KR100526122B1

KR100526122B1 - 그라스피막이 없는 저온가열 방향성전기강판의 제조방법

Info

Publication number: KR100526122B1
Application number: KR10-2001-0014233A
Authority: KR
Inventors: 최규승; 홍병득
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2005-11-08
Also published as: KR20020074312A

Abstract

본 발명은 저온가열 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로서, 도포작업성이 좋고 외관형상 및 자성이 우수한 그라스피막이 없는 방향성전기강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로, Si: 2.9∼3.4%, C: 0.045∼0.062%, P: 0.015∼0.035%, 용존 Al: 0.022∼0.032%, N: 0.006∼0.009%, S: 0.004∼0.010%, Mn: 0.008∼0.012%, Cu: 0.012~0.021%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 재가열한 다음 열간압연 및 열연판소둔하고, 산세 및 냉간압연한 후 동시 탈탄질화처리한 다음 소둔분리제를 도포하고 최종 마무리 고온소둔한 후 코팅제를 도포하는 것을 포함하여 이루어지는 방향성 전기강판의 제조방법에 있어서,

상기 소둔분리제는, MgO;상기 MgO 100중량부에 대하여 고형분 기준으로 3∼12%의 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂; 그리고 25%이하의 Cl이온을 함유하고 Sb₂(SO₄)₃ 가 고형분 기준으로 하기 관계식(1)의 양으로 함유된 수용액;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그라스피막이 없는 저온가열 방향성 전기강판의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

[관계식 1]

Sb₂(SO₄)₃첨가량(%)=2.2 + 0.0025 X (탈탄판 표면 총산소량-350)(ppm) ± 0.2

Description

그라스피막이 없는 저온가열 방향성전기강판의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING LOW TEMPERATURE REHEATED GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET WITHOUT GLASS FILM}

본 발명은 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심 재료로 사용되는 저온가열 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강판상에 그라스 피막이 없어서 가공시 타발성이 우수하고 자기적특성도 개선된 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.

방향성 전기강판이란 결정립의 방위가 (110)[001]방향으로 정열된 집합조직을 가진 전기강판으로서, 압연방향으로 극히 우수한 자기적 특성을 갖기 때문에 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심 재료로 사용된다.

일반적으로 방향성 전기강판은, 2∼4%의 규소와 입성장 억제제로서 대부분 MnS나 AlN을 함유하는 슬라브를 재가열 - 열간압연 - 예비소둔 - 중간소둔이 낀 1회의 냉간압연 - 탈탄소둔 - 소둔분리제 도포 - 최종 마무리고온소둔 등의 복잡한 공정을 거처서 최종 제품으로 완성된다. 이러한 공정중 제조상 가장 난문제를 안고 있는 공정은, 고온에서 열처리를 행하는 슬라브 재가열공정이다. 이 슬라브 재가열 공정은 입성장 억제제로 사용되는 MnS나 AlN등의 석출물들을 완전히 고용 분산시킨 후 미세하게 석출시키는 것을 중심으로 행해지는데, 이를 위해서는 1400℃ 정도의 고온에서 5시간 정도의 유지가 불가피하게 된다. 이때 고온의 슬라브 표면에는 파이어라이트(Fe₂SiO₄)라는 산화물이 생성되는데, 이것은 융점이 1340℃정도로 낮아 표면에서부터 녹아 내려 일부는 바깥으로 흘러내리지만 대부분은 로상부의 내화물 등에 축적되어 작업종료와 동시에 완전 내부수리가 불가피하게 된다.

상기한 문제를 해결하기 위해, 슬라브의 재가열온도를 하향화 하려는 노력이 선진 제조사를 중심으로 진행되어 왔다. 또한, 대한민국 특허출원 제93-23751호에서는 1250∼1340℃부근에서 재가열하는 기술을 개시하였고, 대한민국 특허출원 제97-37247호 및 제97-28305호, 대한민국 특허공고공보 제90-7447호에서는 1200℃이하에서 재가열하는 기술을 개시하여, 현재 우수한 자성특성과 함께 안정적인 표면품질특성을 갖는 제품을 생산하고 있다.

한편, 이러한 방향성 전기강판을 사용하여 변압기나 모터 등을 제작하기 위해서, 실수요가들은 스리팅작업, 타발작업, 열처리 및 조립작업 등을 실시하는데 이중 타발작업은 생산성향상 및 원가절감측면에서 가장 중요한 공정이 된다. 상기 타발작업시 타발성을 결정하는 인자로서 소재 측면에서는, 소재 자체의 경도, 1차 절연피막층인 그라스피막층[Glass Film, 주성분: 포스테라이트(Forsterite)(2MgO·SiO₂)] 및 2차 절연피막층인 장력코팅층의 세가지가 있다. 상기 그라스피막층은, 2차 재결정형성을 위한 고온소둔시 강판간의 부착을 방지하기 위해 소재표면에 도포하는 융착방지제(소둔분리제)의 MgO성분과 소재표면의 SiO₂계 산화물과의 고상반응에 의해 소재표면에 형성되는 층으로서, 포스테라이트(2MgO·SiO₂)라 일컫는 절연피막층이다. 방향성 전기강판상에 이러한 그라스피막층이 없고 장력 코팅층만 존재하면 타발성이 크게 개선 될 수 있음이 확인되었다. 이에 따라, 그라스피막이 없는 방향성전기강판의 제조에 대한 관심과 개발이 진행되고 있는 실정이다.

이와 같은 노력은 크게 두가지 방향으로 추진되고 있다. 첫째, 종래방법과 동일하게 MgO를 소둔분리제의 주성분으로 하고, 여기에 Ca, Li, K, Na, Mg, Ba 등의 염화물 또는 유화물을 첨가하여 고온소둔중 이들의 염화물 또는 유화물이 소재표면과 반응하여 피막을 형성한 후 표면에서 증발하여 제거되게 함으로써 그라스피막층 형성 자체를 차단하는 기술로, 미국특허 4875947호 등에 기술되어 있다. 그러나, 상기 기술과 같이, MgO에 상기한 화합물을 첨가하면 도포작업성은 우수하지만, 완전히 그라스피막을 없애기 위해 산화물층을 엄격히 제어해야 하는 문제가 있다. 또한, 과잉첨가에 의한 과에칭으로 인해, 그라스피막이 형성되어 있는 정상제품에 비해 그라스피막층이 없어서 나타날 수 있는 철손 개선효과가 줄어들게 되는 결점이 있다.

또 다른 방법으로, 소재표면의 산화물층과 반응성이 전혀 없는 Al₂O₃분말을 소둔분리제의 주성분으로서 도포하는 기술이 있다. 그러나, Al₂O₃분말 도포법을 적용하는 경우에는, Al₂O₃분말을 기계적으로 초미립자로 파쇄하여도 상업적으로는 통상 2∼10㎛정도 밖에 미세화 할 수 없으며, 또 이 분말을 물과 분산상태로 유지하는 것이 곤란한 문제가 있다. 이를 개선하기 위해, 일본 특개평6-136555호에서는 유기용제 등을 혼합하여 소재표면에 도포하였다. 그러나, 이 경우, 도로의 안정한 존재가 불가능하고 슬러리건조시 유기용제가 휘발함으로 인한 환경오염 등의 문제가 있었다.

이러한 문제들을 해결하기 위해, 일본 특개평6-41642호에서는 정전도포법을 제안하고 있으나 설비상의 제약 등으로 상업적 생산이 어려운 상태에 있다.

이에, 본 본발명자들은 상기한 종래 기술들의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 방향성전기강판의 제조방법에 있어서, 고온소둔시 MgO에 SiO₂와 Sb₂(SO₄)₃를 혼합 첨가한 소둔분리제를 이용함으로써, 도포작업성이 좋고 외관형상 및 자성이 우수한 그라스피막이 없는 방향성전기강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

중량%로, Si: 2.9∼3.4%, C: 0.045∼0.062%, P: 0.015∼0.035%, 용존 Al: 0.022∼0.032%, N: 0.006∼0.009%, S: 0.004∼0.010%, Mn: 0.008∼0.012%, Cu: 0.012~0.021%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 재가열한 다음 열간압연 및 열연판소둔하고, 산세 및 냉간압연한 후 동시 탈탄질화처리한 다음 소둔분리제를 도포하고 최종 마무리 고온소둔한 후 코팅제를 도포하는 것을 포함하여 이루어지는 방향성 전기강판의 제조방법에 있어서,

상기 소둔분리제는, MgO;

상기 MgO 100중량부에 대하여 고형분 기준으로 3∼12%의 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂; 그리고

25%이하의 Cl이온을 함유하고 Sb₂(SO₄)₃ 가 고형분 기준으로 하기 관계식(1)의 양으로 함유된 수용액;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그라스피막이 없는 저온가열 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.

[관계식 1]

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명의 발명자들은, 수요가에서 변압기용 철심코아의 가공-조립작업시 원가절감 및 생산성향상에 가장 기여하는 공정인 타발작업성을 향상시키기 위한 방법에 대하여 연구한 결과, 처음부터 그라스피막이 없는 제품을 생산하여 수요가에게 공급하면 극히 효과적임을 확인하였다. 이에, 본 발명자들은 그라스피막이 없는 제품을 제조하기 위하여, 상기 소둔분리제의 성분을 적절히 조절하여, 주성분인 MgO에 상호 반응성이 우수한 SiO₂와 소재의 계면조도를 미려화하여 자성을 향상시키는 역할을 하는 Sb₂(SO₄)₃를 혼합 첨가하였다. 이하에서는, 상기한 본 발명의 소둔분리제도포시 강판 표면에서 그라스피막이 제거되는 메커니즘을 화학반응적으로 설명한다.

먼저, 소둔분리제의 성분 중 Sb₂(SO₄)₃는 최종 마무리 고온소둔시 250℃부터 분해되어 하기 반응식(1)에 나타난 바와 같이 SO₃가스를 발생시킨다.

Sb₂(SO₄)₃→ Sb₂O₃ + 3SO₃↑

상기 분해된 SO₃가스는 300℃이상부터 로내 수분 및 소재표면과 하기 반응식(2)와 같이 반응한다.

2Fe + 3H₂O + 3SO₃ → Fe₂(SO₄)₃

한편, 950∼1150℃의 구간에서는 하기 반응식(3)과 같은 그라스피막 형성반응이 진행된다.

소재표면 산화층중의 SiO₂+ MgO → 2MgO·SiO₂

1120∼1200℃의 온도구간에서는, 상기 반응식(2)에서 생성된 Fe₂(SO₄)₃가 하기 반응식(4)와 같이 분해된다.

Fe₂(SO₄)₃→ 2Fe + 3H₂O + 3SO₃↑

상기 반응식(4)에 나타난 바와 같은 Fe₂(SO₄)₃의 분해 방출로 인해, 소재표면은 스폰지상으로 되고, 냉각과정의 열 수축에 의해 상층부의 그라스피막층은 소재층으로부터 쉽게 분리됨으로써, 표면에 그라스피막이 없는 제품으로 되는 것으로 추정된다.

그러나, Sb₂(SO₄)₃만 첨가하게 되면 근본적으로 불균일하게 형성되어 있는 그라스피막반응물을 완벽하게 제거하기 어려워서, 과잉 Sb₂(SO₄)₃첨가가 불가피한데, 이러한 Sb₂(SO₄)₃를 과잉첨가하면 표면층 과잉 비산제거에 의한 과잉 에칭효과로 표면이 거칠어지고, 이로 인해 자성이 열화되므로 바람직하지 못하다.

따라서, 본 발명자들은 Sb₂(SO₄)₃첨가를 최소화하기 위한 방법에 대하여 연구하던 중, MgO와 반응성이 우수한 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂를 혼합 첨가하면, MgO는 상기 소재표면 산화물층의 SiO₂뿐 아니라, 동시에 미립 SiO₂ 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂와도 상기 반응식(3)과 같이 반응한다는 것을 알아내었다. 이 때, 상호반응속도는 미립 분말 SiO₂ 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂과의 반응속도가 다소 빠르다는 것을 확인하였다. 따라서, 소둔분리제중에 미립 SiO₂또는 콜로이달상태의 SiO₂를 첨가하면, MgO가 산화물층의 SiO₂와 반응해 그라스피막을 형성시키는 것을 억제하여 표면 에칭효과를 약화시킴으로써, 최종제품에서의 자기적특성을 향상시킨다. 또한, 미립 SiO₂ 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂는 자체 점성을 갖고 있어서, 슬러리액의 안정성 확보 및 최종공정에서의 산세성을 증가시키고 현장 작업성을 향상시키는 역할을 한다.

한편, 상기 Sb₂(SO₄)₃은 대부분 반응차단능력을 갖고 있지만, 바람직하게는 분해후 생성된 산화물이 초기 그라스피막을 미세화시켜 소재의 계면조도를 미려화하고, 이로써 자성을 향상시키는 역할을 하는 것이면 좋다. 이 때, 첨가량은 상기 그라스피막이 MgO와 소재표면의 SiO₂과의 반응 생성물임을 고려하여 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 Sb₂(SO₄)₃을 표면에 존재하는 SiO₂량에 비례하여 첨가하면, 과잉 첨가에 따른 철손 열화현상을 최소한 억제할 수 있다. 그러나, 표면 산화물층 중의 SiO₂량은 측정 및 분석이 어렵고 또 장시간을 요하기 때문에, 본 발명에서는 분석이 간편하면서 소둔로의 로황이 안정된 상태에서 큰 차이가 없는 총산소량을 분석하였다. 이에 따라, 소재표면의 총산소량과 적정 Sb₂(SO₄)₃첨가량과의 관계를 조사하여, 하기 관계식(1)을 유도하게 된 것이다. 본 발명에서는, 상기 Sb₂(SO₄)₃ 이 수용액 형태로 첨가되기 때문에, 하기 관계식(1)에 나타난 Sb₂(SO₄)₃ 첨가량은 고형분의 함량을 의미한다.

(관계식1)

Sb₂(SO₄)₃첨가량(%)=2.2 + 0.0025 ×(탈탄판 표면 총산소량-350)(ppm) ± 0.2

상기 관계식(1)에 따라 Sb₂(SO₄)₃을 첨가하면, 무그라스피막화 및 도포슬러리의 액점도를 유지하면서 철손도 개선되는 것을 확인하였다. 이 때, 상기 Sb₂(SO₄)₃의 최소 함량은 2.2%인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 상기한 Sb₂(SO₄)₃ 수용액에 25%이하의 Cl이온을 함유시키는 것이 바람직하다. 이것은, Sb 또는 Sb₂O₃를 H₂SO₄용액에서 반응시켜 제조할 때 일부의 Cl이온 함유 용액을 첨가함에 의해 제조되는데, 이와 같이 Cl이온이 첨가되어 있으면, 작업 현장에서 슬러리 도포액 제조시 10℃이하의 온도에서 5분 이내의 단시간에 분산, 용해하는 것이 가능하게 된다. 이 때, 상기 Cl 이온이 25% 이상 과잉 첨가되면 작업성 및 제품특성을 열화시키지만, 25% 이하이면 작업중 Sb₂(SO₄)₃의 용해도를 높이는 역할을 한다.

이하, 본 발명의 강 성분 및 제조조건에 대하여 설명한다.

본 발명에서 Si는 비저항치를 증가시켜 철손을 낮추는 역할을 하는 원소로서, 그 함량이 2.9%미만인 경우에는 철손특성이 나빠지고, 3.4% 보다 과잉 첨가되면 강이 취약해져 냉간압연성이 극히 나빠지므로, 2.9~3.4%로 첨가하는 것이 바람직하다.

C는 AlN석출물의 미세 고용 분산, 압연조직형성, 냉간압연시 가공에너지 부여 등의 역할을 하는 원소로서, 이후 탈탄공정을 고려하여 그 함량범위를 0.045~0.062%로 설정하였다.

Mn은 재가열시 석출물의 고용온도를 낮추며, 열간압연시 소재 양 끝부분에 생성되는 크랙을 방지의 역할을 하는 원소로서, 이와 같은 작용효과를 얻기 위해서는 0.008%이상 첨가되어야 한다. 그러나, 과잉첨가되면 Mn산화물을 형성하여 철손을 악화하므로, 그 함량범위는 0.008~0.012%로 설정하는 것이 바람직하다.

용존Al은 N과 함께 AlN의 석출물을 형성하여 입성장억제력을 확보하는 원소로서, 그 함량이 0.022%미만인 경우에는 2차 재결정에 필요한 충분한 억제력을 갖지 못하여 결정립크기가 작고 불완전한 미립자가 나타나고, 0.032%이상인 경우에는 억제력이 너무 강해 2차 재결정 형성 자체를 어렵게 하여 자기적 특성이 급격히 열화되므로, 상기 용존Al의 함량은 0.022~0.032%인 것이 바람직하다.

N은 용존Al과 반응해 석출물을 형성하여 2차 재결정형성에 필수적인 성분으로, 그 함량이 0.006% 미만인 경우에는 석출물의 형성이 부족하고, 0.009% 이상인 경우에는 추가의 침질이 요구될 수 있으므로, 그 함량범위는 0.006~0.009%로 설정하는 것이 바람직하다.

Cu는 불순성분인 S와 결합하여 Cu₂S 석출물을 형성하는 원소로서, 석출물중 가장 저온에서 고용되므로 최소 0.012%이상 첨가되어야 하며, 탈탄소둔시 형성되는 산화물은 절연피막 형성에 악영향을 끼치므로, 그 함량의 상한은 0.021%로 한정하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성된 강슬라브는, 바람직하게는 열간압연성과 자기적특성 확보 측면을 고려하여 1150∼1190℃의 온도범위에서 재가열한 다음, 열간압연하여 2.0∼2.3mm두께의 열연판을 만든다. 그 후, 1100℃이하의 온도에서 열연판소둔을 행하고 산세 및 냉간압연하여 최종두께 조정하고, 동시 탈탄질화처리를 실시하는데, 암모니아가스가 포함된 수소 및 질소의 습윤분위기하 840∼890℃에서 실시하는 것이 바람직하다.

그 후, 상기한 바와 같은 본 발명의 소둔분리제를 슬러리 상태로 하여 코타롤로 도포하고 700℃이하의 온도에서 건조한 다음 권취하여 대형코일로 만든다. 이 때, 상기 소둔분리제는 MgO, 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂, 그리고 Sb₂(SO₄)₃ 수용액을 포함하는데, 상기 소둔분리제의 성분 중 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂는, 그 함량이 MgO 100 중량부에 대하여 고형분 기준으로 3~12%인 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂의 함량이 3%미만인 경우에는 반응억제효과가 적고 12%이상인 경우에는 도포작업성이 나빠지기 때문이다. 또한, 상기 Sb₂(SO₄)₃ 수용액에는 25%이하의 Cl이온이 함유되는 것이 바람직한데, 그 이유는 이와 같이 하면 슬러리액 제조시 용해 및 분산성을 확보할 수 있기 때문이다. 그러나, 상기 Cl 이온이 25% 이상 수용액에 존재하면 표면 얼룩결함이 발생할 우려가 있으므로 바람직하지 않다.

상기 소둔분리제의 도포후에는, 최종 마무리 고온소둔을 실시하는데, 전 구간을 25% 이하의 질소함유 수소분위기로 하고 700∼1200℃구간의 승온율을 15℃/hr이상 유지하면서 1200±10℃의 온도에서 20시간 이상 균열한 후 냉각하는 식으로 행하는 것이 바람직하다.

그 후, 최종적으로 인산염, 콜로이달실리카 및 무수크롬산 등으로 구성된 코팅제를 도포한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

중량%로, Si: 3.12%, C: 0.046%, P: 0.015%, 용존 Al: 0.026%, N: 0.0073%, S: 0.005%, Mn: 0.011%, Cu: 0.012%를 포함하여 조성되는 슬라브를 1170℃의 저온재가열후, 1100℃이하의 온도에서 열연판소둔하고, 산세 및 냉간압연하여 최종두께인 0.35mm두께로 하였다. 이후 암모니아가스가 0.5% 함유된 25%수소+75%질소가스의 습윤분위기하의 875℃에서 동시 탈탄질화처리를 행하여 잔류탄소 및 소재질소량을 조정함과 동시에, 소재표면의 총산소량이 580ppm인 탈탄소둔판을 얻었다.

그 다음, 상기 탈탄소둔판에 대하여, 하기 표 1과 같이 성분을 달리한 소둔분리제를 슬러리상태로 하여 코타롤로 도포하고 700℃이하의 온도에서 건조한 다음 권취하여 대형코일로 만들었다. 그 후, 최종 마무리 고온소둔은 전구간의 분위기가스를 25%이하의 질소함유 수소분위기로 하여, 700∼1200℃구간의 승온율을 15℃/hr이상 유지 하면서 승온하여 최고온도 1200℃에서 20시간 이상 균열한 후 냉각하는 열사이클을 거치는 식으로 행하고, 최종적으로 인산염, 콜로이달실리카 및 무수크롬산으로 구성된 코팅제를 도포하여 방향성전기강판을 제조하였다.

그 후, 소둔분리제를 달리하여 제조한 이들 강판에 대하여 그라스피막의 형성상태, 자성 및 타발성을 측정하고, 그 결과를 하기 표1에 나타냈다. 그라스피막의 형성상태는 육안으로 관찰하였고, 자성은 단판측정기로 철손(W_17/50) 및 자속밀도(B₁₀)값을 조사하여 평가하였다. 또한, 타발성은 10mmψ 금형으로 작업 가능한 타발수, 즉 한 금형으로 통상의 버(Burr)가 0.05mm로 될 때까지의 타발수를 측정하여 평가하였다.

구분	소둔분리제	그라스피막형성량(g/m²)	표면외관	자성		타발성(만타)
구분	소둔분리제	그라스피막형성량(g/m²)	표면외관	자속밀도(T)	철손(W/Kg)	타발성(만타)
종래재1	MgO+ 3%TiO₂	4.2	회색,균일	1.90	1.13	1.2
발명재1	MgO+2.8% Sb₂(SO₄)₃ +9%미립 SiO₂분말	0	밝음,균일	1.91	1.06	3.8
비교재1	MgO+4%CaSO₄	1.5	밝음,얼룩	1.91	1.11	2.3
비교재2	MgO+4%NiCl₂	0	밝음,균일	1.91	1.09	3.4

* 발명재(1)에서 소둔분리제 중 Sb₂(SO₄)₃의 함량은 Sb₂(SO ₄)₃수용액 중 Sb₂(SO₄)₃의 고형분 함량을 의미하며, Sb₂(SO₄)₃수용액에는 12%의 Cl이온이 함유되어 있음

상기 표1에 나타난 바와 같이, 종래재(1)은 그라스피막이 형성되어 타발성을 방해하기 때문에, 타발성이 1.2만타에 불과하고 철손도 상대적으로 높은 것을 알 수 있다. 또한, 비교재(1)의 경우에는 그라스피막이 약간 형성되어 타발성이 저조하고, 비교재(2) 는 철손값이 높은 값을 나타내었다.

그러나, 본 발명재(1)의 경우 타발성도 우수하면서 자성도 상대적으로 우수한 특성을 나타낸다.

(실시예 2)

실시예1과 같은 방법으로 제조된 냉연강판에 대하여, 탈탄-질화소둔시 시간을 조정하여 탈탄판표면의 총산소량이 430ppm 및 610ppm인 소둔판을 얻었다. 그 후, MgO분말, 고형분 기준으로 10%인 콜로이달 타입의 SiO₂, 및 8%의 Cl이온이 함유된 Sb₂(SO₄)₃ 수용액으로 이루어진 소둔분리제를 슬러리상태로 하여 코타롤로 도포하고 700℃이하의 온도에서 건조한 다음 권취하여 대형코일로 만들었다. 이 때, 상기 소둔분리제의 성분 중 Sb₂(SO₄)₃ 수용액에 대하여, 하기 표 2와 같이 Sb ₂(SO₄)₃ 의 고형분 함량을 변화시켰다.

이후는 실시예1과 같이 하여, 방향성전기강판을 만들었다. 이들 제품의 그라스피막 형성상태, 자성 및 타발성을 실시예 1의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.

구분	총산소량(ppm)	Sb₂(SO₄)₃ 고형분함량(%)	표면외관	자기적 특성		타발성(만타)
구분	총산소량(ppm)	Sb₂(SO₄)₃ 고형분함량(%)	표면외관	자속밀도(T)	철손(W/Kg)	타발성(만타)
비교재3	430	1.5	부분피막잔존	1.90	1.11	2.9
발명재2		2.4	밝음,균일	1.91	1.06	3.8
비교재4		3.1	밝음,균일	1.91	1.09	3.7
비교재5	610	2.3	표면얼룩	1.90	1.09	3.4
발명재3		2.9	밝음,균일	1.91	1.05	3.7
비교재6		3.6	밝음,균일	1.90	1.10	3.6

상기 표2에 나타난 바와 같이, 탈탄판표면의 총산소량이 430ppm인 소재를 대상으로 한 비교재(3)의 경우 Sb₂(SO₄)₃이 적어서 부분적으로 그라스피막이 잔존하여 자성도 열등하고 타발성이 저조하였고, 비교재(4)의 경우에는 Sb₂(SO₄)₃ 과량 첨가에 따른 과에칭으로 인해 발명재(2) 대비 철손이 나빴다. 또한, 탈탄판표면의 총산소량이 610ppm인 소재를 대상으로 한 비교재(5)의 경우도 Sb₂(SO₄)₃ 첨가량이 적어 표면에 얼룩이 남아 있고 타발성도 다소 저조하였으며, Sb₂(SO₄)₃이 과잉 첨가된 비교재(6)의 경우도 철손이 본 발명재(3) 대비 저조하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 탈탄소둔판에, 소둔분리제로서 MgO분말, 9%의 Cl이온이 함유되고 Sb₂(SO₄)₃ 이 고형분 기준으로 2.9%함유된 Sb ₂(SO₄)₃ 수용액, 그리고 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달 타입의 SiO₂의 혼합 조성물을 슬러리상태로 하여 코타롤로 도포하고 700℃이하의 온도에서 건조한 다음 권취하여 대형코일로 만들었다. 이 때, 상기 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달 타입의 SiO₂의 첨가비는 하기 표 3과 같이 변화시켰다. 이후는 실시예 1과 같이 하여, 방향성전기강판을 얻었다. 이들 생산공정의 산세작업성, 제품의 그라스피막 형성상태, 자성 및 타발성을 실시예 1의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다.

구분	SiO₂		산세작업성	표면외관	자성
구분	종류	첨가량(%)	산세작업성	표면외관	자속밀도(T)	철손(W/Kg)
종래재2	-	0	불량	부분얼룩	1.90	1.11
비교재7	미립분말	1.5	저조	부분얼룩	1.91	1.07
발명재4	미립분말	7	양호	밝음,균일	1.91	1.06
발명재5	콜로이달	11	양호	밝음,균일	1.92	1.06
비교재8	미립분말	20	양호	부분색상편차	1.91	1.10

상기 표3에 나타난 바와 같이, 반응억제제로서의 역할을 하는 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달 타입의 SiO₂이 첨가되지 않은 종래재(2)와 첨가 함량이 적은 비교재(7)의 경우에는 산세작업성도 불량하고 표면외관도 나쁜 것을 알 수 있다. 반면에, 미립분말의 SiO₂가 과잉 첨가된 비교재(8)은 외관색상이 불균일하고 자성도 본 발명재 대비 열화하였다.

한편, 본 발명의 발명재(4)~(5)는 산세작업성, 외관 및 자성 모두 양호한 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 최종 고온소둔시 판간의 부착을 방지하기 위해 사용되는 소둔분리제의 조성을 조정함으로써, 가공작업시 타발성이 우수하고 자기적 특성도 향상된 그라스피막이 없는 방향성 전기강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

중량%로, Si: 2.9∼3.4%, C: 0.045∼0.062%, P: 0.015∼0.035%, 용존 Al: 0.022∼0.032%, N: 0.006∼0.009%, S: 0.004∼0.010%, Mn: 0.008∼0.012%, Cu: 0.012~0.021%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 재가열한 다음 열간압연 및 열연판소둔하고, 산세 및 냉간압연한 후 동시 탈탄질화처리한 다음 소둔분리제를 도포하고 최종 마무리 고온소둔한 후 코팅제를 도포하는 것을 포함하여 이루어지는 방향성 전기강판의 제조방법에 있어서,

상기 소둔분리제는, MgO;

상기 MgO 100중량부에 대하여 고형분 기준으로 3∼12%의 미립 SiO₂분말 및/또는 콜로이달상태의 SiO₂; 그리고

25%이하의 Cl이온을 함유하고 Sb₂(SO₄)₃가 고형분 기준으로 하기 관계식(1)의 양으로 함유된 수용액;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그라스피막이 없는 저온가열 방향성 전기강판의 제조방법

[관계식 1]

Sb₂(SO₄)₃첨가량(%)=2.2 + 0.0025 ×(탈탄판 표면 총산소량-350)(ppm) ± 0.2
제 1항에 있어서, 상기 강 슬라브의 재가열은 1150∼1190℃의 온도범위에서 행하고, 상기 열연판소둔은 1100℃이하의 온도에서 행하고, 상기 동시 탈탄질화처리는 암모니아가스가 포함된 수소 및 질소의 습윤분위기하 840∼890℃에서 실시하고, 그리고 상기 최종 마무리 고온소둔은 전 구간을 25% 이하의 질소함유 수소분위기로 하고 700∼1200℃구간의 승온율을 15℃/hr이상 유지하면서 1200±10℃의 온도에서 20시간 이상 균열한 후 냉각하는 식으로 행하는 것을 특징으로 하는 그라스피막이 없는 저온가열 방향성 전기강판의 제조방법