KR20240098445A - Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로 Si: 4.0 내지 7.0%, Al:0.001 내지 3.0%, 및 Mn: 0.03 내지 2.0% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 강판의 표면으로부터 강판 내부 방향으로 산화층이 존재하고, 상기 산화층으로부터 강판 내부 방향으로 금속간 화합물 층이 존재한다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains Si: 4.0 to 7.0%, Al: 0.001 to 3.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight, and includes the balance Fe and inevitable impurities, and is a steel sheet. An oxidation layer exists from the surface toward the inside of the steel sheet, and an intermetallic compound layer exists from the oxidation layer toward the inside of the steel sheet.
Description
본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 강판 표면에서 강판 내부로 Si를 확산하여 자성을 향상시키고 동시에 절연성을 향상시킨 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet and a method of manufacturing the same. Specifically, an embodiment of the present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet in which Si is diffused from the surface of the steel sheet into the inside of the steel sheet to improve magnetism and at the same time improve insulation, and a method of manufacturing the same.
전자기기의 철심 재료로 사용되고 있는 무방향성 전기강판은 기기의 효율화와 소형화에 따라 높은 자속밀도와 낮은 철손이 요구되고 있다. 자속밀도가 높을 수록 같은 성능을 구현하는데 드는 철심의 양이 적게 소요되므로 전기기기의 소형화가 가능하고, 철손이 낮을수록 에너지 손실이 작기 때문에 고효율 모터의 제조를 위해서는 상기 특성의 확보가 필수적이다.Non-oriented electrical steel sheets, which are used as iron core materials for electronic devices, are required to have high magnetic flux density and low iron loss as devices become more efficient and miniaturized. The higher the magnetic flux density, the smaller the amount of iron core required to achieve the same performance, making it possible to miniaturize electric devices. The lower the iron loss, the smaller the energy loss, so securing the above characteristics is essential for manufacturing high-efficiency motors.
에너지 손실을 일으키는 철손은 히스테리시스 손실과 와전류 손실로 구성되며, 전자기기의 작동 주파수가 높은 고효율 모터의 경우 와전류 손실의 영향이 증가한다. 와전류 손실은 철심에 자장이 유도될 때 생기는 와전류에 의한 발열이며 이를 감소시키기 위해 일반적으로 전기강판 내부에 Si 혹은 Al 등과 같은 비저항 원소의 함유량을 높이는 방법이 효과적이다. 또한 Si 함량이 특정 수준 이상 높이면 소음의 원인이 되는 자왜가 0으로 감소하고 투자율이 최대로 증가함에 따라 고주파 특성이 우수한 전기강판의 제조가 가능하다. Core loss that causes energy loss consists of hysteresis loss and eddy current loss, and in the case of high-efficiency motors with high operating frequencies of electronic devices, the impact of eddy current loss increases. Eddy current loss is heat generation caused by eddy currents that occur when a magnetic field is induced in the iron core. In order to reduce this loss, it is generally effective to increase the content of resistivity elements such as Si or Al inside the electrical steel sheet. In addition, when the Si content is increased above a certain level, magnetostriction, which causes noise, is reduced to 0 and permeability is increased to the maximum, making it possible to manufacture electrical steel sheets with excellent high-frequency characteristics.
그러나, Si 함량이 높아질수록 전기강판의 연성이 현저히 감소하여 통상적인 압연 공정으로는 박막의 전기강판을 제조하기 어려운 한계가 있다. However, as the Si content increases, the ductility of the electrical steel sheet significantly decreases, making it difficult to manufacture thin-film electrical steel sheets using a typical rolling process.
이러한 압연 공정의 한계를 극복하기 위하여 냉간압연이 완료된 강판 표면에 SiCl4 가스를 이용하는 기술로 Si를 확산시켜 강판 내 Si 함량을 높인 전기강판을 제조하는 기술이 제안되었다. 그러나, 이 방법은 독성이 강하고 화학적으로 불안정한 SiCl4 가스를 이용하는 기술로 고진공 조건에서 반드시 생산해야 되는 설비의 제약이 있어 500mm 이상의 폭을 갖는 전기강판을 생산하기 어렵다. 또한 고진공 조건에서 FeCl2 등 부생 가스가 발생되어 환경적으로도 유해하고 절연특성이 열위한 문제점이 있어 근본적인 해결이 필요하다. In order to overcome these limitations of the rolling process, a technology has been proposed to manufacture electrical steel sheets that increase the Si content in the steel sheets by diffusing Si using SiCl 4 gas on the surface of the cold rolled steel sheet. However, this method uses SiCl 4 gas, which is highly toxic and chemically unstable, and has limitations in the equipment that must be produced under high vacuum conditions, making it difficult to produce electrical steel sheets with a width of 500 mm or more. In addition, under high vacuum conditions, by-product gases such as FeCl 2 are generated, which is environmentally harmful and has poor insulation properties, so a fundamental solution is needed.
본 발명의 일 실시예에서는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서는 강판 표면에서 강판 내부로 Si를 확산하여, 자성을 향상시키고 동시에 절연성을 향상시킨 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention seeks to provide a non-oriented electrical steel sheet and a manufacturing method thereof. Specifically, an embodiment of the present invention seeks to provide a non-oriented electrical steel sheet and a manufacturing method thereof in which Si is diffused from the surface of the steel sheet into the inside of the steel sheet to improve magnetism and insulation at the same time.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로 Si: 4.0 내지 7.0%, Al:0.001 내지 3.0%, 및 Mn: 0.03 내지 2.0% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 강판의 표면으로부터 강판 내부 방향으로 산화층이 존재하고, 산화층으로부터 강판 내부 방향으로 금속간 화합물 층이 존재한다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains Si: 4.0 to 7.0%, Al: 0.001 to 3.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight, and includes the balance Fe and inevitable impurities, and is a steel sheet. An oxidation layer exists from the surface toward the inside of the steel sheet, and an intermetallic compound layer exists from the oxidation layer toward the inside of the steel sheet.
금속간 화합물 층은 Fe3Al 및 Fe2SiO4 등과 같이 일정한 정량 비에 의해서 금속간 화합물이 형성된 층을 의미한다. 구체적으로 이러한 금속간 화합물을 10at%이상 포함할 수 있다.The intermetallic compound layer refers to a layer in which intermetallic compounds are formed at a certain quantitative ratio, such as Fe 3 Al and Fe 2 SiO 4 . Specifically, it may contain more than 10 at% of these intermetallic compounds.
산화층은 산소를 10 중량% 이상 포함할 수 있다. 즉, Fe3Al, Fe2SiO4, Fe2Si5, Fe3Si와 같은 Fe계 산화물, Fe-Si-O Alloy를 포함할 수 있다.The oxide layer may contain 10% by weight or more of oxygen. That is, it may include Fe-based oxides such as Fe 3 Al, Fe 2 SiO 4 , Fe 2 Si 5 , and Fe 3 Si, and Fe-Si-O Alloy.
금속간 화합물층의 두께는 8㎛ 내지 20㎛ 일 수 있다.The thickness of the intermetallic compound layer may be 8㎛ to 20㎛.
산화층의 두께는 0.10 ㎛ 내지 5㎛ 일 수 있다.The thickness of the oxide layer may be 0.10 ㎛ to 5 ㎛.
판 두께 중심 위치(t/2)의 Si 함유량 [C-MSi]와 상기 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Si 최대 함유량 [S-MSi]의 차이 ([S-MSi]-[C-MSi])로서 정의되는 ΔSi가 0.1 중량% 이상일 수 있다.The difference between the Si content [CM Si ] at the center of the plate thickness (t/2) and the maximum Si content [SM Si ] in the area up to 5% of the total thickness from the surface of the non-oriented electrical steel sheet to the inside ([SM Si ΔSi, defined as ]-[CM Si ]), may be 0.1% by weight or more.
판 두께 중심 위치(t/2)의 Al 함유량 [C-MAl]와 상기 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Al 최대 함유량 [S-MAl]의 차이 ([S-MAl]-[C-MAl])로서 정의되는 ΔAl이 0.1 중량% 이상일 수 있다.The difference between the Al content [CM Al ] at the center position of the sheet thickness (t/2) and the maximum Al content [SM Al ] in the area up to 5% of the total thickness in the inner direction from the surface of the non-oriented electrical steel sheet ([SM Al ΔAl, defined as ]-[CM Al ]), may be 0.1% by weight or more.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 C: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), N: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), S: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), Ti: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), 및 V: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has C: 0.005% by weight or less (excluding 0%), N: 0.005% by weight or less (excluding 0%), S: 0.005% by weight or less (excluding 0%) (excluding 0%), Ti: 0.005 wt% or less (excluding 0%), Nb: 0.005 wt% or less (excluding 0%), and V: 0.005 wt% or less (excluding 0%). It may include more than the above.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 P: 0.1 중량% 이하(0%를 제외함), Cu: 0.005 내지 0.2 중량%, Cr: 0.01 내지 0.5 중량%, Sn:0.1 중량% 이하(0%를 제외함), Sb: 0.1 중량% 이하(0%를 제외함), Ni:0.05 중량% 이하(0%를 제외함), 및 Zn:0.01 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains P: 0.1% by weight or less (excluding 0%), Cu: 0.005 to 0.2% by weight, Cr: 0.01 to 0.5% by weight, Sn: 0.1% by weight or less ( 0% or less), Sb: 0.1% by weight or less (excluding 0%), Ni: 0.05% by weight or less (excluding 0%), and Zn: 0.01% by weight or less (excluding 0%). One or more types may be included.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Bi: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함), Pb: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함), Ge: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함) 및 As: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함) 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has Bi: 0.200 wt% or less (excluding 0%), Pb: 0.200 wt% or less (excluding 0%), Ge: 0.200 wt% or less (0%) (excluding 0%) and As: 0.200% by weight or less (excluding 0%) may further include one or more types.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mo: 0.03 중량% 이하(0%를 제외함), B: 0.0050 중량% 이하(0%를 제외함), Ca: 0.0050 중량% 이하(0%를 제외함), 및 Mg: 0.0050 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has Mo: 0.03% by weight or less (excluding 0%), B: 0.0050% by weight or less (excluding 0%), Ca: 0.0050% by weight or less (0%) may further include one or more of Mg: 0.0050% by weight or less (excluding 0%).
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로 Si: 0.3 내지 4.0%, Al:0.001 내지 2.0%, 및 Mn: 0.03 내지 2.0% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 냉연판을 제조하는 단계; 냉연판 표면에 Si 화합물을 포함하는 Si 확산 조성물을 도포하는 단계; 및 냉연판을 확산소둔하는 단계를 포함한다.The method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes Si: 0.3 to 4.0%, Al: 0.001 to 2.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight, and the balance includes Fe and inevitable impurities. manufacturing a cold rolled sheet; Applying a Si diffusion composition containing a Si compound to the surface of a cold rolled sheet; and diffusion annealing the cold rolled sheet.
확산소둔하는 단계는 이슬점이 -25℃이하인 분위기에서 소둔하는 제1 확산소둔 단계 및 이슬점이 -10 내지 50℃인 분위기에서 소둔하는 제2 확산소둔 단계를 포함한다.The diffusion annealing step includes a first diffusion annealing step of annealing in an atmosphere with a dew point of -25°C or lower and a second diffusion annealing step of annealing in an atmosphere with a dew point of -10 to 50°C.
Si 확산 조성물은 Al 화합물을 더 포함하고, 고형분으로 Si 화합물 100 중량부 및 Al 화합물 1 내지 50 중량부 포함할 수 있다.The Si diffusion composition further includes an Al compound, and may include 100 parts by weight of the Si compound and 1 to 50 parts by weight of the Al compound in solid content.
Si 확산 조성물은 Li, B, Ca, Sr, Mg, Al P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn 및 Ba 중에서 선택되는 적어도 1종을 성분으로 포함하는 산화물, 질화물, 탄화물 또는 산질화물을 포함하는 세라믹 분말을 10 내지 1000 중량부 더 포함할 수 있다.The Si diffusion composition is an oxide containing at least one selected from Li, B, Ca, Sr, Mg, Al P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn and Ba as a component. , it may further include 10 to 1000 parts by weight of ceramic powder containing nitride, carbide, or oxynitride.
Si 화합물의 평균 입도는 1 내지 850nm일 수 있다.The average particle size of the Si compound may be 1 to 850 nm.
Al 화합물의 평균 입도는 8 내지 2500nm일 수 있다. The average particle size of the Al compound may be 8 to 2500 nm.
세라믹 분말의 평균 입도는 8 내지 2500nm일 수 있다.The average particle size of the ceramic powder may be 8 to 2500 nm.
Si 확산 조성물을 도포하는 단계에서 Si 확산 조성물의 도포량은 0.1 내지 300g/m2일 수 있다.In the step of applying the Si diffusion composition, the application amount of the Si diffusion composition may be 0.1 to 300 g/m 2 .
제1 확산 소둔 단계 및 제2 소둔 단계 각각의 균열 이전에 300 내지 400℃의 온도 구간을 5 내지 50℃/hr의 속도로 승온할 수 있다.Before cracking in each of the first diffusion annealing step and the second annealing step, the temperature range of 300 to 400°C may be increased at a rate of 5 to 50°C/hr.
제1 확산소둔 단계는 균열온도가 800 내지 1200℃이고, 제2 확산소둔 단계는 균열온도가 450 내지 680℃일 수 있다.The first diffusion annealing step may have a cracking temperature of 800 to 1200°C, and the second diffusion annealing step may have a cracking temperature of 450 to 680°C.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 자속밀도 및 고주파 철손이 우수하다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has excellent magnetic flux density and high-frequency iron loss.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 제조 공정 등에서 환경에 유해한 부생 가스가 발생하지 않으며, 친환경적인 제조 방법을 제공한다.The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention does not generate environmentally harmful by-product gases during the manufacturing process, etc., and provides an environmentally friendly manufacturing method.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 금속간 화합물 층을 적절히 형성하여, 절연피막을 별도로 형성하지 않거나, 그 두께를 얇게 형성하더라도 절연성이 우수하다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has excellent insulating properties by appropriately forming an intermetallic compound layer, even if an insulating film is not formed separately or is thinly formed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a schematic diagram schematically showing the cross section of a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
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.Terms such as first, second, and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers, and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the first part, component, region, layer or section described below may be referred to as the second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
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.The terminology used herein is only intended to refer to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary. As used in the specification, the meaning of "comprising" refers to specifying a particular characteristic, area, integer, step, operation, element and/or ingredient, and the presence or presence of another characteristic, area, integer, step, operation, element and/or ingredient. This does not exclude addition.
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.When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part or may be accompanied by another part in between. In contrast, when a part is said to be "directly on top" of another part, there is no intervening part between them.
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.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as those generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries are further interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.Additionally, unless specifically stated, % means weight%, and 1ppm is 0.0001% by weight.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, further including an additional element means replacing the remaining iron (Fe) by the amount of the additional element.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로 Si: 4.0 내지 7.0%, Al:0.001 내지 3.0%, 및 Mn: 0.03 내지 3.0% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains Si: 4.0 to 7.0%, Al: 0.001 to 3.0%, and Mn: 0.03 to 3.0% by weight, and includes the balance Fe and inevitable impurities.
먼저 무방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.First, the reason for the limitation of the components of non-oriented electrical steel sheet will be explained.
Si: 4.0 내지 7.0 중량%Si: 4.0 to 7.0% by weight
규소(Si)는 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추는 역할을 하므로 비교적 다량 첨가되어야 한다. Si 함량이 증가할수록 와전류 손실을 줄여, 고주파수에서의 철손을 낮출 수 있다. 특히 Si가 6.0 중량% 이상 포함되면, 소음의 원인이 되는 자왜가 0으로 감소하고 투자율이 최대로 증가함에 따라 고주파 특성이 우수한 전기강판의 제조가 가능하다. 그러나, Si 함량이 4 중량% 이상이 되면 전기강판의 연성이 현저히 감소하여 통상적인 압연 공정으로는 전기강판을 제조하기 어려운 한계가 있다.Silicon (Si) plays a role in lowering iron loss by increasing the resistivity of the material, so it must be added in a relatively large amount. As the Si content increases, eddy current loss can be reduced, lowering iron loss at high frequencies. In particular, when more than 6.0% by weight of Si is included, magnetostriction, which causes noise, is reduced to 0 and permeability is increased to the maximum, making it possible to manufacture electrical steel sheets with excellent high-frequency characteristics. However, when the Si content exceeds 4% by weight, the ductility of the electrical steel sheet decreases significantly, making it difficult to manufacture the electrical steel sheet using a typical rolling process.
본 발명의 일 실시예에서는 강판 표면에서 강판 내부로 Si를 확산시켜 강판 내에 Si를 4 중량% 이상 첨가한다. 강판 내에 Si가 너무 적으면 전술한 Si로 인한 효과를 기대하기 어렵다. Si가 너무 많이 포함되면 전기강판을 모터 등의 제품으로 가공할 때, 가공성이 열위해지는 문제가 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표면으로부터 내부로의 Si 확산으로 인해, 강판 두께 방향으로 Si의 농도 구배가 존재할 수 있으며, 별도의 설명이 없는 한, 강판 내 Si 함량이란 두께 방향으로의 평균 함량을 의미한다. 평균 함량이란 강판 내의 Si가 강판 두께 방향으로 균일하게 분포한다고 가정할 시, 함량을 의미한다. 더욱 구체적으로 Si를 4.5 내지 6.5 중량% 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, more than 4% by weight of Si is added to the steel sheet by diffusing Si from the surface of the steel sheet into the inside of the steel sheet. If there is too little Si in the steel sheet, it is difficult to expect the above-mentioned effect due to Si. If too much Si is included, there is a problem that processability becomes poor when processing electrical steel sheets into products such as motors. In one embodiment of the present invention, due to Si diffusion from the surface to the inside, a concentration gradient of Si may exist in the thickness direction of the steel sheet, and unless otherwise specified, the Si content in the steel sheet refers to the average content in the thickness direction. do. The average content refers to the content assuming that Si in the steel sheet is uniformly distributed in the thickness direction of the steel sheet. More specifically, it may contain 4.5 to 6.5% by weight of Si.
무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Si 최대 함유량이 4.0 내지 8.0 중량%이고, 판 두께 중심 위치(t/2)의 Si 함량이 0.3 내지 7.5 중량%일 수 있다. The maximum Si content in the area of up to 5% of the total thickness from the surface of the non-oriented electrical steel sheet to the inside may be 4.0 to 8.0% by weight, and the Si content at the center of the sheet thickness (t/2) may be 0.3 to 7.5% by weight. there is.
본 발명의 일 실시예에서 강판 표면에서 강판 내부로 Si를 확산시켜 고농도의 Si를 포함하는 강판을 제조하므로, 강판 두께 방향으로 농도 구배가 발생할 수 있다. 즉, 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역(즉, 표면부)에서의 Si 최대 함유량은 4.0 내지 8.0 중량%일 수 있다. 표면부에서 Si 함량이 낮으면 충분한 Si가 확산되지 못했다는 의미이며, 고농도 Si를 통한 고주파 철손의 향상이 충분히 얻어지지 않을 수 있다. Si 함량이 너무 높으면, Si가 표면부에만 다량 존재하고, 강판 내부로 확산되지 못했다는 의미이며, 이 역시 고농도 Si를 통한 고주파 철손의 향상이 충분히 얻어지지 않을 수 있다. Si 최대 함유량은 두께 방향으로 표면부의 Si농도를 측정할 시, 가장 높은 Si 함유량을 의미한다. Si 최대 함유량은 비파괴 분석 방법인 EPMA(Electron Probe Micro-Analyzer) 혹은 주사전자현미경/에너지분산형 엑스선분광기(Scanning Electron Microscope/Energy-dispersive, X-ray spectroscopy (SEM/EDX) 으로 측정할 수 있다. 더욱 구체적으로 표면부에서의 Si 최대 함유량은 4.5 내지 7.5 중량%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, a steel sheet containing a high concentration of Si is manufactured by diffusing Si from the surface of the steel sheet into the inside of the steel sheet, so a concentration gradient may occur in the thickness direction of the steel sheet. That is, the maximum Si content in the area from the surface of the non-oriented electrical steel sheet to 5% of the total thickness in the inner direction (i.e., the surface portion) may be 4.0 to 8.0 wt%. If the Si content is low in the surface area, it means that sufficient Si has not diffused, and sufficient improvement in high-frequency iron loss through high-concentration Si may not be achieved. If the Si content is too high, it means that a large amount of Si exists only on the surface and has not diffused into the steel sheet, and this also may not sufficiently improve high-frequency iron loss through high-concentration Si. The maximum Si content refers to the highest Si content when measuring the Si concentration of the surface part in the thickness direction. The maximum Si content can be measured using a non-destructive analysis method, EPMA (Electron Probe Micro-Analyzer) or Scanning Electron Microscope/Energy-dispersive, X-ray spectroscopy (SEM/EDX). More specifically, the maximum Si content in the surface portion may be 4.5 to 7.5% by weight.
판 두께 중심 위치란 판 전체 두께의 절반 위치를 의미한다. 이하에서는 중심부로 지칭한다. 중심부에서 Si 함량이 낮으면 충분한 Si가 확산되지 못했다는 의미이며, 고농도 Si를 통한 고주파 철손의 향상이 충분히 얻어지지 않을 수 있다. 중심부에서 Si 함량이 너무 높으면 가공성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 중심부에서의 Si 함유량은 2.5 내지 6.0 중량% 일 수 있다.The center position of the plate thickness refers to the position of half of the entire thickness of the plate. Hereinafter, it is referred to as the center. If the Si content is low in the center, it means that sufficient Si has not diffused, and sufficient improvement in high-frequency iron loss through high-concentration Si may not be achieved. If the Si content is too high in the center, problems with poor machinability may occur. More specifically, the Si content in the center may be 2.5 to 6.0% by weight.
판 두께 중심 위치(t/2)의 Si 함유량 [C-MSi]와 상기 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Si 최대 함유량 [S-MSi]의 차이 ([S-MSi]-[C-MSi])로서 정의되는 ΔSi가 0.1 중량% 이상일 수 있다. 중심부와 표면부에서 Si 함량 차이가 적절히 존재할 시, 고주파 철손 및 가공성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 ΔSi는 0.5 내지 3.0 중량% 일 수 있다.The difference between the Si content [CM Si ] at the center of the plate thickness (t/2) and the maximum Si content [SM Si ] in the area up to 5% of the total thickness from the surface of the non-oriented electrical steel sheet to the inside ([SM Si ΔSi, defined as ]-[CM Si ]), may be 0.1% by weight or more. When there is an appropriate difference in Si content between the center and the surface, high-frequency iron loss and processability can be further improved. More specifically, ΔSi may be 0.5 to 3.0 weight%.
전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에서 확산소둔에 의해 Si 확산 조성물 내의 Si 화합물 내의 Si 가 확산되어, Si 함량이 증가하며, Si 확산 전의 강판에는 Si를 전술한 것에 비해 적게 포함할 수 있다. 구체적으로 슬라브 및 확산 전 냉연판 내에는 Si를 2.0 내지 3.5 중량% 포함할 수 있다. 슬라브 및 확산 전 냉연판 내에 Si가 너무 적으면, 확산에 필요한 Si양이 증가하고, 확산 소둔에 장시간 소요되어, 효율이 높지 않으며, 판 두께별로 Si 함량 차이가 커져 적절한 고주파 철손을 얻기 어렵다. 슬라브 및 확산 전 냉연판 내에 Si가 너무 많으면, 냉간압연 과정 중에서 강판이 파단되거나, 강판 내 결함이 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 슬라브 내 Si는 2.3 내지 3.3 중량% 일 수 있다. As described above, in one embodiment of the present invention, Si in the Si compound in the Si diffusion composition is diffused by diffusion annealing, thereby increasing the Si content, and the steel sheet before Si diffusion may contain less Si compared to the above-mentioned amount. Specifically, the slab and the cold rolled sheet before diffusion may contain 2.0 to 3.5% by weight of Si. If there is too little Si in the slab or cold-rolled sheet before diffusion, the amount of Si required for diffusion increases, diffusion annealing takes a long time, so efficiency is not high, and the difference in Si content depending on sheet thickness increases, making it difficult to obtain appropriate high-frequency iron loss. If there is too much Si in the slab or cold rolled sheet before diffusion, the steel sheet may break during the cold rolling process or defects may occur in the steel sheet. More specifically, Si in the slab may be 2.3 to 3.3% by weight.
Al: 0.001 내지 3.0 중량%Al: 0.001 to 3.0% by weight
알루미늄(Al)은 재료의 비저항을 높여 고주파 철손을 낮추는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 Si의 확산을 통해, 재료의 비저항을 충분히 높일 수 있으므로, Al의 첨가가 불필요 할 수 있다. 다만 Al을 첨가할수록 고주파 철손을 추가적으로 향상시킬 수 있다. 다만, Al이 너무 많이 첨가되면 규산 알루미늄계 복합물 형성으로 철손 및 표면품질이 저하될 수 있다. 더욱 구체적으로 Al은 0.01 내지 2.0 중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표면으로부터 내부로의 Al 확산으로 인해, 강판 두께 방향으로 Al의 농도 구배가 존재할 수 있으며, 별도의 설명이 없는 한, 강판 내 Al 함량이란 두께 방향으로의 평균 함량을 의미한다. 더욱 구체적으로 Al은 0.1 내지 1.5 중량% 포함할 수 있다.Aluminum (Al) plays a role in lowering high-frequency iron loss by increasing the resistivity of the material. In one embodiment of the present invention, the resistivity of the material can be sufficiently increased through diffusion of Si, so the addition of Al may be unnecessary. However, as Al is added, high-frequency iron loss can be further improved. However, if too much Al is added, iron loss and surface quality may deteriorate due to the formation of an aluminum silicate complex. More specifically, Al may be included in an amount of 0.01 to 2.0% by weight. In one embodiment of the present invention, due to Al diffusion from the surface to the inside, a concentration gradient of Al may exist in the thickness direction of the steel sheet, and unless otherwise specified, the Al content in the steel sheet refers to the average content in the thickness direction. do. More specifically, Al may be included in an amount of 0.1 to 1.5% by weight.
본 발명의 일 실시예에서 Si와 함께 Al을 확산시켜 고농도의 Si를 포함하는 강판을 제조하므로, 강판 두께 방향으로 Al의 농도 구배가 발생할 수 있다. In one embodiment of the present invention, since Al is diffused together with Si to manufacture a steel sheet containing a high concentration of Si, a concentration gradient of Al may occur in the thickness direction of the steel sheet.
판 두께 중심 위치(t/2)의 Al 함유량 [C-MAl]와 상기 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Al 최대 함유량 [S-MAl]의 차이 ([S-MAl]-[C-MAl])로서 정의되는 ΔAl이 0.1 중량% 이상일 수 있다. 중심부와 표면부에서 Al 함량 차이가 적절히 존재할 시, 고주파 철이 더욱 향상될 수 있다.The difference between the Al content [CM Al ] at the center position of the sheet thickness (t/2) and the maximum Al content [SM Al ] in the area up to 5% of the total thickness in the inner direction from the surface of the non-oriented electrical steel sheet ([SM Al ΔAl, defined as ]-[CM Al ]), may be 0.1% by weight or more. When there is an appropriate difference in Al content between the center and the surface, high-frequency iron can be further improved.
무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역(즉, 표면부)에서의 Al 최대 함유량은 0.1 내지 3.0 중량% 일 수 있다. 표면부에서 Al 함량이 낮으면 충분한 Al이 확산되지 못했다는 의미이며, Al 확산을 통한 고주파 철손의 향상이 충분히 얻어지지 않을 수 있다. Al 함량이 너무 높으면, Al이 표면부에만 다량 존재하고, 강판 내부로 확산되지 못했다는 의미이며, 이 역시 Al 확산을 통한 고주파 철손의 향상이 충분히 얻어지지 않을 수 있다. Al 최대 함유량은 두께 방향으로 표면부의 Al농도를 측정할 시, 가장 높은 Al 함유량을 의미한다. Al 최대 함유량은 GOD, FTIR, 습식분석, TEM-GDS, SEM-GDS 방법으로 측정할 수 있다. 더욱 구체적으로 표면부에서의 Al 최대 함유량은 0.5 내지 1.0중량% 일 수 있다.The maximum Al content in an area (i.e., surface portion) extending from the surface of the non-oriented electrical steel sheet to 5% of the total thickness in the inner direction may be 0.1 to 3.0 wt%. If the Al content is low in the surface area, it means that sufficient Al has not diffused, and sufficient improvement in high-frequency iron loss through Al diffusion may not be achieved. If the Al content is too high, it means that a large amount of Al exists only on the surface and has not diffused into the steel sheet, and this may also not sufficiently improve the high-frequency iron loss through Al diffusion. The maximum Al content refers to the highest Al content when measuring the Al concentration of the surface part in the thickness direction. The maximum Al content can be measured by GOD, FTIR, wet analysis, TEM-GDS, and SEM-GDS methods. More specifically, the maximum Al content in the surface portion may be 0.5 to 1.0% by weight.
중심부에서의 Al 함유량은 0.001 내지 2.0중량% 일 수 있다. 중심부에서 Al 함량이 낮으면 충분한 Al이 확산되지 못했다는 의미이며, Al 확산을 통한 고주파 철손의 향상이 충분히 얻어지지 않을 수 있다. 중심부에서 Al 함량이 너무 높으면 자속밀도가 열화되는 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 중심부에서의 Al 함유량은 0.5 내지 1.0중량% 일 수 있다.The Al content in the center may be 0.001 to 2.0% by weight. If the Al content is low in the center, it means that sufficient Al has not diffused, and sufficient improvement in high-frequency iron loss through Al diffusion may not be achieved. If the Al content is too high in the center, the problem of magnetic flux density deterioration may occur. More specifically, the Al content in the center may be 0.5 to 1.0% by weight.
전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에서 확산소둔에 의해 Si 확산 조성물 내의 Al 화합물 내의 Al이 확산되어, Al 함량이 증가하며, Al 확산 전의 강판에는 Al을 전술한 것에 비해 적게 포함할 수 있다. 구체적으로 슬라브 및 확산 전의 냉연판 내에는 Al를 0.001 내지 2.0 중량% 포함할 수 있다. 슬라브 및 확산 전의 냉연판 내에 Al이 너무 적으면, 확산에 필요한 Al양이 증가하고, 확산 소둔에 장시간 소요되어, 효율이 높지 않으며, 판 두께별로 Al 함량 차이가 커져 적절한 고주파 철손을 얻기 어렵다. 슬라브 내에 Al이 너무 많으면, 일부 위치에 Al 산화물이 뭉쳐 압연 작업시 깨짐이 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 슬라브 및 확산 전의 냉연판 내에 Al은 0.001 내지 1.8 중량%일 수 있다. 더욱 구체적으로 슬라브 및 확산 전의 냉연판 내에 Al은 0.01 내지 1.0 중량%일 수 있다. As described above, in one embodiment of the present invention, Al in the Al compound in the Si diffusion composition is diffused by diffusion annealing, thereby increasing the Al content, and the steel sheet before Al diffusion may contain less Al than the above-mentioned amount. Specifically, the slab and the cold rolled sheet before diffusion may contain 0.001 to 2.0% by weight of Al. If there is too little Al in the slab or cold-rolled sheet before diffusion, the amount of Al required for diffusion increases, diffusion annealing takes a long time, so efficiency is not high, and the difference in Al content depending on sheet thickness increases, making it difficult to obtain appropriate high-frequency iron loss. If there is too much Al in the slab, Al oxide may clump in some locations and cracking may occur during rolling. More specifically, Al in the slab and the cold rolled sheet before diffusion may be 0.001 to 1.8% by weight. More specifically, Al may be 0.01 to 1.0% by weight in the slab and the cold rolled sheet before diffusion.
Mn: 0.03 내지 3.0 중량%Mn: 0.03 to 3.0% by weight
망간(Mn)은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고 황화물을 형성시키는 역할을 한다. Mn이 너무 적게 첨가되면 MnS가 미세하게 석출되어 자성을 열화시킬 수 있다. Mn이 너무 많이 첨가되면 자성에 불리한 [111]집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 급격히 감소할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 Mn은 Si와 Al과 다르게 표면부에서 중심부로 확산하는 것이 아니고, 중심부에서 표면부로 확산한다. 이는 Si 확산 소둔 과정에서 표면에서 Mn의 휘발 진행되어, Mn이 중심부에서 표면부로 확산한다. Mn의 양이 감소하고 Si의 양이 증가하면서 상변태가 발생하게 된다. 상변태가 발생하면서, 확산이 표면에서 내부로 진행하게 되는데, 이때 확산 방향과 유사한 방위인 <100>//ND가 형성되기 유리한 환경으로 조성된다. 더욱 구체적으로 Mn은 0.05 내지 2.0 중량%일 수 있다.Manganese (Mn) increases the resistivity of materials, improves iron loss, and plays a role in forming sulfides. If too little Mn is added, MnS may precipitate finely and deteriorate magnetism. If too much Mn is added, the magnetic flux density may rapidly decrease by encouraging the formation of a [111] texture that is unfavorable to magnetism. In one embodiment of the present invention, Mn diffuses from the center to the surface, rather than from the surface to the center, unlike Si and Al. This is due to the volatilization of Mn from the surface during the Si diffusion annealing process, causing Mn to diffuse from the center to the surface. As the amount of Mn decreases and the amount of Si increases, a phase transformation occurs. As the phase transformation occurs, diffusion proceeds from the surface to the inside, and at this time, an environment is created favorable for the formation of <100>//ND, which is an orientation similar to the direction of diffusion. More specifically, Mn may be 0.05 to 2.0% by weight.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 P: 0.1 중량% 이하, Cu: 0.005 내지 0.2 중량%, Cr: 0.01 내지 0.5 중량%, Sn:0.1 중량% 이하, Sb: 0.1 중량% 이하, Ni:0.05 중량% 이하, 및 Zn:0.01 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains P: 0.1% by weight or less, Cu: 0.005 to 0.2% by weight, Cr: 0.01 to 0.5% by weight, Sn: 0.1% by weight or less, Sb: 0.1% by weight or less, It may further include one or more of Ni: 0.05% by weight or less, and Zn: 0.01% by weight or less.
P: 0.1 중량% 이하P: 0.1% by weight or less
인(P)은 입계편석원소로서 너무 많이 첨가되면, 재결정을 지연시켜 압연방향과 압연수직방향의 강도균일성을 열화시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 P는 0.005 내지 0.03 중량%일 수 있다.Phosphorus (P) is a grain boundary segregation element, and if too much is added, it can delay recrystallization and deteriorate strength uniformity in the rolling direction and the rolling direction perpendicular to the rolling direction. More specifically, P may be 0.005 to 0.03% by weight.
Cu: 0.005 내지 0.200 중량%Cu: 0.005 to 0.200% by weight
구리(Cu)는 Mn과 함께 황화물을 형성시키는 역할을 한다. Cu가 더 첨가되는 경우, 너무 적게 첨가되면 (Cu·Mn)S가 미세하게 석출되어 자성을 열화시킬 수 있다. Cu가 너무 많이 첨가되면 고온취성이 발생하게 되어 연주나 열연시 크랙을 형성할 수 있다. 더욱 구체적으로 Cu는 0.01 내지 0.100 중량% 포함할 수 있다.Copper (Cu) plays a role in forming sulfide together with Mn. When more Cu is added, if too little is added, (Cu·Mn)S may precipitate finely and deteriorate magnetism. If too much Cu is added, high-temperature embrittlement may occur and cracks may form during playing or hot rolling. More specifically, Cu may be included in an amount of 0.01 to 0.100% by weight.
Cr: 0.010 내지 0.50 중량%Cr: 0.010 to 0.50% by weight
크롬(Cr)은 비저항을 높여 철손을 개선하는 역할을 한다. Cr이 너무 적게 첨가되면 비저항 상향 효과가 충분치 않을 수 있다. Cr이 너무 많이 포함되면 자속밀도가 저하할 수 있다. 더욱 구체적으로 Cr의 하한은 0.05 중량%, 0.30 중량% 포함할 수 있다.Chromium (Cr) plays a role in improving iron loss by increasing resistivity. If too little Cr is added, the effect of increasing resistivity may not be sufficient. If too much Cr is included, the magnetic flux density may decrease. More specifically, the lower limit of Cr may include 0.05% by weight and 0.30% by weight.
Sn: 0.10 중량% 이하Sn: 0.10% by weight or less
주석(Sn)은 결정립계에 편석원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 {111} 집합조직(texture)을 억제하고 유리한 {100} 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키기 위하여 첨가한다. Sn이 너무 많이 첨가되면 결정립 성장을 방해하여 자성을 떨어트리고 압연성상이 나쁘게 된다. 따라서 전술한 범위에서 Sn를 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Sn 은 0.005 내지 0.08 중량% 포함할 수 있다. Tin (Sn) is a segregation element at grain boundaries and is added to suppress the diffusion of nitrogen through grain boundaries and improve magnetic properties by suppressing {111} texture, which is harmful to magnetism, and increasing beneficial {100} texture. do. If too much Sn is added, it interferes with grain growth, reduces magnetism, and causes poor rolling properties. Therefore, Sn can be added within the above-mentioned range. More specifically, Sn may be included in an amount of 0.005 to 0.08% by weight.
Sb: 0.10 중량% 이하Sb: 0.10% by weight or less
안티몬(Sb)은 결정립계에 편석원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 {111} 집합조직(texture)을 억제하고 유리한 {100} 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키기 위하여 첨가한다. Sb가 너무 많이 첨가되면 결정립 성장을 방해하여 자성을 떨어트리고 압연성상이 나쁘게 된다. 따라서 전술한 범위에서 Sb를 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Sb는 0.005 내지 0.08 중량% 포함할 수 있다.Antimony (Sb) is a segregation element at grain boundaries and is added to suppress diffusion of nitrogen through grain boundaries and improve magnetic properties by suppressing {111} texture, which is harmful to magnetism, and increasing beneficial {100} texture. do. If too much Sb is added, it interferes with grain growth, reduces magnetism, and causes poor rolling properties. Therefore, Sb can be added within the above-mentioned range. More specifically, Sb may contain 0.005 to 0.08 weight%.
Ni:0.05 중량% 이하Ni: 0.05% by weight or less
니켈(Ni)은 불순물 원소들과 반응하여 미세한 황화물, 탄화물 및 질화물을 형성하여 자성에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 더욱 구체적으로 Ni은 0.005 내지 0.03 중량% 포함할 수 있다.Nickel (Ni) reacts with impurity elements to form fine sulfides, carbides, and nitrides, which can have a detrimental effect on magnetism. More specifically, Ni may contain 0.005 to 0.03% by weight.
Zn: 0.01중량% 이하Zn: 0.01% by weight or less
아연(Zn)은 함유량이 과도할 경우, 불순물로 작용하여 자성을 열위시킬 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Zn을 더 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Zn은 0.001 내지 0.005 중량% 포함할 수 있다.If the zinc (Zn) content is excessive, it may act as an impurity and deteriorate magnetism. Therefore, Zn can be added more within the above-mentioned range. More specifically, Zn may be included in an amount of 0.001 to 0.005% by weight.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Bi: 0.200 중량% 이하, Pb: 0.200 중량% 이하, Ge: 0.200 중량% 이하 및 As: 0.200 중량% 이하 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention may further include one or more of Bi: 0.200% by weight or less, Pb: 0.200% by weight or less, Ge: 0.200% by weight or less, and As: 0.200% by weight or less.
전술한 원소들은 추가 첨가할 시, 결정립계에 편석하여 냉간압연시 결정립계에 응력집중을 완화시켜, 후 공정인 재결정 소둔에서 <111>//ND 방위 결정립의 재결정을 억제함으로써, 자속밀도를 향상시키게 된다. 이들이 적절히 첨가되면 전술한 효과를 추가적으로 얻을 수 있으나, 너무 많이 포함되면, 편석이 다량 발생하여, 결정립 성장을 억제하여 자속밀도와 철손이 오히려 열위해질 수 있다. 더욱 구체적으로 Bi: 0.001 내지 0.100 중량%, Pb:0.001 내지 0.100 중량%, Ge: 0.001 내지 0.100 중량% 및 As:0.001 내지 0.100 중량% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.When the above-mentioned elements are additionally added, they segregate at the grain boundaries and relieve stress concentration at the grain boundaries during cold rolling, suppressing recrystallization of <111>//ND orientation grains in the subsequent recrystallization annealing process, thereby improving magnetic flux density. . If they are added appropriately, the above-described effects can be additionally obtained. However, if they are included in too much, a large amount of segregation may occur and grain growth may be suppressed, resulting in lower magnetic flux density and iron loss. More specifically, it may further include one or more of Bi: 0.001 to 0.100 wt%, Pb: 0.001 to 0.100 wt%, Ge: 0.001 to 0.100 wt%, and As: 0.001 to 0.100 wt%.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mo: 0.03 중량% 이하, B: 0.0050 중량% 이하, Ca: 0.0050 중량% 이하, 및 Mg: 0.0050 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention may further include one or more of Mo: 0.03% by weight or less, B: 0.0050% by weight or less, Ca: 0.0050% by weight or less, and Mg: 0.0050% by weight or less. there is.
이들은 불가피하게 포함되는 C, S, N 등과 반응하여 미세한 탄화물, 질화물 또는 황화물을 형성하여 자성에 악영향을 미칠 수 있으므로, 전술한 것과 같이 상한을 한정할 수 있다. 더욱 구체적으로 Mo: 0.001 내지 0.01 중량, B: 0.0010 내지 0.0030 중량%, Ca: 0.0010 내지 0.0030 중량% 및 Mg: 0.0010 내지 0.0050 중량% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. Since these inevitably react with C, S, N, etc. to form fine carbides, nitrides, or sulfides, which may adversely affect magnetism, the upper limit may be limited as described above. More specifically, it may further include one or more of Mo: 0.001 to 0.01 weight%, B: 0.0010 to 0.0030 weight%, Ca: 0.0010 to 0.0030 weight%, and Mg: 0.0010 to 0.0050 weight%.
기타 불순물Other impurities
전술한 원소 외에도 탄소(C), 황(S), 질소(N), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. In addition to the elements described above, unavoidable impurities such as carbon (C), sulfur (S), nitrogen (N), titanium (Ti), niobium (Nb), and vanadium (V) may be included.
N는 Ti, Nb, V과 결합하여 질화물을 형성하고, 결정립 성장성을 저하시키는 역할을 한다.N combines with Ti, Nb, and V to form nitride and plays a role in reducing grain growth.
C는 N, Ti, Nb, V등과 반응하여 미세한 탄화물을 만들어 결정립성장성 및 자구이동을 방해하는 역할을 한다.C reacts with N, Ti, Nb, V, etc. to form fine carbides, which hinders grain growth and magnetic domain movement.
S는 황화물을 형성하여 결정립 성장성을 열위시킨다.S forms sulfide and deteriorates grain growth.
이처럼 불순물 원소를 더 포함하는 경우, C: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), N: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), S: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), Ti: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), 및 V: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 C: 0.001 내지 0.003 중량%, N: 0.001 내지 0.005 중량%, S: 0.001 내지 0.005 중량%, Ti: 0.001 내지 0.005 중량%, Nb: 0.001 내지 0.005 중량%, 및 V: 0.001 내지 0.005 중량% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. In the case where impurity elements are further included, C: 0.005% by weight or less (excluding 0%), N: 0.005% by weight or less (excluding 0%), S: 0.005% by weight or less (excluding 0%) , Ti: 0.005% by weight or less (excluding 0%), Nb: 0.005% by weight or less (excluding 0%), and V: 0.005% by weight or less (excluding 0%). can do. More specifically C: 0.001 to 0.003% by weight, N: 0.001 to 0.005% by weight, S: 0.001 to 0.005% by weight, Ti: 0.001 to 0.005% by weight, Nb: 0.001 to 0.005% by weight, and V: 0.001 to 0.005% by weight. % may further include one or more types.
이외에도 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. 불가피한 불순물에 대해서는 제강 단계 및 무방향성 전기강판의 제조 공정 과정에서 혼입되는 불순물이며, 이는 해당 분야에서 널리 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명의 일 실시예에서 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.In addition, impurities that are inevitably mixed may be included. As for unavoidable impurities, they are impurities mixed during the steelmaking stage and the manufacturing process of non-oriented electrical steel sheets, and since these are widely known in the field, detailed explanations will be omitted. In one embodiment of the present invention, the addition of elements other than the above-described alloy components is not excluded, and various elements may be included within a range that does not impair the technical spirit of the present invention. If additional elements are included, they are included by replacing the remaining Fe.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 1에 나타나듯이, 무방향성 전기강판(100)은 강판의 표면으로부터 강판의 내부 방향으로 산화층(20)이 존재하고, 산화층(20)으로부터 강판 내부 방향으로 금속간 화합물 층(30)이 존재한다. 금속간 화합물 층(30)의 내부로는 강판 기재(10)가 존재한다. 전술한 무방향성 전기강판(100)의 합금 성분은 산화층(20), 금속간 화합물 층(20) 및 강판 기재(30) 내에 존재하는 합금 성분의 평균을 의미한다.Figure 1 schematically shows a cross section of a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the non-oriented electrical steel sheet 100 has an oxidation layer 20 present from the surface of the steel sheet toward the inside of the steel sheet, and an intermetallic compound layer 30 exists from the oxidation layer 20 toward the inside of the steel sheet. . Inside the intermetallic compound layer 30, a steel plate substrate 10 exists. The alloy component of the non-oriented electrical steel sheet 100 described above refers to the average of the alloy components present in the oxide layer 20, the intermetallic compound layer 20, and the steel sheet substrate 30.
산화층(20)은 무방향성 전기강판(100)의 최외곽에 존재한다. 산화층은 절연성을 상승시키는 역할을 한다. 산화층은 강판 표면으로부터 강판 내부로 산소가 0.1 중량%인 위치 까지를 의미한다. 이러한 산화층(20)은 GDS (Glow Discharge Spectrometer)를 통해 분석할 수 있으며, 강판의 10 군데 이상을 측정하여 평균으로 그 두께를 측정할 수 있다. 산화층(20)이 0.1㎛ 두께 이상 존재하는 경우, 산화층(20)이 존재한다고 판단한다. 산화층(20)의 두께 상한은 5㎛일 수 있으며, 산화층(20)이 너무 두꺼우면, 무방향성 전기강판(100)의 자성에 악영향을 미칠 수 있다. 더욱 구체적으로 산화층(20)의 두께는 0.3㎛ 내지 2.0㎛일 수 있다. 더욱 구체적으로 산화층(20)의 두께는 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다. 산화층(20) 내에 산소 외에 Fe, Si, Sb, Sn 등을 더 포함할 수 있다.The oxidation layer 20 exists on the outermost layer of the non-oriented electrical steel sheet 100. The oxide layer serves to increase insulation. The oxidation layer refers to the area from the surface of the steel sheet to the inside of the steel sheet where oxygen is 0.1% by weight. This oxidized layer 20 can be analyzed using a GDS (Glow Discharge Spectrometer), and the thickness can be measured on average by measuring 10 or more locations on the steel plate. If the oxidation layer 20 is 0.1 μm thick or more, it is determined that the oxidation layer 20 exists. The upper limit of the thickness of the oxide layer 20 may be 5㎛, and if the oxide layer 20 is too thick, it may have a negative effect on the magnetism of the non-oriented electrical steel sheet 100. More specifically, the thickness of the oxide layer 20 may be 0.3 μm to 2.0 μm. More specifically, the thickness of the oxide layer 20 may be 0.5 μm to 1.5 μm. In addition to oxygen, the oxide layer 20 may further include Fe, Si, Sb, Sn, etc.
금속간 화합물 층(30)은 무방향성 전기강판(100)의 산화층(20) 및 강판 기재(10) 사이에 존재한다. 금속간 화합물 층(30)은 산화층(20)과 함께 절연성을 상승시키는 역할을 한다. 금속간 화합물 층(30)은 강판 표면으로부터 강판 내부로 산소가 0.1 중량% 미만인 위치에서부터 금속간 화합물을 10at% 이상 포함하는 위치 까지를 의미한다. 이러한 금속간 화합물 층(30)은 GDS (Glow Discharge Spectrometer)를 통해 분석할 수 있으며, 강판의 10 군데 이상을 측정하여 평균으로 그 두께를 측정할 수 있다. 금속간 화합물 층(30)의 두께 하한은 8㎛일 수 있다. 금속간 화합물 층(30)이 너무 얇으면 금속간 화합물 층(30)을 통한 절연성 향상 효과를 충분히 얻기 어렵다. 금속간 화합물 층(30)의 두께 상한은 20㎛일 수 있으며, 금속간 화합물 층(30)이 너무 두꺼우면, 무방향성 전기강판(100)의 자성에 악영향을 미칠 수 있다. 더욱 구체적으로 금속간 화합물 층(30)의 두께는 8.0㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 더욱 구체적으로 금속간 화합물 층(30)의 두께는 8.0㎛ 내지 13㎛일 수 있다.The intermetallic compound layer 30 exists between the oxide layer 20 of the non-oriented electrical steel sheet 100 and the steel sheet substrate 10. The intermetallic compound layer 30 serves to increase insulation together with the oxide layer 20. The intermetallic compound layer 30 refers to a position from the surface of the steel sheet to the inside of the steel sheet where oxygen is less than 0.1% by weight to a position containing more than 10at% of the intermetallic compound. This intermetallic compound layer 30 can be analyzed using a GDS (Glow Discharge Spectrometer), and the thickness can be measured on average by measuring 10 or more locations on the steel plate. The lower limit of the thickness of the intermetallic compound layer 30 may be 8 μm. If the intermetallic compound layer 30 is too thin, it is difficult to sufficiently achieve the effect of improving insulation through the intermetallic compound layer 30. The upper limit of the thickness of the intermetallic compound layer 30 may be 20㎛, and if the intermetallic compound layer 30 is too thick, the magnetism of the non-oriented electrical steel sheet 100 may be adversely affected. More specifically, the thickness of the intermetallic compound layer 30 may be 8.0 μm to 15 μm. More specifically, the thickness of the intermetallic compound layer 30 may be 8.0 μm to 13 μm.
금속간 화합물 층(30) 내에 금속간 화합물은 Fe3Al, Fe2SiO4, Fe2Si5, Fe3Si 등이 될 수 있다. 금속간 화합물은 일정한 정량 비에 의해서 특수한 화합물이 형성된 경우로서. 강판 기재(10) 등에 존재하는 금속 메트릭스와는 구분된다.The intermetallic compound in the intermetallic compound layer 30 may be Fe 3 Al, Fe 2 SiO 4 , Fe 2 Si 5 , Fe 3 Si, etc. Intermetallic compounds are cases where special compounds are formed at a certain quantitative ratio. It is distinguished from the metal matrix present in the steel plate substrate 10, etc.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에서는 산화층(20) 및 금속간 화합물 층(30)을 적절히 형성함으로써, 무방향성 전기강판(100) 표면에 별도의 절연 피막을 형성하지 않거나, 또는 절연피막의 두께를 매우 얇게 형성하더라도 절연성을 확보할 수 있어, 점적율이 향상되고, 별도의 절연피막 공정을 생략할 수 있어, 공정 면에서 유리함이 있다.As such, in one embodiment of the present invention, by appropriately forming the oxide layer 20 and the intermetallic compound layer 30, a separate insulating film is not formed on the surface of the non-oriented electrical steel sheet 100, or the thickness of the insulating film is reduced. Even if it is formed very thinly, insulating properties can be secured, the space factor is improved, and a separate insulating film process can be omitted, which is advantageous in terms of processing.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Si의 확산으로 인하여 고주파 철손이 매우 우수하다. 구체적으로 철손(W10/1000)이 45.0W/kg 이하일 수 있다. 이 때, 철손은 두께 0.2mm를 기준으로 한다. 철손(W10/1000)은 1000HZ의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이다. 철손은 엡스타인 측정법이나 SST(single sheet test)법으로 측정할 수 있다. 더욱 구체적으로 철손(W10/1000) 은 25.00W/kg 내지 35.00W/kg일 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has excellent high-frequency iron loss due to diffusion of Si. Specifically, the iron loss (W 10/1000 ) may be 45.0 W/kg or less. At this time, iron loss is based on a thickness of 0.2mm. Iron loss (W 10/1000 ) is the iron loss when a magnetic flux density of 1.0T is induced at a frequency of 1000HZ. Core loss can be measured using the Epstein method or the single sheet test (SST) method. More specifically, the iron loss (W 10/1000 ) may be 25.00W/kg to 35.00W/kg.
또한, 철손(W5/2000)이 16.5W/kg 이하일 수 있다. 이 때, 철손은 두께 0.2mm를 기준으로 한다. 철손(W5/2000)은 2000HZ의 주파수로 0.5T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이다. 더욱 구체적으로 철손(W5/2000)은 10.0W/kg 내지 15.0W/kg일 수 있다. Additionally, iron loss (W 5/2000 ) may be 16.5 W/kg or less. At this time, iron loss is based on a thickness of 0.2mm. Iron loss (W 5/2000 ) is the iron loss when a magnetic flux density of 0.5T is induced at a frequency of 2000HZ. More specifically, the iron loss (W 5/2000 ) may be 10.0 W/kg to 15.0 W/kg.
본 발명의 일 실시예에서 철손 뿐 아니라 자속밀도 또한 동시에 우수하다. 구체적으로 자속밀도(B25)은 는 1.46T 이상일 수 있다. 구체적으로 자속밀도(B25)는 1.50 내지 1.65T일 수 있다.In one embodiment of the present invention, not only iron loss but also magnetic flux density is excellent at the same time. Specifically, the magnetic flux density (B 25 ) may be 1.46T or more. Specifically, the magnetic flux density (B 25 ) may be 1.50 to 1.65T.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로 Si: 0.3 내지 4.0%, Al:0.001 내지 2.0%, 및 Mn: 0.03 내지 2.0% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 냉연판을 제조하는 단계; 냉연판 표면에 Si 화합물을 포함하는 Si 확산 조성물을 도포하는 단계; 및 냉연판을 확산소둔하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes Si: 0.3 to 4.0%, Al: 0.001 to 2.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight, and the balance includes Fe and inevitable impurities. manufacturing a cold rolled sheet; Applying a Si diffusion composition containing a Si compound to the surface of a cold rolled sheet; and diffusion annealing the cold rolled sheet.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.Below, each step is explained in detail.
먼저 중량%로 Si: 0.3 내지 4.0%, Al:0.001 내지 2.0%, 및 Mn: 0.03 내지 2.0% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 냉연판을 제조한다. 냉연판의 합금 성분에 대해서는 전술한 것과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. First, a cold-rolled sheet containing Si: 0.3 to 4.0%, Al: 0.001 to 2.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight, with the balance Fe and unavoidable impurities, is manufactured. Since the alloy components of the cold rolled sheet are the same as those described above, overlapping descriptions will be omitted.
냉연판을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 중량%로 Si: 0.3 내지 4.0%, Al:0.001 내지 2.0%, 및 Mn: 0.03 내지 2.0% 포함하는 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계; 및 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. The method of manufacturing a cold-rolled sheet is not particularly limited and includes manufacturing a hot-rolled sheet by hot rolling a slab containing Si: 0.3 to 4.0%, Al: 0.001 to 2.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight; And it may include manufacturing a cold-rolled sheet by cold-rolling the hot-rolled sheet.
먼저 슬라브를 제조한다. 슬라브 내의 각 조성의 첨가 비율을 한정한 이유는 전술한 무방향성 전기강판의 조성 한정 이유와 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다. 후술할 열간압연, 열연판 소둔, 냉간압연 등의 제조 과정에서 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 냉연판의 조성이 실질적으로 동일하다. 아울러, 확산 소둔 공정에서 Si, Al만이 확산하고, Si, Al를 제외한 나머지 성분과 무방향성 전기강판의 합금 조성이 동일할 수 있다. First, manufacture the slab. The reason for limiting the addition ratio of each composition in the slab is the same as the reason for limiting the composition of the non-oriented electrical steel sheet described above, so repeated explanations will be omitted. Since the composition of the slab does not substantially change during manufacturing processes such as hot rolling, hot-rolled sheet annealing, and cold rolling, which will be described later, the composition of the slab and the composition of the cold-rolled sheet are substantially the same. In addition, in the diffusion annealing process, only Si and Al diffuse, and the alloy composition of the non-oriented electrical steel sheet may be the same as the remaining components except Si and Al.
열연판을 제조하는 단계 이전에 슬라브를 1100℃ 이상으로 가열할 수 있다. 구체적으로 슬라브를 가열로에 장입하여 1100 내지 1250℃로 가열 한다. 1250℃를 초과하는 온도에서 가열시 석출물이 재용해되어 열간압연 이후 미세하게 석출될 수 있다. 더욱 구체적으로 슬라브 가열 온도는 1100℃ 내지 1200℃일 수 있다.The slab can be heated to 1100°C or higher before manufacturing the hot rolled sheet. Specifically, the slab is charged into a heating furnace and heated to 1100 to 1250°C. When heated at a temperature exceeding 1250°C, the precipitates may be re-dissolved and finely precipitated after hot rolling. More specifically, the slab heating temperature may be 1100°C to 1200°C.
가열된 슬라브는 1.5 내지 4.0mm로 열간 압연하여 열연판으로 제조한다. 본 발명의 일 실시예에서 냉간압연 전에 예비 냉간압연하는 단계를 또한 포함하기에 열연판의 두께가 비교적 두껍더라도 적절한 두께의 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다. 더욱 구체적으로 열연판의 두께는 1.5mm 내지 3.5mm일 수 있다.The heated slab is hot rolled to 1.5 to 4.0 mm and manufactured into a hot rolled sheet. In one embodiment of the present invention, since the step of preliminary cold rolling before cold rolling is also included, a non-oriented electrical steel sheet of an appropriate thickness can be manufactured even if the thickness of the hot rolled sheet is relatively thick. More specifically, the thickness of the hot rolled sheet may be 1.5 mm to 3.5 mm.
열연판을 제조하는 단계는 850℃ 이상의 온도에서 마무리 압연하는 단계를 포함할 수 있다. The step of manufacturing a hot rolled sheet may include finishing rolling at a temperature of 850°C or higher.
열간압연 마무리 압연 온도가 너무 낮으면 압연 부하가 증가하여 열간압연 작업성이 떨어지게 된다. 그리고, 열간압연된 강판에 변형조직이 많이 잔류하게 되고 후 공정인 예비 냉간압연시 압연부하가 증가하는 원인이 되기도 한다. 또한, 중간소둔시에 변형조직으로부터 <111>//ND 방위 결정립들의 재결정이 촉진되어 자속밀도가 열위하게 된다. 따라서, 열간압연 마무리 압연온도는 높을수록 좋으며, 더욱 구체적으로 마무리 압연 온도는 850 내지 1000℃일 수 있다. If the hot rolling finish rolling temperature is too low, the rolling load increases and hot rolling workability deteriorates. In addition, a large amount of deformed structure remains in the hot-rolled steel sheet, which may cause the rolling load to increase during preliminary cold rolling, which is a post-process. In addition, during intermediate annealing, recrystallization of <111>//ND orientation grains from the deformed structure is promoted, resulting in inferior magnetic flux density. Therefore, the higher the hot rolling finish rolling temperature, the better. More specifically, the finish rolling temperature may be 850 to 1000°C.
열연판을 제조하는 단계는 600 내지 800℃ 온도에서 권취하는 단계를 포함할 수 있다. 마무리 압연하는 단계 전에 조압연하는 단계를 또한 포함할 수 있다. The step of manufacturing a hot rolled sheet may include winding at a temperature of 600 to 800°C. A rough rolling step may also be included before the finish rolling step.
권취하는 단계에서의 온도를 너무 낮게 관리하면 열간압연 변형조직의 회복 과 재결정이 잘 일어나지 않게 되고, 낮은 온도로 강판을 빨리 냉각하기 위해서 냉각부하가 증가하며 과냉된 코일의 권취에 어려움이 발생할 수 있다. 반대로 온도가 너무 높으면 회복 및 재결정이 촉진될수 있으나, 권취되어 있는 동안 대기중 산소에 의한 추가 산화가 발생하여 스케일이 더 두껍게 형성되고 입계산화의 문제가 발생할 수 있다. 열연판의 입계산화는 이후 산세과정에서 입계 부식을 촉진하여 표면 줄무늬 결함 발생할 가능성이 높고 압연롤이 심하게 마모될 수 있다. 더욱 구체적으로, 권취 온도는 650 내지 750℃일 수 있다.If the temperature at the winding stage is kept too low, recovery and recrystallization of the hot rolled deformed structure will not occur easily, the cooling load will increase to quickly cool the steel sheet to a low temperature, and difficulties may arise in winding the supercooled coil. . Conversely, if the temperature is too high, recovery and recrystallization may be promoted, but additional oxidation due to oxygen in the atmosphere may occur while coiled, causing scale to form thicker and problems with grain boundary oxidation to occur. Intergranular oxidation of hot-rolled sheets promotes intergranular corrosion during the subsequent pickling process, which increases the likelihood of surface stripe defects and can cause severe wear of rolling rolls. More specifically, the coiling temperature may be 650 to 750°C.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 600 내지 1100℃의 온도범위에서 열연판을 소둔하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 열연판 소둔 온도가 너무 낮으면 재결정 조직이 형성되지 않거나 미세하게 성장하여 자속밀도의 상승 효과가 적으며, 소둔온도가 너무 높으면 자기특성이 오히려 저하되고, 판형상의 변형으로 인해 압연작업성이 나빠질 수 있다. 더욱 구체적으로 열연판 소둔 온도는 750 내지 1000℃일 수 있다.After manufacturing the hot-rolled sheet, the step of annealing the hot-rolled sheet at a temperature range of 600 to 1100° C. may be further included. If the annealing temperature of hot-rolled sheet is too low, the recrystallized structure is not formed or grows finely, so the effect of increasing the magnetic flux density is small. If the annealing temperature is too high, the magnetic properties deteriorate and rolling workability may deteriorate due to deformation of the plate shape. there is. More specifically, the annealing temperature of the hot rolled sheet may be 750 to 1000°C.
열연판 소둔은 필요에 따라 자성에 유리한 방위를 증가시키기 위하여 수행되는 것이며, 생략도 가능하다. 소둔 형태는 특별히 제한되지 않으며, 배치(batch) 또는 연속으로 소둔 가능하다.Annealing of hot-rolled sheets is performed to increase the orientation advantageous for magnetism as needed, and can also be omitted. The annealing form is not particularly limited, and annealing is possible in batch or continuously.
열간압연된 열연판은 필요에 따라 산세를 실시할 수 있다.Hot-rolled hot-rolled sheets can be pickled as needed.
다음으로, 열연판을 산세하고 소정의 판두께가 되도록 냉간 압연한다. 열연판 두께에 따라 다르게 적용될 수 있으나, 70 내지 95%의 압하율을 적용하여 최종두께가 0.10 내지 0.65mm가 되도록 냉간 압연 할 수 있다. 압하율을 맞추기 위하여 1회 냉간 압연 또는 중간 소둔을 사이에 둔 2회 이상의 냉간 압연을 수행할 수 있다. 더욱 구체적으로 압하율은 75 내지 90%일 수 있다. 냉연판의 두께는 0.15 내지 0.35mm일 수 있다. Next, the hot-rolled sheet is pickled and cold-rolled to a predetermined thickness. It may be applied differently depending on the thickness of the hot rolled sheet, but can be cold rolled to a final thickness of 0.10 to 0.65 mm by applying a reduction ratio of 70 to 95%. In order to match the reduction ratio, cold rolling can be performed once or two or more times with intermediate annealing in between. More specifically, the reduction rate may be 75 to 90%. The thickness of the cold rolled sheet may be 0.15 to 0.35 mm.
다음으로, 냉연판에 Si 화합물을 포함하는 Si 확산 조성물을 도포한다. Next, a Si diffusion composition containing a Si compound is applied to the cold rolled sheet.
Si 화합물로는 장시간의 소둔을 통해 강판 내부로 Si를 확산시킬 수 있는 물질이면 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 순수 Si, Si 합금, Si의 산화물, 질화물 또는 탄화물, 실란 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, FeSi, Fe3Si, Fe3Al, FeAl 중 1종 이상을 포함할 수 있다.As a Si compound, any material that can diffuse Si into the steel sheet through long-term annealing can be used without limitation. Specifically, it may include one or more of pure Si, Si alloy, oxide, nitride or carbide of Si, and silane compound. Additionally, it may include one or more of FeSi, Fe 3 Si, Fe 3 Al, and FeAl.
더욱 구체적으로 순수 Si, Si 합금, Fe3Si을 포함할 수 있다.More specifically, it may include pure Si, Si alloy, and Fe 3 Si.
Si 화합물의 평균 입도는 1 내지 850nm일 수 있다. Si 화합물의 입도가 너무 작으면 슬러리 혼합 시 서로 응집하여 표면결함을 유발하는 문제가 발생할 수 있다. Si 화합물의 입도가 너무 크면 강판 표면에 균일도포가 곤란하여 강판 내부로 Si 확산이 원활하게 이루어 지지 않을 수 있다. Si 화합물의 평균 입도는 화합물 입자 수에 대한 평균 입도이며, 레이저 회절방식을 이용한 입도분석기(PSA, Particle size analyzer)로 측정할 수 있다. 더욱 구체적으로 Si 화합물의 평균 입도는 10nm 내지 500nm일 수 있다. 더욱 구체적으로 20nm 내지 100nm일 수 있다.The average particle size of the Si compound may be 1 to 850 nm. If the particle size of the Si compound is too small, problems such as coagulation during slurry mixing and causing surface defects may occur. If the particle size of the Si compound is too large, it may be difficult to uniformly apply it to the surface of the steel sheet, making it difficult for Si to diffuse smoothly into the steel sheet. The average particle size of a Si compound is the average particle size relative to the number of compound particles, and can be measured with a particle size analyzer (PSA) using a laser diffraction method. More specifically, the average particle size of the Si compound may be 10 nm to 500 nm. More specifically, it may be 20 nm to 100 nm.
Si 확산 조성물은 Al 화합물을 더 포함하고, 고형분으로 Si 화합물 100 중량부 및 Al 화합물 10 내지 50 중량부 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 고형분이란 각각의 화합물을 180℃로 20분 이상 가열하여, 휘발분을 모두 제거한 상태에서의 중량을 의미한다.The Si diffusion composition further includes an Al compound, and may include 100 parts by weight of the Si compound and 10 to 50 parts by weight of the Al compound in solid content. In one embodiment of the present invention, solid content refers to the weight of each compound after heating each compound at 180°C for 20 minutes or more and removing all volatile matter.
Al 화합물은 절연성을 향상시키며 Si화합물과의 결합을 증가시키는 또한 금속간화합물이 더 잘생기게 하는 역할을 한다. Al 화합물을 너무 적게 포함할 시, 전술한 효과를 적절히 얻기 어려울 수 있다. Al 화합물을 너무 많이 포함할 시, Al 개재물이 다수 형성되어 자성이 열위해지는 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 Al 화합물은 15 내지 30 중량부 포함할 수 있다.Al compounds improve insulation, increase bonding with Si compounds, and make intermetallic compounds more likely to form. When too little Al compound is included, it may be difficult to properly obtain the above-mentioned effects. If too much Al compound is included, a problem of inferior magnetism may occur due to the formation of many Al inclusions. More specifically, the Al compound may contain 15 to 30 parts by weight.
Al 화합물로는 Al을 강판 내부로 확산시킬 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨데, 순수 Al 및, 알루미늄 알콕사이드 등이 있을 수 있다. The Al compound can be used without limitation as long as it is a material that can diffuse Al into the inside of the steel sheet. For example, there may be pure Al and aluminum alkoxide.
Al 화합물의 평균 입도는 1 내지 1000nm일 수 있다. Al 화합물의 입도가 너무 작으면 Al 화합물끼리 응집하는 문제가 발생할 수 있다. Al 화합물의 입도가 너무 크면 강판 내부로 Al 확산이 원활하게 이루어 지지 않을 수 있다. 더욱 구체적으로 Al 화합물의 평균 입도의 하한은 5 nm 일 수 있다. Al 화합물의 평균 입도의 상한은 750 nm일 수 있다.The average particle size of the Al compound may be 1 to 1000 nm. If the particle size of the Al compound is too small, a problem of agglomeration of the Al compounds may occur. If the particle size of the Al compound is too large, Al diffusion into the steel sheet may not occur smoothly. More specifically, the lower limit of the average particle size of the Al compound may be 5 nm. The upper limit of the average particle size of the Al compound may be 750 nm.
Si 확산 조성물은 Li, B, Ca, Sr, Mg, Al, P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn 및 Ba 중에서 선택되는 적어도 1종을 성분으로 포함하는 산화물, 질화물, 탄화물 또는 산질화물을 포함하는 세라믹 분말을 더 포함할 수 있다. 세라믹 분말은 슬러리 도포량을 제어하고 최종 강판의 Si 함량을 결정하는 역할을 한다. The Si diffusion composition contains at least one selected from Li, B, Ca, Sr, Mg, Al, P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn and Ba as a component. It may further include ceramic powder containing oxide, nitride, carbide, or oxynitride. Ceramic powder plays a role in controlling the slurry application amount and determining the Si content of the final steel sheet.
세라믹 분말은 고형분으로 10 내지 1000 중량부 포함할 수 있다. 세라믹 분말을 너무 적게 포함할 시, 도포량 확보 측면에서 문제가 발생할 수 있다. 세라믹 분말을 너무 많이 포함할 시, 슬러리 점도가 증가하여 표면결함 측면에서 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 세라믹 분말은 20 내지 500 중량부로 포함할 수 있다.The ceramic powder may contain 10 to 1000 parts by weight in solid content. If too little ceramic powder is included, problems may arise in terms of securing the application amount. If too much ceramic powder is included, the slurry viscosity may increase and problems may occur in terms of surface defects. More specifically, the ceramic powder may be included in an amount of 20 to 500 parts by weight.
세라믹 분말은 Al2O3, TiO2, MgO·Al2O3, MgO·TiO2, 3Al2O3·2SiO2, ZrO2·SiO2, TiN, CrN, SrTiO3, MgAl2O4, Y2O3, FeTiO3 및 Li2O·Al2O3·SiO2 중 1종 이상일 수 있다.Ceramic powders include Al 2 O 3 , TiO 2 , MgO·Al 2 O 3 , MgO·TiO 2 , 3Al 2 O3·2SiO 2 , ZrO 2 ·SiO 2 , TiN, CrN, SrTiO 3 , MgAl 2 O 4 , Y 2 It may be one or more of O 3 , FeTiO 3 and Li 2 O·Al 2 O 3 ·SiO 2 .
세라믹 분말의 평균 입도는 8 내지 2500nm일 수 있다. 세라믹 분말의 입도가 너무 작으면 충분한 도포량을 확보하는데 문제가 발생할 수 있다. 세라믹 분말의 입도가 너무 크면 점도가 증가하여 표면품질이 열위해져 강판 내부로 Si 확산이 원활하게 이루어 지지 않을 수 있다. 더욱 구체적으로 세라믹 분말의 평균 입도는 10nm 내지 1500nm 일 수 있다.The average particle size of the ceramic powder may be 8 to 2500 nm. If the particle size of the ceramic powder is too small, problems may arise in securing a sufficient application amount. If the particle size of the ceramic powder is too large, the viscosity increases and the surface quality deteriorates, which may prevent smooth diffusion of Si into the steel sheet. More specifically, the average particle size of the ceramic powder may be 10 nm to 1500 nm.
Si 확산 조성물은 전술한 성분 외에 용매를 더 포함할 수 있다. 용매는 Si 확산 조성물을 균일하게 도포할 수 있게 한다. 용매가 너무 적으면 Si 확산 조성물의 도포가 용이치 않을 수 있다. 용매가 너무 많으면, Si 확산 조성물의 점도가 너무 낮아 충분한 양의 조성물을 강판 상에 도포하기 어려울 수 있다. 용매는 Si 화합물 100 중량부에 대하여 10 내지 1500 중량부 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 용매를 50 내지 1000 중량부 포함할 수 있다. 용매로는 물 및 알코올 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The Si diffusion composition may further include a solvent in addition to the components described above. The solvent allows uniform application of the Si diffusion composition. If there is too little solvent, application of the Si diffusion composition may not be easy. If there is too much solvent, the viscosity of the Si diffusion composition may be too low to apply a sufficient amount of the composition onto the steel sheet. The solvent may be included in an amount of 10 to 1500 parts by weight based on 100 parts by weight of the Si compound. More specifically, it may contain 50 to 1000 parts by weight of solvent. The solvent may include one or more of water and alcohol.
전술한 성분 외에도 Si 확산 조성물은 추가 성분을 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서 이를 제외하는 것은 아니다. 추가 성분의 예로는 인산, 규산 나트륨, 플루오라이드 이온 용액 등이 있을 수 있다. In addition to the above-mentioned components, the Si diffusion composition may further include additional components, and these are not excluded in one embodiment of the present invention. Examples of additional ingredients may include phosphoric acid, sodium silicate, fluoride ion solution, etc.
Si 확산 조성물의 도포량은 0.1 내지 300g/m2일 수 있다. 이 때 도포량은 고형분 기준이다. 도포량이 너무 적으면 충분한 Si의 확산이 이루어지지 않아, Si확산에 의한 효과를 충분히 달성하기 어렵다. 도포량이 너무 많으면, 가공성이 열위해지는 문제가 발생할 수 있다.The application amount of the Si diffusion composition may be 0.1 to 300 g/m 2 . At this time, the application amount is based on solid content. If the application amount is too small, sufficient diffusion of Si is not achieved, making it difficult to sufficiently achieve the effect of Si diffusion. If the application amount is too large, a problem of poor processability may occur.
Si 확산 조성물을 도포하고, 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조 온도는 Si 확산 조성물 내의 용매를 제거할 수 있는 온도면 충분하고, 구체적으로 300 내지 850℃일 수 있다. 시간은 10초 내지 60초일 수 있다. 더욱 구체적으로 온도는 500 내지 800℃ 일 수 있다. 시간은 15초 내지 45초일 수 있다. The step of applying and drying the Si diffusion composition may be further included. The drying temperature is sufficient to remove the solvent in the Si diffusion composition, and may specifically be 300 to 850°C. The time may be 10 to 60 seconds. More specifically, the temperature may be 500 to 800°C. The time may be 15 to 45 seconds.
다음으로, 냉연판을 확산소둔한다. 이 과정에서 냉연판 표면에 도포된 Si 확산 조성물로부터 강판 내부로 Si 및 Al이 확산된다. 또한, 강판의 표면에 산화층 및 금속간 화합물 층이 형성된다. Next, the cold rolled sheet is diffusion annealed. In this process, Si and Al diffuse into the steel sheet from the Si diffusion composition applied to the surface of the cold rolled sheet. Additionally, an oxide layer and an intermetallic compound layer are formed on the surface of the steel sheet.
확산소둔하는 단계는 이슬점이 -25℃이하인 분위기에서 소둔하는 제1 확산소둔 단계 및 이슬점이 -10 내지 50℃인 분위기에서 소둔하는 제2 확산소둔 단계를 포함한다.The diffusion annealing step includes a first diffusion annealing step of annealing in an atmosphere with a dew point of -25°C or lower and a second diffusion annealing step of annealing in an atmosphere with a dew point of -10 to 50°C.
제1 확산소둔 단계는 표면에 Si 확산 조성물로부터 강판 내부로 Si, Al 등을 확산 한다. 이 때, 이슬점이 -25℃이하일 필요가 있다. 이슬점이 너무 높으면 Si 확산 보다는 표면의 산화가 심해져, Si 확산을 방해하며, 또한, 산화 과정에서 자성에 악영향을 미치는 집합 조직이 다수 생성될 수 있다. 한편, 이슬점이 더 낮더라도 유의미한 효과는 존재하지 않으며, 이슬점 하한은 -55℃일 수 있다. 더욱 구체적으로 제1 확산소둔 단계는 -50 내지 -30℃일 수 있다.The first diffusion annealing step diffuses Si, Al, etc. from the Si diffusion composition on the surface into the inside of the steel sheet. At this time, the dew point needs to be -25℃ or lower. If the dew point is too high, oxidation of the surface becomes worse than Si diffusion, preventing Si diffusion, and also, during the oxidation process, a large number of textures that adversely affect magnetism may be created. On the other hand, even if the dew point is lower, there is no significant effect, and the lower dew point limit may be -55°C. More specifically, the first diffusion annealing step may be -50 to -30°C.
제1 확산소둔 단계에서 균열 이전에 300 내지 400℃의 온도 구간을 5 내지 50℃/hr의 속도로 승온할 수 있다. 이처럼, 비교적 느린 승온 속도로 승온하여 균일한 품질을 얻을 수 있다. 승온 속도가 너무 느리면 불필요하게 공정 시간이 길어지며, 생산성이 떨어진다. 승온 속도가 너무 빠르면, 전술한 효과를 적절히 얻을 수 없다. 더욱 구체적으로 10 내지 30℃/hr의 속도로 승온할 수 있다.In the first diffusion annealing step, the temperature range of 300 to 400°C may be increased at a rate of 5 to 50°C/hr before cracking. In this way, uniform quality can be obtained by increasing the temperature at a relatively slow temperature increase rate. If the temperature increase rate is too slow, the process time becomes unnecessarily long and productivity decreases. If the temperature increase rate is too fast, the above-mentioned effects cannot be properly obtained. More specifically, the temperature may be raised at a rate of 10 to 30°C/hr.
제1 확산 소둔의 균열 온도는 800 내지 1200℃일 수 있다. 확산 소둔 온도가 너무 낮으면 Si의 확산이 충분히 이루어지지 못하여 목적하는 효과를 얻지 못할 수 있다. 확산 소둔 온도가 너무 높으면 기공이 발생되어 자성이 열위해질 수 있다. 더욱 구체적으로 제1 확산 소둔의 균열 온도는 850 내지 1150℃일 수 있다.The cracking temperature of the first diffusion annealing may be 800 to 1200°C. If the diffusion annealing temperature is too low, the diffusion of Si may not occur sufficiently and the desired effect may not be obtained. If the diffusion annealing temperature is too high, pores may be generated and magnetism may be deteriorated. More specifically, the cracking temperature of the first diffusion annealing may be 850 to 1150°C.
제1 확산 소둔의 균열 시간은 5분 내지 600분 일 수 있다. 시간이 너무 짧으면 Si의 확산이 충분히 이루어지지 못하여 목적하는 효과를 얻지 못할 수 있다. 시간이 너무 길면, 확산량 제어가 어려우며, 가공성이 열위해질 수 있다. 더욱 구체적으로 10 내지 30분일 수 있다.The cracking time of the first diffusion annealing may be 5 minutes to 600 minutes. If the time is too short, the diffusion of Si may not occur sufficiently and the desired effect may not be obtained. If the time is too long, it is difficult to control the amount of diffusion, and processability may be poor. More specifically, it may be 10 to 30 minutes.
제1 확산 소둔 이후, 강판을 450 ℃ 이하로 냉각할 수 있다. 강판의 온도를 유지한 채로 이슬점 분위기를 변경하는 것도 가능하나, 변경하는 과정에서 분위기가 불안정하여, 강판의 품질 편차가 발생할 수 있다. 이에 강판을 냉각한 이후, 분위기를 완전히 교체하여, 목적하는 분위기로 완전히 교체한 후, 제2 확산 소둔을 수행할 수 있다. 더욱 구체적으로 400℃ 이하로 냉각할 수 있다.After the first diffusion annealing, the steel sheet may be cooled to 450°C or lower. It is possible to change the dew point atmosphere while maintaining the temperature of the steel sheet, but the atmosphere may be unstable during the change process, which may cause quality deviations in the steel sheet. Accordingly, after cooling the steel sheet, the atmosphere can be completely changed to the desired atmosphere, and then the second diffusion annealing can be performed. More specifically, it can be cooled to 400°C or lower.
제2 확산소둔 단계는 표면에 산화층(20) 및 금속간 화합물 층(30)을 형성 한다. 이 때, 이슬점이 -10 내지 50℃일 필요가 있다. 이슬점이 너무 낮으면, Si의 확산만이 발생하고, 산화층(20) 및 금속간 화합물 층(30)이 적절히 형성되지 못한다. 이슬점이 너무 높으면 표면의 산화가 심해져, 산화층(20) 및 금속간 화합물 층(30)이 너무 두껍게 생성되어, 자성이 열위해 질 수 있다. 더욱 구체적으로 제2 확산소둔 단계는 이슬점이 -5 내지 40℃일 수 있다.The second diffusion annealing step forms an oxide layer 20 and an intermetallic compound layer 30 on the surface. At this time, the dew point needs to be -10 to 50°C. If the dew point is too low, only diffusion of Si occurs, and the oxide layer 20 and the intermetallic compound layer 30 are not properly formed. If the dew point is too high, oxidation of the surface becomes severe, and the oxide layer 20 and the intermetallic compound layer 30 are created too thick, which may result in poor magnetism. More specifically, the second diffusion annealing step may have a dew point of -5 to 40°C.
제2 확산소둔 단계에서 균열 이전에 300 내지 400℃의 온도 구간을 5 내지 50℃/hr의 속도로 승온할 수 있다. 이처럼, 비교적 느린 승온 속도로 승온하여 균일한 품질을 얻을 수 있다. 승온 속도가 너무 느리면 불필요하게 공정 시간이 길어지며, 생산성이 떨어진다. 승온 속도가 너무 빠르면, 전술한 효과를 적절히 얻을 수 없다. 더욱 구체적으로 10 내지 30℃/hr의 속도로 승온할 수 있다.In the second diffusion annealing step, the temperature range of 300 to 400°C may be increased at a rate of 5 to 50°C/hr before cracking. In this way, uniform quality can be obtained by increasing the temperature at a relatively slow temperature increase rate. If the temperature increase rate is too slow, the process time becomes unnecessarily long and productivity decreases. If the temperature increase rate is too fast, the above-mentioned effects cannot be properly obtained. More specifically, the temperature may be raised at a rate of 10 to 30°C/hr.
제2 확산 소둔의 균열 온도는 450 내지 680℃일 수 있다. 확산 소둔 온도가 너무 낮으면 산화층(20) 및 금속간 화합물 층(30)이 적절히 형성되지 못하여 목적하는 효과를 얻지 못할 수 있다. 확산 소둔 온도가 너무 높으면 Si 확산이 주로 발생하여, 금속간 화합물 층(30)이 적절히 형성되지 못할 수 있다. 더욱 구체적으로 제2 확산 소둔의 균열 온도는 475 내지 650℃일 수 있다.The cracking temperature of the second diffusion annealing may be 450 to 680°C. If the diffusion annealing temperature is too low, the oxide layer 20 and the intermetallic compound layer 30 may not be properly formed, and the desired effect may not be obtained. If the diffusion annealing temperature is too high, Si diffusion mainly occurs, and the intermetallic compound layer 30 may not be properly formed. More specifically, the cracking temperature of the second diffusion annealing may be 475 to 650°C.
제2 확산 소둔의 균열 시간은 30분 내지 300분 일 수 있다. 시간이 너무 짧으면 산화층(20) 및 금속간 화합물 층(30)이 적절히 형성되지 못하여 목적하는 효과를 얻지 못할 수 있다. 시간이 너무 길면, 확산량 제어가 어려우며, 가공성이 열위해질 수 있다. 더욱 구체적으로 60 내지 240분일 수 있다.The cracking time of the second diffusion annealing may be 30 to 300 minutes. If the time is too short, the oxide layer 20 and the intermetallic compound layer 30 may not be properly formed, and the desired effect may not be obtained. If the time is too long, it is difficult to control the amount of diffusion, and processability may be poor. More specifically, it may be 60 to 240 minutes.
확산 소둔 이후, 강판의 최종 두께는 0.10 내지 0.65mm일 수 있으며, Si 확산 조성물 도포 및 확산으로 인해, 냉연판에 비해 두께가 일부 증가할 수 있다.After diffusion annealing, the final thickness of the steel sheet may be 0.10 to 0.65 mm, and due to the application and diffusion of the Si diffusion composition, the thickness may increase some compared to the cold rolled sheet.
이후, 절연 피막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 절연 피막에 대해서는 널리 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 구체적으로 금속 인산염 및 실리카를 주 성분으로 포함하는 절연 코팅층 형성 조성물을 도포하고, 열처리하는 방식으로 절연 코팅층을 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 절연 피막을 형성하는 단계를 생략하거나, 절연 피막의 두께를 10㎛ 이하로 매우 얇게 형성하는 것도 가능하다.Thereafter, a step of forming an insulating film may be further included. Since the insulating film is widely known, detailed description will be omitted. Specifically, the insulating coating layer can be formed by applying an insulating coating layer-forming composition containing metal phosphate and silica as main ingredients and heat treating it. In one embodiment of the present invention, it is possible to omit the step of forming an insulating film, or to form the insulating film very thinly to 10 μm or less.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention will be described. However, the following example is only a preferred example of the present invention and the present invention is not limited to the following example.
실험예Experiment example
실리콘(Si)을 2.5 중량%, 알루미늄(Al): 0.002중량%, 망간(Mn): 0.10 중량%, 주석(Sn): 0.04 중량%, 안티몬(Sb): 0.04 중량%, 인(P): 0.013 중량% 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 준비하였다. Silicon (Si): 2.5% by weight, Aluminum (Al): 0.002% by weight, Manganese (Mn): 0.10% by weight, Tin (Sn): 0.04% by weight, Antimony (Sb): 0.04% by weight, Phosphorus (P): A slab was prepared containing 0.013% by weight, with the balance consisting of Fe and other inevitable impurities.
슬라브를 1100℃ 에서 가열한 뒤 1.8mm 두께로 열간 압연하여, 열연판을 제조하였다.The slab was heated at 1100°C and then hot rolled to a thickness of 1.8 mm to produce a hot rolled sheet.
열연판을 700℃에서 권취 후 공기중에서 냉각하고 1030℃에서 2분 동안 열연판 소둔을 실시한 후 물에 급냉하여 산세한 다음, 0.20mm 두께로 냉간 압연하여, 냉연판을 제조하였다.The hot-rolled sheet was coiled at 700°C, cooled in the air, annealed at 1030°C for 2 minutes, quenched in water, pickled, and then cold-rolled to a thickness of 0.20 mm to produce a cold-rolled sheet.
냉연판의 표면 상에, 평균 입도가 15nm인 실리콘 분말(Si: 99.99wt% 이상) 100 중량부, 및 평균 입도가 1000nm인 Al2O3 세라믹 분말 80 중량부를 첨가하여 물과 함께 교반하여 Si 확산 조성물을 제조하였다.On the surface of the cold rolled sheet, 100 parts by weight of silicon powder (Si: 99.99 wt% or more) with an average particle size of 15 nm and 80 parts by weight of Al 2 O 3 ceramic powder with an average particle size of 1000 nm are added and stirred with water to spread Si. A composition was prepared.
제조한 Si 확산 조성물을 냉연판에 도포하여 800℃ 조건에서 6초간 건조하였다. The prepared Si diffusion composition was applied to a cold rolled sheet and dried at 800°C for 6 seconds.
Si 확산 조성물이 도포된 냉연판을 하기 표에 정리된 온도, 및 이슬점 분위기에서 확산소둔을 수행하였다. 제1 확산 소둔은 10분 균열하고, 400℃ 까지 냉각한 후, 10℃/h로 승온하여, 제2 확산 소둔은 3시간 균열하였다.Diffusion annealing was performed on the cold-rolled sheet coated with the Si diffusion composition at the temperature and dew point atmosphere listed in the table below. The first diffusion annealing was performed for 10 minutes, cooled to 400°C, then heated to 10°C/h, and the second diffusion annealing was performed for 3 hours.
확산소둔이 완료된 강판 표면을 물로 세척하고 상온에서 건조한 후 불산 0.5% 함유된 질산 용액에 65℃ 조건에서 12초간 침지하여하여 미반응 물질을 제거하고 물로 다시 세척하고 최종 건조하여, 0.2mm 두께의 무방향성 전기강판을 제조하였다. The surface of the steel sheet on which diffusion annealing was completed was washed with water and dried at room temperature, then immersed in a nitric acid solution containing 0.5% hydrofluoric acid for 12 seconds at 65°C to remove unreacted substances, washed again with water, and finally dried to form a 0.2mm-thick radish. A grain-oriented electrical steel sheet was manufactured.
절연성은 4극 절연기를 사용하여 측정하였다. 이때 1에 가까워질 경우 전기가 잘 통한 다는 것이고 0에 가까워질 경우 전기가 잘 통하지 않는다는 것을 의미한다.Insulation was measured using a 4-pole insulator. At this time, if it gets closer to 1, it means that electricity flows well, and if it gets closer to 0, it means that electricity does not flow well.
(℃)First diffusion cracking temperature
(℃)
(℃)Second diffusion cracking temperature
(℃)
(㎛)Oxide layer thickness
(㎛)
표 1 내지 표 2에서 나타나듯이, 제1 확산 조건 및 제2 확산 조건이 적절히 조절된 경우, 산화층 및 금속간 화합물 층이 적절히 형성되어, 자성이 우수하고 동시에 절연성이 우수함을 확인할 수 있다.As shown in Tables 1 and 2, when the first diffusion conditions and the second diffusion conditions are appropriately adjusted, it can be confirmed that the oxide layer and the intermetallic compound layer are properly formed, resulting in excellent magnetism and excellent insulation.
반면, 제1 확산 조건 및 제2 확산 조건이 적절히 조절되지 못한 경우, 산화층 및 금속간 화합물 층이 적절히 형성되지 못하고, 자성이 열위하거나, 절연성이 열위함을 확인할 수 있다.On the other hand, if the first diffusion conditions and the second diffusion conditions are not properly controlled, it can be confirmed that the oxide layer and the intermetallic compound layer are not properly formed, and the magnetism is inferior or the insulation is inferior.
본 발명은 상기 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.The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be manufactured in various different forms, and those skilled in the art will be able to form other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. You will be able to understand that this can be implemented. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
100 : 무방향성 전기강판,
10 : 강판 기재,
20: 산화층,
30 : 금속간 화합물 층100: non-oriented electrical steel sheet, 10: steel sheet base material,
20: oxidation layer, 30: intermetallic compound layer
Claims (20)
강판의 표면으로부터 상기 강판의 내부 방향으로 산화층이 존재하고, 상기 산화층으로부터 상기 강판 내부 방향으로 금속간 화합물 층이 존재하는 무방향성 전기강판.In weight percent, it contains Si: 4.0 to 7.0%, Al: 0.001 to 3.0%, and Mn: 0.03 to 2.0%, with the balance Fe and inevitable impurities,
A non-oriented electrical steel sheet in which an oxidation layer exists from the surface of the steel sheet toward the inside of the steel sheet, and an intermetallic compound layer exists from the oxidation layer toward the inside of the steel sheet.
상기 금속간 화합물 층은 금속간 화합물을 10at%이상 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The intermetallic compound layer is a non-oriented electrical steel sheet containing 10 at% or more of an intermetallic compound.
상기 산화층은 산소를 10 중량% 이상 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The oxidation layer is a non-oriented electrical steel sheet containing 10% by weight or more of oxygen.
상기 금속간 화합물층의 두께는 8㎛ 내지 20㎛ 인 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The non-oriented electrical steel sheet has a thickness of 8㎛ to 20㎛ of the intermetallic compound layer.
상기 산화층의 두께는 0.10 ㎛ 내지 5㎛ 인 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The non-oriented electrical steel sheet has a thickness of the oxidation layer of 0.10 ㎛ to 5 ㎛.
판 두께 중심 위치(t/2)의 Si 함유량 [C-MSi]와 상기 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Si 최대 함유량 [S-MSi]의 차이 ([S-MSi]-[C-MSi])로서 정의되는 ΔSi가 0.1 중량% 이상인 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The difference between the Si content [CM Si ] at the center of the plate thickness (t/2) and the maximum Si content [SM Si ] in the area up to 5% of the total thickness from the surface of the non-oriented electrical steel sheet to the inside ([SM Si ]-[CM Si ]), a non-oriented electrical steel sheet with ΔSi of 0.1% by weight or more.
판 두께 중심 위치(t/2)의 Al 함유량 [C-MAl]와 상기 무방향성 전기강판의 표면에서부터 내부 방향으로 전체 두께의 5% 까지의 영역에서 Al 최대 함유량 [S-MAl]의 차이 ([S-MAl]-[C-MAl])로서 정의되는 ΔAl이 0.1 중량% 이상인 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The difference between the Al content [CM Al ] at the center position of the sheet thickness (t/2) and the maximum Al content [SM Al ] in the area up to 5% of the total thickness in the inner direction from the surface of the non-oriented electrical steel sheet ([SM Al ]-[CM Al ]), a non-oriented electrical steel sheet with ΔAl of 0.1% by weight or more.
C: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), N: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), S: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), Ti: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함), 및 V: 0.005 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
C: 0.005 wt% or less (excluding 0%), N: 0.005 wt% or less (excluding 0%), S: 0.005 wt% or less (excluding 0%), Ti: 0.005 wt% or less (0 % excluded), Nb: 0.005% by weight or less (excluding 0%), and V: 0.005% by weight or less (excluding 0%).
P: 0.1 중량% 이하(0%를 제외함), Cu: 0.005 내지 0.2 중량%, Cr: 0.01 내지 0.5 중량%, Sn:0.1 중량% 이하(0%를 제외함), Sb: 0.1 중량% 이하(0%를 제외함), Ni:0.05 중량% 이하(0%를 제외함), 및 Zn:0.01 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
P: 0.1% by weight or less (excluding 0%), Cu: 0.005 to 0.2% by weight, Cr: 0.01 to 0.5% by weight, Sn: 0.1% by weight or less (excluding 0%), Sb: 0.1% by weight or less (excluding 0%), Ni: 0.05% by weight or less (excluding 0%), and Zn: 0.01% by weight or less (excluding 0%).
Bi: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함), Pb: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함), Ge: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함) 및 As: 0.200 중량% 이하(0%를 제외함) 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
Bi: 0.200% by weight or less (excluding 0%), Pb: 0.200% by weight or less (excluding 0%), Ge: 0.200% by weight or less (excluding 0%), and As: 0.200% by weight or less (0%) % excluded) Non-oriented electrical steel sheet containing one or more types.
Mo: 0.03 중량% 이하(0%를 제외함), B: 0.0050 중량% 이하(0%를 제외함), Ca: 0.0050 중량% 이하(0%를 제외함), 및 Mg: 0.0050 중량% 이하(0%를 제외함) 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
Mo: 0.03% by weight or less (excluding 0%), B: 0.0050% by weight or less (excluding 0%), Ca: 0.0050% by weight or less (excluding 0%), and Mg: 0.0050% by weight or less ( Non-oriented electrical steel sheet further containing one or more of the following (excluding 0%).
상기 냉연판 표면에 Si 화합물을 포함하는 Si 확산 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 냉연판을 확산소둔하는 단계를 포함하고,
상기 확산소둔하는 단계는 이슬점이 -25℃이하인 분위기에서 소둔하는 제1 확산소둔 단계 및 이슬점이 -10 내지 50℃인 분위기에서 소둔하는 제2 확산소둔 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조 방법.Manufacturing a cold-rolled sheet containing Si: 0.3 to 4.0%, Al: 0.001 to 2.0%, and Mn: 0.03 to 2.0% by weight, with the balance Fe and inevitable impurities;
Applying a Si diffusion composition containing a Si compound to the surface of the cold rolled sheet; and
Comprising the step of diffusion annealing the cold rolled sheet,
The diffusion annealing step includes a first diffusion annealing step of annealing in an atmosphere with a dew point of -25°C or lower and a second diffusion annealing step of annealing in an atmosphere with a dew point of -10 to 50°C.
상기 Si 확산 조성물은 Al 화합물을 더 포함하고, 고형분으로 Si 화합물 100 중량부 및 Al 화합물 1 내지 50 중량부 포함하는 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 12,
The Si diffusion composition further includes an Al compound, and the solid content includes 100 parts by weight of the Si compound and 1 to 50 parts by weight of the Al compound.
상기 Si 확산 조성물은 Li, B, Ca, Sr, Mg, Al, P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn 및 Ba 중에서 선택되는 적어도 1종을 성분으로 포함하는 산화물, 질화물, 탄화물 또는 산질화물을 포함하는 세라믹 분말을 10 내지 1000 중량부 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 12,
The Si diffusion composition includes at least one selected from Li, B, Ca, Sr, Mg, Al, P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Sn and Ba as a component. A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet further comprising 10 to 1000 parts by weight of ceramic powder containing oxides, nitrides, carbides, or oxynitrides.
상기 Si 화합물의 평균 입도는 1 내지 850nm인 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 12,
A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet wherein the average particle size of the Si compound is 1 to 850 nm.
상기 Al 화합물의 평균 입도는 1 내지 1000nm인 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 13,
A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet wherein the Al compound has an average particle size of 1 to 1000 nm.
상기 세라믹 분말의 평균 입도는 8 내지 2500nm 인 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 14,
A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet wherein the ceramic powder has an average particle size of 8 to 2500 nm.
상기 Si 확산 조성물을 도포하는 단계에서 상기 Si 확산 조성물의 도포량은 0.1 내지 300g/m2 인 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 10,
In the step of applying the Si diffusion composition, the application amount of the Si diffusion composition is 0.1 to 300 g/m 2. A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet.
상기 제1 확산 소둔 단계 및 상기 제2 소둔 단계 각각의 균열 이전에 300 내지 400℃의 온도 구간을 5 내지 50℃/hr의 속도로 승온하는 무방향성 전기강판의 제조 방법.According to clause 12,
A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet in which the temperature range of 300 to 400° C. is raised at a rate of 5 to 50° C./hr before cracking in each of the first diffusion annealing step and the second annealing step.
상기 제1 확산소둔 단계는 균열온도가 800 내지 1200℃이고, 제2 확산소둔 단계는 균열온도가 450 내지 680℃인 무방향성 전기강판의 제조 방법.
According to clause 12,
The first diffusion annealing step has a cracking temperature of 800 to 1200°C, and the second diffusion annealing step has a cracking temperature of 450 to 680°C.
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