KR960010811B1 - 자성이 우수한 입자배향 전기 강 시트의 제조방법 - Google Patents

자성이 우수한 입자배향 전기 강 시트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

자성이 우수한 입자배향 전기 강 시트의 제조방법
제1도는 Al/Si 범위와 자성의 관계를 도시한 그래프.
제2도는 최종 어닐링의 가열단계에서 질소 분압과 자성의 관계를 도시한 그래프.
제3도는 최종 어닐링의 가열단계에서 질소 분압, Si 함량 및 자성과의 관계를 도시한 그래프.
제4도는 예비 압연(최종 압연)의 압연율(reduction ratio)과 자속 밀도(B8)(열압연 시트의 두께 : 1.8mm)의 관계를 도시한 다이아 그램.
제5도는 예비 압연(최종 압연)의 압연율과 자속 밀도(B8)(열압연 시트의 두께 : 2.1mm)의 관계를 도시한 다이아 그램.
본 발명은 변압기 등을 위한 철심으로써 사용하는 자성이 우수한 입자배향 전기 강 시트의 제조방법에 관한 것이다.
입자배향 전기 강 시트는 주로 변압기 및 다른 전기 설비용 철심 재료로 사용되며 자성, 이를테면 여자(勵磁) 특성(excitation property)과 철손 특성(iron loss property)이 우수하다. 자기장 세기 800A/m에서 자속 밀도(B8)는 통상적으로 여자 특성을 표시하는 수치로 사용된다. 강 시트가 진동수 50Hz에서 1.7테슬라(T)로, 즉W17/50로 자화될 때 얻어지는 kg당 청 손실이 철손 특성을 표시하는 수치로 사용된다. 자속 밀도는 철손 특성에 대해 가장 주요한 요인이다. 일반적으로, 자속 밀도가 높으면, 철손 특성이 보다 양호하다. 여러 가지 경우에, 자속 밀도의 증가는 이차 재결정화 입자의 크기가 증가되도록 하며, 그 결과 철 손실이 열악하게 된다. 이러한 경우에서조차, 철손 특성은 자구(magnetic domain) 조절을 이용함으로써 이차 재결정화 입자의 입자직경과 별도로 증가될 수 있다.
입자배향 전기 강 시트는 최종 어닐링에서 이차 재결정화를 야기시켜 압연 방향에서 1 축과 강 시트의 표면에서 {110} 평면을 가진 소위 고스 텍스춰(Goss Texture)를 나타냄으로써 제조된다. 양호한 자성을 얻기 위하여, 동일한 압연 방향에서 쉽게 자화될 수 있는 축인 1 축을 많이 배열할 필요가 있다.
고자속 밀도를 가진 상기에 기재된 입자배향 전기 강 시트의 제조방법에 대한 대표적인 예는 사또루 다구찌와 그의 공동 발명자의 일본 심사 특허공보(공고) 제40-15644호에 기재된 방법 및 다꾸이찌 이마나까와 그의 공동 발명자의 일본 심사 특허공보(공고) 제51-13469호에 기재된 방법을 포함한다. 전자에서는 억제제(inhibitor)로 주로 MnS 및 AlN이 사용되며, 반면에 후자에서는 억제제로 주로 MnS, MmSe, Sb 등이 사용된다. 따라서, 이 분야의 기술에 있어서, 억제제로 작용하는 침전체의 크기, 형태 및 분산 상태를 적절히 조절할 필요가 있다. MnS와 관련하여, 이 분야의 기술에서 MnS는 일단 열압연전에 슬랩의 가열동안 고용체 형태로 완전히 용해되며 MnS의 침전이 열압연중에 일어난다. 이차 재결정화를 야기시키는데 필요한 양의 MnS를 완전히 용해시키기 위해서는 약 1400℃의 온도가 필요하다. 이 온도는 보통의 강 슬랩 가열온도 보다 적어도 200℃는 더 높다. 고온에서 슬랩 가열처리는 다음의 단점을 가지고 있다.
1) 입자배향 전기 강에만 사용하는 고온 슬랩 가열로를 사용하는 것이 필요하다.
2) 슬랩 가열로의 에너지 단위가 높다.
3) 용융 스케일의 양이 증가하며, 이것은 작동시 큰 부작용, 이를테면 슬랩 가열로에서 슬래그를 긁어낼 필요성을 가져온다.
상기에 기재된 문제점은 슬랩 가열온도를 보통의 강에서와 같이 낮춤으로써 방지될 수 있다. 그러나, 이것은 억제제로 효과적인 MnS가 감소된 양으로 사용되거나 전혀 사용되지 않고 또한 이것은 필연적으로 이차 재결정화를 불안정하게 한다는 것을 의미한다. 이러한 이유로, 저온에서 슬랩의 가열을 실현하기 위하여, 최종 어닐링중에 통상의 입자성장을 충분히 억제할 목적으로 MnS 이외의 침전체를 사용하여 억제제를 강화할 필요가 있다. 슬라이드 및 니트리드, 옥사이드, 입자 경계 분리 성분 등이 상기에 기재된 억제제로 효과적이라고 고려되며, 다음은 이와 관련한 공지 기술의 실예이다.
일본 심사 특허공보(공고) 제54-24685호에서는 강내에 입자 경계 분리 성분, 이를테면 As, Bi, Sn 또는 Sb를 혼합함으로써 1050-1350℃의 온도에서 슬랩 가열이 가능한 방법을 기재하고 있다. 일본 미심사 특허공보(공개) 제52-24116호에서는 강내에 니트리드 형성 성분, 이를테면 Al에 더하여, Zr, Ti, BNb, Bb, Ta, V, Cr 또는 Mo를 혼합함으로써 1100-1260℃의 온도에서 슬랩 가열이 가능한 방법을 기재하고 있다. 일본 미심사 특허공보(공개) 제57-158322호에서는 Mn 함량을 Mn/S비가 2.5 또는 그 이하가 되도록 낮추고 동시에 이차 재결정화를 Cu를 첨가하여 안정화시킴으로써 저온에서 슬랩의 가열이 가능한 방법이 기재되어 있다. 또한, 억제제의 강화와 금속구조의 개선을 결합시킨 방법도 알려져 있다. 구체적으로 말하면, 일본 미심사 특허공보(공개) 제57-89433호는 Mn 및 추가의 성분, 이를테면 S, Se, Sb, Bi, Pb, Sn, B의 첨가를 슬랩의 원주결정체 퍼센트(percentage columnar crysta) 및 슬랩의 이차 냉간 압연의 압연율을 결합시킴으로써 1100-1250℃의 저온에서 슬랩의 가열이 가능하다고 기재한다. 또, 일본 미심사 특허공보(공개) 제59-190324호에서는 주로 S 또는 Se 및 Al과 B 및 질소로 구성된 억제제를 공급하고 그 억제제를 냉간 압연후 일자 재결정화 어닐링의 시기에 펄스 어닐링시키는 것으로 이루어지는, 이차 재결정화를 안정화시키는 방법이 기재되어 있다. 따라서, 입자배향 전기 강 시트의 제조에 있어서 저온에서 슬랩이 가열될 수 있도록 하는데 많은 노력이 수행된 바 있다.
앞에 기재된 일본 미심사 특허공보(공개) 제59-56522호에서는 Mn 및 S의 함량이 각각 0.08-0.45% 및 0.007% 또는 그 이하일 때 저온에서 슬랩이 가열될 수 있다고 기재되어 있다. 이러한 방법은 고온에서 슬랩을 가열하는 동안 슬랩 입자를 굵게 하는 원인이 될 수 있는 생성물의 열악한 선형 이차 재결정화가 발생한다는 문제점을 해결한 바 있다.
그러나, 저온에서 슬랩을 가열하는 방법은 일차로 생산비를 저하시키는데 목적이 있으며, 본 기술이 양호한 자성을 안정하게 얻게하지 못한다면 상업화가 실현될 수 없음은 당연하다.
본 발명의 목적은 슬랩의 가열이 저온에서 수행된다는 조건에서 양호한 자성이 안정하게 얻어질 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
상기에 기재된 목적을 성취하기 위하여, 본 발명자들을 상기에 기재된 전기 강 시트의 화학 성분, 제조방법 등을 깊이 있게 연구하였다. 그 결과 본 발명자들은 (1) Si 함량을 증가시키는 것 (2) 시트 두께를 감소 시키는 것 및 (3) 표면을 매끄럽게 하는 것이 중요하다는 사실을 발견하였고, 이들 조건을 만족시키기 위하여 다음을 포함한 기술을 개발하였다.
(1) Si 함량을 증가시키고 동시에 이차 재결정화 텍스춰에서 Al 함량을 증가시키거나 이차 재결정화가 진행되는 온도 영역에서 어닐링 분위기내 질소 분압을 증가시킴으로써 예리한 {110}1이 보장되도록 하는 기술;
(2) 최종 냉간 압연에서 적합한 압연율을 보다 안정하게 성취하기 위하여, 가능한한 재결정화의 발생을 많이 방지하면서 예비 냉간압연을 어닐링에 따른 적합한 압연율로 수행하는 기술; 및
(3) 강 시트의 표면을 SiO2와 반응성이 적은 어닐링 분리제(separator)를 사용하여 매끄럽게 하는 기술.
보다 구체적으로 말하면 본 발명의 주제는 다음과 같다. 본 발명에 따른 입자배향 전기 강 시트의 제조방법은 니트리드화가 열압연의 완료와 최종 어닐링에서 이차 재결정화의 개시 사이의 기간에 수행된다는 가정하에 실현된다. 이와 관련하여, 본 발명자들은 Si 함량의 증가가 이차 재결정화의 진행중에 니트리드 Si를 생성하게 하며, 그 결과 니트리드가 분해되기 쉽다는 것을 발견하였다. 이러한 경향은 억제제의 효과 저하를 가져와 이차 재결정화중에 특정한 입자 경계 이동(grain boundary migration) 특성을 증가 시킨다. 이것은 입자 경계 이동에서 특정 입자 경계 특성(동시 입자 경계(coincidence grain boundary)가 일반적인 입자 경계보다 더 이동성이 있는 특성과 같은 특성)이 감소되기 때문이며, 이 특성은{110}1 배향으로부터 분산된 배향 입자에서도 이차 재결정화의 발행을 유도하며, 그 결과 자속 밀도가 좋지 않게 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 ① Al 함량이 Si 함량의 중가 에 따라 증가되어 AlN을 안정하게 침전시키는 기술, 및 ② 이차 재결정화 온도 영역에서 어닐링 분위기내 질소 분압이 Si 함량의 증가에 따라 증가되어 니트리드의 분해를 방지하는 기술을 비롯한 기술을 제공한다. 이들 기술은 Si 함량의 증가 및 고자속 밀도가 동시에 실현되게 한다.
입자배향된 강 시트의 이차 재결정화 입자가, 강 시트의 표면층에 형성된 {110}1 배향을 가진 입자가 시트 두께를 통해 성장하는 공정을 통해 발생된다는 사실이 알려진다. 또한, 고자속 밀도를 실현하기 위하여, 최종 냉간 압연의 압연율을 적합한 범위로 조절하고, 탈탄화 어닐링후에 일차 재결정화된 강 시트에서 {110}00 1 배향에 비해 예리한 {110}1 배향을 가진 입자 및 동시 배향된 입자(이를테면 {111}112 배향을 가진 입자)의 적합한 양으로 얻는 것이 필요하다. AlN이 주요 억제제로 사용된 제조방법에 있어서, 최종 냉간 압연의 적합한 압연율은 80% 또는 그 이상이다. 한편, 0.10-0.25mm(0.10mm 보다 얇으면 2차 재결정 입자의 발달이 좋지 못하고, 0.25mm 보다 두꺼우면 저철손 강판을 얻기 어렵다)인 얇은 게이지 강 시트 제품의 제조에서, 일단계 냉간 압연에 의해 냉간 압연의 적합한 압연율을 실현하기 위하여 두께 1-2mm인 열압연된 강 시트가 필요하다. 이와 같이 얇은 열압연 시트를 양호한 형태로 안정하게 제조하기가 어렵기 때문에, 양호한 자성을 가진 얇은 강 시트를 제조하기 위하여, 후속 예비 냉간 압연에서 적합한 두께로 열압연 시트의 두께를 조절하는 것이 요망된다. 예비 냉간 압연의 적합한 압연율은 예배 냉간 압연에 이은 어닐링에서 재결정화를 거의 야기시킬 수 없는 범위, 즉 10-50%의 범위로 조절된다.
통상의 입자배향된 전기 강 시트의 경우, 포르스테라이트(Mg2SiO4)가 그 표면에 형성되며 인장 코팅(tension coating)이 추가로 포르스테라이트에 형성된다. 최종 어닐링에서 온도 상승중에, 어닐링 분리제로 코팅된 MgO와 탈탄화 어닐링중에 표면 부근에 형성된 SiO2의 반응 결과 포르스테라이트가 형성된다. 포르스테라이트는 강 시트에 인장성을 부여하는 역할이 있으며, 철손 특성의 개선에 기여한다. 그러나, 포르스테라이트와 메트릭스의 계면이 고르지 못하므로, 강 시트가 자화될 때 자구 벽(magnetic domain wall)의 이동이 억제된다. 이것은 철손 특성의 악화의 원인이 된다.
포르스테라이트에 의해 성취된, 상기에 기재된 인장 효과는 인장 코팅을 제공함에 의해서도 성취될 수 있다. 따라서, 철손 특성 악화의 원인이 된 상기에 기재된 요인을 제거하기 위하여 본 발명자들은 (1) Mg2SiO2가 일단 형성된 다음 매트릭스에서 벗겨내는 방법 및 (2) Mg2SiO2의 형성을 방지하는 방법을 개발하였다. 방법(1)은 주성분이 MgO로 구성된 어닐링 분리제를 첨가하고, 거기에 Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Zn, Fe, Zr, Sr, Sn 및 Al의 클로라이드, 니트레이트, 술파이드 및 술페이트중에서 선택된 적어도 한가지 성분을 첨가하여 실현된다. 방법(2)은 어닐링 분리제로 SiO2와 비반응성이거나 거의 반응성이 없는 물질의 분말, 이를테면 MgO 대신에 Al2O3, SiO2, ZrO2, BaO, CaO, SrO를 사용하여 실현된다.
이들 기술을 단독으로 또는 조합하여 이용하면 선행기술에서 성취될 수 없는 매우 양호한 철손 특성을 가진 입자배향된 전기 강 시트가 안정하게 제공되게 한다.
본 발명에서 예상된 입자배향 전기 강 시트는 종래의 제강방법에 따라 제조된 용융강을 연속 주조방법 또는 인고트 제조방법에 의해 주조시키고, 주조 및 슬랩의 제조 사이에 임으로 제공되는 블루밍(blooming) 단계로 슬랩을 형성하고, 상기 슬랩을 열압연시켜 열압연 시트를 형성하며, 임의로 열압연 시트를 어닐링하고, 시트를 압연율 80% 또는 그 이상으로의 최종 냉간 압연을 포함한 냉간 압연으로 수행하고(선택적으로 냉간 압연을, 냉간 압연 사이에 중간 어닐링 및 최종 어닐링함으로써 제조된다. 상기에 기재된 방법과 관련하여, 본 발명자들은 Si 함량이 증가된 이차 재결정화 입자의 배향 조절에 대한 다양한 관점에서 깊이 연구하였으며, 그 결과 Si 함량에 대한 Al 함량의 비가 중요한 요인임을 발견하였다. 이와 같은 사실이 다음의 실험 결과에 관련하여 보다 상세히 기재될 것이다.
제1도는 Al 함량에 대한 Si 함량의 비 (Al/Si)와 자성간의 관계를 도시한 그래프이다. 도면에서 산가용성 Al 함량은 Al(%)로 표시된다. 이 경우에 C 0.045-0.067중량%, Si 3.4-4.7중량%, 산가용성 Al 0.018-0.061중량%, N 0.0073-0.0092중량%, Mn 0.14중량% 및 S 0.006-0.008중량%와, Fe와 불가피한 불순물로 구성된 잔량으로 이루어지는 40mm 두께의 슬랩을 1150℃로 한시간 동안 가열한 다음 두께 2.3mm로 열압연하였다. 열압연의 시트를 1100℃에서 30초간 그후 900℃에서 30초간 방치시키는 방식으로 어닐링하고 급속 냉각하였다. 냉각 시트를 두께 0.22mm로 냉간 압연하고 810-850℃에서 90초간 방치하여 탈탄화 어닐링(어닐링 분위기 N2: 25%, H2: 75%, D.P.=60℃)을 수행한 다음 750℃에서 30초간 방치하여 질소가 강 시트에 흡수될 수 있도록 어닐링노에 NH3가스를 주입하면서 어닐링(어닐링 분위기 N2: 25%, H2: 75%, D.P.0℃)을 수행하였다. 이 경우에, 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0081-0.0127중량%이었다. 강 시트의 평균 입자직경을 광학 현미경하에서 영상 분석기로 측정하였고 21-29㎛임을 알아냈다(입자 면적과 동일한 면적의 원의 직경에 의해). 강 시트를 MgO로 구성된 어닐링 분리제로 코팅하고 N225%와 H275%로 이루어진 어닐링 분위기에서 15℃/시간의 속도에서 1200℃로 가열하고 H2에서 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최종 어닐링하였다. 제1도에서 명백하듯이, 양호한 자기 밀도(B8/Bs≥0.95)(Bs: 포화 자기밀도)가 Al/Si≥0.0080에서 얻어졌다.
본 발명자들은 제1도에 제시된 결과를 기초로 자성을 추가로 개선하는 수단에 대해 연구하였다. 제2도는 최종 어닐링 가열단계에서 900-1150℃에서 어닐링 분위기내 질소 분압(PN2(%))과 자성의 관계를 도시한 그래프이다. 이 경우에, Fe와 불가피한 불순물로 구성된 잔량과 함께 C 0.054중량%, Si 3.51중량%, 산가용성 Al 0.034중량%, N 0.0086중량%, Mn 0.14중량% 및 S 0.007중량%로 이루어진 40mm 두께의 슬랩을 제1도의 결과에서 제시된 경우를 설명한 것과 동일한 조건하에 열압연 내지 니트리드화의 일련의 단계를 수행하였다. 질소 함량은 0.0115중량%이었고, 니트리드화 후의 강 시트의 평균 입자직경은 23㎛이었다.(입자 면적과 동일한 면적의 원의 직경에 의해), 강 시트를 주로 MgO로 구성된 어닐링 분리제로 코팅하고 15℃/시간의 속도에서 1200℃로 가열하고 H2에서 1200℃에 20시간 방치시키는 방식으로 최종 어닐링시켰다. 최종 어닐리에서, 강 시트를 가열단계에서 온도가 900℃에 도달될 때까지 N225%와 H275%로 이루어진 어닐링 분위기에서 처리한 다음, 900-1200℃에서 H2에 대한 N2의 다양한 분압비율의 조건하에 처리하였다. 제2도에서 명백하듯이, PN2값(%)이 900-1150℃의 온도에서 30% 또는 그 이상일 때 양호한 자기 밀도 B8≥1.94T가 얻어졌다.
제1도 및 제2도에 제시된 자속 밀도를 개선하는 효과가 성취될 수 있는 메카니즘이 아직 설명된 바 없으나, 다음과 같다고 믿어진다. 본 발명의 재료에 있어서, 이차 재결정화가 발생하기 위한 주요 억제제가 AlN이며, 강내에 Si 함량의 증가가 AlN을 불안정하게 하고(Al, Si)N 및 Si3N4를 안정하게 한다고 생각된다. 본 발명에서처럼 강 시트를 열압연의 완료 및 최종 어닐링에서 이차 재결정화 개시 사이의 기간에 니트리드화할 때, 니트리드화 후에 강 시트 표면 부근에 질소가 농축되며 Si-기재 니트리드, 이를테면 Si3N4가 질소가 농축되는 부분에 침전된다. 니트리드, 이를테면 Si3N4는 최종 어닐링에서의 온도 상승중에 분해되며 그 결과 질소 함량이 강 시트의 전체 두께에 걸쳐 균일화되며, 동시에 안정한 AlN이 침전된다. Si 함량의 증가는 이러한 니트리드의 변화에 영향이 있다. 구체적으로 말하자면, Si 함량의 증가는 Si-기재 니트리드, 이를테면 Si3N4가 안정되게 하며, 그 결과 시트 두께의 방향으로 상기에 기재된 질소 함량의 균질화 및 니트리드의 균질화가 어렵게 되며 동시에 AlN이 침전되기 곤란하게 된다. 시트 두께 방향으로 볼 때 침전물이 불균일하고 니트리드, 이를테면 Si3N4의 비율이 높은 상태에서 이차 재결정화가 개시될 때, 이차 재결정화는 ① Si-기재 니트리드, 이를테면 Si3N4가 고온에서 분해되기 쉬우며 ② 시트 두께의 중심 부분에서 니트리드 양이 불충분하다는 것을 비롯한 이유로 억제제 효과가 낮게 진행된다. 억제제 효과가 낮으면 입자 경계 이동의 특정 입자 경계 특성이 낮아서, 이차 재결정화가 강 시트내 Σ9 동시 입자 경계 밀도가 낮은 고스 배향에서 분산된 배향 입자에서도 발생되기 쉽다. 결과적으로, 이차 재결정화 입자의 배향에서 고스 적분 밀도가 낮게 되며, 이것은 자속을 저하시킨다. 이러한 현상이 니트리드에 대한 Si 함량의 영향에 기여할수 있으므로, Si 함량증가로부터 유도되는 이차 재결정화 입자의 배향 조절의 문제점이 ① AlN을 안정시키 위한, Si 함량의 중가에 따른 Al 함량의 증가 작용(참조 제1도) 및 ② 니트리드의 분해를 방지하기 위한, 최종 어닐링에서 온도 상승중에 이차 재결정화 온도 영역에서 PN2의 증가 작용(참조 제2도)에 의해 해결될 수 있다.
본 발명자들은 다양한 관점에서 Si 함량이 증가되는 이차 재결정화 입자의 배향 조절에 대해 깊이 연구하였으며, 그 결과 Si 함량에 따라 어닐링 분위기를 조절할 필요가 있다는 것을 발견하였다. 이와 같은 사실이 다음의 실험 결과에 관련하여 보다 상세히 기재될 것이다.
제3도는 Si 함량, 최종 어닐링의 가열단계에서 900-1150℃의 온도에서 어닐링 분위기내 질소 분압(PN2(%))과 자성간의 관계를 도시한 그래프이다. 이 경우에, C 0.055중량%, Si 3.4-4.7중량%, 산가용성 Al 0.032중량%, N 0.0083중량%, Mn 0.13중량% 및 S 0.007중량%로 이루어지고 Fe와 불가피한 불순물인 실리콘 강의 40mm 두께 슬랩을 1150℃에서 1시간 동안 가열한 다음 1.8mm의 두께로 열압연하였다. 열압연 시트를 1100℃에서 30초간 그후 900℃에서 30초간 방치시키는 방식으로 어닐링시키고 급속 냉각하였다. 냉각 시트를 두께 0.170mm의 두께로 냉간 압연시키고, 835℃에서 90초간 방치하여 탈탄화 어닐링(어닐링 분위기 N2: 25%, H2: 75%, D.P.=62℃)을 수행한 다음 750℃에서 30초간 방치하여 질소가 강 시트로 흡수될 수 있도록 NH3가스를 어닐링노에 주입하면서 어닐링(어닐링 분위기 N2: 25%, H2: 75%, D.P.0℃)을 수행하였다. 이 경우, 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.012 8중량%이었다. 니트리드화 처리후 강 시트의 평균 입자직경은 22-26㎛였다(입자 면적과 동일한 면적의 원의 직경에 의해). 강 시트를 MgO로 구성된 어닐링 분리제로 코팅하고 그것을 15℃/시간으로 1200℃로 가열하고 H2내 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최종 어닐링시켰다. 최종 어닐링에서, 강 시트를 최종 어닐링의 가열단계에서 온도가 900℃에 도달될 때까지 N225% 및 H275%로 이루어지는 어닐링 분위기에서 처리한 다음, 900-1200℃에서 H2에 대한 N2의 다양한 분압비의 조건하에 처리하였다. 제3도에서 명백하듯이, PN2값(%)이 900-1200℃의 온도에서 PN2값(%)≥15×Si(%)-25일 때 양호한 자기 밀도 (B8/Bs≥0.95)(Bs: 포화 자기밀도)이 얻어졌다.
제3도에 제시된 자속 밀도를 개선하는 효과가 성취될 수 있는 메카니즘이 아직 설명된 바 없으나 다음과 같다고 믿어진다. 본 발명의 재료에서, 이차 재결정화를 발생하기 위한 주요 억제제가 AlN이며, 강내의 Si 함량 증가가 AlN을 불안정하게 하고(Al,Si)N 및 Si3N4를 안정하게 한다고 생각된다.
본 발명에서처럼, 강 시트를 열압연의 완료 및 최종 어닐링에서의 이차 재결정화의 개시 사이에 니트리도화할 때, 니트리드화 후에 강 시트의 표면 부근에 질소가 농축되며 Si-기재 니트리드, 이를테면 이를테면 Si3N4가 질소가 농축되는 부분에 침전된다. 이를테면 Si3N4는 최종 어닐링에서의 온도 상승중에 분해되며 그 결과 질소 함량이 강 시트의 전체 두께에 걸쳐 균일화되고, 동시에 안정한 AlN이 침전된다. Si 함량의 증가는 이러한 니트리드의 변화에 영향이 있다. 구체적으로 말하자면, Si 함량의 증가는 Si-기재 니트리드 이를테면 Si3N4를 안정되게 하며, 그 결과 시트 두께의 방향으로 상기에 기재된 질소 함량의 균일화 및 니트리드의 균일화가 어렵게 되며 동시에 AlN이 침전되기 곤란하게 된다. 침전체가 시트 두께의 방향에 불균일하며 니트리드, 이를테면 Si3N4의 부분이 많은 상태에서 이차 재결정화가 개시될 때, 이자 재결정화는 ① Si-기재 니트리드, 이를테면 Si3N4가 고온에서 분해되기 쉬우며 ② 니트리드의 양이 시트 두께의 중심 부분에서 불충분하다는 것을 비롯한 이유로 억제제 효과가 낮게 진행된다. 억제제 효과가 낮을 때, 입자경계 이동의 특정 입자 경계 특성이 낮아서 이차 재결정화가 강 시트내 Σ9 동시 입자 경계 밀도가 낮은 고스 배향에서 분산된 배향 입자에서 또한 발생되기 쉽다. 결과적으로, 이차 재결정화 입자의 배향에서 고스 적분 밀도가 낮게 되며, 이것은 자속을 저하시킨다. 이러한 현상이 니트리드에 대한 Si 함량의 영향에 기여할수 있으므로, Si 함량의 증가에 따른 경향이 중요하게 된다. 따라서 니트리드의 분해를 방지하는 Si 함량의 증가와 함께 이차 재결정화 온도 영역에서 어닐링 분위기하에 질소 분압의 증가가 이차 재결정화 입자의 배향 조절에 대한 문제점을 해결하는데 효과적이었다고 생각된다.
이하 본 발명의 구성 및 현상을 제한하는 이유를 기재한다.
먼저, 슬랩의 화학 조성 및 슬랩 가열온도의 제한 이유가 상세히 기재한다.
C 함량 0.025%(이후 간단히 %로서 언급됨) 또는 그 이상으로서 한정되며 그 이유는 0.025중량% 이하이면 이차 재결정화가 불안정하게 되며 성공적인 이차 재결정화의 경우에서조차 1.80(T) 를 초과하는 B8값을 얻기가 곤란해지기 때문이다. 또한, C 함량이 0.075% 또는 그 이하로 한정되며 그 이유는 C 함량이 과도하게 높으면 탈탄화 어닐링 시간이 길어지며 그 결과 유익성이 저하되기 때문이다.
Si 함량은 5.0% 또는 그 이하로 한정되며 그 이유는5.0를 초과하면 냉간 압연중에 크랙킹이 상당히 일어나기 때문이다. 또한, Si 함량이 2.5% 또는 그 이상이며 그 이유는 2.5% 이하이면 재료의 저항율이 낮아서 변압기용 철심 재료로 사용하기 위해 필요한 낮은 철 손실을 얻을 수 없기 때문이다. 특히, Si 함량 3.4% 또는 그 이상은 본 발명의 사용에 따른 보다 낮은 철 손실을 얻는데 유용하다.
가용성 Al 함량은 이차 재결정화의 안정화를 위해 필요한 AlN을 보장할 목적으로 0.015% 또는 그 이상이다. 산가용성 A1N 함량이 0.080%를 초과하면 열압연 시트의 Al 침전 상황이 부적당하며, 그 결과 이차 재결정화가 불안정하게 된다. 따라서 산가용성 Al 함량은 0.08% 또는 그 이하이다.
양호한 자기 특성을 얻기 위하여, Al(%)/Si(%)값이 0.0080 또는 그 이상이다. Al(%)/Si(%)값은 제1도에 제시된 바와 같이 우수한 자기 특성이 얻어질 수 있으므로 이 범위로 한정되었다. Al(%)/Si(%)값의 상한치기가 특히 한정되지는 않지만, 예를들어 그것은 당연히 Al(%)의 상한치와 Si 3.4%로부터 0.0235가 된다.
N과 관련하여, 종래의 제강 공정에서 N 함량을 0.0030% 이하로 감소시키는 것이 어렵고 N 함량을 0.0030% 이하로 감소시키는 것은 유익성면에서 유용하지 못하다. 이러한 이유로, N 함량은 0.0030% 또는 그 이상일 수 있다. 그러나, N 함량이 0.0139 %를 초과하면 기포생성이라 불리는 강 시트의 표면에 부풀림이 발생된다.
MnS 및 MnSe가 강에 존재할 때조차 제조단계의 조건을 적절히 선택하여 자기 특성을 개선할 수 있다.
그러나, S 및 Se 함량이 높으면 밴드된 미세입자로 불리는 열악한 이차 재결정화가 발생하는 경향이 있다. 열악한 이차 재결정화의 발생을 방지하기 위하여, (S+0.4 05Se)의 함량이 0.014% 또는 그 이하인 것이 바람직하다. S 또는 Se 함량이 상기에 기재된 수치를 초과할 때, 제조 조건을 조심스럽게 조절한다해도 열악한 이차 재결정화의 발생 기능성이 바람직하지 못하게 높게 된다. 또한, 이 경우에 최종 어닐링에서 정제에 필요한 시간이 바람직하지 못하게 너무 길어진다. 이러한 이유로 S 또는 Se의 불필요한 증가는 의미가 없다.
Mn 함량의 하한치는 0.05%이다. Mn 함량이 0.05% 이하이면 열압연에 의해 제조된 열압연 시트의 형태(편편성), 특히 스트립의 축단부가 물결모양이다. 그 결과 제품의 수율이 바람직하지 못하게 저하된다. 이러한 이유로 Mn 함량은 0.05% 또는 그 이상으로 한정된다. Mn 함량이 0.8%를 초과하면 제품의 자속 밀도가 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 따라서 Mn 함량의 상한치는 0.8%이다.
Sn을 0.01-0.15%의 양으로 이차 재결정화에서 억제제 효과를 증가시키는 역할이 있으며 따라서 양호한 자기 특성을 안정하게 얻는데 바람직하다. Sn 함량이 0.01% 이하이면 이 효과가 바람직하지 못하다. 한편, 0.15%를 초과하면 니트리드화 처리가 어려워 바람직하지 못하다.
Cr은 Sn과 조합하여 첨가하면 최종 어닐링중에 필름의 형성을 안정화시키는 역할이 있다. Cr의 첨가량은 0.03-0.20%의 범위가 적합하며, 바람직하게는 0.05-0.15%이다.
앞에 기재된 성분외에도, Sb, Ti, Zr, Bi, Nb 및 억제제를 구성하기 위한 성분으로써 알려진 다른 성분이 첨가될 수 있다. 추가로 Cu 및 P가 첨가될 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법이 기재될 것이다.
전기 강 시트는 용융로, 이를테면 용융방법에 따른 컨버터 또는 전기로에서 강을 제조하고, 임의로 강을 진공 가스제거처리한 다음 강을 연속 주조 또는 인고트 제조후에 불루밍시킴으로써 제조된다.
슬랩 가열온도는 보통의 강의 생산비에 비교될 수 있는 생산비로 감소시킬 목적으로 1280℃ 이하로 한정된다. 1200℃ 또는 그 이하가 바람직하다.
이어서 가열된 슬랩을 열압연하여 열압연 시트를 형성한다.
열압연 시트를 임으로 어닐링시킨 다음 압연율 80% 또는 그 이상으로 최종 냉간 압연을 포함하여 1회 또는 그 이상의 횟수로 냉간 압연시킨다(임으로 냉간 압연 사이에 중간 어닐링이 수행된다). 최종 냉간 압연에서 압연율은 80% 또는 그 이상으로 한정되며 그 이유는 이 압연율 범위에서, 자속 밀도의 증가에 기여하는 탈탄화 어닐링이 수행된 강 시트에서 예리한 {110}1 배향을 가진 입자와 {110}1 배향에 비해 동시 배향된 입자(이를테면 {111}112 배향을 가진 입자)의 적합한 양을 얻을 수 있다.
따라서, 0.25-0.10mm 범위의 얇은 게이지를 가진 재료가 제조될 수 있다.
냉간 압연이 냉간 압연 사이에 수행되는 중간 어닐링을 동반하여 1회 또는 그 이상 수행되는 경우, 일차 냉각 압연, 즉 예비 냉간 압연이 10-50%, 바람직하게는 10-35%의 압연율로 수행될 때 양호한 형태를 가진 압연 시트와 우수한 배향을 가진 이차 재결정화 입자가 제공될 수 있다.
상기에 기재된 예비 냉간 압연이 실험 데이터를 기초로 상세히 기재될 것이다.
표 1에 규정된 화학 조성을 가진 인고트를 1150℃로 가열하였고 두께 1.8mm인 시트 및 두께 2.1mm인 시트로 열압연하였다.
그 후, 시트를 표2에 제시된 바에 따라 예비 냉간 압연시키고, 1100℃ 및 900℃에서 어닐링하고, 급속 냉각하고, 피클링한 다음 표 2에 제시된 바에 따라 최종 냉간 압연을 수행하였다.
상기에 기재된 냉간 압연 조건하에서 시트를 습윤한 수소/질소 가스에서 830℃에 70초간 탈탄화 어닐링한 다음 수소, 질소 및 암모니아로 이루어진 혼합 가스의 분위기에서 750℃에 30초간 니트리드화하였다. 모든 시료에서 니트리드화 후 일차 재결정화 입자의 평균 직경은 23-245㎛이며, 니트리드화 후 질소 함량은 약 220ppm이었다. 그후 강 시트를 어닐링 분리제로 코팅한 다음 1200℃에서 20시간 최종 어닐링하였다.
결과를 제4도 및 제5도에 제시한다. 이들 도면에서 명백하듯이, 자기 특성이 냉간 압연의 압연율에 따라 크게 변한다.
다양한 두께를 가진 열압연 시트를 다양한 압연율로 예비 냉간 압연하고, 어닐링하고, 두께 0.12mm로 냉간 압연한 다음 앞에 기재된 것과 동일한 처리를 수행하였다. 결과를 표 3에 제시한다.
열압연 시트의 두께는 2.4mm, 2.0mm 및 1.6mm이었고 화학조성과 처리 조건은 상기에 기재된 실험에 사용된 것과 동일하였다. 결과에서 명백하듯이, 31% 및 45%의 예비 냉간 압연 압연율은 높은 B값을 제공하였고, 54%의 예비 냉간 압연 압연율은 낮은 B값을 제공하였다.
상기의 결과에서 명백하듯이, 자속 밀도가 냉간 압연의 압연율에 따라 크게 변하지만, 높은 자속 밀도는 예비 냉간 압연의 압연율이 10-50%, 바람직하게는 10-35%일 때 얻어진다.
입자배향된 전기 강 시트의 이차 재결정화 입자는 강 시트의 표면층에 형성된 고스 핵이 중앙층을 침입하고 시트 두께를 통과하는 방식으로 성장한다고 알려져 있다.
일반적으로, 경험으로부터 우수한 배향을 가진 이차 재결정화 입자를 제공하기 위하여, 최종 압연의 압연율이 적합한 범위내이고 동시에 탈탄환 어닐링후 표면층의 텍스춰가 중앙층과 다른 것이 바람직하다고 알려져 있다. 제4 및 5도와 표 3에에서, 예비 냉간 압연의 압연율이 낮을 때 최종 어닐링의 압연율이 높아서 일차 재결정화 시트의 텍스춰내 고스 핵이 감소되며, 반면에 예비 냉간 압연의 압연율이 높을 때 강 시트의 재결정화가 최종 냉간 압연전에 진행되므로, 탈탄화 어닐링후 시트 두께의 방향으로 텍스춰의 차이가 작아서 우수한 배향을 가진 이차 재결정화 입자를 제공하는 것이 어렵게 된다고 생각된다. 따라서, 예비 냉간 압연의 압연율 및 최종 냉간압연의 압연율의 최적화는 얇은 게이지늘 가지며 우수한 자기 특성을 가진 제품이 제공되도록 한다.
상기에 기재된 바와 같이 예비 냉간 압연이 체택될 때, 가열된 전기 강 슬랩을 열압연하고, 피클링하고, 압연율 10-50%로 예매 냉간 압연하고, 900-1200℃의 온도에서 적어도 30초간 어닐링한 다음 압연율 80% 또는 그 이상으로 최종 냉간 압연을 비롯한 냉간 압연을 수행하여 두께 0.10-0.25mm인 얇은 강 시트를 제공한다.
냉간 압연된 강 시트를 일련의 처리, 즉 탈탄화 어닐링, 어닐링 분리제를 사용한 코팅 및 최종 어닐링을 수행하여 최정 제품을 제공한다.
이와 관련하여, 양호한 자기 특성을 제공하기 위하여 탈탄화 어닐링의 완료 및 최종 어닐링의 개시 사이의 기간에 일차 재결정화 입자의 평균 입자직경을 18-35㎛로 조절할 필요가 있다. 평균 입자직경이 18㎛ 이하이면 이차 재결정화 입자의 배향의 조졸이 곤란하며, 반면에 35㎛를 초과하면 이차 재결정화가 바람직하지 못하게 불안정해진다.
본 발명에서, 강 시트를 열압연의 완료 및 최종 어닐링에서 이차 재결정화의 개시 사이의 기간에 니트리드화 처리한다. 이것은 본 발명에서처럼 슬랩을 저온에서 가열하는 조건의 공정에서는 이차 재결정화에 필요한 억제제 효과가 불충분하게 되기 쉽기 때문이다.
보다 구체적으로 말하자면, 슬랩을 1200℃ 이하의 저온에서 가열한다. 따라서, Al, Mn 및 S 등이 강에서 불완전 고용체 형태로 존재하며, 이 상태에서는 강에서 이차 재결정화를 발생시키는데 필요한 억제제, 이를 테면 AlN 및 (Al,Si)의 양이 불충분하다. 이러한 이유로 이차 재결정화의 발생전에 N을 강에 침입시켜 억제제를 형성할 필요가 있다. 질소 함량은 10ppm 또는 그 이상이다.
니트리드화 방법은 특별히 제한되지 않으며, 니트리드화는 탈탄화 이닐링에 있어서, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 니트리드화를 수행하는 방법, 플라즈마를 사용하는 방법, 니트리드를 어닐링 분리체에 혼합하고 니트리드를 최종 어닐링에서 온도를 상승시키는 동안 강 시트에 흡수되는 질소로 분해하는 방법 및 최종 어닐링에서 분위기내 질소 분압을 증가시켜 강 시트를 니트리드화하는 방법으로도 수행할 수 있다.
우수한 자기 특성을 제공하기 위하여, 상기에 기재된 방법중에서 가장 좋은 방법은 최종 어닐링의 가열단계에서 900-1150℃의 강 시트 온도에서 아닐링 분위기에서 질소 분압을 적어도 12.5% 또는 그 이상, 보다 바람직하게는 30% 또는 그 이상으로 증가시키는 것이다. 900℃ 이하에서 어닐링 분위기에 관하여, 질소 분압을 특정할 필요가 없다. 이차 재결정화가 통상적으로 900-1250℃의 온도에서 발생하므로 이 온도에서 어닐링 분위기의 조절은 양호한 자기 특성을 제공하는데 충분하다.
입자배향된 전기 강 시트의 최종 어닐링에서, 분위기 가스는 통상적으로 N,H또는 N및 H로 이루어 진 혼합 가스로 이루어진다. 본 발명에 따라, 가열단게에서 글래스 필름 분해 공정에서 억제제를 안정화시키는 것이 또한 중요하다. 이러한 이유로, 온도상승중의 분위기로 N,H및 다른 불활성 가스 30% 또는 그 이상으로 이루어진 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다. N의 양이 30% 이하이면 글래스 필름 분해 공정중에(Al,Si)N의 억제제 효과가 낮아지는 것이 방지되는 능력이 낮아서 고자속 밀도를 가진 재료가 안정하게 얻이질 수 없다. 특히, N함량이 20% 또는 그 이하인 분위기에서 자성의 열화가 상당히 크다.
다른 한편, 분위기 가스가 N100%로 이루어진다면, 강 시트는 MgO의 특성값에 따라 산화성이 매우 크게 되어, 그 결과 강 시트의 표면이 산화되고, 예로 품질이 고르지 못하게 한다. N가스 함량이 온도 상승의 전기간에 걸쳐 30% 또는 그 이상으로 증가될 수 있지만, 온도가 900℃를 초과한 후 소킹(soaking) 온도에 도달되는 기간에 N가스 함량을 30% 또는 그 이상으로 증가시키는 것이 특히 바람직하다.
상기에 기재된 바와 같이, 제3도에서 알 수 있듯이, 우수한 자기 특성을 제공할 목적으로 최종 어닐링의 가열단계에서 900-1150℃의 강 시트 온도에서 질소 분압과 Si 함량의 관계에 대한 조건, 즉 식 P(%)e15×Si(%)-25로 표시된 조건을 만족하도록 어닐링 분위기내 질소 분압, P(%)를 조절하는 것이 보다 중요하다.
최종 어닐링에서, 온도는 통상적으로 1100-1250℃, 바람직하게는 1180-1250℃로 상승된다. 이차 재결정화는 통상적으로 온도 상승중에 완료되며, 정제를 위해 강 시트를 일정 온도를 유지시킨다. 온도 상승에 이어서 강 시트를 일정 온도에 방치하는 단계는 5-50시간 동안 수행된다. 강 시트를 일정 온도, 예를 들어 100-1100℃에 방치하고 추가로 가열한 다음 정제를 위해 일정 온도에 방치할 때, 정제전 온도 범위는 가열단계(온도 상승단계)로 간주된다. 900-1150℃의 범위로 온도를 상승시킬 때 P값의 상한치는 특히 한정되지는 않으며, 100%까지의 P값이 허용될 수 있다.
본 발명의 특징중 하나인 강 시트의 표면의 평활화를 기재한다. 표면 평활화 기술은 강 시트의 최종 어닐링을 수행할 목적으로 탈탄화 어닐링시킨 강 시트를 코팅하는 어닐링 분리제의 개선하는데 있다. 이 목적을 위해 다음의 두가지 군의 어닐링 분리제가 제공될 수 있다.
(1)MgO 100중량부로 이루어지고 거기에 Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Zn, Fe, Zr, Sr, Sn 및 Al의 클로라이드, 카보네이트, 니트레이드, 술파이드 및 술페이트중에서 선택된 적어도 한가지 성분의 총 합이 2-30중량부로 첨가된 어닐링 분리제. 첨가제의 양이 2중량부 이하이면 코일의 전체 표면에 걸쳐 글래스 필름이 전혀 없거나 거의 없는 제품을 제공하는 것이 어럽다. 첨가제의 양이 30중량부를 초과하면 첨가제의 구성 성분이 확산되며 강에 침입하여 바람직하지 못하게 억제제에 작용하고, 입자 경계 에칭을 발생시키거나 후속정제에 영향을 준다.
(2) 강 시트의 표면에 존재한 옥사이드, 예를 들어 실리카와 반응성이 적은 재료가 어닐릴 분리제로 사용된다. 이 목적을 위한 옥사이드가 AlO인 것이 경비면에서 바람직하지만, SiO, ZrO, BaO, CaO 및 SrO와 같은 다른 옥사이드도 사용될 수 있다. 또한, 어닐링 분리제가 AlO을 주성분으로 이루어지고 거기에 TiO가 첨가된다. 최종 어닐링중에 산소 포텐셜을 낮추기 위하여, 상기에 기재된 어닐링 분리제가 사용될 때 수분이 운반되지 않는 것이 중요하다. 분말 형태로 상기에 기재된 재료의 정전 코팅이 본 목적을 위해 유용하다.
그룹(1)의 어닐링 분리제를 사용하는 경우에, 탈탄화 어닐링시키고 상기에 기재된 어닐링 분리제로 코팅한 시틀를 최종 어닐링시킨다. 최종 어닐링에서 온도 상승의 이전 단계에서, MgO 및 옥사이드 필름의 융점이 낮아져 적합한 적은 두께를 가진 포르스테라이트 필름을 형성한다.
그후, 포르스테라이트의 성장 및 추가의 산화반응이 방지되며 후자의 단계에서, 필름과 Fe 및 그 필름 사이의 경계에서 야기된 Fe를 에칭시킴에 의해 필름층이 분해되며, 그 결과 글래스 필름이 없거나 거의 없는 표면이 얻어질 수 있다. 적합한 최종 어닐릴 조건의 선택은 본 발명에서처럼 상기에 기재된 적합한 글래스 필름 형성 및 분해를 포함한 공정에 특히 중요하다.
상기에 기재된 바와 같이, 본 발명에 있어서 최종 어닐리의 소킹 온도는 1180-1250℃가 바람직하다. 온도가 최종 어닐링의 소킹 온도에 도달했을 때, 글래스 필름의 분해가 완료된 상태에 있다. 이 단계에서, 상기에 기재된 온도 범위에서 소킹하는 것은 추가로 열 에칭을 발생시켜 강 시트의 표면을 거울처럼 만든다. 이것은 철손실을 개선하는 효과를 추가시킨다.
1180℃ 이하의 소킹 온도는 단지 적은 효과를 제공하며 강 시트의 정제에 대해 유용하기 못하다. 한편, 소킹 온도가 1250℃를 초과하면 거울상 표면을 제공하는 효과가 포함된다. 또한, 이 경우 코일의 형태가 만족스럽지 못하다. 니트리드의 정제를 수행하고 강 시트의 표면을 평활화할 목적으로, 이차 제결정화의 완료후에 강 시트를 1100℃ 또는 그 이상의 온도에서 수소 100%로 이루어진 분위기에서 어닐링한다.
그룹(1) 또는(2)의 어닐링 분리제를 사용하는 경우에, 탈탄화 어닐링이 수행된 강 시트에 어닐링 분리제로 코팅하기 전에 강 시트 표면에 존재하는 옥사이드를 제거하는 것은 강 시트의 제품의 표면의 평활화에 유용하다.
최종 어닐링의 완료후에, 강 시트를 절연 필름 형성제로 코팅하고 열 평편화(heat flattening) 한다. 이와 관련하여 레이저 빔, 스프로켓(sprocket) 롤 또는 프레스에 의한 국부 작업, 및 철손실을 저하시킬 목적으로 열 편형화 처리 전 또는 후에 마킹 및 국부 에칭함으로써 강 시트의 표면에 점선 또는 선형 틈(flaw)를 부여하는 것이 바람직하다. 강 시트를 철심으로 가공하고 사용자에 의해 스트레스 완화 어닐링없이 사용할 때(겹쳐된), 틈의 깊이가 5㎛ 또는 그 이하만큼 적을 수 있다.
다른 한편, 스트레스 완화 어닐링이 수행될 때(감긴 코어의 경우에), 깊은 점선 또는 선형 틈, 예를들어 깊이가 5-50㎛인 틈이 부여된다. 틈은 2-15mm의 간격 및 압연 방향에 45-90°의 각도로 부여된다. 강 시트를 스트레스 완화 어닐링없이 사용할 때, 강 시트의 표면에 적당한 응력을 부여하는 것이 중요하다. 응역 정도가 틈의 깊이에 의해 특정될 수 없지만, 레이저 빔 등으로 처리할 때, 깊이 1-5㎛의 틈이 적당한 응력을 제공할 수 있다.
스트레스완화 어닐링시킨 감긴 코어의 경우, 틈의 깊이가 5-50㎛이면 자속 밀도의 저하가 적으며 철손실을 개선하는 효과가 크다. 틈의 폭은 바람직하게는 200㎛ 또는 그 이하이다.
절연막 형성제로 처리하는 조건은 또한 본 발명에 중요하다. 글래스 필름을 갖춘 입자 배향 전기 강 시트에 있어서, 시트에 인장성을 부여하는 절연막 형성제를 코팅하고 소부(bake)할 때, 피복면적에 대해 3-5g/㎡에서 코팅된다. 이것은 절연막 형성제가 상기에 기재된 범위를 초과하는 피복면적으로 코팅되더라도, 두꺼운 필름에서 내부 산화반응의 영향과 필름 중량의 증가에 대한 문제점으로 인한 철손실을 개선하는 효과는 제한되기 때문이다. 또한, 이 경우에 자성은 스페이스 요인에서의 저하로 인해 약화된다.
다른 한편, 본 발명에 따른 제품은 글래스 필름이 없거나 또는 실질적으로 글래스 필름없이 존재하므로, 인장성을 부여하는 절연막 형성제가 2.5-15g/㎡의 범위로 코팅되며, 시트 두께가 0.30mm이면 6-15g/㎡으로 코팅된다. 보다 작은 두께를 가진 재료에 도포되는 경우, 피복면적은 시트 두께에 따라 감소될 수 있다.
이것은 철손실이 개선된 글래스 필름의 내부 코팅층 및 강 시트의 매트릭스 표면의 높은 평활도에 대한 문제점 없이 큰 피복면적의 경우에조차 성취될 수 있다. 특히, 상기에 기재된 자구 조절이 수행될 때, 인장성을 부여하기 위한 이러한 처리의 응용은 철손실이 큰 범위로 저하되도록 한다. 강 시트 두께가 0.3mm인 경우, 절연막 형성제의 피복면적이 5g/mm 또는 그 이하이면 인장력 0.5kg/mm 을 제공할 수 없다. 한편, 피복면적이 5g/mm 또는 그 이상이면 중량과 필름 두께의 바람직하지 못한 부작용이 발생한다.
절연막 형성제의 실예는 SiO, SnO, 또는 AlO의 콜로이드 용액 100중량부(고체를 기초로), 일염기성 포스페이트, 이를테면 Al, Mg 또는 Ca의 130-200중량부, 및 크롬산 또는 CrO와 같은 크로메이트 12-40중량부로 이루어진 것을 포함한다.
포스페이트에 대한 콜로이드 물질의 혼합비가 상기에 기재된 범위 외일때는 인장력의 효과가 성취될 수 없으며, 그 결과 상기에 기재된 범위와의 혼합비가 본 발명에 대해 부적당하다. 특히 우수한 필름 특성은 주로 SiO또는 SnO의 용액으로 구성된 절연막 형성제를 사용할 때 제공될 수 있다. 크롬산과 프로메이트가 인장력의 효과에 대해 실제로 별개이지만, 그들은 필름의 흡수성의 발생을 억제하는 효과를 갖고 있다. 그 첨가량이 12중량부 또는 그 이하이면 흡수성을 억제하는 효과가 작다. 한편, 그 첨가량이 40중량부 또는 그 이상을 초과하면, 과량의 크롬 존재로 인해 흡수성이 발생하거나 또는 강 시트이 모양이 악화된다.
열 평편화는 600℃ 또는 그 이상의 온도 영역에서 PHO/PHd0.1 및 He5%의 조건을 만족시킬 수 있는 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 한정은 본 발명에서처럼 글래스 필림이 실제로 없거나 또는 이것이 없는 강 시트를 고온에서 열 플래팅할 때, 산화반응이 노에서 발생하기 쉬우므로 강의 표면과 필름 사이에 양호한 자성과 부착성을 유지할 목적으로 제공된다.
글래스 필림이 실제로 없거나 또는 이것이 없으며 고자속 밀도를 가진 이와 같이 제조된 입자 배향된 전기 강 시트는 자구 조절과 절연막에 의한 인장력 제공에 의해 매우 낮은 철손실을 갖고 있다. 이것은 종래의 글래스 필름 재료와 반대로, 강 시트의 매끄러운 표면에 의해 내부 필름층의 부작용이 없기 때문이다.
인장력을 부여하는 절연막 재료가 본 발명에 따른 재료에 도포될 때, 철손실을 개선하는 효과가 피복면적이 상당히 클 때조차 성취될 수 있다.
상기에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따라 Si 함량이 3.4-5.0%인 고-Si 재료 및 0.14mm, 012mm 등의 작은 두께를 가진 재료에서, 고자속 밀도를 가진 입자 배향된 전기 강 시트를 제공할 수 있다. 또한, 강 시트의 표면을 매끄럽게 하는 단계의 제공은 매우 철손실 특성을 가진 입자 배향된 전기 강 시트가 제조되게 한다.
실시예
본 발명을 다음의 실시예에 관련하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
C 0.056중량%, Si 3.58중량%, Mn 0.14중량%, S 0.005중량%, 산 가용성 Al의 양이 ① 0.020중량%, ② 0.031중량% 또는 ③ 0.036중량% 및 N 0.0078중량%로 이루어지고 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 세가지 형태의 40mm-두께의 슬랩을 1150℃로 가열하고, 열압연을 1050℃에서 시작하고 6패스(pass)수행하여 두께 2.3mm인 열압연 시트를 형성하였다.
열압연 시트를 1120℃에서 30초간 방치하고 900℃에서 30초간 방치한 다음 급속 냉각하는 방식으로 어닐링하였다. 그후, 강 시트를 압연율 약 90.4%로서 냉간 압연시켜 두께 0.22mm인 냉간 압연 시트를 만들고, 830℃에서 90초간 방치하여 탈탄화 어닐링을 수행하였다. 그후, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 강 시트를 니트리드화하면서 750℃의 온도에서 30초간 방치하여 이것을 어닐링시켰다. 이 경우 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0110-0.0132중량%이었고, 니트리드화 후 평균 입자직경은 22-25㎛이었다(입자가 가진 동일한 면적이 있는 원의 직경에 의해). 니트리드화 후 강 시트를 주로 MgO로 이루어진 어닐링분리제로 코팅하고 그들을 15℃/시간의 속도에서 1200℃로 가열하고 H에서 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최종 어닐링을 수행하였다. 최종 어닐링에서, 강 시트를 가열 단계에서 온도가 900℃에 도달될 때까지 N25% 및 H75%로 이루어진 어닐링 분위기에서 처리한 다음, 네가지 조건, 즉, (a) N: 15%, H: 85%, (b) N: 25%, H: 75%, (c) N: 50%, H2 : 50% (d) N: 90%, H: 10%하에 900-1200℃의 온도 범위에서 처리하였다.
공정 조건과 자기 특성 사이의 관계가 표 4에 제시된다. 표 4에 명백하듯이, 본 발명에서 규정된 조건을 만족하는 시료 5, 6, 9 및 10번은 양호한 자기 특성 B≥1.92 T를 갖고 있었다. 또한, 본 발명에 따른 시료 7, 8, 11 및 12는 보다 양호한 자기 특성 B≥1.94T를 갖고 있었다.
실시예 2
C 0.058중량%, Si 3.51중량%, Mn 0.14중량%, S 0.006중량%, 산 가용성 Al의 양이 ① 0.021중량%, 또는 ② 0.034중량% 및 N 0.0082중량% 및 Sn 0.05중량%로 이루어지고 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 두가지 형태의 두께 40mm 슬랩을 1150℃로 가열하고 열압연시켜 두께 2.3mm인 열압연 시트를 형성하였다.
열압연 시트를 1120℃에서 30초간 방치하고, 900℃에서 30초간 방치한 다음 급속 냉각하는 방식으로 어닐링하였다. 그후, 강 시트를 압연율 약 90.4%로 냉간 압연시켜 두께 0.22mm인 냉간 압연 시트를 만들고, 835℃에서 90초간 방치하여 탈탄화 어닐링을 수행하였다. 그후, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 강 시트를 니트리드화하면서 그것을 750℃의 온도에서 30초간 방치하여 어닐링하였다. 이 경우, 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0114-0.0121중량%이었고, 니트리드화 후 평균 입자직경은 23-24㎛이었다(입자가 가진 동일한 면적이 있는 원의 직경에 의해). 니트리드화 후 강 시트를 주로 MgO로 이루어진 어닐링 분리제로 코팅하고 그것을 10℃/시간의 속도로 1200℃로 가열하고 H에서 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최종 어닐링을 수행하였다. 최종 어닐링에서, 강 시트를 가열 단계에서 온도가 850℃에 도달될 때 까지 N15% 및 H85%인 어닐링 분위기에서 처리한 다음, 두가지 조건, 즉, (a) N: 15%, H: 85% 및 (b) N: 90%, H: 10%하에 850-1200℃의 온도 범위에서 처리하였다.
고정 조건과 자기 특성 사이의 관계가 표 5에 제시된다. 표 5에 명백하듯이, 본 발명에 따른 시료 제15번은 양호한 자기 특성 B=1.93T를 갖고 있었다. 또한, 본 발명에 따른 시료 제16번은 보다 양호한 자기 특성 B=1.95T를 갖고 있었다.
실시예 3
C 0.060중량%, Si 4.01중량%, Mn 0.14중량%, S 0.007중량%, 산 가용성 Al 0.039중량%, N 0.0086중량% 및 Sn이 ① 0.003중량%, ② 0.07중량% 및 ③ 0.20중량%로 이루어지고 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 세가지 형태의 40mm-두께의 슬랩을 1150℃로 가열하고, 열압연시켜 두께 2.3mm인 열압연 시트를 형성하였다. 이 경우에, Al(%)/Si(%)는 0.0097이었다.
열압연 시트를 1100℃에서 30초간 방치하고, 900℃에서 30초간 방치한 다음 급속 냉각하는 방식으로 어닐링하였다. 그후, 강 시트를 압연율 약 90.4%로 냉간 압연시켜 두께 0.22mm인 냉간 압연 시트를 만들고, 830℃에서 90초간 방치하여 탈탄화 어닐링을 수행하였다. 그후, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 강 시트를 니트리드화하면서 750℃의 온도에서 30초간 방치하여 이것을 어닐링시켰다. 이 경우에, 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0078-0.0129중량%이었고, 니트리드화 후 평균 입자직경은 22-26㎛이었다(입자가 가진 동일한 면적이 있는 원의 직경에 의해). 니트리드화 후 강 시트를 주로 MgO로 이루어진 어닐링 분리제로 코팅하고 그들을 N25% 및 H75%로 이루어진 어닐링 분위기에서 15℃/시간의 속도에 1200℃로 가열하고 H에서 1200℃에 20시간 방치하였다.
공정 조건과 자기 특성 사이의 관계가 표 6에 제시된다. 본 실험에 대한 모든 조건은 본 발명에서 규정된 조건을 만족하며, 모든 시료는 양호한 자기 특성 B≥1.92T를 갖고 있었다. 또한, 본 발명의 범위내에 속한 Sn 함량을 가진 시료제 18번은 보다 양호한 자기 특성 B=1.95T를 갖고 있었다.
실시예 4
C 0.059중량%, Si 3.75중량%, Mn 0.14중량%, S 0.005중량%, 산 가용성 Al 0.039중량%, N 0.0088중량% 및 Sn이 0.06중량%로 이루어지고 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 40mm-두께의 슬랩을 1150℃로 가열하고, 열압연시켜 두께 1.8mm인 열압연 시트를 형성하였다. 이 경우에, Al(%)/Si(%)는 0.0104이었다.
열압연 시트를 두께 1.4mm로 냉간 압연시킨 다음 1120℃에서 30초간 방치하고, 900℃에서 30초간 방치한 다음 급속 냉각하는 방식으로 어닐링하였다. 그후, 강 시트를 압연율 약 89.6%로 냉간 압연시켜 두께 0.145mm인 냉간 압연 시트를 제공하고 830℃에서 70초간 방치하여 탈탄화 어닐링을 수행하였다. 그후, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 강 시트를 니트리드화하면서 그들을 750℃의 온도에서 30초간 방치하여 어닐링하였다. 이 경우 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0141-0.0152중량%이었고, 니트리드화 후 평균 입자직경은 23-25㎛이었다(입자가 가진 동일한 면적이 있는 원의 직경에 의해). 니트리드화 후 강 시트를 주로 MgO로 이루어진 어닐링 분리제로 코팅하고 그것을 15℃/시간의 속도로 1200℃로 가열하고 H에서 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 어닐링하였다.
최종 어닐링에서, 강 시트를 가열단계에서 온도가 900℃에 도달될때 까지 N25% 및 H75%로 이루어진 어닐링 분위기에서 처리한 다음, 세가지 수준의 조건, 즉, (a) N: 25%, H: 75%, (b) N: 75%, H: 25 및 (c) N: 90%, H: 10%하에 900-1200℃의 온도 범위에서 처리하였다.
공정 조건과 자기 특성 사이의 관계가 표 7에 제시된다. 본 실험에 대한 모든 조건은 본 발명에서 규정된 조건을 만족하며, 모든 시료는 양호한 자기 특성 B≥1.92T를 갖고 있었다. 또한, 본 발명에 규정된 최종 어닐링 조건을 만족하는 시료 제21 및 22번은 보다 양호한 자기 특성 B1.94T를 갖고 있었다.
실시예 5
C 0.060중량%, Si 4.04중량%, Mn 0.15중량%, S 0.006중량%, 산 가용성 Al 0.0303중량%, N 0.0082중량% 및 Sn의 양이 ① 0.002중량%, ②0.07중량% 및 ③ 0.030중량%로 이루어지고 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 세가지 형태의 40mm-두께의 슬랩을 1150℃로 가열하고, 열압연시켜 두께 1.8mm인 열압연 시트를 형성하였다.
열압연 시트를 두께 1120℃에서 30초간 방치하고, 900℃에서 30초간 방치한 다음 급속 냉각하는 방식으로 어닐링하였다. 그후, 강 시트를 압연율 약 90.6%로 냉간 압연시켜 두께 0.170mm인 냉간 압연 시트를 제공한 다음 835℃에서 70초간 방치하여 탈탄화 어닐링을 수행하였다. 그후, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 강 시트를 니트리드화하면서 그들을 750℃의 온도에서 30초간 방치하여 이것을 어닐링하였다. 이 경우, 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0132중량%이었고, 니트리드화 후 평균 입자직경은 23-25㎛이었다(입자가 가진 동일한 면적이 있는 원의 직경에 의해). 니트리드화 후 강 시트를 주로 MgO로 이루어진 어닐링 분리제로 코팅하고 그들을 15℃/시간의 속도에서 1200℃로 가열하고 H에서 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최정 어닐링을 수행하였다. 최종 어닐링에서, 강 시트를 가열단계에서 온도가 880℃에 도달될 때까지, N25% 및 H75%로 이루어진 어닐링 분위기에서 처리하고, N: 75%, H: 25%로 이루어진 분위기에서 880-1200℃의 온도 범위에서 처리하였다.
공정 조건과 자기 특성 사이의 관계가 표 8에 제시된다. 표 8에서 명백하듯이, 모든 실험 조건은 본 발명에서 규정된 조건을 만족하며, 양호한 자기 특성 B≥1.92T가 얻어졌다. 또한, 본 발명의 범위내에 속한 Sn 함량을 가진 시료 24는 보다 양호한 자기 특성 B=1.94T를 갖고 있었다.
실시예 6
C 0.058중량%, Si 3.68중량%, Mn 0.14중량%, S 0.006중량%, 산 가용성 Al 0.039중량%, N 0.0088중량% 및 Sn의 양이 ① 0.001중량%, 및 ② 0.005중량%로 이루어지고 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 두가지 형태의 40mm-두께의 슬랩을 1150℃로 가열하고 열압연시켜 두께 1.8mm인 열압연 시트를 형성하였다.
열압연 시트를 두께 1.4mm로 냉간 압연시키고, 1120℃에서 30초간 방치하고, 900℃에서 30초간 방치한 다음 급속 냉간하는 방식으로 어닐링하였다. 그후, 강 시트를 압연율 약 89.6%로 냉간 압연시켜 두께 0.145mm인 냉간 압연 시트를 만들고 830℃에서 70초간 방치하여 탈탄화 어닐링을 수행하였다. 그후, NH가스를 어닐링 분위기에 도입하여 강 시트를 니트리드화하면서 그들을 750℃의 온도에서 30초간 방치하여 어닐링하였다. 이 경우 니트리드화 정도(질소 함량의 증가)는 0.0131-0.0142중량%이었고, 니트리드화 후 평균 입자직경은 24-25㎛이었다(입자가 가진 동일한 면적이 있는 원의 직경에 의해). 니트리드화 후 강 시트를 주로 MgO로 이루어진 어닐링 분리제로 코팅하고 그들을 10℃/시간의 속도에서 1200℃로 가열하고 H에서 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최종 어닐링하였다. 최종 어닐링에서, 강 시트를 가열단계에서 온도가 900℃에 도달될 때까지 N20% 및 H80%로 이루어진 어닐링 분위기에서 처리하고, N: 75%, H: 25%로 이루어진 분위기에서 900-1200℃의 온도 범위에서 처리하였다.
공정 조건과 자기 특성 사이의 관계가 표 9에 제시된다. 표 9에서 명백하듯이, 모든 실험 조건은 본 발명에서 규정된 조건을 만족하며, 양호한 자기 특성 B≥1.92T가 얻어졌다. 또한, 본 발명의 범위내에 속한 Sn 함량을 가진 시료 제27번은 보다 양호한 자기 특성 B=1.94T를 갖고 있었다.
실시예 7
C 0.056%, Si 3.5%, Mn 0.12%, S 0.008%, 가용성 Al 0.032%, N 0.0078% 및 Cr 0.08%로 이루어진 1.7mm 두께의 열압연 시트를 피클링하고 다음 조건하에 예비 냉간 압연하였다.
예비 냉간 압연 시트 두께(mm)(압연율 : %)
① 없음(0)
② 1.4mm(17.6)
③ 1.2mm(29.4)
④ 0.8mm(52.9)
이들 예비 냉간 압연 시트를 1100℃×2.5분+900℃×2분의 조건으로 어닐링시키고, 급속 냉각하고, 피클링한 다음 두께 0.12mm로 냉간 압연하였다. 냉간 압연에서, 패스간에 200℃에 5분간 숙성(aging)을 수행하였다. 그후, 강 시트를 H75% 및 N25%로 이루어진 60℃의 D.P.에서 830℃에 70초간 탈탄화 어닐링하였다.
그후, 강 시트를 H75% 및 N25%로 이루어진 건조 분위기에서 750℃에 30초간 니트리드화 처리하여 N 함량을 110ppm, 180ppm 및 240ppm으로 조절하였다. 일차 재결정화 입자의 평균직경은 약 22㎛이었다. 그후, 강 시트를 주로 MgO 및 TiO로 이루어진 슬러리로 코팅하고 1200℃의 온도에서 N25% 및 H75%로 이루어진 분위기에서 최종 어닐링시키고 H에서 1200℃에 20시간 어닐링하였다.
자기 특성(B(T))이 표 10에 제시된다.
표 10에서 명백하듯이, 제품 시트의 두께는 매우 적으며, 시트 두께가 0.12mm 정도로 적을때 조차도 높은 B을 얻을 수 있다.
실시예 8
C 0.054%, Si 3.25%, Mn 0.10%, S 0.006%, 가용성 Al 0.030%, N 0.0075%, Sn 0.07% 및 Cr 0.12%로 이루어진 슬랩을 1150℃로 가열하고 열압연하여 두께 2.5mm, 2.0mm 및 1.8mm인 열압연 시트를 형성하였다. 이들 열압연 시트를 피클링하고 표 11에 제시된 조건으로 예비 냉간 압연하였다.
이들 예비 냉간 압연 시트를 1100℃×2.5분+900℃×2분의 조건으로 어닐링시키고, 급속 냉각하고, 피클링한 다음 두께 0.15mm로 냉간 압연하였다. 냉간 압연에서, 패스간에 200℃에 5분간 숙성을 수행하였다. 그후, 강 시트를 H75% 및 N25%로 이루어진 60℃의 D.P.에서 835℃에 70초간 탈탄화 어닐링하였다.
그후, 강 시트를 H75% 및 N25%로 이루어진 건조 분위기에서 750℃에 390초간 니트리드화 처리하여 N 함량을 200ppm으로 조절하였다. 일차 재결정화 입자의 평균직경은 약 23㎛이었다. 그후, 강 시트를 주로 MgO 및 TiO로 이루어진 슬러리로 코팅하고 실시예 7에 기재된 동일한 조건하에 1200℃의 온도에서 20시간 최종 어닐링하였다. 자기 특성(B(T))이 표 12에 제시된다.
예비 냉간 압연 압연율과 52% 정도로 높은 시료 제31번의 경우 높은 B값이 얻어질 수 없었으나, 반면에 시료 제32 및 33번은 높은 B값을 나타냈다.
실시예 9
실시예 1의 화학 조성 ② 및 ① 을 각각 함유하고 실시예 1에 기재된 동일한 조건하에 열압연 내지 니트리드화시킨 강 슬랩을 세가지 종류의 어닐링 분리제, 즉 (a) MgO 100중량부+SnCl10중량부로 이루어진 어닐링 분리제, (b) MgO 100중량부+SnCl5중량부+SrS 5중량부 및 (c) MgO 100중량부+NaCl 3중량부+BaSO3중량부+KCO4중량부로 이루어진 어닐링 분리제로 코팅하고 10℃/시간의 속도로 1200℃로 가열하고 1200℃에 20시간 방치하는 방식으로 최종 어닐링하였다. 이 경우, 가열 단계에서의 분위기는 N75% 및 H25%로 구성되며, 1200℃에서 방치되는 때의 분위기는 H100%로 구성되었다. 강 시트를 공지의 방법에 따라 인장 코팅하고 레이저로 자구를 조절하였다. 이 실험에서 자기 특성에 대한 측정 결과를 표 13에 제시한다.
본 발명의 범위내에 속한 시료 제34-39번은 매우 양호한 자기 특성 B≥1.95T를 갖고 있었다.
실시예 10
실시예 1의 화학조성 ③을 함유하고 실시예 1에 기재된 동일한 조건하에 열압연 내지 니트리드화가 수행된 강 슬랩을 (a) 피클링하거나 또는 (b) 피클링하지 않고, AlO100중량부로 이루어지고, 거기에 (A) TiO가 첨가되지 않거나 또는 (B) TiO가 첨가된 어닐링 분리제로 정전(electrostatic) 코팅한 다음, 실시예 9와 동일한 방식으로 최종 어닐링, 인장 코팅 및 자구 조절을 수행하였다.
이 실험에서 자기 특성에 대한 측정 결과를 표 14에 제시한다.
모든 시료는 매우 양호한 자기 특성 B≥1.96T를 갖고 있었다.
실시예 11
실시예 4에 기재된 화학조성으로 이루어지고 실시예 4에 기재된 바와 같은 조건하에 열압연 내지 니트리드화를 수행한 강 슬랩을 실시예 9에 기재된 세가지 어닐링 분리제로 코팅하고 실시예 9와 동일한 방식으로 최종 어닐링시킨 다음 스프로켓 롤을 사용하여 공지의 자구 조절에 수행하고 이어서 인장 코팅 및 스트레스 완화 어닐링하였다. 이 실험에서 자기 특성에 대한 측정 결과를 표 15에 제시한다.
모든 시료는 매우 양호한 자기 특성 B≥1.93T를 나타 냈다.
실시예 12
실시예 4에 기재된 화학조성으로 이루어지고 실시예 4에 기재된 것과 동일한 조건하에 열압연 내지 트리리드화를 수행한 강 슬랩을 실시예 9와 동일한 방식으로 최종 어닐링까지 일련의 처리를 수행한 다음 스프로켓 롤을 사용하여 공지의 자구 조절을 수행하고 이어서 인장 코팅 및 스트레스 완화 어닐링하였다.
이 실험에서 자기 특성에 대한 측정 결과를 표 16에 제시한다.
모든 시표 제47-50번은 매우 양호한 자기 특성 Be1.94T를 나타내었다.
실시예 13
실시예 8에 기재된 것과 동일한 조건하에 열압연 내지 니트리드화를 수행한 강 슬랩 시료 33번을 실시예 9에 기재된 세가지 수준의 어닐링 분리제로 코팅하고 실시예 9와 동일한 방식으로 최종 어닐링한 다음 스프로켓 롤을 사용하여 공지의 자구 조절을 수행하고 이어서 인장 코팅 및 스트레스 완화 어닐링을 수행하였다.
이 실험에서 자기 특성에 대한 측정 결과를 표 17에 제시한다.
표 17에서 명백하듯이, 모든 시료 제51-53번은 매우 양호한 자기 특성 B≥1.95T를 나타냈다.
실시예 14
실시예 8에 기재된 것과 동일한 조건하에 열압연 내지 니트리드화를 수행한 강 슬랩 시료 33번을 실시예 9와 동일한 방식으로 최종 어닐링까지 일련의 처리를 수행한 다음 스프로켓 롤을 사용하여 공지의 자구 조절을 수행하고 이어서 인장 코팅 및 스트레스 완화 어닐링을 수행하였다. 이 실험에서 자기 특성에 대한 측정 결과를 표 18에 나타낸다.
모든 시료 제54-57번은 매우 양호한 자기 특성 B≥1.95T를 나타냈다.

Claims (14)

  1. 중량으로 C 0.025-0.075%, Si 2.5-5.0%, 가용성 Al 0.015-0.080%, N 0.0030-0.013%, (S+0.405Se) 0.014% 또는 그 이하 및 Mn 0.05-0.8%로 이루어지고, 가용성 Al(%)/Si(%)가 0.0080 또는 그 이상이며, 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬랩을 1280℃ 이하의 온도에서 가열하고; 가열 슬랩을 열압연시키며; 상기 열압연 시트를 압연율 80% 이상으로 1회 냉간 압연시키거나 또는 냉간 압연 사이에 중간 어닐링을 수행하면서 적어도 2회 냉간 압연을 수행하고; 최종 냉간 압연된 강 시트를 탈탄화 어닐링의 완료와 최종 어닐링의 개시 사이의 기간에 탈탄화 어닐링시킨 강 시트의 일차 재결정화 입자의 평균직경이 18-35㎛ 되도록 조절하면서 탈탄화 어닐링시키고; 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트를 어닐링 분리제로 코팅하고 코팅된 강 시트를 최종 어닐링시키며, 여기서 상기 최종 어닐링은 최종 어닐링노에서 어닐링분위기내 질소 분압(PN2)(%)이 최종 어닐링의 가열단계 중 강 시트 온도가 900-1150℃인 범위내에서 12.5% 이상 100% 이하이고 또한 다음식을 만족시키는 조건에서 수행되고,
    100≥PN2값(%)≥15×Si(%)-25
    상기에서 Si(%)는 중량%로 슬랩의 Si 함량을 나타내며; 강 시트가 열압연의 완료 및 최종 어닐링에서 이차 재결정화의 개시 사이의 기간에 질소를 0.0010중량% 내지 0.0152% 범위로 흡수하는 강 시트의 니트리드화를 수행하는 단계로 이루어지는, 우수한 자기 특성을 가진 입자 배향 전기 강 시트의 제조방법.
  2. 중량으로 C 0.025-0.075%, Si 2.5-5.0%, 가용성 Al 0.015-0.080%, N 0.0030-0.13%, (S+0.405Se) 0.014% 또는 그 이하, Mn 0.05-0.8% 및, Sn 0.01-0.15%와 Cr 0.03-0.20%중에서 선택된 적어도 한가지 성분으로 이루어지고, 가용성 Al(%)/Si(%)가 0.0080 또는 그 이상이며, 잔량이 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬랩을 1280℃ 이하의 온도에서 가열하고; 가열 슬랩을 열압연시키며; 상기 열압연 시트를 압연율 80% 이상으로 1회 냉간 압연시키거나 또는 냉간 압연 사이에 중간 어닐링을 수행하면서 적어도 2회 냉간 압연을 수행하고; 최종 냉간 압연된 강 시트를 탈탄화 어닐링의 완료와 최종 어닐링의 개시 사이의 기간에 탈탄화 어닐링시킨 강 시트의 일차 재결정화 입자의 평균직경이 18-35㎛ 되도록 조절하면서 탈탄화 어닐링시키고; 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트를 어닐링 분리제로 코팅하고 코팅된 강 시트를 최종 어닐링시키며, 여기서 상기 최종 어닐링은 최종 어닐링노에서 어닐링 분위기내 질소 분압(PN2)(%)이 최종 어닐링의 가열단계 중 강 시트 온도가 900-1150℃인 범위내에서 12.5% 이상 100% 이하이고 또한 다음식을 만족시키는 조건에서 수행되고,
    100≥PN2값(%)≥15×Si(%)-25
    상기에서 Si(%)는 중량%로 슬랩의 Si 함량을 나타내며; 강 시트가 열압연의 완료 및 최종 어닐링에서 이차 재결정화의 개시 사이의 기간에 질소를 0.0010중량% 내지 0.0152% 범위로 흡수하는 강 시트의 니트리드화를 수행하는 단계로 이루어지는, 우수한 자기 특성을 가진 입자 배향 전기 강 시트의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최종 어닐링이 최종 어닐링노에서의 어닐링 분위기 중 질소 분압(PN2)(%)이 최종 어닐링의 가열단계에서 900-1150℃의 강 시트 온도에 30% 또는 그 이상의 방식으로 수행되는 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉간 압연이 열압연 시트를 압연율 10-50%로 예비 냉간 압연하고 중간 어닐링한 다음, 압연율 80% 또는 그 이상으로의 최종 압연을 포함하는 최종 냉간 압연을 수행하여 두께가 0.10-0.25mm인 냉간 압연 시트를 형성하는 것으로 이루어지는 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 코팅이 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면을 MgO 100중량부와, Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Zn, Fe, Zr, Sr, Sn 및 Al의 클로라이드, 니트레이트, 슬파이드 및 술페이트로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 한가지 성분을 전체로 2-30중량부 포함하는 어닐링 분리제로 코팅하는 것으로 이루어지는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코팅이 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면을 주성분이 Al2O3, SiO2, ZrO2, BaO, CaO 및 SrO으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 한가지 성분을 90-100중량% 함유하는 어닐링 분리제로 코팅하는 것으로 이루어지고, 상기 최종 어닐링이 이차 재결정화 및 정제에 의해 강 시트 표면을 거울상으로 만드는 방식으로 수행되는 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코팅이 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면을 주성분이 Al2O3로 이루어지고 거기에 TiO25-30중량%가 첨가된 어닐링 분리제로 코팅하는 것으로 이루어지고, 상기 최종 어닐링이 이차 재결정화 및 정제에 의해 강 시트 표면을 거울상으로 만드는 방식으로 수행되는 제조방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강 시트를 어닐링 분리제로 코팅하기 전에, 추가로 상기 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면층에 존재하는 옥사이드층을 제거하는 것으로 이루어지는 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 최종 어닐링이 최종 어닐링노에서의 어닐링 분위기 중 질소 분압(PN2)(%)이 최종 어닐링의 가열단계에서 900-1150%의 강 시트 온도에 30% 또는 그 이상인 방식으로 수행되는 제조방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 냉간 압연이 열압연 시트를 압연율 10-50%로 예비 냉간 압연하고 중간 어닐링한 다음, 압연율 80% 또는 그 이상으로의 최종 압연을 포함한 최종 냉간 압연을 수행하여 두께가 1.10-0.25mm인 냉간 압연 시트를 형성하는 것으로 이루어지는 제조방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 코팅이 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면을 MgO 100중량부와, Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Zn, Fe, Zr, Sr, Sn 및 Al의 클로라이드, 니트레이트, 슬파이드 및 술페이트로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 한가지 성분을 전체 2-30중량부 포함하는 어닐링 분리제로 코팅하는 것이 특징인 제조방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 코팅이 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면을 주성분이 Al2O3, SiO2, ZrO2,BaO, CaO 및 SrO으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 한가지 성분을 90-100중량% 함유하는 어닐링 분리제로 코팅하는 것으로 이루어지고, 상기 최종 어닐링이 이차 재결정화 및 정제에 의해 강 시트의 표면을 거울상으로 만드는 방식으로 수행되는 제조방법.
  13. 제2항에 있어서, 상기 코팅이 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면을 주성분이 Al2O3로 이루어지고 거기에 TiO25-30중량%가 첨가된 어닐링 분리제로 코팅하는 것으로 이루어지고, 상기 최종 어닐링이 이차 재결정화 및 정제에 의해 강 시트의 표면을 거울상으로 만드는 방식으로 수행되는 제조방법
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강 시트를 어닐링 분리제로 코팅하기 전에, 추가로 상기 탈탄화 어닐링을 수행한 강 시트의 표면층에 존재하는 옥사이드층을 제거하는 것으로 이루어지는 제조방법.
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