KR102139649B1 - 무방향성 전기강판의 제조방법 - Google Patents
무방향성 전기강판의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102139649B1 KR102139649B1 KR1020180115283A KR20180115283A KR102139649B1 KR 102139649 B1 KR102139649 B1 KR 102139649B1 KR 1020180115283 A KR1020180115283 A KR 1020180115283A KR 20180115283 A KR20180115283 A KR 20180115283A KR 102139649 B1 KR102139649 B1 KR 102139649B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- less
- manufacturing
- rolled sheet
- slab
- hot
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 229910000565 Non-oriented electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 79
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 57
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 24
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 24
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 7
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
- B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
- B21B3/02—Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1222—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1233—Cold rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 용강으로부터 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 연속적으로 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 및 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계를 포함한다.
열연판을 제조하는 단계에서, 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 후, 1분 내지 20분 이후에 사상압연하는 단계가 시작되고, 사상압연하는 단계는 3 내지 7 패스로 수행된다.
열연판을 제조하는 단계에서, 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 후, 1분 내지 20분 이후에 사상압연하는 단계가 시작되고, 사상압연하는 단계는 3 내지 7 패스로 수행된다.
Description
무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 연속주조 공정과 열간압연 공정을 직접연결한 설비를 이용하여, 형상과 자성이 동시에 뛰어난 무방향성 전기강판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 슬라브 제조 이후, 사상 압연 시작 전까지의 시간 및 사상 압연의 패스 횟수를 제어함으로써, 형상과 자성이 동시에 뛰어난 무방향성 전기강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은, 얇은 두께를 갖는 강판으로 제조되어 적층하여 사용되는 것이 일반적이다. 무방향성 전기강판을 적층하여 제조된 모터들은 가정용 기기 또는 설비 분야에서, 또는 자동차의 보조 구동 장치로서 사용되는데, 이를 위해 판 두께의 정밀한 제어가 필수적이다. 또한 에너지 효율 증대를 위하여 모터에서 발생하는 손실을 줄이는 기술의 개발이 요구되어 왔으며, 모터의 소형화를 위한 자속밀도의 향상 기술도 개발되어 왔다.
무방향성 전기강판에 있어서 자성은 철손과 자속밀도로 평가할 수 있는데, 두 특성은 모두 강의 응고 후 고온 공정에서 형성되는 석출물과 개재물의 영향을 크게 받는다. 이중 철손은 미세한 석출물에 의하여, 자구 이동의 방해가 생기고, 이에 의한 손실이 철손의 증가로 나타나는 관계를 갖는다. 자속밀도는 고온 공정에서 형성된 석출물이나 개재물이 결정립 이동에 방해가 되고 이에 따라 집합조직 형성에 영향을 끼치게 됨으로써 최종 소둔 후의 강판의 자속밀도가 변화하게 된다. 따라서, 강중의 개재물이나 석출물의 효과적인 이용은 무방향성 전기강판의 자성확보에 가장 중요한 기술 중 하나라고 할 수 있다.
제조 중의 각 개별 공정 단계는 최종 제품의 자기 특성에 영향을 미친다. 이러한 이유로 인하여, 예를 들면, 공정 수행 시간, 패스 횟수 등에 의하여 강 내의 미세조직 상태가 변화하고 또한 석출물의 성장 또한 영향을 받는다. 또한, 이러한 영향은 단위 공정에서만 나타나는 것이 아니라 최종 제품의 특징에 까지 영향을 미치게 된다.
특히, 판의 형상은 판을 적층 하였을 때, 적층된 코어에서의 자성 특성을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서, 이를 제어하기 위한 기술이 필요하다.
무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 연속주조 공정과 열간압연 공정을 직접연결한 설비를 이용하여, 형상과 자성이 동시에 뛰어난 무방향성 전기강판을 제조하는 방법을 제공하고자 한다. 더욱 구체적으로 슬라브 제조 이후, 사상 압연 시작 전까지의 시간 및 사상 압연의 패스 횟수를 제어함으로써, 형상과 자성이 동시에 뛰어난 무방향성 전기강판을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 용강으로부터 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 연속적으로 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 및 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계를 포함한다.
열연판을 제조하는 단계에서, 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 후, 1분 내지 20분 이후에 사상압연하는 단계가 시작되고, 사상압연하는 단계는 3 내지 7 패스로 수행된다.
슬라브를 제조하는 단계에서, 슬라브는 중량%로, N: 0.005% 이하, C: 0.05% 이하, Si: 6.5% 이하, Al: 3.5% 이하 및 Mn: 0.02 내지 3.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
슬라브는 Ni: 0.005% 내지 5.0%, Cr: 0.005% 내지 5.0%, P:0.003% 내지 0.1%, Sn:0.1% 이하, Ca: 0.0005 내지 0.005%, As: 0.05% 이하, Be: 0.003% 이하, Se: 0.003% 이하, S:0.003% 이하 및 Mg: 0.005% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
슬라브는 Cu, Sb, Zr, V, Ti, Co, Pb, Nb 및 B로부터 선택된 1종 이상의 성분을 각각 1.0 중량% 이하 더 포함할 수 있다.
사상압연하는 단계는 10초 내지 3분간 수행될 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판은 열연판 표면으로부터 열연판 내부 방향으로 산화층이 형성될 수 있다.
산화층의 두께는 0.2 내지 5㎛일 수 있다.
산화층의 두께 편차는 20% 이하일 수 있다.
열연판의 두께는 1 내지 3 mm일 수 있다.
냉연판을 제조하는 단계 이후, 냉연판의 엣지부의 두께 및 상기 냉연판의 중심부의 두께 차이가 5㎛이하일 수 있다.
냉연판을 제조하는 단계 이후, 냉연판을 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 전술한 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판 제조용 열연판은 중량%로, N: 0.005% 이하(0%를 제외함), C: 0.05% 이하(0%를 제외함), Si: 6.5% 이하(0%를 제외함), Al: 3.5% 이하(0%를 제외함) 및 Mn: 0.02 내지 3.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표면으로부터 내부 방향으로 산화층이 형성되고, 산화층의 두께는 0.2 내지 5㎛이다.
산화층의 두께 편차는 20% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 구체적으로 연속주조 공정과 열간압연 공정을 직접연결한 공정을 적용하여, 형상과 자성이 동시에 뛰어난 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
구체적으로, 크라운이 작고, 자속밀도가 높으며, 점적율이 높은 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 제조 방법을 시행하는 장치의 레이 아웃(lay-out)의 모식도이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 용강으로부터 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 연속적으로 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 및 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계를 포함한다.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저 용강으로부터 슬라브를 제조한다. 슬라브를 제조하는 방법으로, 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조하거나, 스트립 캐스팅을 이용하여 제조할 수 있다.
슬라브의 두께는 50mm 내지 100mm일 수 있다. 슬라브의 두께가 100mm를 초과하는 경우에는 고속주조가 어려울 뿐만 아니라, 조압연 시 압연 부하가 증가할 수 있다. 50mm 미만인 경우에는 주편의 온도 하락이 급격하게 일어나 균일한 조직을 형성하기 어려울 수 있다.
슬라브는 중량%로, N: 0.005% 이하, C: 0.05% 이하, Si: 6.5% 이하, Al: 3.5% 이하 및 Mn: 0.02 내지 3.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
이하에서는 슬라브의 합금 조성에 대해 설명한다.
N: 0.005 중량% 이하
질소(N)는 강중의 질화물을 형성하여 자성 중 특히 철손에 안좋은 영향을 미치는 원소이다. 따라서, N은 슬라브 내에 0.005 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 N은 슬라브 내에 0.0005 내지 0.005 중량% 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 합금 성분 중 하한이 한정되지 않은 경우, 0 중량%를 제외하는 것으로 해석될 수 있다.
C: 0.05 중량% 이하
탄소(C)는 강중의 탄화물을 형성하여 자성 중 특히 철손에 좋지 않은 영향을 미치는 원소이다. 또한 냉간압연이나 열간압연시 자성에 유리한 집합조직을 형성하는 역할을 한다. C는 슬라브 내에 0.05 중량% 이하로 포함될 수 있다. 전기강판 제조 과정에서 탈탄 과정을 포함할 수 있으며, 이 경우, 전기강판 내에는 탄소가 0.005 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 C는 슬라브 내에 0.001 내지 0.01 중량% 포함될 수 있다.
Si: 6.5 중량% 이하
실리콘(Si)은 강중 비저항을 크게 높여 철손을 낮출 수 원소이다. 또한 페라이트 안정화 원소로 첨가시 소둔 온도를 올려도 페라이트 상이 유지되는 효과가 있다. 이로 인하여, 철손 감소를 위하여 결정립을 성장시키는 고온 소둔을 가능하게 하는 원소이다. Si가 너무 많이 첨가될 때에는 강중 규칙상 배열에 의하여 상온에서 압연이 불가능하게 될 수 있다. 따라서, Si는 슬라브 내에 6.5 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Si는 슬라브 내에 0.3 내지 6.0 중량% 포함될 수 있다.
Al: 3.5 중량% 이하
알루미늄(Al)은 강중 비저항을 크게 높여 철손을 낮출 수 있는 원소이며, 또한 페라이트 안정화 원소로 첨가시 소둔 온도를 올려도 페라이트 상이 유지되어 철손 감소를 위하여 결정립을 크게 하게끔 할 수 있는 고온 소둔을 가능하게 하는 원소이다. 알루미늄을 너무 많이 첨가 시에는 연속 주조 중에 연주 플럭스등과 반응하여 응고 탕면을 불규칙하게 하여 안정적인 주조를 불가능하게 할 수 있다. 따라서, Al은 슬라브 내에 3.5 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Al은 슬라브 내에 0.0005 내지 3.0 중량% 포함될 수 있다.
Mn: 0.02 내지 3.0 중량%
망간(Mn)은 강중 비저항을 높여 철손을 낮출 수 원소이며, 또한 강중 S등과 결합하여 조대한 MnS 석출물을 형성하여, 자구 이동시에 방해가 되는 미세한 석출물들의 영향을 안정화하는 원소이다. 첨가량이 너무 적을 시, 전술한 역할이 충분히 발휘되지 않을 수 있다. 또한, Mn은 오스테나이트 안정화 원소로 과량 첨가시 소둔 온도 범위에서 오스테나이트 상이 형성되며, 철손이 증가할 수 있다. 따라서, Mn은 슬라브 내에 0.02 내지 3.0 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn은 슬라브 내에 0.05 내지 2.5 중량% 포함될 수 있다.
슬라브는 Ni: 0.005% 내지 5.0%, Cr: 0.005% 내지 5.0%, P:0.003% 내지 0.1%, Sn:0.1% 이하, Ca: 0.0005 내지 0.005%, As: 0.05% 이하, Be: 0.003% 이하, Se: 0.003% 이하, S:0.003% 이하 및 Mg: 0.005% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다. 즉, Ni를 0.005% 내지 5.0 중량% 더 포함하는 경우, 슬라브는 중량%로, N: 0.005% 이하, C: 0.05% 이하, Si: 6.5% 이하, Al: 3.5% 이하, Mn: 0.02 내지 3.0% 및 Ni:0.005% 내지 5.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
Ni: 0.005% 내지 5.0 중량%
니켈(Ni)은 강중 비저항을 높여 철손을 낮출 수 원소이며, 자성체로 첨가시에 자속밀도를 향상시킬 수 있는 원소이다. Ni이 너무 적게 포함될 시, 전술한 역할이 충분히 발휘되지 않을 수 있다. 또한, Ni은 오스테나이트 안정화 원소로 과량 첨가시 소둔 온도 범위에서 오스테나이트 상이 형성되며, 철손이 증가할 수 있다. 따라서, Ni은 슬라브 내에 0.005 내지 5.0 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Ni은 슬라브 내에 0.01 내지 2.5 중량% 포함될 수 있다.
Cr: 0.005 내지 5.0 중량%
크롬(Cr)은 강중 비저항을 높여 철손을 낮출 수 원소이며, 강의 강도를 향상시켜 고강도 특성을 내는데 도움이 되는 원소이다. 또한, 표면에 치밀한 산화막을 형성하여, 2차 절연코팅의 필요성을 낮출 수 있고 내식성을 크게 향상시킬 수 있는 원소이다. Cr이 너무 적게 포함될 시, 전술한 역할이 충분히 발휘되지 않을 수 있다. Cr이 과량 첨가될 시, 강중 산화물이 증가하여 자구 이동을 방해하고 이에 따라 철손이 증가할 수 있으며, 포화 자속밀도가 감소할 수 있다. 따라서, Cr은 슬라브 내에 0.005 내지 5.0 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Cr은 슬라브 내에 0.01 내지 2.5 중량% 포함될 수 있다.
P: 0.003% 내지 0.1중량%
인(P)는 강중 비저항을 높여 철손을 낮출 수 원소이며, 자성체로 첨가시에 자속밀도를 향상시킬 수 있는 원소이다. P이 너무 적게 포함될 시, 전술한 역할이 충분히 발휘되지 않을 수 있다. P가 과량 첨가될 시, 강내 결정립계에 편석하여, 결정립계간의 결합력을 크게 약화할 수 있다. 따라서, P는 슬라브 내에 0.003% 내지 0.1중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 P는 슬라브 내에 0.005 내지 0.05 중량% 포함될 수 있다.
Sn:0.1 중량% 이하,
주석(Sn)은 편석원소로, 소둔중 집합조직을 개선하여 자성을 향상시키면서도 석출물을 형성하지 않는 원소이다. Sn이 과량 첨가될 시, 페라이트에서 상온 압연시에 압연 판파단을 유인하고, 압연중 표면에서의 미끄러짐을 일으킬 수 있다. 따라서, Sn은 슬라브 내에 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Sn은 0.001 내지 0.1 중량% 포함될 수 있다.
Ca: 0.0005 내지 0.005 중량%
칼슘(Ca)는 강중 S와 결합하여 황화물을 형성하는 원소이다. Ca가 과량 첨가시에는 강중 산화물을 형성하여 철손에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, Ca은 슬라브 내에 0.0005 내지 0.005 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Ca은 0.0005 내지 0.0.003 중량% 포함될 수 있다.
As: 0.05 중량% 이하
비소(As)는 강중에 첨가시에 자성에 유리한 집합조직을 형성하는 원소이나, 과량 첨가시에는 철손을 증가하는 원소이다. 따라서, As은 슬라브 내에 0.05 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 As은 0.0005 내지 0.03 중량% 포함될 수 있다.
Be: 0.003 중량% 이하
베릴륨(Be)는 복합 석출물을 형성하는 원소이다. 과량 첨가시에는 강중에 고용되어 자구 이동에 방해가 되는 석출물을 형성할 수 있다. 따라서, Be는 슬라브 내에 0.003 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Be는 슬라브 내에 0.0001 내지 0.003 중량% 포함될 수 있다.
Se: 0.003 중량% 이하
셀레늄(Se)는 복합 석출물을 형성하는 원소이다. 과량 첨가시에는 강중에 고용되어 자구 이동에 방해가 되는 석출물을 형성할 수 있다. 따라서, Se는 슬라브 내에 0.003 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Se는 슬라브 내에 0.0001 내지 0.003 중량% 포함될 수 있다.
S: 0.003 중량% 이하
황(S)는 복합 석출물을 형성하는 원소이다. 과량 첨가시에는 강중에 고용되어 자구 이동에 방해가 되는 석출물을 형성할 수 있다. 따라서, S는 슬라브 내에 0.003 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 S는 슬라브 내에 0.0005 내지 0.003 중량% 포함될 수 있다.
Mg:0.005 중량% 이하
마그네슘(Mg)는 강중 S와 결합하여 황화물을 형성하고, 또한 산소와 결합하여 산화물을 형성하는 원소이다. 과량 첨가시에는 자구 이동에 방해가 되는 석출물을 형성할 수 있다. 따라서, Mg는 슬라브 내에 0.005 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Mg는 슬라브 내에 0.0001 내지 0.003 중량% 포함될 수 있다.
Cu, Sb, Zr, V, Ti, Co, Pb, Nb 및 B로부터 선택된 1종 이상: 1.0 중량% 이하
전술한 원소는 각각 단독 또는 합량으로 1.0 중량% 이하로 첨가할 수 있다. 이중 Cu는 강의 고강도화와 내식성을 향상시키고 또한 비저항을 증가시켜 철손을 감소할 수 있으나, 강중의 S등과 결합하여 자구 이동을 방해하는 석출물을 형성시에는 철손을 악화시킬 수 있다. 이 외의 다른 원소들은 소량 첨가시에 자성에 큰 효과가 없거나 보다 향상되는 효과를 나타내는 원소이나 과량 첨가시에는 고온에서 액화되어 연속주조성을 악화시키거나, 석출물을 형성하여 자성을 악화시키는 원소이기 때문에 각각 1.0 중량% 이하로 관리하는 것이 바람직하다.
전술한 원소 중 1종 만을 포함하는 경우, 1.0 중량% 이하로 포함할 수 있다. 전술한 원소중 2종 이상을 포함하는 경우, 각각 1.0 중량% 이하로 포함할 수 있다.
슬라브를 제조하는 단계 이후, 슬라브를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 슬라브 가열온도는 1100℃ 이상이 될 수 있다. 슬라브를 가열하는 단계를 더 포함함으로써, 후술할 조압연하는 단계에서 조압연이 원활하게 이루어질 수 있다.
슬라브를 제조하는 단계는 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 상태 까지를 의미한다. 더 구체적으로 슬라브의 전체 부피에서 90 부피% 이상이 고체인 상태를 의미한다. 슬라브의 90부피% 이상이 응고 된 후에 압연이 되어야, 압연시의 발달되는 집합조직이 형성되고 이를 통해 자성이 우수한 전기강판을 만들 수 있는 한편, 열간 압연 조업이 안정적으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 슬라브를 연속적으로 열간 압연하여 열연판을 제조한다. 이 때, 연속적으로의 의미는 슬라브 제조를 위한 주조 장치와 열간 압연을 위한 열연기가 직결(인-라인)된 것을 의미한다. 즉, 연속적으로는 슬라브를 절단하여 배치(batch)식으로 열간압연하는 것과 구분되는 개념이며, 슬라브를 절단하지 않고, 바로 압연하게 된다.
열연판을 제조하는 단계는 조압연하는 단계 및 사상압연하는 단계를 포함한다.
먼저, 조압연하는 단계는 구체적으로 슬라브를 조압연하여 25mm 이하 두께의 바(bar)를 제조하는 단계이다. 더욱 구체적으로 조압연된 바의 두께는 10 내지 25mm일 수 있다. 바의 두께가 너무 얇은 경우 조압연기에서 압하하는 양이 늘어나게 되어 조압연기 부하 증가로 인한 통판성이 불안정하게 될 우려가 있다. 바의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 반대로 사상 압연기에서의 압연 부하가 증가되어 통판성이 저하될 우려가 있다.
조압연하는 단계 이후, 조압연 된 바(bar)를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바의 가열온도는 1000℃ 이상이 될 수 있다. 바를 가열하는 단계를 더 포함함으로써, 후술할 사상압연하는 단계에서 사상압연이 원활하게 이루어질 수 있다.
다음으로, 사상압연하는 단계는 구체적으로 바를 사상압연하여 0.8 내지 3.5mm 두께의 열연판을 제조하는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에서 사상압연은 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 후, 1분 내지 20분 이후에 시작될 수 있다.
슬라브 제조 및 조압연하는 단계는 고온에서 이루어 지게 되며, 또한, 제조 공정의 특성 상, 분위기 가스를 불활성 분위기 가스로 제어하는 것이 용이치 않다. 이로 인해, 전술한 시간이 너무 길어지면, 열연판 표면 부근에 산화층이 두껍게 형성되고, 이는 최종 제조되는 제품의 자성에 악영향을 미치게 된다. 반대로, 전술한 시간이 너무 짧으면, 산화층이 얇게는 형성되나, 조압연에 부하가 발생하여 산화층 두께 편차가 크게 발생하게 된다. 궁극적으로 자성이 열위되는 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 사상압연은 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 후, 3분 내지 10분 이후에 시작될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사상압연하는 단계는 3 내지 7 패스로 수행된다. 즉, 압하 스탠드가 3 내지 7개일 수 있다. 사상압연하는 단계를 2패스 이하로 수행할 경우, 제품판 두께 편차가 크게 발생할 수 밖에 없고, 연속 열간 압연으로 인한 형상 개선 효과를 충분히 얻을 수 없다. 사상압연하는 단계를 8패스 이상으로 수행할 경우, 오히려 각 단에서의 압하량이 부족한 이유로 압연 중에 제품판 두께 편차가 크게 발생할 수 있고, 아울러, 열간압연 공정에서 유지 시간이 길어져, 산화층 두께가 두껍게 형성되며, 이로 인해 자성이 열화될 수 있다. 더욱 구체적으로 사상압연하는 단계는 3 내지 5 패스로 수행될 수 있다.
전술하였듯이, 슬라브 제조 단계 이후, 사상압연 시작 전까지의 시간을 1분 내지 20분으로 제어하며, 아울러 사상압연 단계에서의 시간도 산화층 두께 형성에 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서 사상압연하는 단계는 10초 내지 3분간 수행될 수 있다. 즉, 사상압연 첫 패스의 시작에서부터 사상압연 마지막 패스의 종료까지의 시간이 10초 내지 3분일 수 있다. 전술한 범위를 벗어나게 되면, 산화층의 두께가 두껍게 형성되고, 또한 산화층 두께의 편차가 크게 형성되어, 궁극적으로 최종 제조된 제품의 자성의 열위될 수 있다.
이렇게 제조된 열연판은 열연판 표면으로부터 열연판 내부 방향으로 산화층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 이러한 산화층은 적절한 두께로, 편차가 작게 형성될 수 있다.
구체적으로 산화층은 두께가 0.2 내지 5㎛일 수 있다. 산화층의 두께가 너무 얇다는 것은, 슬라브 제조 이후, 사상압연까지의 공정이 급하게 이루어 짐을 의미하고, 이는 열연판의 표면 특성이 열화됨을 의미한다. 산화층 두께가 두꺼울 시, 최종 제품의 자성이 열화된다. 더욱 구체적으로 산화층의 두께는 0.3 내지 3㎛일 수 있다. 산화층은 산소를 강중 포함되는 산소량이 0.001%보다 100배 이상인 0.1중량% 이상 포함하는 부분이며, 산소를 0.1 중량% 미만으로 포함하는 나머지 열연판의 기재와 구분된다. 그 밖의 나머지 합금 조성은 기재와 동일하다.
산화층의 두께 편차는 20% 이하일 수 있다. 산화층의 두께 편차가 크게 형성될 경우, 최종 제품의 자성이 열화된다. 두께 편차는 ([산화층 최대 두께]-[산화층 최소 두께])/[산화층 평균 두께]로 계산된다. 더욱 구체적으로 산화층의 두께 편차는 10% 이하일 수 있다. 산화층의 두께가 완벽하게 일정할 경우, 두께 편차는 0으로 계산된다.
사상압연하는 단계에서의 압하율이, 조압연하는 단계에서의 압하율에 비해 5 내지 20% 높을 수 있다. 이렇게 사상압연하는 단계에서의 압하율을 높게 설정함으로써, 자성에 유리한 집합조직이 보다 원활하게 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로 사상압연하는 단계에서의 압하율은 85 내지 95%일 수 있다. 전술한 범위의 압하율로 제어함으로써, 응고시에 형성되는 과다한 개재물에 의한 자성의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 자성에 유리한 집합조직이 원활하게 형성될 수 있다. 이 때, 압하율은 (1-[압연 후 두께])/[압연 전 두께]로 계산된다.
사상압연하는 단계는 마찰 계수가 0.3이하인 압연기를 통해 수행되는 패스를 포함할 수 있다. 구체적으로, 압연기의 마찰 계수란 압연기와 강판이 맞닿는 압연롤의 마찰 계수를 의미한다. 마찰 계수가 너무 높으면, 표면의 눌림에 의해 변형 조직이 형성된다. 이러한 변형 조직은 표면 형상과 자성에 악영향을 미치게 된다.
사상압연하는 단계 이후, 열연판을 권취하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이렇게 제조된 열연판은 형상이 우수하다. 구체적으로 열연판은 크라운이 매우 작다. 본 발명의 일 실시예에서 크라운이란 폭방향 가장자리에서 30mm를 제외하고, 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분의 두께 차이를 의미한다. 구체적으로 열연판의 폭방향 가장자리에서 30mm를 제외하고, 열연판의 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분의 두께 차이가 40㎛이하일 수 있다.
또한, 제조된 열연판은 집합 조직 분석 시, {100} 면이 압연면과 이루는 각도가 15° 이하인 집합 조직의 강도(intensity)가 {111} 면이 압연면과 이루는 각도가 15° 이하인 집합 조직의 강도의 0.5 내지 50일 수 있다. 이를 통해 최종적으로 자성에 유리한 집합 조직이 다수 형성되고, 자성이 우수한 전기강판을 제조할 수 있게 된다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 산세하는 단계를 더 포함할 수 있다. 열연판을 산세함으로써, 열연판 표면에 형성된 산화층을 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 산화층을 적절한 두께로 형성하였으므로, 산세하는 단계를 생략하는 것도 가능하다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 열연판 소둔 온도는 850℃ 이상으로 조절하여, 자성에 유리한 결정방위를 증가시킬 수 있다.
다음으로, 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조한다. 구체적으로 열연판을 냉간 압연하여 0.095 내지 1.0mm 두께의 냉연판을 제조한다. 냉연판을 제조하는 단계에서의 압하율은 50 내지 92%일 수 있다. 냉연판은 1회 또는 중간소둔을 낀 2회 이상의 압연으로 수행될 수 있다.
전술하였듯이, 열연판의 크라운이 매우 작아지고, 이에 의해, 냉연판의 크라운도 매우 작아진다. 구체적으로 냉연판의 폭방향 가장자리에서 15mm 부분인 엣지부와 냉연판의 중심부의 두께 차이가 5㎛이하일 수 있다. 엣지부는 냉연판의 양옆에 존재하며, 그 평균을 엣지부의 두께로 정의할 수 있다.
냉연판을 제조하는 단계 이후, 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 최종 소둔 온도는 600 내지 850℃가 될 수 있다. 소둔 시간은 6시간 이하가 될 수 있다. 냉연판을 최종 소둔하는 단계는 탈탄 과정을 포함할 수 있다. 탈탄은 분위기 가스를 이슬점 10℃ 내지 30℃로 조절하여 수행할 수 있다. 분위기 가스 중 50 부피% 이상은 질소를 포함할 수 있다.
이슬점이 너무 낮은 경우, 탈탄이 원활히 일어나지 아니할 수 있다. 이슬점이 너무 높은 경우, 강 표면에 산화층이 형성되어, 탈탄이 원할히 일어나지 아니하고, 또한 자성에도 불리할 수 있다. 또한 소둔 온도가 너무 낮을 시, 탈탄이 원활히 일어나지 아니하며, 소둔 온도가 너무 높으면 형상이 불량해 질 수 있다.
냉연판을 최종 소둔하는 단계에서 얻어진 강판은 철손 및 자속밀도가 매우 우수하다. 구체적으로 5000A/m에서 측정한 자속밀도 값(T) B50이 1.63T 이상일 수 있다. 더욱 구체적으로 1.65 내지 1.7T일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 형상이 우수하기 때문에, 강판의 적층 시, 점적율을 높게 가져갈 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 점적율이란 [이론 높이]/[측정된 높이]로 계산된다. 예컨데, 강판의 두께가 0.3mm이고, 10층으로 적층할 시, 이론 높이는 0.3mm×10인 3mm가 된다. 그러나, 무방향성 전기강판의 크라운 등 형상 결함으로 인해 측정된 실제 높이는 이보다 높게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 점적율이 매우 높으며, 이로 인해 무방향성 전기강판 적층체의 제품 성능이 우수하다. 더욱 구체적으로 점적율은 98% 이상일 수 있다. 측정 기준은 200장, 1MPa 가압 이후이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 제조 방법을 시행하는 장치의 레이 아웃(lay-out)을 나타낸 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 용강이 캐스터(10)로부터 턴디쉬(20)로 주입되고 연주기(30)를 통과하면서 생산된 슬라브가 조압연기(40)를 거쳐 바형태로 압연된다. 이렇게 압연된 바는 사상압연기(50)에 의해 열연강판으로 압연된다. 이후, 생산된 열연강판은 냉간 압연공정과 냉연강판 소둔공정을 거쳐서 무방향성 전기강판으로 생산된다. 도 1에서는 사상압연기(50)의 스탠드가 5개, 즉 5패스의 사상압연을 수행하는 것으로 표시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 전술한 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판 제조용 열연판은 중량%로, N: 0.005% 이하(0%를 제외함), C: 0.05% 이하(0%를 제외함), Si: 6.5% 이하(0%를 제외함), Al: 3.5% 이하(0%를 제외함) 및 Mn: 0.02 내지 3.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표면으로부터 내부 방향으로 산화층이 형성되고, 산화층의 두께는 0.2 내지 5㎛이다.
산화층의 두께 편차는 20% 이하일 수 있다.
열연판 및 산화층에 대한 설명은 전술한 무방향성 전기강판의 제조 방법에서 설명한 것과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
중량%로, Si: 3%, Al: 0.3%, Mn:0.5%, P: 0.01%, Sn: 0.01%, S: 0.001%, C: 0.003%, N: 0.003%, Ni: 0.01%, Cr: 0.01%, Ca: 0.001%, As: 0.003%, Cu:0.005%, O:0.001%, Zr:0.0003%, Ti:0.001%, Co:0.001%, Pb:0.001%, Nb:0.001% 및 총합 1% 미만의 Fe외 원소외 성분과 잔부 Fe가 포함된 용강을 이용하여 실험하였다. 용강은 90mm의 슬라브로 연주된 후에 18mm로 조압연 되고, 바로 사상압연을 진행하여 아래와 같이 사상압연 패스를 다르게 하여 압연하였다. 또한, 슬라브 제조 후 사상압연 첫 패스 전까지의 시간도 하기 표 1과 같이 다르게 하였다. 이후 1050℃에서 2분간 소둔하였다. 열연판은 0.3mm로 냉간압연하였고, 냉연판은 수소 10% 질소 90% 분위기 하에서 1000℃에서 3분간 소둔하였다. 이후 두께 0.5㎛의 두께의 절연층을 코팅하여 제품을 제조하였다.
제조된 제품의 자속밀도는 무방향성 전기강판의 측정규격에 맞추어서 Epstein 시편을 제작하여 5000A/m에서의 자속밀도를 측정하였다. 점적율 측정을 위하여 200장의 시편을 적층한 후에 1Mpa로 가압을 한 상태에서 적층된 높이와 이론 높이로부터 계산하여 이를 표시하였다.
점적율(%) = [이론 높이]/[측정된 높이]
냉연판의 두께 편차는 좌우 엣지부의 평균과 중심부의 두께 차이로 계산하였다.
| 시편 | 슬라브 제조 후 사상압연 전 까지 시간 (분) |
사상압연 패스수 (회) |
사상 압연 시간 (분) |
열연판 산화층 두께 (㎛) |
열연판 산화층 두께편차 (%) |
열연판 두께 (mm) |
냉연판 두께편차 (㎛) |
자속밀도 (B50, T) |
점적율 (%) |
| A1 | 5 | 2 | 0.1 | 0.1 | 23 | 2 | 6.5 | 1.61 | 97.5 |
| A2 | 5 | 3 | 0.3 | 0.5 | 5 | 1.6 | 1.3 | 1.66 | 99.3 |
| A3 | 5 | 4 | 0.5 | 2 | 5 | 1.6 | 0.8 | 1.67 | 99.5 |
| A4 | 5 | 5 | 0.8 | 2 | 7 | 1.6 | 0.5 | 1.67 | 99.2 |
| A5 | 5 | 10 | 4 | 8 | 56 | 1.6 | 11.5 | 1.6 | 97.1 |
| A6 | 25 | 5 | 0.8 | 12 | 25 | 1.6 | 5 | 1.62 | 97.8 |
| A7 | 0.5 | 3 | 0.3 | 0.1 | 30 | 1.6 | 19.5 | 1.62 | 96.5 |
표 1에서 나타나듯이, 사상압연 전까지의 시간 및 사상 압연 패스 횟수를 적절히 제어한 경우, 열연판의 산화층이 적절한 두께로 편차가 작게 형성되고, 제조된 전기강판의 크라운 및 자성이 모두 우수하며, 점적율이 우수함을 확인할 수 있다.사상압연의 패스 횟수가 부족하거나 많은 경우, 산화층이 두껍게 형성되고, 크라운이 크게 형성되며, 궁극적으로, 자성 및 점적율이 열위됨을 확인할 수 있다.
또한, 슬라브 제조 후 사상압연 전 까지 시간이 많거나 적을 경우도 산화층이 두껍게 형성되고, 크라운이 크게 형성되며, 궁극적으로, 자성 및 점적율이 열위됨을 확인할 수 있다.
실시예 2
하기 표 2 에서 정리한 합금 성분 및 총합 1% 미만의 Fe외 원소외 성분과 잔부 Fe가 포함된 용강으로 주조하였다. 두께 90mm의 슬라브로 원재료를 제조하였다. 18mm의 두께의 bar 로 조압연 하고, 사상압연의 첫 성형 패스 전까지 5분 내에 수행되었다. 이후, 5패스를 통해 사상압연하고, 이후 1050℃에서 2분간 소둔하였다. 열연판은 0.3mm로 냉간압연하였고, 냉연판은 수소 10% 질소 90% 분위기 하에서 1000℃에서 3분간 소둔하였다. 이후 두께 0.5㎛의 두께의 절연층을 코팅하여 제품을 제조하였다.
| 시편 | N | C | Si | Al | Mn | Ni | Cr | P | Sn | Ca |
| B1 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B2 | 0.01 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B3 | 0.002 | 0.1 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B4 | 0.002 | 0.002 | 7 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B5 | 0.002 | 0.002 | 2 | 5 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B6 | 0.002 | 0.002 | 4 | 1 | 4 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B7 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 6 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B8 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 6 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B9 | 0.002 | 0.002 | 2.3 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.15 | 0.05 | 0.001 |
| B10 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.3 | 0.001 |
| B11 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.01 |
| B12 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B13 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B14 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B15 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B16 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B17 | 0.002 | 0.002 | 0.5 | 0.001 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B18 | 0.002 | 0.002 | 1.5 | 0.2 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B19 | 0.002 | 0.002 | 2.5 | 0.001 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B20 | 0.002 | 0.002 | 3.5 | 0.1 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| B21 | 0.002 | 0.002 | 3.4 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.05 | 0.001 |
| 시편 | As | Be | Se | S | Mg | 자속밀도 (B50, T) |
비고 |
| B1 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.68 | 발명재 |
| B2 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.57 | 비교재 |
| B3 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.55 | 비교재 |
| B4 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.58 | 비교재 |
| B5 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.58 | 비교재 |
| B6 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.56 | 비교재 |
| B7 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.62 | 비교재 |
| B8 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.62 | 비교재 |
| B9 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.62 | 비교재 |
| B10 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.61 | 비교재 |
| B11 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.62 | 비교재 |
| B12 | 0.08 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.56 | 비교재 |
| B13 | 0.005 | 0.05 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.62 | 비교재 |
| B14 | 0.005 | 0.0001 | 0.01 | 0.001 | 0.002 | 1.61 | 비교재 |
| B15 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.01 | 0.002 | 1.62 | 비교재 |
| B16 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.01 | 1.62 | 비교재 |
| B17 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.76 | 발명재 |
| B18 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.75 | 발명재 |
| B19 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.74 | 발명재 |
| B20 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.7 | 발명재 |
| B21 | 0.005 | 0.0001 | 0.0002 | 0.001 | 0.002 | 1.69 | 발명재 |
표 1에서 나타나듯이, 적절한 조성을 만족하는 경우, 자성이 우수함을 확인할 수 있다. 반면, 일부 원소가 조성 범위를 벗어나는 경우, 자성이 열위되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
100 : 무방향성 전기강판 제조 장치 10 : 캐스터
20 : 턴디쉬 30 : 연주기
40 : 조압연기 50 : 사상압연기
20 : 턴디쉬 30 : 연주기
40 : 조압연기 50 : 사상압연기
Claims (14)
- 용강으로부터 슬라브를 제조하는 단계;
상기 슬라브를 연속적으로 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 및
상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 열연판을 제조하는 단계에서, 상기 슬라브의 90부피% 이상이 응고된 후, 1분 내지 20분 이후에 사상압연하는 단계가 시작되고,
상기 사상압연하는 단계는 3 내지 7 패스로 수행되고,
상기 사상압연하는 단계는 10초 내지 3분간 수행되는 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 슬라브를 제조하는 단계에서, 상기 슬라브는 중량%로, N: 0.005% 이하, C: 0.05% 이하, Si: 6.5% 이하, Al: 3.5% 이하 및 Mn: 0.02 내지 3.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 슬라브는 Ni: 0.005% 내지 5.0%, Cr: 0.005% 내지 5.0%, P:0.003% 내지 0.1%, Sn:0.1% 이하, Ca: 0.0005 내지 0.005%, As: 0.05% 이하, Be: 0.003% 이하, Se: 0.003% 이하, S:0.003% 이하 및 Mg: 0.005% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 슬라브는 Cu, Sb, Zr, V, Ti, Co, Pb, Nb 및 B로부터 선택된 1종 이상의 성분을 각각 1.0 중량% 이하 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 상기 열연판은 열연판 표면으로부터 열연판 내부 방향으로 산화층이 형성된 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 산화층의 두께는 0.2 내지 5㎛인 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제7항에 있어서,
상기 산화층의 두께 편차는 20% 이하인 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 열연판의 두께는 1 내지 3 mm인 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
냉연판을 제조하는 단계 이후, 상기 냉연판의 엣지부의 두께 및 상기 냉연판의 중심부의 두께 차이가 5㎛이하인 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
냉연판을 제조하는 단계 이후, 상기 냉연판을 소둔하는 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 무방향성 전기강판.
- 중량%로, N: 0.005% 이하(0%를 제외함), C: 0.05% 이하(0%를 제외함), Si: 6.5% 이하(0%를 제외함), Al: 3.5% 이하(0%를 제외함) 및 Mn: 0.02 내지 3.0%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
표면으로부터 내부 방향으로 산화층이 형성되고,
상기 산화층의 두께는 0.2 내지 5㎛인 무방향성 전기강판 제조용 열연판. - 제13항에 있어서, 상기 산화층의 두께 편차는 20% 이하인 무방향성 전기강판 제조용 열연판.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180115283A KR102139649B1 (ko) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 무방향성 전기강판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180115283A KR102139649B1 (ko) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 무방향성 전기강판의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200035765A KR20200035765A (ko) | 2020-04-06 |
| KR102139649B1 true KR102139649B1 (ko) | 2020-07-30 |
Family
ID=70281995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180115283A KR102139649B1 (ko) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 무방향성 전기강판의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102139649B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102468079B1 (ko) * | 2020-12-21 | 2022-11-16 | 주식회사 포스코 | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002504624A (ja) * | 1998-02-20 | 2002-02-12 | ティッセン クルップ シュタール アクチェンゲゼルシャフト | 無方向性電磁鋼板を製造する方法 |
| JP2005262217A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Jfe Steel Kk | 磁気特性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP4116749B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2008-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | 無方向性電磁鋼板 |
| JP2014195818A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 無方向性電磁鋼板用熱延鋼板の製造方法および無方向性電磁鋼板の製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01225723A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Nkk Corp | 磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 |
| JPH0550185A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-03-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 無方向性電磁鋼板の製造方法 |
| KR100340491B1 (ko) * | 1997-05-23 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | 극박규소강판의냉간압연방법 |
| JP4258028B2 (ja) * | 1997-09-09 | 2009-04-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 無方向性電磁鋼板の製造方法 |
| KR100328032B1 (ko) * | 1997-10-01 | 2002-05-10 | 이구택 | 무방향성극박규소강판의제조방법 |
| US7011139B2 (en) * | 2002-05-08 | 2006-03-14 | Schoen Jerry W | Method of continuous casting non-oriented electrical steel strip |
| KR101089305B1 (ko) * | 2008-12-19 | 2011-12-02 | 주식회사 포스코 | 이방성이 작은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
| KR101568839B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-11-12 | 주식회사 포스코 | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
-
2018
- 2018-09-27 KR KR1020180115283A patent/KR102139649B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002504624A (ja) * | 1998-02-20 | 2002-02-12 | ティッセン クルップ シュタール アクチェンゲゼルシャフト | 無方向性電磁鋼板を製造する方法 |
| JP4116749B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2008-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | 無方向性電磁鋼板 |
| JP2005262217A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Jfe Steel Kk | 磁気特性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2014195818A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 無方向性電磁鋼板用熱延鋼板の製造方法および無方向性電磁鋼板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200035765A (ko) | 2020-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6432173B2 (ja) | 全周の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板 | |
| KR102080167B1 (ko) | 무방향성 전기강판의 제조방법 | |
| EP3561102A1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same | |
| KR102105529B1 (ko) | 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법 | |
| KR102278897B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR101707451B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR102080174B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그의 제조방법 | |
| KR102139649B1 (ko) | 무방향성 전기강판의 제조방법 | |
| KR101707452B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR102353673B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR101506679B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR101701195B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR20230125156A (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR102013820B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그의 제조방법 | |
| KR102468079B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR102134311B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR102099866B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 그의 제조방법 | |
| KR101869455B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 이의 제조방법 | |
| KR102119095B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 그의 제조방법 | |
| KR102361872B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR102348508B1 (ko) | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR101263841B1 (ko) | 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조방법 | |
| KR102120277B1 (ko) | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| KR20240095614A (ko) | 다층 무방향성 전기강판 및 다층 무방향성 전기강판의 제조 방법 | |
| KR20240060238A (ko) | 무방향성 전기 강판 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |