KR100442100B1 - 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판 제조방법 - Google Patents

자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판 제조방법 Download PDF

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Abstract

소정량의 Al을 함유한 슬라브를 1200℃ 이상의 온도로 가열하는 단계, 상기 슬라브를 열간 압연 스트립으로 열간 압연하는 단계, 상기 열간 압연된 스트립을 선택적으로 어닐링하는 단계, 열간 압연 스트립을 1회 또는 중간 어닐링이 포함된 적어도 2회의 냉간 압연하는 단계, 및 상기 냉간 압연된 시트를 탈탄 어닐링하고 어닐링시 스트립 스티킹(strip sticking)을 방지하기 위해 어닐링 분리제를 도포한 후 최종 박스 어닐링하는 단계를 포함하고, 억제제로서 능력을 가진 물질의 완전 고용 온도보다 높은 온도(슬라브 가열 온도 Ts(℃))로 상기 슬라브를 가열하고, 최종 박스 어닐링시 2차 재결정 개시 전에 탈탄 어닐링 강판을 질화처리하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.

Description

자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판 제조방법{METHOD FOR PRODUCING A GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET EXCELLENT IN MAGNETIC PROPERTIES}
본 발명은 주로 변압기 철심 등으로 사용되는 일방향성 전기 강판을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
1.9T를 초과하는 자속 밀도 B8(800A/m의 자장에서 자속밀도)로 우수한 자성 특성을 가진 방향성 전기 강판을 안정적으로 제조하기 위해 다양한 기술이 제안되었다. 상기 기술은 일반적으로 다음 세 그룹으로 분류될 수 있다.
기술의 첫 번째 그룹은 1,350에서 최대 1,450℃의 초고온으로 슬라브를 가열하고, 전체 슬라브를 가열(균열(soaking))하기 위해 충분한 시간 동안 상기 가열 온도에서 슬라브를 유지하는 방법으로 구성된다. 상기 방법의 목적은 MnS, AlN 등의 억제제 능력을 가진 물질을 완전한 용체화 상태로 변화시켜 2차 재결정을 위해 필요한 억제제로서 작용시키기 위해 위한 것이다. 또한 완전한 용체화 열처리는 슬라브 부위에 따라 억제제의 능력차를 해소시키기 위한 수단으로서 효율적이므로, 상기 방법은 제품의 안정한 제조를 실현하기 위한 관점에서 합리적이라 할 수 있다.
그러나, 상기 방법에서, 억제제 능력을 가진 물질의 완전한 용체화를 위해 필요한 가열 온도, 즉 완전한 용체화 온도는 매우 높다. 실제 제품 생산에서, 2차 재결정을 위해 필요한 억제제의 양을 확보하기 위해서 슬라브는 완전한 용체화 온도(초고온) 이상의 온도로 가열되어야 하기 때문에, 상기 방법은 실제 제품 생산에 있어서 여러가지 문제점을 포함한다.
예를 들면, 상기 문제는 다음의, ① 열간 압연시 바람직한 압연 온도를 확보하는 것이 어렵고, 필요한 온도가 확보되지 않을 경우에 억제제 능력이 슬라브 내에서 불균일하므로 2차 재결정 불량이 발생하고, ② 열간 압연을 위한 가열시 조대한 입자가 형성되고, 조대한 입자를 가진 부분은 2차 재결정되지 않아 선상(線狀)의 불량이 발생하고, ③ 슬라브 표층이 슬래그로 용해되고, 재가열 노의 유지를 위해 많은 노력을 필요로 하고, ④ 열간 압연 강 스트립에 거대한 가장자리 크랙이 발생하기 때문에 제품 생산율이 감소하는 것 등을 포함한다.
첫 번째 그룹 기술의 개선책으로서, 일본 특개평 제H1-168817호에 개시되어 있는 바와 같이, 상기 방법을 바탕으로 하여 1차 재결정 후 질화 처리를 적용함으로써 2차 재결정을 안정화시키려는 방법이 공지되었다. 그러나, 이 방법은 단지 상기 ①에 기술된 문제를 해결할 뿐이고, ② 내지 ④에 기술된 제품 생산에서의 문제의 해결은 여전히 어려움으로 남아있다.
두 번째 그룹의 기술에서는, 일본 특개소 제S59-56522호, 특개평 제H5-112827호 및 특개평 제H9-118964호 등에 공표된 바와 같이, 억제제로서 AlN을 이용하고, 슬라브를 1280℃ 미만으로 가열하고, 탈탄어닐링 후 2차 재결정의 시작전까지 질화처리를 조합시킨다. 상기와 같은 방법에서는, 만족스러운 2차 재결정을 얻기 위해, 일본 특개평 제 H2-182866호에 개시된 바와 같이, 탈탄 어닐링 후 1차 재결정 입자의 평균 크기를 규정된 범위, 보통 18 내지 35μm 내로 제어하는 것이 매우 중요하다.
상기 외에, 일본 특개평 제5-295443호에는, 열간 압연시 가열에서 고용 질소와 같은 억제제 능력을 가진 물질의 강내 고용양이 1차 재결정립의 성장을 결정한다는 사실을 바탕으로, 코일내 1차 재결정립의 크기를 균질화하기 위한 목적으로 열간 압연시 가열에서 고용 질소룰 최소화하기 위한 강 성분 제어 방법이 개시되어 있다. 상기 방법에 의해 아무리 정확하게 강 성분을 제어할지라도, 고용 질소의 불균일한 분포가 슬라브 내에 존재하고, 엄격한 의미로는 코일내에 억제제 능력의 불균일한 분포 또는 1차 재결정 입자 크기의 불균일한 분포를 제거하기가 불가능하다. 이는 코일내 균일한 2차 재결정을 얻는 것을 어렵게 하는 문제점을 초래한다(스키드 마크(skid mark)). 따라서 상기 방법은 공업상 안정한 제조 방법이 아니다.
세 번째 그룹의 기술에서는, 일본 특개평 제H6-322443호에 개시된 바와 같이, 억제제로서 CuxS(x = 1.8 또는 2)를 사용하고, 슬라브를 CuxS의 완전 고용 온도 이상이고 MnS의 완전 고용 온도 이하인 온도로 가열하는 방법을 포함한다. 상기 방법의 특징은, 슬라브 가열 온도를 낮추고 제 2 그룹의 기술에서 사용된 질화처리 같은 부가적인 공정 단계가 불필요하다는 점이다.
그러나, 상기 방법은 슬라브 가열 온도가 MnS의 완전 고용 온도 이하이기 때문에 두 번째 그룹의 기술과 연관된 문제와 유사한 문제(스키드 마크)를 가지고, 따라서 공업상 안정한 제조 방법이 아니다. 또한, 비록 CuxS가 2차 재결정을 제어하기 위한 억제제로서 널리 공지되었을 지라도, 특히 최종 냉간 압연 압하율이 80%를 초과하는 경우에 고자속 밀도를 가진 일방향성 전기 강판의 제조에는 부적당하다(철과 강(Tetsu-to-Hagane), p.2049, No.15, Vol.70, 1984).
일반적으로 말하자면, 우수한 자기 특성을 가진 2차 재결정을 얻기 위해 가능성이 있는지 없는지는, 1차 재결정의 입경 및 2차 재결정을 제어하기 위한 2차 억제제에 의해 주로 결정된다. 예를 들면, 첫 번째 그룹 기술에 의한 1차 재결정의 입경이 약 10μm인 반면, 두 번째 그룹 기술에 의한 1차 재결정의 입경은 약 18 내지 35μm이다. 상기 일례에서와 같이 두 그룹의 기술에 의한 1차 재결정 입자의 직경이 상당한 차이가 있다는 사실에도 불구하고, 첫 번째 또는 두 번째 그룹의 기술에 의해 양호한 2차 재결정을 얻는 것이 가능하다는 사실은, 고스(Goss) 방위({110}<001> 방위) 2차 재결정을 얻기 위해 필요한 2차 억제제와 1차 재결정의 입경의 조합이 유일한 것은 아니라는 점을 나타낸다.
상기 사실의 관점에서, 본 발명가들은 1차 재결정 입자의 크기와 무관하게 2차 억제제를 제어함으로써 고스 2차 재결정을 얻는 것이 가능하다는 생각을 바탕으로 일련의 연구를 실행하였다.
본 발명가들은, 상기 사실하에 제품을 안정하게 제조하기 위한 방법을 확립할 목적으로, 일방향성 전기 강판의 제조에 필요 불가결한 억제제가 작용하는 공정 단계에 따라, 억제제를 두 그룹, 즉 1차 재결정의 크기를 제어하기 위한 1차 억제제 및 2차 재결정의 크기를 제어하기 위한 2차 억제제로 분류하였고, 우수한 자기 특성을 가진 일방향성 전기 강판의 제조와 관련하여 억제제를 연구하였다.
비록 고스 방위 2차 재결정을 얻기 위해 필요한 2차 억제제 및 1차 재결정 입자 크기의 조합이 유일한 것은 아니라는 점이 사실일지라도, 예를 들면, 만약 1차 재결정립 크기가 슬라브(코일)의 부위에 따라 차이가 있다면, 코일의 각 부분에서 2차 억제제의 능력이 적절하게 제어되지 않는 한 2차 재결정의 양호한 방위가 얻어질 수 없음을 주목해야 한다. 이러한 이유로 인하여, 1차와 2차 재결정에서 전체 코일의 전반에 걸쳐 균일한 결정립 크기를 제공하는 방법이 안정한 방법이다.
또한 1차 재결정립 크기가 1차 억제제의 능력 및 1차 재결정이 일어나는 탈탄 어닐링 온도에 의해 결정되기 때문에, 1차 억제제의 강도는 전체 슬라브를 통하여 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.
따라서, 제품의 안정한 제조 방법을 확립하기 위한 가장 중요한 점은 코일 전체에 1차와 2차 억제제를 균일하게 분포시키는 방법이다.
이러한 점에서, 상기 첫 번째 내지 세 번째 그룹의 기술은 각각 다음과 같은 문제점을 가진다.
첫 번째 그룹 기술에서는, 상기 기술에 따라서, 협소한 온도 범위, 즉 억제제의 완전한 고용 온도 이상이고 2차 재결정이 "예비 압연(pre-rolling) 공정" 없이 불안정해지는 열간 압연에서 가열시의 조대립 형성 온도 이하인 범위에서 슬라브를 가열할 필요하기 때문에, 2차 재결정을 위해 필요한 억제제 강도를 확보하고 동시에 산업적 제조 규모에서 안정한 제품 품질을 실현하는 것을 매우 어렵게 한다.
두 번째 그룹 기술에서는, 탈탄 어닐링 후의 최종 박스 어닐링시 2차 재결정전에 질화 처리를 적용함으로써 2차 억제제의 강도를 확보하는 것이 용이하지만, 1차 억제제 강도의 균일성의 관점에서 검토될 때, 유한량의 고용 질소 등이 슬라브(코일)의 부위에 따라 불균일하게 분포되고, 이로 인하여 1차 재결정립의 크기를 불균일해진다. 또한, 이 경우에, 상기 1차 억제제가 2차 억제제로서도 작용하기 때문에, 전체 슬라브(코일)내 1차 억제제의 불균일한 분포는 2차 억제제의 불균일한 분포를 초래한다.
세 번째 그룹 기술은, MnS의 완전 고용을 위한 어떠한 열처리도 실시되지 않으며, 열간 압연 후에 60% 이상의 AlN이 석출되므로, 슬라브(코일) 내부 1차 억제제의 분포 균일성에 있어서 두 번째 그룹 기술과 유사한 단점을 가진다. 상기 기술에서, 억제제 강화 처리가 어떠한 중간 공정에서도 적용되지 않기 때문에 2차 억제제는 1차 억제제로부터 변화되지 않고 따라서 2차 억제제는 코일의 부위에 따라 불균일하게 분포된다.
결과적으로, 이러한 기술로는 공업상 안정한 제품 품질을 확보하기가 어렵다. 또한, 전술한 바와 같이, 비록 CuxS가 2차 재결정을 제어하기 위한 억제제로서 널리 공지되었을지라도, 특히 80%를 초과하는 최종 냉간 압하율로 높은 자속 밀도를 가진 일방향성 전기 강판의 제조하기에는 부적당하다.
전술한 바와 같은 배경을 감안하여 이루어진 본 발명의 목적은, 더욱 완전한 2차 재결정을 형성시킴으로써 우수한 자기 특성을 가진 일방향성 전기 강판을 매우 안정하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 요지는 아래 (1) 내지 (8)에 기재된 바와 같다.
(1) 소정량의 Al을 함유한 슬라브를 1200℃ 이상의 온도로 가열하는 단계, 상기 슬라브를 열간 압연 스트립으로 열간 압연하는 단계, 상기 열간 압연된 스트립을 선택적으로 어닐링하는 단계, 상기 열간 압연 스트립을 1회 또는 중간 어닐링이 포함된 2회 이상으로 냉간 압연하는 단계, 및 상기 냉간 압연된 시트를 탈탄 어닐링하고 어닐링시 스트립 스티킹(strip sticking)을 방지하기 위해 어닐링 분리제 도포 후 최종 박스 어닐링하는 단계를 포함하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,
억제제로서 능력을 가진 물질의 완전 고용 온도보다 높은 온도(슬라브 가열 온도 Ts(℃))로 상기 슬라브를 가열하고, 최종 박스 어닐링시 2차 재결정이 시작되기 전에 탈탄 어닐링 강판을 질화처리하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 슬라브를 1350℃ 이하의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 슬라브는 중량 %로, 0.025 내지 0.10%의 C, 2.5 내지 4.0%의 Si, 0.01 내지 0.10%의 산가용성 Al(sAl), 0.0075% 이하의 N, 0.003 내지 0.05% 의 Seq( = S + 0.406 x Se), 및 0.02 내지 0.20%의 Mn를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
상기 슬라브는 다음 방정식에 의해 정의된 T1(℃), T2(℃) 및 T3(℃) 중의 최대 온도보다 더 높은 슬라브 가열 온도 T(℃)로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
(여기에서 [ ] 은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타냄.)
T1= 10,062 / (2.72 - log([sAl] * [N])) - 273
T2= 14,855 / (6.82 - log([Mn] * [S])) - 273
T3= 10,733 / (4.08 - log([Mn] * [Se])) - 273
(4) 제 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 슬라브는 추가로, 0.01 내지 0.30wt%의 Cu를 함유하고, 상기 슬라브는 다음 방정식에 의해 한정된 T4(℃)보다 높은 슬라브 가열 온도 Ts(℃)로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
( 여기에서 [ ] 은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타냄.)
T4= 43,091 / (25.09 - log([Cu] * [Cu] * [S])) - 273
(5) 제 (1) 내지 제 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 슬라브는 추가로, 0.0005 내지 0.0060wt%의 B를 함유하고, 상기 슬라브는 다음 방정식에 의해 한정된 T5(℃)보다 높은 슬라브 가열 온도 Ts(℃)로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
(여기에서 [ ] 은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타냄.)
T5= 13,680 / (4.63 - log([B] * [N])) - 273
(6) 제 (1) 내지 제 (5) 중 어느 하나에 있어서, 탈탄 어닐링 후 1차 재결정립의 평균 직경은 7μm 이상 및 18μm 이하인 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
(7) 제 (1) 내지 제 (6) 중 어느 하나에 있어서, 질화처리를 강 스트립 주행상태하에서, 수소, 질소 및 암모니아의 혼합 가스 분위기에서 행하고, 강판의 질소 증량을 0.001 내지 0.03wt%로 하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
(8) 제 (1) 내지 제 (7) 중 어느 하나에 있어서, 탈탄 어닐링전 최종 냉간 압연에서 냉간 압하율을 80% 이상 및 95% 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
도 1은 sAl과 N의 함유량 및 슬라브 가열 온도와 제품 코일내 B8편차의 관계를 나타낸 도이고,
도 2는 Mn과 S의 함유량 및 슬라브 가열 온도와 제품 코일내 B8편차의 관계를 나타낸 도이고,
도 3은 Mn과 Se의 함유량 및 슬라브 가열 온도와 제품 코일내 B8편차의 관계를 나타낸 도이고,
도 4는 Cu와 S의 함유량 및 슬라브 가열 온도와 제품 코일내 B8편차의 관계를 나타낸 도이고,
도 5는 B와 N의 함유량 및 슬라브 가열 온도와 제품 코일내 B8편차의 관계를 나타낸 도이다.
본 발명자들은, 슬라브 가열시 억제제 능력을 가진 물질을 완전 용체화하는 것이 슬라브(코일)내에서 1차 억제제를 극한까지 균일화하는 최적의 방법이라는 개념에서 출발하여, 억제제 능력을 가진 물질의 슬라브내 농도를 종래 방법보다 저감시키면, 완전 용체화 온도가 낮아진다는 점에 착목하였다. 열간 압연 가열시에 억제제의 완전 용체화를 도모하는 기술로는, 상기 첫 번째 기술이 있지만, 그 기술에 있어서 억제제 능력을 가진 물질의 슬라브내 농도를 낮추면, 2차 재결정을 불안정하게 하고, 안정적인 공산업상 제조 기술로 확립되지 못했다.
상기 상황에 비추어, 본 발명가들은 세심한 연구와 실험의 결과로서, 슬라브 성분중 질소 농도가 높을 경우, 슬라브 가열을 완전 용체화 온도 이상으로 행하여도 슬라브 전체에 걸쳐서 1차 억제제를 균일화하는 것이 곤란한다는 점을 증명하였다. 즉, 슬라브 내에서 1차 억제제 능력 차를 매우 낮추기 위해 중요한 점은 슬라브 성분중 질소 농도를 낮추는 것이다.
한편, 황화물 및 셀렌화물 억제제에 관하여, 상기 억제제는 질화물 억제제만큼 열간 압연 공정에서 억제제의 균질화에 영향을 미치지 않는다는 것을 분명하게 입증하였고, 또한 본 발명가들은 1차 억제제로서 주로 황화물 및 셀렌화물 억제제를 사용하는 것이 효율적임을 발견하였다.
상기 질화물 억제제와 황화물 및 셀렌화물 억제제 사이의 작용 효과에 있어서 차이가 난 이유는 분명하지 않지만, AlN의 용해도가 α상과 γ상에서 크게 차이가 나는 점에 기인하여, 열간 압연중 모상(matrix phase)에서 AlN의 용해가 용이한 γ상이 용해가 어려운 α상으로 변태될 때, AlN이 불균일하게 석출하는 것이 원인으로 생각된다.
상기 대책(슬라브 화학 성분내 질소 함량을 감소)에 의해 슬라브(코일)내 1차 억제제 강도의 차를 아주 저감시키는 것이 가능하다. 그러나, 2차 재결정에 있어서 우수한 자기 특성을 나타내기 위한 방향으로 배열된 고스 방위를 얻기 위해서, 황화물 및 셀렌화물 억제제뿐만 아니라 고온에서 안정하게 유지되는 억제제가 추가로 요구된다. 본 발명에서, 상기 추가 억제제는 질화처리를 통하여 AlN을 형성함으로써 확보되었다.
즉, 본 발명은, 슬라브 성분 중 억제제 능력을 가진 물질의 농도를 종래 방법보다 낮춤으로써, 억제제의 완전 용체화 온도를 낮추고; 슬라브 가열 온도를 낮추어진 완전 용체화 온도보다 높게 함으로써 슬라브 전체 1차 억제제의 강도를 균질화시키고; 억제제 성분 농도를 낮추는 것으로 인해 발생된 2차 억제제의 강도 부족을 탈탄 어닐링후 최종 박스 어닐링 중 2차 재결정의 개시전에 질화처리를 실시하여 질화물(AlN, Si3N4, MnS 등의 단독 또는 복합 석출물)을 형성하고, 상기 질화물을 억제제로서 작용시켜 보상함으로써 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 안정한 제조가 가능하였다.
요약하면, 본 발명의 목적은 일방향성 전기 강판의 제조에서 중요한 역할을 담당하는 억제제의 기능 발휘 단계를 야금학적으로 분리하고, 각 단계마다 다른 억제제 물질이 기능을 수행함으로써 매우 안정한 제품 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
일방향성 전기 강판의 제조에 있어서, 1차 재결정이 일어나는 탈탄 어닐링의 온도가 일반적으로 930℃ 이하로 낮고, 이러한 이유로 종래 방법의 고온 열간 압연에서 형성된 강한 억제제는 상기 단계에서 요구되지 않는다. 본 발명이 주로 1차 억제제로서 황화물 및 셀렌화물을 사용하기 때문에, 1차 재결정에서 결정립 성장의 온도 의존성이 매우 작고, 따라서 1차 재결정 어닐링(실질적으로는 탈탄 어닐링)에서 온도를 크게 변화시킬 필요가 없다. 결과적으로, 탈탄 어닐링에서 형성된 산화물 피막의 구조와 성분 및 그 다음 질화 처리에서 질화물 양은 크게 안정화되고, 글래스 피막(glass film) 결함은 매우 감소되었다.
다음으로, 본 발명에서 슬라브 성분의 제한 이유를 기술한다.
C의 함량이 0.025% 미만이면, 1차 재결정 조직은 부적절하게 되고, 0.10%를 초과하면 탈탄이 어렵고 공업상 적당하지 않다.
Si 함량이 2.5% 이하이면, 우수한 철손치를 얻을 수 없고, 4.0%를 초과하면, 냉간 압연이 매우 어렵고 공업상 적당하지 않다.
Al은 주로 2차 억제제로서 작용하는 AlN을 형성하기 위해 N과 결합한다. 상기 AlN은 질화 처리전과 질화 후 고온 어닐링시 형성되고, 상기 두 단계에서 형성된 AlN의 충분한 양을 확보하기 위해 0.01 내지 0.10%의 Al 함량이 요구된다. Al 함량이 0.01% 미만이면, 2차 억제제로서 AlN의 효과는 불충분하여 고스 방위를 가진 2차 재결정립을 안정하게 얻는 것을 불가능하게 만들고, 0.10%를 초과하면 나중 공정 단계에서 필요로 하는 질화물의 양이 증가하여 글래스 피막에 상당한 손상을 발생시킨다.
N은 0.0075%를 초과하면 열간 압연시 불균일한 석출을 발생시키기 때문에, 상한을 0.0075%로 설정하였다. 더욱 바람직한 상한은 0.0050% 이다.
S와 Se는 Mn과 Cu와 결합하고 주로 1차 억제제로서 작용한다. S 및 Se의 함량은 억제제로서 Seq( = S + 0.406 x Se)를 사용하여 제어된다. Seq가 0.05%를 초과하면, 최종 박스 어닐링에서 강의 정화(억제제 제거)를 위해 필요한 시간이 너무 길어져 바람직하지 않고, 0.003% 미만이면, 1차 억제제로서 효과는 충분하지 않다. 따라서, Seq의 하한을 0.003%로 설정해야 한다.
Mn의 함량이 0.02% 이하이면, 열간 압연 스트립에 크랙이 쉽게 발생하고 제품 생산율이 감소한다. 한편, 0.20%를 초과하면, MnS 및 MnSe의 양은 너무 크게 되어 그들의 고용이 국부적으로 불균일하게 되고 안정한 제조를 어렵게 만든다. 따라서, Mn 상한을 0.2%로 설정하였다.
슬라브가 1200℃ 이상으로 가열되는 본 발명의 조건하에서 열간 압연되면, Cu는 S 및 Se와 결합하여 1차 억제제로서 작용하는 미세한 석출물을 형성한다. 또한 상기 석출물은 2차 억제제로서 작용하는 것 외에 더욱 균일한 AlN의 분포를 만드는 AlN 석출의 핵으로서 작용하고, 이 효과는 양호한 2차 재결정을 가져온다. Cu의 함량이 0.01% 미만이면, 상기 효과는 감소되고 안정된 생산이 어렵게 된다. 0.30%를 초과하면, 상기 효과는 과포화되고, 구리 스캡(copper scab)리라 하는 표면 결함이 열간 압연시 발생된다.
B의 함량이 0.0005% 이하이면, BN의 형태로서의 억제제 효과는 나타나지 않지만, 함량이 0.006%를 초과하면, 질화에 의해 억제제를 형성하기 위해 필요한 N의 양은 너무 많아지게 되고, 지철 표면이 노출되는 글래스 피막 결함의 빈번한 발생을 야기시킨다.
추가로, Al, N, S, Se, Mn, Cu 및 B의 함량에 관하여, 아래 식에 따라서 슬라브의 화학성분으로부터 계산된 T1(℃) 내지 T5(℃) 중 하나가 1400℃ 이상일 때, 성분들을 완전히 용해시키기 위해서 슬라브 가열 온도 Ts(℃)를 매우 높게 할 필요가 있다. 그러한 바람직하지 않은 높은 가열 온도를 피하기 위해서 원소들의 함량이 서로의 관계를 통해 제어되어야 한다.
T1= 10,062 / (2.72 - log([sAl] * [N])) - 273
T2= 14,855 / (6.82 - log([Mn] * [S])) - 273
T3= 10,733 / (4.08 - log([Mn] * [Se])) - 273
T4= 43,091 / (25.09 - log([Cu] * [Cu] * [S])) - 273
T5= 13,680 / (4.63 - log([B] * [N])) - 273
여기에서 [ ]은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 1차 억제제로서 주로 황화물 및 셀렌화물을 사용하여 1차 재결정 입자를 제어하고, 슬라브내 N 함량을 최소화, 바람직하게 0.0050% 이하로 할 필요가 있다. 그러나, 이것만으로는 2차 재결정을 제어하기에 충분하지 않고, 나중에 기술될 질화처리가 요구된다.
또한, 전술한 Al, N, S, Se, Mn, Cu 및 B에 더하여, Sn, Sb, P, Cr, Mo, Cd, Ge, Te 및 Bi가 억제제를 형성하기 위한 성분으로써 적당하고, Ni이 1차 및 2차 억제제로서 작용하는 석출물을 균일하게 분포시키는 데 현저한 효과를 나타내기 때문에, 작은 양의 상기 성분들이 다른 성분들과 조합되어 강에 첨가될 수 있다.
상기 성분들의 적당한 첨가 양으로는, Sn, Sb, P 및 Cr의 각각에 대해 0.02 내지 0.3%, Mo 및 Cd의 각각에 대해 0.008 내지 0.3%, Ge, Te 및 Bi의 각각에 대해 0.005 내지 0.1%, 및 Ni에 대해 0.03 내지 0.3%이다. 그들 각각은 단독으로 또는 다른 성분과 조합되어 첨가될 수 있다.
다음, 본 발명에서 제조 공정의 조건을 제한한 이유를 설명한다.
예를 들면, 일본 특개평 제H7-252532호에서는, 탈탄 어닐링의 완료 후 1차 재결정립의 평균 크기는 18 내지 35μm이다. 그러나, 본 발명에서는, 7μm 이상 18μm 이하로 1차 재결정 입자의 평균 직경을 제어함으로써 자기 특성(특히 철손)을 더욱 개선하는 것이 가능하다.
이는, 1차 재결정 입자의 크기가 작을수록, 단위 부피내에 존재하는 1차 재결정립 입자의 수가 증가함을 의미한다. 또한, 결정립 성장의 관점에서, 1차 재결정립의 크기가 작을 경우에, 2차 재결정을 위한 핵으로 작용하는 고스 방위 입자의 체적 분율은 1차 재결정 단계에서 증가한다(재료 과학 포럼(Material Science Forum) 204-206 권, 파트 2, 631 페이지).
결과적으로, 예를 들면, 고스 방위 결정립의 절대 수는 1차 재결정립의 평균 크기가 18 내지 35μm인 경우보다 5배 정도 증가한다. 이로 인하여, 2차 재결정 입경도 상대적으로 작아지므로 철손이 현저하게 향상된다.
또한, 1차 재결정립의 평균 크기가 작으면, 2차 재결정의 구동력은 증가하고, 최종 박스 어닐링에서 가열의 초기 단계(낮은 온도)에서 2차 재결정의 시작을 가능하게 만든다. 최종 박스 어닐링이 코일내 강판에 적용되는 실시에서, 어닐링 온도가 높을수록 코일의 부위에 따른 온도차(온도 이력차)는 더 크게 된다. 상기 이유로, 2차 재결정 온도의 감소는, 코일의 각 부위간의 온도 이력이 더욱 균일한 온도 범위(코일 전체에서 가열 속도가 더욱 균일함)에서 2차 재결정이 이루어지는 것을 가능하게 하고, 코일의 각 부위간의 불균일성이 아주 감소하므로 제품의 자기 특성은 안정화된다.
그러나, 1차 재결정 입자의 평균 크기가 7μm 미만일 때에는, 2차 재결정 입자의 고스 방위로부터의 방위 편차가 크게 되고 자속 밀도가 악화되는데, 그 이유는 1차 재결정립의 크기가 감소하면 결정립 성장의 구동력이 증가하므로 2차 재결정 온도가 너무 낮아지기 때문인 것으로 추정된다.
탈탄 어닐링 후 2차 재결정 개시전 강판의 질화 처리는 본 발명에서 필수적이다. 상기 방법은 최종 박스 어닐링을 위해 어닐링 분리제 내에 질화물(CrN, MnN등)을 혼합하는 방법과 탈탄 어닐링 후에 암모니아 함유 분위기에서 이동하는 강 스트립에 질화 처리를 적용하는 방법을 포함한다. 두 방법 모두가 적용될 수 있지만, 나중 방법이 공업적으로 더욱 바람직하고 제어가능하다.
상기 질화 처리에서 강판에 첨가되는 질소의 양(질소 증량)은 0.001 내지 0.03 wt%로 제한된다. 0.001% 미만으로 제한되면, 2차 재결정은 불안정하게 되고, 0.03%를 초과하면, 지철이 노출되는 글래스 피막내 결함이 자주 발생된다. 더욱 바람직한 질소의 증량은 0.003 내지 0.025%이다.
열간 압연전에 슬라브 가열 온도는 본 발명에서 중요한 포인트이다. 슬라브 가열 온도가 1200℃ 이하일 때, 본 발명의 중요 포인트중 하나인 1차 억제제의 형성이 불충분하게 되고, 예를 들면, 1차 재결정립이 더욱 탈탄 어닐링의 온도에 의존하는 문제를 발생시킨다.
또한, 억제제 강도를 가지는 물질의 완전 용체화 온도위로 상기 슬라브 가열 온도를 상승시킴으로써 슬라브의 부위에 따른 1차 억제제 강도의 차이를 매우 감소시키는 것이 가능하다. 그러나 슬라브 가열 온도가 억제제의 완전 용체화 온도 바로 위로 설정되면, 억제제를 완전 용체화시키기 위해 상당히 긴 시간 동안 가열 온도에서 슬라브를 유지해야 할 필요가 있다. 따라서, 생산성의 관점에서, 완전 용체화 온도보다 20℃ 이상 더 높은 가열 온도를 설정하는 것이 바람직하다. 1350℃를 초과하는 초고온에서 슬라브를 가열하는 것은 산업상 제조에 있어서 상당한 어려움이 있기 때문에 피해야 함을 주목해야 한다.
특히 바람직한 슬라브 가열 온도는 1200 내지 1350℃이고, 상기 온도 범위에서는 압연이 용이하고, 우수한 열간 스트립 형상(크라운)이 얻어질 수 있고, 슬라브 표면층이 슬래그로 용해되는 문제가 발생되지 않는다.
본 발명에 따른 제조 방법에 의하여, 100 내지 300mm, 바람직하게 200 내지 250mm의 초기 두께를 가진 슬라브가 잘 알려진 연속 주조 방법에 의해 주조되었다. 또한 약 30 내지 100mm의 초기 두께를 가진 얇은 슬라브가 두꺼운 슬라브 대신에 사용될 수 있다. 상기 얇은 슬라브는, 열간 압연 스트립을 제조하는 데 있어서, 중간 두께로 조압연(rough rolling)할 필요가 없다는 장점을 가진다. 또한, 스트립 주조 공정에 의한 더욱 작은 초기 두께 주조의 슬라브 또는 스트립을 사용하여 본 발명에 의해 일방향성 전기 강판을 제조하는 것이 가능하다.
공업상 제조 실행에서, 보통 가스 가열 방법이 열간 압연을 위한 슬라브 가열을 위해 적용될 수 있다. 균질한 어닐링을 위해 가스 가열뿐만 아니라 유도 가열 또는 직류 전기 저항 가열을 적용하는 것이 바람직할 수 있고, 그러한 특별한 가열 방법이 사용될 때, 바람직한 형상을 얻기 위하여 주조 슬라브에 분괴 압연(breakdown rolling)을 적용하여도 문제는 없다. 또한, 가열 온도가 1300℃ 이상일 때에는, 집합 조직을 개선하기 위해 분괴 압연을 적용함으로써 C의 함량을 감소시킬 수 있다. 상기 실시 방법은 종래 기술내에 포함된다.
냉간 압연의 최종 냉간 압하율이 80% 이하일 경우, 1차 재결정 집합 조직 중 고스 방위 결정립은 정확한 고스 방위로부터의 편차가 큰 분포를 가지고, 따라서 고자속 밀도를 확보하는 것을 어렵게 한다. 한편, 최종 냉간 압하율이 95%를 초과할 경우, 1차 재결정 집합 조직내 고스 방위 결정립의 수가 매우 감소한다. 2차 재결정은 결과적으로 불안정하게 된다.
열간 압연 스트립은, 주로 열간 압연시 스트립내에서 발생하는 조직 및 억제제 분포에 있어서 불균일함을 제거하기 위한 목적으로 어닐링된다. 상기 목적을 위한 어닐링은 열간 압연 스트립 또는 최종 냉간 압연전 스트립의 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 열간 압연시 불균일한 온도 이력에 의해 발생된 불균일함을 제거하기 위해, 최종 냉간 압연전 한 번 이상 상기 어닐링 처리를 적용하는 것이 바람직하다.
상기 최종 냉간 압연은 상온에서 행해질 수도 있다. 그러나, 적어도 한 패스의 최종 냉간 압연이 100 내지 300℃의 온도에서 행해지고 그 후 압연된 스트립이 1분 이상 동안 상기 온도에서 유지되면, 1차 재결정 집합 조직이 개선되고, 우수한 자기 특성을 얻는다.
<실시예 1>
표 1에 나타내어진 화학 성분 (1) 내지 (4)의 슬라브를 다음 다섯 개의 다른 온도, 즉, (a) 1150℃, (b) 1200℃, (c) 1250℃, (d) 1300℃ 및 (e) 1350℃ 중 하나에서 60분 동안 균열하고; 2.0mm의 두께를 가진 스트립으로 열간 압연하고; 200초 동안 1120℃에서 유지하고 곧 바로 900℃로 유지함으로써 열간 스트립 어닐링한 후 빠르게 냉각하고; 산세하고; 2 패스 이상에서 2분 이상동안 180-220℃에서 시트를 유지함으로써 0.23mm의 두께로 냉간 압연하고; 850℃에서 150초 동안 유지하여 탈탄 어닐링하고; 질화 후 강판의 전체 질소 양이 200ppm으로 조절되도록 수소, 질소 및 암모니아의 혼합 가스내에서 30초 동안 750℃에서 유지함으로써 질화 어닐링하고; 어닐링시 스티킹(sticking)을 방지하기 위해 주로 MgO 및 TiO2로 구성된 어닐링 분리제를 도포하고; 15℃/h의 가열 속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간 유지하여 최종 박스 어닐링하고; 응력 제거 어닐링하는 연속 공정 단계를 통해 전기 강판을 제조하였다. 그 후, 제조된 강판에 주로 콜로이드 실리카 및 알루미늄 인산염으로 구성된 장력 코팅을 실시한 후 자기 특성을 측정하였다. 표 2는 상기 시험 조건하에서 측정된 자기 특성 측정을 나타내며, 도 1은 sAl과 N 함량의 관계 및 제품 코일내 B8의 편차에 대한 슬라브 가열 온도 관계를 나타낸다. 본 발명에 따른 화학성분으로 슬라브가 제조되고 본 발명에서 규정된 공정 조건하에 슬라브가 제조된 경우, 제품 코일 길이의 전체에 걸쳐 우수한 자기 특성이 안정적으로 얻어질 수 있음을 표와 그림을 통해 알 수 있다.
번호 화학성분(wt%) 온도(℃)
C Si sAl N S Mn Cu Sn P Cr Cd T1 T2 T3 T4 T5
(1) 0.055 3.24 0.026 0.0015 0.005 0.04 0.02 0.08 0.02 0.10 0.023 1138 1139 - 1127 -
(2) 〃 〃 〃 0.0024 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 1180 〃 - 〃 -
(3) 〃 〃 〃 0.0044 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 1237 〃 - 〃 -
(4) 〃 〃 〃 0.0073 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 1289 〃 - 〃 -
번호 성 분 슬라브가열 1차 재결정평균 입경 제품 코일내B8의 범위(T) ΔB8(T)[좌측 칼럼에서 B8의 최대와 최소 차] 비 고
1234567891011121314151617181920 (1)(1)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)(3)(4)(4)(4)(4)(4) abcdeabcdeabcdeabcde 26.317.517.417.517.625.816.116.116.215.926.215.913.313.313.325.916.213.212.011.9 2차 재결정 없음1.92-1.921.92-1.931.92-1.931.92-1.932차 재결정 없음1.92-1.931.93-1.941.92-1.941.93-1.942차 재결정 없음1.88-1.941.92-1.951.95-1.951.94-1.952차 재결정 없음1.84-1.951.88-1.951.92-1.951.92-1.94 -0.000.010.010.01-0.010.010.020.01-0.060.030.000.01-0.110.070.030.02 비교예발명예발명예발명예발명예비교예발명예발명예발명예발명예비교예비교예발명예발명예발명예비교예비교예비교예발명예발명예
<실시예 2>
표 3에 나타내어진 화학 성분 (5) 내지 (8)의 슬라브를 실시예 1의 다섯 개 온도 중 하나에서 60분 동안 균열하고; 2.3mm의 두께를 가진 스트립으로 열간 압연하고, 180초 동안 1120℃에서 유지하고 곧 바로 900℃로 유지함으로써 열간 스트립 어닐링한 후 빠르게 냉각하고; 산세하고; 실시예1과 같이 동일한 시효 처리하여 0.30mm의 두께로 냉간 압연하고; 150초 동안 850℃에서 유지함으로써 탈탄 어닐링하고; 질화 후 강판의 전체 질소 양이 200ppm으로 조절되도록 수소, 질소 및 암모니아의 혼합 가스내에서 30초 동안 750℃에서 유지함으로써 질화 어닐링하고; 어닐링시 스티킹을 방지하기 위해 주로 MgO 및 TiO2로 구성된 어닐링 분리제를 도포하고; 15℃/h의 가열 속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간 유지하여 최종 박스 어닐링하고; 응력 제거 어닐링하는 연속 공정 단계를 통해 전기 강판을 제조하였다. 그 후, 제조된 강판에 주로 콜로이드 실리카 및 알루미늄 인산염으로 구성된 장력 코팅을 실시한 후 자기 특성을 측정하였다. 표 4는 상기 시험 조건하에서 측정된 자기 특성 측정을 나타내고, 도 2는 Mn과 S 함량의 관계 및 제품 코일내 B8의 편차에 대한 슬라브 가열 온도 관계를 나타낸다. 본 발명에 따른 화학성분으로 슬라브가 제조되고 본 발명에서 규정된 공정 조건하에 슬라브가 제조된 경우에, 제품 코일 길이의 전체에 걸쳐 우수한 자기 특성이 안정적으로 얻어질 수 있음을 표와 그림을 통해 알 수 있다. 특히, 1차 재결정의 평균 입경이 7 내지 18μm일 때, B8가 1.92T 이상인 특히 우수한 자기 특성이 제품 코일 전체 길이에 걸쳐 더욱 안정되게 얻어졌다.
번호 화학성분(wt%) 온도(℃)
C Si sAl N S Mn Cu Sn Sb P Cr Mo Ge T1 T2 T3 T4 T5
(5) 0.06 3.30 0.023 0.0018 0.005 0.07 0.01 0.06 0.05 0.03 0.08 0.031 0.011 1144 1173 - 1100 -
(6) 〃 〃 〃 〃 0.012 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 1228 - 1117 -
(7) 〃 〃 〃 〃 0.025 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 1278 - 1131 -
(8) 〃 〃 〃 〃 0.046 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 1322 - 1143 -
번호 성분 슬라브가열 1차 재결정평균 입경 제품 코일내B8의 범위(T) ΔB8(T)[좌측 칼럼에서 B8의 최대와 최소 차] 비 고
1234567891011121314151617181920 (5)(5)(5)(5)(5)(6)(6)(6)(6)(6)(7)(7)(7)(7)(7)(8)(8)(8)(8)(8) abcdeabcdeabcdeabcde 22.320.019.819.719.922.218.112.512.212.222.518.111.69.49.622.617.911.49.56.5 일부 2차 재결정 없음1.88-1.891.88-1.901.89-1.901.88-1.90일부 2차 재결정 없음1.85-1.921.92-1.951.93-1.951.94-1.95일부 2차 재결정 없음1.80-1.921.88-1.941.94-1.951.95-1.95일부 2차 재결정 없음1.86-1.931.85-1.951.90-1.951.88-1.89 -0.010.020.010.02-0.070.020.020.01-0.120.060.010.00-0.070.100.050.01 비교예발명예발명예발명예발명예비교예비교예발명예발명예발명예비교예비교예비교예발명예발명예비교예비교예비교예비교예발명예
<실시예 3>
표 5에 나타내어진 화학 성분 (9) 내지 (12)의 슬라브를 실시예 1의 다섯 개 온도 중 하나에서 60분 동안 균열하고; 2.5mm의 두께를 가진 스트립으로 열간 압연하고; 30초 동안 1120℃에서 유지하고 곧 바로 900℃로 유지함으로써 열간 스트립 어닐링한 후 빠르게 냉각하고; 산세하고; 실시예1과 같이 동일한 시효 처리하여 0.27mm의 두께로 냉간 압연하고; 90초 동안 850℃에서 유지함으로써 탈탄 어닐링하고; 질화 후 강판의 전체 질소 양이 200ppm으로 조절되도록 수소, 질소 및 암모니아의 혼합 가스내에서 30초 동안 750℃에서 유지함으로써 질화 어닐링하고; 어닐링시 스티킹을 방지하기 위해 주로 MgO 및 TiO2로 구성된 어닐링 분리제를 도포하고; 15℃/h의 가열 속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간 유지하여 최종 박스 어닐링하고; 응력 제거 어닐링하는 연속 공정 단계를 통해 전기 강판을 제조하였다. 그 후, 제조된 강판에 주로 콜로이드 실리카 및 알루미늄 인산염으로 구성된 장력 코팅을 실시한 후 자기 특성을 측정하였다. 표 6은 상기 시험 조건하에서 측정된 자기 특성 측정치를 나타내고, 도 3은 Mn과 Se 함량의 관계 및 제품 코일내 B8의 편차에 대한 슬라브 가열 온도 관계를 나타낸다. 본 발명에 따른 화학성분으로 슬라브가 제조되고 본 발명에서 규정된 공정 조건하에 슬라브가 제조된 경우에, 제품 코일 길이의 전체에 걸쳐 우수한 자기 특성이 안정적으로 얻어질 수 있음을 표와 그림을 통해 알 수 있다.
번호 화학성분(wt%) 온도(℃)
C Si sAl N S Mn Cu Sn Sb P Cr Bi Se T1 T2 T3 T4 T5
(9) 0.040 3.10 0.021 0.0027 0.005 0.05 0.01 0.06 0.03 0.03 0.08 0.018 0.009 1171 1152 1172 1100 -
(10) 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.018 〃 〃 1233 〃 -
(11) 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.032 〃 〃 1288 〃 -
(12) 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.043 〃 〃 1318 〃 -
번호 성분 슬라브가열 1차 재결정평균 입경 제품 코일내B8의 범위(T) ΔB8(T)[좌측 칼럼에서 B8의 최대와 최소 차] 비 고
1234567891011121314151617181920 (9)(9)(9)(9)(9)(10)(10)(10)(10)(10)(11)(11)(11)(11)(11)(12)(12)(12)(12)(12) abcdeabcdeabcdeabcde 22.314.714.914.514.720.314.313.813.613.420.415.013.512.512.620.314.913.410.711.1 일부 2차 재결정 없음1.92-1.931.92-1.931.92-1.941.92-1.941.84-1.901.87-1.921.92-1.941.94-1.951.93-1.951.82-1.901.82-1.921.85-1.911.92-1.951.93-1.941.83-1.891.81-1.921.83-1.951.90-1.951.95-1.96 -0.010.010.010.020.060.050.020.010.020.080.100.060.030.010.060.110.120.050.01 비교예발명예발명예발명예발명예비교예비교예발명예발명예발명예비교예비교예비교예발명예발명예비교예비교예비교예비교예발명예
<실시예 4>
표 7에 나타내어진 화학 성분 (13) 내지 (16)의 슬라브를 실시예 1의 다섯 개 온도 중 하나에서 60분 동안 균열하고; 2.3mm의 두께를 가진 스트립으로 열간 압연하고; 250초 동안 1120℃에서 유지함으로써 열간 스트립 어닐링한 후 빠르게 냉각하고; 산세하고; 실시예1과 같이 동일한 시효 처리하여 0.35mm의 두께로 냉간 압연하고; 150초 동안 850℃에서 유지함으로써 탈탄 어닐링하고; 어닐링시 스티킹을 방지하기 위해 MnN을 첨가하여 주로 MgO 및 TiO2로 구성된 어닐링 분리제를 도포하고; 10℃/h의 가열 속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간 유지하여 최종 박스 어닐링하고; 응력 제거 어닐링하는 연속 공정 단계를 통해 전기 강판을 제조하였다. 그 후, 제조된 강판에 주로 콜로이드 실리카 및 알루미늄 인산염으로 구성된 장력 코팅을 실시한 후 자기 특성을 측정하였다. 표 8은 상기 시험 조건하에서 측정된 자기 특성 측정을 나타내고, 도 4는 Cu와 S 함량의 관계 및 제품 코일내 B8의 편차에 대한 슬라브 가열 온도 관계를 나타낸다. 본 발명에 따른 화학성분으로 슬라브가 제조되고 본 발명에서 규정된 공정 조건하에 슬라브가 제조된 경우에, 제품 코일 길이의 전체에 걸쳐 우수한 자기 특성이 안정적으로 얻어질 수 있음을 표와 그림을 통해 알 수 있다.
번호 화학성분(wt%) 온도(℃)
C Si sAl N S Mn Cu Sn B P Cr T1 T2 T3 T4 T5
(13) 0.063 3.25 0.021 0.0035 0.015 0.03 0.05 0.05 0.0023 0.03 0.03 1195 1188 - 1187 1134
(14) 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.14 〃 〃 〃 〃 〃 〃 - 1233 〃
(15) 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.25 〃 〃 〃 〃 〃 〃 - 1260 〃
(16) 〃 〃 〃 〃 0.044 〃 0.29 〃 〃 〃 〃 〃 1259 - 1293 〃
번호 성분 슬라브가열 1차 재결정평균 입경 제품 코일내B8의 범위(T) ΔB8(T)[좌측 칼럼에서 B8의 최대와 최소 차] 비 고
1234567891011121314151617181920 (13)(13)(13)(13)(13)(14)(14)(14)(14)(14)(15)(15)(15)(15)(15)(16)(16)(16)(16)(16) abcdeabcdeabcdeabcde 28.918.615.115.315.329.018.515.215.115.328.618.415.513.913.728.418.215.211.912.0 일부 2차 재결정 없음1.89-1.921.91-1.931.91-1.941.91-1.92일부 2차 재결정 없음1.84-1.911.91-1.931.91-1.931.92-1.94일부 2차 재결정 없음1.80-1.901.89-1.931.92-1.941.91-1.92일부 2차 재결정 없음1.80-1.921.84-1.931.91-1.941.93-1.95 -0.030.020.020.01-0.070.020.020.02-0.100.040.020.01-0.120.090.030.02 비교예발명예발명예발명예발명예비교예비교예발명예발명예발명예비교예비교예비교예발명예발명예비교예비교예비교예발명예발명예
<실시예 5>
표 9에 나타내어진 화학 성분 (17) 내지 (20)의 슬라브를 실시예 1의 다섯 개 온도 중 하나에서 60분 동안 균열하고; 2.3mm의 두께를 가진 스트립으로 열간 압연하고; 30초 동안 1150℃에서 유지하고 곧 바로 900℃로 유지함으로써 열간 스트립 어닐링한 후 빠르게 냉각하고; 산세하고; 실시예1과 같이 동일한 시효 처리하여 0.30mm의 두께로 냉간 압연하고; 150초 동안 850℃에서 유지함으로써 탈탄 어닐링하고; 질화 후 강판의 전체 질소 양이 200ppm으로 조절되도록 수소, 질소 및 암모니아의 혼합 가스내에서 30초 동안 750℃에서 유지함으로써 질화 어닐링하고; 어닐링시 스티킹을 방지하기 위해 주로 MgO 및 TiO2로 구성된 어닐링 분리제를 도포하고, 15℃/h의 가열 속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간 유지하여 최종 박스 어닐링하고; 응력 제거 어닐링하는 연속 공정 단계를 통해 전기 강판을 제조하였다. 그 후, 제조된 강판에 주로 콜로이드 실리카 및 알루미늄 인산염으로 구성된 장력 코팅을 적용한 후 자기 특성을 측정하였다. 표 10은 상기 시험 조건하에서 측정된 자기 특성 측정을 나타내고, 도 5는 B과 N 함량의 관계 및 제품 코일내 B8의 편차에 대한 슬라브 가열 온도 관계를 나타낸다다. 본 발명에 따른 화학성분으로 슬라브가 제조되고 본 발명에서 규정된 공정 조건하에 슬라브가 제조된 경우에, 제품 코일 길이의 전체에 걸쳐 우수한 자기 특성이 안정적으로 얻어질 수 있음을 표와 그림을 통해 알 수 있다. 그러나, 가장 높은 N 농도를 가진 슬라브로 제조된 코일내 자기 특성 편차는 다른 것들보다 더 크다.
번호 화학성분(wt%) 온도(℃)
C Si sAl N S Mn Cu Sn Sb Ni Se B T1 T2 T3 T4 T5
(17) 0.072 3.45 0.013 0.0036 0.007 0.05 0.02 0.10 0.02 0.06 0.009 0.0025 1154 1173 1172 1133 1141
(18) 〃 〃 〃 0.0055 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.0039 1193 〃 〃 〃 1198
(19) 〃 〃 〃 0.0074 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.0050 1221 〃 〃 〃 1237
(20) 〃 〃 〃 0.0089 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 0.0062 1239 〃 〃 〃 1266
번호 성분 슬라브가열 1차 재결정평균 입경 제품 코일내B8의 범위(T) ΔB8(T)[좌측 칼럼에서 B8의 최대와 최소 차] 비 고
1234567891011121314151617181920 (17)(17)(17)(17)(17)(18)(18)(18)(18)(18)(19)(19)(19)(19)(19)(20)(20)(20)(20)(20) abcdeabcdeabcdeabcde 22.914.814.714.714.822.112.012.111.912.021.011.39.19.49.320.010.98.36.46.6 일부 2차 재결정 없음1.92-1.951.92-1.941.92-1.931.93-1.94일부 2차 재결정 없음1.92-1.951.94-1.951.92-1.941.93-1.94일부 2차 재결정 없음1.83-1.911.93-1.951.92-1.941.92-1.941.80-1.921.84-1.931.89-1.951.88-1.921.89-1.92 -0.030.020.010.01-0.030.010.020.01-0.080.020.020.020.120.090.060.040.03 비교예발명예발명예발명예발명예비교예발명예발명예발명예발명예비교예비교예발명예발명예발명예비교예비교예비교예비교예비교예
상기한 바와 같이, 본 발명에 의해, 2차 재결정의 불균일성을 해소하고, 우수한 자기 특성을 가진 일방향성 전기 강판을 매우 안정적이고 공업적으로 생산할 수 있다.
따라서, 본 발명은 일방향성 전기 강판의 공업적인 생산에 기여하는 바가 크다.

Claims (8)

  1. 소정량의 Al을 함유한 슬라브를 1200℃ 이상의 온도로 가열하는 단계,
    상기 슬라브를 열간 압연 스트립으로 열간 압연하고, 상기 열간 압연된 스트립을 선택적으로 어닐링하고, 상기 열간 압연 스트립을 1회 또는 중간 어닐링이 포함된 2회 이상으로 냉간 압연하는 단계, 및
    상기 냉간 압연된 시트를 탈탄 어닐링하고 어닐링시 스트립 스티킹(strip sticking)을 방지하기 위해 어닐링 분리제의 도포 후 최종 박스 어닐링하는 단계를 포함하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,
    억제제로서의 능력을 가진 물질의 완전 고용 온도보다 높은 온도(슬라브 가열 온도 Ts(℃))로 상기 슬라브를 가열하고, 최종 박스 어닐링시 2차 재결정 시작 전에 탈탄 어닐링 강판을 질화처리하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라브를 1350℃ 이하의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬라브는 중량 %로,
    0.025 내지 0.10%의 C,
    2.5 내지 4.0%의 Si,
    0.01 내지 0.10%의 산가용성 Al(sAl),
    0.0075% 이하의 N,
    0.003 내지 0.05% 의 Seq( = S + 0.406 x Se), 및
    0.02 내지 0.20%의 Mn를 함유하고
    잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
    상기 슬라브를 다음 방정식에 의해 정의된 T1(℃), T2(℃) 및 T3(℃) 중의 최대 온도보다 더 높은 슬라브 가열 온도 Ts(℃)로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
    (여기에서 [ ]은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타냄.)
    T1= 10,062 / (2.72 - log([sAl] * [N])) - 273
    T2= 14,855 / (6.82 - log([Mn] * [S])) - 273
    T3= 10,733 / (4.08 - log([Mn] * [Se])) - 273
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬라브는 추가로, 0.01 내지 0.30wt%의 Cu를 함유하고, 상기 슬라브를 다음 방정식에 의해 정의된 T4(℃)보다 높은 슬라브 가열 온도 Ts(℃)로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
    (여기에서 [ ]은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타냄.)
    T4= 43,091 / (25.09 - log([Cu] * [Cu] * [S])) - 273
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬라브는 추가로, 0.0005 내지 0.0060wt%의 B를 함유하고, 상기 슬라브를 다음 방정식에 의해 정의된 T5(℃)보다 높은 슬라브 가열 온도 Ts(℃)로 가열하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
    (여기에서 [ ]은 [ ] 내에 쓰여진 구성 성분의 중량 %를 나타냄.)
    T5= 13,680 / (4.63 - log([B] * [N])) - 273
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탈탄 어닐링 후 1차 재결정립의 평균 직경은 7μm 이상 및 18μm 이하인 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    강 스트립 주행 상태하에서, 수소, 질소 및 암모니아의 혼합 가스 분위기에서 질화처리를 행하고, 강판의 질소 증량을 0.001 내지 0.03wt%로 하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탈탄 어닐링전 최종 냉간 압연에서 냉간 압하율을 80% 이상 및 95% 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 자기 특성이 우수한 일방향성 전기 강판의 제조 방법.
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