KR20140084896A

KR20140084896A - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20140084896A
Application number: KR1020120154900A
Authority: KR
Inventors: 박준수; 배병근; 송대현; 신수용
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-07-07
Also published as: KR101493059B1

Abstract

본 발명은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, Sn + Sb: 0.01~0.2중량%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 Si, Al, Mn은 하기 조성식을 만족하는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.
(0.5*[Si]+[Al])≤[Mn]≤([Si]+[Al])
상기 조성식에서 [Si], [Al], [Mn]은 Si, Al, Mn의 중량%를 나타낸다~가 제공된다.

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL STEET AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강의 첨가성분을 최적화하고 냉연판 소둔 온도를 제어하여 집합조직 향상을 통해 가공성 및 자성이 향상되는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

무방향성 전기강판은 유도기, 전동기의 모터 등과 같은 회전 기기와 소형 변압기 등의 정지기기에서 철심용 재료로 사용된다. 전기기기의 에너지 효율은 에너지 변환시의 에너지 손실량이 중요하기 때문에 무방향성 전기강판은 에너지 효율을 결정하는데 매우 큰 역할을 한다. 최근 에너지의 절감, 전기 기기의 소형화 등에 대한 요구가 증가하면서 무방향성 전기강판의 특성 개선이 필요한 상황이다.

전기강판의 자기적 특성이 좋다는 것은 철손이 작고, 자속밀도가 높다는 것을 의미하는데 이는 철심에 전기를 부가하여 자기장을 유도할 때, 철손이 낮을수록 열로 손실되는 에너지를 줄일 수 있으며, 자속밀도가 높을수록 똑같은 에너지로 더 큰 자기장을 유도할 수 있기 때문이다.

또한, 자기적 성질 뿐만 아니라 가공성이 좋은 무방향성 전기강판에 대한 수요도 증가하고 있는데, 전기강판은 기본적으로 Si과 Al이 주요 첨가원소이기 때문에 가공성이 좋지 않아 모터나 변압기 제작시 원하는 형상으로 제작이 어렵거나 추가비용이 들기 때문에 자성이 우수하면서 가공성도 우수한 무방향성 전기강판이 요구되고 있다.

무방향성 전기강판의 자기적 성질 중, 철손은 이력손실 (hysteresis loss), 고전적 와류손실 (classical eddy current), 그리고 이상적 와류손실 (anomalous eddy current loss)로 구성되는데 일반적으로 철손을 저감시키기 위해서 비저항이 큰 합금 원소인 Si, Al 등을 첨가하여 전기저항을 증가시킴으로써 고전적 와류 손실을 감소시키는 방법이 사용된다. 그러나 상기 합금 원소를 첨가하게 되면 철손은 감소하지만 포화 자속밀도 감소로 인해 자속밀도의 감소 역시 피할 수 없게 된다.

한편, Si 첨가량이 4%이상이 되면 가공성이 저하되어 냉간압연이 곤란해져 생산성이 떨어지게 되며 Si과 더불어 주요 첨가원소인 Al도 많이 첨가될수록 압연성도 저하되며 경도가 증가하며 가공성도 떨어지게 된다.

결국, 무방향성 전기강판의 제조에 있어서 우수한 자성을 얻기 위해서 Si, Al등의 비저항을 증가시키는 원소를 첨가하여 철손을 감소시키는 방법이 이용되어 왔지만 이에 따라 자속밀도도 감소하며 경도의 증가 등으로 인해 가공성이 열위해지는 문제가 있었다.

이러한 무방향성 전기강판의 가공성을 개선하기 위하여 Si첨가량과 Al첨가량을 조절하거나 소둔 온도 등의 제어를 통하여 결정립경 크기를 조절하는 기술 등이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 기술들은 모두 자기적 성질의 저하 문제를 해결하지 못하고 있기 때문에 가공성이 우수하면서 자성도 우수한 무방향성 전기강판 제조 기술이 필요하다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 지속적인 노력이 있었으며 많은 기술들이 개발되었다. 무방향성 전기강판에 대한 종래기술 중 일본특허 2008-045151은 Si, Al, Mn의 성분비를 제어하고 열연판 소둔 온도와 냉간압하율을 제어하여 자기 이방성이 적고 가공성이 양호한 무방향성 전기강판 제조방법을 제시하였으나 최종 재결정 소둔 후 스킨 패스 압연을 하고 다시 소둔을 하는 공정이 추가됨으로써 비용이 증가하는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 강의 합금 원소 중 Si, Al, Mn의 첨가성분 및 냉연판 소둔시 열처리 온도 조건을 제어하여 집합조직이 향상된 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, Sn + Sb: 0.01~0.2중량%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 Si, Al, Mn은 하기 조성식을 만족하며, 상기 강판 두께의 3/4t 부분의 {100}, {110}, {111} 집합조직의 부피 %를 각각 V_{100},V_{110}, V_{111}이라고 할 경우, V_{100},V_{110}및 V_{111}이 각각 V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20%를 만족하는 무방향성 전기강판이 제공될 수 있다.

(0.5*[Si]+[Al])≤[Mn]≤([Si]+[Al])

상기 조성식에서 [Si], [Al], [Mn]은 Si, Al, Mn의 중량%를 나타낸다.

상기 강판의 경도는 190Hv 이하일 수 있다.

또한, Cu, Ni 및 Cr이 각각 0.05중량% 이하로 첨가될 수 있으며, Zr, Mo 및 V이 각각 0.01중량% 이하로 첨가될 수 있다.

또한, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, Sn + Sb: 0.01~0.2중량%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 Si, Al, Mn은 하기 조성식을 만족하는 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 1200℃ 이하로 재가열하는 단계; 상기 재가열한 슬라브를 열간압연하고 열연판 소둔을 실시하는 단계; 상기 소둔 열연판을 1회 냉간압연하거나 중간소둔을 사이에 둔 2회 냉간압연을 하고 냉연판 소둔을 950~1070℃의 범위의 오스테나이트 단상영역에서 실시하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법이 제공될 수 있다.

(0.5*[Si]+[Al])≤[Mn]≤([Si]+[Al])

상기 열연판 소둔은, 850~1150℃의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, Cu, Ni 및 Cr이 각각 0.05중량% 이하로 첨가될 수 있으며, Zr, Mo 및 V이 각각 0.01중량% 이하로 첨가될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 Si, Al, Mn의 첨가성분을 최적화하고 냉연판 소둔 시 오스테나이트 단상 영역에서 열처리 후 냉각 중 상변태를 거치도록 냉연판 소둔을 함으로써 집합조직을 향상시켜 무방향성 전기강판의 가공성 및 자성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명에 따른 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, Si, Al, Mn 을 첨가한 성분계에서 Si, Al, Mn의 첨가량을 엄격하게 관리하며, 그 중 특히 Al의 첨가량을 0.2%이하, Mn의 첨가량을 1.0~3.0%로 관리함으로써 상대적으로 경한 금속인 Al첨가량을 감소시키고, 연한 금속인 Mn첨가량을 높게 관리하여 Al첨가량 감소에 따른 비저항의 감소를 Mn 첨가량을 증가시켜 해소하며, 냉연판 소둔시 오스테나이트 단상 영역에서 열처리 함으로써 집합조직을 향상시켜 가공성 및 자성을 개선하는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 실시예에서의 전기강판은 중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 Si, Al, Mn은 하기 조성식 (1)을 만족한다.

(0.5*[Si]+[Al])≤[Mn]≤([Si]+[Al]) ----------------(1)

상기 조성식에서 [Si], [Al], [Mn]은 Si, Al, Mn의 첨가량을 나타내는데, 이때의 단위는 중량%이다.

본 발명에 따른 실시예에서는 상기 성분계에 Sn과 Sb을 단독으로 첨가하거나, 복합으로 첨가하여 Sn + Sb: 0.01~0.2%이 되도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 냉간압연 후 냉연판 소둔시 오스테나이트 단상 영역에서 열처리하며, 최종 제품의 단면 미소 경도가 190Hv이하가 되도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 냉연판 소둔 후 강판의 집합조직에서 상기 강판 두께의 3/4t 부분의 {100}, {110}, {111} 집합조직의 부피 %를 각각 V_{100},V_{110}, V_{111}이라고 할 경우, V_{100},V_{110}및 V_{111}이 각각 V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20% 를 만족하도록 한다.

이하에서는 상기 설명한 본 발명에 따른 실시예에서의 성분제한 이유를 설명한다. 이하에서 특별한 언급이 없으면 단위는 중량%이다.

Si: 1.0~3.5중량%

상기 Si는 강의 비저항을 증가시켜서 철손 중 와류손실을 낮추는 성분이기 때문에 첨가되는 주요 원소로서, 1.0% 이하에서는 저철손 특성을 얻기 어렵고, 3.5%를 초과하여 첨가되면 냉간 압연시 판파단이 일어나기 때문에 본 발명에 따른 실시예에서는 Si의 함량을 1.0~3.5중량%로 한정한다.

Al: 0.2중량% 이하

상기 Al은 제강공정에서 강의 탈산을 위하여 불가피하게 첨가되는 원소로서 비저항을 증가시키는 주요 원소이기 때문에 철손을 낮추기 위하여 첨가되지만 첨가시 포화 자속밀도를 감소시키는 역할도 하며 또한 가공성을 나쁘게 하는 역할도 하기 때문에 본 발명에 따른 실시예에서는 Al의 함량을 0.2%이하로 한정한다.

Mn: 1.0~3.0중량%

상기 Mn은 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 효과가 있지만 Si, Al대비 비저항 증가량이 적어 일반적으로 0.1~0.3%정도 철손을 개선하려는 목적으로 첨가된다.

그러나, Mn은 Si, Al 대비 연한 금속으로 가공성을 개선할 수 있는 원소이며 첨가량이 증가할 경우 집합조직을 향상시킬 수 있는 원소이기도 하다. 따라서 가공성 및 집합조직을 향상시키기 위하여 본 발명에 따른 실시예에서는 Mn 함량을 1.0~3.0%로 한정한다.

P: 0.005~0.15중량%

상기 P는 비저항을 증가시켜 철손을 낮추며 결정립계에 편석함으로써 자성에 유해한 {111} 집합 조직의 형성을 억제하고 유리한 집합조직인 {100}을 형성하나 0.15%이상 첨가되면 압연성을 저하시킬 수 있으므로 본 발명에 따른 실시예에서느 P 함량을 0.005~0.15중량%로 한정한다.

C: 0.005중량% 이하

상기 C은 많이 첨가될 경우 소둔시 페라이트의 결정립 성장을 억제하여 철손을 높이는 효과를 나타내며, Ti등과 결합하여 탄화물을 형성하여 자성을 열위시키며 최종제품에서 전기 제품으로 가공 후 사용시 자기시효에 의하여 철손을 높이기 때문에 본 발명에 따른 실시예에서의 C함량을 0.005%이하로 한정한다.

S: 0.001~0.005중량%

상기 S는 자기적 특성에 유해한 MnS, CuS 및 (Cu,Mn)S 등의 황화물을 형성하는 원소이므로 가능한 한 낮게 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.001%이하로 첨가될 경우 오히려 집합조직 형성에 불리하여 자성이 저하되기 때문에 0.001%이상 함유토록 하며 0.005%이상 첨가될 경우는 미세한 황화물의 증가로 인해 자성이 열위해지므로 본 발명에 따른 실시예에서는 S함량을 0.001~0.005%로 한정한다.

N: 0.005중량% 이하

상기 N는 Al, Ti등과 강하게 결합함으로써 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하는 등 자성에 해로운 원소이므로 적게 함유시키는 것이 바람직하므로, 본 발명에 따른 실시예에서는 0.005중량% 이하로 한정한다.

Ti: 0.005중량% 이하

상기 Ti는 미세한 탄화물과 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하며 많이 첨가될수록 증가된 탄화물과 질화물로 인해 집합 조직도 열위하게 되어 자성이 나빠지게 되므로 본 발명에 따른 실시예에서는 Ti 함량을 0.005%이하로 한정한다.

Sn + Sb: 0.01~0.2중량%

상기 Sn과 Sb는 결정립계에 편석원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 {111} 집합조직(texture)을 억제하고 유리한 {100} 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키기 위하여 첨가하며, Sn과 Sb 단독, 또는 그 합이 0.2%이상 첨가하면 결정립 성장을 억제하여 자성을 떨어뜨리고 압연성상이 나빠지기 때문에 본 발명에 따른 실시예에서는 Sn + Sb의 함량을 0.01~0.2%로 한정한다.

상기 원소 외에 제강 공정에서 불가피하게 첨가되는 원소인 Cu, Ni, Cr의 경우 불순물 원소들과 반응하여 미세한 황화물, 탄화물 및 질화물을 형성하여 자성에 유해한 영향을 미치므로 이들 함유량을 각각 0.05중량%이하로 제한한다. 또한 Zr, Mo, V등도 강력한 탄질화물 형성 원소이기 때문에 가능한 첨가되지 않는 것이 바람직하며 각각 0.01중량%이하로 함유되도록 한다.

상기한 조성 이외에 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다.

본 발명에 따른 실시예에서는 상기 목적을 달성하기 위한 전기강판의 제조방법을 제시하는데, 이하에서는 이에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, Sn + Sb: 0.01~0.2중량%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 조성식 (1)을 만족하는 슬라브를 제조하여, 상기 슬라브를 1200℃이하로 재가열한다. 재가열 온도가 1200℃이상일 경우 슬라브 내에 존재하는 AlN, MnS등의 석출물이 재고용된 후 열간압연, 열연판 소둔, 또는 냉연판 소둔시 미세 석출되어 결정립 성장을 억제하고 자성을 저하시키므로 재가열 온도는 1200℃이하로 제한한다.

이후, 열간압연하고 열간압연된 열연판을 필요시 열연판 소둔을 하되, 열연판 소둔 온도는 850~1150℃로 하며, 산세한 다음 냉간압연은 0.10mm에서 0.70mm의 두께로 최종 압연한 후 냉간압연된 냉연판을 950~1070℃의 온도에서 소둔하되, 오스테나이트 단상 영역에서 최종소둔한다.

이때, 열간압연시 사상압연에서의 마무리압연은 페라이트상에서 종료하며 판형상 교정을 위하여 최종 압하율은 20%이하로 실시한다.

상기와 같이 제조된 열연판은 700℃이하에서 권취하고, 공기중에서 냉각한다. 권취 냉각된 열연판은 필요시 열연판 소둔을 하고 산세하고 냉간압연한 다음, 마지막으로 냉연판소둔을 한다.

상기 열연판소둔은 자성 개선을 위하여 필요할 경우에 열연판을 소둔하는 것이며, 열연판 소둔온도는 850~1150℃로 한다. 만약, 열연판 소둔온도가 850℃보다 낮으면 결정립 성장이 불충분하며, 1150℃를 초과하는 경우에는 결정립이 과도하게 성장하고 판의 표면 결함이 과다해지므로 본 발명에 따른 실시예에서의 열연판 소둔온도는 850~1150℃로 한정한다.

이후, 통상의 방법으로 산세한 열연판 또는 소둔한 열연판을 냉간압연한다.

상기 냉간압연은 0.10mm에서 0.70mm의 두께로 최종 압연하며, 필요시 1회 냉간압연과 중간소둔 후 2회 냉간압연할 수 있으며, 최종 압하율은 50~95%의 범위로 한다.

최종 냉간압연된 강판은 냉연판 소둔을 실시한다. 냉연판을 소둔하는 공정에서 소둔시 냉연판 소둔의 균열온도는 950~1070℃의 범위에서 하되 오스테나이트 단상 영역에서 실시한다. 냉연판 소둔을 950℃이하에서 열처리 할 경우 오스테나이트/페라이트 이상(2 phase)영역에 포함되며 1070℃이상에서는 결정립이 과도하게 성장하여 철손 중 와류손실이 증가하며 자속밀도가 급격히 열위해지기 때문에 본 발명에 따른 실시예에서의 냉연판의 소둔시 균열온도는 950~1070℃로 한정한다.

본 발명에 따른 실시예에서 첨가하는 원소는 중요 원소는 Si, Mn, Al, Sn, Sb이다. 일반적으로 Si과 Al은 강의 비저항을 증가시켜 철손 그 중, 고전적 와류손실을 감소시키기 때문에 무방향성 전기강판 제조에 있어서 첨가량이 증가되는 방향으로 개발되어 왔다. 그러나, Si은 취성이 매우 강한 원소로 첨가량이 증가할수록 압연성이 열위해지기 때문에 Si의 첨가량을 제한하면서 Al의 첨가량을 증가시켜야 한다. 그러나, Al의 경우도 고용강화 효과로 인해 강의 기계적 성질을 증가시키기 때문에 자성은 향상되나 가공성이 열위해지는 문제가 있었다.

본 발명에 따른 실시예에서는 Mn이 Al보다 연한 금속이고, 비저항을 증가시킬 수 있으며 첨가량이 증가함에 따라 집합조직을 향상시킬 수 있는 점을 이용하였다. 이를 위하여 Al, Mn을 각각 0.2%이하, 1.0~3.0%로 제어하고 Si, Al, Mn은 상기 조성식 (1)을 만족하도록 제어하였다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 냉연판 소둔시 오스테나이트 단상 영역에서 열처리하는데, 오스테나이트 단상 영역에서 열처리할 경우 오스테나이트 전부가 열처리 후 냉각시에 상변태를 거치게 되어, 오스테나이트 단상에서 열처리시 자성에 불리한 {111} 집합조직의 분율이 상대적으로 다른 집합조직에 비해 성장성이 좋아 분율이 높다. 그러나, 상변태 완료시에는 상기 집합조직의 분율이 감소하게 되며, 그 결과 {100}, {110} 집합조직의 분율이 증가하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 냉연판 소둔 후 강판 두께의 3/4t 부분의 {100}, {110}, {111} 집합조직의 부피 %를 각각 V_{100},V_{110}, V_{111}이라고 할 경우, V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20%를 만족하도록 하여 가공성 및 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 얻을 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 실시예에서 집합조직을 분석하기 위한 방법으로는 X-ray pole figure 측정 방법을 사용하였다. 시편의 표면을 두께의 3/4t가 되는 부분까지 연마 후 X-ray 회절 분석기로 (110), (200), (211) pole figure를 측정하였고 그 결과 {100}, {110}, {111}의 부피 분율(fraction)을 계산하였다.

이하, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 실시예에서 Al, Mn은 각각 0.2%이하, 1.0~3.0%로 한정하는데, 그 이유는 Al이 비저항을 낮추는 원소이지만 첨가량이 증가함에 따라 자속밀도 역시 감소하며 경한 금속으로 가공성을 저해하는 원소이기 때문에 첨가량을 0.2%로 제한하며 Al 첨가량이 감소함에 따른 비저항의 감소는 Mn을 1.0~3.0%로 증가시켜 보상할 수 있기 때문이다.

또한, Si, Al, Mn 첨가량은 상기 조성식 (1)을 만족하도록 한정되는데, 그 이유는 상기 조성식 (1)을 만족하도록 첨가량을 제어하는데, 이는 열처리시 상변태 구간을 형성하게 되며 오스테나이트 단상 영역에서 냉연판 소둔시 집합조직이 향상될 수 있기 때문이다. 무방향성 전기강판의 집합조직 중 자성에 이로운 집합조직은 {100}, {110}, {111} 순인데, 강판 두께의 3/4t 부분의 {100}, {110}, {111} 집합조직의 부피 %를 각각 V_{100},V_{110}, V_{111}이라고 할 경우, V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20%를 만족하게 된다.

상기 조건을 만족하는 조성과 열처리 조건을 만족하는 강판의 경우 자성에 가장 해로운 {111} 집합조직이 감소하고 {110} 집합조직이 증가하여 자성이 향상되며 {100} 집합조직을 증가시키려는 종래의 기술과는 차별화된 기술임을 명확히 하기 위해 {100} 집합조직의 부피 %를 제한하였다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

진공 용해를 통하여 하기 표 1과 같이 조성되는 강괴를 제조하여 Si, Al, Mn의 양을 변화시켜 그 영향을 조사하였다. 각 강괴는 1170℃에서 가열하고, 2.1mm의 두께로 열간압연한 후 권취하였다. 공기 중에서 권취하고 냉각한 열연강판은 1050℃에서 3분간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 1020℃에서 180초간 냉연판 소둔을 실시하였다. 각각의 시편에 대하여 경도(Harness)와 X-ray pole figure test를 통해 집합조직의 분율을 측정하였으며 철손(W_15/50)과 자속밀도(B₅₀)를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

강종	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Ti	Sn	Sb
A1	0.0019	1.1	0.8	0.01	0.0041	0.007	0.0011	0.0021	0.011	0.034
A2	0.0014	1.9	1	0.06	0.0033	0.12	0.0033	0.0016	0	0.0033
A3	0.0022	2.2	1.4	0.006	0.0035	0.23	0.0026	0.0017	0.024	0
A4	0.0021	1.7	1.5	0.007	0.0035	0.02	0.0011	0.0011	0.064	0
A5	0.0035	2.1	1.4	0.06	0.0038	0.008	0.0034	0.0009	0	0.035
A6	0.0044	2.2	1.9	0.04	0.0022	0.16	0.0023	0.0023	0.016	0.019
A7	0.0021	2.9	3.1	0.07	0.0014	0.016	0.0029	0.002	0.024	0.021
A8	0.0026	3.2	1.8	0.02	0.0027	0.009	0.0029	0.0015	0	0.058
A9	0.0017	3.4	1.9	0.11	0.0014	0.07	0.0022	0.0022	0.031	0.034
A10	0.0016	3	1.3	0.02	0.0016	0.17	0.002	0.0009	0.041	0.036
A11	0.0037	3.1	1.6	0.05	0.002	0.25	0.0018	0.0015	0.018	0.037
A12	0.0028	1.4	1.2	0.01	0.0019	0.08	0.0016	0.0026	0.021	0
A13	0.0033	2.9	2.2	0.005	0.0026	0.1	0.0019	0.0013	0	0.046

강종	Mn첨가 범위 (0.5*[Si]+[Al]) ~([Si]+[Al])	경도 (Hv)	V_{100}	V_{110}	V_{111}	철손 (W₁₅ _/50)	자속밀도 B₅₀	비고
A1	0.56~1.11	153	14	7	24	3.01	1.68	비교예
A2	1.07~2.02	177	18	9	25	2.79	1.66	비교예
A3	1.33~2.43	181	13	11	23	2.67	1.65	비교예
A4	0.87~1.72	151	19	16	20	2.21	1.73	발명예
A5	1.06~2.11	158	20	12	17	2.16	1.73	발명예
A6	1.26~2.36	160	17	13	19	2.05	1.72	발명예
A7	1.47~2.92	191	17	13	21	2.51	1.64	비교예
A8	1.61~3.21	184	18	13	17	1.92	1.71	발명예
A9	1.77~3.47	188	16	12	20	1.88	1.7	발명예
A10	1.67~3.17	193	18	8	23	2.54	1.64	비교예
A11	1.80~3.35	205	14	9	20	2.45	1.63	비교예
A12	0.78~1.48	139	16	11	18	2.24	1.74	발명예
A13	1.55~3.00	169	18	12	15	2.03	1.71	발명예

상기 표 2에서 경도(Hv)값은 미소 경도값(Vickers hardness)이고, 철손(W₁₅ _/50)은 50Hz 주파수에서 1.5Tesla의 자속밀도가 유기되었을 때의 압연방향과 압연방향 수직방향의 평균 손실(W/kg)이며, 자속밀도(B₅₀)은 5000A/m의 자기장을 부가하였을 때 유도되는 자속밀도의 크기(Tesla)이다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 [Si], [Mn], [Al] 및 상기 조성식 (1)을 만족하는 강종 A4, A5, A6, A8, A9, A12, A13은 경도가 190Hv 이하로 나타났으며 V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20%을 각각 만족하였고 그 결과 철손이 낮고 자속밀도도 높게 나타났다.

반면, A1과 A3은 상기 조성식 (1)은 만족하였으나 Mn과 Al이 각각 관리 범위를 벗어나 모두 V_{111}이 20% 이상으로 나타났고 그 결과 철손과 자속밀도가 열위하게 나타났다. A2는 Mn첨가량이 상기 조성식을 만족하지 못하였으며 V_{110}이 10% 이하였으며 V_{111}도 20% 이상으로 나타나 그 결과 그 결과 철손과 자속밀도가 열위하게 나타났다. A7은 상기 조성식을 만족하지 못하였으며, Mn 첨가 관리범위도 만족하지 못하여 경도도 190Hv 이상, V_{111}도 20% 이상으로 나타났고 그 결과 철손과 자속밀도가 열위하게 나타났다. A10은 상기 조성식을 만족하지 못하여 경도도 190Hv 이상, V_{110}이 10% 이하였으며 V_{111}도 20% 이상으로 나타나 그 결과 그 결과 철손과 자속밀도가 열위하게 나타났다. A11은 Al이 관리범위를 벗어났고 상기 조성식도 만족하지 못하여 경도도 190Hv이상이였으며, V_{110}도 10% 이하로 나타나 그 결과 그 결과 철손과 자속밀도가 열위하게 나타났다.

[실시예 2]

진공 용해를 통하여 하기 표 3과 같이 조성되는 강괴를 제조하였다. 이 때, 열연판 소둔 및 냉연판 소둔 온도가 경도, 집합조직 및 자성에 미치는 영향을 조사하였다. 각 강괴는 1140℃에서 가열하고, 2.3mm의 두께로 열간압연한 후 권취하였다. 공기 중에서 권취하고 냉각한 열연강판은 840~1160℃에서 150초간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 920~1120℃에서 90초간 냉연판 소둔을 하였다. 각각의 시편에 대하여 경도(Harness)와 X-ray pole figure test를 통해 집합조직의 분율을 측정하였으며 철손(W_15/50)과 자속밀도(B₅₀)를 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

강종	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Ti	Sn	Sb
B1	0.0031	1.3	1.1	0.02	0.0017	0.16	0.0018	0.0009	0.034	0.046
B2	0.0034	1.9	1.7	0.05	0.0029	0.007	0.0015	0.0015	0	0.014
B3	0.0029	1.3	1.2	0.02	0.0031	0.09	0.0031	0.0018	0	0.034
B4	0.0018	2.4	1.7	0.01	0.0014	0.008	0.0032	0.0007	0.027	0.018
B5	0.0015	2.9	1.6	0.008	0.0018	0.12	0.0012	0.0016	0.016	0
B6	0.0013	1.9	1.3	0.04	0.0026	0.15	0.0023	0.0023	0.019	0.031
B7	0.0016	2.7	2.2	0.09	0.0021	0.005	0.0027	0.0011	0	0.027
B8	0.0028	2.9	2.3	0.006	0.0026	0.18	0.0033	0.0025	0.048	0.022
B9	0.0022	3.3	1.9	0.01	0.0011	0.11	0.0023	0.0021	0.012	0.038

강종	Mn첨가 범위 (0.5*[Si]+ [Al])~ ([Si]+[Al])	열연판 소둔 온도 (℃)	냉연판 소둔 온도 (℃)	경도 (Hv)	V_{100}	V_{110}	V_{111}	철손 W₁₅ _/50	자속 밀도 B₅₀	비고
B1	0.81~1.46	1130	980	142	18	14	16	2.2	1.75	발명예
B2	0.96~1.91	1100	1070	151	19	11	19	2.17	1.73	발명예
B3	0.74~1.39	840	920	170	17	9	23	2.91	1.67	비교예
B4	1.21~2.41	1070	1120	185	14	6	28	2.68	1.65	비교예
B5	1.57~3.02	1160	1060	191	15	10	22	2.62	1.65	비교예
B6	1.10~2.05	940	1090	177	19	8	28	2.77	1.66	비교예
B7	1.36~2.71	980	1050	159	17	14	20	2.1	1.72	발명예
B8	1.63~3.08	1060	1010	177	18	13	16	1.99	1.7	발명예
B9	1.76~3.41	1010	1060	187	18	11	18	1.93	1.7	발명예

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 [Si], [Mn], [Al] 및 상기 조성식 (1)을 만족하며 열연판 소둔 온도와 냉연판 소둔 온도를 만족하는 강종 B1, B2, B7, B8, B9는 경도도 190Hv 이하로 나타났으며 V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20%를 만족하였고 그 결과 철손이 낮고 자속밀도도 높게 나타났다.

반면, B4와 B6은 각각 냉연판 소둔 온도가 관리범위보다 높게 1120℃와 1090℃로 높게 작업되어 V_{110}이 10% 이하였으며 V_{111}도 20% 이상으로 나타나 결과적으로 철손 및 자속밀도가 열위하게 나타났다. B5는 열연판 소둔 온도가 관리범위 보다 높아 경도도 190Hv 이상으로 나타났고 V_{111}도 20% 이상으로 나타나 결과적으로 철손 및 자속밀도가 열위하게 나타났다. B3은 상기 조성식 (1)을 만족하였으나 열연판 소둔 온도와 냉연판 소둔 온도가 모두 관리범위보다 낮아 V_{110}이 10% 이하였으며 V_{111}도 20% 이상으로 나타나 결과적으로 철손 및 자속밀도가 열위하게 나타났다.

상기 소둔판은 절연피막처리 후 고객사로 출하된다. 상기 절연피막은 유기질, 무기질 및 유무기 복합피막으로 처리될 수 있으며, 기타 절연이 가능한 피막제로 처리하는 것도 가능하다. 고객사는 강판을 가공 후 그대로 사용할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, Sn + Sb: 0.01~0.2중량%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고,
상기 Si, Al, Mn은 하기 조성식을 만족하며, 상기 강판 두께의 3/4t 부분의 {100}, {110}, {111} 집합조직의 부피 %를 각각 V_{100},V_{110}, V_{111}이라고 할 경우, V_{100},V_{110}및 V_{111}이 각각 V_{100}≤ 20%, V_{110}≥ 10%, V_{111}≤ 20%를 만족하는 무방향성 전기강판.
(0.5*[Si]+[Al])≤[Mn]≤([Si]+[Al])
상기 조성식에서 [Si], [Al], [Mn]은 Si, Al, Mn의 중량%를 나타낸다.
제1항에 있어서,
상기 강판의 경도가 190Hv 이하인 무방향성 전기강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
Cu, Ni 및 Cr이 각각 0.05중량% 이하로 첨가되는 무방향성 전기강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
Zr, Mo 및 V이 각각 0.01중량% 이하로 첨가되는 무방향성 전기강판.
중량%로, C: 0.005%이하, Si: 1.0~3.5%, Al: 0.2%이하, Mn: 1.0~3.0%, P: 0.005~0.15%, N: 0.005%이하, S: 0.001~0.005%, Ti: 0.005%이하, Sn + Sb: 0.01~0.2중량%, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 Si, Al, Mn은 하기 조성식을 만족하는 슬라브를 제조하는 단계;
상기 슬라브를 1200℃ 이하로 재가열하는 단계;
상기 재가열한 슬라브를 열간압연하고 열연판 소둔을 실시하는 단계;
상기 소둔 열연판을 1회 냉간압연하거나 중간소둔을 사이에 둔 2회 냉간압연을 하고 냉연판 소둔을 950~1070℃의 범위의 오스테나이트 단상영역에서 실시하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
(0.5*[Si]+[Al])≤[Mn]≤([Si]+[Al])
제5항에 있어서,
상기 열연판 소둔은,
850~1150℃의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
Cu, Ni 및 Cr이 각각 0.05중량% 이하로 첨가되는 무방향성 전기강판 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
Zr, Mo 및 V이 각각 0.01중량% 이하로 첨가되는 무방향성 전기강판 제조방법.