KR100721817B1 - 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기기기의 철심재료로서 널리 이용되고 있는 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 열간압연되어, 판두께 중심층의 결정립크기가 100~400㎛이고, 표면층의 결정립크기가 중심층의 약 1/5의 결정조직이며, 중심층은 (100)면, 표면층은 (110)면이 많은 결정방위를 갖는 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공한다.

본 발명에 따른 Fe-Al-Mn계 열연판은 고온에서도 슬라브재가열을 가능케 하여 Fe-Si계 열연판에 비하여 20℃에서의 충격시험치가 약 10배 가량 우수하며, Al 첨가량을 증가시켜 고유저항도 약 100 μΩㆍ㎝까지 높일 수 있으며, 저렴하게 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

무방향성, 전기강판, Fe-Al-Mn계, 열연판, 고유저항

Description

자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEETS WITH IMPROVED MAGNETIC PROPERTY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 전기기기의 철심재료로서 널리 이용되고 있는 무방향성 전기강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철손이 낮고 자속밀도를 향상시킨 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

무방향성 전기강판은 전기기기에서 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 주는데 필요한 중요한 부품으로서 에너지절감을 위해서는 그 자기적 특성 즉, 철손을 낮추고 자속밀도를 높이는 것이 필요하다.

철손은 에너지변환 과정에서 열로 변하여 사라지며, 자속밀도는 동력을 일으키는 힘으로 나타난다. 따라서, 자속밀도가 높으면 전기기기의 동손을 줄일 수 있어서 소형화가 가능하다.

최근의 전기기기에서는 고효율과 소형화를 목적으로 고주파영역에서의 사용이 증가하고 있으며, 특히 전기자동차용의 발전기로서 400~1,000Hz의 고주파영역에서의 자성향상이 강하게 요구되고 있다.

현재 일반적으로 행하여지고 있는 고급 무방향성 전기강판의 제조방법은, 주합금으로서 Si는 약 3%, 거기에 Al이 0.5~1.0%, Mn이 0.1~0.2%, N 및 S가 각각 0.0030%이하, 그외 기타 불가피한 불순물과 잔류성분으로 구성되고, 열연시 슬라브가열온도를 낮춤으로서 양호한 자성을 얻고 있는데, 구체적으로 1150~1050℃와 같이 낮으면 낮을 수록 양호한 자성을 얻는 것이 가능하다.

그 이유는, 최종소둔시 결정성장을 저해하는 미세한 AlN, MnS의 발생을 방지하기 위해서는 저온에서 슬라브를 재가열하는 방법이 유일한 방법이기 때문이다.

즉, 용강에서 응고할 때 AlN, MnS는 조대입자로 석출되며, 이 AlN, MnS가 슬라브가열시에 응고하고, 이 응고된 [Al], [N], [Mn], [S]는 열간압연 종료시 유해한 AlN, MnS로 되어 재석출하게 되므로 슬라브 재가열온도가 높을수록 용해하는 [Al], [N], [Mn], [S]은 많아지며, 최종소둔에서의 결정성장을 방해하게 된다.

결국, 양호한 자성을 얻기 위해서는 슬라브 재가열온도를 낮게 유지하여야만 하는데 이 경우 당연히 사상압연온도도 낮게 되며, 통상 850℃ 정도로 된다.

따라서, 열간압연시 권취후 열연판의 결정조직은 대부분 섬유조직(fiber structure)을 보이며, 재결정하고 있는 부분이 있어도 그 결정립크기는 10㎛이하로 극히 작고, 그런 상태에서는 목표로 하는 자성이 얻어지지 않기 때문에 이 열연판을 약 1000℃에서 소둔하고, 표면층이 (110)면이 많은 결정립크기 100㎛ 정도의 결정조직으로 할 필요가 있으나 종래에는 쉽지 않았다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 주로 회전기용 철심에 적합한 무방향성 전기강판, 특히 고주파영역에 사용되는 회전기용 철심재료로서 최적의 고급 무방향성 전기강판을 재결정온도를 높여도 충분한 자성을 가지면서 저렴한 비용으로도 용이하게 제조할 수 있도록 한 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 열간압연되어, 판두께 중심층의 결정립크기가 100~400㎛이고, 표면층의 결정립크기가 중심층의 약 1/5의 결정조직이며, 중심층은 (100)면, 표면층은 (110)면이 많은 결정방위를 갖는 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

또한, 본 발명은 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 고유저항이 55~100μΩㆍ㎝가 되게 합금원소를 첨가하여 철손(W15/50)이 1.9W/kg 이하인 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공함에도 그 기술적 특징이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 고유저항이 55~100μΩㆍ㎝ 가 되게 합금원소를 첨가하여, 제품두께 0.15~0.35mm에서 우수한 고주파 철손(W10/400)을 갖는 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공함에도 그 기술적 특징이 있다.

아울러, 본 발명은 중량%로, C:0.005%이하, Si:1.0%이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/2Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 열간압연하고, 산세후 냉간압연하여 소둔하는 무방향성 전기강판 제조방법에 있어서, 상기 열간압연시 슬라브를 1250℃ 이상의 고온으로 가열하고, 사상온도는 1000℃ 이상으로 실시하여, 판두께 중심층의 결정입경이 100~400μm, 표면층의 결정립크기가 중심층의 10~30%인 결정조직을 갖도록 하며, 결정방위는 중심층이 (100)면, 표면층은 (110)면이 많은 결정방위를 갖고, 전온도영역에서 페라이트상을 이루도록 제조하는 것에도 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 새로운 고급 무방향성 전자강판의 제조를 위해 일본공개특허, 특개200-146490을 기초로 하고, 합금의 주요원소인 Si를 전체 온도구역에서 페라이트상으로 되는 조건을 전제로, Al, Mn으로 대체하고, S, N을 공히 0.0030% 이하로 억제하는 것으로부터, 열간압연시 슬라브 재가열온도를 1250℃이상으로 높여도 유해한 AlN, MnS의 생성을 방지하는 것이 가능하도록 설계한 것이다.

즉, 오스테나이트상에 비해 페라이트상에서는 고용-석출반응의 평형선(용해도 곡선)은 높은 온도쪽으로 벗어나 있다.

또한, Al, Mn을 높이면 고용-석출반응의 평형선은 마찬가지로 높은 온도쪽으로 벗어나게 된다.

뿐만 아니라, Al 탈산강에서는 W.C.Leslie 등(Trans. ASM, 46(1954), 1470.)에서 부터 AlN의 용해도곡선에서 판단한 아래와 같은 성분범위에서의 AlN의 고용은 시작도 않는 것으로 보여진다.

또한, 3.25%-Si 강에서는 N.G.Ainslie 등(JISI, 3(1960), 341.)으로부터 MnS의 용해도곡선에서 판단하면 1250℃이상의 슬라브 재가열에서는 MnS단체에는 고용의 위험성이 있지만 AlN과의 공존 측면에서 볼 때 복합석출물로서 석출하는 것으로 판단된다.

이와 같은 경향에 따라 정량적인 실험을 되풀이함으로서 슬라브 가열온도를 1250℃이상, 성분범위로서 전체온도구역이 페라이트상으로 구성되는 Al이 3.5~7.0%, Mn이 0.2~2/3Al%, Si가 1.0% 미만, N가 0.003%이하, S가 0.003% 이하로 이루어진다.

여기에서, Fe-Al-Mn계의 특징은 인성이 좋고 냉간가공성이 양호한 것이므로, 합금원소를 대폭 증가하는 것이 가능하며, 이에 따라 고유저항을 Fe-Si계 보다 대폭 높이는 것이 가능하다.

특히, Fe-Si계에서 Si를 높이면 천이온도가 급격히 증가하고, 냉간압연을 시작하는 온도인 상온에서의 충격치가 급격히 감소하는 점이 있으며, 그래서 고유저항(ρ)은 약 55μΩㆍ㎝가 한계로 되어 있다.

이것이 Fe-Al-Mn계에서는 천이온도의 감수성이 약하지만 안정되어 있어서 냉 간압연하는 온도에서의 충격치의 저하경향은 작다.

이 특성이 열연판 소둔처리를 하지 않는 잇점과도 연관되어 있어서 고유저항을 약 100μΩㆍ㎝까지 상승시키는 것이 가능하다.

그 결과, 새로운 신제품으로서 고유저항이 약 55~100 μΩㆍ㎝의 성분범위내에서 현재의 최고급강 이상의 두께 0.35~0.50mm의 제품과 높은 고유저항을 이용하여 고주파특성이 우수한 두께 0.15~0.35mm의 제품을 제조할수 있게 된다.

혼합하는 합금원소의 첨가량에 있어서, 고유저항 증가량은 Si가 가장 크지만, Al은 Si와 별로 차이가 나지 않으며, Mn은 Si의 약 반정도의 효과가 있다.

Mn 첨가의 기타 효과로는 T.Kubota 등(J. of Materials Eng. And Performance, 2, No.4(1992), 219.)이 보고한 바와 같이, 제품의 자기적인 특성에 해로운 {222}면의 발생을 억제하고, {110}면과 {200}면의 발생을 갖으며, 그 결과 투자율을 높여서 철손을 낮추는 작용이 있다.

본 발명은 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 열간압연하여 판두께 중심층의 결정립크기가 100~400㎛이고, 표면층의 결정립크기가 중심층의 약 1/5의 결정조직이며, 또한 중심층은 (100)면, 표면층은 (110)면이 많은 결정방위의 열연판을 갖는 자성이 우수한 무방향성 전기강판에 특징이 있다.

또한, 본발명은 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불 순물로 조성되는 슬라브를 열간압연하고, 산세후 냉간압연하고 소둔하는 제조방법에서, 열간압연하여 판두께 중심층의 결정립크기가 100~400㎛이고, 표면층의 결정립크기가 중심층의 약 1/5의 결정조직이며, 또한 중심층은 (100)면, 표면층은 (110)면이 많은 결정방위의 열연판을 갖으며, 전온도영역에서 실질적으로 페라이트상을 이루고 있도록 한 자성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 고유저항이 55~100μΩㆍ㎝로 합금원소를 첨가하는 철손(W15/50)이 1.9W/kg이하인 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공함에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 중량%로, C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 고유저항이 55~100μΩㆍ㎝로 합금원소를 첨가하며, 제품두께 0.15~0.35mm에서 고주파 철손(W10/400)이 우수한 무방향성 전기강판을 제공함에도 그 특징이 있다.

이하에서는, 성분조성의 한정 사유를 설명하기로 한다.

[Al]

Al은 전온도 범위에서 페라이트상으로 유지하기 위해서는 최저 3.5% 이상이 필요하며, 열연판의 취약성의 한계를 고려하여 7%로 한다.

이는 고유저항 증가인자로서, Al을 주요 합금원소로 하는 것으로부터 AlN의 생성을 억제가능하기 때문이다.

[Mn]

Mn은 고유저항을 증가시키는 원소이며, 미세한 MnS의 생성을 억제하는 효과를 갖기 위해서는 0.2%이상을, 2/3Al%은 전체 온도구역에서의 페라이트상을 유지하기 위한 한계치이다. 따라서 Mn은 0.2% 이상 2/3Al% 이하의 범위로 한정함이 바람직하다.

[Si]

Si는 취성을 억제하며, 고유저항을 증가시키는 원소이므로 첨가하며, 페라이트상의 유지를 위하여 1.0% 미만으로 첨가함이 바람직하다.

[N, S]

N, S는 자성에 유해한 미세한 AlN, MnS의 생성을 억제하기 위하여 가능하다면 낮게하는 것이 바람직하며, N 및 S 각각 30ppm 이하로 첨가하며, 보다 바람직하게는 20ppm 이하가 필요하다

[C]

C는 결정립의 성장이 잘 되게 하고, 제품의 자기시효(Magnetic aging)를 억제하며, 기타 불가피한 원소는가능한 한 낮게 억제하는 것이 필요하다. 이를 위해 상기와 같이 0.005% 이하로 첨가함이 바람직하다.

기타 불가피하게 첨가되는 불순물원소로서 가능하면 낮추어야 할 원소로 Ti, B, Ca, Zr, Nb, V 등이 있다.

이하, 본 발명 제조방법에 대하여 설명한다.

열간압연은 슬라브를 1250℃이상의 고온으로 가열하고, 열연공정에서의 사상온도를 1000℃ 이상으로 실시함으로서 판두께 중심층의 결정입경이 100~400μm, 표면층의 결정립크기가 중심층의 약 10~30%인 결정조직이며, 결정방위는 중심층이 (100)면이 많고, 표면층은 (110)면이 많은 열연판의 특징을 갖는다.

본 발명의 Fe-Al-Mn강에서는 Al 및 Mn량을 높이기 위하여 고온의 슬라브가열을 하여도 열연판에 미세한 AlN과 MnS의 석출이 거의 없었기 때문에 가능하며, 따라서 최종소둔에서의 결정성장에 악영향을 미치지는 않는다.

이 같은 결과는 기존의 Fe-Si강에서 슬라브재가열온도를 1250℃ 초과하면 최종소둔에서의 결정립성장이 현저하게 억제됨으로서, N 및 O의 함유량 증가에 따라 직선적으로 철손이 열화되기 때문에 이 같은 높은 온도로 작업하지 않고 있다.

결국, 슬라브 재가열온도를 1250℃ 이상으로 함으로서, 열연공정에서의 사상압연온도를 1000℃ 이상으로 유지하는 것이 가능하였다. 그 결과, 최종소둔공정에서의 결정성장이 발생하기 쉬운 조직, 즉 판두께 중심층의 결정립크기가 100~400㎛, 표면층의 결정립크기가 중심층의 10~ 30%의 결정조직이 되며, 결정방위는 중심층이 {100}면, 표면층은 {110}면이 많은 열연판을 얻을 수 있다.

열연판의 결정립도는 결과적으로 최종제품의 결정립크기에 직접 영향을 미친다. 제품의 결정립크기가 자기특성에 미치는 영향은 복잡하며, 일반적으로 결정립 크기의 증가와 더불어 이력손실은 감소하는데 비하여 와전류손은 증가함으로 최적의 결정립이 존재하게 된다.

0.8%Si 강에서 철손값 W15/50은 200㎛가, W15/1000은 100㎛가 최적인데 비하여, W15/1000은 결정립 크기가 작을 수록 양호한 것으로 알려져 있다.

이 같은 문제에 대해서는, 본 Fe-Al-Mn강에서의 경향도 변화되지는 않지만, 높은 고유저항이 가능하여서, 꽤 큰 결정립크기에서도 우수한 와전류손실이 얻어지고, 또한 낮은 이력손실과 상반되게 우수한 철손값이 얻어지고 있다.

또한, 통상적인 무방향성 전기강판에서는, 열연판의 결정조직과 최종소둔후의 결정방위와의 관계에서 열연판의 결정립크기가 작으면 자기특성에 불리한 {111}면방위가 현저하게 증가하는 것으로 보고되어 있는데, 이것은 초기 결정립계 근방에서 {111}방위 결정립이 우선적으로 발생하기 때문이며, 또한 열연판의 결정립크기가 큰 경우에는 결정립내의 변형대가 발달하고 변형대에서의 회복현상에 의해 발생하는 {001}<100>방위의 결정립이 우세하기 때문에 {001}<100> 방위를 주방위로 하는 집합조직으로 되는 것이라 설명하고 있다.

본 발명 Fe-Al-Mn 강에서는 열연판의 결정조직이 비상하게 크고, 결정방위적으로 볼 경우 중심부에 바람직한 {001}<100> 방위의 결정립으로 표면부에도 바람직한 {011}<100> 방위의 결정립이 많은 결정조직으로 되어 있다.

따라서, 자속밀도 B50은 높고, 철손치는 낮게 된다.

그리고, 열연판의 결정립을 성장시키기 위하여 종래 고급 무방향성 전기강판을 제조하는 경우에는 필히 열연판 소둔을 실시하여야 하였지만 본 발명에서는 생략 가능하다.

뿐만 아니라, 일반적인 Fe-Si계 고급 무방향성 정기강판의 표준적인 제조공 정에서 포함되는 열연판소둔처리가 불필요하지만, Fe-Si계에서는 열연판소둔을 실시하는 제품과 비교하면 고유저항이 동등한 조건에서, 철손 W15/50은 동등하고, 자속밀도 B50은 약 0.02Tesla가 높으므로 본발명에서는 열연판소둔을 실시하지 않아도 자성확보가 가능하지만, 동일성분에서 열연조건을 FeSi계와 동일하게 얻어진 열연판을 FeSi계와 동일한 조건으로 열연판 소둔을 행하고 냉간압연후 동일 조건의 사상소둔을 실시하여 자성을 비교한 결과 양자동등한 결과를 확인하였다.

그리고, FeSi계와 같은 방법으로 열간압연할 경우, 열연판소둔을 생략하면 자성이 열화될수 있다.

열연판소둔을 실시한 경우의 효과에 있어서는, 다카하시 다나카(Takashi Tanaka; 주우금속, 45, No.5(1993),29.)는 열연판소둔온도가 높을수록 제품의 {110}와 {200}면의 강도가 상승하고, {211}, {222}면의 강도가 저하하는 것으로부터 자속밀도 B50이 높은 것으로 설명하고 있다.

이것은 본 발명에 있어 그 효과를 부여하는 요인이 기존에는 열연공정의 높은 사상압연온도에 의거 얻어졌으며, 이것은 공정생략으로 볼 때 성에너지 차원에서도 바람직한 것이다.

그러면, 열연판을 산세하고, 냉간압연하고 최종소둔하는 공정에 대하여 설명한다.

열연판은 산세후 그대로 1회 냉간압연으로 최종 판두께로 하지만 1회 냉간압연후 중간소둔을 포함한 2회 냉간압연 방법으로도 가능하다.

고주파용도의 박물제품이 대상이 되는 경우에는 당연 냉간압연기의 선택이 필요하지만 판의 두께, 형상 및 표면상태 등에 정도가 요구된다.

최종소둔은 특히 중요하여서 수소를 다량으로 함유하는 환원성 분위기중에서 이슬점은 가능하다면 낮은 것이 요구된다.

소둔온도와 시간은 용도에 따라서 적당한 결정립크기를 목표로 선택이 가능하며, 특히 고주파용도에 대해서는 중요하다.

요시히코 오다(Yoshihiko Oda; 전기학회 마그네틱스 연구회자료, MAG-96, No.117-122, 124-130(1996), 39-48.)는 Si+Al의 양이 3~3.5%의 전기자동차용 전동기철심재료에 대해서 소둔온도와 철손치 W10/400과의 관계를 조사하였는데, 결정립크기가 판두께에 대해서 2~3개 정도가 되는 950℃가 가장 우수한 철손값을 나타내며, 판두께를 가로질러 큰 결정립은 크게 나쁜 것으로 나타났다.

이것은 상술한 바와 같이, 이력손실이 낮아지지만, 와류손실이 대폭 악화하기 때문에 전체철손 W10/400 이 나빠지는 것이기 때문이다.

본 발명에서도 동일한 현상이 관측되며, 적절한 최종소둔의 조건을 선택할 필요가 있다.

그러나, 자기장중의 열처리와 조합시키면 결정립크기가 역으로 효과적으로 기여하는 것으로 알려져 있는데, 일본 공개특허 2004-328986호는 열처리와 자기장을 적절히 조합시켜 최고급의 무방향성 전기강판을 제조하는 방법을 제공하고 있다.

표면코팅은 통상 사용하고 있는 코팅과 차이가 없다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

하기한 표 1과 같은 성분으로 구성된 슬라브를 이용하여 표 2와 같이 열간압연하고 산세후 0.35mm 두께로 냉간압연하고 최종소둔하였다.

고유저항 약 59μΩㆍ㎝인 소재에 대하여, 발명재1은 열연판소둔을 하지 않고, 발명재2와 비교재1은 열연판 소둔을 1000℃에서 3분간 실시하였다.

그리고, 하기한 표 3은 시험결과이며, Fe-Al-Mn계의 동일성분에서 Fe-Si계와 동등의 열연조건 및 열연판소둔(AP)를 실시하여 본 발명조건재와 비교하여 본 결과 철손 및 자속밀도는 동등한 것으로 판단되었다.

이때, Fe-Al-Mn계는 자속밀도가 Fe-Si계 보다 0.02Tesla 높아서 양호하였고, 철손은 동등하였다.

[실시예 2]

하기한 표 4와 같은 성분으로 구성된 슬라브를 이용하여 표 5와 같이 열간압연하고 산세후 0.35mm 두께로 냉간압연하고 최종소둔하였다.

이때, Fe-Al계의 인성이 양호하고 Al첨가량을 증가시키고 고유저항을 70 μΩㆍ㎝ 까지 높여서 열연판소둔을 하지 않는 공정에서 현재의 최고급 소재인 JIS 35A210 외에 추가로 한 등급이 높은 가칭 JIS35A190 상당의 소재를 제조하였다.

하기한 표 6은 시험결과이며, 철손(W15/50)은 비저항의 효과에서 1.83W/kg과1.84W/kg을 얻었다. Fe-Al-Mn계는 비저항이 높음에도 불구하고 자속밀도(B50)가 0.01 Tesla 높았다.

[실시예 3]

하기한 표 7과 같은 성분으로 구성된 슬라브를 이용하여 표 8과 같이 열간압연하고 산세후 0.35mm 두께로 냉간압연하고 최종소둔하였다.

이때, Fe-Al계의 인성이 양호하고 Al첨가량을 6.5%, 고유저항을 92 μΩㆍ㎝ 까지 높여서 고주파 자기장에서 와류손실을 저감함으로서 열연판 소둔공정을 생략하고도 현재의 최고급 소재 대비 철손W10/400에서 15%이상 저감시키는 것을 성공하였다.

그리고, 비교강인 Fe-Si계는 열연판소둔을 1000℃에서 3분간 실시하였다.

하기한 표 9는 시험결과이며, 철손(W10/400)은 고유저항이 높은 것을 활용하여 12.6W/kg인 현재의 최고급 소재 보다 16% 양호한 값을 얻었다.

또한, 자속밀도(B50)는 Fe-Al계가 비저항이 높음에도 불구하고 동등한 수준이었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 Fe-Al-Mn계 열연판은 고온에서도 슬라브재가열을 가능케 하여 Fe-Si계 열연판에 비하여 20℃에서의 충격시험치가 약 10배 가량 우수하며, Al 첨가량을 증가시켜 고유저항도 약 100 μΩㆍ㎝까지 높일 수 있으며, 저렴하게 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 중량%로,

   C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 열간압연되어,

   판두께 중심층의 결정립크기가 150~400㎛이고,

   표면층의 결정립크기는 중심층의 1/5 크기를 갖는 결정조직이며,

   중심층은 (100)면, 표면층은 (110)면이 주된 결정방위를 갖고,

   전온도영역에서 페라이트상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자성이 우수한 무방향성 전기강판.
2. 중량%로,

   C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 고유저항이 55~100μΩㆍ㎝가 되게 합금원소를 첨가하여 철손(W15/50)이 1.84W/kg 이하인 것을 특징으로 하는 자성이 우수한 무방향성 전기강판.
3. 중량%로,

   C:0.005% 이하, Si:1.0% 이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/3Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브로부터 고유저항이 55~100μΩㆍ㎝가 되게 합금원소를 첨가하여,

   제품두께 0.15~0.35mm에서 고주파 철손(W10/400)이 12.6W/kg 이하인 것을 특징으로 하는 자성이 우수한 무방향성 전기강판.
4. 중량%로,

   C:0.005%이하, Si:1.0%이하, Al:3.5~7.0%, Mn:0.2~2/2Al%, S:0.003% 이하, N:0.003% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 열간압연하고, 산세후 냉간압연하여 소둔하는 무방향성 전기강판 제조방법에 있어서,

   상기 열간압연시 슬라브를 1250℃ 이상의 고온으로 가열하고, 사상온도는 1000℃ 이상으로 실시하여,

   판두께 중심층의 결정입경이 150~400μm, 표면층의 결정립크기가 중심층의 10~30%인 결정조직을 갖도록 하며, 결정방위는 중심층이 (100)면, 표면층은 (110)면이 주된 결정방위를 갖고, 전온도영역에서 페라이트상을 이루도록 제조하는 것을 특징으로 하는 자성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법.