KR930004849B1 - 자기특성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Description

자기특성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법

제1도는 Cu와 P의 첨가비율(Cu/P)에 따른 2차 재결정 발생율 및 2차 재결정의 방향성 변화를 나타내는 그래프.

본 발명은 변압기, 발전기등의 전기기기의 철심에 사용되는 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박물제품에도 적용될 수 있는 저철손 고자속밀도를 갖는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상, 방향성 전기강판은 압연방향으로 자기적 특성이 우수한 연자성 재료로서 여자가 용이하고 철손이 적은 특성이 요구된다. 여자특성은 일정한 강도의 자장(1000A/m)에 의해 철심내에 유기되는 자속밀도(B₁₀)의 대소로 평가되어지며, 철손특성은 일정한 주파수(50Hz)의 교류에 의해 소정의 자속밀도(1.7Tesla)가 철심에 얻어지도록 할 때 철심내에서 열 등으로 낭비되는 에너지(Energy) 손실(W_17/50)의 다소에 따라 평가된다.

자속밀도가 높은 소재를 사용하게되면 소형, 고성능의 전기기기의 제작이 가능하게 되며, 철손이 적으면 적을수록 에너지 손실을 대폭 줄일 수 있다.

밀러(Miller) 지수로(110)[001] 방위의 결정립들로 구성되는 방향성 전기강판에 있어서, 자속밀도와 철손특성을 향상시키기 위해서는 BCC구조를 갖는 규소강의 자화용이 방향인 [001]방향이 강판의 압연방향과 잘 일치되도록 하는 것. 즉, 방향성의 개선이 요구된다.

방향성 전기강판은 공업적으로는 최종두께로 냉간압연한 강판을 탈탄소둔을 거쳐 약 1000℃이상의 고온에서 최종소둔할 때에 일어나는 소위 2차 재결정 현상을 이용하여 제조하고 있다.

방향성 전기강판에서의 2차 재결정은 방향성 개선의 정도를 나타내는 것으로서 비교적 입도가 큰(110)[001] 방위의 1차 재결정립(이를 2차 재결정의 핵이라 표현함)들이 이와는 다른 방위의 1차 재결정립들을 잠식하면서 급속히 성장하는 현상이다.

이러한 2차 재결정을 완전하게 일으키기 위해서는 2차 재결정의 핵이 성장하는 동안 타 방위의 1차 재결정립들은 정상적으로 성장하지 못하도록 억제하는 입성장 억제력의 증대가 요구된다.

더욱이, 최근 에너지 절감의 필요성이 증대됨에 따라 철손특성을 향상시키기 위해, 방향성의 개선 뿐만아니라 강판 두께를 얇게 하여 제조하려는 욕구가 증대되고 있다. 이는 철손의 많은 부분을 차지하는 와류손이 판 두께의 제곱에 비례하기 때문에 판 두께를 얇게 할수록 철손을 저감시킬 수 있기 때문이다. 그러나, 판 두께가 얇아지면 2차 재결정이 불안정하게 일어날 뿐만 아니라 2차 재결정이 일어난다 하더라도 방향성이 열화되는 경향이 있기 때문에, 통상의 방법으로 안정하게 제조할 수 있는 방향성 전기강판 두께의 하한은 통상, 0.30mm 정도이다.

따라서, 강판의 두께를 보다 얇게 하여 철손특성을 향상시키기 위해서는 2차 재결정을 보다 안정하게 일으키도록 입성장 억제력을 보다 강화시키는 것이 요구된다.

방향성 전기강판의 제조시 입성장 억제력을 제공하는 방법으로서 MnS, AlN, MnSe등의 석출물 형성원소 또는 An, Sb, Se등의 입계편석원소를 용강단계에서 1종 또는 2종이상 첨가하고, 적절한 후속공정처리에 의해 강판에 석출ㆍ분포시키는 방법이 알려져 있다.

석출물에 의한 입성장 억제력을 나타낸 제너(Zener)의 식에 의하면 입성장 억제력은 σΩ/γ₀(γ₀: 석출물의 평균입도, Ω : 석출물의 부피 분율(Volume fraction), σ : 입계 에너지)로서, γ₀가 작고 Ω가 크면 억제력이 증가하게 된다. 즉 미세한 크기의 석출물을 많은 양 형성시킬 수 있다면 1종의 석출물만으로도 입성장 억제력을 필요한 만큼 증가시킬 수 있다는 논리가 성립된다. 그러나 실제의 경우 석출물의 양의 증가와 크기의 감소를 동시에 얻는 데는 한계가 있으므로 강한 입성장 억제력을 얻기 위해서는 종류가 다른 석출물 또는 입계편석원소를 2종 이상 복합적으로 강판에 첨가, 분포시키는 것이 더 효과적인 방법이라 할 수 있다.

상기한 방향성 전기강판의 방향성을 향상시키기 위한 방법에 있어서, 최종 냉간압연을 높은 압하율로 하는 경우는 1차재결정립의 성장 구동력이 증가하므로 더 큰 억제력을 필요로하게 된다. 예컨데 약 60%의 압하율로 최종 냉간압연을 하여, B₁₀으로 1.80Tesla정도의 자속밀도가 얻어지는 재래식 방향성 전기강판인 경우는 주로 MnS 석출물만을 억제제로 이용하는 반면, 80%이상의 높은 압하율로 강 냉간압연을 하여 1.90Tesla 이상의 높은 자속밀도가 얻어지는 고자속밀도 방향성 전기강판에서는 MnS, AlN등 2종 이상의 석출물을 입성장 억제제로 이용하고 있다. 또한, 일본국 특허공보 소57-45818호에는 MnS, AlN에 더하여 유화물 형성원소인 Cu를 첨가하므로써 입성장 억제력을 보강하여, 약 87%의 강 냉간압연에 의해 우수한 자기특성을 나타내는 방향성 전기강판을 제조하는 방법이 제시되어 있다.

또한, 방향성 전기강판에 용강단계에서 P를 첨가하는 방법이 일본국 특허공개공보(소) 52-6329호에 제시되어 있는데, 이는 P를 첨가하므로서 MnS, AlN등의 석출물들을 미세, 균일하게 분포시키고, 2차 재결정립이 미세화되어 철손특성을 개선시키는 방법으로서 P의 첨가효과를얻기 위해서는 Ni의 복합첨가가 필수적이며, 그 첨가량이 0.03% 이하인 경우에는 2차 재결정이 불안정하게 일어난다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명자는 억제력 강화에 기여하는 원소의 첨가에 의해 자기특성이 우수한 박물 고자속밀도 방향성 전기강판을 제조할 수 있는 방법을 도출키 위해 다수의 용해 실험과 후속 공정 실험을 한 결과, MnS, AlN을 기본 억제제로 함유하는 규소강에 용강 단계에서 Cu : 0.030~0.300%, P : 0.020~0.200%를 첨가하고, 이후 통상의 고자속밀도 방향성 전기강판의 후속 공정처리를 하게 되는 경우 냉간압연판이 통상의 두께인 0.30~0.35mm를 갖는 경우는 물론이고 이보다 얇은 0.15~0.27mm의 두께를 갖는 경우에도 방향성이 우수한 2차재결정이 안정하게 발달하여 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판이 얻어지는 것을 발견하였다.

전자현미경으로 관찰한 바에 의하면 용강단계에서 첨가되는 Cu는 Cu₂S 형태의 석출물을 형성하며, P는 입계에 편석되는 것으로 나타났다. 이러한 사실로부터 MnS, AlN를 함유한 규소강에 Cu, P를 첨가하면 입성장 억제력이 더욱 강화되어 2차재결정이 안정하게 발달하게 될 뿐만 아니라 그 방향성이 개선되는 것으로 추정된다.

본 발명은 상기와같은 발견에 근거하여 완성된 것으로서, 그 목적은 Cu 및 P를 용강단계에서 복합첨가하여 입성장 억제력을 강화시킴으로써 박물 제품에도 적용될 수 있는 자기적 특성이 우수한 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판과 그 제조방법을 제공하고자 하는 데 있다.

이하, 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명은, 중량% Si : 2.50~4.00%, Mn : 0.030~0.150%, Cu : 0.030~0.300%, P : 0.020~0.200% 및 잔부 Fe로 조성되는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 중량%로, C : 0.030~0.100%, Si : 2.50~4.00%, Mn : 0.030~0.150%, S: 0.010~0.050%, 산가용성 Al : 0.010~0.050%, 및 N : 0.0030~0.0120%를 함유하고 잔부로 Fe로 조성되는 규소강에 용강단계에서 Cu : 0.030~0.300% 및 P : 0.020~0.200%를 복합첨가하여 규소강 슬라브를 제조하고 ; 상기 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연, 석출소둔, 산세, 냉간압연, 탈탄소둔, 소둔분리제 도포 및 고온소둔하여 자기특성이 우수한 방향성 전기강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 상기 성분들의 수치한정 이유에 대하여 설명한다.

상기 C는 0.030중량%(이하 “%”라 칭함) 미만인 경우 슬라브(Slab)가 열공정에서 결정립들이 조대 성장하여 최종 고온소둔시 2차재결정의 발달이 불안정해지므로 좋지 않으며, 0.100%를 초과하여 탈탄소둔에 장시간이 소요되어 바람직하지 않다.

상기 Si은 2.50%미만인 경우 우수한 철손특성이 얻어지지 않으며, 4.00%를 초과하는 경우는 냉간압연성이 열화되므로 바람직하지 않다.

상기 Mn 및 S는 MnS 석출물의 형성에 필요한 원소로, Mn의 경우 0.030~0.150%의 성분범위를 벗어나면 입성장 억제를 위한 적절한 MnS 분포가 되지 않으며, S의 경우는 0.050%를 초과하면 최종 고온소둔시 충분한 탈류가 이루어지지 않아 자기특성의 열화를 초래하며, 0.010% 미만인 경우는 충분한 양의 유화물 형태의 석출물들을 얻을 수 없게 되어 바람직하지 않다.

상기 산가용성 Al 및 N은 AlN 석출물의 형성에 필요한 원소로서, 산사용성 Al은 0.010%미만인 경우 2차재결정의 방향성이 열화되어 자속밀도가 저하되고, 0.050%를 초과하면 2차재결정의 발달이 불안정해지므로 좋지 않으며, 산가용성 Al의 보다 바람직한 성분범위는 0.020~0.030%이다. 한편 상기 N은 0.0030% 미만인 경우 AlN의 양이 부족하게되고, 0.0120%를 초과하면 제품에 브리스터(Blister)형태의 결함이 발생하므로 바람직하지 않다.

본 발명의 특징이라고 할 수 있는 Cu와 P의 복함 첨가는 Cu : 0.030~0.300%, P : 0.020~0.200%의 범위가 유효한데, 2차재결정 발달의 안정성과 2차재결정의 방향성의 개선 측면에서는 Cu는 0.050~0.150%의 성분범위로, P는 0.040~0.120%로 복합 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 상기 Cu는 Cu₂S의 형성을 위해 필요한 원소로서, 0.030%미만이면 적정량의 Cu₂S 석출물이 얻어지지 않아 통상보다 얇은 두께로 제조할 경우 2차재결정을 안정하게 일으키기 어렵게 되고, 0.300%를 초과하면 2차재결정은 일어나나 그 방향성이 열화되므로 바람직하지 않다. 한편, 상기 P는 입성장 억제력 향상을 위한 입계편석원소로 0.020% 미만인 경우 우수한 자기특성이 얻어지지 않으며, 0.200%를 초과하면 냉가납연성이 악화되므로 바람직하지 않다.

상기 Cu와 P의 첨가범위 내에서 그 첨가비(Cu/P)를 0.50~3.00으로 하는 것이 가장 바람직한데, 그 이유는 Cu/P의 값이 0.50 미만인 경우는 2차재결정의 발생율이 다소 낮아지며, Cu/P의 값이 3.00을 초과하면, 자속밀도(B₁₀) 즉, 2차재결정의 방향성이 열화되는 경향을 나타내기 때문이다.

상기와같이 조성되는 규소강은 통상의 용해법, 조괴법, 연주법등을 이용하여 통상의 고자속밀도 방향성 전기강판의 후속공정에 적합한 소재로 제조될 수 있다.

이하, 상기와같이 조성되는 규소강을 소재로하여 고자속밀도 방향성 전기강판의 제조공정에 대하여 설명한다.

본 발명에 따라 조성된 규소강 슬라브는 통상의 열간압연공정에 의해, 가열 후 적정두께로 압연된다. 열간압연판은 AlN의 석출상태를 조절하기 위해 950~1200℃에서 30초~30분간 석출소둔한 후 급냉처리된다. 이 석출소둔판은 산세된 후 이어서 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 포함하는 2회 이상의 냉간압연되는데, 최종 냉간압하율(1회 냉간압연인 경우는 그 때의 압하율)을 65~95%, 바람직하게는 80~92%의 압하율로 강냉간압연할 필요가 있다. 여기서, 최종 압연 이외의 경우는 압하율은 중요하지 않으므로 별도로 규정하지는 않는다. 본 발명에 있어서 냉간압연시의 복수 패스(Pass)간에는 100~300℃, 30초~30분간의 시효처리를 하면 자기특성이 향상된다.

상기 냉간압연시 냉간압연판의 최종두께가 0.27~0.35mm의 크기를 갖도록 압연될 수 있으며, 이 경우에도 자기특성이 우수하지만, 0.15~0.27mm의 범위를 갖도록 하는 것이 철손의 감소라는 관점에서 볼때 보다 바람직한데, 그 이유는 최종두께가 0.15mm미만인 경우 두께에 의한 와류손 즉 철손은 감소된다 하더라도 2차재결정이 안정하게 발달되지 않고, 0.27mm이상인 경우에는 2차재결정은 안정하게 발달하지만 두께에 의한 철손개선 효과가 미약하기 때문이다.

상기와같이 냉간압연한 강판은 통상의 방법으로 탈탄소둔하여 탈탄 및 1차재결정된다. 본 발명의 경우 탈탄소둔은 800~900℃에서 30초~10분간 습수소 또는 습한 수소와 질소의 혼합분위기에서 하는 것이 바람직하다. 탈탄소둔 후 강판 표면에 최종 고온소둔시의 판면간의 접합장지와 그라스(Glass) 피막의 생성을 위해 소둔분리제를 도포한다. 소둔분리제로는 MgO, TiO₂, Na₂B₄O₇를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 계속하여 이 강판은 2차재결정 및 청정(Purification)을 위해 1200℃에서 5시간 이상 최종 고온소둔된다. 이 때의 소둔분위기로는 건조한 순수소 또는 수소와 질소의 혼합분위기를 사용한다. 이 소둔 후 강판 표면에는 무기질의 글라스 피막이 형성되지만 절연성 향상과 자구미세화에 의한 철손개선의 목적으로 장력부여 코팅(Coating)을 하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 제조된 방향성 전기강판 제품의 강 성분은, 중량%로, Si : 2.50~4.00%, Mn : 0.030~0.150%, Cu : 0.030~0.300%, P : 0.020~0.200% 및 잔부 Fe로 조성된다. 여기서 Si은 강판의 고유저항을 높여 우수한 철손특성을 얻는데 필요한 원소이며, Mn, Cu, P는 전술한 바와같이 우수한 방향성을 갖는 2차재결정립을 발달시키는데 필요한 원소들이다. 그 외의 성분, 예로써 C, S, N, Al등은 방향성이 우수한 2차재결정을 발달시키기 위해 규소강 소재에는 필수적으로 함유되어야 하지만 제품에는 자기특성의 향상을 위해 이들 원소들의 함량을 가능한한 낮추는 것이 필요하다. 따라서 이들 원소들은 탈탄소둔, 최종 고온소둔등에서 거의 제거되며, 제품에서는 극미량으로 잔존할 뿐이다. 그러나 Si, Mn, Cu, P등의 원소들은 각 소둔공정을 거치더라도 제품중에 여전히 잔류하나 자기특성을 해치지 않는다. 따라서 제품중 Si, Mn, Cu, P의 성분조성의 한정 이유는 제조방법상의 한정 이유와 같다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1과 같이 C, Si, Mn, S, 산가용성 Al, N을 함유하는 규소강 슬라브(두께 : 40mm), 상기 규소강 성분에 Cu 또는 P를 단독 그리고 Cu 및 P를 복합첨가한 규소강 슬라브(두께 : 40mm)를 제조하였다.

상기 규소강 슬라브를 1350℃로 가열하여 2.3mm 두께의 판으로 연간압연하고, 이어서 1200℃에서 4분간 소둔한 후 930℃까지 서냉한 다음 100℃ 끓는 물에 급냉하는 석출소둔을 하였다.

이후 산세척한 다음 냉간 압연에 의해 최종 판 두께가 0.20mm인 냉연강판을 얻었다.

냉간압연 패스간에는 약 200℃, 5분간의 시효처리를 하였으며, 이어서 탈탄소둔을 840℃에서 3분간 습한 수소 75%+질소 25%의 혼합분위기에서 실시하였다.

다음에, MgO, TiO₂, Na₂B₄O₇를 혼합한 소둔분리제를 도포하였다. 다음에, 1200℃에서 20시간 최종고온소둔을 하였으며, 이어서 인산알미늄, 무스크롬산, 콜로이달실리카를 주성분으로 하는 장력 코팅액을 도포하여 840℃에서 1분간 평탄화소둔을 한 후 2차재결정 발생율 및 자기특성을 측정하고, 그 측정결과를 하기 표 1에 나타내었다.

또한 각 강종별 제품중 성분조성은 하기표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

*＞산가용성 Al의 함량을 나타냄.

**＞자속밀도(B₁₀)의 단위는 Tesla이며, 철손(W_17/50)의 단위는 W/Kg임.

***＞냉간압연시 판파단이 심하게 발생하여 후속처리를 할 수 없었음.

상기 표 1에서의 2차재결정발생율(%)은 최종 고온소둔한 강판을 끊는 30% 염산용액으로 에칭(Etching)하여 매크로(Macro) 조직을 관찰 한 후, 2차재결정립이 차지하는 면적비를 나타낸 것이며, 후술하는 실시예에 있어서도 이와 동일한 조건으로 측정된 것이다.

상기 표 1에 나타난 바와같이, 0.20mm의 얇은 두께로 냉간압연하였을때 MnS, AlN만을 함유한 비교재A는 2차재결정이 불안정하게 발달하여 자기특성이 열등하였으며, Cu만을 첨가한 경우(비교재B)는 2차재결정은 비교적 잘 일어나지만 자속밀도가 낮아 우수한 철손특성이 얻어지지 않았다. 또한 기본 MnS, AlN 석출물을 함유한 강중에 P만을 첨가한 경우(비교재C)는 2차재결정 발생율이 저조하여 얇은 두께로 제조하기 위한 성분계로는 부적절한 것을 알 수 있다. 반면에 Cu와 P를 적정량 복합 첨가한 본 발명재인 경우는 얇은 두께에서도 완전하게 2차재결정이 일어나고 자속밀도도 개선되어 우수한 철손특성이 얻어졌다. 그러나 Cu와 P를 복합 첨가하더라도 Cu의 첨가량이 0.300%를 초과하는 경우(비교재D)는 2차재결정은 완전하게 일어났지만 고자속밀도가 얻어지지 않았으며, P의 첨가량이 0.200%를 초과하는 경우(비교재E)는 냉간압연시 판파단이 심하여 자기특성의 측정이 블가능하였다.

한편, 상기 표 2에 나타난 바와같이, 당초 규소강 소재에 함유된 성분(상기 표 1)중 Al, C, N, S등은 제조공정중의 소둔공정에서 거의 제거되어 제품중에는 극미량 잔류한다. 그러나 Si, Mn, Cu, P는 거의 전량 제품에 잔존하는 것을 알 수 있다.

[실시예 2]

중량%로, C : 0.073%, Si : 3.13%, Mn : 0.075%, S: 0.027%, 산가용성 Al : 0.026%, N : 0.0073%를 함유한 규소강 슬라브 및 이 규소강에 용강단계에서 Cu : 0.080%, 및 P : 0.080%를 복합 첨가한 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 2.3mm두께로 열간압연하고 이어서 1130℃, 1분간 소둔한 후 930℃까지 서냉한 다음 100℃ 끓는 물로 급냉하는 석출소둔을 하였다. 이후 산세한 다음 냉간압연에 의해 최종 판두께가 0.35, 0.30, 0.27, 0.23, 0.20, 0.18, 0.15, 0.12mm인 냉간압연판을 얻었다. 이때 냉간압연 패스간에는 약 180℃, 5분간의 시효처리를 하였다. 이어서 탈탄소둔을 830℃에서 약 2분간 로점 55℃인 수소 25%와 질소 75%의 혼합분위기중에서 실시하였으며, 계속하여 MgO, TiO₂, Na₂B₄O₇를 혼합한 소둔분리제를 도포하였다. 이후, 1200℃에서 20시간 동안 최종 고온소둔을 하였으며, 이어서 인산알미늄, 무수크롬산, 콜로이달실리카를 주성분으로 하는 장력코팅액을 도포하여 850℃에서 1분간 평탄화소둔을 한 후 최종 판두께에 따른 2차재결정 발생율 및 자기특성의 변화를 측정하고, 그 측정결과를 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

상기 표 3에 나타난 바와같이, MnS, AlN에 더하여 Cu, P를 적정량 함유한 본 발명재(1-7인 경우는 MnS, AlN만을 첨가한 비교재(a-d)에 비해 동일한 냉간압연판 두께에서 우수한 자기특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 더욱이 본 발명재(3-7)는 0.15-0.27mm의 얇은 두께에서도 2차재결정이 안정하게 일어날 뿐만 아니라 높은 자속밀도가 얻어지는 결과, 우수한 철손특성을 나타내며, 본 발명의 성분범위를 갖는다하더라도 그 두께를 0.12mm로한 비교재 e는 자속밀도는 작고 철손은 크게 나타남을 알 수 있다.

[실시예 3]

중량%로, C : 0.073%, Si : 3.12%, Mn : 0.070%, S : 0.025%, 산가용성 Al : 0.024%, N : 0.0071%를 함유한 규소강에 P를 본 발명의 조성범위인 (A) 0.020%, (B) 0.070%, (C) 0.200%의 3종으로 변화하여 첨가한 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 2.3mm두께로 열간압연하고 이어서 산세를 거쳐 1.57mm두께로 1차 냉간압연하였다. 이 후 100℃, 3분간 소둔한 후 950℃까지 서냉한 다음 100℃ 끓는 물로 급냉하는 석출소둔을 하였다. 이어서 재산세 한 후 2차 냉간압연에 의해 최종 판두께를 0.23mm로 만들었다. 이때 냉간압연 패스간에는 약 150℃, 10분간의 시효처리를 하였다. 이어서 탈탄소둔을 850℃에서 약 90초간 로점이 650℃인 75%와 질소 25%의 혼합분위기중에서 하였으며 계속하여 MgO, TiO₂, Na₂B₄O₇를 혼합한 소둔분리제를 도포하였다. 이후 1180℃, 20시간 최종 고온소둔을 하였으며, 이어서 인산알미늄, 무수크롬산, 롤로이달실리카를 주성분으로 하는 장력코팅액을 도포하여 800℃, 1분 30초간 평탄화소둔을 한 후 2차재결정 발생율(%), 및 자기특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[표 4]

상기 표 4로부터 알 수 있는 바와같이, P의 첨가량은 본 발명의 범위내이면 0.23mm의 얇은 두께로 냉간압연하였을때 2차재결정이 안정하게 일어나고 자속밀도가 우수하여 철손특성이 우수하게 되지만 Cu/P의 값이 약 1.57인 강B의 경우는 더욱 향상된 자기 특성을 보였다.

[실시예 4]

중량%로, C : 0.079%, Si : 3.15%, Mn : 0.073%, S : 0.029%, 산가용성 Al : 0.028%, N : 0.0082%, P : 0.055%를 함유한 규소강에 Cu를 본 발명의 조성범위내인 (D) 0.030%, (E) 0.080%, (F) 0.300%의 3종으로 변화하여 첨가한 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 2.0mm두께로 열간압연하고 이어서 1120℃, 2분간 소둔한 후 950℃까지 서냉한 다음 100℃ 끓는 물로 급냉하는 석출소둔을 하였다.이후 재산세하여 냉간압연에 의해 최종 판두께를 0.18mm로 만들었다. 이때 냉간압연 패스간에는 약 200℃, 5분간의 시효처리를 하였다. 이어서 탈탄소둔을 850℃에서 약 90초간 로점이 680℃인 수소 75%와 질소 25%의 혼합분위기 중에서 하였으며 계속하여 MgO, TiO₂, Na₂B₄O₇를 혼합한 소둔분리제를 도포하였다. 이후 1180℃, 20시간 최종 고온소둔을 하였으며, 이어서 인산알미늄, 무수크롬산, 롤로이달실리카를 주성분으로 하는 장력코팅액을 도포하여 850℃, 50초간 평탄화소둔을 한 후 2차재결정 발생율 및 자기특성을 측정하고, 그 측정결과를 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

상기 표 5로부터 알 수 있는 바와같이, Cu의 첨가량이 본 발명의 범위내에서 변화되면 0.18mm의 얇은 두께로 냉간압연하여도 2차재결정이 안정하게 일어나고 우수한 자기특성이 얻어진다. Cu/P의 값이 약 1.46인 강E의 경우는 가장 우수한 철손특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

[실시예 5]

중량%로, C : 0.077%, Si : 3.17%, Mn : 0.076%, S : 0.028%, 산가용성 Al : 0.025%, N : 0.0075%, 및 잔부 Fe로 조성되는 규소강에 용강단계에서 Cu와 P를 복합첨가하되, 그 첨가비율(Cu/P)를 0.25~6.05의 범위에서 변화시켜가면서 첨가하여 두께 40mm의 규소강 슬라브를 제조하고 그 이후의 공정은 최종 강판두께를 0.23mm로 냉간압연하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 처리한 후 Cu/P 비율에 따른 2차재결정 발생율 및 2차재결정의 방향성을 측정하고, 그 측정결과를 제1도에 나타내었다.

제1도에서, 2차재결정의 방향성은 자속밀도값(B₁₀)으로 나타낸 것이다.

제1도에 나타난 바와같이, Cu 및 P를 복합첨가하여 0.23mm 두께로 전기강판을 제조하는 경우 Cu/P의 값이 0.50~3.00범위 내인 경우에는 2차재결정의 발생율과 자속밀도(B₁₀) 가 보다 우수한 것을 알 수 있다. 그러나, Cu/P의 값이 0.50 미만인 경우는 2차재결정의 발생율이 낮아지며, Cu/P의 값이 3.0을 초과하면 자속밀도(B₁₀) 즉, 2차재결정의 방향성이 열화되는 경향을 볼 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 MnS, AlN을 기본 입성장 억제제로 하는 규소강에 용강단계에서 일정량의 Cu 및 P를 복합첨가하고, 최종두께가 0.15~0.27mm가 되도록 냉간압연하므로서, 박물제품에도 적용될 수 있는 자기적특성이 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판을 제공하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (6)

1. 중량%로, Si : 2.50~4.00%, Mn : 0.030~0.150%, Cu : 0.030~0.300%, P : 0.020~0.200% 및 잔부 Fe로 조성되는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판.
2. 제1항에 있어서, 중량%로, Cu : 0.050~0.150%, 및 P : 0.040~0.120%인 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판.
3. 제1항에 있어서, 중량%로, Cu/P값이 0.50~3.0의 범위인 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판.
4. 제1항에서 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 최종 두께가 0.15~0.27mm인 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판.
5. 중량%로, C : 0.030~0.100%, Si : 2.50~4.00%, Mn : 0.030~0.150%, S : 0.010~0.050%, 산가용성 Al : 0.010~0.050%, N : 0.003~0.012% 및 잔부 Fe로 이루어진 규소강에 용강단계에서 Cu : 0.030~0.300% 및 P : 0.020~0.200%를 복합첨가하여 규소강 슬라브를 제조하고 ; 상기 규소강 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연, 석출소둔, 산세, 냉간압연, 탈탄소둔, 소둔분리제 도포 및 고온소둔하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 최종 두께가 0.15~0.27mm인 냉간압연판이 얻어지도록 냉간압연하는 것을 특징으로 하는 자기특성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법.