KR101596447B1

KR101596447B1 - 방향성 전기강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101596447B1
Application number: KR1020130163033A
Authority: KR
Inventors: 전근하; 신재원; 서정훈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2016-02-22
Also published as: KR20150074853A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판 제조방법은, 중량%로, Si: 2.5~4.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계와, 상기 슬라브를 열연압연 하여 열연판을 제조하는 단계와, 상기 열연판을 냉간압연 하여 냉연판을 제조하는 단계와, 상기 냉연판을 탈탄소둔 및 질화하여 1차 재결정 소둔을 하는 단계와, 상기 소둔강판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔 분리제를 코팅액으로 도포하고 코일로 권취하는 단계, 및 상기 권취된 코일을 박스형 연속 소둔로에 장입하여 최종소둔하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 탈탄소둔 공정에서 상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량이 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 더 많은 양이 도포되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

방향성 전기강판 및 그 제조방법{GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

방향성 전기강판은 강판면의 모든 결정립들의 방위가 {110}면이고 압연방향의 결정방위는 <001>축에 평행한, 소위 고스(Goss) 집합조직(texture)을 이루어서 강판의 압연방향으로 자기 특성이 아주 뛰어난 연자성 재료이다. 일반적으로 방향성 전기강판의 자기특성은 자속밀도와 철손으로 표현될 수 있으며, 높은 자속밀도는 결정립의 방위를 {110}<100>방위에 정확하게 배열하여 얻어질 수 있다.

방향성전기강판은 Si 2.5~4.0wt%을 함유하는 소재 슬라브를 열연하고, 산세소둔과 1회 혹은 중간소둔을 포함한 2회 이상의 냉연을 거쳐 최종 판두께로 된다. 이어서, 탈탄소둔공정에서 세정처리에 의해 냉연유 혹은 오염물질을 제거 후, N₂+H₂분위기 중에서 P_H2O/P_H2을 제어해 탈탄소둔을 행하여, 탈탄, 1차 재결정과 Glass피막 형성시에 중요한 역할을 갖는 Fe₂SiO₄와 SiO₂주성분인 산화막을 형성시킨다. 그 후, MgO가 주성분인 소둔분리제를 물에 교반해서 슬러리상으로 하고, 코터롤(coater roll) 등을 이용해 강판에 도포하고 건조한 후, 코일로 권취하고, 고온소둔한 후, 연속라인에서 절연피막제의 도포, 소둔, Heat Flattening, 자구미세화를 행해 최종 제품으로 제조한다.

상기의 제조과정을 통해서 방향성 전기강판은 <001>축을 갖는 (110)<001>결정이 2차 재결정 공정에서 우선적으로 성장해서, 강판 중에 분산해 있는 AlN, MnS 등의 인히비터(Inhibitor) 성분에 의해 성장이 억제되어 있는 다른 결정들을 침식해서 (110)<001>결정이 우선 성장되는 것으로 생각된다. 따라서, 우수한 글라스 피막과 자기특성을 갖는 방향성전기강판을 제조하기 위해서는, 탈탄소둔 공정에서의 산화막 형성 조건, 소둔분리제의 선택과 고온소둔 조건의 제어에 의해 안정하고 균일한 글라스 피막 형성이 얻어짐과 동시에, 강중 인히비터 AlN, MnS의 분산상태와 2차 재결정 형성까지 영향을 주기 때문에, 이러한 요인들의 제어가 중요하다.

방향성전기강판의 고온소둔 과정에 있어서 글라스 피막의 형성반응은, 소둔분리제의 주성분인 코팅용액과 탈탄소둔 공정에서 형성된 산화막의 주성분인 SiO₂와의 반응으로 형성되는 Forsterite 피막을 의미한다(2MgO + SiO₂ → Mg₂SiO₄). 고온소둔 공정에서는 코일이 권취된 상태에서 소둔을(Batch Type) 실시하기 때문에, 이러한 형성반응에 있어 코일 내 가열온도 상승속도 차이, 환원성 분위기에 의한 코일 상,하부 산화층 환원, 코일 판간 산화성 가스 흐름의 국부적 차이 등으로 인한, 글라스 피막의 길이방향 편차가 발생된다. 이러한 글라스 피막의 길이방향 편차가 심한 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 요인들의 영향을 가장 크게 받는 코일 외권부에 표면결함(Fe-mound)을 발생시킨다.

보다 상세하게 설명하면, 고온소둔시 코일은 외측부터 가열이 되어 350℃ 이상 온도가 상승하면, 판과 판 사이의 MgO로부터 수분이 배출되기 시작한다. 코일 내부 판과 판 사이로부터 배출된 수분은, 코일 상부 가장자리 산화층이 로내 환원성 분위기가스에 의해 환원되지 않도록 코일의 상부 가장자리를 덮는 반달형 상판에 의해 코일 상부 가장자리 부위에 정체된다. 수분 정체부위에서는 산소에 의한 추가산화가 발생하며, 이는 탈탄소둔 공정에서 생성된 SiO₂ 산화물을 다공성(porous)으로 만들어, 분위기 중 산소 침투로 인한 강중 AlN분해(AlN → Al₂O₃ + N₂)로 1,000℃ 이상에서 SiO₂층을 통해 N₂가 방출되며, 수분 정체부위 표면에 글라스 피막이 없는 가스 홀(hole) 결함이 발생하는 문제점이 있다. 또한 코일 내 온도차이(200~300℃)에 의해 늦게 가열되는 내측, 중앙부 부근에서 수분을 배출하여, 코일 외권부 가장자리에 글라스 피막과 다른 검은색의 스케일(Fe₃O₄) 결함을 발생시키는 문제점도 있었다.

이를 해결하기 위한 종래의 기술은 탈탄소둔 공정에서 총 산화층량 제어, 반응성이 높은 MgO의 혼합비율 변경, 저융점 첨가제의 첨가량 변경 등을 통해 탈탄소둔공정을 거친 코일의 평균특성을 제어하여, 표면결함의 발생비율이 가장 적은 조건을 도출하고자 하였다.

그러나 종래의 탈탄소둔 후 산화층량이나 SiO₂, Fe₂SiO₄ 산화물의 조성비, 고활성 MgO의 혼합비 변경, 기타 저융점 첨가제 투입량을 변경하는 조건에 따라서는 고온소둔(최종소둔) 과정에서의 코일의 내·외권부의 분위기 가스 유동의 차이로 인해 글라스 피막이 길이방향으로 균일하게 형성되지 못하며, 특히 산소와 반응하여 쉽게 Fe₂SiO₄를 형성하는 Sb를 0.01~0.05wt% 포함하는 성분계는 이러한 문제가 더욱 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명의 일 측면은 고온소둔 시 분위기 가스로부터 산화층의 환원을 방지하기 위해 탈탄소둔 공정에서 스트립 길이방향 별 코팅용액의 도포량를 조절함에 따라 글라스 피막의 길이방향 편차를 개선할 수 있는 방향성 전기강판 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 일 측면은 상기한 방향성 전기강판 제조방법에 따라 제조된 방향성 전기강판을 제공하고자 한다.

상기 슬라브는 Sb: 0.01~0.05wt%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 슬라브는 산가용성 Al: 0.020~0.040%, N: 0.0030~0.0075%, Mn: 0.20% 이하(단, 0%는 제외), C: 0.04~0.07%, S: 0.0060% 이하(단, 0%는 제외), P: 0.02~0.075%를 더 포함할 수도 있다.

상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량은 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 15 내지 25% 증가시켜 도포할 수 있다.

상기 코일의 외권부는 최외권부로부터 상기 코일의 전체 길이의 5 내지 15% 길이까지에 해당하는 영역이 될 수 있다.

상기 탈탄소둔 공정에서 코터롤 닙(Nip)압을 조정하여 상기 코팅액의 도포량을 제어할 수 있다.

상기 코일의 외권부에 가해지는 상기 코터롤의 닙압은 상기 코일의 내권부에 가해지는 상기 코터롤의 닙압보다 5 내지 15% 더 낮게 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방향성 전기강판은, 중량%로, Si: 2.5~4.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 열연압연, 냉간압연, 탈탄소둔 및 질화하여 1차 재결정 소둔한 소둔강판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔 분리제를 코팅액으로 도포하고 코일로 권취한 다음 최종소둔 하여 제조된 방향성 전기강판으로서, 상기 탈탄소둔 시 상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량이 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 더 많은 양이 도포되도록 제어되어 균일한 글라스 피막을 갖는다.

상기 슬라브는 Sb: 0.01~0.05wt%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 슬라브는 산가용성 Al: 0.020~0.040%, N: 0.0030~0.0075%, Mn: 0.20%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04~0.07%, S: 0.0060% 이하(단, 0%는 제외), P: 0.02~0.075%를 더 포함할 수도 있다.

상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량은 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 15 내지 25% 증가시켜 도포하여 제조될 수 있으며, 상기 코일의 외권부는 최외권부로부터 상기 코일의 전체 길이의 5 내지 15% 길이까지에 해당하는 영역일 수 있다.

상기한 바와 같은 방향성 전기강판 제조방법에 의하면, 고온 소둔 시 산화성 가스의 정체에 의해 발생하는 코일 외권부 추가 산화 및 AlN 분해를 방지할 수 있으며, 따라서 글라스 피막이 불균일하게 형성되는 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판 제조방법에서, 탈탄소둔 공정 시 코팅액 도포량을 제어하기 위하여 코팅롤에 가해지는 Nip압의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래의 방향성 전기강판 제조방법에 의해 제조된 강판 스트립의 결함을 철강 표면결함 감지기(surface defect detector, SSD)로 획득한 이미지이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명에 따른 방향성 전기강판 제조방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 방향성 전기강판의 조성은 중량%로, Si: 2.5~4.0%, 산가용성 Al: 0.020~0.040%, N: 0.0030~0.0075%, Mn: 0.20%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04~0.07%, S: 0.0060% 이하(단, 0%는 제외), P: 0.02~0.075%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하며, 선택적으로 Sb: 0.01~0.05wt%를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 방향성 전기강판에서 각 성분원소를 한정한 이유를 설명한다.

Si는 방향성 전기강판의 기본 원소로 전기강판의 비저항을 증가시켜 철손(core loss)을 낮추는 역할을 한다.

Si의 함량이 2.5wt% 미만인 경우 비저항이 감소하게 되어 와전류손이 증가하여 철손 특성이 감소한다. 그리고 Si 함량이 4.0wt% 초과인 경우 전기강판의 취성이 증가하여 기계적인 성질이 나빠질 뿐만 아니라 2차 재결정 현상을 불안하게 하여 자성을 확보할 수 없다.

또한, Si 함량에 따라서 탈탄소둔 공정에서 생성되는 SiO₂ 및 SiO₂/Fe₂SiO₄의 비가 달라지므로 Si는 일정 범위 내로 함유되어야 한다.

Al은 최종적으로 AlN, (Al, Si)N, (Al, Si, Mn)N 형태의 질화물을 형성하여 2차 재결정 성장 시 성장을 억제하는 억제제로 작용하므로, 그 함량이 0.02wt%미만이면, 억제제로서의 충분한 효과를 기대할 수 없다. 그리고 Al 함량이 0.04wt% 초과하게 되면, Al계통의 질화물이 너무 조대하게 석출, 성장하므로 억제제로의 효과가 부족해 진다. 또한, Al은 Al₂O₃를 형성하기 때문에 일정량 이상 포함된 글라스 피막인 Mg₂SiO₄의 형성을 방해하게 된다.

N은 Al 등과 반응하여 결정립을 미세화시키는 원소이다. 제강 공정에서 N이 0.0075wt%를 초과하면 열간압연 이후의 공정에서 질소확산에 의한 블리스터(Blister)라는 표면결함을 초래하고, 슬라브 상태에서 질화물이 너무 많이 형성되기 때문에 압연이 어려워져 후공정이 복잡해지고 제조단가가 상승하는 원인이 된다. 그리고 0.0030wt미만이면, 인히비터인 AlN의 절대적인 양이 부족해져 1차 재결정립이 과도하게 성장하고, 이에 따라 후속되는 2차 재결정 소둔 공정에서 재결정을 제대로 일으키지 못하고 미세립이 형성되어 최종 제품의 자성이 열화된다. 한편, (Al, Si, Mn)N 및 AlN 등의 질화물을 형성하기 위해 추가로 필요한 N은 냉간압연 이후의 소둔공정에서 암모니아 가스를 이용하여 강중에 질화처리를 실시하여 보강한다.

Mn은 Si와 동일하게 비저항을 증가시켜 철손을 감소시키는 역할을 하며, Si와 함께 질화 처리 시의 질소와 반응하여 (Al, Si, Mn)N 석출물을 형성함으로써, 재결정립의 성장을 억제하여 2차 재결정을 일으키는데 중요한 원소이다. 그러나 0.20wt% 초과이면, 강판 표면에 Fe₂SiO₄이외에 (Fe, Mn) 및 Mn 산화물이 다량 형성되어 고온소둔 중에 형성되는 베이스코팅 형성을 방해하여 표면품질을 저하시키게 되고, 고온소둔 공정에서 페라이트와 오스테나이트간 상변태를 유발하기 때문에 집합조직이 심하게 훼손되어 자기적 특성이 크게 열화되게 된다.

C는 페라이트 및 오스테나이트간 상변태를 야기하는 원소로서 취성이 강해 압연성이 좋지 않은 전기강판의 압연성 향상을 위해 필수적인 원소이나, 최종 제품에 잔존하게 될 경우 자기적 시효효과로 인해 형성되는 탄화물이 자기적 특성을 악화시키는 원소이다.

본 발명에 의한 Si의 함량 범위에서 C가 0.04wt% 미만으로 함유하게 되면 페라이트 및 오스테나이트 간 상변태가 제대로 작용하지 않기 때문에 슬라브 및 열간압연 미세조직의 불균일화를 야기하게 된다. 또한, 0.07wt%를 초과하는 경우 탈탄 소둔 공정에서 충분한 탈탄 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 상변태 현상으로 인해 2차 재결정 집합조직이 훼손되고, 자기시효에 의한 자기적 특성의 열화현상을 초래하게 된다.

S는 Mn과 반응하여 MnS을 형성하는 중요한 원소이다.

S는 0.01wt% 이상 함유되면 MnS의 석출물들이 슬라브 내에서 형성되어 결정립 성장을 억제하게 되며, 주조 시 슬라브 중심부에 편석하여 이후 공정에서의 미세조직을 제어하기가 어렵다. 다만 제강공정 중 불가피하게 혼입되는 양을 고려하여 0.0060wt% 이하인 것이 바람직하다.

P는 결정립계에 편석하여 결정립계의 이동을 방해하고 동시에 결정립 성장을 억제하는 보조적인 역할이 가능하며, 미세조직 측면에서 {110}<001>집합조직을 개선하는 효과가 있다. P의 함량이 0.02wt% 미만이면 첨가효과가 없으며, 0.075wt%를 초과하면 취성이 증가하여 압연성이 크게 나빠진다.

이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 슬라브를 준비하는 단계에서 중량%로, Si: 2.5~4.0%, 산가용성 Al: 0.020~0.040%, N: 0.0030~0.0075%, Mn: 0.20%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04~0.07%, S: 0.0060% 이하(단, 0%는 제외), P: 0.02~0.075%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하고, 선택적으로 Sb: 0.01~0.05wt%를 더 포함하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조한다.

다음으로, 준비된 슬라브는 가열로에서 1,250℃ 이하의 온도로 가열한 다음 열간압연 하여 일정한 두께의 열연판을 제조한다.

이와 같이 제조한 열연판은 열간압연 시에 발생된 강판 내의 석출물의 고용을 촉진하기 위하여 열연판 소둔을 실시한다. 이 때, 소둔 공정은 생략하거나 열연판 소둔 시 1단 또는 2단으로 승온하여 실시할 수 있다.

열연판 소둔을 실시할 경우, 열연판 소둔은 열간압연 시에 열연판 내 응력에 의해서 압연방향으로 연신된 변형조직을 재결정시키고, 열연 중에 Al계 또는 Mn계의 석출물이 석출되었으므로, 후속하는 냉간압연 공정 이전에 균일한 재결정 미세조직과 미세한 석출물의 분포를 갖기 위해서 슬라브 가열온도 이하까지 열연판을 가열하여 변형된 조직을 재결정시키고 또한 충분한 오스테나이트상을 확보하여 석출물의 결정립 성장 억제제의 고용 촉진을 위하여 실시한다.

이 때, 열연판 소둔 온도는 오스테나이트 분율을 최대로 확보하기 위해서 900~1,200℃까지 가열한 다음, 균열처리한 후 냉각하는 방법이 바람직하다. 이와 같은 열연판 소둔 가열 패턴을 적용할 경우 열연판 소둔 후 강판 내의 석출물 평균크기는 200~3,000Å의 범위일 수 있다.

다음으로, 열연판 소둔 후에 냉간압연을 실시하여 강판을 0.10mm~0.50mm의 두께로 냉간압연 한다. 이 때, 중간에 변형된 조직의 풀림 열처리를 하지 않고 초기 열연두께에서 바로 최종제품의 두께까지 압연하는 1회 강냉간압연을 하는 것이 바람직하다. 이 때, 냉간압연의 압하율은 87% 이상이 바람직하다.

이상과 같이 냉간압연하여 제조된 냉연판에 대해서 수소와 질소의 분위기 가스 속에서 탈탄소둔 및 질화처리에 의한 1차 재결정 소둔을 실시하여, 글라스 피막 형성 시에 중요한 역할을 하는 Fe₂SiO₄와 SiO₂가 주성분인 산화막을 형성시킨다.

이 때, 탈탄소둔과 질화처리는 동시에 실시할 수도 있고 탈탄소둔 후 질화처리를 실시할 수도 있으나, 이하에서는 동시에 탈탄 및 질화처리하는 1차 재결정 소둔을 중심으로 설명한다.

이러한 탈탄소둔 공정에서 산화층량을 700 내지 1,100ppm 범위로 제어하고, 탈탄소둔판 산화층 내부에 철산화물(Fe₂SiO₄, FeSiO₃, FeO)을 0.03 ~ 0.20g/m², 이산화규소(SiO₂)를 0.80 ~ 1.5g/m²으로 제어될 수 있다.

또한, 상기 탈탄소둔 공정에서 산화능(P_H2O/P_H2)을 0.002 ~ 1.008 범위로 제어할 수 있으며, 이슬점(due point)을 40 ~ 75℃ 범위로 제어할 수 있다. 상기 탈탄소둔 공정에서 소둔온도는 750 ~ 950℃ 범위로 제어할 수 있다.

소둔온도가 750℃ 미만일 경우 탈탄하는데 시간이 많이 걸리게 되며, 강판의 표면에 산화층이 치밀하게 형성되어 글라스 피막 형성 시에 결함이 발생한다. 그리고 소둔온도가 950℃ 초과할 경우 1차 재결정립들이 조대하게 성장하여 결정성장 구동력이 떨어져서 안정된 2차 재결정이 형성되지 않는다.

또한 동시 탈탄 질화 처리 시 질화처리를 위해 암모니아 가스를 투입하여 강판에 침질을 하게 된다.

이상과 같이 탈탄소둔과 질화처리를 한 강판의 표면에 소둔분리제를 물에 교반하여 슬러리상의 코팅액으로 준비하여 코터롤 등을 이용해 도포한다. 이 때 사용되는 용액은 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제로서, 상기 용액에 대해 0.01 ~ 0.5wt%로 첨가되는 니켈(Ni), 철(Fe), 실리콘(Si), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 스트론튬(Sr)의 산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 포함할 수 있다.

상기 MgO는 비표면적(BET) 값이 1 ~ 100, 부피비중 0.20 ~ 1.20, 입자입경 10 ~ 100㎛로 구성되며, 상기 MgO의 수화수분량은 20℃에서 60분간 교반조건에서 1.0 ~ 2.5% 범위일 수 있다. 또한 상기 MgO를 슬러리상으로 하여 강판에 도포할 때, 슬러리 조정단계에 있어서, 혼합조 내의 회전속도를 1,000 ~ 3,000rpm으로 5 ~ 30분 교반할 수 있다.

이상과 같이 소둔분리제가 도포된 강판을 건조대에서 건조한 다음 코일 형태로 권취된다.

본 발명에 따른 제조방법의 탈탄공정에서는, 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량이 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 더 많은 양이 도포되도록 제어할 수 있다. 이 때 상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량은 상기 코일 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 15 내지 25% 증가시켜 도포할 수 있으며, 바람직하게는 20% 증가시켜 도포할 수 있다. 코팅액 도포량의 증가율이 15% 미만인 경우 여전히 불균일 글라스 피막이 형성되는 문제가 있고, 25% 초과인 경우 용액 얼룩이 증가하는 문제가 있다.

상기 코일의 외권부는 최외권부로부터 상기 코일 전체 길이의 5 내지 15% 길이까지에 해당하는 영역이 될 수 있으며, 바람직하게는 최외권부로부터 상기 코일 전체 길이의 10% 길이까지에 해당하는 영역이 될 수 있다.

코팅액의 도포량을 제어하는 방법으로는 코터롤의 닙(Nip)압을 강판 스트립의 길이방향에 위치에 따라 조정함으로써 제어하는 방법을 적용할 수 있다. 도 1을 참조하면, 일례로, 최외권부에서 코일 전체길이의 대략 10% 길이까지의 영역인 외권부에 가해지는 닙압을 내권부에 가해지는 닙압보다 더 약하게 제어함으로써 도포량을 제어할 수 있다. 도 1에서 가로축은 코일을 펼쳤을 때의 길이이다.

이렇게 외권부에 가해지는 닙압은 내권부에 가해지는 닙압 대비 5 내지 15% 더 낮게 설정될 수 있으며, 바람직하게는 10% 더 낮게 설정될 수 있다.

이와 같이 코일의 외권부와 내권부의 코팅액 도포량을 다르게 함으로써 이후 최종소둔 과정 중 환원성 분위기 가스에 의한 산화층의 환원을 방지하고, 코일의 내·외권부에 따라 발생하는 길이방향 별 글라스 피막의 불균일을 저감할 수 있다. 이는 환원성 분위기 가스가 코일 외권부와 접촉하는 것을 최소화함과 동시에 판과 판 사이에서 발생하는 산화성 가스의 지연에 의해 글라스 피막의 불균일이 발생하지 않도록 최적의 코팅액 도포량을 유지함으로써 달성할 수 있다.

다음으로, 소둔분리제가 도포된 코일을 연속소둔로에 장입하여 2차 재결정을 위한 최종소둔을 실시한다.

연속소둔로에서 최종소둔은 이 중 커버가 형성된 박스형 소둔로에 권취된 코일을 장입한 다음 질소 및 수소 가스가 약 1 : 3의 비율로 혼합된 분위기에서, 약 1150 내지 1250℃의 범위에서 약 3일 내지 5일간 실시한다.

이와 같이 연속소둔로에서 최종소둔을 실시하게 되면 탈탄소둔 공정에서 강판에 형성된 Fe₂SiO₄와 SiO₂가 소둔분리제의 MgO가 반응을 하여 강판의 표면에 Mg₂SiO₄의 글라스 피막이 형성된다.

[실시예]

Si: 2.5~4.0wt%, Sb: 0.01~0.05wt%를 포함하는 저철손 신강종에 대하여 상기한 바와 같은 공정을 거쳐 방향성 전기강판을 제조하였으며, 이에 대해 기존의 전기강판과 비교하여 정품 적중률을 하기 표 1에서 대비하였다.

하기 표 1에서, 1차는 두께 0.27mm, 폭 1,000mm의 강판이고, 2차는 두께 0.30mm, 폭 1,000mm의 강판이며, 3차는 두께 0.23mm, 폭 1,200mm의 강판을 제조한 것이다.

	비교예의 표면품질 정품 적중률(%)	실시예의 표면품질 정품 적중률(%)	비고
1차	75	80	자성품질(자속밀도, 철손) 동등 수준을 기준으로 함
2차	80	90
3차	67	87

상기 표 1에서 보는 바와 같이 실시예의 표면품질 정품 적중률은 강판의 두께와 폭이 달라지더라도 적어도 80% 이상의 비율을 나타내는 반면, 비교예(종래 공정에 따른 강판)의 표면품질 정품 적중률은 상대적으로 낮은 비율을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims

중량%로, Si: 2.5~4.0%, 산가용성 Al: 0.020~0.040%, N: 0.0030~0.0075%, Mn: 0.20%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04~0.07%, S: 0.0060% 이하(단, 0%는 제외), P: 0.02~0.075%, Sb: 0.01~0.05wt%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계;
상기 슬라브를 열연압연 하여 열연판을 제조하는 단계;
상기 열연판을 냉간압연 하여 냉연판을 제조하는 단계;
상기 냉연판을 탈탄소둔 및 질화하여 1차 재결정 소둔을 하는 단계;
상기 소둔강판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔 분리제를 코팅액으로 도포하고 코일로 권취하는 단계; 및
상기 권취된 코일을 박스형 연속 소둔로에 장입하여 최종소둔하는 단계
를 포함하고,
상기 탈탄소둔 공정에서 상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량이 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 더 많은 양이 도포되도록 제어하고,
상기 코일의 외권부는 최외권부로부터 상기 코일의 전체 길이의 5 내지 15% 길이까지에 해당하는 영역인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량은 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 15 내지 25% 증가시켜 도포하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.
삭제
제 3 항에 있어서,
상기 탈탄소둔 공정에서 코터롤 닙(Nip)압을 조정하여 상기 코팅액의 도포량을 제어하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 코일의 외권부에 가해지는 상기 코터롤의 닙압은 상기 코일의 내권부에 가해지는 상기 코터롤의 닙압보다 5 내지 15% 더 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판 제조방법.
삭제
중량%로, Si: 2.5~4.0%, 산가용성 Al: 0.020~0.040%, N: 0.0030~0.0075%, Mn: 0.20%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04~0.07%, S: 0.0060% 이하(단, 0%는 제외), P: 0.02~0.075%, Sb: 0.01~0.05wt%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 열연압연, 냉간압연, 탈탄소둔 및 질화하여 1차 재결정 소둔한 소둔강판에 MgO를 주성분으로 하는 소둔 분리제를 코팅액으로 도포하고 코일로 권취한 다음 최종소둔 하여 제조된 방향성 전기강판에 있어서,
상기 탈탄소둔 시 상기 코일의 최외권부로부터 상기 코일의 전체 길이의 5 내지 15% 길이까지에 해당하는 영역인 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량이 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 더 많은 양이 도포되도록 제어되어 균일한 글라스 피막을 갖는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 코일의 외권부에 도포되는 코팅액의 도포량은 상기 코일의 내권부에 도포되는 코팅액의 도포량보다 15 내지 25% 증가시켜 도포하여 제조된 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 탈탄소둔 공정에서 코터롤 닙(Nip)압을 조정하여 상기 코팅액의 도포량을 제어하여 제조된 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
제 12 항에 있어서,
상기 코일의 외권부에 가해지는 상기 코터롤의 닙압은 상기 코일의 내권부에 가해지는 상기 코터롤의 닙압보다 5 내지 15% 더 낮게 설정되어 제조된 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
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