KR101142500B1

KR101142500B1 - 기포 결함이 없는 법랑용 강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101142500B1
Application number: KR1020080129338A
Authority: KR
Inventors: 윤정봉; 조항식; 손원호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2012-05-07
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: KR20100070683A

Abstract

본 발명은 본 발명은 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, (Al/27)/(N/14)값은 4~8범위이며, (Nb/93)/(C/12)값은 0.8~2범위이고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물을 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판을 제공한다.

법랑용 강판, 피쉬스케일, 기포결함, 석출물, 권취온도, 냉간압연 압하율, 연속소둔

Description

기포 결함이 없는 법랑용 강판 및 그 제조방법{ENAMELING STEEL SHEET WITH BUBBLE DEFECT FREE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 법랑용 강판에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 기포결함과 같은 표면결함이 발생하지 않고 성형성도 우수한 법랑용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

법랑용 강판은 가전기기, 화학기기, 주방기기, 위생기기 및 건물내외장재 등에 사용된다.

법랑용 강판은 열연강판이나 냉연강판이 있으나 고기능과 고가공용으로는 주로 냉연강판이 이용된다. 법랑용 강판으로는 림드강(rimmed steel), OCA강(open coil aluminum 강), 티타늄 첨가강, 고산소강이 등이 있다. 이중 고산소강은 림드강에 산소를 다량 함유시킨 강이다. 고산소강과 같이 강중에 산소함량이 높게 되면 법랑용 강판의 결함 중에 하나인 피쉬스케일(fishscale)을 방지할 수 있다.

피쉬스케일이란 강의 내부에 응집된 수소가스가 강의 표면과 법랑층 사이로 방출되어 법랑층 표면을 마치 물고기 비늘모양으로 들고 일어나는 결함을 말한다. 이러한 피쉬스케일은 법랑용 강판을 제조하는 공정중에 강중에 고용되있던 수소가 냉각된 상태에서 강의 표면으로 방출되는 것으로 이미 강표면의 법랑층이 경화되어 있어서 외부로 방출되지 못하여 발생한다.

이와 같이 피쉬스케일 결함은 수소가 원인이므로 이 결함이 발생되는 것을 방지하기 위해서는 강 내부에 수소를 흡착할 수 있는 위치를 만들어 줄 필요가 있다. 이러한 수소 흡착 위치로는 미세한 공공(micro-void), 개재물, 석출물, 전위, 결정립계등이 될 수 있다.

림드강의 경우에는 산소함유량이 높기 때문에 개재물이 다량으로 생성될 수 있어서 피쉬 스케일 결함의 발생을 방지한다. 그러나 이러한 림드강은 강괴주조법에 의해서만 제조가 가능하므로 생산성이 높지 않다. 따라서 생산성이 높은 연속주조에 의해 제조가 가능한 법랑용강이 필요하다.

Ti 첨가형 법랑용강은 연속주조에 의하여 제조가 가능하다. 그러나 이 법랑용강은 고가의 Ti 을 다량 첨가하여야 하므로 제조비용이 증가한다. 또한 Ti 첨가강은 첨가된 Ti에 의하여 연속으로 주조할 경우 노즐이 막히고, 다량의 개재물이 강판의 표면에 노출될 경우 법랑처리후 기포결함을 발생시킨다. 또한 Ti 첨가강의 경우 첨가된 Ti가 산화물을 발생하고 이러한 Ti 산화물은 강판의 표면에 존재하여 법랑의 밀착성을 낮게 하는 문제가 있다.

그리고 고산소강 또한 연속주조가 가능하다. 그러나 고산소강은 강중에 산소의 함유량이 높기 때문에 연속주조시 내화물이 용손되어 연속주조에 의한 생산성이 매우 낮다.

본 발명은 연속주조가 가능하고 생산성이 높으면서 기포결함과 같은 표면결함도 없고 성형성도 우수한 법랑용 강판을 제공한다.

본 발명은 또한 연속주조가 가능하고 생산성이 높으면서 기포결함과 같은 표면결함도 없고 성형성도 우수한 법랑용 강판을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물을 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판을 제공한다.

이러한 기포결함이 없는 법랑용 강판은 알루미늄과 질소의 함량비 (Al/27)/(N/14)가 4~8로 제어하는 것이 바람직하다.

그리고 이러한 기포결함이 없는 법랑용 강판은 니오븀과 탄소의 함량비 (Nb/93)/(C/12)가 0.8~2로 제어하는 것이 바람직하다.

또한 이러한 기포 결함이 없는 법랑용 강판은 AlN 석출물의 크기가 0.05~0.5㎛인 것이 바람직하다.

본 발명은 ⅰ) 중량%로 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, (Al/27)/(N/14)값은 4~8범위이며, (Nb/93)/(C/12)값은 0.8~2범위이고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬래브를 제조하는 단계; ⅱ) 상기 슬래브를 1200℃ 이상으로 재가열하는 단계; ⅲ) 상기 재가열된 슬래브는 조압연을 한 다음 Ar3이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; ⅳ) 상기 열연강판은 500~750℃에서 권취하는 권취단계; 를 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판의 제조방법을 제공한다.

이러한 기포결함이 없는 법랑용 강판의 제조방법은 상기 권취단계 이후에 ⅴ) 압하율 60~90%로 냉간압연을 하는 단계를 더욱 포함한다.

또한 이러한 법랑용 강판의 제조방법은 냉간압연 단계 이후에 ⅵ) 상기 냉간압연이 완료된 강판을 Ar3이하의 온도에서 연속소둔하는 단계를 더욱 포함한다.

그리고 이러한 법랑용 강판의 제조방법에 의하여 제조된 법랑용 강판은 AlN 석출물의 크기가 0.05~0.5㎛이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판은 AlN석출물이 균일하게 분산되어 있어서 수소 흡착원으로 작용하여 기포결함이 없고, 피쉬스케일의 발생을 방지하는 기술을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판은 알루미늄과 질소의 비율을 적절히 제어하여 피쉬스케일의 발생을 방지하는 기술을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판은 니오븀과 탄소의 비율을 적절히 제어하여, 가공시의 성형성을 향상시킨 기술을 제공한다.

본 발명은 연속주조가 가능하고 생산성이 높으면서 표면결함도 없고 성형성 도 우수한 법랑용 강판을 제공한다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 법랑용 강판 및 그 제조방법에 대한 실시예들을 상세하게 설명하겠지만 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

본 발명에서 성분원소의 함유량은 특별한 설명이 없는 한 모두 중량%를 의미한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 법랑용 강판에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판은 중량%로 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, (Al/27)/(N/14)값은 4~8범위이며, (Nb/93)/(C/12)값은 0.8~2범위이고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물을 포함한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판에서 성분 원소를 한정한 이유를 설명한다.

탄소(C)는 0보다 크고 0.005% 이하를 첨가한다. 만약 탄소 C를 0.005% 이상 첨가할 경우 강중에 고용탄소의 양이 많아지게 된다. 이와 같이 강중에 고용탄소의 양이 많아 지면 소둔시 집합조직의 발달을 방해하여 성형성을 낮게 하고 시효현상이 발생하게 된다.

따라서 탄소강을 생산한 후 긴 기간이 지나고 난 다음, 가공을 할 경우 표면결함(Stretcher Strain결함)이 발생할 가능성이 높기 때문에 탄소 C의 상한 값을 0.005%로 제한하는 것이 바람직하다.

망간 (Mn)은 강중에 고용 황을 망간황화물로 석출하여 적열취성(Hot shortness)을 방지하기 위해 첨가한다. 망간의 함량이 적을 경우 S가 고용상태로 존재하여 FeS의 정출로 적열취성을 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 망간의 함량을 0.2% 내지 1.0%로 한다. 망간의 함량이 0.2%이하일 경우 적열취성의 발생 가능성이 높으므로 하한값을 0.2%로 하였고, 망간의 함량이 1.0%이상에서는 성형성이 크게 낮아져 성형시 결함이 발생 하므로 상한값을 1.0%으로 하는 것이 바람직하다.

황(S)은 강중 고용 상태로 존재할 경우 FeS로 정출하여 열간압연중 적열취성을 일으킬 수 있으므로 첨가량을 최소화할 필요가 있다. 황의 함량이 0.02%이상일 경우 이러한 적열취성을 일으키기 쉬우므로 상한값을 0.02%로 제한하는 것이 바람직하다.

인(P) 역시 황과 마찬가지로 강의 물성을 저해하는 원소로 알려져 있다. 만약 인(P)의 첨가량이 0.02%이상일 경우 성형성을 저하하므로 첨가량의 상한값을 0.02%로 하는 것이 바람직하다.

알루미늄(Al)은 일반적으로 탈산제로 역할을 하며, 강 중 산화물의 생성을 억제하여 연성을 향상하는 작용을 한다.

그러나 본 발명의 발명자들은 알루미늄 질화물이 강중에서 강한 수소흡장원으로 작용한다는 사실을 발견하였다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 알루미늄 질화물을 피쉬스케일 결함이 발생하는 것을 방지 수단으로 알루미늄을 이용한다. 알루미늄의 함량이 0.08%이하인 경우 강중 알루미늄 질화물의 석출양이 적어 피쉬스케일 방지가 곤란하므로 하한값을 0.08%로 하는 것이 바람직하다.

또한 알루미늄의 함량이 0.12%이상이 되면 알루미늄 질화물 크기가 너무 커져 피쉬스케이 결함 발생 방지 효과가 크게 떨어지므로 그 상한값을 0.12%로 제한하는 것이 바람직하다.

질소(N)는 본 발명의 실시예에서 강한 수소흡장원으로 작용하는 알루미늄 질 화물을 생성하는 기본 원소이다.

만약 질소첨가량이 0.008%미만일 경우 생성되는 알루미늄 질화물의 양이 적어 피쉬스케일 발생 가능성이 크므로 하한값을 0.008%로 하는 것이 바람직하다. 한편 질소함량이 너무 많을 경우 알루미늄 질화물이 생성되는 양의 증가는 적다.

그러나 질소함유량이 너무 많을 경우 알루미늄 질화물의 크기가 작아져 수소흡장능 측면에서는 질소함유량이 적은 경우와 비슷한 반면, 고용 질소의 양이 많아져 성형성이 낮아지게 된다. 이러한 점을 고려하면 질소함유량의 상한값을 0.012%로 제어하는 것이 바람직하다.

니오븀(Nb)은 강중에서 고용 상태로 존재하는 탄소 및 질소를 석출하여 소둔 집합조직을 발달시킨다. 이로 인하여 니오븀은 탄소강의 성형성을 향상시키는 역할을 한다.

그러나 니오븀 함량이 0.01%미만일 경우 소둔 집합조직의 발달이 적어 소성이방성지수 r값이 낮아진다. 이와 같이 소둔 집합조직의 발달이 작아지면 오무림 가공성이 낮아지므로 니오븀 첨가의 하한값을 0.01%로 하는 것이 바람직하다.

그러나 니오븀을 많이 첨가할 경우 소둔 결정립이 미세해져서 연신율이 낮아지며 이로 인하여 스트래칭 가공성이 낮아진다. 따라서 니오븀을 많이 첨가할 경우 가공성이 크게 낮아지므로 상한값을 0.02%로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예의 경우 법랑용 강판에서 이용하는 석출물인 알루미늄 질화물의 석출양은 알루미늄 함량과 상관성이 있다. 따라서 알루미늄 및 질소의 함량이 많으면 많을수록 알루미늄 질화물의 생성량은 증가하여 내 피쉬스케일성은 증가한 다.

그러나 법랑용 강판에서 수소흡장원으로 작용하는 것은 알루미늄 질화물 자체보다는 알루미늄 질화물과 기지금속간의 계면이다. 따라서 이러한 입계의 면적을 넓게 하기 위해서는 알루미늄과 질소의 함량 비가 중요하다.

이러한 점을 고려하여 알루미늄과 질소의 원자량 비 값인 (Al/27)/(N/14)값 4~8범위에서 수소흡장능이 가장 우수하였으므로 (Al/27)/(N/14)값의 하한값을 4, 상한값을 8으로 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판에서는 내피쉬스케일성을 확보하기 위하여 AlN석출물의 석출크기를 0.05~0.5㎛로 한정한다. 이것은 법랑용 강판에서 수소를 흡장할 수 있는 위치가 석출물과 기지강판의 계면 또는 냉간압연시 생성되는 미세한 공공이기 때문이다.

석출물의 크기를 0.05~0.5㎛로 한정한 이유는 다음과 같다. 석출물의 크기가 0.05㎛미만에서는 냉간엽연시 생성되어 미세공공의 크기가 너무 적다. 이와 같이 미세공공의 크기가 너무 작게되면 수소흡장 효과가 적다.

그리고 석출물의 크기가 0.5㎛보다 클 경우에는 석출물과 기지금속의 계면간에 면적비가 너무 낮아진다. 이와 같이 석출물과 기지금속의 계면간에 면적이 너무 작아지게 되면 내피쉬스케일성을 확보할 수 없게 된다

그리고 본 발명의 실시예에서는 법랑용 강판에서는 또 다른 석출물인 니오븀 탄화물을 이용한다.

이러한 니오븀 탄화물은 강중에 고용 탄소를 석출하여 소둔집합조직을 발달 시켜 오무림 가공성을 향상시키게 된다. 이로 인하여 법랑용 강판의 가공 결함을 방지하게 된다.

따라서 법랑용 강판에서 고용 탄소량은 탄소함량과 첨가하는 니오븀의 양에 따라 달라지므로 니오븀의 양과 탄소량의 첨가비 또한 중요한 제어 인자이다. 만약 (Nb/93)/(C/12)비가 0.8미만에서는 r값이 크게 저하하므로 하한값을 0.8로 하는 것이 바람직하다.

그리고 (Nb/93)/(C/12)비가 2이상이 되면 고용 상태로 남아있는 니오븀의 양이 많아 연신율이 크게 저하하므로 그 상한값을 2로 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.

먼저 중량%로 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, (Al/27)/(N/14)값은 4~8범위이며, (Nb/93)/(C/12)값은 0.8~2범위이고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬래브를 제조한다.

이와 같이 제조된 슬래브는 1200℃ 이상으로 재가열한다. 그리고 재가열된 슬래브는 조압연을 한 다음 Ar3이상의 온도에서 마무리 압연을 한다.

마무리 압연을 한 열연강판은 500~750℃에서 권취한다. 권취된 열연강판은 산세처리하여 강판의 표면에 있는 산화피막을 제거한 다음 냉간압연을 실시한다. 냉간압연시 압하율은 60~90%로 한다. 냉간압연이 완료된 강판은 Ar3이하의 온도에서 소둔한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판의 제조방법에서 슬래브의 재가열온도를 1200℃이상으로 제한한 이유는 다음과 같다.

슬래브의 재가열온도를 1200℃미만으로 할 경우 제강공정에서 석출한 AlN석출물의 크기가 너무 크다. 따라서 이와 같이 제강공정에서 석출한 석출물의 크기가 크게 되면 석출물과 기지금속간의 입계면적이 줄어든다.

그러나 슬래브 재가열 온도를 1200℃이상으로 할 경우에는 석출물이 재용해하여 적당한 크기가 되어 석출물과 기지금속간의 계면적이 넓게 된다. 이로 인하여 내피쉬스케일성을 확보할 수 있게 된다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑용 강판의 제조방법에서 마무리 열간압연의 온도를 Ar3이상으로 제한한 이유는 다음과 같다. 마무리 열간압연의 온도가 Ar3이하일 경우 열간압연에서 열간압연에 의한 결정립이 생성되어 소둔판의 성형성이 낮아지기 때문이다.

그리고 열간압연시 권취온도를 700℃미만으로 제한한 이유는 다음과 같다. 권취온도가 700℃이상으로 높을 경우에는 석출물의 크기가 너무 커서 석출물과 기지금속간의 계면적이 작아져 내피쉬스케일성의 확보가 곤란하다.

따라서 권취온도의 상한값을 700℃로 한다. 또한 권취온도가 500℃이하일 경우에는 석출물의 크기가 작고 열간압연에 의한 결정립의 크기가 너무 작아지게 된다.

이와 같이 석출물의 크기가 작고 결정립의 크기 또한 작아지게 되면 피쉬스케일이 발생할 확률이 높고 성형성 또한 저하된다. 따라서 권취온도의 하한값을 500℃로 제한한다.

냉간압연에서 냉간압하율은 너무 낮을 경우 재결정 집합조직의 발달이 낮아지게 되어 성형성이 저하한다. 반대로 냉간압하율이 너무 높을 경우 연성이 저하된다. 따라서 냉간압하율은 60 ~ 90%로 제한한다.

연속소둔은 냉간압연된 강판에 연성과 성형성을 부여하는 작용을 한다. 연속소둔을 Ar3이상의 온도에서 할 경우에는 강의 조직이 오스테나이트로 변태하여 수둔에 의한 집합조직의 발달이 낮게 된다. 따라서 이와 같이 집합조직의 발달이 낮게 되면 오무림 가공성이 크게 낮아지므로 성형성을 확보 할 수 없다.

따라서 연속소둔의 온도는 Ar3이하의 온도로 한다. 그리고 연속소둔이 소둔시간이 너무 짧을 경우도 재결정이 완료되지 않게 되어 강판의 연성 및 성형성을 확보할 수 없다. 따라서 연속소둔의 소둔시간은 20초이상으로 한다.

[실시예]

표1과 같은 조성을 갖는 강괴를 제조하였다.

[표 1]

구분

C

Mn

P

S

Al

N

Nb

Ti

(Al/27)/
(N/14)

(Nb/93)/
(Nb/12)

발명강 1	0.0013	0.25	0.011	0.008	0.085	0.0092	0.012	0	4.79	1.13
발명강 2	0.0018	0.18	0.009	0.012	0.112	0.0116	0.025	0	5.01	1.70
발명강 3	0.0027	0.27	0.012	0.009	0.116	0.0084	0.028	0	7.16	1.27
발명강 4	0.0032	0.29	0.015	0.014	0.091	0.0117	0.026	0	4.03	0.99
비교강 1	0.0016	0.21	0.007	0.009	0.055	0.0024	0.021	0	11.88	1.61
비교강 2	0.0019	0.31	0.015	0.016	0.14	0.0035	0.023	0	20.74	1.48
비교강 3	0.0018	0.19	0.012	0.015	0.042	0.011	0.048	0	1.98	3.27
비교강 4	0.0019	0.24	0.009	0.012	0.038	0.0094	0	0.11	2.10	0.00

표1에서의 성분원소 함유량은 중량%이며, 각 시편에 대한 (Al/27)/(N/14)비 와 (Nb/93)/(C/12)비를 함께 나타내었다.

표1과 같은 조성을 갖는 강괴를 1250℃가열로에 1시간 유지후 열간압연을 실시하였다. 이때 마무리열간압연의 압연온도는 900℃, 권취온도는 650℃로 하였다. 열간압연 이후 강판의 최종 판두께는 3.2mm이었다.

이와 같이 제조된 열연강판은 산세처리하여 표면의 산화피막을 제거한후 냉간압연을 실시하였다. 이때 냉간압하율은 75%로 하였으며, 냉간압연 이후 강판의 두께는 0.8mm이였다.

냉간압연이 완료된 강판을 이용하여 법랑특성을 조사하기 위한 법랑처리시편 과 기계적 특성을 조사하기 위한 인장시편으로 가공하였다. 이러한 법랑처리시편과 인장시편에 대하여 연속소둔을 실시하였다.

여기서 법랑처리시편은 70mm X 150mm의 크기로 절단하였으며, 인장시편은 ASTM규격(ASTM E-8 standard)에 의한 표준시편으로 가공하였다.

연속소둔은 소둔온도 830℃로 하여 소둔을 실시하였다. 소둔이 완료된 인장시편은 인장시험기(INSTRON사, Model 6025)를 이용하여 항복강도, 인장강도, 연신율, 소성 이방성 지수(r_m값)를 측정하였다.

성형성을 나타내는 소성 이방성 지수(r_m값)는 인장시편을 압연방향, 압연직각방향 및 압연방향에 45°방향으로 각각 채취하여 15% 인장시의 폭 방향 및 두께방향의 수축비, 즉, r=ln(w_f-w₀)/ln(t_f/t₀)를 측정하여 계산하였다 이와 같이 계산한 계산값을 각각 r₀, r₄₅ 및 r₉₀이라 하고 r_m은 r_m=(r₀ + 2r₄₅ + r₉₀)/4 로 하였다.

법랑처리용 시편은 완전히 탈지한 후 하유 유약을 도포하여 200℃에서 10분간 건조하여 수분을 완전히 제거하였다. 건조가 끝난 시편은 830℃에서 7분간 유지하여 소성처리를 실시한 후 상온까지 냉각하였다.

하유 법랑처리가 완료된 시편은 상유 유약을 도포한후 200℃에서 10분간 건조하여 수분을 완전히 제거하였다. 건조가 끝난 시편은 800℃에서 7분간 유지하여 소성처리를 실시한후 공냉하는 법랑처리를 하였다.

이때 소성로의 분위기 조건은 노점온도 30℃로 피쉬스케일 결함이 가장 발생하기 쉬운 가혹한 조건으로 하였다. 법랑처리가 끝난 시편은 200℃ 유지로에 20시간동안 유지하여 피쉬스케일 가속처리후 발생한 피쉬스케일 결함수를 육안으로 조사하였다.

법랑밀착성 평가는 밀착시험기기(ASTM C313-78규격에 의한 시험기기)를 이용하여 밀착지수를 측정하였다.

아래 표2는 발명강 및 비교강 각각에 대한 기계적 성질, 법랑처리 조건별 법랑특성 및 법랑의 밀착지수를 나타내고 있다.

[표 2]

구분

YS (MPa)

TS(MPa)

El.(%)

r_m

기포결함
발생수

피쉬
스케일 결함수

법랑
밀착
지수(%)

발명강 1	202	318	49	2.15	0	0	98%
발명강 2	212	325	47	2.19	0	0	95%
발명강 3	229	332	47	1.98	0	0	97%
발명강 4	234	338	46	1.97	0	0	95%
비교강 1	207	325	47	2.22	0	45	98%
비교강 2	212	329	46	1.94	0	26	97%
비교강 3	231	341	35	1.89	0	32	95%
비교강 4	192	302	49	2.09	발생	1	82%

표2에서와 같이 발명강1~4는 r_m값 1.9이상, 연신율 46%이상으로 기계적 성질이 양호하다. 또한 발명강 1~4는 가혹한 조건에서도 기포결함과 피쉬스케일이 발생하지 않은 반면, 비교강 1~4에서는 피쉬스케일이 발생하였다.

또한 발명강 1~4의 경우 법람밀착지수가 95% 이상으로 높은 밀착성을 나타내었다. 이에 비하여 비교강1의 경우 알루미늄 및 질소의 함량이 낮은 반면 (Al/27)/(N/14)비는 높아 피쉬스케일이 많이 발생하였다.

또한 비교강2의 경우 알루미늄의 함량은 높으나 질소 함량도 낮아서 이 강의 (Al/27)/(N/14)비는 높다. 따라서 피쉬스케일이 많이 발생하였다. 그리고 비교강3은 질소함량은 적절하나 알루미늄의 함량이 낮아서 (Al/27)/(N/14)비가 낮다.

따라서 피쉬스케일이 많이 발생하였다. 또한 비교강3의 경우 니오븀의 첨가량이 높아서 (Nb/93)/(C/12)비도 매우 높다. 따라서 r_m값은 우수하지만 연신율이 매우 낮아 가공시 크랙이 발생할 가능성이 높다. 한편, 비교강 4의 경우 Ti가 첨가되어 오무림가공성은 우수하지만 기포결함이 발생하였고, 피쉬스케일 결함도 발생하였으며, 법랑 밀착성도 82%로 매우 낮게 나타났다.

Claims

중량%로 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물을 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판.
제 1 항에 있어서,

상기 법랑용 강판은 알루미늄과 질소의 함량비 (Al/27)/(N/14)가 4~8인 기포결함이 없는 법랑용 강판.
제 2 항에 있어서

상기 법랑용 강판은 니오븀과 탄소의 함량비 (Nb/93)/(C/12)가 0.8~2인 기포결함이 없는 법랑용 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서

상기 법랑용 강판은 AlN 석출물의 크기가 0.05~0.5㎛인 기포결함이 없는 법랑용 강판.
중량%로 C:0보다 크고 0.005%미만, Mn:0.2-1.0%, S:0보다 크고 0.02%이하, P:0보다 크고 0.02%이하, Al;0.08~0.12%, N:0.008~0.12%, Nb:0.01~0.03%를 포함하고, (Al/27)/(N/14)값은 4~8범위이며, (Nb/93)/(C/12)값은 0.8~2범위이고, 나머지 Fe로 이루어져 있으며 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬래브를 제조하는 단계;

상기 슬래브를 1200℃ 이상으로 재가열하는 단계;

상기 재가열된 슬래브는 조압연을 한 다음 Ar3이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계;

상기 열연강판을 500~750℃에서 권취하는 권취단계;

를 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판의 제조방법.
제 5 항에 있어서

상기 권취단계 이후에 압하율 60~90%로 냉간압연을 하는 단계를 더욱 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판의 제조방법.
제 6 항에 있어서

상기 냉간압연 단계 이후에 상기 냉간압연이 완료된 강판을 Ar3이하의 온도에서 연속소둔을 행하는 단계를 더욱 포함하는 기포결함이 없는 법랑용 강판의 제조방법.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서

상기 법랑용 강판의 제조방법에 의하여 제조된 법랑용 강판은 AlN 석출물의 크기가 0.05~0.5㎛인 기포결함이 없는 법랑용 강판의 제조방법.