KR101989725B1

KR101989725B1 - 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101989725B1
Application number: KR1020177024912A
Authority: KR
Inventors: 다케시 이마무라; 마사노리 다케나카; 유이코 와키사카
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2019-06-14
Also published as: CA2977208C; BR112017018925B1; WO2016139818A1; CN107406936B; WO2016140373A8; RU2666393C1; CN107406936A; EP3266896B1; WO2016140373A1; JPWO2016140373A1; JP6432671B2; CA2977208A1; US10889880B2; KR20170110705A; EP3266896A1; US20180066346A1; EP3266896A4; MX2017011321A; BR112017018925A2

Abstract

입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유하는 경우에도, 저철손의 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방향성 전기 강판의 제조 방법은, 마무리 어닐링 후에 2 차 재결정판의 온도가 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지 저하되는 데에 필요로 하는 시간을 T (hr) 로 했을 때, 평탄화 어닐링 공정에서 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 을, Pr ≤ － 0.075T ＋ 18 (단, T ＞ 10, 5 ＜ Pr) 을 만족하도록 제어한다. 그 결과, Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유하는 경우에도, 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도를 1.0 × 10¹³ m^-2 이하로 하는 저철손의 방향성 전기 강판을 얻을 수 있다.

Description

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

본 발명은, 변압기의 철심 재료에 바람직한 저철손의 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

방향성 전기 강판은, 변압기나 발전기의 철심 재료로서 사용되는 연자성 재료로, 철의 자화 (磁化) 용이축인 ＜001＞ 방위가 강판의 압연 방향으로 맞추어진 결정 조직을 갖는 것이다. 이와 같은 결정 조직은, 방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링시에, 이른바 고스 (Goss) 방위라고 칭해지는｛110｝＜001＞ 방위의 결정립을 우선적으로 거대 성장시킴으로써 형성된다.

이 방향성 전기 강판에 대해서는, 인히비터로 불리는 석출물을 이용하여 마무리 어닐링 중에 Goss 방위를 갖는 결정립을 2 차 재결정시키는 것이 일반적인 기술로서 사용되고 있다. 이 방법으로는 예를 들어, AlN, MnS 를 사용하는 방법, MnS, MnSe 를 사용하는 방법이 공업적으로 실용화되어 있다. 이들 인히비터를 사용하는 방법은, 1300 ℃ 이상으로 고온에서의 슬래브 가열을 필요로 하는데, 안정적으로 2 차 재결정립을 발달시키는 데에 매우 유용한 방법이다.

나아가서는, 이들 인히비터의 기능을 강화하기 위해서, Pb, Sb, Nb, Te 를 이용하는 방법이나, Zr, Ti, B, Nb, Ta, V, Cr, Mo 를 이용하는 방법도 알려져 있다. 또, 특허문헌 1 에는, 인히비터로서 질화물을 이용하는 것 외에, 입계 편석 원소인 Bi, Sb, Sn, P 를 이용하는 방법이 개시되어 있다. 또 특허문헌 2 에는, 통상보다 얇은 슬래브 두께로 제조할 때에도, 입계 석출 원소인 Sb, Nb, Mo, Cu, Sn 을 이용하여 자성을 양호하게 하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허공보 제3357615호 일본 특허공보 제5001611호 일본 공개특허공보 2012-177162호 일본 공개특허공보 2012-36447호

최근, 자기 특성은 점점 향상되어, 고레벨의 자성을 안정적으로 발휘할 수 있는 방향성 전기 강판을 제조하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 자기 특성을 향상시키기 위해 입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 첨가해도, 실제로는 자기 특성이 향상되지 않고, 저철손이 얻어지지 않는다는 문제가 현재화 (顯在化) 되어 왔다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유하는 경우에도, 저철손의 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일반적으로, 제조 공정 중에서 인히비터로 불리는 석출물을 이용하여 자기 특성을 향상시키는 경우, 최종 제품에서는 이 석출물이 자벽의 이동을 저해하여 자기 특성을 열화시킨다. 그 때문에, 석출물 형성 원소인 N, S, Se 등을 지철 내부로부터 피막 중 또는 계 외로 배출할 수 있는 조건에서 마무리 어닐링한다. 즉, 마무리 어닐링은 1200 ℃ 정도의 고온에서 수 시간 내지 수십 시간, H₂ 를 주체로 한 분위기 하에서 실시한다. 이 처리에 의해, 지철 내부의 N, S, Se 는 분석 한계 이하까지 감소하여, 최종 제품에서는 석출물이 형성되지 않고, 양호한 자기 특성이 확보되고 있다.

한편, 슬래브에 입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유시킨 경우, 이들 원소는 마무리 어닐링의 과정에서 피막 중으로 이동하거나 계 외로 나오는 경우는 없다. 따라서, 이들 원소가 평탄화 어닐링 공정에서 어떠한 작용에 의해 자성을 불안정화시키고 있을 가능성이 있을 것으로 본 발명자들은 생각하였다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 자기 특성이 열화된 방향성 전기 강판에서는, 결정립계 근방에 전위가 많이 발생하고 있고, 이것은, Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 가 마무리 어닐링 후의 냉각의 과정에서 입계에 편석되었던 것에 기인하는 것으로 생각된다.

그래서 본 발명들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 한 결과, 마무리 어닐링 후에 2 차 재결정판이 어느 온도역 내에 체류하는 시간과의 관계에서, 그 후의 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력을 제어하는 것이 유효한 것을 알아내었다. 이로써, 평탄화 어닐링 후에, 지철의 결정립계 근방에 전위가 발생하는 것을 효과적으로 억제하여, 전위가 자벽 이동을 저해함으로써 발생하는 자기 특성의 열화를 억제할 수 있을 것으로 생각된다.

상기 지견에 기초하는 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.

[1] 지철의 표면에 포스테라이트 피막을 갖는 방향성 전기 강판으로서,

상기 지철이, 질량％ 로, Si : 2.0 ∼ 8.0 ％ 및 Mn : 0.005 ∼ 1.0 ％ 를 함유함과 함께, Sb : 0.010 ∼ 0.200 ％, Sn : 0.010 ∼ 0.200 ％, Mo : 0.010 ∼ 0.200 ％, Cu : 0.010 ∼ 0.200 ％, 및 P : 0.010 ∼ 0.200 ％ 의 적어도 1 종류를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 가지며,

상기 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도가 1.0 × 10¹³ m^-2 이하인 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판.

[2] 상기 성분 조성은, 질량％ 로 추가로, Ni : 0.010 ∼ 1.50 ％, Cr : 0.01 ∼ 0.50 ％, Bi : 0.005 ∼ 0.50 ％, Te : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 Nb : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 의 적어도 1 종류를 함유하는 상기 [1] 에 기재된 방향성 전기 강판.

[3] 질량％ 로, Si : 2.0 ∼ 8.0 ％ 및 Mn : 0.005 ∼ 1.0 ％ 를 함유함과 함께, Sb : 0.010 ∼ 0.200 ％, Sn : 0.010 ∼ 0.200 ％, Mo : 0.010 ∼ 0.200 ％, Cu : 0.010 ∼ 0.200 ％, 및 P : 0.010 ∼ 0.200 ％ 의 적어도 1 종류를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 열연판을 얻는 공정과,

그 열연판에 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시하는 공정과,

상기 열연판에, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판 두께의 냉연판을 얻는 공정과,

그 냉연판에 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻는 공정과,

1 차 재결정판의 표면에 어닐링 분리제를 도포하고, 이어서 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 지철의 표면에 포스테라이트 피막을 갖는 2 차 재결정판을 얻는 공정과,

그 2 차 재결정판에 750 ℃ 이상에서 5 초 이상 60 초 이하의 평탄화 어닐링을 실시하는 공정을 포함하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,

상기 마무리 어닐링 후에 상기 2 차 재결정판의 온도가 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지 저하되는 데에 필요로 하는 시간을 T (hr) 로 했을 때, 상기 평탄화 어닐링 공정에서는, 상기 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 을, 하기 조건 식 (1) 을 만족하도록 제어하고, 상기 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도를 1.0 × 10¹³ m^-2 이하로 하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.

Pr ≤ -0.075T ＋ 18 (단, T ＞ 10, 5 ＜ Pr)···(1)

[4] 상기 마무리 어닐링 후, 상기 2 차 재결정판의 냉각의 과정에서, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 소정 온도에서 5 시간 이상 상기 2 차 재결정판을 유지하는, 상기 [3] 에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[5] 상기 성분 조성은, 질량％ 로 Sb : 0.010 ∼ 0.100 ％, Cu : 0.015 ∼ 0.100 ％, 및 P : 0.010 ∼ 0.100 ％ 를 함유하는 상기 [3] 또는 [4] 에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[6] 상기 성분 조성은, 질량％ 로 추가로, Ni : 0.010 ∼ 1.50 ％, Cr : 0.01 ∼ 0.50 ％, Bi : 0.005 ∼ 0.50 ％, Te : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 Nb : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 의 적어도 1 종류를 함유하는 상기 [3] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[7] 상기 성분 조성은, 질량％ 로 추가로, C : 0.010 ∼ 0.100 ％ 를 함유함과 함께, Al : 0.01 ％ 이하, N : 0.005 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, 및 Se : 0.005 ％ 이하를 함유하는 상기 [3] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.

[8] 상기 성분 조성은, 질량％ 로 추가로,

C : 0.010 ∼ 0.100 ％ 를 함유함과 함께,

(i) Al : 0.010 ∼ 0.050 ％ 및 N : 0.003 ∼ 0.020 ％,

(ⅱ) S : 0.002 ∼ 0.030 ％ 및/또는 Se : 0.003 ∼ 0.030 ％,

의 적어도 일방을 함유하는 상기 [3] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.

또한, 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력은, 특허문헌 3 이나 특허문헌 4 에 기재가 있지만, 이것들은 포스테라이트 피막의 인장 장력 열화를 방지하는 목적이고, 본 발명과 같이, 지철 중의 전위를 감소시키는 목적과는 본질적으로 상이한 것이다. 본 발명에서는, 마무리 어닐링 후에 2 차 재결정판의 온도가 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지 저하되는 데에 필요로 하는 시간 (이하, 「마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간」이라고도 한다) 과, 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력의 관계성을 신규하게 분명히 하고, 그것을 제어하는 것이다.

본 발명의 방향성 전기 강판은, 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도가 1.0 × 10¹³ m^-2 이하이기 때문에, 입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유하는 경우에도 저철손이다.

본 발명의 방향성 전기 강판의 제조 방법은, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T (hr) 와의 관계에서, 평탄화 어닐링 공정에서 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 을 최적화했기 때문에, Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유하는 경우에도, 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도가 1.0 × 10¹³ m^-2 이하로 작은, 저철손의 방향성 전기 강판을 얻을 수 있다.

도 1 은, 실험 1 에 있어서, 평탄화 어닐링 공정에서 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 과 제품판의 철손 W_17/50 (W/㎏) 의 관계를 나타낸 도면이다.
도 2 는, 실험 1 에 있어서, 강 슬래브 B 를 사용하고, 라인 장력 Pr 을 16 ㎫ 로 한 경우의, 제품판의 입계 부근의 TEM 화상이다.
도 3 은, 실험 1 에 있어서, 강 슬래브 B 를 사용하고, 라인 장력 Pr 을 8 ㎫ 로 한 경우의, 제품판의 입계 부근의 TEM 화상이다.
도 4 는, 실험 2 에 있어서, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T (hr) 및 평탄화 어닐링 공정에서 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 이, 제품판의 철손 W_17/50 (W/㎏) 에 미치는 영향을 나타낸 도면이다.
도 5 는, 실험 2 에 있어서, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T (hr) 및 평탄화 어닐링 공정에서 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 이, 제품판의 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도 (m^-2) 에 미치는 영향을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 완성하기에 이른 실험에 대해 설명한다.

＜실험 1＞

질량％ 로, C : 0.063 ％, Si : 3.35 ％, Mn : 0.09 ％, S : 0.0032 ％, N : 0.0020 ％, sol.Al : 0.0044 ％ 를 함유한 강 슬래브 A, 및 C : 0.065 ％, Si : 3.33 ％, Mn : 0.09 ％, S : 0.0030 ％, N : 0.0028 ％, sol.Al : 0.0048 ％, Sb : 0.037 ％ 를 함유한 강 슬래브 B 를, 각각 연속 주조로 제조하고, 1200 ℃ 에서 슬래브 가열하였다. 그 후, 이들 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 판 두께 2.0 ㎜ 의 열연판으로 마무리하였다. 그 후, 열연판에 1050 ℃ 에서 40 초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 냉간 압연에 의해 판 두께 0.23 ㎜ 의 냉연판으로 마무리하였다. 또한, 냉연판에 840 ℃ 에서 130 초, 50 ％ H₂-50 ％ N₂, 노점 60 ℃ 의 습윤 분위기 하에서 탈탄 어닐링을 겸하는 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻었다. 그 후, 1 차 재결정판의 표면에 MgO 를 주체로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 1200 ℃ 에서 10 시간, H₂ 분위기 하에서 보정 (保定) 하는 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 2 차 재결정판을 얻었다. 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T (hr) 는 40 시간으로 하였다. 또한, 본 명세서에 있어서 「2 차 재결정판의 온도」는, 2 차 재결정판의 코일의 단면 (端面) (코일을 거꾸로 재치 (載置) 했을 때의 최하부) 의, 최내권과 최외권의 중간 위치에서 측정한 온도로 한다.

또한, 형상 교정의 목적으로, 2 차 재결정판에 830 ℃ × 30 초의 평탄화 어닐링을 실시하여, 제품판을 얻었다. 그 때, 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 을 여러 가지로 변경하였다. 본 명세서에 있어서 「라인 장력」이란, 연속 어닐링로를 통판할 때에, 주로 사행을 방지하기 위해서 2 차 재결정판에 부여되는 인장 장력으로, 어닐링로 앞뒤의 브라이들 롤로 제어한다.

얻어진 제품판의 철손 W_17/50 (50 Hz 의 주파수로 1.7 T 의 여자 (勵磁) 를 실시한 경우의 철손) 을 JIS C 2550 에 기재된 방법으로 측정하였다. 결과를 도 1 에 나타낸다. 이 결과로부터, Sb 를 함유한 강 슬래브 B 의 경우에는, 라인 장력 Pr 을 15 ㎫ 이하로 한 경우에, 강 슬래브 A 의 경우보다 충분히 제품판의 철손 W_17/50 을 낮출 수 있는 것이 분명해졌다. 또한, 강 슬래브 A, B 의 경우 모두, 라인 장력이 18 ㎫ 에서는 제품판에 크리프 변형이 발생하고, 이 때문에 자기 특성이 크게 열화된 것으로 생각된다.

이들 제품판의 지철의 성분 분석을 실시한 결과, 강 슬래브 A, B 의 경우 모두, C 는 약 12 질량ppm 으로 저감되고, S, N, 및 sol.Al 은 4 질량ppm 미만 (분석 한계 미만) 으로 변화되어 있었지만, Si, Mn, 및 Sb 는 거의 슬래브의 함유량과 동등하였다. 또한, 지철의 성분 분석은, 제품판의 포스테라이트 피막을 제거하기 위해서 80 ℃ 의 10 ％ 염산 수용액에 2 분 담그고, 건조시킨 후에 분석에 제공하였다. 이 결과로부터, 자성을 열화시키는 황화물이나 질화물은 석출되어 있지 않는 것을 알 수 있어, 석출물이 원인이라고는 생각하기 어려운 것이 판명되었다.

다음으로, 입계 편석 원소 Sb 를 함유하고 있는 강 슬래브 B 의 경우에, 라인 장력 Pr 을 작게 함에 따라 제품판의 철손이 저하되는 원인을 밝혀내기 위해, 제품판의 지철의 결정립계 근방을, 투과형 전자 현미경 (JEOL 제조 JEM-2100F) 을 사용하여 관찰하였다. 그 결과, 라인 장력 Pr 을 16 ㎫ 로 한 경우, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전위가 입계 상 및 그 근방에 몇 개인가 존재하고 있는 것이 분명해졌다. 이 시야의 면적은 약 2.2 ㎛² 이고, 전위가 5 개 관찰되기 때문에, 이 관찰 시야 내에서의 전위 밀도는 대체로 2.3 × 10¹² m^-2 이고, 10 시야에서의 평균은 1.0 × 10¹³ m^-2 를 초과하고 있었다. 한편, 라인 장력 Pr 을 8 ㎫ 로 한 경우, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전위가 거의 존재하지 않아, 관찰 시야 내에서는 전위 밀도는 0 으로 계산되었다. 이것으로부터, 강 슬래브에 입계 편석 원소 Sb 를 함유하는 경우, 라인 장력 Pr 이 높으면 입계에 전위가 축적되기 쉬워, 자성 열화의 원인이 되고 있는 것으로 추정된다.

방향성 전기 강판의 마무리 어닐링은, 1 차 재결정판을 코일의 상태에서 배치 어닐링하는 것이 일반적이다. 이 때문에, 1200 ℃ 정도에서 보정한 후, 2 차 재결정판은 냉각된다. 또한, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간은, 분위기의 유량을 제어함으로써 변경, 제어할 수 있다.

따라서, 입계 편석 원소는, 마무리 어닐링 중에는 입계로의 편석은 해소되어 결정립 내에 고용되지만, 그 후의 냉각 과정에 장시간이 걸리면, 그 사이에 입계에 편석될 수 있다. 즉, 냉각 속도가 느리면 편석량이 많아져, 그 후의 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력 Pr 이 높은 경우에 자성이 보다 열화되는 것으로 생각된다. 그래서, 마무리 어닐링시의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간과 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력 Pr 이 자성에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

＜실험 2＞

질량％ 로, C : 0.048 ％, Si : 3.18 ％, Mn : 0.14 ％, S : 0.0020 ％, N : 0.0040 ％, sol.Al : 0.0072 ％, Sb : 0.059 ％ 를 함유한 강 슬래브 C 를 연속 주조로 제조하고, 1220 ℃ 에서 슬래브 가열하였다. 그 후, 이 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 판 두께 2.2 ㎜ 의 열연판으로 마무리하였다. 그 후, 열연판에 1025 ℃ 에서 30 초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 냉간 압연에 의해 판 두께 0.27 ㎜ 의 냉연판으로 마무리하였다. 또한, 냉연판에 850 ℃ 에서 100 초, 50 ％ H₂-50 ％ N₂, 노점 62 ℃ 의 습윤 분위기 하에서 탈탄 어닐링을 겸하는 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻었다. 그 후, 1 차 재결정판의 표면에 MgO 를 주체로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 1200 ℃ 에서 10 시간, H₂ 분위기 하에서 보정하는 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 2 차 재결정판을 얻었다. 이 때, 마무리 어닐링 후의 냉각 속도를 변화시켜, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T (hr) 를 여러 가지로 변경하였다.

또한 형상 교정의 목적으로, 2 차 재결정판에 840 ℃ × 15 초의 평탄화 어닐링을 실시하여 제품판을 얻었다. 그 때, 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 을 여러 가지로 변경하였다. 단, 라인 장력 Pr 을 5 ㎫ 이하로 하면 2 차 재결정판이 사행되어, 정상적인 통판을 할 수 없었기 때문에, 5 ㎫ 를 초과하는 라인 장력으로 하였다.

얻어진 제품판의 철손 W_17/50 을 JIS C 2550 에 기재된 방법으로 측정하였다. 결과를 도 4 에 나타낸다. 이 결과로부터, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T 가 길어짐으로써, 낮은 철손을 나타내는 평탄화 어닐링 공정의 라인 장력 Pr 의 상한이 감소되는 것을 알 수 있다.

이 이유에 대해서는, 실험 1 에서 고찰한 바와 같이, 입계 편석 원소가 입계에 편석되어 있는 상태에서는, 라인 장력 부여에 의해 입계에 전위가 축적되기 때문에 자성 열화가 발생하는 것으로 생각한다고 설명이 가능하다. 즉, 1200 ℃ 로부터의 장시간 마무리 어닐링에 의해 입계 편석 원소도 입 내에 한 번 재고용되고, 냉각 과정에서 입계에 재차 편석되는 것으로 생각된다. 이 때, 편석이 발생하기 쉽고 또한 원자의 확산도 되기 쉬운 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 온도역의 체류 시간이 길어질수록, 입계에서의 편석량이 증가하고, 평탄화 어닐링 공정에서 입계 근방에 발생하는 전위도 증가하기 때문에 라인 장력의 상한이 감소하는 것으로 생각한다고 잘 설명할 수 있다. 이 것은, 도 5 에 의해 뒷받침된다.

이상과 같이 본 발명자들은, 강 슬래브에 입계 편석 원소를 함유하는 방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T 와의 관계에서, 그 후의 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력 Pr 을 -0.075T ＋ 18 이하로 제어함으로써, 제품판의 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도를 1.0 × 10¹³ m^-2 이하로까지 효과적으로 감소시켜, 자기 특성 열화를 방지시키는 것에 성공하였다.

이하, 본 발명의 방향성 전기 강판에 대하여, 상세하게 설명한다. 먼저, 성분 조성에 있어서의 각 성분의 함유량의 한정 이유에 대해 말한다. 또한, 성분에 관한 「％」및 「ppm」표시는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」및 「질량ppm」을 의미한다.

Si : 2.0 ∼ 8.0 ％

Si 는, 방향성 전기 강판의 비저항을 높이고, 철손을 저감시키는 데에 필요한 원소이다. 상기 효과는, 2.0 ％ 미만에서는 충분하지 않고, 한편, 8.0 ％ 를 초과하면, 가공성이 저하되고, 압연하여 제조하는 것이 곤란해진다. 따라서, Si 함유량은 2.0 ％ 이상 8.0 ％ 이하로 한다. 바람직하게는 2.5 ％ 이상 4.5 ％ 이하이다.

Mn : 0.005 ∼ 1.0 ％

Mn 은, 강의 열간 가공성을 개선하기 위해서 필요한 원소이다. 상기 효과는, 0.005 ％ 미만에서는 충분하지 않고, 한편, 1.0 ％ 를 초과하면, 제품판의 자속 밀도가 저하되게 된다. 따라서, Mn 함유량은 0.005 ％ 이상 1.0 ％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.02 ％ 이상 0.30 ％ 이하이다.

본 발명에서는, 자기 특성 향상을 목적으로 하여, 입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유시키는 것을 필수로 한다. 각각, 첨가량이 0.010 ％ 미만에서는 자성 향상 효과가 부족하고, 0.200 ％ 보다 많은 경우에는 포화 자속 밀도가 감소하여, 자성 향상 효과가 없어진다. 따라서, 함유량은 각각 0.010 ％ 이상 0.200 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, 각각 0.020 ％ 이상 0.100 ％ 이하이다. 또, Sn 및 P 의 함유량에 관해서는, 강판의 취화를 억제하는 관점에서, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이상 0.080 ％ 이하이다. 또, Sb : 0.010 ∼ 0.100 ％, Cu : 0.015 ∼ 0.100 ％, 및 P : 0.010 ∼ 0.100 ％ 를 동시 함유하면, 자성 향상 효과가 매우 높다.

상기 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이지만, 임의로 이하의 원소를 함유해도 된다.

철손 저감의 목적으로, 질량％ 로 Ni : 0.010 ∼ 1.50 ％, Cr : 0.01 ∼ 0.50 ％, Bi : 0.005 ∼ 0.50 ％, Te : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 Nb : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 의 적어도 1 종류를 함유해도 된다. 각각 첨가량이 하한치보다 적은 경우에는 철손 저감 효과가 적고, 상한량을 초과하면 자속 밀도의 저하를 초래하여, 자기 특성이 열화된다.

여기서, C 함유량은, 강 슬래브에 C 를 적극적으로 함유하는 경우에도, 탈탄 어닐링의 결과, 자기 시효가 발생하지 않는 0.005 ％ 이하로 저감된다. 따라서, 그 범위이면 함유해도 불가피적 불순물로 간주한다.

본 발명의 방향성 전기 강판은, 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도가 1.0 × 10¹³ m^-2 이하이다. 전위는 자벽 이동을 저해하기 때문에 철손이 상승하는 원인이 되지만, 본 발명의 방향성 전기 강판은 전위 밀도가 낮기 때문에, 저철손이다. 전위 밀도는, 바람직하게는 5.0 × 10¹² m^-2 이하이다. 전위는 없으면 없을수록 좋은 것으로 생각되므로, 하한은 0 이다. 여기서, 「입계 근방」이란, 입계로부터 1 ㎛ 이내의 영역인 것으로 정의한다. 본 명세서에 있어서 「결정립계 근방의 전위 밀도」는, 이하와 같이 구한다. 먼저, 제품판을 80 ℃ 의 10 ％ HCl 수용액에 3 분 담그어 피막을 제거하고, 추가로 화학 연마에 의해 박막 샘플을 작성하였다. 이 샘플의 입계 부근을, 투과형 전자 현미경 (JEOL 제조 JEM-2100F) 를 사용하여 50000 배로 관찰하고, 시야 내에 있어서의 입계 근방의 전위의 수를 시야 면적으로 나누고, 이것을 10 시야로 평균한 값을 「전위 밀도」라고 하였다.

계속해서, 본 발명의 방향성 전기 강판의 제조 방법에 대해 설명한다. 강 슬래브의 성분 조성 중, Si, Mn, Sn, Sb, Mo, Cu, 및 P, 그리고 임의 성분인 Ni, Cr, Bi, Te, 및 Nb 에 관해서는 상기 서술한 바와 같다. 이들 원소는, 일련의 공정 중에서는 함유량의 변동이 발생하기 어렵기 때문에, 용강에서의 성분 조정 단계에서 양을 제어한다.

강 슬래브에 있어서의 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이지만, 임의로 이하의 원소를 함유해도 된다.

C : 0.010 ∼ 0.100 ％

C 는, 입계를 강화하는 효과를 갖는다. 상기 효과는, 0.010 ％ 이상에서 충분히 발휘되어, 슬래브에 균열이 발생할 우려가 없다. 한편, 0.100 ％ 이하이면, 탈탄 어닐링에 의해, 자기 시효가 일어나지 않는 0.005 mass ％ 이하로 저감될 수 있다. 따라서, C 함유량은 0.010 ％ 이상 0.100 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이상 0.080 ％ 이하이다.

또한, 인히비터 성분으로서, (i) Al : 0.010 ∼ 0.050 ％ 및 N : 0.003 ∼ 0.020 ％, (ⅱ) S : 0.002 ∼ 0.030 ％ 및/또는 Se : 0.003 ∼ 0.030 ％ 의 적어도 일방을 함유해도 된다. 각각 첨가량이 하한량 이상인 경우에, 인히비터 형성에 의한 자속 밀도 향상의 효과가 충분히 발휘된다. 또, 첨가량의 상한량 이하로 하면, 마무리 어닐링에 의해 지철 중으로부터 순화되므로, 철손이 저하되지 않는다. 단, 인히비터 프리 성분계에서도 자속 밀도가 향상되는 기술을 채용하는 경우에는, 이들 성분을 함유할 필요는 없다. 이 경우, Al : 0.01 ％ 이하, N : 0.005 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, 및 Se : 0.005 ％ 이하로 억제한다.

상기와 같이 소정의 성분 조정이 이루어진 용강을 통상적인 조괴법 또는 연속 주조법으로 강 슬래브로 해도 되고, 100 ㎜ 이하의 두께의 박주편 (薄鑄片) 을 직접 주조법으로 제조해도 된다. 상기 강 슬래브는, 통상적인 방법에 따라, 예를 들어, 인히비터 성분을 함유하는 경우에는, 바람직하게는 1400 ℃ 정도까지 가열하고, 한편, 인히비터 성분을 함유하지 않는 경우에는, 바람직하게는 1250 ℃ 이하의 온도로 가열한 후, 열간 압연을 실시하여, 열연판을 얻는다. 또한, 인히비터 성분을 함유하지 않는 경우에는, 주조 후, 강 슬래브를 가열하지 않고 즉시 열간 압연해도 된다. 또, 박주편의 경우에는, 열간 압연해도 되고, 열간 압연을 생략하여 그대로 이후의 공정으로 진행해도 된다.

이어서, 열연판에 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시한다. 이 열연판 어닐링은, 균열 온도 : 800 ℃ 이상 1150 ℃ 이하, 균열 시간 : 2 초 이상 300 초 이하의 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 균열 온도가 800 ℃ 미만에서는, 열간 압연에 의해 형성된 밴드 조직이 잔류하여, 정립한 1 차 재결정 조직을 얻기 어려워져, 2 차 재결정의 발달이 저해된다. 한편, 균열 온도가 1150 ℃ 를 초과하면, 열연판 어닐링 후의 입경이 지나치게 조대화되기 때문에, 정립한 1 차 재결정 조직을 얻기 어려워진다. 또, 균열 시간이 2 초 미만에서는, 미재결정부가 잔존하여, 원하는 조직을 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 균열 시간이 300 초를 초과하면, AlN, MnSe 및 MnS 의 용해가 진행되어, 미량 인히비터의 효과가 약해질 우려가 있다.

열연판 어닐링 후, 열연판에 1 회 또는 필요에 따라 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판 두께의 냉연판을 얻는다. 중간 어닐링 온도는 900 ℃ 이상 1200 ℃ 이하가 바람직하다. 어닐링 온도가 900 ℃ 미만이면 재결정립이 미세해져, 1 차 재결정 조직에 있어서의 Goss 핵이 감소하여 자성이 열화될 우려가 있다. 또, 어닐링 온도가 1200 ℃ 를 초과하면, 열연판 어닐링과 마찬가지로 입경이 지나치게 조대화된다. 최종 냉간 압연에서는 온도를 100 ℃ ∼ 300 ℃ 로 상승시켜 실시하는 것, 및 냉간 압연 도중에 100 ∼ 300 ℃ 의 범위에서의 시효 처리를 1 회 또는 복수 회 실시하는 것이, 재결정 집합 조직을 변화시켜 자기 특성을 향상시키기 위해 유효하다.

계속해서, 냉연판에 (강 슬래브에 C 를 함유하는 경우에는 탈탄 어닐링을 겸한) 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻는다. 어닐링 온도는, 800 ℃ 이상 900 ℃ 이하가 탈탄성의 관점에서 유효하다. 또한, 탈탄의 관점에서는, 분위기는 습윤 분위기로 하는 것이 바람직하다. 단, 탈탄이 불필요한 경우에는 이에 한정되는 것은 아니다. 균열 온도까지의 승온 속도가 빠르면 Goss 핵이 증가하기 때문에 50 ℃／s 이상이 바람직하지만, 지나치게 빠르면, 1 차 재결정 집합 조직에 있어서의｛111｝〈112〉방위 등의 주방위가 감소하기 때문에, 400 ℃／s 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 1 차 재결정판의 표면에 MgO 를 주체로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 이어서 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 지철의 표면에 포스테라이트 피막을 갖는 2 차 재결정판을 얻는다. 마무리 어닐링은, 2 차 재결정을 완료시키기 위해서 800 ℃ 이상의 온도에서 20 시간 이상 유지하는 것이 바람직하다. 또, 포스테라이트 피막 형성과 지철 순화를 위해서, 1200 ℃ 정도의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 균열 후의 냉각 과정은, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T 를 측정하고, 다음 공정의 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력 Pr 의 제어에 이용한다. 단, 체류 시간 T 가 지나치게 짧으면, 코일 내의 온도 분포가 편향되고, 최냉점과 최온점의 차가 커져, 그 온도 차에 의해 열 팽창의 차가 발생하고, 코일 내부에 큰 응력이 발생하여 자기 특성이 열화된다. 이 때문에, 체류 시간 T 를 10 시간 초과로 할 필요가 있다. 또, 생산성과 편석 원소의 입계에 대한 확산 억제의 관점에서, 체류 시간 T 는 80 시간 이하가 바람직하다.

또한 마무리 어닐링 후, 2 차 재결정판의 냉각의 과정에서, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 소정의 일정 온도에서 5 시간 이상 2 차 재결정판을 유지하는 패턴을 채용하면, 냉각 시간을 짧게 한 경우에도 양호한 자기 특성이 얻어진다. 코일 내의 온도 분포의 편향이 해소됨과 함께, 편석 원소의 입계에 대한 확산을 억제하는 것이 가능하여, 자기 특성을 보다 양호하게 할 수 있기 때문이다. 또, 일정 온도에서의 유지는 1 회뿐만 아니라, 스텝 쿨링과 같이 단계적으로 온도를 낮추면서, 일정 온도에서의 유지를 복수 회 반복하면, 코일 내의 온도 분포의 편향이 매우 해소되기 때문에, 바람직하다.

마무리 어닐링 후에는, 부착된 어닐링 분리제를 제거하기 위해, 수세나 브러싱, 산세를 실시하는 것이 바람직하다. 그 후, 2 차 재결정판에 평탄화 어닐링을 실시하여 형상을 교정한다. 평탄화 어닐링 온도는, 750 ℃ 이상이 아니면 형상 교정 효과가 부족하기 때문에, 750 ℃ 이상으로 한다. 한편, 950 ℃ 를 초과하면 어닐링 중에 2 차 재결정판이 크리프 변형하여, 자기 특성이 현저하게 열화된다. 바람직하게는 800 ℃ 이상 900 ℃ 이하이다. 또, 균열 시간이 지나치게 짧으면. 형상 교정 효과가 부족하고, 지나치게 길면 2 차 재결정판이 크리프 변형하여, 자기 특성이 현저하게 열화되기 때문에 5 초 이상 60 초 이하로 한다.

또한, 이미 서술한 바와 같이, 평탄화 어닐링 공정에서의 라인 장력 Pr (㎫) 은, 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T (hr) 와의 관계에서, -0.075 × T ＋ 18 에 의해 얻어지는 값 이하로 한다. 단, 라인 장력 Pr 이 낮으면 통판시에 사행이 발생하고, 높으면 2 차 재결정판이 크리프 변형하여, 자기 특성이 현저하게 열화되기 때문에, 5 ㎫ 초과 18 ㎫ 미만으로 한다.

철손을 보다 저하시키기 위해, 포스테라이트 피막을 갖는 방향성 전기 강판 표면에, 추가로 장력 코팅을 실시하는 것이 유효하다. 장력 코팅 도포 방법, 물리 증착법, 또는 화학 증착법에 의해 무기물을 강판 표층에 증착시켜 장력 코팅으로 하는 방법을 채용하면, 코팅 밀착성이 우수하고, 또한 현저한 철손 저감 효과가 얻어지므로 바람직하다.

추가적인 철손 저감을 위해서, 자구 세분화 처리를 실시해도 된다. 처리 방법으로는 일반적으로 실시되고 있는, 최종 제품판에 홈을 넣거나, 레이저나 전자 빔에 의해 선상으로 열 변형이나 충격 변형을 도입하거나 하는 방법이나, 최종 판 두께에 도달한 냉연판 등의 중간 제품에 미리 홈을 넣는 방법이면 된다.

실시예

(실시예 1)

질량％ 로, C : 0.032 ％, Si : 3.25 ％, Mn : 0.06 ％, N : 0.0026 ％, sol.Al : 0.0095 ％, Sn : 0.120 ％, P : 0.029 ％ 를 함유한 강 슬래브를 연속 주조로 제조하고, 1220 ℃ 에서 슬래브 가열하였다. 그 후, 이 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 판 두께 2.7 ㎜ 의 열연판으로 마무리하였다. 그 후, 열연판에 1025 ℃ 에서 30 초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 냉간 압연에 의해 판 두께 0.23 ㎜ 의 냉연판으로 마무리하였다. 그 후, 냉연판에 840 ℃ 에서 100 초, 55 ％ H₂-45 ％ N₂, 노점 58 ℃ 의 습윤 분위기 하에서 탈탄 어닐링을 겸하는 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻었다. 그 후, 1 차 재결정판의 표면에 MgO 를 주체로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 1200 ℃ 에서 5 시간, H₂ 분위기 하에서 보정하는 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 2 차 재결정판을 얻었다. 이 때, 마무리 어닐링 후의 냉각 속도를 변화시키고, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T 를 표 1 에 기재된 바와 같이 변화시켰다.

계속해서, 2 차 재결정판에 860 ℃ × 25 초의 평탄화 어닐링을 실시하였다. 그 때, 라인 장력 Pr 을 표 1 에 기재된 바와 같이 여러 가지로 변경하였다. 이어서, 압연 방향과 직각으로 전자 빔을 연속적으로 조사하는 자구 세분화 처리를 강판의 편면에 8 ㎜ 피치로 실시하였다. 또한, 전자 빔은, 가속 전압 50 kV, 빔 전류치 10 mA, 주사 속도 40 m/초의 조건에서 실시하였다.

얻어진 제품판에 대해, 이미 서술한 방법으로 전위 밀도를 구하고, 추가로 철손 W_17/50 을 JIS C 2550 에 기재된 방법으로 측정하였다. 얻어진 결과를 표 1 에 나타낸다. 표 1 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명 범위 내의 조건에 있어서 양호한 철손 특성이 얻어지고 있다.

또, 실험 1 과 동일한 방법으로, 제품판의 지철의 성분 분석을 실시하였다. 그 결과, 어느 제품판에서도, C 는 8 ppm 정도, N 및 sol.Al 은 4 ppm 미만 (분석 한계 미만) 으로 저감되어 있었지만, Si, Mn, Sn, 및 P 는 거의 슬래브의 함유량과 동등하였다.

(실시예 2)

표 2 에 기재된 성분을 함유한 여러 가지 강 슬래브를 연속 주조로 제조하고, 1380 ℃ 에서 슬래브 가열하였다. 그 후, 이들 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 두께 2.5 ㎜ 의 열연판으로 마무리하였다. 그 후, 열연판에 950 ℃ 에서 30 초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 냉간 압연에 의해 판 두께를 1.7 ㎜ 로 하였다. 그 후, 1100 ℃ 에서 30 초의 중간 어닐링을 실시한 후, 100 ℃ 의 온간 압연에 의해 판 두께 0.23 ㎜ 의 냉연판으로 마무리하였다. 그 후, 냉연판에 850 ℃ 에서 100 초, 60 ％ H₂-40 ％ N₂, 노점 64 ℃ 의 습윤 분위기 하에서 탈탄 어닐링을 겸하는 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻었다. 그 후, 1 차 재결정판의 표면에 MgO 를 주체로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 1200 ℃ 에서 5 시간, H₂ 분위기 하에서 보정하는 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 2 차 재결정판을 얻었다. 마무리 어닐링 후의 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T 는 45 hr 로 하였다.

계속해서, 2 차 재결정판에 835 ℃ × 10 초의 평탄화 어닐링을 실시하였다. 그 때, 라인 장력 Pr 을 본 발명 범위 내인 10 ㎫ 로 설정하였다. 이어서, 압연 방향과 직각으로 전자 빔을 연속적으로 조사하는 자구 세분화 처리를 강판의 편면에 5 ㎜ 피치로 실시하였다. 또한, 전자 빔은, 가속 전압 150 kV, 빔 전류치 3 mA, 주사 속도 120 m/초의 조건에서 실시하였다.

얻어진 제품판에 대해, 이미 서술한 방법으로 전위 밀도를 구한 결과, 모든 제품판에서 1.0 × 10¹³ m^-2 이하였다. 추가로 철손 W_17/50 을 JIS C 2550 에 기재된 방법으로 측정하였다. 얻어진 결과를 표 2 에 나타낸다. 표 2 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명 범위 내의 조건에 있어서 양호한 철손 특성이 얻어지고 있다.

또, 실험 1 과 동일한 방법으로, 제품판의 지철의 성분 분석을 실시하였다. 그 결과, 어느 제품판에서도, C 는 50 ppm 이하, S, N, 및 sol.Al 은 4 ppm 미만 (분석 한계 미만), Se 는 10 ppm 미만 (분석 한계 미만) 으로 저감되어 있었지만, 다른 원소는 표 2 에 기재된 슬래브의 함유량과 거의 동등하였다.

(실시예 3)

질량％ 로, C : 0.058 ％, Si : 3.68 ％, Mn : 0.34 ％, N : 0.0011 ％, sol.Al : 0.0023 ％, Sb : 0.090 ％, P : 0.077 ％ 를 함유한 강 슬래브를 연속 주조로 제조하고, 1220 ℃ 에서 슬래브 가열하였다. 그 후, 이 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 판 두께 2.0 ㎜ 의 열연판으로 마무리하였다. 그 후, 열연판에 1060 ℃ 에서 100 초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 냉간 압연에 의해 판 두께 0.23 ㎜ 의 냉연판으로 마무리하였다. 그 후, 냉연판에 840 ℃ 에서 100 초, 55 ％ H₂-45 ％ N₂, 노점 60 ℃ 의 습윤 분위기 하에서 탈탄 어닐링을 겸하는 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻었다. 그 후, 1 차 재결정판의 표면에 MgO 를 주체로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 1200 ℃ 에서 5 시간, H₂ 분위기 하에서 보정하는 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 2 차 재결정판을 얻었다. 마무리 어닐링 후의 냉각으로는, 일정 온도로 유지하지 않는 냉각 (보정 없음) 과, 750 ℃ 에서 10 시간 유지하는 냉각 (1 회 보정) 과, 800 ℃, 700 ℃, 600 ℃, 500 ℃ 에서 각각 2 시간씩 유지하는 냉각 (4 회 보정) 의 어느 것을 채용하였다. 1 회 보정와 4 회 보정에서는, 코일 내부의 온도 불균일이 해소되기 때문에, 보정 횟수를 많게 할수록, 보정 이외의 냉각 속도는 빠르게 하였다. 그 결과, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 체류 시간 T 는, 보정 없음에서 40 시간, 1 회 보정에서 30 시간, 4 회 보정에서 20 시간이었다.

계속해서, 2 차 재결정판에 860 ℃ × 25 초의 평탄화 어닐링을 실시하였다. 그 때, 라인 장력 Pr 을 표 3 에 기재된 바와 같이 여러 가지로 변경하였다.

얻어진 제품판에 대해, 이미 서술한 방법으로 전위 밀도를 구하고, 추가로, 철손 W_17/50 을 JIS C 2550 에 기재된 방법으로 측정하였다. 얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다. 표 3 으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명 범위 내의 조건에 있어서 양호한 철손 특성이 얻어지고 있다.

또, 실험 1 과 동일한 방법으로, 제품판의 지철의 성분 분석을 실시하였다. 그 결과, 어느 제품판에서도, C 는 10 ppm, N 및 sol.Al 은 4 ppm 미만 (분석 한계 미만) 으로 저감되어 있었지만, Si, Mn, Sb, 및 P 는 거의 슬래브의 함유량과 동등하였다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 입계 편석 원소인 Sb, Sn, Mo, Cu, 및 P 중 적어도 1 종류를 함유하는 경우에도, 저철손의 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

질량％ 로, Si : 2.0 ∼ 8.0 ％ 및 Mn : 0.005 ∼ 1.0 ％ 를 함유함과 함께, Sb : 0.010 ∼ 0.200 ％, Sn : 0.010 ∼ 0.200 ％, Mo : 0.010 ∼ 0.200 ％, Cu : 0.010 ∼ 0.200 ％, 및 P : 0.010 ∼ 0.200 ％ 의 적어도 1 종류를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여, 열연판을 얻는 공정과,
그 열연판에 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시하는 공정과,
상기 열연판에, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판 두께의 냉연판을 얻는 공정과,
그 냉연판에 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정판을 얻는 공정과,
그 1 차 재결정판의 표면에 어닐링 분리제를 도포하고, 이어서 2 차 재결정을 위한 마무리 어닐링을 실시하여, 지철의 표면에 포스테라이트 피막을 갖는 2 차 재결정판을 얻는 공정과,
그 2 차 재결정판에 750 ℃ 이상에서 5 초 이상 60 초 이하의 평탄화 어닐링을 실시하는 공정을 포함하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,
상기 마무리 어닐링 후에 상기 2 차 재결정판의 온도가 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지 저하되는 데에 필요로 하는 시간을 체류 시간 T (hr) 로 했을 때, 당해 체류 시간 T 를 측정하고, 상기 평탄화 어닐링 공정에서는, 측정된 체류 시간 T 에 기초하여, 상기 2 차 재결정판에 가해지는 라인 장력 Pr (㎫) 을, 하기 조건 식 (1) 을 만족하도록 제어하고, 상기 지철의 결정립계 근방의 전위 밀도를 1.0 × 10¹³ m^-2 이하로 하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.
Pr ≤ -0.075T ＋ 18 (단, T ＞ 10, 5 ＜ Pr)···(1)
제 1 항에 있어서,
상기 마무리 어닐링 후, 상기 2 차 재결정판의 냉각의 과정에서, 800 ℃ 로부터 400 ℃ 까지의 소정의 일정 온도에서 5 시간 이상 상기 2 차 재결정판을 유지하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 하기 (A) ~ (C) 에서 선택된 적어도 1 군을 함유하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.
(A) 질량％ 로 Sb : 0.010 ∼ 0.100 ％, Cu : 0.015 ∼ 0.100 ％, 및 P : 0.010 ~ 0.100 ％
(B) 질량% 로 Ni : 0.010 ∼ 1.50 ％, Cr : 0.01 ∼ 0.50 ％, Bi : 0.005 ∼ 0.50 ％, Te : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 Nb : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 의 적어도 1 종류
(C) 질량% 로 C : 0.010 ∼ 0.100 ％ 를 함유함과 함께, Al : 0.01 ％ 이하, N : 0.005 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, 및 Se : 0.005 ％ 이하
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 하기 (A) ~ (C) 에서 선택된 적어도 1 군을 함유하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.
(A) 질량％ 로 Sb : 0.010 ∼ 0.100 ％, Cu : 0.015 ∼ 0.100 ％, 및 P : 0.010 ~ 0.100 ％
(B) 질량% 로 Ni : 0.010 ∼ 1.50 ％, Cr : 0.01 ∼ 0.50 ％, Bi : 0.005 ∼ 0.50 ％, Te : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 Nb : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 의 적어도 1 종류
(C) 질량％ 로 추가로,
C : 0.010 ∼ 0.100 ％ 를 함유함과 함께,
(i) Al : 0.010 ∼ 0.050 ％ 및 N : 0.003 ∼ 0.020 ％,
(ⅱ) S : 0.002 ∼ 0.030 ％ 및/또는 Se : 0.003 ∼ 0.030 ％
의 적어도 일방
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