KR101657467B1

KR101657467B1 - 방향성 전기강판 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101657467B1
Application number: KR1020140183617A
Authority: KR
Inventors: 고현석; 주형돈; 한규석; 임재수; 서진욱
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-09-19
Also published as: KR20160074350A

Abstract

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은, 중량%로, Si:1.0% 내지 4.0% 및 C:0.1% 내지 0.4%, P:0.002% 내지 0.05% 를 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계; 상기 슬라브를 가열하는 단계; 상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계; 상기 열연 강판을 열연판 소둔하는 단계; 상기 열연판 소둔된 열연 강판을 냉간 압연하는 단계; 상기 냉간 압연된 강판을 탈탄 소둔하는 단계; 상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 냉간 압연하는 단계; 및 상기 냉간 압연이 완료된 강판을 최종 소둔하는 단계; 를 포함하되, 상기 슬라브는 Sb: 0.002중량%이상 0.02중량%이하, Sn: 0.002중량%이상 0.03중량%미만, 또는 이들의 조합을 포함한다.

Description

방향성 전기강판 및 이의 제조방법{ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

방향성 전기강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

방향성 전기강판은 강판의 결정방위가 {110}<001>인 일명 고스(Goss) 방위를 갖는 결정립들로 이루어진 압연방향의 자기적 특성이 뛰어난 연자성 재료이다.

이러한 방향성 전기강판은 슬라브 가열 후 열간 압연, 열연판 소둔, 냉간 압연을 통하여 통상 0.15 내지 0.35 mm 의 최종두께로 압연된 다음, 1차 재결정 소둔과 2차 재결정 형성을 위하여 고온소둔을 거쳐 제조된다.

이때, 고온소둔시에는 승온율이 느릴수록 2차 재결정되는 Goss 방위의 집적도가 높아져 자성이 우수한 것으로 알려져 있다. 통상 방향성 전기강판의 고온소둔 중 승온율은 시간당 15℃ 이하로써 승온으로만 2~3일이 소요될 뿐만 아니라 40시간 이상의 순화소둔이 필요하므로 에너지 소모가 심한 공정이라고 할 수 있다. 또한 현재의 최종 고온소둔 공정은 코일 상태에서 배치(Batch)형태의 소둔을 실시하기 때문에 공정상의 다음과 같은 어려움이 발생하게 된다. 첫째, 코일상태에서의 열처리로 인한 코일의 외권부와 내권부 온도 편차가 발생하여 각 부분에서 동일한 열처리 패턴을 적용할 수 없어 외권부와 내권부의 자성편차가 발생한다. 둘째, 탈탄 소둔 후 MgO를 표면에 코팅하고 고온소둔 중 Base coating을 형성하는 과정에서 다양한 표면 결함이 발생하기 때문에 실수율을 떨어뜨리게 된다. 셋째, 탈탄 소둔이 끝난 탈탄판을 코일형태로 감은 후 고온소둔 후 다시 평탄화소둔을 거쳐 절연코팅을 하기 때문에 생산공정이 3단계로 나누어지게 됨으로써 실수율이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명의 일 구현례에서는 방향성 전기강판의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 방향성 전기강판을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은, 슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, Si:1.0% 내지 4.0%, C:0.1% 내지 0.4%, 및, P:0.002% 내지 0.05% 를 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계; 상기 슬라브를 가열하는 단계; 상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계; 상기 열연 강판을 열연판 소둔하는 단계; 상기 열연판 소둔된 열연 강판을 1차 냉간 압연하는 단계; 상기 1차 냉간 압연된 강판을 탈탄 소둔하는 단계; 상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및 상기 2차 냉간 압연이 완료된 강판을 최종 소둔하는 단계; 를 포함한다.

상기 슬라브는 슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, Si:1.0% 내지 4.0%, 및, C:0.1% 내지 0.4%를 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하고, Sn, Sb, 또는 이들의 조합을 더 포함하고, Sb 단독으로 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하 첨가되거나, Sn 단독으로 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가되거나, Sb 및 Sn 복합으로 첨가되어 Sb: 0.002중량%이상 0.02중량%이하 및 Sn: 0.002중량%이상 0.03중량%이하 첨가되고 복합으로 첨가되는 Sn 및 Sn의 합계는 0.04중량% 이하일 수 있다.
슬라브는 P를 0.002% 내지 0.05 중량% 더 포함할 수 있다.

상기 1차 냉간 압연하는 단계 이후 최종 소둔하는 단계는 연속하여 이루어지는 것일 수 있다.

상기 1차 냉간 압연된 강판을 탈탄 소둔하는 단계 및 상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 2차 냉간 압연하는 단계는 2회 이상 반복되는 것일 수 있다.

상기 1차 및 2차 냉간 압연시 압하율은 50% 내지 70% 일 수 있다.

상기 최종 소둔 단계는 소둔 온도 850℃ 내지 1000℃ 및 이슬점 온도 70℃ 이하에서 소둔을 실시하는 제 1 단계 및 1000℃ 내지 1200℃ 및 H₂ 50 부피% 이상의 분위기에서 실시하는 제 2 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 제 1 단계는 300초 이하로 실시되며, 상기 제 2 단계는 60초 내지 300초 실시되는 것일 수 있다.

상기 슬라브의 가열 온도는 1100℃ 내지 1350℃일 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판은, 고스 결정립 중 외접원의 지름(D1)과 내접원의 지름(D2)의 비(D2/D1)가 0.5이상인 것이 전체 고스 결정립 중 95%이상이고, 20㎛ 내지 500㎛ 의 결정립 크기가 전체 결정립 중 80% 이상이다.

상기 방향성 전기강판은 중량%로, Si:1.0% 내지 4.0%, C:0.01% 이하(0%를 제외함) 및 P:0.002% 내지 0.05%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함할 수 있다.
상기 방향성 전기강판은, 중량%로, Si:1.0% 내지 4.0%, C:0.01% 이하(0%를 제외함) 및 Sn, Sb, 또는 이들의 조합을 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하며, Sb 단독으로 첨가되는 경우, Sb: 0.002중량%이상 0.02중량%이하 첨가되고; Sn 단독으로 첨가되는 경우, Sn: 0.002중량%이상 0.03중량%이하 첨가되며; Sb 및 Sn 모두 첨가되는 경우, Sb: 0.002중량%이상 0.02중량%이하 및 Sn: 0.002중량%이상 0.03중량%이하 첨가되고, 첨가되는 Sn 및 Sn의 합계는 0.04중량% 이하일 수 있다.

상기 방향성 전기강판은, 중량%로, P:0.002% 내지 0.05%를 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 의하면, 최종 소둔시 코일 상태에서 배치(Batch)형태의 소둔을 실시하지 않고 연속적인 소둔을 실시할 수 있는 방향성 전기강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 단시간의 소둔만으로도 방향성 전기강판을 생산할 수 있다.

또한, 종래의 방향성 전기강판의 제조 방법과 달리 냉연강판을 권취하는 공정이 필요 없다.

또한, 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은, 결정립 성장 억제제를 사용하지 않는 방향성 전기강판을 제공할 수 있다.

또한, 침질 소둔을 생략할 수 있다.

도 1 은 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법에서 최종소둔 공정 중 방향성 전기강판의 EBSD 분석을 통하여 집합조직의 변화를 보여주는 사진이다.
도 2 은 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 결정립 분포를 EBSD 분석을 통하여 나타낸 사진이다.
도 3 은 종래 배치(batch)방식의 최종 소둔에 의하여 생산된 방향성 전기강판의 조직을 나타낸 사진다.
도 4 의 (a)는 실시예3에 의하여 제조한 방향성 전기강판의 결정립 분포를 EBSD 분석을 통하여 나타낸 사진이다. 도 4 의 (b)는 비교예에 의하여 제조한 방향성 전기강판의 결정립 분포를 EBSD 분석을 통하여 나타낸 사진이다.

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.

또한, 특별한 언급이 없는 한 %는 중량%를 의미한다.

본 발명의 일 구현례에 따른 방향성 전기강판의 제조방법은, 먼저, 슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, Si:1.0% 내지 4.0% 및 C:0.1% 내지 0.4%, P:0.002% 내지 0.05% 를 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공한다.

상기 슬라브는 Sn, Sb, 또는 이들의 조합을 더 포함하되, Sb 단독으로 첨가되는 경우, Sb: 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하 첨가되고; Sn 단독으로 첨가되는 경우, Sn: 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가되며; Sb 및 Sn 모두 첨가되는 경우, Sb: 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하 및 Sn: 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가되고, 첨가되는 Sn 및 Sn의 합계는 0.04중량% 이하이다.

조성을 한정한 이유는 하기와 같다.

Si는 전기강판의의 자기이방성을 낮추고 비저항을 증가시켜 철손을 개선한다. Si 함량이 1.0% 미만인 경우에는 철손이 열위하게 되며, 4.0% 초과인 경우 취성이 증가한다. 따라서, 슬라브 및 최종 소둔 단계 이후 방향성 전기강판에서의 Si의 함량은 1.0% 내지 4.0% 일 수 있다.

C는 중간 탈탄소둔 및 최종 탈탄소둔중에 표층부의 Goss 결정립이 중심부로 확산하기 위하여 중심부의 C가 표층부로 빠져 나오는 과정이 필요하기 때문에 슬라브 중 C의 함량은 0.1 내지 0.4% 일 수 있다. 또한, 탈탄이 완료된 최종 소둔 단계 이후 방향성 전기강판에서의 탄소량은 0.0020중량%이하일 수 있다.

Sb 는 0.002% 이상 첨가되어 냉간 압연시 Goss 결정립의 핵생성에 유리한 작용을 한다. 그러나 0.02% 초과시 표면에 편석되어 탈탄속도를 떨어뜨려 표층부에서 형성된 Goss 결정립이 내부로 확산하지 못하게 될 수 있다.

Sn은 0.002% 이상 첨가되어 Goss 결정립 핵생성 Site를 늘려 다량의 Goss 결정립을 표층부에 생성될 수 있도록 한다. 그러나 0.03% 이상이면 탈탄속도를 떨어뜨려 표층부에서 형성된 Goss 결정립이 내부로 확산하지 못하게 될 수 있다.

또한 Sb 및 Sn이 모두 첨가되는 경우 0.04중량% 초과하면 탈탄속도를 떨어뜨려 표층부에서 형성된 Goss 결정립이 내부로 확산하지 못하게 될 수 있다.

P 는 0.002% 이상 첨가되어 Goss 핵생성 Site를 늘이지만, 0.05% 초과시 압연성이 저하될 수 있다.

상기와 같은 조성의 슬라브를 가열한다. 슬라브 가열 온도는 통상의 가열 온도보다 높은 1100℃ 내지 1350℃일 수 있다.

슬라브 가열시 온도가 높을 경우 열연 조직이 조대화되어 자성에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있다. 그러나 본 발명의 일구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조 방법은 탄소의 함량이 종래보다 많아 슬라브 가열 온도가 1100℃ 내지 1350℃로 높더라도 열연 조직이 조대화 되지 않으며, 통상의 경우 보다 높은 온도에서 가열하게되어 열간 압연시 유리하다.

가열이 완료된 슬라브를 열간 압연하여 열연강판을 제조한다.

상기 열연강판을 열연판 소둔한다. 이때 열연판 소둔은 소둔 온도 850℃ 내지 1000℃에서 실시할 수 있다. 또한, 이슬점 온도는 50℃ 내지 70℃ 에서 실시할 수 있다.

열연판 탈탄 소둔을 실시한 후 산세를 하고 냉간 압연을 실시하여 냉연강판을 제조한다. 상기 냉연강판을 탈탄 소둔한다. 또한, 상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 냉간 압연한다.

상기 냉연강판을 탈탄 소둔하는 단계 및 탈탄 소둔이 완료된 강판을 냉간 압연하는 단계는 2회 이상 반복하여 실시할 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법의 탈탄 소둔 과정에 관하여 설명한다.

탈탄 소둔은 오스테나이트 단상영역 또는 페라이트 및 오스테나이트의 복합상이 존재하는 영역에서 이슬점 온도 50℃ 내지 70℃에서 실시할 수 있다. 이 때, 소둔 온도 온도범위는 850℃ 내지 1000℃일 수 있다. 또한, 분위기는 수소 및 질소의 혼합가스 분위기일 수 있다. 또한, 탈탄 소둔시 탈탄량은 0.0300중량% 내지 0.0600중량% 일 수 있다.

이러한 탈탄 소둔 과정에서 전기강판의 표면의 결정립의 크기는 조대하게 성장 하게 되지만 전기강판의 내부의 결정립은 미세한 조직으로 남게된다. 이러한 탈탄 소둔 이후 표면 페라이트 결정립의 크기는 150㎛ 내지 250㎛일 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법의 냉간 압연 공정에 관하여 설명한다.

통상의 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조 공정에 있어서 냉간 압연은 90%에 가까운 고압하율로 1회 실시하는 것이 효과적인 것으로 알려져 있다. 이것이 1차 재결정립 중 Goss 결정립만이 입자성장하기 유리한 환경을 만들어주기 때문이다.

그러나 본 발명의 일 구현례에 따른 방향성 전기강판의 제조방법은 Goss 방위 결정립의 비정상 입자 성장을 이용하지 않고 탈탄 소둔 및 냉간 압연에 의하여 발생한 표층부의 Goss 결정립을 내부 확산시키는 것이므로 표층부에서 Goss 방위 결정립을 다수 분포하도록 형성하는 것이 유리하다.

따라서, 냉간 압연시 압하율 50% 내지 70%에서 냉간 압연을 실시하는 경우 Goss 집합조직이 표층부에서 다수 형성 될 수 있다. 또는 55% 내지 65% 일 수 있다. 여기서, 압하율은 (압연 전 강판의 두께-압연 후 강판의 두께)/(압연 전 강판의 두께)이다.

또한 탈탄 소둔 및 냉간 압연 과정을 2회 이상 실시면 Goss 집합조직이 표층부에서 다수 형성 될 수 있다.

탈탄 소둔 및 냉간 압연이 완료된 전기강판은 최종 소둔을 실시한다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법에서는 기존의 배치(batch)방식과 달리 냉간 압연에 이어 연속으로 최종 소둔을 실시할 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법에서 최종 소둔 단계는 소둔 온도 850℃ 내지 1050℃ 및 이슬점 온도 50℃ 내지 70℃에서 소둔을 실시하는 제 1 최종 소둔 단계 및 소둔 온도 1000℃ 내지 1200℃ 및 H₂ 50 부피% 이상의 분위기에서 실시하는 제 2 최종 소둔 단계로 나누어 실시할 수 있다. 또한 상기 제 2 최종 소둔 단계의 분위기는 H₂ 90 vol%이상 일 수 있다.

도 1 은 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법에서 최종소둔 공정 중 방향성 전기강판의 EBSD 분석을 통하여 집합조직의 변화를 보여주는 사진이다. 도 1에서 붉은색으로 표시되는 부분은 고스 방위를 가진 조직을 나타나며,(a) 에서 (i) 순으로 집합조직의 변화가 진행된다.

최종 소둔 전 냉연판은 탈탄 소둔이 진행되어 소강 탄소량이 최소 슬라브의 탄소량 대비 40중량% 내지 60중량% 남아있는 상태이다. 따라서 최종 소둔 시 제 1 단계에서는 탄소가 빠져나가면서 표층부에 형성된 결정립이 내부로 확산된다. 제 1 단계에서는 강판 중의 탄소량이 0.01 중량% 이하가 되도록 탈탄을 실시할 수 있다.

이 후, 제 2 단계에서는 1 단계에서 확산된 고스 방위를 가진 집합조직이 성장하게 된다. 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법에서는 고스 집합조직은 종래의 비정상 입자성장에 의하여 결정립이 성장된 경우와 달리 결정립의 크기가 작은 고스 결정립이 다수개 존재하는 집합조직을 가질 수 있다.

최종 소둔이 완료된 방향성 전기강판은 필요에 따라 절연 코팅액을 도포한 후 건조할 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 제조방법에 의하여 하기와 같은 방향성 전기강판이 제공될 수 있다.

도 2 은 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 결정립 분포를 EBSD 분석을 통하여 나타낸 사진이다.

도 2을 참고하면, 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판은, 각각의 결정립의 외접원의 지름(D1)과 내접원의 지름(D2)의 비(D2/D1)가 0.5이상인 것이 전체 고스 결정립 중 95%이상일 수 있다.

여기서, 외접원이란 결정립의 외부를 둘러싸는 가상의 원 중 가장 작은 원을 의미하고, 내접원이란 결정립의 내부에 포함되는 가상의 원 중 가장 큰 원을 의미한다.

표 1 은 도 2 에 나타난 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 내접원과 외접원의 상대적인 크기를 측정하고 그 비(D2/D1)를 나타낸 표이다.

외접원(D1)	내접원(D2)	비(D2/D1)
2.4	1.59	0.6625
2.54	1.5	0.590551181
2.7	2	0.740740741
1.7	1.1	0.647058824
1.9	1.2	0.631578947
2.5	1.3	0.52
2.2	1.2	0.545454545
2.9	1.7	0.586206897
2.2	1.4	0.636363636
1.9	1.1	0.578947368
1.3	0.9	0.692307692
1.8	1.2	0.666666667
1.2	0.7	0.583333333
1.7	1.1	0.647058824
1.8	1	0.555555556
1.7	0.9	0.529411765
1.2	0.8	0.666666667
1.3	0.9	0.692307692
2	1	0.5
1.5	0.8	0.533333333
1.2	0.7	0.583333333

표1을 참고하면 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판은, 각각의 결정립의 외접원의 지름(D1)과 내접원의 지름(D2)의 비(D2/D1)가 0.5이상인 것이 전체 고스 결정립 중 95%이상인 것을 알 수 있다.

이는 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 조직은, 표면의 고스 결정립이 강판의 내부로 성장하게 되므로 둥근 형태의 결정립이 생성되기 때문이다.

도 3 은 종래 배치(batch)방식의 최종 소둔에 의하여 생산된 방향성 전기강판의 조직을 나타낸다. 종래 기술에 의하여 생산된 방향성 전기강판은 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 조직보다 긴 타원 형태의 결정립이 생성 되는 것을 알 수 있다.

표 2 는 도 3 에 나타난 방향성 전기강판의 내접원과 외접원의 상대적인 크기를 측정하고 그 비(D2/D1)를 나타낸 표이다.

외접원(D1)	내접원(D2)	비(D2/D1)
1.6	0.8	0.5
2.2	1.2	0.55
2.6	0.9	0.35
3.3	1.6	0.48
4.7	1.7	0.36
1.1	0.5	0.45
2.5	0.9	0.36
1	0.5	0.5
2.3	1.4	0.61
1.2	0.9	0.75
5.1	2.3	0.45
1.9	0.7	0.37
3.6	2.1	0.58
2.7	1.7	0.63
1.4	0.6	0.43
0.8	0.4	0.5
1.3	0.5	0.38
0.7	0.3	0.43
1.8	1.1	0.61
1.1	0.5	0.45
0.9	0.35	0.39

종래 기술에 의하여 생산된 방향성 전기강판은 조직이 긴 타원 형태의 결정립이므로 D2/D1의 값은 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판 보다 작은 값을 나타나게 된다.

또한, 본 발명의 일 구현례에 의한 방향성 전기강판의 결정립의 크기는 20㎛ 내지 500㎛ 인 것이 전체 결정립 중 80% 이상일 수 있다.

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:2.0% 및 C:0.20%를 포함하고, Sb 및 Sn을 표3과 같이 포함하고 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 준비하였다. 상기 슬라브를 1200℃ 의 온도에서 가열한 다음 3mm 두께로 열간압연하였다. 이후 소둔온도:870℃ 및 이슬점 온도:60℃ 에서 150초간 열연판 소둔을 실시하고 냉각한 후 산세하였다. 이후, 60%의 압하율로 냉간압연하였다.

냉간 압연된 판을 소둔 온도:870℃, 수소 및 질소의 혼합 가스 분위기, 및, 이슬점 온도: 60℃에서 탈탄 소둔을 하였다.

이후 상기 냉간 압연을 3회 반복하였다. 여기서 냉간압연 공정을 3회 반복한 것은, 열연판 소둔이 끝난 판을 1차 냉간 압연 한 후 이를 1차 탈탄 소둔 하고 다시 2차 냉간 압연한 후, 2차 탈탄 소둔 하고, 3차 냉간압연 한 것을 의미한다. 상기 1차 탈탄소둔은 110초간 실시하고, 상기 2차 탈탄소둔은 50초간 실시한다.

이후 상기 강판을 소둔 온도:950℃, 수소 및 질소의 혼합 가스 분위기, 및, 이슬점 온도:60℃에서 60초간 제 1 최종 소둔을 실시한 후 소둔 온도:1050℃ 및 수소 가스 분위기에서 2.5분 동안 제 2 최종 소둔을 실시하였다. 이와 관계된 내용을 표 3에 나타내었다.

Sb (중량%)	Sn (중량%)	Goss 분율(%)	B10(T)	W17/50(W/Kg)	비고
0	0	83	1.85	1.29	비교재
0.003	0	86	1.88	1.15	발명재
0	0.003	85	1.87	1.17	발명재
0.01	0	89	1.9	1.09	발명재
0	0.01	89	1.89	1.19	발명재
0.01	0.01	90	1.91	1.05	발명재
0.02	0.02	89	1.89	1.14	발명재
0.02	0.02	89	1.89	1.14	발명재
0.02	0.03	69	1.75	1.78	비교재
0.03	0	75	1.78	1.67	비교재
0	0.04	77	1.75	1.8	비교재

표 3 에서 나타난 바와 같이, 적정량의 Sb 및 Sn 첨가시에 Goss 분율이 증가하고 자속밀도 및 철손이 우수함을 알 수 있다. 그러나 과량의 Sb 및 Sn 첨가시에는 탈탄속도가 떨어지게 되어 표층부 고스결정립의 성장이 방해를 받게 되어 자성이 급격히 나빠지는 것을 알 수 있다.

[실시예2]

중량%로 Si:2.0% 및 C:0.20% 을 함유하고, P를 하기 표4와 같이 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 준비하였다. 상기 슬라브를 1200℃ 의 온도로 가열한 다음 3mm 두께로 열간압연하였다. 이어 소둔온도:870℃ 및 이슬점 온도:60℃ 에서 150초간 열연판 소둔을 실시하고 냉각한 후 산세하였다. 이후 60%의 압하율로 냉간압연하였다.

냉간 압연된 판은 소둔 온도:870℃, 수소 및 질소의 혼합 가스 분위기, 및, 이슬점 온도:60℃에서 탈탄 소둔을 하였다.

이후 상기 강판을 소둔 온도:950℃, 수소 및 질소의 혼합 가스 분위기, 및, 이슬점 온도:60℃에서 60초간 제 1 최종 소둔을 실시한 후 소둔 온도:1050℃ 및 수소 가스 분위기에서 2.5분 동안 제 2 최종 소둔을 실시하였다. 이와 관계된 내용을 표 4에 나타내었다.

P(중량%)	크랙 발생여부	Goss 분율(%)	B10(T)	W17/50(W/Kg)	비고
0	X	83	1.85	1.29	비교재
0.01	X	86	1.89	1.21	발명재
0.03	X	88	1.89	1.15	발명재
0.05	X	88	1.9	1.2	발명재
0.07	O	-	-	-	비교재
0.1	O	-	-	-	비교재

표 4 에서 나타난 바와 같이, P를 첨가함에 따라 Goss 분율이 높아지지만 Edge Crack이 발생하는 문제점이 생겼다.

[실시예3]

중량%로 Si:2.0%, C:0.20%, P:0.0300중량%, Sb:0.0100중량%, 및, Sn:0.0200중량% 함유하고 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 준비하였다. 상기 슬라브를 1200℃ 의 온도로 가열한 다음 3mm 두께로 열간압연하였다. 이어 소둔온도:870℃ 및 이슬점 온도:60℃ 에서 150초간 열연판 소둔을 실시하고 냉각한 후 산세하였다. 이후 60%의 압하율로 냉간압연하였다.

이후 상기 강판을 소둔 온도:950℃, 수소 및 질소의 혼합 가스 분위기, 및, 이슬점 온도:60℃에서 60초간 제 1 최종 소둔을 실시한 후 소둔 온도:1050℃ 및 수소 가스 분위기에서 2.5분 동안 제 2 최종 소둔을 실시하였다.

또한, 중량%로 Si:2.0% 및 C:0.20%를 함유하고 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지며, Sn, Sb 및 P를 함유하지 않는 슬라브를 이용하여 실시예3과 동일한 방법으로 방향성 전기강판을 제조하여 비교재로 하였다. 도 4 의 (a)는 실시예3에 의하여 제조한 방향성 전기강판의 결정립 분포를 EBSD 분석을 통하여 나타낸 사진이다. 도 4 의 (b)는 비교예에 의하여 제조한 방향성 전기강판의 결정립 분포를 EBSD 분석을 통하여 나타낸 사진이다.

도 4를 참고하면 Sn, Sb 및 P를 첨가한 방향성 전기강판이 결정립의 크기가 더 미세하여 고스 집합 조직이 더 많이 형성되었음을 알 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 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

슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, Si:1.0% 내지 4.0%, C:0.1% 내지 0.4%, 및, P:0.002% 내지 0.05% 를 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계;
상기 슬라브를 가열하는 단계;
상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계;
상기 열연 강판을 열연판 소둔하는 단계;
상기 열연판 소둔된 열연 강판을 1차 냉간 압연하는 단계;
상기 1차 냉간 압연된 강판을 탈탄 소둔하는 단계;
상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및
상기 2차 냉간 압연이 완료된 강판을 최종 소둔하는 단계; 를 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
슬라브의 전체 조성 100중량%를 기준으로, Si:1.0% 내지 4.0%, 및, C:0.1% 내지 0.4%를 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 슬라브를 제공하는 단계;
상기 슬라브를 가열하는 단계;
상기 슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계;
상기 열연 강판을 열연판 소둔하는 단계;
상기 열연판 소둔된 열연 강판을 1차 냉간 압연하는 단계;
상기 1차 냉간 압연된 강판을 탈탄 소둔하는 단계;
상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및
상기 2차 냉간 압연이 완료된 강판을 최종 소둔하는 단계; 를 포함하되,
상기 슬라브는 Sn, Sb, 또는 이들의 조합을 더 포함하고,
Sb 단독으로 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하 첨가되거나,
Sn 단독으로 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가거나,
Sb 및 Sn 복합으로 Sb: 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하, 및 Sn: 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가하되, 첨가되는 Sn 및 Sn의 합계는 0.04중량% 이하인 방향성 전기강판의 제조방법.
제 2 항에 있어서,
상기 슬라브는 P를 0.002% 내지 0.05 중량% 더 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 냉간 압연하는 단계 이후 최종 소둔하는 단계는 연속하여 이루어지는 방향성 전기강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 냉간 압연된 강판을 탈탄 소둔하는 단계 및 상기 탈탄 소둔이 완료된 강판을 2차 냉간 압연하는 단계는 2회 이상 반복되는 방향성 전기강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 및 2차 냉간 압연시 압하율은 50% 내지 70%인 방향성 전기강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최종 소둔 단계는 소둔 온도 850℃ 내지 1000℃ 및 이슬점 온도 70℃ 이하에서 소둔을 실시하는 제 1 최종 소둔 단계 및 1000℃ 내지 1200℃ 및 H₂ 50 부피% 이상의 분위기에서 실시하는 제 2 최종 소둔 단계를 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라브의 가열 온도는 1100℃ 내지 1350℃인 방향성 전기강판의 제조방법.
고스 결정립 중 외접원의 지름(D1)과 내접원의 지름(D2)의 비(D2/D1)가 0.5이상인 결정립이 전체 고스 결정립 중 95%이상이고,
20㎛ 내지 500㎛ 의 결정립 크기가 전체 결정립 중 80% 이상이고,
중량%로, Si:1.0% 내지 4.0%, C:0.01% 이하(0%를 제외함) 및 P:0.002% 내지 0.05%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 방향성 전기강판.
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고스 결정립 중 외접원의 지름(D1)과 내접원의 지름(D2)의 비(D2/D1)가 0.5이상인 결정립이 전체 고스 결정립 중 95%이상이고,
20㎛ 내지 500㎛ 의 결정립 크기가 전체 결정립 중 80% 이상이고,
중량%로, Si:1.0% 내지 4.0%, C:0.01% 이하(0%를 제외함) 및 Sn, Sb, 또는 이들의 조합을 포함하고 잔부는 Fe 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하며,
Sb 단독으로 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하 첨가되거나,
Sn 단독으로 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가거나,
Sb 및 Sn 복합으로 Sb: 0.002중량%이상 및 0.02중량%이하, 및 Sn: 0.002중량%이상 및 0.03중량%이하 첨가하되, 첨가되는 Sb 및 Sn의 합계는 0.04중량% 이하인 방향성 전기강판.
제 11 항에 있어서,
상기 방향성 전기강판은, 중량%로, P:0.002% 내지 0.05%를 더 포함하는 방향성 전기강판.