KR100885145B1

KR100885145B1 - 철손이 적은 방향성 전자강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100885145B1
Application number: KR1020020004847A
Authority: KR
Inventors: 센다구니히로; 다까미야도시또; 나까니시다다시; 구로사와미쯔마사; 도다히로아끼
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2009-02-23
Also published as: US20020157734A1; DE60227582D1; US6602357B2; JP2002220642A; EP1227163B1; EP1227163A2; EP1227163A3; KR20020063515A

Abstract

방향성 전자강판에 있어서, Si : 2.5 ∼ 5.0 질량% 및 Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량% 를 함유하는 지철과, 이 지철의 표면상에 형성된 절연성 피막을 갖고, 상기 피막이 상기 지철에 부여하는 압연방향의 장력이 3.0 ㎫ 이상이고, 자속밀도 (B₈) 가 특정의 관계식을 만족하고, 또한 상기 강판표면에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 선형 변형 또는 홈을, 그 간격 (D) 이 Cr 량에 따른 특정의 관계식을 만족하도록 배치함으로써, 자구세분화후의 철손이 종래보다 더 적은 방향성 전자강판을 얻는다. 본 발명의 강판의 제조에 있어서는 최종냉간압연전의 소둔에 있어서의 소둔온도 등을 제어한다.

Description

철손이 적은 방향성 전자강판 및 그 제조방법 {GRAIN ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET WITH LOW IRON LOSS AND PRODUCTION METHOD FOR SAME}

도 1 은 방향성 전자강판 (제품) 의 지철 중의 Cr 함유 유무에 따른 자구세분화후의 자구패턴의 비교를 나타내는 도면으로, (a) 는 지철 중에 Cr 을 함유하는 경우 (Cr : 0.29 질량%), (b) 는 지철 중에 Cr 을 함유하지 않는 경우이다.

도 2 는 선형 변형 도입에 의해 자구세분화를 행한 경우의 Cr 함유량과 선형 변형의 배치간격 (D) 에 대한 철손 (W_17/50) 의 관계를 나타내는 도면이다.

도 3 은 선형 홈 형성에 의해 자구세분화를 행한 경우의 Cr 함유량과 선형 홈의 배치간격 (D) 에 대한 철손 (W_17/50) 의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4 는 Cr 첨가량과 중간소둔 (최종압연전의 소둔) 의 균일한 가열온도를 변화시킨 경우의 제품의 자속밀도 (B₈) 의 변화를 나타내는 도면이다.

본 발명은 방향성 전자강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 자구세분화처리를 실시하는 고자속밀도를 갖는 방향성 전자강판에 있어서 종래보다 더 철손 이 적은 제품을 얻고자 하는 것이다.

방향성 전자강판은 주로 변압기의 적철심이나 권철심의 재료로 사용되고, 송배전 비용 삭감의 관점에서, 이러한 방향성 전자강판에는 전력변환에 수반하는 에너지 손실, 이른바 철손이 적을 것이 요구된다.

상기 철손은 히스테리시스손실과 와전류손실의 합으로 나타낼 수 있다. 히스테리시스손실을 저하시키기 위한 기술 중 하나는 철의 결정의 자화용이축인〈001〉축을 압연방향으로 일정하게 맞추는 것으로, 철의 결정조직을 고스방위라 불리는 (110)〈001〉방위로 고도로 집적시킴으로써 높은 투자율이 얻어지고, 철손이 저하됨이 알려져 있다.

이 같은 고스방위로 집적한 결정조직을 얻기 위한 수단으로는 2 차 재결정이라 불리는 현상을 이용하는 것이 일반적이다. 즉, 1 차 재결정입자의 열적 성장과정에 있어서, 방위선택성이 매우 강한 이상입자 성장을 이용하여 고스방위의 결정입자만을 우선적으로 성장시킴으로써 원하는 조직을 얻을 수 있다. 이 때, 방위선택성과 이상입자 성장속도의 두가지 인자를 제어하는 것이 고스방위로의 집적도가 높은 2 차 재결정조직을 얻기 위해서는 중요하다.

따라서, 통상은 2 차 재결정전의 1 차 재결정조직을 소정의 집합조직으로 하는 것, 1 차 재결정입자의 성장을 선택적으로 억제하는 인히비터로 불리는 석출분산상을 균일하면서도 적정한 사이즈로 형성하는 것이 행해지고 있다.

후자에 관한 기술은 일본 특허공보 소46-23820 호에 MnSe 또는 MnS 와 AlN 의 복합석출상을 형성시켜 강력한 인히비터로서 작용시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술에 의해 고스방위로의 집적도가 높은 결정조직을 얻은 경우일지라도, 제품의 철손이 반드시 저하된다고는 할 수 없음을 알 수 있다. 이는 고스방위로의 집적도의 향상에 수반하여 2 차 재결정 입자직경이 조대화함과 동시에, β각이라 불리는 결정방위 [001] 과 압연면이 이루는 각도가 0°에 근접하는 결과, 180°자구의 폭이 넓어져서 와전류손실이 증가하기 때문이다.

그래서, 최근에는 인공적으로 자구폭을 저감함으로써 와전류손실을 저하시키는 기술이 다양하게 제안되어 있다. 상기 기술로는 예컨대 강판의 압연방향과 거의 직각인 방향으로 레이저광 (일본 특허공보 소57-2252 호) 이나 플라즈마 불꽃 (일본 공개특허공보 소62-96617 호) 을 조사하는 방법 등을 들 수 있다.

이들 방법은 강판표면에 열변형을 도입함으로써 조사부에 선형 또는 선형으로 늘어선 이른바 스트레스 패턴 자구를 생성시키는 것이며, 이 같은 자구 내부에서는 자화방향은 [100] 방향, [010] 방향에 있기 때문에, [100] 방향의 180°자구와 스트레스 패턴의 경계에 생기는 자극에 의한 정자 (靜磁) 에너지 효과에 의해 180°자구폭이 감소한다.

또한, 권철심 등에서는 변형제거 소둔이 불가결하기 때문에, 변형제거 소둔에 견딜 수 있는 자구세분화기술로서, 강판으로의 홈형성을 이용한 방법이 다양하게 개발되고 있다. 이 같은 기술로는 예컨대 최종마무리소둔후의 강판에 국소적으로 홈을 형성하고, 그 반자계효과에 의해 자구를 세분화하는 방법이 있고, 이러한 홈형성 수단으로는 기계적인 가공이나 레이저광 조사에 의해 절연피막 및 하지피막을 국소적으로 제거한 후에 전해에칭하는 방법 (일본 공개특허공보 소63- 76819 호) 등을 들 수 있다.

또한, 일본 특허공보 소62-53579 호에는 치형 롤로 압각후, 변형제거 소둔을 실시함으로써, 홈형성 및 재결정을 달성하여 자구를 세분화하는 방법이, 나아가 일본 공개특허공보 소59-197520 호에는 마무리소둔전의 강판에 홈을 형성하는 방법이 각각 개시되어 있다.

이들 자구세분화방법을 종래의 방향성 전자강판에 적응시킴으로써, 결정입자의 조대한 고자속밀도 방향성 전자강판의 철손을 유효하게 저감시킬 수 있게 되고, 자속밀도 (B₈) 의 향상에 따라 철손값이 저감되는 것이 알려져 있다. 그러나, 최근의 에너지 사정하에서는 더욱 철손이 적은 재료가 요구되고 있으나, 현재의 자구세분화기술의 범위내에서의 비약적인 철손의 개선은 어렵다.

한편, 강성분에 의해 방향성 전자강판의 자기특성을 개선하는 기술 중 하나로서, 강중에 Cr 을 첨가하는 방법이 제안되어 있다.

예컨대, 방향성 전자강판의 철손을 저감시키는 수단으로서, 일본 공개특허공보 평10-259424 호에는 열연판에 소정량의 규소, 크롬, 망간 등을 첨가하여 이 열연판의 전기저항율을 45 μΩ㎝ 이상으로 높여 와전류손실을 저감시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 Cr 을 첨가함으로써 소재의 체적저항율을 증가시키는 것을 제안하고 있지만, 고도의 결정방위집적도는 얻어지지 않고, 최근 제조가 요망되고 있는 저철손재를 얻는데에는 이르지 못하고 있다.

또한, 일본 특허공보 소62-54846 호, 일본 특허공보 소63-1371 호, 일본 공 개특허공보 평61-190017 호, 및 일본 공개특허공보 평2-228425 호에는 산 가용성 Al 의 변동에 의한 자기특성의 열화를 방지하는 것을 목적으로 하여 강슬래브중에 Cr 을 첨가하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 일본 공개특허공보 평2-228425 호, 일본 공개특허공보 평5-78743 호에는 1300 ℃ 이하의 저온 슬래브가열과 탈탄소둔후의 질화처리를 조합한 자속밀도개선기술에 있어서, 강슬래브에 Cr 을 함유시킴으로써, 고자속밀도가 얻어지는 Al 량의 함유범위를 넓히는 기술이 개시되어 있다. 또한 일본 공개특허공보 평11-217631 호에 기재된 기술도 실질적으로 저온 슬래브가열과 질화처리를 실시하는 강슬래브에 Cr 을 함유시키는 기술이지만, 목적은 포르스테라이트 피막의 형성이 약화되는 것을 방지하는데 있다고 하고 있다.

또한, 일본 공개특허공보 평10-46297 호에 개시된 기술은 제품중에 Cr 을 함유시키는 방법이지만, 이 경우에도 저온 슬래브가열과 탈탄소둔후의 NH₃ 가스에 의한 질화처리를 함으로써 실시되어 있고, Cr 은 양호한 내부피막을 발달시키는 것을 주요한 작용으로서 첨가되어 있다.

이상 설명한 Cr 첨가기술의 문헌중에서, 일본 공개특허공보 소61-190017 호에는 당해 공보가 제안하는 Cr 첨가-방향성 규소강판에 레이저를 조사하고, 자구세분화에 의한 더 한층의 철손저감효과의 유무가 조사되어 있다. 그러나 조사결과, 제안된 Cr 첨가강판에는 자구세분화에 따른 철손감소효과는 거의 없는 것으로 결론지었다. 기타 문헌공보에는 인위적인 자구세분화기술에 대해 언급하지 않 고 있다.

한편, 일본 공개특허공보 평9-202924 호, 일본 공개특허공보 평10-130726 호, 일본 공개특허공보 평10-130727 호에는 경면 방향성 전자강판에 자구세분화처리를 적용하는 기술이 개시되어 있고, 실시예에는 강중에 Cr 을 0.12 % 함유하는 강판도 예시되어 있다. 그러나, 이들 공보에는 Cr 을 함유하는 목적은 전혀 기재되어 있지 않고, 당연히, Cr 의 함유와 자구세분화조건 사이에 어떤 관련도 시사하는 기재는 없다. 저온 슬래브가열 및 질화처리공정이 실시되어 있으므로, 이들 공보에서 Cr 을 함유하는 목적도 이미 설명한 기술과 동일한 것으로 생각된다.

이상과 같이, 방향성 전자강판에 있어서 강중에 Cr 을 첨가하는 것은 2 차 재결정의 안정이나 저온 슬래브가열공정하에서 양질의 포르스테라이트 피막을 얻기 위한 기술, 또는 저자속밀도재에서의 전기저항율의 증가에 따른 철손저감을 의도한 기술로서는 제안되어 있지만, 자구세분화처리 자체의 효과를 개선하는 목적으로 Cr 을 첨가한다는 생각은 공지된 기술에서는 찾아 볼 수 없다. 또한 자구세분화조건과 Cr 함유량의 관계에 대해 어떠한 발견을 나타낸 보고예도 없다.

그 밖에, 자구세분화에 의해 저철손재료의 철손을 보다 유효하게 저감시키는 방법은 발견되어 있지 않고, 철손도 종래 수준에서 거의 개선되어 있지 않은 것이 실상이다.

본 발명의 목적은 자구세분화후의 철손이 종래보다 더 적은 방향성 전자강판 및 그 제조방법을 제안하는데 있다.

발명자들은 자구세분화후의 철손을 유효하게 저감시키는 방법을 다양하게 검토하였다. 그 결과, 제품의 지철 (표면피복층을 제외한 부분) 중에 Cr 을 함유시킴과 동시에 이 Cr 함유량에 따라 자구세분화조건을 적정화하면 자구세분화의 효과가 예상밖으로 향상됨을 발견하였다. 그리고 이 발견을 기초로 종래에 없는 저철손 제품을 제조하는 방법을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 요지는 다음과 같다.

(I) Si : 2.5 ∼ 5.0 질량% 및 Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량% 를 함유하는 지철과, 이 지철의 표면상에 형성된 단층 또는 복수층으로 이루어지는 절연성 피막을 갖는 방향성 전자강판으로서,

바람직하게는 상기 피막이 상기 지철에 부여하는 압연방향의 장력이 3.0 ㎫ 이상이고,

자속밀도 (B₈) 가 하기 식 (1) 의 관계를 만족하고, 또한 상기 강판의 표면근방에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 선형 변형을 갖고, 또한 이 선형 변형의 배치간격 (D) 이 하기 식 (2) 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.

B₈ ≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 …(1)

3 ＋ 5[Cr] ≤D ≤11 ＋ 5[Cr] …(2)

단, [Si] 및 [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Si 및 Cr 의 질량백분율, B₈ 의 단위는 T, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.

(II) Si : 2.5 ∼ 5.0 질량% 및 Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량% 를 함유하는 지철과, 이 지철의 표면상에 형성된 단층 또는 복수층으로 이루어지는 절연성 피막을 갖는 방향성 전자강판으로서,

바람직하게는 상기 피막이 상기 지철에 부여하는 압연방향의 장력이 3.0 ㎫ 이상이고, 자속밀도 (B₈) 가 하기 식 (3) 의 관계를 만족하고, 또한 상기 지철 표면에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 홈을 갖고,

바람직하게는 상기 홈의 깊이 (d) 가 지철의 판두께의 1.5 ∼ 15 % 이고,

상기 홈의 배치간격 (D) 이 하기 식 (4) 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.

B₈ ≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 ―0.0030d …(3)

1 ＋ 5[Cr] ≤D ≤8 ＋ 5[Cr] …(4)

단, [Si] 및 [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Si 및 Cr 의 질량백분율이고, B₈ 의 단위는 T, d 는 상기 홈의 깊이이며 그 단위는 ㎛, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.

(III) 상기 피막을 구성하는 층 중, 지철에 근접하는 층이 포르스테라이트를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 상기 (I) 또는 (II) 기재의 철손이 적은 방향성 전자강판.

(IV) 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이가 30 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (I), (II) 또는 (III) 기재의 철손이 적은 방향성 전자강판.

(V) 지철 중에 Bi : 0.0005 ∼ 0.08 질량% 를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (I) ∼ (IV) 중 어느 한 항에 기재된 철손이 적은 방향성 전자강판.

(VI) C : 0.01 ∼ 0.10 질량%,

Si : 2.5 ∼ 5.0 질량%,

Mn : 0.03 ∼ 0.20 질량%,

N : 0.0015 ∼ 0.0130 질량%,

Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량%,

S 및 Se 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 합계로 0.010 ∼ 0.030 질량%, 및

sol.Al : 0.015 ∼ 0.035 질량% 및 B : 0.0010 ∼ 0.0150 질량% 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하는 강슬래브를 열간압연하고, 이어서 필요에 따라 열연판소둔을 실시한 후, 1 회 이상의 중간소둔을 포함하는 2 회 이상의 냉간압연에 의해 최종판두께로 하거나, 또는 열연판소둔후, 1 회의 냉간압연에 의해 최종판두께로 한 다음, 탈탄소둔 이어서 최종마무리소둔을 실시한 다음 절연코팅제를 도포하여 절연성 피막을 형성하고 평탄화소둔을 실시하여 제품으로 하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서, 최종냉간압연전의 소둔에 있어서의 균일한 가열온도 (T) 를 하기 식 (5) 의 범위로 하고, 평탄화소둔후에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 선형 변형을 강판에 형성하고, 또한 이 선형 변형의 배치간격 (D) 이 하기 식 (2) 의 관 계를 만족하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.

1000 ―200 [Cr] ≤T ≤1150 ―200[Cr] …(5)

3 ＋ 5[Cr] ≤D ≤11 ＋ 5[Cr] …(2)

단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율이고, T 의 단위는 ℃, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.

(VII) C : 0.01 ∼ 0.10 질량%,

Si : 2.5 ∼ 5.0 질량%,

Mn : 0.03 ∼ 0.20 질량%,

N : 0.0015 ∼ 0.0130 질량%,

Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량%,

sol.Al : 0.015 ∼ 0.035 질량% 및 B : 0.0010 ∼ 0.0150 질량% 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하는 강슬래브를 열간압연하고, 이어서 필요에 따라 열연판소둔을 실시한 후, 1 회 이상의 중간소둔을 포함하는 2 회 이상의 냉간압연에 의해 최종판두께로 하거나, 또는 열연판소둔후, 1 회의 냉간압연에 의해 최종판두께로 한 다음, 탈탄소둔 이어서 최종마무리소둔을 실시한 다음 절연코팅제를 도포하여 절연성 피막을 형성하고 평탄화소둔을 실시하여 제품으로 하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서, 최종냉간압연전의 소둔에 있어서의 균일한 가열온도 (T) 를 하기 식 (5) 의 범위로 하고, 냉간압연공정이후에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 홈을 형성하고, 또한 상기 홈의 배치간격 (D) 이 하기 식 (4) 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.

1000 ―200 [Cr] ≤T ≤1150 ―200[Cr] …(5)

1 ＋ 5[Cr] ≤D ≤8 ＋ 5[Cr] …(4)

단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율, T 의 단위는 ℃, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.

(VIII) 강슬래브중에 Bi : 0.001 ∼ 0.10 질량% 를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (VI) 또는 (VII) 기재의 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.

이하, 본 발명에 도달하는데 기여한 실험에 대해 설명한다.

먼저, 표 1 에 나타내는 성분의 강괴 각 100 ㎏ 을 준비한다. 이들 강괴의 조성은 표준조성 (Si ＝ 3.3 질량%) 에 대해 0.2 질량% 의 Si 량 증가에 상당하는 전기저항율의 증가 (전기저항율의 증가분 : 1.2 μΩㆍ㎝) 로 되도록, Cr, Mn, Al, P 등의 첨가원소의 첨가량을 조절한다.

이들 강괴를 1400 ℃ 로 가열한 후, 열간압연에 의해 2.5 ㎜ 의 열연판으로 한다. 그 후, 균일한 가열온도 900 ℃, 균일한 가열시간 100 초의 열연판소둔을 실시하고, 산세척한 후에 냉연압연에 의해 1.5 ㎜ 의 중간두께로 한다. 그 후, 1000 ℃ 전후, 100 초의 중간소둔을 실시하고, 산세척한 다음 최고도달온도 200 ℃ 에서 0.23 ㎜ 의 마무리두께로 압연한다. 이어서, 탈지후, 850 ℃, 120 초간의 1 차 재결정소둔을 겸하는 탈탄소둔을 실시하고, MgO 를 주성분으로 하여 TiO₂ 를 5 % 함유하는 소둔분리제를 도포ㆍ건조시킨 다음, 최고온도 1200 ℃ 의 최종마무리소둔을 실시한다. 이어서, 인산마그네슘과 콜로이드상 실리카를 주성분으로 하는 절연성 코팅제를 강판의 편면 당 5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포ㆍ베이킹함으로써, 지철에 대해 압연방향의 장력을 부여하는 절연성 피막을 형성한다. 얻어진 절연성 피막은 포르스테라이트층과 인산계의 유리코팅의 복합적인 피막 (포르스테라이트층이 주로 지철상에 존재함) 이고, 피막에 의해 지철에 부여된 압연방향의 장력은 4.7 ㎫ 였다.

이상의 방법에 의해 얻어진 강판으로부터 엡스타인 시험편을 채취하고, SST (단판자기 시험기) 에 의해 각 시험편의 자속밀도 (B₈) 를 측정하고, B₈ 이 1.93 ±0.003 T 인 시험편을 각 16 장 선정하여 엡스타인 시험법 (500 g 상당으로 교정) 에 의해 철손 (W_17/50) (Bm ＝ 1.7 T 에서 50 ㎐ 로 정현파 여자된 조건에서의 철손) 을 측정한다. 이어서, 압연방향과 직교하는 방향과 이루는 각도 10°, 간격 6 ㎜ 로 플라즈마 불꽃에 의해 선형 변형을 도입하여 자구세분화처리를 실시하고, 다시 엡스타인 시험법에 의해 철손 (W_17/50) 을 측정한다. 또한,각 시료에 대해 자구세분화후의 평균 자구폭을 콜로이드법에 의한 자구관찰결과로부터 측정한다. 이들 측정결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 의 결과로부터, 표준 강판 1A 에 대해 전기저항율이 1.2 μΩㆍ㎝ 증가하도록 Si, Mn, Al, P 를 각각 첨가한 강판 1B ∼ 1E 는 철손 (W_17/50) 이 표준 강판 1A 와 비교하여 자구세분화전에 0.02 W/㎏ 정도, 자구세분화후에는 0.01 W/㎏ 정도 적은 값이었다. 자구세분화후의 철손으로 하여 0.01 W/㎏ 정도의 철손의 개선은 판두께 0.23 ㎜, 자구폭 0.23 ㎜ 정도의 소재에서 전기저항율이 1.2 μΩㆍ㎝ 정도 증가한 경우의 와전류손실 (고전적인 와전류손실과 이상와전류손실의 합) 의 감소에 거의 상당한다.

이에 비해, 표준 강판 1A 에 대해 전기저항율이 1.2 μΩㆍ㎝ 증가하도록 Cr 을 첨가한 강판 1F 는 자구세분화전의 철손값에 대해서는 강판 1B ∼ 1E 와 큰 차이가 없으나, 자구세분화후의 철손이 표준 강판 1A 에 비해 0.06 W/㎏ 정도 적은 값이 되어 강판 1B ∼ 1E 보다 더 저철손이었다. 여기서의 개선분은 전기저항율의 증가에 수반하는 와전류손실의 개선을 크게 상회하는 것으로, 자구세분화재의 철손을 더 저감하기 위해서는 Cr 을 함유시키는 것이 유효함이 밝혀졌다.

또, 강판의 표면에 홈을 형성시키는 것에 의한 자구세분화방법에서도 동일한 실험을 실시하여, 상술한 바와 동일한 효과가 있음을 확인하였다.

Cr 의 첨가에 의해 자구세분화후의 철손이 저하된 이유로는, 반드시 명확하지는 않지만, 지철과 포르스테라이트 피막의 밀착성이 Cr 의 첨가에 의해 향상됨으로써, 선형 변형 근방이나 홈부근의 국소적인 부분에서 절연성 피막의 장력이 지철에 유효하게 전달되는 결과, 선형 변형이나 홈에 의한 자구의 흐트러짐이 억제되기 때문으로 여겨진다.

도 1 의 (a), (b) 는 플라즈마 불꽃에 의한 자구세분화처리를 실시한 후, 소자시키고 4000A/m 의 수직자계를 시료에 인가시킨 상태에서 자성콜로이드에 의한 자구관찰을 실시한 것으로, (a) 가 Cr 함유강, (b) 가 Cr 비함유강의 경우를 나타낸다. 이들 도면에서, Cr 비함유강은 선형 변형의 근방에서 180°자구패턴의 흐트러짐이 관찰되는 데 비해, Cr 함유강은 선형 변형의 근방에서의 180°자구패턴의 흐트러짐이 현저하게 억제되고 있다. 이와 같이, Cr 을 함유하는 소재에서는 180°자구패턴의 흐트러짐이 억제되는 결과, 자구세분화후에 적은 철손값을 얻을 수 있는 것으로 여겨진다.

또, 홈에 의한 자구세분화처리의 경우에는, 변형제거 소둔후의 소자상태에서는 홈근방의 자구의 흐트러짐은 적지만, 자화의 진행에 따라 홈부근에 환류자구 (스파이크형 자구) 가 생성되어 손실이 높아지는 것으로 추정되는데, 이와 같은 경우에도 강중의 Cr 첨가에 의해 피막과 지철간의 밀착성이 강화됨으로써, 자화과정에서의 자구구조의 흐트러짐이 방지되어 철손이 적어 지는 것으로 추정된다.

여기서, 자구세분화처리를 실시하고 있지 않는 재료에 비해 자구세분화재에서 특히 철손개선효과가 커진 이유는, 단순히 지철에 대한 피막의 장력에 의한 것뿐만 아니라, 포르스테라이트 피막과 지철간의 밀착성의 강화에 의해 선형 변형이나 홈의 아주 근방에서도 충분한 피막장력이 확보됨으로써 자구구조의 흐트러짐이 현저하게 억제되었기 때문으로 여겨진다.

이상의 발견에서, Cr 을 함유한 자구세분화재의 철손을 보다 한층 더 개선시 킬 수 있음이 밝혀졌지만, Cr 을 함유한 자구세분화재라도 반드시 저철손을 얻을 수 있는 것은 아닌 경우가 있음이 판명되었다. 그로 인해, 이 원인을 상세하게 조사한 결과, Cr 함유량에 따라 자구세분화의 적정조건이 다름이 밝혀졌다. 이하, 자구세분화의 적정조건의 검토결과에 대해 설명한다.

질량% 로, C: 0.06%, Si: 3.3%, Mn: 0.07%, Al: 0.025%, Se: 0.02%, Sb: 0.03%, N: 0.009%, P: 0.003%, S: 0.003% 를 함유함과 동시에, Cr 을 0 ∼ 1.1 질량% 의 범위에서 함유하고 잔부가 주로 철로 이루어지는 100㎏ 강괴로부터 상기와 동일한 방법으로 방향성 전자강판을 제조하고, (1) 절연코팅제를 도포하고 베이킹하여 절연피막을 형성한 후에 플라즈마 불꽃에 의해 선형 변형을 도입하는 방법, 및 (2) 최종냉간압연 후에 레지스트에칭에 의해 선형 홈을 형성하는 방법인 두 가지 방법으로 자구세분화를 실시하였다. 여기서, 상기 (1) 은 압연방향과 선형 변형의 연장방향이 이루는 각도를 80°로 하고, 선형 변형의 배치간격을 1.5 ∼ 17.0㎜ 사이에서 변화시켰다. 또, (2) 는 압연방향과 선형 홈의 연장방향이 이루는 각도를 80°, 선형 홈의 깊이를 15㎛, 선형 홈의 배치간격을 1.5 ∼ 17.5㎜ 사이에서 변화시켰다. 얻어진 강판의 지철에 대한 피막으로부터의 장력은 5.0㎫ 로 홈의 영향은 그다지 없었다.

이와 같이 하여 얻어진 시험편의 철손 (W_17/50) 을 엡스타인 시험법 (500g 상당으로 교정) 에 의해 측정하였다. 도 2 는 선형 변형의 배치간격 (㎜) 과 제품지철 중의 Cr 함유량 (질량%) 을 변화시켰을 때의 철손 (W_17/50) 을 플로트한 것이며, 또 도 3 은 홈의 배치간격 (㎜) 과 제품지철 중의 Cr 함유량 (질량%) 을 변화시켰을 때의 제품의 철손 (W_17/50) 을 플로트한 것이며, 도 2 및 도 3 중의 「◎」는 철손 (W_17/50) 이 0.67W/㎏ 이하인 경우, 「

」는 철손 (W_17/50) 이 0.67W/㎏ 을 초과, 0.70W/㎏ 이하인 경우, 그리고 「

」는 철손 (W_17/50) 이 0.70W/㎏ 초과인 경우이다.

이들 도면의 결과에서, Cr 함유량에 따라 자구세분화처리에서의 홈 또는 선형 변형의 간격을 적정범위내로 제어함으로써 저철손을 얻을 수 있고, 이 범위를 벗어난 경우에는 Cr 첨가에 의한 철손저감효과를 충분히 얻을 수 없음을 알 수 있다.

즉, 도 2 및 도 3 에서, 평탄화소둔후에 강판에 도입되는 선형 변형에 의한 자구세분화법 (이러한 방법은, 가열에 의해 변형이 소실되기 때문에, 일반적으로는 비내열형 자구세분화법이라고 함) 에서는 Cr 함유량을 0.05 ∼ 1.0 질량%, 선형 변형의 배치간격 (D (mm)) 을 3 + 5[Cr] (질량%) 이상, 11 + 5[Cr] (질량%) 이하의 범위내로 제어한 제품의 모든 철손이 0.70W/㎏ 이하로 적은 값이 됨을 알 수 있다. 또, Cr 함유량을 0.15 ∼ 0.7 질량%, 선형 변형의 배치간격 (D (mm)) 을 5 + 5[Cr] (질량%) 이상, 9 + 5[Cr] (질량%) 이하의 범위내로 제어하면 제품의 모든 철손이 0.67W/㎏ 이하로 더욱 적은 값이 됨을 알 수 있다.

한편, 홈에 의한 자구세분화법 (이러한 방법은, 가열해도 홈은 소실되지 않기 때문에, 일반적으로는 내열형 자구세분화법이라고 함) 에서는, Cr 함유량을 0.05 ∼ 1.0 질량%, 홈의 배치간격을 1 + 5[Cr] (질량%) 이상, 8 + 5[Cr] (질량%) 이하의 범위내로 제어한 제품의 모든 철손이 0.70W/㎏ 이하로 적은 값이 됨을 알 수 있다. 또, Cr 함유량을 0.15 ∼ 0.7 질량%, 홈의 배치간격 (D(mm)) 을 1 + 5[Cr] (질량%) 이상, 5 + 5[Cr](질량%) 이하의 범위내로 제어하면 제품의 모든 철손이 0.67W/㎏ 이하로 더욱 적은 값이 됨을 알 수 있다.

상기에서 서술한 바와 같이, Cr 함유량을 증가시키는 것 및 자구세분화처리를 실시하는 것은, 모두 제품의 철손을 저감시키는 작용을 갖는다. 그러나 한편으로, 모든 처리가 투자율을 저하시키는 작용도 갖고 있다. 이로 인해, Cr 함유량의 증가와 자구세분화 양쪽을 동시에 과도하게 실시하면, 양자의 상승작용에 의해 투자율이 현저하게 감소하여 히스테리시스손실의 증가를 초래하기 때문에, 그로써 Cr 함유량에 의해 자구세분화의 적정조건이 다른 것으로 여겨진다. 따라서, 철손을 유효하게 저감하기 위해서는, Cr 량의 증가에 대응하여 자구세분화를 위한 선형 변형이나 홈의 도입밀도를 낮게 하는 것, 즉 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 선형 변형이나 홈의 배치간격 (D) 을 넓게 하는 것이 필요함이 판명되었다.

또한, 선형 변형의 경우와 홈의 경우에서 간격 (D) 의 적정범위가 다른 것은, 선형 변형과 홈에서는 강판에 도입되는 자극의 양과 분포가 다른 것이 원인으로 여겨진다. 즉, 레이저광이나 플라즈마 불꽃에 의해 선형 변형을 도입하는 경우에는, 강판의 전체 두께에 걸쳐 스트레스 패턴자구가 생성되기 때문에, 자구세분화효과는 크지만 저자장영역에서의 투자율의 감소량도 커지므로, 간격 (D) 을 어 느 정도 넓게 할 필요가 있다. 한편, 홈을 배치하는 경우에는 선형 변형을 도입하는 경우에 비해 자극이 강판의 표층부에 밖에 존재하지 않고, 자구세분화효과가 작기 때문에 간격 (D) 을 어느 정도 좁게 할 필요가 있는 것으로 여겨진다.

또, 결정방위 [001] 을 압연방향으로 일정하게 맞추는 것은 자구세분화처리 후에 저철손을 얻기 위해 필수조건이다. 지금까지, 결정방위의 집적도는 자력화 800A/m 에서의 자속밀도인 B₈ 에 의해 평가되는 것이 일반적이었지만, B₈ 은 결정방위뿐만 아니라 포화자속밀도나 홈의 유무에도 의존하여 변화되기 때문에, 자구세분화처리 후의 철손레벨을 예상하기에는 불충분하다. 또, 각 2 차 재결정입자의 결정방위를 X 선회절 등으로 구하는 방법은, 충분한 정밀도를 얻는 것이 곤란하고, 또한 제조라인에서 최종마무리소둔후에 자구세분화처리의 조건을 결정하고자 하는 경우에 절대적인 지표로 사용할 수 없었다.

그래서, 자구세분화처리에 의해 저철손을 얻기 위한 B₈ 의 판정기준의 확립을 시도하였다. 여기서는, 결정방위 이외의 B₈ 의 변동요인으로 소재의 포화자속밀도와 선형 홈의 깊이에 착안하였다. 또한, 선형 변형에 의한 B₈ 의 변동에 대해서는 선형 변형의 배치간격 (D) 이 식 (2) 의 조건을 만족시키는 경우에는, 선형 변형에 의한 B₈ 의 저하는 고작 0.005T 정도여서 무시할 수 있다.

제품의 포화자속밀도 (Bs) 는 Si 나 Cr 등의 소재성분에 주로 의존하고, Si: 2.5 ∼ 5.0 질량%, Cr: 0.05 ∼ 1.0 질량% 의 범위에서 첨가한 경우는 하기 식으로 나타낼 수 있다.

Bs = 2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]

여기서, 자구세분화후에 저철손을 얻기 위해 필요한 B₈ 을 구하는 것을 목적으로 하여, 질량% 로, C: 0.06%, Mn: 0.07%, Se: 0.02%, Cu: 0.1%, Al: 0.02%, N: 0.009%, P: 0.004%, S: 0.003% 를 함유함과 동시에, 표 2 에 나타내는 양의 Si, Cr 을 함유한 2A ∼ 2N 의 강괴로부터 상기와 동일한 공정에 의해 자구세분화처리를 실시한 방향성 전자강판을 제조하였다. 이 때, 중간소둔 (최종 냉간압연전의 소둔) 의 균일한 가열온도를 표 2 와 같이 하고, 2A ∼ 2I 는 절연성 피막형성 후에 플라즈마 불꽃에 의해 선형 변형을 도입하여 자구세분화를 실시하고, 2J ∼ 2N 은 최종 냉간압연 후에 홈을 형성하여 자구세분화를 실시하였다. 피막에 의한 장력은 도 2 및 도 3 을 얻은 상기 실험과 동일한 값이었다.

여기서, B₈ 과의 비교에 의해 결정방위 집적도를 추측하기 위한 지표로서, 소재의 Si, Cr 량 및 홈 깊이로 부터 하기 식 (*) 으로 표시되는 값 (B₀) 을 정하였다. 이 식에서는 파라미터 (k) 는 성분으로부터 예상되는 Bs 에 곱해지는 계수이며, Bs 에 대한 B₈ 의 비에 상당한다. 또, B₈ 은 홈 깊이 (d (㎛)) 에 대해 0.0030d 정도 저하시키기 위해 0.0030d 만큼 뺄 필요가 있다.

B₀(k) = (2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×k ―0.0030d(㎛) (*)

(선형 변형도입의 경우는 d = 0㎛)

표 2 에 나타내는 바와 같이, B₈ 이 상기 (*) 식으로 표시되는 B₀(k = 0.960) 이상인 경우에 철손 (W_17/50) 이 0.70W/㎏ 이하로 낮고, 또 B₈ 이 B₀(k = 0.970) 이상인 경우에는 철손 (W_17/50) 이 0.67W/㎏ 이하로 더욱 적은 제품이 얻어진다.

이상의 관점에서, 선형 변형에 의해 자구세분화를 실시한 제품의 경우, B₈ 이 하기 식 (1) 을 만족시키는 것이 필요하다.

B₈≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 (1)

한편, 홈에 의한 자구세분화방법의 경우, B₈ 은 홈 깊이 (d) 에 비례하여 저하되기 때문에, 홈 깊이 (d) 의 보정항을 첨가함으로써,

B₈≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 ―0.0030d (3)

로 하는 것이 저철손을 얻기 위해 필요한 조건이 된다. 또, 더욱 저철손의 제품을 얻고자 하는 경우는, (1), (3) 식의 좌변의 계수 0.960 을 0.970 으로 치환한 식을 B₈ 이 만족시키는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 방위집적도가 높은 제품을 안정적으로 얻기 위해서는, 표 2 의 결과로부터 최종 냉연전의 소둔온도를 적정화하는 것이 중요함을 알 수 있다.

이하, Cr 을 함유한 소재로부터 방향성 전자강판을 제조하는 경우의 적정한 제조공정의 검토결과에 대해 설명한다.

질량% 로, C: 0.06%, Si: 3.3%, Mn: 0.07%, Se: 0.02%, Cu: 0.1%, Al: 0.02%, N: 0.009%, P: 0.003%, S: 0.004% 를 함유함과 동시에, Cr 을 0.1 ∼ 1.0% 의 범위에서 함유하는 강괴를 1400℃ 로 가열한 후, 열간압연에 의해 2.5㎜ 의 열연판으로 하였다. 이 후, 균일한 가열온도 900℃, 균일한 가열시간 100 초의 열연판소둔을 실시하고, 세정한 후에 냉간압연에 의해 1.5㎜ 의 중간두께로 하였다. 이 후, 780 ∼ 1160℃, 100 초의 중간소둔을 실시하고, 세정한 후 최고 도달온도 200℃ 에서 0.23㎜ 의 마무리두께로 압연하였다. 이어서, 탈지 후, 850℃, 120 초간의 1 차 재결정소둔을 겸하는 탈탄소둔을 실시하고, MgO 를 주성분으로 하여 TiO₂ 를 5% 함유하는 소둔분리제를 도포건조한 후, 최고 온도 1200℃ 의 최종마무리소둔을 실시하였다. 이어서, 인산마그네슘과 콜로이드상 실리카를 주성분으로 하는 절연성 장력코팅제를 강판의 편면 당 5g/m² 의 단위면적 당 중량으로 도포 베이킹하여 절연성 피막을 형성하고, 계속하여 플라즈마 불꽃을 압연방향에 대해 80°, 간격 8㎜ 로 선형 조사하여 자구세분화처리를 실시하였다. 피막으로부터 지철에 부여된 장력은 5.1㎫ 였다.

이상의 방법에 의해 얻어진 강판으로부터 엡스타인 시험편을 채취하여 철손 (W_17/50) 을 측정하였다.

도 4 는 그 상측 도면이 Cr 첨가량과 B₈ 의 관계를 나타낸 것이고, 하측 도면이 Cr 첨가량, 중간소둔온도와 B₈ 의 관계를 나타낸 것이다. 또한, 도 4 에서는 B₈ 이 식 (1) 의 관계를 만족시키는 것을 「

」로 나타내고, 식 (1) 의 관계를 만족시키지 않는 것을 「

」로 나타낸다.

도 4 의 하측 도면과 같이, 최종마무리전 소둔온도를 Cr 첨가량에 따라 적정하게 제어함으로써, 식 (1) 또는 식 (3) 의 조건을 만족시키는 방위집적도가 높은 방위성 전자강판을 얻을 수 있다.

상기와 같은 Cr 첨가량에 따라 최종 냉연전 소둔온도의 적정범위가 변화하는 현상은, Cr 의 함유에 따라 인히비터인 AlN 의 조대화가 촉진되는 것이 원인으로 추정된다. 이로 인해, 최종 냉간압연전의 소둔온도를 Cr 첨가량의 증가에 따라 저하시킴으로써, AlN 의 오스트발트 성장이 방지되어 적정한 인히비션효과가 확보된 결과, 양호한 2 차 재결정조직이 얻어지는 것으로 여겨진다.

본 발명은 주로 이상의 발견에 의해 발견된 것이다. 이하, 본 발명의 방향성 전자강판의 성분조성이나 제조방법에 관해 본 발명의 효과를 얻기 위한 요건 과 그 범위 및 작용에 대해 서술한다.

우선, 본 발명의 방향성 전자강판 (제품) 에서의 구성요건 및 바람직한 조건의 한정이유에 대해 설명한다.

(Ⅰ) 지철조성

ㆍSi: 2.5 ∼ 5.0 질량%

Si 는 전기저항을 높여 철손을 저하시킴과 동시에, 철의 α상을 안정화시켜 고온의 열처리를 가능하게 하기 위해 필요한 원소이다. 본 발명에서 규정하는 저철손의 재료를 얻고자 하는 경우, 와전류손실 저감의 관점에서 적어도 2.5 질량% 를 필요로 하지만, 5.0 질량% 를 초과하면 냉간압연을 실시하는 것이 곤란해지기 때문에, Si 함유량을 2.5 ∼ 5.0 질량% 로 한정하였다.

ㆍCr: 0.05 ∼ 1.0 질량%

Cr 은 본 발명에서 중요한 성분이다. 지철 중의 Cr은 포르스테라이트 피막과 지철의 밀착성을 높이고, 선형 변형이나 홈의 근방과 같이 자구구조의 흐트러짐이 발생하기 쉬운 부분에서도 충분한 장력효과를 유지하여 자구세분화재의 철손을 유효하게 저감시키는 작용을 갖는 것으로 여겨진다. 이와 같은 피막의 밀착성 향상은 탈산소둔으로부터 최종마무리소둔, 평탄화소둔을 통하여 달성되는 것으로 추정된다. 또, Cr 은 종래부터 알려져 있는 바와 같이, 지철의 전기저항율을 높여 와전류손실 저감에 기여하는 작용도 동시에 갖고, 압연성의 열화가 작다는 이점도 겸비한다. 따라서, 지철 중에 Cr 을 함유시킴으로 인한 상술한 양쪽의 작용에 의해 유효하게 철손을 저감시킬 수 있다. 그러나, 지철 중의 Cr 함유량 이 0.05 질량% 를 하회하면 상기와 같은 효과를 얻을 수 없는 반면, 1.0 질량% 를 초과하면 포화자속밀도의 저하나 조대한 Cr 석출물의 증가에 의한 인히비터분산의 열화와 같은 현상에 의해 양호한 자기특성을 얻을 수 없다. 이들 이유로 인해, 지철 중의 Cr 함유량은 0.05 ∼ 1.0 질량% 로 한정하였다.

본 발명에서는 지철의 조성으로 Si 와 Cr 만을 상기 범위로 한정하기만 하면 되고, 다른 성분에 대해서는 방향성 전자강판의 범위이면 특별히 한정하지는 않지만, 선택적으로 Bi 를 함유시켜도 된다.

방향성 전자강판의 지철의 일반적인 조성범위는 Si, Cr 외, Mn: 0.03 ∼ 1.0 질량% 를 함유하고, 대표적 불가피적 불순물로서 C: 0.0050 질량% 이하, P: 0.05 질량% 이하, S: 0.0050 질량% 이하, Al: 0.0050 질량% 이하, N: 0.0050 질량% 이하, O: 0.0050 질량% 이하, Se: 0.0050 질량% 이하를 함유한다 (0 즉, 분석한계값 이하를 함유함). 또한, 특정한 목적에 따라 Cu: 0.4 질량% 이하, Mo: 0.05 질량%, Sb: 0.1 질량% 이하, Sn: 0.5 질량% 이하, Ni: 0.5 질량% 이하, Ge: 0.2 질량% 이하를 첨가해도 된다. 이들 원소는 0.01 질량% 이상의 첨가가 바람직하지만, 불가피적으로 이 이하의 미량이 강판중에 함유될 수도 있다.

단, 후술하는 인히비터 등으로 사용하는 경우는, 상기 범위를 벗어나 사용되는 경우도 있다.

ㆍBi: 0.0005 ∼ 0.08 질량%

Bi 는 정상 입자성장을 억제하는 작용을 갖는 성분이며, 지철 중에 0.0005 ∼ 0.08 질량% 함유시킴으로써, 결정방위 집적도를 높여 상기 식 (1) 및 (3) 의 조 건을 만족시킴과 동시에, 상기 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이를 30㎜ 이상으로 하는 조건을 달성할 수 있다. 이것은 Bi 함유에 의한 정상 입자성장의 억제효과의 향상에 의해, 고온영역까지 미세한 1 차 재결정입자직경이 유지되어 2 차 재결정입자의 잠식시의 구동력이 높아짐에 의한 것으로 여겨진다.

이와 같은 작용을 갖는 Bi 가 최종마무리소둔중에 강으로부터 과도하게 소실되지 않고 제품의 지철 중에 일정량만 잔류시킴으로써 고온영역까지 정상 입자성장 억제효과가 유지되어 높은 결정방위 집적도가 실현됨과 동시에 2 차 재결정입자가 압연방향으로 충분히 성장한다. 그러나, 지철 중의 Bi 량이 0.0005 질량% 를 하회하면, 이와 같은 정상 입자성장 억제효과가 충분하지 않은 반면, 0.08 질량% 를 초과하여 함유시키면 석출입자의 증가에 따라 히스테리시스손실을 열화시키기 때문에 Bi 함유량은 0.0005 ∼ 0.08 질량% 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

(Ⅱ) 절연성 피막이 지철에 부여하는 압연방향의 장력이 3.0㎫ 이상일 것 (적합한 조건)

변압기 등에 사용되는 방향성 전자강판에서는 적층된 강판간에 전기적인 접촉이 발생한 경우, 와전류손실의 증대로 인한 철손의 증가가 야기될 뿐만 아니라, 현저한 경우에는 발열로 인한 고장의 원인이 된다.

또, 인위적인 자구세분화후의 철손저감을 달성하기 위해서는, 강판표면의 피막이 충분한 장력을 강판의 압연방향에 대해 부여하고 있는 것이 바람직하다. 이것은, 선형 변형이나 홈에 의해 강판에 자구세분화의 기점이 되는 자극이 도입되었더라고, 강판에 부여되는 장력이 약한 경우는 선형 변형이나 홈으로부터 떨어진 부분의 180°자구구조가 흐트러지기 쉽고 충분한 철손저감효과를 얻을 수 없을 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 상기 피막에 의해 3.0㎫ 이상의 압연방향의 장력이 강판에 대해 부여되고 있는 것이 바람직하다.

상기 강판장력은 일반적으로 최종마무리소둔중에 강판의 표면에 형성되는 포르스테라이트와 최종마무리소둔후에 도포ㆍ베이킹되는 절연장력 코팅의 2 종류의 피막에 의해 부여된다. 전자 포르스테라이트는 지철과 절연장력 코팅간의 바인더의 역할을 함으로써 절연장력 코팅에 의한 장력을 강판에 전달하는 기능을 갖고 있고, 본 발명에서는 지철로의 Cr 첨가에 의해 포르스테라이트와 지철의 밀착성이 향상되어 바인더로서의 역할이 강화되고, 자구세분화처리 후의 철손저감에 유효하게 작용한 것으로 추정된다. 한편, 후자의 절연장력 코팅으로는, 인산마그네슘 또는 인산알루미늄과 콜로이드상 실리카 등을 혼합시켜 도포ㆍ베이킹하는 기술이 일반적으로 알려져 있다. 이들 코팅에서는 최종마무리소둔후의 강판을 고온화하여 열팽창시킨 상태에서 열팽창계수가 적은 물질을 고착시킴으로써, 상온부근의 온도에서 강판에 장력이 부여된다. 본 발명에서 이들 종래 타입의 절연장력 코팅을 적용하는 경우, 코팅제를 도포ㆍ베이킹 후의 강판 편면 당 2 ∼ 10g/m² 의 범위에서 단위면적 당 중량으로 하여 도포하고, 700 ∼ 900℃ 의 범위의 소둔온도에서 베이킹할 필요가 있다. 이 단위면적 당 중량 2g/m² 에 미만인 경우는 절연장력 코팅막두께의 부족에 의해 충분한 장력을 얻을 수 없고, 10g/m² 를 초과하는 경우는 점적율이 열화된다. 또, 소둔온도가 700℃ 미만인 경우는 코팅고착시에 강판이 충분히 열팽창하지 않으므로, 냉각 후에 얻어지는 장력이 적어지고, 900℃ 를 초과하는 경우는 소둔중에 강판이 크리프 변형을 야기시켜 형상이나 자기특성이 열화된다. 또, 이와 같은 포르스테라이트와 절연장력 코팅층으로 이루어지는 피막층의 두께는 0.5 ∼ 5.0㎛ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 0.5㎛ 를 하회하면 충분한 장력을 얻을 수 없고, 5.0 ㎛ 를 상회하면 점적율의 저하를 초래한다.

또, TiN 등의 장력부여효과가 강력한 코팅을 사용하는 경우는 강판에 부여되는 장력이 지철에 접한 포르스테라이트층과의 합계값으로 3㎫ 이상이면, 코팅의 막두께나 형성조건은 반드시 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.

(Ⅲ) 자속밀도 (B₈) 가 하기 식 (1) 또는 식 (3) 의 관계를 만족시킬 것

B₈≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 (선형 변형의 경우) (1)

B₈≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 ―0.0030d (홈의 경우) (3)

자화력 800A/m 에서의 자속밀도인 B₈ 은 제품의 결정방위 집적도의 지표로서 일반적으로 사용되고 있지만, 합금원소의 첨가에 의한 포화자속밀도의 저하나 홈의 존재에 의해 변화되기 때문에, Cr 등의 합금원소를 많이 함유하는 지철의 표면에 홈을 형성한 경우는 철손저감을 위한 중요한 인자인 방위집적도를 정확하게 평가할 수 없다. 그래서, 포화자속밀도 (Bs) 를 하기 식에 Si 및 Cr 의 함유량을 대입함으로써 구하여,

Bs = 2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]

선형 변형에 의한 자구세분화법의 경우는 B₈ 이 이 Bs 의 96.0% 이상이 되는 상기 식 (1) 의 관계를 만족시킬 필요가 있고, 또 홈에 의한 자구세분화법의 경우는 홈 깊이 (d) 에 따른 보정항 (- 0.0030d (㎛)) 을 부가시킨 상기 식 (3) 의 관계를 만족시킬 필요가 있다. 또한, 철손을 보다 더 한층 저감시킬 필요가 있는 경우는 B₈ 이 Bs 의 97.0% 이상이 되는 것이 바람직하다. 여기서, 선형 변형에 의한 자구세분화법에서는 변형의 도입에 의한 B₈ 의 저하는 작기 때문에, 홈형성시와 같은 보정항은 무시할 수 있다.

또, 홈의 바로 아래에 미세입자를 발생시켜, 이로 인해 자구세분화효과를 도모할 경우는 B₈ 의 저하는 주로 홈 깊이에 의존하기 때문에, 식 (3) 의 관계식을 만족시킬 필요가 있다.

(Ⅳ) 강판의 표면근방에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 선형 변형을 가질 것, 또는 지철표면에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 홈을 가질 것

자구세분화를 위한 선형 변형은 평탄화소둔후, 강대 (鋼帶) 에 대해 압연방향과 직교하는 방향 (이하, 「C 방향」이라고 함) 의 성분을 갖도록 레이저광이나 플라즈마 불꽃 등에 의한 국소가열방법이나, 침이나 강체구 (剛體球) 를 접속시키는 등에 의한 기계적 방법에 의해 도입한다. 여기서 강판의 표면근방에 도입된 선형 변형은 일반적으로 표면피복층뿐만 아니라 지철에도 부여되는 것으로 여겨지 지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

선형 홈은 레지스트에칭이나 기어롤에 의한 압하 등에 의해 냉간압연 이후에 C 방향의 성분의 갖도록 도입한다. 예컨대 냉간압연 후에 홈을 도입한 후, 각종 소둔 및 피복처리를 실시해도 되고, 표면피복을 형성한 후에 압하 등에 의해 부여해도 된다. 선형 변형 또는 홈은 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도 범위내에 없는 경우에는 생성되는 자극의 양이 감소함은 물론, 자벽이동을 저해하여 히스테리시스손실의 증가를 초래하여 충분한 철손저감효과를 얻을 수 없으므로 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 할 필요가 있다.

또한, 여기서 말하는 「선형 변형 및 홈」이란, 선형의 변형 및 홈 외, 점형상으로 이어지는 변형 및 홈도 포함된다.

(Ⅴ) 선형 변형 및 홈의 배치간격 (D) 이 각각 하기 식 (2) 및 식 (4) 의 관계를 만족시킬 것

3 + 5[Cr] ≤D ≤11 + 5[Cr] (선형 변형의 경우) (2)

1 + 5[Cr] ≤D ≤8 + 5[Cr] (홈의 경우) (4)

본 발명은 Cr 함유량에 따라 자구세분화를 위한 선형 변형이나 선형 홈의 간격을 변화시키는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 Cr 함유량을 증가시키는 것 및 자구세분화처리를 실시하는 것, 모두 투자율을 저하시키는 작용을 하기 때문에, 이들 인자를 별개로 강화한 경우는 투자율이 감소하고, 히스테리시스손실의 증가를 초래한다. 따라서, Cr 량의 증가에 맞춰 자구세분화를 위한 선형의 변형이나 홈의 간격을 적정하게 조정할 필요가 있다. 또, 선형 변형에 의한 자구세분화 법과 홈에 의한 자구세분화방법에서는 자극의 양과 분포가 다르기 때문에, 간격 (D) 의 적정범위가 다르다.

선형 변형의 간격 (D) 이 3 + 5[Cr] 을 하회한 경우, 또는 선형 홈의 간격 (D) 이 1 + 5[Cr] 을 하회한 경우는 선형 변형이나 홈의 벽면에 생성되는 자극량이 과도하게 증가하여 투자율의 저하를 초래하는 반면, 선형 변형의 간격 (D) 이 11 + 5[Cr] 을 상회한 경우, 또는 선형 홈의 간격 (D) 이 8 + 5[Cr] 을 상회한 경우는 충분한 자구세분화효과를 얻을 수 없기 때문에, 선형 변형이나 홈의 배치간격 (D) 은 각각 상기 식 (2) 및 식 (4) 의 범위로 한정하였다.

또, 보다 한층 더 높은 철손저감효과를 얻고자 하는 경우에는 도 2 및 도 3 에도 나타낸 바와 같이, 선형 변형에 의한 자구세분화법에서는 5 + 5[Cr] ≤D ≤9 + 5[Cr], 0.15 ≤[Cr] ≤0.70 으로 하고, 홈에 의한 자구세분화법에서는 1 + 5[Cr] ≤D ≤5 + 5[Cr], 0.15 ≤[Cr] ≤0.70 으로 하는 것이 바람직하다. 또한 선형 변형 또는 홈의 간격은 최단거리를 나타낸다.

선형 홈의 바로 아래에 미세입자를 형성시키는 경우는 자구세분화효과와 투자율의 저하는 주로 홈부에 발생한 자극에 의하는 것으로 여겨지므로, 홈의 간격 (D) 은 상기 식 (4) 의 범위로 하면 된다. 또, 선형 변형 및 홈의 간격 (D) 은 반드시 일정하지 않아도 되지만, 이 경우에는 간격 (D) 은 평균값이 각각 상기 식 (2) 및 식 (4) 의 범위에 있으면 된다.

(Ⅳ) 홈에 의한 자구세분화법의 경우에는, 홈 깊이 (d) 가 판두께의 1.5 ∼ 15% 일 것 (적합한 조건)

선형의 홈 깊이 (d) 는 적정한 자구세분화조건을 실현시키기 위해서는 적정한 제어가 필요하다. 홈 깊이 (d) 가 판두께의 1.5% 를 하회하는 경우에는 전체 판두께에 대한 홈벽면의 자극량의 비율이 적어져 충분한 자구세분화효과를 얻을 수 없을 가능성이 있는 반면, 홈 깊이 (d) 가 판두께의 15% 를 초과하는 경우에는 자극생성량이 과잉되어 투자율이 열화함으로써 히스테리시스손실이 증가하여 오히려 철손의 증가를 초래할 가능성이 있기 때문에, 홈에 의한 자구세분화를 실시하는 경우에는, 홈 깊이 (d) 는 판두께의 1.5 ∼ 15% 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, d 는 피막도 포함한 강판표면으로부터의 깊이로 측정한 값으로 한다.

(Ⅶ) 피막을 구성하는 층 중, 지철에 접하는 층이 포르스테라이트를 주성분으로 할 것

본 발명에서는 Cr 을 지철 중에 함유시킴으로써 자구세분화후의 철손이 저감하는 이유는 반드시 명확하지는 않지만, 지철표면에 최종마무리소둔의 과정에서 형성되는 포르스테라이트 피막이 치밀해짐으로써, 자구세분화를 위해 선형 변형이나 홈을 도입한 부분의 아주 근방의 자구구조의 흐트러짐이 방지되는 것으로 여겨진다. 이로 인해, 피막을 구성하는 층 중, 지철에 접하는 층이 포르스테라이트를 주성분 (체적비율로 80% 이상) 으로 하는 것이 바람직하다.

(Ⅷ) 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이가 30㎜ 이상일 것 (적합한 조건)

통상적인 방향성 전자강판에서는 결정입자계에 의한 자구세분화효과에 의해 철손이 낮아지기 때문에 2 차 재결정입자의 입자직경이 미세한 쪽이 철손에 관해 서는 유리하다. 그러나, 본 발명에서는 Cr 함유량에 대응한 자구세분화처리를 실시함으로써 종래에 비해 철손을 현격히 저감시킬 수 있기 때문에, 결정입자계가 미세할 필요는 없고, 오히려 결정입자계의 C 방향의 성분은 투자율감소의 저하를 초래하기 때문에, 그 존재밀도를 가능한 한 감소시킨 쪽이 본 발명의 방향성 전자강판의 철손을 보다 저감시키기 위해 유리하다. 이와 같은 효과는 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이가 30㎜ 이상에서 현저해진다. 이로써, 본 발명에서는 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이가 30㎜ 이상인 것이 바람직하다.

여기서, 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이는 압연방향으로 200㎜, C 방향으로 100㎜ 정도의 영역에서, 압연방향으로 평행한 선분을 C 방향으로 5㎜ 정도의 간격으로 복수개 긋고, 이 선분과 결정입자계의 교점 수를 구하여, 선분의 길이의 합계를 입자계와의 교점 총수로 나눔으로써 측정한다.

이어서, 상기한 방향성 전자강판의 제조방법의 한정이유에 대해 나타낸다.

(ⅰ) 강슬래브조성

ㆍC: 0.01 ∼ 0.10 질량%

C 는 변태를 이용하여 열연조직을 개선함과 동시에, 고스방위 재결정입자의 핵을 발생시키는 데에 유용한 원소로 0.01 질량% 이상의 함유를 필요로 하는데, 0.10 질량% 를 초과하면, 탈탄소둔에서 탈탄불량을 야기시키기 때문에, C 는 0.01 ∼ 0.10 질량% 의 범위로 한정하였다.

ㆍSi : 2.5 ∼ 5.0 질량%

Si 는 전기저항을 높여 철손을 저하시킴과 동시에, 철의 α상을 안정화시켜 고온의 열처리를 가능하게 하기 위해서 필요한 원소로서, 적어도 2.5 질량% 의 함유를 필요로 하지만 5.0 질량% 를 초과하면 냉연이 어려워지므로, Si 의 함유량은 2.5 ∼ 5.0 질량% 의 범위로 한정하였다.

ㆍMn : 0.03 ∼ 0.20 질량%

Mn 은 강의 열간 취성의 개선에 유효하게 기여할 뿐아니라, S 와 Se 가 혼재하는 경우에는, MnS 와 MnSe 등의 석출물을 형성하고 인히비터로서의 기능을 발휘한다. Mn 의 함유량이 0.03 질량% 보다 적으면 상기 효과가 불충분하고, 한편 0.20 질량% 를 초과하면 MnSe 등의 석출물의 입자직경이 조대화되어 인히비터로서의 효과가 상실되므로, Mn 의 함유량은 0.03 ∼ 0.20 질량% 의 범위로 한정하였다.

ㆍsol.Al : 0.015 ∼ 0.035 질량% 및 B : 0.0010 ∼ 0.0150 질량% 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유

Al 및 B 는 모두 N 과 결합하여 각각 AlN 및 BN 을 형성하고 분산 제 2 상으로서 인히비터의 작용을 하는 유용한 원소 (이렇게 인히비터를 형성하기 위해서 첨가되는 원소를 인히비터 원소라고 함) 로서, 본 발명에서는 Al 및 B 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 강슬래브 중에 함유시킬 필요가 있다.

그러나, Al 의 함유량이 0.015 질량% 미만이면 충분히 석출량을 확보할 수 없고, 한편 0.035 질량% 를 초가하여 첨가하면 AlN 이 조대하게 석출되어 인히비터로서의 작용이 상실되므로, sol.Al 의 함유량을 0.015 ∼ 0.035 질량% 의 범위로 한정하였다.

또, B 의 함유량이 0.0010 질량% 미만이면 BN 의 석출량을 충분히 확보할 수 없고, 한편 0.0150 질량% 를 초과하여 첨가하면 BN 이 조대하게 석출되어 인히비터로서의 작용이 상실되므로, B 의 함유량을 0.0010 ∼ 0.0150 질량% 의 범위로 한정하였다.

ㆍN : 0.0015 ∼ 0.0130 질량%

N 은 Al 과 B 와 동시에 강 중에 첨가함으로써 AlN 과 BN 을 형성하기 위해서 필요한 원소이지만, N 의 함유량이 0.0015 질량% 를 하회하면 AlN 이나 BN 의 석출이 불충분해져 인히비터 효과를 충분히 얻을 수 없고, 또 0.0130 질량% 를 초과하여 첨가하면 슬래브 가열시에 부풀어오름 등을 발생시키므로, N 의 함유량을 0.0015 ∼ 0.0130 질량% 의 범위로 한정하였다.

ㆍS 및 Se 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 합계로 0.010 ∼ 0.030 질량%

Se 및 S 는 Mn 이나 Cu 와 결합하여 MnSe, MnS, Cu_2-xSe, Cu_2-xS 를 형성하고 강 중의 분산 제 2 상으로서 인히비터 작용을 발휘하는 유용성분이다. 이들 Se 및 S 의 합계 함유량이 0.010 질량% 미만이면 그 첨가 효과가 적고, 한편, 0.030 질량% 를 초과하는 경우에는 슬래브 가열시의 고용이 불완전해질 뿐아니라, 제품 표면의 결함 원인이 되기도 하므로, 단독 첨가 또는 복합 첨가 중 어느 경우에도, S 및 Se 중에서 선택된 1 종 또는 2 종의 함유량을 합계로 0.010 ∼ 0.030 질량% 의 범위로 한정하였다.

ㆍCr : 0.05 ∼ 1.0 질량%

지철 중의 Cr 에서 서술한 바와 같이, Cr 은 전기저항율을 높여 와전류손실 을 저감시키는 작용을 갖고 있을 뿐아니라, 지철과 포르스테라이트의 밀착성을 강화시켜 자구세분화 처리재의 철손 저감에 기여하는 것으로 볼 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 강슬래브 중에 Cr 이 0.05 질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 1.0 질량% 를 초과하여 첨가하면, AlN, BN 등의 인히비터의 석출 거동을 변화시켜 자기특성의 열화를 초래하는 위험성이 있다. 그래서, Cr 의 함유량은 0.05 ∼ 1.0 질량% 의 범위로 한정하였다. 또, 슬래브 중으로의 Cr 첨가량과 제품 지철 중의 Cr 의 함유량은 거의 동등해진다.

또, 본 발명에서는 상기 성분을 한정만 하면 되지만, 기타 성분으로서 Bi 이외, 인히비터 원소로서 Sb, Cu, Sn, Ni, Ge 중에서 1 종 또는 2 종 이상을 선택하여 단독 또는 복합으로 첨가할 수 있고, 추가로 Te, P, Zn, In 등의 공지된 인히비터 원소를 첨가해도 된다.

ㆍBi : 0.001 ∼ 0.10 질량%

Bi 는 입자계에 편석됨으로써 정상입자 성장억제력을 높이고 2 차 재결정 후의 결정방위 집적도를 높임과 동시에, 압연방향으로의 2 차 재결정입자의 성장성을 높이는 작용을 갖는다. 본 발명의 방향성 전자강판은 제품의 지철 중에 Cr 을 함유하고, Cr 의 함유량에 대응하여 적정한 자구세분화 조건을 취하는 것을 특징으로 하지만, 결정방위 집적도를 높임과 동시에 2 차 재결정입자를 압연방향으로 성장시킴으로써, 더 유효하게 철손을 저감시킬 수 있다. 이러한 작용을 얻기 위해서는, 강슬래브 중에 Bi 를 첨가하는 것이 바람직하다. 슬래브 성분 중의 Bi 량이 0.001 질량% 를 하회하면 상기 정상입자 성장억제효과를 얻을 수 없고, 한편, 0.10 질량% 를 초과하여 첨가하면 충분한 포르스테라이트 피막을 얻을 수 없으며 철손 저감이 어려워질 우려가 있으므로, 강슬래브 중에 Bi 를 첨가하는 경우에는, 그 첨가량을 0.001 ∼ 0.10 질량% 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, Bi 는 최종마무리소둔 중에 어느 정도의 양이 강에서 빠져나가기 때문에, 0.001 ∼ 0.10 질량% 의 범위에서 강슬래브 중에 첨가한 경우, 제품 지철 중의 Bi 의 함유량은 0.0005 ∼ 0.08 질량% 의 범위로 감소한다.

ㆍ기타 성분 (Cu, Sb, Sn, Ni, Ge)

Cu 는 강 중에서 Cu_2-xSe, Cu_2-xS 를 형성하고 강 중의 분산 제 2 상으로서 인히비터 작용을 발휘하는 유용한 원소로서, 2 차 재결정의 안정화에 기여한다.

Sb 및 Sn 은 결정입자계에 편석됨으로써 부차적으로 인히비터의 작용을 강화시키는 작용을 갖고 있어 2 차 재결정을 안정화시키는 작용을 갖는다.

Ni 및 Ge 도 인히비터 작용을 강화시켜 2 차 재결정을 안정시키는 작용을 갖는다.

이들 첨가 원소가 인히비터 기능을 발휘하기 위한 첨가량의 범위로서는, Cu 에서는 0.05 ∼ 0.20 질량% 의 범위, Sb 에서는 0.005 ∼ 0.10 질량% 의 범위, Sn 에서는 0.05 ∼ 0.20 질량% 의 범위, Ni 및 Ge 에서는 둘다 0.005 ∼ 1.30 질량% 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이들 원소의 첨가량이 각각 상기 범위보다 적은 경우에는 충분한 억제력을 부여할 수 없고, 한편 상기 범위를 초과하는 경우에는 열간압연이나 냉간압연에서 균열이 일어나기 쉬워져 제품의 생산율이 저하될 우려가 있기 때문이다.

기타 인히비터 원소로서 Te : 0.001 ∼ 0.05 질량%, P : 0.005 ∼ 0.05 질량%, Zn : 0.0002 ∼ 0.005 질량%, In : 0.002 ∼ 0.1 질량% 도 1 종 또는 2 종 이상 첨가해도 된다.

상기 각 원소 중 Mn, Si, Cr, Sb, Sn, Cu, Mo, Ge, Ni 는 슬래브와 제품 (지철) 의 조성이 거의 변함없다. C 는 주로 탈탄 소둔에 의해 0.0050 질량% 이하까지 저감된다. 또, 최종소둔 후, N 은 0.0050 질량% 이하, O 는 0.0050 질량% 이하까지 저감된다. 또한, 인히비터 원소류는 최종마무리소둔에서 바람직하게는 거의 0 까지 저감되지만, Se : 0.0050 질량% 이하, S : 0.0050 질량% 이하, Al : 0.0050 질량% 이하, B : 0.0030 질량% 이하, P : 0.05 질량% 이하, Zn : 0.0005 질량% 이하 정도 잔류할 가능성이 있다. 또, Te, In 은 최종마무리소둔에 의한 농도 감소는 비교적 적다.

(ii) 제조조건

상기 성분 조성으로 조정된 강슬래브는 인히비터 성분의 고용을 위해서 1350℃ 이상의 고온으로 가열된다 (직송 압연 등의 경우에는 1350℃ 이상의 온도에서 압연을 개시함). 그러나, 질화 등에 의해 후공정에서 인히비터를 보강하는 경우에는 이 가열온도를 1280℃ 이하로 할 수 있다.

그 후, 열간압연된 후 소둔처리와 냉간압연을 조합하여 최종 판두께로 하고 탈탄 소둔에 이어지는 최종마무리소둔을 실시한 후 절연장력코팅제를 도포, 베이킹함으로써 절연성 피막을 형성하여 제품으로 한다.

여기에서, 최종 판두께로 하는 방법으로서, 1) 열간압연 후 열연판 소둔을 실시한 후, 1 회 이상의 중간 소둔을 포함하는 2 회 이상의 냉간압연에 의해 최종 판두께로 하는 방법, 2) 열간압연 후 열연판 소둔을 실시한 후, 1 회의 냉간압연에 의해 최종 판두께로 하는 방법, 3) 열간압연 후 열연판 소둔을 실시하지 않고 1 회 이상의 중간 소둔을 포함하는 2 회 이상의 냉간압연에 의해 최종 판두께로 하는 방법이 있으며, 본 발명에서는 이들 방법 중 어느 하나를 채택해도 된다.

또, 열연판 소둔이나 중간 소둔에서 소둔 분위기를 산화성으로 하여 표층을 약탈탄하는 처리를 하거나 소둔의 냉각과정을 급냉으로 하여 강 중의 고용 C 를 증가시키는 처리 또는 이에 이어서 강 중에 미세 탄화물을 석출시키기 위한 저온 유지 처리를 하는 것은, 제품의 자기특성을 향상시키는 데에 유효하기 때문에 필요에 따라 실행할 수 있다.

또한, 냉간압연을 100 ∼ 300 ℃ 온도의 온간에서 실행하거나 패스 사이에서 시효 처리를 하는 것도, 자기특성을 향상시키는 데에 유리하게 작용하기 때문에 적절하게 실행하면 된다.

탈탄ㆍ1 차 재결정 소둔후, 2 차 재결정 개시까지의 사이에 강 중에 300 ppm 이하의 범위에서 N 을 포함시키는 질화처리를 하는 기술도, 공지된 바와 같이 억제력 보강을 위해서는 유효하고, 본 발명에 적용하면 피막특성과 자기특성 둘다 우수한 제품을 제조할 수 있다.

탈탄 소둔후 소둔 분리제를 도포한 후, 최종마무리소둔을 실시한 후 절연코팅제를 도포하고 베이킹과 평탄화를 겸한 평탄화소둔을 실시하여, 절연성 피막을 형성하여 제품으로 한다. 여기에서, 최종마무리소둔은 도달온도 1130 ∼ 1300℃ 에서 0.5 ∼ 50 시간 정도, 평탄화소둔은 700 ∼ 900 ℃ 에서 5 ∼ 300 초 정도 실시하는 것이 바람직하다.

선형 변형을 도입함에 따른 비내열형 자구세분화법의 경우에는, 상기 공정에서 평탄화소둔후 레이저나 플라즈마 불꽃에 의한 열 변형을 강판의 압연방향과 직교하는 방향 (C 방향) 에 대하여 ±45°이하의 각도로 선형으로 조사한다. 이 때 선형 변형의 배치간격 (D) 은 Cr 의 함유량에 따라 적정하게 설정한다.

또, 선형 홈 도입에 의한 내열형 자구세분화법의 경우에는, 상기 공정에서 최종 냉간압연 이후에 에칭 등으로 홈을 형성하는 방법이나 기어 롤에 의한 압하에 의해 홈을 형성하는 방법이 있고, 이 경우도 마찬가지로 C 방향에 대하여 ±45°이하의 각도로 홈을 형성하고, 홈의 배치간격 (D) 은 Cr 의 함유량에 따라 적정하게 설정한다.

ㆍ최종 냉간압연 전의 소둔에서의 균일한 가열온도 (T) 를 하기 식 (5) 의 범위로 하는 것

1000 ―200[Cr] ≤T ≤1150 ―200[Cr] (5)

본 발명에서는 저철손재를 얻기 위해서, 상술한 식 (1) 또는 식 (3) 의 관계를 만족시킴으로써 높은 결정방위 집적도를 달성할 필요가 있고, 이를 위해서는 최종 냉연 전의 소둔후에 적정한 인히비터 강도로 할 필요가 있다.

여기에서, 최종 냉간압연 전의 소둔이란 상기 최종 판두께로 하는 방법이 2) 의 경우에는 열연판 소둔을 가리키며, 1) 또는 3) 의 경우에는 최후의 중간 소둔을 가리킨다. 여기에서,「최후의 중간 소둔」에는 재결정 온도 이하에서의 연화 처리나 시효 처리를 포함하지 않는다.

일반적으로 최종 냉간압연 전의 소둔온도가 너무 높으면, AlN, BN 등의 석출 분산층 (인히비터) 이 오스트발트 성장에 의해 조대화되어 탈탄 소둔판의 입자직경이 조대화된다. 한편, 소둔온도가 너무 낮으면, 인히비터가 과도하게 강해져 탈탄 소둔판의 입자직경이 너무 가늘어짐으로써, 입자성장의 구동력이 너무 커지고 결정방위가 불량한 2 차 재결정입자의 성장을 촉진시켜 자기특성이 열화된다.

소재 성분으로서 Cr 을 첨가한 경우, 도 4 에 나타낸 바와 같이 최종마무리 전의 적정한 소둔온도는 Cr 이 첨가되지 않은 경우와 다르다. 그 이유로서는 강 중에 Cr 을 함유함으로써 AlN, BN 의 석출 거동이 변화되기 때문이라고 볼 수 있다.

최종 냉간압연 전의 소둔의 균일한 가열온도 (℃) 가 1000 ―200 [Cr] 의 값을 하회하면, 인히비터 강도가 너무 강해져 저온에서의 구동력 과다로 방위가 불량한 2 차 재결정입자가 발생한다. 한편, 1150 ―200 [Cr] 의 값을 상회하면, 탈탄 소둔판의 인히비터 강도가 부족하게 되어 1 차 재결정입자직경이 조대화되어 2 차 재결정입자가 성장하지 못하게 되므로 자기특성이 열화된다. 이들 이유에 따라 본 발명에서는 최종 냉간압연 전의 소둔에서의 균일한 가열온도 (T) 를 식 (5) 의 범위로 한정하였다.

또, 최종 냉간압연 전의 소둔에서의 균일한 가열시간으로서는 상기 온도범위에서 10 ∼ 300 초의 범위로 하는 것이 바람직하다. 균일한 가열시간이 10 초 를 하회하면, 1 차 재결정입자가 충분히 성장하지 못하고, 최종마무리소둔전의 입자직경이 너무 작아져서 자기특성이 열화된다. 한편, 균일한 가열시간이 300 초를 초과하면 1 차 재결정입자가 너무 성장하게 되어 입자직경이 너무 커져 마찬가지로 최종마무리소둔후의 자기특성이 열화된다.

한편, 상술한 바와 같은 점은 본 발명의 실시형태의 일례를 나타낸 것에 불과하고, 청구 범위에서 여러가지 변경을 가할 수 있다.

실시예

(실시예 1)

C : 0.06 질량%, Si : 3.3 질량%, Mn : 0.07 질량%, P : 0.003 질량%, S : 0.003 질량%, Al : 0.023 질량%, Se : 0.020 질량%, Sb : 0.030 질량%, Cu : 0.05 질량%, N : 0.0082 질량%, Cr : 0.40 질량% 를 함유하며 잔부가 주로 철로 이루어진 강슬래브를, 가스 가열로에 장입하여 1230 ℃ 까지 가열하고 60분간 유지한 후, 유도 가열에 의해 1400 ℃, 30 분간 가열한 후 열간압연에 의해 2.5 ㎜ 의 열연판으로 한다. 그 다음에, 1000 ℃ ×1 분의 열연판 소둔을 실시하고, 이어서 산 세척, 1 차 냉간압연을 실시하여 두께 1.6 ㎜ 로 한 후, 1000 ℃, 1 분간의 중간 소둔 (최종 냉간압연 전의 소둔) 을 실시한 후, 산 세척 후 최고 도달온도 220 ℃ 의 2 차 냉간압연에 의해 0.23 ㎜ 의 최종 판두께로 하고, 계속해서 균일한 가열온도의 산화성이 P(H₂O)/P(H₂) = 0.45 의 분위기에서 850 ℃ ×100 초간에 탈탄 소둔한 후, TiO₂ 를 5% 함유하며 주로 MgO 로 이루어진 소둔 분리제를 강판 편면 당 도 포량으로 7 g/㎡ 도포한 후 코일에 권취한다. 그 다음에, 700 ∼ 1050 ℃ 사이를 20 ℃/h 의 일정 속도로 승온시키고, 1200 ℃ 에서 10 시간 유지하는 최종마무리소둔을 실시한다. 계속해서, 콜로이드상 실리카를 함유하는 인산마그네슘을 주성분으로 하는 절연장력코팅제를 강판의 편면 당 5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포하여 절연성 피막을 형성하고, 평탄화소둔후, C 방향에 대하여 10°로 플라즈마 불꽃에 의한 선형 변형을 표 3 의 간격으로 도입한다.

이상과 같이 해서 얻어진 제품에서 엡스타인 시험편 약 500g 을 채취하여, 엡스타인 시험법으로 철손 W_17/50 을 측정한다. 또, 편면의 절연피막을 제거하고 강판의 휨에 의해 압연방향의 장력을 측정한 결과, 어떠한 강판도 4.5 ∼ 5.5 MPa 의 범위이다. 또, 얻어진 제품의 지철 조성은 C : 0.0010 질량%, P : 0.0005 질량%, S : 0.0005 질량%, Al : 0.0003 질량%, Se : 0.0001 질량%, N : 0.0005 질량% 이고, Si, Mn, Sb, Cu 및 Cr 의 지철 함유량에 대해서는 슬래브의 성분과 동일하다.

표 3 에 나타낸 결과에서 본 발명에 따른 방법으로 제조된 경우, W_17/50 ≤0.70W/㎏ 의 매우 철손이 적은 제품을 얻을 수 있다.

(실시예 2)

C : 0.06 질량%, Si : 3.3 질량%, Mn : 0.07 질량%, P : 0.003 질량%, S : 0.003 질량%, Al : 0.023 질량%, Se : 0.020 질량%, Sb : 0.030 질량%, Cu : 0.05 질량%, N : 0.008 질량% 및 Cr 을, 표 4 에 나타낸 바와 같이 0 ∼ 1.3 질량% 의 범위로 함유하며 잔부가 주로 철로 이루어진 9 종의 강슬래브를, 가스 가열로에 장입하여 1230 ℃ 까지 가열하고 60분간 유지한 후, 유도 가열에 의해 1400 ℃, 30 분간 가열한 후 열간압연에 의해 2.5 ㎜ 의 열연판으로 한다. 그 다음에, 900 ℃ ×1 분의 열연판 소둔을 실시하고, 이어서 산 세척, 1 차 냉간압연을 실시하여 두께 1.6 ㎜ 로 한 후, 1000 ℃, 1 분간의 중간 소둔 (최종 냉간압연 전의 소둔) 을 실시한 후, 산 세척 후 최고 도달온도 220 ℃ 의 2 차 냉간압연에 의해 0.23 ㎜ 의 최종 판두께로 한다. 그 다음에, 레지스트 에칭에 의해 연장방향이 C 방향에 대하여 5°방향이고, 깊이 20 ㎛, 폭 100 ㎛ 의 홈을 배치간격 5 ㎜ 로 형성한 후, 균일한 가열과정의 산화성이 P(H₂O)/P(H₂) = 0.45 의 분위기에서 850 ℃ ×100 초간에 탈탄 소둔하고, TiO₂ : 5 질량% 와 Sr(OH)₂ㆍ8H₂O : 2 질량% 를 함유하며 주로 MgO 로 이루어진 소둔 분리제를 강판 편면 당 도포량으로 6 g/㎡ 도포한 후 코일에 권취한다. 그 다음에, 700 ∼ 850 ℃ 사이를 20 ℃/h 의 일정 속도로 승온시키고, 850 ℃ 에서 20 시간 유지하면서 850 ∼ 1150 ℃ 를 15 ℃/h 로 승온시키고, 1200 ℃ 에서 10 시간 유지하는 최종마무리소둔을 실시한다. 계속해서, 콜로이드상 실리카를 함유하는 인산마그네슘을 주성분으로 하는 절연장력코팅제를 강판의 편면 당 5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포하여 절연성 피막을 형성하여 제품으로 한다. 피막으로부터 지철에 부여된 장력은 4.5 ∼ 5.5 MPa 이다. 또, 얻어진 제품의 지철 조성은 C : 0.0009 질량%, P : ＜0.0004 질량%, S : ＜0.0004 질량%, Al : 0.0003 질량%, Se : ＜0.0001 질량%, N : 0.0003 질량% 이고, Si, Mn, Sb, Cu 및 Cr 의 지철 함유량에 대해서는 슬래브의 성분과 동일하다.

이 제품에서 엡스타인 시험편 약 500g 을 채취하여, 엡스타인 시험법으로 철손 W_17/50 및 자속밀도 (B₈) 를 측정한다.

표 4 에 나타낸 결과에서 본 발명에 따른 방법으로 제조된 경우, W_17/50 ≤0.70W/㎏ 의 매우 철손이 적은 제품을 얻을 수 있다.

(실시예 3)

표 5 에 나타낸 성분을 함유하며 잔부가 주로 철로 이루어진 24 종의 강슬래브를, 가스 가열로에 장입하여 1230 ℃ 까지 가열하고 60분간 유지한 후, 유도 가열에 의해 1400 ℃, 30 분간 가열한 후 열간압연에 의해 2.5 ㎜ 의 열연판으로 한다. 그 다음에, 900 ℃ ×1 분간의 열연판 소둔을 실시하고, 이어서 산 세척, 1 차 냉간압연을 실시하여 두께 1.6 ㎜ 로 한 후, 1000 ℃, 1 분간의 중간 소둔 (최종 냉간압연 전의 소둔) 을 실시한 후, 산 세척 후 최고 도달온도 220 ℃ 의 2 차 냉간압연에 의해 0.23 ㎜ 의 최종 판두께로 한다. 그 다음에, 레지스트 에칭에 의해 연장방향이 C 방향에 대하여 10°방향이고, 깊이 15 ㎛, 폭 60 ㎛ 의 홈을 배치간격 7 ㎜ 로 형성한 후, 균일한 가열과정의 산화성이 P(H₂O)/P(H₂) = 0.45 의 분위기에서 850 ℃ ×100 초간에 탈탄 소둔하고, TiO₂ : 5 질량% 와 Sr(OH)₂ㆍ8H₂O : 2 질량% 를 함유하며 주로 MgO 로 이루어진 소둔 분리제를 강판 편면 당 도포량으로 6 g/㎡ 도포한 후 코일에 권취한다. 그 다음에, 700 ∼ 850 ℃ 사이를 20 ℃/h 의 일정 속도로 승온시키고, 850 ℃ 에서 20 시간 유지하면서 850 ∼ 1150 ℃ 를 15 ℃/h 로 승온시키고, 1200 ℃ 에서 10 시간 유지하는 최종마무리소둔을 실시한다. 계속해서, 콜로이드상 실리카를 함유하는 인산마그네슘을 주성분으로 하는 절연장력코팅제를 강판의 편면 당 5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포하여 절연성 피막을 형성하여 제품으로 한다. 피막으로부터 지철에 부여된 장력은 4.5 ∼ 5.5 MPa 이다.

이 제품에서 엡스타인 시험편 약 500g 을 채취하여, 엡스타인 시험법으로 철손 W_17/50 및 자속밀도 (B₈) 를 측정한다. 결과를 제품 지철 중의 Bi 의 함유량과 함께 표 6 에 나타낸다. 또, 제품 지철 중의 C, P, S, Al, Se, N, B 의 함유량에 대해서 표 7 에 나타낸다. 그 밖의 지철 함유량은 표 5 에 나타낸 값과 동일하다.

표 6 에 나타낸 결과에서 본 발명에 따른 방법으로 제조된 경우, W_17/50 ≤0.70W/㎏ 의 매우 철손이 적은 제품을 얻을 수 있다. 이 중에서도 특히 2 차 재결정입자직경의 연장방향의 평균길이가 30 ㎜ 이상인 경우에는 W_17/50 이 0.56 ∼ 0.68 W/㎏ 로 더 적은 철손의 제품을 얻을 수 있다. 압연방향의 평균길이가 30 ㎜ 이상인 평균 재결정입자직경은 강슬래브 중의 Bi 의 함유량을 0.001 질량% 이상으로 하고, 제품 지철 중의 Bi 의 함유량을 0.0005 질량% 이상으로 함으로써 달성 할 수 있다.

(실시예 4)

C : 0.06 질량%, Si : 3.3 질량%, Mn : 0.08 질량%, P : 0.001 질량%, S : 0.001 질량%, Al : 0.020 질량%, Se : 0.012 질량%, Sn : 0.07 질량%, Cu : 0.15 질량%, N : 0.0085 질량% 및 Cr 과 Bi 를, 표 8 에 나타낸 바와 같이 각각 0 ∼ 0.4 질량% 및 0 ∼ 0.05 질량% 의 범위로 함유하며 잔부가 주로 철로 이루어진 강슬래브를, 가스 가열로에 장입하여 1230 ℃ 까지 가열하고 60분간 유지한 후, 유도 가열에 의해 1400 ℃, 30 분간 가열한 후 열간압연에 의해 2.4 ㎜ 의 열연판으로 한다. 그 다음에, 900 ℃ ×1 분간의 열연판 소둔을 실시하고, 이어서 산 세척, 1 차 냉간압연을 실시하여 두께 1.5 ㎜ 로 한 후, 표 8 중에 나타낸 균일한 가열온도 (℃) 로 1 분간의 중간 소둔 (최종 냉간압연 전의 소둔) 을 실시한 후, 산 세척 후 최고 도달온도 230 ℃ 의 2 차 냉간압연에 의해 0.23 ㎜ 의 최종 판두께로 한다. 그 다음에, 850 ℃ ×100 초간의 탈탄 소둔을 실시한 후, TiO₂ : 5 질량% 를 함유하며 주로 MgO 로 이루어진 소둔 분리제를 강판 편면 당 도포량으로 6 g/㎡ 도포한 후 코일에 권취한다. 그 다음에, 700 ∼ 1150 ℃ 사이를 15 ℃/h 의 일정 속도로 승온시키고, 1200 ℃ 에서 10 시간 유지하는 최종마무리소둔을 실시한다. 미반응의 소둔 분리제를 물로 세척하여 제거한 후, 기어 롤에 의해 깊이 12 ㎛, 폭 50 ㎛, 간격 4 ㎜ 로 C 방향에 대하여 10°방향으로 연장되는 선형 홈을 형성한다. 그 다음에, 콜로이드상 실리카를 함유하는 인산마그네슘을 주성분으로 하는 절연장력코팅제를 강판의 편면 당 5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포하여 절연성 피막을 형성하고, 평탄화소둔을 실시한다. 피막으로부터 지철에 부여된 장력은 4.5 ∼ 5.5 MPa 의 범위이다. 또, 얻어진 제품의 지철 조성은 C : 0.0010 질량%, P : 0.0005 질량%, S : ＜0.0004 질량%, Al : 0.0004 질량%, Se : ＜0.0001 질량%, N : 0.0004 질량% 이다. 또, 강슬래브에서 Bi 를 0.02 질량% 첨가한 강에서는 지철 중의 Bi 의 함유량은 약 0.015 질량% 이고, 강슬래브에서 Bi 를 0.05 질량% 첨가한 강에서는 지철 중의 Bi 의 함유량은 약 0.04 질량% 이다. 기타 지철 성분의 함유량에 대해서는 슬래브의 값과 동일하다.

이상과 같이 해서 얻어진 제품에서 엡스타인 시험편 약 500g 을 채취하여, 엡스타인 시험법으로 철손 W_17/50 및 자속밀도 (B₈) 를 측정한다.

표 8 에 나타낸 결과에서 본 발명에 따른 방법으로 제조된 경우, W_17/50 ≤0.67W/㎏ 의 매우 철손이 적은 제품을 얻을 수 있고, 특히, 슬래브 성분으로서 Bi 를 함유시킨 경우 W_17/50 ≤0.62W/㎏ 의 우수한 특성의 제품을 얻을 수 있다.

(실시예 5)

C : 0.07 질량%, Si : 3.30 질량%, Mn : 0.15 질량%, P : 0.003 질량%, S : 0.016 질량%, Al : 0.025 질량%, Cr : 0.3 질량%, Sn : 0.05 질량%, Cu : 0.15 질량%, N : 0.0035 질량%, Bi : 0.015 질량% 를 함유하며 잔부가 주로 철로 이루어진 강슬래브를, 1150 ℃, 90 분간 가열한 후, 열간압연에 의해 2.0㎜ 의 열연판으로 한다. 그 다음에, 900 ℃ 온도에서 1 분간의 열연판 소둔을 실시하고, 이어서, 산 세척, 1 차 냉간압연을 실시하여 두께 1.2 ㎜ 로 한 후, 표 9 에 나타낸 바와 같이 900 ∼ 1150 ℃, 1 분간의 중간 소둔 (최종 냉간압연 전의 소둔) 을 실시한 후, 산 세척 후 최고 판온도 250 ℃ 의 2 차 냉간압연에 의해 0.23 ㎜ 의 최종 판두께로 한다. 그 다음에, 탈탄 소둔을 실시하고, 계속해서 NH₃ 분위기 중에서 N 의 함유량이 0.020 질량% 가 되도록 질화 소둔을 실시한다. 이어서, MgO : 100 중량부에 대하여 10 중량부의 TiO₂ 를 첨가한 소둔 분리제를 강판의 편면 당 6.5 g/㎡ 도포하여 1150 ∼ 1200 ℃ 의 체류시간을 15 시간으로 하는 최종마무리소둔을 실시한다. 그 다음에, 인산마그네슘과 콜로이드상 실리카를 주성분으로 하는 절연장력코팅제를 강판의 편면 당 5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포하여 절연성 피막을 형성하고, 평탄화소둔을 실시한 후, 레이저 조사에 의한 자구세분화 처리를 표 9 에 나타낸 바와 같이 3 ∼ 15 ㎜ 의 간격으로 실시하여 제품으로 한다. 피막으로부터 지철에 부여된 장력은 4.5 ∼ 5.5 MPa 의 범위이다. 또, 얻어진 제품의 지철 조성은 C : 0.0011 질량%, P : ＜0.0004 질량%, S : 0.0005 질량%, Al : 0.0005 질량%, N : 0.0006 질량%, Bi : 0.011 질량% 이고, 기타 성분의 지철 함유량에 대해서는 슬래브의 값과 동일하다.

이상과 같이 해서 얻어진 제품에서 엡스타인 시험편 약 500g 을 채취하여, 엡스타인 시험법으로 철손 W_17/50 을 측정한다.

표 9 에 나타낸 결과에서 본 발명에 따른 조건에서는, W_17/50 ≤0.65W/㎏ 의 매우 철손이 적은 제품을 얻을 수 있다.

(실시예 6)

C : 0.07 질량%, Si : 3.0 질량%, Mn : 0.08 질량%, P : 0.002 질량%, S : 0.013 질량%, Al : 0.022 질량%, N : 0.0090 질량%, Cu : 0.05 질량%, Sn : 0.04 질량%, Bi : 0.007 질량%, 그리고 (A) Cr : 0.3 질량% 또는 (B) Cr : 0.01 질량% 를 함유하며 잔부가 주로 철로 이루어진 강슬래브를, 가스 가열로에 장입하여 1250 ℃ 까지 가열하고 60 분 유지한 후, 유도 가열에 의해 1400 ℃, 30 분 가열한 후, 열간압연에 의해 2.0㎜ 의 열연판으로 한다. 그 다음에, 1050 ℃ ×60 초간의 열연판 소둔 (최종 냉간압연 전의 소둔) 을 실시하고, 이어서 산 세척 후 최고 도달온도 120 ℃ 의 냉간압연에 의해 0.27㎜ 의 최종 판두께로 한다. 그 다음에, 850 ℃ ×100 초의 탈탄 소둔을 실시한 후, TiO₂ : 4 질량% 를 함유하며 주로 MgO 로 이루어진 소둔 분리제를 강판 편면 당 도포량으로 7 g/㎡ 도포한 후 코일에 권취한다. 그 다음에, 1200 ℃ 에서 5 시간 유지하는 최종마무리소둔을 실시한다. 미반응의 분리제를 물로 세척하여 제거한 후, 인산마그네슘을 주성분으로 하는 절연장력코팅제를 강판 편면 당 4 g/㎡ 또는 1.5 g/㎡ 의 단위면적 당 중량으로 도포, 베이킹한 후, 평탄화소둔을 실시한다. 그 다음에, 레이저광을 C 방향에 대하여 15°각도로 9.0 ㎜ 피치로 조사하여 제품으로 한다. 이 제품에서 엡스타인 시험편 약 500g 을 채취하여, 엡스타인 시험법으로 철손 W_17/50 및 자속밀도 (B₈) 를 측정한다. 피막으로부터 지철에 부여된 장력은 4.5 ∼ 5.5 MPa 이다. 또, 얻어진 제품의 조성은 C : 0.0013 질량%, P : ＜0.0004 질량%, S : 0.0005 질량%, Al : 0.0004 질량%, N : 0.0003 질량%, Bi : 0.001 질량% 이고, 기타 성분의 지철 함유량에 대해서는 슬래브의 값과 동일하다.

표 10 에 결과를 나타낸다.

표 10 에 나타낸 결과에서 본 발명에 따른 방법으로 제조된 경우, W_17/50 ≤0.75W/㎏ 의 0.27 ㎜ 두께로서는 매우 철손이 적은 제품을 얻을 수 있다.

본 발명에서 자구세분화된 방향성 전자강판의 철손을 유효하게 저감시킬 수 있고, 트랜스 등의 철심 재료로 사용함으로써 송/배전에 따른 에너지 철손의 삭감에 기여할 수 있다.

Claims

Si : 2.5 ∼ 5.0 질량%, Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량% 및 Mn : 0.03 ~ 1.0 질량%를 함유하고, 잔부는 철 및 불가피한 불순물로 이루어지는 지철과, 이 지철의 표면상에 형성된 단층 또는 복수층으로 이루어지는 절연성 피막을 갖는 방향성 전자강판으로서,

자속밀도 (B₈) 가 하기 식 (1) :

B₈ ≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 …(1)

(단, [Si] 및 [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Si 및 Cr 의 질량백분율, 그리고 B₈ 의 단위는 T 이다.)

의 관계를 만족하고, 또한 상기 강판의 표면근방에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 선형 변형을 갖고, 또한

이 선형 변형의 배치간격 (D) 이 하기 식 (2) :

3 ＋ 5[Cr] ≤D ≤11 ＋ 5[Cr] …(2)

(단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.)

의 관계를 만족하며, 또한 상기 절연성 피막에 의해 상기 지철의 압연 방향으로 3.0MPa 이상의 장력이 부여되는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.
Si : 2.5 ∼ 5.0 질량%, Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량% 및 Mn : 0.03 ~ 1.0 질량%를 함유하고, 잔부는 철 및 불가피한 불순물로 이루어지는 지철과, 이 지철의 표면상에 형성된 단층 또는 복수층으로 이루어지는 절연성 피막을 갖는 방향성 전자강판으로서,

자속밀도 (B₈) 가 하기 식 (3) :

B₈ ≥(2.21 ―0.0604[Si] ―0.0294[Cr]) ×0.960 ―0.0030d …(3)

의 관계를 만족하고, 또한 상기 지철 표면에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 홈을 갖고, 상기 홈의 배치간격 (D) 이 하기 식 (4) :

1 ＋ 5[Cr] ≤D ≤8 ＋ 5[Cr] …(4)

(단, [Si] 및 [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Si 및 Cr 의 질량백분율이고, B₈ 의 단위는 T, 그리고 d 는 상기 홈의 깊이이며 그 단위는 ㎛ 이다.)

(단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율이고, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.)

의 관계를 만족하며, 또한 상기 절연성 피막에 의해 상기 지철의 압연 방향으로 3.0MPa 이상의 장력이 부여되는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.
제 2 항에 있어서, 상기 홈의 깊이 (d) 가 지철의 판두께의 1.5 ∼ 15 % 인 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피막을 구성하는 층 중, 지철에 접하는 층이 포르스테라이트를 성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 2 차 재결정입자의 압연방향의 평균길이가 30 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 지철 중에 Bi : 0.0005 ∼ 0.08 질량% 를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판.
C : 0.01 ∼ 0.10 질량%,

Si : 2.5 ∼ 5.0 질량%,

Mn : 0.03 ∼ 1.0 질량%,

N : 0.0015 ∼ 0.0130 질량%,

Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량%,

S 및 Se 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 합계로 0.010 ∼ 0.030 질량%, 및

sol.Al : 0.015 ∼ 0.035 질량% 및 B : 0.0010 ∼ 0.0150 질량% 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부는 철 및 불가피한 불순물인 강슬래브를 열간압연하고, 1 회 이상의 중간소둔을 포함하는 2 회 이상의 냉간압연에 의해 최종판두께로 하거나, 또는 열연판소둔후, 1 회의 냉간압연에 의해 최종판두께로 한 다음, 탈탄소둔 이어서 최종마무리소둔을 실시한 다음 절연코팅제를 도포하여 절연성 피막을 형성하고 평탄화소둔을 실시하여 제품으로 하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서,

최종냉간압연전의 소둔에 있어서의 균일한 가열온도 (T) 를 하기 식 (5) :

1000 ―200 [Cr] ≤T ≤1150 ―200[Cr] …(5)

(단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율, 그리고 T 의 단위는 ℃ 이다.)

의 범위로 하고, 평탄화소둔후에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 선형 변형을 강판에 형성하고, 또한

이 선형 변형의 배치간격 (D) 이 하기 식 (2) :

3 ＋ 5[Cr] ≤D ≤11 ＋ 5[Cr] …(2)

(단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.)

의 관계를 만족하고, 또한 상기 절연성 피막에 의해 상기 지철의 압연 방향으로 3.0MPa 이상의 장력이 부여되는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.
C : 0.01 ∼ 0.10 질량%,

Si : 2.5 ∼ 5.0 질량%,

Mn : 0.03 ∼ 1.0 질량%,

N : 0.0015 ∼ 0.0130 질량%,

Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량%,

S 및 Se 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 합계로 0.010 ∼ 0.030 질량%, 및

sol.Al : 0.015 ∼ 0.035 질량% 및 B : 0.0010 ∼ 0.0150 질량% 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부는 철 및 불가피한 불순물인 강슬래브를 열간압연하고, 1 회 이상의 중간소둔을 포함하는 2 회 이상의 냉간압연에 의해 최종판두께로 하거나, 또는 열연판소둔후, 1 회의 냉간압연에 의해 최종판두께로 한 다음, 탈탄소둔 이어서 최종마무리소둔을 실시한 다음 절연코팅제를 도포하여 절연성 피막을 형성하고 평탄화소둔을 실시하여 제품으로 하는 일련의 공정으로 이루어지는 방향성 전자강판의 제조방법에 있어서,

최종냉간압연전의 소둔에 있어서의 균일한 가열온도 (T) 를 하기 식 (5) :

1000 ―200 [Cr] ≤T ≤1150 ―200[Cr] …(5)

(단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율, 그리고 T 의 단위는 ℃ 이다.)

의 범위로 하고, 냉간압연공정이후에 압연방향과 직교하는 방향에 대해 ±45°이하의 각도로 선형으로 연장하는 복수개의 홈을 형성하고, 또한

상기 홈의 배치간격 (D) 이 하기 식 (4) :

1 ＋ 5[Cr] ≤D ≤8 ＋ 5[Cr] …(4)

(단, [Cr] 은 제품으로서의 방향성 전자강판의 지철 중의 Cr 의 질량백분율, 그리고 D 의 단위는 ㎜ 이다.)

의 관계를 만족하고, 또한 상기 절연성 피막에 의해 상기 지철의 압연 방향으로 3.0MPa 이상의 장력이 부여되는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.
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제 8 항에 있어서,

상기 열간압연 후, 냉간압연에 앞서서 열연판 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.
제 9 항에 있어서,

상기 열간압연 후, 냉간압연에 앞서서 열열판 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.
제 8 항, 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 강슬래브 중에 Bi : 0.001 ~ 0.10 질량% 를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.
제 8 항, 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 강슬래브 중에, Cu : 0.05 ~ 0.20 질량%, Sb : 0.005 ~ 0.10 질량%, Sn : 0.05 ~ 0.20 질량%, Ni : 0.005 ~ 1.30 질량%, Ge : 0.005 ~ 1.30 질량% 및 P : 0.005 ~ 0.05 질량% 로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 강슬래브 중에, Bi : 0.001 ~ 0.10 질량%를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 철손이 적은 방향성 전자강판의 제조방법.