KR20240098539A - 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: 2.5 내지 4.5%, Mn: 0.04 내지 1.4%, Al 0.2 내지 1.1%, Mg: 0.001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상을 포함하고, Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상을 선형회귀 분석을 실시했을 때의 R2값이 0.25 이상이다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains, in weight percent, Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, and the balance Fe and R2 when linear regression analysis is performed on at least one of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates, including unavoidable impurities, and at least one of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates. The value is greater than 0.25.
Description
본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 열연판 소둔 과정에서 소둔로 내의 분위기 온도를 조절하여 강판에 석출되는 Mn 및 Mg 석출물을 제어함으로써, 철손 및 자속밀도를 향상시키면서 쇼트성 불량을 억제하는 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, one embodiment of the present invention is a non-directional electric shock that suppresses short-circuit defects while improving iron loss and magnetic flux density by controlling the Mn and Mg precipitates precipitated on the steel sheet by controlling the ambient temperature in the annealing furnace during the hot-rolled sheet annealing process. It relates to steel plates and their manufacturing methods.
전기강판은 변압기, 모터, 전기기용 소재로 사용되는 제품으로서, 기계적 특성 등 가공성을 중요시 하는 일반 탄소강과는 달리, 전기적 특성을 중요시 하는 기능성 제품이다. 요구되는 전기적 특성으로는 철손이 낮을 것, 자속밀도, 투자율 및 점적율이 높을 것 등이 있다.Electrical steel is a product used as a material for transformers, motors, and electric machines. Unlike general carbon steel, which places importance on mechanical properties and machinability, it is a functional product that places importance on electrical properties. Required electrical characteristics include low iron loss, high magnetic flux density, permeability, and spot factor.
전기강판은 다시 방향성 전기강판과 무방향성 전기강판으로 구분된다. 방향성 전기강판은 2차재결정으로 불리는 비정상 결정립 성장 현상을 이용해 Goss 집합조직 ({110}<001> 집합조직)을 강판 전체에 형성시켜 압연방향의 자기적 특성이 뛰어난 전기강판이다. 무방향성 전기강판은 압연판 상의 모든 방향으로 자기적 특성이 균일한 전기강판이다.Electrical steel is further divided into oriented electrical steel and non-oriented electrical steel. Grain-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet with excellent magnetic properties in the rolling direction by forming Goss texture ({110}<001> texture) throughout the steel sheet using an abnormal grain growth phenomenon called secondary recrystallization. Non-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet whose magnetic properties are uniform in all directions on the rolled sheet.
무방향성 전기강판의 생산공정으로서, 슬라브(slab)를 제조한 후, 열간압연, 냉간압연 및 냉연판 소둔을 거쳐 절연코팅층을 형성한다.As a production process for non-oriented electrical steel sheets, a slab is manufactured, and then an insulating coating layer is formed through hot rolling, cold rolling, and cold-rolled sheet annealing.
방향성 전기강판의 생산공정으로서, 슬라브(slab)를 제조한 후, 열간압연, 예비 소둔, 냉간 압연, 탈탄 소둔, 최종 소둔을 거쳐 절연코팅층을 형성한다.As a production process for grain-oriented electrical steel sheets, after manufacturing a slab, an insulating coating layer is formed through hot rolling, preliminary annealing, cold rolling, decarburization annealing, and final annealing.
이중 무방향성 전기강판은 모든 방향으로 균일한 자기적 특성을 가지고 있어 일반적으로 모터코어, 발전기의 철심, 전동기, 소형 변압기의 재료로 사용된다. 무방향성 전기강판의 대표적인 자기적 특성은 철손과 자속밀도로, 무방향성 전기강판의 철손이 낮을수록 철심이 자화되는 과정에서 손실되는 철손이 감소하여 효율이 향상되며, 자속밀도가 높을수록 똑같은 에너지로 더 큰 자기강을 유도할 수 있으며, 같은 자속밀도를 얻기 위하여는 적은 전류를 인가해도 되기 때문에 동손을 감소시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 통상의 야금학적 기술을 토대로 한 무방향성 전기강판의 특성 향상은 그 한계에 다다랐으며, 가공 후 응력제거소둔을 하지 않은 무방향성 전기강판의 철손 열화 정도는 엄격한 철손을 요구하는 에너지 효율 관련 규제와 전기 에너지 생산, 전달, 변환 및 이용 관련 산업의 요구 조건을 만족시키지 못한다. 그에 따라 추가적인 자성특성 향상을 위한 기술의 필요성이 증대되고 있다.Among these, non-oriented electrical steel has uniform magnetic properties in all directions, so it is generally used as a material for motor cores, generator iron cores, electric motors, and small transformers. The representative magnetic characteristics of non-oriented electrical steel are iron loss and magnetic flux density. The lower the iron loss of a non-oriented electrical steel sheet, the lower the iron loss lost during the process of magnetizing the iron core, thereby improving efficiency. The higher the magnetic flux density, the more energy is used with the same amount of energy. A larger magnetic force can be induced, and since a small current can be applied to obtain the same magnetic flux density, copper loss can be reduced and energy efficiency can be improved. However, the improvement in the properties of non-oriented electrical steel based on conventional metallurgical technology has reached its limit, and the degree of core loss deterioration of non-oriented electrical steel without stress relief annealing after processing is related to energy efficiency that requires strict iron loss. Failure to meet regulatory and industry requirements for electrical energy production, transmission, conversion and use. Accordingly, the need for technology to further improve magnetic properties is increasing.
본 발명의 일 실시예에서는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서는 열연판 소둔 과정에서 소둔로 내의 분위기 온도를 조절하여 강판에 석출되는 Mn 및 Mg 석출물을 제어함으로써, 철손 및 자속밀도를 향상시키면서 쇼트성 불량을 억제하는 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, in one embodiment of the present invention, by controlling the Mn and Mg precipitates precipitated on the steel sheet by controlling the ambient temperature in the annealing furnace during the hot-rolled sheet annealing process, non-directional electric shock suppresses short circuit defects while improving iron loss and magnetic flux density. The purpose is to provide steel plates and their manufacturing methods.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량%로, Si: 2.5 내지 4.5%, Mn: 0.04 내지 1.4%, Al 0.2 내지 1.1%, Mg: 0.001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상을 포함하고, Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상에 대하여, Mn과 Mg의 함량을 각각 x, y로 하였을때 x와 y에 관한 선형회귀 분석을 실시했을 때의 R2값이 0.25 이상이다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains, in weight percent, Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, and the balance Fe and Contains unavoidable impurities, contains one or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates, and with respect to one or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates, the contents of Mn and Mg are respectively When x and y are used, the R2 value when performing linear regression analysis on x and y is more than 0.25.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 P:0.005 내지 0.02%, Sn을 0.07 중량% 이하 및 Sb: 0.07 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 P: 0.005 to 0.02%, Sn at 0.07% by weight or less, and Sb: at 0.07% by weight or less.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Cu: 0.005 내지 0.2 중량% 및 Cr: 0.01 내지 0.5 중량% 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 Cu: 0.005 to 0.2% by weight and Cr: 0.01 to 0.5% by weight.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 C, N, S, Ti, Nb, 및 V 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 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 C, N, S, Ti, Nb, and V in an amount of 0.005% by weight or less each.
Mn 석출물은 Mn을 1.5 내지 80 중량% 포함하고, 상기 Mg 석출물은 Mg를 0.5 내지 80 중량% 포함하고, 상기 Mn 및 Mg 복합 석출물은 Mn을 1.5 중량% 이상, Mg를 0.5 중량% 이상 포함하고, Mg와 Mn의 중량 합이 2.0 중량% 내지 90 중량% 이다. The Mn precipitate contains 1.5 to 80% by weight of Mn, the Mg precipitate contains 0.5 to 80% by weight of Mg, and the Mn and Mg composite precipitate contains 1.5% by weight or more of Mn and 0.5% by weight or more of Mg, The total weight of Mg and Mn is 2.0% by weight to 90% by weight.
Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상은 평균 입경이 0.5내지 1.4 ㎛ 일 수 있다.One or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates may have an average particle diameter of 0.5 to 1.4 ㎛.
Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물은 (Mn 단독 석출물 개수 + Mg 단독 석출물 개수)/(Mn Mg 복합석출물의 개수)≤0.45 의 관계를 만족할 수 있다.Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates may satisfy the relationship of (number of Mn single precipitates + number of Mg single precipitates)/(number of Mn Mg composite precipitates) ≤ 0.45.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로, Si: 2.5 내지 4.5%, Mn: 0.04 내지 1.4%, Al 0.2 내지 1.1%, Mg: 0.001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 열연판 소둔하는 단계; 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및 냉연판을 냉연판 소둔 단계;를 포함한다.The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes, in weight percent, Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, Manufacturing a hot-rolled sheet by hot-rolling a slab containing the remaining Fe and inevitable impurities; Annealing a hot-rolled sheet; Manufacturing a cold-rolled sheet by cold-rolling a hot-rolled sheet; And a cold-rolled sheet annealing step of the cold-rolled sheet.
열연판 소둔하는 단계는 열연판을 1000 내지 1150℃의 분위기 온도에서 가열하는 가열 단계; 열연판을 900 내지 990℃의 분위기 온도에서 냉각하는 제1 냉각 단계; 열연판을 850 내지 950℃의 분위기 온도에서 균열하는 균열 단계; 열연판을 600 내지 700℃의 분위기 온도에서 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함한다.Annealing the hot-rolled sheet includes heating the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 1000 to 1150°C; A first cooling step of cooling the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 900 to 990°C; A cracking step of cracking the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 850 to 950°C; It includes a second cooling step of cooling the hot rolled sheet at an ambient temperature of 600 to 700°C.
가열 단계는 40 내지 100초간 행해지고, 제1 냉각 단계는 10 내지 30초간 행해지고, 균열 단계는 30 내지 90초간 행해지고, 제2 냉각 단계는 10 내지 30초간 행해질 수 있다.The heating step may be performed for 40 to 100 seconds, the first cooling step may be performed for 10 to 30 seconds, the cracking step may be performed for 30 to 90 seconds, and the second cooling step may be performed for 10 to 30 seconds.
슬라브는 P:0.005 내지 0.02 중량%, Sn: 0.07 중량% 이하 및 Sb: 0.07 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The slab may further include one or more of P: 0.005 to 0.02% by weight, Sn: 0.07% by weight or less, and Sb: 0.07% by weight or less.
슬라브는 Cu: 0.005 내지 0.2 중량% 및 Cr: 0.01 내지 0.5 중량% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The slab may further include one or more of Cu: 0.005 to 0.2% by weight and Cr: 0.01 to 0.5% by weight.
슬라브는 C, N, S, Ti, Nb, 및 V 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.The slab may further include one or more of C, N, S, Ti, Nb, and V in an amount of 0.005% by weight or less each.
냉연판 소둔 단계는 900 내지 1060℃의 온도에서 소둔할 수 있다.The cold rolled sheet annealing step may be performed at a temperature of 900 to 1060°C.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mn 및/또는 Mg 석출물을 균일하게 형성하여, 철손 및 자속 밀도를 더욱 개선할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention can uniformly form Mn and/or Mg precipitates, thereby further improving iron loss and magnetic flux density.
도 1은 강종 7 에서 제조한 무방향성 전기강판을 선형회귀 분석을 실시한 결과 그래프이다.Figure 1 is a graph showing the results of linear regression analysis on a non-oriented electrical steel sheet manufactured from steel grade 7.
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: 2.5 내지 4.5%, Mn: 0.04 내지 1.4%, Al 0.2 내지 1.1%, Mg: 0.001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention contains, in weight percent, Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, and the balance Fe and Contains 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: : 2.5 내지 4.5 중량%Si: : 2.5 to 4.5% by weight
규소(Si)는 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 한다. Si를 너무 적게 첨가하는 경우, 철손 개선 효과가 부족할 수 있다. 반대로 Si를 너무 많이 첨가하는 경우 재료의 취성이 증가하여 권취 및 냉간압연 중 판파단이 발생하여 압연 생산성이 급격히 저하될 수 있다. 따라서 전술한 범위에서 Si를 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로는 Si는 2.7 내지 4.0 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로는 Si는 3.0 내지 3.5 중량%로 포함될 수 있다.Silicon (Si) plays a role in lowering iron loss by increasing the resistivity of the material. If too little Si is added, the iron loss improvement effect may be insufficient. Conversely, if too much Si is added, the brittleness of the material increases, which may cause plate breakage during winding and cold rolling, leading to a rapid decrease in rolling productivity. Therefore, Si can be added within the above-mentioned range. More specifically, Si may be included in an amount of 2.7 to 4.0% by weight. More specifically, Si may be included in an amount of 3.0 to 3.5% by weight.
Mn: 0.04 내지 1.40 중량%Mn: 0.04 to 1.40% by weight
망간 (Mn)은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고 황화물을 형성시키는 역할을 한다. Mn을 너무 적게 첨가하면 황화물이 미세하게 석출되어 자성을 저하시킬 수 있다. 반대로 Mn을 너무 많이 첨가하면 자성에 불리한 {111} 집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 감소할 수 있다. 따라서, 전술한 범위에서 Mn을 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn을 0.1 내지 1.20 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn을 0.5 내지 1.0 중량% 포함할 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, sulfide may precipitate finely, reducing magnetism. Conversely, adding too much Mn may promote the formation of a {111} texture that is disadvantageous to magnetism, thereby reducing the magnetic flux density. Therefore, Mn can be added within the above-mentioned range. More specifically, it may contain 0.1 to 1.20% by weight of Mn. More specifically, it may contain 0.5 to 1.0% by weight of Mn.
Al: 0.2 내지 1.1 중량%Al: 0.2 to 1.1% by weight
알루미늄(Al)은 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추는 역할을 하며, 압연성을 개선하거나 혹은 냉간압연시 작업성을 좋게 하는 효과가 있다. Al을 너무 적게 첨가하면 고주파 철손 저감에 효과가 없고 AlN의 석출 온도가 낮아져 질화물이 미세하게 형성되어 자성을 저하시킬 수 있다. 반대로 Al을 너무 많이 첨가하면 질화물이 과다하게 형성되어 자성을 열화시키며, 제강과 연속주조 등의 모든 공정상에 문제를 발생시켜 생산성을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서, 전술한 범위에서 Al을 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Al을 0.3 내지 1.0 중량%로 포함시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 Al을 0.5 내지 0.7 중량%로 포함시킬 수 있다.Aluminum (Al) plays a role in lowering iron loss by increasing the resistivity of the material, and has the effect of improving rollability or workability during cold rolling. If too little Al is added, it is ineffective in reducing high-frequency iron loss and the precipitation temperature of AlN is lowered, which may lead to the formation of fine nitrides and lower magnetism. Conversely, if too much Al is added, excessive nitrides are formed, which deteriorates magnetism and causes problems in all processes such as steelmaking and continuous casting, which can greatly reduce productivity. Therefore, Al can be added within the above-mentioned range. More specifically, Al may be included in an amount of 0.3 to 1.0% by weight. More specifically, Al may be included in an amount of 0.5 to 0.7% by weight.
Mg: 0.0010 내지 0.0050 중량%Mg: 0.0010 to 0.0050% by weight
마그네슘 (Mg)은 모재 내부에 미세한 황화물을 형성하여 결정립 성장을 억제한다. Mn등과 결합하여 황화물계 석출물을 조대화 시키는 경우에는 미세한 황화물의 빈도를 낮춰 자기적 특성을 개선할 수 있으며, Mg를 너무 적게 포함할 경우, 이 역할을 기대하기 어렵다. 반면, Mg가 너무 많이 포함될 경우, 철손을 악화시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 Mg룰 0.0015 내지 0.0045 중량% 포함할 수 있다.Magnesium (Mg) inhibits grain growth by forming fine sulfides inside the base material. When combining with Mn to coarsen sulfide-based precipitates, magnetic properties can be improved by lowering the frequency of fine sulfides. However, if too little Mg is included, it is difficult to expect this role. On the other hand, if too much Mg is included, iron loss may worsen. More specifically, it may contain 0.0015 to 0.0045% by weight of Mg.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 P:0.005 내지 0.02 중량%, Sn: 0.07 중량% 이하 및 0.07 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 P: 0.005 to 0.02% by weight, Sn: 0.07% by weight or less, and 0.07% by weight or less.
P: 0.005 내지 0.02 중량%P: 0.005 to 0.02% by weight
인(P)은 재료의 비저항을 높이는 역할을 할 뿐만 아니라, 입계에 편석하여 집합조직을 개선하여 비저항을 증가시키고 철손을 낮추는 역할을 한다. P의 첨가량이 너무 적으면 편석량이 너무 적어 집합조직 개선 효과가 없을 수 있다. P의 첨가량이 너무 많으면 자성에 불리한 집합조직의 형성을 초래하여 집합조직 개선의 효과가 없으며 입계에 과도하게 편석하여 압연성 및 가공성이 저하되어 생산이 어려워질 수 있다. 더욱 구체적으로 0.007 내지 0.015 중량% 포함할 수 있다.Phosphorus (P) not only plays a role in increasing the resistivity of materials, but also segregates at grain boundaries to improve the texture, thereby increasing resistivity and lowering iron loss. If the amount of P added is too small, the amount of segregation may be too small and there may be no effect of improving texture. If the amount of P added is too large, it will cause the formation of a texture that is unfavorable to magnetism, resulting in no effect of improving the texture, and excessive segregation at grain boundaries may reduce rollability and processability, making production difficult. More specifically, it may contain 0.007 to 0.015% by weight.
Sn: 0.07 중량% 이하Sn: 0.07% by weight or less
주석(Sn)은 결정립계 및 표면에 편석하여 재료의 집합조직을 개선하고 표면 산화를 억제하는 역할을 하므로 자성을 향상시키기 위해 첨가할 수 있다. Sn의 첨가량이 너무 작으면 그 효과가 미미할 수 있다. Sn이 너무 많이 첨가되면, 결정립계 편석이 심해져 표면 품질이 열화되고, 경도가 상승하여 냉연판 파단을 일으켜 압연성이 저하될 수 있다. 따라서, 전술한 범위에서 Sn을 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Sn을 0.01 내지 0.07 중량% 포함할 수 있다.더욱 구체적으로 Sn을 0.02 내지 0.05 중량% 포함할 수 있다.Tin (Sn) can be added to improve magnetism because it segregates at grain boundaries and surfaces to improve the texture of the material and suppress surface oxidation. If the amount of Sn added is too small, the effect may be minimal. If too much Sn is added, grain boundary segregation may become severe, deteriorating surface quality, and hardness may increase, causing fracture of the cold-rolled sheet and lowering rollability. Therefore, Sn can be added within the above-mentioned range. More specifically, it may contain 0.01 to 0.07% by weight of Sn. More specifically, it may contain 0.02 to 0.05% by weight of Sn.
Sb: 0.07 중량% 이하Sb: 0.07% by weight or less
안티몬(Sb)은 결정립계 및 표면에 편석하여 재료의 집합조직을 개선하고 표면 산화를 억제하는 역할을 하므로 자성을 향상시키기 위해 첨가할 수 있다. Sb의 첨가량이 너무 작으면 그 효과가 미미할 수 있다. Sb가 너무 많이 첨가되면, 결정립계 편석이 심해져 표면 품질이 열화되고, 경도가 상승하여 냉연판 파단을 일으켜 압연성이 저하될 수 있다. 따라서, 전술한 범위에서 Sb를 첨가할 수 있다. 더욱 구체적으로 Sb를 0.01 내지 0.07 중량% 포함할 수 있다.더욱 구체적으로 Sb를 0.02 내지 0.05 중량% 포함할 수 있다.Antimony (Sb) serves to improve the texture of the material and suppress surface oxidation by segregating at grain boundaries and surfaces, so it can be added to improve magnetism. If the amount of Sb added is too small, the effect may be minimal. If too much Sb is added, grain boundary segregation may become severe, deteriorating surface quality, and hardness may increase, causing fracture of the cold-rolled sheet and lowering rollability. Therefore, Sb can be added within the above-mentioned range. More specifically, it may contain 0.01 to 0.07 weight% of Sb. More specifically, it may contain 0.02 to 0.05 weight% of Sb.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Cu: 0.005 내지 0.2 중량% 및 Cr: 0.01 내지 0.5 중량% 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 Cu: 0.005 to 0.2% by weight and Cr: 0.01 to 0.5% 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 CuMnS가 미세하게 석출되어 자성을 열화시킬 수 있다. Cu가 너무 많이 첨가되면 고온취성이 발생하게 되어 연주나 열연시 크랙을 형성할 수 있다. 더욱 구체적으로 Cu를 0.01 내지 0.10 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, CuMnS 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, it may contain 0.01 to 0.10% by weight of Cu.
Cr: 0.01 내지 0.50 중량%Cr: 0.01 to 0.50% by weight
크롬(Cr)은 비저항을 높여 철손을 개선하는 역할을 한다. Cr이 너무 적게 첨가되면 비저항상향 효과가 충분치 않을 수 있다. Cr이 너무 많이 포함되면 자속밀도가 저하할 수 있다. 더욱 구체적으로 Cr을 0.050 내지 0.20 중량% 포함할 수 있다.Chromium (Cr) plays a role in improving iron loss by increasing resistivity. If too little Cr is added, the resistivity improvement effect may not be sufficient. If too much Cr is included, the magnetic flux density may decrease. More specifically, it may contain 0.050 to 0.20% by weight of Cr.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 C, N, S, Ti, Nb, 및 V 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 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 C, N, S, Ti, Nb, and V in an amount of 0.005% by weight or less each.
C: 0.005 중량% 이하C: 0.005% by weight or less
탄소(C)는 소둔시 페라이트 결정립 성장을 억제하여 가공 시 자성의 열화정도가 커지며, Ti 등과 결합하여 자성을 열위시킬 수 있으므로 0.005 중량% 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 0.0001 내지 0.003 중량% 포함할 수 있다.Carbon (C) suppresses the growth of ferrite grains during annealing, increasing the degree of magnetism deterioration during processing, and can combine with Ti, etc. to deteriorate magnetism, so it may be less than 0.005% by weight. More specifically, it may contain 0.0001 to 0.003% by weight.
N: 0.005 중량% 이하N: 0.005% by weight or less
질소(N)은 Al, Ti 등과 결합하여 모재 내부에 미세하고 긴 석출물을 형성할 뿐만 아니라, 기타 불순물과 결합하여 미세한 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하는 등 철손을 악화시키므로 0.005 중량% 이하로 제한할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.0001 내지 0.003 중량% 포함할 수 있다.Nitrogen (N) not only combines with Al and Ti to form fine and long precipitates inside the base material, but also combines with other impurities to form fine nitrides, suppressing grain growth and worsening iron loss, so it is limited to 0.005% by weight or less. can do. More specifically, it may contain 0.0001 to 0.003% by weight.
S: 0.005 중량% 이하S: 0.005% by weight or less
황(S)은 모재 내부에 미세한 황화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 약화시키므로 낮을수록 바람직하며, 함량이 0.005 중량% 초과하는 경우 Mn등과 결합하여 결정립 성장을 억제하거나 가공 후 자성의 열화정도를 크게 할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.0001 내지 0.003 중량% 포함할 수 있다.Sulfur (S) forms fine sulfides inside the base material, suppressing grain growth and weakening iron loss, so the lower the content, the more desirable it is. If the content exceeds 0.005% by weight, it combines with Mn to suppress grain growth or decrease the degree of magnetic deterioration after processing. can be made larger. More specifically, it may contain 0.0001 to 0.003% by weight.
Ti: 0.005 중량% 이하 및 Nb: 0.005 중량% 이하Ti: 0.005% by weight or less and Nb: 0.005% by weight or less
티타늄(Ti) 및 니오븀(Nb)은 강내 석출물 형성 경향이 매우 강한 원소로, 모재 내부에 미세한 탄화물 또는 질화물을 형성하여 결정립 성장을 억제하므로, 많이 첨가될수록 탄화물과 질화물이 많이 형성되어 철손을 악화시키는 등 자성을 열위하게 하므로 각각 0.005 중량% 이하로 제한할 수 있다. 더욱 구체적으로 각각 0.0001 내지 0.003 중량% 포함할 수 있다.Titanium (Ti) and niobium (Nb) are elements that have a very strong tendency to form precipitates within the steel, and form fine carbides or nitrides inside the base material to suppress grain growth. Therefore, the more they are added, the more carbides and nitrides are formed, worsening iron loss. Since isomagnetic properties are inferior, each can be limited to 0.005% by weight or less. More specifically, it may contain 0.0001 to 0.003% by weight of each.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mo: 0.03 중량% 이하, B: 0.0050 중량% 이하, 및 Ca: 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, and Ca: 0.0050% by weight or less.
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.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.
기타 불순물Other impurities
전술한 원소 외에도 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 전술한 원소 외에 추가 원소를 포함하는 것을 제외하는 것은 아니며, 추가 원소를 포함하는 경우, 잔부인 Fe를 대체하여 포함한다.In addition to the elements mentioned above, impurities that are inevitably mixed may be included. In one embodiment of the present invention, the inclusion of additional elements in addition to the above-mentioned elements is not excluded, and when additional elements are included, they are included in place of the remaining Fe.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 Mn 및/또는 Mg 석출물을 적절히 석출시켜 자성을 향상시킨다. The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes one or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates. In one embodiment of the present invention, magnetism is improved by appropriately precipitating Mn and/or Mg precipitates.
본 발명의 일 실시예에서 Mn 및/또는 Mg 석출물은 Mn 및/또는 Mg가 응집하여 입자 형상으로 석출한 것을 의미한다. Mn 및/또는 Mg 석출물은 Mn 및/또는 Mg가 강판의 기지(base level) 내에서의 Mn 및/또는 Mg의 함량보다 높게 석출된다. 석출물은 SEM 등의 장비로 확인할 수 있다.In one embodiment of the present invention, Mn and/or Mg precipitates mean that Mn and/or Mg are aggregated and precipitated in the form of particles. Mn and/or Mg precipitates have Mn and/or Mg precipitated at a higher content than the content of Mn and/or Mg in the base level of the steel sheet. Precipitates can be confirmed with equipment such as SEM.
Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상에 대하여, Mn과 Mg의 함량을 각각 x, y로 하였을 때 x와 y에 관한 선형회귀 분석을 실시했을 때의 R2값이 0.25 이상이다.For one or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates, when the contents of Mn and Mg are set to x and y, respectively, the R2 value when linear regression analysis is performed on x and y is 0.25 or more. .
선형 회귀 분석이란 종속변수 y와 한 개 이상의 독립변수 x와의 선형 상관 관계를 선형 함수식으로 모형화 하기 위한 분석 방법이다.Linear regression analysis is an analysis method for modeling the linear correlation between a dependent variable y and one or more independent variables x as a linear function.
분석 방법으로는 최소 1.5mm × 1.5mm 이상 면적을 가지는 강판에 대하여 SEM을 통해 분석한 최소 100개 이상의 석출물을 대상으로 분석하여 오류를 최소화할 수 있다. 석출물 내의 Mn 및 Mg의 함량을 각각 x, y로 하고, 하기와 같은 식에 대입하여 선형회귀 분석을 실시하고, 그에 따라 R2값을 계산할 수 있다. 이때 SEM을 통해 측정한 석출물은 SEM의 전자빔의 퍼짐 특성상 석출물 주변 모재 성분에 영향을 받을 수 있으며, 그에 따라 회귀 분석에 사용한 석출물 정보는 Mg, Mn의 성분 wt %는 Mg, Mn, S 3종의 성분의 합 총합을 기준으로 재산출 하였다. 또한 Mg 혹은 Mn계 석출물을 대상으로 분석이 실시되어야 하기에 Mg과 Mn 중 1종 이상 및 S를 포함하는 석출물을 그 대상으로 하였다. As an analysis method, errors can be minimized by analyzing at least 100 precipitates analyzed through SEM on a steel plate with an area of at least 1.5 mm × 1.5 mm. The contents of Mn and Mg in the precipitate are set as x and y, respectively, and a linear regression analysis is performed by substituting the following equation, and the R2 value can be calculated accordingly. At this time, the precipitates measured through SEM may be affected by the base material composition around the precipitates due to the spreading characteristics of the electron beam of the SEM. Accordingly, the precipitate information used in the regression analysis is the wt% of the components of Mg and Mn. It was recalculated based on the total sum of the components. In addition, since the analysis had to be conducted on Mg or Mn-based precipitates, the target was precipitates containing at least one of Mg and Mn and S.
[식][ceremony]
분석이 되는 석출물은 강판의 압연면과 평행한 면에 대하여 1/4t 내지 3/4t 두께 범위에서 석출된 석출물을 대상으로 할 수 있다.The precipitates to be analyzed may be those deposited in a thickness range of 1/4t to 3/4t on a surface parallel to the rolling surface of the steel plate.
R2값이 0.25 이상인 경우, 각기 독립적으로 존재해야하는 Mg계 석출물과 Mn계 석출물이 따로 존재하는 것이 아닌 함께 존재하는 것을 의미하며, 그에 따라 석출물의 크기 증가 및 개수 감소로 인하여 철손 및 자속밀도가 향상되게 된다.If the R2 value is 0.25 or more, it means that Mg-based precipitates and Mn-based precipitates, which should exist independently, exist together rather than separately. As a result, the iron loss and magnetic flux density improve due to the increase in size and decrease in number of precipitates. do.
더욱 구체적으로 R2 값은 0.5이상이 될 수 있다.More specifically, the R2 value can be 0.5 or more.
석출물의 R2 값은 무방향성 전기강판의 제조 공정 중 열연판 소둔 단계에서 분위기 온도를 조절함으로써, 조절할 수 있다. 후술할 무방향성 전기강판의 제조 방법과 관련하여 이를 상세히 설명하므로, 중복되는 설명은 생략한다.The R2 value of the precipitates can be adjusted by adjusting the ambient temperature in the hot-rolled sheet annealing step during the manufacturing process of non-oriented electrical steel sheet. This will be explained in detail in relation to the manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet, which will be described later, so redundant description will be omitted.
Mn 석출물은 Mn을 1.5 내지 80 중량% 포함하고, Mg 석출물은 Mg를 0.5내지 80 중량% 포함하고, Mn 및 Mg 복합 석출물은 Mn을 1.5 중량% 이상, Mg를 0.5 중량% 이상 포함하고, Mg와 Mn의 중량 합이 2.0% 내지 90 중량% 일 수 있다. 석출물은 황화물이 될 수 있다.The Mn precipitate contains 1.5 to 80% by weight of Mn, the Mg precipitate contains 0.5 to 80% by weight of Mg, the Mn and Mg composite precipitate contains 1.5% by weight or more of Mn and 0.5% by weight or more of Mg, and Mg and The total weight of Mn may be 2.0% to 90% by weight. Precipitates may be sulfides.
Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상은 평균 입경이 0.7 내지 1.6 ㎛ 일 수 있다. 평균 입경이 너무 작을 경우, 철손이 열화될 수 있다. 평균 입경이 너무 클 경우, 소둔시간 및 냉각시간을 길게 가져가야 하므로 생산성이 나빠질 수 있다. 더욱 구체적으로 0.7 내지 1.4㎛일 수 있다.One or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates may have an average particle diameter of 0.7 to 1.6 ㎛. If the average particle size is too small, iron loss may deteriorate. If the average particle size is too large, productivity may deteriorate because the annealing time and cooling time must be long. More specifically, it may be 0.7 to 1.4㎛.
Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물은 (Mn 단독 석출물 개수 + Mg 단독 석출물 개수)/(Mn Mg 복합석출물의 개수)≤0.45 의 관계를 만족할 수 있다.Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates may satisfy the relationship of (number of Mn single precipitates + number of Mg single precipitates)/(number of Mn Mg composite precipitates) ≤ 0.45.
단독 석출물의 개수가 많아 질 시 석출물의 개수가 많아지고 평균 결정립경이 작아지며, 이는 궁극적으로 자성의 열화로 이어질 수 있다. 더욱 구체적으로 위 비율이 0.01 내지 0.30 일 수 있다.When the number of single precipitates increases, the number of precipitates increases and the average grain size decreases, which can ultimately lead to magnetic deterioration. More specifically, the above ratio may be 0.01 to 0.30.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 다양한 두께 및 주파수에서 철손이 우수하다. 구체적으로 두께 0.35mm에서 1.5T 50Hz에서의 철손 W15/50이 2.0 W/kg 이하, 두께 0.27mm, 0.25mm에서 1.0T 400Hz에 철손 W10/400 17.0 W/kg 이하, 두께 0.25mm, 0.20mm에서 1.0T 800Hz에 철손 W10/800 40.0 W/kg 이하를 만족할 수 있다.The non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has excellent iron loss at various thicknesses and frequencies. Specifically, at a thickness of 0.35mm, the core loss W15/50 at 1.5T 50Hz is 2.0 W/kg or less, and at a thickness of 0.27mm and 0.25mm, the core loss W10/400 is 17.0 W/kg or less at 1.0T 400Hz, at a thickness of 0.25mm and 0.20mm. At 1.0T 800Hz, iron loss W10/800 can be satisfied below 40.0 W/kg.
무방향성 전기강판의 강판 두께 (t, mm)는 0.2 내지 0.35mm일 수 있다.The steel sheet thickness (t, mm) of the non-oriented electrical steel sheet may be 0.2 to 0.35 mm.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 중량%로, Si: 2.5 내지 4.5%, Mn: 0.04 내지 1.4%, Al 0.2 내지 1.1%, Mg: 0.001 내지 0.005%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 열연판 소둔하는 단계; 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및 냉연판을 냉연판 소둔 단계;를 포함한다.The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes, in weight percent, Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, Manufacturing a hot-rolled sheet by hot-rolling a slab containing the remaining Fe and inevitable impurities; Annealing a hot-rolled sheet; Manufacturing a cold-rolled sheet by cold-rolling a hot-rolled sheet; And a cold-rolled sheet annealing step of the cold-rolled sheet.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.Below, each step is explained in detail.
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, 냉연판 소둔 등의 제조 과정에서 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 무방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.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, cold rolling, and cold rolled sheet annealing, which will be described later, the composition of the slab and the composition of the non-oriented electrical steel sheet are substantially the same.
열연판을 제조하는 단계 이전에 슬라브를 가열할 수 있다. 구체적으로 슬라브를 가열로에 장입하여 1100 내지 1250℃로 가열 한다. 가열 온도가 너무 높으면 가열시 석출물이 재용해되어 열간압연 이후 미세하게 석출될 수 있다. 더욱 구체적으로 1150 내지 1200℃로 가열 할 수 있다. 가열 시간은 0.1 내지 3시간동안 가열할 수 있다. 더욱 구체적으로 1 내지 2.5 시간 가열할 수 있다.The slab can be heated before the step of manufacturing the hot rolled sheet. Specifically, the slab is charged into a heating furnace and heated to 1100 to 1250°C. If the heating temperature is too high, the precipitates may re-dissolve during heating and finely precipitate after hot rolling. More specifically, it can be heated to 1150 to 1200°C. The heating time can be from 0.1 to 3 hours. More specifically, it can be heated for 1 to 2.5 hours.
가열된 슬라브는 1.6 내지 3.0mm로 열간 압연하여 열연판으로 제조된다. 더욱 구체적으로 열연판의 두께는 1.8 내지 2.5mm일 수 있다. 열연판을 제조하는 단계에서 마무리 압연 온도는 800 내지 1000℃ 일 수 있다. The heated slab is manufactured into a hot rolled sheet by hot rolling to a thickness of 1.6 to 3.0 mm. More specifically, the thickness of the hot rolled sheet may be 1.8 to 2.5 mm. In the step of manufacturing a hot rolled sheet, the finishing rolling temperature may be 800 to 1000°C.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔한다.After the step of manufacturing the hot-rolled sheet, the hot-rolled sheet is annealed.
본 발명의 일 실시예에서는 열연판 소둔하는 단계를 4단계로 나누어 수행한다.In one embodiment of the present invention, the annealing step of the hot rolled sheet is divided into four steps.
먼저, 열연판 소둔하는 단계는 열연판을 1000 내지 1150℃의 분위기 온도에서 가열하는 가열 단계; 열연판을 900 내지 990℃의 분위기 온도에서 냉각하는 제1 냉각 단계; 열연판을 850 내지 950℃의 분위기 온도에서 균열하는 균열 단계; 열연판을 600 내지 700℃의 분위기 온도에서 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함한다.First, the step of annealing the hot-rolled sheet includes a heating step of heating the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 1000 to 1150°C; A first cooling step of cooling the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 900 to 990°C; A cracking step of cracking the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 850 to 950°C; It includes a second cooling step of cooling the hot rolled sheet at an ambient temperature of 600 to 700°C.
본 발명의 일 실시예에서 열연판 소둔단계는 분위기 가열을 통해 강판을 가열하는 간접 가열 방식, 강판의 온도를 직접 높여, 그 강판의 온도로 인해 분위기의 온도가 상승하는 직접 가열 방식을 제한 없이 사용할 수 있다. 각 단계에서 분위기 가스가 서로 순환이 어렵도록 분리막이 설치되어 있거나, 또는 물리적으로 분리되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot-rolled sheet annealing step can be performed without limitation, an indirect heating method of heating the steel sheet through atmospheric heating, and a direct heating method of directly raising the temperature of the steel sheet and increasing the temperature of the atmosphere due to the temperature of the steel sheet. You can. At each stage, a separation membrane may be installed to make it difficult for the atmospheric gases to circulate, or they may be physically separated.
먼저, 가열하는 단계는 1000 내지 1150℃의 분위기에서 행해질 수 있다. 온도가 너무 높으면 석출물들이 강중 용해되어 석출물 미세화가 발생할 수 있다. 온도가 너무 낮으면 열간압연 후 발생한 조대한 연신립들과 표면의 변형조직 간의 결정성장 차이가 발생해 균일한 열연판 소둔 조직을 확보하기 어려울 수 있다. 더욱 구체적으로 가열하는 단계는 1030 내지 1120℃의 분위기에서 행해질 수 있다. 가열 단계는 40 내지 100초간 수행될 수 있다. 더욱 구체적으로 50 내지 80초간 수행될 수 있다. 이 때, 강판 기준에서 강판의 평균 가열 속도는 10℃/s 내지 40℃/s이 될 수 있다. 가열 단계 시작 시점에서의 강판 온도는 0℃ 내지 70℃ 일 수 있다. 가열 단계 종료 시점에서의 강판 온도는 1000 내지 1120℃ 일 수 있다.First, the heating step may be performed in an atmosphere of 1000 to 1150°C. If the temperature is too high, the precipitates may dissolve in the steel and micronization of the precipitates may occur. If the temperature is too low, there may be a difference in crystal growth between the coarse stretched grains generated after hot rolling and the deformed structure on the surface, making it difficult to secure a uniform annealed structure of the hot rolled sheet. More specifically, the heating step may be performed in an atmosphere of 1030 to 1120°C. The heating step may be performed for 40 to 100 seconds. More specifically, it may be performed for 50 to 80 seconds. At this time, based on the steel sheet, the average heating rate of the steel sheet may be 10°C/s to 40°C/s. The temperature of the steel sheet at the start of the heating step may be 0°C to 70°C. The temperature of the steel sheet at the end of the heating step may be 1000 to 1120°C.
가열 단계 이후, 제1 냉각 단계에서는 열연판을 900 내지 990℃의 분위기 온도에서 냉각한다. 온도가 너무 높으면 균일한 온도에서 열처리하는 구간에 있어 석출물이 부분 용체화되어 석출물이 미세화되는 문제가 발생할 수 있다. 온도가 너무 낮으면 석출물을 조대화 시키거나 결정립을 성장시키는데 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 제1 냉각 단계는 920 내지 970℃의 분위기에서 행해질 수 있다. 제1 냉각 단계는 10 내지 30초간 수행될 수 있다. 더욱 구체적으로 15 내지 25초간 수행될 수 있다. 이 때, 강판 기준에서 강판의 냉각 속도는 0.5 내지 15℃/s 이 될 수 있다. 제1 냉각 단계 시작 시점에서의 강판 온도는 1000 내지 1120℃ 일 수 있다. 제1 냉각 단계 종료 시점에서의 강판 온도는 920 내지 970℃일 수 있다.After the heating step, in the first cooling step, the hot rolled sheet is cooled at an ambient temperature of 900 to 990°C. If the temperature is too high, a problem may occur where the precipitates are partially dissolved in a heat treatment section at a uniform temperature and the precipitates become finer. If the temperature is too low, problems may occur in coarsening precipitates or growing grains. More specifically, the first cooling step may be performed in an atmosphere of 920 to 970°C. The first cooling step may be performed for 10 to 30 seconds. More specifically, it may be performed for 15 to 25 seconds. At this time, based on the steel sheet, the cooling rate of the steel sheet may be 0.5 to 15°C/s. The temperature of the steel sheet at the start of the first cooling step may be 1000 to 1120°C. The temperature of the steel sheet at the end of the first cooling step may be 920 to 970°C.
제1 냉각 단계에서 냉각속도가 지나치게 빨라질 때 비정상적으로 높아진 구동력으로 인해 석출물이 조대화 되지 않고 미세한 석출물로 석출되는 것을 방지한다.When the cooling rate becomes too fast in the first cooling stage, the abnormally increased driving force prevents the precipitates from coarsening and forming into fine precipitates.
제1 냉간 단계 이후, 균열 단계에서는 열연판을 850 내지 950℃의 분위기 온도에서 균열한다. 온도가 너무 높으면 열연판 소둔 후 결정립경이 지나치게 커 냉간압연성 열화가 발생할 수 있다. 온도가 너무 낮으면 석출물을 충분히 조대화 시킬 수 없거나 열연판 소둔 후 결정립경이 지나치게 작아 최종 제품의 자성특성이 열화된다. 더욱 구체적으로 균열 단계는 880 내지 950℃의 분위기에서 행해질 수 있다. 균열 단계는 30 내지 90초간 수행할 수 있다. 더욱 구체적으로 40 내지 75초간 수행할 수 있다. 이 때, 강판 기준에서 강판의 온도는 850 내지 950℃일 수 있다. 균열 단계에서 강판의 온도는 기준 온도 대비 ±10℃ 범위에서 유지될 수 있다.After the first cold step, in the cracking step, the hot-rolled sheet is cracked at an ambient temperature of 850 to 950°C. If the temperature is too high, the grain size may be too large after annealing the hot-rolled sheet, resulting in deterioration of cold rolling properties. If the temperature is too low, the precipitates cannot be sufficiently coarsened, or the grain size after annealing the hot-rolled sheet is too small, resulting in deterioration of the magnetic properties of the final product. More specifically, the cracking step may be performed in an atmosphere of 880 to 950°C. The cracking step can be performed for 30 to 90 seconds. More specifically, it can be performed for 40 to 75 seconds. At this time, on a steel sheet basis, the temperature of the steel sheet may be 850 to 950°C. During the cracking stage, the temperature of the steel sheet can be maintained within ±10℃ compared to the standard temperature.
균열 단계 이후, 제2 냉각 단계에서는 열연판을 600 내지 700℃의 분위기 온도에서 냉각한다. 온도가 너무 높으면 소둔로에서 코일을 인출하기 전까지의 냉각속도가 지나치게 높아 냉각에 의한 응력 발생과 초기의 700℃ 이상의 높은 온도로 인해 석출물들이 석출할 수 있는 충분한 구동력을 제공하여 미세한 석출물들이 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 온도가 너무 낮으면 균열 소둔 이후 850℃ 이상의 온도의 높은 온도에서부터 개시된 제2 냉각 단계에서 급랭에 의해 발생한 응력이 석출물들이 석출할 수 있는 충분한 구동력을 제공하여 미세한 석출물들이 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 제2 냉각 단계는 열연판을 630 내지 680℃의 분위기 온도에서 수행할 수 있다. 제2 냉각 단계는 10 내지 30초간 수행할 수 있다. 더욱 구체적으로 15 내지 25초간 수행할 수 있다. 이 때, 강판 기준에서 강판의 냉각 속도는 0.5 내지 15℃/s 이 될 수 있다. 제2 냉각 단계 시작 시점에서의 강판 온도는 850 내지 950℃일 수 있다. 제2 냉각 단계 종료 시점에서의 강판 온도는 600 내지 700℃ 일 수 있다.After the cracking step, in the second cooling step, the hot rolled sheet is cooled at an ambient temperature of 600 to 700°C. If the temperature is too high, the cooling rate before removing the coil from the annealing furnace is too high, causing stress due to cooling, and the initial high temperature of over 700℃ provides sufficient driving force for the precipitates to precipitate, resulting in the formation of fine precipitates. may occur. If the temperature is too low, the stress generated by rapid cooling in the second cooling step starting from a high temperature of 850°C or higher after crack annealing may provide sufficient driving force for the precipitates to precipitate, resulting in the formation of fine precipitates. More specifically, the second cooling step may be performed on the hot rolled sheet at an ambient temperature of 630 to 680°C. The second cooling step can be performed for 10 to 30 seconds. More specifically, it can be performed for 15 to 25 seconds. At this time, based on the steel sheet, the cooling rate of the steel sheet may be 0.5 to 15°C/s. The steel sheet temperature at the start of the second cooling step may be 850 to 950°C. The temperature of the steel sheet at the end of the second cooling step may be 600 to 700°C.
열연판을 소둔하는 단계 이후, 열연판을 산세하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step of annealing the hot-rolled sheet, a step of pickling the hot-rolled sheet may be further included.
다음으로, 열연판을 산세하고 소정의 판두께가 되도록 냉간 압연한다. 열연판 두께에 따라 다르게 적용될 수 있으나, 70 내지 95%의 압하율을 적용하여 최종두께가 0.2 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 냉연판 최종 두께는 0.2 내지 0.35mm 일 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 0.2 to 0.65 mm by applying a reduction ratio of 70 to 95%. In order to adjust the reduction ratio, cold rolling can be performed once or two or more times with intermediate annealing in between. More specifically, the final thickness of the cold rolled sheet may be 0.2 to 0.35 mm.
냉간압연된 냉연판은 냉연판 소둔을 실시한다. Cold-rolled cold-rolled sheets are subjected to cold-rolled sheet annealing.
냉연판 소둔 단계에서 냉연판을 900 내지 1060℃의 온도에서 소둔할 수 있다. 이는 강판 온도 기준이며, 균열 온도일 수 있다. 냉연판 소둔 시간은 60 내지 110초일 수 있다.In the cold-rolled sheet annealing step, the cold-rolled sheet may be annealed at a temperature of 900 to 1060°C. This is based on the steel plate temperature and may be the cracking temperature. The cold rolled sheet annealing time may be 60 to 110 seconds.
이후, 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 절연층 형성 방법에 대해서는 무방향성 전기강판 기술 분야에서 널리 알려져 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.Thereafter, the step of forming an insulating layer may be further included. Since the method of forming the insulating layer is widely known in the field of non-oriented electrical steel sheet technology, detailed description will be omitted.
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.
실시예 1Example 1
하기 표 1과 같이 조성되는 슬라브를 제조하였다. 표 1에 기재된 성분 외의 Ti, Nb, V 등은 모두 0.003 중량% 이하로 제어하였으며, 잔부는 Fe이다. A slab composed as shown in Table 1 below was manufactured. Ti, Nb, V, etc. other than the components listed in Table 1 were all controlled to 0.003% by weight or less, and the remainder was Fe.
슬라브를 1150℃로 가열하고, 850℃에서 열간마무리 압연하여 판두께 1.8mm의 열연판을 제작하였다. 열간압연된 열연판은 하기 표 2에 정리된 분위기 온도 및 시간에서 열연판 소둔을 수행하였다. 열연판 소둔이 완료된 강판을 산세한 다음 하기 표 2에 정리된 두께로 냉간 압연하였다. 이후 냉연판을 하기 표 3에 정리된 균열 온도로 소둔하여 무방향성 전기강판을 제조하였다.The slab was heated to 1150°C and hot-rolled at 850°C to produce a hot-rolled plate with a thickness of 1.8 mm. The hot-rolled hot-rolled sheet was annealed at the ambient temperature and time listed in Table 2 below. The steel sheet for which hot-rolled sheet annealing was completed was pickled and then cold-rolled to the thickness listed in Table 2 below. Afterwards, the cold-rolled sheet was annealed to the cracking temperature listed in Table 3 below to produce a non-oriented electrical steel sheet.
철손 및 자속밀도는 각각의 시편에 대해 압연 방향 및 압연에 수직인 방향에 대해 각각 길이 310mm × 너비 30mm × 매수 12매의 시편을 으로 절단하여 Epstein teste로 철손을 측정하여 그 평균을 정리하였다.For the iron loss and magnetic flux density, for each specimen, 310 mm long × 30 mm wide × 12 specimens were cut in the rolling direction and the direction perpendicular to the rolling, respectively, and the iron loss was measured using an Epstein test and the average was calculated.
석출물은 SEM을 통해 시편의 TD면으로 1.5mm x 1.5mm 이상의 영역을 분석하여, 이 중 Mg 혹은 Mn을 포함한 것을 Mg, Mn계 석출물로 분류하였으며, 검출된 석출물을 석출물 내의 Mn 및 Mg의 함량을 각각 x, y로 하고, 하기와 같은 식에 대입하여 선형회귀 분석을 실시하고, 그에 따라 R2값을 구하였다. 이때 TD면으로 1.5mm x 1.5mm 이상의 영역을 관찰하기 위해 동일한 조건으로 제작된 시편을 여러장 겹쳐 동시에 측정하였다. The precipitates were analyzed in an area of 1.5mm Using x and y as At this time, in order to observe an area of 1.5 mm x 1.5 mm or more on the TD surface, several specimens manufactured under the same conditions were overlapped and measured simultaneously.
표 1 내지 표 3에서 나타나듯이, 합금 성분 및 석출물이 적절히 석출된 강판은 철손이 향상됨을 확인할 수 있다.반면, 합금 성분이 조절되지 않거나, 석출물이 적절히 석출되지 않은 경우, 철손이 열위함을 확인할 수 있다.As shown in Tables 1 to 3, it can be seen that iron loss is improved for steel sheets in which alloy components and precipitates are appropriately precipitated. On the other hand, when alloy components are not controlled or precipitates are not properly precipitated, it can be seen that iron loss is inferior. You can.
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.
Claims (13)
Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상을 포함하고,
상기 Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상에 대하여, Mn과 Mg의 함량을 각각 x, y로 하였을 때 x와 y에 관한 선형회귀 분석을 실시했을 때의 R2값이 0.25 이상인 무방향성 전기강판.In weight percent, it contains Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, the balance Fe and inevitable impurities,
Contains one or more of Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates,
For one or more of the Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates, when the contents of Mn and Mg are set to x and y, respectively, the R2 value when linear regression analysis is performed on x and y is 0.25 or more. Non-oriented electrical steel sheet.
P:0.005 내지 0.02 중량%, Sn: 0.07 중량% 이하 및 Sb: 0.07 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
A non-oriented electrical steel sheet further comprising one or more of P: 0.005 to 0.02% by weight, Sn: 0.07% by weight or less, and Sb: 0.07% by weight or less.
Cu: 0.005 내지 0.2 중량% 및 Cr: 0.01 내지 0.5 중량% 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
A non-oriented electrical steel sheet further comprising at least one of Cu: 0.005 to 0.2% by weight and Cr: 0.01 to 0.5% by weight.
C, N, S, Ti, Nb, 및 V 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 더 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
Non-oriented electrical steel sheet further comprising 0.005% by weight or less of one or more of C, N, S, Ti, Nb, and V.
상기 Mn 석출물은 Mn을 1.5 내지 80 중량% 포함하고, 상기 Mg 석출물은 Mg를 0.5 내지 80 중량% 포함하고, 상기 Mn 및 Mg 복합 석출물은 Mn을 1.5 중량% 이상, Mg를 0.5 중량% 이상 포함하고, Mg와 Mn의 중량 합이 2.0 중량% 내지 90 중량% 포함하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The Mn precipitate contains 1.5 to 80% by weight of Mn, the Mg precipitate contains 0.5 to 80% by weight of Mg, and the Mn and Mg composite precipitate contains 1.5% by weight or more of Mn and 0.5% by weight or more of Mg. , a non-oriented electrical steel sheet containing a total weight of Mg and Mn of 2.0% by weight to 90% by weight.
상기 Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물 중 1종 이상은 평균 입경이 0.7 내지 1.6 ㎛인 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
A non-oriented electrical steel sheet in which at least one of the Mn precipitates, Mg precipitates, and Mn and Mg composite precipitates has an average particle diameter of 0.7 to 1.6 ㎛.
상기 Mn 석출물, Mg 석출물 및 Mn 및 Mg 복합 석출물은 (Mn 단독 석출물 개수 + Mg 단독 석출물 개수)/(Mn 및 Mg 복합석출물의 개수)≤0.45 의 관계를 만족하는 무방향성 전기강판.According to paragraph 1,
The Mn precipitate, Mg precipitate, and Mn and Mg composite precipitate are non-oriented electrical steel sheets that satisfy the relationship of (number of Mn single precipitates + number of Mg single precipitates)/(number of Mn and Mg composite precipitates) ≤ 0.45.
상기 열연판을 열연판 소둔하는 단계;
상기 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 및
상기 냉연판을 냉연판 소둔 단계;를 포함하고,
상기 열연판 소둔하는 단계는
상기 열연판을 1000 내지 1150℃의 분위기 온도에서 가열하는 가열 단계;
상기 열연판을 900 내지 990℃의 분위기 온도에서 냉각하는 제1 냉각 단계;
상기 열연판을 850 내지 950℃의 분위기 온도에서 균열하는 균열 단계;
상기 열연판을 600 내지 700℃의 분위기 온도에서 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.By hot rolling a slab containing Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.04 to 1.4%, Al 0.2 to 1.1%, Mg: 0.001 to 0.005%, and the balance Fe and inevitable impurities, in weight percent, a hot-rolled sheet is produced. manufacturing step;
Hot-rolled annealing the hot-rolled sheet;
Manufacturing a cold-rolled sheet by cold-rolling the hot-rolled sheet; and
A cold-rolled sheet annealing step of the cold-rolled sheet,
The step of annealing the hot rolled sheet is
A heating step of heating the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 1000 to 1150°C;
A first cooling step of cooling the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 900 to 990°C;
A cracking step of cracking the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 850 to 950°C;
A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet comprising a second cooling step of cooling the hot-rolled sheet at an ambient temperature of 600 to 700°C.
상기 가열 단계는 40 내지 100초간 행해지고,
상기 제1 냉각 단계는 10 내지 30초간 행해지고,
상기 균열 단계는 30 내지 90초간 행해지고,
상기 제2 냉각 단계는 10 내지 30초간 행해지는 무방향성 전기강판의 제조방법.According to clause 8,
The heating step is performed for 40 to 100 seconds,
The first cooling step is performed for 10 to 30 seconds,
The cracking step is performed for 30 to 90 seconds,
A method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet in which the second cooling step is performed for 10 to 30 seconds.
상기 슬라브는 P:0.005 내지 0.02 중량%, Sn: 0.01 내지 0.07 중량% 및 Sb: 0.01 내지 0.07 중량% 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.According to clause 8,
The slab is a method of producing a non-oriented electrical steel sheet further comprising one or more of P: 0.005 to 0.02% by weight, Sn: 0.01 to 0.07% by weight, and Sb: 0.01 to 0.07% by weight.
상기 슬라브는 Cu: 0.005 내지 0.2 중량% 및 Cr: 0.01 내지 0.5 중량% 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.According to clause 8,
The slab is a method of producing a non-oriented electrical steel sheet further comprising at least one of Cu: 0.005 to 0.2% by weight and Cr: 0.01 to 0.5% by weight.
상기 슬라브는 C, N, S, Ti, Nb, 및 V 중 1종 이상을 각각 0.005 중량% 이하로 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.According to clause 8,
The slab is a method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet further comprising 0.005% by weight or less of one or more of C, N, S, Ti, Nb, and V.
상기 냉연판 소둔 단계는 900 내지 1060℃의 온도에서 소둔하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
According to clause 8,
The cold-rolled sheet annealing step is a method of manufacturing a non-oriented electrical steel sheet in which annealing is performed at a temperature of 900 to 1060°C.
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