JP7226677B1 - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

方向性電磁鋼板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7226677B1
JP7226677B1 JP2022571893A JP2022571893A JP7226677B1 JP 7226677 B1 JP7226677 B1 JP 7226677B1 JP 2022571893 A JP2022571893 A JP 2022571893A JP 2022571893 A JP2022571893 A JP 2022571893A JP 7226677 B1 JP7226677 B1 JP 7226677B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
annealing
grain
cold
rolled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022571893A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022250156A1 (ja
Inventor
猛 今村
雅紀 竹中
隆史 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of JPWO2022250156A1 publication Critical patent/JPWO2022250156A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7226677B1 publication Critical patent/JP7226677B1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1255—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08—Orthophosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • C23G1/081—Iron or steel solutions containing H2SO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • C23G1/083—Iron or steel solutions containing H3PO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • C23G1/085—Iron or steel solutions containing HNO3
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

被膜密着性に優れた方向性電磁鋼板を得ることができる方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。方向性電磁鋼板用鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板とし、前記熱延鋼板に対して、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、前記冷延鋼板を酸洗し、前記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施し、前記脱炭焼鈍後の冷延鋼板の表面に、ＭｇＯを含有する焼鈍分離剤を塗布し、前記焼鈍分離剤が塗布された冷延鋼板に仕上焼鈍を施すことを含む、方向性電磁鋼板の製造方法であって、前記酸洗においては、酸濃度：１．０質量％以上２０質量％以下、かつＦｅイオン濃度：２質量％以上１５％質量以下の溶液を使用し、前記脱炭焼鈍においては、雰囲気ガス中に不可避に混入するＣＯの濃度を６体積％以下に維持することを特徴とする、方向性電磁鋼板の製造方法。

Description

本発明は、方向性電磁鋼板の製造方法に関する。
電磁鋼板は変圧器やモータ等の鉄心として広く用いられている材料である。電磁鋼板は方向性電磁鋼板と無方向性電磁鋼板に大別され、方向性電磁鋼板は、鉄の磁化容易軸である＜００１＞方位が、鋼板の圧延方向に高度に揃った集合組織を有していることが特徴である。
かかる集合組織は、仕上焼鈍において二次再結晶を起こさせることで形成される。ここで、二次再結晶とは、粒界エネルギーを利用して、いわゆるＧｏｓｓ方位と称される｛１１０｝＜００１＞方位の結晶粒を優先的に巨大粒成長させる現象をいう。
上記の二次再結晶を生じさせる代表的な技術として、インヒビタと呼ばれる析出物を利用する技術がある。インヒビタを利用する技術としては、例えば、特許文献１記載のＡｌＮ、ＭｎＳを使用する方法、特許文献２記載のＭｎＳ、ＭｎＳｅを使用する方法などがあり、いずれも工業的に実用化されている。
上記のインヒビタを用いる方法は、安定して二次再結晶粒を発達させることが可能であるため、方向性電磁鋼板の製造において広く用いられてきた。しかし、インヒビタを鋼中に微細分散させるためには、予め１３００℃以上の高温で鋼スラブを加熱し、インヒビタ成分を一度固溶させること必要がある。
そこで、インヒビタを使用せずに方向性電磁鋼板を製造する方法（インヒビタレス法）が提案されている（例えば、特許文献３）。
インヒビタレス法は、より高純度化した鋼を使用し、集合組織を制御することによって二次再結晶を発現させる技術である。具体的には、一次再結晶時の結晶粒界が持つ粒界エネルギーの粒界方位差角依存性を顕在化させることにより、インヒビタを用いずとも、Ｇｏｓｓ方位を有する結晶粒を二次再結晶させることが可能となる。このような効果をテクスチャーインヒビション効果という。
インヒビタレス法では、インヒビタを鋼中に微細分散させる必要がないため、インヒビタを使用する場合に必須であった高温スラブ加熱を行う必要がない。そのため、インヒビタレス法は、製造コストの面のみならず、製造設備のメンテナンスの面でも大きなメリットを有している。
特公昭４０－１５６４４号公報 特公昭５１－１３４６９号公報 特開２０００－１２９３５６号公報
しかし、インヒビタを使用するか否かにかかわらず、従来の一般的な製造条件では十分な被膜密着性が得られない場合があることが分かった。
すなわち、方向性電磁鋼板の製造においては、一般的に、脱炭焼鈍後の冷延鋼板の表面に、ＭｇＯを含有する焼鈍分離剤を塗布し、次いで仕上焼鈍が施される。これにより、鋼板の表面にはフォルステライト被膜が形成される。方向性電磁鋼板を使用して変圧器用の鉄心などを製造する際にフォルステライト被膜が剥離すると絶縁性が確保できなくなるため、方向性電磁鋼板には、被膜密着性に優れることが求められる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被膜密着性に優れた方向性電磁鋼板を得ることができる方向性電磁鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために検討を行った結果、特定の条件で酸洗と脱炭焼鈍を行うことにより、優れた被膜密着性が得られることを見出した。前記知見を得るに到った３つの実験について、以下、説明する。
なお、本明細書では、酸濃度およびＦｅイオン濃度の「％」は「質量％」を表す。また、雰囲気中のＣＯ濃度の「％」は「体積％」を表す。
＜実験１＞
質量％で、Ｃ：０．０４８％、Ｓｉ：３．４４％、Ｍｎ：０．１０％を含む方向性電磁鋼板用鋼スラブを、１４００℃の温度に加熱し、熱間圧延を施して板厚３．０ｍｍの熱延鋼板とした。前記熱延鋼板に対して９５０℃で４０秒の熱延板焼鈍を施した後、酸洗を行って鋼板表面のスケールを除去した。
次いで、前記酸洗後の熱延鋼板に１回目の冷間圧延を施して板厚０．７ｍｍとし、１０５０℃で１００秒の中間焼鈍を施し、その後、２回目の冷間圧延を施して板厚０．２３ｍｍの冷延鋼板とした。前記冷延鋼板に対して、温度：５０℃、酸濃度：５％であり、種々の濃度でＦｅイオンを含有する塩酸溶液中で酸洗を施した。前記酸濃度およびＦｅイオン濃度は、富士工業製の超音波濃度測定器を使用して測定した。
なお、前記塩酸溶液中のＦｅイオンは、塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物として添加した。また、前記塩酸溶液を酸洗に使用すると、冷延鋼板からの鉄の溶出に伴ってＦｅイオン濃度が増加する。そのため、酸洗を行う際には前記超音波濃度測定器を用いて該塩酸溶液のＦｅイオン濃度をモニターし、必要に応じて塩酸水溶液を添加することによりＦｅイオン濃度を一定に保った。
その後、８５０℃×９０秒、５０％Ｈ２＋５０％Ｎ２、露点６０℃での脱炭焼鈍を施した。この際、焼鈍炉内のＣＯ濃度は２％となるように制御した。
次いで、前記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯ主体の焼鈍分離剤を塗布し、１１８０℃で１５時間、Ｈ２雰囲気下で保持する仕上焼鈍を施した。次いで、鋼板表面に残存した未反応の焼鈍分離剤を水洗にて除去した後、リン酸塩を主体としたコーティング液を塗布し、８５０℃で５０秒のコーティング焼付と鋼板の平坦化を兼ねた平坦化焼鈍を施した。
以上のプロセスにより、表面にフォルステライト被膜を備える方向性電磁鋼板を得た。
次に、得られた方向性電磁鋼板の被膜密着性を評価した。前記被膜密着性の評価は、方向性電磁鋼板を種々の直径を有した円筒に巻き付けて、被膜が剥がれない最小径を求めることによって行った。この最小径が小さいほど被膜密着性が優れることを表す。
図１に、酸洗に使用した溶液のＦｅイオン濃度と被膜密着性との関係を示す。この結果から、Ｆｅイオン濃度が２％以上１５％以下で良好な被膜密着性を示すことがわかる。
＜実験２＞
質量％で、Ｃ：０．０７５％、Ｓｉ：２．８８％、Ｍｎ：０．０５％、Ｓｅ：０．０１９％、Ｓｂ：０．０８％を含む方向性電磁鋼板用鋼スラブを、１３８０℃の温度に加熱し、熱間圧延を施して板厚２．４ｍｍの熱延鋼板とした。次いで、酸洗を行って前記熱延鋼板表面のスケールを除去した。
次いで、前記酸洗後の熱延鋼板に１回目の冷間圧延を施して板厚０．６ｍｍとし、１１００℃で１００秒の中間焼鈍を施し、その後、２回目の冷間圧延を施して板厚０．２３ｍｍの冷延鋼板とした。前記冷延鋼板に対して、温度：４０℃、Ｆｅイオン濃度が６％であり、種々の酸濃度を有する塩酸溶液中で酸洗を施した。前記酸洗に関するその他の条件は、上記実験１と同様とした。
その後、８５０℃×１８０秒、５０％Ｈ２＋５０％Ｎ２、露点６２℃での脱炭焼鈍を施した。この際、焼鈍炉内のＣＯ濃度は１．５％となるように制御した。
次いで、前記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯ主体の焼鈍分離剤を塗布し、１２００℃で１０時間、Ｈ２雰囲気下で保持する仕上焼鈍を施した。次いで、鋼板表面に残存した未反応の焼鈍分離剤を水洗にて除去した後、リン酸塩を主体としたコーティング液を塗布し、８５０℃で２０秒のコーティング焼付と鋼板の平坦化を兼ねた平坦化焼鈍を施した。
得られた方向性電磁鋼板の被膜密着性を、上記実験１と同様の方法で評価した。図２に酸濃度と被膜密着性との関係を示す。この結果から、酸濃度が１．０％以上２０％以下で良好な被膜密着性を示すことがわかる。
＜実験３＞
質量％で、Ｃ：０．０８２％、Ｓｉ：３．５１％、Ｍｎ：０．２３％、Ａｌ：０．０２９％、Ｎ：０．００８％、Ｓｅ：０．０１２％、Ｓ：０．００４％を含む方向性電磁鋼板用スラブを、１４２０℃の温度に加熱し、熱間圧延を施して板厚２．５ｍｍの熱延鋼板とした。前記熱延鋼板に対して９５０℃で３０秒の熱延板焼鈍を施した後、酸洗を行って鋼板表面のスケールを除去した。
次いで、前記酸洗後の熱延鋼板に１回目の冷間圧延を施して板厚１．６ｍｍとし、１０２５℃で１５０秒の中間焼鈍を施し、その後、２回目の冷間圧延を施して板厚０．２３ｍｍの冷延鋼板とした。前記冷延鋼板に対して、温度：６０℃、酸濃度：５％、Ｆｅイオン濃度が１３％である塩酸溶液中で酸洗を施した。前記酸洗に関するその他の条件は、上記実験１と同様とした。
その後、８３５℃×１８０秒、５０％Ｈ２＋５０％Ｎ２、露点６２℃での脱炭焼鈍を施した。この際、焼鈍炉内のＣＯ濃度を種々変更した。
次いで、前記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯ主体の焼鈍分離剤を塗布し、１２００℃で１０時間、Ｈ２雰囲気下で保持する仕上焼鈍を施した。次いで、鋼板表面に残存した未反応の焼鈍分離剤を水洗にて除去した後、リン酸塩を主体としたコーティング液を塗布し、８５０℃で２０秒のコーティング焼付と鋼板の平坦化を兼ねた平坦化焼鈍を施した。
得られた方向性電磁鋼板の被膜密着性を、上記実験１、２と同様の方法で評価した。加えて、得られた方向性電磁鋼板の鋼中Ｃ量を測定した。前記鋼中Ｃ量の測定は、５％濃度、９０℃の塩酸で酸洗することにより方向性電磁鋼板の表面に存在する被膜を除去した後に実施した。
図３に、脱炭焼鈍時の炉内ＣＯ濃度と、被膜密着性および鋼中Ｃ量との関係を示す。一般的に、方向性電磁鋼板の鋼中Ｃ量が３５ｐｐｍを超えると磁気時効により鉄損特性が劣化するため、３５ｐｐｍ以下が合格とされている。この結果から、脱炭焼鈍時の炉内ＣＯ濃度が６％以下であれば被膜密着性が良好でかつ鋼中Ｃ量が３５ｐｐｍ以下の合格範囲内に入ることがわかる。
以上の実験結果から、優れた被膜密着性を得るためには、脱炭焼鈍前に酸洗処理を行い、その際Ｆｅイオン濃度と酸濃度を特定の範囲に制御する必要があることが分かった。また、脱炭焼鈍時の炉内ＣＯ濃度が特定の範囲から外れると、被膜密着性が劣化することに加え、鋼中Ｃ量が増加することが分かった。これらの理由については明らかではないが、発明者らは次のように考えている。
被膜密着性で重要なのは、地鉄とその表面に形成されたフォルステライト被膜との間の密着性である。フォルステライト被膜と地鉄との間の引力的相互作用は小さいと言われており、フォルステライト被膜が楔の様に地鉄にくいこむ、いわゆるアンカー効果による寄与が大きい。すなわち、フォルステライト被膜の形状が被膜密着性に大きな影響を与える。フォルステライト被膜は、脱炭焼鈍時に適切な条件で発達させたシリカを主体とする内部酸化層と、焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯとが、仕上焼鈍中に反応することにより形成される。上記の実験で被膜密着性が良好だった酸濃度条件では、脱炭焼鈍前に鋼板表面が均一に清浄化されて、脱炭焼鈍時の内部酸化層の発達を促したと考えられる。さらにＦｅイオンは触媒として、酸による鋼板表面の清浄化を促進したと考えられる。すなわち、Ｆｅイオンが少ない場合は、酸溶液中での鋼板表面と酸との反応性が乏しく、表面清浄化が不十分であったと考えられる。また、Ｆｅイオンが多すぎる場合は、酸洗効果が減じられ、こちらも清浄化が不十分となったと考えられる。
また、炉内ＣＯ濃度については、濃度が高い場合は脱炭反応が抑制されたと考えられる。すなわち、鋼中のＣは湿潤雰囲気下で水蒸気と反応し、ＣＯやＣＯ２となって雰囲気中に放出される。炉内ＣＯ濃度が高いと前記反応が抑制され、最終的に得られる方向性電磁鋼板における鋼中Ｃ量が増大する。また、脱炭と内部酸化層の発達との間には密接な関係があるため、脱炭が不十分であると理想的な内部酸化層が得られず、その結果、被膜密着性が劣化したと推測される。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨構成は、以下の通りである。
１．方向性電磁鋼板用鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板とし、
前記熱延鋼板に対して、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
前記冷延鋼板を酸洗し、
前記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施し、
前記脱炭焼鈍後の前記冷延鋼板の表面に、ＭｇＯを含有する焼鈍分離剤を塗布し、
前記焼鈍分離剤が塗布された前記冷延鋼板に仕上焼鈍を施すことを含む、方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記酸洗においては、酸濃度：１．０質量％以上２０質量％以下、かつＦｅイオン濃度：２質量％以上１５％質量以下の溶液を使用し、
前記脱炭焼鈍においては、雰囲気ガス中に不可避に混入するＣＯの濃度を６体積％以下に維持することを特徴とする、方向性電磁鋼板の製造方法。
２．前記酸洗で使用する前記溶液に含まれる酸が、リン酸、塩酸、硫酸、および硝酸からなる群より選択される１または２以上である、上記１記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
本発明によれば、被膜密着性に優れた方向性電磁鋼板を得ることができる。
Ｆｅイオン濃度と被膜密着性との関係を示すグラフである。 酸濃度と被膜密着性との関係を示すグラフである。 炉内ＣＯ濃度と、被膜密着性および鋼中Ｃ量との関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態の例について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の実施形態を例示的に示すものであり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
［方向性電磁鋼板用鋼スラブ］
本発明においては、出発材料として方向性電磁鋼板用鋼スラブ（以下、単に鋼スラブという場合がある）を使用する。前記鋼スラブとしては、とくに限定されることなく任意の成分組成を有する鋼スラブを使用することができる。
前記鋼スラブは、以下の成分を含有することが好ましい。なお、以下の成分組成の説明においては、とくに断らない限り「％」は「質量％」を、「ｐｐｍ」は「質量ｐｐｍ」を、それぞれ表す。
Ｃ：０．０１％以上０．１０％以下
Ｃ含有量が０．１０％より高いと、脱炭焼鈍を施しても、鋼中Ｃ量を磁気時効の起こらない０．００３５％以下まで低減することが困難となる。そのため、Ｃ含有量は０．１０％以下とすることが好ましく、０．０６％以下とすることがより好ましい。一方、Ｃ含有量が０．０１％に満たないと、Ｃによる粒界強化効果が失われ、鋼スラブにクラックが生じるなどの欠陥が生じ、操業性に支障がでる可能性がある。そのため、Ｃ含有量は０．０１％以上とすることが好ましく、０．０３％以上とすることがより好ましい。
Ｓｉ：２．０％以上５．０％以下
Ｓｉは鋼の比抵抗を高め、鉄損を改善させるために有効な元素である。Ｓｉ含有量が２．０％未満であるとその効果が乏しい。そのため、Ｓｉ含有量は２．０％以上とすることが好ましく、３．０％以上とすることがより好ましい。一方、Ｓｉ含有量が５．０％を超えると鋼の加工性が劣化し、圧延が困難となる。そのため、Ｓｉ含有量は５．０％以下とすることが好ましく、３．６％以下とすることがより好ましい。
Ｍｎ：０．０１％以上０．５０％以下
Ｍｎは熱間加工性を良好にするために有効な元素である。Ｍｎ含有量が０．０１％未満であるとその効果が乏しい。そのため、Ｍｎ含有量は０．０１％以上とすることが好ましく、０．０３％以上とすることがより好ましい。一方、Ｍｎ含有量が０．５０％を超えると方向性電磁鋼板の磁束密度が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．５０％以下とすることが好ましく、０．１５％以下とすることがより好ましい。
さらに、インヒビタとしてＭｎＳおよびＭｎＳｅの一方または両方を利用する場合、上記鋼スラブの成分組成は、さらに、ＳおよびＳｅの一方または両方を、合計で０．００５％以上０．１０％以下含むことができる。
また、インヒビタとしてＡｌＮを利用する場合、上記鋼スラブの成分組成は、さらにＡｌ：０．０１％以上０．０４％以下およびＮ：０．００３％以上０．０１２％以下を含むことができる。
一方、インヒビタを用いない場合は、Ａｌ、Ｎ、Ｓ、Ｓｅの含有量を極力低減し、テクスチャーインヒビション効果によりＧｏｓｓ方位を二次再結晶させることが可能である。そのため、鋼スラブの成分組成におけるＡｌ、Ｎ、Ｓ、Ｓｅの含有量を以下の範囲に低減することが好ましい。
Ａｌ：０．０１０％以下
Ｎ：０．００６０％以下
ＳおよびＳｅ：合計０．０１０％以下
テクスチャーインヒビション効果の観点からは、これらの元素の含有量は低いほど好ましい。そのため、これらの元素の含有量の下限は０％であってよい。
Ａｌ、Ｎ、Ｓ、Ｓｅの含有量は、以下の範囲とすることがより好ましい。
Ａｌ：０％以上０．００８％以下
Ｎ：０％以上０．００５０％以下
ＳおよびＳｅ：合計０％以上０．００５％未満
本発明の一実施形態においては、
Ｃ ：０．０１～０．１０％、
Ｓｉ：２．０～５．０％、
Ｍｎ：０．０１～０．５０％、
Ａｌ：０～０．０４％、
Ｎ ：０～０．０１２％、および
ＳおよびＳｅ：合計０～０．１０％を含み、
残部がＦｅおよび不可避的不純物である成分組成を有する鋼スラブを用いることができる。
上記成分組成は、さらに任意に
Ｎｉ：０～１．５０％、
Ｃｒ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｐ ：０～０．５０％、
Ｓｂ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｂｉ：０～０．５０％、
Ｍｏ：０～０．５０％、
Ｂ ：０～２５ｐｐｍ、
Ｎｂ：０～０．０２０％、
Ｖ ：０～０．０１０％、
Ｚｒ：０～０．１０％、
Ｃｏ：０～０．０５０％、
Ｐｂ：０～０．０１００％、
Ａｓ：０～０．０２００％、
Ｚｎ：０～０．０２０％、
Ｗ ：０～０．０１００％、
Ｇｅ：０～０．００５０％、および
Ｇａ：０～０．００５０％からなる群より選択される１または２以上を含有することもできる。これらの元素を添加することにより、磁気特性をさらに向上させることができる。しかし、含有量が上限値を超えると二次再結晶粒の発達が抑制されるため、かえって磁気特性が劣化する。
上記の元素は任意に添加し得る元素であるため、含有量の下限は０％とする。しかし、添加効果を高めるという観点からは、上記元素の含有量を、それぞれ独立に、下記の下限値以上とすることが好ましい。
Ｎｉ：０．０１％、
Ｃｒ：０．０１％、
Ｃｕ：０．０１％、
Ｐ ：０．００５％、
Ｓｂ：０．００５％、
Ｓｎ：０．００５％、
Ｂｉ：０．００５％、
Ｍｏ：０．００５％、
Ｂ ：２ｐｐｍ、
Ｎｂ：０．００１％、
Ｖ ：０．００１％、
Ｚｒ：０．００１％、
Ｃｏ：０．００２％、
Ｐｂ：０．０００１％、
Ａｓ：０．００１０％、
Ｚｎ：０．００１％、
Ｗ ：０．００１０％、
Ｇｅ：０．０００１％、および
Ｇａ：０．０００１％。
鋼スラブの製造方法も特に限定されず、任意の方法で製造することができる。例えば、所定の成分組成に調整された溶鋼を用いて、造塊法または連続鋳造法によって鋼スラブを製造することができる。また、直接鋳造法を用いて、厚さが１００ｍｍ以下であるような薄鋳片を製造し、これを鋼スラブとして用いることもできる。
［熱間圧延］
次に、前記鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板とする。なお、前記熱間圧延に先だって、鋼スラブを加熱してもよく、また、鋳造によって鋼スラブを得た後、再加熱せずに直ちに圧延を施してもよい。熱間圧延前のスラブ加熱温度は特に限定されないが、１１００～１４６０℃とすることが好ましい。特に、鋼スラブがインヒビタ成分を含まない場合には前記スラブ加熱温度を１３００℃以下とすることがコストの観点で好ましい。また、インヒビタ成分を含む場合は、インヒビタ成分を完全固溶させるために前記スラブ加熱温度を１３００℃以上とすることが好ましい。
熱間圧延の条件はとくに限定されず、任意の条件で行うことができる。熱間圧延鋼板の組織を制御するという観点からは、前記熱間圧延において、９００℃以上１２００℃以下で１パス以上の粗圧延を施し、次いで、７００℃以上１０００℃以下で２パス以上の仕上圧延を施すことが好ましい。
前記熱間圧延の後、得られた熱延鋼板をコイル形状へ巻取ってもよい。巻取りを行う場合、巻取り温度を４００℃以上７５０℃以下とすることが炭化物の組織制御と割れ等の欠陥防止の両方の観点で好ましい。前記巻取り温度は、５００℃以上７００℃以下とすることがより好ましい。
さらに、得られた熱延鋼板に対して熱延板焼鈍を施すことが好ましい。熱延板焼鈍を行うことにより、鋼板の組織を均一化し、最終的に得られる方向性電磁鋼板の磁気特性のばらつきを小さくすることができる。熱延板焼鈍を行う場合、組織均一化の観点から、焼鈍温度を８００℃以上１２５０℃以下とすることが好ましく、９００℃以上１１５０℃以下とすることがより好ましい。同様に、前記熱延板焼鈍においては、組織均一化の観点から、前記加熱温度に加熱した後、当該温度に保持することが好ましい。前記保持を行う場合、保持時間を５秒以上とすることが好ましく、１０秒以上１８０秒以下とすることがより好ましい。前記温度保持の後は、鋼板を冷却すればよい。第二相および析出物の形態制御の観点から、８００℃から３５０℃までの温度域における冷却速度を５℃／ｓ以上１００℃／ｓ以下とすることが好ましく、１５℃／ｓ以上４５℃／ｓ以下とすることがより好ましい。
次いで、熱間圧延時に鋼板表面に生成したスケールを除去するために、前記熱延鋼板をデスケーリングすることが好ましい。デスケーリングの方法はとくに限定されず、任意の方法を採用することができる。例えば、加熱された酸を使用する方法や、機械的にスケールを除去する方法などを用いることができる。
［冷間圧延］
次いで、前記熱延鋼板に対して、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とする。前記冷間圧延の条件はとくに限定されず、任意の条件で行うことができる。
前記冷間圧延においては、圧延荷重低減と圧延形状良化のため、圧延油等の潤滑剤を使用することが好ましい。また、二次再結晶前に良好な再結晶集合組織を得るという観点からは、前記冷間圧延のうち最後に行われる冷間圧延（以下、最終冷間圧延という）における総圧下率を５０％以上９２％以下とすることが好ましい。
中間焼鈍を行う場合、該中間焼鈍において、９００℃以上１２５０℃以下の温度域で５秒以上保持することが組織制御の観点から好ましい。前記保持後の冷却では、９００℃から３５０℃までの冷却速度を５℃／ｓ以上１００℃／ｓ以下とすることが、第二相や析出物の形態制御の観点で好ましく、１５℃／ｓ以上４５℃／ｓとすることがより好ましい。
また、圧延された鋼板には圧延油が付着している場合がある。そのため、中間焼鈍を行う場合、該中間焼鈍に先だって脱脂を行い、圧延油を除去することが好ましい。また、中間焼鈍後には、鋼板表面に生成したスケールを除去するために、デスケーリングを行うことが好ましい。デスケーリングの方法はとくに限定されず、任意の方法を採用することができる。例えば、加熱された酸を使用する方法や、機械的にスケールを除去するなどを用いることができる。
得られた冷延鋼板には、次の酸洗に先だって脱脂を施すことも好ましい。
［酸洗］
本発明では、冷延鋼板に対して、酸濃度：１．０％以上２０％以下、かつＦｅイオン濃度：２％以上１５％以下の溶液を使用して酸洗を施すことが重要である。先に述べたように、前記条件で酸洗を行うことにより、優れた被膜密着性を得ることができる。
［脱炭焼鈍］
次いで、前記酸洗後の冷延鋼板に脱炭焼鈍を施す。前記脱炭焼鈍の条件はとくに限定されず、任意の条件で行うことができる。前記脱炭焼鈍においては、７５０℃以上９５０℃以下の温度域で１０秒以上保持することが好ましく、８００℃以上９００℃以下の温度域で１０秒以上保持することがより好ましい。前記脱炭焼鈍は、Ｈ２とＮ２とを含む、湿潤雰囲気中で行うことが好ましい。前記湿潤雰囲気の露点は、脱炭焼鈍の一部もしくはすべての範囲において、２０℃以上８０℃以下とすることが好ましく、４０℃以上７０℃以下とすることがより好ましい。前記脱炭焼鈍においては、雰囲気ガス中にＣＯが不可避に混入するが、上述した理由により、炉内ＣＯ濃度を６％以下とする必要がある。炉内ＣＯ濃度を６％以下に制御することにより、優れた被膜密着性が得られるとともに、鋼中Ｃ量を３５ｐｐｍ以下とすることができる。そのため、前記脱炭焼鈍においては、雰囲気ガス中に不可避に混入するＣＯの濃度を６体積％以下に維持する。
［焼鈍分離剤の塗布］
その後、前記脱炭焼鈍後の冷延鋼板の表面に、ＭｇＯを含有する焼鈍分離剤を塗布する。前記焼鈍分離剤としては、ＭｇＯを主成分として含有する焼鈍分離剤を用いることが好ましい。前記焼鈍分離剤におけるＭｇＯの含有量は、６０質量％以上であることが好ましい。
前記焼鈍分離剤の塗布は、特に限定されないが、一般的には冷延鋼板の両面に行うことが好ましい。前記焼鈍分離剤の塗布量は片面あたり２．５ｇ／ｍ２以上とすることが好ましい。
前記焼鈍分離剤の塗布は、湿式で行ってもよく、乾式で行ってもよい。湿式で塗布する場合は、例えば、ＭｇＯを含有するスラリーを塗布することができる。乾式で塗布する場合は、例えば、静電塗装による塗布することができる。スラリー塗布の際は、粘度上昇を抑制するために、スラリー温度を５℃以上３０℃以下の一定の温度とすることが好ましい。また、スラリー濃度を均一化するために、調合用タンクでスラリーを調製した後、前記調合用タンクとは別のタンクからスラリーを塗布に供することが好ましい。
［仕上焼鈍］
その後、前記焼鈍分離剤が塗布された冷延鋼板に仕上焼鈍を施すことにより、二次再結晶粒を発達させるとともにフォルステライト被膜を形成する。前記仕上焼鈍は、とくに限定されることなく任意の条件で行うことができる。
仕上焼鈍は、典型的には、焼鈍分離剤が塗布された冷延鋼板をコイル状に巻いた状態で実施される。一般的に仕上焼鈍では長時間を要するため、コイルをアップエンド状態で焼鈍することが好ましい。ここで、アップエンド状態とは、コイルの中心軸が鉛直方向となる状態である。また、焼鈍中にコイルが巻きほぐれることを防止するために、コイルの周囲にバンドなどを巻き付けておくことが好ましい。
二次再結晶を完了させるという観点からは、前記仕上焼鈍における焼鈍温度は８００℃以上とすることが好ましい。さらに、フォルステライト被膜の形成を十分に進行させるという観点からは、焼鈍温度を１０５０℃以上とすることが好ましい。一方、前記仕上焼鈍における焼鈍温度の上限も特に限定されないが、コイルの座屈を防止するという観点からは、１３００℃以下とすることが好ましい。
また、前記仕上焼鈍は、インヒビタ形成元素などを鋼中から除去するための純化焼鈍を兼ねることができる。インヒビタ形成元素を除去して鉄損を低減するためには、１０５０℃以上１３００℃以下の焼鈍温度で３時間以上保持することが好ましい。また、その際には、１０５０℃以上の温度範囲内の一部もしくはすべてでＨ２を含む雰囲気を導入することが好ましい。
仕上焼鈍後には、鋼板表面に残存する焼鈍分離剤を除去することが好ましい。焼鈍分離剤の除去は、例えば、水洗、ブラッシング、酸洗などの方法で行うことができる。
鉄損をさらに低減するという観点からは、仕上焼鈍後の方向性電磁鋼板に対して、さらに平坦化焼鈍を施すことが好ましい。
また、方向性電磁鋼板は積層して使用されることが多いため、絶縁性を確保するために方向性電磁鋼板の表面に絶縁コーティングを形成することが好ましい。前記絶縁コーティングとしては、絶縁性を有するコーティングであれば任意のものを用いることができる。鉄損をさらに低減するという観点からは、前記絶縁コーティングは、鋼板に張力を付与できる張力コーティングであることが好ましい。
絶縁コーティングを形成する方法はとくに限定されず、任意の方法で形成することができる。一般的には、方向性電磁鋼板の表面にコーティング液を塗布し、焼付けることによって絶縁コーティングを形成することができる。平坦化焼鈍前にコーティング液を塗布し、平坦化焼鈍により焼き付けてもよい。絶縁コーティングの密着性向上および鉄損のさらなる低減の観点からは、バインダーを介して絶縁コーティングを設けてもよい。また、同様の観点から、物理蒸着法や化学蒸着法により無機物を鋼板表層に蒸着させて絶縁コーティングとすることもできる。
（実施例１）
以下の手順で、表面にフォルステライト被膜と絶縁コーティングとを備える方向性電磁鋼板を製造した。
まず、質量％で、Ｃ：０．０５６％、Ｓｉ：３．２４％、Ｍｎ：０．０７％を含む方向性電磁鋼板用鋼スラブを、１４００℃の温度に加熱し、熱間圧延を施して板厚２．３ｍｍの熱延鋼板とした。前記熱延鋼板に対して１０２５℃で６０秒の熱延板焼鈍を施した後、酸洗を行って鋼板表面のスケールを除去した。
次いで、前記酸洗後の熱延鋼板に１回目の冷間圧延を施して板厚１．６ｍｍとし、１０５０℃で１００秒の中間焼鈍を施し、その後、２回目の冷間圧延を施して板厚０．２３ｍｍの冷延鋼板とした。
前記冷延鋼板に対して、温度６０℃の塩酸溶液中で酸洗を施した。前記塩酸溶液における酸濃度およびＦｅイオン濃度は表１に示したとおりであった。前記酸濃度およびＦｅイオン濃度は、富士工業製の超音波濃度測定器を用いて測定した。前記塩酸溶液中のＦｅイオンは、塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物として添加した。また、前記塩酸溶液を酸洗に使用すると、冷延鋼板からの鉄の溶出に伴ってＦｅイオン濃度が増加する。そのため、前記超音波濃度測定器を用いて該塩酸溶液のＦｅイオン濃度をモニターしながら塩酸水溶液を添加することにより、Ｆｅイオン濃度を一定に保った。
その後、前記酸洗後の冷延鋼板に、８６０℃×１２０秒、５０％Ｈ２＋５０％Ｎ２、露点６０℃での脱炭焼鈍を施した。この際、焼鈍炉内のＣＯ濃度は表１に示した値となるように制御した。
次いで、前記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯ主体の焼鈍分離剤を塗布し、１２２０℃で１０時間、Ｈ２雰囲気下で保持する仕上焼鈍を施して、鋼板表面にフォルステライト被膜を形成した。次いで、鋼板表面に残存した未反応の焼鈍分離剤を水洗にて除去した後、リン酸塩を主体としたコーティング液を塗布した。前記コーティング液が塗布された鋼板に、コーティング焼付と鋼板の平坦化を兼ねた平坦化焼鈍を施して、鋼板表面に絶縁コーティングを形成した。前記平坦化焼鈍における焼鈍温度は７８０℃、焼鈍時間は３０秒とした。
（被膜密着性）
得られた方向性電磁鋼板の被膜密着性を評価した。前記被膜密着性は、方向性電磁鋼板を種々の直径を有した円筒に巻き付けて、被膜が剥がれない最小径を求めることによって評価した。この最小径が小さいほど被膜密着性が優れる。
（鋼中Ｃ量）
得られた方向性電磁鋼板の鋼中Ｃ量を測定した。前記鋼中Ｃ量の測定は、５％濃度、９０℃の塩酸で酸洗することにより方向性電磁鋼板の表面に存在する被膜を除去した後に実施した。
（鉄損）
得られた方向性電磁鋼板の鉄損を、ＪＩＳ Ｃ２５５０－１（２０１１）に準拠した方法で測定した。
測定結果を表１に併記する。表１に示した結果から、本発明の方法によれば、被膜密着性と鉄損特性に優れ、磁気時効を発生させない鋼中Ｃ量を有した方向性電磁鋼板が得られることがわかる。
Figure 0007226677000001
（実施例２）
質量％で、Ｃ：０．０４９％、Ｓｉ：３．１１％、Ｍｎ：０．１０％、Ｓｅ：０．０１５％、Ｓｂ：０．１５％を含む方向性電磁鋼板用鋼スラブを、１４００℃の温度に加熱し、熱間圧延を施して板厚２．６ｍｍの熱延鋼板とした。次いで、酸洗を行って前記熱延鋼板表面のスケールを除去した。
次いで、前記酸洗後の熱延鋼板に１回目の冷間圧延を施して板厚０．５８ｍｍとし、１０００℃で３０秒の中間焼鈍を施し、その後、２回目の冷間圧延を施して板厚０．２３ｍｍの冷延鋼板とした。
次に、前記冷延鋼板に対して酸洗を施した。前記酸洗には、表２に示した種類および酸濃度の酸溶液を使用した。前記酸溶液の温度は７５℃、Ｆｅイオン濃度は３％とした。前記酸濃度およびＦｅイオン濃度は、富士工業製の超音波濃度測定器を用いて測定した。前記酸洗に関するその他の条件は、上記実施例１と同様とした。
その後、８４０℃×１２０秒、５０％Ｈ２＋５０％Ｎ２、露点６０℃での脱炭焼鈍を施した。この際、焼鈍炉内のＣＯ濃度は５．０％となるように制御した。
次いで、前記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯ主体の焼鈍分離剤を塗布し、１２００℃で１０時間、Ｈ２雰囲気下で保持する仕上焼鈍を施した。次いで、鋼板表面に残存した未反応の焼鈍分離剤を水洗にて除去した後、リン酸塩を主体としたコーティング液を塗布し、コーティング焼付と鋼板の平坦化を兼ねた平坦化焼鈍を施した。前記平坦化焼鈍における焼鈍温度は８４０℃、焼鈍時間は６０秒とした。
得られた方向性電磁鋼板の被膜密着性、鋼中Ｃ量、および鉄損を、上記実施例１と同様の方法で評価した。得られた結果を表２に併記する。表２に示した結果から、本発明の方法によれば、被膜密着性および鉄損特性に優れ、磁気時効を発生させない鋼中Ｃ量を有した方向性電磁鋼板が得られることがわかる。
Figure 0007226677000002

Claims (2)

  1. 方向性電磁鋼板用鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板とし、
    前記熱延鋼板に対して、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
    前記冷延鋼板を酸洗し、
    前記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施し、
    前記脱炭焼鈍後の前記冷延鋼板の表面に、ＭｇＯを含有する焼鈍分離剤を塗布し、
    前記焼鈍分離剤が塗布された前記冷延鋼板に仕上焼鈍を施すことを含む、方向性電磁鋼板の製造方法であって、
    前記酸洗においては、酸濃度：１．０質量％以上２０質量％以下、かつＦｅイオン濃度：２質量％以上１５％質量以下の溶液を使用し、
    前記脱炭焼鈍においては、雰囲気ガス中に不可避に混入するＣＯの濃度を６体積％以下に維持することを特徴とする、方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 前記酸洗で使用する前記溶液に含まれる酸が、リン酸、塩酸、硫酸、および硝酸からなる群より選択される１または２以上である、請求項１記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
JP2022571893A 2021-05-28 2022-05-27 方向性電磁鋼板の製造方法 Active JP7226677B1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021090682 2021-05-28
JP2021090682 2021-05-28
PCT/JP2022/021829 WO2022250156A1 (ja) 2021-05-28 2022-05-27 方向性電磁鋼板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022250156A1 JPWO2022250156A1 (ja) 2022-12-01
JP7226677B1 true JP7226677B1 (ja) 2023-02-21

Family

ID=84228940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022571893A Active JP7226677B1 (ja) 2021-05-28 2022-05-27 方向性電磁鋼板の製造方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4335935A1 (ja)
JP (1) JP7226677B1 (ja)
KR (1) KR20230170066A (ja)
CN (1) CN117396617A (ja)
WO (1) WO2022250156A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09143562A (ja) * 1995-11-27 1997-06-03 Kawasaki Steel Corp 磁気特性及び鋼板端部形状に優れるＡｌ含有方向性電磁鋼板の製造方法
WO2018110676A1 (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 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

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5113469B2 (ja) 1972-10-13 1976-04-28
AT329358B (de) 1974-06-04 1976-05-10 Voest Ag Schwingmuhle zum zerkleinern von mahlgut
JP3707268B2 (ja) 1998-10-28 2005-10-19 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09143562A (ja) * 1995-11-27 1997-06-03 Kawasaki Steel Corp 磁気特性及び鋼板端部形状に優れるＡｌ含有方向性電磁鋼板の製造方法
WO2018110676A1 (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 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

Also Published As

Publication number Publication date
EP4335935A1 (en) 2024-03-13
CN117396617A (zh) 2024-01-12
WO2022250156A1 (ja) 2022-12-01
JPWO2022250156A1 (ja) 2022-12-01
KR20230170066A (ko) 2023-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5754097B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
WO2020149321A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP4784347B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP5228563B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP7235058B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP2010229521A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2020149337A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP4811390B2 (ja) 二方向性電磁鋼板
JP7226677B1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2020149326A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP7226678B1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2022250160A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP7264322B1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP7255761B1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JPH1161261A (ja) 磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法
JP7197068B1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP7517472B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
US20240240293A1 (en) Method for producing grain-oriented electrical steel sheet
JP7230929B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2022250162A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
RU2805838C1 (ru) Способ производства листа анизотропной электротехнической стали
WO2020149346A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP2002194444A (ja) 磁気特性及び被膜特性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法
JP2007262436A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221122

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20221122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7226677

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150