KR940007496B1 - 자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법

제 1 도는 본 발명재와 비교재의 철손을 나타낸 그래프.

제 2 도는 본 발명재와 비교재의 자속밀도를 나타낸 그래프.

제 3 도는 본 발명재와 비교재의 집합조직강도를 나타낸 그래프.

본 발명은 각종 모터 및 발전기등의 철심재료로 사용되는 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 철손이 낮고 자속밀도가 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.

각종 모터 및 발전기등의 철심재료로 사용되고 있는 무방향성 전기강판에 요구되는 자기적 특성으로는 철손과 자속밀도를 들수 있는데, 단시간 순간적으로 사용되는 소형모터나 가전기기용에는 자속밀도가 중요한 반면, 장시간 지속적으로 사용되며 전력소비량이 큰 산업용 대형 전기 기기용에는 에너지 절감 측면에서 철손이 특히 중요시된다.

무방향성 전기강판의 철손은 결정립도, 집합조직 및 미량첨가 원소등에 의해서도 영향을 받지만 주로 규소 함량에 따라 크게 좌우된다. 이처럼 무방향성 전기강판의 등급 분류 기준이 되는 중요한 원소인 규소는 강판의 비저항을 증가시켜 와전류손실 및 결정자기이방성 에너지를 감소시켜 이력손실을 감소시킴과 동시에 페라이트 영역 확장원소로서 열처리 범위를 넓혀주며 회전기기의 철심재료로 사용되는데 적당한 강도를 부여해 주는 작용을 한다.

그러나 이러한 여러가지 유익한 작용에도 불구하고 규소는 취성이 매우 강한 원소로서 일정량 이상 함유시 열간압연중 열연판 에지부(모서리부)에 터짐이 발생하고 열연판을 최종제품두께로 냉간압연시 판파단이 다량 발생되어 대단히 비경제적이므로 가능한 규소함량을 낮추어 생산하는 것이 좋으나 규소함량이 적으면 자기적 성질이 떨어지는 문제점이 있다.

자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판을 제조하는 방법으로는 대한민국 특허 제29824호에 제시된 방법을 들수 있는데, 이 방법은 예비소둔온도를 900∼1000℃로 하고, 예비소둔시간을 1시간 이상으로 상소둔하여 무방향성 전기강판을 제조하는 것을 그 요지로 하고 있다.

그러나, 상기 방법은 철손개선정도가 미약하고 1시간 이상 상소둔을 필요로 하므로 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된것으로서, 본 발명은 강성분 중규소함량을 3.50% 이하로 제한하고, 예비소둔 조건을 적절히 제어하여 결정입도와 집합조직을 개선함으로서 철손이 낮고 자속밀도가 우수한 무방향성 전기강판을 경제적으로 제조할수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은, 중량%로, C : 0.03% 이하, Si : 3.5% 이하, Mn : 0.1∼1.0%, Al : 0.05∼1.0%, P : 0.1% 이하, S : 0.01% 이하, N : 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 기타불가피하게 함유된 불순물로 조성되는 강 슬라브를 열간압연하여, 예비소둔, 냉간압연, 및 최종 소둔을 차례로 실시하여 무방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 예비소둔이 900∼1100℃의 온도범위에서 1.5∼4.0분 동안 산화성 또는 N₂가스의 비산화성 분위기하에서 행하여지는 자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

상기 C는 자기시효를 일으키는 원소이므로 최종제품중의 C의 함량은 0.004% 이하로 할 필요가 있는데, 초기 탄소량이 0.03% 이상일 경우에는 탈탄소둔시 최종 제품의 요구탄소량으로 충분히 탈탄할수 없기 때문에, 상기 C의 함량은 0.03% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 Si는 비저항을 높여서 와류손을 감소시켜 철손을 감소시키기 위해 첨가하며 냉간압연성을 고려하여 3.5% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Al은 강력한 페라이트 형성원소로서 첨가량 증가로 철손은 낮아지나 자속밀도가 저하되고 압연 작업성이 저하되므로, 그 함량은 0.05∼1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Mn이 첨가되는 경우에는 비저항 증가로 자성이 향상되나 너무 많으면 압연 작업성이 나빠지므로 그 함량은 0.1∼1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 P가 너무 많이 함유되는 경우에는 결정립 성장을 억제시켜 철손을 증가하게 하지만 규소가 낮은 무방향성 전기강판에서는 경도를 증가시켜 타발성을 향상시키므로, 그 함량은 0.1% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 S 및 N는 각각 미세한 MnS 및 AlN을 석출시켜 결정립 성장을 억제시켜 자성에 불리하므로 0.01% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같이 조성되는 강을 통상의 방법으로 열간압연하고 열간압연된 열연판을 900∼1100℃의 온도에서 1.5∼4.0분동안 예비소둔을 실시하여 열연판의 결정립을 충분히 성장시키고 자화용이 면이 많이 발달될수 있도록 집합 조직을 개선시켜 주는 것이다.

냉간압연판의 재결정시 재결정핵은 통상 결정입계에서 생성되어 성장되며 자화가 용이하지 않는 (111), (211)면이 자화가 용이한 (100), (110)면보다 우선 핵이 생성되어 성장되므로 자성 개선을 위해서는 (111), (211)면의 생성을 최대로 억제해야 되며 이의 방안으로는 소둔전 강판의 결정립을 크게 성장시켜 결정립계의 면적을 감소시키는 것이 좋다.

통상의 예비소둔조건(800℃-900℃, 1, 2분 연속 소둔함)에서 예비소둔판은 표층부만 재결정이 일어나고 결정입도도 적어 결정입계의 면적이 증가되어 최종소둔시 재결정이 일어날때 자화가 용이하지 않는 결정면[(111), (211)]의 발달이 증가되어 자기적 성질이 저하되고, 예비소둔온도가 1100℃ 이상일 경우에는 상변태(페라이트→오스테나이트)가 일어나 오스테나이트상이 나타나 자성에 유해하게 되므로, 예비소둔온도는 900∼1100℃로 제한하는 것이 바람직하다.

또한 예비소둔온도가 900∼1100℃ 사이에서도 예비소둔시간이 1.5분 미만일 경우는 균열시간 부족으로 결정립 성장이 충분히 일어나지 못하여 자성개선 정도가 미흡하며 4.0분 이상일 경우는 강판의 표면에 과도한 산화가 발생되어 산세시 산화피막이 완전히 제거되지 못하므로, 예비소둔시간은 1.5∼4.0분으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 예비소둔시 분위기는 산화성 또는 N₂가스를 사용하는 비산화성 분위기 어느것이나 가능하며, N₂가스를 사용하는 비산화성 분위기하에서 예비소둔하는 경우에는 로점을 0∼20℃로 조절하여 탈탄을 시키므로써 제품의 잔류 탄소감소에 의한 철손 개선효과도 얻을 수 있다.

본 발명에 따라 상기한 조성을 갖는 열연강판을 900∼1100℃에서 1.5∼4.0분 동안 예비소둔하면, 재결성이 페라이트 상에서 일어나며 또한, 결정립이 조대하게 성장되어 결정입계의 면적을 감소시켜 최종 소둔중 재결정시 자화에 불리한 면[(111), (211)]의 발달은 감소되고, 자화가 용이한 면[(100), (110)]의 발달이 증가되어 자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판이 제조된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1과 같이 조성되는 강슬라브(잔부 : Fe 및 기타 불가피하게 함유된 불순물)를 두께 2mm로 열간압연하여 하기 표 2와 같이 예비소둔조건을 변화시켜 예비소둔하고 1회의 냉간압연에 의해 최종제품 두께 0.5mm로 하고 830℃ 및 1010℃에서 각각 2.9분 및 1.8분 동안 탈탄 및 최종소둔을 연속적으로 실시하여 최종시편을 제조하여, 각각의 시편에 대하여 자성, 결정립크기 및 집합 조직계수를 측정하고 그 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

한편, 각 시편에 대한 철손, 자속밀도 및 집합조직(집합조직강도)을 도식적으로 나타내기 위하여 이들을 각각 제 1 도, 제 2 도 및 제 3 도에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

상기 표 3 및 제1∼3도에 나타난 바와같이, 본 발명재는 비교재(1)에 비하여 자기적 특성이 매우 우수하며, 특히, Si 함량이 본 발명재보다 많은 비교재(2)보다도 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판을 경제적으로 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중량%로, C : 0.03% 이하, Si : 3.5% 이하, Mn : 0.1∼1.0%, Al : 0.05∼1.0%, P : 0.1% 이하, S : 0.01% 이하, N : 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 기타불가피하게 함유된 불순물로 조성되는 강슬라브를 열간압연하여 예비소둔, 냉간압연 및 최종 소둔을 차례로 실시하여 무방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 예비소둔이 900∼1100℃의 온도범위에서 1.5∼4.0분 동안 산화성 또는 N₂가스의 비산화성 분위기하에서 행하여지는 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법.