JP5780378B1 - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
質量％で、Ｃ：0.0005〜0.005％、Si：2.0〜4.5％、Mn：0.005〜0.3％、Ｓおよび／またはSe（合計）：0.05％以下、sol.Al：0.010〜0.04％、Ｎ：0.005％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からなる鋼スラブを、加熱後、熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚とし、ついで一次再結晶焼鈍を施し、さらに二次再結晶焼鈍を施す一連の工程によって方向性電磁鋼板を製造するにあたり、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩを70MPa以下とすることにより、比較的多量のＣを含有させるという制約なしに、ゴス方位粒を効果的に成長させて良好な磁気特性を有する方向性電磁鋼板を得ることができる。
Description
本発明は、結晶粒がミラー指数で板面に｛１１０｝面、圧延方向に＜００１＞方位が集積したいわゆる方向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。方向性電磁鋼板は、軟磁性材料であり、主に変圧器等の電気機器の鉄芯として用いられる。
方向性電磁鋼板は、二次再結晶焼鈍により、結晶粒を｛１１０｝＜００１＞方位（以降、ゴス方位という）に集積させることで、優れた磁気特性を示すことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、磁気特性の指標としては、磁場の強さ：800A/mにおける磁束密度Ｂ8および励磁周波数：50Hzの交流磁場で1.7Ｔまで磁化したときの鋼板１kgあたりの鉄損Ｗ17/50が主に用いられている。
そして、磁気特性の指標としては、磁場の強さ：800A/mにおける磁束密度Ｂ8および励磁周波数：50Hzの交流磁場で1.7Ｔまで磁化したときの鋼板１kgあたりの鉄損Ｗ17/50が主に用いられている。
方向性電磁鋼板における低鉄損化手段の一つとして、二次再結晶焼鈍後の結晶粒をゴス方位に高度に集積させることが挙げられる。二次再結晶焼鈍後に、ゴス方位の集積度を高めるためには、先鋭なゴス方位粒のみが優先的に成長するように粒界易動度差をつけることが重要である。つまり、一次再結晶板の集合組織を所定の組織に形成すること、およびインヒビターと呼ばれる析出物を利用してゴス方位以外の再結晶粒の成長を抑制することが重要である。
ここに、先鋭なゴス方位粒のみが優先成長できる所定の一次再結晶組織としては、｛５５４｝＜２２５＞方位粒、｛１２ ４ １]＜０１４＞方位粒が知られている。これらの方位粒を、一次再結晶板のマトリックス中にバランス良くかつ高度に集積させることによって、二次再結晶焼鈍後にゴス方位粒を高度に集積させることができる。
例えば、特許文献２には、一次再結晶焼鈍板において、鋼板の表層近傍の集合組織が、Bungeのオイラー角表示で、φ1＝０°、Φ＝15°、φ2＝０°の方位から10°以内、またはφ1＝５°、Φ＝20°、φ2＝70°の方位から10°以内に極大方位を有し、かつ鋼板の中心層の集合組織が、同じくBungeのオイラー角表示で、φ1＝90°、Φ＝60°、φ2＝45°の方位から５°以内に極大方位を有する場合に、安定して優れた磁気特性を示す二次再結晶焼鈍板が得られることが開示されている。
例えば、特許文献２には、一次再結晶焼鈍板において、鋼板の表層近傍の集合組織が、Bungeのオイラー角表示で、φ1＝０°、Φ＝15°、φ2＝０°の方位から10°以内、またはφ1＝５°、Φ＝20°、φ2＝70°の方位から10°以内に極大方位を有し、かつ鋼板の中心層の集合組織が、同じくBungeのオイラー角表示で、φ1＝90°、Φ＝60°、φ2＝45°の方位から５°以内に極大方位を有する場合に、安定して優れた磁気特性を示す二次再結晶焼鈍板が得られることが開示されている。
インヒビター利用技術としては、例えば特許文献１に、AlＮ、MnＳを利用する方法が、また特許文献３に、MnＳ、MnSeを利用する方法が開示されており、いずれも工業的に実用化されている。
これらのインヒビターを用いる方法は、インヒビターの均一微細分散が理想状態であるが、その達成のためには熱延前のスラブ加熱を1300℃以上の高温で行わなければならない。しかしながら、高温スラブ加熱に伴い、スラブ結晶組織の過度な粗大化が起こる。スラブ組織は、主に熱延安定方位である｛１００｝＜０１１＞方位であり、このようなスラブ組織の粗大化は、結果的に二次再結晶を大きく阻害し、磁気特性を大きく劣化させる原因となる。このため、インヒビターを用いた高温スラブ加熱型の方向性電磁鋼板では、熱延時のα−γ変態を利用して粗大スラブ組織を破壊する目的で、素材中にＣを0.03〜0.08％程度含有させることが必須である。とはいえ、製品板中にＣが残存すると製品板の磁気特性を著しく劣化させる。このため、熱延後のいずれかの工程において脱炭焼鈍を行い、製品板中のＣ量を0.003％以下程度に低減させることも必須となる。
これらのインヒビターを用いる方法は、インヒビターの均一微細分散が理想状態であるが、その達成のためには熱延前のスラブ加熱を1300℃以上の高温で行わなければならない。しかしながら、高温スラブ加熱に伴い、スラブ結晶組織の過度な粗大化が起こる。スラブ組織は、主に熱延安定方位である｛１００｝＜０１１＞方位であり、このようなスラブ組織の粗大化は、結果的に二次再結晶を大きく阻害し、磁気特性を大きく劣化させる原因となる。このため、インヒビターを用いた高温スラブ加熱型の方向性電磁鋼板では、熱延時のα−γ変態を利用して粗大スラブ組織を破壊する目的で、素材中にＣを0.03〜0.08％程度含有させることが必須である。とはいえ、製品板中にＣが残存すると製品板の磁気特性を著しく劣化させる。このため、熱延後のいずれかの工程において脱炭焼鈍を行い、製品板中のＣ量を0.003％以下程度に低減させることも必須となる。
このように、従来のインヒビターを用いた方向性電磁鋼板の製造方法においては、高温スラブ加熱に多大なエネルギーを要すること、また脱炭焼鈍工程を必要とすることなどから、製造コストが高くなるという問題があった。
上記の問題を解決すべく、例えば特許文献４には、スラブの加熱温度を1200℃以下の低い温度として、スラブ加熱段階では、インヒビター形成元素、例えばAl，Ｎ，Mn，Ｓ等の鋼中への固溶を完全には行わないようにする。そして、脱炭焼鈍後、強還元性雰囲気中、例えばNH3とH2の混合雰囲気中にて鋼板を走行させる状態下で焼鈍することにより、（Al，Si）Ｎを主組成とするインヒビターを形成することによって、低温スラブ加熱においても高温スラブ加熱並みの磁気特性を発現させる、いわゆる窒化処理技術が開示されている。
また、特許文献５には、Ｃ≦0.02％を含む珪素鋼スラブについて、粗熱延開始温度を1250℃以下とし、900℃以上での累積圧下率が80％以上で、かつ少なくとも１パスは35％以上の圧下率を加えるような再結晶熱延後、900℃以下での累積圧下率が40％以上となる歪蓄積圧延を行うことにより、低Ｃ素材においてもスラブ組織を破壊する方法が開示されている。
しかしながら、この方法では、Al，Ｎ等のインヒビター元素を含有しているにもかかわらず、高温スラブ加熱を行っていないため、インヒビターの微細析出が起こらず、また上述したような窒化処理も施していないため、一次再結晶粒成長抑制力が不足し、磁気特性が劣化する問題があった。加えて、最終冷間圧延前の焼鈍後の冷却条件に規定がなく、固溶元素（Ｃ、Ｎ等）量の制御が不十分であった。
しかしながら、この方法では、Al，Ｎ等のインヒビター元素を含有しているにもかかわらず、高温スラブ加熱を行っていないため、インヒビターの微細析出が起こらず、また上述したような窒化処理も施していないため、一次再結晶粒成長抑制力が不足し、磁気特性が劣化する問題があった。加えて、最終冷間圧延前の焼鈍後の冷却条件に規定がなく、固溶元素（Ｃ、Ｎ等）量の制御が不十分であった。
さらに、特許文献６には、Ｃ：0.0005〜0.004％を含む珪素鋼スラブについて、1000℃から1200℃の温度域で粗熱延を開始し、必要に応じて700℃から1100℃の温度域で短時間焼鈍を行ったのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を行い、850℃から1050℃の温度域で１秒以上200秒以内の加熱後、鋼板を走行せしめる状態で窒化処理を行う方法が開示されている。
しかしながら、この方法でも、やはりAl，Ｎ等のインヒビター元素を含有しているにもかかわらず、高温スラブ加熱を行っていないため、インヒビターの微細析出が不十分であることから、一次再結晶粒成長抑制力が不足し、磁気特性が劣化する問題があった。加えて、最終冷間圧延前の焼鈍後の冷却条件に規定がなく、固溶元素（Ｃ、Ｎ等）量の制御が不十分であった。
しかしながら、この方法でも、やはりAl，Ｎ等のインヒビター元素を含有しているにもかかわらず、高温スラブ加熱を行っていないため、インヒビターの微細析出が不十分であることから、一次再結晶粒成長抑制力が不足し、磁気特性が劣化する問題があった。加えて、最終冷間圧延前の焼鈍後の冷却条件に規定がなく、固溶元素（Ｃ、Ｎ等）量の制御が不十分であった。
Materials Transactions, Vol.54 No.01 (2013) pp.14-21
上述したとおり、例えば特許文献２のような従来の一次再結晶集合組織制御技術は、インヒビターを用いた高温スラブ加熱型（加熱温度：1200℃以上）の製造技術である。このため、熱延時のα−γ変態を利用して粗大スラブの組織を破壊する目的で、素材中にＣを0.03〜0.08％程度含有させることが必須であるという制約があり、その制約の中での良好な範囲を規定する技術にすぎなかった。
本発明は、上記の問題を解決するもので、比較的多量のＣを含有させるという制約なしに、ゴス方位粒を効果的に成長させて良好な磁気特性を得ることができ、かつ高歩留り、低コスト、高生産性を有する方向性電磁鋼板の製造方法を提案することを目的とする。
さて、発明者らは、上記の課題を解決すべく、最終冷間圧延前の鋼板の固溶Ｃ量に着目して、鋭意検討を重ねた。
その結果、最終冷間圧延前の鋼板の固溶Ｃ量を極限まで低減することによって製品板の磁気特性が格段に向上することを見出した。
具体的には、スラブ中のＣ量を質量％で0.0005％以上0.005％以下、Si量を質量％で2.0 以上4.5％以下の範囲に制限するとともに、最終冷間圧延の直前の加熱工程後の800〜200℃間の平均冷却速度を、スラブ中の固溶Ｃ量およびSi量との関係で適正範囲に制御することで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩ（Aging Index）を70MPa以下とすることができ、これにより、磁気特性が向上することが明らかとなった。
その結果、最終冷間圧延前の鋼板の固溶Ｃ量を極限まで低減することによって製品板の磁気特性が格段に向上することを見出した。
具体的には、スラブ中のＣ量を質量％で0.0005％以上0.005％以下、Si量を質量％で2.0 以上4.5％以下の範囲に制限するとともに、最終冷間圧延の直前の加熱工程後の800〜200℃間の平均冷却速度を、スラブ中の固溶Ｃ量およびSi量との関係で適正範囲に制御することで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩ（Aging Index）を70MPa以下とすることができ、これにより、磁気特性が向上することが明らかとなった。
さらに、一次再結晶焼鈍の昇温速度を10℃/ｓ以上100℃/ｓ以下に調整することにより、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の集合組織について、ランダム強度に対する｛５５４｝＜２２５＞強度比が12以上で、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比が７以上とすることができ、これにより、より一層磁気特性が向上することが明らかとなった。
本発明は、上記の知見に立脚するもので、その要旨構成は次のとおりである。
１．質量％で、Ｃ：0.0005〜0.005％、Si：2.0〜4.5％、Mn：0.005〜0.3％、Ｓおよび／またはSe（合計）：0.05％以下、sol.Al：0.010〜0.04％、Ｎ：0.005％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からなる鋼スラブを、1250℃以下に加熱後、熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚とし、ついで一次再結晶焼鈍を施し、さらに二次再結晶焼鈍を施す一連の工程によって方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造方法であって、
下記(1)式から算出される固溶Ｃ量パラメーターＸを用い、最終冷間圧延の直前の加熱工程後の800〜200℃間の平均冷却速度Ｒ（℃/ｓ）を、下記(2)式から算出される上限平均冷却速度ＲH以下とすることで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩを70MPa以下とする方向性電磁鋼板の製造方法。
記
Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 ・・・(1)
ＲH ＝10／Ｘ ・・・(2)
但し、(1)式中、[％Ｍ]はＭ元素の含有量を示す（質量％）
１．質量％で、Ｃ：0.0005〜0.005％、Si：2.0〜4.5％、Mn：0.005〜0.3％、Ｓおよび／またはSe（合計）：0.05％以下、sol.Al：0.010〜0.04％、Ｎ：0.005％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からなる鋼スラブを、1250℃以下に加熱後、熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚とし、ついで一次再結晶焼鈍を施し、さらに二次再結晶焼鈍を施す一連の工程によって方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造方法であって、
下記(1)式から算出される固溶Ｃ量パラメーターＸを用い、最終冷間圧延の直前の加熱工程後の800〜200℃間の平均冷却速度Ｒ（℃/ｓ）を、下記(2)式から算出される上限平均冷却速度ＲH以下とすることで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩを70MPa以下とする方向性電磁鋼板の製造方法。
記
Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 ・・・(1)
ＲH ＝10／Ｘ ・・・(2)
但し、(1)式中、[％Ｍ]はＭ元素の含有量を示す（質量％）
２．前記一次再結晶焼鈍の500〜700℃間の平均昇温速度を10℃/ｓ以上100℃/ｓ以下に調整することにより、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の集合組織について、ランダム強度に対する｛５５４｝＜２２５＞強度の比を12以上、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とする前記１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
３．前記鋼スラブが、質量％でさらに、Ni：0.005〜1.5％、Sn：0.005〜0.50％、Sb：0.005〜0.50％、Cu：0.005〜1.5％、Cr：0.005〜0.10％、Ｐ：0.005〜0.50％およびMo：0.005〜0.50％のうちから選んだ１種または２種以上を含有する前記１または２に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
４．前記鋼スラブが、質量％でさらに、Ti：0.001〜0.1％、Nb：0.001〜0.1％およびＶ：0.001〜0.1％のうちから選んだ１種または２種以上を含有する前記１〜３のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
５．前記一次再結晶焼鈍から前記二次再結晶焼鈍までのいずれかの段階で追加インヒビター処理を施す前記１〜４のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
６．前記追加インヒビター処理として、窒化処理を施す前記５に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
７．前記追加インヒビター処理として、二次再結晶焼鈍前に鋼板に塗布する焼鈍分離剤中に硫化物、硫酸塩、セレン化物およびセレン酸塩のうちから選んだ一種または二種以上を添加する前記５に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
８．前記最終冷間圧延以降のいずれかの段階で、磁区細分化処理を施す前記１〜７のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
９．前記磁区細分化処理が、二次再結晶焼鈍後の鋼板への電子ビーム照射によるものである前記８に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
10．前記磁区細分化処理が、二次再結晶焼鈍後の鋼板へのレーザー照射によるものである前記８に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
本発明によれば、製品板においてゴス方位に強く集積するように一次再結晶板集合組織を制御することができ、そのため、二次再結晶焼鈍後に、従来にも増して優れた磁気特性を有する方向性電磁鋼板を製造することが可能となる。特に、高磁束密度化が困難とされる板厚：0.23mmのような薄い鋼板であっても、二次再結晶焼鈍後の磁束密度Ｂ8が1.92Ｔ以上という優れた磁気特性を得ることができる。
また、一次再結晶焼鈍の500〜700℃間の平均昇温速度を10℃/ｓ以上100℃/ｓ以下に調整することで、磁束密度Ｂ8が1.93Ｔ以上という優れた磁気特性を得ることができる。
さらに、追加インヒビター処理を施した場合には、磁束密度Ｂ8がそれぞれ1.94Ｔ以上、さらには1.95Ｔ以上という極めて優れた磁気特性を得ることができる。
しかも、いずれの場合も磁区細分化処理後の鉄損Ｗ17/50が0.70W/kg 以下という優れた鉄損特性を達成することができる。
さらに特筆すべきは、スラブ加熱温度の低温化、また場合によっては脱炭焼鈍の省略化、さらにコイルの長手方向、幅方向および板厚方向での均一組織化による製品歩留りの向上により、低コスト化を達成できる。
加えて、低Ｃ化による圧延荷重低減により極薄材の製造が可能となり、コストの増加なしに更なる低鉄損化が可能となる。
また、一次再結晶焼鈍の500〜700℃間の平均昇温速度を10℃/ｓ以上100℃/ｓ以下に調整することで、磁束密度Ｂ8が1.93Ｔ以上という優れた磁気特性を得ることができる。
さらに、追加インヒビター処理を施した場合には、磁束密度Ｂ8がそれぞれ1.94Ｔ以上、さらには1.95Ｔ以上という極めて優れた磁気特性を得ることができる。
しかも、いずれの場合も磁区細分化処理後の鉄損Ｗ17/50が0.70W/kg 以下という優れた鉄損特性を達成することができる。
さらに特筆すべきは、スラブ加熱温度の低温化、また場合によっては脱炭焼鈍の省略化、さらにコイルの長手方向、幅方向および板厚方向での均一組織化による製品歩留りの向上により、低コスト化を達成できる。
加えて、低Ｃ化による圧延荷重低減により極薄材の製造が可能となり、コストの増加なしに更なる低鉄損化が可能となる。
以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明に至った実験について説明する。なお、鋼板成分に関する「％」表示は特に断らない限り質量％を意味するものとする。
残部はFe および不可避的不純物からなる３種類の鋼、鋼Ａ（Ｃ：0.0037％、Si：2.81％、Mn：0.07％、Ｓ：0.006％、Se：0.006％、sol.Al：0.014％、Ｎ：0.0044％）、鋼Ｂ（Ｃ：0.0019％、Si：3.59％、Mn：0.08％、Ｓ：0.003％、Se：0.009％、sol.Al：0.028％、Ｎ：0.0026％）および鋼Ｃ（Ｃ：0.0043％、Si：3.85％、Mn：0.05％、Ｓ：0.002％、Se：0.016％、sol.Al：0.022％、Ｎ：0.0030％）のスラブを、1200℃に加熱したのち、2.4mm厚まで熱間圧延した。ついで、1050℃で60ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：20〜100℃/ｓで冷却したのち、0.23mm厚まで冷間圧延してから、800℃で60ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時の500〜700℃間の昇温速度は40℃/ｓとした。
ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行った。引き続き、リン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とし、それぞれの条件下での試験片を得た。
まず、本発明に至った実験について説明する。なお、鋼板成分に関する「％」表示は特に断らない限り質量％を意味するものとする。
残部はFe および不可避的不純物からなる３種類の鋼、鋼Ａ（Ｃ：0.0037％、Si：2.81％、Mn：0.07％、Ｓ：0.006％、Se：0.006％、sol.Al：0.014％、Ｎ：0.0044％）、鋼Ｂ（Ｃ：0.0019％、Si：3.59％、Mn：0.08％、Ｓ：0.003％、Se：0.009％、sol.Al：0.028％、Ｎ：0.0026％）および鋼Ｃ（Ｃ：0.0043％、Si：3.85％、Mn：0.05％、Ｓ：0.002％、Se：0.016％、sol.Al：0.022％、Ｎ：0.0030％）のスラブを、1200℃に加熱したのち、2.4mm厚まで熱間圧延した。ついで、1050℃で60ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：20〜100℃/ｓで冷却したのち、0.23mm厚まで冷間圧延してから、800℃で60ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時の500〜700℃間の昇温速度は40℃/ｓとした。
ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行った。引き続き、リン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とし、それぞれの条件下での試験片を得た。
図１に、熱延板焼鈍板（熱延板焼鈍後、最終冷間圧延前の鋼板）の時効指数ＡＩ（Aging Index）に及ぼす熱延板焼鈍後の冷却速度の影響について調べた結果を示す。
なお、時効指数ＡＩについては、最終冷延前の鋼板の板厚全厚サンプルからJIS Z 2241 に準拠して５号引張試験片を切り出し、初期ひずみ速度１×10-3で公称ひずみ7.5％まで予ひずみを付与した後、100℃で30分の時効処理を施し、再度初期ひずみ速度１×10-3で引張試験を行い、時効後試験時の降伏応力（降伏点現象が起こる場合は下降伏点）から7.5％予ひずみ付与時の引張応力を減じた値とした。
なお、時効指数ＡＩについては、最終冷延前の鋼板の板厚全厚サンプルからJIS Z 2241 に準拠して５号引張試験片を切り出し、初期ひずみ速度１×10-3で公称ひずみ7.5％まで予ひずみを付与した後、100℃で30分の時効処理を施し、再度初期ひずみ速度１×10-3で引張試験を行い、時効後試験時の降伏応力（降伏点現象が起こる場合は下降伏点）から7.5％予ひずみ付与時の引張応力を減じた値とした。
ここで、固溶Ｃ量パラメーターとして次式(1)に示したＸを設定し、このＸを用いて、各鋼板の熱延板焼鈍後の800〜200℃間における平均冷却速度の上限値ＲHを次式(2)に示すように設定した。このとき、鋼Ａ、Ｂ、Ｃの鋼組成から算出される熱延板焼鈍後の800〜200℃間の本発明の上限平均冷却速度ＲHはそれぞれ、76℃/ｓ、70℃/ｓ、58℃/ｓとなる。
Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 ・・・ (1)
ＲH ＝10／Ｘ ・・・ (2)
図１に示したとおり、固溶Ｃ量パラメーターＸが減少するにつれて時効指数ＡＩは低減した。そして、熱延板焼鈍後の800〜200℃間の平均冷却速度ＲがＲ≦ＲHを満足する場合には、時効指数ＡＩは70MPa以下となった。
Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 ・・・ (1)
ＲH ＝10／Ｘ ・・・ (2)
図１に示したとおり、固溶Ｃ量パラメーターＸが減少するにつれて時効指数ＡＩは低減した。そして、熱延板焼鈍後の800〜200℃間の平均冷却速度ＲがＲ≦ＲHを満足する場合には、時効指数ＡＩは70MPa以下となった。
次に、図２に、一次再結晶焼鈍板（一次再結晶焼鈍後の鋼板）の板厚中心層の対ランダム強度比（｛５５４｝＜２２５＞強度、および｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比）に及ぼす熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩの影響について調べた結果を示す。
一次再結晶焼鈍板の結晶方位については、板厚中心層まで研磨して減厚したサンプルを10％硝酸で30秒間エッチングし、Ｘ線シュルツ法にて（１１０）、（２００）、（２１１）面を測定し、そのデータからＯＤＦ（Orientation Distribution Function）解析を行い、各結晶方位の強度を算出した。解析にはResMat 社のソフトウェアTextoolsを用い、ＡＤＣ（Arbitrarily Defined Cell）法で算出した。ランダム強度に対する｛５５４｝＜２２５＞方位の強度比については、Bungeのオイラー角表示で（φ1、Φ、φ2）＝（90、60、45）、また｛１１１｝＜１１０＞方位の強度比については（φ1、Φ、φ2）＝（60、55、45）とした。
図２に示したとおり、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩの低減に伴い、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の｛５５４｝＜２２５＞強度が増加し、｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比も増加した。
一次再結晶焼鈍板の結晶方位については、板厚中心層まで研磨して減厚したサンプルを10％硝酸で30秒間エッチングし、Ｘ線シュルツ法にて（１１０）、（２００）、（２１１）面を測定し、そのデータからＯＤＦ（Orientation Distribution Function）解析を行い、各結晶方位の強度を算出した。解析にはResMat 社のソフトウェアTextoolsを用い、ＡＤＣ（Arbitrarily Defined Cell）法で算出した。ランダム強度に対する｛５５４｝＜２２５＞方位の強度比については、Bungeのオイラー角表示で（φ1、Φ、φ2）＝（90、60、45）、また｛１１１｝＜１１０＞方位の強度比については（φ1、Φ、φ2）＝（60、55、45）とした。
図２に示したとおり、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩの低減に伴い、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の｛５５４｝＜２２５＞強度が増加し、｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比も増加した。
次に、図３に、製品板の磁束密度Ｂ8に及ぼす熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩの影響について調べた結果を示す。
図３に示したとおり、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩの低減に伴い、磁束密度は向上した。特に、ＡＩ≦70MPaに制御することで磁束密度Ｂ8≧1.93Ｔとなった。
図３に示したとおり、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩの低減に伴い、磁束密度は向上した。特に、ＡＩ≦70MPaに制御することで磁束密度Ｂ8≧1.93Ｔとなった。
さらに、一次再結晶焼鈍時の昇温速度の影響について詳細に検討した。
Ｃ：0.0035％、Si：3.18％、Mn：0.06％、sol.Al：0.025％、Ｎ：0.0022％、Ｓ：0.003％およびSe：0.015％を含有し、残部はFe および不可避的不純物からなる種々のスラブを、1240℃に加熱したのち、2.5mmの厚みまで熱間圧延した。ついで、1000℃で60ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を、平均冷却速度：30℃/ｓで冷却した。ここで、Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 とすると、鋼組成から算出される熱延板焼鈍後の800〜200℃間の本発明の上限平均冷却速度ＲH（＝10／Ｘ）は70℃/ｓとなる。ついで、0.23mm 厚まで冷間圧延してから、800℃で20ｓの一次再結晶焼鈍を施した。一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度を、10〜300℃/ｓの範囲で種々変化させた。
ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行った。引き続き、リン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とし、それぞれの条件下での試験片を得た。
Ｃ：0.0035％、Si：3.18％、Mn：0.06％、sol.Al：0.025％、Ｎ：0.0022％、Ｓ：0.003％およびSe：0.015％を含有し、残部はFe および不可避的不純物からなる種々のスラブを、1240℃に加熱したのち、2.5mmの厚みまで熱間圧延した。ついで、1000℃で60ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を、平均冷却速度：30℃/ｓで冷却した。ここで、Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 とすると、鋼組成から算出される熱延板焼鈍後の800〜200℃間の本発明の上限平均冷却速度ＲH（＝10／Ｘ）は70℃/ｓとなる。ついで、0.23mm 厚まで冷間圧延してから、800℃で20ｓの一次再結晶焼鈍を施した。一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度を、10〜300℃/ｓの範囲で種々変化させた。
ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行った。引き続き、リン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とし、それぞれの条件下での試験片を得た。
図４に、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の対ランダム強度比（｛５５４｝＜２２５＞強度、および｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比）に及ぼす一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度の影響について調べた結果を示す。
図４に示したとおり、一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度が低下するに伴って、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の｛５５４｝＜２２５＞強度が増加し、｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比も増加した。また、一次再結晶焼鈍の昇温速度を100℃／ｓ以下にすることで｛５５４｝＜２２５＞強度比を12以上、かつ、｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とすることができた。
図５に、製品板の磁束密度（Ｂ8）に及ぼす一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の対ランダム強度比（｛５５４｝＜２２５＞強度、および｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比）の影響ついて調べた結果を示す。
同図に示されるとおり、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層において｛５５４｝＜２２５＞強度比を12以上、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とすることで、磁束密度（Ｂ8）≧1.93Ｔとなった。
同図に示されるとおり、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層において｛５５４｝＜２２５＞強度比を12以上、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とすることで、磁束密度（Ｂ8）≧1.93Ｔとなった。
以上の結果より、製品板の高磁束密度化には、熱延板焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下に制御することで、最終冷延前における鋼板の時効指数ＡＩを低減できること、つまり固溶Ｃ量を低減させることが重要であることが明らかとなった。
加えて、一次再結晶焼鈍の500〜700℃間の平均昇温速度を100℃/ｓ以下に調整し、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層において、｛５５４｝＜２２５＞強度比を12以上、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とすることで、さらに高磁束密度化できることが明らかとなった。
加えて、一次再結晶焼鈍の500〜700℃間の平均昇温速度を100℃/ｓ以下に調整し、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層において、｛５５４｝＜２２５＞強度比を12以上、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とすることで、さらに高磁束密度化できることが明らかとなった。
最終冷間圧延前における鋼板の時効指数の低減、すなわち固溶Ｃ量の減少に伴い、一次再結晶焼鈍板の｛５５４｝＜２２５＞強度、および｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比が増加した理由については必ずしも明確ではないが、発明者らは以下のように考えている。
素材Ｃ量が低減すると、粒内の固溶Ｃ量が減少すると共に、粒界への炭化物の析出量が減少するため、粒界拘束力が低減する。その結果、冷間圧延時のせん断帯による局所変形領域が減少し、先鋭な冷間圧延集合組織が形成される。また、熱延板焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下に制御することで、最終冷延前における鋼板の時効指数ＡＩを効果的に低減させることができる。その結果、一次再結晶焼鈍において主方位である｛５５４｝＜２２５＞が先鋭化したものと考えられる。
素材Ｃ量が低減すると、粒内の固溶Ｃ量が減少すると共に、粒界への炭化物の析出量が減少するため、粒界拘束力が低減する。その結果、冷間圧延時のせん断帯による局所変形領域が減少し、先鋭な冷間圧延集合組織が形成される。また、熱延板焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下に制御することで、最終冷延前における鋼板の時効指数ＡＩを効果的に低減させることができる。その結果、一次再結晶焼鈍において主方位である｛５５４｝＜２２５＞が先鋭化したものと考えられる。
一次再結晶焼鈍の昇温速度を100℃/ｓ以下に調整することにより、一次再結晶焼鈍板の｛５５４｝＜２２５＞強度、および｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比が増加した理由については必ずしも明確ではないが、発明者らは以下のように考えている。
一次再結晶焼鈍時には、圧延で蓄積されたエネルギーが各結晶方位で異なることから、蓄積エネルギーの高い方位から再結晶が開始することが知られている。一次再結晶焼鈍の昇温速度を増加させることはこの蓄積エネルギー差をなくす方向に作用し、一次再結晶集合組織はランダム化する方向であるため、本発明の技術思想とは逆の効果をもたらすことになる。よって、昇温速度は低速側が好ましく、本発明では、500〜700℃間における昇温速度が100℃/ｓ以下であれば、良好な一次再結晶集合組織が形成されたものと考えられる。一方、昇温速度の下限については、連続焼鈍を想定して、短時間で一次再結晶が完了する速度が好ましく、この観点から10℃/ｓとした。
一次再結晶焼鈍時には、圧延で蓄積されたエネルギーが各結晶方位で異なることから、蓄積エネルギーの高い方位から再結晶が開始することが知られている。一次再結晶焼鈍の昇温速度を増加させることはこの蓄積エネルギー差をなくす方向に作用し、一次再結晶集合組織はランダム化する方向であるため、本発明の技術思想とは逆の効果をもたらすことになる。よって、昇温速度は低速側が好ましく、本発明では、500〜700℃間における昇温速度が100℃/ｓ以下であれば、良好な一次再結晶集合組織が形成されたものと考えられる。一方、昇温速度の下限については、連続焼鈍を想定して、短時間で一次再結晶が完了する速度が好ましく、この観点から10℃/ｓとした。
また、一次再結晶焼鈍板の｛５５４｝＜２２５＞強度および｛５５４｝＜２２５＞／｛１１１｝＜１１０＞強度比の増加に伴い二次再結晶焼鈍板（二次再結晶焼鈍後の鋼板）の磁束密度が向上した理由については必ずしも明確ではないが、発明者らは以下のように考えている。
非特許文献１にあるように、高エネルギー粒界説による二次再結晶理論に立脚すれば、方位差角が25°〜40°の粒界が高易動度である。つまり、ゴス方位に対して25°〜40°を有する一次再結晶集合組織を形成することで二次再結晶時に先鋭なゴス方位が選択されることになる。ゴス方位に対する方位差角は、｛５５４｝＜２２５＞については29.5°、｛１１１｝＜１１０＞については46.0°である。一方、ゴス方位からＮＤ／／＜１１０＞を軸として20°回転した方位に対する方位差角は、｛５５４｝＜２２５＞については35.5°、｛１１１｝＜１１０＞については36.6°である。つまり、｛１１１｝＜１１０＞一次再結晶粒の存在は、二次再結晶核選択時にゴス方位からＮＤ／／＜１１０＞を軸としてずれた方位粒の選択を促進することになり、製品板の磁気特性の劣化を引き起こす。よって、二次再結晶焼鈍板の高磁束密度化を達成するには、｛５５４｝＜２２５＞一次再結晶粒を増加させると共に、｛１１１｝＜１１０＞を減少させることが本質であると考えられる。
非特許文献１にあるように、高エネルギー粒界説による二次再結晶理論に立脚すれば、方位差角が25°〜40°の粒界が高易動度である。つまり、ゴス方位に対して25°〜40°を有する一次再結晶集合組織を形成することで二次再結晶時に先鋭なゴス方位が選択されることになる。ゴス方位に対する方位差角は、｛５５４｝＜２２５＞については29.5°、｛１１１｝＜１１０＞については46.0°である。一方、ゴス方位からＮＤ／／＜１１０＞を軸として20°回転した方位に対する方位差角は、｛５５４｝＜２２５＞については35.5°、｛１１１｝＜１１０＞については36.6°である。つまり、｛１１１｝＜１１０＞一次再結晶粒の存在は、二次再結晶核選択時にゴス方位からＮＤ／／＜１１０＞を軸としてずれた方位粒の選択を促進することになり、製品板の磁気特性の劣化を引き起こす。よって、二次再結晶焼鈍板の高磁束密度化を達成するには、｛５５４｝＜２２５＞一次再結晶粒を増加させると共に、｛１１１｝＜１１０＞を減少させることが本質であると考えられる。
以下、素材である鋼スラブの成分組成について説明する。
Ｃ：0.0005％以上0.005％以下
Ｃは、本発明における特徴の１つである。前述したとおり、特性の向上および脱炭焼鈍の省略等の観点からからは、Ｃ量は低ければ低いほど好ましいので、0.005％以下に限定した。一方、成分調整時の脱炭負荷増大によるコストアップおよび現代における精錬技術を考慮し、現実的な含有量として0.0005％を下限とした。ただし、0.005％を超える場合も、最終冷間圧延前に析出処理、具体的には100〜500℃で長時間焼鈍したのち、炉冷程度の徐冷を施すことで固溶Ｃ量を低減することができれば、本発明と同等の効果を発揮することができる。
Ｃ：0.0005％以上0.005％以下
Ｃは、本発明における特徴の１つである。前述したとおり、特性の向上および脱炭焼鈍の省略等の観点からからは、Ｃ量は低ければ低いほど好ましいので、0.005％以下に限定した。一方、成分調整時の脱炭負荷増大によるコストアップおよび現代における精錬技術を考慮し、現実的な含有量として0.0005％を下限とした。ただし、0.005％を超える場合も、最終冷間圧延前に析出処理、具体的には100〜500℃で長時間焼鈍したのち、炉冷程度の徐冷を施すことで固溶Ｃ量を低減することができれば、本発明と同等の効果を発揮することができる。
Si：2.0％以上4.5％以下
Siは、鋼の電気抵抗を増大させ、鉄損の一部を構成する渦電流損を低減するのに極めて有効な元素である。鋼板に、Siを添加していった場合、含有量が11％までは、電気抵抗が単調に増加するものの、含有量が4.5％を超えたところで、加工性が著しく低下する。一方、含有量が2.0％未満では、電気抵抗が小さくなり良好な鉄損特性を得ることができない。そのため、Si量は2.0％以上4.5％以下とした。
Siは、鋼の電気抵抗を増大させ、鉄損の一部を構成する渦電流損を低減するのに極めて有効な元素である。鋼板に、Siを添加していった場合、含有量が11％までは、電気抵抗が単調に増加するものの、含有量が4.5％を超えたところで、加工性が著しく低下する。一方、含有量が2.0％未満では、電気抵抗が小さくなり良好な鉄損特性を得ることができない。そのため、Si量は2.0％以上4.5％以下とした。
Mn：0.005％以上0.3％以下
Mnは、ＳやSeと結合してMnＳやMnSeを形成し、これらのMnＳやMnSeが二次再結晶焼鈍の昇温過程において正常粒成長を抑制するインヒビターとして作用する。しかしながら、Mn 量が0.005％に満たないと、インヒビターの絶対量が不足するために、正常粒成長の抑制力不足となる。一方、Mn 量が0.3％を超えると、熱延前のスラブ加熱過程において、Mn を完全固溶させるためには高温でのスラブ加熱が必要となるだけでなく、インヒビターが粗大析出してしまうために、正常粒成長の抑制力が低下する。そのため、Mn量は0.005％以上0.3％以下とした。
Mnは、ＳやSeと結合してMnＳやMnSeを形成し、これらのMnＳやMnSeが二次再結晶焼鈍の昇温過程において正常粒成長を抑制するインヒビターとして作用する。しかしながら、Mn 量が0.005％に満たないと、インヒビターの絶対量が不足するために、正常粒成長の抑制力不足となる。一方、Mn 量が0.3％を超えると、熱延前のスラブ加熱過程において、Mn を完全固溶させるためには高温でのスラブ加熱が必要となるだけでなく、インヒビターが粗大析出してしまうために、正常粒成長の抑制力が低下する。そのため、Mn量は0.005％以上0.3％以下とした。
Ｓおよび／またはSe（合計）：0.05％以下
ＳおよびSeは、Mnと結合してインヒビターを形成するが、１種または２種の合計含有量が0.001％未満では、微量インヒビターとしての絶対量が不足し、正常粒成長の抑制力不足となるので、ＳやSeは0.001％以上含有させることが好ましい。一方、含有量が0.05％を超えると、二次再結晶焼鈍において、脱Ｓ、脱Seが不完全となるため、鉄損劣化を引き起こす。そのため、ＳおよびSeのうちから選んだ１種または２種は、合計量で0.05％以下とした。なお、ＳやSeの添加効果をより効果的に発揮させるためには0.01％以上とすることが好ましい。
ＳおよびSeは、Mnと結合してインヒビターを形成するが、１種または２種の合計含有量が0.001％未満では、微量インヒビターとしての絶対量が不足し、正常粒成長の抑制力不足となるので、ＳやSeは0.001％以上含有させることが好ましい。一方、含有量が0.05％を超えると、二次再結晶焼鈍において、脱Ｓ、脱Seが不完全となるため、鉄損劣化を引き起こす。そのため、ＳおよびSeのうちから選んだ１種または２種は、合計量で0.05％以下とした。なお、ＳやSeの添加効果をより効果的に発揮させるためには0.01％以上とすることが好ましい。
sol.Al：0.01％以上0.04％以下
sol.Alは、二次再結晶焼鈍の昇温過程において、AlＮが正常粒成長を抑制する上でのインヒビターの働きをするため、方向性電磁鋼板においては重要な元素である。しかし、sol.Alの含有量が0.01％に満たないと、インヒビターの絶対量が不足するために、正常粒成長の抑制力不足となる。一方、sol.Alの含有量が0.04％を超えるとAlＮが粗大析出してしまうために、やはり正常粒成長の抑制力が不足する。そのため、sol.Alは0.01％以上0.04％以下とした。
sol.Alは、二次再結晶焼鈍の昇温過程において、AlＮが正常粒成長を抑制する上でのインヒビターの働きをするため、方向性電磁鋼板においては重要な元素である。しかし、sol.Alの含有量が0.01％に満たないと、インヒビターの絶対量が不足するために、正常粒成長の抑制力不足となる。一方、sol.Alの含有量が0.04％を超えるとAlＮが粗大析出してしまうために、やはり正常粒成長の抑制力が不足する。そのため、sol.Alは0.01％以上0.04％以下とした。
Ｎ：0.005％以下
Ｎは、Alと結合してインヒビターを形成するが、スラブ段階では極力低減することで固溶Al量を増加させることが重要である。そうすることで、追加インヒビター処理の窒化処理によるインヒビター抑制力強化を効果的に発揮することができる。よって、Ｎは0.005％以下とした。
Ｎは、Alと結合してインヒビターを形成するが、スラブ段階では極力低減することで固溶Al量を増加させることが重要である。そうすることで、追加インヒビター処理の窒化処理によるインヒビター抑制力強化を効果的に発揮することができる。よって、Ｎは0.005％以下とした。
以上、本発明の基本成分について説明したが、本発明では、その他にも必要に応じて、以下に示す元素を適宜含有させることができる。
Ni：0.005％以上1.5％以下
Niは、オーステナイト生成元素であるため、オーステナイト変態を利用することで熱延板組織を改善し、磁気特性を向上させる上で有用な元素である。しかしながら、含有量が0.005％未満では、磁気特性の向上効果が小さく、一方含有量が1.5％超では、加工性が低下するため通板性が悪くなるほか、二次再結晶が不安定となり磁気特性が劣化するので、Niは0.005〜1.5％の範囲とした。
Ni：0.005％以上1.5％以下
Niは、オーステナイト生成元素であるため、オーステナイト変態を利用することで熱延板組織を改善し、磁気特性を向上させる上で有用な元素である。しかしながら、含有量が0.005％未満では、磁気特性の向上効果が小さく、一方含有量が1.5％超では、加工性が低下するため通板性が悪くなるほか、二次再結晶が不安定となり磁気特性が劣化するので、Niは0.005〜1.5％の範囲とした。
Sn：0.005％以上0.50％以下、Sb：0.005％以上0.50％以下、Cu：0.005％以上1.5％以下、Cr：0.005％以上0.10％以下、Ｐ：0.005％以上0.50％以下およびMo：0.005％以上0.50％以下
Sn、Sb、Cu、Cr、ＰおよびMoはいずれも、磁気特性向上に有用な元素である。しかしながら、それぞれの含有量が上記範囲の下限値に満たないと、磁気特性の改善効果が乏しく、一方それぞれの含有量が上記範囲の上限値を超えると、二次再結晶が不安定になり磁気特性の劣化を招く。従って、Snは0.005％以上0.50％以下、Sb は0.005％以上0.50％以下、Cu は0.005％以上1.5％以下、Crは0.005％以上0.10％以下、Ｐは0.005％以上0.50％以下およびMoは0.005％以上0.50％以下の範囲でそれぞれ含有させることにした。
Sn、Sb、Cu、Cr、ＰおよびMoはいずれも、磁気特性向上に有用な元素である。しかしながら、それぞれの含有量が上記範囲の下限値に満たないと、磁気特性の改善効果が乏しく、一方それぞれの含有量が上記範囲の上限値を超えると、二次再結晶が不安定になり磁気特性の劣化を招く。従って、Snは0.005％以上0.50％以下、Sb は0.005％以上0.50％以下、Cu は0.005％以上1.5％以下、Crは0.005％以上0.10％以下、Ｐは0.005％以上0.50％以下およびMoは0.005％以上0.50％以下の範囲でそれぞれ含有させることにした。
Ti：0.001％以上0.1％以下、Nb：0.001％以上0.1％以下およびＶ：0.001％以上0.1％以下
Ti、NbおよびＶはいずれも、炭化物および窒化物として析出し、固溶ＣおよびＮの低減に有効な元素である。しかしながら、それぞれの含有量が上記範囲の下限値に満たないと、磁気特性改善効果が乏しく、一方それぞれの含有量が上記範囲の上限値を超えると、製品板に残存した当該元素から成る析出物が鉄損の劣化を引き起こす。従って、Tiは0.001％以上0.1％以下、Nbは0.001％以上0.1％以下およびＶは0.001％以上0.1％以下の範囲でそれぞれ含有させることにした。
Ti、NbおよびＶはいずれも、炭化物および窒化物として析出し、固溶ＣおよびＮの低減に有効な元素である。しかしながら、それぞれの含有量が上記範囲の下限値に満たないと、磁気特性改善効果が乏しく、一方それぞれの含有量が上記範囲の上限値を超えると、製品板に残存した当該元素から成る析出物が鉄損の劣化を引き起こす。従って、Tiは0.001％以上0.1％以下、Nbは0.001％以上0.1％以下およびＶは0.001％以上0.1％以下の範囲でそれぞれ含有させることにした。
次に、本発明の製造方法について説明する。
上記の成分組成を有する鋼スラブを、スラブ加熱後、熱間圧延を行う。スラブ加熱温度は1250℃以下とする。スラブ加熱温度の低温化に伴い、スラブ粒径の微細化および熱間圧延時の蓄積ひずみ量が増大するため、熱延板組織の微細化に有効となるためである。
上記の成分組成を有する鋼スラブを、スラブ加熱後、熱間圧延を行う。スラブ加熱温度は1250℃以下とする。スラブ加熱温度の低温化に伴い、スラブ粒径の微細化および熱間圧延時の蓄積ひずみ量が増大するため、熱延板組織の微細化に有効となるためである。
熱間圧延後、必要であれば、熱延板焼鈍することで熱延板組織の改善を行う。この時の熱延板焼鈍は、均熱温度：800℃以上1200℃以下、均熱時間：２ｓ以上300ｓ以下の条件で行うことが好ましい。
熱延板焼鈍の均熱温度が800℃未満では、熱延板組織の改善が完全ではなく、未再結晶部が残存するため、所望の組織を得ることができないおそれがある。一方、均熱温度が1200℃超では、AlＮ、MnSeおよびMnＳの溶解が進行し、二次再結晶過程でインヒビターの抑制力が不足して、二次再結晶しなくなる結果、磁気特性の劣化を引き起こすこととなる。従って、熱延板焼鈍の均熱温度は800℃以上1200℃以下とすることが好ましい。
また、均熱時間を２ｓに満たないと、高温保持時間が短いために、未再結晶部が残存し、所望の組織を得ることができなくなるおそれがある。一方、均熱時間が300ｓを超えると、AlＮ、MnSeおよびMnＳの溶解が進行し、微量インヒビターの効果が弱まり、窒化処理前組織の不均質化が進行する結果、二次再結晶焼鈍板の磁気特性が劣化する。従って、熱延板焼鈍の均熱時間は２ｓ以上300ｓ以下とすることが好ましい。
熱延板焼鈍の均熱温度が800℃未満では、熱延板組織の改善が完全ではなく、未再結晶部が残存するため、所望の組織を得ることができないおそれがある。一方、均熱温度が1200℃超では、AlＮ、MnSeおよびMnＳの溶解が進行し、二次再結晶過程でインヒビターの抑制力が不足して、二次再結晶しなくなる結果、磁気特性の劣化を引き起こすこととなる。従って、熱延板焼鈍の均熱温度は800℃以上1200℃以下とすることが好ましい。
また、均熱時間を２ｓに満たないと、高温保持時間が短いために、未再結晶部が残存し、所望の組織を得ることができなくなるおそれがある。一方、均熱時間が300ｓを超えると、AlＮ、MnSeおよびMnＳの溶解が進行し、微量インヒビターの効果が弱まり、窒化処理前組織の不均質化が進行する結果、二次再結晶焼鈍板の磁気特性が劣化する。従って、熱延板焼鈍の均熱時間は２ｓ以上300ｓ以下とすることが好ましい。
後述の中間焼鈍を行わない場合、熱延板焼鈍後の冷却処理は、本発明の特徴の一つである。前述した実験のとおり、熱延板焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下に制御することで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩを70MPa以下まで低減することができ、これにより良好な磁気特性を得ることができる。
なお、冷却時における平均冷却速度を制御すべき温度域を800〜200℃間としたのは、この温度域が炭化物（Fe3C，ε-カーバイド等）や窒化物（AlＮ，Si3N4等）の析出温度域だからである。この温度域における平均冷却速度を調整することによって、ＣやＮの固溶を効果的に低減できる。
なお、冷却時における平均冷却速度を制御すべき温度域を800〜200℃間としたのは、この温度域が炭化物（Fe3C，ε-カーバイド等）や窒化物（AlＮ，Si3N4等）の析出温度域だからである。この温度域における平均冷却速度を調整することによって、ＣやＮの固溶を効果的に低減できる。
本発明では、最終冷間圧延前の固溶Ｃ量を低減することが重要であるので、熱延板焼鈍を施さず、かつ１回の冷間圧延によって最終板厚まで圧延する（すなわち中間焼鈍を行わない）場合には、熱延板の固溶Ｃ量の低減が重要となる。すなわち、この場合、熱間圧延後の800〜200℃間の平均冷却速度Ｒ（℃/ｓ）を素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下に制御すればよい。
本発明では、熱延板焼鈍後または熱延板焼鈍を行わず、鋼板を、中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延によって最終板厚まで圧延してもよい。この場合、中間焼鈍は、熱延板焼鈍と同じ思想で、均熱温度：800℃以上1200℃以下、均熱時間：２ｓ以上300ｓ以下とすることが好ましい。この場合には、中間焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下とすることで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩを70MPa以下まで低減することができ、これにより良好な磁気特性を得ることができる。
このように本発明では、中間焼鈍を行う場合には中間焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、中間焼鈍後を行わず熱延板焼鈍を行う場合には熱延板焼鈍後の800〜200℃間の冷却速度を、中間焼鈍も熱延板焼鈍も行わない場合には熱間圧延後の800〜200℃間の平均冷却速度を、素材Ｃ量およびSi量より算出される上限平均冷却速度ＲH以下とする。すなわち、最終冷間圧延の直前の加熱工程後の800〜200℃間の平均冷却速度を制御することが肝要である。
冷間圧延については、最終冷間圧延における圧下率を80％以上95％以下とすることで、より良好な一次再結晶焼鈍板集合組織を得ることができる。
上記の冷間圧延後、好ましくは均熱温度：700℃以上1000℃以下で一次再結晶焼鈍を施す。また、この一次再結晶焼鈍は、例えば湿水素雰囲気中で行えば、鋼板の脱炭も兼ねさせることができる。ここに、一次再結晶焼鈍における均熱温度が700℃未満では、未再結晶部が残存し、所望の組織を得ることができないおそれがある。一方、均熱温度が1000℃超では、ゴス方位粒の二次再結晶が起こってしまう可能性がある。従って、一次再結晶焼鈍における均熱温度は700℃以上1000℃以下とすることが好ましい。
そして、一次再結晶焼鈍の昇温速度については、前述した実験のとおり、500〜700℃間を10℃/ｓ以上100℃/ｓ以下とすることで、より良好な磁気特性を得ることができる。ここに、昇温速度調整を行うべき温度域を500〜700℃間としたのは、この温度域が再結晶粒が核発生する温度域だからである。
さらに、本発明では、一次再結晶焼鈍から二次再結晶焼鈍までのいずれかの段階で追加インヒビター処理として窒化処理を適用することができる。この窒化処理は、一次再結晶焼鈍後、アンモニア雰囲気中で熱処理を行うガス窒化や、塩浴中で熱処理を行う塩浴窒化、さらにはプラズマ窒化や、窒化物を焼鈍分離剤中に含有させたり、二次再結晶焼鈍雰囲気を窒化雰囲気とするなどの公知の技術が適用できる。
その後、必要であれば鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布したのち、二次再結晶焼鈍を行う。本発明においては、追加インヒビター処理として、焼鈍分離剤中に硫化物、硫酸塩、セレン化物およびセレン酸塩のうちから選んだ一種または二種以上を添加することができる。当該添加物は二次再結晶焼鈍中に分解したのち、鋼中に浸硫、浸セレンし、インヒビション効果をもたらす。二次再結晶焼鈍の焼鈍条件についても、特に制限はなく、従来公知の焼鈍条件で行えば良い。なお、この時の焼鈍雰囲気を水素雰囲気とすると、純化焼鈍も兼ねることができる。その後、絶縁被膜塗布工程および平坦化焼鈍工程を経て、所望の方向性電磁鋼板を得る。この時の絶縁被膜塗布工程および平坦化焼鈍工程の製造条件についても、特段の規定はなく、常法に従えば良い。
上記の条件を満たして製造された方向性電磁鋼板は、二次再結晶後に極めて高い磁束密度を有し、併せて低い鉄損特性を有する。ここに、高い磁束密度を有するということは二次再結晶過程においてジャストゴス近傍の方位のみが優先成長したことを示している。ジャストゴス近傍になるほど、二次再結晶粒の成長速度は増大することが知られていることから、高磁束密度化するということは潜在的に二次再結晶粒径が粗大化することを示しており、ヒステリシス損低減の観点からは有利であるが、渦電流損低減の観点からは不利となる。
従って、このような本技術における鉄損低減という最終目標に対しての相反する事象を解決するために、磁区細分化処理を施すことが好ましい。本技術に適切な磁区細分化処理を施すことで、二次再結晶粒径粗大化により不利となっていた渦電流損が低減し、ヒステリシス損の低減と併せて、極めて低い鉄損特性を得ることができる。
磁区細分化処理としては、公知の全ての耐熱型または非耐熱型の磁区細分化処理が適用できるが、二次再結晶焼鈍後の鋼板表面に電子ビームまたはレーザーを照射する方法を用いれば、鋼板板厚内部まで磁区細分化効果を浸透させることができるので、エッチング法などの他の磁区細分化処理よりも極めて低い鉄損特性を得ることができる。
磁区細分化処理としては、公知の全ての耐熱型または非耐熱型の磁区細分化処理が適用できるが、二次再結晶焼鈍後の鋼板表面に電子ビームまたはレーザーを照射する方法を用いれば、鋼板板厚内部まで磁区細分化効果を浸透させることができるので、エッチング法などの他の磁区細分化処理よりも極めて低い鉄損特性を得ることができる。
（実施例１）
表１に示す成分組成からなる鋼スラブを、1180℃に加熱したのち、2.3mm厚まで熱間圧延した。ついで、1020℃で60ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：40℃/ｓで冷却したのち、0.23mm厚まで冷間圧延してから、湿水素−窒素混合雰囲気中にて820℃で120ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度は20℃/ｓとした。
ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1180℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、引き続きリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表１に併記する。また、表１には、最終冷間圧延前鋼板、すなわち熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩおよび一次再結晶焼鈍後の板厚中心層の集合組織について調べた結果も併せて示す。
表１に示す成分組成からなる鋼スラブを、1180℃に加熱したのち、2.3mm厚まで熱間圧延した。ついで、1020℃で60ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：40℃/ｓで冷却したのち、0.23mm厚まで冷間圧延してから、湿水素−窒素混合雰囲気中にて820℃で120ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度は20℃/ｓとした。
ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1180℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、引き続きリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表１に併記する。また、表１には、最終冷間圧延前鋼板、すなわち熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩおよび一次再結晶焼鈍後の板厚中心層の集合組織について調べた結果も併せて示す。
表１に示したように、最終冷間圧延前の鋼板、すなわち熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩを70MPa以下とし、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の集合組織について、ランダム強度比で｛５５４｝＜２２５＞強度≧12で、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度／｛１１１｝＜１１０＞強度≧７とすることで、二次再結晶焼鈍板の磁束密度Ｂ8≧1.92Ｔを達成することができた。
（実施例２）
表１中、No.３および、No.４の鋼スラブを、1220℃に加熱したのち、表２に示す種々の厚みまで熱間圧延した。ついで、1050℃で30ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：20℃/ｓで冷却したのち、0.20mm厚まで冷間圧延してから、湿水素−窒素混合雰囲気中にて820℃で120ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度は30℃/ｓとした。
ついで、鋼板表面にMgＯおよびMgＯ：100質量部に対して10質量部のMgSO4を添加した焼鈍分離剤を塗布してから、1180℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、引き続きリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表２に併記する。また、表２には、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩおよび一次再結晶焼鈍後の板厚中心層の集合組織について調べた結果も併せて示す。
表１中、No.３および、No.４の鋼スラブを、1220℃に加熱したのち、表２に示す種々の厚みまで熱間圧延した。ついで、1050℃で30ｓの熱延板焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：20℃/ｓで冷却したのち、0.20mm厚まで冷間圧延してから、湿水素−窒素混合雰囲気中にて820℃で120ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度は30℃/ｓとした。
ついで、鋼板表面にMgＯおよびMgＯ：100質量部に対して10質量部のMgSO4を添加した焼鈍分離剤を塗布してから、1180℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、引き続きリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表２に併記する。また、表２には、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩおよび一次再結晶焼鈍後の板厚中心層の集合組織について調べた結果も併せて示す。
表２に示したように、最終冷間圧延前の鋼板すなわち熱延板焼鈍板のＡＩ値を70MPa以下とし、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の集合組織について、ランダム強度比で｛５５４｝＜２２５＞強度≧12、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度／｛１１１｝＜１１０＞強度≧７とすることで、二次再結晶焼鈍板の磁束密度Ｂ8≧1.95Ｔを達成することができた。さらに、最終冷延圧下率の増加に伴い、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の｛５５４｝＜２２５＞強度のみならず、｛５５４｝＜２２５＞強度／｛１１１｝＜１１０＞強度の比が顕著に増加し、二次再結晶焼鈍板の磁束密度Ｂ8も比較材に対して顕著に増加した。
（実施例３）
表３に示す種々の成分組成からなる鋼スラブを、1220℃に加熱したのち、2.7mm厚まで熱間圧延した。ついで、１回目の冷間圧延により2.2mmの中間厚まで圧延したのち、950℃で60ｓの中間焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：40℃/ｓで冷却し、ついで２回目の冷間圧延により0.23mmの最終厚みとしたのち、840℃で10ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度は40℃/ｓとした。
その後、シアン酸塩浴中で600℃で３分の窒化処理を施した。ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、引き続きリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表４に示す。また、表４には、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩおよび一次再結晶焼鈍後の板厚中心層の集合組織について調べた結果も併せて示す。
表３に示す種々の成分組成からなる鋼スラブを、1220℃に加熱したのち、2.7mm厚まで熱間圧延した。ついで、１回目の冷間圧延により2.2mmの中間厚まで圧延したのち、950℃で60ｓの中間焼鈍後、800〜200℃間を平均冷却速度：40℃/ｓで冷却し、ついで２回目の冷間圧延により0.23mmの最終厚みとしたのち、840℃で10ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時における500〜700℃間の昇温速度は40℃/ｓとした。
その後、シアン酸塩浴中で600℃で３分の窒化処理を施した。ついで、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、引き続きリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表４に示す。また、表４には、熱延板焼鈍板の時効指数ＡＩおよび一次再結晶焼鈍後の板厚中心層の集合組織について調べた結果も併せて示す。
表４に示したように、最終冷間圧延前鋼板、つまり熱延板焼鈍板のＡＩ値を70MPa以下とし、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の集合組織について、ランダム強度比で｛５５４｝＜２２５＞強度≧12、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度／｛１１１｝＜１１０＞強度≧７とすることで、二次再結晶焼鈍板の磁束密度Ｂ8≧1.95Ｔを達成した。
（実施例４）
表３，４に示したNo.３および12のサンプルについて、表５に示す磁区細分化処理の効果を確認する実験を行った。
なお、エッチングは、冷延鋼板の片面について、幅：80μm、深さ：15μm、圧延方向間隔：５mmの溝を圧延直角方向に形成した。ついで、840℃で20ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時の500〜700℃間の昇温速度は30℃/ｓとした。ついで、アンモニアと窒素と水素の混合雰囲気中にて750℃で30ｓのガス窒化処理を施した。その後、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1180℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、続いてリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
また、電子ビームは、平坦化焼鈍後の鋼板の片面について、加速電圧：80ｋV、照射間隔：４mm、ビーム電流：３mAの条件で圧延直角方向に連続照射した。
さらに、連続レーザーは、平坦化焼鈍後の鋼板の片面について、ビーム径：0.3mm、出力：200Ｗ、走査速度：100ｍ/ｓ、照射間隔：４mmの条件で圧延直角方向に連続照射した。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表５に併記する。
表３，４に示したNo.３および12のサンプルについて、表５に示す磁区細分化処理の効果を確認する実験を行った。
なお、エッチングは、冷延鋼板の片面について、幅：80μm、深さ：15μm、圧延方向間隔：５mmの溝を圧延直角方向に形成した。ついで、840℃で20ｓの一次再結晶焼鈍を施した。この一次再結晶焼鈍時の500〜700℃間の昇温速度は30℃/ｓとした。ついで、アンモニアと窒素と水素の混合雰囲気中にて750℃で30ｓのガス窒化処理を施した。その後、鋼板表面にMgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1180℃で50時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行い、続いてリン酸塩系の絶縁張力コーティングの塗布、焼付けと鋼帯の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施して製品とした。
また、電子ビームは、平坦化焼鈍後の鋼板の片面について、加速電圧：80ｋV、照射間隔：４mm、ビーム電流：３mAの条件で圧延直角方向に連続照射した。
さらに、連続レーザーは、平坦化焼鈍後の鋼板の片面について、ビーム径：0.3mm、出力：200Ｗ、走査速度：100ｍ/ｓ、照射間隔：４mmの条件で圧延直角方向に連続照射した。
かくして得られた製品の磁気特性について調べた結果を、表５に併記する。
表５に示したように、磁区細分化処理を施すことで、さらに良好な鉄損特性が得られることが分かる。
Claims (10)
- 質量％で、Ｃ：0.0005〜0.005％、Si：2.0〜4.5％、Mn：0.005〜0.3％、Ｓおよび／またはSe（合計）：0.05％以下、sol.Al：0.010〜0.04％、Ｎ：0.005％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からなる鋼スラブを、1250℃以下に加熱後、熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚とし、ついで一次再結晶焼鈍を施し、さらに二次再結晶焼鈍を施す一連の工程によって方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造方法であって、
下記(1)式から算出される固溶Ｃ量パラメーターＸを用い、最終冷間圧延の直前の加熱工程後の800〜200℃間の平均冷却速度Ｒ（℃/ｓ）を、下記(2)式から算出される上限平均冷却速度ＲH以下とすることで、最終冷間圧延前の鋼板の時効指数ＡＩを70MPa以下とする方向性電磁鋼板の製造方法。
記
Ｘ＝[％Si]／28.09＋100[％Ｃ]／12.01 ・・・(1)
ＲH ＝10／Ｘ ・・・(2)
但し、(1)式中、[％Ｍ]はＭ元素の含有量を示す（質量％） - 前記一次再結晶焼鈍の500〜700℃間の平均昇温速度を10℃/ｓ以上100℃/ｓ以下に調整することにより、一次再結晶焼鈍板の板厚中心層の集合組織について、ランダム強度に対する｛５５４｝＜２２５＞強度の比を12以上、かつ｛５５４｝＜２２５＞強度の｛１１１｝＜１１０＞強度に対する比を７以上とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記鋼スラブが、質量％でさらに、Ni：0.005〜1.5％、Sn：0.005〜0.50％、Sb：0.005〜0.50％、Cu：0.005〜1.5％、Cr：0.005〜0.10％、Ｐ：0.005〜0.50％およびMo：0.005〜0.50％のうちから選んだ１種または２種以上を含有する請求項１または２に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記鋼スラブが、質量％でさらに、Ti：0.001〜0.1％、Nb：0.001〜0.1％およびＶ：0.001〜0.1％のうちから選んだ１種または２種以上を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記一次再結晶焼鈍から前記二次再結晶焼鈍までのいずれかの段階で追加インヒビター処理を施す請求項１〜４のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記追加インヒビター処理として、窒化処理を施す請求項５に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記追加インヒビター処理として、二次再結晶焼鈍前に鋼板に塗布する焼鈍分離剤中に、硫化物、硫酸塩、セレン化物およびセレン酸塩のうちから選んだ一種または二種以上を添加する請求項５に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記最終冷間圧延以降のいずれかの段階で、磁区細分化処理を施す請求項１〜７のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記磁区細分化処理が、二次再結晶焼鈍後の鋼板への電子ビーム照射によるものである請求項８に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記磁区細分化処理が、二次再結晶焼鈍後の鋼板へのレーザー照射によるものである請求項８に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101707451B1 (ko) * | 2015-12-22 | 2017-02-16 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014116929B3 (de) * | 2014-11-19 | 2015-11-05 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Herstellung eines aufgestickten Verpackungsstahls, kaltgewalztes Stahlflachprodukt und Vorrichtung zum rekristallisierenden Glühen und Aufsticken eines Stahlflachprodukts |
| KR20200113009A (ko) * | 2015-12-04 | 2020-10-05 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 방향성 전자 강판의 제조 방법 |
| JP6439665B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2018-12-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
| KR101966370B1 (ko) | 2016-12-21 | 2019-04-05 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판의 제조방법 |
| CN107058867B (zh) * | 2017-03-28 | 2018-11-20 | 邢台钢铁有限责任公司 | 一种节能型变压器铁芯用高Si纯铁及其生产方法 |
| KR102099866B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2020-04-10 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그의 제조방법 |
| WO2019131853A1 (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低鉄損方向性電磁鋼板とその製造方法 |
| BR112020018565B1 (pt) * | 2018-03-20 | 2024-04-30 | Nippon Steel Corporation | Método para fabricar chapa de aço elétrico de grão orientado e chapa de aço elétrico de grão orientado |
| BR112020026927B1 (pt) * | 2018-07-13 | 2023-10-24 | Nippon Steel Corporation | Chapa de aço elétrica com grão orientado e método de produção da mesma |
| KR102142511B1 (ko) * | 2018-11-30 | 2020-08-07 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그의 제조방법 |
| BR112021012781A2 (pt) * | 2019-01-08 | 2021-09-08 | Nippon Steel Corporation | Método para fabricar chapa de aço eletromagnética de grão orientado, e, chapa de aço eletromagnética de grão orientado |
| US20220186336A1 (en) * | 2019-04-03 | 2022-06-16 | Nippon Steel Corporation | Electrical steel sheet and method for manufacturing same |
| CN112391512B (zh) * | 2019-08-13 | 2022-03-18 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高磁感取向硅钢及其制造方法 |
| EP4174194A4 (en) * | 2020-06-24 | 2024-07-03 | Nippon Steel Corp | METHOD FOR PRODUCING A GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2746631B2 (ja) * | 1989-01-25 | 1998-05-06 | 川崎製鉄株式会社 | 鉄損特性の優れた高磁束密度方向性けい素鋼板およびその製造方法 |
| US5244511A (en) * | 1990-07-27 | 1993-09-14 | Kawasaki Steel Corporation | Method of manufacturing an oriented silicon steel sheet having improved magnetic flux density |
| JPH05186831A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-07-27 | Kenichi Arai | Ｇｏｓｓ方位に集積した結晶方位を有する方向性珪素鋼板の製造方法 |
| US5354389A (en) | 1991-07-29 | 1994-10-11 | Nkk Corporation | Method of manufacturing silicon steel sheet having grains precisely arranged in Goss orientation |
| JPH06346147A (ja) | 1993-06-03 | 1994-12-20 | Nippon Steel Corp | 方向性珪素鋼板の製造方法 |
| IT1285153B1 (it) * | 1996-09-05 | 1998-06-03 | Acciai Speciali Terni Spa | Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato, a partire da bramma sottile. |
| JPH11350032A (ja) * | 1998-06-12 | 1999-12-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 電磁鋼板の製造方法 |
| JP3551849B2 (ja) | 1999-08-20 | 2004-08-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 一方向性電磁鋼板用の一次再結晶焼鈍板 |
| JP4032162B2 (ja) | 2000-04-25 | 2008-01-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2002363646A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 脱炭焼鈍を必要としない鏡面を有する一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2003171718A (ja) | 2001-12-04 | 2003-06-20 | Kawasaki Steel Corp | 圧延面内での平均磁気特性に優れた電磁鋼板の製造方法 |
| RU2216601C1 (ru) * | 2002-10-29 | 2003-11-20 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ производства электротехнической стали с высокой магнитной индукцией |
| CN101454465B (zh) * | 2006-05-24 | 2011-01-19 | 新日本制铁株式会社 | 高磁通密度的方向性电磁钢板的制造方法 |
| ITRM20070218A1 (it) * | 2007-04-18 | 2008-10-19 | Ct Sviluppo Materiali Spa | Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato |
| IT1396714B1 (it) * | 2008-11-18 | 2012-12-14 | Ct Sviluppo Materiali Spa | Procedimento per la produzione di lamierino magnetico a grano orientato a partire da bramma sottile. |
| KR101340223B1 (ko) * | 2008-12-16 | 2013-12-10 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 방향성 전자기 강판 및 그 제조 방법 |
| KR101351149B1 (ko) * | 2009-07-13 | 2014-01-14 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 방향성 전자기 강판의 제조 방법 |
| CA2808774C (en) | 2010-09-10 | 2015-05-05 | Jfe Steel Corporation | Grain oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101707451B1 (ko) * | 2015-12-22 | 2017-02-16 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
| WO2017111511A1 (ko) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
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