KR20050065608A

KR20050065608A - 방향성 전자 강판의 제조방법 및 방향성 전자 강판

Info

Publication number: KR20050065608A
Application number: KR1020057006727A
Authority: KR
Inventors: 다카시 데라시마; 미노루 다카시마; 야스유키 하야카와
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-06-29
Also published as: KR100655678B1; CN1708594A; CN101311287A; US20060076086A1; CN101311287B; EP1577405A1; WO2004040024A1; US7465361B2; EP1577405B1; EP1577405A4; CN100406585C; JP4258349B2; JP2004169179A

Abstract

Al 을 100ppm 미만, N, S 및 Se 를 각각 50ppm 이하로 저감시킨 강을 출발재로 한 방향성 전자 강판의 제조방법에 있어서, 순화 소둔을 1050℃ 이상의 온도역에서 실시하는 것과 함께, 이 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우에는, 1170℃ 를 초과하는 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.4atm 이하로, 또한, 이 순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우에는, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.8atm 이하로 각각 조정함으로써, 상기 불순물 원소의 저감에 따르는 벤드 특성의 열화를 회피한다.

Description

방향성 전자 강판의 제조방법 및 방향성 전자 강판 {METHOD FOR PRODUCING GRAIN ORIENTED MAGNETIC STEEL SHEET AND GRAIN ORIENTED MAGNETIC STEEL SHEET}

본 발명은, 자기 특성 및 벤드 특성이 양호한 방향성 전자 강판 및 그것을 안정적으로 제조하는 방법에 관한 것이다. 또, 강판의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명은, 띠형상의 (strip-shaped), 즉 강대로서 제조한 경우에 특히 유리한 효과를 나타내는 것이다.

종래의 기술

방향성 전자 강판의 제조시에는, 인히비터라고 불리는 석출물을 사용하여 최종 마무리 소둔 중에 고스방위립 (Goss-oriented grain) 이라고 불리는 {110}<001> 방위립을 우선적으로 2 차 재결정시키는 것이 일반적인 기술로서 사용되고 있다.

예를 들어, 인히비터로서 MnS, MnSe 를 사용하는 방법 (특허문헌 1 에 개시) 이나, AlN 을 사용하는 방법이 공업적으로 실용화되어 있다. 또한, BN 이나 Ti, Zr, V 등의 질화물을 사용하는 방법도 알려져 있다.

그런데, 특허문헌 1 등에 기재된 종래 방법에서는, 최종 마무리 소둔은, 통상 2 차 재결정 소둔과, 계속해서 실시되는, 피막 형성 및 순화를 목적으로 한 순화 소둔 (purifcation annealing) 으로 이루어진다.

2 차 재결정 소둔은 여러 가지 분위기에서 실시되지만, 인히비터로서 유효한 질화물의 거동을 안정시키기 위해 질소를 함유하는 분위기 하에서 실시하는 것이 바람직하다고 되어 있다.

한편, 순화 소둔은, 인히비터 성분 등의 강 중 불순물 제거를 촉진하기 위해, 일반적으로 수소를 주체로 한 분위기 중 바람직하게는 수소 분위기 중에서 실시된다. 특히, 분위기 중의 질소량이 높으면 강 중의 질소의 저감이 진행되지 않아 자기 특성의 개선이 적기 때문에, 질소는 그다지 사용되지 않는다. 예를 들어, 순화 소둔에 있어서의 질소 분위기 (0.1∼0.4atm 정도) 의 악영향이 특허문헌 2 에 기재되어 있다.

또, 순화 소둔은 일반적으로 1180℃ 이상에서 실시되는 것이 바람직하다. 순화 소둔의 온도가 1180℃ 미만에서는, 강 중의 S 및 Se 로 대표되는 불순물이 순화 불량이 되고, 이 순화 불량이 원인이 되어 벤드 특성의 열화를 초래하게 된다.

여기서, 벤드 특성은, JIS C 2550 에 규정된 반복 구부림 시험에 따라서 평가된다. 즉, 강판으로부터 폭 30㎜ 의 시험편을 잘라내고, 여기에 장력을 가하면서 반복해서 직각으로 구부려, 시험편에 생긴 균열이 판을 판두께방향으로 관통할 때까지의 횟수를 측정함으로써 평가된다.

인히비터를 사용하는 방법은, 안정적으로 2 차 재결정립을 발달시키는 데에 유용한 방법이지만, 석출물을 미세하게 분산시키지 않으면 안되기 때문에 열연 전의 슬래브 가열을 1300℃ 이상의 고온에서 실시해야 한다.

그러나, 슬래브의 고온 가열은, (1) 설비 비용이 늘어난다, (2) 열간압연시에 생성되는 스케일의 양이 증가하기 때문에 수율이 저하된다, (3) 설비의 메인터넌스가 번잡해진다, 등과 같은 문제가 있다.

이에 대하여, 인히비터를 사용하지 않고 방향성 전자 강판을 제조하는 방법이 특허문헌 3, 특허문헌 4 및 특허문헌 5 등에 개시되어 있다.

이들 기술에 공통되어 있는 사실은, 표면 에너지를 구동력으로 하여 {110} 면을 우선적으로 성장시키는 것을 의도하고 있는 점이다. 그 때문에, 미리 강판 중의 불순물을 저감시킨 후, 표면 산화물의 생성을 억제하기 위해 분위기를 제어한 상태에서 고온의 최종 마무리 소둔을 실시하여 2 차 재결정을 진행하고 있다.

예를 들어, 특허문헌 3 에는, 전해철 등의 고순도 원료를 용제하여 얻어진 규소 강판을 판두께 0.2㎜ 이하로 압연한 후, 1180℃ 이상의 온도에서, 또한 소둔 분위기로서 진공 또는 불활성 가스, 또는 수소 가스 또는 수소 가스와 질소 가스의 혼합 가스를 사용하여 열처리를 실시함으로써, {110}<001> 방위의 집적된 재결정 조직을 얻는 기술이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 4 에는, 시판되는 규소 강대 등에 AlN 이나 MnS 등의 불순물을 순화할 목적에서 소둔분리제를 도포하고, 수소 가스 중, 1100∼1200℃ 에서 3 시간 이상 순화 처리한 후, 냉연을 실시하여 판두께 0.15㎜ 이하로 하고, 그 후, 950∼1100℃ 의 온도에서 Ar 등의 불활성 가스 분위기, 수소 가스 분위기, 또는 수소 가스와 불활성 가스의 혼합 분위기에서, 또한 바람직하게는 이들을 감압하여, 2 차 재결정 소둔을 실시하는 기술이 기재되어 있다.

그리고, 특허문헌 5 에는, 특히 악영향이 큰 불순물인 S 를 10ppm 으로 저감시킨 규소강을 사용하고, 1000∼1300℃ 의 온도에서 산소 분압이 0.5Pa 이하인 비산화성 분위기 중 또는 진공 중에서 10분 이하의 단시간의 최종 마무리 소둔을 실시하는 것이 기재되어 있다.

이들 기술에 있어서는 2 차 재결정 후의 순화 소둔은 중시되고 있지 않으며, 순화 소둔은 특별히 개시되어 있지 않다.

상기한 표면 에너지를 사용한 제조방법에서는, 슬래브 가열 온도는 종래와 같이 고온일 필요는 없지만, 이하에 말하는 몇가지 문제점을 갖고 있다.

우선, 표면 에너지차를 유효하게 이용하기 위해서는, 표면의 기여를 크게 하기 위해서 판두께를 얇게 하는 것이 필연적으로 요구된다. 예를 들어, 특허문헌 3 및 4 에 개시된 기술에서는 판두께가 0.2㎜ 이하 및 0.15㎜ 이하로 각각 제한되어 있다.

그러나, 현재 사용되고 있는 방향성 전자 강판의 판두께는 0.20㎜ 이상이 대부분이기 때문에, 상기한 바와 같은 표면 에너지를 이용한 방법에 의해 자기 특성이 우수한 방향성 전자 강판을 제조하기는 어렵다.

또한, 전술한 바와 같이, 2 차 재결정을 위한 최종 마무리 소둔의 분위기로서 불활성 가스나 수소가 필요해지고, 더욱 권장되는 조건으로서 진공으로 할 것이 요구된다. 그러나, 고온과 진공의 양립은 설비적으로는 매우 어려우며, 또한 비용도 높아진다.

그리고, 표면 에너지를 이용한 경우에는, 원리적으로는 {110} 면의 선택만이 가능한 것에 불과하며, 압연방향으로 <001> 방위가 배향된 고스 입자의 성장이 선택된다는 것은 아니다.

방향성 전자 강판은, 압연방향으로 자화 용이축 <001> 을 배향해야만 자기 특성이 향상되기 때문에, {110} 면의 선택만으로는 원리적으로 양호한 자기 특성은 얻어지지 않는다. 그 때문에, 표면 에너지를 이용하는 방법으로 양호한 자기 특성을 얻을 수 있는 압연 조건이나 소둔 조건은 매우 한정적이 되어, 그 결과, 얻어지는 자기 특성이 불안정해질 수 밖에 없다.

또한, 표면 에너지를 이용하는 방법에서는, 표면 산화층의 형성을 억제하고 최종 마무리 소둔을 실시하지 않으면 안되어, 소둔분리제를 도포한 상태에서 소둔하는 것은 불가능하다. 이 때문에, 최종 마무리 소둔 후에 통상적인 방향성 전자 강판과 동일한 산화물 피막을 형성할 수 없다. 예를 들어, 포스터라이트 (forsterite) 피막은, 소둔분리제로서 MgO 를 주성분으로 하여 도포했을 때에 형성되는 피막이지만, 이 피막은 강판 표면에 장력을 부여하여 철손을 개선한다. 또한, 인산염을 주체로 하는 절연 장력 코팅을 포스터라이트 피막 위에 형성시키면, 당해 코팅의 밀착성을 확보하여 더욱 철손을 개선할 수 있지만, 포스터라이트 피막이 없는 경우에는 밀착성이 얻어지지 않기 때문에 철손이 대폭 열화된다.

그래서, 발명자들은, 인히비터 형성 성분을 함유하지 않은 소재에 대해서, 입계 이동 속도차를 제어함으로써 (상세한 것은 후술) 고스방위 결정립을 2 차 재결정에 의해 발달시키는 기술을 특허문헌 6 및 특허문헌 7 등에서 제안하였다. 이들 기술은, 표면 에너지를 사용하지 않고서 결정립을 고스방위로 일정하게 하는 것이 가능하기 때문에, 상기한 여러 가지 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 이 기술에서는 강판 표면 상태의 제약이 없고, 따라서 최종 마무리 소둔시에 소둔분리제를 도포하여 포스터라이트 피막 등의 피막을 형성하고, 철손 등의 개선을 꾀할 수 있다. 특허문헌 6 등에서 제안되는 방향성 전자 강판을 편의상 인히비터 프리 강판이라고 부르기로 한다.

특허문헌 6 등에 제안된 기술에서는, Al 함유량을 소정 범위로 저감하고, S 및 Se 의 함유량도 제한하고 있기 때문에, 종래 의미에서의 순화 소둔이 반드시 필요하지는 않고, 2 차 재결정 소둔 후에는 포스터라이트 피막 등의 피막의 형성에 필요한 온도까지 승온시키면 된다. 예를 들어, 특허문헌 6 에 있어서는, 질소 분위기, 질소 함유 분위기 등의 분위기 중에서 950℃∼1050℃ 정도까지 15∼20℃/h 정도의 속도로 가열하여 소둔을 마치는 최종 마무리 소둔 조건이 개시되어 있다.

그러나, 이것이 순화 소둔을 금하는 것은 아니고, 강 중 불순물을 더욱 저감시키는 순화 소둔은, 더 나은 자기 특성의 개선을 위해서는 오히려 유효하다. 예를 들어, 특허문헌 7 에는, 최종 마무리 소둔으로서, 1180℃ 까지 수소 50%-질소 50% 분위기 중에서 승온시킨 후, 수소 분위기 중 1180℃ 에서 5시간 유지 처리하는 기술이 개시되어 있다. 단, 인히비터 성분을 함유하는 소재를 사용한 경우와 비교하여, 조업 상의 부하는 경감된다. 예를 들어, 보다 저온에서의 순화 소둔에 의해 충분한 효과를 얻을 수 있다.

또, 2 차 재결정 소둔과 순화 소둔의 경계가 애매한 기술도 있어, 예를 들어 상기 특허문헌 7 에서는 최종 마무리 소둔으로서, 1100℃ 정도까지 수소 50%-질소 50% 분위기 중에서 20℃/h 정도로 승온하는 기술이나, 수소 분위기 중에서 1200℃ 까지 15℃/h 로 가열하는 기술이 개시되어 있다.

또, 특허문헌 8 에는, 다소 취지는 다르지만, 인히비터를 함유하지 않은 강을 사용하여, 질소 분위기, Ar 분위기, 수소 분위기, 수소 50%-질소 50% 분위기, 질소 50%-Ar 50% 분위기 등의 각 분위기 중에서, 1000∼1150℃ 정도에서 최종 마무리 소둔을 실시하는 기술이 개시되어 있다.

[특허문헌 1]: 일본 특허공보 소 51-13469호

[특허문헌 2]: 일본 공개특허공보 평11-158557호

[특허문헌 3]: 일본 공개특허공보 소64-55339호

[특허문헌 4]: 일본 공개특허공보 평2-57635호

[특허문헌 5]: 일본 공개특허공보 평7-197126호

[특허문헌 6]: 일본 공개특허공보 2000-129356호

[특허문헌 7]: 일본 공개특허공보 2000-119824호

[특허문헌 8]: 일본 공개특허공보 2000-119823호

도 1 은, 최종 마무리 소둔 전에 있어서의 방위차각이 20∼45°인 입계의, 각 방위립에 대한 존재 빈도 (%) 를 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 발명에서는, 인히비터를 사용하지 않고 2 차 재결정을 발현시키는 방법을 이용한다.

그런데 발명자들은, 고스방위립이 우선적으로 2 차 재결정되는 이유에 대해서 예의 연구를 거듭한 결과, 1 차 재결정 조직에 있어서의 방위차각이 20∼45°인 입계가 중요한 역할을 하고 있음을 발견하여, Acta Material 45권 (1997) 1285페이지에 보고하였다.

즉, 발명자들은, 방향성 전자 강판의 2 차 재결정 직전의 상태인 1 차 재결정 조직을 해석하여, 다양한 결정방위를 갖는 각각의 결정립 주위의 입계에 대해서, 입계 방위차각이 20∼45°인 입계의 전체에 대한 비율 (mass%) 에 관해 조사하였다. 그 결과를 도 1 에 나타낸다. 도 1 에 있어서, 결정방위 공간은 오일러각 (Eulerian angles)(Φ₁, Φ, Φ₂) 의 Φ₂=45°단면을 사용하여 표시하고 있고, 고스방위 등의 주된 방위를 모식적으로 표시하고 있다.

도 1 로부터, 방위차각 20∼45°인 입계의 존재 빈도가, 고스방위에 있어서 가장 높다는 것을 알 수 있다.

C. G. Dunn 등에 의한 실험 데이터 (AIME Transaction 188권 (1949) 368페이지) 에 의하면, 방위차각 20∼45°의 입계는 고에너지 입계이다. 고에너지 입계에서는, 입계 내의 자유 공간이 크고 난잡한 구조를 하고 있다. 입계 확산은 입계를 통하여 원자가 이동하는 과정이기 때문에, 입계 중의 자유 공간이 큰 고에너지 입계쪽이 입계 확산이 빠르다.

종래 방법에 있어서의 2 차 재결정은, 인히비터로 불리는 석출물의 확산율속에 의한 성장ㆍ조대화에 수반하여 발현되는 것이 알려져 있다. 이상의 지견으로부터, 고에너지 입계 상의 석출물은 최종 마무리 소둔 중에 우선적으로 조대화가 진행되기 때문에, 고스방위가 되는 입자의 입계가 우선적으로 피닝 (pinning) 이 제거되서 입계 이동을 시작하여, 고스방위립이 성장하는 것으로 생각된다.

발명자들은, 상기 연구를 더욱 발전시켜 하기와 같은 결론을 얻었다.

요약하면, 종래법에서는 1 차 재결정 조직 중의 고스방위립은 고에너지 입계를 많이 함유하고, 인히비터의 역할은, 고에너지 입계인 고스방위립의 입계와 다른 입계의 이동 속도차를 발생시키는 것에 있다. 따라서, 인히비터를 사용하지 않더라도 입계의 이동 속도차를 발생시킬 수 있다면, 2 차 재결정에 있어서 고스방위를 집적시키는 것이 가능해진다.

그런데, 고에너지 입계는 본래 다른 입계보다 이동 속도가 높다. 그러나, 강 중에 존재하는 불순물 원소는, 입계 특히 고에너지 입계에 편석되기 쉽기 때문에, 불순물 원소를 많이 함유하는 경우에는 고에너지 입계와 다른 입계의 이동 속도에 차이가 없어진 것으로 생각된다.

따라서, 소재를 고순도화하여 불순물 원소의 상기 영향을 배제함으로써, 입계의 구조에 의존하는 본래적인 이동 속도차가 현재화(顯在化)되어, 고스방위립을 우선적으로 2 차 재결정시키는 것이 가능하게 된다.

이상이, 인히비터 프리 강판의 제조 원리이다.

그런데, 전술한 바와 같이, 인히비터 프리 강판에 있어서도 잔존하는 불순물의 순화나, 포스터라이트 피막 등의 형성을 목적으로 하여 순화 소둔을 실시하는 경우가 있지만, 그 때에 벤드 특성이 열화되는 것이 새롭게 판명되었다.

그래서, 인히비터 프리 강판에 있어서 벤드 특성이 열화되는 원인을 조사한 결과, 벤드 불량이 되는 직접적인 원인은, 질화규소 등과 같은 Si 질화물이 입계로 석출되는 것에 수반되는 입계 강도의 저하가 원인임이 판명되었다.

이 Si 질화물의 입계에 대한 석출은, 순화 소둔 후에 있어서도 지철 중에 질소가 잔류하고 있는 것이 한가지 원인으로 생각된다. 따라서 이론상으로는 순화 소둔을 충분히 실시함으로써 벤드 특성의 열화를 피할 수 있는 가능성이 있지만, 코일 내에서의 순화 정도가 균일하지 않기 때문에, 순화에 의한 벤드 불량의 회피에는 한계가 있다.

또한, 종래의 S, Se 등을 인히비터로서 사용하는 제조방법에서는, 강 중의 인히비터 성분에 의해 피막의 형성 반응이 늦어지기 때문에, 강 중의 질소의 순화가 용이하다. 그러나, 인히비터 프리 강판에서는 강 중 불순물이 본래 적기 때문에 치밀한 피막이 형성되기 쉬워, 강 중의 질소의 순화가 어렵다. 이 때문에 Si 질화물로서 입계에 석출되는 것을 회피하는 새로운 방법이 요구된다.

그래서, 더욱 코일을 자세히 조사한 결과, 코일 단부 (폭방향) 와 코일 중앙부 (동일) 사이에서 질소 잔류량에 차이가 없음에도 불구하고, 코일 단부에서만 벤드 특성이 불량해지는 것을 알 수 있었다. 여기서, 코일 단부란, 코일 폭방향의 최단부와 최단부로부터 10O㎜ 정도 위치 사이의 영역을 가리키는 것으로 한다.

즉, 지철 중의 질소를 완전히 순화하지 않더라도, 질소를 강 중에 잔류시킨 상태에서 Si 질화물의 입계에 대한 석출을 방지함으로써, 벤드 특성을 개선시킬 가능성이 있음이 시사된 것이다. 그래서, 발명자들은, 강 중에 질소를 잔류시킨 채로 Si 질화물의 입계에 대한 석출을 방지할 수 있는 조건을 예의 검토한 결과, 순화 소둔시의 수소 분압을 소둔 온도에 따라서 규제함으로써 Si 질화물의 입계 석출을 방지할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

여기서, 상기 수단에 의해 Si 질화물의 입계 석출을 방지할 수 있는 이유는 확실하진 않지만, 발명자들은 다음과 같은 이유로 생각하고 있다.

우선, 강판을 고온의 수소 분위기 하에서 소둔함으로써 수소 침식이 일어나 2 차 재결정립의 입계가 취화되는, 요컨대 입계에 마이크로 보이드나 피셔(fissures)가 형성된다. 이 마이크로 보이드 등은 금속 표면이 노출되어 있는 상태이기 때문에, 순화 소둔의 강온 도중에 Si 질화물이 금속 표면의 노출부분, 요컨대 입계의 마이크로 보이드 등에 우선적으로 석출된다고 생각된다. 수소 침식 현상이 관계되어 있다는 추측은, Sb 등의 수소 침식 촉진 원소로서 알려진 원소의 양이 강 중에 증가하면 벤드 불량부분이 보다 넓어진다는 조사 결과로부터도 뒷받침된다.

요컨대, 고온이고 수소 분압이 높은 조건 하에서 순화 소둔을 실시하기 때문에 Si 질화물의 입계 석출이 일어나기 쉬워지므로, 이들 조건을 회피함으로써 벤드 특성이 개선되는 것이다.

이하에, 본 발명의 전자 강판의 제조방법에 대해서, 각 구성요건의 한정 이유를 서술한다.

우선, 전자강 소재 (통상은 강슬래브) 의 성분 조성은, C: 약 0.08mass% 이하, Si: 약 2.0∼약 8.0mass% 및 Mn: 약 0.005∼약 3.0mass% 를 함유하고, 또한 Al 을 약 100ppm 미만, N, S 및 Se 를 각각 약 50ppm 이하 (질량ppm. 이하 동일) 로 저감시킨 것으로 한다.

C: 약 0.08mass% 이하

소재 단계에서 C 량이 약 0.08mass% 를 초과하고 있으면, 탈탄 소둔을 실시하더라도 C 는 자기시효가 일어나지 않는 약 50ppm 이하로 저감시키기 어려워지기 때문에, C 량은 약 0.08mass% 이하로 제한해 둘 필요가 있다. 재질 특성상, C 량의 하한은 없고, 실질적으로 0mass% 로 해도 문제는 없지만, 약 1ppm 정도로 저감하는 것이 공업적 한계로 되어 있다.

Si: 약 2.0∼약 8.0mass%

Si 는, 전기 저항을 높여 철손의 향상에 유효하게 기여하지만, 함유량이 약 2.0mass% 에 도달하지 않으면 충분한 철손 저감 효과가 얻어지지 않고, 한편 약 8.0mass% 를 초과하면 가공성이 열화되기 때문에, Si 량은 약 2.0∼약 8.0mass% 로 한다.

Mn: 약 0.005∼약 3.0mass%

Mn 은, 열간 가공성을 양호하게 하기 위해 필요한 원소이지만, 약 0.005mass% 에 미치지 못하면 그 첨가 효과가 부족하고, 한편 약 3.0mass% 를 초과하면 자속밀도가 저하되기 때문에, Mn 량은 약 0.005∼약3.0mass% 로 한다.

Al: 약 100ppm 미만 또한 N, S 및 Se: 각각 약50ppm 이하

불순물 원소인 Al 은 약 100ppm 미만, S 및 Se 에 대해서는 각각 약 50ppm 이하로 저감시키는 것이, 양호한 2 차 재결정을 실현함에 있어서 필요해진다. 여기서, Al 은 약 20ppm∼약 100ppm 의 범위로 함유하는 것이 바람직하다. 여기서 Al 의 하한치는 Al 의 저감 비용 관점에서의 적합한 값이다. 또한, S 및 Se 에 대해서는, 약 45ppm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

N 에 대해서는, 순화 소둔 후의 Si 질화물의 생성을 방지하기 위해 약 50ppm 이하로 저감하는 것이 바람직하다. 또, 바람직한 범위는 약 50ppm 이하이다.

이들 불순물은 적을수록 바람직하기 때문에 Oppm 이어도 되지만, 저감의 공업적 한계는 1ppm 정도로 생각된다.

기타, 질화물 형성 원소인 Ti, Nb, B, Ta 및 V 등에 대해서도, 각각 약 50ppm 이하로 저감하는 것이 철손의 열화를 방지하고, 양호한 가공성을 확보하는 데에 있어서 유리하다. 또, Ti 는 20ppm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

이상, 필수 성분 및 억제 성분에 관해서 설명하였지만, 본 발명에서는, 그 외에도 이하에 서술하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

즉, 열연판 조직을 개선하여 자기 특성을 향상시킬 목적으로, Ni: 약 0.005∼약 1.50mass% 및 Cu: 약 0.01∼약 1.50mass% 중 어느 한 1 종 또는 2 종을 첨가할 수 있다. 그러나, 각각의 첨가량이 하한치 미만에서는 자기 특성의 향상량이 작고, 한편 상한치를 초과하면 2 차 재결정이 불안정해져 자기 특성이 열화되기 때문에, 각각 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 철손의 향상을 목적으로 하여, As, Te, Sb, Sn, P, Bi, Hg, Pb, Zn 및 Cd 중 어느 한 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 약 0.0050∼약 0.50mass% 로 첨가할 수 있다. 또는, 상기 원소군에 또 Cr 을 추가한 그룹에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 약 0.0050∼약 0.50mass% 로 첨가할 수도 있다. 그러나, 이들 원소의 합계 함유량이 하한치에 미치지 못하면 철손 향상 효과가 작고, 한편 상한을 초과하면 2 차 재결정립의 발달이 억제되기 때문에, 모두 상기 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

잔부는 철 및 불가피적 불순물로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 불가피적 불순물로는, 상기에서 서술한 것 외에 O 등이 있다. O 의 함유량은 약 40ppm 이하가 바람직하다.

다음으로, 상기한 바람직한 성분 조성으로 조정한 용강을, 전로, 전기로 등을 사용하는 공지의 방법으로 정련하고, 필요하다면 진공 처리 등을 실시한 후, 통상적인 조괴법이나 연속주조법을 사용하여 슬래브 (강슬래브) 를 제조한다. 또한, 직접주조법 등을 사용하여 약 100㎜ 이하의 두께를 갖는 얇은 주조편을 직접 제조해도 된다.

슬래브는, 통상적인 방법으로 가열하여 열간압연하지만, 주조 후, 가열하지 않고서 바로 열간압연시켜도 된다. 또, 얇은 주조편의 경우에는, 열간압연을 실시해도 되고, 열간압연을 생략하고 그 상태 그대로 이후의 공정으로 진행시켜도 된다.

열간압연 전의 슬래브 가열 온도는 약 1250℃ 이하로 억제하는 것이 열간압연시에 생성되는 스케일량을 저감하는 데에 있어서 특히 바람직하다. 또한, 결정 조직의 미세화 및 불가피하게 혼입되는 인히비터 형성 성분의 폐해를 무해화하여, 균일한 정립(整粒)의 1 차 재결정 조직을 실현하는 의미에서도 슬래브 가열 온도의 저온화는 바람직하다. 또한, 열연설비의 부하의 관점에서, 통상은 약 1000℃ 이상에서 가열한다. 바람직한 슬래브 가열 온도는, 약 1100∼약 1250℃ 이다.

이어서, 필요에 따라 열연판 소둔을 실시한다. 예를 들어, 열연판 소둔에 의해 제품판의 고스 조직을 고도로 발달시킬 수 있다.

이 효과를 얻기 위해서는, 열연판 소둔 온도는 약 800∼약 1100℃ 의 범위가 바람직하다. 열연판 소둔 온도가 약 800℃ 미만에서는 열간압연에서의 밴드 조직이 잔류하여 1 차 재결정 조직의 정립의 정도가 저하되기 때문에 2 차 재결정의 발달이 불충분해진다. 한편, 열연판 소둔 온도가 약 1100℃ 를 초과하면, 열연판 소둔 후의 입경이 조대화되어, 정립의 1 차 재결정 조직을 실현하는 데에 있어서 바람직하지 않다. 또 바람직한 열연판 온도는, 약 900∼약 1100℃ 이다.

상기 열간압연 후, 또는 열연판 소둔 후, 냉간압연을 실시한다. 냉간압연은 1 회일 수도 있고, 필요에 따라서 복수회 실시해도 된다. 냉간압연을 복수회 실시하는 경우에는, 통상 중간 소둔을 각 냉간압연 사이에 실시한다. 중간 소둔의 조건은 통상적인 방법에 따르면 된다. 또, 슬래브 등을 출발재로 하는 통상의 공정에서는, 냉간압연된 강판은 띠형상의 냉연강대가 된다.

냉간압연시에는, 압연 온도를 약 100∼약 300℃ 로 하는 것, 및/또는 냉간압연의 도중에서 약 100∼약 300℃ 범위에서의 시효 처리를 1 회 또는 복수회 실시하는 것이 고스 조직을 발달시킨다는 점에서 유효하다.

냉간압연 후, 필요에 따라서 탈탄 소둔하여, C 를 자기 시효가 일어나지 않는 약 50ppm 이하로 저감한다. 바람직하게는 약 30ppm 이하로 저감한다.

탈탄 소둔은, 습윤 분위기를 사용하여 약 700∼약 1000℃ 의 온도범위에서 실시하는 것이 바람직하다.

또, 냉간압연과 2 차 재결정 소둔의 사이에서, 침규법 (siliconization) 에 의해 Si 량을 증가시켜도 된다. 특히 탈탄 소둔 후에 침규법을 병용하면 편리하다.

그 후, MgO 를 주체로 하는 소둔분리제를 적용하고, 2 차 재결정 소둔 및 순화 소둔으로 이루어지는 최종 마무리 소둔을 실시함으로써 2 차 재결정 조직을 발달시키는 것과 함께 포스터라이트 피막을 형성시킨다. 여기서 MgO 가 소둔분리제의 약 80mass% 이상 함유되는 것이 바람직하다.

또, 필요에 따라서 MgO 이외의 것을 주성분으로 하는 소둔분리제를 대신에 사용하여, 비(非)포스터라이트 피막을 형성시켜도 된다. 이들 소둔분리제로는, Al₂O₃ 나 SiO₂ 를 주성분으로 하는 것 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 소둔분리제의 도포를 생략해도 된다.

여기서, 2 차 재결정 소둔은, 2 차 재결정 발현을 위해 약 800℃ 이상에서 실시하는 것이 유리하다. 덧붙이자면, 이 800℃ 까지의 가열속도는 자기 특성에 큰 영향을 주지 않기 때문에 임의의 조건이면 된다. 또, 2 차 재결정 소둔은 약 1050℃ 이하에서 실시하는 것이 바람직하고, 특히 균열 처리하는 경우에는 약 900℃ 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

또, 2 차 재결정 소둔은 상기 온도범위에서 적어도 10시간 이상의 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 최종 마무리 소둔에 있어서는 일반적으로, 냉연강대는 코일형상으로 하고 뱃치형의 소둔이 실시된다.

계속해서 실시하는 순화 소둔에서는, 양호한 포스터라이트 피막 등을 형성시키는 관점에서, 소둔 온도를 약 1050℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 비용 등의 관점에서 상한은 약 1300℃ 로 한다. 순화 소둔 시간은 1∼20시간이 바람직하다.

그리고, 순화 소둔에서는, 벤드 특성의 열화를 피하기 위해 하기와 같이 소둔 분위기를 조정하는 것이 중요하다.

ㆍ순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우, 1050℃ 이상의 온도역에서는 분위기의 수소 분압을 약 0.8atm 이하로 조정한다.

ㆍ순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우, 1170℃ 를 초과하는 온도역에서는 분위기의 수소 분압을 약 0.4atm 이하로 조정한다.

즉, 전자의 경우에 1170℃ 이하의 온도역에서 수소 분압이 약 0.8atm 을 초과하거나, 후자의 경우에 1170℃ 를 초과하는 온도역에서 수소 분압이 약 0.4atm 을 초과하거나 하면, 특히 분위기의 영향을 강하게 받는 코일의 폭방향 단부에 있어서 수소 침식에 의해 입계에 보이드가 생성된다. 그리고, 강 중에 고용되어 있는 N₂ 가 냉각 과정에서 보이드 상에 Si 질화물로서 석출되어, 벤드 불량을 야기한다. 따라서, 적어도 코일의 폭방향 단부에 수소를 상기 범위 내로 한정한 분위기를 작용시킴으로써, 벤드 불량을 방지할 수 있다.

또, 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우, 1050℃∼1170℃ 의 온도역의 분위기의 영향은 상대적으로 작기 때문에, 이 온도역에서의 수소 농도를 제한할 필요는 없다.

또, 폭발 방지의 관점에서, 순화 소둔에 있어서의 소둔로 내의 전체 압력은 1.0atm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그 때, 수소 분압을 조정하기 위한 가스로는, Ar, Ne 및 He 등의 불활성 가스가 바람직하다. 질소를 사용하는 것이 금지되지는 않지만, 강 중 질소의 순화를 촉진시킬 목적에서는 바람직하지 않아, 질소는 사용한다고 해도 50체적% 미만이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30체적% 미만이고, 더욱 바람직하게는 15체적% 이하이다. 가장 바람직하게는 실질적으로 0체적% 이다.

또, 전술한 바와 같이, 강 중에는 Cr, As, Te, Sb, Sn, P, Bi, Hg, Pb, Zn 및 Cd 중 1 종 또는 2 종 이상을, 철손의 개선을 목적으로 하여 함유시킬 수 있다. 그러나, 이들 원소의 함유량이 많아지면 수소 침식이 가속된다. 그래서, 이들 원소가 합계로 약 0.0050mass% 이상 함유되는 경우에는, 하기 소둔 분위기의 조건을 상기에 대신하여 적용하는 것이 바람직하다.

ㆍ순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우, 1050℃ 이상의 온도역에서는 분위기의 수소 분압을 약 0.6atm 이하로 조정한다.

ㆍ순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우, 1170℃ 를 초과하는 온도역에서는 분위기의 수소 분압을 약 0.2atm 이하로 조정한다.

덧붙이자면, 이들 수소 침식을 가속시키는 원소가 합계로 약 0.5mass% 보다도 많아지면, 본 발명의 방법에 의해서도 벤드 특성 개선 효과가 얻어지지 않게 되므로 0.5mass% 이하로 해야 한다.

이미 서술한 바와 같이, 2 차 재결정 소둔 및 순화 소둔은 통상 연속적으로 실시되며, 전체를 최종 마무리 소둔이라고 칭한다. 그러나, 이론상은, 2 차 재결정 소둔 및 순화 소둔을 각각 별도의 소둔공정으로 하고, 이 순서대로 실시해도 문제는 없다. 이 경우, 소둔분리제의 도포는 어느 쪽 소둔 전에 실시해도 상관없다.

순화 소둔 후에는, 필요에 따라 평탄화 소둔에 의해 형상을 교정한다. 또, 철손을 개선하기 위해, 강판 표면에 장력을 부여하는 절연 코팅을 추가로 실시하는 것이 유효하다. 평탄화 소둔, 장력 피막 부여 공정, 및 이들에 부수되는 공정을 합하여, 본 발명에서는 평탄화 공정이라고 부르기로 한다.

본 발명에 의한 전자 강판을, 최종 마무리 소둔을 코일의 뱃치 소둔에 의해 실시하여 제조한 경우, 코일의 폭방향 전역에 걸쳐 양호한 벤드 특성을 얻을 수 있다. 즉, 최종 마무리 소둔 후의 벤드 특성은 폭방향 단부에 도달할 때까지 열화되어 있지 않다. 이 때문에, 최종 마무리 소둔 후, 평탄화 소둔 등의 평탄화 공정을 거쳐도 단부 벤드 특성은 양호하다. 또, 이들 평탄화 공정이나 그 후의 공정에서의 통판성도 양호하다.

또한, 본 발명에 의해 얻어진 전자 강판의 조성 (포스터라이트 등의 피막을 제외한 값) 은, C 가 약 50ppm 이하로 저감되고, 또한 S, Se 및 Al 이 순화처리에 의해 약 15ppm 이하로 저감된다. 또한 N 도 순화 처리에 의해 저감되어 약 35ppm 이하가 된다 (통상적인 분석 한계는 약 5ppm). 그 밖의 성분은 슬래브 조성과 거의 같다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

전술한 바와 같이, 강 중의 S 및 Se 로 대표되는 불순물이 순화 불량에 의해 충분히 저감되지 않으면, 벤드 특성의 열화를 초래하게 된다. 이에 대하여 인히비터 프리 강판에 있어서는, 순화 소둔 후의 S 및 Se 의 잔류량이 벤드 특성에 영향을 미치지 않는 레벨로 순화되어 있다. 그럼에도 불구하고, 인히비터 프리 강판에 있어서 제품판의 벤드 특성이 열화되는 경우가 있다는 새로운 문제가 나타났다. 즉, 종래 벤드 특성 열화의 원인이었던, S 및 Se 의 순화 불량 이외에 그 원인이 있음이 시사되었다.

또, 벤드 특성이 열화되면, 강판의 펀칭 라인의 도중에서 강판이 파단되거나, 와인딩 트랜스의 제조에 있어서 강판에 균열이 발생되거나 하기 쉬워진다. 이들 문제는, 예를 들어 강대로서 제조되는 전자 강판의, 폭방향의 일부에서만 (예를 들어, 폭방향 단부) 벤드성이 열화되어도 발생한다.

본 발명은, 상기 특허문헌 6 등에 개시된 인히비터를 사용하지 않는 방향성 전자 강판 (인히비터 프리 강판) 의 제조기술을 개량하여, 벤드 특성의 열화를 회피하고자 하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

(1) C: 0.08mass% 이하, Si: 2.0∼8.0mass% 및 Mn: 0.005∼3.0mass% 를 함유하는 강(鋼)슬래브를 압연하여 냉연강판으로 하고, 이어서 필요에 따라서 탈탄 소둔하고, 그 후 필요에 따라서 소둔분리제를 도포하고, 2 차 재결정 소둔을 실시하고, 계속해서 순화 소둔을 실시하는 공정을 포함하는 방향성 전자 강판의 제조방법에 있어서, 상기 강슬래브는 Al 을 100ppm 미만, N, S 및 Se 를 각각 50ppm 이하로 저감시킨 성분 조성을 갖고, 그 순화 소둔을 1050℃ 이상의 온도역에서 실시하는 것과 함께, 이 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우에는, 1170℃ 를 초과하는 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.4atm 이하로, 또한, 이 순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우에는, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.8atm 이하로 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 벤드 특성이 우수한 방향성 전자 강판의 제조방법.

여기서, MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를 상기 소둔분리제로서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 여기서 상기 압연 공정은, 상기 강슬래브에 열간압연을 실시하고, 그 후 필요에 따라서 열연판 소둔을 실시하고, 또 다시 1 회의 냉간압연이나, 또는 중간 소둔을 사이에 갖는 2 회 이상의 냉간압연을 실시하여, 상기 냉연강판으로 하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

또, 상기 순화 소둔에 있어서, 수소 분압을 제어한 상기 분위기 중의 질소가 체적분율로 50% 미만인 것이 바람직하다.

(2) 상기 (1) 및 그 바람직한 양태에 있어서, 강슬래브가, 추가로, Ni: 0.005∼1.50mass% 및 Cu: 0.01∼1.50mass% 중 어느 한 1 종 또는 2 종을 함유하는 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 벤드 특성이 우수한 방향성 전자 강판의 제조방법.

(3) 상기 (1) 또는 (2) 및 그들의 바람직한 양태에 있어서, 강슬래브가, 추가로, Cr, As, Te, Sb, Sn, P, Bi, Hg, Pb, Zn 및 Cd 중 어느 한 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.0050∼0.50mass% 함유하고, 또한, 상기 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우에는, 1170℃ 를 초과하는 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.2atm 이하로, 또한, 상기 순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우에는, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.6atm 이하로, 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 벤드 특성이 우수한 방향성 전자 강판의 제조방법.

또, 여기서 상기 첨가 원소는, As, Te, Sb, Sn, P, Bi, Hg, Pb, Zn 및 Cd 중 어느 한 1 종 또는 2 종 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(4) 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나, 및 그들의 바람직한 양태에 있어서, 상기 압연이, 냉연강대를 얻는 냉간압연 공정을 포함하고, 그 냉연강대에 상기 2 차 재결정 소둔 및 상기 순화 소둔을 실시하여 띠형상의 (strip-shaped) 방향성 전자 강판을 얻는 것을 특징으로 하는, 벤드 특성이 우수한 방향성 전자 강판의 제조방법, 그리고 그 방법에 의해 제조되는 띠형상의 (strip-shaped) 방향성 전자 강판 (방향성 전자 강대라고도 한다).

(5) 최종 마무리 소둔 및 평탄화 공정 (평탄화 소둔 및 장력 피막 부여 공정을 포함하는 공정) 에 의해 얻어진, Si: 2.0∼8.0mass%, Mn: 0.005∼3.0mass% 및 N: 35ppm 이하를 함유하는 성분 조성을 갖는 띠형상의 방향성 전자 강판으로서, 폭방향의 전역에 걸쳐 JIS C 2550 에 기재된 시험방법에 의한 반복 구부림 횟수가 6 회 이상인 것을 특징으로 하는, 띠형상의 방향성 전자 강판.

실시예 1

C: 0.050mass%, Si: 3.25mass%, Mn: 0.070 mass%, Al: 80ppm, N: 40ppm, S: 20ppm 및 Se: 20ppm 을 함유하고, 잔부는 실질적으로 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강슬래브를, 1200℃ 의 온도로 가열 후, 열간압연에 의해 2.2㎜ 두께의 열연판 코일로 하였다. 이 열연판에 1000℃ 의 온도에서 30초간 열연판 소둔을 실시하여 강판 표면의 스케일을 제거한 후, 탠덤 압연기에 의해 냉간압연하여, 최종 판두께 0.28㎜ 로 하였다. 그 후, 탈지 처리하고, 균열 온도 840℃ 에서 120초간 유지하는 탈탄 소둔 후, MgO 를 90mass%, TiO₂ 을 10mass% 함유하는 소둔분리제를 도포하고 나서 냉연강대 코일에 뱃치 소둔형의 최종 마무리 소둔을 실시하여, 제품판으로 하였다.

최종 마무리 소둔에 있어서는, 850℃ 에서 약 50시간 유지하는 2 차 재결정 소둔과, 계속해서 표 1 에 나타내는 각종 순화 소둔 온도까지를 25℃/h 의 속도로 승온하고, 그 온도로 5시간 균열하는 순화 소둔을 실시하였다. 여기서, 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우는 1170℃ 를 초과하는 온도역에서의, 또한 순화 소둔이 1170℃ 이하인 경우는 1050℃ 이상의 온도역에서의, 분위기 중의 수소 분압을 표 1 의 각 값으로 조정하였다. 또, 상기 분위기의 전체 압력은 1.0atm 으로 하고, 잔부 가스는 Ar 로 하였다.

이렇게 해서 얻어진 제품판에 대해, 자기 특성 (B₈: 자화력 800A/m 에서의 자속밀도) 및 벤드 특성을 조사한 결과에 대해서 표 1 에 나타낸다. 또, 제품판에 있어서, C, Al, S, Se 는 15ppm 미만의 함유량이었다.

여기서, 자기 특성은 코일의 벤드 특성을 평가한 부위의 특성을 측정하였다. 또한, 벤드 특성은, 코일의 폭방향 단부로부터, 구체적으로는 최단부로부터 45㎜ 의 위치를 중심으로 하여 폭 30㎜ 의 시험편을 채취하고, JIS C 2550 에 규정된 반복 구부림 시험에 있어서 6 회 미만에서 균열이 생긴 것을 불량으로 했다 (이하의 실시예에서도 동일). 또, 코일의 폭방향 중앙부에서도 벤드 특성을 동일한 방법으로 조사했지만, 결과는 모두 양호하였다 (표에서는 중앙부의 측정 결과는 생략하였다).

표 1 로부터, 본 발명의 조건을 만족하는 예에서는, 코일의 폭방향 단부에 있어서도 우수한 벤드 특성이 얻어지고 있음을 알 수 있다.

실시예 2

표 2-1 및 표 2-2 에 나타내는 성분을 함유하고, Se 를 실질적으로 함유하지 않고, 잔부는 실질적으로 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강슬래브를 1200℃ 의 온도로 가열 후, 열간압연에 의해 2.2㎜ 두께의 열연판 코일로 하였다. 그 후, 1000℃ 의 온도로 30초간의 열연판 소둔을 실시하여 강판 표면의 스케일을 제거한 후, 탠덤 압연기에 의해 냉간압연하여 최종 판두께 0.28㎜ 로 하였다. 이어서, 탈지처리하고, No.42 강 외에는 균열 온도 840℃ 에서 120초간 유지하는 탈탄 소둔을 실시하였다. 그 후, MgO 를 90mass%, TiO₂ 을 10mass% 함유하는 소둔분리제를 도포하고 나서, 냉연강대 코일에 뱃치 소둔형의 최종 마무리 소둔을 실시하여 제품판으로 하였다. 단 No.43 강에는 Al₂O₃ 으로 이루어지는 소둔분리제를 도포하였다.

최종 마무리 소둔시에는, 850℃ 에서 약 50시간 유지하는 2 차 재결정 소둔에서부터 표 2-1 및 표 2-2 에 나타내는 각종 순화 소둔 온도까지를 25℃/h 의 속도로 승온하고, 그 온도로 5시간 균열하는 순화 소둔을 실시하였다. 여기서, 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우는 1170℃ 를 초과하는 온도역에서의, 또한 순화 소둔이 1170℃ 이하인 경우는 1050℃ 이상의 온도역에서의, 분위기 중의 수소 분압을 표 2-1 및 표 2-2 의 각 값으로 조정하였다. 또, 상기 분위기의 전체 압력은 1.0atm 으로 하고, 잔부 가스는 Ar 로 하였다. 단, No.44 강에 있어서는, 전체 압력을 1.1atm 으로 하였다. 또한 No.45 강에 있어서는 잔부 가스는, 10체적% 의 질소 및 잔부 Ar 가스로 하였다.

이렇게 해서 얻어진 제품판의 자기 특성 및 벤드 특성에 대해서 조사한 결과를 표 2-1 및 표 2-2 에 나타낸다. 또, 제품판에 있어서, C (No.42 강 제외), Al, S, Se 및 N 은 15ppm 미만의 함유량이었다.

실시예 1 과 동일하게, 벤드 특성은 코일의 폭방향 단부에 관한 결과를 표 2-1 및 표 2-2 에 나타낸다. 폭방향 중앙부에 대해서는 어느 강판도 벤드 특성은 양호하였다.

표 2-1 및 표 2-2 로부터, 본 발명의 조건을 만족하는 예에서는, 코일의 폭방향 단부에 있어서도 우수한 벤드 특성이 얻어지고 있음을 알 수 있다. 특히, Sb 를 0.005mass% 이상 첨가한 경우에는, 순화 소둔에서의 수소의 상한을 보다 엄격하게 제한하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

실시예 3

표 3 에 나타내는 성분 조성을 함유하고, Se 를 실질적으로 함유하지 않고, 잔부는 실질적으로 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강슬래브를 1200℃ 의 온도로 가열 후, 열간압연하여 2.2㎜ 두께의 열연판 코일로 하였다. 이 열연판에, 1000℃ 의 온도에서 30초간의 열연판 소둔을 실시하여 강판 표면의 스케일을 제거한 후, 탠덤 압연기에 의해 냉간압연하여, 최종 판두께 0.28㎜ 로 하였다. 그 후, 탈지처리하고, 균열 온도 840℃ 에서 120초간 유지하는 탈탄 소둔 후, MgO 를 90mass%, TiO₂ 를 10mass% 함유하는 소둔분리제를 도포하고 나서, 냉연강대 코일에 뱃치 소둔형의 최종 마무리 소둔을 실시하여 제품판으로 하였다.

최종 마무리 소둔시에는, 850℃ 에서 약 50시간 유지하는 2 차 재결정 소둔과, 계속해서 1160℃ 까지 25℃/h 로 승온한 후, 1160℃ 에서 5시간 균열하는 순화 소둔을 실시하였다. 여기서, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 수소 분압을 표 3 에 따라서 0∼1.0atm (전체 압력: 1.0atm) 까지 변화시켰다. 또, 잔부 가스는 Ar 로 하였다.

이렇게 해서 얻어진 제품판의 자기 특성 및 벤드 특성에 관해서 조사한 결과를 표 3 에 나타낸다. 또, 제품판에 있어서, C, Al, S, Se 및 N 은 15ppm 미만의 함유량이었다.

실시예 1 과 동일하게, 벤드 특성은 코일의 폭방향 단부에 관한 결과를 표 3 에 나타낸다. 폭방향 중앙부에 대해서는 어느 강판도 벤드 특성은 양호하였다.

표 3 에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 조건을 만족하는 예에서는 우수한 벤드 특성이 얻어진다.

실시예 4

실시예 1 과 동일한 성분 조성이 되는 강슬래브를, 1200℃ 의 온도로 가열 후, 열간압연하여, 2.4㎜ 두께의 열연판 코일로 하였다. 이 열연판에 열연판 소둔을 실시하지 않고, 강판 표면의 스케일을 제거한 후, 탠덤 압연기에 의해 냉간압연하여, 최종 판두께 0.28㎜ 로 하였다.

냉간압연은 2 회로 나눠서 실시하고, 1 회째의 냉간압연을 강판 온도 80℃ 에서 실시하여 판두께 1.6㎜ 로 한 후, 1000℃ 에서 60초의 중간 소둔을 실시하고, 그 후, 강판 온도 200℃ 에서 2 회째의 냉간압연을 실시하였다.

그 후, 탈지처리하고, 균열 온도 840℃ 에서 120초간 유지하는 탈탄 소둔 후, MgO 를 주체로 하는 소둔분리제를 도포하고 나서, 코일에 최종 마무리 소둔을 실시하여 제품판으로 하였다.

최종 마무리 소둔시에는, 적어도 900℃ 에서 1160℃ 까지를 12.5℃/h 로 승온시키고, 1160℃ 에서 5시간 균열하는 사이클을 채용하였다. 여기서, 약 900℃∼약 1050℃ 사이의 승온역이 2 차 재결정 소둔에 해당하고, 그 후의 승온 및 균열은 순화 소둔에 해당한다. 소둔시에 있어서, 1050℃ 이상에서의 수소 분압은 0.6atm (전체 압력: 1.0atm) 으로 하였다. 제품판의 C, Al, S, Se 및 N 의 함유량은 15ppm 미만이었다.

얻어진 강판의 벤드 특성은, 코일의 폭방향 중앙부, 단부 모두 양호하였다. 또한, 자속밀도 (B₈) 는 1.87T 였다.

본 발명에 의하면, 인히비터를 사용하지 않고 방향성 전자 강판을 제조했을 때의, 특히 제품판에 있어서의 벤드 특성을 개선할 수 있기 때문에, 피막 특성이 우수한 방향성 전자 강판을 안정적으로 제공할 수 있다.

Claims

C: 0.08mass% 이하, Si: 2.0∼8.0mass% 및 Mn: 0.005∼3.0mass% 를 함유하는 강슬래브를 압연하여 냉연강판으로 하고,

이어서 필요에 따라서 탈탄 소둔하고,

그 후 필요에 따라서 소둔분리제를 도포하고,

2 차 재결정 소둔을 실시하고,

계속해서 순화 소둔 (purifcation annealing) 을 실시하는 공정을 포함하는 방향성 전자 강판의 제조방법에 있어서,

상기 강슬래브는 Al 을 100ppm 미만, N, S 및 Se 를 각각 50ppm 이하로 저감시킨 성분 조성을 갖고, 그 순화 소둔을 1050℃ 이상의 온도역에서 실시하는 것과 함께,

이 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우에는, 1170℃ 를 초과하는 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.4atm 이하로,

또한, 이 순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우에는, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.8atm 이하로,

각각 조정하는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 강슬래브가, 추가로, Ni: 0.005∼1.50mass% 및 Cu: 0.01∼1.50mass% 중 어느 1 종 또는 2 종을 함유하는 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 강슬래브가, 추가로, Cr, As, Te, Sb, Sn, P, Bi, Hg, Pb, Zn 및 Cd 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.0050∼0.50mass% 함유하고, 또한,

상기 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우에는, 1170℃ 를 초과하는 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.2atm 이하로,

또한, 상기 순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우에는, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.6atm 이하로,

각각 조정하는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 강슬래브가, 추가로, As, Te, Sb, Sn, P, Bi, Hg, Pb, Zn 및 Cd 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.0050∼0.50mass% 함유하고, 또한,

상기 순화 소둔 온도가 1170℃ 를 초과하는 경우에는, 1170℃ 를 초과하는 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.2atm 이하로,

또한, 상기 순화 소둔 온도가 1170℃ 이하인 경우에는, 1050℃ 이상의 온도역에 있어서의 분위기의 수소 분압을 0.6atm 이하로,

각각 조정하는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, MgO 를 주성분으로 하는 소둔분리제를, 상기 소둔분리제로서 상기 냉연강판에 도포하는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 압연이,

상기 강슬래브에 열간압연을 실시하고,

그 후 필요에 따라서 열연판 소둔을 실시하고,

또 다시 1 회의 냉간압연이나, 또는 중간 소둔을 사이에 갖는 2 회 이상의 냉간압연을 실시하여, 상기 냉연강판으로 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 순화 소둔에 있어서의 상기 분위기 중의 질소가 체적분율로 50% 미만인 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 압연이, 냉연강대를 얻는 냉간압연 공정을 포함하고, 그 냉연강대에 상기 2 차 재결정 소둔 및 상기 순화 소둔을 실시하여 띠형상의 (strip-shaped) 방향성 전자 강판을 얻는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판의 제조방법.
제 8 항의 방법으로 제조되는 띠형상의 (strip-shaped) 방향성 전자 강판.
최종 마무리 소둔 및 평탄화 공정을 실시하여 얻어진, Si: 2.0∼8.0mass%, Mn: 0.005∼3.0mass% 및 N: 35ppm 이하를 함유하는 성분 조성을 갖는 띠형상의 (strip-shaped) 방향성 전자 강판으로서, 폭방향의 전역에 걸쳐 JIS C 2550 에 기재된 시험방법에 의한 반복 구부림 횟수가 6 회 이상인 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강판.