KR960003900B1 - Process for the production of oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties - Google Patents

Process for the production of oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties Download PDF

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Abstract

The manufacturing method improves magnetic properties of silicon steel by controlling coiling temperatures and phosphor content. The manufacturing method comprises controlling phosphor content of 0.03˜0.2 wt.% in silicon steel slab consisting of 0.030-0.100 wt.%, 2.50-4.00 wt% Si, 0.030-0.150 wt.% Mn, 0.010-0.050 wt.% S, 0.010-0.050 wt.% sol Al, 0.0030-0.0120 wt.% N, 0.030-0.300 wt.% Cu, P and balance Fe, and coiling the hot rolled plate at 150˜550≰C after hot rolling the slab to 2.0˜2.3mm thickness.

Description

자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법Manufacturing method of oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties

제 1 도는 P의 첨가량 및 권취온도에 따른 1차 재결정 집합조직의 변화를 나타낸 그래프.1 is a graph showing the change of primary recrystallized texture according to the amount of P added and the coiling temperature.

제 2 도는 P의 첨가량 및 권취온도에 따른 P의 입계 편석량의 변화를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the change of grain boundary segregation amount of P according to the addition amount of P and the coiling temperature.

본 발명은 변압기, 발전기등의 전기기기의 철심에 사용되는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는, 박물제품에도 적용될 수 있는 저철손 고자속밀도를 갖는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties used for iron cores of electrical equipment such as transformers and generators, and more particularly, has excellent magnetic properties with low iron loss and high magnetic flux density, which can be applied to a thin article. It relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet.

통상, 방향성 전기강판은 강판의 압연방향으로 자기적 특성이 우수한 연자성 재료로서, 여자가 용이하고 철손이 적은 특성이 요구된다. 여자특성은 일정한 강도의 자장(1000A/m)에 의해 철심내에 유기되는 자속밀도(B10)의 대소로 평가되어지며, 철손특성은 일정한 주파수(50Hz)의 교류에 의해 소정의 자속밀도(1.7 Tesla)가 철심에 얻어지도록 할때 철심내에서 열등으로 낭비되는 에너지 손실(W17/50)의 다소에 따라 평가된다. 자속밀도가 높은 소재를 사용하게 되면, 소형 고성능의 전기기기의 제작이 가능하게 되며, 철손이 적으면 적을수록 전기에너지 손실을 대폭 줄일 수 있다.In general, a grain-oriented electrical steel sheet is a soft magnetic material having excellent magnetic properties in the rolling direction of the steel sheet, and is required to have a property of easy excitation and low iron loss. The excitation characteristic is evaluated as the magnitude of the magnetic flux density (B 10 ) induced in the iron core by the magnetic field of constant intensity (1000A / m), and the iron loss characteristic is the predetermined magnetic flux density (1.7 Tesla) by the alternating frequency of the constant frequency (50Hz). ) Is estimated according to some of the energy loss (W 17/50 ) wasted inferiorly within the iron core. The use of materials with high magnetic flux density enables the manufacture of small, high-performance electrical devices, and the fewer the iron losses, the greater the loss of electrical energy.

방향성 전기강판에 있어서, 상기 자속밀도와 철손특성을 향상시키기 위해서는, BCC 구조를 갖는 규소강의 자화용이 방향인 [001]방향이 강판의 압연방향과 잘 일치하도록 하는 것, 즉 방향성의 개선이 요구된다.In the grain-oriented electrical steel sheet, in order to improve the magnetic flux density and the iron loss characteristics, it is required that the direction of magnetization of the silicon steel having the BCC structure coincide with the rolling direction of the steel sheet, that is, the improvement of the orientation. .

밀러(Miller) 지수로 (110)[001]방위의 결정립들로 구성되는 방향성 전기강판은 공업적으로는 최종 두께로 냉간압연한 강판을 탈탄소둔을 거쳐 약 1000℃ 이상의 고온에서 최종 소둔할때 일어나는 소위 2차 재결정 현상을 이용하여 제조되고 있다. 이 방향성 전기강판에서의 2차 재결정은 방향성 개선의 정도를 나타내는 것으로서, 비교적 입도가 큰 (110)[001] 범위의 1차 재결정립(이를 2차 재결정의 핵이라 함)들이 이와는 다른 방위의 1차 재결정립들을 잠식하면서 급속히 성장하는 현상이다.A grain-oriented electrical steel sheet composed of grains in the (110) [001] orientation by the Miller index is industrially produced when the final cold annealing of a cold rolled steel sheet through decarbonization annealing at a high temperature of about 1000 ° C. or higher. It is manufactured using the so-called secondary recrystallization phenomenon. Secondary recrystallization in this grain-oriented electrical steel sheet indicates the degree of directional improvement, in which primary recrystallized grains (referred to as nuclei of secondary recrystallization) of a relatively large grain size (110) [001] range have a different orientation. It is a phenomenon that grows rapidly while encroaching on recrystallized grains.

결국 우수한 자기특성을 갖는 방향성 전기강판을 제조하기 위해서는 이러한 2차 재결정을 완전히 일으키면서, 동시에 2차 재결정립의 방향성을 우수하게 만드는 것이 중요하다. 이를 위해 2차 재결정이 완전히 일어나기 전까지 (110)[001]방위 이외의 1차 재결정립들의 정상적으로 성장하지 못하도록 입성장 억제제로 MnS, AIN, Cu2S 등의 석출물이나 Sn, P, Sb등과 같은 입계편석 원소를 첨가하는 것과 (110)[001]방위의 2차 재결정 핵에 이와는 다른 방위의 1차 재결정립들이 용이하게 잠식될 수 있는 1차 재결정 집합조직을 형성시키는 것이 필요하다. 여기서, 1차 재결정 집합조직이란 제조 공정중 탈탄소둔 후의 시편의 집합조직을 의미하며, 이것은 강중의 성분, 열처리온도 및 압연율등 각 제조공정 조건에 따라 달라지게 된다. 억제제로 MnS 및 AIN 등의 석출물을 이용하는 고자속밀도를 갖는 방향성 전기강판에 있어서, 방향선 개선을 위해서 1차 재결정 집합조직을 (111)[112]방위는 강하고 (100)[011]방위는 가능한한 약한 것으로 형성시키는 것이 바람직하다고 알려져 있다.As a result, in order to manufacture a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties, it is important to completely generate such secondary recrystallization and at the same time make the secondary recrystallization grains excellent. For this purpose, grain growth inhibitors such as MnS, AIN, Cu 2 S or grain boundaries such as Sn, P, Sb, etc. are used to prevent normal growth of primary recrystallized grains other than the (110) [001] orientation until secondary recrystallization occurs completely. It is necessary to add segregation elements and to form a primary recrystallized texture in which secondary recrystallization nuclei of different orientations can be easily encroached on secondary recrystallization nuclei in the (110) [001] orientation. Here, the primary recrystallized texture refers to the texture of the specimen after decarbonization annealing during the manufacturing process, which will vary depending on the manufacturing process conditions, such as steel components, heat treatment temperature and rolling rate. In oriented electrical steel sheets having high magnetic flux density using precipitates such as MnS and AIN as inhibitors, the primary recrystallized texture is strengthened (111) [112] with a strong (100) [011] orientation for improving the direction line. It is known to form weak ones.

한편, 반향성의 개선 뿐만 아니라 강판의 두께를 얇게하여 철손특성을 향상시킴으로써 자기특성이 우수한 방향성 전기강판을 제조하려는 욕구가 최근 에너지 절감 차원에서 원활히 진행되고 있다. 이는 철손의 많은 부분을 차지하는 와류손이 판 두께의 제곱에 비례하기 때문에 판 두께를 얇게할수록 철손을 저감시킬 수 있기 때문이다. 그러나, 판 두께가 얇아지면 2차 재결정이 불안정하게 일어날 뿐만 아니라, 2차 재결정이 일어난다 하더라도 방향성이 열화되는 경향이 있기 때문에, 통상의 방법으로 안정하게 제조할 수 있는 방향성 전기강판 두께의 하한은 0.30mm 정도에 불과하다. 따라서, 이보다 얇은 두께인 경우에 방향성이 우수한 2차 재결정을 안정하게 일으킴으로써 자기특성이 우수한 고자속밀도 방향성 전기강판을 제조하기 위해서는, 상기의 1차 재결정 입성장 억제력을 통상의 두께의 경우보다 더 강화시켜야 할 뿐만 아니라, 최적의 1차 재결정 집합조직을 형성시키는 것이 바람직하다고 알려져 있다.On the other hand, the desire to manufacture a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties by improving the iron loss characteristics by improving the reflectivity as well as the thickness of the steel sheet has been progressing smoothly in recent years in terms of energy saving. This is because the vortex loss, which accounts for a large part of the iron loss, is proportional to the square of the plate thickness, so that the thinner the plate thickness, the lower the iron loss. However, when the thickness of the plate becomes thin, not only the secondary recrystallization becomes unstable, but also because the orientation tends to deteriorate even when the secondary recrystallization occurs, the lower limit of the thickness of the grain-oriented electrical steel sheet which can be stably manufactured by the conventional method is 0.30 mm. It is only about. Therefore, in order to produce a high magnetic flux density oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties by stably producing secondary recrystallization having excellent directionality in the case of thinner thickness, the above-mentioned primary recrystallization grain growth suppression force is more than that of the normal thickness. In addition to strengthening, it is known to form an optimal primary recrystallized texture.

본 발명자등은 특허공고 93-4849에서, 이러한 1차 재결정 입성장 억제력 강화에 기여하는 원소의 첨가에 의해, 자기특성이 우수한 박물 고자속 밀도 방향성 전기강판을 제조할 수 있는 방법을 제안하였다. 즉, Cu 및 P를 복합처가하여 석출물 및 입계편석에 의한 1차 재결정 입성장 억제력을 더욱 강화함으로서, 2차 재결정이 안정하게 발달되고 2차 재결정의 방향성을 개선하여 우수한 자기특성을 갖는 0.15-0.27mm 두께의 박물 고자속 밀도 방향성 전기강판의 제조방법을 제안하였다.The inventors of the present invention, in Patent Publication 93-4849, proposed a method for producing a thin magnetic flux density oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties by addition of an element contributing to strengthening the primary recrystallization grain restraint. In other words, by adding Cu and P to reinforce the primary recrystallization grain growth inhibition by precipitates and grain boundary segregation, the secondary recrystallization is stably developed and the direction of the secondary recrystallization is improved to improve the magnetic properties 0.15-0.27 A method of manufacturing a thin magnetic flux-high density oriented electrical steel sheet having a thickness of mm is proposed.

그러나, 본 발명자등은 상기 발명강 슬라브를 이용하여 여러 가지 공정변화 실험을 거듭한 결과, 열간압연후 권취(Coiling) 조건을 제어하여 최적의 1차 재결정 집합조직을 형성시키는 방법을 통하여, 종래보다도 월등한 자기 특성을 갖는 박물 고자속 밀도 방향성 전기강판의 제조가 가능함을 확인하였다.However, the inventors of the present invention have repeatedly performed various process change experiments using the inventive steel slab, and thus, by controlling the coiling conditions after hot rolling, an optimal primary recrystallized texture is formed. It was confirmed that a high magnetic flux density oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties could be manufactured.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 발명을 보다 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 권치 온도 및 P의 함량을 정확하게 제어하여 최적의 1차 재결정 집합 조직을 형성시키는 방법으로, 자기특성이 우수한 박물 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to further improve the above-described conventional invention, and is a method of forming an optimal primary recrystallized texture by precisely controlling the winding temperature and the content of P. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fast density oriented electrical steel sheet.

이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은 중량%로 C : 0.030-0.100%, Si : 2.50-4.00%, Mn : 0.030-0.150%, S : 0.010-0.050%, 산가용성 Al : 0.010-0.050%, N : 0.0030-0.0120%, Cu : 0.030-0.300%, P 및 잔부 Fe로 이루어진 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 열간업연, 석출소둔, 산세, 냉간압연, 탈탄소둔, 소둔분리제 도포, 및 고온 소둔에 의해 강판 두께가 0.15-0.27mm인 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 규소강 슬라브중의 P를 0.030-0.200중량%가 되도록 제어하고, 2.0-2.3mm 두께로 열간압연한 후, 열연권취온도 150-550℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.In the present invention, C: 0.030-0.100%, Si: 2.50-4.00%, Mn: 0.030-0.150%, S: 0.010-0.050%, acid soluble Al: 0.010-0.050%, N: 0.0030-0.0120%, Cu: 0.030-0.300%, The steel sheet thickness is 0.15- by the hot-rolling, precipitation annealing, pickling, cold rolling, decarbonization, application of annealing separator, and hot annealing of the silicon steel slab composed of P and the balance Fe. In the method for producing a 0.27mm grain oriented electrical steel sheet, P in the silicon steel slab is controlled to be 0.030-0.200% by weight, hot-rolled to a thickness of 2.0-2.3mm, and then hot-rolled coiling temperature 150-550 ℃ The present invention relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties, characterized by winding up.

이하, 본 발명의 규소강 슬라브의 성분들의 수치한정 이유에 대하여 설명한다.The reason for numerical limitation of the components of the silicon steel slab of the present invention is described below.

상기 C는 0.030중량%(이하, "%"라 함) 미만인 경우 슬라브 가열 공정에서 결정립들이 조대 성장하여 최종 고온소둔시 2차 재결정의 발달이 불안정해지므로 좋지 않으며, 0.10%를 초과하면 탈탄소둔에 장시간이 소요되어 바람직하지 않다.When C is less than 0.030% by weight (hereinafter referred to as "%"), it is not good because grains grow coarsely in the slab heating process and the development of secondary recrystallization becomes unstable at the final high temperature annealing. It takes a long time, which is undesirable.

상기 Si은 2.50% 미만의 경우 우수한 철손특성이 얻어지지 않으며, 4.00%를 초과하는 경우는 냉간압연성이 열화되므로 바람직하지 않다.If the Si is less than 2.50%, excellent iron loss characteristics are not obtained, and if it exceeds 4.00%, the cold rolling property is deteriorated, which is not preferable.

상기 Mn 및 S는 MnS 석출물의 형성에 필요한 원소로, Mn의 경우 0.030-0.150%의 성분범위를 벗어나면 입성장 억제를 위한 적절한 MnS 분포가 되지 않으며, S의 경우는 0.050%를 초과하면 최종 고온 소둔시 충분한 탈류가 이루어지지 않아 자기특성의 열화를 초래하며, 0.010% 미만인 경우는 충분한 양의 유화물 형태의 석출물들을 얻을 수 없게 되어 바람직하지 않다. 상기 산가용성 Al 및 N은 AlN 석출물의 형성에 필요한 원소로서, 산가용성 Al은 0.010% 미만인 경우 2차 재결정의 방향성이 열화되어 자속밀도가 저하되며, 0.050%를 초과하면 2차 재결정이 발달이 불안정해지므로 좋지 않으며, 산가용성 Al의 보다 바람직한 성분범위는 0.020-0.030%이다. 한편, 상기 N은 0.0030% 미만인 경우 AlN의 양이 부족하게 되고, 0.0120%를 초과하면 제품에 불리스터(Blister) 형태의 결함이 발생하므로 바람직하지 않다.The Mn and S are elements necessary for the formation of MnS precipitates, and Mn does not have an appropriate MnS distribution for suppressing grain growth if it is out of the component range of 0.030-0.150%, and in case of S, the final high temperature exceeds 0.050%. In the annealing, sufficient dehydration does not occur, leading to deterioration of the magnetic properties. If it is less than 0.010%, it is not preferable to obtain a sufficient amount of emulsion-type precipitates. The acid-soluble Al and N are elements necessary for the formation of AlN precipitates, and when the acid-soluble Al is less than 0.010%, the direction of the secondary recrystallization is deteriorated, and the magnetic flux density is lowered. It is not good because it becomes, and the more preferable component range of acid-soluble Al is 0.020-0.030%. On the other hand, the N is less than 0.0030% AlN is insufficient in the amount, if it exceeds 0.0120% is not preferable because a defect in the form of a bulster (Blister) occurs in the product.

상기 Cu는 Cu2S 석출물의 형성에 필요한 원소로, 0.030% 미만인 경우 적정량의 Cu2S 석출물이 얻어지지 않아 통상의 두께보다 얇은 두께로 제조할 경우 2차 재결정을 안정하게 일으키기 어렵게 되며, 0.300%를 초과하면 2차 재결정은 일어나나 그 방향성이 열화되므로 바람직하지 않다.Cu is an element necessary for the formation of Cu 2 S precipitates, and when less than 0.030%, Cu 2 S precipitates are not obtained in an appropriate amount, and when manufactured to a thickness thinner than the normal thickness, it is difficult to stably cause secondary recrystallization, 0.300% If it exceeds, secondary recrystallization occurs, but its orientation is deteriorated, which is not preferable.

상기 P는 입계편석원소로, 기본적으로 입성장억제력 향상을 위해 필요하며, 아울러 1차 재결정 집합조직중 (111)[112]방위의 강도를 변화시키는 역할을 한다. 그러나, 이러한 역할은 P의 첨가량 및 권취온도에 따라 좌우되며, 이를 제 1 도 및 제 2 도를 통하여 설명하면 다음과 같다.P is a grain boundary segregation element, which is basically required for improving grain growth inhibition, and also serves to change the strength of the (111) [112] orientation in the primary recrystallization aggregate structure. However, this role depends on the amount of P added and the coiling temperature, which will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

제 1 도는 중량%로, C : 0.045%, Si : 3.16%, Mn : 0.075%, S : 0.024%, 산가용성 Al : 0.026%, N : 0.0090%, Cu : 0.082%를 함유한 용강에 각각 0.015%, 0.087%의 P를 첨가한 2종류의 슬라브강을 이용하여, 통상의 방법으로 0.23mm 두께의 방향성 전기강판을 제조하여, 권취온도에 따른 1차 재결정 집합조직의 변화를 나타낸 예로서, P의 첨가량이 0.087%인 강(a)의 경우 권취온도의 감소에 따라 탈탄소둔판의 (111)면 강도(Texture coefficient)가 증가하는 반면에, P의 첨가량이 통상수준으로 적은 강(b)의 경우는 (111)면 강도의 변화가 거의 나타나지 않는다. 전기강판에서는 일반적으로 (111)면 강도는 (111)[112]방위의 강도에 비례하므로, 결국 일정량 이상의 P가 첨가된 방향성 전기강판의 경우 권취온도를 감소시키게 되면 (111)[112]방위가 강한 바람직한 1차 재결정 집합조직을 형성시킬 수 있음을 알 수 있다. 한편, (110)[001] 및 (100)[011]방위의 강도는 P의 첨가량과 권취온도에 따라 거의 변화되지 않는 것으로 나타난다.1 is weight%, 0.015 in molten steel containing C: 0.045%, Si: 3.16%, Mn: 0.075%, S: 0.024%, acid soluble Al: 0.026%, N: 0.0090%, Cu: 0.082% By using two kinds of slab steels containing% and 0.087% of P, a oriented electrical steel sheet having a thickness of 0.23 mm was manufactured by a conventional method, and the example showing the change of the primary recrystallized texture according to the winding temperature, In the case of steel (a) having an addition amount of 0.087%, the (111) surface coefficient of the decarbonized annealing plate increases as the winding temperature decreases, whereas the amount of P added in the steel (b) is low. In this case, the change in the (111) plane intensity hardly appears. In general, the (111) surface strength is proportional to the strength of the (111) [112] direction in electrical steel sheets. Therefore, in the case of a oriented electrical steel sheet having a certain amount of P added, when the winding temperature is decreased, the (111) [112] orientation becomes It can be seen that strong preferred primary recrystallization texture can be formed. On the other hand, the strengths of the (110) [001] and (100) [011] orientations show little change with the amount of P added and the coiling temperature.

또한, 제 2 도는 상기 제 1 도의 시편에서 권취온도에 따른 열간압연판에서의 P의 입계편석량 변화를 나타낸 예로서, 이때 입계 편석량은 진공중에서 시편을 파단시킨 후 입계 파단 부위에 대하여 오-제(Auger)전자현미경을 이용하여 정량 분석된 평균값이다.In addition, FIG. 2 is an example showing the change in the grain size segregation of P in the hot rolled plate according to the winding temperature in the specimen of FIG. 1, wherein the grain size segregation is erroneous with respect to the grain boundary fracture site after breaking the specimen in vacuum. Mean value quantified using an Auger electron microscope.

제 2 도에서 나타난 바와같이, 일정량 이상의 P가 첨가된 강(a)의 경우는 권취온도의 감소에 따라 P의 편석량이 감소되는데, 이는 권취온도가 낮을수록 냉각속도가 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 그러나, P의 첨가량이 적은 강(b)의 경우 권취온도에 따라 P의 입계편석량이 거의 변화되지 않는 것으로 나타난다. 입계 편석량의 감소는 입내 존재량의 증가를 의미하므로, 결국 권취온도가 감소할수록 입내에 존재하는 P의 양이 증가하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, in the case of the steel (a) to which a certain amount of P is added, the segregation amount of P decreases as the coiling temperature decreases, which is considered to be because the cooling rate increases as the coiling temperature is lowered. . However, in the case of steel (b) having a small amount of P added, the grain size segregation of P hardly changes with the winding temperature. Since the decrease in the amount of grain boundary segregation means an increase in the amount of intragranular presence, it can be seen that the amount of P present in the mouth increases as the winding temperature decreases.

상기 제 1 도 및 제 2 도의 예에서 알 수 있듯이, 일정량 이상의 P가 첨가된 경우 권취온도의 감소에 따라서 (111)[112]방위가 증가하는 것은 P의 입내 존재량의 증가와 관련이 있는 것으로, 이는 현재 규명되지 않았지만 입내에 존재하는 P의 양의 변화에 따라 입계 유동도(Mobility)가 변화되고, 이에 따라 집합조직이 변화되는 것으로 생각된다. 반면에, 통상의 수준으로 소량의 P가 첨가된 경우는 권취온도에 따른 입내에 존재하는 P의 양이 거의 변화되지 않으면, 이에 따라 집합조직도 미약하게 변화되는 것을 알 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 1 and 2 above, when a certain amount of P is added, the increase in the (111) [112] orientation with the decrease in the winding temperature is related to the increase in the amount of P present in the mouth. Although this has not been identified at present, it is thought that the mobility of grain boundary changes according to the change of the amount of P present in the mouth, and thus, the texture of the aggregate changes. On the other hand, when a small amount of P is added at a normal level, if the amount of P present in the mouth hardly changes according to the coiling temperature, it can be seen that the texture of the tissue changes accordingly.

그러나, P는 0.03% 미만인 경우 권취온도에 따른 (111)[112]방위의 강도변화, 즉 1차 재결정 집합조직의 개선 강도가 미약하기 때문에 본 발명의 범위의 권취온도 150-550℃에서 권취를 하더라도 우수한 자기 특성이 얻어지지 않으며, 0.200%를 초과하면 냉간압연성이 악화되므로 바람직하지 않다.However, when P is less than 0.03%, winding is performed at a coiling temperature of 150-550 ° C. because the strength change of the (111) [112] orientation according to the coiling temperature, that is, the improvement strength of the primary recrystallized texture is weak. Even if the excellent magnetic properties are not obtained, if it exceeds 0.200% cold rolling is deteriorated is not preferable.

상기와 같이 조성되고, 기타 불가피한 미량의 불순물 및 잔부 Fe로 조성된 본 발명의 규소강 슬라브는 통상의 용해법, 조괴법, 연주법등을 이용하여 통상의 고자속밀도 방향성 전기강판의 후속공정에 적합한 소재로 제조될 수 있다.The silicon steel slab of the present invention, which is composed as described above and composed of other unavoidable trace impurities and the balance Fe, is a material suitable for the subsequent process of a conventional high magnetic flux density oriented electrical steel sheet using a conventional dissolution method, an ingot method, a playing method, and the like. It can be prepared as.

이하, 상기와 같이 조성되는 규소강을 소재로하여 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of a high magnetic flux density oriented electrical steel sheet using the silicon steel comprised as mentioned above as a raw material is demonstrated.

본 발명에 따라 구성된 규소강 슬라브는 통상의 열간압연 공정에 의해, 가열 후 보통 2.0-2.3mm의 두께로 압연되며 이어서 권취된다. 열간압연판의 두께를 상기와 같이 한정한 이유는 이 범위의 두께가 적절한 최종냉간 압하율을 얻는데 효과적이기 때문이다. 더욱이 2.0mm 미만의 경우는 열연코일 선단부의 권취작업이 어려워지므로 좋지 않으며, 2.3mm를 초과하는 경우는 본 발명의 권취온도를 냉각하기 위해 더 큰 능력의 냉각설비를 요하므로 바람직하지 않다.The silicon steel slabs constructed in accordance with the invention are rolled to a thickness of usually 2.0-2.3 mm after heating, followed by a conventional hot rolling process, and then wound. The reason why the thickness of the hot rolled sheet is limited as described above is that the thickness in this range is effective for obtaining an appropriate final cold reduction ratio. Furthermore, less than 2.0 mm is not preferable because the winding work of the hot rolled coil tip becomes difficult, and more than 2.3 mm is not preferable because a larger capacity cooling device is required to cool the winding temperature of the present invention.

이때, 권취온도의 바람직한 범위는 150-550℃인데, 그 이유는 권취온도가 550℃를 초과하면 바람직한 1차 재결정 접합조직의 형성이 미흡할 뿐만 아니라 Cu2S나 AlN과 같은 석출물들이 조대화되고 불균일한 분포를 초래하게 되어 자기특성의 저하를 가져오며, 반면 150℃ 미만이면 자기특성은 열화되지 않으나 열연판의 취성이 증가하여 권취작업이 곤란해지기 때문이다.At this time, the preferred range of the coiling temperature is 150-550 ° C. The reason for this is that when the coiling temperature exceeds 550 ° C, not only the formation of the preferred primary recrystallized joint structure is insufficient, but also precipitates such as Cu 2 S and AlN are coarsened. This results in non-uniform distribution, leading to a decrease in magnetic properties. On the other hand, if it is less than 150 ° C., the magnetic properties are not deteriorated, but the brittleness of the hot rolled sheet increases, which makes winding work difficult.

상기 열간압연판은 AlN의 석출상태를 조절하기 위해 950-1200℃에서 30초-30분간 석출소둔한 후 급냉 처리된다.The hot rolled plate is quenched after precipitation annealing at 950-1200 ° C. for 30 seconds to 30 minutes to control the precipitation state of AlN.

이 석출 소둔판은 산세된 후 이어서 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 포함하는 2회 이상의 냉간압연이 되는데, 최종 냉간압하율(1회 냉간압연인 경우는 그때의 압하율)을 65-95%, 바람직하게는 80-92%의 압하율로 강냉간압연할 필요가 있다. 여기서, 최종 압연 이외인 경우의 압하율은 중요하지 않으므로 별도로 규정하지는 않는다. 본 발명에 있어서 냉간압연시의 복수 패스(pass)간에는 100-300℃, 30초-30분간의 시효처리를 하면 자기특성이 향상된다. 또한, 상기 냉간압연판의 두께는 0.15-0.35mm의 범위로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 강판두께가 0.15mm 미만인 경우는 2차 재결정이 불안정해지므로 자기특성이 열화되며, 0.35mm를 초과하면 2차 재결정은 안정하게 발달하지만 우수한 자기특성이 얻어지지 않기 때문이다. 그러나, 우수한 철손특성을 얻기 위한 보다 바람직한 냉간압연판 두께의 범위는 0.15-0.27mm이다.The precipitated annealing plate is pickled and then subjected to two or more cold rollings including one cold rolling or intermediate annealing. The final cold rolling rate (in the case of one cold rolling) is 65-95%, Preferably it is necessary to cold roll at a reduction ratio of 80-92%. Here, since the reduction ratio in cases other than final rolling is not important, it does not separately prescribe. In the present invention, when the aging treatment is performed at 100-300 ° C for 30 seconds to 30 minutes between multiple passes during cold rolling, the magnetic properties are improved. In addition, the thickness of the cold rolled sheet is preferably in the range of 0.15-0.35mm, the reason is that when the steel sheet thickness is less than 0.15mm the secondary recrystallization becomes unstable, the magnetic properties deteriorate, if it exceeds 0.35mm This is because secondary recrystallization develops stably but excellent magnetic properties are not obtained. However, the more preferable range of cold rolled sheet thickness to obtain excellent iron loss characteristics is 0.15-0.27 mm.

상기와 같이 냉간압연한 강판은 통상의 방법으로 탈탄소둔하여 탈탄 및 1차 재결정된다. 본 발명의 경우 탈탄소둔은 800-900℃에서 30초-1분간 습수소 또는 습한 수소 및 질소의 혼합분위기에서 하는 것이 바람직하다. 탈탄소둔 후 강판표면에 최종 고온소둔시의 판면간의 접합 방지와 글라스(Glass) 피막의 생성을 위해 소둔분리제를 도포한다. 소둔분리제의 조성은 특별히 규정하지는 않지만 MgO, TiO2, Na2B4On를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 계속하여 이 강판은 2차 재결정 및 청정(Purification)을 위해 1200℃에서 5시간 이상 최종 고온소둔된다. 이때의 소둔분위기로는 건조한 순수소 또는 수소 및 질소의 혼합분위기를 사용한다. 이 소둔 후 강판 표면에는 무기질의 글라스 피막이 형성되지만 절연성 향상과 자구미세화에 의한 철손개선이 목적으로 장력부여 코팅(Coating)을 하는 것이 바람직하다.The cold rolled steel sheet as described above is decarbonized and annealed and recrystallized in a conventional manner. In the case of the present invention, the decarbonization annealing is preferably performed in a mixed atmosphere of wet hydrogen or wet hydrogen and nitrogen at 800-900 ° C. for 30 seconds to 1 minute. After decarbonization annealing is applied to the surface of the steel sheet to prevent bonding between the plates during final high temperature annealing and to create a glass coating. Although the composition of the annealing separator is not particularly defined, it is preferable to have MgO, TiO 2 , Na 2 B 4 O n as a main component. The steel sheet is subsequently subjected to final hot annealing at 1200 ° C. for at least 5 hours for secondary recrystallization and purification. In this case, as the annealing atmosphere, a dry pure hydrogen or a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen is used. After the annealing, an inorganic glass film is formed on the surface of the steel sheet, but it is preferable to apply a tension coating for the purpose of improving the insulation and improving the iron loss due to the fine grain size.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예]EXAMPLE

중량%로, C : 0.073%, Si : 3.12%, Mn : 0.070%, S : 0.025%, 산가용성 A : 0.024%, N : 0.0071%, Gu : 0.11%를 함유한 규소강에 P를 (A) 0.025%, (B) 0.050%, (C) 0.100%의 3종으로 변화하여 첨가한 규소강 슬라브들을 통상의 방법으로 2.3mm 두께로 열간압연하고, 이어서 이들을 각각 150-650℃의 범위에서 50℃ 간격으로 온도를 달리하여 권취를 실시하였다.By weight%, P was added to silicon steel containing C: 0.073%, Si: 3.12%, Mn: 0.070%, S: 0.025%, acid solubility A: 0.024%, N: 0.0071%, Gu: 0.11%. ) 0.025%, (B) 0.050%, (C) 0.100% of the added silicon steel slabs were hot rolled to a thickness of 2.3 mm by a conventional method, and then they were respectively 50 in the range of 150-650 ° C. Winding was performed by varying the temperature at ℃ intervals.

이후 1100℃, 3분간 소둔한 후 950℃까지 서냉한 다음 100℃ 끓는 물로 급냉하는 석출소둔을 하고, 이어서 상기 석출소둔판을 산세한 후 냉간연압에 의해 최종판 두께가 0.23mm인 냉연강판을 얻었다. 이때, 냉간압연 패스간에는 약 200℃, 5분간의 시효처리를 하였으며, 이후 탄탈소둔을 840℃에서 약 90초간 로점 50℃인 25% 수소 및 75% 질소의 혼합분위기중에서 실시하였다. 계속하여 MgO에 TiO2, Na2B4O7를 혼합한 소둔 분리제를 도포한 다음, 1200℃, 20시간 최종 고온소둔 하였으며, 이어서 인산알루미늄, 무수크롬산, 콜로이달 실리카등을 주성분으로 하는 장력코팅액을 도포하여 800℃, 1분 30초 간 평탄화 소둔을 한 후 자기특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Thereafter, after annealing at 1100 ° C. for 3 minutes, slow cooling to 950 ° C., followed by precipitation annealing with 100 ° C. boiling water, followed by pickling the precipitation annealing plate to obtain a cold rolled steel sheet having a final plate thickness of 0.23 mm by cold rolling. At this time, the cold rolling pass was subjected to aging treatment for about 200 ° C. for 5 minutes, and then tantalum annealing was performed in a mixed atmosphere of 25% hydrogen and 75% nitrogen having a dew point of 50 ° C. at 840 ° C. for about 90 seconds. Subsequently, MgO was coated with annealing separators containing TiO 2 and Na 2 B 4 O 7 , followed by final high temperature annealing at 1200 ° C. for 20 hours, followed by tension based on aluminum phosphate, chromic anhydride, colloidal silica, etc. The coating solution was coated and then subjected to planarization annealing at 800 ° C. for 1 minute and 30 seconds, and the magnetic properties thereof were measured. The results are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

상기 표 1과 같이, 자기특성에 대한 권취온도의 영향은 P의 첨가량에 따라 다르게 나타난다. 즉 P의 첨가량이 0.03% 미만인 강(A)의 경우는 자기특성이 150-600℃에서 권취온도에 따라 거의 변화되지 않는 반면에, 본 발명강인 강(B)와 강(C)의 경우는 150-550℃에서 우수한 자기특성이 얻어지며, 또한 P의 첨가량이 더 많은 강(C)가 강(B)에 비해 권취온도의 감소에 의한 자기특성의 개선정도가 커지는 것을 알 수 있다. 이것은 본 발명의 P의 첨가 범위내에서는 P의 첨가량이 많을수록 가능한한 낮은 온도에서 권취함으로써 보다 우수한 자기특성을 얻을 수 있다는 것을 의미하는 것이다.As shown in Table 1, the influence of the winding temperature on the magnetic properties is different depending on the amount of P added. That is, in the case of steel (A) having an amount of P added less than 0.03%, the magnetic properties hardly change with the winding temperature at 150-600 ° C., whereas the steels (B) and steel (C) of the present invention are 150 Excellent magnetic properties are obtained at -550 ° C, and it can be seen that the steel (C) having a larger amount of P added improves the magnetic properties by decreasing the coiling temperature than the steel (B). This means that within the addition range of P of the present invention, the more the amount of P added, the better the magnetic properties can be obtained by winding at the lowest possible temperature.

상술한 바와 같이 본 발명은 P의 첨가량 및 권취온도를 적절히 제어하여 최적의 1차 재결정 집합조직을 형성시켜 박물제품에도 적용될 수 있는 자기적 특성이 우수한 저철손 고자속 밀도 방형성 전기강판을 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a low iron loss high magnetic flux density anticorrosion steel sheet having excellent magnetic properties that can be applied to a product by forming an optimal primary recrystallized texture by appropriately controlling the amount of P added and the coiling temperature. It works.

Claims (1)

중량%로, C : 0.030-0.100%, Si : 2.50-4.00%, Mn : 0.030-0.150%, S : 0.010-0.050%, 산가용성 Al : 0.010-0.050%, N : 0.0030-0.0120%, Cu : 0.030-0.300%, P 및 잔부 Fe로 이루어진 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연, 석출소둔, 산세, 냉간압연, 탈탄소둔, 소둔분리제도포, 및 고온소둔에 의해 강판두께가 0.15-0.27mm인 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 규소강 슬라브 중의 P를 0.030-0.200중량%가 되도록 제어하고, 2.0-2.3mm 두께로 열간압연한 후, 권취온도 150-550℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.By weight, C: 0.030-0.100%, Si: 2.50-4.00%, Mn: 0.030-0.150%, S: 0.010-0.050%, acid soluble Al: 0.010-0.050%, N: 0.0030-0.0120%, Cu: The steel sheet thickness is 0.15-0.27mm by the hot rolling, precipitation annealing, pickling, cold rolling, decarbon annealing, annealing separation coating, and high temperature annealing of the silicon steel slab composed of 0.030-0.300%, P and the balance Fe. In the method for producing a oriented electrical steel sheet, P in the silicon steel slab is controlled to be 0.030-0.200% by weight, hot-rolled to a thickness of 2.0-2.3mm, and then wound at a coiling temperature of 150-550 ℃ Method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties.
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