KR101308729B1 - Method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets having excellent magnetic properties - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로, 강 슬라브를 열간압연 및 냉간압연하고, 냉간압연된 강판을 재결정소둔한 후 최종소둔하여 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 재결정소둔은 300℃/sec 이상의 평균승온속도로 승온하는 초급속승온과정과, 상기 초급속승온과정 후에 상기 초급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮고 100℃/sec보다 높은 평균승온속도로 승온하는 급속승온과정, 및 상기 급속승온과정 후에 상기 급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮은 평균승온속도로 승온하는 일반승온과정이 포함되며, 상기 최종소둔은 1차 균열온도로부터 900~1020℃에 이르는 온도구간에서는 18~75℃/Hr의 속도로 승온하고, 900~1020℃로부터 2차 균열온도에 이르는 온도구간에서는 25℃/Hr 이하의 속도로 승온하는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법을 제공한다. 따라서 재결정소둔의 승온과정에 3단의 승온패턴(초급속승온, 급속승온 및 일반승온)을 도입하여 2차재결정 후의 결정방위 집적도를 개선하여 고자속밀도 저철손의 방향성 전기강판을 제조할 수 있으며, 최종소둔시 2단의 승온패턴을 도입하여 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet, the method of manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet by hot-rolling and cold-rolled steel slab, recrystallization annealing the cold-rolled steel sheet and finally annealing, the recrystallization annealing is 300 An initial rapid heating step of increasing the temperature at an average temperature increase rate of not less than ℃ / sec, and a rapid heating step of increasing the temperature at an average temperature rising rate lower than the average temperature rising rate of more than 100 ℃ / sec after the initial rapid heating step, and the rapid After the temperature increase process, a general temperature increase process including a temperature increase rate lower than the average temperature increase rate in the rapid temperature increase process is included, and the final annealing is performed at a temperature range from 900 ° C to 1020 ° C from the primary cracking temperature. The temperature rising at the rate of Hr, the temperature range from 900 to 1020 ℃ to the secondary crack temperature includes the process of raising the temperature at 25 ℃ / Hr or less The magnetic and productivity, characterized by providing a manufacturing method of a grain-oriented electrical steel sheet excellent. Therefore, it is possible to manufacture directional electrical steel sheets with high magnetic flux density and low iron loss by improving the crystal orientation density after the second recrystallization by introducing three steps of temperature rising patterns (elementary rapid temperature rising, rapid temperature rising and general temperature rising) in the temperature rising process of recrystallization annealing. Productivity can be improved by introducing a two-step heating pattern during final annealing.

Description

자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEETS HAVING EXCELLENT MAGNETIC PROPERTIES}METHOD FOR MANUFACTURING GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEETS HAVING EXCELLENT MAGNETIC PROPERTIES}

본 발명은 방향성 전기강판의 제조기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재결정소둔의 승온패턴을 초급속승온, 급속승온 및 일반승온의 3단으로 하여 자성을 향상시키고, 최종소둔의 승온패턴을 2단으로 하여 생산성을 향상시키는 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing technology of grain-oriented electrical steel sheet, and more specifically, to increase the magnetization pattern of the recrystallization annealing in three stages of rapid heating, rapid heating and general temperature rise to improve the magnetism, the temperature rising pattern of the final annealing in two stages It relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet to improve the productivity.

방향성 전기강판은 강판면의 결정방위가 {110}면이고 압연방향의 결정방위는 <001>축에 평행한, 소위 고스(Goss) 방위를 갖는 결정립들로 구성되어 압연방향으로의 자기특성이 우수한 연자성 재료이다.The directional electrical steel sheet is composed of crystal grains having a so-called Goss orientation in which the crystal orientation of the steel sheet face is {110} plane and the crystal orientation in the rolling direction is parallel to the <001> axis, It is a soft magnetic material.

방향성 전기강판은 {110}<001> 집합조직을 얻기 위해 여러 제조 공정을 조합하여 수행되어 제조되고 있으며, 일반적으로 강 슬라브 가열, 열간압연, 열연판소둔, 냉간압연, 재결정소둔, 최종소둔을 통해 제조된다.A grain-oriented electrical steel sheet is manufactured by combining several manufacturing processes to obtain a {110} <001> texture. Generally, steel slab heating, hot rolling, hot rolled sheet annealing, cold rolling, recrystallization annealing, and final annealing are performed. Are manufactured.

이러한 방향성 전기강판은 재결정소둔에서의 1차재결정 이후에 최종소둔 과정에서 1차재결정립의 성장을 억제시키고 성장이 억제된 결정립중에서 {110}<001> 방위의 결정립을 선택적으로 성장시켜 얻어진 2차재결정 조직에 의해 우수한 자기특성을 나타내도록 하는 것이므로, 1차재결정립의 성장억제제(이하, '억제제'라 함)가 매우 중요하다.This oriented electrical steel sheet is a secondary material obtained by inhibiting the growth of primary recrystallized grains in the final annealing process after the primary recrystallization in recrystallization annealing and selectively growing grains of {110} <001> orientation among the grains in which growth is suppressed. Since it is intended to exhibit excellent magnetic properties by the recrystallized structure, the growth inhibitory agent (hereinafter referred to as 'inhibitor') of the primary recrystallized grain is very important.

1차재결정은 통상적으로 말해지는 재결정을 가리키는 용어로써, 변형된 결정들이 특정 온도이상에서 변형이 없는 새로운 결정립이 핵생성되고 결정립 성장이 이루어지는 것을 말한다. Primary recrystallization is a term used to refer to recrystallization, which is commonly referred to as a new crystal grain nucleated and grain growth occurs without the strain is modified above a certain temperature.

방향성 전기강판 제조기술의 핵심은 성장이 억제된 결정립중에서 안정적으로 {110}<001> 방위의 집합조직을 갖는 결정립들을 최종소둔 공정에서 우선적으로 성장시키는데 있다.The core of the grain-oriented electrical steel sheet manufacturing technology is to preferentially grow grains having a structure of {110} <001> orientation stably in the final annealing process among the grains whose growth is suppressed.

최종소둔 공정에서 2차재결정이 일어나기 시작하는 것은 억제제들이 온도가 높아지면서 성장하거나 분해되면서 1차재결정립의 성장을 억제하는 기능이 없어지게 되어 생기는 현상으로, 이때 비교적 단시간에 입자성장이 일어나게 된다.In the final annealing process, the secondary recrystallization starts to occur because the inhibitors grow or decompose as the temperature increases and the function of inhibiting the growth of the primary recrystallized grains is lost. Particle growth occurs in a relatively short time.

최종소둔 공정에서 2차재결정이 일어나기 직전까지는 모든 1차재결정립의 성장이 억제되어야 하며, 이를 위해서는 석출물들이 충분한 양과 적정한 크기로 균일하게 분포되어야 하고, 2차재결정이 일어나기 직전의 고온까지는 열적으로 안정되어 쉽게 분해되지 않아야 한다.In the final annealing process, the growth of all primary recrystallization grains should be suppressed until just before secondary recrystallization occurs. For this purpose, the precipitates should be uniformly distributed in a sufficient amount and in an appropriate size, and thermally stable up to the high temperature just before secondary recrystallization occurs. Should not be easily disassembled.

1차재결정은 통상 냉간압연 이후 실시되는 탈탄소둔과 함께 이루어지거나 혹은 탈탄소둔이 수행된 직후에 이루어지며, 1차재결정에 의하여 균일하고 적절한 입도의 결정립들이 형성되게 된다.Primary recrystallization is usually performed with decarbonization annealing performed after cold rolling or immediately after decarbonization annealing is performed, and uniform and appropriate grain sizes are formed by primary recrystallization.

일반적으로 방향성 전기강판에서 재결정립들의 방위는 여러 방향으로 분산되고 고스방위 이외의 방위들이 표면 방위와 평행하게 배열되는 집합조직을 갖고 있으며, 방향성 전기강판에서 최종적으로 취득하고자 하는 고스방위의 비율은 매우 낮다.In general, the orientation of the recrystallized grains in a grain-oriented electrical steel sheet has a collective structure in which the orientations of the grains are dispersed in various directions and the orientations other than the go-bearing orientation are arranged in parallel with the surface orientation. low.

재결정소둔시 승온 조건을 제어하여 자성을 향상시킨 종래기술로는 일본특허공개공보 2003-3213, 2008-1978, 2008-1979, 2008-1980, 2008-1981, 2008-1982, 2008-1983에 탈탄 소둔 공정의 승온 과정에서 급속 승온을 도입한 기술들이 보고되고 있다.Conventional techniques for improving the magnetic properties by controlling the temperature raising conditions during recrystallization annealing are disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 2003-3213, 2008-1978, 2008-1979, 2008-1980, 2008-1981, 2008-1982 and 2008-1983. In the process of raising the temperature, techniques that have introduced rapid temperature increase have been reported.

일본특허공개공보 2003-3213은 질화처리하는 양과 소둔후 집합조직에서 I[111]/I[411]을 2.5 이하로 제어하여 자속밀도가 높은 경면 방향성 전기강판을 제조하는 기술을 제안하였으며, 집합조직을 제어하기 위해 알루미늄과 질소량 그리고 탈탄소둔 공정의 승온과정의 가열속도를 제어하는 것으로 개시되어 있다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-3213 proposed a technique for producing mirror-oriented electrical steel sheets with high magnetic flux density by controlling I [111] / I [411] to 2.5 or less in the amount of nitriding and after annealing. It is disclosed to control the heating rate of the aluminum and nitrogen amount and the temperature increase process of the decarbonization annealing process to control the temperature.

일본특허공개공보 2008-1978, 2008-1979, 2008-1980, 2008-1981, 2008-1982, 2008-1983은 열연판 소둔시 탈탄하거나 열연판 소둔온도 제어를 통해 라멜라 간격을 조절함과 동시에 탈탄 소둔시 550~720℃온도범위에서 40℃/초 이상, 바람직하게는 75~125℃/초의 가열속도로 급속가열하여 자속밀도를 향상시키는 방법을 제시하고 있다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2008-1978, 2008-1979, 2008-1980, 2008-1981, 2008-1982, 2008-1983 are decarburized during hot-rolled sheet annealing or at the same time controlling the lamellar spacing through controlling the hot-rolled sheet annealing temperature It proposes a method of improving the magnetic flux density by rapid heating at a heating rate of 40 ℃ / sec, preferably 75 ~ 125 ℃ / second in the temperature range of 550 ~ 720 ℃.

이와 같은 종래 기술은 1차재결정중의 {411}방위의 결정립이 {110}방위의 2차재결정립의 우선 성장에 영향을 미친다고 보고하고 있으며, 탈탄소둔 후의 1차재결정 집합조직의 {111}/{411} 비를 3.0 이하로 조정하고 그 뒤 질화처리를 행하고 억제제를 강화하는 것에 따라 자속밀도가 높은 방향성 전기강판을 제조하는 것으로 개시하고 있다.Such prior art reports that the grains of the {411} orientation in the primary recrystallization affect the preferential growth of the secondary recrystallization grains in the {110} orientation, and the {111} of the primary recrystallization aggregate after decarbonization. It is disclosed to produce a grain-oriented electrical steel sheet having a high magnetic flux density by adjusting the / {411} ratio to 3.0 or less, followed by nitriding and strengthening the inhibitor.

그러나, 전술한 종래의 기술은 직접적으로 고스방위를 갖는 결정립의 비율을 높이는 것이 아니라, 탈탄소둔후 2차재결정소둔시 고스방위의 비정상 입자성장(2차 재결정)에 간접적으로 영향을 미치는 {411}방위를 갖는 결정립의 비율을 높이는 기술에 불과하여 고스방위의 분율을 효과적으로 높이지는 못하는 것이다.However, the above-described conventional technique does not directly increase the ratio of grains having a goth orientation, but indirectly affects abnormal grain growth (secondary recrystallization) of goth orientation during secondary recrystallization annealing after decarbonization annealing. It is just a technique to increase the ratio of grains having an orientation, and it does not effectively increase the fraction of goth bearing.

JPJP 2003-32132003-3213 AA (2003.1.08.)(2003.1.08.) JPJP 2008-19782008-1978 AA (2008.1.10.)(2008.1.10.) JPJP 2008-19792008-1979 AA (2008.1.10.)(2008.1.10.) JPJP 2008-19802008-1980 AA (2008.1.10.)(2008.1.10.) JPJP 2008-19812008-1981 AA (2008.1.10.)(2008.1.10.) JPJP 2008-19822008-1982 AA (2008.1.10.)(2008.1.10.) JPJP 2008-19832008-1983 AA (2008.1.10.)(2008.1.10.)

본 발명은 전술한 종래기술의 제반 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 재결정소둔의 승온패턴을 초급속승온, 급속승온 및 일반승온의 3단으로 하여 정밀 고스(exact goss) 방위 결정립의 부피 분율을 높이고 2차재결정 후의 결정방위 집적도를 향상시켜 우수한 자기적 특성을 얻을 수 있고, 최종소둔의 승온패턴을 2단으로 하여 생산성 또한 우수한 방향성 전기강판의 새로운 제조 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, by increasing the volume fraction of the precision goss azimuth grains by three steps of the rapid heating, rapid heating and general temperature rising pattern of recrystallization annealing 2 It is an object of the present invention to provide a new manufacturing technology for grain-oriented electrical steel sheet with improved productivity by improving the crystal orientation density after in-vehicle crystallization, obtaining excellent magnetic characteristics, and having a temperature raising pattern of final annealing in two stages.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방향성 전기강판 제조방법은 중량%로, Si: 2.0~4.0%, C: 0.085% 이하(0 제외), 산가용성 Al: 0.015~0.04%, Mn: 0.20% 이하(0 제외), N: 0.010% 이하(0 제외), S: 0.010% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 강 슬라브를 열간압연 및 냉간압연하고, 냉간압연된 강판을 재결정소둔한 후 최종소둔하여 방향성 전기강판을 제조하되,Method for producing a grain-oriented electrical steel sheet of the present invention for solving the above problems by weight, Si: 2.0 ~ 4.0%, C: 0.085% or less (excluding 0), acid soluble Al: 0.015 ~ 0.04%, Mn: 0.20% or less (Except 0), N: 0.010% or less (excluding 0), S: 0.010% or less, hot rolled and cold rolled steel slab containing residual Fe and other unavoidable impurities, and recrystallized annealing cold rolled steel sheet After the final annealing to produce a grain-oriented electrical steel sheet,

상기 재결정소둔은 300℃/sec 이상의 평균승온속도로 승온하는 초급속승온과정과, 상기 초급속승온과정 후에 상기 초급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮고 100℃/sec보다 높은 평균승온속도로 승온하는 급속승온과정, 및 상기 급속승온과정 후에 상기 급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮은 평균승온속도로 승온하는 일반승온과정이 포함되며,The recrystallization annealing is a rapid heating step of increasing the temperature at an average temperature increase rate of more than 300 ℃ / sec, and a rapid temperature rising rate of lower than the average temperature increase rate of the initial speed increase process after the rapid heating step at a higher temperature increase rate than 100 ℃ / sec A process, and a general temperature raising process of increasing the temperature at an average temperature increase rate lower than the average temperature increase rate in the rapid temperature increase process after the rapid temperature increase process.

상기 최종소둔은 1차 균열온도로부터 900~1020℃에 이르는 온도구간에서는 18~75℃/Hr의 속도로 승온하고, 900~1020℃로부터 2차 균열온도에 이르는 온도구간에서는 25℃/Hr 이하의 속도로 승온하는 과정이 포함되는 것을 특징으로 한다.The final annealing is heated at a rate of 18 to 75 ℃ / Hr in the temperature range from 900 to 1020 ℃ from the primary crack temperature, 25 ℃ / Hr or less in the temperature range from 900 to 1020 ℃ to the secondary crack temperature It characterized in that the process of heating up at a speed.

또한 본 발명의 방향성 전기강판 제조방법은 상기 초급속승온과정은 상온으로부터 500~600℃에 이르는 구간에서 300℃/sec 이상, 보다 바람직하게는 400℃/sec 이상의 평균승온속도로 초급속 승온하고, 상기 급속승온과정은 500~600℃온도로부터 700℃에 이르는 구간에서 100~250℃/sec, 보다 바람직하게는 120~180℃/sec의 평균승온속도로 급속 승온하고, 상기 일반승온과정은 700℃로부터 탈탄소둔 온도에 이르는 구간에서 40℃/sec 이하의 평균승온속도로 승온하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet of the present invention is the rapid heating up step in the section from 300 ℃ / sec or more, more preferably 400 ℃ / sec or more in a section ranging from room temperature to 500 ~ 600 ℃, the rapid The temperature increase process is rapidly heated at an average temperature increase rate of 100 to 250 ° C / sec, more preferably 120 to 180 ° C / sec in a section from 500 to 600 ° C temperature to 700 ° C, the general temperature rising process is decarburized from 700 ° C It is characterized in that the temperature is raised at an average temperature increase rate of 40 ℃ / sec or less in the section leading to the annealing temperature.

본 발명에 의하면 재결정소둔의 승온과정에 3단의 승온패턴(초급속승온, 급속승온 및 일반승온)을 도입하여 1차재결정된 강판에 정밀 고스(exact Goss) 방위 결정립의 부피 분율을 증가시킴으로서 2차재결정 후의 결정방위 집적도를 개선하여 고자속밀도 저철손의 방향성 전기강판을 제조할 수 있다.According to the present invention, by increasing the volume fraction of the precision goths orientation grains on the first recrystallized steel sheet by introducing three steps of temperature rising patterns (super fast heating, rapid heating and general heating) in the temperature raising process of recrystallization annealing By improving the crystal orientation density after recrystallization, it is possible to produce a directional electrical steel sheet of high magnetic flux density low iron loss.

또한, 최종소둔시 2차재결정이 이루어지는 승온구간에서 1차 균열온도로부터 900~1020℃에 이르는 온도범위에서는 시간당 18~75℃의 속도로 승온하고 900~1020℃로부터 2차 균열온도에 이르는 온도범위에서는 시간당 25℃ 이하의 속도로 승온하여 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the temperature range from the primary cracking temperature to 900 to 1020 ° C in the temperature increase range where secondary recrystallization takes place at the time of final annealing is increased at a rate of 18 to 75 ° C per hour and from 900 to 1020 ° C to the secondary cracking temperature. In the temperature increase at a rate of 25 ℃ or less per hour can improve the productivity.

이하, 본 발명의 방향성 전기강판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet of this invention is demonstrated in detail.

본 발명자들은 방향성 전기강판의 1차재결정의 핵생성, 특히 2차 재결정시 핵으로 성장할 수 있는 고스(Goss) 방위({110}<001>)의 1차 재결정에서의 거동에 관하여 연구한 결과, 고스 방위의 핵생성은 강한 변형을 받은 후 1차 재결정시 변형 에너지가 집중되어 있는 전단변형대(shear band) 내에서 일어나는 것으로, 전단변형대의 축적된 변형에너지는 재결정소둔시 승온 구간에서 일부 회복에 의해 에너지 감소가 일어나고, 이에 따라 고스의 핵생성 사이트가 줄어들게 되는 것으로 유추할 수 있었다.The present inventors have studied the nucleation of primary recrystallization of oriented electrical steel, in particular, the behavior in the primary recrystallization of the Goss orientation ({110} <001>) that can grow to nuclei during secondary recrystallization. The nucleation of the goth bearing occurs within the shear band where the strain energy is concentrated during the first recrystallization after the strong deformation, and the accumulated strain energy of the shear strain is partially recovered during the temperature rise during recrystallization annealing. It can be inferred that this would result in a decrease in energy, thereby reducing the goth's nucleation site.

이에 착안하여 본 발명자들은 전단변형대의 축적된 변형에너지가 재결정 구간전까지 회복에 의해 감소되는 것을 최소화하여 고스방위의 핵생성을 증가시킬 수 있도록 하는 재결정소둔시의 승온 조건에 대한 연구와 실험을 거듭하였으며, 그 결과 재결정소둔시 승온 과정으로 2단의 급속승온(초급속승온+급속승온)과 일반승온으로 이루어지는 3단의 승온패턴을 도입하는 것, 특히 2단의 급속승온은 특정 온도 영역에서 기존보다 월등히 높은 속도로 승온하는 초급속승온과정을 도입하는 것에 의하여 고스 방위, 특히 Exact Goss 방위의 분율을 월등히 향상시킬 수 있음을 최초로 발견할 수 있었다.In light of this, the inventors have conducted studies and experiments on the temperature raising conditions during recrystallization annealing so that the accumulated strain energy of the shear deformation zone can be reduced by recovery until the recrystallization period, thereby increasing the nucleation of the Goth bearing. As a result, in the process of recrystallization annealing, three steps of temperature rising patterns consisting of two steps of rapid temperature rising (starting temperature rising + rapid temperature rising) and general temperature rising are introduced. For the first time, the introduction of an ultra-rapid temperature ramping process at high speeds can significantly improve the fraction of goth defense, particularly the Exact Goss defense.

본 발명은 중량%로, Si: 2.0~4.0%, C: 0.085%이하(0 제외), 산가용성 Al: 0.015~0.04%, Mn: 0.20%이하(0 제외), N: 0.010%이하(0 제외), S: 0.010%이하를 함유하고 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 가열하고, 열간압연 및 냉간압연하고, 냉간압연된 강판을 재결정소둔한 후 최종소둔하여 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 재결정소둔은 300℃/sec 이상의 평균승온속도로 승온하는 초급속승온과정과, 상기 초급속승온과정 후에 상기 초급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮고 100℃/sec보다 높은 평균승온속도로 승온하는 급속승온과정, 및 상기 급속승온과정 후에 상기 급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮은 평균승온속도로 승온하는 일반승온과정이 포함되며, 상기 최종소둔은 1차 균열온도로부터 900~1020℃에 이르는 온도구간에서는 18~75℃/Hr의 속도로 승온하고, 900~1020℃로부터 2차 균열온도에 이르는 온도구간에서는 25℃/Hr 이하의 속도로 승온하는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention is in weight%, Si: 2.0 ~ 4.0%, C: 0.085% or less (excluding 0), acid soluble Al: 0.015 ~ 0.04%, Mn: 0.20% or less (excluding 0), N: 0.010% or less (0 S: A steel slab containing not more than 0.010% and consisting of remainder Fe and other unavoidable impurities is heated, hot rolled and cold rolled, and re-annealed the cold rolled steel sheet, followed by final annealing. In the method of manufacturing, the recrystallization annealing is an initial temperature ramping up process at an average temperature increase rate of 300 ℃ / sec or more, and the average temperature rise rate lower than the average temperature rise rate at 100 ℃ / sec. It includes a rapid temperature rising step of raising the temperature at a rate of temperature increase, and a general temperature rising step of raising the average temperature rising rate lower than the average temperature rising rate in the rapid temperature rising process after the rapid temperature rising process, the final annealing is 900 ~ from the first crack temperature Up to 1020 ℃ In the temperature section, the temperature is increased at a rate of 18 to 75 ° C./Hr, and the temperature is increased to a rate of 25 ° C./Hr or less in the temperature range from 900 to 1020 ° C. to the secondary crack temperature.

본 발명은 재결정소둔시 기존에 없던 새로운 3단의 승온 패턴(초급속승온, 급속승온 및 일반승온)을 도입한 것으로, 상온에서 재결정전의 500~600℃온도(Ts)까지는 300℃/sec이상의 승온속도로 초급속승온한 후, 재결정 구간에서는 100~250℃/sec의 승온속도로 급속승온하는 것에 의하여 전단변형대에서의 고스 방위의 변형에너지 감소, 즉 회복을 최소화하여 고스 방위의 핵생성을 극대화하여 양호한 재결정립으로 성장할 수 있도록 한 것이다. The present invention introduces a new three-stage temperature rising pattern (super rapid temperature rising, rapid temperature rising and general temperature rising) that is not existing during recrystallization annealing, and the temperature rising rate of 300 ° C./sec or more from room temperature to 500 to 600 ° C. temperature (Ts) before recrystallization. In the recrystallization section, the temperature is rapidly increased at 100 ~ 250 ℃ / sec, so that the deformation energy of the goth bearing in shear deformation is reduced, that is, the recovery is minimized, thereby maximizing nucleation of the goth bearing. It is intended to grow into recrystallized grains.

상기의 Ts(℃)는 초급속승온과정에서 급속승온과정으로 전환되는 온도로서, 통상적으로 재결정은 약 550~600℃의 온도 범위에서 개시되므로, Ts는 500~600℃, 보다 바람직하게는 550~600℃사이의 온도이면서 재결정 개시온도 이하의 온도로 설정되는 것이 바람직하다. 상기된 상온은 재결정소둔에서 승온 과정이 개시되는 시점의 강판의 온도를 의미하는 것이다. The Ts (° C.) is a temperature that is converted from the rapid ramping up to the rapid ramping up process, and typically, since recrystallization is started in a temperature range of about 550 to 600 ° C., Ts is 500 to 600 ° C., more preferably 550 to 600 It is preferable to set it to the temperature between ° C and below the recrystallization start temperature. The room temperature described above means the temperature of the steel sheet at the time when the temperature rising process is started in recrystallization annealing.

아울러, 본 발명은 재결정소둔시 재결정 온도 아래에서의 초급속승온과정에 의하여 2차 재결정을 일으킬 수 있는 종자(seed)로서의 정밀 고스(Exact Goss) 방위의 분율이 높아져 집적도가 매우 높은 고스 방위의 핵생성이 유도됨으로써 자성 향상 효과를 극대화할 수 있는 것을 새로운 지견으로 하여 완성되었다.In addition, the present invention increases the fraction of the precision Goss bearing as a seed (seed) that can cause secondary recrystallization by the rapid heating process under the recrystallization temperature at the time of recrystallization annealing, nucleation of the highly integrated Goth bearing By inducing this, it was completed with new knowledge that the magnetic enhancement effect could be maximized.

재결정소둔시 승온과정에 급속승온후 일반승온하는 통상적인 승온패턴을 도입하였을 경우, {110}<001> 이상 방위에서 15°이내로 벗어난 방위의 부피분율은 약 1% 내외 수준에 불과하다. 이와 달리, 본 발명에서 재결정소둔시 승온과정에서 상온에서 약 550℃이하의 온도에 이르는 구간에서 300℃/sec이상(바람직하게는 400℃/sec이상)의 승온속도로 초급속승온하고, 570℃이하에서 700℃ 온도에 이르는 구간에서는 100~250℃/sec이상(보다 바람직하게는 120~180℃/sec이상)의 승온속도로 급속승온하고, 700℃이상에서 탈탄소둔 온도에 이르는 구간에서는 40℃/sec이하의 승온속도로 일반승온하였을 경우, {110}<001> 이상 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율을 2%이상으로 제어하는 것이 가능하며, 특히 {110}<001> 이상 방위로부터 5°이하의 방위를 갖는 정밀 고스(exact Goss) 결정립의 부피 분율을 0.09%이상으로 제어하는 것이 가능하다.In the case of re-crystallization annealing, if a normal temperature rising pattern is introduced in the temperature rising process after a rapid temperature rising, the volume fraction of the bearings falling within 15 ° from the {110} <001> bearing is only about 1%. On the contrary, in the present invention, in the temperature increase process during recrystallization annealing, the temperature is rapidly increased at an elevated temperature rate of 300 ° C./sec or more (preferably 400 ° C./sec or more) in a section ranging from room temperature to about 550 ° C. or less, and 570 ° C. or less. At a temperature of 100 to 250 ° C / sec or more (more preferably 120 to 180 ° C / sec or more) in a section that reaches a temperature of 700 ° C., and a temperature of 40 ° C. / When the temperature is elevated at a temperature rising rate of sec or less, it is possible to control the volume fraction of crystal grains having an orientation within 15 ° from the orientation of {110} <001> or more to 2% or more, in particular, {110} <001> or more. It is possible to control the volume fraction of the fine Goss grains having an orientation of 5 ° or less from the orientation to 0.09% or more.

본 발명자는 재결정소둔시 승온하여 급속승온 직후의 재결정이 95%이상 완료된 시료에서 표면으로부터 전체 두께의 1/8만큼 아래 층에서 {110}<001> 이상 방위에서 5°, 10°, 15°범위내에 속하는 결정립의 부피 분율을 측정해 본 결과, 급속승온시 전체 고스 방위가 증가되는 것은 물론, 특히 초급속승온+급속승온+일반승온에 의해 형성된 재결정에서 {110}<001> 이상 방위로부터 5°이내 범위의 고스(Goss) 방위의 분율, 즉 정밀 고스(Exact Goss) 방위의 분율이 최대로 늘어남을 관찰할 수 있었다.The inventors raised the temperature at the time of recrystallization annealing, and in the sample where recrystallization immediately after rapid temperature rise was 95% or more, the range of 5 °, 10 °, and 15 ° in the orientation of {110} <001> or more in the lower layer by 1/8 of the total thickness from the surface. As a result of measuring the volume fraction of the crystal grains belonging to it, the total goth bearing is increased at the rapid temperature raising, and within 5 ° from the orientation of {110} <001> or higher in the recrystallization formed by the super rapid rising temperature + the rapid rising temperature + the general temperature rising. The maximum fraction of Goss orientation in the range, namely the exact Goss orientation, was observed.

이와 같이, 1차재결정조직에서 {110}<001> 이상 방위에 보다 가까운 방위, 즉 Exact Goss 방위의 증가율이 {110}<001> 이상 방위에서 많이 벗어난 방위의 증가율에 비하여 높아지면 2차 재결정의 핵으로 작용하여 2차 재결정립으로 성장하는 고스 방위의 집적도 향상에 직접적으로 영향을 주므로 자속밀도와 철손이 대폭 향상된다.As such, if the rate of increase of the orientation closer to the {110} <001> or higher orientation in the primary recrystallization structure, that is, the Exact Goss orientation, is higher than the increase rate of the orientation that deviates much from the orientation of the {110} <001> or higher orientation, The magnetic flux density and iron loss are greatly improved because it directly affects the integration density of the goth bearing, which acts as a nucleus and grows as a secondary recrystallized grain.

다만, 초급속승온후의 급속승온시에 승온속도가 너무 빠른 경우에는 자성이 오히려 나빠지는데 그 이유는 다음과 같이 추정할 수 있다. 즉, 재결정소둔시 2단 급속승온(초급속승온+급속승온)을 적용하였을 때, 특정 승온속도까지는 결정립 크기의 분포가 균일하지만, Ts~700℃까지 승온속도가 250℃/sec를 초과하게 되면 결정립의 불균일성이 증가되어 35㎛ 이상의 결정립 크기를 가진 분율이 과도하게 많아져서 사이즈 어드밴티지(size advantage)에 의한 결정립 성장에 의해 방위가 나쁜 결정립이 성장하기 때문에 오히려 자성이 나빠진다.However, if the temperature increase rate is too fast during rapid temperature increase after the initial rapid temperature increase, the magnetism is rather deteriorated. The reason can be estimated as follows. In other words, when recrystallization annealing is applied to two-stage rapid heating (elementary rapid heating + rapid heating), the grain size distribution is uniform up to a specific heating rate, but the crystal grain is increased when the temperature rising rate is higher than 250 ℃ / sec from Ts to 700 ℃. The nonuniformity of is increased, so that the fraction having a grain size of 35 µm or more is excessively increased, and the magnetism worsens due to the growth of grains having poor orientation due to grain growth due to size advantage.

또한 고스 방위는 변형에너지가 높아 가장 먼저 재결정되고 이후 {111}<112>방위 및 {411}<148>방위가 재결정되는데, 초기에 고스 방위가 재결정된 후 결정성장시 {111}<112>, {411}<148>등의 방위분율이 점차 늘어남에 따라 이러한 {111}<112>, {411}<148>등의 방위성장이 1차재결정시 고스 방위를 감소시킬 수 있어 700℃ 이상의 온도에서는 승온속도를 높일 필요가 없으며, 더욱 바람직하게는 680℃이상의 온도구간에서는 40℃/sec 이하의 승온속도로 가열하는 것이 좋다.In addition, the goth bearing has high strain energy and is recrystallized first, and then {111} <112> and {411} <148> bearings are recrystallized. As the orientation fraction of {411} <148> increases gradually, the orientation growth of {111} <112> and {411} <148> can reduce the goth orientation during the primary recrystallization. It is not necessary to increase the temperature increase rate, and more preferably, it is preferable to heat at a temperature increase rate of 40 ° C./sec or less in a temperature section of 680 ° C. or higher.

따라서 재결정소둔시 승온과정에서 상온~Ts 온도까지는 300℃/sec이상의 평균승온속도로 초급속승온하고, 이어서 700℃ 온도에 이르기까지는 100~250℃/sec의 평균승온속도로 급속승온한 후, 700℃ 이상의 온도구간에서는 40℃/sec 이하의 평균승온속도로 가열하는 것이 고스 방위의 분율을 높여 자성을 향상시키는데 유효한 조건이 된다.Therefore, during the recrystallization annealing, the temperature rises from room temperature to Ts temperature at an initial temperature increase rate of 300 ° C./sec or higher, and then rapidly ramps up to 700 ° C. at an average temperature increase rate of 100 to 250 ° C./sec, and then 700 ° C. In the above temperature range, heating at an average temperature increase rate of 40 ° C./sec or less is an effective condition for increasing the fraction of the goth bearing to improve the magnetism.

나아가 본 발명자는 재결정소둔시 3단 승온 패턴으로 승온하여 얻은 시편에 대하여 2차 재결정 결정립들의 {110}<001> 이상 방위에서 벗어난 각도들의 면적 가중 평균을 측정해 보았다. 실험에 사용된 측정장치의 주요 특징은 다음과 같다. X-ray Laue 방법에 기초하고 고정형 X-ray CCD 디텍터로 측정하고, CCD 디텍터와 시편에서 X-선 회절이 일어나는 위치 및 디텍터의 기울어짐 각도 등을 1㎛ 단위로 제어하여 변형을 전혀 받지 않은 단결정의 방위 strain 최소화 분석을 통해 측정 정확도를 높였다. 시편을 움직이면서 시편의 각 위치 별로 각각의 방위를 측정하고 각 위치에서 측정한 방위에서 이상적인 고스 방위와의 벗어남 각도의 절대값을 계산한 후 모든 위치에서 면적 가중 평균하여 벗어남 각도의 절대값의 면적가중 평균을 측정하였다. Furthermore, the present inventors measured the area weighted average of angles deviating from the {110} <001> ideal orientation of the secondary recrystallized grains with respect to the specimen obtained by raising the temperature in the three-step heating pattern during recrystallization annealing. The main features of the measuring device used in the experiment are as follows. Based on the X-ray Laue method and measured with a fixed X-ray CCD detector, the X-ray diffraction occurs in the CCD detector and the specimen, and the tilt angle of the detector is controlled in 1 μm units so that no single crystal is subjected to deformation. The measurement accuracy was improved through the analysis of minimizing the orientation strain. While moving the specimen, measure the respective orientations at each position of the specimen, calculate the absolute value of the deviation angle from the ideal goth orientation at the orientation measured at each position, and then weight the area by weighting the area at all positions to obtain the absolute weight of the absolute value of the deviation angle. The average was measured.

벗어남 각도는 α각, β각, γ각, δ각의 네가지에 대하여 측정하였으며, α각은 2차 재결정 집합조직의 압연면 법선방향(ND) 주위에 있어서의 {110}<001> 이상 방위로부터 평균 어긋남 각, β각은 2차 재결정 집합조직의 압연 직각방향(TD) 주위에 있어서의 {110}<001> 이상 방위로부터 평균 어긋남 각, γ각은 2차 재결정 집합조직의 압연 방향(RD) 주위에 있어서의 {110}<001> 이상 방위로부터 평균 어긋남 각, δ각은 2차 재결정 집합조직에서 <001>결정방위와 압연방향(RD)간의 평균 어긋남 각으로 정의된다. The deviation angles were measured for four angles α, β, γ, and δ, and α angle was determined from the orientation of {110} <001> or more around the ND direction of the rolling plane of the secondary recrystallized texture. The mean deviation angle and β angle are mean deviation angles from the {110} <001> ideal orientation around the rolling right angle direction (TD) of the secondary recrystallized texture, and the γ angle is the rolling direction (RD) of the secondary recrystallized texture. The mean deviation angle from the {110} <001> ideal orientation in the circumference, δ angle, is defined as the average deviation angle between the <001> crystal orientation and the rolling direction RD in the secondary recrystallized texture.

측정 결과, 본 발명에서와 같이 재결정 승온시 초급속승온과 급속승온의 2단 급속승온 조건을 적용하였을 때 모든 벗어남 각도가 작아지는 것으로 확인되었다. 특히, 면적 가중 평균 β각은 2°에 가까운 낮은 값을 나타내고, δ각 역시 급격히 낮아지는 것으로 확인되었다. β각은 2°에 가까운 낮은 값을 가지면 자구 폭을 줄여 전자장에너지를 최소화할 뿐 아니라 자성에 해로운 디스클로져(Disclosure) 자구를 최소화하여 자성을 향상시킨다.As a result of the measurement, it was confirmed that all deviation angles become small when the two-stage rapid heating conditions of the super rapid heating and the rapid heating are applied at the time of recrystallization as in the present invention. In particular, it was confirmed that the area weighted average β angle exhibits a low value close to 2 °, and the δ angle also decreases rapidly. If the β angle has a low value close to 2 °, the magnetic field width is reduced to minimize the field energy, and the magnetism harmful to the magnet is minimized to improve the magnetism.

상기와 같은 본 발명에 따른 방향성 전기강판의 제조 방법에 의하면 최종소둔(2차 재결정 소둔)후의 강판에 대하여 측정한 값을 기준으로 하였을 때, 결정방위의 절대값의 면적가중 평균으로 β각을 1.5~2.6°영역, 보다 바람직하게는 1.5~2.4°이내로 제어하는 것이 가능하며, δ각은 5°이내영역, 보다 바람직하게는 4.5°이내로 제어하는 것이 가능하다.According to the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention as described above, when the value is measured for the steel sheet after the final annealing (secondary recrystallization annealing), β angle 1.5 as the area weighted average of the absolute value of the crystal orientation It is possible to control within an area of ˜2.6 °, more preferably within 1.5 to 2.4 °, and the angle δ can be controlled within an area of 5 °, more preferably within 4.5 °.

이하, 본 발명으로 사용되는 방향성 전기강판 슬라브의 성분 한정이유에 대하여 설명한다.Hereinafter, the reason for component limitation of the grain-oriented electrical steel slab used in the present invention will be described.

Si은 방향성 전기강판 소재의 비저항을 증가시켜 철심손실(core loss) 즉, 철손을 낮추는 역할을 한다. Si함량이 2.0%미만인 경우 비저항이 감소하여 철손이 열화되며, 4.0%를 초과하여 과잉 함유시에는 강의 취성이 커져 냉간압연이 어려워지고 2차재결정 형성이 불안정해진다. 그러므로 Si은 2.0~4.0%로 정한다.Si increases the resistivity of the grain-oriented electrical steel sheet to lower core loss, that is, iron loss. If the Si content is less than 2.0%, the resistivity decreases and iron loss deteriorates. If the Si content exceeds 4.0%, the brittleness of the steel increases, making cold rolling difficult and unstable secondary recrystallization. Therefore, Si is set at 2.0 to 4.0%.

Al은 최종적으로 AlN, (Al,Si,Mn)N 형태의 질화물로 되어 억제제로 작용하는 성분으로서, 그 함량이 0.015% 미만인 경우에는 억제제로서의 충분한 효과를 기대할 수 없고, 너무 과도하게 함유되는 경우에는 열간압연 작업성에 악영향을 미친다. 그러므로 Al은 0.015~0.04%로 정한다.Al finally becomes an AlN, (Al, Si, Mn) N type nitride and acts as an inhibitor. If the content is less than 0.015%, sufficient effect as an inhibitor cannot be expected. Adversely affects hot rolling workability. Therefore, Al is set at 0.015 to 0.04%.

Mn은 Si과 동일하게 비저항을 증가시켜 철손을 감소시키는 효과도 있으며, Si과 함께 질화처리에 의해 도입되는 질소와 반응하여 (Al,Si,Mn)N의 석출물을 형성함으로서 1차재결정립의 성장을 억제하여 2차재결정을 일으키는데 중요한 원소이다. 그러나 0.20%를 초과하여 첨가되면 열간압연 도중 오스테나이트 상변태가 촉진되어 1차재결정립의 크기가 감소되며, 그 결과 2차 재결정이 불안정해지게 된다. 그러므로 Mn은 0.20% 이하(0 제외)로 한다.Mn also has the effect of increasing the specific resistance and reducing iron loss, similar to Si, and the growth of primary recrystallized grains by forming precipitates of (Al, Si, Mn) N by reacting with nitrogen introduced by nitriding with Si. It is an important element for suppressing and causing secondary recrystallization. However, when added in excess of 0.20%, the austenite phase transformation is promoted during hot rolling, thereby reducing the size of primary recrystallized grains, resulting in unstable secondary recrystallization. Therefore, Mn should be 0.20% or less (excluding 0).

C는 적정량 첨가되면 강의 오스테나이트변태를 촉진하여 열연시 열간압연조직을 미세화시킴으로서 균일한 미세조직을 형성하는 것을 도와준다. 그러나 그 함량이 너무 많으면 조대한 탄화물이 석출되고 탈탄시 탄소의 제거가 어려워진다. 그러므로 C는 0.085%이하(0 제외)로 정한다.C, when added in an appropriate amount, promotes austenite transformation of the steel to refine the hot rolled structure during hot rolling to help form a uniform microstructure. However, if the content is too large, coarse carbides are precipitated and it becomes difficult to remove carbon during decarburization. Therefore, C should be less than 0.085% (except zero).

N은 Al 등과 반응하여 결정립을 미세화시키는 원소이다. 이들 원소들이 적절히 분포될 경우에는 상술한 바와 같이 냉간압연이후 조직을 적절히 미세하게 하여 적절한 1차재결정 입도를 확보하는데 도움이 될 수 있으나, 그 함량이 과도하면 1차재결정립이 과도하게 미세화되고 그 결과 미세한 결정립으로 인해 2차 재결정시 결정립 성장을 초래하는 구동력이 커져서 바람직하지 않은 방위의 결정립까지 성장할 수 있으므로 바람직하지 않다. 그리고 N은 0.010%를 초과하여 함유되면 2차 재결정 개시온도가 높아져 자기특성을 열화시킨다. 그러므로 N은 0.010% 이하(0 제외)로 정한다. 냉간압연과 최종소둔(2차재결정소둔) 사이에 질소량을 증가시키는 처리를 실시하는 경우, 슬라브의 N은 0.006%이하(0 제외)로 함유되는 것으로도 충분하다. N is an element which reacts with Al and the like to refine the crystal grains. If these elements are properly distributed, as described above, it may be helpful to secure an appropriate primary recrystallization grain size by appropriately finely structured after cold rolling, but if the content is excessive, the primary recrystallized grains are excessively finely formed. As a result, fine grains are not preferable because the driving force causing grain growth at the time of secondary recrystallization is increased, so that grains of undesirable orientation can be grown. When N is contained in an amount exceeding 0.010%, the secondary recrystallization start temperature is increased to deteriorate the magnetic properties. Therefore, N is set to 0.010% or less (excluding 0). In the case where the treatment of increasing the amount of nitrogen is carried out between cold rolling and final annealing (secondary recrystallization annealing), it is sufficient that N of the slab is contained in 0.006% or less (excluding 0).

S는 열간압연시 고용온도가 높고 편석이 심한 원소로서 가능한한 함유되지 않도록 하는 것이 바람직하지만, 제강시 함유되는 불가피한 불순물의 일종이다. 또한 S는 MnS를 형성하여 1차재결정립 크기에 영향을 주므로 S의 함량은 0.010%이하, 보다 바람직하게는 0.006% 이하로 제한하는 것이 좋다. S is preferably an element which has a high solubility temperature and high segregation during hot rolling so as not to be contained as much as possible, but is an unavoidable impurity contained in steelmaking. In addition, since S forms MnS and affects the primary recrystallized grain size, the content of S is preferably limited to 0.010% or less, more preferably 0.006% or less.

상술한 성분 외에도 방향성 전기강판에 포함되는 다양한 성분들이 본 발명의 전기강판의 합금성분으로 포함될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 이해할 수 있을 것이다. 통상 알려진 성분의 조합과 그 적용은 당연히 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.In addition to the above components, it can be understood by those skilled in the art that various components included in the grain-oriented electrical steel sheet may be included as alloy components of the electrical steel sheet of the present invention. Commonly known combinations of components and their application are naturally within the scope of the present invention.

이하, 상기의 조성을 갖는 방향성 전기강판 슬라브를 이용하여 자성이 우수한 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties using the grain steel slab having the above composition will be described in more detail.

상기의 조성을 갖는 방향성 전기강판 슬라브는 열간압연전에 재가열하는 과정이 수행된다. 이때 슬라브의 가열은 1,280℃ 이하, 보다 바람직하게는 1,200℃ 이하의 저온으로 실시하여 석출물을 부분용체화하는 것이 바람직하다. 슬라브 가열온도가 높아지면 강판 제조비용이 상승되며, 슬라브의 표면부 용융으로 가열로를 보수하고 가열로 수명이 단축될 수 있기 때문이다. 특히, 슬라브를 1,200℃ 이하의 온도로 가열하게 되면 슬라브의 주상정조직이 조대하게 성장되는 것이 방지되어 후속 열간압연 공정에서 판의 폭 방향으로 크랙이 발생되는 것을 막을 수 있어 실수율을 향상시키게 된다.The grain-oriented electrical steel slab having the above composition is subjected to a reheating process before hot rolling. At this time, it is preferable that the slab is heated at a low temperature of 1,280 ° C. or lower, more preferably 1,200 ° C. or lower to partially solidify the precipitate. If the heating temperature of the slab is increased, the manufacturing cost of the steel sheet is increased, and the melting of the surface of the slab can repair the heating furnace and shorten the life of the heating furnace. In particular, when the slab is heated to a temperature of 1,200 ℃ or less to prevent the coarse growth of the columnar structure of the slab to prevent cracks in the width direction of the plate in the subsequent hot rolling process to improve the error rate.

방향성 전기강판 슬라브가 재가열되고 나면 열간압연을 행한다. 열간압연에 의하여 두께 2.0~3.5mm의 열연판을 제조할 수 있으며, 열연판이 제조되면 필요에 따라 열연판 소둔을 실시한 다음 냉간압연한다. 열연판 소둔을 실시하는 경우에 있어서는 1,000~1,250℃ 온도로 가열한 후 850~1,000℃온도에서 균열한 다음 냉각하는 과정에 의하여 수행할 수 있다. 열연판 소둔은 필요에 따라 수행되는 것으로, 이를 생략하는 것도 가능하다.After the directional electric steel slab is reheated, hot rolling is performed. By hot rolling, a hot rolled sheet having a thickness of 2.0 to 3.5 mm can be manufactured. When the hot rolled sheet is manufactured, the hot rolled sheet is subjected to annealing as needed, followed by cold rolling. In the case of annealing the hot-rolled steel sheet, the steel sheet can be annealed by heating at a temperature of 1,000 to 1,250 ° C, followed by cracking at a temperature of 850 to 1,000 ° C, followed by cooling. The hot-rolled sheet annealing is performed according to need, and this can be omitted.

냉간압연은 1회 강압연을 통하여 수행될 수도 있으며, 혹은 중간소둔을 사이에 두는 2회 이상의 압연을 통하여 수행되는 것도 가능하다. 냉간압연된 강판은 최종 두께로 제조될 수 있다.Cold rolling may be carried out through a single hot rolling, or may be carried out through two or more rollings with an intermediate annealing in between. Cold rolled steel sheet can be manufactured to final thickness.

냉간압연된 강판은 이후, 재결정소둔을 겪게 된다. 전술하였던 바와 같이, 본 발명은 재결정소둔시 승온 과정에 초급속승온을 신규 도입한 것으로, 재결정소둔시 승온 과정에서 초급속승온과정과 급속승온과정 그리고 일반승온과정의 3단의 승온패턴을 적용한 것을 특징으로 하는 것이다.The cold rolled steel sheet is then subjected to recrystallization annealing. As described above, the present invention is to introduce a new super-fast temperature rise in the temperature increase process during recrystallization annealing, it characterized in that the three steps of the temperature rising pattern of the rapid rising process, rapid temperature rising process and general temperature rising process in the temperature rising process during recrystallization annealing It is.

본 발명에 의하면 재결정소둔의 승온과정으로 3단의 승온패턴(초급속승온, 급속승온 및 일반승온)이 도입되는 것에 의하여 집적도 높은 고스({110}<001>)방위가 1차재결정온도까지 유지되고 1차재결정된 강판에 정밀 고스(exact Goss) 방위 결정립의 부피 분율이 증가되어 2차 재결정 후의 결정방위 집적도가 개선된다.According to the present invention, a high-density goth ({110} <001>) orientation is maintained up to the first recrystallization temperature by introducing three steps of temperature rising patterns (super fast heating, rapid heating, and general heating) in the temperature raising process of recrystallization annealing. The volume fraction of the fine Goss orientation grains in the primary recrystallized steel sheet is increased to improve the crystal orientation density after the secondary recrystallization.

3단의 승온패턴중 초급속승온과정에서는 상온으로부터 500~600℃사이의 어느 특정 온도, 바람직하게는 550℃~600℃사이의 어느 특정 온도(Ts)에 이르는 구간에서는 300℃/sec이상의 평균승온속도로 초급속 가열하고, 급속승온과정에서는 상기의 특정 온도(Ts)에서 700℃ 온도에 이르는 구간에서는 100~250℃/sec의 평균승온속도로 급속승온을 하고, 이어서 700℃ 온도 이상의 구간에서는 40℃/sec이하의 평균승온속도로 일반승온함으로서 방향성 전기강판의 자성을 향상시킬 수 있으며, 그 이유는 전술한 바와 같다.The average temperature increase rate of 300 ° C./sec or more in the range of temperature rise from 500 ° C. to 600 ° C., preferably from 550 ° C. to 600 ° C. Heating at a rapid rate, and in a rapid temperature increase process, the temperature is rapidly increased at an average temperature increase rate of 100 to 250 ° C / sec in a section from the specific temperature (Ts) to 700 ° C, followed by 40 ° C / By increasing the general temperature at an average temperature increase rate of sec or less, the magnetic properties of the grain-oriented electrical steel sheet can be improved, and the reason is as described above.

재결정 소둔시 승온과정에서의 가열방식은 특별히 제한되지는 않으나, 유도가열로를 이용하는 것이 가능하며, 복수의 유도가열로에 의하여 3단의 승온패턴으로 승온하는 것도 가능하다. 예컨대, 제1의 유도가열로에서 300℃/sec이상, 바람직하게는 400℃/sec이상의 승온속도로 초급속승온시키고, 제2의 유도가열로에서 100~250℃/sec, 보다 바람직하게는 120~180℃/sec의 승온속도로 급속승온시키고, 제3의 유도가열로에서 40℃/sec이하의 승온속도로 일반승온시킬 수 있다.Although the heating method in the temperature raising process during recrystallization annealing is not particularly limited, it is possible to use an induction heating furnace, and it is also possible to increase the temperature in three temperature rising patterns by a plurality of induction heating furnaces. For example, in the first induction furnace, at a rate of temperature increase of 300 ° C./sec or more, preferably 400 ° C./sec or more, the superheat is rapidly increased, and in the second induction furnace, 100 to 250 ° C./sec, more preferably 120 to 120 ° C. Rapidly increase the temperature at a temperature increase rate of 180 ° C / sec, and can be normally raised in a third induction heating furnace at a temperature increase rate of 40 ° C / sec or less.

재결정 소둔시 승온된 강판은 탈탄 및 질화소둔을 겪는다. 질화소둔은 탈탄이 종료된 후 별도의 과정으로 이루어질 수도 있으나, 탈탄과 동시에 질화소둔하는 것도 가능하다. The elevated temperature steel sheet during recrystallization annealing undergoes decarburization and annealing. Nitride annealing may be made as a separate process after the decarburization is completed, it is also possible to nitrate at the same time as the decarburization.

탈탄과 동시에 질화소둔하는 경우, 암모니아와 수소 및 질소의 혼합가스 분위기에서 실시할 수 있다. 재결정소둔시 승온과정 후에 탈탄을 먼저 실시하고 이후에 질화소둔을 실시하는 방법에 의하면 Si3N4나 (Si,Mn)N와 같은 석출물이 강판의 표층부에 생성되는데, 이러한 석출물은 열적으로 불안정하여 쉽게 분해되고 질소의 확산도 매우 빠르게 일어나기 때문에 질화소둔 온도를 700~800℃로 관리하여야 하며, 후속공정인 최종소둔과정에서 열적으로 안정한 AlN이나 (Al,Si,Mn)N와 같은 석출물로 재석출시켜주어야 억제제로서의 역할을 수행할 수 있다. 이와 달리, 탈탄과 질화소둔을 동시에 실시하면 AlN이나 (Al,Si,Mn)N 석출물이 동시에 형성되므로 최종소둔시 석출물을 변태시킬 필요없이 그대로 억제제로 이용될 수 있으며 따라서 긴 처리시간을 요하지 않는 장점이 있으므로, 탈탄과 질화소둔을 동시에 실시하는 방법이 보다 바람직하다.In the case of annealing simultaneously with decarburization, it can be carried out in a mixed gas atmosphere of ammonia, hydrogen, and nitrogen. According to the method of decarburizing first and then nitriding after recrystallization annealing, precipitates such as Si 3 N 4 or (Si, Mn) N are formed in the surface layer of the steel sheet, and these precipitates are thermally unstable. Nitrogen annealing temperature should be controlled at 700 ~ 800 ℃ because it is easily decomposed and nitrogen diffusion occurs very quickly. Re-precipitation as precipitates such as AlN or (Al, Si, Mn) N, which is thermally stable during the final annealing process Only then can it act as an inhibitor. On the other hand, if decarburization and nitride annealing are performed at the same time, AlN or (Al, Si, Mn) N precipitates are formed at the same time, so it can be used as an inhibitor without transforming the precipitate during final annealing and thus does not require long processing time. Therefore, the method of simultaneously performing decarburization and annealing is more preferable.

그러나, 본 발명의 방향성 전기강판 제조 방법이 재결정소둔중에 동시 탈탄 및 질화처리하여 제조하는 것으로 제한되는 것은 아니며, 탈탄 후에 질화소둔을 실시하는 통상의 질화소둔 방법 역시 본 발명의 유리한 특성을 갖춘 방향성 전기강판을 제조하는데 유효하다.However, the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet of the present invention is not limited to the production by simultaneous decarburization and nitriding during recrystallization annealing, and the conventional nitride annealing method for performing nitride annealing after decarburization is also directed to the grain-oriented electrical steel having the advantageous characteristics of the present invention. It is effective for manufacturing steel sheet.

1차재결정된 강판은 소둔분리제를 도포한 후 장시간 최종소둔하여 2차 재결정을 일으킴으로써 강판의 {110}면이 압연면에 평행하고, <001>방향이 압연방향에 평행한 {110}<001> 집합조직이 형성되도록 한다. 소둔분리제는 MgO를 기본으로 하여 제조된 것이 바람직하게 적용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. The first recrystallized steel sheet is subjected to annealing for a long time after application of the annealing separator to produce a second recrystallization, so that the {110} plane of the steel sheet is parallel to the rolling surface, and the <001> direction is parallel to the rolling direction. 001> Collective tissue is formed. The annealing separator may be preferably one produced based on MgO, but is not particularly limited thereto.

최종소둔의 목적은 크게 보면 2차 재결정에 의한 {110}<001> 집합조직 형성, 탈탄시 형성된 산화층과 MgO의 반응에 의한 유리질 피막형성으로 절연성 부여, 자기특성을 해치는 불순물의 제거에 있다. 최종소둔의 방법으로는 2차 재결정이 일어나기 전의 승온구간에서는 질소와 수소의 혼합가스로 유지하여 입자성장 억제제인 질화물을 보호함으로써 2차 재결정이 잘 발달되도록 하고, 2차 재결정 완료 후에는 100% 수소분위기에서 장시간 유지하여 불순물을 제거하도록 한다. In general, the purpose of final annealing is to remove impurities that impair insulation and impair magnetic properties by forming {110} <001> texture by secondary recrystallization, glass coating by reaction of oxide layer formed by decarburization with MgO. As the final annealing method, the nitride is inhibited by keeping the mixed gas of nitrogen and hydrogen at the temperature rising period before the secondary recrystallization, and the secondary recrystallization is well developed. After completion of the secondary recrystallization, 100% hydrogen It is kept in the atmosphere for a long time to remove impurities.

최종소둔에 소요되는 시간은 장입되는 코일단중, 열처리로의 용량과 형식에 따라 조금씩 다를 수는 있으나 통상 135~160시간 정도이다. 이처럼 장시간이 필요한 최종소둔 공정은 방향성 전기강판 제조공정에서 가장 많은 흥미를 끄는 공정이었으며, 최종소둔 시간을 단축하기 위한 노력도 끊임없이 시도되어 왔다. The time required for final annealing may vary slightly depending on the capacity and type of the heat treatment furnace among the coil stages to be charged, but it is usually about 135 to 160 hours. The final annealing process requiring a long time was the most interesting process in the grain-oriented electrical steel sheet manufacturing process, and efforts to shorten the final annealing time have been constantly tried.

최종소둔의 여러 구간중에서 방향성 전기강판의 자성에 가장 큰 영향을 미치는 구간은 승온구간과 2차 균열구간으로 알려져 있다. 승온구간의 승온속도는 통상 시간당 25℃ 이하로 아주 느리게 설정되어 있다.Among the various sections of final annealing, the sections that have the greatest influence on the magnetic properties of the oriented electrical steel sheet are known as the temperature rising section and the secondary crack section. The temperature increase rate of the temperature increase section is usually set very slowly at 25 ° C or less per hour.

본 발명자들은 슬라브 저온가열 방식으로 Al계통의 억제제를 사용하는 경우, 최종소둔 공정에서 1차재결정조직은 2차재결정이 개시되기 직전까지도 결정립크기가 거의 변하지 않고 따라서 집합조직도 변화가 없다는 사실에 착안하였다.The present inventors have focused on the fact that when the Al-based inhibitor is used in the slab low temperature heating method, in the final annealing process, the primary recrystallized structure hardly changes the grain size until immediately before the secondary recrystallization is started, and thus, the aggregate structure does not change. .

그 결과, 2차재결정이 일어나지 않는 온도구간에서의 승온속도는 2차재결정 거동에 거의 영향을 미치지 않는다는 사실을 발견할 수 있었다.As a result, it was found that the temperature increase rate in the temperature range where secondary recrystallization does not occur has little effect on the secondary recrystallization behavior.

이러한 사실로부터 승온구간의 승온속도를 2차재결정이 일어나는 온도구간을 기준으로 2단계로 설정하면 최종소둔공정의 승온구간을 크게 단축할 수 있다는 것을 알았다.From this fact, it was found that the temperature increase rate of the final annealing process can be greatly shortened by setting the temperature increase rate of the temperature increase range to two stages based on the temperature range where the secondary recrystallization takes place.

최종소둔시 승온구간에서 1차 균열온도로부터 900~1020℃에 이르는 온도범위에서는 시간당 18~75℃의 속도로 승온하고, 900~1020℃로부터 2차 균열온도에 이르는 온도범위에서는 통상적인 방법과 동등한 수준의 속도로 승온하면 자성이 나빠지는 일 없이 상당한 시간을 단축하는 것이 가능하다.In the temperature range during the final annealing, the temperature range from the primary cracking temperature to 900 to 1020 ° C is raised at a rate of 18 to 75 ° C per hour, and the temperature range from 900 to 1020 ° C to the secondary cracking temperature is equivalent to that of the conventional method. When the temperature is raised at a speed, it is possible to shorten a considerable time without deteriorating the magnetism.

최종소둔 승온구간에 있어, 적어도 1020℃ 온도를 초과한 범위에서는 승온속도를 25℃/Hr 이하로 하여야 한다. 이는 본 발명의 슬라브 성분계에 있어서 2차재결정이 개시되는 온도를 고려하여 정한 것으로, 1020℃를 초과하는 온도 범위에서 승온속도를 높이게 되면, 2차재결정 거동에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다.In the final annealing temperature rise section, the rate of temperature rise shall not exceed 25 ° C / Hr at least in the range exceeding 1020 ° C. This is determined in consideration of the temperature at which secondary recrystallization is initiated in the slab component system of the present invention, because increasing the temperature increase rate in a temperature range exceeding 1020 ° C. may adversely affect the secondary recrystallization behavior.

또한 본 발명의 슬라브 성분계에 있어서 2차재결정의 개시는 통상 900℃ 이상에서 이루어지므로, 1차 균열온도로부터 900℃에 이르는 온도범위까지는 시간당 18~75℃의 속도로 급속 승온하더라도 2차재결정 거동에 영향을 미치는 일이 없이 최종소둔 공정 시간을 단축할 수 있는 것이다.In the slab component system of the present invention, the secondary recrystallization is usually performed at 900 ° C. or higher, so even if the temperature range from the primary crack temperature to 900 ° C. is rapidly increased at a rate of 18 to 75 ° C. per hour, the secondary recrystallization behavior is not affected. The final annealing process time can be shortened without any effect.

1차 균열온도로부터 900~1020℃ 온도범위에서 승온속도를 시간당 75℃ 이하로 제한하는 것은, 이 온도범위에서 승온속도가 75℃보다 높으면 코일의 부위에 따른 온도 편차를 크게 하여 피막특성에 나쁜 영향을 미치기 때문이다.In the temperature range of 900 ~ 1020 ℃ from the primary cracking temperature, limiting the temperature increase rate to 75 ℃ or less per hour, if the temperature increase rate is higher than 75 ℃ in this temperature range, the temperature variation according to the part of the coil is increased, which adversely affects the film properties. Because it is crazy.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples.

중량%로, Si:3.18%, C:0.056%, Mn:0.09%, S:0.0054%, N:0.0051%, Sol. Al:0.028%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 1,150℃ 온도에서 210분간 가열한 후, 열간압연하여 2.3mm 두께의 열연판을 제조하였다. 이 열연판을 1,100℃이상의 온도로 가열한 후 910℃에서 90초간 유지하고 물에 급냉하여 산세하였으며, 이어서 0.30mm 두께로 냉간 압연하였다. 냉간압연된 강판은 노속에서 승온한 후 74.5% 수소와 24.5% 질소 및 1% 건조 암모니아 가스를 동시 투입하여 형성한 노점온도 65℃의 혼합분위기에서 845℃온도로 160초간 유지하여 동시 탈탄 및 질화처리하였다. 질화처리된 강판의 질소량은 170~210ppm 사이의 범위로 관리되었다. 이때, 상온~570℃ 온도범위에서의 승온속도와 570℃~700℃ 온도범위에서의 승온속도는 표 1에 나타낸 것과 같이 다양하게 하였다. 이후 700℃에서 탈탄소둔온도인 845℃까지는 30℃/sec의 승온속도로 가열하였다. 이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포한 다음, 코일상으로 최종소둔하였다. 최종소둔은 1,200℃까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1,200℃ 도달 후에는 100%수소분위기에서 10시간 이상 유지후 노냉하였다. 각각의 조건에 대하여 측정한 자기특성을 표 1에 나타내었다.By weight, Si: 3.18%, C: 0.056%, Mn: 0.09%, S: 0.0054%, N: 0.0051%, Sol. A steel slab composed of Al: 0.028%, balance Fe, and other unavoidable impurities was heated at 1,150 ° C. for 210 minutes, followed by hot rolling to prepare a hot rolled plate having a thickness of 2.3 mm. The hot rolled sheet was heated to a temperature of 1,100 DEG C or more, held at 910 DEG C for 90 seconds, quenched in water, and then pickled, followed by cold rolling to a thickness of 0.30 mm. The cold rolled steel sheet was heated at a furnace speed and maintained at 845 ° C for 160 seconds in a mixed atmosphere of 65 ° C with a dew point temperature of 74.5% hydrogen, 24.5% nitrogen and 1% dry ammonia gas. It was. Nitrogen content of the nitrided steel sheet was controlled in the range of 170 ~ 210ppm. At this time, the temperature increase rate in the temperature range of room temperature ~ 570 ℃ and the temperature increase rate in the temperature range of 570 ℃ ~ 700 ℃ was varied as shown in Table 1. After heating at 700 ℃ to a decarbonization annealing temperature of 845 ℃ at a temperature increase rate of 30 ℃ / sec. This steel sheet was coated with MgO as an annealing separator, and finally annealed in a coiled state. The final annealing was performed at a mixed atmosphere of 25% nitrogen + 75% hydrogen up to 1,200 ° C. After reaching 1,200 ° C, the annealing was carried out in a 100% hydrogen atmosphere for 10 hours or more and then cooled. Table 1 shows the magnetic properties measured for each condition.

상온~570℃구간
승온속도
(℃/sec)
Room temperature ~ 570 ℃
Heating rate
(℃ / sec)
570~700℃구간
승온속도
(℃/sec)
570 ~ 700 ℃
Heating rate
(℃ / sec)
700~845℃구간
승온속도
(℃/sec)
700 ~ 845 ℃
Heating rate
(℃ / sec)
자속밀도 (B10,Tesla)Magnetic flux density (B 10 , Tesla) 철손
(W17/50,W/kg)
Iron loss
(W 17/50 , W / kg)

구 분

division
3030 3030 3030 1.881.88 1.041.04 비교재 1Comparison 1 3030 140140 3030 1.921.92 0.960.96 비교재 2Comparative material 2 3030 270270 3030 1.911.91 0.970.97 비교재 3Comparative material 3 3030 350350 3030 1.901.90 1.001.00 비교재 4Comparison 4 420420 3030 3030 1.911.91 1.011.01 비교재 5Comparative material 5 420420 7070 3030 1.911.91 0.980.98 비교재 6Comparative material 6 420420 110110 3030 1.951.95 0.920.92 발명재 1Inventory 1 420420 140140 3030 1.961.96 0.900.90 발명재 2Inventory 2 420420 190190 3030 1.961.96 0.910.91 발명재 3Inventory 3 420420 270270 3030 1.921.92 0.970.97 비교재 7Comparison 7 420420 350350 3030 1.911.91 0.990.99 비교재 8Comparative Material 8 560560 3030 3030 1.911.91 1.001.00 비교재 9Comparative material 9 560560 7070 3030 1.921.92 0.970.97 비교재10Comparative material 10 560560 110110 3030 1.941.94 0.920.92 발명재 4Invention 4 560560 140140 3030 1.971.97 0.890.89 발명재 5Invention Article 5 560560 190190 3030 1.961.96 0.910.91 발명재 6Inventions 6 560560 270270 3030 1.921.92 0.980.98 비교재11Comparative material 11 560560 350350 3030 1.911.91 1.001.00 비교재12Comparative material 12 110110 110110 3030 1.921.92 0.980.98 비교재13Comparative material 13

표 1에 나타낸 바와 같이, 상온~570℃ 구간에서 30℃/sec의 승온속도로 일반승온(통상승온)한 비교재 1~4는 560℃/sec의 승온속도로 초급속승온한 경우에 비해 자속밀도가 낮고 철손이 높다.As shown in Table 1, the comparative materials 1 to 4 which are generally elevated (normally elevated) at a temperature increase rate of 30 ° C./sec in the range of room temperature to 570 ° C., have a magnetic flux density compared to the case where the initial temperature is elevated rapidly at a temperature increase rate of 560 ° C./sec. Low and high iron loss.

또한, 1차재결정시 상온~700℃구간에서 110℃/sec의 승온속도로 가열하여 1단 급속승온(2단 승온패턴)한 비교재 13는 발명재 1~6에 비해 자속밀도가 1.92(Tesla)로 낮고 철손은 0.98(W/kg)으로 높게 나타난다.In addition, Comparative Material 13, which was heated at a temperature increase rate of 110 ° C./sec in a temperature range of room temperature to 700 ° C. during primary recrystallization, had a magnetic flux density of 1.92 (Tesla) compared to Inventive Materials 1 to 6 in one step rapid temperature increase (two temperature rising patterns). ) And iron loss is as high as 0.98 (W / kg).

이에 반해, 본 발명에서와 같이 1차재결정시 2단 급속승온(초급속승온+급속승온) 조건을 적용하여 3단의 승온패턴으로 제어된 발명재 1~6은 자속밀도가 1.94~1.97(Tesla)로 높고, 철손이 0.89~0.91(W/kg)로 낮은 것으로 확인된다.On the contrary, the invention materials 1 to 6 controlled by the three-stage heating pattern by applying the two-stage rapid heating (initial rapid heating + rapid heating) conditions in the first recrystallization, as in the present invention, have a magnetic flux density of 1.94 to 1.97 (Tesla). High iron loss and low 0.89 ~ 0.91 (W / kg).

중량%로, Si:3.25%, C:0.048%, Mn:0.07%, S:0.005%, N:0.0045%, Sol. Al:0.027%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 1,150℃ 온도에서 210분간 가열한 후, 열간압연하여 1.7mm, 2.0mm, 2.3mm 두께의 열연판을 제조하였다. 각 열연판을 1,100℃이상의 온도로 가열한 후 910℃에서 90초간 유지하고 물에 급냉하여 산세한 다음, 0.23mm, 0.27mm, 0.30mm 두께로 냉간 압연하였다.By weight, Si: 3.25%, C: 0.048%, Mn: 0.07%, S: 0.005%, N: 0.0045%, Sol. A steel slab made of Al: 0.027%, balance Fe, and other unavoidable impurities was heated at 1,150 ° C. for 210 minutes, and then hot rolled to prepare 1.7 mm, 2.0 mm, and 2.3 mm thick hot rolled plates. Each hot rolled sheet was heated to a temperature of 1,100 ℃ or more and then maintained at 910 ℃ for 90 seconds, quenched in water and pickled, and then cold rolled to a thickness of 0.23mm, 0.27mm, 0.30mm.

냉간압연된 강판은 노속에서 승온한 후 74.5% 수소와 24.5% 질소 및 1% 건조 암모니아 가스를 동시 투입하여 형성한 노점온도 65℃의 혼합분위기에서 845℃온도로 160초간 유지하여 동시 탈탄 및 질화처리하였다. 질화처리된 강판의 질소량은 170~210ppm 사이의 범위로 관리되었다. 이때, 상온~570℃ 온도범위에서의 승온속도와 570℃~700℃ 온도범위에서의 승온속도는 표 2에 나타낸 것과 같이 다양하게 하였다. 이후 700℃에서 탈탄소둔온도인 845℃까지는 25℃/sec의 승온속도로 승온하였다. 이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포한 다음, 코일상으로 최종소둔하였다. 최종소둔은 1,200℃까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1,200℃ 도달후에는 100%수소분위기에서 10시간 이상 유지후 노냉하였다. 각각의 조건에 대하여 측정한 자기특성을 표 2에 나타내었다.The cold rolled steel sheet was heated at a furnace speed and maintained at 845 ° C for 160 seconds in a mixed atmosphere of 65 ° C with a dew point temperature of 74.5% hydrogen, 24.5% nitrogen and 1% dry ammonia gas. It was. Nitrogen content of the nitrided steel sheet was controlled in the range of 170 ~ 210ppm. At this time, the temperature increase rate in the temperature range of room temperature ~ 570 ℃ and the temperature increase rate in the temperature range of 570 ℃ ~ 700 ℃ was varied as shown in Table 2. Thereafter, the temperature was raised to a temperature increase rate of 25 ° C./sec from 700 ° C. to 845 ° C. of decarbonization annealing temperature. This steel sheet was coated with MgO as an annealing separator, and finally annealed in a coiled state. The final annealing was carried out with a mixed atmosphere of 25% nitrogen + 75% hydrogen up to 1,200 ° C. After reaching 1,200 ° C, the annealing was maintained at 100% hydrogen atmosphere for at least 10 hours. Table 2 shows the magnetic properties measured for each condition.

열연판
두께
[mm]
Hot-rolled plate
thickness
[mm]
냉연판
두께
[mm]
Cold rolled plate
thickness
[mm]
상온~570℃ 구간
승온속도
[℃/sec]
Room temperature ~ 570 ℃
Heating rate
[° C / sec]
570~700℃ 구간
승온속도
[℃/sec]
570 ~ 700 ℃
Heating rate
[° C / sec]
자속밀도 (B10,Tesla)Magnetic flux density (B 10 , Tesla) 철손
(W17/50,W/kg)
Iron loss
(W 17/50 , W / kg)
구 분division
1.71.7 0.230.23 3030 3030 1.911.91 0.900.90 비교재 14Comparative material 14 1.71.7 0.230.23 140140 140140 1.931.93 0.860.86 비교재 15Comparative material 15 1.71.7 0.230.23 560560 3030 1.921.92 0.880.88 비교재 16Comparative material 16 1.71.7 0.230.23 560560 140140 1.961.96 0.750.75 발명재 7Invention Material 7 1.71.7 0.230.23 560560 350350 1.921.92 0.880.88 비교재 17Comparative material 17 2.02.0 0.270.27 3030 3030 1.911.91 0.960.96 비교재 18Comparative material 18 2.02.0 0.270.27 160160 140140 1.931.93 0.900.90 비교재 19Comparative material 19 2.02.0 0.270.27 560560 3030 1.911.91 0.950.95 비교재 20Comparative material 20 2.02.0 0.270.27 560560 140140 1.961.96 0.850.85 발명재 8Invention Material 8 2.02.0 0.270.27 560560 350350 1.931.93 0.930.93 비교재 21Comparative material 21 2.32.3 0.300.30 3030 3030 1.891.89 1.031.03 비교재 22Comparative material 22 2.32.3 0.300.30 140140 140140 1.931.93 0.960.96 비교재 23Comparative Material 23 2.32.3 0.300.30 560560 3030 1.911.91 1.001.00 비교재 24Comparative Material 24 2.32.3 0.300.30 560560 140140 1.961.96 0.900.90 발명재 9Invention Material 9 2.32.3 0.300.30 560560 350350 1.921.92 0.970.97 비교재 25Comparative Material 25

표 2에 나타낸 바와 같이, 냉연판의 두께가 0.23mm, 0.27mm, 0.30mm인 각조건에서 1차재결정 승온시 본 발명의 초급속승온후 급속승온하는 승온패턴 조건을 적용한 발명재 7~9는 모두 자성이 우수하다. As shown in Table 2, all of the invention materials 7 to 9 to which the temperature of the cold rolled sheet is 0.23mm, 0.27mm, and 0.30mm are applied to the temperature rising pattern condition of rapid temperature increase after the initial rapid temperature increase of the present invention when the primary recrystallization temperature is raised. Magnetic is excellent.

이에 반하여, 상온~570℃ 구간에서 30℃/sec의 승온속도로 통상승온한 비교재 14, 18, 22와, 상온~700℃ 구간에서 140~160℃/sec의 승온속도로 가열하여 1단 급속승온(2단 승온패턴)한 비교재 15, 19, 23은 초급속승온후 급속승온한 발명재 7~9에 비해 자성이 떨어진다. On the contrary, the comparative materials 14, 18, and 22 which are normally heated at a temperature increase rate of 30 ° C./sec in the range of room temperature to 570 ° C. are heated at a temperature increase rate of 140 to 160 ° C./sec in the range of room temperature to 700 ° C. The comparative materials 15, 19, and 23 obtained by increasing the temperature (two-step heating pattern) are less magnetic than the inventive materials 7 to 9, which are rapidly heated after the initial rapid heating.

중량%로, Si:3.25%, C:0.052%, Mn:0.105%, S:0.0049%, N:0.0048%, Sol. Al:0.028%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어지는 방향성 전기강판의 슬라브를 1,150℃ 온도에서 210분간 가열한 후, 열간압연하여 2.3mm 두께의 열연판을 제조하였다. 이 열연판을 1,100℃이상의 온도로 가열한 후 910℃에서 90초간 유지하고 물에 급냉하여 산세하였으며, 이어서 0.30mm 두께로 냉간 압연하였다. 냉간압연된 강판은 노속에서 승온한 후 74.5% 수소와 24.5% 질소 및 1% 건조 암모니아 가스를 동시 투입하여 형성한 노점온도 65℃의 혼합분위기에서 845℃온도로 160초간 유지하여 동시 탈탄 및 질화처리하였다. 질화처리된 강판의 질소량은 170~210ppm 사이의 범위로 관리되었다. 이때, 상온~570℃ 온도범위에서의 승온속도와 570℃~700℃ 온도범위에서의 승온속도는 표 3에 나타낸 것과 같이 다양하게 하였다. 이후 700℃에서 탈탄소둔온도인 845℃까지는 25℃/sec의 승온속도로 가열하였다. 이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포한 다음, 코일상으로 최종소둔하였다. 최종소둔은 1,200℃까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1,200℃ 도달 후에는 100%수소분위기에서 10시간 이상 유지후 노냉하였다.By weight, Si: 3.25%, C: 0.052%, Mn: 0.105%, S: 0.0049%, N: 0.0048%, Sol. A slab of a grain-oriented electrical steel sheet composed of Al: 0.028%, balance Fe and other unavoidable impurities was heated at 1,150 ° C. for 210 minutes, and hot rolled to prepare a hot rolled sheet having a thickness of 2.3 mm. The hot rolled sheet was heated to a temperature of 1,100 DEG C or more, held at 910 DEG C for 90 seconds, quenched in water, and then pickled, followed by cold rolling to a thickness of 0.30 mm. The cold rolled steel sheet was heated at a furnace speed and maintained at 845 ° C for 160 seconds in a mixed atmosphere of 65 ° C with a dew point temperature of 74.5% hydrogen, 24.5% nitrogen and 1% dry ammonia gas. It was. Nitrogen content of the nitrided steel sheet was controlled in the range of 170 ~ 210ppm. At this time, the temperature increase rate in the temperature range of room temperature ~ 570 ℃ and the temperature increase rate in the temperature range of 570 ℃ ~ 700 ℃ was varied as shown in Table 3. After heating at 700 ℃ to a decarbonization annealing temperature of 845 ℃ at a temperature rising rate of 25 ℃ / sec. This steel sheet was coated with MgO as an annealing separator, and finally annealed in a coiled state. The final annealing was performed at a mixed atmosphere of 25% nitrogen + 75% hydrogen up to 1,200 ° C. After reaching 1,200 ° C, the annealing was carried out in a 100% hydrogen atmosphere for 10 hours or more and then cooled.

각각의 조건에 대하여 측정한 자기특성 및 고스방위 결정립 분율을 표 3에 나타내었다. 고스방위 결정립 분율은 탈탄판의 두께 1/8층을 관찰하여 측정한 것이고, {110}<001> 이상 방위에서 벗어난 정도를 5°이내, 15°이내로 하여 측정하였다. 이와 함께 탈탄판의 압연방향과 수직인 단면에서 크기 35㎛ 이상인 결정립의 갯수와, {411}<148>방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립 분율을 측정하여 표 3에 함께 나타내었다. 결정립의 크기는 최장길이와 최단길이를 평균한 값으로 하였다.Table 3 shows the magnetic properties and goth orientation grain fraction measured for each condition. The goose-bearing grain fraction was measured by observing the thickness of 1/8 layer of the decarburized plate, and measured the deviation from the orientation of {110} <001> or higher within 5 ° and within 15 °. In addition, the number of grains having a size of 35 µm or more in the cross section perpendicular to the rolling direction of the decarburized plate and the grain fraction having an orientation within 15 ° from the {411} <148> orientation were measured and shown in Table 3 together. The grain size was taken as the average of the longest length and the shortest length.


상온~
570℃
승온
속도
(℃/
sec)

Room temperature ~
570 ℃
Heating
speed
(℃ /
sec)

570~
700℃
승온
속도
(℃/
sec)

570 ~
700 ℃
Heating
speed
(℃ /
sec)

자속
밀도 (B10)

Magnetic flux
Density (B 10 )

철손
(W17/50,
W/kg)

Iron loss
(W 17/50 ,
W / kg)

조대
결정립
갯수
(35㎛
이상)

clay pipe
Crystal grain
amount
(35 μm
More than)
{411}
<148>
15°이내
방위분율
(%)
{411}
<148>
Within 15 °
Bearing fraction
(%)
고스(Goss) 방위 분율Goss defense fraction


구 분



division
15°이내Within 15 ° 5°이내
(Exact Goss)
Within 5 °
(Exact Goss)
방위
분율
(%)
defense
Fraction
(%)
비교재
26대비
증가율
Comparative material
26 contrast
Growth rate
방위분율
(%)
Bearing fraction
(%)
비교재
26대비
증가율
Comparative material
26 contrast
Growth rate
3030 3030 1.881.88 1.041.04 4040 14.914.9 1.751.75 -- 0.070.07 -- 비교재26Comparative Material 26 3030 140140 1.931.93 0.960.96 3838 15.215.2 1.871.87 6.96.9 0.080.08 14.314.3 비교재27Comparative material 27 3030 350350 1.911.91 0.990.99 4242 14.514.5 1.921.92 9.79.7 0.080.08 14.314.3 비교재28Comparative Material 28 560560 3030 1.911.91 0.990.99 3535 14.814.8 1.851.85 5.75.7 0.080.08 14.314.3 비교재29Comparative Material 29 560560 140140 1.971.97 0.890.89 2222 14.714.7 2.182.18 24.624.6 0.130.13 85.785.7 발명재10Inventions 10 560560 190190 1.951.95 0.910.91 2727 16.016.0 2.342.34 33.733.7 0.120.12 71.471.4 발명재11Invention invention 11 560560 350350 1.921.92 0.970.97 4242 16.016.0 2.342.34 33.733.7 0.120.12 71.471.4 비교재30Comparative Material 30 110110 110110 1.921.92 0.970.97 4141 15.115.1 1.911.91 9.19.1 0.080.08 14.314.3 비교재31Comparative Material 31

표 3에 나타낸 바와 같이, 상온~570℃온도 구간에서만 승온속도를 높인 비교재29, 570~700℃온도구간에서만 승온속도를 높인 비교재27,28, 상온~570℃온도구간과 570~700℃온도구간에서 모두 승온속도를 높인 비교재31은 모두 1차재결정시 승온속도가 느린 비교재 26에 비해 고스(Goss) 방위의 분율이 어느 정도 늘어나기는 하지만, {110}<001> 이상 방위로부터 5°이내의 방위를 갖는 Exact Goss의 분율 증가는 14.3%으로 매우 낮은 수준이다. 이는 1차재결정중의 {411}방위의 결정립 중 주요 방위인 {411}<148> 방위의 분율에 큰 변화가 없는 것으로부터 설명될 수 있다. 즉, 570℃이상의 구간에서의 승온속도가 140℃/sec인 경우에 {411}<148> 방위의 분율이 다소 높아지기는 하나, 그 차이는 5% 미만으로 매우 적은 수준일 뿐 아니라, {411}<148>고스방위의 성장은 Exact Goss에 미치는 영향이 그다지 크지 않은 것으로 생각할 수 있다.As shown in Table 3, the comparative material 29 which increased the heating rate only in the temperature range of room temperature ~ 570 ℃ temperature, the comparative material 27, 28, the temperature increase temperature only in the temperature range of 570 ~ 700 ℃ and 570 ~ 700 ℃ All of the comparative materials 31 which increased the temperature increase rate in the temperature range increased the fraction of the Goss orientation somewhat compared to the comparative material 26, which was slower in the first recrystallization. The fractional increase of Exact Goss with an orientation within ° is very low at 14.3%. This can be explained from the fact that there is no significant change in the fraction of the {411} <148> orientation which is the main orientation among the grains of the {411} orientation during the primary recrystallization. In other words, when the temperature increase rate in the section of more than 570 ℃ is 140 ℃ / sec, the fraction of the {411} <148> orientation is slightly higher, the difference is less than 5%, and the {411} The growth of Goth defense is thought to have a modest impact on Exact Goss.

이에 반해 본 발명의 범위에 속하는 발명재10,11은 {110}<001> 이상 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율이 2%이상이었으며, 특히 Exact Goss 방위의 분율을 직접적으로 증가시키는 효과가 매우 크며, 이는 고스 방위({110}<001>)에서 벗어난 각을 의미하는 tolerance angle을 15°이내로 하였을 때보다 5°이내로 하였을 때 발명재와 비교재간 격차가 더욱 커지는 것으로부터 확인할 수 있다. In contrast, inventive materials 10 and 11 belonging to the scope of the present invention had a volume fraction of more than 2% of grains having an orientation within 15 ° from an orientation of {110} <001> or higher, and in particular, directly increased the fraction of the Exact Goss orientation. This effect is very large, which can be seen from the fact that the gap between the invention and the comparative material becomes larger when the tolerance angle, which means the deviation from the goth azimuth ({110} <001>), is within 5 ° than when the angle is within 15 °. have.

즉, 본 발명에서와 같이 재결정소둔시 2단 급속승온(상온~570℃ 구간에서 초급속승온후 570~700℃ 구간에서 급속승온) 조건으로 승온한 발명재10,11은 {110}<001> 이상 방위로부터 5°이하의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율이 0.09%이상으로, 비교재 26~31의 고스 방위 분율과는 매우 큰 차이를 보인다. 이와 같이 본 발명의 승온조건에 따르게 되면 특히 고스 방위에 매우 가까운 방위들, 즉 {110}<001> 이상 방위에서 5°이내로 벗어난 방위(exact Goss)들의 분율이 획기적으로 늘어나므로, 방향성 전기강판의 고스 결정립은 1차재결정립내에서 매우 적은 양의 고스 방위가 존재하더라도 성장되는 것을 감안하면 Exact Goss 방위가 획기적으로 늘어남으로서 최종방위로 성장할 수 있는 핵이 증가되고 이것이 성장하여 2차 재결정 방위가 고스 방위에 매우 가까워져 자성이 향상되는 것임을 알 수 있다.That is, the invention material 10,11 which is heated up under the conditions of two-stage rapid temperature increase (high temperature rise in the range of 570-700 ° C after rapid increase in the temperature range from room temperature to 570 ° C) during recrystallization annealing as in the present invention is {110} <001> or more The volume fraction of the crystal grains having an orientation of 5 ° or less from the orientation is 0.09% or more, which is very different from the Goth orientation fraction of Comparative Materials 26-31. As such, according to the temperature raising condition of the present invention, the fraction of the bearings that are very close to the goth bearing, that is, the deviation (exact goss) that deviates within 5 ° from the {110} <001> or higher bearing, increases dramatically. Considering that the Goth grain is grown even if there is a very small amount of Goth bearing in the primary recrystallized grain, the Exact Goss bearing is dramatically increased, which increases the nucleus that can grow to the final direction, and this grows so that the second recrystallized bearing is It can be seen that the magnetism is very close to the orientation is improved.

재결정소둔시 승온과정에서 초급속승온후 570~700℃ 온도 구간에서 승온속도가 250℃/sec보다 커질 때에도 고스방위 분율은 증가되지만 자성의 개선 효과는 크지 않은데, 이는 재결정소둔후 2차재결정소둔 전의 강판의 단면을 관찰하였을 때 35㎛이상의 큰 결정립의 개수가 30개 이상으로 과도하게 늘어나며(비교재25), 이 큰 결정립들로 인해 고스가 아닌 자성에 악영향을 끼치는 방위가 size advantage에 의해 성장하게 되어 최종 제품판의 방위중에 {110}<001> 이상 방위에서 벗어난 것들이 많아지기 때문이다.When the temperature rise rate is higher than 250 ℃ / sec in the temperature range after the initial temperature increase during the recrystallization annealing, the goth bearing fraction increases but the effect of improving the magnetic properties is not significant. Observing the cross-section of, the number of large grains larger than 35 ㎛ is excessively increased to 30 or more (Comparative Material 25). This is because many of the orientations of the final product version deviate from the orientation of {110} <001>.

중량%로, Si:3.13%, C:0.057%, Mn:0.095%, S:0.0045 N:0.0049%, Sol. Al:0.029%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 1,150℃ 온도에서 210분간 가열한 후, 열간압연하여 2.3mm 두께의 열연판을 제조하였다. 이 열연판을 1,100℃이상의 온도로 가열한 후 910℃에서 90초간 유지하고 물에 급냉하여 산세하였으며, 이어서 0.30mm 두께로 냉간 압연하였다. 냉간압연된 강판은 노속에서 승온한 후 74.5% 수소와 24.5% 질소 및 1% 건조 암모니아 가스를 동시 투입하여 형성한 노점온도 65℃의 혼합분위기에서 845℃온도로 160초간 유지하여 동시 탈탄 및 질화처리하였다. 질화처리된 강판의 질소량은 170~210ppm 사이의 범위로 관리되었다. 이때, 상온~570℃ 온도범위에서의 승온속도와 570℃~700℃ 온도범위에서의 승온속도는 표 4에 나타낸 것과 같이 다양하게 하였다. 이후 700℃에서 탈탄소둔온도인 845℃까지는 25℃/sec의 승온속도로 가열하였다. 이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포한 다음, 코일상으로 최종소둔하였다. 최종소둔은 1,200℃까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1,200℃ 도달 후에는 100%수소분위기에서 10시간 이상 유지후 노냉하였다. 각각의 조건에 대하여 측정한 자기특성을 표 4에 나타내었다. 또한 각 시편을 2차 재결정한 후 결정립들의 {110}<001> 이상 방위에서 벗어난 각도들의 면적 가중 평균을 측정하여 표 4에 함께 표시하였다. 엑스-레이 라우에(X-ray Laue) 방법에 기초하고 고정형 엑스-레이 씨씨디(X-ray CCD) 디텍터로 측정하여 위치를 1㎛ 단위로 제어하여 측정 정확도를 높였으며, 시편을 움직이면서 시편의 각 위치 별로 각각의 방위를 측정하고 각 위치에서 측정한 방위에서 이상적인 고스(Goss)방위와의 벗어남 각도의 절대값을 계산한 후 모든 위치에서 면적 가중 평균하여 벗어남 각도의 절대값의 면적가중 평균을 측정하였다.By weight%, Si: 3.13%, C: 0.057%, Mn: 0.095%, S: 0.0045 N: 0.0049%, Sol. A steel slab composed of Al: 0.029%, balance Fe, and other unavoidable impurities was heated at 1,150 ° C. for 210 minutes, followed by hot rolling to prepare a hot rolled plate having a thickness of 2.3 mm. The hot rolled sheet was heated to a temperature of 1,100 DEG C or more, held at 910 DEG C for 90 seconds, quenched in water, and then pickled, followed by cold rolling to a thickness of 0.30 mm. The cold rolled steel sheet was heated at a furnace speed and maintained at 845 ° C for 160 seconds in a mixed atmosphere of 65 ° C with a dew point temperature of 74.5% hydrogen, 24.5% nitrogen and 1% dry ammonia gas. It was. Nitrogen content of the nitrided steel sheet was controlled in the range of 170 ~ 210ppm. At this time, the temperature increase rate in the temperature range of room temperature ~ 570 ℃ and the temperature increase rate in the temperature range of 570 ℃ ~ 700 ℃ was varied as shown in Table 4. After heating at 700 ℃ to a decarbonization annealing temperature of 845 ℃ at a temperature rising rate of 25 ℃ / sec. This steel sheet was coated with MgO as an annealing separator, and finally annealed in a coiled state. The final annealing was performed at a mixed atmosphere of 25% nitrogen + 75% hydrogen up to 1,200 ° C. After reaching 1,200 ° C, the annealing was carried out in a 100% hydrogen atmosphere for 10 hours or more and then cooled. Table 4 shows the magnetic properties measured for each condition. Also, after the second recrystallization of each specimen, the area weighted average of angles deviated from the {110} <001> ideal orientation of the grains was measured and shown in Table 4 together. Based on the X-ray Laue method and measured with a fixed X-ray CCD detector, the position is controlled in 1 µm increments to increase the measurement accuracy. Measure each bearing at each location, calculate the absolute value of the deviation angle with the ideal Goss direction from the direction measured at each location, and then calculate the area weighted average of the absolute values of the deviation angle at all locations. Measured.

상온~570℃ 온도
구간
승온속도
(℃/sec)
Room temperature ~ 570 ℃
section
Heating rate
(℃ / sec)
570~700℃ 온도구간
승온속도
(℃/sec)
570 ~ 700 ℃ temperature range
Heating rate
(℃ / sec)
자속
밀도
(B10, Tesla)
Magnetic flux
density
(B 10 , Tesla)
철손
(W17/50, W/kg)
Iron loss
(W 17/50 , W / kg)

{110}<001> 이상 방위에서
벗어남 각도의 면적가중평균

In bearing over {110} <001>
Area weighted average of deviation angles
구 분
division
αalpha ββ γgamma δδ 3030 3030 1.891.89 1.021.02 4.994.99 3.143.14 6.16.1 6.576.57 비교재32Comparative Material32 3030 140140 1.921.92 0.980.98 4.174.17 2.622.62 5.25.2 5.245.24 비교재33Comparative Material 33 3030 350350 1.911.91 0.990.99 3.893.89 2.842.84 4.524.52 5.275.27 비교재34Comparative Material 34 560560 3030 1.891.89 1.041.04 3.573.57 3.403.40 4.914.91 5.455.45 비교재35Comparative Material35 560560 140140 1.961.96 0.900.90 3.483.48 2.22.2 3.73.7 4.254.25 발명재12Invention 12 560560 190190 1.951.95 0.910.91 2.772.77 2.372.37 3.483.48 4.014.01 발명재13Invention invention 13 560560 350350 1.921.92 0.990.99 3.563.56 2.942.94 3.993.99 5.055.05 비교재36Comparative Material 36 110110 110110 1.921.92 0.980.98 3.493.49 2.642.64 4.034.03 5.015.01 비교재37Comparative Material 37

표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서와 같이 초급속승온후 급속승온한 발명재 9,10은 α각이 3.48°이하, β각이 1.5~2.4°, γ각이 3.7°이하, δ각이 4.5°이하로 낮았으며, 특히 면적 가중 평균 β각과 δ각이 급격히 낮아져 자성이 향상된다. 이는 본 발명에서 자성이 향상되는 원리와 직접적인 관련이 있는 것으로, 급격히 낮아진 β각과 δ각에 의하여 자구 폭이 최소화되어 전자장 에너지가 최소화됨과 동시에 자성에 해로운 Disclosure 자구가 최소화되기 때문이다.As shown in Table 4, Inventive Materials 9 and 10, which are rapidly warmed up after the rapid ramp-up as in the present invention, have an α angle of 3.48 ° or less, β angle of 1.5 to 2.4 °, gamma angle of 3.7 ° or less, and δ angle of 4.5. It was lower than °, especially the area weighted average β and δ angles are drastically lowered, improving the magnetism. This is directly related to the principle of improving magnetism in the present invention, since the magnetic domain width is minimized by the drastically lowered β and δ angles, thereby minimizing the electromagnetic energy of the field and at the same time minimizing Disclosure magnetic domains.

중량%로, Si:2.97%, C:0.048%, Mn:0.091%, S:0.0050%, N:0.0051%, Sol. Al:0.029%, 잔부 Fe와 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어지는 방향성 전기강판의 슬라브를 1,150℃ 온도에서 210분간 가열한 후, 열간압연하여 2.5 mm 열연판을 제조하였다. 이 열연판을 1,100℃ 이상의 온도로 가열한 후 920℃에서 90초간 유지하고 물에 급냉하여 산세하였으며, 이어서 0.27mm 두께로 냉간 압연하였다. 냉간압연된 강판은 노속에서 승온한 후 74.5% 수소와 24.5% 질소 및 1% 건조 암모니아 가스를 동시 투입하여 형성한 노점온도 65℃의 혼합분위기에서 850℃온도로 130초간 유지하여 동시 탈탄 및 질화처리하였다. 질화처리된 강판의 질소량은 170~210ppm 사이의 범위로 관리되었다. 이때, 상온~570℃ 온도범위에서의 승온속도는 450℃/sec로 하고, 570℃~700℃ 온도범위에서의 승온속도는 160℃/sec로 하고, 700℃에서 탈탄소둔온도인 845℃까지는 20℃/sec의 승온속도로 가열하였다. 이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포한 다음, 코일상으로 최종소둔하였다. 최종소둔시 1차 균열온도는 700℃로 하였고, 700~1200℃사이 승온구간의 승온조건은 표 5에 나타낸 것과 같이 다양하게 하였다. 최종소둔시의 분위기는 2차 균열온도인 1200℃까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1200℃ 도달후에는 100%수소분위기에서 25시간 유지한 후 노냉하였다. 각각의 조건에 대하여 측정한 자기특성을 표 5에 나타내었다.By weight%, Si: 2.97%, C: 0.048%, Mn: 0.091%, S: 0.0050%, N: 0.0051%, Sol. A slab of a grain-oriented electrical steel sheet composed of Al: 0.029% and the balance Fe and other unavoidable impurities was heated at 1,150 ° C. for 210 minutes, followed by hot rolling to prepare a 2.5 mm hot rolled sheet. The hot rolled sheet was heated to a temperature of 1,100 ° C. or higher, held at 920 ° C. for 90 seconds, quenched in water, and pickled, followed by cold rolling to a thickness of 0.27 mm. Cold-rolled steel sheet was heated at a furnace speed and maintained at 850 ° C for 130 seconds in a mixed atmosphere of 65 ° C with a dew point temperature of 74.5% hydrogen, 24.5% nitrogen and 1% dry ammonia gas. It was. Nitrogen content of the nitrided steel sheet was controlled in the range of 170 ~ 210ppm. At this time, the temperature increase rate in the temperature range from room temperature to 570 ° C. is 450 ° C./sec, and the temperature increase rate in the temperature range from 570 ° C. to 700 ° C. is 160 ° C./sec, and is 20 to 700 deg. It heated at the temperature increase rate of ° C / sec. This steel sheet was coated with MgO as an annealing separator, and finally annealed in a coiled state. In the final annealing, the primary cracking temperature was 700 ° C., and the temperature raising conditions of the temperature range between 700 and 1200 ° C. were varied as shown in Table 5. At the time of final annealing, the atmosphere was mixed with 25% nitrogen + 75% hydrogen until the secondary crack temperature of 1200 ° C. After reaching 1200 ° C, it was maintained in a 100% hydrogen atmosphere for 25 hours and then cooled. Table 5 shows the magnetic properties measured for each condition.

최종소둔의 승온속도
[℃/Hr]
Heating rate of final annealing
[° C / Hr]
자속밀도 (B10,Tesla)Magnetic flux density (B10, Tesla) 철손
(W17/50,W/kg)
Iron loss
(W17 / 50, W / kg)
피막특성Film characteristics 승온구간
시간(Hr)
Temperature rise section
Time (Hr)
구 분division
700~950℃700 ~ 950 ℃ 950~1200℃950 ~ 1200 ℃ 1515 1515 1.961.96 0.850.85 양호Good 33.3 33.3 비교예38Comparative Example 38 3535 3535 1.881.88 1.041.04 불량Bad 14.3 14.3 비교예39Comparative Example 39 2525 1515 1.961.96 0.850.85 양호Good 26.7 26.7 발명예14Inventory 14 4545 1515 1.951.95 0.860.86 양호Good 22.2 22.2 발명예15Honorable Mention 15 7070 1515 1.941.94 0.860.86 양호Good 20.2 20.2 발명예16Inventory 16 100100 1515 1.941.94 0.870.87 불량Bad 19.2 19.2 비교예40Comparative Example 40

표 5에 나타낸 바와 같이, 2차재결정이 일어나기 전인 700~950℃ 범위의 승온속도를 시간당 18~75℃로 한 발명예14~16은 자기특성이 우수할 뿐 아니라, 표면특성이 양호하고 승온구간 시간도 대폭 단축되는 것으로 나타났다.As shown in Table 5, Inventive Examples 14 to 16, in which the temperature increase rate in the range of 700 to 950 ° C. before the secondary recrystallization occurred to 18 to 75 ° C., not only had excellent magnetic properties, but also had good surface properties and a temperature increase period. The time was also significantly reduced.

반면, 950~1200℃ 온도범위에서의 승온속도를 시간당 35℃로 한 비교예39는 자기특성이 열위하였다. 전체 승온구간에서의 승온속도를 시간당 15℃로 한 비교예38은 승온 과정에 33.3시간이 소요되어 생산성이 낮다. 700~950℃ 온도범위에서의 승온속도를 시간당 100℃로 한 비교예40의 경우, 자기특성은 비교적 양호한 편이었으나, 코일 부위에 따른 온도 편차가 커져 표면특성이 불량한 것으로 나타났다.On the other hand, Comparative Example 39, in which the temperature increase rate in the temperature range of 950-1200 ° C. was 35 ° C. per hour, was inferior in magnetic properties. The comparative example 38 which made the temperature increase rate in 15 degreeC per hour the whole temperature increase period takes 33.3 hours for a temperature rising process, and is low in productivity. In Comparative Example 40 in which the temperature increase rate in the temperature range of 700 to 950 ° C. was 100 ° C. per hour, the magnetic properties were relatively good, but the surface characteristics were poor due to the large temperature variation depending on the coil area.

이러한 결과로부터 최종소둔의 승온구간 승온속도를 2단계로 적절히 제어하면 제품의 자기특성 및 피막특성이 열화되는 일 없이 최종소둔 공정의 열처리 시간을 대폭 단축할 수 있음을 알 수 있다.From these results, it can be seen that by properly controlling the temperature rise rate of the final annealing section in two stages, the heat treatment time of the final annealing process can be significantly reduced without deterioration of the magnetic properties and the coating properties of the product.

Claims (7)

강 슬라브를 열간압연 및 냉간압연하고, 냉간압연된 강판을 재결정소둔한 후 최종소둔하여 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 있어서,
상기 재결정소둔은 300℃/sec 이상의 평균승온속도로 승온하는 초급속승온과정과, 상기 초급속승온과정 후에 상기 초급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮고 100℃/sec보다 높은 평균승온속도로 승온하는 급속승온과정, 및 상기 급속승온과정 후에 상기 급속승온과정에서의 평균승온속도보다 낮은 평균승온속도로 승온하는 일반승온과정이 포함되며,
상기 최종소둔은 1차 균열온도로부터 900~1020℃에 이르는 온도구간에서는 18~75℃/Hr의 속도로 승온하고, 900~1020℃로부터 2차 균열온도에 이르는 온도구간에서는 25℃/Hr 이하의 속도로 승온하는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
In the method of producing a grain-oriented electrical steel sheet by hot-rolled and cold-rolled steel slab, recrystallization annealing the cold-rolled steel sheet and finally annealing
The recrystallization annealing is a rapid heating step of increasing the temperature at an average temperature increase rate of more than 300 ℃ / sec, and a rapid temperature rising rate of lower than the average temperature increase rate of the initial speed increase process after the rapid heating step at a higher temperature increase rate than 100 ℃ / sec A process, and a general temperature raising process of increasing the temperature at an average temperature increase rate lower than the average temperature increase rate in the rapid temperature increase process after the rapid temperature increase process.
The final annealing is heated at a rate of 18 to 75 ℃ / Hr in the temperature range from 900 to 1020 ℃ from the primary crack temperature, 25 ℃ / Hr or less in the temperature range from 900 to 1020 ℃ to the secondary crack temperature Method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and productivity, characterized in that the process of increasing the temperature at a speed.
청구항 1에 있어서, 상기 강 슬라브는,
중량%로, Si: 2.0~4.0%, C: 0.085% 이하(0 제외), 산가용성 Al: 0.015~0.04%, Mn: 0.20% 이하(0 제외), N: 0.010% 이하(0 제외), S: 0.010% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
The method according to claim 1, wherein the steel slab,
In weight%, Si: 2.0-4.0%, C: 0.085% or less (excluding 0), acid soluble Al: 0.015 to 0.04%, Mn: 0.20% or less (excluding 0), N: 0.010% or less (excluding 0), S: 0.010% or less, remainder Fe and other methods of producing a grain-oriented electrical steel with excellent productivity, characterized in that it contains impurities inevitable.
청구항 1에 있어서,
상기 초급속승온과정은 상온으로부터 500~600℃에 이르는 구간에서 300℃/sec 이상의 평균승온속도로 초급속 승온하고,
상기 급속승온과정은 500~600℃온도로부터 700℃에 이르는 구간에서 100~250℃/sec의 평균승온속도로 급속 승온하고,
상기 일반승온과정은 700℃로부터 탈탄소둔 온도에 이르는 구간에서 40℃/sec 이하의 평균승온속도로 승온하는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
The method according to claim 1,
The rapid heating process is a rapid heating up at an average heating rate of 300 ℃ / sec or more in a section from room temperature to 500 ~ 600 ℃,
The rapid temperature increase process is rapidly heated at an average temperature increase rate of 100 ~ 250 ℃ / sec in a section from 500 ~ 600 ℃ temperature to 700 ℃,
The general temperature raising process is a method of manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and productivity, characterized in that the temperature rise at an average temperature increase rate of 40 ℃ / sec or less in the section from 700 ℃ to the decarbon annealing temperature.
청구항 3에 있어서,
상기 초급속승온과정은 상온으로부터 500~600℃에 이르는 구간에서 400℃/sec 이상의 평균승온속도로 초급속 승온하고,
상기 급속승온과정은 500~600℃온도로부터 700℃에 이르는 구간에서 120~180℃/sec의 평균승온속도로 급속 승온하는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
The method according to claim 3,
The rapid heating process is a rapid heating up at an average heating rate of 400 ℃ / sec or more in a section from room temperature to 500 ~ 600 ℃,
The rapid heating process is a method of manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and productivity, characterized in that the temperature is rapidly raised at an average temperature rise rate of 120 ~ 180 ℃ / sec in a section from 500 ~ 600 ℃ temperature to 700 ℃.
청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,
상기 방향성 전기강판의 제조방법은 열간압연 전에 강 슬라브를 1,280℃ 이하의 온도로 가열하는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The method of manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet is a method of manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and productivity, characterized in that for heating the steel slab to a temperature of 1,280 ℃ or less before hot rolling.
청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간압연 전에, 열간압연된 강판을 1,000~1,250℃ 온도로 가열한 다음, 850~1,000℃온도로 균열하여 열연판 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Before the cold rolling, the hot-rolled steel sheet is heated to a temperature of 1,000 ~ 1,250 ℃, and then cracked at a temperature of 850 ~ 1,000 ℃ hot rolled sheet annealing, characterized in that the production method of the grain-oriented electrical steel with excellent productivity.
청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,
상기 최종소둔 전에, 질소량을 증가시키는 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and productivity, wherein the treatment to increase the amount of nitrogen is carried out before the final annealing.
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