KR102428115B1 - 방향성 전기강판의 제조 방법 - Google Patents

방향성 전기강판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간 압연하는 단계; 1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및 2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다. 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr가 될 수 있다.

Description

방향성 전기강판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING ORIENTIED ELECTRICAL STEEL SHEET}
방향성 전기강판의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로 AlN, MnS 등의 석출물 결정립성장 억제제를 사용하지 않는 방향성 전기강판의 제조 방법에 관한 것이다.
방향성 전기강판은 AlN, MnS 등의 석출물 결정립성장 억제제(Inhibitor)를 이용한 2차재결정에 의해 {110}<001> 집합조직 (Goss 집합조직)을 강판 전체에 형성시켜 압연방향의 자기적 특성이 뛰어나며 변압기 등의 우수한 일방향의 자기적 특성이 요구되는 정지기의 철심으로 사용되는 연자성 재료이다. 자기적 특성에는 자속밀도와 철손이 있으며, 압연 방향에 대하여 <001> 방향이 배향된 정도가 높을수록 자속밀도가 우수하다. 또한 철손은 강판두께와 불순물량이 낮을수록 자속밀도와 비저항이 높을수록 우수하고 전기기기의 전력손실을 줄이기 위하여 낮은 철손이 요구된다.
일반적으로 방향성 전기강판은 열간압연, 열연판 소둔, 냉간압연, 재결정 소둔, 최종 소둔 공정을 통하여 제조되며 Goss 집합조직을 강판 전체에 형성시키기 위해 2차재결정으로 불리는 비정상 결정립 성장 현상을 이용한다. 2차재결정은 석출물 등에 의해 결정립 성장이 억제된 상태에서 최종소둔 시에 억제력을 잃고 Goss 결정립이 비정상적으로 성장하는 현상을 말하며, 통상적으로 AlN, MnS 등의 석출물이 결정립성장 억제제로 사용된다.
방향성 전기강판에서 2차재결정이 안정적으로 형성되기 위해서는 적정한 크기의 석출물을 강판내에 균일하게 석출시켜야 하고 이러한 석출물 제어를 위해 복잡한 공정변수를 제어해야 한다. 또한 2차재결정이 완료된 최종 제품에 석출물이 잔존하면 자구(Magnetic domain)의 이동을 방해하여 철손을 증가시키므로 2차재결정 완료 후 석출물을 제거해야 한다. 이를 위해, 약 1200℃의 고온에서 장시간의 순화소둔 공정을 거치게 되고, 이때 AlN 석출물은 Al과 N이 분리되어 Al은 표면의 산소와 반응하여 Al2O3를 형성하여 제거되고 MnS 석출물은 Mn과 S가 분리되어 S가 표면으로 확산하여 수소와 반응하여 H2S로 배출되어 제거된다. 이와 같이 석출물 제어를 위한 복잡한 제조공정에 따른 문제점들을 해결하고 안정적인 자성 확보를 위해 석출물 등의 결정립성장 억제제를 사용하지 않는 방향성 정기강판 제조기술이 필요하다.
결정립성장 억제제를 사용하지 않는 방향성 전기강판 제조기술로 표면에너지를 이용하여 Goss 결정립을 성장시키는 방법이 있다. 표면에너지는 방위에 따라 다르고 진공에서 {110}, {001}, {111} 순으로 높으며 분위기에 따라 순서가 바뀐다. 비산화성 분위기에서 최종 소둔을 실시하여 표면에너지가 가장 낮은 {110}면을 갖는 Goss 결정립이 표면에너지가 높은 다른 결정립을 잠식하며 성장한다. 하지만 표면에너지에 의한 결정립 성장은 강판표면에 존재하는 결정립에만 적용되므로 강판두께가 얇아야 가능한 것으로 알려져 있다. 하지만 얇은 강판두께로 인해 냉간압연 공정에 부하가 심하여 생산성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 AlN, MnS 등의 석출물을 결정립성장 억제제로 사용하지 않고 적절한 공정 조건을 통해 집합조직을 제어하여 고온에서 장시간의 순화소둔을 하지 않고 Goss 집합조직을 형성시켜 우수한 자성을 갖는 방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간 압연하는 단계; 1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및 2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다. 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간 압연하는 단계; 1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및 2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다. 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 4 이상이고, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 300℃/hr가 될 수 있다.
슬라브를 재가열하는 단계에서 재가열 온도는 1000℃ 내지 1350℃가 될 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 900℃ 내지 1200℃의 온도에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
1차 냉간 압연하는 단계에서 압하율이 20 내지 65%이고, 2차 냉간 압연하는 단계에서 압하율이 20 내지 60%가 될 수 있다.
최종 소둔하는 단계에서, 비산화성 분위기는 진공 또는 수소 분위기가 될 수 있다.
최종 강판 두께가 0.2mm 내지 0.5mm가 될 수 있다.
슬라브는 Al, Mn, S 또는 N을 0.005 중량% 이하(0 중량%를 제외함)로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간 압연하는 단계; 열간 압연된 열연판을 전단변형 조직만 갖도록 가공하는 단계; 가공한 열연판을 냉간 압연하는 단계; 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다. 전단변형 조직만 갖도록 가공한 열연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr가 될 수 있다.
슬라브를 재가열하는 단계에서 재가열 온도는 1000℃ 내지 1350℃일 수 있다.
전단변형 조직만 갖도록 가공하는 단계는, 상하 압연롤 크기 또는 상하 압연롤 속도가 다른 비대칭압연일 수 있다.
냉간 압연하는 단계는 압하율이 40 내지 80%일 수 있다.
최종 소둔하는 단계에서, 비산화성 분위기는 진공 또는 수소 분위기일 수 있다.
최종 강판 두께가 0.2mm 내지 0.5mm 일 수 있다.
슬라브는 Al, Mn, S 또는 N을 0.005 중량% 이하(0 중량%를 제외함)로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 결정립성장 억제제 없이 집합조직 제어와 낮은 냉간압연 압하율에서의 Goss 결정립의 변형 및 재결정 거동과 비산화성 분위기의 최종 소둔에서 표면에너지를 이용하여 Goss 결정립을 강판전체에 성장시켜 우수한 자성을 갖는 방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 결정립성장 억제제 없이 제조하므로, 결정립 성장 억제제를 제거하기 위한 복잡한 공정이 불필요하여 공정이 단순화 되고 비용이 저감된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 결정립성장 억제제 없이 제조하므로, 석출물 제어를 위한 복잡한 공정변수가 제거되어 안정적인 철손 및 자속밀도의 확보가 가능하다.
도 1은 실시예 1의 열연판을 1차 냉간압연 후 방위분포(ODF, Orientation Distribution Function) 분석 결과이다.
도 2는 실시예 2의 열연판을 1차 냉간압연 후 방위분포(ODF, Orientation Distribution Function) 분석 결과이다.
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 실시예에서는 최종 냉간 압연 전 강판에서 Rot. Cube 결정립의 부피 분율에 대한 Goss 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)을 조절함으로써 결정립성장 억제제를 사용하지 않고, 우수한 자성을 갖는 방향성 전기강판을 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 Rot. Cube 결정립은 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립으로 정의되고, Goss 결정립은 110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립으로 정의된다. 더욱 구체적으로 Rot. Cube 결정립은 {001}<110> 방위로부터 5°이내의 방위를 갖는 결정립으로 정의되고, Goss 결정립은 110}<001> 방위로부터 5°이내의 방위를 갖는 결정립으로 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 1차 냉간 압연하는 단계; 1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔하는 단계; 중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및 2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다. 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr가 될 수 있다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 전술한 제조 방법과 동일하되, 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 4 이상인 경우, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 300℃/hr가 될 수 있다.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저 Si을 1.0 중량% 내지 4.5 중량%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열한다.
실리콘(Si)은 전기강판의 비저항을 증가시키고 자기이방성을 감소시켜 철손을 낮추는 역할을 한다. 함량이 1.0 중량% 미만인 경우에는 비저항 증가 및 자기이방성 감소 효과가 적어 철손이 열위하며, 4.5 중량% 초과인 경우에는 취성이 증가하여 냉간압연이 어려워지므로 슬라브에 1.0% 이상 4.5% 이하로 함유하는 것으로 한정한다.
본 발명의 일 실시예에서는 AlN, MnS 등의 석출물을 결정립성장 억제제로 사용하지 않기 때문에, 슬라브 내에 Al, N, Mn, S 등은 불순물로 취급되며, 가능하면 적게 포함되는 것이 바람직하다. 다만 제조 공정 과정에서 불가피하게 포함되는 경우를 제외하는 것은 아니며, 구체적으로 Al, Mn, S 또는 N을 0.005 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
재가열하는 단계에서 재가열 온도는 1000℃ 내지 1350℃ 가 될 수 있다. 전술한 온도 범위에서 재가열할 시, 후술할 최종 소둔 단계에서, Goss 결정립의 성장속도가 향상될 수 있다.
다음으로 재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조한다. 열연판 두께는 1mm 내지 3mm가 될 수 있다. 열간 압연하여 열연판을 제조한 이후, 추가로 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 시, Goss 결정립의 성장을 방해하는 방위인 Rot. Cube 결정립 등의 밴드조직을 더욱 제거할 수 있다. 열연판 소둔하는 단계에서 소둔 온도는 900℃ 내지 1200℃가 될 수 있다.
다음으로 열연판을 1차 냉간 압연한다. 이 때 압하율은 80% 이하가 되도록 하여 최종 냉간압연 전 집합조직을 제어할 수 있다. 더욱 구체적으로 압하율이 20 내지 65%가 될 수 있다.
다음으로 1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔한다. 중간소둔을 통해 최종 냉간압연 전 집합조직을 제어할 수 있다. 중간 소둔시 소둔 온도는 700℃ 내지 1000℃가 될 수 있다. 이 때, Rot. Cube 결정립의 부피 분율에 대한 Goss 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이 될 수 있다. 더욱 구체적으로 Rot. Cube 결정립의 부피 분율에 대한 Goss 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 4 이상이 될 수 있다. 집합 조직을 이와 같이 제어하여 후술할 최종 소둔 단계에서 Goss 결정립을 강하게 형성시킬 수 있다.
다음으로 중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연한다. 이 때 압하율은 70% 이하가 되도록 하여, 최종 소둔 시 Goss 결정립의 성장속도를 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 압하율이 20 내지 60%가 될 수 있다.
다음으로 2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔한다. 이 때, Goss 결정립이 강하게 형성된다. 최종 냉간압연 전 집합조직을 제어하여, Rot. Cube 결정립의 형성을 억제하면 최종 소둔시에 {110}면과 {111}면을 갖는 주요 방위인 Goss 결정립과 {111}<112> 결정립이 주로 형성되어 {110}면과 {111}면의 높은 표면에너지 차이에 의해 결정립성장의 Driving force가 증가하게 되고, 이로 인해 Goss 결정립의 성장속도가 증가하여 Goss 결정립을 두꺼운 강판에서도 성장시킬 수 있다. 또한, 낮은 냉간압연 압하율에서의 Goss 결정립의 변형 및 재결정 거동을 이용하여 Goss 결정립의 성장속도를 향상시키게 된다. Taylor factor가 가장 낮은 Goss와 Rot. Cube 방위는 낮은 냉간압연 압하율에서 통상의 방위와 다른 변형 및 재결정 거동을 갖는다. Taylor factor가 낮다는 것은 변형에 의한 Stored energy가 낮다는 의미로, 낮은 냉간압연 압하율에서는 Goss와 Rot. Cube 결정립들이 주변의 다른 방위를 갖는 결정립들에 비해 낮은 Stored energy를 갖기 때문에 최종 소둔 시에 높은 에너지를 갖는 주변 결정립들을 잠식하며 빠르게 성장한다. 따라서, 최종 냉간압연 전 Goss 결정립의 분율은 높고 Rot. Cube 결정립의 분율은 낮은 재결정 조직을 형성시켜 최종 소둔 시에 Goss 결정립이 성장할 수 있도록 한다.
구체적으로 비산화성 분위기는 진공 또는 수소 분위기를 의미한다. 최종 소둔은 1200℃까지 승온 속도가 5 내지 100℃/hr가 될 수 있다. Rot. Cube 결정립의 부피 분율에 대한 Goss 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 4 이상인 경우, 승온 속도를 더 빠르게 하는 것도 가능하며, 구체적으로 1200℃까지 승온 속도가 5 내지 300℃/hr가 될 수 있다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계; 재가열된 슬라브를 열간 압연하는 단계; 열간 압연된 열연판을 전단변형 조직만 갖도록 가공하는 단계; 가공한 열연판을 냉간 압연하는 단계; 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다. 전단변형 조직만 갖도록 가공한 열연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고, 최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr가 될 수 있다.
전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 또다른 일 실시예에서 열간 압연된 열연판을 전단변형 조직만 갖도록 가공하는 단계를 포함하며, 이는 구체적으로 상하 압연롤 크기 또는 상하 압연롤 속도가 다른 비대칭압연일 수 있다. 이를 통해 열연판에서 Rot. Cube 결정립의 부피 분율에 대한 Goss 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)을 3 이상으로 제어할 수 있다.
전술한 일 실시예와 달리 열연판에 대한 집합 조직을 제어한 경우, 냉간 압연을 1회 실시할 수 있으며, 이 때, 압하율이 40 내지 80%가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 최종 강판 두께가 0.2mm 내지 0.5mm가 될 수 있으며, 자속밀도 B10이 1.88T 이상의 우수한 자성을 갖게 된다.
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
중량%로 Si을 3.0% 함유하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 1050℃의 온도로 재가열 한 후 열간압연을 실시하여 2mm 두께의 열연판을 제조하고 냉간압연을 압하율 65, 70, 80%로 실시하여 800℃의 온도로 중간소둔하여 재결정조직을 형성시켰으며, 그 다음 Goss 결정립 성장을 위해 압하율 30, 40, 50%로 냉간압연을 실시하였다. 최종 소둔은 1200℃의 온도까지 15 또는 240℃/hr의 승온속도로 진공에서 실시하였다. 공정조건에 대한 결과를 표 1에 나타내었다. 표에서, Goss와 Rot. Cube의 분율은 EBSD 분석을 통해 얻었으며, Tolerance angle은 15°이다. ODF 분석 결과는 도 1에 나타내었다.
1차 냉간압연 압하율
(%) 		중간소둔 후 Goss/Rot. Cube 비 2차 냉간압연 압하율
(%) 		최종
강판두께
( mm ) 		최종 소둔
승온속도
(℃/ hr ) 		자속밀도
B10
( Tesla ) 		구분
65 3.0 50 0.35 15 1.89 발명예
65 40 0.42 15 1.89
65 30 0.49 15 1.88
65 0 0.70 15 1.55 비교예
65 30 0.49 240 1.85
70 0.5 0 0.60 15 1.53
70 30 0.42 15 1.71
80 0.7 0 0.40 15 1.54
80 30 0.28 15 1.69
80 30 0.28 240 1.65
표 1에서 나타나듯이, 최종 냉간압연 전 Rot. Cube 결정립의 분율 대비 Goss 결정립의 분율의 비가 3.0 이상인 경우에 자속밀도 B10이 1.88T 이상인 방향성 전기강판을 제조할 수 있었다.
1차 냉간압연에서 압하율이 70% 이상이면, 중간소둔 후에 Goss 결정립의 분율이 급격히 감소하여 2차 압연 및 최종 소둔 승온속도와 관계없이 B10이 1.88T 미만이었다. 1차 냉간압연에서 압하율이 65%이며 최종 소둔 승온속도가 15℃/hr 인 경우, 2차 냉간압연 없이 최종 소둔을 실시하면 B10이 1.55T로 Goss 결정립이 성장하지 않았지만, 30, 40, 50%의 낮은 압하율로 2차 냉간압연을 실시하면 B10이 1.88T 이상 되었다. 이를 통해, 낮은 압하율의 2차 압연을 통해 Goss 결정립의 성장이 촉진된 것을 확인 할 수 있다. 반면, 승온속도가 240℃/hr로 증가하면 B10이 1.85T로 소폭 열위하였으며, 이는 1차 중간소둔 후 Goss 결정립의 분율과 Rot. Cube 결정립의 분율의 비가 증가하면 Goss 결정립의 성장이 촉진되어 자속밀도가 향상된 것으로 분석된다.
실시예 2
중량%로 Si을 3.0% 함유하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 1050℃의 온도로 재가열 한 후 열간압연을 실시하여 1.5mm 두께의 열연판을 제조하고 정적재결정과 결정립성장으로 집합조직을 약화시키기 위해 1050℃에서 열연판 소둔을 실시한 후 냉간압연을 압하율 65, 80%로 실시하여 800℃의 온도로 중간소둔하여 재결정조직을 형성시켰으며, 그 다음 Goss 결정립 성장을 위해 압하율 30, 50%로 냉간압연을 실시하였다. 최종 소둔은 1200℃의 온도까지 15, 240℃/hr의 승온속도로 진공에서 실시하였다. 공정조건에 대한 결과를 표 2에 나타내었다. 표에서, Goss와 Rot. Cube의 분율은 EBSD 분석을 통해 얻었으며, Tolerance angle은 15°이다. ODF 분석 결과는 도 2에 나타내었다.
1차 냉간압연 압하율
(%) 		중간소둔 후G o ss/ Rot . Cube 비 2차 냉간압연 압하율
(%) 		최종
강판두께
( mm ) 		최종 소둔
승온속도
(℃/ hr ) 		자속밀도
B10
( Tesla ) 		구분
65 4.4 30 0.37 15 1.90 발명예
65 50 0.26 15 1.92
65 50 0.26 240 1.89
65 0 0.53 15 1.80 비교예
80 0.9 30 0.21 240 1.63
표 2와 같이, 1차 중간소둔 후 Rot. Cube 결정립의 분율 대비 Goss 결정립의 분율의 비가 표 1에 비해 증가하였다. 이는 열연판 소둔에 의해 냉간압연 전 강판의 집합조직에서 Rot. Cube 방위의 밴드조직이 없었기 때문이다. 1차 냉간압연에서 압하율이 80%인 경우 자속밀도가 열위하였지만, 압하율이 65%인 경우에는 승온속도 및 2차 냉간압연 압하율과 관계없이 자속밀도 B10이 1.88T 이상이었다. 특히, 최종 소둔 승온속도가 240℃/hr 일 경우에도, B10이 1.89T로 높았으며, 통상적으로 15℃/hr 정도의 느린 승온속도에서만 Goss 결정립이 성장하는 것에 비해 빠른 승온속도에서도 강판 전체에 Goss 집합조직이 형성되었다.
실시예 3
중량%로 Si을 3.0% 함유하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 1100℃의 온도로 재가열 한 후 열간압연을 실시하고 상하 압연롤 속도가 다른 비대칭압연을 통해 전단변형 조직만 갖도록 가공하여 1mm 두께의 열연판을 제작하고 압하율 50, 60, 70, 80%로 냉간압연을 실시하였다. 최종 소둔은 1200℃의 온도까지 15℃/hr 의 승온속도로 비산화성 분위기인 진공에서 실시하였다. 공정조건에 대한 결과를 표 3에 나타내었다. 표에서, Goss와 Rot. Cube의 분율은 EBSD 분석을 통해 얻었으며, Tolerance angle은 15°이다.
열연판 Goss / Rot . Cube 비 냉간압연
압하율 		최종
강판두께
( mm ) 		최종 소둔
승온속도
(℃/ hr ) 		자속밀도
B10
( Tesla ) 		구분
15 50% 0.50 15 1.93 발명예
60% 0.40 15 1.96
70% 0.30 15 1.97
80% 0.20 15 1.94
표 3과 같이, Goss 방위를 포함한 전단변형조직만을 갖는 열연판의 Rot. Cube 결정립의 분율 대비 Goss 결정립의 분율의 비는 실시예 1, 2에 비해 매우 높다. 그로 인해, 냉간압연 압하율에 상관없이 모두 높은 자속밀도를 갖는다.
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 (15)

  1. 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계;
    재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    열연판을 1차 냉간 압연하는 단계;
    1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔하는 단계;
    중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및
    2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계
    를 포함하고,
    상기 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고,
    최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr인 방향성 전기강판의 제조방법.
  2. 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계;
    재가열된 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    열연판을 1차 냉간 압연하는 단계;
    1차 냉간 압연된 냉연판을 중간 소둔하는 단계;
    중간 소둔된 냉연판을 2차 냉간 압연하는 단계; 및
    2차 냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계
    를 포함하고,
    상기 중간 소둔된 냉연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 4 이상이고,
    최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 300℃/hr인 방향성 전기강판의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 슬라브를 재가열하는 단계에서 재가열 온도는 1000℃ 내지 1350℃인 방향성 전기강판의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 900℃ 내지 1200℃의 온도에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 1차 냉간 압연하는 단계에서 압하율이 20 내지 65%이고, 상기 2차 냉간 압연하는 단계에서 압하율이 20 내지 60%인 방향성 전기강판의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 최종 소둔하는 단계에서, 상기 비산화성 분위기는 진공 또는 수소 분위기인 방향성 전기강판의 제조방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    최종 강판 두께가 0.2mm 내지 0.5mm 인 방향성 전기강판의 제조방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 슬라브는 Al, Mn, S 또는 N을 0.005 중량% 이하(0 중량%를 제외함)로 더 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  9. 중량%로 Si을 1.0% 내지 4.5%를 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 재가열하는 단계;
    재가열된 슬라브를 열간 압연하는 단계;
    열간 압연된 열연판을 전단변형 조직만 갖도록 가공하는 단계;
    가공한 열연판을 냉간 압연하는 단계;
    냉간 압연된 냉연판을 비산화성 분위기에서 최종 소둔하는 단계
    를 포함하고,
    전단변형 조직만 갖도록 가공한 열연판에서 {001}<110> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vrot)에 대한 {110}<001> 방위로부터 15°이내의 방위를 갖는 결정립의 부피 분율(Vgoss)의 비율(Vgoss/Vrot)이 3 이상이고,
    최종 소둔 하는 단계에서 승온 속도가 5 내지 100℃/hr인 방향성 전기강판의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 슬라브를 재가열하는 단계에서 재가열 온도는 1000℃ 내지 1350℃인 방향성 전기강판의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전단변형 조직만 갖도록 가공하는 단계는, 상하 압연롤 크기 또는 상하 압연롤 속도가 다른 비대칭압연인 방향성 전기강판의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 냉간 압연하는 단계는 압하율이 40 내지 80% 인 방향성 전기강판의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 최종 소둔하는 단계에서, 상기 비산화성 분위기는 진공 또는 수소 분위기인 방향성 전기강판의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    최종 강판 두께가 0.2mm 내지 0.5mm 인 방향성 전기강판의 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 슬라브는 Al, Mn, S 또는 N을 0.005 중량% 이하(0 중량%를 제외함)로 더 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
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