냉연강판과 열연강판: 차이점, 제조 단계

냉연강은 기본적으로 열연강을 상온 또는 그 근처에서 추가 가공하여 더 매끄러운 표면, 더 엄격한 치수 공차 및 높은 강도(변형 경화 및 제어 열처리를 통해)를 생성한 강재로, 일반적으로 표면 마감, 정밀한 게이지 제어 및 향상된 기계적 특성이 우선시되는 경우에 선택됩니다. 열연강은 고온에서 생산되며 두꺼운 단면과 큰 형상에서 더 경제적이며 정확한 표면 마감이나 엄격한 공차가 중요하지 않은 무거운 구조 부품에 더 큰 연성과 성형 용이성을 제공합니다. 따라서 올바른 선택은 애플리케이션에 필요한 공차, 표면 요구 사항, 기계적 한계 및 예산에 따라 달라집니다.

냉연강판과 열연강판이란 무엇인가요?

• 열간 압연 강철: 금속의 재결정 온도보다 훨씬 높은 온도에서 강철을 압연하여 생산되는 평평한 제품(시트, 플레이트, 코일) 또는 긴 제품(바, 섹션)을 말합니다. 이러한 높은 온도(화학에 따라 900~1,200°C 이상)는 강철이 변형되는 동안 부드러움을 유지하고 패스당 큰 감소를 가능하게 합니다.

• 냉간 압연 강철: 초기 열간 압연 단계(즉, 냉간 압연은 2차 마무리 단계) 후 금속의 재결정 온도(일반적으로 실온) 이하에서 압연된 시트 또는 스트립입니다. 냉간 압연 후 기계적 및 표면 특성을 맞추기 위해 어닐링 및 템퍼링이 이어질 수 있습니다.

생산 흐름 - 단계별

열간 압연(일반적인 순서)

1. 제강 및 주조: 액체 강철을 슬래브 또는 블룸으로 주조합니다.

2. 용광로 재가열: 슬래브가 압연 온도로 재가열됩니다.

3. 황삭기: 크게 줄이고 늘릴 수 있습니다.

4. 마무리 밀: 미세한 두께 감소 및 크라운/모양 제어.

5. 코일링/냉각: 핫 스트립을 감거나 절단하여 판으로 만들면 표면에 스케일(산화물)이 형성됩니다.

6. 피클 & 오일링(HRPO) 옵션 를 사용하여 스케일을 제거하고 보관/페인팅을 위해 표면을 보호합니다.

냉간 압연(일반적인 순서)

1. 열간 압연 코일로 시작 (종종 스케일을 제거하기 위해 절인 후 기름을 바르기도 합니다).

2. 탠덤 또는 리버스 밀의 냉간 감소 - 실온에서 롤러를 연속적으로 통과하여 두께가 감소하고 변형 경화가 발생합니다.

3. 어닐링(배치 또는 연속) - 연성을 회복하고 입자 크기를 조정하며 내부 응력을 제거합니다.

4. 템퍼 롤링 / 스킨 패스 - 평탄도와 표면 모양을 개선하고 최종 물리적 특성을 설정하기 위한 작은 감소.

5. 최종 마무리 - 최종 용도에 따라 오일링, 코팅 또는 표면 처리.

프로세스가 금속에 미치는 영향

• 열간 압연 재결정 온도 이상에서 발생합니다. 변형 후 냉각 시 동적 재결정화 및 상대적으로 거친 입자가 뒤따릅니다. 재결정화가 일어나기 때문에 변형 후 전위 밀도가 냉간 압연 제품에 비해 낮으며, 그 결과 주어진 화학 물질에 대해 강도가 낮고 연성이 높아집니다.

• 냉간 압연 작업은 금속을 경화시키고(전위 밀도 증가) 제대로 어닐링하지 않으면 물성에 이방성을 발생시킵니다. 환원 사이에 어닐링을 하면 연성을 회복하고 미세 구조를 개선할 수 있습니다. 냉간 환원 %와 어닐링 사이클 간의 상호 작용에 따라 최종 경도, 항복 강도 및 연신율이 결정됩니다.

기계적 특성

주요 트렌드(요약):

• 냉간 압연 강재는 일반적으로 다음과 같은 특징이 있습니다. 더 높은 수율과 인장 강도 변형 경화로 인해 동일한 화학적 성질의 열연강보다 열간 압연강이 더 단단해집니다(동일한 성질로 완전히 다시 어닐링하지 않는 한).

• 열연강판은 더 많은 연성 무거운 부분에서도 쉽게 성형할 수 있으며 균열 없이 큰 변형을 견뎌냅니다.

• 냉간 압연 표면은 더 매끄럽기 때문에 페인팅이나 촘촘한 표면 마감이 필요한 곳에서 선호되는 경우가 많습니다.

표 1 - 일반적인 기계적 특성(대표, 엔지니어링 지침)

참고: 이는 대표적인 범위입니다. 정확한 수치는 항상 특정 밀 인증서/ ASTM 등급을 참조하세요.

(출처: ASTM 등급 및 제조업체의 일반적인 범위).

사양에 표시되는 표면 품질 및 마감 조건

• 밀 마감(열간 압연): 산화물 스케일이 있는 짙은 회색/검정색 표면, 시각적으로 거칠음. 마감이 중요하지 않은 구조적 용도에 적합합니다.

• HRPO(핫롤 절임 및 기름칠): 산 세척으로 스케일을 제거한 후 기름칠을 하면 밀 마감보다 표면이 더 깨끗하고 균일하며 페인트 접착력이 향상됩니다.

• 냉간 압연 마감: 밝고 매끄러운 표면, 일반적으로 녹이 슬지 않도록 기름칠을 합니다. 표면 옵션에는 무광택, 밝은 색 또는 스킨 패스 마감 등이 있습니다.

표 2 - 표면 및 최종 사용 매핑

치수 정확도, 공차 및 평탄도

냉간 압연 제품은 더 엄격한 게이지 공차와 더 나은 평탄도로 압연됩니다. 일반적인 이유입니다:

• 냉간 압연은 제어된 작은 단계(탠덤 밀)로 두께를 줄일 수 있으므로 최종 게이지를 더 좁은 공차로 유지할 수 있습니다.

• 냉간 압연 후 스킨 패스 및 장력 레벨링으로 평탄도와 표면 질감을 개선합니다.
  열연 판재와 코일은 더 두껍고 공차가 더 넓어 밀 마감 및 마이크로미터 공차가 불필요한 구조용 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다.

성형, 절곡, 용접 및 가공

• 성형 / 스탬핑: 냉간 압연 스트립(특히 어닐링 또는 세미 하드 템퍼)은 스탬핑 시 일관된 스프링백과 엄격한 피처 제어를 제공하지만, 완전 하드 냉간 스트립은 과도하게 성형할 경우 균열이 발생할 수 있습니다. 열간 압연 시트는 큰 굴곡과 무거운 성형에 더 관대합니다.

• 용접: 열간 압연 제품은 일반적으로 잔류 응력이 낮고 재료의 연성이 높기 때문에 용접 전 또는 후 처리 없이 용접하기가 더 쉽습니다. 냉간 압연 부품은 뒤틀림 제어에 더 많은 주의가 필요할 수 있습니다.

• 가공: 냉간 압연 강재는 소재가 더 균일하고 공차가 더 엄격하기 때문에 가공이 약간 더 쉽고 표면 마감이 더 좋은 경우가 많습니다.

공통 등급, 코드 및 표준

• ASTM A1011 - 열연 시트 및 스트립의 표준 사양(일반적으로 구조용 열연 코일 및 시트에 인용됨).

• ASTM A1008 / A1008M - 코일 및 절단 길이의 냉간 압연 시트 표준 사양입니다.

• 일반적인 상용 합금/유엔 번호: 1008, 1010(냉간 압연 상업용 및 인발강); A36은 일반적인 구조용 열연 판재/형상 사양입니다. 항상 밀 인증서와 성질을 확인하세요.

주문할 때는 항상 등급 및 사양(예: "ASTM A1008 CS 타입 B, 무광택 마감, 오일 처리"), 두께 공차, 폭, 길이, 가장자리 트림, 코일 ID/OD 및 모든 후처리(어닐링, 템퍼링, 코팅)를 명시하세요.

비용 및 공급망 고려 사항

• 비용: 열연은 일반적으로 2차 냉간 환원 및 어닐링 단계를 거치지 않기 때문에 톤당 가격이 더 저렴합니다. 냉간 압연은 가공 비용(냉간 압연 공장 시간, 어닐링 연료/에너지, 스킨 패스)이 추가됩니다.

• 리드 타임: 냉간 압연 제품은 공장 일정, 템퍼링 요구 사항 및 마감 단계에 따라 리드 타임이 더 길어질 수 있습니다.

• 수익률 및 스크랩: 냉간 환원은 좁은 코일과 엄격한 공차를 생성하여 정밀 부품의 사용 가능한 수율을 높일 수 있지만 초기 재료 비용이 더 높습니다.

일반적인 애플리케이션 및 의사 결정 매트릭스

표 3 - 빠른 선택 매트릭스(실용적)

일반적인 결함 및 품질 검사

• 열간 압연 문제: 밀 스케일, 에지 웨이브, 중앙 버클, 일부 공정에서 표면의 탈탄화. 피클링은 스케일 제거에 도움이 됩니다.

• 냉간 압연 문제: 변형으로 인한 결함, 어닐링 변색, 가장자리 균열(너무 공격적으로 축소하는 경우). 적절한 밀 설정, 어닐링 사이클 및 장력 레벨링이 핵심입니다.

공급업체에 요청할 품질 검사:

• 밀 테스트 인증서(화학 및 기계) - 항상 요청합니다.

• 표면 마감 사진/샘플.

• 치수 보고서(두께 차트, 평탄도).

• 비파괴 검사 결과(요청 시).

후처리: 코팅, 아연 도금 및 페인팅

• 갈바닉: HR과 CR 모두 아연도금이 가능하지만 냉간 압연 부품은 전처리가 필요하고 표면이 매끄러워 더 균일한 코팅을 제공하는 경우가 많습니다.

• 페인팅 / 파우더 코팅: 적절한 전처리를 통해 냉간 압연하면 접착력과 광택 제어가 우수합니다. HRPO는 중간 정도의 마감만 필요한 경우 저렴한 비용으로 사용할 수 있는 대안입니다.

환경 및 에너지 고려 사항

열간 압연은 슬래브 재가열에 많은 에너지를 투입해야 하지만 무거운 섹션에 효율적인 고처리량 공정입니다. 냉간 압연은 탠덤 밀 작동, 특히 어닐링 용광로를 통해 추가 에너지를 소비합니다. 수명 주기 및 배기가스 배출 관점에서 공정 최적화(열 회수, 최신 연속 어닐링 라인, 효율적인 재가열)는 경로 간 격차를 줄입니다. 지속 가능한 조달 사양에서 밀 소싱 및 재활용 스크랩 함량을 검토해야 합니다.

실제 조달 체크리스트(지정해야 할 사항)

1. 제품시트, 코일, 플레이트 또는 스트립.

2. 사양 및 등급예: ASTM A1011 타입 B(고온) 또는 ASTM A1008(저온).

3. 두께 및 허용 오차 (허용 최소/최대 포함).

4. 너비 및 길이 또는 코일 OD/ID.

5. 완료분쇄, 절임 및 기름칠, 냉간 압연 밝게, 기름칠, 스킨 패스.

6. 성질 (풀 하드, 쿼터 하드, 어닐링 등).

7. 코팅아연 도금, 페인트, 윤활제.

8. 인증서밀 인증(화학 및 기계), 필요한 경우 비파괴 검사.

9. 배송 및 포장포장, 팔레트, 팔레트 치수.

10. 추적성 / 출처.

자주 묻는 질문

1. 냉간 압연 강재가 열간 압연 강재보다 더 강하나요?
일반적으로 일반적인 온도에서 동일한 화학 성분의 경우 냉간 압연은 가공 경화를 통해 인장 및 항복 강도를 증가시킵니다. 냉간 압연 제품이 완전히 어닐링되면 강도가 열간 압연과 비슷해질 수 있습니다. 정확한 값은 항상 밀 인증서를 확인하세요.

2. 냉간 압연 강재를 열간 압연처럼 용접할 수 있나요?
둘 다 용접할 수 있지만 냉간 압연 부품은 성질에 따라 잔류 응력이 더 높기 때문에 더 많이 뒤틀릴 수 있으며 두꺼운 냉간 압연 완전 경질 재료는 예열 또는 특수 고정 장치가 필요할 수 있습니다. 중요한 용접의 경우 정확한 등급에 대한 권장 절차를 확인하세요.

3. HRPO는 무엇을 의미하며 언제 선택하나요?
HRPO = 열간 압연 절임 및 오일 처리. 산세척은 밀 스케일을 제거하고 오일은 플래시 녹을 방지합니다. 밀 마감보다 더 깨끗한 표면이 필요하지만 냉간 압연보다 저렴한 비용을 원할 경우 HRPO를 선택합니다.

4. 모든 냉간 압연 강재는 원래 열간 압연 강재인가요?
예 - 냉간 압연 제품은 일반적으로 열간 압연 코일(스케일 제거)로 시작한 다음 냉간 환원됩니다. 따라서 모든 냉간 압연 제품은 열간 압연 제품에서 시작됩니다.

5. 스탬핑과 딥 드로잉 중 어느 것이 더 낫나요?
냉간 압연, 드로잉 품질(DQ), 딥 드로잉(DDS) 및 엑스트라 딥 드로잉(EDDS) 등급은 스탬핑 및 드로잉에 적합하며 필요한 연성을 제공하기 위해 화학 및 어닐링 일정을 제어합니다. 지정 시 ASTM A1008 유형을 참조하세요.

6. 두께에 대한 일반적인 허용 오차는 어떻게 되나요?
공차는 사양과 두께에 따라 다릅니다. 냉간 압연 공차는 더 엄격하지만(예: 얇은 게이지의 경우 ±0.005-0.02mm), 열간 압연 공차는 더 넓을 수 있습니다. 항상 공급업체의 공차 표를 요청하거나 ASTM 주문 옵션을 참조하세요.

7. 어느 것이 더 저렴할까요?
열간 압연은 일반적으로 가격이 저렴합니다. 냉간 압연은 추가 가공 비용(냉간 밀링 시간, 어닐링, 템퍼 패스)이 포함되어 가격이 상승합니다. 그러나 스크랩과 마감 처리를 줄여 총 부품 비용을 낮출 수 있다면 경제적인 측면에서 냉간 압연이 더 유리할 수 있습니다.

8. HRPO와 냉간 압연의 표면 거칠기는 동일합니까?
HRPO는 밀 마감보다는 부드럽지만 냉간 압연 브라이트 또는 스킨 패스 마감보다는 여전히 거칠습니다. 페인트 광택 및 얇은 코팅의 경우 냉간 압연이 선호됩니다.

9. 열간 압연은 정밀 부품에 사용할 수 있나요?
정밀도가 중요하지 않은 경우 열간 압연이 허용됩니다(구조용 I빔, 제작). 정밀한 스탬핑, 엄격한 평탄도 또는 외관 표면의 경우 냉간 압연을 선택하거나 추가 가공을 지정합니다.

10. PO에 어떤 표준을 요청해야 하나요?
열간 압연 시트/스트립용: ASTM A1011 (및 관련 ASTM A568 등). 냉간 압연 시트/스트립용: ASTM A1008. 기계적 및 화학적 적합성을 확인하기 위해 공장 테스트 인증서를 요청하세요.

마무리 권장 사항

1. 저렴한 비용과 무거운 단면/구조적 성능이 필요한 경우: 선택 열간 압연 (또는 더 깨끗한 표면을 위해 HRPO).

2. 두께 조절, 더 나은 표면 마감, 더 높은 강도 및 정밀한 성형이 필요한 경우: 선택 냉간 압연 를 클릭하고 성질과 애널 후 상태를 지정합니다.

3. 항상 밀 테스트 인증서를 요청하고 구매 주문서에 ASTM/EN 표준을 명시합니다.

빠른 참조 표

표 4 - 한 페이지 빠른 비교

권위 있는 참조 자료

• ASTM A1008 / A1008M - 강철, 시트, 냉간 압연, 탄소, 구조용, 고강도 저합금 및 초고강도 표준 사양
• ASTM A1011 / A1011M - 강철, 시트 및 스트립, 열연, 탄소, 구조용, 고강도 저합금 및 초고강도 표준 사양
• 철강 기술 협회(AIST) - 열간 압연 관행에 대한 기술 리소스 및 교육
• 일본제철 - 열연 강판 및 코일 기술 카탈로그(공정 및 제품 노트)