KR19990088281A - 자기특성이우수한방향성전자강판및그제조방법 - Google Patents
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Abstract
Bi 를 첨가한 재료로 양호한 자기특성을 안정적으로 얻는데는, 열간압연조건 및 탈탄소둔조건에 부가하여, 마무리 소둔중의 인히비터 분해를 억제하는 것이 특히 중요하다는 것을 알아내었다. 즉, 규소강 슬래브에 열간압연에서 최종 마무리소둔을 실시하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서, 이 슬래브가 Bi : 0.001 ~ 0.07 wt% 를 함유하고, 열간압연종료 직후부터 5 초까지의 평균냉각속도를 30 ~ 120 ℃/초로 제어하고, 탈탄소둔에 있어서의 균열과정의 분위기중의 PH2O/PH2를 0.45 ~ 0.70 으로 하고, 다시 마무리소둔중의 표층 인히비터 분해를 억제하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법이다.
Description
본 발명은 변압기 또는 기타의 전기기기의 철심에 사용하여 바람직한 방향성 전자강판의 제조방법에 관한 것이다.
변압기 또는 발전기, 회전기의 철심재료로 사용되는 방향성 전자강판에는 고자속밀도와 저철손이라는 것이 가장 중요한 특성으로 요구된다.
지금까지 방향성 전자강판의 저철손화를 실현시키기 위하여 여러가지 수단이 강구되어 왔다. 그 중에서도 강판의 결정방위를 고스방위라고 하는 {110} <1> 방위에 고도로 집적시키는 것이 가장 중요시되어 왔다. 이것은, 강판의 결정방위를 고스방위에 고도로 집적시키면, 철결정의 자화가 용이한 축인 <1> 축이 압연방향으로 고도로 집적되게 된다. 즉, 압연방향에 대한 자화에 요구되는 자화력이 작아져 보자력이 작아진다. 따라서, 히스테리시스 손실이 작아져 저철손이 실현된다.
또한, 결정방위를 고스방위에 일치시키는 것은, 방향성 전자강판의 중요한 요구특성인 자화되었을 때의 소음의 저감에도 크게 기여한다. 변압기에서 발생되는 소음의 원인으로서, 철심소재의 자기압축(magnetostriction)진동 또는 전자진동이 있는 것으로 알려져 있다. 결정방위의 고스방위에 대한 집적도가 향상되면 자기압축 진동의 원인이 되는 90°자구의 생성이 억제된다. 동시에, 여자전류도 저하되어 전자진동이 억제된다. 이들 결과로서 소음이 저감된다.
이상과 같이, 방향성 전자강판에 있어서, 결정의 <1> 축을 압연방향으로 집적시키는 것은 가장 중요한 과제이다. 여기에서 결정방위의 집적도 지표로는 자화력 800 A/m 에 있어서의 자속밀도 : B8(T) 가 사용되는 경우가 많다. 즉, 방향성 전자강판의 개발은 B8향상을 큰 목표로 하여 추진되고 있다. 또한, 철손은 여자자속밀도 1.7 T, 여자주파수 50 ㎐ 인 경우의 에너지손실 : W17/50(W/㎏) 이 대표적으로 사용된다.
방향성 전자강판의 2차 재결정립조직은, 최종 마무리소둔중의 2차 재결정이라고 하는 현상을 통하여 형성된다. 2차 재결정에 의하여 고스방위의 결정립을 우선적으로 크게 성장시켜 고스방위에 대한 집적도를 높이고, 소망하는 자기특성을 가지는 제품을 얻는다. 2차 재결정립의 고스방위에 대한 집적을 효과적으로 촉진하기 위해서는, 1차 재결정립의 정상립 성장을 선택적으로 억제하는 인히비터라고 하는 석출분산상을 강중에 균일하고 적정한 크기로 형성시키는 것이 중요하다. 인히비터의 존재에 의하여, 1차 재결정립의 정상성장이 억제되고, 마무리소둔중에 고온까지 미세한 1차 재결정립의 상태가 유지된다. 동시에, 바람직한 방위의 결정립 성장에 대한 선택성이 높아지고, 고스방위 결정립의 집적도가 높아지므로 고자속밀도가 실현된다. 일반적으로, 인히비터가 강력하고 정상립 성장억제력이 강할수록, 고스방위에 대한 높은 집적을 얻을 수 있는 것으로 유추된다.
인히비터로는, MnS, MnSe, Cu2-xS, Cu2-xSe, AlN 등의 강에 대한 용해도가 작은 물질이 사용된다. 예를 들어, 일본 특허공보 소 33-4710 호 또는 일본 특허공보 소 40-15644 호에는, 소재중에 Al 을 함유시키고 최종 냉간압연 압하율을 81 ~ 95 % 의 고압하로 함과 동시에 최종 냉간압연전에 소둔함으로써 강력한 인히비터인 AlN 을 석출시키는 기술이 개시되어 있다.
또한, 상기 인히비터 성분에 부가하여, Sn, As, Bi, Sb, B, Pb, Mo, Te, V, Ge 등을 부가적으로 첨가하는 것은 2차 재결정립의 방위집적도 향상에 유효하다는 것도 알려져 있다.
이들 부가적 인히비터 성분중에서, 주기율표에서 5B 족 원소로 분류되는 P, As, Sb, Bi 는 결정립계상에 편석함으로써, 주인히비터인 MnS, MnSe, Cu2-xS, Cu2-xSe, AlN 등과 공동으로 하여 정상립 성장억제력을 강화하고, 자기특성을 높이는 것이 알려져 있다. 이들 중에서도, Bi 는 철에 대한 용해도가 특히 낮은 점에서, 입계 편석효과에 의한 정상립 성장억제력의 강화성분으로서 유망시되고 있다.
Bi 첨가에 의한 자기특성 향상기술은 일본 특허공보 소 51-29496 호 또는 일본 특허공보 소 54-32412 호에 개시되어 있다. 또한, 일본 특허공보 소 62-56924 호 또는 일본 특허공보 평 2-813673 호, 일본 특허공보 평 7-62176 호에는, AlN, MnSe, MnS 등과 Bi 를 복합적으로 강중에 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 이들 기술에서는 확실히 Bi 에 의한 억제력 강화작용을 이용하고 있으나, Bi 를 첨가한 재료에 대한 적정한 제조조건을 확립하는 정도 까지는 이르지 못했다. 그래서 양호한 자기특성을 가지는 방향성 전자강판을 안정적으로 얻기에는 불충분했다.
일본 특허공개공보 평 6-88171 호, 일본 특허공개공보 평 6-88172 호, 일본 특허공개공보 평 6-88173 호, 일본 특허공개공보 평 6-88174 호 등에는, Al 계의 인히비터에 Bi 를 부가시킴으로써, 자속밀도를 대폭적으로 향상시킬 수 있다는 것이 개시되어 있다. 그러나, Bi 첨가의 효과 자체는 종래부터 알려져 있고, 자기특성 향상효과를 안정적으로 도출하기까지는 이르지 못했다.
Bi 을 첨가한 전자강판의 자기특성의 안정화 방법에 대해서는, 일본 특허공개공보 평 6-158169 호에 개시되어 있다. 일본 특허공개공보 평 6-158169 호에는 낮은 S, Se 함유재를 저온 슬래브가열하고 도중에 질화시키는 기술이 주로 되어 있으나, 강중에 Bi 를 첨가함과 동시에 탈탄소둔 균열과정의 후단을 환원성 분위기로 하는 제조방법도 개시하고 있다. 그러나, 이 기술에서의 탈탄소둔조건은 피막형성의 안정화를 주안으로 하고 있다. 즉, Bi 를 첨가시킨 재료에 대하여 자기특성 향상효과를 안정시키는 최적 조건이 확립되어 있다고 할 수 없다.
또한, 마무리소둔용 분리제에 관하여, 일본 특허공개공보 평 8-253819 호에는 강판 편면당의 도포량을 5 g/㎡ 이상으로 하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술은 코일층간의 유통성 향상에 의한 피막개선이 목적으로서, 자기특성을 안정화시키는 작용은 가지고 있지 않다. 또한, 발명자들의 연구결과에 의하면, 단순히 분리제의 도포량을 증가시키는 것만으로는 자기특성의 안정화에는 역효과로 예상된다.
Bi 첨가재의 소둔분리제로서 저활성 물질을 사용하는 기술에 관해서는, 일본 특허공개공보 평 6-256849 호에 질화처리공정후, SiO2와의 반응성이 낮은 물질을 도포하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 기술에서의 Bi 의 역할은, 질화처리공정을 포함하는 경면화재(mirror-finishing material) 에 특유의 마무리 소둔중의 인히비터 분해를 방지하는 것밖에 없다. 또한, 일본 특허공개공보 평 7-173544 호에는 Bi 를 첨가한 소재에 대하여 금속의 염소화합물을 첨가한 소둔분리제를 도포하는 경면화 방향성 전자강판의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법에 있어서도, 강중에 첨가하는 Bi 는 주로 경면을 얻는 것이 주목적으로서, 탈탄소둔조건이 제어되지 않은 경우에는 충분한 자기특성을 안정적으로 얻을 수 없다.
일본 특허공개공보 평 9-202924 호에는 탈탄소둔을 철계의 산화물이 생성되지 않는 분위기중에서 행하거나, 혹은 탈탄소둔판 표면의 산화물을 제거한 후, 소둔분리제로서 알루미나를 도포하는 방법이 개시되고 있다. 이 기술에서는, 마무리소둔중의 코일층간의 Bi 가스의 유통에 영향받지 않고, 양호한 자기특성을 얻기 위하여 소둔분리제로서 알루미나를 사용하고 있다. 이 기술을 이용하면, 알루미나분리제에 의하여 최종 마무리소둔판 표면의 산소량의 저감을 달성할 수 있어, 어느 정도는 자기특성이 안정된다. 그러나, 탈탄소둔조건이 경면화에만 유리한 조건이기 때문에 2차 재결정은 완전하게는 안정되지 않고, 또한 소둔분리제로서 알루미나를 시용할 경우, 강중의 불순물 제거가 곤란해져 히스테리시스 손실이 열화된다는 난점을 가지고 있다.
즉, 방향성 전자강판의 자기특성 향상에 대하여, Bi 의 첨가는 매우 유망한 방법이기는 하나, 여러 요인으로 2차 재결정 불량을 일으키기 용이하므로, 양호한 자기특성을 안정적으로 얻기가 곤란하다는 문제점을 남기고 있었다.
본 발명은 Bi 을 첨가한 방향성 전자강판의 2차 재결정을 안정시키고, 자속밀도와 철손이 우수한 방향성 전자강판을 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 예의연구 결과, Bi 을 첨가한 재료로 양호한 자기특성을 안정적으로 얻기 위해서는, 열간압연 등의 상방향 공정의 제조조건과 함께, 탈탄소둔조건 (특히 분위기) 과 마무리 소둔조건의 적정화가 중요하다는 결론을 얻기에 이르렀다. 또한, Bi 을 첨가한 재료는 마무리소둔중의 포스터라이트 (forsterite) 피막형성이 과도하게 진행될 경우, 자기특성이 열화되기 쉽다는 것을 알아내었다. 그래서, 발명자들은 이 문제를 해결하기 위하여 연구를 더욱 추진한 결과, Bi 를 첨가한 재료로는 마무리소둔중의 포스터라이트 형성을 제한함으로써 높은 자속밀도의 방향성 전자강판을 안정적으로 얻을 수 있다는 것을 알아내고, 본 발명을 달성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 C : 0.03 ~ 0.10 wt%, Si : 2.0 ~ 5.0 wt%, Mn : 0.04 ~ 0.15 wt%, S 및 Se 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 : 0.01 ~ 0.03 wt%, sol.Al : 0.015 ~ 0.035 wt% 및 N : 0.0050 ~ 0.010 wt% 를 함유하는 규소강 슬래브를 1300 ℃ 이상의 온도로 가열한 후 열간압연하고, 이어서 소둔처리와 냉간압연처리를 조합시켜 최종강판으로 한 후 탈탄소둔, 이어서 최종 마무리소둔을 하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서, 이 슬래브가 Bi : 0.001 ~ 0.07 wt% 를 함유하고, 열간압연종료 직후부터 5 초후까지의 평균냉각속도를 30 ~ 120 ℃/초로 제어하고, 탈탄소둔에 있어서의 균열과정의 분위기중의 PH2O/PH2를 0.45 ~ 0.70 으로 하고, 다시 마무리소둔중의 표층 인히비터 분해를 억제하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법이다. 나아가, 마무리소둔중의 표층 인히비터 분해를 억제하는 처리효과의 지표인 최종 마무리소둔판 표면의 산소량을 규제하는 것도 특징으로 한다. 또한, 마무리소둔중의 표층 인히비터 분해를 억제하는 처리로서, 최종 마무리소둔용 소둔 분리제의 MgO 중의 수화량, TiO2첨가량 및 도포량, 탈탄소둔 승온과정 및 균열과정의 PH2O/PH2등을 적정화시키는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법이다. 나아가, 탈탄소둔 균열온도의 적정화, Sn, Ni, Cr, Ge 등의 인히비터 강화원소를 첨가함으로써 피막 및 자기특성의 향상을 도모한다. 또한, C : 0.0040 wt% 이하, Si : 2.0 ~ 5.0 wt%, Mn : 0.02 ~ 0.15 wt%, S 및 Se 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 : 0.0025 wt% 이하, Al : 0.0015 wt% 이하, N : 0.0025 wt% 이하, Bi : 0.0002 ~ 0.0600 wt% 를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe 로 이루어지고, 최종제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 가 5.0°이하인 자기특성이 우수한 방향성 전자강판이다.
도 1 은 B8에 미치는 탈탄소둔에 있어서의 PH2O/PH2및 열간압연직후 냉각속도의 영향을 나타내는 도면,
도 2 는 B8에 미치는 열간압연종료 직후부터 5 초 동안의 냉각속도의 영향을 나타내는 도면,
도 3 은 B8에 미치는 Bi 첨가량의 영향을 나타내는 도면,
도 4 는 B8에 미치는 MgO 수화량 및 분리제 도포량의 영향을 나타내는 도면,
도 5 는 B8에 미치는 마무리소둔판 표면의 산소량 및 Bi 첨가의 영향을 나타내는 도면,
도 6 은 B8에 미치는 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2, 마무리소둔판 표면의 산소량 및 열간압연직후 냉각속도의 영향을 나타내는 도면,
도 7 은 B8에 있어서의 소둔분리제중의 TiO2첨가량의 영향을 나타내는 도면,
도 8 은 강중에 Sn, Ni, Cr, Ge 를 첨가한 경우의 B8에 미치는 마무리소둔판의 산소기준량의 영향을 나타내는 도면,
도 9 는 B8에 미치는 탈탄소둔의 승온과정 및 균열과정의 PH2O/PH2의 영향을 나타내는 도면,
도 10 은 B8에 미치는 탈탄소둔의 승온과정 및 균열과정의 PH2O/PH2의 영향을 나타내는 도면,
도 11 은 B8에 미치는 탈탄소둔 균열온도의 영향을 나타내는 도면,
도 12 는 B8에 미치는 탈탄소둔 균열과정 후단의 온도, 탈탄소둔의 균열과정의 PH2O/PH2및 탈탄소둔 균열과정 후단의 PH2O/PH2의 영향을 나타내는 도면.
이하에서, 본 발명에 이른 경위를 실험을 통하여 상세히 설명하기로 한다.
(실험 1)
주요성분으로서, C : 0.06 wt% 이하, Si : 3.2 wt%, Mn : 0.07 wt%, Se : 0.02 wt%, S : 0.005 wt%, Al : 0.022 wt%, N : 0.0085 wt% 를 함유하고, Bi 를 0.035 wt% 를 함유하는 강괴를 1400 ℃ 로 가열하고 30 분 동안 유지한 후, 열간압연하여 판두께가 2.5 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연 종료직후부터 5 초후까지의 열간압연판의 평균냉각속도를 20 ℃/초 및 40 ℃/초의 2 종류로 하였다. 이어서, 이 열간압연판에 1000 ℃ 에서 30 초 동안 열간압연판소둔을 실시하고, 산으로 세정한 후에 1차 냉간압연을 행하여 1.6 ㎜ 두께의 강판으로 하였다. 계속하여, 이 냉간압연판에 1100 ℃ 에서 1 분 동안의 중간소둔을 행하고, 산으로 세정한 후에 2차 냉간압연에 의하여 최종 판두께를 0.23 ㎜ 으로 하였다. 이어서, 이 냉간압연판에 균열온도 850 ℃, 100 초 동안 탈탄소둔을 행하였다. 탈탄소둔 균열과정의 분위기중 수소분압에 대한 수증기분압의 비 (산화포텐셜) : PH2O/PH2는 0.30 ~ 0.80 의 범위에서 여러가지로 변화시켰다. 탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2도 균열과정과 동일한 값으로 하였다. 이 탈탄소둔판에 MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포한 후, 최고 도달온도 1200 ℃, 5 시간 동안 마무리소둔하였다. 이 마무리소둔판에서 압연방향으로 평행하게 엡스타인 시험편 (폭 30 ㎜, 길이 280 ㎜) 을 8 장 채취하여, 엡스타인 시험법에 의하여 B8을 측정하였다.
도 1 에, B8에 미치는 탈탄소둔 승온과정 및 균열과정의 PH2O/PH2영향을 나타낸다. 도 1 에서, 열간압연종료 직후의 냉각속도를 높게 하고, 다시 탈탄소둔 분위기의 PH2O/PH2를 0.45 ~ 0.7 의 범위로 제어하면, 1.965 T 이상의 높은 B8을 얻을 수 있다는 것이 분명하다. 한편, PH2O/PH2가 0.45 ~ 0.7 의 범위내라도, 열간압연종료 직후의 냉각속도가 낮은 경우에는 얻어진 B8이 낮고 안정되지 않았다. 또한, 제품에 있어서, Bi 은 0.0122 wt% 함유되어 있었다. 나아가, 높은 B8이 얻어진 제품코일의 양단을 각 200 ㎜ 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.5 ~ 4.5° 이었다. 또한, 결정방위의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 의 정의 및 측정방법은 이하와 같다.
1) 코일 양폭의 200 ㎜ 를 제외한 전체 폭, 코일의 길이 방향 100 ㎜ 정도의 부분에 대하여 X 선회절 등의 방법을 사용하여 길이 방향 10 ㎜ 피치, 폭 방향 10 ㎜ 피치로 결정방위를 측정한다.
2) 각 측정부분의 결정방위 [001] 과 압연방향이 이루는 각도 (절대치) 를 구한다.
3) 상기에서 구해진 각 부분의 결정방위 엇갈림 각을 평균하여 θ 로 한다.
(실험 2)
열간압연종료후의 냉각속도와 제품의 자기특성의 관계를 조사하였다 열간압연종료후의 냉각속도를 10 ~ 130 ℃/초로 변화시키고, 탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2를 0.40, 균열과정의 PH2O/PH2를 0.60 으로 하고, 기타 조건은 실험 1 과 동일하게 하였다. 도 2 에 B8에 미치는 열간압연종료 직후부터 5 초 동안의 냉각속도의 영향을 나타낸다. 도 2 에서, 열간압연종료 직후의 냉각속도를 30 ~ 120 ℃/초로 제어함으로써, 안정적이고 높은 자속밀도가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 열간압연직후의 냉각속도가 120 ℃/s 를 초과하는 경우에는 열간압연판의 형상이 현저하게 불량하였다. 또한, 제품에 있어서 Bi 는 0.0140 wt% 의 범위에서 함유되어 있었다. 나아가, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.4 ~ 3.5。 이었다.
(실험 3)
Bi 첨가량과 제품의 자기특성의 관계를 조사하였다. 소재에 대한 Bi 첨가량을 0 ~ 0.068 wt% 로 변화시키고, 탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2를 0.35, 균열과정의 PH2O/PH2를 0.55 로 하고, 기타 조건은 실험 1 과 동일하게 하였다. 도 3 에 B8에 미치는 Bi 첨가량의 영향을 나타낸다. 도 3 에서 Bi 첨가량 0.001 ~ 0.07 wt% 의 범위에서 자속밀도의 향상효과가 현저했던 것을 알 수 있다. 또한, 제품에 있어서 Bi 는 0.0002 ~ 0.0505 wt% 의 범위에서 함유되어 있었다. 나아가, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 1.5 ~ 3.9°이었다.
(실험 4)
주요성분으로서, C : 0.06 wt% 이하, Si : 3.2 wt%, Mn : 0.07 wt%, Se :0.02 wt%, S : 0.005 wt%, Al : 0.022 wt%, N : 0.0085 wt% 를 함유하고, Bi 를 각각 0 wt% 및 0.035 wt% 를 함유하는 강괴를 1400 ℃ 로 가열하고 30 분 동안 유지한 후, 열간압연하여 2.4 ㎜ 판두께의 열간압연판으로 하였다. 열간압연 종료직후부터 5 초후까지의 열간압연판의 평균냉각속도는 70 ℃/초로 하였다. 이어서, 이 열간압연판에 1000 ℃×30 초 동안의 열간압연판소둔을 하고, 산으로 세정한 후에 1차 냉간압연을 하여 1.8 ㎜ 두께의 냉간압연판으로 하였다. 계속하여, 이 냉간압연판에 1100 ℃×1 분 동안의 중간소둔을 하고 산으로 세정한 후, 2차 냉간압연에 의하여 최종 판두께가 0.23 ㎜ 인 냉간압연판으로 하였다. 이어서, 이 냉간압연판에 탈탄소둔을 균열온도 850 ℃, 균열시간 100 초 동안, PH2O/PH2= 0.60 의 조건에서 실시하였다. 다음으로, 이 탈탄소둔판에 Mg 를 주성분으로 한 소둔분리제를 슬러리상태에서 여러가지 도포량으로 도포한 후, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 실시하였다. 소둔분리제는 MgO 수화량을 0.5 ~ 5.0 wt% 의 범위에서 변화시키고, TiO2를 MgO 100 중량부 (수화수 중량을 제외함) 에 대하여 10 중량부를 첨가하여, 도포량은 강판 편면당 2 ~ 12 g/㎡ 의 범위에서 변화시켰다. MgO 수화량은 MgO 를 20 ℃ 의 증류수중에서 1 시간 동안 혼탁시켜 수화시킨 후, 300 ℃×1 분 동안 건조시킨 후의 중량 (w1) 및 1000 ℃×60 분 동안 건조시킨 후의 중량 (w2) 을 측정하여 하기식으로 산출하였다.
수화량 = (w1-w2)/w1×100 (%)
마무리소둔판에서 압연방향으로 평행하도록 엡스타인 시험편 (폭 30 ㎜, 길이 280 ㎜) 8 장을 채취하고, 엡스타인 시험법으로 B8을 측정하였다.
또한, 마무리소둔판 표면의 강판 편면당 산소량 (σ) (g/㎡) 도 측정하였다. 여기에서. σ 는 최종 마무리소둔판에 표면피막이 부착된 상태에서 화학분석한 산소량에서, 표면피막을 제거하여 지철 (地鐵) 만으로 화학분석한 산소량을 빼어 강판 편면의 산소기준량으로 환산하였다.
도 4 에 B8에 미치는 MgO 수화량 및 분리제 도포량의 영향을 나타낸다. 도 4 에서, 소둔분리제의 도포량과 MgO 수화량을 적정하게 제어함으로써 1.96 T 이상의 B8이 안정적으로 얻어진다는 것이 판명되었다. 도 4 에서의 해칭부는 B8이 안정적으로 얻어지는 범위이고, X : MgO 수화량 (wt%), Y : 도포건조후의 강판 편면당의 분리제 도포량 (g/㎡) 으로서, 상한은 식 (1) 로 표시된다.
Y≤-3X+15 ……… (1)
도 5 에 B8미치는 마무리 소둔판 표면의 산소량 및 Bi 첨가의 영향을 나타낸다. 도 5 에서 Bi 를 첨가한 강괴에서는 B8이 σ 에 의하여 규정되어 있고, 높은 B8을 안정적으로 얻기 위하여 σ 를 1.5 g/㎡ 이하로 제어하는 것이 중요하다는 것이 밝혀졌다. 한편, Bi 를 첨가하지 않은 강괴에서는 σ 가 1.5 ~ 2.5 g/㎡ 의 범위에서 B8이 높고, 이 영역에서 벗어난 경우의 자성열화도 완만하였다.
따라서, Bi 를 첨가한 재료에 있어서 안정적이고 양호한 자기특성을 얻기 위해서는 소둔분리제 도포량과 MgO 수화량을 도 4 에 나타낸 바람직한 범위로 제어하는 것, 또는 마무리 소둔판 표면의 산소량 (σ) 을 1.5 g/㎡ 이하로 제한하는 것이 중요하다.
(실험 5)
계속하여, 탈탄소둔에 있어서의 PH2O/PH2, 열간압연 종료직후부터 5 초후까지의 열간압연판의 평균냉각속도 및 최종 마무리소둔판 표면의 산소량 (σ) 과 자기특성의 관계를 조사하였다. Bi 를 0.035 wt% 첨가하고, 탈탄소둔에 있어서의 PH2O/PH2를 변화시키고, 열간압연 종료직후부터 5 초후까지의 열간압연판의 평균냉각속도는 평균냉각속도를 20 ℃/s, 50 ℃/s 의 2가지 레벨로 하고, 분리제중에는 MgO 100 중량부에 대하여 TiO2를 10 중량부 첨가하고, 최종 마무리소둔판 표면의 산소량 (σ) 이 1.0 g/㎡ 혹은 1.8 g/㎡ 의 2가지 레벨이 되도록 조정하고, 기타 조건은 실험 4 와 동일하게 하였다. 도 6 에, B8에 미치는 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2, 마무리소둔판 표면의 산소량 및 열간압연직후 냉각속도의 영향을 나타낸다. 도 6 에 의하면, σ = 1.0 g/㎡ 에서, 열간압연직후의 평균냉각속도 = 50 ℃/s 인 경우, PH2O/PH2가 0.45 ~ 0.70 의 범위에서 매우 높은 B8가 안정적으로 얻어진다. 이에 대하여, σ = 1.8 g/㎡ 인 경우, 혹은 열간압연직후의 평균냉각속도가 20 ℃/s 인 경우에는 PH2O/PH2가 0.45 ~ 0.70 의 범위이라도 충분한 특성을 얻을 수 없다. 따라서, 열간압연직후의 평균냉각속도와 탈탄소둔의 분위기, 마무리소둔판 표면의 산소량이 소정의 조건을 만족시킴으로써, 높은 자속밀도의 제품을 안정적으로 얻을 수 있다.
(실험 6)
소둔분리제의 성분에 관한 검토실험을 하였다. Bi 를 0.035 wt% 를 첨가하고, 분리제중의 TiO2의 첨가량을 MgO 100 중량부당 0 ~ 16 g 으로 변화시키며, 소둔분리제의 도포량을 편면당 6.5 g/㎡, 수화량을 2.5 wt% 로 하고, 기타는 실험 4 의 조건과 동일하게 하였다. 도 7 에, B8에 미치는 소둔분리제중의 TiO2첨가량의 영향을 나타낸다. 도 7 에서 소둔분리제에 첨가하는 TiO2첨가량을 MgO 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하로 함으로써 높은 B8를 안정적으로 얻을 수 있다는 것이 분명하다. 이것은, TiO2의 증가에 의하여 소둔분리제중의 산소원이 증가되나, TiO2첨가량의 제한에 의하여 σ 가 저하되므로 2차 재결정립의 방위집적도가 향상된 것으로 유추할 수 있다.
(실험 7)
보다 안정적이고 우수한 자기특성을 얻기 위하여 유효한 미량첨가원소를 검토하였다. C : 0.06 wt%, Si : 3.3 wt%, Mn : 0.07 wt%, Se :0.02 wt%, sol.Al : 0.03 wt%, N : 0.0090 wt%, Bi : 0.030 wt% 를 함유하는 강괴에 Sn : 0.1 wt%, Ni : 0.1 wt%, Cr :0.1 wt%, Ge : 0.1 wt% 를 각각 단독으로 첨가하고, 기타는 실험 4 의 조건과 동일하게 하였다. 도 8 에 Sn, Ni, Cr, Ge 를 각각 첨가한 경우의 σ 와 B8의 관계를 나타낸다. 기본성분에 부가하여, 더욱 Sn, Ni, Cr, Ge 를 첨가함으로써 더욱 안정적이고 높은 자속밀도의 제품을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 도 8 에 의하면, 도 5 와 마찬가지로 σ 의 증가에 의하여 급격히 B8이 열화되는데, 강성분으로서 Sn, Ni, Cr, Ge 를 첨가한 경우에는, σ 가 1.5 g/㎡ 를 초과하는 경우라도 B8이 1.96 T 를 초과하는 양호한 자기특성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, σ≤1.5 g/㎡ 에서는 B8≥1.97 T 이 매우 우수한 자기특성을 얻을 수 있다.
Sn, Ni, Cr, Ge 의 첨가에 의하여 보다 높은 자속밀도가 안정적으로 얻어진 것은, 이들 원소가 강에 고용 (固溶) 된 상태에서 인히비터 효과를 발휘하는 원소로서, 입계 상에 농화된 Bi 의 입자성장 억제효과를 강화하는 작용을 가지고 있기 때문으로 유추된다. 또한, 강판표층부에 대한 농화 (濃化) 에 의하여 Bi 의 표면으로부터의 소실을 억제한 효과에도 기인하는 것으로 유추된다. 이들 효과에 의하여, Bi 함유재로 보다 높은 자속밀도가 실현됨과 동시에, σ가 1.5 g/㎡ 이상인 경우에도 양호한 자기특성을 얻을 수 있는 것으로 유추된다.
(실험 8)
탈탄소둔의 균열과정 및 승온과정의 분위기 영향을 조사하였다. 열간압연종료 직후 (5 초간) 의 냉각속도를 60 ℃/초로 하고, 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2를 0.35 ~ 0.80 의 범위에서 여러가지로 변화시키고, 또한 탈탄소둔 승온과정의 분위기를 균열과정과는 독립적으로 제어하며, PH2O/PH2를 0.20 ~ 0.75 의 범위에서 변화시키고, 기타는 실험 1 의 조건과 동일하게 하여 실험하였다. 여기에서, 탈탄소둔 승온과정은 판온도 255 ℃ ~ 765 ℃ 에 상당하는 노 (爐) 내의 영역으로 하고, 이 영역에서의 평균 PH2O/PH2를 승온과정의 PH2O/PH2으로 하였다.
도 9 에, 승온과정의 PH2O/PH2과 B8의 관계를 균열과정의 PH2O/PH2= 0.40, 0.50 및 0.60 의 경우에 대하여 나타낸다. 실험 1 과 마찬가지로 균열과정의 PH2O/PH2가 0.5 혹은 0.6 인 경우에 높은 자속밀도가 얻어진다. 또한, 승온과정의 PH2O/PH2를 균열과정의 PH2O/PH2보다도 낮게 함으로써 B8이 더욱 향상되었다.
도 10 에, 승온과정 및 균열과정의 PH2O/PH2과 마무리소둔후의 B8의 관계를 나타낸다. 도 10 에서 탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2를 균열과정의 PH2O/PH2보다도 0.05 ~ 0.25 정도 낮게 함으로서 얻어지는 것을 알 수 있다. 도 10 에서의 해칭부는 B8이 1.97 T 를 초과하는 매우 높은 자속밀도를 얻을 수 있는 범위로서, X1; 가열과정에 있어서의 분위기 중의 PH2O/PH2, X2: 균열과정에 있어서의 분위기 중의 PH2O/PH2으로서, (2) 식으로 표시된다.
X2-0.25≤X1≤X2-0.05 …………… (2)
이 실험에서, 탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2를 균열과정의 PH2O/PH2보다도 낮은 일정범위의 값으로 함으로써 더욱 우수한 자기특성을 얻을 수 있다는 것이 분명해졌다.
(실험 9)
탈탄소둔의 균열과정과 제품의 자기특성과의 관계를 조사하였다. 탈탄소둔 균열온도를 750 ℃ ~ 950 ℃ 로 변화시키고, 열간압연종료 직후 (5 초간) 의 평균냉각속도는 60 ℃/초로 하며, 탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2를 0.40, 균열과정의 PH2O/PH2를 0.60 으로 하고, 기타는 실험 1 과 동일한 조건에서 실험하였다. 도 11 에 결과를 나타내었다. 탈탄소둔 균열온도를 800 ℃ ~ 900 ℃ 로 함으로써 안정된 높은 자속밀도가 얻어졌다.
(실험 10)
탈탄소둔 균열과정의 후단영역의 온도와 분위기의 영향을 조사하였다. 열간압연직후의 냉각속도 60 ℃/초, 탈탄소둔 균열온도 850 ℃, 균열과정의 PH2O/PH2를 0.60 또는 0.30, 후단 (강온 직전의 균열과정 20 초에 상당) 의 PH2O/PH2를 0.05 또는 균열과정과 동일한 값으로 하고, 후단의 온도를 770 ℃ ~ 970 ℃ 의 범위에서 변화시키고, 기타는 실험 1 과 동일한 조건에서 실험하였다. 도 12 에, 탈탄소둔 균열과정의 후단온도와 B8의 관계를 나타낸다. 탈탄소둔 균열과정의 후단온도를 820 ℃ ~ 920 ℃ 의 범위내로 하고, PH2O/PH2를 0.05 로 함으로써 탈탄소둔 균열과정의 후단을 변화시키지 않은 경우에 비하여 B8이 향상되었다. 단, 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2가 0.30 정도의 경우에는 탈탄소둔 균열과정의 후단의 변화 유무에도 불구하고 B8은 낮은 플라즈마에 있었다. 즉, 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2를 0.45 ~ 0.70 의 범위내로 함과 동시에, 탈탄소둔 균열과정의 후단에 환원성 분위기대를 형성함으로써, 승온과정의 분위기를 저산화성측에 제어함과 동시에 자속밀도가 향상되는 것이 분명해졌다.
이상의 결과에서, Bi 를 첨가한 재료에 관하여, 1) 열간압연종료 직후의 냉각속도, 2) 탈탄소둔의 분위기와 온도, 3) 소둔분리제의 도포량, MgO 수화량 및 TiO2첨가량을 적정한 범위에서 제어함으로써 매우 양호한 자기특성을 얻을 수 있다는 것이 분명해졌고, 본 발명을 달성하기에 이르렀다.
이하에서, 본 발명에 있어서, 소재의 성분조성을 상기의 범위로 한정시킨 이유에 대하여 설명하기로 한다.
(C : 0.03 ~ 0.10 wt%)
C 는 변태 (變態) 를 이용하여 열간압연조직을 개선하는데 유용한 성분이다. 또한, 고스방위결정립의 발생에 유용한 성분이기도 하다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.03 wt% 이상의 함유를 필요로 한다. 그러나, C 함유량이 0.10 wt% 를 초과하면, 탈탄소둔에 의해서도 탈탄불량을 일으키고 정상적으로 2차 재결정되지 않는다. 따라서, C 는 0.03 ~ 0.10 wt% 의 범위로 한정시켰다.
(Si : 2.0 ~ 5.0 wt%)
Si 는 전기저항을 높여서 철손을 저하시킨다. 또한, 철의 BCC 조직을 안정화시켜 고온의 열처리를 가능하게 하기 위하여 필요한 성분이다. 이들 효과를 얻기 위해서는 적어도 2.0 wt% 를 필요로 한다. 그러나, 5.0 wt% 를 초과하는 함유량에서는 냉간압연이 곤란해진다. 따라서, 2.0 ~ 5.0 wt% 로 한정시켰다.
(Mn : 0.04 ~ 0.15 wt%)
Mn 은 강의 열간 취성의 개선에 유효하게 기여한다. 나아가, S 또는 Se 가 혼재되어 있는 경우에는, MnS 또는 MnSe 등의 석출물을 형성한다. 이들 석출물은 인히비터로서의 기능을 발휘한다. Mn 의 함유량이 0.04 wt% 보다도 적으면, 상기의 효과가 불충분하다. 한편, 0.15 wt% 를 초과하면 MnSe 등의 석출물이 조대화하여 인히비터로서의 효과가 상실된다. 따라서, Mn 은 0.04 ~ 0.15 wt% 의 범위로 한정시켰다.
(S 및/또는 Se : 0.01 ~ 0.03 wt%)
S 또는 Se 는, Mn 또는 Cu 와 결합하여 MnSe, MnS, Cu2-xSe, Cu2-xS 를 형성하고, 강중의 분산 제 2 상으로서 인히비터의 작용을 발휘시키는 유효성분이다. 이들 S, Se 합계의 함유량이 0.01 wt% 가 되지 않으면 그 첨가효과가 적어진다. 한편, 0.04 wt% 를 초과하는 경우에는 슬래브 가열시의 고용이 불완전해질 뿐만 아니라, 제품표면의 결함 원인도 된다. 따라서, 단독첨가 또는 복합첨가의 어느 경우나 0.01 ~ 0.03 wt% 의 범위로 한정시켰다.
(Al : 0.015 ~ 0.035 wt%)
Al 은 강중에서 AIN 을 형성하여 분산 제 2 상으로서 인히비터의 작용을 발휘시키는 유효성분이다. Al 첨가량이 0.015 wt% 가 되지 않으면, 충분한 석출량을 확보할 수 없다. 한편, 0.035 wt% 를 초과하여 첨가하면, AIN 이 조대하게 석출되어 인히비터로서의 작용이 상실된다. 따라서, 0.015 ~ 0.035 wt% 의 범위로 한정시켰다.
(N : 0.0050 ~ 0.010 wt%)
N 도 Al 과 마찬가지로 AIN 을 형성하기 위하여 필요한 성분이다. 첨가량이 0.0050 wt% 를 밑돌면, AIN 의 석출이 불충분하다. 0.010 wt% 를 초과하여 첨가하면, 슬래브 가열시에 부풀어 오름 등을 일으킨다. 따라서, 0.0050 ~ 0.010 wt% 의 범위로 한정시켰다.
(Bi : 0.001 ~ 0.070 wt%)
Bi 는 1차 재결정립의 입계에 우선적으로 농화시키고, 소둔중의 입계의 이동도를 저하시킨다. 그 결과, 2차 재결정온도를 상승시키고, 고스방위에 집적시킨 2차 재결정립이 얻어지고 자속밀도를 향상시킨다. 이러한 효과는 Sb, As 등과 유사하다. Bi 가 유리한 점은, 철에 대한 용해도가 특히 낮고, 또한 융점이 271 ℃ 로 매우 낮다는 점이다. 그래서, Sb, As 와 비교하여 입계에 편석하는 작용이 높은 것으로 유추된다. 이 때문에, 정상립 성장억제력의 부여효과가 높고 방위집적도 향상에 유효하게 작용하는 것으로 유추된다.
또한, Bi 는 Sb 등과 마찬가지로, 입계 편석형의 억제력 강화성분이므로, MnSe, MnS, 또는 AIN+(MnSe, MnS) 와 같은 인히비터계를 사용한 방향성 전자강판의 자기특성을 일률적으로 향상시키는 효과도 가지는 것으로 유추된다.
Bi 의 첨가함유량에 관해서는, 0.001 wt% 가 되지 않으면, 상기 입계편석에 의한 정상립 성장억제효과가 발휘되지 않는다. 또한, Bi 는 철에 대한 용해도가 매우 낮으므로, 0.07 wt% 를 초과하여 첨가하기가 어렵다. 따라서, 첨가량을 0.001 wt% 이상, 0.07 이하로 하였다.
(Sn : 0.01 ~ 0.5 wt%, Ni : 0.05 ~ 0.5 wt%, Cr : 0.05 ~ 0.5 wt%, Ge : 0.001 ~ 0.1 wt%)
이상의 기본성분에 부가하여, Sn : 0.01 ~ 0.5 wt%, Ni : 0.05 ~ 0.5 wt%, Cr : 0.05 ~ 0.5 wt%, Ge : 0.001 ~ 0.1 wt% 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 강에 첨가함으로써 보다 높은 B8를 안정적으로 얻을 수 있다. 그 이유는 이들 고용형의 인히비터 원소의 존재에 의하여, Bi 의 정상립 성장효과가 보다 강화되기 때문인 것으로 추정된다. 이러한 효과는 본 발명에서 규정한 소둔분리제의 도포량과 MgO 수화량 및 탈탄소둔분위기, 열간압연조건 모두를 충족시켜 Bi 인히비터효과의 열화를 방지함으로써 비로소 유효하게 발휘되는 것이다. 이들 원소의 첨가량이 상기 범위를 밑도는 경우에는, Bi 의 억제력을 강화시키는 작용이 발휘되지 않는다. 또한, 상기 범위를 윗도는 경우에는 효과가 포화됨과 동시에 포화자속밀도의 저하 또는 표면 성상의 열화라고 하는 폐해가 발생한다. 따라서, 상기 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
그밖에도, 억제력의 보강을 위하여 Sb, As, Mo, Cu, P, B, Te, V, Nb 등을 단독 또는 복합적으로 첨가하는 것은 자기특성을 더욱 향상시키기 때문에 유효하다.
Sb, As 는 Bi 와 동일하게 입계에 편석하여 억제력을 높이는 효과를 가지고 있다. 어느 것이나 0.001 ~ 0.10 wt% 의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
Mo 는 2차 재결정의 핵을 고스방위에 첨예화시키는 효과를 가진다. 0.001 ~ 0.20 wt% 의 범위에서 그 효과가 현저하다.
Cu 는 Mn 과 마찬가지로 Se 또는 S 와 결합하여 석출물을 형성하고 억제력을높이는 원소이다. 0.01 ~ 0.30 wt% 의 범위에서 그 효과가 현저하다.
P 는 Sb 와 마찬가지로 입계에 편석하여 억제력을 높이는 성분이다. 0.010 wt% 미만에서는 효과가 불충분하다. 한편, 0.030 wt% 를 초과하면 자기특성, 표면 성상을 불안정하게 한다. 따라서, 0.010 ~ 0.030 wt% 로 하는 것이 바람직하다.
또한, B, Te, V, Nb 는 강중에서 BN, MnTe, VN, NbN, NbC 등의 석출물을 형성함으로써 정상립 성장억제력을 더욱 높이는 기능이 있다. B 는 0.0010 ~ 0.010 wt% 의 범위에서, 또한 V, Nb, Te 는 각각 0.005 ~ 0.10 wt% 의 범위에서 첨가시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 주요한 제조공정에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 열간압연조건에 관해서는 열간압연직후의 냉각속도가 중요하다. 열간압연직후의 냉각속도가 충분하지 않은 경우, 열간압연판 내부의 Bi 및 AIN 이 균일하게 분산되지 않으므로, 소재의 억제력이 열화되거나, 경우에 따라서 불균일하게 된다. 따라서, 2차 재결정이 불충분해지거나 균일하게 일어나지 않으므로, 자기특성이 불안정해지는 것으로 유추된다. 실험에 의하면, 열간압연완료 직후 (5 초간) 의 평균냉각속도는 30 ℃/초 이상이 필요하다. 한편, 냉각속도가 120 ℃/초를 초과하면, 강대 (鋼帶) 형상의 불량이 일어나기 쉽다. 따라서, 상한은 120 ℃/초로 하였다.
탈탄소둔조건에 대해서는, 여러가지 인자가 중요하다. Bi 를 첨가한 경우에는, 마무리소둔중의 판두께 표층부의 인히비터의 열화에 의한 자성열화를 일으키기 쉽다는 것이 발명자들의 연구에 의하여 밝혀졌다. 도 4 에 나타낸 바와 같이 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2를 어느 정도 높게 유지함으로써, B8은 높은 위치로 안정된다. 이것은 탈탄소둔판 표면의 산화층 (SiO2,Fe2SiO4) 이 충분히 형성되고, 표층의 인히비터 (AIN, Bi) 의 산화가 억제되어 안정적으로 2차 재결정이 일어나기 때문인 것으로 유추된다. 또한, PH2O/PH2가 지나치게 높아지면 다시 자속밀도가 저하된다. 그 이유는 탈탄소둔판의 표면산화가 과도하게 진행된 경우, 표면산화층의 균일성이 저하되어 분위기에 대한 보호성이 저하되기 때문인 것으로 유추된다. 따라서, 마무리소둔중의 인히비터의 열화방지와 탈탄소둔판의 표면산화층의 균일성 확보 관점에서, 탈탄소둔의 균일과정 PH2O/PH2를 0.45 ~ 0.70 으로 할 필요가 있다.
단, Bi 첨가재로 양호한 자기특성을 안정적으로 얻기 위해서는, 이상의 두 가지의 제조조건만으로는 불충분하고, 마무리소둔중의 표층 인히비터 분해를 억제하는 처리를 더욱 포함시킬 필요가 있다.
마무리소둔중의 표층 인히비터의 분해 정도를 나타내는 지표의 하나로, 마무리소둔판 표면의 산소량이 있다. 따라서, 마무리소둔판 표면의 산소량의 적정범위에 대하여 기술하기로 한다.
Bi 첨가재의 자기특성은, 마무리소둔중의 인히비터 분해의 영향을 받기 쉬운 것으로 유추된다. 이를 방지하기 위해서는, Bi 무첨가재와 같이 탈탄소둔 분위기의 산화성을 확보하는 것만으로는 불충분하다. Bi 첨가재의 경우, 마무리소둔중의 포스터라이트 피막형성은 2차 재결정에 현저하게 영향을 준다. 표층 인히비터의 분해를 억제하기 위해서는, 마무리소둔판의 편면당 표면산소량 (σ) 으로서 1.5 g/㎡ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 강중에 Sn, Ni, Cr,Ge 등을 첨가하여 Bi 의 인히비터효과를 강화시키는 경우에는, 최종 마무리소둔판의 표면산소량 (σ) 이 1.5 g/㎡ 을 초과한 경우라도 양호한 자기특성을 얻을 수 있다.
또한, 마무리소둔판의 표면산소량 (σ) 을 저하시키기 위해서는, MgO 에 Al2O3, SiO2, CaO , Sb2O3, 금속의 염화물 등을 단독 또는 복합적으로 혼합한 소둔분리제를 사용하는 것도 자기특성의 안정화에 유효하게 작용한다.
마무리소둔중의 표층 인히비터 분해를 억제하는 처리로는, 탈탄소둔의 분위기 또는 소둔분리제를 제어하는 방법이 있다.
먼저, 탈탄소둔의 분위기를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
탈탄소둔 승온과정의 PH2O/PH2를 균열과정의 PH2O/PH2보다도 낮게 하고, 나아가 균열과정의 PH2O/PH2보다도 일정값만 낮은 값으로 하면 자속밀도를 향상시키는데 유리하다. 탈탄소둔판의 서브스케일 (subscale) 의 균일성이 향상되고, 전술한 표층 Bi 의 산화억제효과가 높아지기 때문으로 유추된다. 이러한 효과를 얻기 위하여, 승온과정의 PH2O/PH2를 균열과정의 PH2O/PH2보다도 낮게 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 가열과정에 있어서의 분위기 중의 PH2O/PH2를 X1, 균열과정에 있어서의 PH2O/PH2를 X2로 할 때, X2-0.25≤X1≤X2-0.05 를 만족시키는 범위내에서 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 승온과정 분위기의 PH2O/PH2의 평가방법으로는, 예를 들어 균열온도 (섭씨) 의 30 % ~ 90 % 정도의 온도역에 상당하는 영역의 PH2O/PH2의 평균치를 취하면 된다. 탈탄소둔 균열과정의 후단의 온도를 820 ℃ ~ 920 ℃ 로 하고, PH2O/PH2를 0.15 이하의 환원성 분위기로 함으로써도 B8이 향상된다. 이유는, 탈탄소둔판의 가장 윗 표면의 산화층이 환원됨으로써 탈탄소둔판의 서브스케일의 밀도가 향상되기 때문으로 유추된다. 따라서, 탈탄소둔 균열과정의 후단 온도를 820 ℃ ~ 920 ℃, 분위기의 PH2O/PH2를 0.15 이하로 하는 것이 바람직하다. 이러한 처리시간이 5 초를 밑도는 경우, 탈탄소둔판 가장 윗 표면의 환원이 충분하게 이루어지지 않는다. 또한 200 초를 초과하는 경우에는, 산화성 분위기에서의 처리시간을 충분히 확보하기 어렵다. 따라서, 5 ~ 200 초의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 탈탄소둔 균열과정의 후단부분을 환원성 분위기로 함과 동시에, 승온과정 분위기의 PH2O/PH2를 균열과정 후단부분을 제외한 균열과정의 PH2O/PH2보다도 낮게하는 것이 바람직하다. 0.05 ~ 0.25 낮게 하는 것이 가장 바람직하다. 이유는 승온과정의 적정화에 의한 서브스케일의 균일화와 서브스케일 표면의 환원처리의 상승효과에 의하여 서브스케일이 보다 더 한층 치밀해지고, 2차 재결정을 더욱 이상적인 상태로 접근시키는 작용을 가지기 때문인 것으로 유추된다.
다음으로, 소둔분리제를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
Bi 첨가재의 최종 마무리소둔판의 표면 산소량을 저하시켜 자기특성을 향상시키기 위해서는, 소둔분리제의 도포량과 MgO 수화량의 저감에 의하여 최종 마무리소둔코일의 층간에 도입되는 수분량을 저하시키는 것이 효과적이다. 즉, MgO 수화량 (wt%) 을 X 로 하고, 도포건조후의 강판 편면당 분리제 도포량 (g/㎡) 을 Y 로 하여, 식 : Y≤-3X+15 를 충족시키는 것이 바람직하다.
또한, 소둔분리제중에 TiO2를 적정량 첨가시킴으로써, 마무리소둔중의 피막형성이 촉진되어 제품의 외관이 양호해지는 것으로 알려져 있다. 통상적으로는, MgO 100 중량부에 대하여 10 ~ 15 wt% 의 TiO2가 첨가되는 경우가 많다. TiO2는 소둔분리제중에서 산소원으로서 피막형성에 기여하기는 하나, Bi 첨가재로 과도하게 피막이 형성된 경우에는 표층 인히비터의 분해가 일어나기 쉽고 자기특성이 열화되기 쉽다. 따라서, 도 7 에 나타낸 바와 같이 소둔분리제중에 대한 TiO2첨가량을, MgO 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 또한 소둔분리제에 대하여 종래 공지된 보조제인 Sr, Sb, B, Zr, Nb, Cr 등의 화합물을 첨가하는 것은 피막특성의 향상을 위하여 유효하다.
또한, 탈탄소둔 균열온도는 탈탄성 및 탈탄소둔판의 1차 입경에 영향을 주는 것으로 유추된다. 탈탄소둔 균열온도를 800 ℃ 에서 900 ℃ 의 범위로 함으로써, 강중의 탄소가 충분히 제거되고, 탈탄소둔판의 1차 입경이 2차 재결정에 의하여 적정한 값이 되는 것으로 유추된다. 그 결과, 안정적이고 높은 자속밀도를 쉽게 얻을 수 있다. 탈탄소둔시의 균열온도가 상기 범위외에서는 강중에 잔류하는 탄소가 많아짐과 동시에, 1차 입경이 과소 또는 과대하게 되어 이상적인 2차 재결정 조직을 얻지 못하고, 제품의 자기특성이 열화되기 쉽다. 이러한 이유에서, 탈탄소둔시의 균열온도를 800 ~ 900 ℃ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.
이상에서 나타낸 제조조건의 효과는 열간압연판소둔 또는 중간소둔을 생략한 경우라도 충분히 자성향상에 작용한다. 따라서, 열간압연판소둔 또는 중간소둔의 유무에 특별히 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에서는 열간압연판소둔후에 중간소둔을 포함한 2 회 이상의 냉간압연에 의하여 최종 판두께로 하는 공정, 열간압연판소둔을 하지 않고 중간소둔을 포함한 2 회 이상의 냉간압연에 의하여 최종 판두께로 하는 곤정, 열간압연판소둔후에 1 회의 냉간압연에 의하여 최종 판두께로 하는 공정 등, 어느 경우나 가능하다.
또한, 이상의 제조조건에 의한 방향성 전자강판에 대하여, 자구 세분화처리를 실시하는 것은 철손 저감에 매우 중요하며, 본 발명에도 유효하게 적용할 수 있다. 자구 세분화처리로는, 일본 특허공보 소 57-2252 호에 개시되어 있는 레이저광 또는 일본 특허공개공보 소 62-96617 호에 개시되어 있는 플라즈마 불꽃에 의하여 선형상의 비틀림을 도입하는 방법, 또는 일본 특허공보 소 3-69968 호에 개시되어 있는 마무리소둔 이전에 압연방향과 거의 직교하는 방향의 선형상의 새긴 눈 (score) 을 도입하는 방법이 있다. 또한, 본 발명의 방법으로 얻어진 마무리소둔판의 표면을 경면화한 후, 장력코팅을 인공적으로 형성하는 것이나, 나아가 자구 세분화처리를 조합함으로써 매우 낮은 철손 재료를 얻을 수도 있다.
최종제품에서는, 탈탄소둔 및 최종 마무리소둔의 둔화처리에 의하여, C, S, Se, N, Al 은 슬래브 성분보다 상당히 감소된다. 또한, Mn, Bi 도 마무리소둔중에 감소되나, 어느 정도의 양이 제품중에 잔류한다. Si 는 슬래브 성분에서 거의 변화되지 않는다. 따라서, 제품에서는 C : 0.0040 wt% 이하, Si : 2.0 ~ 5.0 wt%, Mn : 0.02 ~ 0.15 wt%, S 또는 Se 를 단독 또는 합계로 0.0025 wt% 이하, Al : 0.0015 wt% 이하, N : 25 wtppm 이하, Bi : 0.0002 ~ 0.0600 wt% 를 함유한다. 나아가, 본 발명의 제조방법에 의하면 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 5°이내이었다.
[실시예]
(실시예 1)
C : 0.060 wt%, Si : 3.30 wt%, Mn : 0.070 wt%, Al : 0.020 wt%, N : 0.0075 wt%, Sb : 0.040 wt%, Se : 0.020 wt%, Mo : 0.020 wt% 및 S : 0.001 wt% 를 함유하고, 또한 Bi 를 각각 0 wt%, 0.001 wt%, 0.030 wt%, 0.060 wt% 를 함유하고, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 2.5 ㎜ 의 열간압연판두께로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 50 ℃/초로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 950 ℃×1 분 동안의 열간압연판소둔을 실시하고, 계속하여 산으로 세정하고 1차 냉간압연하여 두께 1.6 ㎜ 의 냉간압연판으로 하였다. 그 후, 이 냉간압연판에 1050 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 실시하고, 산으로 세정한 후에 2차냉간압연으로 0.23 ㎜ 의 최종 판두께의 냉간압연판으로 하였다. 이 냉간압연판에 균열과정의 PH2O/PH2를 0.40, 0.55 의 2가지 레벨에서 850 ℃×100 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 이 후, 이 탈탄소둔판 표면에 수화량을 3.0 wt% 로 조정한 MgO 에 10 wt% 의 TiO2를 첨가한 소둔분리제를 강판 표면당 4.0 g/㎡ 및 8.0 g/㎡ 의 2가지 레벨의 도포량으로 도포하였다. 이 후, 이 탈탄소둔판에 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간의 마무리소둔을 실시하였다. 얻어진 마무리소둔판의 표면 산소량 (σ) 을 측정하였다. 이어서, 이 마무리 소둔판에 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연장력코팅을 하여 제품판으로 하였다. 또한, 이 제품판에 플라즈마 불꽃에 의하여 압연방향과 이루는 각도 90°, 압연방향에 대하여 7 ㎜ 간격으로 선형상의 비틀림영역을 도입하였다.
이상에서와 같이 하여 얻어진 제품에서 압연방향으로 평행하도록 500 g 상당의 엡스타인 시험편 (280L×30 W) 을 잘라내고, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 1 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 자속밀도 (B8) 가 매우 높은 제품을 얻을 수 있었다. 본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0035 wt% 이하, Si : 3.24 wt%, Mn : 0.055 wt%, S : 0.0001 wt%, Se : 0.0007 wt%, Al : 0.0010 wt%, N : 7 wtppm 을 함유한다. 또한, Bi 는 각각 0.001 wt%, 0.030 wt%, 0.060 wt% 를 첨가한데 대하여, Bi : 0.0004 wt%, 0.0182 wt%, 0.0394 wt% 를 함유하고 있었다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.0 ~ 3.1°이었다.
| 기호 | Bi첨가량(wt%) | 탈탄소둔분위기PH20/PH2 | 분리제도포량(g/㎡) | 마무리소둔판의 표면산소량(편면당 g/㎡) | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 1A | 0 | 0.040 | 4 | 1.08 | 1.905 | 0.871 | 비교예 |
| 1B | 0 | 0.040 | 8 | 2.15 | 1.940 | 0.762 | 비교예 |
| 1C | 0 | 0.055 | 4 | 1.12 | 1.910 | 0.865 | 비교예 |
| 1D | 0 | 0.055 | 8 | 2.26 | 1.935 | 0.776 | 비교예 |
| 1E | 0.001 | 0.040 | 4 | 1.10 | 1.925 | 0.789 | 비교예 |
| 1F | 0.001 | 0.040 | 8 | 2.18 | 1.911 | 0.866 | 비교예 |
| 1G | 0.001 | 0.055 | 4 | 1.15 | 1.970 | 0.662 | 본발명예 |
| 1H | 0.001 | 0.055 | 8 | 2.29 | 1.878 | 0.942 | 비교예 |
| 1I | 0.030 | 0.040 | 4 | 1.29 | 1.935 | 0.769 | 비교예 |
| 1J | 0.030 | 0.040 | 8 | 2.22 | 1.930 | 0.771 | 비교예 |
| 1K | 0.030 | 0.055 | 4 | 1.37 | 1.979 | 0.643 | 본발명예 |
| 1L | 0.030 | 0.055 | 8 | 2.31 | 1.936 | 0.748 | 비교예 |
| 1M | 0.060 | 0.040 | 4 | 1.19 | 1.942 | 0.746 | 비교예 |
| 1N | 0.060 | 0.040 | 8 | 2.31 | 1.929 | 0.779 | 비교예 |
| 1O | 0.060 | 0.055 | 4 | 1.30 | 1.986 | 0.634 | 본발명예 |
| 1P | 0.060 | 0.055 | 8 | 2.29 | 1.952 | 0.722 | 비교예 |
(실시예 2)
C : 0.065 wt%, Si : 3.40 wt%, Mn : 0.065 wt%, Cu : 0.05 wt%, Al : 0.022 wt%, N : 0.0082 wt%, Mo : 0.02 wt%, Se : 0.016 wt%, S : 0.009 wt% 및 Bi 를 0.045 wt% 함유하고, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 2.5 ㎜ 의 열간압연판두께로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 20 ℃/초, 30 ℃/초, 60 ℃/초, 100 ℃/초의 4가지 레벨로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 950 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 실시한 후에 산으로 세정처리하고, 1차 냉간압연을 하여 두께 1.6 ㎜ 의 냉간압연판으로 하였다. 그 후, 이 냉간압연판에 1050 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 실시하여 산으로 세정한 후, 2차 냉간압연으로 0.23 ㎜ 의 최종 판두께의 냉간압연판으로 하였다. 계속하여, 이 냉간압연판에 균열과정의 PH2O/PH2를 0.40 및 0.50 의 2가지 레벨에서 850 ℃×100 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 이 후, 이 탈탄소둔판에 수화량 0.8 wt% 의 MgO 로 이루어진 소둔분리제를 편면당 도포량으로서 4.0 g/㎡ 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간의 마무리소둔을 실시하였다. 얻어진 마무리소둔판의 표면 산소량을 측정하였다. 이어서, 이 마무리소둔판을 염산으로 산 세정한 후에, NaCl 욕조에 의한 전해연마로 강판의 이면을 경면화처리하고, 그 후에 강판의 표면에 TiN 을 증착시켜 강판의 표면에 장력을 부여하여 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 실시하였다. 나아가, 이 처리판 표면에 플라즈마 불꽃에 의하여 압연방향과 이루는 각도 85°의 선형상의 비틀림영역을, 압연방향에 대하여 5 ㎜ 간격으로 도입하여 제품으로 하였다. 이상에서와 같이 하여 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 2 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로 얻을 수 있다. 본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0030 wt% 이하, Si : 3.33 wt%, Mn : 0.058 wt%, S : 0.0003 wt%, Se : 0.0010 wt%, Al : 0.007 wt%, N : 5 wtppm, Bi :0.0222 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 1.9 ~ 2.9°이었다.
| 기호 | 열간압연직후(5초간)의 평균냉각속도(℃/s) | 탈탄소둔(PH20/PH2) | 마무리소둔판의 표면산소량(편면당 g/㎡) | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 2A | 20 | 0.040 | 0.61 | 1.935 | 0.652 | 비교예 |
| 2B | 30 | 0.040 | 0.65 | 1.942 | 0.642 | 비교예 |
| 2C | 60 | 0.040 | 0.68 | 1.945 | 0.644 | 비교예 |
| 2D | 100 | 0.040 | 0.64 | 1.939 | 0.638 | 비교예 |
| 2E | 20 | 0.050 | 0.59 | 1.928 | 0.667 | 비교예 |
| 2F | 30 | 0.050 | 0.57 | 1.975 | 0.501 | 본발명예 |
| 2G | 60 | 0.050 | 0.56 | 1.981 | 0.487 | 본발명예 |
| 2H | 100 | 0.050 | 0.60 | 1.985 | 0.477 | 본발명예 |
(실시예 3)
C : 0.065 wt%, Si : 3.30 wt%, Mn : 0.065 wt%, Cu : 0.05 wt%, Al : 0.025 wt%, N : 0.0075 wt%, Mo : 0.02 wt%, Se : 0.015 wt%, S : 0.010 wt% 및 Bi 를 각각 0 wt%, 0.020 wt% 함유하고, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 2.5 ㎜ 의 열간압연판두께로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 60 ℃/초로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에는 열간압연판소둔을 하지 않고, 산으로 세정처리하여 1차 냉간압연하고 두께 1.6 ㎜ 의 냉간압연판으로 하였다. 그 후, 이 냉간압연판에 1050 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 하고, 산으로 세정한 후에 2차 냉간압연으로 최종 판두께가 0.27 ㎜ 인 냉간압연판으로 하였다. 계속하여, 이 냉간압연판에 레지스트 에칭에 의하여, 압연방향과 이루는 각도 85°, 압연방향의 간격 3.0 ㎜, 폭 100 ㎛, 깊이 25 ㎛ 의 홈을 형성한 후, 850 ℃, 100 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 또한, 탈탄소둔 균열과정의 PH2O/PH2= 0.43 혹은 0.65 로 하였다. 이 후, 이 탈탄소둔판 표면에 수화량 3.0 wt% 의 MgO 를 주성분으로 하고, MgO 100 중량부에 대하여 TiO2를 7 중량부 및 12 중량부를 첨가한 소둔분리제를 편면당 4.0 g/㎡ 의 도포량으로 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간의 마무리소둔을 실시하였다. 그 후, 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다.
표 3 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로 얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0020 wt% 이하, Si : 3.24 wt%, Mn : 0.060 wt%, S : 0.0008 wt%, Se : 0.0009 wt%, Al : 0.0010 wt%, N : 5 wtppm, Bi :0.0012 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.2°이었다.
| 기호 | Bi첨가량(wt%) | 탈탄소둔(PH20/PH2) | TiO2첨가량(MgO 100 g에 대한 첨가량, g) | 마무리소둔판의 표면산소량(편면당 g/㎡) | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 3A | 0 | 0.043 | 7 | 0.95 | 1.884 | 0.785 | 비교예 |
| 3B | 0 | 0.043 | 14 | 1.64 | 1.876 | 0.819 | 비교예 |
| 3C | 0 | 0.065 | 7 | 1.04 | 1.881 | 0.786 | 비교예 |
| 3D | 0 | 0.065 | 14 | 1.71 | 1.895 | 0.761 | 비교예 |
| 3E | 0.02 | 0.043 | 7 | 0.98 | 1.883 | 0.778 | 비교예 |
| 3F | 0.02 | 0.043 | 14 | 1.74 | 1.881 | 0.762 | 비교예 |
| 3G | 0.02 | 0.065 | 7 | 0.92 | 1.934 | 0.648 | 본발명예 |
| 3H | 0.02 | 0.065 | 14 | 1.82 | 1.891 | 0.743 | 비교예 |
(실시예 4)
C : 0.060 wt%, Si : 3.25 wt%, Mn : 0.072 wt%, Al : 0.020 wt%, N : 0.0075 wt%, Sb : 0.030 wt%, Mo : 0.020 wt%, Se : 0.020 wt%, S : 0.001 wt% 및 Bi : 0 wt% 또는 0.030 wt% 함유하고, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 2.3 ㎜ 의 열간압연판두께로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 평균냉각속도는 70 ℃/초로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 1050 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고, 산으로 세정처리한 후에 냉간압연으로 최종 판두께를 0.27 ㎜ 로 하였다. 계속하여, 이 냉간압연판에 레지스트 에칭에 의하여, 압연방향과 이루는 각도 10°, 압연방향의 간격 3.0 ㎜, 폭 100 ㎛, 깊이 25 ㎛ 의 홈을 형성하였다. 이어서, 이 처리판에 가열과정의 PH2O/PH2= 0.60 에서, 870 ℃, 80 초의 탈탄소둔을 실시하였다. 계속하여, 이 탈탄소둔판에 수화량 2.0 wt% 및 4.0 wt% 의 MgO 에 MgO 100 중량부에 대하여 TiO2를 6.0 중량부, SnO2를 2 중량부 첨가한 소둔분리제를 6.0 g/㎡ 의 도포량으로 도포한 후, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간의 마무리소둔을 실시하였다. 이 후, 이 마무리 소둔판에 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 4 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로 얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0012 wt% 이하, Si : 3.20 wt%, Mn : 0.052 wt%, S : 0.0003 wt%, Se : 0.0013 wt%, Al : 0.0009 wt%, N : 6 wtppm, Bi :0.0031 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 0.9°이었다.
| 기호 | Bi첨가량(wt%) | MgO 수화량(wt%) | 마무리소둔판의 표면산소량(편면당 g/㎡) | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 4A | 0 | 2 | 1.38 | 1.879 | 0.886 | 비교예 |
| 4B | 0 | 4 | 1.81 | 1.888 | 0.843 | 비교예 |
| 4C | 0.03 | 2 | 1.24 | 1.935 | 0.700 | 본발명예 |
| 4D | 0.03 | 4 | 1.75 | 1.876 | 0.894 | 비교예 |
(실시예 5)
표 5 에 나타낸 성분을 함유하고, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 2.3 ㎜ 의 열간압연판두께로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 평균냉각속도는 50 ℃/초로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 950 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고 산으로 세정처리한 후에 1차 냉간압연을 하여 두께를 1.6 ㎜ 로 하였다. 그리고, 1050 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 한 후에 산으로 세정하고, 2차 냉간압연으로 최종 판두께가 0.23 ㎜ 인 냉간압연판으로 하였다. 계속하여, 이 냉간압연판에 균열과정의 PH2O/PH2가 0.50 (이슬점 66.1 ℃, H2:N2= 70 :30) 이고, 850 ℃, 100 초의 탈탄소둔을 실시하였다. 계속하여, 이 탈탄소둔판에 수화량 2.0 wt% 및 4.0 wt% 로 조정한 MgO 에 MgO 100 중량부에 대하여 TiO2를 5 중량부 첨가한 소둔분리제를 강판의 표면당 5.0 g/㎡ 의 기준량으로 도포하였다. 이 후, 이 도포판에 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간의 마무리소둔을 실시하였다. 이 후, 이 마무리소둔판에 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 한 후, 플라즈마 불꽃으로 압연방향과 이루는 각도 80 ℃, 압연방향에 대하여 7 ㎜ 간격으로 선형상의 비틀림 영역을 도입하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 6 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 B8이 높은 제품을 얻을 수 있다. 그 중에서도, Sn, Ni, Cr, Ge 를 본 발명의 범위에서 첨가한 5D, 5F, 5H, 5J, 5L, 5M, 5N, 5O, 5P, 5Q 에 의하여 B8≥1.99 T, W17/50≤0.63 W/㎏ 의 매우 우수한 자기특성의 제품을 얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0009 ~ 0.0020 wt% 이하, Si : 3.29 ~ 3.37 wt%, Mn : 0.050 ~ 0.070 wt%, S : 0.0002 ~ 0.0015 wt%, Se : 0.0001 ~ 0.0012 wt%, Al : 0.0005 ~ 0.0012 wt%, N : 3 ~ 13 wtppm, Bi : 0.0002 ~ 0.0105 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 0.4 ~ 4.6°이었다.
| 중량 % | |||||||||||||||
| 기호 | C | Si | Mn | Al | N | Cu | Mo | Se | S | Bi | Sn | Ni | Cr | Ge | 비고 |
| 5A | 0.068 | 3.35 | 0.07 | 0.023 | 0.0090 | tr | 0.015 | 0.017 | 0.003 | tr | tr | tr | tr | tr | 1) |
| 5B | 0.065 | 3.36 | 0.08 | 0.025 | 0.0092 | tr | 0.015 | 0.018 | 0.002 | 0.012 | 2) | ||||
| 5C | 0.066 | 3.35 | 0.07 | 0.028 | 0.0089 | tr | 0.015 | 0.018 | 0.002 | 0.012 | 0.02 | 2) | |||
| 5D | 0.067 | 3.35 | 0.07 | 0.027 | 0.0090 | tr | 0.015 | 0.017 | 0.003 | 0.011 | 0.15 | 2) | |||
| 5E | 0.066 | 3.34 | 0.07 | 0.026 | 0.0090 | 0.10 | tr | 0.020 | 0.002 | 0.015 | 0.02 | 2) | |||
| 5F | 0.066 | 3.34 | 0.07 | 0.027 | 0.0089 | 0.10 | tr | 0.017 | 0.001 | 0.015 | 0.15 | 2) | |||
| 5G | 0.067 | 3.36 | 0.08 | 0.028 | 0.0087 | 0.10 | tr | 0.018 | 0.002 | 0.012 | 0.02 | 2) | |||
| 5H | 0.065 | 3.35 | 0.070 | 0.027 | 0.0087 | 0.10 | 0.015 | 0.020 | 0.002 | 0.015 | 0.15 | 2) | |||
| 5I | 0.066 | 3.32 | 0.080 | 0.026 | 0.0086 | 0.10 | 0.015 | 0.019 | 0.002 | 0.013 | 0.0005 | 2) | |||
| 5J | 0.066 | 3.31 | 0.070 | 0.027 | 0.0088 | 0.10 | 0.015 | 0.019 | 0.003 | 0.010 | 0.0150 | 2) | |||
| 5K | 0.065 | 3.37 | 0.08 | 0.028 | 0.0088 | 0.10 | tr | tr | 0.015 | tr | tr | tr | tr | tr | 1) |
| 5L | 0.062 | 3.32 | 0.07 | 0.026 | 0.0087 | 0.10 | tr | tr | 0.016 | 0.006 | 0.15 | 0.10 | 2) | ||
| 5M | 0.063 | 3.36 | 0.07 | 0.027 | 0.0091 | 0.10 | tr | tr | 0.017 | 0.004 | 0.15 | 0.01 | 2) | ||
| 5N | 0.065 | 3.34 | 0.07 | 0.029 | 0.0090 | 0.10 | tr | tr | 0.015 | 0.003 | 0.15 | 0.100 | 2) | ||
| 5O | 0.065 | 3.37 | 0.07 | 0.028 | 0.0092 | 0.10 | tr | tr | 0.014 | 0.007 | 0.15 | 2) | |||
| 5P | 0.066 | 3.36 | 0.07 | 0.026 | 0.0089 | 0.10 | tr | tr | 0.015 | 0.008 | 0.15 | 0.01 | 0.100 | 2) | |
| 5Q | 0.069 | 3.3 | 0.08 | 0.026 | 0.0087 | 0.10 | tr | tr | 0.016 | 0.002 | 0.10 | 0.05 | 0.10 | 0.010 | 2) |
| 1) : 본발명범위 외를 말함2) : 본발명범위를 말함 |
| MgO 수화량 | ||
| 2.0 % | 4.0 % | |
| 기호 | B8(T) W17/50(W/㎏) | B8(T) W17/50(W/㎏) |
| 5A | 1.926 0.812 | 1.931 0.801 |
| 5B | ◎1.972 0.673 | 1.907 0.876 |
| 5C | ◎1.976 0.663 | 1.912 0.867 |
| 5D | ◎1.991 0.612 | 1.921 0.843 |
| 5E | ◎1.979 0.660 | 1.909 0.873 |
| 5F | ◎1.993 0.605 | 1.923 0.831 |
| 5G | ◎1.982 0.654 | 1.898 0.887 |
| 5H | ◎1.992 0.604 | 1.900 0.871 |
| 5I | ◎1.983 0.653 | 1.912 0.850 |
| 5J | ◎1.990 0.614 | 1.925 0.809 |
| 5K | 1.933 0.798 | 1.921 0.823 |
| 5L | ◎1.990 0.615 | 1.919 0.813 |
| 5M | ◎1.991 0.620 | 1.923 0.799 |
| 5N | ◎1.992 0.611 | 1.898 0.891 |
| 5O | ◎1.992 0.619 | 1.901 0.876 |
| 5P | ◎1.993 0.608 | 1.923 0.843 |
| 5Q | ◎1.991 0.621 | 1.907 0.868 |
◎ : 본 발명예
(실시예 6)
C : 0.060 wt%, Si : 3.30 wt%, Mn : 0.070 wt%, Al : 0.020 wt%, N : 0.0075 wt%, Sb : 0.030 wt%, Mo : 0.020 wt%, Se : 0.020 wt%, S : 0.005 wt% 를 함유하고, 또한 Bi 를 0.035 wt% 함유하며, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 판두께가 2.5 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 평균냉각속도는 60 ℃/초로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 950 ℃ 에서 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고, 이어서 산으로 세정처리한 후에 1차 냉간압연을 하여 두께 1.6 ㎜ 로 하고 1050 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 실시하였다. 그리고, 산으로 세정한 후, 2차 냉간압연으로 최종 판두께가 0.23 ㎜ 인 냉간압연판으로 하였다. 이 후, 이 냉간압연판에 승온과정 (판온도 255 ℃ ~ 765 ℃ 의 영역) 의 평균 PH2O/PH2를 0.25, 0.35, 0.45 의 3가지 레벨, 균열과정의 PH2O/PH2를 0.40, 0.55, 0.75 의 3가지 레벨, 균열온도를 850 ℃, 균열시간을 100 초로 하는 탈탄소둔을 실시하였다. 이 후, 이 탈탄소둔판에 MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 실시하였다. 계속하여, 이 마무리소둔판에 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연장력코팅을 하여 제품으로 하였다. 또한, 이 제품에 대하여 플라즈마 불꽃에 의하여 압연방향과 이루는 각도 90°의 선형상의 비틀림 영역을 압연방향에 대하여 5 ㎜ 간격으로 도입하였다.
이상에서와 같이 하여 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 7 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 자속밀도 (B8) 가 매우 높은 제품을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0015 wt% 이하, Si : 3.26 wt%, Mn : 0.055 wt%, S : 0.0004 wt%, Se : 0.0011 wt%, Al : 0.0007 wt%, N : 4 wtppm, Bi :0.0154 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.0 ~ 4.7°이었다.
| 기호 | PH20/PH2 | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 플라즈마 조사후W17/50(W/㎏) | 비고 | |
| 승온시 | 균열시 | |||||
| 6A | 0.25 | 0.40 | 1.921 | 0.906 | 0.830 | 비교예 |
| 6B | 0.30 | 0.40 | 1.933 | 0.886 | 0.790 | 비교예 |
| 6C | 0.45 | 0.40 | 1.948 | 0.860 | 0.742 | 비교예 |
| 6D | 0.25 | 0.55 | 1.969 | 0.820 | 0.670 | 본발명예 |
| 6E | 0.30 | 0.55 | 1.980 | 0.880 | 0.620 | 본발명예 |
| 6F | 0.45 | 0.55 | 1.984 | 0.905 | 0.602 | 본발명예 |
| 6G | 0.25 | 0.75 | 1.948 | 0.873 | 0.731 | 비교예 |
| 6H | 0.30 | 0.75 | 1.945 | 0.869 | 0.743 | 비교예 |
| 6I | 0.45 | 0.75 | 1.942 | 0.883 | 0.739 | 비교예 |
(실시예 7)
C : 0.065 wt%, Si : 3.40 wt%, Mn : 0.065 wt%, Cu : 0.05 wt%, Al : 0.025 wt%, N : 0.0075 wt%, Sb : 0.030 wt%, Mo : 0.020 wt%, Se : 0.015 wt%, S : 0.010 wt% 를 함유하고, 또한 Bi 를 0 wt%, 0.020 wt% 및 0.050 wt% 의 3가지 레벨로 함유하며, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 판두께가 2.5 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 25 ℃/초, 60 ℃/초의 2가지 레벨로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 950 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고, 이어서 산으로 세정처리한 후에 1차 냉간압연을 하여 두께 1.5 ㎜ 로 하고, 1050 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 실시하였다. 그리고, 산으로 세정한 후, 2차 냉간압연으로 최종 판두께가 0.23 ㎜ 인 냉간압연판으로 하였다. 이 후, 이 냉간압연판에 레지스트 에칭에 의하여 압연방향과 이루는 각도 90°, 압연방향의 간격 3.0 ㎜, 폭 100 ㎛, 깊이 25 ㎛ 의 홈을 형성하였다. 계속하여, 이 홈형성판에 승온과정의 PH2O/PH2= 0.60, 균열과정의 PH2O/PH2= 0.60, 850 ℃, 100 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 이 후, MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 한 후에, 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 8 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0034 wt% 이하, Si : 3.35 wt%, Mn : 0.058 wt%, S : 0.0004 wt%, Se : 0.0007 wt%, Al : 0.0011 wt%, N : 4 wtppm, Bi : 0.0005 ~ 0.0401 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.0 ~ 4.0°이었다.
| 기호 | Bi첨가량(wt%) | 열간압연종료 직후 5초간의 냉각속도 (℃/초) | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 7A | 0.000 | 25 | 1.880 | 0.760 | 비교예 |
| 7B | 0.020 | 25 | 1.896 | 0.752 | 비교예 |
| 7C | 0.050 | 25 | 1.890 | 0.740 | 비교예 |
| 7D | 0.000 | 60 | 1.892 | 0.724 | 비교예 |
| 7E | 0.020 | 60 | 1.920 | 0.651 | 본발명예 |
| 7F | 0.050 | 60 | 1.925 | 0.625 | 본발명예 |
(실시예 8)
C : 0.065 wt%, Si : 3.40 wt%, Mn : 0.065 wt%, Cu : 0.05 wt%, Al : 0.025 wt%, N : 0.0075 wt%, Sb : 0.030 wt%, Mo : 0.020 wt%, Se : 0.015 wt%, S : 0.010 wt% 를 함유하고, 또한 Bi : 0 wt% 또는 0.020 wt% 를 함유하며, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 판두께가 2.7 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 80 ℃/초로 하였다. 계속하여, 이 열간압연판에 950 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고, 산으로 세정처리한 후에 1차 냉간압연으로 1.8 ㎜ 의 두께로 하였다. 그 후, 이 냉간압연판에 950 ℃, 100 초 동안의 중간소둔을 하고 산으로 세정처리한 후, 냉간압연으로 최종 판두께를 0.23 ㎜ 로 하였다. 이 후, 이 냉간압연판에 가열과정 (판두께 250 ~ 740 ℃ 의 영역) 에서의 평균 PH2O/PH2= 0.40, 승온과정의 PH2O/PH2= 0.40 또는 0.60, 820 ℃, 120 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 계속하여, 이 탈탄소둔판에 수화량 1.5 wt% 로 조정한 MgO 50 중량부에 대하여 Al2O3를 50 중량부로 하는 소둔분리제를 강판 표면당 10 g/㎡ 의 기준량으로 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 실시하였다. 그 후, 이 마무리소둔에 NaCl 욕조에 의한 전해연마를 하고, 강판표면을 경면화처리한 후, 강판표면에 TiN 을 증착시키고 강판에 장력을 부여하여 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 하고, 다시 플라즈마 불꽃으로 압연방향과 이루는 각도 85°의 선형상의 비틀림영역을, 압연방향에 대하여 5 ㎜ 간격으로 도입하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 9 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0022 wt% 이하, Si : 3.38 wt%, Mn : 0.049 wt%, S : 0.0005 wt%, Se : 0.0005 wt%, Al : 0.0006 wt%, N : 7 wtppm, Bi : 0.0026 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 2.5°이었다.
| 기호 | Bi첨가량 (wt%) | 균열과정 PH20/PH2 | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 8A | 0 | 0.40 | 1.920 | 0.750 | 비교예 |
| 8B | 0.02 | 0.40 | 1.939 | 0.692 | 비교예 |
| 8C | 0 | 0.60 | 1.922 | 0.701 | 비교예 |
| 8D | 0.02 | 0.60 | 1.982 | 0.564 | 본발명예 |
(실시예 9)
C : 0.065 wt%, Si : 3.30 wt%, Mn : 0.070 wt%, Cu : 0.10 wt%, Al : 0.025 wt%, N : 0.0085 wt%, Sb : 0.040 wt%, Mo : 0.020 wt%, Se : 0.022 wt% 를 함유하고, 또한 Bi 를 0 wt%, 0.030 wt% 함유하며, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 판두께가 2.6 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 70 ℃/초로 하였다. 이 후, 이 열간압연판에 열간압연판소둔을 실시하지 않고 산으로 세정하고, 1차 냉간압연을 하여 두께를 1.7 ㎜ 로 한 후, 1100 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 하고, 이어서 산으로 세정하고 2차 냉간압연을 하여 두께가 0.22 ㎜ 인 제품판두께의 냉간압연판으로 하였다. 이어서, 이 냉간압연판에 레지스트 에칭에 의하여 압연방향과 이루는 각도 90°, 압연방향의 간격 3.0 ㎜, 폭 100 ㎛, 깊이 25 ㎛ 의 홈을 형성하였다. 그 후, 820 ℃, 120 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 탈탄소둔에서는, 승온과정 (판온도 250 ~ 740 ℃ 의 영역) 의 평균 PH2O/PH2= 0.40, 균열과정의 PH2O/PH2= 0.40 또는 0.60 으로 하였다. 이 후, 이 탈탄소둔에 MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 한 후, 이 마무리소둔판에 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다.
표 10 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0007 wt% 이하, Si : 3.26 wt%, Mn : 0.055 wt%, S : 0.0001 wt%, Se : 0.0014 wt%, Al : 0.0007 wt%, N : 8 wtppm, Bi : 0.0143 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 1.8°이었다.
| 기호 | Bi 첨가량 (wt%) | 탈탄소둔 균열과정 PH20/PH2 | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 9A | 0 | 0.40 | 1.881 | 0.805 | 비교예 |
| 9B | 0 | 0.60 | 1.877 | 0.846 | 비교예 |
| 9C | 0.030 | 0.40 | 1.896 | 0.787 | 비교예 |
| 9D | 0.030 | 0.60 | 1.924 | 0.635 | 본발명예 |
(실시예 10)
C : 0.065 wt%, Si : 3.30 wt%, Mn : 0.070 wt%, Cu : 0.10 wt%, Al : 0.025 wt%, N : 0.0085 wt%, Sb : 0.040 wt%, Mo : 0.020 wt%, Se : 0.022 wt% 를 함유하고, 또한 Bi 를 0 wt%, 0.030 wt% 를 함유하며, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 판두께가 2.2 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 냉각속도는 70 ℃/초로 하였다. 계속하여, 이 열간압연판에 1000 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고 산으로 세정처리한 후, 냉간압연으로 두께가 0.35 ㎜ 인 제품판두께의 냉간압연판으로 하였다. 그 후, 이 냉간압연판에 850 ℃, 100 초 동안의 탈탄소둔을 실시하였다. 탈탄소둔에서는, 승온과정 (판온도 255 ~ 765 ℃ 의 영역) 의 평균 PH2O/PH2= 0.45, 균열과정의 PH2O/PH2= 0.40 또는 0.60 으로 하였다. 계속하여, 이 탈탄소둔판에 MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포한 후, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 하고, 다시 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연코팅을 하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 11 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 매우 우수한 자기특성의 제품을 안정적으로 얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0009 wt% 이하, Si : 3.23 wt%, Mn : 0.060 wt%, S : 0.0001 wt%, Se : 0.0009 wt%, Al : 0.0005 wt%, N : 4 wtppm, Bi : 0.00431 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 1.6°이었다.
| 기호 | Bi첨가량 (wt%) | 탈탄소둔 균열과정 PH20/PH2 | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 |
| 10A | 0 | 0.40 | 1.935 | 1.130 | 비교예 |
| 10B | 0 | 0.60 | 1.941 | 1.142 | 비교예 |
| 10C | 0.030 | 0.40 | 1.952 | 1.086 | 비교예 |
| 10D | 0.030 | 0.60 | 1.989 | 0.996 | 본발명예 |
(실시예 11)
C : 0.065 wt%, Si : 3.30 wt%, Mn : 0.065 wt%, Al : 0.023 wt%, N : 0.0080 wt%, Sb : 0.040 wt%, Mo : 0.015 wt%, Se : 0.018 wt% 를 함유하고, 또한 Bi 를 0 또는 0.020 wt% 를 함유하며, 잔부가 주로 Fe 로 이루어진 규소강 슬래브를 1400 ℃, 60 분 동안 유도가열로 가열한 후, 열간압연으로 판두께가 2.5 ㎜ 인 열간압연판으로 하였다. 열간압연의 최종 패스종료직후부터 5 초 동안의 평균냉각속도는 50 ℃/초로 하였다. 계속하여, 이 열간압연판에 950 ℃, 1 분 동안의 열간압연판소둔을 하고, 산으로 세정처리한 후, 1차 냉간압연으로 두께를 1.6 ㎜ 로 하여 1000 ℃, 1 분 동안의 중간소둔을 하고, 다시 산으로 세정한 후에 2차 냉간압연으로 최종 판두께가 0.23 ㎜ 인 냉간압연판으로 하여 탈탄소둔을 실시하였다. 탈탄소둔에서는, 균열과정의 온도를 850 ℃, 시간을 100 초, PH2O/PH2를 0.40, 0.60, 0.75 의 각 조건으로 하고, 균열과정에 이어지는 탈탄소둔 균열과정의 후단 (50 초) 분위기의 PH2O/PH2를 0.05, 0.10, 0.20 또는 균열과정과 동일한 각 조건으로 하고, 승온과정의 PH2O/PH2를 균열과정과 동일하거나, 또는 균열과정의 PH2O/PH2보다 0.10 만큼 낮은 값으로 하였다. 그 후, 이 탈탄소둔판에 MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포하고, 최고 도달온도 1200 ℃×5 시간 동안의 마무리소둔을 실시하였다. 계속하여, 이 마무리소둔판에 콜로이드성의 실리카를 주성분으로 하는 절연장력코팅을 하여, 플라즈마 불꽃으로 압연방향과 이루는 각도 90°의 선형상의 비틀림영역을, 압연방향에 대하여 5 ㎜ 간격으로 도입하여 제품으로 하였다. 얻어진 제품에서 500 g 상당의 엡스타인 시험편을 잘라내어, 엡스타인 시험법으로 자속밀도 (B8) 와 철손 (W17/50) 을 측정하였다. 표 11 에, 얻어진 제품의 자기특성을 나타낸다. 본 발명에 적합한 조건으로 제조된 방향성 전자강판에 있어서 자속밀도 (B8) 가 매우 높은 제품을 얻을 수 있는데, 특히 11I, 11J, 11K, 11L 에서는 우수한 자기특성을 얻을 수 있다.
본 발명예의 최종제품에서는, 지철 부분에 C : 0.0005 wt% 이하, Si : 3.25 wt%, Mn : 0.045 wt%, S : 0.0001 wt%, Se : 0.0009 wt%, Al : 0.0004 wt%, N : 3 wtppm, Bi : 0.00816 wt% 를 함유시켰다. 나아가, 본 발명예의 최종제품에서는, 제품코일 양단의 각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 는 1.2 ~ 3.4°이었다.
| 기호 | Bi 첨가량(wt%) | 탈탄소둔 PH20/PH2 | B8(T) | W17/50(W/㎏) | 비고 | ||
| 승온과정 | 균열과정 | 후단 | |||||
| 11A | 0 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 1.925 | 0.811 | 비교예 |
| 11B | 0 | 0.40 | 0.40 | 0.05 | 1.942 | 0.771 | 비교예 |
| 11C | 0 | 0.50 | 0.60 | 0.60 | 1.922 | 0.823 | 비교예 |
| 11D | 0 | 0.40 | 0.40 | 0.05 | 1.946 | 0.762 | 비교예 |
| 11E | 0.02 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 1.934 | 0.751 | 비교예 |
| 11F | 0.02 | 0.40 | 0.40 | 0.05 | 1.942 | 0.758 | 비교예 |
| 11G | 0.02 | 0.60 | 0.60 | 0.60 | 1.968 | 0.669 | 본발명예 |
| 11H | 0.02 | 0.50 | 0.60 | 0.60 | 1.981 | 0.642 | 본발명예 |
| 11I | 0.02 | 0.60 | 0.60 | 0.05 | 1.982 | 0.643 | 본발명예 |
| 11J | 0.02 | 0.50 | 0.60 | 0.05 | 1.990 | 0.602 | 본발명예 |
| 11K | 0.02 | 0.60 | 0.60 | 0.10 | 1.980 | 0.631 | 본발명예 |
| 11L | 0.02 | 0.50 | 0.60 | 0.10 | 1.989 | 0.595 | 본발명예 |
| 11M | 0.02 | 0.60 | 0.60 | 0.20 | 1.969 | 0.672 | 본발명예 |
| 11N | 0.02 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 1.939 | 0.752 | 비교예 |
| 11O | 0.02 | 0.75 | 0.75 | 0.05 | 1.947 | 0.721 | 비교예 |
| 11P | 0.02 | 0.65 | 0.75 | 0.05 | 1.950 | 0.716 | 비교예 |
| 11Q | 0.02 | 0.75 | 0.75 | 0.10 | 1.942 | 0.746 | 비교예 |
본 발명에 의하면, 매우 자기특성이 우수한 방향성 전자강판을 안정적으로 제조할 수 있다.
Claims (10)
- C : 0.03 ~ 0.10 wt %, Si : 2.0 ~ 5.0 wt %, Mn : 0.04 ~ 0.15 wt %, S 및 Se 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 : 0.01 ~ 0.03 wt %, sol.Al : 0.015 ~ 0.035 wt % 및 N : 0.0050 ~ 0.010 wt % 를 함유하는 규소강 슬래브를 1300 ℃ 이상의 온도로 가열한 후에 열간압연하고, 이어서 소둔처리와 냉간압연처리를 조합하여 최종 판두께로 한 후, 탈탄소둔, 이어서 최종 마무리소둔을 실시하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서,상기 슬래브가 Bi : 0.001 ~ 0.07 wt % 를 함유하고, 열간압연종료 직후부터 5 초후까지의 평균냉각속도를 30 ~ 120 ℃/초로 제어하고, 탈탄소둔에 있어서의 균열과정의 분위기중의 PH2O/PH2를 0.45 ~ 0.70 으로 하고, 마무리소둔중의 표층 인히비터의 분해를 억제하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 최종 마무리 소둔판 표면의 산소량을 편면당 1.5 g/㎡ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 마무리소둔중의 표층 인히비터의 분해를 억제하는 처리가, MgO 를 주성분으로 하는 최종 마무리소둔용 소둔 분리제에 TiO2첨가량을 MgO 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하로 하고, MgO 의 수화량 및 소둔분리제의 도포량을 이하의 식 (1) 의 조건을 만족하도록 제어하는 것인 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.Y≤-3X + 15 ………… (1)여기에서,X: MgO 수화량 (wt %)Y: 도포건조후의 강판편면당의 분리제 도포량 (g/㎡)
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 강슬래브가 Sn : 0.01 ~ 0.5 wt %, Ni : 0.05 ~ 0.5 wt %, Cr : 0.05 ~ 0.5 wt %, 및 Ge : 0.001 ~ 0.1 wt % 에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 탈탄소둔의 균열온도를 800 ℃ 에서 900 ℃ 의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 마무리소둔중의 표층 인히비터의 분해를 억제하는 처리가, 탈탄소둔의 승온과정에 있어서의 분위기중의 PH2O/PH2를, 탈탄소둔의 균열과정에 있어서의 분위기중의 PH2O/PH2보다 낮게 하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 탈탄소둔의 승온과정에 있어서의 분위기중의 PH2O/PH2를, 탈탄소둔의 균열과정에 있어서의 분위기중의 PH2O/PH2와의 관계에서, 하기식 (2) 에 적합한 범위내로 하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.X2- 0.25≤X1≤X2- 0.05 ………… (2)여기에서, X1: 가열과정에 있어서의 분위기중의 PH2O/PH2X2: 균열과정에 있어서의 분위기중의 PH2O/PH2
- 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 탈탄소둔의 균열과정을 전단부와 후단부로 나누고, 상기 후단부의 온도를 820 ~ 920 ℃, 후단부의 분위기중의 PH2O/PH2를 0.15 이하, 상기 후단부의 체류시간을 5 ~ 200 초로 하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
- 제품의 지철 (地鐵) 부분에, C : 0.0040 wt % 이하, Si : 2.0 ~ 5.0 wt %, Mn : 0.02 ~ 0.15 wt %, S 및 Se 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 : 0.0025 wt % 이하, Al : 0.0015 wt % 이하, N : 25 wt ppm 이하 및 Bi : 0.0002 ~ 0.0600 wt % 를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe 로 이루어지며, 제품코일 양단의 각각 200 ㎜ 를 제외한 부분의 결정립의 [001] 결정방위와 압연방향과의 엇갈림 각의 평균치 (θ) 가 5.0°이하인 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판.
- 제 3 항에 있어서, 강슬래브가 Sn : 0.01 ~ 0.5 wt %, Ni : 0.05 ~ 0.5 wt %, Cr : 0.05 ~ 0.5 wt %, 및 Ge : 0.001 ~ 0.1 wt % 에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전자강판의 제조방법.
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