KR920006581B1 - 자기특성이 우수한 무방향성 규소강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

자기특성이 우수한 무방향성 규소강판의 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 조압연후의 대기시간이 열연판중의 AlN 석출핵 크기에 이치는 영향과, 조압연의 바아표면 온도의 경시변화를 표시한 것이다.

제2도는 3% Si강에 관하여 열연판중의 AlN의 평균크기 및 자기특성에 미치는 열연판의 균열시간의 영향을 표시한 것이다.

제3도는 열연판 소둔시에서의 균열온도와 균열시간의 적정범위를 표시한 것이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 자기특성이 우수한 무방향성 규소강관이 제조방법에 관한 것이다.

[배경기술]

전자강판(電磁鍋板)의 자기특성을 지배하는 중요한 인자로서 강중에 석출하는 AlN, MnS등의 크기 및 분포상태가 있다.

이것은 이들의 석출물 자체가 자벽이동의 장해물로 되어서 저자장 자기특성 및 철손특성을 열화시킬 뿐만아니라 그것들의 석출물이 재결정 소둔단계에서의 결정립성장성(粒成長性)을 저해하고, 이것에 기인한 페라이트입의 결정립성장 불량이, 자기특성에 바람직한 집합조직의 발달에 악영향을 미치기 때문이다.

자벽 혹은 임계 이동에 대해서는 이러한 석출물은 조대하게 또한 드문드문하게 분포되어 있을수록 바람직하다는 것이 알려져 있으며, 이러한 배경에 의거하여, 전자강판의 제조프로세스에 있어서, 재결정 소둔전에 AlN 또는 MnS의 석출, 조대화를 도모하는 기술이 개시되어 있다.

예컨대 슬랩 가열온도를 저하시켜서 슬랩중의 조대한 AlN의 재고용을 억제하는 기술(일본국 특개소 49-38814호등), 미세한 비금속 개재물의 생성을 수반하는 S,O량을 줄이는 기술(특공소 56-22931호등), Ca,REM 첨가에 의한 황화물의 형태 제어기술(특개소 55-8409호등), 열간압연 전에서의 슬랩보열에 의한 AlN조대화기술(특개소52-108318호, 특개소 54-41219호, 특개소 58-123825호등), 열연후의 초고온 권취에 의한 자기소둔효과를 이용한 AlN의 조대화와 페라이트 결정립성장기술(특개소 54-76422호등)등이 그 예이다.

그런데 제조프로세스에 있어서 에너지 절약의 관점에서 보면, 열간압연시에 연속주조슬랩을 직송 압연하는 것이 유리하다. 그러나 이와 같은 프로세스를 채용하는 경우, 상기한 AlN, MnS의 석출 조대화가 불충분하게 된다는 문제가 있으며, 이것을 해결하기 위해, 슬랩을 열연전에 보열하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 실제의 제조프로세스에 있어서, 연속주조슬랩을 비록 균열시간이 짧더라도 일단 가열로나 균열로에 장입하는 방법은 직송 압연 본래의 에녀지 절약의 메리트를 향수할 수 없을 뿐만 아니라 AlN의 석출을 목표로 할 경우, 균열시간이 짧으면 슬랩 내외부에서의 석출의 불균일을 초래한다.

[발명의 개시]

본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 연속주조슬랩을 보열, 균열을 행하지 않고 직송 압연함으로써 열연단계에서 불가피하게 석출하는 AlN 이외는 AlN의 석출을 억제하고, 조압연-마무리압연사이에 딜레이 시간을 두어서 AlN의 석출핵을 도입하고, 후속하는 열연판 소둔처리에 의하여 균일하고도 조대한 AlN의 석출을 도모하도록 한 것이며, 이에 따라서 재결정 소둔시에 극히 균일하고 양호한 페라이트 결정립성장을 가능케한 것이다.

즉 본 발명은 C : 0.005wt%이하, Si : 1.0 내지 4.0wt%, Mn : 0.1 내지 1.0wt%, P : 0.1wt% 이하, S : 0.005wt%이하, Al : 0.1 내지 2.0wt%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 연속주조슬랩을 특정의 온도영역에서 보열 또는 가열하지 않으면서 직접 압하율 10% 이상으로 20mm 이상의 두께까지 조압연하고, 후속하는 마무리 압연과의 사이에 조압연 바아의 표면온도가 900℃ 이상의 온도영역에서 40초 이상의 시간적 간격을 둔 후 마무리 압연하고, 650℃ 이하에서 권취공정과, 이 열연판을 800 내지 950℃의 균열온도에서

exp(-0.022T+21.6)

t

exp(-0.030T+31.9)

단, T : 균열온도(℃), t : 균열시간(분)

을 만족하는 시간동안 균열하는 열연판 소둔을 행하는 공정을 시행 후, 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 끼운 2회 이상의 냉간압연과, 850 내지 1100℃의 범위에서의 최종 연속소둔을 행하도록 한 것을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명의 상세한 사항을 그 한정이유와 함께 설명한다.

본 발명에서는 C : 0.005wt%이하, Si : 1.0 내지 4.0wt%, Mn : 0.1 내지 1.0wt%, P : 0.1wt%이하, S : 0.005wt%이하, Al : 0.1 내지 2.0wt%를 함유하는 연속주조슬랩을 특정의 온도영역에서 보열 또는 가열하지 않고 직접 압하율 10% 이상으로 20mm 이상의 두께까지 조압연하고, 이어서 소정의 시간적 간격(이하, 대기시간이라 칭함)을 둔후 마무리 압연을 행한다.

본 발명에서는 상기 대기시간에 있어서 AlN의 석출핵을 도입하여 차후의 열연판 소둔에 있어서 AlN의 조속하고도 균일한 석출 조대화을 도모하는 것이다. 그리고 상기 조압연에서는, 왜곡의 도입과 응고조직의 파괴를 행하고, 이에 따라서 후속하는 대기시간에 있어서 단시간에 균일한 AlN 석출핵의 도입을 촉진하고, 이 때문에 10% 이상 바람직하게는 20% 이상의 압하율을 확보한다.

또 조압연 바아의 두께가 지나치게 얇으면 대기시간에 있어서 AlN의 석출핵이 충분하게 도입되기 전에 바아의 냉각이 진행되므로 적절한 석출 및 마무리 압연온도의 확보가 어렵게 된다. 이 때문에 조압연 바아의 두께는 20mm, 바람직하게는 30mm가 그 하한으로 된다.

조압연후, 마무리 압연까지의 대기에서는 마무리 압연온도의 확보와 AlN의 석출 노우즈에서의 석출핵의 생성을 유효하게 촉진하는 목적에서 조압연 바아 표면온도에서의 900℃ 이상을 확보한다. 또 대기시간은 40초 이상으로 한다. 제 1도는 3% 규소강(제 1표중 강-4, 조압연 종료온도 : 1100℃, 조압연 바아 두께 : 32mm)을 예로하여, 조압연후의 대기시간(조압연 종료로부터 마무리 압연개시 사이의 시간)이 열연판중의 AlN의 석출핵의 사이즈에 미치는 영향과 조압연 바아 표면 온도의 경시적 변화를 표시한 것으로 AlN의 석출핵을 충분하게 도입하기 위해서는 대기시간을 40초 이상, 바람직하게는 60초이상 확보할 필요가 있는 것이 판명되었다. 한편, 대기시간을 길게 취하면 조압연 바아의 표면온도가 900℃보다 밑으로 내려가 버리므로 마우리 압연이 어렵게 된다.

제1도의 조압연 종료온도가 1100℃이고 두께가 32mm인 조압연 바아의 경우, 대기시간 약 2분동안에 조압연바아의 표면온도는 900℃까지 하강하고 있다. 이와 같이 대기시간은 조압연 종료온도와 조압연 바아의 두께에 따라 마무리 개시온도가 900℃를 하회하지 않도록 정할 필요가 있다.

또한 이 대기시간은 통상의 주행시간 및 딜레이시간(의도적인 대기시간)을 포함한 조압연 종료로부터 마무리 압연개시까지의 시간을 가리킨다.

본 발명을 실시하는데는, 통상은 딜레이 시간을 설치할 필요가 있다고 생각이 되나, 압연기의 주행시간이 상기 대기시간을 만족하는 경우에는 특히 딜레이 시간을 설치할 필요는 없다. 또 대기시간 중의 강관의 에지부(강판폭 방향의 양단부)의 온도보상을 행하기 위해서 에지가열을 행할 수가 있으며 이에 따라서 본 발명을 보다 효과적으로 실시할 수 있다.

에지 가열을 행하는 이유는 다음과 같다.

강판의 에지부는 중앙부에 비하여 열연시의 온도 강하가 크기 때문에, 마무리 압연 개시전에 에지부분을 가열함으로써, 강판의 폭방향 중앙부와의 온도차를 매우 작게 하는 것이 재질의 균일성 향상에 유효하다. 에지부의 가열은 버너에 의한 방법, 고주파 유도가열에 의한 방법등이 있으나 어느 방법에 의하여도 본원의 의도하는 효과를 발휘할 수가 있다.

본 발명에서는 조압연후의 대기는 어디까지나 AlN의 석출핵을 도입하기 위한 것으로 완전한 석출처리는 열연판의 열연처리단계에서 행한다. 이 때문에 마무리 압연 후의 권취시에 코일의 길이방향에서의 AlN의 석출의 불균일을 생기게 하지 않도록 하기 위해 권취온도를 650℃ 이하로 하여 권취시에는 AlN은 석출시키지 않는다. 또 후속하는 열연판 소둔시에 열연판 표면에 스케일이 잔존한 경우, 질화에 의한 특성열화의 문제가 있다. 이와 같은 문제에 대하여는 열연판 소둔전에 산세척에 의해서 탈스케일을 도모하는 것이 유효하므로, 이 산세척에 있어서 탈스케일 성의 관점에서도 권취를 650℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

열연판에 이어서 열연판 소둔공정에 부여된다.

본 발명에서는 이 열연판 소둔을 AlN의 석출 노우즈 근방의 800 내지 950℃에서 행함으로써 AlN의 석출, 응집조대화를 도모한다. 여기서 열연소둔온도가 800℃ 미만에서는 AlN의 응집조대화가 충분히 도모되지 않고 또 950℃를 초과하면 AlN의 석출촉진에 의하여 페라이트입의 이상 결정립성장(異常粒成長)이 초래된다. 또 소둔의 균열시간 t는 상기 균열온도 T와의 관계에서 소정의 범의로 규정이 된다. 제2도는 3%Si강을 예로하여 열연판중의 AlN 평균사이즈 및 최종 소둔후의 자기 특성에 미치는 열연판 균열시간의 영향을 표시한 것으로서, 균열온도에 따라서 열연판 균열시간에 최적범위가 존재하고 있는 것이 판명되었다. 그리고 이들을 포함한 실험결과, 제3도에 표시한 바와 같이 균열시간 t(min)은 균열온도 T(℃)와의 관계에서 다음과 같은 조건을 만족시킬 필요가 있는 것이 판명되었다.

exp(-0.022T+21.6)

t

exp(-0.030T+31.9)

즉 본 발명이 목적으로 하는 충분한 AlN의 응집조대화와 페라이트 결정립 재결정립성장을 도모하기위해서는 t

exp(-0.022T+21.6)을 만족시킬 필요가 있다. 한편 필요 이상의 균열을 행하면 900℃ 이상에서는 주로 페라이트 결정립의 이상 결정립성장이 또한 900℃ 이하에서는 주로 질화층의 형성에 의한 특성열화의 문제가 있으므로 균열시간 t(min)이 exp(-0.030T+31.9)를 초과하면 이와 같은 문제가 생긴다. 또한 질화에 대하여는 미리 산세척하여 스케일을 제거하는 것이 유효하나 실용상 허용할 수 있는 범위로서 상기 상한을 규정하였다.

이상과 같이 열연압연공정 및 열연판소둔공정을 경유한 강판에는 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 끼운 2회 이상의 냉간압연을 하여 최종적으로 850 내지 1100℃의 범위에서 최종 마무리 소둔이 시행된다.

여기서 최종 소둔의 균열온도가 850℃ 미만에서는 목적으로 하는 우수한 철손과 자속밀도를 얻지 못한다. 한편 1100℃를 초과하면, 코일통 판상 및 에너지 코스트상 실용적이 아니고, 더욱이 자기 특성면에서도, 페라이트 결정립의 이상 결정립성장에 의해서 역으로 철손치가 중대한다.

다음에 본 발명의 강성분의 한정 이유를 설명한다.

C는 제강단계에서 0.005wt% 이하로 한다. 이것은 C의 저감에 의해서 열연판 열처리시에 있어서 페라이트 결정립의 결정립성장을 확보하여 페라이트상의 안정화에 수반한 AlN의 고용한의 저하를 통하여 AlN의 응집조대화를 도모하기 때문이다. Si은 1.0wt% 미만에서는 고유 저항의 저하에 의해 충분한 저철손화가 도모되지 못한다. 한편 4.0wt%를 초과하면 소재의 취화(脆化)에 의해 냉간압연이 곤란하게 된다.

S는 MnS의 절대치를 감소시킴으로서 자기특성의 개선을 도모할 수 있기 때문에 그 상한을 규징한다. 즉 S는 0.005wt% 이하로 함으로써 직송압연에 있어서 MnS의 악영향을 무시할 수 있는 수준으로 할 수 있다. Al은 0.1wt% 미만에서는 AlN의 조대화를 충분히 도모할 수 없으며 AlN의 미세한 석출을 피할 수 없다. 한편 2.0wt%를 초과하여도 그것에 따른 자기특성상의 효과가 없을 뿐만 아니라, 용접성 및 취화의 면에서 문제가 생긴다.

이상 말한 본 발명에 의하면 직송압연을 행하면서 열연판 단계에서의 AlN의 석출 조대화를 충분히 확보하여 재결정 소둔시에 극히 균일하게 양호한 페라이트 결정립성장을 도모할 수 있다. 이 때문에 직송압연의 메리트를 충분히 살려서 자기특성이 우수한 무방향성 전자강관을 경제적으로 제조할 수 있다.

[발명의 실시예]

제 1표의 조성의 연속주조슬랩을 소재로하여, 열간압연-열연판-소둔-산세척 -냉간압연-최종연속소둔의 공정을 거쳐서 무방향성 전자강판을 제조하였다.

얻어진 전자강판의 자기특성 및 열연관의 성상등을 열연, 열연판 소둔 및 최종 소둔의 각 조건과 함께 제2표에 표시하였다.

[표 1]

* : 비교강

[표 2]

* 딜레이시간+20초=대기시간

* * 블록캐스팅

권취온도 : 550~640℃

[산업상의 이용가능성]

본 발명은 자기특성이 우수한 무방향성 규소강관의 제조에 적용이 된다.

Claims (3)

1. C : 0.005wt% 이하, Si : 1.0 내지 4.0wt%, Mn : 0.1 내지 1.0wt%, P : 0.1wt%이하, S : 0.005wt%이하, Al : 0.1 내지 2.0wt%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 연속주조슬랩을 특정의 온도영역에서 보열 또는 가열하지 않으면서 직접 압하율 10% 이상으로 20mm 이상의 두께까지 조압연하고, 후속하는 마무리 압연과의 사이에 조압연 바아의 표면온도가 900℃ 이상인 온도영역에서 40초 이상의 시간적 간격을 둔 후 마무리압연하여, 650℃ 이하에서 권취공정과 이 열연판을 800 내지 950℃의 균열온도에서

   exp (-0.022T + 21.6)

   

   t

   

   exp (-0.030T +31.9)

   단, T : 균열온도(℃), t : 균열시간(분)

   을 만족하는 시간동안 균열하는 열연판 소둔을 행하는 공정을 경유한 후, 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 끼운 2회 이상의 냉간압연과, 850 내지 1100℃의 범위에서의 최종 연속소둔을 행하도록 한 것을 특징으로하는 자기특성이 우수한 무방향성 규소강판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 조압연과 마무리 압연 사이의 시간적 간격을 60초 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 조압연과 마우리 압연과의 사이의 비압연시기에 조압연 바아의 에지가열을 행하는것을 특징으로 하는 제조방법.

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