KR101657465B1

KR101657465B1 - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101657465B1
Application number: KR1020140183611A
Authority: KR
Inventors: 김동균; 홍병득
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-09-19
Also published as: KR20160074347A

Abstract

무방향성 전기강판 및 그 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은, 소지 강판의 일면 또는 양면에, Fe 및 P 를 포함하는 코팅층이 형성되어 있다.

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTIED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

규소를 함유한 강판을 전기강판이라고 일컬으며, 최근 신재생에너지, 전기자동차, 고성능 전기기기 등의 사용의 증가로 고주파 특성이 우수한 철심 재료가 요구된다. 고주파 특성을 개선하기 위해서는 전기강판의 비저항을 증가시키거나, 두께를 얇게 만글거나, 불순물을 최소화하는 방법이 있다.

비저항을 증가시키기 위하여 Si를 첨가하나 과량 첨가되면 냉간압연이 불가능하므로, 규소량을 늘려서 철손을 개선시키는 것에 한계가 있다.

또한 두께를 얇게 제조할수록 생산비가 증가하고, 철심으로 가공할 때, 가공비가 증가한다. 강판에서 불순물을 최소화하는 것 또한 제조공정이 복잡하고 생산비가 많이 든다. 따라서 고주파 영역에서 특성을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다.

본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 무방향성 전기강판의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은, 소지 강판의 일면 또는 양면에, Fe 및 P 를 포함하는 코팅층이 위치한다.

상기 코팅층은 코팅층의 전체 조성 100중량%를 기준으로, P: 5% 내지 20%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불순물을 포함하는 것일 수 있다.

소지 강판의 일면 또는 양면에 위치하는 코팅층의 두께 합은 1㎛ 내지 10㎛ 일 수 있다.

또한, 상기 소지 강판은, 소지 강판 전체 조성 100중량%를 기준으로, C: 0.05%이하(0%는 제외), N: 0.05%이하(0%는 제외), Si: 0.1% 내지 4%, Al: 0.1% 내지 3%, Mn: 0.01% 내지 0.5%, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은, 슬라브를 가열하여 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연판에 Fe 및 P 를 포함하는 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 코팅층을 형성하는 단계는 전기 도금에 의하여 형성하는 것일 수 있다.

또한, 상기 코팅층을 형성하는 단계에서 도금 용액은, Fe화합물: 0.3M 내지 5M; P화합물: 0.01M 내지 2M; 및 유기산: 0.001M 내지 0.1M 을 포함하는 것일 수 있다.

상기 Fe화합물은 FeCl₂, Fe(SO₃NH₂)₂, FeSO₄ _,또는 이들의 조합이며; 상기 P화합물은 NaH₂PO₂, H₃PO₂, H₃PO_,또는 이들의 조합이며; 상기 유기산은 글리신, 베타-알라닌, DL-알라닌, 호박산, 또는 이들의 조합일 수 있다.

상기 슬라브는, 슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, C: 0.05%이하(0%는 제외), N: 0.05%이하(0%는 제외), Si: 0.1% 내지 4%, Al: 0.1% 내지 3%, Mn: 0.01% 내지 0.5%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 자속밀도가 우수하고 철손이 낮은 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미한다.

본 발명의 일 구현례에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법을 설명한다.

먼저, 슬라브를 제공한다. 상기 슬라브는 슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, C: 0.05%이하(0%는 제외), N: 0.05%이하(0%는 제외), Si: 0.1% 내지 4%, Al: 0.1% 내지 3%, 및, Mn: 0.01% 내지 0.5%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있다.

C는 강 중에 석출하여 압연시 전위의 이동을 방해하므로 0.05% 초과시 압연성이 저하될 수 있다.

N는 침입형원소로서 0.05% 초과시 압연시 전위의 이동을 방해하여 압연성이 저하될 수 있고 최종제품의 교류자계에서 자구의 이동을 방해하여 자성을 해칠 수 있다.

Si은 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 역할을 한다. 0.1% 미만이면 자성이 저하되고 4%를 초과하는 경우에는 압연성이 저하된다.

Al은 비저항을 증가시키는 원소로써 압연성을 개선하기 위하여 Si대신 치환하여 첨가할 수 있다. Al이 0.1%미만인 경우 압연성을 개선하는 효과가 없고, 3%를 초과하는 경우에는 자성 개선 효과가 나빠질 수 있다.

Mn은 비저항을 증가시켜 철손을 감소시게 되나 0.5% 초과시 압연성이 나빠질 수 있으며 자속밀도가 감소될 수 있다. 또한, Mn이 0.01% 미만이면 철손이 증가할 수 있다.

상기 슬라브를 가열한 후 열간 압연하여 열연판을 제조한다. 열연판을 제조한 이후 필요에 따라 열연판 소둔을 실시할 수 있다. 이후 상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조한다.

이후 상기 냉연판에 Fe 및 P 를 포함하는 코팅층을 형성한다.

상기 코팅층을 형성하는 단계는 전기 도금에 의하여 형성하는 것일 수 있다. 전기 도금 방법에 의할 경우 코팅층의 P 함량의 제어가 용이하다.

또한, 도금 용액은, Fe화합물: 0.3M 내지 5M; P화합물: 0.01M 내지 2M; 및; 유기산: 0.001M 내지 0.1M 을 포함하는 것일 수 있다. Fe화합물: 0.3M 내지 5M; P화합물: 0.01M 내지 2M; 및; 유기산: 0.001M 내지 0.1M 일 때 P: 5% 내지 20% 을 포함하고, 잔부는 Fe 및 불순물을 포함하는 코팅층을 형성하여 전기강판의 비저항을 확보하여 철손을 낮추고 코어형태로 타발할 때 표면층이 바스러지는 것을 방지할 수 있다.

상기 Fe화합물은 FeCl₂, Fe(SO₃NH₂)₂, FeSO₄ _,또는 이들의 조합이며; 상기 P화합물은 NaH₂PO₂, H₃PO₂, H₃PO_,또는 이들의 조합이며; 상기 유기산은 글리신, 베타-알라님, DL-알라닌, 호박산, 또는 이들의 조합일 수 있다.

또한, 상기 도금 용액의 온도는 30℃ 내지 100℃ 이며, 상기 도금 용액의 pH는 0.5 내지 3 일 수 있다. 전기 도금시 전류 밀도는 1A/dm² 내지 200A/dm² 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은, 소지 강판의 일면 또는 양면에, Fe 및 P 를 포함하는 코팅층이 위치할 수 있다.

상기 코팅층은 코팅층 전체 조성 100중량%를 기준으로, P: 5% 내지 20% 을 포함하고, 잔부는 Fe 및 불순물을 포함하는 것일 수 있다. P의 함량이 5% 미만인 경우 비저항을 확보하기 어려우며, 20 % 초과인 경우 코팅층의 기계적 특성이 저하되어 강판을 코어형태로 타발할 때 표면층이 바스러질 수 있다.

또한, 소지 강판의 일면 또는 양면에 위치하는 코팅층의 두께 합은 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 1㎛ 미만이면, 고주파 영역에서 철손 저감 효과를 나타내기 어렵고, 10㎛ 초과인 경우 코어형태로 타발할 때 표면층이 바스러질 수 있다.

또한, 상기 소지 강판은 소지 강판의 전체 조성 100중량%를 기준으로, C: 0.05%이하(0%는 제외), N: 0.05%이하(0%는 제외), Si: 0.1% 내지 4%, Al: 0.1% 내지 3%, 및, Mn: 0.01% 내지 0.5%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 소지 강판에서 성분 한정의 이유는 슬라브에서 성분한정의 이유와 동일한바 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

<실시예1>

중량%로, Si 3.15%, Al 0.7%, Mn 0.2%, C 0.005%, 및, N 0.006%을 포함하고, 잔부는 Fe 및 제강 공정 중 혼입되는 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하였다. 상기 슬라브를 2mm로 열간 압연한 후 1050℃에서 3분간 열연판 소둔을 하였다.

이후 열연판을 산세하고, 0.15mm의 두께로 냉간 압연하였다. 1050℃에서 3분간 질소와 수소의 혼합 분위기에서 열처리하고 자성을 측정하였다. 열처리시 수증기분압/수소분압(P_H2O/P_H2)은 0.05로 유지하였다.

이후 소지 강판에 표1과 같은 성분으로 5㎛ 두께의 코팅층을 전기도금방법을 이용하여 형성시킨 후 자성을 측정하였다. 단면만 도금한 경우, 양면만 도금한 경우를 구분하였고 양면 도금시 도금층 두께는 상하면 합계이다.

[표 1]

<실시예2>

중량%로, Si 3.15%, Al 0.7%, Mn 0.2%, C 0.005%, 및, N 0.006%을 포함하고, 잔부는 Fe 및 제강 공정 중 혼입되는 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하였다. 상기 슬라브를 2mm로 열간 압연하고 1050℃에서 3분간 열연판 소둔을 하였다.

이후 소지 강판에 표2과 같은 성분과 두께의 코팅층을 전기도금방법을 이용하여 형성시킨 후 자성을 측정하였다. 단면만 도금한 경우, 양면만 도금한 경우를 구분하였고 양면 도금시 도금층 두께는 상하면 합계이다.

[표 2]

이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

소지 강판의 일면 또는 양면에,
Fe 및 P 를 포함하는 코팅층이 위치하는 무방향성 전기강판으로서,
상기 코팅층은 코팅층 전체 조성 100중량%를 기준으로, P: 5% 내지 20%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불순물을 포함하고,
상기 소지 강판의 일면 또는 양면에 위치하는 코팅층의 두께 합은 1㎛ 내지 10㎛이고,
상기 소지 강판은, 소지 강판 전체 조성 100중량%를 기준으로, C: 0.05%이하(0%는 제외), N: 0.05%이하(0%는 제외), Si: 0.1% 내지 4%, Al: 0.1% 내지 3%, 및, Mn: 0.01% 내지 0.5%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 무방향성 전기강판.
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슬라브를 가열하여 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및
상기 냉연판에 Fe 및 P 를 포함하는 코팅층을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 슬라브는, 슬라브 전체 조성 100중량%를 기준으로, C: 0.05%이하(0%는 제외), N: 0.05%이하(0%는 제외), Si: 0.1% 내지 4%, Al: 0.1% 내지 3%, Mn: 0.01% 내지 0.5%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
상기 냉연판에 Fe 및 P 를 포함하는 코팅층을 형성하는 단계에 의해 형성된 코팅층은, 코팅층 전체 조성 100중량%를 기준으로, P: 5% 내지 20%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불순물을 포함하고, 코팅층의 두께 합은 1㎛ 내지 10㎛인 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 코팅층을 형성하는 단계는 전기 도금에 의하여 형성하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 6 항에 있어서,
상기 코팅층을 형성하는 단계에서 도금 용액은,
Fe화합물: 0.3M 내지 5M,
P화합물: 0.01M 내지 2M, 및
유기산: 0.001M 내지 0.1M 을 포함하는 것인 무방향성 전기강판의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 Fe화합물은 FeCl₂, Fe(SO₃NH₂)₂, FeSO₄ _,또는 이들의 조합이며;
상기 P화합물은 NaH₂PO₂, H₃PO₂, H₃PO_,또는 이들의 조합이며;
상기 유기산은 글리신, 베타-알라닌, DL-알라닌, 호박산, 또는 이들의 조합인 무방향성 전기강판의 제조방법.
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