KR850001253B1 - 전자기용 이방성 강판의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

전자기용 이방성 강판의 제조방법

본 발명은 자기시효 저항성을 가진 전자기용 이방성 강판(non-oriented steels)의 제조방법에 관한 것이다.

전자기용 이방성 규소강은 공지로 되어 있는 것으로서, 보통 완전히 풀림질된 상태로 박강판(rheet) 혹은 스트립(strip)의 형태로 생산되고 뒤이어 전단 또는 압착되어 라미네이션(lamination)으로 된다. 이 라미네이션을 적층하여 변압기와 교류발전기와 같은 정적 내지 회전 전기계의 코어를 형성하고, 코어주위에 감겨진 전도체를 통해 전류를 통과시키면, 자기적(磁氣的)으로 여자(

)된다. 종래의 이방성 규소강에 있어서는 모든 공정이 완료된 후 자기적 성질이 저하되지 않도록 하기 위하여 재료의 처리공정에 관해서 특히 주목해야 한다. 시간의 경과와 함께 나타나는 이러한 자성의 감소를 "자기시효"라고 하며, 보통 특정한 유도(誘度) 조건에서 총동력 상실(total power loss) (watts/kg)의 증가율로 나타낸다(예 : 1.5 Tesla).

현재 인정되고 있는 관행으로서는 탈탄(脫炭) 풀림(decarburizing annealing)에 의해 자기시효를 감소시키는 것이다. 그러나 이방성 규소강 제조에 있어서, 탈란은 극히 중요하지만 많은 경비가 소요되는 단계이다. 제조공정은 특정한 노점을 갖게 하는 순수한 수소분위기 또는 물로서 포화되어야 하는 수소가 많이 함유된 분위기를 필요로 한다. 이 분위기를 유지하자면 경비도 많이들고 취급하기가 어렵다. 풀림질의 온도와 회수를 정확하게 조절하여 최적의 탈탄속도를 갖게 하여야 한다.

본 발명의 목적은 자기시효 저항성이 있는 이방성 규소강을 제조하는 것이고, 또한 최종 공정에서 탈탄처리가 필요없는 제조공정을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 한가지 특징에 따르면, 탄소 0.025%이하, 규소 0.05-3.5%, 망간 0.2-0.8%, 알루미늄 0.10-0.35%, 질소 0.003-0.008%과 티탄, 니오브, 탄탈, 바나듐 및 지르코늄으로 부터 선정된 질화물/탄화물 생성제로 되어 있고 나머지가 철분(우발적으로 혼입되는 불순물 제외)으로 된 강을 열간압연한 후, 680℃이상에서 고은 띠강판(hot band)을 코일링(coiling)하고, 최종두께로 냉간압하된 재료를 900-1000℃에서 비탈탄 풀림질을 하므로서 전자기용 이방성 강판을 제조한다.

이상적으로는 940℃이상의 온도에서 최종 비탈탄 풀림질을 실시하는데, 950-1000℃ 범위에서 최종 비탈탄 풀림질을 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 강을 종래의 어떠한 제강법으로서도 제조할 수 있다. 예를들자면, 염기성 산소제강, 평로제련 또는 전기아아크 제강등 공지의 방법을 사용하여 소요의 조성을 가진강으로 만들 수 있다. 염기성 산소 제강법 또는 평로 제련법으로 만든 강에 있어서 탄소 농도를 진공 탈가스시켜 쉽게 감소시킨다. 소요의 조성을 가지는 용융 금속의 합금은 진공 탈가스하는 동안이나 탈가스후에 형성된다. 900℃이상의 다듬질 온도에서 이상적으로 열간압연되는 고온 띠강판을 700℃이상에서 코일링을 하면 최적의 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 재료중의 질화물/탄화물 생성제의 농도는 티탄 0.05-0.2wt.%, 바나듐 0.06-0.3wt. %, 니오브 0.05-0.3 wt. %, 지르코늄 0.12-0.3 wt. % 및 탄탈 0.10-0.3wt. %의 범위내에 있는 것을 적당히 선택한다. 일반적으로 인과 황이 우발적으로 혼입되는 불순물내에 존재하고 그 함량이 영향을 주지 않을 경우에는, 인의 농도(wt. %)는 0.04%를 초과해서는 안되고 황의 농도(wt. %)는 0.025%를 초과해서는 안된다. 그러나 실제로 접종하기 전에 본 발명에 의한 강을 염기성 산소 제강법으로 제조할 경우에는, 인의 농도를 0.01%로 하고 황의 농도를 0.02%-0.015%로 보다 낮게 유지할 수 있다.

본 발명에 의해 제조한 고온 띠강판을 단일 냉간압연 공정에서 최종두께로 냉간압하(壓下)할 수도 있고, 중간 풀림공정을 넣어 2단계로 하여 최종두께로 냉간압하할 수도 있다. 2단계 냉간압하를 실시할 경우에 있어서, 중간 풀림질은 900°-1000℃의 온도범위가 바람직하지만, 850-1000℃의 범위에서 하는 것이 용이하다. 중간풀림질을 탈탄 분위기중에서 하는 동안에 비탈탄 풀림질도 마찬가지로 실시할 수 있으며, 비용 절감등 여러가지 장점이 나타난다.

최종두께로 냉간압하된 재료를 최종 풀림질할 때 비탈한 분위기를 이용하면 탄소농도가 감소되지 않는다. 그러나 종래의 규소강에 있어서는, 탈탄 분위기는 필수적이며, 자기시효 저항성을 최소화시킬 정도의 낮은 탄소 농도를 갖게한다. 만일 비탈탄 분위기중에서 종래의 규소강을 제조한다면 탄소함량이 불완전하여져서 자기시효 특성에 악영향을 끼친다.

본 발명에 의한 공정을 이용하면, 탈탄 풀림 분위기가 필요없는 경제적인 이점이 있어서 만족스런 자기특성과 자기시효 특성을 나타낼 수 있는 저농도의 탄소농도를 얻을 수 있다.

본 발명을 실시예에 따라 상술하기로 한다.

[실시예 1]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 제조하여 강괴(ingot)로 주조하고 열간 압연하여 슬랩으로 만든 후, 다시 열간압연하여 공칭 두께가 2. 0mm인 스트립(strip)으로 만들었다. 다듣질 온도를 935℃(1720°F)로 하고 코일링 온도를 680℃(1250°F)로 하여 종래의 방법대로 열간 스트립 압연(hot rtrip rolling)을 하였다.

Si 1.24% P 0.014%

Mn 0.34% Ti 0.095%

C 0.015% Al 0.15%

S 0.025% N 0.0059%

나머지 철분과 우발적으로 혼입된 불순물 열간압연된 강을 산세척한 후, 단일 압연공정에서 최종두께가가 0.5mm가 되도록 냉간압하하였다. 이어서 냉간압연된 강을 비탈탄 분위기중에서 900℃에서 약 2.5분간 최 종풀림질을 실시했다.

이와같은 공정을 거친 재료의 세로 엡슈타인(Eprtein)시료에 대한 1.5T, 50Hz에서 대표적인 동력 손실은 6.15w/kg이었다.

시료를 150℃에서 14일간 처리한 후 다시 시험하는 시효시험을 실시했는데 총동력 손

실에서 자기시효 현상이 나타나지 않았다.

[실시예 2]

강을 실시예 1에서와 같이 처리하여 최종 두께가 0.50mm되게 하였다. 950℃에서 약 2.5분 동안 비탈탄 풀림질을 하였다. 세로 엡슈타인 시료에 대한 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 총동력손실은 5.53w/kg이었다.

이 시료는 실시예 1에 상술된 시험 한계내에서 자기시효 현상을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 3]

강을 실시예 1에서와 같이 처리하여 최종 두께가 0.50mm되게 하였다. 1000℃에서 약 2.5분 동안 비탈탄 풀림질을 하였다. 세로 엡슈타인 시료에 대한 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력 손실은 5.06w/kg이었고 실시예 1과 2에서와 유사한 시효특성을 나타내었다.

[실시예 4]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 만들어 앞의 실시예에서와 같이 열간압연하여 두께가 2.0mm인 스트립을 만들었다. 산세척한 후 단일 냉간 압하 공정에서 최종 두께가 0.65mm되게 냉간압하하였다. 비탈탄 분위기 중에서 1,000℃에서 2.5분 동안 최종 풀림질을 하였다.

Si 1.64% Al 0.25%

C 0.014% N 0.0060%

Mn 0.31% Ti 0.083%

S 0.019%

나머지 철분(우발적으로 혼입된 불순물 제외)

세로 시료에 대한 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 총동력손실은 5.40 w/kg이었다. 이 시료는 실시예 1에서 상술된 시험 한계내에서 자기시효 현상을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 5]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 만들어 종랭의 방법으로 열간 압연하여 두께가 2.0mm인 스트립을 만들었다. 산세척한 후 단일 압연공정에서 최종두께가 0.50mm가 되게 냉간압하 하였으며 비탈탄 분위기 중에서 940℃에서 2.5분 동안 최종 풀림질을 하였다.

Si 1.60% Al 0.25%

C 0.014% Ti 0.078%

Mn 0.32% N 0.0054%

S 0.019%

나머지 철분(우발적으로 혼입된 불순물 제외)

세로 시료에 대한 1.5T, 50Hz에서의 총동력 손실은 5.59w/kg이었다. 이 시료는 실시예 1에서 상술된 시험 한계내에서 자기시효 현상을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 6]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 만들어 실시예 1에서와 같은 방법으로 열간 압연하였다.

Si 1.24% P 0.017%

Mn 0.34% Nb 0.10%

C 0.11% Al 0.13%

S 0.025% N 0.0059%

나머지 철분(우발적으로 혼입된 불순물 제외)

이 경우에 있어서 열간압연도중 다듬질 온도를 910℃(1670°F)로 하였고 코일링 온도를 680℃(1250°F)로 하였다.

열간압연된 재료를 산세척한 후, 단일 냉간압연 공정에서 두께가 0.50mm되게 냉간압하하고 비탈탄 분위기 중에서 1000℃에서 2.5분 동안 최종 풀림질 처리하였다.

세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력 손실은 7.15w/kg이었다. 이 재료는 앞서 나온 각 실시예에서 적용된 시험 한계내에서 자기시효 저항성을 나타내었다.

[실시예 7]

다음과 같은 조성(wt. %)를 가진 강을 만들어 실시예 1에서와 같이 열간압연하였다. 이 경우에 있어서 열간 압연도중 다듬질 온도를 910℃(1770°F)로 하였고 코일링 온도를 680℃(1250°F)로 하였다.

Si 1.32% P 0.013%

Mn 0.34% Ta 0.13%

C 0.012% Al 0.11%

S 0.025% N 0.0063%

나머지 철분(우발적으로 혼입된 불순물 제외)

열간압연된 스트립을 산세척한 후, 단일 냉간압연 공정에서 두께가 0.50mm되게 냉간압하하였다. 냉간압연된 재료를 비탈탄 분위기 중에서 1000℃에서 2.5분 동안 최종 풀림질 하였다.

세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력손실은 6.48w/kg이었다. 이 재료는 앞서나온 각 실시예에서 적용된 시험 한계내에서 자기시효 저항성을 나타내었다.

[실시예 8]

실시예 1에서 상술된 것과 같은 조성을 가진 강을 만들어 동일한 방법으로 열간압연하였다. 다듬질 온도를 900℃(1660°F)로 하고 코일링 온도를 680℃(1250°F)로 하여 공칭두께가 2.0mm가 되게 열간압연된 스트립을 만들었다. 산세척한 후 열간압연된 재료를 중간 두께가 0.5mm되게 냉간압하하고 비탈탄 분위기중에서 900℃에서 중간 풀림질하였다. 이 재료를 최종 두께가 0.55mm되게 냉간압하한 후 비탈탄 분위기 중에서 900℃에서 약 2.5분 동안 최종 풀림질하였다.

이와같이 만든 재료의 세로 시료에 대하여 이 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력 손실은 4.97 w/kg이었고 자기시효 시험결과는 양호한 시효 저항성을 나타내었다.

[실시예 9]

실시예 6에서 상술한 바와 같은 조성을 가진 강을 만들어 동일한 방법으로 열간 압연하였다. 열간 압연된 재료를 산세척하고, 중간 두께가 0.55mm되게 냉간압하한 후 비탈탄 분위기중에서 900℃에서 중간 풀림질하였다. 풀림처질된 재료를 최종 두께가 0.50mm되게 냉간압하한 후 비탈탄 분위기중에서 950℃에서 약 2.5분 동안 최종 풀림질하였다. 이렇게 하여 만든 재료의 세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력손실은 4.80w/kg이었다.

전술한 방법으로 시험해 본 결과, 이 시료는 자기시효성을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 10]

실시예 7에서 상술된 바와 같은 조성을 가진 강을 만들어 동일한 방법으로 열간압연하였다. 열간압연된 재료를 산세척하고, 중간두께가 0.55mm되게 냉간압하한 후 비탈탄 분위기중에서 850℃에서 중간 풀림질을 하였다. 풀림처리된 재료를 최종두께가 0.50mm되게 냉간압하한 후 비탈탄 분위기중에서 900℃에서 약 2.5분 동안 최종 풀림질하였다. 이렇게 하여 만든 재료의 세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력손실은 5.08 w/kg이었다.

전술한 방법으로 시험해 본 결과, 이 시료는 자기시효 현사이을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 11]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 만들어 강괴로 주조하고 열간압연하여 슬랩을 만든 후 공칭 두께가 2.0mm되는 스트립을 열간 압연하여 만들었다. 다듬질 온도를 935℃(1720°F)로 하고 코일링 온도를 980℃(1250°F)로 하여 종래와 같은 방법으로 열간 스트립 압연을 하였다.

Si 0.89% P 0.12%

Mn 0.28% Ti 0.068%

C 0.015% Al 0.10%

S 0.018% N 0.0059%

나머지 철분과 우발적으로 혼입된 불순물

열간압연된 재료를 산세척한 후 단일 압연공정에서 최종 두께가 0.50mm되게 냉간압하하였다. 냉간압연된 재료를 비탈탄 분위기중에서 940℃에서 약 1분 동안 최종 풀림질 하였다.

이렇게 하여 만든 재료의 세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력 손실은 5.56w/kg이었다. 실시예 1에 상술된 시험 한계내에서 이 시료는 자기시효 현상을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 12]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 만들어 실시예 11에서와 같이 처리하였다.

Si 2.34% P 0.11%

Mn 0.31% Ti 0.079%

C 0.011% Al 0.27%

S 0.025% N 0.0059%

나머지 철분과 우발적으로 혼입된 불순물

이와같은 방법으로 만든 재료의 세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력손실은 4.60 w/kg이었다. 실시예 1에 상술된 시험 한계내에서 이 시료는 자기시효 현상을 전혀 나타내지 않았다.

[실시예 13]

다음과 같은 조성(wt. %)을 가진 강을 만들어 실시예 11에서와 같이 처리하였다.

Si 1.67% P 0.013%

Mn 0.33% Ti 0.085%

C 0.010% Al 0.23%

S 0.016% N 0.0059%

나머지 철분과 우발적으로 혼입된 불순물

이렇게 하여 만든 재료의 세로 엡슈타인 시료에 대하여 1.5T, 50Hz에서의 대표적인 동력손실은 4.56 w/kg이었다.

이 시료는 실시예 1에 상술된 시험 한계내에서 자기시효 현상을 전혀 나타내지 않았다.

제한된 것은 아니지만 각 실시예에서의 정상적인 강의 제조방법은 염기성 산소법으로 처리한 후 진공 탈가스 시키는 것이다.

각 실시예에 있어서 2단계 냉간압하를 사용하면 1차 냉간압연 공정후의 스트립의 두께는 0.55-0.75mm의 범위가 된다.

Claims (1)

1. 탄소 0.025%이하, 규소 0.05-3.5%, 망간 0.2-0.8%, 알루미늄 0.10-0.35%, 질소 0.003-0.008%와, 티탄 0.05 wt. %-0.2 wt. %, 니오브 0.05 wt. %-0.3 wt. %, 탄탈 0.10 wt. %-0.3 wt. %, 바나듐 0.06 wt. %-0.3wt. %으로부터 선정된 질화물/탄화물 생성제로 되어 있고, 나머지가 철분(우발적으로 혼입되는 불순물 제외)인 강을 열간 압연한 후, 680℃이상에서 고온 띠강판을 코일링하고, 최종두께로 냉간압하시킨 재료를 900-1000℃에서 1-2.5분간 비탈탄 풀림질을 하는 것으로 구성되는 전자기용 이방성 강판의 제조방법.