KR20240143582A - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무방향성 전기강판의 제조방법으로서, 규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 상기 열연판을 열연 소둔하여 열연 소둔판을 제조하는 단계; 상기 열연 소둔판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 상기 냉연판을 냉연 소둔하여 냉연 소둔판을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 냉연 소둔판을 제조하는 단계는, 상기 냉연판을 5℃/s 이상 15℃/s 이하의 1차 냉각 속도로, 2차 냉각 시작 온도까지 1차 냉각하는 제1 냉각 단계 및 상기 1차 냉각된 냉연판을 2℃/s 이상 5℃/s 이하의 2차 냉각 속도로 2차 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함하는, 무방향성 전기강판의 제조방법이 제조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
지구온난화 방지를 위한 이산화탄소 배출량 저감 정책에 의하여 기존의 내연기관 자동차가 친환경 차량(하이브리드 자동차나 전기 자동차 등)으로 빠르게 대체되고 있다.
이러한 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)의 수요 증가에 맞춰 전기 자동차용 모터의 에너지 변환의 고효율화가 진행되고 있으며, 이를 위해 모터의 철심 재료의 우수한 자기적 특성이 요구되고 있다.
전기 자동차는 저속 또는 가속 시에 큰 토크를 내어야 하고, 정속 및 고속 주행 시에는 고속 회전을 하기 때문에, 모터의 철심 재료로 사용되는 무방향성 전기강판은 높은 자속밀도와 낮은 철손을 동시에 만족해야 하며, 원심력이나 응력 변동에 견딜 수 있는 높은 기계적 강도를 만족해야 한다.
이러한 무방향성 전기강판의 자기적 특성에 영향을 미치는 요인으로는 화학적 조성, 강판의 두께, 미세조직, 절연 코팅층 및 집합 조직 등이 있으며, 이러한 다양한 요인들은 무방향성 전기강판의 제조 공정 조건에 따라 영향을 받는다.
한편, 종래의 무방향성 전기강판은 제강/연주, 열간 압연, 열처리, 냉간 압연, 열처리 및 코팅층 형성 과정을 거쳐 제조되고 있으며, 이러한 각각의 공정조건의 최적화를 통하여 우수한 자기적 특성을 가지는 전기강판을 제조할 수 있다.
이와 관련된 기술로서, 특허문헌 1: WO 2019/017426 A1 (2019.01.24. 국제 공개, 발명의 명칭: NON-ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL PLATE) 및 특허문헌 2: KR 2021-0036948 A (2021.04.05. 공개, 발명의 명칭: 무방향성 전자기 강판) 등이 있다.
특허문헌 1과 특허문헌 2 에서는 결정립 크기를 작게 제한하여 고강도화를 시도하였으나, 결정립 크기가 작을 경우 철손이 증가하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 자기적 특성 및 기계적 성질이 우수한 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 무방향성 전기강판의 제조방법으로서, 규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 상기 열연판을 열연 소둔하여 열연 소둔판을 제조하는 단계; 상기 열연 소둔판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 상기 냉연판을 냉연 소둔하여 냉연 소둔판을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 냉연 소둔판을 제조하는 단계는, 상기 냉연판을 5℃/s 이상 15℃/s 이하의 1차 냉각 속도로, 2차 냉각 시작 온도까지 1차 냉각하는 제1 냉각 단계 및 상기 1차 냉각된 냉연판을 2℃/s 이상 5℃/s 이하의 2차 냉각 속도로 2차 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함하는, 무방향성 전기강판의 제조방법이 제공된다.
상기 1차 냉각 속도는 상기 2차 냉각 속도보다 높을 수 있다.
상기 2차 냉각 시작 온도는 550℃이상 600℃이하일 수 있다.
상기 제2 냉각 단계는 상기 제1 냉각 단계 이후에 연속적으로 이루어질 수 있다.
상기 열연판을 제조하는 단계는, 500℃이상 600℃이하의 권취 온도에서 상기 열연판을 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 냉연 소둔판을 제조하는 단계 이후에, 상기 냉연 소둔판의 적어도 일 표면에 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 무방향성 전기강판으로서, 규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 미만, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 입경 1.0㎚ 이상 10.0㎚ 이하의 구리 석출물을 포함하고, 상기 구리 석출물의 개수 밀도는 1,000개/㎛3 이상 1,000,000개/㎛3 이하인, 무방향성 전기강판이 제공된다.
상기 무방향성 전기강판의 철손 W10/400은 0W/kg 초과 13W/kg 이하일 수 있다.
상기 무방향성 전기강판의 자속밀도 B50은 1.63T 이상 5T 이하일 수 있다.
상기 무방향성 전기강판의 항복강도는 450MPa 이상 500MPa 이하일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기적 특성 및 기계적 성질이 우수한 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)의 온도 변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)에서 구리가 석출될 수 있는 온도 범위를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)에서 구리가 석출될 수 있는 온도 범위를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)의 온도 변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)에서 구리가 석출될 수 있는 온도 범위를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)에서 구리가 석출될 수 있는 온도 범위를 개략적으로 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판을 제조하는 공정에 대하여 설명한다. 이하에서 특별히 설명하지 않는 조건은 통상의 조건에 준하는 것으로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법은 열간 압연 단계(S100), 열연 소둔 단계(S200), 냉간 압연 단계(S300), 냉연 소둔 단계(S400) 및 코팅 단계(S500)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에서 열간 압연의 대상이 되는 반제품은 슬라브(slab)일 수 있다. 반제품 상태의 슬라브는 제강 공정을 통해 소정의 조성의 용강을 얻은 다음에 연속 주조 공정을 통해 확보할 수 있다.
슬라브는 규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
이하에서는 무방향성 전기강판에 포함된 성분의 수치범위가 한정되는 이유를 설명한다.
규소(Si)
규소는 비저항을 증가시켜 철손을 낮출 수 있는 주요한 첨가 원소이다. 슬라브 중 규소 함량은 2.8중량% 내지 3.8중량%일 수 있다. 슬라브 중 규소 함량이 2.8중량% 미만이면 충분한 철손 개선 효과를 얻기 어려울 수 있다. 슬라브 중 규소 함량이 3.8중량% 초과이면 재료의 취성이 증가하여 권취 및 냉간 압연 중 판 파단이 발생할 수 있어 압연 생산성이 급격히 저하되고 타발성이 열위해져 생산 공정의 난이도가 올라갈 수 있다.
망간(Mn)
망간은 규소와 함께 비저항을 증가시켜 철손을 낮추고 집합 조직을 향상시킬 수 있다. 슬라브 중 망간 함량은 0.2중량% 내지 0.5중량%일 수 있다. 슬라브 중 망간 함량이 0.2중량% 미만이면 미세한 MnS 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하고 자속밀도가 감소되는 등 자기적 특성이 저하될 수 있다. 슬라브 중 망간 함량이 0.5중량% 초과이면 MnS가 과다하게 석출되고 자성에 불리한 {111} 집합조직의 형성을 조장하여 자속밀도가 급격히 감소하게 될 수 있고, 냉간 압연성 저하가 발생할 수 있다.
알루미늄(Al)
알루미늄은 규소와 함께 비저항을 증가시켜 철손을 낮출 수 있다. 알루미늄은 질소와 결합하여 AlN 석출물을 형성할 수 있다. 슬라브 중 알루미늄 함량은 0.5중량% 내지 1.5중량%일 수 있다. 슬라브 중 알루미늄 함량이 0.5중량% 미만이면, 충분한 비저항 증가 효과를 얻을 수 없어 철손이 증가할 수 있다. 슬라브 중 알루미늄 함량이 1.5중량% 초과이면, 냉간 압연성 저하가 발생할 수 있고, 냉연 소둔 시 표면에 AlN을 형성하여 철손이 증가할 수 있다.
구리(Cu)
구리는 강중에서 ε-Cu로 석출하여 나노미터 크기의 석출물을 형성할 수 있다. 슬라브 중 구리 함량은 0.2중량% 내지 0.5중량%일 수 있다. 슬라브 중 구리 함량이 0.2중량% 미만일 경우 구리의 석출량이 적어 충분한 기계적 강도 향상을 얻지 못할 수 있다. 슬라브 중 구리 함량이 0.5중량% 초과일 경우 구리의 석출량이 많아지고 석출물의 입경이 커져, 철손이 증가하고 자속밀도가 감소하는 등 자기적 특정이 악화될 수 있다. 일 실시예에서, 슬라브 중 구리의 함량은 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 0.2중량% 이상 0.5중량% 미만, 0.2중량% 초과 0.5중량% 미만 또는 0.3중량% 이상 0.4중량% 이하일 수 있다.
탄소(C)
탄소는 TiC, NbC 등 탄화물을 형성하여 철손을 증가시킬 수 있으므로, 슬라브에 적정 함량으로 함유되어야 한다. 슬라브 중 탄소 함량은 0중량% 내지 0.002중량%일 수 있다. 슬라브 중 탄소 함량이 0.002중량% 초과하면, 자기 시효를 일으켜서 자기적 특성이 저하될 수 있다. 일 실시예에서, 슬라브 중 탄소의 함량은 0.0015중량% 이상 0.0017중량% 이하일 수 있다.
황(S)
황은 MnS, CuS 등 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하고 철손을 증가시키므로 낮게 첨가하는 것이 바람직하다. 슬라브 중 황의 함량은 0 내지 0.002중량%일 수 있다. 슬라브 중 황의 함량이 0.002중량%를 초과하는 경우 황화물 생성 증가로 인하여 자기적 특성이 저하될 수 있다. 일 실시예에서, 슬라브 중 황의 함량은 0.0016중량% 이상 0.0017중량% 이하일 수 있다.
인(P)
인은 재료의 비저항을 높이는 역할을 할 뿐만 아니라, 입계에 편석하여 집합 조직을 개선하여 비저항을 증가시키고 철손을 낮출 수 있다. 다만, 인의 첨가량이 너무 많으면 자성에 불리한 집합 조직의 형성을 초래하고 입계에 과도하게 편석하여 압연성 및 가공성이 저하되어 생산이 어려워질 수 있다. 슬라브 중 인의 함량은 0 내지 0.02중량%일 수 있다. 일 실시예에서, 슬라브 중 인의 함량은 0.0080중량% 이상 0.0083중량% 이하일 수 있다.
질소(N)
질소는 Al, Ti, Nb 등과 결합하여 AiN, TiN, NbN 등 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하고 철손을 증가시키므로 낮게 첨가하는 것이 바람직하다. 슬라브 중 질소의 함량은 0 내지 0.002중량%일 수 있다. 슬라브 중 질소의 함량이 0.002중량%를 초과하는 경우 질화물 생성 증가로 인하여 자기적 특성이 저하될 수 있다. 일 실시예에서, 슬라브 중 질소의 함량은 0.0016중량% 이상 0.0018중량% 이하일 수 있다.
티타늄(Ti)
티타늄은 강내 석출물 형성 경향이 매우 강한 원소로, C, N과 결합하여 TiC, TiN 등 미세한 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하고 철손을 증가시키므로 낮게 첨가하는 것이 바람직하다. 슬라브 중 티타늄의 함량은 0 내지 0.002중량%일 수 있다. 슬라브 중 티타늄 함량이 0.002중량%를 초과하는 경우 탄화물과 질화물 생성 증가로 인해 자기적 특성이 저하될 수 있다. 일 실시예에서, 슬라브 중 티타늄의 함량은 0.0014중량% 이상 0.0016중량% 이하, 또는 0.0015중량%일 수 있다.
상술한 성분 외에도 무방향성 전기강판에 포함되는 다양한 성분들이 본 발명의 무방향성 전기강판의 성분으로 포함될 수 있는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 이해할 수 있을 것이다. 통상 알려진 성분의 조합과 그 적용은 당연히 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
열간 압연 단계(S100)
열간 압연 단계(S100)에서는 상기한 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조할 수 있다.
열간 압연 단계(S100)에서는 슬라브를 재가열하는 단계, 재가열된 슬라브를 압연하는 단계 및 압연된 슬라브를 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 열간 압연 단계(S100)에서는 슬라브를 재가열할 수 있다. 이 때, 슬라브의 두께는 200mm 내지 300mm일 수 있다. 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)가 너무 높을 경우, 슬라브 내 탄소(C), 황(S), 질소(N) 등의 석출물이(예컨대, AlN) 재고용되어 추후 압연 및 소둔 단계에서 미세 석출물들이 형성될 수 있고, 이로 인해 결정립 성장이 억제되고, 자기 특성이 열위해질 수 있다. 슬라브 재가열 온도가 너무 낮을 경우, 열간 압연 시 압연 부하가 증가하여 압연성이 떨어질 수 있다. 일 실시예에 따른 열간 압연 단계(S100)에서의 슬라브 재가열 온도는 약 1,000℃ 내지 약 1,150℃ 일 수 있다.
슬라브를 재가열한 후, 가열된 슬라브를 소정의 마무리 압연 온도(Finishing Delivery Temperature, FDT)에서 압연할 수 있다. 열간 압연 단계(S100)의 마무리 압연 온도는 약 800℃ 내지 약 900℃ 일 수 있다. 상기한 마무리 압연 온도에서 압연 시 전기강판의 재질 편차를 방지하고, 기계적 물성과 자기적 특성이 우수한 전기강판을 제조할 수 있다.
슬라브를 소정의 마무리 압연 온도에서 압연한 후, 소정의 권취 온도(Coiling Temperature, CT)까지 냉각하여 권취할 수 있다. 일 실시예 따른 권취 온도는 약 500℃ 내지 약 600℃ 일 수 있다. 권취 온도가 500℃미만이면, 강판의 취성이 증가하여 권취 중 판 파단이 발생할 수 있다. 권취 온도가 600℃초과이면 권취 후 냉각 시 미세한 AlN이 형성되어 철손이 증가할 수 있다. 일 실시예에서 권취 온도는 500℃ 이상 600℃ 이하, 또는 500℃ 이상 580℃ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열간 압연 후의 열연판의 두께는 약 1.6mm 내지 약 2.3mm일 수 있다. 이 때, 열연판의 두께가 약 2.3mm를 초과하는 경우 냉간 압연 압하율이 증가하여, 최종 제품의 집합 조직이 열위해질 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)
열간 압연 단계(S100) 이후에 열연 소둔 단계(S200)가 수행될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 열연 소둔 단계(S200)는 생략될 수 있다. 이 경우, 열간 압연 단계(S100) 이후에 냉간 압연 단계(S300)가 수행될 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)에서는 권취 냉각된 열연판을 열연 소둔하여 열연 소둔판을 제조할 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)에서는 권취 후 형성된 구리 석출물이 용해될 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)는 상기 열연판을 소정의 소둔 온도까지 승온하는 단계, 소정의 소둔 온도에서 소둔하는 단계, 소둔한 열연판을 냉각하는 단계, 숏 블라스트(Shot Blast) 및 산세 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 열연 소둔 단계(S200)를 통해 열연판의 미세 조직의 균일성 및 냉간 압연성이 확보될 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)에서는 약 10℃/s 이상의 승온 속도로 열간 압연된 열연판을 가열할 수 있다. 승온 속도가 10℃/s 이상일 때, 최종 제품에서 적절한 결정립 크기가 형성되고, 우수한 자기적 특성을 얻을 수 있다. 일 실시예에서 승온 속도는 10℃/s 이상 50℃/s 이하일 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)에서는 상기한 승온 속도로 승온된 열연판을 약 900℃ 내지 약 1,100℃의 소둔 온도에서 약 30초 내지 약 90초의 시간 동안 소둔할 수 있다. 이때, 열연 소둔 단계(S200)의 소둔 온도가 너무 낮은 경우 열간 압연 후 연신된 주조 조직이 잔류하여 미세조직 불균일을 유발하고 결정립이 작게 형성되어 냉간 압연성이 저하될 수 있다. 반면, 열연 소둔 단계(S200)의 소둔 온도가 너무 높은 경우, 결정립이 과도하게 성장하여 결정립 크기 편차가 커지며, 최종 제품의 집합조직 불균형이 유발되고 특성의 이방성이 발생할 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)에서는 상기한 승온 속도로 승온 후 상기한 소둔 온도에서 소둔한 열연판을 약 20℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각할 수 있다. 일 실시예에서 냉각 속도는 20℃/s 이상 50℃/s 이하일 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)는 열연판의 산화를 방지하기 위해 80 내지 100부피%의 질소를 포함하는 분위기에서 수행될 수 있다.
열연 소둔 단계(S200)에서 열연판을 승온, 소둔 및 냉각한 이후, 냉간 압연하기 전에 상기 열연판은 숏 블라스트 및 산세 처리하는 과정이 추가로 실시될 수 있다. 숏 블라스트 공정에서는 열연판에 물리적인 힘을 가하여 표면에 형성된 스케일을 제거할 수 있다. 산세 처리 공정에서는 열연판 표면에 형성된 산화층을 산세액을 이용하여 제거할 수 있다.
냉간 압연 단계(S300)
열연 소둔 단계(S200) 이후에 냉간 압연 단계(S300)가 수행될 수 있다. 냉간 압연 단계(S300)에서는 열연 소둔 된 열연 소둔판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조할 수 있다. 냉간 압연 단계(S300)에서는 열연 소둔판을 약 0.15 mm 내지 약 0.30 mm의 두께로 냉간 압연할 수 있다. 이 때, 압연성을 부여하기 위해서 판온(예컨대, 열연 소둔판의 온도)을 약 75℃ 내지 약 200℃로 상승시켜 온간 압연을 진행할 수 있다. 냉간 압연 단계(S300)에서의 압하율은 약 80% 내지 약 95%일 수 있다. 일 실시예에서 냉간 압연 단계(S300)에서의 압하율은 81% 이상 94% 이하일 수 있다. 상기 조건에서 냉간 압연 시 최종 제품의 기계적 물성과 자기적 특성이 우수할 수 있다.
냉간 압연 단계(S300) 이후에 냉연 소둔 단계(S400)가 수행될 수 있다.
냉연 소둔 단계(S400)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)의 온도 변화를 개략적으로 도시한 그래프이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)에서 구리가 석출될 수 있는 온도 범위를 개략적으로 도시한 그래프이다. 이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
냉연 소둔 단계(S400)에서는 냉연판을 냉연 소둔하여 냉연 소둔판을 제조할 수 있다.
냉연 소둔 단계(S400)는 최종 자기적 특성 및 기계적 특성을 고려하여 최적의 결정립 크기를 도출하는 온도에서 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 냉연 소둔 단계(S400)는 약 950℃ 내지 1,100℃의 소둔 온도까지 약 10℃/s 내지 약 80℃/s의 승온 속도로 승온하는 단계, 상기한 소둔 온도를 약 30초 내지 약 90초 동안 유지하며 냉연판은 소둔하는 소둔 단계 및 상기 소둔된 냉연판을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 승온하기 전 냉연판의 온도를 시작 온도(T0)라고 할 수 있다. 일 실시예에서 시작 온도(T0)는 상온일 수 있다.
냉연 소둔 단계(S400)에서의 소둔 온도가 너무 낮을 경우 결정립 크기가 미세하여 이력 손실이 증가할 수 있다. 반면에, 냉연 소둔 단계(S400)에서의 소둔 온도가 너무 높을 경우 결정립 크기가 너무 증가하여 와전류 손실이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 조건으로 냉연 소둔하는 경우 최종 제품에서의 철손을 최소화하고 최적의 결정립 크기를 형성하여 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.
또한, 냉연 소둔 단계(S400)는 표면 산화 및 질화를 방지하기 위하여 혼합 가스를 포함하는 분위기에서 수행될 수 있다. 예컨대, 질소 및 수소를 포함하는 분위기에서 냉연 소둔 단계(S400)를 실시하여 표면 상태가 우수한 냉연 소둔판을 얻을 수 있다. 일 실시예에서 냉연 소둔 단계(S400)는 20부피% 내지 50부피%의 수소 및 잔부 질소로 이루어지는 가스를 포함하는 분위기에서 수행될 수 있다.
냉연 소둔 단계(S400)의 소둔된 냉연판을 냉각하는 단계는 2단계로 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 냉연 소둔 단계(S400)의 냉연판을 승온하고 소둔한 이후 소둔된 냉연판을 냉각하는 단계는 냉연판을 1차 냉각 속도(R1)로 1차 냉각하는 제1 냉각 단계(S410) 및 제1 냉각 단계(S410) 이후에 냉연판을 2차 냉각 속도(R2)로 2차 냉각하는 제2 냉각 단계(S420)를 포함할 수 있다. 이 때, 제2 냉각 단계(S420)는 제1 냉각 단계(S410) 이후에 연속적으로 수행될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제2 냉각 단계(S420)가 제1 냉각 단계(S410) 이후에 연속적으로 수행되는 경우의 시간에 따른 온도 그래프가 나타나 있다.
제1 냉각 단계(S410)는 상기한 소정의 소둔 온도를 유지하며 냉연판을 소둔하는 소둔 단계 이후에 수행될 수 있다. 예컨대, 제1 냉각 단계(S410)의 시작 온도(T1)는 약 950℃ 내지 1,100℃일 수 있다.
제1 냉각 단계(S410)는 승온된 냉연판을 2차 냉각 시작 온도(T2)까지 1차 냉각 속도(R1)로 냉각시킬 수 있다. 2차 냉각 시작 온도(T2)는 1차 냉각 단계(S410)의 마무리 온도일 수 있다. 예컨대, 1차 냉각 속도(R1)는 5℃/s 이상 15℃/s 이하일 수 있다. 1차 냉각 속도(R1)가 5℃/s 미만인 경우, AlN 등의 질화물이 형성되어 철손이 증가할 수 있다. 1차 냉각 속도(R1)가 15℃/s 초과인 경우, 냉연판의 열변형 정도가 커지고, 철손이 증가할 수 있다.
제2 냉각 단계(S420)는 구리의 석출이 일어나는 단계일 수 있다. 도 4를 참조하면, 구리의 석출이 일어나는 온도 범위는 제2 석출 온도(T4) 내지 제1 석출 온도(T3)의 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 석출 온도(T3)는 약 550℃이고, 제2 석출 온도(T4)는 약 400℃일 수 있다. 제2 냉각 단계(S420)에서는 구리의 석출이 일어나는 온도 범위(T3에서 T4)에서 충분히 구리를 석출시킨 후, 냉연판을 시작 온도(T0)까지 냉각시킬 수 있다.
2차 냉각 시작 온도(T2)는 구리가 석출되기 시작하는 제1 석출 온도(T3) 이상일 수 있다. 이 경우, 구리의 석출이 충분히 일어나, 최종 제품의 기계적 성질이 개선될 수 있다.
2차 냉각 시작 온도(T2)는 550℃이상 600℃이하일 수 있다. 2차 냉각 시작 온도(T2)가 600℃초과, 1차 냉각 속도(R1)가 5℃/s 미만인 경우, AlN 등의 질화물이 형성되어 철손이 증가할 수 있다. 2차 냉각 시작 온도(T2)가 550℃미만인 경우, 구리의 석출이 충분하지 못하여 충분한 기계적 성질의 개선 효과를 얻지 못할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 소둔 단계(S400)에서 구리가 석출될 수 있는 온도 범위를 개략적으로 도시한 그래프이다. 구체적으로, 도 5는 2차 냉각 시작 온도(T2)가 구리가 석출하기 시작하는 온도인 제1 석출 온도(T3)보다 낮은 경우를 도시한 그래프이다. 이 경우, 구리가 석출될 수 있는 시간이 짧아, 구리의 석출이 충분하지 못하여 충분한 기계적 성질의 개선 효과를 얻지 못할 수 있다.
제2 냉각 단계(S420)는 2차 냉각 속도(R2)로 냉각되는 구간을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 냉각 단계(S420)는 5℃/s 이하의 2차 냉각 속도(R2)로 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 냉각 단계(S420) 중 구리가 석출되는 온도 범위에서의 냉각은 5℃/s 이하의 2차 냉각 속도(R2)로 수행될 수 있다. 2차 냉각 속도(R2)는 1차 냉각 속도(R1)보다 느릴 수 있다. 일 실시예에서 2차 냉각 속도(R2)는 2℃/s 이상 5℃/s 이하일 수 있다. 2차 냉각 속도(R2)가 5℃/s 초과인 경우, 냉각 시 구리가 충분히 석출되지 않아 충분한 기계적 성질의 개선 효과를 얻지 못할 수 있다.
코팅 단계(S500)
냉연 소둔 단계(S400) 이후에 코팅 단계(S500)가 수행될 수 있다. 코팅 단계(S500)는 냉연 소둔 된 냉연 소둔판의 표면에 코팅층을 형성할 수 있다. 코팅층의 형성은 통상의 기술자에게 잘 알려진 방법으로 수행될 수 있다. 예컨대, 코팅층용 조성물을 강판의 일면 또는 양면에 도포 또는 분사함으로써 수행될 수 있다. 코팅 단계(S500)를 통해 코팅층을 형성함으로써, 최종 제품의 타발성을 향상시킬 수 있고, 절연성을 확보할 수 있다.
무방향성 전기강판
무방향성 전기강판은 상술한 무방향성 전기강판의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법을 통해 제조된 무방향성 전기강판은 규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판에 포함된 구리 함량은 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 0.2중량% 이상 0.5중량% 미만, 0.2중량% 초과 0.5중량% 미만 또는 0.3중량% 이상 0.4중량% 이하일 수 있다. 구리 함량이 0.2중량% 미만일 경우 구리의 석출량이 적어 충분한 기계적 강도 향상을 얻지 못할 수 있다. 구리 함량이 0.5중량% 초과일 경우 구리의 석출량이 많아지고 석출물의 입경이 커져, 철손이 증가하고 자속밀도가 감소하는 등 자기적 특정이 악화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판은 구리 석출물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 구리 석출물은, ε-구리 석출물을 포함할 수 있다. ε-구리 석출물은 무방향성 전기강판의 기계적 성질 향상에 영향을 줄 수 있다. 구리 석출물의 평균 입경은 15㎚ 이하일 수 있다. 구리 석출물의 평균 입경이 1㎚ 미만인 경우, 충분한 기계적 성질의 개선 효과를 얻지 못할 수 있다. 구리 석출물의 평균 입경이 15㎚ 초과인 경우, 최종 제품의 자기적 특성이 열위하게 될 수 있다. 일 실시예에서 구리 석출물의 평균 입경은 1.0㎚ 이상 10.0㎚ 이하, 5.0㎚ 이상 10.0㎚ 이하, 5.0㎚ 이상 7.0㎚ 이하, 또는 6nm 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판에 포함된 구리 석출물의 개수 밀도는 1,000개/㎛3 이상 1,000,000개/㎛3 이하일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판에 포함된 1.0㎚ 이상 10.0㎚ 이하의 평균 입경을 갖는 구리 석출물의 개수 밀도는 1,000개/㎛3 이상 1,000,000개/㎛3 이하일 수 있다. 구리 석출물의 개수 밀도가 1,000개/㎛3 미만인 경우, 충분한 기계적 성질의 개선 효과를 얻지 못할 수 있다. 구리 석출물의 개수 밀도가 1,000,000개/㎛3 초과인 경우 최종 제품의 자기적 특성이 열위하게 될 수 있다.
일 실시예에서 무방향성 전기강판은 결정립 크기가 100㎛ 내지 150㎛일 수 있다.
일 실시예에서 무방향성 전기강판의 철손 W10/400은 13W/kg 이하일 수 있다. 일 실시예에서 철손 W10/400은 0W/kg 초과 13W/kg 이하, 12W/kg 이상 13W/kg 이하, 또는 12.4W/kg 이상 12.5W/kg 이하일 수 있다.
일 실시예에서 무방향성 전기강판은 자속밀도 B50은 1.63T 이상일 수 있다. 일 실시예에서 자속밀도 B50은 1.63T 이상 5T 이하, 1.66T 이상 1.68T 이하, 1.665T 이상 1.675T 이하, 또는 1.67T일 수 있다.
일 실시예에서 무방향성 전기강판은 항복강도(Yield Strength, YS)가 450MPa 이상일 수 있다. 일 실시예에서 항복강도는 450MPa 이상 500MPa 이하, 460MPa 이상, 460MPa 이상 500MPa 이하, 또는 467MPa 이상 475MPa 이하일 수 있다. 상기 범위에서, 전기강판의 기계적 특성이 우수하여 무방향성 전기강판 용도로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실험예
이하에서는, 실험예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실험예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실험예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예 1
(1) 하기 표 1에서 나타내는 A1 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 준비하였다.
(2) 상기 슬라브를 상기 슬라브를 재가열 온도(SRT) 1130℃에서 재가열하고, 마무리 압연 온도(FDT) 880℃로 열간 압연 후, 권취 온도(CT) 580℃로 냉각하고 권취하여 두께 2.0mm의 열연 강판을 제조하였다.
(3) 상기 열연 강판을, 질소를 포함하는 분위기에서, 승온 속도 15℃/s로 소둔 온도 975℃까지 승온하고 60초 동안 소둔한 다음 냉각 속도 25℃/s로 냉각시켜 열연 소둔한 다음 산세 처리하였다.
(4) 상기 산세 된 열연 소둔판을 냉연 설비로 이송하여 압하율 86.5%로 냉간 압연하여 두께 0.25mm의 냉연판을 제조하였다.
(5) 상기 냉연판을 40부피%의 수소 및 60부피%의 질소로 이루어지는 가스를 포함하는 분위기에서, 승온 속도 20℃/s로 1050℃까지 승온하여, 45초 동안 유지한 다음, 2차 냉각 시작 온도(T2) 580℃까지 10℃/s의 1차 냉각 속도(R1)로 제1 냉각하고, 4℃/s의 2차 냉각 속도(R2)로 2차 냉각시켜 냉연 소둔판을 제조하였다.
(6) 상기 냉연 소둔판 표면에 코팅층을 형성하여 최종 제품인 무방향성 전기강판을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 하기 표 1에서 나타내는 A2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용한 것으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, 표 1에서 나타내는 B1 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용한 것으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 2차 냉각 속도(R2)를 10℃/s로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서, 표 1에서 나타내는 A2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용하고, 2차 냉각 시작 온도(T2)를 500℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서, 표 1에서 나타내는 A2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용하고, 2차 냉각 속도(R2)를 6℃/s로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 5
실시예 1에서, 표 1에서 나타내는 A2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용하고, 2차 냉각 속도(R2)를 10℃/s로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 6
실시예 1에서, 표 1에서 나타내는 A2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용하고, 권취 온도를 650℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
비교예 7
실시예 1에서, 표 1에서 나타내는 B2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무방향성 전기강판을 제조하였다.
| 성분 조성 (wt%) | |||||||||
| 구분 | Si | Mn | Al | Cu | C | S | P | N | Ti |
| A1 | 3.3 | 0.3 | 0.9 | 0.3 | 0.0017 | 0.0016 | 0.0080 | 0.0016 | 0.0015 |
| A2 | 3.3 | 0.3 | 0.9 | 0.4 | 0.0015 | 0.0017 | 0.0083 | 0.0018 | 0.0015 |
| B1 | 3.3 | 0.3 | 0.9 | 0.1 | 0.0016 | 0.0017 | 0.0082 | 0.0017 | 0.0015 |
| B2 | 3.3 | 0.3 | 0.9 | 0.6 | 0.0015 | 0.0018 | 0.0083 | 0.0015 | 0.0017 |
표 1을 참조하면, A1 성분은 규소(Si) 3.3중량%, 망간(Mn) 0.3중량%, 알루미늄(Al) 0.9중량%, 구리(Cu) 0.3중량%, 탄소(C) 0.0017중량%, 황(S) 0.0016중량%, 인(P) 0.0080중량%, 질소(N) 0.0016중량% 및 티타늄(Ti) 0.0015중량%의 성분 조성을 나타낸다. A2 성분은 규소(Si) 3.3중량%, 망간(Mn) 0.3중량%, 알루미늄(Al) 0.9중량%, 구리(Cu) 0.4중량%, 탄소(C) 0.0015중량%, 황(S) 0.0017중량%, 인(P) 0.0083중량%, 질소(N) 0.0018중량% 및 티타늄(Ti) 0.0015중량%의 성분 조성을 나타낸다. B1 성분은 규소(Si) 3.3중량%, 망간(Mn) 0.3중량%, 알루미늄(Al) 0.9중량%, 구리(Cu) 0.1중량%, 탄소(C) 0.0016중량%, 황(S) 0.0017중량%, 인(P) 0.0082중량%, 질소(N) 0.0017중량% 및 티타늄(Ti) 0.0015중량%의 성분 조성을 나타낸다. B2 성분은 규소(Si) 3.3중량%, 망간(Mn) 0.3중량%, 알루미늄(Al) 0.9중량%, 구리(Cu) 0.6중량%, 탄소(C) 0.0015중량%, 황(S) 0.0018중량%, 인(P) 0.0083중량%, 질소(N) 0.0015중량% 및 티타늄(Ti) 0.0017중량%의 성분 조성을 나타낸다.
하기 표 2는 권취 온도, 2차 냉각 시작 온도(T2) 및 2차 냉각 속도(R2)에 따른 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 7의 항복강도, 철손 W10/400, 자속밀도 B50 및 구리 석출물 평균 입경을 나타낸다.
| 구분 | 성분 조성 |
권취 온도 (℃) |
최종 두께 (mm) |
T2 (℃) |
R2 (℃/s) |
항복강도 (MPa) |
철손 W10/400 (W/kg) |
자속밀도 B50 (T) |
구리 석출물 평균 입경 (nm) |
| 실시예 1 | A1 | 580 | 0.25 | 580 | 4 | 467 | 12.4 | 1.67 | 6 |
| 실시예 2 | A2 | 580 | 580 | 4 | 475 | 12.5 | 1.67 | 6 | |
| 비교예 1 | B1 | 580 | 580 | 4 | 420 | 12.4 | 1.67 | 0.5 | |
| 비교예 2 | A1 | 580 | 580 | 10 | 435 | 12.4 | 1.67 | 6 | |
| 비교예 3 | A2 | 580 | 500 | 4 | 435 | 12.4 | 1.66 | 2 | |
| 비교예 4 | A2 | 580 | 580 | 6 | 445 | 12.3 | 1.66 | 4 | |
| 비교예 5 | A2 | 580 | 580 | 10 | 438 | 12.3 | 1.66 | - | |
| 비교예 6 | A2 | 650 | 580 | 4 | 480 | 13.2 | 1.61 | 5 | |
| 비교예 7 | B2 | 580 | 580 | 4 | 484 | 13.1 | 1.62 | 15 |
(1) 항복강도는 Zwick/Roell Corp의 Z250를 이용한 일축 인장 시험에 따라 측정하였다. ISO 6892-1의 시험 규격에 따라, 오프셋(off-set)법을 사용하고, 영구연신율(Ag) 0.2%를 사용하여 항복강도를 산출하였다.
(2) 철손 및 자속밀도는 IEC 60404-2에 의거 Epstein Frame을 사용하여 측정하였다.
(3) 구리 석출물 평균 입경은 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 사용하여 측정하였다.
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 무방향성 전기강판의 제조방법에 의해 제조된 무방향성 전기강판은 항복강도가 우수하고 철손이 낮고 자속밀도가 높아 기계적 성질 및 자기적 특성이 향상되었음을 알 수 있다.
구체적으로, A1 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 실시예 1은, 580℃의 권취 온도, 580℃의 2차 냉각 시작 온도(T2) 및 4℃/s의 2차 냉각 속도(R2)의 조건에서 최종 두께 0.25mm의 무방향성 전기강판을 제조했을 때, 구리 석출물 평균 입경은 6nm이고, 467MPa의 항복강도, 12.4W/kg의 철손 W10/400, 1.67T의 자속밀도 B50를 나타낸다.
A2 성분, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 실시예 2는, 580℃의 권취 온도, 580℃의 2차 냉각 시작 온도(T2) 및 4℃/s의 2차 냉각 속도(R2)의 조건에서 최종 두께 0.25mm의 무방향성 전기강판을 제조했을 때, 구리 석출물 평균 입경은 6nm이고, 475MPa의 항복강도, 12.5W/kg의 철손 W10/400, 1.67T의 자속밀도 B50를 나타낸다.
비교예 1은 구리(Cu) 0.1중량%을 포함하는 슬라브로 제조한 무방향성 전기강판으로, 실시예 1 및 2와 권취 온도, 2차 냉각 시작 온도(T2), 2차 냉각 속도(R2) 및 최종 두께는 동일하나, 구리 함량이 낮아서 420MPa의 낮은 항복강도를 나타낸다.
비교예 2은 10℃/s의 2차 냉각 속도(R2)의 조건에서 제조한 무방향성 전기강판으로, 실시예 1과 성분 조성, 권취 온도, 2차 냉각 시작 온도(T2) 및 최종 두께는 동일하나, 10℃/s의 2차 냉각 속도(R2) 조건에서 무방향성 전기강판을 제조한 것으로, 2차 냉각 속도(R2)가 너무 빨라서 구리가 충분히 석출되지 않아 충분한 항복강도의 증가를 얻을 수 없었고, 435MPa의 낮은 항복강도를 나타낸다.
비교예 3은 500℃의 2차 냉각 시작 온도(T2) 조건에서 제조한 무방향성 전기강판으로, 2차 냉각 시작 온도(T2)가 너무 낮아서 구리가 충분히 석출되지 않아 충분한 항복강도의 증가를 얻을 수 없었고, 435MPa의 낮은 항복강도를 나타낸다.
비교예 4 및 5는 실시예 2와 성분 조성, 권취 온도, 2차 냉각 시작 온도(T2) 및 최종 두께는 동일하나, 각각 6℃/s 및 10℃/s의 2차 냉각 속도(R2) 조건에서 무방향성 전기강판을 제조한 것으로, 2차 냉각 속도(R2)가 너무 빨라서 구리가 충분히 석출되지 않아 충분한 항복강도의 증가를 얻을 수 없었다.
비교예 6은 권취 온도가 너무 높아서 AlN이 석출되어 철손이 증가하고 자속밀도가 감소하였다.
비교예 7은 구리(Cu) 0.6중량%을 포함하는 슬라브로 제조한 무방향성 전기강판으로, 구리 함량이 너무 높아서 구리의 석출이 과도하게 일어나 철손이 증가하고 자속밀도가 감소하였다.
본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (10)
- 무방향성 전기강판의 제조방법으로서,
규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
상기 열연판을 열연 소둔하여 열연 소둔판을 제조하는 단계;
상기 열연 소둔판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계;
상기 냉연판을 냉연 소둔하여 냉연 소둔판을 제조하는 단계;
를 포함하고,
상기 냉연 소둔판을 제조하는 단계는, 상기 냉연판을 5℃/s 이상 15℃/s 이하의 1차 냉각 속도로, 2차 냉각 시작 온도까지 1차 냉각하는 제1 냉각 단계 및 상기 1차 냉각된 냉연판을 2℃/s 이상 5℃/s 이하의 2차 냉각 속도로 2차 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함하는, 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 냉각 속도는 상기 2차 냉각 속도보다 높은, 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 2차 냉각 시작 온도는 550℃이상 600℃이하인, 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 냉각 단계는 상기 제1 냉각 단계 이후에 연속적으로 이루어지는, 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 열연판을 제조하는 단계는, 500℃이상 600℃이하의 권취 온도에서 상기 열연판을 권취하는 단계를 포함하는, 무방향성 전기강판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 냉연 소둔판을 제조하는 단계 이후에, 상기 냉연 소둔판의 적어도 일 표면에 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 무방향성 전기강판의 제조방법 - 무방향성 전기강판으로서,
규소(Si) 2.8중량% 이상 3.8중량% 이하, 망간(Mn) 0.2중량% 이상 0.5중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5중량% 이상 1.5중량% 이하, 구리(Cu) 0.2중량% 이상 0.5중량% 미만, 탄소(C) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 황(S) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 인(P) 0중량% 초과 0.015중량% 이하, 질소(N) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 티타늄(Ti) 0중량% 초과 0.002중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
평균 입경 1.0㎚ 이상 10.0㎚ 이하의 구리 석출물을 포함하고, 상기 구리 석출물의 개수 밀도는 1,000개/㎛3 이상 1,000,000개/㎛3 이하인, 무방향성 전기강판. - 제7항에 있어서,
상기 무방향성 전기강판의 철손 W10/400은 0W/kg 초과 13W/kg 이하인, 무방향성 전기강판. - 제7항에 있어서,
상기 무방향성 전기강판의 자속밀도 B50은 1.63T 이상 5T 이하인, 무방향성 전기강판. - 제7항에 있어서,
무방향성 전기강판의 항복강도는 450MPa 이상 500MPa 이하인, 무방향성 전기강판.
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