KR20230094866A - 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

이방향성 전기강판 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 이방향성 전기강판은 중량%로 Si: 2.0% 이상, Al: 0.02% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.02 내지 0.50%, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), 및 S: 0.0005 내지 0.005% 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 입경이 2000㎛ 이하인 결정립의 면적 분율이 25% 이하이다.

Description

이방향성 전기강판 및 그의 제조방법{DOUBLE ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명의 일 실시예는 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 2차 냉간압연에서의 압하율 및 냉연판 소둔 시 승온 속도를 조절하여, 미세 결정립을 적게 형성함으로써, 압연 방향 및 압연 수직 방향의 자성이 매우 우수하고, 자성 편차가 매우 작은 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
철로 만들어진 강판은 BCC라는 구조적인 특징으로 인해 방향에 따라 특성의 차이가 있다. 모터의 철심재료로 이용되는 전기강판은 <100>방향의 자화가 가장 용이하게 일어난다는 특성을 이용하면 특성을 극대화할 수 있다. 그 예로 방향성 전기강판은 Goss라는 집합조직의 2차재결정 현상을 이용하여, 제품의 Rolling Direction(RD) 과 모든 결정립의 <100>방향이 평행하도록 원자가 배열된 채로 사용하고 있다.
모든 결정립의 집합조직을 특정 방향을 갖는 집합조직으로 만들기 위해서는 2차재결정이라는 현상이 필수불가결하게 요구된다. 2차재결정 현상을 이용하여, 원하지 않는 방향의 결정립을 소모시키며 선호되는 방향의 결정립을 성장시킬 수 있다. 2차재결정이 완료된 후에는 원하는 결정립의 방향만 남게 되는 것이다.
그러나 2차재결정 현상은 아직 완전하게 이해되고 있지 않고 있으며, 2차결정립의 성장 및 성장방위의 선택이라는 두 가지 관점에서 여러 이론들의 논쟁이 진행되고 있다. 현재 상용화가 이루어져 있는 방향성 전기강판에서 Goss 결정립의 2차재결정 현상이 논쟁의 주된 내용이다. 질화소둔을 통해 AlN 과 같은 미세석출물을 만들어 이용하여야 하고, 고온에서 AlN 이 고용되면서 결정립계를 잡고 있던 억제력이 사라지고, Goss만이 성장한다는 것이다. 물론 이 현상을 이용하여 RD와 TD 모두 <001>방향을 갖는 Cube 집합조직을 만들려는 시도가 있었으나, 석출물을 이용한 2차재결정 현상으로는 대부분의 실험조건에서 Goss 집합조직만이 지배적으로 발달하므로, 2차재결정 현상을 이용하여 Goss가 아닌 다른 집합조직을 만드는 것은 용이치 않다.
본 특허에서는 양방향의 자성이 좋은 이방향성 전기강판을 제조하기 위해 표면에너지를 이용한 2차재결정 현상을 이용한다.
본 발명의 일 실시예에서는 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서는 표면에너지를 이용하여 Cube 및 {100} fiber 집합조직의 2차재결정을 달성하는 이방향성 전기강판 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 중량%로 Si: 2.0% 이상, Al: 0.02% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.02 내지 0.50%, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), 및 S: 0.0005 내지 0.005% 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 입경이 2000㎛ 이하인 결정립의 면적 분율이 25% 이하이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 <100> 방향이 강판의 압연면 법선방향과 15° 이내의 각도를 갖는 결정립의 면적 분율이 75 % 이상이다.
결정립의 평균 입경은 1000 내지 5000㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 자속밀도(B50)가 1.82T 이상이고, 철손(W15/50)이 1.65W/Kg 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로 Si: 2.0% 이상, Al: 0.02% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.02 내지 0.50%, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), 및 S: 0.0005 내지 0.005% 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간압연하여 1차 냉연판을 제조하는 단계; 1차 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔판을 2차 냉간압연하여 2차 냉연판을 제조하는 단계 및 2차 냉연판을 소둔하는 단계를 포함한다.
2차 냉연판을 제조하는 단계에서 압하율이 55 내지 85%이다.
2차 냉연판을 소둔하는 단계 이전에 100 내지 1000℃ 온도 범위에서 100℃/h 이상의 승온 속도로 승온하는 단계를 더 포함한다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
1차 냉연판을 제조하는 단계는 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연을 포함할 수 있다.
1차 냉연판을 제조하는 단계 및 2차 냉연판을 제조하는 단계에서 동일 방향으로 압연할 수 있다.
중간 소둔하는 단계는 700℃ 이상의 온도에서 소둔할 수 있다.
중간 소둔하는 단계는 환원 분위기에서 소둔할 수 있다.
2차 냉연판을 제조하는 단계 이후 소둔 분리제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
2차 냉연판을 소둔하는 단계는 환원 분위기에서 소둔할 수 있다.
2차 냉연판을 소둔하는 단계는 1000 내지 1200℃의 온도에서 6 내지 60 시간 동안 소둔할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 압연방향과 압연에 수직된 방향의 자성 값이 방향에 상관없이 유사하며, 높은 자속밀도 및 낮은 철손 등 우수한 자성 특성을 나타낸다.
도 1 내지 도 10은 비교예 1 내지 비교예 10에서 제조한 강판 압연면 사진이다.
도 11 및 도 12는 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 강판 압연면 사진(좌) Inverse Pole Figure(IPF) map 사진(중) 및 Orientation Distribution Function(ODF) map 사진(우) 이다.
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 실시예에서는 표면에너지를 이용하여 Cube 및 {100} fiber 집합조직의 2차재결정을 달성할 수 있다. BCC구조를 갖는 철에서 close packed plane 인 {110}면의 에너지가 가장 낮은 것은 알려진 사실이다. 그러나 약간의 불순물이 포함되면 {100} 면의 에너지가 가장 낮아진다. 본 발명의 일 실시예에서는 장기간의 냉연판 소둔 중 {100}면의 낮은 에너지 상태를 유지하여 Cube 및 {100} fiber 집합조직만을 성장시킬 수 있다. 표면에너지를 이용한 선택적 결정성장으로 2차재결정 현상이 일어나는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 중량%로 Si: 2.0% 이상, Al: 0.02% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.02 내지 0.50%, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), 및 S: 0.0005 내지 0.005% 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함한다.
이방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.
Si: 2.0 중량% 이상
실리콘(Si)는, 강판의 비저항을 증가시키고 와류손을 감소시키는 역할을 하며, 열처리가 Ferrite 단일상에서 일어날 수 있도록 해준다. Si가 너무 적으면 열처리 중 Ferrite가 Austenite로 부분적으로 상변태가 일어날 수 있다. 따라서, Si 함량의 하한을 2.0 중량%로 한정할 수 있다. 또한 Si를 첨가할수록 권취 및 냉간압연이 어려워 Si가 7.0 중량% 가 넘어가면 판파단이 일어날 수 있기 때문에 필요한 경우 이를 제한할 수 있다. 즉 Si는 2.0 내지 7.0 중량% 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 자속밀도가 높은 강판을 얻기 위해서는 Si는 2.5 내지 4.0 중량% 포함될 수 있다.
Al: 0.02 중량% 이하
알루미늄(Al)은 비저항을 높이는 역할을 할 수 있다. 그러나 Al이 다량 첨가된 강판은 열처리 시에 강판표면에 Al2O3가 형성된다. Al2O3는 표면에서부터 결정립계로 침투할 수 있고, 이는 결정립의 성장을 저해하며 2차재결정을 방해하는 요소가 된다. 따라서 Al은 0.02 중량% 이하가 적당하다. 더욱 구체적으로 Al은 0.01 중량% 이하 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Al은 0.005 중량% 이하 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Al은 0.001 내지 0.005 중량% 포함할 수 있다.
Mn: 0.02 내지 0.50 중량%
망간(Mn)은 비저항을 증가시키는 원소이다. 그러나 Mn의 첨가가 과다하면 열처리 시, Austenite 영역을 지나치게 되고, 상변태를 일으킬 가능성이 있다. 또한 과량의 Mn은 필요 이상으로 황을 trap하여 원소 S의 확산을 막는 효과가 있다. 적당한 양의 Mn은 미세한 MnS를 석출시켜 결정립계를 약한 힘으로 잡고 있고, 적당한 온도에서 MnS는 녹아 없어지며 2차 재결정을 일으킨다. 휘발되는 S의 속도도 Mn으로 어느 정도 제어할 수 있으므로, Mn이 적당량 들어가는 것은 2차재결정에 일정 역할을 한다고 볼 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn을 0.05 내지 0.30 중량% 포함할 수 있다.
C: 0.004 중량% 이하
탄소(C)는 위에 언급된 타 원소들과 다르게 Fe원자와 치환되지 않고, interstitial site에 침입하는 원소이다. 그 특성으로 인해 C가 다량으로 들어갈 경우 전위의 이동을 저해하고, 결정립의 성장을 방해하게 된다. 더욱 구체적으로 C를 0.003 중량% 이하로 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 C를 0.001 내지 0.003 중량%로 포함할 수 있다.
S: 0.0005 내지 0.0050 중량%
황(S)는 표면에 편석된 S의 함량에 따라 표면에너지가 달라지고, 달라진 표면에너지로 인해 특정 방위의 결정립의 결정성장이 일어날 수 있다. S가 전혀 없는 표면에서는 {110}면이 안정하고, S가 약하게 편석된 표면에서는 {100}면이 안정하며, S가 많이 편석된 표면에는 {111}면이 안정하다. 표면에 S를 약하게 편석시키기 위해 S함량을 극미량으로 조절한다. Mn 역시 S를 추가적으로 더 잡아두는 역할을 하게하여 표면에 S가 약하게 편석하도록 돕는다. 더욱 구체적으로 S를 0.0010 내지 0.0040 중량% 포함할 수 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. 추가 원소가 포함되는 경우, Fe를 대체하여 포함될 수 있다. 추가 원소로는 예컨데 N, Ti, P, Cu, Cr, Ni, 및 Mo 중 1종 이상이 될 수 있으며, 추가 원소가 추가되는 경우 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 입경이 2000㎛ 이하인 결정립의 면적 분율이 25% 이하이다. 본 발명의 일 실시예에서 2차 냉연판 소둔을 6시간 이상 장시간 수행하나, 미세립이 더 이상 성장하지 않으며, 이 미세립들이 잔존하는 경우 자성을 저해하는 요소가 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 2차 냉연판 소둔 전에 급속 승온을 통하여 미세립의 생성을 억제하였고, 이를 통해 자성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 입경이 2000㎛ 이하인 결정립의 면적 분율이 10% 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 입경이 2000㎛ 이하인 결정립의 면적 분율이 5% 이하일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 결정립의 입경은 압연면(ND면)과 평행한 면을 기준으로, 측정할 수 있으며, 결정립의 면적과 동일한 면적을 갖는 가상의 원의 지름을 입경으로 본다. 결정립의 면적 분율 또한 입경은 압연면(ND면)과 평행한 면을 기준으로, 측정할 수 있으며, 오차를 줄이기 위해 적어도 60×60 mm2 면적을 갖는 시편으로부터 면적 분율을 측정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 두께 방향으로의 결정립 입경 및 면적 분율에 실질적인 변동이 없어, 측정 두께는 어느 두께에서 측정하더라도 무방하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 <100> 방향이 강판의 압연면 법선방향(ND방향)과 15° 이내의 각도를 갖는 결정립의 면적 분율이 75 % 이상이다. <100> 방향이 강판의 압연면 법선방향과 15° 이내의 각도를 갖는 결정립 즉 <100>//ND 결정립의 분율이 높을수록 자성이 우수하다. 15° 이내의 각도는 <100> 방향과 압연면 법선방향을 동시에 포함하는 임의의 면을 기준으로, <100> 방향과 압연면 법선방향 사이의 각도를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 결정립의 평균 입경이 1000 내지 5000㎛ 일 수 있다. 결정립의 평균 입경이 너무 작으면 <100>//ND 집합조직의 분율이 낮아져, 자성이 열위될 수 있다. 결정립경은 강판의 압연면(ND면)과 평행한 면을 기준으로 측정할 수 있다. 더욱 구체적으로 평균 결정립경은 2500㎛ 이상일 수 있다. 평균 입경은 수 평균 입경을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 자속밀도 및 철손이 모두 우수하다. 본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 자속밀도(B50)가 1.82T 이상이고, 철손(W15/50)이 1.65W/Kg 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판은 자속밀도(B50)가 1.90 T 이상이고, 철손(W15/50)이 1.30W/Kg 이하일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 자속밀도(B50) 및 철손(W15/50)은 압연 방향(RD방향) 및 압연 수직 방향(TD방향)으로 측정한 자속밀도(B50) 및 철손(W15/50)의 평균 값을 의미하며, 강판 두께 0.2mm를 기준으로 한 측정 값이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이방향성 전기강판의 제조 방법은 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간압연하여 1차 냉연판을 제조하는 단계; 1차 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔판을 2차 냉간압연하여 2차 냉연판을 제조하는 단계 및 2차 냉연판을 최종 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, 1차 냉간압연, 중간 소둔, 2차 냉간압연, 2차 냉연판 소둔 등의 제조 과정에서 원소 함량은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 이방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.
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. 가열 온도는 1100 내지 1250℃가 될 수 있고, 가열 시간은 30분 이상이 될 수 있다.
다음으로, 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조한다.
열연판을 제조하는 단계에서 열연판의 두께는 2.0 내지 3.0mm가 될 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 열연판 소둔하는 단계는 1000 내지 1150℃의 온도에서 소둔할 수 있다. 또한 60 내지 150초 동안 소둔할 수 있다. 열연판 소둔 이후 산세 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 열연판을 1차 압연하여 1차 냉연판을 제조한다.
1차 냉연판을 제조하는 단계는 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연을 포함할 수 있다.
1차 냉연판을 제조하는 단계 및 2차 냉연판을 제조하는 단계에서 동일 방향으로 압연할 수 있다.
다음으로, 1차 냉연판을 중간 소둔한다.
중간 소둔하는 단계는 재결정이 완료되는 정도로 충분하므로 700℃ 이상에서 60 내지 150초간 소둔할 수 있다.
중간 소둔하는 단계는 환원 분위기에서 소둔할 수 있다. 중간 소둔한 이후 2차 냉간압연을 수행해야 하므로, 소둔 시 산화되지 않도록 수소가 다량인 분위기에서 소둔할 수 있다. 나머지 분위기는 공기일 수 있다. 더욱 구체적으로 수소를 99 부피% 이상 포함하는 분위기에서 소둔할 수 있다.
다음으로, 중간 소둔판을 2차 냉간압연하여 2차 냉연판을 제조한다.
2차 냉간압연은 압하율을 55 내지 85%로 조절할 수 있다. 압하율이 너무 적을 시, <100>//ND 방위의 결정립이 적게 형성될 수 있다. 압하율이 너무 높을 시 압하율이 너무 높을 시, 재결정 이후 결정립의 <100>방향이 회전하여, <380>보다 더 회전한, <250>이나 <120>등의 방향으로 2차재결정이 일어나게 된다. 더욱 구체적으로 압하율은 55 내지 80%가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 압하율은 55 내지 65%가 될 수 있다.
압하율은 ([압하 전 강판 두께] - [압하 후 강판 두께]) / [압하 전 강판 두께]로 계산될 수 있다.
2차 냉간압연하는 단계 이후, 장시간 소둔을 위해 소둔 분리제를 도포할 수 있다. 소둔 분리제는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다.
다음으로, 2차 냉연판을 소둔한다.
2차 냉연판을 소둔하는 단계 이전에 100 내지 1000℃ 온도 범위에서 100℃/h 이상의 승온 속도로 승온하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 승온 속도란 해당 온도 범위에서의 평균 승온 속도를 의미한다. 승온 속도가 너무 낮으면 미세 결정립이 다수 잔존한다. 이는 후술할 냉연판 소둔 과정에서 장시간 소둔하더라도 그대로 잔존하며 자성에 악영향을 미치게 된다. 반면 승온 속도를 적절히 조절하면 다수의 미세 결정립을 성장시켜 미세 결정립을 최소화할 수 있다. 상한은 특별히 한정되지 않으나, 500℃/h가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 승온 속도는 100 내지 300℃/h가 될 수 있다.
2차 냉연판을 소둔하는 단계는 6 내지 60 시간 동안 소둔할 수 있다. 소둔 시간이 너무 짧을 시 <100>//ND 방위의 결정립이 적절히 형성되지 않을 수 있다. 소둔 시간이 너무 길 시, 에너지 낭비가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 최종 소둔 하는 단계는 12 내지 48시간 동안 소둔할 수 있다.
2차 냉연판 소둔하는 단계는 환원 분위기에서 소둔할 수 있다. 소둔 시 산화되지 않도록 수소가 다량인 분위기에서 소둔할 수 있다. 나머지 분위기는 공기일 수 있다. 더욱 구체적으로 수소를 99 부피% 이상 포함하는 분위기에서 소둔할 수 있다.
2차 냉연판 소둔하는 단계는 1000 내지 1200℃의 온도에서 소둔할 수 있다. 소둔 온도가 너무 낮으면 재결정이 적절히 일어나지 않을 수 있다. 소둔 온도가 더 높더라도 자성이 향상되기는 어렵다.
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
중량%로, Si: 3.1%, Mn:0.1%, Al:0.003%, C:0.002%, S:0.003%, N:0.002%, Ti:0.001%, P:0.007% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 제조하고, 1130℃에서 2시간동안 가열된 후 2.5mm로 열간압연 하였다. 열연판은 1070℃ 조건에서 2분 열처리를 진행했고, 산세 후 1차 냉간압연을 진행하였다. 2차 냉간압연의 압하율을 50%부터 90%까지 변화시켜가며 실험을 하였다. 따라서 1차 냉간압연시 최종두께는 각각 2mm(90%), 1mm(80%), 0.67mm(70%), 0.50mm(60%)였고, 1차 압연이 완료된 시편은 1050℃ 조건에서 2분가량 열처리를 진행하였다. 이 때 수소 100 부피% 분위기에서 진행하였다. 시편은 2차 냉간압연을 거치고 최종적으로 0.2mm의 두께로 맞춰졌다. 각기 시편은 single sheet tester(SST)로 자성을 측정하기 위한 60X60mm 크기로 잘라졌으며, 크기가 맞춰진 시편은 1200℃로, 24시간 열처리를 진행하였다. 이 때, 100 내지 1000℃ 온도 범위에서의 승온 속도를 하기 표 1과 같이 바꾸어 가며 진행하였다.
결정립 면적 분율을 스캔을 통해 결정립의 사진을 얻었으며, 사진에서 결정립의 면적을 구하는 방법으로 미세립의 면적분율을 계산하였다.
결정립 방위는 Laue X-ray 회절을 이용한 방법으로 6cm X 6cm 면적을 측정하였다.
2차 냉간압하율
(%)		 승온속도
(℃/h)		 2000㎛이하 결정립 면적 분율 (%) <100>//ND
면적 분율
(%)		 B50(T) W15/50(W/kg)
비교예 1 50 10 100 5 1.69 1.72
비교예 2 60 10 100 5 1.72 1.59
비교예 3 70 10 100 5 1.74 1.63
비교예 4 80 10 100 5 1.72 1.66
비교예 5 90 10 100 5 1.59 2.03
비교예 6 50 15 68 40 1.65 1.87
비교예 7 60 15 67 40 1.78 1.47
비교예 8 70 15 84 35 1.76 1.51
비교예 9 80 15 91 15 1.69 1.79
비교예 10 90 15 94 10 1.62 2.04
실시예 1 70 300 3 97 1.99 1.30
실시예 2 80 300 3 97 1.92 1.32
표 1에서 나타나듯이, 2차 냉간압연시 압하율 및 2차 냉연판 소둔 시 승온 속도를 적절히 조절한 실시예는 <100>//ND 결정립이 적절히 형성되고, 미세립의 생성이 억제되는 것을 확인할 수 있으며, 자성이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 2차 냉간압연의 압하율이 너무 작거나 큰 경우는 <100>//ND 결정립이 적절히 형성되지 못해, 자성이 열위함을 확인할 수 있다. 또한, 2차 냉연판 소둔 시 승온 속도가 적절히 조절되지 못한 경우, 미세 결정립이 다수 형성되어, 자성이 열위함을 확인할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 각각 비교예 1 내지 비교예 5에서 제조한 강판의 압연면 사진이다. 승온속도가 10℃/h일 때, 미세립이 다량 형성됨을 않음을 알 수 있다. 도 6 내지 도 10은 각각 비교예 6 내지 비교예 10에서 제조한 강판 압연면 사진이다. 승온속도 15℃/h일 때 2차재결정 현상이 일어나기 시작한다. 도 11 및 도 12는 각각 실시예 1, 및 실시예 2 에서 제조한 강판 압연면 사진이다. 승온속도 300℃/h에서는 97% 이상 2차재결정이 일어나며, 미세립이 대부분 존재하지 않음을 확인할 수 있다. 도 1 내지 도 12는 모두 6cm Х 6cm 크기의 사진이며, 노란색 선은 2차 재결정과 미세립간의 결정립계를 표시한다.
도 11 및 도 12에서는 실시예 1, 및 실시예 2 에서 제조한 강판의 Inverse Pole Figure(IPF) map 사진이고, 도 15 및 도 16은 실시예 1, 및 실시예 2 에서 제조한 강판의 Orientation Distribution Function(ODF) map 사진이다.
도 11 및 도 12의 IPF map에서 <100>//ND는 빨간색으로 표시된다. 도 11 및 도 12에서 나타나듯이, 파란색으로 표시된 부분이 한두개 있으나, 이는 넓은 측정간격으로 인하여 한 측정부위에 여러 결정립이 존재하게되어 발생하는 측정오차이며, 그 자체가 <111>//ND 결정립으로 해석하기는 어렵다.
도 11 및 도 12의 ODF map은 psi2 가 45도 일 때를 나타내었고, ODF에서 격자는 10도간격이며, {100}면을 유지한 채로 방향만 바뀌고 있음을 알 수 있다. 또한 ODF상 집합조직 강도의 등고선이 <100>//ND 면의 15도 이내임을 알 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.

Claims (12)

  1. 중량%로 Si: 2.0% 이상, Al: 0.02% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.02 내지 0.50%, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), 및 S: 0.0005 내지 0.005% 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 입경이 2000㎛ 이하인 결정립의 면적 분율이 25% 이하 인 이방향성 전기강판.
  2. 제1항에 있어서,
    <100> 방향이 강판의 압연면 법선방향과 15° 이내의 각도를 갖는 결정립의 면적 분율이 75 % 이상인 이방향성 전기강판.
  3. 제1항에 있어서,
    결정립의 평균 입경은 1000 내지 5000㎛ 인 이방향성 전기강판.
  4. 제1항에 있어서,
    자속밀도(B50)가 1.82T 이상이고, 철손(W15/50)이 1.65W/Kg 이하인 이방향성 전기강판.
  5. 중량%로 Si: 2.0% 이상, Al: 0.02% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.02 내지 0.50%, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), 및 S: 0.0005 내지 0.005% 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간압연하여 1차 냉연판을 제조하는 단계; 1차 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔판을 2차 냉간압연하여 2차 냉연판을 제조하는 단계 및 2차 냉연판을 소둔하는 단계를 포함하고,
    상기 2차 냉연판을 제조하는 단계에서 압하율이 55 내지 85%이고,
    2차 냉연판을 소둔하는 단계 이전에 100 내지 1000℃온도 범위에서 100℃/h 이상의 승온 속도로 승온하는 단계를 더 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 1차 냉연판을 제조하는 단계는 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간압연을 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 1차 냉연판을 제조하는 단계 및 2차 냉연판을 제조하는 단계에서 동일 방향으로 압연하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 중간 소둔하는 단계는 환원 분위기에서 소둔하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 2차 냉연판을 제조하는 단계 이후 소둔 분리제를 도포하는 단계를 더 포함하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 2차 냉연판을 소둔하는 단계는 환원 분위기에서 소둔하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 2차 냉연판을 소둔하는 단계는 1000 내지 1200℃의 온도에서 6 내지 60 시간 동안 소둔하는 이방향성 전기강판의 제조 방법.
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