KR20200132903A

KR20200132903A - 규소계 합금, 이의 생성 방법 및 그러한 합금의 용도

Info

Publication number: KR20200132903A
Application number: KR1020207028690A
Authority: KR
Inventors: 아멜리에 뒤캉; 올레 스베인 클레반
Original assignee: 엘켐 에이에스에이
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-11-25
Also published as: TWI718515B; CN112334588A; US20230257858A1; EA202092325A1; BR112020019351B1; EP3775310C0; WO2019194681A1; JP7114734B2; NO343946B1; AR114724A1; KR102537366B1; BR112020019351B8; NO20180441A1; PL3775310T3; FR3079527A1; TW201942377A; ES2958750T3; EP3775310A1; EP3775310B1; US20210025040A1

Abstract

본 발명은 45 내지 95 중량%의 Si; 최대 0.05 중량%의 C; 0.01 내지 10 중량%의 Al; 0.01 내지 0.3 중량%의 Ca; 최대 0.10 중량%의 Ti; 0.5 내지 25 중량%의 Mn; 0.005 내지 0.07 중량%의 P; 0.001 내지 0.005 중량%의 S; 잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물을 포함하는 규소계 합금, 상기 합금의 생성 방법 및 이의 용도에 관한 것이다.

Description

규소계 합금, 이의 생성 방법 및 그러한 합금의 용도

본 발명은 규소계 합금, 이의 생성 방법 및 그러한 합금의 용도에 관한 것이다.

페로규소(FeSi)는 규소와 철의 합금이며, 강 제품의 제조에 있어서 중요한 첨가제이다. 그러한 합금은 일반적으로 페로규소 합금으로 지칭되지만, 규소 함량이 높을 때 그리고/또는 합금화 원소들의 함량이 높을 때, 합금 내에 매우 소량의 철이 존재할 것이며, 이에 따라 용어 규소(Si) 합금이 또한 그러한 합금을 나타내는 데 사용된다. 페로규소 형태의 규소는 강으로부터 산소를 제거하는 데 사용되고, 합금화 원소로서 강의 최종 품질을 개선하는 데 사용된다. 다시 말해 규소는 강도 및 내마모성, 탄성(스프링강), 내스케일성(내열성 강)을 증가시키고, 전기 전도성 및 자기변형(전기강)을 낮춘다. 표 1에서의 Elkem에 의해 제조된 종래 기술의 페로규소 고품질품(ferrosilicon quality)의 예를 참조한다. LAI(저알루미늄), HP(High Purity, 고순도)/SHP(Semi High Purity, 준고순도) 및 LC(저탄소) 페로규소와 같은 특수 페로규소가 전기강, 스테인리스강, 베어링강, 스프링강, 및 타이어 코드 강과 같은 특수 강 고품질품을 생성하는 데 사용된다.

[표 1]

비방향성 전기강(non-grain oriented electrical steel, NGOES)은 모터, 발전기 및 변압기와 같은 전기 기계의 자기 코어를 제조하는 데 필수적이다. NGOES는 통상 생산자 및 품질에 따라 0.1 내지 3.7 중량%(wt%) 범위의 규소와 합금화되지만, 또한 더 높은 Si 수준이 발견될 수 있다. 낮은 수준의 Si(전형적으로 1.5 중량% 미만의 Si)를 갖는 등급은 본 명세서에서 저등급으로서 지칭되며, 한편 더 높은 수준(2/2.5 중량% 초과)의 규소를 갖는 것들은 종종 고등급으로 불린다. 고등급 NGOES에 대한 수요는 (전기차량(electromobility)과 같은) 증가하는 전기화(electrification) 및 CO₂ 방출 감소에 의해 주도되어 전세계적으로 증가하고 있다. 따라서, 새로운 NGOES 등급품을 개발할 필요가 있으며, 이는 다시 그러한 등급품을 생산하거나 개발할 수 있는 더 우수한 해결책을 요구하게 된다.

NGOES는 탄소 함량이 가능한 한 낮을 것을 필요로 한다(전형적으로는 C < 0.005 중량%). NGOES의 생산에서는, 가능한 한 강에서의 탄소 오염을 최소화하기 위해 저탄소 합금이 사용되어야 한다. 첨가된 합금으로부터의 오염으로 인해 강 용융물 내의 탄소 수준이 너무 높으면, 필요한 낮은 탄소 수준을 얻기 위해 추가적인 그리고 비용이 많이 드는 공정 단계가 필요할 것이다. 이것이 저탄소 페로규소/규소 합금이 LC, LAl 또는 HP/SHP FeSi 형태 중 어느 것이든 NGOES를 제조하는 데 사용되어 왔고 여전히 널리 사용되고 있는 이유이다.

최근에, 고등급 NGOES에서 합금화 원소로서 망간이 점점 더 많이 사용되고 있다. 규소 합금에 더하여 그러한 강 등급품의 생산에서의 한 가지 주요 탄소 오염원은 사용되는 망간 합금이다. 첨가된 탄소를 낮게 유지하기 위하여, 저탄소 페로망간(LCFeMn) 또는 망간 금속과 같은 고가의 망간 등급품이 종종 사용된다. 현재의 관행은 강 내의 탄소를 가능한 한 낮게 유지하면서 강 내의 원하는 Si 및 Mn 수준을 달성하기 위하여, LC, LAl 또는 HP/SHP FeSi와 같은 저탄소 규소계 합금과 저탄소 페로망간(LCFeMn) 또는 망간 금속과 같은 저탄소 망간계 합금의 첨가를 개별적으로 사용하는 것을 포함한다. 저탄소 규소 합금 및 저탄소 페로망간 합금 둘 모두는 생산 비용이 많이 들고 강에 대한 이들 합금의 개별적인 첨가를 필요로 한다.

망간계 합금 내의 주요 오염 원소는 탄소이며, 이는 0.04 내지 8 중량%일 수 있다. 시판 Mn 합금의 예는 탄소 함량이 전형적으로 6 내지 8 중량%인 고탄소 페로망간(HCFeMn), 전형적으로 1 내지 2 중량% C를 갖는 중탄소 페로망간(MCFeMn) 및 약 0.5 중량% C를 갖는 저탄소 페로망간(LCFeMn)이다. C를 최대 0.04 중량%로 낮춘 전기분해 망간이 또한 입수가능하다. 최대 8%의 상이한 탄소 함량을 갖는 다른 합금이 이용될 수 있다. Mn 합금 내의 최저 탄소 함량이 전기분해 망간에서 발견된다는 점에 또한 주목해야 하는데, 이의 생산 공정은 환경 문제를 일으키는 것으로 알려져 있고 생산 비용이 매우 높다. 하기 표 2는 시판 망간 합금의 예를 나타낸다.

[표 2]

규소 합금과 망간 합금의 개별적인 첨가로 인한 가공 시간, 비용 및 품질과 같은 Mn을 함유하는 NGOES의 현재의 생산 방법에 관한 것, 및 높은 양의 합금이 첨가되어야 한다는 점의 몇 가지 난제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 저탄소 함량 및 소정의 망간 함량을 필요로 하는 NGOES와 같은 강 고품질품에 대한 단일 합금 첨가로서 사용될 수 있는, 저탄소 함량을 갖고 망간을 함유하는 새로운 비용 효율적인 규소계 합금을 제공하는 것이다.

다른 목적은 상기 Si계 합금의 생성 방법을 제공하는 것이다.

추가의 목적은 상기 Si계 합금의 용도를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 이들 및 다른 이점은 하기의 설명에서 명백해질 것이다.

제1 태양에서, 본 발명은 규소계 합금에 관한 것으로, 상기 규소계 합금은

45 내지 95 중량%의 Si;

최대 0.05 중량%의 C;

0.01 내지 10 중량%의 Al;

0.01 내지 0.3 중량%의 Ca;

최대 0.10 중량%의 Ti;

0.5 내지 25 중량%의 Mn;

0.005 내지 0.07 중량%의 P;

0.001 내지 0.005 중량%의 S;

잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물을 포함한다.

일 실시 형태에서, 규소계 합금은 50 내지 80 중량%의 Si를 포함한다.

다른 실시 형태에서, 규소계 합금은 64 내지 78 중량%의 Si를 포함한다.

일 실시 형태에서, 규소계 합금은 최대 0.03 중량%의 C를 포함한다.

일 실시 형태에서, 규소계 합금은 0.01 내지 0.1 중량%의 Ca를 포함한다.

일 실시 형태에서, 규소계 합금은 최대 0.06 중량%의 Ti를 포함한다.

일 실시 형태에서, 규소계 합금은 1 내지 20 중량%의 Mn을 포함한다.

제2 태양에서, 본 발명은 상기에 정의된 바와 같은 규소계 합금의 생성 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 액체 베이스 페로규소 합금을 제공하는 단계 및 탄소를 합금화 원소로서 또는 불순물 원소로서 포함하는 Mn 공급원을 상기 액체 페로규소에 첨가하여 용융물을 얻는 단계, 및 상기 얻어진 용융물을 정련하는 단계를 포함하며, 상기 정련하는 단계는 상기 용융물의 주조(casting) 전 및/또는 동안에, 형성된 탄화규소 입자를 제거하는 단계를 포함한다.

일 실시 형태에서, 첨가된 Mn은 고탄소 페로망간 합금, 중탄소 페로망간 합금, 저탄소 페로망간 합금, Mn 금속 또는 이들의 혼합물의 형태이다.

일 실시 형태에서, 액체 베이스 페로규소 합금은

Si: 45 내지 95 중량%;

C: 최대 0.5 중량%;

Al: 최대 2 중량%;

Ca: 최대 1.5 중량%;

Ti: 0.01 내지 0.1 중량%;

Mn: 최대 0.5 중량%;

P: 최대 0.02 중량%;

S: 최대 0.005 중량%;

일 실시 형태에서, Al을 첨가하여 Al 함량을 0.1 내지 10 중량% 범위 이내로 조정한다.

다른 태양에서, 본 발명은 강의 제조에 있어서의 첨가제로서의 상기에 정의된 바와 같은 규소계 합금의 용도에 관한 것이다.

일 실시 형태에서, 본 발명은 비방향성 전기강의 제조에 있어서의 첨가제로서의 상기에 정의된 바와 같은 규소계 합금의 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 탄소 함량이 낮고 망간 함량이 최대 25 중량%인 새로운 규소계 합금이 제공된다.

본 발명에 따른 합금은 하기 조성을 갖는다:

Si: 45 내지 95 중량%;

C: 최대 0.05 중량%;

Al: 0.01 내지 10 중량%;

Ca: 0.01 내지 0.3 중량%;

Ti: 최대 0.10 중량%;

Mn: 0.5 내지 25 중량%;

P: 0.005 내지 0.07 중량%;

S: 0.001 내지 0.005 중량%;

잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물.

본 출원에서, 용어 규소계 합금과 페로규소계 합금은 상호교환 가능하게 사용된다. Si는 강 용융물에 첨가될 이 합금 내의 주요 원소이다. 전통적으로, 75 중량%의 Si 또는 65 중량%의 Si가 사용된다. 75 중량%의 Si를 갖는 페로규소는 첨가될 때, 거의 온도 중립적(temperature neutral)인 65 중량%의 Si보다 강 용융물의 더 높은 온도 증가를 제공한다. 50 중량% 미만의 Si를 갖는 페로규소는 오늘날 강 산업에 거의 사용되고 있지 않은데, 이는, 강 내의 목표 Si 함량에 이르기 위해서 많은 양의 합금이 첨가되어야 할 것이며 이는 제강 동안 난제를 야기할 것임을 의미한다. 80% 초과는 오늘날 거의 사용되고 있지 않은데, 그 이유는 Si계 합금 내의 규소 함량이 증가할 때 규소 단위당 생산 비용이 증가하기 때문이다. 따라서, 바람직한 Si 범위는 50 내지 80 중량%이다. 다른 바람직한 Si 범위는 64 내지 78 중량%이다.

탄소는 NGOES 내의 원치 않는 주요 원소이며, 본 발명에 따른 이러한 새로운 합금에서 가능한 한 낮아야 한다. 상기 합금 내의 탄소의 최대 함량은 0.05 중량%이다. 바람직한 함량은, 상기 강을 제조하는 데 사용되는 현재의 저탄소 페로규소 등급품에서와 같이, 최대 0.03 중량% 또는 심지어 최대 0.02 중량%여야 한다. 탄소를 완전히 제거하는 것은 어려울 수 있으며, 이에 따라 통상 0.003 중량%의 C가 본 발명에 따른 합금 내에 존재할 수 있다. 탄소 함량 그 자체보다도 더, 탄소 대 망간 비가 하나의 주요 파라미터이다. 합금 내의 망간이 증가함에 따라, 본 발명에 따른 새로운 규소계 합금 내의 탄소 함량은 최대 0.05 중량%일 수 있다.

알루미늄은 규소계 합금의 생성에 있어서 불순물로서, 전형적으로 표준 등급에서 노(furnace) 밖으로 나올 때 대략 1 중량%이다. 이것은 최대 0.01 중량%로 정련될 수 있지만, NGOES의 경우 최대 0.03 중량% 또는 심지어 최대 0.1 중량%가 우수한 해결책일 것이다. 그러나, NGOES에서, Al은 종종 소량 또는 대량으로 첨가된다. 따라서, 일부 경우에는 본 발명에 따른 합금 내에 최대 5 중량% 또는 심지어 최대 10 중량%의 알루미늄을 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.

칼슘은 규소계 합금의 생성에 있어서 불순물이고, 제강 및 주조 동안 노즐 막힘(nozzle clogging)과 같은 문제를 피하기 위해 낮게 유지되어야 한다. 본 발명에 따른 합금에서, 칼슘 범위는 0.01 내지 0.3 중량%이다. 바람직한 칼슘 범위는 0.01 내지 0.1 중량%이다. 바람직한 함량은 최대 0.05 중량%이다. 본 발명에 따른 합금을 생성하기 위한 출발 재료 내의 칼슘 함량이 상기 합금 내의 원하는 칼슘 함량보다 더 높으면, (공기 및/또는 순수 산소로부터의) 산소에 의해 블로잉/교반함으로써 산화칼슘 - 이는 슬래그로서 제거될 수 있음 - 을 형성함으로써 생성 동안 칼슘이 용이하게 제거될 수 있다.

티타늄은 규소계 합금의 생성에 있어서 불순물로서, 전형적으로 75 중량% FeSi 규격품에서 노 밖으로 나올 때 약 0.08 중량%이지만, 이것은 원료 혼합물에 좌우된다. 그러나, NGOES에서는, 해로운 함유물의 형성을 피하기 위해 낮은 함량의 티타늄이 종종 유익하다. 따라서, 본 발명에 따른 새로운 합금에서는 최대 0.06 중량% 또는 심지어 최대 0.03 중량%의 Ti 수준이 바람직하다. 미량의 Ti가 상기 합금에 존재할 수 있으며, 이로써 Ti의 최소 수준은 0.005 중량%가 될 수 있다. 레이들(ladle) 내에서 Ti를 정련하는 것은 어려우며, 이에 따라 낮은 티타늄 함량을 얻는 데 성공하기 위해서는 우수한 노 작업 및 원료 선택이 필요하다.

망간은 전형적으로 규소계 합금의 생성에 있어서 불순물이다. 그러나, 본 발명자들은 놀랍게도, 탄소 함량을 낮게 유지하면서, 0.5 내지 25% 범위의 망간을 갖는 규소계 합금을 합금화하는 것이, 특히 저탄소 함량을 필요로 하는 강 고품질품, 예컨대 NGOES의 생성에 사용하는 데 있어서 탁월한 특성을 갖는 합금을 제공한다는 것을 알아내었다. 다른 가능한 Mn 범위는 1 내지 20%, 또는 1 내지 15% 또는 또한 2 내지 10%이다.

인은 규소계 합금의 생성에 있어서 불순물이다. 특히, Mn 첨가가 없는 규소계 합금에서, P 수준은 0.04% 미만이다. 그러나, P는 통상적으로 Mn 합금에서 더 높으며, 이에 따라 Mn과 합금화하는 것은 최종 제품에서 더 높은 P 함량으로 이어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 규소 합금의 첨가로부터 기원되는 강 내의 P는 규소 합금과 망간 합금의 개별적인 첨가로부터의 것과 동일하거나 그보다 약간 더 낮을 것이다.

황은 통상 규소 합금 생성에서 낮다. 그러나, S는 통상적으로 Mn 합금에서 약간 더 높으며, 이에 따라 Mn과 합금화하는 것은 최종 제품에서 더 높은 S로 이어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 규소 합금의 첨가로부터 기원되는 강 내의 S는 규소 합금과 망간 합금의 개별적인 첨가로부터의 것과 동일하거나 그보다 약간 더 낮을 것이다.

본 발명에 따른 합금의 바람직한 조성은 다음과 같다:

Si: 64 내지 78 중량%;

C: 최대 0.03 중량%;

Al: 0.1 내지 10 중량%;

Ca: 0.01 내지 0.05 중량%;

Ti: 최대 0.06 중량%;

Mn: 1 내지 20 중량%;

P: 0.005 내지 0.05 중량%;

S: 0.001 내지 0.005 중량%;

잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물.

본 발명에 따른 합금은 탄소를 합금화 원소로서 또는 불순물 원소로서 포함하는 Mn 공급원을 액체 Si계 합금에 첨가함으로써 제조된다. Mn 공급원은 고체 또는 액체 망간 단위의 형태일 수 있으며, 이러한 망간 단위는 망간 합금 또는 망간 금속 또는 이들의 혼합물의 형태이다. 망간 공급원은 통상의 불순물/오염물을 포함할 수 있다. 망간 합금은, 예를 들어, 고탄소 페로망간, 중탄소 페로망간, 저탄소 페로망간 또는 이들의 혼합물과 같은 페로망간 합금일 수 있다. 예를 들어 상기 표 2에 주어진 바와 같은 시판 망간 합금, 또는 그러한 합금들의 둘 이상의 조합이 본 발명에 사용하기에 적합하다. 바람직하게는, 첨가된 Mn은 고탄소 페로망간 또는 중탄소 페로망간의 형태이다.

망간 공급원으로부터 첨가된 탄소는 규소와 반응하여 고체 SiC(탄화규소) 입자를 형성할 것이며, 이는, 바람직하게는 레이들 내에서 교반하면서, 정련 동안 용융물로부터 레이들 내화물로 또는 주조 공정 전 또는 동안에 형성된 임의의 슬래그로 제거된다. 형성된 SiC 입자에 대해 충분히 큰 수용체를 갖기 위하여 필요하다면 슬래그 형성제가 첨가될 수 있다. 이는, 저탄소 함량을 갖고 망간을 함유하는 본 발명에 따른 Si 합금을 생성하며, 이때 원소들의 범위는 상기에 나타낸 바와 같다.

출발 재료에 대한 조성의 한 예는 노로부터의 액체 FeSi일 수 있지만, 도달하고자 하는 최종 사양에 따라 많은 다른 것들이 가능하다. 표준 페로규소 또는 고순도 페로규소와 같은 임의의 시판 규소계 합금을 재용융시키는 것이 또한 가능한 출발 재료일 수 있다.

따라서, 가능한 출발 재료는 하기를 포함할 수 있다:

Si: 45 내지 95 중량%;

C: 최대 0.5 중량%;

Al: 최대 2 중량%;

Ca: 최대 1.5 중량%;

Ti: 0.01 내지 0.1 중량%;

Mn: 최대 0.5 중량%;

P: 최대 0.02 중량%;

S: 최대 0.005 중량%;

잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물.

알루미늄 함량이 최종 제품에서 증가되어야 한다면(최대 10%), 고체 또는 액체 알루미늄 단위의 첨가가 레이들 내에서 이루어질 수 있다. 대안적으로, 노로부터의 알루미늄은 노에 대한 원료의 선택에 의해 증가될 수 있다. Al을 첨가하여 Al 함량을 0.01 내지 10 중량% 범위 이내로 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 합금을 생성하기 위하여, 일반적으로 알려진 기법에 따라 슬래그 정련, 스키밍 및/또는 교반을 수반하는 추가의 단계들이 수행될 수 있으며, 이는 특히, 본 발명에 의해 청구된 낮은 수준의 탄소에 도달하기 위해서이다. 그러한 단계들은 주조 공정 전 또는 동안에 또는 조합하여 수행될 수 있다.

하기 실시예는 본 발명의 범주를 제한함이 없이 본 발명을 예시한다.

실시예 1

2개의 별개의 시험에서, 페로규소를, 바닥이 공기로 교반 중인 탭핑 레이들(레이들 1 및 레이들 2) 내로 평상시처럼 탭핑하여 넣었다. 레이드 1 및 레이들 2 각각의 레이들 내로 탭핑된 페로규소의 양은 약 5900 ㎏이었다. 표 3은 사용된 2개의 레이들 내의 출발 재료 조성을 나타낸다.

[표 3]

탭핑 후, 75.7 중량%의 Mn 및 6 내지 8 중량%의 C; 잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물을 갖는 덩어리진(lumpy) FeMn을 각각의 레이들 내의 액체 페로규소 내로 첨가하였는데, 이때 각각의 레이들 내의 액체 페로규소는 최종 제품에서 4.5% Mn에 도달하도록 246 ㎏의 Mn 단위와 동일한 양으로 존재한다. Mn 수율이 알려져 있지 않았기 때문에, 4.5%의 Mn 목표치에 도달할 때까지 FeMn을 20 내지 25분의 기간에 걸쳐 점진적으로 첨가하였다. (첨가는 더 짧은 시간 또는 더 긴 시간 내에 행해질 수 있음). 전체 첨가 과정 동안 바닥 교반을 유지하여, 우수한 Mn 용해를 보장하고, 형성된 SiC 입자를 Si 합금 용융물로부터, 형성된 슬래그 및 레이들 벽으로 제거하는 것을 보장하였다. 정련 단계 후에, 레이들을 주조 영역으로 옮겼으며, 여기서 주철 금형 내로 주조하기 전에 최종 액체 샘플을 취하였다.

본 발명에 따라 생성된 새로운 합금의 샘플을 주조 직전인 액체 스테이지의 종료 시점에서 취하였다. 2개의 레이들의 결과가 표 4에 나타나 있다.

모든 샘플을 Al, Si, P, Ca, Ti, Mn에 대해서는 XRF(Malvern Panalytical로부터의 Zetium®)를 사용하여 분석하였으며, C에 대해서는 LECO® CS-220(연소 분석)을 사용하였다.

[표 4]

실시예 2

액체 페로규소를, 바닥이 공기로 교반 중인 탭핑 레이들 내로 평상시처럼 탭핑하여 넣었다. 레이들 내로 탭핑된 페로규소의 양은 약 6000 ㎏이었다. 출발 재료 조성은 표 5에서 알 수 있다.

탭핑 동안, 78.4 중량%의 Mn 및 6.85 중량%의 C; 잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물을 갖는 덩어리진 FeMn을 950 ㎏과 동일한 양으로 존재하는 액체 페로규소 내로 첨가하였다. FeMn과 함께, 100 ㎏의 석영을 용융물에 첨가하여, 수용체들의 부피를 증가시켜, 형성된 SiC의 포획을 지원하였다. 전체 첨가 과정 동안 바닥 교반을 유지하여, 우수한 Mn 용해를 보장하고, 형성된 SiC 입자를 FeSi 합금 용융물로부터 레이들 벽 및 형성된 슬래그로 제거하는 것을 보장하였다. 정련 단계 후에, 레이들을 주조 영역으로 옮겼으며, 여기서 주철 금형 내로 주조하기 전에 최종 액체 샘플을 취하였다.

본 발명에 따라 생성된 새로운 합금의 샘플을 주조 직전인 액체 스테이지의 종료 시점에서, 그리고 주조 후에 최종 제품에 대해 취하였다. 결과가 표 5에 나타나 있다.

[표 5]

그러한 방법을 적용함으로써, 본 발명자들은 낮은 탄소 수준을 달성하였으며, 이는 고규소 합금 내의 탄소의 낮은 용해도에 의해 설명될 수 있다. 그러나, 현재의 저탄소 페로규소 등급품에서와 같은 정도로 낮은 탄소 수준에 도달할 수 있었다는 것은 놀라운 일이었다(표 1 참조).

본 발명에 따른 합금은 공정 시간 및 품질을 개선함으로써, 개별적으로 페로규소와 망간 합금 또는 망간 금속으로서 필요한 합금화 원소 Si와 Mn을 개별적으로 첨가하는 것에 대한 비용-효율적인 대안이다. 상기 합금은 또한 NGOES 생산자가 강 내의 전체 탄소 함량을 감소시키고, 페로규소/Si계 합금과 저탄소 망간 합금 또는 망간 금속의 형태의 망간을 개별적으로 첨가하는 것에 의해서보다 더 낮은 수준에 도달하는 것을 도울 수 있었다. 또한, 상기 합금은 전기강 생산자가 더 높은 Mn 수준을 갖는 새로운 등급품을 제조할 수 있게 하였으며, 동시에 단지 하나의 합금 첨가제만을 사용하여 강 내의 탄소 함량을 낮게 유지할 수 있었다.

본 발명의 상이한 실시 형태를 기술하였지만, 그 개념을 포함시킨 다른 실시 형태가 사용될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 상기에 예시된 본 발명의 이들 및 다른 실시예는 단지 예로서 의도되며, 본 발명의 실제의 범주는 하기 청구항으로부터 결정되어야 한다.

Claims

규소계 합금으로서,
45 내지 95 중량%의 Si;
최대 0.05 중량%의 C;
0.01 내지 10 중량%의 Al;
0.01 내지 0.3 중량%의 Ca;
최대 0.10 중량%의 Ti;
0.5 내지 25 중량%의 Mn;
0.005 내지 0.07 중량%의 P;
0.001 내지 0.005 중량%의 S;
잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물을 포함하는, 규소계 합금.
제1항에 있어서, 상기 규소계 합금은 50 내지 80 중량%의 Si를 포함하는, 규소계 합금.
제2항에 있어서, 상기 규소계 합금은 64 내지 78 중량%의 Si를 포함하는, 규소계 합금.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규소계 합금은 최대 0.03 중량%의 C를 포함하는, 규소계 합금.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규소계 합금은 0.01 내지 0.1 중량%의 Ca를 포함하는, 규소계 합금.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규소계 합금은 최대 0.06 중량%의 Ti를 포함하는, 규소계 합금.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규소계 합금은 1 내지 20 중량%의 Mn을 포함하는, 규소계 합금.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 규소계 합금의 생성 방법으로서,
액체 베이스 페로규소 합금을 제공하는 단계 및 탄소를 합금화 원소로서 또는 불순물 원소로서 포함하는 Mn 공급원을 상기 액체 페로규소에 첨가하여 용융물을 얻는 단계, 및 상기 얻어진 용융물을 정련하는 단계를 포함하며, 상기 정련하는 단계는 상기 용융물의 주조(casting) 전 및/또는 동안에, 형성된 탄화규소 입자를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서, 상기 첨가된 Mn 공급원은 고탄소 페로망간 합금, 중탄소 페로망간 합금, 저탄소 페로망간 합금, Mn 금속, 또는 이들의 혼합물의 형태인, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 액체 베이스 페로규소 합금은
Si: 45 내지 95 중량%;
C: 최대 0.5 중량%;
Al: 최대 2 중량%;
Ca: 최대 1.5 중량%;
Ti: 0.01 내지 0.1 중량%;
Mn: 최대 0.5 중량%;
P: 최대 0.02 중량%;
S: 최대 0.005 중량%;
잔부로서의 Fe 및 통상적인 양으로 존재하는 우연적 불순물을 포함하는, 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, Al을 첨가하여 상기 Al 함량을 0.01 내지 10 중량%의 범위로 조정하는, 방법.
강의 제조에 있어서의 첨가제로서의 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 규소계 합금의 용도.
제12항에 있어서, 비방향성 전기강(non-grain oriented electrical steel)의 제조에 있어서의 용도.