KR0169992B1 - 고 규소, 저 융점 탄소, 및 규칙적 입자 배향 규소 강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

고온 밴드를 제공하고, 요구된다면 고온 밴드 스케일을 제거하는 단계들을 포함하는, 14 밀 ( 0. 35 mm ) - 약 6 밀 ( 0. 15 mm ) 이하의 최종 게이지를 갖는, 고 규소, 저융점 탄소 규칙적 입자 전기 규소 강의 제조방법. 규소 강을 중간 게이지로 냉간 압연시키고, 약 900℃(1650℉)-약 930℃(1700℉)의 침지온도에서 중간 어니일링에 적용시킨다.

그후, 규소 강은 분 당 약 280℃(500℉) - 약 585℃ (1050℉)의 속도로 첫번째 느린 냉각 단계에서 약 595℃±30℃(1100℉ ± 50℉ )로 냉각된다. 규소 강은 그리고나서, 분 당 약 1390℃(2500℉ ) - 약 1945℃(3500℉)의 냉각 속도로 약 315℃(600℉) - 약 540℃(1000℉)로의 두번째 급속 냉각 단계에 적용되고나서 수 퀀칭된다. 규소 강은 최종 게이지로 냉간 압연되고, 탈탄화되고, 어니일링 분리기로 코우팅 처리되고, 최종 어니일링된다. 바람직하지만 임의로, 고온 밴드는 첫번째 냉간 압연 이전에 어니일링된다. 바람직하지만 임의로, 탈탄화이전 최종 게이지 규소 강은 초 당 100℃ (180℉)이상의 속도로, 675℃(1250℉)이상의 온도로의 초 - 급속 어니일링 처리에 적용된다.

Description

고 규소, 저 융점 탄소, 및 규칙적 입자 배향 규소 강의 제조 방법

도면은, 본 발명 및 전형적인 선행 기술의 중간 어니일링의 중간 어니일링 시간/온도 싸이클을 나타내는 그래프이다.

본 발명은, 약 14 밀(0.35 mm) 내지 약 6 밀(0.15 mm) 이하 범위의 두께를 가지며, 저융점 탄소를 갖는 고순도 실리콘 규칙적 입자 배향 전기 강을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 첫번째 냉간 압연 단계 후 매우 짧은 침지 시간 및 이 단계(two-part) 온도 제어된 냉각 싸이클을 가지는 중간 어니일링 단계, 및 바람직하게, 탈탄(脫炭)(decarburization) 이전에 초급속 어니일링 단계를 포함하는 상기 방법에 관한 것이다.

본 발명의 가르침은 밀러 지수에 의해 (110) [001]로 표시되는, 큐브-온-에지(cube-on-dege) 배향을 갖는 실리콘 강에 적용된다. 상기 실리콘 강은 일반적으로 입자 배향 전기 강으로서 일컬어진다. 입자 배향 전기 강은, 두 개의 기본적인 카테고리로 나뉘는데; 규칙적으로 입자 배향된 것 및 고 투과성 입자 배향된 것이 그것이다. 규칙적 입자 배향 전기 강은 주요한 입자 성장 저해제로서 망간 및 황(및/또는 셀렌)을 이용하고, 대개, 796 A/m 에서 1870 이하의 투과도를 갖는다. 고 투과성 전기 강은 입자 성장 저해제로서 황화 망간 및/또는 셀렌화 망간과 함께, 또는 이들을 대신하여 질화 알루미늄, 질화 붕소, 또는 당 분야에서 알려진 다른 종에 의존하며, 1870 이상의 투과도를 갖는다. 본 발명의 가르침은 규칙적 입자 배향 실리콘 강에 적용될 수 있다.

규칙적 입자 배향 전기 강의 통상적인 처리는, 통상적인 설비로 전기 강 용융물을 제조하고, 정련시키고, 잉곳(ingot) 또는 스트랜드 캐스트 슬랩(slab) 형태로 전기 강을 주조하는 단계들을 포함하여 구성된다. 주조 전기 강은 바람직하게, 탄소 약 0.1 중량% 미만, 망간 약 0.025 중량%-약 0.25 중량%, 황 및/또는 셀렌 약 0.01 중량%-0.035 중량%, 목표 실리콘 함량 약 3.15 중량% 를 갖는 규소 약 2.5 중량%-약 4.0 중량%, 질소 약 50 ppm 미만 및 총 알루미늄 약 100 ppm 미만, 그리고 나머지는 필수적으로 철을 포함하여 구성된다. 원한다면, 붕소 및/또는 구리가 첨가될 수 있다.

잉곳으로 주조되면 강은 열간 압연되어 슬랩으로 되거나 또는 잉곳으로 부터 스트립으로 직접 압연된다. 연속 주조라면, 슬랩은 0.5. 특허 제 4,718,951 호에 따라 예비 압연될 수 있다. 상업적으로 개발된다면, 스트립 주조는 또한 본 발명 방법에 의하여 유리해질 것이다. 슬랩은 약 1400℃(2550℉) 에서 고온 밴드 두께로 열간 압연되고, 침지 약 30 초로 약 1010℃(1850℉)의 고온 밴드 어니일링에 적용된다. 고온 밴드는 주변 온도로 공기 냉각된다. 그 후, 재료는 중간 게이지로 냉간 압연되고, 약 950℃(1740℉)의 온도에서 30 초 침지로 중간 어니일링에 적용되고, 공기 냉각에 의해 주변 온도로 냉각된다. 중간 어니일링 후, 전기 강은 최종 게이지로 냉간 압연된다. 최종 게이지에서의 전기 강은, 강을 재결정화시키고, 탄소 함량을 비숙성 수준으로 감소시키고, 철감람석 표면 산화물을 형성시키는 통상적인 탈탄 어니일링에 적용된다. 탈탄 어니일링은 대개, 탄소 함량을 약 0.003 % 이하로 낮추기에 충분한 시간 동안 습윤 수소 함유 분위기 내 약 830℃-약 845℃(약 1525℉-약 1550℉)의 온도에서 수행된다. 그 후, 전기 강은 마그네시아(MgO)와 같은 어니일링 분리제(annealing separator)에 의해 코우팅 처리되고, 24 시간 동안 약 1200℃(2200℉)의 온도에서 최종 어니일링된다. 이 최종 어니일링은 이차 재결정화를 야기시킨다. 철 감람석 층과 분리제 코우팅과의 반응에 의해 고토 감람석 또는 밀(mill) 유리 코우팅이 형성된다.

규칙적 입자 배향(큐브-온-에지) 실리콘 강을 생성시키기 위한 대표적인 방법은, U.S. 특허 제 4,202,711 호; 제 3,764,406 호; 및 제 3,843,422 호에 나타나 있다.

최근에, 규칙적 입자 배향 생성물의 코어 손실을 낮추기 위해, 규소 함량을 높여 거대 와동 전류(macro-eddy current)의 손실을 막아 용적 저항률(volume resistivity)을 증가시키는데 관심이 모아졌다. 그러나, 높은 규소 함량으로 부터의 기대된 개선은 대개 실현되지 않았다. 통상적인 선행 기술의 접근은, 개선된 자기(magnetic) 특성을 얻기 위한 시도에서 특이 비율로의 규소 및 탄소를 모두 증가시키는 것이었다. 탄소 및 규소 모두를 증가시키는 것은, 고온 잉곳/슬랩 가열 방법 동안 강이 입자 경계 용융을 보다 더 발단시키고, 열간 압연 후 후속 처리시에 보다 더 깨어지기 쉽게 할 것임이 밝혀졌다. 특히, 고 규소 및 탄소 물질의 조작 및 냉간 압연 특성은 퇴화한다. 규칙적 입자 배향 규소 강의 제조 방법에서, 완성된 입자 배향 전기 강에서 비숙성 자기성을 제공하기 위하여, 0.003 % 탄소 또는 그 이하로 탈탄이 요구된다. 그러나, 고 실리콘은 고 실리콘, 고 융점 탄소 물질의 생성을 보다 어렵게 하면서, 탈탄을 방해한다.

본 발명은, 규칙적 입자 배향 전기 강의 생성에서, 냉간 압연의 첫 번째 단계 뒤에 오는 중간 어니일링의 성질 및 그의 냉각 싸이클이 최종 생성물의 자기 특성에 상당한 영향을 미친다는 발견을 기초로 한다. 어니일링 동안 형성된 오스테나이트의 체적 분율, 오스테나이트 분해 생성물 및 냉각 동안 형성되는 카바이드 침전물 모두 상당히 중요하다. 미세한 탄화철의 침전에 뒤따르는 오스테나이트의 분해를 허용하지 않는 중간 어니일링 후의 냉각 속도는 낮은 투과도, 덜 안정한 이차 입자의 성장 및/또는 확대된 이차 입자 크기를 생성시킨다. 이에 더하여, 고 규소는 카바이드의 침전 온도를 증가시키고 코아르서(coarser) 카바이드를 생성시키면서, 탄소의 활성을 증가시킬 것이다.

결국, 중간 어니일링 후 부적절한 냉각에 의해 야기된 문제들은 고 규소에 의하여 악화된다. 본 발명의 가르침은 이들 문제들을 극복한다.

본 발명은 약 3% - 약 4.5% 의 규소 함량 및 0.07 % 미만의 낮은 탄소 함량을 가지는, 용융 화합물로 시작되는 규칙적 입자 배향 규소 강의 생성에 관한 것이다. 본 발명의 루우팅은 세가지는 예외로 하고, 앞서 주어진 통상적인 루우팅을 따른다. 먼저, 고온 밴드 어니일링을 생략할 수 있다. 이는 앞서 주어진 규소 함량 범위 내의 낮은 한계에서 특히 그러하다. 그러나, 바람직하게, 본 발명의 루우팅은 상기 고온밴드 어니일링을 포함한다.

두번째, 본 발명은, 냉간 압연의 첫번째 단계 뒤에 오는 변경된 중간 어니일링 과정을 고려한다. 변경된 중간 어니일링 과정은 바람직하게, 통상적인 선행 기술 중간 어니일링 보다 낮은 온도에서 짧은 침지 시간을 갖고, 이 후에 완전하게 기술되듯이, 온도 제어된 이단계 냉각 싸이클을 포함한다.

본 발명의 중간 어니일링 냉각의 실시는, 냉각의 두번째 빠른 단계에서 미세한 탄화철의 침전 이전에 냉각의 첫번째 느린 단계에서 오스테나이트의 분해를 제공한다. 짧은 침지 양상 및 오스테나이트 분해는 저융점 탄소에 의해 용이해진다.

최종적으로, 본 발명의 루우팅은 바람직하게, 탈탄 이전에 초고속 어니일링 처리를 포함한다. 초고속 어니일링 처리는, 재결정화 조직을 개선시켜 총 자기 특성을 개선시킨다. 초고속 어니일링 처리는 U.S. 특허 제 4,898,626 호에 제시된 형태이다.

간단하게, U.S. 특허 제 4,898,626 호는, 초고속 어니일링 처리가, 초 당 100℃(7180℉)를 초과하는 속도로, 재결정화 온도 이상의 온도, 공칭적으로 675℃(1250℉)로 전기 강을 가열하여 수행됨을 제시한다. 초고속 어니일링 처리는, 냉간 압연의 적어도 첫번째 단계 후 및 최종 어니일링을 앞서는 탈탄 어니일링 이전, 루우팅의 임의 시점에서 수행될 수 있다. 루우팅 중 바람직한 시점은 냉간 압연의 완료 후 및 탈탄 이전이다. 초고속 어니일링 처리는, 탈탄 어니일링 이전에 수행되거나, 또는 그의 승온 부분으로서 탈탄 어니일링에 통합될 수 있다.

본 발명에 따라, 근본적으로, 탄소 약 0.07 중량% 미만, 망간 약 0.025 중량% 내지 0.25 중량%, 황 및/또는 셀렌 약 0.01 중량% 내지 0.035 중량%, 규소 약 3.0 중량% 내지 4.5 중량%, 총 알루미늄 약 100 ppm 미만, 질소 약 50 ppm 미만, 나머지는 필수적으로 철로 구성되는, 약 14 밀(0.35 mm) 내지 약 6 밀(0.15 mm) 미만 범위의 두께를 갖는 규칙적 입자 배향 실리콘 강을 처리하는 방법이 제공된다. 바람직하다면, 붕소 및/또는 구리의 첨가가 행해질 수 있다.

따라서, 고온 밴드로서 일컬어진 출발 물질은 당 분야에 공지된 다수의 방법들, 예컨대, 잉곳 주조/연속 주조, 그리고 열간 압연 또는 스트립 주조에 의해 생성될 수 있다.

고온 밴드는 약 30 초의 침지 시간 동안 약 1010℃(1850℉)에서 어니일링에 적용된 후, 주변 온도로 공기 냉각된다. 특히, 범위의 낮은 부분의 규소 함량을 갖는 규칙적 입자 배향 전기 강이 제조될 때, 상기 고온 밴드 어니일링은 생략될 수 있음이 밝혀졌다.

이후, 전기 강은 중간 게이지로 냉간 압연된다. 냉간 압연된 중간 두께 전기강은 약 1 내지 약 30 초, 바람직하게 약 3 내지 약 8 초의 침지 시간 동안 약 900℃ 내지 약 1150℃(약 1650℉ 내지 약 2100℉), 바람직하게 약 900℃ 내지 약 930℃(약 1650℉ 내지 1700℉)에서 중간 어니일링에 적용된다. 상기 침지 이후, 전기 강은 두 단계로 냉각된다. 첫번째는, 분 당 약 835℃(1500℉) 미만, 바람직하게 분 당 약 280℃(500℉) 내지 583℃(1050℉)의 속도로, 침지 온도로 부터 약 540℃ 내지 약 650℃(약 1000℉-약 1200℉), 바람직하게는 595℃±30℃(1100℉±50℉)까지로의 느린 냉각 단계이다. 두번째 단계는, 분 당 835℃(1500℉) 이상의 속도, 바람직하게는, 분 당 약 1390℃ 내지 약 1945℃(2500℉ 내지 3500℉)의 속도로서의 빠른 냉각 단계이고, 그 후, 약 315℃ 내지 약 540℃(약 600℉ 내지 약 1000℉)에서 수(水)퀀칭된다. 중간 어니일링 후 전기 강은 최종 게이지로 냉간 압연되고, 탈탄되고, 어니일링 분리제에 의해 코우팅 처리되며, 최종 어니일링에 의해 이차 재결정화가 수행된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 전기강은 상기된 형태의 초고속 어니일링 처리에 적용된다. 이는, 적어도 냉간 압연의 첫번째 단계 이후 및 탈탄 이전 루우팅의 임의 시점에서 수행될 수 있다. 대개, 냉간 압연의 완료시 및 탈탄 어니일링 이전에 초고속 어니일링 처리를 수행하는 것이 바람직하다.

앞서 지시된 바와 같이, 초고속 어니일링은 그의 승온 부분으로서 탈탄 어니일링 단계에 포함될 수 있다.

본 발명의 실시에서, 고 규소, 저융점 탄소 규칙적 입자 배향 전기 강을 위한 루우팅은 통상적이며, 상기 세가지를 예외로 하고 나머지는 상기에 제시된 것과 근본적으로 동일하다. 첫번째 예외는, 바람직하다면, 고온 밴드 어니일링이 생략될 수 있다는 것이다. 장치와 조건이 허용되는 경우, 고온 밴드 어니일링의 실시는 고 규소 규칙적 입자 배향 전기 강이 덜 깨어지도록 하고, 냉간 압연에 보다 적합하게 하기 때문에 권장된다. 또한, 이는 보다 안정된 이차 재결정화에 기여하는 경향이 있다. 실시될 때, 고온 밴드 어니일링은 약 1010℃(1850℉)의 온도, 약 30 초의 침지 시간에서 제공된다. 고온 밴드 어니일링 후 주변 온도로 공기 냉각된다. 두번째 예외는, 냉간 압연의 첫번째 단계 이후의 본 발명의 중간 어니일링 및 냉각 실시의 개발이다. 최종적으로, 세번째 예외는 임의이지만 바람직한, 탈탄 이전의 초고속 어니일링 처리의 사용이다.

냉간 압연의 첫번째 단계 이후, 규소 강은 본 발명의 가르침에 따라 중간 어니일링에 적용된다. 본 발명의 중간 어니일링을 위한 시간/온도 싸이클의 개략도인 도면이 참고된다. 도면은 또한, 전형적인 선행 기술 중간 어니일링을 위한 시간/온도 싸이클을 파선으로 보여준다.

본 발명의 주요 요점은, 미세 카바이드 분산액을 제공하기 위해, 중간 어니일링 및 그의 냉각 싸이클을 조절할 수 있다는 발견이다. 어니일링 및 그의 냉각 싸이클은 상기된 고 규소 함량의 역 효과를 극복한다.

중간 어니일링의 승온 부분 동안, 재결정화는, 약 675℃(1250℉)에서 노(爐)로의 도입 후 대략 20 초 후에 일어나고, 그 후, 통상적인 입자 성장이 야기된다. 재결정화의 시작은 도면에서 0 으로 지시된다. 약 690℃(1280℉) 이상에서 카바이드는 도면에서 A 로 지시된 바와 같이 용해되기 시작한다.

이 현상은 연속적이며 온도가 증가함에 따라 가속된다. 약 900℃(1650℉) 이상에서 소량의 페라이트는 오스테나이트로 변형된다. 오스테나이트는 탄소를 보다 빨리 용해시키고 통상적인 입자 성장을 제한하여 중간 어니일링된 입자 크기를 보장한다. 선행 기술에 따른 중간 어니일링의 실시는 적어도 25 내지 30 초 동안 950℃(1740℉)에서 침지를 제공했다. 본 발명의 중간 어니일링 과정은 약 1 내지 약 30 초, 바람직하게 약 3 내지 8 초의 침지 시간을 제공한다. 침지 온도는 결정적이지 않도록 측정되었다. 침지는 약 900℃(1650℉) 지 약 1150℃(2100℉)의 온도에서 수행될 수 있다. 바람직하게, 침지는 약 900℃ 내지 약 930℃(약 1650℉ 내지 약 1700℉), 보다 바람직하게, 약 915℃(1680℉)에서 수행된다. 보다 적은 오스테나이트가 형성되기 때문에 짧은 침지 시간 및 낮은 침지 온도가 바람직다. 이외에, 선행 페라이트 입자 경계에서 분산된 섬(islands) 형태로 존재하는 오스테나이트는 미세하다. 그러므로, 오스테나이트는 미세 탄화철의 후속 침전 동안 고상 용액 내에서 탄소와 함께 페라이트(ferrite)로 분해되기가 쉽다. 침지 온도 또는 시간을 연장시키는 것은, 선행 페라이트 매트릭스와 비교해 탄소가 많아지는 오스테나이트 아일랜드의 빠른 확산을 결과시킨다. 오스테나이트의 성장 및 탄소의 풍부는 냉각 동안 그의 분해를 방해한다. 노에 존재하는 바람직한 구조는 미세 아일랜드로서, 재료를 통해 균일하게 분산된 약 5% 이하의 오스테나이트를 갖는 페라이트의 재결정화 매트릭스로 구성된다. 어니일링 말기에 탄소는 고상 용액 내에 존재할 것이고, 냉각 중 재침전될 준비가 되어 있게 될 것이다. 중간 어니일링 시간 및 침지시 온도의 재디자인에 대한 배후의 주요 이유는 오스테나이트 아일랜드의 성장을 제어하기 위한 것이다. 저온은 형성되는 오스테나이트의 평형 체적 분율을 감소시킨다. 짧은 시간은 탄소 확산을 감소시켜서 오스테나이트의 성장 및 과도한 첨가를 저해한다. 낮은 스트립 온도, 감소된 체적 분율 및 오스테나이트의 미세 형태학은, 냉각 사이클 동안 분해를 용이하게 한다.

침지 바로 이후 냉각 사이클이 개시된다. 본 발명의 냉각 싸이클이 개시된다. 본 발명의 냉각 싸이클은 두 단계를 고려한다. 도면에서 침지로 부터 E 점으로 연장되는 첫번째 단계는, 침지 온도로 부터 약 540C 내지 약 650℃(약 1000℉ 내지 약 1200℉), 바람직하게는 약 595℃±30℃(약 1000℉± 50℉)까지의 느린 냉각 단계이다. 이 첫번째 느린 냉각 단계는, 탄소 포화 페라이트로의 오스테나이트의 분해를 제공한다. 평형 조건 하에, 오스테나이트는 약 900℃ 내지 770℃(약 1650℉ 내지 1420℉)에서 탄소 포화 페라이트로 분해된다. 그러나, 냉각 과정의 역학은 오스테나이트의 분해가 중간 815℃(1500℉) 범위 이후에야 본격적으로 시작되어 595℃(1100℉) 약간 이하까지 계속된다.

첫번째 냉각 단계에서 오스테나이트 분해의 실패는 마르텐사이트 및/또는 퍼얼라이트의 형성을 결과시킬 것이다. 마르텐사이트는 존재한다면, 이차 입자 크기의 확대 및 (110)[001] 배향의 성질을 퇴화시킬 것이다. 그의 존재는 냉간 압연의 두번째 단계에서 에너지 저장에 해로운 영향을 미치고, 최종 전기 강 생성물의 보다 열등하고 가변적인 자기 특성을 결과시킨다. 결국, 마르텐사이트는 기계적 성질, 특히 냉간 압연 특성을 퇴화시킨다. 퍼얼라이트는 보다 온화하지만, 여전히 바람직하지 않은 형태로 탄소와 결합한다.

앞서 지적한 바와 같이 오스테나이트의 분해는 도면에서 대략 C 점에서 시작되어 대략 E 점으로 계속된다. D 점에서, 미세 탄화철은 탄소 포화 페라이트로 부터 침전되기 시작한다. 평형 조건 하에, 카바이드는 690℃(1280℉) 이하의 온도에서 탄소 포화 페라이트로 부터 침전되기 시작한다. 그러나, 실제적인 방법은 침전을 개시시키는 약간의 과냉을 요구하고, 이는 약 650℃(1200℉)에서 본격적으로 시작된다. 탄소가 많은 페라이트로의 오스테나이트의 분해 및 페라이트로 부터의 카바이드의 침전이 약간 겹침을 알 수 있을 것이다. 카바이드는 두가지 형태로 존재한다. 즉, 입자간 필름으로서, 그리고, 미세 입자간 침전물로서 존재하는 것이다. 전자는 약 570℃(1060℉) 이상의 온도에서 침전된다. 후자는 약 570℃(1060℉) 이하에서 침전된다. 도면의 C 점에서 E 점으로 연장되는 첫번째 느린 냉각 단계는, 분 당 835℃(1500℉) 이하, 바람직하게 약 280℃ 내지 약 585℃(약 500℉ 내지 약 1050℉)의 냉각 속도를 갖는다.

냉각 싸이클의 두번째 단계, 즉, 고속 냉각 단계는 도면의 E 점에서 시작되어 315℃ 내지 540℃(600℉ 내지 1000℉) 사이의 G 점으로 연장되고, 여기서, 스트립은 수 퀀칭되어 급속 냉각 단계를 완료시킬 수 있다. 수 퀀칭 후 스트립 온도는 65℃(150℉) 이하이고, 이는 실온(75℉ 또는 25℉)으로서 도면에 보여진다. 두번째 냉각 단계 동안, 냉각 속도는 바람직하게 분 당 약 1390℃ 내지 약 1945℃(2500℃ 내지 3500℉), 바람직하게는 분 당 1665℃(3000℉) 이상이다. 이는 미세 탄화철의 침전을 보장한다.

본 발명의 완전한 중간 어니일링 및 냉각 싸이클은 바람직한 미세 구조를 얻기 위한 방법에서 요구되고, 정밀한 제어가 결정적임이 상기로부터 명백해질 것이다. 도면에서 보여진 통상적인 선행 기술 싸이클 시간은 분 당 약 57 m (분 당 약 220 ft)의 스트립 속도로서, 도시되지 않은 수욕 내에서 종결되면서 적어도 3 분을 요구했다. 본 발명의 중간 어니일링 싸이클 시간은, 분 당 약 80 m (분 당 약 260 ft)의 스트립 속도가 사용될 수 있게 하는 약 2 분 10 초를 요구한다. 그러므로, 본 발명의 어니일링 싸이클이 라인의 보다 큰 생산성을 가능케함이 주목될 것이다. 어니일링 후 숙성 처리는 최종 전기 강 생성물의 자기 특성을 퇴화시키는 확대된 이차 입자 크기의 형성을 초래함이 밝혀졌기 때문에 바람직하지 못하며, 요구되지도 않는다.

중간 어니일링 후에는 바람직한 최종 게이지로 전기 강을 환원시키면서 냉간 압연하는 두번째 단계가 뒤따른다. 상기 단계에서 전기 강은 탈탄되고, 어니일링 분리제로 코우팅 처리되고, 최종 어니일링되어 이차 재결정화가 수행될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시에서, 전기 강은 저온 환원 이후 및 탈탄 이전의 초고속 어니일링 처리가 주어진다. 따라서, 최종 게이지에서의 전기 강은 초 당 100℃(180℉) 이상의 속도로 675℃(1250℉) 이상의 온도로 가열된다.

바람직하게, 전기 강은 초 당 540℃(1000℉) 의 속도로 가열된다. 초고속 어니일링 처리가 탈탄 어니일링의 승온 부분으로서 수행되는 것이 더욱 바람직하다.

중량 % 로의 본 발명의 바람직한 화학은 다음과 같다 : 탄소 0.05 % 미만, 망간 약 0.04% 내지 약 0.08%, 황 및/또는 셀렌 약 0.015% 내지 약 0.025%, 실리콘 약 3.25% 내지 약 3.75%, 알루미늄 100 ppm 이하, 질소 50 ppm 이하, 붕소 및/또는 구리의 첨가가 바람직하다면 이루어질 수 있고, 나머지는 필수적으로 철이다.

초고속 어니일링 처리는 보다 많은 (110)[001] 주요 입자들을 생성시켜 탈탄 이후에 재결정화 조직을 개선시킨다. 이는 또한 보다 작은 이차 입자 크기에 기여한다. 초고속 어니일링 처리가 방법에 포함될 때, 방법은 중간 및 최종 게이지 변경에 덜 민감하고, 규칙적 입자 배향 규소 강의 자기 특성은 개선되고, 보다 일관된다.

[실시예 1]

중량 % 로 표 1에서 보여진 조성물을 가진 네가지 가열물을 용융시켰다. 200 mm (8) 두께 슬랩으로 연속 주조하고, 200 mm (8) 두께 슬랩을 150 mm (6)로 예비 압연하고, 1400℃(2550℉)로 재가열하며, 후속 처리를 위해 2.1 mm (0.084) 고온 밴드로 열간 압연시켜 가열물을 제조했다. 플랜트(plant) 처리는 다양한 중간 두께로의 1010℃(1850℉) 고온 밴드 어니일링 처리 및 냉간 압연을 사용하는 루우팅을 따랐지만, 가열물 A 및 B 는 25 내지 30 초 동안 950℃(1740℉)에서 침지시키면서 통상적인 선행 기술 중간 어니일링을 사용하여 처리하고, 가열물 C 및 D 는 본 발명의 실시에 따라 중간 어니일링시켰다.

중간 어니일링 후, 재료는 7-mils(0.18 mm) 및 9-mils(0.28 mm)의 최종 두께로 냉간 압연되었다. 냉간 압연을 완료한 후, 재료를 수소 함유 대기 내 830℃(1525℉)에서 탈탄시키고, MgO 코우팅 처리하고, 1200℃(2200℉)에서 최종 어니일링시켰다. 이들 시도에서 얻어진 결과되는 자기 특성은 표 3 에 요약된다.

결과는, 본 발명의 중간 어니일링 싸이클의 실시가 개선된 코어 손실 및 이들 규칙적 입자 배향 물질을 위한 이차 입자 성장의 향상된 안정성을 제공함을 명백하게 보여 준다.

[실시예 2]

가열물 A 및 B 로 부터의 부가적인 샘플을 실험실 처리를 위한 플랜트 처리 시도 동안 확보했다. 플랜트 처리는 실시예 1의 통상적인 루우팅을 따랐지만; 중간 두께로의 냉간 압연이 완료된 후, 샘플은 공장에 확보되고, 중간 어니일링 침지 온도 및 시간, 및 제어된 냉각 실시가 적용되고, 냉간 압연 완료 후 탈탄 이전에 초고속 어니일링 처리를 이용하는 보다 바람직한 실시가 적용되는, 본 발명의 가르침에 따라 실험실에서 처리했다. 후자의 실시에서, 초 당 556℃(100℉)의 가열 속도로, 실온으로 부터 746℃(1375℉)로의 가열이 탈탄 어니일링의 승온 부분에 포함되었다. 중간 어니일링 후, 재료를 7-mils(0.18 mm)의 최종 두께로 냉간 압연시키고, 가열하면서 종래 기술 및 초고속 어니일링 처리를 사용하여 습윤 수소 함유 대기 내 830℃(1525℉)에서 탈탄시켰다. 탈탄 후, 샘플을 MgO 코우팅 처리하고, 1200℃(2200℉)에서 최종 어니일링시켰다. 이들 시험 결과는 표 3 에 요약된다.

결과는, 본 발명의 중간 어니일링 사이클의 실시가 개선된 코어 손실을 제공하고, 이들 규칙적 입자 배향 재료에 대한 이차 입자 성장 안정성을 개선시킴을 명백하게 보여준다. 보다 바람직한 실시로, 본 발명의 중간 어니일링 싸이클 이외에 초고속 어니일링 처리는 자기 특성을 훨씬 더 개선시켰다.

본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 본 발명에서의 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (17)

1. 탄소 0.07 중량% 미만, 망간 0.025 중량% 내지 0.25 중량%, 황, 셀렌, 또는 이들의 혼합물 0.01 중량% 내지 0.35 중량%, 규소 3.0 중량% 내지 4.5 중량%, 알루미늄 100 ppm 이하, 질소 50 ppm 이하, 임의로, 붕소, 구리 또는 이들 혼합물 첨가물, 및 나머지는 필수적으로 철로 구성되는 규소 강의 고온 밴드를 제공하고, 고온 밴드 스케일을 제거하면서 상기 고온 밴드를 어니일링시키거나 시키지 않고, 중간 게이지로 냉간 압연시키고, 1 초 내지 30 초의 침지 시간 동안 900℃(1650℉) 내지 1150℃(2100℉)의 침지 온도에서 상기 중간 게이지 물질을 중간 어니일링에 적용하고, 분 당 835℃(1500℉) 미만의 냉각 속도로 상기 침지 온도로 부터 540℃(1000℉) 내지 650℃(1200℉)의 온도까지 느린 냉각 단계를 수행하고 나서, 분 당 835℃(1500℉) 이상의 속도 315℃(600℉) 내지 540℃(1000℉)의 온도로 급속 냉각 단계를 수행한 후 수(水) 퀀칭시키고, 상기 규소 강들 최종 게이지로 냉간 압연하고, 상기 최종 게이지 규소 강을 탈탄화 어니일링에 적용하고, 상기 탈탄화 규소 강을 어니일링 분리제로 코우팅 처리하고, 상기 규소 강을 최종 어니일링에 적용시켜 이차 재결정화를 수행하는 것을 포함하여 구성되는, 14 밀(0.35 mm) 내지 6 밀(0.15 mm) 이하의 두께를 갖는 고 규소, 저융점 탄소, 규칙적 입자 배향 전기 강의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 규소 함량이 3.25 중량% 내지 3.75 중량%인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 고온 밴드 어니일링이 30 초의 침지 시간 동안 1010℃(1850℉)의 온도에서 수행되고, 주변 온도로 공기 냉각되는 방법.
4. 제1항에 있어서, 최종 게이지에서의 상기 규소 강을, 탈탄화 이전에 초 당 100℃(180℉) 이상의 가열 속도로 675℃(1250℉) 이상의 온도로 초고속 어니일링 처리에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 중간 어니일링을 3 내지 8 초의 침지 시간 동안 수행하는 단계를 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 900℃(1650℉) 내지 930℃(1700℉)의 침지 온도에서 상기 중간 어니일링을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 915℃(1680℉)의 침지 온도에서 상기 중간 어니일링을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 595℃±30℃(1100℉± 50℉)의 온도에서 상기 느린 냉각 단계를 종결시키는 단계를 포함하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 분 당 280℃(500℉) 내지 585℃(1050℉)의 냉각 속도로 상기 느린 냉각 단계를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 분 당 1390℃(2500℉) 내지 1945℃(3500℉)의 냉각 속도로 상기 급속 냉각 단계를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 3 내지 8 초의 침지 시간 동안 915℃(1680℉)의 침지 온도로 상기 중간 어니일링을 수행하고, 분 당 280℃(500℉) 내지 585℃(1050℉)의 냉각 속도로 상기 느린 냉각 단계를 수행하며, 595℃± 30℃(1100℉±50℉)의 온도에서 상기 느린 냉각 단계를 종결시키고, 그리고 분 당 1390℃(2500℉) 내지 1945℃(3500℉)의 속도로 상기 급속 냉각 단계를 수행하는 단계들을 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 최종 게이지에서의 상기 규소 강을, 탈탄화 이전에 초 당 100℃(180℉) 이상의 가열 속도로 675℃(1250℉) 이상의 온도로 초급속 어니일링 처리에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 고온 밴드 어니일링이 30 초의 침지로 1010℃(1850℉)의 온도에서 수행되고, 주변 온도로 공기 냉각되는 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 탈탄화 어니일링의 승온부분으로서 상기 초급속 어니일링 처리를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 최종 게이지에서의 상기 규소 강을, 탈탄화 이전에 초 당 100℃(180℉) 이상의 가열 속도로 675℃(1250℉) 이상의 온도로 초급속 어니일링 처리에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 탈탄화 어니일링의 승온 부분으로서 상기 초급속 어니일링 처리를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 규소 강이 필수적으로, 탄소 0.05 중량% 미만, 망간 0.04 중량% 내지 0.08 중량%, 황, 셀렌 또는 이들의 혼합물 0.015 중량% 내지 0.025 중량%, 규소 3.25 중량% 내지 3.75 중량%, 알루미늄 100 ppm 이하, 질소 50 ppm 이하, 임의로 붕소, 구리 또는 이들 혼합물의 첨가물, 및 나머지는 필수적으로 철로 구성되는 방법.