KR20150016434A

KR20150016434A - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150016434A
Application number: KR1020130091562A
Authority: KR
Inventors: 이세일; 배병근; 박준수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-12

Abstract

무방향성 전기강판의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.0005~0.02%, Mn:0.01~0.50%, P:0.001~0.15%, C:0.004% 이하, N:0.004% 이하, S:0.001~0.02%, Ti:0.004% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, {100}면이 판면에 대해 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율과 {110}면이 판면에 대해 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율의 합이 전체의 부피 분율의 35% 이상이다.

Description

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

본 발명은 무방향성 전기강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄(Al)과 황(S) 성분의 관계를 제어하여 자성에 유리한 집합조직을 효율적으로 배치함으로써 자성을 향상시킨 무방향성 전기강판에 관한 것이다.

무방향성 전기강판은 전기기기의 에너지 효율을 결정하는데 중요한 역할을 하는데, 그 이유는 무방향성 전기강판이 모터, 발전기 등의 회전 기기와 소형 변압기 등의 정지기기에서 철심용 재료로 사용되어 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 주는 역할을 하기 때문이다.

전기강판의 자기적 특성으로는 철손과 자속밀도를 들 수 있는데, 철손은 에너지 손실이기 때문에 낮을수록 좋다. 한편 자화가 쉽게 되는 성질을 나타내는 자속밀도 특성이 높은 경우 더 적은 전류를 인가해도 동일한 자속밀도를 얻을 수 있기 때문에, 권선된 구리선에서 발생하는 열인 동손을 감소시킬 수 있어서 자속밀도 특성은 높을수록 좋다.

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.

더구나, 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)의 첨가량이 많아지면 가공성이 저하되어 냉간압연이 곤란해져 생산성이 떨어지게 되고 경도도 증가하여 가공성도 떨어지게 된다.

이러한 집합조직의 개선을 위해서 효과적으로 사용되는 방법은 미량 합금 원소를 첨가하는 방법으로 알려져 있다. 이를 이용하여 유해한 집합 조직인 판면에 대해 수직방향으로 <111>축이 평행한 결정립의 분율을 감소시키거나 불순물의 양을 극저화시켜 청정강을 제조할 수 있다.

그러나, 이러한 기술들은 모두 제조원가의 상승을 야기하고 대량생산의 어려움이 따르기 때문에 제조원가는 크게 상승시키지 않으면서 자성 개선 효과가 탁월한 기술이 필요한 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 일본특허 2012-112015호, 일본 공개특허 2011-179027호 및 대한민국 공개특허 제1998-026183호에서는 지속적인 노력이 있었으나, 자성저하, 비용증가 또는 생산성 저하 등의 문제가 있었다.

또한, 알루미늄(Al)은 실리콘(Si), 망간(Mn)과 함께 전기 비저항을 증가시키는 주요 원소로 와류 손실을 낮춰 철손을 감소시키는 역할도 하지만 강 중 질소(N)등과 결합하여 미세한 개재물을 형성하여 자성을 저하시키는 주요인이 되며, 또한 페라이트 상의 성장을 억제하는 역할을 하므로 자성을 저하시키는 요인이 되기도 한다.

하지만 강 중 알루미늄(Al)의 첨가량을 제어하여 자속밀도를 향상하는 기술은 거의 없다. 일본공개특허 제2004-292829는 알루미늄(Al)이 0.0005% 이하, 실리콘(Si)이 0.7~1.5%에서의 자성향상에 대한 보고가 있으나, 강중 0.0005% 미만의 소량의 알루미늄(Al)을 정련하기 위한 제조상의 어려움과 낮은 실리콘(Si) 함량에 따라 고급 전기강판으로의 적용에는 어려움이 있었다.

그리고, 무방향성 전기강판에서 자성에 영향을 미치는 인자 중에서 결정립이 커지면 철손이 낮아지지만, 이때 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}면은 {100}면이 판면에 평행한 것에 비하면 자기적 특성에 불리하지만, 판면에 대해 {111}면 혹은 {112}면에 평행한 것에 비하면 유리하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

강판에 함유된 알루미늄(Al)과 황(S) 성분의 관계를 활용하여 자성에 유리한 집합조직을 효율적으로 배치함으로써 자성이 향상된 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판은 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.0005~0.02%, Mn:0.01~0.50%, P:0.001~0.15%, C:0.004% 이하, N:0.004% 이하, S:0.001~0.02%, Ti:0.004% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, {100}면이 판면에 대해 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율과 {110}면이 판면에 대해 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율의 합이 전체의 부피 분율의 35% 이상이다.

상기 무방향성 전기강판에서 Al과 S는 [Al]<[S] 을 만족할 수 있다(단, [Al], [S]는 각각 첨가되는 Al, S의 중량%이다).

상기 무방향성 전기강판은 Sn, Sb 및 P를 더 포함하며, Sn + Sb + P 은 0.02~0.35 중량%일 수 있다.

상기 전기강판에 포함된 Sb, Sn, P 는 Sb < Sn, Sb < P일 수 있다.

상기 전기강판은 Cu, Ni, Cr를 각각 0.05중량% 이하로 더 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 더 포함할 수 있다.

냉연판 소둔 후 강판의 결정립 평균 크기는 30㎛~1,000㎛일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.0005~0.02%, Mn:0.01~0.50%, P:0.001~0.15%, C:0.004% 이하, N:0.004% 이하, S:0.001~0.02%, Ti:0.004% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, 상기 Al과 S는 [Al]<[S]을 만족하는 슬라브를 1,200℃이하로 재가열하는 단계, 재가열된 상기 슬라브를 열간압연하는 단계, 열간압연된 열연판을 열연판 소둔하거나 이를 생략하고 냉간압연하는 단계, 및 냉간압연된 냉연판을 700~1,200℃의 온도에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다.(단, 상기 [Al], [S]는 각각 첨가되는 Al, S의 중량%이다)

상기 슬라브는 Sn, Sb 및 P를 더 포함하며, Sn + Sb + P 는 0.02~0.35중량%일 수 있다.

상기 슬라브는 Cu, Ni, Cr을 각각 0.05중량% 이하로 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 포함할 수 있다.

상기 열간압연 후 열연판 소둔을 실시하는 경우, 열연판 소둔은 900~1,180℃의 온도범위에서 이루어질 수 있다.

상기 열간압연은 최종 압하율을 20% 이하로 실시할 수 있다.

상기 냉간압연은 1차 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연일 수 있다.

상기 최종소둔시 균열온도는 700~1,200℃ 일 수 있다.

본 발명에 의한 무방향성 전기강판 제조방법에 따르면, Al, S의 첨가량을 제어하여, 미세한 개재물들의 생성을 억제하거나, 자성에 바람직한 {100}, {110}의 집합조직을 조직을 갖는 결정립의 분율을 제어함으로써 자속밀도가 높은 무방향성 전기강판을 제공할 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명에 의한 무방향성 전기강판은 Si, Mn 및 Sn, Sb, P를 첨가한 성분계에서 Al의 첨가량을 엄격하게 관리하여 그 첨가량을 0.0005~0.02 중량%로, 보다 바람직하게는 0.0005~0.005중량%로 하며, S를 0.001~0.02중량%의 범위로 제어함으로써 미세한 AlN 등의 개재물의 생성을 억제하고 MnS의 조대한 개재물의 분포 밀도를 높임으로써 자성을 개선할 수 있다.

이를 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.0005~0.02%, Mn:0.01~0.50%, P:0.001~0.15%, C:0.004% 이하, N:0.004% 이하, S:0.001~0.02%, Ti:0.004% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고, {100}면이 판면에 대하여 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율과 {110}면이 판면에 대하여 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율의 합이 35% 이상이다.

또한, Al과 S는 [Al]<[S]의 조성식을 만족하도록 하였다.(여기서, 상기 [Al], [S]는 각각 첨가되는 Al, S의 중량%이다)

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 조성 외에도 Sn과 Sb, P를 더 포함할 수 있는데, Sn + Sb + P 를 0.02~0.35 중량% 포함될 수 있으며, 이때 Sb < Sn 및 Sb < P의 관계를 만족한다.

비저항 원소로 첨가되는 Al은 미세한 질화물을 형성하여 자성을 열위하게 만드는 원인이 된다. 무방향성 전기강판에서 게재물의 크기가 미세할 경우 자구벽의 이동에 방해가 되어 자성을 열화시키므로 조대한 개재물의 형성 빈도를 높일 필요성이 있다. 또 AlN은 소둔 중 결정립계를 고정시켜 결정립의 성장을 억제하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 첨가하는 원소 중 S는 Mn 및 Cu 등과 결합하여 MnS, CuS 또는 Cu₂S를 형성한다. 즉 S는 Mn, Cu와 결합하여 황화물을 형성하며, 이러한 황화물은 MnS 또는 CuS의 단독, 또는 (Mn,Cu)S의 복합 개재물로 형성되어 철손에 악영향을 주는 것으로 알려져 왔다. 하지만 반대로 S는 {100}면 및 {110}면의 표면에너지를 낮추어 소둔 중 판면에 {100} 면과 {110}면이 평행한 결정립의 성장을 촉진하여 자성을 향상시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 Al과 S가 [Al]<[S]의 조성식을 만족하도록 제어하여 결정립의 성장이 원할할 뿐만 아니라 자성에 바람직한 판면에 나란한 집합조직인 {100}면과 {110}면이 자성에 불리한 {111}면보다 많게 하였으며, 특히 {100}면과 {110}면의 분율의 합이 35%가 넘게 하였다.

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 발명에서는 Si를 1.0~3.5중량%로 한정한다.

Mn:0.01~0.50중량%

상기 Mn은 Si, Al등과 더불어 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 효과가 있기 때문에 기존의 무방향성 전기강판에서는 Mn을 적어도 0.05%이상 첨가함으로써 철손을 개선하려고 하였으나, Mn 첨가량이 증가할수록 포화자속밀도가 감소하기 때문에 일정한 전류가 인가되었을 시의 자속밀도가 감소한다. 따라서 자속밀도 향상 및 개재물에 의한 철손 증가 방지를 위하여 본 발명의 일실시예에서는 Mn 첨가량을 0.05~0.50%로 한정하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05~0.30%로 Mn함량을 최소화하도록 한다.

Al:0.0005~0.02중량%

상기 Al은 제강공정에서 강의 탈산을 위하여 불가피하게 첨가되는 원소로서 일반적인 제강공정에서는 0.01% 이상의 Al이 강중에 존재하게 된다. 하지만 다량 첨가시 포화 자속밀도를 감소시키고 미세한 AlN을 형성시켜 결정립 성장을 억제하여 자성을 저하시키기 때문에 0.0005~0.02%로 한정한다.

P:0.001~0.15중량%

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 0.001~0.15 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, P는 강의 판면에서의 {100}면의 표면에너지를 낮추는 원소로 P함량을 보다 많이 함유시킴으로써 표면에 편석되는 P의 양이 많아지고 이에 따라 {100}면의 표면에너지를 더욱 낮추어서 소둔 중 {100}면을 갖는 결정립의 성장 속도를 향상시키는 것이 가능하다. 이 결과로 자성에 유리한 집합조직들인 {100}면의 분율과 {110}면과의 분율의 합이 35%인 특징을 나타내도록 상기 P의 첨가량을 상기와 같이 한정한다.

C:0.004중량% 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 발명에서는 C의 함량을 0.004% 이하로 한정한다.

S:0.001~0.02중량% 이하

S는 자기적 특성에 유해한 MnS, CuS 및 (Cu,Mn)S 등의 황화물을 형성하는 원소이므로 낮게 첨가하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 하지만 S가 강의 표면에 편석되었을 때 {100}면의 표면에너지를 낮추는 효과가 있으므로 S의 첨가에 의하여 자성에 유리한 {100}면이 강한 집합조직을 얻을 수 있다. 이때 첨가량이 0.001%미만일 경우에는 특히 집합조직 형성이 불리하여 자성이 저하되기 때문에 반드시 0.001%이상 함유토록 하며, 0.020%를 초과하여 첨가될 경우는 결정립계의 편석에 의하여 가공성이 크게 저하되므로 그 첨가량을 상기와 같이 제한한다.

N:0.004중량% 이하

N는 Al, Ti등과 강하게 결합함으로써 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하는 등 자성에 해로운 원소이므로 적게 함유시키는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 0.004중량% 이하로 한정한다.

Ti:0.004중량% 이하

Ti는 미세한 탄화물과 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하며 많이 첨가될수록 증가된 탄화물과 질화물로 인해 집합조직도 열위하게 되어 자성이 나빠지게 되므로 본 발명에서는 0.004% 이하로 한정한다.

Sn + Sb + P:0.02~0.35중량%

상기 Sn, Sb, P는 결정립계에 편석원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 {111} 집합조직을 억제하고 유리한 {100} 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키기 위하여 첨가하며, Sn, Sb, P는 단독 또는 그 합이 0.35%를 초과하여 첨가하면 결정립 성장을 억제하여 자성을 떨어뜨리고 압연성상이 나빠지기 때문에 Sn + Sb + P의 함량을 0.02~0.35%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.

상기와 같이 조성되는 무방향성 전기강판 강 슬라브는 1,200℃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 1,200℃이하로 제한한다.

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

본 발명의 일 실시예에 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 750℃이하에서 권취하고, 공기중에서 냉각한다. 권취 냉각된 열연판은 필요시 열연판 소둔을 하고 산세한 다음, 냉간압연하고 마지막으로 냉연판 소둔을 한다.

열연판소둔은 자성개선을 위하여 필요할 경우에 열연판을 소둔하는 것이며, 열연판 소둔온도는 900~1,180℃로 한다. 만약, 상기 열연판 소둔온도가 900℃보다 낮으면 결정립 성장이 불충분하며, 1,180℃를 초과하는 경우에는 결정립이 과도하게 성장하고 판의 표면 결함이 과다해지므로 본 발명의 일 실시예에서의 소둔온도는 700~1,200℃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 700~1,200℃로 한다.

만약, 상기 냉연판 소둔온도가 700℃보다 낮은 경우에는 결정립의 성장이 미흡하고 재결정이 일어나기 위해 필요한 시간이 길어 공정상 실현하기 어려우며, 1,200℃이상에서는 결정립이 과도하게 성장하며, 석출물들이 고온에서 재고용된 후 냉각 중 미세하게 석출되어 자성에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 본 발명의 일 실시예에서의 냉연판의 균열온도는 700~1,200℃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.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

하기 표 1과 같은 조성의 슬라브(slab)를 1,150℃에서 가열하고, 2.5mm의 두께로 열간압연하고 650℃에서 권취하였다. 공기 중에서 냉각한 열연강판은 1,080℃에서 3분간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 1,050℃에서 1분간 최종 소둔을 하였다.

각각의 시편에 대하여 EBSD를 이용하여 집합조직을 조사하였고, 자성측정기를 이용하여 철손 및 자속밀도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

강종	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Ti	Sn	Sb
P1	15	1.1	0.15	0.05	48	0.002	15	31	0.05	0.01
P2	25	1.6	0.05	0	52	0.003	18	18	0.12	0
P3	35	2.1	0.2	0.1	51	0.002	13	12	0.03	0.02
P4	51	2	0.07	0.05	12	0.002	15	18	0.04	0
P5	25	2.5	0.06	0.01	38	0.002	19	14	0.01	0.03
P6	21	2	0.25	0.15	35	0.003	13	16	0.15	0.1
P7	30	2.5	0.28	0.001	70	0.006	12	18	0	0
P8	22	1.7	0.15	0.15	132	0.012	16	13	0.08	0
P9	26	2.5	0.3	0.1	55	0.003	13	14	0.03	0.02
P10	23	2.8	0.15	0.08	56	0.004	25	13	0.06	0
P11	15	3	0.35	0.02	21	0.001	36	12	0.02	0
P12	18	3.4	0.03	0.01	25	0.001	26	11	0.03	0
P13	36	2.5	0.05	0.03	110	0.009	28	7	0.05	0.03
P14	21	2.5	0.6	0.2	8	0.05	25	16	0.03	0
P15	26	2.5	0.3	0.09	60	0.1	23	12	0.04	0

상기 표 1에서 성분 함량의 단위는 중량%이다. 다만 C, S, N, 및 Ti의 함량 단위는 ppm이다.

강종	{100}+{110}	[Al]<[S]	0.02%<Sn + Sb + P<0.35%	철손 W₁₅ _/50	자속밀도 B₅₀	비고
P1	50%	O	O	3.56	1.83	발명예
P2	47%	O	O	2.97	1.81	발명예
P3	38%	O	O	2.18	1.8	발명예
P4	30%	X	O	2.97	1.68	비교예
P5	27%	O	O	2.87	1.71	비교예
P6	30%	O	X	2.15	1.66	비교예
P7	20%	X	X	2.07	1.67	비교예
P8	40%	O	O	2.57	1.81	발명예
P9	38%	O	O	2.03	1.75	발명예
P10	36%	O	O	2.08	1.74	발명예
P11	43%	O	O	2.08	1.74	발명예
P12	35%	O	O	1.93	1.73	발명예
P13	45%	O	O	2.18	1.75	발명예
P14	30%	X	O	2.38	1.7	비교예
P15	27%	X	O	2.36	1.68	비교예

1) 철손(W_15/50)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 일 실시예에 따른 전기강판의 판면에 대해 평행한 {100}면+{110}면의 분율의 합이 35% 이상인 조건을 만족하는 시편은 P1, P2, P3, P8, P9, P10, P11, P12, P13이었다.

이 시편들은 모두 [Al]<[S]이었고, [Sn] + [Sb] + [P]가 0.02% 이상 0.35% 이하였다.

또한, Sn이 단독으로 첨가된 P2 및 P가 단독으로 첨가된 P11, [Sn] > [Sb] 이고 [P] >[Sb]로 첨가된 P1, P3, P9와 P13에서 자속밀도가 매우 우수한 특성이 조사되었다.

반면, Sn + Sb + P의 함량이 발명의 범위를 만족하는 시편 중 P4는 [Al] < [S]를 만족하지 않아 자속밀도가 열위하였다.

또, [Al]<[S]의 조건을 만족하는 시편 중 P6은 Sn + Sb + P의 함량이 발명의 범위를 만족하지 않기 때문에 자성이 열위한 것으로 조사되었다.

비교예로 P5, P7, P14, P15는 판면에 대해 평행한 {100}면과 {110}면의 합이 발명의 범위인 35%를 넘지 않아 자속밀도가 열위한 것으로 조사되었다.

[실시예 2]

중량%로, C: 0.0025%, Si: 2.5%, Mn:0.25%, P: 0.05%, S: 0.003%, Al: 0.002%, N: 0.0023%, Ti: 0.0020%, 나머지Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 1,180℃로 재가열한 다음 열간압연시 사상압연을 아래 표 3과 같이 마무리 압연하고, 2.0mm 두께의 열연강판으로 제조하고, 650℃로 권취한 후 공기 중에서 냉각하였다.

열연판은 표 3과 같이 5분간 연속 소둔하고 산세하여, 0.35mm의 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 질소70%, 수소 30%에서 30분간 소둔하였다.

각각의 시편에 대하여 EBSD(Electron Backscatter Diffraction)를 사용하여 결정립 크기의 최다 빈도수를 대표값으로하여 결정립 평균 크기를 산정하였고, 집합조직을 측정하여 판면에 평행한 {100}면과 {110}면의 합을 도출하였다. 또 자성측정기를 이용하여 철손 및 자속밀도를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	열연판 권취온도 (℃)	열연판 소둔온도 (℃)	냉연판 소둔온도 (℃)	결정립 평균크기(㎛)	철손 (W₁₅ _/50) (W/kg)	자속밀도 B₅₀	{100}+{110}면의 분율
발명예1	650	1150	1130	>500	1.9	1.78	45
발명예2	650	1050	900	215	2.7	1.76	40
발명예3	700	950	700	33	4.1	1.77	40
비교예1	650	1050	650	19	7.9	1.70	30
비교예2	650	850	900	110	3.5	1.66	20

표 3에서 발명예 1~3은 열연시 권취온도는 발명의 범위인 650℃~700℃도 이었으며, 냉연판 소둔 후 제품의 결정립 평균크기는 소둔 온도에 따라 33㎛이상으로부터 500㎛이상이었고, 판면에 대해 평행한 {100}면과 {110}면의 분율의 합이 35% 이상인 발명의 범위를 만족하고, 자속밀도가 매우 높게 나타났다.

반면, 비교예 1은 열간압연후 열연판 소둔온도가 발명의 범위내에 있으나, 냉연판 소둔온도가 발명의 범위 외로 결정립 평균크기가 19㎛이며 판면에 평행한 {100}면과 {110}면의 분율의 합이 35% 미만으로 철손이 높고 자속밀도가 열위한 것으로 조사되었다.

또한, 비교예 2는 냉연판 소둔온도가 발명의 범위안에 있으나, 열간 압연후 열연판 소둔온도가 발명의 범위를 만족하지 않아서 자속밀도가 열위한 것으로 조사되었다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 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, Si:1.0~3.5%, Al:0.0005~0.02%, Mn:0.01~0.50%, P:0.001~0.15%, C:0.004% 이하, N:0.004% 이하, S:0.001~0.02%, Ti:0.004% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고,
{100}면이 판면에 대해 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율과 {110}면이 판면에 대해 15도 이내에서 평행한 결정립의 부피 분율의 합이 전체의 부피 분율의 35% 이상인 무방향성 전기강판.
제 1 항에 있어서,
상기 Al과 S는 [Al]<[S] 을 만족하는 무방향성 전기강판.
(단, 상기 [Al], [S]는 각각 첨가되는 Al, S의 중량%이다)
제 2 항에 있어서,
Sn, Sb 및 P를 더 포함하며, Sn + Sb + P 은 0.02~0.35 중량%인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 3 항에 있어서,
Sb < Sn, Sb < P인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 4 항에 있어서,
Cu, Ni, Cr를 각각 0.05중량% 이하로 더 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에서,
냉연판 소둔 후 강판의 결정립 평균 크기는 30㎛~1,000㎛인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
중량%로, Si:1.0~3.5%, Al:0.0005~0.02%, Mn:0.01~0.50%, P:0.001~0.15%, C:0.004% 이하, N:0.004% 이하, S:0.001~0.02%, Ti:0.004% 이하, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되고,
상기 Al과 S는 [Al]<[S]을 만족하는 슬라브를 1,200℃이하로 재가열하는 단계;
재가열된 상기 슬라브를 열간압연하는 단계;
열간압연된 열연판을 열연판 소둔하거나 이를 생략하고 냉간압연하는 단계; 및
냉간압연된 냉연판을 700~1,200℃의 온도에서 최종 소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
(단, 상기 [Al], [S]는 각각 첨가되는 Al, S의 중량%이다)
제 7 항에 있어서,
상기 슬라브는 Sn, Sb 및 P를 더 포함하며, Sn + Sb + P 는 0.02~0.35중량%인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 슬라브는 Cu, Ni, Cr을 각각 0.05중량% 이하로 포함하고, Zr, Mo, V를 각각 0.01중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 열간압연 후 열연판 소둔을 실시하는 경우, 열연판 소둔은 900~1,180℃의 온도범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 열간압연은 최종 압하율을 20% 이하로 실시하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 냉간압연은 1차 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 최종소둔시 균열온도는 700~1,200℃ 인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.