KR20190034585A - 무방향성 전기 강을 제조하기 위한 강 스트립 및 이러한 강 스트립을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무방향성 전기 강을 제조하기 위한 강 스트립에 관한 것이다. 크게 향상된 주파수 독립적인 자기 특성, 특히 히스테리시스 손실의 큰 감소를 달성하기 위해, 공지된 전기 강과 비교하여 다음의 합금 조성이 제안된다(질량%로): C: 0.03 이하, Al: 1 내지 12, Si: 0.3 내지 3.5, Mn: 0.25 초과 10 이하, Cu: 0.05 초과 3.0 이하, Ni: 0.01 초과 5.0 이하, N, S, 및 P의 총합: 0.07 이하, 나머지는 철 및 용융 관련된 불순물이며, Cr, Mo, Zn 및 Sn의 군으로부터의 하나 이상의 원소의 선택적인 첨가물을 구비하며, 강 스트립은 Al2O3 및/또는 SiO2로 실질적으로 구성된 절연층을 갖는다.

Description

무방향성 전기 강을 제조하기 위한 강 스트립 및 이러한 강 스트립을 제조하기 위한 방법
본 발명은 무방향성 전기 강 시트를 제조하기 위한 강 스트립 및 이러한 강 스트립을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
전기 강을 위한 재료는 예를 들어 DE 101 53 234 A1 또는 DE 601 08 980 T2에 공지되었다. 그들은 주로 철-규소 합금 또는 철-규소-알루미늄 합금으로 구성되며, 방향성(GO) 및 무방향성(NGO) 전기 강에 따라 구별되며, 다른 용도로 사용된다. 특히, 밀도의 감소 및 강도의 증가 특히, 자기 포화 분극을 가능한 한 변화없이 유지하는 전기 저항의 증가를 얻기 위해 알루미늄 및 규소가 첨가된다.
자속이 특정 방향으로 고정되지 않아서 모든 방향으로 동등한 양호한 자기 특성이 요구되는 전기 공학의 응용에 있어서, 가능한 한 가장 등방성인 특성을 갖는 전기 스트립이 전형적으로 제조되고 이를 무방향성(NGO) 전기 스트립이라고 한다. 이것은 발전기, 전기 모터, 스위치, 릴레이 및 소형 변압기에서 주로 사용된다.
무방향성(NGO) 전기 스트립에 대한 이상적인 구조(구조적 조성)는 결정립이 표면(100)을 갖는 시트 평면에서 무작위로 배향된 20μm 내지 200μm 사이의 입자 크기를 갖는 다결정 미세 구조이다. 그러나 실제로는 시트면에서 실제 무방향성 전기 스트립의 자기 특성은 자화의 방향에 따라 조금씩 다르다. 예를 들면, 종방향과 횡방향의 손실 차이는 10% 이하이다. 무방향성 전기 스트립에서 자기 특성의 충분한 등방성의 발달은 열간 성형, 냉간 성형 및 최종 단계 어닐링의 제조 경로의 구성에 의해 실질적으로 영향을 받는다.
공지된 종래 기술에 따르면, 전기 스트립 내의 자기 특성은 실질적으로 높은 순도, 실리콘 및 알루미늄의 함량(약 4질량% 이하) 및 예를 들어, 망간, 황, 및 질소와 같은 다른 합금 원소의 표적 첨가뿐만 아니라 열간 압연, 냉간 압연 및 열처리 공정에 의해 결정된다. 설정된 시트 두께는 1mm보다 상당히 작다(예를 들어, 0.18 또는 0.35mm).
공개 특허 공보 DE 101 53 234 A1에서 공지된 바와 같이, 무방향성 전기 강을 위한 재료는 질량%로 C<0.02%, Mn≤1.2%, Si는 0.1-4.4%, 및 Al은 0.1-4.4%를 갖는다. 얇은 슬래브 또는 얇은 스트립 주조와 같은 상이한 제조 방법이 기재되어 있으며, 이를 통해 최대 두께가 1.8mm인 핫 스트립이 제조될 수 있다. 후속하는 냉간 압연에 의해, 0.2mm 이하의 두께를 갖는 스트립을 달 성하는 것이 가능하다.
특허 문헌 DE 603 06 365 T2는 질량%로 대략 실리콘이 6.5%, 크롬이 5%, 탄소가 0.05%, 알루미늄이 3%, 망간이 3% 이하이며 나머지는 철 및 잔류물로 구성되는 무방향성 전기 강을 위한 재료를 개시한다. 강 스트립은 두 개의 반대 회전하는 내부 냉각된 주조 롤러의 주조 간격에 용강(liquid steel)이 도입되는 수직 박형 슬래브 주조법으로 생산된다. 이어서, 주조된 스트립은 열간 압연 및 냉간 압연될 수 있으며, 1mm 미만의 스트립 두께가 달성된다.
무방향성 또는 방향성 전기 강을 위한 핫 스트립은 공개 문헌 WO 2013/117184 A1에 핫 스트립이 다음의 합금 조성으로 구성되는 것이 공지되어 있다: 질량%로 C: 0.001 내지 0.08, Al: 4.8 내지 20, Si: 0.05 내지 10, B: 0.1 이하, Zr: 0.1 이하, Cr: 0.1 내지 4, 나머지는 철 및 용융 유도 불순물(melting-induced impurity)임. 핫 스트립은 용융물이 초기에 수평 스트립 주조 설비에서 유동-평탄 방식(flow-calmed manner)으로 굴곡 없이 6 내지 30mm 범위의 예비 스트립을 형성하고 이후에 적어도 50%의 변형 정도를 갖는 핫 스트립을 형성하는 방식으로 제조된다. 그런 다음 핫 스트립은 0.150mm 아래까지의 두께로 냉간 압연될 수 있다.
무방향성 전기 강을 위한 공지된 합금은 자기 특성, 특히 히스테리시스 손실(hysteresis loss)이 자화 전류의 주파수 및 진폭에 크게 의존한다는 단점을 갖는다. 특히, 고주파 및 고진폭에서 히스테리시스 손실이 상당히 증가하며, 이는 특히 고속 주행 모터에 악영향을 미친다.
따라서, 손실을 최소화하고 고주파에서도 일정하게 낮게 유지되는 합금 컨셉을 갖는 무방향성 재료로 구성된 강 스트립에 대한 요구가 있다.
본 발명의 목적은 공지된 전기 강과 비교하여 상당히 개선되고 주파수-독립적이고 자기 특성, 특히 현저히 감소된 히스테리시스 손실을 갖는 무방향성 전기 강을 제조하기 위한 강 스트립을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 이러한 강 스트립의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 무방향성 전기 강을 제조하기 위한 강 스트립은 다음의 합금 조성을 갖는다(질량%로):
C: 0.03 미만
Al: 1 내지 12
Si: 0.3 내지 3.5
Mn: 0.25 초과 10 이하
Cu: 0.05 초과 3.0 이하
Ni: 0.01 초과 5.0 이하
N, S 및 P의 합계: 최대 0.07
나머지는 철 및 용융 유도된 불순물(melting-induced impurity)이며, Cr, Mo, Zn 및 Sn 중 하나 이상의 원소인 선택적인 첨가물을 구비하며,
강 스트립은 실질적으로 10μm 내지 100μm의 범위의 두께를 갖는 Al2O3 및/또는 SiO2 로 구성된 절연층을 갖는다.
절연층의 조성과 관련하여, 이는 절연층의 적어도 50%가 Al2O3 또는 SiO2 또는 전술한 두 가지 성분의 합으로 구성된다는 것을 본질적으로 의미한다.
바람직하게는, 절연층의 두께는 20μm 내지 100μm의 범위이고, 특히 바람직하게는 20μm 내지 50μm의 범위이다.
본 발명에 따른 합금 조성물을 포함하는 강 스트립은 상당히 감소된 히스테리시스 손실 및 자화 전류의 주파수로부터 자기 특성의 광범위한 독립성을 특징으로 한다. 결과적으로, 에너지 및 경제적인 관점에서 이 재료의 적용 범위는 특히 고속 주행 전기 모터 및 자화 전류의 고주파에서 상당히 증가될 수 있다.
특히, 최대 12%의 Al 함량은 전기 저항을 크게 증가시키고 자기 손실을 상응하게 감소시킨다.
또한, 최대 12 질량%의 알루미늄을 첨가함으로써 강의 특정 밀도가 또한 감소되어 회전하는 모터 부품의 중량 및 높은 회전 주파수에서 발생하는 원심력에 긍정적 영향을 미친다.
또한, 강도는 강에서의 Al 함유 석출물에 의해 상당히 증가한다. 상응하는 효과를 얻기 위해, 알루미늄의 최소 함량은 1 질량%로 고정된다. 하지만, 12 질량%를 초과하는 Al 함량은 규칙상을 형성하기 때문에 냉간 압연시 어려움을 초래할 수 있다. 그러므로, 10 질량% 이하의 Al 함량을 부착하는 것이 유리하다.
제16항에 따른 핫 스트립은 1000℃ 이상의 온도에서 열간 압연되었지만, 매우 높은 스케일링 보호가 제공된다. 12질량% 이하의 Al 또는 3.5질량% 이하의 Si의 예외적으로 높은 함량에 의해, 본질적으로 형성된 고밀도의 절연층이 가열된 시트의 표면 상에 형성되고 실질적으로 Al2O3 및/또는 SiO2를 포함하며, 이는 강 내의 철의 스케일링을 효과적으로 감소시키거나 심지어 완전히 억제한다. 또한, 층의 두께는 어닐링의 온도 및 지속 시간, 특히 일반적으로 냉간 스트립으로 이해되는 강 스트립의 최종 어닐링에 의해 유리하게 영향을 받을 수 있다. 어닐링의 온도 및 지속 시간이 증가함에 따라 층의 두께가 증가한다. 유리한 방식으로, 적어도 10μm, 바람직하게는 적어도 20μm의 층 두께가 달성된다. 그러나, 이 스케일 층은 두께가 증가함에 따라 마찬가지로 증가하는 취성으로 인해, 100μm, 바람직하게는 50μm의 두께를 초과해서는 안되며, 층은 파쇄 스케일로 인해 압연성에 부정적인 영향을 미치지 않는다.
이 층은 스트립의 추가 공정에서 유지되고 전기 절연 방식으로 기능한다는 사실로 인해 선택적으로 디스크 세트의 시트 디스크 사이의 추가 절연층을 절약하거나 상당히 줄일 수 있다. 결과적으로, 필요한 절연 재료를 절약할 수 있으므로 비용 및 부품 중량을 감소시킬 수 있다.
Si의 첨가는 전기 저항을 증가시킨다. 본 발명에 따르면, 이 효과를 달성하기 위해 0.3 질량%의 최소 함량이 요구된다. 3.5 질량% 초과의 Si 함량에 대해, 냉간 압연성은 재료가 점점 더 부서지기 쉬우며, 강 스트립 상에 에지 균열이 점차 보여지기 때문에 감소된다. 따라서, 1.0 내지 3.0 질량% 바람직하게는 1.5 내지 2.5 질량%의 함량이 유리하게 설정된다. 선택된 합금 원소 함량에서 Si 및 Al의 첨가는 전기 저항의 증가와 자기 포화 분극의 감소의 최적 조합을 나타낸다.
탄소 함량은 최종 강 스트립에서 탄화물 석출로 인한 자기 노화를 방지하기 위해 가능한 한 낮게 유지해야 한다. 낮은 탄소 함량은 자기 특성을 개선한다. 예를 들어, 탄소 원자 및 탄화물에 의해 재료에서 적은 결함이 초래되기 때문에 낮은 탄소 함량은 자기 특성의 개선을 가져온다. 0.03 질량%의 최대 탄소 함량이 유리한 것으로 나타났다.
본 발명에 따른 강은 망간을 0.25질량% 초과 10 질량% 이하의 양으로 함유한다. 망간은 특정 부피 저항을 증가시킨다. 상응하는 효과를 내기 위해 강은 0.25 질량% 이상의 망간을 함유해야 한다. 열간 압연 및 냉간 압연에 의한 문제없는 추가 처리를 보장하기 위해, 망간 함량은 취성 상의 형성으로 인해 10 질량%를 초과해서는 안된다. 압연성에 대한 Mn의 부정적인 효과는 원소 Al, Si 및 Mn의 합계에 복잡한 방식으로 의존한다. 유리하게는, 20 질량% 이하의 Mn + Al + Si의 전체 함량이 압연성에 대해 상한으로 유지되어야 한다.
구리의 첨가는 마찬가지로 비 체적 저항(specific volume resistance)을 증가시킨다. 상응하는 효과를 달성하기 위해서는 Cu 함량이 0.05 질량% 초과여야 한다. 결정립계에 석출물이 형성되어 압연성이 악화되고 열간 압연시에 솔더 균열이 발생할 수 있기 때문에 3 질량% 이하의 Cu는 강과 합급되어야 한다.
니켈의 첨가는 자기 손실을 줄이는 측면에서 긍정적인 효과가 있다. 상응하는 효과를 달성하기 위해 최소 함량이 0.01 질량%를 초과해야 하지만 니켈은 매우 고가의 원소이기 때문에 재정적인 이유로 최대 5.0 질량%를 초과해서는 안된다. 바람직하게는, 니켈의 함량은 0.01 내지 3.0 질량%이다.
또한, 크롬 및 몰리브덴의 합계로 0.01 내지 0.5 질량% 또는 아연 및 주석 합계로 0.01 내지 0.05 질량%를 선택적으로 첨가한 경우, 재료의 비 체적 저항에 유리한 방식으로 영향을 줄 수 있다.
우수한 열간 압연성 및 냉간 압연성을 고려하면, 아래의 합금 변이가 특히 유리한 것으로 입증되었다(질량%로):
Al: 1 내지 6
Si: 0.5 내지 1
Mn: 1.0 초과 7 이하
Cu: 0.1 초과 2.0 이하
Ni: 0.1 초과 3.0 이하
또는
AL: 6 초과 10 이하
Si: 0.5 내지 0.8
Mn: 0.5 초과 3 이하
Cu: 0.1 초과 2.5 이하
Ni: 0.1 초과 2.5 이하
또는
Al: 6 초과 10 이하
Si: 0.3 내지 0.5
Mn: 0.5 초과 2 이하
Cu: 0.1 초과 0.5 이하
Ni: 0.1 초과 2.5 이하.
본 발명에 따르면, 이들 합금 조성은 강 스트립의 가능한 최소 비 중량 요건을 충족시키기 위해 6.40 내지 7.30 g/cm3의 특정 밀도를 갖는 유사한 전자기 특성을 갖는 강 스트립을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기계적 특성은 상이한 합금 개념에 의해 넓은 스펙트럼 내에서 유사하게 변화될 수 있다. 본 발명에 따른 강 스트립은 450 내지 690 MPa의 강도(Rm), 310 내지 550 MPa의 항복 강도(Rp0.2), 및 5 내지 30%의 신장률(A80)을 갖는다.
본 발명에 따른 강 스트립을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은:
- 본 발명에 따른 전술한 합금 조성을 갖는 용강을 용융시키는 단계,
- 최종 치수에 근접한 수평 또는 수직 스트립 주조 공정에 의해 예비 스트립을 형성하도록 용강을 주조하거나 수평 또는 수직 슬래브 또는 박형 슬래브 주조 공정에 의해 슬래브 또는 박형 슬래브를 형성하도록 용강을 주조하는 단계,
- 슬래브 또는 박형 슬래브를 1050℃ 내지 1250℃로 재가열한 다음 핫 스트립을 형성하도록 슬래브 또는 박형 슬래브를 열간 압연하거나, 또는 최종 치수에 근접하도록 제조된 예비 스트립을 1000℃ 내지 1100℃으로 재가열한 다음 핫 스트립을 형성하도록 예비 스트립을 열간 압연하거나, 또는 열간 압연의 개별 롤링 패스 사이의 선택적인 중간 가열을 갖는 핫 스트립을 형성하도록 주조열로부터 재가열하지 않고 예비 스트립을 열간 압연하는 단계,
- 850℃와 실온 사이의 릴링 온도(reeling temperature)에서 핫 스트립을 릴링하는 단계,
- 선택적으로 핫 스트립을 다음 파라미터로 선택적으로 어닐링하는 단계:
어닐링 온도: 550 내지 800℃, 어닐링 지속 시간: 20 내지 80분, 후속적인 공기 중 냉각,
- 최소 최종 두께가 0.10 mm인 강 스트립을 형성하도록 3mm 미만의 두께를 갖는 최종 치수에 근사하게 제조되는 핫 스트립 또는 예비 스트립의 단일 또는 다단계 마무리 압연하는 단계,
- 강 스트립을 다음의 파라미터로 후속 어닐링하는 단계를 포함한다:
어닐링 온도: 900 내지 1080℃, 어닐링 지속 시간: 10 내지 60초이며, 10μm 내지 100μm 두께, 바람직하게 20μm 내지 100μm, 특히 바람직하게 20μm 내지 50μm를 갖는 강 스트립 상에 Al2O3 및/또는 SiO2로 실질적으로 구성된 절연층을 조절하도록 공기 중에서 후속적으로 냉각함.
원칙적으로, 종래의 모든 강 제조 방법(예를 들어, 연속 주조, 박판 슬래브 주조, 또는 박판 스트립 주조)이 본 발명에 따른 합금 조성물로 구성되는 강 스트립을 제조하기에 적합하지만, 수평 스트립 주조 설비에서의 강 스트립의 제조는 특히 망간, 알루미늄, 및 실리콘의 증가된 함량으로 제조하기 어려운 합금 변이를 포함하는 강 제조에서 성공적임이 증명되었으며, 용융물은 유동-평탄 방식으로 주조되며 굽힘 없이 예비 스트립을 6 내지 30 mm의 두께 범위에서 형성하고 후속적으로 압연하여 약 0.9 내지 6.0 mm의 두께에서 적어도 50%의 변형 정도를 갖는 핫 스트립을 형성한다.
열간 압연 중에 유지되어야 하는 최소 두께 감소도(reduction degree)에 대해, Al 함량이 증가함에 따라 마찬가지로 증가되어야 함이 입증되었다. 따라서, 달성될 최종 스트립 두께 및 Al 함량에 따라, 규칙 및 비규칙 상의 혼합 구조를 달성하기 위해 50, 70 또는 심지어 90%를 초과하는 감소도가 유지되어야 한다. 특히 높은 Al 합금의 경우 미세 구조를 파괴하여 이에 따라 입자의 크기를 줄이기 때문에(결정립 미세화) 높은 감소도가 필요하다. 따라서, 높은 Al 함량은 상응하는 더 높은 감소도를 요구한다.
제안된 방법의 장점은 수평 스트립 주조 설비가 사용되는 경우 매우 균일한 냉각 조건으로 인해 수평 스트립 주조 설비에서 매크로 편석 및 캐비티가 실질적으로 방지될 수 있다는 사실에서 마찬가지로 찾을 수 있다.
공정 기술의 측면에서, 스트립 주조 공정은 스트립에 대해 동기식으로 또는 최적의 상대 속도로 공동 작동하는 장(field)을 생성시키는 공동 작동 전자기 브레이크가 사용되며 이상적인 경우 용융 공급 속도가 순환 컨베이어 벨트의 속도와 동일하다는 것을 보장한다는 사실에 기인하여 흐름 진정 작용(flow-calming)을 달성하도록 제안된다. 응고 동안 불리하다고 여겨지는 굽힘은 용융물을 수용하는 주조 벨트의 아래쪽이 서로 옆에 놓인 다수의 롤러에 의해 지지된다는 사실에 의해 방지된다. 지지부는 주조 벨트의 영역에서 음압(negative pressure)이 생성되어 주조 벨트가 롤러 상에 단단히 가압되도록 향상된다. 또한, Al-풍부 또는 Si-풍부 용융물은 거의 산소가 없는 주조 분위기에서 응고된다.
응고의 임계상(critical phase)에서 이러한 조건을 유지하기 위해 컨베이어 벨트의 길이는 컨베이어 벨트의 길이는 컨베이어 벨트의 단부에서 그의 처짐에 앞서 예비 스트립이 가능한 한 최대로 고형화되도록 선택된다.
컨베이어 벨트의 단부는 온도 균등화 및 가능한 응력 감소에 사용되는 균질화 구역과 인접하다(adjoined).
예비 스트립은 인라인 또는 개별 오프라인의 핫 스트립을 형성하도록 압연될 수 있다. 오프라인 압연 이전에 예비 스트립은 제조 후 냉각 전에 열간 릴링되거나 또는 패널로 절단될 수 있다. 그 후, 스트립 또는 패널 재료는 가능한 냉각 후에 재가열되고 오프-라인 압연을 위해 풀리거나 재가열되고 패널로서 압연된다.
핫 스트립의 최종 두께로의 압연은 실온에서 통상적인 냉간 압연에 의해 수행될 수 있거나 또는 실온보다 상당히 높은 상승된 온도에서 특히 유리한 방식으로 본 발명에 따라 수행될 수 있다.
이 압연 방법은 실온에서의 통상 냉간 압연에 해당하지 않기 때문에, 고온 스트립이 상승된 온도에서 필요한 최종 두께로 최종 압연될 때 “마무리 압연”이라는 용어를 사용한다.
상승된 온도에서의 마무리 압연의 이점은 압연 중에 에지 균열이 발생할 수 있는 가능성이 상당히 감소될 수 있다는 사실에 있다. 또한, 예를 들어 입자 크기, 도메인 크기 분포 및 블로흐 벽(Bloch wall) 안정화에 대하여 넓은 장에서 전자기 특성에 영향을 미치는 것이 가능하다.
핫 스트립을 350 내지 570℃, 바람직하게는 350 내지 520℃의 온도 범위로 가열하고, 이 온도에서 지정된 최종 두께로 마무리 압연하는 것이 바람직하다는 것이 판명되었다.
다단계 최종 마무리 압연 중에 압연 단계 사이에 20분 내지 80분의 체류 시간으로 600 내지 800℃의 온도로 재가열을 수행하는 것이 성공적이라는 것이 입증 되었으며, 후속적으로 최종 압연 온도로 냉각하는 것이 수행된다.
특정 합금 조성에 따라, 본 발명에 따른 강 스트립을 제조하기 위한 다수의 유리한 제조 경로가 도 1에 도시되었다. 이 도면은 3 개의 유익한 제조 경로를 도시한다.
아래의 약어는 다음을 의미한다:
THR: 1000 내지 1150℃의 온도에서 열간 압연,
CR: 냉간 압연,
T1, T2C, T3C: 모든 경로의 최송 어닐링(900 내지 1080℃, 10 내지 60초, 공냉),
T2A, T2B, T3A, T3B: 경로 2, 3에 대한 중간 어닐링(550 내지 800℃, 20 내지 80분),
TR: 350 내지 570℃의 상승된 온도에서 경로 3에 대한 마무리 압연.
경로 1에 따라, 핫 스트립은 상온에서 필요한 최종 두께로 마무리 압연된다.
합금이 실온에서 통상 냉간 압연에 대해 너무 견고한 경우, 경로 2에 따른 2 단계 냉간 압연 공정이 사용될 수 있는데 이는 압연이 초기에 실온에서 원하는 최종 두께까지 60% 이하의 두께 감소 정도에서 수행되며, 상기 합금을 550 내지 650℃의 온도 범위에서 40 내지 60분 동안 압연하며, 그 후에 냉간 압연에 의해 원하는 최종 두께의 나머지 40%가 달성된다.
특히, 제1 냉간 압연 공정 후에 에지 균열을 갖는 6 질량% 초과의 증가된 Al 함량 또는 6 질량% 초과의 Al+Si의 합을 포함하는 재료는 경로 3에서 상승된 온도에서 마무리 압연에 의해 제조될 수 있다. 350 내지 600℃, 바람직하게는 350 내지 520℃의 온도 범위에서 가열한 후, 압연을 수행한 다음 원하는 최종 두께가 달성될 때까지 압연 단계와 마무리 압연 사이의 각각의 경우에서 상기 온도 범위에서 2 내지 5분 동안 반복하여 재가열을 수행한다.
본 발명에 따른 합금에 관한 몇몇 결과가 이하에 기술된다.
합금을 표 1에 따라 시험하였는데, 필수 원소만이 결정되었다. 합금 13, 17, 및 22는 본 발명에 따르며, 본 발명에 따르지 않는 Ref1과 비교하여 실험하였다.
Figure pct00001
<표 1>
표 2는 합금의 기계적 특성과 재료의 확인된 특정 밀도를 보여준다.
상이한 기계적 특성 이외에, 상이한 특정 밀도를 갖는 재료가 또한 제조될 수 있어, 본 발명에 따른 재료의 다양한 요건이 충족될 수 있다.
Figure pct00002
<표 2>
표 3은 시험된 합금의 두께가 0.7mm인 강 시트의 자속 밀도(Bmax)의 주파수 의존성 측정 결과를 보여준다. 측정은 50, 200, 400, 750 및 1000 Hz의 주파수 f에서 수행되었다. 그 결과는 자속 밀도의 광범위한 주파수 독립성과 이에 따른 주기적인 교번 장(alternating field)에서의 히스테리시스 손실을 분명하게 증명한다.
Figure pct00003
<표 3>

Claims (20)

  1. 무방향성 전기 강 시트를 제조하기 위한 강 스트립으로서,
    상기 강 스트립은 질량%로:
    C: 0.03 이하
    Al: 1 내지 12
    Si: 0.3 내지 3.5
    Mn: 0.25 초과 10 이하
    Cu: 0.05 초과 3.0 이하
    Ni: 0.01 초과 5.0 이하
    N, S, 및 P의 총합: 0.07 이하
    나머지는 철 및 용융 유도된 불순물(melting-induced impurity)이며, Cr, Mo, Zn 및 Sn 중 하나 이상의 원소인 선택적인 첨가물을 구비하는 합금 조성물을 가지며,
    상기 강 스트립은 실질적으로 10μm 내지 100μm의 범위의 두께를 갖는 Al2O3 및/또는 SiO2 로 구성된 절연층을 갖는,
    강 스트립.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 20μm 내지 100μm의 범위에 있는,
    강 스트립.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 20μm 내지 50μm의 범위에 있는,
    강 스트립.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    Cr 및 Mo의 총 함량이 0.01 내지 0.5 질량%인,
    강 스트립.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    Zn 및 Sn의 총 함량이 0.01 내지 0.05 질량%인,
    강 스트립.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대의 Al 함량은 10 질량%인,
    강 스트립.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대의 Mn 및 Al의 총 함량은 20 질량%인,
    강 스트립.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    Si 함량은 1.0 내지 3.0 질량%인,
    강 스트립.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    Si 함량은 1.5 내지 2.5 질량%인,
    강 스트립.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대의 Ni 함량은 3 질량%인,
    강 스트립.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    합금 조성이 질량%로:
    Al: 1 내지 6
    Si: 0.5 내지 1
    Mn: 1.0 초과 7 이하
    Cu: 0.1 초과 2.0 이하
    Ni: 0.1 초과 3.0 이하인,
    강 스트립.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    합금 조성이 질량%로:
    Al: 6 초과 10 이하
    Si: 0.5 내지 0.8
    Mn: 0.5 초과 3 이하
    Cu: 0.1 초과 2.5 이하
    Ni: 0.1 초과 2.5 이하인,
    강 스트립.
  13. 제12항에 있어서,
    합금 조성은 질량%로:
    Si: 0.3 내지 0.5
    Mn: 0.5 초과 2 이하
    Cu: 0.1 초과 0.5 이하인,
    강 스트립.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강 스트립은 6.40 내지 7.3 g/cm3의 특정 밀도를 갖는,
    강 스트립.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강 스트립은 450 내지 690 MPa의 강도(Rm), 310 내지 550 MPa의 항복 강도(Rp0.2), 및 5 내지 30%의 신장률(A80)을 갖는,
    강 스트립.
  16. 무방향성 전기 강 시트를 제조하기 위한 강 스트립을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 강으로 구성된 용강을 용융시키는 단계;
    - 최종 치수에 근접한 수평 또는 수직 스트립 주조 공정에 의해 예비 스트립을 형성하도록 용강을 주조하거나 수평 또는 수직 슬래브 또는 박형 슬래브 주조 공정에 의해 슬래브 또는 박형 슬래브를 형성하도록 용강을 주조하는 단계;
    - 슬래브 또는 박형 슬래브를 1050℃ 내지 1250℃로 재가열한 다음 핫 스트립을 형성하도록 슬래브 또는 박형 슬래브를 열간 압연하거나, 또는 최종 치수에 근접하도록 제조된 예비 스트립을 1000℃ 내지 1100℃으로 재가열한 다음 핫 스트립을 형성하도록 예비 스트립을 열간 압연하거나, 또는 열간 압연의 개별 롤링 패스 사이의 선택적인 중간 가열을 갖는 핫 스트립을 형성하도록 주조열로부터 재가열하지 않고 예비 스트립을 열간 압연하는 단계;
    - 850℃와 실온 사이의 릴링 온도(reeling temperature)에서 핫 스트립을 릴링하는 단계;
    - 선택적으로 핫 스트립을 다음 파라미터로 선택적으로 어닐링하는 단계:
    어닐링 온도: 550 내지 800℃, 어닐링 지속 시간: 20 내지 80분, 후속적인 공기 중 냉각;
    - 최소 최종 두께가 0.10 mm인 강 스트립을 형성하도록 3mm 미만의 두께를 갖는 최종 치수에 근사하게 제조되는 핫 스트립 또는 예비 스트립의 단일 또는 다단계 마무리 압연하는 단계;
    - 강 스트립을 다음의 파라미터로 후속 어닐링하는 단계:
    어닐링 온도: 900 내지 1080℃, 어닐링 지속 시간: 10 내지 60초이며, 10μm 내지 100μm 두께, 바람직하게 20μm 내지 100μm, 특히 바람직하게 20μm 내지 50μm를 갖는 강 스트립 상에 Al2O3 및/또는 SiO2로 실질적으로 구성된 절연층을 조절하도록 공기 중에서 후속적으로 냉각함;를 포함하는,
    방법.
  17. 제16항에 있어서,
    마무리 압연 이전에, 상기 핫 스트립은 상온 위의 온도로 가열되고 그 온도에서 지정된 최종 두께로 마무리 압연되는,
    방법.
  18. 제17항에 있어서,
    마무리 압연 이전에, 상기 핫 스트립은 350 내지 570℃로 가열되고 그 온도에서 지정된 최종 두께로 마무리 압연되는,
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    냉간 압연 이전에, 상기 핫 스트립은 350 내지 520℃로 가열되고 그 온도에서 지정된 최종 두께로 마무리 압연되는,
    방법.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    다단계 마무리 압연 공정에서 압연 단계 사이에서 600 내지 800℃의 온도로 재가열한 후 압연 온도까지 냉각하는,
    방법.
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