KR20210052519A

KR20210052519A - 무방향성 전자 강판 및 그의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법

Info

Publication number: KR20210052519A
Application number: KR1020217009549A
Authority: KR
Inventors: 아키후미 하라다; 아키토시 마츠이; 요시히코 오다; 토모유키 오쿠보; 마사노리 우에사카
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-05-10
Also published as: CN112789363B; RU2768098C1; CA3111121A1; TWI718670B; CN112789363A; KR102528345B1; JP6989000B2; MX2021003795A; US20210332463A1; JPWO2020071048A1; WO2020071048A1; CA3111121C; TW202020184A

Abstract

저(低)Al 함유량이며 철 스크랩의 리사이클성이 우수하고, 또한, 고자속 밀도이고 저철손의 무방향성 전자 강판을 제공한다.
본 발명에 따른 무방향성 전자 강판은, C; 0.0050질량％ 이하, Si; 1.5∼5.0질량％, Mn; 0.2∼3.0질량％, sol.Al; 0.0030질량％ 이하, P; 0.2질량％ 이하, S; 0.0050질량％ 이하, N; 0.0040질량％ 이하, T.Ca; 0.0010∼0.0080질량％, T.O; 0.0100질량％ 이하 및, REM; 0.0001∼0.0050질량％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 상기 T.Ca, 상기 REM, 상기 T.O 및 상기 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가, 0.4 이상이다.

Description

무방향성 전자 강판 및 그의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법

본 발명은, 전기 기기의 철심 재료 등으로서 이용되는 무방향성 전자 강판 및, 그의 소재가 되는 슬래브 주편(slab 鑄片)의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 에너지 절약에 대한 관심의 상승에 따라, 가정용 에어컨 등에 이용되는 모터에는, 소비 전력이 적고, 에너지 손실이 작은 것이 요구되고 있다. 그 때문에, 모터의 철심 재료에 이용되는 무방향성 전자 강판에 대해서도, 고성능인 자기 특성, 예를 들면, 모터의 철손을 저감하기 위해 저(低)철손인 것이나, 모터의 동손을 저감하기 위해 고자속 밀도인 것이 강하게 요구되고 있어, 우수한 자기 특성을 갖는 많은 강판이 개발되고 있다. 또한, 동시에, 이들 고성능인 자기 특성을 갖는 강을 정련 단계에서 요구 성분에 대하여 적정하게 용제하고, 또한, 강 중의 비금속 개재물(산화물계 개재물 및 황화물계 개재물)의 조성 제어 및 형태 제어를 행하는 기술이 요구되고 있다.

무방향성 전자 강판에서는, 산화물계 개재물 이외에도, MnS와 같은 비교적 미세한 황화물계 개재물이 존재하면, 마무리 어닐링의 단계에 있어서 결정립의 성장이 저해되기 때문에, 제품 특성의 관점에서 미세한 황화물계 개재물의 형태 제어가 중요해진다. 그래서, 여러 가지의 원소를 첨가함으로써, MnS와 같은 미세한 황화물계 개재물의 무해화를 도모하는 기술이, 종래부터 제안되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 강 중 Al(알루미늄) 농도를 저감한 후에, Ca(칼슘)를 첨가함으로써, 산화물계 개재물의 조성을 특정 조성으로 제어함과 함께, 강 중의 S(황)를 CaS로서 고정한, 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판이 제안되어 있다.

특허문헌 2에는, 0.1∼3질량％의 Al을 함유시킴과 함께, 희토류 원소(이하, 「REM」이라고 기재함)의 첨가에 의해 강 중의 S를 고정한, 저철손의 무방향성 전자 강판이 제안되어 있다. 여기에서, REM이란, 원자 번호가 57인 La(란탄)에서 71인 Lu(루테튬)까지의 15원소에, 원자 번호가 21인 Sc(스칸듐)와 원자 번호가 39인 Y(이트륨)를 더한 합계 17원소의 총칭이다. 특허문헌 2는, 용강을 Al로 탈산 후, CaO를 첨가하여 산화물계 개재물을 CaO-Al₂O₃계로 개질하고, 그 후, REM을 소정의 농도 범위로 첨가함으로써, REM의 첨가에 의한 TiN의 석출 형태의 제어와 REM 산화물 등에 의한 턴 디쉬 노즐(tundish nozzles)의 막힘 방지를 양립하는 기술이다.

또한, 특허문헌 3에는, 0.05∼3.0질량％의 Al 및 1.0∼3.5질량％의 Cu(구리)를 함유하고, Ca, REM 및 Mg(마그네슘)로 강 중의 S를 고정한, 고강도의 무방향성 전자 강판이 제안되어 있다. 특허문헌 3에 의하면, Mg도 고온에서 우선적으로 황화물을 형성하기 때문에, 조대한 황화물이 용강 중에 생성되어, 결정립의 성장성을 개선할 수 있다고 하고 있다.

일본특허 제5790953호 공보 일본특허 제4276613호 공보 일본공개특허공보 2017-137537호

그러나, 상기 종래 기술에는 이하의 문제가 있다.

즉, 특허문헌 1에 있어서는, Ca는 용강으로의 첨가 수율이 낮은 원소이고, 조업의 불균일에 의해, 용강 중의 Ca 농도가 낮았던 경우, 또는, 용강 중의 T.O(전(全)산소) 농도가 높았던 경우에는, 산화물계 개재물은 충분히 개질되지 않고 저융점 조성이 된다. 그 결과, 열간 압연 시에 산화물계 개재물이 압연 방향으로 신장하고, 어닐링 시에 결정립의 성장을 억제하여, 결정립이 작아지고, 자벽의 이동을 저해하여 철손이 열화한다는 문제가 있다. 특히, 강 중의 Al 농도를 저감하면, 강 중의 용존 산소나 S를 용강의 정련 공정에서 충분히 저감시키는 것이 어려워지는 경향이 있어, 강판에 있어서의 산화물계 개재물이나 황화물계 개재물의 형태를 충분히 제어하지 못 할 우려가 있다.

특허문헌 2에서는, 강 중 Al 농도가 기본적으로 높기 때문에, 자속 밀도가 낮아진다는 문제가 있다. 한편, Al 농도가 규정 범위가 낮은 영역에서는, CaO 첨가에 의한 산화물계 개재물의 형태 제어가 효과적이지 않아, 강 중의 산화물계 개재물이나 황화물계 개재물의 형태 제어를 효과적으로 행하는 기술이 필요해진다. 또한, 강 중의 S를 REM으로 고정하기 때문에, MnS의 석출은 억제할 수 있기는 하지만, 산화물계 개재물의 형태 제어에 대해서는, TiN의 석출핵으로서의 이용이나 노즐 막힘 억제에 대한 관점에 서서 용강 중 각 성분 농도가 검토되고 있고, 강 중의 REM 농도, O(산소) 농도, S 농도 등의 조건에 따라서는, 산화물계 개재물이 저융점화하여, 압연 시에 연신화(elongate)한다는 문제가 있다.

특허문헌 3은, Ca, REM, Mg의 첨가 원소의 영향에 대해서, 황화물계 개재물의 형태 제어만을 고려하여 검토하고 있고, 산화물계 개재물의 형태 제어를 위해 필요한 조건에 대해서는 명기하고 있지 않다. 따라서, 특허문헌 3에서는, 특허문헌 2와 마찬가지로, 이들의 첨가량이나 강 중의 O(산소) 농도, S 농도 등의 조건에 따라서는 산화물계 개재물이 저융점 조성이 되어, 압연 시에 연신화할 우려가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 저Al 함유량이며 철 스크랩의 리사이클성이 우수하고, 또한, 고자속 밀도이고 저철손의 무방향성 전자 강판을 제공하는 것이고, 또한, 당해 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법을 제안하는 것이다.

발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 무방향성 전자 강판의 성분 조성 및 개재물 조성, 그리고, 무방향성 전자 강판의 소재인 슬래브 주편의 제조 방법과, 무방향성 전자 강판의 제품 강판에 있어서의 자기 특성의 관계에 착안하여, 예의 검토를 거듭했다.

그 결과, 상기 무방향성 전자 강판을 얻기 위해서는, 강 중에서의 MnS와 같은 미세 황화계 개재물의 석출을 억제하고, 또한, 강 중의 산화물계 개재물 및 산 황화물계 개재물을 비연성 조성으로 하고, 또한, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도를 높여 철손을 저감하기 위해서는, 강 중 성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))나 질량비 (T.Ca/REM)을 적정 범위로 제어하는 것이 중요한 것을 발견했다. 나아가서는, 무방향성 전자 강판의 소재인 슬래브 주편의 제조 방법을 적절히 행하는 것이 강 중 개재물의 형태 제어에 유효한 것을 발견했다.

본 발명은 상기 인식에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 요지는 이하와 같다.

[1] C; 0.0050질량％ 이하, Si; 1.5∼5.0질량％, Mn; 0.2∼3.0질량％, sol.Al; 0.0030질량％ 이하, P; 0.2질량％ 이하, S; 0.0050질량％ 이하, N; 0.0040질량％ 이하, T.Ca; 0.0010∼0.0080질량％, T.O; 0.0100질량％ 이하 및, REM; 0.0001∼0.0050질량％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

상기 T.Ca, 상기 REM, 상기 T.O 및 상기 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가, 0.4 이상인, 무방향성 전자 강판.

[2] C; 0.0050질량％ 이하, Si; 1.5∼5.0질량％, Mn; 0.2∼3.0질량％, sol.Al; 0.0030질량％ 이하, P; 0.2질량％ 이하, S; 0.0050질량％ 이하, N; 0.0040질량％ 이하, T.Ca; 0.0010∼0.0080질량％, T.O; 0.0100질량％ 이하 및, REM; 0.0001∼0.0050질량％를 함유하고, 추가로, 하기의 A군∼C군 중 적어도 1군의 화학 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

A군: Sn, Sb; 각각 0.01∼0.1질량％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종

B군: Mg; 0.0001∼0.0050질량％

C군: Cu, Ni, Cr; 각각 0.01∼0.5질량％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상

[3] 추가로, 상기 T.Ca 및 상기 REM의 2성분의 질량비 (T.Ca/REM)이, 1.0 이상인, 상기 [1] 또는 상기 [2]에 기재된 무방향성 전자 강판.

[4] 금속 조직의 평균 결정 입경이 40㎛ 이상인, 상기 [1] 내지 상기 [3] 중 어느 하나에 기재된 무방향성 전자 강판.

[5] 성분 조성으로서 Si, REM 및, Ca를 함유하는 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법으로서,

전로(converter) 또는 전기로(electric arc furnace)로부터 출강된 용강을, 진공 탈가스 설비에서 정련하고, 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후, 용강에 Ca 함유 합금을 첨가하고, 그 후, Ca 함유 합금을 첨가한 용강을 연속 주조기에서 연속 주조하여 슬래브 주편을 제조하는 과정에 있어서,

상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 중에 용강에 금속 Si 또는 Si 함유 합금을 첨가하여 용강을 Si 탈산하고,

용강이 Si 탈산된 후, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 중에 REM 함유 합금을 첨가하거나, 또는, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후에 REM 함유 합금을 첨가하고,

그 후, 레이들(ladle) 내의 용강에 Ca 함유 합금을 첨가하는, 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법.

본 발명에 따른 무방향성 전자 강판에 의하면, 강 중 성분의 T.Ca, REM, T.O 및 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))를 0.4 이상으로 제어함으로써, 강 중에서의 연신 형상의 황화물계 개재물의 생성이 억제되고, 또한, 강 중의 산화물계 개재물을 입 형상의 비연신 형상(granular non-elongated morphology)으로 할 수 있다. 이에 따라, 고자속 밀도이고 저철손의 무방향성 전자 강판이며, 게다가, sol.Al이 0.0030질량％ 이하라는 저Al 함유량인 점에서 철 스크랩으로서의 리사이클성이 우수한 무방향성 전자 강판을 제공하는 것이 실현된다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법에 의하면, 용강을 Si 탈산한 후에 REM 함유 합금을 첨가하기 때문에, 높은 수율로 REM 함유 합금을 용강에 첨가할 수 있다. 또한, REM 함유 합금을 첨가한 후에 Ca 함유 합금을 첨가하기 때문에, REM 첨가에 의한 S(황)의 고정 및 제거가 달성되어, 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편을 저비용으로 제조하는 것이 실현된다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은, C; 0.0050질량％ 이하, Si; 1.5∼5.0질량％, Mn; 0.2∼3.0질량％, sol.Al; 0.0030질량％ 이하, P; 0.2질량％ 이하, S; 0.0050질량％ 이하, N; 0.0040질량％ 이하, T.Ca(전칼슘); 0.0010∼0.0080질량％, T.O(전산소); 0.0100질량％ 이하 및, REM; 0.0001∼0.0050질량％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편을, 전로 출강 후, 진공 탈가스 설비에서 정련을 행한 후, 연속 주조기에서 제조하고, 얻어진 슬래브 주편을 소재로 하여 제조한 제품 강판(마무리 어닐링 강판)에 있어서의 강 조성과 철손 W_15/50의 관계를 평가했다. 여기에서, REM 농도는, Ce(세륨), La(란탄), Nd(네오디뮴), Pr(프라세오디뮴)을 함유하는 REM 함유 합금을 첨가하는 경우, 이들의 성분 농도의 합계로서 나타난 것이다.

그 결과, 강 조성과 철손 W_15/50에는 상관이 있는 것을 발견했다. 또한, 제품 강판의 조사를 진행한 결과, 제품 강판 중에서 관찰된 비금속 개재물(산화물계 개재물 및 황화물계 개재물)은 강 조성에 따라 형태가 상이하여, 입 형상(granular morphology)의 것이나, 압연 방향으로 신연한 형상의 것 등이 관찰되었다.

즉, 철손 W_15/50이 양호한 것은, 강 중의 T.Ca 농도 및 REM 농도가 T.O 농도나 S 농도에 대하여 높고, 산화물계 개재물은 입 형상의 비연신 형상의 것이 많이 관찰되었다. 한편, 철손 W_15/50이 열위였던 것은, 강 중의 T.Ca 농도나 REM 농도가 T.O 농도나 S 농도에 대하여 낮고, 산화물계 개재물은 압연 방향으로 연신한 것이 많이 보였다.

본 발명에서 대상으로 하는 무방향성 전자 강판에서는, 강 중의 Si 농도가 높고, 또한, Ca 함유 합금 및 REM 함유 합금의 첨가를 행하는 점에서, 강 중의 산화물계 개재물은, REM 산화물을 함유한 CaO-SiO₂계가 기본이 된다. 또한, 레이들 슬래그 중에 존재하는 Al₂O₃이 강 중의 Si, Ca 및 REM에 의해 환원됨으로써, 용강 중에 Al을 생성할 수 있는 점에서, 산화물계 개재물 중에는 Al₂O₃도 포함된다.

신연 형상의 산화물계 개재물은, 비신연 형상의 입 형상 산화물계 개재물에 비해, 개재물 중의 CaO 농도 및 REM 산화물 농도가 저위이고, 또한, Al₂O₃ 농도가 고위이다. 이는, T.Ca 농도나 REM 농도가 충분하지 않고, 산화물계 개재물이 저융점 조성이 되어, 열간 압연 시에 압연 방향으로 신연했다고 생각된다. 이러한 산화물계 개재물은 냉간 압연 시에 파단되어, 어닐링 시에 무방향성 전자 강판의 결정립의 성장이 억제되어 결정립이 작아지고, 자벽의 이동을 저해하는 점에서, 철손 W_15/50이 열화했다고 생각된다.

또한, 황화물계 개재물에 대해서는, CaS, MnS 및 REM 황화물이 관찰되었다. 특히, 연신 형상의 황화물계 개재물은, 개재물 중의 MnS 농도가 높고, 또한, 결정립 내에 미세 석출되고 있는 모습도 관찰되었다. 이들 사상으로부터, T.Ca 농도나 REM 농도가 부족하면, 황화물계 개재물의 형태에 대해서도 제어 불량을 일으켜, 철손 W_15/50의 열화의 한 요인이 되는 것을 알 수 있었다.

상기의 결과로부터, 양호한 철손 W_15/50을 달성하기 위해서는, 산화물계 개재물을 고융점 조성으로 제어하고, 또한, MnS와 같은 미세한 황화물계 개재물을 억제하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 즉, 강 중의 T.O 농도나 S 농도에 대하여 충분히 T.Ca 농도 및 REM 농도를 높일 필요가 있는 것을 알 수 있었다.

T.Ca 농도나 REM 농도를 높이는 것은, 산화물계 개재물 중의 CaO 농도나 REM 산화물 농도를 높이는 것이고, 산화물계 개재물의 고융점화에 기여한다. 또한, 황화물계 개재물에 대해서는, Ca의 첨가나 REM의 첨가에 의해, S를 CaS나 REM 황화물로서 용강 중에서 고정할 수 있고, 고온 지역에서 생성하는 점에서 조대한 황화물이 되어, 결정립의 성장에는 영향을 미치지 않는다.

나아가서는, CaO-SiO₂계의 산화물계 개재물에 REM 산화물이 함유되면, 산화물계 개재물의 설파이드 커패시티(sulfide capacity)가 증가하여, 산화물계 개재물을 황화물의 석출핵으로서 이용하는 것도 기대할 수 있다. 산화물계 개재물 상에 황화물을 석출시킬 수 있으면, 결정립 내에 석출되는 황화물계 개재물을 저감할 수 있기 때문에, 자기 특성의 향상을 기대할 수 있다.

이상의 관점에 기초하여, 전술한 조사에 있어서의 강 조성과 비금속 개재물 조성의 관계를 정리했다. 그 결과, 강 중 성분의 T.Ca, REM, T.O 및 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))에는 적절한 범위가 존재하는 것을 알 수 있었다. 즉, 강 중 성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가, 0.4보다도 작으면, 산화물계 개재물의 고융점화 및 MnS의 생성 억제에 대하여, Ca량 및 REM량이 부족하여, 저융점의 산화물계 개재물 및 MnS의 생성을 피하지 못하고, 철손 W_15/50의 열화의 원인이 되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판에 있어서는, 강 중 성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))를 0.4 이상으로 제어할 필요가 있고, 상기 질량비를 바람직하게는 0.8 이상, 더욱 바람직하게는 1.2 이상으로 제어한다.

또한, 추가적인 조사의 결과, 강 중의 T.Ca 농도와 REM 농도의 관계에 대해서도, 적합한 범위가 존재하는 것을 알 수 있었다. 즉, 강 중 성분의 T.Ca 및 REM의 2성분의 질량비 (T.Ca/REM)이 1.0보다도 낮은 경우, 산화물계 개재물 중의 REM 산화물 농도가 높아져, 산화물계 개재물이 저융점화해 버리는 것을 알 수 있었다. 또한, REM 함유 합금의 과잉인 첨가는 비용 증가를 초래하기 때문에, 어디까지나 REM은 Ca의 보조적인 역할을 담당하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판에 있어서는, 강 중 성분의 질량비 (T.Ca/REM)을 1.0 이상으로 제어하는 것이 바람직하다.

더하여, 금속 조직의 관점에서는, 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경이 40㎛보다도 작은 경우, 철손이 열화하여, 양호한 자기 특성을 안정적으로 얻을 수 없는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 있어서, 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경은, 40㎛ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70㎛이다. 또한, 본 명세서에 있어서의 평균 결정 입경은, 판폭 방향 중심 위치에서, 압연 방향과 평행으로 무방향성 전자 강판을 판두께 방향으로 절단한 단면에 있어서 측정되는 결정 입경의 평균값이다.

또한, 상기 성분의 무방향성 전자 강판을 제조함에 있어서, 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법에도 적절한 방법이 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 우수한 철손의 제품 강판을 얻기 위해서는, 전술한 바와 같이, 강 중 성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))를 0.4 이상으로 제어할 필요가 있고, 더하여, 정련 공정에 있어서, 용강 중으로의 REM 함유 합금의 첨가 시기가 중요하다는 것을 알 수 있었다.

본 발명에서 대상으로 하는 Si 함유량이 높은 무방향성 전자 강판은, 전로 또는 전기로로부터 출강된 용강을 RH 진공 탈가스 장치와 같은 진공 탈가스 설비에서 정련(Si 첨가를 포함함)하여 제조된다. 용강을 Si로 탈산하기 전에 REM 함유 합금을 첨가하면, 많은 REM 함유 합금이 필요해져, 수율 저하나 비용 증가가 우려된다. 이를 방지하기 위해, 소정량의 Si를 첨가하여 용강을 Si 탈산한 후에, REM 함유 합금을 첨가하는 것이 필요하다.

또한, REM은 Ca보다도 안정적으로 황화물을 형성하기 때문에, REM 황화물로서의 S 고정 및 S 제거를 기대할 수 있다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유 합금의 첨가 전에 REM 함유 합금을 첨가할 필요가 있다. 단, REM 황화물의 비중은 5.0으로 높아, 정치욕(still bath)에서는 부상(float)하기 어렵기 때문에, Si 탈산 후의 진공 탈가스 처리 중에 있어서의 유동욕에서 REM 함유 합금의 첨가를 행하는 것이 바람직하다. 물론, 본 발명은, 진공 탈가스 처리 종료 후의 정치욕에서, Ca 함유 합금의 첨가 전에 REM 함유 합금의 첨가를 행하는 것을 부정하는 것이 아니다.

이와 같이, Ca 함유 합금의 첨가 전에 REM 함유 합금의 첨가를 행함으로써, Ca의 개재물(산화물계 개재물 및 황화물계 개재물) 형태 제어에 있어서의 유효 작용량을 높이는 것이 가능해져, 양호한 개재물(산화물계 개재물 및 황화물계 개재물) 형태를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서는, 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편을 제조할 때에, 진공 탈가스 처리 중에 Si 탈산을 행하고, Si 탈산 후의 진공 탈가스 처리 중에 REM 함유 합금을 첨가하거나, 또는, 진공 탈가스 처리 종료 후의 Ca 함유 합금의 첨가 전에 REM 함유 합금을 첨가한다. 그 후, 진공 탈가스 처리 종료 후로서, REM 함유 합금이 첨가된 후의 용강에 Ca 함유 합금을 첨가하고, Ca 함유 합금을 첨가한 용강을 연속 주조기에서 연속 주조하여 슬래브 주편을 제조한다.

본 발명에 있어서, 무방향성 전자 강판의 화학 성분을 전술과 같이 규정한 이유는, 이하와 같다.

C(탄소); 0.0050질량％ 이하

C는, 자기 시효를 일으켜 철손을 증가시키는 원소이고, 특히, 0.0050질량％를 초과하면, 철손의 증가가 현저해지는 점에서, 0.0050질량％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.0030질량％ 이하이다. 또한, 하한에 대해서는, 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 규정하지 않는다.

Si(규소); 1.5∼5.0질량％

Si는, 강의 전기 저항을 높여 철손을 저감하는 데에 유효한 원소이다. 특히, 본 발명에서는, Si와 동일한 효과를 갖는 Al을 저감하고 있기 때문에, Si를 1.5질량％ 이상 함유시킨다. 그러나, Si가 5.0질량％를 초과하면, 자속 밀도가 저하할 뿐만 아니라, 강이 취화하여, 냉간 압연 중에 균열을 일으키는 등, 제조성을 크게 저하시킨다. 따라서, 상한은 5.0질량％로 한다. 더욱 바람직하게는, 1.5∼3.8질량％이다.

Mn(망간); 0.2∼3.0질량％

Mn은, Si와 마찬가지로, 강의 전기 저항을 높여 철손을 저감하는 데에 유효한 원소이다. 그래서, 본 발명에서는, Mn을 0.2질량％ 이상 함유시킨다. 한편, Mn이 3.0질량％를 초과하면, 자속 밀도가 저하하기 때문에, 상한은 3.0질량％로 한다.

sol.Al(산 가용 알루미늄); 0.0030질량％ 이하

Al(알루미늄)은, Si와 마찬가지로, 강의 전기 저항을 높여 철손을 저감하는 데에 유효한 원소이다. 그러나, 당해 무방향성 전자 강판의 철 스크랩을 주물선의 원료로서 리사이클하는 관점에서, Al은 0.05질량％ 미만인 것이 요망되고 있어, 낮을수록 바람직하다. 또한, 집합 조직을 개선하여, 자속 밀도를 높이는 목적으로부터, Al을 더욱 저감하여, sol.Al로 0.0030질량％ 이하로 제한한다. 바람직하게는, sol.Al로 0.0020질량％ 이하, 더욱 바람직하게는, 0.0010질량％ 이하이다. 하한에 대해서는, 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 규정하지 않는다.

P(인); 0.2질량％ 이하

P는, 미량의 함유량으로 강의 경도를 높이는 효과가 큰 유용한 원소이고, 요구되는 경도에 따라서 적절히 함유시킨다. 그러나, P의 과잉인 함유는, 냉간 압연성의 저하를 초래하기 때문에, P의 상한은 0.2질량％로 한다.

S(황); 0.0050질량％ 이하

S는, 황화물이 되어 개재물을 형성하여, 제조성(열간 압연성)이나 제품 강판의 자기 특성을 저하시키기 때문에, 적을수록 바람직하다. 그래서, 본 발명에서의 상한은 0.0050질량％까지 허용되지만, 자기 특성을 중시하는 경우에는 0.0025질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, S는 적을수록 바람직하기 때문에, 하한은 특별히 규정하지 않는다.

N(질소); 0.0040질량％ 이하

N은, 전술한 C와 마찬가지로, 자기 특성을 열화시키는 원소이고, 특히, 저Al 함유강에서는, 상기 악영향은 현저해지기 때문에, 0.0040질량％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.0030질량％ 이하이다. 또한, 하한에 대해서는, 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 규정하지 않는다.

T.Ca(전칼슘); 0.0010∼0.0080질량％

Ca(칼슘)는, CaS가 되어 조대한 황화물을 형성하여, MnS 등의 미세한 황화물의 석출을 억제하기 때문에, 결정립의 성장을 개선하여 철손을 저감하는 효과가 있다. 이 때문에, T.Ca는 0.0010질량％ 이상으로 한다. 한편으로, T.Ca가 0.0080질량％를 초과하면, Ca 황화물이나 Ca 산화물의 양이 증가하여 결정립의 성장을 저해하여, 오히려 철손 특성이 열화한다. 따라서, 상한을 0.0080질량％로 한다. 또한, T.Ca 농도(전칼슘 농도)는, 강 중의 산 가용 Ca 농도와 산 불가용 Ca 농도의 합이다.

T.O(전산소); 0.0100질량％ 이하

O(산소)는, T.O로 0.0100질량％를 초과하면, 강 중의 산화물계 개재물량이 증가하여 결정립의 성장을 저해하여, 철손 특성을 열화시키기 때문에, T.O를 0.0100질량％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0060질량％ 이하이다. 여기에서 T.O란, 강 중에 고용되어 있는 O(산소)와, 산화물로서 강 중에 존재하는 O(산소)의 합계이다.

REM; 0.0001∼0.0050질량％

REM은, 앞서 서술한 바와 같이, 고온에서 안정적인 황화물을 생성하여, 자기 특성을 향상시키는 효과를 갖는다. 나아가서는, Ca의 유효 작용량을 증가시키는 보조적인 효과도 기대할 수 있다. 따라서, 적어도 0.0001질량％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편으로, 과잉으로 함유시켜도, 효과의 포화나 비용 증가, 산화물계 개재물의 저융점화가 우려되는 점에서, 상한을 0.0050질량％로 한다.

본 발명에 따른 무방향성 전자 강판은, 상기 화학 성분에 더하여, 추가로, 하기 A군∼C군 중 적어도 1군의 화학 성분을 함유하는 것이 가능하다.

A군: Sn(주석), Sb(안티몬); 각각 0.01∼0.1질량％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종

Sn 및 Sb는, 모두, 집합 조직을 개선하여, 자기 특성을 향상하는 효과를 갖는다. 상기 효과를 얻으려면, 단독 또는 복합적으로, 각각 0.01질량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 과잉으로 함유하면, 강이 취화하여, 강판의 제조 과정에서 판 파단이나 벗겨짐 등의 표면 결함을 일으키기 때문에, 상한은 각각 0.1질량％로 하는 것이 바람직하다.

B군: Mg(마그네슘); 0.0001∼0.0050질량％

Mg는, 고온하에서, MnS나 Cu₂S보다도 안정적인 황화물을 생성하여, 자기 특성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이기 때문에, 이를 함유시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서는, 0.0001질량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 과잉으로 함유시켜도, 효과의 포화나, 산화물계 개재물의 저융점화가 우려되기 때문에, 상한은 0.0050질량％로 하는 것이 바람직하다.

C군: Cu(구리), Ni(니켈), Cr(크롬); 각각 0.01∼0.5질량％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상

Cu, Ni, Cr은, 강판의 비(比)저항을 높여 철손을 저감시키는 데에 유효한 원소이기 때문에, 이들 원소의 1종 또는 2종 이상을 함유시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서는, 각각 0.01질량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 이들 원소는, Si나 Al과 비교하여 고가이기 때문에, 각각의 함유량은 0.5질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제조되는 무방향성 전자 강판은, 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 본 발명의 작용 효과를 해치지 않는 범위 내이면, 다른 원소의 함유를 거절하는 것이 아니고, 예를 들면, 불가피적 불순물로서 포함되는 함유량이, V(바나듐)는 0.004질량％ 이하, Nb(니오브)는 0.004질량％ 이하, B(붕소)는 0.0005질량％ 이하, Ti는 0.002질량％ 이하, Cu는 0.01질량％ 이하, Ni는 0.01질량％ 이하, Cr은 0.01질량％ 이하이면 허용될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 있어서의 무방향성 전자 강판 중에 존재하는 산화물계 개재물의 성분 조성에 대해서 설명한다.

본 발명에 있어서, 무방향성 전자 강판이 우수한 자기 특성을 갖기 위해서는, 제품 강판(마무리 어닐링 강판)에 존재하는 산화물계 개재물, 나아가서는, 그 소재가 되는 열연 강판이나 슬래브 주편에 존재하는 산화물계 개재물에 있어서의 CaO와 REM 산화물의 성분 조성비 ((질량％ CaO＋질량％ REM-oxide)/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃))이 0.50 이상이고, 또한, 산화물계 개재물에 있어서의 Al₂O₃의 성분 조성비 (질량％ Al₂O₃/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃))이 0.20 이하인 것이 필요하다. 이들은, 강 중 성분의 T.Ca, REM, T.O 및 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))를 0.4 이상으로 함으로써 얻을 수 있다.

산화물계 개재물의 성분 조성이 상기 범위를 벗어나면, 산화물계 개재물이, 저융점화하여 열간 압연에 의해 신전하고, 열간 압연 직후의 자기 어닐링(self-annealing) 및 열연 강판의 어닐링이나 마무리 어닐링에 있어서의 결정립의 성장성을 저해하여, 자기 특성을 열화시킨다. 바람직하게는, 산화물계 개재물에 있어서의 CaO와 REM 산화물의 성분 조성비 ((질량％ CaO＋질량％ REM-oxide)/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃))은 0.6 이상, 또한, 산화물계 개재물에 있어서의 Al₂O₃의 성분 조성비 (질량％ Al₂O₃/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃))은 0.1 이하이다. 또한, 상기 CaO와 REM 산화물의 성분 조성비 및, 상기 Al₂O₃의 성분 조성비는, 강판의 압연 방향에 평행한 단면(L 단면)에 존재하는 산화물계 개재물을 SEM(주사형 전자 현미경)으로 100개 이상 관찰하여, 그들의 성분 조성을 SEM에 부속된 EDX(에너지 분산형 X선 분석)로 분석했을 때의 평균값으로부터 산출한 값이다. 여기에서, 상기 EDX의 전자선의 빔 지름은 1㎛이다.

다음으로, 상기 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 발명에 따른 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법은, 상기 성분 조성의 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법으로서, 전로 또는 전기로로부터 출강된 용강을, 진공 탈가스 설비에서 정련하고, 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후, 용강에 Ca 함유 합금을 첨가하고, Ca 함유 합금을 첨가한 용강을 연속 주조기에서 연속 주조하여 슬래브 주편으로 한다. 이 슬래브 주편을 제조하는 과정에 있어서, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 중에 용강에 Si 함유 물질을 첨가하여 용강 중의 Si 농도를 1.5∼5.0질량％의 범위로 조정한다. 용강의 Si 농도의 조정 후, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 중에 REM 함유 합금을 첨가하거나, 또는, 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후에 REM 함유 합금을 첨가하여 용강 중의 REM 농도를 0.0001∼0.0050질량％의 범위로 조정한다. 그 후, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후로서, REM 함유 합금이 첨가된 후의 레이들 내의 용강에, Ca 함유 합금을 첨가하여 용강 중의 T.Ca 농도를 0.0010∼0.0080질량％의 범위로 조정한다.

이하, 상기 슬래브 주편의 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

전로 또는 전기로에서 용제한 용강을 레이들에 출강하고, 출강된 용강을, RH 진공 탈가스 장치 등의 진공 정련 기능을 갖는 진공 탈가스 설비를 이용하여 감압하에서 정련(「진공 탈가스 처리」라고 함)한다. 이 진공 탈가스 처리에 의해, 용강 중의 C를 극저농도(0.0050질량％ 이하)까지 탈탄(「진공 탈탄 처리」라고 함)함과 동시에, 용강 중의 N을 제거(「탈질」이라고 함)한다. 용강 중의 C를 진공 탈가스 설비에서 극저농도까지 진공 탈탄 처리할 필요가 있는 점에서, 용강을 미탈산 상태인 채로 전로 또는 전기로로부터 출강하는 것이 바람직하다.

진공 탈탄 처리에 의해 용강 중의 C 농도가 0.0050질량％ 이하에 도달한 후, 금속 Si나 Si 함유 합금(Fe-Si 합금 등)을 첨가하여 Si 탈산을 행한다. 용강 중의 Si 농도를 1.5∼5.0질량％의 범위 내의 소정값으로 조정한 후, 금속 Mn 등의 다른 합금 성분을 첨가하여 성분 조정을 행한다. 또한, 진공 탈가스 처리 중에 REM 함유 합금을 첨가하는 경우에는, 금속 Mn 등의 다른 합금 성분의 첨가와 동시 또는 그 후에 REM 함유 합금을 첨가하여 REM 함유량을 조정한다. 그 후, 추가로 소정 시간의 환류 처리에 의해 산화물계 개재물 및 산 황화물계 개재물의 용강으로부터의 부상 분리를 행한 후, 진공 탈가스 처리를 종료한다. 또한, REM 함유 합금 이외의 합금의 일부는, 전로 또는 전기로로부터의 출강 시에 첨가해도 좋다. 진공 탈가스 처리 후에 REM 함유 합금을 첨가하는 경우에는, 진공 탈가스 처리의 종료후, 레이들 내의 용강에, 대기압하의 조건으로, REM 함유 합금을 첨가하여, REM 함유량을 조정한다. 대기압하에서의 REM 함유 합금의 첨가 방법은, 인젝션법이나, 철 피복 와이어 피더 첨가법 등을 이용할 수 있다.

진공 탈가스 처리의 종료 후이며, REM 함유 합금이 첨가된 후의 레이들 내의 용강에, 대기압하의 조건으로, Ca 함유 합금(Ca-Si 합금 등)을 첨가하여, 용강 중의 T.Ca 농도를 0.0010∼0.0080질량％의 범위이고, 또한, 강 중 성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가 0.4 이상이 되는 범위로 조정한다. Ca 함유 합금의 첨가 방법은, 인젝션법이나, 철 피복 와이어 피더 첨가법 등을 이용할 수 있다.

여기에서는, 성분 조정한 용강 중의 T.Ca 농도가, 강 중 성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가 0.4 이상일 필요가 있고, 또한, 강 중 성분의 질량비 (T.Ca/REM)이 1.0 이상인 것이 바람직하다. 그 때문에, 용강 중에 첨가하는 Ca 함유 합금량을 높이거나, 진공 탈가스 처리로 Si 탈산 후의 시간을 충분히 확보하여 강 중 T.O량을 저감하거나 하는 것 및, 용선 또는 용강의 탈황 처리에 의해, 용강 중의 S 함유량을 0.0025질량％ 이하로 저하하거나 하는 것이 유효하다. 또한, 용강 중의 Ca 수율 향상이나, 더하여 대기로부터의 N 권입 억제를 위해, Ca 함유 합금의 첨가 시에 레이들에 덮개를 부착하고, 추가로 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 취입하여, 공기를 차단하는 것도 유효하다.

그 후, 이 용강을 연속 주조기에서 연속 주조하여, 소정의 두께 및 길이를 갖는 슬래브 주편을 제조한다. 또한, 조괴-분괴 압연법에 의해 소정의 두께 및 길이를 갖는 슬래브 강편을 제조하는 것도 가능하며, 본 발명은, 조괴-분괴 압연법에 의해 무방향성 전자 강판의 소재인 슬래브 강편을 제조하는 것을 부정하는 것이 아니다.

다음으로, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

무방향성 전자 강판의 소재인 상기 슬래브 주편을, 열간 압연하여 열연 강판으로 한다. 이 열간 압연에 있어서의 슬래브 주편의 가열 온도(SRT)는, 1000∼1250℃로 하는 것이 바람직하다. SRT가 1250℃를 초과하면, 에너지 로스가 커져 비경제적이 될 뿐만 아니라, 슬래브 주편의 고온 강도가 저하하여, 슬래브 늘어짐 등의 제조상의 트러블이 발생할 우려가 있다. 한편, SRT가 1000℃를 하회하면, 열간 변형 저항이 증대하여, 열간 압연하는 것이 곤란해진다. 그 후의 열간 압연의 조건은, 통상의 조건으로 행하면 좋다.

열간 압연에 의해 제조하는 열연 강판의 판두께는, 생산성을 확보하는 관점에서, 1.5∼2.8㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다. 강판의 판두께가 1.5㎜ 미만에서는, 열간 압연에서의 압연 트러블이 증가하고, 또한, 2.8㎜ 초과에서는, 냉연 압하율이 지나치게 높아져, 집합 조직이 열화하는 점에서, 바람직하지 않다. 보다 바람직한 열연 강판의 판두께는 1.7∼2.4㎜의 범위이다.

열간 압연 후의 열연 강판의 어닐링은, 실시해도, 또한, 생략해도, 어느 쪽이라도 좋지만, 제조 비용을 저감하는 관점에서는, 생략하는 쪽이 유리하다. 여기에서, 열연 강판의 어닐링을 생략하는 경우에는, 열간 압연 후의 코일의 권취 온도를 550℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이는, 권취 온도가 550℃ 미만에서는, 열연 강판 코일의 자기 어닐링이 불충분하고, 냉간 압연 전의 강판이 충분히 재결정하고 있지 않는 경우에는, 리징이 발생하거나, 자속 밀도가 저하하거나 하기 때문이다. 열연 강판의 어닐링을 생략하는 경우에는, 열간 압연 후의 코일의 권취 온도를 600℃ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 열연 강판의 어닐링을 행하는 경우에는, 열연 강판 어닐링의 균열 온도를 900∼1150℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이는, 균열 온도가 900℃ 미만에서는, 압연 조직이 잔존하여, 자기 특성의 개선 효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편, 균열 온도가 1150℃를 초과하면, 결정립이 조대화하여, 냉간 압연에서 균열이 발생하기 쉬워지는 것 외에, 경제적으로도 불리해지기 때문이다. 또한, 열연 강판의 어닐링을 행하는 경우에서도, 코일 권취 온도를 550℃ 이상으로 해도 좋은 것은 물론이다.

상기 열간 압연 후의 강판 및 상기 열연 강판 어닐링 후의 강판을, 1회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연에 의해, 최종 판두께의 냉연 강판으로 한다. 그 때, 자속 밀도를 높이기 위해, 강판 온도를 200℃ 정도의 온도로 상승하여 압연하는, 소위, 온간 압연을 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 냉연 강판의 두께(최종 판두께)는 특별히 규정하지 않지만, 0.10∼0.60㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이는, 0.10㎜ 미만에서는 생산성이 저하하고, 한편, 0.60㎜ 초과에서는 철손 저감 효과가 작기 때문이다. 철손 저감 효과를 높이기 위해서는, 냉연 강판의 두께(최종 판두께)는 0.10∼0.35㎜의 범위가 보다 바람직하다.

냉간 압연된 상기 냉연 강판은, 그 후, 연속 어닐링에 의해 마무리 어닐링이 실시된다. 이 마무리 어닐링의 균열 온도는 700∼1150℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 균열 온도가 700℃ 미만에서는, 재결정이 충분히 진행되지 않아, 양호한 자기 특성이 얻어지지 않는 것 외, 연속 어닐링에 의한 형상 교정 효과도 얻어지지 않는다. 한편, 균열 온도가 1150℃를 초과하면, 에너지 손실이 커져, 비경제적이게 된다.

철손을 보다 저감하기 위해, 마무리 어닐링한 후의 상기 강판 표면에 절연 피막을 도포 소부(bake coating)하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연 피막은, 양호한 펀칭성을 확보하고 싶은 경우에는, 수지를 함유한 유기 피막인 것이 바람직하고, 또한, 용접성을 중시하는 경우에는, 반유기 피막이나 무기 피막으로 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 강 중 성분의 T.Ca, REM, T.O 및 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))를 0.4 이상으로 제어함으로써, 강 중에서의 연신 형상의 황화물계 개재물의 생성이 억제되고, 또한, 강 중의 산화물계 개재물을 입 형상의 비연신 형상으로 할 수 있다. 이에 따라, 고자속 밀도이고 저철손의 무방향성 전자 강판이며, 게다가, 저Al 함유량인 점에서 철 스크랩으로서 리사이클성이 우수한 무방향성 전자 강판을 제공하는 것이 가능해진다.

실시예 1

1차지의 용강량이 약 200톤 규모의 실기에서, 「전로→RH 진공 탈가스 장치→Ca-Si 합금의 와이어 피더 첨가→연속 주조기」의 각 공정을 갖는 슬래브 주편 제조 공정에 있어서, 강 중 성분 농도를 변화시킴으로써, 강 중 성분의 T.Ca, REM, T.O 및 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))를 여러 가지 변화시키는 시험을 행했다. REM 함유 합금의 첨가는, RH 진공 탈가스 장치의 정련 중, Si 탈산 후에 행했다. 표 1에, 각 시험의 화학 성분을 나타낸다.

연속 주조에 의해 얻어진 슬래브 주편을, 1050∼1130℃의 온도로 가열한 후, 열간 압연하여 판두께 2.3㎜의 열연 강판으로 했다. 그 때, 코일 권취 온도는 모두 680℃로 했다. 얻어진 열연 강판을 산 세정하고, 산 세정 후, 냉간 압연하여 최종 판두께 0.50㎜의 냉연 강판으로 하고, 균열 온도 1000℃에서 마무리 어닐링하고, 그 후, 절연 피막을 도포 소부하여, 무방향성 전자 강판(제품 강판)으로 했다.

상기와 같이 하여 얻은 제품 강판의 압연 방향에 평행한 단면(L 단면)을 SEM(주사형 전자 현미경)으로 관찰하여, 100개 이상의 산화물계 개재물의 성분 조성을 분석했다. 얻어진 분석값의 평균값을 구하여, 산화물계 개재물에 있어서의 CaO와 REM 산화물의 성분 조성비 ((질량％ CaO＋질량％ REM-oxide)/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃)) 및, 산화물계 개재물에 있어서의 Al₂O₃의 성분 조성비 (질량％ Al₂O₃/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃))을 산출했다.

또한, 상기 제품 강판에 있어서 평균 결정 입경을 측정했다. 평균 결정 입경은, JIS G0552의 강의 페라이트 결정립도 시험 방법에 기재된 비교법이나 절단법으로 결정립의 평균 단면적을 측정하고, 얻어진 면적과 등가인 원의 직경을 평균 결정 입경으로 함으로써 구했다. 또한, 상기 제품 강판의 압연 방향 및 압연 직각 방향으로부터 엡스타인 시험편을 잘라내어, 자속 밀도 B₅₀(자화력 5000A/m에 있어서의 자속 밀도) 및 철손 W_15/50(자속 밀도 1.5T, 주파수 50㎐로 여자했을 때의 철손)을 JIS C2552에 준거하여 측정했다.

표 2에, 상기 개재물의 조사 결과 및, 평균 결정 입경, 자속 밀도 B₅₀, 철손 W_15/50의 측정 결과를 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 적합한 조건의 강판(본 발명예 1∼14)은, 철손 W_15/50이 2.87W/㎏ 이하로 저철손이고, 또한, 자속 밀도 B₅₀이 1.708T 이상으로 양호하고, 우수한 자기 특성을 갖고 있는 것을 알 수 있었다. 반대로 말하면, 본 발명에 적합하지 않은 조건인 비교예 1∼5의 강판의 자기 특성은, 철손 W_15/50 및/또는 자속 밀도 B₅₀이 열위인 것을 알 수 있었다.

실시예 2

실시예 1의 슬래브 주편 제조 공정과 동일한 공정을 이용하여, 표 3에 나타내는, 본 발명에 적합한 화학 성분의 슬래브 주편을 제조했다. 단, REM 함유 합금의 첨가 시기를, RH 진공 탈가스 장치의 Si 탈산 후와, RH 진공 탈가스 장치에서의 처리 종료 후의 Ca 함유 합금 첨가 전의 2수준으로 변화시켰다.

얻어진 슬래브 주편을, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 무방향성 전자 강판(제품 강판)으로 했다. 얻어진 제품 강판에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법으로, 산화물계 개재물에 있어서의 CaO와 REM 산화물의 성분 조성비 ((질량％ CaO＋질량％ REM-oxide)/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃)) 및, 산화물계 개재물에 있어서의 Al₂O₃의 성분 조성비 (질량％ Al₂O₃/(질량％ CaO＋질량％ REM-oxide＋질량％ SiO₂＋질량％ Al₂O₃))을 산출함과 함께, 평균 결정 입경, 그리고, 자속 밀도 B₅₀ 및 철손 W_15/50을 측정했다.

표 4에, 상기 개재물의 조사 결과 및, 평균 결정 입경, 자속 밀도 B₅₀, 철손 W_15/50의 측정 결과를 나타낸다.

표 4에 나타내는 바와 같이, REM 함유 합금을 RH 진공 탈가스 장치에서의 처리 중의 Si 탈산 후에 첨가한 조건의 강판(본 발명예 21∼24)은, 철손 W_15/50이 2.62W/㎏ 이하로 저철손이고, 또한 자속 밀도 B₅₀이 1.716T 이상으로 고자속 밀도이고, REM 함유 합금을 RH 진공 탈가스 장치에서의 처리 종료 후의 Ca 함유 합금 첨가 전에 첨가한 조건의 강판(본 발명예 25∼28)과 비교하여, 우수한 자기 특성을 갖고 있는 것을 알 수 있었다.

Claims

C; 0.0050질량％ 이하, Si; 1.5∼5.0질량％, Mn; 0.2∼3.0질량％, sol.Al; 0.0030질량％ 이하, P; 0.2질량％ 이하, S; 0.0050질량％ 이하, N; 0.0040질량％ 이하, T.Ca; 0.0010∼0.0080질량％, T.O; 0.0100질량％ 이하 및, REM; 0.0001∼0.0050질량％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
상기 T.Ca, 상기 REM, 상기 T.O 및 상기 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가, 0.4 이상인, 무방향성 전자 강판.
C; 0.0050질량％ 이하, Si; 1.5∼5.0질량％, Mn; 0.2∼3.0질량％, sol.Al; 0.0030질량％ 이하, P; 0.2질량％ 이하, S; 0.0050질량％ 이하, N; 0.0040질량％ 이하, T.Ca; 0.0010∼0.0080질량％, T.O; 0.0100질량％ 이하 및, REM; 0.0001∼0.0050질량％를 함유하고, 추가로, 하기의 A군∼C군 중 적어도 1군의 화학 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
상기 T.Ca, 상기 REM, 상기 T.O 및 상기 S의 4성분의 질량비 ((T.Ca＋REM)/(T.O＋S))가, 0.4 이상인, 무방향성 전자 강판.
A군: Sn, Sb; 각각 0.01∼0.1질량％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종
B군: Mg; 0.0001∼0.0050질량％
C군: Cu, Ni, Cr; 각각 0.01∼0.5질량％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상
제1항 또는 제2항에 있어서,
추가로, 상기 T.Ca 및 상기 REM의 2성분의 질량비 (T.Ca/REM)이, 1.0 이상인, 무방향성 전자 강판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
금속 조직의 평균 결정 입경이 40㎛ 이상인, 무방향성 전자 강판.
성분 조성으로서 Si, REM 및, Ca를 함유하는 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편(slab 鑄片)의 제조 방법으로서,
전로 또는 전기로로부터 출강된 용강을, 진공 탈가스 설비에서 정련하고, 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후, 용강에 Ca 함유 합금을 첨가하고, 그 후, Ca 함유 합금을 첨가한 용강을 연속 주조기에서 연속 주조하여 슬래브 주편을 제조하는 과정에 있어서,
상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 중에 용강에 금속 Si 또는 Si 함유 합금을 첨가하여 용강을 Si 탈산하고,
용강이 Si 탈산된 후, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 중에 REM 함유 합금을 첨가하거나, 또는, 상기 진공 탈가스 설비에서의 정련 종료 후에 REM 함유 합금을 첨가하고,
그 후, 레이들(ladle) 내의 용강에 Ca 함유 합금을 첨가하는, 무방향성 전자 강판의 소재가 되는 슬래브 주편의 제조 방법.