KR20070057256A

KR20070057256A - 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070057256A
Application number: KR1020077009327A
Authority: KR
Inventors: 유키히로 신가키; 미노루 다카시마; 다다시 나카니시; 다케시 무라이
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-06-04
Also published as: EP1818420A4; EP1818420B1; JP2006152387A; KR100937123B1; WO2006059740A1; CN100523257C; TW200627482A; US8177920B2; CN101048523A; EP1818420A1; TWI286770B; US20090101248A1; JP4747564B2

Abstract

인히비터리스법으로 제조한 방향성 전기 강판으로, 질량％ 로, Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하, Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하를 함유하는 조성으로 함과 함께, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당의 개수를 400 개 이하로 함으로써, 코일 전체 길이에 걸쳐서 안정적이고 우수한 자기 특성을 갖는 방향성 전기 강판을 제공한다.

Description

방향성 전기 강판 및 그 제조 방법{GRAIN-ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 안정된 자기 특성이 얻어지는 방향성 전기 강판 (grain-orinented electrical steel sheet) 및 그 제조 수단에 관한 것이다.

방향성 전기 강판은, 트랜스 등의 철심에 주로 사용되는 재료이다. 최근, 이러한 철심의 에너지 절감화에 대한 요구가 높아지고 있다. 그에 수반하여, 철심의 소재인 방향성 전기 강판에 대해서도, 보다 우수한 자기 특성, 즉 저철손이며, 또한 고자속 밀도인 것이 요구되고 있다.

방향성 전기 강판은, 철의 자화 용이축 (axis of easy magnetization) 인 <001> 방위가, 강판의 압연 방향으로 고도로 정렬된 결정 조직을 갖는 것이다. 이러한 집합 조직은, 방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 특히 마무리 소둔 (finish annealing) 시에, 이른바 고스 방위 (Goss 방위) 라고 하는 {110}<001> 방위의 결정립을 우선적으로 거대 성장시키는, 2 차 재결정 (secondary recrystallizaion) 을 통하여 형성된다. 따라서, 2 차 재결정립의 결정 방위가 방향성 전기 강판의 자기 특성에 큰 영향을 미친다.

종래, 이러한 방향성 전기 강판은, 하기의 공정으로 제조된다. Si 를 4.5 질량％ 정도 이하 함유하고, 추가로 MnS, MnSe, AlN, BN 등의 인히비터 (양호한 2 차 재결정을 발현시키기 위하여, 1 차 재결정립의 조대화를 억제하는 미세한 석출물. 2 차 재결정 과정에 있어서는, 석출물 자신이 조대화되는 등 입계의 피닝 효과가 약해져, 2 차 재결정이 발현된다.) 를 형성하는 원소를 함유하는 강 슬래브를, 1300℃ 이상으로 가열 후, 열간 압연하고, 필요에 따라 열연판 소둔을 실시한다. 그 후, 1 회 또는 중간 소둔을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하고, 이어서 습윤 수소 분위기에서 1 차 재결정 소둔 (primary recrystallization) 함으로써, 1 차 재결정 및 탈탄을 행한다. 또한 마그네시아를 주제로 하는 소둔 분리제를 도포하고 나서, 2 차 재결정 및 인히비터 형성 원소의 순화를 위하여 1200℃ 에서 5 시간 정도의 마무리 소둔을 실시함으로써 제조되어 왔다 (예를 들어, 미국 특허공보 제1965559호, 일본 특허공보 소40-15644호, 일본 특허공보 소51-13469호 등).

그러나, 이러한 방향성 전기 강판의 제조 공정에서는, 고온의 슬래브 가열 및 고온·장시간의 마무리 소둔이 불가결하기 때문에, 그 제조 비용은 매우 높아진다.

이런 점에서, 출원인 회사는, 먼저, 상기의 문제를 해결하는 것으로서, 인히비터 형성 원소를 함유시키지 않고도 2 차 재결정을 발현시킬 수 있는 방법, 이른바 인히비터리스법 (a method for promoting secondary recrystallization without an inhibitor) 을 개발하였다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-129356호).

이 방법은, 종래의 방향성 전기 강판의 제조 방법과는, 기술 사상을 완전히 달리하는 것이다. 즉, 종래의 방법에서는, MnS, MnSe, AlN 등 석출물 (인히비터) 을 이용하여, 2 차 재결정을 발현시켰다. 이에 대하여, 인히비터리스법에서는, 이들 인히비터를 사용하지 않고, 오히려 고순도화하여 입계 이동에 대한 저항을 저감시킴으로써, 고에너지 입계의 구조에 의존하는 본래적인 입계 이동 속도차를 표면화시켜 (Texture Inhibition 효과), 2 차 재결정을 발현시키는 기술이다. 이 인히비터리스법에서는, 고온의 슬래브 가열이나 고온 장시간의 마무리 소둔이 불필요하기 (즉 인히비터의 순화에 수반하는 부담이 불필요해진다) 때문에, 저비용으로의 방향성 전기 강판의 제조가 가능해졌다.

발명의 개시

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 인히비터리스법의 개발을 진행하는 과정에서, 슬래브 중에 인히비터 형성 원소를 함유시키지 않고 제조된 방향성 전기 강판의 자기 특성이 제조 조건의 변화에 민감하고, 예를 들어 1 코일 내의 조건 변동에서도 철손값 등 자기 특성의 변화가 비교적 커진다는 현상이, 미해결의 문제로서 부상되었다.

본 발명은, 상기 문제를 유리하게 해결하는 것으로, 코일 전체 길이에 걸쳐서 안정적이고 우수한 자기 특성을 얻을 수 있는 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

그런데, 발명자들은, 인히비터리스법에 있어서는, 왜 코일 전체 길이에 걸쳐서 균일한 자기 특성을 얻기 어려운지, 그 원인을 해명하기 위하여 예의 연구를 진행하였다.

그 결과, 코일 내에서 자기 특성에 편차가 보인 방향성 전기 강판에서는, 1 차 재결정 조직이 이미 코일 내에서 불균일해져 있고, 이것이 2 차 재결정 거동에 영향을 미치고 있음이 판명되었다. 즉, 인히비터리스법은, 고에너지 입계의 구조에 기인하는 본래적인 입계 이동 속도차에 따라 2 차 재결정을 발현시키는 기술이기 때문에, 2 차 재결정 전의 조직, 즉 1 차 재결정의 입경이 균일한 것이 바람직하다.

또, 1 차 재결정 조직의 불균일의 원인으로, 불순물의 불균일한 석출 상태가 영향을 미치고 있음이 추측되었다. 즉, 인히비터리스 성분계에서는, MnS, MnSe, AlN 과 같은 강력한 인히비터를 이용하지 않고, 또 고순도화에 의해, 2 차 재결정시의 입계 이동을 방해하는 석출물이나 원소를 저감시키고 있다. 그러나 이것이 오히려, 통상적으로는 인히비터로서 작용할 정도의 영향력을 가지지 않는, 강 중의 불가피한 불순물에 기인하는 미량의 석출물 (열연 공정 등에 있어서 석출된다) 의 1 차 재결정에 대한 영향을 상대적으로 높이는 결과가 된다고 생각된다. 이 불순물 기인의 석출물은, 양 그 자체는 적기 때문에 불균일한 분포가 되기 쉽고, 그 영향을 받아, 1 차 재결정 후에 표리면의 입경이 상이하거나, 길이 방향 (압연 방향) 에서도 입경의 차이가 발생하여, 그 결과 코일 내에서 불균일한 1 차 재결정 조직이 형성되는 것이라고 생각된다.

상기의 문제를 해결하기 위해서는, 극미량이라도, 이들 석출물을 코일 내에 균일하게 분산시키는 것이 중요하다고 생각된다.

그래서, 제강 개재물이라는 석출시의 핵이 되는 물질이 존재하면, 그 주위에 우선적으로 석출이 발생하는 결과, 그 개재물 주변에 상기 불순물의 결핍 영역이 발생하여, 석출물의 코일 내 불균일이 발생한다고 생각하고, 개재물 형태와 석출의 관계, 또 코일 내 특성의 변동의 관계에 대하여 검토하였다.

그 결과,

a) 상기 미량 불순물의 석출물은, Ca 또는 Mg, 혹은 이들 양 성분을 함유하는 산화물을 핵으로서 복합 석출하고 있고,

b) 또, Ca, Mg 를 함유하지 않는 산화물은 거의 석출핵으로서 기능하지 않고,

c) 또한, Ca 또는 Mg, 혹은 이들 양 성분을 함유하는 산화물수가 많은 소재로는 코일 내에서 안정된 자기 특성을 얻는 것이 곤란하다는 지견을 얻었다.

본 발명은, 상기의 지견에 입각하는 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

(1) 인히비터리스법으로 제조한 방향성 전기 강판으로서, 질량％ 로,

Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하,

Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하

를 함유하고, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면 (transverse cross-section to rolling derection) 에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개 이하인, 자기 특성이 우수한 방향성 전기 강판.

상기 강판의 조성에 있어서, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물인 것이 바람직하다.

(2) 포스테라이트질 피막 (forsterite film) 을 갖는 방향성 전기 강판으로서,

질량％ 로, Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하, Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하를 함유하고, 그 포스테라이트질 피막을 포함하는 강판 중의 불순물이 Al : 50ppm 이하, Se : 30ppm 이하, N : 50ppm 이하, 및 B : 2ppm 이하로 저감되고, 또한 지철 (base steel) 중의 O 가 20ppm 이하로 저감되고, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개 이하인 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판.

(3) 상기 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 150 개 이하인, 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 자기 특성이 우수한 방향성 전기 강판.

(4) 강판이, 추가로 질량％ 로,

Ni : 0.005 ∼ 1.50％, Sn : 0.01 ∼ 0.50％,

Sb : 0.005 ∼ 0.50％, Cu : 0.01 ∼ 0.50％,

Mo : 0.01 ∼ 0.50％, P : 0.0050 ∼ 0.50％ 및

Cr : 0.01 ∼ 1.50％

중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성이 되는, 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 자기 특성이 우수한 방향성 전기 강판.

(5) 질량％ 로, Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하, Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하를 함유하고, 또한, Al : 100ppm 미만, S, Se, O 및 N : 각 50ppm 이하로 억제하고, 바람직하게는 추가로 B 를 5ppm 미만으로 억제한 조성인 강 슬래브를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고, 그 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판으로 하고, 그 냉연 강판에 1 차 재결정 소둔 및 2 차 재결정 소둔을 실시함과 함께, 상기 열연 강판에 있어서의 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것을, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개 이하로 제어하는, 자기 특성이 우수한 방향성 전기 강판의 제조 방법.

상기 (5) 에 있어서도, 상기 열연 강판에 있어서, 상기 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것을, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 150 개 이하로 하는 것이 바람직하다.

도 1 은 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물의, 입경별 면밀도의 분포의 일례를 나타낸 도면이다.

도 2 는 강 중에 함유되는 산화물 중, Ca, Mg 를 함유하지 않는 산화물 (a) 와 Ca, Mg 를 함유하는 산화물 (b) 를 나타낸 도면이다.

도 3 은 강판 등의 압연 직각 방향 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

<개재물>

본 발명에 있어서, Ca 및 Mg 는, 정련 공정에 있어서의 슬래그의 조정제로서 유용하고, 그 슬래그의 주성분의 하나로서, 적어도 어느 하나는 함유된다. 실해 (實害) 가 발생하는 개재물의 생성은, 용강이 그 슬래그를 혼입하는 것과, 그것을 핵으로 하여 탈산 생성물이 생성되고 혼입 슬래그와 복합화됨으로써 발생한다고 생각된다.

그래서, 이러한 개재물의 석출 형태에 대하여 조사하였다.

그 결과,

(1) 슬래그의 주성분인 Ca 또는 Mg, 혹은 그 양방을 함유하는 산화물 (이하, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물이라고 한다) 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개를 초과하여 존재하면, 열간 압연 공정이나 후공정의 소둔을 거침으로써, 그 산화물 상에 불순물의 복합 석출이 발생하는 것,

(2) 한편으로 모재 중의 그 불순물의 석출물은 그 산화물의 주변 등에서 부분적으로 결핍되어, 불균일화되는 것,

(3) 그 결과, 마무리 소둔 전의 1 차 재결정 조직이, 코일 내에서 불균질이 되고, 또한 2 차 재결정 집합 조직의 균일성에 영향을 미치기 때문에, 코일 전체 길이에 걸쳐서 안정적이고 양호한 자기 특성을 얻는 일이 곤란해지는 것이 구명되었다.

그래서, 다음으로, 상기한 바와 같은 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물을 효과적으로 저감시키는 방법에 대하여 검토하였다.

그 결과, 슬래그 혼입에 의한 산화물의 증가에 대해서는, 혼입한 슬래그의 부상에 필요한 시간을 충분히 취하는 것과, 슬래그로부터의 재산화를 방지함으로써 대응할 수 있는 것이 판명되었다.

예를 들어, 주조 전에 30 분 이상의 대기 시간 (정련 종료 후, 연속 주조 개시까지의 시간) 을 취함으로써, 문제가 되는 개재물을 효과적으로 저감시킬 수 있었다. 또, 동시에, 슬래그에 대한 CaO 첨가에 의해, 슬래그 염기도 (여기에서는 CaO/SiO₂ : 질량비) 를 0.8 이상으로 하고, T/D (턴디쉬) 플럭스에 대해서도 고염기도화 (1.0 이상) 함으로써, 재산화에 의한 개재물의 증가를 억제할 수 있었다.

또한, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물에 대하여, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당의 개수를 400 개 이하로 제한하는 대상이 되는 산화물의 직경 범위를 1 ∼ 3㎛ 로 한 이유를 이하에 서술한다.

도 1 은, C : 0.03％, Si : 3.3％, Mn : 0.05％, sol.Al : 40ppm, N : 20ppm, S : 15ppm (모두 질량 기준), 그 외 인히비터 형성 원소를 함유하지 않는 방향성 전기 강판 소재를 열간 압연한 후의, 압연 직각 방향 단면에 있어서의, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물을 조사한 것이다. 여기서, 횡축은 그 산화물을 입경으로 클래스 구분한 것이고, 종축은 각 클래스마다의, 그 산화물의 면밀도 (개/㎠) 이다. 또한, 압연 직각 방향 단면은, 도 3 에 음영부에서 모식적으로 나타내는 바와 같이, 압연 방향 (화살표) 을 가로지르는 단면이다. 또, 여기서 산화물의 입경 (직경) 은, SEM (scanning electron microscope) 으로 산화물을 관 찰하여, 구형 혹은 애스펙트비가 2 이하인 산화물에 대해서는 당해 입자 단면의 대각 치수의 길이를 입경으로 하고, 애스펙트비가 2 를 초과하는 것에 대해서는, 그 장변을 입경으로 하여 구하였다. 입경의 산화물의 개수는, 상이한 출강 (出鋼) 에 기초하는 열연판 10 장으로부터 각각 판두께 방향의 전체 두께를 포함하는 1㎠ 의 시야 (視野) 를 측정하고, 0.1㎛ 이상의 산화물을 모두 세어 구하였다. 산화물인 EDX (energy dispersive X-ray analyzer) 에 의해 동정 (同定) 하였다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 1㎛ 미만이나 3㎛ 초과의 산화물의 개수는 1 ∼ 3㎛ 인 것에 비하면 상대적으로 상당히 적기 (개수비로 1 ∼ 3㎛ 의 약 1/3 이하) 때문에, 통상적인 제조 방법에 있어서 관리를 특별히 필요로 하지 않는다. 즉, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물의 영향을 관리하기 위해서는, 입경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것을 제어하면 충분하다.

또한, 산화물의 분포는 단부를 제외하고, 판폭 방향에서 특별히 변화는 없다. 이는 냉연 강판에서도 동일하다.

또한, 입경이 1 ∼ 3㎛ 인 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 이외의 개재물은, 본 발명이 해결하고자 하는 자기 특성의 편차의 문제에는 거의 영향을 미치지 않는다. 따라서, 사용 목적에 적절한 자기 특성이 달성되는 한에 있어서, 특별히 한정할 필요는 없다. 함유하는 Si 에 알맞은 철손을 확보하고자 한다면, 개재물 (입경 1㎛ 이상) 의 총수는 1㎠ 당 2000 개 이하로 하는 것이 바람직하고, 1000 개 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 상기 개재물의 영향에 대한 조사 실험의 결과를 나타낸다.

<실험>

C : 0.02％, Si : 3.0％, Mn : 0.2％, sol.Al : 5ppm, N : 30ppm, S : 10ppm, (모두 질량 기준) 으로 하고, 그 외의 인히비터 성분을 불순물 레벨로 저감시킨 용강에 대하여, 여러 가지의 주조 전 대기를 실시하여, 개재물을 부상시키고, 청정도를 변화시킨 후, 주조하였다. 이어서, 얻어진 슬래브를, 슬래브 가열 후, 열간 압연하였다.

이렇게 하여 얻어진 열연판의 단부를 잘라내고, 그 단면을 EDX 를 구비한 SEM 에 의해 관찰하였다.

그 결과, 도 2(a), (b) 에 예시하는 바와 같이, 강 중에 함유되는 산화물에는, Ca, Mg 를 함유하지 않는 산화물 (a) (Al₂O₃ 주체) 와 Ca, Mg 를 함유하는 산화물 (b) 가 관찰되었다. 또, Ca, Mg 를 함유하는 산화물에는, 그 외의 산화물 (Al·Si·Fe 산화물), 질화물 (TiN), 황화물 (CuS, MnS) 등이 우선적으로 복합 석출되고 있는 것이 분명해졌다 (Cu, Ti 등은 의도적으로 첨가하지 않아도 불순물로서 미량이 강 중에 존재한다). 여기서, 석출되는 불가피적 불순물은, 주로 황화물이고, 다음으로 O, N 이다.

한편, Ca, Mg 를 함유하지 않는 산화물 (예를 들어 Al₂O₃ 계 개재물, SiO 계 개재물 등) 에는 불순물의 복합 석출은 그다지 보이지 않았다.

이어서, 열연판 소둔 후, 1 회의 냉간 압연으로 최종 냉연판으로 한 후, 1 차 재결정 소둔을 실시하였으나, 그 때, 제강 단계에서 Ca 혹은 Mg 를 함유하는 산화물의 저감이 충분히 이루어진 소재, 즉 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당의 개수가 400 개 이하인 소재에서는, 1 차 재결정 소둔 후에, 동일 코일 내에서, 표리면이나 코일 압연 방향 및 폭 방향 중 어느 위치에 있어서도, 압연 방향을 따른 단면 : 1㎠ 당의 평균 결정 입경의 변동이 ±0.3㎛ 로 매우 균질인 1 차 재결정 조직이 얻어졌다.

이어서, 강판의 표면에 소둔 분리제를 도포하고, 마무리 소둔을 행한 후, 일본 공개특허공보 소50-79442호나 일본 공개특허공보 소48-39338호에 기재되어 있는, 인산염-크롬산-콜로이달 실리카를 함유하는 도포액 (solution : 콜로이드 용액 등, 분산질을 함유하는 경우도 포함하는 것으로 한다) 을 강판에 도포하고, 800℃ 정도에서 베이킹하여, 절연 피막을 형성하였다.

이렇게 하여 얻어진 방향성 전기 강판의 코일 길이 방향에 있어서의 철손 W_17/50 의 변동값 ΔW 는 0.04W/㎏ 이하이고, 코일 전체 길이에 걸쳐서 균일한 자기 특성이 얻어지는 것이 확인되었다.

즉, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물계 개재물 (직경이 1 ∼ 3㎛) 의 저감에 의해, 불순물의 석출물의 결핍역이 감소되어, 그 석출물 분포의 균일성이 향상되었기 때문에, 코일 내에서의 열이력 등의 변동에 대한 자기 특성의 변동이 억제된 것이라고 생각된다. 또한, 코일 내의 열이력의 변동 요인으로는, 예를 들어 외감김측 쪽이, 내감김측보다 가열도 냉각도 빠른 것 등을 들 수 있다.

또한, 불순물의 석출물의 조성은, 상기 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물계 개재물이 부근에 존재하는 경우에 그 개재물 상에 복합 석출되는 석출물과 실질적으로 동일하다고 생각된다. 구체적으로는, 황화물을 주체로 하고, 그 밖에 산화물, 질화물 등이 단독 또는 복합하여 존재한다고 생각된다.

따라서, 본 발명에서는, 강판 중에 함유되는 개재물 중, 특히 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것에 대하여, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당의 개수를 400 개 이하로 한정한 것이다.

보다 바람직하게는 단위 면적 : 1㎠ 당의 개수를 150 개 이하로 하고, 이로써, 그 효과는 보다 현저한 것이 되고, 편차는 또한 30％ 정도 저감된다. 단위 면적 : 1㎠ 당의 개수를 150 개 이하로 하기 위해서는, 후술하는 산화물 저감책을 강화하면 되고, 예를 들어 주조 전의 대기 시간을 45 분 이상으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기의 예에서는 개재물의 분포는, 열연판에 있어서 확인하였다. 그런데, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것은 쉽게 변형이나 파단되지 않는다. 또, 불순물이 그 개재물을 핵으로서 석출해도, 불순물의 양 자체는 적기 때문에, 치수에 대한 영향은 거의 무시할 수 있다. 따라서, 주조 후로부터 제품판에 이를 때까지, 그 개재물의 분포나 치수는 그다지 변하지 않고, 어느 시점에서 그 개재물을 확인해도 된다. 비교적 부담이 적은 측정 시점은, 열연 종료 후 혹은 열연판 소둔 종료 후, 및 강판 제품이 된 후이다.

또한, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물로는, CaO, MgO, 양자의 복합 산화물, 및 이들과 알루미나의 복합 산화물이 예시된다. 또 공정 상의 관측 시점에 따라서는 도 2(b) 와 같이 그 표면에 불순물의 석출물이 소량 부착되어 있는 경우도 있다. 또, 상기 EDX 에 있어서 Ca 또는 Mg 의 피크가 관찰되는 것을 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물로 하였으나, 함유량의 기준으로서는 Ca 및 Mg 중 적어도 어느 하나가 약 0.1mass％ 이상 존재하면 된다고 생각된다.

또한, 상기 지견을 역으로 응용하여, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물을 1㎠ 당 5000 개 이상으로 하는 것으로도, 철손의 편차를 저감시킬 수 있다. 이것은, 그 산화물 (개재물) 상에, 문제가 되는 불가피적 불순물의 대부분이 복합 석출되어, 모상이 균질화됨에 따른 것이라고 생각된다. 그러나, 이 방법에서는 개재물의 총수가 증대되기 때문에, 철손의 절대값을 큰 폭으로 열화시킨다. 따라서, 모상의 균질화에는, 그 산화물의 저감에 의한 방법이 바람직하다.

<강 조성>

다음으로, 본 발명에 있어서, 강판의 성분 조성을 상기의 범위로 한정한 이유에 대하여 설명한다. 또한, 성분에 관한「％」표시는 특별히 예고하지 않는 한 질량％ 를 의미하는 것으로 한다.

Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하

Si 는, 전기 저항을 높임으로써 철손을 개선하는 유용한 원소이다. 함유량이 2.0mass％ 에 미치지 못하면 충분한 철손 저감 효과를 기대할 수 없고, 한편 4.5％ 를 초과하면 냉간 압연이 현저하게 곤란해지기 때문에, Si 량은 2.0％ 이상, 4.5％ 이하의 범위로 한정하였다.

Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하

Mn 은, 열간 가공성을 향상시키는 유용한 원소이지만, 함유량이 미만이면 그 첨가 효과가 부족하고, 한편 0.5％ 를 초과하여 함유한 경우, 1 차 재결정 집합 조직이 열화되어, Goss 방위에 고도로 집적된 2 차 재결정립을 얻기 어려워지기 때문에, Mn 은 0.01％ 이상, 0.5％ 이하의 범위로 한정하였다.

본 발명은, 인히비터리스법으로 제조되는 방향성 전기 강판이기 때문에, Al 이나 S, Se, B 등의 인히비터 형성 원소는 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 강 슬래브의 성분으로서 특히 바람직한 범위는 다음과 같다 (모두 질량 기준).

Al : 100ppm 미만, S, Se : 각각 50ppm 이하, B : 5ppm 미만

Al, S, Se, B 가, 과잉으로 존재하면 2 차 재결정이 곤란해진다. 이 이유는, 슬래브 가열에 의해 조대화된 AlN, MnS, MnSe, BN 등이 1 차 재결정 조직을 불균일하게 하기 때문이다. 따라서, 인히비터로서 작용하지 않도록, Al 은 100ppm 미만, S, Se 는 각각 50ppm 이하, B 는 5ppm 미만으로 억제하는 것이 바람직하다. 각각의 보다 바람직한 함유량은, Al : 50ppm 이하, S : 30ppm 이하, Se : 30ppm 이하이다. 이들은 0％ 여도 된다.

마무리 소둔 후, 강판 중의 S, Se, B 는 감소되지만, 마그네시아계 소둔 분리제를 도포한 경우에 통상 형성되는 포스테라이트 피막도 포함하여 분석한 경우, 제품판에서는 S (강판 중의 S 에 기인하는 것), Se 는 각각 30ppm 이하, B 는 2ppm 이하가 된다. 또, Al 도 50ppm 이하까지 저하된다. 또한, S 및 B 의 지철 중의 잔류량은 각각, S : 20ppm 이하 및 B : 1ppm 이하이다.

또한, N 에 대해서는, 인히비터로서의 작용을 방지하고, 또 순화 소둔 후에 Si 질화물의 생성을 방지하기 위하여, 강 슬래브에서 50ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 인히비터 형성 원소로 여겨지는 경우도 있는 O 의 양이 50ppm 을 초과하면, 조대한 산화물에 기인하여 2 차 재결정이 곤란해지기 때문에, 강 슬래브에서 50ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이들은 0％ 여도 된다. N 에 대해서는 제품판에서도 50ppm 이하가 된다. 또, 제품판의 지철 중에서는 모두 20ppm 이하가 된다.

또한, C 는 필요에 따라, 강 슬래브에서 0.01 ∼ 0.10 질량％ 함유되고, 탈탄 소둔 등을 거쳐, 제품판에서는 50ppm 이하 (0％ 여도 된다) 가 된다. 이와 같이 함으로써, 열연까지는 결정립 직경의 조대화를 억제하는 한편, 마무리 소둔에서는 입자 성장을 억제하지 않게 할 수 있다.

이상, 필수 성분 및 억제 성분에 대하여 설명하였으나, 이 발명에서는, 그 외에도 이하에 서술하는 원소로부터 1 종 또는 2 종 이상을 적절하게 함유시킬 수 있다.

Ni : 0.005 ∼ 1.50％

Ni 는, 열연판 조직의 균일성을 높임으로써, 자기 특성을 개선하는 기능이 있다. 그러나, 함유량이 0.005％ 에 미치지 못하면 그 첨가 효과가 부족하고, 한편 1.50％ 를 초과하면 2 차 재결정이 불안정해져, 자기 특성이 열화되기 때문에, Ni 는 0.005 ∼ 1.50％ 의 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다.

Sn : 0.01 ∼ 0.50％, Sb : 0.005 ∼ 0.50％, Cu : 0.01 ∼ 0.50％, Mo : 0.01 ∼ 0.50％, P : 0.0050 ∼ 0.50％ 및 Cr : 0.01 ∼ 1.50％ 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상

이들 원소는 모두, 철손의 개선에 유효하게 기여하지만, 함유량이 하한값에 미치지 못하면 그 첨가 효과가 부족하고, 한편 상한값을 초과하면 2 차 재결정립의 발달이 억제되기 때문에, 각각 상기의 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다. 특히, Sr, Sb, Cu 는 보조 인히비터로 간주되는 경우도 있는 원소로, 상기 상한 이상의 함유는 바람직하지 않다.

잔부에 대해서는 철 및, 상기에 서술한 것 이외의 불순물, 특히 불가피적 불순물로 하는 것이 바람직하다.

<제조 방법>

다음으로, 본 발명의 방향성 전기 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.

인히비터리스법은, 이미 서술한 바와 같이, 인히비터 형성 원소나 그 외의 불순물 원소를 저감시키고 (고순도화), 2 차 재결정 소둔에 있어서의 입계 이동의 억제를 저감시킴으로써, 입계 이동 속도차에 의한 고스 방위의 집적을 높이는 방법이다.

구체적으로는, 슬래브 조성으로서, 인히비터 성분인 sol.Al 를 100ppm 미만, S, Se, O, N 을 50ppm 이하, 바람직하게는 B 를 5ppm 미만으로까지 저감시키고, 저온 슬래브 가열 (1300℃ 이하) 에서의 열간 압연, 혹은 직접 얇은 슬래브에 대한 주조에 의해 열연판을 얻고, 그 후 냉간 압연, 1 차 재결정 소둔 및 2 차 재결정 소둔을 실시하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법이다.

또한, 이하에 특기한 것 이외의 공정이나 조건에 대해서는, 상기 기술한 일본 공개특허공보 2000-129356호 등에 준하면 된다. 또한, 종래의 인히비터를 사용하는 제조 방법도, 기술 사상이 유사한 범위 (예를 들어 오버코트 (overcoat) 절연 피막, 소둔 분리제 등) 에 있어서 참고로 할 수 있다.

먼저, 상기의 적합 성분 조성으로 조정한 용강을, 전로, 전기로 등을 사용하는 공지된 방법으로 정련하고, 필요하다면 진공 처리 (진공 정련) 등을 실시한 후 (정련의 종료), 통상적인 조괴법이나 연속 주조법으로 강 슬래브를 제조한다. 또, 직접 주조법을 사용하여 100㎜ 이하의 두께의 박주편 (얇은 슬래브) 을 직접 제조해도 된다.

본 발명에서는, 상기의 강 슬래브 제조에 있어서, 종래부터 알려져 있는 개재물 저감 방법을 참고로, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물을 최대한 저감시킨다.

먼저, 슬래그 혼입에 의한 산화물의 증가에 대해서는, 혼입 자체의 저감을 도모하는 것은 물론 유효하고, 혼입한 슬래그의 부상에 의한 분리를 촉진시키는 것도 유효하다. 예를 들어 주조 전에 30 분 이상, 바람직하게는 45 분 이상의 대기 시간을 들이는 것이 유효하다. 또, 정련 공정, 특히 진공 정련에 있어서 강교반 혹은 장시간 교반을 가하여 개재물을 조대화시켜, 부상을 용이하게 하는 것도 생각할 수 있다. 또, 탈산 후의 환류 시간을 장시간화함으로써도 동일한 결과가 기대된다.

또, 슬래그로부터의 재산화를 방지하는 것도 유효하다. 예를 들어, 전로, 전기로 등으로부터 배출된 후의 용강을 덮는 슬래그의 염기도를 0.8 이상, T/D 플럭스 염기도를 1.0 이상, 바람직하게는 5 이상으로 하는 것이 유효하다. 또, 턴디쉬를 단기 (斷氣) 하는 것도 생각할 수 있다.

또한, 상기 슬래그의 주성분은, Si, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물이고, 상기의 슬래그의 염기도는, CaO/SiO₂ 의 질량비로 산출한다. 또, T/D 플럭스는 통상적으로는 CaO, SiO₂를 함유하는 것 외에, 추가로 Al₂O₃, FeO 등의 적어도 어느 하나를 함유하는 경우도 있다. 염기도는 마찬가지로 CaO/SiO₂ 에 의해 산출하면 된다.

얻어진 강 슬래브는, 통상적인 방법으로 가열하여 열간 압연하지만, 주조 후, 가열하지 않고 즉시 열연해도 된다. 또, 박주편의 경우에는, 열간 압연을 행해도 되고, 열간 압연을 생략하고 그대로 이후의 공정에 이용해도 된다.

또한, 열간 압연 전의 슬래브 가열 온도는, 1250℃ 이하로 억제하는 것이, 열연시에 생성되는 스케일량을 저감시키는 데 있어서 특히 바람직하다. 또, 결정 조직의 미세화 및 혼입된 인히비터 형성 원소를 무해화하는 의미에서도 슬래브 가열 온도는 저온화하는 것이 바람직하다. 슬래브 가열 온도의 바람직한 하한은 1050℃ 이다.

이어서, 열간 압연 후의 열연판에, 제품판에 있어서의 고스 조직 (고스 방위에 집적된 조직) 의 개선을 위하여, 필요에 따라 열연판 소둔을 실시한다 (통상, 코일을 상자 소둔). 이 때, 고스 조직을 제품판에 있어서 고도로 발달시키기 위해서는, 소둔 온도는 800℃ ∼ 1100℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 열연판 소둔 온도가 800℃ 미만에서는, 밴드 조직의 해소 효과가 불충분해지고, 한편, 소둔 온도가 1100℃ 를 초과하면, 혼입된 인히비터 형성 원소의 악영향이 나타나고, 또 소둔 후의 입경이 조대화된다. 이들 중 어느 경우에도 고스 조직 개선 효과가 기대한 바와 같이 발휘되기 어렵다.

상기의 열연판 소둔 후, 1 회의 냉간 압연, 또는 중간 소둔을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 냉연판으로 한 후, 1 차 재결정 소둔을 실시한다. 또, 1 차 재결정 소둔과 겸용하여, 또는 이와는 독립적으로 탈탄 소둔을 실시하여, 강 중 C 량을 자기 시효가 일어나지 않는 50ppm 이하, 바람직하게는 30ppm 이하까지 저감시키는 것이 바람직하다.

또한, 냉간 압연에 있어서는, 압연 온도를 100 ∼ 300℃ 로 상승시켜 행하는 것, 및 냉간 압연 도중에 100 ∼ 300℃ 의 범위에서 시효 처리를 1 회 또는 복수회 행하는 것은, 고스 조직 (Goss texture) 을 더욱 발달시키는 데 있어서 유효하다.

이 1 차 재결정 소둔은, 습윤 분위기를 사용하여 700 ∼ 1000℃ 의 범위에서 행하는 것이 탈탄 처리도 겸용할 수 있어 바람직하다. 또, 이 1 차 재결정 소둔 후에, 침규 (浸珪) 법에 의해 Si 량을 증가시키는 기술을 적용해도 된다.

이어서, 강판의 표면에 소둔 분리제를 적용하여 코일에 감고, 마무리 소둔을 실시함으로써, 2 차 재결정 조직을 발달시킴과 함께, 필요에 따라 포스테라이트 피막을 형성한다. 또한, 그 위에 추가로 절연 피막을 형성할 수도 있다. 2 차 재결정을 위한 소둔은 800 ∼ 900℃ 에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 기술한 바와 같이 피막 형성 등을 목적으로 한 열처리를 계속하여 부가해도 된다 (전체를 마무리 소둔이라고 부른다). 또 별도로, 피막 형성을 위하여 열처리를 실시해도 된다.

소둔 분리제로는, 마그네시아계, 알루미나 실리카계 등, 종래부터 공지된 것 모두가 적합하다. 또, 절연 피막의 종류에 대해서도, 특별히 한정되지 않고, 인산염계, 붕산 화합물계 등, 종래 공지된 절연 피막 모두가 적합하다.

본 발명의 강판은 코일 내의 자기 특성 변동이 적기 때문에, 경제성을 고려하여 중량 5 톤 이상, 보다 바람직하게는 10 톤 이상의 코일로 마무리 소둔하는 것이 바람직하다.

이하의 실시예에 있어서, 특기하는 경우를 제외하고, 조성은 모두 질량 기준이다.

또, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 예에서는 주로 주조 전의 대기 시간을 변화시켜 개재물을 제어하였으나, 본 발명은 그러한 제어 수단으로 한정되지 않고, 또 대기 시간을 특정한 범위로 관리하는 것을 필수로 하는 것도 아니다.

<실시예 1>

전로 출강시, CaO 첨가에 의해 슬래그 염기도를 0.4 ∼ 1.2 로 조정하고, 탈가스 처리 후, C : 0.07％, Si : 3.5％, Mn : 0.07％, sol.Al : 30ppm, N : 25ppm, S : 10ppm, Se : 0.1ppm, O : 10ppm, Sb : 0.02％, Sn : 0.02％, Cu : 0.15％ 까지, 인히비터 형성 원소를 충분히 저감시키고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물의 조성으로 한 용강을, 연속 주조 전에 20 ∼ 45 분 대기시킨 후, 저염기도 (약 0.8), 고염기도 (약 1.0, 약 1.5) 의 3 종의 T/D 플럭스를 사용하여, 주조를 행한 강 슬래브를, 1150℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.0㎜ 의 열연판으로 하였다.

여기서, 열연판의 청정도를 확인하기 위하여, 코일폭 중앙부로부터 강편을 잘라내고, 그 압연 직각 방향의 단면을 1㎠ 의 시야에 대하여 EDX 가 장착된 SEM 으로 관찰하여, 시야 전역에 보이는 개재물의 치수·성분·종류와 그 총수를 조사하고, 아울러 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 (직경 1 ∼ 3㎛) 의 개수를 측정하였다. 또한, 개재물의 입경 측정은 도 1 과 동일한 방법으로 행하였으나, 직경 1㎛ 미만의 개재물은 관찰 대상 외로 하였다.

이어서, 1000℃, 30 초의 열연판 소둔 후, 냉간 압연에 의해 판두께 : 0.30㎜ 의 냉연판으로 한 후, 균열 (均熱) 온도 : 850℃ 에서 70 초의 1 차 재결정 소둔 (탈탄 소둔을 겸한다) 을 실시하고, 그 후 MgO : 95％, TiO₂ : 5％ (질량비) 의 조성이 되는 소둔 분리제를 물 슬러리로 하여 강판에 도포하고 나서, 800 ∼ 900℃ × 50 시간 열처리 (2 차 재결정 처리) 후에 1150℃ × 5 시간 열처리하는 조건으로 마무리 소둔하였다. 이어서, 인산알루미늄, 콜로이드상 실리카, 무수 크롬산 (질량비로 약 5 : 4 : 1) 으로 이루어지는 도포액을 도포하고, 800℃ 에서 베이 킹하여 절연 피막을 형성하였다.

이렇게 하여 얻어진 코일 (중량 5 ∼ 15 톤) 의 전체 길이에 걸쳐서, 연속 철손 측정 장치를 사용하여 연속적으로 철손 (W₁₇ _/50, 즉 50Hz, 1.7T 로 여자 (勵磁) 하였을 때의 철손) 을 측정하고, 그 철손의 최대값과 최소값의 차이를 ΔW 로 하여 평가하였다.

얻어진 결과를 표 1 에 나타낸다.

열연판 단계에 있어서의 개재물의 관찰 결과, 산화물의 주성분은 Al 탈산시에 발생한 Al 계 산화물이었는데, 표 1 로부터 분명한 바와 같이, 개재물의 총수에 관계없이, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 개수를 400 개 이하로 함으로써, ΔW 의 값이 작아져 있는 것을 알 수 있다. 특히, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 개수를 150 개 이하로 한 경우에는, 그 효과가 현저하였다.

<실시예 2>

전로 출강시에 CaO 를 첨가함으로써, 슬래그 염기도를 1.0 ± 0.1 로 한 용강을, 탈가스 처리 후, C : 0.03％, Si : 3.2％, Mn : 0.10％, sol.Al : 5ppm, N : 40ppm, S : 20ppm, O : 20ppm, Sb : 0.04％, Cu : 0.05％ 까지, 인히비터 형성 원소를 충분히 저감시키고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물의 조성으로 하였다. 또한, 연속 주조 전에 10 ∼ 50 분 대기시킨 후, 고염기도 (＞1.5) T/D 플럭스를 사용하여, 주조를 행한 강 슬래브를, 1180℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 1.8㎜ 의 열연판으로 하였다. 이어서 1050℃, 30 초의 열연판 소둔 후, 냉간 압연에 의해 판두께 : 0.30㎜ 의 냉연판으로 한 후, 균열 온도 : 850℃ 에서 70 초의 1 차 재결정 소둔 (탈탄 소둔을 겸한다) 을 실시하고, 그 후 MgO : 95％, SrSO₄ : 5％ 의 조성이 되는 소둔 분리제를 물 슬러리로 하여 강판에 도포하고 나서, 800 ∼ 900℃ × 50 시간 처리 후 1150℃ × 5 시간 처리하는 마무리 소둔을 행하였다. 이어서, 인산염-크롬산염-콜로이달 실리카를 질량비 3 : 1 : 2 로 함유하는 도포액을 도포하고, 800℃ 에서 베이킹하여 절연 피막을 형성하였다.

이렇게 하여 얻어진 강판의 청정도를 확인하기 위하여, 코일 단부 (길이 방향) 의 폭 중앙부로부터 강편을 잘라내고, 산 세정에 의해 피막을 제거한 후, 실시예 1 과 마찬가지로, 압연 직각 방향의 단면을 1㎠ 의 시야 (복수 시료로 합산) 에서 관찰하고, 그 시야 전역에 보여지는 개재물의 치수·성분·종류와 그 총수, 추가로 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 (직경 1 ∼ 3㎛) 의 개수를 측정하였다.

또, 얻어진 코일 (중량 8 ∼ 9 톤) 의 전체 길이에 걸쳐서 연속적으로 철손 (W_17/50) 을 측정하고, 그 철손의 최대값과 최소값의 차이를 ΔW 로 하여 평가하였다.

얻어진 결과를 표 2 에 나타낸다.

제품판 단계에서의 개재물의 관찰 결과에서는, Si 를 주로 하는 산화물이 다수 보였는데, 표 2 에 나타낸 바와 같이, 개재물의 총수에 관계없이, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 개수를 400 개 이하로 함으로써, ΔW 의 값이 작아져 있는 것을 알 수 있다. 특히, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 개수를 150 개 이하로 한 경우에는, 그 효과가 현저하였다.

<실시예 3>

전로 출강시에 CaO 를 첨가함으로써, 슬래그 염기도를 1.2 로 한 용강을, 탈가스 처리 후, sol.Al : 60ppm, N : 26ppm, S : 18ppm, Se : 2ppm, O : 20ppm, Sb : 0.01％, Sn : 0.01％, Cu : 0.1％ 까지, 인히비터 형성 원소 등을 충분히 저감시키고, 잔부는 표 3 에 기재된 성분과 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성으로 하였다. 또한, 연속 주조 전에 25 ∼ 48 분 대기시킨 후, 고염기도 (염기도 5 이상) T/D 플럭스를 사용하여, 주조를 행한 강 슬래브를, 1100 ∼ 1150℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 1.8㎜ 의 열연판으로 하였다. 이어서 1000℃, 20 초의 열연판 소둔 후, 냉간 압연에 의해 판두께 : 0.30㎜ 의 냉연판으로 한 후, 균열 온도 : 800 ∼ 820℃ 에서 60 초의 1 차 재결정 소둔 (탈탄 소둔을 겸한다) 을 실시하고, 그 후 MgO : 95％, TiO : 5％ 의 조성이 되는 소둔 분리제를 물 슬러리로 하여 강판에 도포하고 나서, 800 ∼ 900℃ × 10 시간 처리 후 1000 ∼ 1100℃ × 20 시간 처리하는 마무리 소둔을 행하였다. 이어서, 인산염-크롬산염-콜로이달 실리카를 질량비 3 : 1 : 2 로 함유하는 도포액을 도포하고, 800℃ 에서 베이킹하여 절연 피막을 형성하였다.

이렇게 하여 얻어진 강판의 청정도를, 실시예 1 과 동일한 방법으로 조사하였다. 개재물 총수는 1000 개/㎠ 이하였다. 또, 얻어진 코일 (중량 약 7 톤) 의 전체 길이에 걸쳐서 연속적으로 철손 (W₁₇ _/50) 을 측정하여, 평균값을 산출함과 함께, 그 철손의 최대값과 최소값의 차이를 ΔW 로 하여 평가하였다. 또한, 일부의 샘플에서는 코일로부터 500m 마다 6 지점 잘라내어 자속 밀도 B₈ (자화력 800A/m 에 있어서의 값) 도 측정하였다.

얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 으로부터 분명한 바와 같이, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 개수를 400 개 이하로 함으로써, 철손의 수준에 관계없이, ΔW 의 값을 0.07W/㎏ 이하로 할 수 있어, 편차가 작아져 있는 것을 알 수 있다. 이 결과, 어느 강종에서도, 코일 내에서 그레이드 (대체로 0.1W/㎏ 증분으로 설정) 로부터 벗어나는 부분을 현격히 줄일 수 있어, 코일 분할 등의 부하를 현저하게 줄일 수 있다.

또한, Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 크기인 것의 개수를 150 개 이하로 한 경우에는, ΔW 의 값은 0.02W/㎏ 이하가 되어, 그 효과가 더욱 현저하였다.

또한, No.1 에 있어서의 B₈ 의 평균값은 비교예에서 1.892T, Ca/Mg 개재물 400 개 이하에서 1.889T, 동일 150 개 이하에서 1.894T 가 되고, B₈ 의 변동폭 ΔB₈ 은, 비교예에서 0.022T, Ca/Mg 개재물 400 개 이하에서 0.011T, 동일 150 개 이하에서 0.005T 가 되었다. 즉, 자속 밀도에 있어서도, 본 발명에 의한 편차 저감 효과가 인정되었다.

본 발명에 의하면, 인히비터리스법에 의해 저렴하게 제조 가능한 방향성 전기 강판에 있어서, 그 강판 중에 함유되는 특정한 산화물의 석출 형태를 제어함으로써, 코일 전체 길이에 걸쳐서 안정적이고 우수한 자기 특성을 얻을 수 있다.

Claims

인히비터리스법으로 제조한 방향성 전기 강판으로서, 질량％ 로,

Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하, Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하를 함유하고,

Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개 이하인 방향성 전기 강판.
제 1 항에 있어서,

상기 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 150 개 이하인 방향성 전기 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

강판이, 추가로 질량％ 로,

Ni : 0.005 ∼ 1.50％, Sn : 0.01 ∼ 0.50％,

Sb : 0.005 ∼ 0.50％, Cu : 0.01 ∼ 0.50％,

Mo : 0.01 ∼ 0.50％, P : 0.0050 ∼ 0.50％ 및

Cr : 0.01 ∼ 1.50％

중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성이 되는 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판.
포스테라이트질 피막 (forsterite film) 을 갖는 방향성 전기 강판으로서,

질량％ 로, Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하, Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하를 함유하고,

그 포스테라이트질 피막을 포함하는 강판 중의 불순물이 Al : 50ppm 이하, Se : 30ppm 이하, N : 50ppm 이하, 및 B : 2ppm 이하로 저감되고, 또한 지철 중의 O 가 20ppm 이하로 저감되고,

Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개 이하인 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판.
제 4 항에 있어서,

상기 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것이, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 150 개 이하인 방향성 전기 강판.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

강판이, 추가로 질량％ 로,

Ni : 0.005 ∼ 1.50％, Sn : 0.01 ∼ 0.50％,

Sb : 0.005 ∼ 0.50％, Cu : 0.01 ∼ 0.50％,

Mo : 0.01 ∼ 0.50％, P : 0.0050 ∼ 0.50％ 및

Cr : 0.01 ∼ 1.50％

중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성이 되는 것을 특징으로 하는 방향성 전기 강판.
질량％ 로, Si : 2.0％ 이상, 4.5％ 이하, Mn : 0.01％ 이상, 0.5％ 이하를 함유하고, 또한, Al : 100ppm 미만, S, Se, O 및 N : 각 50ppm 이하로 억제한 조성인 강 슬래브를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,

그 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판으로 하고,

그 냉연 강판에 1 차 재결정 소둔 및 2 차 재결정 소둔을 실시함과 함께,

상기 열연 강판에 있어서의 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것을, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 400 개 이하로 제어하는 방향성 전기 강판의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

강 슬래브의 조성에 있어서, 추가로 B 를 5ppm 미만으로 억제한 방향성 전기 강판의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 열연 강판에 있어서, 상기 Ca 및/또는 Mg 를 함유하는 산화물 중, 직경이 1 ∼ 3㎛ 인 것을, 압연 직각 방향 단면에 있어서의 단위 면적 : 1㎠ 당 150 개 이하로 하는 방향성 전기 강판.