KR20150052299A

KR20150052299A - 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150052299A
Application number: KR1020157008889A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 도다; 요시아키 자이젠; 다다시 나카니시; 요시히코 오다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-05-13
Also published as: EP2910658A4; KR101701075B1; EP2910658B1; TW201420771A; CN104781435A; JP2014080654A; CN104781435B; EP2910658A1; CA2884851C; US20150270042A1; US9947446B2; CA2884851A1; TWI496892B; WO2014061246A8; WO2014061246A1; JP6127440B2

Abstract

본 발명에 따라, 소정의 성분 조성으로 이루어지는 열연 강판을, 질소 분위기 중, 1000 ℃ × 30 초로 어닐링한 후, 7 ％ HCl 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량을, 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하의 범위로 함으로써, 철손이나 자속 밀도 등의 자기 특성이 우수할 뿐만 아니라, 리사이클성이나 강판의 표면 외관이 우수한 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판을 얻을 수 있다.

Description

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

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

최근, 전력을 비롯한 에너지의 절감이라고 하는 세계적인 움직임 가운데, 전기 기기에 대해서도 그 고효율화가 강력하게 요망되고 있다.

또, 전기 기기를 소형화하는 관점에서, 특히 철심 재료의 소형화에 대한 요망도 높아지고 있다.

또한, 최근에는 환경에 대한 배려로부터, 전기 기기의 철심 재료에 있어서의 리사이클화에 대응하는 것도 매우 중요한 과제가 되고 있다.

상기한 요망 등 가운데, 전기 기기의 고효율화나 철심 재료의 소형화에 대해서는, 철심의 소재가 되는 전기 강판의 자기 특성을 개선시키는 것이 유효하지만, 종래의 무방향성 전기 강판의 분야에서는, 자기 특성 중 특히 철손을 저감시키는 수단으로서, 전기 저항을 증대시켜 와전류손을 저하시키기 위해서, Si 나 Al, Mn 등의 강 중의 함유량을 높이는 수법이 일반적으로 이용되어 왔다.

그러나, 이 수법으로는 자속 밀도의 저하를 면할 수 없다는 본질적인 문제를 안고 있었다.

한편, 단순히 Si 나 Al 등의 함유량을 높일 뿐만 아니라, 아울러 C 나 S 를 저감시키는 것, 혹은 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이 B 를 첨가하거나, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이 Ni 를 첨가하거나 하는 등 합금 성분을 증가시키는 것도, 일반적으로 와전류손을 저하시키는 수단으로서 알려져 있는 수법이다.

이들 합금 성분을 첨가하는 수법으로는 철손 특성은 개선되지만, 자속 밀도의 개선 효과는 작아 모두 만족시킬 수 있는 것은 아니었다. 또, 합금 첨가에 수반하여, 강판의 경도가 상승하여 가공성이 열화되어 버리기 때문에, 이러한 무방향성 전기 강판을 가공하여 전기 기기에 사용했다고 해도, 그 범용성이 부족하여 용도는 매우 한정된 것이 되었다.

또, 제조 프로세스를 변경하여, 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 실시하여 {100｝＜UVW＞ 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｝조직을 발달시키는 방법이 각각 개시되어 있다.

그러나, 이들 방법에 의한 자기 특성의 개선 효과, 특히 자속 밀도의 개선 효과는 아직 만족할 수 있는 것은 아니며, 가공성 및 리사이클성의 면에서도 문제를 남기고 있었다. 즉, 강 중에 어느 정도 이상의 Al 이 함유되어 있으면, 강판의 경도가 상승하여 가공성이 저해됨과 동시에, 철심 재료를 리사이클하거나 수요자에 의해 스크랩 처리하거나 하는 경우에 전기로의 전극을 손상시켜 버린다는 문제가 있었다.

게다가, 철심의 리사이클재를 사용하여 모터의 샤프트 등을 주조하는 경우, 0.1 mass％ 이상의 Al 이 함유되어 있으면, 주입 (鑄入) 시에 용강의 표면 산화가 진행되어 점성이 증대되어, 용강의 주형 내 충전성이 악화되기 때문에, 건전한 주입이 저해되는 것에도 문제를 남기고 있었다.

상기한 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 5 에서는 Al 을 0.02 ％ 이하, 특허문헌 6 에서는 Al 을 0.017 ％ 이하, 특허문헌 7 에서는 Al 을 0.010 ％ 이하, 그리고 특허문헌 8 에서는 Al 을 0.030 ％ 이하로 하여 S, N 등의 불순물량을 저감시킴과 함께, 열연판 어닐링 후의 평균 입경이나, 냉간 압연 조건 등을 제어함으로써, 자속 밀도가 높고 철손이 낮은 무방향성 전기 강판을 제조하는 기술이 각각 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 소58-151453호 일본 공개특허공보 평3-281758호 일본 공개특허공보 소58-181822호 일본 공개특허공보 평3-294422호 일본 특허공보 제3888033호 일본 특허공보 제4126479호 일본 특허공보 제4258951호 일본 특허공보 제4258952호

그러나, 상기 서술한 기술에 따라 Al 량을 저감시키면, 자기 특성의 안정성이 떨어진다는 것이 새로운 문제점으로서 부상하였다. 또한, 마무리 어닐링 후의 강판 표면 외관에서, 희읍스름한 줄무늬 모양 등이 두드러지는 등 표면 외관의 열화도 현저해지는 것을 알 수 있었다.

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

그래서, 발명자들은, 상기한 과제를 해결하기 위해 고자속 밀도 저철손재를 제조함에 있어서, 리사이클성에 문제가 있는 Al 을 저감시킬 때에, 자기 특성의 안정성이 떨어지고, 또한 표면 외관이 열화되기 쉬워지는 원인의 구명에 노력하였다.

그 결과, 강판 중의 Al 량이 적어짐에 따라서, 열연판 어닐링 후의 SiO₂ 스케일이 증가하고, 그 후의 산세 등에 의해서도 스케일이 제거되기 어려워 잔존하기 쉬워지기 때문에, 마무리 어닐링 후의 강판 표면에 희읍스름한 줄무늬 모양이 두드러지는 등, 표면 외관이 열화되는 것을 알 수 있었다. 또한, 그 줄무늬 모양의 원인인 표층 산화물에 의해 철손이 열화되고 있는 것도 아울러 지득하였다.

여기에서, 상기 현상의 원인을 고찰하면, Al 이 많이 함유된 경우, 강판 표면에서 Al 산화물이 생성되어, 그 배리어 효과로 SiO₂스케일의 생성이 억제되기는 하지만, Al 의 함유가 적으면 그 배리어 효과가 작아지므로 Si 의 산화가 진행되기 쉬워져, 그 결과, 강판 표면에 생기는 SiO₂ 스케일이 많아지기 때문인 것으로 생각된다.

또, 미크로적 관점에서 생각하면, SiO₂ 스케일 생성량의 편차가 커짐으로써, 산세에 의한 스케일 제거의 정도에 편차가 커지는 것으로 생각된다.

즉, 상기 표면 외관의 열화에 관련된 문제의 해결에는, 열연판 어닐링 후에, 스케일을 제거하기 쉽게 하는 것이 중요하다는 것을 알아낸 것이다.

또한, 발명자들은, 상기 스케일을 제거하기 쉽게 하는 방법을 찾아내기 위해서, 첨가 원소의 종류 등을 예의 검토하였다.

그 결과, P 를 첨가하면, 강판의 산세성이 향상되어 열연판 어닐링 후의 스케일이 제거되기 쉬워지는 것을 알 수 있었다. 그러나, 열연판 어닐링 후의 스케일은 부위에 따른 생성량의 차이가 크고, 산세 초기에 스케일이 제거된 지점의 철 부분은 과잉으로 제거되어 버리는 것을 알 수 있었다.

그래서, 발명자들이 더욱 검토한 결과, 스케일이 제거된 지점의 철의 과잉 제거의 억제에 Mo 를 아울러 첨가하는 것이 매우 유효하다는 것을 밝혀낸 것이다.

즉, P 및 Mo 를 합쳐서 소정량 함유시키는 것이, 상기 스케일의 제거에 대해 가장 효과적인 해결책이라는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 상기의 지견에 입각하는 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 질량％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Si : 1.5 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al : 0.005 ％ 이하, Mn : 0.20 ％ 이하, S : 0.003 ％ 이하, N : 0.003 ％ 이하, P : 0.03 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Mo : 0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하를 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, 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하인 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판.

2. 상기 열연 강판이, 질량％ 로, 추가로 Sb : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Sn : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Ca : 0.001 ％ 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 제조용 열연 강판.

3. 질량％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Si : 1.5 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al : 0.005 ％ 이하, Mn : 0.20 ％ 이하, S : 0.003 ％ 이하, N : 0.003 ％ 이하, P : 0.03 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Mo : 0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지는 슬래브를, 가열 후, 열간 압연을 실시하여 권취를 행하는 일련의 공정으로 이루어지는 무방향성 전기 강판용 열연 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 열간 압연시의 마무리 열연 종료 온도를 825 ℃ 이상 925 ℃ 이하로 하고, 또한 상기 열간 압연시의 열연 종료 후의 권취 온도를 525 ℃ 이상 650 ℃ 이하로 하는 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판의 제조 방법.

4. 상기 슬래브가, 질량％ 로, 추가로 Sb : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Sn : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Ca : 0.001 ％ 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 제조용 열연 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 리사이클성이 우수함과 함께, 강판의 표면 외관이 깨끗하고, 고자속 밀도 또한 저철손의 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판을, 그 유리한 제조 방법과 함께 제공할 수 있다.

도 1 은 산세 전의 열연판 어닐링 후의 시료를 채취하여, 산세 시간과 산세 감량의 관계를 구한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2 는 철손 W_15/50 과 열연판 어닐링 후의 시료의 산세 감량의 관계 및 표면 외관에 대한 영향을 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3 은 공시재의 P, Mo 첨가량에 있어서의, 각각의 철손 W_15/50 및 표면 외관을 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4 는 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 질량％ 를 의미한다.

처음으로, 본 발명을 유도하기에 이른 실험 결과에 대해서 설명한다.

먼저, 자기 특성 및 표면 외관에 미치는 열연판 어닐링 후의 산세 감량에 대한, P, Mo 첨가의 영향에 대해서 조사하기 위해, C : 0.0016 ％, Si : 3.0 ％, Al : 0.0005 ％, Mn : 0.15 ％, S : 0.0018 ％ 및 N : 0.0021 ％ 를 함유하는 조성의 강 A 와, C : 0.0021 ％, Si : 3.0 ％, Al : 0.0007 ％, Mn : 0.12 ％, S : 0.0022 ％, N : 0.0015 ％, P : 0.06 ％ 및 Mo : 0.005 ％ 를 함유하는 조성의 강 B 를 실험실에서 용제하고, 1100 ℃ 에서 가열한 후, 2.2 ㎜ 두께로 열간 압연을 실시하였다. 계속해서, 이 열연 강판에 100 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃ × 30 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 7 ％ HCl, 80 ℃ 의 조건에서 산세 시간을 바꾸어 산세한 후, 판 두께 : 0.50 ㎜ 두께로 냉간 압연하여, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기 중, 1025 ℃ × 10 초의 온도에서 마무리 어닐링을 실시하였다.

또한, 별도로 산세 전의 열연판 어닐링 후의 시료를 채취하여 산세 시간과 산세 감량의 관계를 조사하였다. 그 결과를 도 1 에 나타낸다. 동 도면으로부터, 산세 시간이 길어짐에 따라서 강 A, B 모두 산세 감량이 증가하는 경향이 있지만, P 에 Mo 를 아울러 첨가한 강 B 에서는, 단시간에 있어서의 산세 감량은 약간 많기는 하지만, 장시간에서의 산세 감량의 증대가 억제되는 경향이 있는 것을 알 수 있다.

이러한 공시재의, 철손 W_15/50 과 열연판 어닐링 후의 공시재의 산세 감량의 관계 및 표면 외관 조사 결과를 도 2 에 나타낸다. 도 2 로부터, P, Mo 첨가의 강 B 에서는, 산세 감량이 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하인 범위에서, 특히 양호한 자기 특성 및 표면 외관이 양립하여 얻어지는 것을 알 수 있다. 한편, P, Mo 무첨가의 강 A 에서는, 산세 감량이 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하인 범위에서도 철손의 저하 마진은 적으며, 또 표면 외관도 희읍스름한 줄무늬 모양이 두드러지는 것을 알 수 있다.

다음으로, P, Mo 첨가 강이 상기 산세 감량의 범위에 있어서 철손 향상 마진이 크고, 또한 표면 외관이 양호하였던 이유를 조사하기 위해서, 열연판 어닐링ㆍ산세 후의 강판 표면의 조사를 SEM 관찰에 의해 실시하였다. 그 결과, P, Mo 무첨가의 강 A 에서는, 산세 시간이 길고, 산세 감량이 많은 경우라 하더라도 잔존 스케일이 많은 지점과 산세에 의해 지철의 입계가 침식되는 지점이 눈에 띄게 보이게 되었다. 한편, P, Mo 첨가의 강 B 에서는, 30 초 정도의 산세 시간이어도 잔존 스케일은 보이지 않고, 산세 시간이 긴 조건이라 하더라도 지철의 입계가 침식되는 부분은 그다지 관찰되지 않았다.

이상의 결과를 검토하면, 상기한 현상은, P 첨가에 의해 강판의 스케일이 제거되기 쉬워지는 한편, Mo 첨가에 의해 스케일이 제거된 후의 지철로의 침식이 억제되고 있기 때문에 발생한 현상이라고 생각된다. 한편, P, Mo 무첨가의 경우, 먼저, 산세되기 쉬운 스케일이 제거되어 버린 후에는, 지철 부분이 우선적으로 침식되기 쉬워져, 장시간의 산세를 실시해도 아직 스케일이 잔존하기 쉬운 표면 상태가 된 것으로 생각된다.

이어서, P 및 Mo 의 최적의 첨가량에 대해서 조사를 실시하였다.

C : 0.0025 ％, Si : 3.5 ％, Al : 0.0010 ％, Mn : 0.07 ％, S : 0.0012 ％ 및 N : 0.0018 ％ 를 함유하고, 추가로 P 를 0.01 ∼ 0.3 ％, Mo 를 0 ∼ 0.1 ％ 의 범위에서 변화시킨 강을 실험실에서 용해하고, 1100 ℃ 에서 가열한 후, 2.0 ㎜ 두께로 열간 압연을 실시하였다. 계속해서, 이 열연 강판에 100 ％ N₂ 분위기에서 1000 ℃ × 30 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 또한, 80 ℃, 7 ％ HCl 의 용액에 60 초간 침지하는 조건하에서 산세한 후, 판 두께 : 0.35 ㎜ 두께로 냉간 압연하여, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기 중, 1025 ℃ × 10 초의 조건에서 마무리 어닐링을 실시하였다. 또, 별도로 산세 전후의 열연판 어닐링 후의 시료를 채취하여 산세 감량을 조사하였다.

이러한 공시재의 P, Mo 첨가량과 철손 W_15/50 및 표면 외관의 관계를 도 3 에 나타낸다. 도 3 으로부터, P : 0.03 ∼ 0.2 ％, 또한 Mo : 0.002 ∼ 0.03 ％ 의 범위에 있어서 철손이 저하되면서 동시에 표면 외관도 개선되어 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 조건하에서의 산세 감량은, 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하의 범위였다.

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

C : 0.0013 ％, Si : 1.9 ％, Al : 0.0015 ％, Mn : 0.10 ％, S : 0.0009 ％, N : 0.0026 ％, P : 0.12 ％ 및 Mo : 0.01 ％ 의 성분 조성으로 이루어지는 강 슬래브를 준비하고, 1100 ℃ 에서 가열한 후, 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도를 변화시켜 2.2 ㎜ 두께까지 열연하였다. 다음으로, 질소 분위기 중에서 1000 ℃ × 30 초로 열연판 어닐링을 실시하고, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지하는 조건하에서 산세한 후, 판 두께 : 0.50 ㎜ 두께로 냉간 압연하였다. 그 후, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기, 1000 ℃ × 10 초의 조건에서 마무리 어닐링을 실시하였다.

얻어진 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 방향과 직각인 방향으로 엡스테인 시험편을 잘라내어 자기 특성을 측정하였다. 또한, 자기 특성은 L＋C 특성 (압연 방향의 시험편과 압연 방향과 직각인 방향의 시험편을 절반씩 사용하여 측정한 특성) 으로 평가하였다. 또, 표면 외관의 조사도 아울러 실시하였다.

철손 W_15/50 및 표면 외관에 미치는 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도의 영향을 도 4 에 나타낸다. 동 도면으로부터, 마무리 열연 종료 온도가 825 ℃ 이상 925 ℃ 이하의 범위로서, 열연 종료 후의 권취 온도가 525 ℃ 이상 650 ℃ 이하의 범위인 경우에 효과적인 철손 저감 효과와 양호한 표면 외관이 동시에 얻어지고 있는 것을 알 수 있다.

여기에서, 마무리 열연 종료 온도와 열연 종료 후의 권취 온도를 상기 범위로 제어했을 때, 강판 표면의 스케일 제거성이 양호해지는 이유는 반드시 밝혀졌다고는 할 수 없지만, P 와 Mo 를 첨가했을 때에 상기 온도 범위를 만족시킴으로써, 열연 강판에 생성되는 산화 스케일의 형태ㆍ성상이, 그 후의 공정에서의 스케일 제거에 대해서 유리해지는 것이라고 생각된다.

이하, 상기 서술한 바와 같이 하여 정한 본 발명의 성분 조성 범위의 한정 이유에 대해서 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. 한편, 하한값은 특별히 제한은 없어 0 ％ 여도 되지만, 공업적으로는 C 의 함유량을 0 ％ 로 하는 것은 곤란하기 때문에, C 는 0.0005 ％ 이상 함유되는 경우가 많다.

Si : 1.5 ％ 이상 4.5 ％ 이하

본 발명의 전기 강판에 있어서, Si 는 전기 저항을 증대시켜, 철손을 개선시키는 유용한 원소이다. 이 철손 개선의 효과를 얻기 위해서는, 1.5 ％ 이상의 Si 함유량이 필요하다. 한편, 4.5 ％ 를 초과하면 강판의 가공성이 열화되고, 또한 자속 밀도의 저하도 현저해지기 때문에, Si 함유량은 1.5 ∼ 4.5 ％ 의 범위로 한정한다.

Al : 0.005 ％ 이하

Al 은, Si 와 마찬가지로, 강의 탈산제로서 일반적으로 사용되고 있으며, 전기 저항을 증가시켜 철손을 저감시키는 효과가 크기 때문에, 통상적으로, 무방향성 전기 강판의 주요 구성 원소의 하나이다. 그러나, 본 발명에서 목적으로 하는 리사이클성이 우수한 고자속 밀도ㆍ저철손의 전기 강판을 얻으려면, Al 량을 줄이는 것이 필요하고, 그 관점에서 0.005 ％ 이하의 범위로 한정한다. 바람직하게는 0.004 ％ 이하의 범위이다. 한편, 하한값은 특별히 제한은 없어 0 ％ 여도 된다.

Mn : 0.20 ％ 이하

Mn 은, Si 와 마찬가지로, 전기 저항을 높여 철손을 저감시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 강을 고용 강화시키는 작용도 가지고 있어 유효한 원소이다. 그 때문에, 통상적으로, 무방향성 전기 강판에 있어서는, 0.20 ％ 정도 첨가되고 있지만, 리사이클성을 향상시키려면, Si 주체 성분인 편이 유리할 것으로 생각되기 때문에, 본 발명에서의 Mn 량은 0.20 ％ 이하의 범위로 한정한다. 한편, 하한값은 특별히 제한은 없으며, 생산성 등의 관점에서 0.03 ％ 정도이다.

S : 0.003 ％ 이하

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

N : 0.003 ％ 이하

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

P : 0.03 ％ 이상 0.2 ％ 이하

본 발명에 있어서, P 는, 열연판 어닐링 후의 스케일의 제거성을 개선시키고, 마무리 어닐링 후의 자기 특성과 표면 외관을 개선시키기 위해서 필수의 원소이지만, 0.03 ％ 미만에서는 그 첨가 효과는 충분하지 않고, 한편 0.2 ％ 를 초과하면 편석에 의한 취화 작용이 발현되어, 입계 균열이나 압연성의 저하를 가져오므로, 상기 범위로 한정한다. 바람직하게는 0.04 ％ 이상 0.15 ％ 이하이다.

Mo : 0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하

본 발명에 있어서, Mo 는, P 와 병용함으로써, 열연판 어닐링 후에 있어서의 스케일의 제거성 개선에 기여하고, 마무리 어닐링 후의 자기 특성과 표면 외관의 개선에 공헌하는 필수의 첨가 원소이지만, 함유량이 0.002 ％ 미만에서는 충분한 첨가 효과가 얻어지지 않고, 한편 0.03 ％ 를 초과하여 첨가하면, 반대로 자기 특성에 악영향을 미치는 경향이 보이기 때문에, 상기 범위로 한정한다. 바람직하게는 0.003 ％ 이상 0.02 ％ 이하이다.

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

Sn, Sb : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하

Sn, Sb 는 모두 무방향성 전기 강판의 집합 조직을 개선하여 자기 특성을 높이는 효과를 갖지만, 그 효과를 얻으려면, Sb, Sn 을 단독 첨가 또는 복합 첨가의 어느 경우에서도 각각 0.005 ％ 이상의 첨가율이 바람직하다. 한편, 과잉으로 첨가하면 강이 취화되어, 강판 제조 중의 판 파단이나, 스캡 (scab) 등의 흠집이 증가하기 때문에, Sn, Sb 는 단독 첨가 또는 복합 첨가의 어느 경우에도 각각 0.2 ％ 이하가 바람직하다.

Ca : 0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하

Ca 는, CaS 로서 석출되며, 미세한 황화물의 석출을 억제하면서 철손을 개선시키기에 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.

Cr : 0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하

본 발명의 Si 주체 성분 강판의 경우, Cr 은, 열연 강판 및 열연판 어닐링시에 생성되는 표층 스케일의 개질에 의한 철손과 표면 외관의 개선에 유효한 성분으로서, 0.05 ％ 이상 첨가함으로써 그 효과가 명확해지지만, 0.5 ％ 를 초과하면 그 효과는 포화되기 때문에, 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 따르는 열연 강판의 제조 방법에 있어서의 여러 조건의 한정 이유 등에 대해서 서술한다.

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

예를 들어, 전로 혹은 전기로 등에 의해 소정의 성분 조성으로 용제된 강을, 탈가스 설비로 2 차 정련하고, 연속 주조 또는 조괴 후의 분괴 압연에 의해 강 슬래브로 한 후, 열간 압연을 실시하여, 본 발명에 따르는 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. 또, 직접 주조법을 이용하여 100 ㎜ 이하 두께의 박주편 (薄鑄片) 으로부터 직접 제조해도 된다.

본 발명에서는, 특히 열연 강판의 제조 조건을 이하에 서술하는 바와 같이 제어하는 것이 필요하다.

즉, 열간 압연을 마무리 열연 종료 온도가 825 ℃ 이상 925 ℃ 이하인 범위에서, 또한 열연 종료 후의 권취 온도가 525 ℃ 이상 650 ℃ 이하의 범위가 되도록 실시하는 것이다.

또한, 마무리 열연 종료 온도의 바람직한 범위는 850 ℃ 이상 900 ℃ 이하이고, 또 열연 종료 후의 권취 온도의 바람직한 범위는 550 ℃ 이상 625 ℃ 이하이다.

열간 압연 공정을 이들 조건에서 실시함으로써, 상기한 P, Mo 를 비롯한 소재 성분의 효력과 더불어 열연판 어닐링 후에 있어서의 강판 표층부에 생성되는 스케일의 제거성이 양호해진다. 본 발명에서는, 이 스케일 제거성을 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 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하의 범위가 된다고 하는, 특히 양호한 스케일 제거성을 발현시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 양호한 자기 특성과 표면 외관이 얻어지는 것을, 상기의 산세 감량을 사용하여 열연 강판의 성질을 특정하기 위해, 어닐링 조건을 1000 ℃ × 30 초로 한정하고, 어닐링 후의 산세 조건을 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지한다고 한정하였지만, 무방향성 전기 강판의 제조에 있어서 실제로 실시되는 열연판 어닐링 조건 (통상적으로 950 ℃ 이상 1100 ℃ 이하) 이나 산세 등의 스케일 제거 조건은, 요구되는 제품 특성이나 스케일의 발생 상황 등에 따라 임의로 설정할 수 있으며, 상기 조건에 얽매이는 것은 아니다.

실시예

〔실시예 1〕

전로로 취련 (吹鍊) 하여 얻은 용강을, 탈가스 처리한 후에 주조하여 표 1 에 나타내는 성분의 강 슬래브를 제조하였다. 그 후, 1130 ℃ × 1 h 의 조건에서 슬래브 가열을 실시한 후, 표 2 에 나타내는 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 실시하고, 7 ％ HCl 의 용액에 80 ℃ 에서 60 초간 침지하는 산세 처리를 실시한 후, 표 2 에 나타내는 판 두께까지 냉간 압연을 실시하였다. 그 후, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기 중, 1030 ℃ × 10 초의 조건에서 마무리 어닐링을 실시한 후, 코팅 처리를 실시하였다.

얻어진 무방향성 전기 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 직각 방향으로 엡스테인 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.

표 2 에 나타낸 바와 같이, 1000 ℃ × 30 초의 열연판 어닐링 후의 7 ％ HCl 의 용액에, 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량값을 보면, 발명예에서는 모두 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하의 범위였다.

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

〔실시예 2〕

전로에서 취련하여 얻은 용강을, 탈가스 처리한 후에 주조하여, 표 3 에 나타내는 성분의 강 슬래브를 제조하였다. 그 후, 1100 ℃ × 1 h 로 슬래브 가열을 실시한 후, 표 4 에 나타내는 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 실시하고, 7 ％ HCl, 80 ℃ × 60 초 침지라는 조건의 산세 처리를 실시한 후, 표 4 에 나타내는 판 두께까지 냉간 압연을 실시하였다. 그 후, 20 ％ H₂-80 ％ N₂ 분위기 중, 1000 ℃ × 10 초의 조건에서 마무리 어닐링을 실시하고, 코팅 처리를 실시하였다.

얻어진 무방향성 전기 강판으로부터, 압연 방향 및 압연 직각 방향으로 엡스테인 시험편을 각각 잘라내어, 자기 특성 (철손 : W₁₀ _/400, 자속 밀도 : B₅₀) 을 측정하였다. 자기 특성은 L＋C 특성으로 평가함과 함께, 표면 외관의 조사도 실시하였다. 얻어진 결과를 표 4 에 병기한다.

표 4 에 나타낸 바와 같이, 1000 ℃ × 30 초의 열연판 어닐링 후의 7 ％ HCl 의 용액에, 80 ℃ 에서 60 초간 침지한 후의 산세 감량값을 보면, 발명예에서는 모두 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하의 범위였다.

Claims

질량％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Si : 1.5 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al : 0.005 ％ 이하, Mn : 0.20 ％ 이하, S : 0.003 ％ 이하, N : 0.003 ％ 이하, P : 0.03 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Mo : 0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하를 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, 40 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하인 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 열연 강판이, 질량％ 로, 추가로 Sb : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Sn : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Ca : 0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Cr : 0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판.
질량％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Si : 1.5 ％ 이상 4.5 ％ 이하, Al : 0.005 ％ 이하, Mn : 0.20 ％ 이하, S : 0.003 ％ 이하, N : 0.003 ％ 이하, P : 0.03 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Mo : 0.002 ％ 이상 0.03 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지는 슬래브를, 가열 후, 열간 압연을 실시하여 권취를 행하는 일련의 공정으로 이루어지는 무방향성 전기 강판용 열연 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 열간 압연시의 마무리 열연 종료 온도를 825 ℃ 이상 925 ℃ 이하로 하고, 또한 상기 열간 압연시의 열연 종료 후의 권취 온도를 525 ℃ 이상 650 ℃ 이하로 하는 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 슬래브가, 질량％ 로, 추가로 Sb : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Sn : 0.005 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Ca : 0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하, Cr : 0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 무방향성 전기 강판 제조용 열연 강판의 제조 방법.