KR101523079B1 - 규소강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 규소강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로, C: 0.05%이하, N: 0.05%이하, Si: 4~7%, Al: 0.1~3%, Si+Al: 5~7%이고, 나머지 Fe로 구성되는 규소강 용탕을 질소 또는 아르곤 분위기하에서 5mm이하의 스트립을 주조하고, 상기 스트립을 100℃/초 ~ 250℃/초의 승온속도로 900~1200℃까지 승온시켜 비산화성 분위기에서 열처리한 다음 급냉한 다음, 중간소둔을 포함하는 온간압연을 실시하는 규소강판 제조방법 및 규소강판이 개시된다.

Description

규소강판 및 그 제조방법{SILICON STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 규소강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제강 단계에서 규소를 함유한 스트립캐스팅으로 제조한 후, 급속 승온과정을 포함하는 열처리 후, 중간소둔을 포함한 온간압연을 실시하고 최종소둔하는 규소강판 제조방법 및 규소강판에 관한 것이다.

규소를 함유한 전기강판은 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심 재료로 사용된다. 전기강판은 자속밀도와 철손이 뛰어난 것이 요구되고 있다. 자속밀도가 클수록 같은 성능을 구현하는데 드는 철심의 양이 적으므로 전기기기의 소형화가 가능하고, 철손이 작을수록 에너지 손실이 작다.

에너지 손실을 일으키는 철손은 와전류손실과 히스테리시스 손실로 구성된다. 교류에서 주파수가 증가할수록 와전류 손실이 커진다. 와전류 손실은 철심에 자장이 유도될 때 생기는 와전류에 의한 발열이므로 이의 감소를 위해 규소를 첨가한다.

만약, 규소의 함량이 6.5%까지 첨가되면 소음의 원인이 되는 자왜(magnetostriction)가 0으로 줄어들고 투자율이 최대값을 보이며, 규소함량이 6.5%가 되면 고주파특성이 매우 좋아진다. 이러한 고규소강의 우수한 자기적 특성을 이용하여 신재생 에너지 발전 장치에 들어가는 인버터와 리액터, 가스터빈용 발전기 유도가열장치, 무정전 전원장치의 리액터 등 고부가가치 전기기기의 용도에 적용이 가능하다.

6.5%Si를 함유한 고규소강판은 자기적 성질이 우수하지만 Si가 3.5%이상이 되면 통상의 방법으로는 냉간압연이 불가능하다. 따라서, 통상의 열간압연-냉간 또는 온간압연으로 고규소강판을 제조하는 것이 불가능하므로 다른 방법으로 자기적 성질이 우수한 고규소강판을 제조하는 것이 시도되었다.

종래의 고규소강판을 제조할 수 있는 방법으로 알려진 기술들은 일본 특개소56-3625호 등의 단롤 또는 쌍롤을 이용한 직접주조법이 있고, 일본 특개평 5-171281호 등과 같이 내부에 고규소강을 넣고 외부에 저규소강을 넣은 상태에서 압연하는 소위 클래드법이 시도되었으나 이런 기술들은 아직까지 상용화되지 못하고 있다.

대한민국특허공고10-0374292등에서는 분말야금법을 이용하여 고규소 강판 대신 분말로 이루어진 고규소강 블록을 만들어 고규소 강판 대체재로 사용하고 있다. 순철분말코아, 고규소강 분말코아, 샌더스트 분말코어를 복합하여 사용하고 있으나 분말이 가진 특성으로 인해 연자성 특성은 고규소 강판보다 열위하다.

6.5%Si를 함유한 고규소강판을 양산하는 기술로는 화학기상증착법(CVD, Chemicla Vapor Deposition)방법으로, 3%Si 강판에 SiCl₄를 이용하여 확산소둔시키는 일본특공소38-26263, 특공소 45-21181, 특개소 62-227078이 있다. 이러한 방법은 독성이 있는 SiCl₄를 이용해야 하고, 확산소둔하는데 시간이 많이 필요하다는 단점이 있다.

전기강판에서 규소함량이 증가할수록 규소강판의 취성이 증가하여 3.5%Si 이상의 규소를 함유하는 규소강판을 냉간압연하는 것은 불가능한 것으로 알려져 있으나, 압연온도를 높이는 소위 온간압연 방법에 의해 실험실적으로 박판으로 제조하는 시도가 있었다.

압연온도를 높이면 압연성이 개선되는 효과는 있으나 그것으로 충분하지 않다. 열간압연판을 제작하는 공정에도 많은 어려움이 있었다.

통상의 방법으로 연주를 거쳐 슬라브를 만들면 열간압연을 위해 재가열로에 장입하여 1100℃이상의 온도로 수시간 가열하는데, 연주슬라브를 재가열로에 장입할 때, 슬라브의 표면부와 중심부의 온도 차이로 인하여 크랙이 발생하고, 재가열로 추출 후 열간압연을 할 때에도 파단이 일어나기 쉽다. 6.5%Si를 함유한 강을 50Kg 진공유도용해로를 이용하여 용해한 후 밀링에 의해 200mm두께의 슬라브를 1100℃에서 1시간 30분 Ar분위기에서 가열하여 추출한 후, 즉시 열간압연하면, 열간압연 도중 열간압연판이 파단되는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 Si이 함유된 강을 스트립캐스팅, 열처리 및 온간압연을 조합하여 자기적 성질과 생산성이 매우 우수한 규소강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 중량%로, C: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), Si: 4~7%, Al: 0.1~3%, Si+Al: 5~7%이고, 나머지 Fe로 구성되는 규소강 용탕을 질소 또는 아르곤 분위기하에서 5mm이하의 스트립을 주조하는 단계; 상기 스트립을 100℃/초 ~ 250℃/초의 승온속도로 900~1200℃까지 승온시켜 비산화성 분위기에서 열처리한 다음 급냉하는 단계; 및 중간소둔을 포함하는 온간압연을 실시하는 단계를 포함하는 규소강판 제조방법이 제공될 수 있다.

상기 스트립 주조 후 열처리 전에 800℃ 이상의 온도에서 열간압연하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 급냉은 100℃까지 30℃/초 이상의 냉각속도로 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온간압연은 150℃ 이상에서 실시하는 것을 특징으로 하며, 상기 온간압연 후, 800~1200℃의 온도에서 최종열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간소둔은 1회 이상의 900~1200℃의 열처리를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 중량%로, C: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), Si: 4~7%, Al: 0.1~3%, Si+Al: 5~7%이고, 나머지 Fe로 구성되며, 두께가 5mm이하인 규소강판이 제공될 수 있다.

상기 강판을 100℃/초 이상의 냉각속도로 냉각하는 경우, 상기 강판은 150℃ 이상의 온도에서 압연가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 스트립캐스팅, 열간압연, 열연판소둔, 소둔 후 급냉 및 온간압연의 프로세스를 적절히 조합하고, Al을 첨가하여 조성을 제어함으로써, 자기적 성질이 우수하면서, 양산이 가능한 규소강판을 제조할 수 있다.

도 1은 Si-Fe 2원계 상태도를 나타낸 것이다.
도 2는 B2와 DO3의 격자구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 승온속도와 온도에 따른 규소강판의 연신율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스트립캐스팅으로 제조한 주조판의 두께별 Si 편석을 나타낸 사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명에 따른 실시예는 열간압연에서의 파단과 냉간압연에서의 취성을 동시에 극복하는 방법으로써 스트립캐스팅(Strip Casting)에 의한 박판주조와 온간압연을 조합하여 고규소강의 대량생산이 가능하도록 한다. 이때, 열간압연 후 100℃/초 이상의 급속승온 열처리 공정을 추가하여 고규소강의 압연성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 상기 스트립캐스팅을 이용하면 열간압연에서의 파단을 피할 수 있으며, 스트립캐스팅으로 열간압연에서의 파단을 피한 후, 온간압연 방법으로 0.3mm이하의 박판으로 파단없이 제조가 가능하다.

보다 구체적으로 본 발명에 따른 실시예에서는 중량%로, C: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), Si: 4~7%, Al: 0.1~3%, Si+Al: 5~7%이고, 나머지 Fe로 구성되는 규소강 용탕을 질소 또는 아르곤 분위기하에서 두께 5mm이하의 두께로 스트립을 주조하고 주조장치에서 나온 스트립을 800℃이상의 온도에서 열간압연하여 고규소강 박판을 제조한 다음, 규칙상의 생성을 방지하기 위하여 100℃/초 이상의 급속 승온을 통하여 900~1200℃의 온도로 질소, 아르곤 또는 수소와 질소의 혼합분위기의 비산화성 분위기에서 열처리한 후, 규칙상의 생성을 최대한 피하기 위하여 100℃까지 30℃/초 이상의 냉각속도로 급냉한 후, 필요에 따라 1회 이상의 900~1200℃의 열처리를 포함한 온간압연을 하는데, 온간압연온도는 150℃이상으로 하여 0.5mm이하의 최종두께로 한 후, 800~1200℃의 온도에서 최종열처리를 하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 이하에서는 본 발명에 따른 실시예에서의 성분 함량의 한정 이유에 대하여 설명하기로 한다. 특별한 언급이 없는 한 함량의 단위는 중량%이다.

C, N: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다)

상기 C, N이 각각 0.05%이상이면 취성이 심해져서 압연성이 나빠지므로 본 발명에 따른 실시예에서는 C, N의 함량을 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다)로 한정한다.

Si: 4~7%

상기 Si가 4% 보다 작으면 자성이 좋지 않고 7%를 초과하면 가공이 곤란하므로 본 발명에 따른 실시예에서의 Si의 함량은 4~7%로 한정한다.

Al: 0.1~3%

상기 Al이 0.1% 미만이면 압연성을 개선하는 효과가 없고, 3%를 초과하면 압연성에 좋지 않으므로 본 발명에 따른 실시예에서의 Al의 함량은 0.1~3%로 한정한다.

Si+Al: 5~7%

상기 Si+Al이 5% 미만이면 고주파특 성이 좋지 않고, 7%를 초과하면 가공이 곤란해지므로 본 발명에 따른 실시예에서의 Si+Al의 값은 5~7%로 한정한다.

주조 후 또는 주조 후 열간압연으로 만들어지는 스트립의 두께가 5mm이상이면 압연량을 많이 가져가야 하므로 생산성에 불리하다.

스트립캐스팅으로 주조 후, 바로 온간압연을 하는 것보다는 스트립캐스팅 후, 바로 열간압연을 하는 것이 온간압연의 부하를 줄여줄 수 있어서 바람직하다. 이는 스트립캐스팅 제조장치에 열간압연을 바로 연결하면 따로 주조판을 가열하지 않아도 되기 때문이다. 주조판을 주조 후에 바로 열간압연하는 것이 가장 바람직하지만 주조판을 냉각한 후, 별도의 라인에서 처리하는 것도 열간압연하지 않고 온간압연을 바로 실시하는 것보다 바람직하다.

본 발명에 따른 실시예에서의 열간압연은 단순히 온간압연의 부하를 줄여주는 것 외에 열간압연하여 주조조직을 파괴하여 결정립을 미세하게 하여 뒤에 실시하는 온간압연에 도움이 되도록 하기 위함이다. 이때, 열간압연온도는 800℃이상이 바람직하다.

도 1은 Si-Fe 2원계 상태도인데, 도 1을 참조하면, 800℃이하가 되면 B2상의 규칙상이 형성되기 쉽고 규칙상은 연성이 좋지 않다. 따라서, 열간압연온도가 800℃이하가 되면 취성파괴가 일어나기 쉽다.

본 발명에 따른 실시예에서 스트립캐스팅이란 수직형 쌍롤 박판 주조법으로써 용융금속을 쌍으로 구성되는 롤 또는 드럼형태의 주조장치를 통과시킴으로써 연주-슬라브재가열소둔-열간압연을 대체하여 박판으로 제조하는 방법을 의미한다. 주조시 수냉롤에 의해 급냉하는 스트립캐스팅은 주로 스테인리스강에서 적용되어 사용되고 있다.

본 발명에 따른 실시예에서는 상기 열간압연된 판을 바로 온간압연하기보다는 열처리하는 것이 바람직하다. 온간압연에 앞서 열처리를 하여 열간압연시 생성된 스트레스를 없애주고 급속승온과 급냉을 통하여 B2, DO3 규칙상의 형성을 억제하면서 A2 불규칙상의 영역에서 열처리하면 연성이 좋아진다.

A2 불규칙상에 비해 B2, DO3규칙상의 취성파괴가 잘 일어나는데, 그 이유로 두 가지를 들 수 있다.

첫째, 규칙합금 중을 운동하는 규칙격자 전위는 교차슬립하기 어렵고 그 결과 결정립계에 응력집중, 입계파괴하기 쉽기 때문이며, 둘재, 규칙합금의 입계구조가 특이하여 입내에 비해서 입계를 따라서 전파하는 크랙의 에너지가 낮으므로 입계파괴가 일어나기 쉽기 때문이다.

따라서, 고규소강판의 취성을 완화시키기 위해서는 규칙상을 회피하는 것이 중요한데, 이를 위해서는 급냉이 가장 유효하다. 특히 A2구조가 B2구조로 변화하는 800℃ 근처부터 100℃구간의 냉각속도가 중요하다. 냉각속도가 30℃/초 이상으로 냉각속도를 유지해야만 B2, DO3 구조의 생성을 최대한 피할 수 있다. 참고로, 도 2는 B2 및 DO3의 격자 구조를 도시한 것이다.

온간압연 온도에 대해서 조사한 바에 의하면 급속승온 방법을 도입하지 않은 경우 300℃가 임계온도로 나타났다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 승온속도와 온도에 따른 고규소강판의 연신율을 나타내는 그래프인데, 도 3을 참조하면, 100℃/초로 승온시 300℃이하에서는 연성이 거의 없는 것으로 나타났고, 300℃이상이면 연신이 가능하다. 100℃/초 이상의 급속승온 열처리를 거친 경우에는 150℃ 이상이면 연신이 가능한 것으로 확인되었다. 대형 코일의 내, 외부 온도편차를 고려하면 200℃ 이상에서 온간압연을 진행하는 것이 바람직하다. 100℃/초 이하의 승온속도의 경우 위와 같은 현저한 압연성 향상 효과가 나타나지 않으므로 급속승온 온도 조건은 100℃/초 이상의 승온속도가 되어야 한다.

이후, 온간압연으로 0.5mm이하의 최종두께로 얇게 만든 고규소강판을 최종열처리하여 자성을 향상시킨다. 열처리온도가 800℃이하이면 결정립의 성장이 충분하지 않아서 철손이 나빠지고, 열처리온도가 1200℃이상이면 경제성과 생산성 측면에서 바람직하지 않으므로 본 발명에 따른 실시예에서의 최종열처리 온도는 800~1200℃로 한정한다. 이때, 비산화성분위기를 사용하더라도 표면산화층이 형성되기 쉽고 이는 자구의 이동을 방해하므로 자성을 해친다.

본 발명에 따른 실시예에서는 고규소강을 대량생산하기 위한 방법으로는 스트립캐스팅과 온간압연 조합이 매우 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 종래에 고규소강판을 제조하고자 하는 시도는 여러 가지 방법으로 이루어졌지만, CVD방법으로 Si을 확산시키는 방법만이 대량생산방법으로 정착되었다. 이는 3%Si를 함유한 강을 최종두께로 냉간압연한 다음 1,100℃에서 30분 이상 SiCl₄분위기로 열처리하여 Si을 확산시키는 방법이다. 이는 인체에 유해한 염소가스를 처리해야 하고, 확산에 필요한 CVD장치가 추가로 필요한 단점이 있어서 제조원가가 매우 높다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 고규소강을 스트립캐스팅을 이용하여 열간압연 공정을 우회한 후, 후속되는 온간압연성을 높이기 위하여 100℃/초 이상의 급속승온을 통한 소둔 후, 급냉한 다음, 150℃이상의 온도에서 온간압연하여 규소강판을 제조하는 방법을 개시한다. 이하에서는 상기 세 가지 특징에 대하여 설명한다.

첫째, 상기 스트립캐스팅에 대해서 설명한다. 본 발명에 따른 실시예에서는 스트립캐스팅을 이용하여 매우 간단하게 통상의 열연판을 제조할 수 있다. 통상의 열연판 제조방법으로 고규소강을 제조하는 것은 매우 어렵다. 슬라브의 냉각과 가열시에 내외부 온도편차로 크랙이 발생하고, 규소함량이 높아서 슬라브 온도가 1200℃ 이상으로 표면온도가 증가하면 융점이 낮은 파얄라이트(fayalite)라는 Fe₂SiO₄ 화합물이 생성되어 슬라브의 표면과 측면을 침식하여 크랙발생의 씨앗이 되기 쉽다.

또한, 열간압연 중에도 심한 취성으로 크랙이 발생한다. 반면, 스트립캐스팅을 이용하면 이러한 크랙의 발생없이 1~2mm두께의 판을 직접 제조할 수 있고 스트립캐스팅과 박판용 열간압연장치를 연결하면 주조 후 바로 열간압연하여 판 두께를 더욱 낮출 수 있다. 그리고, 스트립캐스팅은 중심부에 약간의 Si 편석이 생기는데 압연성에 오히려 유리하게 작용을 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스트립캐스팅으로 제조한 주조판의 두께별 Si편석을 나타낸 사진인데, 도 4를 참조하면, 스트립캐스팅에서 일어나는 Si편석을 보여준다.

둘째, 고규소강 스트립캐스팅재의 100℃/초 이상의 급속승온을 통한 열처리에 대하여 설명한다. 스트립캐스팅재를 바로 온간압연해도 가능하지만 압연성을 더 향상시키기 위해서는 열처리에 의해 열간압연시 축적된 변형에너지를 해소하고, 급속승온과 급냉에 의해 규칙상의 생성을 피한다. 6.5%Si 성분계에서 아무리 급냉을 하더라도 완전히 규칙상 중에서 B2 구조의 형성은 피할 수 없지만 급속승온과 급냉을 조합한 열처리를 실시할 경우 그 양을 현저히 줄이는 것이 가능하다.

그리고, DO3구조는 급냉으로 완벽히 제거 가능하다. 도 3을 참조하면, 100℃/초 이상의 급속승온에 의한 압연성 향상 효과를 보여준다. 다만, 250℃/초 이상의 급속승온의 경우 고르지 못한 열변형에 의하여 판 뒤틀림이 나타나서 후속 압연공정에서의 압연성을 저하시키므로, 본 발명에 따른 실시예에서의 급속승온 온도 범위는 100℃/초 ~ 250℃/초, 더욱 바람직하게는 100℃/초 ~ 200℃/초 이하로 승온속도를 제어한다.

셋째, 온간압연에 대하여 설명한다. 고규소강의 압연온도가 변형에 미치는 영향을 면밀히 관찰한 결과, 100℃/초 이상의 급속승온 열처리를 실시한 경우 150℃ 이상이면 변형이 가능하고, 200℃이상이면 안정적으로 압연이 가능하였다.

프로세스 면에서는 상기 세 가지 조합이 압연법으로 고규소강의 제조를 가능하게 하는 것이고 성분면에서는 Si를 Al으로 일부 대체하는 것에 의해 고주파영역의 자성을 크게 해치지 않으면서 압연성을 개선하는 것이 가능하다.

Al+Si가 6.5%인 조성으로 연구를 거듭한 결과, 바람직하게는 Si 5.5% 이상의 조성에서는 자성이 거의 동등한 수준이면서 압연성은 현저히 향상되는 것으로 나타나서 압연가능온도가 급속승온을 실시하지 않은 상태에서 300℃에서 200℃로 최저온도가 낮아졌다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

중량%로 Si과 Al을 여러 가지로 변화하고, C: 0.005%, N: 0.0033%로 조성의 고규소강 합금을 수직형 쌍롤 스트립캐스터를 이용하여 두께 2.0mm로 주조하였다. 스트립캐스터에 연결된 열간압연기를 이용하여 두께 2.0mm의 주조판을 1.0mm로 열간압연하였다. 열간압연 개시온도는 1050℃이다. 열간압연된 고규소강판을 10℃/초의 승온속도로 1000℃에서 5분간 수소20%, 질소80%의 분위기로 가열한 다음, 200℃/초의 냉각속도로 상온까지 급냉하였다. 이후 염산액으로 산세를 하여 표면 산화층을 제거하였다. 열처리한 고규소강판을 400℃의 온도로 0.1mm까지 두께를 낮춘 후, 최종 자성 구현을 위해 1000℃에서 10분간, 수소 20%, 질소 80%, 이슬점 -10℃이하의 건조분위기로 소둔한 후 자성을 측정하였다. 150℃에서 압연을 실시한 경우 압하율 30%부터 시편 중앙과 모서리 모두에서 크랙이 발생하기 시작하였다.

[실시예 2]

중량%로 Si과 Al을 여러 가지로 변화하고, C: 0.005%, N: 0.0033%로 조성의 고규소강 합금을 수직형 쌍롤 스트립캐스터를 이용하여 두께 2.0mm로 주조하였다. 스트립캐스터에 연결된 열간압연기를 이용하여 두께 2.0mm의 주조판을 1.0mm로 열간압연하였다. 열간압연 개시온도는 1050℃이다. 열간압연된 고규소강판을 100℃/초의 승온속도로 1000℃에서 5분간 수소20%, 질소80%의 분위기로 가열한 다음, 200℃/초의 냉각속도로 상온까지 급냉하였다. 이후 염산액으로 산세를 하여 표면 산화층을 제거하였다. 열처리한 고규소강판을 400℃와 150℃의 온도로 0.1mm까지 두께를 낮춘 후, 최종 자성 구현을 위해 1000℃에서 10분간, 수소 20%, 질소 80%, 이슬점 -10℃이하의 건조분위기로 소둔한 후 자성을 측정하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 2와 동일한 조건으로 열간압연된 고규소강판을 250℃/초의 승온속도로 1000℃까지 가열한 경우 고르지 못한 열전달에 의한 변형으로 인하여 시편에 현저한 뒤틀림 변형이 나타나기 시작하였다.

[실시예 4]

중량%로 Si 6.3%, Al 0.3%, C 0.002%, N 0.003%를 함유한 규소강 합금을 수직형 쌍롤 스트립캐스터를 이용하여 두께 2.0mm로 주조하였다. 스트립캐스터에 연결된 열간압연기를 이용하여 두께 2.0mm의 주조판을 1.0mm로 열간압연하였다. 열간압연 개시온도는 1000℃이다. 열간압연된 고규소강판을 100℃/초의 승온속도로 1000℃에서 5분간 수소20%, 질소80%의 분위기로 가열한 다음, 냉각속도를 여러가지로 변경시켰다. 냉각속도를 800℃~100℃ 구간에서 100℃/초와 10℃/초로 두 가지로 변화시켰다. 열처리한 시편을 염산액으로 산세를 하여 표면 산화층을 제거한 후, 400℃의 온도로 온간압연하였다. 냉각속도를 100℃/초로 한 시편은 0.1mm까지 두께를 낮추는 것이 가능하나, 냉각속도가 10℃/초인 시편은 압연율이 50%를 초과하게 되면 모서리부에 크랙이 발생하기 시작한다. 냉각속도가 느린 경우에는 압연하고 난 뒤, 열처리를 하더라도 규칙상의 존재는 없어지지 않으므로 추가 열처리를 하더라도 압연성은 개선되지 않았다.

제조조건별 압연성, 자속밀도, 철손 비교

	Si(wt%)	Al(wt%)	열처리 승온속도	압연성 (400℃)	압연성 (150℃)	자성
						B50(T)	W10/400(W/kg)	W10/1000(W/kg)
비교재1	7.2	무첨가	10℃/초	불량	불량	1.53	6.55	22.8
비교재2	6.55	0.5	10℃/초	보통	불량	1.61	5.86	20.2
발명재1	6.53	0.5	100℃/초	양호	보통	1.61	5.65	19.3
비교재3	6.41	0.3	10℃/초	양호	불량	1.63	5.39	18.2
발명재2	6.52	0.3	100℃/초	양호	양호	1.60	5.22	17.5
비교재4	6.92	0.55	10℃/초	매우양호	불량	1.64	5.34	18.5
발명재3	5.90	0.56	100℃/초	매우양호	양호	1.63	85.18	18.0
비교재5	5.55	1.01	10℃/초	매우양호	불량	1.66	5.75	19.3
비교재6	5.0	1.56	10℃/초	매우양호	불량	1.67	6.02	24.9
발명재4	5.0	1.57	100℃/초	매우양호	양호	1.67	5.89	24.1

표 1은 제조조건에 따른 압연성, 자속밀도, 철손을 나타내는 표인데, 발명재 1 내지 4의 경우에는 열처리 승온속도를 100℃/초로 함으로써 150℃에서의 압연성이 보통 또는 양호해진 것을 알 수 있는 반면, Si, Al 및 Si+Al의 범위가 본 발명의 범위에 속하더라도 열처리 승온속도를 10℃/초로 한 비교재 1 내지 6의 경우에는 150℃에서의 압연성이 불량인 것으로 나타났다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에서는 열연판을 100℃/초 이상의 급속승온을 통하여 900~1200℃의 온도로 질소, 아르곤 또는 수소와 질소의 혼합분위기의 비산화성 분위기에서 열처리하는 공정을 도입하여, 추가적인 합금원소를 첨가하지 않고 5%이상의 Si를 함유한 강의 연성이 향상되어 150℃로 압연가능온도를 낮출 수 있는 동시에 최종 제품의 자성이 개선되는 효과를 확인하였다.

즉, 자속밀도 및 철손의 범위가 일부 중복되나 발명재 1 내지 4에서의 자속밀도 및 철손의 값이 비교재 1 내지 6의 경우보다 전체 평균의 값이 향상된 것을 알 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

1. 중량%로, C: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.05%이하(0%를 포함하지 않는다), Si: 4~7%, Al: 0.1~3%, Si+Al: 5~7%이고, 나머지 Fe로 구성되는 규소강 용탕을 질소 또는 아르곤 분위기하에서 5mm이하의 스트립을 주조하는 단계;
   상기 스트립을 100℃/초 ~ 250℃/초의 승온속도로 900~1200℃까지 승온시켜 비산화성 분위기에서 열처리한 다음 급냉하는 단계; 및
   중간소둔을 포함하는 온간압연을 실시하는 단계를 포함하는 규소강판 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스트립 주조 후 열처리 전에 800℃ 이상의 온도에서 열간압연하는 단계를 더 포함하는 규소강판 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 급냉은 100℃까지 30℃/초 이상의 냉각속도로 실시하는 것을 특징으로 하는 규소강판 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 온간압연은 150℃ 이상에서 실시하는 것을 특징으로 하는 규소강판 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 온간압연 후, 800~1200℃의 온도에서 최종열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 규소강판 제조방법.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 중간소둔은 1회 이상의 900~1200℃의 열처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 규소강판 제조방법.
7. 삭제
8. 삭제

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