WO2021125683A2 - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

무방향성 전기강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si : 1.5 내지 4.0%, Al : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. {118}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율이 {111}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율 보다 높다.

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법
본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 Sn, P, Ga, Bi를 적절히 첨가하고, 집합 조직을 개선하여, 자성을 개선한 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은 전기에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 모터에 주로 사용되는데, 그 과정에서 높은 효율을 발휘하기 위해 무방향성 전기강판의 우수한 자기적 특성을 요구한다. 특히 근래에는 친환경 기술이 주목 받게 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 고려해야되는 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 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. 추가적인 강의 비저항 증가를 위해 Al, Mn 등의 원소를 첨가하여 자성이 우수한 최고급 무방향성 전기강판을 생산할 수 있다.
전기자동차 구동모터용으로 사용되는 무방향성 전기강판은 400Hz 이상의 고주파 철손이 중요한데, 주파수가 높아질수록 철손에서 와전류 손실의 비율이 높아지게 되므로 비저항을 높이고 두께를 낮추는 것이 유리하다. 하지만 강판 두께가 얇아지면 냉간압하율이 증가하기 때문에 {111}//ND 집합조직이 발달하여 자성이 나빠지는 원인이 되며, 이를 개선하기 위해 열연판 두께를 낮추어 냉간압하율을 감소시키게 되면 냉간압연 과정에서 강판의 형상을 충분히 제어하지 못하여 폭방향 두께편차가 증가하여 모터코어의 치수 불량을 야기하게 된다. 또한 강판이 얇아질수록 코일의 길이가 증가하므로 연속소둔공정의 작업시간이 증가하게 되어 소둔생산성이 떨어지는 문제가 발생한다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제강 공정에서 불순물을 충분히 제거하여 극청정강으로 만들거나 특정 원소를 첨가하여 강내 개재물 및 석출물 저감을 통한 자성 개선 방안 등이 시도되어 왔으나 이는 상업생산 조건의 한계로 실제 적용되기에 한계가 있다. 또한 소둔 온도나 분위기 제어 및 압연시 강판 변형률을 제어하여 집합조직을 개선하는 방안이 제안되고 있으나 제조비용 증가, 생산성 하락 및 효과 미진 등의 이유로 실제 사용되는 기술은 극히 제한적이다.
본 발명의 일 실시예에서는 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 더욱 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서는 Sn, P, Ga, Bi를 적절히 첨가하고, 집합 조직을 개선하여, 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 : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.
{118}//ND 방위의 집합 조직의 분율이 {111}//ND 방위의 집합 조직의 분율 보다 높다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Cr: 0.005 내지 0.03 중량% 더 포함하고,
하기 식 1을 만족할 수 있다.
[식 1]
0.005 ≤ [Cr] ≤ 0.03×[Al]
(식 1에서 [Cr] 및 [Al]은 각각 강판 내의 Cr 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다.)
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mo: 0.001 내지 0.01 중량% 및 Ni: 0.005 내지 0.04 중량% 더 포함하고, 하기 식 2를 만족할 수 있다.
[식 2]
10×[Mo] ≤ ([Sn]+[P]) ≤ 4×[Ni]
(식 2에서 [Mo], [Sn], [P] 및 [Ni]은 각각 강판 내의 Mo, Sn, P 및 Ni의 함량(중량%)을 나타낸다.)
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Cu: 0.001 내지 0.05 중량%, S: 0.005 중량% 이하 및 Ti: 0.005 중량% 이하 더 포함하고, 하기 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
0.5 ≤ [Cu]/([Ti]+[S]) ≤ 7.5
(식 3에서 [Cu], [Ti] 및 [S]는 각각 강판 내의 Cu, Ti 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 C: 0.005 중량% 이하 및 N: 0.005 중량% 이하 더 포함할 수 있다.
전기강판 표면으로부터 내부 방향으로 산화층이 존재하고, 산화층의 두께는 10 내지 50nm일 수 있다.
산화층은 O: 40 내지 70 중량%, Al:25 내지 55 중량%, P: 0.01 내지 0.1 중량% 및 Sn: 0.01 내지 0.1 중량% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
평균 결정립경이 50 내지 100㎛일 수 있다.
모재 내부에 형성된 황화물 중 직경 100nm 이상의 황화물 개수가 100nm 미만의 황화물 개수의 3배 이상을 만족할 수 있다.
두께가 0.10 내지 0.30mm일 수 있다.
강판의 폭방향 중심부 두께(tcenter)와 중심부에서 엣지부쪽으로 수직하게 500mm 떨어진 위치에서의 두께(t500)의 차이가 10㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판 제조 방법은 중량%로, Si : 1.5 내지 4.0%, Al : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 압하율 85% 이상으로 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 850 내지 1150℃ 온도에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
최종 소둔하는 단계는 수소(H2) 및 질소(N2)를 포함하는 분위기 및 400 내지 1000℃ 범위의 온도에서 100초 이하로 소둔할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무방향성 전기강판의 최적 합금 조성을 제시함으로서, 강판의 폭방향 두께편차가 낮은 자성, 형상, 생산성이 우수한 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자성이 우수한 무방향성 전기강판을 통해 전기자동차 구동 모터의 효율 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 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.
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 : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.
이하에서는 무방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.
Si: 1.5 내지 4.0 중량%
실리콘(Si)은 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 한다. Si가 너무 적게 첨가될 경우 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. Si를 너무 많이 첨가할 경우, 재료의 취성이 증가하여 압연생산성이 급격히 저하되고 자성에 유해한 표층부 산화층 및 산화물을 형성할 수 있다. 따라서, Si를 1.5 내지 4.0 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 2.0 내지 3.9 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 3.2 내지 3.7 중량% 포함할 수 있다.
Al: 0.1 내지 1.5 중량%
알루미늄(Al)은 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추는 역할을 한다. Al이 너무 적게 첨가될 경우 미세 질화물을 형성되거나 표층부 산화층이 치밀하게 생성되지 못하여 자성 개선 효과를 얻기 어려울 수 있다. Al이 너무 많이 첨가되면 질화물이 과다하게 형성되어 자성을 열화시키며, 제강과 연속주조 등의 모든 공정상에 문제를 발생시켜 생산성을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서, Al을 0.1 내지 1.5 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.3 내지 1.0 중량% 포함할 수 있다.
Mn: 0.05 내지 1.50 중량%
망간(Mn)은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고 황화물을 형성시키는 역할을 한다. Mn이 너무 적게 첨가될 경우 황화물이 미세하게 형성되어 자성 열화를 일으키며, Mn이 너무 많이 첨가될 경우 미세한 MnS가 과다하게 석출되고 자성에 불리한 {111} 집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 급격히 감소하게 된다. 따라서, Mn을 0.05 내지 1.50 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.1 내지 1.0 중량% 포함할 수 있다.
Sn : 0.015 내지 0.100 중량%
주석(Sn)은 강판의 표면 및 결정립계에 편석하여 소둔시 표면산화를 억제하고, 결정립계를 통한 원소의 확산을 방해하며, {111}//ND 방위의 재결정을 방해하여 집합조직을 개선시키는 역할을 한다. Sn이 너무 적게 첨가될 경우 전술한 효과가 충분치 않을 수 있다. Sn이 너무 많이 첨가될 경우 결정립계 편석량 증가로 인해 인성이 저하되어 자성개선 대비 생산성이 저하될 수 있다. 따라서, Sn을 0.015 내지 0.100 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.020 내지 0.075 중량% 포함할 수 있다.
P : 0.005 내지 0.050 중량%
인(P)는 강판의 표면 및 결정립계에 편석하여 소둔시 표면산화를 억제하고, 결정립계를 통한 원소의 확산을 방해하며, {111}//ND 방위의 재결정을 방해하여 집합조직을 개선시키는 역할을 한다. P가 너무 적게 첨가될 경우 그 효과 충분치 않을 수 있다. P가 너무 많이 첨가될 경우 열간가공 특성이 열화되어 자성개선 대비 생산성이 저하될 수 있다. 따라서, P를 0.005 내지 0.050 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 P를 0.007 내지 0.045 중량% 포함할 수 있다.
Ga : 0.001 내지 0.004 중량%
갈륨(Ga)은 표면과 결정립계에 강하게 편석하지는 않지만 미량 첨가시 Sn과 P의 편석을 촉진하여 재결정 소둔시 집합조직 개선 효과를 극대화 시킬 수 있으며, 강의 연성을 증가시켜 강판 형상 제어에 용이하다. Ga가 너무 적게 첨가될 경우 그 효과가 충분치 않을 수 있다. Ga가 너무 많이 첨가되면 강판의 표면에 결함을 야기하여 자성을 악화시킬 수 있다. 따라서, Ga를 0.001 내지 0.0040 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Ga를 0.0015 내지 0.0035 중량% 포함할 수 있다.
Bi : 0.0005 내지 0.003%
비스무스(Bi)는 Sn과 P의 입계 및 결정립계 편석을 촉진하며 압연시 변형저항을 감소시키는 역할을 한다. Bi가 너무 적게 첨가될 경우 그 효과가 충분치 않을 수 있다. Bi가 너무 많이 첨가되면 오히려 자성을 악화시킬 수 있다. 따라서, Bi를 0.0005 내지 0.0030 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Ga를 0.0010 내지 0.0030 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Cr: 0.005 내지 0.03 중량% 더 포함한다.
Cr: 0.005 내지 0.03 중량%
크롬(Cr)은 미세석출물을 형성하는 경향이 강하지는 않지만, 표층부 Al계 산화층 형성을 방해하고 Cr계 탄화물을 형성하여 자성을 악화시킬 수 있다. Cr이 너무 적게 첨가될 경우 Al 산화층이 지나치게 두껍게 형성되거나 표면에 둥근 형태의 산화물 또는 질화물이 형성되어 자성을 악화시킬 수 있고, Cr이 너무 많이 첨가될 시, 치밀한 산화층이 형성되기 어려워 자성이 악화될 수 있다. 따라서, Cr을 더 포함할 경우, 0.005 내지 0.03 중량%로 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 Cr은 하기 식 1을 만족할 수 있다.
[식 1]
0.005 ≤ [Cr] ≤ 0.03×[Al]
(식 1에서 [Cr] 및 [Al]은 각각 강판 내의 Cr 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다.)
Cr의 상한을 Al과 연계하여 조절함으로써, 치밀한 산화층을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mo: 0.001 내지 0.01 중량% 및 Ni: 0.005 내지 0.04 중량% 더 포함할 수 있다.
Mo: 0.001 내지 0.01 중량%
몰리브덴(Mo)은 표면과 입계에 편석하여 집합조직을 개선시키는 역할을 한다. Mo가 너무 적게 첨가될 경우 {111} 집합조직이 발달하여 자성이 악화될 수 있다. Mo가 너무 많이 첨가될 시, Sn과 P의 편석을 억제하여 집합조직 개선효과가 감소할 수 있다. 따라서, Mo을 더 포함할 경우, 0.001 내지 0.01 중량%로 포함할 수 있다.
Ni: 0.005 내지 0.04 중량%
니켈(Ni)은 강의 연성을 증가시키고 Sn과 P의 편석을 촉진하는 역할을 한다. Ni가 너무 많이 첨가되면 자속밀도가 급격히 저하할 수 있다. 따라서, Ni를 더 포함하는 경우, 0.005 내지 0.04 중량%로 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 Ni, Mo는 하기 식 2를 만족할 수 있다.
[식 2]
10×[Mo] ≤ ([Sn]+[P]) ≤ 4×[Ni]
(식 2에서 [Mo], [Sn], [P] 및 [Ni]은 각각 강판 내의 Mo, Sn, P 및 Ni의 함량(중량%)을 나타낸다.)
식 2와 같이 Sn, P의 함량에 따라, Mo, Ni의 첨가량을 조절함으로써, Sn과 P의 입계 편석에 의한 집합조직 개선효과를 극대화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Cu: 0.001 내지 0.05 중량%, S: 0.005 중량% 이하 및 Ti: 0.005 중량% 이하 더 포함하고, 하기 식 3을 만족할 수 있다.
Cu: 0.001 내지 0.05 중량%
구리(Cu)는 고온에서 황화물을 형성할 수 있는 원소이며 다량으로 첨가시에는 슬라브의 제조시 표면부의 결함을 야기하는 원소이다. 적정량의 첨가시 미세한 크기의 CuS 또는 MnCuS 석출물을 조대화시켜 자성을 개선시키는 효과가 있다. 따라서, Cu를 포함할 경우, 0.001 내지 0.05 중량%로 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. 따라서, S를 더 포함하는 경우, 0.005 중량% 이하로 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.0001 내지 0.005 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.0005 내지 0.0035 중량% 포함할 수 있다.
Ti: 0.005 중량% 이하
Ti는 강내 석출물 형성 경향이 매우 강하며, 모재 내부에 미세한 탄화물 또는 질화물 또는 황화물을 형성하여 결정립 성장을 억제함으로써 철손을 열화시킨다. 따라서 Ti 함량은 각 0.004% 이하, 보다 바람직하게는 0.002% 이하로 관리되어야 한다.
Cu, Ti, S는 하기 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
0.5 ≤ [Cu]/([Ti]+[S]) ≤ 7.5
(식 3에서 [Cu], [Ti] 및 [S]는 각각 강판 내의 Cu, Ti 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
식 3과 같이 Cu, Ti, S의 첨가량을 조절함으로써, 미세 황화물 대비 조대 황화물의 분율을 증가시켜 고주파 철손을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 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 바람직하며, 0.005%이하 보다 바람직하게는 0.003 중량% 이하로 포함할 수 있다.
N: 0.005 중량% 이하
질소(N)은 모재 내부에 미세한 AlN 석출물을 형성할 뿐 아니라, 기타 불순물과 결합하여 미세한 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 악화시키므로 낮을수록 바람직하며, 0.005 중량% 이하 보다 바람직하게는 0.003 중량% 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.
불가피한 불순물로는 예컨데, B, Mg, Zr 등이 있을 수 있으며, B : 0.002 중량% 이하, Mg : 0.005 중량% 이하, Zr : 0.005 중량% 이하로 관리되어야 될 수 있다.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 단면을 나타낸다. 도 1에서 나타나듯이, 전기강판(100) 표면으로부터 내부 방향으로 산화층(20)이 존재한다. 산화층(20)을 제외한 전기강판(100)은 전기강판 모재(10)로 구분한다.
전기강판(100)은 제조 공정에서 산소에 노출되면서, 분위기 중의 산소가 강판 내부로 침투하여 표면에서 내부 방향으로 산소 농도 구배가 존재할 수 있다.
산화층(20)과 모재(10)는 산소 함량이 40 중량% 이상인 산화층(20)과 산소 함량이 40 중량% 미만인 모재(10)로 구분할 수 있다. 이렇게 구분된 산화층(20)의 두께는 10 내지 50nm일 수 있다. 이처럼 적절한 두께의 산화층(20)이 형성됨으로써, 소둔 시 분위기 중의 질소가 모재로 확산되는 것을 억제하여 미세 질화물 형성이 억제되므로, 자성이 향상될 수 있다. 강판 표면 전체에서 산화층(20)의 두께는 상이할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서 산화층(20)의 두께란 강판 내에서의 평균 두께를 의미한다.
이 산화층(20)에는 제조 공정에서 산소의 침투로 인하여 존재하는 산소 외에도 모재(10)에서 확산하여 농화된 Al, Sn, P를 다량 포함한다. 구체적으로 산화층(20)은 O: 40 내지 70 중량%, Al: 25 내지 55 중량%, P: 0.01 내지 0.1 중량% 및 Sn: 0.01 내지 0.1 중량% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이처럼 Al, P, Sn이 농화된 산화층이 형성됨으로써, 모재 내부에 둥근 형태의 산화물이나 미세 질화물이 형성되는 것을 억제하여 자성이 향상될 수 있다. O와 유사하게, P, Sn의 경우 모재로부터 표면 방향으로 농도 구배가 존재할 수 있으며, 전술한 범위는 산화층(20) 내의 평균 함량을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에서 {118}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율이 {111}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율 보다 높을 수 있다. {118}//ND 방위의 집합 조직이란 {118} 면이 강판의 압연면(ND면)과 5˚이내에서 평행한 집합 조직을 의미한다. {111}//ND 방위의 집합 조직이란 {111} 면이 강판의 압연면(ND면)과 5˚이내에서 평행한 집합 조직을 의미한다. 면적 분율은 압연면(ND면)과 평행한 면을 기준으로 측정할 수 있고, 모재(10) 내에서 측정할 수 있다.
일반적으로 냉간압하율이 높을수록 자성에 유해한 {111}//ND 방위의 집합 조직이 늘어나게 되어 {118}//ND 방위가 줄어들어 자성이 열화되지만, 본 발명에서는 85% 이상의 높은 냉간압하율에서도 {118}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율이 {111}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율 보다 높음으로써 결과적으로 자성이 향상된다.
구체적으로 {118}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율이 11 내지 15%, {111}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율이 5 내지 10% 일 수 있다.본 발명의 일 실시예예 의한 무방향성 전기강판은 평균 결정립경이 50 내지 100㎛일 수 있다. 전술한 범위에서 무방향성 전기강판의 자성이 더욱 우수하다. 결정립경은 (측정면적÷결정립개수)^0.5로 계산한다. 결정립경은 압연면(ND면)과 평행한 면을 기준으로 측정할 수 있고, 모재(10) 내에서 측정할 수 있다. 구체적으로 평균 결정립경이 60 내지 90㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 합금 성분을 적절히 제어함으로써, 모재 내부에 형성된 황화물 중 직경 100nm 이상의 황화물 개수가 100nm 미만의 황화물 개수의 3배 이상을 만족할 수 있다. 구체적으로 3.3 내지 5.0배일 수 있다. 이처럼 조대한 황화물을 다수 형성함으로써, 자벽이동을 방해하는 미세석출물을 억제하여 자성 향상에 기여할 수 있다.
강판의 두께가 0.10 내지 0.30 mm일 수 있다. 적절한 두께를 가질 경우, 자성이 향상될 수 있다.
강판의 폭방향 중심부 두께(tcenter)와 중심부에서 엣지부쪽으로 수직하게 500mm 떨어진 위치에서의 두께(t500)의 차이가 10㎛ 이하일 수 있다. 이는 후술할 제조 공정에서 설명하듯이, 냉간압연에서의 압하율을 높게 설정하기 때문이며, 이를 통해 무방향성 전기강판으로부터 제조되는 모터 코어의 형상 품질 및 수율 향상에 기여할 수 있다.
전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에서 최적 합금 조성을 제시하고, 집합 조직을 개선하여, 자성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 무방향성 전기강판의 철손(W10/400)이 10.5W/kg이하, 자속밀도(B50)이 1.65T이상이 될 수 있다. 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(W10/400)이 10.0W/kg이하, 자속밀도(B50)이 1.66T이상이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 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 : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
그 밖의 추가 원소에 대해서는 무방향성 전기강판의 합금성분에서 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
슬라브를 열간압연하기 전에 가열할 수 있다. 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 내지 2.3mm가 될 수 있다. 열연판을 제조하는 단계에서 마무리 압연 온도는 800℃ 이상일 수 있다. 구체적으로 800 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. 냉간압연하는 단계에서 압하율을 85% 이상으로 조절할 수 있다. 더욱 구체적으로 압하율은 85 내지 95%일 수 있다. 압하율이 너무 낮을 경우, 강판 폭방향으로의 두께 차이가 발생할 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 400 내지 1000℃라면 적당하다. 또한 소둔 시간은 100초 이하로 단시간 소둔할 수 있다.
소둔 분위기는 수소(H2) 및 질소(N2)를 포함하는 분위기에서 소둔할 수 있다. 구체적으로 수소 5 내지 50 부피% 및 질소 95 내지 50 부피% 포함하는 분위기에서 소둔할 수 있다.
최종 소둔 과정에서 평균 결정립 입경이 50 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 1
표 1 및 표 2 및 Cu:200ppm 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 성분으로 슬라브를 제조하였다. 이를 1150℃로 가열하고 830℃의 마무리온도로 열간압연하여, 판두께 2.3mm의 열연판을 제조하였다. 열간압연된 열연판은 1030℃에서 100초간 열연판 소둔 후, 냉간압연하여 두께를 표 3과 같이 만들고 950℃에서 88초간 재결정 소둔을 시행하였다.
각 시편에 대한 산화층 두께, 관계식 1 및 2 만족여부, 산화층 Al, P, Sn 함유여부, 평균 결정립 직경, {118}//ND와 {111}//ND 방위의 면적 분율, W10/400 철손, B50 자속밀도를 표 3 및 표 4에 나타내었다.
산화층 두께는 산화층 두께는 시편을 FIB로 가공하여 매끈한 단면을 제조하고, 이를 TEM 고배율로 촬영하여 모재표층의 10지점 이상에서 산화층 두께를 측정한 평균값을 나타내었다. 이 때 TEM-EDS 측정 기능을 사용하여 모재표면 산화층의 화학조성을 면적분석하여 Al, P, Sn이 동시에 0.5중량% 이상 검출되면 산화층에 해당 원소가 함유되어 있는 것으로 판단하였다. 결정립경은 시편의 압연 수직방향(TD방향) 단면을 연마 후 에칭하고 광학 현미경으로 결정립이 1500개 이상 포함되도록 충분한 면적을 촬영하여, (측정면적÷결정립개수)^0.5로 계산하였다.
집합조직은 시편의 압연면 법선방향(ND방향)을 EBSD로 측정하였으며, 각 시편당 측정면적은 100mm2 이상, step size는 2㎛의 조건을 적용하였다. V118은 전체 측정면적에서 ND면이 {118}면에 평행한 방위를 갖는 측정면적의 분율이고, V111은 전체 측정면적에서 ND면이 {111}면에 평행한 방위를 갖는 측정면적의 분율이며, 오차각은 동일하게 5˚ 를 적용하였다.
자속밀도, 철손 등의 자기적 특성은 각각의 시편에 대해 너비 60mm 길이 60mm 매수 5매의 시편을 절단하여 Single sheet tester로 압연방향과 압연수직방향을 측정하고 그 평균값을 나타내었다. 이 때, W10/400은 400Hz의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이고, B50은 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도를 의미한다.
시편번호 Si Al Mn Sn P Ga Bi
(%) (%) (%) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)
A1 3.2 0.9 0.3 211 115 4 15
A2 3.2 0.9 0.3 1172 169 24 11
A3 3.2 0.9 0.3 579 231 20 27
A4 3.2 0.9 0.3 640 333 34 21
B1 3.4 1 0.1 112 79 26 22
B2 3.4 1 0.1 434 113 35 2
B3 3.4 1 0.1 690 273 35 23
B4 3.4 1 0.1 675 257 21 27
C1 3.5 0.7 0.5 311 305 57 7
C2 3.5 0.7 0.5 263 37 22 26
C3 3.5 0.7 0.5 412 344 22 15
C4 3.5 0.7 0.5 496 190 30 22
D1 3.6 0.3 1 358 168 33 23
D2 3.6 0.3 1 430 91 24 41
D3 3.6 0.3 1 433 98 34 26
D4 3.6 0.3 1 609 338 17 26
E1 3.7 0.4 0.7 580 63 20 18
E2 3.7 0.4 0.7 520 670 32 8
E3 3.7 0.4 0.7 642 143 34 19
E4 3.7 0.4 0.7 374 223 18 20
F1 3.3 0.6 0.6 571 232 20 18
F2 3.3 0.6 0.6 467 177 18 26
F3 3.3 0.6 0.6 635 154 32 15
F4 3.3 0.6 0.6 354 231 23 11
시편번호 Ni C N S Ti Cr Mo
(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)
A1 170 15 19 5 29 244 28
A2 127 16 11 21 21 253 37
A3 276 33 19 25 16 81 10
A4 312 33 13 11 26 250 31
B1 208 25 24 30 13 199 18
B2 240 13 16 30 11 170 41
B3 244 23 22 12 21 65 17
B4 286 10 25 18 23 235 57
C1 170 34 10 30 18 173 10
C2 241 34 24 17 15 145 19
C3 281 35 16 5 24 102 17
C4 218 16 17 15 25 197 61
D1 258 23 7 31 12 61 75
D2 313 11 9 31 13 65 65
D3 214 12 14 12 15 83 22
D4 244 36 11 11 23 64 49
E1 452 25 26 6 25 110 16
E2 308 12 11 18 15 67 31
E3 228 33 19 24 29 79 34
E4 153 26 32 33 26 94 19
F1 322 22 26 11 16 252 16
F2 353 21 11 22 23 32 22
F3 121 32 17 21 15 95 31
F4 241 22 15 34 25 104 29
시편번호 두께 산화층 두께 관계식1 관계식2 산화층 Al, P, Sn 함유 여부
[mm] [μm]
A1 0.15 32 O O X
A2 6 O X O
A3 23 O O O
A4 20 O O O
B1 0.2 41 O O X
B2 32 O O X
B3 21 O O O
B4 25 O O O
C1 0.25 5 O O O
C2 31 O O X
C3 13 O O O
C4 33 O O O
D1 0.27 25 O X X
D2 7 O X O
D3 39 O O O
D4 22 O O O
E1 0.3 6 O O O
E2 8 O O O
E3 16 O O O
E4 24 O O O
F1 0.25 6 X O O
F2 65 X O O
F3 23 O X X
F4 14 O O O
시편번호 결정립경 V118 V111 W10/400 B50 비고
[μm] [%] [%] [W/kg] [T]
A1 86 8 11 9.9 1.63 비교예
A2 68 9 12 10 1.62 비교예
A3 77 12 9 9.3 1.64 발명예
A4 73 11 7 9.3 1.65 발명예
B1 77 11 13 11.6 1.64 비교예
B2 63 10 13 11.5 1.63 비교예
B3 85 13 10 10 1.66 발명예
B4 82 12 8 10.1 1.66 발명예
C1 86 9 11 12.5 1.64 비교예
C2 61 9 12 12.6 1.65 비교예
C3 79 12 10 11.2 1.67 발명예
C4 85 12 9 11 1.67 발명예
D1 85 9 11 13.2 1.66 비교예
D2 87 8 12 13.1 1.65 비교예
D3 75 13 9 12 1.68 발명예
D4 85 11 8 11.9 1.68 발명예
E1 79 8 11 14.4 1.66 비교예
E2 61 9 11 14.2 1.66 비교예
E3 61 13 9 13.1 1.68 발명예
E4 82 12 7 13.3 1.68 발명예
F1 62 10 13 12.6 1.64 비교예
F2 64 8 12 12.6 1.65 비교예
F3 62 7 11 12.7 1.64 비교예
F4 68 12 8 11.3 1.67 발명예
표 1 내지 표 4에 나타나듯이 합금 성분 및 집합 조직이 적절히 제어된 A3, A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4, E3, E4, F4의 경우, 자성이 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 합금 성분 또는 집합 조직이 적절히 제어되지 못한, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2, F3는 자성이 열위함을 확인할 수 있다.
또한, A3, A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4, E3, E4, F4의 경우, 산화층의 두께, 산화층 내의 Al, P, Sn이 적절히 농축되고, 자성이 우수한 반면, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2, F3는 산화층 두께가 적절히 형성되지 못하거나, 산화층 내에 Al, P, Sn이 적절히 농축되지 못하여, 자성이 열위함을 확인할 수 있다.
실시예 2
표 5 및 표 6 및 C:20ppm, N:20ppm, Cr:200ppm, Mo:20ppm 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 성분으로 슬라브를 제조하였다. 이를 1170℃로 재가열하고 860℃의 마무리온도로 열간압연하여, 표 7과 같은 냉간압하율로 압연할수 있도록 다양한 판두께의 열연판을 제조하였다. 열간압연된 열연판은 1020℃에서 80초간 열연판 소둔 후, 냉간압연하여 각각의 두께를 표 7과 같이 만들었다. 이를 최고온도 960℃에서 표 7에 표기된 시간만큼 최종 재결정소둔을 시행하여 1100mm 폭을 갖는 코일을 제조하였다.
각 시편에 대한 냉간압하율, 최종소둔시간, 관계식3 만족여부, 결정립경, 조대황화물과 미세황화물 개수 비율, 폭방향 두께편차, W10/400 철손, B50 자속밀도를 표 7 및 표 8에 나타내었다. 냉간압하율은 “(열연판두께-냉연판두께)/열연판두께”의 식을 사용해서 계산하였고, 최종소둔시간은 연속소둔로에서 소둔할 때 분위기온도가 400℃ 이상인 구간을 지나가는 시간을 의미한다. 조대황화물과 미세황화물 개수 비율은 TEM 레플리카법으로 시편을 준비하고 2500㎛2 이상의 면적에 대해 모든 황화물의 직경과 개수를 측정하여 직경 100nm 이상의 황화물 개수를 직경 100nm 미만의 황화물 개수로 나눈 값을 의미한다. tcenter-t500은 폭방향 중심부 두께측정값과 폭방향 중심부 500mm 위치의 두께측정값의 차이값을 나타내었다. 자기적 특성은 실시예 1과 동일한 방법으로 Single sheet tester를 이용하여 측정하였다.
시편번호 Si Al Mn Sn P Ga Bi
(%) (%) (%) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)
A5, A9 3.2 0.9 0.3 435 331 17 3
A6, A10 3.2 0.9 0.3 624 352 26 24
A7, A11 3.2 0.9 0.3 216 124 18 19
A8, A12 3.2 0.9 0.3 380 340 30 26
B5, B9 3.4 1 0.1 321 160 62 11
B6, B10 3.4 1 0.1 324 128 18 53
B7, B11 3.4 1 0.1 464 266 17 18
B8, B12 3.4 1 0.1 239 165 27 21
C5, C9 3.5 0.7 0.5 288 377 33 18
C6, C10 3.5 0.7 0.5 705 272 7 13
C7, C11 3.5 0.7 0.5 589 245 17 11
C8, C12 3.5 0.7 0.5 425 331 24 14
시편번호 Ni Cu Ti S
(ppm) (ppm) (ppm) (ppm)
A5, A9 296 53 23 9
A6, A10 331 472 14 27
A7, A11 336 125 26 23
A8, A12 264 214 22 26
B5, B9 288 201 25 31
B6, B10 374 269 20 31
B7, B11 273 33 21 23
B8, B12 220 142 14 27
C5, C9 263 12 23 16
C6, C10 400 235 19 14
C7, C11 385 238 26 7
C8, C12 214 77 21 8
시편번호 두께 냉간압하율 최종소둔시간 관계식3 결정립경 (S≥100)
[mm] [%] [sec] [μm] /(S<100)
A5 0.15 83 85 O 82 4.7
A6 X 46 2.7
A7 O 86 4.2
A8 O 68 4.8
A9 89 O 77 3.7
A10 X 44 2.5
A11 O 61 4.9
A12 O 73 4.2
B5 0.2 83 90 O 46 2.5
B6 O 43 2.8
B7 O 90 4.4
B8 O 91 4.3
B9 89 O 43 2.7
B10 O 36 2.6
B11 O 65 4.3
B12 O 62 4.4
C5 0.25 83 80 X 44 2.8
C6 O 72 3.4
C7 O 83 3.6
C8 O 86 4.2
C9 89 X 39 2.6
C10 O 84 3.6
C11 O 73 4.9
C12 O 71 3.7
시편번호 V118 V111 tcenter-t500 W10/400 B50 비고
[%] [%] [μm] [W/kg] [T]
A5 8 12 14.2 10.2 1.62 비교예
A6 7 14 13.7 10.1 1.63 비교예
A7 14 7 13.6 9.6 1.65 비교예
A8 13 8 12.9 9.4 1.65 비교예
A9 9 13 12 10 1.63 비교예
A10 7 12 7.9 10.1 1.62 비교예
A11 13 8 7.4 9.3 1.65 발명예
A12 13 6 5.1 9.4 1.65 발명예
B5 6 12 13.5 11 1.63 비교예
B6 9 13 12.4 11.2 1.63 비교예
B7 12 7 13.5 10 1.66 비교예
B8 14 7 13.2 10 1.66 비교예
B9 8 13 6.2 11.3 1.64 비교예
B10 8 12 8.8 11.1 1.63 비교예
B11 13 8 6.7 10 1.66 발명예
B12 12 6 8.5 9.9 1.66 발명예
C5 7 12 12.5 12.5 1.65 비교예
C6 9 14 12.8 12.4 1.64 비교예
C7 12 6 13.4 11.4 1.67 비교예
C8 12 7 12.1 11.4 1.67 비교예
C9 9 13 8.3 12.5 1.65 비교예
C10 6 12 11.9 12.5 1.64 비교예
C11 13 8 8.6 11.2 1.67 발명예
C12 14 6 5 11.3 1.67 발명예
시편번호 A11, A12, B11, B12, C11, C12는 성분함량, 미세 조직 특성 및 제조방법이 모두 본 발명의 범위를 만족하여 결정립경, 황화물 크기, 폭방향 두께편차 및 자기적 특성이 모두 우수하게 나타났다.
반면 A5 내지 8, B5 내지 8, C5 내지 8의 경우에는 압하율이 충분하지 못하여 폭방향 두께편차가 지나치게 높았고, A9와 C10은 Ga와 Bi의 함량이 낮아 충분히 압하율이 높았음에도 두께편차가 높게 나타나 판형상이 좋지 못하였다. A6, A10, C5, C9는 Cu 함량이 본 발명의 범위를 벗어나기 때문에 황화물이 충분히 조대화되지 못하여 결정립 크기가 작고 자기적 특성이 양호하지 못하였다. B5, B6, B9, B10은 Ga 또는 Bi 함량이 지나치게 높아서 편석과잉에 의한 표면결함, 황화물 미세화, 결정립 성장성 악화가 발생하여 자기적 특성이 나쁘게 나타났다.
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 : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    {118}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율이 {111}//ND 방위의 집합 조직의 면적분율 보다 높은 무방향성 전기강판.
  2. 제1항에 있어서,
    Cr: 0.005 내지 0.03 중량% 더 포함하고,
    하기 식 1을 만족하는 무방향성 전기강판.
    [식 1]
    0.005 ≤ [Cr] ≤ 0.03×[Al]
    (식 1에서 [Cr] 및 [Al]은 각각 강판 내의 Cr 및 Al의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  3. 제1항에 있어서,
    Mo: 0.001 내지 0.01 중량% 및 Ni: 0.005 내지 0.04 중량% 더 포함하고,
    하기 식 2를 만족하는 무방향성 전기강판.
    [식 2]
    10×[Mo] ≤ ([Sn]+[P]) ≤ 4×[Ni]
    (식 2에서 [Mo], [Sn], [P] 및 [Ni]은 각각 강판 내의 Mo, Sn, P 및 Ni의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  4. 제1항에 있어서,
    Cu: 0.001 내지 0.05 중량%, S: 0.005 중량% 이하 및 Ti: 0.005 중량% 이하 더 포함하고,
    하기 식 3을 만족하는 무방향성 전기강판.
    [식 3]
    0.5 ≤ [Cu]/([Ti]+[S]) ≤ 7.5
    (식 3에서 [Cu], [Ti] 및 [S]는 각각 강판 내의 Cu, Ti 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  5. 제1항에 있어서,
    C: 0.005 중량% 이하 및 N: 0.005 중량% 이하 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  6. 제1항에 있어서,
    전기강판 표면으로부터 내부 방향으로 산화층이 존재하고, 산화층의 두께는 10 내지 50nm인 무방향성 전기강판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산화층은 O: 40 내지 70 중량%, Al: 25 내지 55 중량%, P: 0.01 내지 0.1 중량% 및 Sn: 0.01 내지 0.1 중량% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 무방향성 전기강판.
  8. 제1항에 있어서,
    평균 결정립경이 50 내지 100㎛인 무방향성 전기강판.
  9. 제1항에 있어서,
    모재 내부에 형성된 황화물 중 직경 100nm 이상의 황화물 개수가 100nm 미만의 황화물 개수의 3배 이상을 만족하는 무방향성 전기강판.
  10. 제1항에 있어서,
    두께가 0.10 내지 0.30mm인 무방향성 전기강판.
  11. 제1항에 있어서,
    강판의 폭방향 중심부 두께(tcenter)와 중심부에서 엣지부쪽으로 수직하게 500mm 떨어진 위치에서의 두께(t500)의 차이가 10㎛ 이하인 무방향성 전기강판.
  12. 중량%로, Si : 1.5 내지 4.0%, Al : 0.1 내지 1.5%, Mn : 0.05 내지 1.5%, Sn : 0.015 내지 0.1%, P : 0.005 내지 0.05%, Ga : 0.001 내지 0.004% 및 Bi : 0.0005 내지 0.003% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 압하율 85% 이상으로 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및
    상기 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 상기 열연판을 850 내지 1150℃ 온도에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 최종 소둔하는 단계는 수소(H2) 및 질소(N2)를 포함하는 분위기 및 400 내지 1000℃ 범위의 온도에서 100초 이하로 소둔하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
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