KR101804949B1 - Cooling control method for rebar having excellent yield ratio and elongation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에 관한 것으로, 철근 제조에 사용되는 철근용 빌렛의 TTT(Time-Temperature-Transformation) 다이어그램을 작성하는 TTT 다이어그램 작성 단계, 상기 TTT 다이어그램 작성 단계에서 작성된 TTT 다이어그램을 이용하여 해당 철근의 A3 온도, A1온도, 베이나이트 시작온도, A3 상변태 시작 시간, 종료 시간을 도출하는 제어인자 도출단계, 상기 제어인자 도출단계에서 도출된 제어인자를 이용하여 압연된 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시킬 수 있는 냉각 조건을 설정하는 냉각조건 설정단계를 포함하여 압연 공정 후 철근의 냉각 조건을 설정하고, 설정된 냉각 조건을 철근의 제조공정에 적용하도록 철근의 연신율을 높이고, 항복비를 낮춰 철근의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a cooling control method of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio, comprising: a TTT diagram creation step of creating a TTT (Time-Temperature-Transformation) diagram of a billet for reinforcing bars used for manufacturing a reinforcing bar; A control factor deriving step of deriving the A3 temperature, the A1 temperature, the bainite starting temperature, the A3 phase start time, and the finishing time of the reinforcing bar using the TTT diagram, And a cooling condition setting step of setting a cooling condition that allows the rolled body to be reheated to a bainite formation starting temperature or lower at or below the bainite formation starting temperature. The cooling condition of the reinforcing bar after the rolling process is set, Increase the elongation of the rebar to be applied to the manufacturing process, lower the yield ratio, To be greatly improved.
Description
본 발명은 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법 및 그 냉각 제어 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 압연 후 냉각공정을 개선하여 철근의 연신율을 높이고, 철근의 항복비를 낮출 수 있는 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에 관한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling control method and a cooling control device for a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio, and more particularly, to a cooling control method for a reinforcing bar having an elongation and yield ratio capable of increasing the elongation of a reinforcing bar by improving the cooling process after rolling, And more particularly to a cooling control method for an excellent reinforcing bar.
근래에 접어들면서, 건축물의 고층화가 진행되고 있으며 이에 따라, 이전보다도 고강도인 철근이 요구되는 실정이다.In recent years, as buildings are being built in higher buildings, reinforcing bars having higher strength than before are required.
더욱이, 철근의 고강도화와 동시에 지진에 대비하기 위하여 항복비(항복강도/인장강도)가 낮은 철근도 요구되고 있는 실정이다.Further, reinforcing bars having a lower yield ratio (yield strength / tensile strength) are required to prepare for an increase in strength of reinforcing bars and to prepare for earthquakes.
여기서, 철근의 저항복비가 요구되는 이유는 지진 발생시 입력되는 에너지를 충분히 흡수할 수 있도록 항복변형 후의 변형성능을 향상시키기 위해서이다.Here, the reason why the reinforcement ratio of the rebar is required is to improve the deformation performance after the yielding deformation so as to sufficiently absorb the energy input when an earthquake occurs.
일반적으로 고강도 철근의 제조방법으로서는 다음과 같은 방법들이 있었다.Generally, there are the following methods for producing high strength steel bars.
합금원소의 첨가량을 증가시키는 방법, 일반압연의 경우보다 저온에서 압연하는 제어압연을 실시하는 방법 및 압연 후에 냉각을 빠르게 하여 경한 미세조직을 얻는 방법 등이 실용화되고 있다.A method of increasing the addition amount of alloying elements, a method of performing control rolling that is rolled at a lower temperature than that of general rolling, and a method of obtaining a hardened microstructure by accelerating cooling after rolling are put into practical use.
여기서, 전술한 바와 같은 고강도 철근의 제조방법들은 단독으로 사용하는 경우보다는 복수 개의 방법을 병행해서 사용하는 경우가 많았다.Here, the above-described methods for manufacturing high-strength reinforcing bars are often used in parallel with a plurality of methods, rather than a single method.
이때, 철근의 고강도화 성향을 높이기 위하여 복수 개의 방법을 병행하여 적용하는 경향은 현저하게 많이 사용되고 있다.At this time, there is a tendency that a plurality of methods are applied in parallel to increase the tendency of reinforcing bars to have high strength.
한편, 전술한 바와 같은 종래의 고강도 철근의 제조방법들은 어느 방법을 적용하여도 강도가 높아질수록 항복비는 높아지게 되며, 이는 항복비의 상승을 유발한다.On the other hand, in any of the conventional methods of manufacturing high-strength steel bars as described above, the higher the yield strength, the higher the yield ratio, which leads to an increase in the yield ratio.
상세히 언급하면, 종래의 고강도 철근의 제조방법에서는 합금원소가 많아지거나 냉각속도가 빨라지면, 소입성이 증가해서 경한 조직인 베이나이트나 마르텐사이트 조직이 생성되기 쉬우며, 이들 조직은 후속적인 소려처리가 실시되면 항복비는 90%를 넘게 된다.More specifically, in the conventional method of manufacturing high strength steel bars, if the number of alloy elements is increased or the cooling rate is increased, the incombustibility is increased and bainite or martensite structure, which is a light structure, is likely to be generated. The yield ratio exceeds 90%.
더욱이, 합금원소의 첨가량을 늘리지 않고 제어압연으로 강도를 상승시킬 경우에도 항복비가 가장 낮은 미세조직인 페라이트와 퍼얼라이트의 혼합조직이 생성되지만, 항복강도를 결정짓는 연질상인 페라이트의 항복강도가 증가함에 따라 항복비는 급격하게 상승하여 80% 이하의 항복비를 만족하는 저항복비의 철근을 제조할 수 없게 된다.Further, even if the strength is increased by controlled rolling without increasing the amount of the alloy element, a mixed structure of ferrite and pearlite, which is the microstructure having the lowest yield ratio, is produced. However, as the yield strength of the soft ferrite, which determines the yield strength, The yield ratio sharply increases, making it impossible to manufacture reinforcing bars having a resistance ratio of 80% or less.
따라서, 고강도이면서 저항복비를 갖는 철근을 제조하는 것은 어려우나, 현재의 고층건물의 증가 및 지진발생 빈도의 증가경향에 대응하여 고강도이면서도 낮은 항복비를 가지는 철근이 요구됨에 따라 다양한 고강도 저항복비 철근의 제조방법이 사용되고 있다.Therefore, it is difficult to manufacture a reinforced bar having a high strength and a low resistance ratio. However, since reinforcing bars having a high strength and a low yield ratio are required in response to an increase in current high-rise buildings and an increasing tendency of earthquake occurrence, Method is being used.
종래 고강도 저항복비 철근의 제조방법으로는 국내특허등록 제1185361호 '초고강도 철근의 제조방법' (2012.09.17 등록)이 제안된바 있다. As a conventional method of manufacturing a high-strength resistant rebar, Japanese Patent Registration No. 1185361, "Method of Manufacturing Ultra-High Strength Reinforcement" (registered on September 17, 2012) has been proposed.
국내특허등록 제1185361호 '초고강도 철근의 제조방법'은 중간압연, 사상압연을 통하여 철근형상으로 제조하고 템프코어 공정을 통해 400℃ ~ 600℃까지 수냉시킴에 의해 중심층에 미세한 페라이트 조직이 형성되도록 하고 있다.Korean Patent Registration No. 1185361, "Method of Manufacturing Ultra-High Strength Reinforcing Bars", is manufactured in the form of reinforcing bars through intermediate rolling and hot rolling, and water-cooled to 400 ° C to 600 ° C through a temp core process to form a fine ferrite structure .
이와 같이 종래 철강 제조 방법에서는 압연 공정 후 가속냉각장치에 의한 수냉 과정을 거쳐 철근을 생산하고 있다. 통상적으로 수냉처리한 철근은 중심부(11)의 페라이트, 펄라이트의 미세조직과 표면부(21)의 템퍼드 마르텐사이트(소르바이트 또는 트루스타이트)로 구성된다.Thus, in the conventional steel manufacturing method, after the rolling process, the reinforcing bars are produced through the water cooling process by the accelerated cooling device. Typically, a water-cooled reinforcing bar is composed of the ferrite of the
이 중, 템퍼드 마르텐사이트 조직은 강도는 우수하나 연신이 부족하여 철근의 취성에 막대한 영향을 미친다. 또한, 열간에서 생산한 비슷한 강도의 철근에 비해 항복비(항복강도/인장강도)가 높아, 국가 제품 생산 규격 조건에 미달할 수도 있다.Among these, the tempered martensite structure is excellent in strength, but lacks elongation, and has a great influence on the brittleness of the reinforcing bar. In addition, the yield ratio (yield strength / tensile strength) is higher than that of similar strength steel produced in the hot state, which may not meet the requirements of national production standards.
또한, 종래 철강 제조 방법은 추가적인 보온 열처리인 템퍼링 공정이 필요하여 연속 냉각 공정(S200)이 불가능하며 제품 생산 시간에 추가적인 열처리 시간이 필요하여 생산성이 낮은 문제점이 있었다.In addition, the conventional steel manufacturing method requires a tempering process, which is an additional heat-retaining heat treatment, so that the continuous cooling process (S200) is not possible, and additional heat treatment time is required for the product production time.
본 발명의 목적은 별도의 보온 열처리(템퍼링) 공정없이 제품 자체의 열전달을 이용한 자체 복열 상태를 이용하여 압연 공정 후 철근의 냉각 조건을 설정하고, 설정된 냉각 조건을 철근의 제조공정에 적용하도록 함으로써 철근의 연신율을 높이고, 철근의 항복비를 낮출 수 있는 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a reinforcing bar by setting a cooling condition of a reinforcing bar after a rolling process by using a self-birefringent state using heat transfer of the product itself without a separate heat- Which is excellent in elongation and yield ratio to increase the elongation of the reinforcing bars and lower the yield ratio of the reinforcing bars.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 철근 제조에 사용되는 철근용 빌렛의 TTT(Time-Temperature-Transformation) 다이어그램을 작성하는 TTT 다이어그램 작성 단계; 상기 TTT 다이어그램 작성 단계에서 작성된 TTT 다이어그램을 이용하여 해당 철근의 A3 온도, A1온도, 베이나이트 시작온도, A3 상변태 시작 시간, 종료 시간을 도출하는 제어인자 도출단계; 및 상기 제어인자 도출단계에서 도출된 제어인자를 이용하여 압연된 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시킬 수 있는 냉각 조건을 설정하는 냉각조건 설정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a reinforcing bar, the method comprising: preparing a TTT diagram of a billet for a reinforcing bar used for manufacturing a reinforcing bar; A control factor derivation step of deriving A3 temperature, A1 temperature, bainite start temperature, A3 phase start time, and end time of the corresponding reinforcing bars using the TTT diagram created in the TTT diagram generation step; And a cooling condition setting step of setting a cooling condition that allows the rolled steel rolled body to be recycled to a bainite formation starting temperature or lower than the bainite formation starting temperature using the control factor derived from the control factor deriving step And a method of controlling cooling of a reinforcing bar excellent in elongation and yield ratio.
본 발명에서 상기 냉각조건 설정단계는 압연공정이 종료된 상기 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상에서 약냉과 복열 조건을 생성하는 예비 복열조건 설정과정; 및 베이나이트 생성 시작온도 이상에서 상기 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각하고 A1온도 이하 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시키는 메인 복열조건 설정과정을 포함할 수 있다In the present invention, the cooling condition setting step may include: a preliminary double heat condition setting step of generating the cold and the double heat conditions at a temperature higher than the bainite formation start temperature of the steel rolled material after the rolling process is completed; And a main complex condition setting process of cooling the steel rolled body to a bainite formation starting temperature or lower at a temperature not lower than the bainite formation starting temperature and reboiling at a bainite formation starting temperature or lower than the A1 temperature
본 발명에서 상기 냉각조건 설정단계는 상기 예비 복열조건 설정과정과 상기 메인 복열조건 설정과정에서 압연라인과 연결된 냉각라인을 통해 이송되는 철근 압연체의 이송속도 및 냉각설비 위치와 냉각수량을 결정하는 냉각조건 설정과정을 더 포함할 수 있다. In the present invention, the cooling condition setting step may include a cooling step of determining a conveying speed of the steel mill, a cooling facility position, and a cooling rate to be transferred through the cooling line connected to the rolling line in the preliminary complex heat condition setting process and the main complex heat condition setting process, And a condition setting process.
본 발명에서 상기 냉각조건 설정과정은, 상기 냉각라인에서 상기 철근 압연체의 이송속도를 결정하는 과정, 상기 냉각라인에서 상기 철근 압연체를 냉각시키는 냉각설비의 위치 및 냉각수량을 결정하는 과정, 상기 철근 압연체의 이송속도와 냉각설비의 위치 및 냉각수량으로 열유체해석을 통해 철근 압연체의 냉각곡선을 도출하는 과정, 상기 철근 압연체가 냉각라인을 통해 이송되면서 상기 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되는지 냉각곡선을 통해 확인하는 과정, 상기 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되지 않는 경우 냉각설비의 위치 및 냉각수량재결정하고 냉각곡선을 다시 도출하게 하는 과정, 상기 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되는지 확인하는 과정, 상기 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되지 않는 경우 상기 철근 압연체의 이송속도를 재결정하고 냉각곡선을 다시 도출하게 하는 과정을 더 포함할 수 있다. In the present invention, the cooling condition setting process may include the steps of: determining a conveying speed of the steel bar rolling member in the cooling line; determining a position and a cooling water amount of a cooling device for cooling the steel bar rolling member in the cooling line; A process for deriving a cooling curve of a steel bar by means of a thermal fluid analysis with a feed rate of a steel bar, a position of a cooling facility, and a cooling water quantity. The steel bar is transported through a cooling line, Determining the temperature of the steel mill by a cooling curve to determine whether the steel mill is cooled to a temperature not lower than the starting temperature of nitriding; , The steel strip is cooled below the bainite formation start temperature Determining whether or not the reinforcement rolling body is cooled to a temperature lower than the bainite formation start temperature and not reheating to a temperature higher than the bainite formation start temperature; It may further include a process of retrieving again.
본 발명에서 상기 냉각조건 설정과정은 결정된 냉각설비 위치와 냉각수량에 의해 상기 철근 압연체가 약냉과 복열을 반복하면서 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되는지 확인하여 상기 철근 압연체의 표면에 페라이트 조직이 형성될 수 있는 페라이트 구간 도달 가능 여부를 판단할 수 있다.In the present invention, the cooling condition setting process determines whether the steel mill is cooled to a temperature equal to or below the A1 temperature and a temperature equal to or higher than the bainite formation start temperature while the steel mill repeats the cold and cold heat by the determined cooling facility position and cooling water, It is possible to determine whether or not the ferrite section reachable to form a ferrite structure on the surface of the sieve can be determined.
본 발명에서 상기 냉각조건 설정과정은 결정된 냉각시간과 철근 압연체의 이송속도 에 의해 철근 압연체가 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 A1온도 이하 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되고, 상기 철근 압연체의 표면에 페라이트 조직이 형성될 수 있는 유지시간이 확보되는지 확인하여 페라이트 구간 도달 여부 및 유지 시간 확보 여부를 판단할 수 있다.In the present invention, in the cooling condition setting process, the steel mill is cooled to a bainite formation starting temperature or lower and the bainite forming starting temperature is lower than the A1 temperature and the reheat rolling material is reheated by the determined cooling time and the conveying speed of the steel mill, It is possible to determine whether or not the ferrite section is reached and the retention time is secured by confirming that the retention time for forming the ferrite structure on the surface of the steel bar is secured.
본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법은 상기 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이상 A1온도 이하에서 복열 후 최종 냉각 속도를 결정하는 냉각 조건 조정단계를 더 포함할 수 있다.The method for controlling cooling of steel reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention may further comprise a cooling condition adjusting step of determining the final cooling rate after double heat at a temperature above the bainite formation starting temperature and below the A1 temperature.
본 발명에서 상기 냉각 조건 조정단계는, 페라이트로 상변태된 오스테나이트를 제외한 나머지 오스테나이트를 모두 마르텐사이트화할 수 있도록 30℃/초의 냉각속도 이상에서 최종 냉각 조건을 결정할 수 있다.In the present invention, the final cooling condition may be determined at a cooling rate of 30 ° C / sec or more so that all of the austenite other than the austenite converted into ferrite is martensized.
본 발명은 압연 공정 후 철근의 냉각 조건을 설정하고, 설정된 냉각 조건을 철근의 제조공정에 적용하도록 철근의 연신율을 높이고, 항복비를 낮춰 철근의 품질을 크게 향상시키는 효과를 발휘한다.The present invention has the effect of setting the cooling conditions of the steel bars after the rolling process, increasing the elongation of the steel bars so as to apply the set cooling conditions to the manufacturing process of the steel bars, and lowering the yield ratio, thereby greatly improving the quality of the steel bars.
본 발명은 별도의 보온 열처리(템퍼링) 공정없이 제품 자체의 열전달을 이용한 자체 복열 상태를 이용하여 고품질 철근을 제조하여 철근의 제조 시간을 단축시키고 고품질 철근의 생산성을 크게 향상시키는 효과를 발휘한다.According to the present invention, a high-quality reinforcing bar is manufactured using a self-reheating state using heat transfer of the product itself without a separate heat-retaining (tempering) process, thereby shortening the manufacturing time of the reinforcing bars and greatly improving the productivity of high-quality reinforcing bars.
도 1은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법을 도시한 전체 단계도.
도 2는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서를 냉각조건 설정과정을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 t85 = 10s 에서 철근의 CCT 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 철근의 t85 = 9s 에서 철근의 CCT 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예를 도시한 전체 단계도.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예에 따른 냉각공정을 도시한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 다른 실시예를 도시한 전체 단계도.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예에 따른 냉각공정을 도시한 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 일 실시예와 비교예를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 일 실시예와 비교예의 단면을 찍은 사진.
도 11은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 일부에 대한 확대 사진.
도 12 내지 도 16은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 위치별 조직에 대한 주사전자현미경 사진.
도 17은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 위치별 경도를 표시한 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a whole step diagram showing a cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention; FIG.
FIG. 2 is a flowchart showing a cooling condition setting process in a method of controlling cooling of reinforcing bars having an excellent elongation and yield ratio according to the present invention. FIG.
3 is a CCT graph of reinforcing bars at t85 = 10s in a cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention.
4 is a CCT graph of reinforcing bars at t85 = 9s of reinforcing bars in a cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention.
FIG. 5 is an overall view showing an embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from a cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yielding ratio according to the present invention is applied.
FIG. 6 is a graph showing a cooling process according to an embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from the cooling control method of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention shown in FIG. 5 is applied.
FIG. 7 is an overall view showing another embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from a cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yielding ratio according to the present invention is applied. FIG.
FIG. 8 is a graph showing a cooling process according to an embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from the cooling control method of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention shown in FIG. 7 is applied.
9 is a cross-sectional view showing one embodiment and a comparative example of a reinforcing bar excellent in elongation and yield ratio, which is produced by applying the cooling control method derived from the cooling control method of a reinforcing bar excellent in elongation and yield ratio according to the present invention.
10 is a cross-sectional view of one embodiment and a comparative example of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio obtained by applying the cooling control method derived from the cooling control method of a reinforcing bar excellent in elongation and yield ratio according to the present invention.
11 is an enlarged view of a portion of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio, which is produced by applying the cooling control method derived from the cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention.
FIGS. 12 to 16 are SEM photographs of the structures of the reinforcing bars, which are excellent in elongation and yield ratio, prepared by applying the cooling control method derived from the cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention.
17 is a graph showing the hardness of the reinforcing bars, which are excellent in elongation and yield ratio, obtained by applying the cooling control method derived from the cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to the detailed description of the present invention, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법을 도시한 전체 단계도로써 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법은 철근 제조에 사용되는 철근용 빌렛의 TTT(Time-Temperature-Transformation) 다이어그램을 작성하는 TTT 다이어그램 작성 단계(S100), TTT 다이어그램 작성 단계(S100)에서 작성된 TTT 다이어그램을 이용하여 해당 철근의 베이나이트 시작온도, A3 상변태 시작 시간, 종료 시간을 도출하는 제어인자 도출단계(S200), 제어인자 도출단계(S200)에서 도출된 제어인자를 이용하여 압연된 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시킬 수 있는 냉각 조건을 설정하는 냉각조건 설정단계를 포함한다.FIG. 1 is an overall step diagram showing a cooling control method of a steel reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention. Referring to FIG. 1, the steel pipe cooling control method having excellent elongation and yield ratio according to the present invention A TTT diagram creation step S100 for creating a TTT diagram of a billet for reinforcing bars and a TTT diagram created in a TTT diagram creation step S100 are used to calculate a bainite start temperature, a A3 phase start time , The control factor deriving step S200 of deriving the finishing time, and the controlling factor derived from the control factor deriving step S200, And a cooling condition setting step of setting a cooling condition that can be set.
본 출원인이 출원하여 등록받은 국내특허등록 제10-1610859호 '간이형 템프코어 냉각장치'를 철근의 제조 라인에 설치하여 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에 의해 설정된 냉각 조건으로 철근을 냉각시켜 제조할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법은 프로그램을 통한 열유체 시뮬레이션을 통해 압연 라인에서 압연 종료된 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시킬 수 있는 냉각 조건을 설정하고, 본출원인이 출원하여 등록받은 국내특허등록 제10-1610859호 '간이형 템프코어 냉각장치'는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에 의해 설정된 냉각 조건을 적용하여 고품질의 철근을 간단히 제조할 수 있다. The Korean Patent Registration No. 10-1610859 entitled " Simple Type Temp Core Cooling Apparatus " filed by the present applicant and registered in the production line of the steel reinforcing bars according to the present invention provides the cooling conditions So that it can be manufactured by cooling the reinforcing bar. That is, according to the method for controlling cooling of steel reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention, a steel reinforced steel rolling finished in a rolling line is simulated by heat fluid simulation through a program, The Korean Patent Registration No. 10-1610859 entitled " Simple Type Temp Core Cooling Apparatus ", which is set by a method of cooling and controlling a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention, By applying the cooling conditions, high-quality rebar can be easily manufactured.
국내특허등록 제10-1610859호 '간이형 템프코어 냉각장치'는 이웃하는 제1 공간부와 제2 공간부를 형성하며, 하부에는 이동부재가 구비된 프레임, 상기 제1 공간부에 설치되며 열간 압연재를 냉각시키는 예냉 템프코어; 및 상기 제2 공간부에 설치되며 열간 압연재가 경유하는 이송 안내부;를 포함하며, 상기 프레임은 사상열 압연 공정의 유휴 공간에 위치되고, 열간 압연재는 상기 예냉 템프코어 또는 상기 이송 안내부를 선택적으로 경유하도록 이루어지며, 상기 이송 안내부를 경유하여 메인 템프코어로 안내되는 열간 압연재는 상기 이송 안내부에 의해 처짐이 방지되고, 상기 예냉 템프코어로 안내되는 열간 압연재는 냉각존이 늘어나게 되며, 상기 이송 안내부는, 2개로 반분된 열간 압연재가 각각 경유하도록 이루어진 슬리트용 안내부 및 상기 슬리트용 안내부와 병렬로 배치되며, 열간 압연재가 경유하도록 이루어진 스트랜드용 안내부를 가지고, 상기 예냉 템프코어는, 상기 프레임의 전방에 안착 지지되며 열간 압연재의 이동 방향으로 냉각수를 분사하는 제1 템프코어, 상기 프레임의 후방에 안착 지지되며 열간 압연재의 이동 방향과 반대 방향으로 냉각수를 분사하는 제2 템프코어 및 상기 제1 템프코어의 후부에 연결된 냉각 파이프를 가지며, 상기 제1 템프코어는, 외형을 이루며 하부에는 제1 관통홀이 형성되어 냉각수 공급관이 삽입되는 제1 하우징, 상기 제1 하우징의 전방에 형성된 제2 관통홀에 삽입되는 숫노즐 및 상기 제1 하우징의 후방에 설치되며 상기 냉각 파이프와 연결된 암노즐을 가지며, 상기 숫노즐은 전방과 후방으로 이동되며 상기 암노즐과의 간극(間隙) 조절을 통해 열간 압연재로 공급되는 냉각수량을 조절하고, 상기 프레임은, 상기 제1 공간부와 제2 공간부를 구획하는 격벽부, 상기 예냉 템프코어를 안착 지지하는 제1 지지 프레임 및 상기 이송 안내부를 안착 지지하는 제2 지지 프레임을 가지며, 상기 제1 지지 프레임에는 상기 제1 템프코어와 제2 템프코어의 양측면을 지지하는 가이드부가 구비되고, 상기 가이드부에 형성된 고정홈에는 고정바가 삽입되어 상기 제1 템프코어와 제2 템프코어의 상면을 지지하도록 이루어지고, 상기 제1 지지 프레임에는 상기 예냉 템프코어의 중심 위치를 안내하는 제1 표시부가 표시되어, 상기 예냉 템프코어의 중심부로 열간 압연재가 공급되도록 하며, 상기 예냉 템프코어는 열간 압연재의 직경이 19mm 이상의 봉강 제조시에 사용되는 것을 특징으로 한다. 국내특허등록 제10-1610859호 '간이형 템프코어 냉각장치'의 더 상세한 실시예는 공지와 동일하므로 더 상세한 설명은 생략한다. Korean Patent Registration No. 10-1610859 'Simple Type Temp Core Cooling Apparatus " refers to a frame which forms a first space portion and a second space portion which are adjacent to each other and has a moving member at a lower portion thereof, A pre-cooled temp core to cool the strip; And a conveyance guide installed in the second space and passing through the hot rolled material, wherein the frame is located in an idle space of the hot rolling process, and the hot rolled material selectively moves the pre- And the hot rolled material guided to the main temp core via the feed guiding portion is prevented from being sagged by the feed guiding portion and the hot rolled material guided to the pre-heated temp core is expanded in the cooling zone, Wherein the preheating core has a guiding portion for a slit through which hot rolled material is divided into two halves and a guiding portion for guiding the hot rolled material to pass through the guiding portion for guiding the slit, A first system that is seated on the front side and injects cooling water in the direction of movement of the hot rolled material; And a cooling pipe connected to a rear portion of the first temp core, the first temp core having a core, a second temp core seated in the rear of the frame and ejecting cooling water in a direction opposite to the moving direction of the hot rolled material, A first housing having an outer shape and formed with a first through hole to receive a cooling water supply tube, a male nozzle inserted into a second through hole formed in front of the first housing, and a cooling nozzle installed at the rear of the first housing, And the male nozzle is moved forward and backward to adjust the amount of cooling water supplied to the hot rolled material through a gap between the male nozzle and the female nozzle, A first support frame for seating and supporting the preheated temp core, and a second support frame for seating and supporting the conveyance guide portion, Wherein the first support frame is provided with a guide portion for supporting both side surfaces of the first and second temp cores, and a fixing bar is inserted into the fixing groove formed in the guide portion, Wherein a first display portion for guiding the center position of the preheated temp core is displayed on the first support frame so that a hot rolled material is supplied to a center portion of the preheated temp core, Characterized in that the hot rolled material is used for producing bars having a diameter of 19 mm or more. A more detailed embodiment of the 'Simple Type Temp Core Cooling Device' of the Korean Patent Registration No. 10-1610859 is the same as that in the known art, so that a detailed description thereof will be omitted.
TTT 다이어그램 작성 단계(S100)는 해당 압연라인에서 제조되는 철근의 샘플 즉, 철근의 제조에 사용되는 철근용 빌렛의 TTT(Time-Temperature-Transformation) 다이어그램을 작성한다.In the TTT diagram creation step (SlOO), a time-temperature-transformation (TTT) diagram of a billet for reinforcing bars used in the production of a sample of a reinforcing bar produced in the rolling line is prepared.
제어인자 도출단계(S200)는 압연공정이 종료된 철근 압연체의 A3 온도, A1온도, 베이나이트 시작온도, A3 상변태 시작 시간, 종료 시간을 도출하는 것으로 다수의 시험을 거쳐 도출할 수도 있고, 고온물성계산프로그램을 이용하여 도출할 수 있다.The control factor deriving step S200 may be derived from a plurality of tests by deriving the A3 temperature, the A1 temperature, the bainite start temperature, the A3 phase start time, and the end time of the rolled steel sheet after completion of the rolling process, It can be derived by using a physical property calculation program.
본 발명에서는 고온물성계산프로그램을 이용하여 도출하는 것을 일 예로 한다. In the present invention, one example is derived using a high temperature property calculation program.
냉각조건 설정단계는 압연공정이 종료된 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상에서 약냉과 복열 조건을 예비 복열조건 설정과정(S300)과 베이나이트 생성 시작온도 이상에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각하고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시키는 메인 복열조건 설정과정(S400)을 포함한다. In the cooling condition setting step, the steel rolled body after completion of the rolling process is cooled to a temperature higher than the bainite formation starting temperature, and the cold and the double heat conditions are set to the preliminary double heating condition setting process (S300) and the bainite- (S400) of cooling the temperature to below the bimetal formation start temperature and reheating the bimetal at a temperature equal to or higher than the bimetallate start temperature (S400).
본 발명은 압연 공정에서 배출된 철근 압연체를 냉각 중에 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열될 수 있도록 냉각 조건을 제어함으로써 철근 압연체의 표면에 템퍼드 마르텐사이트 조직을 감싸는 템퍼드 마르텐사이트와 페라이트의 이상 조직을 형성하는 것이다.The present invention relates to a method for controlling the cooling condition of a steel rolling mill which is discharged from a rolling process so that the steel rolling mill can be cooled to a temperature not lower than the bainite formation starting temperature during cooling, It forms an abnormal structure of tempered martensite and ferrite that surrounds the site structure.
최종 압연기 즉, 사상압연기에서 배출되어 압연 종료된 철근 압연체를 철근의 냉각 라인에서 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각한 후 복열시키는 것은 불가능하므로 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시키는 메인 복열조건(S400)이 발생될 수 있도록 예비 복열조건 설정과정을 설정한다. 예비 복열조건 설정과정(S300)은 베이나이트 생성 시작온도 이상에서 약냉과 복열이 반복되는 조건을 설정하되 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열될 수 있게 하는 조건을 만족하도록 약냉과 복열의 반복 횟수, 각각의 약냉 온도와 복열온도를 설정한다. Since it is not possible to cool the reinforcement rolled after being discharged from the final rolling mill, that is, the finish rolling mill, to a temperature lower than the bainite formation start temperature in the cooling line of the rebar and then to complete the reboiler rolling, the bainite- Set the preliminary complex condition setting procedure so that the main complex condition (S400) that causes the total temperature to exceed the start temperature is generated. In the preliminary double heat condition setting process (S300), a condition in which the cold and the double heat are repeated at a temperature higher than the bainite formation starting temperature is set, and a condition that the bainite formation starting temperature The number of repetitions of the cold and the double heat, and the respective temperatures of the weak cooling and the double heat are set.
복열은 철근 압연체가 냉각되어 수온과 평형이 되는 온도(약 30℃ ~ 40℃)까지 걸리는 시간보다 짧게 냉각이 될 때 발생하는 것으로 심부의 열이 전체 열평형을 위해서 표면 쪽으로 이동하는 원리이다. 예를 들어, 수초~수십초 간에 냉각이 되면 표면은 400℃ 이하로 떨어지나 그 심부는 처음의 온도를 유지하거나 400℃까지는 냉각이 되지 않는다. 그 온도 분포 상에서 냉각이 종료되는 경우에 심부의 열이 전체 열평형을 위해서 표면 쪽으로 이동하여 복열 과정이 이루어지게 된다.The double heat is generated when the steel is cooled to a temperature shorter than the time required for cooling the steel compact to be in equilibrium with the water temperature (about 30 ° C to 40 ° C), and the heat of the deep portion moves toward the surface for total thermal equilibrium. For example, when cooling is carried out for a few seconds to several tens of seconds, the surface falls below 400 ° C, but the core portion retains the initial temperature or does not cool down to 400 ° C. When the cooling is terminated on the temperature distribution, the heat of the deep portion moves toward the surface for the whole thermal equilibrium, and the thermal process is performed.
냉각조건 설정단계는 예비 복열조건 설정과정(S300)과 메인 복열조건 설정과정(S400)에서 압연라인과 연결된 냉각라인을 통해 이송되는 철근 압연체의 이송속도 및 냉각설비 위치와 냉각수량을 결정하는 냉각조건 설정과정(S500)을 더 포함할 수 있다.The cooling condition setting step may include cooling (cooling) determining the conveying speed of the steel mill, the cooling facility position, and the cooling water conveyed through the cooling line connected to the rolling line in the preliminary complex heat condition setting step (S300) And a condition setting process (S500).
본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법은 최종 냉각 조건을 조정하는 냉각 조건 조정단계를 더 포함할 수 있다. The method for controlling cooling of reinforcing bars, which has excellent elongation and yield ratio according to the present invention, may further include a cooling condition adjusting step of adjusting a final cooling condition.
도 2는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서를 냉각조건 설정과정(S500)을 도시한 순서도로써, 도 2를 참고하면 냉각조건 설정과정(S500)은 냉각라인에서 철근 압연체의 이송속도를 결정하는 과정(S510), 냉각라인에서 철근 압연체를 냉각시키는 냉각설비의 위치 및 냉각수량을 결정하는 과정(S520), 철근 압연체의 이송속도와 냉각설비의 위치 및 냉각수량으로 열유체해석을 통해 철근 압연체의 냉각곡선을 도출하는 과정(S530), 철근 압연체가 냉각라인을 통해 이송되면서 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되는지 냉각곡선을 통해 확인하는 과정(S540), 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되지 않는 경우 냉각설비의 위치 및 냉각수량재결정하고 냉각곡선을 다시 도출하게 하는 과정(S550), 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되는지 확인하는 과정(S560), 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되지 않는 경우 철근 압연체의 이송속도를 재결정하고 냉각곡선을 다시 도출하게 하는 과정(S570)을 포함할 수 있다. FIG. 2 is a flowchart showing a cooling condition setting process (S500) in a cooling control method for a steel reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention. Referring to FIG. 2, a cooling condition setting process (S500) (S520) of determining the position of a cooling facility for cooling the steel reinforcing bars in the cooling line (S520), determining a conveying speed of the steel reinforcing bars, (S530), the cooling roll of the steel mill is transferred through the cooling line, and the steel mill is cooled to a temperature not lower than the A1 temperature and lower than the bainite formation start temperature by a cooling curve (S540). If the steel billet is not cooled to a temperature equal to or lower than the A1 temperature to a temperature equal to or higher than the bainite formation start temperature, the position of the cooling facility and the cooling water amount are re-determined (S560) of checking whether the steel billet is cooled to a bainite formation start temperature or lower and recovering to a temperature higher than the bainite formation start temperature (S560) (S570) of re-crystallizing the conveying speed of the steel bar and deriving the cooling curve again when the temperature is not recovered beyond the bainite formation starting temperature.
철근 압연체의 냉각라인에서 위치별, 시간별 온도를 알기 위해서 필요한 두가지 정보로 냉각설비 수량(냉각 능력)과 제품생산속도(냉각설비를 통과하는 속도, 제품 통과 시간의 역수)로 나누어진다. 위 두 정보를 통해서 열유체해석이나 기타 방법을 통해서 제품 외부에서의 시간별 열전달량을 산출할 수 있으며, 위치별 시간별 내부 온도를 예측할 수 있다.(Cooling capacity) and product production speed (the speed of passing through the cooling facility and the reciprocal of the product passing time) in the cooling line of the steel bar in order to know the temperature by position and time. Through the above two information, it is possible to calculate the heat transfer amount from the outside of the product through the thermo-fluid analysis or other methods, and it is possible to predict the internal temperature over time by position.
냉각조건 설정과정(S500)은 결정된 냉각설비 위치와 냉각수량에 의해 철근 압연체가 약냉과 복열을 반복하면서 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되는지 확인하여 철근 압연체의 표면에 페라이트 조직이 형성될 수 있는 페라이트 구간 도달 가능 여부를 판단한다.In the cooling condition setting step S500, it is determined that the steel mill is cooled to a temperature equal to or below the A1 temperature and a temperature equal to or higher than the bainite formation start temperature, It is determined whether or not a ferrite section capable of forming a ferrite structure can be reached.
또한, 냉각조건 설정과정(S500)은 결정된 냉각시간철근 압연체의 이송속도 에 의해 철근 압연체가 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 A1온도 이하 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되고, 철근의 표면에 페라이트 조직이 형성될 수 있는 유지시간이 확보되는지 확인하여 페라이트 구간 도달 여부 및 유지 시간 확보 여부를 판단한다.Further, in the cooling condition setting step (S500), the steel mill is cooled to a temperature lower than the bainite formation start temperature and reheated to a temperature not lower than the A1 temperature and higher than the bainite formation starting temperature, It is determined whether or not the ferrite section is reached and the retention time is secured.
표면 고온계(PYROMETER)의 온도 기준으로 베이나이트 생성 시작온도보다 100℃ ~ 200℃ 높은지를 확인하여 페라이트 구간 도달 여부를 판단하며, 불만족시 냉각 속도 조절로 냉각 온도를 조절하거나, 선속 조정으로 페라이트 시작 시각 도달 조정한다. The temperature of the surface pyrometer (PYROMETER) is determined to be 100 ° C to 200 ° C higher than the bainite formation start temperature to determine whether or not the ferrite section is reached. In case of dissatisfaction, the cooling temperature is controlled by adjusting the cooling rate, Reach adjustment.
냉각조건 설정과정(S500)에 의해 냉각라인에서 철근 압연체 및 냉각설비의 위치 및 냉각수량이 결정된다.The cooling condition setting process (S500) determines the position of the steel mill and the cooling equipment and the cooling rate in the cooling line.
페라이트는 금속학적으로 등온유지상태에서 발생 및 성장하며, 즉, 그 영역 상에서 냉각이 아닌 유지 상태로 오래 있으면 전체 미세조직에서의 상분율이 증가하는 것이다. TTT 다이어그램에서 페라이트의 영역은 최대 A1, 최소 베이나이트 시작 온도이다. Ferrite occurs and grows in a metallurgically isothermal holding state, that is, the phase fraction in the entire microstructure is increased when the ferrite is maintained in a holding state, not cooling, on the region. In the TTT diagram, the area of the ferrite is the maximum A1, minimum bainite starting temperature.
본 발명은 냉각속도(냉각수량) 조정을 통한 최저 온도 및 복열 최고 온도 조정, 냉각 시간 (제품 생산 속도의 역수) 조정을 통한 최저 온도 및 복열 최고 온도, 복열 유지 시간의 조정을 통해서 제품의 미세조직 상 페라이트 분율을 증가시킨다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling a microstructure of a product through adjustment of a minimum temperature and a double heat maximum temperature through adjustment of a cooling rate (cooling water quantity), adjustment of a minimum temperature and a double heat maximum temperature through adjustment of a cooling time Thereby increasing the phase ferrite fraction.
냉각 조건 조정단계(S800)는 냉각조건 설정과정(S500)에 의해 냉각라인에서 철근 압연체 및 냉각설비의 위치 및 냉각수량이 결정되고, 이후 페라이트로 상변태된 오스테나이트를 제외한 나머지 오스테나이트를 모두 마르텐사이트화할 수 있는 냉각 수량과 제품 선속(1차 제품 선속과 동일 유력)을 조정하여 철근 압연체가 최종 복열 즉, A1온도 이하 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열된 후 냉각속도를 결정하는 과정으로 철근 압연체를 최종 복열온도에서 상온으로 강냉시키도록 최소 30℃/초의 냉각속도 즉, 30℃/초의 냉각속도 이상에서 최종 냉각 조건을 결정한다. In the cooling condition adjustment step S800, the position and cooling water amount of the steel mill and the cooling equipment are determined in the cooling line by the cooling condition setting process (S500). After that, the remaining austenite excluding the austenite phase- The process of determining the cooling rate after the reinforcement rolled material is reheated to the final multiple temperature, that is, the bainite formation starting temperature or lower than the A1 temperature, by adjusting the site cooling water quantity and the product line speed (same as the primary product line speed) The final cooling conditions are determined at a cooling rate of at least 30 [deg.] C / sec, that is, a cooling rate of 30 [deg.] C / sec or more so as to cool the sieve body from the final heat recovery temperature to room temperature.
도 3은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 t85 = 10s 에서 철근의 CCT 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 철근의 t85 = 9s 에서 철근의 CCT 그래프이다. t85는 800℃, 500℃, 300℃ 가량 냉각에 걸리는 시간, 냉각 속도 지표이다. 3 is a CCT graph of reinforcing bars at t85 = 10s in a cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention, and Fig. 4 is a graph showing a CCT graph of reinforcing bars at t85 = It is the CCT graph of the rebar at 9s. t85 is an index of cooling time and cooling time for 800 ° C, 500 ° C, and 300 ° C.
도 3 및 도 4를 참고하면, t85 = 10s 에서는 마르텐사이트가 생성되지 않고, t85 = 9s 에서는 약간의 마르텐사이트가 생성된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 300℃ 냉각에 10초 미만의 시간에서 마르텐사이트가 생성된다고 보고 300℃/10초 = 최소 30℃/초로 강냉단계(S300)에서의 냉각속도를 제한한다. Referring to FIG. 3 and FIG. 4, it can be confirmed that no martensite is generated at t85 = 10s and a little martensite is generated at t85 = 9s. Therefore, it is assumed that martensite is produced at a time of less than 10 seconds in cooling at 300 DEG C, and the cooling rate in the cooling step S300 is limited to 300 DEG C / 10 seconds = at least 30 DEG C / second.
도 5는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예를 도시한 전체 단계도로써, 도 5를 참고하면 본 발명을 적용하는 철근 제조 방법은 철근용 빌렛을 재가열하고 조압연, 중간압연, 사상압연을 통하여 철근 형상으로 제조하는 열간압연 공정(S100); 및 상기 열간압연 공정(S100)으로 제조된 철근 형상의 철근 압연체를 냉각하는 냉각 공정(S210, S310)을 포함한다.FIG. 5 is an overall step diagram showing an embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from a cooling control method of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention is applied. Referring to FIG. 5, The method for manufacturing a reinforcing bar includes a hot rolling step (S100) in which the billet for reinforcing bars is reheated and formed into a reinforcing bar shape by rough rolling, intermediate rolling and finishing rolling; And a cooling step (S210, S310) of cooling the reinforcing bar-shaped steel bar produced in the hot rolling step (S100).
본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예로 철근용 빌렛은 중량%로 C: 0.19~0.29%, Si: 0.14 ~0.17%, Mn: 0.65~0.70%, Cr: 0.06~0.35%, P: 0초과 0.03%이하, S: 0초과 0.02%이하, V: 0초과 0.01% 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the billet for reinforcing bars includes 0.19 to 0.29% of C, 0.14 to 0.17% of Si, P: more than 0 and not more than 0.03%, S: more than 0 and not more than 0.02%, V: more than 0 and not more than 0.01%, and other Fe and other unavoidable impurity components.
C(탄소)는 강도상승에 유효한 원소이나 함유량이 낮으면 원하는 고강도가 얻어지지 않고, 높으면 강도증가에는 유효하지만 인성 및 연성의 열화가 현저하므로, 고강도를 얻을 수 있도록 0.19~0.29wt%로 제한하는 것이 바람직하다.C (carbon) is not limited to 0.19 to 0.29 wt% so that high strength can not be obtained when the element or content effective for increasing the strength is low, but deterioration of toughness and ductility is remarkable when the content is high. .
Si(규소)는 철강의 탈산에 필수적인 원소이며, 강도상승에 효과가 있는 원소이다. 그러나, 함유량이 0.10wt% 이하이면 원하는 고강도가 얻어지지 않는다. 더욱이, 0.17wt%를 넘으면 인성 및 연성의 저하를 초래한다. 따라서, Si의 함유량은 0.14 ~0.17wt%의 범위로 제한하는 것이 바람직하다.Si (silicon) is an element essential for deoxidation of steel, and is an element effective for increasing the strength. However, if the content is 0.10 wt% or less, desired high strength can not be obtained. Moreover, when the content exceeds 0.17 wt%, toughness and ductility are deteriorated. Therefore, the Si content is preferably limited to a range of 0.14 to 0.17 wt%.
Mn(망간)은 열처리 시에 강도를 상승시키는 효과가 있으며, C의 첨가량이 제한됨에 따른 강도보상을 위해 필수적으로 첨가되는 원소이기도 하다. 그런데, Mn은 첨가량이 너무 낮으면 소입성 향상효과가 거의 없고 일정범위를 넘으면 용접성이 저하되며 균열발생의 위험성이 높아지므로 0.65~0.70wt%로 제한하는 것이 바람직하다.Mn (manganese) has an effect of increasing the strength at the time of heat treatment, and it is also an element added for the compensation of the strength due to the limited amount of C added. However, if the addition amount is too low, the effect of improving the sinterability is hardly obtained. If the addition amount exceeds a certain range, the weldability is lowered and the risk of occurrence of cracks increases, so it is preferable to limit the Mn content to 0.65 to 0.70 wt%.
Cr(크롬)은 강재의 강도와 경화능을 증가시킨다. 크롬 함유량이 0.35% 이상이면 경화능 향상 및 고용강화 효과로 강도는 증가할 수 있지만, 오히려 충격 인성은 저하될 수 있므르로 0.06~0.35 wt%로 제한하는 것이 바람직하다.Cr (chromium) increases the strength and hardenability of the steel. If the content of chromium is 0.35% or more, the strength can be increased by improving the hardenability and solubility enhancement, but it is preferable to limit the impact toughness to 0.06 to 0.35 wt%.
P(인)는 용접성을 저하시키고 충격 인성을 저해하는 불순물로서, 될 수 있는 한 억제하는 것이 좋다. 그러나, 제조공정상 불가피하게 함유되는 불순물이므로, 0wt% 초과 0.012wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.P (phosphorus) is an impurity which deteriorates the weldability and hinders impact toughness, and it is desirable to suppress as much as possible. However, since it is an impurity inevitably contained in the manufacturing process, it is preferable to limit the content to more than 0 wt% and not more than 0.012 wt%.
S(황)은 강의 연성, 충격인성 및 용접성을 열화시키는 원소로서, 특히 Mn과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 강의 내마모성을 저하시키기 때문에 0wt%초과 0.003wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.S (sulfur) is an element which deteriorates the ductility, impact toughness and weldability of steel, particularly Mn combined with Mn to form MnS inclusions to lower the abrasion resistance of steel, so that it is preferable to limit it to more than 0 wt% and not more than 0.003 wt%.
V는 고용강화 및 석출강화에 의한 강도 확보를 위해 첨가된다. 본 발명에서 V는 재가열과 열간압연시 오스테나이트 입계의 이동을 방해하여 오스테나이트 결정립이 미세화되도록 하고, 상변태시 오스테나이트 입계에서의 핵생성을 억제하여 철근의 경화능을 높이며, 오스테나이트로부터 상변태시 석출물을 형성하여 철근의 강도를 높이나 과다하게 첨가되는 경우 압연 중 균열을 발생시킬 수 있으므로 0초과 0.01wt% 이하로 제한한다.V is added for strength enhancement by solid solution and strengthening by precipitation strengthening. In the present invention, V inhibits the movement of the austenite grain boundaries during reheating and hot rolling to make the austenite grains finer and inhibits nucleation at the austenite grain boundaries during the phase transformation to increase the hardenability of the reinforcing bars, If a precipitate is formed to increase the strength of the reinforcing bar, if it is added in an excessive amount, cracking may occur during rolling, so it is limited to 0 to 0.01 wt%.
한편, 냉각 공정은 철근 압연체를 냉각 중에 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열하는 복열 단계(S210)와 복열 단계 후 철근 압연체를 수냉하는 강냉단계(S310)를 포함한다.On the other hand, the cooling process includes a recuperation step (S210) in which the steel rolled body is cooled to a temperature not lower than the bainite formation start temperature and the rebounded rolled body is cooled to a temperature not lower than the bainite formation start temperature, ).
이때, 복열 단계(S210)는 일 실시예로서 철근 압연체를 A1온도 이하로 냉각하는 제1냉각과정(S211), 제1냉각과정(S211) 후 철근 압연체를 A1온도 이상으로 복열하는 제1복열과정(S221), 제1복열과정 후 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각하는 제2냉각과정(S231), 제2냉각과정(S231) 후 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열하는 제2복열과정(S241)으로 진행될 수 있다.In this case, the double refining step S210 may include a first cooling step S211 for cooling the steel rolled body to the A1 temperature or lower, a first cooling step S211 for reheating the steel rolled body to the temperature A1 or more after the first cooling step S211, After the second cooling process (S231) and the second cooling process (S231) in which the steel reinforcement body is cooled to the bainite formation start temperature or lower after the first double refining process, the steel reinforcement is heated to the bainite formation starting temperature And then proceeds to a second redundancy process (S241).
도 6은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예에 따른 냉각공정을 도시한 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a cooling process according to an embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from the cooling control method for reinforcing bars having excellent elongation and yielding ratio according to the present invention shown in FIG. 5 is applied.
도 6을 참고하면 도 4의 A구간은 열간압연 공정(S100)에 해당하는 구간이며, 도 4의 B구간은 제1냉각과정(S211)과 제1복열과정(S221)이 이루어지는 구간으로 제1냉각과정(S211)과 제1복열과정(S221)을 통해 철근의 외층 즉, 철근의 표면에 형성되는 마르텐사이트부에 페라이트 조직을 형성한다.Referring to FIG. 6, section A of FIG. 4 corresponds to the hot rolling step S100, and section B of FIG. 4 is a section where the first cooling step S211 and the first repetition step S221 are performed. A ferrite structure is formed in the martensite portion formed on the outer surface of the reinforcing bars, that is, the surface of the reinforcing bars through the cooling process S211 and the first doubling process S221.
도 6의 C구간은 제2냉각과정(S231)과 제2복열과정(S241)이 이루어지는 구간으로 제2냉각과정(S231)과 제2복열과정(S241)을 통해 철근의 외층 즉, 철근의 표면에 형성되는 마르텐사이트부에 베이나이트 조직을 형성한다.6 is a section in which the second cooling process S231 and the second repetition process S241 are performed. In the second cooling process S231 and the second repetition process S241, the outer surface of the reinforcing bars, that is, A bainite structure is formed on the martensite portion formed on the substrate.
제1냉각과정(S211)과 제1복열과정(S221)은 0.5초 후 즉, 철근 압연체의 A3온도 이후에 이루어지는 것을 일 예로 하며, 0.4 ~ 1초 사이에 이루어질 수 있다.The first cooling process (S211) and the first duplication process (S221) are performed after 0.5 seconds, that is, after the A3 temperature of the steel barrel, and may be between 0.4 and 1 second.
즉, 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열하는 복열 단계(S210)는 철근 압연체의 냉각 시작 후 0.5초 이후 즉, 철근 압연체의 A3온도 이후에 이루어지는 것이다. That is, the reburning step (S210) for recovering the steel rolled body to the bainite formation starting temperature or lower at a bainite formation starting temperature or lower is performed after 0.5 seconds after the start of cooling of the steel rolling body, that is, after the A3 temperature of the steel rolling body .
또한 제1냉각과정(S211), 제1복열과정(S221), 제2냉각과정(S231), 제2복열과정(S241)은 150초 이내로 이루어지며, 1분 내로 하여 생산성을 극대화시킬 수 있다. 제1냉각과정(S210), 제1복열과정(S221), 제2냉각과정(S231), 제2복열과정(S241)이 150초 초과인 경우 마르텐사이트가 형성될 수 없다. Also, the first cooling process S211, the first cooling process S221, the second cooling process S231, and the second cooling process S241 are performed within 150 seconds, and the productivity can be maximized within one minute. Martensite can not be formed when the first cooling process S210, the first duplication process S221, the second cooling process S231, and the second duplication process S241 are performed for more than 150 seconds.
강냉단계(S310)은 마르텐사이트 생성 온도 이하로 강냉을 실시하는 것이고, 본 발명의 냉각공정의 총 소요 시간은 잔류 오스테나이트 생성 시작 시간 이내로 설정한다. In the cooling step S310, the steel is cooled to a temperature not higher than the martensite forming temperature, and the total time required for the cooling step of the present invention is set to be within the residual austenite forming start time.
도 6의 E라인은 A3 온도선이고, F라인은 A1 온도선이고, G라인은 베이나이트 생성 시작온도 선이다.The line E in FIG. 6 is the A3 temperature line, the line F is the A1 temperature line, and the line G is the bainite generation starting temperature line.
제1냉각과정(S211)은 철근 압연체를 A1 온도 이하 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 냉각한다. The first cooling step (S211) cools the steel rolled body to a temperature not lower than the A1 temperature and not higher than the bainite formation start temperature.
제1복열과정은 제1냉각과정(S211)을 통해 냉각된 철근 압연체를 A1 온도 이상 A3온도 이하로 복열한다.The first recuperator process recovers the cooled rolled steel through the first cooling process (S211) to a temperature equal to or higher than the A1 temperature and lower than the A3 temperature.
또한, 제2복열과정(S241)은 베이나이트 생성시작온도 이상 A1 온도 이하로 복열한다. In addition, the second repetition process (S241) completes the bainite formation starting temperature to the A1 temperature or lower.
제1냉각과정(S211), 제2냉각과정(S231), 강냉과정(S310)은 각각 수냉 공정이고, 제1복열과정(S221)과 제2복열과정(S241)은 자기복열(Self-tempering) 부분이다. The first cooling process S211, the second cooling process S231 and the cooling process S310 are each a water cooling process, and the first and second heat recovery processes S221 and S241 are self- Section.
제1냉각과정(S211), 제2냉각과정(S231), 제1복열과정(S221)과 제2복열과정(S241)의 온도는 철근 압연체의 표면 온도이며, 1차 냉각 종료 온도 즉, 제1냉각과정(S211)의 냉각 종료 온도 즉, 제1복열과정(S221)의 시작 온도 및 제1복열과정(S221)의 종료온도 즉, 제2냉각과정(S231)은 600 ~ 650℃인 것을 일 예로 하고, 바람직하게는 610 ~ 630℃인 것을 일 예로 한다. The temperatures of the first cooling process (S211), the second cooling process (S231), the first repetition process (S221), and the second repetition process (S241) are the surface temperatures of the steel bars and the primary cooling end temperature The second cooling process S231 may be performed at a temperature of 600 to 650 占 폚 in the first cooling process S211, that is, the start temperature of the first thermal processing S221 and the end temperature of the first thermal processing S221. And is preferably 610 to 630 ° C as an example.
베이나이트 생성시작온도는 610 ~ 630℃인 것을 일 예로 한다. The bainite formation starting temperature is 610 to 630 ° C as an example.
강냉단계(S310)은 최소 30℃/초 즉, 30℃/초 이상의 냉각속도로 수냉하여 상온까지 냉각시키는 것을 일 예로 한다.In the cooling step S310, the water is cooled at a cooling rate of at least 30 DEG C / sec, that is, 30 DEG C / second or more, and cooled to room temperature.
도 7은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 다른 실시예를 도시한 전체 단계도이고, 도 8은 도 7에 도시된 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용한 철근 제조 방법의 일 실시예에 따른 냉각공정을 도시한 그래프로써, 도 7 및 도 8을 참고하면 복열 단계는 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각하기 이전에 복수의 예비 약냉과정과, 복수의 예비 복열과정을 반복하고, 최종 예비 복열과정 후 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각하는 메인 약냉과정(S207)과, 메인 약냉 과정(S207) 후 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열하는 메인 복열과정(S208)을 포함할 수 있다.FIG. 7 is an overall step diagram showing another embodiment of a method of manufacturing a reinforcing bar to which a cooling control method derived from a cooling control method of a reinforcing bar excellent in elongation and yield ratio according to the present invention is applied. FIG. 7 and 8, in the reburning step, the steel sheet is rolled by a steel rolling method in which the steel sheet is rolled by a steel rolling method using a cooling control method derived from a cooling control method of a steel reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio, A main semi-cooling process in which a plurality of preliminary quenching processes and a plurality of preliminary quenching processes are repeated before cooling the sieve to a temperature not higher than the bainite formation start temperature and cooling the steel reinforcing material after the final preliminary heating process to a temperature lower than the bainite formation start temperature (S207), and a main duplication process (S208) in which the reinforcement rolls are rebuilt at a temperature equal to or higher than the bainite formation start temperature after the main cooling process (S207) All.
더 상세하게, 복열단계(S210)는 메인 약냉과정 이전에 압연공정 후 배출된 철근 압연체를 제1예비 약냉과정(S201), 제1예비 약냉과정(S201) 후 철근 압연체를 복열하는 제1예비 복열과정(S202), 제1예비 복열과정 후 철근 압연체를 다시 냉각하는 제2예비 약냉과정(S203), 제2예비 약냉 과정(S203) 후 철근 압연체를 복열하는 제2예비 복열과정(S204), 제2예비 복열과정(S204) 후 철근 압연체를 다시 냉각하는 제3예비 냉각과정(S205), 제3예비 냉각과정(S205) 후 철근 압연체를 복열하는 제3복열과정(S206)을 포함할 수 있다.In more detail, the recuperator step S210 is a step of repeating the first preliminary cooling process (S201) and the first preliminary cooling process (S201) after the rolling process before the main cooling process to the first A second preliminary cooling process (S203) for cooling the steel bar after the first preliminary heating process (S203), and a second preliminary heating process (S23) for recovering the steel bar after the second preliminary cooling process (S203) A third preliminary cooling process S205 for cooling the steel bar after the second preliminary double heating process S204 and a third heating process S206 for recovering the steel bar after the third preliminary cooling process S205, . ≪ / RTI >
본 발명은 철근 압연체를 냉각 중에 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열함으로써 철근 압연체의 표면에 템퍼드 마르텐사이트 조직을 감싸는 템퍼드 마르텐사이트와 페라이트의 이상 조직을 형성하는 것이다. 냉각 중 한번에 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각한 후 복열시키는 것은 불가능하다. The present invention relates to a method for recovering a brittle rolled steel sheet, comprising the steps of: tempering a tempered martensite structure and a ferrite To form an organization. It is impossible to cool the steel rolled body at a time during cooling to a temperature lower than the bainite formation start temperature and then to complete the reburn.
이에 철근 압연체를 냉각 중에 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열하기 이전에 약냉과 복열을 수행하여 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열될 수 있게 한다.During the cooling of the steel reinforcing bar, the steel rein is rolled at a temperature not higher than the bainite forming start temperature, and then the steel rein is rolled to a temperature not lower than the bainite forming starting temperature. Thereby allowing the heat to be recovered beyond the knock generation start temperature.
철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열하기 이전에 철근 압연체의 냉각과 복열을 반복하는 것은 다양하게 변형하여 실시될 수 있음을 밝혀둔다.It is noted that repeating the cooling and double refinement of the steel rolled body may be carried out by various modifications before the steel rolling body is rebuilt at a temperature lower than the bainite formation starting temperature and at a temperature not lower than the bainite formation starting temperature.
도 9는 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 일 실시예와 비교예를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법에서 도출된 냉각 제어 방법을 적용하여 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 일 실시예와 비교예의 단면을 찍은 사진이다.FIG. 9 is a cross-sectional view showing one embodiment and a comparative example of a reinforcing bar having an elongation and a yield ratio, which are produced by applying the cooling control method derived from the method for controlling cooling of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio according to the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view of a reinforcing bar having excellent elongation and yield ratio obtained by applying the cooling control method derived from the cooling control method of a reinforcing bar excellent in elongation and yield ratio according to the present invention.
본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근은 상기에서 설명한 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근 제조 방법에 의해 제조된다.The reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention are manufactured by the above-described method of producing reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention.
도 9의 (a) 및 도 10의 (a)는 본 발명의 실시예로 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 단면을 나타낸 도면이고, 도 9의 (b) 및 도 10의 (b)는 본 발명의 비교예로 일반적인 철근 제조 방법으로 제조된 즉, 열간압연 공정(S110) 후 수냉한 후 보온 열처리(템퍼링) 공정으로 제조된 철근의 단면을 나타낸 도면이다.9 (a) and 10 (a) are cross-sectional views of reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio produced by the examples of the present invention, and Figs. 9 (b) and 10 As a comparative example of the present invention, it is a cross-sectional view of a steel bar manufactured by a general steel bar manufacturing method, that is, a steel bar manufactured by a hot-rolling heat treatment (tempering) process after water cooling after a hot rolling step (S110).
도 9 및 도 10을 참고하면 본 발명의 실시예로 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근은 페라이트와 펄라이트의 이상 조직을 가지는 중심층부(10), 중심층부(10)를 감싸며 템퍼드 마르텐사이트 조직을 가지는 제1외부층부(20), 상기 제1외부층부(20)를 감싸며 템퍼드 마르텐사이트와 페라이트의 이상 조직을 가지는 제2외부층부(30)를 포함함을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 9 and 10, the reinforcing bars produced by the embodiment of the present invention having excellent elongation and yield ratio include a
또한, 제2외부층부(30)는 베이나이트 조직을 더 포함할 수 있다.Further, the second
이에 반해 종래 철근 즉, 열간압연 공정(S110) 후 수냉한 후 보온 열처리(템퍼링) 공정으로 제조된 철근은 페라이트 조직의 중앙부(11), 중앙부(11)를 감싸며 템퍼드 마르텐사이트인 표면부(21)를 가지는 것을 확인한다.In contrast, a conventional reinforcing bar, that is, a reinforcing bar manufactured by a heat-retaining heat treatment (tempering) process after water cooling after the hot rolling step (S110), covers the
또한, 도 11은 본 발명의 실시예로 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근의 일부에 대한 확대 사진이다.11 is an enlarged photograph of a part of the reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio produced by the embodiment of the present invention.
도 12는 도 11의 1번 지점의 조직 사진이고, 도 13은 도 11의 2번 지점의 조직 사진이고, 도 14는 도 11의 3번 지점의 조직 사진이고, 도 15는 도 11의 4번 지점의 조직 사진이고, 도 16은 도 11의 5번 지점의 조직 사진이다. Fig. 12 is a photograph of the tissue at
도 12 내지 도 16를 참고하면, 중심층부(10)는 페라이트와 펄라이트의 이상 조직을 가지고, 제1외부층부(20)는 템퍼드 마르텐사이트조직을 가지며, 제2외부층부(30)는 템퍼드 마르텐사이트와 페라이트의 이상 조직을 가지고, 베이나이트 조직을 더 포함하고 있음을 확인할 수 있다.12 to 16, the
도 17은 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근의 위치별 경도를 표시한 그래프로 연신율과 항복비가 우수한 철근의 중심점에서 양 측으로 이격된 위치 즉, 중심점을 지나는 직선 상의 지점들에서 측정한 경도를 나타내고 있다.17 is a graph showing the hardness of each reinforcing bar having an excellent elongation and yield ratio according to the present invention. The hardness measured at points on the straight line passing through the center point, Respectively.
도 17을 참고하면, 본 발명의 실시예로 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근은 표면에서의 경도와 중심부의 경도 차이가 크지 않고 유사한 범위 내에 있는 것으로 확인되며, 이로써 철근의 표면 즉, 제2외부층부(30)에 연한 조직인 페라이트 조직이 생성되었음을 확인할 수 있다.17, it is found that the difference between the hardness at the surface and the hardness at the center portion is not large and is within the similar range, and the reinforcing bars having the elongation and the yield ratio produced by the embodiment of the present invention are within the similar range, It can be confirmed that a ferrite structure, which is a soft structure, is generated in the
아래 표 1은 본 발명의 실시예로 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근과 종래 철근의 인장강도, 항복강도, 연신율, 항복비를 나타낸 것으로, KS SD 600급과 KS SD 500급으로 제조되는 철근에 대한 실시예와 비교예를 나타내고 있다.Table 1 below shows the tensile strength, yield strength, elongation and yield ratio of reinforcing bars and conventional reinforcing bars, which are excellent in elongation and yield ratio, produced by the examples of the present invention. Examples and comparative examples are shown.
600급KS SD
600 grade
500급KS SD
500
위의 표 1에서 확인되는 바와 같이 본 발명의 실시예로 제조된 연신율과 항복비가 우수한 철근은 종래 철근에 비해 인장강도 및 항복강도가 증대됨을 확인할 수 있다.As can be seen from the above Table 1, it can be confirmed that the reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio produced by the examples of the present invention have increased tensile strength and yield strength as compared with conventional reinforcing bars.
또한, 본 발명에 따른 연신율과 항복비가 우수한 철근은 종래 철근에 비해 연신율이 크고, 항복비가 작아진 것을 확인할 수 있다. In addition, it can be confirmed that the reinforcing bars having excellent elongation and yield ratio according to the present invention have a larger elongation percentage and a lower yield ratio than conventional reinforcing bars.
본 발명은 압연 공정 후 철근의 냉각 조건을 설정하고, 설정된 냉각 조건을 철근의 제조공정에 적용하도록 철근의 연신율을 높이고, 항복비를 낮춰 철근의 품질을 크게 향상시키는 효과를 발휘한다.The present invention has the effect of setting the cooling conditions of the steel bars after the rolling process, increasing the elongation of the steel bars so as to apply the set cooling conditions to the manufacturing process of the steel bars, and lowering the yield ratio, thereby greatly improving the quality of the steel bars.
본 발명은 별도의 보온 열처리(템퍼링) 공정없이 제품 자체의 열전달을 이용한 자체 복열 상태를 이용하여 철근을 제조하여 고품질 철근의 제조 시간을 단축시키고 고품질 철근의 생산성을 크게 향상시키는 효과를 발휘한다. The present invention produces a reinforcing bar using a self-heating state using heat transfer of the product itself without a separate heat-retaining (tempering) process, thereby shortening the manufacturing time of high-quality reinforcing bars and greatly improving the productivity of high-quality reinforcing bars.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
S100 : TTT 다이어그램 작성 단계
S200 : 제어인자 도출단계
S300 : 예비 복열조건 설정과정
S400 : 메인 복열조건 설정과정
S500 : 냉각조건 설정과정
S600 : 냉각 조건 조정단계S100: Steps to create TTT diagram
S200: Derivation of control factor
S300: Preliminary complex condition setting process
S400: main complex condition setting process
S500: Cooling condition setting process
S600: Cooling condition adjustment step
Claims (8)
상기 TTT 다이어그램 작성 단계에서 작성된 TTT 다이어그램을 이용하여 해당 철근의 A3 온도, A1온도, 베이나이트 시작온도, A3 상변태 시작 시간, 종료 시간을 도출하는 제어인자 도출단계; 및
상기 제어인자 도출단계에서 도출된 제어인자를 이용하여 압연된 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시킬 수 있는 냉각 조건을 설정하는 냉각조건 설정단계; 및
상기 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이상 A1온도 이하에서 복열 후 최종 냉각 속도를 결정하는 냉각 조건 조정단계를 포함하며,
상기 냉각조건 설정단계는 압연공정이 종료된 상기 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이상에서 약냉과 복열 조건을 생성하는 예비 복열조건 설정과정; 및
베이나이트 생성 시작온도 이상에서 상기 철근 압연체를 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각하고 A1온도 이하 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열시키는 메인 복열조건 설정과정;
상기 예비 복열조건 설정과정과 상기 메인 복열조건 설정과정에서 압연라인과 연결된 냉각라인을 통해 이송되는 철근 압연체의 이송속도 및 냉각설비 위치와 냉각수량을 결정하는 냉각조건 설정과정을 포함하고,
상기 냉각조건 설정과정은,
상기 냉각라인에서 상기 철근 압연체의 이송속도를 결정하는 과정;
상기 냉각라인에서 상기 철근 압연체를 냉각시키는 냉각설비의 위치 및 냉각수량을 결정하는 과정;
상기 철근 압연체의 이송속도와 냉각설비의 위치 및 냉각수량으로 열유체해석을 통해 철근 압연체의 냉각곡선을 도출하는 과정;
상기 철근 압연체가 냉각라인을 통해 이송되면서 상기 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되는지 냉각곡선을 통해 확인하는 과정;
상기 철근 압연체가 A1온도 이하로 베이나이트 생성 시작온도 이상의 온도로 냉각되지 않는 경우 냉각설비의 위치 및 냉각수량재결정하고 냉각곡선을 다시 도출하게 하는 과정;
상기 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되는지 확인하는 과정;
상기 철근 압연체가 베이나이트 생성 시작온도 이하로 냉각되고 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열되지 않는 경우 상기 철근 압연체의 이송속도를 재결정하고 냉각곡선을 다시 도출하게 하는 과정을 포함하며,
상기 냉각 조건 조정단계는,
페라이트로 상변태된 오스테나이트를 제외한 나머지 오스테나이트를 모두 마르텐사이트화할 수 있도록 30℃/초의 냉각속도 이상에서 최종 냉각 조건을 결정하는 것을 특징으로 하는 연신율과 항복비가 우수한 철근의 냉각 제어 방법.A TTT diagram creation step of creating a time-temperature-transformation (TTT) diagram of a billet for a reinforcing bar used for manufacturing a reinforcing bar;
A control factor derivation step of deriving A3 temperature, A1 temperature, bainite start temperature, A3 phase start time, and end time of the corresponding reinforcing bars using the TTT diagram created in the TTT diagram generation step; And
A cooling condition setting step of setting a cooling condition that allows the rolled steel rolled material to be reheated to a bainite formation starting temperature or lower than the bainite formation starting temperature using the control factor derived from the control factor derivation step; And
And a cooling condition adjusting step of determining the final cooling rate after the double heating at a temperature above the bainite formation start temperature and below the temperature A1,
Wherein the cooling condition setting step comprises: a preliminary double heat condition setting step of generating the cold and cold heat conditions at a temperature higher than the bainite formation start temperature of the steel rolled material after the rolling process is completed; And
A main double refining condition setting step of cooling the steel rolled body to a bainite formation starting temperature or lower at a bainite formation starting temperature or higher and reheating the bainite to a bainite formation starting temperature or lower than the A1 temperature;
And a cooling condition setting process for determining a feed rate, a cooling facility position, and a cooling rate of a steel bar conveyed through a cooling line connected to the rolling line in the preliminary double heating condition setting process and the main multiple condition setting process,
In the cooling condition setting process,
Determining a conveying speed of the steel mill in the cooling line;
Determining a position and a cooling quantity of a cooling facility for cooling the steel bar in the cooling line;
A step of deriving a cooling curve of the steel bar by means of a thermal fluid analysis with the feed rate of the steel bar, the position of the cooling facility, and the cooling water quantity;
Confirming through the cooling curve that the steel strip is cooled to a temperature equal to or below the A1 temperature and higher than the bainite formation start temperature while the steel strip is transported through the cooling line;
Recrystallizing the position of the cooling equipment and recirculating the cooling water in the case where the steel bar is not cooled to a temperature equal to or lower than the A1 temperature to a temperature not lower than the bainite formation start temperature and drawing the cooling curve again;
Confirming whether the steel billet is cooled to a temperature lower than the bainite formation start temperature and reheated to a temperature higher than the bainite formation start temperature;
Recrystallizing the conveying speed of the steel bar and deriving a cooling curve when the steel bar is cooled below the bainite formation start temperature and is not reheated to a temperature higher than the bainite formation start temperature,
The cooling condition adjusting step includes:
Wherein the final cooling conditions are determined at a cooling rate of 30 占 폚 / sec or more so that all of the austenite other than the austenite phase converted into ferrite can be martensitized.
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