BR112013002087A2

BR112013002087A2 - chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da mesma

Info

Publication number: BR112013002087A2
Application number: BR112013002087-3A
Authority: BR
Inventors: Tatsuhiko Sakai; Koji Hirano; Satoshi Arai; Yoshiyuki Ushigami
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2020-08-18
Also published as: CN103052723B; EP2599883A4; US20140246125A1; RU2509814C1; EP2599883A1; WO2012014290A1; BR112013002087B1; JPWO2012014290A1; US20130118654A1; EP2599883B1; KR20130019456A; CN103052723A; US8790471B2; JP4782248B1; US9659693B2; KR101296990B1

Abstract

CHAPA DE AÇO ELÉTRICO COM GRÃO ORIENTADO E MÉTODO DE PRODUÇÃO DA MESMA. A presente invenção refere-se a uma chapa de aço silício (1) contendo Si é laminada a frio. A seguir, um recozimento de descarburação (3) na chapa de aço silício (1) é executado de modo a provocar a recristalização primária. A seguir, a chapa de aço silício (1) é bobinada de modo a se obter uma bobina de chapa de aço (31). A seguir, um recozimento (6) na bobina de chapa de aço (31) é executado através de processamento em caixa de modo a provocar a recristalização secundária. A seguir, a bobina de chapa de aço (31) é desbobinada e aplainada. Entre a laminação a frio e a obtenção da bobina de chapa de aço (31), um raio laser é irradiado uma pluralidade de vezes a intervalos predeterminados em uma superfície da chapa de aço silício (1) de uma extremidade à outra da chapa de aço silício (1) ao longo da direção da largura (2) da chapa. Quando a recristalização secundária é provocada, as bordas dos grãos que passam da superfície frontal para a superfície traseira da chapa de aço silício (1) ao longo dos caminhos dos raios laser são geradas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE

AÇO ELÉTRICO COM GRÃO ORIENTADO E MÉTODO DE PRODUÇÃO - DA MESMA". Campo Técnico A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico com - grão orientado adequada para núcleo de ferro de um transformador e simi- lares e a um método para sua produção. . Antecedentes da Técnica A chapa de aço elétrico com grão orientado contém Si, e eixos de fácil magnetização (<001>) de grãos de cristal na chapa de aço são substancialmente paralelos à direção de laminação em um processo de produção da chapa de aço. A chapa de aço elétrico com grão orientado é excelente como material de núcleo de ferro de um transformador e similares. . Propriedades particularmente importantes entre as propriedades magnéticas das chapas de aço elétrico com grão orientado são a densidade de fluxo " magnético e a perda de ferro.

Há uma tendência de que a densidade de fluxo magnético da chapa de aço elétrico com grão orientado quando uma força de magnetiza- ção predeterminada é aplicada seja maior, à medida que o grau no qual os eixos de fácil magnetização dos grãos de cristal são paralelos à direção de laminação (que é também referida como direção L) da chapa de aço é maior. Como um índice para representar a densidade de fluxo magnético, a densi- dade de fluxo magnético B8 é geralmente usada. A densidade de fluxo magnético B8 é a densidade de fluxo magnético gerada na chapa de aço elétrico com grão orientado quando uma força de magnetização de 800 A/m é aplicada na direção L. Especificamente, pode ser dito que a chapa de aço elétrico com grão orientado com um grande valor de densidade de fluxo magnético B8 é mais adequada para um transformador que tenha pequeno tamanho e excelente eficiência, uma vez que ela tem uma grande densidade defluxomagnético gerada por uma certa força de magnetização.

Além disso, como um índice para representar a perda de ferro, é geralmente usada uma perda de ferro W17/50. A perda de ferro W17/50 é uma perda de ferro obtida quando a chapa de aço elétrico com grão orienta- : do é submetida à excitação AC sob condições onde a densidade de fluxo - magnético máxima é 1,7 T, e a frequência é 50 Hz. Pode ser dito que a chapa de aço elétrico com grão orientado com um pequeno valor da perda de ferro W17/50 é mais adequando para um transformador uma vez que ele - tem uma pequena perda de energia. Além disso, há a tendência de que quanto maior o valor da densidade de fluxo magnético B8, menor o valor da . perda de ferro W17/50. Portanto, é eficaz melhorar a orientação dos grãos de cristal para também reduzir a perda de ferro W17/50.

Geralmente, a chapa de aço elétrico com grão orientado é pro- duzida da maneira a seguir. Um material de chapa de aço silício contendo uma quantidade predeterminada de Si é submetida à laminação a quente, recozimento, e laminação a frio, de modo a se obter uma chapa de aço silí- . cio com, uma espessura desejada. Então a chapa de aço silício laminada a frio é recozida. Através desse recozimento, ocorre uma recristalização pri- . mária, resultando em que são formados os grãos de cristal em uma assim chamada orientação de Goss na qual os eixos de fácil magnetização são paralelos à direção de laminação (grãos com orientação de Goss, tamanho do grão de cristal: 20 um a 30 um). Esse recozimento é executado também como um recozimento de descarburação. Posteriormente, um agente de separação de recozimento contendo MgO como seu principal constituinte é revestido em uma superfície da chapa de aço silício após a ocorrência da recristalização primária. Subsequentemente, a chapa de aço silício reves- tida com o agente de separação de recozimento é bobinada para produzir uma bobina de chapa de aço, e a bobina de chapa de aço é submetida a um recozimento através de um processo de recozimento em caixa. Através desse recozimento ocorre uma recristalização secundária, e uma película vítrea é formada na superfície da chapa de aço silício. Quando a recristali- zação secundária ocorre, devido a uma influência do inibidor incluído na chapa de aço silício, o cristal da recristalização secundária, a formação da película isolante e similares, enquanto se desbobina a bobina de chapa de aço.

Quase todas as orientações dos respectivos grãos de cristal da í chapa de aço elétrico com grão orientado produzidas através de tal método . são determinadas quando ocorre a recristalização secundária. A Figura 1A é um diagrama ilustrando orientações de grãos de cristal obtidos através da recristalização secundária. Conforme descrito acima, quando ocorre a re- ' cristalização secundária, grãos de cristal 14 na orientação de Goss, na qual uma direção 12 do eixo de fácil magnetização coincide com a direção de laminação 13, preferencialmente crescem. Nesse momento, se a chapa de aço silício não for plana e for bobinada, a direção tangencial da periferia da bobina de chapa de aço coincide com a direção de laminação 13. Enquanto isso, os grãos de cristal 14 não crescem de acordo com a curvatura da su- perfície da chapa de aço bobinada mas crescem enquanto mantêm uma |i- nearidade de orientação de cristal nos grãos de cristal 14 como ilustrado na S Figura 1A. Por essa razão, quando a bobina de chapa de aço é desbobinada e aplainada após a ocorrência da recristalização secundária, uma parte na " qual a direção 12 do eixo de fácil magnetização não é paralela à superfície da chapa de aço elétrico com grão orientado é gerada em um grande núme- ro de grãos de cristal 14. Em resumo, um ângulo de desvio 8 entre a direção do eixo de fácil magnetização (<001>) de cada grão de cristal 14 e a direção de laminação é aumentado. Quando o ângulo de desvio B é aumentado, o grau coincidente de orientação de cristal é diminuído, e a densidade de fluxo magnético B8 é diminuída.

Além disso, quanto maior o tamanho do grão de cristal, mais significativo o aumento no ângulo de desvio B. Nos anos recentes, devido ao reforço dos inibidores e similares, é possível facilitar o crescimento seletivo de grãos de cristal na orientação de Goss, e em um grão de cristal que tenha um tamanho grande na direção de laminação em particular, a diminuição na densidade de fluxo magnético B8 é significativa. Além disso, várias técnicas foram propostas convencionalmente como propósito de melhorar a densidade de fluxo magnético, reduzir a per- da de ferro, etc. Entretanto, com as técnicas convencionais, é difícil alcançar a melhoria na densidade de fluxo magnético e a redução na perda de ferro,

enquanto se mantém a produtividade. é Literatura de Patente Literatura de Patente 1: Japanese Laid-open Patent Publication nº07-268474 Literatura de Patente 2: Japanese Laid-open Patent Publication nº 60-114519 Literatura de Patente 3: Japanese Examined Patent Application Publication nº 06-19112 Literatura de Patente 4: Japanese Laid-open Patent Publication nº 61-75506 Literatura de Patente 5: Japanese Laid-open Patent Publication nº 10-183312 - Literatura de Patente 6: Japanese Laid-open Patent Publication —nº2006-144058 : Literatura de Não Patente Literatura de Não Patente 1: T.

Nozawa, e outros, IEEE Transac- tion on Magnetics, Vol.

MAG-14 (1978) páginas. 252-257 Sumário da Invenção Problema Técnico A presente invenção tem o objetivo de fornecer uma chapa de aço elétrico com grão orientado e um método de sua produção capaz de melhorar a densidade de fluxo magnético e reduzir a perda de ferro, en- quanto mantém uma alta produtividade. —SoluçãoParao Problema Como resultado de estudos rigorosos, os presentes inventores desenvolveram os vários aspectos descritos abaixo. (1) Um método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado incluindo: laminar a frio uma chapa de aço silício contendo Si; a seguir, executar o recozimento de descarburação da chapa de aço silício de modo a provocar a recristalização primária;

a seguir, bobinar a chapa de aço silício de modo a obter uma : bobina de chapa de aço; - a seguir, executar o recozimento da bobina de chapa de aço a- través do processo de recozimento em caixa de modo a provocar uma re- cristalização secundária; e - a seguir, rebobinar e aplainar a bobina de chapa de aço, em que o método de produção também compreende, entre a laminação a frio da chapa de aço silício contendo Si e o bobinamento da chapa de aço silício de modo a obter a bobina de chapa de aço, a irradiação a raio laser uma pluralidade de vezes a um intervalo predeterminado na direção de la- minação em uma superfície da chapa de aço silício a partir de uma extremi- dade até a outra extremidade da chapa de aço silício ao longo da direção de largura da chapa, e - enquanto a recristalização secundária é provocada, as bordas —dosgrãos que passam de uma superfície frontal para uma superfície traseira . da chapa de aço silício são geradas ao longo dos caminhos dos raios laser. (2) O método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1), onde a parte da superfície da chapa de aço silício à qual o raio laser foi irradiado é plana. (3) O método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1) ou (2), onde o intervalo predeterminado é ajustado com base em um raio de curvatura da chapa de aço silício na bo- bina de chapa de aço. (4) O método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme qualquer um dos itens (1) a (3), onde, quando o raio de curvatura em uma posição arbitrária na chapa de aço silício na bobina de chapa de aço é R (mm) e o intervalo predetermina posição é PL (mm), a re- lação a seguir é satisfeita: PL S0,13xR. (5) O método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (4), onde o intervalo predeterminado é fixo. (6) O método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (4), onde o intervalo predeterminado é mais ' amplo à medida que a posição se aproxima de uma superfície interna na í: direção de uma superfície externa da bobina de chapa de aço. (7) O método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme qualquer um entre os itens (1) a (6), em que o intervalo : predeterminado é 2 mm ou mais. (8) O método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme qualquer um dos itens (1) a (7), em que, quando uma intensidade média do raio laser é P (W), um tamanho do raio focalizado do raio laser na direção de lami- nação da projeção é DI (mm), uma taxa de varredura do raio laser na direção da largura da chapa é Vc (mm//s) : uma densidade de irradiação de energia do raio laser é Up=4/mxPWDIxVc), x a relação a seguir é satisfeita: 0,5J/mm2 < Up < 20J/mm2. (9) O método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme qualquer um dos itens (1) a (8), em que, quando uma intensidade média do raio laser é P (W), um tamanho na direção de laminação e o tamanho na direção da largura da chapa de uma projeção de raio focalizado do raio laser são DI (mm) e Dc (mm), respectivamente, e uma densidade de energia local do raio laser é Ip = 4/m x P/ (DIxDc), uma relação a seguir é satisfeita, lp < 100kW/mm2. (10) Uma chapa de aço elétrico com grão orientado, incluindo a passagem das bordas dos grãos de uma superfície frontal para uma superfície traseira da chapa de aço elétrico com grão orientado ao lon- —godos caminhos dos raios laser com varredura de uma extremidade à outra extremidade da chapa de aço elétrico o grão orientado ao longo da direção da largura da chapa, - em que quando o componente da direção da espessura da cha- pa de um ângulo feito pela direção de laminação da chapa de aço elétrico comdgrão orientado e a direção de um eixo de fácil magnetização <001> de . cada grão de cristal é B(º), o valor de É em uma posição separada de 1 mm a partir da borda do grão é 7,3º ou menos. ] (11) A chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (10), onde a superfície do material base ao longo da borda do grão é plana.

Efeitos Vantajosos da Invenção

De acordo com a presente invenção, o ângulo de desvio pode ser diminuído pelas bordas dos grãos que são criadas ao longo dos cami- nhos dos raios laser e que passam de uma superfície frontal para uma su- perfície traseira de uma chapa de aço silício, de forma que seja possível melhorar a densidade de fluxo magnético e reduzir a perda de ferro enquan- * to mantém uma alta produtividade.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1A é um diagrama ilustrando as orientações dos grãos de cristal obtidos através da recristalização secundária;

A Figura 1B é um diagrama ilustrando os grãos de cristal após o aplainamento;

A Figura 2A é um diagrama ilustrando um método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme uma modalidade da presente invenção;

A Figura 2B é um diagrama ilustrando um exemplo modificado da modalidade;

A Figura 3A é um diagrama ilustrando um exemplo de varredura de raios laser;

A Figura 3B é um diagrama ilustrando outro exemplo do método de varredura de raios laser; A Figura 4A é uma vista plana ilustrando um foco de raio laser; A Figura 4B é uma vista seccional ilustrando o foco de raio laser;

A Figura 5A é uma vista plana ilustrando as bordas dos grãos õ gerados na modalidade da presente invenção; - A Figura 5B é uma vista seccional ilustrando as bordas de grãos geradas na modalidade da presente invenção; A Figura 6A é um diagrama ilustrando uma fotografia de uma : superfície de uma chapa de aço silício obtida quando uma irradiação de raio laser é executada; A Figura 6B é um diagrama ilustrando uma fotografia de uma superfície de uma chapa de aço silício obtida quando a irradiação de raio laseré omitida; A Figura 7 é um diagrama ilustrando uma fotografia de seção transversal da chapa de aço silício obtida quando a irradiação de raio laser é executada; : A Figura 8 é um diagrama ilustrando a relação entre a borda do grãoeo ângulo de desvio B; e A Figura 9A é um diagrama ilustrando a relação entre o raio de curvatura R, um raio interno R1 e um raio externo R2; A Figura 9B é um diagrama ilustrando intervalos de irradiação de raios laser em relação à bobina nº C1; A Figura 9C é um diagrama ilustrando intervalos de irradiação de raios laser em relação à bobina nº C2; e A Figura 9D é um diagrama ilustrando intervalos de irradiação de raios laser em relação à bobina nº C3. Descrição de Modalidades Doravante, uma modalidade da presente invenção será descrita em relação aos desenhos anexos.

A Figura 2A é um diagrama ilustrando um método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado con- forme uma modalidade da presente invenção.

Na presente invenção, é executada a laminação a frio de uma — chapa de aço silício 1 contendo Si de, por exemplo, 2% em massa a 4% em massa, como ilustrado na Figura 2A.

Essa chapa de aço silício 1 pode ser produzida através de lingotamento continuo, um recozimento de uma chapa de aço laminada a quente obtida através de laminação a quente, etc. À : temperatura no momento do recozimento é de cerca de 1100ºC, por exem- - plo. Além disso, a espessura da chapa de aço silício 1 após a laminação a frio pode ser ajustada para cerca de 0,20 mm a 0,3 mm, por exemplo, e a chapa de aço silício 1 após a laminação a frio é bobinada de modo a ser : conformada como uma chapa de aço laminada a frio, por exemplo. Então, a chapa de aço silício em forma de bobina 1 é fornecida a : um forno de recozimento de descarburação 3 enquanto é desbobinada, e é submetida a um recozimento no forno de recozimento 3. A temperatura no momento do recozimento é ajustada para 700ºC a 900ºC, por exemplo. Du- rante o recozimento, ocorre a descarburação, e ocorre uma recristalização primária resultando no fato de que são formados grãos de cristal em uma orientação de Goss, na qual os eixos de fácil magnetização são paralelos à õ direção de laminação. Posteriormente, a chapa de aço silício 1 descarregada do forno de recozimento de descarburação 3 é resfriado com um equipa- ' mento de resfriamento 4. Subsequentemente, um revestimento 5 de um a- gente de separação de recozimento contendo MgO como seu principal cons- tituinte, é executado em uma superfície da chapa de aço silício 1. Além dis- so, a chapa de aço silício 1 revestida com o agente de separação de reco- zimento é bobinada com um raio interno predeterminado R1 a ser formado como uma bobina de chapa de aço 31.

Além disso, na presente modalidade, entre rebobinar a chapa de aço silício em forma de bobina 1 e o fornecimento da mesma ao forno de recozimento de descarburação 3, um raio laser é irradiado uma pluralidade de vezes a intervalos predeterminados na direção de laminação em uma superfície da chapa de aço silício 1 ao longo da direção da largura da chapa com um equipamento de irradiação de laser 2. Incidentalmente, conforme ilustrado na Figura 2B, o equipamento de irradiação de raio laser 2 pode ser disposto em um lado posterior em uma direção de transferência do equipa- mento de resfriamento 4, e os raios laser podem ser irradiados até a superfi- cie da chapa de aço silício 1 entre o resfriamento com o equipamento de resfriamento 4 e o revestimento 5 do agente de separa cão de recozimento.

Além disso, o equipamento de irradiação de raio laser 2 pode ser disposto : tanto no lado anterior na direção de transferência do forno de recozimento 3 s quanto no lado posterior na direção de transferência do equipamento de res- friamento 4, e os raios laser podem ser irradiados com ambos os equipa- mentos.

Além disso, a irradiação de raio laser pode ser conduzida entre o ' forno de recozimento 3 e o equipamento de resfriamento 4, e a irradiação pode ser conduzida no forno de recozimento 3 ou no equipamento de resfri- q amento 4. Incidentalmente, a irradiação de raio laser pode ser executada porum scanner 10 quando ele faz a varredura de um raio laser 9 irradiado a partir de uma fonte de luz (laser) a um intervalo predeterminado PL na dire- ção da largura da chapa (doravante chamada também direção C) substanci- almente perpendicular à direção de laminação (doravante chamada também - direção L) da chapa de aço silício 1, conforme ilustrado na Figura 3A, por exemplo.

Como resultado disso, os caminhos 23 dos raios laser 9 permane- à" cem na superfície da chapa de aço silício 1, independentemente de poderem ser reconhecidos visualmente ou não.

A direção de laminação coincide substancialmente com a direção de transferência.

Além disso, a varredura dos raios laser por toda a largura da chapa de aço silício 1 pode ser executada com um scanner 10, ou com uma pluralidade de scanners 20 como ilustrado na Figura 3B.

Quando a plurali- dade de scanners 20 é usada, apenas uma fonte de luz (laser) de raios laser 19, que são incidentes nos respectivos scanners 20, pode ser fornecida, ou uma fonte de luz pode ser fornecida para cada scanner 20. Quando o nú- mero de fontes de luz é um, um raio laser irradiado pela fonte de luz pode ser dividido para formar os raios laser 19. Se os scanners 20 forem usados, é possível dividir a região de irradiação em uma pluralidade de regiões na direção da largura da chapa de forma que seja possível reduzir o período de tempo da varredura e a irradiação necessária por raio laser.

Portanto, usar os scanners 20 é particularmente adequado para um equipamento de trans- ferência de alta velocidade.

O raio laser 9 ou 19 é focalizado por uma lente no scanner 10 ou

20. Como ilustrado na Figura 4A e na Figura 4B, a forma do ponto de raio É laser 24 no raio laser 9 ou 19 na superfície da chapa de aço silício 1 pode ter &: uma forma circular ou uma forma elíptica com um diâmetro na direção da largura da chapa (direção C) de Dc e um diâmetro na direção de laminação (direçãoL) de DI.

Além disso, a varredura do raio laser 9 ou 19 pode ser e- xecutada a uma taxa Vc com um espelho poligonal no scanner 10 ou 20, por exemplo.

O diâmetro da chapa na direção da largura (diâmetro na direção C) : Dc pode ser ajustado para 5 mm, o diâmetro na direção de laminação (diâ- metro na direção L) DI pode ser ajustado para 0,1 mm, e a taxa de varredura Vc pode ser ajustada para cerca de 1000 mm/s, por exemplo.

Incidentalmente, como a fonte de luz (dispositivo de laser), pode ser usado um laser CO2, por exemplo.

Além disso, um laser de alta energia que é geralmente usado para propósitos industriais tais como laser YAG, um . semicondutor laser, e um laser de fibra podem ser usados.

Além disso, a temperatura da chapa de silício 1 durante a irradi- - ação do raio laser pode ser executada na chapa de aço silício 1 a cerca da temperatura ambiente, por exemplo.

Além disso, a direção na qual o raio laser é varrido não tem que coincidir com a direção da largura da chapa (di- reção C), mas do ponto de vista de eficiência do trabalho, etc., e do ponto de vistano qual o domínio magnético é refinado em forma de longas tiras ao longo da direção de laminação, o desvio da direção a partir da direção da largura da chapa (direção C) está preferivelmente em 45º, mais preferivel- mente em 20º, e ainda mais preferivelmente em 10º.

Detalhes do intervalo de irradiação PL do raio laser serão des- critosmais tarde.

Após o revestimento 5 do agente de separação de revestimento e o bobinamento, a bobina de chapa de aço 31 é transportada para um forno de recozimento 6, e é colocada com um eixo central da bobina da chapa de aço 31 ajustada substancialmente em uma direção vertical, como ilustrado na Figura2A.

Então, um recozimento (recozimento de acabamento) da cha- pa de aço 31 é executado através do processo de recozimento em caixa.

À temperatura máxima atingida e o período de tempo no momento desse reco-

zimento são ajustados para cerca de 1200 ºC e cerca de 20 horas, respecti- : vamente, por exemplo.

Durante esse recozimento, ocorre uma recristaliza- : ção secundária, e uma película vítrea é formada na superfície da chapa de aço silício 1. Posteriormente, a bobina de chapa de aço 31 é retirada do fornode recozimento 6. S Subsequentemente, a bobina de chapa de aço 31 é fornecida, enquanto vai sendo desbobinada, a um forno de recozimento 7, e é subme- .” tida a um recozimento no forno de recozimento 7. Durante esse recozimento, ondulações, distorções e deformações ocorridas durante o recozimento de acabamento são eliminadas, resultando em que a chapa de aço silício 1 se torna plana.

Então, uma formação 8 de uma película na superfície da chapa de aço silício 1 é executada.

Como película, pode ser formada uma capaz de garantir o desempenho de isolamento e impor uma tensão para reduzir a - perda de ferro, por exemplo.

Através dessa série de processamentos, uma chapa de aço elétrico com grão orientado 32 é produzida.

Após a formação 8 í da película, a chapa de aço elétrico com grão orientado 32 pode ser bobi- nada por conveniência de armazenagem, transporte, etc., por exemplo.

Quando a chapa de aço elétrico com grão orientado 32 é produ- zida através de tal método, durante a recristalização secundária, são criadas as bordas dos grãos 41 que passam da superfície frontal para a superfície traseira da chapa de aço silício 1 debaixo dos caminhos 23 dos raios laser, como ilustrado na Figura 5A e na Figura 5B.

Pode ser considerado que a razão porque tal borda de grão 41 é gerada é porque estresse interno e distorções são introduzidos pelo trata- mento e resfriamento rápidos provocados devido à irradiação do raio laser.

Além disso, pode ser também considerado que devido à irradiação do raio laser, o tamanho dos grãos de cristal obtidos através da recristalização pri- múária difere daquele dos cristais que o circundam, resultando no fato de que o crescimento do grão durante a recristalização secundária difere e simila- Tres Na verdade, quando a chapa de aço elétrico com grão orientado foi produzida com base na modalidade acima descrita, as bordas dos grãos ilustradas na Figura 6A e na Figura 7 foram observadas.

Essas bordas dos : grãos incluíram bordas de grãos 61 formadas ao longo dos caminhos dos .: raios laser.

Além disso, quando uma chapa de aço elétrico com grão orien- tado foi produzida com base na modalidade descrita acima exceto que a ir- radiação do raio laser foi omitida, o grão ilustrado na Figura 6B foi observa- . do.

A Figura 6A e a Figura 6B são fotos fotografadas após a película vítrea e similares terem sido removidas das superfícies da chapa de aço elé- trico com grão orientado para expor o material base de aço, e então foi rea- lizada a decapagem das superfícies.

Nessas fotos, os grãos de cristal e as bordas dos grãos obtidas através da recristalização secundária aparecem.

Além disso, em relação à produção das chapas de aço elétrico com grão orientado ajustadas com o objetivo de tirar as fotografias, o raio interno e o raio externo de cada bobina de chapa de aço foram ajustados para 300 mm e1000 mm, respectivamente.

Além disso, o intervalo de irradiação PL de 7 raio laser foi ajustado para cerca de 30 mm.

Além disso, a Figura 7 ilustra a seção transversal perpendicular à direção da largura da chapa (direção C). Quando a chapa de aço elétrico com grão orientado ilustrada na Figura 6A e na Figura 7 foi observada em detalhes, o comprimento na dire- çãode laminação (direção L) do grão de cristal foi cerca de 30 mm, no má- ximo, que corresponde ao intervalo de irradiação PL.

Além disso, uma mu- dança na forma tal como um sulco foi raramente confirmada em uma parte à qual o raio laser foi irradiado, e a superfície do material base da chapa de aço elétrico com grão orientado foi substancialmente plano.

Além disso, em ambos os casos onde a irradiação do raio laser foi conduzida antes do reco- zimento com o forno de recozimento 3, e a irradiação foi conduzida após o recozimento, bordas de grãos similares foram observadas.

Os presentes inventores conduziram exames detalhados em re- lação ao ângulo de desvio À da chapa de aço elétrico com grão orientado — produzida ao longo da modalidade anteriormente mencionada.

Nesse exa- me, ângulos de orientação de cristal de vários grãos de cristal foram medi- dos por um método Laue de raio-x.

A resolução espacial do método Laue de raio-x, isto é, a projeção na chapa de aço elétrico com grão orientado foi de cerca de 1 mm. Esse exame mostrou que qualquer ângulo de desvio B em : várias posições de medição nos grãos de cristal divididos por bordas de grão que se estendem ao longo dos caminhos dos raios laser estava dentro de umafaixade0O” ab”. Isto significa que um grau de coincidência muito alto de í: orientação de cristal foi observado. Enquanto isso, a chapa de aço elétrico com grão orientado pro- rs duzida omitindo-se a irradiação do raio laser incluiu um grande número de grãos de cristal tendo, cada um, um tamanho na direção de laminação (di- reçãoL) maior que o obtido quando se executa a irradiação de raio laser. Além disso, quando o exame do ângulo de desvio B foi executado em tais grãos de cristal grandes, através do método Laue de raio-x, o ângulo de desvio À excedeu 6ºno total, e, além disso, o valor máximo do ângulo de desvio B excedeu 10º em um grande número de grãos de cristal. Aqui, será dada explicação sobre o intervalo de irradiação PL do É raio laser.

A relação entre a densidade de fluxo magnético B8 e a magni- tude do ângulo de desvio B é conforme a Literatura de Não Patente 1, por exemplo. Os presentes inventores obtiveram experimentalmente dados de medição similares à relação conforme a Literatura de Não Patente '1, e obti- veram, dos dados de medição, a relação entre a densidade de fluxo magné- tico B8 (T) e B (º) representada pela expressão (1) através do método dos quadrados mínimos.

B8=-0,0268xB+2090 .. (1) Enquanto isso, conforme ilustrado nas Figura 5A, Figura 5B e Figura 8, existe pelo menos um grão de cristal 42 entre duas bordas de grão 41 ao longo dos caminhos dos raios laser. Aqui, a atenção é focada em um grão de cristal 42, no qual o ângulo de desvio em cada posição no grão de cristal 42 é definido como B1', pelo ajuste de uma orientação de cristal em uma porção extrema em um lado das duas bordas de grão 41 dos grãos de cristal 423 como referência. Nesse momento, como ilustrado na Figura 8, o ângulo de desvio B' na porção extrema em um lado é 0º. Além disso, na porção extrema do outro lado, é gerado o ângulo de desvio máximo no grão : de cristal 42. Aqui, o ângulo de desvio é expresso como o ângulo de desvio . máximo Bm (B'=Bm). Nesse caso, o ângulo de desvio máximo Bm é repre- sentado como uma Expressão (2) com um intervalo PL entre as bordas dos grãos41,isto é, um comprimento Lg na direção de laminação do grão de

. cristal 42, e o raio de curvatura R da chapa de aço silício na posição na bo- bina de chapa de aço b no recozimento de acabamento.

Incidentalmente, a espessura da chapa de aço silício é fina de forma que ele é desprezível comparado com o raio interno e com o raio externo da bobina de chapa de aço.

Por essa razão, não há quase nenhuma diferença entre o raio de curva- tura da superfície no interno da bobina da chapa de aço e o raio de curvatura da superfície no lado externo da bobina de chapa de aço, e assim não há quase nenhuma influência no ângulo de desvio máximo Bm, mesmo sendo . usado qualquer um dos valores como raio de curvatura R.

Bm=(180/M)x(LI/R) .. (2)

- Quando a atenção é focalizada na Expressão (1), pode ser en- tendido que quando o ângulo de desvio à é 7,3º ou menos, uma densidade de fluxo magnético B8 de 1,90 T ou mais pode ser obtida.

Reciprocamente, pode ser dito que é importante ajustar o ângulo de desvio B para 7,3º ou menos, para obter a densidade de fluxo magnético B8 de 1,90 T ou mais.

Além disso, quando a atenção é focalizada na Expressão (2), pode ser dito que, para ajustar o ângulo máximo de desvio Bm para 7,3º ou menos, isto é, para obter a densidade de fluxo magnético de 1,90 T ou mais, é importante satisfazer a expressão (3) a seguir.

Lgs013xR ... — (3) Dessas relações, pode ser dito que em relação à parte da chapa de aço silício na qual o raio de curvatura da bobina de chapa de aço é "R", quando o comprimento Lg na direção de laminação do grão de cristal desen- volvido naquela parte satisfaz a expressão (3), o ângulo de desvio máximo Bmsetorna7,3º ou menos, e uma densidade de fluxo magnético B8 de 1,90 T ou mais pode ser obtida.

Além disso, o comprimento Lg corresponde ao intervalo de irradiação PL do raio laser.

Portanto, pode ser dito que pelo a-

juste, a uma posição arbitrária na chapa de aço silício, o intervalo de irradia- ção PL do raio laser para satisfazer a expressão (4) de acordo com o raio de : curvatura R, é possível obter uma alta densidade de fluxo magnético B8. PL<S0,13xR Ee) Além disso, mesmo antes de a bobina de chapa de aço ser ob- . tida, o raio de curvatura R na bobina de chapa de aço de cada parte da chapa de aço silício pode ser facilmente calculado a partir da informação em , relação ao comprimento na direção de laminação da chapa de aço silício, ao valor ajustado do raio interno da bobina de chapa de aço, à posição Ps da parte pelo ajuste da borda frontal ou da borda traseira da chapa de aço silí- cio como referência ,etc.

Além disso, quando a atenção é focalizada na expressão (1) e na expressão (2), é importante ajustar o ângulo de desvio B para 5,4º ou menos para obter a densidade de fluxo magnético B8 de 1,95 T ou mais, e verificar que é importante ajustar o intervalo de irradiação PL do raio laser f para satisfazer a expressão (5).

PL $0,094 x R —. (5) Aqui será dada uma explicação em um exemplo de método de ajuste do intervalo de irradiação PL de acordo com o raio de curvatura R. Especificamente, nesse método, o intervalo de irradiação PL não é fixo, e é ajustado para um adequado de acordo com o raio de curvatura R. Conforme descrito acima, o raio interno R1 quando se bobina a chapa de aço silício 1 após o revestimento 5 do agente de separação de recozimento ser executa- do, isto é, o raio interno R1 da bobina de chapa de aço 31 é predeterminado. Oraioexterno R2 e o número de bobinamento N da bobina de chapa de aço 31 podem ser facilmente calculados a partir do tamanho A do vão que existiu entre a chapa de aço silício 1 dentro da bobina de chapa de aço 31, a es- pessura t da chapa de aço silício 1, o comprimento LO na direção de lamina- ção da chapa de aço silício 1, um comprimento LO na direção de laminação da chapa de aço silício 1, e o raio interno R1. Além disso, a partir desses valores, é possível calcular o raio de curvatura R na bobina de chapa de aço 31 de cada parte da chapa de aço silício 1 em função da distância L1 desde a borda frontal na direção de transferência. Incidentalmente, como o tama- é nho A do vão, um valor obtido experimentalmente, um valor com base na : forma de bobinamento ou similar podem ser usados, e um valor de O ou um valor diferente de O pode ser usado. Além disso, o raio de curvatura R pode ser calculado obtendo-se empiricamente ou experimentalmente o raio exter- .: no R2 e o número N de bobinamento quando o comprimento LO, o raio inter- no da bobina R1, e a espessura t já são conhecidos. - Além disso, com base no raio de curvatura R em função da dis- tância L1, a irradiação do raio laser é conduzida da maneira a seguir.

(a) O equipamento de irradiação de raio laser 2 é colocado no lado posterior e/ou lado anterior do forno de recozimento 3.

b) A velocidade de transferência e a distância de passagem (que corresponde à distância L1 da borda frontal na direção de transferência) da . chapa de aço silício 1 em um ponto no qual o raio laser é irradiado, são me- didos por um equipamento de monitoração da velocidade da linha e um e- * quipamento de monitoração da posição de irradiação.

(c) Com base na velocidade de transferência da chapa de aço silício 1, na distância L1 a partir da borda frontal, e na taxa de varredura Vc do raio laser, é conduzido o ajuste de forma que o intervalo de irradiação PL na superfície da chapa de aço silício 1 satisfaça a expressão (4), preferivel- mente a expressão (5). Além disso, a densidade de energia de irradiação, e a densidade de energia local, e similares do raio laser são também ajusta- das.

(d) A irradiação do raio laser é executada.

Conforme descrito acima, o intervalo de irradiação PL pode ser ajustado de acordo com o raio de curvatura R. Incidentalmente, o intervalo de irradiação PL pode ser fixado dentro de uma faixa que satisfaça a ex- pressão (4), preferivelmente a expressão (5). Quando o ajuste conforme descrito acima é conduzido, à medida que um ponto na bobina da chapa de aço31 se aproxima da periferia externa da bobina, o intervalo de irradiação PL nesse ponto é aumentado, de forma que quando comparado a um caso em que o intervalo de irradiação PL é fixo, é possível reduzir a energia mé-

dia de irradiação de laser.

À A seguir, será dada explicação sobre as condições da irradiação > de raio laser.

A partir de uma experiência descrita abaixo, os presentes in- ventores descobriram que quando a energia de irradiação Up do raio laser definida pela expressão (6) satisfaz a expressão (7), a borda do grão ao : longo do caminho do laser é formada adequadamente.

Up = 4/m x P/DI x Vc) ee (8) . 0,5 J/mm2 < Up s 20J/mm2 ... (7) Aqui, P representa a intensidade (W) de raio laser, DI representa otamanho (mm) na direção de laminação do ponto de raio focalizado do raio laser, e Vc representa a taxa de varredura (mm/s) de raio laser.

Nessa experiência, a laminação a quente foi inicialmente execu- tada em um material de aço para chapa de aço elétrico com grão orientado . contendo 2% a 4% em massa de Si, de modo a obter uma chapa de aço sili- cioapósa laminação a quente (chapa de aço laminada a quente). Então, a à. chapa de aço silício foi recozida a cerca de 1100 ºC.

Posteriormente, a la- minação a frio foi executada para ajustar a espessura da chapa de aço silício para 0,23 mm, e o resultante foi bobinado até obter uma bobina laminada a frio.

Subsequentemente, a partir da bobina laminada a frio, foram cortadas amostras únicas de chapa tendo cada uma a largura na direção C de 100 mm e um comprimento na direção de laminação (direção L) de 500 mm.

En- tão, na superfície de cada uma das amostras únicas, foram irradiados raios laser enquanto era efetuada a varredura da chapa na direção da largura.

As condições para as mesmas estão apresentadas na Tabela 1. Posteriormen- te, um recozimento de descarburação foi conduzido a 700ºC a 900ºC para provocar uma recristalização primária.

Subsequentemente as amostras de chapa única foram resfriadas até cerca da temperatura ambiente, e posteri- ormente um agente de separação de recozimento contendo MgO como seu principal constituinte foi revestido nas superfícies de cada uma das amostras de chapa única.

Então foi conduzido um recozimento de acabamento a cerca de 1200ºC por cerca de 20 horas de modo a provocar a recristalização se- cundária.

Além disso, foi conduzida uma avaliação em relação à presen- : ça/ausência de bordas dos grãos ao longo dos caminhos dos raios laser, e a : presença/ausência de fusão e deformação da superfície de cada uma das amostras de chapa única sendo o material base. Incidentalmente, na avali- açãoem relação à presença/ausência das bordas dos grãos ao longo dos : caminhos dos raios laser, foi conduzida a observação da fotografia de uma seção transversal de cada uma das amostras de chapa única ortogonal à . direção de largura da chapa. Além disso, em relação à presença/ausência de fusão e deformação da superfície, foi conduzida uma observação da su- perfície de cada uma das amostras de chapa única após a remoção da pelí- cula de vidro formada durante o recozimento de acabamento e o desempe- nho de decapagem. Os resultados estão também apresentados na Tabela 1. Tabela 1 . BORDAS AMOS- * FUSÃO,

DOS GRÃOS é TRA |P Vc DI Dr Op DEFORMA- AO LONGO|

SUPERFÍCIE

NHOS 2 so Ísooo or js juiz — [Presente Jausente | 4 so dao Jor ds jaz — [Presente Javsente |

AA A ESSAS 6 soo SO 200 SONS PRESENTE s 400 PRESENTE | AUSENTE Conforme apresentado na Tabela 1, em uma amostra nº 1, na quala densidade de energia de irradiação Up foi menor que 0,5 J/mm2, as bordas dos grãos ao longo dos caminhos dos raios laser não foram forma- dos. Pode ser considerado que isto é porque, uma vez que uma quantidade de calor suficiente não foi fornecida, uma variação na força de distorção local : e uma variação no tamanho do grão de cristal obtido através da recristaliza- - ção primária quase não ocorreram.

Além disso, em uma amostra nº 7, na qual a densidade de energia de irradiação Up excedeu 20 J/Imm2, embora as bordas dos grãos ao longo dos caminhos dos raios laser sejam formadas, a : deformação e/ou o traço de fusão provocados pela irradiação dos raios laser existiram na superfície da amostra de chapa única (material base do aço). -. Quando as chapas de aço elétrico com grão orientado são empilhadas para serem usadas, a deformação e/ou o traço de fusão como acima reduz(em) o fator de espaço e gera(m) estresse e deformação, o que leva à redução nas propriedades magnéticas.

Enquanto isso, nas amostras nº 2 a nº 6 e na amostra nº 9, nas quais a Expressão (7) foi satisfeita, as bordas dos grãos ao longo dos cami- : nhos dos raios laser foram formadas adequadamente, independentemente daforma do ponto do raio focalizado, da taxa de varredura, e da intensidade do raio laser.

Além disso, não existiram nenhuma deformação ou traço de fusão provocados pela irradiação do raio laser.

A partir de tal experiência, pode ser dito que a densidade de e- nergia de irradiação Up do raio laser definida pela expressão (6) preferivel- mente satisfaz a expressão (7). Incidentalmente, um resultado similar foi obtido também quando a irradiação de raio laser foi executada entre o recozimento de descarbura- ção e o recozimento de acabamento.

Portanto, também nesse caso, é prefe- rível que a densidade de energia de irradiação Up satisfaça a expressão (7). Além disso, quando a irradiação de raio laser é conduzida antes e após o recozimento de descarburação, a densidade de energia de irradiação Up preferivelmente satisfaz a expressão (7). Além disso, para evitar a ocorrência de deformação e fusão da chapa de aço silício (material base do aço) provocada pela irradiação do raio laser, é preferível que a densidade de energia local lp de laser definido por uma expressão (8) satisfaz uma expressão (9). Ip=4/m x PADIxDo) ... — (8)

Ip<100kW/mm2 =... (9) õ Aqui, Dc representa o tamanho (mm) na direção da largura da . chapa do ponto focalizado de raio laser.

Quanto maior a densidade de energia local lp, maior a chance de ocorrência de fusão, dispersão, e vaporização da chapa de aço silício, e : quando a densidade de energia local Ip excede 100 kW/mm2, um furo, uma ranhura ou similar é passível de ser formada na superfície da chapa de aço. 7 Além disso, quando se compara um pulso de laser e um laser de onda con- tinua, uma ranhura ou similar é passível de ser formada quando um pulso de laser é usado, mesmo se a mesma densidade de energia local Ip for em- pregada.

Isto é porque, quando um pulso de laser é usado, uma mudança súbita na temperatura ocorre facilmente em uma região na qual o raio laser é irradiado.

Portanto, é preferível usar um laser de onda contínua. : O mesmo se aplica a um caso onde a irradiação de raio laser é conduzida entre o recozimento de descarburação e o recozimento de aca- Í bamento, e um caso em que a irradiação é conduzida antes e depois do re- cozimento de descarburação.

Conforme descrito acima, quando a bobina de chapa de aço após a ocorrência da recristalização primária é recozida para provocar a re- cristalização secundária, uma parte é gerada no grão de cristal obtido atra- vés da recristalização secundária, na qual o eixo de fácil magnetização é desviado da direção de laminação devido à influência da curvatura, como ilustrado na Figura 1A e na Figura 1B.

Além disso, quanto maior o tamanho dos grãos de cristal na direção de laminação e quanto menor o raio de cur- vatura, mais notável o grau de desvio.

Além disso, uma vez que o tamanho na direção de laminação conforme acima não é particularmente controlada na técnica convencional, há o caso em que o ângulo de desvio B sendo um dos índices para representar o grau de desvio descrito acima alcança 10º ou mais.

Ao contrário, de acordo com a modalidade descrita acima, a irradiação própria do raio laser é conduzida, e as bordas dos grãos que passam da superfície frontal para a superfície traseira da chapa de aço silício sob os caminhos dos raios laser são geradas durante a recristalização secundária,

de forma que o tamanho de cada grão de cristal na direção de laminação é preferível. Portanto, quando comparado com um caso em que a irradiação . de raio laser não é conduzida, é possível reduzir o ângulo de desvio B e me- lhorar a orientação do cristal para obter uma alta densidade de fluxo magné- ticoB8euma baixa perda de ferro W17/50.

: Além disso, a irradiação de raio laser pode ser executada a alta velocidade, e o raio laser pode ser focado em um espaço muito pequeno r para obter uma alta densidade de energia, de forma que a influência no tempo de produção devido ao processamento do laser é pequeno, quando comparado com o caso em que a irradiação de raio laser não é conduzida. Em outras palavras, a velocidade de transferência no processamento de e- xecução do recozimento de descarburação enquanto se desbobina a bobina laminada a frio e similares, não tem que ser quase mudada, independente- . mente da presença/ausência de irradiação de raio laser. Além disso, uma vez que a temperatura no momento da execução da irradiação de raio laser * não é particularmente limitada, não é necessário um equipamento de isola- mento de calor ou similar para o equipamento de irradiação de laser. Por- tanto, é possível simplificar a estrutura do equipamento, quando comparado com um caso em que um processamento em um forno de alta temperatura é necessário.

Incidentalmente, uma irradiação de raio laser pode ser executa- da com o propósito de refinar o domínio magnético após a formação da pe- lícula isolante.

EXEMPLO (Primeira Experiência) Em uma primeira experiência, um material de aço para um aço elétrico com grão orientado contendo Si de 3% em massa foi laminado a quente, de modo a obter uma chapa de aço silício após a laminação a quente (chapa de aço laminada a quente). Então, a chapa de aço silício foi recozida a cerca de 1100ºC. Posteriormente, a laminação a frio foi conduzi- da de modo a tornar a espessura da chapa de aço silício 0,23 mm , e o re- sultante foi bobinado para se ter uma bobina laminada a frio. Incidentalmen-

te, o número de bobinas laminadas a frio foi de quatro. Subsequentemente, uma irradiação de raio laser foi executada em três bobinas laminadas a frio É (bobinas nos C1 a C3) e, após isto, um recozimento de descarburação foi conduzido para provocar a recristalização primária. Em relação à bobina la- minadaa frio remanescente (bobina nº C4), nenhuma irradiação de laser foi . conduzida e, após isto, o recozimento de descarburação foi conduzido para provocar a recristalização primária. . Após o recozimento de descarburação, o revestimento de um agente de separação de recozimento e o recozimento de acabamento sob asmesmas condições foram executados nessas chapas de aço silício.

Aqui será dada a explicação quanto ao intervalo de irradiação PL do raio laser nas bobinas nos C1 a C3, com referência às Figura 9A a Figura 9D. Após o revestimento do agente de separação de recozimento, a chapa . de aço silício foi bobinada para se ter uma bobina de chapa de aço 51 como ilustrado na Figura 9A, e o recozimento de acabamento foi conduzido sob * esse estado. Antes de produzir a bobina de chapa de aço 51, o raio interno R1 da bobina de chapa de aço 51 foi ajustado para 310 mm. Além, disso, o comprimento LO na direção de laminação da chapa de aço silício na bobina de chapa de aço 51 foi equivalente ao comprimento na direção de laminação da chapa de aço silício após a laminação a frio, e foi cerca de 12000 m. Portanto, o raio externo R2 da bobina de chapa de aço 51 pode ser calcula- do a partir disso, e foi 1000mm. .

Além disso, na irradiação de raio laser em relação à bobina nº C1, o intervalo de irradiação PL foi ajustado para 40 mm, como ilustrado na Figura 9B. Especificamente, a irradiação de raio laser foi conduzida com o mesmo intervalo a partir de uma parte correspondente à borda interna 52 até uma parte correspondente à borda externa 53 da bobina de chapa de aço 51, para deixar os caminhos 54 em uma superfície da chapa de aço silício

55. Incidentalmente, o valor do intervalo de irradiação PL (40 mm) no pro- cesso é equivalente a um valor máximo dentro de uma faixa que satisfaça a expressão (4) em relação ao raio interno R1 (310 mm) da bobina de chapa de aço 51. Portanto, a expressão (4) é satisfeita em, cada posição da chapa de aço silício 55.

: Além disso, na irradiação de raio laser em relação à bobina nº - C2, o intervalo de irradiação PL foi trocado de acordo com o raio local de curvatura R na bobina de chapa de aço 51, colmo ilustrado na Figura 9C. Em outras palavras, a irradiação de raio laser foi conduzida a partir de uma parte correspondente à borda interna 52 até a parte que corresponde à bor- da externa 53 da chapa de aço 51 enquanto aumenta gradativamente o in- - tervalo de irradiação PL, que foi ajustado igual a 0,13xR, para deixar os ca- minhos 54 na superfície da chapa de aço silício 55. Além disso, na irradiação de raio laser em relação à bobina nº C3, o intervalo de irradiação PL foi ajustado para 150 mm, como ilustrado na Figura 9D. Em outras palavras, a irradiação de raio laser foi conduzida com o mesmo intervalo desde a parte correspondente à borda interna 52 até a parte correspondente à borda externa 53 da bobina de chapa de aço 51, : 15 para deixar os caminhos 54 na superfície da chapa de aço silício 55. Inci- . dentalmente, o valor do intervalo de irradiação PL (150 mm) nesse processo é maior que o valor máximo (130 mm) dentro de uma faixa de satisfação da expressão (4) em relação ao raio externo R2 (1000 mm) da bobina de chapa de aço 51. Portanto, a expressão (4) não é satisfeita em qualquer posição da chapa de aço silício 55.

Além disso, na irradiação de raio laser em relação às bobinas nos C1 a C3, a condição na qual a densidade de energia de irradiação Up e a densidade de energia local Ip satisfazem a expressão (7) e a expressão (9), foi selecionada. Conforme descrito acima, nenhuma irradiação de raio laserfoi executada na bobina nº C4.

Após o recozimento de acabamento, foi executado um recozi- mento para eliminar as ondulações, distorções e deformações que ocorre- ram durante o recozimento de acabamento, de modo a aplainar a chapa de aço silício 55. Além disso, uma película de isolamento foi formada na super- fíciede cada uma das chapas de aço silício 55. Assim, foram produzidos os quatro tipos de chapas de aço elétrico com grão orientado.

Então, de cada uma das chapas de aço elétrico com grão orien-

tado, foram cortadas dez amostras em cada uma das seis posições indica- É das na Tabela 2 ao longo da direção de laminação pelo ajuste da borda in- S terna 52 da bobina de chapa de aço 51 como ponto de partida. A densidade de fluxo magnético B8, a perda de ferro W17/50, e o valor máximo do ângulo de desvioB de cada amostra foram medidos. A densidade de fluxo magnéti- : co B8 e a perda de ferro W17/50 foram medidas por um método de medição bem conhecido em, relação às chapas de aço elétrico. Na medição do valor - máximo do ângulo de desvio B, o método Laue de raio-x foi empregado. In- cidentalmente, o tamanho do ponto de raio-x na amostra, isto é, a resolução especial no método Laue de raio-x foi 1 mm. Esses resultados estão também apresentados na Tabela 2. Note que cada valor numérico apresentado na Tabela 2 é um valor médio das dez amostras. Tabela 2 : POSIÇÃO NA — EXITERITO f LAMINAÇÃO(m) | (mm: T) (W/Kkg mm) 7 WIKkg BE Um mo mon im amo 000 — jan das om dar joo 1913 Jozs | 40 las [1942 Jows Jr so J1s1o lors | [12000 — dao das [1950 lors J12s l7ro Justo Jozs | POSIÇÃO NA) BOBINA Nº C3 DIREÇÃO DE PL RB B8 W17/50 |B B8 LAMINAÇÃO(m) | (mm) | (º T W'kg) |) (1 kg 130 |1,850 jo85 |135 1,840

0.88 6000 8 mo IE TE GE UA Am 0a 12000 150 186 l187o losa l189/1830 lose |

- Conforme apresentado na Tabela 2, nas bobinas nos C1 e C2, nas quais a expressão (4) foi satisfeita, o valor máximo do ângulo de desvio É B foi de menos de 7,3º em cada posição. Por essa razão, a densidade de fluxo magnético B8 foi significativamente grande e a perda de ferro W17/50 foiextremamente baixa, quando comparada com a bobina nº C4 (exemplo f comparativo), na qual nenhuma irradiação de raio laser foi conduzida. Em : resumo, a densidade de fluxo magnético B8 de 1,90 T ou mais e a perda de ferro W17/50 de 0,77 W/kg ou menos foram obtidas estavelmente. Além disso, na bobina nº C2, o intervalo de irradiação PL foi ajustado de acordo como raio de curvatura R, de modo que propriedades magnéticas mais uni- formes fossem obtidas.

Além disso, na bobina nº C3, na qual a expressão (4) não foi sa- tisfeita, a densidade de fluxo magnético B8 foi grande e a perda de ferro ' W17/50 foi baixa quando comparado com a bobina nº C4 (exemplo compa- : 15 —rativo), mas a densidade de fluxo magnético B8 foi pequena e a perda de ferro W17/50 foi alta quando comparado com as bobinas nos C1 e C2.

Além disso, em relação a cada amostra cortada das bobinas nº a nº 3, a distribuição do ângulo de desvio B em um grão de cristal foi medida através do método Laue de raio-x. Como resultado, foi confirmado que em um grão de cristal entre duas bordas de grão formadas ao longo dos cami- nhos dos raios laser, o ângulo de desvio B é grande em uma região mais próxima a uma das bordas de grão. Geralmente, a resolução da posição na medição com o método Laue de raio-x é 1 mm, e a resolução de posição nessa medição foi também 1 mm.

Da primeira experiência conforme descrita acima, foi provado que se o ângulo de desvio B na posição separada de 1 mm da borda do grão formado ao longo do caminho do raio laser for 7,3º ou menos, é possível melhorar o grau de coincidência da orientação de cristal para obter a densi- dade de fluxo magnético B8 de 1,90 T ou mais.

(Segunda Experiência) Em uma segunda experiência, bobinas laminadas a frio foram inicialmente produzidas de maneira similar à primeira experiência. Inciden-

talmente, o número de bobinas laminadas a frio produzidas foi de cinco. " Subsequentemente, em relação às quatro bobinas laminadas a frio, a irradi- ação de raio laser foi conduzida diferenciando-se os intervalos de irradiação PL conforme apresentado na Tabela 3 e, após isto, o recozimento de des- carburação foi conduzido para provocar a recristalização primária. Em rela- : ção à bobina laminada a frio remanescente, nenhuma irradiação de raio la- ser foi conduzida, e após isto o recozimento de descarburação foi conduzido . para provocar a recristalização primária. Após o recozimento de descarburação, o revestimento do agen- te de separação de recozimento, e o recozimento de acabamento sob as mesmas condições foram executados nessas chapas de aço silício. Além disso, um recozimento foi executado para eliminar uma ondulação, uma dis- torção ou uma deformação ocorrida durante o recozimento de acabamento, s de forma a aplainar as chapas de aço silício. Além disso, uma película iso- c 15 lante foi formada na superfície de cada uma das chapas de aço silício. As- . sim, os cinco tipos de chapas de aço elétrico com grão orientado foram pro- duzidos. Então, uma amostra foi cortada de uma parte correspondente à borda internada bobina de chapa de aço (R1=310mm) de cada chapa de aço elétrico com grão orientado, e a densidade de fluxo magnético B8 e a perda de ferro W17/50 de cada amostra foram medidos. Seus resultados estão também apresentados na Tabela 3. [Tabela 3) BORDAS DOS GRÃOS AO W17/50 Nº LONGO DOS CAMINHOS — |(mm) (T) (W/kg) AUSENTE o 0,830

PRESENTE

1.915

PRESENTE Como apresentado na Tabela 3, nas amostras nº 10 e nº 11. nas quais o intervalo de irradiação PL foi menor que 2 mm, a densidade de fluxo ? magnético B8 foi baixa para ser menor que 1,90 T, e a perda de ferro . W17/50 foi alta para ser 0,8 W/kg ou mais.

Em resumo, as propriedades magnéticas foram deterioradas quando comparadas às amostras nº 12 a nº 14,nasquaiso intervalo de irradiação PL é extremamente pequeno, o tama- à. nho na direção de laminação do grão de cristal entre duas bordas de grãos é muito pequeno de modo que a influência de distorção muito pequena pela . irradiação de raio laser que ocorreu se torna relativamente grande.

Em ou- tras palavras, pode ser estimado que isto seja porque, embora o ângulo de desvioB se torne pequeno, a perda por histerese da chapa de aço silício é aumentada e as propriedades magnéticas se tornam difíceis de serem me- lhoradas.

Portanto, é preferível ajustar um valor limite mais baixo da faixa de intervalo de irradiação PL para 2 mm, independentemente do raio de curva- bs tura R.

Ss 15 Aplicabilidade Industrial , A presente invenção pode ser utiizada em uma indústria de produção de chapas de aço elétrico e em uma indústria de utilização de chapas de aço elétrico, por exemplo.

Claims

REIVINDICAÇÕES í 1. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão . orientado, compreendendo: laminar a frio uma chapa de aço silício contendo Si; a seguir, executar um recozimento de descarburação da chapa - de aço silício e modo a provocar a recristalização primária; a seguir, bobinar a chapa de aço silício de modo a obter uma : bobina de chapa de aço; a seguir, executar o recozimento da bobina de chapa de aço através de recozimento em caixa de modo a provocar a recristalização se- cundária; e a seguir, rebobinar e aplainar a bobina de chapa de aço, onde o método de produção também compreende, entre a laminação * a frio da chapa de aço silício contendo Si e o bobinamento da chapa de aço 5 15 silício de modo a obter a bobina de chapa de aço, irradiar um raio laser uma " pluralidade de vezes a um intervalo predeterminado na direção de laminação em uma superfície da chapa de aço silício de uma extremidade à outra da chapa de aço silício ao longo da direção de largura da chapa, e enquanto a recristalização secundária é provocada, as bordas dos grãos que passam da superfície frontal para a superfície traseira da chapa de aço silício são geradas ao longo dos caminhos dos raios laser.
2. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 1, em que a parte da superfície da chapa de aço silício à qual o raio laser foi irradiado é plana.
3. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 1, em que o intervalo predetermi- nado é ajustado com base no raio de curvatura da chapa de aço silício na bobina da chapa de aço.
4. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 1, em que, quando o raio de curva- tura em uma posição arbitrária na chapa de aço silício na bobina de chapa de aço é R (mm) e o intervalo predeterminado na posição é PL (mm), a rela-

ção a seguir é satisfeita, É PL<0,13xR.
5. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 4, em que o intervalo predetermi- S nado é fixo.
6. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão * orientado de acordo com a reivindicação 4, em que o intervalo predetermi- nado é mais amplo à medida que a posição se aproxima desde a superfície interna até a superfície externa da bobina de chapa de aço.
7. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 1, em que o intervalo predetermi- nado é 2 mm ou mais.
8. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão : orientado de acordo com a reivindicação 1, em que , quando " uma intensidade média do raio laser é P (W), um tamanho na direção de laminação de um ponto do raio foca- lizado do raio laser é DI! (mm), uma taxa de varredura na direção da largura da chapa é Ve(mm/s), e uma densidade de energia de irradiação do raio laser é Up=4/mxP/(DIxVc), a relação a seguir é satisfeita, 0,5J/mMm2<Ups20J/mm?2.
9. Método de produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 1, em que, quando uma intensidade média do raio laser é P (W), um tamanho na direção de laminação e o tamanho na direção da largura da chapa de um ponto do raio focalizado do raio laser são DI (mm) e Dc (mm), respectivamente, e uma densidade de energia local do raio laser é

Ip=4/mrxP/(DIxDc), . a relação a seguir é satisfeita, . Ip<100kW/mm2.
10. Chapa de aço elétrico com grão orientado, compreendendo as bordas dos grãos que passam da superfície frontal para a superfície traseira da chapa de aço elétrico com grão orientado ao longo dos ' caminhos do raio laser varridos de uma extremidade à outra da chapa de " aço elétrico com grão orientado ao longo da direção da largura da chapa de aço, em que quando o componente de direção da espessura da cha- pa de um ângulo feito pela direção de laminação da chapa de aço elétrico com grão orientado e a direção de um eixo da direção de fácil magnetização <001> de cada grão de cristal é B(*), o valor de 8 em uma posição separada . de 1 mm das bordas dos grãos é 7,3º ou menos.

: 15
11. Chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a . reivindicação 10, em que a superfície de um material base ao longo das bordas dos grãos é plana.

[ FIG. 1A ! 12 1 " aErEocAocEsSoERCErcco 115 2 =x e E : 277 -—— FIG. 1B 18 oiii anna d e BÉ)

a Í FIG. 2A Laminação a frio í f 4 5 JLC, TTITZZI—XO Direção de transferência : MA A BELO" 31 31 31 7 8

CPO

EMEA Direção de transferência

O a - FIG. 2B 3 4 2 5 —m A e | IL : TTA[ XX Direção de transferência FIG. SA 9 1 23 : PL L

BO 23 O FT— FIG. 3B 20 19 19 19 20 19 23 20 23 LO PL e E 23 1 O ———

FIG. 4A

L ma " | + es O O ft ——— = Vc FIG. 4B 4) 9,19 24

L ES Í 1 & Dc mena VC i FIG. 5A 2 Cc lo : 4141 41 41 41 411 FIG. 5B 2 Cc m=———— Ha UA N MN N

' FIG. 6A PL 61 : F ESSE ESIERARE Lo o 6 * BT: :- PBR Ao, : &l & à FIG. 6B c rs |. FIG. 7 Licor

| FIG. 8

PL g'=o —T» B=Bm : 41 41

R R õ FIG. 9A > R2 - (O) 2— 51

R FIG. 9B 54 [* PL=0.18x R1=40mm Cc mL 55 54 FIG. 9€C 54 pe PL=0.13X R Cc | 52 53 mL 55 54 FIG. 9D 54 pe PL=150mm Cc | se 53 54 mL 55