KR20080094342A - 극저철손과 고자속밀도를 갖는 무방향성 전기강판 제조방법및 전기강판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연자성을 갖는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 철손이 낮고 자속밀도가 높아 에너지 효율성이 우수한 전기강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중량%로, C: 0.005 이하, Mn: 0.1 ~ 0.5, Si: 0.5 ~ 3.5, Al: 0.5 ~ 2, Sn: 0.05 ~ 0.15, Sb: 0.03 ~ 0.15, Ni: 0.02 ~ 0.10, 나머지 철 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 열간압연, 소준(normalizing) 및 냉간압연한 후, 최종적으로 850 ~ 950℃로 소둔(annealing)하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법을 제공한다.
무방향성 전기강판, 철손, 자속밀도

Description

극저철손과 고자속밀도를 갖는 무방향성 전기강판 제조방법 및 전기강판 {METHOD FOR MANUFACTURING NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET HAVING EXTREMELY LOW IRON LOSS AND HIGH MAGNETIC INDUCTION AND ELECTRICAL STEEL SHEET}
본 발명은 연자성을 갖는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모터와 변압기와 같은 전기기기의 철심으로 사용되는 기능성 강판으로, 철손이 매우 낮고 자속밀도가 높아 에너지 효율성이 우수한 전기강판에 관한 것이다.
최근 세계적으로 에너지 절감의 중요성이 높아지고 있으며, 이에 따라 모터나 변압기와 같은 전기기기도 고효율화가 절실하게 요구되고 있다. 또한 전기기기들은 갈수록 소형화되고 있기 때문에, 전기기기에 사용되는 철심도 소형화할 수 있도록 그 특성 향상에 대한 요구가 높아지고 있다.
모터나 변압기의 철심으로 사용되는 무방향성 전기강판은 일정한 자기장을 걸어 주었을 때 자화가 잘 되어야 한다. 또한 가능하면 낮은 자기장 하에서도 자화가 잘 되어야 모터나 변압기의 효율을 높일 수가 있다.
한편, 철심에 자기장이 가해지면 철손(鐵損)이 발생하여 전기에너지의 손실을 초래하게 된다. 또한 자속밀도는 걸어준 자기장에서의 전달되는 힘과 효율의 정도를 나타내는데, 자속밀도가 높으면 그만큼 자화가 용이하여 철심 부위에 감기는 구리 권선을 적게 할 수 있어 동손(銅損)을 줄일 수 있게 된다. 특히 모터의 작동에는 동손, 철손, 기계손 등의 에너지 손실이 발생하는데, 그 중에서도 동손이 가장 크다. 따라서, 전기기기의 에너지 손실을 낮추고 효율을 최대로 하기 위해서는, 철심으로 사용되는 무방향성 전기강판의 철손이 낮고 자속밀도가 높을 필요가 있다.
무방향성 전기강판의 철손과 자속밀도는 일반적으로 규소(Si) 함량에 의하여 결정되는데, 이는 규소가 자기저항(reluctivity)을 높여 와류손실을 낮출 수 있기 때문이다. 그러나 규소는 강재의 강도를 높여 압연가공을 어렵게 하기 때문에 그 합금량에는 한계가 있다.
또한 자기저항이 큰 다른 원소로는 알루미늄(Al), 망간(Mn) 등이 있지만 이들 원소의 첨가는 제조과정에서 산화물과 같은 불순물을 생성시켜 자속밀도를 저하시키기 때문에 다량으로 첨가하는 것은 불가능하다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 철손이 매우 낮으면서도 동시에 우수한 자속밀도를 나타내는 무방향성 전기강판의 제조방법과 이 제조방법에 의해 제조된 전기강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은, 중량%로, C: 0.005 이하, Mn: 0.1 ~ 0.5, Si: 0.5 ~ 3.5, Al: 0.5 ~ 2, Sn: 0.05 ~ 0.15, Sb: 0.03 ~ 0.15, Ni: 0.02 ~ 0.10, 나머지 철 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 열간압연, 소준 및 냉간압연한 후, 최종적으로 850 ~ 950℃로 소둔하는데 구성적 특징이 있다.
본 발명에 따른 조성의 강재는 낮은 철손과 높은 자속밀도를 나타내는데, 상기 각 화학성분의 한정 이유에 대해 설명한다.
탄소(C)는, 자기시효(self-aging)를 일으켜 자기적 성질을 떨어뜨리기 때문에 0.005중량% 이하로 관리되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.004중량%이하로 유지되도록 한다.
실리콘(Si)은 자기저항(reluctivity)이 커서 철손을 낮추는 효과가 큰 원소인데, 0.5중량% 미만으로 첨가되면 철손 저하 효과를 기대하기 어렵고, 3.5중량%를 초과하게 되면 강재의 강도가 높아져 압연이 어려워지기 때문에, 0.5 ~ 3.5중량%가 바람직하다.
알루미늄(Al)은 실리콘(Si)과 유사하게 자기저항이 커서 철손을 낮추는 효과가 우수한 원소이며, 0.5중량% 미만으로 첨가되면 철손 저하 효과를 기대하기 어렵고, 2중량%를 초과하게 되면 강재의 내부에 산화물의 양이 많아져 압연이 어려워짐과 동시에 자기적 성질이 저하될 수 있으므로, 0.5 ~ 2중량%가 바람직하다.
주석(Sn)은 결정립계에 편석하여 자기적 성질에 불리한 감마 집합조직을 감소시키는 역할을 하는 원소이며, 0.05중량% 미만으로 첨가되면 감마 집합조직의 감 소효과가 충분하지 못하고, 0.15중량%를 초과하게 되면 냉간압연성이 떨어지므로, 0.05 ~ 0.15중량%가 바람직하다.
니켈(Ni)은 전기강판의 철손을 감소시키며 자속밀도를 향상시키는 것으로 추정되며, 0.02중량% 미만으로 첨가되면 자속밀도의 향상을 기대할 수 없고, 0.10중량%를 초과하게 되면 압연성을 나쁘게 하므로, 0.02 ~ 0.10중량%가 바람직하다.
또한, 상기 열간압연은 850 ~ 950℃의 온도범위에서 마무리압연을 수행한 후 조직을 균일화 하기 위하여 소준을 850 ~ 950℃의 온도범위에서 3 ~ 10 분 동안 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 중량%로, C: 0.005 이하, Mn: 0.1 ~ 0.5, Si: 0.5 ~ 3.5, Al: 0.5 ~ 2, Sn: 0.05 ~ 0.15, Sb: 0.03 ~ 0.15, Ni: 0.02 ~ 0.10, 나머지 철 및 불가피한 불순물로 이루어지는 무방향성 전기강판을 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.
[실시 예]
먼저, 진공용해법을 통해, 하기 표 1과 같은 조성을 갖는 인고트(ingot)를 제조하였다.
인고트의 화학성분
강의종류 C Mn Si Al Sn Sb Co Mo Ni
비교강(A) 0.005 0.3 2.9 1.5 0.1 0.08
비교강(B) 0.004 0.3 2.9 1.5 0.1 0.08 0.05
비교강(C) 0.004 0.3 2.9 1.5 0.1 0.08 0.05
발명강(D) 0.004 0.3 2.9 1.5 0.1 0.08 0.05
이어서, 상기 인고트를 가열로에서 1200℃ 까지 가열하여 1.5시간 유지한 후 열간압연을 하여 2.5mm 두께의 열연강판을 제조하였으며, 이 열연강판을 900℃에서 5분 동안 소준(normalizing) 하여 미세조직을 균일화하고 경도를 감소시킴으로써, 냉간압연이 용이하도록 하였다.
상기 열연강판을 냉간압연하여 두께 0.35mm의 박판을 제조한 후, 최종적으로 900℃에서 3분 동안 수소와 질소의 혼합 무산화로에서 소둔을 실시하였다.
소둔된 강판을 절단하여 결정립과 자기적 성질을 시험하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
제조된 전기강판의 결정립 크기, 철손 및 자속밀도 측정결과
강의 종류 결정립 크기 (㎛) 철손(W15 /50), W/Kg 자속밀도(B50), Tesla
A(비교예) 103 2.25 1.67
B(비교예) 114 2.35 1.66
C(비교예) 112 2.4 1.65
D(실시예) 123 2.22 1.68
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예는 비교예들(A,B,C)에 비해 결정입도가 크게 나타나고 있는데, 이는 자구(magnetic domain)의 움직임에 도움이 되어 연자성 특성에 유리한 조건이다.
또한, 본 발명의 실시예의 철손은 비교예들에 비하여 낮고, 그 절대 수치가 매우 우수한 수준이며, 동시에 본 발명의 실시예의 자속밀도 역시 비교예들에 비하여 높게 나타났으며 양호한 수준을 보였다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 전기강판 및 그 제조방법은 철손을 낮추고 자속밀도를 높여, 에너지 효율이 높은 전기강판을 수득할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따르면, 철손이 현저하게 낮을 뿐 아니라, 자속밀도도 우수한 고효율의 전기강판을 제조할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 중량%로, C: 0.005 이하, Mn: 0.1 ~ 0.5, Si: 0.5 ~ 3.5, Al: 0.5 ~ 2, Sn: 0.05 ~ 0.15, Sb: 0.03 ~ 0.15, Ni: 0.02 ~ 0.10, 나머지 철 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 열간압연, 소준 및 냉간압연한 후, 최종적으로 850 ~ 950℃로 소둔하는 것을 특징으로 하는 철손이 낮고 자속밀도가 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열간압연은 850 ~ 950℃의 온도범위에서 수행하고, 상기 열간압연후 소준(normalizing)은 850 ~ 950℃의 온도범위에서 수행하고, 냉간압연은 75 ~ 95% 범위에서 행하며, 최종 소둔(annealing)은 850 ~ 950℃의 온도범위에서 행하는 것을 특징으로 하는 철손이 낮고 자속밀도가 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법.
  3. 중량%로, C: 0.005 이하, Mn: 0.1 ~ 0.5, Si: 0.5 ~ 3.5, Al: 0.5 ~ 2, Sn: 0.05 ~ 0.15, Sb: 0.03 ~ 0.15, Ni: 0.02 ~ 0.10, 나머지 철 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 철손이 낮고 자속밀도가 우수한 무방향성 전기강판.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105385937A (zh) * 2015-11-14 2016-03-09 东北大学 一种高磁感取向硅钢极薄带的减量化制备方法
CN112080695A (zh) * 2020-08-31 2020-12-15 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种高硅无取向电工钢及其生产方法
CN112226608A (zh) * 2020-09-07 2021-01-15 江阴市南闸中天电器有限公司 一种矽钢片热处理工艺
CN113621774A (zh) * 2021-10-14 2021-11-09 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 高硅无取向电工钢及其生产方法
CN115198169A (zh) * 2021-04-09 2022-10-18 宝山钢铁股份有限公司 一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105385937A (zh) * 2015-11-14 2016-03-09 东北大学 一种高磁感取向硅钢极薄带的减量化制备方法
CN112080695A (zh) * 2020-08-31 2020-12-15 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种高硅无取向电工钢及其生产方法
CN112226608A (zh) * 2020-09-07 2021-01-15 江阴市南闸中天电器有限公司 一种矽钢片热处理工艺
CN115198169A (zh) * 2021-04-09 2022-10-18 宝山钢铁股份有限公司 一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法
CN115198169B (zh) * 2021-04-09 2023-07-07 宝山钢铁股份有限公司 一种无瓦楞状缺陷的高磁感低铁损无取向电工钢板及其制造方法
CN113621774A (zh) * 2021-10-14 2021-11-09 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 高硅无取向电工钢及其生产方法

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