KR20200066042A - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족한다.
[식 1]
150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
[식 2]
3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
(식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
무방향성 전기강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로 Mn, Cu, S 간의 관계를 적절히 제어하여, 황화물의 분포를 제어함으로써, 자성을 개선한 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은 전기에너지를 기계적에너지로 변환시키는 모터에 주로 사용되는데, 그 과정에서 높은 효율을 발휘하기 위해 무방향성 전기강판의 우수한 자기적 특성을 요구한다. 특히 근래에는 친환경 기술이 주목받게 되면서 전체 전기에너지 사용량의 과반을 차지하는 모터의 효율을 증가시키는 것이 매우 중요하게 생각되고 있으며, 이를 위해 우수한 자기적 특성을 갖는 무방향성 전기강판의 수요 또한 증가하고 있다.
무방향성 전기강판의 자기적 특성은 주로 철손과 자속밀도로 평가한다. 철손은 특정 자속밀도와 주파수에서 발생하는 에너지 손실을 의미하며, 자속밀도는 특정 자장 하에서 얻어지는 자화의 정도를 의미한다. 철손이 낮을수록 동일한 조건에서 에너지 효율이 높은 모터를 제조할 수 있으며, 자속밀도가 높을수록 모터를 소형화시키거나 구리손을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 철손과 높은 자속밀도를 갖는 무방향성 전기강판을 만드는 것이 중요하다.
모터의 작동조건에 따라 고려 해야 되는 무방향성 전기강판의 특성 또한 달라지게 된다. 모터에 사용되는 무방향성 전기강판의 특성을 평가하기 위한 기준으로 다수의 모터들이 상용주파수 50Hz에서 1.5T 자장이 인가되었을 때의 철손인 W15/50을 가장 중요하게 여기고 있다. 그러나 다양한 용도의 모터들이 모두 W15/50 철손을 가장 중요하게 여기고 있는 것은 아니며, 주 작동조건에 따라 다른 주파수나 인가자장에서의 철손을 평가하기도 한다. 특히 최근의 전기자동차 구동모터에 사용되는 두께 0.35mm 이하의 무방향성 전기강판에서는 1.0T 또는 그 이하의 저자장과 400Hz 이상의 고주파에서 자기적 특성이 중요한 경우가 많으므로, W10/400 등의 철손으로 무방향성 전기강판의 특성을 평가하게 된다.
무방향성 전기강판의 자기적 특성을 증가시키기 위해 통상적으로 사용되는 방법은 Si 등의 합금원소를 첨가하는 것이다. 이러한 합금원소의 첨가를 통해 강의 비저항을 증가시킬 수 있는데, 비저항이 높아질수록 와전류 손실이 감소하여 전체 철손을 낮출 수 있게 된다. 반면 Si 첨가량이 증가할수록 자속밀도가 열위해지고 취성이 증가하는 단점이 있으며, 일정량 이상 첨가하면 냉간압연이 불가능하여 상업적 생산이 불가능해진다. 특히 전기강판은 두께를 얇게 만들수록 철손이 저감되는 효과를 볼 수 있는데, 취성에 의한 압연성 저하는 치명적인 문제가 된다. 한편, Si 외에 추가적인 강의 비저항 증가를 위해 Al, Mn 등의 원소를 첨가하는 시도가 있었다.
특히 Mn의 첨가는 강의 취성 증가를 최소화하면서 비저항을 증가시킬 수 있기 때문에, 비저항이 중요하게 고려되는 고주파 용도 무방향성 전기강판 제조방법에 적극 활용되고 있다. 다만 Mn의 첨가량이 증가할수록 Mn과 화학적으로 결합하기 쉬운 황과 결합하여 황화물이 형성되거나, 합금철에 함유된 불순물이 석출물을 형성하여 자성을 악화시킬 수 있다. 이러한 이유 때문에 Mn 첨가를 통한 강의 철손 향상은 매우 까다로운 제조기술을 요구한다.
무방향성 전기강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 더욱 구체적으로 Mn, Cu, S 간의 관계를 적절히 제어하여, 황화물의 분포를 제어함으로써, 자성을 개선한 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족한다.
[식 1]
150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
[식 2]
3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
(식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 C 및 N 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Nb, Ti 및 V 중 1종 이상을 각각 0.004 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 P : 0.02%이하, B : 0.002%이하, Mg : 0.005%이하 및 Zr : 0.005%이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
직경 150 내지 300nm의 황화물 개수가 직경 20 내지 100nm의 황화물 개수의 2배 이상일 수 있다.
직경 150 내지 300nm의 황화물을 포함하고, 직경 150 내지 300nm의 황화물 중 Mn과 Cu를 동시에 포함하는 황화물의 면적 분율이 70% 이상일 수 있다.
강판의 두께가 0.1 내지 0.3 mm일 수 있다.
평균 결정립 직경이 40 내지 100㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
[식 1]
150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
[식 2]
3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
(식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
슬라브를 가열하는 단계에서, 1200℃ 이하의 온도로 가열할 수 있다.
열간 압연하는 단계에서 마무리 압연 온도는 750℃ 이상일 수 있다.
열간 압연하는 단계 이후, 850 내지 1150℃의 범위에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉간압연하는 단계는 1회의 냉간압연 단계 또는 중간 소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연 단계를 포함할 수 있다.
중간 소둔 온도는 850 내지 1150℃일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무방향성 전기강판의 최적 합금 조성을 제시함으로서, 적절한 황화물계 석출물을 형성하여, 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 통해 모터 및 발전기의 효율 향상에 기여할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 Mn 및 Cu를 동시에 포함하는 황화물의 전자 현미경 사진이다.
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.
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.
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.
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 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족한다.
[식 1]
150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
[식 2]
3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
(식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
이하에서는 무방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.
Si: 1.5 내지 4.0 중량%
실리콘(Si)은 강의 비저항을 증가시켜서 철손 중 와류손실을 낮추기 위해 첨가되는 주요 원소이다. Si가 너무 적게 첨가되면, 철손이 열화되는 문제가 발생한다. 반대로 Si가 너무 많이 첨가되면, 자속밀도가 크게 감소하며, 가공성에 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 범위로 Si를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Si를 2.0 내지 3.9 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Si를 2.5 내지 3.8 중량% 포함할 수 있다.
Al: 0.7 내지 2.5 중량%
알루미늄(Al)은 Si과 함께 비저항을 증가시켜 철손을 감소시키는 중요한 역할을 하며 또한 자기 이방성을 감소시켜 압연 방향과 압연수직 방향의 자성 편차를 감소시키는 역할을 한다. Al이 너무 적게 첨가되면, 미세 질화물을 형성하여 자성 개선 효과를 얻기 어려울 수 있다. Al이 너무 많이 첨가되면, 질화물이 과다하게 형성되어 자성을 열화시킬 수 있다. 따라서, 전술한 범위로 Al을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Al을 1.0 내지 2.0 중량% 포함할 수 있다.
Mn: 1 내지 2 중량%
망간(Mn)은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고 황화물을 형성시키는 역할을 한다. Mn이 너무 적게 첨가되면, 황화물이 미세하게 형성되어 자성 열화를 일으킬 수 있다. 반대로 Mn이 너무 많이 첨가되면, MnS가 과다하게 석출되고 자성에 불리한 {111} 집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 급격히 감소하게 될 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn을 0.9 내지 1.9 중량% 포함할 수 있다.
Cu: 0.003 내지 0.02 중량%
구리(Cu)는 고온에서 준안정 황화물을 형성할 수 있는 원소이며 다량으로 첨가시에는 표면부의 결함을 야기하는 원소이다. 적정량의 첨가시 황화물의 크기를 증가시키고 분포밀도를 감소시켜 자성을 개선시키는 효과가 있다. 더욱 구체적으로 Cu를 0.005 내지 0.015 중량% 포함할 수 있다.
S: 0.005 중량% 이하
황(S)는 미세한 석출물인 MnS, CuS, (Mn, Cu)S를 형성하여 자기특성을 악화시키고 열간가공성을 악화시키기 때문에 낮게 관리하는 것이 좋다. 더욱 구체적으로 0.0001 내지 0.005 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.0005 내지 0.0035 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 C 및 N 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 C: 0.005 중량% 이하 및 N: 0.005 중량% 이하 더 포함할 수 있다.
C: 0.005 중량% 이하
탄소(C)는 자기시효를 일으키고 기타 불순물 원소와 결합하여 탄화물을 생성하여 자기적 특성을 저하시키므로 낮을수록 바람직하다. C를 더 포함하는 경우, 0.005 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는 0.003 중량%이하로 더 포함할 수 있다.
N: 0.005 중량% 이하
질소(N)은 모재 내부에 미세하고 긴 AlN 석출물을 형성할 뿐 아니라, 기타 불순물과 결합하여 미세한 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 악화시킨다. 따라서, N을 더 포함하는 경우, 0.005 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Nb, Ti 및 V 중 1종 이상을 각각 0.004 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Nb, Ti 및 V를 각각 0.004 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)은 강내 석출물 형성 경향이 매우 강한 원소들이며, 모재 내부에 미세한 탄화물 또는 질화물 또는 황화물을 형성하여 결정립 성장을 억제함으로써 철손을 열화시킨다. 따라서 Nb, Ti, V 중 1종 이상을 더 포함하는 경우, 각각의 함량은 각각 0.004 중량% 이하가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 각각 0.002 중량% 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 P : 0.02%이하, B : 0.002%이하, Mg : 0.005%이하 및 Zr : 0.005%이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 P : 0.02%이하, B : 0.002%이하, Mg : 0.005%이하 및 Zr : 0.005%이하 더 포함할 수 있다.
이들 원소는 미량이지만 강내 개재물 형성 등을 통한 자성 악화를 야기할 수 있으므로, P : 0.02%이하, B : 0.002%이하, Mg : 0.005%이하, Zr : 0.005%이하로 관리될 수 있다.
잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 불가피한 불순물에 대해서는 제강 단계 및 방향성 전기강판의 제조 공정 과정에서 혼입되는 불순물이며, 이는 해당 분야에서 널리 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명의 일 실시예예서 전술한 합금 성분 외에 원소의 추가를 배제하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상을 해치지 않는 범위 내에서 다양하게 포함될 수 있다. 추가 원소를 더 포함하는 경우 잔부인 Fe를 대체하여 포함한다.
전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에서 Mn, Cu, S 간의 관계를 적절히 제어하여, 황화물의 분포를 제어함으로써, 자성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로 직경 150 내지 300nm의 황화물 개수가 직경 20 내지 100nm의 황화물 개수의 2배 이상일 수 있다. 직경 150 내지 300nm의 황화물은 직경 20 내지 100nm의 황화물에 비해 자벽이동을 방해하여 자기적 특성을 열화시키는 특성이 작기 때문에 직경 150 내지 300nm의 황화물 개수를 많게 형성함으로써, 자성을 향상시킬 수 있다. 이 때, 황화물의 직경이란 압연면(ND면)과 평행한 면에서 황화물을 관찰하였을 때의 직경을 의미한다. 직경이란 황화물과 동일한 면적의 원을 가정하였을 때, 그 원의 직경을 의미한다. 직경 150 내지 300nm의 황화물 개수가 직경 20 내지 100nm의 황화물 개수의 비는 적어도 5㎛×5㎛ 이상의 면적에서 관찰할 때의 개수의 비가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 직경 150 내지 300nm의 황화물 개수가 직경 20 내지 100nm의 황화물 개수의 2배 내지 3.5배 일 수 있다.
구체적으로 직경 20 내지 100nm의 황화물의 밀도는 20 내지 40개/mm2일 수 있다. 직경 150 내지 300nm의 황화물의 밀도는 60 내지 100개/mm2일 수 있다.
직경 150 내지 300nm의 황화물 중 Mn과 Cu를 동시에 포함하는 황화물의 면적 분율이 70% 이상일 수 있다. Mn 또는 Cu를 단독으로 포함하는 황화물에 비해 Mn과 Cu를 동시에 포함하는 황화물은 그 크기가 크고 단위면적 당 개수가 적기 때문에 자벽 이동 및 결정립 성장을 방해하는 효과가 현저히 낮아지게 되며, Mn과 Cu를 동시에 포함하는 황화물의 면적 분율이 70% 이상 인 경우에 상기 효과가 극명하게 나타나므로 강판의 자성이 향상된다.
강판의 두께가 0.1 내지 0.3 mm일 수 있다. 평균 결정립 직경이 40 내지 100㎛일 수 있다. 적절한 두께 및 평균 결정립 직경을 가질 경우, 자성이 향상될 수 있다.
전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에서 Mn, Cu, S 간의 관계를 적절히 제어하여, 황화물의 분포를 제어함으로써, 자성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 무방향성 전기강판의 철손(W15/50)이 1.9W/Kg이하, 철손(W10/400)이 9.5W/kg이하, 자속밀도(B50)이 1.65T이상이 될 수 있다. 철손(W15/50)은 50Hz의 주파수로 1.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이다. 철손(W10/400)은 400HZ의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이다. 자속밀도(B50)는 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도이다. 더욱 구체적으로 무방향성 전기강판의 철손(W15/50)이 1.9W/Kg이하, 철손(W10/400)이 9.5W/kg이하, 자속밀도(B50)이 1.65T이상이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
먼저, 슬라브를 가열한다.
슬라브의 합금 성분에 대해서는 전술한 무방향성 전기강판의 합금성분에서 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다. 무방향성 전기강판의 제조 과정에서 합금 성분이 실질적으로 변동되지 않으므로, 무방향성 전기강판과 슬라브의 합금 성분은 실질적으로 동일하다.
구체적으로 슬라브는 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족할 수 있다.
[식 1]
150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
[식 2]
3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
(식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
그 밖의 추가 원소에 대해서는 무방향성 전기강판의 합금성분에서 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
슬라브의 가열 온도는 제한되지 않으나, 슬라브를 1200℃이하로 가열할 수 있다. 슬라브 가열 온도가 너무 높으면, 슬라브 내에 존재하는 AlN, MnS등의 석출물이 재고용된 후 열간압연 및 소둔시 미세 석출되어 결정립 성장을 억제하고 자성을 저하시킬 수 있다.
다음으로, 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조한다. 열연판 두께는 2.5mm 이하가 될 수 있다. 열연판을 제조하는 단계에서 마무리 압연 온도는 750℃ 이상일 수 있다. 구체적으로 750 내지 1000℃ 일 수 있다. 열연판은 700℃ 이하의 온도에서 권취될 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때 열연판 소둔 온도는 850 내지 1150℃일 수 있다. 열연판소둔 온도가 너무 낮으면, 조직이 성장하지 않거나 미세하게 성장하여 냉간압연 후 소둔 시 자성에 유리한 집합조직을 얻기가 쉽지 않다. 소둔온도가 너무 높으면 자결정립이 과도하게 성장하고 판의 표면 결함이 과다해 질 수 있다. 열연판 소둔은 필요에 따라 자성에 유리한 방위를 증가시키기 위하여 수행되는 것이며, 생략도 가능하다. 소둔된 열연판을 산세할 수 있다.
다음으로, 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조한다. 냉간압연은 0.1mm 내지 0.3 mm의 두께로 최종 압연한다. 필요시 냉간압연하는 단계는 1회의 냉간압연 단계 또는 중간 소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 중간 소둔 온도는 850 내지 1150℃일 수 있다.
다음으로, 냉연판을 최종 소둔한다. 냉연판을 소둔하는 공정에서 소둔 온도는 통상적으로 무방향성 전기강판에 적용되는 온도면 크게 제한은 없다. 무방향성 전기강판의 철손은 결정립 크기와 밀접하게 연관되므로 900 내지 1100℃라면 적당하다. 최종 소둔 과정에서 평균 결정립 입경이 40 내지 100㎛이 될 수 있으며, 전 단계인 냉간압연 단계에서 형성된 가공 조직이 모두(즉, 99% 이상) 재결정될 수 있다.
최종 소둔 후, 절연피막을 형성할 수 있다. 상기 절연피막은 유기질, 무기질 및 유무기 복합피막으로 처리될 수 있으며, 기타 절연이 가능한 피막제로 처리하는 것도 가능하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예
표 1과 같은 성분으로 슬라브를 제조하였다. 이를 1150℃로 가열하고 780℃의 마무리온도로 열간압연하여, 판두께 2.0mm의 열연판을 제조하였다. 열간압연된 열연판은 1030℃에서 100초간 열연판 소둔 후, 산세 및 냉간압연하여 두께를 0.15, 0.25, 0.27, 0.30mm로 만들고 1000℃에서 100초간 재결정 소둔을 시행하였다.
각 시편에 대한 두께, [Mn]/[Cu], [Cu]/[S], 직경 20~100nm 황화물 분포밀도 (a), 직경 150~300nm 황화물 분포밀도 (b), b/a, 황화물 중 Mn과 Cu를 동시에 포함하는 황화물의 분율, W15/50, W10/400, B50을 표 2에 나타내었다. 직경 20 내지 100nm, 150 내지 300nm의 황화물 분포밀도는 동일 시편에 대해 TEM으로 5㎛×5㎛×20000장 이상의 관찰하여 0.5㎛2 이상의 면적을 측정하였을 때 발견되는 석출물들을 EDS 분석한 결과 S가 검출되는 석출물들의 직경을 측정하여 나타내었다. 황화물 중 Mn, Cu 동시포함 분율은 전술한 TEM EDS 관찰에서 발견된 S를 포함하는 황화물 전체에서 Mn과 Cu가 동시에 검출되는 황화물들의 분율을 의미한다. 도 1 내지 도 4에서는 Mn과 Cu가 동시에 검출되는 황화물의 전자 현미경 사진을 나타내었다. 자속밀도, 철손 등의 자기적 특성은 각각의 시편에 대해 너비 60mm × 길이 60mm × 매수 5매의 시편을 절단하여 Single sheet tester로 압연방향과 압연수직방향으로 측정하여 평균값을 나타내었다. 이 때, W15/50은 50Hz의 주파수로 1.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이고, W10/400은 400Hz의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이며, B50은 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도를 의미한다.
시편번호 Si(%) Al(%) Mn(%) Cu(%) C(ppm) S(ppm) N(ppm) Nb(ppm) Ti(ppm) V(ppm)
A1 3 1.8 1.3 0.002 26 4 22 19 31 30
A2 3 1.8 1.3 0.03 28 44 11 22 30 29
A3 3 1.8 1.3 0.008 31 26 11 27 10 28
A4 3 1.8 1.3 0.006 25 9 21 32 8 21
B1 3.6 1 1.7 0.014 21 22 18 31 25 17
B2 3.6 1 1.7 0.006 21 16 8 25 11 9
B3 3.6 1 1.7 0.01 37 32 28 31 14 21
B4 3.6 1 1.7 0.009 43 16 18 27 10 18
C1 3.8 1 1.4 0.008 21 40 11 28 21 32
C2 3.8 1 1.4 0.006 28 8 16 30 28 31
C3 3.8 1 1.4 0.008 30 14 21 31 29 10
C4 3.8 1 1.4 0.007 36 13 18 38 22 9
D1 3.2 1.4 0.8 0.005 28 13 16 26 19 21
D2 3.2 1.4 2.2 0.013 29 20 21 14 18 14
D3 3.2 1.4 1.8 0.009 23 27 31 27 28 14
D4 3.2 1.4 1.8 0.011 20 33 27 32 26 26
E1 3.4 1.3 1.5 0.009 28 64 22 31 43 28
E2 3.4 1.3 1.5 0.007 39 71 19 18 14 21
E3 3.4 1.3 1.5 0.008 30 22 18 12 15 18
E4 3.4 1.3 1.5 0.009 29 26 19 17 17 26
시편번호 두께
(mm)		 [Mn]/[Cu] [Cu]/[S] 직경 20 내지100nm 황화물 분포밀도 (a)(개/mm2) 직경 150 내지 300nm 황화물 분포밀도 (b) (개/mm2) b/a 직경 150 내지 300nm 황화물 중 Mn, Cu 동시포함 분율(%) W15/50
(W/kg)		 W10/400
(W/kg)		 B50
(T)		 비고
A1 0.15 650 5 45 13 0.29 37 1.93 9.9 1.62 비교예
A2 43.3 6.82 92 83 0.9 51 1.95 9.8 1.62 비교예
A3 162.5 3.08 31 77 2.48 76 1.68 8.7 1.65 발명예
A4 216.7 6.67 23 54 2.35 77 1.68 8.6 1.65 발명예
B1 0.25 121.4 6.36 41 63 1.54 42 2.01 12.5 1.63 비교예
B2 283.3 3.75 44 61 1.39 39 2 12.3 1.63 비교예
B3 170 3.13 37 96 2.59 81 1.79 10.8 1.67 발명예
B4 188.9 5.63 29 87 3 76 1.78 11 1.67 발명예
C1 175 2 72 81 1.13 31 2.02 12.4 1.63 비교예
C2 233.3 7.5 36 41 1.14 49 2.02 12.3 1.63 비교예
C3 175 5.71 27 67 2.48 83 1.77 10.8 1.67 발명예
C4 200 5.38 22 63 2.86 74 1.79 10.9 1.67 발명예
D1 0.27 160 3.85 51 55 1.08 33 2.04 13.4 1.63 비교예
D2 169.2 6.5 45 61 1.36 56 2.05 13.3 1.63 비교예
D3 200 3.33 36 89 2.47 77 1.8 11.8 1.67 발명예
D4 163.6 3.33 28 78 2.79 74 1.78 11.7 1.67 발명예
E1 0.3 166.7 1.41 73 52 0.71 51 2.06 14.3 1.64 비교예
E2 214.3 0.99 81 59 0.73 47 2.05 14.4 1.64 비교예
E3 187.5 3.64 32 79 2.47 73 1.82 12.7 1.68 발명예
E4 166.7 3.46 28 81 2.89 75 1.84 12.6 1.68 발명예
표 1과 표 2에 나타나듯이 합금 성분이 적절히 제어된 A3, A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4, E3, E4는 직경 20 내지 100nm의 황화물과 직경 150 내지 300nm의 황화물 비율이 적정치를 가졌으므로, 자기적 특성이 모두 우수하게 나타났다.
반면 A1, A2는 Cu 함량이 미달되거나 초과하였으므로 자성에 유해한 미세한 크기의 황화물이 증가하고 조대한 크기의 황화물 형성이 억제되어 철손이 불량하고 자속밀도도 열위하였다. B1, B2는 Mn과 Cu의 함량비, C1, C2는 Cu와 S의 함량비가 벗어나서 각각 자성에 유해한 크기의 황화물이 증가하고 조대한 복합황화물 형성이 억제되었으므로 철손과 자속밀도가 열위하였다. D1, D2는 Mn 함량이 미달되거나 초과하여 철손과 자속밀도가 열위하게 나타났다. E1, E2는 S 함량이 초과하여 자성에 유해한 미세한 크기의 황화물이 급격히 증가하여 철손과 자속밀도가 열위하였다.
본 발명은 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.

Claims (14)

  1. 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 무방향성 전기강판.
    [식 1]
    150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
    [식 2]
    3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
    (식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서,
    C 및 N 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  3. 제1항에 있어서,
    Nb, Ti 및 V 중 1종 이상을 각각 0.004 중량% 이하로 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  4. 제1항에 있어서,
    P : 0.02%이하, B : 0.002%이하, Mg : 0.005%이하 및 Zr : 0.005%이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  5. 제1항에 있어서,
    직경 150 내지 300nm의 황화물 개수가 직경 20 내지 100nm의 황화물 개수의 2배 이상인 무방향성 전기강판.
  6. 제1항에 있어서,
    직경 20 내지 100nm의 황화물을 포함하고,
    상기 직경 20 내지 100nm의 황화물 중 Mn과 Cu를 동시에 포함하는 황화물의 면적 분율이 70% 이상인 무방향성 전기강판.
  7. 제1항에 있어서,
    강판의 두께가 0.1 내지 0.3 mm인 무방향성 전기강판.
  8. 제1항에 있어서,
    평균 결정립 직경이 40 내지 100㎛인 무방향성 전기강판.
  9. 중량%로, Si: 1.5 내지 4.0%, Al: 0.7 내지 2.5%, Mn: 1 내지 2%, Cu: 0.003 내지 0.02% 및 S:0.005% 이하(0%를 제외함) 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 슬라브를 가열하는 단계;
    상기 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및
    상기 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
    [식 1]
    150 ≤ [Mn]/[Cu] ≤ 250
    [식 2]
    3 ≤ [Cu]/[S] ≤ 7
    (식 1 및 식 2에서, [Mn], [Cu] 및 [S]는 각각 Mn, Cu 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  10. 제9항에 있어서,
    상기 슬라브를 가열하는 단계에서, 1200℃ 이하의 온도로 가열하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열간 압연하는 단계에서 마무리 압연 온도는 750℃ 이상인 무방향성 전기강판의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 열간 압연하는 단계 이후, 850 내지 1150℃의 범위에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 냉간압연하는 단계는 1회의 냉간압연 단계 또는 중간 소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 중간 소둔 온도는 850 내지 1150℃인 무방향성 전기강판의 제조방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI813235B (zh) * 2021-03-31 2023-08-21 日商日本製鐵股份有限公司 無方向性電磁鋼板及其製造方法
WO2024070489A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板および無方向性電磁鋼板の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080027913A (ko) * 2005-07-07 2008-03-28 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법
KR20180071640A (ko) * 2016-12-20 2018-06-28 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001164343A (ja) 1999-12-06 2001-06-19 Kawasaki Steel Corp 加工劣化の小さい高効率モータ用無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP5375678B2 (ja) * 2002-04-05 2013-12-25 新日鐵住金株式会社 鉄損および磁束密度が極めて優れた無方向性電磁鋼板
JP4542306B2 (ja) * 2002-04-05 2010-09-15 新日本製鐵株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法
JP4331969B2 (ja) * 2003-05-06 2009-09-16 新日本製鐵株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法
CN101466851B (zh) * 2006-06-16 2012-08-22 新日本制铁株式会社 高强度电磁钢板的制造方法
JP5699642B2 (ja) 2010-04-30 2015-04-15 Ｊｆｅスチール株式会社 モータコア
KR101329716B1 (ko) * 2011-06-27 2013-11-14 주식회사 포스코 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101329717B1 (ko) * 2011-06-27 2013-11-14 주식회사 포스코 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101353460B1 (ko) * 2011-12-28 2014-01-21 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
BR112015023929B1 (pt) * 2013-04-09 2020-03-31 Nippon Steel Corporation Método de produção de uma chapa de aço elétrico não orientado
KR20150048690A (ko) * 2015-04-17 2015-05-07 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101918720B1 (ko) * 2016-12-19 2018-11-14 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN107964631B (zh) * 2017-12-15 2020-02-18 武汉钢铁有限公司 屈服强度≥500MPa的高速电机转子用无取向硅钢及生产方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080027913A (ko) * 2005-07-07 2008-03-28 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법
KR20180071640A (ko) * 2016-12-20 2018-06-28 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

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