KR930001331B1 - 자속밀도가 높은 일방향성 전자강판의 제조방법 - Google Patents

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Description

자속밀도가 높은 일방향성 전자강판의 제조방법

제1도는 본 발명의 일실시예에서 N및 Ti의 첨가된 양과 제품의 자속밀도 간의 관계를 표시하는 그래프.

제2도는 동일한 실시예에서 Mn/S와 열연판의 단부균열깊이간의 관계를 표시하는 그래프.

제3a도 및 제3b도는 각각 질화처리되지 않은 강판과 질화처리된 강판에서 억제제 발생상태를 나타내는 사진.

본 발명은 전기장치의 철심으로 사용되는 일방향성 전자강판(규소강판)(electrical steel sheet)의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세히 말하면, 본 발명은 슬랩가열온도가 1200℃보다 낮은 방법, 즉 냉간압연을 종료한 후 억제제가 형성되는 제조방법에 관한 것이며, 이 방법에서 자속밀도가 높은 제품이고 Si 함량을 갖고 있는 소재로 부터라도 제조될 수 있다.

일방향성 전자강판은 {110}면상에서 압연방향이 ＜001＞축인 고스방위[밀러 지수로{110}, ＜001＞ 방위로서 표시됨]을 갖는 결정립으로 구성되고, 변압기 또는 발전기기의 철심용 연자성 재료로서 사용된다. 이 강판은 자화 및 철손 특성등의 우수한 자기특성을 갖고 있어야 하지만, 자화특성의 양호 여부는 인가된 자장하에서 철심내에 유기된 자속밀도에 따르며, 자속밀도가 높은 제품(일방향성 전자강판)이 사용된다면, 철심의 크기는 축소될 수 있다.

자속밀도가 높은 강판은 최적의 결정립의 방위를 {110}, ＜001＞로 배열시킴으로써 얻어질 수 있다. 철손이라는 용어는 교류자장이 철심에 인가되었을 때 열에너지로서 소비된 전력 손실을 가리키며, 철손 특성의 양호여부는 자속밀도, 판두깨, 강내의 불순물함량, 비저항, 결정립의 크기 등에 따른다.

자속밀도가 높은 강판은 전기기기의 철심의 크기가 소형화될 수 있고 철손이 감소될 수 있기 때문에 바람직하며, 그러므로 저렴한 비용으로 가능한한 자속밀도가 높은 제품을 제조하는 방법의 개발이 당분야에서 시급히 요구되고 있다.

일방향성 전자강판은 2차재결정 방법에 의해 제조되는데, 여기에서는 슬랩을 열간압연하여 얻은 열연판을 냉간압연과 소둔의 적절한 조합으로 처리하여 최종판두께를 갖는 강판을 형성하고, 이 강판을 마무리 소둔을 하여{110}, ＜001＞ 방위를 갖는 1차 재결정립을 선택성장시킨다. 즉, 2차내결정시킨다. 2차재결정전에 강판중에 미세한 석출물,예를들면 MnS, AlN, MnSe, (Al, Si)N, 및 Cu₂S, 그리고 Sn와 Sb 등의 입계 존재형 원소의 존재가 2차재결정을 달성하는데 필수적이다. J.E.May와 D.Turnbull[Trans. Met. Soc. AIME 212(1958). 페이지 769-781]에 의해 설명된 바와같이, 이들 석출물과 입계 존재형 원소는 마무리 소둔공정에서 {110}, ＜001＞ 방위 이외의 1차재결정립의 성장을 제어하면서 {110}, ＜001＞ 방위를 갖는 결정립을 선택적으로 성장시키는 기능을 발휘한다.

결정립의 성장을 제어하는 이 효과는 통상 억제제효과라 지칭된다.

따라서, 당분야에서 연구개발의 중점과제는 2차 재결정을 안정화하는데 어떤 석출물 또는 입계존재형 원소가 사용되야 하는가 또는 정확한 {110}, ＜001＞ 방위를 갖는 결정립의 존재배율을 증대시키기 위하여 석출물 또는 입계존재형 원소의 적절한 존재상태를 어떻게 달성하여야 하는 가를 구명하는 것이다.

{110}, ＜001＞ 방위의 높은 제어도는 한종류의 석출물을 사용하면 제한되므로, 자속밀도가 높은 제품을 안정하게 그리고 저렴한 비용으로 제조하는 기술의 개발이 현재 중점 연구되고 있으며, 각종 석출물의 장점과 단점 그리고 수종류의 석출물의 유기적 조합이 검토되고 있다.

석출물의 종류에 대하여, MnS는 M.F.Littman에 의해 일본 특공소 30-3651호 공보에 그리고 J.E.May와 D.Turnbull에 의해 Trans. Met. Soc. AIME 221(1958), 페이지 769-781에 보고 되었고, AIN와 MnS는 다구찌와 사까꾸라에 의해 일본 특공소 33-4710호 공보에 보고되었고, VN은 Fiedler에 의해 Trans. Met. Soc. AIME 212(1961), 페이지 1201-1205에 보고되었고, MnSe와 Sb는 이미나까 등에 의해 일본 특공소 51-13469호 공보에 보고되었고, AIN과 황화구리는 J.A.Salsgiver등에 의해 일본 특공소 57-45818호 공보에 보고되었고, 그리고 (Al, Si)N는 고마쓰 등에 의해 일본 특공소 62-45285호 공보에 보고되었다. 또한 TiS, CrS, CrC, NbC 및 SiO₂은 공지되어 있다.

입계존재형 원소로서, As, Sn및 Sb는 사이또 다쯔오에 의해 「일본 금속학회지」 27(1963), 페이지 186에 보고되었지만, 이들 원소는 공업생산에 단독으로 사용되지 않고 보조효과를 얻기 위해 석출물과 복합하여 사용된다.

억제제의 특성은 H.Grenoble에 의해 미국 특허번호 제3,905,842호(1975)에 그리고 H.Fiedler에 의해 미국 특허번호 제3,905,843호(1975)에 개시되어 있다. 즉, 자속밀도가 높은 일방향성 전자강판의 제조는 고용(固溶)된 S, B및 N의 적당향을 존재시킴으로써 가능하다. 2차재결정에 유효한 석출물의 선택기준은 완전히 규명되지 않았지만, 대표적 견해는 마쓰오까에 의해 「철과강」 53(1967), 페이지 1007-1023에 기술되어 있다.

이와같은 견해를 요약하면 다음과 같다.

(1) 크기는 약0.1㎛이어야 한다.

(2) 필요한 용적은 적어도 0.1부피%이다.

(3) 석출물은 2차재결정 온도에서 완전히 용해되지 않아야 하거나 불용성이지 않아야 하지만 적당량 범위까지 고용되어야 한다.

상기한 여러가지 석출물은 이들 요구조건중 일부는 만족시키지만 모두는 만족시키지는 못한다. 본 발명의 방법에서, 냉간압연 단계후 강판을 철화처리할 경우에 조건(1)은 의미가 없다.

앞서 지적한 바와같이, 석출물을 선택하기 위한 원리는 확립되지 않았으므로, 억제제를 제어하기 위한 새로운 기술에 대한 조사가 시행오차를 반복함으로써 행하여지고 있다.

높은 자속밀도[{110}, ＜001＞ 방위의 높은 집적도]를 얻기 위해, 미세하고 균일한 석출물의 다량이 마무리 소둔전에 강판에 존재하여야 하고, 2차 재결정전에 성상은 석출물의 제어 뿐만 아니라 석출물의 특성에 합치하는 압연과 열처리의 적절한 조합에 의해서 조정되어야 한다.

현재 일방향성 전자강을 공업적으로 생산하기 위하여 세가지 대표적인 방법이 채택되고 있는데, 이들 각방법은 장점과 단점이 있다.

제1방법은 억제제로서 MnS를 사용하는 2회 냉간압연법인데, 이 방법은 M.F.Littmann에 의해서 일본국 특공소 30-3651호 공보에 제안되었다. 이 방법에 따르면, 2차재결정립은 안정하게 성장되지만 자속밀도가 높은 제품은 얻을 수 없다.

제2방법은 (AIN+MnS)가 억제제로서 사용되는 1회 냉간압연법인데, 여기에서 최종 냉간압연은 일본 특공소 40-15644호 공보에 다구찌와 사까꾸라에 의해 제안된 것허럼 80%를 초과하는 높은 강압하율하에서 수행된다. 이 방법에 따르면, 매우높은 자속밀도를 갖고 있는 제품을 얻을 수 있지만, 공업적 생산에 있어서 제조조건을 엄격하게 제어하여야 한다.

제3방법은 이마나까등이 일본 특공소 51-13461호 공보에 제안한 것처럼 [MnS(및/또는MnSe)+Sb]가 억제제로서 사용되는 2회 냉간압연법이다. 이 방법에 따르면, 비교적 높은 자속밀도를 얻을 수 있지만, 유독성이 있고 고가인 Sb와 Se와 같은 원소를 사용하고, 냉간압연을 두번 실시하므로, 제조코스트가 높다.

이들 세 방법에는 다음의 문제점이 공통적으로 있다. 즉 각각의 이들 방법에서, 미세하고 균일한 석출물을 형성시키기 위하여, 석출물은 일단 고용되어야 하므로, 슬랩가열온도는 높아야 한다.

제1방법에서 슬랩가열온도는 1260℃보다 높고, 제2방법에서 슬랩가열온도는 일본 특개소 48-51852호 공보에 개시된 것처럼 재료 내의 Si 함유량에 따라 변동되고 : 여기에서 Si 함유량이 3%인 경우 슬랩가열온도는 1350℃이다. 제3방법에서는 일본 특개소 51-20716호 공보에 개시된 것처럼 슬랩가열온도는 1230℃보다 높고, 높은 자속밀도가 얻어지는 실시예에서는 슬랩가열온도는 1320℃ 정도로 높다.

즉, 슬랩은 석출물을 고용시키기 위하여 높은 온도로 가열되어 후속하는 열간압연 또는 열처리공정 중에 다시 석출된다.

슬랩가열온도가 높기 때문에, 가열하기 위한 에너지소모가 증대되고 슬래그의 형성 때문에 수율이 감소된다. 더욱이, 가열로를 보수하는 코스트가 증가되고 설비의 조업율이 감소하는 것과 같은 문제가 발생한다.

또한, 일본 특공소 57-41526호 공보에 개시된 것처럼 슬랩가열온도가 높은 경우 선형 2차재결정불량부가 형성되므로, 연속주조 슬랩은 사용될 수 없다.

상기한 코스트의 문제점에 추가하여, 또다른 심각한 문제점이 있다. 즉 Si 함량의 증대 또는 제품의 판두께를 얇게하는 것과 같은 철손 감소수단이 채택되면, 상기한 선형 2차 재결정불량부는 눈에 띄게 형성되고 차후의 철손 특성의 개선은 슬랩이 높은 온도로 가열되어야 하는 이 방법으로는 얻을 수 없다는 것이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 강중에 S 함유량을 감소시킴으로서 2차 재결정이 크게 안정되고 Si 함량의 증대와 판두께를 감소시키는 것이 가능하게 되는 방법이 일본 특공소 61-60896호 공보에 제안되어 있다.

또한, H. Grenoble에 의해 미국 특허번호 제3,905,842호에 그리고 H. Fiedler에 의해 미국 특허번호 제3,905,843호에 각각 제안된 방법을 언급할 수 있다. 그러나 이들방법은 본질적인 모순이 있으므로 공업적으로 시행되지 않았다. 즉, 이 기술에 따르면, 억제제는 주로 고용된 S로 주로 구성되므로, 고용된 S를 유지하기 위하여 Mn함유량은 MnS를 형성시키지 않기 위해 감소되어야 한다. 보다 상세히는, Mn/S≤2.1이라는 조건이 충족되어야 한다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이, 고용된 S는 재료의 인성에 악영향을 주므로, Si 함유량이 높고 쉽게 균열이 발생되는 일방향성 전자강판에서는, 이와 같은 고용된 S를 함유하는 소재를 냉간압연하는 것은 공업적 생산에서 매우 곤란하다.

앞서 지적한 바와같이, 높은 자속밀도와 높은 Si 함유량을 갖고 있으며 차후 철손을 감소시키는 것이 가능한 얇은 제품을 제조하는 것을 가능케하기 위하여, 억제제의 디자인의 재구성이 필요하다.

본 발명의 주목적은 2차 재결정의 개시전에 강판에 많은 양의 미세하고 균일한 석출물을 존재시킴으로써 높은 자속밀도를 얻고 형성된 석출물과 합치하게 2차 결정전에 성질을 조정함으로써 자속밀도가 높은 일방향성 전자강판을 제조하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 압연균열의 발생을 감소시키면서 보통강에 대해 채택된 바와 같이 저온에서 슬랩가열을 수행함으로써 자속밀도가 높은 제품의 제조방법을 제공하는 것이다.

본발명자들은 종래기술의 결점을 극복하고 전술한 목적들은 달성하기 위한 방법을 연구하였다. 그 결과로서, 다음과 같은 사실을 알아냈다. 즉 자속밀도가 높은 전자강판은, 용강내의 S및/또는 Se의 양을 일정한 수준 밑으로 제어하고, 최종판두께를 갖는 강판을 형성하기 위하여 고용된 S또는 Se의 양이 감소되는 조건하에서 그안에 함유된 적당량의 Al, N과 Ti를 갖고 있는 소재를 1회 또는 적어도 2회 냉간압연하고, 탈탄소둔을 시행하고, 소둔분리제를 강판에 도포하고, 마무리 소둔을 시행하고, 최종냉간압연의 종료점으로부터 마무리 소둔공정에서의 2차재결정개시점까지의 기간동안 강판을 질화처리함으로써, 냉간압연공정에서의 광범위한 범위의 압하율에 걸쳐 안정하게 얻게될 수 있다는 것을 알아냈다.

보다 상세히는, 본 발명에 따르면, 자속밀도가 높은 일방향성 전자강판의 제조방법이 제공되는데, 이 방법은 0.06 내지 0.6의 Ti/N(at%비) 그리고 Mn/(S+Se)≥4.0(중량비)이라는 조건을 충족시키면서 Si : 1.5 내지 4.8중량%, Al : 0.012 내지 0.050중량%, N : 0.0010 내지 0.0120중량%, Ti : 0.0020 내지 0.0150중량%, Mn : 0.45중량%이하 그리고 S와 Se로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소 : 0.012중량% 이하와, 잔부 : Fe와 불가피한 불순물로 이루어진 슬랩을 열간압연하는 공정, 최종 판두께를 얻기 위하여 1회 또는 적어도 2회 냉간압연하는 공정, 습수소 또는 습수소/질소 혼합분위기하에서 탈탄소둔을 하는 공정, 강판 표면상에 소둔분리제를 도포하는 공정, 강의 2차재결정과 순화를 위한 마무리 소둔을 하는 공정 및 최종냉간압연종료점으로부터 마무리 소둔공정에서의 2차재결정개시점까지의 기간동안 강판을 질화처리하는 공정으로 구성된다. 더욱이, 상기한 슬랩은 열간압연공정전에 1200℃보다 낮은 온도로 가열된다. 본 발명을 특징화하는 구성조건을 다음과 같이 설명한다.

강중의 S와 Se함량이 과도하게 높으면, 선형 2차 재결정 불량부가 제품(스트립)의 길이방향으로 분명히 형성되므로, 안정적인 제조가 불가능하다. 이와같은 경향은 Si함량이 3.2%(이하 %는 모두 중량%이다)를 초과하거나 두께가 0.23㎜(91mil)보다 작은 얇은 제품인 경우에 특히 현저하다. 불량한 선형 2차 재결정부의 형성을 완전히 방지하기 위해, (S+Se)의 함유량의 상한은 0.012%로 설정된다. 이와같은 조건을 만족하여도, 본발명의 방법에서는, 자속밀도는 자속밀도를 증가시키는 데 유효하다고 이전에 생각되었던 S 또는 Se 함유량에 의해 열화된다. S 또는 Se 함유량이 낮을수록 보다 양호한 자속밀도를 가지고 있는 제품이 생산된다. 그럼에도 불구하고, 전자강판의 제조에 대한 현재의 공지기술에 따라 코스트의 과다한 증가 없이 달성될 수 있는 S와 Se로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소의 함유량의 하한은 통상 0.0003%이다.

본 발명은 제조코스트를 저하시키기 위해 열간압연 단계와 냉간압연 단계중에 소재의 균열을 완전히 방지하도록 의도 되었고, 고용된 S또는 Se로 인한 소재의 균열을 방지하기 위해 조건 Mn/S+Se＞4이 미량의 S와 Se를 가능한한 MnS와 MnSe로서 고착시키도록 설정되었다.

Ti를 첨가하여 달성된 효과를 다음고 같이 서술하겠다.

두께가 2.0㎜인 열간압연 강판을, C : 0.048%, Si : 3.3%, Mn : 0.14%, S : 0.009%, P : 0.030%, Cr : 0.12%, Al : 0.028%, N : 10 내지 130ppm, Ti : 12 내지 160ppm과 잔부 : Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 50㎏ 잉곳을 1150℃로 가열하여 열간압연함으로써 제조하였다.

열간압연 강판을 1120℃에서 2.5분간 그리고 900℃에서 2분간 소둔한 다음 산세(酸洗)하여 최종 두께 0.20㎜로 냉간압연 하였다. 그후, 탈탄 소둔을 습수소질소분위기하에서, 90초간 830 내지 850℃에서 수행하고, MgO, TiO₂및 MnN의 혼합물로 구성된 소둔 분리제를 강판상에 도포하고 마무리 소둔을 1200℃에서 20시간동안 수행하였다.

제1도는 강을 용융할 때 N 및 Ti의 첨가된 양과 제품의 자속밀도간의 관계를 나타내는 그래프이다. Ti : 20 내지 150ppm, N : 10 내지 120ppm 및 Ti/N : 0.06 내지 0.6(at%비)의 양에서, 높은 자속밀도 즉 적어도 1.90T의 B₈값을 갖고 있는 제품이 얻어질 수 있다. 그러므로, 본 실시예에 있어서, Ti, N 및Ti/N의 양은 상기한 바와 같이 제한된다.

본 발명에 있어서, N첨가의 수단은 다음과 같이 질화수단에 해당한다.

Al은 N와 결합하여 AlN을 형성한다. 본 발명에 있어서, 강은 Al함유 화합물을 형성하도록 차후 단계에서 질화되어야 한다. 따라서, 필요한 수준을 초과하는 양의 프리 Al이 존재해야 하므로 Al 함유량은 0.012 내지 0.050%이어야 한다.

기타 화합물의 제한을 서술한다.

C함유량이 0.025 내지 0.075%인 것이 바람직하다. C 함유량이 0.025%보다 적으면, 2차 재결정이 마무리 소둔 단계에서 불안정하게 되고, 2차 재결정이 일어나더라도, 제품의 자속밀도는 낮고, C 함유량이 0.075%보다 크면, 탈탄 소둔 시간은 길게되고 생산성은 감소된다.

Mn 함유량은 S의 함유량에 대해 결정되므로, Mn/S≥4인 경우, 균열은 급격히 감소되고, 특히 가열온도가 1150℃이고 MnS의 고용이 일어나지 않는 저온 가열 슬랩의 경우에 균열이 거의 발생하지 않는다.

Mn/S와 단부균일 깊이간의 관계는 제2도에 표시되어 있다. 열간압연판에 균열을 방지하기 위해, Mn/S≥4인 조건만이 충족될 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, Mn함유량의 상한은 0.45%이다.

슬랩가열온도가 종래의 기술에서 채택된 바와같이 억제제의 고용을 일으키는 고온이거나 종래의 기술에서 적합치 않다고 생각된 보통강에 대해 채택된 저온이라도, 2차 재결정이 여전히 일어나지만, 이것은 제2도에 나타난 바와같이 열간압연판의 측단부의 균열을 줄이고, 슬래그의 발생이 제어되고, 슬랩을 가열하는 열소비량이 감소되기 때문에 슬랩가열온도는 1200℃보다 낮은 것이 바람직하다.

열간압연후 단계에 대해서, 열간압연 소재는 자속밀도가 가장 높은 제품을 얻기 위해 단시간 동안 소둔되어 최종판 두께 80% 이상의 고압연율로 압연되는 것이 바람직하다. 자성특성의 약간의 저하가 허용된다면, 코스트를 줄이기 위해 열간압연판의 소둔은 생략될 수 있다. 최종 제품의 결정립을 작게하기 위해, 냉간압연은 중간 소둔과 함께 적어도 두번 수행될 수 있다.

최종 냉간압연후, 소재는 습수소 분위기 또는 습수소와 질소 혼합물의 분위기에서 탈탄 소둔된다. 탈탄 소둔 온도는 특별히 임계적이 아니지만 800 내지 900℃가 바람직하다. 분위기의 이슬점은 +30℃ 이상의 수준으로 조정되는 것이 바람직하다.

다음에 소둔 분리제는 소재상에 도포되어, 마무리 소둔은 고온(통상, 1100 내지 1200℃)에서 장시간 동안 수행된다.

본 발명에 따라 강을 질화시키는 하나의 가장 바람직한 실시예에 따르면, 강은 단독 마무리 소둔의 승온중에 질화되고, 이러한 질화처리에 의해 2차 재결정에 필요한 억제제가 강내에 형성된다. 이러한 질화를 실현하기 위해, 질화능을 가지고 잇는 적당량의 화합물 예컨대 MnN 또는 CrN 은 소둔 분리제에 첨가되거나, 또는 예컨대 NH₃와 같은 질화능을 가지고 있는 가스가 분위기 가스에 혼합된다.

본 발명의 방법에 있어서, 슬랩가열온도가 저온이고 1200℃ 이하 이므로 주조단계에서 조대한 형태로 석출된 AIN 과 MnS는 다시 고용되지 않는다. 따라서 종래의 방법에서 얻어진 1차 재결정에 의해 형성된 입자성장을 제어하는 억제제는 얻어지지 않으므로, 본발명에 따라, 냉간압연을 완료한 후 강판을 질화함으로써, AIN 과 (Al, Si)N이 형성되고 억제제로서 역할을 한다.

제3도는, 억제제의 안정적 형성을 탈탄 소둔 처리된 강판(a)과, 탈탄 소둔후 그안에 포함된 MnN을 갖고 있는 소둔 분리제가 도포되어 마무리 소둔의 승온 과정중에 1000℃에서 가열된 강판(b)(마무리 소둔의 초기단계에서, 강판은 MnN에 의해 질화된다)에 대하여 관찰한 것을 나타낸다. 강판(b)에서는 억제제가 급격히 증가됨을 알 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 탈탄 소둔 공정에서의 균열 처리단계후, 강판(스트립)은 질화능이 있는 가스를 함유하는 가스 분위기에서 질화되거나 또는 탈탄 소둔후, 강판은 NH₃와 같은 질화능을 갖는 가스를 함유하는 가스 분위기를 갖는 열처리로에서 질화된다. 이들 방법은 조합하여 채택될 수 있다.

2차 재결정이 종료된 강판은 수소분위기 하에서 순화소둔된다. 본 발명을 본 발명의 범위를 결코 한정하지 않는 다음의 실시예를 참고하여 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

C : 0.048%, Si : 3.3%, Mn : 0.15%, P : 0.030%, S : 0.007%, Cr : 0.10%, Al : 0.028%, N : 0.0080%, 그리고 Ti : (a)10ppm, (b)25ppm, (c)50ppm 또는 (d)80ppm로 이루어진 잉곳을 1200℃로 가열하고 열간 압연하여 두께가 2.0㎜인 열간압연판을 얻었다. 다음에 열간압연판은 1100℃에서 2분간 소둔하고 0.20㎜의 두께로 1회 냉간압연하였다. 탈탄 소둔은 +60℃의 이슬점을 갖는 습수소/질소 혼합분위기하에서 수행되었다.

TiO₂: 3중량%와 페로 질화망간 : 5중량%를 함유하는 MgO의 소둔 분리제를 강판표면상에 도포하여 10℃/hr 속도로 1200℃까지 승온함으로써 마무리 소둔을 하였으며, 강판을 이 온도에서 20시간 동안 유지하였다.

N₂: 25%와 H₂: 75%로 되어 있는 분위기를 1200℃까지의 승온 과정중에 사용하고, 강판을 1200℃에서 유지할 때는 H₂: 100%로 되어 있는 분위기를 사용하였다. 얻어진 제품의 자속밀도는 다음과 같았다.

[실시예 2]

C : 0.050%, Si : 3.25%, Mn : 0.12%, P : 0.0025%, Cr : 0.12%, Al : 0.027%, N : 0.0075%, Ti : 0.0060%, 그리고 S : (a)0.003%, (b)0.008%, 또는(c)0.018%로 이루어진 규소강판을 1150℃로 가열하고 열간압연하여 두께가 1.8㎜인 열간압연판을 얻었다. 다음에 열간압연판을 1100℃에서 2분간 소둔하고 0.18㎜ 두께로 1회 냉간압연하였다. 탈탄 소둔을 +55℃의 이슬점을 갖는 습수소/질소 혼합분위기에서 수행하였다. TiO₂: 5중량%와 페로 질화망간 : 5중량%를 함유하는 MgO의 소둔 분리제를 강판표면상에 도포하여, 15℃/hr속도로 1200℃까지 승온함으로써 마무리 소둔을 하였으며, 강판을 이온도에서 20시간 동안 유지하였다. 이때에 가스분위기는 실시예1과 동일하다. 제품의 자기특성은 다음과 같았다.

[실시예 3]

C : 0.048%, Si : 3.4%, Mn : 0.13%, P : 0.003%, Al : 0.030%, N : 0.0080%, Se : 0.0100%, Ti : 0.0080%로 이루어진 슬랩을 1200℃로 가열하고 열간압연하여 두께가 2.0㎜인 열간압연판을 얻었다. 다음에 열간압연판을 1150℃에서 2분간 그리고 900C에서 2분간 소둔하고 급냉하고 산세한 후 0.20㎜ 두께로 1회 냉간압연하였다. 그후 강판을 830℃에서 90초간 탈탄소둔하여 페로 질화망간 : 5중량%를 함유하는 MgO의 소둔 분리제로 도포하고, 10℃/hr 의 승온속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간 동안 소둔하였다. N₂: 50%와 H₂: 50%로 되어 있는 혼합가스를 1200℃까지의 승온과정 중에 분위기로서 사용하고, H₂: 100%로 되어 있는 가스를 1200℃의 균열단계에서 분위기로서 사용하였다. 제품의 자기특성은 다음과 같았다.

자속밀도B₈(T) : 1.94

[실시예 4]

C : 0.043%, Si : 3.2%, Mn : 0.14%, S : 0.009%, P : 0.030%, Al : 0.027%, N : 0.0070%, Ti : (a)0.0010%, 또는 (b)0.0090%로 이루어진 슬랩을 1150℃로 가열하고 열간압연하여 두께가 2.3㎜인 열간압연판을 얻었다.

열간압연판을 산세하고 0.30㎜의 두께로 1회 냉간압연한후, 830℃에서 150초간 탈탄소둔하였으며, 강판을 TiO₂와 CrN을 함유하는 MgO의 소둔 분리제로 도포하고, 15℃/hr의 승온속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간동안 유지하여 마무리 소둔하였다.

N₂: 50%와 H₂: 50%로 되어 있는 혼합가스를 승온과정 중에 분위기로서 사용하고, 강판을 1200℃에서 유지하면서 H₂: 100%로 되어 있는 가스를 분위기로서 사용하였다. 제품의 자기특성은 다음과 같았다.

상기 결과로부터 명백한 바와 같이, Ti성분이 포함된다면, 자속밀도가 높은 제품을 얻었다.

[실시예 5]

C : 0.050%, Si : 3.5%, Mn : 0.14%, S : 0.007%, P : 0.030%, Al : 0.031%, N : 0.0075%, Ti : 0.0065%로 이루어진 슬랩을 1150℃로 가열하고 열간압연하여 두께가 2.5㎜ 또는 1.6㎜인 열간압연판을 얻었다. 두께가 2.5㎜인 열간압연판은 산세하고 1.6㎜의 두께로 1회의 냉간압연을 하였다. 1.6㎜의 열간압연판과 냉간압연판을 동시에 1120℃에서 2.5분간 소둔한후 급냉하였다.

상기 강판을 냉간압연하여 0.150㎜의 두께를 얻은 후, 830℃에서 70초간 탈탄 소둔하여, 이 강판을 TiO₂와 MnN을 함유하는 MgO의 수둔분리제로 도포하고, 1200℃에서 20시간 동안유지하여 마무리 소둔처리하였다. N₂: 25%와 H₂: 75%로 되어 있는 혼합가스를 승온과정중에 분위기로서 사용하고, 강판을 1200℃에서 유지하면서 H₂: 100%로 되어 있는 가스를 분위기로서 사용하였다. 제품의 자기특성은 다음과 같았다.

[실시예 6]

C : 0.053%, Si : 5%, Mn : 0.14%, S : 0.006%, P : 0.030%, Al : 0.032%, N : 0.0073%, 및 Ti : 0.0060%로 이루어진 슬랩을 1150℃로 가열하고, 열간압연하여 두께가 1.8㎜인 열간압연판을 얻었고, 이 강판을 1120℃에서 2분간 소둔한 후, 0.20㎜의 최종두께로 1회 냉간압연하고 850℃에서 70초간 탈탄소둔 하였다. 다음에 NH₃: 5%를 함유하는 질소가스 중에서 3분간 650℃에서 강판을 가열하여 MgO의 소둔분리제로 도포하였으며, 강판을 10℃/hr의 승온속도로 1200℃까지 가열하고 1200℃에서 20시간동안 강판을 유지함으로써 마무리 소둔을 하였다. 얻어진 제품의 자기특성을 다음과 같았으며, 고자속밀도를 얻었다.

자속밀도 B₈(T) : 1.94

상기한 바로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따라, 보통 강판에 대해 종래부터 채택된 저온 슬랩가열을 사용하여도, 자속밀도가 높은 일방향성 전자강판이 압연균열이 상당한 감소와 함께 얻어지므로 본발명은 공업적 견지에서 매우 가치가 있다.

Claims (1)

1. 0.06내지 0.6의 Ti/N(at%비)와 Mn/(S+Se)

   

   4.0(중량비)의 요건을 만족시키면서 Si : 1.5 내지 4.8중량%, Al : 0.012 내지 0.050중량%, N : 0.0010 내지 0.0120중량%, Ti : 0.0020 내지 0.0150중량%, Mn : 0.45중량% 이하, S와 Se로부터 선택된 적어도 한 구성요소 0.012중량% 이하, 잔부 : 철과 불가피한 불순물로 이루어진 규소강슬랩을 1200℃이하의 온도로 가열하고, 열간압연하고, 0.10 내지 0.30㎜인 판두께를 얻기 위하여 최종냉간압연에서 80%이상의 압하율로 1회 또는 중간소둔을 사이에 끼워서 적어도 2회냉간압연하고, 노점이 30℃ 이상인 수소/질소 혼합분위기에서 800 내지 900℃의 온도에서 탈탄소둔을 시행하고,주성분이 MgO인 소둔분리제를 강판상에 도포하고, 스트립 코일로 만들기 위하여 건조 및 코일링하고, 2차 재결정을 위한 마무리소둔을 1100℃이상의 온도에서 시행하고, 최종냉간압연의 종료점으로 부터 마무리소둔공정에서의 2차재결정개시점까지의 기간중에 강판을 질화처리하는 것으로 구성되어 있으며, 상기 질화처리는 a)질화능이 있는 화합물이 함유되어 있는 소둔분리제를 강판상에 도포하는 것, b)마무리소둔공정에서의 승온기간중 질화능이 있는 가스를 상기 분위기내에 포함시키는 것, 및 c)탈탄소둔공정에서의 균열 처리후 질화능이 있는 가스의 분위기에서 강판을 질화처리하는 것중 하나인 것을 특징으로 하는 자속 밀도가 높은 일방향성 규소강판의 제조방법.

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