KR20230019158A - 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 설비열 - Google Patents

Abstract

열연 코일 단위로 본 경우, 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 균일화된 집합 조직을 갖고, 자기 특성의 변동이 작은 방향성 전기 강판의 제조 방법을 제공한다. 소정의 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하여 열연판으로 하고, 상기 열연판을 어닐링하여 열연판 어닐링판으로 하고, 상기 열연판 어닐링판에 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 둔 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판 두께의 냉연판으로 하고, 상기 냉연판에 1 차 재결정 어닐링 및 2 차 재결정 어닐링을 실시하는 것을 포함하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서, 적어도 1 회의 냉간 압연은, 총 압하율이 80 ％ 이상이고, 또한 탠덤 압연기에 의해 실시되고, 상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드에서 실시되는 압연은, 압하율 30 ％ 이상이고, 또한 상기 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도 T₀ ℃ 의 조건에서 실시되는데, 단, 상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방의 상기 워크 롤에 대한 삽입 온도를, 70 ℃ 이상, 또한 상기 강판의 온도 T₀ ℃ 보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.

Description

방향성 전기 강판의 제조 방법 및 설비열

본 발명은, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 설비열에 관한 것이다.

방향성 전기 강판은, 철의 자화 용이축인 ＜001＞ 방위를 강판의 압연 방향으로 고도로 집적한 결정 조직 (고스 방위) 을 갖는 자기 특성이 우수한 강판이다.

이와 같은 높은 방위 집적도를 실현하기 위해, 예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 냉간 압연 중에 강판을 저온에서 열 처리 (시효 처리) 하는 방법이 제안되어 있다.

특허문헌 2 에서는, 열연판 어닐링 또는 마무리 냉간 압연 (최종 냉간 압연) 전 어닐링시의 냉각 속도를 30 ℃/s 이상으로 하고, 추가로 마무리 냉간 압연 중에 강판 온도 150 ∼ 300 ℃ 에서 2 분간 이상의 패스간 시효 처리를 2 회 이상 실시하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에서는, 냉간 압연 중에 강판 온도를 고온으로 하는 (온간 압연) 수단이 제안되어 있다.

이러한 여러 가지 기술은, 냉간 압연 중, 혹은 냉간 압연의 패스 사이에서 강판을 적정한 온도로 유지함으로써, 압연으로 도입된 전위 상에 고용 원소인 탄소 C 나 질소 N 을 고착시켜, 전위의 이동을 억제하고, 전단 변형을 일으키게 하여 압연 집합 조직을 개선시키는 기술이다. 이러한 기술을 적용함으로써, 일반적으로는 냉간 압연 후의 1 차 재결정 집합 조직에 있어서, γ 파이버 ({111}＜112＞) 라고 불리는 (111) 섬유 조직을 저감시켜, 고스 방위의 존재 빈도를 높이는 효과가 얻어진다. 이와 같은 방향성 전기 강판은, Si 가 4.5 mass％ 이하이고, 인히비터라고 불리는 MnS, MnSe, AlN 등이 형성되는 성분계로 하고, 인히비터를 이용하여 2 차 재결정을 발현시키는 방법에 의해 제조된다.

이에 반해, 특허문헌 4 에서는, 인히비터를 형성하는 성분을 함유시키지 않아도 2 차 재결정을 발현할 수 있는 기술 (인히비터리스법) 이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 소50-16610호 일본 공개특허공보 평8-253816호 일본 공개특허공보 평1-215925호 일본 공개특허공보 2000-129356호

인히비터리스법에서는, 보다 고순도화한 강을 이용하여, 텍스처 (집합 조직) 제어에 의해 2 차 재결정이 발현되는 방법이다. 이 방법에 의해, 고온의 강 슬래브 가열이 불필요해져 저비용에 의한 제조가 가능해지지만, 한편으로 인히비터에 의한 2 차 재결정 촉진 효과가 얻어지지 않기 때문에, 그 집합 조직의 제작에는, 보다 섬세한 제어가 필요해진다. 특히 1 패스당의 압하율이 30 ％ 이상인 고압하에서 실시되는 압연을 수반하는 제조 방법에서는, 그 압연 공정의 조건의 차이에 의해 특성은 대폭적인 영향을 받을 수 있다.

또, 일반적으로 열간 압연은, 제강에서 주입 (鑄入) 된 슬래브 단위로 실시된다. 그 때문에, 열간 압연에 있어서, 선단측은 압연시에 장력이 가해지지 않는 상태에서 압연되고, 또 압연 속도도 느린 경우가 많다. 한편, 미단측에서는 길이 방향의 중앙 상당 지점 등과 동등한 압연 속도를 유지할 수 있지만, 피시 테일이라고 불리는 직사각형이 아닌 형상이 형성된다. 또 미단측은 압연에서 대기하는 시간이 장시간이 되기 때문에, 대기 중에 온도 저하가 발생할 수 있다. 이 때문에, 열간 압연 후의 코일 (열연 코일) 을 코일 단위로 보면, 그 선미단 상당 지점은 비정상부 (통상적으로, 열연 코일의 길이 방향의 전체 길이를 100 ％ 로 한 경우, 열연 코일의 선단 또는 미단으로부터 각각 5 ％ 미만 정도에 대응하는 부분) 이고, 길이 방향의 중앙 상당 지점을 포함하는 정상부 (통상적으로, 열연 코일의 길이 방향의 전체 길이를 100 ％ 로 하여, 열연 코일의 선단으로부터 5 ∼ 95 ％ 정도의 지점에 대응하는 부분) 와 비교하면, 재결정이 곤란한 α 파이버 (＜110＞ 섬유 조직) 가 증가하는 등, 집합 조직 형성에 반드시 바람직한 것은 아닌 조직이 형성되어 버린다.

한편으로, 열간 압연 이외의 공정에서는, 통상적으로, 공정의 입측에서 코일끼리가 용접되어 연속적인 통판이 실시되기 때문에, 코일의 길이 방향으로 균일한 처리가 실시되게 된다. 이 결과, 열간 압연으로 발생한 비정상부와 정상부의 집합 조직의 차가 잔류하여, 비정상부에서의 자기 특성의 열화를 초래할 수 있다.

이러한 비정상부와 정상부의 차는, 중간 어닐링을 실시하여, 2 회의 압연을 실시하는 등, 공정수를 늘림으로써 서서히 작게 할 수 있지만, 중간 어닐링을 이용하지 않고, 1 회의 압연에 의해 조직 형성을 실시하는 경우에는, 비정상부의 자기 특성 열화는 피할 수 없다. 또, 중간 어닐링을 실시한다고 해도, 냉간 압연 중 1 회의 총 압하율이 80 ％ 이상과 같은 경우에는, 실질적으로 그 1 회의 냉간 압연에 의해 조직 형성이 실시되기 때문에, 자기 특성 열화가 발생할 수 있다. 이러한 경향은, 단패스의 압하율이 30 ％ 이상인 압연이 포함되어 있는 경우에 현저하다.

또한, 냉간 압연에 리버스 압연기를 사용하는 경우와 탠덤 압연기를 사용하는 경우를 비교하면, 후자에 있어서 자기 특성 열화가 확인되는 경우가 많다. 리버스 압연기는 연속 라인이 아니라 코일 단위로의 처리이고, 비정상부는 불압부 (양측의 릴에 감은 압연할 수 없는 부분) 가 되고, 최종적으로 제거된다. 한편, 탠덤 압연기는 연속 라인이고, 코일 길이 방향으로 균일한 처리가 실시되기 때문에, 비정상부의 이용도 가능하지만, 상기와 같이, 당해 부분에서는 자기 특성의 열화가 발현되기 쉽기 때문이다.

본 발명의 목적은, 열연 코일 단위로 본 경우, 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 균일화된 집합 조직을 갖고, 자기 특성의 변동이 작은 방향성 전기 강판의 제조 방법을, 당해 방법에 사용할 수 있는 설비열과 함께 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 탠덤 압연기에 있어서, 열연 코일 단위의 비정상부를 소정의 열 처리에 부침으로써, 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 양호한 집합 조직을 제작할 수 있고, 방향성 전기 강판에 있어서의 자기 특성 변동을 저감시키는 것이 가능해진다는 지견에 기초하여, 본 발명을 완성시켰다.

본 발명의 요지는, 이하와 같다.

[1] 질량％ 로,

C : 0.01 ∼ 0.10 ％,

Si : 2.0 ∼ 4.5 ％,

Mn : 0.01 ∼ 0.5 ％,

Al : 0.0100 ％ 미만,

S : 0.0070 ％ 이하,

Se : 0.0070 ％ 이하,

N : 0.0050 ％ 이하 및

O : 0.0050 ％ 이하를 함유하고,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하여 열연판으로 하고, 상기 열연판을 어닐링하여 열연판 어닐링판으로 하고, 상기 열연판 어닐링판에 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 둔 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판 두께의 냉연판으로 하고, 상기 냉연판에 1 차 재결정 어닐링 및 2 차 재결정 어닐링을 실시하는 것을 포함하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,

적어도 1 회의 냉간 압연은, 총 압하율이 80 ％ 이상이고, 또한 탠덤 압연기에 의해 실시되고,

상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드에서 실시되는 압연은, 압하율 30 ％ 이상, 또한 상기 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도 T₀ ℃ 의 조건에서 실시되는데,

단, 상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방의 상기 워크 롤에 대한 삽입 온도를, 70 ℃ 이상, 또한 상기 T₀ ℃ 보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[2] 상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방의 상기 워크 롤에 대한 삽입 온도를, 120 ℃ 이상, 또한 상기 T₀ ℃ 보다 20 ℃ 이상 높은 온도로 하는, 상기 [1] 의 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[3] 상기 적어도 1 개의 스탠드가, 상기 탠덤 압연기의 최초의 스탠드인, 상기 [1] 또는 [2] 의 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[4] 상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드에서 실시되는 압연이, 변형 속도 65 s^-1 이상의 조건에서 실시되는데, 단, 상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방은 변형 속도 65 s^-1 미만에서 압연되는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[5] 강 슬래브가, 추가로, 질량％ 로,

Ni : 0.005 ∼ 1.50 ％,

Sn : 0.01 ∼ 0.50 ％,

Sb : 0.005 ∼ 0.50 ％,

Cu : 0.01 ∼ 0.50 ％,

Mo : 0.01 ∼ 0.50 ％,

P : 0.0050 ∼ 0.50 ％

Cr : 0.01 ∼ 1.50 ％,

Nb : 0.0005 ∼ 0.0200 ％,

B : 0.0005 ∼ 0.0200 ％ 및

Bi : 0.0005 ∼ 0.0200 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[6] 가열 장치 및 탠덤 압연기를 구비한 설비열로서,

강판의 길이 방향의 위치를 검출하는 검출 장치 및 상기 가열 장치의 제어 장치를 추가로 구비하고,

상기 제어 장치는, 상기 검출 장치로부터의 출력에 기초하여, 상기 가열 장치를 제어하여, 상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도를 조정하는, 설비열.

[7] 상기 가열 장치가, 유도 가열, 통전 가열 또는 적외 가열 중 어느 가열 방식을 이용하는, [6] 의 설비열.

본 발명에 의하면, 열연 코일 단위로 본 경우, 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 균일화된 집합 조직을 갖고, 자기 특성의 변동이 작은 방향성 전기 강판의 제조 방법이, 당해 방법에 사용할 수 있는 설비열과 함께 제공된다.

도 1 은, 실시예 1 의 탠덤 압연기의 최초의 스탠드에 있어서의 변형 속도와 상기 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도의 관계를 나타내는 차트이다.

＜강 슬래브＞

본 발명의 제조 방법에서 사용하는 강 슬래브는, 공지된 제조 방법에 의해 제조된 것일 수 있으며, 제조 방법으로는, 예를 들어 제강-연속 주조, 조괴-분괴 압연 등을 들 수 있다.

강 슬래브의 성분 조성은 이하와 같다. 여기서, 성분 조성에 관한「％」표시는, 특별히 언급하지 않는 한「질량％」를 의미한다.

C : 0.01 ∼ 0.10 ％

C 는 압연 집합 조직 개선을 위해 필요한 원소이다. 0.01 ％ 미만에서는 집합 조직 개선에 필요한 미세 탄화물의 양이 적어 충분한 효과가 얻어지지 않고, 또, 0.10 ％ 초과에서는 탈탄이 곤란해진다.

Si : 2.0 ∼ 4.5 ％

Si 는 전기 저항을 높임으로써 철손을 개선하는 원소이다. 2.0 ％ 미만에서는 이 효과가 부족하고, 또, 4.5 ％ 초과에서는 냉간 압연이 현저하게 곤란해진다.

Mn : 0.01 ∼ 0.5 ％

Mn 은 열간 가공성을 향상시키는 점에서 유용한 원소이다. 0.01 ％ 미만에서는 이 효과가 부족하고, 또, 0.5 ％ 초과에서는 1 차 재결정 집합 조직이 열화되어, Goss 방위에 고도로 집적된 2 차 재결정립을 얻는 것이 어려워진다.

Al : 0.0100 ％ 미만, S : 0.0070 ％ 이하, Se : 0.0070 ％ 이하

본 발명의 제조 방법은 인히비터리스법으로, 인히비터 형성 원소인 Al, S, Se 는, 각각, Al : 0.0100 ％ 미만, S : 0.0070 ％ 이하, Se : 0.0070 ％ 이하로 억제된다. Al, S, Se 가 과잉으로 존재하면, 강 슬래브 가열에 의해 조대화된 AlN, MnS, MnSe 등이 1 차 재결정 조직을 불균일하게 하여, 2 차 재결정이 곤란해진다. Al, S, Se 의 양은, 각각, Al : 0.0050 ％ 이하, S : 0.0050 ％ 이하, Se : 0.0050 ％ 이하가 바람직하다. Al, S, Se 의 양은, 각각 0 ％ 여도 된다.

N : 0.0050 ％ 이하

N 은, 인히비터로서의 작용을 방지하여, 순화 어닐링 후에 Si 질화물의 생성을 방지하기 위해, 0.0050 ％ 이하로 억제된다. N 의 양은 0 ％ 여도 된다.

O : 0.0050 ％ 이하

O 는, 인히비터 형성 원소로 여겨지는 경우도 있으며, 0.0050 ％ 초과에서는 조대한 산화물에서 기인하여 2 차 재결정을 곤란하게 하기 때문에, 0.0050 ％ 이하로 억제된다. 0 의 양은 0 ％ 여도 된다.

이상, 강 슬래브의 필수 성분 및 억제 성분에 대해 설명했지만, 강 슬래브는, 이하의 원소에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 적절히 함유할 수 있다.

Ni : 0.005 ∼ 1.50 ％

Ni 는, 열연판 조직의 균일성을 높임으로써, 자기 특성을 개선하는 기능이 있다. Ni 를 함유시키는 경우, 충분한 첨가 효과를 얻는 점에서, 0.005 ％ 이상으로 할 수 있고, 또, 2 차 재결정의 불안정화에 의해 자기 특성이 열화되는 것을 회피하기 위해, 1.50 ％ 이하로 할 수 있다.

Sn : 0.01 ∼ 0.50 ％, Sb : 0.005 ∼ 0.50 ％, Cu : 0.01 ∼ 0.50 ％, Mo : 0.01 ∼ 0.50 ％, P : 0.0050 ∼ 0.50 ％, Cr : 0.01 ∼ 1.50 ％, Nb : 0.0005 ∼ 0.0200 ％, B : 0.0005 ∼ 0.0200 ％, Bi : 0.0005 ∼ 0.0200 ％

이들 원소는 모두 철손의 개선에 유효하게 기여한다. 이들 원소를 함유시키는 경우, 충분한 첨가 효과를 얻는 점에서, 각각의 하한값 이상으로 함유시킬 수 있고, 또, 2 차 재결정립을 충분히 발달시키는 점에서, 각각의 상한값 이하로 함유시킬 수 있다. 그 중에서도, Sn, Sb, Cu, Nb, B, Bi 는 보조 인히비터로 간주되는 경우도 있는 원소이며, 상한값을 초과하여 함유시키는 것은 바람직하지 않다.

강 슬래브의 성분 조성의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다.

＜제조 공정＞

본 발명의 제조 방법은, 상기의 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하여 열연판으로 하고, 상기 열연판을 어닐링하여 열연판 어닐링판으로 하고, 상기 열연판 어닐링판에 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 둔 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판 두께의 냉연판으로 하고, 상기 냉연판에 1 차 재결정 어닐링 및 2 차 재결정 어닐링을 실시하는 것을 포함한다. 냉간 압연 전에 산세를 실시해도 된다.

상기의 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하여 열연판으로 한다. 강 슬래브는, 예를 들어 1050 ℃ 이상 1300 ℃ 미만의 온도로 가열한 후, 열간 압연할 수 있다. 본 발명에 있어서의 강 슬래브는, 인히비터 성분이 억제되어 있으므로, 완전 고용시키기 위해, 1300 ℃ 이상의 고온 처리에 부칠 필요가 없다. 1300 ℃ 이상으로 가열하면, 결정 조직이 지나치게 커져, 스캐브라고 불리는 결함의 원인이 될 가능성이 있기 때문에, 가열은 1300 ℃ 미만인 것이 바람직하다. 강 슬래브의 원활한 압연의 점에서, 1050 ℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다.

그 이외의 열간 압연 조건은 특별히 한정되지 않고, 공지된 조건을 적용할 수 있다.

얻어진 열연판을 어닐링하여 열연판 어닐링판으로 하는데, 그 때, 어닐링 조건은 특별히 한정되지 않고, 공지된 조건을 적용할 수 있다.

얻어진 열연판 어닐링판에 냉간 압연을 실시한다. 냉간 압연은, 1 회여도 되고, 중간 어닐링을 사이에 두어 2 회 이상 실시해도 된다. 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 적어도 1 회의 냉간 압연은 총 압하율 80 ％ 이상이고, 탠덤 압연기에서 실시되는 것으로 한다. 총 압하율 80 ％ 이상의 압연은, 집합 조직의 집적도를 높여, 자기 특성에 유리한 조직을 제작할 수 있는 점에서 유리하지만, 정상부와 비정상부에서 집합 조직의 차이가 커지기 쉽다. 본 발명의 제조 방법은, 이와 같은 압연을 포함하는 것을 대상으로 한다. 총 압하율은, 2 차 재결정에 필요한 {110}＜001＞ 방위 조직을 얻을 목적에서, 95 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

탠덤 압연기의 각 스탠드의 압하율, 강판 온도 등의 조건은, 원하는 강판의 특성, 생산량 등에 따라 설정되지만, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 적어도 1 개의 스탠드에서 실시되는 압연은, 압하율 30 ％ 이상, 또한 상기 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도 T₀ ℃ 의 조건에서 실시된다. 이하에 있어서, 이 조건이 채용되는 스탠드를 소정의 스탠드라고도 한다.

소정의 스탠드에서의 압하율은, 30 ％ 이상이면 특별히 한정되지 않고, 32 ％ 이상이 바람직하고, 또, 55 ％ 미만이고, 바람직하게는 50 ％ 이하이다. 이와 같이 단스탠드의 압하율이 통상보다 높은 값에 있어서, 본 발명은 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 균일화된 집합 조직을 갖도록 하여, 자기 특성의 변동을 작게 할 수 있다.

소정의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도 T₀ ℃ 는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 30 ℃ 이상으로 할 수 있다. 소정 스탠드가, 압연 첫 패스에 상당하는 스탠드가 되는 경우, T₀ ℃ 는 주위의 실온 (25 ℃) 정도가 되는 경우가 있지만, 예를 들어 윤활유를 이용한 압연에 대해서는 윤활성이 높아지기 때문에, 약간 실온보다 고온으로 할 수 있으며, 45 ℃ 이상이 바람직하다. 온도의 조정에, 예를 들어, 가열한 윤활유 (예를 들어, 45 ∼ 70 ℃ 로 가열한 윤활유) 를 강판에 공급하는 것에 의한 접촉 전열에 의한 온도 상승을 이용해도 된다. 한편, 비정상부와의 열 처리에 차이를 두는 점에서, T₀ ℃ 는 120 ℃ 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 100 ℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 90 ℃ 이하이다.

집합 조직을 개선하는 수법으로서 온간 압연이 알려져 있지만, 통상적인 온간 압연에서는 압연을 실시함으로써 발생하는 가공 발열에 의한 강판 온도의 상승을 이용하여, 패스 사이 (압연이 실시된 후, 다음 압연이 실시될 때까지의 사이) 에서 저온 열 처리 (에이징) 하는 경우가 많다. 그러나, 이와 같은 수법에서는, 정상부 및 비정상부의 구별 없이, 코일 길이 방향이 동일하게 열 처리되어, 집합 조직의 균일화를 도모할 수 없다.

이에 반해, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 정상부의 압연은, 원칙적으로 상기의 조건하에서 실시되지만, 선단의 워크 롤에 대한 삽입 온도 (T₁ ℃) 및 열연판 어닐링판의 미단의 워크 롤에 대한 삽입 온도 (T₂ ℃) 의 일방 또는 양방, 바람직하게는 양방에 대해, 예외적으로 70 ℃ 이상, 또한 T₀ ℃ 보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 함으로써, 정상부와 비정상부를 구별하고, 정상부와 비정상부의 집합 조직의 차이를 작게 한다.

T₁ ℃ 및 T₂ ℃ 의 일방 또는 양방이 70 ℃ 미만이면 열 처리의 효과가 충분히 얻어지지 않기 때문에, T₁ ℃ 및 T₂ ℃ 의 일방 또는 양방을 70 ℃ 이상으로 하고, 바람직하게는 120 ℃ 이상으로 한다. 또, T₁ ℃ 및 T₂ ℃ 는 280 ℃ 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 250 ℃ 이하이다. 이 범위이면, 예를 들어 압연에 윤활유를 사용한 경우에도, 윤활유의 점성을 적정하게 유지하기 쉽다.

T₁ ℃ 및 T₂ ℃ 의 일방 또는 양방과 T₀ ℃ 의 온도차가 10 ℃ 미만이면, 집합 조직의 차이를 작게 하는 것이 곤란하기 때문에, 온도차는 10 ℃ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 20 ℃ 이상이다. 또, 온도차는 150 ℃ 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 100 ℃ 이하이다. 통상적으로, 코일로서 보증하는 특성은 가장 특성이 나쁜 부분에서 실시된다. 그 때문에, 단부의 특성이 상이한 것은 특성 평가에 영향을 미친다. 본 발명에서는 코일 전체 길이에서의 조직 균질화가 도모되기 ‹š문에, 조직이 균일함으로써 코일을 잘라 나누거나 할 필요 없이, 그대로 충당하는 것이 가능하다. 이와 같은 관점에서, 과잉으로 온도차를 부여하는 것은 바람직하지는 않고, 온도차는 150 ℃ 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 100 ℃ 이하이다.

탠덤 압연기에 포함되는 복수의 스탠드 중, 소정의 스탠드는, 1 개여도 되고, 2 개 이상이어도 되고, 복수의 스탠드 중 어느 것이어도 되지만, 최초의 스탠드인 것이 유리하다. 최초의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도를 제어하면, 후속하는 스탠드에서 압연되는 동안에도 그 영향이 지속되기 때문에, 열 처리에 의한 높은 효과가 얻어지기 때문이다.

소정의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도의 제어는, 탠덤 압연기와 가열 장치를 조합하여, 통판 중인 코일에 대해, 코일 길이 방향의 위치에 따라, 가열 장치에 의한 가열을 변경함으로써 실시할 수 있다.

예를 들어, 코일 길이 방향의 선단 및 미단의 일방 또는 양방에 대해서는, 가열 장치의 출력을 증가시켜, 삽입 온도가 높아지도록 제어하고, 그 이외의 지점에 대해서는, 출력을 저하 (출력 오프도 포함한다) 시키는 것을 들 수 있다. 또, 전공정에서 열연 코일의 단부가 절단 제거되어 있는 경우에는, 코일 단부여도 본원의 가열 장치의 제어를 회피하는 것이 가능하다.

가열 장치의 가열 방식은, 특별히 한정되지 않지만, 길이 방향의 위치에 따라 삽입 온도를 변화시키기 위해서는, 통판 중인 코일에 직접 단시간에 가열을 실시하는 것이 바람직하고, 단시간으로의 승온이 가능한 점에서 유도 가열, 통전 가열, 적외 가열 등의 가열 방식이 바람직하다.

코일 길이 방향의 위치를 검출하는 검출 장치, 가열 장치의 제어 장치를 추가로 조합하여, 검출 장치로부터의 출력 (길이 방향의 위치 정보) 에 기초하여, 가열 장치의 제어 장치에 의해, 가열 장치에 의한 소정의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도를 조정해도 된다.

또한, 소정의 스탠드에서는, 비정상부의 변형 속도를 저하시켜 압연을 실시하는 것이, 정상부와 비정상부의 집합 조직의 차이를 작게 하는 데에 있어서 유리하다. 예를 들어, 소정의 스탠드의 변형 속도의 조건을 65 s^-1 이상으로 하여, 정상부에서는 변형 속도 65 s^-1 에서 압연되도록 하고, 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방에서는, 예외적으로 변형 속도를 저하시켜 65 s^-1 미만에서 압연되도록 하는 것을 들 수 있다.

여기서, 변형 속도 ε 은, Ekelund 의 식 :

(여기서, v_R 은 롤 주속도 (㎜/s) 이고, R' 는 롤 반경 (㎜) 이고,

h₁ 은 롤 입측의 판 두께 (㎜) 이고, r 은 압하율 (％) 이다.)

을 사용하여 산출할 수 있다. 변형 속도는, 롤 직경, 압연시의 통판 속도 (롤 주속도) 등을 변경함으로써 조정할 수 있다. 예를 들어, 변형 속도를 저하시켜, 가열 장치 내의 체류 시간을 길게 함으로써, 삽입 온도를 용이하게 높게 할 수 있고, 가열 장치의 능력이 불충분한 경우에 유용하다. 또, 일본 공개특허공보 2012-184497호의 참조에 의하면, 총 압하율 50 ％ 이하의 단계에 있어서, 변형 속도를 낮게 하여 온간 압연과 동등한 효과를 얻음으로써, 가열 장치에 의해 실시하는 열 처리의 부담을 경감시킬 수도 있다.

얻어진 최종 판 두께의 냉연판 (「최종 냉연판」이라고도 한다.) 에, 1 차 재결정 어닐링 및 2 차 재결정 어닐링을 실시하여, 방향성 전기 강판을 얻는다. 최종 냉연판에 1 차 재결정 어닐링을 실시한 후, 강판의 표면에 어닐링 분리제를 도포한 후, 2 차 재결정 어닐링을 실시할 수 있다.

1 차 재결정 어닐링은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법으로 실시할 수 있다. 어닐링 분리제는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 어닐링 분리제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 마그네시아를 주제로 하고, 필요에 따라 TiO₂ 등의 첨가제를 첨가한 물 슬러리를 사용할 수 있다. 실리카, 알루미나 등을 포함하는 어닐링 분리제도 사용할 수 있다.

2 차 재결정 어닐링은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법으로 실시할 수 있다. 마그네시아를 주제로 하는 분리제를 사용한 경우, 2 차 재결정과 함께 포스테라이트를 주로 하는 피막이 형성된다. 2 차 재결정 어닐링 후에 포스테라이트를 주로 하는 피막이 형성되지 않는 경우에는, 새롭게 피막을 형성하는 처리나, 표면을 평활화하는 처리 등의 여러 가지 추가 공정을 실시해도 된다. 장력을 갖는 절연 피막을 형성하는 경우, 절연 피막의 종류는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 절연 피막 중 어느 것도 사용할 수 있으며, 인산염-크롬산-콜로이달 실리카를 함유하는 도포액을 강판에 도포하고, 800 ℃ 정도에서 베이킹하는 방법이 바람직하다. 이들 방법에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소50-79442호, 일본 공개특허공보 소48-39338호를 참조할 수 있다. 또, 평탄화 어닐링에 의해, 강판의 형상을 정돈해도 되고, 나아가서는 절연 피막의 베이킹을 겸한 평탄화 어닐링을 실시해도 된다.

실시예

[실시예 1]

질량％ 로, C : 0.04 ％, Si : 3.2 ％, Mn : 0.05 ％, Al : 0.005 ％, Sb : 0.01 ％ 및 S, Se, N, O 를 각각 50 ppm 이하로까지 저감시키고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬래브를 1150 ℃ 로 가열하고, 열간 압연에 의해 2.0 ㎜ 의 열연 코일로 한 후, 1035 ℃ 40 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 냉간 압연을 실시하여 판 두께 0.23 ㎜ 의 냉연판으로 하였다.

냉간 압연은, 압연기 첫 패스 입측 직전에 유도 가열 장치를 배치한 탠덤 압연기 (롤 직경 410 ㎜φ, 4 스탠드) 를 사용하고, 코일의 선미단 상당 지점에서는 압연 속도를 저속화하고, 동시에 유도 가열 장치를 사용하여, 압연기의 최초의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도를 제어하였다.

도 1 에, 탠덤 압연기의 최초의 스탠드에 있어서의 변형 속도와 상기 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도의 변화를 나타낸다. 가로축은, 코일의 선단으로부터의 거리이고, 선단은 0 ％, 미단은 100 ％ 이다.

구체적인 제어는 이하와 같다.

코일의 선단의 삽입 온도를 120 ℃ 로 제어하고, 변형 속도 29 s^-1 의 조건에서 압연하였다.

그 후, 삽입 온도 70 ℃, 변형 속도 58 s^-1 의 단계를 거쳐, 코일 길이 방향의 길이 5 ％ 초과 95 ％ 미만의 범위의 정상부에서는, 삽입 온도 60 ℃, 변형 속도 87 s^-1 의 조건에서 압연하였다.

코일의 미단의 삽입 온도를 75 ℃ 로 제어하고, 변형 속도 29 s^-1 의 조건에서 압연하였다.

얻어진 냉연판에, 균열 온도 800 ℃, 균열 시간 120 초의 1 차 재결정 어닐링을 실시하였다.

얻어진 1 차 재결정 어닐링판에, MgO 를 주제로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 균열 온도 1150 ℃, 균열 시간 7 시간의 2 차 재결정 어닐링을 실시하였다.

얻어진 2 차 재결정 어닐링판에 인산염과 크롬산을 함유하는 도포액을 도포하고, 850 ℃, 50 초의 응력 제거 어닐링을 실시하였다. 얻어진 강판의 정상부와 선미단의 최대 철손차 (ΔW_17/50 (W/㎏)) 는, 0.013 W/㎏ (선미단이 열위) 이었다.

비교를 위해, 전체 길이에 걸쳐 30 ℃ 인 채, 일정한 변형 속도 58 s^-1 에서 냉간 압연을 실시하고, 상기와 동일하게 하여, 얻어진 강판의 정상부와 선미단의 최대 철손차 (ΔW_17/50 (W/㎏)) 를 구한 결과, 0.022 W/㎏ (선미단이 열위) 이었다.

[실시예 2]

질량％ 로, C : 0.04 ％, Si : 3.1 ％, Mn : 0.06 ％, Al : 0.005 ％, Cr : 0.01 ％, P : 0.02 ％, S, Se, O 를 각각 50 ppm 미만, N 을 40 ppm 미만으로 억제하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬래브를 1180 ℃ 로 가열하고, 열간 압연에 의해 판 두께 2.0 ㎜ 의 열연 코일로 한 후, 1050 ℃, 60 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 얻어진 열연판 어닐링판을, 압연기 첫 패스 입측 직전에 유도 가열 장치를 배치한 탠덤 압연기 (롤 직경 280 ㎜φ, 4 스탠드) 를 사용하여, 0.26 ㎜ 까지 압하하여 냉연판으로 하였다.

이 냉간 압연시, 코일의 선미단 및 정상부에 대해, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 변형 속도 및 삽입 온도를 변경하였다. 최초의 스탠드 (첫 패스) 의 압하율은 32 ％ 로 하였다.

얻어진 냉연판에, 50 ℃ ∼ 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도 150 ℃, 균열 온도 800 ℃, 균열 시간 50 초의 1 차 재결정 어닐링을 실시하였다. 1 차 재결정 후 어닐링판으로부터, 정상부와 선미단의 각각으로부터 30 ㎜ × 30 ㎜ 의 시험편을 10 장 잘라내고, X 선 인버스 강도 측정을 실시하였다.

이어서, 1 차 재결정 어닐링판에 MgO 를 주제로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 균열 온도 1200 ℃, 균열 시간 5 시간의 2 차 재결정 어닐링을 실시하였다.

얻어진 2 차 재결정 어닐링판에 인산염-크롬산염-콜로이달 실리카를 중량비 3 : 1 : 2 로 함유하는 도포액을 도포하고, 800 ℃, 3 시간의 응력 제거 어닐링을 실시한 후, 정상부와 선미단의 각각으로부터 30 ㎜ × 280 ㎜ 의 시험편 10 장을 잘라내고, 엡스타인 시험에 의해, 철손 W_17/50 (W/㎏) 을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 발명예에서는, 코일 내의 집합 조직의 편차가 억제되고, 자기 특성의 차도 작았다.

[실시예 3]

표 2 에 나타내는 성분을 함유한 강 슬래브를 1200 ℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판 두께 2.2 ㎜ 의 열연 코일로 한 후, 950 ℃, 30 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 탠덤 압연기 (롤 직경 280 ㎜φ 4 스탠드) 를 사용하여, 0.22 ㎜ 까지 압하하여 냉연판으로 하였다.

이 냉간 압연시, 코일의 선미단 및 정상부의 변형 속도를 각각 62.7 s^-1 및 125.5 s^-1 로 하였다. 또, 압연기 첫 패스 입측 직전에 배치한 유도 가열 코일을 갖는 가열 장치에 의해, 코일의 선미단 및 정상부의 삽입 온도를 각각 120 ℃ 및 70 ℃ 로 하였다.

얻어진 냉연판에, 300 ℃ ∼ 700 ℃ 사이의 승온 속도 250 ℃/s, 균열 온도 850 ℃, 균열 시간 40 초의 1 차 재결정 어닐링을 실시하였다.

1 차 재결정 어닐링판에 MgO 를 주제로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 균열 온도 1200 ℃, 균열 시간 5 시간의 2 차 재결정 어닐링을 실시하였다.

얻어진 2 차 재결정 어닐링판에, 인산염-크롬산염-콜로이달 실리카를 중량비 3 : 1 : 2 로 함유하는 도포액을 도포하고, 850 ℃, 30 초의 평탄화 어닐링을 실시한 후, 정상부와 선미단의 각각으로부터, 30 ㎜ × 280 ㎜ 의 시험편을 총 중량이 500 g 이상이 되도록 잘라내고, 엡스타인 시험에 의해, 철손 W_17/50 (W/㎏) 을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2 에 나타내는 바와 같이, 첨가 원소를 함유시킨 강 슬래브를 사용한 경우에 있어서도, 동일한 철손 개선 효과가 보였다.

Claims (7)

1. 질량％ 로,
   C : 0.01 ∼ 0.10 ％,
   Si : 2.0 ∼ 4.5 ％,
   Mn : 0.01 ∼ 0.5 ％,
   Al : 0.0100 ％ 미만,
   S : 0.0070 ％ 이하,
   Se : 0.0070 ％ 이하,
   N : 0.0050 ％ 이하 및
   O : 0.0050 ％ 이하를 함유하고,
   잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하여 열연판으로 하고, 상기 열연판을 어닐링하여 열연판 어닐링판으로 하고, 상기 열연판 어닐링판에 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 둔 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판 두께의 냉연판으로 하고, 상기 냉연판에 1 차 재결정 어닐링 및 2 차 재결정 어닐링을 실시하는 것을 포함하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,
   적어도 1 회의 냉간 압연은, 총 압하율이 80 ％ 이상이고, 또한 탠덤 압연기에 의해 실시되고,
   상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드에서 실시되는 압연은, 압하율 30 ％ 이상, 또한 상기 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도 T₀ ℃ 의 조건에서 실시되는데,
   단, 상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방의 상기 워크 롤에 대한 삽입 온도를, 70 ℃ 이상, 또한 상기 T₀ ℃ 보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방의 상기 워크 롤에 대한 삽입 온도를, 120 ℃ 이상, 또한 상기 T₀ ℃ 보다 20 ℃ 이상 높은 온도로 하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 1 개의 스탠드가, 상기 탠덤 압연기의 최초의 스탠드인, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드에서 실시되는 압연이, 변형 속도 65 s^-1 이상의 조건에서 실시되는데, 단, 상기 열연판 어닐링판의 선단 및 미단의 일방 또는 양방은 변형 속도 65 s^-1 미만에서 압연되는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   강 슬래브가, 추가로, 질량％ 로,
   Ni : 0.005 ∼ 1.50 ％,
   Sn : 0.01 ∼ 0.50 ％,
   Sb : 0.005 ∼ 0.50 ％,
   Cu : 0.01 ∼ 0.50 ％,
   Mo : 0.01 ∼ 0.50 ％,
   P : 0.0050 ∼ 0.50 ％
   Cr : 0.01 ∼ 1.50 ％,
   Nb : 0.0005 ∼ 0.0200 ％,
   B : 0.0005 ∼ 0.0200 ％ 및
   Bi : 0.0005 ∼ 0.0200 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
6. 가열 장치 및 탠덤 압연기를 구비한 설비열로서,
   강판의 길이 방향의 위치를 검출하는 검출 장치 및 상기 가열 장치의 제어 장치를 추가로 구비하고,
   상기 제어 장치는, 상기 검출 장치로부터의 출력에 기초하여, 상기 가열 장치를 제어하여, 상기 탠덤 압연기의 적어도 1 개의 스탠드의 워크 롤에 대한 삽입 온도를 조정하는, 설비열.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 가열 장치가, 유도 가열, 통전 가열 또는 적외 가열 중 어느 가열 방식을 이용하는, 설비열.

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