KR100237158B1 - 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심재료로사용되는 방향성 전기강판 제조방법에 관한 것으로, 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조에 있어서, 중량%로 탄소: 0.03∼0.07%, 규소 : 2.90∼3.30%, 망간 : 0.15∼0.30%, 황 : ≤0.006%, 산가용성알루미늄 : 0.010∼0.023%, 질소 : 0.007∼0.012%, 인 : ≤ 0.015%, 구리 : 0.3∼0.6%, 니켈 : 0.03∼0.07%, 크롬 : 0.03∼0.07% 및 잔부 철로 조성된 150∼350㎜두께의 규소강 슬라브를 제조하고; 상기 규소강 슬라브를 1250∼1320℃에서 1∼10시간 가열후 1.5∼2.6㎜두께로 열간압연하고; 상기 열간압연판을 800∼1150℃에서 30초∼30분간, 이슬점이 10∼70℃인 습윤 질소 또는 대기 분위기를 사용하여 예비탈탄소둔하고; 상기 소둔판을 산세한 다음, 습윤 분위기 중에서 행하여지는 중간탈탄소둔을 사이에 둔 2회의 냉간압연에 의해 최종두께판으로 만들고; 상기 최종 냉간압연판을 1차 재결정이 일어나지 않는 온도에서 회복소둔하고, 이어서 2차소둔판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포한 후; 상기 도포판을 1차재결정에 연이은 2차재결정조직 형성을 위해 마무리소둔하는 것으로 이루어지는 것이다.

Description

자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조방법

본 발명은 변압기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심재료로 사용되는 방향성 전기강판 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온 슬라브 가열이 가능하게 하는 특정성분을 첨가하고, 이후 2차재결정의 안정화 및 방향성 향상 그리고 자기 시효방지 공정을 거쳐 자속밀도와 철손특성이 동시에 우수한 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 방향성 전기강판은 결정립의 방위가 (110)[001]방향으로 정열된 집합조직을 가지고 있으며, 이 제품은 냉간압연방향으로 극히 우수한 자기적특성을 갖는다.

방향성 전기강판의 자기적 특성은 주로 자속밀도와 철손으로 나타내는데, 자속밀도는 통상1000A/m의 자장에 의해 철심내에 유기되는 자속밀도, B₁₀으로, 철손은 일정한 주파수, 50Hz의 교류에 의해 1.7Tesla의 자속밀도가 얻어지도록 할 때 철심내에서 열 등으로 낭비되는 에너지손실, W_17/50으로 평가하고 있다.

자속밀도가 높은 소재를 사용하게 되면 소형, 고성능의 전기 기기의 제작이 가능하게 되면, 철손이 적으면 적을수록 전기 에너지손실을 대폭 줄일 수 있다.

상기(110)[001]집합조직은 2차재결정 현상을 이용하여 얻어지는데, 2차 재결정은 보통의 1차재결정에 의해 생긴 미세한 결정립들 중에서 특정방위의 결정립, 소위 고스(goss)방위라 불리우는 (110)[001]의 방위를 가진 결정립(통상“2차재결정의 핵”이라 칭함)이 시편 전체로 이상성장(Abnormal growth)한 것으로, 이러한 2차재결정립의 발달을 위해서는 MnS, MnSe, AlN(질화 알루미늄), Cu₂S 등의 입성장억제제를 이용하여, 2차 재결정이 일어나기 전까지 1차재결정립의 성장을 억제하는 것이 필요하다.

또한, 1차재결정립들의 크기가 균일함과 동시에, 1차재결정립들의 방위(이 후“1차 재결정 집합조직”이라 함)가 2차 재결정의 핵에 잘 잠식될 뿐만 아니라, 2차재결정의 성장과정에서 2차 재결정이 이상적인 [001]방향을 고수하는 데, 즉 우수한 방향성을 갖는 2차재결정립을 발달시키는 데 유리한 것이어야 하는 것으로 알려져 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해서는 적절한 합금설계 및 이에 따른 적절한 공정제어가 필요하다.

일반적으로 1차재결정이 (111)[112] 성분이 강한 집합조직을 가질 때 상기 2차 재결정의 방향성이 향상되어 우수한 자속밀도가 얻어지는 것으로 알려져 있으며, (111)[112] 성분을 강하게 하기 위해서는 최종 냉간압연율이 높아야 한다.

그런, 이는 2차재결정이 완전히 일어나는 것을 전제한 것으로, 최종 냉간 압연율을 높히게 되면 1차재결정의 정상 입 성장구동력이 증가하여 2차재결정이 불안정해지므로, 상기한 입 성장억제제의 종류 및 양 그리고 이에 대한 제어과정에 따라 최적 냉간압연율이 존재하게 된다. 즉, 입 성장억제력이 증가할수록 적정 최종 냉간압연율이 증가하게 되는 것이다.

한편, 완전한 2차재결정 발달을 위한 필요 조건으로는 1차재결정 미세조직을 균일하게 형성시켜야 한다는 점을 들 수 있다. 미세조직이 불균일해지면, 상기 고스방위의 2차재결정 핵에 잘 잠식되지 않기 때문이다.

본 발명은 실험을 통하여 규소강 제조시 일정량의 탄소를 첨가하고, 일정 시점까지 적정량의 탄소를 함유하도록 공정을 제어하여야만 강의 조직을 균일하게 형성시킬 수 있으며, 이에 따라 최종적으로는 1차재결정조직을 균일하게 형성시킬 수 있음을 확인하였다.

그러나, 2차재결정이 완전히 일어나고, 그 방향성이 개선되었다 하더라도 탄소가 최종제품내 30ppm을 초과하여 잔류하게 되면 우수한 철손특성을 얻을 수 없게 되는데, 이는 임계량 이상의 탄소가 전기기기 가동중 발생열에 의해 일정시간 경과후, 미세탄화물로 석출하여 자구(Mangetic domain)의 이동을 방해함으로써 가기시효를 유발하기 때문이다.

결국, 탈탄의 시점과 탈탄량의 제어가 우수한 자기특성을 얻는 데 또다른 관건이 되는 것으로 추정할 수 있다.

본 발명은 적정량의 질화알루미늄, 구리, 니켈, 크롬 등의 성분을 첨가함으로서 1250∼1320℃의 저온 슬라브가열이 가능하게 할 뿐만 아니라, 고유한 예비탈탄소둔법의 적용으로 기존방법(한국특허출원 제93-23751호 참조)에 비해 최종 냉간 압연율을 상향조정하더라도 제품의 잔류탄소량을 허용기준(30ppm) 이하로 제어할 수 있는 자기시효에 의한 철손열화를 방지함과 동시에,마무리소둔의 승온중 형성되는 1차재결정 조직을 균일하고 양호한 집합조직을 갖도록 만드는 것에 의해서 1차재결정에 연이어 형성되는 2차재결정의 방향성을 향상시켜 우수한 자기특성을 갖는 방향성 전기강판 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

한국 특허출원 제89-34280호에는 본 발명과 같은 성분을 이용하는 철손특성이 우수한 저온 슬라브가열 방식의 방향성 전기강판의 제조방법이 기재되어 있으나, 이들의 발명은 2차 소둔시 1차재결정을 일으켜 후속되는 마무리 소둔시 2차재결정의 입도를 감소시켜 철손을 개선하는 것을 핵심내용으로 하는 바, 자속밀도를 향상시킬 수 있는 방법은 아니다.

더욱이 열간압연판을 예비소둔하지 않고 산세를 해야 하는 제조공정을 따르므로 원활한 냉간압연을 위한 전제조건인 표면 스케일 제거가 어려운 단점이 있다.

반면에 본 발명은 상기 폐단을 한꺼번에 해결하는 방법을 제공하는 것으로, 제어된 예비탈탄소둔의 실시로 종래기술보다 표면스케일 제거가 용이하게 될 뿐만 아니라, 보다 높은 2차 냉간압연율을 적용할 수 있게 되어, 2차재결정의 방향성을 보다 개선함으로서 철손은 물론 자속밀도도 향상시킬 수 있는 기술이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조방법은, 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조에 있어서, 중량%로 탄소: 0.03∼0.07%, 규소 : 2.90∼3.30%, 망간 : 0.15∼0.30%, 황 : ≤0.006%, 산가용성알루미늄 : 0.010∼0.023%, 질소 : 0.007∼0.012%, 인 : ≤ 0.015%, 구리 : 0.3∼0.6%, 니켈 : 0.03∼0.07%, 크롬 : 0.03∼0.07% 및 잔부 철로 조성된 150∼350㎜두께의 규소강 슬라브를 제조하고 상기 규소강 슬라브를 1250∼1320℃에서 1∼10시간 가열후 1.5∼2.6㎜두께로 열간압연하고 상기 열간압연판을 800∼1150℃에서 30초∼30분간, 이슬점이 10∼70℃인 습윤 질소 또는 대기 분위기를 사용하여 예비탈탄소둔하고, 상기 소둔판을 신세한 다음, 습윤 분위기 800∼1000℃의 온도범위에서 30초∼10분간 행하여지는 중간탈탄소둔을 사이에 둔 2회의 냉간압연에 의해 0.23∼0.30㎜ 두께의 최종 냉간압연판으로 만들고, 상기 최종 냉간압연판을 1차재결정이 일어나지 않는 온도에서 회복소둔하고, 이어서 2차 소둔판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포한 후, 상기 도포판을 1차재결정에 연이은 2차재결정조직 형성을 위해 마무리소둔하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 예비탈탄소둔시 탈탄양을 예비소둔 후의 강판 잔류 탄소량이 90∼210ppm이 되도록 제어하고, 상기 냉간압연시 최종 냉간압연율을 55∼86%로 하여 최종판 두께로 만드는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 규소강 슬라브의 성분 및 제조조건은 다음과 같은 조건을 충족시켜야 한다.

탄소는 0.03% 미만인 경우 슬라브 가열시 결정립들이 조대 성장하여 최종 고온소둔시 2차재결정의 발달이 불안정해지므로 좋지 않으며, 0.07%를 초과하면 예비탈탄소둔에 장시간이 소요되어 바람직하지 않다.

규소는 2.90% 미만인 경우 우수한 철손특성이 얻어지지 않으며, 3.30%를 초과하는 경우는 냉간압연이 열화되므로 바람직하지 않다.

망간은 슬라브에 오스테나이트를 형성하여 질화알루미늄의 고용을 용이하게하는 원소로서, 0.15% 미만으로 첨가된 경우 오스테나이트의 형성량이 너무 적게 되므로 좋지 않으며, 0.30%를 초과하는 경우 압연시 롤압이 너무 증가하여 판형상이 불균일 해지므로 좋지 않다.

황은 과도하게 첨가하면 슬라브 중심부의 황 편석이 심해져 이를 균질화하기 위하여 본 발명 범위 이상의 온도로 슬라브를 가열해야 하므로, 0.006% 이하로 함유되도록 하는 것이 바람직하다.

산가용성 알루미늄 및 질소를 질화알루미늄 석출물의 형성에 필요한 원소로서, 산가용성 알루미늄은 0.010% 미만인 경우, 2차재결정의 방향성이 열화되어 자속밀도가 저하되며, 0.023%를 초과하면 2차재결정의 발달이 불안정해지므로 좋지 않다.

한편, 질소는 0.007% 미만인 경우, 질화알루미늄의 양이 부족하게 되며, 0.012%를 초과하면 제품의 기포(Blister) 형태의 결함이 발생하기 쉬워지므로 바람직하지 않다.

인은 본 발명에서와같이 망간의 함유량이 통상보다 많은 경우 냉간압연시판파단을 초래할 수 있으므로 제강에서 비용상승을 유발하지 않고 제어할 수 있는 양인 0.015% 이하로 제한한다.

구리는 오스테나이트 형성원소로 질화알루미늄의 고용 및 미세석출에 기여하여 2차재결정을 안정화하는 원소로서, 0.3% 미만으로 첨가된 경우 그 효과가 미약하여 2차재결정이 불안정하게 일어나 자기특성이 열화되며, 반면에 0.6%를 초과하는 경우는 탈탄성 저하를 초래하여 중간 탈탄소둔시간을 길게 해야하므로 바람직하지 않다.

니켈과 크롬은 상호 복합적으로 작용하여 질화알루미늄 등의 석출물이 열연후 강판내에 균일하게 분포되도록 하는 원소로서, 각 원소의 첨가량이 0.03% 미만인 경우는 그 효과가 미약하게 되며, 0.07%를 초과하는 경우는 그 효과가 더크게 나타나지 않으므로, 고가의 합금첨가에 따른 원가상승을 절감시키기 위해, 0.07%이하로 첨가하는 것이 좋다.

본 발명의 각 성분은 이상과 같으며, 그 외는 철 및 불가피한 미량의 불순물로 구성된다.

상기와 같은 규소강 소재는 통상의 여하한 용해법, 조괴법, 연주법 등을 이용하여 제조한 경우에도 본 발명의 소재로 사용할 수 있다.

이어서 전술한 강 성분으로 구성된 규소강 슬라브의 가열온도는 1250℃ 미만인 경우 질화알루미늄 등의 석출물의 고용이 불충분하게 되어 우수한 자기적 특성을 얻을 수 없게 되며, 1320℃를 초과하는 온도에서는 산화스케일양이 늘어나게 될 뿐만 아니라, 슬래그 용융이 일어날 수도 있으므로 본 발명의 범위에서 제외하였다.

상기 슬라브의 두께는 너무 얇으면 열간압연 생산성이 떨어지고, 너무 두꺼우면 슬라브 가열시간이 길어져야 하므로 150∼350㎜로 제어하는 것이 바람직하다.

이후 통산의 열간압연으로 후속의 최적 냉간압연율을 고려하여 보통 1.5∼2.6㎜의 두께의 열간압연판으로 만든다.

예비탈탄소둔을 강판내 잔류 탄소량을 90∼210ppm으로 제어하기 위해 800∼1150℃에서 30분∼30초간 이슬점이 10∼70℃ 습윤가스를 이용하여 실시하는 것이 바람직하다.

예비탈탄소둔 후에 잔류 탄소량이 90ppm 미만이면 강판의 표면층의 결정립들이 중심층의 결정립보다 훨씬 조대해져 균일한 1차재결정조직을 얻을 수 없게 되어 2차재결정이 불안정해지므로 좋지 않으며, 210ppm을 초과하는 경우는 최종제품의 잔류 탄소량이 임계량 이상으로 되어 자기시효가 유발되므로 바람직하지 않다.

예비탈탄소둔의 온도 및 시간, 그리고 분위기 가스의 이슬점이 본 발명 범위 미만의 경우는 예비탈탄소둔 후 강판내 잔류 탄소량을 210ppm 이하로 낮추기 어려우며, 온도가 1150℃를 초과하는 경우에는 비경제적이므로 좋지 않고, 30분을 초과하는 경우는 탈탄량이 과도하여 1차재결정조직이 불균일해지므로 바람직하지 않다.

한편, 분위기 가스의 이슬점은 10℃ 미만이면 탈탄량이 미약하게 되며, 70℃를 초과하는 경우는 치밀한 표면 스케일이 형성되어 냉간압연성을 해치므로 그 이하로 제어해야 한다.

분위기 가스는 질소나 대기(공기)를 사용하여도 무방하며, 수소 또 수소 및 질소의 혼합가스를 사용하여도 탈탄은 잘 되나 비경제적이므로, 본 발명의 방법으로 채택하지 않았다.

상기 강판은 산세를 거쳐 보조탈탄을 위한 중간탈탄소둔을 사이에 넣은, 2회의 냉간압연으로 최종 두께로 조정된다.

이때의 중간탈탄소둔의 온도가 800℃ 미만이거나 소둔시간 30초 미만의 경우는 잔류 탄소량을 허용치 이하로 낮추기 어렵게 되며, 1000℃를 초과하는 온도이거나, 10분을 초과하는 소둔시간에서는 강판 표면층의 결정립이 조대화 되어 2차재결정이 불안정해지므로 바람직하지 않다.

또한, 중간탈탄소둔시 분위기 가스의 이슬점이 10℃ 미만이면 탈탄이 불충분하게 되며, 70℃를 초과하는 경우는 치밀한 표면스케일이 형성되어 냉간압연성을 해치므로 좋지 않다.

최종 냉간압연율은 55% 미만에서는 1차재결정 집합조직의 개선에 의한 2차재결정의 방향성 향상효과가 미약하며, 75%를 초과하면 2차재결정이 불안정해져 우수한 자기특성을 얻을 수 없다.

최종냉연판의 두께는 0.23㎜ 미만의 경우는 2차 재결정이 잘 발달되지 않으며, 0.30㎜를 초과하는 경우는 우수한 철손특성이 얻어지지 않으므로 바람직하지 않다.

회복소둔온도가 300℃ 미만이거나, 시간이 30초 미만이면 냉간압연판 탈지가 잘이루어지지 않아 후속되는 마무리소둔 중 양호한 그래스 피막이 형성되지 않으며, 650℃를 초과하는 온도의 경우는 1차재결정이 발생되어 우수한 자속밀도를 얻을 수 없게 되고, 5분을 초과하는 소둔시간은 비경제적이므로 좋지 않다.

마무리소둔시 승온율은 적절한 1차재결정 집합조직을 형성시키고, 2차재결정을 완전히 일으키기 위해 10∼50℃/hr의 범위로 제어한다.

마무리소둔의 분위기 가스로는 그래스 피막 형성과 질소, 황 등 잔류불순물을 제거하기 위해, 건조한 수소 또는 수소 및 질소의 혼합가스를 사용하는 것이 바람직하다.

마무리소둔의 온도가 1150℃ 미만이거나 균열시간이 1시간 미만의 경우는 양호한 그래스 피막 형성과 원활한 불순물 제거가 어려워지며, 1250℃를 초과하는 온도나, 30시간을 초과하는 시간의 경우는 비경제적이므로 본 발명의 범위에서 제외하였다.

2차소둔온도가 450℃ 미만이거나 시간이 30초 미만이면 침질량이 부족하여 2차재결정이 불안정해지며, 650℃를 초과하는 온도의 경우는 미세한 1차재결정이 발생되어 우수한 자속밀도를 얻을 수 없게 되고, 30분을 초과하는 소둔시간은 비경제적이므로 좋지 않다.

상기 고온소둔에 의해 무기질의 그래스 피막이 형성된 강판 표면에는 절연성 향상과 자구 미세화에 의한 철손개선의 목적으로 고온소둔후 장력부여 코팅을 하여도 좋다.

이하, 실시예에 의하여 설명한다.

[실시예 1]

중량%로 탄소 : 0.03%, 규소 : 3.15%, 망간 : 0.21, 황 : 0.006%, 산가용성 알루미늄 : 0.018%, 질소 : 0.009%, 인 : 0.015%, 구리 : 0.5%, 니켈 : 0.04%, 크롬 : 0.07% 및 잔부 철로 조성된 200㎜두께의 슬라브를 제조하였다.

이것을 1280℃에서 5시간 가열 후, 열간압연을하여 2.3㎜ 두께의 열연압연판을 만들었다.

이어서 상기 열간압연판을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 소둔온도 및 시간을 변화하여 예비탈탄소둔을 행하였다.

이때 분위기 가스로는 이슬점이 60℃인 습윤 질소가스를 사용하였으며, 그 다음 산세하고 1차냉간압연하여 1㎜ 두께로 조정한 후, 이슬점이 55℃인 25%H₂＋75%N₂분위기로 870℃에서 1분간 중간소둔을 행한 다음, 0.30㎜ 두께로 최종냉간압연 후, 600℃에서 3분간 회복소둔하였다.

이어서 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제를 강판 표면에 도포한 다음 1차 재결정 및 2차 재결정을 위한 마무리소둔을 행하였다.

이때, 상기 마무리소둔은 30℃/hr의 승온율로 1200℃까지 승온하고, 10시간 균열후 냉각하는 열처리 사이클로 행하였으며, 승온 중 분위기 가스로는 25%N₂＋75%H₂을 사용하고, 1200℃ 균열구간에서는 순 수소가스를 사용하였다.

이후 상기 마무리소둔판에 대해 자기시효 여부를 조사하기 위해 200℃에서 100시간 자기시효열처리를 행하였다.

상기와 같이 예비탈탄소둔의 온도 및 시간을 변화한 시편들에 대하여 예비소둔직후 및 회복소둔후 강판에 잔류 탄소량을 측정하였으며, 아울러, 1차재결정 미세조직과, 2차재결정 발달율, 그리고 자기시효 열처리 후 자기특성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

여기서 1차재결정 미세조직은 마무리 소둔의 승온 중 2차재결정이 일어나기 전 온도인 1050℃에서 추출한 시편의 단면 미세조직을 3% Nital로 약 80℃로 데운 20% 염산용액으로 부식하여, 노출한 마이크로조직을 관찰한 결과이며, 자기특성은 단판자성측정기로 B₁₀(Tesla)과 W_17/50(W/kg)을 측정한 값이다.

[표 1]

예비탈탄소둔을 800∼1150℃, 30초∼30분 실시하여 예비소둔후 잔류 탄소량을 90∼210ppm으로 제어한 경우(발명재 1∼발명재 3), 자기시효 방지를 위해 통상 목표로 하는 30ppm 이하의 충분한 탈탄이 가능할 뿐만 아니라, 1차재결정 미세조직이 균일하여 우수한 자기특성을 나타내었다

반면에, 예비탈탄소둔을 실시하지 않거나, 본 발명의 온도범위 미만이 750℃의 경우(비교재 1, 비교재 2)와, 본 발명의 시간범위 미만인 20초의 경우(비교재3)에서는 비록 2차재결정이 완전히 일어나지만, 탈탄이 불충분하여 자기시효 열처리 후 철손이 열화되는 열등한 자기특성을 나타내었으며, 예비탈탄소둔 후의 잔류탄소량이 90ppm 미만이 되는 경우(비교재 4)는 1차재결정 미세조직이 강판중심층의 결정립이 강판 표면층의 결정립보다 조대하게 성장하는 불균일한 1차재결정 조직으로 형성되어 2차재결정이 불완전하게 일어나는 결과, 우수한 자기특성을 얻을 수 없었다.

[실시예 2]

예비탈탄소둔을 900℃, 2분 행하고, 이때의 분위기 가스를 질소 및 공기로 하고, 2종 가스의 이슬점을 각각 5, 10, 70, 75℃로 변화하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 공정조건으로 처리한 후, 상기와 같이 예비탈탄소둔 분위기 가스 및 가스의 이슬점을 변화한 시편들에 대하여 예비소둔직후 및 회복소둔후 강판내 잔류 탄소량과, 아울어 1차재결정 미세조직, 2차재결정 발달율, 그리고 자기시효 열처리 후 자기특성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 예비탈탄소둔의 이슬점에 다른 1차 냉간압연 작업성을 관찰하기도 하였다.

[표 2]

예비탈탄소둔시 분위기 가스로 질소 또는 공기를 사용하고, 이때의 이슬점을 10∼70℃로 하는 경우(발명재 4∼발명재 6, 발명재 7∼발명재 9), 예비탈탄소둔 후 잔류 탄소량이 90∼210ppm으로 제어되어 자기시효에 의한 철손특성 열화를 방지할 수 있었으며, 또한 1차재결정 미세조직이 균일하게 형성되어 우수한 자속밀도 특성을 보였다.

반면에, 본 발명의 이슬점 범위 미만의 5℃의 경우(비교재 5, 비교재 7)는 예비탈탄이 불충분하여 자기시효가 유발되어, 우수한 철손값을 얻을 수 없었으며, 이슬점이 70℃를 초과하는 경우(비교재 6, 비교재 8)는 예비탈탄량이 적정범위에드나, 강판 표면층에 산세후에도 잔존하는 치밀한 산화층이 형성되어 1차 냉간압연시 압연하중을 증가시킨 결과, 판파단이 유발되었기 때문에 본 발명범위에서 제외하였다.

[실시예 3]

중량%로, 탄소:0.05%, 규소:3.18%, 망간:0.22%, 황:0.003%, 산가용성알루미늄:0.021%, 질소:0.011%, 인:0.013, 구리:0.6%, 니켈:0.05%, 크롬:0.04% 및 잔부철로 조성된 215㎜ 두꼐의 슬라브를 제조하였다.

이것을 1290℃에서 4시간 30분간 가열 후, 열간압연을 하여 2.6㎜ 두꼐의 열간압연판을 만들었다.

그 다음 예비탈탄소둔의 온도 및 시간, 이슬점 등을 달리하여 하기 표 3과 같이 예비소둔 후 잔류 탄소량을 변화시키고, 이어서 산세한 다음, 1차냉간압연 두꼐를 하기 표 3과 같이 달리하여 최종 냉간압연율을 변화하였다.

이때 2회의 냉간압연 사이에 이슬점이 55℃인 25%H₂＋75%N₂분위기로 850℃에서 3분간 중간소둔을 실시하였으며, 최종 냉간압연판의 두께는 0.30㎜로 일정하게 만들었다.

그후 상기 최종 냉간압연판을 500℃, 1분간 2차 소둔하였으며, 2차 소둔시 분위기 가스는 건조한 20%H₂＋80%N₂혼합가스를 사용하였다.

이어서 MgO를 주성분으로 한느 소둔분리제를 강판 표면에 도포한 다음 마무리 소둔하였다.

이때 상기 마무리소둔은 1차재결정과 이에 연이은 2차재결정을 일으키기 위해 25℃/hr의 승온율로 1200℃까지 승온하고 10시간 균열후 냉각하는 열처리 사이클로 행하였으며, 승온중 분위기 가스로는 25%N₂＋75%H₂를 사용하였다.

이후, 상기 마무리소둔판에 대해 자기시효 여부를 조사하기 위해 200℃, 100시간 자기시효 열처리를 행하였다.

상기와 같이 예비탈탄소둔 후 강판의 잔류 탄소량을 및 최종냉간압연을 변화한 시편들에 대하여 예비소둔직후 및 회복소둔후 강판내 잔류 탄소량을 측정하였으며, 아울러 1차재결정 미세조직과 2차재결정 발달율, 그리고 자기시효 열처리 후 자기특성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

예비탈탄소둔 후의 잔류 탄소량이 90∼210ppm으로 제어되고, 최종 냉간압연율이 55∼86%의 범위내에 드는 경우(발명재 10∼발명재 12)는 자기시효에 의한 철손열화가 유발되지 않으며, 마무리소둔의 저온영역에서 형성되는 1차재결정 조직이 균일할 뿐만 아니라, (111)[112] 성분이 강한 집합조직으로 되어 2차재결정이 완전히 일어나며, 동시에, 그 방향성도 향상되어 보다 우수한 자속밀도값을 나타내었다.

반면에, 예비탈탄소둔 후의 잔류 탄소량이 본 발명 범위내 일지라도 최종 냉간압연율이 본 발명범위 미만인 50%인 경우(비교재 9)는 1차재결정 집합조직이 (111)[112]성분이 약하게 형성되어, 2차재결정은 완전히 일어나지만, 그 방향성이 열화되어 우수한 자속밀도를 얻을 수 없었으며, 최종 냉간압연율이 본 발명 범위내일지라도 예비탈탄소둔후의 잔류 탄소량이 90ppm 미만인 경우(비교재 10)는 1차재결정 미세조직이 불균일해져 2차재결정이 불완전하게 일어나며, 210ppm을 초과하는 경우(비교재 11)는 2차재결정은 완전히 일어나나 자기시효에 의한 철손열화가 나타나기 때문에 본 발명의 범위에서 제외하였다.

또한, 예비탈탄소둔 후의 잔류 탄소량이 적정하게 제어되었다 하더라도, 최정 냉간압연율이 본 발명 범위를 초과하는 88%의 경우(비교재 12)는 2차 재결정이 불완전하게 일어나 우수한 자기특성을 얻을 수 없었다.

Claims (2)

1. 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조에 있어서, 중량%로 탄소: 0.03∼0.07%, 규소 : 2.90∼3.30%, 망간 : 0.15∼0.30%, 황 : ≤0.006%, 산가용성 알루미늄 : 0.010∼0.023%, 질소 : 0.007∼0.012%, 인 : ≤ 0.015%, 구리 : 0.3∼0.6%, 니켈 : 0.03∼0.07%, 크롬 : 0.03∼0.07% 및 잔부 철로 조성된 150∼350㎜두께의 규소강 슬라브를 제조하고, 상기 규소강 슬라브를 1250∼1320℃에서 1∼10시간 가열후 1.5∼2.6㎜두께로 열간압연하고, 상기 열간압연판을 800∼1150℃에서 30초∼30분간, 이슬점이 10∼70℃인 습윤 질소 또는 대기 분위기를 사용하여 예비탈탄소둔하고, 상기 소둔판을 상세한 다음, 습윤 분위기 800∼1000℃의 온도범위에서 30초∼10분간 행하여지는 중간탈탄소둔을 사이에 둔 2회의 냉간압연에 의해 0.23∼0.30㎜ 두께의 최종 냉간압연판을 만들고, 상기 최종 냉간압연판을 1차재결정이 일어나지 않는 온도에서 회복소둔하고, 이어서 2차 소둔판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포한 후, 상기 도포판을 1차재결정에 연이은 2차재결정조직 형성을 위해 마무리소둔 하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열 방식의 방향성 전기강판 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 예비탈탄소둔시 탈탄양을 예비소둔 후의 강판 잔류 탄소량이 90∼210ppm이 되도록 제어하고, 상기 냉간압연시 최종 냉간압연율을 55∼86%로 하여 최종판 두께로 만드는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 저온 슬라브 가열방식의 방향성 전기강판 제조방법.