KR101079537B1 - Production method of tire cored steel having good drawability - Google Patents

Abstract

본 발명은 신선성이 우수한 고강도 타이어코드의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제강단계에서 강중에 존재하는 개재물의 조성을 낮은 융점의 조성으로 효과적으로 조절하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 중량%로 0.8~1.2%C, 0.003%이하 Al을 포함하는 용강을 Si로 탈산하여 강중에 존재하는 용존산소의 함량이 10ppm이하가 된 후에, 중량%로 20~40%의 Ca와 60~80%Si로 구성된 Ca-Si 합금 분말을 용강 1톤당 0.05~0.3kg 투입한 이후, 불활성 가스를 용강 1톤당 0.02~0.1Nm2/hr의 유량으로 4분이상 교반한 이후 주조하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a high strength tire cord with excellent freshness, and more particularly, to a method for effectively controlling the composition of inclusions in steel in a steelmaking step with a low melting point composition. According to the present invention, after deoxidizing molten steel containing 0.8 to 1.2% C and less than 0.003% of Al to Si by weight, the dissolved oxygen present in the steel is less than or equal to 10 ppm. After the Ca-Si alloy powder composed of 60-80% Si is added 0.05-0.3kg per tonne of molten steel, the inert gas is cast after stirring for at least 4 minutes at a flow rate of 0.02 to 0.1 Nm2 / hr per tonne of molten steel. do.

타이어코드, 신선성, 개재물, 저융점화, 분체취입Tire cord, freshness, inclusions, low melting point, powder blowing

Description

신선성이 우수한 타이어코드용 강재의 제조방법{PRODUCTION METHOD OF TIRE CORED STEEL HAVING GOOD DRAWABILITY}Production method of tire cord steel with excellent freshness {PRODUCTION METHOD OF TIRE CORED STEEL HAVING GOOD DRAWABILITY}

도 1은 타이어코드 내부 개재물 조성을 CaO-SiO₂-Al₂O₃ 삼원계 상태도로 나타낸 것으로, 도면 중의 빗금친 부분은 본 발명에서 의도하는 개재물 조성을 나타낸다.1 is a diagram illustrating a tire cord internal inclusion composition as a CaO-SiO ₂ -Al ₂ O ₃ ternary state diagram, in which a hatched portion shows an inclusion composition intended in the present invention.

본 발명은 신선성이 우수한 타이어코드용 강재의 제조방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 제강단계에서 강중에 존재하는 개재물의 조성을 낮은 융점의 조성으로 효과적으로 조절하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a tire cord steel having excellent freshness, and more particularly, to a method for effectively controlling the composition of inclusions in steel in a steelmaking step with a low melting point composition.

타이어 코드는 세선(細線) 상태에서 자동차 타이어의 벨트나 카카스(carcass) 위치에 삽입되어 타이어의 내구성을 향상시키는 재료이다. 이러한 타이어코드는 선재상태에서 신선가공과 열처리 가공을 거쳐 극세선상태로 되는데, 극세선화 되면서 극심한 가공경화를 겪기 때문에 강도가 일반 강재에 비하여 훨씬 높은 3000MPa 이상으로 되는 것이 특징이므로, 상기와 같은 고강도 세선의 특성으로 인 하여 타이어 내부에 쉽게 배치될 수 있으며 타이어의 보강을 효과적으로 할 수 있는 것이다.A tire cord is a material that is inserted into a belt or a carcass position of an automobile tire in a thin wire state to improve tire durability. These tire cords are made in the wire rod state after being drawn and heat-treated, and are made into the fine wire state. Since the fine wire undergoes extreme work hardening, it is characterized in that the strength is much higher than 3000MPa, which is much higher than that of general steel. Due to its characteristics, it can be easily disposed inside the tire and can effectively reinforce the tire.

그런데, 상기와 같이 세선화 되기 위해서는 필수적으로 신선(drawing) 과정을 거쳐야 하는데, 이러한 과정을 겪는 동안 재료의 연성이 불충분하거나 재료내부의 건전성이 확보되지 않으면, 신선과정동안 코드가 끊어지는 문제가 발생할 수 있다.However, in order to be thinned as described above, it is essential to go through a drawing process, and if the ductility of the material is insufficient during this process or the integrity of the material is not secured, a problem may occur that the cord is broken during the drawing process. Can be.

특히, 선재 내부에 개재물이 존재하고 있으면 신선시 개재물과 강선재의 신선특성이 다름에 기인한, 공극이 발생하고 결과적으로 단선이 발생할 우려가 높아진다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 개재물을 극력 저감하고, 또한 개재물이 내부에 존재하더라도 가능한 한 단선을 유발시키지 않는 성질을 가진 개재물이 존재하도록 하는 것이 바람직하다.In particular, when the inclusions are present inside the wire rods, the gap between the inclusions and the steel wire rods is different due to the difference in the freshness of the wire rods. In order to solve this problem, it is desirable to reduce the inclusions as much as possible, and to have the inclusions having the property of not causing disconnection as much as possible even if the inclusions are present inside.

단선을 유발시키지 않는 개재물은, 그 크기가 매우 작거나 도는 큰 크기이더라도 선재압연시에 압연력으로 인하여 미세하게 파쇄되어 선재 제품내부에는 작은 크기로 존재할 수 있는 개재물을 의미한다. 즉, 개재물의 크기가 작으면 선재와 개재물간의 공극의 크기도 작거나 거의 발생하지 않아 단선에까지 이르게 하지 않기 때문이다. 그런데, 개재물의 크기를 작게 제어하는 것은 개재물간의 친화력에 의한 응집으로 인하여 제강단계에서는 곤란한 점이 많으므로, 주로 개재물의 조성을 압연시에 잘 파쇄될 수 있는 조성으로 제어하는 방향으로 많은 기술들이 제시되어 왔다.Inclusion that does not cause disconnection means an inclusion that may be present in a small size inside the wire rod product even if the size is very small or large size, finely crushed due to the rolling force during the wire rod rolling. In other words, if the size of the inclusion is small, the size of the gap between the wire rod and the inclusion is also small or hardly generated so that it does not lead to disconnection. However, since controlling the size of inclusions is difficult in the steelmaking stage due to the affinity between the inclusions, many techniques have been proposed mainly to control the composition of the inclusions in a composition that can be crushed well during rolling. .

통상적으로 타이어 코드용 강의 조성은 상기와 같은 개재물 제어사상으로 인 하여 경질 개재물이 형성되지 않도록 알루미나의 함량을 최소화시킨 조성이고 그에 따라 강중에 존재할 수 있는 개재물은 통상의 알루미나가 주체인 개재물에 비하여 도 1과 같이 SiO₂와 CaO및 (MnO)의 함량을 높인 SiO₂-CaO-(MnO)-Al₂O₃ 복합 개재물의 형상을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이러한 복합개재물은 주로 융점이 1400℃ 이하로 용강단계에서는 액상으로 존재하고 이러한 액상개재물은 선재 연시에 잘 파쇄되는 성질을 가진다. Typically, the composition of the tire cord steel is a composition in which the content of alumina is minimized so that hard inclusions are not formed due to the inclusion control thought as described above. It is preferable to have the shape of the SiO ₂ -CaO- (MnO) -Al ₂ O ₃ composite inclusion having a high content of SiO ₂ , CaO and (MnO) as shown in FIG. 1. These composite inclusions mainly have a melting point of 1400 ° C. or less and exist in the liquid phase in the molten steel stage, and these liquid inclusions have a property of being well broken during the wire rod burning.

종래에는 이러한 조성범위로 개재물을 제어하기 위해서 용강의 조성을 적절한 범위로 제어하고, 용강의 상부에 위치한 슬래그의 조성을 제어하여 저융점의 개재물을 제조하는 방법이 널리 사용되었다. 그런데, 이러한 방법만을 사용할 경우에는 슬래그/용강/개재물 간의 반응속도가 느리고 슬래그 조성제어가 용이하지 않다는 이유로 인하여, 개재물 중의 알루미나 함량이 목표하는 조성보다 높아져서 개재물의 저융점화 도모가 힘들다는 문제가 있었다.Conventionally, in order to control the inclusions in such a composition range, a method of manufacturing the inclusions having a low melting point by controlling the composition of molten steel in an appropriate range and controlling the composition of slag located above the molten steel is widely used. However, when only this method is used, the alumina content in the inclusions is higher than the target composition because the reaction rate between the slag / molten steel / inclusions is slow and the slag composition is not easy to control. .

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 개재물의 조성을 종래보다 용이하게 SiO₂와 CaO의 함량이 높은 조성, 즉, Al₂O₃의 함량이 낮은 조성으로 제어하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide a method for controlling the composition of the inclusion to a composition with a higher content of SiO ₂ and CaO, that is, a composition with a lower content of Al ₂ O ₃ than in the prior art. I am doing it.

본 발명에 따른 제조방법은, 중량%로 0.8~1.2%C, 0.003%이하 Al을 포함하는 용강을 강중에 존재하는 용존산소의 함량이 10ppm 이하가 되도록 Si로 탈산하는 단계, 중량%로 20~40%의 Ca와 60~80%Si로 구성된 Ca-Si 합금 분말을 용강 1톤당 0.05~0.3kg 투입하는 단계 및 불활성 가스를 용강 1톤당 0.02~0.1Nm2/hr의 유량으로 4분이상 교반한 이후 주조하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method according to the present invention, a step of deoxidizing molten steel containing Al by weight in an amount of 0.8 to 1.2% C and 0.003% or less with Si so that the content of dissolved oxygen present in the steel becomes 10 ppm or less, 20 to 20% by weight. Injecting 0.05-0.3kg of Ca-Si alloy powder composed of 40% Ca and 60-80% Si per tonne of molten steel and stirring the inert gas at a flow rate of 0.02 ~ 0.1Nm2 / hr per tonne of molten steel for at least 4 minutes It is characterized by consisting of the step of casting.

이하 본 발명의 특징적인 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a characteristic configuration of the present invention will be described in detail.

우선 탄소함량은 공석 또는 과공석 영역에 위치하는 타이어 코드를 대상으로 한 것으로 그에 따른 0.8~1.2%로 한다. 상기의 범위보다 탄소함량이 낮을 경우에는 강 내부에 초석 페라이트가 존재함으로 인하여 강의 강도가 낮아지고 1.2% 이상일 경우에는 연성이 극히 저하된다.First of all, the carbon content is for tire cords located in the vacancy or over-vacancy area, which is 0.8 ~ 1.2%. When the carbon content is lower than the above range, the strength of the steel is lowered due to the presence of the cornerstone ferrite inside the steel, and when the carbon content is 1.2% or more, the ductility is extremely reduced.

알루미늄의 함량이 0.003%이상이 될 경우에는 주조성이 알루미나인 개재물이 다량 생성될 뿐만 아니라 Ca-Si 합금 분말에 의하여 개재물의 조성을 제어할 경우 합금사용량이 과다해진다는 문제가 있다.When the content of aluminum is more than 0.003%, not only a large amount of inclusions having alumina castability are generated, but also when the composition of the inclusions is controlled by the Ca-Si alloy powder, there is a problem in that the amount of alloy use is excessive.

타이어코드는 강중에 알루미늄을 포함하지 못하므로 실리콘으로 탈산을 하여야 하는데, 상기 실리콘으로 탈산할 경우 탈산후 강중의 용존산소는 10ppm 이하가 되는 것이 바람직하다. 그 이유는 용존산소가 10ppm 이하가 될 경우에는 강중에 투입되는 Ca-Si가 개재물과 반응하지 못하고 용존산소가 반응하여 CaO 및 SiO₂ 단상개재물 또는 이들의 복합 개재물인 고융점 개재물이 형성되어 강의 신선성에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다.Since the tire cord does not contain aluminum in the steel, it must be deoxidized with silicon. When deoxidized with silicon, the dissolved oxygen in the steel after deoxidation is preferably 10 ppm or less. The reason is that when the dissolved oxygen is less than 10ppm, Ca-Si injected into the steel does not react with the inclusions, and the dissolved oxygen reacts to form CaO and SiO ₂ single phase inclusions or high melting point inclusions, which are complex inclusions, resulting in the freshness of the steel. Because it can adversely affect sex.

또한 Ca는 알칼리 토금속 계열의 원소로서 단독으로 투입될 경우에는 용강 내부에서 격렬하게 반응하여 작업성을 매우 악화시키거나 사고원인이 될 수 있으므 로, Si와 함께 합금상태로 투입하는 것이 바람직하다. 이때 Ca의 함량은 20~40%가 적당한데 상기 범위보다 낮은 함량일 경우에는 SiO₂가 과다한 개재물로 개질되며, 높은 함량일 경우에는 CaO가 과다한 개재물로 개질되기 때문이다.In addition, when Ca is added alone as an alkaline earth metal-based element, it may react violently inside molten steel, which may worsen workability or cause an accident. Therefore, Ca is preferably added in an alloy state with Si. At this time, the content of Ca is 20 to 40% is appropriate because if the content is lower than the range of SiO ₂ is modified to the excessive inclusions, if the high content is modified to the excessive inclusions CaO.

그리고 투입되는 Ca-Si 합금 분말의 양은 용강 1 톤당 0.05~0.3kg 정도가 적당한데, 상기 보다 적을 경우에는 충분한 개질이 이루어지지 않으며 그 이상일 경우에는 강중의 Si 함량이 높아져서 용강성분제어가 힘들기 때문이다.In addition, the amount of Ca-Si alloy powder added is about 0.05 to 0.3 kg per ton of molten steel, but if it is less than the above, sufficient modification is not achieved, and if it is more than that, it is difficult to control the molten steel component due to high Si content in the steel. to be.

상기와 같은 합금 분말 투입이후에는 성분균일화를 위해서 용강을 적절히 교반시켜주어야 하는데 용강에 충분한 교반력을 주기 위해서는 용강 1 톤당 0.02Nm³/hr 이상의 가스 유량이 필요하고, 용강이 재산화 되는 것을 방지하기 위해서는 0.1Nm³/hr 이하의 가스유량이 필요하므로 가스 유량은 용강 1 톤당 0.02~0.1Nm³/hr 이 적당하며 그 교반시간은 최소 4분이 필요하다.After the alloy powder is added as described above, the molten steel should be properly stirred for the component homogenization, but in order to give sufficient stirring power to the molten steel, a gas flow rate of 0.02 Nm ³ / hr or more per tonne of molten steel is required, and the molten steel is prevented from being reoxidized. In order to have a gas flow rate of 0.1Nm ³ / hr or less, the gas flow rate is appropriately 0.02 ~ 0.1Nm ³ / hr per ton of molten steel, and the stirring time requires a minimum of 4 minutes.

(실시예)(Example)

본 발명에 의한 방법의 효과를 알아보기 위하여 하기 표 1과 같은 실험을 행하였다.In order to determine the effect of the method according to the invention was carried out the experiment shown in Table 1.

번호number 구분division 용강량
(톤)Molten steel
(ton) 슬래그 처리Slag treatment [O]
(ppm)[O]
(ppm) Ca-Si
(kg)Ca-Si
(kg) 유량
(Nm³/hr)flux
(Nm ³ / hr) 교반시간
(분)Stirring time
(minute) 단선율
(회/톤)Disconnection rate
(Times / ton) 1One 비교예Comparative example 100100 유U 77 미투입Not input 미실시Not carried 미실시Not carried 2.52.5 22 비교예Comparative example 100100 유U 1515 2525 55 55 1.31.3 33 비교예Comparative example 100100 유U 88 2525 1515 44 1.81.8 44 본발명Invention 100100 유U 77 2525 66 55 0.60.6 55 본발명Invention 100100 무radish 88 55 22 55 0.450.45 66 비교예Comparative example 100100 유U 88 22 55 55 1.91.9 77 비교예Comparative example 100100 유U 88 2020 55 22 1.21.2

상기 표 1에서 보듯이, 1번의 경우에는 Ca-Si 합금 분말을 전혀 투입하지 않고 기존의 방법과 같이 슬래그로만 처리한 경우이며, 2번의 경우에는 초기 용존산소가 15ppm 으로 높은 경우이고, 3번의 경우에는 가스 유량을 과다하게 처리한 경우(15Nm³/hr = 0.15Nm³/ton-hr)였으며, 6번은 Ca-si 투입량이 부족한 경우 및 7번은 교반시간이 짧았던 각각의 비교예이다.As shown in Table 1, in case 1, the Ca-Si alloy powder was not added at all, and was treated only with slag as in the conventional method. In case 2, the initial dissolved oxygen was as high as 15 ppm, and in case 3, in a case where excessive process gas flow rate ^{(15Nm 3 / hr = 0.15Nm 3} / ton-hr) and that, when there is insufficient 6 refer Ca-si input and 7, respectively comparison of the stirring time jjalatdeon once Yes.

각 비교예의 결과로부터 알 수 있듯이 본 발명에 의하여 단선율 정도가 매우 높은 것을 알 수 있으며, 그 결과로부터 본 발명의 효과를 확인할 수 있었다. 상기와 같은 제강처리를 통하여 단선율이 향상된 타이어코드를 효과적으로 얻을 수 있었다.As can be seen from the results of each comparative example, it was found that the degree of disconnection was very high according to the present invention, and the results of the present invention were confirmed from the results. Through the steelmaking treatment as described above was able to effectively obtain a tire cord with improved disconnection rate.

본 발명에 의하면, 타이어 코드 합금성분이나 조직은 크게 변화시키지 않으면서 신선성이 대폭 향상된 타이어 코드를 간단한 방법으로 얻을 수 있다.According to the present invention, a tire cord having significantly improved freshness can be obtained by a simple method without significantly changing the tire cord alloy component or structure.

Claims (1)

중량%로 0.8~1.2%C, 0.003%이하 Al을 포함하는 용강을 강중에 존재하는 용존산소의 함량이 10ppm 이하가 되도록 Si로 탈산하는 단계;Deoxidizing molten steel containing Al in an amount of 0.8 to 1.2% C and 0.003% by weight to Si so that the amount of dissolved oxygen present in the steel becomes 10 ppm or less; 중량%로 20~40%의 Ca와 60~80%Si로 구성된 Ca-Si 합금 분말을 용강 1톤당 0.05~0.3kg 투입하는 단계; 및Injecting the Ca-Si alloy powder consisting of 20% to 40% of Ca and 60% to 80% of Si by weight, 0.05 to 0.3 kg per ton of molten steel; And 불활성 가스를 용강 1톤당 0.02~0.1Nm2/hr의 유량으로 4분이상 교반한 이후 주조하는 단계;Casting the inert gas after stirring for 4 minutes or more at a flow rate of 0.02 to 0.1 Nm 2 / hr per ton of molten steel; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 신선성이 우수한 타이어코드용 강재의 제조방법Manufacturing method of steel cord for excellent tire cord, characterized in that made of

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