KR101056267B1 - Ferritic stainless steel with improved isometric constant and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
등축정율이 향상된 페라이트계 스테인리스강과 그 제조방법이 제공된다. 이 페라이트계 스테인리스강은 Ti계 개재물을 포함하는 페라이트계 스테인리스강이고, 상기 Ti계 개재물은 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물을 포함하고, 상기 스테인리스강의 연주 주편에는 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물이 10개/㎟ 이상 분포되어 있고, 전체 산화물 중 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물이 40% 이상의 구성비를 갖는다. 또한, 이 페라이트계 스테인리스강의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따르면 주편의 등축정율을 향상시킴에 따라 리징 및 로핑 결함을 방지하여 표면품질이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제조할 수 있는 효과가 있다.Provided are ferritic stainless steels having improved isotropic crystals and a method of manufacturing the same. The ferritic stainless steel is a ferritic stainless steel containing Ti inclusions, the Ti inclusions include Ti-Ca-Al-Mg oxides, and the cast steel of the stainless steel has the following formulas (1) and (2) Ti-Ca-Al-Mg-based oxides having 10%) are distributed over 10 / mm 2 and 40% of the Ti-Ca-Al-Mg-based oxides satisfying the following formulas (1) and (2) are: It has the above configuration ratio. In addition, a method for producing this ferritic stainless steel is provided. According to the present invention, by improving the equiaxed crystallinity of the cast steel, there is an effect of preventing the ridging and roping defects to produce ferritic stainless steel having excellent surface quality.
%(TiO2) + %(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO) ≥ 90 … (1)% (TiO 2 ) +% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO) ≥ 90. (One)
%(TiO2)/{%(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO)} ≤ 4 … (2)% (TiO 2 ) / {% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)}? (2)
페라이트계 스테인리스강, 등축정율, TiN, Ti계 개재물, 리징결함 Ferritic stainless steel, equiaxed crystal, TiN, Ti inclusions, ridding defect
Description
본 발명은 등축정율이 향상된 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주편의 산화물계 개재물이 등축정 생성에 유리한 조성을 갖도록 산화물의 조성과 갯수를 제어하여 주편의 등축정율을 향상시킴에 따라 리징 및 로핑 결함을 방지하여 표면품질이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to ferritic stainless steel with improved equiaxed crystallization, and more particularly, to control the composition and number of oxides so that the oxide inclusions of the cast steel have an advantageous composition for generating isotropic crystals, thereby improving the equiaxed crystallization of the cast steel. And it relates to a ferritic stainless steel excellent in surface quality by preventing roping defects and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 페라이트계 스테인리스강의 제조에 있어서 등축정율이 40% 이상 확보되지 않은 연속주조 주편에서는 열연 코일내 조대한 밴드(band) 조직이 잔존하게 되어 이후 냉연강판의 딥 드로잉(deep drawing) 또는 성형 가공시, 코일 표면에 리징(ridging) 또는 로핑(roping: 제품 가공시 주름이 생기는 결함)의 발생으로 인하여 냉간 압연방향에 평행하고 가느다란 요철 결함이 나타난다. In general, in the continuous cast slab in which the equiaxed crystallinity is not more than 40% secured in the production of ferritic stainless steel, coarse band structure remains in the hot rolled coil, and then deep drawing or forming processing of the cold rolled steel sheet In this case, irregularities appearing parallel and thin in the cold rolling direction appear due to the occurrence of ridging or roping on the coil surface.
따라서, 종래에는 리징 또는 로핑 결함을 방지하기 위하여 열연 강압하 및 냉연 재압연 등을 실시하였으나, 이는 페라이트계 스테인리스강의 제조원가 상승 및 생산성을 저하시키는 문제가 있다. Therefore, in the related art, hot rolling reduction and cold rolling re-rolling have been performed in order to prevent a ridging or roping defect, but there is a problem of increasing production cost and lowering productivity of ferritic stainless steel.
일반적으로 등축정을 향상시키는 기술로는 저온주조 방법, 분철 혹은 강철 첨가 방법, 희토류원소(REM) 첨가방법 및 전자 교반 장치(Electro Magnetic Stirring)이용 등이 사용되고 있다. In general, techniques for improving equiaxed crystals include low temperature casting methods, powdered iron or steel addition methods, rare earth elements (REM) addition methods, and use of an electronic stirring device (Electro Magnetic Stirring).
이러한 등축정율 향상방법을 제시한 종래기술로는 일본 공개특허공보 제1999-323502호, 제2001-049322호 및 제2002-030395호 등이 있다.The prior art which has proposed such a method for improving the equiaxed crystallization is Japanese Unexamined Patent Publication No. 1999-323502, 2001-049322, 2002-030395, and the like.
상기 일본 공개특허공보 제1999-323502호에서는 0.3~5㎛ 크기의 Al-Ti계 복합개재물이 등축정 핵 생성의 근원으로 작용한다고 기재하고 있으며, 등축정 조직부의 입경을 3mm 이하로 제어하고, 등축정율이 40% 이상인 페라이트계 스테인리스강을 제시하고 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-323502 describes that an Al-Ti-based composite inclusion having a size of 0.3 to 5 μm acts as a source of the formation of an equiaxed crystal nucleus. Ferritic stainless steels with a modulus of 40% or more are proposed.
또한, 상기 일본 공개특허공보 제2001-049322호에서는 염기도 조성을 0.5~3.0으로 제어하고 과열도를 20~70℃로 제어함에 따라 등축정율이 60% 이상인 주편을 확보할 수 있음을 제시하고 있다. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-049322 suggests that a cast steel having an equiaxed crystallinity of 60% or more can be secured by controlling the basicity composition to 0.5 to 3.0 and the superheat degree to 20 to 70 ° C.
또한, 상기 일본 공개특허공보 제2002-030395호에서는 Al: 0.002~0.02%, Mg: 0.0005% 미만을 함유하고, 0.3~5㎛의 지름을 갖는 MgO, MgO-Al2O3를 10개/㎟ 이상, 바람직하게는 30개/㎟ 이상 생성하도록 제어하면 향상된 등축정율을 확보할 수 있음을 기재하고 있다. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-030395 discloses 10 pieces of MgO and MgO-Al 2 O 3 containing less than 0.002% to 0.02% of Al and less than 0.0005% of Mg, and having a diameter of 0.3 to 5 µm. It is described above that it is possible to ensure an improved equiaxed crystallization rate by controlling to generate more than 30 pieces /
그러나, 이들의 종래기술에서는 등축정 생성 메커니즘이 명확하게 규명되어 있지 않아 작업 조건이나 여건에 따라 많은 편차가 발생할 수 있는 문제점이 있다. However, in the related art, the mechanism for generating equiaxed crystals is not clearly identified, and thus there is a problem that a large amount of deviation may occur depending on working conditions or conditions.
한편, 페라이트계 스테인리스강에 Ti를 첨가하여 용강중에 석출한 TiN을 페라이트 응고핵으로 이용하는 경우, 응고조직을 등축정화하기 쉽다고 알려져 있다. 그러나 Ti와 N 함량이 일정한 조건에서도 응고조직이 주상정과 등축정이 되는 경우가 있고, 또한 등축정율을 향상시키기 위해서는 Ti 첨가를 필요로 하지만 과잉의 Ti 첨가는 노즐 막힘, 표면 흠 등의 결함을 야기시키는 문제를 가지고 있다.On the other hand, when Ti is added to ferritic stainless steel and precipitated in molten steel, TiN is known to be easy to equiax solidified structure. However, even if the Ti and N content is constant, the coagulation structure may be equiaxed with columnar crystals, and in order to improve the equiaxed crystallinity, Ti addition is required, but excessive Ti addition causes defects such as nozzle clogging and surface defects. I have a problem.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 주편의 산화물계 개재물이 등축정 생성에 유리한 조성을 갖도록 산화물의 조성과 갯수를 제어하여 주편의 등축정율을 향상시킴에 따라 리징 및 로핑 결함을 방지하여 표면품질이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention is to improve the above-mentioned conventional problems, by controlling the composition and the number of oxides so that the oxide inclusions of the cast steel has an advantageous composition for generating isotropic crystals to improve the equiaxed crystallization of the cast steel to prevent the ridging and roping defects In order to provide a ferritic stainless steel excellent in surface quality and a method for manufacturing the same, an object thereof is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 Ti계 개재물을 포함하는 페라이트계 스테인리스강이고,
상기 Ti계 개재물은 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물을 포함하고,The present invention for achieving the above object is a ferritic stainless steel containing Ti-based inclusions,
The Ti-based inclusions include Ti-Ca-Al-Mg-based oxides,
상기 스테인리스강의 연주 주편에는 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물이 10개/㎟ 이상 분포되어 있고, 전체 산화물 중 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물이 40% 이상의 구성비를 갖는 등축정율이 향상된 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.In the cast steel of the said stainless steel, 10 or more mm <2> / mm <2> of Ti-Ca-Al-Mg type | system | group oxides which satisfy following formula (1) and (2) are distributed, and following formula (1) and (2) is made A satisfactory Ti-Ca-Al-Mg-based oxide provides ferritic stainless steel having an improved equiaxed crystal ratio of 40% or more.
%(TiO2) + %(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO) ≥ 90 … (1)% (TiO 2 ) +% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO) ≥ 90. (One)
%(TiO2)/{%(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO)} ≤ 4 … (2)% (TiO 2 ) / {% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)}? (2)
또한, 본 발명에서 상기 Ti계 개재물은 10㎛ 이하의 TiN과 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the Ti-based inclusions in the present invention is characterized in that it comprises a TiN and Ti-Ca-Al-Mg-based oxide of 10㎛ or less.
또한, 본 발명에서 상기 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물은 CaO-TiO2계 및 Al2O3-MgOTiO2계인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the Ti-Ca-Al-Mg-based oxide is characterized in that the CaO-TiO 2 system and Al 2 O 3 -MgOTiO 2 system.
또한, 본 발명에서는 전기로에서 페라이트계 스테인리스 용강을 제조하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of manufacturing a ferritic stainless molten steel in an electric furnace;
상기 스테인리스 용강을 AOD 정련로에서 정련하는 단계;Refining the molten stainless steel in an AOD refining furnace;
상기 정련된 스테인리스 용강을 래들에서 가스교반(LT)시키는 단계; 및Gas stirring (LT) the refined stainless steel in a ladle; And
상기 가스교반처리된 스테인리스 용강을 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물이 10개/㎟ 이상 분포되고, 전체 산화물 중 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti-Ca-Al-Mg계 산화물이 40% 이상의 구성비를 갖는 주편을 얻도록 연속주조하는 단계;를 포함하여 이루어지고,10-mm <2> or more of Ti-Ca-Al-Mg type | system | group oxides which satisfy the said Formula (1) and (2) of the said gas-stirred molten steel are distributed, and the following Formula (1) and (2) It comprises a; continuous casting to obtain a cast steel having a composition ratio of 40% or more Ti-Ca-Al-Mg-based oxide satisfying
상기 LT 단계에서 Ti을 첨가하기 전 하기 식(3) 및 (4)를 만족하는 Al-Mg-Si-Mn계 산화물이 10개/㎟ 이상 분포하며, 전체 산화물 중 그 구성비가 30% 이상이 되도록 제어함을 특징으로 하는 등축정율이 향상된 페라이트계 스테인리스강의 제조방법을 제공한다.Before the addition of Ti in the LT step, Al-Mg-Si-Mn-based oxides satisfying the following formulas (3) and (4) are distributed more than 10 / mm2, and the composition ratio of the total oxides is 30% or more. Provided is a method of manufacturing ferritic stainless steel having improved equiaxed crystallization, characterized in that the control box.
%(TiO2) + %(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO) ≥ 90 … (1)% (TiO 2 ) +% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO) ≥ 90. (One)
%(TiO2)/{%(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO)} ≤ 4 … (2)% (TiO 2 ) / {% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)}? (2)
%(Al2O3) + %(MgO) + %(SiO2) + %(MnO) > 90 … (3)% (Al 2 O 3 ) +% (MgO) +% (SiO 2 ) +% (MnO)> 90. (3)
{%(Al2O3) + %(MgO)} > {%(SiO2) + %(MnO)} … (4){% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)}> {% (SiO 2 ) +% (MnO)}. (4)
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 페라이트계 스테인리스 연속주조 주편의 등축정 생성 메커니즘을 새롭게 규명하고, 이를 토대로 주편의 등축정율을 향상할 수 있는 방법을 연구하던 중, 페라이트계 스테인리스강의 등축정 핵으로 작용하는 유효산화물을 도출하였고, 이러한 유효산화물의 생성을 위해 정련공정 및 연속주조 공정에서 유효산화물의 근원이 되는 산화물의 조성과 개수를 제어하면 결과적으로 응고과정에서 등축정으로 성장하기 위한 유효 핵의 개수를 안정적으로 확보함으로써 등축정율을 향상시킴에 따라 리징 및 로핑 결함을 억제할 수 있다는 것을 규명한 것이다.The inventors of the present invention have newly identified an equiaxed crystal generation mechanism of a ferritic stainless steel continuous casting cast, and based on this, while studying a method for improving the isotropic crystallization rate of the cast steel, the present inventors derived an effective oxide acting as an isotropic crystal nucleus of ferritic stainless steel. By controlling the composition and number of the oxides that are the source of the active oxides in the refining process and the continuous casting process for the production of such effective oxides, the number of effective nuclei to grow into equiaxed crystals during the solidification process is secured. By improving the equiaxed rate, it was found that the ridging and roping defects can be suppressed.
즉, 페라이트계 스테인리스강의 등축정율을 향상하기 위하여 제강 및 연속주조공정에서의 등축정 생성 메커니즘을 명확히 하는 것이 무엇보다 중요한데, 이는 연주공정에서 생성되는 슬라브내에 등축정이 후공정인 압연공정에서 뿐만 아니라 제품에까지 영향을 미치기 때문이다. In other words, in order to improve the equiaxed crystallization rate of ferritic stainless steel, it is important to clarify the mechanism of generating equiaxed crystals in steelmaking and continuous casting processes. Because it affects.
도 1은 슬라브의 등축정율에 따른 TiN의 크기와 개수를 비교한 것으로서, 슬라브내에 있어서 등축정이 각각 0%, 100%일 때 TiN의 크기와 개수를 분석한 그래프이다. 상기 도 1에 나타난 바와 같이, 등축정이 0%일 때와 등축정율이 100%일 때 TiN 크기와 개수에 있어서 상당한 차이를 나타내고 있으며 이를 분석해 본 결과 TiN 크기와 개수가 등축정 생성에 영향을 미친다는 사실을 알 수 있다. FIG. 1 is a graph comparing the size and number of TiNs according to the equiaxed rate of slabs. FIG. 1 is a graph analyzing the size and number of TiNs when the equiaxed crystals are 0% and 100%, respectively. As shown in FIG. 1, there is a significant difference in the size and number of TiNs when the equiaxed crystals are at 0% and when the equiaxed crystals are at 100%. As a result of the analysis, the TiN size and number affect the generation of equiaxed crystals. I can see the fact.
도 2는 연속주조 주편 내 TiN을 전자현미경으로 확대하여 정밀 관찰한 결과 이다. 상기 도 2에 나타난 바와 같이, TiN 내에 검은색의 구형이 관찰되며, 상기 검은색의 구형을 전자현미경을 통해 면밀히 관찰해 보면 명암의 차이가 나는 두 종류로 나누어져 있음을 알 수 있다. 즉, TiN 내 검은색의 구형은 산화물로 구성되어 있으며, 밝게 보이는 산화물과 검게 나타난 산화물이 관찰된다. Figure 2 is a result of the precise observation by expanding the TiN in the continuous casting cast with an electron microscope. As shown in FIG. 2, black spheres are observed in TiN, and when the black spheres are closely observed through an electron microscope, it can be seen that the light spheres are divided into two kinds of contrast. In other words, the black sphere in TiN is composed of an oxide, and the bright and black oxides are observed.
도 3는 TiN 내 산화물을 분석한 결과로서, 명암 차이가 나는 산화물을 EMPA를 이용하여 규명하였다. 도 3(a)에 나타난 바와 같이, TiN 내 밝은 부분의 산화물은 CaO-TiO2계로 구성되어 있고 도 3(b)에 나타난 바와 같이, TiN 내 어두운 부분의 산화물은 Al2O3-MgOTiO2 계로 구성되어 있음을 알 수 있다. 3 is a result of analyzing the oxide in TiN, the oxide having a difference in contrast was identified using EMPA. As shown in FIG. 3 (a), the oxide of the light portion in TiN is composed of CaO-TiO 2 system and as shown in FIG. 3 (b), the oxide of the dark portion in TiN is Al 2 O 3 -MgOTiO 2 It can be seen that it is configured.
또한, 도 4는 등축정율이 각각 100%와 0%인 주편에 있어서 각 주편의 턴디쉬에서 채취한 샘플의 산화물 구성비를 나타내는 그래프이다. 상기 도 4에 나타난 바와 같이, 등축정율이 100%인 용강에서는 타입 3 및 타입 5의 산화물 조성 비율이 등축정율이 0%인 경우보다 개수가 훨씬 많이 존재함을 알 수 있다. 반면, 등축정율이 0%인 경우는 TiO2형 산화물(타입 1)의 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 4 is a graph which shows the oxide composition ratio of the sample extract | collected from the tundish of each slab in the slab whose equiaxed crystallinity is 100% and 0%, respectively. As shown in FIG. 4, it can be seen that in the molten steel having an equiaxed crystal ratio of 100%, the number of oxide compositions of
즉, 타입 3과 타입 5와 같은 유효산화물과 타입 1과 같은 TiO2형 산화물의 비율이 등축정율을 결정짓는 중요한 요인임을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 유효산화물의 기준 설정에 대한 연구를 추가적으로 진행한 결과 하기 식 (1)과 식(2)의 조건을 만족하는 경우, 주편에서 (CaTi2O) / (MgAl2TiO6) ≥ 1.7를 만족하는 유효산화물을 얻을 수 있다는 결론을 도출하였으며, 이를 만족하는 경우, 연주 주편의 조대한 주상성의 생성 및 성장이 억제되고 등축정이 80% 이상 형성될 수 있는 것이다.That is, the ratio of the active oxides such as type 3 and
%(TiO2) + %(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO) ≥ 90 … (1)% (TiO 2 ) +% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO) ≥ 90. (One)
%(TiO2)/{%(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO)} ≤ 4 … (2) % (TiO 2 ) / {% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)}? (2)
본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 Ti 첨가강을 대상강종으로 하며, 상기 스테인리스강의 연주 주편에는 상기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti계 개재물이 10개/㎟ 이상 분포되어 있고, 전체 Ti계 개재물 중 40% 이상의 구성비를 갖는 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로서, 도 4에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에서 목표로 하는 등축정율을 확보하기 위해서는 전체 산화물 중 타입 3과 타입 5와 같은 유효산화물은 40% 이상의 구성비를 나타내며, 그 개수는 최소 10개/mm2 이상이 되어야 한다는 결론을 얻었다. The ferritic stainless steel of the present invention is made of Ti-added steel as the target steel type, and the Ti-containing inclusions satisfying the above formulas (1) and (2) are distributed over 10 pieces /
또한, 본 발명의 Ti계 개재물은 10㎛ 이하의 TiN과 산화물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 본 발명에서 목표로 하는 등축정율을 확보하기 위하여 바람직하게는 10㎛ 이하의 TiN과 산화물을 포함하여 이루어진 Ti계 개재물만을 제 어할 수 있다. 또한, 본 발명의 산화물은 CaO-TiO2계 및 Al2O3-MgOTiO2계인 것을 특징으로 한다.In addition, the Ti-based inclusions of the present invention is characterized in that it comprises a TiN and oxide of 10㎛ or less, in order to ensure the equiaxed crystallization target in the present invention, preferably including TiN and oxide of 10㎛ or less Only Ti-based inclusions can be controlled. In addition, the oxide of the present invention is characterized in that the CaO-TiO 2 system and Al 2 O 3 -MgOTiO 2 system.
즉, 본 발명에서는 페라이트계 스테인리스강의 등축정 핵으로서, (Ti-Ca-Al-Mg)O계 산화물과 TiN이 유효하게 작용함을 밝혀내고, 이러한 유효산화물의 근원이 되는 산화물의 조성과 개수를 적절히 제어함을 특징으로 하는 것이다.That is, in the present invention, it is found that the (Ti-Ca-Al-Mg) O-based oxide and TiN function effectively as an equiaxed crystal nucleus of ferritic stainless steel, and the composition and number of oxides which are the source of the effective oxide are determined. It is characterized by the appropriate control.
이하, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the ferritic stainless steel of this invention is demonstrated.
본 발명에서는 통상적으로 전기로에서 페라이트계 스테인리스 용강을 제조하는 단계; 상기 스테인리스 용강을 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 정련로 및/또는 VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)에서 정련하는 단계; 상기 정련된 스테인리스 용강을 래들에서 가스교반(LT)시키는 단계; 및 연속주조 공정을 거쳐 주편을 제조할 수 있다. In the present invention, typically the step of producing a ferritic stainless molten steel in an electric furnace; Refining the molten stainless steel in an Argon Oxygen Decarburization (AOD) refining furnace and / or Vacuum Oxygen Decarburization (VOD); Gas stirring (LT) the refined stainless steel in a ladle; And it can be manufactured through a continuous casting process.
도 5는 LT 단계에서 Ti 투입 전 각각의 산화물 조성의 구성비를 나타내는 그래프로서, 상기 도 5에 나타난 바와 같이, 등축정율이 100%인 경우 %(Al2O3+MgO)비가 %(SiO2+MnO)비 보다 높은 산화물의 비율이 약 40% 정도인 것을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph showing the composition ratio of each oxide composition before the Ti addition in the LT step. As shown in FIG. 5, when the equiaxed crystallinity is 100%, the% (Al 2 O 3 + MgO) ratio is% (SiO 2 + It can be seen that the ratio of the oxide higher than the MnO) ratio is about 40%.
여기서, %(Al2O3+MgO)과 %(SiO2+MnO)비가 중요한 이유는 Ti 투입에 따라 산화 물의 조성이 변화하는데, Ti보다 상대적으로 산화력이 약한 SiO2와 MnO는 Ti에 의해 환원되기 때문에, %(SiO2+MnO)이 높은 산화물은 대부분 TiO2형 산화물로 천이되며, 결과적으로 등축정에 무효한 산화물이 되는 것이다. 이에 반해, %(Al2O3+MgO)의 비가 높은 경우에는 Ti 투입시 용존 Ti와 반응하여 유효산화물로 발전될 수 있다.Here, the reason why the ratio of% (Al 2 O 3 + MgO) and% (SiO 2 + MnO) is important is that the composition of the oxide changes according to the Ti input, and SiO 2 and MnO, which are relatively weaker than Ti, are reduced by Ti. As a result, oxides with a high% (SiO 2 + MnO) are mostly transitioned to TiO 2 -type oxides, resulting in an oxide that is invalid for equiaxed crystals. On the other hand, when the ratio of% (Al 2 O 3 + MgO) is high, the Ti may react with the dissolved Ti to generate an effective oxide.
하지만 유효산화물 조성을 갖더라도 그 개수가 부족할 경우 80% 이상의 등축정율을 확보하기는 어려운데, 따라서 유효 산화물 조성을 갖는 산화물의 개수에 대한 기준이 필요하게 된다. 이와 관련하여 본 발명에서는 LT 도착 공정에서 산화물의 평균 개수를 분석한 결과 30~50 개/mm2의 결과를 얻었으며, 등축정율 80% 이상을 얻기 위해서는 전체 산화물 중 {%(Al2O3) + %(MgO)} > {%(SiO2) + %(MnO)}을 만족하는 산화물의 비율이 적어도 30% 이상되어야 한다는 결론을 얻을 수 있었다. 따라서 상기 조건을 만족하는 산화물의 개수는 최소 10개/mm2 이상인 것이 바람직하다.However, even when the effective oxide composition is insufficient, it is difficult to secure an equiaxed crystal ratio of 80% or more, and thus, a criterion for the number of oxides having an effective oxide composition is required. In this regard, in the present invention, as a result of analyzing the average number of oxides in the LT arrival process, a result of 30-50 pieces / mm 2 was obtained, and in order to obtain more than 80% of equiaxed crystallinity, {% (Al 2 O 3 ) It was concluded that the proportion of oxides satisfying +% (MgO)}> {% (SiO 2 ) +% (MnO)} should be at least 30% or more. Therefore, the number of oxides satisfying the above conditions is preferably at least 10 / mm 2 or more.
이후, 상기 조건을 만족하도록 제어된 스테인리스 용강은 턴디시로부터 몰드를 통해 연주기로 이송되고 연속주조 단계에서 용강이 응고되어 주편이 제조되는데, 이때 본 발명에서는 상기 식(1) 및 (2)를 만족하는 Ti계 개재물이 10개/㎟ 이상 분포되고, 전체 Ti계 개재물 중 40% 이상의 구성비를 갖는 주편을 확보할 수 있는 것이다.Thereafter, the molten stainless steel is controlled to satisfy the above condition is transferred from the tundish to the machine through the mold and the molten steel is solidified in the continuous casting step to produce a cast steel, wherein the present invention satisfies the formulas (1) and (2) It is possible to secure cast pieces having a Ti-based inclusion of 10 or
상술한 바와 같이, 등축정 생성 메카니즘으로 일정한 크기를 가지는 (Ti-Al-Ca-Mg)O 산화물의 개재물과 TiN에 의해 등축정이 생성될 수 있으며, 또한 턴디쉬 공정에서 유효산화물((Ti-Al-Ca-Mg)O, (Ti-Ca-Al-Mg)O)과 무효산화물(TiO2)의 비에 따라 등축정율이 결정됨을 확인할 수 있다. As described above, equiaxed crystals can be produced by inclusion of (Ti-Al-Ca-Mg) O oxide having a constant size and TiN as an equiaxed crystal generating mechanism, and also effective oxide ((Ti-Al) in the tundish process. It can be seen that equiaxed crystallization is determined by the ratio of -Ca-Mg) O, (Ti-Ca-Al-Mg) O) and the reactive oxide (TiO 2 ).
이러한 유효 산화물의 기원은 LT도착 이후 Ti 투입 전 산화물의 조성 중 %(Al2O3+MgO)과 %(SiO2+MnO)비에 의해 유효산화물로의 천이가 결정될 수 있으며, 이하 도 6을 참조하여 페라이트계 스테인리스강의 제강과정 중 산화물이 유효산화물로 천이되는 과정을 설명한다.The origin of such an effective oxide may be determined by the ratio of% (Al 2 O 3 + MgO) and% (SiO 2 + MnO) in the composition of the oxide before the Ti deposition after LT deposition. Reference will be made to the process of the oxide transition to the effective oxide during the steelmaking process of ferritic stainless steel.
상기 도 6에서 보여지는 바와 같이, AOD 공정에서 탈탄이 완료된 시점에 탈산을 목적으로 Si을 투입하여 탈산하고, 이때 생성된 산화물은 Si-Cr-O계로 구성된다. 이후, Al을 투입함으로써 산화물의 조성을 제어함과 동시에 슬래그 정련에 의해 용강산소 포텐셜(potential)이 낮아지고, Mg가 슬래그 및 내화물로부터 용출한다. As shown in FIG. 6, when the decarburization is completed in the AOD process, Si is added and deoxidized for the purpose of deoxidation, and the resulting oxide is composed of a Si—Cr—O system. Subsequently, Al is added to control the composition of the oxide, and the molten oxygen potential is lowered by slag refining, and Mg is eluted from the slag and the refractory.
이어서 LT 공정에 도착한 산화물 조성은 (Si-Cr-Al-Mg-Mn)O계 산화물이며, 이때 산화물의 조성 중 %(Al2O3+MgO)과 %(SiO2+MnO)비에 따라 Ti 투입 후 산화물의 조성이 유효 산화물과 무효 산화물로 결정될 수 있다. (Al-Ti-Mg)O계 산화물은 이후의 Ca처리에 의해 유효산화물로 천이가 일어나고, 이후 용강이 1500℃로 냉각하는 과정에서 산화물 개재물은 CaOTiO2 및 Mg-Al-O계 스피넬(spinel)로 석출되도록 한다. 이러한 석출상에서 TiN을 응고전에 비균질 핵생성시키고, TiN 크기를 10㎛ 이하, 바람직하게는 3~10㎛으로 성장시켜 등축정을 형성시킬 수 있는 것이다.Subsequently, the oxide composition arriving at the LT process is a (Si-Cr-Al-Mg-Mn) O-based oxide, wherein Ti is determined according to the ratio of% (Al 2 O 3 + MgO) and% (SiO 2 + MnO) in the oxide composition. After the addition, the composition of the oxide can be determined as an effective oxide and an invalid oxide. The (Al-Ti-Mg) O-based oxides are transitioned to effective oxides by subsequent Ca treatment, and after the molten steel is cooled to 1500 ° C, the oxide inclusions are CaOTiO 2 and Mg-Al-O-based spinels To be precipitated. In such a precipitated phase, TiN can be heterogeneously nucleated before solidification, and TiN size can be grown to 10 µm or less, preferably 3 to 10 µm, to form equiaxed crystals.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 주편의 등축정율을 향상시킴에 따라 리징 및 로핑 결함을 방지하여 표면품질이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by improving the equiaxed crystallinity of the cast steel, there is an effect of preventing the ridging and roping defects to produce ferritic stainless steel having excellent surface quality.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예][Example]
C: 0.02% 이하, N: 0.015% 이하, Si: 0.3~0.7%, Ti: 0.1~0.3%, S: 0.01% 이하, 및 Cr: 9~30%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 Ti 첨가 페라이트계 스테인리스강을 대상으로 실험하였다. 전기로(EAF)-정련로(AOD)-성분조정(LT)-턴디쉬(Tundish)-연속주조 공정을 거쳐 생산하였으며, 이 때 %(TiO2)/{%(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO)}≤4을 만족하는 산화물의 비율을 다양하게 변화시켜 실험하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. C: 0.02% or less, N: 0.015% or less, Si: 0.3-0.7%, Ti: 0.1-0.3%, S: 0.01% or less, and Cr: 9-30%, Ti composed of the remaining Fe and other unavoidable impurities The experiment was conducted on the addition ferritic stainless steel. Electric furnace (EAF) -refining furnace (AOD) -component adjustment (LT) -Tundish-continuous casting process, produced by% (TiO 2 ) / {% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)} ≤4 was tested by varying the ratio of the oxide to vary, the results are shown in FIG.
도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명의 %(TiO2)/{%(CaO) + %(Al2O3) + %(MgO)}≤4을 만족하는 산화물의 비율이 40% 이상인 경우에는 주편의 등축정율이 80% 이상으로서, 도 8(a)에서 보여지는 바와 같이 주편 전체가 고르게 등축정이 형성된 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 7, when the ratio of oxides satisfying% (TiO 2 ) / {% (CaO) +% (Al 2 O 3 ) +% (MgO)} ≦ 4 of the present invention is 40% or more, As shown in Fig. 8 (a), the equiaxed crystallization rate of the bias is equal to or greater than 80%.
이와 같이 등축정율이 향상됨으로서 열연소둔공정생략 및 TCM-CAL공정으로의 작업이 가능하게 되어 생산성의 향상을 가져올 수 있으며, 연신성 및 가공성을 향상시켜 성형후에도 리징결함이 발생되지 않는 페라이트계 스테인리스강을 제조할 수 있는 것이다.As such, the isotropic crystallinity is improved, which makes it possible to skip the hot-rolling annealing process and work in the TCM-CAL process, which leads to the improvement of productivity, and improves the elongation and workability, so that no ridging defect occurs even after molding. It can be prepared.
이에 반해, 산화물의 비율이 40% 미만인 경우에는 주편의 등축정율이 60% 이하로서, 본 발명에서 목표로 하는 등축정율을 확보하지 못하였고, 도 8(b)에서 보여지는 바와 같이 주편의 중앙에만 등축정율이 형성되었으며, 이로서 강판의 리징 및 로핑 결함을 유발할 수 있음을 잘 알 수 있다.On the other hand, when the ratio of oxide is less than 40%, the equiaxed crystallinity of the cast steel is 60% or less, so that the target equiaxed crystallinity cannot be secured in the present invention, and as shown in FIG. It is well understood that equiaxed crystals have been formed, which can lead to ridging and roping defects in the steel sheet.
도 1은 슬라브의 등축정율에 따른 TiN의 크기와 개수를 비교한 그래프이다.1 is a graph comparing the size and number of TiN according to the equiaxed rate of the slab.
도 2는 연속주조 주편 내 TiN을 확대한 사진이다.2 is an enlarged photograph of TiN in a continuous cast slab.
도 3은 연속주조 주편의 TiN 내 산화물을 분석한 결과이다.3 shows the results of analyzing the oxides in TiN of the continuous cast slab.
도 4는 턴디쉬에서 등축정율별 산화물 크기에 따른 산화물 구성비를 비교한 그래프이다.4 is a graph comparing oxide composition ratios according to oxide sizes of equiaxed crystals in tundish.
도 5는 Ti 투입 전 산화물에 따른 구성비를 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing the composition ratio according to the oxide before the Ti addition.
도 6은 본 발명에 따른 유효산화물의 생성 기원 모식도이다.6 is a schematic diagram showing the origin of the active oxide according to the present invention.
도 7은 본 발명을 만족하는 산화물 비율에 따른 주편의 등축정율을 나타낸 그래프이다.Figure 7 is a graph showing the equiaxed crystal ratio of the cast steel according to the oxide ratio satisfying the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 페라이트계 스테인리스강 연주주편의 등축정을 비교한 사진이다.8 is a photograph comparing the equiaxed crystals of the ferritic stainless steel cast steel according to the present invention.
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