KR101053220B1 - Manufacturing method of iron-based amorphous material - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염가의 Fe-B나 스크랩을 아모퍼스 소재의 원료로 하여 사용한 경우에도, 자기 특성을 저하시키는 Al이나 Ti를 효율적으로 제거함으로써, 저렴하게 아모퍼스 소재를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 질량%로 2% 이상 4% 이하의 B, 1% 이상 6% 이하의 Si를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 철계 아모퍼스 소재를 제조함에 있어서, 주원료를 용해한 후의 용철 중의 Ti 농도 또는 Al 농도가 0.005 질량% 이상인 경우에는 철분 55 질량% 이상을 함유하는 산화철원을 첨가하여 Ti와 Al을 모두 0.005 질량% 미만까지 산화 제거한다. 또한 주원료의 배합으로 Ti 또는 Al의 함유 농도가 0.005 질량% 이상인 경우에는, 철분 55 질량% 이상을 함유하는 산화철원을 주원료와 함께 용해 용기 내에 미리 장입한다. The present invention provides a method for producing an amorphous material at low cost by efficiently removing Al or Ti, which lowers magnetic properties, even when inexpensive Fe-B or scrap is used as an amorphous material. In producing iron-based amorphous material containing 2% or more and 4% or less of Si, 1% or more and 6% or less of Si, and consisting of residual Fe and unavoidable impurities, the concentration of Ti in molten iron or Al after melting of the main raw material If the concentration is 0.005% by mass or more, an iron oxide source containing 55% by mass or more of iron is added to oxidize and remove both Ti and Al to less than 0.005% by mass. When the concentration of Ti or Al is 0.005% by mass or more by blending the main raw materials, an iron oxide source containing 55% by mass or more of iron powder is charged in advance into the dissolution vessel together with the main raw materials.

Description

철계 아모퍼스 소재의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCTION OF IRON-BASE AMORPHOUS MATERIAL}Production method of iron-based amorphous material {PROCESS FOR PRODUCTION OF IRON-BASE AMORPHOUS MATERIAL}

본 발명은 철계 아모퍼스 소재의 제조에 있어서 염가로 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing at low cost in the production of iron-based amorphous material.

Fe-B-Si계를 기본 성분계로 하는 아모퍼스(amorphous, 비정질) 합금은 전자 재료로서 우수한 특성을 구비하고 있는데, 전력용 변압기의 철심 재료로서 사용하는 경우에는, 종래의 방향성 규소 강판과 비교하여 철손이 약 1/3이 되는 것도 알려져 있지만, 그 대량 생산화는 늦어지고 있다. Amorphous (amorphous) alloys based on Fe-B-Si bases have excellent properties as electronic materials, but when used as iron core materials for power transformers, compared with conventional oriented silicon steel sheets It is also known that iron loss is about one third, but its mass production is delayed.

그 최대 원인은 가격이 규소 강판과 비교하여 현격하게 높기 때문인데, 제조 비용의 대부분을 Fe-B 등의 주원료가 차지한다. The biggest reason is that the price is significantly higher than that of silicon steel sheet, and the main raw material such as Fe-B accounts for most of the manufacturing cost.

아모퍼스 소재를 염가로 제조하는 방법으로서는, 산화붕소나 붕산과 산화철을 코크스 등의 탄소계 고체 환원제로 용융 환원하는 방법이 제안되어 있다(일본 공개특허공보 소58-77509호). 그러나, 이 방법은 탄소를 환원제로서 사용하기 때문에, 자기 특성이 양호한 아모퍼스 재료를 얻을 수 있도록 최적의 B, Si 함유량으로 직접 제조하려고 하면, C 함유량이 최적 범위보다 높아진다고 하는 문제가 있었다. As a method of manufacturing an amorphous raw material at low cost, the method of melt-reducing boron oxide, boric acid, and iron oxide with carbon-based solid reducing agents, such as coke, is proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 58-77509). However, since this method uses carbon as the reducing agent, there is a problem that the C content is higher than the optimum range when it is attempted to directly manufacture the optimum B and Si content so that an amorphous material having good magnetic properties can be obtained.

이 문제를 해결하기 위하여, C 함유량을 최적의 범위로 할 수 있는 B, Si 함 유량이 높은 모합금을 일단 제조한 후, 별도로 제조한 용강으로 B와 Si를 희석하는 방법이 제안되어 있다(일본 공개특허공보 소59-38353호). 그러나, 이 방법에서는 B의 함유량이 많은 모합금을 경유하기 때문에, 노의 내화물 수명이 짧아지는 B의 환원 수율이 저하되고, 원료 원단위(原單位)가 증가하는 문제가 발생하였다. 그 개선 방법으로서 모합금의 조성을 다소 낮은 B 함유량, 높은 Si 함유량으로 한 방법도 제안되어 있지만(일본 공개특허공보 소62-287040호), 이들 방법은 모두 B, Si, Fe의 산화물을 탄소로 환원하기 때문에, 많은 환원 에너지를 필요로 하고, 또한 그 에너지를 얻기 위하여 탄소를 열풍으로 연소하여 고온으로 하고 있기 때문에, B, Si, Fe의 산화물로 이루어지는 내화물이 용손되기 쉬운 용융 슬래그가 형성되어 내화물 비용이 크게 증가한다는 근본적인 문제가 있었다.In order to solve this problem, a method of diluting B and Si with separately produced molten steel after preparing a master alloy having a high B and Si content flow rate, which can make the C content in an optimal range, has been proposed (Japan Published Patent Publication No. 59-38353). However, in this method, since the B alloy contains a large amount of B, the reduction yield of B, which shortens the refractory life of the furnace, is lowered, resulting in a problem that the raw material unit is increased. As an improvement method, a method in which the composition of the master alloy is made of a slightly lower B content and a higher Si content has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 62-287040), but these methods all reduce oxides of B, Si and Fe to carbon. Therefore, since a large amount of reducing energy is required, and carbon is burned by hot air to obtain the energy, the molten slag is easily formed and the refractory cost of refractory material is easily formed. There was a fundamental problem that this greatly increased.

한편, B 원료로서의 Fe-B의 일반적인 제조 방법으로서는, 알루미늄 테르밋법이나 전로법에 의하여 정련하는 방법이 있으나, 전로법은 전력 소비량이 많기 때문에 전력 가격이 많이 들고, 아모퍼스 소재의 제조 비용도 증가한다. 또한, 알루미늄 테르밋법은 제조 비용은 저렴하지만, Fe-B 중에 Al이나 Ti가 혼입되기 때문에, 이것을 아모퍼스 소재의 원료로서 사용하면, 제조한 아모퍼스 소재의 Ti 농도나 Al 농도가 증가한다. Ti 농도나 Al 농도가 증가하면 자기 특성을 저하시키는 것이 알려져 있고, Ti나 Al을 저렴한 비용으로 제거할 수 없는 한 아모퍼스 소재의 원료로서는 사용할 수 없었다. On the other hand, as a general method for producing Fe-B as a B raw material, there is a method of refining by the aluminum thermite method or converter method, but the converter method has high power consumption because of high power consumption, and also increases the manufacturing cost of amorphous material. do. In addition, although the aluminum thermite method is inexpensive in manufacturing cost, since Al and Ti mix in Fe-B, when it uses as a raw material of an amorphous material, the Ti concentration and Al concentration of the produced amorphous material will increase. It is known to decrease magnetic properties when the Ti concentration or Al concentration is increased, and it cannot be used as a raw material of amorphous material unless Ti and Al can be removed at low cost.

또한, Fe, Si 원료로 규소 강판 등의 스크랩을 사용하면 제조 비용을 줄일 수 있지만, 그 경우에도 스크랩 중 Al의 오염에 의하여, 아모퍼스 소재의 Al 농도가 증가하기 때문에, 아모퍼스 소재의 원료로서 사용하기는 곤란하였다. In addition, the use of a scrap of silicon steel sheet or the like as the Fe and Si raw material can reduce the manufacturing cost, but even in this case, the Al concentration of the amorphous material increases due to contamination of Al in the scrap. It was difficult to use.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고, 염가의 Fe-B나 스크랩을 아모퍼스 소재의 원료로서 사용한 경우에도, 자기 특성을 저하시키는 Al이나 Ti를 효율적으로 제거함으로써, 저렴한 비용으로 아모퍼스 소재를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. The present invention solves the problems of the prior art as described above, and even when inexpensive Fe-B or scrap is used as a raw material for amorphous materials, the present invention efficiently removes Al and Ti, which degrade magnetic properties, at low cost. An object of the present invention is to provide a method for producing an amorphous material.

과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 요지로 하는 것은 이하와 같다.  MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve a subject, the summary of this invention is as follows.

(1) 질량%로, 2% 이상 4% 이하의 B, 1% 이상 6% 이하의 Si를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 철계 아모퍼스 소재를 제조함에 있어서, 주원료를 용해한 후의 용철 중 Ti 농도 또는 Al 농도가 0.005 질량% 이상인 경우에는, 철분 55 질량% 이상을 함유하는 산화철원(酸化鐵源)을 첨가하여 Ti와 Al을 모두 0.005 질량% 미만까지 산화 제거하는 것을 특징으로 하는 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법. (1) In the production of iron-based amorphous material containing 2% or more and 4% or less of B, 1% or more and 6% or less of Si, and the balance of Fe and unavoidable impurities, in molten iron after melting the main raw material When the Ti concentration or the Al concentration is 0.005% by mass or more, an iron oxide source comprising an iron oxide source containing 55% by mass or more of iron and oxidized and removed both Ti and Al to less than 0.005% by mass Manufacturing method of Perth material.

(2) 질량%로, 2% 이상 4% 이하의 B, 1% 이상 6% 이하의 Si를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 철계 아모퍼스 소재를 제조함에 있어서, 주원료의 배합으로 Ti 또는 Al의 함유 농도가 0.005 질량% 이상인 경우에는, 철분 55 질량% 이상을 함유하는 산화철원을 주원료와 함께 용해 용기 내에 미리 장입하는 것을 특징으로 하는 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법. (2) In the production of the iron amorphous material containing 2% or more and 4% or less of B, 1% or more and 6% or less of Si, and the balance of Fe and unavoidable impurities, Ti or When the concentration of Al is 0.005% by mass or more, an iron oxide source containing 55% by mass or more of iron powder is charged in advance into the melting vessel together with the main raw material, wherein the iron amorphous material is produced.

(3) 질량%로, 0.001% 이상 3% 이하의 C, 0.008% 이상 0.15% 이하의 P 중 1종 또는 2종을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법. (3) The iron-based armor according to (1) or (2), which further contains one or two of 0.001% or more and 3% or less of C and 0.008% or more and 0.15% or less of P in mass%. Manufacturing method of Perth material.

(4) 질량%로, Fe량의 20% 이하를 Co, Ni 또는 6% 이하의 Cr의 1종 또는 2종 이상으로 치환하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 항에 기재된 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법. (4) The mass of any one of (1) to (3), wherein 20% or less of the Fe amount is replaced by one or two or more of Co, Ni, or 6% or less of Cr. The manufacturing method of the iron-based amorphous material described.

도 1은 아모퍼스 모재의 용철에 산화철원을 첨가하였을 때의 용철 중 Ti 농도의 시간 변화를 나타내는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the time change of Ti concentration in molten iron when an iron oxide source is added to the molten iron of an amorphous base material.

도 2는 아모퍼스 모재의 용철에 산화철원을 첨가하였을 때의 용철 중 Al 농도의 시간 변화를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing a time change of Al concentration in molten iron when an iron oxide source is added to molten iron of an amorphous base material.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [

본 발명자들은 소형의 용해로를 사용한 실험에 의하여, 철계 아모퍼스의 모재를 용해하였을 때에, 산화철을 첨가함으로써, 효율적으로 Ti와 Al을 산화 제거할 수 있는 것을 밝혀내었다. Ti와 Al은 아모퍼스 모재의 주성분인 B나 Si에 비해 우선적으로 산화되기 때문에, B나 Si의 수율을 크게 저하시키지 않고, 산화 제거된다. The present inventors found out that, by dissolving the base material of the iron-based amorphous phase, experiments using a small melting furnace can effectively oxidatively remove Ti and Al by adding iron oxide. Since Ti and Al are preferentially oxidized compared to B or Si, which are the main components of the amorphous base material, they are oxidized and removed without significantly lowering the yield of B or Si.

발명의 실시 형태의 하나로서는, 필요한 B나 Si의 성분이 되도록 배합한 주원료를 용해로로 용해하고, 용철이 생성된 시점에 철분 55 질량% 이상을 함유하는 산화철원을 첨가하여 Ti와 Al을 산화 제거한다. In one embodiment of the invention, a main raw material blended so as to be a necessary component of B or Si is dissolved in a melting furnace, and an iron oxide source containing 55% by mass or more of iron is added to oxidize and remove Ti and Al when molten iron is produced. do.

소형 실험에 있어서, B: 3.2 질량%, Si: 1.8 질량%를 함유하는 아모퍼스 모재의 용철을 용해로로 생성하고, 1500℃로 승온한 후, 용철 1톤당 50㎏의 질량의 여러 가지 산화철원을 첨가한 경우의 용철 중 Ti와 Al의 농도 시간 변화를 도 1에 나타낸다. 철분 농도가 55% 이상인 산화철원의 경우에는, Ti와 Al은 자기 특성에 영향을 미치지 않는 0.005 질량% 미만까지 저하되고 있는 것을 알 수 있다. 다만, 철분 농도가 낮고, 산화철 이외의 맥석분(脈石分)이 많은 산화철원일수록, Ti와 Al의 산화 제거 속도는 저하하였다. 한편, 철분 농도가 55% 미만인 제강 더스트를 산화철원으로서 사용한 경우에는 Ti와 Al의 산화 제거 속도가 매우 느리고, Ti는 0.005 질량% 미만까지 저하되지 않았다. 산화철원의 필요 첨가량이나 정련 시간, 맥석 등으로부터 생성 슬래그량이 증가함에 따른 슬래그 처리 비용 등을 감안하여 제조 비용을 추산한 결과, 철분 농도로서는, 55% 이상이 아니면 효과가 작다는 것이 판명되었다. In a small experiment, molten iron of amorphous base material containing B: 3.2% by mass and Si: 1.8% by mass was produced by a melting furnace, and heated to 1500 ° C, and then various sources of iron oxide having a mass of 50 kg per ton of molten iron were produced. The concentration time change of Ti and Al in molten iron when it is added is shown in FIG. In the case of the iron oxide source having an iron concentration of 55% or more, it can be seen that Ti and Al are lowered to less than 0.005% by mass, which does not affect the magnetic properties. However, the lower the iron concentration and the more iron oxide sources other than iron oxide, the lower the oxidation removal rate of Ti and Al. On the other hand, when steelmaking dust having an iron concentration of less than 55% was used as the iron oxide source, the oxidation removal rate of Ti and Al was very slow, and Ti did not drop to less than 0.005 mass%. As a result of estimating the production cost in consideration of the required addition amount of the iron oxide source, the refining time, the slag treatment cost due to the increase in the amount of slag produced from gangue, and the like, it was found that the effect of the iron concentration was less than 55%.

또한, 산화철원 정련 후의 유지 시간은 사용하는 산화철원의 양에 따라 달라지지만, 15분 이상은 확보하는 것이 바람직하다. In addition, although the holding time after iron oxide source refining changes with the quantity of the iron oxide source to be used, it is desirable to ensure 15 minutes or more.

또한, 또 다른 발명의 실시형태로는, 필요한 B나 Si의 성분이 되도록 배합한 주원료와 함께 철분 55 질량% 이상을 함유하는 산화철원을 미리 용해로에 장입하고, 용해하여 모재의 용철을 생성한다. 용철의 생성 후에 산화철원을 첨가하는 상기 형태에서는 첨가시에 분진이 발생하기 때문에, 이 형태는 용해로의 집진 능력이 불충분한 경우에 바람직하다. Moreover, as another embodiment of this invention, the iron oxide source containing 55 mass% or more of iron powder with the main raw material mix | blended so that it may become a required component of B and Si is previously charged to a melting furnace, and melt | dissolves and produces molten iron of a base material. In the above aspect in which the iron oxide source is added after the production of molten iron, dust is generated at the time of addition, so this form is preferable when the dust collecting capability of the melting furnace is insufficient.

전술한 소형 실험에 있어서, 용철 1톤당 50㎏의 질량의 여러 가지 산화철원을 용해로 내에 미리 첨가하고, 주원료와 함께 용해한 경우의 용철 중 Ti와 Al의 농도를 표 1에 나타낸다. 멜트다운 10분 후의 온도는 1370℃ 내지 1380℃이었다. Ti와 Al이 제거되지 않는 경우에는, 도 1의 초기값과 동일한 농도가 되지만, 철분 농도가 55% 이상인 산화철을 사용한 경우에는 모두 0.005 질량% 미만의 농도로 되어 있고, 용해 단계에서 Ti와 Al이 산화 제거된 것을 알 수 있다. 용해 단계에서, Ti와 Al이 산화 제거되기 때문에, 원료를 용해하여 출강에 필요한 온도까지 승온하는 시간 내에 정련은 완료된다. 한편, 철분 농도가 55% 미만인 산화철을 사용한 경우에는 Ti 농도가 0.005 질량% 이상의 농도가 되었다. In the above-described small experiment, the concentrations of Ti and Al in molten iron in the case where various iron oxide sources having a mass of 50 kg per tonne of molten iron were previously added to the melting furnace and dissolved together with the main raw materials are shown in Table 1. The temperature after 10 minutes of meltdown was 1370 ° C to 1380 ° C. When Ti and Al are not removed, the concentration is the same as the initial value of FIG. 1, but when iron oxide having an iron concentration of 55% or more is used, the concentration is all less than 0.005% by mass. It can be seen that the oxidation was removed. In the dissolving step, since Ti and Al are oxidized and removed, refining is completed within a time in which the raw materials are dissolved and the temperature is raised to the temperature required for tapping. On the other hand, when iron oxide with an iron concentration of less than 55% was used, the concentration of Ti became 0.005% by mass or more.

본 발명에 있어서 성분 조성과 그 범위에 대하여 설명한다. 또한, 성분 조성의 범위는 특별한 지정이 없는 한 모두 질량%이다. In this invention, a component composition and its range are demonstrated. In addition, the range of a component composition is all the mass% unless there is particular notice.

B는 비정질 형성능과 열적 안정성의 개선에 유효한 원소이고, 각 특성의 요구에 따라 적정량이 첨가된다. B가 2% 미만이면 비정질상을 안정적으로 얻지 못하고, 한편, 4%를 초과하면 융점 상승에 의하여 비정질상 형성이 곤란하게 된다.B is an element effective for improving amorphous forming ability and thermal stability, and an appropriate amount is added according to the requirements of each characteristic. If B is less than 2%, the amorphous phase cannot be stably obtained. On the other hand, if B is more than 4%, it is difficult to form the amorphous phase due to the rise of the melting point.

Si도 마찬가지로 비정질 형성능과 열적 안정성의 개선에 유효한 원소이고, 각 특성의 요구에 따라서 적정량이 첨가된다. Si가 1% 미만이면 비정질상을 안정적으로 형성할 수 없고, 한편, 6% 초과이면 열적 안정성의 개선 효과가 포화된다. Si is likewise an element effective for improving the amorphous forming ability and thermal stability, and an appropriate amount is added according to the requirements of each characteristic. If Si is less than 1%, the amorphous phase cannot be formed stably, while if it is more than 6%, the effect of improving thermal stability is saturated.

C는 박 스트립의 자속 밀도의 향상, 비정질 형성능의 개선(주조성 향상)에 유효한 원소인데, 각 특성의 요구에 따라 적정량인 함유량이 결정된다. C를 0.001% 이상, 바람직하게는 0.003% 이상 함유시킴으로써, 용탕과 냉각 기판의 젖음성이 향상되어 양호한 박 스트립을 형성할 수 있다. 또한, 바람직하게는 C가 0.01% 이상이 면 비정질 형성능의 개선 효과를 얻을 수 있다. 한편, 3% 초과이면 자속 밀도의 개선 효과가 저하된다. C is an element effective for improving the magnetic flux density of the thin strip and for improving the amorphous forming ability (improving the castability), and the content in an appropriate amount is determined according to the requirements of the respective properties. By containing C in an amount of 0.001% or more, preferably 0.003% or more, the wettability of the molten metal and the cooling substrate can be improved to form a favorable thin strip. Further, if C is preferably 0.01% or more, the effect of improving the amorphous forming ability can be obtained. On the other hand, when it is more than 3%, the effect of improving the magnetic flux density is lowered.

P는 철손, 비정질형 성능의 개선에 유효한 원소이며, 각 특성의 요구에 따라 적정량이 함유된다. P의 함유에 의하여 철손, 비정질형 성능이 개선되고, 불순물 원소 함유의 허용량이 확대되지만, P가 0.008% 미만이면 비정질형 성능 개선 효과, 철손 개선 효과도 볼 수 없고, 불순물 원소인 Mn 및 S의 허용량을 확대하는 효과도 나타나지 않게 된다. 한편, P의 함유량의 증가에 따라 박 스트립에 균열이 전파되기 쉬워져 가공성이 열화하는 문제가 발생하기 때문에 0.15% 이하가 바람직하다. P is an element effective for improving iron loss and amorphous performance, and an appropriate amount is contained in accordance with the requirements of each characteristic. Iron content improves iron loss and amorphous form performance, and the allowable amount of impurity element is expanded. However, if P is less than 0.008%, the effect of amorphous form improvement and iron loss is not seen, and impurity elements Mn and S There is no effect of increasing the allowable amount. On the other hand, 0.15% or less is preferable because cracks propagate easily in the foil strip with the increase of the P content, resulting in the problem of deterioration in workability.

또한, 본 발명의 성분에, 자속 밀도나 내식성의 특성이나 어닐링 조건 등의 개선을 목적으로 하여, Fe량의 20% 이하를 Co, Ni 또는 6% 이하의 Cr로부터 1종 또는 2종 이상으로 Fe의 일부를 치환한 경우에도, 특히 본 발명의 효과를 저해하지 않았다. 다만, Co, Ni에 대하여는 자속 밀도의 개선 효과는 있으나, 고가이기 때문에, 원료 비용을 고려하면 Fe량의 10% 이하, 또한 5% 이하의 치환에 그치게 하는 것이 바람직하다.In addition, in the component of the present invention, for the purpose of improving the magnetic flux density, corrosion resistance characteristics, annealing conditions, etc., 20% or less of the Fe content is one or two or more kinds of Fe from Co, Ni or 6% or less Cr. Even when a part of was substituted, the effect of the present invention was not particularly impaired. However, although Co and Ni have an effect of improving the magnetic flux density, it is preferable to limit the amount of Fe to 10% or less and 5% or less in consideration of raw material cost.

또한, 본 발명의 성분에, 구성 원소로서 Fe, B, Si, C, P, Ni, Co, Cr 이외에 공지의 N, Ti, Zr, V, Nb, Mo, Cu 등을 포함하고 있더라도, 본 발명의 효과를 전혀 저해하지 않는다. In addition, even if the component of this invention contains well-known N, Ti, Zr, V, Nb, Mo, Cu etc. other than Fe, B, Si, C, P, Ni, Co, Cr as a structural element, this invention It does not impede its effectiveness at all.

Figure 112008070609037-pct00001
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또한, 용철 온도의 영향에 대하여도 조사를 한 결과, 모재의 융점 이상의 온도이면, Ti와 Al는 0.005 질량% 미만에 도달하지만, 온도가 높을수록 Ti와 Al의 산화 효율이 높고, Ti와 Al의 최종 농도도 저하하는 동시에 B와 Si의 수율이 향상되는 것이 판명되었다. 한편, 온도가 높을수록 용해 전력이 필요하게 되어, 용해로의 내화물 비용도 증가한다. 따라서, 필요한 Ti와 Al의 산화 제거량에 도달 가능한 수준으로 용철 온도를 저하하는 것이 바람직하다. In addition, as a result of investigating the influence of the molten iron temperature, Ti and Al reach less than 0.005 mass% at temperatures above the melting point of the base metal, but the higher the temperature, the higher the oxidation efficiency of Ti and Al, It was found that the final concentration also decreased and the yields of B and Si improved. On the other hand, the higher the temperature, the more power is required for melting, and the refractory cost of the melting furnace also increases. Therefore, it is preferable to lower the molten iron temperature to a level at which the required amount of oxidation removal of Ti and Al can be reached.

<실시예><Examples>

이하, 본 발명을 구체적인 예에 기초하여 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated concretely based on a specific example.

(실시예 1) (Example 1)

3톤 규모의 고주파 용해로를 사용하여, 아모퍼스 모재의 용철을 생성하고, Ti와 Al의 산화 정련하였다. 주원료로는, 표 2에 나타내는 조성의 염가의 전자강 스크랩과 Fe-B를 사용하고, Si 농도 조정용으로 약간의 Fe-Si를 사용하였다. 배합량의 원단위도 표 2에 함께 나타낸다.Using a 3 ton high frequency melting furnace, molten iron of an amorphous base material was produced, and oxidation-refining of Ti and Al was carried out. As main raw materials, inexpensive electron steel scrap and Fe-B of the composition shown in Table 2 were used, and some Fe-Si was used for Si concentration adjustment. The raw unit of a compounding quantity is also shown in Table 2.

Figure 112008070609037-pct00002
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주원료의 용해 후, 용철의 온도가 1500℃가 될 때까지 승온하고, 발명예에서는, 표 3에 나타내는 바와 같이, 소형 실험에서 사용한 것과 같은 철광석(마운트 뉴만: 철분 65 질량%), 제강 더스트(탈탄 처리시의 더스트: 철분 64 질량%), 소결광(철분 58 질량%)을 150㎏ (50㎏/t) 첨가한 후, 20분 후에 출강하였다. 특성 개선을 목적으로 하여 주원료에 C, P, Co, Ni, Cr를 첨가함으로써, 용해 후의 용철 성분이 0.001% 이상 3% 이하의 C, 0.008% 이상 0.15% 이하의 P의 1종 또는 2종을 함유하도록, 또는 Fe량의 20% 이하를 Co, Ni 또는 6% 이하의 Cr로부터 1종 또는 2종 이상으로 치환하도록 한 동일한 정련을 실시하는 조업도 실시하였다. 또한, 비교예로서, 동일한 방법으로 철분 55 질량% 미만의 제강 더스트(용선 예비 처리시의 더스트: 철분 53 질량%)나 제강 더스트와 슬래그의 혼합물을 150㎏ 첨가한 정련 처리도 실시하였다. After dissolving the main raw material, the molten iron is heated up to 1500 ° C. In the invention example, as shown in Table 3, iron ore (mount Newman: 65% by mass of iron) and steelmaking dust (decarburization) as used in a small experiment. Dust at the time of treatment: 64 mass% of iron powder) and 150 kg (50 kg / t) of sintered ore (58 mass% of iron) were added, and the steel was pulled out after 20 minutes. By adding C, P, Co, Ni, and Cr to the main raw materials for the purpose of improving the properties, the molten iron component after melting is one or two or more of 0.001% to 3% C, 0.008% to 0.15% P. The same refinement | purification operation which carried out so that 20% or less of Fe amount may be substituted by 1 type, or 2 or more types from Co, Ni, or 6% or less of Cr was also performed. Moreover, as a comparative example, the refining process which added 150 kg of steelmaking dust (less than 53 mass% of iron at the time of molten iron pretreatment: 53 mass% of iron powder), steelmaking dust, and slag of less than 55 mass% of iron powders was also performed by the same method.

산화철원 첨가 직전에 샘플 채취한 용철의 성분과 출강 직전의 용철의 성분을 표 4에 나타낸다. 철분 55 질량% 이상인 산화철원을 사용한 발명예에서는 Ti, Al 모두 자기 특성에 영향이 없는 0.005 중량% 미만까지 농도가 저하하고 있고, 또한, B와 Si의 산화 손실도 작고, 배합 조성에 대하여는 95% 이상의 수율이 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 0.001% 이상 3% 이하의 C, 0.008% 이상 0.15% 이하의 P의 1종 또는 2종을 함유하도록 한 경우나, Fe의 일부를, Fe량의 20% 이하를 Co, Ni 또는 6% 이하의 Cr로부터 1종 또는 2종 이상으로 치환하였을 경우에도 이 효과를 저해하지 않았다. 한편, 철분 55 질량% 미만인 산화철원을 사용한 비교예에서는 B와 Si의 수율은 동등한 레벨이지만, Ti 농도 또는 Al 농도가 0.005 질량% 이상이 되었다. Table 4 shows the components of the molten iron sampled immediately before the addition of the iron oxide source and the molten iron immediately before tapping. In the invention example using an iron oxide source having an iron content of 55% by mass or more, the concentrations of Ti and Al are lowered to less than 0.005% by weight, which does not affect the magnetic properties. Furthermore, the oxidation loss of B and Si is small, and 95% of the blended composition. It turned out that there is an above yield. In addition, in the case of containing one or two kinds of 0.001% or more and 3% or less of C, 0.008% or more and 0.15% or less, or a part of Fe, 20% or less of the Fe content is Co, Ni or 6%. This effect was not inhibited even when one or two or more of the following Crs were substituted. On the other hand, in the comparative example using the iron oxide source with less than 55 mass% of iron, the yield of B and Si was the same level, but Ti concentration or Al concentration became 0.005 mass% or more.

Figure 112008070609037-pct00003
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Figure 112008070609037-pct00004
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(실시예 2) (Example 2)

실시예 1에서 사용한 원료와 동일한 것을 동일량 사용하고, 용해 전에 표 5에 나타내는 철분 55 질량% 미만의 산화철원을 3톤 규모의 고주파 용해로에 장입한 후에, 용해를 실시하였다. 원료가 멜트다운되기 시작하여 약 10분 경과한 시점에서, 온도 측정과 용철의 샘플링을 실시하고, 1500℃까지 승온한 후에 재차 샘플링을 실시하고 출강하였다. 특성의 개선을 목적으로 하여 주원료에 C, P, Co, Ni, Cr를 첨가함으로써, 용해 후의 용철 성분이 0.001% 이상 3% 이하인 C, 0.008% 이상 0.15% 이하인 P의 1종 또는 2종을 함유하도록 하거나, 또는 Fe량의 20% 이하를 Co, N 또는 6% 이하의 Cr로부터 선택한 1종 또는 2종 이상으로 치환하도록 한, 동일한 정련을 실시하는 조업도 실시하였다. 또한, 비교예로서 동일한 방법으로, 표 4에 나타내는 바와 같이 철분 55 질량% 미만의 산화철원을 사용한 경우의 용해도 실시하였다. The same amount as the raw material used in Example 1 was used, and after melting the iron oxide source of less than 55% by mass of iron powder shown in Table 5 into the high-frequency melting furnace of 3 ton scale before dissolution, dissolution was performed. When the raw material started to melt down and passed about 10 minutes, temperature measurement and molten iron were sampled, and after heating up to 1500 degreeC, it sampled again and pulled out. By adding C, P, Co, Ni, and Cr to the main raw materials for the purpose of improving the properties, the molten iron component after melting contains one or two kinds of C having 0.001% or more and 3% or less, or P which is 0.008% or more and 0.15% or less. The same refining operation was also performed in which 20% or less of the Fe content was replaced with one or two or more selected from Co, N, or 6% or less of Cr. In addition, as a comparative example, as shown in Table 4, dissolution in the case of using an iron oxide source of less than 55% by mass of iron was also performed.

멜트다운 후의 용철의 성분과 출강 직전의 성분도 표 6에 나타낸다. 철분 55 질량% 이상인 산화철원을 사용한 발명예에서는 원료가 멜트다운된 단계부터 Ti, Al 모두 자기 특성에 영향이 없는 0.005중량% 미만까지 농도가 저하하였고, 승온 후의 출강 단계부터 Ti, Al농도가 더욱 저하하였다. 또한, B와 Si의 산화 손실도 작고, 출강전 조성의 배합 조성에 대한 수율은 92% 이상인 것을 알 수 있다. 또한, 0.001% 이상 3% 이하의 C, 0.008% 이상 0.15% 이하의 P의 1종 또는 2종 함유하도록 한 경우나, Fe의 일부를 Fe량의 20% 이하를 Co, Ni 또는 6% 이하의 Cr로부터 1종 또는 2종 이상으로 치환한 경우에도, 이 효과를 저해하지 않았다. 한편, 철분 55 질량% 미만인 산화철원을 사용한 비교예에서는 B와 Si의 수율은 동등한 수준이었지만, Ti 농도 또는 Al 농도가 0.005 질량% 이상이 되었다. The components of molten iron after meltdown and the components immediately before tapping are also shown in Table 6. In the invention example using an iron oxide source having an iron content of 55% by mass or more, the concentration was lowered to less than 0.005% by weight, in which the raw material was melted down and the Ti and Al had no influence on the magnetic properties. Lowered. In addition, the oxidation loss of B and Si is small, and it turns out that the yield with respect to the composition of the composition before tapping is 92% or more. In addition, when one or two or more of P of 0.001% or more and 3% or less of C and 0.008% or more and 0.15% or less of P are contained, a part of Fe is 20% or less of the Fe content of Co, Ni or 6% or less. This effect was not inhibited even when substituted by Cr, 1 type, or 2 or more types. On the other hand, in the comparative example using the iron oxide source with less than 55 mass% of iron, the yield of B and Si was the same level, but Ti or Al concentration became 0.005 mass% or more.

Figure 112008070609037-pct00005
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Figure 112008070609037-pct00006
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본 발명에 의하여, 염가의 Fe-B나 스크랩을 아모퍼스 소재의 원료로서 사용한 경우에도, 자기 특성을 저하시키는 Al이나 Ti을 효율적으로 제거함으로써, 염가 로 아모퍼스 소재를 제조하는 것이 가능해졌다. According to the present invention, even when inexpensive Fe-B or scrap is used as a raw material of an amorphous material, an amorphous material can be produced at low cost by efficiently removing Al or Ti that lowers magnetic properties.

Claims (4)

질량%로, 2% 이상 4% 이하의 B, 1% 이상 6% 이하의 Si를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 철계 아모퍼스 소재를 제조함에 있어서, 철계 아모퍼스 소재의 Fe, B 및 Si의 성분 조정을 위하여 사용하는 주원료를 용해한 후의 용철 중 Ti 농도 또는 Al 농도가 0.005 질량% 이상인 경우에는, 철분 55 질량% 이상을 함유하는 소결광(가루), 철광석, 제강 더스트 중 1종 또는 2종 이상을 첨가하여 Ti와 Al을 모두 0.005 질량% 미만까지 산화 제거하는 것을 특징으로 하는 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법.In the production of an iron amorphous material containing 2% or more and 4% or less of B, 1% or more and 6% or less of Si, and the balance of Fe and unavoidable impurities, Fe, B, and When the Ti concentration or Al concentration in molten iron after dissolving the main raw material used to adjust the composition of Si is 0.005 mass% or more, one or two kinds of sintered ore (powder), iron ore and steelmaking dust containing 55 mass% or more of iron powder A method for producing an iron-based amorphous material, by adding the above to oxidize and remove both Ti and Al to less than 0.005% by mass. 질량%로, 2% 이상 4% 이하의 B, 1% 이상 6% 이하의 Si를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 철계 아모퍼스 소재를 제조함에 있어서, 철계 아모퍼스 소재의 Fe, B 및 Si의 성분 조정을 위하여 사용하는 주원료의 배합으로 Ti 또는 Al의 함유 농도가 0.005 질량% 이상인 경우에는, 철분 55 질량% 이상을 함유하는 소결광(가루), 철광석, 제강 더스트 중 1종 또는 2종 이상을 철계 아모퍼스 소재의 Fe, B 및 Si의 성분 조정을 위하여 사용하는 주원료와 함께 용해 용기 내에 미리 장입하는 것을 특징으로 하는 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법.In the production of an iron amorphous material containing 2% or more and 4% or less of B, 1% or more and 6% or less of Si, and the balance of Fe and unavoidable impurities, Fe, B, and When the concentration of Ti or Al is 0.005% by mass or more by mixing the main raw materials used to adjust the composition of Si, one or two or more of sintered ore (powder), iron ore and steelmaking dust containing 55% by mass or more of iron powder A method for producing an iron-based amorphous material, which is loaded in advance into a melting vessel together with a main raw material used for adjusting the components of Fe, B, and Si of the iron-based amorphous material. 제1항 또는 제2항에 있어서, 질량%로, 0.001% 이상 3% 이하의 C, 0.008% 이상 0.15% 이하의 P 중 1종 또는 2종을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법.The mass% further comprises one or two of C in an amount of 0.001% or more and 3% or less, or P in an amount of 0.008% or more and 0.15% or less. Method for producing iron-based amorphous material. 제1항 또는 제2항에 있어서, 질량%로, Fe량의 20% 이하를 Co, Ni 또는 6% 이하의 Cr의 1종 또는 2종 이상으로 치환하는 것을 특징으로 하는 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법.The iron-based amorphous material according to claim 1 or 2, wherein 20% or less of the amount of Fe is replaced by one or two or more of Co, Ni, or 6% or less of Cr in mass%. Way.
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