KR20180078306A - 무 방향성 전자 강판의 제조 방법 - Google Patents

무 방향성 전자 강판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

mass%로 C:0.0050%이하, Si:5.0%이하, Mn:3.0%이하, P:0.2%이하, S:0.005%이하, Al:3.0%이하, N:0.005%이하, Ni:3.0%이하, Cr:5.0%이하, Ti:0.005%이하, Nb:0.005%이하, B:0.005%이하 및 O:0.005%이하를 함유하는 강 슬래브를 열간 압연하고, 필요에 따라 열연판 소둔하고, 냉간 압연하고, 마무리 소둔을 실시하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 마무리 소둔에 있어서의 가열을, 유도 가열로 가열한 후, 복사 가열로 가열하는 2단 가열로 실행하고, 또한, 상기 유도 가열을, 600∼700℃간의 평균 승온 속도 50℃/sec이상으로 해서 720℃이상까지 실행하고, 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지를 8sec이하로 함으로써, 높은 자속밀도를 안정하게 얻을 수 있는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법.

Description

무 방향성 전자 강판의 제조 방법
본 발명은 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 높은 자속밀도를 갖는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
근래, 지구 환경을 보호하는 관점에서, 에너지 절약화가 추진되고 있으며, 전기 기기의 분야에 있어서는 고효율화나 소형화가 지향되고 있다. 그것에 수반하여, 전기 기기의 철심 재료로서 널리 사용되고 있는 무 방향성 전자 강판에는 고자속밀도화나 저철손화가 강하게 요망되도록 되어 오고 있다.
무 방향성 전자 강판의 자속밀도를 높이기 위해서는 제품판의 집합 조직을 개선하는 즉, {111}방위립을 저감하거나, {110}방위립이나 {100}방위립을 증가시키는 것이 유효한 것이 알려져 있다. 그래서, 종래, 무 방향성 전자 강판의 제조 공정에 있어서는 냉간 압연 전의 결정 입경을 크게 하거나, 냉연 압하율을 최적화하여 집합 조직을 개선하고, 자속밀도를 높이는 것이 실행되고 있다.
제품판의 집합 조직을 제어하는 다른 방법으로서는 재결정 소둔의 가열 속도를 높이는 것을 들 수 있다. 이 방법은 방향성 전자 강판의 제조에서 흔히 이용되는 기술이며, 탈탄 소둔(1차 재결정 소둔)의 가열 속도를 높이면, 탈탄 소둔 후의 강판의 {110}방위립이 증가하고, 마무리 소둔 후의 강판의 2차 재결정립이 미세화되어 철손이 개선되는 것에 의거하는 것이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또, 무 방향성 전자 강판에 있어서도, 재결정 소둔(마무리 소둔)의 가열 속도를 높임으로써, 집합 조직을 개선하고, 자속밀도를 향상시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2∼5 참조).
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 평성01-290716호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 평성02-011728호 특허문헌 3: 일본국 특허공개공보 제2011-256437호 특허문헌 4: 일본국 특허공개공보 제2012-132070호 특허문헌 5: 일본국 특허공개공보 제2013-010982호
그러나, 상기 특허문헌 1은 방향성 전자 강판에 관한 기술이기 때문에, 무 방향성 전자 강판에 그대로 적용할 수는 없다.
또, 상기 특허문헌 2에 제안된 기술은 급속 가열을 실시하고 있었지만, 발명자들의 검증에 의하면, 특허문헌 2에서 채용하고 있지 않은 유도 가열을 적용한 경우에는 자속밀도 향상 효과가 안정하게 얻어지지 않는 것이 명백하게 되었다.
또, 특허문헌 3에 제안된 기술은 유도 가열을 이용하는 기술이지만, 발명자들이 검증한 결과, 역시, 안정된 자속밀도 향상 효과가 얻어지지 않았다. 또, 이 기술에서는 급속 가열 후, 냉각과 재가열이 필요하게 되기 때문에, 제조 코스트나 설비 코스트가 높아진다고 하는 문제가 있다.
또, 특허문헌 4 및 5에 제안된 기술은 통전 가열로 급속 가열을 실행하고 있다. 그러나, 통전 가열은 컨덕터 롤과 강판의 사이에서 스파크가 발생하여 표면 결함이 발생하기 쉽기 때문에, 무 방향성 전자 강판의 마무리 소둔에 적용하기에는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술이 안고 있는 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것이며, 그 목적은 마무리 소둔에 있어서의 가열을 유도 가열로 급속 가열해도, 안정하게 높은 자속밀도를 얻을 수 있는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법을 제안하는 것에 있다.
발명자들은 상기 과제의 해결을 위해, 마무리 소둔에 있어서의 가열 조건, 특히, 유도 가열과 복사 가열의 조건에 주목하여 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 상기 마무리 소둔에 있어서의 가열을, 유도 가열로 가열한 후, 복사 가열로 가열하는 2단 가열로 실행하고, 또한, 상기 유도 가열을 600∼700℃간의 평균 승온 속도 50℃/sec이상으로 해서 720℃이상까지 실행하고, 상기 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지를 8sec이하로 하는 것이 자속밀도의 향상에 유효한 것을 발견하고, 본 발명을 개발하였다.
즉, 본 발명은 C:0.005mass%이하, Si:5.0mass%이하, Mn:3.0mass%이하, P:0.2mass%이하, S:0.005mass%이하, Al:3.0mass%이하, N:0.005mass%이하, Ni:3.0mass%이하, Cr:5.0mass%이하, Ti:0.005mass%이하, Nb:0.005mass%이하, B:0.005mass%이하 및 O:0.005mass%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 열간 압연하고, 열연판 소둔하거나 혹은 열연판 소둔을 실시하지 않고, 냉간 압연하고, 마무리 소둔을 실시하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 마무리 소둔에 있어서의 가열을, 유도 가열로 가열한 후, 복사 가열로 가열하는 2단 가열로 실행하고, 또한, 상기 유도 가열을, 600∼700℃간의 평균 승온 속도 50℃/sec이상으로 해서 720℃이상까지 실행하고, 상기 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지를 8sec이하로 하는 것을 특징으로 하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법을 제안한다.
본 발명의 상기 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 이용하는 상기 강 슬래브는 상기 성분 조성에 부가해서, Sn:0.005∼0.20mass% 및 Sb:0.005∼0.20mass% 중에서 선택되는 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 상기 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 이용하는 상기 강 슬래브는 상기 성분 조성에 부가해서, Ca:0.0001∼0.010mass%, Mg:0.0001∼0.010mass% 및 REM:0.0001∼0.010mass% 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 상기 무 방향성 전자 강판의 제조 방법은 상기 냉간 압연에 있어서의 최종 냉간 압연 전의 강판 조직의 페라이트 입경을 70㎛이하로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 높은 자속밀도를 갖는 무 방향성 전자 강판을 안정하게 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 200℃/sec의 가열 패턴의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2는 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 시간을 2sec로 했을 때의, 유도 가열의 도달 온도(종료 온도)가 자속밀도 B50에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 3은 유도 가열의 도달 온도를 740℃로 했을 때의, 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 시간이 자속밀도 B50에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
우선, 본 발명을 개발하는 계기가 된 실험에 대해 설명한다.
C:0.0025mass%, Si:1.42mass%, Mn:0.42mass%, P:0.07mass%, S:0.0016mass%, Al:0.0002mass%, N:0.0018mass%, Ni:0.01mass%, Cr:0.02mass%, Ti:0.0018mass%, Nb:0.0006mass%, B:0.0001mass% 및 O:0.0023mass%를 함유하는 강을 진공로에서 용해하고, 강괴로 한 후, 열간 압연하여 판 두께 2.3㎜의 열연판으로 하였다. 또한, 이 열연판은 완전히 재결정되어 있으며, 페라이트 입경은 20∼30㎛의 범위내인 것을 확인하였다.
다음에, 상기 열연판을 산세하고, 냉간 압연하여 판 두께 0.5㎜의 냉연판으로 한 후, 각종 가열 조건으로 마무리 소둔(재결정 소둔)을 실시하였다. 여기서, 상기 마무리 소둔은 솔레노이드식 유도 가열로에서 가열한 후, 전기로(복사 가열로)에서 가열하는 2단 가열로 실행하고, 600∼700℃간의 평균 승온 속도는 20℃/sec와 200℃/sec의 2수준으로 하였다. 그 때의 분위기는 건조 질소 분위기로 하였다. 또한, 도 1에, 200℃/sec의 가열 패턴의 일예를 나타내었다.
다음에, 상기 마무리 소둔 후의 강판으로부터, 압연 방향과 폭 방향을 긴쪽 방향으로 하는 280㎜×30㎜의 시험편을 채취하고, JIS C2550-1(2011)에 준거한 엡스타인 시험으로 자속밀도 B50을 측정하고, 자기 특성을 평가하였다.
도 2는 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 시간(천이 시간)을 2sec로 했을 때의 유도 가열의 도달 온도(종료 온도)가 자속밀도 B50에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 이 도면으로부터, 도달 온도를 720℃이상으로 함으로써, 자속밀도가 크게 향상하는 것을 알 수 있다.
또, 도 3은 유도 가열의 도달 온도를 740℃로 했을 때의 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 시간(천이 시간)이 자속밀도 B50에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 이 도면으로부터, 천이 시간을 8sec이하로 함으로써, 자속밀도가 향상하는 것을 알 수 있다.
상기의 실험 결과로부터, 유도 가열한 후, 복사 가열하는 가열 방식으로 안정된 자속밀도 향상 효과를 얻기 위해서는 유도 가열의 도달 온도를 700℃이상으로 높이는 것 및, 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 천이 시간을 8sec이하로 짧게 할 필요가 있는 것이 판명되었다.
종래부터, 마무리 소둔에서 급속 가열을 실행함으로써, 방향성 전자 강판의 자속밀도를 향상시키는 기술은 많이 제안되어 있지만, 상기와 같은 지견은 지금까지 보고되어 있지 않다. 이 무 방향성 전자 강판과 방향성 전자 강판의 차에 대해, 발명자들은 이하와 같이 생각하고 있다.
방향성 전자 강판에서는 2차 재결정을 안정하게 발현시키기 위해, 페라이트 조직 중에 카바이드나 인히비터 등의 경질인 제 2 상이 많이 존재한 소재(슬래브)를 이용해서 제조된다. 이러한 제 2 상을 포함하는 소재로부터 얻어진 강판을 냉간 압연하면, 제 2 상의 주위의 페라이트에 국소적인 결정 회전이 생겨, 그곳이 재결정의 핵 형성 사이트로 되기 쉽다.
이에 대해, 무 방향성 전자 강판에서는 상기와 같은 제 2 상을 거의 포함하지 않기 때문에, 냉간 압연 후, 마무리 소둔에서 재결정시키기 위해서는 더욱 고온까지 가열할 필요가 있다. 그러나, 일반적인 솔레노이드식의 유도 가열은 소재의 퀴리점 부근에서 가열 효율이 급격히 저하하기 때문에, 유도 가열만으로는 무 방향성 전자 강판을 재결정시키는데 충분한 온도 영역까지 급속 가열할 수 없다. 그 때문에, 급속 가열에 의한 집합 조직 개선 효과가 충분히 얻어지지 않은 것으로 생각된다.
따라서, 유도 가열로 급속 가열을 실행하는 경우에는 유도 가열의 도달 온도를 가능한 한 높여 가열한 후, 계속되는 복사 가열을 신속히 개시하고, 급속 가열을 고온역까지 계속시키는 것에 의해서, 재결정을 촉진하는 것이 무 방향성 전자 강판에 있어서의 집합 조직 제어의 포인트라고 생각된다.
다음에, 본 발명의 무 방향성 전자 강판(제품판)의 성분 조성에 대해 설명한다.
C:0.0050mass%이하
C는 제품판에 있어서, 자기 시효를 일으켜 탄화물을 형성하고, 철손을 열화시키는 유해 원소이다. 그래서, 상기 자기 시효를 억제하기 위해, C는 0.0050mass%이하로 제한한다. 바람직하게는 0.0030mass%이하의 범위이다.
Si:5.0mass%이하
Si는 강의 비저항을 높여, 철손을 저감하는 효과가 있기 때문에, 0.1mass%이상 첨가하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.0mass%이상이다. 그러나, 5.0mass%를 넘는 첨가는 강을 경질화하고, 압연하는 것을 곤란으로 하기 때문에, Si의 상한은 5.0mass%로 한다. 바람직한 상한은 4.0mass%이다. 또한, Si는 철손을 저감하지만, 자속밀도도 저하시키기 때문에, 자속밀도를 중시하는 경우에는 3.0mass%이하로 하는 것이 바람직하다.
Mn:3.0mass%이하
Mn은 강의 비저항을 높여 철손을 저감하는 효과가 있으며, 또, 열간 취성을 방지하는 효과가 있기 때문에, 0.05mass%이상 첨가하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1mass%이상이다. 그러나, 3.0mass%를 넘는 첨가는 탄질화물이 석출되고, 오히려 철손을 악화시키기 때문에, Mn의 상한은 3.0mass%로 한다. 바람직한 상한은 1.0mass%이다. 또한, Si와 마찬가지로, 2.0mass%를 넘는 첨가는 자속밀도의 저하가 커지므로, 자속밀도를 중시하는 경우에는 2.0mass%이하로 하는 것이 바람직하다.
P:0.2mass%이하
P는 강의 경도(펀칭성)의 조정에 이용되는 원소이다. 그러나, 0.2mass%를 넘어 첨가하면, 강의 취화하고, 압연하는 것이 곤란하게 되기 때문에, P의 상한은 0.2mass%로 한다. 바람직하게는 0.1mass%이하, 더욱 바람직하게는 0.04mass%이하이다.
Al:3.0mass%이하
Al은 Si와 마찬가지로, 강의 비저항을 높여, 철손을 저감하는 효과가 있다. 그러나, 3.0mass%를 넘어 첨가하면, 강이 경질화되고, 압연이 곤란하게 되기 때문에, 상한을 3.0mass%로 제한한다.
또한, Al의 함유량이 0.01∼0.1mass%의 범위에서는 미세한 AlN이 석출되고, 철손이 악화된다. 또, Al을 0.01mass%이하로 저감하면, 집합 조직이 개선되고, 자속밀도가 향상한다. 따라서, 철손보다 자속밀도를 중시하는 경우에는 Al:0.01mass%이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.003mass%이하이다. 한편, 자속밀도보다 철손을 중시하는 경우에는 Al:0.1∼3.0mass%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1∼2.0mass%의 범위이다.
Ni:3.0mass%이하
Ni는 강의 강도 조정이나 자속밀도 향상에 유효한 원소이다. 그러나, Ni는 고가의 원소이며, 3.0mass%를 넘는 첨가는 원료 코스트의 상승을 초래하기 때문에, 상한은 3.0mass%로 한다. 바람직하게는 1.0mass%이하, 더욱 바람직하게는 0.5mass%이하이다.
Cr:5.0mass%이하
Cr은 강의 비저항을 높여, 철손을 저감하는 효과가 있다. 그러나, 5.0mass%를 넘는 첨가는 탄질화물의 석출을 초래하고, 오히려 철손을 악화시키기 때문에, Cr의 상한은 5.0mass%로 한다. 바람직하게는 2.0mass%이하, 더욱 바람직하게는 1.0mass%이하이다.
S, N, Ti, Nb, B 및 O: 각각 0.005mass%이하
S, N, Ti, Nb, B 및 O는 탄화물이나 질화물, 황화물, 붕화물, 산화물 등의 미세 석출물을 형성하여, 철손 특성을 열화시키는 유해 원소이다. 특히, 상기 원소의 함유량이 0.005mass%를 넘으면, 상기의 악영향이 현저하게 된다. 따라서, 상기 원소의 상한은 각각 0.005mass%로 한다. 바람직하게는 0.003mass%이하이다. 또한, Ti, Nb 및 B에 대해서는 질소를 고정시키기 위해 의도적으로 첨가해도 좋지만, 그 경우에도 상기 범위내에 넣을 필요가 있다.
본 발명의 무 방향성 전자 강판은 상기 성분에 부가하여 이하의 성분을 더 함유할 수 있다.
Sn:0.005∼0.20mass% 및 Sb:0.005∼0.20mass% 중에서 선택되는 1종 또는 2종
Sn 및 Sb는 재결정 집합 조직을 개선하고, 자속밀도와 철손을 개선하는 효과가 있다. 상기 효과를 얻기 위해서는 각각 0.005mass%이상의 첨가가 바람직하다. 그러나, 0.20mass%를 넘어 첨가해도, 상기 효과가 포화한다. 따라서, Sn, Sb는 각각 0.005∼0.20mass%의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 각각 0.01∼0.1mass%의 범위이다.
Ca:0.0001∼0.010mass%, Mg:0.0001∼0.010mass% 및 REM:0.0001∼0.010mass% 각각 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상
Ca, Mg 및 REM은 S나 Se와 안정한 황화물이나 셀렌화물을 형성하여 고정시키고, 알갱이(입) 성장성을 개선하는 효과가 있다. 상기 효과를 얻기 위해서는 각각 0.0001mass%이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.010mass%를 넘어 첨가하면, 오히려 철손이 열화하기 때문에, 상한은 0.010mass%로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 각각 0.0010∼0.0050mass%의 범위이다.
다음에, 본 발명의 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.
전로-진공 탈가스 처리 등, 통상 공지의 정련 프로세스에서 상기에 설명한 성분 조성으로 조정한 강을 용제한 후, 연속 주조법 등, 통상 공지의 방법으로 강 소재(슬래브)로 한다.
다음에, 열간 압연을 실행한다. 상기 열간 압연에 앞서는 슬래브의 재가열 온도나 열간 압연에 있어서의 마무리 압연 종료 온도, 권취 온도 등에 대해서는 특히 제한하지 않지만, 자기 특성과 생산성을 확보하는 관점에서, 재가열 온도는 1000∼1200℃, 마무리 압연 종료 온도는 700∼900℃, 권취 온도는 600∼800℃의 범위로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 상기 열간 압연 후의 강판(열연판)은 필요에 따라 열연판 소둔을 실시한 후, 1회 또는 중간 소둔을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연을 실행하고, 최종판 두께의 냉연판으로 한다.
여기서, 본 발명에 있어서 중요한 것은 본 발명의 효과를 높이기 위해서는 최종 냉간 압연 전의 강판 조직(최종 냉연 전 조직)에 있어서의 페라이트 입경을 70㎛이하로 하는 것이 바람직하고, 50㎛이하로 하는 것이 더욱 바람직하다는 것이다. 여기서, 상기 페라이트 입경은 강판의 단면 조직에 있어서의 판 두께 방향의 입경을 절단법에 의해 구한 평균 입경이다.
상기와 같이, 최종 냉연 전의 강판 조직의 페라이트 입경이 70㎛이하인 경우에 본 발명의 적용이 바람직한 이유에 대해, 발명자들은 이하와 같이 생각하고 있다.
마무리 소둔에 있어서, {111}방위를 갖는 재결정립은 최종 냉연 전의 강판 조직의 입계 근방부터 생성되기 때문에, 최종 냉연 전 조직의 페라이트 입경이 작으면, 냉연·재결정 후의 조직 중의 {111}재결정립이 많아진다. 이 때문에, 급속 가열에 의한 {111} 저감 효과가 현저하게 되기 때문으로 생각된다.
여기서, 최종 냉연 전의 페라이트 입경을 70㎛이하로 하기 위해서는 열연판 소둔이나 중간 소둔은 생략하는 것이 바람직하고, 또, 실행하는 경우에는 소둔 온도를 가능한 한 저온화하는 것이 바람직하다. 단, 리징을 방지하는 관점에서, 최종 냉연 전 강판의 재결정률은 80%이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열연판 소둔이나 중간 소둔의 저온도화 혹은 생략은 제조 코스트의 저감이 도모된다고 하는 이점이 있다.
다음에, 소정의 최종 판 두께로 한 냉연판은 그 후, 마무리 소둔을 실시하지만, 본 발명에서는 상기 마무리 소둔의 가열을, 유도 가열로 가열한 후, 복사 가열로 가열하는 2단 가열로 실행하는 것을 필수의 조건으로 하고 있다.
상기 유도 가열은 솔레노이드식으로 하는 것이 바람직하다. 솔레노이드식은 가열 효율이 높고, 판 폭 방향의 온도의 균일성이 우수하다는 이점이 있기 때문이다.
다음에, 상기 마무리 소둔에 있어서의 유도 가열 조건에 대해 설명한다.
상기의 유도 가열은 마무리 소둔의 가열 과정의 전단에서 이용하지만, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는 600∼700℃의 평균 승온 속도를 50℃/sec이상으로 할 필요가 있다. 더욱 바람직한 승온 속도는 100℃/sec이상이다. 승온 속도의 상한은 특히 규정하지 않지만, 설비 코스트를 억제하는 관점에서 1000℃/sec이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 600℃미만의 온도 영역의 평균 승온 속도는 특히 규정하지 않지만, 생산성의 관점에서 1℃/sec이상이 바람직하고, 10℃이상이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 유도 가열은 복수로 분할해서 실행해도 좋다. 또, 유도 가열의 설비 코스트를 삭감하기 위해, 유도 가열 전에 복사 가열로 강판을 예열하고, 급속 가열 온도 범위에만 적용해도 좋지만, 이 경우에는 회복을 막는 관점에서, 예열 온도의 상한은 500℃이하로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는 유도 가열의 도달 온도(종료 온도)를 720℃이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 735℃이상이다. 또한, 솔레노이드식의 유도 가열은 재료의 퀴리점 부근에서 가열 효율이 급격히 저하하기 때문에, 퀴리 온도 부근에서는 큰 출력으로 가열할 수 있도록 유도 가열로를 설계해 두는 것이 바람직하다. 유도 가열의 도달 온도의 상한은 특히 제한하지 않지만, 설비 코스트를 억제하는 관점에서, 780℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 상기 유도 가열에 계속되는 복사 가열 조건에 대해 설명한다.
상기의 유도 가열 종료 후는 복사 가열로 소정의 균열 온도까지 가열을 실행하지만, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 시간을 8sec이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는 5sec이하, 더욱 바람직하게는 3sec이하이다. 또한, 유도 가열 설비를 보호하는 관점에서, 고온의 복사 가열로는 유도 가열 장치에서 떨어져 설치하는 것이 바람직하고, 그러기 위해서는 의도적으로 설비를 설계하지 않으면, 상기의 조건을 만족시키는 것은 곤란하다.
또, 급속 가열에 의한 {110}방위립이나 {100}방위립의 재결정을 촉진하는 관점에서는 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 사이에서 강판 온도를 700℃이하로 저하시키지 않는 것이 바람직하다. 이 조건은 본 발명을 적용하기 전에, 소둔로에 더미 코일 등을 통과시켜, 유도 가열로와 복사 가열로의 사이의 노벽 온도를 높여 둠으로써 용이하게 만족시킬 수 있다. 또한, 복사 가열에 의한 가열 속도는 재결정을 촉진하는 관점에서, 5℃/sec이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 조건은 일반적인 복사 가열로이면 용이하게 만족시킬 수 있다. 또한, 더욱 바람직하게는 10℃/sec이상이다.
또한, 본 발명에 있어서의 「복사 가열」은 라디언트 튜브나 전기 히터 등의 발열체로부터의 복사로 강판을 가열하는 방식의 것을 의미하며, 노벽으로부터의 복사만으로 가열하는 바와 같은 가열 방식은 제외한다. 라디언트 튜브나 전기 히터 등의 발열체를 이용하지 않는 가열법을 이용해도 좋지만, 공업적인 생산성을 생각하면 비현실적이기 때문이다.
또, 복사 가열로 가열하는 균열 온도는 740∼1100℃의 범위, 균열 시간은 1∼600sec의 범위로 하는 것이 바람직하다. 균열 온도가 740℃미만에서는 양호한 철손 특성이 얻어지지 않으며, 또, 균열 시간이 1sec미만에서는 조업에 있어서의 균열 온도의 관리가 곤란하게 된다. 한편, 균열 온도가 1100℃를 넘으면, 픽업이 다발하게 되며, 또, 균열 시간이 600sec를 넘으면, 생산성의 저하를 초래하기 때문이다. 더욱 바람직한 균열 온도는 900∼1050℃, 균열 시간은 5∼120sec의 범위이다.
또, 상기 마무리 소둔에 있어서의 분위기는 비산화성 분위기 혹은 환원성 분위기로 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 건조 질소 분위기 혹은 PH2O/PH2가 0.1이하의 수소 질소 혼합 분위기로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.01이하이다.
상기 마무리 소둔 후의 강판은 그 후, 필요에 따라 절연 피막을 코팅한 후, 제품판으로 한다. 상기 절연 피막으로서는 목적에 따라 공지의 유기, 무기, 유기·무기 혼합 코팅 중의 어느 하나를 이용할 수 있다.
실시예
표 1에 나타내는 각종 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 1100℃에서 30분간 재가열한 후, 마무리 압연 종료 온도를 760℃로 하는 열간 압연하여 판 두께 2.2㎜의 열연판으로 하고, 650℃의 온도에서 권취하였다. 다음에, 각종 균열 온도에서 30sec간 유지하는 열연판 소둔을 실시한 후 혹은 실시하지 않고, 산세하고, 냉간 압연하여 최종 판 두께 0.5㎜의 냉연판으로 하였다. 또한, 최종 냉연 전의 강판의 재결정률은 모두 100%이었다.
그 후, 솔레노이드식의 유도 가열로와 라디언트 튜브식의 복사 가열로를 조합한 연속 소둔 설비에서 950℃×10sec의 마무리 소둔을 실시하였다. 상기의 유도 가열로에서는 출력과 라인 속도를 조정하고, 유도 가열로에서의 도달 온도와 복사 가열 개시까지의 시간을 조정하였다. 또한, 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지의 온도 저하는 모두 10℃이내이었다. 또, 유도 가열로의 분위기는 건조 질소로 하고, 계속되는 복사 가열로의 분위기는 vol%비로 H2:N2=20:80, 노점:-40℃(PH2O/PH2=0.001)로 하고, 복사 가열로에서의 균열 온도까지의 평균 승온 속도는 18℃/sec로 하였다. 그 후, 절연 피막을 도포하여 제품판으로 하였다.
이와 같이 해서 얻은 제품판으로부터 280㎜×30㎜의 엡스타인 시험편을 채취하고, JIS C2550-1(2011)에 준거한 엡스타인 시험으로 자기 특성(철손 W15/50, 자속밀도 B50)을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
이 결과로부터, 동일한 열연판 소둔 조건에서 비교하면, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 강판은 모두 우수한 자속밀도와 철손 특성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 특히, 최종 냉연 전 조직의 페라이트 입경을 70㎛이하로 한 경우에는 자속밀도 B50의 향상 마진이 특히 큰 것을 알 수 있다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002

Claims (4)

  1. C:0.0050mass%이하, Si:5.0mass%이하, Mn:3.0mass%이하, P:0.2mass%이하, S:0.005mass%이하, Al:3.0mass%이하, N:0.005mass%이하, Ni:3.0mass%이하, Cr:5.0mass%이하, Ti:0.005mass%이하, Nb:0.005mass%이하, B:0.005mass%이하 및 O:0.005mass%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 열간 압연하고, 열연판 소둔하거나 혹은 열연판 소둔을 실시하지 않고, 냉간 압연하고, 마무리 소둔을 실시하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서,
    상기 마무리 소둔에 있어서의 가열을, 유도 가열로 가열한 후, 복사 가열로 가열하는 2단 가열로 실행하고, 또한,
    상기 유도 가열을, 600∼700℃간의 평균 승온 속도 50℃/sec이상으로 해서 720℃이상까지 실행하고,
    상기 유도 가열 종료에서 복사 가열 개시까지를 8sec이하로 하는 것을 특징으로 하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강 슬래브는 상기 성분 조성에 부가하여, Sn:0.005∼0.20mass% 및 Sb:0.005∼0.20mass% 중에서 선택되는 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 강 슬래브는 상기 성분 조성에 부가하여, Ca:0.0001∼0.010mass%, Mg:0.0001∼0.010mass% 및 REM:0.0001∼0.010mass% 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉간 압연에 있어서의 최종 냉간 압연 전의 강판 조직의 페라이트 입경을 70㎛이하로 하는 것을 특징으로 하는 무 방향성 전자 강판의 제조 방법.
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