KR101633629B1 - 방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

방향성 전기강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계; 상기 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계; 상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판을 제조 하는 단계; 상기 냉연 강판을 탈탄 소둔 및 침질 소둔을 실시하는 단계; 상기 탈탄 소둔 및 침질 소둔이 완료된 전기강판에 알루미늄 금속의 도금층을 형성시키는 단계; 상기 도금층이 형성된 전기강판을 산화성 분위기에서 도금층의 표면에 알루미늄 산화층을 형성 시키는 단계; 상기 알루미늄 산화층이 형성 된 전기강판을 최종 소둔을 실시하는 단계; 를 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법이 개시 된다.

Description

방향성 전기강판 및 그 제조방법{ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성분계를 조절하여 자성 및 철손을 개선한 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 자기특성이 아주 뛰어난 연자성 재료이다.
방향성 전기강판의 경우 철손이 우수하기 위해선 전기강판의 비저항 값이 높아야 하고, 결정립경을 적절히 제어하여야 한다. 고유저항이 낮으면 와전류 손실이 커지므로 지므로 철손이 나빠지기 때문이다.
종래에는 비저항을 높이기 위해서 Si, Al, Mn등의 합금원소를 주로 첨가하여 왔다.
그러나 이러한 합금원소의 첨가는 재료를 경하게 만들어 다량 첨가 될 경우 냉간압연 할 수 없는 문제점이 생기며, 합금원소를 다량으로 사용함에 따라 불순원소의 함유량이 높아지게 되어 자성을 열위시키는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비저항증가를 위해 강판 내 알루미늄 함량을 높여, 철손이 낮고 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계; 상기 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계; 상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판을 제조 하는 단계; 상기 냉연 강판을 탈탄 소둔 및 침질 소둔을 실시하는 단계; 상기 탈탄 소둔 및 침질 소둔이 완료된 전기강판에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금층을 형성시키는 단계; 상기 도금층이 형성된 전기강판을 산화성 분위기에서 도금층의 표면에 알루미늄 산화층을 형성 시키는 단계; 상기 알루미늄 산화층이 형성 된 전기강판을 최종 소둔을 실시하는 단계; 를 포함한다.
상기 도금층을 형성 시키는 단계에서 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 합금일 수 있다.
상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금일 수 있다.
상기 용융도금단계에서 용융도금 온도는 600~900℃ 일 수 있다.
상기 슬라브를 재가열 하는 단계에서 슬라브에 재고용되는 질소의 총 함량은 20~50 ppm 일 수 있다.
상기 슬라브를 재가열 하는 단계에서 재가열 온도는 고용되는 N 및 S가 불완전 용체화 되는 온도 범위일 수 있으며, 상기 불완전 용체화 되는 온도 범위는 1250℃이하일 수 있다.
상기 열간압연 이후 열연강판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하며, 상기 열연판 소둔이후 강판 내의 석출물의 평균 크기는 200~3000Å일 수있다.
상기 냉연 강판을 제조 하는 단계는 1회 강냉간압연으로 87% 이상으로 압연할 수 있다.
상기 탈탄소둔 및 침질소둔은 800~950℃ 에서 수행할 수 있다.
상기 최종 소둔은 2차 재결정이 일어나기 전의 승온구간에서는 질소와 수소 가스의 혼합 분위기 하에서 이루어지고, 2차 재결정 완료 이후에는 수소분위기 하에서 이루어 질 수 있다.
상기 냉연 강판을 탈탄 소둔 및 침질 소둔을 실시하는 단계는 탈탄 소둔과 침질 소둔을 동시에 실시하는 것 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은, 중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하며, 상기 전기강판의 상부에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금층이 형성되며, 상기 도금층 상부에 알루미늄 산화층이 형성된 방향성 전기강판이다.
상기 전기강판의 도금층의 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 도금층인 방향성 전기강판일 수 있다.
상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 방향성 전기강판은, 중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 가열하되, 상기 슬라브 가열 후 재고용되는 N의 함량이 20~50 ppm이 되는, 전기강판의 상부에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금층이 형성되며, 상기 도금층 상부에 알루미늄 산화층이 형성된 방향성 전기강판이다.
또한, 상기 전기강판의 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 합금 일 수 있다.
상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금일 수 있다.
또한, 상기 가열된 슬라브를 열간압연 한 다음 열연판 소둔을 실시하며, 열연판 소둔 이후 강판 내의 석출물의 평균 크기는 200~3000Å 인 방향성 전기강판 일 수 있다.
본 발명에 의한 방향성 전기강판은 제강단계에서의 Al을 적정 범위 내에서 제어하여 탈탄 소둔 및 침질 소둔 단계에서 조대한 질화물의 형성을 억제한다. 그리고 이 후 단계에서 Al을 강판 내부로 확산하게 하여 비저항을 증가시키고 철손이 낮고 자성이 우수한 방향성 전기강판을 제공 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 방향성 전기강판의 제조 방법에서는 최종 소둔 전 별도의 소둔분리제의 도포 없이도 절연성이 우수한 방향성 전기강판을 생상 할 수 있다.
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.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하며, 상기 전기강판의 상부에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금층이 형성되며, 상기 도금층 상부에 알루미늄 산화층이 형성된 방향성 전기강판이다.
상기 전기강판의 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 합금일 수 있다.
또한, 상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금일 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은, 중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계; 상기 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계; 상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판을 제조 하는 단계; 상기 냉연 강판을 탈탄 소둔 및 침질 소둔을 실시하는 단계; 상기 탈탄 소둔 및 침질 소둔이 완료된 전기강판에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금층을 형성시키는 단계; 상기 도금층이 형성된 전기강판을 산화성 분위기에서 도금층의 표면에 알루미늄 산화층을 형성 시키는 단계; 상기 알루미늄 산화층이 형성 된 전기강판을 최종 소둔을 실시하는 단계; 를 포함한다.
상기 도금층을 형성 시키는 단계에서 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 합금일 수 있다. 상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금일 수 있다.
본 발명의 성분 한정이유에 대하여 설명한다.
[Si : 2.0~6.5wt%]
Si은 전기강판의 기본 조성으로 소재의 비저항을 증가시켜 철손(core loss)을 낮추는 역할을 한다.
Si함량이 2.0wt% 미만인 경우 비저항이 감소하게 되어 와전류손이 증가하여 철손특성이 열화된다. 또한 고온소둔시 페라이트와 오스테나트간 상변태가 발생하게 되어 2차재결정이 불안정해질뿐만 아니라 집합조직이 심하게 훼손된다.
Si함량이 6.5wt% 초과인 경우 자왜특성과 투자율이 현저히 열위하게 된다.
[Al : 0.04wt% 이하]
Al은 열간압연과 열연판소둔시에 미세하게 석출된 AlN이외에도 냉간압연이후의 소둔공정에서 암모니아가스에 의해서 도입된 질소이온이 강중에 고용상태로 존재하는 Al, Si, Mn과 결합하여 (Al,Si,Mn)N 및 AlN형태의 질화물을 형성함으로써 강력한 결정립 성장 억제제의 역할을 수행한다.
그러나 슬라브에서 Al이 0.040wt% 초과일 경우 조대한 질화물을 형성하여 결정립 성장 억제력이 떨어지게 되고 결국 철손 및 자성에 나쁜 영향을 미치게 된다.
[Mn : 0.20wt% 이하]
Mn은 비저항을 증가시켜 와전류손을 감소시킴으로써 전체철손을 감소시키는 효과도 있으며, Si과 함께 질화처리에 의해서 도입되는 질소와 반응하여 (Al,Si,Mn)N의 석출물을 형성함으로써 1차재결정립의 성장을 억제하여 2차재결정을 일으키는 원소이다.
Mn이 0.20wt% 초과할 경우 강판 표면에 Fe2SiO4이외에 (Fe, Mn) 및 Mn 산화물이 다량 형성되어 고온소둔중에 형성되는 베이스코팅 형성을 방해하여 표면품질을 저하시키게 되고, 고온소둔공정에서 페라이트와 오스테나이트간 상변태를 유발하기 때문에 집합조직이 심하게 훼손되어 자기적 특성이 크게 열화되게 된다. 그러므로 Mn은 0.20wt% 이하로 한다.
[N : 0.01wt% 이하]
N은 Al과 반응하여 AlN을 형성하는 원소로서 0.01wt% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
N이 0.01wt%를 초과하면 열연 이후의 공정에서 질소확산에 의한 표면결함을 초래하고, 슬라브 상태에서 질화물이 과다하게 형성되어 압연성이 저하되어 이후의 공정이 복잡해지고 제조단가가 상승하는 원인이 된다.
또한, 냉간압연이후의 소둔공정에서 암모니아가스를 이용한 질화처리시 (Al,Si,Mn)N 및 AlN 등의 질화물을 형성하기 위해 추가로 필요한 N을 재고용 시킬 수 있다.
[C : 0.04~0.12wt%]
C은 페라이트 및 오스테나이트간 상변태를 야기하는 원소로서 취성이 강해 압연성이 좋지않은 전기강판의 압연성 향상을 위해 필수적인 원소이나, 최종제품에 잔존하게 될 경우 자기적 시효효과로 인해 형성되는 탄화물이 자기적 특성을 악화시키는 원소이다.
본 발명에 의한 Si함량의 범위에서 C이 0.04wt% 미만으로 함유되게 되면 페라이트 및 오스테나이트간 상변태가 일어나지 않아 슬라브 및 열간압연 미세조직의 불균일화를 야기하게 된다.
또한, 0.12wt%을 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.
[S : 0.010wt% 이하]
S는 Mn과 반응하여 MnS을 형성하는 중요한 원소이다.
S는 0.01wt%이상 함유 되면 MnS의 석출물들이 슬라브내에서 형성되어 결정립 성장을 억제하게 되며, 주조시 슬라브 중심부에 편석하여 이후 공정에서의 미세조직을 제어하기가 어렵다.
또한 본 발명에서는 MnS를 결정립성장 억제제로서 사용하지 않기 때문에 S는 첨가되지 않는 것이 바람직하다. 다만 제강공정 중 불가피 하게 혼입 되는 양을 고려하여 0.01wt%이하인 것이 바람직하다.
[P : 0.005~0.05wt%]
P는 결정립계에 편석하여 결정립계의 이동을 방해하고 동시에 결정립 성장을 억제하는 보조적인 역할을 한다.
또한 미세조직측면에서 {110}<001>집합조직을 개선하는 효과가 있다.
P의 함량이 0.005wt% 미만이면 첨가효과가 없으며, 0.05wt% 를 초과하면 취성이 증가하여 압연성을 크게 나빠진다.
상기와 같은 조성의 슬라브를 이용하여 방향성 전기강판을 제조하는 공정에 대하여 설명 한다.
상기와 같은 조성의 슬라브를 재가열 한다. 상기 슬라브를 재가열 하는 단계에서 슬라브에 재고용되는 질소의 총 함량은 20~50 ppm 일 수 있다.
재고용되는 N의 함량은 소강내에 함유되어 있는 Al의 함량을 고려해야 하며, 이는 결정립 성장 억제제로 사용되는 질화물이 (Al,Si,Mn)N 및 AlN이기 때문이다.
즉, 재고용되는 N이 탈탄 질화 소둔공정에서 형성되는 추가적인 AlN의 크기와 양을 좌우하게 되며, AlN의 크기가 동일할 경우 양이 많으면 결정립 성장 억제력이 증가하여 고스집합조직으로 이루어져있는 적합한 2차 재결정 미세조직을 얻을 수가 없게 된다.
반대로 양이 너무 적으면 1차 재결정 미세조직의 결정립 성장 구동력이 증가하게 되어 상술한 현상과 유사하게, 적절한 2차 재결정 미세조직을 얻을 수가 없게 된다.
또한, 슬라브를 재가열 하는 단계에서 고용되는 N 및 S가 불완전 용체화되는 온도 범위에서 재가열하는 것이 바람직하다.
만약 N 및 S가 완전용체화될 경우 열연판 소둔 열처리후 질화물이나 황화물이 미세하게 다량 형성됨으로써 후속공정인 1회 강냉간압연이 불가능하게 되어 추가적인 공정이 필요하게 되어 제조원가가 상승하는 문제점이 발생한다.
또한 1차 재결정립 크기가 상당히 미세하게 되기 때문에 적절한 2차재결정을 발현할 수 없다. 불완전 용체화를 하기 위해서는 1250 ℃ 이하의 온도로 슬라브를 재가열하는 것이 바람직하다.
상기 재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조한다.
또한, 상기 열연강판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
열간압연된 열연판내에는 응력에 의해서 압연방향으로 연신된 변형조직이 존재하게 되며 열연중에 AlN이나 MnS등이 석출하게 된다.
따라서 냉간압연 전에 균일한 재결정 미세조직과 미세한 AlN의 석출물분포를 갖기 위해서 열연판 소둔을 실시 한다.
열연판 소둔온도는 오스테나이트 분율을 최대로 가져가기 위해서 900~1200℃ 까지 가열하고, 균열 열처리를 실시한 후 냉각하는 방법을 취하는 것이 바람직하다.
상술한 열처리를 적용한 후 열연판 소둔 열처리 후 스트립(strip)내의 석출물 평균크기는 200~3000Å의 범위일 수 있다.
열연판 소둔 후에는 0.10mm~0.50mm의 두께로 냉간압연을 실시하며, 중간에 변형된 조직의 풀림 열처리를 하지 않고 초기 열연두께에서 바로 최종제품의 두께까지 압연하는 1회 강 냉간압연을 하는 것이 바람직하다.
1회 강냉간압연으로 {110}<001>방위의 집적도가 낮은 방위들은 변형방위로 회전하게 되고 {110}<001>방위로 가장 배열이 잘된 고스결정립들만 냉간압연판에 존재하게 된다.
따라서 2회 이상의 압연방법에서는 집적도가 낮은 방위들도 냉간압연판에 존재하게 되어 최종고온소둔시에 같이 2차재결정하게 되어 자속밀도와 철손이 낮은 특성을 얻게 된다.
따라서, 냉간압연은 1회 강냉간압연으로 냉간압연율이 87%이상으로 압연하는 것이 바람직하다.
냉간압연된 냉연강판은 탈탄과 암모니아 가스를 사용한 침질처리를 수행하게 된다.
그리고 암모니아가스를 사용하여 결정립 성장 억제제인 (Al,Si,Mn)N, AlN, (B,Si,Mn)N, (Al,B)N, BN 등을 석출하는데 있어서, 탈탄 및 재결정을 마치고 암모니아가스를 사용하여 질화처리 할 수 있다.
또는 탈탄과 동시에 질화처리를 같이 할 수 있도록 암모니아가스를 동시에 주입하는 방법을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
탈탄처리와 질화처리에 있어서 강판의 소둔온도는 800~950℃ 의 범위내에서 열처리하는 것이 바람직하다.
강판의 소둔온도가 800℃ 이하로 낮으면 탈탄하는데 시간이 많이 걸리게 되며, 강판의 표면에 SiO2산화층이 치밀하게 형성되어 베이스코팅 결함이 발생하며, 950℃ 이상으로 가열하게 되면 재결정립들이 조대하게 성장하여 결정성장 구동력이 떨어져서 안정된 2차재결정이 형성되지 않는다.
소둔시간은 생산성을 감안하여 5분이내에서 처리할 수 있다.
탈탄소둔 및 질화소둔이 종료되기 직전 또는 탈탄소둔 및 질화소둔이 완료된 이후 환원성 분위기에서 강판의 표면에 형성된 외부 산화층에 존재하는 산화층 중 일부 내지 전부를 환원시켜 제거한 후, 강판에 알루미늄 용융금속 또는 알루미늄 합금 용융 금속을 도금시켜 도금층을 형성한다.
상기 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 합금일 수 있다. 또한 상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금일 수 있다.
알루미늄 또는 알루미늄-규소 용융금속을 도금할 때 온도는 600~900℃ 인 것이 바람직하다.
600℃ 미만에서 도금할 경우 도금 금속이 불균질하게 용융되어 있어 도금 품질을 열위하게 하고, 900℃ 를 초과한 온도에서 도금 할 경우 금속과 탈탄 질화 처리된 강판의 표면 젖음성을 열위하게 하여 도금 품질을 저해하게 된다.
알루미늄 또는 알루미늄-규소의 도금이 완료된 강판은 산화성 분위기에서 열처리 하여 도금층의 표면에 알루미늄 산화층을 형성 시킨다.
상기 알루미늄 산화층의 형성은, 산소가 포함되어 있는 가스분위기 하에서 열처리 함으로써 형성 될 수 있다.
이후 알루미늄 산화층이 형성된 전기강판을 최종소둔하여 2차 재결정을 일으킴으로써 강판의 {110}면이 압연면에 평행하고, <001>방향이 압연방향에 평행한 {110}<001> 집합조직을 형성하여 방향성 전기강판을 제조한다.
종래에는 방향성 전기강판 생산시 최종 소둔 이전 MgO또는 알루니마를 주성분으로 하는 소둔 분리제를 도포하고 최종 소둔 하였으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 생산 방법에서는 도금층 상부에 형성 된 알루미늄 코팅층이 최종 소둔 시 유리질 피막을 형성 하게 되므로 별도의 소둔 분리제를 도포하는 단계를 생략 할 수 있다.
최종 소둔시 2차 재결정에 의한 {110}<001> 집합조직이 형성되고, 자기특성을 해치는 불순물이 제거된다.
또한 용융도금된 알루미늄이 강판 내부로 확산 및 침투하여 강판의 알루미늄 함량이 증가되어 비저항이 증가됨으로써 방향성 전기강판의 자기특성이 우수해진다.
또한 알루미늄 산화층은 최종소둔 단계에서 유리질 피막을 형성 하여 절연성을 부여하게 된다.
최종 소둔의 방법으로는 2차 재결정이 일어나기 전의 승온구간에서는 질소와 수소의 혼합가스로 유지하여 입자성장 억제제인 질화물을 보호함으로써 2차 재결정이 잘 발달되도록 하고, 2차 재결정 완료 후에는 수소분위기에서 장시간 유지하여 불순물을 제거하도록 한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예1]
Si:3.2wt%, C:0.055wt%, Mn:0.099wt%, S:0.0045wt%, N:0.0043wt%, Al:0.028wt%, P:0.028wt%, 나머지 성분은 잔부 Fe와 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 함유하는 슬라브를 1200℃의 온도로 재가열하였다.
이후, 2.3mm로 열간압연하였다. 열연판은 1050℃의 온도로 가열한 후 950℃에서 180초간 유지하고 물에 급냉하였다.
상기 강판을 산세한 후 0.23mm 두께로 1회 강냉간압연하고, 냉간압연된 판은 870℃의 온도로 습한 수소와 질소 및 암모니아 혼합가스분위기 속에서 180초간 유지하여 질소함량이 200ppm이 되도록 동시 탈탄 질화 소둔 처리하였다.
이 강판에 표 1과 같이 알루미늄 또는 알루미늄-25%규소 이원계 용융금속을 용해도금시킨 후 최종소둔하였다.
최종소둔은 1200℃ 까지는 25%질소+75%수소의 혼합분위기로 하였고, 1200℃ 도달후에는 100%수소분위기에서 10시간이상 유지후 노냉하였다.
각각의 조건에 대하여 자기적 특성을 측정한 값은 표 1과 같다.
용해도금 여부 철손(W17/50, W/kg) 자속밀도(B10, Tesla) 구분
안함 0.883 1.885 비교재1
안함 0.882 1.889 비교재2
안함 0.911 1.88 비교재3
안함 0.883 1.883 비교재4
알루미늄 0.767 1.888 발명재1
알루미늄 0.779 1.88 발명재2
알루미늄 0.766 1.888 발명재3
알루미늄 0.786 1.886 발명재4
알루미늄-규소 0.761 1.881 발명재5
알루미늄-규소 0.784 1.888 발명재6
알루미늄-규소 0.767 1.883 발명재7
알루미늄-규소 0.768 1.885 발명재8
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 알루미늄 내지 알루미늄-규소 합금을 용융도금 시킨 발명재가 철손 특성의 현격한 향상이 있음을 알 수 있다.
[실시예2]
Si:3.2wt%, C:0.053wt%, Mn:0.099wt%, S:0.0042wt%, N:0.0044wt%, Al:0.029wt%, P:0.029wt%, 나머지 성분은 Fe와 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하는 슬라브를 실시예 1 과 같은 방법으로 방향성 전기강판을 생산 하였다. (상기 제조 공정 중 도금층은 알루미늄-규소로 형성하였다.)
발명재에 대하여는 알루미늄-규소 도금층을 산화성 분위기에서 열처리하여 알루미늄 산화층을 도금층의 상부에 형성 하였으며, 비교재에 대하여는 산화성 분위기에서 열처리를 하지 않았다.
각각의 조건에 대하여 자기적 특성을 측정하여 표2에 나타내었다.
도금층
열처리분위기		 철손(W17/50, W/kg) 자속밀도(B10, Tesla) 판붙음정도 구분
대기중 0.774 1.888 95% 비교재1
대기중 0.779 1.888 98% 비교재2
대기중 0.788 1.88 95% 비교재3
대기중 0.782 1.884 100% 비교재4
산화성 0.765 1.889 0% 발명재1
산화성 0.772 1.888 1% 발명재2
산화성 0.789 1.888 1% 발명재3
산화성 0.76 1.88 0% 발명재4
상기 표2에서 확인할 수 있는 바와 같이 알루미늄-규소 합금을 용융도금시킨 후 산화성 분위기에서 일정시간 유지하여 표면에 산화 알루미늄 층을 형성시킨 발명재가 비교재와 비교할 때 동등한 자속 밀도와 철손을 가지면서 절연성이 우수한 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. 중량%로, Si: 2.0~6.5%, Al: 0.040% 이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.20% 이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), S: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않는다), P: 0.005~0.05%, C: 0.04~0.12%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계;
    상기 슬라브를 재가열하는 단계;
    상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계;
    상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판을 제조 하는 단계;
    상기 냉연 강판을 탈탄 소둔 및 침질 소둔을 실시하는 단계; 및
    상기 탈탄 소둔 및 침질 소둔이 완료된 전기강판에 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 도금층을 형성시키는 단계;
    상기 도금층이 형성된 전기강판을 산화성 분위기에서 도금층의 표면에 알루미늄 산화층을 형성 시키는 단계;
    상기 알루미늄 산화층이 형성 된 전기강판을 최종 소둔을 실시하는 단계;
    를 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도금층을 형성 시키는 단계에서 알루미늄 합금은 알루미늄-규소 합금인 방향성 전기강판의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 알루미늄-규소 합금은 알루미늄-25%규소 합금인 방향성 전기강판의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금층을 형성 시키는 단계에서 도금 온도는 600~900℃인 방향성 전기강판의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슬라브를 재가열 하는 단계에서 슬라브에 재고용되는 질소의 총 함량은 20~50 ppm 인 방향성 전기강판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 슬라브를 재가열 하는 단계에서 재가열 온도는 고용되는 N 및 S가 불완전 용체화 되는 온도 범위인 방향성 전기강판의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 불완전 용체화 되는 온도 범위는 1250℃이하인 방향성 전기강판의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 열연강판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하며,
    상기 열연판 소둔이후 강판 내의 석출물의 평균 크기는 200~3000Å 인 방향성 전기강판의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉연 강판을 제조 하는 단계는 1회 강냉간압연으로 87% 이상으로 압연하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탈탄소둔 및 침질소둔은 800~950℃ 에서 수행하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 최종 소둔은 2차 재결정이 일어나기 전의 승온구간에서는 질소와 수소 가스의 혼합 분위기 하에서 이루어지고, 2차 재결정 완료 이후에는 수소분위기 하에서 이루어 지는 방향성 전기강판의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉연 강판을 탈탄 소둔 및 침질 소둔을 실시하는 단계는 탈탄 소둔과 침질 소둔을 동시에 실시하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 제조방법.
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