KR101701194B1 - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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김용수
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 내지 식 3를 만족한다.
[식 1]
1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
[식 2]
50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
[식 3]
0.025 ≤ [P]+[Sn]+[Sb] ≤ 0.15
(단, 식 1 내지 식 3에서 [Si], [Al], [Mn], [P], [Sn] 및 [Sb]은 각각 Si, Al, Mn, P, Sn 및 Sb의 함량(중량%)을 나타낸다.)

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은 전기에너지를 기계적에너지로 변환시키는 기기에 주로 사용되는데, 그 과정에서 높은 효율을 발휘하기 위해 우수한 자기적 특성을 요구한다. 자기적 특성으로는 철손과 자속밀도가 있는데, 철손이 낮으면 에너지 변환과정에서 손실되는 에너지를 줄일 수 있고, 자속밀도가 높으면 동일한 전기에너지로 더 큰 동력을 생산할 수 있으므로, 무방향성 전기강판의 철손이 낮고 자속밀도가 높으면 모터의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. 일반적으로 무방향성 전기강판의 철손을 낮추기 위해 비저항을 증가시키는 원소를 첨가하거나, 강판을 얇은 두께로 압연하는 방법을 사용하고 있다.
무방향성 전기강판의 자기적 특성을 증가시키기 위해 통상적으로 사용되는 방법은 Si를 합금원소로 첨가하는 것이다. Si의 첨가를 통해 강의 고유저항이 증가하면 고주파 철손이 낮아지는 장점이 있으나, 자속밀도가 열위해지고 가공성이 저하되어 너무 많이 첨가하면 냉간압연이 곤란해진다. 특히 고주파 용도로 사용되는 전기강판은 두께를 얇게 만들수록 철손 저감 효과를 증대시킬 수 있는데, Si 첨가에 의한 가공성 저하는 박물 압연에 치명적인 문제가 된다.
Si 첨가에 따른 가공성 저하를 극복하기 위해 다른 비저항 증가 원소인 Al, Mn 등을 투입하기도 한다. 이들 원소의 첨가를 통해 철손은 감소시킬 수 있으나, 전체 합금량의 증가로 인해 자속밀도가 열화되고, 재료의 경도 증가와 가공성 열화로 인해 냉간압연이 곤란해지는 단점이 있다. 뿐만 아니라 Al과 Mn은 강판 내에 불가피하게 존재하는 불순물과 결합하여 질화물이나 황화물 등을 미세하게 석출시켜서 오히려 철손을 악화시키기도 한다. 이러한 이유로 무방향성 전기강판의 제강 단계에서 불순물을 극저로 관리하여, 자벽이동을 방해하는 미세석출물 생성을 억제함으로써 철손을 낮추는 방법을 사용하고 있다. 그러나 강의 고청정화를 통한 철손 개선 방법은 자속밀도 향상의 효과는 크지 않으며, 이는 오히려 제강 작업성 저하 및 비용 증가의 요인이 되는 단점이 있다.
무방향성 전기강판의 자성을 향상시키기 위해서 제품 두께를 얇게 제조하거나, 자성을 향상시킬 수 있는 특수원소를 첨가하거나, 결정립 크기 및 집합조직을 최적화하는 다양한 방법들이 제안되어 왔다. REM을 첨가하여 무방향성 전기강판의 자성을 향상시키는 방법, 열연판 소둔 후 결정립 크기를 크게 만들어 냉간압연 및 재결정 소둔하는 방법, 두께 50mm 이하의 주편을 이용하여, 주상정 조직에서 기인한 {001}//ND 방위를 잔류시켜 자성을 향상시키는 방법등이 제안되었다. 그러나 이들은 실제 생산공정에 적용하면 비용이 급격히 증가하거나, 기존 설비를 활용한 생산이 불가능하거나, 생산성이 지나치게 저하되는 문제점 등이 존재한다.
배경 기술 : 공개특허공보 제10-2008-0027913호
본 발명의 일 실시예는 강의 첨가성분 중 Si, Al, Mn 의 함량을 정밀히 제어하여 자성이 우수하고 동시에 생산성이 높은 무방향성 전기강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 무방향성 전기강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 내지 식 3를 만족한다.
[식 1]
1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
[식 2]
50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
[식 3]
0.025 ≤ [P]+[Sn]+[Sb] ≤ 0.15
(단, 식 1 내지 식 3에서 [Si], [Al], [Mn], [P], [Sn] 및 [Sb]은 각각 Si, Al, Mn, P, Sn 및 Sb의 함량(중량%)을 나타낸다.)
B를 0.001 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다), Mg, Zr 및 V를 각각 0.005 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다) 및 Cu를 0.025 중량% 이하(0중량%를 포함하지 않는다)를 더 포함할 수 있다.
하기 식 4로 계산되는 밀도가 7.57 내지 7.67g/cm3일 수 있다.
[식 4]
7.865+(-0.0611*[Si]-0.102*[Al]+0.00589*[Mn])
(단, 식 4에서 [Si], [Al] 및 [Mn]은 각각 Si, Al 및 Mn의 함량(중량%)을 나타낸다.)
인장시험 연신율이 24% 이상일 수 있다.
두께가 0.10 내지 0.35mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로, Si: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 내지 식 3을 만족하는 슬라브를 가열한 후 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및 냉연판을 재결정 소둔하는 단계를 포함한다.
[식 1]
1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
[식 2]
50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
(단, 식 1 및 식 2에서 [Si], [Al] 및 [Mn]은 각각 Si, Al 및 Mn의 함량(중량%)을 나타낸다.)
열연판을 제조하는 단계에서, 슬라브를 1100 내지 1200℃로 가열할 수 있다.
열연판을 제조하는 단계에서, 마무리온도 800 내지 1000℃에서 열간 압연 할 수 있다.
열연판을 제조하고 850 내지 1150℃ 온도에서 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
슬라브는 B를 0.001 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다), Mg, Zr 및 V를 각각 0.005 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다) 및 Cu를 0.025 중량% 이하(0중량%를 포함하지 않는다)를 더 포함할 수 있다.
제조된 강판은 하기 식 4로 계산되는 밀도가 7.57 내지 7.67g/cm3일 수 있다.
[식 4]
7.865+(-0.0611*[Si]-0.102*[Al]+0.00589*[Mn])
(단, 식 4에서 [Si], [Al] 및 [Mn]은 각각 Si, Al 및 Mn의 함량(중량%)을 나타낸다.)
제조된 강판은 인장시험 연신율이 24% 이상일 수 있다.
냉연판을 제조하는 단계에서, 0.10 내지 0.35mm 두께로 냉간 압연할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 자기적 특성이 우수하면서 동시에 생산성이 뛰어나다.
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.
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: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.
먼저 무방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.
Si: 2.5 내지 3.3 중량%
규소(Si)는 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 한다. Si를 너무 적게 첨가할 경우, 고주파 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. 또한 Si를 너무 많이 첨가할 경우 재료의 취성이 증가하여 압연생산성이 급격히 저하될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Si를 첨가할 수 있다.
Al: 0.05 내지 1 중량%
알루미늄(Al)는 Mn과 함께 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 한다. Si에 비해 비저항 증가량은 낮지만, 적정량 첨가를 통해 압연성을 유지하면서 비저항을 높일 수 있다. Al을 너무 적게 첨가하면, 고주파 철손 효과가 현저히 감소하고 질화물 및 황화물이 미세하게 형성되어 자기적 특성을 열화시킨다. Al을 너무 많이 첨가하면, 자기적 특성 또는 압연성이 급격히 열화될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Al을 첨가할 수 있다.
Mn: 0.05 내지 1 중량%
망간(Mn)은 Al과 함께 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 한다. Mn을 너무 적게 첨가하면, 고주파 철손 효과가 현저히 감소하고 질화물 및 황화물이 미세하게 형성되어 자기적 특성을 열화시킨다. Mn을 너무 많이 첨가하면, 자기적 특성 또는 압연성이 급격히 열화될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Mn을 첨가할 수 있다.
S: 0.01 중량% 이하
황(S)는 강 내에 불가피하게 존재하는 원소로 미세한 석출물인 MnS, CuS 등을 형성하여 자기적 특성을 악화시키기 때문에 0.01 중량% 이하, 보다 구체적으로는 0.005 중량% 이하로 제한하는 것이 좋다.
N: 0.005 중량% 이하
질소(N)은 모재 내부에 미세하고 긴 AlN 석출물을 형성할 뿐 아니라, 기타 불순물과 결합하여 미세한 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 악화시키므로 0.005 중량% 이하, 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 제한하는 것이 좋다.
C: 0.005 중량% 이하
탄소(C)는 자기시효를 일으키고 기타 불순물 원소와 결합하여 탄화물을 생성하여 자기적 특성을 저하시키므로 0.005 중량%이하, 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 제한하는 것이 좋다.
Ti:0.005 중량% 이하, Nb:0.005 중량% 이하
티타늄(Ti)와 니오븀(Nb)는 탄화물 또는 질화물을 형성하여 철손을 악화시키고 자성에 바람직하지 않은 {111} 집합조직 발달을 촉진하므로 0.005 중량% 이하, 보다 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 제한하는 것이 좋다.
P:0.001 내지 0.1 중량%, Sn:0.001 내지 0.1 중량%, 및 Sb:0.001 내지 0.1 중량%
인(P), 주석(Sn), 안티몬(Sb)는 강판의 표면 및 결정립계에 편석하여, 소둔과정에서 발생하는 표면산화를 억제하고, {111}//ND 방위의 재결정을 억제하여 집합조직을 개선시키는 역할을 한다. 하나의 원소라도 적게 첨가되면 그 효과가 현저히 저하되며, 과량 첨가되면 결정립계 편석량 증가로 인해 결정립 성장이 억제되어 철손이 열화되고, 강의 인성이 저하되어 생산성이 저하되므로 바람직하지 않다. 특히 P, Sn, Sb의 합계가 0.025 내지 0.15 중량% 범위로 제한할 때, 표면산화 억제 및 집합조직 개선 효과가 극대화되어 자기적 특성이 현저하게 개선된다.
기타 불순물
전술한 원소 외에도 B, Mg, Zr, V, Cu 등의 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. 이들 원소는 미량이지만 강내 개재물 형성 등을 통한 자성 악화를 야기할 수 있으므로 B : 0.001 중량% 이하, Mg, Zr, V : 각각 0.005 중량% 이하, Cu : 0.025 중량% 이하로 관리되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 하기 식 1 내지 식 3을 만족한다.
[식 1]
1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
[식 2]
50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
[식 3]
0.025 ≤ [P]+[Sn]+[Sb] ≤ 0.15
(단, 식 1 내지 식 3에서 [Si], [Al], [Mn], [P], [Sn] 및 [Sb]은 각각 Si, Al, Mn, P, Sn 및 Sb의 함량(중량%)을 나타낸다.)
식 1 내지 식 3을 만족할 때, 자기적 특성과 압연성이 동시에 우수하게 되며, 이 범위를 벗어나면 자기적 특성 또는 압연성이 급격히 열화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 하기 식 4로 계산되는 밀도가 7.57 내지 7.67g/cm3일 수 있다. 밀도가 7.57g/cm3 미만이면, 자속밀도가 열화되거나 압연성이 급격히 저하될 수 있다. 밀도가 7.67 g/cm3을 초과하면, 철손이 열화되고 특히 고주파 철손이 심각하게 열화될 수 있다. 따라서 전술한 범위로 밀도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 인장시험 연신율이 24% 이상일 수 있다. 연신율이 24% 미만이면 압연성이 열위하여 생산성이 나빠질 수 있다. 더욱 구체적으로 연신율은 28 내지 34% 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 두께가 0.10 내지 0.35mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로, Si: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 내지 식 3을 만족하는 슬라브를 가열한 후 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및 냉연판을 재결정 소둔하는 단계를 포함한다.
[식 1]
1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
[식 2]
50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
[식 3]
0.025 ≤ [P]+[Sn]+[Sb] ≤ 0.15
(단, 식 1 내지 식 3에서 [Si], [Al], [Mn], [P], [Sn] 및 [Sb]은 각각 Si, Al, Mn, P, Sn 및 Sb의 함량(중량%)을 나타낸다.)
먼저 슬라브를 가열한 후 열간 압연하여 열연판을 제조한다. 각 조성의 첨가 비율을 한정한 이유는 전술한 무방향성 전기강판의 조성 한정 이유와 동일하다. 후술할 열간 압연, 열연판 소둔, 냉간 압연, 재결정 소둔 등의 과정에서 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 무방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.
슬라브를 가열로에 장입하여 1100 내지 1200℃로 가열 한다.
가열된 슬라브는 2 내지 2.3mm로 열간 압연하여 열연판으로 제조된다. 열언판을 제조하는 단계에서 마무리온도는 800 내지 1000℃ 일 수 있다.
열간압연 된 열연판은 850 내지 1150℃의 온도에서 열연판 소둔한다. 열연판 소둔 온도가 850℃ 미만이면 조직이 성장하지 않거나 미세하게 성장하여 자속밀도의 상승 효과가 적으며, 소둔온도가 1150℃를 초과하면 자기특성이 오히려 열화되고, 판형상의 변형으로 인해 압연작업성이 나빠질 수 있으므로, 그 온도범위는 850 내지 1150℃로 제한한다. 보다 바람직한 열연판의 소둔온도는 950 내지 1150℃이다. 열연판 소둔은 필요에 따라 자성에 유리한 방위를 증가시키기 위하여 수행되는 것이며, 생략도 가능하다. 열연판 소둔 후 평균 결정립 직경은 120㎛ 이상이 바람직하다.
열연판 소둔 후, 열연판을 산세하고 소정의 판두께가 되도록 냉간 압연한다. 열연판 두께에 따라 다르게 적용될 수 있으나, 약 70 내지 95%의 압하율을 적용하여 최종두께가 0.10 내지 0.35mm가 되도록 냉간 압연 할 수 있다.
최종 냉간압연된 냉연판은 최종 재결정 소둔을 실시한다. 최종 재결정 소둔 온도가 너무 낮으면 재결정이 충분히 발생하지 못하고, 최종 재결정 소둔 온도가 너무 높으면 결정립의 급격한 성장이 발생하여 자속밀도와 고주파 철손이 열위해지게 되므로, 850 내지 1150℃의 온도에서 시행함이 바람직하다.
재결정 소둔판은 절연 코팅 처리를 하여 고객사로 출하된다. 절연 코팅은 유기질, 무기질 또는 유무기 복합 코팅 처리를 할 수 있으며, 기타 절연이 가능한 코팅제를 사용할 수 있다. 고객사는 본 강판을 그대로 사용할 수 있으며, 필요에 따라 응력제거소둔을 시행 후 사용할 수 있다.
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
하기 표 1과 같이 조성되는 슬라브를 1100℃에서 가열하고, 870℃의 마무리온도로 열간압연하여 2.3mm의 두께의 열연판을 제조하였다. 열연판은 1060℃에서 100초간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간 압연하고, 1000℃에서 110초간 최종 재결정 소둔을 하였다. 각 시편에 대한 [Si]/([Al]+[Mn]) 값, 13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2) 값, [P]+[Sn]+[Sb] 값, 밀도, 자속밀도 (B50), 철손 (W15/50), 고주파 철손 (W10/400), 굴곡시험 결과 및 연신율을 하기 표 2에 정리하였다.
밀도는 7.865+(-0.0611*[Si]-0.102*[Al]+0.00589*[Mn])의 식으로 계산된 값을 나타내었다. 자속밀도, 철손, 고주파 철손 등의 자기적 특성은 각각의 시편에 대해 3매 이상의 시편을 60mm*60mm 크기로 절단하여 Single sheet tester로 압연방향과 수직방향의 자기적 특성을 측정하고, 두 방향의 측정값을 평균하여 나타내었다. 이 때, B50은 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도이고, W15/50은 50Hz의 주파수로 1.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이며, W10/400은 400Hz의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손을 의미한다. 굴곡시험은 압연생산성 예측을 위해 시행되었으며, 열연판 소둔 후 2.3mm 두께의 시편을 300mm*35mm 크기로 절단하여 상온에서 밀착 굴곡 시험 후, 굴곡 외측 표면 및 모서리에 크랙 등의 균열이 발생하면 불량, 발생하지 않으면 양호로 나타내었다. 연신율은 JIS 5호 규격에 따라 인장시험하여 얻어지는 값을 나타내었다.
시편번호 Si
(%)		 Al
(%)		 Mn
(%)		 P
(%)		 Sn
(%)		 Sb
(%)		 C
(%)		 S
(%)		 N
(%)		 Ti
(%)		 Nb
(%)
A1 3.50 0.90 0.70 0.032 0.054 0.001 0.0027 0.0021 0.0023 0.0036 0.0032
A2 3.30 0.80 0.40 0.008 0.034 0.024 0.0030 0.0023 0.0019 0.0034 0.0014
A3 3.30 0.60 0.30 0.025 0.013 0.021 0.0021 0.0031 0.0034 0.0011 0.0023
A4 3.00 0.75 0.30 0.032 0.029 0.035 0.0028 0.0023 0.0032 0.0012 0.0026
A5 3.00 0.90 0.20 0.012 0.043 0.013 0.0025 0.0019 0.0017 0.0024 0.0019
A6 3.00 0.50 0.20 0.042 0.029 0.015 0.0024 0.0034 0.0017 0.0021 0.0023
A7 2.80 0.90 0.30 0.048 0.041 0.023 0.0032 0.0014 0.0029 0.0023 0.0019
A8 2.80 0.40 0.85 0.009 0.048 0.034 0.0031 0.0023 0.0014 0.0019 0.0031
A9 2.80 0.90 0.80 0.011 0.032 0.019 0.0029 0.0026 0.0032 0.0014 0.0017
A10 2.70 0.80 0.30 0.031 0.009 0.033 0.0029 0.0019 0.0017 0.0032 0.0031
A11 2.70 0.50 0.80 0.009 0.015 0.049 0.0021 0.0023 0.0029 0.0021 0.0032
A12 2.50 0.90 0.50 0.028 0.027 0.034 0.0027 0.0019 0.0014 0.0017 0.0017
A13 2.50 1.10 0.50 0.019 0.033 0.031 0.0033 0.0034 0.0014 0.0029 0.0021
A14 2.30 0.40 0.60 0.013 0.023 0.048 0.0023 0.0011 0.0023 0.0014 0.0017
시편번호 식 1 값 식 2 값 식 3 값 밀도
[g/cm3]		 B50
(T)		 W15/50
(W/kg)		 W10/400
(W/kg)		 굴곡시험 연신율 비고
A1 2.19 66.93 0.087 7.563 X X X 불량 X 비교예
A2 2.75 61.84 0.066 7.584 1.64 2.13 16.2 불량 13.7 비교예
A3 3.67 59.02 0.059 7.604 1.65 2.16 16.8 불량 14.4 비교예
A4 2.86 57.32 0.096 7.607 1.68 2.03 15.7 양호 29.0 발명예
A5 2.73 58.45 0.068 7.591 1.68 2.01 15.7 양호 29.4 발명예
A6 4.29 53.93 0.086 7.632 1.66 2.24 17.7 양호 32.1 비교예
A7 2.33 56.76 0.112 7.604 1.69 2.03 15.8 양호 30.9 발명예
A8 2.24 54.21 0.091 7.658 1.70 2.06 15.9 양호 31.6 발명예
A9 1.65 59.58 0.062 7.607 1.65 2.15 16.3 불량 21.2 비교예
A10 2.45 54.50 0.073 7.620 1.69 2.06 16.0 양호 31.6 발명예
A11 2.08 53.93 0.073 7.654 1.69 2.07 16.1 양호 31.5 발명예
A12 1.79 54.50 0.089 7.623 1.69 2.06 16.0 양호 32.4 발명예
A13 1.56 56.76 0.083 7.603 1.67 2.14 16.3 양호 33.2 비교예
A14 2.30 47.15 0.084 7.687 1.68 2.43 18.9 양호 34.8 비교예
표 1 및 표 2에서 나타나듯이, 본 발명의 조건을 만족하는 A4, A5, A7, A8, A10, A11, A12는 자기적 특성이 우수하였으며, 굴곡시험 결과 및 연신율도 모두 양호한 것으로 나타났다. 반면 [Si]/([Al]+[Mn]) 값이 본 발명의 범위를 초과하는 A3, A6은 자기적 특성이 열위하거나 굴곡시험 결과 및 연신율이 불량하게 나타났고, [Si]/([Al]+[Mn]) 값이 본 발명의 범위에 미달하는 A9, A13 역시 자기적 특성이 열위하거나 굴곡시험 결과 및 연신율이 불량한 것으로 나타났다. 13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2) 값이 본 발명의 범위를 초과하거나 미달하는 A2, A14도 자기적 특성이 열위하거나 굴곡시험 결과 및 연신율이 불량한 것으로 나타났다.
실시예 2
하기 표 3 및 표 4과 같이 조성되는 슬라브를 1130℃에서 가열하고, 870℃의 마무리온도로 열간압연하여 2.0mm의 두께의 열연판을 제조하였다. 열연판은 1030℃에서 100초간 소둔하고, 산세한 다음 0.35mm 두께로 냉간 압연하고, 990℃에서 110초간 최종 재결정 소둔을 하였다. 각 시편에 대한 [Si]/([Al]+[Mn]) 값, 13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2) 값, [P]+[Sn]+[Sb] 값, 자속밀도 (B50), 철손 (W15/50), 고주파 철손 (W10/400), 굴곡시험 결과 및 연신율을 하기 표 5에 정리하였다.
시편번호 Si
(%)		 Al
(%)		 Mn
(%)		 P
(%)		 Sn
(%)		 Sb
(%)		 C
(%)		 S
(%)		 N
(%)
B1 2.90 0.80 0.30 0.032 0.029 0.043 0.0032 0.0012 0.0029
B2 2.90 0.80 0.30 0.012 0.035 0.029 0.0017 0.0011 0.0023
B3 2.90 0.80 0.30 0.009 0.011 0.012 0.0025 0.0019 0.0031
B4 2.90 0.80 0.30 0.032 0.013 0.021 0.0024 0.0034 0.0019
B5 2.90 0.80 0.30 0.012 0.032 0.029 0.0032 0.0014 0.0023
B6 2.90 0.80 0.30 0.034 0.012 0.043 0.0017 0.0032 0.0023
B7 2.90 0.80 0.30 0.009 0.005 0.004 0.0024 0.0032 0.0012
C1 2.70 0.45 0.80 0.029 0.042 0.034 0.0023 0.0014 0.0017
C2 2.70 0.45 0.80 0.041 0.011 0.015 0.0019 0.0023 0.0029
C3 2.70 0.45 0.80 0.024 0.029 0.023 0.0031 0.0019 0.0011
C4 2.70 0.45 0.80 0.021 0.041 0.041 0.0029 0.0019 0.0012
C5 2.70 0.45 0.80 0.042 0.029 0.013 0.0029 0.0021 0.0032
C6 2.70 0.45 0.80 0.048 0.051 0.038 0.0014 0.0017 0.0021
C7 2.70 0.45 0.80 0.072 0.064 0.036 0.0021 0.0021 0.0017
시편
번호		 Ti
(%)		 Nb
(%)		 B
(%)		 Mg
(%)		 Zr
(%)		 V
(%)		 Cu
(%)		 비고
B1 0.0023 0.0011 0.0005 0.0023 0.0032 0.0019 0.0171 발명예
B2 0.0032 0.0012 0.0007 0.0018 0.0017 0.0023 0.0087 발명예
B3 0.0017 0.0023 0.0002 0.0038 0.0019 0.0022 0.0066 발명예
B4 0.0012 0.0019 0.0018 0.0029 0.0041 0.0038 0.0059 비교예
B5 0.0017 0.0024 0.0004 0.0076 0.0014 0.0082 0.0174 비교예
B6 0.0021 0.0012 0.0007 0.0019 0.0078 0.0031 0.0423 비교예
B7 0.0029 0.0014 0.0003 0.0031 0.0021 0.0014 0.0121 비교예
C1 0.0011 0.0024 0.0003 0.0016 0.0023 0.0021 0.0143 발명예
C2 0.0034 0.0011 0.0006 0.0035 0.0031 0.0029 0.0187 발명예
C3 0.0032 0.0012 0.0004 0.0019 0.0018 0.0034 0.0047 발명예
C4 0.0029 0.0019 0.0021 0.0037 0.0016 0.0026 0.0102 비교예
C5 0.0021 0.0023 0.0005 0.0021 0.0028 0.0017 0.0381 비교예
C6 0.0032 0.0021 0.0003 0.0018 0.0069 0.0072 0.0069 비교예
C7 0.0023 0.0029 0.0004 0.0081 0.0022 0.0030 0.0049 비교예
시편
번호		 식 1 값 식 2 값 식 3 값 B50
(T)		 W15/50
(W/kg)		 W10/400
(W/kg)		 굴곡
시험		 연신율 비고
B1 2.64 56.76 0.104 1.70 1.98 15.3 양호 29.7 발명예
B2 2.64 56.76 0.076 1.70 2.02 15.4 양호 30.2 발명예
B3 2.64 56.76 0.032 1.70 1.99 15.2 양호 29.9 발명예
B4 2.64 56.76 0.066 1.66 2.14 16.9 양호 28.9 비교예
B5 2.64 56.76 0.073 1.67 2.20 17.1 양호 30.7 비교예
B6 2.64 56.76 0.089 1.67 2.15 17.0 양호 30.2 비교예
B7 2.64 56.76 0.018 1.66 2.14 17.4 양호 31.1 비교예
C1 2.16 53.37 0.105 1.71 2.03 15.9 양호 31.2 발명예
C2 2.16 53.37 0.067 1.71 2.01 15.6 양호 30.1 발명예
C3 2.16 53.37 0.076 1.71 2.01 15.7 양호 30.2 발명예
C4 2.16 53.37 0.103 1.67 2.19 17.9 양호 30.9 비교예
C5 2.16 53.37 0.084 1.68 2.18 17.7 양호 29.8 비교예
C6 2.16 53.37 0.137 1.68 2.24 18.1 양호 31.3 비교예
C7 2.16 53.37 0.172 1.67 2.19 18.0 불량 17.2 비교예
표 5에 나타나듯이 본 발명의 범위에 해당하는 B1, B2, B3, C1, C2, C3은 자기적 특성이 우수하면서 동시에 굴곡시험 결과도 모두 양호한 것으로 나타났다. 반면 B4, B5, B6, C4, C5, C6은 B, Mg, Zr, V, Cu 중 하나 이상의 성분함량이 본 발명의 범위를 초과하여 자기적 특성이 열위하였다. B7은 P, Sn, Sb 성분함량의 합계가 본 발명의 범위에 미달하여 자기적 특성이 열위하였으며, C7은 Mg의 성분함량 뿐 아니라 P, Sn, Sb 성분함량의 합계 또한 본 발명의 범위를 초과하여 자기적 특성도 열위하면서 동시에 굴곡시험 결과 및 연신율도 불량하였다.
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 (13)

  1. 중량%로, Si: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 내지 식 3을 만족하고,
    B50이 1.68 내지 1.71T이고, W15/50이 1.98 내지 2.07W/kg이고, W10/400이 15.2 내지 16.1W/kg인 무방향성 전기강판.
    [식 1]
    1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
    [식 2]
    50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
    [식 3]
    0.025 ≤ [P]+[Sn]+[Sb] ≤ 0.15
    (단, 식 1 내지 식 3에서 [Si], [Al], [Mn], [P], [Sn] 및 [Sb]은 각각 Si, Al, Mn, P, Sn 및 Sb의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서,
    B를 0.001 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다), Mg, Zr 및 V를 각각 0.005 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다) 및 Cu를 0.025 중량% 이하(0중량%를 포함하지 않는다)를 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  3. 제1항에 있어서,
    하기 식 4로 계산되는 밀도가 7.57 내지 7.67g/cm3인 무방향성 전기강판.
    [식 4]
    7.865+(-0.0611*[Si]-0.102*[Al]+0.00589*[Mn])
    (단, 식 4에서 [Si], [Al] 및 [Mn]은 각각 Si, Al 및 Mn의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  4. 제1항에 있어서,
    인장시험 연신율이 24% 이상인 무방향성 전기강판.
  5. 제1항에 있어서,
    두께가 0.10 내지 0.35mm 인 무방향성 전기강판.
  6. 중량%로, Si: 2.5 내지 3.3%, Al: 0.05 내지 1%, Mn: 0.05 내지 1%, S: 0.01%이하(0%를 포함하지 않는다), N: 0.005%이하(0%를 포함하지 않는다), C: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb:0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다), P:0.001 내지 0.1%, Sn:0.001 내지 0.1%, 및 Sb:0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1 내지 식 3을 만족하는 슬라브를 가열한 후 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및
    상기 냉연판을 재결정 소둔하는 단계를 포함하고,
    제조된 무방향성 전기강판은 B50이 1.68 내지 1.71T이고, W15/50이 1.98 내지 2.07W/kg이고, W10/400이 15.2 내지 16.1W/kg인 무방향성 전기강판의 제조방법.
    [식 1]
    1.7≤[Si]/([Al]+[Mn])≤2.9
    [식 2]
    50≤13.25+11.3*([Si]+[Al]+[Mn]/2)≤60
    [식 3]
    0.025 ≤ [P]+[Sn]+[Sb] ≤ 0.15
    (단, 식 1 내지 식 3에서 [Si], [Al], [Mn], [P], [Sn] 및 [Sb]은 각각 Si, Al, Mn, P, Sn 및 Sb의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계에서, 상기 슬라브를 1100 내지 1200℃로 가열하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계에서, 마무리온도 800 내지 1000℃에서 열간 압연하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    열연판을 제조하고 850 내지 1150℃ 온도에서 소둔하는 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 슬라브는 B를 0.001 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다), Mg, Zr 및 V를 각각 0.005 중량% 이하(0 중량%를 포함하지 않는다) 및 Cu를 0.025 중량% 이하(0중량%를 포함하지 않는다)를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    제조된 강판은 하기 식 4로 계산되는 밀도가 7.57 내지 7.67g/cm3인 무방향성 전기강판의 제조방법.
    [식 4]
    7.865+(-0.0611*[Si]-0.102*[Al]+0.00589*[Mn])
    (단, 식 4에서 [Si], [Al] 및 [Mn]은 각각 Si, Al 및 Mn의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  12. 제6항에 있어서,
    제조된 강판은 인장시험 연신율이 24% 이상인 무방향성 전기강판의 제조방법.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 냉연판을 제조하는 단계에서, 0.10 내지 0.35mm 두께로 냉간 압연하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
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