무방향성 규소강의 표면에서 조대한 결정립을 미세하게 하는 방법(METHOD FOR IMPROVING SURFACE COARSE GRAIN OF NON-ORIENTED SILICON STEEL)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2012-0099512
(43) 공개일자 2012년09월10일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
C21D 8/12 (2006.01) C22C 38/06 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-7020089
(22) 출원일자(국제) 2011년04월27일
심사청구일자 2012년07월30일
(85) 번역문제출일자 2012년07월30일
(86) 국제출원번호 PCT/CN2011/073358
(87) 국제공개번호 WO 2012/024939
국제공개일자 2012년03월01일
(30) 우선권주장
201010265782.3 2010년08월26일 중국(CN)
(71) 출원인
바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
중국 상하이 201900 바오샨 디스트릭트 푸진 로
드 넘버 885
(72) 발명자
첸, 링펑
중국 상하이 201900, 바오샨 디스트릭트, 후진
로드, 885
(74) 대리인
특허법인씨엔에스
전체 청구항 수 : 총 2 항
(54) 발명의 명칭 무방향성 규소강의 표면에서 조대한 결정립을 미세하게 하는 방법
(57) 요 약
하기의 단계들을 포함하는, 무방향성 규소강의 표면에서 조대한 결정립을 미세하기 위한 방법.
1) 제련 및 주조; 무방향성 규소강의 조성의 중량%가, C: 0.001% ~ 0.005%, Si: 0.1% ~ 1.8%, Mn: 0.10% ~
0.80%, P ≤ 0.04%, Al: 0.20% ~ 0.80%, S ≤ 0.005%, N ≤ 0.005%, 잔부는 Fe 및 불가피한 함유물이다.
상기 조성에 따라 용해된 강은 제련되며, RH 정제 처리 수행하고, 그 다음 강 빌렛(steel billet)으로 주조된
다.
2) 강판로 열간 압연
3) 노말라이징, 노말라이징 온도는 800 ~ 900℃로 조절되며, 노말라이징 소킹(soaking) 시간은 15 ~ 30s로 조
절되며, 노말라이징 오븐 내의 산소 함량은 0.5% 또는 미만으로 조절되며, 노말라이징된 강판 내의 최대 입자
크기 대 평균 입자 크기의 비는 3 이하로 조절된다.
4) 무방향성 규소강 제품을 얻기 위한 산세(pickling), 냉간 압연, 어닐링 및 코팅
본 발명은 현재 존재하는 조건하에서, 열처리 과정 추가 없이 그리고 평행한 열 작업 없이, 조대한 결정립을
미세화할 수 있다.
대 표 도 - 도2
공개특허 10-2012-0099512
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특허청구의 범위
청구항 1
하기의 단계들을 포함하는 무방향성 규소강의 표면에서 조대한 결정립을 미세하게 하는 방법.
1) 제련(smelting) 및 주조(casting)
무방향성 규소강의 조성의 중량%가, C: 0.001% ~ 0.005%, Si: 0.1% ~ 1.8%, Mn: 0.10% ~ 0.80%, P ≤ 0.04%,
Al: 0.20% ~ 0.80%, S ≤ 0.005%, N ≤ 0.005%, 잔부는 Fe 및 불가피한 함유물이다.
상기 조성에 따라 용해된 강은 제련되며, RH 정제 처리를 수행하고, 그 다음 강 빌렛(steel billet)으로 주조
된다.
2) 강판으로 열간 압연(hot-rolling)
3) 노말라이징(normalizing)
노말라이징 온도는 800 ~ 900℃로 조절되며, 노말라이징 소킹(soaking) 시간은 15 ~ 30s로 조절되며, 노말라
이징 노(furnace) 내의 산소 함량은 0.5% 또는 그 미만으로 조절되며, 노말라이징된 강판 내의 최대 입자 크
기 대 평균 입자 크기의 비는 3 이하로 조절된다.
4) 무방향성 규소강 제품을 얻기 위한 산세(pickling), 냉간 압연(cold-rolling), 어닐링(annealing) 및 코팅
(coating)
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 노말라이징된 강판 내의 최대 입자 크기 대 평균 입자 크기의 비가 2 이하로 조절되는 것을 특징으로 하
는, 무방향성 규소강의 표면에서 조대한 결정립을 미세하게 하는 방법.
명 세 서
기 술 분 야
일반적으로, 본 발명은 무방향성 규소강의 제조 공정에 관한 것으로, 특히, 무방향성 규소강의 표면에서 조대[0001]
한 결정립을 미세하게 하는 방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
무방향성 규소강 제품에 존재하는 조성의 함량은, C ≤ 0.005%, Si: 0.1% ~ 1.8%, Mn: 0.10% ~ 0.80%, P:[0002]
0.04% 또는 그 미만, Al: 0.20% ~ 0.80%, S ≤ 0.005%, N ≤ 0.005%, 잔부는 Fe 및 불가피한 함유물이다. 용
해된 강의 상기 조성은 컨버터(converter) 내에서 제련되고, RH 정제 처리를 수행하여 얻어진다. 용해된 강
이 빌렛으로 주조되고, 빌렛이 연속적으로 열간 압연, 노말라이징, 산세, 냉간 압연, 어닐링 및 코팅된 후에,
그 다음 무방향성 규소강의 제품이 얻어진다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제품의 표면 품질은 종종 낮으며,
표면에서 심한 조대한 결정립을 갖는다.
현재, 강 제품의 조대한 결정립의 문제를 해결하기 위한 해결책은 주로 아래와 같다.[0003]
중국 특허 CN1073982호는 단조(forging)를 위한 "듀플렉스 사전 가열 및 노말라이징(duplex preheating and[0004]
normalizing)"의 사전 처리 공정을 개시하였으며, 기존의 공정은 결정립을 완전히 미세하게 할 수 없고, 조
대한 입자 및 혼합된 입자를 확실히 개선할 수 없는 문제를 해결하였다. 이것은 사전 가열 및 노말라이징 과
정, 단조가 노말라이징 전에 600 ~ 710℃의 온도로 사전가열되는 특징을 포함한다. 공정의 특성은 (1)조대한
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결정립이 미세해지며; (2)조대한 입자 및 혼합된 입자가 적절한 기술 명세서를 충족하기 위해 미세해지며; 그
리고 (3)기존의 장치를 사용함으로써 수행될 수 있다는 것이다. 그러나, 이러한 공정은 큰 규모의 단조의 예
비 열처리에 적용될 수 있다. 무방향성 규소강의 코일 시트가 이러한 공정을 받는다면, 추가 열처리 과정이
요구될 것이며, 비용은 증가될 것이다.
중국 특허 CN1804056호는 "변형가능한 고온 합금의 낮은 다수의 조대한 결정립을 방지하는 방법(a methode[0005]
for preventing low-multiple coarse crystal grain of transformable high temperature alloys)"을 개시하였
으며, 2 그룹의 측정을 포함한다. 제1 그룹은 단조 공정의 방지책이며, 고온 합금 단조의 최소 변형할 수 있
는 부분에서의 변형을 결정하기 위해, 그리고 단일 가열에서 효과적으로 변형된 부분에서 발생된 재결정의 원
인인 변형을 엄격하게 조절하기 위해, 상업적인 시뮬레이션 소프트웨어 DEFORM2D를 사용하여 컴퓨터로 시뮬레
이션을 수행한다. 제2 그룹은 사전 열처리의 측정을 방지하며, 스미싱(smithing)을 위해 1160℃ 이하의 가열
온도를 엄격하게 유지하며, 제2 그룹 내의 측정은 제1 그룹에서 측정이 성공적으로 작업되지 않거나 일부 사
건이 일어날 때 사용된다. 이러한 발명에 의해 개발된 생산 공정은 적합한 등급을 이룬 변형가능한 고온 합
금의 제조된 제품의 낮은 다수의 조대한 결정립을 제조할 수 있으며, 종래의 고온 합금의 해머 스미싱 변형
및 수압 프레싱 변형을 위해 주로 사용된다. 무방향성 규소강판의 코일링 시트가 노말라이징되는 반면에 프
레싱 또는 스미싱에 의해 변형되도록 열처리될 수 없기 때문에, 무방향성 규소강판의 노말라이징 처리에는 부
적합하다.
중국 특허 CN1733946호는 "준-임계 증기 터빈에서 사용되는 나사 볼트 강의 미세 결정립의 처리 공정[0006]
(treatment process of fine crystal grains of a screw bolt steel used in a sub-critical stream
turbine)"을 개시하였으며, 물질의 담금질(quenching) 및 템퍼링(tempering) 처리 전에 열처리 과정을 추가하
였다. 공정은 아래의 단계를 포함한다: 단계 1: 물질은 920 ± 20℃로 가열되며, 그 다음 0.5 ~ 2 시간 동안
유지된다; 단계 2: 물질은 시간당 100 ± 20℃의 냉각 속도에서 750 ± 30℃로 느리게 냉각되며, 그 다음에
0,5 ~ 2시간 동안 유지된다; 단계 3: 물질은 상온으로 에어-냉각된다. 본 발명은 담금질 및 템퍼링 처리 전
에 균질화된 물질의 텍스쳐를 제조하기 위해, 강 20Cr1Mo1VNbTiB에 담금질 및 템퍼링 처리 전에 열처리를 추
가한다. 물질은 담금질 및 템퍼링 처리된 후에 완성된 미세 결정립 텍스쳐를 얻을 수 있어서, 강
20Cr1Mo1VNbTiB의 조대한 결정립의 결점을 해결할 수 있다. 그러나, 상기 공정은 무방향성 규소강의 노말라
이징 공정에서 발생된 조대한 결정립을 해결할 수 없다.
상기 언급된 3가지 방법은 2가지 방안으로 요약될 수 있다. 하나는 2회의 열처리를 통하여 조대한 결정립을[0007]
제거하기 위해 결정립을 미세화하는 것이며, 다른 하나는 물질이 열처리 되는 반면에, 재결정을 조절하기 위
해 임계 단조 프레싱 변형을 수행하고, 이에 의하여 낮은 다수의 조대한 결정립의 문제를 해결하는 것이다.
그러나, 상기 3가지 방법은 노말라이징된 무방향성 규소강 제품에 적합하지 않은데, 주요한 이유는 무방향성[0008]
규소강 제품이 노말라이징되는 반면에 변형되기 위해 열 가공될 수 없다는 점이며; 결정립의 입자크기를 미세
하기 위해 2회의 열처리가 수행된다면, 비용이 상승할 것이다.
발명의 내용
본 발명의 목적은 무방향성 규소강의 표면에 조대한 결정립을 미세화하는 방법을 제공하는 것이다. 기존의[0009]
조건하에서, 이러한 방법은 열처리 과정의 추과 없이 그리고 평행한 열간 압연 없이 무방향성 규소강의 표면
에서 조대한 결정립을 미세화할 수 있고, 무방향성 규소강의 전자기 특성상에 어떠한 영향도 주지 않고 적절
한 요구를 충족하는 무방향성 규소강의 표면 품질을 가질 수 있다.
상기 목적을 얻기 위해, 본 발명에 의해 제공되는 방법.[0010]
1) 제련(smelting) 및 주조((casting)[0011]
무방향성 규소강의 조성의 중량%가, C: 0.001% ~ 0.005%, Si: 0.1% ~ 1.8%, Mn: 0.10% ~ 0.80%, P ≤ 0.04%,[0012]
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Al: 0.20% ~ 0.80%, S ≤ 0.005%, N ≤ 0.005%, 잔부는 Fe 및 불가피한 함유물이다.
상기 조성에 따라 용해된 강은 제련되며, RH 정제 처리를 수행하고, 그 다음 강 빌릭(steel billet)으로 주조[0013]
된다.
2) 강판으로 열간 압연(hot-rolling)[0014]
3) 노말라이징(normalizing)[0015]
노말라이징 온도는 800 ~ 900℃로 조절되며, 노말라이징 소킹(soaking) 시간은 15 ~ 30s로 조절되며, 노말라[0016]
이징 노(furnace) 내의 산소 함량은 0.5% 또는 그 미만으로 조절되며, 노말라이징된 강판 내의 최대 입자 크
기 대 평균 입자 크기의 비는 3 이하로 조절된다.
4) 무방향성 규소강 제품을 얻기 위한 산세(pickling), 냉간 압연(cold-rolling), 어닐링(annealing) 및 코팅[0017]
(coating)
더욱이, 노말라이징된 강판 내의 최대 입자 크기 대 평균 입자 크기의 비는 2 이하로 조절된다.[0018]
무방향성 규소강 제품의 표면에서 조대한 결정립을 얻기 위해, 본 발명은 강판을 노말라이징하며, 노말라이징[0019]
온도는 800 ~ 900℃로 조절되며, 노말라이징 소킹(soaking) 시간은 15 ~ 30s로 조절되며, 노말라이징 노
(furnice) 내의 산소 함량은 0.5% 또는 그 미만으로 조절된다. 노말라이징 온도가 너무 높고 소킹 시간이 너
무 길면, 결정립은 비정상적으로 성장할 것이며, 심각하게 조대한 결정립 결점이 냉간 압연 및 어닐링 공정
후에 일어날 것이다. 이에 반하여, 노말라이징 온도가 너무 낮고 소킹 시간이 너무 짧으면, 압연에 의하여
후-압연(post-rolled) 변형된 텍스쳐는 미세 입자로 재결정할 수 없고, 따라서 파상(corrugation)과 유사한
결점이 일어날 것이며, 동시에 자기 유도 특성이 악화된다. 즉, 상기 조성 및 상기 선행 노말라이징 처리된
무방향성 규소강의 노말라이징 처리 공정에는 임계 노말라이징 온도 범위 및 임계 노말라이징 시간이 있다.
이것은 비정상적으로 성장하는 결정립을 야기할 것이고, 그 다음 임계 노말라이징 온도 범위 및 임계 노말라
이징 시간이 초과하거나 미만일 때, 강판의 표면에서 조대한 결정립이 발생할 것이다.
노말라이징된 강판 내의 최대 입자 크기 대 평균 입자 크기의 비는 3 미만으로 조절될 것이다. 이러한 비가[0020]
너무 높으면, 표면에서 조대한 결정립 발생을 야기하는 경향이 있다. 바람직하게, 이러한 비는 2 미만으로
조절된다.
노말라이징 노(furnace) 내의 산소 함량은 0.5% 이하로 조절될 것이다. 초과된 산소 함량은 표면 산화 층의[0021]
증가를 야기할 것이며, 산세 및 충분한 표면 품질에 난점을 증가시킨다.
본 발명의 유익한 효과는,[0022]
1) 본 발명은 2회의 열처리를 활용하지 않아서, 본 발명의 동작이 간단하고 에너지를 절약하며;[0023]
2)본 발명은 무방향성 규소강 제품의 표면에서 조대한 결정립의 결점을 효과적으로 제거하기 위해, 노말라이[0024]
징 공정으로 무방향성 규소 강판의 표면 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 비교적인 목적으로서, 완성된 강 제품의 표면에서 조대한 결정립의 금속 현미경 사진이다.[0025]
도 2는 본 발명의 실시예의 완성된 무방향성 규소강 제품의 표면에서 조대한 결정립의 금속 현미경 사진이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명은 실시예에 의해 그리고 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명된다.[0026]
공개특허 10-2012-0099512
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본 발명의 실시예 및 비교예 목적의 화학적 조성이 표 1에 나열되며, 반면 노말라이징 파라미터는 표 2에 나[0027]
열된다. 용해된 강이 컨버터 내에서 제련된 후에, RH 정제 처리를 수행하고, 그 다음에 빌렛으로 주조되며,
빌렛은 슬래브(slab)로 연속적으로 열간 압연되며, 노말라이징, 산세, 냉간 압연, 어닐링 및 코팅되며, 무방
향성 전기적 규소강의 제품으로 최종적으로 제조된다. 이러한 공정에서, 슬래브는 2.6 mm의 띠강(steel
strip)으로 열간 압연되며; 2.6 mm 두께의 띠강은 노말라이징되며; 노말라이징된 띠강은 0.5 mm의 강판로 냉
간 압연되며; 그 다음 0.5 mm의 시트가 최종 어닐링되고 코팅된다. 냉간 압연 과정 후, 최종 어닐링 과정에
서의 시트 온도는 820℃이며, 어닐링 시간은 13 ~ 15s로 조절되며, 그 다음 냉간 압연된 전자기 강판이 얻어
진다. 도 1 및 도 2는 개별적으로, 비교예 목적의 강 제품의 표면에서, 그리고 냉간 압연된 무방향성 규소강
판의 표면에서, 금속 현미경 텍스쳐를 나타낸다.
표 1
[0028]
공개특허 10-2012-0099512
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표 2
[0029]
표 2 및 도 1 및 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예로부터 얻어진 최종 강판의 표면 품질은 비교[0030]
예 목적의 표면 품질보다 명백하게 나으며, 본 발명의 최종 강판 제품은 조대한 결정립의 결점을 제거하였다.
도면
도면1
공개특허 10-2012-0099512
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도면2
공개특허 10-2012-0099512
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