KR20190137852A

KR20190137852A - 무방향성 전자 강판

Info

Publication number: KR20190137852A
Application number: KR1020197032610A
Authority: KR
Inventors: 다케시 구보타; 다카시 모로호시; 마사후미 미야자키
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2019-12-11
Also published as: EP3633056B1; CN110612358B; EP3633056A4; KR102338642B1; CN110612358A; WO2018220838A1; US10968503B2; JPWO2018220838A1; US20200017942A1; PL3633056T3; JP6828815B2; EP3633056A1; BR112019019901A2; BR112019019901B1

Abstract

Si 함유량(질량％)을 [Si], Al 함유량(질량％)을 [Al], Mn 함유량(질량％)을 [Mn]이라 했을 때 「Q= [Si]+2[Al]-[Mn]」으로 표시되는 파라미터 Q가 2.00 이상이며, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 또는 Cd의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량이, 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량의 10％ 이상이며, {100} 결정 방위 강도가 3.0 이상이며, 두께가 0.15㎜ 내지 0.30㎜이며, 평균 결정 입경이 65㎛ 내지 100㎛이다.

Description

무방향성 전자 강판

본 발명은, 무방향성 전자 강판에 관한 것이다.

무방향성 전자 강판은, 예를 들어 모터의 철심에 사용되고, 무방향성 전자 강판에는, 그 판면에 평행한 모든 방향(이하, 「판면 내의 전방향」이라고 하는 경우가 있음)에 있어서 우수한 자기 특성, 예를 들어 저철손 및 고자속 밀도가 요구된다. 지금까지 다양한 기술이 제안되어 있지만, 판면 내의 전방향에 있어서 충분한 자기 특성을 얻는 것은 곤란하다. 예를 들어, 판면 내의 어떤 특정한 방향에서 충분한 자기 특성을 얻을 수 있다고 해도, 다른 방향에서는 충분한 자기 특성을 얻지 못하는 경우가 있다.

일본 특허공개 평3-126845호 공보 일본 특허공개 제2006-124809호 공보 일본 특허공개 소61-231120호 공보 일본 특허공개 제2004-197217호 공보 일본 특허공개 평5-140648호 공보 일본 특허공개 제2008-132534호 공보 일본 특허공개 제2004-323972호 공보 일본 특허공개 소62-240714호 공보 일본 특허공개 제2011-157603호 공보 일본 특허공개 제2008-127659호 공보

본 발명은, 판면 내의 전방향에 있어서 우수한 자기 특성을 얻을 수 있는 무방향성 전자 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 이 결과, 화학 조성, 두께 및 평균 결정 입경을 적절한 것으로 하는 것이 중요하다는 사실이 밝혀졌다. 이러한 무방향성 전자 강판의 제조에는, 열연 강대 등의 냉간 압연에 제공되는 강대를 얻을 때, 용강의 주조 또는 급속 응고에 있어서의 주상정율 및 평균 결정 입경을 제어하고, 냉간 압연의 압하율을 제어하고, 마무리 어닐링 시의 통판 장력 및 냉각 속도를 제어하는 것이 중요하다는 사실도 밝혀졌다.

본 발명자들은, 이러한 지견에 기초하여 예의 검토를 더욱 거듭한 결과, 이하에 나타내는 발명의 여러 양태에 상도하였다.

(1)

질량％로,

C: 0.0030％ 이하,

Si: 2.00％ 내지 4.00％,

Al: 0.10％ 내지 3.00％,

Mn: 0.10％ 내지 2.00％,

S: 0.0030％ 이하,

Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상: 총계로 0.0003％ 이상 0.0015％ 미만,

Si 함유량(질량％)을 [Si], Al 함유량(질량％)을 [Al], Mn 함유량(질량％)을 [Mn]으로 했을 때 식 1로 표시되는 파라미터 Q: 2.00 이상,

Sn: 0.00％ 내지 0.40％,

Cu: 0.0％ 내지 1.0％,

Cr: 0.0％ 내지 10.0％, 또한

잔부: Fe 및 불순물

로 표시되는 화학 조성을 갖고,

Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 또는 Cd의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량이, 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량의 10％ 이상이며,

{100} 결정 방위 강도가 3.0 이상이며,

두께가 0.15㎜ 내지 0.30㎜이며,

평균 결정 입경이 65㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.

Q=[Si]+2[Al]-[Mn] (식 1)

(2)

상기 화학 조성에 있어서,

Sn: 0.02％ 내지 0.40％, 혹은

Cu: 0.1％ 내지 1.0％,

또는 이들 양쪽이 충족되는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 무방향성 전자 강판.

(3)

상기 화학 조성에 있어서,

Cr: 0.2％ 내지 10.0％

가 충족되는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 무방향성 전자 강판.

본 발명에 따르면, 화학 조성, 두께 및 평균 결정 입경이 적절하기 때문에, 판면 내의 전방향에 있어서 우수한 자기 특성을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판 및 그 제조에 사용하는 용강의 화학 조성에 대하여 설명한다. 상세는 후술하지만, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 용강의 주조 및 열간 압연 또는 용강의 급속 응고, 냉간 압연, 및 마무리 어닐링 등을 거쳐서 제조된다. 따라서, 무방향성 전자 강판 및 용강의 화학 조성은, 무방향성 전자 강판의 특성뿐만 아니라, 이들의 처리를 고려한 것이다. 이하의 설명에 있어서, 무방향성 전자 강판 또는 용강에 포함되는 각 원소의 함유량의 단위인 「％」는, 특별히 언급이 없는 한 「질량％」를 의미한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, C: 0.0030％ 이하, Si: 2.00％ 내지 4.00％, Al: 0.10％ 내지 3.00％, Mn: 0.10％ 내지 2.00％, S: 0.0030％ 이하, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상: 총계로 0.0003％ 이상 0.0015％ 미만, Si 함유량(질량％)을 [Si], Al 함유량(질량％)을 [Al], Mn 함유량(질량％)을 [Mn]이라 했을 때 식 1로 표시되는 파라미터 Q: 2.00 이상, Sn: 0.00％ 내지 0.40％, Cu: 0.0％ 내지 1.0％, Cr: 0.0％ 내지 10.0％, 또한 잔부: Fe 및 불순물로 표시되는 화학 조성을 갖고 있다. 불순물로서는, 광석이나 스크랩 등의 원재료에 포함되는 것, 제조 공정에 있어서 포함되는 것이 예시된다.

Q=[Si]+2[Al]-[Mn] (식 1)

(C: 0.0030％ 이하)

C는, 철손을 높이거나, 자기 시효를 야기시키거나 한다. 따라서, C 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이러한 현상은, C 함유량이 0.0030％ 초과에서 현저하다. 이 때문에, C 함유량은 0.0030％ 이하로 한다. C 함유량의 저감은, 판면 내의 전방향에 있어서의 자기 특성의 균일한 향상에도 기여한다.

(Si: 2.00％ 내지 4.00％)

Si는, 전기 저항을 증대시키고 와전류손을 감소시켜, 철손을 저감하거나, 항복비를 증대시켜, 철심에 대한 펀칭 가공성을 향상시키거나 한다. Si 함유량이 2.00％ 미만이면, 이들 작용 효과를 충분히 얻지 못한다. 따라서, Si 함유량은 2.00％ 이상으로 한다. 한편, Si 함유량이 4.00％ 초과이면, 자속 밀도가 저하되거나, 경도의 과도한 상승에 의해 펀칭 가공성이 저하되거나, 냉간 압연이 곤란해지거나 한다. 따라서, Si 함유량은 4.00％ 이하로 한다.

(Al: 0.10％ 내지 3.00％)

Al은, 전기 저항을 증대시키고 와전류손을 감소시켜, 철손을 저감한다. Al은, 포화 자속 밀도에 대한 자속 밀도 B50의 상대적인 크기의 향상에도 기여한다. 여기서, 자속 밀도 B50은, 5000A/m의 자장에 있어서의 자속 밀도이다. Al 함유량이 0.10％ 미만이면, 이들 작용 효과를 충분히 얻지 못한다. 따라서, Al 함유량은 0.10％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 3.00％ 초과이면, 자속 밀도가 저하되거나, 항복비를 저하시켜, 펀칭 가공성을 저하시키거나 한다. 따라서, Al 함유량은 3.00％ 이하로 한다.

(Mn: 0.10％ 내지 2.00％)

Mn은, 전기 저항을 증대시키고 와전류손을 감소시켜, 철손을 저감한다. Mn이 포함되면, 1차 재결정에서 얻어지는 집합 조직이, 판면에 평행한 면이 {100}면의 결정(이하, 「{100} 결정」이라고 하는 경우가 있음)이 발달한 것으로 되기 쉽다. {100} 결정은, 판면 내의 전방향에 있어서의 자기 특성의 균일한 향상에 적합한 결정이다. 또한, Mn 함유량이 높을수록 MnS의 석출 온도가 높아져서, 석출되게 되는 MnS가 큰 것으로 된다. 이 때문에, Mn 함유량이 높을수록, 마무리 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해하는 입경이 100㎚ 정도의 미세한 MnS가 석출되기 어렵다. Mn 함유량이 0.10％ 미만이면, 이들 작용 효과를 충분히 얻지 못한다. 따라서, Mn 함유량은 0.10％ 이상으로 한다. 한편, Mn 함유량이 2.00％ 초과이면, 마무리 어닐링에 있어서 결정립이 충분히 성장되지 않아, 철손이 증대된다. 따라서, Mn 함유량은 2.00％ 이하로 한다.

(S: 0.0030％ 이하)

S는, 필수 원소가 아니며, 예를 들어 강 중에 불순물로서 함유된다. S는, 미세한 MnS의 석출에 의해, 마무리 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해한다. 따라서, S 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이러한 철손의 증가는, S 함유량이 0.0030％ 초과이면 현저하다. 이 때문에, S 함유량은 0.0030％ 이하로 한다.

(Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상: 총계로 0.0003％ 이상 0.0015％ 미만)

Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd는, 용강의 주조 또는 급속 응고 시에 용강 중의 S와 반응하여 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽의 석출물을 생성한다. 이하, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd를 총칭하여 「조대 석출물 생성 원소」라고 하는 경우가 있다. 조대 석출물 생성 원소의 석출물 입경은 1㎛ 내지 2㎛ 정도이고, MnS, TiN, AlN 등의 미세 석출물의 입경(100㎚ 정도)보다 훨씬 크다. 이 때문에, 이들 미세 석출물은 조대 석출물 생성 원소의 석출물에 부착되어, 마무리 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해하기 어려워진다. 조대 석출물 생성 원소의 함유량이 총계로 0.0003％ 미만이면, 이들 작용 효과를 안정적으로 얻을 수 없다. 따라서, 조대 석출물 생성 원소의 함유량은 총계로 0.0003％ 이상으로 한다. 한편, 조대 석출물 생성 원소의 함유량이 총계로 0.0015％ 이상이면, 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽의 석출물이, 마무리 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해하는 경우가 있다. 따라서, 조대 석출물 생성 원소의 함유량은 총계로 0.0015％ 미만으로 한다.

(파라미터 Q: 2.00 이상)

식 1로 표시되는 파라미터 Q가 2.00 미만이면, 페라이트-오스테나이트 변태(α-γ 변태)를 발생할 수 있기 때문에, 용강의 주조 또는 급속 응고 시에, 일단 생성한 주상정이 α-γ 변태에 의해 파괴되거나, 평균 결정 입경이 작아지거나 한다. 또한, 처리 어닐링 시에 α-γ 변태가 발생하는 경우도 있다. 이 때문에, 파라미터 Q가 2.00 미만이면, 원하는 자기 특성을 얻지 못한다. 따라서, 파라미터 Q는 2.00 이상으로 한다.

Sn, Cu 및 Cr은, 필수 원소가 아니라, 무방향성 전자 강판에 소정량을 한도로 적절히 함유되어 있어도 되는 임의 원소이다.

(Sn: 0.00％ 내지 0.40％, Cu: 0.0％ 내지 1.0％)

Sn 및 Cu는, 자기 특성의 향상에 적합한 결정을 1차 재결정에서 발달시킨다. 이 때문에, Sn 혹은 Cu 또는 이들 양쪽이 포함되면, 판면 내의 전방향에 있어서의 자기 특성의 균일한 향상에 적합한 {100} 결정이 발달한 집합 조직이 1차 재결정에서 얻어지기 쉽다. Sn은, 마무리 어닐링 시의 강판의 표면의 산화 및 질화를 억제하거나, 결정립의 크기의 변동을 억제하거나 한다. 따라서, Sn 혹은 Cu 또는 이들 양쪽이 함유되어 있어도 된다. 이들 작용 효과를 충분히 얻기 위해서, 바람직하게는 Sn: 0.02％ 이상 혹은 Cu: 0.1％ 이상 또는 이들 양쪽으로 한다. 한편, Sn이 0.40％ 초과이면, 상기 작용 효과가 포화하여 헛되이 비용이 비싸지거나, 마무리 어닐링에 있어서 결정립의 성장이 억제되거나 한다. 따라서, Sn 함유량은 0.40％ 이하로 한다. Cu 함유량이 1.0％ 초과이면, 강판이 취화되어, 열간 압연 및 냉간 압연이 곤란해지거나, 마무리 어닐링의 어닐링 라인의 통판이 곤란해지거나 한다. 따라서, Cu 함유량은 1.0％ 이하로 한다.

(Cr: 0.0％ 내지 10.0％)

Cr은, 고주파 철손을 저감한다. 고주파 철손의 저감은 회전기의 고속 회전화에 기여하고, 고속 회전화는 회전기의 소형화 및 고효율화에 기여한다. Cr은, 전기 저항을 증대시키고 와전류손을 감소시켜, 고주파 철손 등의 철손을 저감한다. Cr은, 응력 감수성을 저하시키고, 철심을 형성할 때 도입되는 압축 응력에 수반되는 자기 특성의 저하 및 고속 회전 시에 작용하는 압축 응력에 수반되는 자기 특성의 저하 경감에도 기여한다. 따라서, Cr이 함유되어 있어도 된다. 이들 작용 효과를 충분히 얻기 위해서, 바람직하게는 Cr: 0.2％ 이상으로 한다. 한편, Cr 함유량이 10.0％ 초과이면, 자속 밀도가 저하되거나, 비용이 높아지거나 한다. 따라서, Cr 함유량은 10.0％ 이하로 한다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 있어서의 S의 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에서는, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량이, 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량의 10％ 이상이다. 상기한 바와 같이 조대 석출물 생성 원소는, 용강의 주조 또는 급속 응고 시에 용강 중의 S와 반응하여 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽의 석출물을 생성한다. 따라서, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의, 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율이 높은 것은, 충분한 양의 조대 석출물 생성 원소가 무방향성 전자 강판에 포함되고, 이 석출물에 MnS 등의 미세 석출물이 효과적으로 부착되어 있음을 의미한다. 이 때문에, 상기 비율이 높을수록, 마무리 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장이 촉진되어 있으며, 우수한 자기 특성이 얻어진다. 그리고, 상기 비율이 10％ 미만이면, 마무리 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장이 충분하지 않아, 우수한 자기 특성을 얻지 못한다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 집합 조직에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에서는, {100} 결정 방위 강도가 3.0 이상이다. {100} 결정 방위 강도가 3.0 미만이면, 자속 밀도의 저하 및 철손의 증가가 발생하거나, 판면에 평행한 방향 간에서의 자기 특성의 변동이 발생하거나 한다. {100} 결정 방위 강도는, X선 회절법 또는 전자선 후방 산란 회절(electron backscatter diffraction: EBSD)법에 의해 측정할 수 있다. X선 및 전자선의 시료로부터의 반사각 등이 결정 방위마다 상이하기 때문에, 랜덤 방위 시료를 기준으로 하여 이 반사 강도 등으로 결정 방위 강도를 구할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경은 65㎛ 내지 100㎛이다. 평균 결정 입경이 65㎛ 미만이거나, 100㎛ 초과이면, 철손 W10/800이 높다. 여기서, 철손 W10/800은, 1.0T의 자속 밀도, 800㎐의 주파수에 있어서의 철손이다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 두께에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 두께는, 예를 들어 0.15㎜이상 0.30㎜ 이하이다. 두께가 0.30㎜ 초과이면, 우수한 고주파 철손을 얻을 수 없다. 따라서, 두께는 0.30㎜ 이하로 한다. 두께가 0.15㎜ 미만이면, 안정성이 낮은 무방향성 전자 강판의 표면에 있어서의 자기 특성이, 안정성이 높은 내부에 있어서의 자기 특성보다도 지배적으로 된다. 또한, 두께가 0.15㎜ 미만이면, 마무리 어닐링의 어닐링 라인의 통판이 곤란해지거나, 일정한 크기의 철심에 필요한 무방향성 전자 강판의 수가 증가되어, 공정수의 증가에 수반되는 생산성의 저하 및 제조 비용의 상승이 야기되거나 한다. 따라서, 두께는 0.15㎜ 이상으로 한다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 자기 특성에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 예를 들어 링 자기 측정에서의 자속 밀도 B50: 1.67T 이상, 또한, 철손 W10/800: 무방향성 전자 강판의 두께를 t(㎜)로 나타냈을 때 30×[0.45+0.55×{0.5×(t/0.20)+0.5×(t/0.20)²}]W/㎏ 이하로 표시되는 자기 특성을 나타낼 수 있다.

링 자기 측정에서는, 무방향성 전자 강판으로부터 채취한 링 형상의 시료, 예를 들어 외경이 5인치(12.70㎝), 내경이 4인치(10.16㎝)인 링 형상의 시료를 여자하고, 자속을 시료의 전체 둘레에 흘린다. 링 자기 측정에 의해 얻어지는 자기 특성은, 판면 내의 전방향의 구조를 반영한 것으로 된다.

다음으로, 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제1 제조 방법에 대하여 설명한다. 이 제1 제조 방법에서는, 용강의 주조, 열간 압연, 냉간 압연, 마무리 어닐링 등을 행한다.

용강의 주조 및 열간 압연에서는, 상기 화학 조성을 갖는 용강의 주조를 행하여 슬래브 등의 강괴를 제작하고, 이 열간 압연을 행하여, 슬래브 등의 강괴에 있어서의 주상정을 출발 주조 조직으로 한 열연 결정 조직의 비율이 면적 분율로 80％ 이상, 또한, 평균 결정 입경이 0.1㎜ 이상인 강대를 얻는다.

주상정은, 무방향성 전자 강판의 자기 특성, 특히 판면 내의 전방향에 있어서의 자기 특성의 균일한 향상에 바람직한 {100} <0vw> 집합 조직을 갖는다. {100} <0vw> 집합 조직이란, 판면에 평행한 면이 {100}면에서 압연 방향이 <0vw> 방위의 결정이 발달한 집합 조직이다(v 및 w는 임의의 실수임(v 및 w가 모두 0인 경우를 제외함). 주상정의 비율이 80％ 미만이면, 마무리 어닐링에 의해 {100} 결정이 발달한 집합 조직을 얻을 수 없다. 따라서, 주상정의 비율은 80％ 이상으로 한다. 주상정의 비율은 현미경 관찰로 특정할 수 있다. 제1 제조 방법에 있어서, 주상정의 비율을 80％ 이상으로 하기 위해서는, 예를 들어 응고 시의 주조편의 한쪽 표면과 다른 쪽 표면 사이의 온도차를 40℃ 이상으로 한다. 이 온도차는, 주형의 냉각 구조, 재질, 몰드 테이퍼, 몰드 플럭스 등에 의해 제어할 수 있다. 이러한 주상정의 비율이 80％ 이상으로 되는 조건에서 용강을 주조한 경우, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 또는 Cd의 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽이 용이하게 생성되고, MnS 등의 미세 황화물의 생성이 억제된다.

강대의 평균 결정 입경이 작을수록, 결정립의 수가 많아，결정립계의 면적이 넓다. 마무리 어닐링의 재결정에서는, 결정립 내 및 결정립계로부터 결정이 성장하는바, 결정립 내로부터 성장하는 결정은 자기 특성에 바람직한 {100} 결정인 데 비하여, 결정립계로부터 성장하는 결정은 {111} <112> 결정 등의 자기 특성에 바람직하지 않은 결정이다. 따라서, 강대의 평균 결정 입경이 클수록, 마무리 어닐링으로 자기 특성에 바람직한 {100} 결정이 발달되기 쉽고, 특히 강대의 평균 결정 입경이 0.1㎜ 이상인 경우에, 우수한 자기 특성을 얻기 쉽다. 따라서, 강대의 평균 결정 입경은 0.1㎜ 이상으로 한다. 강대의 평균 결정 입경은, 열간 압연의 개시 온도 및 권취 온도 등에 의해 조정할 수 있다. 개시 온도를 900℃ 이하, 또한 권취 온도를 650℃ 이하로 한 경우, 강대에 포함되는 결정립은 미재결정에서 압연 방향으로 연신한 결정립으로 되기 때문에, 평균 결정 입경이 0.1㎜ 이상인 강대가 얻어진다.

조대 석출물 생성 원소는, 제강 공정에서의 주조 전의 마지막 레이들의 바닥에 투입해 두고, 당해 레이들에 조대 석출물 생성 원소 이외의 원소를 포함한 용강을 주입하여, 용강 중에 조대 석출물 생성 원소를 용해시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 조대 석출물 생성 원소를 용강으로부터 비산하기 어렵게 할 수 있으며, 또한, 조대 석출물 생성 원소와 S의 반응을 촉진시킬 수 있다. 제강 공정에서의 주조 전의 마지막 레이들은, 예를 들어 연속 주조기의 턴디쉬 바로 위의 레이들이다.

냉간 압연의 압하율을 90％ 초과로 하면, 마무리 어닐링 시에, 자기 특성의 향상을 저해하는 집합 조직, 예를 들어 {111} <112> 집합 조직이 발달하기 쉽다. 따라서, 냉간 압연의 압하율은 90％ 이하로 한다. 냉간 압연의 압하율을 40％ 미만으로 하면, 무방향성 전자 강판의 두께의 정밀도 및 평탄도의 확보가 곤란해지는 경우가 있다. 따라서, 냉간 압연의 압하율은 바람직하게는 40％ 이상으로 한다.

마무리 어닐링에 의해, 1차 재결정 및 결정립의 성장을 발생시켜, 평균 결정 입경을 65㎛ 내지 100㎛로 한다. 이 마무리 어닐링에 의해, 판면 내의 전방향에 있어서의 자기 특성의 균일한 향상에 적합한 {100} 결정이 발달한 집합 조직이 얻어진다. 마무리 어닐링에서는, 예를 들어 유지 온도를 900℃ 이상 1000℃ 이하로 하고, 유지 시간을 10초간 이상 60초간 이하로 한다.

마무리 어닐링의 통판 장력을 3MPa 초과로 하면, 이방성을 갖는 탄성 변형이 무방향성 전자 강판 내에 잔존하기 쉬워진다. 이방성을 갖는 탄성 변형은 집합 조직을 변형시키기 때문에, {100} 결정이 발달한 집합 조직이 얻어지고 있어도, 이것이 변형되어, 판면 내에 있어서의 자기 특성의 균일성이 저하되어버린다. 따라서, 마무리 어닐링의 통판 장력은 3MPa 이하로 한다. 마무리 어닐링의 950℃∼700℃에서의 냉각 속도를 1℃/초 초과로 한 경우에도, 이방성을 갖는 탄성 변형이 무방향성 전자 강판 내에 잔존하기 쉬워진다. 따라서, 마무리 어닐링의 950℃∼700℃에서의 냉각 속도는 1℃/초 이하로 한다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판을 제조할 수 있다. 마무리 어닐링의 후에, 도포 및 베이킹에 의해 절연 피막을 형성해도 된다.

다음으로, 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제2 제조 방법에 대하여 설명한다. 이 제2 제조 방법에서는, 용강의 급속 응고, 냉간 압연, 마무리 어닐링 등을 행한다.

용강의 급속 응고에서는, 상기 화학 조성을 갖는 용강을, 이동 갱신하는 냉각체의 표면에서 급속 응고시켜, 주상정의 비율이 면적 분율로 80％ 이상, 또한, 평균 결정 입경이 0.1㎜ 이상인 강대를 얻는다.

제2 제조 방법에 있어서, 주상정의 비율을 80％ 이상으로 하기 위해서는, 예를 들어 용강의 이동 갱신하는 냉각체의 표면에 주입하는 온도를 응고 온도보다도 25℃ 이상 높인다. 특히 용강의 온도를 응고 온도보다도 40℃ 이상 높인 경우에는, 주상정의 비율을 거의 100％로 할 수 있다. 이러한 주상정의 비율이 80％ 이상으로 되는 조건에서 용강을 응고시킨 경우, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 또는 Cd의 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽이 용이하게 생성되어, MnS 등의 미세 황화물의 생성이 억제된다.

제2 제조 방법에 있어서도, 강대의 평균 결정 입경은 0.1㎜ 이상으로 한다. 강대의 평균 결정 입경은, 급속 응고 시에 있어서 냉각체의 표면에 주입할 때의 용강 온도나 냉각체의 표면에서의 냉각 속도 등에 의해 조정할 수 있다.

급속 응고 시에, 조대 석출물 생성 원소는, 제강 공정에서의 주조 전의 마지막 레이들의 바닥에 투입해 두고, 당해 레이들에 조대 석출물 생성 원소 이외의 원소를 포함한 용강을 주입하고, 용강 중에 조대 석출물 생성 원소를 용해시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 조대 석출물 생성 원소를 용강으로부터 비산하기 어렵게 할 수 있으며, 또한, 조대 석출물 생성 원소와 S와의 반응을 촉진할 수 있다. 제강 공정에서의 주조 전의 마지막 레이들은, 예를 들어 급속 응고시키는 주조기의 턴디쉬 바로 위의 레이들이다.

냉간 압연 및 마무리 어닐링은 제1 제조 방법과 마찬가지의 조건에서 행하면 된다.

이와 같은 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 판면 내의 전방향에 있어서 균일한 우수한 자기 특성을 나타내고, 회전기, 중소형 변압기 및 전장품 등의 전기 기기의 철심에 사용된다. 또한, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 회전기의 고효율화 및 소형화에도 기여할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

실시예

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 대하여, 실시예를 나타내면서 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 어디까지나 일례에 지나지 않으며, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판이 하기 예에 한정되는 것은 아니다.

(제1 시험)

제1 시험에서는, 표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 용강을 주조하여 슬래브를 제작하고, 이 슬래브의 열간 압연을 행하여 강대를 얻었다. 표 1 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었음을 나타내고, 잔부는 Fe 및 불순물이다. 표 1 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다. 이어서, 강대의 냉간 압연 및 마무리 어닐링을 행하여 다양한 무방향성 전자 강판을 제작하였다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 철손 W10/800란의 밑줄은, 식 2로 표시되는 평가 기준 W0(W/㎏) 이상임을 나타낸다.

W0=30×[0.45+0.55×{0.5×(t/0.20)+0.5×(t/0.20)²}] (식 2)

표 3에 나타낸 바와 같이, 시료 No. 11 내지 No. 20에서는, 화학 조성이 본 발명의 범위 내에 있으며, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다.

시료 No. 1에서는, 비율 R_S가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 2에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 3에서는, 두께 t가 너무 작았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 4에서는, 두께 t가 너무 컸기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 5에서는, 평균 결정 입경 r이 너무 작았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 6에서는, 평균 결정 입경 r이 너무 컸기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 7에서는, S 함유량이 너무 높았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 8에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량이 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 9에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량이 너무 높았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 10에서는, 파라미터 Q가 너무 작았기 때문에 철손 W10/800이 컸다.

(제2 시험)

제2 시험에서는, 질량％로, C: 0.0023％, Si: 3.46％, Al: 0.63％, Mn: 0.20％, S: 0.0003％ 및 Pr: 0.0008％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 용강을 주조하여 슬래브를 제작하고, 이 슬래브의 열간 압연을 행하여, 두께가 1.4㎜인 강대를 얻었다. 주조 시에 주조편의 2 표면 간의 온도차를 조정하여 강대의 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율, 및 열간 압연의 개시 온도 및 권취 온도를 조정하여 강대의 평균 결정 입경을 변화시켰다. 표 4에, 2 표면 간의 온도차, 주상정의 비율 및 강대의 평균 결정 입경을 나타낸다. 이어서, 78.6％의 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.30㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 950℃에서 30초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 4에 나타낸다. 표 4 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 5에 나타낸다. 표 5 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 철손 W10/800란의 밑줄은 평가 기준 W0(W/㎏) 이상임을 나타내고, 자속 밀도 B50란의 밑줄은 1.67T 미만임을 나타낸다.

표 5에 나타낸 바와 같이, 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율이 적절한 강대를 사용한 시료 No. 33에서는, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다.

출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율이 너무 낮은 강대를 사용한 시료 No. 31에서는, 비율 R_S 및 {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 크고, 자속 밀도 B50이 낮았다. 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율이 너무 낮은 강대를 사용한 시료 No. 32에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 크고, 자속 밀도 B50이 낮았다.

(제3 시험)

제3 시험에서는, 표 6에 나타내는 화학 조성을 갖는 용강을 주조하여 슬래브를 제작하고, 이 슬래브의 열간 압연을 행하여, 두께가 1.2㎜인 강대를 얻었다. 잔부는 Fe 및 불순물이며, 표 6 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다. 주조 시에 주조편에 2 표면 간의 온도차를 조정하여 강대의 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율 및 열간 압연의 개시 온도 및 권취 온도를 조정하여 강대의 평균 결정 입경을 변화시켰다. 2 표면 간의 온도차는 53℃ 내지 64℃로 하였다. 표 7에, 주상정의 비율 및 강대의 평균 결정 입경을 나타낸다. 이어서, 79.2％의 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.25㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 920℃에서 45초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 7에 나타낸다. 표 7 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 8에 나타낸다. 표 8 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 자속 밀도 B50란의 밑줄은 1.67T 미만임을 나타낸다.

표 8에 나타낸 바와 같이, 화학 조성, 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율 및 평균 결정 입경이 적절한 강대를 사용한 시료 No. 44에서는, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다.

평균 결정 입경이 너무 낮은 강대를 사용한 시료 No. 41 및 No. 42에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에, 자속 밀도 B50이 낮았다. 시료 No. 43에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량 및 비율 R_S가 너무 낮았기 때문에, 자속 밀도 B50이 낮았다. 시료 No. 45에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량이 너무 높고, 평균 결정 입경 r이 너무 작았기 때문에, 자속 밀도 B50이 낮았다.

(제4 시험)

제4 시험에서는, 표 9에 나타내는 화학 조성을 갖는 용강을 주조하여 슬래브를 제작하고, 이 슬래브의 열간 압연을 행하여, 표 10에 나타내는 두께의 강대를 얻었다. 표 9 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었음을 나타내고, 잔부는 Fe 및 불순물이다. 주조 시에 주조편의 2 표면 간의 온도차를 조정하여 강대 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율 및 열간 압연의 개시 온도 및 권취 온도를 조정하여 강대의 평균 결정 입경을 변화시켰다. 2 표면 간의 온도차는 49℃ 내지 76℃로 하였다. 표 10에, 주상정의 비율 및 강대의 평균 결정 입경도 나타낸다. 이어서, 표 10에 나타내는 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.20㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 930℃에서 40초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 10에 나타낸다. 표 10 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 11에 나타낸다. 표 11 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 철손 W10/800란의 밑줄은 평가 기준 W0(W/㎏) 이상임을 나타내고, 자속 밀도 B50란의 밑줄은 1.67T 미만임을 나타낸다.

표 11에 나타낸 바와 같이, 화학 조성, 출발 소재인 슬래브 주상정의 비율 및 평균 결정 입경이 적절한 강대를 사용하고, 적절한 압하량으로 냉간 압연을 행한 시료 No. 51 내지 No. 55에서는, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다. 적량의 Sn 또는 Cu를 함유하는 시료 No. 53 및 No. 54에 있어서, 특히 우수한 자속 밀도 B50이 얻어졌다. 적량의 Cr을 함유하는 시료 No. 55에 있어서, 특히 우수한 철손 W10/800이 얻어졌다.

냉간 압연의 압하율을 너무 높게 한 시료 No. 56에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 크고, 자속 밀도 B50이 낮았다.

(제5 시험)

제5 시험에서는, 질량％로, C: 0.0014％, Si: 3.03％, Al: 0.28％, Mn: 1.42％, S: 0.0017％ 및 Sr: 0.0007％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 용강을 주조하여 슬래브를 제작하고, 이 슬래브의 열간 압연을 행하여, 두께가 0.8㎜인 강대를 얻었다. 주조 시에 주조편에 2 표면 간의 온도차를 61℃로 하여 강대의 출발 소재인 슬래브의 주상정의 비율을 90％, 열간 압연의 개시 온도 및 권취 온도를 조정하여 강대의 평균 결정 입경을 0.17㎜로 하였다. 이어서, 81.3％의 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.15㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 970℃에서 20초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 마무리 어닐링에서는, 통판 장력 및 950℃에서 700℃까지의 냉각 속도를 변화시켰다. 표 12에 통판 장력 및 냉각 속도를 나타낸다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 12에 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 13에 나타낸다.

표 13에 나타낸 바와 같이, 시료 No. 61 내지 No. 64에서는, 화학 조성이 본 발명의 범위 내에 있으며, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다. 통판 장력을 3MPa 이하로 한 시료 No. 62 및 No. 63에 있어서, 탄성 변형 이방성이 낮아, 특히 우수한 철손 W10/800 및 자속 밀도 B50이 얻어졌다. 950℃에서 700℃까지의 냉각 속도를 1℃/초 이하로 한 시료 No. 64에 있어서, 또한 탄성 변형 이방성이 낮아, 더 우수한 철손 W10/800 및 자속 밀도 B50이 얻어졌다. 또한, 탄성 변형 이방성의 측정에서는, 각 변의 길이가 55㎜이고, 2변이 압연 방향에 평행하며, 2변이 압연 방향에 수직인 방향(판 폭 방향)에 평행한 평면 형상이 사각형인 시료를 각 무방향성 전자 강판으로부터 잘라내어, 탄성 변형의 영향으로 변형된 후의 각 변의 길이를 측정하였다. 그리고, 압연 방향에 수직인 방향의 길이가 압연 방향의 길이보다 얼마나 큰지를 구하였다.

(제6 시험)

제6 시험에서는, 표 14에 나타내는 화학 조성을 갖는 용강을 쌍롤법에 의해 급속 응고시켜 강대를 얻었다. 표 14 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었음을 나타내고, 잔부는 Fe 및 불순물이다. 표 14 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다. 이어서, 강대의 냉간 압연 및 마무리 어닐링을 행하여 다양한 무방향성 전자 강판을 제작하였다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과를 표 15에 나타낸다. 표 15 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 16에 나타낸다. 표 16 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 철손 W10/800란의 밑줄은, 식 2로 표시되는 평가 기준 W0(W/㎏) 이상임을 나타낸다.

W0=30×[0.45+0.55×{0.5×(t/0.20)+0.5×(t/0.20)²}] (식 2)

표 16에 나타낸 바와 같이, 시료 No. 111 내지 No. 120에서는, 화학 조성이 본 발명의 범위 내에 있으며, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다.

시료 No. 101에서는, 비율 R_S가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 102에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 103에서는, 두께 t가 너무 작았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 104에서는, 두께 t가 너무 컸기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 105에서는, 평균 결정 입경 r이 너무 작았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 106에서는, 평균 결정 입경 r이 너무 컸기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 107에서는, S 함유량이 너무 높았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 108에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량이 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 109에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량이 너무 높았기 때문에 철손 W10/800이 컸다. 시료 No. 110에서는, 파라미터 Q가 너무 작았기 때문에 철손 W10/800이 컸다.

(제7 시험)

제7 시험에서는, 질량％로, C: 0.0023％, Si: 3.46％, Al: 0.63％, Mn: 0.20％, S: 0.0003％ 및 Nd: 0.0008％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 용강을 쌍롤법에 의해 급속 응고시켜, 두께가 1.4㎜인 강대를 얻었다. 이때, 주입 온도를 조정하여 강대의 주상정의 비율 및 평균 결정 입경을 변화시켰다. 표 17에, 주입 온도와 응고 온도의 차, 주상정의 비율 및 강대의 평균 결정 입경을 나타낸다. 이어서, 78.6％의 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.30㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 950℃에서 30초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 17에 나타낸다. 표 17 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 18에 나타낸다. 표 18 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 철손 W10/800란의 밑줄은 평가 기준 W0(W/㎏) 이상임을 나타내고, 자속 밀도 B50란의 밑줄은 1.67T 미만임을 나타낸다.

표 18에 나타낸 바와 같이, 주상정의 비율이 적절한 강대를 사용한 시료 No. 133에서는, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다.

주상정의 비율이 너무 낮은 강대를 사용한 시료 No. 131에서는, 비율 R_S 및 {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 크고, 자속 밀도 B50이 낮았다. 주상정의 비율이 너무 낮은 강대를 사용한 시료 No. 132에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 크고, 자속 밀도 B50이 낮았다.

(제8 시험)

제8 시험에서는, 표 19에 나타내는 화학 조성을 갖는 용강을 쌍롤법에 의해 급속 응고시켜, 두께가 1.2㎜인 강대를 얻었다. 잔부는 Fe 및 불순물이며, 표 19 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다. 이때, 주입 온도를 조정하여 강대의 주상정의 비율 및 평균 결정 입경을 변화시켰다. 주입 온도는 응고 온도보다도 29℃ 내지 35℃ 높게 하였다. 표 20에, 주상정의 비율 및 강대의 평균 결정 입경을 나타낸다. 이어서, 79.2％의 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.25㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 920℃에서 45초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 20에 나타낸다. 표 20 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 21에 나타낸다. 표 21 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 자속 밀도 B50란의 밑줄은 1.67T 미만임을 나타낸다.

표 21에 나타낸 바와 같이, 화학 조성, 주상정의 비율 및 평균 결정 입경이 적절한 강대를 사용한 시료 No. 144에서는, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다.

평균 결정 입경이 너무 낮은 강대를 사용한 시료 No. 141 및 No. 142에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에, 자속 밀도 B50이 낮았다. 시료 No. 143에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량 및 비율 R_S가 너무 낮았기 때문에, 자속 밀도 B50이 낮았다. 시료 No. 145에서는, 조대 석출물 생성 원소의 총 함유량이 너무 높아, 평균 결정 입경 r이 너무 작았기 때문에, 자속 밀도 B50이 낮았다.

(제9 시험)

제9 시험에서는, 표 22에 나타내는 화학 조성을 갖는 용강을 쌍롤법에 의해 급속 응고시켜, 표 23에 나타내는 두께의 강대를 얻었다. 표 22 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었음을 나타내고, 잔부는 Fe 및 불순물이다. 이때, 주입 온도를 조정하여 강대의 주상정의 비율 및 평균 결정 입경을 변화시켰다. 주입 온도는 응고 온도보다도 28℃ 내지 37℃ 높게 하였다. 표 23에, 주상정의 비율 및 강대의 평균 결정 입경도 나타낸다. 이어서, 표 23에 나타내는 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.20㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 930℃에서 40초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 23에 나타낸다. 표 23 중의 밑줄은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 24에 나타낸다. 표 24 중의 밑줄은, 그 수치가 원하는 범위에 없음을 나타내고 있다. 즉, 철손 W10/800란의 밑줄은 평가 기준 W0(W/㎏) 이상임을 나타내고, 자속 밀도 B50란의 밑줄은 1.67T 미만임을 나타낸다.

표 24에 나타낸 바와 같이, 화학 조성, 주상정의 비율 및 평균 결정 입경이 적절한 강대를 사용하고, 적절한 압하량으로 냉간 압연을 행한 시료 No. 151 내지 No. 155에서는, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다. 적량의 Sn 또는 Cu를 함유하는 시료 No. 153 및 No. 154에 있어서, 특히 우수한 자속 밀도 B50이 얻어졌다. 적량의 Cr을 함유하는 시료 No. 155에 있어서, 특히 우수한 철손 W10/800이 얻어졌다.

냉간 압연의 압하율을 너무 높게 한 시료 No. 156에서는, {100} 결정 방위 강도 I가 너무 낮았기 때문에 철손 W10/800이 크고, 자속 밀도 B50이 낮았다.

(제10 시험)

제10 시험에서는, 질량％로, C: 0.0014％, Si: 3.03％, Al: 0.28％, Mn: 1.42％, S: 0.0017％ 및 Sr: 0.0007％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 용강을 쌍롤법에 의해 급속 응고시켜, 두께가 0.8㎜인 강대를 얻었다. 이때, 주입 온도를 응고 온도보다도 32℃ 높게 하여 강대의 주상정의 비율을 90％, 평균 결정 입경을 0.17㎜로 하였다. 이어서, 81.3％의 압하율로 냉간 압연을 행하여, 두께가 0.15㎜인 강판을 얻었다. 그 후, 970℃에 20초간 연속 마무리 어닐링을 행하여, 무방향성 전자 강판을 얻었다. 마무리 어닐링에서는, 통판 장력 및 950℃에서 700℃까지의 냉각 속도를 변화시켰다. 표 25에 통판 장력 및 냉각 속도를 나타낸다. 그리고, 각 무방향성 전자 강판의, 조대 석출물 생성 원소의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량의 당해 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량에 대한 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r을 측정하였다. 이 결과도 표 25에 나타낸다.

그리고, 각 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 측정하였다. 이 측정에는, 외경이 5인치, 내경이 4인치인 링 시험편을 사용하였다. 즉, 링 자기 측정을 행하였다. 이 결과를 표 26에 나타낸다.

표 26에 나타낸 바와 같이, 시료 No. 161 내지 No. 164에서는, 화학 조성이 본 발명의 범위 내에 있으며, 비율 R_S, {100} 결정 방위 강도 I, 두께 t 및 평균 결정 입경 r이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 링 자기 측정에 있어서 양호한 결과가 얻어졌다. 통판 장력을 3MPa 이하로 한 시료 No. 162 및 No. 163에 있어서, 탄성 변형 이방성이 낮아, 더 우수한 철손 W10/800 및 자속 밀도 B50이 얻어졌다. 950℃에서 700℃까지의 냉각 속도를 1℃/초 이하로 한 시료 No. 164에 있어서, 또한 탄성 변형 이방성이 낮아, 더 우수한 철손 W10/800 및 자속 밀도 B50이 얻어졌다. 또한, 탄성 변형 이방성의 측정에서는, 각 변의 길이가 55㎜이고, 2변이 압연 방향에 평행하며, 2변이 압연 방향에 수직인 방향(판 폭 방향)에 평행한 평면 형상이 사각형인 시료를 각 무방향성 전자 강판으로부터 잘라내어, 탄성 변형의 영향으로 변형된 후의 각 변의 길이를 측정하였다. 그리고, 압연 방향에 수직인 방향의 길이가 압연 방향의 길이보다 얼마나 큰지를 구하였다.

본 발명은, 예를 들어 무방향성 전자 강판의 제조 산업 및 무방향성 전자 강판의 이용 산업에 있어서 이용할 수 있다.

Claims

질량％로,
C: 0.0030％ 이하,
Si: 2.00％ 내지 4.00％,
Al: 0.10％ 내지 3.00％,
Mn: 0.10％ 내지 2.00％,
S: 0.0030％ 이하,
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상: 총계로 0.0003％ 이상 0.0015％ 미만,
Si 함유량(질량％)을 [Si], Al 함유량(질량％)을 [Al], Mn 함유량(질량％)을 [Mn]이라 했을 때 식 1로 표시되는 파라미터 Q:2.00 이상,
Sn: 0.00％ 내지 0.40％,
Cu: 0.0％ 내지 1.0％,
Cr: 0.0％ 내지 10.0％, 또한
잔부: Fe 및 불순물
로 표시되는 화학 조성을 갖고,
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 또는 Cd의 황화물 또는 산 황화물에 포함되는 S의 총 질량이, 무방향성 전자 강판에 포함되는 S의 총 질량의 10％ 이상이며,
{100} 결정 방위 강도가 3.0 이상이며,
두께가 0.15㎜ 내지 0.30㎜이며,
평균 결정 입경이 65㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
Q= [Si]+2[Al]-[Mn] (식 1)
제1항에 있어서,
상기 화학 조성에 있어서,
Sn: 0.02％ 내지 0.40％, 혹은
Cu: 0.1％ 내지 1.0％,
또는 이들 양쪽이 충족되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 화학 조성에 있어서,
Cr: 0.2％ 내지 10.0％
가 충족되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.