KR101699194B1

KR101699194B1 - 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101699194B1
Application number: KR1020157021978A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 도다; 요시아키 자이젠; 다다시 나카니시; 요시히코 오다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2017-01-23
Also published as: CA2897921A1; JP2014162939A; JP5668767B2; WO2014129106A1; TWI504761B; CA2897921C; CN105008568B; CN105008568A; EP2960352A4; WO2014129106A8; EP2960352B1; EP2960352A1; US10026534B2; KR20150108387A; US20150348686A1; TW201439336A

Abstract

본 발명에 따라, 소정의 성분 조성으로 이루어지는 열연 강판을 사용하고, 그 열연 강판을 질소 분위기 중, 1000 ℃, 30 초로 어닐링한 후, 7 ％ HCl 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량이, 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하인 열연 강판으로 함으로써, 철손이나 자속 밀도 등의 자기 특성이 우수할 뿐만 아니라, 강판의 표면 결함이 적고, 제조 수율이 우수한 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판을 얻을 수 있다.

Description

무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판 및 그 제조 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET FOR PRODUCING NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD OF PRODUCING SAME}

본 발명은, 주로 전기 기기의 철심 재료로서 사용되는 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판 및 그 제조 방법으로서, 특히, 철손이나 자속 밀도 등의 자기 특성이 우수할 뿐만 아니라, 강판의 표면 결함이 적어서 제조 수율이 우수한 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판과 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 전력을 비롯한 에너지의 절감이라는 세계적인 움직임 속에서, 전기 기기에 대해서도 그 고효율화가 강하게 요망되고, 철심 재료에 사용되는 무방향성 전기 강판에 대해서도 더욱 저철손화가 요망되고 있다. 그 때문에, 무방향성 전기 강판의 철손 저감 기술에 대해, 여러 가지 제안이 이루어져 있다.

무방향성 전기 강판의 철손 저감 수단으로는, 전기 저항을 증대시켜 와전류 손을 저하시키기 위해서, Si 나 Al, Mn 등의 강 중 함유량을 높이는 수법이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, 현재의 하이그레이드품의 철손을 더욱 향상시키기 위해서, Si 나 Al 등의 첨가량을 늘리면, 압연 등의 제조성의 문제뿐만 아니라, 재료의 비용 상승을 초래하는 불이익도 발생한다.

여기서, 특허문헌 1 에는, 강 중의 불순물 원소 (S, N, O) 량을 저감시킴으로써 철손을 저감시키는 기술이, 또 특허문헌 2 에는, 불순물 혼입을 억제하고, 슬래브 가열 온도, 권취 온도, 열연판 어닐링 조건, 냉간 압연 압하율 및 마무리 어닐링 조건을 규정함으로써, 개재물을 제어하여 철손을 저감시키는 방법이 각각 개시되어 있다.

또, 제조 프로세스를 변경하고, 제품판에 있어서의 결정 방위의 집적 정도, 즉 집합 조직을 개선하여 자기 특성을 향상시키는 방법이 몇 가지 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 3 에는, Si：2.8 ∼ 4.0 mass％ 및 Al：0.3 ∼ 2.0 mass％ 를 함유하는 강에, 200 ∼ 500 ℃ 의 온도 범위에서 온간 압연을 행하고, {100} ＜0VW＞ 조직을 발달시키는 방법이, 또, 특허문헌 4 에는, Si：1.5 ∼ 4.0 mass％ 및 Al：0.1 ∼ 2.0 mass％ 를 함유하는 강을 열간 압연한 후, 1000 ℃ 이상 1200 ℃ 이하의 열연판 어닐링과, 압하율：80 ∼ 90 ％ 의 냉간 압연을 조합함으로써 {100} 집합 조직을 발달시키는 방법이 각각 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 5 나 특허문헌 6, 특허문헌 7 에 있어서는, 미량의 Sn 이나 Sb 를 함유시켜 철손 저감을 도모하는 기술이 제안되어 있다.

일본 특허공보 평2-50190호 일본 특허공보 제2984185호 일본 공개특허공보 소58-181822호 일본 공개특허공보 평3-294422호 일본 특허공보 소56-54370호 일본 특허공보 소58-3027호 일본 특허공보 제4258164호

상기 서술한 기술 (특허문헌 1 ∼ 7) 에 의해, 확실히 철손을 저감시키는 것이 가능해지지만, 특히 최근, 미량의 Sn 이나 Sb 를 첨가한 경우에 있어서, 강판에 표면 결함이 많이 발생하고, 제조 수율이 매우 나빠진다는 사태가 많이 발생하게 되었다.

본 발명은, 상기한 현 상황을 감안하여 개발된 것으로, 철손이나 자속 밀도 등의 자기 특성이 우수할 뿐만 아니라, 강판의 표면 결함이 적고 제조 수율이 우수한 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판을, 그 유리한 제조 방법과 함께 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 상기한 강판의 표면 결함 증대의 원인을 구명하기 위하여, 여러 가지의 검토를 거듭한 결과, 원산지나 광맥 등의 차이에 의해, Sn 이나 Sb 원료에 함유되는 Pb, Bi 의 불순물량이 변동하고 있고, Pb 와 Bi 가 합계로 0.0010 mass％ 를 초과하면, 표면 결함이 다발하고 있는 것을 지견하였다.

여기서, 상기 현상의 이유를 검토하면, 본 발명의 성분은, Al 을 0.2 mass％ 이상 함유하고 있으므로, Pb 와 Bi 의 합계가 0.0010 mass％ 이하인 경우, 열연판 어닐링시에 생성되는 Al 산화물의 배리어 효과 때문에 SiO₂ 스케일의 생성이 억제되고, 그 후의 산세에 의해 비교적 균일하게 스케일이 제거되기 때문에, 마무리 어닐링 후의 강판의 표면 외관이 양호해진다. 한편, Pb 와 Bi 의 합계가 0.0010 mass％ 를 초과한 경우, 열연판 어닐링시에 생성되는 Al 산화물의 배리어 효과가 부분적으로 약해져, Si 의 산화가 진행되기 쉬워지고, 마이크로적으로 보아 SiO₂ 스케일 생성량의 편차가 커지기 때문에, 그 후의 산세에 의한 스케일 제거 정도의 편차가 커져 마무리 어닐링 후의 강판 표면에 불균일이 발생하여, 외관이 열화되는 것으로 생각되었다.

또, 강 중의 Pb 와 Bi 가, 슬래브 가열이나, 열간 압연, 열연판 어닐링, 마무리 어닐링을 실시할 때에 용융되어, 표면 결함의 증대로 연결되고 있다고도 생각되었다.

발명자들이 더욱 검토를 진행시킨 결과, Pb 와 Bi 가 합계로 0.0010 mass％ 이하인 경우, P 를 0.015 mass％ 이하, Mo 함유량을 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 이하로 함으로써, 종래부터 표면 결함의 생성을 현저하게 억제할 수 있는 것을 새롭게 알아내었다. 또, P 의 함유량이 증가하면, 열연판 어닐링 후에 스케일을 제거하기 위해서 실시하는 산세시의 산세량이 증대하여, 강판의 산세성은 향상되지만, 본 발명의 성분에서는, 오히려, 스케일의 제거 정도에 불균일이 발생하는 것을 조장하는 것을 알 수 있었다. 또한, P 는 불순물로서, 0.01 mass％ 정도는 불가피적으로 혼입되기 때문에, 그 영향을 완화시키기 위해서, Mo 를 상기 범위로 하는 것이 효과적인 것을 알아내었다.

본 발명은, 상기의 지견에 입각하는 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 질량％ 로, C：0.005 ％ 이하, Si：2.0 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al：0.2 ％ 이상 2.0 ％ 이하, Mn：0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, S：0.003 ％ 이하, N：0.003 ％ 이하, P：0.015 ％ 이하, Mo：0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하, Pb 와 Bi 를 합계로 0.0010 ％ 이하로 하고, 추가로 Sn 및 Sb 중 어느 1 종 또는 2 종을 합계로 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지는 열연 강판으로서, 그 열연 강판을 질소 분위기 중, 1000 ℃, 30 초로 어닐링한 후, 7 ％ HCl 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량이, 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하인 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판.

2. 상기 열연 강판이, 질량％ 로, 추가로, Ca：0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Mg：0.0002 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Cr：0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 상기 1 에 기재된 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판.

3. 질량％ 로, C：0.005 ％ 이하, Si：2.0 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al：0.2 ％ 이상 2.0 ％ 이하, Mn：0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, S：0.003 ％ 이하, N：0.003 ％ 이하, P：0.015 ％ 이하, Mo：0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하, Pb 와 Bi 를 합계로 0.0010 ％ 이하로 하고, 추가로 Sn 및 Sb 중 어느 1 종 또는 2 종을 합계로 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지는 슬래브를, 가열 후, 열간 압연을 행하고 권취를 실시하는 일련의 공정으로 이루어지는 무방향성 전기 강판용의 열연 강판의 제조 방법에 있어서,

상기 슬래브 가열시의 온도를 1050 ℃ 이상 1150 ℃ 이하, 상기 열간 압연시의 마무리 열연 종료 온도를 820 ℃ 이상 920 ℃ 이하로 하고, 추가로 상기 열간 압연시의 열연 종료 후의 권취 온도를 520 ℃ 이상 620 ℃ 이하로 하는 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판의 제조 방법.

4. 상기 슬래브가, 질량％ 로, 추가로, Ca：0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Mg：0.0002 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Cr：0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 상기 3 에 기재된 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 저철손이고 강판의 표면 결함이 적은 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판을, 그 유리한 제조 방법과 함께 제공할 수 있다.

도 1 은, 철손 W_15/50 과 열연판 시료의 Pb 량의 관계 및 표면 외관에 대한 영향을 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 열연판 시료의 Pb 량과 산세 감량의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 공시재의 P, Mo 첨가량에 있어서의, 각각의 철손 W_15/50, 산세 감량 및 표면 외관을 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 슬래브 가열 온도와, 철손 W_15/50 과, 표면 외관에 미치는 마무리 열연 종료 온도 및 열연 종료 후 권취 온도의 영향을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 강판 성분을 나타내는 ％ 표시는, 특별히 언급하지 않는 한 mass％ 를 의미한다.

처음으로, 본 발명을 유도하기에 이른 실험 결과에 대해 설명한다.

먼저, 철손 및 표면 외관에 미치는 Pb 의 영향에 대해 조사하기 위해, C：0.0023 ％, Si：2.5 ％, Al：0.3 ％, Mn：0.2 ％, S：0.0021 ％, N：0.0015 ％, Sn：0.05 ％ 및 P：0.03 ％ 를 함유하는 조성을 A 계열로 하고, 또, C：0.0021 ％, Si：2.5 ％, Al：0.3 ％, Mn：0.2 ％, S：0.0017 ％, N：0.0020 ％, Sn：0.05 ％, P：0.01 ％ 및 Mo：0.005 ％ 를 함유하는 조성을 B 계열로 하여, 각각에 Pb 를 0 ∼ 0.01 ％ 의 범위에서 함유시킨 강을 실험실에서 용해하고, 1100 ℃ 에서 가열한 후, 2.2 ㎜ 두께로 열간 압연을 실시하였다. 계속해서, 이 열연 강판에 100 ％ N₂ 분위기에서, 1000 ℃, 30 초의 열연판 어닐링을 행하였다. 이어서, 7 ％ HCl, 80 ℃ 의 조건으로 1 분간 산세한 후, 판두께：0.50 ㎜ 두께로 냉간 압연하여, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃, 10 초의 조건을 이용하여 마무리 어닐링을 실시하였다. 그 때, 산세 전의 열연판 시료를 별도 채취해 두었다.

얻어진 강판으로부터, 압연 방향 (L 방향) 및 압연 방향과 직각인 방향 (C 방향) 으로 엡스타인 시험편을 잘라내어, 자기 특성을 측정하였다. 또한, 자기 특성은 L＋C 특성으로 평가하였다. 또, 표면 외관의 조사도 함께 실시하였다. 철손 W_15/50 및 표면 결함의 조사 결과를 도 1 에 나타낸다.

표면 결함의 발생 상황은, 강판의 단위 면적당에 존재하는 선상 결함의 길이로 평가하고, 0.001 (m/㎡) 미만을 결함 없음 (도면 중, 숫자 1 로 나타낸다), 0.001 (m/㎡) 이상 0.01 (m/㎡) 이하를 결함 약간 있음 (도면 중, 숫자 2 로 나타낸다) 으로 하고, 0.01 (m/㎡) 초과를 결함 많음으로 하였다 (도면 중, 숫자 3 으로 나타낸다).

동 도면으로부터, 조성 A, B 계열의 양자 모두, Pb 가 0.0010 ％ 를 초과하면 표면 외관이 크게 열화되고, 철손도 열화 경향을 나타내는 것을 알 수 있다. 단, Pb 가 0.0010 ％ 이하인 경우, 조성 A 계열보다 조성 B 계열의 강 쪽이 철손, 표면 외관 모두 양호한 경향이었다.

상기 시험 결과를 추가로 검토하기 위해, 별도 채취해 둔 산세 전·열연판 시료를 사용하여, 7 ％ HCl, 80 ℃, 60 초 조건의 강판의 산세 감량을 조사하였다. 또한, 본 발명에 있어서의 산세 감량:Δm 은, 이하 (1) 식을 이용하여 구할 수 있다.

Δm = (m₁ － m₂)/S … (1)

Δm：산세 감량 (g/㎡)

m₁：산세 전 질량 (g)

m₂：산세 후 질량 (g)

S：시료 면적 (㎡)

그 결과를 도 2 에 나타낸다. Pb 가 0.0010 ％ 를 초과하면 산세 감량이 증대되는 것을 알 수 있다. 또, Pb 가 0.0010 ％ 이하인 경우, 조성 A 계열보다 조성 B 계열 쪽이 산세 감량은 적은 것을 알 수 있다.

또, Sn 대신에 Sb 를 첨가한 경우에 대해서도, Bi 를 0 ∼ 0.01 ％ 의 범위에서 변화시킨 동일한 실험을 실시하고, Bi 가 0.0010 ％ 를 초과하면 표면 결함과 철손이 열화 경향을 나타내고, 또한, 열연판의 산세 감량이 증대된다는 동일한 결과를 얻었다.

다음으로, Pb 와 Bi 의 합계가 0.0010 ％ 이하인 경우에, P 및 Mo 의 최적 첨가량에 대해 조사를 실시하였다.

즉, C：0.0030 ％, Si：3.5 ％, Al：1.0 ％, Mn：0.5 ％, S：0.0012 ％, N：0.0017 ％, Sn：0.03 ％, Pb：0.0002 ％ 를 함유하고, 추가로, P 를 0.005 ∼ 0.05 ％, Mo 를 0 ∼ 0.1 ％ 의 범위에서 변화시킨 강을 실험실에서 용해하고, 1100 ℃ 에서 가열한 후, 1.8 ㎜ 두께로 열간 압연을 실시하였다. 계속해서, 이 열연 강판에 100 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃, 30 초의 열연판 어닐링을 행하고, 추가로 80 ℃, 7 ％ HCl 의 용액에 60 초간 침지하는 조건 하에서 산세한 후, 판두께：0.35 ㎜ 두께로 냉간 압연하여, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기에서 1025 ℃, 10 초의 조건을 이용하여 마무리 어닐링을 실시하였다. 또한, 산세 전후의 열연판 어닐링 후의 시료를 별도 채취하여, 산세 감량을 조사하였다.

얻어진 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 방향과 직각인 방향으로 엡스타인 시험편을 잘라내어, 자기 특성을 측정하였다. 또한, 자기 특성은 L＋C 특성으로 평가하였다. 또, 표면 결함 발생 상황의 조사도 함께 실시하였다. 철손, 표면 결함 발생 상황, 및 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 조건 하에서의 열연판의 산세 감량에 미치는 P, Mo 첨가량의 영향을 도 3 에 나타낸다. 표면 결함의 발생 상황은, 강판의 단위 면적당에 존재하는 선상 결함의 길이로 평가하고, 0.001 (m/㎡) 미만을 결함 없음 (○), 0.001 (m/㎡) 이상을 결함 있음 (×) 으로 하였다.

도 3 으로부터, P：0.015 ％ 이하, 또한 Mo：0.002 ∼ 0.03 ％ 의 범위에 있어서 표면 외관이 향상되고, 또한, 철손도 개선되고 있는 것을 알 수 있다. 또, 상기 P, Mo 첨가량 범위에서의 열연판 어닐링 후의 시료에 있어서의, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 조건 하에서의 산세 감량은, 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하의 범위였다.

또한, 양호한 자기 특성과 표면 외관이 얻어지는 열연 강판의 제조 조건의 검토를 실시하였다.

C：0.0012 ％, Si：3.0 ％, Al：0.5 ％, Mn：0.5 ％, S：0.0008 ％, N：0.003 ％, Sn：0.08 ％, Pb：0.0003 ％, P：0.01 ％ 및 Mo：0.01 ％ 의 성분 조성으로 이루어지는 강 슬래브를 준비하고, 슬래브 가열 온도, 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도를 변화시켜 2.0 ㎜ 두께까지 열연하였다. 다음으로, 질소 분위기 중에서 1000 ℃, 30 초의 조건을 이용하여 열연판 어닐링을 행하고, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지하는 조건 하에서 산세한 후, 판두께：0.35 ㎜ 두께로 냉간 압연하였다. 그 후, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기, 1010 ℃, 10 초의 조건에서 마무리 어닐링을 실시하였다.

얻어진 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 방향과 직각인 방향으로 엡스타인 시험편을 잘라내어, 자기 특성을 측정하였다. 또한, 자기 특성은 L＋C 특성으로 평가하였다. 또, 표면 결함 발생 상황의 조사도 함께 실시하였다. 표면 결함의 발생 상황은, 강판의 단위 면적당에 존재하는 선상 결함의 길이로 평가하고, 0.001 (m/㎡) 미만을 결함 없음 (○), 0.001 (m/㎡) 이상을 결함 있음 (×) 으로 하였다.

철손 W_15/50 및 표면 결함 발생 상황에 미치는 슬래브 가열 온도, 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도의 영향을 도 4 에 나타낸다.

동 도면으로부터, 슬래브 가열 온도가 1050 ℃ 이상 1150 ℃ 이하, 마무리 열연 종료 온도가 820 ℃ 이상 920 ℃ 이하의 범위로서, 열연 종료 후의 권취 온도가 520 ℃ 이상 620 ℃ 이하의 범위인 경우에, 철손 저감 효과와 양호한 표면 외관이 동시에 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또, 상기 적정 범위 조건에서의 열연판 어닐링 후의 시료에 있어서, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 조건 하에서의 산세 감량은, 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하의 범위였다.

여기서, 슬래브 가열 온도, 마무리 열연 종료 온도 및 열연 종료 후의 권취 온도를 상기 범위로 제어했을 때, 강판 표면의 결함이 적어지는 이유는, 반드시 분명하게 되어 있는 것은 아니지만, Pb 함유량이 0.0010 ％ 이하인 경우에, Sn, P 와 Mo 를 첨가했을 때에, 상기 온도 범위를 만족함으로써, 열연 강판에 생성되는 산화 스케일의 형태·성상이 그 후의 공정에서의 스케일 제거에 대해 유리해지기 때문이라고 생각된다.

이하, 상기 서술한 바와 같이 하여 정한 본 발명의 성분 조성 범위의 한정 이유에 대해 설명한다.

C：0.005 ％ 이하

C 는, 강판의 자기 시효 열화를 억제하기 위해서, 최대한 적은 편이 바람직하지만, 0.005 ％ 까지는 허용할 수 있다. 바람직하게는 0.0035 ％ 이하이다.

Si：2.0 ％ 이상 4.5 ％ 이하

본 발명의 전기 강판에 있어서, Si 는, 전기 저항을 증대시켜, 철손을 개선하는 유용 원소이다. 이 철손 개선의 효과를 얻기 위해서는, 2.0 ％ 이상의 Si 함유량이 필요하다. 한편, 4.5 ％ 를 초과하면 강판의 가공성이 열화되고, 또한 자속 밀도의 저하도 현저해지므로, Si 함유량은 2.0 ∼ 4.5 ％ 의 범위로 한정한다.

Al：0.2 ％ 이상 2.0 ％ 이하

Al 은, Si 와 마찬가지로, 강의 탈산제로서 일반적으로 사용되고 있고, 전기 저항을 증가시켜 철손을 저감시키는 효과가 크기 때문에, 통상, 무방향성 전기 강판의 주요 구성 원소의 하나이다. 또, AlN 계의 석출물량 (미세한 석출물) 을 저감시키는 데에 유효하고, 그러기 위해서는 0.2 ％ 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, 함유량이 지나치게 많으면, 연속 주조에 있어서 몰드와의 윤활성이 저하되어, 주조가 곤란해지므로, 2.0 ％ 이하로 함유시키는 것으로 한다.

Mn：0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하

Mn 은, Si 와 마찬가지로 전기 저항을 높여 철손을 저감시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 열간 압연성을 개선하는 데에 유효한 원소이다. 그러나, 함유량이 0.1 ％ 을 만족시키지 못하면, 그 첨가 효과가 부족하고, 한편, 2.0 ％ 를 초과하면 포화 자속 밀도의 저하가 현저해지기 때문에, 상기 범위로 한정한다.

S：0.003 ％ 이하

S 는, 불가피적으로 혼입되게 되는 불순물이고, 그 함유량이 많아지면 황화물계 개재물이 다량으로 형성되어 철손이 증가하는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에서는 0.003 ％ 이하로 한다. 한편, 하한치는 특별히 제한은 없고, 생산성 등의 관점에서 0.0002 ％ 정도이다.

N：0.003 ％ 이하

N 도 S 와 마찬가지로, 불가피적으로 혼입되게 되는 불순물이고, 그 함유량이 많으면 질화물이 다량으로 형성되어 철손이 증가하는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에서는 0.003 ％ 이하로 한다. 한편, 하한치는 특별히 제한은 없고, 생산성 등의 관점에서 0.0005 ％ 정도이다.

P：0.015 ％ 이하

P 는, 강판의 강도 향상이나 집합 조직 개선을 위해서, 의도적으로 첨가하여 사용되는 경우가 많은 원소이다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 강판의 표면 외관 개선을 위해서, 최대한 저감시킬 필요가 있기 때문에, 0.015 ％ 이하로 한다. 한편, 하한치는 특별히 제한은 없고, 생산성 등의 관점에서 0.002 ％ 정도이다.

Mo：0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하

본 발명에 있어서, Mo 는, 불순물로서 불가피적으로 혼입되는 0.01 ％ 정도의 P 가 표면 외관에 미치는 악영향을 완화시키기 위해서 필수의 원소이다. 함유량이 0.002 ％ 미만에서는 충분한 첨가 효과가 얻어지지 않고, 한편, 0.03 ％ 를 초과하여 첨가하면, 반대로 자기 특성에 악영향을 미치는 경향이 보이므로, 상기 범위로 한정한다. 바람직하게는, 0.003 ％ 이상 0.02 ％ 이하이다.

Sn, Sb：0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하

Sn, Sb 는 모두 무방향성 전기 강판의 집합 조직을 개선하고 자기 특성을 높이는 효과를 갖지만, 그 효과를 얻기 위해서는, Sb, Sn 을 단독 첨가 또는 복합 첨가의 어느 경우에 있어서도, 합계로 0.005 ％ 이상의 첨가량으로 한다. 한편, 과잉으로 첨가하면 강이 취화되어, 강판 제조 중의 판 파단이나, 벗겨짐 등의 흠집이 증가하기 때문에, Sn, Sb 는 단독 첨가 또는 복합 첨가의 어느 경우도 합계로 0.2 ％ 이하로 한다.

Pb, Bi：합계로 0.0010 ％ 이하

양자 단독, 또는 복합의 어느 경우에 있어서도, 합계로 0.0010 ％ 를 초과하면, 강판의 표면 외관이 크게 열화되고, 자성도 열화되기 때문에, 상기 범위로 한정한다. 한편, 하한치는 특별히 제한은 없고, 생산성 등의 관점에서 합계로 0.00001 ％ (0.1 massppm) 정도이다.

본 발명에서는, 상기의 기본 성분 이외에, 무방향성 전기 강판의 자기 특성 향상이나 표면 성상의 개선을 위해, 이하에 서술하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

Ca：0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하

Ca 는, CaS 로서 석출되고, 미세한 황화물의 석출을 억제하면서 철손을 개선하는 데에 유효한 성분이다. 그러나, 0.001 ％ 미만에서는 그 첨가 효과는 충분하지 않고, 한편, 0.005 ％ 를 초과하면, Ca 산화물의 개재물이 증가하여 오히려 철손이 열화되기 때문에, 첨가할 때에는, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

Mg：0.0002 ％ 이상 0.005 ％ 이하

Mg 는, 0.0002 ％ 이상 첨가하면, Mg 산화물을 형성하고, 이 산화물에 S, N등의 불순물 원소가 복합 석출되어 유해한 황화물이나 질화물의 생성이 억제되어, 철손이 저하된다. 이 때문에 하한을 0.0002 ％ 로 하는 것이 바람직하다.

한편, 0.005 ％ 를 초과하여 첨가하는 것은, 생산성의 관점에서 곤란하고, 쓸데없이 비용 상승을 초래하므로, 상한을 0.005 ％ 정도로 하는 것이 바람직하다.

Cr：0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하

Cr 은, 열연 강판 및 열연판 어닐링시에 생성되는 표층 스케일의 개질에 의한 철손과 표면 외관의 개선에 유효한 성분이고, 0.05 ％ 이상의 첨가로 그 효과가 명확해지지만, 0.5 ％ 를 초과하면 그 효과는 포화되므로, 첨가할 때에는, 0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 성분 이외의 잔부는, 제조 공정에 있어서 혼입되는 불가피적 불순물 및 Fe 이다.

다음으로, 본 발명에 따른 열연 강판의 제조 방법에 있어서의 제 (諸) 조건의 한정 이유 등에 대해 말한다.

본 발명의 열연 강판을 이용하여 무방향성 전기 강판을 제조하는 경우에는, 후술하는 열연 강판의 제조 조건을 제외하고, 일반적인 무방향성 전기 강판에 적용되고 있는 공정 및 설비를 사용하여 실시할 수 있다.

예를 들어, 전로 혹은 전기로 등에 의해 소정의 성분 조성으로 용제 (溶製) 된 강을, 탈가스 설비로 2 차 정련하고, 연속 주조 또는 조괴 후의 분괴 압연에 의해 강 슬래브로 한 후, 열간 압연을 행하여, 본 발명에 따른 열연 강판으로 한다.

이어서, 열연판 어닐링, 산세, 냉간 또는 온간 압연, 마무리 어닐링 및 절연 피막을 도포하여 베이킹과 같은 공정을 실시함으로써 무방향성 전기 강판이 얻어지는 것이다.

본 발명에서는, 특히, 강판의 표면 결함을 적고, 또한 제조 수율을 양호하게 유지하기 위해서, 열연 강판의 제조 조건을 이하에 서술하는 바와 같이 제어하는 것이 필요하다.

즉, 슬래브 가열 온도를 1050 ℃ 이상 1150 ℃ 이하로 하고, 추가로 열간 압연을, 마무리 열연 종료 온도가 820 ℃ 이상 920 ℃ 이하의 범위에서, 또한 열연 종료 후의 권취 온도가 520 ℃ 이상 620 ℃ 이하의 범위가 되도록 실시하는 것으로 한다.

또한, 슬래브 가열 온도의 바람직한 범위는 1050 ℃ 이상 1125 ℃ 이하, 마무리 열연 종료 온도의 바람직한 범위는, 850 ℃ 이상 900 ℃ 이하이고, 또 열연 종료 후의 권취 온도의 바람직한 범위는, 550 ℃ 이상 600 ℃ 이하이다.

열간 압연 공정을, 이들 조건에서 실시함으로써, 상기한 Mo 등의 소재 성분의 효력과 더불어, 열연판 어닐링 후에 있어서의 강판 표층부에 생성되는 스케일의 제거 정도가 최적이 된다. 본 발명에서는, 이 스케일 제거 정도를 특정하기 위해서, 대표적인 열연판 어닐링 조건이나 산세 조건을 고려하여, 질소 분위기 중, 1000 ℃, 30 초로 어닐링을 실시한 후, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량을 사용하였다. 본 발명에서는, 이 산세 감량이 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하의 범위가 된다고 하는, 특히 최적의 스케일 제거 정도를 발현할 수 있다.

또한, 본 발명은, 양호한 자기 특성과 표면 외관이 얻어지는 것을, 상기의 산세 감량을 이용하여 열연 강판의 성질을 특정하기 위해, 어닐링 조건을 1000 ℃, 30 초로 한정하고, 어닐링 후의 산세 조건을 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지하는 것으로 한정했지만, 실제로 실시되는 열연판 어닐링 조건 (통상 950 ℃ 이상 1100 ℃ 이하) 이나 산세 등의 스케일 제거 조건은, 요구되는 제품 특성이나 스케일의 발생 상황 등에 따라 임의로 설정할 수 있고, 상기 조건에 한정되는 것은 아니다.

실시예

[실시예 1]

전로로 취련하여 얻은 용강을, 탈가스 처리한 후에 주조하여, 표 1 에 나타내는 성분의 강 슬래브를 제조하였다. 그 후, 표 2 에 나타내는 슬래브 가열 온도, 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도 조건에서, 2.0 ㎜ 두께까지 열간 압연을 실시하여 열연 강판을 얻었다. 이어서, 100 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃, 30 초의 열연판 어닐링을 행하고, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지하는 산세 처리를 실시한 후, 표 2 에 나타내는 판두께까지 냉간 압연을 실시하였다. 그 후, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기에서 1035 ℃, 10 초의 조건을 이용하여 마무리 어닐링을 실시한 후, 코팅 처리를 실시하였다.

얻어진 무방향성 전기 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 직각 방향으로 엡스타인 시험편을 각각 잘라내어, 자기 특성 (철손：W_15/50, 자속 밀도：B₅₀) 을 측정하였다. 자기 특성은 L＋C 특성으로 평가함과 함께, 표면 외관의 조사도 실시하였다. 얻어진 결과를 표 2 에 병기한다. 또한, 표면 결함의 발생 상황은, 강판의 단위 면적당에 존재하는 선상 결함의 길이로 평가하고, 0.001 (m/㎡) 미만을 결함 없음 (○), 0.001 (m/㎡) 이상을 결함 있음 (×) 으로 하였다.

표 2 에 나타낸 바와 같이, 1000 ℃, 30 초의 열연판 어닐링 후의 7 ％ HCl 의 용액에, 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량치를 보면, 발명예에서는 모두 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하의 범위였다.

또, 본 발명에 따른 열연 강판의 제조 조건에 의해 얻어진 발명예는, 모두 자기 특성, 표면 외관 모두 양호한 결과를 얻고 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 2]

전로로 취련하여 얻은 용강을, 탈가스 처리한 후에 주조하여, 표 3 에 나타내는 성분의 강 슬래브를 제조하였다. 그 후, 표 4 에 나타내는 슬래브 가열 온도, 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도 조건에서, 1.6 ㎜ 두께까지 열간 압연을 실시하였다. 이어서, 100 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃, 30 초의 열연판 어닐링을 행하고, 7 ％ HCl, 80 ℃ × 60 초 침지라는 조건의 산세 처리를 실시한 후, 표 4 에 나타내는 판두께까지 냉간 압연을 실시하였다. 그 후, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃, 10 초의 조건을 이용하여 마무리 어닐링을 행하고, 코팅 처리를 실시하였다.

얻어진 무방향성 전기 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 직각 방향으로 엡스타인 시험편을 각각 잘라내어, 자기 특성 (철손：W_10/400, 자속 밀도：B₅₀) 을 측정하였다. 자기 특성은 L＋C 특성으로 평가함과 함께, 표면 외관의 조사도 실시하였다. 얻어진 결과를 표 4 에 병기한다. 또한, 표면 결함의 발생 상황은, 강판의 단위 면적당에 존재하는 선상 결함의 길이로 평가하고, 0.001 (m/㎡) 미만을 결함 없음 (○), 0.001 (m/㎡) 이상을 결함 있음 (×) 으로 하였다.

표 4 에 나타낸 바와 같이, 1000 ℃, 30 초의 열연판 어닐링 후의 7 ％ HCl 의 용액에, 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량치를 보면, 발명예에서는 모두 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하의 범위였다.

또, 본 발명에 따른 열연 강판의 제조 조건에 의해 얻어진 발명예는, 모두, 자기 특성, 표면 외관 모두 양호한 결과를 얻고 있는 것을 알 수 있다.

Claims

질량％ 로, C：0.005 ％ 이하, Si：2.0 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al：0.2 ％ 이상 2.0 ％ 이하, Mn：0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, S：0.003 ％ 이하, N：0.003 ％ 이하, P：0.015 ％ 이하, Mo：0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하, Pb 와 Bi 를 합계로 0.0010 ％ 이하로 하고, 추가로 Sn 및 Sb 중 어느 1 종 또는 2 종을 합계로 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지는 열연 강판으로서, 그 열연 강판을 질소 분위기 중, 1000 ℃, 30 초로 어닐링 후, 7 ％ HCl 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량이, 10 g/㎡ 이상 35 g/㎡ 이하인 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 열연 강판이, 질량％ 로, 추가로, Ca：0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Mg：0.0002 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Cr：0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판.
질량％ 로, C：0.005 ％ 이하, Si：2.0 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al：0.2 ％ 이상 2.0 ％ 이하, Mn：0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, S：0.003 ％ 이하, N：0.003 ％ 이하, P：0.015 ％ 이하, Mo：0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하, Pb 와 Bi 를 합계로 0.0010 ％ 이하로 하고, 추가로, Sn 및 Sb 중 어느 1 종 또는 2 종을 합계로 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지는 슬래브를, 가열 후, 열간 압연을 행하고 권취를 실시하는 일련의 공정으로 이루어지는 무방향성 전기 강판용의 열연 강판의 제조 방법에 있어서,
상기 슬래브 가열시의 온도를 1050 ℃ 이상 1150 ℃ 이하, 상기 열간 압연시의 마무리 열연 종료 온도를 820 ℃ 이상 920 ℃ 이하로 하고, 추가로 상기 열간 압연시의 열연 종료 후의 권취 온도를 520 ℃ 이상 620 ℃ 이하로 하는 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 슬래브가, 질량％ 로, 추가로, Ca：0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Mg：0.0002 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Cr：0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 무방향성 전기 강판 제조용의 열연 강판의 제조 방법.