KR20240065119A - 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강 및 이의 생산 방법 - Google Patents

뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강 및 이의 생산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강 및 이의 생산 방법을 개시하였다. 상기 규소강은 순서대로 진행되는 제강, 연속 주조, 열간 압연, 노말라이징, 산세, 무예열 싱글 스탠드 냉각 압연, 소둔, 냉각, 코팅 및 피니싱을 통해 제조되고, 제강 시에 Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti을 첨가하지 않고, 규소강의 화학 성분은 Si: 2.95%~3.15%, Al: 0.75%~0.95%, Si+2Al: 4.6%~4.9%, Mn: 0.5%~0.7%, Sn: 0.03%~0.04%, C≤0.0025%, 여량 철; Mn/S≥380, Al/N≥200이다. 본 발명은 자기적 특성을 보장하는 동시에 강도를 향상시키고, 종래기술에서 존재하는 자기적 특성과 강도를 동시에 고려해야 하는 문제점을 해결하였고, 무방향성 규소강이 뉴에너지 자동차의 구동 모터 상에서의 응용 요구를 만족할 수 있다.

Description

뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강 및 이의 생산 방법
본 발명은 강철 재료 제조 기술분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강 및 이의 생산 방법에 관한 것이다.
무방향성 규소강은 회전 자기장 중에서 작업하는 전동기와 발전기 회전자의 철심 재료로서, 비교적 낮은 철손과 비교적 높은 자속 밀도를 포함하는 훌륭한 자기적 특성이 요구되고 있고, 자기적 특성의 개선은 지금까지 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 무방향성 규소강에 대한 핵심 연구 과제로 되고 있다. 통상적으로, 화학 성분 측면에서, 통상적으로 Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti 등 일련의 합금 원소의 첨가를 엄격히 제한함으로써, 이러한 합금 원소 함량이 높아서 무방향성 규소강의 자기적 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
뉴에너지 자동차는 근년에 고속적으로 발전하고 있고, 구동 모터에 이용되는 무방향성 규소강에 대해 더 높은 성능을 요구하고 있다. 구체적으로, 뉴에너지 자동차의 구동 모터는 기타 보통 모터에 비해 회전 속도가 더 높고, 또한 기술이 발전됨에 따라, 신에너지 자동차의 구동 모터의 회전 속도는 부단히 증가되고 있고, 이로써 이용되고 있는 무방향성 규소강은 훌륭한 자기적 특성을 가지는 기초 상에서, 높은 강도를 가지는 것이 요구되고 있다.
그러나, 강재의 강도가 향상된 종래기술에서, 화학 성분 측면에 있어서, 통상적으로 Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti 등 일련의 합금 원소의 첨가량을 증가하여, 강재 강도를 향상시키는 목적을 달성할 수 있다. 그러나, 상기의 내용을 결합하여 볼 때, 이러한 합금 원소의 증가는 무방향성 규소강의 자기적 특성을 열화시킬 수 있다.
이로부터 알 수 있다시피, 무방향성 규소강의 자기적 특성과 강도의 영향에 대해, 화학 성분의 디자인 방향은 서로 모순된다. 그러므로, 어떻게 동시에 무방향성 규소강의 자기적 특성과 강도를 보장할 수 있는지는 무방향성 규소강이 뉴에너지 자동차의 구동 모터 상에서의 응용이 부딛치고 있는 중요한 문제점이다.
본 발명은 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강 및 이의 생산 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고, 자기적 특성을 보장하는 동시에 강도를 향상시키고, 종래기술에서 존재하는 자기적 특성과 강도를 동시에 고려해야 하는 문제점을 해결할 수 있다.
상기 발명의 목적을 실현하기 위해, 본 발명의 실시방식은, 질량 백분율로 계산하면, 이의 화학 성분은 Si: 2.95%~3.15%, Al: 0.75%~0.95%, Si+2Al: 4.6%~4.9%, Mn: 0.5%~0.7%, Sn: 0.03%~0.04%, Cu≤0.03%, Cr≤0.03%, Ni≤0.03%, Cr+Ni+Cu≤0.07%, Nb≤0.004%, V≤0.004%, Ti≤0.004%, Nb+V+Ti≤0.008%, C≤0.0025%, P≤0.015%, S≤0.0015%, N≤0.004%, C+S+N≤0.007%을 포함하고, 그 나머지는 Fe 및 불가피한 이물질이고; 또한, Mn/S≥380, Al/N≥200인 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강을 제공한다.
나아가, 상기 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈는 50μm~80μm일 수 있다.
나아가, 상기 무방향성 규소강은 두께 0.25mm~0.35mm인 강판이고, 항복 강도≥460Mpa이고, 인장 강도≥550Mpa이고, 철손P1 .0/400≤18.5W/kg이며, 자속 밀도B5000≥1.67T일 수 있다.
나아가, 상기 무방향성 규소강은 두께 0.25mm인 강판이고, 철손P1 .0/400≤17.5W/kg이고; 또는 두께 0.30mm인 강판이고, 철손P1 .0/400≤18.0W/kg이고; 또는 두께 0.35mm인 강판이고, 철손P1 .0/400≤18.5W/kg일 수 있다.
상기 발명의 목적을 실현하기 위해, 본 발명의 실시방식은, 질량 백분율로 계산하면, 무방향성 규소강의 화학 성분은 Si: 2.95%~3.15%, Al: 0.75%~0.95%, Si+2Al: 4.6%~4.9%, Mn: 0.5%~0.7%, Sn: 0.03%~0.04%, Cu≤0.03%, Cr≤0.03%, Ni≤0.03%, Cr+Ni+Cu≤0.07%, Nb≤0.004%, V≤0.004%, Ti≤0.004%, Nb+V+Ti≤0.008%, C≤0.0025%, P≤0.015%, S≤0.0015%, N≤0.004%, C+S+N≤0.007%을 포함하고, 그 나머지는 Fe 및 불가피한 이물질이고; 또한, Mn/S≥380, Al/N≥200이고;
상기 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈는 50μm~80μm이고;
순서대로 진행되는 제강, 연속 주조, 열간 압연, 노말라이징, 산세, 싱글 스탠드 냉각 압연, 소둔, 냉각, 코팅 및 피니싱을 통해 무방향성 규소강을 제조하고;
열간 압연 공정 중에서, 연속 주조 공정에서 획득한 연속 주조 빌릿을 1080℃~1110℃까지 가열하고 160min~180min 동안 보온한 후, 순차적으로 조압연, 정압연, 권취를 경과하여, 열연 코일판을 획득하고; 정압연 시의 압연 시작 온도는 950±20℃이고, 압연 종료 온도는 840±20℃이며 총 압하율은 94~95%이고, 권취 시의 권취 온도는 620±20℃이고;
노말라이징 공정에서, 노말라이징 온도는 840℃~860℃이고 180s~200s 동안 보온하고;
소둔 공정에서, 소둔 온도는 960℃~980℃이고 40s~45s 동안 보온하는, 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법을 제공한다.
바람직하게는, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서, 멀티패스 압연을 진행하고, 총 압하율은 85±3%이고, 마지막 패스 이외의 기타 각 패스의 압하율은 모두 30% 이상일 수 있다.
바람직하게는, 획득한 무방향성 규소강은 두께가 0.25mm~0.35mm인 강판이고; 상기 열간 압연 공정 중에서, 두께가 220mm인 연속 주조 빌릿을 두께가 35mm~40mm인 중간 빌릿으로 조압연하고, 다시 두께가 2.00mm~2.30mm인 열간 압연판으로 정압연할 수 있다.
바람직하게는, 획득한 무방향성 규소강은 두께가 0.25mm인 강판이고, 상기 중간 빌릿의 두께는 35mm이고, 상기 열간 압연판의 두께는 2.00mm이고; 또는 획득한 무방향성 규소강은 두께가 0.30mm인 강판이고, 상기 중간 빌릿의 두께는 37.5mm이고, 상기 열간 압연판의 두께는 2.15mm이고; 또는, 획득한 무방향성 규소강은 두께가0.35mm인 강판이고, 상기 중간 빌릿의 두께는 40mm이고, 상기 열간 압연판의 두께는 2.30mm일 수 있다.
바람직하게는, 상기 싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서, 상기 산세 공정 후의 강판은 예열을 진행하지 않고 바로 압연을 시작할 수 있다.
종래 기술과 비교하면, 본 발명의 유리한 효과는,
(1) 화학 성분 측면에서, Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti 등 합금 원소는 첨가하지 않고, 또한 Si, Al, Mn, Sn 등 원소 함량을 결합한 디자인은 무방향성 규소강의 자기적 특성을 향상시키고, 무방향성 규소강의 비교적 낮은 철손, 비교적 높은 자속 밀도를 보장하고; 아울러 화학 성분의 기초 상에서, 결정립 사이즈를 50μm~80μm으로 제어하는 것을 통해, 강판의 결정립 미세화 강화를 실현하고, 무방향성 규소강이 높은 강도를 가지는 것을 보장함으로써, 낮은 원가와 낮은 생산 난이도의 상황 하에서, 무방향성 규소강의 자기적 특성과 강도의 종합적인 최적화를 실현하여, 무방향성 규소강이 뉴에너지 자동차의 구동 모터 상에서의 응용 요구를 만족하게 하고;
(2) 나아가, 화학 성분의 디자인 기초 상에서, 열간 압연 공정, 노말라이징 공정, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정, 소둔 공정의 일련의 공법 제어를 통해, 일 측면에서, 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈의 미세화를 실현하고, 자기적 특성이 훌륭하고 또한 강도가 높은 무방향성 규소강을 획득하도록 보장하고; 다른 일 측면에서, 냉각 압연 중의 균열 단열 문제를 방지하고, 기존의 생산 흐름 중에서 상용하는 압연 전 예열 또는 2차 냉각 압연을 생략함으로써, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정의 예열을 진행하지 않고 즉시 최종적인 압연 제조를 완성하여, 생산의 낮은 난이도, 낮은 원가 및 안정된 연속성을 보장하고; 또 다른 일 측면에서, 가열 온도, 압연 시작 온도, 노말라이징 온도 등의 저온 제어를 통해, 대대적으로 생산 에너지 소모를 감소시키고; 또한 노말라이징 온도는 낮고 또한 보온 시간이 짧으며, 또한 산세 공정 전의 강판 표면의 산화철 스케일 두께를 감소시킴으로써, 산세 효율을 향상시키는 데 유리하고, 또한 최종 무방향성 규소강의 표면 질량과 재료 완성율을 향상시킬 수 있다.
아래에 구체적인 실시방식을 결합하여 본 발명의 기술수단에 대해 진일보 소개하기로 한다.
본 발명의 일 실시방식은 무방향성 규소강을 제공한다. 해당 무방향성 규소강의 화학 성분은 질량 백분율로 계산하면, Si: 2.95%~3.15%, Al: 0.75%~0.95%, Si+2Al: 4.6%~4.9%, Mn: 0.5%~0.7%, Sn: 0.03%~0.04%, Cu≤0.03%, Cr≤0.03%, Ni≤0.03%, Cr+Ni+Cu≤0.07%, Nb≤0.004%, V≤0.004%, Ti≤0.004%, Nb+V+Ti≤0.008%, C≤0.0025%, P≤0.015%, S≤0.0015%, N≤0.004%, C+S+N≤0.007%을 포함하고, 그 나머지는 Fe 및 불가피한 이물질이고; 또한, Mn/S≥380, Al/N≥200이다.
여기서, 화학 성분 중의 각 원소의 작용과 효과에 대한 설명은 아래와 같다.
C, S, N, Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti, P: 이러한 원소의 함량 증가는 무방향성 규소강의 자기적 특성을 감소시키고, 철손을 증가시키고, 자속 밀도를 감소시키는 것을 포함하고; 본 발명에서, 제강 난이도와 제강 원가를 증가시키지 않는 전제 하에서, 이러한 원소의 함량 상한, C≤0.0025%, S≤0.0015%, N≤0.004%, C+S+N≤0.007%, Cu≤0.03%, Cr≤0.03%, Ni≤0.03%, Cr+Ni+Cu≤0.07%, Nb≤0.004%, V≤0.004%, Ti≤0.004%, Nb+V+Ti≤0.008%, P≤0.015%을 적당히 감소시킬 수 있다.
Si, Al：Si은 고용 강화 원소이고, 이의 함량의 증가는 강판 강도를 증가시키고, 또한 강판의 전기 저항율을 향상시키고, 철손을 감소시키므로, 본 발명의 Si 함량(질량 백분율로 계산)을 2.95%~3.15%으로 제어하고; AL함량의 증가는 강판의 전기 저항율을 향상시키고, 철손을 감소시키지만, 자속 밀도를 감소시키므로, 본 발명의 AL함량(질량 백분율로 계산)을 0.75%~0.95%으로 제어하고; 또한 Al은 쉽게 N과 굵은 AlN의 석출물을 형성하여 강판의 철손을 감소시키므로, 본 발명의 Al함량(질량 백분율로 계산)과 N함량(질량 백분율로 계산)은 또한 Al/N≥200을 만족해야 하고, 이로써 충분히 N원소가 강판 자기적 특성에 대한 불리한 영향을 유리한 영향으로 전환시키고, 제강 중에서 N원소의 제어 난이도를 감소시키고; 또한, Si와 Al의 함량의 증가는 냉각 압연의 난이도를 증가시키므로, 생산 난이도가 증가되어 생산 원가가 향상되는 것을 방지하기 위해, 본 발명 중의 Si함량(질량 백분율로 계산)과 N함량(질량 백분율로 계산)은 또한 Si+2Al:4.6%~4.9%을 만족해야 한다.
Mn: 적당한 량의 Mn을 첨가하면, 강판의 자기적 특성을 향상시키는 데 유리하고; 또한, Mn은 S로 인한 고온 취성을 억제하고, 쉽게 S와 굵은 MnS의 석출물을 형성하여 강판의 철손을 감소시키므로, 본 발명의 Mn함량(질량 백분율로 계산)과 S함량(질량 백분율로 계산)은 또한 Mn/S≥380을 만족해야 하고, 이로써 충분히 S원소가 강판 자기적 특성에 대한 불리한 영향을 유리한 영향으로 전환시키고, 제강 중에서의 S원소의 제어 난이도와 원가를 감소시킬 수 있다.
Sn: 결정입계 편석 원소로서, 자기적 특성을 개선하므로, 본 발명 중의 Sn함량(질량 백분율로 계산)은 0.03%~0.04%이다.
이와 같이, 본 실시방식은 화학 성분 측면에서, 낮은 합금 원가, 낮은 생산 난이도, 낮은 생산 원가를 보장하는 상황 하에서, Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti 등 합금 원소는 첨가하지 않고, 또한 Si, Al, Mn, Sn 등 원소 함량을 결합한 디자인은 무방향성 규소강의 자기적 특성을 향상시키고, 무방향성 규소강의 비교적 낮은 철손, 비교적 높은 자속 밀도를 보장할 수 있다.
또한, 본 실시방식에서, 상기 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈는 50μm~80μm이다. 이와 같이, 상기 화학 성분으로 무방향성 규소강이 낮은 철손, 높은 자속 밀도를 구비하도록 보장하는 동시에 결정립 사이즈를 50μm~80μm으로 제어하는 것을 통해, 강판의 결정립 미세화 강화를 실현하고, 무방향성 규소강이 높은 강도를 가지는 것을 보장함으로써, 낮은 원가와 낮은 생산 난이도의 상황 하에서, 무방향성 규소강의 자기적 특성과 강도의 종합적인 최적화를 실현하여, 무방향성 규소강이 뉴에너지 자동차의 구동 모터 상에서의 응용 요구를 만족하게 한다.
구체적으로, 상기 무방향성 규소강은 두께 0.25mm~0.35mm인 강판이고, 항복 강도≥460Mpa이고, 인장 강도≥550Mpa이고, 철손P1 .0/400≤18.5W/kg이며, 자속 밀도B5000≥1.67T이다.
여기서, 나아가, 상기 무방향성 규소강은 구체적으로 두께가 0.35mm인 강판이고, 이의 철손은 P1.0/400≤18.5W/kg이고; 또는 두께가 0.3mm인 강판일 수 있고, 철손은 P1.0/400≤18.0W/kg이고; 또는 두께가 0.25mm인 강판일 수 있고, 철손은 P1.0/400≤17.5W/kg이다.
나아가, 본 실시방식은 상기 무방향성 규소강의 바람직한 생산 방법을 더 제공하고, 해당 생산 방법은 순서대로 진행되는 제강, 연속 주조, 열간 압연, 노말라이징, 산세, 싱글 스탠드 냉각 압연, 소둔, 냉각, 코팅 및 피니싱을 통해 상기 무방향성 규소강을 제조한다. 다시 말하면, 상기 무방향성 규소강은 해당 바람직한 생산 방법으로 제조하여 형성할 수 있다. 본 실시방식의 생산 방법은 상술된 상기 자기적 특성이 훌륭하고, 강도가 높은 무방향성 규소강을 순조롭게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 생산 난이도, 낮은 생산 원가 등 유리한 점을 더 구비하여, 무방향성 규소강의 안정된 생산을 보장할 수 있다.
구체적으로, 제강 공정에서 용융철을 용융강으로 제련하고, 연속 주조 공정 중에서 제강 공정에서 획득한 용융강을 연속 주조기로 연속 주조 빌릿을 제조한다. 이해 가능한 것은, 제강 공정에서 획득한 용융강의 화학 성분과 연속 주조 공정에서 획득한 연속 주조 빌릿의 화학 성분은 모두 상기 생산 방법에서 최종적으로 획득한 무방향성 규소강의 화학 성분과 서로 일치하고, 즉 질량 백분율로 계산하면, Si: 2.95%~3.15%, Al: 0.75%~0.95%, Si+2Al: 4.6%~4.9%, Mn: 0.5%~0.7%, Sn: 0.03%~0.04%, Cu≤0.03%, Cr≤0.03%, Ni≤0.03%, Cr+Ni+Cu≤0.07%, Nb≤0.004%, V≤0.004%, Ti≤0.004%, Nb+V+Ti≤0.008%, C≤0.0025%, P≤0.015%, S≤0.0015%, N≤0.004%, C+S+N≤0.007%을 포함하고, 그 나머지는 Fe 및 불가피한 이물질이고; 또한, Mn/S≥380, Al/N≥200이다.
본 실시방식에 있어서, 열간 압연 공정 중에서, 연속 주조 공정에서 획득한 연속 주조 빌릿을 1080℃~1110℃까지 가열하고 160min~180min 동안 보온한 후, 순차적으로 조압연, 정압연, 권취를 경과하여, 열연 코일판을 획득하고, 정압연 시의 압연 시작 온도는 950±20℃이고, 압연 종료 온도는 840±20℃이며 총 압하율은 94~95%이고, 권취 시의 권취 온도는 620±20℃이고; 노말라이징 공정에서, 노말라이징 온도는 840℃~860℃이고 180s~200s 동안 보온하고; 소둔 공정에서, 소둔 온도는 960℃~980℃이고 40s~45s 동안 보온한다.
이와 같이, 본 실시방식의 생산 방법은, 열간 압연 공정 중에서 비교적 낮은 가열 온도를 통해, 연속 주조 빌릿 중의 MnS, AlN 등 굵은 석출물이 고용이 발생하는 것을 방지하고, 나아가 후속적인 조압연, 정압연 과정 중의 석출물의 제어를 보장함으로써, 최종적으로 획득한 무방향성 규소강의 자기적 특성에 대해 기반을 닦아 놓는 데 유리하고; 정압연 시의 압연 시작 온도, 압연 종료 온도, 총 압하율 및 권취 시의 권취 온도를 제어하고, 화학 성분 중 Si+2Al:4.6%~4.9% 디자인을 결합함으로써, 열연 코일판의 조직을 안정하게 하고, 저장 에너지를 일치하게 하여, 나아가, 열연 코일판이 후속적인 노말라이징 공정 중에서의 재결정 온도를 안정하게 유지하도록 보장하여, 후속적인 노말라이징 공정의 재결정 정도의 정확한 제어를 위해 조건을 마련하는 데 유리하고; 열간 압연 공정의 기초 상에서, 노말라이징 공정 중의 노말라이징 온도와 보온 시간의 디자인을 통해, 노말라이징 공정에서 부분적인 재결정(또한 즉 재결정을 전부 완성하지 못하였거나, 또는 완전 재결정이 발생하지 않음)이 발생하게 함으로써, 획득한 강판 중의 미재결정 조직 면적 점유율, 재결정 결정립 사이즈가 정확한 관리 및 제어를 받게 하고, 구체적으로, 미재결정 조직 면적 점유율은 약 5%~20%이고, 재결정 결정립 사이즈≤50μm이며, 이로써 일 측면에서, 소둔 공정 중의 재결정 결정립 사이즈에 대한 제어를 위해 조건을 마련하고, 다른 일 측면에서, 미재결정 조직과 재결정 결정립 사이의 대량의 결정입계를 기반으로, 후속적인 냉각 압연 중의 균열 확산을 방지하여, 냉각 압연 공정의 압연 제조 난이도를 감소시키고, 냉각 압연 공정의 안정된 생산을 보장하면서, 종래기술 중에서 상용하는 압연 전 예열 또는 2차 냉각 압연을 생략함으로써, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정의 예열을 진행하지 않고 즉시 최종적인 압연 제조를 완성할 수 있고; 또한, 노말라이징 공정에서 창작한 기초 상에서, 소둔 온도와 보온 시간의 디자인을 통해, 소둔 공정에서 완전 재결정이 발생하고, 또한 재결정 결정립이 명확히 커지지 않아서, 최종 무방향성 규소강의 완성품 중의 재결정 결정립 사이즈가 비교적 작은 것을 보장할 수 있다.
요컨대, 본 실시방식의 상기 생산 방법에 있어서, 화학 성분의 디자인 기초 상에서, 열간 압연 공정, 노말라이징 공정, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정, 소둔 공정의 일련의 공법 제어를 통해, 일 측면에서, 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈의 미세화를 실현하고, 자기적 특성이 훌륭하고 또한 강도가 높은 무방향성 규소강을 획득하도록 보장하고; 다른 일 측면에서, 냉각 압연 중의 균열 단열 문제를 방지하고, 기존의 생산 흐름 중에서 상용하는 압연 전 예열 또는 2차 냉각 압연을 생략함으로써, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정의 예열을 진행하지 않고 즉시 최종적인 압연 제조를 완성하여, 생산의 낮은 난이도, 낮은 원가 및 안정된 연속성을 보장하고; 또 다른 일 측면에서, 가열 온도, 압연 시작 온도, 노말라이징 온도 등의 저온 제어를 통해, 대대적으로 생산 에너지 소모를 감소시키고, 또한 노말라이징 온도는 낮고 또한 보온 시간이 짧으며, 또한 산세 공정 전의 강판 표면의 산화철 스케일 두께를 감소시킴으로써, 산세 효율을 향상시키는 데 유리하고, 또한 최종 무방향성 규소강의 표면 질량과 재료 완성율을 향상시킬 수 있다.
나아가 바람직하게는, 최종 용융강이 소요하는 화학 성분을 기반으로, 제강 공정 중에서, Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti의 합금화 재료를 첨가하지 않는다. 이로써, 합금화 재료의 원가를 감소시킬 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 싱글 스탠드 냉각 압연 공정에 있어서, 상기 산세 공정 후의 강판에 대해 예열을 진행하지 않고 바로 압연을 시작한다. 종래기술에서 통상적으로 냉각 압연 전에 우선 강판에 대해 예열을 진행하여 압연 제조하지만, 본 실시방식은, 노말라이징 공정에서 창착한 기초 하에서, 예열을 진행하지 않고 바로 압연을 시작하여, 생산 원가를 줄일 수 있다.
싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서, 멀티패스 압연을 진행하고, 총 압하율은 85±3%이고, 이와 같이 제어하여, 부동한 두께의 무방향성 규소강이 싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서의 냉각 압연 저장 에너지가 기본상 일치하게 하고, 나아가 후속적인 소둔 공정 중에서 동일한 소둔 온도와 보온 시간으로 실시함으로써, 동일한 생산 라인 상에서 부동한 두께의 무방향성 규소강에 대해 연속적인 생산을 진행할 때, 빈번히 조작을 변경할 필요가 없는 효과를 실현할 수 있다.
또한, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서, 멀티패스 압연을 진행하고, 마지막 패스 이외의 기타 각 패스의 압하율은 모두 30% 이상이다. 예를 들면, 5패스 압연을 진행할 때, 제1~4패스는 각각 압하율이 ≥30%이고, 제5패스의 압하율은 선택적으로 30%보다 작을 수 있다. 이로써, 효과적으로 싱글 스탠드 냉각 압연 공정에서 냉각 압연의 절판 발생을 방지하고, 압연 패스를 감소시키고, 또한 최종 무방향성 규소강의 판형이 훌륭하도록 보장할 수 있다.
상기한 바와 같이, 획득한 무방향성 규소강은 두께가 0.25mm~0.35mm인 강판이다. 일 바람직한 실시방식에서, 연속 주조 공정에서 획득한 연속 주조 빌릿의 두께는 220mm이고; 상기 열간 압연 공정 중에서, 두께가 220mm인 연속 주조 빌릿을 두께가 35mm~40mm인 중간 빌릿으로 조압연하고, 다시 두께가 2.00mm~2.30mm인 열간 압연판으로 정압연한다. 이해 가능한 것은, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서, 다시 두께가 2.00mm~2.30mm인 열간 압연판을 타겟 두께인 무방향성 규소강의 완성품으로 진일보 압연한다.
예를 들면, 상기 생산 방법으로 최종적으로 획득한 무방향성 규소강이 두께가 0.25mm인 강판이면, 상기 열간 압연 공정 중에서, 두께가 220mm인 연속 주조 빌릿을 두께가 35mm인 중간 빌릿으로 조압연하고, 다시 두께가 2.00mm인 열간 압연판으로 정압연하고; 또한 예를 들면, 상기 생산 방법으로 최종적으로 획득한 무방향성 규소강이 두께가 0.30mm인 강판이면, 상기 열간 압연 공정 중에서, 두께가 220mm인 연속 압연 빌릿을 두께가 37.5mm인 중간 빌릿으로 조압연하고, 다시 두께가 2.15mm인 열간 압연판으로 정압연하고; 또한 예를 들면, 상기 생산 방법으로 최종적으로 획득한 무방향성 규소강이 두께가 0.35mm인 강판이면, 상기 열간 압연 공정 중에서, 두께가 220mm인 연속 압연 빌릿을 두께가 40mm인 중간 빌릿으로 조압연하고, 다시 두께가 2.3mm인 열간 압연판으로 정압연한다. 당연하게는, 이들은 바람직한 실시일 뿐이고, 본 발명을 구체적으로 실시할 때, 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 노말라이징 공정에서, 순수 건조한 N2 분위기 하에 노말라이징을 진행하고, 또한 일정한 속도로 생산하고, 즉 강판의 헤드부, 중부, 테일부에 대해 노말라이징을 진행할 때 롤링 속도는 일정하고 변하지 않는다.
또한, 소둔 과정에서, H2+N2의 혼합 분위기 하에 소둔을 진행하고, 또한 일정한 속도로 생산하고, 즉 강판의 헤드부, 중부, 테일부에 대해 소둔을 진행할 때 롤링 속도는 일정하고 변하지 않는다.
또한, 상기 생산 방법에서, 산세 공정, 냉각 공정, 코팅 공정 및 피니싱 공정은 기존의 공개된 실행 가능한 기술로 실시하면 되고, 이에 대해 더 기술하지 않는다.
요컨대, 종래기술과 대비 시, 본 발명의 일 실시방식의 유리한 효과는,
(1)화학 성분 측면에서, Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti 등 합금 원소는 첨가하지 않고, 또한 Si, Al, Mn, Sn 등 원소 함량을 결합한 디자인은 무방향성 규소강의 자기적 특성을 향상시키고, 무방향성 규소강의 비교적 낮은 철손, 비교적 높은 자속 밀도를 보장하고; 아울러 화학 성분의 기초 상에서, 결정립 사이즈를 50μm~80μm으로 제어하는 것을 통해, 강판의 결정립 미세화 강화를 실현하고, 무방향성 규소강이 높은 강도를 가지는 것을 보장함으로써, 낮은 원가와 낮은 생산 난이도의 상황 하에서, 무방향성 규소강의 자기적 특성과 강도의 종합적인 최적화를 실현하여, 무방향성 규소강이 뉴에너지 자동차의 구동 모터 상에서의 응용 요구를 만족하게 하고;
(2)나아가, 화학 성분의 디자인 기초 상에서, 열간 압연 공정, 노말라이징 공정, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정, 소둔 공정의 일련의 공법 제어를 통해, 일 측면에서, 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈의 미세화를 실현하고, 자기적 특성이 훌륭하고 또한 강도가 높은 무방향성 규소강을 획득하도록 보장하고; 다른 일 측면에서, 냉각 압연 중의 균열 단열 문제를 방지하고, 기존의 생산 흐름 중에서 상용하는 압연 전 예열 또는 2차 냉각 압연을 생략함으로써, 싱글 스탠드 냉각 압연 공정의 예열을 진행하지 않고 즉시 최종적인 압연 제조를 완성하여, 생산의 낮은 난이도, 낮은 원가 및 안정된 연속성을 보장하고; 또 다른 일 측면에서, 가열 온도, 압연 시작 온도, 노말라이징 온도 등의 저온 제어를 통해, 대대적으로 생산 에너지 소모를 감소시키고; 또한 노말라이징 온도는 낮고 또한 보온 시간이 짧으며, 또한 산세 공정 전의 강판 표면의 산화철 스케일 두께를 감소시킴으로써, 산세 효율을 향상시키는 데 유리하고, 또한 최종 무방향성 규소강의 표면 질량과 재료 완성율을 향상시킬 수 있다.
상기에서 열거한 상세한 설명은 단지 본 발명의 실행 가능한 실시방식의 구체적 설명일 뿐, 이들은 본 발명의 보호 범위에 대한 제한은 아니고, 본 발명의 기술적 정신을 벗어나지 않은 동등한 실시방식 또는 변경은 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.
아래에 본 발명의 6개 실시예를 제공하여 본 발명의 기술수단에 대해 진일보 설명을 진행한다. 당연하게는, 이러한 실시예는 단지 본 발명이 포함한 많은 변화된 실시예 중의 일부분이지, 전부는 아니다.
실시예1~6는 각각 무방향성 규소강을 제공하고, 화학 성분은 질량 백분율로 계산하면 표1에서 도시한 바와 같고; 또한 각 실시예의 무방향성 규소강은 구체적으로 표1에서 도시한 바와 같은 두께의 강판이다.
[표 1]
실시예1~6의 무방향성 규소강에 대해 각각 (1)금속 조직 검측, 획득한 재결정 결정립 사이즈에 대한 검측은 각각 표2에서 도시한 바와 같고; (2)역학 성능 검측, 획득한 항복 강도와 인장 강도에 대한 검측은 각각 표2에서 도시한 바와 같고; (3)자기적 특성 검측, 획득한 철손 P1.0/400과 자속 밀도 B5000에 대한 검측은 각각 표2에서 도시한 바와 같은 것을 포함하는 샘플링 검측을 진행한다.
[표 2]
실시예1~6의 무방향성 규소강의 생산 방법은 아래와 같다.
(1)용융철을 화학 성분이 표1에서 도시한 바와 같은 용융강으로 제련하고, 제강 기간에 Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti 등 합금 재료를 첨가하지 않고; 그 다음 제련된 용융강은 연속 주조 빌릿을 이용하여 두께가 220mm인 연속 주조 빌릿으로 제조하고, 연속 주조 빌릿의 화학 성분은 마찬가지로 표1에서 도시한 바와 같고;
(2)단계1에서 획득한 연속 주조 빌릿은 가열로에서 가열을 진행하고, 가열 온도와 보온 시간은 표3에서 도시한 바와 같고; 그 다음 순차적으로 조압연, 정압연, 권취를 경과하여, 열연 코일판을 획득하고; 조압연으로 획득한 중간 빌릿 두께, 조압연 시의 압연 시작 온도, 압연 종료 온도, 총 압하율, 획득한 열간 압연판의 두께 및 권취 시의 권취 온도는 표3에서 도시한 바와 같고;
[표 3]
(3)단계2에서 획득한 열연 코일판을 순수 건조한 N2 분위기 하에서 노말라이징을 진행하고, 노말라이징 과정은 일정한 속도를 이용하여 생산하고, 노말라이징 온도, 보온 시간은 표4에서 도시한 바와 같고;
노말라이징이 종료된 후에, 각 실시예의 강판에 대해 금속 조직 검측을 진행하고, 획득한 미재결정 조직 면적 점유율, 재결정 결정립 사이즈에 대한 검측은 각각 표4에서 도시한 바와 같고, 여기서, 미재결정 조직 면적 점유율은 미재결정 조직 면적이 강판 샘플링 단면의 총면적에서 점유하는 비율이고;
[표 4]
(4)단계3에서 획득한 강판에 대해 산세를 진행하고, 산세한 후, 예열을 진행하지 않은 상황 하에서 바로 싱글 스탠드 냉각 압연을 진행하고; 여기서, 싱글 스탠드 냉각 압연 기간에서, 5패스 압연을 진행하고, 총 압하율은 85±3%이고, 마지막 패스 이외의 기타 각 패스의 압하율은 모두 30% 이상이고, 획득한 강판의 두께는 표1에서 도시한 바와 같고, 각 패스 압하 과정은 표5에서 도시한 바와 같고;
[표 5]
(5)단계4에서 획득한 강판을 H2+N2의 혼합 분위기 하에 소둔을 진행하고, 또한 소둔 과정에서 일정한 속도로 생산하고, 소둔 온도, 보온 시간은 표6에서 도시한 바와 같고; 소둔 완성 후, 강판에 대해 순차적으로 냉각, 코팅과 피니싱을 진행하여, 각 실시예의 무방향성 규소강의 완성품을 획득한다.
[표 6]
상기 실시예1~6로부터 볼 수 있다시피, 본 발명 일 실시방식을 이용한 무방향성 규소강은, 훌륭한 자기적 특성을 구비할 수 있을 뿐만 아니라, 강도가 높고, 합금 원가가 낮고, 생산 난이도가 낮고, 생산 원가가 낮으며, 뉴에너지 자동차의 구동 모터 상에서의 응용 요구를 만족할 수 있다.

Claims (12)

  1. 순서대로 진행되는 제강, 연속 주조, 열간 압연, 노말라이징, 산세, 무예열 싱글 스탠드 냉각 압연, 소둔, 냉각, 코팅 및 피니싱을 통해 0.25mm~0.35mm 중의 임의 두께의 무방향성 규소강을 제조하고;
    연속 주조 공정 중에서, 획득한 연속 주조 빌릿의 화학 성분은 질량 백분율로 계산하면, Si: 2.95%~3.15%, Al: 0.75%~0.95%, Si+2Al: 4.6%~4.9%, Mn: 0.5%~0.7%, Sn: 0.03%~0.04%, Cu≤0.03%, Cr≤0.03%, Ni≤0.03%, Cr+Ni+Cu≤0.07%, Nb≤0.004%, V≤0.004%, Ti≤0.004%, Nb+V+Ti≤0.008%, C≤0.0025%, P≤0.015%, S≤0.0015%, N≤0.004%, C+S+N≤0.007%, Mn/S≥380, Al/N≥200을 포함하고, 그 나머지는 Fe 및 불가피한 이물질이고;
    열간 압연 공정 중에서, 연속 주조 공정에서 획득한 연속 주조 빌릿은 순차적으로 조압연, 정압연, 권취를 경과하여, 열연 코일판을 획득하고; 정압연 시의 압연 시작 온도는 950±20℃이고, 압연 종료 온도는 840±20℃이며 총 압하율은 94~95%이고, 권취 시의 권취 온도는 620±20℃이고;
    노말라이징 공정에서, 미재결정 조직 면적 점유율은 5%~20%인 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    열간 압연 공정 중에서, 연속 주조 공정에서 획득한 연속 주조 빌릿을 1080℃~1110℃까지 가열하고 160min~180min 동안 보온하는 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    노말라이징 공정에서, 노말라이징 온도는 840℃~860℃이고 180s~200s 동안 보온하는 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    소둔 공정에서, 소둔 온도는 960℃~980℃이고 40s~45s 동안 보온하는 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    싱글 스탠드 냉각 압연 공정 중에서, 멀티패스 압연을 진행하고, 총 압하율은 85±3%이고, 마지막 패스 이외의 기타 각 패스의 압하율은 모두 30% 이상인 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    열간 압연 공정 중에서, 두께가 220mm인 연속 주조 빌릿을 두께가 35mm~40mm인 중간 빌릿으로 조압연하고, 다시 두께가 2.00mm~2.30mm인 열간 압연판으로 정압연하는 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무방향성 규소강은 두께가 0.25mm인 강판이면, 상기 중간 빌릿의 두께는 35mm이고, 상기 열간 압연판의 두께는 2.00mm이고; 또는 상기 무방향성 규소강은 두께가 0.30mm인 강판이면, 상기 중간 빌릿의 두께는 37.5mm이고, 상기 열간 압연판의 두께는 2.15mm이고; 또는, 상기 무방향성 규소강은 두께가 0.35mm인 강판이면, 상기 중간 빌릿의 두께는 40mm이고, 상기 열간 압연판의 두께는 2.30mm인 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    제강 공정 중에서, Cu, Cr, Ni, Nb, V, Ti의 합금화 재료를 첨가하지 않는 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  9. 제1항에 따른 생산 방법을 이용하여 제조하여 형성된 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 무방향성 규소강의 재결정 결정립 사이즈는 50μm~80μm인 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 무방향성 규소강 항복 강도≥460Mpa이고, 인장 강도≥550Mpa이고, 철손P1 .0/400≤18.5W/kg이며, 자속 밀도B5000≥1.67T인 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강의 생산 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무방향성 규소강은 두께가 0.25mm인 강판이고, 철손은 P1.0/400≤17.5W/kg이고; 또는 두께가 0.3mm인 강판이고, 철손은 P1.0/400≤18.0W/kg이고; 또는 두께가 0.35mm인 강판이고, 철손은 P1.0/400≤18.5W/kg인 것을 특징으로 하는 뉴에너지 구동 모터용 무방향성 규소강.
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