KR20210132166A

KR20210132166A - 무방향성 전자 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20210132166A
Application number: KR1020217031209A
Authority: KR
Inventors: 유스케 시모야마; 유키히로 신가키; 요시아키 자이젠; 히로이 야마구치
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-11-03
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: TW202039871A; JP6954464B2; EP3943203A4; KR102566590B1; US20220186338A1; TWI732507B; CN113727788B; JPWO2020217604A1; CN113727788A; MX2021012533A; WO2020217604A1; EP3943203B1; EP3943203A1

Abstract

모터나 변압기 등의 철심 재료로서 사용되는 자기 특성이 우수한 무방향성 전자 강판의 제조 방법으로서, 질량% 로, C : 0.005 % 이하, Si : 1.0 ~ 5.0 %, Mn : 0.04 ~ 3.0 %, sol. Al : 0.005 % 이하, P : 0.2 % 이하, S : 0.005 % 이하 및 N : 0.005 % 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하여 열연판으로 하고, 그 열연판에 열연판 어닐링을 실시한 후, 1 회의 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판두께의 냉연판으로 하고, 마무리 어닐링을 실시하여 무방향성 전자 강판을 제조할 때, 상기 냉간 압연의 최종 냉간 압연에 있어서의 적어도 1 패스를, 마찰 계수 μ 가 0.030 이상 또한 압하율이 15 % 이상인 압연으로 한다.

Description

무방향성 전자 강판의 제조 방법

본 발명은, 모터나 변압기의 철심 재료에 사용되는 자기 특성이 우수한 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

무방향성 전자 강판은, 모터나 변압기의 철심 재료 등에 널리 사용되고 있는 연자성 재료이다. 최근, 에너지 절약에 대한 요청의 고조로부터, 무방향성 전자 강판에는, 보다 저철손 또한 고자속 밀도일 것이 강하게 요구되도록 되어 오고 있다.

저철손화를 위해서는, 강의 전기 저항을 높이는 Si 나 Al 등의 함유량을 증대하는 것이 유효하다. 전기 저항이 커지면, 강판이 자화됨으로써 생기는 와전류손이 감소하기 때문이다. 그러나, Si 나 Al 의 다량의 첨가는, 자속 밀도의 저하를 초래하므로, 모터의 토크가 저하하거나, 동손이 증가하거나 한다는 새로운 문제를 일으킨다.

그래서, 상기 방법과는 별도로, 강판의 집합 조직을 개선하여 자속 밀도를 높이는 연구 개발이, 종래부터 적극적으로 이루어지고 있다. 예를 들어, 자속 밀도를 높이는 방법으로서, 강판면 내에 있어서, 자화 용이축을 포함하는 결정면을 증가시키는, 구체적으로는, 강판면 내에 있어서, 자화 용이축을 포함하지 않는 {111} 방위립을 줄이고, 자화 용이축을 포함하는 {110} 및 {100} 방위립을 증가시키는 방법이 검토되고 있다.

이와 같은 집합 조직을 발달시키는 방법으로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, Al 함유량을 최대한 저감한 후에, 냉간 압연에서 온간 압연하는 방법이, 또, 특허문헌 2 에는, 강 중에 P 를 첨가하고, 또한, 냉간 압연 전에 저온·장시간의 배치 어닐링을 실시하는 방법이 제안되어 있다. 또, 특허문헌 3 에는, 특수한 조건으로 열간 압연함으로써, {110}＜001＞ 방위의 집적도를 높이는, 구체적으로는, {510}＜001＞ 방위로 고도로 집적시키고, 이 집적한 {510}＜001＞ 방위를 이용하여, {110}＜001＞ 방위를 발달시키는 방법이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 2002-003944호 일본 공개특허공보 2005-200756호 일본 공개특허공보 2000-160248호

그러나, 상기 종래의 기술에는, 여전히 해결해야 하는 이하와 같은 문제가 있었다. 예를 들어, 특허문헌 1 에 제안된 방법은, 어느 정도의 자속 밀도 향상 효과는 얻어지지만, 최근의 자기 특성에 대한 엄격한 요구에 응하려면, 추가적인 개선이 필요하다. 또, 특허문헌 2 에 제안된 방법은, 저온·장시간의 배치 어닐링이 필요해지므로, 생산성의 저하나 제조 비용의 상승을 초래한다는 문제가 있다. 또, 특허문헌 3 에 제안된 방법은, 실시예에 개시되는 바와 같이, 열간 압연의 마무리 두께를 0.8 mm 로 얇게 할 필요가 있다. 이와 같은 판두께의 열연판을 제조하려면, 코일 전체 길이에 걸쳐 소정의 온도를 확보하고, 또한, 큰 압연 부하에도 견딜 수 있는 특수한 열연 설비가 필요하여, 제조 비용을 높이며, 나아가서는, 생산성을 저하시킨다. 그 때문에, 이들 제조 기술을 실조업에 적용하려면 문제가 많다.

본 발명은, 종래 기술이 안고 있는 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 고자속 밀도 또한 저철손의 무방향성 전자 강판을, 제조 비용의 상승을 초래하지 않고 안정적으로 제조할 수 있는 무방향성 전자 강판의 제조 방법을 제안하는 것에 있다.

발명자들은, 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 개선하는 방법에 대해, 제품판의 집합 조직에 미치는 냉간 압연의 영향에 주목해 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 압연 시의 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 높여 최종 냉간 압연함으로써, 자기 특성에 불리한 {111} 방위가 자기 특성에 유리한 {110}＜001＞ 방위로 결정 회전하여, 마무리 어닐링에 있어서 자기 특성에 바람직한 집합 조직을 발달시킬 수 있어, 고자속 밀도 또한 저철손의 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 개발하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, C : 0.005 mass% 이하, Si : 1.0 ~ 5.0 mass%, Mn : 0.04 ~ 3.0 mass%, sol. Al : 0.005 mass% 이하, P : 0.2 mass% 이하, S : 0.005 mass% 이하 및 N : 0.005 mass% 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하여 열연판으로 하고, 그 열연판에 열연판 어닐링을 실시한 후, 1 회의 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판두께의 냉연판으로 하고, 마무리 어닐링을 실시하는 일련의 공정으로 이루어지는 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 냉간 압연의 최종 냉간 압연에 있어서의 적어도 1 패스를, 마찰 계수 μ 가 0.030 이상 또한 압하율이 15 % 이상인 압연으로 하는, 여기서, 최종 냉간 압연이란, 1 회의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하는 경우에는 그 냉간 압연을 말하고, 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하는 경우에는, 마지막의 중간 어닐링 후에 실시하는 마지막의 냉간 압연을 말하는, 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법을 제안한다.

본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서의 상기 최종 냉간 압연에서는, 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 이 40 ㎟/s 이하인 압연유를 사용하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 사용하는 상기 강 소재는, 상기 성분 조성에 부가하여 추가로, Sn : 0.005 ~ 0.2 mass%, Sb : 0.005 ~ 0.2 mass%, REM : 0.0005 ~ 0.02 mass%, Mg : 0.0005 ~ 0.02 mass% 및 Ca : 0.0005 ~ 0.02 mass% 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 제조 비용의 상승을 초래하지 않고, 높은 자속 밀도로 저철손의 무방향성 전자 강판을 안정적으로 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 얻어지는 무방향성 전자 강판은, 모터나 변압기의 철심 재료 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

도 1 은 4 스탠드의 탠덤식 냉간 압연기에 공급하는 압연유의 동점도 ν₅₀ 이 각 스탠드의 마찰 계수 μ 에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.

본 발명은, 무방향성 전자 강판용의 열연 강판을, 냉간 압연하여 최종 판두께의 냉연판으로 하고, 그 냉연판에 마무리 어닐링하여 무방향성 전자 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 최종 판두께로 하는 냉간 압연 (최종 냉간 압연) 에 있어서의 적어도 1 패스에서, 마찰 계수 μ 가 0.030 이상, 또한, 1 패스의 압하율이 15 % 이상인 압연을 실시함으로써, 제품판에 있어서 자기 특성에 불리한 {111}＜112＞ 방위립의 존재 비율을 감소시키고, 자기 특성에 유리한 {110}＜001＞ 방위립의 비율을 증가시킴으로써, 자기 특성이 우수한 무방향성 전자 강판을 제조하는 기술이다.

이하, 상기 본 발명을 개발하기에 이른 실험에 대해 설명한다.

먼저, 발명자들은, 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 개선하기 위해, 냉간 압연 조건, 특히, 최종 판두께로 하는 최종 냉간 압연의 압연 시의 마찰 계수가 제품판의 집합 조직에 미치는 영향을 조사하기 위해, 하기의 실험을 실시했다.

＜실험 1＞

먼저, 냉간 압연에 사용하는 압연유의 특성이 압연 시의 마찰 계수에 미치는 영향을 조사하기 위해, 4 스탠드의 탠덤식 냉간 압연기를 사용하여, Si 를 3.2 mass% 함유하는 판두께 1.6 mm 의 열연판을, 하기 표 1 에 나타낸 패스 스케줄로 판두께 0.18 mm 의 냉연판으로 압연할 때, 각 스탠드에 공급하는 압연유의 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 을 10 ~ 50 ㎟/s 의 범위에서 여러 가지로 변화시켰을 때의, 각 스탠드 (패스) 에 있어서의 마찰 계수 μ 를 측정했다. 여기서, 상기 압연유의 동점도 ν₅₀ 은 세관 점도계를 사용하여, JIS Z 8803 : 2011 에 준거한 방법으로 측정한 값이다. 또, 상기 마찰 계수 μ 는, 압연 시의 압연 하중으로부터 산출한 값이다.

상기 측정의 결과를 도 1 에 나타냈다. 도 1 중, ＃Nstd (N 은 1 ~ 4 의 숫자) 는, 탠덤식 냉간 압연기의 입구로부터 N 번째의 스탠드를 나타낸다. 예를 들어, ＃1std 는 No.1 스탠드에 상당한다. 이 도면으로부터, 압연 시의 마찰 계수 μ 와 압연유의 동점도 ν₅₀ 은 매우 양호한 부 (負) 의 상관이 있어, 동점도 ν₅₀ 을 낮게 함으로써, 마찰 계수 μ 를 높일 수 있는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 이 40 ㎟/s 인 압연유를 사용한 경우에는, No.1, 2 스탠드에서만 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 할 수 있지만, 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 이 15 ㎟/s 인 압연유를 전체 스탠드에 사용한 경우에는, No.1 ~ 4 의 전체 스탠드에서 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 할 수 있다. 따라서, 마찰 계수를 높여 압연하려면, 상류 측의 스탠드 (패스) 가 유리하다.

＜실험 2＞

이어서, 냉간 압연 시의 마찰 계수가, 제품판의 자기 특성에 미치는 영향을 확인하기 위해, C : 0.0015 mass%, Si : 3.2 mass%, Mn : 0.18 mass%, P : 0.07 mass%, S : 0.0015 mass%, sol. Al : 0.0008 mass%, N : 0.0018 mass% 및 Sn : 0.06 mass% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 1100 ℃ × 30 분의 재가열을 실시하고, 열간 압연하여 판두께 1.6 mm 의 열연판으로 하고, 연속 어닐링로에서 1050 ℃ × 60 초의 균열 처리 후, 25 ℃/sec 로 냉각하는 열연판 어닐링을 실시한 후, 산세하여 스케일을 제거하고, 4 스탠드의 탠덤식 압연기를 사용하여, 전술한 표 1 에 나타낸 패스 스케줄로 냉간 압연하여 최종 판두께 0.18 mm 의 냉연판으로 했다. 이때, 마찰 계수를 높이는 데에 유리한 No.2 스탠드에 있어서, 압연유의 동점도 ν₅₀ 을 조절하여 압연 시의 마찰 계수 μ 를 표 2 에 나타낸 바와 같이 여러 가지로 변화시키고, 그 밖의 스탠드는, 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 이 50 ㎟/s 인 압연유를 사용하여, 마찰 계수 μ 가 0.022 이하가 되도록 했다. 이어서, 상기 냉연판에, 건조 질소-수소 분위기 중에서 1000 ℃ × 10 초의 마무리 어닐링을 실시한 후, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 했다.

이렇게 하여 얻은 제품판으로부터, 외경 45 mm, 내경 33 mm 의 링 (환상) 시료를 타발하고, 이것을 10 장 적층한 후, 1 차 권선 및 2 차 권선을 각각 100 턴 감아, 자속 밀도 B₅₀ 및 철손 W_10/400 을 측정하고, 그 결과를 표 2 에 병기했다. 이 결과로부터, No.2 스탠드의 압연 시의 마찰 계수 μ 를 높인 강판, 특히, 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 하여 압연한 강판은, 우수한 자기 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있었다.

그래서, 상기와 같이 자기 특성이 변화한 원인을 조사하기 위해, 상기 마무리 어닐링 후의 제품판으로부터 시험편을 채취하고, 판두께 1/5 층에 있어서의 {110}＜001＞ 방위, {111}＜112＞ 방위의 강도를 X 선 회절로 측정했다. 구체적으로는, 판두께 1/5 층까지 연마하여 두께 감소시킨 샘플을 10 % 질산으로 30 초간 에칭한 후, X 선 슐츠법으로, (110), (200) 및 (211) 면의 정극 점도를 측정하고, 그 데이터로부터 ODF (Orientation Distribution Function : 결정 방위 분포 함수) 해석을 실시하여, 각 결정 방위의 강도를 산출했다. 해석에는, ResMat 사의 소프트웨어 Textools 를 이용하고, ADC (Arbitrarily Defined Cell) 법으로 산출했다.

상기 해석 결과를 표 2 에 병기했다. 이 결과로부터, No.2 스탠드의 압연 시의 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 하여 압연한 강판은, 자기 특성에 불리한 {111}＜112＞ 방위의 강도가 3 이하로 감소하고, 자기 특성에 유리한 {110}＜001＞ 방위의 강도가 0.45 이상으로 증가하고 있고, 그 결과, 자속 밀도 B₅₀ 이 높고 철손 W_10/400 이 낮은, 우수한 자기 특성이 얻어진 것이라고 생각된다.

상기와 같이 압연 시의 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 하여 압연한 강판의 {111}＜112＞ 방위의 강도가 감소하고, {110}＜001＞ 방위가 증가하는 이유에 대해, 발명자들은, 마찰 계수를 높게 한 것에 의해, 냉간 압연 시에 자기 특성에 불리한 {111}＜112＞ 방위가 자기 특성에 유리한 {110}＜001＞ 방위로 결정 회전했기 때문이라고 생각하고 있다.

＜실험 3＞

이어서, 마찰 계수를 높이는 것에 의한 자기 특성 향상 효과에 미치는 압하율의 영향을 조사하기 위해, 상기 ＜실험 2＞ 에서 제작한 강 슬래브에 1100 ℃ × 30 분의 재가열을 실시하고, 열간 압연하여 표 3 의 No.1 스탠드 입구 측 판두께에 나타내는 판두께의 열연판으로 하고, 산세하여 스케일을 제거한 후, 4 스탠드의 탠덤식 압연기를 사용하여 냉간 압연하여, 최종 판두께 0.18 mm 의 냉연판으로 했다. 이때, 압연기의 No.1, 2, 3 및 4 스탠드에 있어서의 마찰 계수는 전체 조건으로 각각, 0.022, 0.030, 0.015 및 0.010 으로 조정하고, 또한, No.2 스탠드의 압하율만을 표 3 에 나타내는 바와 같이 변화되도록 열연판의 판두께를 조정했다. 이어서, 상기 냉연판에, 건조 질소-수소 분위기 중에서 1000 ℃ × 10 초의 마무리 어닐링을 실시한 후, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 했다.

이렇게 하여 얻은 상기 제품판에 대해, ＜실험 2＞ 와 동일한 방법으로, 자속 밀도 B₅₀ 및 철손 W_10/400 을 측정함과 함께, 마무리 어닐링 후의 강판의 판두께 1/5 층에 있어서의 {110}＜001＞ 방위, {111}＜112＞ 방위의 강도를 계산했다.

그 결과를 표 3 에 병기했다. 이 결과로부터, No.2 스탠드의 마찰 계수를 0.030 으로 조정해도, 당해 패스의 압하율을 15 % 이상으로 하지 않으면, {111}＜112＞ 방위 강도를 3 이하, {110}＜001＞ 방위 강도를 0.45 이상으로 할 수 없고, 따라서, 본 발명의 자기 특성 향상 효과가 얻어지지 않는 것을 알 수 있었다. 이 이유는, 압하율이 낮은 경우에는, 상기 서술한 {111}＜112＞ 방위의 {110}＜001＞ 방위로의 결정 회전이 불충분해지기 때문이라고 생각된다.

본 발명은, 상기한 신규 지견에 근거하여, 추가적인 검토를 거듭해 개발한 것이다.

다음으로, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조에 사용하는 강 소재의 성분 조성에 대해 설명한다.

C : 0.005 mass% 이하

C 는, 0.005 mass% 를 초과하여 함유하면, 제품판에 있어서 자기 시효가 일어나고, 철손이 열화한다. 따라서, C 함유량의 상한은 0.005 mass% 로 한다. 바람직하게는 0.003 mass% 이하이다.

Si : 1.0 ~ 5.0 mass%

Si 는, 강의 비저항을 높이고, 철손을 저감하는 효과가 있으므로, 1.0 mass% 이상 첨가한다. 그러나, 5.0 mass% 를 초과하여 첨가하면, 강이 물러져, 냉간 압연에서 파단을 일으키게 된다. 따라서, Si 함유량은 1.0 ~ 5.0 mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 2.5 ~ 4.0 mass% 의 범위이다.

Mn : 0.04 ~ 3.0 mass%

Mn 은, S 와 MnS 를 형성하여 조대 석출해, 강의 열간 취성을 방지함과 함께, 입자 성장성을 개선하는 효과가 있다. 또한, 강의 비저항을 높여 철손을 저감하는 효과가 있으므로, 0.04 mass% 이상 첨가한다. 그러나, 3.0 mass% 초과하여 첨가해도, 상기의 효과가 포화하고, 비용 상승이 될 뿐만 아니라, 자속 밀도의 저하를 초래한다. 따라서, Mn 함유량은 0.04 ~ 3.0 mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.1 ~ 1.0 mass% 의 범위이다.

sol. Al : 0.005 mass% 이하

Al 은, 함유량이 sol. Al 로 0.005 mass% 를 초과하면, 열연판 어닐링 시에 미세한 AlN 이 석출되어, 열연판 어닐링 및/또는 마무리 어닐링에 있어서의 입자 성장성을 저해한다. 따라서, Al 의 함유량은, sol. Al 로 0.005 mass% 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.002 mass% 이하이다.

P : 0.2 mass% 이하

P 는, 입계에 편석하여 자속 밀도를 높이는 효과가 있다. 또, 강의 경도를 조정하여, 타발성을 개선하는 효과도 있다. 그러나, 0.2 mass% 를 초과하여 첨가하면, 강이 취화하여 냉간 압연에서 파단을 일으키기 쉬워진다. 따라서, P 함유량은 0.2 mass% 이하로 한다. 바람직하게는 0.15 mass% 이하이다.

S : 0.005 mass% 이하

S 는, 함유량이 0.005 mass% 를 초과하면, MnS 등의 석출물이 증가하여, 입자 성장성을 저해한다. 따라서, S 함유량의 상한은 0.005 mass% 로 한다. 바람직하게는 0.003 mass% 이하이다.

N : 0.005 mass% 이하

N 은, 함유량이 0.005 mass% 를 초과하면, AlN 등의 석출물이 증가하여, 입자 성장성을 저해한다. 따라서, N 함유량의 상한은 0.005 mass% 로 한다. 바람직하게는 0.003 mass% 이하이다.

본 발명의 무방향성 전자 강판은, 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 자기 특성 등의 향상을 목적으로 하여, 상기의 필수 성분에 추가하여, 이하의 성분 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하고 있어도 된다.

Sn, Sb : 각각 0.005 ~ 0.2 mass%

Sn 및 Sb 은, 재결정 집합 조직의 {111} 방위립을 저감하여 자속 밀도를 높이는 효과가 있으므로, 각각 0.005 mass% 이상 첨가할 수 있다. 그러나, 0.2 mass% 를 초과하여 첨가해도, 상기 효과가 포화한다. 따라서, Sn 및 Sb 의 함유량은, 각각 0.005 ~ 0.2 mass% 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 각각 0.01 ~ 0.15 mass% 의 범위이다.

REM, Mg, Ca : 각각 0.0005 ~ 0.02 mass%

REM, Mg 및 Ca 는, 황화물을 형성하여 조대화해, 입자 성장성을 개선하는 효과가 있으므로, 각각 0.0005 mass% 이상 첨가할 수 있다. 그러나, 0.02 mass% 를 초과하여 첨가하면, 오히려 입자 성장성이 악화되기 때문에, REM, Mg, Ca 는, 각각 0.0005 ~ 0.02 mass% 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 각각 0.001 ~ 0.01 mass% 의 범위이다.

다음으로, 본 발명에 관련된 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 무방향성 전자 강판은, 상기에 설명한 성분 조성을 갖는 강 소재 (슬래브) 를 열간 압연하고, 열연판 어닐링하고, 냉간 압연하고, 마무리 어닐링하는 일련의 공정으로 이루어지는 통상 공지된 제조 방법으로 제조할 수 있다.

여기서, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조에 사용하는 강 소재는, 종래 공지된 방법으로 제조된 것이면 되고, 예를 들어, 전로나 전기로 등에서 얻은 용강을 진공 탈가스 장치 등으로 2 차 정련하는 통상적인 방법의 정련 프로세스로 전술한 원하는 성분 조성으로 조정한 후, 연속 주조법 혹은 조괴-분괴 압연법으로 강 슬래브로 하는 방법으로 제조할 수 있다. 또, 박슬래브 연속 주조기로 두께가 100 mm 이하인 박슬래브로 해도 된다.

이어서, 상기 슬래브는, 소정의 온도로 재가열한 후, 열간 압연하여 소정의 판두께의 열연판으로 하지만, 이 열간 압연에 있어서의 압연 조건은, 통상 공지된 조건에 준해 실시하면 되고, 특별히 제한은 없다. 또한, 소정의 열간 압연 온도를 확보할 수 있을 때는, 주조 후의 슬래브를 재가열하지 않고 즉시 열간 압연에 제공해도 된다. 또, 박슬래브 연속 주조기로 박슬래브를 제조할 때는, 열간 압연해도 되고, 열간 압연하지 않고, 다음 공정으로 진행해도 된다.

이어서, 상기 열간 압연한 열연판은, 자기 특성의 개선을 목적으로 하여, 열연판 어닐링을 실시하지만, 그 어닐링 조건도, 통상 공지된 조건으로 실시하면 되고, 특별히 제한은 없다.

이어서, 상기 열연판 어닐링 후의 강판은, 산세 등으로 탈스케일한 후, 본 발명에 있어서 가장 중요한 공정인 냉간 압연을 실시하여 최종 판두께의 냉연판으로 한다. 또한, 이 냉간 압연은, 1 회의 압연으로 최종 판두께로 해도 되지만, 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연으로 최종 판두께로 해도 된다. 여기서, 최종 냉간 압연이란, 1 회의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하는 경우에는 그 냉간 압연을 말하고, 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하는 경우에는, 마지막의 중간 어닐링 후에 실시하는 마지막의 냉간 압연을 말한다. 이때, 최종 냉간 압연은, 전체 압하율이 80 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 전체 압하율을 80 % 이상으로 함으로써, 집합 조직의 첨예성을 높여, 자기 특성을 개선할 수 있다. 또한, 전체 압하율의 상한은 특별히 규제하지 않지만, 98 % 를 초과하면, 압연 비용이 현저하게 증가하므로, 98 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 85 ~ 95 % 의 범위이다.

상기한 최종 냉간 압연에 사용하는 압연기는, 1 패스 이상으로 압연하는 것이면, 탠덤 압연기나 젠지미어 압연기 중 어느 것이어도 되지만, 생산성을 높여, 제조 비용을 저감하는 관점에서는, 탠덤식의 냉간 압연기를 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 본 발명에 있어서 가장 중요한 것은, 상기 서술한 바와 같이, 최종 냉간 압연의 적어도 1 패스에 있어서, 압하율이 15 % 이상, 또한, 마찰 계수 μ 가 0.030 이상의 고마찰 계수의 냉간 압연을 실시할 필요가 있다는 것이다. 또한, 상기 패스는, 탠덤 압연기의 경우, 스탠드에 상당하지만, 이후의 설명에서는, 「패스」를 사용하여 설명한다. 상기한 고압하율 또한 고마찰 계수의 냉간 압연을 실시함으로써, {111} 섬유 조직에 높은 전단 변형을 도입하여, {110}＜001＞ 방위립의 형성을 촉진할 수 있다. 바람직하게는, 상기 압하율은 25 % 이상, 마찰 계수 μ 는 0.04 이상이다.

또한, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 압연유의 동점도를 통하여 마찰 계수를 조정하는 경우에는, 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 을 40 ㎟/s 이하의 압연유를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 4 스탠드의 탠덤 압연기로 압연하는 경우, 1 스탠드 이상에서 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 할 수 있기 때문이다. 또한, 동점도 ν₅₀ 은, 전체 스탠드에서 마찰 계수 μ 를 0.030 이상으로 할 수 있는 15 ㎟/s 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 최종 냉간 압연을 2 패스 이상의 n 패스로 실시하는 경우, 고압하율 또한 고마찰 계수의 압연을 실시하는 패스는, 어느 패스에서 실시해도 되지만, 바람직하게는 2 패스 이후 ~ 최종 패스의 하나 앞의 (n-1) 패스에서 실시하는 것이 바람직하다. 열연 어닐링판이나 중간 어닐링 후의 강판에는 {110}＜001＞ 방위 재결정핵의 소지가 되는 {111} 방위 조직이 적기 때문에, 1 패스째는 고마찰 압연을 실시하여도 {110}＜001＞ 방위립 형성의 효과는 작고, 또, 최종 패스는, 형상 제어를 실시하기 위해 압연성을 확보할 필요가 있기 때문이다. 특히, 압연유의 동점도 ν₅₀ 을 통하여 마찰 계수 μ 를 높이는 관점에서는, 패스수가 적을 때, 예를 들어, 상류 측 스탠드에 적용하는 것이 바람직하다.

또, 압연 시의 마찰 계수를 높이는 방법에 대해서는, 전술한 압연유의 동점도를 저감하는 방법 외에, 워크 롤 조도 (粗度) 의 상승, 압연 속도의 감속 등의 방법이 있지만, 고마찰 계수를 광범위하게 안정적으로 조정할 수 있는 방법이면, 어느 방법을 사용해도 된다.

또한, 최종 냉간 압연에 있어서의 압연 온도는, 특별히 한정하지 않지만, 강판 온도를 100 ~ 250 ℃ 로 높여 압연하는 온간 압연을 채용하는 것은, 집합 조직의 개선을 통하여 자기 특성을 보다 향상시키는 효과가 있으므로, 적용하는 것이 바람직하다.

상기의 최종 냉간 압연으로 최종 판두께로 한 냉연판은, 그 후, 통상 공지된 조건으로 마무리 어닐링을 실시한 후, 필요에 따라 절연 피막을 피성 (被成) 하여 제품판으로 한다. 여기서, 상기 절연 피막은, 공지된 무기 코팅, 유기 코팅, 무기-유기 혼합 코팅 등 중에서, 요구되는 특성이나 목적에 따라 적절히 구분하여 사용하면 되고, 특별히 한정하지 않는다.

실시예 1

C : 0.0015 mass%, Si : 3.2 mass%, Mn : 0.18 mass%, P : 0.07 mass%, S : 0.0015 mass%, sol. Al : 0.0008 mass% 및 N : 0.0018 mass% 를 함유하고, 기타 성분으로서, Sn, Sb, REM, Mg 및 Ca 를 표 4 에 나타내는 조성으로 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강을 용제하여, 강 슬래브로 한 후, 1100 ℃ × 30 분의 재가열 후, 열간 압연하여 판두께 1.6 mm 의 열연판으로 한 후, 연속 어닐링로에서, 1050 ℃ × 60 초의 균열 처리 후, 25 ℃/sec 로 냉각하는 열연판 어닐링을 실시한 후, 산세하여 스케일을 제거하고, 냉간 압연하여 최종 판두께 0.18 mm 의 냉연판으로 했다. 이때, 상기 냉간 압연에 있어서의 압연유 및 압하율 배분은 표 5 에 나타낸 조건으로 했다. 이어서, 상기 냉연판에, 건조 질소-수소 분위기 중에서 1000 ℃ × 10 초의 마무리 어닐링을 실시한 후, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 했다.

이렇게 하여 얻은 제품판으로부터, 외경 45 mm, 내경 33 mm 의 링 (환상) 시료를 타발하고, 이것을 10 장 적층한 후, 1 차 권선 및 2 차 권선을 각각 100 턴 감아, 자속 밀도 B₅₀ 및 철손 W_10/400을 측정했다. 또, X 선 회절을 사용하여, 마무리 어닐링 후의 강판의 판두께 1/5 층에 있어서의 {110}＜001＞ 방위, {111}＜112＞ 방위의 강도를 해석했다. 구체적으로는, 판두께 1/5 층까지 연마하여 두께 감소시킨 샘플을 10 % 질산으로 30 초간 에칭한 후, X 선 슐츠법으로, (110), (200), (211) 면의 정극 점도를 측정하고, 그 데이터로부터 ODF (Orientation Distribution Function : 결정 방위 분포 함수) 해석을 실시하여, 각 결정 방위의 강도를 산출했다. 해석에는, ResMat 사의 소프트웨어 Textools 를 이용하고, ADC (Arbitrarily Defined Cell) 법으로 산출했다.

상기 측정의 결과를 표 4 에 병기했다. 이 결과로부터, Sn, Sb, REM, Mg 및 Ca 중 어느 1 종 이상을 첨가한 강판 (강 No. B ~ I) 은, 첨가하고 있지 않은 강판 (강 No. A) 보다 자기 특성이 보다 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

실시예 2

C : 0.0015 mass%, Si : 3.2 mass%, Mn : 0.18 mass%, P : 0.07 mass%, S : 0.0015 mass%, sol. Al : 0.0008 mass%, N : 0.0018 mass% 및 Sn : 0.06 mass% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 1100 ℃ × 30 분의 재가열을 실시하고, 열간 압연하여 판두께 1.6 mm 의 열연판으로 하고, 연속 어닐링로에서 1050 ℃ × 60 초의 균열 처리 후, 25 ℃/sec 로 냉각하는 열연판 어닐링을 실시한 후, 산세하여 스케일을 제거한 후, 4 스탠드의 탠덤식 압연기를 사용하여 냉간 압연하여, 최종 판두께 0.18 mm 의 냉연판으로 했다. 여기서, 상기 냉간 압연은 No.1 ~ No.4 스탠드의 마찰 계수가 표 6 에 나타낸 값이 되도록 각 스탠드에 공급하는 압연유의 동점도 ν₅₀ 을 조정하고, 아울러, 각 스탠드의 압하율을 동일하게 표 6 에 나타낸 바와 같이 배분했다. 이어서, 상기 냉연판에, 건조 질소-수소 분위기 중에서 1000 ℃ × 10 초의 마무리 어닐링을 실시한 후, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 했다.

그 후, 상기 제품판에 대해, 상기한 실시예 1 과 동일한 방법으로, 자속 밀도 B₅₀ 및 철손 W_10/400을 측정함과 함께, 마무리 어닐링 후의 강판의 판두께 1/5 층에 있어서의 {110}＜001＞ 방위, {111}＜112＞ 방위의 강도를 계산했다. 그 결과를 표 6 에 병기했다. 이 결과로부터, 어느 1 이상의 스탠드 (패스) 의 마찰 계수를 0.030 이상 또한 압하율을 15 % 이상으로 함으로써, {111}＜112＞ 방위 강도가 3 이하, {110}＜001＞ 방위 강도가 0.45 이상이 되어, 자기 특성이 우수한 전자 강판이 얻어지는 것을 알 수 있다.

Claims

C : 0.005 mass% 이하, Si : 1.0 ~ 5.0 mass%, Mn : 0.04 ~ 3.0 mass%, sol. Al : 0.005 mass% 이하, P : 0.2 mass% 이하, S : 0.005 mass% 이하 및 N : 0.005 mass% 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하여 열연판으로 하고, 그 열연판에 열연판 어닐링을 실시한 후, 1 회의 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여 최종 판두께의 냉연판으로 하고, 마무리 어닐링을 실시하는 일련의 공정으로 이루어지는 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서,
상기 냉간 압연의 최종 냉간 압연에 있어서의 적어도 1 패스를, 마찰 계수 μ 가 0.030 이상 또한 압하율이 15 % 이상인 압연으로 하는, 여기서, 최종 냉간 압연이란, 1 회의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하는 경우에는 그 냉간 압연을 말하고, 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연으로 최종 판두께로 하는 경우에는, 마지막의 중간 어닐링 후에 실시하는 마지막의 냉간 압연을 말하는, 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 최종 냉간 압연에서는, 50 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₅₀ 이 40 ㎟/s 이하인 압연유를 사용하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 강 소재는, 상기 성분 조성에 부가하여 추가로, Sn : 0.005 ~ 0.2 mass%, Sb : 0.005 ~ 0.2 mass%, REM : 0.0005 ~ 0.02 mass%, Mg : 0.0005 ~ 0.02 mass% 및 Ca : 0.0005 ~ 0.02 mass% 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법.