KR20060007431A - 무방향성 전기강 스트립의 개선된 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 향상된 자기성 및 융기화, 취성, 노즐 막힘성 및 자기 에이징성에 대한 향상된 저항성을 구비한 무방향성 전기강의 제조방법에 관한 것이다. 크롬 함유 강은 강철 용융물에서 박막 슬래브 또는 통상의 슬래브로 주조된 후, 냉각된 다음, 열간 압연되고(되거나) 냉간 압연되어 최종 스트립으로 제조된다. 이러한 최종 스트립은 자기성이 형성되는 1회 이상의 어닐링 처리로 추가 가공되어, 모터 또는 변압기와 같은 전기 기계류에 사용하기에 적합한 본 발명의 강철 시트로 제조된다.

무방향성 전기강, 스트립, 어닐링, 냉간 압연, 강철 시트

Description

무방향성 전기강 스트립의 개선된 제조방법{IMPROVED METHOD FOR PRODUCTION OF NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL STRIP}

관련 출원에 대한 참조설명

본 출원은 모두 2002년 5월 8일에 출원된, 스코엔 외 다수의 미국 가출원 번호 제60/378,743을 우선권으로 주장하는 출원이다.

무방향성 전기강은, 다양한 전기 기계 및 장치, 구체적으로 시트의 모든 방향에 대해 높은 투자율 및 낮은 철손량(core loss)이 바람직한 모터에 있어서 자기 코어 재료로서 광범위하게 이용된다. 본 발명은 낮은 철손량 및 높은 투자율을 갖는 무방향성 전기강을 생산하는 방법에 관한 것인데, 여기에서 철강 용융물은 주괴(ingot) 또는 연속적 슬래브(slab)로서 고형화되며 최종 스트립을 제공하기 위하여 열간 압연 및 냉간 압연 처리된다. 최종 스트립은 본 발명의 강철 시트를 모터나 변압기와 같은 전기 기계에 사용하기 적절하도록 만드는 자성을 형성시키는 적어도 1회의 어닐링(annealing) 처리로 제공된다.

상업적으로 입수 가능한 무방향성 전기강은 전형적으로 두 종류로 나뉜다: 냉간 압연 모터 적층 강철("CRML") 및 냉간 압연 무방향성 전기강("CRNO"). CRML은 매우 낮은 철손량의 요구가 경제적으로 정당화하기 어려운 용도들에 일반적으로 사 용된다. 그러한 용도들은 전형적으로 무방향성 전기강이, 약 4W/lb(약 9W/kg)의 최대 철손량 및, 1.5T 및 60Hz에서 측정된 약 1500G/Oe(가우스/에르스텟)의 최소 투자율을 가질 것을 요구한다. 그러한 용도들에 사용되는 강철 시트는 전형적으로 약 0.018 인치(약 0.45mm) 내지 약 0.030 인치(약 0.76mm)의 공칭 두께로 가공된다. CRNO는 일반적으로 보다 좋은 자성이 요구되는 까다로운 조건의 용도들에 사용된다. 그러한 용도들은 일반적으로 무방향성 전기강이, 약 2W/lb(약 4.4 W/kg)의 최대 철손량 및, 1.5T 및 60Hz에서 측정된 약 2000G/Oe의 최소 투자율을 가질 것을 요구한다. 그러한 용도들에서는, 상기 강철 시트가 전형적으로 약 0.0006 인치(약 0.15mm) 내지 약 0.025 인치(약 0.63mm)의 공칭 두께로 가공된다.

무방향성 전기강은 일반적으로 두 가지 형태로 제공되는데, 보편적으로 "반제품" 또는 "완제품" 철강으로 불리운다. "반제품"이란, 적절한 입자 크기 및 조직으로 형성시키고, 가공 압력을 완화하며, 필요하다면 에이징을 회피하기 위한 적절히 낮은 탄소 농도를 제공하기 위하여 제품이 사용전에 어닐링되어야 한다는 것을 암시한다. "완제품"이란 시트를 적층재로 가공하기 전에 자성이 완전히 형성되어 있는, 즉 입자 크기 및 조직이 완성되고 탄소 농도가 자기 에이징(magnetic aging) 방지를 위해 약 0.003중량% 이하로 감소되어 있는 것을 암시한다. 이러한 등급들은 가공 압력을 완화하기 위해 매우 바람직한 것이 아니라면 적층재로 가공후에 어닐링을 필요로 하지 않는다. 무방향성 전기강은 주로 모터나 발전기와 같은 회전 장치에 이용되는데, 이러한 장치에 있어서는 시트 회전 방향에 관하여 모든 방향에 있어서 일정한 자성을 갖는 것이 바람직하다.

무방향성 전기강의 자성은 최종 시트의 두께, 부피 저항성, 입자 크기, 화학적 순도 및 결정학적 조직에 영향을 받는다. 최종 강판의 두께를 감소시키거나, 부피 저항성을 증가시키기 위한 강판의 합금 함량을 증가시키거나 양자의 조합으로써 와상 전류에 의해 야기되는 철손량을 낮출 수 있다.

무방향성 전기강을 제조하기 위해 이용되는 확립된 방법에 있어서, 전형적이나 제한적이지 않은 규소, 알루미늄, 망간 및 인의 합금 첨가물이 이용된다. 무방향성 전기강은 약 6.5중량% 이하의 규소, 약 3중량% 이하의 알루미늄, 약 0.05중량% 이하의 탄소(자기 에이징을 억제하기 위해 공정 중에 약 0.003중량% 이하로 감소되어야만 한다), 약 0.01중량% 이하의 질소, 0.01중량% 이하의 황 및 잔여량의 철 및 제강 방법에서 부수적으로 생기는 다른 불순물을 함유할 수 있다.

최종 어닐링 단계 후 적절하게 큰 입자 크기를 수득하는 것이 최적 자성을 얻기 위해 바람직하다. 분산된 상, 개재물 및/또는 침전물의 존재가 정상적 입자 성장을 억제하고 원하는 입자 크기 및 조직의 수득을 방해하여, 최종 산물의 형태에서 원하는 철손량 및 투자율을 얻는 것을 저해할 수 있기 때문에, 최종 어닐링된 시트의 순도는 자성에 현저한 영향을 미칠 수 있다. 또한, 최종 어닐링 동안에 개재물 및/또는 침전물은 AC 자화 동안 자벽 이동을 억제하여, 추가적으로 최종 산물 형태에서의 자성을 감퇴시킨다. 상기 기술된 바와 같이, 완성된 시트의 결정학적 조직, 즉 전기강 시트를 구성하는 결정 입자의 방향 분배가 최종 산물 형태에서 철손량 및 투자율을 결정하는데 매우 중요하다. 밀러 지수에 의해 정의된 <100> 및 <110> 조직 성분은 높은 투자율을 갖고, 역으로 <111>형 조직 성분은 낮은 투자율 을 갖는다.

무방향성 전기강은 규소, 알루미늄 및 이와 유사한 원소와 같은 성분의 첨가 비율에 의해 구별된다. 그러한 합금 첨가물은 부피 저항성을 상승시키고, AC 자화 동안에 와류 전류의 억제를 제공하여 철손량을 감소시키는 작용을 한다. 이러한 첨가물은 또한 경도를 상승시킴으로써 강철의 천공성을 향상시킨다. 철의 부피 저항성에 대한 합금 첨가물의 영향은 수학식 I에서 나타난다:

여기에서 ρ는 강철의 μΩ-cm 부피 저항성이고 %Mn, %Si, %Al, %Cr 및 %P는 각각 강철에서의 망간, 규소, 알루미늄, 크롬 및 인의 중량 퍼센트이다.

약 20μΩ-cm이하의 부피 저항성을 제공하기 위한 약 0.5중량% 미만의 규소 및 다른 첨가물을 함유하는 철강은 일반적으로 모터 적층 철강으로 분류되고; 약 20μΩ-cm 내지 약 30μΩ-cm의 부피 저항성을 제공하기 위한 약 0.5 내지 1.5 중량%의 규소 또는 다른 첨가물을 함유하는 강철은 일반적으로 저-규소 강철로 분류되며; 약 30μΩ-cm 내지 약 45 μΩ-cm의 부피 저항성을 제공하기 위한 약 1.5 내지 3.0중량% 초과의 규소 또는 다른 첨가물을 함유하는 강철은 일반적으로 중-규소 강철로 분류되며; 마지막으로 약 30μΩ-cm 내지 약 45μΩ-cm의 부피 저항성을 제공하기 위한 약 3.0중량% 초과의 규소 또는 다른 첨가물을 함유하는 철강은 일반적으로 고-규소 강철로 분류될 수 있다.

규소 및 알루미늄 첨가물은 강철에 유해한 영향을 미친다. 대량의 규소 첨가, 특히 약 2.5% 초과의 규소 농도는 강철을 보다 취화시키고 보다 온도 민감성이게 한다는 것, 즉, 연성에서 취성으로의 전이 온도가 상승할 수도 있다는 것이 잘 알려져 있다. 규소는 또한 질소와 반응하여 무방향성 전기강의 물성을 퇴화시키고 자기적 "에이징"을 유발할 수 있는 질화규소 함유물을 형성할 수 있다. 적절하게 사용된다면, 알루미늄 첨가물은, 열간 압연 이전의 주조 및/또는 가열 후 냉각 단계 동안에, 알루미늄이 질소와 반응하여 질화알루미늄 함유물을 형성할 경우, 무방향성 전기강의 물리적·자기적 성질에 대한 질소의 영향을 최소화할 수 있다. 그러나, 알루미늄 첨가물은 내화재의 보다 공격적인 마모 및, 구체적으로 슬래브 주조 동안에 액상 철 공급물을 공급하는데 이용되는 내화성 부재의 막힘(clogging)으로부터 강철 용융 및 주조에 영향을 줄 수 있다.

규소, 알루미늄 및 이와 유사한 물질과 같은 철의 합금 첨가물은 하기의 수학식 II에 보여지는 바와 같은 오스테나이트의 함량에 영향을 미친다:

여기에서 γ_1150℃는 1150℃(2100℉)에서 형성되는 오스테나이트의 부피 퍼센트이고 %Si, %Al, %Cr, %Mn, %P, %Cr, %Ni, %C 및 %N은 강철에 있어서 각각 규소, 알루미늄, 망간, 인, 크롬, 니켈, 구리, 탄소 및 질소의 중량 퍼센트를 나타낸다. 전형적으로, 약 2.5% 초과량의 Si를 함유하는 합금은 완전히 페라이트성이다, 즉 체심입방 페라이트 상으로부터 면심입방 오스테나이트 상으로의 상 전이가 가열 또는 냉각 중에 일어나지 않는다. 박막형 또는 후막형 슬래브 주조에 사용하는 완전히 페라이트성인 전기강의 제조는 "융기(ridging)"하는 경향 때문에 어렵다는 것이 보편적으로 알려져 있다. 융기는 열간 압연된 강판의 야금 구조에 있어서 국지화된 불균일성에 기인하는 결함이다.

상기 논의된 무방향성 전기강의 제조 방법은 잘 확립되었다. 이러한 방법들은 전형적으로 바람직한 조성을 갖는 강철 용융물을 제조하는 단계; 강철 용융물을 약 2인치(약 50mm) 내지 약 20 인치(약 500mm)의 두께를 갖는 주괴 또는 슬래브로 주조하는 단계; 이러한 주괴 또는 슬래브를 전형적으로 약 1900℉(약 1040℃) 보다 높은 온도로 가열하는 단계; 및 약 0.040인치(약 1mm) 이상의 시트 두께로 열간 압연하는 단계를 수반한다. 열간 압연 시트는, 피클링 단계 또는 피클링 이전 또는 이후에 선택적으로 열 밴드 어닐링 단계; 바람직한 제품 두께를 위한 1회 이상의 냉간 압연 단계 및 최종 어닐링 단계, 때때로 최종 어닐링 후에 바람직한 자성을 갖도록 하기 위한 담금 압연이 포함될 수 있는 다양한 경로에 의해 순차적으로 처리될 수 있다.

무방향성 전기강의 가장 보편적인 예시적 제조 방법에 있어서, 약 4 인치(약 100mm) 초과 내지 약 15 인치(약 370mm) 미만의 두께를 갖는 슬래브는 연속적으로 주조되고; 슬래브가 0.4 인치(약 10mm) 초과 내지 약 3 인치(약 75mm) 미만의 두께를 갖는 트랜스퍼 바로 전환되는 가열 황삭 단계 이전에 상승된 온도로 재가열되 며; 추가적인 처리과정에 적합한 약 0.04 인치(약 1mm) 초과 내지 약 0.4 인치(약 10mmm) 미만의 두께를 갖는 스트립을 생산하기 위하여 열간 압연된다. 상기에 기술한 바와 같이, 후막형 슬래브 주조 방법은, 바람직하게 사용된다면, 당업계에서 "융기"로서 보편적으로 알려진 결함이 발생하는 것을 회피하기 위해 필요한, 일정한 열간 야금 미세구조를 제공하기 위해 사용될 수 있는 다중 열간 감소 단계를 위한 기회를 산출할 수 있다. 그러나, 필요한 처리 단계들은 종종 밀 제작기(mill)의 작동에 부적합하거나 바람직하지 않다.

최근에 박막형 슬래브 주조에 있어서의 기술적 진보가 이루어져 왔다. 이러한 방법의 일례에서, 무방향성 전기강은 약 1인치(약 25mm) 초과 내지 4 인치(약 100mm) 미만의 두께를 갖는 주조 슬래브로부터 생산되고, 이는 열간 압연 직전에 가열되어, 추가적인 가공에 적합한 약 0.04 인치(약 1mm) 초과 내지 약 0.4 인치(약 10mm) 미만의 두께를 갖는 스트립을 생산한다. 그러나 모터 적층재 등급의 무방향성 전기강의 생산은 이미 밝혀진 반면, 매우 고도의 자기적·물리적 성질을 갖는 완전히 페라이트성인 무방향성 전기강의 생산은 "융기"의 문제 때문에 단지 제한적인 성공을 거두었을 뿐이다. 부분적으로, 박막형 슬래브 주조는, 주조된 슬래브로부터 완성된 열간 압연 스트립까지의 열간 감소의 양과 유연성이 후막형 슬래브 주조 방법이 이용될 때보다 더 제한적이기 때문에 제약이 더 많다.

상기 언급한 이유 때문에, 후막 및 박막형 슬래브 주조에 의해 산출되는 성능과 화합성이며 제조 비용도 저렴한 방법을 사용하여 최고등급의 무방향성 전기강을 생산하는 방법을 개발하고자 하는 오랜 염원이 있다.

도 1은 임계 Tmin 및 Tmax 온도를 나타내는 온도의 함수로서 오스테나이트 상 구역의 개략적 도시이다.

도 2는 주조된 슬래브가 가열되고, 제시된 바와 같은 감소를 이용하여 열간 압연된 후 히트(Heat) A의 미세구조에 대한 사진이다.

도 3은 주조된 슬래브가 가열되고, 제시된 바와 같은 감소를 이용하여 열간 압연된 후 히트 B의 미세구조에 대한 사진이다.

도 4는 표 1로부터의 히트 C, D, E 및 F의 오스테나이트 상 구역을 특징짓는 다양한 온도에서 오스테나이트의 계산된 양의 플로팅이다.

발명의 개요

본 발명의 주된 목적은 연속적으로 주조된 슬래브로부터 우수한 물리적·자기적 성질을 갖는 무방향성 전기강의 생산을 위한 개선된 조성을 개시하는 것이다.

본원 발명의 상기 및 다른 중요한 목적은 규소, 알루미늄, 크롬, 망간 및 탄소 함량이 하기와 같은 조성을 갖는 강철에 의해 달성된다:

i. 규소 : 약 6.5% 이하

ii. 알루미늄 : 약 3% 이하

iii. 크롬 : 약 5% 이하

iv. 망간 : 약 3% 이하

v. 탄소 : 약 0.05% 이하;

이외에도, 상기 강철은 약 0.15% 이하 함량의 안티몬; 약 0.005% 이하 함량의 니오븀; 약 0.01% 이하 함량의 질소; 약 0.25% 이하 함량의 인; 약 0.01% 이하 함량의 황 및/또는 셀레늄; 약 0.15% 이하 함량의 주석; 0.01% 이하 함량의 티타늄 및 약 0.01% 이하 함량의 바나듐과 잔여량의 철 및 제강 방법에 부수적으로 생성되는 기타 잔류물을 함유할 수 있다.

바람직한 조성물에서는, 이 원소들은 하기의 함량으로 존재한다:

i. 규소 : 약 1% 내지 약 3.5%;

ii. 알루미늄 : 약 1% 이하;

iii. 크롬 : 약 0.1% 내지 약 3%;

iv. 망간 : 약 0.1% 내지 약 1%;

v. 탄소 : 약 0.01% 이하;

vi. 황 : 약 0.01% 이하;

vii. 셀레늄 : 약 0.01% 이하; 및

viii. 질소 : 약 0.005% 이하;

보다 바람직한 조성에 있어서는, 이러한 원소들은 하기의 함량으로 존재한다:

i. 규소 : 약 1.5% 내지 약 3%;

ii. 알루미늄 : 약 0.5% 이하;

iii. 크롬 : 약 0.15% 내지 약 2%;

iv. 망간 : 약 0.1% 내지 약 0.35%;

v. 탄소 : 약 0.005% 이하;

vi. 황 : 약 0.005% 이하;

vii. 셀레늄 : 약 0.007% 이하; 및

viii. 질소 : 약 0.002% 이하.

일 구체예에서, 본 발명은 규소 및 다른 합금 첨가물 또는 제강 방법에 부수적으로 생성되는 불순물을 함유하는 강철 용융물로부터, 약 0.8 인치(약 20mm) 내지 약 15 인치(약 375mm)의 두께를 갖는 슬래브를 순차적으로 주조하고, 이를 상승된 온도에서 재가열하여 약 0.014 인치(약 0.35mm) 내지 약 0.06 인치(약 1.5mm)의 두께를 갖는 스트립으로 열간 압연시킨, 무방향성 전기강을 생산하는 방법을 제공한다. 이러한 방법의 무방향성 전기강은 모터, 변압기 또는 그와 유사한 장치에 사용하기에 바람직한 자성을 형성시키는데 제공되는 최종 어닐링 처리 후에 이용될 수 있다.

두번째 구체예에서, 본 발명은 규소 및 다른 합금 첨가물 또는 제강 방법에 부수적으로 생성되는 불순물을 함유하는 강철 용융물로부터, 약 0.8 인치(약 20mm) 내지 약 15 인치(약 375mm)의 두께를 갖는 슬래브를 순차적으로 주조하고, 이를 가열하고 약 0.04 인치(약 1mm) 내지 약 0.4 인치(약 10mm)의 두께를 갖는 스트립으로 열간 압연하며, 순차적으로 냉각, 피클링, 냉간 압연 및, 모터, 변압기 또는 이와 유사한 장치에 바람직한 자성을 갖도록 최종 어닐링시킨 무방향성 전기강을 생산하는 방법을 제공한다. 이러한 구체예의 선택적 형태에서는, 열간 압연된 스트립은 냉간 압연 이전에 어닐링되고 최종 어닐링될 수 있다.

상기 구체예의 실시에 있어서, 규소, 크롬, 망간 및 유사한 첨가물을 함유하는 강철 용융물을 제조하여, 수학식 I을 사용하여 정의된 바와 같이 적어도 20μΩ-㎝의 부피 저항성을 제공하고 피크 오스테나이트 부피율, γ1150℃가 수학식 II를 사용하여 정의된 바와 같이 0wt% 초과인 조성물을 제공한다. 본 발명의 바람직한, 보다 바람직한 및 가장 바람직한 실시에 있어서, γ1150℃는 각각 적어도 5%, 10% 및 적어도 20%이다.

상기 구체예의 실시에 있어서, 주조된 또는 박막형 슬래브는, 스트립으로 열간 압연하기 이전에 수학식 IIIa에 정의된 바와 같은 Tmax 0%를 초과하는 온도로 가열될 수 없다. Tmax 0%는 100% 페라이트가 합금에 존재하는 오스테나이트상 구역의 고온 경계로서, 그 이하에서는 소량(%)의 오스테나이트가 합금에 존재한다. 이는 도 1에 예시되어 있다. 가열 온도를 그렇게 제한함으로써, 슬래브 재가열 단계 중 오스테나이트가 페라이트로 재 전이함에 의해 야기되는 비정상적 입자 성장을 피할 수 있다. 상기 구체예의 바람직한 실시에 있어서, 주조된 또는 박막형 슬래브는 스트립으로 열간 압연하기 이전에 수학식 IIIb에서 정의된 바와 같이 Tmax 5%를 초과하는 온도로 가열될 수 없다. 마찬가지로, Tmax 5%는 95% 페라이트 및 5% 오스테나이트가 합금에 존재하는 온도이며, 고온의 오스테나이트상 구역 경계의 바로 밑인 온도이다. 보다 바람직한 실시예에 있어서, 주조된 또는 박막형 슬래브는 Tmax 10%를 초과하는 온도로 가열될 수 없다. 상기 구체예의 가장 바람직한 구체예에 있어서, 주조된 또는 박막형 슬래브는 스트립으로 열간 압연되기 이전에 수학식 IIIc에서 정의되는 바와 같은 Tmax 20%를 초과하는 온도로 가열될 수 없다. Tmax 10% 및 Tmax 20%는 피크 오스테나이트 중량 퍼센트를 초과하는 온도에서 10% 및 20%의 오스테나이트가 합금에 각각 존재하고 있는 온도이다. Tmax 5%, Tmax 10% 및 Tmax 20%는 또한 도 1에 예증되어있다.

주조되고 재가열된 슬래브는 철강의 야금 구조가 오스테나이트로 구성되는 온도에서 1회 이상의 감소 경로가 수행되도록 열간 압연이 실시되어야 한다. 상기 구체예의 실시에는 도 1에서 예증되는 약 Tmin 0%를 초과하는 온도 내지 도 1에서 예증되는 수학식 IIIa에서 정의된 바와 같은 Tmax 0% 미만의 최대 온도에서의 열간 감소 경로가 포함된다. 상기 구체예의 바람직한 실시에는 수학식 IVa의 약 Tmin 5%를 초과하는 온도 내지 수학식 IIIb에서 정의된 바와 같은 약 Tmax 5% 미만의 최대 온도에서의 열간 감소 경로가 포함된다. 상기 구체예의 보다 바람직한 실시에는 약 Tmin 10%를 초과하는 온도 내지 도 1에서 예증되는 약 Tmax 10% 미만의 최대 온도열간 감소 경로가 포함된다. 상기 구체예의 가장 바람직한 구체예에는 수학식 IVb의 약 Tmin20%를 초과하는 온도 내지 수학식 IIIc에서 정의된 바와 같은 약 Tmax 20% 미만의 최대 온도에서의 열간 감소 경로가 포함된다.

상기 구체예의 실시에는 열간 압연 후에, 하기의 수학식 V를 사용하여 계산된 적어도 700의 공칭 변형율(ε_공칭값)을 제공하는 적어도 1회의 열간 감소가 포함된다:

상기 구체예의 실시에는 냉간 압연 이전에 어닐링 단계를 포함할 수 있는데, 이러한 어닐링 단계는 Tmin 10% 미만의 온도에서 수행된다. 상기 구체예의 보다 바람직한 실시에는 냉간 압연 이전에 어닐링 단계를 포함할 수 있는데, 이러한 어닐링 단계는 수학식 IVb의 Tmin 20% 미만의 온도에서 수행된다. 상기 구체예의 바람직한 실시에는 냉간 압연 이전에 어닐링 단계를 포함할 수 있는데, 이러한 어닐링 단계는 수학식 IVa의 Tmin 5% 미만의 온도에서 수행된다. 상기 구체예의 가장 바람직한 실시에는 냉간 압연 이전에 어닐링 단계를 포함할 수 있는데, 이러한 어닐링 단계는 Tmin 0% 미만의 온도에서 수행된다.

상기 구체예의 실시에는 스트립의 자성을 형성시키는 최종 어닐링이 포함되어야 하는데, 이러한 어닐링 단계는 Tmin 20%(수학식 IVb) 미만의 온도에서 수행된다. 상기 구체예의 바람직한 실시에는 스트립의 자성을 형성시키는 최종 어닐링이 포함되어야 하는데, 이러한 어닐링 단계는 Tmin 10%(도 1에서 예증됨) 미만의 온도에서 수행된다. 상기 구체예의 보다 바람직한 실시에는 스트립의 자성을 형성시키는 최종 어닐링이 포함되어야 하는데, 이러한 어닐링 단계는 Tmin 5%(수학식 IVa) 미만의 온도에서 수행된다. 상기 구체예의 가장 바람직한 실시에는 스트립의 자성을 형성시키는 최종 어닐링이 포함되어야 하는데, 이러한 어닐링 단계는 Tmin 0%(도 1에서 예증됨) 미만의 온도에서 수행된다.

달리 정의되지 않은 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적·과학적 용어는 당업자에 의하여 보편적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 비록 본원에 기술된 것과 유사하거나 동일한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 및 시험에 사용될 수 있다고 할지라도, 적절한 방법 및 재료를 하기에 기술하였다. 본원에서 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허 및 다른 참조문은 그 자체 그대로 인용하였다. 모순이 있는 경우, 정의를 포함하여 본 명세서가 그 의미를 지배한다. 더욱이, 재료, 방법 및 실시예들은 예증만을 위한 것이지 제한적인 의도는 아니다. 본 발명의 다른 특징과 유리한 효과는 하기에 자세한 표현과 청구항으로부터 명백해질 것이다.

상세한 설명

이하, 본 명세서에 사용된 용어들의 정의에 대하여 설명하는데, 이는 이러한 용어들이 나타내는 범위를 비롯하여 본 상세한 설명과 청구의 범위에 대한 분명하고 일관된 이해를 제공하기 위한 것이다.

"페라이트" 및 "오스테나이트"란 용어는 강철의 특정한 결정 형태를 나타내는 것이다. "페라이트" 또는 "페라이트성 강철"은 체심입방 또는 "bcc" 결정형인 반면, "오스테나이트" 또는 "오스테나이트 강철"은 면심입방 또는 "fcc" 결정형이다. "완전 페라이트성 강철"이란 용어는 실온에서의 최종 미세구조에 관계없이 용융물로부터 냉각되는 과정 및/또는 열간 압연을 위해 재가열하는 과정에서 페라이트 및 오스테나이트 결정상 사이에 임의의 상변환을 일으키지 않는 강철을 의미한다.

"스트립" 및 "시트"란 용어는 강철의 두께가 약 0.4인치(약 10mm) 미만이고, 폭이 일반적으로 약 10인치(약 250mm) 초과, 보다 일반적으로는 약 40인치(약 1000mm) 초과인, 본 상세한 설명 및 청구의 범위에 기술된 강철의 물리적 특성을 나타내는 것이다. "스트립"은 폭의 제한은 없으나, 폭이 두께보다는 훨씬 큰 것이 다.

본 발명의 실시에는 규소, 크롬, 망간, 알루미늄 및 인의 합금 첨가물을 함유하는 강철 용융물이 사용된다.

본 발명의 전기강의 제조를 개시하기 위하여, 먼저 널리 확립된 강철 용융, 정련 및 합금 방법을 이용하여 강철 용융물을 제조할 수 있다. 용융 조성물은 일반적으로 규소 약 6.5% 이하, 알루미늄 약 3% 이하, 크롬 약 5% 이하, 망간 약 3% 이하, 질소 약 0.01% 이하 및 탄소 약 0.05% 이하를 함유하며, 나머지는 실질적인 철과 제강 방법에 부수적으로 생성되는 기타 원소이다. 바람직한 조성물은 규소 약 1% 내지 약 3.5%, 알루미늄 약 1% 이하, 크롬 약 0.1% 내지 약 3%, 망간 약 0.1% 내지 약 1%, 황 및/또는 셀레늄 약 0.01% 이하, 질소 약 0.005% 이하 및 탄소 약 0.01% 이하를 함유하는 것이다. 또한, 바람직한 강철은 잔여량의 원소, 예컨대 티탄, 니오븀 및/또는 바나듐을 약 0.005%를 초과하지 않는 함량으로 함유할 수 있다. 보다 바람직한 강철은 규소 약 1.5% 내지 약 3%, 알루미늄 약 0.5% 이하, 크롬 약 0.15% 내지 약 2%, 탄소 약 0.005% 이하, 황 또는 셀레늄 약 0.008% 이하, 질소 약 0.002% 이하, 망간 약 0.1% 내지 약 0.35% 및 잔여량의 일반적으로 발생하는 잔류물과 철을 함유한다. 이러한 강철은 또한 안티몬, 비소, 비스무스, 인 및/또는 주석과 같은 기타 원소를 약 0.15% 이하 함량의 함유할 수도 있다. 강철은 또한 구리, 몰리브덴 및/또는 니켈을 각각 또는 혼합물로서 약 1% 이하 함량의 함유할 수도 있다. 기타 원소는 의도적 첨가로 존재하거나 또는 강철 용융 공정 유래의 잔류 원소, 즉 불순물로서 존재할 수 있다. 강철 용융물을 제조하는 방법의 예에는 산 소, 전기 아크(EAF) 또는 진공 유도 용융법(VIM)이 포함된다. 강철 용융물에 합금 첨가물을 추가 정련 및/또는 제조하는 방법의 예에는 레이들 야금용 노(LMF), 진공 탈탄(VOD) 용기 및/또는 산소아르곤탈탄(AOD) 반응기가 포함될 수 있다.

규소는 본 발명의 강철에 약 0.5% 내지 약 6.5%의 함량, 바람직하게는 약 1% 내지 약 3.5%의 함량, 보다 바람직하게는 약 1.5% 내지 약 3%의 함량으로 존재한다. 규소 첨가물은 부피 저항성을 증가시키고, 페라이트상을 안정화시키며, 최종마무리된 스트립에서 천공성 향상을 위해 경도를 증가시키는 작용을 한다; 하지만, 약 2.5%를 초과하는 수준의 규소는 강철의 취성을 보다 증가시키는 것으로 알려져 있다.

크롬은 본 발명의 강철에 약 5% 이하, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 3%, 보다 바람직하게는 약 0.15% 내지 약 2%의 함량으로 존재한다. 크롬 첨가물은 부피 저항성을 증가시키는 작용을 하나, 그 효과는 원하는 상 균형 및 미세구조 특성을 유지하는 정도로 고려되어야 한다.

망간은 본 발명의 강철에 약 3% 이하, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 1%, 보다 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 0.35%의 함량으로 존재한다. 망간 첨가물은 부피 저항성을 증가시키는 작용을 하나, 망간은 최종 어닐링 단계 중에 입자 성장 속도를 지연시키는 것으로 당업계에 알려져 있다. 이러한 이유로, 망간의 다량 첨가의 유용성은 최종 산물에서 원하는 상 균형 및 미세구조 특성을 모두 고려하여 신중하게 고려되어야 한다.

알루미늄은 본 발명의 강철에 약 3% 이하, 바람직하게는 약 1% 이하, 보다 바람직하게는 약 0.5% 이하 함량의 존재한다. 알루미늄 첨가물은 부피 저항성을 증가시키고, 페라이트 상을 안정화시키며, 최종 스트립의 천공성 향상을 위해 경도를 증가시키는 작용을 한다. 하지만, 알루미늄의 다량 첨가의 유용성은 알루미늄이 제강 내화물의 열화를 가속화시킬 수 있으므로 신중하게 고려되어야 한다. 더욱이, 열간 압연 동안 미세 질화알루미늄의 침전을 방지하기 위하여 공정 조건의 신중한 고찰이 요구된다. 마지막으로, 알루미늄의 다량 첨가는 많은 부착성 산화물 때를 형성시킬 수 있어서, 시트의 때제거가 다소 곤란하며 많은 비용을 발생시키기도 한다.

황 및 셀레늄은 본 발명의 강철에 바람직하지 않은 원소인데, 그 이유는 이 원소들이 다른 원소들과 혼합되어 공정 동안 입자 성장을 방해할 수 있는 침전물을 형성하기 때문이다. 황은 강철 용융 시의 일반적인 잔류물이다. 황 및/또는 셀레늄은 본 발명의 강철에 존재한다면 약 0.01% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 특히, 황은 약 0.005% 이하, 셀레늄은 약 0.007% 이하의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.

질소는 본 발명의 강철에 바람직하지 않은 원소인데, 그 이유는 질소가 다른 원소들과 혼합되어 공정 동안 입자 성장을 방해할 수 있는 침전물을 형성하기 때문이다. 질소는 강철 용융 시의 일반적인 잔류물이며, 본 발명의 강철에 존재한다면 약 0.01% 이하의 양으로 존재할 수 있고, 특히 약 0.005% 이하인 것이 바람직하고, 약 0.002% 이하인 것이 보다 바람직하다.

탄소는 본 발명의 강철에 바람직하지 않은 원소이다. 탄소는 오스테나이트의 형성을 촉진하고, 약 0.003% 초과량으로 존재하면, 강철에 탈탄 어닐링 처리가 실시되어, 최종 어닐링된 강철에 탄화물 침전으로 유발되는 "자기 에이징(magnetic aging)"을 방지하기에 충분하게 탄소 수준을 감소시켜야 한다. 탄소는 강철 용융 시 유래되는 일반적인 잔류물이고, 본 발명의 강철에 존재하는 경우, 약 0.05% 이하, 바람직하게는 약 0.01% 이하, 보다 바람직하게는 약 0.005% 이하인 것이 좋다. 용융 탄소 농도가 약 0.003% 보다 많으면, 무방향성 전기강은 탄소가 0.003% 미만, 바람직하게는 약 0.0025% 미만이 되도록 탈탄 어닐링하여, 최종 어닐링된 스트립이 자기적으로 에이징하지 않도록 해야 한다.

본 발명의 방법은 당해의 강철 제조방법, 특히 고품질의 무방향성 전기강판의 제조 시 박막형 슬래브 주조법과 같은 밀착 스트립 제조방법에서 문제시되는 현안을 해결한 것이다.

박막형 슬래브 주조의 특정 사례에서, 주조기는 슬래브 재가열 장치(달리, 온도 균등화 라고도 부름)에 근접 연결되고, 상기 재가열 장치는 열간 압연 장치에 근접 연결되어 있다. 이러한 밀착 밀(mill) 설계는 슬래브 가열 온도 뿐만 아니라 열간 압연에 사용될 수 있는 감소량에도 제한을 발생시킬 수 있다. 이러한 제한은 완전 페라이트성 무방향성 전기강의 제조를 곤란하게 하는데, 그 이유는 불완전한 재결정화가 종종 최종 산물에 융기를 형성시키기 때문이다.

후막형 슬래브 주조의 특정 사례에서, 그리고 몇몇 박막형 슬래브 주조 시에, 슬래브가 트랜스퍼 바로 두께 감소되는 대략의 열간 압연 및 그 다음 트랜스퍼 바가 핫 밴드로 압연되는 최종 열간 압연에 충분히 높은 온도로 강철이 처리되도 록, 때로 높은 슬래브 재가열 온도가 사용된다. 슬래브 가열은 슬래브 미세구조가 페라이트와 오스테나이트의 혼합 상으로 이루어지는 온도로 슬래브가 유지되도록 수행되어야, 압연 전의 슬래브에 비정상적인 입자 성장이 방지될 수 있다. 본 발명의 방법의 실시에 있어서, 슬래브 재가열 온도는 수학식 IV의 T_max를 초과하지 않아야 한다.

주조 및 압연된 스트립은 추가로 최종 어닐링으로 처리되어, 원하는 자기성 형성시키고, 필요한 경우 자기 에이징 방지에 충분한 탄소 함량 저하를 도모할 수 있다. 최종 어닐링은 어닐링 동안 수소와 질소의 혼합 기체와 같은 조절된 대기에서 일반적으로 수행된다. 당업계에는 여러 가지 방법이 알려져 있는데, 그 예에는 배취 또는 박스 어닐링, 연속 스트립 어닐링 및 유도 어닐링이 있다. 배취 어닐링은 사용된다면, 일반적으로 ASTM 726-00, A683-98a 및 A683-99에 기술된 바와 같이 어닐링 온도가 약 1시간 동안 약 1450℉(약 790℃) 이상 내지 약 1550℉(약 843℃) 미만이 되도록 수행한다. 연속 스트립 어닐링은 사용된다면, 일반적으로 약 1450℉(약 790℃) 이상 내지 약 1950℉(약 1065℃) 미만의 어닐링 온도가 10분 미만 동안 유지되도록 수행한다. 유도 어닐링은 사용된다면, 일반적으로 약 1500℉(815℃)를 초과하는 어닐링 온도가 약 5분 미만 동안 유지되도록 수행한다.

본 발명은 강철 용융물을 출발 슬래브로 주조한 뒤, 열간 압연, 냉간 압연 또는 이 두 공정으로 처리된 다음, 원하는 자기 성질을 형성시키기 위해 최종 어닐링이 수행되어지는 상업적 용도에 적당한 자기 성질을 가진 무방향성 전기강을 제 공한다.

본 발명의 일 양태인 규소 및 크롬 함유 무방향성 전기강은 가공 동안 우수한 인성 및 뛰어난 스트립 파괴 저항성을 특징으로 하는 개선된 기계적 성질이 수득되기 때문에 매우 바람직하다.

일 양태에서, 본 발명은 최대 철손량이 약 4W/#(약 8.8W/kg)이고 최소 투자율이 1.5T와 60Hz에서 측정 시 약 1500G/Oe인 자기 성질을 갖는 무방향성 전기강을 제조하는 방법을 제공한다.

다른 양태에서, 본 발명은 최대 철손량이 약 2W/#(약 4.4W/kg)이고 최소 투자율이 1.5T와 60Hz에서 측정 시 약 2000G/Oe인 자기 성질을 갖는 무방향성 전기강을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 선택적 실시에 있어서, 열간 압연 스트립은 냉간 압연 전 어닐링 단계 및/또는 최종 어닐링 단계로 처리될 수 있다.

출발 미세구조가 완전 페라이트로 구성된 연속 주조 슬래브로부터 무방향성 전기강을 제조하는 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다. 또한, 열간 압연 동안 주조된 상태의 입자 구조를 완전하게 재결정시키는 것은 상당히 어렵다는 것도 알려져 있다. 그 결과, 열간 압연된 강철 스트립에는 불균일한 입자 구조가 형성되고, 이는 냉간 압연 동안 "융기"로 알려진 결함을 발생할 수 있다. 융기는 불균일한 변형의 결과물로서, 최종 용도에 바람직하지 않은 물리적 특성을 초래한다. 수학식 II는 오스테나이트 상의 형성에 미치는 조성물의 효과를 설명하는 것으로서, 스트립의 열간 압연(사용되는 경우) 및 어닐링(사용되는 경우)의 제한 온도를 결정하는데 사용할 수 있다.

본 발명자들은 스트립이 열간 압연, 어닐링, 선택적 냉간 압연 및 최종 어닐링 처리되는 본 발명의 제1 구체예에서 우수한 자기성을 보유한 무방향성 전기강이 제공된다는 것을 확인했다. 또한, 본 발명자들은 스트립이 열간 압연, 냉간 압연 및 최종 어닐링되는 본 발명의 제2 구체예에서, 열간 압연 후 어닐링 단계 없이도 우수한 자기성을 보유한 무방향성 전기강이 제공된다는 것을 확인했다. 또한, 본 발명자들은 스트립이 열간 압연, 어닐링, 냉간 압연 및 최종 어닐링되는 본 발명의 제3 구체예에서, 우수한 자기성을 보유한 무방향성 전기강이 제공된다는 것을 확인했다.

본 발명자들에 의해 수행된 조사 연구에서, 열간 압연 조건은 재결정화를 촉진하고, 이에 따라 "융기" 결함의 발생을 억제하는 조건으로 특정하였다. 본 발명의 바람직한 실시에서, 열간 압연의 변형 조건은 열간 변형의 필요 조건들을 확인하기 위해 모델링하였고, 이에 따라 열간 압연으로부터 부여되는 변형 에너지가 스트립의 충분한 재결정화에 필요하다는 것이 확인되었다. 이러한 모델은 수학식 IV에서 X까지 개략한 것으로서, 본 발명의 방법에 대한 추가 구체예를 나타내며, 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

압연으로부터 부여되는 변형 에너지는 하기 수학식 VI과 같이 계산할 수 있다:

여기서, W는 압연에 소비된 작업량이고, θ_c는 강철의 압박된 항복강도이며, R은 압연 시 측정되는 감소 양을 나타내는 소수로서, 즉 주조 스트립의 초기 두께(t_c, mm)를 주조 및 열간 압연된 스트립의 최종 두께(t_f, mm)로 나눈 값이다. 열간 압연의 진정한 변형은 또한 하기 수학식 VII에 따라 계산할 수 있다:

이 식에서, ε는 진정 변형이고, K₁은 상수이다. 수학식 VI을 수학식 VII에 대입하면 진정 변형이 다음과 같이 계산될 수 있다:

압박된 항복 강도 θ_c는 열간 압연 시 주조 강철 스트립의 항복 강도와 관련이 있다. 열간 압연 시, 회복은 동력학적으로 일어나고, 이에 따라 열간 압연 동안의 변형 경화는 본 발명의 방법에서는 일어나지 않는 것으로 간주한다. 하지만, 항 복 강도는 온도와 변형률에 주로 좌우되는 바, 본 발명자들은 제너-홀로만(Zener-Holloman) 관계식에 기초한 해법을 도입시켜 항복 강도를 다음과 같이 변형 온도 및 변형 속도(변형률로도 지칭함)에 기초하여 계산했다.

이 식에서, θ_T은 온도 및 변형률로 보정된, 압연 동안 강철의 항복 강도이면,

는 압연의 변형률이며, T는 압연 시 강철의 온도(°K)이다. 본 발명을 위해, θ_T를 수학식 VIII의 θ_c 대신 사용하면 다음과 같은 진정 변형이 수득될 수 있다:

이 식에서 K₂는 상수이다.

열간 압연시 평균 변형률,

을 계산하는 간단한 방법은 수학식 XI로 나타냈다:

이 식에서, D는 작업 로울 직경(mm)이고, n은 로울 회전 속도(초당 회전수)이며, K₃은 상수이다. 상기 표현은 수학식 IX의

대신에 수학식 XI의

로 치환시키고, 상수 K₁, K₂ 및 K₃에 1을 대입하여 단순하게 재배열할 수 있으며, 이에 따라 공칭 열간 압연 변형, ε_공칭값은 하기 수학식 XII로 나타낸 바와 같이 계산할 수 있다:

본 발명의 구체예들에서, 주조 슬래브는 비정상적인 입자 성장을 피하기 위하여 수학식 IV의 T_max보다 높지 않은 온도로 가열된다. 이와 같이 주조 및 재가열된 슬래브가 1회 이상의 열간 압연 경로로 처리되면, 적어도 약 15%를 초과하는, 바람직하게는 약 20% 초과 내지 약 70% 미만, 보다 바람직하게는 약 30% 초과 내지 약 65% 미만의 두께 감소가 일어난다. 온도, 감소 및 감소 속도를 비롯한 열간 압연의 조건들은, 적어도 1회의 경로, 바람직하게는 적어도 2회의 경로, 보다 바람직 하게는 적어도 3회의 경로가 변형, 즉 수학식 V의 ε_공칭값을, 1000이 넘게, 바람직하게는 2000이 넘게, 보다 바람직하게는 5000이 넘게하여, 스트립의 냉간 압연 또는 최종 어닐링 전에 주조된 상태 대로의 입자 구조의 재결정화에 최적 조건을 제공하도록 특정된다.

본 발명의 실시에서, 열간 압연 스트립의 어닐링은 열간 압연 스트립이 보유 열에 의해 어닐링되는 자가 어닐링을 통해 수행될 수 있다. 자가 어닐링은 1300℉(약 705℃) 초과의 온도에서 열간 압연 스트립을 코일화하여 수득할 수 있다. 열간 압연 스트립의 어닐링은 또한 당업계에 공지된 배취식 코팅 어닐링 또는 연속식 스트립 어닐링 방법을 사용하여 수행할 수 있지만, 어닐링 온도는 수학식 IV의 T_max를 초과하지 않아야 한다. 배취식 코일 어닐링을 사용하면, 열간 압연된 스트립은 일반적으로 약 1300℉(약 705℃)를 초과하는 승온에서, 약 10분을 넘는 시간 동안 가열되며, 특히 약 1400℉(약 760℃)를 초과하는 승온이 바람직하다. 스트립형 연속 어닐링을 사용하면, 열간 압연 스트립은 일반적으로 약 1450℉(약 790℃)를 초과하는 온도에서 약 10분 미만의 시간 동안 가열된다.

본 발명의 열간 압연 스트립 또는 열간 압연되고 고온 밴드 어닐링된 본 발명의 스트립은 경우에 따라 때제거 처리를 실시하여 냉간 압연 또는 최종 어닐링 전에 무방향성 전기강 스트립에 형성된 임의의 산화물 또는 때층을 제거할 수 있다. 때제거의 가장 일반적인 방법은, 1종 이상의 무기산의 수용액을 이용해 금속 표면을 화학 세척으로 처리하는 스트립의 "피클링" 방법이다. 부식, 전기화학 및 기계적 세척과 같은 기타 다른 방법도 강철 표면을 세척하는 공지된 방법이다.

최종 어닐링 후, 본 발명의 강철에는 ASTM A677 및 A976-97에서 무방향성 전기강에 구체적으로 사용된 코팅과 같은 절연 코팅이 추가 적용될 수도 있다.

실시예 1

히트 A 및 B는 표 1에 제시된 조성을 용융시켜, 2.5인치(64mm) 주조 슬래브로 제조했다. 표 I은 히트 A 및 B에 의해 제공되는 수학식 II에 따라 계산된 γ_1150℃가 각각 약 21% 및 약 1%임을 보여준다. 두 히트로부터 수득되는 슬래브 샘플을 절단하고, 실험실에서 약 1922℉(1050℃)에서 약 2372℉(1300℃)의 온도로 가열한 뒤, 열간 압연을 1회 통과시키고, 약 10% 내지 약 40%의 감소를 부여했다. 이러한 열간 압연은 직경이 9.5인치(51mm)이고 로울 속도가 32RPM인 작업 로울을 사용하여 1회 압연 경로로 수행했다. 열간 압연 후, 샘플을 냉각하고, 산부식시켜 재결정의 양을 측정했다.

히트 A 및 B로부터의 결과는 각각 도 2 및 도 3에 도시했다. 도 2에 도시된 바와 같이, 히트 A와 비슷한 조성을 가진 강철은 약 2372℉(1300℃) 이하의 슬래브 가열 온도에서 비정상적 입자 성장을 방지하기에 충분한 오스테나이트를 제공하였고, 열간 감소 단계의 충분한 조건은 주조 구조물의 우수한 재결정화를 제공했다. 도 3에 도시된 바와 같이, 히트 B에 상당하는 조성을 갖고, 오스테나이트 양이 보다 적은 강철은 열간 압연 전에 슬래브의 비정상적 입자 성장을 피하기 위하여 히 트 B의 특정 사례에서는 약 2192℉(1200℃) 이하여야 하는, 허용되는 슬래브 가열 온도에 대해 제약된 조건으로 가공되어야 한다. 더욱이, 주조 구조물의 바람직한 재결정화 양은 훨씬 좁은 열간 압연 온도 범위에서 훨씬 높은 열간 감소를 사용한 경우에만 수득될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 비정상적인 입자 성장의 조건 및 불충분한 열간 압연의 조건은 모두 최종 강철 시트에 융기 결함을 형성시킬 수 있는 커다란 재결정화되지 않은 입자 면적을 초래한다.

실시예 2

표 1의 히트 C, D 및 E의 조성은 본 발명의 교시에 따라 형성시켰고, 수학식 I에 따라 계산된 부피 저항성이 당업계의 중-규소 농도의 강철에 전형적인 약 35μΩ-cm 내지 당업계의 고-규소 농도의 강철에 전형적인 약 50μΩ-cm 범위이고 γ_1150℃가 약 20% 이상이 되도록 Si-Cr 조성을 이용한다. 표 1에 역시 제시된 히트 F는 종래 기술의 완전 페라이트성 무방향성 전기강을 나타낸다. 표 1은 이러한 본 발명의 강철들의 열간 압연에 최적 온도와 슬래브 가열의 최대 허용 온도를 보여준다. 표 1의 결과는 도 4에 플로팅했다. 히트 C, D 및 E는 오스테나이트 상 구역에서 나타났다. 도 4는 또한 히트 F가 오스테나이트/페라이트 상 구역에 속하지 않는 것으로 계산된다는 것을 보여준다. 표 1에 예시한 바와 같이, 무방향성 전기강은 종래 기술의 중-규소 내지 고-규소 강철에 일반적인 부피 저항성을 가지면서, 광범위한 슬래브 가열 온도 및 열간 압연 조건을 사용하여 열간 압연 동안 강력하고 완전한 재결정화가 일어날 수 있게 충분한 양의 오스테나이트가 제공되도록 본 발명의 방 법에 의해 제조될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 교시된 방법은 특정 제조 조건, 작업 성능 또는 장비 제한하에 최대 상용성의 합금 조성을 형성할 수 있게 당업자에 의해 이용될 수 있다.

Claims (14)

1. (a) 규소 약 6.5중량%(wt%) 이하, 크롬 약 5wt% 이하, 탄소 약 0.05wt% 이하, 알루미늄 약 3wt% 이하, 망간 약 3wt% 이하 및 잔여량의 실질적 철과 잔류물을 함유하는 조성을 가진 무방향성 전기강 용융물을 제조하는 단계;

   (b) 두께가 약 20mm 내지 약 375mm 범위인 강철 슬래브를 주조하는 단계;

   (c) 상기 강철 슬래브를 ---온도로 제공하는 단계,

   (c) 상기 강철 슬래브를 다음과 같이 정의되는 T_max 보다 낮고 T_min보다 높은 온도로 가열하는 단계;

   

   (d) 상기 슬래브를 열간압연하여, 하기 수학식에 따른 변형 공칭값이 적어도 약 700인, 두께 약 0.35mm 내지 약 1.5mm의 열간 압연된 스트립을 수득하는 단계를 포함하는, 부피 저항성이 적어도 20μΩ-cm이고, 피크 오스테나이트 부피율, γ_1150℃가 적어도 5wt%인 무방향성 전기강 제조방법:

   

   .
2. 제1항에 있어서, 무방향성 전기강 용융물이 규소 약 1% 내지 약 3.5%, 크롬 약 0.1% 내지 약 3%, 탄소 약 0.01% 이하, 알루미늄 약 1% 이하, 망간 약 0.1% 내지 약 1%, 황, 셀레늄 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 금속 약 0.01% 이하, 질소 약 0.01% 이하 및 잔여량의 실질적 철과 잔류물을 함유하는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 무방향성 전기강 용융물이 규소 약 1.5% 내지 약 3%, 크롬 약 0.15% 내지 약 2%, 탄소 약 0.005% 이하, 알루미늄 약 0.5% 이하, 망간 약 0.1% 내지 약 0.35%, 황 약 0.005% 이하, 셀레늄 약 0.007% 이하, 질소 약 0.002% 이하, 및 잔여량의 실질적 철과 잔류물을 함유하는 것이 특징인 무방향성 전기강 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 무방향성 전기강 용융물이 추가로 안티몬 약 0.15% 이하, 니오븀 약 0.005% 이하, 인 약 0.25% 이하, 주석 약 0.15% 이하, 황 및/또는 셀레늄 약 0.01% 이하 및 바나듐 약 0.01% 이하를 함유하는 것이 특징인 무방향성 전기강 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 슬래브가

   (a) Tmin 내지 Tmax 범위의 온도로 가열되는 단계;

   (b) 열간 압연되어 두께가 약 1 내지 약 10mm인 스트립을 형성하는 단계;

   (c) -- 이하의 온도로 냉각되는 단계;

   (d) 피클링되는 단계;

   (e) --의 두께로 냉간 압연되는 단계; 및

   (f) Tmin 미만의 온도에서 최종 어닐링되는 단계로 처리되는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 열간 압연된 스트립이 냉간 압연되는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 열간 압연된 스트립이 냉간 압연 전에 --의 온도로 어닐링되는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
8. 제1항에 있어서, γ_1150℃가 적어도 10%인 것이 특징인 무방향성 전기강 제조방법.
9. 제1항에 있어서, γ_1150℃가 적어도 20%인 것이 특징인 무방향성 전기강 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 최종 어닐링 단계 전에 스트립의 탈탄 어닐링 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인 무방향성 전기강 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 열간 압연 단계 후,

    a) 열간 압연된 강을 담금 압연으로 처리하는 단계; 및

    b) 상기 담금 압연된 강을 퀄리티 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
12. 제1항에 있어서, 열간 압연 후,

    a) 열간 압연된 강을 피클링 조작으로 처리하는 단계;

    b) 이와 같이 피클링된 강을 1회 이상 냉간 압연하되, 냉간 압연이 1회보다 많이 실시되면 어닐링을 수반하는 단계; 및

    c) 이와 같이 냉간 압연된 강을 퀄리티 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
13. 제1항에 있어서, 열간 압연 후,

    a) 열간 압연된 강을 어닐링하는 단계;

    b) 어닐링된 강을 피클링하는 단계;

    c) 어닐링된 강을 1회 이상 냉간 압연하되, 냉간 압연이 1회보다 많이 실시되면 어닐링을 수반하는 단계; 및

    d) 이와 같이 냉간 압연된 강을 퀄리티 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.
14. 제2항에 있어서, 부피 저항성이 적어도 20%이고, 피크 오스테나이트 부피율이 적어도 10%인 것이 특징인, 무방향성 전기강 제조방법.

Images