KR100435455B1

KR100435455B1 - 자기적특성이 우수한 저온재가열 방향성 전기강판과 그제조방법

Info

Publication number: KR100435455B1
Application number: KR10-1999-0053702A
Authority: KR
Inventors: 한규석; 김재관
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2004-06-10
Also published as: KR20010048859A

Abstract

본 발명은 저온재가열 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 C와 Mn이 오스테나이트의 상분율에 미치는 작용에 기초하여 이들의 함량을 상관적으로 관리함과 더불어, Mn의 첨가량 증대에 따라 미세한 AlN석출물 분포에 악영향을 미치는 조대한 MnS의 발생을 극력억제하여 자기적특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로, Si: 2.0~4.0%, 산가용성 Al: 0.006~0.030%, N: 0.007~0.013%, C: 0.05% 이하, Cu: 0.05~1.0%, S: 0.007% 이하, Mn은 1.0%이하의 범위내에서 상기 C의 첨가량에 따라 결정되는 다음의 식

Description

자기적특성이 우수한 저온재가열 방향성 전기강판과 그 제조방법{GRAIN ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEETS WITH SUPERIOR MAGNETIC PROPERTIES AND METHOD FOR PRODUCING IT BY LOW HEATING}

본 발명은 저온재가열 방향성 전기강판에 관한 것으로, 상세하게는 오스테나이트 향상원소로 필연적으로 요구되는 C의 일정량 대신 Mn을 첨가하여 탈탄공정에서 필요한 탈탄시간을 크게 단축시키면서 자기적특성 또한 개선시킬 수 있는 방향성 전기강판과 그 제조방법에 관한 것이다.

일반 방향성 전기강판은 강판면의 결정방위가 {110}면이고 압연방향의 결정방위는 <001>축에 평행한, 일명 고스조직(Goss texture)을 갖는 결정립들로 구성되어 압연방향으로 자기특성이 우수한 연자성 재료이다. 이러한 특성에 기초하여 방향성 전기강판은 각종 변압기, 발전기와 같은 대형회전기 또는 전자기기의 철심재료로 사용되고 있다. 이를 위해서는 탁월한 자화특성 및 철손(core loss)이 요구된다. 자화특성은 소정의 자장(1000A/m)에 의해 방향성 전기강판내에 유기되는 자속밀도의 크기[B₁₀(Tesla)]로 정의되며, 높은 자속밀도를 갖는 자화특성이 우수한 연자성재료를 사용하면 전기기기의 크기를 줄일 수 있어 유리하다. 철손은 일정세기를 가진 자장하에서 일정교류(50Hz)에 의해 통전된 철심내에서 열에너지로 소비되는 전력손실을 의미하며, 본 발명에서는 W_17/50(w/kg)을 사용한다. 잘 알려진 바와 같이, 철손은 자속밀도, 판두께, 불순물, 비저항 및 결정입도에 의해 영향을 받는다. 에너지절감차원에서 철손이 낮은 방향성 전기강판에 대한 수요가 증가하고 있다.

방향성 전기강판은 슬라브를 열간 및 냉간압연하여 최종 판두께로 한 다음, 마무리 고온소둔공정에서 {110}<001>방위의 일차 재결정립들만을 선택적으로 성장시켜서 제조한다. 이러한 일차 재결정립들만을 선택적으로 성장시키는 것을 2차 재결정이라 하는데, 이를 위해서는 마무리 고온소둔전에 MnS 및 AlN과 같은 미세한 석출물들이 강판내에 균일하게 분산되도록 하여, 마무리고온 소둔중에 {110}<001> 이외의 방위를 가진 일차 재결정립들의 성장은 억제시켜야 한다(억제제 효과). 이렇게 2차 재결정을 제어하면, 결정립중 정확한 {110}<001> 방위립의 비율을 증대시킬 수 있고, 그리하여 방향성 전기강판의 자속밀도를 증대시켜서 철손을 감소시킬 수 있다. 따라서, 2차 재결정을 제어할 수 있는 제조기술의 개발은 매우 중요한 의미를 갖는다.

2차 재결정을 효과적으로 제어할 수 있는 제조기술의 대부분은 주로 결정립성장 억제제효과가 탁월한 석출물의 선정과 이러한 석출물들이 효과적으로 결정립성장을 억제할 수 있도록 하는 전제조건 등에 집중되어 왔다. 그 결과, MnS, AlN, MnSe 등의 석출물들이 결정립성장 억제제로서 효과적인 것으로 판명되었으며, 이 석출물들로 결정립성장을 억제할 수 있는 조건으로는, 예를 들어, 슬라브 재가열온도, 열간압연온도, 권취온도, 냉간압연율 및 마무리 고온소둔 등을 제어하는 기술들이 다수 제안되어져 있다.

근래에 와서는 생산성증대와 제조비용의 절감차원에서 슬라브 재가열온도를 낮추고 일부 공정을 생략하는 방향으로 개발이 진행되고 있다. 예를 들어, 일본 특허공보 (평)1-230721에서는 암모니아 가스를 사용하여 제조공정중 AlN을 형성시켜서 슬라브 가열온도를 대폭 낮출 수 있고 1회 압연으로 공정을 단순화할 수 있는 고자속밀도의 방향성 전기강판의 제조방법에 제안되어 있다. 그러나, 이 제조방법은 추가적인 질소첨가에 사용되는 암모니아 개스가 유독성이므로 환경오염을 유발할 수 있으며 작업상에 어려움이 많고 생산설비의 대폭적인 개조가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 슬라브 재가열온도가 1150∼1200℃로서 일반 탄소강의 슬라브 재가열온도 보다 낮아서 상호 작업간섭이 발생하여 전체적인 열연생산성을 저하시킬 수 있다.

상기 일본기술의 문제를 획기적으로 개선한 저온재가열 방향성 전기강판의제조방법이 한국특허출원 93-23751호에, 부가적인 요소기술들이 한국특허출원 94-21388호, 21389호, 21391호 등에 제안되어 있다. 이 기술은 제철소 일반강의 처리조건과 동일한 재가열온도인 1250∼1340℃ 부근에서 열처리하여 열간압연할 수 있는 성분계로, 기존의 제조공정에서 추가적인 설비보완이나 신설이 없이도 작업이 가능한 새로운 제조방법으로서, 저온재가열법을 이용하여 실기 생산시 높은 실수율 및 우수한 자기적특성을 갖는 제품을 생산할 수 있었다.

그러나, 이 제조방법은 통상재의 제조순서와 달리 1차냉간압연후 0.60∼0.70mm의 중간두께에서 탈탄소둔을 하므로 장시간(약 5분이상)의 탈탄이 필요로 하여 생산성이 저하되는 문제점과 탈탄소둔시 생성되는 표면산화층이 2차냉간압연의 작업성을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 최종제품에서 잔류탄소량이 관리한계 범위를 넘기도 하여 수요가가 가공하여 사용할때 자기시효현상이 나타나 사용하는데 문제가 되고 있다.

자기시효(magnetic aging)는 방향성 전기강판을 제품으로 가공하여 최종 수요가들이 사용할때에 시간이 경과함에 따라 소재의 자기특성이 떨어지는 현상을 말한다. 이는 주로 소재내에 고용되어 존재하는 잔류탄소가 제품을 사용할때에 발생하는 열에너지에 의하여 결정립계에 Fe₃C와 같은 탄화물로 석출함으로서, 자구의 이동을 방해하기 때문에 자기적특성이 떨어지게 되는 것이다. 물론, 기타 불순물로 자기시효를 일으키기는 하지만, 탄소만큼 큰 손실을 일으키지는 않기 때문에 제품생산시 잔류탄소함량이 30ppm을 넘지 않도록 집중 관리하고 있다.

이러한 자기시효현상이 수반되는 문제를 개선하기 위하여, 본 발명자들은 한국특허출원 96-33800호에 열연판소둔과 최종압연율조정 그리고, 고온소둔중 10%이하의 질소를 투입하는 방법으로 최종두께에서 탈탄하는 새로운 저온재가열 방향성 전기강판의 제조방법을 제안한 바 있다. 이 밖에 열연판소둔을 생략함과 동시에 중간소둔에서 열연판소둔효과를 얻을 수 있는 제조방법과 제강단계에서 탄소함량을 극저로 관리함으로서 탈탄공정이 필요 없는 제조방법도 개발하였다. 이러한 제조방법들은 탈탄공정의 부하를 감소시켜 생산성을 향상시킬 수는 있었지만, 자속밀도와 철손이 열위해지는 문제가 대두되었다. 특히, 제강공정에서 탄소함량을 극저로 관리하게 되면 그 만큼 탈탄하는데 필요한 시간이 대폭 감소하지만, 슬라브 가열중에 형성되는 오스테나이트의 분율이 매우 적게 되어서 AlN의 재고용과 석출이 부족에 따른 결정립성장억제제의 부족하고, 또한 균일한 열연조직을 얻을 수 없어서 자기적특성이 열위해지는 문제가 생겼다. 이는 오스테나이트 상이 AlN의 재고용의 역할도 하지만, 상변태를 통하여 균일하게 재결정된 열연조직을 형성하는 역할을 수행하기 때문이다.

본 발명은 탄소의 함량을 가급적 낮게 가져가면서도 오스테나이트의 상분율은 그대로 유지하여 탈탄특성과 함께 자기적특성을 개선할 수 있는 방향성 전기강판과 그 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 C와 Mn이 오스테나이트의 상분율에 미치는 작용에 기초하여 이들의 함량을 상관적으로 관리함과 더불어, Mn의 첨가량 증대에 따라 미세한 AlN석출물 분포에 악영향을 미치는 조대한 MnS의 발생을 극력억제하여 자기적특성이 우수한 방향성 전기강판을 제조하는데, 그 기술적의미가 크다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방향성 전기강은, 중량%로, Si: 2.0~4.0%, 산가용성 Al: 0.006~0.030%, N: 0.007~0.013%, C: 0.05% 이하, Cu: 0.05~1.0%, S: 0.007% 이하, Mn은 1.0%이하의 범위내에서 상기 C의 첨가량에 따라 결정되는 다음의 식을 만족하도록 첨가되고, 상기 Cu와 S의 중량비(Cu/S)는 4이상을 만족하고 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다.

나아가, 상기 강의 제조방법은, 상기와 같이 조성되는 강슬라브를 1200∼1350℃의 저온으로 재가열하여 열간압연한 다음, 열연판소둔과 산세하고, 이어 중간에 800∼950℃의 온도에서 탈탄소둔을 포함하는 2회 냉간압연법으로 최종두께까지 냉간압연한 다음, 소둔분리제를 도포하고, 수소와 질소의 혼합가스 분위기에서 마무리고온소둔하는 것을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

일반적으로 자기특성이 우수한 안정된 2차 재결정이 일어나기 위해서는 AlN의 재고용 및 미세한 석출이 필수적이며, 이는 슬라브 가열중 일정분율 이상의 오스테나이트가 존재해야 가능하다. 이러한 오스테나이트상은 페라이트로의 상변태를 통해 균일하게 재결정된 열연조직을 형성하는 역할을 수행한다. 오스테나이트상의 분율은 탄소의 함량과 밀접한 관련이 있기 때문에 지금까지 소강상태에서 탄소의 함량을 낮추기가 힘들어 다소 높게 탄소를 관리하고 그대신 후속공정에서 장시간동안 탈탄소둔하고 있었다.

본 발명자들은 탄소의 함량을 가급적 낮게 가져가면서도 자기적특성을 개선할 수 있는 방안을 모색하던중에, Mn이 C의 역할을 대신하는 것을 알고 탄소의 함량을 대폭 줄이면서도 적절한 오스테나이트의 상분율을 확보할 수 있는 Mn의 첨가량을 도출하는데 연구를 집중하였다. 이 연구에 기초가 된 것은 강성분이 오스테나이트의 상분율에 미치는 영향을 나타낸 아래의 관계식이다.

[관계식 1]

오스테나이트 인덱스

= 2.54 + (40.53×([C]+[N])) + (0.43×([Mn]+[Ni]))

- (0.22×[Al]) - (2.64×[P]+[S]) - (1.26×([Mo]+[Cr]))

- [Si]

위 식에서 확인할 수 있듯이, Mn과 C는 둘다 오스테나이트 상분율의 증가에 유효한 영향을 미치는 것이을 알 수 있다. 본 발명자들은 수회 실험을 한 결과 C의 첨가량을 줄이면서도 오스테나이트의 상분율을 확보할 수 있는 Mn의 첨가량을 결정하는 아래의 식을 도출할 수 있었다.

[관계식 2]

본 발명에 따르면, 소강상태에서 C의 첨가량은 탈탄공정의 부하를 고려하여 가능한 최소한으로 하고, 이 C의 첨가량을 관계식 2에 대입하여 Mn의 최소첨가량을 구한다. 이 관계식에 따르면 C의 첨가량을 줄어들면 줄어들수록 Mn의 첨가량은 증가하게 되며, 이는 기존 보다 Mn의 첨가량이 더 커지는 결과를 낳는다.

본 발명에 따라, Mn의 첨가량이 많아지게 되면 조대한 MnS가 많아져서 슬라브 가열시에 중심부에 편석되어 미세조직에 악영향을 미치고 AlN의 고른석출에 방해하는 문제가 대두되었다. 이에 본 발명에서는 Cu와 S의 첨가비를 제어하여 S를 거의 대부분 Cu₂S로 석출하여 그 해결을 도모하였다. 본 발명의 실험에 따르면 Cu와 S의 첨가비(Cu/S)는 4이상이 되어야 조대한 MnS의 석출을 막을 수 있는 것으로 확인되었다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 탄소의 첨가량을 최소화하면서 Mn의 첨가량을 관계식 2에 의거하여 증대시키고, Cu/S의 비를 제어하는데, 그 특징이 있다. 이외의 강조성과 제조조건은 아래에 후술한다.

[강성분계]

상기 C는 0.02% 이상 첨가되면, 강의 오스테나이트 변태를 촉진하여 열연시 열간압연조직을 미세화시키고 AlN의 고용과 석출을 촉진시켜 결정립성장 억제제로서의 효과를 상승시키는 성분이지만, 앞서 설명하였듯이 최종제품에 잔류하게 되면 탄화물을 형성하여 자성열화를 초래하므로, 탈탄공정을 반드시 행하여 최종제품에서는 30ppm 이하로 한다. 본 성분계에서는 Mn의 함량을 최대 1.0중량%까지 증량할 수 있기 때문에, Mn의 함량만으로도 탄소첨가의 효과를 충분히 볼 수 있게 된다. 따라서, 탄소함량은 0.05중량% 이하로만 첨가한다면 탈탄공정에 무리가 없게 되면서 자기특성도 안정적으로 얻을 수 있게 된다. 그러나, 0.05중량% 이상 첨가하게 되면 탈탄공정의 부하가 발생하기 때문에 필요이상 첨가할 이유가 없다.

상기 Mn은 Si과 동일하게 비저항을 증가시켜 철손을 감소시키는 효과가 크며 슬라브 가열시에 오스테나이트 변태를 촉진시켜 AlN의 고용을 용이하게 하는 원소이다. 따라서, 기존의 C첨가로 얻었던 효과이상의 특성을 얻을 수 있기 때문에 가급적이면 많은 양의 Mn을 첨가하는 것이 좋겠지만, 1.0중량% 를 초과하게 되면, 고온소둔중에 오스테나이트 상변태를 일으켜 2차 재결정이 불안정해지고, 냉간압연의부하를 크게 증가시킨다.

상기 Si은 전기강판의 기본 조성으로, 소재의 비저항을 증가시켜 철심손실 (iron loss), 즉, 철손을 낮추는 역할을 한다. Si함량이 2.0중량% 미만인 경우 비저항이 감소하여 철손특성이 열화되며, 4.0% 이상 과잉 함유되면 강의 취성이 커져 냉간압연이 극히 어려워지고 2차 재결정형성이 불안정해지므로, 2.0~4.0%로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 Al은 N과 함께 AlN의 석출물을 형성하여 입성장 억제력을 확보하는 중요원소로, 총량적인 Al함량보다는 N과 반응하여 AlN을 형성할 수 있는 산가용성 Al함량이 중요하다. 산가용성 Al이 0.030%를 초과하게 되면, 열연판에 조대한 AlN 석출물들이 많이 존재하게 되어 입성장 억제력이 떨어지게 되고, 그 함량이 0.006% 미만이면 결정립성장을 억제하기에 충분한 석출물이 원초적으로 형성되지 못하기 때문에 2차 재결정이 불안정해지게 된다.

상기 N는 산가용성 Al과 반응하여 AlN석출물을 형성함으로써, 1차 재결정립의 성장을 억제하기 때문에, 2차 재결정 형성에 있어서는 필수성분이다. N이 0.013% 이상 첨가되는 경우, 조대한 AlN을 형성하여 결정립성장 억제효과가 떨어지며, 강판표면에 블리스터(blister)가 발생하여 제품의 표면특성을 열화시킨다. 또한, 0.007%보다 적게 첨가되면, 충분한 AlN을 형성하지 못하게 되므로 역시 결정립성장 억제효과가 떨어져 2차 재결정 형성이 불안정해진다. 따라서, 0.007~0.013%로 함유되는 것이 바람직하다.

상기 Cu는 Mn과 같은 오스테나이트 형성원소로, AlN의 고용 및 미세석출에 기여하여 2차 재결정을 안정화시키는 원소이다. 또한, Cu는 S과 결합하여 Cu₂S라는 석출물을 형성함으로써 결정립성장을 억제한다. 본 발명의 강분계와 같이 Mn의 함량이 높아질 경우에 발생할 수 있는 조대한 MnS의 형성을 효과적으로 억제하기 위해서는 반드시, Cu를 일정량 이상 첨가하여 Cu₂S를 형성시킴으로서 MnS의 석출을 조기에 억제하는 것이 바람직하다. Cu는 MnS가 형성되는 온도보다 낮은 온도에서 빠르게 S와 결합하여 Cu₂S를 형성하기 때문에, 고용온도가 높은 MnS가 형성을 억제하는 효과가 있고, S의 중심편석을 방지하기 때문에 일정량 첨가하는 것이 좋다. Cu의 첨가량은 S의 함량을 고려하여 Cu₂S를 형성할 수 있는 함량이상으로 첨가할때에 조대한 MnS의 형성을 효과적으로 억제할 수가 있다. 따라서, 본 발명에서는 Cu/S의 결합당량비가 최소 4이상이 되도록 계산하여 첨가하는 것이 조대한 MnS의 형성을 억제하는데 유효하다. 또한, Cu는 연성이 좋은 금속으로 본 발명 성분계와 같이 Mn의 함량이 많은 경우에 발생하는 냉간압연의 어려움을 개선시키는 효과가 있다. 1.0% 이상 첨가하는 경우에는 고온소둔시 절연피막형성에 악영향을 줄 뿐 아니라 2차 재결정립이 조대해지며 결정립들의 방위가 <001>방향으로부터 벗어나는 경우가 발생하여 자기특성을 저하시키게 된다. 한편, 0.05% 이하로 첨가하게 되면 MnS의 형성을 억제하지 못하고, 고함량의 Mn에 따른 냉간압연의 어려움을 개선하지 못하므로 Cu는 0.05~1.0% 이하로 관리하는 것이 바람직하다.

상기 S은 Mn이나 Cu와 결합해서 유화물을 형성하여 결정립성장을 억제하는 효과가 있는 성분이지만, 과도하게 첨가되면 슬라브 가열시 중심부에 편석되어 미세조직에 악영향을 미치게 된다. 또한, Mn과 결합하여 조대한 석출물을 만들게 되면, AlN의 고온석출을 방해하므로 본 발명에서는 0.007% 이하로 관리하는 것이 바람직하다.

본 발명의 강성분은 이상과 같으며, 그 외는 Fe 및 불가피한 미량의 불순물로 구성된다. 상기와 같은 성분의 강재는 통상 여하한 용해법, 조괴법, 연주법 등을 이용하여 제조한 경우에도 본 발명의 소재로 사용할 수 있다.

[제조조건]

전술한 성분들로 구성된 전기강판의 슬라브를 이용하여 방향성 전기강판을 제조하는데 있어서, 상기 가열온도는 기존의 MnS를 결정성장억제제로서 사용한 경우의 슬라브 가열온도 1400℃보다 낮은 온도인, 1200~1350℃로 하는 것이 바람직하다. 가열온도가 1350℃보다 높게 되면, 고온산화에 의한 슬라브 표면부가 용융되어 흘러내림으로써, 가열로의 수명을 크게 단축시키게 된다. 또한, 1200℃ 미만의 가열온도에서는 AlN의 완전고용이 이루어지지 않기 때문에 억제력이 떨어지게 된다.

상기 온도로 가열된 슬라브는 1150℃ 이상의 온도에서 최적의 열간연율을 고려하여 소정의 두께로 열간압연하고 550℃ 이하의 온도에서 권취한다. 상기 열간압연된 열연판은 통상의 열연판 소둔을 행하고 산세를 실시한다.

이어, 냉간압연은 중간소둔을 포함하는 2회 냉간압연법으로 하는데, 1차압연은 최종 2차 압연율이 80~40%가 되도록 중간두께를 조정하여 실시한다. 그 후, 습윤수소 및 질소 혼합가스분위기에서의 탈탄소둔을 포함하는 중간소둔을 800~950℃의 온도범위에서 실시한다. 중간소둔을온도가 800℃ 미만이면 재결정된 결정립자들이 매우 미세하기 때문에, 결정성장 구동력이 증가하여 2차 재결정이 불안정해지게 된다. 반대로 950℃보다 높을 경우, 중간소둔은 지나치게 조대한 재결정립을 형성하여 결정립성장 억제제인 AlN이 조대해지기 때문에, 마무리 고온소둔이 정상적인 결정성장만 일어날 수 있다. 상기 2회 냉간압연에 있어서, 2차 압연은 압연율이 80~40%가 되도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 80%보다 큰 경우 재결정 구동력이 크게 증가하여 2차 재결정이 불안정해지고, 40%미만인 경우에는 약냉간압연으로 변형유기 재결정이 미약하게 일어나서, 1차 재결정 조직의 집합조직이 개선되지 않고, 2차 재결정의 방향성이 미약하게 되기 때문이다. 즉, 80~40%의 2차압연율은 안정된 2차재결정 형성에 도움을 준다.

탈탄소둔후에는 최종두께까지 냉간압연하고 회복소둔을 실시한다. 회복소둔후에는 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포한 다음, 마무리 고온소둔한다.예를 들어 마무리 고온소둔은, 5~50%의 질소를 함유하는 소소가스 분위기에서 600℃까지 승온하여 1차 균열하고, 다시 1200℃까지 승온하여 20시간 이상 균열한다. 고온소둔은 AlN이 일찍 분해되어 결정립성장 억제력이 상실되지 않도록, 질소를 포함하는 수소와의 혼합가스 분위기로 끝까지 소둔한다. 고온소둔중 분위기가스에 질소가 첨가되면 강속의 AlN의 분해가 쉽게 일어나지 않아 억제력을 비교적 높은 온도까지 유지할 수 있어 2차 재결정온도를 상승시키서 우수한 자기특성을 얻을 수 있다. 고온소둔중 질소가스가 5% 이하이면, AlN의 분해를 억제할 수 없어 쉽게 AlN이 분해되어서 억제력 조기상실로 인한 불안정한 2차 재결정이 일어나고, 50% 이상의 질소가스가 포함되면 포스테라이트형성이 불안정해져서 전기강판의 표면품질이 크게 떨어진다. 더불어 AlN의 분해가 억제되어 1200℃의 고온에서도 2차 재결정이 일어나지 않는 경우도 발생한다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

중량%로, Si:3.12%, N:0.0095%, Cu:0.47%, S:0.005%, 산가용성 Al:0.016%을 기본으로 함유하고 Mn의 함량과 탄소의 함량을 아래와 같이 변화시킨 용해재를 가지고 슬라브를 만들었다. 이 슬라브를 1300℃로 재가열한 후 열간압연하여 2.0mm두께의 열연판으로 하고, 열연판소둔 및 산세를 실시한 다음, 0.6mm두께로 1차 냉간압연하였다. 그 후, 습윤수소 및 질소 혼합가스분위기에서 3분간 탈탄소둔을 실시한 후, 최종두께인 0.3mm까지 냉간압연을 하였다. 최종두께로 냉간압연된 판을 600℃의 온도에서 회복소둔한 다음, MgO의 소둔분리제로 도포하고, 전구간에 걸쳐 10%N₂+90%H₂의 혼합가스 분위기에서 마무리 고온소둔을 하였다.그 후, 단판 자성측성기를 사용하여 자속밀도(B₁₀) 및 철손(W_17/50)을 측정하여, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

	C(중량%)	Mn(중량%)	B₁₀(Tesla)	W_17/50(W/kg)	잔류탄소(ppm)
비교재	0.055	0.12(0.04)	1.871	1.348	35
발명재	0.035	0.30(0.12)	1.892	1.246	29
발명재	0.020	0.50(0.28)	1.888	1.186	18
발명재	0.005	1.00(0.64)	1.875	1.121	11
비교재	0.026	0.12(0.20)	1.837	1.425	25
비교재	0.010	1.20(0.49)	1.775	1.520	9
Mn의 첨가량에서 ()내의 수치는 본 발명의 C와 Mn의 관계식으로 구한 값

표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 관계식 1로 부터 구한 Mn의 함량 보다 많이 첨가하였을 때에는 자기적특성이 모두 우수하였으나, 첨가량이 적은 경우에는 자속밀도가 열위하며 철손도 나쁜 것을 알 수 있다. 한편, 탄소함량이 0.05중량%를 초과하는 경우에는 자속밀도는 우수하지만 철손특성이 발명재 보다 열위하며 특히 최종제품에 잔류 탄소함량이 35ppm으로 수요가가 사용시에는 자기시효현상을 일으키는 문제가 있다.

[실시예 2]

중량%로, Si:3.01%, N:0.0100%, Mn:0.70%, C:0.01%, 산가용성 Al:0.018%을 기본으로 함유하고 Cu의 함량과 S의 함량을 아래와 같이 변화시킨 용해재를 가지고 슬라브를 만들었다. 이 슬라브를 1300℃로 재가열한 후 열간압연하여 2.0mm두께의열연판으로 하고, 열연판소둔 및 산세를 실시한 다음, 0.6mm두께로 1차 냉간압연하였다. 그 후, 습윤수소 및 질소 혼합가스분위기에서 860℃×3분간 탈탄소둔을 실시한 후, 최종두께인 0.3mm까지 냉간압연을 하였다. 최종두께로 냉간압연된 판을 600℃의 온도에서 회복소둔한 다음, MgO의 소둔분리제로 도포하고, 전구간에 걸쳐 25%N₂+75%H₂의 혼합가스 분위기에서 마무리 고온소둔을 하였다.그 후, 단판 자성측성기를 사용하여 자속밀도(B₁₀) 및 철손(W_17/50)을 측정하여, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

Cu(중량%)	S(중량%)	Cu/S의 중량비	B₁₀(Tesla)	비고
0.02	0.007	2.8	1.782	비교재
0.08	0.007	11.4	1.856	발명재
0.47	0.005	94.0	1.877	발명재
0.70	0.007	100	1.861	발명재
1.20	0.004	300	1.813	비교재

표 2에서 보는 바와 같이, Cu와 S의 중량비가 2.8의 경우 Cu의 함량이 적기 때문에 조대한 MnS의 석출을 억제하지 못하여 2차재결정에 절대적으로 중요한 미세한 AlN의 석출이 잘 이루어지지 않아서 자기적특성이 좋지 않았다. 그리고, Cu의 함량이 1.0중량%이상 증가하는 경우에는 2차재결정립의 크기가 증가하며 압연방향으로의 배향도도 나빠지게 되어 자속밀도도 감소하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 탄소의 함량을 최소화하면서 그 첨가량에 따라 Mn의 함량을 증가시키면 탈탄공정의 부하감소로 인한 생산성을 향상시키고,방향성 전기강판의 비저항을 증가로 철손을 저하시켜, 자기특성이 우수한 저온재가열 방향성 전기강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

중량%로, Si: 2.0~4.0%, 산가용성 Al: 0.006~0.030%, N: 0.007~0.013%, C: 0.05% 이하, Cu: 0.05~1.0%, S: 0.007% 이하, Mn은 1.0%이하의 범위내에서 상기 C의 첨가량에 따라 결정되는 다음의 식을 만족하도록 첨가되고, 상기 Cu와 S의 중량비(Cu/S)는 4이상을 만족하고 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 자기적특성이 우수한 저온재가열 방향성 전기강판.
중량%로, Si: 2.0~4.0%, 산가용성 Al: 0.006~0.030%, N: 0.007~0.013%, C: 0.05% 이하, Cu: 0.05~1.0%, S: 0.007% 이하, Mn은 1.0%이하의 범위내에서 상기 C의 첨가량에 따라 결정되는 다음의 식을 만족하도록 첨가되고, 상기 Cu와 S의 중량비(Cu/S)는 4이상을 만족하고 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 1200∼1350℃의 저온으로 재가열하여 열간압연한 다음, 열연판소둔과 산세하고, 이어 중간에 800∼950℃의 온도에서 탈탄소둔을 포함하는 2회 냉간압연법으로 최종두께까지 냉간압연한 다음, 소둔분리제를 도포하고, 수소와 질소의 혼합가스 분위기에서 마무리고온소둔하는 것을 포함한 자기적특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.