KR20000068896A

KR20000068896A - 드럼통용 강판, 그의 제조방법 및 드럼통

Info

Publication number: KR20000068896A
Application number: KR1019997003932A
Authority: KR
Inventors: 도사카아키오; 아라타니마사토시; 시미즈데쓰오; 니시무라게이지; 오기노아쓰시; 아라타니마코토; 가토야수노리; 아케다야수히로; 야마시타이타루
Original assignee: 에모토 간지; 가와사키 세이테츠 가부시키가이샤; 곤도 도오루; 가와테츠 콘테이나 가부시키가이샤
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2000-11-25
Also published as: WO1999011835A1; EP0943696A4; CA2270916A1; EP0943696A1; CN1399001A; CN1162566C; CN1092714C; CN1243546A

Abstract

드럼통을 제조하는 강판으로서, 특히 N 함유량을 0.0050 내지 0.0200중량%로 하여 고용 N을 증가시킨 강판, 및 Nb 함유량을 0.003 내지 0.10중량%로 하여 강판의 평균 결정 입경을 미세하게 한 강판을 신규하게 개발하였다. 이러한 드럼통용 강판은 종래의 강판에 비해 상온 및 고온 강도가 높고, 또한 저온 인성이 우수하다는 특성을 갖고 있다. 그 결과, 종래보다 재이용 빈도가 높고, 얇고 경량인 드럼통을 신규하게 제공할 수 있었다. 또한, 당해 강판을 확실하게 제조하는 방법을 또한 제안하고 있다.

Description

드럼통용 강판, 그의 제조방법 및 드럼통{STEEL PLATES FOR DRUM CANS, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND DRUM CAN}

드럼통(이하, 드럼통)은 일본 공업 규격(이하, JIS) Z 1600에 규정되어 있는 개방형 드럼과 JIS Z 1601에 규정되어 있는 밀봉형 드럼으로 크게 구별된다. 이들 드럼통은 소재를 강판으로 하여, 덮개가 되는 원반상의 상판, 바닥이 되는 원반상의 하판, 및 굽힘 성형 및 심(seam) 용접에 의해 원통상의 동체로 되는 동판으로 형성되어 있다. 그리고, 개방형 드럼은 상기 원통상 동판의 한 끝에는 하판 부분이 "권체(卷締) 가공(이하, 권체)"에 의해 접합되고 다른 끝에는 상판이 착탈 가능하게 설치되어 있다. 밀봉형 드럼은 상기 원통상 동판의 양끝에 상판 및 하판을 각각 권체에 의해 접합시킨 밀폐 용기이다. 여기에서, "권체 가공"이란 2매의 강판을 서로 접합시킬 때 그들 강판의 단부를 중첩시키고, 동일한 방향으로 말아 넣음으로써 접합시키는 것이다. 또한, 말아 넣는 횟수에 따라서, "2중 권체" 라든지 "3중 권체" 등으로 불리는 방식에 있다.

이들 드럼통은 그의 외면 및 필요에 따라서 내면에 화성 처리 및 도장이 수행된다. 또한, 당해 드럼통은 물체의 반송, 보존용기이기 때문에 치수의 정밀도와 용접부 및 접합부(권체부)의 양호성이 요구된다. 또한, 운송 등에서 외력을 받은 때에 통의 몸체가 변형되면, 겹쳐 쌓기 등에 지장을 발생시킬 뿐만 아니라 외관도 손상되기 때문에 통의 몸체로서의 강도가 요구된다. 그 때문에, JIS 규격에는 당해 드럼통의 기밀 시험(수압 시험), 낙하 시험, 적중(積重) 시험 등이 규정되어 있다.

이러한 드럼통의 상판, 하판, 동판의 소재로는, 종래 JIS G 3131에 규정된 열간 압연 연강판(강대(鋼帶)), 또는 JIS G 3141에 규정된 냉간 압연 강판(강대)이 일반적으로 사용되어 왔었다. 구체적으로는 저탄소 알루미늄 킬드(killed) 냉연 강판을 "상자형 소둔(annealing) 장치" 또는 "연속 소둔 장치"로 처리한 것이다. 그의 전형적인 조성은 C가 0.05 내지 0.10중량%, Mn이 0.2 내지 0.5중량%, Si가 0.05중량% 미만, Al이 0.02 내지 0.06중량%, N이 0.0015 내지 0.0030중량%이다. 또한, 이러한 강판은 대개 항복 응력(YS)이 225MPa, 인장 강도(TS)가 340MPa, 연신값(EL)이 42% 정도의 특성을 갖고 있다. 또한, 판두께는 0.5 내지 1.6mm이고, 예를 들면 사용 빈도가 높은 200리터의 밀봉형 드럼통(1종 H급)의 판두께는 1.6mm이다. 또한, 판두께가 두꺼운 드럼통의 일부에 열연 강판이 사용되는 경우가 있지만, 냉연 강판에 비해 열연 강판의 사용 빈도가 낮다.

따라서, 최근 드럼통의 제조 비용을 낮추기 위하여 드럼통용 강판의 판두께를 종래보다 얇게 하려는 시도가 있다. 이 시도를 성공시키기 위해서는 얇은 강판을 사용하여도 통의 몸체로서의 강도는 종래와 동일하게 할 필요가 있기 때문에, 강판 자체의 강도를 종래보다 높이지 않으면 안된다. 그러나, 강판을 고강도로 하는 데에는 일반적으로 강판재에 요구되는 용접성 및 성형성 등의 특성 이외에, 특히 해결하지 않으면 안되는 하기와 같은 문제가 있다.

(1) 강판의 "권체성"의 향상

일반적으로 강판의 강도를 높이면, 그의 가공이 어려워진다(이하, 가공성의 저하라고 한다). 상기 권체에 있어서도 마찬가지로 권체한 부분이 불완전하게 된다. 그 때문에 그와 같은 불완전한 권체부를 갖는 드럼통은 내용물의 누출을 일으키기 쉽다. 다시 말하면, 상기 JIS 규격에 규정한 낙하 시험에서 불합격된다. 그래서 최근에 드럼통용 강판의 "권체성"을 향상시키기 위해 이전부터 사용하고 있던 "이중 권체"를 고쳐서 "3중 권체"를 사용하기도 한다. 그러나, 말아 넣는 횟수의 증가는 권체의 공정이 복잡하게 될 뿐만 아니라, 드럼통에 사용하는 강판의 양이 증가하는 등의 단점도 있다. 따라서 현재는 말아 넣는 횟수를 증가시키지 않고, 강판 자체의 특성을 개선하여 권체부의 양호성을 종래대로 유지하는 것이 요구되고 있다.

(2) 강판의 "고온에서의 강도(이하, 고온 강도)"의 향상

드럼통은 일반적으로 동일한 용도에 구애되지 않고, 1회만 사용하고 그 후 쓰레기로서 폐기되는 것은 아니다. 즉, 한번 내용물을 넣어 사용한 드럼통은 사용후에 내부를 세정하여, 평균 4 내지 5회는 반복 하여 사용된다. 재사용시에는 내면의 부착물 및 외면의 도장을 완전히 제거하는 경우가 있다. 그러한 제거 작업은 통상 쇼트 블라스트(shot blast)를 사용하여 수행된다. 이러한 쇼트 블라스트를 실시하면, 다수의 강구(鋼球) 등이 고속에서 강판면에도 충돌하기 때문에 통의 몸체가 변형한다. 이러한 변형량이 큰 드럼통은 겹쳐 쌓기가 불가능하게 되기 때문에, 재사용에 부적합하게 된다. 따라서, 이러한 통의 몸체의 변형량의 대소는 재사용의 가부 및 재사용의 횟수(이하, 재사용성이라고 하는 경우가 있음)를 결정하는 하나의 인자가 된다. 본 발명자의 조사에 의하면, 이러한 쇼트 블라스트에 의한 통의 몸체의 변형은 드럼통에 사용한 강판의 실온에서의 강도(이하, 상온 강도)를 증가시켜도 방지할 수 없음이 판명되었다. 즉, 쇼트 블라스트의 실시에 있어서는 사전에 내용물을 소각하여 제거하기 때문에, 통의 몸체는 약 800℃에서 가열되지만(이하, 소각 처리라고 한다), 통의 몸체가 완전히 냉각되지 않은 가운데 쇼트 블라스트가 수행되는 경우가 많기 때문이다. 따라서, 상온에서의 쇼트 블라스트에 의한 통의 몸체의 변형량이 작을 뿐만 아니라, 고온에서 가열한 때의 변형 및 그 후의 냉각 과정에서의 쇼트 블라스트에 의한 변형도 작은 것이 드럼통의 재사용에 중요한 영향을 주게 된다. 결국, 드럼통용 강판은 통의 몸체가 대개 300 내지 600℃의 온도 영역에 있는 경우에도 높은 강도를 유지할 필요가 있다.

(3) 저온 인성의 확보

종래의 드럼통은 그의 저온 특성이 임의의 값을 유지함을 전제로 하여 제조되지 않는다. 그런데 최근 -40℃라고 하는 저온을 요구하는 설비 및 극한 지역에서 드럼통의 사용이 증가하고 있기 때문에, 저온에서 낙하 시험을 수행하여도 내용물이 새지 않는 것이 요구된다. 이를 위해서는 드럼통용 강판이 저온 인성, 특히 권체 가공 후의 저온 인성에서도 우수할 필요가 있다. 또한, 일반적으로 인성의 확보는 강도를 높이는 것과 상반하는 것이다.

상기 (1) 내지 (3)의 과제는 현재 공지된 고강도화 수단을 수행한 드럼통용 강판을 사용하여도 해결되지 않는다. 즉, 강판의 고강도화 수단으로서 합금 원소의 다량 첨가에 의한 고용(固溶) 강화 및 가공 강화(일본 특허 공개 공보 제 81-77039 호 참조), 석출 경화 등이 알려져 있다. 그러나, 이들의 수단은 어느 것이나 상온 강도를 어느 정도 높이지만, 저온 인성 및 연성을 저하시켜 "권체성"을 악화시킨다. 또한, 만족할 수 있는 고온 강도를 확보하는 것도 어려웠다.

또한, 강판의 열처리에 의해 그 금속 조직을 변화시켜 결정입자를 세립화하거나, 또는 비교적 저온으로 형태를 변화시켜 생성물(베이나이트 등)을 석출시키는 강화방법도 알려져 있다. 그러나, 관련된 강화수단을 실시한 강판 및 드럼통도 강판끼리 용접하거나 상기 드럼통 내용물을 소각 처리할 때에, 강도 또는 인성이 쉽게 저하한다.

이상 기술한 바와 같이, 드럼통용 소재에 요구되는 특성을 모두 동시에 만족하는 강판은 아직 개발되지 않고, 드럼통의 박육화를 달성할 수 없는 것이 현재 상황이다. 본 발명은 관련된 사정에 비추어, 종래보다 얇게, 경량으로 고온 강도 및 저온 인성이 우수한 드럼통용 강판과 그의 제조방법 뿐만 아니라, 그 강판으로 제작한 재이용 빈도가 높은 드럼통을 또한 제공함을 목적으로 하고 있다. 또한 관련된 드럼통용 강판은 상온(25℃)에서의 인장 강도(TS)가 370MPa 이상, 바람직하게는 410MPa 이상이고, 연신값이 35% 이상인 것이 요구된다.

본 발명은 드럼통용 강판, 그의 제조방법 및 드럼통에 관한 것이고, 상세하게는 당해 강판을 종래보다 얇게, 경량으로 고온 강도 및 저온 인성이 우수하도록 하는 기술, 및 제조된 강판으로 재사용 빈도가 높은 드럼통을 제작하는 기술에 관한 것이다.

본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해 드럼통용 강판의 조성, 특성 및 제조방법에 대하여 열심히 연구를 거듭하였다. 그래서, 서로 상이한 2개의 문제 해결 수단을 착상하고, 이들 모두 목적 달성에 유효함을 확인하여 본 발명을 완성시켰다.

그중 한 가지 착상(이하, 제 1 착상이라 한다)은 드럼통으로 성형한 때에는 비교적 저강도로, 그 후 도장 및 소성 공정에서 현저한 강도 상승이 기대될 수 있도록 하는 강판을 드럼통의 소재로서 이용하면, 우수한 통의 제조성과 고강도화를 동시에 만족할 수 있음에 기초하고 있다. 이러한 착상을 구체화한 수단으로서는 종래의 고용 C에 의한 강화를 고쳐서, 적극적으로 N을 강판중에 고용시키는 것이다. 요컨대, C, Si, Mn, Al 등의 특정 원소의 함유량을 제한함과 동시에 N(질소)의 고용량을 증가시키고, 또한 열처리 및 압연 조건을 적절히 하는 것이다. 다른 한 가지의 착상(이하, 제 2 착상이라 한다)은 저탄소 알루미늄 킬드 강에 미량의 Nb를 함유시키고, 또한 열처리 조건 및 압연 조건을 최적화하여 금속 조직상의 결정을 세립화 하는 것이다.

즉, 제 1 착상에 기초한 본 발명은 드럼통의 소재에 사용되는 강판에 있어서, C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.03중량% 이하, Al 0.001 내지 0.150중량%, N 0.0050 내지 0.0200중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어짐을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

또한, 본 발명은 상기 N중 고용 N으로서 0.0010중량% 이상을 함유시켜 35% 이상의 연신값을 가짐을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

또한, 본 발명은 상기 강판이 냉연 강판이거나 또는 흑피(mill scale) 부착된 열연 강판임을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

이들 강판의 제조에 관한 본 발명은 C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.03중량% 이하, Al 0.001 내지 0.150중량%, N 0.0050 내지 0.0200중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성의 강 소재를 마무리 압연 온도 800℃ 이상에서 열간 압연하고, 당해 열간 압연의 종료후 2초 이내에 가속냉각한 다음 권취 온도 680℃ 이하에서 권취함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법이다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 있어서 산으로 세정함을 더하거나 또는 산으로 세정후에 냉간 압연하여 수득된 강판을 그의 재결정 온도 이상에서 소둔하거나, 또한 조질 압연을 수행함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법이다.

제 2 착상에 기초한 본 발명은 드럼통의 소재에 사용되는 강판에 있어서, C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.01중량% 이하, Al 0.001 내지 0.150중량%, N 0.0050중량% 이하, Nb 0.003 내지 0.10중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어짐을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

또한, 본 발명은 상기 강판이 Ti 0.005 내지 0.10중량%를 함유하거나, 또는 당해 강판의 금속 조직에 출현하는 페라이트(ferrite)상의 평균 결정 입경이 10㎛ 이하임을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

또한, 본 발명은 상기 강판이 흑피 부착된 열연 강판이고, 그러한 흑피가 마그네타이트를 80체적% 이상 포함하는 피막이거나 또는 흑피의 두께가 5㎛ 이하임을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

덧붙여, 본 발명은 상기 강판이 냉연 강판임을 특징으로 하는 드럼통용 강판이다.

이들 제 2 착상에 관한 강판의 제조에 대한 본 발명은 C 0.01중량% 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.01중량% 이하, Al 0.001 내지 0.150중량%, N 0.0050중량% 이하, Nb 0.003 내지 0.10중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성의 강 소재에 마무리 압연 온도 750℃ 이상으로 열간 압연하고, 당해 열간 압연의 종료후 2초 이내에 가속냉각한 다음 권취 온도 700℃ 이하에서 권취함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법이다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 있어서 산으로 세정함을 더하거나 또는 산으로 세정한 후에 냉각 압연하여 수득된 강판을 그의 재결정 온도 이상에서 소둔하거나, 또한 조질 압연을 수행함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법이다.

따라서, 드럼통에 관한 본 발명은 원통상 동판과, 당해 동판의 단부에 설치되고 각각 원반상으로 덮개가 되는 상판과 바닥이 되는 하판으로 형성된 드럼통에 있어서, 상기 동판, 상판 및 하판의 1개 또는 2개 이상을 전술한 임의의 드럼통용 강판으로 형성시킴을 특징으로 한다.

우선, 본 발명의 드럼통용 강판의 화학 조성에 대하여 설명한다. 또한, 이 설명을 할 때에 제 1 착상과 제 2 착상에 기초한 강판에 공통하는 원소를 우선으로하고, 공통하지 않는 원소를 이후에 기재하기로 하였다.

C: 0.01 내지 0.10중량%

C는 기지(基地)의 철내부에서 고용되어, 강판의 강도를 증가시키지만, 0.10중량%를 초과하면 탄화물을 다량으로 형성, 석출하여 당해 강판의 연성을 열화시킨다. 또한, 당해 강판을 용접할 때, 용접부의 경화가 현저하게 되고 드럼통 제작시에 플랜지(flange)로서 성형한 부분에 균열이 다수 발생한다. 이 때문에 본 발명에서는 이러한 성형성의 관점에서 C 함유량의 상한치를 0.10중량%로 하였다. 또한, 더욱 성형성을 양호하게 하기 위해서는 C 함유량을 0.08중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 C 함유량이 0.01중량% 미만으로 되면, 강판의 강도(상온 및 고온)가 현저하게 저하하고, 목표로 하는 강도를 확보할 수 없다. 또한, 용접부의 강도도 저하한다. 그러므로 본 발명에서는 C 함유량의 하한치를 0.01중량%로 한다.

Si: 0.010 내지 0.20중량%

Si는 강판을 강화하는 원소로서 유용하고, 그 효과를 발휘하기에는 0.01중량% 이상 함유되어 있을 필요가 있다. 그러나, 다량으로 함유되면, 열간 압연 및 냉간 압연이 어려워지는 것 이외에, 강판의 표면 처리성(특히, 화성 처리성) 및 내식성도 열화한다. 더욱 증가되면, 용접부의 경화가 현저하게 되고 바람직하지 않다. 이 때문에, 본 발명에서는 Si 함유량의 상한치를 0.20중량%로 하였다. 또한, 드럼통이 특히 내식성이 요구되는 용도에 사용되는 경우에는 Si 함유량을 0.10중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

Mn: 0.05 내지 1.0중량%

Mn은 S에 기인하는 강판의 열간 균열을 방지하는 원소이다. 강판의 S 함유량에 상응하여 변경된다. 또한, Mn은 강판의 금속 조직상에 결정 입자를 미세화하는 작용을 갖고 있기 때문에, 0.005중량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 너무 많이 함유되면, 강판의 내식성이 열화하는 경향이 있고, 또한 강판을 경질화시켜서 냉간 압연을 어렵게 한다. 또한, 다량의 Mn을 함유하고 있으면, 강판의 용접성 및 용접부의 성형성을 열화시키는 경향이 있기 때문에, 본 발명에서는 Mn 함유량은 1.0중량% 이하로 제한한다. 또한, 강판에 양호한 내식성, 성형성이 요구되는 경우에는 Mn 함유량은 0.60중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

Al: 0.001 내지 0.150중량%

Al은 제강 단계에서 용융 강의 탈산소를 수행하는 원소로서, 용융 강중에 첨가되고, 강철의 정화도를 향상시키기 위해 유용한 원소이다. 또한, 금속 조직상에서 결정 입자를 미세화시키는 작용도 갖고 있어, 본 발명의 드럼통용 강판에는 이를 적극적으로 0.001중량% 이상 함유시킨다. 그러나, Al 함유량이 0.150중량%를 초과하면 강판의 표면성상(알루미늄 클러스터에 기인하는 표면 결함이 증가하는 등)이 열화하기 때문에, 본 발명에서는 Al 함유량의 상한치를 0.150중량%로 하였다. 또한, 재질의 안정(제조 인자 변동에 의한 항복 응력의 분산 등)이라고 하는 관점에서는 0.010 내지 0.08중량%의 범위가 바람직하다.

P: 0.04중량% 이하

P는 다량으로 함유되면 강철을 현저하게 경질화시키고 드럼통 제작시의 플랜지 성형 가공을 곤란하게 함과 동시에, 강판의 내식성을 또한 현저하게 열화시킨다. 또한, P는 강철중에서 편석(偏析)하는 경향이 강하여 용접부의 탈화를 초래한다. 그래서, 본 발명에서는 P는 0.04중량% 이하로 제한되도록 하였다. 또한, 바람직하게는 0.02중량% 이하이다.

S: 0.03중량% 이하

S는 강중에서 화합물의 형태로 길게 연신한 비금속 개재물로서 존재하기 때문에, 강판의 연성, 굽힘, 반복굽힘 등의 가공성을 저하시키고, 또한, 내식성도 저하시키기 때문에 가능한 저감시키는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명자의 검토에 의하면, 0.03중량% 까지는 허용가능하다. 또한, 강판에 양호한 가공성이 요구되는 경우에는 0.007중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

N 함유량에 대하여는, 제 1 착상(N의 고용 촉진에 의한 강화)과 제 2 착상(Nb 첨가에 의한 결정 입자의 미세화)중 어느 것에 기초하느냐에 따라 본 발명의 강판에 함유시키는 양이 달라진다. 결국, 전자의 강판에서는 N의 함유량이 발명의 중요한 요소이고, 한편 후자에서는 그다지 중시하지 않는다. 그러므로, N 함유량을 양자에 대해 구별하여 하기에 기재한다.

제 1 착상에 기초한 강판의 N: 0.0050 내지 0.0200중량%

N은 강중에 고용되어 강판의 강도를 증가시키는 작용을 갖고 있다. 제 1 착상에 기초한 본 발명에서는 강중에 있는 양 이상의 고용 N을 확보하여 이른바 "고용 강화" 현상에 의해 강판의 강도를 증가시킨다. 그를 위해서는 N 함유량은 적어도 0.0050중량% 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, 0.0200중량%를 초과하여 포함시키면 강판 내부에 결함(취입 홀(blow hole))이 다량으로 발생하고, 또한 용융 강을 주조할 때에 주편에 균열이 발생한다. 그 때문에, 제 1 착상에 기초한 본 발명에서는 N 함유량을 0.0050 내지 0.0200중량%의 범위로 한정하였다. 또한, 제조한 강판의 재질의 안정(제조 조건의 변동이 수반하는 재질의 변동) 및 생산율의 향상이라고 하는 관점에서는 0.0070 내지 0.0170중량%의 범위가 적합하다.

또한, 상기 범위내의 양의 N은 드럼통의 제작시에 요구되는 용접성 및 용접부의 가공성을 전혀 저해하지 않고 강판의 강도 증가에 유효하게 기여한다. 또한, 예를 들면 드럼통의 원통상 동체를 제작할 때, 사용하는 강판을 심 용접하여도, 그의 용접부는 현저한 경도의 증가가 인지되지 않았다. 여기에서, 본 발명에서 말하는 고용 N이란 강중에 질화물 등으로 개재한 것을 제외한 N이고, 그 양은 강중의 전체 N 함유량의 값으로부터 시료의 브롬 에스테르 용매를 사용하는 "석출 N 분석법"에 의해 수득된 값을 뺀 값이다.

제 2의 착상에 기초한 강판의 N: 0.005중량% 이하

이 강판에는 N에 의한 고용 강화를 이용하지 않기 때문에, N을 특별히 높일 필요가 없다. N이 많아지면, Nb 함유에 의한 강판의 재질 개선 효과가 저해되거나 강주편 제조시에 균열을 생성시킬 가능성이 있기 때문에 가능한 저감시키는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 0.0050중량%까지의 함유는 허용가능하기 때문에 이 값을 상한치로 하였다. 또한, 드럼통의 통의 몸체로서의 강도 및 강판의 저온 인성을 향상시키는 관점에서는 0.0040중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제 2 착상에 기초한 강판은 상기 N의 고용에 대신하여 Nb 및 Ti를 함유하고 있기 때문에 그들 원소량의 한정에 대하여 기술한다.

Nb: 0.003 내지 0.10중량%

Nb는 미량 함유되어 강판의 금속 조직에 있어서 결정 입자(구체적으로는 페라이트상의 결정)을 미세화하여, 강판의 강도 및 "권체 가공"을 수행한 부분의 저온 인성을 현저히 개선시킨다. 또한, 드럼통 동 부분의 이른바 "심 용접부"에 있어서 결정 입자가 거칠고 커지는 것을 억제하는 효과를 갖는다. 드럼통의 제작시에는 심 용접한 동체의 단부에 상판 및 하판을 권체하지만, 이 권체 부분에 미리 플랜지를 성형한다. 상기 결정 입자의 미세화는 그의 플랜지 성형에서 균열의 발생을 방지하는 것에 유효하다. 또한, Nb의 미량 함유로 강판의 300 내지 600℃에 걸친 영역에서의 강도가 증가하고, 드럼통의 통의 몸체로서의 고온 크리프(creep) 강도, 고온 내압 강도도 증가한다. 덧붙여, 강판의 제조에 있어서 압연된 강대를 코일상으로 권취한 후에 Nb 탄화물의 "석출 강화" 현상이 발생하기 때문에 강판의 강도, 특히 항복 응력의 상승에 유효하다. 이와 같은 Nb의 함유 효과는 0.003중량% 이상 함유되었을 때 인지되기 때문에, 본 발명에서는 이 양을 하한치로 하였다. 한편, 0.10중량%를 초과하면 열간에서의 변형 저항이 증가하고, 열간 압연이 어려워진다. 그 때문에, 본 발명에는 Nb 함유량의 상한치를 0.010중량%로 정하였다. 또한, 강판 제조의 용이함, 즉 변형 저항 상승의 억제에는 Nb 함유량을 0.003 내지 0.030중량%로 하는 것이 바람직하다.

Ti: 0.005 내지 0.10중량%

Ti는 강판의 소재가 되는 강주편에 균열이 발생하는 것을 방지하는 데에 유효하고, 제 2 착상에 기초한 강판에서는 필요에 따라서 함유되는 것이 좋다. 이 함유 효과는 0.005중량% 이상 함유되었을 때 인지된다. 한편, 0.10중량%를 초과하여 함유되면, 드럼통의 심 용접부의 성형이 어려워지고, 특히 "권체부"의 양호성을 저하시킨다. 이 때문에, 본 발명에서는 Ti 함유량을 0.005 내지 0.10중량%의 범위로 한정한다.

이상 기술한 원소의 나머지는 제 1 착상 및 제 2 착상에 기초한 임의의 강판 모두 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 이러한 불가피한 불순물에 상당하는 원소로는 Cu를 0.2중량% 이하, Ni을 0.2중량% 이하, Cr을 0.2중량% 이하, Mo을 0.2중량% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 이들 원소가 함유됨으로써 강판의 강도는 증가하지만, 강판의 용접성, 용접부의 가공성 및 화성 처리가 현저하게 열화하기 때문이다.

또한, 본 발명의 드럼통용 강판은 상기의 화학 조성을 만족한다면, 열간 압연된 이른바 "열연 강판"이어도 좋고, 그 후 더욱 냉간 압연된 소위 "냉연 강판"이어도 좋다. 따라서, 착상의 상이함을 고려하면 본 발명의 강판은 기본적으로 4종류가 된다. 따라서, 그들의 제조 과정에서 여러가지 상이한 처리(예를 들면, 산 세정, 조질 압연 등)를 한 것을 구별한다면 합계 6종류가 된다. 다음으로, 본 발명의 드럼통용 강판의 제조방법에 대하여 설명한다.

우선, 제조에 필요한 공정의 기본적인 흐름은 강 소재(주편)의 제조 공정→강 소재의 가열 공정→강 소재의 열간 압연 공정→가속냉각 공정→강대의 권취 공정, 및 강 소재(주편)의 제조 공정→강 소재의 가열 공정→강 소재의 열간 압연 공정→가속냉각 공정→강대의 권취 공정→열연강대의 냉간 압연 공정→소둔 공정의 2종류이다. 따라서, 이들의 흐름에서 필요에 따라 산 세정 공정, 또는 조질 압연 공정이 더해진다.

이하, 이들 각 공정에서의 역할 및 조업 조건에 대하여 기술한다. 이 때, 제 1 착상과 제 2 착상에 기초한 강판을 제조할 때의 차이점도 적절히 설명한다.

강 소재(주편)의 제조 공정

전술한 화학 조성을 갖는 용융 강을 회전로, 전기로 등에서 용융 제조하고, 연속 주조법, 조괴(造塊)법, 박편 주조법 등을 이용하여, 당해 용융 강을 응고시켜 강 주편으로 한다. 주조법으로는 주편에 생성되는 C, Mn 등의 거대 편석을 방지하기 위해, 연속 주조법의 사용이 바람직하다.

강 소재의 가열 공정

상기 강 주편을 가열로에서 가열하고 열간 압연의 준비를 한다. 이 때, 당해 강 주편의 가열온도는 본 발명에서는 특히 한정하지 않지만, 1000 내지 13000℃의 범위로 한다. 1300℃를 초과하면, 강 주편의 결정 입자가 크면서 거칠어지고, 압연에서 수득된 열연 강판의 연신 특성이 열화하는 문제가 있다. 또한, 1000℃ 미만에서는 열간 압연시에 강 주편의 변형 저항이 높아지고 압연에 요구하는 하중이 증가하여 압연이 어려워지기 때문이다.

또한, 상기한 바와 같이 강 주편을 일단 실온까지 냉각하고 이후 재가열하는 것이 아니고, 본 발명에서는 강 주편을 실온까지 냉각시키지 않고, 온편 그대로 가열로에 넣어 장치하거나 또는 약간의 보열을 행한 후 곧바로 열간 압연(직송 압연이나 직접 압연이라고 한다)하여도 좋다.

강 소재의 열간 압연 공정

상기 가열된 강 주편에 공지된 열간 압연을 수행한다. 단지, 본 발명에서는 마무리 압연시의 강판 온도(이하, 마무리 압연 온도라고 한다)를 하기의 값으로 한정한다.

제 1 착상에 기초한 강판(N 고용)을 제조하는 데에는 당해 마무리 압연 온도를 800℃ 이상으로 한다. 그에 의해 균일하게 미세한 열연 강판의 금속 조직(주로 페라이트상)이 수득되기 때문이다. 또한, 열연 강판에 고용 N이 확보되고, 그의 기계적 특성이 안정하다. 한편, 제 2 착상에 기초한 강판(Nb 함유)을 제조하는 데에는 당해 마무리 압연 온도를 750℃ 이상으로 한다. 그에 의해 균일하게 미세한 열연 강판의 금속 조직(주로 페라이트상)이 수득될 뿐만 아니라 Nb의 불균일한 석출이 방지되고, 당해 열연 강판의 기계적 특성도 안정하기 때문이다.

또한, 마무리 압연 온도가 1000℃를 초과하면, 어느 착상에 기초한 강판도 그 표면에 스케일(산화철)의 발생이 현저해지고, 스케일에 기인한 흠이 다수 발생하여 강판 표면의 양호성이 저하하기 때문에, 드럼통용 강판으로서는 바람직하지 않다. 이 때문에, 마무리 압연 온도의 상한치를 1000℃로 하는 것이 바람직하다. 또한, 재질의 균일성(특히 강판의 폭방향) 면에서 마무리 압연 온도는 800 내지 920℃의 범위가 바람직하다.

가속냉각 공정

강 주편의 열간 압연 종료후 수득된 열연 강판(실제로는 강대)을 신속하게 가속냉각한다. 이로 인해 열연 강판의 금속 조직을 미세화할 수 있기 때문이다. 또한, 압연에 의한 가공 변형으로 촉진되는 용이한 AlN의 석출을 방지하고 유효한 고용 N량을 확보하는 기준 구조가 가능하기 때문이다.

이러한 가속냉각에는 냉각 매체에 물 또는 물연무를 사용하는 것이 바람직하고, 냉각 속도는 50℃/초 이상이 바람직하다. 또한, 냉각의 개시는 열연 강판의 결정 입자를 미세화하여 그의 상온 강도 및 고온 강도를 향상시키기 위해 열간 압연의 종료후 2초 이내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 강판의 강도를 증가시키거나 스케일의 두께를 조정한다고 하는 관점에서 이러한 가속냉각은 열간 압연 종료후 1.5초 이내에 개시하는 것이 한층 바람직하다. 덧붙여, 열연 강판의 표면에 발생하는 이른바 "흑피"의 두께를 5㎛ 이하로 하기 위해서는 압연 종료후 0.5초 이내에 개시하는 것이 좋다. 또한, 흑피의 성분은 이후에 기술하는 바와 같은 산화철이다.

강대의 권취 공정

제 1 착상에 기초한 강판(N 고용)을 제조하는 데에는, 가속냉각후에 680℃ 이하의 온도로 강대를 권취한다. 이로 인해 열연 강판의 고용 N량은 원하는 값이 되고 그후 냉간 압연을 수행하여도 0.0010중량% 이상의 값이 확보되기 때문이다. 한편, 제 2 착상에 기초한 강판(Nb 함유)을 제조하는 데에는, 이러한 권취 온도는 700℃ 이하이다. 700℃를 초과하면 열연 강판의 금속 조직에 있어서 결정 입자가 커지면서 거칠어지고, 또한 권취 직후에 강판에 불가피하게 발생하는 불균일 변형에 의해 이상한 결정 입자의 성장이 발생하고 표면성상이 열화하는 문제가 있기 때문이다.

그러나, 양쪽 강판 모두 권취 온도가 400℃ 미만에서는 강판의 형상이 악화되고, 판의 폭 방향에서 경도의 불균일 분포가 발생한다. 그 결과, 이러한 강판으로 제작한 드럼통은 형상이 악화되고, 용기로서의 기능이 저하한다. 그 때문에, 제 1 착상에 기초한 강판을 제조하는 데에는 권취 온도를 400 내지 680℃로, 제 2 착상에 기초한 강판에는 400 내지 700℃로 하는 것이 좋다. 또한, 흑피 부착된 열연 강판에 있어서 흑피의 두께를 5㎛ 이하로 하기 위해서는 권취 온도는 600℃ 이하의 저온으로 하는 것이 바람직하다.

이상 기술한 공정을 순차로 경유하여 수득한 열연 강판을 본 발명에서는 드럼통의 제조에 이용한다. 결국, 압연시킨 그대로인 상기 "흑피"를 부착한 채로 사용할 수 있다. 바탕 그대로의 상태로 사용하여도 드럼통의 내표면에는 치밀한 산화철상(흑피)이 부착되어 있어서 당해 강판의 내식성, 내마모성이 양호하기 때문이다.

이러한 흑피의 조성은 마그네타이트를 80체적% 이상 포함하는 피막으로 하는 것이 바람직하다. 마그네타이트의 양은 강대의 상기 권취시에 강대 온도 및 분위기를 조정하여 우스타이트(wustite)로부터의 변태를 촉진함으로써 달성할 수 있다. 마그네이트의 양이 80% 미만에서는 흑피가 박리되기 쉬워지고, 그와 같은 흑피를 갖는 강판은 드럼통용에 적합하지 않다. 또한, 흑피의 두께가 5㎛를 초과하면 흑피가 박리되기 쉬워지는 경향이 있기 때문에, 이러한 흑피의 두께는 5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 열연 강판은 이러한 흑피를 제거하여 사용해도 좋다. 이러한 흑피를 제거하는 데에는 산으로 세정하는 것을 이용한다. 또한, 흑피 두께는, 일정 면적의 강판에서 기본 철을 용해하지 않는 저해제(방해물질)를 가한 염산으로 당해 강판 표면의 스케일층을 제거하고 그의 제거 전후의 중량 변화량을 강판의 면적 및 중량에서 제함으로써 구한다.

열연 강판의 산에 의한 세정 공정

열연 강판의 산에 의한 세정은 특별한 조건을 규정할 필요는 없고 강판 표면의 스케일이 제거되기만 하면 좋다. 따라서, 강판을 산으로 세정하는 일반적인 방법, 예를 들면 염산, 황산 등의 산으로 표면 스케일을 제거하면 좋다. 또한, 산으로 세정된 강판은 그 후에 녹이 스는 것을 방지하기 위해 표면에 기름을 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 산 세정에 의해 스케일이 제거된 열연 강판은 통상, 하기의 조질 압연이 수행된다.

열연 강판의 조질 압연 공정

상기 권취가 종료된 열연 강판은 조질 압연을 수행한 후 드럼통의 제조에 사용되어도 좋다. 이러한 열연 강판의 조질 압연은 강판의 항복점 연신을 소멸 또는 경감하고, 또한 표면 조도의 조정 및 형상의 개선(예를 들면, 가장자리의 늘어짐, 중앙부의 늘어짐 등의 저감)을 위하여 실시된다. 본 발명에서는 이러한 조질 압연의 압하율을 5% 이하로 하는 것이 바람직하다. 압하율이 5%를 초과하면 강판의 연성이 열화할 뿐만 아니라 상기 항복점의 변동이 커지게 되고 드럼통 성형시에 강판의 스프링백(spring back) 양(성형부분이 탄성력에 의해 성형전의 상태로 변하는 정도)이 변화하는 등의 문제를 발생시키기 때문이다. 또한, 강판의 표면 조도를 조정하려는 경우에는 압하율은 1% 이상 5% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 흑피가 제거된 열연 강판은 필요에 따라 별도의 표면 처리를 수행하고서 드럼통에 사용된다. 이러한 표면 처리로는 주석도금, 크롬도금, 니켈도금, 니켈·크롬도금, 아연도금 등이 적용될 수 있다. 또한, 드럼통 제조후에 통상 그의 내외면에 적용된 인산아연, 인산철 등의 화성 처리 등도 이용될 수 있다는 것은 당연하다. 또한, 이들의 도장 및 화성 처리 후에 강판에 도장 또는 유기 수지 필름을 첨부하여도 드럼통으로의 성형에 있어서 아무런 문제는 없다.

상기 조건에 따라 제조한 제 1 착상에 기초한 열연 강판은 0.0010중량% 이상의 고용 N을 포함하고, 35% 이상의 높은 연신값을 나타냈다. 여기에서, 연신값은 인장 시험으로 측정하지만, 강판에서 그의 시험편을 채취할 때, 시험편의 기계 방향이 드럼통의 원통상 동체의 성형시에 원주 방향이 되는 방향에 일치하도록 배려하였다.

또한, 이러한 열연 강판을 소재로 한 드럼통은 종래의 강판을 소재로 한 경우에 비하여 높은 상온 강도 및 고온 강도(300 내지 800℃)를 나타냈다. 이들 강도를 안정하게 얻기 위해서는 고용 N량이 0.0015 내지 0.0100중량%인 것이 바람직하고, 그 양은 용융 강에 포함된 전체 N량과 열연조건을 조화시켜 조정될 수 있다. 여기에서, 고온 강도는 크리프 강도를 포함한 300 내지 800℃에서의 강도이고, 그 값은 통상의 고온 인장 시험에서 측정된다.

또한, 이러한 열연 강판은 3kgf/mm²이상의 시효지수를 갖는다. 시효지수의 값은, 당해 열연 강판에서 채취한 인장 시험편에 7.5%의 인장 예비 변형을 가한 후 이를 제거하고, 100℃×60분의 시효를 수행한 후 다시 한번 인장 시험을 수행하여 항복응력을 구함으로써 시효전의 변형응력과 시효후의 항복응력의 차이로 하였다. 또한, 이러한 시효지수는 고용 N량을 조정함으로써 변경이 가능하고, 국부 변형에서 높은 저항력을 나타내며, 또한 고온 강도가 높은 강판으로 하는 경우에는 5kgf/mm²이상으로 한다.

한편, 제 2 착상에 기초한 열연 강판은 평균 결정 입자 직경 10㎛ 이하의 균일하게 미세한 페라이트로 이루어진 금속 조직을 갖는다. 따라서, 35% 이상의 높은 연신값을 나타냈다. 드럼통으로의 제조를 안정하게 수행하기 위해서는 통의 소재의 연성이 중요한 인자이고, 본 발명의 강판은 그의 연신값을 만족한다.

또한, 드럼통 제조자가 바라는 강판의 강도가 통상보다 높은 경우에는 C, Mn 및 Nb의 함유량 및 권취 온도를 조정하여 상기 평균 결정 입자 직경을 7㎛ 이하로 하는 것이 좋다. 이와 같은 열연 강판을 사용하여 제조된 드럼통은 종래의 강판을 사용한 경우에 비해 제조후의 상온 강도 및 고온 강도(구체적으로는 300 내지 600℃)가 높고, -40℃에서의 낙하 시험에서도 내용물의 누출이 발생하지 않았다. 여기에서, 고온 강도는 크리프 강도를 포함하는 300 내지 600℃의 범위의 강도이다. 그 측정방법은 통상의 고온 인장 시험(크로스 헤드(cross head) 속도 1mm/분 정도)으로 수득되는 값을 사용한다.

이상, 본 발명의 열연 강판인 경우의 제조방법 및 수득된 강판의 특성에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 냉연 강판도 포함하기 때문에 그의 제조방법을 하기에 덧붙여 둔다.

그의 제조방법은 산으로 세정한 후의 상기 열연 강판을 추가로 냉간으로 압연함과 동시에 하기와 같은 소둔 등의 처리를 수행하는 것이다.

냉간 압연 공정

냉간 압연시킨 열연 강판(모판이라고도 한다)의 적정한 판두께는 3.7 내지 1.8mm가 추천된다. 열연 강판을 산으로 세정하는 조건은 상기와 같기 때문에 생략한다. 압하율은 60 내지 85%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 흑피의 두께를 5㎛ 이하로 한, 이른바 얇은 스케일 부착된 열연 강판은 산에 의한 세정을 생략하고 그대로 냉간 압연하여도 좋다. 또한, 냉간 압연으로 제조한 냉연 강판은 그 후 소둔이 수행된다.

냉연 강판의 소둔 공정

이러한 소둔은 강판의 재결정 종료 온도 이상의 온도에서 수행한다. 재결정 종료 온도 미만에서는 소둔 후에 수득된 강판의 금속 조직이 미재결정 또는 부분 재결정 조직이 되기 때문이다. 제조된 강판은 고강도가 되지만, 연성이 부족하게 되어 고온에서 현저하게 연화하는 경향이 있을 뿐만 아니라, 강판의 폭방향 및 기계방향에서 재질이 불균일하게 되어 성형이 어렵게 된다. 따라서, 본 발명에서는 냉연 강판의 소둔 온도를 재결정 종료 온도 이상으로 정한다. 소둔은 이른바 연속소둔이 적용된다.

또한, 소둔의 열주기로서는 단순한 가열냉각처리를 수행하는 주기가 좋다. 그러나, 소둔 후에 400 내지 450℃의 온도에서 냉기 제거 또는 보열하는 이른바 과시효처리를 수행하여도 강판의 시효성이 약간 저하하는 것 이외에는 재질의 변화가 현저히 발생하지 않기 때문에, 과시효처리를 수행한 소둔 주기를 적용하여도 아무런 문제가 없다.

소둔을 수행한 냉연 강판은 그대로도 드럼통의 소재로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 또한 필요에 따라서 조질 압연 및 표면 처리가 수행되어 한층 양호한 재질로 할 수 있다. 또한, 이러한 조질 압연 공정 및 표면 처리 공정에 대해서는 상기한 열연 강판의 경우와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

상기 냉간 압연 및 소둔 공정을 거쳐 수득된 제 1 착상에 기초한 냉연 강판도 상기 열연 강판과 동일하게 0.0010중량% 이상의 고용 N량을 갖고, 35% 이상의 높은 연신을 갖는다. 따라서, 이러한 냉연 강판으로 제조한 드럼통은 제조 후에 도장 및 소성을 수행하면 소성 경화에 의한 높은 상온 강도 및 고온 강도를 갖게 된다. 이를 위해서는 상기 고용 N량을 용융 강중의 전체 N량, 강 소재의 열연, 냉각 조건 및 소둔 조건의 조합으로 조정한다.

또한, 이러한 냉연 강판은 5kgf/mm²이상의 시효지수를 나타냈다. 이러한 시효지수의 값 및 조정방법에 대해서는 상기 열연 강판의 경우에서 설명했기 때문에 생략한다.

한편, 제 2 착상에 기초한 냉연 강판도 그의 열연 강판과 동일하게 평균 결정 입자 직경이 7㎛ 이하의 미세하게 균일한 금속 조직을 갖고, 35% 이상의 높은 연신값을 나타냈다. 따라서, 제조된 냉연 강판을 소재로 한 드럼통은 열연 강판의 경우와 동일하게 상온 및 고온 강도가 우수하게 된다.

다음으로, 드럼통에 대하여 보충하면, 본 발명의 드럼통은 그의 동판, 상판 및 하판의 소재에 상기한 흑피 부착된 열연 강판, 흑피를 제거한 열연 강판, 또는 냉연 강판을 이용한 것이다. 결국, 얇고 경량인 강판으로 종래와 같이, 또는 그 이상의 품질을 갖는 드럼통으로 하였다. 이 경우 동판, 상판, 하판의 전체에 본 발명의 강판을 사용하였지만, 어느 것에 한정하여 사용한 드럼통도 본 발명에 포함된다. 드럼통의 용도는 여러가지이고 강판이 필요 이상으로 과잉의 특성을 가지지 않도록 하기 위해서이다. 적재 적소에 본 발명의 강재를 배치함으로써, 드럼통의 경량화가 달성될 수 있고, 제조 비용도 저감시킬 수 있기 때문이다. 또한, 드럼통의 제조에 사용한 성형, 가공, 용접 및 표면 처리 기술은 어느 것이라도 종래에 이행되고 있는 것을 이용하면 좋다.

우선, 제 1 착상에 기초한 강판의 실시예를 설명한다.

실시예 1

표 1에 나타낸 화학조성의 용융 강을 회전로에서 용융제조하고 당해 용융 강을 연속주조하여 260mm 두께의 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들의 강 주편을 열간 압연하고, 압연 종료로부터 0.5 내지 1.5초 경과 후에 수냉을 개시하거나 또는 수냉을 수행하지 않고 코일상으로 권취하여 1.22mm 두께의 열연 강판으로 하였다. 이어서, 이들 열연 강판에 조질 압연을 수행하여 최종적으로 판두께 1.20mm 열연 강판을 수득하였다. 또한, 열간 압연 조건 및 권취 온도는 표 2에 나타낸다. 또한, 표 1에 기재한 D강은 종래에 존재한 드럼통용 강판에 상응한다. 또한, 표 1의 원소값 및 표 2의 강의 종류 기호에 밑줄을 그은 것은 본 발명의 "원소의 한정 범위"에서 벗어나고 있는 것을 나타내고, 이하에 기술하는 모든 실시예에 있어서도 동일하다.

이들 열연 강판에 대하여 인장 특성(상온(25℃) 및 600℃에서의 인장 강도) 및 시효지수를 측정하였다. 이들 측정 결과를 모두 표 2에 나타낸다.

표 2에 의해, 본 발명의 열연 강판(기호 1-1 내지 1-4)은 39% 이상의 연신값을 나타내고, 연성의 저하를 수반하지 않고 상온(25℃)에서의 인장 강도 및 600℃에서의 고온 강도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 이들 열연 강판은 시효지수도 5kg/mm²이상을 갖고, 종래에 존재하고 있던 강판(기호 1-5)에 비해 높은 시효성을 나타냈다.

이어, 이들 열연 강판으로 드럼통의 상판 및 하판을 프레스 가공하여 드럼통의 덮개 및 바닥을 제작하였다. 또한, 드럼통의 동 부분은 동판을 원통상으로 굽힘 성형하고 양쪽 말단을 심 용접하여 제작하였다. 이 동 부분의 양쪽 말단에 상기 상판 및 하판을 "권체"로 접합하여 용량 200리터의 밀봉형 드럼으로 하였다. 또한, 이러한 드럼통의 외면은 에폭시계 도료로 도장시키고 내면은 흑피 그대로의 상태로 하였다. 또한, 도장 후에는 도료의 소성 처리(170℃)를 수행하였다.

이러한 드럼통으로의 제조에 있어서, 상기 열연 강판의 굽힘가공성, 용접성 등을 조사하여 통의 제조성이라고 하는 표현으로 그의 질을 정성적으로 평가하였다. 또한, 드럼통의 내부에 물을 충전하고 1.2m의 높이에서 낙하시켜 물의 누출 및 통의 몸체의 변형량을 조사하였다(낙하 시험). 이러한 낙하 시험에 있어서 변형량은 D강(기호 1-5)의 변형량을 1.00으로 한 상대값으로 나타낸다. 또한, 드럼통의 재사용 시험으로서 이른바 개방 유형의 드럼을 제작하여, 이들 드럼통에 "고온가열(잔존 내용물의 소각)→쇼트 블라스트→냉각"의 일련의 처리를 복수회 수행하였다. 이 때, 쇼트 블라스트는 스틸 쇼트(steel shot: 강구)를 사용하고 블라스트 조건은 모든 드럼통에 대하여 동일하게 하였다. 이러한 처리를 실시한 후, 통 몸체의 변형량을 측정하고, 그 측정값이 재사용 불능으로 판명되는 변형량이 될 때까지의 처리 횟수를 재사용 한계 횟수로 하였다. 이들 드럼통에 대한 각종 측정 결과도 표 2의 통의 몸체 특성의 난에 나타낸다.

표 2로부터, 본 발명의 열연 강판은 드럼통으로의 통의 제조성에 어떠한 지장이 발생하지 않고, 또한 드럼통의 낙하 시험에 있어서 물의 누출이 발생하지 않음을 알 수 있다. 또한, 낙하 시험에 있어서 통의 몸체의 변형량은 종래의 드럼통에 비해 감소하여 통의 몸체의 고강도화가 달성되고 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 드럼통의 재사용 한계 횟수는 종래의 드럼통에 비해 증가한다.

덧붙여서, 본 발명의 열연 강판은 소성 처리에 의한 시효와 같이 인공적인 촉진 시효처리를 수행하지 않아도 실온에서 1일정도 자연시효를 하면, 충분히 경화한다. 또한, 드럼통으로 제조한 후에 수행하는 상기 "도장후 소성"의 조건이 미묘하게 변동하여도 그의 변동에 둔감하고 안정한 통의 몸체 강도가 확보될 수 있었다. 결국, 약 100℃ 이상의 온도에서 10분정도 보지하면, 종래의 드럼통에 비해 동등하거나 보다나은 통의 몸체 강도를 나타냈다. 현재 에너지 절약 관점에서 드럼통의 소성 온도의 저온화가 지향되고 있는데, 본 발명의 열연 강판을 사용하여 드럼통을 제조하면, 이와 같은 저온 소성에서도 충분히 높은 통의 몸체 강도를 갖는 드럼통이 된다.

실시예 2

C 0.041중량%, Si 0.005중량%, Mn 0.15중량%, P 0.009중량%, S 0.005중량%, Al 0.039중량%를 기본 화학 조성으로 하고, N 함유량만을 표 3에 나타낸 대로 0.0020 내지 0.0142중량%의 범위로 변화시킨 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고, 압연 종료 후에 수냉하여 코일상으로 권취하였다. 압연 조건 및 권취 온도는 표 3에 나타낸다.

이러한 열간 압연시에는 수득되는 열연 강판의 고용 N량을 변화시키기 위해 가열 조건 및 마무리 압연시의 강판 온도를 변화시켰다. 또한, 이들 열연 강판은 전체에 조질 압연이 수행되어 최종적인 판두께 0.8mm의 열연 강판으로 하였다. 또한, 이들 열연 강판을 사용하여 실시예 1과 동일하게 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하였다. 또한, 당해 드럼통의 외면에는 멜라민계 수지를 도장하고, 도장 후에 소성 처리(200℃)를 수행하였다. 한편, 드럼통의 내면은 흑피 그대로의 상태로 하였다.

이들 드럼통은 상온(25℃) 및 300℃에서 그의 외부로부터 원주 방향의 압축 응력이 되도록 집중 하중을 부하하여, 그 때 발생하는 통 몸체의 변형량을 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3에 의해, 본 발명의 강판을 이용한 드럼통(기호 2-1 내지 2-7)에서는 하중부하에 의해 발생한 변형량이 고온 및 상온에서 동시에 현저하게 감소해 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 통의 몸체 내부에 수압을 걸어서 드럼통의 내부압력을 높게한 경우의 통의 몸체 변형량도 측정하였다. 그 결과, 외부에서의 압축 응력 부하를 가한 경우만큼 명료하지는 않지만, 본 발명의 드럼통의 변형량이 종래 드럼통의 변형량에 비하여 적어지는 경향은 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 강을 이용한 드럼통은 내압, 외압 둘다 높은 통의 몸체 강도를 갖는다.

실시예 3

표 4에 나타낸 화학 조성의 용융 강에서 상기와 동일하게 200mm 두께의 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 압연 종료에서부터 0.5 내지 1.5초의 사이에 수냉을 개시하고 코일상으로 권취하여 1.22mm 두께의 열연 강판으로 하였다. 이어서, 이들 열연 강판에 산 세정 처리 및 조질 압연을 수행하여 최종적으로 판두께 1.2mm로 표면에 흑피가 부착되어 있지 않은 열연 강판으로 하였다. 또한, 압연 조건 및 권취 온도는 표 5에 나타낸다.

이들 열연 강판의 인장 특성 및 시효지수를 실시예 1과 동일하게 구하고 그 결과를 표 5에 나타낸다.

이들 강판(기호 3-1 및 3-2)은 35% 이상의 연신값을 나타내고, 연성의 저하를 수반하지 않고 상온(25℃)에서의 인장 강도 및 450℃에서의 고온 강도가 증가해 있다. 또한, 이들의 강판은 시효지수가 5kg/mm²이상으로, 전술한 종래의 강판(기호 1-5)(표 2 참조)에 비해 높은 시효성을 갖고 있음을 알 수 있다.

또한, 상기와 동일하게 이들 강판을 이용하여 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하여 외면에는 멜라민계 수지를 도장하고 내면은 흑피 그대로의 상태로 "도장후 소성 처리(180℃)"를 수행하였다. 또한, 통의 제조시에는 강판의 굽힘가공성, 용접성 등을 조사하여 통의 제조성으로서 정성적으로 평가하였다. 덧붙여, 실시예 1과 동일하게 드럼통의 낙하 시험 및 재사용 시험도 실시하였다.

이들 결과를 표 5의 통의 몸체 특성의 난에 나타낸다. 표 5에 의해, 본 발명의 강판은 통의 제조성도 문제가 없고, 드럼통의 낙하 시험에서 누수가 발생하지 않고, 또한 낙하 시험에서의 변형량도 종래의 드럼통에 비해 감소하여 통의 몸체의 고강도화가 달성되었음을 알 수 있다. 드럼통의 재사용 한계 횟수는 종래의 한계 횟수보다 증가하고, 이로부터도 본 발명의 드럼통은 통의 몸체 강도가 증가함이 밝혀진다.

실시예 4

표 6에 나타낸 화학 조성의 용융 강을 사용하여 260mm 두께의 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 압연 종료후 0.1 내지 1.5초에서부터 수냉하여 권취하고 열연 강판으로 하였다. 이어서, 이들 열연 강판을 산으로 세정한 후 냉간 압연하여 1.21mm 두께의 냉연 강판으로 하였다. 이들 냉연 강판을 연속소둔함과 동시에 조질 압연을 수행하여 최종적인 판두께를 1.2mm로 하였다. 압연 조건, 권취 온도 및 소둔 조건은 표 7에 나타낸다.

이들 냉연 강판의 인장 특성(상온(25℃) 및 500℃에 있어서 인장 강도 0.5% 변형 응력으로 대체한다) 및 시효수지를 상기와 동일하게 구하였다. 이들 값의 측정 결과를 모두 표 8에 나타낸다.

표 8에 의해, 본 발명의 강판(기호 J 내지 L)은 40% 이상의 연신값을 나타내고, 연성의 저하를 수반하지 않고 상온(25℃)에서의 인장 강도 및 500℃에 있어서 고온 강도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 강판은 시효지수도 5kg/mm²이상을 갖고 종래의 강판(기호 M)에 비해서 높은 시효성을 갖는다. 또한, 화학 조성이 본 발명의 강판과 상이한 비교예(기호 N 내지 P)의 강판은 연신값이 낮고, 연성이 저하한다.

이어서, 이들 강판을 소재로 하여 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하였다. 당해 드럼통의 외면에는 멜라민 도장이 수행되고 내면에는 인산아연에 의한 화성 처리가 수행되었다. 이어서, "도장후 소성 처리(180℃)"도 수행하였다. 드럼통 제작시에 강판의 가공성, 용접성 등이 조사되고 통의 제조성으로 표현하여 정성적으로 평가하였다.

또한, 이들 드럼통을 사용하여 실시예 1과 동일하게 "낙하 시험" 및 "재사용시험"이 수행되었다.

이들 결과를 표 8의 통의 몸체 특성난에 나타낸다.

표 8에 의해, 본 발명의 강판은 통의 제조성도 문제없고, 낙하 시험에서 누수를 발생시키지 않고, 또한 낙하 시험에서 통의 몸체의 변형량도 종래의 예에 비해 작은 것이 분명하다. 결국, 통의 몸체의 고강도화가 달성되었음을 알 수 있다. 또한, 동일한 개방형의 통을 제작하여 비교한 경우, 본 발명의 드럼통의 재사용 한계 횟수는 종래의 예에 비해 증가한다. 이것으로부터, 본 발명의 드럼통은 통의 몸체 강도가 확실하게 증가함을 알 수 있다.

또한, 드럼통으로 성형한 후, 소성 처리를 수행하지 않고 곧바로 "낙하 시험"을 실시한 경우와 소성 처리를 수행하고나서 "낙하 시험"을 수행한 경우에 대하여, 통의 몸체의 변형량을 비교하였다. 그 결과 종래예의 드럼통은 소성 처리에 의해 단지 3%정도로 변형량이 개선 되었지만, 본 발명의 드럼통은 20%정도로 현저하게 변형량이 개선되었다. 이로부터 본 발명의 강판은 우수한 소성 경화 특성을 갖고, 그러한 특성이 통의 몸체 강도의 상승에 유효하게 기여함을 알 수 있다.

덧붙여, 본 발명의 강판은 통의 제조 후에 상기 "촉진시효처리"를 수행하지 않아도, 실온에서 1일정도의 자연시효에 의해 완전한 소성시의 시효에 의한 강도 상승의 80% 이상 경화되는 것으로 확인되었다. 또한, "도장후 소성" 조건의 미묘한 변동에도 둔감하고, 그것으로 제조한 드럼통은 안정한 통의 몸체 강도가 확보될 수 있다.

또한 덧붙여, 본 발명의 강판으로 제조한 드럼통은 대개 100℃ 이상으로 수분가열 시키면, 완전시효상태(210℃×20분의 시효를 경유한 상태)의 95% 이상의 통의 몸체 강도가 되고, 그 이상으로 온도를 상승시켜도 강도의 변화율은 작다. 따라서, 본 발명의 강판을 이용한 드럼통이라면 도장 및 소성 조건이 100℃(이 온도에서는 소성 자체는 불충분하지만) 이상으로 가열시키면 바라는 통의 몸체 강도가 확보될 수 있고, 제조 공정의 온도 변동 등이 있어도 안정하여 통의 몸체 강도가 확보된다.

그러나, 종래의 강판으로 제조한 드럼통은 그와 같은 저온도, 단시간의 소성에 의해서는 충분한 통의 몸체 강도를 확보할 수 없었다. 대개, 170℃±10℃에서 20분간의 소성이 필수적이다.

또한, 본 발명의 강판을 사용한 드럼통의 내부에 유류(油類)를 충전하고, -40℃의 저온에서 낙하 시험(이하, 저온 낙하 시험이라 한다)을 실시하였지만, 상온에서의 낙하 시험과 동일한 결과가 수득되었다.

실시예 5

C 0.035중량%, Si 0.01중량%, Mn 0.35중량%, P 0.008중량%, S 0.005중량%, Al 0.035중량%를 기본 화학 조성으로 하고, N 함유량을 표 9에 나타낸 바와 같이 0.0020 내지 0.0150중량%의 범위로 변화시킨 용융 강을 사용하여 상기와 동일하게 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 수냉을 거쳐 권취하여 열연 강판으로 하였다. 이 때, 최종 제품인 냉연 강판의 고용 N량을 변화시키기 위해, 가열 조건, 열간 압연 조건 및 마무리 압연 조건을 다양하게 변화시켰다. 이어서, 이들 열연 강판을 산으로 세정한 후 냉간 압연하고 연속소둔(균열시간 40초 일정), 조질 압연을 순차적으로 수행하여 최종적인 판두께를 1.0mm로 하였다. 또한, 압연 조건, 권취 온도 및 소둔 조건을 표 9에 나타낸다.

이들 냉연 강판을 사용하여 상기와 동일하게 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하였다. 또한, 드럼통의 외면에는 멜라민 도장을 수행하고, 내면에는 인산아연에 의한 화성 처리를 수행하고, 도장후에 소성 처리(150℃)가 수행되었다.

이들 드럼통에, 상온(25℃) 및 300℃에서 드럼통의 외부로부터 원주 방향의 압축응력이 되도록 집중하중을 부하하여 이 때 발생하는 통의 몸체 변형량을 측정하였다. 또한, 실시예 4와 동일한 재사용 시험도 실시하였다.

이들 측정 결과를 또한 표 9에 모두 나타낸다.

표 9에 의해, 본 발명의 강판을 사용한 드럼통(기호 5-1 내지 5-7)의 하중부하로 발생한 변형량은 비교예의 드럼통에 비해 고온 및 상온에서도 현저하게 작음을 알 수 있다. 또한, 통의 몸체의 재사용 시험에서의 한계 횟수는 비교예에 비해 현저히 증가하였다.

또한, 드럼통 내부 압렵을 높인 경우의 통의 몸체의 변형량에 대해서도 측정하였지만, 외부에서 압축 응력 부하를 가한 경우에 비해 명료한 차이는 발견되지 않았으나 본 발명의 드럼통의 변형량이 비교예의 변형량에 비해서 작은 경은 경향은 확인할 수 있었다. 또한, 드럼통의 용도에 있어서는 내용물이 온도가 높은 상태(대개 70℃ 정도)로 충전되어 완전히 냉각되지 않은 가운데 덮개를 덮는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 냉각 과정에서 통의 내부가 낮은 압력이 되고, 통체가 충분한 강도를 갖고 있지 않으면 대기압에 의해 또는 작은 압축 응력에 의해 뒤틀림 현상을 일으킬 가능성이 있다. 본 발명의 강판을 사용한 드럼통은 종래 강을 사용한 드럼통에 비해 약 10% 정도 높은 통의 몸체 강도가 수득된다. 따라서, 보다 높은 온도 또는 보다 불리한 조건에서의 내용물의 충전이 수행되어도 본 발명의 강판을 사용한 드럼통은 뒤틀림 현상을 일으키기 어렵고, 보다 고효율의 충전이 가능하게 되어 대기압에 의한 통의 몸체의 형상불량도 발생하기 어렵다고 고려된다.

이와 같이, 35% 이상의 연신값을 갖고, 또한 고용 N량을 0.0010중량% 이상 포함한 제 1 착상에 기초한 본 발명의 열연 강판 및 냉연 강판을 소재로 하여 드럼통을 제조하면, 통의 제조성 저하도 없고 상온 및 고온의 통의 몸체 강도의 증가가 도모된다. 그 결과, 재사용 횟수의 증가도 기대할 수 있다.

다음으로, 제 2 착상에 기초한 강판의 실시예를 설명한다.

실시예 6

표 10에 나타낸 화학 조성의 용융 강으로부터 상기와 동일하게 하여 260mm 두께의 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 냉각시킨 후 코일상으로 권취하였다. 이들 열연 강판에 필요에 따라 조질 압연을 수행하고, 최종적으로 판두께 2.4mm인 열연 강판으로 하였다. 또한, 열간 압연 후의 강판의 냉각속도는 하기의 실시예 모두에서 60℃/초로 하였다.

이어서, 이들 열연 강판에 산 세정 처리를 수행한 후, 표 11에 나타낸 조건으로 냉간 압연을 수행하였다. 그리고, 수득된 강판에 연속소둔 및 조질 압연을 수행하여 1.2mm 두께의 최종적인 냉연 강판으로 하였다. 압연 조건, 권취 온도 및 소둔 조건을 표 11에 나타낸다.

이들 냉연 강판의 평균 결정 입경, 인장 특성(상온 및 600℃에서의 인장 강도), 및 굽힘특성·반복굽힘특성을 조사하였다.

평균 결정 입경은 ASTM(American Society for Testing ＆ Materials) 방법 E112-82에 규정된 통상의 입경에 준거하여, 강판의 압연 직각 방향의 단면에서 채취한 시료의 광학현미경 또는 전자현미경에 의한 사진을 기준하여 구해졌다. 또한, 인장 특성은 드럼통 형성시에 원주방향이 되는 방향에서 채취한 JIS 5호 시험편을 사용하였다. 600℃에서의 고온 인장 강도는 통상 수행되고 있는 고온 인장 강도 시험에서 수득된 값을 사용한다. 굽힘특성·반복굽힘특성은 강판의 "권체성"의 평가를 위해 수행하고 압연 직각 방향에서 채취한 굽힘 시험편에 밀착굽힘과 밀착반복굽힘을 수행하여, 파단의 유무로 평가하였다(표 11중에는 파단 없음을 ○, 파단 있음을 ×로 표시한다).

이들 조사결과를 모두 표 11에 나타낸다.

표 11에서는, 본 발명의 냉연 강판(기호 6-1 내지 6-4)은 7㎛ 이하의 평균 결정 입경을 갖고, 또한 41% 이상의 연신값을 나타내고 있다. 또한, 연성의 저하를 수반하지 않고 상온(25℃)의 인장 강도 및 600℃에서의 고온 강도가 Nb 무첨가의 냉연 강판(종래예)에 비해서 증가한다. 또한, 본 발명의 냉연 강판은 굽힘 특성도 양호하고 권체성에 문제는 없었다.

이어서, 이들 냉연 강판을 소재로 하여 상기와 동일하게 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하였다. 이러한 드럼통의 외면에는 통상 사용되는 도장(에폭시계 도료)을 수행하고, 내면에는 인산아연에 의한 화성 처리가 수행되었다. 통의 제조시에는 당해 냉연 강판의 굽힘가공성, 형상동결성(성형된 상태를 그대로 유지하는 성질) 및 용접성 등이 조사되고, 그들을 통의 제조성으로서 정성적으로 평가하였다. 또한, 이들 드럼통의 강도 특성을 조사하기 위해 내부를 비운채, 축방향 및 원주방향에서 압축하여 거시적인 압축 뒤틀림을 발생시키는 때의 하중을 뒤틀림 하중으로서 측정하였다. 또한, 이들 드럼통으로 전술한 저온 낙하 시험도 수행하였다. 또한, 이러한 낙하 시험에서의 변형량은 종래 드럼통(기호 6-5의 강판을 사용)의 변형량을 1.00으로하여 종래 드럼통에 대한 상대값으로 나타내고 있다. 또한, JIS에 규정된 실온에서의 높이 1.8m에서의 낙하 시험은 상기 저온 낙하 시험에 합격한 드럼통이면, 문제없이 합격함이 확인되었기 때문에 실시하지 않는다.

이들 조사 결과를 통의 몸체 특성으로서 표 11에 모두 나타낸다.

표 11에 의해 본 발명의 냉연 강판(기호 6-1 내지 6-4)는 통의 제조성도 문제없고, 강도 특성 시험에서의 뒤틀림 하중도 종래의 강판에 비해 높은 것이 분명하다. 또한, 드럼통의 저온 낙하 시험에서의 변형량도 종래의 드럼통(기호 6-5의 강판 사용)의 값보다 감소하고 통의 몸체의 고강도화가 달성됨이 밝혀진다. 또한, 저온 낙하 시험에서는 본 발명의 드럼통은 강판이 고강도화한 것과 관계없이 액체의 누출을 발생하지 않고 내용물을 안전하게 확보할 수 있었다. 이것은 권체부의 신뢰성이 권체방식의 여하에 관계없이 확보될 수 있음을 시사하는 것이다.

실시예 7

C 0.035중량%, Si 0.01중량%, Mn 0.25중량%, P 0.006중량%, S 0.005중량%, N 0.0030중량%, Al 0.035중량%, Nb 0.015중량%를 포함하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 용융 강을 사용하여 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 수냉한 후, 코일상으로 권취하여 3.4 내지 2.5mm 두께의 열연 강판으로 하였다. 이어서, 이들 열연 강판을 산으로 세정한 후, 냉간 압연 연속소둔을 수행하였다. 또한 수득된 냉연 강판에 산 세정, 및 조질 압연을 수행하여 1.0mm 두께의 냉연 강판으로 하였다(기호 7-1 내지 7-7). 또한, 연속소둔시에는 소둔로의 과시효 대의 온도를 350℃ 이하로 하고, 실질적인 과시효 처리는 하지 않았다. 또한, 압연, 권취 온도 및 소둔 조건은 표 12에 나타낸다.

또한, C 0.035중량%, Si 0.01중량%, Mn 0.25중량%, P 0.006중량%, S 0.005중량%, N 0.0020중량%, Al 0.035중량%, Nb 0.005중량%를 포함하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강 주편을 별도 제조하였다. 그리고, 이 강 주편에 하기와 같이 압연 및 처리를 수행하여 비교를 위한 강판을 제조하였다.

요컨대, 열연압연하고 수냉하여 권취한 2.6mm 두께의 열연 강판(기호 7-8)을 산으로 세정한 후 냉간 압연을 수행하여 1.0mm 두께의 냉연 강판으로 하였다. 이러한 냉연 강판은 소둔으로 700℃×40초에서 균열된 후, 50℃/초의 냉각속도로 냉각되고, 400℃×60초의 과시효 처리가 수행되었다.

이들의 냉연 강판을 사용하여 상기와 동일한 요령으로 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하고 이 때의 통의 제조성을 조사하였다. 또한, 통의 제조후 드럼통의 외면은 에폭시계 도료로 도장되고, 내면은 화성 처리 되었다. 또한, 이들 드럼통에, 상온(15℃)에서 드럼통 외부로부터 원주방향의 압축 응력이 되도록 집중 하중을 부하하여, 이 때 발생하는 통의 몸체의 변형량을 측정하였다. 그 측정 결과도 표 12에 나타낸다.

표 12에 의해, 본 발명의 강판(기호 7-1 내지 7-7)을 사용한 드럼통의 하중부하에 의해 발생한 변형량은 비교예(기호 7-8)의 값에 비해 현저하게 작음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 드럼통은 고강도를 나타낸다. 또한, 실시예 6과 동일하게 "저온 낙하 시험"도 실시하였지만, 액체 누출 등을 발생하지 않았다. 또한, 드럼통 내부의 압력을 높게 하여, 통의 몸체의 변형량을 측정했지만, 상기의 외부에서의 압축 응력 부하를 준 경우에 비해 명료한 차이는 보이지 않았으나 본 발명의 드럼통의 변형량이 비교예의 변형량에 비해 작아지는 경향이 확인될 수 있었다.

실시예 8

표 13에 나타낸 화학 조성의 용융 강에서 상기와 동일하게 다수의 강 주편을 제조하였다. 이들의 강 주편을 열간 압연하고, 수냉하거나 수냉하지 않고 코일상으로 권취하여 2.9 내지 3.4mm 두께의 열연 강판으로 하였다. 이어, 이들 냉연 강판을 연속소둔 및 조질 압연하여 1.0mm 두께의 냉연 강판으로 하였다. 또한, 연속소둔에서 과시효처리는 수행되지 않았다. 또한, 압연 조건, 권취 온도, 소둔 조건 및 조질 압연 조건 등을 표 14에 나타낸다.

이들 냉연 강판을 드럼통의 동판, 상판으로 가공하였다. 이 때, 동판은 원통상으로 굽힘성형하고, 양쪽 단부를 심 용접하였다. 또한, 이러한 심 용접의 조건을 가장 적당한 것으로 하기 위해, 종래의 저탄소 알루미늄 킬드 강판(1.0mm 두께)을 용접하는 조건(용접 1차 전류: 220A, 용접속도: 15m/분, 실린더 압력으로 조정하는 전극가압력: 530kgf(실린더 압력 3.0kgf/cm²상당))을 기준으로 하여 용접 1차 전류를 다양하게 변화시켰다. 그 후, 통상의 통의 제조 공정에 따라서 동판 단부에 플랜지 성형 및 고리띠의 연장(expanding) 성형을 수행하고, 균열 등의 부적합한 발생을 조사하고 적정한 용접 전류의 범위를 결정하였다. 또한, 이러한 적정 범위내의 용접 전류에서 심 용접을 수행하여 용량 200리터의 밀봉형 드럼통(상판, 하판도 2중 권취)으로 통을 제조하였다. 이들 드럼통은 통의 몸체의 압축 시험(축방향의 정적 압축 시험)이 수행되고, 그 정적 압궤 강도가 측정되었다.

이들 결과를 강판의 평균 결정 입경 및 다른 기계적 특성과 함께 표 14에 모두 나타낸다.

표 14에 의해, 본 발명의 강판(기호 8-1 내지 8-3)은 종래의 강판(기호 8-6)에 비해 높은 강도를 갖고 있는 것과 관계없이 종래의 강판과 동등한 전류 범위에서 용접가능하고, 또한 통의 제조성도 문제가 발생하지 않는다. 또한, 그것으로 제조한 본 발명의 드럼통은 정적 압궤 강도가 종래의 정적 압궤 강도에 비해 높다. 이것은 강판의 강도 증가와 대응한다. 결국, 본 발명의 냉연 강판을 드럼통용 소재로서 적용하면 용접성의 열화를 수반하지 않고 통의 몸체 강도의 증가가 달성될 수 있다.

실시예 9

표 15에 나타낸 화학 조성의 용융 강을 사용하여 상기와 동일하게 하여 260mm 두께의 강 주편을 다수개 수득하였다. 이들의 강 주편을 열간 압연하고 냉각한 후, 코일상으로 권취하여 1.22mm 두께의 열연 강판으로 하였다. 이들 열연 강판에 필요에 따라 산 세정 또는 조질 압연을 수행하고, 최종적으로 판두께 1.20mm의 열연 강판으로 하였다. 압연 조건 및 권취 조건을 표 16에 나타낸다.

이들 열연 강판은 그의 평균 결정 입경, 인장 특성(상온(25℃) 및 600℃에서의 인장 강도), 및 굽힘 특성·반복굽힘 특성이 조사되었다.

평균 결정 직경은 상기와 동일하게 광학현미경 또는 전자현미경 사진에 기초하여 측정되었다. 또한, 동일한 사진으로 흑피의 두께도 측정되었다. 인장 특성, 600℃에서의 인장 강도, 굽힘 특성 및 반복굽힘 특성도 상기와 동일하게 하여 수행되었다.

이들의 측정 결과를 표 16에 모두 나타낸다. 또한, 종래의 예는 상기 실시예 6으로 나타낸 표 11의 강판(기호 6-5)과 동일한 것이다.

본 발명의 강판(기호 9-1 내지 9-4)은 10㎛ 이하의 평균 결정 입경을 갖고, 또한 38% 이상의 연신값을 나타내고 있다. 또한, 연성의 저하를 수반하지 않고 상온(25℃)에서의 인장 강도 및 600℃에서의 고온 강도가 종래의 강판(기호 6-5)에 비해 증가해 있다. 또한, 굽힘 특성도 양호하였다.

이어서, 이들 강판을 사용하여 상기와 동일하게 하여 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하였다. 또한, 당해 드럼통의 외면에는 에폭시계 도료가 도장되고, 내면에는 인산아연에 의한 화성 처리가 수행되었다. 통의 제조시에는 강판의 굽힘 가공성, 형상동결성, 용접성 등이 조사되어 통의 제조성으로서 정성적으로 평가되었다. 또한, 이들 드럼통의 강도 특성을 조사하기 위해 내부가 비어 있는 상태에서 축방향 및 원주방향에서 통의 몸체를 압축하고 거시적인 압축 뒤틀림을 발생시키는 하중을 뒤틀림 하중으로 하여 측정하였다. 또한, "저온 낙하 시험"도 실시하였다.

이들의 조사 결과를 모두 표 16의 통의 몸체 특성의 난에 표시하였다.

표 16에 의해, 본 발명의 강판은 통의 제조성이 양호하고 강도 특성 시험의 뒤틀림 하중도 종래 예의 강에 비하여 높고, 저온의 낙하 시험의 변형량도 종래 예에 비해서 감소하고 있음이 분명하다. 또한, 본 발명의 드럼통은 "저온 낙하 시험"에서 액체 누출을 발생하지 않고 내용물을 안전하게 확보할 수 있어 권체부의 신뢰성이 높은 것도 분명해진다. 결국, 본 발명의 강판을 사용하면 2중 권체, 3중 권체라고 하는 권체 방식에 의하지 않고, 또한, 저온이라고 하는 엄격한 조건하에서도 상당히 신뢰할 수 있는 권체부가 수득된다.

실시예 10

C 0.032중량%, Si 0.01중량%, Mn 0.15중량%, P 0.003중량%, S 0.004중량%, Al 0.045중량%, Nb 0.017중량%, N 0.0021중량%를 포함하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 용융 강을 사용하여 상기와 동일하게 다수의 강 주편을 수득하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 수냉하고 코일상으로 권취하여 열연 강판으로 하였다. 이어서, 이들 열연 강판을 산으로 세정한 후, 조질 압연을 수행하여 최종적인 판두께 1.2mm의 열연 강판으로 하였다. 또한, 압연 조건 및 권취 온도는 표 17에 나타낸다.

이들 열연 강판을 사용하여 상기와 동일한 요령으로 용량 200리터의 밀봉형 드럼을 제조하고 이 때의 통의 제조성을 조사하였다. 통을 제조한 후, 드럼통의 외면에는 에폭시계의 도장을 수행하였다. 이들 드럼통에, 상온(15℃)에서 외부로부터 원주 방향의 압축 응력이 되도록 집중하중을 부하하여 이 때 발생하는 통의 몸체의 변형량을 측정하였다. 그 측정 결과를 표 17에 모두 나타낸다.

표 17에 의해, 본 발명의 강판을 사용한 드럼통(기호 10-1 내지 10-7)의 하중부하에 의해 발생하는 변형량은 고온 및 상온에서도 현저하게 작음을 알 수 있다. 한편, 비교예의 강판(기호 10-8)을 사용한 드럼통은 하중부하에 의해 발생하는 변형량이 크다. 또한, 드럼통 내부의 압력을 높게 하고, 통의 몸체의 변형량을 측정하였지만, 상기 외부에서의 압축 응력 부하를 준 경우에 비해 명료한 차이점은 보이지 않았으나, 본 발명의 드럼통의 변형량이 비교 강을 이용한 드럼통의 변형량에 비해 작아지는 경향은 확인할 수 있었다.

실시예 11

표 18에 나타낸 화학 조성의 용융 강으로 상기와 동일하게 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고 수냉하고 코일상으로 권취하여 열연 강판으로 한 후, 또한 산 세정 처리 및 필요에 따라 조질 압연을 수행하여 최종적인 판두께 1.0mm의 흑피가 부착되지 않은(표면에 스케일이 존재하지 않은) 열연 강판으로 하였다.

또한, C 0.035중량%, Si 0.01중량%, Mn 0.18중량%, P 0.006중량%, S 0.005중량%, Al 0.045중량%, N 0.0021중량%를 포함하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 용융 강(표 18의 A 9강)을 사용하여 별도의 강 주편을 다수 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하고, 수냉한 후 코일상으로 권취하여 열연 강판으로 하였다. 이어서, 이 열연 강판을 산으로 세정한 후, 일부에는 조질 압연을 수행하여 일률적인 1.2mm 두께의 냉연 강판으로 하였다. A 9강을 2.9mm로 열연하고, 그 후의 냉연에서 1.0mm 두께의 냉연 강판으로 하였다. 이러한 냉연 강판을 소둔하여 종래에 존재하는 냉연 강판(기호 11-6)으로 하였다. 또한, 소둔에서는 690℃×40초의 균열을 수행한 후, 30℃/초의 냉각 속도에서 냉각하여, 실질적인 과시효 처리를 수행하지 않는다. 또한, 상기 압연 조건, 권취 온도 및 조질 압연 조건 등은 전부 표 19에 나타내고 있다.

이들 열연 강판 및 냉연 강판을 사용하여 드럼통의 동판, 상판을 가공하였다. 이 때, 동판을 원통상으로 굽힘 성형하고, 양쪽 말단을 심 용접하였다. 또한, 동판의 심 용접 조건을 최적화하기 위해 상기 실시예 8과 동일하게 하여, 적정 용접 전류의 범위를 정하여 그 전류에서 용접하여 용량 200리터의 밀봉형 드럼통을 제조하였다. 이들 드럼통은 통의 몸체 압축 시험(축방향의 정적 압축 시험)에 제공되어 그의 정적 압궤강도가 측정되었다. 측정 결과를 강판의 평균 결정 입경 및 기계적 특성과 함께 표 19에 나타낸다.

표 19에 의해, 본 발명의 강판은 종래의 강판에 비해 높은 강도를 갖고 있음에도 불구하고, 종래의 강판과 동등한 용접 가능 전류 범위의 폭(상하한치는 변한다)을 갖고, 통의 제조성 및 용접성도 양호하였다. 또한, 본 발명의 드럼통은 정적 압궤 강도도 종래에 비해 높고, 강판 강도의 증가에 대응한다. 결국, 본 발명의 고강도의 열연 강판을 드럼통용 소재로서 적용하면, 용접성의 열화를 수반하지 않아 통의 몸체의 강도 증가가 달성될 수 있음이 명확해진다. 특히, 본 발명의 강판을 소재로 이용한 드럼통의 권체부는 종래의 강판과 동일한 변형량을 강제적으로 준 경우에도 보다 큰 압력까지 기밀성을 확보할 수 있음이 확인되었다. 이 결과는 저온에서의 가혹한 조건하에서도 변하지 않는다.

실시예 12

표 15에 나타낸 Al의 화학 조성의 용융 강을 사용하여 상기와 동일하게 강 주편을 다수개 제조하였다. 이들 강 주편을 열간 압연하여 코일상에 권취하여 1.0mm 두께의 열연 강판으로 하였다. 그리고, 산 세정을 생략하고 흑피(표면 스케일) 부착된 그대로의 상태로 하였다. 이들 열연 강판을 사용하여 상기와 동일하게 용량 200리터의 드럼통을 제조하였다. 또한, 동 부분의 심 용접은 흑피가 없는 경우보다 낮은 용접 전류에서 용접하였다. 또한, 드럼통에서의 도장은 화성 처리를 생략하고 표면의 흑피상에 직접 수행하였다. 또한, 압엽조건 및 권취 온도는 표 20에 나타낸다.

이들 열연 강판의 통 제조성도, 열연조건, 평균 결정 입경, 흑피(산화층) 두께 및 흑피 조성(마그네타이트의 양)과 함께 표 20에 나타낸다. 또한, 흑피의 마그네타이트 함유량은 X선 회절 분석법에 의해 측정하였다.

표 20에 의해 산화층(흑피) 두께가 두껍고, 마그네타이트 양이 적은 본 발명의 강판은 통의 제조시에 약간 박리가 많다. 그러나, 산화층의 두께를 5㎛ 이하로 하면, 통의 제조시의 박리는 문제가 되지 않는 정도까지 감소함이 분명하다. 또한, 산화층의 막두께가 비교적 두꺼운 경우에는 흑피 없는 경우에 비해 드럼통의 동 부분을 심 용접할 때, 전극의 손상이 약간 증가하는 경향이 보였다. 그러나, 산화층의 두께를 5㎛ 이하로 하면, 이 전극 손상은 통상의 냉연 강판과 동등하게 되고, 큰 폭으로 개선되었다. 또한, 산화층의 두께를 5㎛ 이하로 하기에는 열간 마무리 압연에서의 온도를 920℃ 이하, 마무리 압연 종료에서부터 냉각 개시까지의 시간을 0.5초 이하, 권취 온도를 600℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 제 2 착상에 기초하여, 35% 이상의 연신값을 갖고, Nb를 함유하는 평균 결정 입자가 미소한 강판을 소재로 하여 드럼통을 제조하면, 통의 제조성도 문제 없이, 상온 및 고온에서의 통의 몸체 강도 증가가 도모된다. 또한, 드럼통의 재사용 빈도의 증가도 기대할 수 있다.

본 발명의 고강도의 강판을 소재로 하여 드럼통을 제조하면, 종래의 강판을 사용한 경우보다 통의 제조성이 나빠지지 않고, 상온 및 고온에서의 통의 몸체 강도가 증가하고 판두께를 종래보다 얇게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 드럼통의 저렴화, 경량화가 도모되고, 권체부의 신뢰성도 한층 높아지기 때문에, 본 발명은 산업의 발달에 큰 공헌을 하는 것으로 생각된다. 또한, 본 발명은 드럼통의 재사용 빈도도 높아 자원 재활용에의 기여도 크다.

Claims

C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.03중량% 이하, Al 0.001 내지 0.15중량%, N 0.0050 내지 0.0200중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어짐을 특징으로 하는, 드럼통의 소재로 사용되는 드럼통용 강판.
제 1 항에 있어서,

N중 고용 N으로서의 N을 0.0010중량% 이상 함유하여 35% 이상의 연신값을 가짐을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

강판이 냉연 강판임을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

강판이 흑피 부착된 열연 강판임을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.03중량% 이하, Al 0.001 내지 0.15중량%, N 0.0050 내지 0.0200중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성의 강 소재를, 마무리 압연 온도 800℃ 이상에서 열간 압연하고, 당해 열간 압연 종료 후 2초 이내에 가속냉각한 다음, 권취 온도 680℃ 이하에서 권취함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
제 5 항에 있어서,

추가로, 산으로 세정함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

산으로 세정한 후에 추가로 냉간 압연하고, 수득된 강판을 그의 재결정 온도 이상에서 소둔함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,

추가로, 조질 압연을 수행함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.01중량% 이하, Al 0.001 내지 0.15중량%, N 0.0050중량% 이하, Nb 0.003 내지 0.10중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어짐을 특징으로 하는, 드럼통의 소재로 사용되는 드럼통용 강판.
제 9 항에 있어서,

Ti 0.005 내지 0.10중량%를 추가로 함유함을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

강판에 나타난 페라이트(ferrite)상의 평균 결정 입경이 10㎛ 이하임을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
제 9 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,

강판이 흑피 부착된 열연 강판임을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
제 12 항에 있어서,

흑피가 마그네타이트(magnetite)를 80체적% 이상 포함하는 피막임을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

흑피의 두께가 5㎛ 이하인 드럼통용 강판.
제 9 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,

강판이 냉연 강판임을 특징으로 하는 드럼통용 강판.
C 0.01 내지 0.10중량%, Si 0.01 내지 0.20중량%, Mn 0.05 내지 1.0중량%, P 0.04중량% 이하, S 0.01중량% 이하, Al 0.001 내지 0.150중량%, N 0.0050중량% 이하, Nb 0.003 내지 0.10중량%를 함유하고, 나머지 부분이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성의 강 소재를, 마무리 압연 온도 750℃ 이상에서 열간 압연하고, 당해 열간 압연 종료 후 2초 이내에 가속냉각한 다음, 권취 온도 700℃ 이하에서 권취함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
제 16 항에 있어서,

추가로, 산으로 세정함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
제 16 항에 있어서,

산으로 세정한 후에 추가로 냉간 압연하고, 수득된 강판을 그의 재결정 온도 이상의 온도에서 소둔함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,

추가로, 조질 압연을 수행함을 특징으로 하는 드럼통용 강판의 제조방법.
원통상 동판, 및 당해 동판의 단부에 설치되어 각각 원반상으로 덮개가 되는 상판과 바닥이 되는 하판으로 형성되고, 이 때

동판, 상판 및 하판중 하나 또는 둘 이상이 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 8 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 기재된 드럼통용 강판으로 형성됨을 특징으로 하는 드럼통.