KR20140133101A - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

무방향성 전기강판 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140133101A
KR20140133101A KR20130052709A KR20130052709A KR20140133101A KR 20140133101 A KR20140133101 A KR 20140133101A KR 20130052709 A KR20130052709 A KR 20130052709A KR 20130052709 A KR20130052709 A KR 20130052709A KR 20140133101 A KR20140133101 A KR 20140133101A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
hot
weight
steel sheet
rolled
Prior art date
Application number
KR20130052709A
Other languages
English (en)
Inventor
이세일
배병근
박준수
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR20130052709A priority Critical patent/KR20140133101A/ko
Publication of KR20140133101A publication Critical patent/KR20140133101A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Abstract

본 발명은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.1~1.5%, Mn:0.01~0.10%, P:0.02~0.2%, C:0.005중량% 이하, N:0.005% 이하, S:0.001~0.005%, Ti:0.005중량% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 판면에 대해 {100}면이 평행한 결정립의 부피 분율이 판면에 대해 {110}면이 평행한 결정립의 부피 분율보다 1.5배 이상인 무방향성 전기강판 및 그 제조방법이 개시된다.

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Mn과 P 성분의 관계를 제어하여 자성에 유리한 집합조직을 효율적으로 배치하여 자성을 향상시킨 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
무방향성 전기강판의 자기적 성질 중, 철손을 개선하기 위해서는 전기저항 증가를 위해 비저항이 큰 합금 원소인 Si, Al, Mn등을 첨가하는 방법이 일반적으로 사용된다. 그러나 합금 원소를 첨가하게 되면 철손은 감소하지만 포화 자속밀도 감소로 인해 자속밀도의 감소 역시 피할 수 없게 된다. 또한, Si 첨가량이 많아지면 가공성이 저하되어 냉간압연이 곤란해져 생산성이 떨어지게 되며 Al, Mn등도 많이 첨가될수록 압연성도 저하되며 경도가 증가하며 가공성도 떨어지게 된다.
따라서 철손을 낮추면서 자속밀도도 향상시키기 위하여 미량 합금 원소를 첨가하는 방법을 이용하여 유해한 집합 조직인 판면에 대해 수직방향으로 <111>축이 평행한 결정립의 분율을 감소시키거나 불순물의 양을 극저화시켜 청정강을 제조하는 기술 등이 사용되었다. 그러나, 이러한 기술들은 모두 제조 원가의 상승을 야기하고 대량 생산의 어려움이 따르기 때문에 제조 원가는 크게 상승시키지 않으면서 자성 개선 효과가 탁월한 기술이 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 일본특허 특개소 55-158252호, 62-180014호, 59-100217호, 일본공개특허 제2000-160306호 및 대한민국 공개특허 제1998-026183호에서는 지속적인 노력이 있었으나, 자성 저하, 비용 증가 또는 생산성 저하 등의 문제가 있었다.
또한, Mn은 Si, Al과 함께 전기 비저항을 증가시키는 주요 원소로 와류 손실을 낮춰 철손을 감소시키는 역할도 하지만 강 중 S등과 결합하여 미세한 개재물을 형성하여 자성을 저하시키는 주요인이 되며, 또한 페라이트상을 억제하는 역할을 하므로 자성을 저하시키는 요인이 되기도 한다.
그리고, 무방향성 전기강판에서 자성에 영향을 미치는 인자 중에서 결정립이 커지면 철손이 낮아지지만, 이 때 자화에 용이한 집합조직이 발달되지 않으면 철손을 높이고 자속밀도를 낮추기 때문에 집합조직이 보다 중요하다. 집합조직 중에는 자화가 용이한 결정의 방위가 많이 함유된 판면에 대해 결정립의 {100}면이 평행한 것이 바람직하며, {111}면이나 {211}면은 낮은 것이 바람직하다. 또한, 집합조직 중에는 판면에 대해 {110}면이 평행한 경우가 자성에 바람직한 것으로 설명되고 있으나, {100}면이 판면에 평행한 것에 비하여 자화가 곤란하여 자기적 특성에 불리하므로 판면에 대해 {100}면이 평행한 결정립과 판면에 대해 {110}면이 평행한 결정립의 분율도 중요하다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 Mn과 P 성분의 관계를 활용하여 자성에 유리한 집합조직을 효율적으로 배치함으로써 자성이 향상된 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.1~1.5%, Mn:0.01~0.10%, P:0.02~0.2%, C:0.005% 이하, N:0.005% 이하, S:0.001~0.005%, Ti:0.005% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 판면에 대해 {100}면이 평행한 결정립의 부피 분율이 판면에 대해 {110}면이 평행한 결정립의 부피 분율보다 1.5배 이상인 무방향성 전기강판이 제공될 수 있다.
상기 Mn과 P는 [Mn]<[P]의 조성식을 만족하며, 이때 상기 [Mn], [P]는 각각 첨가되는 Mn, P의 중량%이다.
또한, Mn이 0.01~0.05중량%로 함유될 수 있으며, Sn + Sb이 0.01~0.2중량% 포함될 수 있으며, Cu, Ni, Cr를 각각 0.05중량% 이하로 더 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 강판 내부의 0.01㎛이상 1㎛이하의 개재물의 평균크기가 0.11㎛이상인 것을 특징으로 하며, 상기 개재물은 MnS, CuS, Cu2S 및 (Mn,Cu)S로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.1~1.5%, Mn:0.01~0.10%, P:0.02~0.2%, C:0.005% 이하, N:0.005% 이하, S:0.001~0.005%, Ti:0.005% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되며, 상기 Mn과 P는 [Mn]<[P]의 조성식을 만족하는 강 슬라브를 1200℃이하로 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간압연하는 단계; 열간압연된 열연판을 열연판 소둔하거나 이를 생략하고 냉간압연하는 단계; 및 냉간압연된 냉연판을 850~1100℃의 온도에서 최종소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법이 제공될 수 있다. 단, 상기 [Mn], [P]는 각각 첨가되는 Mn, P의 중량%이다.
이때, Sn + Sb를 0.01~0.2중량%로 더 포함할 수 있으며, Cu, Ni, Cr을 각각 0.05중량% 이하로 포함할 수 있고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 포함할 수 있다.
또한, 상기 열연판 소둔은 850~1150℃의 온도 범위에서 이루어지며, 상기 열간압연은 최종 압하율을 20% 이하로 실시하며, 상기 냉간압연은 1차 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 Mn, Al의 첨가량을 제어하여, 미세한 개재물들의 생성을 억제하거나, 자성에 바람직한 집합조직 중에서 특히 {100}/{110}의 비를 제어함으로써 철손이 낮으며, 자속밀도가 높은 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제조할 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 발명의 일실시예에서는 Si, Al, Mn 및 P를 첨가한 성분계에서 Mn의 첨가량을 엄격하게 관리하여 그 첨가량을 0.01~0.10중량%로, 보다 바람직하게는 0.01~0.05중량%로 하며, Al을 0.1~1.5중량%의 범위로 제어함으로써 미세한 AlN 등의 개재물의 생성을 억제하고 조대한 개재물의 분포밀도를 높임으로써 자성을 개선하고자 하였다.
이를 위하여 본 발명의 일실시예에서는 무방향성 전기강판이 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.1~1.5%, Mn:0.01~0.10%, P:0.02~0.2%, C:0.005% 이하, N:0.005% 이하, S:0.001~0.005%, Ti:0.005% 이하를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 판면에 대해 {100}면이 평행한 결정립의 부피 분율이 판면에 대해 {110}면이 평행한 결정립의 부피 분율보다 1.5배 이상이 되도록 하였다.
또한, Mn과 P는 그 함유량이 [Mn]<[P]의 조성식을 만족하도록 하였다. 이때, 상기 [Mn], [P]는 각각 첨가되는 Mn, P의 중량%를 의미하고, 이하에서 같다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 조성 외에도 Sn과 Sb를 더 포함할 수 있는데, Sn + Sb를 0.01~0.2중량% 더 포함할 수 있으며, 무방향성 전기강판에서의 0.01㎛이상 1㎛이하의 개재물의 평균크기가 0.11㎛이상이 되도록 하였다.
본 발명의 일실시예에서는 첨가하는 원소 중 Mn은 Al, Si과 더불어 강의 비저항을 증가시켜 철손을 감소시키기 때문에 무방향성 전기강판 제조에 있어서 적어도 0.1%이상 첨가되어 왔다. 그러나, Mn은 S와 결합하여 MnS의 석출물을 형성하고, 불순물 원소인 S는 Cu와 결합하여 CuS 또는 Cu2S를 형성한다. 즉 S는 Mn, Cu와 결합하여 황화물을 형성하며, 이러한 황화물은 MnS 또는 CuS의 단독, 또는 (Mn,Cu)S의 복합 개재물로 형성된다.
무방향성 전기강판의 개재물은 일반적으로 그 크기가 0.05㎛정도로 미세하여 결정립 성장을 억제하고 자구벽의 이동을 방해함으로써 자성에 큰 영향을 미치게 되므로 자성의 열화가 최소화되도록 조대한 개재물의 형성 빈도를 높일 필요성이 있다. 비저항 원소로 첨가되는 Al 역시 미세한 질화물을 형성하여 자성을 열위하게 만드는 원인이 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 Mn과 P가 [Mn]<[P]의 조성식을 만족하도록 제어하여 개재물들의 평균 크기도 조대하게 할 뿐만 아니라 자성에 바람직한 판면에 나란한 집합조직인 {100}면이 {111}면 뿐만 아니라 {110}면에 비해서도 많도록 하였으며, 특히 {100}면의 분율/{110}면의 분율이 1.5이상이 되도록 하였다.
무방향성 전기강판에서 판면에 나란한 {100}면의 집합조직은 {110}면의 집합조직에 비하여 자화용이한 방향인 <100> 방향이 2배이기 때문에 {100}면의 분율/{110}면의 분율이 1.5이상이면 자성이 크게 향상될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 성분의 수치한정 이유에 대하여 설명한다.
Si:1.0~3.5중량%
상기 Si는 강의 비저항을 증가시켜서 철손 중 와류손실을 낮추는 성분이기 때문에 첨가되는 주요 원소로서, 1.0% 미만에서는 저철손 특성을 얻기 어렵고, 3.5%를 초과하여 첨가되면 냉간 압연시 판파단이 일어나기 때문에 본 발명의 일실시예에서는 Si를 1.0~3.5중량%로 한정한다.
Mn:0.01~0.10중량%
상기 Mn은 Si, Al등과 더불어 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 효과가 있기 때문에 기존의 무방향성 전기강판에서는 Mn을 적어도 0.10%이상 첨가함으로써 철손을 개선하려고 하였으나, Mn 첨가량이 증가할수록 포화자속밀도가 감소하기 때문에 자속밀도가 감소하며 또한 S와 결합하여 미세한 MnS 개재물을 형성하여 결정립 성장을 억제하며 자벽 이동을 방해하여 철손 중 특히 이력 손실을 증가시키는 단점이 있다. 따라서 자속밀도 향상 및 개재물에 의한 철손 증가 방지를 위하여 본 발명의 일실시예에서는 Mn 첨가량을 0.01~0.10%로 한정하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.01~0.05%로 Mn함량을 최소화하도록 한다.
Al:0.1~1.5중량%
상기 Al은 제강공정에서 강의 탈산을 위하여 불가피하게 첨가되는 원소로서 비저항을 증가시키는 주요 원소이기 때문에 철손을 낮추기 위하여 많이 첨가되지만 첨가시 포화 자속밀도를 감소시키는 역할도 한다. 또한, Al 첨가량이 0.1%미만으로 과도하게 첨가되면 미세한 AlN을 형성시켜 결정립 성장을 억제하여 자성을 저하시키며, 1.5%를 초과하여 첨가되면 자속밀도가 감소되는 원인이 되므로 본 발명의 일실시예에서는 Mn의 첨가량을 0.1~1.5%로 한정한다.
P:0.02~0.2중량%
상기 P는 비저항을 증가시켜 철손을 낮추며 결정립계에 편석함으로써 자성에 유해한 {111} 집합 조직의 형성을 억제하고 유리한 집합조직인 {100}을 형성하나 0.2%를 초과하여 첨가되면 압연성을 저하시키므로 0.02~0.2중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 앞서 Mn은 페라이트형성을 억제하는 원소이며, 반면에 P는 페라이트상을 확장하는 원소인데, [Mn]<[P]의 수식을 만족하도록 P함량을 보다 많이 함유시킴으로써 열간압연 및 소둔시 안정된 페라이트상에서 작업이 가능하여 자성에 바람직한 집합조직을 향상시킬 수 있도록 하였다. 특히 자성에 유리한 집합조직들인 {100}면과 {110}면과의 비율인 {100}/{110}가 1.5 인 특징을 나타내도록 상기 P의 첨가량을 상기와 같이 한정한다.
C:0.005중량% 이하
C은 많이 첨가될 경우 오스테나이트 영역을 확대하며 상변태 구간을 증가시키고 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 발명의 일실시예에서는 C의 함량을 0.005% 이하로 한정한다.
S:0.001~0.005중량% 이하
S는 자기적 특성에 유해한 MnS, CuS 및 (Cu,Mn)S 등의 황화물을 형성하는 원소이므로 낮게 첨가하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 하지만 0.001%미만으로 첨가될 경우 오히려 집합조직 형성에 불리하여 자성이 저하되기 때문에 0.001%이상 함유토록 하며, 0.005%를 초과하여 첨가될 경우는 미세한 황화물의 증가로 인해 자성이 열위해지므로 본 발명의 일실시예에서는 S의 함량을 0.001~0.005%로 한정한다.
N:0.005중량% 이하
N는 Al, Ti등과 강하게 결합함으로써 질화물을 형성하여 결정립성장을 억제하는 등 자성에 해로운 원소이므로 적게 함유시키는 것이 바람직하며, 본 발명의 일실시예에서는 0.005중량% 이하로 한정한다.
Ti:0.005중량% 이하
Ti는 미세한 탄화물과 질화물을 형성하여 결정립성장을 억제하며 많이 첨가될수록 증가된 탄화물과 질화물로 인해 집합 조직도 열위하게 되어 자성이 나빠지게 되므로 본 발명의 일실시예에서는 0.005% 이하로 한정한다.
Sn + Sb:0.01~0.2중량%
상기 Sn과 Sb는 결정립계에 편석원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 {111} 집합조직을 억제하고 유리한 {100} 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키기 위하여 첨가하며, Sn과 Sb 단독 또는 그 합이 0.2%를 초과하여 첨가하면 결정립 성장을 억제하여 자성을 떨어뜨리고 압연성상이 나빠지기 때문에 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.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 대하여 설명한다.
상기와 같이 조성되는 무방향성 전기강판 강 슬라브는 1200℃이하로 재가열한 다음 열간압연 한다. 상기 재가열 온도가 1200℃이상일 경우 슬라브 내에 존재하는 AlN, MnS등의 석출물이 재고용된 후 열간압연시 미세 석출되어 결정립 성장을 억제하고 자성을 저하시키므로 재가열 온도는 1200℃이하로 제한한다. 열간압연시 사상압연에서의 마무리압연은 페라이트상에서 종료하며 판형상 교정을 위하여 최종 압하율은 20% 이하로 실시한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 페라이트상에서의 압연은 Si, Al, P 등의 페라이트상 확장 원소를 많이 첨가하거나, 페라이트상을 억제하는 원소인 Mn, C등을 적게 함유되도록 할 수 있으며, 열간압연할 때 마무리압연의 온도를 페라이트상의 온도로 압연할 수도 있다. 특히, Si 함량이 2중량% 이상인 경우에는 별도의 제어없이 페라이트상에서 열간압연이 가능하다. 상기와 같이 페라이트상에서 압연하면 집합조직 중에서 {100}면이 많이 형성되며, 이에 따라 자성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 제조된 열연판은 700℃이하에서 권취하고, 공기중에서 냉각한다. 권취 냉각된 열연판은 필요시 열연판 소둔을 하고 산세한 다음, 냉간압연하고 마지막으로 냉연판소둔을 한다.
열연판소둔은 자성 개선을 위하여 필요할 경우에 열연판을 소둔하는 것이며, 열연판 소둔온도는 850~1150℃로 한다. 만약, 상기 열연판 소둔온도가 850℃보다 낮으면 결정립 성장이 불충분하며, 1150℃를 초과하는 경우에는 결정립이 과도하게 성장하고 판의 표면 결함이 과다해지므로 본 발명의 일실시예에서의 소둔온도는 850~1150℃로 한다.
통상의 방법으로 산세한 열연판 또는 소둔한 열연판은 냉간압연한다.
상기 냉간압연은 0.10mm에서 0.70mm의 두께로 최종 압연하며, 필요시 1차 냉간압연과 중간소둔 후 2차 냉간압연할 수 있으며, 최종 압하율은 50~95%의 범위로 한다.
최종 냉간압연된 강판은 냉연판 소둔을 실시한다. 냉연판을 소둔하는 공정에서 소둔시 냉연판 소둔의 균열온도는 850~1100℃로 한다. 만약, 상기 냉연판 소둔온도가 850℃보다 낮은 경우에는 결정립의 성장이 미흡하여 자성에 해로운 집합 조직인 {111} 집합조직이 증가하며, 1100℃이상에서는 결정립이 과도하게 성장하여 자성에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 본 발명의 일실시예에서의 냉연판의 균열온도는 850~1100℃로 한다.
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.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
하기 표 1과 같이 조성되는 슬라브를 1150℃에서 가열하고, 2.4mm의 두께로 열간압연하고 650℃에서 권취하였다. 공기 중에서 냉각한 열연강판은 1050℃에서 3분간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 1050℃에서 1분간 최종 소둔을 하였다. 각각의 시편에 대하여 0.01㎛이상 1㎛이하의 개재물의 평균크기를 조사하고, X-ray를 이용하여 집합조직을 조사하였고, 자성측정기를 이용하여 철손 및 자속밀도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
본 발명의 일실시예에서 개재물의 크기, 종류 및 분포를 분석하기 위한 방법으로는 시편으로부터 추출된 탄소 주형(carbon replica)을 TEM으로 관찰하며 EDS로 분석하는 방법이 사용되었다. TEM 관찰은 치우침이 없이 무작위로 선택된 영역으로 0.01㎛크기 이상의 개재물이 명확히 관찰되는 배율로 설정 후 적어도 100장 이상의 이미지(Image)로 촬영하여 나타나는 모든 개재물의 크기 및 분포를 측정하였고, EDS 스펙트럼(spectrum)을 통하여 개재물의 종류를 분석하였다.
본 발명의 일실시예에서 개재물의 크기 및 분포를 분석함에 있어서 0.01㎛이하의 개재물의 경우 관찰 및 측정에 어려움이 있을 뿐더러 자성에 미치는 영향이 작고, 1㎛이상의 산화물들도 관찰되었으나 자성에 미치는 영향이 작아서 본 발명의 분석 대상에는 포함시키지 않았다.
강종 C Si Mn P S Al N Ti Sn Sb
A1 25 1.3 0.05 0.18 38 0.25 23 14 0.03 　
A2 26 2.0 0.05 0.15 32 0.26 21 13 0.05 　
A3 21 2.5 0.04 0.06 31 0.23 13 15 0.03 　
A4 22 3.0 0.07 0.05 42 0.006 16 16 0.04 　
A5 24 3.2 0.06 0.03 31 0.22 15 14 0.03 　
A6 21 3.5 0.25 0.07 33 0.21 14 15 0.03 　
A7 30 3.1 0.28 0.06 22 0.3 15 13 0.03 　
A8 24 2.8 0.02 0.05 20 0.12 15 13 　
A9 25 3.0 0.05 0.02 15 0.28 16 14 0.02 0.02
A10 29 3.3 0.07 0.02 28 0.2 15 16 0.03 　
A11 23 3.0 0.05 0.07 30 0.3 16 16
A12 21 3.2 0.05 0.04 26 0.25 17 15 0.07 0.01
A13 38 3.6 0.05 0.03 22 0.15 16 14 0.05
A14 21 3.5 0.06 0.07 55 0.41 14 14
A15 26 3.4 0.06 0.09 60 0.18 12 15 0.04
상기 표 1에서 성분 함량의 단위는 중량%이다. 다만 C, S, N, 및 Ti의 함량 단위는 ppm이다.
강종 {100}/{110} [Mn]<[P] 0.01~1㎛
개재물
평균크기 (㎛)		 철손
W15/50
　		 자속밀도
B50
　		 비고
A1 1.55 O 0.145 2.70 1.78 발명예
A2 1.80 O 0.131 2.55 1.78 발명예
A3 2.10 O 0.135 1.99 1.76 발명예
A4 0.85 X 0.051 2.30 1.70 비교예
A5 0.90 X 0.081 2.21 1.66 비교예
A6 1.20 X 0.910 2.17 1.65 비교예
A7 1.35 X 0.920 2.09 1.67 비교예
A8 1.99 O 0.121 1.95 1.75 발명예
A9 2.30 X 0.154 1.83 1.77 발명예
A10 2.50 X 0.350 1.87 1.74 발명예
A11 2.90 O 0.140 1.70 1.76 발명예
A12 3.20 X 0.151 1.75 1.76 발명예
A13 2.10 X 0.162 1.80 1.76 발명예
A14 0.35 O 0.093 2.01 1.66 비교예
A15 0.55 O 0.102 2.50 1.65 비교예
1) 철손(W15/50)은 50Hz주파수에서 1.5Tesla의 자속밀도가 유기되었을 때의 압연방향과 압연방향 수직방향의 평균 손실(W/kg)임.
2) 자속밀도(B50)은 5000A/m의 자기장을 부가하였을 때 유도되는 자속밀도의 크기(Tesla)임.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기강판의 판면에 대해 평행한 {100}면/{110}면의 비가 1.5 이상인 조건을 만족하는 시편은 A1, A2, A3, A8, A9, A10, A11, A12, A13이었다. 이 시편들은 모두 개재물의 평균 크기가 0.11㎛이상이었으며, 그 결과 철손이 낮고 자속밀도가 높은 전기강판을 제조하는 것이 가능했다.
또한, Sn이 단독으로 첨가된 A1, A2, A3, A10와 A13 및 Sn과 Sb가 복합으로 첨가된 A9와 A12에서 철손이 매우 낮고 자속밀도가 우수한 특성이 조사되었다.
판면에 대해 평행한 {100}면/{110}면의 비가 1.5 이상인 조건을 만족하는 시편 중, Mn의 함유량이 0.05% 이하의 조건과 동시에 [Mn]<[P] 조건을 만족하는 A8과 A11은 철손이 특히 우수하고 자속밀도 매우 높은 것으로 조사되었다.
반면, [Mn]<[P]의 조건을 만족하는 시편 중 A14와 A15는 S 함량이 발명의 범위를 만족하지 않고 판면에 대해 평행한 {100}면/{110}면의 비가 1.5 이상인 조건도 만족시키지 않고, 또한 개재물의 평균 크기도 0.11 ㎛이하이기 때문에 자성이 열위한 것으로 조사되었다.
비교예로 A4, A5, A6, A7은 판면에 대해 평행한 {100}면/{110}면의 비가 1.5 이상인 조건을 만족시키지 않아 자속밀도가 열위한 것으로 조사되었다.
[실시예 2]
중량%로, C: 0.0035%, Si: 1.35%, Mn:0.02%, P: 0.12%, S: 0.003%, Al: 0.25%, N: 0.0015%, Ti: 0.0018%, 나머지Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 1180℃로 재가열한 다음 열간압연시 사상압연을 아래 표 3과 같이 마무리압연하고, 2.3mm 두께의 열연강판으로 제조하고, 650℃로 권취하고 공기 중에서 냉각하였다. 열연판은 표 3과 같이 5분간 연속소둔하고 산세하여, 0.35mm의 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 질소70%, 수소 30%에서 1분간 소둔하였다. 각각의 시편에 대하여 0.01㎛이상 1㎛이하의 개재물의 평균 크기와 X-ray를 이용한 집합조직을 조사하였고, 자성측정기를 이용하여 철손 및 자속밀도를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 사상압연 마무리
압연온도
(℃)		 열연판
온도(℃)		 냉연판 소둔온도
(℃)		 0.01~1㎛
개재물
평균크기(㎛)		 철손
(W15/50)
(W/kg)		 자속밀도
B50		 {100}/{110}
발명예1 850 900 880 0.131 2.65 1.79 1.87
발명예2 850 960 900 0.136 2.56 1.80 1.90
발명예3 850 980 970 0.127 2.45 1.78 2.15
비교예1 950 950 900 0.095 3.35 1.72 1.01
비교예2 950 950 950 0.010 3.05 1.73 1.15
표 3에서 발명예1~3은 사상압연의 마무리압연시 페라이트상에서 압연되었으며, 개재물의 평균크기는 0.127~0.131 ㎛ 였고, 판면에 대해 평행한 {100}면/{110}면의 비가 1.5 이상인 발명의 범위를 만족하고, 철손이 낮고 자속밀도가 높게 나타났다.
반면, 비교예1, 2는 사상압연의 마무리압연시 페라이트상과 오스테나이트 상이 혼합된 상태에서 압연되었으며, 개재물의 평균크기는 0.095㎛과 0.10㎛ 였고 판면에 대해 평행한 {100}면/{110}면의 비가 1.01과 1.16으로 발명의 범위를 만족하지 않고 철손과 자속밀도가 모두 열위한 것으로 조사되었다.
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 (13)

  1. 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.1~1.5%, Mn:0.01~0.10%, P:0.02~0.2%, C:0.005% 이하, N:0.005% 이하, S:0.001~0.005%, Ti:0.005% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 판면에 대해 {100}면이 평행한 결정립의 부피 분율이 판면에 대해 {110}면이 평행한 결정립의 부피 분율보다 1.5배 이상인 무방향성 전기강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Mn과 P는 [Mn]<[P]의 조성식을 만족하는 무방향성 전기강판.
    단, 상기 [Mn], [P]는 각각 첨가되는 Mn, P의 중량%이다.
  3. 제1항에 있어서,
    Mn이 0.01~0.05중량%로 함유되는 무방향성 전기강판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    Sn + Sb이 0.01~0.2중량%로 더 포함되는 무방향성 전기강판.
  5. 제4항에 있어서,
    Cu, Ni, Cr를 각각 0.05중량% 이하로 더 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강판 내부의 0.01㎛이상 1㎛이하의 개재물의 평균크기가 0.11㎛이상인 무방향성 전기강판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 개재물은 MnS, CuS, Cu2S 및 (Mn,Cu)S로부터 선택되는 하나 이상인 무방향성 전기강판.
  8. 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.1~1.5%, Mn:0.01~0.10%, P:0.02~0.2%, C:0.005% 이하, N:0.005% 이하, S:0.001~0.005%, Ti:0.005% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되며, 상기 Mn과 P는 [Mn]<[P]의 조성식을 만족하는 강 슬라브를 1200℃이하로 재가열하는 단계;
    재가열된 슬라브를 열간압연하는 단계;
    열간압연된 열연판을 열연판 소둔하거나 이를 생략하고 냉간압연하는 단계; 및
    냉간압연된 냉연판을 850~1100℃의 온도에서 최종소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
    단, 상기 [Mn], [P]는 각각 첨가되는 Mn, P의 중량%이다.
  9. 제8항에 있어서,
    Sn + Sb를 0.01~0.2중량%로 더 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    Cu, Ni, Cr을 각각 0.05중량% 이하로 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 포함하는 무방향성 전기강판 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열연판 소둔은 850~1150℃의 온도 범위에서 이루어지는 무방향성 전기강판 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 열간압연은 최종 압하율을 20% 이하로 실시하는 무방향성 전기강판 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 냉간압연은 1차 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연인 무방향성 전기강판 제조방법.
KR20130052709A 2013-05-09 2013-05-09 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 KR20140133101A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130052709A KR20140133101A (ko) 2013-05-09 2013-05-09 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130052709A KR20140133101A (ko) 2013-05-09 2013-05-09 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150149427A Division KR101630427B1 (ko) 2015-10-27 2015-10-27 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140133101A true KR20140133101A (ko) 2014-11-19

Family

ID=52453849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130052709A KR20140133101A (ko) 2013-05-09 2013-05-09 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140133101A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160075263A (ko) * 2014-12-19 2016-06-29 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN111868280A (zh) * 2018-03-26 2020-10-30 日本制铁株式会社 无取向电磁钢板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160075263A (ko) * 2014-12-19 2016-06-29 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN111868280A (zh) * 2018-03-26 2020-10-30 日本制铁株式会社 无取向电磁钢板
CN111868280B (zh) * 2018-03-26 2022-07-12 日本制铁株式会社 无取向电磁钢板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101648334B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101634092B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20170075592A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101493059B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101507942B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20140133100A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101353462B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 제조 방법
KR20150016434A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101410476B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101353463B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101892231B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101633249B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2023507435A (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR20140058935A (ko) 무방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR101353460B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20140133101A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP7245325B2 (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR101632890B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101630425B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101353459B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20160021164A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101703071B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101630427B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20150016435A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20150015308A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
A107 Divisional application of patent