KR101353550B1 - Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방향성 전기강판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, Si : 2.0~4.0중량%, Sb: 0.01 ~ 0.15중량%, P : 0.02~0.075중량%, N : 0.0.550중량% 이하, S : 0.0055중량%, 산가용성 Al : 0.020∼0.040중량%, Mn : 0.20중량%이하, C : 0.04∼0.07중량% 를 함유하고, 잔부는 Fe 기타 불가피한 불순물을 함유하는 강 슬라브를 제조하는 단계; 상기 강 슬라브를 재가열, 열간압연, 열연판 소둔 및 냉간압연을 실시하여 강판을 제조하는 단계; 상기 강판에 대하여 가열대에서의 산화능(PH20/PH2)을 0.15~0.6, 균열대에서의 산화능을 0.4~0.7로 제어하는 탈탄소둔 및 질화소둔을 실시하는 단계; 및 상기 탈탄소둔 및 질화소둔된 강판에 대하여 최종소둔하는 단계; 를 포함하는 방향성 전기강판 제조방법 및 이에 의해 제조되는 방향성 전기강판을 제공하여, 슬라브를 가열하고, 열간압연 후 열연판 소둔 열처리를 실시하고 냉간압연을 행한 후 탈탄소둔 공정중 가열대 및 균열대의 산화능을 독립적으로 제어함으로써 탈탄시점과 표면산화층 제어를 통한 탈탄거동 및 침질거동을 원활하게 한 후 고온소둔열처리를 함으로써 철손이 획기적으로 감소한 방향성 전기강판을 제조할 수 있다.The present invention relates to a grain-oriented electrical steel sheet and a manufacturing method thereof, Si: 2.0 ~ 4.0% by weight, Sb: 0.01 ~ 0.15% by weight, P: 0.02 ~ 0.075% by weight, N: 0.0.550% by weight or less, S: 0.0055 Preparing a steel slab containing a weight%, acid-soluble Al: 0.020 to 0.040 weight%, Mn: 0.20 weight% or less, C: 0.04 to 0.07 weight%, and the balance containing Fe and other unavoidable impurities; Preparing a steel sheet by reheating, hot rolling, annealing and cold rolling the steel slab; Performing decarbonization annealing and nitriding annealing to control the oxidation ability (P H20 / P H2 ) in the heating zone to 0.15 to 0.6 and the oxidation ability in the crack zone to 0.4 to 0.7 on the steel sheet; And finally annealing the decarbonized and nitrided annealed steel sheet. Providing a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet and a grain-oriented electrical steel sheet prepared thereby, heating the slab, performing hot-rolled sheet annealing heat treatment after hot rolling, and performing cold rolling, and then oxidation of the heating table and the cracking zone during the decarbonization annealing process. By controlling independently, the decarburization behavior and sedimentation behavior through the control of the decarburization time and the surface oxide layer can be smoothed, and then a high-temperature annealing heat treatment can be performed to produce the oriented electrical steel sheet which has significantly reduced iron loss.
Description
본 발명은 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간압연후 열연판 소둔 열처리를 실시하고 냉간압연을 행한 후 탈탄소둔 공정중 가열대 및 균열대의 산화능을 독립적으로 제어하여 자성을 향상시킨 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a grain-oriented electrical steel sheet and a method for manufacturing the same, and more particularly, to perform the hot-rolled annealing heat treatment after hot rolling and cold rolling, and to independently control the oxidation capacity of the heating and cracking zones during the decarbonization annealing process to improve the magnetic properties It relates to a grain-oriented electrical steel sheet and a method of manufacturing the same.
방향성 전기강판은 압연방향에 대해 강판의 집합조직이 {110}<001>인 고스집합조직(Goss texture)을 나타내고 있어 일방향 또는 압연방향으로 자기적 특성이 우수한 연자성 재료이다. 이러한 집합조직을 발현하기 위해서는 제강에서의 성분제어, 열간압연에서의 슬라브 재가열 및 열간압연 공정인자 제어, 열연판소둔 열처리, 1차재결정 소둔, 2차재결정 소둔 등의 복잡한 공정들이 요구되고, 이들 공정 또한 매우 정밀하고 엄격하게 관리되어야 한다. The grain-oriented electrical steel sheet exhibits a Goss texture in which the texture of the steel sheet is {110} <001> with respect to the rolling direction, and is a soft magnetic material having excellent magnetic properties in one direction or in the rolling direction. To express such texture, complex processes such as component control in steelmaking, slab reheating and hot rolling process factor control in hot rolling, hot roll annealing heat treatment, primary recrystallization annealing, and secondary recrystallization annealing are required. It must also be very precise and strictly controlled.
한편 고스집합조직을 발현하는 인자중의 하나인 인히비터 즉, 억제제의 제어가 중요하다. 최종소둔에서 고스집합조직이 얻어지기 위해서는 2차 재결정이 일어나기 직전까지 모든 1차 재결정립의 성장이 억제되어야 하며, 이를 위한 충분한 억제력을 얻기 위해서는 인히비터의 양이 충분히 많아야 하며, 분포 또한 균일해야 한다. 한편 고온의 최종소둔 공정동안 2차재결정이 일어나게 하기 위해서 인히비터의 열적 안정성이 우수하여 쉽게 분해되지 않아야 한다. Meanwhile, it is important to control an inhibitor, which is one of the factors expressing goth aggregates, that is, an inhibitor. In order to obtain goth aggregates in the final annealing, the growth of all primary recrystallized grains must be suppressed until the second recrystallization occurs. In order to obtain sufficient restraining force, the amount of inhibitor must be large enough and the distribution must be uniform. . On the other hand, in order for secondary recrystallization to occur during the high temperature final annealing process, the thermal stability of the inhibitor should be excellent and not easily decomposed.
한편 강판에 Sb와 같은 원소들을 첨가할 경우에는 전기강판의 자성이 크게 향상될 수 있으나, Sb는 탈탄소둔 공정중 지철 내부로의 외부 산소 유입을 방해하고, 내부 탄소의 외부로의 이동을 방해하는 효과를 가지고 있어 이로 인해 탈탄능을 개선하기 위해 산화능을 상한 이상 증가시키게 되면, 외부 산화층이 치밀하게 형성되어 오히려 탈탄능을 저해하고, 이와 반대로 산화능을 하한 이하로 감소시키게 되면 탈탄에 필요한 산소가 충분히 공급되지 않아 올바른 탈탄소둔판을 제조하기 어렵게 되는 문제가 있었다. On the other hand, the addition of elements such as Sb to the steel sheet can greatly improve the magnetism of the electrical steel sheet, but Sb prevents the inflow of oxygen into the inside of the iron during the decarbonization process, and prevents the movement of the internal carbon to the outside If the oxidative capacity is increased above the upper limit in order to improve the decarburization ability, the outer oxide layer is densely formed, which rather inhibits the decarburization ability. There was a problem that it is difficult to manufacture the correct decarbonized blunt plate not supplied.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 Sb첨가로 인한 탈탄능 저하를 극복하기 위해, 탈탄소둔 공정 중 가열대와 균열대의 산화능을 독립적으로 적절한 범위로 제어하여 가열대 전반부터 균열대 후반까지 최적의 탈탄소둔 조건을 형성하여 자성이 향상된 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention for solving the above problems to overcome the decarbonization deterioration due to the addition of Sb, by independently controlling the oxidation capacity of the heating zone and the cracking zone during the decarbonization annealing in the appropriate range independently from the entire heating zone to the late cracking stage It is intended to provide an improved electrical steel sheet and a method of manufacturing the same by forming an optimum decarbonization annealing conditions.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 Si : 2.0~4.0중량%, Sb: 0.01 ~ 0.15중량%, P : 0.02~0.075중량%, N : 0.0.550중량% 이하, S : 0.0055중량%, 산가용성 Al : 0.020∼0.040중량%, Mn : 0.20중량%이하, C : 0.04∼0.07중량% 를 함유하고, 잔부는 Fe 기타 불가피한 불순물을 함유하는 강 슬라브를 제조하는 단계; 상기 강판에 대하여 가열대에서의 산화능(PH20/PH2)을 0.15~0.6, 균열대에서의 산화능을 0.4~0.7로 제어하는 탈탄소둔 및 질화소둔을 실시하는 단계; 및 상기 탈탄소둔 및 질화소둔된 강판에 대하여 최종소둔하는 단계; 를 포함하는 방향성 전기강판 제조방법이 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, Si: 2.0 to 4.0% by weight, Sb: 0.01 to 0.15% by weight, P: 0.02 to 0.075% by weight, N: 0.0.550% by weight or less, S: 0.0055% by weight, acid Preparing a steel slab containing 0.020 to 0.040 wt% of soluble Al, 0.20 wt% or less of Mn, and 0.04 to 0.07 wt% of C, and the balance containing Fe and other unavoidable impurities; Performing decarbonization annealing and nitriding annealing to control the oxidation ability (P H20 / P H2 ) in the heating zone to 0.15 to 0.6 and the oxidation ability in the crack zone to 0.4 to 0.7 on the steel sheet; And finally annealing the decarbonized and nitrided annealed steel sheet. It can be provided a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet comprising a.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 균열대의 온도는 800~950℃인 것을 특징으로 한다.In one or more embodiments of the invention the temperature of the crack is characterized in that 800 ~ 950 ℃.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 가열대로 진입하기 전의 상온에서 550℃까지의 승온구간에서는 산화능을 0.9~2.3로 제어하는 것을 특징으로 한다.In one or more embodiments of the present invention, the oxidation capacity is controlled to 0.9 to 2.3 in a temperature increase range from room temperature to 550 ° C. before entering the heating furnace.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 냉간압연은 중간소둔을 실시하지 않은 1회 강냉간압연인 것을 특징으로 한다.In one or more embodiments of the present invention, the cold rolling is a one-time cold rolling without intermediate annealing.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 최종소둔 후 베타(β)각이 3°이내인 것을 특징으로 한다.In one or more embodiments of the present invention, the beta (β) angle after final annealing is characterized in that less than 3 °.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 열연판 소둔은 900~1200℃에서 실시하는 것을 특징으로 하고, 탈탄소둔 및 질화소둔한 후의 평균결정립의 크기는 18~25㎛인 것을 특징으로 하며, 강 슬라브의 재가열은 1050~1250℃에서 수행되는 것을 특징으로 한다.In one or more embodiments of the present invention, the hot-rolled sheet annealing is carried out at 900 ~ 1200 ℃, characterized in that the average grain size after the decarbonization and nitride annealing is 18 ~ 25㎛, steel slab Reheating is characterized in that it is carried out at 1050 ~ 1250 ℃.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 강 슬라브는 P : 0.02~0.075중량%, N : 0.0.550중량% 이하, S : 0.0055중량%, 산가용성 Al : 0.020∼0.040중량%, Mn : 0.20중량%이하, C : 0.04∼0.07중량% 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In one or more embodiments of the present invention, the steel slab may have a P content of 0.02 to 0.075% by weight, N: 0.0.550% by weight, S: 0.0055% by weight, acid-soluble Al: 0.020 to 0.040% by weight, and Mn: 0.20% by weight. % Or less, C: 0.04-0.07 weight%, It is characterized by the above-mentioned.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 상기 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 제조되는 방향성 전기강판이 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, there can be provided a grain-oriented electrical steel sheet produced by any one of the above methods.
본 발명의 실시예들은 슬라브를 가열하고, 열간압연 후 열연판 소둔 열처리를 실시하고 냉간압연을 행한 후 탈탄소둔 공정중 가열대 및 균열대의 산화능을 독립적으로 제어함으로써 탈탄시점과 표면산화층 제어를 통한 탈탄거동 및 침질거동을 원활하게 한 후 고온소둔열처리를 함으로써 철손이 획기적으로 감소한 방향성 전기강판을 제조할 수 있다.Embodiments of the present invention by heating the slab, hot rolled after hot-rolled sheet annealing heat treatment and cold rolling after the decarburization process by controlling the oxidation of the heating zone and cracking zone independently by decarburization time and surface oxide layer control And by smoothing the immersion behavior and high temperature annealing heat treatment can be produced a grain-oriented electrical steel sheet significantly reduced iron loss.
도 1은 압연시 고스방위로부터 벗어난 정도를 도시한 것이다.1 shows the degree of deviation from the goth direction during rolling.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative of the invention, and are not intended to limit the scope of the inventions. I will do it.
본 발명에 따른 실시예에서는, 제강단계에서 중량%로 Si:2.0∼4.0%, 산가용성 Al:0.020∼0.040%, Mn:0.20%이하, N:0.0055%이하, C:0.04∼0.07%, S:0.0055%이하, Sb:0.01~0.15%, 그리고 P:0.02%∼0.075%를 함유하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 방향성 전기강판을 1050~1250℃의 온도에서 슬라브 가열하여 결정립 성장 억제제 역할을 수행하는 AlN, MnS등 석출물을 고용시켜 열간압연하여 권취한 다음, 900℃이상 1200℃이하 범위의 소정의 온도에서 열연판소둔 열처리를 실시한 후, 1회 강냉간압연함으로써 냉간압연조직에 {110}<001>방위로의 배향도가 높은 2차재결정 핵을 형성시킨 후, 동시 탈탄 질화소둔 열처리를 행함과 동시에 가열대와 균열대의 수소와 습윤분위기의 적절한 제어를 통해 얻어지는 산화능을 독립적으로 제어하고, 결정립 성장 억제제인 미세하고 균일한 분포를 갖는 (Al,Si,Mn)N 및 AlN 등의 질화물을 다량 석출시키고, 최종 2차재결정 고온소둔을 실시하여 {110}<001>방위로의 집적도가 매우 높고 결정립 크기가 상당히 미세한 고스집합조직으로 구성된 자성이 획기적으로 우수한 초처절손 고자속밀도 방향성 전기강판을 제조한다.
In the embodiment according to the present invention, Si: 2.0 to 4.0%, acid-soluble Al: 0.020 to 0.040%, Mn: 0.20% or less, N: 0.0055% or less, C: 0.04 to 0.07%, S : Slab: Slab: 0.0155 to 0.15%, P: 0.02% to 0.075%, Slab heated at 1050 to 1250 ° C to form grain growth inhibitors. The precipitates, such as AlN and MnS, which are carried out, are hot-rolled and wound, and then subjected to hot-rolled sheet annealing at a predetermined temperature in the range of 900 ° C. to 1200 ° C., and then cold rolled once to form a cold rolled {110 } After forming a secondary recrystallized nucleus with high orientation in the orientation, a simultaneous decarburization annealing heat treatment is performed, and the oxidation ability obtained through proper control of hydrogen and wet atmosphere in the heating zone and the cracking zone is independently controlled, and the grains Fine and uniform growth inhibitor A large amount of nitrides such as (Al, Si, Mn) N and AlN having a distribution were precipitated, and the final secondary recrystallization high temperature annealing was performed to obtain a very high degree of integration into the {110} <001> orientation and a very fine grain size. The magnetic structure composed of the tissues is excellent in producing ultra-low-strength high magnetic flux density oriented electrical steel sheet.
이하, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 실시예의 자성이 더욱 향상된 전기강판의 성분 한정이유는 다음과 같다.
First, the reason for limiting the components of the electrical steel sheet further improved magnetic properties of the embodiment according to the present invention is as follows.
Si :2.0~4.0중량%Si: 2.0-4.0 wt%
Si은 전기강판의 기본 조성으로 소재의 비저항을 증가시켜 철손(core loss)을 낮추는 역할을 한다. Si함량이 2.0중량%미만인 경우 비저항이 감소하게 되어 와전류손이 증가하여 철손특성이 열화되고, 탈탄질화 소둔시 페라이트와 오스테나이트간 상변태가 활발하게 되어 1차재결정 집합조직이 심하게 훼손된다. 또한 고온소둔시 페라이트와 오스테나트간 상변태가 발생하게 되어 2차재결정이 불안정해질 뿐만 아니라 {110}고스집합조직이 심하게 훼손된다. 한편 Si함량이 5.0중량%초과로 과잉 함유시에는 탈탄질화 소둔시 SiO2 및 Fe2SiO4 산화층이 과하고 치밀하게 형성되어 탈탄거동을 지연시켜 페라이트와 오스테나이트간 상변태가 탈탄질화소둔 처리 동안 지속적으로 일어나게 되어 1차재결정 집합조직이 심하게 훼손된다. 또한 상술한 치밀한 산화층 형성에 따른 탈탄거동 지연 효과로 질화거동이 지연되어 (Al,Si,Mn)N 및 AlN 등의 질화물이 충분히 형성되지 못하여, 고온소둔시 2차재결정에 필요한 충분한 결정립 억제력을 확보할 수 없게 된다.Si is a basic composition of electrical steel sheet to increase the specific resistance of the material serves to lower the core loss (core loss). If the Si content is less than 2.0% by weight, the resistivity decreases, the eddy current loss increases, the iron loss characteristics deteriorate, and the phase transformation between ferrite and austenite becomes active during the decarbonation annealing, thereby severely damaging the primary recrystallization texture. In addition, the high temperature annealing causes phase transformation between ferrite and austenite, which not only makes the secondary recrystallization unstable, but also severely damages the {110} goth aggregation structure. On the other hand, when the Si content exceeds 5.0 wt%, the SiO 2 and Fe 2 SiO 4 oxide layers are excessively and densely formed during the decarbonation annealing, thus delaying the decarburization behavior, and the phase transformation between ferrite and austenite continues during the decarburization annealing treatment. The primary recrystallization aggregate is severely damaged. In addition, due to the delayed decarburization behavior caused by the formation of the dense oxide layer described above, the nitriding behavior is delayed, and thus nitrides such as (Al, Si, Mn) N and AlN are not sufficiently formed, thereby securing sufficient grain restraint force necessary for secondary recrystallization during high temperature annealing. You can't.
한편 Si함량이 4.0중량%를 초과하게 되면 전기강판의 기계적 특성인 취성이 증가하고 인성이 감소하여 압연과정중 판파단 발생율이 심화되고, 판간 용접성이 열위하게 되어 용이한 작업성을 확보할 수 없게 된다. 결과적으로 Si함량을 상기 소정의 범위로 제어하지 않으면 2차재결정 형성이 불안정해져 자기적 특성이 심각하게 훼손되고, 작업성 또한 악화된다. 그러므로 Si은 2.0~4.0 중량%로 한정함이 바람직하다.
On the other hand, when the Si content exceeds 4.0% by weight, the brittleness, which is the mechanical property of the electrical steel sheet, increases, and the toughness decreases, causing the breakage rate of the sheet to deepen during the rolling process, and inferior weldability between the plates, making it difficult to secure easy workability. do. As a result, if Si content is not controlled to the said predetermined range, secondary recrystallization will become unstable, the magnetic property will be severely impaired, and workability will also worsen. Therefore, Si is preferably limited to 2.0 to 4.0% by weight.
C: 0.04~0.07중량%C: 0.04 to 0.07 wt%
C은 페라이트 및 오스테나이트간 상변태를 야기하는 원소로서 취성이 강해 압연성이 좋지 않은 전기강판의 압연성 향상을 위해 필수적인 원소이나, 최종제품에 잔존하게 될 경우 자기적 시효효과로 인해 형성되는 탄화물이 자기적 특성을 악화시키는 원소이기 때문에 적정한 함량으로 제어되어야 함이 바람직하다. 상술한 Si함량의 범위에서 C이 0.04중량%미만으로 함유되게 되면 페라이트 및 오스테나이트간 상변태가 제대로 이루어지지 않기 때문에 슬라브 및 열간압연 미세조직의 불균일화를 야기하게 된다. 또한 열연판소둔 열처리 중 페라이트 및 오스테나이트간 상변태가 과부족하게 되면, 슬라브 재가열시 재고용된 석출물들이 조대하게 석출되어 1차재결정 미세조직이 불균일하게 되고, 최종소둔시 결정립 성장 억제제의 부족에 따른 2차재결정 거동이 불안정하게 된다. 따라서 C의 최소함량은 0.04중량%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편 열연판소둔 열처리 후 강판내 존재하는 잔류탄소에 의해 냉간압연중 전위의 고착을 활성화시켜 전단변형대를 증가시켜 고스핵의 생성장소를 증가시켜 1차 재결정 미세조직의 고스결정립 분율을 증가시키게 되므로 C이 많을수록 이로울 것 같으나, 상술한 Si함량의 범위에서 0.07중량%초과로 함유하게 되면 조대한 탄화물이 형성되어 통상의 탈탄소둔 공정에서는 충분히 탈탄시킬 수 없으므로 이를 제거하는 것이 상업적으로 용이하지 않다. 나아가 탈탄이 충분히 되지 않으면, 최종제품을 전력기기에 적용시 자기시효에 의한 자기적 특성의 열화현상을 초래하게 된다. 따라서 C의 최대함량은 0.07중량%이하로 하는 것이 바람직하다.
C is an element that causes phase transformation between ferrite and austenite. It is brittle and is an essential element for improving the rollability of electrical steel sheets, which are not good in rolling property, but when it remains in the final product, carbide formed due to magnetic aging effect Since it is an element which worsens magnetic properties, it is preferable to be controlled to an appropriate content. If the C content is less than 0.04% by weight in the above-described Si content, the phase transformation between ferrite and austenite is not properly performed, causing unevenness of the slab and hot rolled microstructure. In addition, if the phase transformation between ferrite and austenite becomes excessively insufficient during the annealing of the hot-rolled sheet, the reused precipitates are coarsened upon reheating the slab, resulting in non-uniform primary recrystallization microstructure, and secondary due to the lack of grain growth inhibitor during final annealing. Recrystallization behavior becomes unstable. Therefore, the minimum content of C is preferably made 0.04% by weight or more. On the other hand, after hot-rolled annealing, residual carbon present in the steel sheet activates dislocation fixation during cold rolling, increases shear deformation zone, increases the generation of goth nucleus, and increases the goth grain fraction of primary recrystallized microstructure. The more C, the more likely it is to be advantageous, but when it contains more than 0.07% by weight in the above-described Si content, coarse carbides are formed, and it is not commercially easy to remove them because they cannot be sufficiently decarburized in a normal decarbonation annealing process. In addition, if decarburization is not sufficient, deterioration of magnetic properties by magnetic aging occurs when the final product is applied to power equipment. Therefore, the maximum content of C is preferably made 0.07% by weight or less.
Sb: 0.01~0.15중량%Sb: 0.01 ~ 0.15% by weight
Sb는 결정립계 편석 원소로서 결정립 성장억제 효과가 있으며, 철손을 개선시키는 효과도 있다. 그러나 Sb는 융점이 낮아서 1차재결정 소둔중 표면쪽으로의 확산거동이 발생하여 표면산화층 형성을 억제하는 효과가 있기 때문에, Sb의 과잉 첨가는 베이스코팅의 근간이 되는 1차재결정 소둔 중 형성된 표면산화층을 오히려 악화시키고, 결정립 성장 억제력이 과하게 되어 고스집합조직과는 상관이 없는 다른 집합조직까지 성장하게 되어 2차재결정 집합조직을 훼손시켜 자기적 특성까지 저해하는 문제점이 있다. 본 발명자들은 연구결과를 통해 확인해본 결과 Sb를 0.01중량%이상 첨가하였을 때 결정립 성장 억제효과가 나타나고, 0.15중량%를 초과하면 결정립 성장 억제효과가 너무 과하여 안정적인 2차재결정 미세조직을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 표면산화층이 급격히 열위해져 안정적인 베이스코팅을 얻을 수 없음을 발견하였다. 따라서 Sb는 0.01중량%이상 0.15중량%이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
Sb is a grain boundary segregation element and has an effect of suppressing grain growth growth and also has an effect of improving core loss. However, since Sb has a low melting point, diffusion behavior toward the surface occurs during primary recrystallization annealing, thereby suppressing the formation of surface oxide layers. Excess addition of Sb results in the surface oxide layer formed during primary recrystallization annealing, which is the basis of base coating. On the contrary, there is a problem of worsening the grain growth inhibitory ability to grow to other aggregates not correlated with the goth aggregate, thereby damaging the secondary recrystallized aggregate and inhibiting its magnetic properties. The present inventors found that when the Sb is added to 0.01% by weight or more, the grain growth inhibitory effect is observed, and when it exceeds 0.15% by weight, the grain growth inhibitory effect is too excessive to obtain a stable secondary recrystallized microstructure. Rather, it was found that the surface oxide layer was rapidly inferior to obtain a stable base coating. Therefore, it is preferable that Sb has a range of 0.01 weight% or more and 0.15 weight% or less.
P : 0.02~0.075중량%P: 0.02 ~ 0.075% by weight
P는 결정립계에 편석하여 결정립계의 이동을 방해하고 동시에 결정립 성장을 억제하는 보조적인 역할이 가능하며, 미세조직측면에서 {110}<001>집합조직을 개선하는 효과가 있다. 본 발명의 소정의 Si함량 범위에서는 P의 함량이 0.02중량%미만이면 첨가 효과가 없으며, 0.075중량%초과 첨가하면 취성이 급격히 증가하여 압연성이 크게 나빠지므로 0.02~0.075중량%로 한정하는 것이 바람직하다.
P segregates in the grain boundary and prevents the movement of the grain boundary and at the same time has a secondary role of inhibiting grain growth, and has an effect of improving the {110} <001> aggregate structure in terms of microstructure. In the predetermined Si content range of the present invention, if the P content is less than 0.02% by weight, there is no effect of addition, and if it exceeds 0.075% by weight, brittleness increases rapidly and the rolling property is greatly deteriorated, so it is preferable to limit it to 0.02 to 0.075% by weight. Do.
Al : 0.020~0.040중량%Al: 0.020 ~ 0.040 wt%
Al은 열간압연과 열연판소둔시에 미세하게 석출된 AlN이외에도 냉간압연 이후의 소둔공정에서 암모니아 가스에 의해서 도입된 질소이온이 강 중에 고용상태로 존재하는 Al, Si, Mn과 결합하여 (Al,Si,Mn)N 및 AlN형태의 질화물을 형성함으로써 강력한 결정립 성장 억제제의 역할을 수행하게 되며, 그 함량이 0.02중량% 이하인 경우에는 형성되는 개수와 부피가 상당히 낮은 수준이기 때문에 억제제로의 충분한 효과를 기대할 수 없고, 함량이 너무 높게 되면 조대한 질화물을 형성함으로써 결정립 성장 억제력이 떨어지게 된다. 그러므로 Al의 함량을 0.020~0.040중량%로 한정한다.
Al combines with Al, Si and Mn in solid solution in the steel in which nitrogen ions introduced by ammonia gas in the annealing process after cold rolling, in addition to AlN which is finely precipitated during hot rolling and hot-rolled sheet annealing (Al, By forming nitrides of Si, Mn) N and AlN forms a strong grain growth inhibitor, when the content is less than 0.02% by weight, the number and volume of formation is considerably low level, so that the sufficient effect as an inhibitor Unexpectedly, if the content is too high, coarse nitrides are formed, which lowers grain growth inhibition. Therefore, the content of Al is limited to 0.020 ~ 0.040% by weight.
Mn : 0.20중량%이하Mn: 0.20% by weight or less
Mn은 Si과 동일하게 비저항을 증가시켜 와전류손을 감소시킴으로써 전체 철손을 감소시키는 효과도 있으며, Si과 함께 질화처리에 의해서 도입되는 질소와 반응하여 (Al,Si,Mn)N의 석출물을 형성함으로써 1차재결정립의 성장을 억제하여 2차재결정을 일으키는데 중요한 원소이다. 그러나, 0.20중량% 이상 첨가시에는 강판 표면에 Fe2SiO4이외에 (Fe, Mn) 및 Mn 산화물이 다량 형성되어 고온소둔 중에 형성되는 베이스코팅 형성을 방해하여 표면품질을 저하시키게 되고, 고온소둔 공정에서 페라이트와 오스테나이트간 상변태를 유발하기 때문에 집합조직이 심하게 훼손되어 자기적 특성이 크게 열화되게 된다. 그러므로 Mn은 0.20중량% 이하로 한다.
Mn has the effect of reducing the total iron loss by increasing the specific resistance and reducing the eddy current loss in the same way as Si, and reacts with nitrogen introduced by nitriding treatment with Si to form precipitates of (Al, Si, Mn) N. It is an important element for causing secondary recrystallization by inhibiting growth of primary recrystallized grains. However, when 0.20% by weight or more is added, a large amount of (Fe, Mn) and Mn oxides are formed on the surface of the steel sheet in addition to Fe 2 SiO 4 , which hinders the formation of the base coating formed during high temperature annealing, thereby lowering the surface quality. Induces phase transformation between ferrite and austenite in, and the texture is severely damaged and the magnetic properties are greatly deteriorated. Therefore, Mn should be 0.20 wt% or less.
N : 0.0055중량%이하N: 0.0055% by weight or less
N은 Al과 반응하여 AlN을 형성하는 중요한 원소로서 제강단계에서 0.0055중량%이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 0.01중량%이상 첨가하게 되면 열간압연 이후의 공정에서 질소확산에 의한 블리스터(Blister)라는 표면 결함을 초래하고, 슬라브 상태에서 질화물이 너무 많이 형성되기 때문에 압연이 어려워져 차공정이 복잡해지고 제조단가가 상승하는 원인이 되기 때문에 0.0055중량%이하로 억제한다. 한편 (Al,Si,Mn)N 및 AlN등의 질화물을 형성하기 위해 추가로 필요한 N은 냉간압연 이후의 소둔공정에서 암모니아 가스를 이용하여 강 중에 질화처리를 실시하여 보강한다.
N is an important element that reacts with Al to form AlN, and is preferably added at 0.0055% by weight or less in the steelmaking step. If it is added more than 0.01% by weight, it causes surface defects called blisters due to nitrogen diffusion in the hot rolling process, and because the nitride is formed in the slab too much, rolling becomes difficult and the manufacturing process becomes complicated. Since it causes an increase, it is suppressed to 0.0055% by weight or less. On the other hand, N needed to form nitrides such as (Al, Si, Mn) N and AlN is strengthened by nitriding in steel using ammonia gas in the annealing process after cold rolling.
S : 0.0055중량%이하 S: 0.0055% by weight or less
S는 0.0055중량%이상 함유 되면 MnS의 석출물들이 슬라브내에서 형성되어 결정립 성장을 억제하게 되며, 주조시 슬라브 중심부에 편석하여 이후 공정에서의 미세조직을 제어하기가 어렵다. 또한 본 발명에서는 MnS를 결정립성장 억제제로서 사용하지 않기 때문에 S가 불가피하게 들어가는 함량 이상으로 첨가하여 석출이 되는 것은 바람직하지 않다. 따라서 S의 함량은 0.0055중량%이하로 하는 것이 바람직하다.
When S is contained in 0.0055% by weight or more, precipitates of MnS are formed in the slab to suppress grain growth, and segregation at the center of the slab during casting makes it difficult to control the microstructure in subsequent processes. In addition, in this invention, since MnS is not used as a grain growth inhibitor, it is not preferable to add more than the content which S inevitably enters and to precipitate. Therefore, the content of S is preferably 0.0055% by weight or less.
본 발명에 따른 실시예에서의 불안정한 탈탄거동에 따른 집합조직 열화 및 그에 따른 자성 열화문제를 해결하기 위한 제조방법은 다음과 같다.
In the embodiment according to the present invention is a manufacturing method for solving the texture deterioration and the magnetic deterioration problem according to the unstable decarburization behavior is as follows.
열간압연 전 슬라브를 재가열할 경우 고용되는 N 및 S가 불완전 용체화되는 소정의 온도 범위에서 하는 것이 바람직하다. 만약 N 및 S가 완전용체화될 경우 열연판 소둔 열처리 후 질화물이나 황화물이 미세하게 다량 형성됨으로써 후속공정인 1회 강냉간압연이 불가능하게 되어 추가적인 공정이 필요하게 되기 때문에, 제조원가가 상승하는 문제점이 발생할 수 있으며, 또한 1차 재결정립 크기가 상당히 미세하게 되기 때문에 적절한 2차재결정을 발현할 수 없게 될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 소강내 함유된 N의 총량을 제어하는 것보다 슬라브 재가열에 의해 재고용되는 N의 고용량을 제어하는 것이 더 중요하다. 즉, 재고용되는 N이 탈탄 질화 소둔 공정에서 형성되는 추가적인 AlN의 크기와 양을 좌우하게 되며, AlN의 크기가 동일할 경우 양이 너무 많으면 결정립 성장 억제력이 증가하여 고스집합조직으로 이루어져있는 적합한 2차 재결정 미세조직을 얻을 수 없게 된다. 반대로 양이 너무 적으면 1차 재결정 미세조직의 결정립 성장 구동력이 증가하게 되어 상술한 현상과 유사하게, 적절한 2차 재결정 미세조직을 얻을 수가 없게 된다. 따라서, 슬라브 재가열을 통해 소강내에 재고용되는 N의 함량은 20~50ppm이 바람직하다. 재고용되는 N의 함량은 소강내에 함유되어 있는 Al의 함량을 고려해야 하며, 이는 결정립 성장 억제제로 사용되는 질화물이 (Al,Si,Mn)N 및 AlN이기 때문이다. 상기 고용되는 N의 함량을 제어하기 위한 슬라브 재가열 온도는 강중에 포함된 Al 함량을 고려하여 설정될 수 있는데, 본 발명에서 바람직하게 포함될 수 있는 Al 함량을 고려하면 상기 재가열 온도는 1050~1250℃인 것이 보다 유리하다.When reheating the slab before hot rolling, it is desirable to have it in a predetermined temperature range in which the solid solution N and S are incompletely solidified. If N and S are completely dissolved, a large amount of nitrides or sulfides are formed after the hot-rolled sheet annealing heat treatment, so that one-time cold-rolling, which is a subsequent process, becomes impossible and additional processes are required. It may also occur and may not be able to express an appropriate secondary recrystallization since the primary recrystallization size becomes quite fine. Therefore, in the embodiment according to the present invention, it is more important to control the high capacity of N reused by slab reheating than to control the total amount of N contained in the steel cavity. In other words, the re-used N depends on the size and amount of additional AlN formed in the decarbonation annealing process, and if the amount of AlN is the same, if the amount is too large, the grain growth inhibitory force is increased so that a suitable secondary layer composed of a goth aggregate structure is formed. No recrystallized microstructure can be obtained. On the contrary, if the amount is too small, the crystal growth driving force of the primary recrystallized microstructure is increased, so that an appropriate secondary recrystallized microstructure can not be obtained similarly to the above-mentioned phenomenon. Therefore, the content of N that is restocked in the steel through slab reheating is preferably 20 ~ 50ppm. The amount of reused N should be considered in consideration of the content of Al contained in the liquefied natural gas, because the nitrides used as the grain growth inhibitors are (Al, Si, Mn) N and AlN. The slab reheating temperature for controlling the content of the solid solution N may be set in consideration of the Al content contained in the steel, considering the Al content that may be preferably included in the present invention, the reheating temperature is 1050 to 1250 ° C. It is more advantageous.
순수 3%규소강판의 Al과 N과의 고용도와 관련하여 상관관계식은 Iwayama가 제안하였으며, 다음과 같다.
The correlation equation for the employment of Al and N in pure 3% silicon steel is proposed by Iwayama.
log[%Al][%N]= -10062/T(K) + 2.72
log [% Al] [% N] = -10062 / T (K) + 2.72
예를 들어 산가용성 알루미늄이 0.028중량%, N이 0.0050중량%임을 가정하였을 때 Iwayama식에 의한 이론고용온도는 1258℃로서 이와 같은 전기강판의 슬라브를 가열하기 위해서는 1300℃로 가열해야만 한다. 슬라브를 1280℃ 이상으로 가열하게 되면 강판에 저융점의 규소와 기지금속인 철의 화합물인 Fayalite가 생성되면서 강판의 표면이 녹아내려 열연작업성이 매우 어려워지고 녹아내린 쇳물로 인한 가열로 보수가 증가하게 된다. 상술한 이유 즉 가열로 보수 및 냉간압연과 1차재결정 집합조직의 적절한 제어가 가능한 불완전 용체화를 하기 위해서는 1250℃ 이하의 온도로 슬라브를 재가열하는 것이 바람직하다.
For example, assuming that the acid-soluble aluminum is 0.028% by weight and N is 0.0050% by weight, the theoretical employment temperature according to Iwayama's equation is 1258 ° C, which must be heated to 1300 ° C to heat the slab of such steel sheet. When slab is heated above 1280 ℃, Fayalite, which is a compound of low melting point silicon and base metal iron, is formed on the steel sheet, which melts the surface of the steel sheet, making the hot roll workability very difficult and repairing by heating due to melted molten water increases. Done. It is preferable to reheat the slab to a temperature of 1250 ° C. or lower in order to achieve incomplete solution capable of repairing the furnace, cold rolling, and proper control of the primary recrystallized texture.
열간압연된 열연판내에는 응력에 의해서 압연방향으로 연신된 변형조직이 존재하게 되며 열연중에 AlN이나 MnS등이 석출하게 된다. 그러므로, 냉간압연 전에 균일한 재결정 미세조직과 미세한 AlN의 석출물 분포를 갖기 위해서는 다시 한번 슬라브 가열온도 이하까지 열연판을 가열하여 변형된 조직을 재결정시키고 또한 충분한 오스테나이트상을 확보하여 AlN 및 MnS과 같은 결정립 성장 억제제의 고용을 촉진하는 것이 중요하다. 따라서 열연판은 오스테나이트 분율을 최대로 가져가기 위해서 900~1200℃까지 가열하고, 균열 열처리를 실시한 후 냉각하는 방법을 취하는 것이 바람직하다. 상술한 열처리 패턴을 적용한 후 열연판 소둔 열처리 후 스트립(strip)내의 석출물 평균크기는 200~3000Å의 범위를 갖게 된다.
In the hot rolled hot rolled sheet, there is a strain structure drawn in the rolling direction due to stress, and AlN or MnS is precipitated during hot rolling. Therefore, in order to have a uniform recrystallized microstructure and fine AlN precipitate distribution before cold rolling, the hot rolled sheet is once again heated to below the slab heating temperature to recrystallize the deformed structure and to secure sufficient austenite phase such as AlN and MnS. It is important to promote the employment of grain growth inhibitors. Therefore, in order to bring the austenite fraction to the maximum, the hot rolled sheet is preferably heated to 900 to 1200 ° C, subjected to a crack heat treatment, and then cooled. After applying the heat treatment pattern described above, the average size of precipitates in the strip after hot-rolled annealing heat treatment has a range of 200 to 3000 Pa.
열연판 소둔 후에는 리버스(Reverse) 압연기 또는 탠덤(Tandem) 압연기를 이용하여 0.10mm이상 0.50mm이하의 두께로 냉간압연을 실시하며, 중간에 변형된 조직의 풀림열처리를 하지 않고 초기 열연두께에서 바로 최종제품의 두께까지 압연하는 1회 강냉간압연이 바람직하다. 1회 강냉간압연으로 {110}<001>방위의 집적도가 낮은 방위들은 변형방위로 회전하게 되고 {110}<001>방위로 가장 배열이 잘된 고스결정립들만 냉간압연판에 존재하게 된다. 따라서 2회 이상의 압연방법에서는 집적도가 낮은 방위들도 냉간압연판에 존재하게 되어 최종 고온소둔시에 같이 2차재결정하게 되어 자속밀도와 철손이 낮은 특성을 얻게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서의 냉간압연은 1회 강냉간압연으로 냉간압연율이 87%이상으로 압연하는 것이 가장 바람직하다.
After annealing the hot rolled sheet, cold rolling is performed to a thickness of 0.10mm or more and 0.50mm or less by using a reverse rolling mill or tandem rolling mill. Preferred cold rolled one-time rolling to the thickness of the final product is preferred. In the single cold rolling, the low-density orientations of the {110} <001> orientation rotate in the deformation direction, and only the best aligned Goth grains in the {110} <001> orientation exist in the cold rolled sheet. Therefore, in two or more rolling methods, orientations with low integration are also present in the cold rolled plate, and thus secondary recrystallization is performed at the time of final high temperature annealing, thereby obtaining low magnetic flux density and low iron loss. Therefore, the cold rolling in the embodiment according to the present invention is most preferably rolled to a cold rolling rate of 87% or more by one cold rolling.
이렇게 냉간압연된 판은 탈탄과 변형된 조직의 재결정 및 암모니아 가스를 사용한 질화처리를 수행하게 된다. 그리고 암모니아 가스를 사용하여 강판에 질소이온을 도입하여 주석출물인 (Al,Si,Mn)N 및 AlN등의 질화물을 형성하는데 있어, 탈탄 및 재결정을 마치고 암모니아 가스를 사용하여 질화처리하거나, 또는 탈탄과 동시에 질화처리를 같이 할 수 있도록 암모니아 가스를 동시에 사용하는 방법 어느 것이나 본 발명의 효과를 발휘하는데 문제가 없다. 한편 탈탄질화소둔 공정에서 습윤분위기의 수분은 지철과 지철에 함유되어 있는 Si와 반응하여 산화층을 형성하게 되며, 만약 표층부 산화층이 필요 이상으로 과도하게 치밀하게 형성되면, 기지금속 내부의 탄소가 기지금속 외부로 원활히 배출되지 못하게 되며, 이로 인해 페라이트 및 오스테나이트간 상변태가 지속적으로 일어나게 되어 1차재결정 집합조직 즉, 자기적 특성 확보에 반드시 필요한 {110} 고스집합조직과 고스집합조직의 효과적인 성장에 필요한 {112} 및 {411}집합조직이 모두 급격히 훼손되게 된다. 상술한 표층부 산화층은 SiO2 및 Fe2SiO4산화층으로 주로 구성되어 있으며, 전술한 산화층들의 조성 및 형상은 탈탄질화소둔 공정의 가열대 및 균열대에서 제어하게 되므로, 상기 구간별 산화능 제어가 매우 중요하다.This cold rolled plate is subjected to decarburization, recrystallization of deformed tissue and nitriding with ammonia gas. In order to form nitrides such as (Al, Si, Mn) N and AlN by introducing nitrogen ions into the steel sheet using ammonia gas, after decarburization and recrystallization, nitriding is carried out using ammonia gas, or decarburization. Either method of using ammonia gas at the same time so as to perform nitriding treatment at the same time is not a problem in achieving the effect of the present invention. On the other hand, in the decarbonation annealing process, the moisture in the wet atmosphere reacts with the Si contained in the ground iron and the ground iron to form an oxide layer. If the surface oxide layer is excessively dense than necessary, the carbon inside the base metal becomes a base metal. It is not discharged to the outside smoothly, and as a result, phase transformation between ferrite and austenite occurs continuously, which is necessary for the effective growth of the primary recrystallized aggregate structure, {110} goth aggregate tissue and goth aggregate tissue, which are essential for securing magnetic properties. Both {112} and {411} aggregates are rapidly damaged. The above-described surface layer oxide layer is mainly composed of SiO 2 and Fe 2 SiO 4 oxide layer, the composition and shape of the above-described oxide layer is controlled in the heating zone and crack zone of the decarbonation annealing process, it is very important to control the oxidation performance of each section. .
상기와 같은 탈탄거동 및 표면품질의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자들은 탈탄질화 소둔 공정에서 상온으로부터 550℃까지의 승온구간에서는 질소가스(N2)를 25~100%분위기로 유지하면서 산화능(PH20/PH2)를 0.9~2.3로 제어하고, 550℃이상부터 균열 구간 직전까지의 가열대에서의 산화능(PH20/PH2)을 0.15~0.6로 제어하고, 균열대에서 시행하는 균열구간에서는 0.4~0.7로 제어한다.In order to solve the problems of decarburization behavior and surface quality as described above, the inventors of the present invention, while maintaining the nitrogen gas (N 2 ) in the 25 ~ 100% atmosphere in the elevated temperature range from room temperature to 550 ℃ in the decarbonation annealing process (P) H20 / P H2 ) is controlled to 0.9 to 2.3, and the oxidizing capacity (P H20 / P H2 ) in the heating zone from 550 ° C to just before the crack section is controlled to 0.15 to 0.6, and 0.4 in the crack section to be performed at the crack zone. Control to ~ 0.7.
상온으로부터 550℃까지의 승온구간에서 산화능이 0.9보다 작으면, 탈탄반응에 필요한 수분이 충분히 공급되지 못하여 탈탄이 지연되게 될 뿐만 아니라 고온소둔을 통해 얻어지는 포스테라이트에 필수적인 SiO2가 충분히 형성되지 못하여 최종제품의 표면품질이 악화된다. 한편 상온으로부터 550℃까지의 승온구간에서 산화능이 2.3보다 높으면 기지금속의 표면에 과도하게 치밀한 산화층이 형성되게 되어 탈탄거동이 지연되게 될 뿐만 아니라, 탈탄소둔판의 표면 산화층에 최종제품의 표면산화층에 존재하는 산화성 결함인 산화제일철, 삼산화제이철, 사산화제삼철 등의 산화물이 기지금속 표면에 과도하게 형성되어 최종제품의 표면품질을 악화시키게 된다. If the oxidation capacity is less than 0.9 in the temperature increase range from room temperature to 550 ° C., the decarburization is not sufficiently supplied and the decarburization is delayed, and SiO 2 which is essential for the forsterite obtained through high temperature annealing is not formed. The surface quality of the final product is deteriorated. On the other hand, if the oxidation capacity is higher than 2.3 in the temperature range from room temperature to 550 ° C, an excessively dense oxide layer is formed on the surface of the base metal, which delays the decarburization behavior, and the surface oxide layer of the decarbonized annealing plate on the surface oxide layer of the final product. Oxides such as ferric oxide, ferric trioxide, and ferric tetraoxide, which are present, are excessively formed on the surface of the base metal, thereby deteriorating the surface quality of the final product.
또한, 550℃이상부터 균열구간 직전까지의 가열대에서의 산화능이 0.15보다 작으면, 분위기 가스 중의 산소의 빠른 확산속도에 비해 산소의 공급이 원활하지 못하여 탈탄이 지연되며, 0.6보다 크면 탈탄소둔판의 표면산화층에 외부산화층이 과도하고 치밀하게 형성되어 분위기 가스의 산소가 기지금속으로 원활히 확산되지 못하여 탈탄거동이 지연될 수 있다. 또한, 상기한 과도하고 치밀한 외부산화층으로 인해 탈탄소둔판의 표면산화층에 최종제품의 표면산화층에 존재하는 산화성 결함인 산화제일철, 삼산화제이철, 사산화제삼철 등의 산화물이 기지금속 표면에 과하게 형성되어 최종제품의 표면품질을 악화시키게 된다. In addition, if the oxidation capacity in the heating zone from 550 ° C. to just before the crack section is less than 0.15, the oxygen supply is not smooth due to the rapid diffusion rate of oxygen in the atmosphere gas, and the decarburization is delayed. The external oxide layer is excessively and densely formed in the surface oxide layer, so that oxygen of the atmosphere gas cannot be smoothly diffused into the base metal, and thus decarburization behavior may be delayed. In addition, due to the excessive and dense external oxide layer, oxides such as ferric oxide, ferric trioxide, and ferric tetraoxide, which are oxidative defects present in the surface oxide layer of the final product, are excessively formed on the surface of the base metal in the surface oxide layer of the decarbonized annealing plate. The surface quality of the product is deteriorated.
그리고, 균열대에서의 산화능이 0.4보다 작으면 최종제품의 자기시효 효과에 영향을 미치는 탄소가 충분히 빠지지 않기 때문에, 고온소둔 후 자기적 특성에는 큰 영향이 없지만 응력제거열처리 후 제품 사용 중에는 자기시효 효과가 점진적으로 높아져서 자기적 특성이 나빠지게 된다. 또한 0.7보다 높으면 과도하게 치밀한 외부산화층이 형성되어 추가적인 탈탄을 방해하게 되어 전술한 효과와 마찬가지로 자기시효 효과가 높아져 최종제품의 사용중 지속적인 자성열화를 야기하게 된다.In addition, if the oxidation capacity in the crack is less than 0.4, the carbon which affects the self-aging effect of the final product is not sufficiently released. Therefore, there is no significant effect on the magnetic properties after high temperature annealing, but the self-aging effect during the use of the product after stress relief heat treatment. Gradually increases and the magnetic properties deteriorate. In addition, if it is higher than 0.7, an excessively dense external oxide layer is formed, which hinders further decarburization, and thus, as in the above-described effect, the self aging effect is increased, causing continuous magnetic deterioration during use of the final product.
본 발명의 실시예에 따르면 결정립 성장 구동력의 증가 인자가 결정립 성장 억제력의 증가 인자보다 더욱 강하게 작용하면, 2차 재결정이 빠르게 일어나려 하는 경향이 강하다. 상술한 Sb, P 등의 입계편석 원소를 첨가하게 되면 결정립 성장 억제력이 1차재결정 미세조직 형성 중에 영향을 미쳐 통상적인 온도범위에서 소둔열처리하게 되면, 일반적인 성분계에서 얻을 수 있는 미세조직의 크기보다 미세하게 된다. 즉, 일반적인 성분계에서보다 결정립 성장 구동력이 강할 수 있으므로, 통상적인 온도범위보다 약간 높은 온도에서 1차재결정 미세조직을 안정화시킬 필요가 있다. 따라서 본 발명은 탈탄소둔 온도범위를 통상적인 경우에 비해 10℃ ~ 30℃이상 높은 온도범위인 800~950℃ 정도로 설정할 필요가 있다. 강판의 소둔온도가 800℃ 이하로 낮으면 통상적인 성분계에 비해 결정립 크기가 너무 작게 되어 결정립 성장 구동력이 증가하게 되고, 탈탄에 소요되는 시간이 낮은 온도에서의 소둔열처리로 인해 장시간이 소요되어 생산이 저하되고, 강판의 표면에 Fe2SiO4가 상당히 치밀하게 형성되어 탈탄 및 내부산화층 형성이 지연되고, SiO2산화층이 좁은 영역에서 치밀하게 형성되어 베이스코팅 결함이 발생하게 된다. 한편, 950℃ 이상으로 가열하게 되면 재결정립들과 질화물들이 조대하게 성장하여 결정성장 구동력이 저하되어 안정된 2차재결정이 형성되지 않는다. 본 발명에서 제시하는 성분계에 있어서 결정립 성장 구동력과 결정립 성장 억제력의 밸런스(balance)를 적절하게 할 수 있는 1차 재결정립 크기는 18~25㎛ 정도가 바람직하다. 그리고 소둔시간은 본 발명의 효과를 발휘하는데 크게 문제가 되지 않지만 생산성을 감안하여 통상 5분 이내에서 처리하는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, if the increase factor of grain growth driving force acts more strongly than the increase factor of grain growth suppression force, the secondary recrystallization tends to occur quickly. When grain boundary segregation elements such as Sb and P are added, the grain growth inhibitory influences during the formation of the primary recrystallized microstructure. When the annealing heat treatment is performed in the normal temperature range, the grain size is smaller than the size of the microstructure obtained in the general component system. Done. That is, since the grain growth driving force may be stronger than in the general component system, it is necessary to stabilize the primary recrystallized microstructure at a temperature slightly higher than the normal temperature range. Therefore, in the present invention, it is necessary to set the decarbonized annealing temperature range of about 800 ° C to 950 ° C, which is a temperature range of 10 ° C to 30 ° C or higher as compared with a conventional case. When the annealing temperature of the steel sheet is lower than 800 ° C, the grain size becomes too small compared to the conventional component system, and the driving force for grain growth is increased, and the time required for the decarburization is long due to the annealing heat treatment at low temperature. Deterioration, Fe 2 SiO 4 is formed on the surface of the steel sheet considerably densely, delayed decarburization and internal oxide layer formation, SiO 2 oxide layer is formed densely in a narrow area, the base coating defects occur. On the other hand, when heated to 950 ° C or more recrystallized grains and nitride grows coarse, the crystal growth driving force is lowered to form a stable secondary recrystallization. In the component system proposed by the present invention, the size of the primary recrystallized grain which can appropriately balance the grain growth driving force and the grain growth suppression force is preferably about 18 to 25 µm. And the annealing time is not a big problem in achieving the effect of the present invention, but in view of productivity, it is usually preferable to process within 5 minutes.
상기와 같이 탈탄 및 질화소둔 공정에서 질화소둔은 탈탄과 동시에 이루어질 수도 있으며 탈탄이 종료한 후 별도의 과정으로 이루어질 수도 있다. 탈탄을 먼저 실시하고 이후에 질화소둔을 실시하면 Si3N4나 (Si, Mn)N 등과 같은 석출물이 형성되는데, 이러한 석출물은 열적으로 불안정하여 쉽게 분해되고 그 결과 억제제로서의 역할을 잘 수행하지 못하므로 AlN이나 (Al, Si)N 등의 석출물로 변화시키기 위해 장시간 고온에서 유지할 필요가 있다. 반면, 탈탄과 동시에 질화소둔을 실시하면 상기 AlN이나 (Al,Si)N이 동시에 형성되므로 긴 처리시간을 요하지 않는다는 장점이 있다. 따라서, 탈탄과 동시에 질화소둔을 실시하는 것이 유리하다.
In the decarburization and nitride annealing process as described above, annealing may be performed simultaneously with decarburization or may be performed as a separate process after decarburization is completed. Decarburization first followed by annealing subsequently forms precipitates such as Si 3 N 4 or (Si, Mn) N. These precipitates are thermally unstable and easily decomposed and consequently do not function well as inhibitors. Therefore, in order to change into precipitates, such as AlN and (Al, Si) N, it is necessary to hold | maintain at high temperature for a long time. On the other hand, when nitrided annealing is performed simultaneously with decarburization, the AlN or (Al, Si) N is formed at the same time, which does not require long processing time. Therefore, it is advantageous to carry out annealing simultaneously with decarburization.
또한, β각(각 결정립의 방위가 상기 고스방위로부터 벗어난 정도)이 약 3° 정도 벗어난 경우에 가장 낮은 철손을 나타내므로 통상적으로 방향성 전기강판을 제조할 때에는 상기 고스 방위로부터 벗어난 각도가 가급적이면 3°에 가깝도록 제조해야 한다. 이때, 다결정 소재인 전기강판의 방위는 β각의 절대값에 대하여 결정립의 면적을 고려한 면적가중평균을 구함으로써 구할 수 있다. In addition, since the β angle (the degree of orientation of each grain deviated from the goth direction) is about 3 °, the lowest iron loss is exhibited. Therefore, when manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet, the angle deviating from the goth orientation is preferably 3 It should be manufactured close to °. At this time, the orientation of the electrical steel sheet, which is a polycrystalline material, can be obtained by obtaining an area weighted average considering the area of the crystal grain with respect to the absolute value of the angle beta.
이때, 고스방위로부터 벗어난 정도는 도 1로부터 알 수 있듯이, α, β 및 γ각으로 표시되는데, 통상적으로 β각을 조절하는 것이 전기강판의 자기적 성질 제어에 효과적이라고 알려져 있다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 β각에 대하여만 설명한다.At this time, the degree of deviation from the Goss orientation is represented by?,? And? Angles, as can be seen from Fig. 1, and it is generally known that controlling the? Angle is effective for controlling the magnetic property of the electric steel sheet. Therefore, in the embodiment according to the present invention, only the? Angle will be described.
본 발명에 따른 실시예에서는 탈탄소둔 공정 중에 온도에 따른 산화능을 달리함으로써 방향성 전기강판의 자기적 특성에 영향을 미치는 고스집합조직과 압연방향의 방위관계중 하나인 베타방위(β, TD방위를 축으로 [001]방위와 RD방위간의 각도)를 3° 이내로 확보할 수 있도록 하였다. In the embodiment according to the present invention, the beta orientation (β, TD orientation), which is one of the azimuth relations in the rolling direction and the goth aggregate structure, which affects the magnetic properties of the grain-oriented electrical steel sheet by varying the oxidation ability according to the temperature during the decarbonization annealing process, The angle between [001] direction and RD direction) can be ensured within 3 °.
강판의 방위가 고스방위에 가깝도록 강판을 제조하기 위해서는 모든 결정의 방위가 상기 고스방위에 일치할수록 유리한데, 강 슬라브를 압연하여 제조하는 전기강판은 그 제조과정상 필연적으로 다결정계 조직을 가지게 되고 결정의 방위는 각각의 결정마다 다르게 분포하기 때문에 이를 고스방위에 가깝도록 하기 위해서는 별도의 공정이 필요하다. 일반적으로 다결정계 조직의 강판을 재결정화하여 고스 조직에 가까운 결정만 존재하도록 하는 재결정 과정을 거치게 된다.
In order to manufacture the steel sheet so that the orientation of the steel sheet is close to the goth direction, it is advantageous that the orientations of all the crystals coincide with the goth direction, and the electrical steel sheet manufactured by rolling the steel slab inevitably has a polycrystalline structure in the manufacturing process. Since the orientation of is distributed differently for each crystal, a separate process is needed to bring it closer to the Goth orientation. In general, a recrystallization process of recrystallizing the steel sheet of the polycrystalline structure so that only crystals close to the goth structure exist.
또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 통상적으로 방향성 전기강판의 제조시 강판에 MgO를 기본으로 하는 소둔분리제를 도포한 후 장시간 최종소둔하여 2차 재결정을 일으킴으로써 강판의 {110}면이 압연면에 평행하고, <001>방향이 압연방향에 평행한 {110}<001> 집합조직을 형성하여 자기특성이 우수한 방향성 전기강판을 제조한다. 최종소둔의 목적은 크게 보면 2차 재결정에 의한 {110}<001> 집합조직 형성, 탈탄시 형성된 산화층과 MgO의 반응에 의한 유리질 피막형성으로 절연성 부여, 자기특성을 해치는 불순물의 제거이다. 최종소둔의 방법으로는 2차 재결정이 일어나기 전의 승온구간에서는 질소와 수소의 혼합가스로 유지하여 입자성장 억제제인 질화물을 보호함으로써 2차 재결정이 잘 발달할 수 있도록 하고, 2차 재결정이 완료된 후에는 100% 수소분위기에서 장시간 유지하여 불순물을 제거한다.
In addition, in the embodiment according to the present invention, the {110} plane of the steel sheet is usually rolled by applying an annealing separator based on MgO to the steel sheet in the manufacture of the grain-oriented electrical steel sheet, followed by final annealing for a long time to cause secondary recrystallization. A grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties was formed by forming a {110} <001> texture in parallel with the <001> direction and parallel to the rolling direction. The objective of the final annealing is largely the formation of {110} < 001 > texture by secondary recrystallization, the formation of a vitreous film by the reaction of the oxide layer and MgO formed during decarburization, and the removal of impurities which impair magnetic properties. As the final annealing method, the nitride is inhibited by keeping the mixed gas of nitrogen and hydrogen at the temperature rising period before the secondary recrystallization, so that the secondary recrystallization can be well developed, and after the secondary recrystallization is completed It is kept in a 100% hydrogen atmosphere for a long time to remove impurities.
상기에서 살펴본 본 발명에 따른 실시예는 통상의 기준기술에 기술된 Si함량보다 높은 Si함량을 갖는 전기강판 및 그 제조방법을 제공하기 위하여 강 슬라브를 소정의 온도범위에서 재가열하는 단계, 재가열된 강 슬라브를 열간압연하고 소정의 온도범위에서 열연판 소둔열처리를 하는 단계, 소정의 두께로 냉간압연하고 소정의 온도범위와 산화능 분위기에서 탈탄소둔 및 질화소둔하는 1차재결정 소둔단계, 1차재결정 미세조직을 갖는 강판에 대해 2차재결정을 일으키는 최종소둔 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The embodiment according to the present invention as described above is a step of reheating the steel slab in a predetermined temperature range to provide an electrical steel sheet having a Si content higher than the Si content described in the conventional reference technology and a method for manufacturing the same, reheated steel Hot rolling the slab and subjecting the hot-rolled sheet annealing heat treatment to a predetermined temperature range, cold rolling to a predetermined thickness, primary recrystallization annealing step to decarbonize and anneal annealing at a predetermined temperature range and oxidizing atmosphere, primary recrystallization microstructure It characterized in that it comprises a final annealing step for causing secondary recrystallization for the steel sheet having a.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter will be described in more detail with respect to the embodiment according to the present invention.
Si:3.3중량%, C:0.055중량%, Mn:0.100중량%, S:0.0046중량%, N:0.0048중량%, Sol-Al:0.029중량%, P:0.042중량%, Sb : 0.032중량%를 첨가하고, 나머지 성분은 잔부 Fe와 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 함유하는 방향성 전기강판을 진공 용해한 후 잉곳(ingot)을 만들고, 이어서 1200℃의 온도로 가열한 다음 두께 2.3mm로 열간압연하였다. 열연판은 1050℃의 온도로 가열한 후 950℃에서 180초간 유지하고 물에 급냉하였다. 열연판소둔판은 산세한 후 0.23mm 두께로 1회 강냉간압연하고, 냉간압연된 판은 870℃의 온도로 습한 수소와 질소 및 암모니아 혼합가스분위기 속에서 180초간 유지하여 질소함량이 200ppm이 되도록 동시 탈탄 질화소둔 열처리하였다. 탈탄질화소둔 열처리를 할 때 550℃이하, 550℃이상 870℃미만, 870℃의 산화능을 표 1과 같이 달리하여 제어하였다.Si: 3.3 wt%, C: 0.055 wt%, Mn: 0.100 wt%, S: 0.0046 wt%, N: 0.0048 wt%, Sol-Al: 0.029 wt%, P: 0.042 wt%, Sb: 0.032 wt% After addition, the remaining components were vacuum-dissolved in a oriented electrical steel sheet containing the remaining Fe and other inevitably contained impurities to make an ingot, and then heated to a temperature of 1200 ℃ and hot rolled to a thickness of 2.3mm. The hot rolled sheet was heated to a temperature of 1050 ℃ and then maintained at 950 ℃ for 180 seconds and quenched in water. The hot rolled annealing plate is pickled and cold rolled once to 0.23mm thickness, and the cold rolled plate is maintained at a temperature of 870 ° C for 180 seconds in a humid hydrogen, nitrogen and ammonia mixed gas atmosphere so that the nitrogen content is 200ppm. Simultaneous decarburization annealing heat treatment was performed. When the decarbonation annealing heat treatment was carried out by controlling the oxidation ability of 550 ℃ or less, 550 ℃ or more and less than 870 ℃, 870 ℃ differently as shown in Table 1.
이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포하여 코일상으로 최종소둔하였다. 최종소둔은 1200℃ 까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1200℃ 도달 후에는 100%수소분위기에서 10시간 이상 유지후 노냉하였다. 탈탄질화소둔 중 산화능 조건에 따른 표면품질, 탈탄판 산화층 두께 및 자기적 특성(W17/50)을 측정한 값은 표 1과 같다.
MgO, an annealing separator, was applied to the steel sheet and finally annealed into a coil. The final annealing was performed at a mixed atmosphere of 25% nitrogen + 75% hydrogen up to 1200 ° C. After reaching 1200 ° C, the annealing was carried out in a 100% hydrogen atmosphere for 10 hours or more, and then the furnace was cooled. Table 1 shows the measured values of the surface quality, the thickness of the decarburized oxide layer and the magnetic properties (W17 / 50) in accordance with the oxidizing ability conditions during the decarburization annealing.
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 550℃이하의 승온구간, 가열대, 균열대에서의 산화능을 각각 0.9~2.3, 0.15~0.6, 0.4~0.7로 제어한 발명재가 비교재와 비교할 때 철손이 현저히 낮아졌음을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, the iron loss is significantly lower than the comparative material, which is controlled by the oxidizing ability of the heating zone, the heating zone, and the crack zone of 550 ° C. or below at 0.9 to 2.3, 0.15 to 0.6, and 0.4 to 0.7, respectively. It can be seen that.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
Claims (9)
상기 강 슬라브를 재가열, 열간압연, 열연판 소둔 및 냉간압연을 실시하여 강판을 제조하는 단계;
상기 강판에 대하여 상온에서 550℃까지의 승온구간에서는 산화능을 0.9~2.3으로, 가열대에서의 산화능(PH20/PH2)을 0.15~0.6, 균열대에서의 산화능을 0.4~0.7로 제어하는 탈탄소둔 및 질화소둔을 실시하는 단계; 및
상기 탈탄소둔 및 질화소둔된 강판에 대하여 최종소둔하는 단계;
를 포함하는 방향성 전기강판 제조방법.Si: 2.0 to 4.0% by weight, Sb: 0.01 to 0.15% by weight, P: 0.02 to 0.075% by weight, N: 0.550% by weight or less (not including 0% by weight), S: 0.0055% by weight or less (0% by weight) ), Acid-soluble Al: 0.020 to 0.040% by weight, Mn: 0.20% by weight or less (0% by weight), C: 0.04 to 0.07% by weight, the balance of Fe and other unavoidable impurities Preparing a containing steel slab;
Preparing a steel sheet by reheating, hot rolling, annealing and cold rolling the steel slab;
Decarbonization annealing to control the oxidizing capacity of 0.9 ~ 2.3 in the heating zone from room temperature to 550 ℃, 0.15 to 0.6 in the heating zone (P H20 / P H2 ), 0.4 ~ 0.7 in the crack zone with respect to the steel sheet And performing annealing; And
Final annealing with respect to the decarbonized and annealed steel sheet;
Wherein the method comprises the steps of:
상기 균열대의 온도는 800~950℃인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.The method of claim 1,
Method for producing a grain-oriented electrical steel sheet characterized in that the temperature of the crack zone is 800 ~ 950 ℃.
상기 냉간압연은 중간소둔을 실시하지 않은 1회 강냉간압연인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.The method of claim 1,
The cold rolling is a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that the one-time cold cold rolling not subjected to the intermediate annealing.
상기 최종소둔 후 베타(β)각이 3°이내인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.The method of claim 1,
Method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that the beta (β) angle after the final annealing within 3 °.
상기 열연판 소둔은 900~1200℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.The method of claim 1,
The hot rolled sheet annealing method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that carried out at 900 ~ 1200 ℃.
상기 탈탄소둔 및 질화소둔한 후의 평균결정립의 크기는 18~25㎛인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.The method of claim 1,
A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that the average grain size after the decarbonization and nitride annealing is 18 ~ 25㎛.
상기 강 슬라브의 재가열은 1050~1250℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법The method of claim 1,
Reheating of the steel slab is a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that carried out at 1050 ~ 1250 ℃
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