KR20150062247A - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

무방향성 전기강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

무방향성 전기강판 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 무방향성 전기강판은 중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며,
상기 Si와 Mn은 0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7 (여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함) 을 만족한다.

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEETS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 무방향성 전기강판에 관한 것으로, 전기강판의 성분계를 최적으로 제어하여 자성이 우수한 무방향성 전기강판에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은 모터, 발전기 등의 회전 기기와 소형 변압기 등의 정지 기기에서 철심용 재료로 사용되며 전기기기의 에너지 효율을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
전기강판의 특성으로는 대표적으로 철손과 자속밀도를 들 수 있는데 철손은 작고, 자속밀도는 높을수록 좋은데 이는 철심에 전기를 부가하여 자기장을 유도할 때, 철손이 낮을 수록 열로 손실되는 에너지를 줄일 수 있으며, 자속밀도가 높을수록 같은 에너지로 더 큰 자기장을 유도할 수 있기 때문이다.
철손 감소를 위하여 비저항이 큰 합금 원소인 Si, Al, Mn 등을 첨가하는데 이 방법은 철손은 감소하지만 포화 자속밀도 또한 감소하는 문제점이 있다.
또한, Si 첨가량이 4%이상이 되면 가공성이 저하되어 냉간압연이 곤란해져 생산성이 떨어지게 되며 Al, Mn등도 많이. 첨가될수록 압연성도 저하되며 경도가 증가하며 가공성도 떨어지게 되는 문제점이 생긴다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강의 합금 원소 중 Si, Mn, Al, P의 성분계를 최적으로 제어하여 철손이 낮고 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며, 상기 Si와 Mn은 0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7 모든 방위의 합에 대한 {100}(여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함) 을 만족한다.
상기 무방향성 전기강판은 V{110}≥0.2 를 만족 할 수 있다. (여기서, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을 의미함)
상기 무방향성 전기강판은 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 을 만족할 수 있다. (여기서, V{100} 은 모든 방위의 합에 대한 {100} 집합조직의 분율을, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을, V{111} 은 모든 방위의 합에 대한 {111} 집합조직의 분율을, V{112} 은 모든 방위의 합에 대한 {112} 집합조직의 분율을 의미함)
상기 불가피하게 첨가되는 불순물은 Cu, Ni, Cr, Zr, Mo, V 을 포함하며, 상기 Cu, Ni, Cr 의 함량은 각각 0.05중량% 이하로 첨가되며, 상기 Zr, Mo, V 의 함량은 각각 0.01중량% 이하로 첨가될 수 있다.
상기 전기강판의 미세조직 내에 결정립의 크기는 20~120㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법은 중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며, 상기 Si와 Mn은 0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7 (여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함) 을 만족하는 슬라브를 제공하는 단계; 상기 슬라브를 1,200℃ 이하로 가열한 후 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 산세 한 후 0.10~0.70mm로 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연강판을 850~1,100℃ 에서 마무리 소둔하는 단계를 포함한다.
상기 열연강판을 제조하는 단계에서, 마무리 압연은 {A1온도(℃) - 40℃} 이하의 페라이트 단상영역에서 종료하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 열연강판을 1,000~1,200℃에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 열연판 소둔은 A3온도(℃) 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 마무리 소둔이 완료된 전기강판은 V{110}≥0.2를 만족 할 수 있다. (여기서, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을 의미함)
또한 상기 마무리 소둔이 완료된 전기강판은(V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 을 만족할 수 있다. (여기서, V{100} 은 {100} 모든 방위의 합에 대한 집합조직의 분율을, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을, V{111} 은 모든 방위의 합에 대한 {111} 집합조직의 분율을, V{112} 은 모든 방위의 합에 대한 {112} 집합조직의 분율을 의미함)
상기 불가피하게 첨가되는 불순물은 Cu, Ni, Cr, Zr, Mo, V 을 포함하며, 상기 Cu, Ni, Cr 의 함량은 각각 0.05중량% 이하로 첨가되며, 상기 Zr, Mo, V 의 함량은 각각 0.01중량% 이하로 첨가될 수 있다.
상기 마무리 소둔이 완료된 전기강판의 미세조직 내에 결정립의 크기는 20~120㎛ 일 수 있다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판은 Si, Mn, Al, P 의 성분계를 최적으로 제어하여 철손 개선율이 우수하면서도 자성이 획기적으로 향상된 무방향성 전기강판을 제조 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기강판은 0.7≤([Si]-[Mn])≤1.7 으로 제어하여 열처리 공정 중 상변태를 거치게 함으로써 자성에 유리한 집합조직을 증가시킴으로써 자성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기강판은 마무리 압연을 {A1온도(℃) - 40℃} 이하의 페라이트 단상영역에서 실시하며, 열연판 소둔은 A3온도 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시함으로써 자성에 유리한 집합조직을 증가시킴으로써 자성을 향상시킬 수 있다.
또한, Si 의 첨가량을 2 wt% 이하, Mn 의 첨가량을 0.08 wt% 이하, Al 의 첨가량을 0.005 wt% 이하, P의 첨가량을 0.02 wt% 이하로 첨가하여 합금 원소의 첨가량을 최소화 하여 경제성이 우수하면서도 합금 원소의 성분계를 최적으로 제어함으로써 자속밀도가 뛰어나고 철손이 개선된 무방향성 전기강판 및 그 제조방법이 제공 된다.
또한, 본 발명에 의하여 제조된 무방향성 전기강판은 자성이 뛰어나므로 자성향상을 위한 탈탄소둔 등의 추가적인 공정의 생략이 가능하므로 경제성이 향상 된다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무방향성 전기강판에 대하여 설명하기로 한다.
중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며,
상기 Si와 Mn은
0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7
(여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함)
을 만족한다.
본 발명에 의한 무방향성 전기강판의 성분의 함량을 제한한 이유는 다음과 같다.
Si: 2.0 중량% 이하
상기 Si은 강의 비저항을 증가시켜서 철손 중 와류손실을 낮추기 위해 첨가되는 주요 원소이지만 첨가량이 증가할수록 자속밀도를 감소시키는 원소로 첨가량이 많을수록 고자속밀도의 특성을 얻기 어려우며, Si이 2%이상 첨가될 경우, 제조 공정에서 상변태를 거의 포함하지 않고 페라이트 조직에서만 열처리 되어 집합조직 향상이 어렵기 때문에 그 첨가량을 2 중량%이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Mn: 0.08 중량% 이하
상기 Mn은 Si, Al등과 더불어 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 효과도 있지만 첨가될수록 자속밀도를 감소시키며 MnS, MnCuS 등 황화물 및 개재물을 형성하여 자성을 열위시키는 영향도 있으므로 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
다만, 합금철, 불순물 등에 의해 제강공정 중 불가피하게 첨가되는 양을 고려하여 0.08%이하로 제한 한다.
Al: 0.005중량% 이하
상기 Al은 비저항을 증가시키는 주요 원소로 철손을 낮추기 위하여 첨가되지만 첨가시 포화 자속밀도를 감소시키는 역할도 하며 AlN 등을 형성하여 자성을 열위시키는 영향도 있다. 또한 Al은 Si과 마찬가지로 첨가량이 증가할 경우, 페라이트 영역을 확대하여 상변태 구간을 감소시키는 영향이 있으므로 첨가되지 않는 것이 바람직하다.
다만, 합금철, 불순물 등에 의해 제강공정 중 불가피하게 첨가되는 양을 고려하여 그 첨가량을 0.005%이하로 제한 한다.
P: 0.02~0.2중량%
상기 P는 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 역할을 하는 것으로도 알려져 있지만 결정립계에 편석하여 결정립 성장을 억제하는 역할도 있어 0.02%이하로 첨가한다.
C:0.005중량% 이하
C은 많이 첨가될 경우 오스테나이트 영역을 확대하며 상변태 구간을 증가시키지만 소둔 시 페라이트의 결정립 성장을 억제하여 철손을 높이는 효과를 나타내며, 또한 Ti등과 결합하여 탄화물을 형성하여 자성을 열위시키며 최종제품에서 전기 제품으로 가공 후 사용 시 자기시효에 의하여 철손을 높이기 때문에 0.005%이하로 한다.
S:0.001~0.005중량% 이하
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 또한 0.005%이상 첨가될 경우는 미세한 황화물의 증가로 인해 자성이 열위해지므로 0.001~0.005%로 함유토록 제한한다.
N:0.005중량% 이하
N는 Al, Ti등과 강하게 결합함으로써 질화물을 형성하여 결정립 성장(grain growth)을 억제하는 등 자성에 해로운 원소이므로 적게 함유시키는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 0.005중량% 이하로 제한한다.
Ti:0.005중량% 이하
Ti는 미세한 탄화물과 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하며 많이 첨가될 수록 증가된 탄화물과 질화물로 인해 집합조직도 열위하게 되어 자성이 나빠지게 되므로 본 발명에서는 0.005%이하로 제한한다.
Sn 또는 Sb: 적어도 하나 이상이 0.05~0.2중량%
상기 Sn과 Sb는 결정립계 편석원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 {111} 집합조직의 형성을 억제하고 자성에 유리한 {100} 및 {110} 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키기 위하여 첨가하며, Sn과 Sb 단독 또는 그 합이 0.2%이상 첨가하면 결정립 성장을 억제하여 자성을 떨어뜨리며 압연성을 열위시키므로 Sn, Sb의 첨가량은 적어도 하나 이상이 0.05~0.2%로 첨가한다.
상기 불가피하게 첨가되는 불순물은 Cu, Ni, Cr, Zr, Mo, V 을 포함하며, 상기 Cu, Ni, Cr 의 함량은 각각 0.05중량% 이하로 첨가되며, 상기 Zr, Mo, V 의 함량은 각각 0.01중량% 이하로 첨가된다.
상기 Cu, Ni, Cr은 철강제조 공정에서 불가피하게 첨가될 수 있으며, Cu, Ni, Cr은 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.
상기 조성 이외에 나머지는 Fe 및 철강제조 공정에서 첨가될 수 있는 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
본 발명에서 Si, Mn은 하기 조성식과 같이 제어 된다.
0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7
(여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함)
Si는 페라이트 안정화 원소로서 첨가량이 증가할 경우, 제조 공정 시 상변태가 없고 페라이트 단상에서만 열처리 되므로 상변태를 통한 집합조직 향상이 어려우며 Mn은 반대로 오스테나이트 안정화 원소로 첨가량이 많아지면 상변태 구간을 증가시킨다.
즉, ([Si]-[Mn])이 0.7 미만인 경우 상변태 구간이 너무 커서 상변태 종료 온도가 낮은 문제점이 생긴다. ([Si] -[Mn])이 1.7을 초과하는 경우 상변태 구간이 적고 상변태 온도가 높아 열처리 시 상변태 구간을 거치기 어렵게 된다.
또한 본 발명에 의한 무방향성 전기강판은 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 을 만족할 수 있다. (여기서, V{100} 은 모든 방위의 합에 대한 {100} 집합조직의 분율을, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을, V{111} 은 모든 방위의 합에 대한 {111} 집합조직의 분율을, V{112} 은 모든 방위의 합에 대한 {112} 집합조직의 분율을 의미함)
또한 상기 전기강판의 미세조직 내에 결정립의 크기는 20~120㎛ 일 수 있다.
또한 상기 불가피하게 첨가되는 불순물은 Cu, Ni, Cr, Zr, Mo, V 을 포함하며, 상기 Cu, Ni, Cr 의 함량은 각각 0.05중량% 이하로 첨가되며, 상기 Zr, Mo, V 의 함량은 각각 0.01중량% 이하 일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법에 대하여 기술한다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법은, 중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며,
상기 Si와 Mn은 0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7 (여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함) 을 만족하는 슬라브를 제공하는 단계;
상기 슬라브를 1,200℃ 이하로 가열한 후 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 산세 한 후 0.10~0.70mm로 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연강판을 850~1,100℃ 에서 마무리 소둔하는 단계를 포함한다.
중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며, 상기 Si와 Mn은 0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7 (여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함) 을 만족하는 슬라브를 1,200℃ 이하로 가열한 후 압연하여 열연강판을 제조한다.
상기 가열 온도가 1,200℃ 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 마무리 압연은 {A1온도(℃) - 40℃}이하의 페라이트 단상영역에서 종료할 수 있다.
마무리 압연을 {A1온도(℃) - 40℃}이하의 페라이트 단상영역에서 실시하는 이유는 오스테나이트/페라이트 이상 영역에서 마무리 압연을 실시할 경우 열간압연 후 냉각시 상변태에 의해 재결정이 완료되고 열연판 소둔 공정에 의한 집합조직 개선 및 자성 향상의 효과가 감소하기 때문이다.
또한 판형상 교정을 위하여 최종 압하율은 20%이하로 실시할 수 있다.
상기와 같이 제조된 열열강판을 700℃이하에서 권취하고, 공기중에서 냉각한다.
권취 냉각된 열연강판은 열연판 소둔 하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
열연판 소둔은 자성 개선을 위하여 1000~1200℃에서 행하며, A3온도(℃) 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시할 수 있다.
상기 열연판 소둔을 A3온도 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시할 경우 상변태에 의한 집합조직 향상 효과를 극대화할 수 있다.
열연판 소둔 후 냉각중 상변태에 의해 결정립이 다소 미세화되기 때문에 열연판 소둔온도가 1000℃보다 낮으면 결정립 성장이 불충분하며, 집합조직 향상 효과가 적으며 1200℃를 초과하는 경우에는 생산성이 떨어지며 판의 표면 결함이 과다해진다.
상기 열연판을 산세 한 후 냉간압연 한다.
냉간압연은 0.10mm에서 0.70mm의 두께로 최종 압연할 수 있다. 필요시 1차 냉간압연과 중간소둔 후 2차 냉간압연 할 수 있으며, 최종 압하율은 50~95%의 범위로 할 수 있다.
냉간압연된 강판은 냉연판 소둔(마무리 소둔)한다. 냉연판을 소둔하는 공정에서 소둔시 냉연판 소둔(마무리 소둔)의 균열온도는 850~1100℃로 한다. 냉연판 소둔온도가 850℃이하에서는 결정립의 성장이 미흡하여 자성에 해로운 집합 조직인 {111} 텍스쳐(texture)가 증가하며, 1100℃이상에서는 결정립이 과도하게 성장하여 자성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
상기 냉간압연 소둔판은 절연피막처리 될 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>
진공 용해를 통하여 하기 표 1과 같이 조성되는 강괴를 제조하여 Si, Mn, Al, Sn, Sb의 양을 변화시켜 성분원소의 영향과 열간압연 마무리온도를 변화시켜 그 영향을 보고자 하였다. 각 강괴는 1150℃에서 가열하고, 2.5mm의 두께로 열간압연한 후 권취하였다. 공기 중에서 권취하고 냉각한 열연강판은 1120℃에서 90초간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 990℃에서 100초간 최종 소둔을 하였다.
강종 C Si Mn P S Al N Ti Sn Sb A3 (℃) A1(℃)
X1 0.0037 0.62 0.02 0.015 0.0019 0.005 0.0016 0.0034 0.04 0.02 961 917
X2 0.0045 0.75 0.04 0.011 0.0049 0.001 0.0027 0.0012 0.09 0 968 915
X3 0.0035 1.67 0.01 0.019 0.0027 0.003 0.0021 0.0027 0.12 0.06 1093 1015
X4 0.0038 1.23 0.08 0.007 0.0013 0.002 0.0039 0.0009 0.01 0.08 1020 957
X5 0.0013 1.75 0.07 0.006 0.0037 0.001 0.0044 0.0034 0.06 0.09 1103 1039
X6 0.0022 1.11 0.03 0.008 0.0031 0.002 0.0017 0.004 0 0.12 1010 968
X7 0.0033 1.39 0.05 0.016 0.0042 0.005 0.0011 0.0015 0.01 0.01 1046 982
X8 0.0048 0.82 0.08 0.013 0.0037 0.003 0.0029 0.0035 0.02 0.03 972 913
X9 0.0015 1.82 0.07 0.004 0.0026 0.002 0.0023 0.0029 0.05 0 1115 1046
X10 0.0026 1.25 0.09 0.005 0.0016 0.008 0.003 0.0014 0 0.07 1025 971
X11 0.0027 1.24 0.03 0.017 0.0022 0.003 0.0016 0.0023 0 0.09 1027 975
X12 0.0037 0.86 0.06 0.018 0.0037 0.002 0.0025 0.0037 0.06 0.03 978 929
X13 0.0023 1.17 0.06 0.006 0.0015 0.004 0.0036 0.0046 0.08 0.04 1016 969
강종 [Si]-[Mn] 마무리압연
온도(℃)		 APL후V{110} ACL후V{110} (V{100}+V{110})/
(V{111}+ V{112})		 Grain size
(㎛)		 자속밀도
B50 		비고
X1 0.6 889 0.19 0.16 0.39 64 1.76 비교예
X2 0.71 877 0.18 0.19 0.44 55 1.74 비교예
X3 1.66 895 0.21 0.24 0.51 67 1.79 발명예
X4 1.15 866 0.24 0.23 0.64 86 1.81 발명예
X5 1.68 893 0.2 0.21 0.53 51 1.79 발명예
X6 1.08 868 0.23 0.26 0.57 59 1.81 발명예
X7 1.34 871 0.21 0.18 0.47 78 1.75 비교예
X8 0.74 880 0.17 0.19 0.4 60 1.76 비교예
X9 1.75 901 0.21 0.19 0.48 75 1.73 비교예
X10 1.16 888 0.17 0.14 0.38 77 1.76 비교예
X11 1.21 875 0.24 0.25 0.61 81 1.8 발명예
X12 0.8 879 0.2 0.22 0.55 90 1.82 발명예
X13 1.11 906 0.22 0.21 0.56 77 1.8 발명예
1) 자속밀도(B50)은 5000A/m의 자기장을 부가하였을 때 유도되는 자속밀도의 크기(Tesla)를 의미함.
2) 표1 에서 A3, A1 은 각 조성계에 따른 A3온도(℃)A1온도(℃) 이다.
각각의 시편에 대하여 EBSD, X-ray pole figure test를 통해 집합조직의 분율을 측정하였으며 결정립의 크기를 intercept method를 사용하여 측정하였다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 [Si], [Mn], [Al], [Sn], [Sb] 및 0.7≤([Si]-[Mn])≤1.7의 조성식(상기 [Si], [Mn]은 각각 Si, Mn의 첨가량(중량%))을 만족하고 열간 마무리 압연을 {A1온도(℃) - 40℃}이하의 페라이트 단상영역에서 실시한 강종 X3, X4, X5, X6, X11, X12, X13은 집합조직 측정 결과, 열연판 소둔(APL)후의 단면 집합조직과 냉연판 소둔(ACL) 후의 표면 집합조직에서 모두 V{110}≥0.2를 만족하였으며, ACL 후 표면 집합조직에서 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하고 결정립 크기도 20~120㎛를 만족하여 그 결과 자속밀도 B50이 매우 높게 나타났다.
반면, X1은 Si과 Mn이 각각 관리범위는 만족하였으나 상기 조성식을 만족하지 못하였으며 열간압연 시 마무리 압연 온도도 {A1온도(℃) - 40℃}이하의 조건을 만족하지 못하였으며 집합조직 측정 결과 APL 후 및 ACL 후 V{110}≥0.2와 ACL 후 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
X2와 X8은 성분 및 상기 조성식을 만족하였으나 열간압연 시 마무리 압연 온도가 {A1온도(℃) - 40℃}이하의 조건을 만족하지 못하였으며 집합조직 측정 결과 APL 후 및 ACL 후 V{110}≥0.2 및 ACL 후 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
X7은 Si, Mn 첨가량 및 상기 조성식을 만족하였으나 Sn, Sb첨가량이 조건을 만족하지 못하였고 집합조직 측정 결과 APL 후 V{110}≥0.2는 만족하였으나 ACL 후 V{110}≥0.2 및 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
X9는 Si, Mn첨가량은 만족하였으나 상기 조성식을 만족하지 못하였고 집합조직 측정 결과 APL 후 V{110}≥0.2는 만족하였으나 ACL 후 V{110}≥0.2 및 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
X10은 Mn과 Al이 성분범위를 만족하지 못하였고 그 결과 APL 후 및 ACL 후 V{110}≥0.2와 ACL 후 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 자속밀도가 낮게 나타났다.
<실시예 2>
진공 용해를 통하여 하기 표 3과 같이 조성되는 강괴를 제조하였다. 이 때, 열연 마무리온도, 열연판 소둔 및 냉연판 소둔 온도가 집합조직, 결정립 크기 및 자성에 미치는 영향을 보고자 하였다. 각 강괴는 1170℃에서 가열하고, 2.6mm의 두께로 열간압연한 후 권취하였다. 공기 중에서 권취하고 냉각한 열연강판은 950~1100℃에서 80초간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간압연하고, 냉연판 소둔은 800~1150℃에서 110초간 최종 소둔을 하였다.
강종 C Si Mn P S Al N Ti Sn Sb A3 (℃) A1(℃)
Y1 0.0018 1.56 0.04 0.016 0.0037 0.002 0.0034 0.0009 0 0.06 1073 1016
Y2 0.0038 0.81 0.06 0.004 0.0044 0.001 0.0018 0.0046 0.04 0.04 973 924
Y3 0.0049 1.38 0.01 0.018 0.0011 0.003 0.0016 0.0037 0.03 0.04 1046 969
Y4 0.0037 1.12 0.07 0.011 0.002 0.002 0.0037 0.0035 0.1 0.02 1007 949
Y5 0.0022 0.95 0.05 0.005 0.0035 0.005 0.0025 0.0019 0 0.11 991 953
Y6 0.0026 1.23 0.06 0.009 0.0021 0.004 0.0016 0.002 0.09 0 1023 972
Y7 0.0019 1.64 0.02 0.013 0.0039 0.005 0.0019 0.0016 0.13 0.02 1089 1027
Y8 0.0038 0.79 0.04 0.015 0.0018 0.003 0.0033 0.0011 0.05 0.02 973 925
Y9 0.0033 1.13 0.08 0.009 0.0013 0.002 0.0046 0.0015 0.08 0 1007 953
Y10 0.0034 0.89 0.04 0.01 0.0024 0.002 0.0015 0.004 0.03 0.03 984 936
Y11 0.0026 1.33 0.05 0.017 0.0031 0.003 0.0034 0.0022 0 0.05 1037 983
Y12 0.0035 1.18 0.03 0.013 0.0037 0.004 0.0029 0.0016 0.04 0.05 1019 962
강종 [Si]-[Mn] 마무리
압연
온도(℃)		 열연판
소둔 온도(℃)		 냉연판
소둔 온도(℃)		 APL후
V{110} 		ACL후
V{110} 		V{100}+V{110})/
(V{111}+ V{112})		 Grain size
(㎛)		 자속밀도
B50		 비고
Y1 1.52 867 1100 900 0.24 0.21 0.54 46 1.79 발명예
Y2 0.75 890 960 990 0.14 0.17 0.41 84 1.76 비교예
Y3 1.37 869 1050 1030 0.23 0.23 0.56 94 1.8 발명예
Y4 1.05 881 1040 950 0.21 0.21 0.51 73 1.82 발명예
Y5 0.9 891 1030 930 0.22 0.21 0.53 61 1.82 발명예
Y6 1.17 903 1070 1010 0.2 0.2 0.52 88 1.81 발명예
Y7 1.62 885 1020 980 0.16 0.18 0.43 76 1.74 비교예
Y8 0.75 888 1050 830 0.21 0.18 0.48 38 1.76 비교예
Y9 1.05 873 1080 1000 0.23 0.21 0.54 80 1.81 발명예
Y10 0.85 868 1080 1060 0.22 0.24 0.57 95 1.82 발명예
Y11 1.28 872 1010 840 0.17 0.14 0.39 42 1.75 비교예
Y12 1.15 860 1070 1120 0.23 0.15 0.45 132 1.75 비교예
1) 자속밀도(B50)은 5000A/m의 자기장을 부가하였을 때 유도되는 자속밀도의 크기(Tesla)를 의미함.
2) 표3 에서 A3, A1 은 각 조성계에 따른 A3온도(℃) A1온도(℃) 이다.
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 [Si], [Mn], [Al], [Sn], [Sb] 및 0.7≤([Si]-[Mn])≤1.7의 조성식(상기 [Si], [Mn]은 각각 Si, Mn의 첨가량(중량%))을 만족하고 열간 마무리 압연을 {A1온도(℃) - 40℃}이하의 페라이트 단상영역에서 실시하였으며 열연판 소둔(APL)및 냉연판 소둔(ACL) 조건을 만족한 강종 Y1, Y3, Y4, Y5, Y6, Y9, Y10은 집합조직 측정 결과, 열연판 소둔(APL)후의 단면 집합조직과 냉연판 소둔(ACL) 후의 표면 집합조직에서 모두 V{110}≥0.2를 만족하였으며, ACL 후 표면 집합조직에서 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하고 결정립 크기도 20~120㎛를 만족하여 그 결과 자속밀도 B50이 매우 높게 나타났다.
반면, Y2은 성분과 상기 조성식, 냉연판 소둔온도를 만족하였으나 열간압연 시 마무리 압연 온도도 (A1온도-40℃)이하의 조건과 A3온도 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시하는 APL 소둔조건을 만족하지 못하였으며 집합조직 측정 결과 APL 후 및 ACL 후 V{110}≥0.2와 ACL 후 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
Y7은 성분, 상기 조성식, 열간압연 마무리온도 및 ACL 소둔조건을 만족하였으나 A3온도 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시하는 APL 소둔조건을 만족하지 못하였고 집합조직 측정 결과 APL 후 및 ACL 후 V{110}≥0.2와 ACL 후 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
한편, Y8은 성분 및 상기조성식을 만족하고 APL 소둔 조건을 만족하였으나 열간압연 마무리 온도를 만족하지 못하였고 ACL 소둔 조건이 너무 낮았으며 집합조직 측정 결과 ACL 후 V{110}≥0.2와 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
Y11은 성분 및 상기조성식, 열간압연 마무리 온도 조건을 만족하였으나 APL 및 ACL 소둔 조건을 모두 만족하지 못하였으며 그 결과 못하였고 집합조직 측정 결과 APL 후 및 ACL 후 V{110}≥0.2와 ACL 후 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
또한, Y12는 성분, 상기조성식, 열간압연 마무리온도 및 APL 소둔 조건은 만족하였으나 ACL 소둔 온도가 너무 높아 집합조직 측정 결과 ACL 후 V{110}≥0.2와 (V{100}+V{110})/(V{111}+V{112})≥0.5 를 만족하지 못하였고 결정립 크기도 132㎛로 너무 조대하게 나타났고 그 결과 자속밀도가 낮게 나타났다.
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 (12)

  1. 중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며,
    상기 Si와 Mn은
    0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7
    (여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함)
    을 만족하는 무방향성 전기강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무방향성 전기강판은 V{110}≥0.2 를 만족하는 무방향성 전기강판.
    (여기서, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을 의미함)
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무방향성 전기강판은 (V{100}+V{110})≥(0.5)x(V{111}+V{112})을 만족하는 무방향성 전기강판.
    (여기서, V{100} 은 모든 방위의 합에 대한 {100} 집합조직의 분율을, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을, V{111} 은 모든 방위의 합에 대한{111} 집합조직의 분율을, V{112} 은 모든 방위의 합에 대한 {112} 집합조직의 분율을 의미함)
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 불가피하게 첨가되는 불순물은 Cu, Ni, Cr, Zr, Mo, V 을 포함하며, 상기 Cu, Ni, Cr 의 함량은 각각 0.05중량% 이하로 첨가되며, 상기 Zr, Mo, V 의 함량은 각각 0.01중량% 이하로 첨가되는 무방향성 전기강판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기강판의 미세조직 내에 결정립의 크기는 20~120㎛ 인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
  6. 중량 퍼센트(%)로, C: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Si:2%이하(0%를 포함하지 않는다), Mn: 0.08%이하, P:0.02%이하(0%를 포함하지 않는다), S:0.001~0.005%, Al: 0.005%이하, N:0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), Sn 및 Sb 중 적어도 하나가 0.05~0.2%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며,
    상기 Si와 Mn은
    0.7 ≤([Si]-[Mn])≤1.7
    (여기서, [Si], [Mn]는 각각 Si, Mn 의 중량 퍼센트(%)를 의미함)
    을 만족하는 슬라브를 제공하는 단계;
    상기 슬라브를 1,200℃ 이하로 가열한 후 압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
    상기 열연강판을 산세 한 후 0.10~0.70mm로 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및
    상기 냉연강판을 850~1,100℃ 에서 마무리 소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열연강판을 제조하는 단계에서,
    마무리 압연은 {A1온도(℃) - 40℃} 이하의 페라이트 단상영역에서 종료하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열연강판을 1,000~1,200℃에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하며,
    상기 열연판 소둔은 A3온도(℃) 이상의 오스테나이트 단상영역에서 실시하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마무리 소둔이 완료된 전기강판은 V{110}≥0.2를 만족하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
    (여기서, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을 의미함)
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마무리 소둔이 완료된 전기강판은(V{100}+V{110})≥(0.5)x(V{111}+V{112})를 만족하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
    (여기서, V{100} 은 모든 방위의 합에 대한 {100} 집합조직의 분율을, V{110} 은 모든 방위의 합에 대한 {110} 집합조직의 분율을, V{111} 은 모든 방위의 합에 대한 {111} 집합조직의 분율을, V{112} 은 모든 방위의 합에 대한 {112} 집합조직의 분율을 의미함)
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 불가피하게 첨가되는 불순물은 Cu, Ni, Cr, Zr, Mo, V 을 포함하며, 상기 Cu, Ni, Cr 의 함량은 각각 0.05중량% 이하로 첨가되며, 상기 Zr, Mo, V 의 함량은 각각 0.01중량% 이하로 첨가되는 무방향성 전기강판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마무리 소둔이 완료된 전기강판의 미세조직 내에 결정립의 크기는 20~120㎛ 인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
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