KR101588724B1 - 열간압연 스트립을 제조하는 방법 및 3상 경량 강으로부터 제조된 열간압연 스트립 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3상 경량 강으로부터 열간 스트립을 제조하는 방법에 관한 것으로, 용융물을 주조 하여 거친 제품을 얻고 다음에 이 거친 제품을 압연하여 열간 스트립을 얻는다. 이를 위해, 흐름이 잔잔하고 굽힘이 없는 조건하에서 용융물을 수평 스트립 주조 설비에서 주조하여 6 ∼ 20 mm 범위의 거친 스트립을 얻고, 이어서 압연을 하여 적어도 50% 의 변형도를 갖는 열간 스트립을 얻는다.

Description

열간압연 스트립을 제조하는 방법 및 3상 경량 강으로부터 제조된 열간압연 스트립{METHOD FOR PRODUCING A HOT ROLLED STRIP AND HOT ROLLED STRIP PRODUCED FROM TRIPLEX LIGHTWEIGHT STEEL}

본 발명은 3상 경량 강으로부터 고온 스트립을 제조하는 방법에 관한 것으로, 용융물이 거친 제품으로 주조되고 다음에 이 거친 제품은 압연되어 열간 스트립으로 된다.

일반적인 연속 주조 방법(즉, 용융물을 슬라브 또는 얇은 슬라브로 연속 주조하고 이 슬라브는 인라인 또는 개별적으로 압연되어 열간 스트립으로 된다)을 사용해서는 요구되는 특성을 갖는 3상 경량 강을 제조할 수 없다.

그 이유는, 연속 주조로 제조된 슬라브 또는 얇은 슬라브는 거시적인 편석을 가지며 또한 수축흔(shrink mark)을 형성하기 때문이다. 더욱이, 거친 제품은 매우 조대한 입자를 갖게 되며 주조 분말을 사용하는 주조는 페라이트계 강의 높은 알루미늄 함량으로 인해 문제가 있다.

3상 경량 강은 예컨대 DE 10 2005 057 599 A1 호 및 DE 102 31 125 A1 호에 개시되어 있다. 이러한 강은 3상 미세조직 α(γ)κ을 특징으로 하며 또한 철의 특정 중량 아래의 특정 중량을 갖는 합금화 성분의 높은 비율 면에서 각각 낮은 중량을 특징으로 한다.

더욱이, 이 강은 따라서 처리되면 조직에 있어서 고강도와 함께 고 연신율 의 유리한 조합을 얻을 수 있다.

그러므로, 3상 경량 강은 사고 발생시 변형이 일어나지 않도록 어떤 차체 부분에 대해서는 그러한 조합을 요구하는 자동차 산업에서 특히 적합하다.

DE 100 60 948 C2 에는 12 ∼ 30 중량%의 고 함량의 망간과 각기 최대 3.5 중량%의 함량을 갖는 알루미늄과 규소를 함유하는 강으로부터 열간 스트립을 제조하는 것이 개시되어 있는데, 이 경우, 강 용융물은 더블 롤러 주조기에서 주조되어 6 mm 까지의 두께를 갖는 최종 치수에 근접한 거친 스트립이 형성되며, 이어서 이 거친 스트립은 바람직하게는 단일 패스로 연속적으로 열간 압연된다.

6 mm 두께에 대한 상기 상한은 기존의 설비로는 얻을 수 없다. 실제로 조절될 수 있는 최대 두께는 일반적으로 4 mm 이며, 예외적인 경우에는 최대 5 mm 이다.

이 공지된 방법은 거시적인 편석이 감소되고 수측흔이 억제되며 또한 주조 분말과 관련된 문제가 없다는 이점이 있다.

그러나, 열간 스트립의 두께가 2 ∼ 3 mm 로 요망될 때, 거친 스트립의 시작 두께가 작은 경우 압연 중에 단지 작은 열간 변형도만 허용된다는 단점이 있다.

그러나, 예컨대, 이 두께 범위는 한편으로 섀시 영역에서 경량 부품으로서, 예컨대 횡방향 제어 아암이나 세로 방향 제어 아암으로서 열간 스트립을 사용하는데 관심을 받고 있다. 다른 한편, 예컨대 1.0 ∼ 1.8 mm 두께의 냉간 스트립이 40 ∼ 50%의 변형도로 2 ∼ 3 mm 두께의 열간 스트립으로부터 제조될 수 있으며, 예컨대 전방 또는 후방에 있는 B 필러나 측면 레일을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 열간 변형도가 작으면 조대한 입자가 생기는데, 이러한 입자는 연성과 성형성에 나쁜 영향을 준다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 3상 경량 강으로부터 열간 스트립을 제조하는 방법으로서, 더블 롤러 주조기의 이점을 유지하면서 2 ∼ 3 mm 두께의 열간 스트립에서 미세한 입자를 실현할 수 있는 상기 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 흐름이 잔잔하고 굽힘이 없는 조건하에서 용융물을 수평 스트립 주조 설비에서 주조하여 6 ∼ 20 mm 범위의 거친 스트립을 얻고, 이어서 압연을 하여 적어도 50% 의 변형도를 갖는 열간 스트립을 얻는 방법으로 달성된다.

제안된 방법이 주는 이점은, 수평 스트립 주조 설비를 사용할 때, 페라이트계 강이 고 Al 함량을 갖더라도, 거시적 편석의 감소, 수축흔의 억제 및 주조 분말과 관련된 문제의 방지와 같은 공지된 더블 롤러 주조기의 이점이 유지되고 또한 거친 스트립의 두께는 더블 롤러 주조기로 얻어지는 거친 스트립의 두께 보다 상당히 크다라는 것이다.

이로써, 열간 스트립의 미세 조직에서 미세 입자를 조절함에 있어서 충분히 높은 변형도를 이룰 수 있는데, 이는 특히 열간 스트립이 2 ∼ 3 mm 범위의 두께를 가질 때 그러하다. 3상 경량 강은 완전한 γ-α변태를 보이지 않는데, 따라서 조대한 입자가 형성되는 경향이 있으며, 이러한 경향은 열간 압연중에 충분한 변형도를 통해 억제될 수 있다.

다른 이점은 스트립 주조 설비에서 퇴적된 용융물이 매우 신속하게 냉각 및 고화될 수 있다는 것이다. 3상 경량 강은 오스테나이트 매트릭스에 있는 나노 크기의 분산된 "카파(kappa)" 로부터도 긍정적인 특성을 나타낸다. 용융물의 신속한 냉각은 탄화물의 좋은 분포와 약간의 성장을 촉진한다. 그러므로, 제안된 주조 공정의 이점은 이로운 탄화물 분포의 결과로 열간 압연과 풀림(annealing) 후에도 유지된다.

공정 면에서, 이상적인 경우에 용융물 공급 속도가 회전하는 컨베이어 벨트의 속도와 같게 되도록 해주는 함께 이동하는 전자기 브레이크를 사용해서 잔잔한 흐름을 얻는 것이 제안된다.

고화 중에 불리한 것으로 생각되는 굽힘은, 나란히 배치된 다수의 롤러상에서 용융물을 받는 주조 벨트의 저면을 지지함으로써 방지된다. 이 지지는 주조 벨트를 롤러에 단단히 밀어붙이기 위해 주조 벨트의 영역에 부압을 발생시킴으로써 보강된다.

고화의 임계 단계 중에 이들 조건을 유지하기 위해, 컨베이어 벨트의 길이는 컨베이어 벨트가 방향 전환되기 전에 거친 스트립이 그 컨베이어 벨트의 끝에서 실질적으로 고화되도록 선택된다.

컨베이어 벨트의 끝 다음에는 온도의 균일화 및 가능한 스트레스 경감을 위해 이용되는 균질화 구역이 있다.

거친 스트립을 열간 스트립으로 압연하는 것은 인라인으로 또는 오프라인에서 개별적으로 할 수 있다. 오프 라인 압연 전에, 거친 스트립은 제조 후 그리고 냉각 전에 열간 상태로 직접 감기거나 패널로 절단될 수 있다. 그런 다음, 스트립 또는 패널재는 있을 수 있는 냉각 후에 재가열되며 오프 라인 압연을 위해 풀리거나 패널로서 재가열되고 압연된다.

이로운 기술적 가치는 변형도가 ＞70% 일 때 얻어지며, 평균 입자 크기는 ＞6 ASTM 으로 조절될 수 있다.

3상 경량 강을 위한 바람직한 등급은 ＞18 중량%의 고 Mn 함량, ＞8 중량%의 고 Al 함량, ＞0.6 중량%의 C 함량; 및 ＜0.25 중량%의 적은 Si 함량을 포함한다.

선택적으로, B, Ta, Zr, Nb, V, Ti, Mo 및 W 의 석출형성 원소 중의 일종 이상이 합계로 최대 2 중량%로 추가될 수 있다.

Claims (15)

1. 0.6 중량% 초과의 C;
   18 중량% 초과의 Mn;
   8 중량% 초과의 Al;
   0 초과 0.25 중량% 미만의 Si;
   B, Ta, Zr, Nb, V, Ti, Mo 및 W의 석출형성 원소 중의 일종 이상이 합계로 최대 2 중량%; 및
   잔부는 철과 불가피한 불순물
   로 구성된 3상 경량 강(Triplex lightweight steel)으로부터 열간 스트립을 제조하는 방법으로서, 용융물을 주조하여 거친 제품을 얻고 다음에 이 거친 제품을 압연하여 열간 스트립을 얻는 상기 방법에 있어서,
   흐름이 잔잔하고 굽힘이 없는 조건하에서 용융물을 수평 스트립 주조 설비에서 주조하여 6 ∼ 20 mm 범위의 두께를 가지는 거친 스트립을 얻고, 이어서 압연을 하여 50% 이상의 변형도 및 6 ASTM를 초과하는 평균 입자 크기 갖는 열간 스트립을 얻는 것을 특징으로 하는, 3상 경량 강으로 부터 열간 스트립을 제조하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 용융물의 공급 속도는 회전하는 컨베이어 벨트의 속도와 같은 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트의 폭을 가로지르는 스트립의 스트랜드 쉘(고화 시작시에 형성됨)의 모든 표면 요소가 동일한 조건에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트상에 놓이는 용융물은 컨베이어 벨트의 끝에서 고화되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 거친 스트립은 완전 고화 후 그리고 다른 처리의 시작 전에 균질화 구역을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 다른 처리는 상기 거친 스트립을 패널로 절단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 패널은 절단된 후 압연 온도로 가열되고 이어서 압연 공정을 받는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 다른 처리는 상기 거친 스트립의 감기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 거친 스트립은 풀린 후 압연 온도로 가열되고 이어서 압연 공정을 받는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 거친 스트립은 풀리기 전에 재가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 5 항에 있어서,
    상기 거친 스트립은 인라인으로 압연 공정을 받고 그런 다음에 감기는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    변형도가 열간 압연중에 70%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
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