WO2019132133A1 - 방향성 전기강판 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Definitions
- a directional electric steel sheet and a method of manufacturing a directional electric steel sheet relates to a method of manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet and a grain-oriented electrical steel sheet excellent in magnetic properties by stably growing crystal grains having a very high degree of integration in a Goss orientation at the time of secondary recrystallization high-temperature annealing using S, Se-based precipitates and La segregation will be. More specifically, the present invention relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet and a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties by controlling the correlation between Mn, S, Se and La in an alloy component.
- the directional electric steel sheet has excellent magnetic properties in the rolling direction by forming the Goss aggregate structure ( ⁇ 110 ⁇ ⁇ 001 ⁇ texture) on the entire steel sheet by using the abnormal crystal growth phenomenon called secondary recrystallization and is excellent in one- It is a soft magnetic material used as an iron core of an electronic device requiring characteristics.
- magnetic properties can be expressed by magnetic flux density and iron loss, and high magnetic flux density can be obtained by precisely aligning the orientation of the grain in the ⁇ 110 ⁇ ⁇ 001 > orientation.
- the electric steel sheet having a high magnetic flux density not only makes it possible to reduce the size of the iron core material of the electric equipment, but also reduces the hysteresis loss, thereby achieving miniaturization and high efficiency at the same time.
- the iron loss is a power loss consumed as heat energy when an arbitrary alternating magnetic field is applied to the steel sheet, and varies greatly depending on the magnetic flux density and plate thickness of the steel sheet, the amount of impurities in the steel sheet, the resistivity and the size of the secondary recrystallization, The higher the specific resistivity and the lower the plate thickness and the impurity content in the steel sheet, the lower the iron loss and the higher the efficiency of the electric equipment.
- Secondary recrystallization of the grain-oriented electrical steel sheet occurs when normal grain growth inhibits the movement of grain boundaries normally grown by precipitates, inclusions, or elements segregated at grain boundaries or grain boundaries, unlike ordinary grain growth.
- the degree of integration with respect to the Goss orientation is high
- complicated processes such as component control in steelmaking, reheating of slabs in hot rolling and hot rolling process control, hot-rolled sheet annealing, primary recrystallization annealing, and secondary recrystallization annealing are required. It must be precisely and strictly controlled.
- a study on the production of directional electric steel sheet by secondary recrystallization of Goss orientation, called precipitate and inclusions that inhibit grain growth, is referred to as an inhibi tor.
- MnS was used as a grain growth inhibitor in the directional electric steel sheet which was initially developed, and it was manufactured by the two - step rolling method. As a result, the secondary recrystallization was stable, but the magnetic flux density was not so high and the iron loss was high.
- a manufacturing method has been used in which a precipitate such as AIN or MnS [Se] is used as a grain growth inhibitor to cause secondary recrystallization.
- a precipitate such as AIN or MnS [Se] is used as a grain growth inhibitor to cause secondary recrystallization.
- Such a manufacturing method has an advantage of stably inducing secondary recrystallization, but in order to exhibit a strong grain growth inhibiting effect, the precipitates must be distributed very finely and uniformly on the steel sheet.
- the slabs are heated at a high temperature for a long period of time before hot rolling to solidify coarse precipitates present in the steel, and then hot rolled in a very short time to perform hot rolling It should be done.
- a large-scale slab heating equipment is required.
- the hot rolling and the winding process are strictly controlled, and the precipitates solidified in the hot- 2019/132133 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/005675
- the silsuyul is lowered in accordance with the melting point of the formed low 3 ⁇ 4 0 4 slab washing ( ⁇ vashing) phenomenon occurs when the slab is heated to a high temperature.
- nitriding treatment is performed using ammonia gas in the first recrystallization annealing step.
- the ammonia gas is decomposed into hydrogen and nitrogen at a temperature of about 500 ° C or higher.
- the nitrogen gas is nitrided and reacted with the nitriding element in the steel sheet to form nitrides such as Si, .
- the low-temperature heating method also has many limitations on the manufacturing process for the precipitation control, so that the problem caused by the complexity of the manufacturing process can not be solved. Therefore require orientation, the magnetic and electric steel in order to improve the productivity, because the decomposition temperature is too high, precipitate-oriented electrical steel sheet production technology using the control is easy to precipitate.
- the present invention is to provide a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet and a grain-oriented electrical steel sheet having high magnetic properties by stably growing crystal grains having a very high degree of integration into a bearing during secondary recrystallization high-temperature annealing using segregation. More specifically, in the alloy component,
- the directional electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention may contain, by weight%: 1.0 to 5.0%, 0: 0.005% (excluding 0%), 1X1: 0.001% to 0.1%, 0.001% to 0.020% 0.001% to 0.050% and 1: 0.001 to 0.1% 2019/132133 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/005675
- the directional electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention can satisfy the following expression (2).
- the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention may further include at least one of 0.01% by weight and 0.005% by weight or less.
- the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention comprises: 1.0 to 5.0% by weight, X: 0.005% or less (excluding 0%), 0.001 to 0.1%, 0.001 to 0.020%, 0.001 to 0.050% and 1 st: 0.001 to 0.1%, the remainder comprising 6 and other unavoidable impurities, ; Heating the slab; Hot rolling the slab to produce a hot rolled sheet; Rolling the hot rolled sheet to manufacture a hot rolled steel plate; A first recrystallization annealing of the cold rolled sheet; And secondary recrystallization annealing the cold rolled sheet after the primary recrystallization annealing has been completed.
- Heating the slab may heat the slab to 1000 to 1250 < 1 >.
- the primary recrystallization annealing step may be performed at a dew point temperature of 50 to 701: and a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen.
- the directional electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention may include, Secondary recrystallization using high-temperature annealing and segregation High-density annealing at high temperature allows stable grain growth with high degree of integration in 33 directions.
- first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, epitope, or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the invention.
- the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention.
- the singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified and that the presence or absence of other features, regions, integers, steps, operations, elements, and / It does not exclude addition.
- the further inclusion of an additional element means that the additional element is replaced by an additional amount of the additional element.
- the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention may contain, by weight%: 1.0% to 5.0%, 0: 0.005% (excluding ⁇ %), 1: 0.001% to 0.1%, 0.001% 0.020%, 0.001% to 0.050%, and 1: 0.001 to 0.1%, the remainder including 6 and other unavoidable impurities.
- Silicon () increases the specific resistivity of the oriented electrical steel sheet material, thereby lowering iron loss ( 1 : 0 1 083 ), that is, iron loss. If the content is too small, the specific resistance decreases, the wastewater loss increases, and the iron loss can be deteriorated. Further, during the primary recrystallization annealing, a phase transformation between ferrite and austenite occurs, and the primary recrystallization texture can be severely damaged. In addition, during the secondary recrystallization annealing, phase transformation between ferrite and austenite occurs and secondary recrystallization becomes unstable, and the 0 053 texture can be severely damaged.
- silver may be contained in an amount of 1.0 to 5.0% by weight. More specifically from 2.0 to 4.0% by weight.
- Carbon is an element contributing to grain refinement by increasing the phase transformation between ferrite and austenite and improving elongation.
- (:) Is an essential element for improving the rolling property of an electric steel sheet having poor brittleness and poor rolling property. However, when they remain in the final product, they are formed due to the magnetic aging effect 2019/132133 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/005675
- the carbide should be controlled in the proper amount because it is an element which tends to lengthen the magnetism in the product plate.
- decarburization is performed when the primary recrystallization annealing is performed in the manufacturing process, and the content of 0 in the final electrical steel sheet produced after decarburization annealing may be 0.005% by weight or less. More specifically, it may be 0.003% by weight or less.
- (:) may contain 0.01 to 0.1% by weight in the slab.
- the manganese ( 11) has an effect of reducing the iron loss by increasing the resistivity in the same way as the ⁇ . It is also an important element for forming a 6- system precipitate and causing secondary recrystallization as a grain growth inhibitor. When the content of 3 ⁇ 4 is too small, a sufficient effect as an inhibitor can not be expected because the number and volume to be formed are low.
- the content of 3 ⁇ 4 can be set to 0.001 to 0.10% by weight. More specifically from 0.01 to 0.08% by weight.
- Sulfur is an important element for causing secondary recrystallization as a crystal growth inhibitor by forming precipitates.
- the effect can be reduced. 3 If the content is too large, the occurrence of edge cracks in the performance and hot rolling stages may increase, which may result in a reduction in the rate of water loss. Therefore, the content of the pound can be limited to 0.001 to 0.020% by weight. More specifically from 0.007 to 0.015% by weight.
- Selenium is an important element for causing secondary recrystallization as a grain growth inhibitor by forming a precipitate as in the case of selenium.
- the occurrence of edge cracks in the slab performance and hot rolling process by excess 8 content is important element for causing secondary recrystallization as a grain growth inhibitor by forming a precipitate as in the case of selenium.
- the effect of inhibiting grain growth may be reduced. 3 6 If the content is too large, the occurrence of cracking in the performance and hot rolling stage may increase, which may result in a decrease in the yield rate. Therefore, the content of muscle may be limited to 0.001 to 0.050% by weight. More specifically, the root can be contained in an amount of 0.007 to 0.03% by weight.
- the grain-oriented electrical steel sheet can satisfy Equation (1). [Formula 1]
- the value of expression 1 can be -0.47 to 0.18.
- the grain-oriented electrical steel sheet can satisfy Equation (2). [Formula 2]
- the grain electric steel sheet according to an embodiment of the present invention may further include at least one of 0.01% by weight or less and 0.005% by weight or less.
- the 6- system precipitate is used as a crystal grain growth inhibitor, Use segregation to solve. Therefore, the content of Si can be suppressed. More specifically, it may further include at least one of 0.005 wt% or less and 0.003 wt% or less of Si.
- impurities such as total, V, and the like may be included.
- impurities such as total, V, and the like may be included.
- ⁇ , V, etc. are also strong carbonitride formation elements. 0.01% by weight or less.
- the magnetism can be further improved. Specifically, on the basis of the thickness of 0.30, the iron loss in the 1.71 631 503 ⁇ 4 condition of the oriented electrical steel sheet may be 1.51 or less. More specifically, on a 0.30 < th > thickness basis, 2019/132133 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/005675
- the iron loss in the 1.71 6 3 , 50 3 ⁇ 4 condition of the electric steel sheet may be 0.9-1.8 3 ⁇ 4 .
- the magnetic flux density under a magnetic field induced ⁇ of 800/1/111 of a grain-oriented electrical steel sheet 8) may be at least 1.881. More specifically from 1.9 to 1.951 :. If the magnetic flux density 8) is 1.8 or more, there is an advantage that the transformer efficiency is high and the noise is small.
- a method of manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes the steps of: fabricating a slab; Heating the slab; Hot rolling the slab to produce a hot rolled sheet; Cold rolling the hot rolled steel sheet to manufacture a steel plate; A first recrystallization annealing step of annealing the steel plate; And secondary recrystallization annealing the cold rolled sheet after the primary recrystallization annealing has been completed.
- the molten steel whose composition is adjusted in the steelmaking process is made into a slab through continuous casting.
- Equations (1) to (2) described above can be equally satisfied within the alloy component of the slab.
- the heating of the slab is preferably carried out at a low temperature of 1,250 deg. Or less, more preferably 1,150 deg. Or less to partially refine the precipitate.
- the heating furnace can be repaired by melting the surface of the slab and the lifetime of the heating furnace can be shortened.
- the slab is heated to 1,250 ° (: or less, more preferably, to 1, 1501 or less, the columnar structure of the slab is prevented from being grown to a great extent, and cracks are generated in the width direction of the plate in the subsequent hot rolling process. It is possible to prevent the occurrence of the abnormality, thereby improving the error rate.
- the heating temperature of the slab may be 1000 to 12501 :. 2019/132133 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/005675
- a hot rolled sheet having a thickness of 1.5 to 4.0 mm can be produced by hot rolling.
- the hot-rolled hot-rolled sheet can be subjected to hot rolling without annealing the hot-rolled sheet or annealing the hot-rolled sheet if necessary.
- the hot - rolled sheet can be heated to 9001 ° C or higher, cooled, and then cooled to make the hot - rolled sheet uniform.
- the hot-rolled sheet is rolled to form a cold-rolled sheet.
- the hot rolling is carried out using a reverse roughing machine or a tandem 311 (10111) rolling machine by means of two or more cold rolling processes, including one cold rolling or intermediate annealing, to produce a plate of final product thickness.
- a reverse roughing machine or a tandem 311 (10111) rolling machine by means of two or more cold rolling processes, including one cold rolling or intermediate annealing, to produce a plate of final product thickness.
- the temperature of the steel sheet during cold rolling is set at 100 Or more is advantageous for improving the magnetic properties.
- the cold-rolled steel plate is subjected to primary recrystallization annealing.
- Primary recrystallization occurs in which the core of the goss grain is generated in the primary recrystallization annealing step.
- Decarburization of the steel sheet can be achieved during the primary recrystallization annealing process.
- the primary recrystallization annealing temperature may be 800 to 9501. If the annealing temperature is low, decarburization time may take a long time. When the annealing temperature is high, the primary recrystallized grains grow to a great extent, and the crystal growth driving force drops, so that stable secondary recrystallization is not formed.
- the annealing time is not a big problem in exerting the effect of the present invention, but can be processed within 5 minutes in consideration of productivity.
- only decarburization is performed, and sedimentation may not be performed. That is, the first recrystallization annealing can be performed only at a dew point temperature of 5010 to 70 ⁇ and a hydrogen and nitrogen mixed atmosphere.
- the primary recrystallized annealed cold-rolled sheet thus obtained is preferably a rosin-
- Quot means a precipitate in which one or more of the cubic boron and the cubic boron is bonded.
- the cold-rolled sheet having undergone the primary recrystallization annealing is subjected to secondary recrystallization annealing.
- Goss ⁇ 110 ⁇ ⁇ 001 > texture is formed in which the ⁇ 110 ⁇ plane is parallel to the rolling surface and the ⁇ 001> direction is parallel to the rolling direction.
- the secondary recrystallization annealing can be performed after the annealing separator is applied to the quenched plate in which the primary recrystallization annealing is completed.
- the annealing separator is not particularly limited, and an annealing separator containing MgO as a main component may be used.
- the secondary recrystallization annealing is performed at a proper heating rate to cause secondary recrystallization in ⁇ 110 ⁇ ⁇ 001 > Goss orientation, followed by refining annealing, which is an impurity removal process, followed by cooling.
- the annealing atmosphere gas is heat-treated using a mixed gas of hydrogen and nitrogen in the heating process as in the usual case.
- 100% hydrogen gas is used for a long time to remove impurities.
- the cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing by maintaining it at a dew point of 6 CTC and a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen at a temperature of 850 ° C for 180 seconds.
- primary recrystallization annealing by maintaining it at a dew point of 6 CTC and a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen at a temperature of 850 ° C for 180 seconds.
- the secondary recrystallization annealing up to 1200 ° C 25 v% nitrogen + 75 v% was in a mixed gas atmosphere of hydrogen, 1200 ° C after reaching the 100v% And maintained in a hydrogen gas atmosphere for 10 hours or longer, followed by cooling.
- Table 1 shows the magnetic properties of the oriented electrical steel sheet according to each component.
- the iron loss was measured at 1.7 Tesla and 50 Hz using a single sheet method and the magnetic flux density (Tesla) induced under a magnetic field of 800 A / m was measured.
- Each iron loss value represents the average by condition. 2019/132133 1 »(: 1/10/01 018/005675
- inventive example satisfying the formula 1 is excellent in magnetic flux density and iron loss.
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은 중량 %로, Si: 1.0% 내지 5.0%, C: 0.005% 이하 (0%를 제외함), Mn: 0.001% 내지 S: 0.001% 내지 0.020%, Se: 0.001% 내지 0.050% 및 La: 0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 식 1을 만족하는 방향성 전기강판. [식 1] -0.5 < ([Mn]-[La])/(10x[S] + [Se]) < 0.2 (식 1에서, [Mn], [La], [S] 및 [Se]는 각각 Mn, La, S 및 Se의 함량 (중량 %)을 나타낸다.)
Description
【명세서】
【발명의 명칭】
방향성 전기강판및그의 제조방법
【기술분야】
방향성 전기강판 및 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 S, Se계 석출물 및 La의 편석을 이용하여 2차재결정 고온소둔 시에 Goss 방위로의 집적도가 매우 높은 결정립을 안정적으로 성장시켜 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 합금 성분 내, Mn, S , Se , La간의 상관관계를 제어하여, 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 방향성 전기강판의 제조방법에 관한것이다.
【발명의 배경이 되는기술】
방향성 전기강판은 2차재결정으로 불리는 비정상 결정립성장 현상을 이용해 Goss 집합조직 ({110}<001 ñ 집합조직)을 강판 전체에 형성시켜 압연방향의 자기적 특성이 뛰어나며 변압기 등의 우수한 일방향의 자기적 특성이 요구되는전자기기의 철심으로사용되는연자성 재료이다.
.일반적으로 자기적 특성은 자속밀도와 철손으로 표현될 수 있으며, 높은 자속밀도는 결정립의 방위를 {110}<001> 방위에 정확하게 배열함으로서 얻어질 수 있다. 자속밀도가 높은 전기강판은 전기기기의 철심재료의 크기를 작게 할 수 있을 뿐만 아니라 이력손실이 낮아져서 전기기기의 소형화와 동시에 고효율화를 얻을 수 있다. 철손은 강판에 임의의 교류자장을 가하였을 때 열에너지로서 소비되는 전력손실로서, 강판의 자속밀도와판두께, 강판중의 불순물량, 비저항그리고 2차재결정립 크기 등에 의해서 크게 변화하며, 자속밀도와 비저항이 높을수록 그리고 판두께와 강판중의 불순물량이 낮을수록 철손이 낮아져 전기기기의 효율이 증가하게 된다.
방향성 전기강판의 2차재결정은 통상적인 결정립성장과 다르게 정상적인 결정립성장이 석출물, 개재물이나 혹은 고용되거나 입계에 편석되는 원소들에 의하여 정상적으로 성장하는 결정립계의 이동이 억제되었을 때 발생하게 된다. 또한, Goss 방위에 대한 집적도가 높은
결정립을 성장시키기 위해서는 제강에서의 성분제어, 열간압연에서의 슬라브 재가열 및 열간압연 공정인자 제어, 열연판소둔 열처리, 1차재결정 소둔, 2차재결정 소둔 등의 복잡한 공정들이 요구되고, 이들 공정 또한 매우 정밀하고 엄격하게 관리되어야 한다. 이와 같이 결정립성장을 억제하는 석출물이나 개재물 등을 특별하게 결정립성장 억제제 ( inhibi tor )라고 부르며, Goss 방위의 2차재결정에 의한 방향성 전기강판 제조기술에 대한 연구는 강력한 결정립성장 억제제를 사용하여 Goss 방위에 대한 집적도가높은 2차재결정을 형성하여 우수한자기특성을 확보하는데주력하여 왔다.
초기에 개발된 방향성 전기강판은 MnS가 결정립성장 억제제로 사용되었으며, 2회 넁간압연법으로 제조되었다. 이에 의하여 2차재결정은 안정적으로 형성되었으나자속밀도가그다지 높지 않은 수준이었고 철손도 높은편이었다.
이후 AIN, MnS 석출물을 복합으로 이용하고, 1회 강넁간압연하여 방향성 전기강판을 제조하는 방법이 제안되었다. 최근에는 MnS를사용하지 않고 1회 강넁간압연 후 탈탄을 실시한 후에 암모니아 가스를 이용한 별도의 질화공정을 통하여 강판의 내부로 질소를 공급하여 강력한 결정립성장억제효과를발휘하는시계 질화물에 의해 2차재결정을 일으키는 방향성 전기강판제조방법이 제안되었다.
이제까지 주로 AIN, MnS[Se] 등의 석출물을 결정립성장 억제제로 이용하여 2차재결정을 일으키는 제조방법을 사용하고 있다. 이러한 제조방법은 2차재결정을안정적으로 일으킬수 있는장점은 있으나, 강력한 결정립성장 억제효과를 발휘하기 위해서는 석출물들을 매우 미세하고 균일하게 강판에 분포시켜야만 한다. 이와 같이 미세한석출물을 균일하게 분포시키기 위해서는 열간압연 전에 슬라브를 고온으로 장시간 동안 가열하여 강중에 존재하던 조대한석출물들을고용시킨 후 매우 빠른시간 내에 열간압연을 실시하여 석출이 일어나지 않은 상태에서 열간압연을 마쳐야 한다. 이를 위해서는 대단위의 슬라브 가열설비를 필요로 하며, 석출을 최대한 억제하기 위하여 열간압연과 권취공정을 매우 엄격하게 관리하고 열간압연 이후의 열연판소둔공정에서 고용된 석출물이 미세하게
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석출되도록 관리하여야 하는 제약이 따른다. 또한 고온으로 슬라브를 가열하게 되면 융점이 낮은 ¾ 04가 형성됨에 따라슬라브 워싱(\vashing) 현상이 발생하여 실수율이 저하된다.
최근 개발된 냉간압연 이후 탈탄소둔 후 질화처리를 통한 시계 질화물에 의하여 2차재결정을 형성하는 슬라브 저온가열법에 의한 방향성 전기강판 제조기술이 제안되었다. 하지만, 이 방식을 사용하기 위해서는 슬라브가열 이후소둔공정에서 질화물계 억제제 추가생성 공정이 반드시 필요하게 된다. 이를 위해, 1차재결정 소둔 공정에서 암모니아 가스를 이용하여 질화처리를하게된다. 암모니아가스는 약 5001: 이상의 온도에서 수소와 질소로 분해되는 성질이 있는데, 이를 이용하여 질화를 시키고 침투한 질소가강판중의 질화물 형성원소와 반응하여 시 (시, 州등과 같은질화물을형성하여 억제제 역할을하게 된다.
저온가열법 역시 석출물제어를위해 제조공정상에 많은제약이 있어 제조공정상의 복잡성에 의한 문제점을 해소하지 못하고 있다. 따라서 방향성 '전기강판의 자성 및 생산성을 향상시키기 위해, 석출물 분해온도가 지나치게 높지 않아 제어가 용이한 석출물을 이용한 방향성 전기강판 제조기술을필요로한다.
【발명의 내용】
【해결하고자하는과제】
방향성 전기강판및 방향성 전기강판의 제조방법을제공하고자한다. 구체적으로
편석을 이용하여 2차재결정 고온소둔 시에 방위로의 집적도가 매우 높은 결정립을 안정적으로 성장시켜 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 방향성 전기강판의 제조방법을 제공하고자 한다. 더욱 구체적으로 합금 성분 내, ]此,
상관관계를 제어하여, 자성이 우수한 방향성 전기강판 및 방향성 전기강판의 제조방법을제공하고자한다.
【과제의 해결수단】
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은 중량%로, : 1.0% 내지 5.0%, 0: 0.005% 이하(0%를 제외함), 1X1: 0.001% 내지 0.1%, 0.001% 내지 0.020%, 0.001% 내지 0.050% 및 1 : 0.001 내지 0.1%를
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포함하고, 잔부는 6 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 식 1을 만족하는방향성 전기강판.
[식 1]
-0.5 < ([ ] -[1 ])/(10><[到 +[3ᅱ) < 0.2
함량(중량 ¾을나타낸다.)
본발명의 일 실시예에 의한방향성 전기강판은하기 식 2를 만족할 수있다.
[식 2]
0.01 < [到 +比이 0.1
(식 2에서, [ 및 이는 각각 및 드6 의 함량(중량%)을 나타낸다.)
본발명의 일 실시예에 의한방향성 전기강판은시: 0.01중량%이하 및 : 0.005중량%이하중 1종이상을더 포함할수있다.
본발명의 알실시예에 의한방향성 전기강판의 제조방법은중량%로, : 1.0%내지 5.0%, X: 0.005%이하(0%를제외함),
0.001%내지 0.1%, £: 0.001%내지 0.020%, 0.001%내지 0.050%및 1石: 0.001내지 0.1%를포함하고, 잔부는 6 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 식 1을 만족하는 슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 넁간압연하여 넁연판을 제조하는단계; 냉연판을 1차재결정 소둔하는단계; 및 1차재결정 소둔이 완료된냉연판을 2차재결정 소둔하는단계를포함한다.
슬라브를 가열하는 단계는 슬라브를 1000 내지 12501:로 가열할 수 있다.
1차재결정 소둔하는 단계는 50 내지 701:의 이슬점 온도 및 수소 및 질소혼합분위기에서 수행될수있다.
【발명의 효과】
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【발명을실시하기 위한구체적인내용】
제 1, 제 2 및 제 3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느부분, 성분, 영역, 층또는 섹션을다른부분, 성분, 영역, 증 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제 1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제 2부분, 성분, 영역, 층또는섹션으로언급될수있다. 여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는단수 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 것은아니다.
어느부분이 다른부분의 "위에"또는 "상에” 있다고언급하는경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될수 있다. 대조적으로어느부분이 다른부분의 "바로위에” 있다고언급하는경우, 그사이에 다른부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를포함하는모든용어들은본발명이 속하는기술분야에서 통상의 지식을가진자가일반적으로 이해하는의미와동일한의미를가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나매우공식적인의미로해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 切 은 0.0◦이중량%이다.
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본발명의 일실시예에서 추가원소를더 포함하는것의 의미는추가 원소의 추가량만큼잔부인철作 을대체하여 포함하는것을의미한다. 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 설명하는실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은 중량%로, : 1.0% 내지 5.0%, 0: 0.005% 이하(◦%를 제외함), 1加: 0.001% 내지 0.1%, £: 0.001% 내지 0.020%, 0.001% 내지 0.050% 및 1 : 0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 6및기타불가피한불순물을포함한다.
이하, 방향성 전기강판의 성분한정의 이유를설명한다.
: 1.0내지 5.0중량%
실리콘( )은 방향성 전기강판 소재의 비저항을 증가시켜 철심손실(1:0 1083) 즉, 철손을 낮추는 역할을 한다. 함량이 너무 적으면, 비저항이 감소하여, 와젼류손이 증가하고, 철손이 열화될수 있다. 또한, 1차 재결정 소둔 시, 페라이트와오스테나이트간상변태가 발생하게 되어, 1차 재결정 집합조직이 심하게 훼손될 수 있다. 또한, 2차 재결정 소둔시 페라이트와 오스테나트간 상변태가 발생하게 되어 2차 재결정이 불안정해질 뿐만 아니라 0053 집합조직이 심하게 훼손될 수 있다. ^ 함량이 너무 많으면, 1차 재결정 소둔에서의 탈탄시 ^02 및 此2^04 산화층이 과하고 치밀하게 형성되어 탈탄 거동을 지연시킬 수 있다. 또한 강의 취성이 증가하고, 인성이 감소하여 압연 과정중 판파단 발생율이 심화될 수 있다. 또한판간용접성이 열위해져 용이한작업성을 확보할수 없게 될 수 있다. 따라서 은 1.0내지 5.0중량%포함할수 있다. 더욱 구체적으로 2.0내지 4.0중량%포함할수있다.
0: 0.005중량%이하
탄소( 은 페라이트 및 오스테나이트간 상변태를 일으켜 결정립을 미세화시키고 연신율을 향상시키는데 기여하는 원소이다. (:는 취성이 강해 압연성이 좋지 않은 전기강판의 압연성 향상을 위해 필수적인 원소이다. 그러나, 최종제품에 잔존하게 될 경우 자기적 시효효과로 인해 형성되는
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탄화물을제품판내에 석줄시켜 자기적 특성을악화시키는원소이기 때문에 적정한 함량으로 제어되어야 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 제조 과경에서 1차 재결정 소둔 시 탈탄 과정을 거치게 되며, 탈탄 소둔 후 제조된 최종 전기강판 내의 0 함량은 0.005 중량% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로는 0.003중량%이하일수있다.
슬라브 내에서 (:는 0.001 내지 0.10 중량%포함될 수 있다. 슬라브 내에 (:를 너무 적게 함유되게 되면, 오스테나이트간 상변태가 충분히 일어나지 않아슬라브 및 열간압연 미세조직의 불균일화를 야기하게 된다. 이로 인해 넁간압연성까지 해치게 된다. (:를 너무 많이 함유하게 되면, 탈탄 공정에서 충분한 탈탄을 얻을 수 없다. 이로 인해 야기되는 상변태 현상으로 인해 2차 재결정 집합조직이 심하게 훼손되게 된다. 나아가 최종제품을전력기기에 적용시 자기시효에 의한자기적 특성의 열화현상을 초래할수 있다. 더욱구체적으로슬라브내에서 (:는 0.01내지 0.1중량% 포함될수있다.
: 0.001내지 0.1중량%
망간 ( 11)은 ^과 동일하게 비저항을 증가시켜 철손을 감소시키는 효과가 있다. 또한 6계 석출물을 형성하여 결정립성장 억제제로서 2차 재결정을 일으키는데 중요한 원소이다. ¾의 함량이 너무 적은 경우, 형성되는개수와부피가낮은수준이기 때문에 억제제로서의 충분한효과를 기대할수 없다. 111의 함량이 너무많은경우, 강판표면에 ¾^04이외에 1&) 및 산화물이 다량 형성되어 2차 재결정 소둔중에 형성되는 베이스코팅 형성을방해하여 표면품질을저하시키게 되고, 1차재결정 소둔 공정에서 페라이트와 오스테나이트간 상변태의 불균일을 유발하기 때문에 1차 재결정립의 크기가 불균일되며, 그 결과 2차 재결정이 불안정해지게 된다. 또한 본 발명에서는
복합석출물도 결정립성장 억제제로 이용되므로, 따라서, ¾의 함량은 0.001내지 0.10중량%로한정할수 있다. 더욱구체적으로 은 0.01내지 0.08중량%로포함될수있다.
5 : 0.001내지 0.020중량%
황 )는 석출물을 형성하여 결정립성장 억제제로서 2차 재결정을 일으키는데 중요한 원소이다. £ 함량이 너무 적은 경우 결정립성장 억제
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효과가 떨어질 수 있다. 3 함량이 너무 많은 경우 연주 및 열연 단계의 엣지크랙 발생이 증가하여 실수율이 저하될 수 있다. 따라서, £의 함량은 0.001 내지 0.020 중량%로 한정할 수 있다. 더욱 구체적으로 는 0.007 내지 0.015중량%포함될수있다.
56 : 0.001내지 0.050중량%
셀레늄 는 와 같이 석출물을 형성하여 결정립성장 억제제로서 2차 재결정을 일으키는데 중요한 원소이다. 본 발명의 일 실시예에서는 과도한 8 함량에 의한 슬라브 연주 및 열연과정에서 엣지크랙 발생을
경우 결정립성장 억제 효과가 떨어질 수 있다. 36 함량이 너무 많은 경우 연주 및 열연 단계의 앳지크랙 발생이 증가하여 실수율이 저하될 수 있다. 그러므로 근의 함량은 0.001 내지 0.050 중량%로 한정할 수 있다. 더욱 구체적으로 근는 0.007내지 0.03중량%포함될수있다.
1 : 0.001내지 0.1중량%
포함될수있다.
본발명의 일실시예에서 방향성 전기강판은식 1을만족할수있다. [식 1]
-0.5 < (: [1¾1]-[1 ] )/(10>< [到 + [36] ) < 0.2
(식 1에서, [ ], [1 ], [到 및 는 각각 , , 8 및 36의 함량 (중량%)을나타낸다. )
효과를 충분히 기대할 수 없고, 2차 재결정 집합조직이 훼손되어, 자성이
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열화될 수 있다. 식 1 값이 너무 큰 경우, 편석된
강판에 다수 잔류하여 자성을 열화하거나,
적게 포함되어, 자성이 열화될 수있다. 더욱구체적으로식 1값은 -0.47내지 0.18이 될수있다.
본발명의 일실시예에서 방향성 전기강판은식 2를만족할수있다. [식 2]
0.01 < [幻 + 6]< 0.1
나타낸다.)
식 2의 값이 너무작으면,
근계 석줄물에 의한억제력이 저하되며, 2차 재결정 집합조직이 훼손되어, 자성이 열화될 수 있다. 식 2의 값이 너무 크면, 연주 및 열연 단계의 엣지크랙 발생이 증가하여 실수율이 저하될수있다. 더욱구체적으로식 2값은 0.01내지 0.06이 될수있다. 본발명의 일실시예에 의한방향성 전기강판은사: 0.01중량%이하 및 0.005중량%이하중 1종이상을더 포함할수있다.
알루미늄(시) 및 질소어)은 강중에 질소와 결합하여 쇼 석출물을 형성한다. 본발명에서는 6계 석출물을결정립성장억제제로사용하며, 부족한결정립 성장억제력은
편석을이용하여 해결한다. 따라서, 시, 의 함량은억제할수있다. 더욱구체적으로, 시: 0.005중량%이하및 0.003중량%이하중 1종이상을더 포함할수있다.
불순물원소
상기의 원소 외에도 , 計, V등의 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. 의 경우 불순물 원소들과 반응하여 미세한 황화물, 탄화물 및 질화물을 형성하여 자성에 유해한 영향을 미치므로 이들 함유량을 각각 0.05 중량% 이하로 제한한다. 奸, V등도 강력한 탄질화물 형성 원소이기 때문에 가능한 첨가되지 않는 것이 바람직하며 각^! 0.01 중량%이하로함유되도록한다.
본 발명의 일 실시예에서 합금 성분 내, ¾ ,
간의 상관관계를 제어하여, 자성을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로 0,30™ 두께 기준으로, 방향성 전기강판의 1.71631 50¾ 조건에서 철손은 1.51^ 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 0.30^ 두께 기준으로, 방향성
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전기강판의 1.716^3, 50¾조건에서 철손은 0.9내지 1. 八¾일 수 있다. 방향성 전기강판의 800/1/111의 자기장하에서 유도되는자속밀도犯8)는 1.881 이상일 수 있다. 더욱 구체적으로 1.9 내지 1.951:일 수 있다. 자속밀도 8)이 1.8肝 이상일 경우, 변압기 효율이 높고 소음이 작은 이점이 있다.
본발명의 일 실시예에 의한방향성 전기강판의 제조방법은슬라브를 제조하는 단계; 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조하는 단계 ; 열연판을 냉간압연하여 넁연판을 제조하는 단계 ; 넁연판을 1차 재결정 소둔하는 단계; 및 1차 재결정 소둔이 완료된 냉연판을 2차 재결정 소둔하는단계를포함한다.
이하에서는각단계별로상세히 설명한다.
먼저, 슬라브를제조한다.
제강단계에서는 , 0 1&1 ,
적정 함량으로 제어하고 필요에 따라 에 집합조직 형점에 유리한 합금원소를 첨가하더라도 무방하다. 제강단계에서 성분이 조정된 용강은연속주조를통하여 슬라브로 제조된다.
슬라브의 각 조성에 대해서는 전술한 방향성 전기강판에서 자세히 설명하였으므로, 중복되는 설명을 생략한다. 전술한 식 1 내지 식 2도 슬라브의 합금성분내에서 동일하게 만족할수있다.
다음으로, 슬라브를가열한다.
슬라브의 가열은 1,250亡이하, 보다 바람직하게는 1,150公이하의 저온으로 실시하여 석출물을 부분 용체화하는 것이 바람직하다. 슬라브 가열온도가높아지면 슬라브의 표면부 용융으로 가열로를 보수하고 가열로 수명이 단축될 수 있기 때문이다. 아울러, 슬라브를 1,250°(:이하, 보다 바람직하게는 1, 1501:이하의 온도로 가열하게 되면 슬라브의 주상정조직이 조대하게 성장되는 것이 방지되어 후속 열간압연 공정에서 판의 폭 방향으로 크랙이 발생되는 것을 막을 수 있어 실수율을 향상시키게 된다. 온도가 10001: 미만인 경우에는 열간압연 온도가 낮아 강판의·변형저항이 커지므로 압연부하가증가하게 된다. 따라서 슬라브의 가열온도는 1000 내지 12501:일수있다.
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다음으로, 슬라브를 열간압연하여 열연판을 제조한다. 열간압연에 의하여 두께 1.5내지 4.0™의 열연판을제조할수있다.
열간압연된 열연판은필요에 따라열연판소둔을실시하거나열연판 소둔을실시하지 않고넁간압연을수행할수 있다. 열연판소둔을실시하는경우 열연조직을 균일하게 만들기 위해서 9001: 이상의 온도로 가열하고 균열한다음냉각할수있다.
다음으로, 열연판을 넁간압연하여 냉연판을 제조한다. 넁간압연은 리버스 근 압연기 혹은 탠덤 311(10111) 압연기를 이용하여 1회의 냉간압연 혹은 중간소둔을 포함하는 2회 이상의 냉간압연법으로 하여 최종제품 두께의 넁연판이 제조되도록 실시한다. 냉간압연 중에 강판의 온도를 100
이상으로 유지하는 온간압연을 실시하는 것은 자성을 향상시키는데유리하다.
다음으로, 냉간압연 된 넁연판을 1차 재결정 소둔한다. 1차 재결정 소둔 단계에서 고스 결정립의 핵이 생성되는 1차 재결정이 일어난다. 1차 재결정 소둔 과정에서 강판의 탈탄이 이루어질 수 있다. 탈탄을 위하여 내지 701:의 이슬점 온도및 수소및 질소혼합분위기에서 수행될수 있다. 1차재결정 소둔온도는 800내지 9501:가될 수 있다. 소둔온도가 낮으면, 탈탄 시간이 오래걸릴 수 있다. 소둔 온도가 높으면, 1차 재결정립들이 조대하게 성장하여, 결정성장 구동력이 떨어져서 안정된 2차 재결정이 형성되지 않는다. 그리고 소둔시간은 본 발명의 효과를 발휘하는데 크게 문제가되지 않지만생산성을감안하여 통상 5분 이내에서 처리할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 탈탄만이 수행되고, 침질은 수행되지 않을수 있다. 즉, 1차재결정 소둔에서 5010 내지 70ᅤ의 이슬점 온도및수소및 질소혼합분위기에서만수행될수았다.
포함하여, 2차 재결정 소둔 시, 결정립 성장 억제제로서 사용된다. 구체적으로
作 및 어6,1¾1½6중 1종 이상의 석출물 및 편석된
포함할 수 있다. 比란 와 ¾ 중 1종 이상이 결합한석출물을의미한다.
다음으로, 1차재결정 소둔이 완료된 냉연판을 2차재결정 소둔한다.
이 과정에서 {110}면이 압연면에 평행하고, <001>방향이 압연방향에 평행한 Goss {110}<001> 집합조직이 형성된다. 이 때, 1차 재결정 소둔이 완료된 넁연판에 소둔 분리제를 도포한 후, 2차 재결정 소둔할 수 있다. 이 때, 소둔 분리제는 특별히 제한하지 아니하며, MgO를 주 성분으로 포함하는 소둔분리제를사용할수있다.
2차 재결정 소둔은 적정한 승온율로 승은하여 {110}<001> Goss 방위의 2차 재결정을 일으키고 이후 불순물 제거과정인 순화소둔을 거친 다음 냉각한다. 그 과정에서 소둔분위기 가스는 통상의 경우와 같이 승온과정에서는 수소와 질소의 혼합가스를 사용하여 열처리하고, 순화소둔에서는 100% 수소가스를 사용하여 장시간 유지하여 불순물을 제거한다.
이하본발명의 바람직한실시예 및 비교예를기재한다. 그러나하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는것은아니다.
실시예
중량%로 Si : 3.2%, C : 0.055%, 그리고 표 1과 같이 Mn, S, Se, La의 함량을 변화시키고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유하는 슬라브를 준비하였다. 이어서 슬라브를 125CTC로 가열한 후 열간압연하여 2.3mm 두께의 열연판을 제조하였다. 열연판은 1085°C의 온도로 가열한 후 910°C에서 160초간유지하고물에 급냉하였다. 그다음, 열연소둔판을산세 한 후 0.30mm 두께로 넁간압연하고, 냉간압연된 강판은 이슬점 6CTC , 수소와 질소의 혼합가스 분위기 속에서 850°C의 온도로 180초간 유지하여 1차 재결정 소둔하였다. 이 강판에 소둔분리제인 MgO를 도포한 후 2차 재결정 소둔하였고, 2차 재결정 소둔은 1200°C 까지는 25 v% 질소 + 75 v%수소의 혼합가스 분위기로 하였고, 1200°C 도달후에는 100v% 수소가스 분위기에서 10시간이상 유지 후 노냉하였다. 각각의 성분에 따른 방향성 전기강판의 자기적 특성은표 1과같다.
Single sheet 측정법을 이용하여 1.7Tesla, 50Hz 조건에서 철손을 측정하였고, 800A/m의 자기장 하에서 유도되는 자속밀도의 크기 (Tesla)를 측정하였다. 각철손값은조건별평균을나타낸것이다.
2019/132133 1»(:1/10公018/005675
【표 11
식 1을 만족하는 발명예는 자속밀도 및 철손이 모두 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 식 1을 만족하지 못하는 비교예는 자속밀도 및 철손이 열화되는것을확인할수있다.
본 발명은상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라서로 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 아닌것으로이해해야만한다.
Claims
2019/132133 1»(:1^1{2018/005675
【청구범위】
【청구항 1]
중량%로, : 1.0% 내지 5.0%, 0: 0.005% 이하(0%를 제외함),
0.001%내지 0.1%, £: 0.001%내지 0.020%, 0.001%내지 0.050%및 : 0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는
및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 식 1을만족하는방향성 전기강판.
[식 1]
-0.5 < ([ ]-[1止])八 10><[3] +[36]) < 0.
2
(식 1에서, [^], [1 ], [到 및 ]는 각각 ¾, La 으 및 함량(중량%)을나타낸다.)
【청구항 2]
제 1항에 있어서,
하기 식 2를만족하는방향성 전기강판.
[식 2]
0.01 < [到 +比6]< 0.1
(식 2에서, [잇 및 ]는 각각 및 드6 의 함량(중량%)을 나타낸다.)
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
시: 0.01 중량% 이하 및 0.005 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는방향성 전기강판.
【청구항 4】
중량%로, : 1.0% 내지 5.0%, 0: 0.005% 이하(0%를 제외함), 1&1: 0.001%내지 0.1%, 0.001%내지 0.020%, 0.001%내지 0.050%및 La: 0.001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부는 6 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 식 1을만족하는슬라브를제조하는단계;
상기 슬라브를가열하는단계;
상기 슬라브를열간압연하여 열연판을제조하는단계;
상기 열연판을냉간압연하여 냉연판을제조하는단계;
상기 냉연판을 1차재결정 소둔하는단계 ; 및
2019/132133 1»(:1^1{2018/005675
1차 재결정 소둔이 완료된 냉연판을 2차 재결정 소둔하는 단계를 포함하는방향성 전기강판의 제조방법.
[식 1]
-0.
5 < ([ ]-[1 ])/(10> á[3] +[36]) < 0.2
(식 1에서, [¾], [1 ], [到 및 ]는 각각 , La, 3 및 네 함량(중량%)을나타낸다.)
【청구항 5]
제 4항에 있어서,
상기 슬라브를 가열하는 단계는 상기 슬라브를 1000 내지 125얘로 가열하는방향성 전기강판의 제조방법 .
【청구항 6]
제 4항에 있어서,
1종이상의 석출물을포함하는방향성 전기강판의 제조방법 .
【청구항 7】
제 6항에 있어서,
방향성 전기강판의 제조방법 .
【청구항 8]
제 4항에 있어서,
수소및 질소혼합분위기에서 수행되는방향성 전기강판의 제조방법 .
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