KR101253834B1 - 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents

저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 부품 및 자동차나 가전제품의 내외판 등에 사용되는 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서,연속용융아연도금라인에서 용융아연도금강판을 강판 폭방향 유도가열방식에 의해 가열하여 합금화 함으로써 투자율이 낮은 강판을 대상으로 하여 합금화 용융아연도금강판의 제조를 가능하게 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일측면에 의하면, 강판을 용융아연도금한 후, 유도가열코일을 구비한 유도가열로에서 용융아연도금된 강판을 유도가열하고 합금화하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법으로서, 상기 용융아연도금의 대상강판으로서 두께가 0.5~2.5mm인 저투자율 강판을 사용하고 그리고 상기 유도가열이 강판 폭방향 유도가열방식에 의하여 행해지는 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 연속용융아연도금라인에서 저투자율 강판을 이용하여 유도가열방식에 의해 합금화 용융아연도금강판, 예를 들면, Fe함량이 4-15중량%인 합금화 용융아연도금강판을 제조할 수 있다.

Description

저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 {Method for Manufacturing Galvannealed Steel Sheet with Low Permeability}
본 발명은 자동차용 부품 및 자동차나 가전제품의 내외판 등에 사용되는 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속용융아연도금라인에서 투자율이 낮은 강판을 대상으로 하여 용융아연도금한 도금강판을 강판 폭방향 유도가열방식에 의해 가열하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
차체경량화와 안정성이 요구되는 자동차용 부품 등에 사용하기 위한 강판은 높은 강도, 연성 및 내식성 등이 요구되고 있다.
이러한 차체 경량화 요구에 대응하기 위한 다양한 시도들이 진행되어 오고 있는데, 그 일례로서, 대한민국 특허출원 제2007-0018416호를 들 수 있다.
상기 대한민국 특허출원에서는 초고장력 및 고 연신율이 보장될 수 있도록 하기 위해 탄소(C)와 망간(Mn)을 기본으로 하되, 탄소(C) 0.15∼0.30 중량%, 실리콘(Si) 0.01∼0.03 중량%, 망간(Mn) 15∼25 중량%, 알루미늄(Al) 1.2∼3.0 중량%, 인(P) 0.020 중량% 이하, 황(S) 0.001∼0.002 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 강의 미세조직이 오스테나이트 상으로 이루어진 TWIP(TWin Induced Plasticity)형 초고강도 강판을 개시하고 있다.
한편, 강판의 내식성을 확보하기 위한 합금화 용융아연도금강판(이하, 'GA강판'이라고도 함)은 소재 중의 철이 도금층 내부로 확산을 일으켜 8~12% 정도로 분산된 피막을 형성함으로써 용접성과 도장성이 우수한 특성을 발휘하는 표면처리강판으로 주로 자동차나 가전제품의 내외판용으로 사용되고 있다.
이와 같이 우수한 용접성과 도장성을 가지는 GA강판을 제조하기 위해서는 0.12~0.14 wt%의 Al이 함유된 도금욕에서 용융 아연도금을 행하고, 도금부착량을 조절한 후 강판을 직접가열 또는 유도가열방법을 적용하여 도금층의 합금화 처리를 행하여야 한다.
일반적으로, 합금화 처리온도가 낮고 유지시간이 길어질수록 우수한 합금화 피막을 얻을 수 있으므로 작업속도가 낮을수록 합금화 품질제어가 유리하다.
그러나, 합금화 용융아연도금강판은 한정된 설비를 통과하는 한정된 시간 내에서 합금화 품질을 확보하여야 하므로 용융아연도금강판 대비 생산성이 떨어져 제조원가가 올라가게 되는 문제를 안고 있다.
따라서, 고속 가열 및 합금화 품질제어를 위해서는 유도가열방법이 유리하다.
현재, 연속용융아연도금라인에서 사용되는 유도가열 기술은 투자율이 높은 강판의 경우 가열효율이 좋지만, 오스테나이트 상분율이 많고 두께가 0.5~2.5 mm인 강판의 경우 투자율이 낮아서 유도가열을 위해서는 주파수가 대단히 높은 초고주파 전류가 필요하고 그 가열 효율이 낮다.
이러한 기술적인 문제로 인해 저투자율 강판에 대해서는 연속용융도금라인(CGL)에서 합금용융도금강판 생산이 사실상 불가능하다.
따라서, 저투자율 강판을 대상으로 하여 합금화 용융아연도금강판을 제조할 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 연속용융아연도금라인에서 용융아연도금강판을 강판 폭방향 유도가열방식에 의해 가열하여 합금화 함으로써 투자율이 낮은 강판을 대상으로 하여 합금화 용융아연도금강판의 제조를 가능하게 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명의 일측면에 의하면, 강판을 용융아연도금한 후, 유도가열코일을 구비한 유도가열로에서 용융아연도금된 강판을 유도가열하고 합금화하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법으로서, 상기 용융아연도금의 대상강판으로서 두께가 0.5~2.5mm인 저투자율 강판을 사용하고 그리고 상기 유도가열이 강판 폭방향 유도가열방식에 의하여 행해지는 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법이 제공된다.
상기 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에서 강판의 유도가열 시 주파수는 0.5~300 kHz이고, 합금화 온도는 450~600℃이고, 그리고 합금화시간은 1~10초로 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 연속용융아연도금라인에서 저투자율 강판을 이용하여 유도가열방식에 의해 합금화 용융아연도금강판, 예를 들면, Fe함량이 4-15중량%인 합금화 용융아연도금강판을 제조할 수 있다.
도 1은 자성체인 페라이트 상분율이 높은 고투자율강판과 비자성체인 오스테나이트 상분율이 높은 저투자율 강판을 연속용융아연도금라인에서 강판 길이방향 유도가열 방식에 의하여 가열할 때 유도가열 효율을 비교한 모식도.
도 2는 연속용융아연도금라인에서 저투자율 강판을 본 발명에 따라 강판 폭방향 유도가열 방식에 의하여 가열하는 것을 나타내는 모식도.
도 3은 본 발명에 따라 연속용융아연도금라인에서 강판 폭방향 유도가열 방식으로 저투자율 강판을 가열하였을 때 유도가열 효율을 나타내는 모식도.
도 4는 종래 강판길이방향 유도가열 방식과 본 발명의 강판폭방향 유도가열 방식을 사용하여 연속용융아연도금라인에서 합금화시켜 제조된 EDDQ와 TWIP강의 합금화용융안연도금강판의 도금층 표면 분석결과도.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 강판을 용융아연도금한 후, 유도가열코일을 구비한 유도가열로에서 용융아연도금된 강판을 유도가열하고 합금화하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 있어서 유도가열방식을 개선한 것이다.
본 발명의 대상강판은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 저투자율 강판에 바람직하게 적용되는 것이다.
상기한 저투자율 강판으로는 비투자율이 30이하인 강판이 바람직하며, 또한 오스테나이트 상분율이 50%이상인 저투자율 강판이 바람직하다.
상기 비투자율은 공기의 투자율을 1로 두고 그 상대적인 값으로 나타낸 것이다.
본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 저투자율 강판으로는 탄소(C): 0.10∼0.30 중량%, 망간(Mn): 10∼30 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함하는 강판을 들 수 있다.
본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 다른 저투자율 강판으로는 탄소(C): 0.10∼0.30중량%, 실리콘(Si): 0.01∼0.03중량%, 티타늄(Ti): 0.05~0.2중량%, 망간(Mn): 10∼30중량%, 알루미늄(Al): 0.5∼3.0중량%, 니켈(Ni): 0.001~10중량%, 크롬(Cr): 0.001~10중량%, 질소(N): 0.001~0.05중량%, 인(P): 0.020중량% 이하, 황(S): 0.001∼0.005중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고 그리고 오스테나이트 상분율이 50 %이상인 강판을 들 수 있다.
본 발명의 대상강판의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.5~2.5mm이 바람직하다.
본 발명에서는 유도가열로에서 강판 폭방향 유도가열방식에 의하여 용융아연도금강판을 가열한다.
본 발명은 종래의 연속용융아연도금라인의 강판 길이방향 유도가열방식을 강판 폭 방향 유도가열방식으로 변경한 것이다.
도 1에는 자성체인 페라이트 상분율이 높은 고투자율 강판과 비자성체인 오스테나이트 상분율이 높은 저투자율 강판을 연속용융아연도금라인에서 강판 길이방향 유도가열 방식에 의하여 가열할 때 유도가열 효율을 비교한 모식도가 나타나 있다.
상기 고투자율강판으로는 일반강(IF), DP강 및 TRIP강 등을 들 수 있고, 상기 저투자율 강판으로는 1180CP 강 및 TWIP강 등을 들 수 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 종래의 강판 길이방향 유도가열 방식에서는 고투자율 강판의 경우 단면적에 대한 자속 집적이 높아 그 유도가열 효율이 높지만, 저투자율 강판의 경우는 단면적에 대한 자속 집적이 적어 그 유도가열 효율이 적다.
좀더 자세히 설명하기 위해 표피효과(Skin effect)로 설명하면, 우선 표피깊이(Skin Depth)는 표면전류의 38.7 %가 흐르는 깊이로 발열의 90 %가 발생하며 주파수에 반비례한다.
또한, 가열체의 직경이 표피깊이의 3배 이상이고 코일내 가열체 단면적 비율이 크면 효율이 크다.
δ = 503.3√(ρ/μr f) [δ: 표피깊이(Skin Depth), ρ: 저항율, μr: 비투자율, f: 주파수]
현재 연속용융도금라인(CGL)의 합금화(GA)유도가열로(강판 길이방향 유도가열 방식)에서는 50kHz의 주파수를 사용하고 있으며 투자율이 높은 일반강이나 AHSS(Advance High Strength Steel)의 경우(강판의 페라이트 상분율이 100%일 때 비투자율: ~200)는 표피 깊이가 약 70㎛이지만, 저투자율 강판의 경우(강판의 오스테나이트 상분율이 100%일 때 비투자율: ~1, 공기의 비투자율: 1)는 표피깊이가 1,000㎛를 넘으므로 두께가 0.5~2.5mm인 강판을 유도가열할 때 서로 상쇄되어 그 효율이 떨어진다.
실제로 저투자율 강판인 TWIP강을 합금화(GA) 유도가열을 하였을 경우 그 효율이 20~30%로 유도가열이 되지 않는다.
만약, 현재 합금화(GA)유도가열방식(강판 길이방향 유도가열 방식)으로 저투자율 강판을 유도가열한다면 주파수를 약 1,000 kHz까지 올려야 하지만, 이 경우 전자파인체보호기준 및 주변기기에 영향을 미치므로 사용할 수 없다.
한편, 폭방향 유도가열 방식에 의하여 강판을 가열하는 기술이 대한민국 특허공개 1995-0025406호 및 2010-0071761호에 개시되어 있다.
그러나, 이들 특허에는 단순히 강판을 유도가열하는 기술이 개시되어 있을 뿐, 저투자율 강판의 합금화를 위한 유도가열에 대해서는 개시되어 있지 않다.
또한, 저투자율 강판을 합금화 하기 위한 방법으로 직접가열방법을 사용할 수도 있다. 그 대표적인 방법으로는 직화방법 및 적외선 램프를 이용하는 방법이 있다.
상기 직화방법은 표면에 결함을 유발할 수 있고, 강판 온도제어가 힘들기 때문에 GA강판의 파우더링성 및 가공성 등이 악화될 수 있어 적합하지 않다.
상기 적외선 램프를 이용하는 방법은 강판 온도제어가 용이하여 GA 강판제조에 용이하지만, 가열속도가 느리기 때문에(적외선 램프가열속도: ~10℃/s, 유도가열속도: ~70℃/s) 가열구간이 기존대비 몇 배가 된다.
또한, 가열구간에서 강판은 아연으로 도금되어 있으므로 복사율(Emissivity)이 0.2이하이므로(흑체의 복사율: 1.0), 가열원인 적외선을 반사시키므로 그 효율이 떨어진다.
실제로 용융아연도금한 저투자율 강판(TWIP강)을 13초 동안 가열하여도 (100 mpm에서 유도가열시간: 2.2초) 합금화가 되지 않았다. 따라서, 직접가열방법도 저투자율 강판을 합금화하기 위한 방법으로는 적합하지 않다.
도 2에는 연속용융아연도금라인의 유도가열로에서 저투자율 강판을 본 발명에 따라 강판 폭방향 유도가열 방식에 의하여 가열하는 것을 나타내는 모식도가 나타나 있고, 도 3에는 본 발명에 따라 연속용융아연도금라인의 유도가열로에서에서 강판 폭방향 유도가열 방식으로 저투자율 강판을 가열하였을 때 유도가열 효율을 나타낸 모식도가 나타나 있다.
도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 폭 방향 유도가열 방식에 따라 저투자율 강판을 가열하는 경우 코일내 가열체 단면적이 넓어 효율이 증가된다.
실제로 본 발명의 유도가열 방식으로 저투자율 강판인 TWIP강을 가열하였을 때 약 3 초안에 450℃에서 최대 600℃까지 유도가열이 가능하였다.
본 발명에 따라 강판을 폭 방향 유도가열방식에 의해 가열하기 위해서는 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이 한쌍의 유도가열코일을 강판을 사이에 두고 서로 마주보고 위치시키는 것이 필요하다. 상가 한쌍의 유도가열코일을 유도 가열 유니트라고 한다. 상기 유도 가열 유니트는 다수개 설치되어 있다. 상기 한쌍의 유도가열코일사이를 강판이 지나감으로써 가열된다.
그러나, 강판 폭 방향 유도가열 방식은 코일의 형상과 위치에 따라 강판이 가열되는 정도가 서로 다르며 에지가 지나치게 과열될 수 있다.
따라서, 이러한 강판 에지의 지난친 과열을 방지하기 위하여 도 2에도 나타나 있는 바와 같이 강판의 에지 부근에 차폐판을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 연속용융아연도금라인에서 조업하는 강판의 폭과 두께 및 목표온도가 다양하므로 균일한 합금화 용융아연도금강판을 제조하는데 어려움이 있다.
따라서, 유도 가열 유니트 및 차폐판을 설치하는 경우 차폐판을 가열대상강판에 대하여 수평 및 수직방향으로 이동가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 유도 가열 유니트 및 차폐판을 구성하는 경우에는 가열 온도 증감과 가열 대상 강판의 폭 변화에 따른 다양한 압연 조건에도 정밀하게 대응이 가능하다.
또한, 본 발명에서는 가열 대상 강판이 유도가열유니트의 유도 가열 코일을 지나기 전의 강판 중앙과 에지부분의 온도를 측정하는 입측 온도계 및 가열 대상 강판이 유도 가열 코일을 지난 후의 강판 중앙과 에지부분의 온도를 측정하는 출측 온도계를 추가로 설치할 수 있다.
상기와 같이 설치된 입측 온도계 및 출측 온도계에서 측정된 강판의 온도에 기초하여 가열 대상 강판에 대한 연속용융아연도금라인의 유도 가열 전류를 적절히 제어하여 저투자율 용융도금 강판의 합금화를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
이하, 저투자율 강판을 대상으로 하여 본 발명에 따라 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 강판폭방향 유도가열 방식에 의하여 강판을 가열하기 전의 공정들(예를 들면, 용융아연도금강판을 제조하는 공정까지의 공정들)은 특별히 한정되는 것은 아니며, 이하에서는 바람직한 일례를 들어 설명한다.
우선, 대상강판 표면의 청정화를 행하고 필요에 따라 표면의 이물질이나 산화막을 제거한다.
강판을 H2-N2 환원성 분위기로에서 700~900℃까지 1.5 ~ 6℃/s의 속도로 가열한 후, 20초 이상 유지하여 소둔한 다음, 소둔된 강판을 400~500℃까지 -14 ~ -5 ℃/s의 냉각속도로 냉각한다.
상기한 냉각공정은 강판의 기계적 성질을 구현하기 위해 미세조직에 변태조직을 제조하는 방법으로 고강도 고연성 고강도강 제조에 필요하다.
그 후 도금욕 온도보다 최대 50℃까지 높은 온도까지 냉각한 강판을 재가열한다.
상기 냉각한 강판의 재가열 온도가 도금욕 온도보다 50℃를 초과하는 경우에는 강판의 Fe가 도금욕에 용출되는 양이 많아져 드로스가 다량 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
다음에, 온도가 430~480 ℃이고 0.1~0.3 wt%의 Al 및 불가피하게 함유된 성분을 함유한 용융 아연 도금욕에서 2.5 ~ 8초 유지한 후 꺼내 에어 와이핑(Air wiping)에 의해 원하는 도금량으로 맞춘 후 냉각한다.
상기 용융 아연 도금욕중의 Al함량이 0.1wt% 미만인 경우에는 Fe-Al 억제층이 적어 Fe와 Zn의 반응이 빨라지고 감마상(Fe 함량이 17~28 wt%)이 많아짐에 따라 파우더링성 및 가공성이 악화되기 쉽고, 0.3 wt%를 초과하게 되는 경우에는 Al함량이 지나치게 많아 Fe-Al 억제층이 너무 많이 형성되어 Fe와 Zn의 반응이 느려져 적절한 델타상(Fe 함량이 7~12 wt%) 분율이 줄어들어 플래킹성이 악화되기 쉽다.
그 후 용융 아연도금강판을 도금욕에서 꺼내 에어 와이핑에 의해 원하는 도금량으로 맞춘 후 본 발명의 강판폭방향 유도가열 방식에 의하여 용융 아연도금강판을 유도가열하여 합금화시킨다.
이때, 주파수는 0.5 ~ 200kHz가 바람직하고, 합금화 온도는 450 ~ 600℃가 바람직하고, 합금화 시간(유도가열시간)은 1~10초로 선정하는 것이 바람직하다.
상기 주파수가 0.5kHz 미만인 경우에는 표피 깊이가 너무 길어져 적합하지 않고, 200kHz를 초과하는 경우에는 전자파인체보호기준 및 주변기기에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 합금화온도 및 합금화(가열)시간이 각각 450℃미만 및 1초 미만에서는 연속 용융아연도금라인에서 Fe-Zn 금속간 화합물 생성이 힘들고, 600℃ 초과 및 10초 초과한 경우에는 감마상(Fe 함량이 17~28 wt%)이 많아짐에 따라 파우더링성 및 가공성이 악화되기 쉽다.
본 발명에 의해서는 예를 들면, 합금화 용융아연도금층의 Fe함량이 4-15중량%인 합금화 용융아연도금강판이 제조될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
고투자율강판인 일반강(EDDQ)과 다량의 Mn, Al과 Ni 등이 함유된 저투자율 강판인 TWIP강을 냉간압연하고 소둔하여 알칼리 탈지 및 산세처리로 청정화한 후 5%H2-N2, -65℃ 이슬점 분위기하에서 800℃까지 가열하고 소둔한 후 일반강은 500℃까지 냉각하고, TWIP강은 400℃까지 급냉하고 다시 500℃까지 재가열하였다. 그 후 용융 아연 도금욕에 침지하고 약 3초 유지 후 와이핑(wiping)하여 도금량을 45 g/m2으로 하였다.
상기 일반강(EDDQ)은 합금화(GA) 유도가열시 오스테나이트 상분율이 0%로 고투자율 강판이고, TWIP강은 오스테나이트 상분율이 100%로 저투자율 강판이다.
상기와 같이 제조된 용융아연도금강판을 하기 표 1의 조건으로 가열하여 합금화시켜 합금화용융아연도금강판을 제조하였으며, 실 합금화(GA)온도를 하기 표 2에 나타내었다.
하기 표 1에서 기존(종래)방식은 강판 길이방향 유도가열방식을 의미하는 것이고, 본 발명방식은 강판 폭방향 유도가열방식을 의미한다.
상기와 같이 제조된 합금화 용융아연도금강판의 도금층의 합금상 분율 및 Fe 함량(%)을 조사하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내고, 또한, 도금층 표면을 SEM 분석하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서, 기존 유도가열방식의 EDDQ는 표 2의 실시예 2를 나타내고, 본 발명방식의 EDDQ는 표 2의 실시예 4를 나타내고, 기존 유도가열방식의 TWIP는 표 2의 실시예 6을 나타내고, 본 발명방식의 TWIP는 표 2의 실시예 10을 나타낸다.
목표합금화(GA)온도 유도로 가열방식 가열시간(초) 주파수(kHz)
실시방법 1 480℃ 기존방식 3 50 kHz
실시방법 2 530℃ 기존방식 3 200 kHz
실시방법 3 530℃ 기존방식 10 200 kHz
실시방법 4 480℃ 본 발명방식 3 1 kHz
실시방법 5 530℃ 본 발명방식 3 50 kHz
실시방법 6 530℃ 본 발명방식 2 200 kHz
실시예No. 강종 실시방법 실GA온도 제타 감마 델타 Fe% 비고
1

EDDQ		 방법 1 479℃ 10.3 5.6 73.9 7.2 에타상 존재
2 방법 2 531℃ 1.4 7.3 91.3 10.5
3 방법 4 487℃ 12.3 2.6 79.9 7.7 에타상 존재
4 방법 5 530℃ 3.7 8.8 87.6 9.7
5 방법 6 530℃ 2.5 10.8 86.7 10.1
6

TWIP		 방법 1 446℃ - - - -
가열안됨
7 방법 2 445℃ - - - -
8 방법 3 440℃ - - - -
9 방법 4 475℃ 47.5 4.6 47.9 4.5 에타상 존재
10 방법 5 532℃ 19.6 8.1 72.3 8.4
11 방법 6 531℃ 12.8 6.7 80.5 8.8
(상기 에타상: Fe가 3wt%이하 고용된 Zn, 제타상: Fe 함량이 5~6 wt%임)
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 종래의 유도가열 방식에서 EDDQ의 경우 목표 가열온도까지 유도가열 되는데 반해 TWIP강은 약 440~446℃로 목표 가열온도까지 유도가열되지 않았다. 또한, 주파수를 변경하거나 가열시간을 변경하여도 가열되지 않았다.
이에 반하여, 본 발명의 유도가열방식에서는 EDDQ와 TWIP강 모두 목표 가열온도까지 가열이 가능하고, 합금화도(Fe wt%)도 약 4.5~10.1%정도로 합금화 용융아연도금강판 제조가 가능함을 알 수 있다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 일반강은 기존의 유도가열방식이든 본 발명의 유도가열방식이든 표면에 정형적인 Fe-Zn 금속간화합물인 델타상이 관찰된다. 그러나, TWIP강을 기존의 유도가열방식으로 가열한 경우에는 GI강판 표면과 같이 아연응고조직인 스팽글이 관찰되지만, 본 발명의 유도가열방식으로 가열하는 경우에는 표면에 델타상이 관찰됨을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 강판을 용융아연도금한 후, 유도가열코일을 구비한 유도가열로에서 용융아연도금된 강판을 유도가열하고 합금화하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법으로서,
    상기 용융아연도금의 대상강판으로서 두께가 0.5~2.5mm이고, 비투자율이 30이하인 저투자율 강판을 사용하고, 상기 유도가열이 강판 폭방향 유도가열방식에 의하여 행해지고, 그리고 유도가열 시 주파수가 0.5~200 kHz인 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유도가열방식은 상기 유도가열코일을 쌍을 이루어 강판을 사이에 두고 서로 마주보도록 위치시키고, 상기 한 쌍의 유도가열코일로 이루어진 유도 가열 유니트를 다수개 포함하는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 강판의 에지부근에 차폐판을 구비시켜 강판에지의 과열을 방지하는 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저투자율 강판이 오스테나이트 상분율이 50 %이상인 강판인 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저투자율 강판이 탄소(C): 0.10∼0.30 중량%, 망간(Mn): 10∼30 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함하는 강판인 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 저투자율 강판이 탄소(C): 0.10∼0.30중량%, 실리콘(Si): 0.01∼0.03중량%, 티타늄(Ti): 0.05~0.2중량%, 망간(Mn): 10∼30중량%, 알루미늄(Al): 0.5∼3.0중량%, 니켈(Ni): 0.001~10중량%, 크롬(Cr): 0.001~10중량%, 질소(N): 0.001~0.05중량%, 인(P): 0.020중량% 이하, 황(S): 0.001∼0.005중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고 그리고 오스테나이트 상분율이 50 %이상인 강판인 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 용융아연도금강판은 강판 표면의 청정화를 행하고 표면의 이물질이나 산화막을 제거한 후, H2-N2 환원성 분위기로에서 700~900℃까지 1.5 ~ 6℃/s의 속도로 가열한 후 20초 이상 유지하여 소둔한 다음, 소둔된 강판을 400~500℃까지 -14 ~ -5 ℃/s의 냉각속도로 냉각한 후, 도금욕 온도보다 최대 50℃까지 높은 온도까지 냉각한 강판을 재가열한 다음, 온도가 430~480 ℃이고 0.1~0.3 wt%의 Al농도 및 불가피하게 함유된 성분을 함유한 용융 아연 도금욕에서 2.5 ~ 8초 유지한 후 꺼내 에어 와이핑(Air wiping)에 의해 원하는 도금량으로 맞춘 후 냉각하여 제조된 것임을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
  8. 제1항에서 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 합금화 용융아연도금강판의 합금화 용융아연도금층의 Fe함량이 4-15중량%인 것을 특징으로 하는 저투자율 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180069567A (ko) * 2016-12-15 2018-06-25 주식회사 포스코 점용접성이 우수한 고망간 합금화 용융아연도금강판 및 그 제조방법

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940007374B1 (ko) * 1992-07-24 1994-08-16 포항종합제철 주식회사 성형성, 강도 및 용접성이 우수한 오스테나이트계 고 망간강과 그 제조방법
JP2002173714A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Kawasaki Steel Corp 高張力溶融めっき鋼板およびその製造方法
KR100899550B1 (ko) 2007-11-01 2009-05-26 현대하이스코 주식회사 고속 합금화 용융 아연 도금강판의 제조방법
KR20100071761A (ko) * 2008-12-19 2010-06-29 재단법인 포항산업과학연구원 인라인 유도 가열 장치 및 이를 사용한 인라인 유도 가열 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940007374B1 (ko) * 1992-07-24 1994-08-16 포항종합제철 주식회사 성형성, 강도 및 용접성이 우수한 오스테나이트계 고 망간강과 그 제조방법
JP2002173714A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Kawasaki Steel Corp 高張力溶融めっき鋼板およびその製造方法
KR100899550B1 (ko) 2007-11-01 2009-05-26 현대하이스코 주식회사 고속 합금화 용융 아연 도금강판의 제조방법
KR20100071761A (ko) * 2008-12-19 2010-06-29 재단법인 포항산업과학연구원 인라인 유도 가열 장치 및 이를 사용한 인라인 유도 가열 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180069567A (ko) * 2016-12-15 2018-06-25 주식회사 포스코 점용접성이 우수한 고망간 합금화 용융아연도금강판 및 그 제조방법
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