JPH0762443A - 高張力のグラス被膜を有し、磁気特性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱炭焼鈍での酸化膜と焼鈍分離剤添加剤及び
最終焼鈍条件の制御により高張力のグラス被膜を有し、
磁気特性の優れる方向性電磁鋼板を製造する。 【構成】 最終冷延後の鋼板を脱炭焼鈍と窒化処理をし
て鋼板酸素量を３５０〜６５０ppm となるように焼鈍
後、ＭｇＯ１００重量部に対しＳｂ化合物として硫酸塩
硫化物、ほう酸塩、塩化物、酸化物の１種または２種以
上０．０５〜１．５重量部添加配合した焼鈍分離剤を塗
布し１２００℃までの昇温率を２０℃／Hr以下、雰囲気
ガスのＮ₂ 分圧０．２５以上のＮ₂ ，Ｈ₂ 及び他の不活
性ガスの１種または２種以上の雰囲気として昇温して仕
上げ焼鈍を行うことからなる高張力のグラス被膜を有
し、磁気特性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は方向性電磁鋼板に関わ
り、脱炭焼鈍−窒化処理−最終仕上げ焼鈍における酸化
膜形成法と焼鈍分離剤及び最終仕上げ焼鈍制御法を提供
することにより高張力のグラス被膜を有し磁気特性の優
れた方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は一般に軟磁性材料とし
て、主としてトランスその他の電気機器の鉄心材料とし
て使用されるもので、磁気特性として励磁特性と鉄損特
性の良好なものが要求される。良好な磁気特性を得るた
めには磁化容易軸である〈００１〉軸を圧延方向に高度
に揃えることが重要である。また、板厚、結晶粒度、固
有抵抗、被膜等も磁気特性に大きい影響を与えるため重
要である。結晶の方向については、ＡｌＮ，ＭｎＳをイ
ンヒビターとする高圧下最終冷間圧延を特徴とする方法
により大幅に向上し、現在では磁束密度がほぼ理論値に
近いものまで得られるようになってきた。

【０００３】さらに、近年では板厚の薄手化や高Ｓｉ鋼
化への技術が進歩し、鉄損特性もかなりのレベルまで改
善されてきている。方向性電磁鋼板の需要家における使
用時において、磁気特性と共に重要なのは被膜特性であ
る。これは、被膜特性が方向性電磁鋼板を利用したトラ
ンス鉄心において耐食性、絶縁性、密着性等の被膜特性
のみならず、ビルディングファクターや騒音に影響する
磁歪及び歪み敏感度に対して大きい影響を与えるからで
ある。この方向性電磁鋼板の被膜特性は、このように製
品特性に影響を与えると共にその形成過程においては鋼
板中のインヒビターの制御の面で重要な役割を持ってい
る。このため、高磁束密度、低鉄損の方向性電磁鋼板を
得るためには、製造過程での被膜の形成速度、量、質を
厳密にコントロールして形成することが重要である。

【０００４】通常、方向性電磁鋼板は最終仕上げ焼鈍過
程で形成するグラス被膜（一次被膜；フォルステライト
＋スピネル）とヒートフラットニング時に形成される絶
縁被膜（二次被膜；リン酸塩＋コロイド状シリカ系）の
二層被膜によって表面処理がなされている。グラス被膜
は焼鈍分離剤の主成分のＭｇＯと脱炭焼鈍時に形成した
ＳｉＯ₂ 主体の酸化膜との反応により形成するフォルス
テライト（Ｍｇ₂ ＳｉＯ₄ ）膜を主成分とする。本発明
のようにＡｌを鋼成分として利用する場合には、Ａｌ₂
Ｏ₃ や他の焼鈍分離剤添加剤によりもたらされる酸化物
成分やこれらによるスピネル状物質により構成されてい
る。このグラス被膜は、その張力効果によって鉄損、磁
歪等を改善する一方、形成状態によっては、被膜外観の
他、絶縁性、占積率、磁束密度、密着性等を低下させた
り前述の張力効果による鉄損等の改善効果に差異を生じ
る。また、このグラス被膜は本発明のようにインヒビタ
ーとして（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを利用する場合にはその形成
時期、形成速度、形成量等が鋼板界面において雰囲気ガ
スからのＮの侵入をコントロールしたり、逆に鋼中から
のインヒビターの分解挙動に多大な影響を及ぼす。この
ため、適正量のグラス被膜を適正時期に形成することは
被膜特性と磁気特性を両立した製品を得る上で重要であ
り、このための新技術開発のニーズは高まっている。

【０００５】本発明のような成分材料を出発材料とし、
脱炭焼鈍や窒化処理条件を改善することにより良好なグ
ラス被膜や優れた磁気特性を得る方法は数多く提案され
ている。特開平２−２５９０１７号公報には、脱炭焼鈍
から窒化処理過程で生成される表面酸化層による鋼板酸
素量を５００〜７５０ppm の範囲になるように焼鈍し、
焼鈍分離剤を塗布し、最終仕上げ焼鈍を行うことによ
り、シモフリ、スケール等の被膜欠陥がなく、磁気特
性、被膜特性共に優れる方法が提案されている。しか
し、本発明の成分系材料においては、焼鈍分離剤のＭｇ
Ｏの物性や最終焼鈍の条件によって被膜と磁気特性が影
響を受けて劣化する場合があり、十分な技術とはいえな
い。また、特開昭６０−０９６７７０号公報には、Ｓｂ
₁₃，ＳｒＣ₁₂，ＴｉＣ₁₂，ＺｎＣ₁₂の１種または２種以
上を酸化マグネシウム１００重量部に対し０．０２〜
１．５重量部添加することが述べられている。さらに、
特公昭６３−３０２２号公報には焼鈍分離剤として酸化
マグネシウム１００重量部に対し硫酸アンチモンと該硫
酸アンチモン中にＳｂ，Ｓｒ，Ｔｉ，Ｚｒの塩化物の１
種または２種以上を塩素として、重量で５〜２０％添加
した焼鈍分離剤を用いることにより、磁気特性、被膜特
性共に優れた方向性電磁鋼板の製造方法が述べられてい
る。

【０００６】これらのＭｇＯ添加剤による改善技術は何
れもＣ；０．０３〜０．１００％、Ｓｉ；２．５〜４．
０％及び硫化物または窒化物の少なくとも何れか一方を
一次再結晶粒抑制剤として含有する熱延板を必要に応じ
て焼鈍し、１回または２回以上の冷間圧延により最終板
厚とし、脱炭焼鈍して焼鈍分離剤を塗布する工程からな
るものである。即ち、これらの技術は何れも、本発明の
プロセスとは異なる従来の方向性電磁鋼板のプロセス材
の被膜と磁性向上を目的として開発された技術である。
本発明の成分系の材料とプロセスによる場合、酸化膜の
成分と被膜形成の反応性、脱インヒビター反応等の違い
があり、これらの技術では十分でない。特にこれらの技
術の適用では、二次再結晶の不安定化が生じるため、む
しろ磁気特性を劣化する問題があった。このため、低温
のスラブ加熱−脱炭焼鈍−窒化処理−焼鈍分離剤塗布−
仕上げ焼鈍からなる方向性電磁鋼板において脱炭酸化
膜、焼鈍分離剤、最終仕上げ焼鈍雰囲気等の改善による
グラス被膜と磁気特性の安定した両立技術の開発がさら
に望まれているところである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は高張力を有し
磁気特性の優れ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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の方向性電磁鋼板
の製造方法は、鋼成分として重量でＣ；０．０２１〜
０．０７５％、Ｓｉ；２．５〜４．５％、Ｍｎ；０．０
５〜０．４５％、Ｓ；≦０．０１４％、酸可溶Ａｌ；
０．０１０〜０．０４０％、Ｎ；０．００３０〜０．０
１３０％、Ｓｎ；０．０３〜０．５０％を含有し、残部
をＦｅ及び不可避の不純物からなるスラブを１２８０℃
未満の温度で加熱した後、熱延し、１回または焼鈍を挟
む２回以上の冷延により最終板厚とし、次いで脱炭焼鈍
後に窒化処理をし、焼鈍分離剤を塗布し、最終仕上げ焼
鈍することを基本工程とする。このような成分と工程に
おける本発明の高張力のグラス被膜を有し磁気特性の優
れる方向性電磁鋼板の製造方法においては、脱炭焼鈍、
焼鈍分離剤の添加剤と最終仕上げ焼鈍工程にある。

【０００９】即ち、最終板厚に冷間圧延された素材コイ
ルは、連続ラインにおいて脱炭焼鈍される。この脱炭焼
鈍により鋼中のＣの除去と一次再結晶が行われ、同時に
鋼板表面にＳｉＯ₂ を主体とする酸化膜の形成が行われ
る。この酸化膜の質、量が後の仕上げ焼鈍での焼鈍分離
剤との反応及びインヒビターの変化に対し重要な役割を
果たす。本発明においてはその際に脱炭焼鈍温度、雰囲
気として熱化学平衡上ＦｅＯを形成しないＦｅ₂ ＳｉＯ
₄ 形成領域で一段或いは二段以上の加熱パターンを設け
た条件で行い、その後窒化処理を行い、インヒビターを
形成する。本発明の成分系においては、このような熱サ
イクル、雰囲気条件による脱炭焼鈍とその後の窒化処理
による表面改質により、酸化膜の最表層にＦｅ₂ ＳｉＯ
₄ 、ＦｅＳｉＯ₃ 等のＦｅ化合物被膜、内層にＳｉＯ₂
を形成するが、鋼板全酸素量として、３５０〜６５０pp
m となるように焼鈍される。

【００１０】本発明では、このように酸化膜を制御する
ために脱炭焼鈍として、均熱部前段を８００〜８５０
℃、Ｐ H₂ O ／Ｐ H₂ ；０．３０〜０．５７、引き続く
後段部を８２０〜９５０℃、Ｐ H₂ O ／Ｐ H₂ ；≦０．
１とし、且つ、その前段部と後段部の均熱時間比が後段
部／前段部；０．０１〜０．２０となるように行い、酸
化膜成分の二次制御を行う。次いでインヒビター形成処
理として窒化処理が行われるが、その際の窒化量は１５
０〜３００ppm となるように焼鈍される。この窒化処理
後の鋼板に焼鈍分離剤として、ＭｇＯ１００重量部に対
し、Ｓｂ化合物として硫酸塩、硫化物、ほう酸塩、塩化
物、酸化物等の１種または２種以上を０．０５〜１．５
重量部を添加配合した焼鈍分離剤を塗布し、コイルに巻
取られる。次いで、１２００℃×２０Hrの最終仕上げ焼
鈍が行われる。

【００１１】本発明においては前記、脱炭焼鈍酸化膜形
成条件と焼鈍分離剤と共に、この最終仕上げ焼鈍の雰囲
気ガスとヒートサイクルは極めて重要で、１２００℃ま
での昇温率２０℃／Hr以下、且つ、Ｎ分圧０．２５以上
のＮ₂ ，Ｈ₂ 及び他の不活性ガスの１種または２種以上
の雰囲気下で最終仕上げ焼鈍が行われる。１２００℃到
達後はＨ₂ １００％のドライ雰囲気で純化処理とグラス
被膜形成が行われる。このようにして得られたグラス被
膜付きのコイルは連続ラインにおいて絶縁被膜の焼き付
け処理とヒートフラットニングが行われる。方向性電磁
鋼板、とりわけ高磁束密度を有する材料においては、グ
ラス被膜や絶縁被膜の張力による鉄損特性や磁歪特性の
改善に効果的である。このため、例えば、特公昭５３−
２８３７５号公報に記載されているような、リン酸塩−
コロイダルシリカ系の張力付与型のコーティング材の塗
布焼き付けが行われ、製品とされる。

【００１２】本発明者らは脱炭焼鈍後に窒化処理を行
い、酸化膜形成と（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎ主体のインヒビター
を形成し、焼鈍分離剤と最終仕上げ焼鈍により高張力グ
ラス被膜を形成し、磁気特性を得るためには脱炭焼鈍の
酸化膜量と質、焼鈍分離剤のＭｇＯ及び添加剤と共に、
最終焼鈍における昇温時のヒートサイクルと雰囲気条件
を特定域に制御することが重要であることを膨大な実験
と研究により突き止めたものである。即ち、これらの工
程条件の適切な制御を行うことにより、最終仕上げ焼鈍
昇温時にグラス被膜形成をより低温側で開始させ、昇温
時後段の追加酸化、追加窒化等を抑制して均一な高張力
被膜を形成すると共に、脱インヒビターを適切にならし
めて、良好な二次再結晶を得る製造技術の開発するに至
ったものである。次に、本発明における構成技術の限定
理由について述べる。出発材のスラブは、重量でＣ；
０．０２１〜０．０７５％、Ｓｉ；２．５〜４．５％、
Ｍｎ；０．０５〜０．４５％、Ｓ；≦０．０１４％、Ａ
ｌ；０．０１０〜０．０４０％、Ｎ；０．００３０〜
０．０１３０％、Ｓｎ；０．０３〜０．５０％を含有
し、残部はＦｅ及び不可避の不純物からなる。Ｃはその
含有量が０．０２１％未満では二次再結晶が不安定にな
り、二次再結晶した場合にも製品の磁束密度がＢ₈ で
１．８Tesla より低い物になることが多い。一方、０．
０７５％超になると、脱炭焼鈍工程に長時間を要するた
め生産性を阻害する。Ｓｉはその含有量によって製品板
の固有抵抗が変化する。２．５％未満では良好な鉄損値
が得られず、一方、４．５％以上になると冷間圧延時に
割れ、破断等が多発し、安定した圧延作業を不可能にす
る。

【００１３】本発明の出発材の成分系の特徴の一つはＳ
を０．０１４％以下にすることである。公知技術とし
て、例えば特公昭４７−２５２２０号公報に開示されて
いる技術においては、ＳはＭｎＳとして二次再結晶を生
起させるに必要な析出物を形成する元素で、前記、公知
技術において最も効果を発現するＳ量の範囲があり、そ
れは、熱延に先立って行われるスラブ加熱段階でＭｎＳ
を固溶できる量として規定されていた。しかし、近年の
研究において二次再結晶に必要な析出物として（Ａｌ，
Ｓｉ）Ｎを用いる一方向性電磁鋼板の製造プロセスにお
いては、素材中のＳｉの多いスラブを低温で加熱して熱
延する場合、Ｓは二次再結晶不良を助長することが見い
だされた。素材中のＳｉ量が４．５％以下の場合にはＳ
は０．０１４％以下、好ましくは０．００７０％以下で
あれば二次再結晶は全く生じない。

【００１４】本発明では、二次再結晶に必要な析出物と
して（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを用いる。したがって必要最小限
度のＡｌＮを確保するためには酸可溶Ａｌは０．０１０
％以上、Ｎは０．００３０％必要である。しかしなが
ら、酸可溶Ａｌが０．０４０％を超えると、熱延中のＡ
ｌＮが不適切となり二次再結晶が不安定になる。このた
め、０．０１０〜０．０４０％に制限される。一方、Ｎ
の含有量としては０．０１３０％を超えるとブリスター
と呼ばれる鋼板表面の割れが生じたり、一次再結晶の粒
径調整ができないため、０．００３０％から０．０１３
０％に限定する。Ｍｎは０．０２５％未満では二次再結
晶が不安定になる。しかし、Ｍｎ添加量が多くなるとＢ
₈ 値は高くなるが、一定量以上の添加はコスト面で不利
になる。このため、０．０５〜０．４５％に制限され
る。

【００１５】このような成分を出発材とする本発明の第
一の特徴は、脱炭焼鈍から窒化処理工程における酸化膜
の量と形成条件にある。窒化焼鈍後の酸化膜の成分とし
て、酸化膜の全酸素量が３５０〜６５０ppm である。本
発明では、酸化膜中に含まれるＳｉＯ₂ 成分と後述の焼
鈍分離剤との反応をＭｇＯ添加剤及び最終仕上げ焼鈍に
より非常に効果的に反応を行わせ、緻密で均一なグラス
被膜を形成する。このため、脱炭酸化膜中のＳｉＯ
₂ は、従来技術よりもより効果的に被膜形成反応に寄与
する。

【００１６】〔Ｏ〕量が３５０ppm 以下では、均一なグ
ラス被膜を形成するものの、グラス被膜厚みが少なすぎ
て、最終焼鈍昇温過程でのインヒビター安定化機能の低
下と絶縁被膜処理後の密着性低下や被膜張力の低下によ
る磁性の劣化等を引き起こす。一方、６５０ppm 以上に
なると酸化過度になってピンホール状の金属光沢斑点や
スケール状の欠陥を生じる。また、鋼板酸素量の多い場
合のもう一つの問題は、本発明による場合、被膜形成が
順調に行われても磁性レベルの低下が生じる問題であ
る。これは、本発明の焼鈍分離剤では、被膜形成がより
低温側で緻密な膜を形成する結果、昇温途中にＮの鋼中
への供給が全く行われず、脱Ａｌが酸化膜中の酸素によ
って急激に起こる結果、磁性劣化や細粒発生の問題を引
き起こすと考えられる。

【００１７】このような酸化膜量に制御するための本発
明の脱炭焼鈍は、均熱部前段を８００〜８５０℃、Ｐ H
₂ O ／Ｐ H₂ ；０．３０から０．５７引き続く後段部を
８２０〜９５０℃、Ｐ H₂ O ／Ｐ H₂ ；≦０．１とし、
且つ、その前段部と後段部の時間比が０．０１〜０．２
０で行われる。前段部を８００〜８５０℃、Ｐ H₂ O／
Ｐ H₂ ；０．３０〜０．５７とするのは、脱炭反応及び
酸化反応がこの時期に行われ、一定レベルまでの脱炭と
酸化膜形成が終了するため、このような条件が適用され
る。８００℃未満ではこの際の脱炭が不十分であった
り、酸化反応が極端に低く、本発明の酸化量と酸化膜成
分を得にくくなるので８００℃以上が好ましい。８５０
℃超では、脱炭反応前に酸化が進み、脱炭を阻害したり
一次再結晶粒の粒成長が生じるため８５０℃以下が望ま
しい。Ｐ H₂ O ／Ｐ H₂ も０．３０未満の場合には脱炭
と酸化反応が不利となり、本発明で目標とする酸化膜成
分が得られにくいので０．３０以上が望ましい。一方、
０．５７超になると熱化学平衡上ＦｅＯ形成域となり、
酸化膜表層部に過剰のＦｅＯを含むようになる。

【００１８】このような条件では本発明の後段酸化条件
を適用すると表面部の酸化膜が還元され、多量のＦｅが
最表層部に露出し被膜形成を阻害する。また、このよう
な場合、脱炭反応も不利になるため０．５７以下が望ま
しい。次いで行われる脱炭焼鈍後段部の処理条件として
は、温度８２０〜９５０℃Ｐ H₂ O ／Ｐ H₂ ；≦０．１
で行う。本発明の焼鈍では、脱炭焼鈍の前段部に対し、
後段領域の温度は少なくとも前段以上とし、このような
ドライな雰囲気で行うのが特徴である。これにより、酸
化膜の緻密化とＦｅ系化合物（Ｆｅ₂ ＳｉＯ₄ ，Ｆｅ₂
ＳｉＯ₃ ）が効果的に増加し、反応性の良い酸化物の形
成が行われる。後段温度が８２０℃未満では酸化膜表層
の改質効果がなく、一方、９５０℃超では本発明のよう
な酸化時間の制限を行っても一次再結晶粒の粒成長が生
じ、良好な磁気特性が得られにくいので制限される方が
望ましい。

【００１９】次に、この際のＰ H₂ O ／Ｐ H₂ は０．１
以下が望ましい。０．１超では酸化膜の表層部の改質が
不十分で、緻密な酸化膜の形成ができにくい。０．１以
下では酸化膜表層部のＦｅ系化合物が増加とＳｉＯ₂ 層
の緻密化が行われ、グラス被膜形成反応の向上と高張力
被膜の形成が容易になる。この脱炭焼鈍条件としてもう
一つ大事なことは前段と後段の焼鈍時間比率である。即
ち後段／前段比が０．０１〜０．２であることが望まし
い。後段比率が０．０１未満では前述のような酸化膜の
改質が十分に行われず、本発明の効果が十分に発揮でき
にくい。一方、０．２超になると最表層の還元反応が過
剰になって表層にＦｅがメタル状になって露出し、ポー
ラスな酸化膜となったり反応性を著しく損なう。

【００２０】さらに、この後段領域時間は、一次再結晶
粒の粒成長に影響を与えるため、条件によっては二次再
結晶に影響を及ぼすため制限される。このように脱炭焼
鈍で酸化膜を制御されたコイルは次いで窒化処理が行わ
れる。この窒化処理としては、１５０〜３００ppm であ
る。１５０ppm 未満では形成するインヒビター（Ａｌ，
Ｓｉ）Ｎの量が少なすぎて二次再結晶が不安定になる。
一方、３００ppm 超になると、二次再結晶開始時の分解
時において被膜欠陥を生じる場合があるので好ましくな
い。１５０〜３００ppm ではこのようなグラス被膜に対
する影響がなく、焼鈍分離剤と最終焼鈍条件の制御によ
り良好な高張力グラス被膜と磁気特性を有する製品が得
られる。

【００２１】本発明における第二の特徴は次の焼鈍分離
剤にある。焼鈍分離剤主成分のＭｇＯは下地酸化膜と反
応してグラス被膜を形成する。この反応において反応促
進剤として低融点化剤は必須であり、本発明ではＳｂ化
合物として硫酸塩、硫化物、ほう酸塩、塩化物、酸化物
等の１種または２種以上が用いられる。添加量が０．０
５重量部未満では、グラス被膜形成反応の十分な改善効
果が得られない。一方、１．５重量部超では低融点化効
果が強すぎたり、余剰のＳ，ＳＯ₄ ，Ｃｌ，Ｏ等による
酸化膜やグラス被膜の腐食が生じ、ピンホール状の金属
光沢状欠陥、スケール状欠陥、被膜厚みの不均一になる
等の問題が生じるため制限される。

【００２２】ベースのＭｇＯとしては、本発明のような
高反応性添加剤と仕上げ焼鈍プロセスにおいては、好ま
しくは水和水分２．５％以下のＭｇＯが適用される。こ
れは、ＭｇＯの水和水分はその量に比例して鋼板板間の
露点を高める。このため、脱炭酸化膜制御とＳｂ化合物
と最終焼鈍条件によって十分な反応性を得る本発明で
は、むしろ水分は有害で、２．５％超では過酸化現象を
引き起こしたり被膜の不均一の傾向がある。

【００２３】本発明の成分系材料では、鋼板酸化膜の成
分、量の制御とＳｂ化合物による反応性向上により被膜
特性の向上はかなり達成できる。本プロセスでは、これ
だけでは安定した二次再結晶は得られない。このため、
本発明の第三の特徴である最終仕上げ焼鈍条件が必須と
なる。発明者らは二次再結晶の安定化と向上について研
究を重ねた結果、次のように焼鈍時の昇温条件を制御す
れば著しく良好な二次再結晶粒が安定して得られること
を見いだした。即ち、昇温速度は２０℃以下とし、Ｎ₂
２５％以上含有するＮ₂ ＋Ｈ₂ ＋他の不活性ガスでの焼
鈍が必須である。焼鈍速度が２０℃超では、昇温時の板
間の脱水が十分に行われず、鋼板間がウエットになりや
すい。

【００２４】このため、雰囲気ガスが適正条件でも脱イ
ンヒビターが生じて、安定して良好な二次再結晶が得ら
れにくい。一方、２０℃以下の昇温速度では、鋼板間の
ドライ化が十分に進み、著しく均一なグラス被膜の形成
が行われると共に、酸化反応による脱インヒビターの抑
制が適度に行われる。さらに、後述の雰囲気ガスによる
Ｎ₂ ガスのコントロールによるインヒビターの強化と昇
温時の粒成長のバランスが十分に保たれて優れた二次再
結晶が得られる。雰囲気ガスは昇温速度と共に重要であ
る。

【００２５】本発明の添加剤と最終焼鈍によればグラス
被膜は従来技術よりもより低温から形成する。このた
め、インヒビター（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎは被膜によるシール
効果によって、雰囲気ガスによる脱Ｎ反応の補強効果が
得られにくく、被膜界面に存在する脱炭酸化膜成分によ
る脱インヒビターが生じる。このためインヒビターは減
少しやすくなる。このため、脱インヒビターの生じる時
期の雰囲気制御が特に重要である。Ｎ₂ ＋Ｈ₂ ＋不活性
ガス等の１種または２種以上の混合ガス使用する雰囲気
ガスにおいて、Ｎ₂ を２０％以上にすることが望まし
い。

【００２６】Ｎ₂ 分圧を２０％以上に保つことにより、
鋼中インヒビターのＮ化合物の分解が抑制される。この
結果、（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎが二次再結晶開始時期まで安定
に保たれ、良好な二次再結晶が得られる。この雰囲気ガ
スの適正にあたっては、昇温時全域にあたっても良い
し、昇温時の特定領域に適用しても良い。この場合には
少なくとも７００℃以降の高温域での適用が望ましい。

【００２７】本発明によりグラス被膜及び磁気特性が優
れる方向性電磁鋼板が得られるメカニズムとしては、先
ず、脱炭焼鈍で形成する酸化膜量として鋼板酸素量を一
定量に制御する。この鋼板上に焼鈍分離剤を塗布する
が、この際、反応促進剤としてＭｇＯにＳｂ化合物を添
加する。これにより、フォルステライト被膜の形成をよ
り低温化且つ均一化する。この結果、表面シール効果が
生じて追加酸化抑制効果が生じ、磁性に有害な内部酸化
物の少ないグラス被膜を安定して形成する。この仕上げ
焼鈍に際し、２０℃／Hr以下の徐加熱及び高Ｎ₂ 分圧を
適用することにより、昇温時の板間雰囲気が均一にドラ
イ化され、被膜の均一化が行われる。また、インヒビタ
ーの分解抑制が行われ、良好な二次再結晶が得られる。

【００２８】

【実施例】

〔実施例１〕重量でＣ；０．０５５％、Ｓｉ；３．３０
％、Ｍｎ；０．１３％、酸可溶Ａｌ；０．０３０％、
Ｓ；０．００６５％、Ｎ；０．００７０％、Ｓｎ；０．
０３８％残部をＦｅと不可避の不純物からなる素材を
２．０mmに熱延し、１１２０℃で２分間焼鈍し、酸洗
し、冷間圧延して板厚０．２２５mmとした。この鋼板を
温度８３０℃で１１０秒間Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％雰囲
気中で露点６０℃にて焼鈍後引き続き８５０℃×１０秒
間Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％、露点−１０℃で焼鈍後、Ｎ
₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％＋ＮＨ₃ 中で窒素量１８０ppm と
なるように窒化処理を行いサンプルを調整した。この時
の鋼板酸素量は５００ppm であった。この鋼板に表１に
示す組成の焼鈍分離剤を塗布し、乾燥後図１（Ａ），
（Ｂ）に示す条件で最終仕上げ焼鈍を行った。結果を表
２に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】この結果、焼鈍分離剤が本発明の場合、最
終焼鈍条件が図１（Ａ）のサイクルの場合には、グラス
被膜が均一で優れ、磁気特性も著しく良好な結果が得ら
れた。特に、Ｓｂ₂ （ＳＯ₄ ）₃ 添加量が０．２５〜
１．０ｇ添加では非常に良好な被膜特性と磁気特性を示
した。しかし、同一の焼鈍分離剤でも、仕上げ焼鈍が図
１（Ｂ）サイクルのような場合には、グラス被膜は良好
なものが得られたが、やや細粒が混在し、磁気特性はか
なり劣る結果となった。一方、焼鈍分離剤が比較例の場
合には、焼鈍条件によらず何れも被膜が不均一で薄く、
磁気特性も悪く、特に鉄損値が悪い結果となった。

【００３２】〔実施例２〕実施例１と同様にして得た
０．２２５mm厚の鋼板を８２０℃×１２０秒間Ｎ₂２５
％＋Ｈ₂ ７５％露点６５℃で焼鈍後引き続き同一炉の後
半で８７０℃×２．５秒間、露点−５℃として焼鈍を行
った。この後、窒化量２００ppm となるよう炉温７５０
℃×３０秒間、Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％＋ＮＨ₃ のドラ
イ雰囲気中で窒化処理を行い出発剤を調整した。この時
の鋼板酸素量は５５０ppm であった。この鋼板に表３に
示すような組成の焼鈍分離剤を塗布し、図１（Ｃ）−
（１），（２），（３）に示すように最終焼鈍の雰囲気
条件を変更して焼鈍して製品を得た。この際のグラス被
膜の特性と磁気特性を表４に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】この結果、Ｓｂ化合物を添加した本発明の
焼鈍分離剤ではグラス被膜は何れも均一に良好な形成状
態で、被膜張力も非常に高いものが得られた。磁気特性
は、最終焼鈍条件Ｃ−（１），Ｃ−（２）の昇温時にＮ
₂ 分圧を高めた場合には何れも著しく良好な磁束密度と
鉄損値を示した。しかし、最終焼鈍雰囲気がＮ₂ １０％
のＮ分圧が低い条件では二次再結晶が不安定で、磁気特
性も不良であった。一方、焼鈍分離剤が比較例の条件で
は何れもグラス被膜の形成状態が不均一で薄く、磁気特
性も本発明材に比較して非常に劣る結果となった。

【００３６】〔実施例３〕実施例１，２と同様にして調
整した厚さ０．２２５mmの最終冷間圧延後のコイルを温
度８２５℃×１００秒間、雰囲気ガスＮ₂ ２５％＋Ｈ₂
７５％中で、鋼板酸素量が変わるように露点を変更して
焼鈍後、次いで後段条件として８６０℃×１５秒間、Ｎ
₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％中で露点−２０℃として焼鈍し
た。次いで、Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％＋ＮＨ₃ 中で窒素
量２２０ppm となるように窒化処理を行った。この鋼板
に、水和水分２％のＭｇＯ１００重量部に対し、ＴｉＯ
₂ ５重量部とＳｂ₂ （ＳＯ₄ ）₃ ０．５重量部からなる
焼鈍分離剤を塗布後、図１Ｃ−（２）に示す条件で最終
焼鈍を行った。表５には窒化処理後の酸化膜の酸素量と
被膜成分、表６には最終焼鈍後のグラス被膜特性と磁気
特性の結果を示す。

【００３７】

【表５】

【００３８】この結果、本発明の鋼板酸素量３８０〜６
４０ppm の範囲の窒化処理後のサンプルによるものは何
れも均一で良好なグラス被膜と磁気特性が得られた。特
に鋼板酸素量４８０〜６４０ppm の材料においては、著
しい被膜張力の向上と磁性の改善効果が得られた。一
方、鋼板酸素量が３００ppm と低い場合は被膜が非常に
薄く、また、鋼板酸素量が７５０ppm と高い場合には被
膜にスケール状の欠陥が部分的に発生し、何れも磁気特
性がかなり劣化する傾向となった。

【００３９】

【表６】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば脱炭焼鈍の酸化膜量と
質、焼鈍分離剤及び最終焼鈍の昇温速度の制御により、
グラス被膜が早期に且つ均一、緻密に形成される。ま
た、雰囲気ガスのＮ₂ 分圧の適切な制御によりインヒビ
ターの安定化が保たれる。この結果グラス被膜特性と磁
気特性が両立して著しく良好な製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明と比較例の最終仕上げ焼鈍のヒートサイ
クルと雰囲気条件を示す図表である。（Ａ）は本発明の
昇温速度と昇温時の雰囲気ガス、（Ｂ）は比較例の昇温
速度と昇温時の雰囲気ガス、（Ｃ）は本発明の昇温条件
で昇温時の雰囲気ガスを変更した例で、（１），（２）
は本発明の雰囲気ガス条件、（３）はＮ₂ の少ない比較
例の雰囲気ガス条件である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/06 (72)発明者 浜谷 剛 北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製 鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量で Ｃ ；０．０２１〜０．０７５％、 Ｓｉ；２．５〜４．５％、 Ｍｎ；０．０５〜０．４５％、 Ｓ ；≦０．０１４％、 酸可溶Ａｌ；０．０１０〜０．０４０％、 Ｎ ；０．００３０〜０．０１３０％、 Ｓｎ；０．０３〜０．５０％、 残部をＦｅ及び不可避の不純物からなるスラブを１２８
   ０℃未満の温度で加熱した後、熱延し、１回または焼鈍
   を挟む２回以上の冷延により最終板厚とし、次いで脱炭
   焼鈍後に窒化処理をし、焼鈍分離剤を塗布し、最終仕上
   げ焼鈍を行うことからなる方向性電磁鋼板の製造方法に
   おいて、脱炭と窒化焼鈍後における鋼板の酸化量を鋼板
   酸素量として３５０〜６５０ppm となるように、また窒
   化量を鋼板窒素量として１５０〜３００ppm となるよう
   に脱炭と窒化処理を行った後、焼鈍分離剤としてＭｇＯ
   １００重量部に対し、Ｓｂ化合物として硫酸塩、硫化
   物、ほう酸塩、塩化物、酸化物等の１種または２種以上
   を０．０５〜１．５重量部を添加配合した焼鈍分離剤を
   塗布し、１２００℃までの昇温率２０℃／Hr以下、且つ
   Ｎ₂ 分圧０．２５以上のＮ₂ ，Ｈ₂ 及び他の不活性ガス
   の１種または２種以上の雰囲気下で最終仕上げ焼鈍を行
   うことを特徴とする高張力のグラス被膜を有し、磁気特
   性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 脱炭焼鈍条件として、均熱部前段を８０
   ０〜８５０℃、Ｐ H₂ O ／Ｐ H₂ ；０．３０〜０．５７
   引き続く後段部を８２０〜９５０℃、Ｐ H₂O ／Ｐ
   H₂ ；≦０．１とし、且つ、その前段部と後段部の均熱
   時間比が後段部／前段部；０．０１〜０．２０で焼鈍す
   ることを特徴とする請求項１記載の高張力グラス被膜を
   有し、磁気特性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 焼鈍分離剤の主成分として使用するＭｇ
   Ｏの水和水分が２．５％以下であることを特徴とする請
   求項１または２記載の高張力のグラス被膜を有し、磁気
   特性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法。