KR20010018240A

KR20010018240A - 자기 차폐성이 우수한 브라운관의 프레임용 냉연강판의 제조방법

Info

Publication number: KR20010018240A
Application number: KR1019990034111A
Authority: KR
Inventors: 김일영; 이성호; 김기호
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-03-05
Also published as: KR100419646B1

Abstract

본 발명은 브라운관내의 섀도우 마스크와 인너쉴드를 지지하는 프레임에 사용되는 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 알루미늄 킬드강의 냉간압연조건과 스킨패스압하율의 조건을 제어하여 결정입도가 ASTM No. 7이하로 결정립이 충분히 조대화되어 보자력 1.3Oe이하이고 투자율 3500이상의 프레임용 냉연강판의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량로 C:0.005이하, Si:0.02이하, Al:0.02이하, Cr:0.02-0.06나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순원소로 이루어진 알루미늄 킬드강을 균질화처리후 870℃이상에서 마무리 열간압연한 다음, 40-60의 압하율로 최종두께까지 냉간압연하고, 연속소둔하고 이어 0.5이하의 압하율로 조질압연하는 것을 포함하여 이루어지는 자기차폐성이 우수한 브라운관의 프레임용 냉연강판 제조방법에 관한 것을 그 기술적요지로 한다.

Description

자기차폐성이 우수한 브라운관의 프레임용 냉연강판의 제조방법{Manufacturing method of cold rolled steel sheet with superior magnetic shield properties for mask-frame in braun-tube}

본 발명은 브라운관내의 섀도우 마스크와 인너쉴드를 지지하는 프레임에 사용되는 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보자력 1.3Oe이하로자기차폐성이 우수한 브라운관 프레임용 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 TV, 모니터등의 브라운관은 도 1에 도시된 바와 같이, 전자총(12), 섀도우마스크(15), 형광스크린(16)의 구조를 가지며, 전자총으로부터 방사된 전자빔(13)이 외부자계로 인해 휘어지는 것을 방지하기 위해 인너쉴드(11)가 설치되어 있다. 또한, 상기 섀도우마스크(15)와 인너쉴드(11)를 지지할 목적으로 프레임(14)이 설치되어 있다.

프레임은 최근 브라운관의 대형화, 고급화 경향에 따라 섀도우 마스크, 인너쉴드와 함께 그 중요성이 커지고 있다. 프레임은 기본적으로 전자빔 산란방지, 열방사능 향상을 목적으로 소재표면에 Fe₃O₄의 마그네타이트 스케일을 입히는 흑화처리성이 양호해야 할 뿐 아니라, 브라운관의 대형화에 따라 전자빔이 형광면까지 이동하는 총거리중에서 마스크프레임이 차지하는 부분이 대략 30정도까지 증가되었기 때문에 전자빔의 휨을 방지할 수 있는 자기차폐 특성(차폐도 ∝1/보자력(Hc))도 중요한 요구조건이 되고 있다.

프레임재의 자기차폐기특성의 향상과 관련하여 주목할 만한 기술은 현재 제시되어 있지 않으며 대부분이 흑화처리성의 개선에 관한 것이다. 이에 반해, 인너쉴드재의 자기차폐특성과 관련된 기술들은 여러가지 알려져 있다. 따라서, 인너쉴드재를 포함한 자기차폐재에 관련된 선행기술들의 전반을 살펴보면 아래와 같다.

일본 공개특허공보 평 10-96067은 TV브라운관용 인너쉴드재에 관한 것으로, 전자총에서 발사된 전자빔의 착지점 오차(drift)를 최소화할 목적으로 0.025≤C≤0.09, Si≤2.0, Mn≤1.5, P≤0.3, S≤0.04, Al:1.0, N≤0.01를 함유한 강재를 두께 0.2∼0.5mm, 평균 결정립경 3∼15㎛로 유지하면서 조질압연의 압하량을 3로 하고, 여기에 강판표면에 Ni, Cr도금 또는 Ni층위에 Cr을 도금하여 자기특성이 우수한 강판을 제조하는 방법이 제안되어 있다.

또한, 일본 공개특허공보 소61-174360은 TV 브라운관 자기쉴드용 강판에 관한 것으로, C≤0.01, 0.05≤Mn≤0.4, Ti:0.01∼0.4(C+N의 4배이상), sol.Al≤0.10, N:0.015의 성분계인 강재를 흑화처리후 항복점연신현상을 제어하는 방법이 제안되어 있으며, 이와 마찬가지로 일본 공개특허공보 평5-9655, 평3-146644에는 C, N을 B첨가에 의해 항복점연신현상을 제어하는 기술이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 평2-166230는 자기쉴드재에 관한 것으로, C＜0.005, sol.Al:0.005-0.06, Ti:0.005-0.08의 강재를 열간압연 마무리온도 720-800℃, 권취온도:600℃이상으로 1회냉간압연하고, 620℃이상의 온도에서 소둔하는 방법에 제안되어 있다. 이 기술은 페라이트역 압연에 의한 집합조직 제어에 의해 종래 2회압연에 의해 생산하던 것을 1회 압연으로 하는 장점은 있으나, 보자력이 1.75Oe 이상으로 자기특성이 그다지 우수한 편은 아니다.

일본 공개특허공보 평2-250942는 프레임용 열연강판의 제조방법으로 C≤0.01, Si≤0.03, Mn:0.05-1.0, P≤0.2, S≤0.02, sol.Al≤0.015, N＜0.005의 강을 압연종료온도 750-900℃, 권취온도 660-750℃의 범위에서 작업하여 자기특성을 확보하는 기술이다. 그런데, 프레임용 소재는 대부분 냉연강판을 사용하고 있어 실제 적용이 어렵다.

위에서 언급한 선행기술들을 종합하면, 소재의 자기적특성을 향상시키기 위해 합금원소의 변화, Ni, Cr의 코팅처리, 페라이트 역에서의 압연 등에 관한 기술들이 대부분이고 일부는 흑화처리성에 관련된 기술들이다. 이들 선행기술로는 브라운관의 고급화추세에 맞추어 보자력 1.3Oe이하이고 투자율 3500이상의 프레임재의 확보가 어려운 실정이다.

본 발명에서는 상기한 선행기술들과는 달리, 알루미늄 킬드강의 냉간압연조건과 조질압연의 조건을 제어하여 결정입도가 ASTM No. 7이하로 결정립이 충분히 조대화되어 보자력 1.3Oe이하이고 투자율 3500이상의 프레임용 냉연강판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 브라운관 구조를 나타내는 개략도

도 2는 Si의 함량에 따른 보자력의 변화를 나타내는 그래프

도 3은 조질연신율에 따른 보자력의 변화를 나타내는 그래프

도 4는 본 발명강의 미세조직사진

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10.....브라운관 11.....인너쉴드 12.....전자총

13.....전자빔 14.....프레임 15.....섀도우 마스크

16.... 형광스크린

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉연강판 제조방법은, 중량로 C:0.005이하, Si:0.02이하, Al:0.02이하, Cr:0.02-0.06나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순원소로 이루어진 알루미늄 킬드강을 균질화처리후 870℃이상에서 마무리 열간압연한 다음, 40-60의 압하율로 최종두께까지 냉간압연하고, 연속소둔한후 이어 0.5이하의 압하율로 조질압연하는 것을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 강성분과 제조조건으로 구분하여 상세히 설명한다.

[강 성분]

C는 0.005이상 되면 고용탄소의 증가로 최종소둔후 항복점연신을 유발시켜 프레스 성형성 및 표면균일성을 나쁘게 하고 자기시효를 일으켜 보자력을 높게 함으로써 자기차폐효과를 떨어뜨리므로 0.005이하로 제한하는 것이 바람직하며, 탄소함량은 낮게 관리할 수록 좋다.

Si은 전기비저항증가원소로서 첨가할수록 자기차폐효과는 증가되지만, 화성처리성을 악화시키는 원소로 알려져 있다. 그런데, 본 발명자들의 연구에 의하면 도 2에서와 같이, 0.03이하로 첨가하면 어느 정도 자기적 특성이 확보되나 이 범위내에서도 흑화막 밀착성을 악화시켜 브라운관내에 떨어진 흑화막의 작은 조각들이 화면의 색상을 나쁘게 하는 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 보다 안정되게 1.3Oe이하의 보자력을 얻기 위해서는 0.02이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Al은 강의 탈산을 위해 첨가하는 성분으로서 Si과 마찬가지로 전기비저항 증가원소로서 첨가할수록 자기차폐효과는 증가된다. 그러나, Al이 과량 첨가되면 N와 결합하여 AlN석출물을 만드는데 미세한 AlN석출물은 제품생산중 소둔시 입자성장을 방해하여 입자크기를 작게하므로 보자력을 높게 하여 자기차폐효과를 감소시킨다. 그래도, Al은 강의 청정성 확보를 위하여 탈산제로 첨가하여야 하므로 그 상한을 0.02이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Cr은 흑화막 밀착성을 향상시키는 원소이다. 흑화막 밀착성이 악화되면 브란운관내에 떨어진 흑화막의 작은 조각들이 브라운관 화면의 색상을 나쁘게 하고 내전압 특성을 열화시키므로 Cr을 미량 첨가한다. 이를 위해서 Cr을 0.02이상 첨가하며, 너무 과량 첨가되면 흑화막 밀착성 향상이 포화될 뿐 아니라 제조원가상승 및 재질경화가 발생하므로, Cr은 0.02-0.06로 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 불순물로서 Mn, P, S이 혼입될 수 있는데, 이들은 통상의 정련공정에서 관리범위로 함유되면 별다른 영향이 없다. Mn의 경우에는 통상 0.2이하로 관리되고 있으며, P는 0.015이하, S은 0.015이하로 관리되고 있다.

[제조조건]

상기와 같이 조성되는 슬라브를 오스테나이트 조직이 충분히 균질화되도록 재가열한 다음 열간압연하는데, 열간압연 마무리온도는 Ar₃변태점 직상인 870℃이상의 온도범위로 하는 것이 바람직하다. 이는 열간압연 마무리온도가 870℃미만이 되면 페라이트+펄라이트 2상 조직에서 압연되므로 이상 조대립이 발생되어 제품 가공시 불량요인이 되기 때문이다.

상기와 같이 열간압연하여 얻은 열연판을 통상의 방법으로 산세한 다음, 40-60의 압하율로 냉간압연한다. 냉간압연율이 40미만이면 가공성 확보 부족으로 제품가공(Drawing)시 가공불량이 발생할 수 있고 냉간압연시 저압하율로 인하여 형상제어가 불리하게 된다. 냉간압연율이 60를 초과하면 가공성 측면에서는 유리하나 결정입도가 미세해져 자기차폐성 확보에 불리하다.

상기에서 얻은 냉연판을 통상의 방법으로 연속소둔하고, 조질압연(Skin Pass)을 하는데, 이때 조질연신율은 0.5이하로 한다. 이는 도 3에서 확인할 수 있듯이, 조질연신율이 0.5를 초과하면 과도한 변형이 주어져 변형에너지에 의하여 조직내의 자구의 이동이 원활하지 않게 되어 보자력(Hc)이 높게 나오게 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

전로-노외정련의 공정을 거쳐 아래 표 1과 같은 화학조성을 갖는 극저탄소 알루미늄 킬드강 슬라브를 제조하고, 표 2의 조건으로 냉연강판을 제조하였다.

구분	화학성분조성(중량)
구분	C	Si	Al	Cr
발명강1	0.002	0.010	0.01	0.03
발명강2	0.001	0.012	0.02	0.04
발명강3	0.003	0.008	0.02	0.04
비교강4	0.004	0.15	0.01	0.02
비교강5	0.008	0.012	0.01	0.03
비교강6	0.004	0.009	0.05	0.05
비교강7	0.002	0.010	-	0.04
비교강8	0.003	0.013	-	0.04
발명강 및 비교강에서는 Mn:0.2이하, P:0.015이하, S:0.015이하임

구분	열간압연	냉간압연	품질실적
	마무리압연온도(℃)	냉간압하율()	조질압연압하율()	결정입도ASTM No.	자기적성질	가공결과	흑화처리밀착성
	마무리압연온도(℃)	냉간압하율()	조질압연압하율()	결정입도ASTM No.	보자력(Oe)	가공결과	흑화처리밀착성	투자율
발명강1	910	55	0.3	6.5	1.17	4400	양호	양호
발명강2	903	57	0.2	6.5	1.22	4250	양호	양호
발명강3	890	53	0.4	7.0	1.20	4720	양호	양호
비교강4	912	53	0.5	7.0	1.25	4310	양호	불량
비교강5	887	54	0.2	8.5	1.51	3053	불량	양호
비교강6	895	56	0.3	8.0	1.72	3110	양호	양호
비교강7	890	67	0.3	9.0	1.88	2400	양호	양호
비교강8	908	45	1.1	7.0	1.44	3700	양호	양호

상기 표 1, 2에 나타난 바와 같이, 비교강(4)의 경우 Si이 0.15로서 Si의 함량이 높아 수요가 가공시 흑화막처리시 소재의 표면에 SiO₂농화에 따른 밀착성이 불량하였다.

또한, 비교강(5)의 경우 C가 0.008로서 C관리범위의 0.005이하내에 관리되지 못하고 초과되므로, 탄소석출물에 의한 입자성장방해로 결정도가 미세화되어(ASTM No. 8.5) 보자력이 1.51Oe, 투자율이 3053으로 자기적성질이 품질목표에 미달하였고, 가공시 시효발생으로 가공결과가 불량하였다.

또한, 비교강(6)의 경우 Al이 0.06로서 AlN석출물에 의한 입자성장 방해로 결정입도 ASTM No. 8.0으로 결정립이 미세화로 보자력이 1.72Oe, 투자율이 3110으로 품질목표에 미달하였다.

또한, 비교강(7)은 강성분은 본 발명을 만족하나 냉간압하율이 67로서 과압하로 결정립도 ASTM No. 9.0으로서 결정립이 미세화로 보자력이 1.88Oe, 투자율이 2400으로 목표품질에 미달하였다.

비교강(8)도 강성분은 본 발명을 만족하나 조질연신율이 1.1로서 과도한 변형이 가해져 보자력이 1.44Oe로 목표품질에 미달하였다.

이에 반해, 본 발명강(1-3)의 경우에는 보자력이 1.3Oe이하이고 투자율이 3500이상으로 목표품질을 확보할 수 있었다.

한편, 도 4에는 발명강(2)의 조직사진으로서 결정립도가 ASTM No. 6.5로 충분히 입자가 성장한 상태를 보이고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 결정립도가 ASTM No. 7이하로 저보자력, 고투자율의 자기차폐성이 우수한 프레임재를 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

중량로 C:0.005이하, Si:0.02이하, Al:0.02이하, Cr:0.02-0.06나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순원소로 이루어진 알루미늄 킬드강을 균질화처리후 870℃이상에서 마무리 열간압연한 다음, 40-60의 압하율로 최종두께까지 냉간압연하고, 연속소둔하고 이어 0.5이하의 압하율로 조질압연하는 것을 포함하여 이루어지는 자기차폐성이 우수한 브라운관의 프레임용 냉연강판 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 조질압연한 냉연판은 결정입도가 ASTM No. 7이하로, 보자력이 1.3Oe이하이고, 투자율이 3500이상임을 특징으로 하는 냉연강판의 제조방법.