KR101220791B1 - 미세 탄질화물을 포함하는 스테인리스 강 제조 방법 및 이 방법에 의해 얻어진 제품 - Google Patents

미세 탄질화물을 포함하는 스테인리스 강 제조 방법 및 이 방법에 의해 얻어진 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 턴디시와 연속 주조 몰드 사이에 배치된 중공의 제트 노즐에 의한 주조 단계를 포함하는 안정화된 스테인리스 강제 반제품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 노즐은, 노즐의 입구에 도달하는 액체 금속을 편향시키고 이에 의해 액체 금속이 없는 내부 용적을 한정하는 분배 부재를 그의 상부에 포함한다. 질화물, 탄화물 및 탄질화물 석출물을 포함하지 않는 안정화되지 않은 스테인리스 강이 액체 금속 형태로 턴디시에 전달된다. 액체 금속은 노즐에 의해 주조되며, 이와 동시에 중공 제트의 내부 용적에 금속 분말이 첨가된다. 금속 분말은 스테인리스 강을 안정화시키는 적어도 하나의 원소를 포함하며, 첨가는 T액상선 + 10 ℃ 와 T액상선 + 40 ℃ 사이의 온도에서 실행된다. 액체 금속이 응고되며, 이 응고는 첨가 후 2 초 미만에서 시작되어 반제품이 얻어진다.

Description

미세 탄질화물을 포함하는 스테인리스 강 제조 방법 및 이 방법에 의해 얻어진 제품{METHOD FOR MAKING STAINLESS STEEL COMPRISING FINE CARBONITRIDES AND PRODUCT OBTAINED BY SAID METHOD}
본 발명은, 주조중 노즐 막힘의 우려를 최소화하면서, 응고후 탄질화물의 매우 미세한 분산을 저렴하게 얻기 위한 안정화된 스테인리스 강의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 균일하게 분포된 탄질화물의 매우 미세한 분산을 갖는 연속 주조 안정화 스테인리스 강에 관한 것이다.
이들 스테인리스 강을 안정화시키기 위해서는, 안정화 원소의 레이들 내로의 (in-ladle) 첨가가 실행된다. 현재, 결정립계에서의 크롬 탄화물의 임의의 석출이 크롬의 국부적인 고갈, 이에 따라서 입계 부식에 대한 민감성을 유발할 수도 있음이 공지되어 있다. 따라서, 크롬 탄화물보다 훨씬 안정적인 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성하는 티타늄, 지르코늄, 니오븀 및 바나듐과 같은 원소가 탄소 및 질소를 고정하는 안정화 원소로서 사용된다.
티타늄 또는 페로 티타늄 (ferro-titanium) 의 레이들 내로의 첨가는 예컨대 플럭스 코어드 와이어 (flux cored wire) 또는 스폰지 형태로 실행된다. 그러나, 예컨대 레이들 단계에서의 이들의 조기 첨가에는 문제가 있다:
- 첨가와 몰드내 응고 사이에는 시간이 경과하기 때문에, 일부 석출물은 액체 금속 내에서 합체 (coalesce) 및 응집에 시간이 걸려, 그 결과 평균 석출물 크기의 증가와 크기가 큰 소정의 석출물의 존재를 증가시키게 된다. 파괴의 개시가 먼저 크기가 큰 석출물에서 발생하기 때문에, 이는 기계적 특성에 악영향을 미친다. 게다가, 소정의 석출 응집물이 주조후 반제품의 스킨 상에서 발견될 수도 있고, 값비싼 기계적 처리에 의해 제거되어야 하는 표면 결함을 유발할 수도 있음;
- 게다가, 안정화 원소의 부분 산화가 발생할 수도 있고, 다수의 석출물은 분리에 시간이 걸려, 이에 의해 이들 원소의 첨가 효율성이 상당히 감소됨.
연속 주조 단계에서 스테인리스 강을 안정화시키는 것이 상정되고 있다. 강의 연속 주조는 이미 잘알려진 방법이다. 이는, 레이들로부터 흐름을 조절하는 턴디시로 액체 금속을 주입하고, 이후 이 턴디시 다음에, 수직 왕복 운동을 실행하는 수냉식의 바닥이 없는 구리 몰드의 상부 부분에 금속을 주입하는 것으로 구성된다. 응고된 반제품이 압연기에 의해 몰드의 하부 부분으로부터 추출된다.
액체 강은 턴디시와 몰드 사이에 배치된 노즐로 불리는 관형상 덕트에 의해 몰드내로 도입된다.
이에 의해, 특허 EP 269 180 (Centre de Recherches Metallurgiques) 에 개시된 바와 같은 몰드 단계에서의 첨가를 위해 주입 장치가 제안되었다. 액체 금속이 턴디시 부재의 내화 재료로 만들어진 돔의 상부에 주입된다. 이러한 돔 형상은 돔의 주위를 향한 금속의 흐름을 유발하고, 이 흐름은 노즐 또는 중간의 수직한 튜브형 부재의 내부 벽을 향해 편향된다. 턴디시 부재 아래의 노즐의 중심부에서 이에 의해 생성된 것은 그 안에서 분사 채널을 통한 첨가를 실행할 수 있는 임의의 액체 금속을 갖지 않는 용적이다. 이와 같이 개시된 장치는 중공의 제트 노즐이라 한다.
이러한 장치를 사용하여, 특허 BE 1 014 063 는 응고중 산화물을 형성하기 위해서 금속 분말을 첨가하는 방법을 개시하고 있다. 이를 위해, 주어진 양의 용존 산소 (O2) 가 턴디시로부터 몰드로 주입되고, 금속 분말의 첨가 (M) 가 실행되며, M/O2 의 비율이 체크되고, 액체 금속과 분말이 혼합되어 금속 산화물을 형성한다.
이들 산화물의 형성이 응고된 반제품상의 등축정 영역 분율을 증가시킴으로써 바람직한 역할을 할 수도 있지만, 그러나, 이 방법은 탄소와 질소를 포획하는 것을 포함하지 않기 때문에 스테인리스 강을 안정화시키는데 도움이 되지 않는다. 게다가, 스테인리스 강에 이러한 방법을 적용시키는 것에 대해서는 상기 특허에 개시되지 않았다.
특허 WO 2006/096942 는 중공의 제트 노즐 내에 고성능 세라믹 나노입자를 첨가하는 것을 개시하고 있다. 이들 세라믹 나노입자는 산화물, 질화물, 탄화물, 붕화물 또는 규화물일 수도 있으며, 높은 열적 안정성을 특징으로 하여, 실제로는, 이들 입자와 액체 금속 사이에 반응이 발생하지 않는다. 그러나, 이 방법은 전술한 결함을 유발할 수 있는 크기가 큰 입자를 형성하는 경향이 있는 나노입자의 응집에 기인하여 구현하기 어렵다. 또한, 여기서는, 스테인리스 강에 이러한 기술을 적용시키는 것에 대해서는 상기 특허에 개시되지 않았다.
본 발명의 목적은 질화물 및/또는 탄질화물의 미세하고 균일한 분산을 갖는 안정화된 스테인리스 강을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 2.5 마이크론 보다 작은 크기를 갖는 다수의 미세한 석출물을 얻는 한편, 10 마이크론 보다 큰 크기의 조질 석출물의 수를 여전히 제한하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 레이들 내의 (in-ladle) 첨가 방법에 비해 안정화 원소의 첨가의 효율에 관해서 더욱 효과가 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 스테인리스 강의 연속 주조시 노즐 막힘의 우려를 최소화하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 전자기 교반 기술을 채용하지 않고도 연속 주조후 등축정 응고 조직의 스테인리스 강 반제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 연속 주조 방향에 대해 단면에 걸쳐 매우 균일한 스테인리스 강 반제품을 제공하는 것이다.
이에 의해, 본 발명의 요지는, 턴디시 및 연속 주조 몰드 사이에 배치된 중공의 제트 노즐에 의한 주조 단계를 포함하는 안정화된 스테인리스 강제 반제품을 제조하는 방법으로서, 상기 노즐은, 노즐의 입구에 도달하는 액체 금속을 편향시키고 이에 의해 액체 금속이 없는 내부 용적을 한정하는 분배 부재를 그의 상부에 포함한다. 이 방법은, 질화물, 탄화물 및 탄질화물 석출물을 포함하지 않는 안정화되지 않은 스테인리스 강이 액체 금속 형태로 턴디시에 전달되고, 이후 액체 금속이 노즐에 의해 주조되며, 이와 동시에 중공 제트의 내부 용적에 금속 분말이 첨가되고, 금속 분말은 스테인리스 강을 안정화시키는 적어도 하나의 원소를 포함하며, 첨가는 T액상선 + 10 ℃ 와 T액상선 + 40 ℃ 사이의 액체 강 온도에서 실행되며, 그리고 액체 금속이 응고되며, 이 응고는 첨가 후 2 초 미만에서 시작되어 반제품이 얻어지는 것을 특징한다.
본 발명의 요지는 또한 안정화 원소가 티타늄, 니오븀, 지르코늄 및 바나듐 중 하나 이상의 원소로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 상기 실시형태중 하나에 따른 방법이다.
바람직하게는, 안정화 원소는 티타늄이고, 스테인리스 강의 티타늄, 탄소 및 질소 함량은 중량 % 로 Ti ≥0.15 + 4(C +N) 을 만족한다.
특별한 일 실시형태에 따르면, 강은 페라이트계 스테인리스 강, 오스테나이트계 스테인리스 강, 마르텐사이트계 스테인리스 강 또는 오스테나이트계-페라이트계 스테인리스 강이다.
본 발명의 요지는 또한, 완전 등축정 응고 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 전술한 실시형태중 하나에 따른 방법에 의해 제조되는 반제품이다.
본 발명의 요지는 또한, 안정화 원소가 티타늄이며, 2.5 마이크론 보다 작은 크기의 티타늄 질화물 또는 탄질화물의 수는 15,000/㎠ 을 초과하는 것을 특징으로 하는 전술한 실시형태중 하나에 따른 방법에 의해 만들어지는 반제품으로 제조되는 스테인리스 강 제품이다.
10 마이크론 보다 큰 크기의 티타늄 질화물 또는 탄질화물의 수는 바람직하게는 50/㎠ 미만이다.
바람직한 실시형태에 따르면, 평균 석출물간 간격은 15 마이크론 미만이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하에 실시예로 주어진 설명의 과정과 본 발명에 따른 방법을 구현하는 장치의 예시를 개략적으로 도시하는 첨부의 도 1 을 참조하여 명백해질 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하에 실시예로 주어진 설명의 과정에 의해 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 구현하는 장치의 예시를 개략적으로 도시하는 도면이다.
본 발명은 별개로 또는 조합하여 사용되는 티타늄, 니오븀, 지르코늄, 바나듐 또는 다른 안정화 원소의 첨가에 의해 안정화될 수 있는 넓은 범위의 스테인리스 강에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 하기와 같이 표준 NF.EN 10.088-1 및 2 에 따른 이하의 조성: C ＜ 0.050 %, Si ＜ 1.00 %, Mn ＜ 1.00 %, P ＜ 0.040 %, S ＜ 0.015 %, Cr: 16.00 - 18.00 %, N ＜0.045 %, 0.15+4(C+N) ＜ Ti ＜ 0.080 % (함량은 중량 % 로 나타냄) 을 갖는 X 3CrTi17 유형의 페라이트계 스테인리스 강의 제조에 유리하게 구현될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법은 하기와 같다:
- 페라이트계 스테인리스 강, 오스테나이트계 스테인리스 강, 마르텐사이트계 스테인리스 강 또는 오스테나이트계-페라이트계 강의 제조를 위한 액체 금속은 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조된다. 레이들 단계 (ladle stage) 에서, 주입 전에, 액체 강은 야금학적으로 다양하게 조작될 수도 있다;
- 강 그레이드화를 위한 보완물 첨가;
- 액체 금속의 탈산;
- 주입 전에 열적 균질화를 보장하기 위해서 불활성 가스에 의해 욕 (bath) 을 교반함.
이 단계에서, 액체 금속이 스테인리스 강을 안정화시키는 소량의 원소를 포함할 수도 있지만, 이러한 원소는 석출되지 않는다. 안정화 원소의 주된 첨가와 그의 석출은 후술하는 바와 같이 연속적으로 발생한다.
불용성 원소의 형태로 존재하는 질소 (N) 및 탄소 (C) 를 포함하는 액체 금속이 레이들로부터 턴디시 (tundish) 까지 주입된다. 액체 금속의 조성과 온도는, 질화물, 탄화물 또는 탄질화물 석출물이 이러한 조건하에서 존재하지 않는 정도이다. 탄소 및 질소 함량은 연속으로 첨가될 안정화 원소의 양을 조절하기 위해 사용된다.
레이들의 내용물이 밀봉 장치 (2) 에 의해 바닥을 갖는 턴디시 (1) 로 주입되는데, 밀봉 장치의 밀봉 정도는 주입 노즐 (3) 내로의 유입을 조절 가능하게 한다. 이 단계에서, 액체 강의 온도는 너무 높아서는 안된다. 이는, 후술하는 바와 같이, 중공 제트 노즐 내에서의 첨가는 강의 액상선 온도 (T액상선) 를 너무 많이 초과하지 않는 온도에서 실행되어야 하기 때문이다.
당업자는, 그의 일반적인 지식과 턴디시와 노즐 사이의 온도 강하를 판정하는 주조 장치의 특별한 특징에 의해, 하기에 설명될 본 발명의 특징에 따른 주입 온도를 어떻게 조절해야 하는지를 알 것이다.
설명하는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 중공 제트 노즐의 사용을 필요로 한다. 이 노즐은 분사 튜브 (5) 의 형태에서 돔 (dome) 의 중앙 하부 부분으로 개방되는 하나 이상의 분사 채널에 의해 천공된 내화 재료로 만들어진 분배 돔 (4) 을 갖는다. 이에 의해, 캐리어 가스에 의해 이송되는 금속 분말을 첨가할 수 있다. 분사된 분말 (6) 은, 노즐 또는 실제 노즐과 턴디시 사이의 중간 관형 부재의 벽을 향해 돔의 상부 부분에 의해 편향되는 액체 금속과 혼합된다.
분말은 하나 이상의 용기 (8) 에 그 자체가 연결된 하나 이상의 튜브 (7) 에 의해 공급된다. 이들 분말 용기의 상부 부분 (9) 은 분말이 산화되는 것을 방지할 수 있는 아르곤과 같은 불활성 캐리어 가스로부터 압력을 받게 된다. 가스의 적절한 흐름은 첨가될 원하는 양에 해당하는 유속으로 중공 제트 노즐로 분말이 유입되게 한다. 또한, 분말의 흐름은 공급 스크류와 같은 기계 장치에 의해 용이해질 수도 있다. 분말의 입자 크기는, 용기와 노즐 사이의 용이한 흐름과 액체 금속에서의 거의 직접적인 용융을 보장하기 위해 선택되어야 한다. 100 마이크론과 200 마이크론 사이의 구형 입자 크기가 이러한 요구사항에 매우 적합하다.
이 분말은 스테인리스 강을 안정화시키는 하나 이상의 금속 원소를 포함하는데, 이들 원소는 다음과 같다:
- 티타늄, 이는 비용상의 이유로 순수 또는 페로 티타늄 (ferro-titanium) 이 사용될 수도 있으며, 이 첨가물은 매우 안정적인 티타늄 질화물 TiN 또는 탄질화물 Ti(C,N) 을 형성함,
- 지르코늄, 이는 또한 매우 안정적인 질화물 및 탄질화물을 형성함,
- 니오븀, 이는 본질적으로 탄질화물 Nb(C,N) 을 형성함,
- 바나듐, 이는 또한 탄질화물을 형성함.
물론, 이들 금속 원소의 분말은, 예컨대 티타늄-니오븀 2-안정제 혼합물과 같은 특별한 조합을 만들도록 함께 혼합될 수도 있다. 응고후 반제품의 등축정 영역 분율 (equiaxed zone fraction) 을 증가시키기 위해서 중공의 제트 노즐의 출구에서 과열 온도를 감소시키기 위해 페로-합금 또는 철 분말과 상기 분말을 혼합할 수 있다.
주입과 동시에, 안정화 원소 (들) 를 포함하는 분말은 T액상선 + 10℃ 와 T액상선 + 40℃ 사이의 온도에서 액체 금속에 첨가된다. 이러한 특별한 첨가 온도 범위는,
- 미세 질화물 및 탄질화물의 격렬한 석출을 얻고,
- 등축정 형태에서 응고를 촉진시키는 것을 동시에 가능하게 한다.
첨가 온도가 액상선에 비해 너무 높다면, 질화물 또는 탄질화물의 형성과 응고의 종료 사이에 경과 시간이 증가함으로써, 이들의 크기를 증가시키게 되며, 이는 원치않는 현상이다.
그러나, 첨가 온도가 액상선에 비해 너무 낮다면, 방법은 제조 파라미터에 있어서 적당하지 않은 편차에 매우 민감해져서 노즐을 차단할 우려가 있다.
중공의 제트 노즐로의 첨가가 발생하자마자, 안정화 원소가 수십분의 일초 (a few tenths of a second) 로 액체 금속과 접촉함으로써 용융된다. 액체 분말과 접촉할 때까지 불활성 가스에 의한 산화로부터 분말이 보호되기 때문에, 첨가의 효율성이 높다.
충분한 양의 안정화 원소가, 질소 및 탄소의 완전한 석출을 위해 또한 첨가가 실행되는 온도에 도달하거나 초과하도록 이들 석출물의 형성에 대응하는 용해도곱 (solubility product) 을 위해 첨가된다. 이후, 질화물 및/또는 탄질화물이 매우 미세한 형태로 직접 석출된다.
첨가 후에, 액체 금속이 2 초 미만으로 응고되기 시작하고, 몰드 (10) 의 벽에서 응고가 시작된다. 액체 금속에서 석출물이 유지되는 이러한 매우 짧은 시간은 석출물의 크기가 증가하는 것을 방지한다. 당업자는 하기와 같은 처리 (disposal) 시에 다양한 파라미터를 어떻게 적용해야 하는지를 알 것이다: 2 초 미만의 첨가 및 응고 시작 간의 시간을 위해서, 몰드에 대한 분사 장치의 높이; 분사 속도; 크거나 작은 열교환기의 파워; 반제품 추출 속도; 과열 온도; 응고를 가속시키기 위한 페로 합금 분말의 보충 분사.
바람직한 실시형태는 미세 분산된 질화물 및/또는 탄질화물을 석출시키기 위해서 티타늄을 사용하는 것에 기초한다. 본 발명에 따르면, 스테인리스 강의 티타늄, 탄소 및 질소 함량 (중량 % 로 나타냄) 은 하기와 같다: Ti≥0.15 + 4(C+N). 이러한 조건 하에서, 첨가되는 티타늄의 양은 강이 완벽하게 안정화될 수 있게 한다.
본 발명에 따라 얻어지는 스테인리스 강의 하나의 특별한 특징은 더 짧은 평균 석출물간 간격으로 질화물 및 탄질화물의 분산시의 균일성이 커서, 국부적으로 고갈되는 영역 때문에 임의의 민감도가 감소된다는 것이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 파라미터, 특히 분말 분사 속도와 과열 온도는 완전 등축정 응고 조직을 갖는 반제품을 얻을 수 있게 된다. 용어 "반제품 (semi-finished product)" 은 기계적으로 아직 열간-변형되지 않은 예컨대, (약 200 mm 의 두께를 갖는) 슬래브, (약 50 - 80 mm 의 두께를 갖는) 얇은 슬래브, (약 1 - 3 mm 의 두께를 갖는) 얇은 스트립 또는 빌렛을 말한다. 이러한 등축정 조직은 특히 로핑-결함 (roping-defect) 을 최소화하기 위해서 페라이트계 스테인리스 강 분야에서 이롭다. 이러한 결함은 압연 방향에 평행한 인발 후에 표면 불규칙의 형성에 의해 확대되는 것으로 공지되어 있다. 이들 결함은 냉간 압연 및 풀림 이전에 불균질 (heterogenous) 조직의 존재에 기인한 것인데, 이들 조직 자체는 주상정 응고 조직을 유발한다.
분말 첨가는, 석출물이 핵생성 지점으로서 작용함으로써, 바람직하지 않은 주상정 또는 현무암질 (basaltic) 응고를 방지하기 때문에 완전 등축정 조직을 얻는데 유리한 것으로 증명되었다. 따라서, 본 발명은 이를 위해 정상적으로 사용된 전자기 교반 기술을 선택적으로 적용할 수 있다.
반제품이 제조된 후에, 종래의 방법에 따르면, 열간 압연 또는 냉간 압연, 산세 및 풀림처리되어, 말하자면, 열간 압연 스트립, 박판 또는 다양한 형상의 긴 제품과 같은 다양한 형태를 취할 수 있는 제품을 얻을 수도 있다.
용체화 처리 (solutioning treatment) 가 없는 경우, 석출 특성은 반제품 또는 이러한 반제품으로부터 얻어진 제품에서 거의 동일하다. 따라서, 반제품 상에서 본 발명에 의해 주어진 이점은 또한 제품에서도 얻어진다.
비제한적인 실시예로서, 하기의 결과물은 본 발명에 의해 주어진 유리한 특징을 나타낸다.
실시예:
2 개의 티타늄 안정화 페라이트계 스테인리스 강 시편 (그 조성이 표 1 에 중량 % 로 나타남) 이 제조되었다. 강 A 는 설명될 조건 하에서 본 발명에 따라 제조되었지만, 강 B 는 종래의 연속 주조 기술을 사용하여 제조되었다.
강의 조성
C Mn Si Cr Cu Ni S Ti V N
A 0.016 0.34 0.38 16.27 0.05 0.10 0.006 0.30 0.12 0.015
B 0.02 0.34 0.38 16.16 0.04 0.16 0.006 0.45 0.08 0.012
A= 본 발명에 따라 제조됨
B= 종래의 기술에 따라 제조됨
등급물 B 에서, 티타늄은 레이들에 티타늄 스폰지 형태로 첨가되었다. 본 발명에 따른 등급물 A 를 제조하는 경우, 턴디시에 있는 액체 금속에는 티타늄이 포함되지 않았다. 이러한 원소는 100 마이크론과 200 마이크론 사이의 입자 크기를 갖는 페로 티타늄 분말 (30 % 철/ 70 % 티타늄) 의 형태로 중공 제트 노즐 내에 첨가되었다. 분말 첨가 온도는 T액상선 + 35℃ 였다. 금속은 첨가후 2 초 미만에서 몰드의 벽에서 응고가 시작되었다. 다양한 시편이 임의의 노즐 막힘 문제와 마주치지 않고 본 발명에 따른 슬래브로 형성되었다.
이는, 방법의 지연된 석출 특성, 석출물이 액체 금속 내에서 유지되는 짧은 시간의 결과 및 종래의 첨가 방법에 대한 이점이다.
슬래브가 3 mm 두께의 스트립을 얻기 위해 열간 압연된 후에, 티타늄 질화물 석출물의 존재가 폴리싱 부분에 드러났다. 이들 석출물의 크기 분포는 ASTM E1245 표준에서 규정된 절차를 사용한 이미지 분석에 의해 측정되었다. 석출물 밀도는 ㎠ 당 석출물의 개수로 나타내었다.
평균 석출물간 간격이 또한 측정되었다. 이러한 측정의 결과물은 하기와 같다.
석출물 분포 특성
2.5 ㎛ 보다 작은 크기를 갖는 TiN 입자의 개수(N/㎠) 10 ㎛ 보다 큰 크기를 갖는 TiN 입자의 개수(N/㎠) 평균 석출물간 간격(마이크론)
강 A
(본 발명)		 17560 30 14.2
강 B
(기준)		 9320 110 24.6
밑줄친 값: 본 발명을 따르지 않음
15,000/㎠ 을 초과하는 미세 석출물 (＜2.5 ㎛) 밀도는 티타늄 질화물이 매우 균일하게 분포되는 것을 보장한다. 따라서, 탄소와 질소가 매우 완벽하고 균일하게 포획된다.
50/㎠ 미만의 조질 석출물 (＞10 ㎛) 밀도는 파단 개시가 기계적 응력부여중 조기에 발생하지 않는 것을 보장한다.
이들 2 개의 특징은 본 발명의 방법에 따라 제조된 강의 경우에 관찰된다. 종래의 방법과 비교하여, 본 발명은 약 2 개의 인자에 의한 미세 석출물의 수를 증가시키고, 약 3 개의 인자에 의한 조질 석출물의 수를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 폭 1 m 및 두께 3 mm 의 스트립상에 주조 방향을 횡단하는 부분에서 관찰이 이루어졌다. 스트립의 중심, 폭의 1/3 지점 및 폭의 2/3 지점, 그리고 가장자리에서 실행된 측정은 석출물이 매우 균일함을 보여주었다. 특히, 평균 석출물간 간격은 스트립의 중심과 스트립의 가장자리 사이에서는 실제로 동일하다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 반제품과 제품은 조직 및 특성의 면에서 매우 균일하다.
게다가, 슬래브의 폴리싱되고 에칭된 단면 상에서 검사된 응고 조직은 완전 등축정이었다. 주상정 영역의 부재는 로핑 결함을 방지하는데 바람직한 것으로 증명되고 있다.
티타늄 첨가의 효율 (최종 제품에 존재하는 티타늄 대 분말 형태로 첨가된 티타늄의 비) 는 본 발명에 따른 방법에서 95 ~ 100 % 이다. 따라서, 이 효율은 약 60 % 인 종래의 방법의 효율보다 훨씬 더 높다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 질화물 또는 탄질화물의 매우 미세한 분산을 갖는 안정화된 스테인리스 강 등급을 값싸고 신뢰성있게 제조할 수 있게 한다.
1 : 턴디시
2 : 밀봉 장치
3 : 주입 노즐
4 : 분배 돔
5 : 분사 튜브
6 : 분사된 분말
7 : 튜브
8 : 용기
9 : 상부 부분
10 : 몰드

Claims (8)

  1. 턴디시 (1) 와 연속 주조 몰드 (10) 사이에 배치된 중공의 제트 노즐에 의한 주조 단계를 포함하는 안정화된 스테인리스 강제 반제품을 제조하는 방법으로서,
    상기 노즐은, 노즐의 입구에 도달하는 액체 금속을 편향시키고 이에 의해 액체 금속이 없는 내부 용적을 갖는 중공의 제트 노즐을 한정하는 분배 부재 (4) 를 그의 상부에 포함하는, 방법에 있어서,
    - 질화물, 탄화물 및 탄질화물 석출물을 포함하지 않는 안정화되지 않은 스테인리스 강이 액체 금속 형태로 상기 턴디시에 전달되고, 이후
    - 상기 액체 금속은 상기 노즐에 의해 주조되며, 이와 동시에 상기 중공 제트의 상기 내부 용적에 금속 분말 (6) 이 첨가되고, 상기 금속 분말은 상기 스테인리스 강을 안정화시키는 적어도 하나의 원소를 포함하며, 상기 적어도 하나의 원소는 티타늄, 지르코늄, 니오븀, 바나듐으로부터 선택되며, 상기 첨가는 T액상선 + 10 ℃ 와 T액상선 + 40 ℃ 사이의 액체 강 온도에서 실행되며, 그리고
    - 상기 액체 금속이 응고되며, 상기 액체 금속의 응고는 상기 첨가 후 2 초 미만에서 시작되어 상기 반제품이 얻어지는 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강제 반제품 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정화 원소는 티타늄, 니오븀, 지르코늄 및 바나듐 중 하나 이상의 원소로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강제 반제품 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 안정화 원소는 티타늄이고, 상기 스테인리스 강의 티타늄, 탄소 및 질소 함량은 중량 % 로 Ti ≥ 0.15 + 4(C +N) 을 만족하는 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강제 반제품 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강은 페라이트계 스테인리스 강, 오스테나이트계 스테인리스 강, 마르텐사이트계 스테인리스 강 또는 오스테나이트계-페라이트계 스테인리스 강인 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강제 반제품 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 만들어지는 반제품으로 제조되는 스테인리스 강 제품에 있어서,
    완전 등축정 응고 조직을 가지며, 상기 안정화 원소는 티타늄이며, 2.5 마이크론 보다 작은 크기의 티타늄 질화물 또는 탄질화물의 수는 15,000/㎠ 을 초과하는 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강 제품.
  6. 제 5 항에 있어서,
    10 마이크론 보다 큰 크기의 티타늄 질화물 또는 탄질화물의 수는 50/㎠ 미만인 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강 제품.
  7. 제 5 항에 있어서,
    평균 석출물간 간격은 15 마이크론 미만인 것을 특징으로 하는, 스테인리스 강 제품.
  8. 삭제
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