KR930006209B1 - 무방향성 전자강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

무방향성 전자강판의 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 3% Si강에 관하여, 열간압연판중의 AIN 평균사이즈 및 자기특성에 미치는 열간압연판 균열시간의 영향을 나타낸 것이다.

제2도는 열간압연판 소둔시에 있어서의 균열 온도와 균열시간의 적정범위를 나타내는 것이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 무방향성 전자(電磁) 강판의 제조방법에 관한 것이다.

[배경기술]

전자강판의 자기특성을 지배하는 중요한 인자로서, 강중에 석출하는 AIN,MnS 등의 사이즈 및 분포상태가 있다.

이것은 이들 석출물 자체가 자벽(磁壁)이동의 장해물이 되어 저자장 자기 특성 및 철손특성을 열화시킬 뿐만 아니라 이것들의 석출물이 재결정 소둔단계에서의 결정립 성장성을 저해하고, 이에 기인한 페라이트 결정립의 결정립 성장불량이 자기특성에 바람직한 집합조직의 발달에 악영향을 미치기 때문이다.

자벽 혹은 입계이동에 대해서는 이러한 석출물은 조대하고도 드문드문하게 분포되어 있을 수록 바람직하다는 것이 알려져 있고, 이러한 배경에 의거하여 전자강판의 제조 프로세스에 있어서 재결정 소둔전에 AIN 또는 MnS의 석출, 조대화를 도모하는 기술이 개시되어 있다.

예컨대, 슬랩 가열온도를 저하시켜서 슬랩중의 조대한 AIN의 재고용을 억제하는 기술(특개소 49-38814호 등), 미세한 비금속 개재물의 생성을 수반하는 S,O량을 저감하는 기술(특공소 56-22931호 등), Ca, REM 첨가에 의한 황화물의 형태제어기술(특개소 55-8409호 등), 열간압연전에서의 슬랩 보열에 의한 AIN조대화기술(특개소 52-108318호, 특개소 54-41219호, 특개소 58-123875호 등), 열간압연후의 초고온 권취에 의한 자기소둔효과를 이용한 AIN의 조대화와 페라이트 결정립성장기술(특개소 54-76422호 등)이 그 예이다.

그런데, 제조프로세스에 있어서의 에너지 절약의 관점에서 보면 열간압연시에 연주슬랩을 직송압연하는 것이 유리하다.

그러나, 이와 같은 프로세스를 채용할 경우, 상기한 AIN,MnS의 석출 조대화가 불충분해진다고 하는 문제가 있고, 이것을 해결하기 위해 슬랩을 열가압연전에 보열하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 실제의 제조프로세스에 있어서, 연주슬랩을 비록 균열시간이 짧더라도 일단 가열로나 균열로에 장입하는 방법은 직송압연본래의 에너지 절약의 메리트를 향수하지 못할 뿐만 아니라, AIN의 석출을 목표로 할 경우, 균열시간이 짧으면 슬랩내외부에서의 석출의 불균일을 초래한다.

[발명의 개시]

본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로 연주슬랩을 보면, 균열을 행하지 않고 직송압연함으로써 열간압연단계에서는 불가피하게 석출하는 AIN 이외에는 Al과 N을 고용상태로 하고, 후속하는 열간압연판 소둔처리에 의해 균일하고 조대한 AIN의 석출을 도모코자 한 것이며, 이것들에 의해 재결정소둔시에 매우 균일하고 양호한 페라이트 결정립 성장을 가능케한 것이다.

즉, 본 발명은 C : 0.005wt% 이하, Si : 1.0~4.0wt%, Mn : 0.1~1.0wt% 이하, P : 0.1wt% 이하, S : 0.005wt% 이하, Al : 0.1~2.0wt%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 연주슬랩을 특정한 온도영역에서 보열 또는 가열하지 않고 곧바로 열간압연한 후 650℃ 이하에서 권취하는 공정과 이 열간압연판을 800~1000℃의 균열온도에서 exp(-0.018T+19.4)≤t≤exp(-0.022T+25.4)

단, T : 균열온도(℃)

t : 균열시간(분)

을 만족시키는 시간동안 균열처리하는 열간압연판 소둔을 행하는 공정을 경유시킨 다음, 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 끼운 2회 이상의 냉간압연과 850~1100℃의 범위에서의 최종 연속소둔을 행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 상세한 사항을 그 한정이유와 함께 설명한다.

본 발명에서는 C : 0.005wt% 이하, Si : 1.0~4.0wt%, Mn : 0.1~1.0wt%, P : 0.1wt% 이하, S : 0.005wt% 이하, Al : 0.1~2.0wt%를 함유하는 연주슬랩을 특정한 온도영역에서 보열 또는 가열하지 않고 곧바로 열간압연(직송압연)하고 650℃ 이하에서 권취한다.

본 발명은 직송압연을 전제로 하고, 자기특성상 문제가 되는 AIN, MnS의 사이즈와 분포를 적정화시키는 것을 목적으로 한다. AIN,MnS중 MnS는 성분상의 배려에 의해 그 악영향을 회피할 수 있으나, AIN에 관해서는 프로세스상의 대책이 불가피하게 된다.

여기서 AIN의 석출 노우즈는 800~1000℃이고, AIN을 슬랩단계에서 석출시키는데는 압연온도확보의 면에서 석출처리후, 재가열하는 것이 필수로 된다.

그러나, 이와 같은 슬랩단계에서의 가열이나 보열은 에너지 코스트상, 직송압연의 특질을 손상시킨다.

이 때문에 본 발명에서는 AIN을 열간압연이후의 열처리에서 석출시키고 그 때문에 슬랩단계에서의 보열, 가열은 행하지 않고, 곧바로 열간압연하여 (공업적으로 가능한 조업조건에서는 연속주조후부터 열간압연개시까지의 시간은 1분 내지 30분) 열간압연후의 권취를 650℃ 이하로 함으로써 불가피하게 석출하는 AIN 이외는 전량 고용상태로 하는 것을 기본으로 한다.

열간압연판은 이어서 열간압연판 소둔공정으로 처리한다. 본 발명에서는 이 열간압연판 소둔을 AIN의 석출 노우즈 근방의 800~1000℃의 온도에서 행함으로써 대략 전량 고용상태에 있는 AIN의 석출 및 그 조대화와 페라이트 결정립의 재결정, 결정립 성장을 도모하는 것이다.

여기서, 열간압연판의 소둔온도(균열온도)가 800℃ 미만에서는 AIN의 응집조대화가 충분하게 도모되지 못하고, 또한 1000℃를 초과하면 페라이트 결정립의 이상결정립성장(異常結晶粒成長)을 초래하여 냉간압연, 재결정소둔시에 리지(ridge) 형상의 표면결함이 발생된다.

또, 소둔의 균열시간(t)은 상기 균열온도(T)와의 관계에서 소정범위로 규제된다.

제1도는 3% Si강(제1표중 강 5)을 예로서 열간압연판중의 AIN평균사이즈 및 최종 소둔후의 자기특성에 미치는 열간압연판 균열시간의 영향을 표시한 것으로, 균열온도에 따라서 열간압연판 균열시간에 최적범위가 존재하고 있다는 것을 알 수 있다.

그리고, 이들을 포함한 실험결과, 제2도에 도시하는 바와 같이 균열시간 t(분)는 균열온도 T(℃)와의 관계에서 다음과 같은 조건을 만족시킬 필요가 있다는 것을 알았다.

exp(-0.018T+19.4)≤t≤exp(-0.022T+25.4)

즉, 본 발명이 목적으로 하는 충분한 AIN의 응집조대화와 페라이트 결정립의 재결정 결정립성장을 도모하기 위해서는 t≥exp(-0.018T+19.4)를 만족시킬 필요가 있다.

한편, 필요이상의 균열처리를 행하면 900℃ 이상에서는 주로 페라이트 결정립의 이상결정립성장이, 또 900℃ 이하에서는 주로 질화층의 형성에 의한 특성 열화가 문제가 되며, 특히 균열시간 t(분)가 exp(-0.022T+25.4)를 초과하면 이들의 문제를 발생시킨다.

또한, 질화에 대해서는 미리 산세척하여 스케일을 제거하는 것이 유효하나 실용상 허용가능한 범위로서 상기 상한을 규정하였다.

이상과 같은 열간압연공정 및 열간압연판 소둔공정을 거친 강판에는 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 끼운 2회이상의 냉간압연이 이루어지고, 최종적으로 850~1100℃의 범위에서 최종 연속소둔이 실시된다.

여기에서 최종 소둔의 균열온도가 850℃ 미만에서는 목적으로 하는 우수한 철손과 자속밀도가 얻어지지 않는다. 한편,1100℃를 초과하면 코일통판상 및 에너지 코스트상 실용적이 못될뿐만 아니라 자기특성면에서도 페라이트 결정립의 이상결정립성장에 의해 역으로 철손치가 증대되어 버린다.

본 발명에서는 상기 제조조건을 만족하는 처리를 행하면 AIN이 석출 조대화되고, 이것에 의하여 우수한 자기특성을 얻는다.

이 때문에 상기 이외의 제조조건에 대하여는 특별하게 규정할 필요는 없고 통상의 조건에 따르면 된다.

단 너무나 극단적인 조건을 채택하면 이하에 나타낸 바와 같은 설비상 또는 코스트상의 문제 등의 부차적인 불리함이 생기기 때문에 공업적으로는 하기와 같은 제조조건으로 하는 것이 바람직하다.

먼저, 열간압연의 개시온도는 900℃ 내지 1200℃가 바람직하다. 열간압연의 개시온도가 900℃ 미만에서는 압연부하의 점에서 조업에 저장이 초래된다.

한편 상기 개시온도가 1200℃를 초과하면 온도확보를 위해서 보온커버 등의 특별한 설비가 필요하게 되고, 코스트면에서 직송압연의 특질이 손상된다.

다음에 열간압연의 마무리 온도는 750℃~950℃가 바람직하다. 상기 마무리 온도가 750℃ 미만에서는, 열간압연 개시온도가 낮은 경우와 마찬가지로, 압연부하의 점에서 조업에 지장이 초래되는 한편 950℃를 초과하면 표면성상의 열화가 생긴다.

또한 상기 열간압연의 압하율과, 열간압연후에 산세척-열간압연판 소둔 또는 열간압연판 소둔-산세척을 거쳐서 행하는 냉간압연의 압하율은 압연부하의 면에서 문제가 생기지 않는 범위라면 임의로 정해질 수 있다.

또 최종 소둔의 균열시간은 30초~30분으로 하는 것이 바람직하다. 균열시간을 30초 미만으로 하기 위해서는 판속도가 고속이고 균일한 온도 유지를 가능케하는 특별한 설비가 필요하게 되어, 생산성은 향상되지만, 오히려 코스트는 높아지게 된다.

한편 30분을 초과하는 긴 균열시간은 에너지 코스트상 실용적이지 않다.

또한 본 발명법에 있어서, 열간압연 및 냉간압연의 압하율과 열간압연판 두께 및 최종 판두께에 특별한 한정은 없고 이것에 관계치 않고 본 발명의 효과가 얻어진다.

다음에 본 발명의 강성분의 한정이유를 설명한다.

C는 제강단계에서 0.005wt% 이하로 한다.

이것은 C의 저감에 의해 열강압연판 열처리시에 있어서의 페라이트 결정립의 결정립성장을 확보하고, 페라이트상의 안정화에 따른 AIN의 고용한의 저하를 통하여 AIN의 응집조대화를 도모하기 위해서이다.

Si는 1.0wt% 미만에서는 고유저항의 저하에 의해 충분한 저철손화가 도모되지 않는다. 한편, 4.0wt%를 초과하면 소재의 취하에 의해 냉간압연이 곤란해진다.

S는 MnS의 절대량을 감소시킴으로써 자기특성의 개선을 도모하기 위하여 그 상한을 규정한다. 즉, S는 0.005wt% 이하로 함으로써 직송압연에 있어서의 MnS의 악영향을 무시할 수 있는 레벨로 할 수 있다.

Al은 0.1wt% 미만에서는 AlN의 조대화를 충분히 도모할 수 없고, AIN의 미세한 석출이 불가피하다.

한편 2.0wt%를 초과하여도 거기에 따른 자기특성의 효과가 없을 뿐더러 용접성 및 취화의 면에서 문제를 일으킨다.

이상 기술한 본 발명에 의하면 직송압연을 행하면서 열간압연판 단계에서의 AlN의 석출 조대화를 충분히 확보하고, 재결정 소둔시에 매우 균일하고 양호한 페라이트 결정립성장을 도모할 수 있다.

이 때문에 직송압연의 메리트를 충분히 살려서 자기특성이 우수한 무방향성 전자강판을 경제적으로 제조할 수 있다.

[발명의 실시예]

제1표와 같은 조성의 연주슬랩을 소재로하여 열간압연-열간압연판 소둔-산세척-냉간압연-최종연속소둔의 공정을 거쳐 무방향성 전자강판을 제조하였다. 얻어진 전자강판의 자기특성 및 열간압연판의 성상 등을 그것들의 각 제조 조건과 함께 제2표에 표시한다.

[표 1]

* : 비교강

[표 2]

* : 비교강

※1 : exp(-0.018T+19.4)≤t≤exp(-0.022T+25.4)를 만족하는 균열시간 to(분)

[산업상의 이용가능성]

본 발명은 무방향성 전자강판의 제조에 적용된다.

Claims (1)

1. C : 0.005wt% 이하, Si : 1.0~4.0wt%, Mn : 0.1~1.0wt%, P : 0.1wt% 이하, S : 0.005wt% 이하, Al : 0.1~2.0wt%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로서 이루어지는 연속주조슬랩을 특정한 온도영역에서 보열 또는 가열하지 않고 곧바로 열간 압연한 후 650℃ 이하에서 권취하는 공정과, 이 열간압연판을 800~1000℃의 균열온도에서, exp(-0.018T+19.4≤t≤exp(-0.022T+25.4)

   단, T : 균열온도(℃)

   t : 균열시간(분)

   을 만족시키는 시간동안 균열처리하는 열간압연판 소둔을 행하는 공정을 경유시킨다음, 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 끼운 2회 이상의 냉간압연과 850~1100℃의 범위에서의 최종 연속소둔을 행하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판의 제조방법.

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