KR101421388B1

KR101421388B1 - 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101421388B1
Application number: KR1020137000469A
Authority: KR
Inventors: 다케시 오무라; 히로이 야마구치; 세이지 오카베
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2014-07-18
Also published as: US20160102378A1; EP2602340A1; EP2602340A4; KR20130037216A; EP2602340B1; WO2012017655A1; BR112013001358A2; BR112013001358B1; JP5927804B2; MX335959B; US20130130043A1; MX2013000028A; CN103025903B; JP2012052230A; US9330839B2; CN103025903A

Abstract

본 발명에 따라, 강판의 변형 도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wa 와 변형 비도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wb 의 비 (Wa/Wb) 가 0.5 이상이고, 또한 변형 도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭을 150 ∼ 300 ㎛, 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭을 250 ∼ 500 ㎛ 로 함으로써, 실기 트랜스포머에 조립한 경우, 우수한 저소음성을 발현하는 전자빔 조사에 의한 자구 세분화 처리를 실시한 방향성 전기 강판을 얻을 수 있다.

Description

방향성 전기 강판 및 그 제조 방법 {GRAIN ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 변압기 등의 철심 재료로서 바람직한 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

방향성 전기 강판은, 주로 트랜스포머의 철심으로서 이용되며, 그 자화 특성이 우수한 것, 특히 철손이 낮은 것이 요구되고 있다.

그러기 위해서는, 강판 중의 2 차 재결정 입자를 (110) [001] 방위 (이른바, 고스 방위) 로 고도로 맞추는 것이나 제품 강판 중의 불순물을 저감시키는 것이 중요하다. 또한, 결정 방위의 제어나 불순물을 저감시키는 것은 제조 비용과의 균형 등에서 한계가 있다. 그래서, 강판의 표면에 대하여 물리적인 수법으로 불균일성을 도입하고, 자구 (磁區) 의 폭을 세분화하여 철손을 저감시키는 기술, 즉 자구 세분화 기술이 개발되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 최종 제품판에 레이저를 조사하고, 강판 표층에 고전위 밀도 영역을 도입하고, 자구 폭을 좁게 함으로써, 강판의 철손을 저감시키는 기술이 제안되어 있다. 특허문헌 2 에는, 전자빔의 조사에 의해 자구 폭을 제어하는 기술이 제안되어 있다.

일본 특허공보 소57-2252호 일본 특허공보 평06-072266호

그러나, 상기 서술한 자구 세분화 처리를 실시한 다양한 방향성 전기 강판을 실기 트랜스포머에 조립한 경우, 실기 트랜스포머의 소음이 커진다는 문제가 남아 있었다.

본 발명은, 상기 현 상황을 감안하여 개발된 것으로, 실기 트랜스포머에 조립한 경우, 우수한 저소음성 및 저철손 특성을 얻을 수 있는 방향성 전기 강판을, 그 유리한 제조 방법과 함께 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 실기 트랜스포머에 자구 세분화 처리가 완료된 방향성 전기 강판을 사용하였을 때에 발생하는 소음 증가의 원인 조사를 실시하였다. 그 결과, 트랜스포머 소음의 증가는, 자구 세분화하기 위해 열 변형을 도입한 경우에 변형 도입부에 있어서의 포스테라이트 피막 (Mg₂SiO₄ 를 주체로 하는 피막) 의 두께가 감소하는 것이 원인임을 알 수 있었다. 그리고, 이 점에 대해서는, 강판의 변형 도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wa 와 변형 비도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wb 의 비를 적정하게 조정해 주면, 소음 열화의 방지가 가능하다는 것이 판명되었다.

또, 자구 세분화 처리에 의한 철손 저감 효과가 최대한 얻어지는 조건을 조사한 결과, 변형 도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭, 및 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭을 각각 적정 범위로 조정할 필요가 있는 것이 판명되었다. 여기서 변형 도입측이란 전자빔을 조사한 측을 가리키고, 변형 비도입측은 전자빔의 조사를 실시하지 않은 측을 가리킨다.

본 발명은, 상기한 지견에 기초하여 개발된 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 표면에 포스테라이트 피막을 구비하고, 전자빔에 의해 변형 도입을 실시한 자속 밀도 B₈ 이 1.92 T 이상인 방향성 전기 강판으로서, 그 강판의 변형 도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wa 와 변형 비도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wb 의 비 (Wa/Wb) 가 0.5 이상이고, 또한 변형 도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭이 150 ∼ 300 ㎛, 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭이 250 ∼ 500 ㎛ 인 방향성 전기 강판.

2. 방향성 전기 강판용 슬래브를 압연하여 최종 판두께로 마무리한 후, 탈탄 어닐링을 실시하고, 이어서 강판 표면에 MgO 를 주성분으로 하는 어닐링 분리제를 도포하고 나서 최종 마무리 어닐링을 실시한 후, 장력 코팅을 실시하고, 그 마무리 어닐링 후 또는 그 장력 코팅 후에 전자빔 조사에 의한 자구 세분화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,

(1) 전자빔 조사시의 진공도를 0.1 ∼ 5 ㎩ 로 하고,

(2) 평탄화 어닐링시에 있어서의 강판에 대한 부여 장력을 5 ∼ 15 ㎫ 로 제어하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.

3. 방향성 전기 강판용 슬래브를 열간 압연하고, 이어서 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시한 후, 1 회의 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께로 마무리하는 상기 2 에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 전자빔을 사용한 자구 세분화에 의한 철손 저감 효과가 실기 트랜스포머에 있어서도 효과적으로 유지되는 방향성 전기 강판을 얻을 수 있기 때문에, 실기 트랜스포머에 있어서, 저철손성을 유지하면서 우수한 저소음성을 발현시킬 수 있다.

도 1 은 포스테라이트 피막 두께의 측정용 단면을 나타내는 도면이다.
도 2 는 강판의 자구 관찰 결과를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명에 있어서, 변형 부여를 실시하고, 자구 세분화 처리가 완료된 방향성 전기 강판을 사용한 실기 트랜스포머의 소음 증가를 억제하기 위한 포인트는, 이하의 3 개의 포인트를 전부 만족시키는 것이다.

(변형 도입측의 포스테라이트 피막 두께의 제어)

제 1 포인트는, 변형을 도입한 부분의 포스테라이트 피막 두께의 제어로, 포스테라이트 피막 두께의 제어가 중요한 이유는 다음과 같다.

강판 표면의 포스테라이트 피막은 강판에 장력을 부여하고 있다. 이 포스테라이트 피막의 두께가 변동되면, 강판의 장력 분포가 불균일해진다. 장력 분포의 불균일이 발생하면, 소음의 원인이 되는 강판의 자왜 진동 파형의 변형이 발생하고, 결과적으로 고조파 성분이 중첩되어 소음의 증가를 초래하게 된다. 따라서, 이 소음 증가를 억제하려면, 열 변형 도입시에 발생하는 포스테라이트 피막 두께의 감소를 억제하는 것이 중요하다. 즉, 변형 도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wa 와 변형 비도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wb 의 비 (Wa/Wb) 를 0.5 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.7 이상이다.

또한, 통상적으로 변형 도입 전의 강판 양면의 포스테라이트 피막의 두께는 동일한 정도가 된다. 따라서 Wa/Wb 의 최대값은 약 1 이다.

또, 도 1 은 포스테라이트 피막을 갖는 강판 단면의 모식도이다. 포스테라이트 피막의 두께는 단주기적으로 보면 불균일하고 요철이 크지만, 충분한 측정 거리를 취함으로써 그 평균값으로부터 두께를 결정할 수 있다. 구체적으로는, 강판 단면의 시료를 잘라내어, 소정의 측정 거리 (1 ㎜ 가 바람직하다) 에 대해 포스테라이트 피막의 면적을 구하고 (SEM 관찰과 화상 해석을 사용하는 것이 바람직하다), 당해 면의 피막 두께의 평균을 산출함으로써 얻을 수 있다.

상기 비 (Wa/Wb) 를 만족시키기 위해서는, 전술한 바와 같이, 열 변형 부여를 실시한 부분의 포스테라이트 피막 두께의 감소를 억제하는 것이 중요하며, 그 억제 수단을 이하에 서술한다.

먼저 중요한 것은, 양호한 포스테라이트 피막을 형성하는 것이다. 여기서 양호한 포스테라이트 피막이란, 피막 중에 균열 등에서 기인한 공극이 적어, 치밀도가 높은 포스테라이트 피막을 말한다. 또, 포스테라이트 피막에 균열 등의 데미지를 주는 인자에서 가장 영향이 큰 것은, 평탄화 어닐링 중의 강판에 부여되는 장력이며, 이 장력이 강하면 포스테라이트 피막이 데미지를 받아 균열 등이 발생한다. 따라서, 강판 온도가 높고, 장력 감수성이 높아지는 어닐링로 내에서는, 장력을 15 ㎫ (1.5 ㎏f/㎟) 이하로 제어할 필요가 있다.

한편, 본 발명에서는 상기한 장력을 5 ㎫ (0.5 ㎏f/㎟) 이상으로 할 필요가 있다. 그러는 것은, 5 ㎫ 미만의 경우, 강판의 형상 교정이 불충분해지기 때문이다. 또, 전자빔 조사시의 진공도를 제어하는 것이 필요하다. 일반적으로, 전자빔 조사시에는 진공도가 높은 쪽이 좋다고 일컬어지고 있다. 그러나, 발명자들은 포스테라이트 피막의 감소를 억제하기 위해, 전자빔 조사 중에는 적당히 산소를 잔존시키는 것이 유효하다는 지견을 얻었다. 그 이유는 분명치는 않지만, 열 변형 도입시의 잔존 산소에 의해 강판이 산화되는 것이 포스테라이트 피막의 막두께 유지에 어떠한 영향을 주고 있는 것은 아닐까 생각하고 있다. 여기서, 포스테라이트 피막의 막두께 감소를 억제하기 위해서는, 진공도를 0.1 ∼ 5 ㎩ 의 범위로 할 필요가 있다. 0.1 ㎩ 보다 진공도를 높이면, 포스테라이트 피막의 감소를 억제할 수 없다. 한편, 5 ㎩ 보다 진공도를 낮게 하면 강판에 대한 열 변형 부여가 유효하게 실시되지 않는다. 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 3 ㎩ 의 범위이다.

(변형 도입측의 강판면 및 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 제어)

제 2 포인트는, 변형 도입측의 강판면 및 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 제어이다.

상기 포스테라이트 피막 두께의 제어에 의해, 소음 증가는 어느 정도 억제할 수 있지만, 실기 트랜스포머는 더욱 저소음 또한 저철손인 것이 요구된다.

즉, 트랜스포머 철손을 낮게 하기 위해서는, 소재의 철손 저감도 중요하다. 즉, 소재에 있어서의 자구 세분화 효과를 충분히 얻기 위해서는,

(ⅰ) 변형 도입측의 강판면 및 변형 비도입측의 강판면에도 자구 불연속부가 발생할 때까지 변형을 도입하는 것,

(ⅱ) 변형 도입은 이력 손실의 열화를 초래하므로, 자구 불연속부의 폭은 가능한 한 좁게 하는 것이 중요하다.

상기 (ⅰ) 및 (ⅱ) 의 각 항을 만족시키는 구체적인 조건은, 변형 도입측의 강판면의 자구 불연속부의 평균 폭을 150 ∼ 300 ㎛ 로 하고, 변형 비도입측의 강판면의 자구 불연속부의 평균 폭을 250 ∼ 500 ㎛ 로 하는 것이다. 즉, 본 발명은 변형 비도입측의 강판면의 자구 불연속부의 평균 폭을 규정함으로써 상기 (ⅰ) 을 만족시키고, 또 각각의 평균 폭의 상한값을 설정함으로써 상기 (ⅱ) 를 만족시키고 있다. 또한, 각각의 평균 폭의 하한값을 설정한 것은 이것보다 폭이 좁으면 자구 세분화 효과가 얻어지지 않기 때문이다.

또한, 상기한 제 1 포인트인 평탄화 어닐링시의 최대 장력 및 전자빔 조사시의 진공도를 만족시키지 않는 경우에는, 포스테라이트 피막의 두께를 감소시키지 않고 상기 열 영향 폭을 만족시키기는 매우 곤란하다.

여기서, 본 발명에서 중요한 것은 자구 불연속부의 평균 폭으로, 평균 조사 폭이 아님에 주의를 할 필요가 있다. 즉, 열이 강판에 도입된 경우, 열은 판두께 방향이나 판 폭 방향 등 모든 방향으로 확산되므로, 이와 같은 열 영향이 미치는 자구 불연속부는 통상적으로 조사 폭보다 넓어지는 경향이 있기 때문이다. 또, 동일한 이유에 의해, 변형 도입측의 자구 불연속부보다 변형 비도입측의 자구 불연속부 쪽이 폭이 커진다.

본 발명에 있어서 자구 불연속부의 폭은, 자성 콜로이드를 사용한 비터법 등에 의해 자구 구조를 가시화하여, 전자빔 조사에 의해 형성된 불연속부를 식별할 수 있도록 하고 (도 2 참조), 또한 소정의 측정 거리 (20 ㎜ 가 바람직하다) 에 대해 자구 불연속부의 폭을 측정하고, 그 평균을 산출함으로써 얻을 수 있다. 여기서, 도 2 는 자구 세분화 처리 후의 방향성 전기 강판의 자구 구조를 나타낸 모식도로, 좌우 방향으로 주 (主) 자구가 있고, 그것과 거의 직각으로 전자빔을 지면 중앙의 상하 방향으로 조사한 모습을 나타내고 있다. 자구 불연속부란 전자빔 조사에 의해 주자구의 구조가 흐트러진 영역으로, 전자빔의 조사에 의해 열 영향을 받은 영역에 거의 대응하고 있다.

(소재 결정 입자의 자화 용이축으로의 집적도가 높다)

제 3 포인트는, 소재 결정 입자의 자화 용이축으로의 집적도가 높은 것이다.

변압기 소음 즉 자왜 진동에 대해서는, 소재 결정 입자의 자화 용이축으로의 집적도가 높을수록 진동 진폭이 작아진다. 그 때문에, 소음 억제에는, 자화 용이축으로의 집적도의 지표가 되기도 하는 자속 밀도 B₈ 이 1.92 T 이상인 것이 필요하다. 여기서, 자속 밀도 B₈ 이 1.92 T 미만인 경우에는, 자화 과정에 있어서의 여자 자계와 평행이 되기 위한 자구의 회전 운동이 큰 자왜를 발생시키므로, 변압기의 소음을 증대시키게 된다. 또, 집적도가 높은 쪽이 자구 세분화 효과도 높아지므로, 철손 저감의 관점에서도 자속 밀도 B₈ 은 1.92 T 이상일 필요가 있다.

본 발명에 있어서의 변형 도입 처리로는, 변형 도입부의 피막 손상을 경감시키는 것이 가능해지는 전자빔을 사용한 방법에 한정된다. 여기서, 전자빔의 조사를 실시하는 경우, 조사 방향은 압연 방향을 가로지르는 방향, 바람직하게는 압연 방향에 60 °∼ 90 °의 방향으로 하고, 전자빔의 조사 간격은 3 ∼ 15 ㎜ 정도로 한다. 또, 전자빔의 조사 조건은, 10 ∼ 200 ㎸ 의 가속 전압, 0.1 ∼ 100 ㎃ 의 전류, 빔 직경 (직경) 은 0.01 ∼ 0.5 ㎜ 를 사용하여 점상 혹은 선상으로 실시하는 것으로 한다. 바람직한 빔 직경은 0.01 ∼ 0.3 ㎜ 이다.

다음으로, 본 발명에 따른 방향성 전기 강판의 제조 조건에 관하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 있어서, 방향성 전기 강판용 슬래브의 성분 조성은 2 차 재결정이 발생하는 성분 조성이면 된다.

또, 인히비터를 이용하는 경우, 예를 들어 AlN 계 인히비터를 이용하는 경우이면 Al 및 N 을, 또 MnS·MnSe 계 인히비터를 이용하는 경우이면 Mn 과 Se 및/또는 S 를 적당량 함유시키면 된다. 물론 양 인히비터를 병용해도 된다. 이 경우에 있어서의 Al, N, S 및 Se 의 바람직한 함유량은 각각 Al : 0.01 ∼ 0.065 질량％, N : 0.005 ∼ 0.012 질량％, S : 0.005 ∼ 0.03 질량％, Se : 0.005 ∼ 0.03 질량％ 이다.

또한, 본 발명은 Al, N, S, Se 의 함유량을 제한한 인히비터를 사용하지 않는 방향성 전기 강판에도 적용할 수 있다.

이 경우에는, Al, N, S 및 Se 량은 각각 Al : 100 질량ppm 이하, N : 50 질량ppm 이하, S : 50 질량ppm 이하, Se : 50 질량ppm 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방향성 전기 강판용 슬래브의 기본 성분 및 임의 첨가 성분에 대해 구체적으로 서술하면 다음과 같다.

C : 0.08 질량％ 이하

C 는 열연판 조직의 개선을 위해 첨가를 하지만, 0.08 질량％ 를 초과하면 제조 공정 중에 자기 시효가 일어나지 않는 50 질량ppm 이하까지 C 를 저감시키는 부담이 증대되기 때문에, 0.08 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 하한에 관해서는, C 를 함유하지 않는 소재라도 2 차 재결정이 가능하므로 특별히 설정할 필요는 없다.

Si : 2.0 ∼ 8.0 질량％

Si 는 강의 전기 저항을 높이고, 철손을 개선시키는 데에 유효한 원소로, 함유량이 2.0 질량％ 이상에서 특히 철손 저감 효과가 양호하다. 한편, 8.0 질량％ 이하인 경우, 특히 우수한 가공성이나 자속 밀도를 얻을 수 있다. 따라서, Si 량은 2.0 ∼ 8.0 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

Mn : 0.005 ∼ 1.0 질량％

Mn 은 열간 가공성을 양호하게 하는 데에 있어서 유리한 원소인데, 함유량이 0.005 질량％ 미만에서는 그 첨가 효과가 부족하다. 한편 1.0 질량％ 이하로 하면 제품판의 자속 밀도가 특히 양호해진다. 이 때문에, Mn 량은 0.005 ∼ 1.0 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

상기 기본 성분 이외에, 자기 특성 개선 성분으로서, 다음에 서술하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

Ni : 0.03 ∼ 1.50 질량％, Sn : 0.01 ∼ 1.50 질량％, Sb : 0.005 ∼ 1.50 질량％, Cu : 0.03 ∼ 3.0 질량％, P : 0.03 ∼ 0.50 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.10 질량％ 및 Cr : 0.03 ∼ 1.50 질량％ 중에서 선택된 적어도 1 종

Ni 는 열연판 조직을 더욱 개선시켜 자기 특성을 더욱 향상시키기 위해 유용한 원소이다. 그러나, 함유량이 0.03 질량％ 미만에서는 자기 특성의 향상 효과가 작고, 한편 1.5 질량％ 이하에서는 특히 2 차 재결정의 안정성이 증대되고, 자기 특성이 더욱 개선된다. 그 때문에, Ni 량은 0.03 ∼ 1.5 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또, Sn, Sb, Cu, P, Mo 및 Cr 은 각각 자기 특성의 향상에 유용한 원소이지만, 모두 상기한 각 성분의 하한에 못 미치면 자기 특성의 향상 효과가 작고, 한편 상기한 각 성분의 상한량 이하인 경우, 2 차 재결정 입자의 발달이 가장 양호해진다. 이 때문에, 각각 상기 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 성분 이외의 잔부는 제조 공정에 있어서 혼입되는 불가피 불순물 및 Fe 이다.

이어서, 상기한 성분 조성을 갖는 슬래브는, 통상적인 방법에 따라 가열하여 열간 압연에 제공하는데, 주조 후, 가열하지 않고 바로 열간 압연해도 된다. 박 (薄) 주편의 경우에는 열간 압연해도 되고, 열간 압연을 생략하고 그대로 이후의 공정으로 진행되어도 된다.

추가로, 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시한다. 열연판 어닐링의 주된 목적은, 열간 압연에 의해 발생한 밴드 조직을 해소하여 1 차 재결정 조직을 정립 (整粒) 으로 하고, 그럼으로써 2 차 재결정 어닐링에 있어서 고스 조직을 더욱 발달시켜 자기 특성을 개선시키는 것이다. 이 때, 고스 조직을 제품판에 있어서 고도로 발달시키기 위해서는, 열연판 어닐링 온도로서 800 ∼ 1100 ℃ 의 범위가 바람직하다. 열연판 어닐링 온도가 800 ℃ 미만이면, 열간 압연에 의한 밴드 조직이 잔류하여, 정립된 1 차 재결정 조직을 실현하기 곤란해지고, 원하는 2 차 재결정의 개선이 얻어지지 않는다. 한편, 열연판 어닐링 온도가 1100 ℃ 를 초과하면, 열연판 어닐링 후의 입경이 지나치게 조대화되기 때문에, 정립된 1 차 재결정 조직의 실현이 곤란해진다.

열연판 어닐링 후에는, 1 회의 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시한 후, 최종 판두께로 마무리하는 것이 바람직하다. 이어서, 탈탄 어닐링 (재결정 어닐링을 겸용한다) 을 실시하고, 어닐링 분리제를 도포한다. 어닐링 분리제를 도포한 후, 2 차 재결정 및 포스테라이트 피막의 형성을 목적으로 하여 최종 마무리 어닐링을 실시한다. 또한, 어닐링 분리제는 포스테라이트를 형성하기 위해 MgO 를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 여기서 MgO 가 주성분이라는 것은, 본 발명이 목적으로 하는 포스테라이트 피막의 형성을 저해하지 않는 범위에서, MgO 이외의 공지된 어닐링 분리제 성분이나 특성 개선 성분을 함유해도 되는 것을 의미한다.

최종 마무리 어닐링 후에는, 평탄화 어닐링을 실시하여 형상을 교정하는 것이 유효하다. 또한, 본 발명에서는, 평탄화 어닐링 전 또는 후에 강판 표면에 절연 코팅을 실시한다. 여기서, 이 절연 코팅은, 본 발명에서는 철손 저감을 위해 강판에 장력을 부여할 수 있는 코팅 (이하, 장력 코팅이라고 한다) 을 의미한다. 또한, 장력 코팅으로는, 실리카를 함유하는 무기계 코팅이나 물리 증착법, 화학 증착법 등에 의한 세라믹 코팅 등을 들 수 있다.

본 발명에서는, 상기 서술한 최종 마무리 어닐링 후 또는 장력 코팅 후의 방향성 전기 강판에 대하여, 상기 어느 시점에서 강판 표면에 전자빔을 조사함으로써 자구 세분화 처리를 실시하는 것이며, 전자빔을 조사할 때의 진공도를 전술한 바와 같이 제어함으로써, 전자빔 조사에 의한 열 변형 부여 효과를 충분히 발휘시킴과 함께, 피막의 손상을 최대한 저감시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 서술한 공정이나 제조 조건 이외에 대해서는, 종래 공지된 전자빔을 사용한 자구 세분화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 제조 방법을 적용할 수 있다.

실시예 1

C : 0.08 질량％, Si : 3.1 질량％, Mn : 0.05 질량％, Ni : 0.01 질량％, Al : 230 질량ppm, N : 90 질량ppm, Se : 180 질량ppm, S : 20 질량ppm 및 O : 22 질량ppm 을 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피 불순물의 성분 조성이 되는 강 슬래브를 연속 주조로 제조하고, 1400 ℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.0 ㎜ 의 열연판으로 한 후, 1100 ℃ 에서 120 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 냉간 압연에 의해 중간 판두께 : 0.65 ㎜ 로 하고, 산화도 PH₂O/PH₂ ＝ 0.32, 온도 : 1000 ℃, 시간 : 60 초의 조건으로 중간 어닐링을 실시하였다. 그 후, 염산 산세에 의해 표면의 서브 스케일을 제거한 후, 다시 냉간 압연을 실시하여, 판두께 : 0.23 ㎜ 의 냉연판으로 하였다.

이어서, 산화도 PH₂O/PH₂ ＝ 0.50, 균열 (均熱) 온도 : 830 ℃ 에서 60 초 유지하는 탈탄 어닐링을 실시한 후, MgO 를 주성분으로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 2 차 재결정·포스테라이트 피막 형성 및 순화를 목적으로 한 최종 마무리 어닐링을 1200 ℃, 30 h 의 조건으로 실시하였다. 그리고, 60 ％ 의 콜로이달 실리카와 인산알루미늄으로 이루어지는 절연 코트를 도포, 800 ℃ 에서 베이킹하였다. 이 코팅 도포 처리는 평탄화 어닐링도 겸하고 있다.

그 후, 압연 방향과 직각 방향으로 조사 폭 : 0.15 ㎜, 조사 간격 : 5.0 ㎜ 로 전자빔을 조사하는 자구 세분화 처리를 편면에 실시하고, 제품으로서 자기 특성을 평가하였다. 1 차 재결정 어닐링 온도를 변경하여 자속 밀도 B₈ 값으로 1.90 ∼ 1.95 T 의 재료를 얻었다. 또 전자빔 조사에 대해서도, 빔 전류값 및 빔 주사 속도를 변경하여 다양한 조건으로 조사를 실시하였다. 이어서, 각 제품을 사각 (斜角) 전단하여, 500 kVA 의 3 상 트랜스포머를 조립하고, 50 ㎐, 1.7 T 에서 여자시킨 상태에서의 철손 및 소음을 측정하였다. 본 트랜스포머에 있어서의 철손 및 소음의 설계값은 55 ㏈, 0.83 W/㎏ 이다.

상기한 철손 및 소음의 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

동일 표에 나타낸 바와 같이, 전자빔에 의한 자구 세분화 처리를 실시하고, 본 발명의 범위를 만족시키는 방향성 전기 강판을 사용한 경우, 실기 트랜스포머의 소음은 낮고, 또 철손 특성의 열화도 억제되어, 모두 설계값을 만족시키는 특성이 얻어졌다.

그 반면, 자속 밀도가 본 발명의 범위를 벗어난 No.11 및 12 의 비교예는, 어느 쪽도 저소음성 및 저철손성이 모두 얻어지지 않았다. 또, (Wa/Wb) 가 0.5 에 못 미친 No.1 ∼ 3 및 10 의 비교예는 모두 저소음성이 얻어지지 않았다. 또한, 변형 도입측 또는 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭이 본 발명의 범위를 벗어난 No.6, 8, 9 의 비교예는 모두 철손성이 떨어졌다.

Claims

표면에 포스테라이트 피막을 구비하고, 전자빔에 의해 변형 도입을 실시한 자속 밀도 B₈ 이 1.92 T 이상인 방향성 전기 강판으로서, 그 강판의 변형 도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wa 와 변형 비도입측의 포스테라이트 피막의 막두께 Wb 의 비 (Wa/Wb) 가 0.5 이상이고, 또한 변형 도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭이 150 ∼ 300 ㎛, 변형 비도입측의 강판면에 있어서의 자구 불연속부의 평균 폭이 250 ∼ 500 ㎛ 인 방향성 전기 강판.
방향성 전기 강판용 슬래브를 압연하여 최종 판두께로 마무리한 후, 탈탄 어닐링을 실시하고, 이어서 강판 표면에 MgO 를 주성분으로 하는 어닐링 분리제를 도포하고 나서 최종 마무리 어닐링을 실시한 후, 장력 코팅을 실시하고, 그 마무리 어닐링 후 또는 그 장력 코팅 후에 전자빔 조사에 의한 자구 세분화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,
(1) 전자빔 조사시의 진공도를 0.1 ∼ 5 ㎩ 로 하고,
(2) 평탄화 어닐링시에 있어서의 강판에 대한 부여 장력을 5 ∼ 15 ㎫ 로 제어하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
방향성 전기 강판용 슬래브를 열간 압연하고, 이어서 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시한 후, 1 회의 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께로 마무리하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.