KR102003857B1 - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.0015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 무방향성 전기강판.
[식 1]
0.010 ≤ ([C]+[N]) ≤ 0.025
[식 2]
{0.3×([C]+[N])} ≤ ([As]+[Se]) ≤ 0.010
(식 1 및 식 2에서, [C], [N], [As] 및 [Se]는 각각 C, N, As 및 Se의 함량(중량%)을 나타낸다.)

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 자기적 특성이 우수하며, 낮은 비용으로 제조 가능한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 소형 회전기용 전기강판으로서의 무방향성 전기강판에 대한 품질 향상의 요구는 에너지 절약의 관점에서 더욱 더 강해지고 있다. 철강 회사에서도 그 연구 개발이 진행되고 있다.
무방향성 전기강판은 전기에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 모터에 주로 사용되는데 그 과정에서 높은 효율을 발휘하기 위해 무방향성 전기강판의 우수한 자기적 특성을 요구한다. 특히, 근래에는 친환경 기술이 주목 받게 되면서 전체 전기에너지 사용량의 과반을 차지하는 모터의 효율을 증가시키는 것이 매우 중요하게 생각되고 있으며, 이를 위해 우수한 자기적 특성을 갖는 무방향성 전기강판의 수요 또한 증가하고 있다.
무방향성 전기강판의 자기적 특성은 대표적으로 철손과 자속밀도를 통해 평가하게 된다. 철손은 특정 자속밀도와 주파수에서 발생하는 에너지 손실을 의미하며, 자속밀도는 특정 자장 하에서 얻어지는 자화의 정도를 의미한다. 철손이 낮을수록 동일한 조건에서 에너지 효율이 높은 모터를 제조할 수 있으며, 자속밀도가 높을수록 모터를 소형화시키거나 구리손을 감소시킬 수 있으므로 낮은 철손과 높은 자속밀도를 갖는 무방향성 전기강판을 만드는 것이 중요하다.
무방향성 전기강판의 자기적 특성을 증가시키기 위해 통상적으로 사용되는 방법은 실리콘(Si) 등의 합금원소를 첨가하는 것이다. 이러한 합금원소의 첨가를 통해 강의 비저항을 증가시킬 수 있는데 비저항이 높아질수록 와전류 손실이 감소하여 전체 철손을 낮출 수 있게 된다. 반면, 실리콘(Si) 첨가량이 증가할수록 자속밀도가 열위해지고, 취성이 증가하는 단점이 있으며, 일정량 이상 첨가하면 냉간압연이 불가능하여 상업적 생산이 불가능해진다.
특히, 전기강판은 두께를 얇게 만들수록 철손이 저감되는 효과를 볼 수 있는데 취성에 의한 압연성 저하는 치명적인 문제가 된다. 따라서 실리콘(Si)의 첨가에 한계가 있으며, 추가적인 강의 비저항 증가를 위해 알루미늄(Al), 망간(Mn) 등의 원소를 첨가하여 자성이 우수한 최고급 무방향성 전기강판을 생산할 수 있다.
무방향성 전기강판의 자기적 특성 향상을 위해서는 제강 불순물 저감이 중요하다. 제강 공정에서 불가피하게 혼입되는 불순물들은 최종 제품에서 탄화물, 질화물 및 황화물 등을 형태로 석출되어 결정립 성장 및 자벽이동을 방해하게 되므로 무방향성 전기강판의 자기적 특성을 열화시킨다.
따라서 무방향성 전기강판 생산을 위해서 모든 불순물의 함량을 최대한 낮게 관리하는 제강의 고청정화가 필수적으로 요구되고 있는데 이는 생산성 저하 및 이에 따른 공정비용 증가가 뒤따르게 된다.
무방향성 전기강판 고급재의 고청정화를 위해 제강에서 정련 시간 및 비용이 많이 투입되어 제약사항이 발생하는 등 문제가 있어 이를 개선하기 위한 방법이 필요하였다.
본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 자기적 특성이 우수하며, 낮은 비용으로 제조 가능한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.0015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족한다.
[식 1]
0.010 ≤ ([C]+[N]) ≤ 0.025
[식 2]
{0.3×([C]+[N])} ≤ ([As]+[Se]) ≤ 0.010
(식 1 및 식 2에서, [C], [N], [As] 및 [Se]는 각각 C, N, As 및 Se의 함량(중량%)을 나타낸다.)
상기 전기강판의 평균 결정립 입경은 100 내지 170㎛일 수 있다.
S: 0.004% 이하(0%를 제외함), Cu: 0.03% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.2% 이하 (0%를 제외함), Ti: 0.003% 이하(0%를 제외함), V: 0.003% 이하(0%를 제외함), B: 0.001% 이하(0%를 제외함), Zr: 0.003% 이하(0%를 제외함) 및 Mg: 0.005% 이하(0%를 제외함) 중에서 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 As의 함량은 0.0020 내지 0.0070%이고, 상기 Se의 함량은 0.0005 내지 0.0050%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판 제조방법은 중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.0015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 슬라브를 가열하는 단계; 상기 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연판을 최종 소둔하는 단계;를 포함한다.
[식 1]
0.010 ≤ ([C]+[N]) ≤ 0.025
[식 2]
{0.3×([C]+[N])} ≤ ([As]+[Se]) ≤ 0.010
(식 1, 식 2에서, [C], [N], [As] 및 [Se]는 각각 C, N, As 및 Se의 함량(중량%)을 나타낸다.)
상기 최종 소둔하는 단계에서, 하기 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
0.6 ≤ [재로시간]/{([C]+[N])×10000} ≤ 0.7
(식 3에서, [재로시간]은 냉연판이 최종 소둔로 내 존재하는 시간 중에서 1000℃ 이상에서 존재하는 시간을 초(sec) 단위로 나타내고, [C] 및 [N]는 각각 C 및 N의 함량(중량%)을 나타낸다.)
상기 슬라브는, S: 0.004% 이하(0%를 제외함), Cu: 0.03% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.2% 이하 (0%를 제외함), Ti: 0.003% 이하(0%를 제외함), V: 0.003% 이하(0%를 제외함), B: 0.001% 이하(0%를 제외함), Zr: 0.003% 이하(0%를 제외함) 및 Mg: 0.005% 이하(0%를 제외함) 중에서 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 상기 열연판을 열연판 소둔하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 [재로시간]은, 70 내지 170초일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판 및 제조방법은 탄소(C) 및 질소(N)의 함량이 충분히 높은 범위에서도 자기적 특성 우수하여 낮은 비용으로도 자기적 특성 우수한 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
무방향성 전기강판
본 발명의 일 실시예에서는 무방향성 전기강판의 조성, 특히 Si, Al, Mn의 범위를 최적화한 상태에서 C, N, As 및 Se의 함량을 조절하여 자기적 특성과 이방성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.0015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.
먼저, 하기에서는 무방향성 전기강판의 성분 한정 이유를 설명한다.
Si: 3.0 내지 4.0 중량%
실리콘(Si)은 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추는 역할을 하며, 너무 적게 첨가될 경우, 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. 반면, 너무 많이 첨가될 경우, 재료의 취성이 증가하여 압연 생산성이 급격히 저하될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 실리콘(Si)을 첨가할 수 있다.
Al: 1.5 중량% 이하
알루미늄(Al)은 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추는 역할을 하며, 너무 적게 첨가될 경우, 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. 반면, 너무 많이 첨가될 경우, 질화물이 과다하게 형성되어 자성을 열화시키며, 제강과 연속주조 등의 모든 공정상에 문제를 발생시켜 생산성을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 알루미늄(Al)을 첨가할 수 있다. 구체적으로, 알루미늄(Al)을 0.1 내지 1.3 중량% 포함할 수 있다.
Mn: 1.5 중량% 이하
망간(Mn)은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고, 황화물을 형성시키는 역할을 하며, 너무 적게 첨가될 경우, 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. 반면, 너무 많이 첨가될 경우, MnS가 과다하게 석출되고 자성에 불리한 {111} 집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 급격히 감소할 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 망간(Mn)을 첨가할 수 있다. 구체적으로, 망간(Mn)을 0.1 내지 1.2 중량% 포함할 수 있다.
As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010 중량% 이하
비소(As)와 셀레늄(Se)은 미량원소로 해당 원소들이 결정립계에 편석하기 때문에 탄질화물 형성을 억제하는 역할을 할 수 있다. 다만, 너무 많이 첨가될 경우, 불순물 원소로 작용하여 자성이 열화될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 비소(As) 및 셀레늄(Se) 중에서 1종 이상을 첨가할 수 있다.
구체적으로, 비소(As) 및 셀레늄(Se)이 모두 첨가될 수 있으며, 이 경우, 비소(As)와 셀레늄(Se)의 합을 0.01 중량% 이하로 한정한다.
구체적으로, 비소(As)의 함량은 0.0020 내지 0.0070 중량%이고, 셀레늄(Se)의 함량은 0.0005 내지 0.0050 중량%일 수 있다.
C: 0.005 내지 0.015 중량%
탄소(C)는 자기시효를 일으키고, 기타 불순물 원소와 결합하여 탄화물을 생성하여 자기적 특성을 저하시키므로 함량이 낮을수록 바람직하다. 0.005 중량% 미만일 경우, 해당 원소의 저감을 위해 공정비용이 증가한다. 비소(As) 및 셀레늄(Se)의 첨가로 인해 탄소(C)를 0.015 중량% 이하까지 첨가할 수 있다.
N: 0.005 내지 0.015 중량%
질소(N)는 모재 내부에 미세하고 긴 AlN 석출물을 형성할 뿐 아니라, 불순물 원소와의 결합으로 미세한 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 악화시키므로 함량이 낮을수록 바람직하다. 0.005 중량% 미만일 경우, 해당 원소의 저감을 위해 공정비용이 증가한다. 비소(As) 및 셀레늄(Se)의 첨가로 인해 질소(N)를 0.015 중량% 이하까지 첨가할 수 있다.
전술한 탄소(C) 및 질소(N)는 각각 단독으로뿐만 아니라, 그 합량으로 관리될 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에서 탄소(C) 및 질소(N)는 하기 식 1을 만족할 수 있다.
[식 1]
0.010 ≤ ([C]+[N]) ≤ 0.025
(식 1에서, [C] 및 [N]는 각각 C 및 N의 함량(중량%)을 나타낸다.)
탄소(C) 및 질소(N)는 탄화물 및 질화물을 형성하여 자성을 악화시키므로, 최대한 낮게 함유할수록 바람직하다. 탄소(C) 및 질소(N) 함량의 합이 0.010 중량% 미만일 경우, 해당 원소의 저감을 위해 공정비용이 증가한다. 반면, 0.025 중량%를 초과할 경우, 탄질화물 억제가 되지 않아 자기적 특성이 저하될 수 있다.
전술한 탄소(C)와 질소(N)는 비소(As)와 셀레늄(Se)과 연계하여 관리할 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에서 비소(As)와 셀레늄(Se), 탄소(C) 및 질소(N)는 하기 식 2를 만족할 수 있다.
[식 2]
{0.3×([C]+[N])} ≤ ([As]+[Se]) ≤ 0.010
(식 2에서, [C], [N], [As] 및 [Se]는 각각 C, N, As 및 Se의 함량(중량%)을 나타낸다.)
비소(As) 및 셀레늄(Se) 함량의 합이 탄소(C) 및 질소(N) 함량의 합에 0.3을 곱한 수치 미만일 경우, 탄질화물 억제가 충분히 되지 않아 자기적 특성이 저하되어 자성이 열위하게 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 평균 결정립 입경은 100 내지 170㎛일 수 있다. 결정립이 충분히 성장하여 상기한 범위 내의 평균 결정립 입경을 가질 경우, 탄질화물의 형성에도 불구하고, 자기적 특성이 우수할 수 있다.
평균 결정립 입경을 100 내지 170㎛로 제어 함에 따른 자기적 특성으로서, 철손 평균 값(W15/50)이 2.1W/kg 이하일 수 있으며, 자속밀도(B50)가 1.68T 이상일 수 있다. 구체적으로, 철손 평균 값(W15/50)이 1.9 내지 2.1W/kg일 수 있으며, 자속밀도(B50)가 1.68 내지 1.7T 일 수 있다.
불순물 원소
상기의 원소 외에도 S, Cu, Cr, Ti, V, B, Zr, Mg 등의 불가피하게 혼입되는 불순물 원소가 포함될 수 있다. 이들 원소는 미량이지만 강내 개재물 형성 등을 통한 자성 악화를 야기할 수 있으므로 S: 0.004 중량% 이하, Cu: 0.03 중량% 이하, Cr: 0.2 중량% 이하, Ti: 0.003 중량% 이하, V: 0.003 중량% 이하, B: 0.001 중량% 이하, Zr: 0.003 중량% 이하, Mg: 0.005 중량% 이하로 관리되어야 한다.
무방향성 전기강판 제조방법
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판 제조방법은 중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.0015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기의 식 1 및 식 2를 만족하는 슬라브를 가열하는 단계, 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계, 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저 슬라브를 가열한다. 슬라브 내의 각 조성의 첨가 비율을 한정한 이유는 전술한 무방향성 전기강판의 조성 한정 이유와 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다. 후술할 열간 압연, 열연판 소둔, 냉간 압연, 최종 소둔 등의 제조 과정에서 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 무방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.
또한, 슬라브의 조성과 무방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하므로 슬라브는 상기의 식 1 및 식 2를 만족한다. 식 1 및 식 2를 만족시킴에 따른 효과는 상기의 설명으로 대신하기로 한다.
슬라브를 가열로에 장입하여 1100 내지 1250℃로 가열한다. 1250℃를 초과하는 온도에서 가열 시, 석출물이 재용해되어 열간 압연 이후, 미세하게 석출될 수 있다.
가열된 슬라브는 2 내지 2.3mm로 열간 압연하여 열연판으로 제조된다. 열연판을 제조하는 단계에서 마무리 온도는 800 내지 1000℃ 일 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때 열연판 소둔 온도는 850 내지 1150℃일 수 있다. 열연판 소둔 온도가 850℃ 미만이면 조직이 성장하지 않거나 미세하게 성장하여 자속밀도의 상승 효과가 적으며, 소둔 온도가 1150℃를 초과하면 자기특성이 오히려 열화되고, 판형상의 변형으로 인해 압연 작업성이 나빠질 수 있다.
구체적으로, 온도범위는 950 내지 1125℃일 수 있다. 열연판 소둔은 필요에 따라 자성에 유리한 방위를 증가시키기 위하여 수행되는 것이며, 생략도 가능하다.
다음으로, 열연판을 산세하고 소정의 판두께가 되도록 냉간 압연한다. 열연판 두께에 따라 다르게 적용될 수 있으나, 70 내지 95%의 압하율을 적용하여 최종두께가 0.2 내지 0.65mm가 되도록 냉간 압연하여 냉연판을 제조 할 수 있다.
최종 냉간 압연된 냉연판은 하기 식 3을 만족하도록 최종 소둔을 실시한다. 최종 소둔 온도는 750 내지 1050℃가 될 수 있다. 최종 소둔 온도가 너무 낮으면 재결정이 충분히 발생하지 못하고, 최종 소둔 온도가 너무 높으면 결정립의 급격한 성장이 발생하여 자속밀도와 고주파 철손이 열위해 질 수 있다. 최종 소둔 과정에서 전 단계인 냉간 압연 단계에서 형성된 가공 결정이 모두(즉, 99% 이상) 재결정될 수 있다.
[식 3]
0.6 ≤ [재로시간]/{([C]+[N])×10000} ≤ 0.7
(식 3에서, [재로시간]은 소둔로 내 1000℃ 이상에서의 재로시간을 초(sec) 단위로 나타내고, [C] 및 [N]는 각각 C 및 N의 함량(중량%)을 나타낸다.)
일반적으로, 재로시간이란 냉연판이 소둔로에 장입된 때로부터 추출 될 때까지의 시간을 의미한다. 본 발명에서의 [재로시간]은 냉연판이 최종 소둔로 내에 존재하는 전체 시간 중에서 분위기 온도가 1000℃ 이상인 구간에서 존재하는 시간을 의미한다.
[재로시간]/{([C]+[N])×10000}으로 표현한 수치가 0.6 미만일 경우, 결정립 성장을 위한 재로시간이 충분하지 못하여 자성이 열위해질 수 있다. 반면, [재로시간]/{([C]+[N])×10000}으로 표현한 수치가 0.7을 초과할 경우, 재로시간이 너무 길어 결정립의 과성장이 일어나 오히려 자성이 열위해질 수 있다.
[재로시간]은 70 내지 170초일 수 있다.
식 3을 만족시킴으로써 최종 소둔 된 강판의 평균 결정립 입경은 100 내지 170㎛이 될 수 있다. 탄질화물의 형성에도 불구하고, 자기적 특성이 우수할 수 있다. 자기적 특성은 철손 평균 값(W15/50)이 2.1W/kg 이하일 수 있으며, 자속밀도(B50)가 1.68T 이상일 수 있다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기 표 1과 같이 조성되고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하였다. 슬라브를 1140℃로 가열하고, 880℃의 마무리 온도로 열간 압연하여, 판두께 2.3mm의 열연판을 제조하였다. 열간 압연된 열연판은 1030℃에서 100초간 열연판 소둔 후, 산세 및 냉간 압연하여 두께를 0.35mm로 만들고, 하기 표 2와 같이 최종 소둔을 시행하였다.
하기의 표 2에 [재로시간], 평균 결정립 입경, 철손(W15/50) 및 자속밀도(B50)를 나타내었다. 철손 및 자속밀도 등의 자기적 특성은 각각의 시편에 대해 너비 30mm×길이 305mm×매수 30매의 시편을 절단하여 Epstein tester로 측정한 값을 나타내었다. 이때, B50은 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도이고, W15/50은 50Hz의 주파수로 1.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손을 의미한다.
번호 Si
(%)		 Al
(%)		 Mn
(%)		 C
(%)		 N
(%)		 As+Se
(%)		 As
(%)		 Se
(%)		 구분
A1 3.0 1.2 0.2 0.0155 0.0052 0.0085 0.0071 0.0014 비교예
A2 3.0 1.2 0.2 0.0075 0.017 0.0098 0.0054 0.0044 비교예
A3 3.0 1.2 0.2 0.013 0.0135 0.0083 0.0066 0.0017 비교예
A4 3.0 1.2 0.2 0.0125 0.0118 0.0058 0.0032 0.0026 비교예
A5 3.0 1.2 0.2 0.0118 0.0066 0.0115 0.0074 0.0041 비교예
A6 3.0 1.2 0.2 0.0068 0.0058 0.0075 0.0043 0.0032 실시예
A7 3.0 1.2 0.2 0.0115 0.0123 0.0087 0.0049 0.0038 실시예
A8 3.0 1.2 0.2 0.0078 0.0097 0.0065 0.0031 0.0034 실시예
A9 3.0 1.2 0.2 0.0145 0.0103 0.0077 0.0035 0.0042 실시예
A10 3.0 1.2 0.2 0.0059 0.0145 0.0083 0.0047 0.0036 실시예
B1 3.2 0.7 0.2 0.0175 0.0072 0.0075 0.0042 0.0033 비교예
B2 3.2 0.7 0.2 0.0085 0.0156 0.0077 0.0057 0.0020 비교예
B3 3.2 0.7 0.2 0.0145 0.0139 0.0089 0.0053 0.0036 비교예
B4 3.2 0.7 0.2 0.0066 0.0056 0.0032 0.0023 0.0009 비교예
B5 3.2 0.7 0.2 0.0078 0.0142 0.0104 0.0043 0.0061 비교예
B6 3.2 0.7 0.2 0.0143 0.0072 0.0068 0.0047 0.0021 실시예
B7 3.2 0.7 0.2 0.0056 0.0147 0.0095 0.0054 0.0041 실시예
B8 3.2 0.7 0.2 0.0098 0.0087 0.0087 0.0064 0.0023 실시예
B9 3.2 0.7 0.2 0.0102 0.0104 0.0075 0.0066 0.0009 실시예
B10 3.2 0.7 0.2 0.0129 0.0115 0.0096 0.0051 0.0045 실시예
C1 3.4 0.7 0.5 0.0169 0.0066 0.0075 0.0043 0.0032 비교예
C2 3.4 0.7 0.5 0.0078 0.016 0.0083 0.0033 0.0050 비교예
C3 3.4 0.7 0.5 0.0147 0.0129 0.0087 0.0036 0.0051 비교예
C4 3.4 0.7 0.5 0.0068 0.0078 0.0035 0.0020 0.0015 비교예
C5 3.4 0.7 0.5 0.0128 0.0065 0.0114 0.0022 0.0092 비교예
C6 3.4 0.7 0.5 0.0068 0.0137 0.0098 0.0054 0.0044 실시예
C7 3.4 0.7 0.5 0.0078 0.0145 0.0075 0.0055 0.0020 실시예
C8 3.4 0.7 0.5 0.0066 0.0052 0.0058 0.0029 0.0029 실시예
C9 3.4 0.7 0.5 0.0107 0.0069 0.0077 0.0037 0.0040 실시예
C10 3.4 0.7 0.5 0.0099 0.0059 0.0092 0.0044 0.0048 실시예
번호 [C]+[N]
(%)		 [재로시간]
(초)		 [재로시간]
/{([C]+[N])
×10000}		 Grain Size
(㎛)		 B50
(T)		 W15/50
(W/kg)		 구분
A1 0.0207 132 0.638 85 1.66 2.30 비교예
A2 0.0245 148 0.604 95 1.65 2.27 비교예
A3 0.0265 168 0.634 82 1.66 2.29 비교예
A4 0.0243 165 0.679 82 1.66 2.29 비교예
A5 0.0184 125 0.679 95 1.66 2.28 비교예
A6 0.0126 59 0.468 98 1.67 2.11 실시예
A7 0.0238 187 0.786 177 1.67 2.14 실시예
A8 0.0175 108 0.617 120 1.68 2.01 실시예
A9 0.0248 155 0.625 135 1.68 2.04 실시예
A10 0.0204 141 0.691 159 1.68 2.03 실시예
B1 0.0247 153 0.619 75 1.65 2.32 비교예
B2 0.0241 168 0.697 95 1.66 2.29 비교예
B3 0.0284 175 0.616 84 1.65 2.27 비교예
B4 0.0122 78 0.639 87 1.66 2.34 비교예
B5 0.022 148 0.673 92 1.66 2.29 비교예
B6 0.0215 112 0.521 84 1.67 2.12 실시예
B7 0.0203 168 0.828 185 1.67 2.13 실시예
B8 0.0185 125 0.676 165 1.68 2.00 실시예
B9 0.0206 128 0.621 127 1.68 2.01 실시예
B10 0.0244 168 0.689 168 1.68 2.03 실시예
C1 0.0235 142 0.604 78 1.66 2.26 비교예
C2 0.0238 165 0.693 88 1.66 2.28 비교예
C3 0.0276 175 0.634 85 1.65 2.31 비교예
C4 0.0146 95 0.651 75 1.66 2.42 비교예
C5 0.0193 125 0.648 79 1.66 2.35 비교예
C6 0.0205 117 0.571 93 1.67 2.10 실시예
C7 0.0223 159 0.713 173 1.67 2.13 실시예
C8 0.0118 76 0.644 125 1.68 1.99 실시예
C9 0.0176 106 0.602 107 1.68 2.03 실시예
C10 0.0158 108 0.684 156 1.68 2.00 실시예
표 1 및 표 2를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 탄소(C) 함량 또는 질소(N) 함량이 본 발명의 범위를 벗어나거나, 식1을 만족시키지 못하는 A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3의 경우, 자기적 특성이 우수하지 못하였다.
식 2를 만족시키지 못하거나, 비소(As) 및 셀레늄(Se) 함량의 합이 본 발명의 범위를 벗어나는 A4, A5, B4, B5, C4, C5의 경우, 자기적 특성이 우수하지 못하였다.
식 3을 만족시키지 못하는 A6, A7, B6, B7, C6, C7의 경우, A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, B3, B4, B5, C1, C2, C3, C4, C5 보다는 자기적 특성이 우수하였으나 식 3을 만족하지 못하여 평균 결정립 입경이 100 내지 170㎛를 벗어났다. 이에 따라 A8, A9, A10, B8, B9, B10, C8, C9, C10 보다 자성이 열위하였다.
본 발명의 범위에 해당하는 A6, A7, A8, A9, A10, B6, B7, B8, B9, B10, C6, C7, C8, C9, C10은 본 발명의 범위를 벗어난 A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, B3, B4, B5, C1, C2, C3, C4, C5에 상대적으로 자기적 특성이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 무방향성 전기강판.
    [식 1]
    0.010 ≤ ([C]+[N]) ≤ 0.025
    [식 2]
    {0.3×([C]+[N])} ≤ ([As]+[Se]) ≤ 0.010
    (식 1 및 식 2에서, [C], [N], [As] 및 [Se]는 각각 C, N, As 및 Se의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기강판의 평균 결정립 입경은 100 내지 170㎛인 무방향성 전기강판.
  3. 제1항에 있어서,
    S: 0.004% 이하(0%를 제외함), Cu: 0.03% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.2% 이하 (0%를 제외함), Ti: 0.003% 이하(0%를 제외함), V: 0.003% 이하(0%를 제외함), B: 0.001% 이하(0%를 제외함), Zr: 0.003% 이하(0%를 제외함) 및 Mg: 0.005% 이하(0%를 제외함) 중에서 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 As의 함량은 0.0020 내지 0.0070%이고, 상기 Se의 함량은 0.0005 내지 0.0050%인 무방향성 전기강판.
  5. 중량%로, Si: 3.0 내지 4.0%, Al: 1.5% 이하(0%를 제외함), Mn: 1.5% 이하(0%를 제외함), As 및 Se 중에서 1종 이상: 0.010% 이하(0%를 제외함), C: 0.005 내지 0.015%, N: 0.005 내지 0.015%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 슬라브를 가열하는 단계;
    상기 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및
    상기 냉연판을 최종 소둔하는 단계;를 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
    [식 1]
    0.010 ≤ ([C]+[N]) ≤ 0.025
    [식 2]
    {0.3×([C]+[N])} ≤ ([As]+[Se]) ≤ 0.010
    (식 1, 식 2에서, [C], [N], [As] 및 [Se]는 각각 C, N, As 및 Se의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최종 소둔하는 단계에서,
    하기 식 3을 만족하는 무방향성 전기강판 제조방법.
    [식 3]
    0.6 ≤ [재로시간]/{([C]+[N])×10000} ≤ 0.7
    (식 3에서, [재로시간]은 냉연판이 최종 소둔로 내 존재하는 시간 중에서 1000℃ 이상에서 존재하는 시간을 초(sec) 단위로 나타내고, [C] 및 [N]는 각각 C 및 N의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  7. 제5항에 있어서,
    상기 슬라브는,
    S: 0.004% 이하(0%를 제외함), Cu: 0.03% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.2% 이하 (0%를 제외함), Ti: 0.003% 이하(0%를 제외함), V: 0.003% 이하(0%를 제외함), B: 0.001% 이하(0%를 제외함), Zr: 0.003% 이하(0%를 제외함) 및 Mg: 0.005% 이하(0%를 제외함) 중에서 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계 이후,
    상기 열연판을 열연판 소둔하는 단계;를 더 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 [재로시간]은,
    70 내지 170초인 무방향성 전기강판 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    C: 0.0056 내지 0.015%, N: 0.0052 내지 0.015% 포함하는 무방향성 전기강판.
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