KR20220162179A

KR20220162179A - 알루미늄 함량이 매우 낮은 저가형 무방향성 전기 스틸 플레이트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20220162179A
Application number: KR1020227040497A
Authority: KR
Inventors: 펭 장; 카니 션; 젠유 종; 구오바오 리; 시안시 팡
Original assignee: 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-12-07
Also published as: CN113737089B; JP2023526128A; CN113737089A; MX2022014497A; EP4137603A1; EP4137603A4; US20230203613A1; WO2021238895A1

Abstract

알루미늄 함유량이 매우 낮은 저비용 무방향성 전기 스틸 플레이트로서, 상기 플레이트는 다음과 같은 화학 원소의 질량 백분율을 포함한다: 0.003% 이하의 C, 0.1%~1.2%의 Si, 0.1%~0.4%의 Mn, 0.01%~0.2%의 P, 0.003% 이하의 S, 0.001% 이하의 Al, 0.003%~0.01%의 O, 0.003% 이하의 N, 0.005%~0.05%의 Sn, Si²/P의 조건: 0.89~26.04를 만족함. 또한, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법이 추가로 개시된다. 이 방법은 (1) 제련 단계; (2) 연속 주조 단계; (3) 열간 압연 단계로서, 열간 압연된 플레이트를 코일링 후 노멀라이징 처리 또는 커버 퍼니스 어닐링하지 않고 열연 스틸 플레이트 코일의 잔열에 의해 균열화 및 보온하는 단계; (4) 1차 냉간 압연 단계; 및 (5) 연속 어닐링 단계. 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 합리적인 화학 성분 및 공정 설계를 사용하며, 무방향성 전기 스틸 플레이트는 경제성이 우수할 뿐만 아니라 높은 자기유도 및 낮은 철손의 특성을 갖는다.

Description

알루미늄 함량이 매우 낮은 저가형 무방향성 전기 스틸 플레이트 및 그 제조방법

본 발명은 스틸 플레이트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 무방향성 전기 스틸 플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

무방향성 전기 스틸 플레이트 내부의 결정립 방향은 고유하지 않으며, 무방향성 전기 스틸 플레이트는 전자기 특성이 우수한 기능성 소재이다. 오랫동안 무방향성 전기 스틸 플레이트는 두 가지 방향으로 발전해 왔다. 첫째, 제조 비용이 높고 생산 공정이 복잡하지만 전자기 특성 및 기계적 특성이 우수한 고효율 및 고급 스틸이다. 둘째, 제조원가가 낮고 생산공정이 간단하고 전자기적 특성과 기계적 특성이 우수한 중저품 스틸이다.

통계에 따르면 적용 사례가 다르기 때문에 중급 및 저급 무방향성 전기 스틸 플레이트의 수가 전체 무방향성 전기 스틸 플레이트의 70% 이상을 차지한다. 따라서 중저급 무방향성 전기 스틸 플레이트를 보다 경제적이고 편리하게 생산하는 방법을 연구하고 비용성능을 더욱 향상시키는 것은 매우 실질적인 의의가 있다. 동시에, 중저급 무방향성 전기 스틸 플레이트는 주로 중소형 모터, EI 철심, 소형 발전기 등에 사용되는 것을 감안할 때, 사용자 시장은 지속적으로 스틸 플레이트의 철손(iron loss)을 요구하며, 동시에 철심의 동손(copper loss)을 보다 효과적으로 줄이기 위해서는 스틸 플레이트의 자기유도를 개선하는 것이 더 시급하다.

또한, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 전자파 성능지표에서는 철손과 자기유도가 상호 제한적이며, 노멀라이징 처리(normalizing treatment) 또는 커버 퍼니스 어닐링 처리(cover furnace annealing treatment)를 열간 압연 스틸 플레이트에서 수행하지 않는 한, 저철손과 고자기유도를 동시에 달성하기 어려우나, 이는 완성된 스틸 플레이트의 제조 비용을 크게 증가시킬 것이라는 연구결과가 있다.

최근 많은 과학기술인들이 무방향성 전기 스틸 플레이트의 전자파 특성을 효과적으로 향상시키면서 열간 압연된 플레이트에 대한 노멀라이징 처리나 커버 퍼니스 어닐링 처리를 하지 않고 제조원가를 낮추는 방법에 대해 많은 유익한 시도를 하고 있다.

2011년 3월 30일에 공개된 중국공개특허 CN101992210A호는 발명의 명칭이 "무알루미늄 스틸 등급의 냉간 압연 무방향성 실리콘 스틸의 제조방법"으로, 무알루미늄 스틸 등급의 냉간 압연 실리콘 스틸의 제조방법을 개시하며, Al≤0.0010% 및 질화물을 형성하기 쉬운 잔류 원소의 함량을 제어하고, 열간 압연, 1차 냉간 압연 또는 중간 어닐링과 함께 2차 냉간 압연을 위한 저온 가열 및 온도 제어 압연을 채택하며, 습식 수소 탈탄, 재결정 온도 어닐링 등과 같은 종합적인 성능 제어 조치를 구현함으로써 고효율 알루미늄-프리 냉간 압연 무방향성 실리콘 스틸의 대량 생산이 기존 설비 조건에서보다 낮은 생산 비용으로 달성되고, 그 전자기 특성은 기존의 공정으로 생산되는 동급 냉간 압연 무방향성 실리콘 스틸보다 우수하며, 철손은 평균 약 0.4W/kg 감소하고 자기유도는 평균 0.2T 증가한다고 개시하고 있다. 구체적인 제어방법은 다음과 같다: 탈산알루미늄, 재료, 내화재 등 합금 공정 중 유입되는 잔류 알루미늄의 함량을 제어하고, Al을 0.0010% 이하로 제어하며, 정제 및 탈산 공정에서 Si 탈산을 이용하고; 제련 중 질소 함량 및 질화물을 형성하기 쉬운 잔류 원소의 함량을 제어하고, N, Ti, Nb 및 V의 함량을 각각 0.0020% 이하로 제어하며; 열간 압연은 저온 가열 및 마무리 압연을 채택하여 온도 제어 압연, 즉 페라이트 단상 영역(ferrite single-phase region)에서의 압연을 구현하고 2상 석출 상태를 제어하고; 열간 압연 스틸 빌릿 가열 온도는 1000-1150℃, 초기 압연 온도는 950℃ 이상, 마무리 압연 온도는 840℃ 이상, 권취 온도는 690℃ 이상이며; 냉간 압연은 1차 냉간 압연 또는 중간 어닐링을 통한 2차 냉간 압연을 채택하여 완제품의 두께로 압연하고; 어닐링은 습식 수소 탈탄 및 재결정 온도 어닐링을 위한 커버 퍼니스 연속 어닐링을 채택한다. 무방향성 전기 스틸 플레이트 및 그 제조방법이 제공된다. 무방향성 전기 스틸 플레이트는 중량%로 0.03~0.15%의 C, 0.15% 이하의 Si, 1.0~1.8%의 Mn, 0.025% 이하의 P, 0.015% 이하의 S, 0.08~0.18%의 Ti, 0.02~0.07%의 Nb, 0.02~0.10%의 Al, 0.010% 이하의 N, 잔류 함량의 철과 잔여물.

2008년 11월 19일에 공개된 중국공개특허 CN101306434A호는 발명의 명칭이 "저탄소 저규소 무알루미늄 반-공정(semi-process) 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법"으로, 저탄소 저규소 무알루미늄 반-공정 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법이 개시되어 있다. 공정 단계는 다음과 같다. 열간 압연 원료 조성 설계는 주조 슬래브(cast slab)의 화학 조성이 C 0.005% 이하, Si 0.1~1.0%, Mn 0.35% 이하, P 0.08% 이하, S 0.01% 이하, N 0.008% 이하, O 0.015% 이하, 및 Fe 및 불가피한 불순물의 잔량을 만족하도록 요구하고; 열간 장입(hot charging), 열간 압연, 임계 변형 냉간 압연 및 사용자 응력 제거 어닐링을 통해 주조 슬래브에서 우수한 자기 특성을 가진 반-공정 무방향성 전기 스틸 플레이트를 얻는다. 반공정 무방향성 전기 스틸 플레이트는 주조 슬래브 가열온도가 900~1150℃이고, 마무리 압연 온도가 Ar3 변태점(Ar3 transformation point)보다 10~50℃ 낮아야 하며, 열간 압연 플레이트의 두께는 2.0~2.5 mm이고; H₂와 N₂의 혼합가스의 중간 어닐링 분위기에서 600~850℃에서 1~2분간 중간 어닐링이 수행되며, 이때, H₂의 비율은 10~40%이고 가습 및 탈탄이 필요 없으며 중간 어닐링 후 재결정 비율은 40% 이상을 보장하고; 임계 변형 냉간 압연(critical deformation cold rolling)은 중간 어닐링 후 스틸 스트립이 0.5-15%의 감소로 임계 변형 냉간 압연을 받는 것을 의미하며, 이때 임계 변형 냉간 압연 후 스틸 플레이트의 경도는 130-180HV이며; 사용자 응력 완화 어닐링(user stress relief annealing)이란 임계 변형 후의 냉간 압연 제품을 펀칭 및 적층한 후 700~850℃의 온도에서 1~2시간 동안 사용자 응력 완화 어닐링을 하는 것을 말하는데, 이대 어닐링 분위기는 H₂와 N₂의 혼합 가스가 필요하고 H₂의 비율은 10-40%이며 냉각 모드는 서냉으로 10-100℃/h의 냉각 속도로 450℃까지 냉각해야 하며, 그런 다음 최종 원하는 제품을 얻기 위해 퍼니스 냉각이 수행된다. 반-공정 무방향성 전기 스틸 플레이트는 P_15/50=3.35~5.05 W/kg, B₅₀₀₀=1.69~1.76 T로 최종 제품의 자기적 특성이 우수하다는 장점이 있다. 주조 슬래브는 Al, Sn, Sb, Cu, Cr, Ni, B, 희토류 등의 합금원소를 함유하지 않아 생산원가가 크게 절감된다. 더 큰 임계 감소가 사용되며 어닐링 프로세스가 최적화되어 생산된 완제품이 더 나은 자기 특성을 갖는다.

본 발명의 목적 중 하나는 알루미늄 함량이 극히 낮은 저가의 무방향성 전기 스틸 플레이트를 제공하는 것이다. 무방향성 전기 스틸 플레이트는 스틸 플레이트의 제조 비용을 크게 줄이고 합금 비용을 효과적으로 제어하기 위하여, 스틸 플레이트의 화학적 조성을 최적화하여 스틸에 포함된 알루미늄 함량이 극히 적고 스틸 및 슬래그 내에 포함된 적절한 산화성을 갖는 기술적 특징으로 RH 정련의 탈산 및 합금화를 위한 특수합금의 품질을 저하시킨다. 같은 등급의 기존 제품과 비교하여, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 철손 P_15/50은 평균 0.2~0.8W/kg 감소하고, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 자기유도 B₅₀은 평균 0.01~0.04T 증가한다. 즉, 본 발명의 특정 등급의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 기존의 동급 제품에 비해 철손 P_15/50은 평균 0.2-0.8W/kg 감소하고 자기유도 B₅₀은 평균 0.01-0.04T 증가시키는 장점을 가지며, 상기 무방향성 전기 스틸 플레이트는 경제성이 우수할 뿐만 아니라 높은 자기유도 및 낮은 철손의 특성을 갖는다. 상기 전자기 특성의 기준값은 기존 사용자 시장에서 일반적인 무방향성 전기 스틸 플레이트의 값이다. B50A1300 등급의 전자기 특성 중 철손 P_15/50은 일반적으로 5.5-6.5W/kg이고 자기유도 B₅₀은 일반적으로 1.74-1.76T이고; 기존 등급 B50A800의 전자기 특성 중 철손 P_15/50은 일반적으로 5.0-5.5W/kg이고 자기유도 B₅₀은 일반적으로 1.71-1.73T이며; 기존 등급 B50A600의 전자기 특성 중 철손 P_15/50은 일반적으로 3.9-4.5W/kg이고 자기유도 B₅₀은 일반적으로 1.68-1.71T이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학 원소를 질량 백분율로 포함하는 알루미늄 함량이 극히 낮은 저비용 무방향성 전기 스틸 플레이트를 제공한다:

0.003% 이하의 C, 0.1%~1.2%의 Si, 0.1%~0.4%의 Mn, 0.01%~0.2%의 P, 0.003% 이하의 S, 0.001% 이하의 Al, 0.003%~0.01%의 O, 0.003% 이하의 N, 0.005%~0.05%의 Sn, Si²/P의 조건: 0.89~26.04를 만족한다.

또한, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 다음과 같은 화학 원소를 질량%로 포함한다.

0.003% 이하의 C, 0.1%~1.2%의 Si, 0.1%~0.4%의 Mn, 0.01%~0.2%의 P, 0.003% 이하의 S, 0.001% 이하의 Al, 0.003%~0.01%의 O, 0.003% 이하의 N, 0.005%~0.05%의 Sn, 및 Fe 및 기타 불가피한 불순물의 잔량, Si²/P의 조건: 0.89~26.04를 만족한다.

본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서 화학 원소의 설계원리는 다음과 같다.

C: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서 탄소는 강한 노화 형성원소(strong aging forming elements)의 하나이다. 스틸 중 C 원소의 함량이 0.003%보다 높으면 C 원소가 Nb, V, Ti 등과 쉽게 결합하여 다수의 미세한 개재물을 형성하여 최종 스틸 플레이트의 손실을 많이 증가시킨다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 C의 질량 백분율을 C≤0.003%로 제어한다. 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 C 원소의 함량이 낮을수록, 특히 C의 질량 백분율이 0<C≤0.003%로 제어되는 것이 좋다.

Si: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서, Si 원소는 재료의 비저항(resistivity)을 많이 증가시킬 수 있다. 그러나 스틸 중 Si 원소의 함량이 0.1% 미만이면 완성된 스틸 플레이트의 철손을 효과적으로 감소시킬 수 없다는 점에 유의해야 하고; 스틸 중 Si 원소의 함량이 1.2%보다 높으면 완성된 스틸 플레이트의 자기유도가 상당히 악화될 것이다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 Si의 질량%를 0.1%~1.2%로 제어한다.

Mn: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트는 Mn 원소와 S 원소가 결합하여 MnS를 형성함으로써 완성된 스틸 플레이트의 자기적 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. Mn 원소가 효과적인 역할을 하기 위해서는 0.1% 이상의 Mn이 스틸에 첨가되어야 하지만, Mn 원소의 함량이 너무 높아서는 안 된다는 점에 유의해야 한다. 스틸 중의 Mn 원소의 함량이 0.4%보다 높으면 완성된 스틸 플레이트의 재결정 조직이 크게 파괴된다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 Mn의 질량%를 0.1%~0.4%로 제어한다.

P: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에 있어서, P 원소는 재료의 강도를 현저히 향상시킬 수 있다. 스틸 중 P 원소의 함량이 0.01% 미만이면 완성된 스틸 플레이트의 강도를 효과적으로 향상시킬 수 없으며, 반면에 스틸 내 P 원소 함량이 0.2%보다 높으면 냉간압연성(cold rolling rollability)이 현저히 감소한다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 P의 질량 백분율을 0.01%~0.2%로 제어한다.

S: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서, S 원소의 함량이 너무 높아서는 안 된다. 스틸 중의 S 원소의 함량이 0.003%보다 높으면 MnS, Cu₂S와 같은 개재물의 수가 현저히 증가하여 결정립의 성장을 방해하고 완성된 스틸 플레이트의 자기적 특성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 S의 질량 백분율을 0<S≤0.003%로 제어한다. 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에 있어서, S 원소 함량이 낮을수록 제어되는 것이 좋으며, 구체적으로 S의 질량 백분율은 0<S≤0.003%로 제어된다.

Al: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서, 스틸 중 Al 원소의 함량이 너무 높아서는 안 된다. 스틸의 Al 함량이 0.001%보다 높으면 다량의 AlN 유해 개재물이 형성되어 완성된 스틸 플레이트의 자기 특성이 크게 저하된다. 따라서, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 Al의 질량 백분율을 Al≤0.001%로 제어한다. 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 Al 원소의 함량이 낮을수록, 특히 Al의 질량 백분율이 0<Al≤0.001%로 제어되는 것이 좋다.

일부 바람직한 실시예에서, Al의 질량 백분율은 Al≤0.0005%가 되도록 제어될 수 있다.

O: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서, 스틸 중의 O 원소의 함량이 0.003% 미만인 경우, Al 및 Ti의 함량 조절에 도움이 되지 않으며, 스틸 중 O 원소의 함량이 0.01%보다 높으면 많은 수의 산화물 개재물이 형성되어 완성된 스틸 플레이트의 자기 특성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 O의 질량 백분율을 0.003~0.01%로 제어한다.

일부 바람직한 실시예에서, O의 질량 백분율은 0.045% 내지 0.007%가 되도록 제어될 수 있다.

N: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서, 스틸 중의 N 원소의 함량이 너무 높아서는 안 된다. 스틸 중의 N 원소의 함량이 0.003%를 초과하면 N의 Nb, V, Ti 및 Al 개재물이 많이 증가하여 결정립의 성장을 방해하고 완성된 스틸 플레이트의 자기 특성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 N의 질량 백분율을 N≤0.003%로 제어한다. 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 N 원소의 함량이 낮을수록 제어되는 것이 좋으며, 구체적으로 N의 질량 백분율은 0<C≤0.003%로 제어된다.

Sn: 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서, Sn은 입계 편석 원소(grain boundary segregation element)이다. 스틸에 첨가되는 유익한 원소 Sn의 적절한 양은 결정립계 편석을 개선할 수 있고 열간 압연 중 미세 유익한 조직(microscopic beneficial texture)을 개선할 수 있다. 스틸 중의 Sn 원소의 함량이 0.005% 미만이면 편석 효과를 효과적으로 얻을 수 없고, 스틸 중의 Sn 원소의 함량이 0.05%를 초과하면 결정립 미세화(grain refinement)가 유발되어 완성 스틸 플레이트의 자기적 특성이 저하된다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 Sn의 질량 백분율을 0.005%~0.05%로 제어한다.

일부 바람직한 실시예에서, Sn의 질량 백분율은 0.005%~0.02%가 되도록 제어될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서 단일 화학 원소의 함량을 조절함과 동시에 Si²/P: 0.89~26.04 조건을 만족하도록 Si 원소와 P 원소도 조절되며, 여기서 식에서 Si와 P는 모두 해당 원소의 질량 백분율의 백분율 기호 앞의 숫자를 나타낸다. Si 원소와 P 원소의 특성은 유사하여 재료의 비저항을 크게 향상시키고 완성 스틸 플레이트의 철손을 줄일 수 있지만 동시에 완성 스틸 플레이트의 자기유도를 저하시킬 것이다. 완성 스틸 플레이트의 기계적 강도 향상 측면에서 P 원소는 현저한 효과가 매우 우수하지만, Si 함량이 높은 조건에서는 냉간 압연성을 저하시킬 것이다. 따라서, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트에서는 완성된 스틸 플레이트의 전자기적 특성 및 기계적 특성을 고려하여 Si²/P를 0.89~26.04로 조절한다.

일부 바람직한 실시예에서, Si²/P는 더 나은 구현을 위해 0.89~16.67로 제어될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에 있어서, 스틸의 불가피한 불순물은 Nb, V, Ti, Ca, Mg 및 REM을 포함함을 주목하여야 한다. 여기서 REM은 희토류 원소이며, 단순히 RE로도 지칭될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트는 0.0005% 이하의 Al을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트는 0.045~0.007%의 O를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트는 0.005~0.02%의 Sn을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에서 Si²/P는 0.89~16.67이다.

또한, 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트에 있어서, 기존 동급 제품에 비해 무방향성 전기 스틸 플레이트의 철손 P_15/50이 평균 0.2~0.8 W/kg 감소하고, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 자기유도 B₅₀은 평균 0.01~0.04T 증가한다. 또한, 본 발명의 무방향성 전기 스틸 플레이트의 두께는 0.5±0.1 mm이다.

따라서, 본 발명의 다른 목적은 알루미늄 함량이 극히 낮고, 제조방법이 간단하며 제조원가가 저렴한 저비용 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법을 제공하는 것이고, 제법으로 제조된 무방향성 전기 스틸 플레이트는 기존 동급 제품에 비해 철손 P_15/50이 평균 0.2~0.8 W/kg 감소하고 자기유도 B₅₀이 평균 0.01~0.04T 증가하는 장점이 있으며, 무방향성 전기 스틸 플레이트는 고자기유도, 저철손 특성을 가지고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법을 제안한다.

(1) 제련 단계;

(2) 연속 주조 단계;

(3) 열간 압연 단계로서, 열간 압연된 플레이트를 코일링 후 노멀라이징 처리(normalizing treatment) 또는 커버 퍼니스 어닐링(cover furnace annealing) 하지 않고 열간 압연 스틸 플레이트 코일의 잔열에 의해 균열화(soaking) 및 보온(heat preservation)하는 단계;

(4) 1차 냉간 압연 단계; 및

(5) 연속 어닐링 단계.

본 발명에 따른 제조방법에서, 열간 압연 공정은 주로 슬래브 가열(slab heating), 조압연(rough rolling), 마무리 압연(finish rolling) 및 권취(coiling) 공정을 포함한다. 노멀라이징 처리 또는 덮개로 어닐링은 최종 제품의 전자기 특성을 향상시키기 위해 열간 압연 후 냉간 압연 전에 열간 압연 코일에 중간 어닐링을 수행하는 공정을 말한다. 본 발명에 있어서, 상기 (3) 단계에서, 상기 열간 압연 플레이트는 코일링 후 노멀라이징 처리 또는 커버 퍼니스 어닐링은 최종 제품의 전자기 특성을 향상시키기 위해 열간 압연 후 냉간 압연 전에 열간 압연 코일에 중간 어닐링을 수행하는 공정을 말한다. 본 발명에 있어서, 상기 (3) 단계에서, 상기 열연 플레이트는 코일링 후 노멀라이징 처리 또는 커버 퍼니스 어닐링을 거치지 않고 열간 압연 스틸 코일의 잔열에 의해 균열화 및 보온을 하여, 미량 원소 Sn의 편석을 효과적으로 촉진하고 열간 압연 스틸 플레이트의 재결정 구조를 개선하며 입도 성장을 촉진하여 노멀라이징 어닐링 또는 커버 퍼니스 어닐링을 대체하거나 보완하는 효과를 실현한다. 또한, 이 작업은 공정을 효과적으로 단순화하고 생산 부담과 제조 어려움을 줄이며 생산 비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기 (1) 단계에서 RH 정련의 탈산 및 합금화 과정에서 페로포스포러스(ferrophosphorus), 페로실리콘(ferrosilicon) 및 망간을 차례로 첨가한다.

본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법에 있어서, (1) 단계에서 RH 정련의 탈산 및 합금화 과정에서 페로포스포러스, 페로실리콘 및 망간을 차례로 첨가한다. 즉, RH 정련이 끝나면 용강에 페로포스포러스, 페로실리콘 및 망간을 첨가하여 스틸 중의 유리산소를 제거하고, 본 발명의 요건에 따라 원소 성분을 첨가한다. 이와 같이 용강은 호기성 상태에 있어 페로포스포러스와 페로실리콘의 Al, Ti, Nb, V, Ca, Mg, REM 등은 빠르게 산화 환원 반응을 일으키며 큰 입자의 산화물이 연속적으로 생성되어 스틸의 청정도가 저하되지 않도록 상부 슬래그에 떠다닌다. 따라서 많은 실험 연구 끝에 페로포스포러스와 페로실리콘의 일부 유해 원소에 대한 제어 요구 사항이 효과적으로 감소하여 제강 생산 비용을 크게 줄일 수 있다. 여기서 페로포스포러스, 페로실리콘 및 망간은 P, Si, Mn을 포함하는 합금을 말하며, 첨가 후 형성되는 스틸 플레이트의 조성이 상기 함량 요건을 충족하는 한 조성 비율은 제한되지 않는다.

또한, 페로실리콘의 첨가량은 두 가지 측면을 고려해야 한다는 점에 유의해야 한다: 한편, 페로실리콘은 Si²/P가 0.89-26.04로 제어되도록 화학 성분 P에 따라 첨가되고; 다른 한편으로는 페로실리콘은 화학 성분 O에 따라 첨가되어 극히 낮은 알루미늄 함량 조건에서 스틸의 O 함량이 Si 탈산에 의해 조정되도록 하여 O 함량이 너무 낮거나 너무 높아지는 것을 방지한다. 페로실리콘의 첨가량이 너무 많으면 탈산 능력이 강하고 스틸의 O 함량이 낮으며 생성된 다량의 탈산 생성물 SiO₂가 슬래그에 들어가 Al, Ti, Nb, V, Ca, Mg, REM 및 기타 요소의 환원을 유도하여 스틸에 다시 들어갈 것이다. 페로실리콘의 첨가량이 너무 적으면 탈산 능력이 약하고 스틸의 O 함량이 너무 높으며 최종 연속 주조 중에 용강의 지속적인 온도 감소와 함께 많은 수의 작은 크기의 2차 탈산 생성물인 SiO₂는 과포화로 인해 다시 생성되며, 이때 부유 및 제거할 수 없으며, 스틸에 잔류하여 후속 열간 압연 중에 MnS 개재물 석출을 위한 코어를 제공한다. 따라서 스틸 내 O 함량이 0.003%-0.01%로 엄격하게 제어되도록 화학 성분 O에 따라 페로실리콘을 첨가할 필요가 있다. 상기 연속주조의 약칭은 CC이며, 주조(casting)란 용강을 연속주조 빌릿으로 주조하는 것을 말한다.

또한, 본 발명의 제조방법에 있어서, 페로실리콘 중 Al≤0.1% 및/또는 Ti≤0.03%이다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법은 상기 (3) 단계에서 상기 (3) 단계에서 초기 압연 온도를 1050-1150℃로 조절하고 마무리 압연 온도를 650-950℃로 조절하며, 권취 온도를 650-850℃로 조절하고, 균열화 및 보온 온도를 650-850℃로 조절하며, 보온 시간을 10초 이상으로 조절한다.

상기 해결방안에서, (3) 단계에서 균열화 및 보온 온도를 650~850℃로 제어하면 미량 원소 Sn의 편석을 효과적으로 촉진하여 열간 압연 스틸 플레이트의 재결정 조직을 개선하고 입자 크기 성장을 촉진한다. 보온 시간은 10초 이상으로 조절하며, 온도 조건이 허락한다면 적절하게 연장하여 개선 효과를 높일 수 있다. 예를 들어, 또한, 보온 시간은 10s 내지 60h이고, 더욱 나아가 보온 시간은 24h 이내, 예를 들어 2h 내지 24h가 되도록 제어될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법은 상기 (3) 단계에서 조압연(rough rolling) 및 마무리 압연(finish rolling)을 2 내지 8패스(passes)로 완료한다. 1패스는 1회 롤링, 2~8패스는 2~8회 롤링을 의미한다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 (5) 단계에서, 상기 어닐링은 H₂와 N₂의 혼합 가스의 어닐링 분위기하에 650-950℃에서 수행되며, 여기서 H₂의 체적 비율은 20~60%이다. 질소에는 소량의 산소가 포함되어 있어 스틸 플레이트 표면이 산화되어 흑화되기 쉽다. 수소는 주로 스트립 스틸 표면의 산화를 피하기 위해 첨가된다. 상기 부피 비율에서 수소의 효과가 더 좋으며 합리적인 범위 내에서 비용을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 알루미늄 함량이 극히 낮은 저비용 무방향성 전기 스틸 플레이트 및 그 제조방법은 종래기술에 비해 다음과 같은 장점과 효과를 갖는다.

무방향성 전기 스틸 플레이트는 스틸 플레이트의 제조 비용을 크게 줄이고 합금 비용을 효과적으로 제어하기 위하여, 스틸 플레이트의 화학적 조성을 최적화하여 스틸에 포함된 알루미늄 함량이 극히 적고 스틸 및 슬래그 내에 포함된 적절한 산화성을 갖는 기술적 특징으로 RH 정련의 탈산 및 합금화를 위한 특수합금의 품질을 저하시킨다. 같은 등급의 기존 제품과 비교하여, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 철손 P_15/50은 평균 0.2~0.8W/kg 감소하고, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 자기유도 B₅₀은 평균 0.01~0.04T 증가하여, 높은 자기유도 특성과 낮은 철손 특성을 가지면서 경제성이 좋다.

또한, 본 발명의 제조방법은 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴하며, 공정조건, 특히 열간 압연공정을 제어함으로써 상기 열연 플레이트가 코일링 후 노멀라이징 처리 또는 커버 퍼니스 어닐링을 거치지 않고 열간 압연 스틸 코일의 잔열에 의해 균열화 및 보온을 하여, 스틸 내의 미량 원소 Sn을 편석할 수 있고, 열간 압연 스틸 플레이트의 재결정 구조를 개선하며 입자 크기 성장 촉진을 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트의 산소함량과 완성된 스틸 플레이트의 철손 P_15/50의 관계를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 2의 열간 압연 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.
도 3은 비교예 2의 열간 압연 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.
도 4는 실시예 3에서 완성 무방향성 전기 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.
도 5는 비교예 3의 완성 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.

이하, 본 발명에 따른 초저 알루미늄 함량의 저비용 무방향성 전기 스틸 플레이트 및 그 제조방법을 구체예 및 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 설명 및 설명은 본 발명의 기술적 해결책에 대한 부적절한 제한을 구성하지 않는다.

실시예 1-6 및 비교예 1-6

표 1은 실시예 1 내지 6의 무방향성 전기 스틸 플레이트에 포함된 화학원소의 질량%를 나타낸 것이다. 스틸에서 불가피한 불순물에는 주로 Nb, V, Ti, Ca, Mg 및 REM이 포함된다.

[표 1] (%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물)

본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 모두 다음과 같은 단계에 의해 제조된다.

(1) 제련: 고로(blast furnace) 용철과 적당량의 스크랩 스틸(scrap steel)을 전로(converter)에서 제련한 후 RH 정련 중에 탈탄, 탈산, 합금화를 차례로 완료하여 적격 슬라브(slab)를 주조한다. 페로포스포러스, 페로실리콘 및 페로망간은 RH 정련의 탈산 및 합금화 동안 순서대로 첨가되며, 여기서 페로실리콘에서 Al≤0.1% 및/또는 Ti≤0.03%이다.

(2) 연속 주조;

(3) 열간 압연: 여기서 초기 압연 온도는 1050~1150℃로 제어되고, 마무리 압연 온도는 650~950℃로 제어되며, 권취 온도는 650~850℃로 제어되고, 균열화 및 보온온도는 650~850℃로 조절되고, 보온시간은 10초 이상으로 조절되며, 조압연과 마무리 압연은 2~8패스로 완료하고, 열간압연의 목표 두께는 1.2~2.8 mm이며; 열연 플레이트는 코일링 후 노멀라이징 처리 또는 권취 후 커버 퍼니스 어닐링을 거치지 않고 열간 압연 스틸 플레이트 코일의 잔열에 의해 균열화 및 보온된다. 열간 압연이 완료된 후 열간 압연 스틸 코일을 산세척(pickled)한다;

(4) 1차 냉간 압연: 일단 목표 두께로 압연; 및

(5) 연속 어닐링: H₂와 N₂의 혼합 가스의 어닐링 분위기하에서 650~950℃에서 180초 이하 동안 어닐링을 수행하고, 여기서 H₂의 부피 비율은 20%-60%이다.

표 2-1 및 2-2는 실시예 1-6의 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법의 구체적인 공정변수를 나열한 것이다. 상기 표 2-2에서 조압연 및 마무리 압연 패스는 각각 조압연 및 마무리 압연의 압연 시간을 나타내며, 예를 들어 실시예 1에서 4+7은 4패스의 조압연이 완료되고 7패스의 마무리 압연이 완료된 것을 의미한다.

[표 2-1]

[표 2-2]

표 3은 비교예 1 내지 6의 무방향성 전기 스틸 플레이트에 포함된 화학 원소의 질량 백분율을 나타낸 것이다.

[표 3] (%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물)

표 4는 비교예 1 내지 6의 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법의 구체적인 공정변수를 나열한 것이다.

[표 4]

참고로, 비교예 1-6의 스틸 플레이트는 본 발명에 따른 제조공정이 아닌 통상적인 공정 조건만을 이용하여 제조되며, 비교예 1-6의 스틸 플레이트는 실시예 1-6의 스틸 플레이트에 각각 대응된다. 실시예 1의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 비교예 1의 국가등급 B50A1300의 스틸에 해당하고, 실시예 2의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 비교예 2의 국가등급 B50A800의 스틸에 해당하며, 비교예 3의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 비교예 3의 국가등급 B50A470의 스틸에 해당하고, 실시예 4의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 비교예 4의 국가등급 B50A1300의 스틸에 해당하며, 실시예 5의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 비교예 5의 국가등급 B50A800의 스틸에 해당하고, 실시예 6의 무방향성 전기 스틸 플레이트는 비교예 6의 국가등급 B50A470의 스틸에 해당한다.

실시예 1-6의 냉간압연에 의해 얻어진 최종 목표두께 0.5±0.1 mm의 무방향성 전기 스틸 플레이트와 비교예 1-6의 스틸 플레이트에 대하여 각종 성능시험을 하고 얻어진 시험결과를 표 5에 기재한다.

표 5는 실시예 1~6의 무방향성 전기 스틸 플레이트와 비교예 1~6의 스틸 플레이트의 성능시험 결과를 나타낸 것이다. 여기서, 철손 성능 시험: 철손 성능 시험은 국가 표준 GB/T 3655-2008에 기초한 엡스타인 스퀘어(Epstein square)를 사용하여 20℃의 일정한 온도에서 수행되며, 여기서 시편 크기는 30 mm×300 mm, 목표 질량은 0.5 kg이고 테스트 매개변수는 P_15/50이다.

자기유도 성능시험: 자기유도 성능시험은 국가표준 GB/T 3655-2008에 근거한 엡스타인 스퀘어를 이용하여 20℃의 일정한 온도에서 수행하며, 이때 시편 크기는 30 mm×300 mm, 목표질량은 0.5 kg, 테스트 매개변수는 B₅₀이다.

[표 5]

표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1-6의 통상적인 공정 조건으로 제조된 스틸 플레이트와 실시예 1-6의 무방향성 전기 스틸 플레이트 사이에 철손 P_15/50 및 자기유도 B₅₀에 명백한 차이가 있음을 알 수 있다. 전자기 성능 시험 밀도가 7.85g/cm³인 경우, 비교예 1에 비해 실시예 1의 철손 P_15/50은 0.4W/kg 감소하고 실시예 1의 자기유도 B₅₀은 0.04T 증가하며, 이는 주로 비교예 1에서 Al 함량이 0.01%로 높아 본 발명의 청구범위에서 상한인 0.001%를 초과하였고, 열간 압연 스틸 코일은 547℃에서만 균열화 및 보온하여 650~850℃의 제어 범위를 충족하지 않기 때문이다; 전자기 성능 시험 밀도가 7.80g/cm³인 경우 비교예 2에 비해 실시예 2의 철손 P_15/50은 0.6W/kg 감소하고 실시예 2의 자기유도 B₅₀은 0.02T 증가하며, 이는 주로 비교예 2에서 Si와 P의 함량 설계가 일치하지 않아 Si²/P가 45.56으로 높아서 상한선인 26.04를 초과하고 열간 압연 스틸 코일은 650-850℃의 제어 범위를 충족시키지 못하는 872℃의 높은 온도에서 균열화 및 보온하기 때문이다; 전자파 성능 시험 밀도가 7.70g/cm³인 경우 비교예 3에 비해 실시예 3의 철손 P_15/50은 0.8W/kg 감소하고 실시예 3의 자기유도 B₅₀은 0.01T 증가하며, 이는 주로 비교예 3에서 Si 함량이 너무 낮아 Si²/P가 0.05에 불과하여 제어 하한인 0.89를 충족할 수 없고 열간 압연 스틸 플레이트 코일이 349℃에서만 균열화 및 보온하여 650~850℃의 제어 범위를 충족하지 않기 때문이다; 전자기 성능 시험 밀도가 7.85g/cm³인 경우, 비교예 4에 비해 실시예 4의 철손 P_15/50은 0.8W/kg 감소하고 실시예 4의 자기유도 B₅₀은 0.04T 증가하며, 이는 주로 비교예 4에서 Al 함유 스틸의 조성 설계를 사용하고 최대 0.4%의 Al을 스틸에 첨가하여 O 함량이 0.003%의 본 발명의 제어 하한보다 낮고 0.0022%에 불과하며, 동시에 열간 압연 스틸 코일은 650-850℃의 제어 범위를 충족하지 않는 583℃에서 균열화 및 보온되고, 균열화 및 보온 시간은 0이며, 이는 본 발명에서 10초의 설계 요구 사항보다 낮다; 전자기 성능 시험 밀도가 7.80g/cm³인 경우, 비교예 5에 비해 실시예 5의 철손 P_15/50은 0.7W/kg 감소하고 실시예 5의 자기유도 B₅₀은 0.03T 증가하며, 이는 주로 비교예 5에서 Al 함량이 0.0022%로 본 발명의 상한 제어 상한인 0.001%를 초과하고 O 함량이 0.0125%로 높아 본 발명의 설계 상한인 0.01%를 초과하기 때문이다; 전자파 성능 시험 밀도가 7.70g/cm³인 경우, 비교예 6에 비해 실시예 6의 철손 P_15/50은 0.8W/kg 감소하고 실시예 6의 자기유도 B₅₀은 0.04T 증가하며, 이는 주로 비교예 6에서 O 함량이 0.0019%에 불과하여 본 발명의 설계 하한인 0.003%보다 낮고, 열간 압연 스틸 코일을 균열화 및 보온하는 경우에도, 균열화 및 보온은 900℃의 높은 온도에서 수행되고, 균열화 및 보온 시간은 0이며, 이는 본 발명에서 설계 요건인 10초의 하한보다 낮은 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트는 합리적인 화학 조성 설계 및 공정 설계를 통해 우수한 특성을 가짐을 알 수 있다. 기존 동급 제품에 비해 무방향성 전기 스틸 플레이트의 철손 P_15/50은 평균 0.2~0.8W/kg 감소하고, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 자기유도 B₅₀은 평균 0.01~0.04T 증가하여 높은 자기유도 특성과 낮은 철손 특성을 가지면서 경제성이 좋다.

도 1은 본 발명에 따른 무방향성 전기 스틸 플레이트의 산소 함량과 완성 스틸 플레이트의 철손 P_15/50의 관계를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은 완성된 스틸 플레이트의 산소 함량과 철손 P_15/50 사이의 관계를 개략적으로 도시한 것으로, 여기서, 도 1에 도시된 스틸 플레이트는 국가 표준 등급 B50A1300의 스틸 등급으로 제조되고, 도 1에 도시된 스틸 플레이트의 다른 성분은 모두 본 발명의 성분의 정의된 범위 내에 있으며, 그 제조방법 또한, 본 발명의 범위 내에 있다. 즉, 도 1의 스틸 플레이트는 다음과 같은 화학 원소의 질량 백분율을 포함한다: 0.003% 이하의 C, 0.1%~1.2%의 Si, 0.1%~0.4%의 Mn, 0.01%~0.2%의 P, 0.003% 이하의 S, 0.001% 이하의 Al, 0.003% 이하의 N, 0.005%~0.05%의 Sn, 및 Fe 및 기타 불가피한 불순물의 잔량, 조건 Si²/P: 0.89~26.04를 만족함. 그리고 상기 스틸 플레이트의 제조방법은 (1) 제련 단계; (2) 연속 주조 단계; (3) 열간 압연 단계로서, 열간 압연된 플레이트를 코일링 후 노멀라이징 처리 또는 커버 퍼니스 어닐링 하지 않고 열연 스틸 플레이트 코일의 잔열에 의해 균열화 및 보온하는 단계; (4) 1차 냉간 압연 단계; 및 (5) 연속 어닐링 단계를 포함한다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 완성된 스틸 플레이트의 철손은 스틸의 산소 함량과 밀접한 관련이 있다. 산소 함량이 30ppm 미만이면 스틸 플레이트의 철손은 6.0W/kg을 초과하고 산소 함량이 낮을수록 스틸 플레이트의 철손은 높아진다. 산소 함량이 30-100ppm일 때 스틸 플레이트의 철손은 일반적으로 낮고 제어 효과는 5.5W/kg 이하에서 안정화 될 수 있다. 산소 함량이 100ppm보다 높으면 산소 함량이 지속적으로 증가함에 따라 스틸 플레이트의 철손이 단조롭고 빠르게 증가하고 산소 함량이 130ppm에 도달하면 스틸 플레이트의 철손은 8.5W/kg에 도달할 수도 있으며, 이는 낮은 산소 함량에 해당하는 스틸 플레이트의 철손보다 훨씬 높다.

도 2는 실시예 2의 열간 압연 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.

도 3은 비교예 2의 열간 압연 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.

도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에 해당하는 열간 압연 스틸 플레이트는 완전한 재결정을 달성할 수 있고, 입자 크기가 균일하고 조대하며, 평균 입자 크기가 80 ㎛에 도달할 수 있는 반면, 비교예 2에 해당하는 열간 압연 스틸 플레이트는 완전한 재결정이 이루어지지 않고, 열간 압연 스틸 플레이트의 상하면의 약 5% 부근의 위치에서만 재결정이 이루어지며, 스틸 플레이트의 중간은 섬유상 불완전 재결정 조직이다. 재결정될 수 있는 입자의 크기는 평균 50 ㎛ 미만으로 비교적 작다.

도 4는 실시예 3의 완성 무방향성 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.

도 5는 비교예 3의 완성 스틸 플레이트의 미세구조 조직도이다.

도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 3의 경우 완성된 스트립 스틸의 미세조직은 조대한 등축 결정립(coarse equiaxed grains)에 의해 지배되고, 결정립 사이의 장축과 단축의 크기는 가깝고, 모양은 규칙적이며, 평균 재결정 크기는 75 ㎛이다. 같은 등급의 비교예 3에서는 결정립이 효과적으로 성장하지 못하는 현상이 있고, 미세한 결정립은 국부적인 클러스터와 편석을 보이며, 재결정을 완료할 수 있는 나머지 등축립(equiaxed grains)은 정상적으로 입도가 작고 고르지 못한 분포를 보인다.

상술한 실시예는 본 발명의 구체적인 예일 뿐임을 유의해야 한다. 물론, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 이와 유사한 변형 또는 수정이 본 발명에 개시된 내용으로부터 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 직접 유도되거나 용이하게 생각할 수 있으며, 모두 본 발명의 보호 범위에 속하는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서의 기술적 특징의 조합은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 조합이나 구체적인 실시예에 기재된 조합에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 기재된 모든 기술적 특징은 자유롭게 조합될 수 있거나 서로 충돌하지 않는 한 어떤 방식으로든 조합된다.

또한, 상술한 실시예는 본 발명의 구체적인 예일 뿐이라는 점에 유의해야 한다. 물론, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 이와 유사한 변형 또는 수정이 본 발명에 개시된 내용으로부터 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 직접 유도되거나 용이하게 생각할 수 있으며, 모두 본 발명의 보호 범위에 속하는 것이다.

Claims

다음과 같은 화학 원소의 질량 백분율을 포함하고, 알루미늄 함량이 극히 낮은 저비용 무방향성 전기 스틸 플레이트(low-cost non-oriented electrical steel plate):
0.003% 이하의 C, 0.1%~1.2%의 Si, 0.1%~0.4%의 Mn, 0.01%~0.2%의 P, 0.003% 이하의 S, 0.001% 이하의 Al, 0.003%~0.01%의 O, 0.003% 이하의 N, 0.005%~0.05%의 Sn, Si²/P의 조건: 0.89~26.04를 만족함.
제1항에 있어서, 다음과 같은 화학 원소의 질량 백분율을 포함하는 무방향성 전기 스틸 플레이트:
0.003% 이하의 C, 0.1%~1.2%의 Si, 0.1%~0.4%의 Mn, 0.01%~0.2%의 P, 0.003% 이하의 S, 0.001% 이하의 Al, 0.003%~0.01%의 O, 0.003% 이하의 N, 0.005%~0.05%의 Sn, 및 Fe 및 기타 불가피한 불순물의 잔량, Si²/P의 조건: 0.89~26.04를 만족함.
제1항 또는 제2항에 있어서, 0.0005% 이하의 Al을 포함하는 무방향성 전기 스틸 플레이트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 0.045~0.007%의 O를 포함하는 무방향성 전기 스틸 플레이트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 0.005~0.02%의 Sn을 포함하는 무방향성 전기 스틸 플레이트.
제1항 또는 제2항에 있어서, Si²/P가 0.89 내지 16.67인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 스틸 플레이트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무방향성 전기 스틸 플레이트의 철손 P_15/50은 기존 동급 제품에 비해 평균 0.2~0.8 W/kg 감소되고, 무방향성 전기 스틸 플레이트의 자기유도(magnetic induction) B₅₀은 평균 0.01~0.04T 증가하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 스틸 플레이트.
다음 단계를 포함하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 무방향성 전기 스틸 플레이트의 제조방법:
(1) 제련 단계;
(2) 연속 주조 단계;
(3) 열간 압연 단계로서, 열간 압연된 플레이트를 코일링 후 노멀라이징 처리(normalizing treatment) 또는 커버 퍼니스 어닐링(cover furnace annealing) 하지 않고 열간 압연 스틸 플레이트 코일의 잔열에 의해 균열화 및 보온하는 단계;
(4) 1차 냉간 압연 단계; 및
(5) 연속 어닐링 단계.
제8항에 있어서, 상기 (1) 단계에서 RH 정련의 탈산 및 합금화 중에 페로포스포러스(ferrophosphorus), 페로실리콘(ferrosilicon) 및 망간을 차례로 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 페로실리콘 중 Al≤0.1% 및/또는 Ti≤0.03%인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 (3) 단계에서 초기 압연 온도를 1050-1150℃로 조절하고 마무리 압연 온도를 650-950℃로 조절하며, 권취 온도를 650-850℃로 조절하고, 균열화 및 보온 온도를 650-850℃로 조절하며, 보온 시간을 10초 이상으로 조절하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 (3) 단계에서 조압연(rough rolling) 및 마무리 압연(finish rolling)을 2 내지 8패스(passes)로 완료하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 (5) 단계에서, 상기 어닐링은 H₂와 N₂의 혼합 가스의 어닐링 분위기하에서 650-950℃에서 수행되고, 여기서 H₂의 체적 비율은 20~60%인 것을 특징으로 하는 제조방법.