KR20230085174A - 고품질 무방향성 규소강 및 그 생산 방법 - Google Patents

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KR20230085174A
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총시앙 유에
솅지 우
지아동 루
후이 리
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인스티튜트 오브 리서치 오브 아이론 앤드 스틸, 지앙수 프로빈스/샤-스틸, 씨오. 엘티디 (중국)
장자강 양쯔 리버 콜드 롤드 플레이트 컴퍼니 리미티드
장쑤 샤강 그룹 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 고품질 무방향성 규소강 및 그 생산 방법을 개시한다. 상기 무방향성 규소강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)이다. 상기 무방향성 규소강의 생산 방법에서, 연속 주조 빌렛 가열 온도는 1120~1150℃이고, 정밀 마무리 압연 온도는 890±15℃이며, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며, 코일링 온도는 650±20℃이며; 산성 연속 주조 전 불림 처리를 진행할 필요가 없고, 획득한 무방향성 규소강의 자기 성능이 훌륭하며, 표면에 물결 무늬 결함이 존재하지 않고, 저원가 고품질 무방향성 규소강의 수요를 만족시킨다.

Description

고품질 무방향성 규소강 및 그 생산 방법
본 출원은 출원일이 2020년 12월 16일이고, 출원번호가 202011486898.X이며, 발명의 명칭이 "고품질 무방향성 규소강 및 그 생산 방법"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 당해 내용은 참조로서 본원에 통합된다.
본 발명은 강철 재료 제조 기술분야에 속하는 것으로서, 고품질 무방향성 규소강에 관한 것이고, 또한 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법에 관한 것이다.
무방향성 규소강은 회전 자기장에서 작동하는 전동기와 발전기 로터의 코어 재료로서, 양호한 자기 성능을 포함하는 바, 더욱 낮은 철손과 더욱 높은 자기 유도 강도를 포함한다. 각 나라의 기술 표준 및 기술 프로토콜에 의하여, 일반적으로 철손 P 1.5/50≤4.00W/kg인 무방향성 규소강을 고품질 무방향성 규소강이라 칭하고, 고품질 무방향성 규소강은 두께 규격에 따라 주요하게 0.35mm 두께 계열, 0.50mm 두께 계열, 특수 두께 규격 계열과 특수 얇은 규격 계열 네 가지로 분류한다. 고품질 무방향성 규소강은 주요하게 대형 전동기, 중소형 고효율 전동기, 에너지 절감형 가전 제품 및 전기 자동차용 모터, 소형 특수 전기 기계, 정밀 계측기 등 기구 제품에 사용된다.
무방향성 규소강의 화학 성분에서, Si 원소는 철손에 영향을 미치는 주요한 원소이고, 일반적으로 Si 함량이 증가함에 따라 무방향성 규소강의 철손값이 감소하는 바, 즉 고품질 무방향성 규소강의 화학 성분은 일반적으로 고순도 규소강이다. 하지만 Si 함량의 증가는 오스테나이트 - 페라이트 상전이 온도가 비교적 높거나 또는 상전이가 발생하지 않게 하여, 고품질 무방향성 규소강의 생산 과정에서, 일반적으로 저온 페라이트 영역에서 정밀 마무리 압연을 진행하고, 압연 후 변형된 페라이트 조직이 더는 재결정이 발생할 수 없어 변형된 섬유 조직을 획득한다. 해당 섬유 조직을 함유하는 열간 압연 코일에 대하여 만일 직접 냉간 압연 - 완제품 어닐링을 진행하면, 획득한 완제품의 경정립이 작고 표면에 쉽게 물결 모양 결함이 나타나며, 자기 성능이 열악하거나 지어 표준에 도달하지 못한다.
상기 문제를 해결하기 위한 종래의 효과적인 방법은 열간 코일의 냉간 압연 전의 불림 처리로서, 불림 처리를 통하여 페라이트의 변형 섬유 조직에 재결정이 발생하게 하여 완제품 자기 성능을 향상시키고 표면 물결 모양 결함을 제거함으로써, 완제품 품질을 향상시켜 고품질 무방향성 규소강의 생산 수요를 만족시킬 수 있다. 하지만 불림 처리 공정을 증가시키면, 고품질 무방향성 규소강 생산 과정이 더욱 복잡해지고 생산 난이도를 증가시킬 뿐 아니라, 아울러 장비 투자를 증가시켜 생산 원가를 대폭 증가시키며, 또한 생산라인이 중저고의 서로 다른 품질의 제품에 통용되지 않아 일반성이 떨어진다.
종래 기술에서 고품질 무방향성 규소강의 생산 과정에 불림 처리를 진행하여야 하는 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 불림 처리를 필요로 하지 않는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법을 제공하고, 또한 해당 생산 방법을 사용하여 제조한 고품질 무방향성 규소강을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일 실시방식은 고품질 무방향성 규소강을 제공하는 바, 그 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)이다.
진일보로, 획득한 무방향성 규소강 완제품의 두께는 0.500±0.005mm, 그 철손 P1.5/50≤3.8W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.71이며;
또는 획득한 무방향성 규소강 완제품의 두께는 0.350±0.004mm, 그 철손 P1.5/50≤3.3W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.70이다.
상기 발명의 목적의 구현하기 위하여, 본 발명의 일 실시방식은 또한 상기 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법을 제공하는 바,
1) 순차적으로 용선 탈황, 전로 제련, RH 정련을 사용하여 강철 제련을 진행하는 바, 최종적으로 획득한 용강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)인 단계;
2) 단계 1)에서 획득한 용강을 두께가 200mm 이상인 연속 주조 빌렛으로 연속 주조하는 단계;
3) 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1120~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시키며, 그 후 여러 회 조압연을 거쳐 두께가 40~45mm인 중간 빌렛을 획득하고, 다시 여러 회 정밀 압연, 냉각, 코일링을 거쳐 두께가 2.50±0.1mm인 열간 압연 코일을 획득하는 바, 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 890±15℃이고, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며, 코일링 온도는 650±20℃인 단계;
4) 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 불림 처리를 진행하지 않고 순차적으로 언코일링, 산 세척, 수세, 건조, 냉간 압연과 코일링을 진행하여, 두께가 0.500±0.005mm 또는 0.350±0.004mm인 냉간 하드 코일을 획득하는 단계;
5) 단계 4)에서 획득한 냉간 하드 코일에 대하여 연속 어닐링로를 사용하여 H2+N2의 혼합 기체 분위기에서 완제품 어닐링을 진행하는 바, 완제품 어닐링 온도는 920~980℃이고, 어닐링 시간은 60±5s이며; 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각, 코팅과 사이징을 진행하여 무방향성 규소강 완제품을 획득하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 단계 3)에서는 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1130~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시킨다.
바람직하게는, 단계 3)에서, 상기 냉각 공정은 정밀 압연의 마무리 압연으로 획득한 강판에 대하여 2 단계 냉각을 진행하는 바, 전단계 냉각은 수냉을 사용하지 않는 자연 완만 냉각이고 3~8s 지속하며, 후단계 냉각은 수냉 급속 냉각이다.
바람직하게는, 상기 선용 탈황 공정에서, 탈황 후 용선의 온도≥1320℃로 제어하고 질량 백분율로 S≤0.0015%를 포함하며, 슬래그 제거율≥98%이며;
상기 회전로 제련 공정에서, 탈황 후 용선에 스크랩강을 혼합하여 회전로에서 제련을 진행하는 바, 스크랩강이 총 용선에서 차지하는 질량비는 20~25%이며; 탭핑 과정에서, 완제품 중 Sn: 0.015~0.035%에 따라 용선에 충분한 량의 주석 잉곳을 첨가하며; 탭핑 종료 후, 용선에 슬래그 표면 탈산소제를 첨가하며;
상기 RH 정련 공정에서, 진공 형성된 RH 정련로에서, 용선에 대하여 탈탄소 처리를 진행하고, 그 후 완제품 중 Si: 1.4~1.7%, Mn: 0.7~0.95％ 그리고 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)의 합금화 방안에 따라, 용선에 초저 규소철 - 티타늄과 금속 망간을 첨가하고, 7분 이상 정제 순환 후 탭핑하며, 정제 순환 기간에 용선에 탈황제를 첨가하여 심층 탈황 처리를 진행한다.
바람직하게는, 산 세척 공정에서, 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일을 언코일링한 후, HCl을 사용하여 3 단계 산 세척을 진행하는 바, 제1 단계 산 액체 농도는 50~80g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤130g/L이며, 제2 단계 산 액체 농도는 90~120g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤90g/L이며, 제3 단계 산 액체 농도는 140~160g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤50g/L이며;
각 단계 산 세척 시, 산 세척 온도는 75~85℃이고, 산 액체에 규소강 산 세척 촉진제를 함유하며, 규소강 산 세척 촉진제가 산 액체에서 차지하는 질량 백분율은 0.05~0.10％이며;
수세수 온도는 45~55℃이고, 산 세척과 수세 속도를 100~180mpm로 제어한다.
바람직하게는, 단계 5)에서, 3 단계 냉각을 사용하여 완제품 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각을 진행하는 바, 제1 단계 냉각은 고온 구간 완만 냉각으로서, 강철 스트립은 어닐링 온도로부터 냉각 속도≤5℃/s로 850℃까지 냉각을 진행하며; 제2 단계 냉각은 순환 기체 분사 제어 냉각으로서, 강철 스트립은 냉각 속도≤15℃/s로 850℃로부터 계속하여 350℃ 이하로 냉각되며; 제3 단계 냉각은 순환수 분사 냉각으로서, 강철 스트립은 350℃로부터 계속하여 100℃ 이하로 냉각된다.
상기 발명의 목적의 구현하기 위하여, 본 발명의 다른 일 실시방식도 상기 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법을 제공하는 바,
1) 순차적으로 용선 탈황, 전로 제련, RH 정련을 사용하여 강철 제련을 진행하는 바, 최종적으로 획득한 용강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)인 단계;
2) 단계 1)에서 획득한 용강을 두께가 200mm 이상인 연속 주조 빌렛으로 연속 주조하는 단계;
3) 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1120~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시키며, 그 후 여러 회 조압연을 거쳐 두께가 40~45mm인 중간 빌렛을 획득하고, 다시 여러 회 정밀 압연, 코일링을 거쳐 두께가 2.50±0.1mm인 열간 압연 코일을 획득하는 바, 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 (Ar1-40)±15℃이고, Ar1은 오스테나이트가 페라이트 전이하는 온도를 표시하며, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며, 코일링 온도는 650±20℃이고, 정밀 압연의 마무리 압연으로 획득한 강판에 대하여 코일링 전에 2 단계 냉각을 진행하는 바, 전단계 냉각은 수냉을 사용하지 않는 자연 완만 냉각이고 3~8s 지속하며, 후단계 냉각은 수냉 급속 냉각인 단계;
4) 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 불림 처리를 진행하지 않고 순차적으로 언코일링, 산 세척, 수세, 건조, 냉간 압연과 코일링을 진행하여, 두께가 0.500±0.005mm 또는 0.350±0.004mm인 냉간 하드 코일을 획득하는 단계;
5) 단계 4)에서 획득한 냉간 하드 코일에 대하여 연속 어닐링로를 사용하여 H2+N2의 혼합 기체 분위기에서 완제품 어닐링을 진행하는 바, 완제품 어닐링 온도는 920~980℃이고, 어닐링 시간은 60±5s이며; 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각, 코팅과 사이징을 진행하여 무방향성 규소강 완제품을 획득하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 단계 3)에서는 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1130~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시킨다.
바람직하게는, 단계 3)에서, Ar1은 933℃이고, 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 893±15℃이다.
바람직하게는, 상기 선용 탈황 공정에서, 탈황 후 용선의 온도≥1320℃로 제어하고 질량 백분율로 S≤0.0015%를 포함하며, 슬래그 제거율≥98%이며;
상기 회전로 제련 공정에서, 탈황 후 용선에 스크랩강을 혼합하여 회전로에서 제련을 진행하는 바, 스크랩강이 총 용선에서 차지하는 질량비는 20~25%이며; 탭핑 과정에서, 완제품 중 Sn: 0.015~0.035%에 따라 용선에 충분한 량의 주석 잉곳을 첨가하며; 탭핑 종료 후, 용선에 슬래그 표면 탈산소제를 첨가하며;
상기 RH 정련 공정에서, 진공 형성된 RH 정련로에서, 용선에 대하여 탈탄소 처리를 진행하고, 그 후 완제품 중 Si: 1.4~1.7%, Mn: 0.7~0.95％ 그리고 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)의 합금화 방안에 따라, 용선에 초저 규소철 - 티타늄과 금속 망간을 첨가하고, 7분 이상 정제 순환 후 탭핑하며, 정제 순환 기간에 용선에 탈황제를 첨가하여 심층 탈황 처리를 진행한다.
바람직하게는, 산 세척 공정에서, 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일을 언코일링한 후, HCl을 사용하여 3 단계 산 세척을 진행하는 바, 제1 단계 산 액체 농도는 50~80g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤130g/L이며, 제2 단계 산 액체 농도는 90~120g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤90g/L이며, 제3 단계 산 액체 농도는 140~160g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤50g/L이며;
각 단계 산 세척 시, 산 세척 온도는 75~85℃이고, 산 액체에 규소강 산 세척 촉진제를 함유하며, 규소강 산 세척 촉진제가 산 액체에서 차지하는 질량 백분율은 0.05~0.10％이며;
수세수 온도는 45~55℃이고, 산 세척과 수세 속도를 100~180mpm로 제어한다.
바람직하게는, 단계 5)에서, 3 단계 냉각을 사용하여 완제품 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각을 진행하는 바, 제1 단계 냉각은 고온 구간 완만 냉각으로서, 강철 스트립은 어닐링 온도로부터 냉각 속도≤5℃/s로 850℃까지 냉각을 진행하며; 제2 단계 냉각은 순환 기체 분사 제어 냉각으로서, 강철 스트립은 냉각 속도≤15℃/s로 850℃로부터 계속하여 350℃ 이하로 냉각되며; 제3 단계 냉각은 순환수 분사 냉각으로서, 강철 스트립은 350℃로부터 계속하여 100℃ 이하로 냉각된다.
종래의 기술에 비하여, 본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.
(1) 상기 생산 방법을 사용하여 제조된 무방향성 규소강 완제품은, 규격이 0.50mm 두께인 완제품의 철손 P1.5/50≤3.8W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.71이고, 규격이 0.35mm 두께인 완제품의 철손 P1.5/50≤3.3W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.70으로서, 자기 성능이 우수하고, 용선 탈황, 회전로 제련, RH 정련, 연속 주조, 열간 압연, 산성 압연, 어닐링, 냉각, 코팅 및 사이징의 공정 생산라인을 사용하면 구현할 수 있으며, 생산라인은 중저고 서로 다른 품질 제품에 통용될 수 있고, 고품질 무방향성 규소강을 위하여 특별하게 추가의 공정과 설비를 증가할 필요가 없으며, 냉각 압연 전에 불림 처리를 진행할 필요가 없어 하나의 공정 과정을 감소시켜, 생산 원가가 낮고 전기 강판 제품 업그레이드와 전기 제품 에너지 효율 업그레이드의 저원가 고품질 규소 강 시트에 대한 수요를 만족시킬 수 있으며;
(2) 전술한 화학 성분 중 Mn, S, N 등 원소의 설계 기초 상에서, 연속 주조 빌렛 가열 온도(1120~1150℃)와 보온 기간의 제어를 결부시켜 생산 효율을 확보하고, 차후 정밀 압연의 고온 마무리 압연에 유리함과 아울러, 작은 MnS을 석출할 확률을 낮추고, 강철에서 MnS 등 석출물의 가열 과정의 고용을 방지하며; 그리고, 전술한 화학 성분 중 Mn, C, Si 등 원소의 설계 기초 상에서, 종래의 기술에 비하여 오스테나이트 영역을 확대하고 오스테나이트가 페라이트로 전이하는 온도 Ar1을 낮추고 또한 Ar1을 기본상 고정적으로 유지할 수 있으며, 조압연 후 중간 빌렛 두께가 큰 것을 제어하고, 정밀 압연의 마무리 압연 온도를 두 상 영역 또는 고온 페라이트 영역으로 제어하여, 고온 페라이트를 형성에 유리하고, 배경기술의 상기 변형 섬유 조직이 형성되는 것을 방지하며, 고온 페라이트가 차후 재결정의 기초 조건을 형성하며; 더욱 진일보로, 정밀 압연의 마지막 2회 큰 압연량을 결부시켜, 마무리 압연 시 형성된 고온 페라이트가 더욱 많은 내부 저장 에너지를 갖도록 하여, 고온 페라이트에 재결정이 발생하고, 섬유 조직을 제거하는데 유리하게 하며; 아울러 진일보로 저 코일링 온도 및 정밀 압연의 마지막 2회의 큰 압연량을 제어하는 것을 통하여, 또한 치밀 산화막의 형성을 방지하여 차후 산 세척에서 산화막의 제거 난이도가 증가하는 것을 방지하며;
(3) 어닐링 온도가 비교적 높은 것을 제어하는 것을 통하여, 열간 압연 코일의 직접 재결정에 의하여 형성된 경정립 크기가 비교적 작다 할지라도, 최종적으로 획득한 무방향성 규소강 완제품의 자기 성능을 확보할 수 있으며; 그리고, 본 실시방식은 불림 처리를 취소하기는 하였지만, 산성 연속 압연 단계 및 어닐링 공정 과정에 추가로 2차 냉각 압연 또는 2차 어닐링을 증가할 필요가 없으며, 생산 방법이 전반적으로 조작이 간단하고 원가가 낮다.
도 1은 본 발명이 제공하는 실시예 1의 열간 압연 코일의 현미경 금속 조직 사진이다.
도 2는 본 발명이 제공하는 실시예 3의 열간 압연 코일의 현미경 금속 조직 사진이다.
본 발명의 일 실시방식은 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법 및 상기 생산 방법을 사용하여 제조된 고품질 무방향성 규소강을 제공한다. 해당 방법은 순차적으로 용선 탈황, 회전로 제련, RH 정련, 연속 주조, 열간 압연, 산성 압연, 어닐링, 냉각, 코팅 및 사이징의 공정을 진행하는 것을 포함하고, 산성 연속 주조 전 불림 처리를 진행할 필요가 없고, 획득한 무방향성 규소강의 자기 성능이 훌륭하며, 표면에 물결 무늬 결함이 존재하지 않고, 저원가 고품질 무방향성 규소강의 수요를 만족시킨다.
본 실시방식에서, 상기 무방향성 규소강의 화학 성분 설계 방안은 하기와 같은 바, 그 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)이다.
아래 화학 성분 설계 방안의 각 원소의 역할에 대하여 설명을 진행하도록 한다.
C: 무방향성 규소강에서, 일반적으로 C를 유해 원소로 간주하는 바, C 함량이 증가하면 완성품 결정립이 작고 철손이 높으며 자기 유도가 낮은 문제를 초래하고 자기 시효 문제를 일으키기 때문에, 일반적으로 C 함량을 낮게 제어할 수록 좋으며; 하지만 본 실시방식에서, 화학 성분에 소량의 C를 함유하고 또한 C 함량(질량 백분율로)을 0.002~0.004％로 제어하며, 오스테나이트 영역을 확대하고 생산 시 C가 일으키는 합금 첨가량을 제어하기 어려운 문제를 방지할 수 있다.
Si: 저항율을 향상시키고 철손을 낮추는 유효 첨가 원소이지만, Si 함량이 증가함에 따라 오스테나이트 영역이 감소하는 바, Si>1.7%일 때 오스테나이트 상전이가 존재하지 않고, 저 철손을 구현하여 고품질 무방향성 규소강을 획득하기 위하여, Si 함량(질량 백분율로)을 1.4~1.7%로 제어한다.
Mn: Mn을 적당량 첨가하면 S가 초래하는 열 취약성을 억제할 수 있고, MnS의 오스테나이트 중의 용해도는 페라이트 상에서보다 낮으며, MnS 조대화를 촉진하여 결정립 성장에 유리하게 할 수 있으며; 본 실시방식에서, 화학 성분에 Mn을 첨가하고 Mn 함량(질량 백분율)을 0.7~0.95%로 제어하여, 오스테나이트 영역을 확대하고, 오스테나이트 - 페라이트 전이 온도를 낮추는데 유리할 수 있으며; 또한 Mn과 Si를 동시에 증감시키는 바, 양자의 함량은 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%) 관계를 만족시키고, [Mn]와 [Si]는 각각 Mn과 Si의 함량(질량 백분율로)을 대표하며, 본 실시방식은 Mn과 Si의 함량 관계를 제어하는 것을 통하여, 오스테나이트 - 페라이트 전이 온도(즉 본 발명의 상기 오스테나이트로부터 페라이트로 전이하는 온도 Ar1)를 기본상 고정적으로 유지하고, Si의 변화 또는 Mn의 변화에 따라 크게 변동하게 하지 않게 할 수 있다.
S: 유해 원소로서, S의 증가는 자기 유도 강도를 낮추고 철손을 증가시키며, 본 실시방식에서, 열간 압연 과정에 작은 MnS가 석출되는 것을 방지하기 위하여, S의 함량(질량 백분율로)을 0.003%를 초과하지 않게 제어한다.
P: 자기성에 대한 영향이 크지 않고, P 함량의 증가는 강판 강도를 효과적으로 향상시키고 펀칭성을 향상시킬 수 있으며, 본 실시방식에서, Si, Mn 함량이 비교적 높아 강도가 이미 충분하기 때문에 특별하게 P를 첨가할 필요가 없고, 아울러 RH 제련 공정에서의 심층 탈황의 구현에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여, P의 함량 상한은 지나치게 낮게 제어할 필요가 없고, 0.03%보다 높지 않게 제어하기만 하면 된다.
Sn: 결정 입계 분리 원소로서, 본 실시방식에서, 화학 성분에 Sn을 첨가하고 또한 Sn 함량(질량 백분율로)을 0.015~0.035％로 제어하는 바, 이로써 {111} 불리한 텍스처의 비례를 현저하게 감소시킬 수 있고, 불림 처리를 진행하지 않은 상황에서 완제품의 자기 유도 강도를 향상시키는데 유리하다.
Nb, V, Ti, Mo, Cr, Ni, Cu, N: 이러한 원소가 많을 수록 어닐링 과정에서의 경정립의 성장에 불리하고, 나아가 무방향성 규소강의 자기 성능을 열화시켜, 철손을 증가시키고 자기 유도 강도를 낮추기 때문에, 제어가능한 범위 내에서 함량이 낮을 수록 좋은 바, 예를 들면, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이다.
총체적으로 말하면, 본 실시방식은 화학 성분 설계 면에서, C, Si, Mn의 함량을 설계하고, Si 함량을 증가시켜 철손을 낮춘 기초 상에서, C와 Mn을 첨가하여 오스테나이트 영역을 확대하여 SI 함량이 증가로 인하여 오스테나이트 - 페라이트 전이 온도가 상승하는 것을 방지하고, Mn과 Si의 함량 관계를 제어하는 것을 통하여, 오스테나이트 - 페라이트 전이 온도를 기본상 고정적으로 유지하고, 열간 압연 공정 제어를 통한 페라이트의 변형 섬유 조직 제거를 위하여 조건을 창조하며, 나아가 불림 처리 과정을 취소한 생산 공정을 구현하며; 또한 C, Si, Mn 함량을 설계함과 아울러, S와 P 등 원소의 제어를 결부시켜, 열간 압연 공정에서 작은 MnS가 석출되는 확률을 낮추고, Nb, V, Ti, Mo, Cr, Ni, Cu, N, Sn을 관리 제어하여, 자기 성능을 확보하고 낮은 철손, 높은 자기 유도 강도를 구현한다.
본 실시방식의 상기 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법은 하기 몇 단계를 포함한다.
1) 강철 제련 단계
해당 단계는 상기 용선 탈황 공정, 상기 회전로 제련 공정과 상기 RH 정련 공정을 포함하는 바, 구체적으로, 순차적으로 용선 탈황, 전로 제련, RH 정련을 사용하여 전술한 화학 성분에 따라 강철 제련을 진행하는 바, 즉 해당 단계에서 최종적으로 획득한 용강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)이다.
바람직하게는, 상기 선용 탈황 공정에서, KR 탈황 기술을 사용하여 용선에 대하여 탈황 처리를 진행할 수 있고, 탈황 후 용선의 온도≥1320℃로 제어하고 질량 백분율로 S≤0.0015%를 포함하는 바, 즉 해당 용선 탈황 공정을 거쳐 용선에서 질량 백분율로 S 함량≤0.0015%가 되게 하며; 탈황 후 용선의 슬래그 제거율을 ≥98%로 제어한다.
바람직하게는, 상기 회전로 제련 공정에서, 전술한 용선 탈황 공정 중의 탭핑(즉 탈황 후의 용선)을 회전로로 이송하고, 또한 회전로에서 스크랩강을 혼합하며, 해당 탈황 후 용선에 스크랩강을 혼합하여 함께 회전로에서 제련을 진행하는 바, 여기에서 스크랩강은 청결 스크랩강을 사용할 수 있고 또한 스크랩강이 총 용선에서 차지하는 질량비는 20~25%이며(즉 스크랩강의 첨가량은 스크랩강과 용선의 총계에서 20~25%를 차지함); 탭핑 과정에서, 먼저 용선에 석회를 첨가하고, 다시 완제품 중 Sn: 0.015~0.035%에 따라 용선에 충분한 량의 주석 잉곳을 첨가할 수 있으며; 탭핑 종료 후, 용선에 슬래그 표면 탈산소제를 첨가한다.
바람직하게는, 상기 RH 정련 공정에서, RH 정련로 내에서 탈탄소 처리 모드를 사용하여 진공 형성, 탈탄소, 합금화, 정제 순환, 진공 해제의 순서에 따라 처리를 진행하며; 구체적으로, 상기 RH 정련 공정에서, 진공 형성된 RH 정련로에서, 용선에 대하여 탈탄소 처리를 진행하여 상기 C의 질량 백분율을 제어하고, 그 후 완제품 중 Si: 1.4~1.7%, Mn: 0.7~0.95％ 그리고 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)에 따라 합금화를 진행하며, 용선에 초저 규소철 - 티타늄과 금속 망간을 첨가하고, 7분 이상 정제 순환 후 탭핑하며, 정제 순환 기간에 용선에 탈황제를 첨가하여 심층 탈황 처리를 진행한다.
상기 RH 정련 공정의 탭핑은 바로 해당 철광 제련 단계의 최종 탭핑이고, 그 용강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)이다.
2) 연속 주조 단계
해당 단계는 바로 상기 연속 주조 공정으로서, 구체적으로, RH 정련 공정의 탭핑을 연속 주조 설비를 사용하여 두께 200mm 이상의 연속 주조 빌렛을 제조하는 바, 바람직하게는 두께가 200mm~230mm이고, 해당 연속 주조 공정의 구체적 조작은 모두 종래의 가능한 연속 주조 기술을 사용하여 구현할 수 있으며, 여기에서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
3) 열간 압연 단계
해당 단계는 바로 상기 열간 압연 공정으로서, 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 순차적으로 가열, 여러 회 조압연, 여러 회 정밀 압연, 냉각과 코일링을 거쳐 열간 압연 코일로 제조한다.
구체적으로, 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 먼저 1120~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시키며, 그 후 여러 회 조압연을 거쳐 두께가 40~45mm인 중간 빌렛을 획득하고, 다시 여러 회 정밀 압연, 냉각과 코일링을 거쳐 두께가 2.50±0.1mm인 열간 압연 코일을 획득한다.
여기에서, 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 (Ar1-40)±15℃이고, Ar1은 오스테나이트가 페라이트 전이하는 온도를 표시하며, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며, 코일링 온도는 650±20℃이다.
이로써, 전술한 화학 성분 중 Mn, S, N 등 원소의 설계 기초 상에서, 연속 주조 빌렛 가열 온도(1120~1150℃)와 보온 기간의 제어를 결부시켜 생산 효율을 확보하고, 차후 정밀 압연의 고온 마무리 압연에 유리함과 아울러, 작은 MnS을 석출할 확률을 낮추고, 강철에서 MnS 등 석출물의 가열 과정의 고용을 방지하며; 그리고, 전술한 화학 성분 중 Mn, C, Si 등 원소의 설계 기초 상에서, 종래의 기술에 비하여 오스테나이트 영역을 확대하고 오스테나이트가 페라이트로 전이하는 온도 Ar1을 낮추고 또한 Ar1을 기본상 고정적으로 유지할 수 있으며, 조압연 후 중간 빌렛 두께가 큰 것을 제어하고, 정밀 압연의 마무리 압연 온도를 두 상 영역 또는 고온 페라이트 영역으로 제어하여, 고온 페라이트를 형성에 유리하고, 배경기술의 상기 변형 섬유 조직이 형성되는 것을 방지하며, 고온 페라이트가 차후 재결정의 기초 조건을 형성하며; 더욱 진일보로, 정밀 압연의 마지막 2회 큰 압연량을 결부시켜, 마무리 압연 시 형성된 고온 페라이트가 더욱 많은 내부 저장 에너지를 갖도록 하여, 고온 페라이트에 재결정이 발생하고, 섬유 조직을 제거하는데 유리하게 하며; 아울러 진일보로 저 코일링 온도 및 정밀 압연의 마지막 2회의 큰 압연량을 제어하는 것을 통하여, 또한 치밀 산화막의 형성을 방지하여 차후 산 세척에서 산화막의 제거 난이도가 증가하는 것을 방지한다. 총체적으로 말하면, 상기 일련의 제어를 통하여 후속 냉간 압연 전 불림 처리를 필요로 하지 않는 목적을 구현하고, 섬유 조직이 존재하지 않고 또한 산 세척 난이도가 크지 않은 열간 압연 코일을 획득할 수 있게 확보하며, 나아가 자기 성능이 우수하고 표면에 물결 무늬 결함이 존재하지 않는 고품질 무방향성 규소강을 획득한다.
바람직하게는, 연속 주조 빌렛 가열 온도는 바람직하게는 1130~1150℃인 바, 즉 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1130~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시킨다.
바람직하게는, 전술한 화학 성분에서 Mn, C, Si 등 원소의 설계 기초 상에서, 오스테나이트의 페라이트로의 전이온도 Ar1은 기본상 930℃ 좌우를 유지하는 바, 예를 들면, 일 선태가능한 실시방식에서, 오스테나이트의 페라이트로의 전이온도 Ar1은 933℃인 바, 즉 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 893±15℃이며; 다른 일 선태가능한 실시방식에서, 오스테나이트의 페라이트로의 전이온도 Ar1은 930℃인 바, 즉 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 890±15℃이다. 이로써 설비 조작의 실행 가능성에 유리함과 아울러, 정밀 압연의 마무리 압연 온도를 두 상 영역 또는 고온 페라이트 영역으로 제어하여, 고온 페라이트를 형성에 유리하다.
진일보로 바람직하게는, 해당 단계에서, 상기 냉각 공정에서 정밀 압연의 마무리 압연으로 획득한 강판에 대하여 2 단계 냉각을 진행하는 바, 전단계 냉각은 수냉을 사용하지 않는 자연 완만 냉각이고 3~8s 지속하며, 후단계 냉각은 수냉 급속 냉각이다. 구체적으로 말하면, 마무리 압연과 코일링 사이에서, 금방 마무리 압연의 압연기를 떠난 강판은 수냉을 진행하지 않고 약 3~8s 자연 냉각시키고, 그 후 다시 수냉을 가동시켜 코일링 온도 650±20℃까지 강판에 대하여 급속 냉각을 진행하는 바, 예를 들면, 마무리 압연의 압연기와 코일링 장치 사이의 대략 100m의 수송 롤러 베드 상에서, 강판은 마무리 압연의 압연기에 근접하는 대략 30~80m의 롤러 베드 상에서 공기 냉각을 진행하고 뒤로 수송되고 수냉을 가동시키지 않지만, 코일링 장치에 근접한 나머지 70~20m의 롤러 베드 상에서 대량의 냉각수를 이용하여 급속 냉각을 진행한다. 이로써 마무리 압연으로 획득한 강판이 고온을 적어도 3~8s 유지하게 하여, 재결정이 충분하게 발생하게 확보하고, 그후 빠르게 코일링 온도로 낮아져 치밀 산화막의 형성을 감소 또는 방지하며, 나아가 차후 산 세척에서 산화막의 제거 난이도가 증가하는 것을 방지한다.
4) 산성 연속 압연 단계
해당 단계는 바로 상기 연속 주조 공정으로서, 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 불림 처리를 진행하지 않고 순차적으로 언코일링, 산 세척, 수세, 건조, 냉간 압연과 코일링을 진행하여, 두께가 0.500±0.005mm 또는 0.350±0.004mm인 냉간 하드 코일을 획득한다. 즉 본 실시방식은 0.50mm의 고품질 무방향성 규소강을 제조할 수도 있고, 또한 0.35mm의 고품질 무방향성 규소강을 제조할 수도 있다.
구체적으로, 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일을 언코일링한 후, HCl을 사용하여 산 세척하고, 수세 및 건조시킨 후, 냉간 압연과 코일링을 진행하여 냉간 하드 코일을 제조한다.
바람직하게는, HCl을 사용하여 3 단계 산 세척을 진행한다. 여기에서, 제1 단계 산 액체 농도는 50~80g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤130g/L이며, 제2 단계 산 액체 농도는 90~120g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤90g/L이며, 제3 단계 산 액체 농도는 140~160g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤50g/L이며; 각 단계 산 세척 시, 산 세척 온도는 75~85℃이고, 산 액체에 규소강 산 세척 촉진제를 함유하며, 규소강 산 세척 촉진제가 산 액체에서 차지하는 질량 백분율은 0.05~0.10％이며; 수세수 온도는 45~55℃이고, 산 세척과 수세 속도를 100~180mpm로 제어한다.
5) 어닐링 후 단계
해당 단계는 상기 어닐링 공정, 상기 냉각 공정, 상기 코팅 공정 및 상기 사이징 공정을 포함한다.
구체적으로, 단계 4)에서 획득한 냉간 하드 코일에 대하여 연속 어닐링로를 사용하여 H2+N2의 혼합 기체 분위기에서 완제품 어닐링을 진행하는 바, 완제품 어닐링 온도는 920~980℃이고, 어닐링 시간은 60±5s이며; 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각, 코팅과 사이징을 진행하여 고품질 무방향성 규소강 완제품을 획득한다.
본 실시방식에서, 전술한 열간 압연 코일 조직에 섬유 조직이 존재하지 않고, 불림 처리를 진행할 필요가 없으며, 어닐링 온도가 비교적 높은 것을 제어하는 것을 통하여, 열간 압연 코일의 직접 재결정에 의하여 형성된 경정립 크기가 비교적 작다 할지라도, 최종적으로 획득한 무방향성 규소강 완제품의 자기 성능을 확보할 수 있으며; 그리고, 본 실시방식은 불림 처리를 취소하기는 하였지만, 산성 연속 압연 단계 및 어닐링 공정 과정에 추가로 2차 냉각 압연 또는 2차 어닐링을 증가할 필요가 없으며, 생산 방법이 전반적으로 조작이 간단하고 원가가 낮다.
바람직하게는, 해당 단계의 상기 냉각 공정에서, 3 단계 냉각을 사용하여 완제품 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각을 진행하는 바, 제1 단계 냉각은 고온 구간 완만 냉각으로서, 강철 스트립은 어닐링 온도로부터 냉각 속도≤5℃/s로 850℃까지 냉각을 진행하며; 제2 단계 냉각은 순환 기체 분사 제어 냉각으로서, 강철 스트립은 냉각 속도≤15℃/s로 850℃로부터 계속하여 350℃ 이하로 냉각되며; 제3 단계 냉각은 순환수 분사 냉각으로서, 강철 스트립은 350℃로부터 계속하여 100℃ 이하로 냉각된다. 이로써 강판 냉각 속도가 느릴수록 강판의 냉각 내부 응력을 낮추는데 유리하지만, 냉각 단계가 지나치게 길면 생산 원가를 대폭 증가시키며, 상기 3 단계 냉각 방식으로 온도 제어 냉각을 진행하면, 저원가로 효과적으로 강판의 잔여 응력≤50MPa로 제어할 수 있어, 편형의 최적화에 유리하다.
어닐링 과정에 100℃ 이하로 냉각된 강판에 대하여 코팅 및 사이징을 진행하는 바, 구체적인 조작은 종래의 실행가능한 코팅 및 사이징 기술을 사용하면 모두 구현할 수 있고, 여기에서는 상세한 설명을 생략하도록 하며, 최종적으로 두께가 0.500±0.005mm 또는 0.350±0.004mm인 무방향성 규소강 완제품을 획득한다.
본 실시방식에서, 상기 무방향성 규소강 완제품의 두께가 0.500±0.005mm일 때, 그 철손 P1.5/50≤3.8W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.71이며; 상기 무방향성 규소강 완제품의 두께가 0.350±0.004mm일 때, 그 철손 P1.5/50≤3.3W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.70이며, 두 규격의 무방향성 규소강은 모두 고품질 무방향성 규소강의 표준 요구를 만족시킨다.
종래의 기술에 비하여, 본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.
(1) 상기 생산 방법을 사용하여 제조된 무방향성 규소강 완제품은, 자기 성능이 우수하고 철손이 낮으며 자기 유도 강도가 높고, 0.50mm, 0.35mm 두 가지 규격의 고품질 무방향성 규소강의 수요에 적용되며, 또한 냉각 압연 전에 불림 처리를 진행할 필요가 없어 하나의 공정 과정을 감소시켜, 생산 원가가 낮고 전기 강판 제품 업그레이드와 전기 제품 에너지 효율 업그레이드의 저원가 고품질 규소 강 시트에 대한 수요를 만족시킬 수 있으며;
(2) 전술한 화학 성분 중 Mn, S, N 등 원소의 설계 기초 상에서, 연속 주조 빌렛 가열 온도(1120~1150℃)와 보온 기간의 제어를 결부시켜 생산 효율을 확보하고, 차후 정밀 압연의 고온 마무리 압연에 유리함과 아울러, 작은 MnS을 석출할 확률을 낮추고, 강철에서 MnS 등 석출물의 가열 과정의 고용을 방지하며; 그리고, 전술한 화학 성분 중 Mn, C, Si 등 원소의 설계 기초 상에서, 종래의 기술에 비하여 오스테나이트 영역을 확대하고 오스테나이트가 페라이트로 전이하는 온도 Ar1을 낮추고 또한 Ar1을 기본상 고정적으로 유지할 수 있으며, 조압연 후 중간 빌렛 두께가 큰 것을 제어하고, 정밀 압연의 마무리 압연 온도를 두 상 영역 또는 고온 페라이트 영역으로 제어하여, 고온 페라이트를 형성에 유리하고, 배경기술의 상기 변형 섬유 조직이 형성되는 것을 방지하며, 고온 페라이트가 차후 재결정의 기초 조건을 형성하며; 더욱 진일보로, 정밀 압연의 마지막 2회 큰 압연량을 결부시켜, 마무리 압연 시 형성된 고온 페라이트가 더욱 많은 내부 저장 에너지를 갖도록 하여, 고온 페라이트에 재결정이 발생하고, 섬유 조직을 제거하는데 유리하게 하며; 아울러 진일보로 저 코일링 온도 및 정밀 압연의 마지막 2회의 큰 압연량을 제어하는 것을 통하여, 또한 치밀 산화막의 형성을 방지하여 차후 산 세척에서 산화막의 제거 난이도가 증가하는 것을 방지한다. 총체적으로 말하면, 상기 일련의 제어를 통하여 후속 냉간 압연 전 불림 처리를 필요로 하지 않는 목적을 구현하고, 섬유 조직이 존재하지 않고 또한 산 세척 난이도가 크지 않은 열간 압연 코일을 획득할 수 있게 확보하며, 나아가 자기 성능이 우수하고 표면에 물결 무늬 결함이 존재하지 않는 고품질 무방향성 규소강을 획득하며;
(3) 어닐링 온도가 비교적 높은 것을 제어하는 것을 통하여, 열간 압연 코일의 직접 재결정에 의하여 형성된 경정립 크기가 비교적 작다 할지라도, 최종적으로 획득한 무방향성 규소강 완제품의 자기 성능을 확보할 수 있으며; 그리고, 본 실시방식은 불림 처리를 취소하기는 하였지만, 산성 연속 압연 단계 및 어닐링 공정 과정에 추가로 2차 냉각 압연 또는 2차 어닐링을 증가할 필요가 없으며, 생산 방법이 전반적으로 조작이 간단하고 원가가 낮으며; 냉간 압연 난이도를 낮추고, 냉간 압연 및 차후 어닐링 스트립 단절 리스크를 감소시키며;
(4) 용선 탈황, 회전로 제련, RH 정련, 연속 주조, 열간 압연, 산성 압연, 어닐링, 냉각, 코팅 및 사이징의 공정 생산라인을 사용하면 구현할 수 있고, 고품질 무방향성 규소강을 위하여 특별하게 추가의 공정과 설비를 증가할 필요가 없으며, 생산라인은 중저고 서로 다른 품질 제품에 통용될 수 있다.
이상에서의 상세한 설명은 단지 본 발명의 실행가능한 실시방식에 대한 구체적인 설명에 불과하고, 이것들은 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 진행한 변경은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
아래 4 개 실시예를 통하여 진일보로 본 실시방식의 유익한 효과를 설명하며, 이 4 개 실시예는 단지 본 발명에 포함된 많은 변화 실시예 중의 일부이고 전부가 아니다. 4 개 실시예는 각각 일 무방향성 규소강을 제공하며, 그 생산 방법은 구체적으로 하기와 같다.
(1) 강철 제련 단계
실시예 1~4는 모두 전술한 본 발명의 일 실시방식에 따라, 순차적으로 용선 탈황, 회전로 제련, RH 정련을 사용하고, 획득한 용강의 화학 성분은 질량 백분율로 표 1에 표시된 바와 같다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1~4의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)인 것을 만족시킨다.
(2) 연속 주조 단계
실시예 1~4는 단계 1)의 탭핑을 연속 주조 설비를 사용하여 두께가 220mm인 연속 주조 빌렛으로 제조한다.
(3) 열간 압연 단계
실시예 1~4는 모두 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 순차적으로 가열, 여러 회 조압연, 여러 회 정밀 압연, 냉각과 코일링을 거쳐 열간 압연 코일로 제조한다.
여기에서, 여러 회 정밀 압연에서, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며; 또한 정밀 압연의 마무리 압연으로 획득한 강판에 대하여 2 단계 냉각을 진행하는 바, 전단계 냉각은 수냉을 사용하지 않는 자연 완만 냉각이고 3~8s 지속하며, 후단계 냉각은 수냉 급속 냉각이며; 그리고, 조압연 전 연속 주조 빌렛의 가열 온도, 보온 기간, 여러 회 조압연을 거친 후 획득한 중간 빌렛의 두께, 정밀 압연의 마무리 압연 온도, 코일링 온도 및 열간 압연 코일의 두께는 각각 표 2에 표시된 바와 같다.
[표 2]
Figure pct00002
실시예 1~4에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 현미경 금속 조직 검사를 진행하는 바, 도 1과 도 2는 각각 실시예 1과 실시예 3의 현미경 금속 조직 사진을 선택하여 도시하였고, 검사를 통하여 발견한 바에 의하면, 정밀 압연의 마무리 압연 후 형성된 고온 페라이트는 진일보로 재결정 조직을 획득하나 변형 섬유 조직을 형성하지 않아, 차후 냉간 압연 전에 불림 처리를 진행하지 않기 위하여 조건을 창조한다.
(4) 산성 연속 압연 단계
실시예 1~4는 모두 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 불림 처리를 진행하지 않고 순차적으로 언코일링, 산 세척, 수세, 건조, 냉간 압연과 코일링을 진행하여, 각각 두께가 0.503mm, 0.350mm, 0.501mm와0.349mm인 냉간 하드 코일을 획득한다. 그리고, 실시예 1~4 중의 열간 압연 코일은 산 세척 시 산화막 제거 난이도가 작고 제거 효과가 이상적이며, 산화막이 치밀하여 효과적으로 제거할 수 없는 이상 현상이 발생하지 않았다.
(5) 어닐링 후 단계
실시예 1~ 4는 모두 단계 4)에서 획득한 냉간 하드 코일에 대하여 연속 어닐링로를 사용하여 H2+N2의 혼합 기체 분위기에서 완제품 어닐링을 진행하며; 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각, 코팅과 사이징을 진행하여 무방향성 규소강 완제품을 획득한다. 여기에서, 완제품 어닐링 온도와 어닐링 시간은 각각 표 3에 표시된 바와 같다.
[표 3]
Figure pct00003
실시예 1~4에서 획득한 무방향성 규소강 완제품은 모두 표면에 물결 무늬 결함이 존재하지 않고, 각각 샘플링 검사를 진행하여 측정한 자기 성능은 표 4에 표시된 바와 같다.
[표 4]
Figure pct00004
상기 실시예 1~4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시방식을 사용하여 생산한 무방향성 규소강은, 생산 과정에 냉간 압연 전에 불림 처리를 진행할 필요가 없고, 또한 산성 연속 압연 단계 및 어닐링 공정 과정에 추가로 2차 냉간 압연 또는 2차 어닐링을 증가할 필요가 없으며, 열간 압연 코일 표면 산화막을 산 세척 과정에 쉽게 제거할 수 있고, 생산 방법이 전반적으로 조작이 간단하고 난이도가 작으며, 생산 이상 리스크가 낮고 원가가 낮으며; 또한 획득한 무방향성 규소강의 자기 성능이 훌륭하고, 표면에 물결 무늬 결함이 존재하지 않는 바, 예를 들면 실시예 1과 3에서 획득한 완제품의 두께가 0.500±0.005mm일 때, 그 철손 P1.5/50≤3.8W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.71이며; 실시예 2와 4에서 획득한 완제품의 두께가 0.350±0.004mm일 때, 그 철손 P1.5/50≤3.3W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.70이며, 두 규격(즉 0.50mm 규격과 0.35mm 규격)의 무방향성 규소강은 모두 고품질 무방향성 규소강의 표준 요구를 만족시킨다.재차 설명하여야 할 바로는, 해당 실시예 1~4는 단지 본 실시방식 중의 하나의 예시일 뿐, 본 실시방식은 해당 실시예 1~4에 따라 실시하여야 한다고 제한하는 것이 아니며, 본 실시방식의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 해당 실시예와 다른 실시도 모두 본 발명의 보호 범위에 속하여야 한다.

Claims (10)

1) 순차적으로 용선 탈황, 전로 제련, RH 정련을 사용하여 강철 제련을 진행하는 바, 최종적으로 획득한 용강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)인 단계;
2) 단계 1)에서 획득한 용강을 두께가 200mm 이상인 연속 주조 빌렛으로 연속 주조하는 단계;
3) 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1120~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시키며, 그 후 여러 회 조압연을 거쳐 두께가 40~45mm인 중간 빌렛을 획득하고, 다시 여러 회 정밀 압연, 냉각, 코일링을 거쳐 두께가 2.50±0.1mm인 열간 압연 코일을 획득하는 바, 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 890±15℃이고, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며, 코일링 온도는 650±20℃인 단계;
4) 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 불림 처리를 진행하지 않고 순차적으로 언코일링, 산 세척, 수세, 건조, 냉간 압연과 코일링을 진행하여, 두께가 0.500±0.005mm 또는 0.350±0.004mm인 냉간 하드 코일을 획득하는 단계;
5) 단계 4)에서 획득한 냉간 하드 코일에 대하여 연속 어닐링로를 사용하여 H2+N2의 혼합 기체 분위기에서 완제품 어닐링을 진행하는 바, 완제품 어닐링 온도는 920~980℃이고, 어닐링 시간은 60±5s이며; 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각, 코팅과 사이징을 진행하여 무방향성 규소강 완제품을 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 있어서,
획득한 무방향성 규소강 완제품의 두께는 0.500±0.005mm, 그 철손 P1.5/50≤3.8W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.71이며;
또는 획득한 무방향성 규소강 완제품의 두께는 0.350±0.004mm, 그 철손 P1.5/50≤3.3W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.70인 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 있어서,
단계 3)에서는 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1130~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시키는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 있어서,
단계 3)에서, 상기 냉각 공정은 정밀 압연의 마무리 압연으로 획득한 강판에 대하여 2 단계 냉각을 진행하는 바, 전단계 냉각은 수냉을 사용하지 않는 자연 완만 냉각이고 3~8s 지속하며, 후단계 냉각은 수냉 급속 냉각인 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 있어서,
상기 선용 탈황 공정에서, 탈황 후 용선의 온도≥1320℃로 제어하고 질량 백분율로 S≤0.0015%를 포함하며, 슬래그 제거율≥98%이며;
상기 회전로 제련 공정에서, 탈황 후 용선에 스크랩강을 혼합하여 회전로에서 제련을 진행하는 바, 스크랩강이 총 용선에서 차지하는 질량비는 20~25%이며; 탭핑 과정에서, 완제품 중 Sn: 0.015~0.035%에 따라 용선에 충분한 량의 주석 잉곳을 첨가하며; 탭핑 종료 후, 용선에 슬래그 표면 탈산소제를 첨가하며;
상기 RH 정련 공정에서, 진공 형성된 RH 정련로에서, 용선에 대하여 탈탄소 처리를 진행하고, 그 후 완제품 중 Si: 1.4~1.7%, Mn: 0.7~0.95％ 그리고 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)의 합금화 방안에 따라, 용선에 초저 규소철 - 티타늄과 금속 망간을 첨가하고, 7분 이상 정제 순환 후 탭핑하며, 정제 순환 기간에 용선에 탈황제를 첨가하여 심층 탈황 처리를 진행하는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 있어서,
산 세척 공정에서, 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일을 언코일링한 후, HCl을 사용하여 3 단계 산 세척을 진행하는 바, 제1 단계 산 액체 농도는 50~80g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤130g/L이며, 제2 단계 산 액체 농도는 90~120g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤90g/L이며, 제3 단계 산 액체 농도는 140~160g/L이고 산 액체 중 Fe2+ 농도≤50g/L이며;
각 단계 산 세척 시, 산 세척 온도는 75~85℃이고, 산 액체에 규소강 산 세척 촉진제를 함유하며, 규소강 산 세척 촉진제가 산 액체에서 차지하는 질량 백분율은 0.05~0.10％이며;
수세수 온도는 45~55℃이고, 산 세척과 수세 속도를 100~180mpm로 제어하는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 있어서,
단계 5)에서, 3 단계 냉각을 사용하여 완제품 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각을 진행하는 바, 제1 단계 냉각은 고온 구간 완만 냉각으로서, 강철 스트립은 어닐링 온도로부터 냉각 속도≤5℃/s로 850℃까지 냉각을 진행하며; 제2 단계 냉각은 순환 기체 분사 제어 냉각으로서, 강철 스트립은 냉각 속도≤15℃/s로 850℃로부터 계속하여 350℃ 이하로 냉각되며; 제3 단계 냉각은 순환수 분사 냉각으로서, 강철 스트립은 350℃로부터 계속하여 100℃ 이하로 냉각되는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
1) 순차적으로 용선 탈황, 전로 제련, RH 정련을 사용하여 강철 제련을 진행하는 바, 최종적으로 획득한 용강의 화학 성분은 중량 백분율로 C: 0.002~0.004％, S≤0.003％, Si: 1.4~1.7％, Mn: 0.7~0.95％, P≤0.03％, Sn: 0.015~0.035%, Nb≤0.004％, V≤0.004％, Ti≤0.005％, Mo≤0.004％, Cr≤0.03％, Ni≤0.03％, Cu≤0.03％, N≤0.003％이고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이며, 또한 11×([Si]-1.4%)=14×([Mn]-0.7%)인 단계;
2) 단계 1)에서 획득한 용강을 두께가 200mm 이상인 연속 주조 빌렛으로 연속 주조하는 단계;
3) 단계 2)에서 획득한 연속 주조 빌렛을 1120~1150℃로 가열하고 200min 이상 보온시키며, 그 후 여러 회 조압연을 거쳐 두께가 40~45mm인 중간 빌렛을 획득하고, 다시 여러 회 정밀 압연, 코일링을 거쳐 두께가 2.50±0.1mm인 열간 압연 코일을 획득하는 바, 정밀 압연의 마무리 압연 온도는 (Ar1-40)±15℃이고, Ar1은 오스테나이트가 페라이트 전이하는 온도를 표시하며, 마지막 1회 정밀 압연의 압연량≥30%이고 또한 마지막 2회 정밀 압연의 총 압연량≥50%이며, 코일링 온도는 650±20℃이고, 정밀 압연의 마무리 압연으로 획득한 강판에 대하여 코일링 전에 2 단계 냉각을 진행하는 바, 전단계 냉각은 수냉을 사용하지 않는 자연 완만 냉각이고 3~8s 지속하며, 후단계 냉각은 수냉 급속 냉각인 단계;
4) 단계 3)에서 획득한 열간 압연 코일에 대하여 불림 처리를 진행하지 않고 순차적으로 언코일링, 산 세척, 수세, 건조, 냉간 압연과 코일링을 진행하여, 두께가 0.500±0.005mm 또는 0.350±0.004mm인 냉간 하드 코일을 획득하는 단계;
5) 단계 4)에서 획득한 냉간 하드 코일에 대하여 연속 어닐링로를 사용하여 H2+N2의 혼합 기체 분위기에서 완제품 어닐링을 진행하는 바, 완제품 어닐링 온도는 920~980℃이고, 어닐링 시간은 60±5s이며; 어닐링 후의 강철 스트립에 대하여 냉각, 코팅과 사이징을 진행하여 무방향성 규소강 완제품을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강의 생산 방법.
제1항에 따른 생산 방법을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강.
제9항에 있어서,
획득한 무방향성 규소강 완제품의 두께는 0.500±0.005mm, 그 철손 P1.5/50≤3.8W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.71이며;
또는 획득한 무방향성 규소강 완제품의 두께는 0.350±0.004mm, 그 철손 P1.5/50≤3.3W/kg, 자기 유도 강도 B5000≥1.70인 것을 특징으로 하는 고품질 무방향성 규소강.
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