KR101294624B1 - 구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

높은 전기-자기 특성을 갖는 방향성 규소 강철을 제조하기 위한 방법은 슬라브(slab)를 열간 롤링하는 단계와; 제1 냉간 롤링을 한 이후에, 그것을 다시 800℃ 또는 그 이상의 온도로 가열하고, 그리고 강철 플레이트의 탄소 함량을 30ppm 미만으로 줄이기 위하여, 3 내지 8분 동안 0.50-0.88의 PH2O/PH2를 갖는 보호 분위기에서 중간 탈탄 어닐링하는 단계와; 표면에서 Fe의 산화물을 제거하고 산소 함량을 500ppm 이하로 낮추기 위하여, 피닝(peening) 및 산성 피클링(acid-pickling)하는 단계와; 최종 두께로 제2차 냉간 롤링하고, 그리고 분리제를 물-슬러리 형태로 코팅하는 단계와; 0.0001-0.2의 산화도(PH2O/PH2)를 포함하는 보호 분위기에서 고온 어닐링하는 단계와; 인장(tension) 코팅을 최종적으로 실시하고 그리고 인장 어닐링을 레벨링(leveling)를 하는 단계를 포함한다.

Description

구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법{A METHOD OF MANUFACTURING ORIENTED SI STEEL CONTAINING CU}
본 발명은 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 특히 우수한 전기 자기 성능을 갖는 입자 방향성 실리콘 강철을 함유하는 구리에 관한 것이다.
입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 공정에 대한 현재의 개발 추세에 따르면, 상당히 낮은 온도에서 슬라브(slab)를 가열하는 것이다. 억제제로서 질화알루미늄 및 구리를 이용하여 중간 정도의 온도에서 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 공정은 슬라브를 가열하기 위하여 상당히 낮은 온도(1250-1300℃)를 이용한다. 이와 같은 공정은 완전한 탈탄 어닐링과 함께 두 번의 냉간 롤링을 필요로 한다. 일반적으로 완전한 탈탄 어닐링(탄소를 30ppm으로 줄이기 위한)은 제1 냉간 롤링 이후에 실시되며, 그 결과로 얻어지는 강철은 그대로 또는 저온에서 회복 어닐링된 이후에 MgO 어닐링 분리제(seperator)로 코팅되기 이전에 제2 냉간 롤링에 따른 강철의 두께로 롤링되며, 그 이후 고온의 어닐링과 후처리가 실시된다. 고온의 어닐링의 단계에서 완전한 글래스 필름을 얻기 위하여, 중간 정도의 온도에서 슬라브를 가열하는 공정에서 탈탄 어닐링을 위한 조건은 표면에 산화 막을 형성하기 위하여 제어되어야 한다. 그러나 두 개의 냉간 롤링 사이에서 탈탄 어닐링되는 슬라브는 상당히 두껍다. 적당한 산화막의 형성을 가능하게 하는 탈탄 어닐링 조건하에서는, 탄소는 30ppm 이하로 감소될 수 없다. 더욱이 표면에서의 산화막은 탈탄 어닐링 이후에 제2 냉간 롤링 동안에 손상을 받을 수 있으며, 표면 품질에 손상을 준다.
입자 방향성 실리콘 강철의 제조에 있어서, 인장 효과 및 인장 코팅의 절연 효과를 보증하는 우수한 하부막(underlying layer)을 형성하기는 항상 어렵다. 그러나 하부막 및 기판의 결합시에 발생하는 불균일은 자성 영역 활성도를 떨어지게하는 문제점이 있으며, 이와 같은 문제점은 철(iron) 손실의 증가로 이어진다. 다른 한편으로는, 글래스 핌름 하부막이 존재함에 따라, 입자 방향성 실리콘 강철이 우수하지 못한 스탬핑(stamping) 성능을 보여준다. 철 손실을 더욱 낮추기 위하여 그리고 스탬핑 성능을 개선하기 위하여, 하부막이 없는 상태에서의 입자 방향성 실리콘 강철이 최근에 개발되고 있다.
중국 특허 03802019.X에 공개된 방법에 따르면, 질량 대비 슬라브 조성물은 규소 0.8~4.8%, 탄소 0.003~0.1%, 산 용해성 알루미늄 0.012~0.05%, 질소 0.01% 또는 0.01% 이하를 함유하며, 철(Fe) 또는 사용되지 않는 이물질들로 균형을 이루고 있다. 열간 롤링 이후에, 단일의 냉간 롤링을 통하여 또는 그로부터 얻어지는 열간 롤링된 쉬트(sheet)는 그 상태에서 또는 어닐링된 이후의 상태 사이에서 중간 어닐링에 따른 냉간 롤링의 2배 또는 그 이상의 배수로 쉬트의 최종 두께가 얻어진다. 결과적으로, 철(Fe)류의 산화물 형성을 지연시키지 않는 소정의 산화도를 갖는 분위기 하에서, 강철 쉬트는 탈탄 어닐링에 따라 결정된다. 주요 성분으로서 실리콘 산화물을 함유하는 산화막은 강철 쉬트 표면 상에 형성되며, 주요 성분으로서 알루미늄 산화물을 함유하는 어닐링 분리제가 코팅되어 어닐링된 강철 쉬트에 거울 같은 표면을 형성하게 된다. 2차 재결정은 주요 성분으로서 알루미늄 산화물을 함유하고 그리고 수성 슬러리 형태로 코팅되어, 건조되는 어닐링 분리제에 의하여 포집된 습기를 제어하고, 그리고 강철 쉬트를 어닐링하는 과정에 증기의 부분 압력을 제어하여 안정화된다.
한국특허 번호 KR 526122에 공개된 방법에 따르면, 탈탄 및 질화는 저온에서 실리콘 강철을 생산하기 위한 공정 과정에 동시에 수행된다. SiO2 및 Cl이 첨가된 마그네슘 산화물 분리제가 사용되어 고온 어닐링 동안에 하부막의 형성을 피할 수 있다. 이와 같은 방법은, 다음과 같은 특징들을 갖는다. 즉, 중량에 따른 빌렛(billet)의 조성물은 탄소 0.045~0.062%, 규소 2.9~3.4%, 인 0.015~0.035%, 산 용해성 알루미늄(Als) 0.022~0.032%, 구리 0.012~0.021%, 질소 0.006~0.009%, 황 0.004~0.010%를 함유하고 있다. 빌렛이 가열되는 온도는 1150~1190℃의 범위에서 제어된다. 강철 쉬트의 두께로 냉간 롤링된 이후에, 강철 쉬트는 암모니아를 포함한 습식(wet) 질소 및 수소의 보호성 분위기 하에서 840~890℃로 탈탄 및 어닐링된다. 주요 성분으로서 MgO 100 중량부 + SiO2 3~12 중량부 + 염화 이온 25 중량부로 구성되는 분리제가 고온 어닐링을 위하여 사용된다.
상기 두 건의 특허는 하부막이 없는 입자 방향성 실리콘 강철에 관한 것이다. 상기 두 특허는 억제제로서 (Al, Si)N 또는 AlN + MnS를 사용하고 있으며, 철 손실을 더욱더 낮추고 그리고 스탬핑 성능을 개선하기 위하여 탈탄 어닐링 이전에 강철 쉬트의 두께로 빌렛이 냉간 롤링되는 기존의 고온 또는 저온 제작 공정을 이용하고 있다.
억제제를 이용하지 않는 연속적인 제2 재결정화 어닐링 공정은 중국 특허 CN 1400319에 공개되어 있으며, 중량 기준으로 용융된 강철의 조성물은 탄소 0.08% 또는 그 이하, 규소 1.0~8.0%, 망간 0.005%~3.0%이며, 그리고 강철 쉬트는 열간 롤링, 냉간 롤링, 재결정화 어닐링, 제2 재결정화 어닐링, 탈탄 어닐링 및 연속 고온 어닐링을 순차적으로 실시하여 얻어진다. 높은 자속 밀도 및 낮은 철 손실을 갖는 입자 방향성 전자 자성 강철 쉬트는 억제제를 이용하지 않고 상기와 같은 공정으로 제조된다.
본 발명의 목적은 구리를 함유하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이며, 또 고온의 어닐링 공정 동안에 하부막이 형성되지 않으며, 우수한 전자 자성 성능과 우수한 표면 품질을 갖는 입자 방향성 실리콘을 제공하는 데 있다.
본 발명은 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 공정으로 구현되며, 상기 공정은:
중량을 기준으로 탄소 0.010%~0.050%, 규소 2.5%~4.0%, 망간 0.1%~0.30%, 산 용해성 알루미늄 0.006%~0.030%, 구리 0.4%~0.7%, 질소 0.006%~0.012%, 황≤0.025%의 성분들과 그리고 철 및 불가피하게 함유되는 불순물들로 균형을 이루도록 조성된 조성물을 가지는 주조 블랭크(blank)를 만들기 위하여 컨버터 또는 전기로 내에서 용융 강철을 제2차 정제(refining)하고 그리고 연속 주조하는 단계와;
결과적으로 얻어지는 강철 쉬트가 강철 쉬트 내의 탄소 함량을 30ppm 또는 그 이하로 줄이기 위하여 PH2O/PH2=0.50~0.88을 갖는 보호성 분위기에서 800~900℃의 온도에서 3~8분간 탈탄 어닐링이 되는, 열간 롤링, 산 세척, 일차 냉간 롤링, 디그리징(degreasing) 및 중간 탈탄 어닐링을 수행하는 단계와;
산소 함량을 500ppm 또는 그 미만으로 조정하기 위하여, 표면으로부터 산화철을 제거하기 위하여 샷 블라스팅 및 산 세척을 수행하는 단계와;
강철 쉬트를 소정의 두께로 롤링시키기 위하여 산 세척 및 제2 냉간 롤링을 수행하는 단계와;
고온 어닐링 단계; 및
강철 쉬트의 표면상에 인장 코팅과 스트레치-레벨링(stretch-leveling) 어닐링을 실시하는 단계로 구성된다.
상기 고온 어닐링 공정에 대하여, 상기 강철 쉬트는 제2 냉간 롤링 이후에 수성 슬러리의 형태로 고온 어닐링 분리제로 코팅되며, 그리고 분리제의 물 함량을 1.5% 미만으로 감소시키기 위하여 건조되며, 그리고 정전 코팅 방식으로 직접 건조 코팅된다. 그 이후에, 강철 쉬트는 수소를 함유하는 보호 분위기 내에서 고온 어닐링되며, 보호 분위기의 산화도(PH2O/PH2)는 0.0001~0.2의 범위 내에 있게 된다.
고온 어닐링 분리제의 주요 성분은 지르코니아 세라믹 파인 파우더, 알루미나 파인 파우더 및 실리콘 산화 파인 파우더 중에서 선택되는 어느 하나 또는 상기 지르코니아 세라믹 파인 파우더, 알루미나 파인 파우더 및 실리콘 산화 파인 파우더 중에서 선택되는 두 개 또는 세 개의 화합물로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, 열간 롤링, 냉간 롤링 및 다른 공정들은 해당 기술 분야에 있어서 종래의 공지된 기술 수단에 해당한다. 구체적으로, 열간 롤링은 가열로에서 슬라브를 1250℃ 이상으로 가열하고 그리고 이와 같은 온도에서 2시간 이상 동안 유지하며 실시된다. 이때 롤링 작업은 1050~1200℃에서 시작되며, 바람직하게는 1070~1130℃에서 실시되어, 800℃ 이상에서 종료하며, 바람직하게는 850℃ 이상에서 종료한다. 슬라브는 2.0~2.8mm 두께의 열간 롤 쉬트로 최종적으로 롤링된다.
열간 롤링 이후에, 그 결과로 얻어지는 열간 롤링된 쉬트는 산으로 세척되며, 0.50~0.70mm의 중간 두께를 얻기 위하여 1차 냉간 롤링되며, 그 이후에 디그리즈(degreased) 처리된다.
계속해서, 탈탄 어닐링 및 제2 냉간 롤링이 수행된다. 제2 냉간 롤링 이후에, 강철 쉬트의 두께는 0.15mm~0.50mm이다. 그 후 강철 쉬트는 디그리즈되며, 고온에서 어닐링되며, 인장 코팅으로 코팅되며, 그리고 스트레치-레벨링 어닐링된다.
본 발명에 따르면, 지르코니아 세라믹 파인 파우더(fine powder, 미세 분말), 알루미나 파인 파우더 및 실리콘 산화 파인 파우더 증에서 하나 또는 지르코니아 세라믹 파인 파우더, 알루미나 파인 파우더 및 실리콘 산화 파인 파우더의 두개 또는 세가지의 조합이 고온 어닐링 동안에 표면 산화물과 반응하지 않는 주요 성분으로 사용된다. 고온 어닐링 분위기는 고온 어닐링의 단계에서 표면 산화물의 환원 반응을 가능하도록 엄격하게 제어된다. 탈탄 어닐링 동안에 형성된 표면 산화물은 주요 성분으로 SiO2를 함유하고 있다. 이 같이하여 글래스 필름이 없는 거울 같은 최종의 제품이 만들어 진다. 인장 코팅을 실시한 이후에, 우수한 표면 품질과 자성 성능을 갖는 입자 방향성 실리콘 강철이 만들어진다. 본 발명에 의한 방법은 중간 정도의 온도에서 슬라브를 가열하는 종래 공정에서 발생되는 일정하지 않는 품질, 표면 코팅이 쉽게 벗겨짐, 분명하지 않는 인장 효과, 나쁜 절연 및 표면 품질과 같은 종래의 문제점들을 완전히 해결한다.
본 발명은 다음과 같은 장점적 효과를 갖는다.
구리를 함유하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하는 본 발명에 의한 방법에 따른 고온 어닐링 공정 동안에 글래스 필름이 형성되지 않기 때문에, 탈탄 어닐링 분위기에서 산화철의 형성을 피하기 위하여 철저한 관리가 필요 없는 장점이 있다. 즉, 중간 탈탄 어닐링은 높은 산화도(PH2O/PH2)에서 수행될 수 있다. 따라서, 탄소 함량은 탈탄 효율의 증가에 따라 30ppm 또는 그 이하로 낮취질 수 있다. 최종 제품의 자성 에이징으로 인한 자성 성능의 열화가 방지될 수 있다. 다른 한편으로는, 생산 효율이 중간 탈탄 어닐링 동안에 개선될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 샷 블라스팅 및 산 세척은 표면으로부터 주로 산화철로 구성되는 산화막을 제거하기 위하여 중간 탈탄 어닐링 이후에 수행되며, 이에 따라 제2 냉간 롤링 이후 슬라브 표면 품질 및 최종 제품의 표면 품질을 개선할 수 있다. 분리제가 고온의 어닐링을 수행하기 위하여 제2 냉간 롤링 이후에 바로 수행되기 때문에, 자성 성능 열화 및 하부막의 불안정성 등의 문제점들이 방지되며, 제품 효율이 개선된다.
본 발명에 따른 고온 어닐링 동안에 하부막이 형성되지 않는 관계로, 분리제의 조성물 및 코팅 모드들은 엄격하게 관리할 필요가 없기 때문에, 생산 안정성이 향상되고, 강철의 순도 향상 효과가 효과적으로 개선될 수 있다. 거울 같은 최종 제품이 만들어지며, 이와 같은 제품은 강철 쉬트 표면에 산화막을 형성하지 않으며, 이동에 따른 자성 영역을 저해할 수 있는 글래스 필름이 균일한 장점이 있다. 따라서, 철 손실이 현저히 줄어드는 장점이 있다.
요약하면, 본 발명은 중간 온도에서 슬라브를 가열할 수 있는 장점을 저해하지 않을 뿐 아니라, 중간 온도에서 슬라브를 가열하기 위한 공정에서 발생하는 회복 어닐링, 나쁜 코팅 접착, 불분명한 인장 효과 및 나쁜 표면 품질 등에 의한 불충분한 탈탄 및 자성 성능의 열화와 같은 문제점들을 효과적으로 해결할 수 있는, 비용이 저렴하고, 높은 효율을 갖고 그리고 우수한 실행 가능성을 갖는 입자 방향성 실리콘 강철 쉬트를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
실시예 1
강철을 500kg의 진공로에서 제련하였다. 슬라브의 화학적 조성물(wt%)은 0.035%의 탄소와, 3.05%의 규소와, 0.020%의 황과, 0.008%의 산 용해 알루미늄과, 0.0010%의 질소와, 0.60%의 구리와, 0.15%의 망간 및 나머지 철과 사용가능하지 않는 이물질들로 균형을 이루도록 구성된다. 이와 같은 조성물로 된 슬라브는 1280℃까지 가열해서 열간 롤링 처리되며, 상기의 온도에서 3시간 동안 유지하였다. 롤링 공정은 930~950℃에서 종료하였다. 롤링 이후에, 그 결과로 얻어지는 강철은 라미나 플로우(laminar flow)로 냉각처리되고, 그리고 550℃±30℃에서 코일처리되어 2.5mm 두께의 밴드 강철을 제조하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 냉간 롤링되어 0.65mm의 두께로 만들어졌으며, 그리고 중간 어닐링 처리되어 카본 함량을 30ppm 또는 그 이하로 낮추었다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 3가지 공정들이 각각 실행되었다.
(1) 밴드 강철을 2차 냉간 롤링 처리하여, 0.30mm 두께의 최종 제품을 만들었으며, 주요 성분으로 Al2O3 슬러리를 함유하는 어닐링 분리제로 코팅하고, 건조시켰다. 그 이후에, 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil, 권회 상태를 풀음) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링(stretch-leveling annealed)되었다.
(2) 밴드 강철은 2차 냉간 롤링 처리하여 0.30mm 두께의 최종 제품을 만들었으며, 주요 성분으로 MgO를 함유하는 어닐링 분리제로 코팅하였다. 그 이후에, 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링되었다.
(3) 밴드 강철은 최종 제품 0.30mm의 두께로 2차 냉간 롤링 처리되었으며, 질소 및 수소의 습식 분위기에서 700℃에서 어닐링되었으며, 주요 성분으로서 MgO를 함유하는 어닐링 분리제로 코팅되었다. 그 이후에 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링되었다.
결과적으로 만들어진 제품들의 자성 및 코팅 성능은 표 1에 도시되어 있다.


공 정
자 성 성 능
최종 제품의 절연 코팅 성능
비 고

B8，T
P17 /50，W/kg
접 착
코 팅 외 관

(1)
1.888
1.128
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

(2)
1.862
1.232
E
하부막으로부터 노출된
결정을 가진 비-평탄
비교예

(3)
1.762
1.582
F
평탄하지 않음
비교예
실시예 2
강철을 500kg의 진공로에서 제련하였다. 슬라브의 화학적 조성물(wt%)은 0.032%의 탄소와, 3.15%의 규소와, 0.016%의 황과, 0.012%의 산 용해 알루미늄과, 0.0092%의 질소와, 0.48%의 구리와, 0.20%의 망간 및 나머지 철과 사용가능하지 않는 이물질들로 균형을 이루도록 구성되었다. 이와 같은 조성물로 된 슬라브는 1280℃까지 가열해서 열간 롤링 처리되며, 상기의 온도에서 3시간 동안 유지하였다. 롤링 공정은 930~950℃에서 종료하였다. 롤링 이후에, 그 결과로 얻어지는 강철은 라미나 플로우(laminar flow)로 냉각처리되고, 그리고 550℃±30℃에서 코일처리되어 2.5mm 두께의 밴드 강철을 제조하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 냉간 롤링되어 0.65mm의 두께로 만들어졌으며, 표 2에 주어진 조건들에 따라 850℃의 온도에서 중간 어닐링을 실시하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 2차 냉간 롤링로서 최종 제품 두께 0.30mm로 만들었으며, 그 이후에 주요 성분으로서 Al2O3 슬러리를 함유하는 어닐링 분리제로 코팅되고, 건조되었다. 그 이후에, 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링되었다. 결과적으로 얻어진 제품의 자성 및 코팅 성능은 표 2에 도시되어 있다. 하기의 표에서, 접착(adhesion)은 GB/T2522-1988 국가 표준에 정의된 방법 및 기준에 따라 평가되었다.

중간 어닐링 조건


최종 제품 [C]
자성 성능
최종 제품의
절연 코팅 성능
비 고

PH2O/PH2

시 간
B8，T
P17 /50,
W/kg
접 착
코팅 외관

0.88
5분
20ppm
1.905
1.012
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.88
4분
28ppm
1.886
1.040
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.80
5분
21ppm
1.897
1.022
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.65
5분
22ppm
1.892
1.028
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.60
5분
25ppm
1.888
1.036
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.50
5분
30ppm
1.880
1.062
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.40
5분
35ppm
1.796
1.320
B
좋음, 평탄
비교예

0.40
6분
30ppm
1.860
1.160
B
좋음, 평탄
비교예

0.40
8분
25ppm
1.870
1.084
B
좋음, 평탄
비교예
실시예 3
강철을 500kg의 진공로에서 제련하였다. 슬라브의 화학적 조성물(wt%)은 0.032%의 탄소와, 3.15%의 규소와, 0.016%의 황과, 0.012%의 산 용해 알루미늄과, 0.0092%의 질소와, 0.48%의 구리와, 0.20%의 망간 및 나머지 철과 사용가능하지 않는 이물질들로 균형을 이루도록 조성되었다. 이와 같은 조성물로 된 슬라브는 1280℃까지 가열해서 열간 롤링 처리되며, 상기의 온도에서 3시간 동안 유지하였다. 롤링 공정은 930~950℃에서 종료하였다. 롤링 이후에, 그 결과로 얻어지는 강철은 라미나 플로우(laminar flow)로 냉각처리되고, 그리고 550℃±30℃에서 코일처리되어 2.5mm 두께의 밴드 강철을 제조하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 냉간 롤링되어 0.65mm의 두께로 만들어졌으며, 표 3에 주어진 조건들에 따라 850℃의 온도에서 중간 어닐링을 실시하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 2차 냉간 롤링으로 최종 제품 두께 0.30mm로 만들었으며, 그 이후에 주요 성분으로서 Al2O3 슬러리를 함유하는 어닐링 분리제로 코팅되고, 건조되었다. 그 이후에, 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링되었다. 결과적으로 얻어진 제품의 자성 및 코팅 성능은 표 3에 도시되어 있다.

중간 어닐링 조건


제2 냉간
롤링 공정
자성 성능
최종 제품의
절연 코팅 성능
비 고

PH2O/PH2

시 간
B8，T
P17 /50,
W/kg
접 착
코팅 외관

0.88
5분
샷블라스팅,산세척
+냉간 롤링
1.902
1.016
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.85
5분
샷블라스팅,산세척
+냉간 롤링
1.896
1.024
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.65
5분
샷블라스팅,산세척
+냉간 롤링
1.892
1.028
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.88
5분
직접 제2 냉간 롤링
1.896
1.120
D
평탄하지 않음
비교예

0.85
5분
직접 제2 냉간 롤링
1.894
1.122
C
평탄하지 않음
비교예

0.64
5분
직접 제2 냉간 롤링
1.889
1.132
C
좋음, 평탄
비교예
실시예 4
강철을 500kg의 진공로에서 제련하였다. 슬라브의 화학적 조성물(wt%)은 0.032%의 탄소와, 3.15%의 규소와, 0.016%의 황과, 0.012%의 산 용해 알루미늄과, 0.0092%의 질소와, 0.48%의 구리와, 0.20%의 망간 및 나머지 철과 사용가능하지 않는 이물질들로 균형을 이루도록 조성되었다. 이와 같은 조성물로 된 슬라브는 1280℃까지 가열해서 열간 롤링 처리되었으며, 상기의 온도에서 3시간 동안 유지하였다. 롤링 공정은 930~950℃에서 종료하였다. 롤링 이후에, 그 결과로 얻어지는 강철은 라미나 플로우(laminar flow)로 냉각처리되고, 그리고 550℃±30℃에서 코일처리되어 2.5mm 두께의 밴드 강철을 제조하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 냉간 롤링되어 0.65mm의 두께로 만들어졌으며, 표 4에 주어진 조건들에 따라 850℃의 온도에서 중간 어닐링을 실시하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 2차 냉간 롤링으로 최종 제품 두께 0.30mm로 만들었으며, 그 이후에 주요 성분으로서 Al2O3를 함유하는 어닐링 분리제로 정전기적인 방법으로 코팅되었다. 그 이후에, 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링되었다. 결과적으로 얻어진 제품의 자성 및 코팅 성능은 표 4에 도시되어 있다.

중간 어닐링 조건

자성 성능
최종 제품의
절연 코팅 성능
비 고

PH2O/PH2

시 간
B8，T
P17 /50,
W/kg
접 착
코팅 외관

0.88
5분
1.904
1.010
B
좋음, 평탄
본 발명의 실시예

0.88
4분
1.885
1.041
B
좋음, 평탄
본 발명의 실시예

0.80
5분
1.895
1.024
B
좋음, 평탄
본 발명의 실시예

0.65
5분
1.890
1.129
B
좋음, 평탄
본 발명의 실시예

0.60
5분
1.886
1.037
B
좋음, 평탄
본 발명의 실시예
실시예 5
강철을 500kg의 진공로에서 제련하였다. 슬라브의 화학적 조성물(wt%)은 0.032%의 탄소와, 3.15%의 규소와, 0.016%의 황과, 0.012%의 산 용해 알루미늄과, 0.0092%의 질소와, 0.48%의 구리와, 0.20%의 망간 및 나머지 철과 사용가능하지 않는 이물질들로 균형을 이루도록 조성되었다. 이와 같은 조성물로 된 슬라브는 1280℃까지 가열해서 열간 롤링 처리되며, 상기의 온도에서 3시간 동안 유지하였다. 롤링 공정은 930~950℃에서 종료하였다. 롤링 이후에, 그 결과로 얻어지는 강철은 라미나 플로우(laminar flow)로 냉각처리되고, 그리고 550℃±30℃에서 코일처리되어 2.5mm 두께의 밴드 강철을 제조하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 냉간 롤링되어 0.65mm의 두께로 만들어졌으며, 표 5에 주어진 조건들에 따라 850℃의 온도에서 중간 어닐링을 실시하였다. 샷 블라스팅 및 산 세척 이후에, 밴드 강철은 2차 냉간 롤링으로 최종 제품 두께 0.30mm로 만들었으며, 그 이후에 주요 성분으로서 ZrO2 슬러리를 함유하는 어닐링 분리제로 코팅되고, 건조 또는 주요 성분으로서 ZrO2 파인 파우더를 함유하는 어닐링 분리제로 직접 정전기적인 방법으로 코팅하였다. 그 이후에, 강철 밴드는 코일 형상으로 제조되고, 1200℃에서 질소 및 수소 또는 순수 수소의 혼합된 환경에서 고온 어닐링을 수행하였으며, 20시간 동안 이를 유지시켰다. 언코일(uncoil) 작업 이후에, 강철 밴드는 절연 코팅 처리되고, 그 다음으로 스트레치 레벨링 어닐링되었다. 결과적으로 얻어진 제품의 자성 및 코팅 성능은 표 5에 도시되어 있다.

중간 어닐링 조건


분리제의 코팅모드
자성 성능
최종 제품의
절연 코팅 성능
비 고

PH2O/PH2

시 간
B8，T
P17 /50,
W/kg
접 착
코팅 외관

0.88
5분
슬러리 코팅
1.905
1.012
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.80
5분
슬러리 코팅
1.897
1.026
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.65
5분
슬러리 코팅
1.892
1.029
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.88
5분
정전기적 코팅
1.898
1.019
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.80
5분
정전기적 코팅
1.895
1.025
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예

0.65
5분
정전기적 코팅
1.893
1.026
B
좋음, 평탄
본 발명 실시예
본 발명에 따르면, 중간 온도에서 슬라브를 가열할 수 있는 장점이 있다. 그와 같은 공정에서는, 고온의 어닐링 공정 동안에 하부막이 형성되지 않는 공정을 이용할 수 있으며, 탈탄 어닐링 공정 및 고온 어닐링 공정이 엄격하게 관리될 수 있으며, 이에 따라 하부막이 없는 거울 같은 입자 방향성 실리콘을 제조할 수 있다. 인장 코팅을 한 최종 제품은 우수한 외관과 전자 자성 특성을 가지며, 개선된 스탬핑 성능을 보여 주며, 안정된 성능을 갖는 제품을 제조할 수 있다. 본 발명에 사용된 장치들은 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하는데 사용되는 일반적인 장치들이며, 기술 및 제어 수단들은 모두 단순하며, 실용적이다.

Claims (3)

  1. 중량을 기준으로 탄소 0.010%~0.050%, 규소 2.5%~4.0%, 망간 0.1%~0.30%, 산 용해성 알루미늄 0.006%~0.030%, 구리 0.4%~0.7%, 질소 0.006%~0.012%, 황≤0.025%의 성분들 및 나머지 철과 불순물들로 이루어진 조성물을 함유하는 주조 블랭크를 만들기 위하여 컨버터 또는 전기로 내에서 용융 강철을 제2차 정제하고 그리고 연속 주조하는 단계와;
    열간 롤링, 산 세척, 일차 냉간 롤링, 디그리징(degreasing) 및 중간 탈탄 어닐링을 수행하며, 상기 중간 탈탄 어닐링이 강철 쉬트 내의 탄소 함량을 30ppm 이하로 줄이기 위하여 PH2O/PH2=0.50~0.88을 갖는 보호성 분위기에서 800℃ 이상의 온도에서 8분 이하의 시간 동안 상기 강철 쉬트를 가열하는 것에 의해 수행되는 단계와;
    산소 함량을 500ppm 이하로 조정하기 위하여, 표면으로부터 산화철을 제거하기 위하여 샷 블라스팅 및 산 세척을 수행하는 단계와;
    강철 쉬트가 일정 판 두께를 가지도록 롤링시키기 위하여 강철 쉬트를 산 세척하고 제2 냉간 롤링을 수행하는 단계와;
    고온 어닐링 단계; 및
    강철 쉬트의 표면상에 인장 코팅과 스트레치-레벨링 어닐링을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고온 어닐링 단계의 공정에 있어, 상기 강철 쉬트는 제2 냉간 롤링 이후에 수성 슬러리의 형태로 된 고온 어닐링 분리제로 코팅된 후, 상기 분리제의 물 함량을 1.5% 미만으로 감소시키기 위하여 건조되거나, 또는 정전 코팅 방식에 의해 직접 건조 코팅되며; 그리고 상기 강철 쉬트는 수소를 함유하는 보호 분위기 내에서 고온 어닐링 처리되며, 상기 보호 분위기의 산화도(PH2O/PH2)는 0.0001~0.2의 범위 내에 있게 되는 것을 특징으로 하는 구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고온 어닐링 분리제는 지르코니아 세라믹 파인 파우더(fine powder), 알루미나 파인 파우더 및 실리콘 산화 파인 파우더 중에서 선택되는 어느 하나 또는 상기 지르코니아 세라믹 파인 파우더, 알루미나 파인 파우더 및 실리콘 산화 파인 파우더 중에서 선택되는 두 개 또는 세 개 성분의 화합물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 구리를 포함하는 입자 방향성 실리콘 강철을 제조하기 위한 방법.
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