KR102026271B1

KR102026271B1 - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102026271B1
Application number: KR1020170179930A
Authority: KR
Inventors: 이헌주; 김용수; 신수용
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-09-27
Also published as: WO2019132130A1; KR20190078167A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si : 2.6 내지 3.6%, Al : 0.2 내지 1.3%, Mn : 0.1 내지 1.5%, C : 0.005%이하(0%를 제외함), N : 0.005%이하(0%를 제외함), S : 0.005%이하(0%를 제외함), Sn : 0.005 내지 0.1%, Sb : 0.005 내지 0.1% 및 P : 0.005 내지 0.1% 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, {111}<uvw>로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 20% 이하이고, {001}<130> 로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 5% 이상이다.

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 Si, Al, Mn, C, N, S의 함량 범위를 한정하고, Sn, Sb, P의 최적 합량을 제어하고, 최종 소둔 시 소둔 온도를 낮게 제어함으로써, {001}<130> 방위를 발달시키고, {111}<uvw> 방위의 발달을 억제함으로써, 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

무방향성 전기강판은 전기에너지를 기계적에너지로 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 주로 철손과 자속밀도로 평가한다. 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.

모터의 작동조건에 따라 고려해야 되는 무방향성 전기강판의 특성 또한 달라지게 된다. 모터에 사용되는 무방향성 전기강판의 특성을 평가하기 위한 기준으로 다수의 모터들이 상용주파수 50Hz에서 1.5T 자장이 인가되었을 때의 철손인 W15/50을 가장 중요하게 여기고 있다. 그러나 다양한 용도의 모터들이 모두 W15/50 철손을 가장 중요하게 여기고 있는 것은 아니며, 주작동조건에 따라 다른 주파수나 인가자장에서의 철손을 평가하기도 한다. 특히 최근의 대형발전기나 전기자동차 구동모터에 사용되는 무방향성 전기강판 중에서는 1.0T 또는 그 이하의 저자장에서 자기적 특성이 중요한 경우가 많으므로, W10/50 또는 W10/400 등의 저자장 철손으로 무방향성 전기강판의 특성을 평가하게 된다.

무방향성 전기강판의 자기적 특성을 증가시키기 위해 통상적으로 사용되는 방법은 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 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. 추가적인 강의 비저항 증가를 위해 Al, Mn 등의 원소를 첨가하여 자성이 우수한 최고급 무방향성 전기강판을 생산할 수 있다.

합금원소 첨가량이 증가하고, 강판 두께가 얇아져서 냉간압하율이 증가할수록 무방향성 전기강판의 자속밀도가 감소하게 되는데, 자성에 불리한 방위의 발달을 억제하고 자성에 유리한 방위를 발달시키면 자속밀도와 철손을 동시에 개선시킬 수 있다. 집합조직을 개선하기 위해 미량의 특수원소를 첨가하거나, 열연판을 소둔하거나, 냉간압하율을 저감하는 방법이 있으나, 집합조직을 개선에 크게 효과적이지 않았다.

본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공한다. 구체적으로 Si, Al, Mn, C, N, S의 함량 범위를 한정하고, Sn, Sb, P의 최적 합량을 제어하고, 최종 소둔 시 소둔 온도를 낮게 제어함으로써, {001}<130> 방위를 발달시키고, {111}<uvw> 방위의 발달을 억제함으로써, 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Sn, Sb 및 P의 합량이 0.025 내지 0.20 중량%일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Nb: 0.005 중량% 이하, Ti: 0.005 중량% 이하 및 V: 0.005 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 평균 결정립 입경이 70 내지 150㎛일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 강판의 두께가 0.1 내지 0.65mm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 하기 식 1 내지 식 3을 만족할 수 있다.

[식1]

B50(45°) ≤ B50(60°)

[식2]

B50(0°) / B50(90°) ≥ 1.03

[식3]

B50(0°) / B50(45°) ≥ 1.06

(식 1 내지 식 3에서 B50(0°), B50(45°), B50(60°), B50(90°)는 각각 압연 방향, 압연 방향과 45°, 60°, 90° 방향에서 측정한 자속밀도(B50)이다.)

중량%로, Si : 2.6 내지 3.6%, Al : 0.2 내지 1.3%, Mn : 0.1 내지 1.5%, C : 0.005%이하(0%를 제외함), N : 0.005%이하(0%를 제외함), S : 0.005%이하(0%를 제외함), Sn : 0.005 내지 0.1%, Sb : 0.005 내지 0.1% 및 P : 0.005 내지 0.1% 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 55 내지 75%의 압하율로 냉간 압연 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 900℃ 이하의 온도로 최종 소둔하는 단계를 포함한다.

슬라브는 Sn, Sb 및 P의 합량이 0.025 내지 0.20 중량%일 수 있다.

슬라브는 Nb: 0.005 중량% 이하, Ti: 0.005 중량% 이하 및 V: 0.005 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

슬라브를 가열하는 단계에서, 1200℃ 이하의 온도로 가열할 수 있다.

열간 압연하는 단계에서 마무리 압연 온도는 800℃ 이상일 수 있다.

열간 압연하는 단계 이후, 850 내지 1150℃의 범위에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.

열연판을 제조하는 단계 이후, 냉간 압연 하는 단계 및 중간 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.

중간 소둔 온도는 850 내지 1150℃일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Si, Al, Mn, C, N, S의 함량 범위를 한정하고, Sn, Sb, P의 최적 합량을 제어하고, 최종 소둔 시 소둔 온도를 낮게 제어함으로써, {001}<130> 방위를 발달시키고, {111}<uvw> 방위의 발달을 억제함으로써, 자성을 향상시킬 수 있다.

이를 통해 친환경 자동차용 모터, 고효율 가전용 모터, 슈퍼프리미엄급 전동기를 제조할 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.

본 발명의 일 실시예에서는 Si, Al, Mn, C, N, S의 함량 범위를 한정하고, Sn, Sb, P의 최적 합량을 제어하고, 최종 소둔 시 소둔 온도를 낮게 제어함으로써, {001}<130> 방위를 발달시키고, {111}<uvw> 방위의 발달을 억제함으로써, 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si : 2.6 내지 3.6%, Al : 0.2 내지 1.3%, Mn : 0.1 내지 1.5%, C : 0.005%이하(0%를 제외함), N : 0.005%이하(0%를 제외함), S : 0.005%이하(0%를 제외함), Sn : 0.005 내지 0.1%, Sb : 0.005 내지 0.1% 및 P : 0.005 내지 0.1% 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.

먼저 무방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.

Si : 2.6 내지 3.6 중량%

규소(Si)는 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 하며, 너무 적게 첨가될 경우, 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. 반대로 너무 많이 첨가될 경우 재료의 취성이 증가하여 압연생산성이 급격히 저하될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Si을 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Si는 2.7 내지 3.5 중량% 포함할 수 있다.

Al : 0.2 내지 1.3 중량%

알루미늄(Al)는 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추는 역할을 하며, 너무 적게 첨가되면 질화물이 미세하게 형성되어 자성을 저하시킬 수 있다. 반대로 너무 많이 첨가되면 질화물이 과다하게 형성되어 자성을 열화시키며, 제강과 연속주조 등의 모든 공정상에 문제를 발생시켜 생산성을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Al을 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Al을 0.3 내지 1.2 중량% 포함할 수 있다.

Mn : 0.1 내지 1.5 중량%

망간(Mn)은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고 황화물을 형성시키는 역할을 하며, 너무 적게 첨가되면 황화물이 미세하게 석출되어 자성을 저하시킬 수 있다. 반대로 너무 많이 첨가되면 자성에 불리한 {111}집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 감소할 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Mn을 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn을 0.2 내지 1.4 중량% 포함할 수 있다.

C: 0.005 중량% 이하

탄소(C)는 자기시효를 일으키고 기타 불순물 원소와 결합하여 탄화물을 생성하여 자기적 특성을 저하시키므로 0.005 중량%이하, 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 제한할 수 있다.

N: 0.005 중량% 이하

질소(N)은 모재 내부에 미세하고 긴 AlN 석출물을 형성할 뿐 아니라, 기타 불순물과 결합하여 미세한 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 악화시키므로 0.005 중량% 이하, 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 제한할 수 있다.

S: 0.005 중량%이하

황(S)는 모재 내부에 미세한 황화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 악화시키므로 낮을수록 바람직하며, 0.005 중량% 이하 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 제한할 수 있다.

Sn, Sb, P : 각각 0.005 내지 0.1 중량%

주석(Sn), 안티몬(Sb), 인(P)는 모재의 표면 또는 결정립계에 편석하여 표면에너지와 입계에너지를 낮추어 석출물 억제 및 {111}<uvw> 재결정을 지연시키고 자성에 유리한 집합조직을 발달시킨다. Sn, Sb, P 중 하나의 원소라도 0.005 중량% 미만이면 그 효과가 현저히 떨어질 수 있다. Sn, Sb, P 중 하나의 원소라도 0.1 중량%를 초과하면 편석량 과다로 취성이 증가하고 표면품질이 저하되어 상업적 생산에 제약이 발생한다.

Sn, Sb, P의 함량 합계가 0.025 내지 0.20 중량%의 범위로 함유되었을 때 전술한 효과가 가장 뚜렷하게 나타날 수 있다. 더욱 구체적으로 Sn, Sb, P의 함량 합계가 0.05 내지 0.15 중량%가 될 수 있다.

Ti, Nb, V : 각각 0.005 중량% 이하

티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 바나듐(V)는 강내 석출물 형성 경향이 매우 강한 원소들이며, 모재 내부에 미세한 탄화물 또는 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제함으로써 철손을 열화시킨다. 따라서 Ti, Nb, V가 더 포함되는 경우, 각각 0.005 중량%이하 보다 바람직하게는 0.003 중량% 이하로 제한할 수 있다.

기타 불순물 원소

전술한 원소 외에도 Cu, B, Mg, Zr 등의 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. 이들 원소는 미량이지만 강내 개재물 형성 등을 통한 자성 악화를 야기할 수 있으므로, Cu : 0.025 중량% 이하, B : 0.002 중량% 이하, Mg : 0.005 중량% 이하, Zr : 0.005 중량% 이하로 제한할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 {111}<uvw>로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 20% 이하이고, {001}<130> 로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 5% 이상이다.

{111}<uvw> 에서 uvw는 임의의 숫자를 의미하고, 판면의 법선 방향이 <111>에 평행하고, 압연 방향이 <uvw>와 평행한 방위를 의미한다.

마찬가지로 {001}<130>은 판면의 법선 방향이 <001>에 평행하고, 압연 방향이 <130>와 평행한 방위를 의미한다.

면적 분율은 압연면 전체에 대한 집합 조직의 점유 면적 분율을 의미한다.

{111}<uvw>로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 너무 많으면, 자성이 열위해 질 수 있으며, 특히 압연 방향(RD방향)에서의 자성이 열위해 질 수 있다. 더욱 구체적으로 {111}<uvw>로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 10 내지 17 면적% 일 수 있다.

{001}<130> 로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 너무 적으면, 자성이 열위해 질 수 있으며, 특히 압연 방향(RD방향)에서의 자성이 열위해 질 수 있다. 더욱 구체적으로 {001}<130> 로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 7 내지 10 면적%일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 평균 결정립 입경이 70 내지 150㎛일 수 있다. 전술한 범위에서 무방향성 전기강판의 자성이 더욱 우수하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 두께가 0.1 내지 0.65mm가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 전술하였듯이, 자성 특성 특히 자속밀도가 개선된다. 구체적으로 하기 식 1 내지 식 3을 만족할 수 있다.

[식1]

B50(45°) ≤ B50(60°)

[식2]

B50(0°) / B50(90°) ≥ 1.03

[식3]

B50(0°) / B50(45°) ≥ 1.06

자속밀도 B50은 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도이다.

전술한 식 1 내지 식 3을 만족함으로써, 무방향성 전기강판을 자동차용 모터로 사용할 시, 철손과 자속밀도가 우수하여 전기차 구동모터로 사용하면 연비와 주행성능을 우수하게 만들 수 있다.

압연 방향 및 압연 수직 방향의 자속 밀도의 평균 값(B50(LC))은 1.68T 이상이 될 수 있다. 더욱 구체적으로 B50(LC)은 1.69 내지 1.75T가 될 수 있다.

0.27mm 두께 기준으로, 50Hz의 주파수로 1.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손 W15/50은 1.75W/kg 이하이고, 400Hz의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손 W10/400은 12.5W/kg 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.

이하에서는 각 단계별로 상세하게 설명한다.

먼저 슬라브를 제조한다. 슬라브 내의 각 조성의 첨가 비율을 한정한 이유는 전술한 무방향성 전기강판의 조성 한정 이유와 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다. 후술할 열간압연, 열연판 소둔, 냉간압연, 최종 소둔 등의 제조 과정에서 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 무방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.

먼저, 슬라브를 가열한다. 구체적으로 슬라브를 가열로에 장입하여 1200 ℃ 이하로 가열 한다. 1200℃를 초과하는 온도에서 가열시 석출물이 재용해되어 열간압연 이후 미세하게 석출될 수 있다.

가열된 슬라브는 2 내지 2.3mm로 열간 압연하여 열연판으로 제조된다. 열연판을 제조하는 단계에서 마무리 압연 온도는 800℃ 이상일 수 있다. 구체적으로 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. 열연판소둔 온도가 850℃ 미만이면 조직이 성장하지 않거나 미세하게 성장하여 자속밀도의 상승 효과가 적으며, 소둔온도가 1150℃를 초과하면 자기특성이 오히려 저하되고, 판형상의 변형으로 인해 압연작업성이 나빠질 수 있다. 더욱 구체적으로 온도범위는 950 내지 1125℃일 수 있다. 더욱 구체적으로 열연판의 소둔온도는 900 내지 1100℃이다. 열연판 소둔은 필요에 따라 자성에 유리한 방위를 증가시키기 위하여 수행되는 것이며, 생략도 가능하다.

다음으로, 열연판을 산세하고 소정의 판두께가 되도록 냉간 압연한다. 본 발명의 일 실시예에서 55 내지 75%의 압하율로 냉간 압연하여, {001}<130> 방위를 발달시키고, {111}<uvw> 방위의 발달을 억제할 수 있다. 압하율이 너무 높은 경우, {111}<uvw> 방위의 재결정립이 가장 먼저 생성되고 성장하면서 최종 제품에 높은 분율로 존재하게 된다. 더욱 구체적으로 60 내지 70%의 압하율로 냉간압연 할 수 있다.

냉간 압연 시, 중간 소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간 압연으로 실시할 수 있다. 즉, 열연판을 제조하는 단계 이후, 냉간 압연 하는 단계 및 중간 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우에도 최종 냉간 압연은 전술한 55 내지 75%의 압하율로 냉간압연할 수 있다.

이 때, 중간 소둔 온도는 850 내지 1150℃ 일 수 있다.

다음으로, 냉간압연된 냉연판은 최종 소둔을 실시한다. 최종 소둔 온도는 900℃ 이하가 될 수 있다. 최종 소둔 온도가 너무 높으면 {111}<uvw> 방위의 재결정립이 가장 먼저 생성되고 성장하면서 최종 제품에 높은 분율로 존재하게 된다. 또한, 이러한 낮은 온도에서 소둔함으로써, {001}<130> 방위의 회복 및 충분한 결정립 성장이 일어날 수 있게 된다. 최종 소둔 시간은 100 내지 1000초가 될 수 있다. 최종 소둔 과정에서 평균 결정립 입경이 70 내지 150㎛이 될 수 있으며, 전 단계인 냉간압연 단계에서 형성된 가공 조직이 모두(즉, 99% 이상) 재결정될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

하기 표 1 및 표 2와 같이 조성되는 슬라브를 제조하였다. 슬라브를 1150℃로 가열하고 880℃의 마무리온도로 열간압연하여, 판두께 2.0mm의 열연판을 제조하였다. 열간 압연된 열연판은 1030℃에서 100초간 열연판 소둔 후, 산세 및 1차 냉간압연하여 두께를 0.7mm로 만들었다. 이를 1000℃에서 80초간 중간소둔하고 최종 냉간압연하여 두께를 0.27mm(압하율 약 61%)로 만들었다. 이후, 800℃에서 600초간 최종소둔을 시행하였다. 단, 시편번호 D1은 중간 소둔 없이, 열연판을 1회 냉간압연하여 0.27mm(압하율 약 87%)로 만들었다. 시편번호 D2는 최종소둔 조건을 1000℃에서 110초간 시행하였다.

각 시편에 대한 자기적 특성 및 평균 결정립 직경을 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 자속밀도, 철손 등의 자기적 특성은 각각의 시편에 대해 너비 60mm × 길이 60mm × 매수 5매의 시편을 절단하여 Single sheet tester로 측정하여 평균값을 나타내었다. 방향별 자속밀도를 측정하기 위해, 압연방향(0°)과 압연수직방향(90°) 사이를 15°간격으로 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°로 회전하며 전술한 바와 같이 각각 5매씩 시편을 절단하였다. 이 때, W10/400은 400Hz의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이고, W15/50은 50Hz의 주파수로 1.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이며, B50은 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도를 의미한다.

결정립경은 시편의 TD 단면을 광학 현미경으로 결정립이 1500개 이상 포함되는 면적을 촬영하여, (측정면적 / 결정립개수)^0.5로 계산하였다.

{001}<130>분율 및 {111}<uvw> 분율은 각 시편의 TD 단면을 EBSD로 전체 두께 (270μm) × 5000μm 면적에 대해 2μm의 스텝 간격으로 50매 반복 측정하고 이를 병합하여 OIM 프로그램으로 계산하였다.

시편번호	Si(%)	Al(%)	Mn(%)	C(ppm)	N(ppm)	S(ppm)
A1	2.7	1.2	0.2	65	17	19
A2	2.7	1.2	0.2	31	71	18
A3	2.7	1.2	0.2	31	16	19
A4	2.7	1.2	0.2	26	18	23
A5	2.7	1.2	0.2	30	17	21
B1	3.5	0.6	0.6	41	15	16
B2	3.5	0.6	0.6	40	13	17
B3	3.5	0.6	0.6	43	16	15
B4	3.5	0.6	0.6	45	14	16
B5	3.5	0.6	0.6	42	14	18
C1	3.1	0.8	0.4	28	27	23
C2	3.1	0.8	0.4	31	24	58
C3	3.1	0.8	0.4	27	29	21
C4	3.1	0.8	0.4	30	31	22
C5	3.1	0.8	0.4	29	27	24
D1	3.1	0.3	1.3	42	35	17
D2	3.1	0.3	1.3	45	32	19
D3	3.1	0.3	1.3	42	35	20
D4	3.1	0.3	1.3	42	36	20
D5	3.1	0.3	1.3	41	35	18

시편번호	Nb(ppm)	Ti(ppm)	V(ppm)	Sn(ppm)	Sb(ppm)	P(ppm)	Sn + Sb+ P (ppm)
A1	11	13	10	490	130	110	730
A2	9	14	8	470	90	130	690
A3	15	13	14	70	30	60	160
A4	16	11	13	500	80	110	690
A5	14	14	15	470	110	100	680
B1	66	10	17	280	310	170	760
B2	18	79	19	310	320	130	760
B3	19	11	20	40	80	80	200
B4	17	10	16	310	270	150	730
B5	17	9	16	320	250	110	680
C1	14	16	72	230	280	400	910
C2	17	18	22	260	270	320	850
C3	16	16	21	810	1120	700	2630
C4	16	17	19	310	370	380	1060
C5	15	15	23	210	510	200	920
D1	21	17	13	580	90	280	950
D2	19	16	8	630	140	210	980
D3	21	18	14	710	630	1340	2680
D4	22	18	14	490	150	310	950
D5	21	15	13	610	130	270	1010

시편번호	{001}<130>분율(면적%)	{111}<uvw>분율(면적%)	평균결정립 입경(μm)	B50(0º)(T)	B50(45º)(T)	B50(60º)(T)	B50(90º)(T)
A1	3.6	24.3	61	1.676	1.606	1.601	1.636
A2	2.5	25.7	59	1.68	1.61	1.603	1.634
A3	4.4	25.1	96	1.679	1.615	1.6	1.64
A4	8.4	14.6	107	1.747	1.571	1.578	1.648
A5	9.1	15.5	87	1.745	1.569	1.579	1.646
B1	2.1	23.8	58	1.689	1.616	1.61	1.65
B2	3.9	25.4	57	1.685	1.613	1.611	1.653
B3	4.2	24.6	94	1.686	1.62	1.615	1.655
B4	8.6	14.4	104	1.744	1.58	1.582	1.648
B5	7.9	13.8	95	1.74	1.575	1.58	1.652
C1	3.4	26.1	58	1.685	1.614	1.609	1.646
C2	3.4	24.7	51	1.688	1.613	1.609	1.644
C3	6.1	25.1	58	1.688	1.619	1.616	1.646
C4	9.2	15.1	123	1.732	1.595	1.597	1.653
C5	7.7	14.7	118	1.731	1.586	1.589	1.649
D1	2.1	27.1	164	1.684	1.622	1.611	1.639
D2	3.8	22.2	168	1.689	1.628	1.62	1.643
D3	5.7	24.6	62	1.686	1.63	1.615	1.641
D4	9.5	16.1	131	1.741	1.574	1.577	1.644
D5	8.9	15.3	124	1.743	1.58	1.582	1.65

시편번호	B50(0º) /B50(90º)	B50(0º) / B50(45º)	B50(LC) (T)	W15/50(LC) (W/kg)	W10/400(LC) (W/kg)
A1	1.024	1.044	1.656	1.94	13.3	비교예
A2	1.028	1.043	1.657	1.95	13.4	비교예
A3	1.024	1.04	1.66	1.86	12.9	비교예
A4	1.06	1.112	1.698	1.71	12.1	발명예
A5	1.06	1.112	1.696	1.72	12	발명예
B1	1.024	1.045	1.669	1.95	13.4	비교예
B2	1.019	1.045	1.669	1.94	13.4	비교예
B3	1.019	1.041	1.671	1.87	13	비교예
B4	1.058	1.104	1.696	1.71	12.2	발명예
B5	1.053	1.105	1.696	1.71	11.9	발명예
C1	1.023	1.044	1.666	1.95	13.4	비교예
C2	1.027	1.046	1.666	1.97	13.3	비교예
C3	1.026	1.043	1.667	1.93	13.1	비교예
C4	1.048	1.086	1.693	1.72	12.3	발명예
C5	1.05	1.091	1.69	1.71	12.4	발명예
D1	1.028	1.038	1.661	1.81	12.8	비교예
D2	1.028	1.037	1.666	1.8	12.7	비교예
D3	1.027	1.034	1.664	1.93	12.9	비교예
D4	1.059	1.106	1.693	1.72	12.2	발명예
D5	1.056	1.103	1.697	1.71	12.3	발명예

표 1 내지 표 4에서 나타나듯이, A4, A5, B4, B5, C4, C5, D4, D5는 성분함량 및 제조방법이 모두 본 발명의 범위를 만족하였으므로, 식1 내지 식 3을 만족하고, 자기적 특성 또한 우수하게 나타났다. 반면 A1, A2, B1, B2, C1, C2의 경우 C, N, S, Ti, Nb, V의 함량이 본 발명의 범위를 초과하여 결정립이 충분히 성장하지 못하였고 식1 내지 식 3 또한 만족하지 못하여 자기적 특성이 열위하게 나타났다. A3, B3, C3, D3의 경우 P, Sn, Sb의 함량이 본 발명의 범위를 벗어나 결정립이 충분히 성장하지 못하거나 또는 결정립이 성장하더라도 {001}<130> 방위가 발달하지 못하여 자기적 특성이 열위하게 나타났다. D1, D2의 경우 냉간압하율과 최종 소둔 온도가 본 발명의 범위를 벗어나, 결정립이 과다성장하고 {001}<130> 방위가 발달하지 못하여 자기적 특성이 열위하였다.

본 발명은 상기 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

중량%로, Si : 2.6 내지 3.6%, Al : 0.2 내지 1.3%, Mn : 0.1 내지 1.5%, C : 0.005%이하(0%를 제외함), N : 0.005%이하(0%를 제외함), S : 0.005%이하(0%를 제외함), Sn : 0.005 내지 0.1%, Sb : 0.005 내지 0.1% 및 P : 0.005 내지 0.1% 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
{111}<uvw>로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 20% 이하이고, {001}<130> 로부터 15°이내의 방위를 갖는 집합 조직의 면적분율이 5% 이상이고,
평균 결정립 입경이 70 내지 150㎛이며,
하기 식 1 내지 식 3을 만족하는 무방향성 전기강판.
[식1]
B50(45°) ≤ B50(60°)
[식2]
B50(0°) / B50(90°) ≥ 1.03
[식3]
B50(0°) / B50(45°) ≥ 1.06
(식 1 내지 식 3에서 B50(0°), B50(45°), B50(60°), B50(90°)는 각각 압연 방향, 압연 방향과 45°, 60°, 90° 방향에서 측정한 자속밀도(B50)이다.)
제1항에 있어서,
Sn, Sb 및 P의 합량이 0.025 내지 0.20 중량%인 무방향성 전기강판.
제1항에 있어서,
Nb: 0.005 중량% 이하, Ti: 0.005 중량% 이하 및 V: 0.005 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.
삭제
제1항에 있어서,
강판의 두께가 0.1 내지 0.65mm인 무방향성 전기강판.
삭제
중량%로, Si : 2.6 내지 3.6%, Al : 0.2 내지 1.3%, Mn : 0.1 내지 1.5%, C : 0.005%이하(0%를 제외함), N : 0.005%이하(0%를 제외함), S : 0.005%이하(0%를 제외함), Sn : 0.005 내지 0.1%, Sb : 0.005 내지 0.1% 및 P : 0.005 내지 0.1% 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계;
상기 슬라브를 가열하는 단계;
상기 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
상기 열연판을 55 내지 75%의 압하율로 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및
상기 냉연판을 900℃ 이하의 온도로 100초 내지 1000초 동안 최종 소둔하는 단계를 포함하고,
하기 식 1 내지 식 3을 만족하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
[식1]
B50(45°) ≤ B50(60°)
[식2]
B50(0°) / B50(90°) ≥ 1.03
[식3]
B50(0°) / B50(45°) ≥ 1.06
(식 1 내지 식 3에서 B50(0°), B50(45°), B50(60°), B50(90°)는 각각 압연 방향, 압연 방향과 45°, 60°, 90° 방향에서 측정한 자속밀도(B50)이다.)
제7항에 있어서,
상기 슬라브는 Sn, Sb 및 P의 합량이 0.025 내지 0.20 중량%인 무방향성 전기강판의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 슬라브는 Nb: 0.005 중량% 이하, Ti: 0.005 중량% 이하 및 V: 0.005 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 슬라브를 가열하는 단계에서, 1200℃ 이하의 온도로 가열하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 열간 압연하는 단계에서 마무리 압연 온도는 800℃ 이상인 무방향성 전기강판의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 열간 압연하는 단계 이후, 850 내지 1150℃의 범위에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 냉간 압연 하는 단계 및 중간 소둔하는 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 중간 소둔 온도는 850 내지 1150℃인 무방향성 전기강판의 제조방법.