JP5633178B2 - 方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤 - Google Patents
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Description
また、マグネシアは、上記した焼鈍分離剤としての役割の他に、仕上焼鈍の前に行われる脱炭焼鈍時に鋼板表面に生成するシリカを主体とする酸化層と反応させてフォルステライト被膜を形成させるという働きもある。
例えば、特許文献1には、マッフル炉で高温焼成されたマグネシアの不純物濃度、水和量、篩通過性を規定することで、良好なフォルステライト被膜を形成する方法が提案されている。
特許文献2には、マグネシア中のCaOと水和量の合計を所定の範囲以下に制御する技術が、また特許文献3には、CaO,SO3,B等の不純物濃度や、比表面積、粒径、クエン酸活性度の分布を所定の範囲におさめることによって、良好なフォルステライト被膜を形成する技術が提案されている。
特許文献4には、CAA70%が250〜1000秒、CAA70%/CAA40%の値が1.5〜6.0、かつ粒径 20%値が1.2μm以下、BET値が20.5〜35であるマグネシアが、また特許文献5には、りんがP2O3換算で0.03〜0.15重量%含まれ、かつモル比Ca/(Si+P+S)が0.7〜3.0であるマグネシアがそれぞれ提案されている。
さらに、特許文献6には、一般式:[Mg1-xXa x1Xb x2]O・Ayで表わされる固溶型複合酸化物である方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤が提案されている。
例えば、特許文献6では、焼鈍分離剤をマグネシア主体の固溶型複合酸化物としなければならないため、製造コストや製造安定性、微量成分調整などの点で問題があることの他、脱炭焼鈍時に形成される酸化膜の品質によっては、点状欠陥(ベアスポット)や密着性不良、被膜形成不良(テンパーカラー)、被膜模様および薄膜化といった問題が発生することがあった。また特にマグネシアの反応性が不足した場合には、被膜外観の均一性が劣化し、密着性も低下する不利があった。
その結果、
(1) 低温での被膜生成反応には、リン酸塩の添加が有効である、
(2) 一方、高温での被膜反応性の改善にはBの添加が有効である、
(3) 従って、良好な被膜外観を得るためには、適正量のリン酸塩とBを複合添加する必要がある
ことを見出した。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
1.方向性電磁鋼板用の焼鈍分離剤であって、Bを0.05〜0.20質量%含有するマグネシアを主体とし、該マグネシア:100質量部当たり、リン酸塩をP換算で0.1〜1.0質量部配合することを特徴とする方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
方向性電磁鋼板の表面には、通常、地鉄表面から外側に向かって、フォルステライト被膜、リン酸塩を主体とするガラス被膜が形成されている。フォルステライト被膜は、脱炭焼鈍中に地鉄表面に形成されるSiO2を主体とする酸化層と焼鈍分離剤中のマグネシア(MgO)が次式のように反応して形成される。
2MgO+SiO2→Mg2SiO4
1)低温領域(1100℃以下)
マグネシアによって持ち込まれた水分により、鋼板表面に生成したファイヤライト(Fe2SiO4)中のFeがマグネシアとの反応によってMgに置換されてオリビンが生成する反応。
Fe2SiO4+2xMgO → (Fe1-xMgx)2SiO4+2xFeO
2)高温領域(1100℃以上)
SiO2とMgOの直接反応
2MgO+SiO2 → Mg2SiO4
そこで、発明者らは、脱炭焼鈍板に各種の薬剤を添加したマグネシアを塗布し、窒素雰囲気中で900℃まで25℃/hの速度で昇温したときの、鋼板表面に生成したオリビンのFT-IRピーク位置について調査した。
その結果、所定量のリン酸塩を添加した場合に、Mgの置換が急速に進行することが判明した。
また、1200℃まで25℃/hの速度で昇温したときに鋼板表面に生成した酸化物を抽出し、FT-IRでフォルステライトの生成量を分析したところ、マグネシア中に所定量のBが含有されている場合に、フォルステライトの生成量が増加することが判明した。
すなわち、高温領域では、シリカとマグネシアが直接固相反応することから、シリカが鋼板表面に移動することが必要となる。鋼板表層に形成されたシリカは非晶質(ガラス状)であるため高温になると粘性が低下して鋼板面上に移動し易くなる。このとき、Bがシリカガラス内に取り込まれると、粘性がさらに低下して、鋼板表面への移動がスムーズになる結果、マグネシアとの反応が促進されてフォルステライトの生成量を増加するものと考えられる。
また、低温領域では、リン酸塩の添加により、オリビン中のFeからMgへの置換が急速に進行するが、この反応と、上記したB添加によるシリカとマグネシアの反応性向上との相乗効果によって、従来に比べて、被膜均一性が一段と優れたフォルステライト被膜が形成されるものと考えられる。
図1に、マグネシア中のB量と被膜不良発生率との関係について調べた結果を示す。
同図に示したとおり、マグネシア中に0.05〜0.20質量%の範囲でBを添加することにより、被膜不良発生率が大幅に低減することが分かる。
なお、本発明で塗布対象とする方向性電磁鋼板については、特に制限はなく、従来公知の鋼板いずれもが適合する。
また、焼鈍分離剤の塗布量についても特に制限はないが、両面で8.0〜20.0g/m2程度とするのが好適である。
C:0.045質量%、Si:3.25質量%、Mn:0.070質量%、Al:80ppm、N:40ppmおよびS:20ppmを含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる電磁鋼板用スラブを、1200℃に加熱後、熱間圧延により2.2mm厚の熱延板としたのち、1000℃,30秒の熱延板焼鈍を施してから、冷間圧延により、最終板厚:0.30mmの冷延板とした。ついで、均熱温度:850℃で、90秒間の脱炭焼鈍後、表1に示す組成になる焼鈍分離剤を塗布してから、コイルに巻取り、1200℃まで25℃/hの速度で昇温し、1200℃に20h保持する仕上焼鈍を施したのち、900℃,1minの平滑化焼鈍を施した。なお、焼鈍分離剤の塗布量はいずれの場合も15.0g/m2(両面)とした。
なお、被膜外観は、目視で観察し、被膜の模様や欠陥の発生長さがコイル全長の5%以上の場合を「不良」、5%未満3%以上の場合を「良」、3%未満1%以上の場合を「優」、1%未満の場合を「超優良」と判定した。なお、被膜の模様や欠陥の発生率(外観不良率)が5%未満であれば、被膜外観均一性に優れた被膜といえる。
C:0.06質量%、Si:2.95質量%、Mn:0.07質量%、Se:0.015質量%、Sb:0.015質量%およびCr:0.03質量%を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる電磁鋼板用スラブを、1350℃で40分加熱後、熱間圧延により2.6mm厚の熱延板としたのち、900℃,60秒の熱延板焼鈍を施してから、1050℃,60秒の中間焼鈍を挟む冷間圧延により、最終板厚:0.23mmの冷延板とした。ついで、均熱温度:850℃で、90秒間の脱炭焼鈍後、表2に示す組成になる焼鈍分離剤を塗布してから、コイルに巻取り、1200℃まで25℃/hの速度で昇温し、1200℃に20h保持する仕上焼鈍を施したのち、900℃,1minの平滑化焼鈍を施した。なお、焼鈍分離剤の塗布量はいずれの場合も10.0g/m2(両面)とした。
なお、被膜外観は、目視で観察し、被膜の模様や欠陥の発生長さがコイル全長の5%以上の場合を「不良」、5%未満3%以上の場合を「良」、3%未満1%以上の場合を「優」、1%未満の場合を「超優良」と判定した。なお、被膜の模様や欠陥の発生率(外観不良率)が5%未満であれば、被膜外観均一性に優れた被膜といえる。
Claims (3)
- 方向性電磁鋼板用の焼鈍分離剤であって、Bを0.05〜0.20質量%含有するマグネシアを主体とし、該マグネシア:100質量部当たり、リン酸塩をP換算で0.1〜1.0質量部配合することを特徴とする方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
- 前記リン酸塩が、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のリン酸塩であることを特徴とする請求項1記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
- 前記リン酸塩が、マグネシウムまたはカルシウムのメタリン酸塩であることを特徴とする請求項2記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
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