KR20200035753A - 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

이방향성 전기강판 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200035753A
KR20200035753A KR1020180115267A KR20180115267A KR20200035753A KR 20200035753 A KR20200035753 A KR 20200035753A KR 1020180115267 A KR1020180115267 A KR 1020180115267A KR 20180115267 A KR20180115267 A KR 20180115267A KR 20200035753 A KR20200035753 A KR 20200035753A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
electrical steel
weight
less
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020180115267A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102105529B1 (ko
Inventor
이세일
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 KR1020180115267A priority Critical patent/KR102105529B1/ko
Priority to CN201980078053.6A priority patent/CN113166872B/zh
Priority to US17/280,731 priority patent/US20210381073A1/en
Priority to PCT/KR2019/012471 priority patent/WO2020067721A1/ko
Priority to JP2021517630A priority patent/JP7312249B2/ja
Priority to EP19866768.5A priority patent/EP3859038A4/en
Publication of KR20200035753A publication Critical patent/KR20200035753A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102105529B1 publication Critical patent/KR102105529B1/ko

Links

Images

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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • 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
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21D8/1255—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 with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • 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
    • 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
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • 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
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • 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
    • 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
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22C38/04—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
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14791—Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • H01F1/18—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets with insulating coating
    • 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
    • C21D2201/00—Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05—Grain orientation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2202/00—Physical properties
    • C22C2202/02—Magnetic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 008% 이하(0%를 제외함), C: 0.005% 이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.

Description

이방향성 전기강판 및 그의 제조방법{DOUBLE ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
이방향성 전기강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 합금 조성 내에서 Mg, Ca의 함량을 적절히 제어하여, ｛100｝<001> 방위를 갖는 결정립의 분율을 높임으로써, 압연 방향 및 압연 수직 방향의 자성이 매우 우수한 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
전기강판의 자속밀도를 향상시키기 위해서는 강의 집합조직을 향상시켜서 자화방향으로 <100> 축을 평행으로 정렬시키는 방법이 가장 효과적으로 알려져 있으며, 추가로 강의 합금량을 줄여 Fe 원자가 강 중에 차지하는 분율을 향상시킴으로서 포화자속을 순철에 가깝게 함으로써, 자속밀도를 향상시키는 방법이 사용된다. 이중에 방향성 전기강판의 경우 Goss 방위라고 부르는 {110}<001> 방위를 이용하는 것으로 통상적으로 슬라브-열연-열연판 소둔-냉연-1차재결정 중 탈탄-질화-2차 고온소둔 과정을 통해서 얻을 수 있다. 하지만, 이는 압연 방향(Rd 방향)으로만 자성이 우수하고 압연 수직방향(TD 방향)에서는 자성이 극히 열위하여 자화의 방향이 압연방향으로 정해져 있는 변압기 외에는 사용하기 곤란하다. 이 때문에, 이와는 다른 집합조직으로 자화방향과 <100>축을 평행으로 하는 집합조직을 제어한 전기강판의 제조가 요구된다.
회전기기에서의 자화 방향은 통상적으로 판면 내에서 회전하기 때문에, <100>축은 판면에 평행하여야 되는데, 그런 조건하에서의 방위 중 철강재료에서 자주 관찰되는 방위는 {100}<011> 방위이다. 이것은 압연 방향으로부터 45도 압연수직방향(TD방향)으로 틀어진 방향으로 <100>축이 평행하기 때문에, 자화 방향이 판의 압연방향에서 45도일 때 가장 자성이 우수한 특징이 있다. 하지만 이 방위는 냉간압연 안정 방위로 재결정 소둔시에는 모두 사라지게 되는 특징이 있어 전기강판 소재에서 활용되지 않고 있다.
이와 유사하게 {100}<001> 방위가 있는데, 이는 Cube 방위로 하여 과거로부터 유용성을 인정받아 왔으나, 교차 압연을 하거나 진공소둔을 하는 등 실제의 대규모 공업생산이 불가능한 기구를 통해 제조하는 방법만이 알려져 있다.
특히 교차압연법은 소재의 연속생산이 불가능한 것에 의하여 활용될 수 없는데, 대형 발전기기의 경우 수m의 직경의 원통형태의 코어를 제조하여야 되기 때문에, 판면에서 코어를 수개 내지 수십개로 분할하여 이를 조립하는 형태로 만들게 되는 공정에 적용할 수 없고, 생산성 또한 극히 낮게 된다.
발전기의 경우, 일반 터빈 발전기는 각 국의 상용 전기 주파수인 50 Hz, 혹은 60 Hz에 맞추어서 전기를 생산하기 때문에 50 Hz 및 60 Hz 에서의 자기적 성질이 중요하나, 풍력발전기 등 회전속도가 느린 발전기에서는 이러한 DC 및 30Hz 이하에서의 자기적 특성이 중요하다.
따라서 상기의 기기에서는 교류자기에서 발생하는 철손보다도, 자화의 정도를 나타내는 자속밀도 특성이 보다 더 중요한 특성이 있는데, 일반적으로 B8 자속밀도로 이를 평가한다. B8 자속밀도는 자장의 강도가 800A/m에서의 강판의 자속밀도 값을 의미하는데, 이는 주로 50Hz의 교류자기에서 측정하지만, 경우에 따라서는 직류에서 측정하거나, 50Hz이하의 주파수에서 측정하기도 한다.
이방향성 전기강판 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 합금 조성 내에서 Mg, Ca의 함량을 적절히 제어하여, ｛100｝<001> 방위를 갖는 결정립의 분율을 높임으로써, 압연 방향 및 압연 수직 방향의 자성이 매우 우수한 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 008% 이하(0%를 제외함), C: 0.005%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 하기 식 1을 만족할 수 있다.
[Ca] + [Mg] ≥ [S]
(식 1에서, [Ca], [Mn] 및 [S]은 각각 Ca, Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 Sb: 0.001 내지 0.1 중량％ 및 Sn: 0.001 내지 0.1 중량％ 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 Ti:0.01 중량% 이하, Mo: 0.01 중량% 이하, Bi: 0.01 중량% 이하, Pb: 0.01 중량% 이하, Mg: 0.01 중량% 이하, As: 0.01 중량% 이하, Be: 0.01 중량% 이하 및 Sr: 0.01 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
｛100｝<001>로부터 15° 이내의 방위를 갖는 결정립의 면적 분율이 60 내지 99 %일 수 있다.
평균 결정립경이 강판의 두께의 20배 이상일 수 있다.
강판의 기재 표면으로부터 기재 내부 방향으로 형성된 산화층 및 기재 표면 상에 형성된 절연층을 포함할 수 있다.
산화층의 두께는 5㎛ 이하일 수 있다.
절연층의 두께는 0.2 내지 8㎛일 수 있다.
기재 표면 및 절연층 사이에 개재된 포스테라이트 층을 더 포함할 수 있다.
압연 방향과 압연 수직방향의 Br이 모두 1.63T 이상이고, 원주방향의 Br이 1.56 T이상이고, Br은 하기 식 2로 계산될 수 있다.
강판을 750℃ 내지 880℃의 온도에서 1 내지 2시간 소둔 후 측정된 Br값이 1.65T 이상이고, Br은 하기 식 2로 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 02% 이하(0%를 제외함), C: 0.05%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 냉연판을 1차 재결정 소둔하는 단계 및 1차 재결정 소둔된 냉연판을 2차 재결정 소둔하는 단계를 포함한다.
슬라브는 하기 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
[C]/[Si] ≥ 0.0067
(식 3에서, [C] 및 [Si]는 각각 슬라브 내의 C 및 Si의 함량(중량%)을 나타낸다.)
열연판을 제조하는 단계는 슬라브를 조압연 하는 단계, 조압연된 바를 가열하는 단계 및 가열된 바를 사상압연하는 단계를 포함하고, 바를 가열하는 단계에서 1100℃ 이상의 온도에서 30초 내지 20분 동안 유지할 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계에서, 50 내지 70℃의 이슬점 온도에서 탈탄하는 단계를 포함할 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계에서, 질화 단계를 포함하고, 질화량이 0.01 내지 0.03 중량%일 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계 이후, 1차 재결정 소둔된 강판의 평균 결정립 입경이 30 내지 50㎛일 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계 이후, 소둔 분리제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
2차 재결정 소둔하는 단계 이후, 강판 표면에 형성된 포스테라이트 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 합금 조성 내에서 Mg, Ca의 함량을 적절히 제어하여, 압연 방향 및 압연 수직 방향의 자성이 매우 우수하다.
특히, 풍력발전기 등 회전속도가 느린 발전기에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판의 단면의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판의 단면의 모식도이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 008% 이하(0%를 제외함), C: 0.005%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
먼저 이방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.
Si: 2.0 내지 4.0 중량%
실리콘(Si)는, 열간압연에서는 오스테나이트를 형성하는 원소로, 슬라브 가열 온도 부근과 열연판 소둔 온도 부근에서 10% 내외의 오스테나이트 분율을 갖게 하기 위하여 첨가량을 제한할 필요가 있다. 또한 2차 재결정 소둔에서는 페라이트 단상이어야 소둔시 2차재결정 미세조직의 형성이 원활하게 일어날 수 있기 때문에 페라이트 단상이 되는 성분으로 제한할 필요가 있다. 순철에서는 2.0 중량% 이상 첨가시 페라이트 단상이 형성되고 이에 C의 첨가를 통하여 오스테나이트 분율을 조절할 수 있기 때문에, Si 함량의 하한을 2.0 중량%로 한정할 수 있다. 또한 4 중량% 초과시 냉간압연이 어렵고, 포화자속이 떨어지기 때문에 이를 제한한다. 보다 구체적으로 Si는 2.2 내지 3.3 중량% 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 자속밀도가 높은 강판을 얻기 위해서는 Si는 2.4 내지 2.9 중량% 포함될 수 있다.
Al: 0.01 내지 0.04 중량%
알루미늄(Al)은 AlN을 형성하여 2차 재결정의 인히비터로 사용된다. 본 발명의 일 실시예에서는 통상의 방향성 전기강판의 질화 공정 이외의 인히비터 사용시에도 Cube 집합조직을 얻을 수 있기 때문에 Al의 첨가량은 통상의 방향성 전기강판보다 넓은 범위에서 제어될 수 있다. 단, 0.01 중량% 미만 첨가시에는 강중의 산화물이 크게 증가하여 자성을 열위하게 만들고 또한 2차재결정 온도를 변화시켜 Cube 방위의 형성을 방해하기 때문에 그 하한을 0.01 중량%로 한다. 0.04 중량%를 초과하면 2차재결정 온도가 크게 증가하여 공업적 생산이 어렵다. 더욱 구체적으로 Al은 0.015 내지 0.035 중량% 포함될 수 있다.
S: 0.0004 내지 0.002 중량%
황(S)는 강중 Cu나 Mn과 결합하여 MnS를 미세하게 형성하고, 미세하게 형성된 석출물은 2차 재결정을 돕기 때문에 그 첨가량을 0.0004 내지 0.002 중량%로 할 수 있다. S는 과량으로 첨가시에는 S의 편석에 의하여 2차 재결정 시에 강중 Goss 의 분율이 증가할 수 있고, 열연판에서의 석출물의 제어가 되지 않아 2차재결정 시의 원하는 집합조직을 얻을 수 없게 될 수 있다. 더욱 구체적으로 S는 0.0005 내지 0.001 중량% 포함될 수 있다.
Mn: 0.05 내지 0.3 중량%
망간(Mn)은 불가피하게 용강에 존재하는 것이지만, 소량 들어가면 석출물로 사용될 수 있고, FeS의 형성 이후에 MnS로 변화하는 원소로 강중 첨가할 수 있다. 단, 너무 많이 첨가시에는 고온 소둔에도 Mn은 S와의 결합이 강하게 유지되어 미세한 석출물을 형성하는 Mg, Ca와 S의 결합을 방해한다. 반대로 너무 적게 포함되면, 2차 재결정 시의 집합조직 제어가 어려워질 수 있다. 따라서, Mn은 0.05 내지 0.3 중량% 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn은 0.08 내지 0.2 중량% 포함될 수 있다.
N: 0.008 중량% 이하
질소(N)는 AlN을 형성하는 원소로 AlN을 인히비터로 사용하므로, 적절한 함량을 확보할 필요가 있다. N을 너무 적게 포함할 시, 냉간압연시에 조직 불균일 변형도를 충분히 증가시켜서 1차재결정 시에 Cube의 성장을 촉진하고 Goss의 성장을 억제할 수 없게 된다. N을 과량으로 포함시, 열연이후의 공정에서 질소확산 에 의한 블리스터(blister)와 같은 표면결함을 유발하게 될 뿐만 아니라, 열연강판 상태에서 과잉의 질화물이 형성되기 때문에 압연이 용이하지 못해, 제조단가가 상승하는 원인이 된다. 더욱 구체적으로 전기강판 내에서의 N은 0.005 중량% 이하로 포함될 수 있다.
슬라브 내에서 N은 0.02 중량% 이하가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 1차 재결정 소둔 시, 질화하는 과정이 포함되어 있으나 열연강판에서 0.01 중량% 내지 0.02 중량% 첨가 될 때에는 이 질화의 과정을 생략하여도 충분한 인히비터를 만들 수 있다, 2차 재결정 소둔 시 일부 N이 제거되므로, 슬라브에서와 최종 제조된 전기강판의 N 함량은 다를 수 있다.
C: 0.005 중량％ 이하
탄소(C)는, 2차 재결정 소둔 후에도 다량 포함되면, 자기 시효를 일으켜 철손이 크게 증가하기 때문에, 상한은 0.005 중량％로 한다. 보다 구체적으로 C를 0.0001 내지 0.005 중량% 포함할 수 있다.
슬라브 내에서 C는 0.05 중량% 이하로 포함될 수 있다. 이를 통하여, 열연판내의 응력 집중과 Goss 형성을 억제할 수 있고 석출물을 미세화할 수 있다. 또한 C는 냉간압연시에 조직 불균일 변형도를 증가시켜서 1차 재결정 시에 Cube의 성장을 촉진하고 Goss의 성장을 억제할 수 있다. 단 과량으로 첨가되면 열연판 내의 응력 집중은 해소할 수 있으나 Goss 형성을 억제할 수 없고 석출물의 미 세화도 어렵다. 냉간압연시에도 냉간압연성을 크게 열위하게 만들기 때문에, 그 첨가량은 한계를 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서 1차 재결정 소둔 시, 탈탄하는 과정이 포함되므로, 슬라브와 최종 제조된 전기강판의 C 함량은 다를 수 있다.
슬라브 내의 C와 Si 함량은 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
[C]/[Si] ≥ 0.0067
(식 3에서, [C] 및 [Si]는 각각 슬라브 내의 C 및 Si의 함량(중량%)을 나타낸다.)
C가 너무 적게 포함되거나, Si가 너무 과량 포함될 경우, Cube의 성장을 촉진하고 Goss의 성장을 억제하는 것이 어려워 질 수 있다. 더욱 구체적으로 식 3의 좌변은 0.0083 이상일 수 있다.
P: 0.005 내지 0.15 중량%
인(P)는 강의 비저항을 향상시키고 2차 재결정 시에 Cube의 분율을 향상시키는 역할을 하며 냉간압연시에 불균일 변형량도 증가시키기 때문에 적어도 0.005 중량% 이상은 첨가하는 것이 바람직하다. 단, 0.15 중량% 초과하여 첨가시에 냉간압연성이 극히 취약해 지기 때문에 그 첨가량을 제한한다. 더욱 구체적으로 P 를 0.01 내지 0.08 중량% 포함될 수 있다.
Ca: 0.0001 내지 0.005 중량% 및 Mg: 0.0001 내지 0.005 중량%
칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)은 모두 강중에서 반응성이 매우 뛰어난 합금 원소로, 미량 첨가시에도 강의 성질에 큰 영향을 미친다. 적정량의 S가 첨가되어 있는 강에서는 Ca 및 Mg가 S와 결합하여 고온에서 미세한 황화물을 형성한다. 이는 낮은 온도에서도 안정하기 때문에 이러한 미세한 석출물이 열연판에서 형성되면, 2차재결정 시에 집합조직 제어를 위한 인히비터 역할을 한다. 다만, Ca 및 Mg를 과량으로 첨가시에는 강중의 산소와도 결합하여 산화물을 형성하게 되고, 이러한 산화물을 표면 결함, 자성불량의 원인이 될 수 있다. 따라서, Ca: 0.0001 내지 0.005 중량% 및 Mg: 0.0001 내지 0.005 중량% 포함한다. 더욱 구체적으로 Ca: 0.001 내지 0.003 중량% 및 Mg: 0.0005 내지 0.0025 중량% 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 하기 식 1을 만족할 수 있다.
[Ca] + [Mg] ≥ [S]
(식 1에서, [Ca], [Mn] 및 [S]은 각각 Ca, Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
Ca와 Mg는 S와 결합하여 미세한 황화물이 되었을 때 인히비터로서의 2차재결정에 역할을 할 수 있다. 인히비터의 역할을 위해서는 충분한 량이 적당한 크기로, 분포의 편차가 적게 위치하여야 한다. S는 편석 원소 이므로, Ca와 Mg의 합보다 S가 많게 되면, 미세한 석출물이 주로 표면이나 열연 결정립계에 분포하게 되고 이는 Cube 인접 방위의 2차 재결정의 인히비터로서의 역할에 부적합 하게 된다. 반면에 Ca와 Mg는 편석원소가 아니므로 강중에 위치에 관계 없이 고르게 분포하게 한다. 따라서 Ca와 Mg의 합보다 S를 적게 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Ca와 Mg의 합보다 S가 절반 이하인 것이 좋다. 즉, [Ca] + [Mg] ≥ 2×[S]인 것이 바람직하다.
Sb : 0.001 내지 0.1 중량％ 및 Sn : 0.001 내지 0.1 중량％ 중 1종 이상
주석(Sn)과 안티몬(Sb)은 1차 재결정 집합조직 제어를 위하여 첨가 하는 것이 가능한 원소이다. 또한 0.001 중량% 이상 첨가하면 산화층의 형성 두께를 변화하여 압연 수직방향과 압연 방향의 자성 차이를 줄이는 원소이나 0.1 중량% 초과하여 첨가시에는 냉간압연시에 롤에서의 슬립이 크게 증가하므로 이를 제한한다. 더욱 구체적으로 Sb : 0.005 내지 0.05 중량％ 및 Sn : 0.005 내지 0.05 중량％ 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
전술하였듯이, 추가 원소를 포함하는 경우, 잔부인 Fe를 대체하여 포함하게 된다. 예컨데, Sb를 0.001 내지 0.1 중량% 더 포함하는 이방향성 전기강판의 조성은 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 005% 이하(0%를 제외함), C: 0.005%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005%, Mg:0.0001 내지 0.005% Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 Ti:0.01 중량% 이하, Mo: 0.01 중량% 이하, Bi: 0.01 중량% 이하, Pb: 0.01 중량% 이하, Mg: 0.01 중량% 이하, As: 0.01 중량% 이하, Be: 0.01 중량% 이하 및 Sr: 0.01 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
티타늄(Ti)는 TiSiCN 등의 복합 석출물을 형성하거나 산화물을 형성하는 원소로서 0.01 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 고온에서 안정 한 석출물과 산화물은 2차재결정에 방해가 되기 때문에 그 첨가량을 0.01 중량% 이 하로 할 필요가 있다. 단, 완전히 제거하는 것은 통상의 제강공정에서는 극히 어렵다. 더욱 구체적으로 Ti를 0.005 중량% 이하로 포함할 수 있다.
몰리브덴(Mo)는 입계에 편석원소로 추가 첨가시에 전기강판에서의 Si에 의한 입계 취화를 억제하는 효과가 있는 반면에 C와 결합하여 Mo 탄화물 등의 석출물을 형성하여 자성에 악영향을 주기 때문에 0.01 중량% 이하로 제한할 필요가 있다.
비스무스(Bi), 납(Pb), 마그네슘(Mg), 비소(As), 베릴륨(Be) 및 스트론튬(Sr)은 강중에 산화물, 질화물, 탄화물이 미세하게 형성되는 원소로 2차 재결정에 도움을 주는 원소이며, 추가 첨가할 수 있다. 다만 0.01 중량% 초과하여 첨가 시에는 2차 재결정 형성이 불안정해지는 문제를 야기 하기 때문에 그 첨가량을 제한할 필요가 있다.
또한, 본 발명의 이방향성 전기강판은, 전술한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 본 발명의 작용 효과를 저해하지 않는 범위 내이면, 다른 원소의 함유를 배제하는 것은 아니다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 합금 조성을 정밀히 제어하여, 큐브 집합 조직을 다수 형성시킨다. 구체적으로 ｛100｝<001>로부터 15° 이내의 방위를 갖는 결정립의 면적 분율이 60 내지 99 %일 수 있다. 이때 99%를 초과하는 것은 2차 재결정중 불가피하게 형성되는 Island grain의 형성을 억제하고, 또한 석출물을 완전히 제거하는 것을 의미하는데, 이를 위하여서는 고온에서의 소둔시간이 크게 증가하기 때문에 이를 60 내지 99%로 한정한다.
본 발명의 일 실시예에서 전기강판의 결정립경이 판의 두께에 20배 초과일 수 있다. 본 발명은 2차 재결정을 이용하는데, 2차 재결정의 결정립경은 판의 두께에 비하여 20배를 초과하는 것이 원하는 방위를 얻는 것에 유리하다. 결정립경은 강판의 압연면(ND면)과 평행한 면을 기준으로 측정할 수 있으며, 결정립과 동일한 면적을 갖는 가상의 원을 가정하여, 그 원의 직경을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판(100)의 단면의 모식도이다.
도 1에 나타나듯이, 강판의 기재(10) 표면으로부터 기재(10) 내부 방향으로 형성된 산화층(11) 및 강판 표면 상에 형성된 절연층(30)을 포함할 수 있다. 이 때, 강판의 기재(10) 표면이라 함은 강판의 일면 또는 양면(상면 및 하면)을 의미할 수 있다.
산화층(11)은 기재 내부로 산소가 침투하여 형성된다. 구체적으로 전술한 강판 조성에 더하여 산소(O)를 10 중량% 이상 포함할 수 있다. 산소 함량 면에서 기재(10)와 산화층(11)은 구별 가능하다. 산화층(11)은 5 ㎛ 이하의 두께로 존재할 수 있다. 산화층(11)이 너무 두껍게 존재할 경우, 강중 산소분율에 의하여 Cube 결정립의 성장이 억제되어, Cube 분율이 낮아지고, 궁극적으로 자성이 열화된다. 더욱 구체적으로 산화층(11)의 두께는 0.01 내지 2.5㎛ 일 수 있다.
기재(10) 표면 상에는 절연층(30)이 형성될 수 있다. 절연층(30)은 절연성 확보에 도움을 준다. 절연층(30)은 유기 또는 무기 코팅 조성물로부터 형성될 수 있고, 경우에 따라서는 유무기 복합 코팅 조성물로부터 형성될 수 있다. 절연층(30)의 두께는 0.2 내지 8㎛일 수 있다. 두께가 너무 얇은 경우, 요구되는 절연 특성을 충족시키기 어렵다. 두께가 너무 두꺼운 경우, 표면 자화시에 자구의 이동이 어려워 지는 이유로 자화가 쉽게 되지 않기 때문에, 궁극적으로 자성이 열화될 수 있다. 절연층(30)이 기재(10) 양면에 형성되는 경우, 양면에 형성된 절연층(30) 각각이 전술한 두께 범위를 만족할 수 있다. 더욱 구체적으로 절연층(30)의 두께는 0.4 내지 5㎛일 수 있다.
도 2에서는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판(100)의 단면의 모식도를 나타낸다. 도 2에서 나타나듯이, 본 발명의 일 실시예예서 기재(10) 표면 및 절연층(30) 사이에 개재된 포스테라이트 층(20)을 더 포함할 수 있다. 방향성 전기강판은 압연방향으로 장력을 부여하기 위하여 포스테라이트(Mg2SiO4)를 포함하는 산화층을 표면에서부터 2 내지 3㎛ 두께로 형성하고 이것과 모재의 열팽창계수 차이를 이용하여 장력을 부여한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예의 경우 압연 방향으로의 장력은 곧 압연수직방향으로의 압축을 의미하므로 이를 극히 줄이는 것이 바람직하다. 2.0 ㎛ 이내의 얇은 포스테라이트 층(20)은 장력 부여 효과가 극히 떨어지므로 이러한 얇은 포스테라이트 층(20)을 형성하여 판 전체에 걸리는 장력을 제거할 수 있다. 포스테라이트 층(20)은 2차 재결정 소둔 전에 도포한 소둔 분리제로부터 형성된다. 소둔 분리제는 MgO를 주성분으로 포함하며, 이에 대해서는 널리 알려진 것과 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
2차 재결정 소둔 이후, 포스테라이트 층(20)이 제거될 수 있으며, 이 경우 도 1에서 나타난 것과 같이, 기재(10) 표면 상에 바로 절연층(30)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 압연 방향과 압연 수직 방향의 자성이 모두 우수하다. 구체적으로 압연 방향과 압연 수직방향의 Br이 모두 1.63T 이상이고, 원주방향의 Br이 1.56 T이상이고, Br은 하기 식 2로 계산된다.
[식 2]
Br= 7.87/(7.87-0.0.065×[Si]-0.1105× [Al]) × B8
(식 2에서, [Si] 및 [Al]은 각각 Si 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다. B8은 800A/m로 유기하였을 때 유도되는 자기장의 강도(Tesla)를 나타낸다.)
대형 발전기의 경우 환형 프레임의 지름이 수 미터이고, T자형의 치(Teeth)로 전기강판을 절단하여 환형 프레임을 형성한다. 이때 T자형의 Teeth 부위를 압연 수직방향으로 하고, 환형의 프레임에 압연방향을 두거나, 반대로 T자형의 Teeth 부위를 압연방향으로 두고, 환형의 프레임에 압연수직 방향을 둘 수 있다. 이러한 설계의 변경은 Teeth의 길이와 환형 프레임의 지름의 길이, 또한 환형 프레임의 폭에 의하여 결정이 된다. 통상 Teeth 부위는 발전기 가동시에 큰 자속이 흐르는 부위이며, 이러한 자속이 환형 부위로 빠져나가게 된다. 이때의 발생하는 에너지를 고려하여, 압연방향과 압연 수직방향을 Teeth 부로 할지 환형부위로 할지를 결정하게 되는데, Br이 모두 1.63T 이상으로 매우 높은 자속밀도를 갖는 재료의 경우, 이러한 압연 방향과 압연 수직방향이 어느 부위에 사용되는 지의 구분이 필요없이, 어느 쪽으로 하더라도 매우 높은 에너지 효율을 갖게 된다. 또한 원주 방향의 Br 자속밀도가 1.56T 이상으로 높게 되면 T자의 Teeth 부위와 환형 프레임의 연결 부위에서의 자속에 의한 에너지 손실이 크게 감소한다. 이를 통하여, 발전기의 효율을 향상시키거나, 환형 프레임의 폭과 Teeth 부위의 크기를 감소시켜 작은 사이즈의 코어로도 높은 효율의 발전기를 만들 수 있다.
전기강판을 750℃ 내지 880℃의 온도에서 1 내지 2시간 소둔 후 측정된 Br값이 1.65T 이상일 수 있다.
[식 2]
Br= 7.87/(7.87-0.0.065×[Si]-0.1105×[Al]) × B8
(식 2에서, [Si] 및 [Al]은 각각 Si 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다. B8은 800A/m로 유기하였을 때 유도되는 자기장의 강도(Tesla)를 나타낸다.)
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 02% 이하(0%를 제외함), C: 0.05%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 냉연판을 1차 재결정 소둔하는 단계 및 1차 재결정 소둔된 냉연판을 2차 재결정 소둔하는 단계를 포함한다.
이하 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저 슬라브를 제조한다. 슬라브 내의 각 조성의 첨가 비율을 한정한 이유는 전술한 이방향성 전기강판의 조성 한정 이유와 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다. 후술할 열간압연, 열연판 소둔, 냉간압연, 1차 재결정 소둔 2차 재결정 소둔 등의 제조 과정에서 C, N 외의 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 이방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.
슬라브는 하기 식 4를 만족할 수 있다.
[식 3]
[C]/[Si] ≥ 0.0067
(식 4에서, [C] 및 [Si]는 각각 슬라브 내의 C 및 Si의 함량(중량%)을 나타낸다.)
C가 너무 적게 포함되거나, Si가 너무 과량 포함될 경우, Cube의 성장을 촉진하고 Goss의 성장을 억제하는 것이 어려워 질 수 있다. 더욱 구체적으로 식 3의 좌변은 0.0083 이상일 수 있다.
슬라브는 박물 슬라브법 또는 스트립 캐스팅법을 이용하여 제조할 수 있다. 슬라브의 두께는 200 내지 300 mm가 될 수 있다. 슬라브는 필요에 따라 가열할 수 있다.
다음으로, 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조한다.
열연판을 제조하는 단계에서, 슬라브를 조압연하는 단계, 조압연된 바를 가열하는 단계 및 가열된 바를 사상압연하는 단계를 포함하고, 가열하는 단계에서 1100℃ 이상의 온도에서 0.5 내지 20분 동안 유지할 수 있다. 0.5 분 이하로 있게 되면 열연판의 결정립경 을 적절히 확보할 수 없고 후속 압연을 위하여 균일한 미세조직을 얻을 수 없다. 반면에 10분 이상 있게 되면, 표면과 대기중의 산소가 반응하여 산화층이 형성되어 미세한 황화물이 Mg나 Ca와 반응하여 형성되지 않고 MgO 나 CaO가 표면에 가까운 Bar 내부에 생길 수 있어 압연 수직 방향에서의 자성을 적절히 확보할 수 없다.
열간 압연 종료 온도는 950℃ 이하가 될 수 있다. 열간 압연 종료온도가 낮은 것에 의하여 열연판 내부의 연신된 Cube 방위를 갖는 결정립이 보다 많은 에너지를 축적하고, 이에 따라 열연판 소둔시에 Cube의 분율이 증가될 수 있다.
열연판의 두께는 1 내지 2mm가 될 수 있다.
슬라브를 제조하는 단계 이후, 열연판을 제조하는 단계까지에 있어서, 1100℃ 이상인 시간이 10 분 이내일 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
열연판을 소둔하는 단계의 소둔 온도는 1000 내지 1200℃일 수 있다.
다음으로, 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조한다. 냉연판을 제조하는 단계에서, 압하율이 50 내지 70%일 수 있다. 압하율이 너무 높을 시, GOSS 결정이 다수 형성되는 문제가 있다. 압하율이 너무 낮을 시, 최종 제조되는 강판의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계에서, 50 내지 70℃의 이슬점 온도에서 탈탄하는 단계를 포함할 수 있다. 탄소는 2차 재결정 소둔 후에도 다량 포함되면, 자기 시효를 일으켜 철손이 크게 증가할 수 있기 때문에, 1차 재결정 소둔 하는 단계에서 탈탄을 거쳐 탄소를 일부 제거할 수 있다. 50℃ 내지 70℃의 이슬점 온도 및 수소 및 질소 혼합 분위기에서 수행될 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계에서 질화량이 0.01 내지 0.03 중량%일 수 있다. 질화량이 적절히 확보되지 않는 경우, 2차 재결정이 원활히 형성되지 않아, 자성이 열화되는 문제가 발생할 수 있다.
탈탄 및 질화는 동시에 또는 순차적으로 진행될 수 있다. 순차적으로 진행되는 경우, 탈탄 이후, 질화 되거나, 질화 이후 탈탄할 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계 이후, 1차 재결정 소둔된 강판의 평균 결정립 입경이 30 내지 50㎛일 수 있다. 1차 재결정 소둔된 강판의 평균 결정립 입경을 적절히 확보하지 못하는 경우, 2차 재결정이 원활히 형성되지 않아, 자성이 열화되는 문제가 발생할 수 있다.
1차 재결정 소둔은 800 내지 900℃의 온도 범위에서 실시될 수 있다.
1차 재결정 소둔하는 단계 이후, MgO를 포함하는 소둔 분리제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
소둔 분리제 도포에 의해 형성되는 포스테라이트 층에 대해서는 전술한 것과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
2차 재결정 소둔은 적정한 승온율로 승온하여 {100}<001> Cube 방위의 2차 재결정을 일으키고 이후 불순물 제거과정인 순화소둔을 거친 다음 냉각한다. 그 과정에서 소둔분위기 가스는 통상의 경우와 같이 승온과정에서는 수소와 질소의 혼합가스를 사용하여 열처리하고, 순화소둔에서는 100% 수소가스를 사용하여 장시간 유지하여 불순물을 제거한다. 2차 재결정 소둔의 온도는 1000 내지 1300℃가 될 수 있으며, 시간은 10 내지 25시간이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 포스테라이트 층은 전술하였듯이, 얇거나, 제거되는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 2차 재결정 소둔 후, 강판 표면에 형성된 포스테라이트 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제거 방법은 물리적 또는 화학적 방법을 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험예 1
표 1 및 표 2에서 나타내는 성분 및 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 제조하고, 1200 ℃에서 가열 후 열간압연하여 1.4 mm의 두께의 열연코일을 제조하였다. 열연 도중 1100℃에서 3분 동안 유지하였다. 이후, 1100℃ 내지 1140℃에서 30초간 소둔하고 900℃에서 90초간 소 둔 후에 급냉한 열연소둔판을 압하율 63%까지 냉간 압연하다.
냉간압연한 판은 0.02 중량%로 질화하고 동시에 이슬점 60℃ 수소 75부피% 분위기 에서 탈탄하는 1차 재결정 소둔공정을 거쳐서 결정립경을 36㎛가 되도록 하였다. 이후, MgO 성분을 포함하는 소둔분리제를 도포한 후에 시간당 20℃의 승온속도로 1200℃까지 승온 한 후 20시간 동안 2차 재결정 소둔을 실시하였다. 냉각된 판은 MgO 소둔분리제를 제거한 후에, 상면 및 하면에 0.4㎛ 두께의 절연코팅을 실시하고 자성을 측정하여 표 3에 정리 하였다. 자성 측정 후에 800℃에서 2시간 소둔 후에 자성을 재측정한 결과를 표 3 에 나타내었다.
시편
(중량%)		 Si Al S Mn 슬라브 N 슬라브 C 2차 재결정 소둔 후 N 2차 재결정 소둔 후 C
A1 2.69 0.028 0.0005 0.13 0.0056 0.019 0.0028 0.001
A2 2.77 0.028 0.0005 0.13 0.0043 0.023 0.0027 0.001
A3 2.53 0.029 0.0005 0.13 0.0056 0.025 0.0028 0.001
A4 2.65 0.028 0.0005 0.13 0.0034 0.028 0.0029 0.001
A5 2.79 0.028 0.0005 0.08 0.0013 0.03 0.0028 0.001
A6 2.74 0.028 0.0008 0.19 0.0054 0.033 0.0029 0.0035
A7 2.71 0.028 0.0008 0.06 0.0048 0.023 0.0029 0.001
A8 2.75 0.033 0.0008 0.26 0.0097 0.026 0.0029 0.001
A9 2.63 0.015 0.0008 0.149 0.0034 0.028 0.0029 0.001
A10 2.36 0.029 0.0015 0.149 0.0054 0.027 0.003 0.001
A11 3 0.027 0.0011 0.15 0.0021 0.028 0.0029 0.001
A12 2.64 0.027 0.001 0.142 0.0051 0.036 0.003 0.001
A13 2.78 0.026 0.0018 0.137 0.0038 0.033 0.003 0.001
A14 2.64 0.029 0.0008 0.021 0.0065 0.023 0.0028 0.001
A15 2.77 0.027 0.0047 0.06 0.0054 0.024 0.0028 0.001
A16 2.53 0.026 0.0005 0.14 0.0067 0.008 0.0028 0.001
A17 2.6 0.028 0.0009 0.51 0.0029 0.08 0.0029 0.0065
A18 2.8 0.028 0.0009 0.135 0.0028 0.023 0.0028 0.001
A19 2.72 0.008 0.001 0.147 0.0034 0.025 0.0027 0.001
A20 1.83 0.028 0.001 0.148 0.0065 0.024 0.0028 0.001
A21 2.65 0.028 0.001 0.147 0.0029 0.061 0.0029 0.003
A22 2.79 0.026 0.001 0.139 0.0054 0.024 0.0029 0.001
A23 2.31 0.026 0.001 0.149 0.0065 0.025 0.0029 0.001
A24 2.77 0.026 0.0009 0.149 0.003 0.024 0.003 0.001
A25 2.81 0.028 0.0006 0.135 0.0053 0.019 0.0028 0.001
시편
(중량%)		 Ti P [C]/[Si] [Ca]+[Mg]-[S] Ca Mg Sn Sb
A1 0.002 0.035 0.0071 0.0047 0.0043 0.0009 0.005 0.005
A2 0.002 0.035 0.0083 0.0016 0.0012 0.0009 0.05 0.005
A3 0.002 0.035 0.0099 0.0017 0.0013 0.0009 0.005 0.03
A4 0.002 0.035 0.0106 0.0015 0.0011 0.0009 0.05 0.03
A5 0.002 0.035 0.0108 0.0055 0.004 0.002 0.005 0.005
A6 0.002 0.035 0.012 0.0012 0.0011 0.0009 0.005 0.005
A7 0.002 0.035 0.0085 0.0026 0.0023 0.0011 0.005 0.005
A8 0.002 0.035 0.0095 0.0042 0.003 0.002 0.005 0.005
A9 0.002 0.035 0.0106 0.0014 0.0013 0.0009 0.005 0.005
A10 0.002 0.035 0.0114 0.001 0.0015 0.001 0.005 0.005
A11 0.002 0.035 0.0093 0.0016 0.0016 0.0011 0.005 0.005
A12 0.002 0.035 0.0136 0.0011 0.0012 0.0009 0.005 0.005
A13 0.002 0.035 0.0119 0.0013 0.0017 0.0014 0.005 0.005
A14 0.014 0.035 0.0087 0.0027 0.00005 0.0034 0.005 0.005
A15 0.002 0.035 0.0087 -0.0042 0.00005 0.0005 0.005 0.005
A16 0.002 0.035 0.0032 0.0001 0.00005 0.0005 0.005 0.005
A17 0.002 0.035 0.0308 0.0019 0.0003 0.0025 0.005 0.005
A18 0.002 0.035 0.0082 -0.0004 0.00005 0.0005 0.005 0.005
A19 0.002 0.035 0.0092 -0.0005 0.00005 0.0005 0.005 0.005
A20 0.002 0.035 0.0131 -0.0005 0.00005 0.0005 0.005 0.005
A21 0.002 0.035 0.023 0.0071 0.00005 0.008 0.005 0.005
A22 0.002 0.035 0.0086 -0.0005 0.00005 0.0005 0.005 0.005
A23 0.002 0.16 0.0108 0.0005 0.001 0.0005 0.005 0.005
A24 0.011 0.035 0.0087 0.0076 0.008 0.0005 0.005 0.005
A25 0.002 0.035 0.0068 0.00245 0.003 0.00005 0.005 0.005
시편 압연방향
Br
(T)		 압연수직
방향 Br
(T)		 원주방향
Br
(T)		 2시간 소 둔후 엡스 타인 Br
(T)		 Cube 15도 이내 분율 평균 결정립경
(두께에 대한 비)		 비고
A1 1.823 1.803 1.723 1.815 91 86 발명예
A2 1.831 1.822 1.691 1.828 95 151 발명예
A3 1.812 1.802 1.641 1.809 89 72 발명예
A4 1.843 1.812 1.642 1.829 95 160 발명예
A5 1.833 1.801 1.634 1.819 92 98 발명예
A6 1.812 1.793 1.672 1.804 87 64 발명예
A7 1.843 1.734 1.652 1.79 83 48 발명예
A8 1.803 1.758 1.612 1.782 81 42 발명예
A9 1.823 1.664 1.631 1.745 70 26 발명예
A10 1.851 1.793 1.665 1.824 93 120 발명예
A11 1.826 1.774 1.642 1.802 87 60 발명예
A12 1.808 1.698 1.613 1.755 73 34 발명예
A13 1.93 1.657 1.603 1.795 85 52 발명예
A14 1.546 1.443 1.441 1.496 15 9.4 비교예
A15 1.565 1.523 1.513 1.546 10 8.9 비교예
A16 1.82 1.339 1.328 1.581 20 2 비교예
A17 1.612 1.546 1.537 1.581 20 1 비교예
A18 1.583 1.529 1.512 1.558 13 3 비교예
A19 1.534 1.483 1.472 1.51 11 2 비교예
A20 1.554 1.483 1.474 1.52 2 0.2 비교예
A21 1.583 1.446 1.439 1.516 5 1 비교예
A22 1.592 1.463 1.453 1.529 5 1.2 비교예
A23 1.535 1.383 1.388 1.46 15 0.5 비교예
A24 1.572 1.465 1.461 1.52 5 8.4 비교예
A25 1.795 1.456 1.453 1.791 10 8.3 비교예
표 1 내지 표 3에 나타난 것과 같이, 본 발명의 합금 조성을 만족하는 발명예는 평균 결정립경이 크고, Cube 분율이 높아, 자성이 우수함을 확인할 수 있다. 반면, 본 발명의 합금 조성을 만족하지 못하는 비교예는 평균 결정립이 작고, Cube 분율이 낮으며, 자성이 열위함을 확인할 수 있다.실험예 2
실시예 1의 A1시편을 소둔분리제를 제거하지 아니하고, 하기 표 4와 같이, 상면 절연 코팅 및 하면 절연 코팅을 형성하여, 자성을 측정하여 하기 표 4에 정리하였다.
시편명 강판상면 절연층 두께
(㎛)		 강판하면 절연층 두께
(㎛)		 압연방향 Br
(T)		 압연수직방향 Br
(T)		 원주방향 Br
(T)		 2시간 소 둔후 엡스 타인 Br
(T)		 비고
B1 0.5 0.45 1.813 1.803 1.693 1.81 발명예
B2 0.4 0.55 1.823 1.803 1.703 1.815 발명예
B3 3.5 2.1 1.803 1.8 1.693 1.803 발명예
B4 3.5 3.4 1.801 1.8 1.669 1.802 발명예
B5 10 12 1.712 1.651 1.553 1.683 발명예
B6 10 12 1.654 1.612 1.524 1.635 발명예
표 4에 나타나듯이, 상면 및 하면 절연층의 두께 범위를 만족하는 B1-B4는 자성이 우수함을 확인할 수 있다. 반면 상면 및 하면 절연층의 두께 범위를 만족하지 못하는 B5, B6는 압연 수직 방향의 자성이 일부 열화됨을 확인할 수 있다.
실험예 3
중량%로 Si: 2.8%, Al: 0.027%, S: 0.0007%, Mn: 0.15%, N: 0.003%, C:0.028%, P:0.04%, Ca:0.002%, Mg:0.001% 를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 제조하였다. 슬라브를 1150℃에서 가열 후 열간압연하여 1.4mm의 두께의 열연코일을 제조하였다. 열간압연시 1100℃ 이상에서의 체류 시간을 하기 표 5와 같이 조절하였다. 열연코일을 1140℃에서 90초가 소둔한 후에 냉각하고 열연소둔판을 압하율 63%까지 냉간 압연하였다.
냉간압연한 판은 0.02 wt%로 질화하여 이슬점 60℃ 수소 75% 분위기 에서 탈탄하는 1차 재결정 소둔공정을 거쳐서 결정립경을 하기 표 5과 같이 되도록 하였다. 이후, MgO 성분을 포함하는 소둔분리제를 도포한 후에 시간당 20℃의 승온 속도로 1200℃까지 승온 한 후 20시간 동안 2차 재결정 소둔을 실시하였다. 상면 및 하면에 0.4㎛ 두께의 절연코팅을 실시하고 자성을 측정하여 표 5에 정리하였다.
시편 1100℃ 이상 시간(분) 산화층 두께
(㎛)		 압연방향 Br
(T)		 압연수직방향 Br
(T)		 원주방향 Br
(T)		 2시간 소 둔후 엡스 타인 Br
(T)		 Cube 15도 이내 분율(%) 결정립경
(두께에 대한 비)		 비고
C1 1 0.03 1.86 1.803 1.712 1.833 96 67 발명예
C2 2 2.1 1.83 1.81 1.77 1.822 93 52 발명예
C3 5 2.3 1.831 1.82 1.74 1.827 94 55 발명예
C4 30 9 1.65 1.6 1.583 1.627 6 9 발명예
C5 120 15 1.61 1.54 1.532 1.577 12 9 발명예
표 5에서 나타나듯이, 열간압연 시, 1100℃ 이상의 체류 시간을 적절히 확보한 C1-C3은 산화층 두께가 적절히 형성되고, 자성이 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 1100℃ 이상의 체류 시간이 너무 긴 C4, C5는 산화층 두께가 너무 두껍게 형성되고, 자성이 비교적 열위함을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
100 : 이방향성 전기강판, 10: 강판 기재,
11: 산화층, 20: 포스테라이트 층
30: 절연층

Claims (20)

  1. 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 008% 이하(0%를 제외함), C: 0.005%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 이방향성 전기강판.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 식 1을 만족하는 이방향성 전기강판.
    [Ca] + [Mg] ≥ [S]
    (식 1에서, [Ca], [Mn] 및 [S]은 각각 Ca, Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  3. 제1항에 있어서,
    Sb : 0.001 내지 0.1 중량％ 및 Sn : 0.001 내지 0.1 중량％ 중 1종 이상을 더 포함하는 이방향성 전기강판.
  4. 제1항에 있어서,
    Ti:0.01 중량% 이하, Mo: 0.01 중량% 이하, Bi: 0.01 중량% 이하, Pb: 0.01 중량% 이하, Mg: 0.01 중량% 이하, As: 0.01 중량% 이하, Be: 0.01 중량% 이하 및 Sr: 0.01 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 이방향성 전기강판.
  5. 제1항에 있어서,
    ｛100｝<001>로부터 15° 이내의 방위를 갖는 결정립의 면적 분율이 60 내지 99 %인 이방향성 전기강판.
  6. 제1항에 있어서,
    평균 결정립경이 상기 강판의 두께의 20배 이상인 이방향성 전기강판.
  7. 제1항에 있어서,
    강판의 기재 표면으로부터 기재 내부 방향으로 형성된 산화층 및 상기 기재 표면 상에 형성된 절연층을 포함하는 이방향성 전기강판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산화층의 두께는 5㎛ 이하인 이방향성 전기강판.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 0.2 내지 8㎛ 인 이방향성 전기강판.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기재 표면 및 상기 절연층 사이에 개재된 포스테라이트 층을 더 포함하는 이방향성 전기강판.
  11. 제1항에 있어서,
    압연 방향과 압연 수직방향의 Br이 모두 1.63T 이상이고, 원주방향의 Br이 1.56 T이상이고, Br은 하기 식 2로 계산되는 이방향성 전기강판.
    [식 2]
    Br= 7.87/(7.87-0.0.065×[Si]-0.1105× [Al]) × B8
    (식 2에서, [Si] 및 [Al]은 각각 Si 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다. B8은 800A/m로 유기하였을 때 유도되는 자기장의 강도(Tesla)를 나타낸다.)
  12. 제1항에 있어서,
    상기 강판을 750℃ 내지 880℃의 온도에서 1 내지 2시간 소둔 후 측정된 Br값이 1.65T 이상이고, Br은 하기 식 2로 계산되는 이방향성 전기강판.
    [식 2]
    Br= 7.87/(7.87-0.0.065×[Si]-0.1105× [Al]) × B8
    (식 2에서, [Si] 및 [Al]은 각각 Si 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다. B8은 800A/m로 유기하였을 때 유도되는 자기장의 강도(Tesla)를 나타낸다.)
  13. 중량%로, Si: 2.0 내지 4.0%, Al: 0.01 내지 0.04%, S: 0.0004 내지 0.002%, Mn: 0.05 내지 0.3%, N: 0. 02% 이하(0%를 제외함), C: 0.05%이하(0%를 제외함), P: 0.005 내지 0.15%, Ca: 0.0001 내지 0.005% 및 Mg:0.0001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계;
    상기 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계;
    상기 냉연판을 1차 재결정 소둔하는 단계 및
    1차 재결정 소둔된 냉연판을 2차 재결정 소둔하는 단계를 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 슬라브는 하기 식 3을 만족하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
    [식 3]
    [C]/[Si] ≥ 0.0067
    (식 3에서, [C] 및 [Si]는 각각 슬라브 내의 C 및 Si의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  15. 제13항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계는
    슬라브를 조압연 하는 단계, 조압연된 바를 가열하는 단계 및 가열된 바를 사상압연하는 단계를 포함하고,
    상기 바를 가열하는 단계에서 1100℃ 이상의 온도에서 30초 내지 20분 동안 유지하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 1차 재결정 소둔하는 단계에서, 50 내지 70℃의 이슬점 온도에서 탈탄하는 단계를 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 1차 재결정 소둔하는 단계에서, 질화 단계를 포함하고, 질화량이 0.01 내지 0.03 중량%인 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 1차 재결정 소둔하는 단계 이후, 1차 재결정 소둔된 강판의 평균 결정립 입경이 30 내지 50㎛인 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 1차 재결정 소둔하는 단계 이후, 소둔 분리제를 도포하는 단계를 더 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 2차 재결정 소둔하는 단계 이후, 강판 표면에 형성된 포스테라이트 층을 제거하는 단계를 더 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
KR1020180115267A 2018-09-27 2018-09-27 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법 KR102105529B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180115267A KR102105529B1 (ko) 2018-09-27 2018-09-27 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
CN201980078053.6A CN113166872B (zh) 2018-09-27 2019-09-25 双取向电工钢板及其制造方法
US17/280,731 US20210381073A1 (en) 2018-09-27 2019-09-25 Doubly oriented electrical steel sheet and manufacturing method therefor
PCT/KR2019/012471 WO2020067721A1 (ko) 2018-09-27 2019-09-25 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
JP2021517630A JP7312249B2 (ja) 2018-09-27 2019-09-25 二方向性電磁鋼板およびその製造方法
EP19866768.5A EP3859038A4 (en) 2018-09-27 2019-09-25 DOUBLE ORIENTED ELECTRIC STEEL SHEET AND MANUFACTURING PROCESS FOR IT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180115267A KR102105529B1 (ko) 2018-09-27 2018-09-27 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200035753A true KR20200035753A (ko) 2020-04-06
KR102105529B1 KR102105529B1 (ko) 2020-04-28

Family

ID=69950823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180115267A KR102105529B1 (ko) 2018-09-27 2018-09-27 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210381073A1 (ko)
EP (1) EP3859038A4 (ko)
JP (1) JP7312249B2 (ko)
KR (1) KR102105529B1 (ko)
CN (1) CN113166872B (ko)
WO (1) WO2020067721A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271299B1 (ko) * 2019-12-19 2021-06-29 주식회사 포스코 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20220089075A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 주식회사 포스코 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20220090106A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102009834B1 (ko) * 2017-12-26 2019-08-12 주식회사 포스코 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08243700A (ja) * 1995-03-07 1996-09-24 Nippon Steel Corp 超高磁束密度一方向性電磁鋼板用鋳片の製造方法
JP2008106367A (ja) * 2007-11-19 2008-05-08 Jfe Steel Kk 二方向性電磁鋼板
JP4593317B2 (ja) * 2005-03-02 2010-12-08 新日本製鐵株式会社 磁気特性が優れた方向性電磁鋼板の製造方法
JP2017122269A (ja) * 2016-01-08 2017-07-13 新日鐵住金株式会社 二方向性電磁鋼板および二方向性電磁鋼板の製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3078198A (en) * 1961-06-07 1963-02-19 Westinghouse Electric Corp Process for producing oriented silicon steel
AR208355A1 (es) * 1975-02-13 1976-12-20 Allegheny Ludlum Ind Inc Procedimiento para producir acero electromagnetico al silico
DE69625845T2 (de) * 1995-05-02 2003-12-24 Sumitomo Metal Ind Magnetisches Stahlblech mit verbesserten magnetischen Eigenschaften und verbesserter Stanzbarkeit
JP3316854B2 (ja) * 1996-11-01 2002-08-19 住友金属工業株式会社 二方向性電磁鋼板およびその製造方法
US6562473B1 (en) * 1999-12-03 2003-05-13 Kawasaki Steel Corporation Electrical steel sheet suitable for compact iron core and manufacturing method therefor
AU2003236311A1 (en) * 2002-03-28 2003-10-27 Nippon Steel Corporation Directional hot rolled magnetic steel sheet or strip with extremely high adherence to coating and process for producing the same
KR100900662B1 (ko) * 2002-11-11 2009-06-01 주식회사 포스코 침규확산용 분말도포제 및 이를 이용한 고규소 방향성전기강판 제조방법
WO2007007423A1 (ja) * 2005-07-07 2007-01-18 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP5794409B2 (ja) 2010-12-17 2015-10-14 Ｊｆｅスチール株式会社 電磁鋼板およびその製造方法
JP5982883B2 (ja) * 2011-04-11 2016-08-31 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の評価方法
CN103695619B (zh) * 2012-09-27 2016-02-24 宝山钢铁股份有限公司 一种高磁感普通取向硅钢的制造方法
JP5954347B2 (ja) * 2013-03-07 2016-07-20 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN104726662B (zh) * 2013-12-23 2017-12-29 Posco公司 取向电工钢板及其制造方法
KR20150073796A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101633255B1 (ko) * 2014-12-18 2016-07-08 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP6572855B2 (ja) * 2016-09-21 2019-09-11 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR101937925B1 (ko) * 2016-12-19 2019-01-11 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 제조방법
KR101909218B1 (ko) * 2016-12-21 2018-10-17 주식회사 포스코 방향성 전기강판용 소둔 분리제 조성물, 방향성 전기강판 및 방향성 전기강판의 제조방법
KR101947026B1 (ko) * 2016-12-22 2019-02-12 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 이의 제조방법
KR102009834B1 (ko) * 2017-12-26 2019-08-12 주식회사 포스코 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08243700A (ja) * 1995-03-07 1996-09-24 Nippon Steel Corp 超高磁束密度一方向性電磁鋼板用鋳片の製造方法
JP4593317B2 (ja) * 2005-03-02 2010-12-08 新日本製鐵株式会社 磁気特性が優れた方向性電磁鋼板の製造方法
JP2008106367A (ja) * 2007-11-19 2008-05-08 Jfe Steel Kk 二方向性電磁鋼板
JP2017122269A (ja) * 2016-01-08 2017-07-13 新日鐵住金株式会社 二方向性電磁鋼板および二方向性電磁鋼板の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271299B1 (ko) * 2019-12-19 2021-06-29 주식회사 포스코 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20220089075A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 주식회사 포스코 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20220090106A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210381073A1 (en) 2021-12-09
EP3859038A1 (en) 2021-08-04
WO2020067721A1 (ko) 2020-04-02
CN113166872A (zh) 2021-07-23
KR102105529B1 (ko) 2020-04-28
EP3859038A4 (en) 2021-11-24
CN113166872B (zh) 2022-09-09
JP2022501516A (ja) 2022-01-06
JP7312249B2 (ja) 2023-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102105529B1 (ko) 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR101223115B1 (ko) 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 이의 제조방법
KR102009834B1 (ko) 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
EP3561102B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same
US20230050497A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same
KR101707452B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101701195B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20190077890A (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR102142511B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20210080658A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101051743B1 (ko) 자기특성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102134311B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP5928362B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板製造用の一次再結晶鋼板
KR102099866B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20220089312A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102271299B1 (ko) 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR101351957B1 (ko) 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 이의 제조방법
KR102493771B1 (ko) 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR102119095B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR102438480B1 (ko) 방향성 전기강판의 제조방법
KR101263841B1 (ko) 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조방법
KR101223112B1 (ko) 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 이의 제조방법
KR20220089196A (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20200066060A (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant