KR20060003367A

KR20060003367A - 철손에 우수한 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060003367A
Application number: KR1020057020335A
Authority: KR
Inventors: 와따루 오오하시; 아끼히또 기요세; 마사후미 미야자끼; 다께시 구보따; 요오스께 구로사끼; 요시히로 아리따; 겐이찌로 미야모또; 다까시 사와이
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2006-01-10
Also published as: RU2005137863A; EP1632582A1; EP1632582B1; DE602004031219D1; TWI357445B; RU2311479C2; WO2004099457A1; US7470333B2; KR100742420B1; TW200422408A; EP1632582A4; US20060243351A1

Abstract

무방향성 전자 강판은 강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 1 × 10¹⁰[개/㎣] 이하이고, 또한 질량 ％로, C : 0.01 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, REM : 0.0003 ％ 이상 0.05 ％ 이하, Ti : 0.02 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 [Al]로 나타낸 Al의 질량 ％, [N]으로 나타낸 N의 질량 ％ 및 [Ti]로 나타낸 Ti의 질량 ％가 하기의 (1) 식을 충족시키는 것을 특징으로 한다.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)

전자 강판, 결정립, REM 옥시 설파이드, 왜곡 제거 어닐링, 절연 피막

Description

철손에 우수한 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법 {NON-ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET EXCELLENT IN IRON LOSS AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 모터의 철심 등에 이용되는 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 철손 특히 왜곡 제거 어닐링 후의 철손에 우수한 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

무방향성 전자 강판은, 결정 입경이 150 ㎛ 정도에서 철손이 최소가 되는 것이 알려져 있다. 이로 인해, 제품 특성, 제조의 간략화 및 고생산성화의 관점에서 마무리 어닐링에서의 결정립 성장성이 보다 좋은 강판이 요망되고 있다.

또한, 수요자에 의해 철심의 펀칭 가공이 실시될 때에는 펀칭 가공에 있어서의 펀칭 정밀도는 결정립이 미세할수록 좋고, 결정 입경은 예를 들어 40 ㎛ 이하가 바람직하다. 이와 같이, 결정 입경에 대한 철손과 펀칭 가공 정밀도의 요구가 상반되는 경우도 있다.

특히, 이 상반되는 요구를 충족시키는 경우에는 제품판의 결정 입경을 미세한 상태에서 출하하여, 수요자의 펀칭 가공 후에, 예를 들어 750 ℃에서 2시간 정도의 왜곡 제거 어닐링을 행하여 결정립을 성장시키는 방책이 취해져 있다. 최근, 수요자로부터 저철손재의 요구 필요성이 강해, 또한 수요자의 생산성 향상에 의해 왜곡 제거 어닐링의 단시간화가 지향되어 왔으며 왜곡 제거 어닐링에서의 결정립 성장성이 보다 좋은 제품판의 필요성이 증대되어 왔다.

결정립 성장을 저해하는 주된 요인 중 하나는, 강 중에 미세하게 분산되는 개재물이다. 제품 중에 포함되는 개재물의 개수가 보다 많아질수록, 또한 크기가 작아질수록 결정립 성장이 저해되는 것이 알려져 있다.

즉, 제너(Zener)가 제시한 바와 같이 개재물의 구 상당 반경(r)과 강 중에 차지하는 개재물의 부피 점유율(f)로 표시되는 r/f치가 보다 작을수록 결정립 성장은 보다 악화된다. 따라서, 결정립 성장을 양호화하기 위해서는 개재물의 개수를 보다 적게 하는 것은 물론, 개재물의 크기를 보다 조대화시키는 것이 긴요하다.

무방향성 전자 강판의 개재물의 직경 및 개수의 바람직한 범위에 관해서는, 예를 들어 특허 문헌 1에 있어서 개재물 직경이 0.1[㎛] 내지 1[㎛] 및 1[㎛] 이상의 개재물을, 단위 단면적당 각각 5000 이상 10⁵ 이하[개/㎟] 및 500 이하[개/㎟]의 범위 내로 하는 것이 개시되어 있다.

실태가 보다 이해되기 쉽도록 이 수치를 단위 부피의 강 중에 존재하는 개재물의 개수, 즉 개재물의 개수 밀도로 환산하면, 각각 5 × 10⁶ 내지 1 × 10⁹[개/㎣] 및 5 × 10⁵ 이하[개/㎣]의 범위가 된다.

무방향성 전자 강판의 결정립 성장을 저해하는 개재물로서는, 실리카나 알루미나 등의 산화물, 황화 망간 등의 황화물, 질화 알루미늄이나 질화 티탄 등의 질 화물이 알려져 있다.

이들 개재물을 제거하기 위해 용강 단계에서 고순화를 도모하면 되는 것은 자명하지만, 다른 방법으로서 다양한 원소를 강에 첨가하여 개재물의 무해화를 도모하는 방법이 몇 개 알려져 있다.

산화물에 관해서는, 기술 진보에 의해 강탈산 원소인 Al을 충분량 첨가하고 산화물의 부상 제거 시간을 충분히 확보함으로써, 용강 단계에서 산화물을 제거하여 무해화하는 것이 가능하게 되어 있다.

황화물에 관해서는 용강 단계에서 고순화를 도모하는 것 외에, 예를 들어 특허 문헌 2, 특허 문헌 3, 특허 문헌 4 등에 개시된 바와 같이, 탈황 원소 REM 등의 첨가에 의해 S를 고정하는 방법이 알려져 있다. 또한 질화물에 관해서도, 특허 문헌 5, 특허 문헌 6 등에 개시된 바와 같이 B의 첨가에 의해 조대 개재물로서 N을 고정하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 용강 단계에서의 고순화는 제강 비용 상승을 피할 수 없으므로 바람직하지 않다. 또한, 상술한 첨가 원소에 의한 방법도 제품판의 마무리 어닐링 혹은 펀칭 가공 후의 왜곡 제거 어닐링 등의 저온 단시간화에 수반되는 결정립 성장의 양호화 및 철손의 저감은 한층 불충분하였다.

특기해야 하는 것은, 특허 문헌 1에 개시된 추천 범위 내에 개재물의 개수 밀도를 조정해도, 왜곡 제거 어닐링을 보다 저온 단시간화하면 결정립 성장이 여전히 개선되지 않는 경우가 있었다.

이는, 종래 지견을 기초로 하여 조정한 개재물 직경이나 개수 밀도가, 후술 과 같이 결정립 성장을 실제로 저해하는 개재물의 조성이나 직경이나 개수 밀도와 다르기 때문이다.

특허 문헌 1 (일본 특허 공개 제2001-271147호 공보)

특허 문헌 2 (일본 특허 공개 소51-62115호 공보)

특허 문헌 3 (일본 특허 공개 소56-102550호 공보)

특허 문헌 4 (일본 특허 제3037878호 공보)

특허 문헌 5 (일본 특허 제1167896호 공보)

특허 문헌 6 (일본 특허 제1245901호 공보)

본 발명은 결정립을 충분히 조대 성장시켜 저철손화하는 것이 가능하고, 특히 펀칭 가공 후의 어닐링이 보다 저온 또한 보다 단시간이라도 결정립을 충분히 조대 성장시켜 저철손화하는 것이 가능한 무방향성 전자 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는 다음과 같다.

(1) 강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 1 × 10¹⁰[개/㎣] 이하인 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.

(2) 강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 50 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 2.5 × 10⁹[개/㎣] 이하인 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.

(3) 질량 ％로, C : 0.01 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, REM : 0.0003 ％ 이상 0.05 ％ 이하, Ti : 0.02 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 [Al]로 나타낸 Al의 질량 ％, [N]으로 나타낸 N의 질량 ％ 및 [Ti]로 나타낸 Ti의 질량 ％가 하기의 (1) 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)

(4) 질량 ％로, P : 0.1 ％ 이하, Cu : 0.5 ％ 이하, Ca 또는 Mg : 0.05 ％ 이하, Cr : 20 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Sn 및 Sb 중 1 종류 또는 2 종류의 합계 : 0.3 ％ 이하, Zr : 0.01 ％ 이하, V : 0.01 ％ 이하, O : 0.005 ％ 이하 및 B : 0.005 ％ 이하 중 1 종류 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.

(5) 질량 ％로, C : 0.01 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, REM : 0.0003 ％ 이상 0.05 ％ 이하, Ti : 0.02 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고 또한 [Al]로 나타낸 Al의 질량 ％, [N]으로 나타낸 N의 질량 ％ 및 [Ti]로 나타낸 Ti의 질량 ％가 하기의 (1) 식을 충족시키는 강을, 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도 범위에 1분간 이상 경과시키는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판의 제조 방법.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)

(6) 강이, 질량 ％로, P : 0.1 ％ 이하, Cu : 0.5 ％ 이하, Ca 또는 Mg : 0.05 ％ 이하, Cr : 20 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Sn 및 Sb 중 1 종류 또는 2 종류의 합계 : 0.3 ％ 이하, Zr : 0.01 ％ 이하, V : 0.01 ％ 이하, O : 0.005 ％ 이하 및 B : 0.005 ％ 이하 중 1 종류 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (5)에 기재된 철손에 우수한 무방향성 전자 강판의 제조 방법.

도1은 직경이 100 nm 미만인 개재물의 존재 밀도와 어닐링 후의 결정 입경 및 철손치와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도2는 직경이 50 nm 미만인 개재물의 존재 밀도와 어닐링 후의 결정 입경 및 철손치와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도3은 REM 옥시 설파이드의 주변에 복합된 TiN 개재물을 나타낸 현미경 사진이다.

도4는 (1) 식에 의해 구해지는 지표와 미세 TiN의 유무와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도5는 (1) 식에 의해 구해지는 지표와 어닐링 후의 결정 입경 및 철손치와의 관계를 나타낸 그래프이다.

이하에, 본 발명에 대해 구체적으로 서술한다.

본 발명자는 무방향성 전자 강판에 있어서의 자기 특성에, 강판 중에 내포되 는 미세한 개재물이 영향을 미치고 있는 것에 착안하여 자기 특성이나 펀칭성을 양호하게 나타내기 위한 개재물의 사이즈와 개수 밀도의 적정 범위를 새롭게 발견하였다.

개재물의 사이즈 및 개수 밀도가, 자기 특성에 미치는 영향에 대해 이하에 나타내는 강을 이용하여 설명한다. 단, 이 강은 일예이며 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

C, Si, Al, Mn, REM, Ti, S 및 N을 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분의 강철을 연속 주조하고, 열연하고, 열연판을 열연판 어닐링하고, 두께 0.5 mm로 냉연하고, 850 ℃에서 × 30초의 마무리 어닐링을 행하고 또한 절연 피막을 도포하여 제품으로 한 제품판에, 750 ℃ × 1.5시간의 왜곡 제거 어닐링을 실시하였다.

그리고, 왜곡 제거 어닐링 후의 제품판에 있어서의 개재물의 밀도, 결정 입경 및 철손을 조사하였다. 이 결과를 표1 및 도1 및 도2에 나타낸다.

표1 및 도1로부터 명백한 바와 같이, 어닐링 후의 결정 입경 및 철손에는 구 상당 직경(이후, 본원 발명에 관한 개재물에 대해서는 구 상당 직경을 개재물 직경 또는 직경이라 기재함)이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도(1 ㎣당 개수)와의 사이에 상관 관계가 있고, 개재물의 개수 밀도가 1 × 10¹⁰[개/㎣] 이하이면 결정립 성장 및 철손은 양호하였다.

또한, 도2에 나타낸 바와 같이 개재물 직경이 50 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 2.5 × 10⁹ [개/㎣] 이하인 경우에 뛰어나게 특성이 양호했다.

한편, 개재물 직경이 100 nm 이상인 개재물의 개수 밀도가 1 × 10⁹[개/㎣] 이하라도 개재물 직경이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 1 × 10¹⁰[개/㎣] 이상이면 특성은 불량이었다.

특별히 기재해야 할 사항은, 개재물 직경이 0.1 ㎛(= 100 nm) 이상인 개재물의 개수 밀도가 1 × 10⁹[개/㎣] 이하였던 샘플에도 다수의 100 nm 미만의 개재물이 검지된 것이다. 이로부터, 개재물 직경이 100 nm 미만, 특히 개재물 직경이 50 nm 미만인 미세한 개재물이 결정립 성장의 주된 저해 요인이며, 나아가서는 철손의 악화를 야기하는 원인인 것을 특정할 수 있었다.

또한, 이상의 결과는 왜곡 제거 어닐링을 750 ℃ × 1.5시간 행한 경우이고, 일반적으로 행해지고 있는 750 ℃ × 2시간의 왜곡 제거 어닐링보다 단시간에 행한 결과이지만, 종래와 같은 정도의 왜곡 제거 어닐링을 행한 경우에는 미세 개재물의 핀 고정 작용에 의한 결정립 성장차가 보다 현저화되기 때문에, 이상 서술한 결정립 성장성 및 철손의 적합/부적합이 한층 더 명확해지는 것은 물론이다.

이상에 의해, 종래의 지견을 참고로 하여 개재물 직경이 100 nm 이상인 개재물의 개수 밀도를 특정하는 것만으로는 반드시 바람직한 제품 특성을 얻을 수 없다고 하는 것이 판명되었다. 또한, 직경이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도를 특정함으로써 바람직한 제품 특성을 얻을 수 있는 것과, 직경이 50 nm 미만의 개재물 의 개수 밀도를 특정함으로써 더욱 양호한 제품 특성을 얻을 수 있는 것이 금회 명백해졌다.

또한, 본원 발명에서는 강판 중의 개재물의 사이즈 및 개수 밀도의 범위를 만족하고 있으면 양호한 제품 특성은 발휘되는 것이며, 강을 구성하는 성분은 특별히 한정되는 것은 아니다.

여기서, 개재물의 조사 방법의 일예로서 전술한 조사에 의해 실제로 행한 방법에 대해 설명한다. 샘플인 제품판을 표면으로부터 적절한 두께에까지 연마하여 경면으로 하고, 후술하는 에칭을 실시한 후에 레플리카를 채취하여 레플리카에 전사된 개재물을 필드 미션형 투과 전자 현미경에 의해 관찰하였다. 이 경우, 레플리카가 아닌 얇은 막을 작성하여 관찰해도 좋다.

개재물의 직경 및 개수 밀도는, 일정 관찰 면적 중 개재물을 모두 계측하여 평가하였다. 또한 개재물의 조성은, 에너지 분산형 엑스선 분석 장치 및 디플렉션 패턴 해석에 의해 결정하였다.

개재물의 최소 사이즈에 관해서는, 개재물의 격자 정수가 수 옹그스트롬 정도이므로 그 이하의 사이즈는 존재할 수 없는 것은 명백하지만, 안정적으로 존재하는 개재물 핵의 직경의 하한치는 약 5 nm 정도이므로 그 레벨까지 관찰할 수 있는 방법(예를 들어 배율 등)을 선택하면 좋다.

에칭 방법은, 예를 들어 구로사와 등의 방법(구로사와 후미오, 다구찌 이사무, 마쯔모토 류타로 : 일본 금속 학회지, 43(1979), p.1068)에 의해 비수용 용매액 중에서 샘플을 전해 부식하여 개재물을 남긴 상태로 강만 용해시켜 개재물을 추 출하였다.

이러한 방법에 의해, 전술한 바와 같은 Ti를 함유하는 강의 조성을 조사한 결과, 직경이 100 nm 미만인 개재물 중 주된 것(개수로 하여 50 ％ 이상)은 TiN, TiS 또는 TiC 등의 Ti 화합물인 것이 판명되었다.

이에 대해 이하에 설명한다. 전자 강에 있어서, TiN, TiS 및 TiC의 생성 개시 온도는 각각 1200 ℃ 내지 1300 ℃, 1000 ℃ 내지 1100 ℃ 및 700 ℃ 내지 800 ℃ 범위 내에 있는 것이 별도 검토에 의해 명백하다. 즉, TiN은 슬래브 등의 주조 후의 냉각 과정에서 생성되고, TiS 및 TiC는 슬래브 등의 주조 후의 냉각 과정에서 생성 후, 통상적인 방법의 열연 공정에서의 가열 온도에서 융해하여 그 후의 냉각에 의해 재생성된다.

이 때, 강 중에서의 Ti의 확산 이동 속도가 각각의 생성 개시 온도 영역에 있어서 다른 금속 원소에 비해 수 분의 1 정도로 느리기 때문에 Ti 화합물은 다른 개재물에 비해 충분히 성장할 수 없어 Ti 화합물의 직경은 100 nm 이상이 될 수 없고, 그 직경이 100 nm 미만, 또는 경우에 따라 50 nm 미만의 미세한 것이 된다.

또한, 개재물 직경이 보다 미세한 쪽이 개재물의 개수 밀도가 필연적으로 증가하기 때문에, 결정립 성장을 보다 강하게 저해하는 것은 전술한 바와 같이 자명하다. 그러나, 전자 강에 있어서의 결정립 성장을 특히 보다 강하게 저해하는 주된 개재물이 그 직경이 100 nm 미만의 미세 개재물이며, 이들 개수 밀도를 한정함으로써 결정립 성장, 나아가서는 철손이 현저히 개선되는 것, 그리고 이들 개재물 직경이 100 nm 미만인 개재물 대부분이 TiN, TiS 또는 TiC 등의 Ti 화합물인 것은 본 발명에 의해 처음으로 개시된 지견이다.

또한, 제조 공정에 있어서 미량의 Ti의 혼입을 방지하는 것은 통상은 곤란하다. 즉, 통상의 제강 공정에서는 전자 강 이외에도 Ti를 상당량 함유하는 강종(鋼種)도 제조되기 때문에 내화물로의 부착 강 및 부착 슬래그 등으로부터 전자 강에는 불가피하게 Ti가 혼입되는 경우가 있다.

또한, 전자 강만의 제조에 있어서도 예를 들어 Si의 성분 조정에 이용하는 페로실리콘 합금으로부터 혼입되는 경우가 있고, 슬래그와 용강이 반응하여 슬래그 내의 산화 티탄이 환원되어 강철 중에 금속 Ti가 출현하는 경우도 있다.

종래, 불가피하게 미량 혼입되는 Ti가 결정립 성장을 저해하는 것은 알려져 있었지만, 본 발명자에 의한 조사에 의해 불가피하게 혼입되는 Ti를 허용하고, 또한 바람직한 Ti 범위가 되도록 적극적인 첨가에 의해 Ti량을 제어함으로써 결정립 성장성이 보다 좋은 무방향성 전자 강판을 얻는 것이 가능한 것이 판명되었다.

이하에, 개재물에의 강 성분의 영향에 대해 보다 상세하게 검토한 내용을 기초로 하여 설명한다. Ti 화합물 중 TiS를 무해화하는 데 있어서, REM을 이용하는 기술, 즉 REM 첨가에 의해 S를 고정하여 황화물계 개재물을 감소시키는 기술은 종래부터 알려져 있다.

여기서, REM이라 함은 원자 번호가 57인 랜턴으로부터 71인 루테슘까지의 15 원소에 원자 번호가 21인 스칸듐 및 원자 번호가 39인 이트륨을 첨가한 합계 17 원소의 총칭이다.

본 발명자가 REM 첨가에 의해 일어나는 현상을 자세하게 검토한 결과, REM이 옥시 설파이드 또는 설파이드로서 S를 고정함으로써 미세한 TiS의 생성을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드 상에 TiN이 복합되어 석출됨으로써 Ti를 배제(스카벤지)할 수 있는 적정한 성분 범위를 발견하는 데 이르렀다.

즉, 전자 강에 있어서 TiN 및 AlN의 생성 개시 온도는 가깝지만 양적으로는 압도적으로 Al이 우세하기 때문에, AlN의 생성 개시 온도가 TiN의 생성 개시 온도를 조금이라도 상회하는 경우에는, 강 중의 N은 Al과 우선적으로 결합하여 AlN의 생성에 소비되고, Al과 비교하여 양적으로 근소한 Ti와 N이 결합하는 기회가 현저하게 적어진다.

그래도, TiN이 생성되는 조건하이므로 TiN은 생성된다. 그러나, N량이 불충분하므로 충분히 성장할 수 없고, 또한 REM 옥시 설파이드 내지 REM 설파이드 상에서 성장하는 기회를 빼앗기므로 TiN은 단독으로 미세하게 생성되게 되는 것이다.

따라서, 미세 TiN의 생성을 좌우하는 요건은 TiN의 생성 온도가 AlN의 생성 온도를 상회하는 일이고, 이는 용해도적에 의해 결정된다.

즉, [Ti]로 Ti의 질량 ％, [N]으로 N의 질량 ％, [Al]로 Al의 질량 ％를 나타낸 경우, TiN 및 AlN의 생성 온도는 각각 [Ti] × [N], [Al] × [N]에 따른 것이 된다.

본 발명자는 예의 검토한 결과, REM량이 0.0003 내지 0.05 질량 ％의 범위 내에 있는 경우에 있어서, 성분치가 하기의 (1) 식을 충족시키는 경우에 REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드에 의해 TiN으로서 Ti가 배제(스카벤지)되어 미세 TiN 의 생성이 억제되는 것을 발견하였다.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)

이에 의해, 강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도를 1 × 10¹⁰ [개/㎣] 이하, 또는 강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 50 nm 미만인 개재물의 개수 밀도를 2.5× 10⁹ [개/㎣] 이하로 할 수 있다. 따라서, 동일한 어닐링 조건에서도 결정립 성장이 보다 좋고, 따라서 어닐링을 단시간화할 수 있는 무방향성 전자 강판을 제공하는 것이 가능해진다. 특히, 왜곡 제거 어닐링에 있어서 저온 단시간에 양호한 철손을 얻을 수 있다. 또한, 종래의 일반적인 왜곡 제거 어닐링 조건인 750 ℃ × 2시간의 어닐링에 의해 한층 저철손을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 효과 등에 대해 표2 등을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

표2 중의 번호 11은 질량 ％로, C : 0.0024 ％, Si : 2.1 ％, Al : 0.32 ％, Mn : 0.2 ％, S : 0.0025 ％, Ti : 0.0016 ％, N : 0.0019 ％, REM : 0.0045 ％를 함유하는 강이다.

또한, 번호 12 내지 번호 20은 질량 ％로, C : 0.0024 ％, Si : 2.1 ％, Mn : 0.2 ％, S : 0.0025 ％, P : 0.02 ％, Cu : 0.01 ％를 함유하고, 또한 Al, Ti, N 및 REM의 함유량을 표2에 나타낸 바와 같이 다양하게 변경한 강이다.

이들 강을 연속 주조하여 열간 압연하고, 열연판 어닐링하고, 두께 0.50 mm로 냉간 압연하고, 850 ℃ × 30초의 마무리 어닐링을 실시하고, 절연 피막을 도포 하여 제품판을 제작하였다. 이 때의 제품판의 결정 입경은 모두 30 내지 33 ㎛의 범위 내에 있었다.

다음에, 이들 제품판에 일반적으로 행해지고 있는 시간보다도 단시간인 750 ℃ × 1.5시간의 왜곡 제거 어닐링을 실시하였다. 그 후에, 결정 입경 및 자기 특성의 조사를 행하였다. 이 결과를 표2 및 도3 및 도4에 나타낸다.

번호 11로부터 번호 14에 나타낸 바와 같이, 제품 성분치가 적정하며 개재물 양이 본 발명 범위 내에 있는 경우에는 결정립의 성장에 의해 왜곡 제거 어닐링을 실시한 후의 결정 입경은 67 내지 71 ㎛이고, 또한 자기 특성(철손 : W15/50)은 2.7 [W/kg] 이하로 양호하였다.

이 제품판 중의 개재물의 직경, 개수 밀도 및 조성을 전술한 방법에 의해 조사한 결과, 번호 11에는 직경이 100 nm 미만인 MnS가 0.6 × 10¹⁰ [개/㎣] 존재하고, 번호 12로부터 번호 14에는 직경이 100 nm 미만인 Cu₂S가 0.3 내지 0.5 × 10¹⁰ [개/㎣] 존재하고, 어떠한 것이라도 개재물의 개수 밀도가 1.0×10¹⁰ [개/㎣] 이하였다. 또한, 제품 중에는 직경이 0.2 [㎛] 내지 2.0 [㎛]의 REM 옥시 설파이드 및 REM 설파이드가 존재하였다.

도3에 REM 옥시 설파이드의 일예를 나타낸다. 도3에 나타낸 바와 같이, REM을 함유하는 개재물의 주변에는 TiN이 복합 석출되어 조대화되어 있었다.

이와 같이, 강철 중의 REM이 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드를 형성하여 S 를 고정함으로써 미세 설파이드의 생성이 방지 또는 억제되고, 또한 REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드 상에 직경이 수십 nm 이상인 TiN이 복합 석출되고, Ti가 배제(스카벤지)됨으로써 미세한 Ti를 함유하는 개재물의 생성이 방지된 것이 명백해졌다.

번호 15에서는 REM량이 0.0003 내지 0.05 질량 ％의 범위 내에 있지만, Ti량이 0.02 질량 ％를 넘고 있고, 이 제품판 중에는 직경이 100 nm 미만인 TiS가 2.5 × 10¹⁰ [개/㎣] 존재하고, 이에 의해 결정립 성장이 저해되어 왜곡 제거 어닐링을 실시한 후의 결정 입경은 35 [㎛]에 머물러, W15/50치는 3.06 [W/kg]로 불량이었다.

이 경우, 직경이 100 nm 이상인 개재물로서는 TiN이 부수된 REM 옥시 설파이드 및 REM 설파이드가 관찰되었으므로, 전술한 바와 같이 Ti의 스카벤지 효과가 발현되었지만, Ti 과다로 인해 REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드에 완전히 배제(스카벤지)되지 않아 강 중에 Ti가 잔류하였다. 이 강 중의 Ti에 의해, 열연 공정 이후의 온도 이력에서 TiC가 상당량 생성된 것이라 생각된다. 이에 의해, Ti량의 상한은 0.02 질량 ％가 바람직하다.

번호 16, 번호 17 및 번호 18에서는, REM량이 0.0003 내지 0.05 질량 ％의 범위 내에 있고, 또한 Ti량이 0.02 질량 ％ 이하이지만 성분치가 전술한 평가식 (1)로 규정되는 범위로부터 벗어나 있었으므로, 이들 제품판 중에는 직경이 100 nm 이상인 개재물로서 AlN이 관찰되었다.

또한, 직경이 100 nm 미만인 TiN이 1.6 내지 1.8 × 10¹⁰ [개/㎣] 존재하였다. 따라서, 왜곡 제거 어닐링을 실시한 후의 결정 입경은 38 내지 41 [㎛]이고, W15/50이 2.76 내지 2.83 [W/kg]으로 불량이었다.

다음에 도4에, (1) 식의 좌변의 값과 개재물 직경이 100 nm 미만인 미세 TiN의 유무와의 관계를 나타낸다. 도4로부터 명백한 바와 같이, (1) 식이 충족되는 경우에는 미세 TiN이 억제되는 것을 알 수 있다.

또한, 도5에 (1) 식의 좌변의 값과 어닐링 후의 결정 입경 및 철손치와의 관계를 나타낸다. 도5로부터 명백한 바와 같이, (1) 식이 충족되는 경우에는 결정립 성장성이 좋고 또한 철손치가 양호한 것을 알 수 있다.

여기서 특기해야 하는 사항은, 번호 17 및 번호 18에 나타낸 바와 같이 Ti량이 적은 경우에 오히려 미세 TiN이 생성되는 경우가 있다는 것이다. 이는 (1) 식으로부터도 시사되는 바와 같이 Ti량이 지나치게 적은 경우에는 AlN의 생성이 보다 우선되기 때문이다.

종래의 지견에 따르면, Ti량은 가능한 한 적은 쪽이 바람직하기 때문에, 막대한 노력을 들여서라도 강 중으로의 Ti의 혼입 방지가 필요하게 되어 있었지만, 본 발명에 따르면 저Ti화에 대한 막대한 노력을 필요로 하지 않고, 경우에 따라서는 적극적으로 Ti를 첨가하여 불가피하게 혼입되는 Ti량보다도 강 중의 Ti량을 높이는 것이 바람직하다. 이에 의해, TiN이 REM 옥시 설파이드 상 또는 REM 설파이드 상에 복합 생성되어 강 중으로부터 배제(스카벤지)되므로, 열연 이후의 열이력 으로 TiN이 재용해되어 단독으로 미세하게 재석출되지 않게 된다. 이로 인해, 열연 스케줄의 설정 자유도가 증가하는 데다가 양호한 제품 특성을 얻는 것이 가능해진다. 즉, 입자 성장성이 좋고 철손에 우수한 전자 강판을 얻으므로, 상기에 서술한 Ti량의 적합 범위 내로 제한 완화 또는 제어를 행하는 점에서 본 발명은 종래의 기술과는 결정적으로 다르다.

또한, TiN의 생성 개시 온도가 AlN의 생성 개시 온도를 보다 확실하게 상회하는 조건이면, 미세 TiN의 생성을 보다 안정적으로 억제하는 것이 가능해진다. 상기한 TiN 및 AlN의 생성 개시 온도의 차로서, 약 10 ℃ 정도 이상을 목표로 하고 있다.

이를 달성하기 위한 조건은 Ti, N 및 Al의 함유량이 하기의 (2) 식을 충족시키면 되는 것을 본 발명자는 더불어 발견하였다.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.70 > 0 … (2)

단 [Ti]는 Ti의 질량 ％, [N]은 N의 질량 ％, [Al]은 Al의 질량 ％를 나타낸다.

또한, TiN 및 AlN의 생성 개시 온도의 차가 약 15 ℃ 이상이면, TiN의 생성 개시 온도가 AlN의 생성 개시 온도를 더욱 확실하게 상회하고, 미세 TiN의 생성을 더욱 안정적으로 억제하는 것이 가능해지므로 보다 바람직하다.

이를 달성하기 위한 조건은 Ti, N 및 Al의 각 함유량이 하기의 (3) 식을 충족시키면 되는 것을 본 발명자는 더불어 발견하였다.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.58 > 0 … (3)

단, [Ti]는 Ti의 질량 ％, [N]은 N의 질량 ％, [Al]은 Al의 질량 ％를 나타낸다.

또한, TiN 및 AlN의 생성 개시 온도의 차가 약 20 ℃ 이상이면 TiN의 생성 개시 온도가 AlN의 생성 개시 온도를 한층 확실하게 상회하고, 미세 TiN의 생성을 한층 안정적으로 억제하는 것이 가능해지므로 한층 바람직하다.

이를 달성하기 위한 조건은 Ti, N 및 Al의 각 함유량이 하기의 (4) 식을 충족시키면 되는 것을 발명자는 더불어 발견하였다.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.49 > 0 … (4)

더욱 바람직하게는 Ti, N 및 Al의 각 함유량이 하기의 (5) 식을 충족시키면 되는 것을 발명자는 더불어 발견하였다.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.35 > 0 … (5)

그런데, 번호 19에는 REM을 전혀 첨가하지 않고, 또한 번호 20에서는 REM량이 0.0002 질량 ％로 모두 0.0003 질량 ％에 충족되지 않았다. 이 제품판 중의 개재물을 전술한 방법에 의해 조사한 결과, 미세한 TiS가 2.3 내지 2.9 × 10¹⁰ [개/㎣] 존재하고 있었다. 따라서, 이 경우에는 REM에 의한 S의 고정이 불충분했던 것 을 알 수 있다.

이들 어닐링 후의 결정 입경은 33 내지 36 [㎛]에 머물러 있어, 결정립이 성장하지 않고 또한 W15/50치는 3.0 [W/kg] 전후로 불량이었다.

그런데, 이상의 결과는 왜곡 제거 어닐링을 일반적으로 행하고 있는 시간보다도 단시간에 행한 결과이지만, 종래 레벨의 왜곡 제거 어닐링을 행한 경우에는 미세 개재물의 핀 고정 작용에 의한 결정립의 성장차가 보다 현저화되기 때문에 이상 서술한 결정립의 성장성 및 철손의 적합/부적합이 한층 더 명확해지는 것은 물론이다.

다음에, 본 발명에 있어서의 성분 조성의 바람직한 함유량의 한정 이유에 대해 설명한다.

[C] : C는 자기 특성에 유해해질 뿐만 아니라, C의 석출에 의한 자기 시효가 현저해지므로 상한을 0.01 질량 ％로 한다. 하한은 O 질량 ％를 포함한다.

[Si] : Si는 철손을 감소시키는 원소이다. 하한인 0.1 질량 ％보다 적으면 철손이 악화된다. 또한, 철손을 더욱 감소시키는 관점에서 보다 바람직한 하한은 1.0 질량 ％이다. 바람직한 하한은 0.3 질량 ％, 보다 바람직하게는 0.7 질량 ％, 더욱 바람직하게는 1.0 질량 ％이다. 또한, 상한의 7.0 질량 ％를 넘으면 가공성이 현저하게 불량이 되므로, 상한을 7.0 질량 ％로 한다. 또한, 상한으로서 보다 바람직한 값은 냉간 압연성이 보다 양호한 4.0 질량 ％이고, 더욱 바람직한 값은 3.0 질량 ％이고, 한층 더 바람직한 값은 2.5 질량 ％이다.

[Al] : Al은 Si와 마찬가지로 철손을 감소시키는 원소이다. 하한인 0.1 질 량 ％ 미만에서는 철손이 악화되고, 상한인 3.0 질량 ％를 넘으면 비용의 증가가 현저하다. Al의 하한은 철손의 관점에서, 바람직하게는 0.2 질량 ％, 보다 바람직하게는 0.3 질량 ％, 더욱 바람직하게는 0.6 질량 ％로 한다.

[Mn] : Mn은 강판의 경도를 증가시켜 펀칭성을 개선하기 위해, 0.1 질량 ％ 이상 첨가한다. 또한, 상한인 2.0 질량 ％는 경제적 이유에 의한 것이다.

[S] : S는 MnS나 TiS 등의 황화물이 되고 입자 성장성을 악화시켜 철손을 악화시킨다. 본 발명에서는, REM 개재물로서 배제(스카벤지)되지만 그 실용상의 상한으로서 0.005 질량 ％, 보다 바람직하게는 0.003 질량 ％로 한다. 하한은 0 질량 ％를 포함한다.

[N] : N은 AlN 또는 TiN 등의 질화물이 되어 철손을 악화시킨다. 본 발명에서는 REM 개재물에 TiN으로서 배제(스카벤지)되지만, 그 실용상의 상한으로서 0.005 질량 ％로 한다. 또한, 상기한 이유에 의해 상한으로서 바람직하게는 0.003 질량 ％, 보다 바람직하게는 0.0025 질량 ％, 더욱 바람직하게는 0.002 질량 ％이다.

또한, 상기한 이유에 의해 N은 가능한 한 적은 쪽이 바람직하지만, 0 질량 ％에 한정되는 일 없이 근접시키기 위해서는 공업적인 제약이 크기 때문에, 하한을 0 질량 ％ 이상으로 한다. 또한, 실용상의 하한으로서 0.001 질량 ％를 목표로 하여 0.0005 질량 ％까지 내리면 질화물이 억제되어 보다 바람직하고, 0.0001 질량 ％까지 내리면 더욱 바람직하다.

[Ti] : Ti는 TiN 또는 TiS 등의 미세 개재물을 생성하고, 입자 성장성을 악 화시켜 철손을 악화시킨다. 본 발명에서는 REM 개재물에 TiN으로서 배제(스카벤지)되지만, 그 실용상의 상한으로서 0.02 질량 ％로 하였다. 또한 상기한 이유에 의해, 상한으로서 바람직하게는 0.01 질량 ％, 보다 바람직하게는 0.005 질량 ％이다.

또한, 전술한 바와 같이 하한은 0 질량 ％ 이상이다. 단, Ti량이 지나치게 적은 경우에는 REM 개재물로의 스카벤지 효과가 발휘되지 않는다. Ti량이 0.0012 질량 ％를 넘으면 REM 개재물로의 스카벤지 효과가 발휘되어 바람직하고, 또한 0.0015 질량 ％를 넘으면 스카벤지 효과가 강화되어 바람직하고, 또한 0.002 질량 ％ 이상이면 또한 바람직하고, 또한 0.0025 질량 ％ 이상이면 한층 더 바람직하다.

[REM] : REM은 옥시 설파이드 또는 설파이드를 형성하여 S를 고정하고, 미세 설파이드의 생성을 방지 또는 억제한다. 또한, TiN의 복합 생성 사이트가 되어, Ti의 스카벤지 효과를 발휘한다. 하한치인 0.0003 질량 ％ 미만인 경우는 상기한 효과가 충분하지 않고, 또한 상한치인 0.05 질량 ％를 넘으면 REM 함유 개재물에 의해 결정립 성장이 저해되기 때문에, 0.0003 질량 ％ 이상 0.05 질량 ％ 이하를 적정 범위로 한다.

또한, REM에 속하는 원소이면 1 종류만 이용하거나 또는 2 종류 이상의 원소를 조합하여 이용해도, 본원 발명의 범위 내이면 상기한 효과는 발휘된다.

또한, S를 고정하는 효과는 REM량에 비례하여 높아지기 때문에 REM의 하한치로서는 0.001 질량 ％ 이상이 바람직하고, 0.002 질량 ％ 이상이 보다 바람직하고, 0.0025 질량 ％ 이상이 더욱 바람직하고, 0.003 질량 ％ 이상이 한층 더 바람직하 다.

또한, 전술한 바와 같이 REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드 상에 TiN이 생성되어 성장함으로써 Ti가 배제(스카벤지)되기 때문에, Ti량에 대한 REM량이 많을수록 TiN 생성 사이트로서의 REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드가 증가하므로 상기한 효과가 촉진되는 것은 자명하다.

실용적으로는, Ti량에 대한 REM량의 비율, 즉 [REM]/[Ti]치가 0.25를 넘으면 소용에 충분하지만, [REM]/[Ti]치가 0.5를 넘으면 상기한 효과가 촉진되어 바람직하고, 또한 [REM]/[Ti]치가 1.0을 넘으면 더욱 바람직하고, 또한 [REM]/[Ti]치가 1.25를 넘으면 한층 바람직하다.

이상, 서술해 온 성분 이외의 원소에서 본원의 강의 효과에 크게 지장을 주는 것이 아니면, 함유하고 있어도 좋으며 본원 발명의 기술적 범위에 속한다.

이하에, 선택 원소에 대해 설명한다. 또한, 이들 함유량의 하한치는 미량이라도 함유되어 있으면 되므로 모두 0 질량 ％ 이상으로 한다.

[P] : P는 재료의 강도를 높여 가공성을 개선한다. 단, 과잉의 경우에는 냉간 압연성을 손상시키므로 0.1 질량 ％ 이하가 바람직하다.

[Cu] : Cu는 내식성을 향상시키고, 또한 고유 저항을 높여 철손을 개선한다. 단, 과잉인 경우는 제품판의 표면에 흠집 등이 발생하여 표면 품위를 손상시키므로 0.5 질량 ％ 이하가 바람직하다.

[Ca] 및 [Mg] : Ca 및 Mg는 탈황 원소이며, 강 중의 S와 반응하여 설파이드를 형성하여 S를 고정한다. 그러나 REM과 달리, TiN을 복합하여 석출시키는 효과 는 작다. 첨가량을 많게 하면 탈황 효과가 강화되지만, 상한인 0.05 질량 ％를 넘으면, 과잉의 Ca 및 Mg의 설파이드에 의해 입자 성장이 방해된다. 따라서 0.05 질량 ％ 이하가 바람직하다.

[Cr] : Cr은 내식성을 향상시키고, 또한 고유저항을 높여 철손을 개선한다. 단, 과잉의 첨가는 비용고가 되기 때문에 20 질량 ％를 상한으로 한다.

[Ni] : Ni는 자기 특성에 유리한 집합 조직을 발달시켜 철손을 개선한다. 단, 과잉의 첨가는 비용고가 되므로 1.0 질량 ％를 상한으로 한다.

[Sn] 및 [Sb] : Sn 및 Sb는 편석 원소이고, 자기 특성을 악화시키는 (111)면의 집합 조직을 저해하여 자기 특성을 개선한다. 이들은 1 종류만 이용하거나, 또는 2 종류를 조합하여 이용해도 상기한 효과를 발휘한다. 단, 0.3 질량 ％를 넘으면 냉간 압연성이 악화되기 때문에 0.3 질량 ％를 상한으로 한다.

[Zr] : Zr은 미량으로도 결정립 성장을 저해하여, 왜곡 제거 어닐링 후의 철손을 악화시킨다. 따라서, 가능한 한 저감시켜 0.01 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

[V] : V는 질화물 또는 탄화물을 형성하여 자벽(磁壁) 이동이나 결정립 성장을 저해한다. 이로 인해, 0.01 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

[O] : O는 0.005 질량 ％보다 많이 함유되면 산화물이 다수 생성되고, 이 산화물에 의해 자벽 이동이나 결정립 성장이 저해된다. 따라서, 0.005 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

[B] : B는 입계 편석 원소이며, 또한 질화물을 형성한다. 이 산화물에 의해 입계 이동이 방해되어 철손이 악화된다. 따라서, 가능한 한 저감시켜 0.005 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상의 외에도 공지의 원소를 첨가하는 것이 가능하고, 예를 들어 자기 특성을 개선하는 원소로서 Bi 및 Ge 등을 이용할 수 있으며, 이들을 소용의 자기 특성에 따라서 적절하게 선택하면 된다.

다음에, 본 발명에 있어서의 바람직한 제조 조건 및 그 규정 이유에 대해 설명한다. 우선 제강 단계에 있어서 전로 및 2차 정련로 등에서 통상적인 방법에 의해 정련할 때, 슬래그의 산화도, 즉 슬래그 중의 FeO 및 MnO의 총 질량비를 1.0 내지 3.0 ％의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는 슬래그의 산화도가 1.0 ％ 미만이면, 전자 강의 Si 범위 내에서는 Si의 영향에 의해 Ti의 활량이 오르기 때문에, 슬래그로부터의 복 Ti(환원에 의한 금속 Ti의 출현)를 유효하게 방지하기 어려워 강 중의 Ti량이 불필요하게 높아지고, 또한 슬래그의 산화도가 3.0 ％ 이상이면 슬래그로부터의 산소 공급에 의해 용강 중의 REM이 불필요하게 산화되어 황화물이 되지 않아 강 중 S의 고정이 불충분해지기 때문이다.

또한, 노재 내화물 등을 음미하여 외래성의 산화원을 가능한 한 배제하는 것도 중요하다. 또한, REM 첨가시에 불가피적으로 생성되는 REM 옥사이드의 부상에 충분한 시간을 유지하기 위해, REM 첨가로부터 주조까지의 시간을 10분 이상 두는 것이 바람직하다. 이상 서술한 대책에 의해 겨냥한 바와 같은 조성 범위 내의 강을 제조하는 것이 가능해진다.

상기한 바와 같은 방법에 의해 원하는 조성 범위 내의 용강을 용제한 후, 연속 주조 또는 잉곳 주조에 의해 슬래브 등의 주조편을 주조한다.

그 때, 강 중의 REM 옥시 설파이드 또는 REM 설파이드에 TiN이 복합 생성되지만, 주조편의 냉각 속도를 불필요하게 빠르게 하지 않는 것이 복합 생성되는 TiN의 성장에 충분한 시간을 확보하는 관점에서 중요하고, 나아가서는 본원 발명에 규정하는 크기의 개재물의 개수 밀도를 얻기 위해 긴요하다.

즉, TiN의 생성 개시 온도인 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도 범위에 존재하는 시간을 적정하게 조정하는 것이 중요하다. 여기서 부기해야 할 것은, 원하는 조성 범위 내의 강이 고온 상태로부터 TiN의 생성 개시 온도에 처음으로 도달하였을 때에 TiN이 처음으로 생성되지만, 그 때에 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도 범위를 신속하게 통과하면 REM을 함유하는 개재물에 부수되어 생성된 TiN이 충분히 성장할 수 없어 배제(스카벤지)가 불충분해진다. 그리고, 일단 배제(스카벤지)하여 손상되면, Ti는 TiS 또는 TiC 등의 TiN보다 저온에서 생성되는 개재물이 되어, 후공정의 열처리에 의해 재용해되고 재석출되어 미세한 개재물이 된다. 따라서, 상기한 온도 범위를 최초로 통과할 때의 온도 제어가 중요하다.

또한, 최적의 온도 패턴은 제조하는 성분에 따라 다양하게 다르지만, TiN의 생성 개시 온도인 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 범위에 있어서 적어도 1분 이상, 바람직하게는 5분 이상, 보다 바람직하게는 20분 이상의 시간을 거치는 것이 중요하다. 강의 온도 측정 방법으로서는, 방사 온도계 등을 이용하는 측정이나, 전열 계산에 의한 계산 해석을 적용할 수 있다.

상기한 표2에 있어서, 번호 11 및 번호 12는 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도 범위를 1분 이상 20분 미만에서 경과시킨 것이지만, 번호 13 및 번호 14에서는 또한 수배의 시간에 걸쳐 완냉각이 되도록 온도 패턴을 조절하고 있어, 왜곡 제거 어닐링 후의 결정 입경 및 철손치가 더욱 개선되어 있는 것을 알 수 있다.

이 때, 별도의 조사에 의해 직경이 100 nm보다 더욱 미세한 직경이 50 nm 미만인 개재물을 조사한 결과, 번호 13 및 번호 14의 제품 중에 포함되는 직경이 50 nm 미만인 개재물의 개수 밀도는 각각 2.1 × 10⁹ [개/㎣] 및 2.3 × 10⁹ [개/㎣]이며, 어떠한 것이라도 2.5 × 10⁹ [개/㎣] 이하였다.

즉, 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도 범위에 존재하는 시간을 보다 장시간화하면, 상기한 Ti를 배제(스카벤지)하는 효과가 보다 현저해져 50 nm 미만인 미세한 개재물의 개수 밀도가 보다 감소하기 때문에, 제품 특성이 보다 향상되는 것이 명백해졌다.

또한, 상기한 1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도 범위에 존재하는 시간은 일예이며, 이에 한정되는 것은 아니다.

1200 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 범위에 존재하는 시간을 조정하는 방법은 주조 설비에 따라 다양하지만, 주조편을 보온하는 설비를 이용하면 되는 것은 물론 보온 설비가 없어도 예를 들어 냉각수의 유속의 조정, 또는 주조 사이즈 혹은 주조 속도의 조정 등에 의해서도 실행할 수 있다.

이후 또한, 열간 압연하여 필요에 따라서 열연판 어닐링하고, 1회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연에 의해 제품 두께로 마무리하고, 계속해서 마무리 어닐링하고, 절연 피막을 도포한다. 이상 서술한 방법에 의해, 제품판 중의 개재물을 본 발명 범위 내로 제어하는 것이 가능해진다.

(실시예)

질량 ％로, C : 0.0024 ％, Si : 2.1 ％, Mn : 0.2 ％ 및 S : 0.0025 ％를 포함하고, 또한 표2에 나타낸 성분을 함유하는 강 및 또한 P : 0.02 ％ 및 Cu : 0.01 ％를 포함하는 강을 용해 정련하고, 슬래브를 연속 주조하여 그 때에 슬래브의 온도가 1300 ℃로부터 1200 ℃로 저하하는 시간을 3분으로 조정하고, 그 후에 열간 압연, 열연판 어닐링, 냉간 압연을 경유하여 판 두께가 0.5 mm인 냉간 압연판을 제조하였다.

계속해서, 850 ℃ × 30초의 마무리 어닐링을 실시하고 절연 피막을 도포하여 제품판을 제조하고, 또한 750 ℃ × 1.5시간의 왜곡 제거 어닐링을 실시한 후에 제품판 중의 개재물 조사, 결정 입경 조사 및 25 cm 엡스타인법에 의한 자기 특성 조사를 행하였다. 개재물 조사는 전술한 요령으로 행하였다. 결정 입경의 조사에서는, 판 두께 단면을 경면 연마하고, 나이탈 에칭을 실시하여 결정립을 현출시켜 평균 결정 입경을 측정하였다.

상기한 표2로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 준거하는 제품판은 결정립 성장 및 철손치에 관하여 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 한편, 본 발명 범위 밖의 제품판에서는 결정립 성장 및 철손치가 열화되는 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명에 따르면, 무방향성 전자 강 중에 내포되는 미세한 개재물의 사이즈와 개수 밀도를 적정 범위 내로 함으로써 간이한 어닐링으로도 충분히 양호한 자기 특성을 얻을 수 있다. 특히, 간이한 왜곡 제거 어닐링으로도 충분히 양호한 자기 특성을 얻는 것이 가능해져, 수요자의 필요성을 충족시키면서 에너지의 소비량 저감에 공헌할 수 있다.

Claims

강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 100 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 1 × 10¹⁰[개/㎣] 이하인 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.
강판 내에 포함되는 구 상당 직경이 50 nm 미만인 개재물의 개수 밀도가 2.5 × 10⁹[개/㎣] 이하인 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.
제1항에 있어서, 질량 ％로, C : 0.01 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, REM : 0.0003 ％ 이상 0.05 ％ 이하, Ti : 0.02 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 [Al]로 나타낸 Al의 질량 ％, [N]으로 나타낸 N의 질량 ％ 및 [Ti]로 나타낸 Ti의 질량 ％가 하기의 (1) 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)
제2항에 있어서, 질량 ％로, C : 0.01 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, REM : 0.0003 ％ 이상 0.05 ％ 이하, Ti : 0.02 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 [Al]로 나타낸 Al의 질량 ％, [N]으로 나타낸 N의 질량 ％ 및 [Ti]로 나타낸 Ti의 질량 ％가 하기의 (1) 식을 충족시키지 않는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)
제3항에 있어서, 질량 ％로, P : 0.1 ％ 이하, Cu : 0.5 ％ 이하, Ca 또는 Mg : 0.05 ％ 이하, Cr : 20 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Sn 및 Sb 중 1 종류 또는 2 종류의 합계 : 0.3 ％ 이하, Zr : 0.01 ％ 이하, V : 0.01 ％ 이하, O : 0.005 ％ 이하 및 B : 0.005 ％ 이하 중 1 종류 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.
제4항에 있어서, 질량 ％로, P : 0.1 ％ 이하, Cu : 0.5 ％ 이하, Ca 또는 Mg : 0.05 ％ 이하, Cr : 20 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Sn 및 Sb 중 1 종류 또는 2 종류의 합계 : 0.3 ％ 이하, Zr : 0.01 ％ 이하, V : 0.01 ％ 이하, O : 0.005 ％ 이하 및 B : 0.005 ％ 이하 중 1 종류 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판.
질량 ％로, C : 0.01 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하, REM : 0.0003 ％ 이상 0.05 ％ 이하, Ti : 0.02 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하 및 N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 [Al]로 나타낸 Al의 질량 ％, [N]으로 나타낸 N의 질량 ％ 및 [Ti]로 나타낸 Ti의 질량 ％가 하기의 (1) 식을 충족시키는 강을, 1200 ℃ 이상 130O ℃ 이하의 온도 범위에 1분간 이상 경과시키는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판의 제조 방법.

log([Ti] × [N]) - 1.19 × log([Al] × [N]) + 1.84 > 0 … (1)
제7항에 있어서, 강이, 질량 ％로, P : 0.1 ％ 이하, Cu : 0.5 ％ 이하, Ca 또는 Mg : 0.05 ％ 이하, Cr : 20 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Sn 및 Sb 중 1 종류 또는 2 종류의 합계 : 0.3 ％ 이하, Zr : 0.01 ％ 이하, V : 0.01 ％ 이하, O : 0.005 ％ 이하 및 B : 0.005 ％ 이하 중 1 종류 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 철손에 우수한 무방향성 전자 강판의 제조 방법.