KR20140115365A - 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판 및 그의 칼슘 처리방법 - Google Patents

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Abstract

RH(Ruhrstahl-Heraeus) 제련공정을 포함하는 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판 및 그의 칼슘 처리방이다. RH 제련공정은, 순서대로 탈탄단계, 알루미늄 탈산단계 및 칼슘합금 첨가단계를 포함한다. 칼슘합금 첨가단계에서, 칼슘합금을 추가하는 시간이 다음의 조건을 만족한다: Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격/ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기 = 0.2~0.8. 이 방법에 있어서는, 제조단가를 감소할 수 있고, 제조공정을 단순화하며, 장비의 제어를 편리하게 하고, RH 제련의 통상의 처리 주기에 영향을 주지 않고서도 제어하에 함유물의 형태 및 양을 얻을 수 있다. 본 발명의 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강판은 우수한 자기특성을 가지며, 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판의 대량 제조에 적용될 수 있다.

Description

우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판 및 그의 칼슘 처리방법 {A Non-oriented Electrical Steel Sheet with Excellent Magnetic Property and its Calcium Treatment Method}
본 발명은 무방향성 전기강판 및 그의제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판 및 그의 칼슘 처리방법에 관한 것이다.
산화물 및 황화물 함유물을 변형하고 그럼으로써 강의 품질을 개선하기 위하여 용강(liquid steel)에 칼슘을 첨가하는 공정은 금속분야의 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 받아들여지고 있다. 현재, 이 기술은 파이프라인 강, 기어 강, 내후성 강, 쾌삭 스테인레스강, 전기강 및 기타 고품질 제품에 폭넓게 이용되고 있어서, 내부식성, 마이크로 구조체, 기계적 특성, 제조성 및 전자기적 성능등을 개선하고 있다.
칼슘은 용강 내에 용융되지 않으며, 낮은 융점(850℃) 및 낮은 비등점(1,483℃)을 가진다. 또한, 용강 내에 거품의 형태로 존재하는 칼슘 증기를 형성하기 쉽다. 또한 칼슘은 강력한 탈산 및 탈황 성능을 가지고 있으며, 용강 내의 산소 및 황과 반응하여 복합 항화물, 알루미늄산 칼슘 및 기타 함유물을 형성할 수 있다. 한편으로는, 탈산중에 형성된 이들 칼슘 산화물이 풍부하게 들어있는 결정립들은 용융풀(melting pool)로부터 분리되기 쉽다; 다른 한편으로, 용융풀이 교반될 때, 용강내의 고체 칼슘 산화물 함유물이 변형될 수 있어서 함유물의 융점을 감소시켜서, 이들의 중합반응, 성장 및 상부방향으로의 부유를 용이하게 함으로써, 강의 순도를 개선한다.
일반적으로, 칼슘 처리는 과도한 칼슘의 손실을 피하기 위하여 대기 상태에서 행해진다. 그러한 칼슘의 처리방법은 와이어 공급법(CaFe, CaSi), 취입법(CaSi, CaO) 및 슈팅(shooting)법(CaFe, CaSi)를 포함한다. 현재, 이들 기술들은 비교적 성숙되고 운용이 용이하며, 산업적 제조분야에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 그러나, 이들 기술은 적용하는 것은 통상 용해처리 주기를 증가시키므로, 처리공정에서 현저한 온도의 저하에 이르게 되고, 용강의 비등에 따른 2차 오염에 관한 문제(산소흡수, 질소흡수, 슬래그 갇힘 등)를 야기하며 이는 강 순도의 안정적인 개선 및 생산효율에 있어서 바람직하지 않다.
이들 기술 중, 비교적 대표적인 칼슘 처리 방법은 다음과 같은 방법을 포함한다.
일본 공개특허공보 제1996-157932호에서는, 대기압 상태에서, 입력방법에 의한 탈산 후에 용강에 칼슘 물질이 첨가된다. 특허의 요점은, 칼슘 물질의 첨가량이 슬래그 내의 산화규소의 함량에 따른다는 것이다. 적절한 칼슘 처리는 많은 함량의 함유물에 의하여 야기되는 완성된 강판 제품의 강 품질상의 결점을 개선할 수 있다.
일본 공개특허공보 제2009-57612호에서는, 대기압 상태에서 와이어 공급법에 의하여 용강에 CaSi 와이어가 첨가되며, 칼슘의 수율은 100m/분의 와이어 공급율에서 6.7% 의 높이까지 달할 수 있다. 하지만, 와이어 공급의 마지막에 용강의 비등이 비교적 심각한 2차 오염을 야기할 수 있다.
와이어 공급법에 의한 칼슘의 처리로 야기되는 용강의 산소 및 질소 증가를 방지하기 위하여, 일본 특허공개공보 제1996-157935호는 당해 기술에 대한 기술적인 개선을 행하였다. 와이어 공급단계 전에, 강 레들(ladle)의 위쪽에 사전에 구멍이 뚫어진 강 레들 커버가 놓여져서 용강이 완전히 대기에 노출되는 것을 회피한다.
제강 공정에서의 생산효율을 개선하고 변동성을 감소하기 위하여, 몇몇 기술자들은 RH(Ruhrstahl-Heraeus) 제련공정내에서 용강을 위한 칼슘 처리를 제공하기 위하여 노력해왔다. 칼슘 처리는 주로 이하의 처리를 포함한다.
일본 공개특허공보 제1999-92819호에서는, 진공상태에서, 용강에 칼슘 금속, 칼슘 합금 및 알루미늄산 칼슘 알칼라인 용매 혼합물이 취입법에 의하여 첨가되어 다양화된 칼슘 복합 함유물을 생성하고, 또한 진공처리 후에 용강의 질소 함유량을 감소하게 된다. 상술한 물질의 복합첨가는 함유물 제어의 비교적 만족할만한 효과를 달성하는데 필요하다는 점이 지적되어야 한다. 또한, 용강의 칼슘 처리 효과는 용강의 상태 및 용강 내에서의 이들의 혼합 및 반응도에 의존한다. 하지만, 이 방법은 다음의 결점을 가진다: 용강에는 칼슘 금속, 칼슘 합금 및 알루미늄산 칼슘 알칼라인 용매 혼합물이 첨가될 필요가 있는데, 이들 혼합물은 복잡한 제조공정 등에 의하여 비교적 높은 비용으로 제조된다는 점이다.
일본 공개특허공고 제1998-245621호에서는, 진공상태에서, 와이어 공급법에 의한 용강의 순환덕분에 칼슘을 함유한 물질이 용강에 균일하게 공급되고, 함유물의 제어에 있어 비교적 만족할만한 효과를 보장한다. 이 방법의 단점은, 칼슘 처리를 위하여 채택한 와이어 공급법이 통상 현저한 환경오염을 야기하고, 진공내의 용강의 순환에 영향을 미치며, 따라서 용강의 실제적인 처리효과를 보장하거나 또는 제어하의 순환모드를 얻기가 어렵다는 점이며, 결과적으로 RH 제련의 통상적인 처리 주기에 영향을 미쳐서 와이어 공급장비의 상태에 비교적 높은 요구를 부과하게 된다.
몇몇 논문에서, 연구소의 진공상태에서, 용강 내의 함유물의 변화를 연구하기 위하여 용강에 칼슘 및 철합금이 첨가되었다. 그러한 칼슘 처리방법에 의하면, 강의 전체 산소함량이 감소하지만, 함유물의 양이 증가되고 이들의 평균적인 크기가 감소된다. 따라서, DI 및 기타 특별한 강의 형태에만 적용가능하다.
따라서, 현재 비교적 저렴한 비용, 단순한 제조공정, 편리하고 제어가능한 장비를 사용하여 제어하의 함유물의 형태 및 양을 얻으면서도, RH 제련의 통상적인 처리주기에 영향을 주지 않고서 무방향성 전기강판의 칼슘 처리방법이 아직까지도 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판 및 그의 칼슘 처리방법을 제공함에 있다. 본 발명의 방법은 높은 처리단가, 복잡한 제조공정, RH 제련의 통상 처리주기에 대한 영향, 장비의 상태에 대한 높은 요구정도 및 제어되지 않는 함유물의 형태 및 양과 같은 문제점을 해결할 수 있다. 본 발명의 무방향성 전기강판의 칼슘 처리방법은 제조단가를 감소할 수 있고, 제조공정을 단순화하며, 장비의 제어를 편리하게 하고, RH 제련의 통상의 처리 주기에 영향을 주지 않고서도 제어하에 함유물의 형태 및 양을 얻을 수 있다. 본 발명의 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강판은 우수한 자기특성을 가진다.
본 발명은 순서대로 탈탄(脫炭)단계, 알루미늄 탈산(脫酸) 단계 및 칼슘합금 첨가단계를 포함하는 RH(Ruhrstahl-Heraeus) 제련공정을 포함하며, 칼슘합금 첨가단계에서, 칼슘합금을 추가하는 시간이 다음의 조건:
Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격/ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기 = 0.2~0.8
을 만족하며,
여기에서, Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격은, 상기 알루미늄 탈산 단계에서 알루미늄을 첨가하는 시점과 상기 칼슘합금 첨가 단계에서 칼슘합금을 첨가하는 시점 사이의 시간간격이며, ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기는 상기 알루미늄 탈산 단계에서 알루미늄을 첨가하는 시점과 RH 제련 공정의 종료 시점 사이의 시간간격인, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 칼슘합금의 첨가량은 0.5kg/t 강 및 1.2kg/t 강 사이의 범위이다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 칼슘합금은 2개 이상의 배치(batch)내에 첨가된다. 바람직하게는, 상기 칼슘함급은 3개 이상의 배치내에 첨가되고, 상기 칼슘합금의 각 배치에 대한 첨가량은 상기 칼슘합금의 전체 첨가량의 40%를 초과하지 않는다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 칼슘합금은 패시베이팅 처리를 하게 된다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 칼슘합금은 중량백분비로 이하의 화학적 조성: C 18~27%, Mg 2~6%, Si 20~35%, Al 1~9%, Zr 1~5%, 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물을 가진다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 칼슘합금이 첨가되기 전 용강 내의 황의 함량이 ≤0.003% 로 유지되고, 바람직하게는, 상기 용강 내의 황의 함량은 용융철 또는 용융강의 탈황에 의하여 ≤0.003% 로 유지된다.
본 발명의 방법은, 상기 알루미늄 탈산 단계 전에 규소 탈산의 단계를 더 포함한다.
본 발명의 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강은, 중량백분율로 이하의 조성: C≤0.005%, Si 0.2~3.4%, Mn 0.2~1.0%, P≤0.2%, S≤0.003%, Al 0.2~1.2%, N≤0.005%, O≤0.005% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물을 가진다. 무방향성 전기강은, ≥0.0005% 의 Ca 를 더 포함한다.
본 발명의 방법은, 높은 처리단가, 복잡한 제조공정, RH 제련의 통상 처리주기에 대한 영향, 장비의 상태에 대한 높은 요구정도 및 제어되지 않는 함유물의 형태 및 양과 같은 문제점을 해결한다. 본 발명의 무방향성 전기강판의 칼슘 처리방법은 제조단가를 감소할 수 있고, 제조공정을 단순화하며, 장비의 제어를 편리하게 하고, RH 제련의 통상의 처리 주기에 영향을 주지 않고서도 제어하에 함유물의 형태 및 양을 얻을 수 있다. 본 발명의 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강판은 우수한 자기특성을 가진다.
도 1은 통상적인 로번 (칼슘합금이 첨가되지 않은)내 및, 본 발명의 칼슘처리 로번(칼슘합금이 첨가된)내의 완성된 강제품의 함유물 제어효과의 도면을 제공한다.
도 2는 완성된 강제품의 철손 및 자기 유도에 대한 칼슘합금 첨가량의 효과를 나타낸다.
도 3은 통상의 로번 내 및 본 발명의 칼슘처리 로번 내에서의 완성된 강제품의 철손에 대한 용강의 황 함유량의 효과를 나타낸다.
도 4는 통상의 로번 내 및 본 발명의 칼슘처리 로번 내의, 와이어 공급 로번내의 칼슘 함량에 대한 칼슘합금의 다양한 첨가모드의 효과를 나타낸다.
다음에 첨부된 도면 및 실시예와 관련하여 본 발명의 방법을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 여기의 실시예로 한정되지는 않는다.
무방향성 전기강의 제강 공정은, 콘버터 취입, RH 제련 및 연속 주조 공정을 포함한다.
본 발명의 RH 제련 공정은, 순서대로 탈탄단계, 알루미늄 탈산단계 및 칼슘합금 첨가단계를 포함한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 칼슘합금은 본 발명의 로번내에서 RH 제련의 특정 시기에 첨가되며, 그렇게 하여 제조된 완성 강제품내에 함유된 함유물은 크기가 크고 함유량이 적어서, 그와 같이 제조된 강은 고순도를 가지며, 그와 같이 제조된 최종 강제품은 우수한 전기자기적 성능을 가진다. 통상의 로번(칼슘합금이 첨가되지 않은)내에서는, 그와 같이 하여 제조된 완성된 강제품내에 함유된 함유물의 크기가 작고 함량은 높으며, 따라서 그와 같이 하여 제조된 강제품은 낮은 순도를 가지고, 따라서 우수한 전기자기적 성능을 보장받을 수 없다.
본 발명에 있어서, RH 제련공정은 순서대로 탈탄단계, 알루미늄 탈산 단계 및 칼슘합금 첨가단계를 포함하며, 칼슘합금 첨가단계에서, 칼슘합금을 추가하는 시간은 다음의 조건:
Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격/ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기 = 0.2~0.8
을 만족한다.
여기에서, Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격은, 상기 알루미늄 탈산 단계에서 알루미늄을 첨가하는 시점과 상기 칼슘합금 첨가 단계에서 칼슘합금을 첨가하는 시점 사이의 시간간격이며, ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기는 상기 알루미늄 탈산 단계에서 알루미늄을 첨가하는 시점과 RH 제련 공정의 종료 시점 사이의 시간간격을 말한다.
본 발명의 칼슘 처리방법은 칼슘합금을 특정한 RH 제련의 주기에 첨가하여 함유물의 형태 및 함량을 제어할 수 있고, 본 방법에 있어서, 칼슘합금의 제조단가는 저렴하고, 칼슘합금의 제조 공정이 단순하며, 칼슘합금의 첨가모드가 RH 제련의 통상 처리주기에 영향을 주지 않고, 장비들은 운용이 편리하고 제어가능하게 된다.
한편, 용강의 유효 칼슘농도는 함유물의 충분한 변형을 결정하는 중요한 인자이다. 더 나은 칼슘 처리효과를 보장하기 위하여, 본 발명은 칼슘합금의 첨가량에 대한 필요조건을 더 고려한다. 도 2는 완성된 강제품의 철손 및 자기 유도에 대한 칼슘합금의 첨가량의 영향을 나타낸다. 철손은 특정한 자계강도 및 전류의 세기 및 특정한 주파수 하에서의 규소강 재료의 전기 에너지 손살을 말한다. 통상 기호 B로 나타내는 자속밀도를 말하는 자기 유도는, 자기장의 세기 및 방향을 기술하는데 채택되는 기본적인 물리량이다. 물리학에 있어서, 자기장의 세기는 자기 유도 강도(자속밀도라고도 불림)로 표현되며, 즉 높은 자기유도 강도는 강한 자기유도를 나타내며, 반면에 낮은 자기유도 강도는 약한 자기유도를 나타낸다. 자속밀도의 단위는 테슬라(Tesla)로서, 약호는 T 이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 칼슘합금의 첨가량이 0.5kg/t 강 과 1.2kg/t 강 사이의 범위일 때, 완성된 강제품은 비교적 낮은 철손 및 높은 자기유도를 가지며, 따라서 우수한 자기특성을 가진다. 따라서, 완성된 강제품의 전자기적 성능을 보장하기 위해서, 칼슘합금의 첨가량은 0.5kg/t 강 과 1.2kg/t 강 사이로 설정된다. 칼슘합금은 2 이상의 배치로 첨가된다. 바람직하게는, 칼슘합금은 3 이상의 배치로 첨가되며, 상기 칼슘합금의 각 배치당 첨가량은 상기 칼슘합금의 전체 첨가량의 40%를 넘지 않는다.
용강 내의 칼슘의 잔류시간을 증가시키고, 칼슘과 용강 사이의 충분한 반응을 용이하게 하며, 또한 만족할만한 함유물 개선효과를 달성하기 위해서, 칼슘합금은 패시베이팅 처리를 하게 되며, 이는 칼슘합금의 표면 산화층을 적절하게 증가시켜서 반응율을 감소하는 것을 의미한다.
그 밖에, 칼슘합금의 화학적 성분들이 제한된다. 시험적인 칼슘합금내에서의 예전의 시험결과가 차이가 있는 것은 시험적인 칼슘합금들이 현저하게 알루미늄 함량을 감소시키는데 사용되고, 칼슘합금의 융점을 증가시키도록 규소의 함량이 적절히 증가되는 것에 있다; 칼슘함량은 칼슘과 용강 사이의 밀접한 반응 정도를 제어하도록 조정되며, Mg, Zr 및 기타 원소들이 적절하게 혼합되어 용강 내의 칼슘의 용융도를 증가시키고 수율을 증가시킨다. 본 발명에 있어서, 칼슘합금은 중량백분비로 다음의 화학적 조성을 가진다: Ca 18~27%, Mg 2~6%, Si 20~35%, Al 1~9%, Zr 1~5%, 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물.
거듭된 실험에 의하여 본 발명자가 발견한 바에 따르면, 알루미늄 탈산이 직접적으로 채택되면, 작은 함유물들이 생성된다. 용강의 점성은 규소합금이 그 후에 첨가되어도 증가하게 되며, 이는 산화 알루미늄 함유물이 상부로 부유하여 제거되는 것을 어렵게 하고 칼슘 처리가 산화규소 변형에 거의 효과를 주지 못하도록 한다. 만약 규소 탈산이 알루미늄 탈산의 전에 채택되면, 즉, 2-단계 탈산법(규소 탈산 및 알루미늄 탈산을 연속으로)이 채택되면, 산화 알루미늄 함유물이 상부 방향으로 부유하여 제거되기가 비교적 용이해진다. 알루미늄은 강한 탈산 효과를 가지며, 따라서 탈산에 의하여 생성된 산화 알루미늄 함유물은 칼슘처리에 의해 더 제거될 수 있어서 낮은 융점을 가지는 알루미늄산 칼슘을 생성하며, 분산된 작은 결정립의 함유물들이 방지된다. 따라서, 함유물의 형상 및 양을 보다 잘 제어하기 위하여, 본 발명에 의하면, 규소 탈산이 알루미늄 탈산 공정의 전에 채택되며, 즉, 2-단계 탈산법(규소 탈산 및 알루미늄 탈산을 연속으로)이 채택된다.
공업적 실험내에서 본 발명자가 발견한 사항으로서, 칼슘처리에 있어서, 용강내에 황의 함량이 비교적 높게 되면 다량의 CaS 함유물의 생성이 유도되고, 이는 산화 알루미늄 함유물이 완전히 변형되기 어렵게 하고, 강 내에 포함된 함유물의 개선효과에 영향을 미쳐서 완성된 강제품의 전자기적 성능 증가에 바람직하지 못하다는 것이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 용강내의 황의 함량이 >30ppm (즉, >0.003%) 일 때는, 본 발명의 로번 및 통상의 로번의 양쪽 내에서 철손이 증가하며, 이는 완성된 강제품의 전자기적 성능의 증가에 바람직하지 않다. 따라서, 완성된 강제품의 전자기적 성능을 보장하기 위해서는, 용강내의 황의 함량을 칼슘합금이 첨가되기 전에 ≤0.003% 로 유지한다; 바람직하게는, 용강 내의 황의 함량을 용융선철 또는 용융강의 탈황에 의하여 ≤0.003% 로 유지한다.
본 발명의 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강은 통상 중량백분율로 이하의 조성을 가진다:
C≤0.005%, Si 0.2~3.4%, Mn 0.2~1.0%, P≤0.2%, S≤0.003%, Al 0.2~1.2%, N≤0.005%, O≤0.005% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물. 무방향성 전기강은 ≥0.0005% 의 Ca 를 더 포함한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 통상의 로번의 칼슘함량은 <0.0005% 이다. 와이어 공급 로번의 칼슘함량은 ≥0.0005% 이지만, 칼슘처리를 위하여 와이어 공급법이 채택될 때에는, 현저한 환경오염을 일으키고, 진공내에서의 용강의 순환에 영향을 미쳐서, 용강의 실제적인 처리효과를 보장하거나 또는 순환모드를 제어하에 두기가 어려우며, 결과적으로 RH 제련의 통상 처리 주기에 영향을 미치고; 와이어 공급장비의 상태에 높은 요구를 부과하게 된다. 본 발명의 로번에 있어서는, RH 제련의 특정한 주기에 칼슘합금이 첨가됨으로써, 그렇게 제조된 완성 강제품의 칼슘함량은 ≥0.0005% 이며, 본 방법에 있어서는, 칼슘합금의 첨가모드가 RH 제련의 통상 처리주기에 영향을 주지 않고, 장비들도 운용이 편리하고 제어가능하게 된다.
이하에서는, 본 발명의 무방향성 전기강의 화학적 조성에 대한 설명 및 이들의 함량제한에 대한 내용을 기술한다:
C : 0.005% 미만. C 는 완성 제품의 결정립의 성장을 강하게 방지하는 원소이며, 완성된 강판 제품의 자기적 특성을 용이하게 열화시킬 수 있으며 심각한 자기적 노화에 이르게 한다. 따라서, C 의 함량은 0.005% 미만으로 유지되어야만 한다.
Si : 0.2~3.4%. Si 는 완성된 강판 제품의 저항성을 효과적으로 증가시킬 수 있다. Si 함량이 0.2% 보다 낮으면, 철손을 감소시키는데 유효하지 않다: Si 함량이 3.4% 보다 높으면, 자속 밀도가 현저하게 감소하고, 경도가 증가하며 가공성이 열화된다.
Mn : 0.2~1.0%. Si 및 Al 과 같이, Mn 도 강의 저항을 증가시키고 전기강판의 표면 조건을 개선한다. 따라서, Mn 의 함량을 0.2% 이상 유지할 필요가 있다. 반면에, Mn 함량이 1.0% 보다 높으면, 제조단가를 현저하게 증가시키고 완성된 제품의 자기유도를 감소시키게 된다.
Al : 0.2~1.2%. Al 은 완성된 강판제품의 저항을 효과적으로 증가시킬 수 있다. Al 함량이 0.2% 보다 낮으면, 철손을 효과적으로 감소할 수 없고, 완성된 제품의 자기적 특성이 불안정하게 되는 경향이 있다; Al 함량이 1.2% 보다 높으면, 완성된 제품의 제조단가를 현저하게 증가시키고 자기유도를 감소시킨다.
P : 0.2% 미만. 강에 특정양의 P를 첨가하는 것은 강판의 가공성을 개선할 수 있지만, P 함량이 0.2%를 초과하게 되면, 강판의 냉연 가공성을 저해할 수 있다.
S : 0.003% 미만. S 함량이 0.003% 를 초과하면, MnS 및 기타 S 화합물의 석출량을 현저하게 증가시키고, 결정립의 성장을 심하게 저해하며, 철손의 조건을 열화시키고, 칼슘처리 시에 함유물의 변형효과에 영향을 준다.
N : 0.005% 미만. N 함량이 0.005% 를 초과하면, AlN 및 기타 N 화합물의 석출량을 현저하게 증가시키고, 결정립의 성장을 심하게 저해하며, 철손의 조건을 열화시킨다.
O : 0.005% 미만. O 함량이 0.005% 를 초과하면, 산화 함유물의 양을 현저하게 증가시키고 결정립의 성장을 심하게 저해하며, 철손의 조건을 열화시킨다.
실시예
이하의 실시예들은 본 발명의 실시를 설명하기 위한 예시적인 것이며, 본 발명에 대한 어떠한 한정도 구성하는 것으로 이해되어서는 않된다.
용융선철 및 스크랩(scrap)강이 비례적으로 혼합되고, 300 톤 콘버터 용해, 탈탄 및 탈산을 위한 RH 제련, 칼슘처리를 위한 칼슘합금의 첨가가 이루어졌고, 그 후에, 연속 주조를 함으로써 최종적으로 두께 170~250mm 이고 폭이 800~1,450mm 인 연속 주조 슬래브 #A 가 얻어졌다. 관련된 공정 파라미터 및 자기 특성 데이터 및 강의 화학적 조성에 대해서는 표 1 및 표 2 를 참조한다.
철손이 낮을수록, 자기유도는 커지고, 완성된 강제품의 자기특성도 좋아진다.
철손 및 자기특성은 표준 JIS-C-2550 에 따라 측정되었다.
연속 케스팅 슬래브 #A에 있어서, 만약 자기유도가 ≥1.76T 이고, 철손이 ≤5.7W/kg 이라면, 이는 완성된 강제품이 우수한 자기특성을 가지고 있음을 의미하며, 만약 자기유도가 <1.76T 이고, 철손이 >5.7W/kg 이라면, 이는 완성된 강제품이 빈약한 자기특성을 가지고 있음을 의미한다.

번호
첨가량
첨가시간
탈산모드		 자기유도
(T)		 철손
(W/kg)
실시예 1 0.52 0.24 Si, Al 1.764 5.43
실시예 2 1.02 0.55 Si, Al 1.768 5.65
실시예 3 1.13 0.73 Si, Al 1.762 5.50
비교예 1 0.47 0.36 Si, Al 1.752 5.87
비교예 2 1.67 0.62 Si, Al 1.754 5.79
비교예 3 1.02 0.91 Si, Al 1.746 5.96
비교예 4 0.54 0.16 Si, Al 1.756 5.68
비교예 5 0.83 0.69 Al, Si 1.757 5.72
번호 C Si Mn P S Ca Al O N
실시예 1 0.0008 0.22 0.27 0.09 0.0022 0.0005 0.24 0.0015 0.0013
실시예 2 0.0029 0.26 0.26 0.08 0.0024 0.0007 0.26 0.0028 0.0015
실시예 3 0.0037 0.22 0.22 0.10 0.0021 0.0006 0.25 0.0009 0.0010
비교예 1 0.0031 0.21 0.22 0.09 0.0045 0.0003 0.23 0.0021 0.0009
비교예 2 0.0033 0.24 0.24 0.09 0.0038 0.0008 0.27 0.0017 0.0009
비교예 3 0.0014 0.31 0.22 0.09 0.0041 0.0017 0.23 0.0014 0.0031
비교예 4 0.0042 0.27 0.22 0.09 0.0029 0.0002 0.24 0.0012 0.0012
비교예 5 0.0027 0.25 0.23 0.09 0.0038 0.0006 0.26 0.0007 0.0018
첨가량은 RH 제련의 칼슘합금 첨가 단계에서 첨가되는 칼슘합금의 양을 말한다.
첨가시간은, RH 제련의 칼슘합금 첨가 단계에서 칼슘합금을 첨가하기 위한 시간을 말한다. 즉, Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격/ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기.
실시예 1~3 에 있어서, 칼슘합금의 첨가량은 0.5kg/t 강 및 1.2kg/t 강 사이의 범위였으며, 칼슘합금의 첨가시간은 0.2 와 0.8 사이였다; 2-단계 탈산법(연속으로 Si 탈산 및 Al 탈산)이 모든 경우에 채택되었으며, S 함량≤0.003% 였다; 실시예 1~3 에 해당하는 완성된 강제품은 자기유도가 ≥1.76T 이고 철손은 ≤5.7W/kg 이었으며, 이는 강제품이 Ca 함량≥0.0005% 에서 우수한 자기특성을 가짐을 의미한다.
비교예 1에서는, 칼슘합금의 첨가량이 0.5kg/t 강 미만이었고; 비교예 2에서는, 칼슘합금의 첨가량이 1.2kg/t 강 보다 컸고; 비교예 3에서는, 칼슘합금의 첨가시간이 0.8 보다 컸고; 비교예 4에서는, 칼슘합금의 첨가시간이 0.2 미만이었고, 비교예 5에서는, 2-단계 탈산방법(연속으로 Al 탈산 및 Si 탈산)이 채택되고; 비교예 1, 2, 3 및 5에서는, S 함량이 0.003% 보다 컸다. 따라서, 비교예 1~5 에 따른 완성된 강제품은 자기유도가 <1.76T 이고, 철손은 >5.7W/kg 이었으며, 이는 이들이 빈약한 자기 특성을 가짐을 의미한다.
용융된 선철 및 스크랩 강들이 비례적으로 혼합되고, 300 톤 콘버터 용해, 탈탄 및 탈산을 위한 RH 제련, 칼슘처리를 위한 칼슘합금의 첨가가 이루어졌고, 그 후에, 연속 주조를 함으로써 최종적으로 두께 170~250mm 이고 폭이 800~1,450mm 인 연속 주소 슬래브 #B 가 얻어졌다. 관련된 공정 파라미터 및 자기 특성 데이터 및 강의 화학적 조성에 대해서는 표 3 및 표 4 를 참조한다.
연속 주조 슬래브 #B에 있어서, 만약 자기유도가 ≥1.69T 이고; 철손이 ≤3.8W/kg 이라면, 이는 완성된 강제품이 우수한 자기특성을 가지고 있음을 의미하며, 만약 자기유도가 <1.69T 이고, 철손이 >3.8W/kg 이라면, 이는 완성된 강제품이 빈약한 자기특성을 가지고 있음을 의미한다.

번호
첨가량
첨가시간
탈산모드		 자기유도
(T)		 철손
(W/kg)
실시예 4 1.17 0.41 Si, Al 1.702 3.78
실시예 5 1.17 0.80 Si, Al 1.694 3.65
실시예 6 0.83 0.60 Si, Al 1.696 3.41
비교예 6 0.83 0.72 Si, Al 1.684 3.92
비교예 7 0.33 0.18 Al, Si 1.686 3.75
번호 C Si Mn P S Ca Al O N
실시예 4 0.0028 1.25 0.69 0.002 0.0018 0.0009 0.25 0.0010 0.0032
실시예 5 0.0019 1.38 0.57 0.002 0.0027 0.0008 0.26 0.0014 0.0026
실시예 6 0.0027 1.41 0.87 0.001 0.0022 0.0008 0.26 0.0009 0.0009
비교예 6 0.0043 1.39 0.83 0.02 0.0042 0.0002 0.37 0.0017 0.0026
비교예 7 0.0036 1.41 0.59 0.02 0.0025 0.0003 0.41 0.0014 0.0017
첨가량은 RH 제련의 칼슘합금 첨가 단계에서 첨가되는 칼슘합금의 양을 말한다.
첨가시간은, RH 제련의 칼슘합금 첨가 단계에서 칼슘합금을 첨가하기 위한 시간, 즉, Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격/ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기이다.
실시예 4~6 에 있어서, 칼슘합금의 첨가량은 0.5kg/t 강 및 1.2kg/t 강 사이의 범위였으며, 칼슘합금의 첨가시간은 0.2 와 0.8 사이였다; 2-단계 탈산법(연속으로 Si 탈산 및 Al 탈산)이 모든 경우에 채택되었으며, S 함량≤0.003% 였다; 실시예 4~6 에 해당하는 완성된 강제품은 자기유도가 ≥1.69T 이고 철손은 ≤3.8W/kg 이었으며, 이는 강제품이 Ca 함량≥0.0005% 에서 우수한 자기특성을 가짐을 의미한다.
비교예 6에서는, S 함량이 0.003% 보다 컸고; 비교예 7에서는, 칼슘합금의 첨가량이 0.5kg/t 강 보다 컸고, 칼슘합금의 첨가시간은 0.2 보다 적었고; 2-단계 탈산방법(연속으로 Al 탈산 및 Si 탈산)이 채택되었다. 따라서, 비교예 6~7 에 따른 완성된 강제품은 자기유도가 <1.69T 이고, 철손은 >3.8W/kg 이었으며, 이는 이들이 빈약한 자기 특성을 가짐을 의미한다.
표 1~4는, 칼슘합금의 첨가시간을 0.2 와 0.8의 범위 내로 제어하고, 칼슘합금의 첨가량을 0.5kg/t 강~1.2kg/t 강의 범위내로 제어하고, 2-단계 탈산법(연속으로 Si 탈산 및 Al 탈산)을 채택하고, 또한 S의 함량을 ≤0.003% 로 되도록 제어함으로써, 함유물 제어의 효과가 안정적으로 개선되고 우수한 자기특성을 가진 완성된 강제품을 제조할 수 있으며 강의 Ca 함량을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 방법은 다음의 장점을 가진다: 제조단가의 감소, 단순화된 제조공정, 장비의 편리한 제어, 및 RH 제련의 통상의 처리 주기에 영향을 주지 않고서도 함유물의 형태 및 양의 제어. 본 발명의 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강판은 우수한 자기특성을 가지며, 본 방법은 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판의 대량 제조에 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 순서대로 탈탄단계, 알루미늄 탈산단계 및 칼슘합금 첨가단계를 포함하는 RH 제련공정을 포함하며, 칼슘합금 첨가단계에서, 칼슘합금을 추가하는 시간이 다음의 조건:
    Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격/ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기 = 0.2~0.8
    을 만족하며,
    여기에서, Al에 대한 시간과 Ca에 대한 시간 사이의 시간간격은, 상기 알루미늄 탈산 단계에서 알루미늄을 첨가하는 시점과 상기 칼슘합금 첨가 단계에서 칼슘합금을 첨가하는 시점 사이의 시간간격이며, ΣAl에 대한 시간 이후의 전체 시간주기는 상기 알루미늄 탈산 단계에서 알루미늄을 첨가하는 시점과 RH 제련 공정의 종료 시점 사이의 시간간격인, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼슘합금의 첨가량은 0.5kg/t 강 및 1.2kg/t 강 사이의 범위인, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼슘합금은 2개 이상의 배치(batch)내에 첨가되는, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼슘함급은 3개 이상의 배치내에 첨가되고, 상기 칼슘합금의 각 배치에 대한 첨가량은 상기 칼슘합금의 전체 첨가량의 40%를 초과하지 않은, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼슘합금은 패시베이팅 처리를 하게 되는, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼슘합금은 중량백분비로 이하의 화학적 조성:
    Ca 18~27%, Mg 2~6%, Si 20~35%, Al 1~9%, Zr 1~5%, 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물
    을 가지는, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미늄 탈산 단계 전에 규소 탈산의 단계를 더 포함하는, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼슘합금이 첨가되기 전 용강 내의 황의 함량이 ≤0.003% 로 유지되는, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 용강 내의 황의 함량은 용융철 또는 용융강의 탈황에 의하여 ≤0.003% 로 유지되는, 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 따른 무방향성 전기강판용 칼슘 처리 방법에 의하여 제조된 무방향성 전기강으로서, 중량백분율로 이하의 조성:
    C≤0.005%, Si 0.2~3.4%, Mn 0.2~1.0%, P≤0.2%, S≤0.003%, Al 0.2~1.2%, N≤0.005%, O≤0.005% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물
    을 가지는 무방향성 전기강.
  11. 제 10 항에 있어서,
    ≥0.0005% 의 Ca 를 더 포함하는 무방향성 전기강.
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