 등급, 중간일 때 2 등급, 미약 또는 양호할 때 1 등급으로 구분하였다.

도 2은 광택차 정도 등급에 따른 냉연강판 양 에지의 광택차를 나타내는 사 진이다. 도 2(a)에 도시된 바와같이 광택차 1등급의 경우 에지와 센터간의 광택차가 약하거나, 거의 없는 상태로서 가장 표면 특성이 양호한 상태이다. 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 광택차 3등급의 경우 에지와 센터간 광택차가 눈에 띄게 존재하며, 가장 뚜렷하게 그 폭을 관찰할 수 있는 상태이다. 도 2(b)에 도시된 바와 같이 광택차 2등급의 경우 광택차가 뚜렷하게 관찰은 가능하고 그 폭은 3등급에 비하여 짧고, 정도가 약하다.

강의 화학성분 및 제조조건, 이에 따른 표면 광택차 정도를 나타낸 표 1 나타난 바와 같이, 비교예는 종래의 방법에 의해 표면처리 원판을 제조하는 방법을 나타낸 것으로, Mn의 함량이 0.23%, B의 함량이 13ppm 그리고 Cr의 함량이 0.05%이며, 열연 마무리 온도는 910℃이고, 에지 히터 전압은 사용하지 않는다. 이 경우 B의 함량이 10ppm 이상으로 높고, Cr이 첨가되어 재결정 온도의 상승 급격히 발생하여, 광택차 정도가 3 등급으로서 극심하다.

실시예 1~3은 재결정 온도 상승을 억제하기 위해 Br 함량을 낮추고, Cr 성분을 빼고, 열연 마무리 온도를 900~910℃로 하고, 에지 히터를 사용하지 않는 조건으로 제조한 경우이다. 실시예는 모두 광택차 정도가 2등급으로 비교예에 비하여 광택차 정도는 양호하게 나타났다.

발명예 4~6은 실시예 1~3과 비슷한 화학성분으로 열연 마무리 온도를 920~950℃로 하고, 에지 히터를 600V 이상 사용하는 조건으로 제조한 경우이다. 발명예는 모두 광택차 정도가 1등급으로 비교예와 실시예에서의 광택차보다 가장 양호한 결과를 나타낸다.

이와 같은 에지부 광택차 발생의 원인은 다음과 같다.

도 3(a) 및 도 3(b)는 비교예와 발명예에서 에지에서 10mm 지점 열연 조직 사진이다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 비교예의 조직은 완전 결정립이 형성되지 않은 미재결정 조직으로 구성되어 있는 반면, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 발명예의 조직은 완전히 재결정이 일어난 재결정 조직으로 구성되어 있다.

이와 같은 조직의 차이는 도4에 도시된 바와 같이 비교예와 발명예의 경도값의 차이를 야기한다. 즉, 도 4(a)에 도시된 바와같이 비교예는 미재결정 조직 내부의 밀도가 높은 전위들로 인해 경도가 센터 대비 50% 정도 높은 값을 보이고 있고, 약 40mm 지점까지 높은 경도값을 보인다.

반면에 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 발명예의 경도값은 비교예와 달리 센터 대비 균일한 값을 보인다.

도 5(a) 및 도5(b)는 각각 비교예와 발명예의 열연조직 차이에 의한 경도 값 의 변화로 소둔재 표면의 조도 및 광택도 차이를 보인다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 비교예의 Ra 값은 에지에서 센터 대비 낮은 값을 보이는 반면, 발명예의 Ra 값은 비교적 균일한 값을 보인다. 이로 인해 에지와 센터에서의 광택도비는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 비교예에서 약 30% 이상 센터 대비 에지의 광택도가 높은 반면, 발명예에서는 10% 정도밖에 광택도가 높지 않다. 따라서, 에지와 센터의 상대적인 광택도 차이로 인해 에지 표면 광택차 결함이 발생한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 극저탄소강에 Mn, Al, Ti 및 B 등의 강화원소를 첨가하고 열연 마무리 온도를 제어하고, 에지 히터를 적용함으로써, 에지 광택차가 없는 표면 특성이 우수한 극박 표면처리 원판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중량 %로, [C]:0.005% 이하, [Mn]: 0.3~0.5%, Sol.[Al]: 0.02~0.05%, [Ti]: 0.02~0.04%, [B]: 0.0005~0.0015%, [N]: 0.004% 이하이며, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 극저탄소 알미늄 킬드강을, 열연 마무리압연 온도를 920~950℃ 범위로 하고, 바 히터 또는 보온카바 및 에지히터 1,000kW 이상 사용하여 열간압연중 에지의 온도저하를 억제하면서 열간압연하는 것을 포함하여 이루어지는 에지 표면 특성이 우수한 극박 표면처리 원판의 제조방법.

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