KR100544738B1 - 수요가 가공시 타발성이 우수하며 응력제거소둔후 철손이낮은 무방향성 전기강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강시 Si함량을 낮게 관리함과 동시에 Ni을 첨가하지 않으며, 슬라브 재가열온도는 S, N함량에 따라 제어하고 열연판 권취온도는 Al 및 Mn함량에 따라 제어하고, 열간압연판소둔은 행하지 않음으로써 수요가 가공시 타발성이 우수하며 응력제거소둔 후 철손이 낮은 무방향성 전기강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 중량%로 C: 0.005%이하, S:0.0005~0.005%, N:0.0005~0.005%, Si:0.1∼1.5%, 산가용성 Al:0.1~1.0%, Mn:0.1~1.0%, 나머지Fe 및 기타 불순물로 조성된 강 슬라브를 1050∼1250℃온도범위에서 S 및 N함량이 아래 관계식 1에 의해 결정되는 재가열온도(T1)에서 재가열하여 1.8~3.0mm두께로 열간압연하는 단계,

[관계식 1]

T1=1650+1200/log(X1+X2) ±5℃

여기서 T1:적정 재가열온도, X1:S함량(중량%), X2:N함량(중량%)

이 열간압연판을 600∼800℃온도범위에서 산가용성 Al 및 Mn첨가량에 의해 아래 관계식 2에 의해 결정되는 권취온도(T2)에서 권취하는 단계,

[관계식 2]

T2=1200+1200/log[(Y1+Y2)/200] ±5℃

여기서 T2:적정 권취온도, Y1:산가용성 Al함량(중량%), Y2:Mn함량(중량%)

상기 권취한 미소둔 열간압연판을 산세척 행한 후 0.2~0.65mm두께로 1회 냉간압연하는 단계,

냉간압연판을 600∼800℃온도에서 30∼300초동안 소둔한 다음, 수요가 가공 후 700∼850℃온도에서 응력제거소둔하는 단계를 포함하여 이루어지는 수요가 가공시 타발성이 우수하며 응력제거소둔후 철손이 낮은 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것을 그 기술요지로 한다.

무방향성 전기강판, 응력제거소둔, 철손, 타발성

Description

수요가 가공시 타발성이 우수하며 응력제거소둔후 철손이 낮은 무방향성 전기강판의 제조방법{Manufacturing Method for Non-Oriented Electrical Steel Sheet having Superior Punchability and Low Core Loss after Stress Relief Annealing}

본 발명은 응력제거소둔 후 철손이 낮고 타발성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열간압연판소둔과 경압연(Skin-Pass) 과정을 거치지 않고서도 응력제거소둔 후 철손이 낮고 타발성이 우수한 무방향성 전기강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

무방향성 전기강판은 뛰어난 자기특성을 가지고 있으므로 각종 모터, 소형변압기, 안정기 등의 전기기기의 철심재료로 널리 사용되고 있으며, 크게 2종류로 구분된다. 수요가가 가공후에 응력제거소둔을 반드시 실시해야만 하는 세미프로세스(Semi-Process) 제품과 수요가가 응력제거소둔을 할 필요가 없는 풀리프로세스(Fully-process) 제품이 그것이다. 상기 세미프로세스 제품은 통상 제강 →연속주조 → 슬라브 재가열 →열간압연 →권취 →열연판소둔 → 냉간압연 → 소 둔 → 경(Skin-Pass)압연 → 절연코팅의 제조공정으로 변형을 받은 상태로 출하되므로 수요가는 제품을 구입하여 원하는 형상으로 제품을 가공한 후에는 그 제품에 맞는 자기특성을 얻기 위하여 응력제거소둔을 실시해야한다. 한편, 풀리프로세스 제품은 제강 →연속주조 →슬라브 재가열 →열간압연 →권취 →열연판소둔 → 냉간압연 → 최종소둔 → 절연코팅의 제조공정을 통하여 변형이 해소된 상태로 출하되므로 수요가가 응력제거소둔을 하지 않고 사용할 수 있는 장점을 갖는다.

최근 에너지절약의 차원에서 전기기기의 효율을 높이고 소형화하려는 추세 및 수요가 가공비용의 절감 욕구의 증가에 따라 철심재료인 전기강판에 있어서도 철손이 낮음과 동시에 타발성이 우수한 제품에 대한 욕구가 점차 증가되고 있는 실정이다. 일반적으로 철손은 철심의 무게(㎏)당 전기적 손실(Watt), 즉, 특정 자속밀도 및 주파수에서 발열 등으로 나타나는 전기에너지 손실로서 W/㎏으로 표시한다. 따라서, 철손이 낮은 철심 소재일수록 고효율 전기기기를 제작하는 데 바람직하다.

본 발명자 등은 저철손을 갖는 무방향성 전기강판을 제공하고자 한국특허출원 2000-82818호에 Si, Al, Mn, Ni 등을 함유한 응력제거소둔 후 우수한 철손특성을 갖는 무방향성 전기강판의 제조방법을 제안한 바 있다. 그러나, 이 선행기술에서는 고가인 Ni을 첨가하는 것을 필수로 하고 Si을 다량으로 첨가해야 하므로 제조원가가 상승하게 되며, 아울러 강판의 강도 및 취성의 증가로 인해 타발성이 열화 되는 단점이 있다. 타발성이 좋지 않으면 수요가 가공시 금형의 마모 및 파손율이 증가하여 가공비용이 급증하게 되는 문제점을 유발하게 된다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 응력제거소둔 후 철손이 낮은 무방향성 전기강판을 더욱 간소화된 방법에 따라 제조하고자 하는 것으로, 제강시 고가 원소이면서 타발성 열화원인이 되는 Ni 및 Si을 각각 미첨가 또는 첨가량을 저감하고, 풀리프로세스재 무방향성 전기강판의 경우 열간압연판 소둔과정을 생략하거나, 세미프로세스재 무방향성 전기강판의 경우 열간압연판 소둔 및 경압연 과정을 생략하고도 수요가 가공시 타발성이 우수함과 동시에, 응력제거소둔 후 철손이 대폭 개선된 무방향성 전기강판을 제조하는 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철손이 낮고 타발성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법은, 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서,

중량%로 C: 0.005%이하, S:0.0005~0.005%, N:0.0005~0.005%, Si:0.1∼1.5%, 산가용성 Al:0.1~1.0%, Mn:0.1~1.0%, 나머지Fe 및 기타 불순물로 조성된 강 슬라브를 1050∼1250℃온도범위에서 S 및 N함량이 아래 관계식 1에 의해 결정되는 재가열온도(T1)에서 재가열하여 1.8~3.0mm두께로 열간압연하는 단계,

[관계식 1]

T1=1650+1200/log(X1+X2) ±5℃

여기서 T1:적정 재가열온도, X1:S함량(중량%), X2:N함량(중량%)

이 열간압연판을 600∼800℃온도범위에서 산가용성 Al 및 Mn첨가량에 의해 아래 관계식 2에 의해 결정되는 권취온도(T2)에서 권취하는 단계,

[관계식 2]

T2=1200+1200/log[(Y1+Y2)/200] ±5℃

여기서 T2:적정 권취온도, Y1:산가용성 Al함량(중량%), Y2:Mn함량(중량%)

상기 권취한 미소둔 열간압연판을 산세척 행한 후 0.2~0.65mm두께로 1회 냉간압연하는 단계,

냉간압연판을 600∼800℃온도에서 30∼300초동안 소둔한 다음, 수요가 가공 후 700∼850℃온도에서 응력제거소둔하는 단계를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자는 상기한 선행기술의 문제점을 해결하기 위하여 그 동안의 연구결과, 제강시 Ni을 첨가하지 않음과 동시에 Si함량을 대폭 저감하여 타발성을 개선하고, Ni미첨가 및 Si첨가량 저감에 따른 자기특성의 열화를 S 및 N함량에 따라 제어된 온도에서 슬라브 재가열을 행하고 동시에, Al 및 Mn함량에 따라 제어된 온도에서 열간압연판 권취를 행하면서 열간압연판 소둔을 행하지 않는 방식에 의해 수요가 가공후의 응력제거 소둔시 자기특성에 유리한 집합조직이 발달한다는사실을 확인하고 본 발명을 완성한 것이다. 그 결과, 제조원가를 낮춤과 동시에 제조공정을 단축시키고서도 응력제거소둔 후 저철손 특성을 갖는 무방향성 전기강판을 얻을 수 있다.

본 발명은 크게 강 슬라브의 성분조성단계, 슬라브 재가열 단계, 열간압연단계, 열간압연판 권취단계, 냉간압연단계, 소둔단계 및 응력제거소둔단계로 분류된다. 이러한 공정에서 본 발명에서는 강 성분조정단계에서는 Ni을 미첨가하고 Si을 기존에 비해 적은 양으로 첨가하면서, S 및 N함량에 따라 제어된 온도에서 슬라브 재가열하고, Al 및 Mn함량에 따라 제어된 온도에서 열간압연판 권취를 행함으로써 열간압연판 소둔을 행하지 않더라도 수요가 가공시 타발성이 향상될 뿐만 아니라 응력제거소둔후 결정립 성장이 용이하도록 하는데, 특징이 있다. 이하에는 각 공정단계별로 본 발명의 작용 효과를 상세히 설명한다.

[강슬라브 성분조성 단계]

강 슬라브의 성분조성단계는 통상적으로 제강, 용강 및 조괴 또는 연속주조공정이 선행된다. 먼저 제강단계에서 용강내에 C, N, S의 함유량을 낮게 제어하고 Si, Al, Mn등을 적정량 부가한다. 이어 용강을 조괴 또는 연속주조공정을 행함으로써 적정량의 성분을 함유한 강 슬라브를 제조한다. 본 발명의 슬라브강에는 C, Mn, S, N, Si, Al, 나머지 Fe와 기타 불순물이 함유되어 있는데, 상기 구성성분 중 C, N, S는 결정립 성장을 방해하는 원소이고, Si, 산가용성 Al, 및 Mn은 철손을 낮추기 위한 용도로 강내에 첨가한다. 더욱 상세히 조성범위 한정이유를 설명한다.

·C:0.005%이하

C는 과량 함유될 경우 본 발명의 전기강판 제조과정중에 탄화물(Carbide)을 형성하여 결정립 성장을 방해하며, 또한 전기기기의 철심으로 사용하는 중 자기시효를 일으켜서 자기적 특성을 저하시키는 경향이 있으므로 슬라브강내에 0.005% 이하의 조성을 갖도록 함유하는 것이 바람직하다.

·N:0.0005~0.005%

N은 본 발명의 강판 제조과정중에 Al과 반응하여 AlN 석출물을 형성하여 입자성장을 억제시키는 경향이 있어 가능한한 최소량을 갖도록 제어하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 경우 0.0005%미만으로 제어하기 위해서는 제강시 탈질소 비용이 상승하므로 이를 고려하여 N 은 0.0005~0.005%함유하는 것이 바람직하다.

·S:0.0005~0.005%

상기 N과 더불어, S는 Mn과 반응하여 미세한 석출물인 MnS를 형성하여 결정립 성장을 억제시키는 경향이 있어 가능한한 최소량을 갖도록 하는 것이 중요하다. 그러나 N의 경우와 마찬가지 이유로 본 발명의 경우 S는 0.0005~0.005%함유하는 것이 바람직하다.

·Si:0.1~1.5%

본 발명강에서 Si의 함량이 0.1% 미만인 경우에는 강의 비저항이 작게 되어 철손특성이 열화되어 바람직하지 않으며, 1.5% 초과인 경우에는 우수한 자속밀도가 열화되고 또한 취성의 증가로 인해 타발성이 열화되므로 좋지 않다.

·산가용성 Al:0.1~1.0%

산가용성 Al은 0.1% 미만인 경우에는 강의 비저항이 작게 되어 철손특성이 열화되어 바람직하지 않으며, 1.0% 초과인 경우에는 냉간압연성을 해치게 되어 나쁘다.

·Mn:0.1~1.0

Mn의 경우도 0.1% 미만인 경우에는 강의 비저항이 작게 되어 철손특성이 열화되어 바람직하지 않으며, 1.0% 초과인 경우에는 롤 하중이 증가하여 냉간압연성이 열화되므로 바람직하지 않다.

이외, 강내에는 Fe 및 기타 불가피한 불순물들이 함유되어 있다.

[슬라브 재가열 단계]

상기 성분조성단계 이후 행하여지는 열간압연단계의 전처리과정으로서 상기 강 슬라브 재가열 단계에서는 슬라브를 가열로에 장입하여 재가열하게 되는데, 이때 열간압연 작업성을 고려하여 열간압연시 롤 부하의 저감을 위해서는 강 슬라브의 재가열온도를 1050℃ 이상으로 하여야 한다. 반면 재가열온도가 1250℃를 넘으면 AlN, MnS 등과 같은 철손특성에 해로운 석출물이 재용해되어 열간압연 후 미세한 석출물이 과도하게 발생하는 경향이 있다. 이러한 미세한 석출물은 결정립 성장을 방해하여 철손특성을 열화시키므로 바람직하지 않다. 또한 재가열온도가 1250℃를 초과하는 경우에는 재가열시 산화스케일의 증가로 인해 실수율이 감소할 뿐만 아니라 후속공정에서 미제거될 때 표면결함을 유발하게 되는 문제점도 발생한다. 따라서, 본 발명의 경우 슬라브 재가열의 적정온도 범위는 1050∼1250℃가 바람직하다.

한편, 본 발명자 등의 다수의 실험결과 재가열 온도는 집합조직에도 영향을 미치게 됨을 발견하였는데, 재가열온도가 높을수록 자기특성에 유리한 (100),(110)면 등의 면강도가 상승하게 되는 것을 발견하였다. 따라서 상기의 AlN, MnS등의 재고용을 억제하는 범위내에서는 재가열온도를 높게 제어할수록 자기특성이 향상됨을 알 수 있었고, 이에 근거하여 적정한 재가열온도는 S 및 N함량에 의해 아래 관계식 1에 의해 구하고 그 온도에서 재가열하는 것이 바람직하다는 결론을 실험을 통해서 얻었다.

[관계식 1]

T1=1650+1200/log(X1+X2) ±5℃

여기서 T1:적정 재가열온도, X1:S함량(중량%), X2:N함량(중량%)

이는 S 및 N함량이 많은 경우에는 AlN, MnS등의 재고용으로 인한 폐해를 방지하는 차원에서 재가열온도를 낮추는 것이 바람직하나, 반면에 즉 S 및 N함량이 적은 경우에는 재가열온도를 높이더라도 AlN, MnS등의 재고용으로 인한 폐해가 나타나지 않으므로 집합조직의 개선을 위해 적정 재가열온도를 상한으로 하여 가급적 재가열온도를 높이는 것이 바람직하다는 것을 나타내고 있다.

[열간압연단계]

열간압연 단계는 통상의 방법에 따라 행해지며, 이때 마무리압연온도는 슬라브 재가열온도의 영향을 받기는 하나 열간압연판의 산화층이 과다하게 발생하지 않도록 하기 위해서는 800∼950℃로 조절하는 것이 바람직하다. 열간압연판 두께는 1.8mm 미만인 경우는 열간압연판 형상이 불량해지므로 바람직하지 않으며, 3.0mm를 초과하는 경우는 양호한 집합조직을 얻을 수 없어 자속밀도가 열화되므로 좋지 않다.

[열간압연판 권취단계]

이어, 열간압연판 권취는 결정립 성장을 위해 높은 온도에서 행하는 것이 유리하나 너무 높게 되면 열간압연판에 산화층이 과도하게 발생하여 산세척이 불량하게 되어 표면결함을 유발하므로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 경우 적정 권취온도 범위는 600∼800℃이다. 한편, 본 발명자 등은 다수의 실험결과 권취온도는 집합조직에도 영향을 미치게 됨을 발견하였는데, 권취온도가 높을수록 자기특성에 불리한 (111)면의 강도가 감소하게 되는 것을 발견하였다. 따라서 산화층이 과도하게 생성되는 것을 억제할 수 있는 한도내에서는 권취온도를 높게 제어할수록 자기특성이 향상됨을 알 수 있었고, 이에 근거하여 적정한 권취온도는 산가용성 Al 및 Mn첨가량에 의해 아래 관계식 2에 의해 제어된 온도에서 권취하는 것이 바람직하다는 결론을 얻었다.

[관계식 2]

T2=1200+1200/log[(Y1+Y2)/200] ±5℃

여기서 T2:적정 권취온도, Y1:산가용성 Al함량(중량%), Y2:Mn함량(중량%)

적정 권취온도가 산가용성 Al 및 Mn함량에 따라 달라지는 점을 설명하면 다음과 같다. 산가용성 Al 및 Mn함량이 많은 경우에는 Al2O3 및 MnO등과 같은 산세척시 제거하기 어려운 산화층이 과도하게 생성되어 강판에 표면결함을 유발하는 폐단이 있다. 이로 인한 폐해를 방지하는 차원에서 권취온도를 낮추는 것이 바람직하나, 반면에 즉 산가용성 Al 및 Mn함량이 적은 경우에는 권취온도를 높이더라도 Al2O3 및 MnO등의 과도한 생성으로 인한 폐해가 나타나지 않고 집합조직이 개선되므로, 상기 적정 권취온도를 상한으로 하여 권취온도를 가급적 상승시키느 것이 바람직하기 때문이다.

이후 공기중에서 코일상태로 냉각하거나, 보다 바람직하게는 로냉한다.

[냉간압연단계]

·산세

열간압연판은 열간압연판소둔을 행하지 않고 산세만 하는 것이 필수적이다. 열연판 소둔을 행하게 되면 미세한 탄화물의 석출로 후속되는 응력제거소둔시 결정립 성장이 억제되어 철손이 열화되므로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명에 있어서 열간압연판소둔을 미실시 하는 것은 공정 단축의 잇점 뿐만 아니라 자기특성의 개선을 위해서 필수적이다.

이어 열간압연판 소둔은 행하지 않고, 강판표면의 산화피막만 산세척한 후 행하는 냉간압연단계에서는 압연생산성 향상을 위해 1회 압연하여 0.20~0.65mm두께의 냉연판을 얻는다.

상기 단계들에 이어 행하게 되는 소둔단계에서는 상기 냉간압연 강판을 600∼800℃온도에서 30∼300초동안 연속소둔한다.

·냉간압연

이어 산세척된 강판은 냉간압연 단계를 거친다. 이때 64% 미만의 압하율로 압연하는 경우 압연 생산성이 감소하므로 64%이상의 압하율로 1회 압연하는 것이 바람직하다. 이 때, 냉간압연 두께는 0.20mm미만인 경우 소둔후 자성에 불리한 집합조직인 (111)면 강도가 증가하여 자속밀도가 감소하므로 바람직하지 않으며, 0.65mm를 초과하는 경우에는 판두께의 증가에 따라 와류손이 증가하여 철손이 열화되므로 좋지 않다.

[소둔단계]

상기 방법에 따라 제조된 냉연판은 이어 행하여지는 소둔단계에서, 소둔온도가 600℃보다 낮으면 재료내에 압연조직이 과도하게 잔류하여 수요가 가공시 가공이 어렵고, 800℃보다 높으면 재료내의 잔류응력이 없어져서 수요가가 응력제거소둔 후 강판의 철손특성 개선율이 낮게 되는 단점이 있으므로, 600∼800℃온도에서 소둔하는 것이 바람직하다.

[응력제거소둔단계]

상기 소둔단계에서 소둔한 강판은 경(Skin-Pass) 압연 단계를 거치지 않고 바로 유기질, 무기질 및 유무기복합피막으로 처리하거나 기타 절연가능한 피막제를 입혀 절연피막처리후 수요가로 출하되며, 수요가는 원하는 형상으로 타발한다. 이후 잔류응력을 제거하기 위한 수요가 열처리과정인 응력제거소둔단계는, 온도가 700℃보다 낮으면 강판내 잔류응력이 잔존할 수 있으며, 850℃보다 높으면 절연피막이 손상될 수 있으므로 본 발명의 경우 700∼850℃온도로 조절하는 것이 바람직하다. 응력제거소둔은 이러한 온도하에서 30분 이상 비산화성 분위기로 실시한다.

이어 상기 소둔단계를 거친 강판을 수요가 가공 후 최종적으로 행하게 되는 응력제거소둔단계에서는 700∼850℃ 온도에서 응력제거소둔한다.

이하 실시예 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

하기 표1과 같은 성분을 갖는 250mm두께의 강슬라브를 제조하고, 이 강슬라브를 하기표2에 나타낸 바와 같은 재가열온도에서 3시간 가열하고 850℃의 마무리압연 온도조건으로 열간압연하여 2.5mm두께로 열간압연판을 만든 후, 이 열간압연판을 하기표1에 나타낸 바와 같은 권취온도에서 권취한 후 공기중에서 냉각하였다. 냉각권취된 열간압연판은 일부 비교재의 경우만 850℃에서 3분 열간압연판소둔을 행하였 으며, 대부분 열간압연판소둔은 행하지 않고 산세척만하여 산화층을 제거한 후 0.5mm두께로 냉간압연한 다음, 소둔하였다. 냉연판 소둔은 760℃에서 2분, 수소 20%와 질소80%의 분위기중에서 행하였다. 소둔판은 유무기복합의 절연피막을 입힌후 절단후 770℃의 온도에서 1시간30분간 질소분위기로 응력제거소둔을 실시한 다음, 자기특성, 결정립도 및 (200),(110),(111)면강도를 조사하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

이때, 타발성은 수요가 가공시 금형교체를 요하는 타발횟수가100만타 미만이면 열등, 150~250만타이면 양호, 300만타이상이면 우수로 판정하였으며, 철손, W_15/50은 50Hz의 교류에서 철심에 1.5Tesla의 자속밀도를 유도하였을 때 열 등으로 소모되는 에너지 손실량이며, 자속밀도, B₅₀은 5000A/m의 여자력에서 유기되는 값이며, 결정립도는 응력제거소둔한 시편의 단면을 연마한 후 3% 나이탈(Nital)로 에칭하여 이미지 어넬라이저(Image Analyzer)로 측정하였다. 면강도는 호르타(Horta)식에 의한 집합조직강도로 그 정도를 나타내었는데, (200),(110)면강도는 증가할수록 (111)면강도는 감소할수록 자기특성이 개선된다. 표면결함은 냉간압연 후 강판 표면을 육안으로 관찰하여 유무를 판별하였다.

강종		성분(중량%)
		C	Si	산가용성Al	Mn	S	N
발명강	A	0.004	0.1	1.0	0.5	0.003	0.002
	B	0.005	1.5	0.1	0.6	0.003	0.003
	C	0.002	0.8	0.3	1.0	0.005	0.002
	D	0.002	0.7	0.9	0.1	0.004	0.004
	E	0.003	0.6	0.6	0.8	0.003	0.005
	F	0.005	0.7	0.5	0.7	0.003	0.003
	G	0.003	0.5	0.8	0.7	0.002	0.002
	H	0.003	0.5	0.8	0.7	0.0005	0.002
	I	0.003	0.5	0.8	0.7	0.002	0.0005
	J	0.003	0.5	0.8	0.7	0.0005	0.0005
	K	0.003	0.5	0.8	0.7	0.005	0.005
	L	0.003	0.8	0.1	0.1	0.002	0.002
	M	0.003	0.8	0.3	0.2	0.002	0.002
	N	0.003	0.4	1.0	1.0	0.002	0.002
비교강	A	0.003	0.05*	0.7	0.6	0.003	0.002
	B	0.003	2.0*	0.7	0.6	0.003	0.002
*: 본 발명범위를 벗어난 조건임

상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 발명재(1-14)가 비교재(1-15)에 비해 타발성이 우수하며, 철손 및 자속밀도 특성이 우수하고, 강판 표면결함이 미발생됨을 알 수 있었다. 구체적으로 설명하면, 비교재1,3,5는 성분은 본 발명범위내에 있으나 슬라브 재가열시 적정온도 이상으로 재가열한 결과 AlN 및 MnS의 미세석출로 인하여 응력제거소둔시 입성장이 억제되기 때문에 열등한 철손특성이 얻어졌다. 비교재2,4,6은 적정온도에 못미쳐서 재가열된 결과 자기특성에 유리한 (200),(110)면강도가 낮아 우수한 철손특성을 얻을 수 없었다. 비교재(7-12)의 경우는 성분과 재가열온도는 본 발명범위에 드나 열간압연판 권취온도가 본 발명범위를 벗어난 예이다. 이중 비교재 7,9,11은 권취온도가 적정온도에 못미쳐서 권취된 경우로 자기특성에 불리한 (110)면강도가 높아 우수한 철손 및 자속밀도가 얻어지지 않았으며, 비교재8,10,12는 권취온도가 적정온도를 초과하는 경우로 자기특성은 우수하나 열간압연판 표면에 과도한 산화층이 생성되어 산세척시 산화층 제거가 불량한 결과 냉연판 표면에 결함이 발생하였다. 비교재13은 Si함량이 본 발명범위 미만인 경우로 우수한 철손특성이 얻어지지 않았다. 비교재14는 Si함량이 과다한 경우로 타발성이 열등하였으며, 자속밀도도 열화되었다. 비교재15는 열간압연판소둔을 행한 경우로 열간압연판소둔시 미세탄화물이 생성되어 결정립성장을 억제하게 되는 결과 열등한 철손특성이 얻어졌다.

[실시예 2]

중량%로 C:0.003%, Si:0.8%, 산가용성Al:0.3%, Mn:0.2%, S:0.002%, N:0.002%이고, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되는 슬라브를 하기표3에 나타낸 바와 같은 재가열온도에서 3시간 재가열한 후 2.0mm의 두께로 열간압연하고, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 권취온도에서 권취한 후 밀페된 소둔로에서 로냉하였다. 로냉된 열간압연판은 열간압연판소둔 없이 산세만 한후 0.5㎜의 두께로 냉간압연하였다. 냉연판은 수소 20%와 질소 80%의 분위기에서 740℃, 2분간 소둔하였다. 소둔후 연속하여 유무기혼합의 절연피막을 입힌 후 절단하고, 1차 철손특성을 조사하고 그 결과를 하기표 3에 나타내었다. 그리고, 상기와 같이 절단한 시편을 770℃의 온도에서 1.5시간동안 질소 100%의 분위기로 응력제거소둔한 후 최종 철손특성을 조사하고 그 결과 또한 표 3에 나타내었다.

시료번호	재가열온도 (℃)	권취온도 (℃)	응력제거소둔전 철손,W15/50 (W/kg)	응력제거소둔후 철손,W15/50 (W/kg)	철손개선율(%)
발명재15	1150	740	5.18	2.80	46
비교재16	1200*	740	5.75	4.54*	21*
비교재17	1050*	600*	5.46	4.01*	27*

상기 표3에 나타난 바와 같이, 본 발명범위의 강조성을 가지며, 적정 재가열온도에서 재가열하고 적정 권취온도에서 권취를 행한 발명재15의 경우는 온도응력제거소둔후의 철손이 응력제거소둔전에 비해 약 46%이상 개선된 우수한 철손특성을 보인 반면에, 재가열온도가 발명범위를 초과하는 경우(비교재16)나 재가열온도가 너무 낮고, 권취온도가 적정온도에 못미치는 경우(비교재17)는 응력제거소둔후 우수한 철손 및 철손개선율이 얻어지지 않았다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 Si을 통상에 비해 적게 첨가하고 Ni을 첨가하지 않음으로써 소재의 취성과 강도를 제어하여 수요가 가공시 우수한 타발성을 확보할 수 있게 되며, S및 N함량에 따라 제어된 온도에서 슬라브 재가열을 행하고 동시에 산가용성Al및 Mn함량에 따라 제어된 온도에서 열간압연판 권취를 행하고 열간압연판소둔을 미실시함으로써 응력제거소둔후 철손이 낮고 또한 철손개선율이 높은 무방향성 전기강판을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 제강시 고가원소인 Ni을 첨가할 필요가 없어서 제조원가를 낮출 수 있으며, 아울러 열간압연판소둔 및 경압연을 거치지 않고도 우수한 자기특성을 확보할 수 있어 제조공정이 단축되는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서,

   중량%로 C: 0.005%이하, S:0.0005~0.005%, N:0.0005~0.005%, Si:0.1∼1.5%, 산가용성 Al:0.1~1.0%, Mn:0.1~1.0%, 나머지Fe 및 기타 불순물로 조성된 강 슬라브를 1050∼1250℃온도범위에서 S 및 N함량이 아래 관계식 1에 의해 결정되는 재가열온도(T1)에서 재가열하여 1.8~3.0mm두께로 열간압연하는 단계,

   [관계식 1]

   T1=1650+1200/log(X1+X2) ±5℃

   여기서 T1:적정 재가열온도, X1:S함량(중량%), X2:N함량(중량%)

   이 열간압연판을 600∼800℃온도범위에서 산가용성 Al 및 Mn첨가량에 의해 아래 관계식 2에 의해 결정되는 권취온도(T2)에서 권취하는 단계,

   [관계식 2]

   T2=1200+1200/log[(Y1+Y2)/200] ±5℃

   여기서 T2:적정 권취온도, Y1:산가용성 Al함량(중량%), Y2:Mn함량(중량%)

   상기 권취한 미소둔 열간압연판을 산세척 행한 후 0.2~0.65mm두께로 1회 냉간압연하는 단계,

   냉간압연판을 600∼800℃온도에서 30∼300초동안 소둔한 다음, 수요가 가공 후 700∼850℃온도에서 응력제거소둔하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수요가 가공시 타발성이 우수하며 응력제거소둔후 철손이 낮은 무방향성 전기강판의 제조방법.