KR20220070293A - 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

우수한 특성을 갖는 변압기를 제조 가능한, 저철손 및 양호한 자왜 특성을 양립한 방향성 전기 강판을 제공한다. 본 발명의 방향성 전기 강판은, 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상으로 연장되는 선상 변형 영역을 갖고, 선상 변형 영역은 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 갖고, 그 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하는 영역에는 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 영역을 갖는다.

Description

방향성 전기 강판 및 그 제조 방법
본 발명은, 변압기 등의 철심 재료로서 바람직한 방향성 전기 강판, 및 당해 방향성 전기 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
방향성 전기 강판은, 예를 들어 변압기 철심용 재료로서 사용되고 있다. 여기서, 변압기에 있어서는 에너지 손실 및 소음을 억제할 필요가 있는 바, 이와 같은 변압기의 에너지 손실에는 방향성 전기 강판의 철손이, 변압기의 소음에는 방향성 전기 강판의 자왜 특성이 각각 영향을 미치고 있다. 특히 최근에는, 에너지 절약·환경 규제의 관점에서, 변압기에 있어서의 에너지 손실, 및, 변압기의 동작시에 있어서의 소음의 저감이 강하게 요구되고 있기 때문에, 철손 및 자왜 특성이 양호한 방향성 전기 강판을 개발하는 것이 매우 중요하다.
여기서, 방향성 전기 강판의 철손은, 주로 히스테리시스손과 와전류손으로 구성된다. 히스테리시스손을 개선하는 수법으로는, GOSS 방위라고 불리는 (110)[001] 방위를 강판의 압연 방향으로 고도로 배향시키는 것, 강판 중의 불순물을 저감시키는 것 등이 개발되어 있다. 또, 와전류손을 개선하는 수법으로는, Si 의 첨가에 의해 강판의 전기 저항을 증대시키는 것, 강판의 압연 방향으로 피막 장력을 부여하는 것 등이 개발되어 있다. 그러나, 방향성 전기 강판의 가일층의 저철손화를 추구할 때에는, 이들 수법으로는 제조상의 한계가 있다.
그래서, 방향성 전기 강판의 가일층의 저철손화를 추구하는 수법으로서, 자구 세분화 기술이 개발되어 있다. 자구 세분화 기술이란, 마무리 어닐링 후, 또는, 절연 피막 베이킹 후 등의 강판에 대해, 홈의 형성이나 국소적인 변형의 도입과 같은 물리적인 수법으로 자속의 불균일성을 도입함으로써, 압연 방향을 따라 형성되는 180°자구 (주자구) 의 폭을 세분화하여, 방향성 전기 강판의 철손, 특히 와전류손을 저감시키는 수법이다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 폭 300 ㎛ 이하 또한 깊이 100 ㎛ 이하의 선상 홈을 강판 표면에 도입함으로써, 0.80 W/㎏ 이상이었던 철손을, 0.70 W/㎏ 이하까지 개선하는 기술이 제안되어 있다.
또, 특허문헌 2 에는, 2 차 재결정 후의 강판 표면의 판 폭 방향으로 플라즈마염을 조사하여, 국소적으로 열 변형을 도입함으로써, 800 A/m 의 자화력으로 여자했을 때의 강판의 자속 밀도 (B8) 가 1.935 T 에 있어서, 최대 자속 밀도 1.7 T 또한 주파수 50 Hz 로 여자했을 때의 철손 (W17/50) 을 0.680 W/㎏ 까지 저철손화하는 방법이 제안되어 있다.
일반적으로, 특허문헌 1 에 기재되는 선상 홈을 형성하는 수법은, 철심 성형 후에 응력 제거 어닐링을 실시해도 자구 세분화 효과가 소실되지 않기 때문에, 내열형 자구 세분화라고 칭해진다. 한편, 특허문헌 2 에 기재되는 열 변형을 도입하는 수법에서는, 응력 제거 어닐링에 의해, 열 변형 도입의 효과가 얻어지지 않게 되기 때문에, 비내열형 자구 세분화라고 칭해진다.
일본 특허공보 평6-22179호 일본 공개특허공보 평7-192891호
비내열형 자구 세분화에서는, 강판에 국소적인 변형을 도입함으로써, 와전류손을 크게 저하시킬 수 있다. 그 반면, 비내열형 자구 세분화는, 변형의 도입에서 기인하는 히스테리시스손의 열화, 및 자왜의 열화를 초래하는 것이 알려져 있다. 따라서, 종래보다 철손·자왜 특성이 우수한 방향성 전기 강판의 개발을 위해, 나아가서는 종래보다 에너지 손실·소음 특성이 우수한 변압기의 개발을 위해서는, 비내열형 자구 세분화에 있어서의 변형 도입 패턴의 최적화가 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 우수한 특성을 갖는 변압기를 제조 가능한, 저철손 및 양호한 자왜 특성을 양립한 방향성 전기 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 방향성 전기 강판을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 바와 같이, 비내열형 자구 세분화는, 강판에 변형을 도입하여, 국소적인 응력장을 형성함으로써, 자구를 제어하는 기술이다. 그래서, 본 발명자들은, 종래보다 저에너지 손실 또한 저소음 특성을 갖는 변압기를 실현 가능한, 저철손과 양호한 자왜 특성을 양립한 방향성 전기 강판을 개발하기 위해, 강판에 도입되는 변형 및 응력 분포에 주목함과 함께, 이들이 자기 특성에 주는 영향에 대해 조사하였다.
비내열형 자구 세분화에서는, 예를 들어, 마무리 어닐링 후, 또는, 절연 피막 베이킹 후 등의 강판 (이하, 간단히「강판」, 또는, 총칭하여「변형 도입 전의 방향성 전기 강판」이라고 하는 경우가 있다) 의 표면으로서 압연 방향과 교차하는 방향으로 에너지 빔을 조사하여, 국소적으로 열 변형을 도입한다. 이 때, 압연 방향과 교차하는 방향으로 에너지 빔이 조사된 지점에는, 압연 방향에 대해 압축 응력이 잔류한다. 그리고, 자화 용이축이 되는 GOSS 방위 (110)[001] 을 갖는 결정립이 압연 방향으로 집적되어 있는 방향성 전기 강판에서는, 열 변형의 도입에 의해 압연 방향으로 압축 응력이 작용하면, 자기 탄성 효과에 의해, 판 폭 방향 (즉, 압연 방향과 직교하는 방향) 으로 자화 방향을 갖는 자구 (환류 자구) 가 형성된다.
여기서, 자기 탄성 효과란, 방향성 전기 강판에 인장 응력을 가하면 당해 인장 응력 방향이 에너지적으로 안정이 되고, 압축 응력을 가하면 당해 압축 응력과 직교하는 방향이 에너지적으로 안정이 된다는 효과이다.
이 환류 자구의 형성에 의해, 방향성 전기 강판의 와전류손의 개선 효과가 촉진된다. 한편으로, 자화에 수반하는 자벽의 이동이, 도입된 변형에 의해 피닝되기 때문에, 방향성 전기 강판의 히스테리시스손이 열화되는 것, 게다가, 변형이 도입된 영역의 형성에 의해, 제조된 변압기의 소음이 열화되는 것이 알려져 있다.
그래서, 본 발명자들은, 이 환류 자구에 대해 보다 상세하게 검토하기 위해, 종래의 방법으로 제조한 방향성 전기 강판에 있어서의 변형 분포를 상세하게 조사하였다. 그 결과, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 에너지 빔의 조사부 I 의 외측에, 빔 조사부 I 에 발생한 변형보다 광범위하게, 즉, 환류 자구가 형성되어 있는 영역인 조사부 I 보다 광범위하게, 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 변형이 형성되어 있는, 영역 II 가 존재하는 것을 알아냈다.
종래의 기술 상식에 있어서는, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭과 동일한 정도의 폭을 압연 방향으로 갖는 환류 자구가 형성되어 있었던 점에서, 에너지 빔 조사에 의해 도입된 변형도, 이 빔 조사부 I 에 상당하는 영역에 형성되어 있는 것으로 생각되고 있었다.
그러나, 본 발명자들은, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사부 I 보다 광범위하게, 강판의 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 변형이 발생하고 있었던 것을 새롭게 지견하였다. 또한, 본 발명자들은, 이 지견으로부터, 상기의 과잉으로 도입된 변형이, 방향성 전기 강판의 자기 특성에 악영향을 미치고 있는 것은 아닌지 추찰하였다.
본 발명자들은, 이 과잉으로 도입된 변형의 영향에 대해 추가로 검토하기 위해, 다양한 에너지 빔 조사 조건에서 강판에 선상의 변형을 도입한 방향성 전기 강판의 철손 및 자왜 특성을 비교하였다. 그러자, 철손 및 자왜 특성이 개선된 방향성 전기 강판에 있어서는, 도 2 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 빔 조사부 I 의 근방으로부터 압연 방향의 인장 응력이 형성된 응력 분포가 존재하는 것을 알아냈다. 상기 서술한 바와 같이, 방향성 전기 강판의 압연 방향으로 인장 응력 (장력) 이 작용하면, 자구에 작용하는 자기 탄성 효과에 의해, 압연 방향을 향한 자구가 보다 안정이 된다. 본 발명자들은, 강판에 발생한 이 인장 응력이, 압연 방향에 수직인 자화 방향을 갖는 보조 자구의 존재량을 감소시켜, 자구 세분화를 보다 진행시키고, 그리고 저철손화를 가져오는 것은 아닌지 추찰하였다.
이러한 지견을 기초로, 본 발명자들은, 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상으로 도입된 선상 변형 영역에 있어서는 압연 방향으로 압축 응력을 갖고, 또한, 당해 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하는 영역 (이하, 간단히「인접 영역」이라고 부르는 경우가 있다) 에 있어서는 압연 방향으로 인장 응력을 가짐으로써, 저에너지 손실 또한 저소음 특성을 갖는 변압기를 실현 가능한, 저철손과 양호한 자왜 특성을 양립한 방향성 전기 강판이 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명자들은 또한, 에너지 빔을 조사하여 선상 변형 영역을 형성하는 경우에, 상기한 응력 분포를 갖는 방향성 전기 강판으로 하는 조건에 대해, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭에 대한, 선상 변형이 도입되는 영역의 압연 방향에 있어서의 길이의 영향을 검토하였다. 즉, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭 (A) 와, 방향성 전기 강판에 도입된 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이 (B) 는, 도 3 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 조사폭 (A) 의 영역의 외측으로 길이 (B) 의 영역이 넓어지는 관계에 있다. 그리고, 다양한 B/A 값을 갖는 방향성 전기 강판에 대해 조사한 결과, 본 발명자들은, B/A 값이 2 이하, 즉, 길이 (B) 가 조사폭 (A) 의 2 배 이하인 방향성 전기 강판에 있어서, 철손 및 자왜 특성이 모두 보다 개선되는 것을 알아냈다.
이하, 본 발명을 완성하기에 이른 실험 결과에 대해 설명한다.
(실험 1)
먼저, 이미 알려진 방법으로 제조된 판 두께 0.23 ㎜ 의 강대 (띠상의 강판) 에 대해, 150 ㎛, 200 ㎛, 300 ㎛ 의 상이한 조사폭 (A) 를 갖는 전자 빔을 압연 방향과 교차하는 방향으로 조사하여, 선상 변형 영역을 갖는 방향성 전기 강판의 시료를 제조하였다. 각 조사폭 (A) 를 갖는 전자 빔을 조사할 때에는, 강대를 다양한 직경의 롤 위를 따르게 하여 상방으로 볼록해지도록 통판시키면서, 당해 롤의 곡률 반경에 대응한 다양한 곡률을 가진 강대의 정점부에 전자 빔을 조사하여, 강대에 도입되는 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이 (B) 를 조정하였다. 그리고, 압연 방향의 조사폭 (A) 에 대한, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이 (B) 가, 방향성 전기 강판의 철손 및 최대 응력값, 그리고, 변압기의 소음 특성에 주는 영향에 대해 조사하였다.
여기서, 강대의 자속 밀도 B8 은 1.92 T 이고, 선상 변형 영역이 도입된 방향성 전기 강판의 자속 밀도 B8 도 1.92 T 였다.
또, 전자 빔의 조사 조건은, 가속 전압 : 60 ㎸, 빔 전류 : 10 ㎃, 빔 조사 영역 내 진공도 : 0.3 Pa, 조사 방향 : 압연 방향에 대해 약 90°, 조사 형태 : 연속 선상이고, 사용한 롤의 곡률 반경은 100 ∼ 300 ㎜ 였다.
또한, 방향성 전기 강판의 최대 응력값은, 후술하는 변형 스캐닝법에 의해 측정하였다.
B/A 값에 대한, 철손 변화량을 도 4 에, 소음 변화량을 도 5 에, 압연 방향에 있어서의 압축 응력 및 인장 응력의 최댓값을 도 6 에 각각 나타낸다. 여기서, 철손 변화량 및 소음 변화량은, 전자 빔 조사 전에 대한 전자 빔 조사 후의 철손 및 소음의 변화량 (조사 후의 값 － 조사 전의 값) 이고, 철손 변화량 및 소음 변화량 모두, 도면의 하방에 위치할수록 (변화량의 값이 작을수록), 철손 및 소음 특성이 개선되어 있는 것을 나타낸다.
나아가서는, 도 4 ∼ 5 로부터, B/A 값이 작아짐에 것에 따라 철손의 저감 및 소음의 증대량의 억제가 보이고, 특히, B/A 값이 2 이하인 경우, 나아가서는 B/A 값이 1.6 이하인 경우에, 분명하게 양호한 저철손 및 저소음 효과를 확인할 수 있었다.
그래서, B/A 값과 압연 방향에 있어서의 압축 응력 및 인장 응력의 최댓값의 관계를 보면, 도 6 으로부터, B/A 값이 작아짐에 따라 압연 방향으로 인장 응력 성분이 형성되고, 특히, B/A 값이 2 이하인 경우에 압연 방향에 있어서의 인장 응력의 최댓값이 현저하게 증대되어 있는 것이 판명되었다.
여기서, B/A 값을 저감시킴으로써, 압연 방향의 인장 응력이 발생하는 이유는 명확하게 되어 있지는 않다. 그러나, 발명자들은, B/A 값의 저감에 수반하여, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭 (A) 보다 넓은 범위에 형성되는 압연 방향의 압축 응력이 감소함으로써, 빔 조사부에만 국소적으로 압축 응력이 작용하여, 이것에 인접하는 주위의 부분이 조사부를 향하여 인장됐기 때문인 것으로 추찰한다.
한편, 철손의 개선에 대해서는, 압연 방향에 있어서의 인장 응력의 발생에 의해, 자벽 이동의 피닝의 원인이 되는, 압축 응력을 갖는 변형이 감소한 것에 의해, 철손, 특히 히스테리시스손의 열화가 억제됐기 때문인 것으로 생각된다.
또, 소음의 개선에 대해서는, 압연 방향에 있어서의 인장 응력의 발생에 의해, 에너지 빔 조사에 의한 열 영향을 받아 변형이 형성된 영역이 감소했기 때문인 것으로 추찰된다.
(실험 2)
다음으로, B/A 값을 1.5 로 고정시킨 상태에서, 이미 알려진 방법으로 제조된 판 두께 0.23 ㎜ 의 강대에 대해, 전자 빔의 출력을 바꾸어 (가속 전압 : 60 ∼ 300 ㎸, 빔 전류 : 10 ∼ 20 ㎃) 압연 방향과 교차하는 방향으로 조사하여, 선상 변형 영역을 갖는 방향성 전기 강판의 시료를 제조하였다. 전자 빔을 조사할 때에는, 상기 실험 1 과 동일하게, 강대를 롤 위를 따르게 하여 상방으로 볼록해지도록 통판시키면서, 롤의 곡률 반경에 대응한 곡률을 갖게 한 강대의 정점부에 전자 빔을 조사하였다. 또, 전자 빔을 조사한 방향성 전기 강판의 시료를 사용하여, 후술하는 실시예와 동일하게 변압기를 제조하였다. 그리고, 선상 변형 영역에 있어서의 압연 방향의 최대 응력값에 관하여, 방향성 전기 강판의 철손 및 변압기의 소음 특성에 주는 효과에 대해 조사하였다.
여기서, 강대의 자속 밀도 B8 은 1.92 T 이고, 선상 변형 영역이 도입된 방향성 전기 강판의 자속 밀도 B8 도 1.92 T 였다.
또, 전자 빔의 조사 조건은, 빔 조사 영역 내 진공도 : 0.3 Pa, 조사 방향 : 압연 방향에 대해 약 90°, 조사 형태 : 연속 선상이고, 사용한 롤의 곡률 반경은 200 ㎜ 였다.
또한, 방향성 전기 강판의 최대 응력값은, 후술하는 변형 스캐닝법에 의해 측정하였다.
선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 압축 응력의 최댓값에 대한, 철손 변화량을 도 7 에, 소음 변화량을 도 8 에 각각 나타낸다. 또, 선상 변형 영역 근방에 위치하는 인접 영역의 압연 방향에 있어서의 인장 응력의 최댓값에 대한, 철손 변화량을 도 9 에, 소음 변화량을 도 10 에 각각 나타낸다. 철손 변화량 및 소음 변화량 모두, 도면의 하방에 위치할수록 (변화량의 값이 작을수록), 철손 및 소음 특성이 개선되어 있는 것을 나타낸다.
또한, 실험에 사용한 방향성 전기 강판의 항복 응력은, 모두 350 ㎫ 이었다.
도 7 및 8 로부터는, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 압축 응력의 최댓값이 60 ㎫ 이상 350 ㎫ 이하인 경우, 나아가서는 300 ㎫ 이하인 경우에, 분명하게 양호한 저철손 및 저소음 효과를 확인할 수 있었다.
또, 도 9 및 10 으로부터는, 인접 영역의 압연 방향에 있어서의 인장 응력의 최댓값이 5 ㎫ 이상 350 ㎫ 이하인 경우, 나아가서는 300 ㎫ 이하인 경우에, 분명하게 양호한 저철손 및 저소음 효과를 확인할 수 있었다.
철손이 개선된 메커니즘에 대해서는, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 압축 응력이 클수록, 환류 자구는 안정이 되기 때문에, 보다 높은 여자 자장에 있어서도 자구 세분화 효과가 유지되기 때문인 것으로 생각된다. 나아가서는, 압축 응력을 갖는 영역 근방에 위치하는 인접 영역의 압연 방향에 있어서의 인장 응력이 클수록, 압연 방향을 향한 자구가 보다 안정이 되어, 자구 세분화 효과가 높아지기 때문인 것으로 생각된다.
한편, 압연 방향에 있어서의 압축 응력 및 인장 응력이 350 ㎫ 초과, 즉, 방향성 전기 강판의 항복 응력을 초과하면, 철손이 급격하게 상승하여 열화되었다. 이것은, 항복 응력을 초과하여 변형이 도입된 방향성 전기 강판의 소성 변형부가 증대된 것에 의해, 자벽의 이동이 피닝되고, 히스테리시스손이 크게 열화됐기 때문인 것으로 생각된다.
또, 소음의 열화가 억제된 메커니즘에 대해서는, 본 발명자들은 이하와 같이 생각하고 있다. 즉, 조사부 근방에 위치하는 인접 영역의 압연 방향에 있어서의 인장 응력이 증대됨으로써, 비조사부에 있어서의 보조 자구가 감소하여, 소음의 증대를 억제할 수 있었던 것으로 생각된다.
한편, 조사부를 포함하는 선상 변형 영역에 있어서의 압축 응력의 증대는, 환류 자구의 증대를 의미하고, 본래라면 소음 특성의 열화를 유기하는 것이다. 그런데, 본 발명에서는, 실험 2 와 같이, 의외로 압연 방향의 압축 응력이, 예를 들어 60 ㎫ 전후에 걸쳐 증대됨에 따라 소음이 저하되고 있다. 이것은, 본 발명에서는, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 압축 응력의 증대에 수반하여, 인접 영역 (비조사부) 의 압연 방향에 있어서의 인장 응력도 증대되어, 비조사부에 있어서의 보조 자구가 감소함으로써, 소음이 저하된 것으로 생각된다.
즉, 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.
(1) 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상으로 연장되는 선상 변형 영역을 갖는 방향성 전기 강판으로서,
상기 선상 변형 영역은, 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역 (압축 응력장) 을 갖고,
상기 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하는 영역에는, 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 영역 (인장 응력장) 을 갖는, 방향성 전기 강판.
또한, 상기 서술한 본 발명에 있어서,「압연 방향과 교차하는 방향」이란, 강판의 압연 방향에 대해, 강판의 표면을 따라 45°이상 135°이하의 방향을 의미한다. 또,「선상」은, 연속 선상 및 비연속 선상 중 어느 것이어도 되고, 선상의 형상도, 직선, 곡선, 파선 (波線), 파선 (破線), 점선 중 어느 것이어도 된다.
그리고, 상기 서술한 본 발명에 있어서,「변형 영역」이란, 후술하는 변형 스캐닝법으로 얻어지는 응력 분포에 있어서, 압연 방향으로 압축 응력이 잔류하는 영역을 가리킨다.
(2) 상기 선상 변형 영역은 에너지 빔의 조사역을 포함하고,
상기 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이가, 상기 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭의 2 배 이하인, 상기 (1) 에 기재된 방향성 전기 강판.
여기서,「조사폭」이란, 폭 30 ㎛ 의 슬릿을 사용한 슬릿법으로 취득한, 에너지 빔의 공간 프로파일의 반치전폭을 가리킨다.
(3) 상기 압축 응력의 최댓값이, 60 ㎫ 이상 또한 상기 방향성 전기 강판의 항복 응력 이하이고,
상기 인장 응력의 최댓값이, 5 ㎫ 이상 또한 상기 방향성 전기 강판의 항복 응력 이하인, 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 방향성 전기 강판.
(4) 자속 밀도 B8 이 1.94 T 이상인, 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 한 항에 기재된 방향성 전기 강판.
또한, 본 명세서에 있어서,「자속 밀도 B8」이란, 800 A/m 의 자화력으로 여자했을 때의 자속 밀도를 가리킨다.
(5) 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 에너지 빔을 조사하여 선상 변형 영역을 형성하여, 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 방향성 전기 강판을 제조하는 방법으로서,
상기 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이를, 상기 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭의 2 배 이하로 하여 상기 조사를 실시하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
(6) 상기 강판의 자속 밀도 B8 이 1.94 T 이상인, 상기 (5) 에 기재된 방향성 전기 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 변압기의 에너지 손실과 소음을 저감시키는, 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
도 1 은, 종래의 방법에 따른, 방향성 전기 강판에 있어서의 변형 분포의 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 방향성 전기 강판에 있어서의 변형 분포의 모식도이다.
도 3 은, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이 (B) 와, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭 (A) 의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판에 있어서의, B/A 값과 철손 변화량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판을 사용한 변압기에 있어서의, B/A 값과 소음 변화량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판에 있어서의, B/A 값과 압연 방향에 대한 응력의 최댓값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판에 있어서의, 압연 방향에 대한 압축 응력의 최댓값과 철손 변화량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판을 사용한 변압기에 있어서의, 압연 방향에 대한 압축 응력의 최댓값과 소음 변화량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판에 있어서의, 압연 방향에 대한 인장 응력의 최댓값과 철손 변화량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방향성 전기 강판을 사용한 변압기에 있어서의, 압연 방향에 대한 인장 응력의 최댓값과 소음 변화량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11 은, 빔을 디포커스하여 조사하는 방법예를 나타내는 모식도이다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 대해 구체적으로 설명한다.
이하의 실시형태는, 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것이며, 이들 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
(방향성 전기 강판)
본 발명에 따른 방향성 전기 강판은, 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상으로 연장되고, 또한 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 갖는 선상 변형 영역과, 이 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하는 인접 영역을 갖는다. 여기서, 선상 변형 영역은, 적어도 그 일부에 압연 방향으로 압축 응력을 갖고, 바람직하게는 전역에 걸쳐 압연 방향으로 압축 응력을 갖는다. 이에 반해, 인접 영역은, 압연 방향으로 인장 응력을 갖는다.
그리고, 본 발명의 방향성 전기 강판은, 예를 들어, 본 발명에 따른 방향성 전기 강판의 제조 방법에 의해 바람직하게 얻을 수 있다.
방향성 전기 강판이, 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 소정 방향으로 갖고, 또한, 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 영역을, 당해 압축 응력을 갖는 영역에 대해 압연 방향으로 인접하는 위치에 가지면, 저철손과 양호한 자왜 특성을 양립할 수 있다. 또, 이와 같은 방향성 전기 강판을 사용하면, 저에너지 손실 또한 저소음 특성을 갖는 변압기를 제조할 수 있다.
선상 변형 영역 및 인접 영역
선상 변형 영역은, 예를 들어, 이미 알려진 방법으로 제조된 강판에 대해, 압연 방향과 교차하는 방향으로 에너지 빔을 조사함으로써, 복수개 도입할 수 있다.
압연 방향과 교차하는 방향은, 강판의 압연 방향에 대해 강판 표면을 따라 60°이상인 것이 바람직하고, 120°이하인 것이 바람직하고, 60°∼ 120°의 범위인 것이 보다 바람직하다. 압연 방향과 교차하는 방향은, 강판의 압연 방향에 대해 80°이상인 것이 더욱 바람직하고, 100°이하인 것이 더욱 바람직하고, 90°, 즉, 판 폭 방향을 따르는 방향인 것이 한층 바람직하다. 선상 변형 영역이 상기 방향으로 연장되어 있으면, 방향성 전기 강판에 도입하는 선상 변형 영역의 면적 (요컨대, 변형의 양) 이 과도하게 커지는 것을 막아, 자왜 특성의 열화를 더욱 억제할 수 있기 때문이다.
여기서, 선상 변형 영역은, 강판의 압연 방향을 따라, 변형 스캐닝법 (문헌 : 일본 기계 학회 논문집 (A 편) 71권 711호 2005년, pp.1530 ∼ 1537) 으로 산출되는 응력 분포에 있어서, 적어도 그 일부에, 압연 방향으로 압축 응력이 잔류하는 영역이고, 전역에 걸쳐 압연 방향으로 압축 응력이 잔류하고 있어도 된다. 선상 변형 영역에 있어서의 압축 응력이 잔류하는 영역 이외의 영역으로는, 응력을 갖지 않는 영역을 들 수 있다.
한편, 인접 영역은, 상기 압축 응력이 잔류하는 영역의 압연 방향으로 직접적 또는 간접적으로 인접하는 영역이고, 상기의 변형 스캐닝법으로 얻어지는 응력 분포에 있어서, 압연 방향으로 인장 응력이 잔류하는 영역이다. 인접 영역에는, 압연 방향의 압축 응력은 존재하지 않는다.
변형 스캐닝법에 의한 응력의 측정 방법에 대해, 보다 구체적으로 설명한다.
고휘도 X 선을 사용한 X 선 회절 (XRD) 측정을 실시하여, 무변형점 (참조점) 과 측정점에 있어서의 d 값 (격자면 간격) 의 변화로부터 변형 성분을 측정한다. 이것을, 압연 방향 (RD), 판 폭 방향 (TD), 및 판 두께 방향 (ND) 의 3 방향에 대해 계측하고, 얻어진 변형 측정값과, 영률 등의 재료 물성값을 사용하여, 압연 방향, 판 폭 방향, 및 판 두께 방향 각각에 있어서의 응력값을 계산한다.
따라서, 본 발명의 방향성 전기 강판은, 상기의 압연 방향을 따른 잔류 응력 프로파일에 있어서, 압연 방향에서의 위치에 따라 응력이 압축에서 인장으로 연속적으로 변화한 응력 분포를 나타낸다. 이와 같이, 본 발명의 방향성 전기 강판이 갖는 선상 변형 영역 및 인접 영역을 확인할 수 있다.
또, 상기의 잔류 응력 프로파일에 있어서의, 압축 성분의 최댓값이「압연 방향에 있어서의 압축 응력의 최댓값」이고, 인장 성분의 최댓값이「압연 방향에 있어서의 인장 응력의 최댓값」이다.
B/A 값
본 발명의 방향성 전기 강판이 갖는 선상 변형 영역은, 에너지 빔의 조사역을 포함하고, 또한 압연 방향에 있어서의 길이 (B) 가, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭 (A) 의 2 배 이하인 것이 바람직하고, 1.6 배 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5 배 이하인 것이 더욱 바람직하다. 바꾸어 말하면, B/A 값은, 2 이하인 것이 바람직하고, 1.6 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, B/A 값의 하한은, 통상적으로 1 이다.
방향성 전기 강판에 있어서의 길이 (B) 가 조사폭 (A) 의 2 배 이하, 즉, B/A 값이 2 이하이면, 방향성 전기 강판의 철손 및 자왜 특성을 보다 양호하게 할 수 있다. 또, 이와 같은 방향성 전기 강판을 사용하여 변압기를 제조하면, 변압기의 에너지 손실 및 소음 특성을 보다 양호하게 할 수 있다.
응력의 최댓값
본 발명의 방향성 전기 강판은, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 압축 응력의 최댓값이 60 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 80 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하고, 항복 응력 이하, 즉 본 실험 및 후술하는 실시예에서 사용한 방향성 전기 강판의 경우로 말하면 350 ㎫ 이하인 것이 바람직하고, 300 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하고, 250 ㎫ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 압축 응력의 최댓값은, 60 ㎫ 이상 또한 항복 응력 이하인 것, 즉 본 실험 및 후술하는 실시예에서 사용한 방향성 전기 강판의 경우로 말하면 60 ㎫ 이상 350 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 방향성 전기 강판은, 인접 영역의 압연 방향에 있어서의 인장 응력의 최댓값이 5 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 20 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하고, 항복 응력 이하, 즉 본 실험 및 후술하는 실시예에서 사용한 방향성 전기 강판의 경우로 말하면 350 ㎫ 이하인 것이 바람직하고, 300 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150 ㎫ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 인장 응력의 최댓값은, 5 ㎫ 이상 또한 항복 응력 이하인 것, 즉 본 실험 및 후술하는 실시예에서 사용한 방향성 전기 강판의 경우로 말하면 5 ㎫ 이상 350 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다.
압축 응력의 최댓값 및 인장 응력의 최댓값이 상기 범위 내이면, 방향성 전기 강판의 철손을 보다 양호하게 할 수 있다. 또, 이와 같은 방향성 전기 강판을 사용하여 변압기를 제조하면, 변압기의 에너지 손실을 보다 양호하게 할 수 있다.
자속 밀도 B 8
본 발명의 방향성 전기 강판은, 자속 밀도 B8 이 1.92 T 이상인 것이 바람직하고, 1.94 T 이상인 것이 보다 바람직하다.
방향성 전기 강판의 B8 이 상기 이상이면, 방향성 전기 강판의 철손 및 자왜 특성을 더욱 양호하게 할 수 있다. 또, 이와 같은 방향성 전기 강판을 사용하여 변압기를 제조하면, 변압기의 에너지 손실 및 소음 특성을 더욱 양호하게 할 수 있다.
(방향성 전기 강판의 제조 방법)
본 발명에 따른 방향성 전기 강판의 제조 방법은, 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상으로 연장되고, 또한 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 갖는 선상 변형 영역과, 이 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하고, 또한 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 인접 영역을 갖는, 방향성 전기 강판을 제조하는 방법이다. 본 발명의 방향성 전기 강판의 제조 방법에서는, 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 에너지 빔을 조사하여 선상 변형 영역을 형성할 때에, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이를, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭의 2 배 이하로 하여 조사를 실시한다.
또한, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조되는 방향성 전기 강판의 여러 가지 특징은, 상기 서술한 본 발명의 방향성 전기 강판에 대한 특징과 동일하다.
강판의 자속 밀도 B 8
본 발명의 제조 방법에 사용하는 강판 (변형 도입 전의 방향성 전기 강판) 은, 자속 밀도 B8 이 1.92 T 이상인 것이 바람직하고, 1.94 T 이상인 것이 보다 바람직하다.
강판이 자속 밀도 B8 이 높은 소재일수록, 바꾸어 말하면, 결정 배향성이 높은 소재일수록, 변형을 도입했을 때의 자기 탄성 효과가 크기 때문에, 도입한 변형이 약한 경우에도 환류 자구가 형성되기 쉽다. 요컨대, 소재로서의 강판의 자속 밀도 B8 이 클수록, 보다 양호한 저철손 효과와, 보다 양호한 저소음 효과를 실현할 수 있다.
에너지 빔의 조사 조건
강판에 선상 변형 영역을 형성하기 위해 조사하는 에너지 빔으로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 전자 빔, 레이저, 플라즈마염 등, 열 변형을 도입 가능한 빔원을 들 수 있다. 이들 어느 종류의 에너지 빔을 사용해도, 동일한 효과가 얻어진다.
따라서, 강판에 선상 변형 영역을 형성할 때에는, 예를 들어, 이미 알려진 전자 빔 조사 장치, 레이저 조사 장치, 플라즈마염 방사 장치 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 서술한 것 중에서도, 국소적으로 변형을 도입하기 쉬운 관점에서는, 에너지 빔으로는 전자 빔이 바람직하고, 전자 빔 조사 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이하, 일례로서 에너지 빔이 전자 빔인 경우에 대해 설명하지만, 본 발명은 이 일례에 한정되지 않는다.
전자 빔의 조사에서는, 예를 들어, 1 대 이상의 전자총 또는 전자 빔 조사 장치를 사용하여, 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 1 회 이상 빔 조사하면서, 1 개 이상의 선상 변형 영역을 형성할 수 있다. 방향성 전기 강판에 인장 응력을 충분히 부여하기 위해서는, 복수개의 선상 변형 영역을 도입하는 것이 바람직하다.
조사 방향
빔을 조사하는 주사 방향은, 강판의 압연 방향에 대해 강판 표면을 따라 60°이상인 것이 바람직하고, 120°이하인 것이 바람직하고, 60°∼ 120°의 범위인 것이 보다 바람직하다. 빔의 주사 방향은, 강판의 압연 방향에 대해 80°이상인 것이 더욱 바람직하고, 100°이하인 것이 더욱 바람직하고, 90°, 즉, 판 폭 방향을 따르는 방향인 것이 한층 바람직하다. 빔의 주사 방향의, 판 폭 방향으로부터의 어긋남이 커지면, 강판에 도입되는 변형의 양이 과도하게 증대되어, 자왜 특성의 열화를 초래한다.
조사 형태
빔의 조사 형태는, 주사 방향을 따라 연속적으로 조사를 실시하는 연속 조사여도 되고, 정류와 이동을 반복하는 도트상 조사여도 된다. 어느 조사 형태에 의해서도, 철손 및 자왜 특성의 개선 효과가 얻어진다.
가속 전압
전자 빔의 가속 전압이 높을수록 전자의 직진성이 증가하여, 빔 조사부 외측으로의 열 영향이 저하된다. 따라서, 가속 전압은 높은 편이 바람직하다. 이 관점에서, 가속 전압은 60 ㎸ 이상인 것이 바람직하고, 90 ㎸ 이상인 것이 보다 바람직하고, 120 ㎸ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 가속 전압을 지나치게 높게 하면, 전자 빔 조사에 수반하여 발생하는 X 선의 차폐가 곤란해진다. 그 때문에, 실용상의 관점에서, 가속 전압은 300 ㎸ 이하인 것이 바람직하고, 200 ㎸ 이하인 것이 보다 바람직하다.
스폿 직경 (조사폭 A)
전자 빔을 조사하는 경우, 통상적으로, 전자 빔의 압연 방향에 있어서의 스폿 직경이「에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭 (A)」에 상당한다. 그리고, 스폿 직경이 작을수록 국소적으로 변형을 도입할 수 있기 때문에, 스폿 직경은 작을수록 바람직하다. 이 관점에서, 전자 빔의 스폿 직경은 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 280 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 260 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또, 실용상의 관점에서, 스폿 직경은, 30 ㎛ 이상으로 할 수 있다.
여기서,「스폿 직경」이란, 폭 30 ㎛ 의 슬릿을 사용한 슬릿법으로 취득한, 빔 프로파일의 반치전폭을 가리킨다. 또, 후술하는「할로 직경」이란, 상기와 동일한 수법으로 취득한 빔 프로파일에 있어서의, 최대 강도의 1 ％ 이상의 강도를 갖는 폭을 가리킨다.
빔 전류
스폿 직경을 작게 하는 관점에서는, 빔 전류도 작은 편이 바람직하다. 전류를 크게 하면 쿨롱 반발에 의해 스폿 직경이 넓어지기 쉬워, 국소적으로 변형을 도입하는 것이 곤란해지기 때문이다. 이 관점에서, 빔 전류는 40 ㎃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 빔 전류가 지나치게 작으면, 변형을 형성하기 위한 에너지가 부족하기 때문에, 빔 전류는 0.5 ㎃ 이상인 것이 바람직하다.
조사 영역 내 진공도
전자 빔은, 기체 분자에 의해 산란을 받으면, 스폿 직경 및 할로 직경이 증대되어, 에너지가 감소한다. 따라서, 빔 조사 영역에 있어서의 진공도는 높은 편이 바람직하고, 압력으로 하여 3 Pa 이하로 하는 것이 바람직하다.
진공도의 하한에 대해서는 특별히 제한을 두지 않지만, 과도하게 낮추면 진공 펌프 등의 진공 계통에 드는 비용이 증대된다. 이 관점에서, 실용상으로는, 진공도를 10-5 Pa 이상의 압력으로 하는 것이 바람직하다.
길이 B 의 조정 방법
상기 서술한 바와 같이, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이 (B) 를 저감시켜, 빔 조사부 외측으로의 변형 도입을 억제하는 것이 바람직하다. 여기서, 길이 (B) 를 조정하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 조사하는 빔에 대해 강판의 압연 방향으로 경사를 형성하여 (도 11 의 상측 도면), 또는, 조사하는 빔에 대해 강판의 압연 방향으로 곡률을 형성하여 (도 11 의 하측 도면), 빔을 디포커스하여 조사하는 방법을 들 수 있다.
상기의 조정 방법에서는, 빔의 중심으로부터 강판의 압연 방향을 따라 멀어질수록 빔 경로를 길게 또는 짧게 조정할 수 있다. 이와 같이, 빔의 포커스를 굳이 어긋나게 함으로써, 빔에 의한 입열의 효율을 저하시켜, 원하는 부분 이외에 변형 영역이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
길이 (B) 를 조정하는 다른 방법으로는, 예를 들어, 빔의 경로 상에 셔터나 슬릿 등의 물리적 장애를 형성하는 방법을 들 수 있다. 이 조정 방법에서는, 스폿 직경보다 광범위하게 넓어진 빔 (할로) 을, 슬릿 등에 통과시켜 컷함으로써, 변형의 도입 영역을 제한할 수 있다.
상기 서술한 것 중에서도, 보다 양호한 응력 분포, 즉, 보다 양호한 압축 응력 및 인장 응력을 실현하기 위한 바람직한 조정 방법은, 강판의 압연 방향으로 곡률을 형성하여 빔 조사를 실시하는 방법이다. 보다 구체적으로는, 도 11 의 하측 도면에 나타내는 바와 같이, 강판을, 어느 곡률을 갖는 롤 (도시 생략) 위를 따르도록 통판시키면서, 롤의 곡률에 따른 볼록부가 발생한 강판의 정점부에 빔을 조사하는 방법이다.
여기서, 강판에 발생하는 응력 분포를 보다 양호하게 제어하는 관점에서, 롤의 곡률 반경은, 50 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 600 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 400 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 200 ㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명에 대해 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예는, 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것이고, 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예는, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하고, 그와 같은 양태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
이미 알려진 방법으로 제조된, 각각 1.92 T 및 1.94 T 의 자속 밀도 B8 을 갖는 강판의 표면에 있어서의, 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로, 에너지 빔으로서의 전자 빔을 연속 선상으로 조사하였다. 전자 빔의 조사시에는, 표 1 에 기재된 바와 같이, 빔 출력을 다양하게 바꾸어 자구 세분화 처리를 실시하여, 다양한 크기의 응력이 도입된 방향성 전기 강판의 시료를 제조하였다.
전자 빔의 조사 조건은, 빔 조사 영역 내 진공도 : 0.3 Pa, 조사 방향 : 압연 방향에 대해 약 90°이고, 빔 출력 : 0.6 ∼ 6 kW (가속 전압 : 60 ∼ 300 ㎸, 빔 전류 : 10 ∼ 20 ㎃) 였다.
여기서, 빔 조사시에는, 강판을, 표 1 에 기재된 곡률 반경을 갖는 롤 위를 따르게 하여 통판시키면서, 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭 A (전자 빔의 스폿 직경 : 200 ㎛) 에 대한, 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이 B 의 비율, 즉, B/A 값을 제어하여, 빔 조사를 실시하였다.
그리고, 상기 서술한 바와 같이 자구 세분화 처리한 방향성 전기 강판의 시료에 대해, 자속 밀도 B8, 철손 W17/50, 및 변형 분포를 측정하고, 측정한 변형 분포로부터, 압연 방향에 있어서의 압축 응력의 최댓값 및 인장 응력의 최댓값을 포함하는 응력 분포를 산출하였다.
여기서, 자속 밀도 B8 로는, 800 A/m 의 자화력으로 여자했을 때의 자속 밀도 (T) 를 측정하였다.
철손 W17/50 으로는, 단판 자기 측정 장치를 사용하여, 주파수 50 Hz, 자속 밀도 1.7 T 의 자장을 인가했을 때의 철손값 (W/㎏) 을 측정하였다.
응력 분포는, 상기 서술에 따라, XRD 측정에 의해 각 방향의 변형 성분을 구한 후, 탄성률 등의 물성값을 사용하여 응력값 (㎫) 으로 변환하였다. 그리고, 이 응력 분포로부터, 방향성 전기 강판이, 압연 방향과 교차하는 방향으로 연장되고, 또한 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 갖는 선상 변형 영역과, 이 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하고, 또한 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 인접 영역을 갖는 것을 확인하였다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 자구 세분화 처리한 방향성 전기 강판의 시료를 사용하여, 변압기용 3 상 모델 트랜스를 제조하였다. 이 모델 트랜스를, 방음실 내에서, 최대 자속 밀도 Bm = 1.7 T, 주파수 50 Hz 의 조건에서 여자하고, 소음계를 사용하여 소음 레벨 (dBA) 을 측정하였다.
결과를 표 1 에 나타낸다. 표 1 로부터, 소정의 압축 응력과 인장 응력을 겸비하고 있지 않은 No.1 및 15 의 비교예에서는, 방향성 전기 강판의 철손이 높고, 당해 방향성 전기 강판을 사용하여 제조한 변압기의 소음 레벨도 높았다. 요컨대, 방향성 전기 강판이, 압연 방향과 교차하는 방향으로 연장되고, 또한 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 갖는 선상 변형 영역과, 이 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하고, 또한 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 인접 영역을 갖는 발명예이면, 저에너지 손실 또한 저소음 특성을 갖는 변압기의 제조에 적합한, 저철손과 양호한 자왜 특성을 양립한 방향성 전기 강판이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
또, B/A 값이 2 이하인 방향성 전기 강판에서는, 압연 방향으로, 보다 충분한 인장 응력이 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 자속 밀도 B8 이 보다 높은 방향성 전기 강판을 사용하면, 변압기의 저소음 효과를 보다 높일 수 있는 것도 확인할 수 있었다.
Figure pct00001
본 발명에 의하면, 변압기의 에너지 손실과 소음을 저감시키는, 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상으로 연장되는 선상 변형 영역을 갖는 방향성 전기 강판으로서,
    상기 선상 변형 영역은, 압연 방향으로 압축 응력을 갖는 영역을 갖고,
    상기 압축 응력을 갖는 영역의 압연 방향으로 인접하는 영역에는, 압연 방향으로 인장 응력을 갖는 영역을 갖는, 방향성 전기 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선상 변형 영역은 에너지 빔의 조사역을 포함하고,
    상기 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이가, 상기 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭의 2 배 이하인, 방향성 전기 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압축 응력의 최댓값이, 60 ㎫ 이상 또한 상기 방향성 전기 강판의 항복 응력 이하이고,
    상기 인장 응력의 최댓값이, 5 ㎫ 이상 또한 상기 방향성 전기 강판의 항복 응력 이하인, 방향성 전기 강판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    자속 밀도 B8 이 1.94 T 이상인, 방향성 전기 강판.
  5. 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 에너지 빔을 조사하여 선상 변형 영역을 형성하여, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방향성 전기 강판을 제조하는 방법으로서,
    상기 선상 변형 영역의 압연 방향에 있어서의 길이를, 상기 에너지 빔의 압연 방향에 있어서의 조사폭의 2 배 이하로 하여 상기 조사를 실시하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 강판의 자속 밀도 B8 이 1.94 T 이상인, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
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