BR112013002874B1

BR112013002874B1 - Chapa de aço elétrica de grão orientado e método para fabricar a mesma

Info

Publication number: BR112013002874B1
Application number: BR112013002874-2A
Authority: BR
Inventors: Yukihiro Shingaki; Noriko Makiishi; Takeshi Imamura
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2022-05-24
Also published as: EP2602342A1; KR20130020934A; WO2012017670A1; KR101309346B1; JP2012052229A; US9183984B2; EP3778930A1; JP5115641B2; MX2013001392A; CN103069033B; US20130213525A1; CN103069033A; BR112013002874A2; EP2602342A4

Abstract

FOLHA DE AÇO ELÉTRICA ORIENTADA POR GRÃOS E MÉTODOS PARA FABRICAR A MESMA. A presente invenção propões medidas para diminuir o ruído gerado por um núcleo de ferro de um transformador quando as folhas de aço elétricas orientadas por grãos cada uma tendo concebido baixa perda de ferro através de refinamento de domínio magnético são empilhadas para constituir o núcleo de ferro. Especificamente, A presente invenção propões uma foha de aço elétrica orientada por grãos tendo um comprimento total de rupturas no filme sobre uma superfície de folha de aço de 20109> ou menos por 10.000 109>mA 2A de filme, a folha de aço compreendendo: um intervalo de refinamento de domínio magnético predeterminado em uma direção de laminação da folha de aço, provida no refinamento de domínio magnético através da introdução semelhante a linear da deformação térmica em uma direção intersectando a direção de laminação; e desvio de 3mm ou menos por comprimento unitário: 500 mm na direção de laminação da folha de aço.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrica de grão orientado para uso em um material de núcleo de ferro de um transformador ou semelhante, cuja chapa de aço gera pouco ruído quando aplicada a um núcleo de ferro. A presente invenção refere-se também a um método para fabricar a chapa de aço de grão orientado.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Uma chapa de aço elétrica de grão orientado é principalmente utilizada como um núcleo de ferro de um transformador e requerida para demonstrar características de magnetização excelentes, por exemplo, baixa perda de ferro em particular. A este respeito, é importante concordar grandemente os grãos recristalizados secundários de uma chapa de aço com orientação (110)/[001], isto é, que é denominada "Orientação de Goss" e reduzir impurezas em um produto de chapa de aço. No entanto, existem limites sobre o controle de orientações de grãos de cristal e redução de impurezas em vista do custo de produção. Consequentemente, são desenvolvidas técnicas para redução de perda de ferro, que é aplicar não uniformidade (deformação) a uma superfície de uma chapa de aço fisicamente para subdividir a largura de domínio magnético, isto é, técnicas de refinamento de domínio magnético. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 propõe uma técnica para irradiar uma chapa de aço após recozimento final com laser para introduzir regiões de densidade de alto deslocamento em uma camada de superfície da chapa de aço, deste modo estreitando as larguras de domínio magnético e reduzindo a perda de ferro da chapa de aço. Além disso, a Literatura de Patente 2 propõe uma técnica de controle das larguras de domínio magnético irradiando uma chapa de aço com feixe de elétrons.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[003] PTL 1: JP-B 57-002252

[004] PTL 2: JP-B 06-072266

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS TÉCNICOS

[005] Sabe-se que o comportamento magnetoestritivo que ocorre quando uma chapa de aço elétrica é magnetizada causa geralmente ruído de um transformador. Uma chapa de aço elétrica contendo Si em 3%, ou assim, geralmente expande na direção de magnetização. Quando tal chapa de aço elétrica como descrito acima aplicada a um núcleo de ferro é submetida à magnetização de corrente alternada, a chapa de aço elétrica é alternativamente magnetizada na direção de magnetização positiva/negativa com respeito à neutra, pelo que o núcleo de ferro repete os movimentos de expansão e de encolhimento e estas vibrações magnetoestritiva causam ruído.

[006] Além disso, vibrações eletromagnéticas que ocorrem entre chapas de aço elétricas (empilhadas) podem causar ruído de um transformador. As chapas de aço elétricas são submetidas à magnetização de corrente alternada e assim magnetizas tendem a "trepidar ruidosamente" devido às atrações e repulsões geradas nestas chapas de aço elétricas pela magnetização, para causar ruído. Este fenômeno é bem conhecido e, portanto, medidas são tomadas, quando um transformador é fabricado usando chapas de aço elétricas, para prevenir as chapas de aço elétricas de trepidar ruidosamente prendendo as chapas de aço elétricas umas contra as outras. No entanto, simplesmente prender as chapas de aço elétricas umas contra as outras pode não bastar para prevenir seguramente as chapas de aço de trepidar ruido-samente em algumas aplicações.

[007] Em vista disto, um objetivo da presente invenção é propor, em conexão com uma chapa de aço elétrica de grão orientado que realiza baixa perda de ferro através de refinamento de domínio magnético, novas medidas para reduzir o ruído causado por um núcleo de ferro de um transformador ou semelhante quando uma pluralidade de chapas de aço elétricas é empilhada para uso no núcleo de ferro.

SOLUÇÃO PARA OS PROBLEMAS

[008] Uma chapa de aço elétrica de grão orientado é geralmente submetida a recozimento por muitas horas em um estado bobinado no processo de fabricação da mesma, pelo que um produto de chapa de aço elétrica de grão orientado assim recozida tende a demonstrar uma tendência para bobinar naturalmente. Consequentemente, um produto de chapa de aço elétrica de grão orientado é geralmente submetido a recozimento com aplainamento a 800°C ou mais alto e m uma linha de recozimento contínua antes do transporte. No entanto, uma tira de aço tende a experimentar deformação por fluência e assim o desvio da tira de aço ocorre em um forno de uma linha de recozimento contínua em alta temperatura em um caso onde o comprimento do forno é longo e/ou o intervalo entre os rolos de suporte é grande. Assim, o aumento na tensão no forno exercida sobre uma tira de aço durante recozimen- to com aplainamento, que é frequentemente realizado para melhorar o efeito de correção da chapa de aço por recozimento com aplainamen- to, tende a causar um efeito colateral de facilitar a deformação por fluência da tira de aço. Devido a estes fatores, isto é, o recozimento com aplainamento propriamente dito e a tensão no forno aumentada exercida sobre uma tira de aço durante o recozimento com aplainamento, o filme sobre uma superfície de chapa de aço tende a sofrer danos como rupturas, que são mostrados como "rupturas finas" na Figura 1. Estas rupturas no filme sobre uma superfície de uma chapa de aço deterioram as propriedades de perda de ferro da chapa de aço. A Figura 1 é uma fotografia da imagem de elétron retrodifundida (BEI) observada a uma voltagem de aceleração de 15 kV, mostrando rupturas finas existentes em filme de forsterita (filme composto principalmente de Mg2SiO4) de um produto de chapa de aço elétrica que tem um revestimento isolante sobre o filme de forsterita.

[009] Na presente invenção, BEI de uma superfície observada a uma voltagem de aceleração de 15 kV, o comprimento total das rupturas por campo de observação: 10.000 μm2, e a perda de ferro foram analisados respectivamente para cada um dos produtos de chapa de aço tendo, cada um, um revestimento isolante sobre o filme de forsteri- ta e obtido ajustando a tensão no forno de uma chapa de aço durante recozimento com aplainamento para estar na faixa de 5 MPa a 50 MPa. A Figura 2 mostra os resultados destas análises traçando em gráfico o comprimento total das rupturas nas propriedades de raios X e de perda de ferro no eixo Y. Entende-se a partir destes resultados que diminuindo o comprimento total das rupturas para 20 μm ou menos é importante em termos de suprimir a deterioração das propriedades de perda de ferro.

[0010] O dano ao filme pode ser suprimido diminuindo a temperatura durante o recozimento com aplainamento e/ou a tensão no forno. Por exemplo, as rupturas são dificilmente geradas em uma superfície da chapa de aço quando o recozimento com aplainamento não é realizado. No entanto, omitir o recozimento com aplainamento ou diminuir um efeito de correção da chapa de aço no recozimento com aplaina- mento como descrito acima permite que a chapa de aço bobinada retenha parcialmente uma tendência para bobinar para cima, pelo que um pedaço de chapa de aço cortado da chapa de aço bobinada demonstra desvio. Tal tendência de bobinar para cima dos pedaços de chapa de aço resulta em lacunas entre os pedaços de chapa de aço quando os pedaços de chapa de aço são empilhados para constituir um transformador, deste modo fazendo eventualmente com que as chapas de aço trepidem ruidosamente pelas vibrações eletromagnéticas e, assim, aumentando o ruído do transformador. Além disso, os desvios existentes nas chapas de aço são prováveis de tornar a manipulação, isto é, laminação, das chapas de aço difícil quando as chapas de aço são empilhadas para constituir um transformador.

[0011] Os inventores da presente invenção perceberam que o refinamento de domínio magnético do tipo que confere deformação pode ser utilizado para suprimir tal desvio de uma chapa de aço como descrito acima. É esperado que uma superfície da chapa de aço irradiada com, por exemplo, feixe de elétrons, para refinamento de domínio magnético demonstre, devido às estruturas de domínio magnético da mesma, um estado onde alguns esforços de tração permaneçam na superfície da chapa de aço assim irradiada. O esforço de tração permanece em uma porção irradiada de uma superfície de chapa de aço como descrito acima presumivelmente devido à troca no volume da porção irradiada causada por aquecimento por irradiação e subsequente resfriamento rápido da porção.

[0012] Tal esforço de tração residual gerado através do refinamento de domínio magnético como descrito acima não somente trabalha vantajosamente em termos de melhorar as propriedades de perda de ferro, mas também pode ser positivamente utilizado para correção da forma possivelmente existente em uma chapa de aço. Especificamente, os inventores da presente invenção descobriram que a forma de uma chapa de aço pode possivelmente ser corrigida pelo esforço de tração gerado através do refinamento de domínio magnético, isto é, submetendo a chapa de aço a refinamento de domínio magnético do tipo que confere deformação térmica, isto é, submetendo a chapa de aço a refinamento de domínio magnético do tipo que confere deformação térmica a partir do lado da chapa de aço que corresponde ao lado da periferia externa do bobinamento de uma chapa de aço bobinada no estágio de recozimento (ou o lado da chapa de aço salientando-se levemente devido a uma tendência residual de bobinar para cima). Além disso, os inventores da presente invenção estudaram intensamente a densidade de feixe adequada e o intervalo de refinamento de domínio magnético apropriados para corrigir o desvio através do refinamento de domínio magnético. Como um resultado destas investigações, os inventores da presente invenção descobriram medidas para corrigir o desvio de uma chapa de aço, enquanto diminuindo satisfatoriamente a perda de ferro da chapa de aço, deste modo concluindo a presente invenção. Especificamente, os aspectos primários da presente invenção são como a seguir.

[0013] (1) Uma chapa de aço elétrica de grão orientado que tem um comprimento total de rupturas no filme de uma superfície de chapa de aço de 20 μm ou menos por 10.000 μm2 do filme, a chapa de aço compreendendo:

[0014] intervalo D de refinamento de domínio magnético (mm) em uma direção de laminação da chapa de aço, fornecido no refinamento de domínio magnético através de introdução semelhante a linear da deformação térmica em uma direção intersectando a direção de lami- nação; e

[0015] desvio de 3 mm ou menos uma comprimento unitário: 500 mm na direção de laminação da chapa de aço, em que D satisfaz a seguinte fórmula: 0,5/(∆β/10) ≤ D ≤ 1,0/(∆β/10),

[0016] Δβ/10 (o) representa a variação do ângulo β (ângulo forma do pelo eixo <001> mais próximo da direção de laminação, do grão de cristal, com respeito à superfície da chapa de aço) por comprimento unitário: 10 mm na direção de laminação dentro de um grão recristali- zado secundário da chapa de aço.

[0017] (2) A chapa de aço elétrica de grão orientado de (1) acima, em que a introdução da deformação térmica é realizada por irradiação do feixe de elétron.

[0018] (3) A chapa de aço elétrica de grão orientado de (1) acima, em que a introdução da deformação térmica é realizada por irradiação de laser.

[0019] (4) Método para fabricar uma chapa de aço elétrica de grão orientado, compreendendo:

[0020] submeter uma chapa de aço elétrica de grão orientado tendo um comprimento total de rupturas no filme sobre uma superfície de chapa de aço de 20 μm ou menos por 10.000 μm2 de filme, para refinamento de domínio magnético depois de um recozimento final de modo que a deformação térmica é introduzida em um modo semelhante a linear em uma direção intersectando uma direção de laminação da chapa de aço, com o intervalo D de refinamento de domínio magnético (mm) na direção de laminação, a partir de um lado da chapa de aço que corresponde ao lado da periferia externa de bobinamento de uma chapa de aço bobinada no estágio de recozimento final, em que D satisfaz a seguinte fórmula: 0,5/(∆β/10) ≤ D ≤ 1,0/(∆β/10),

[0021] Δβ/10 (o) representa a variação do ângulo β (ângulo formado pelo eixo <001) mais próximo da direção de laminação, do grão de cristal, com respeito à superfície da chapa de aço por comprimento unitário: 10 mm na direção de laminação dentro de um grão recristali- zado secundário da chapa de aço.

[0022] (5) O método para fabricar uma chapa de aço elétrica de grão orientado de (4) acima, em que a deformação térmica é introduzida por irradiação de feixe de elétron.

[0023] (6) O método para fabricar uma chapa de aço elétrica de grão orientado de (4) acima, em que a deformação térmica é introduzi- da por irradiação de laser.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0024] De acordo com a presente invenção, é possível em uma chapa de aço elétrica de grão orientado submetida a refinamento de domínio magnético do tipo que confere deformação térmica para demonstrar perda de ferro reduzida, para suprimir desvio da chapa de aço especificando estritamente as condições do refinamento de domínio magnético, de modo que as lacunas geradas entre uma pluralidade de chapas de aço quando as chapas de aço são empilhadas são reduzidas. Portanto, é possível reduzir o ruído de um transformador apli-cando a chapa de aço da presente invenção ao transformador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] A Figura 1 é uma fotografia de imagem de elétron retrodi- fundida mostrando um estado onde as rupturas ocorrem no filme de uma chapa de aço.

[0026] A Figura 2 é um gráfico mostrando as relações entre o comprimento total das rupturas no filme e as propriedades de perda de ferro.

[0027] A Figura 3 é uma vista esquemática mostrando a(s) orien- tação(ões) do(s) grão(s) de cristal em uma chapa de aço bobinada fora de uma bobina.

[0028] A Figura 4 é uma vista mostrando um método para avaliar a magnitude de desvio de uma chapa de aço.

[0029] A Figura 5 é um gráfico mostrando as relações entre o intervalo D de refinamento de domínio magnético e a magnitude de desvio em vários valores Δβ.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0030] Uma chapa de aço da presente invenção é essencialmente submetida a refinamento de domínio magnético do tipo que confere deformação térmica. A respeito das condições de feixe de elé- trons/irradiação de laser, uma direção de irradiação é preferivelmente uma direção intersectando a direção de laminação e mais preferivelmente uma direção inclinada em 60o a 90o com respeito à direção de laminação e um intervalo de irradiação é preferivelmente em torno de 3 mm a 15 mm na direção de laminação em termos de melhorar otimamente as propriedades de perda de ferro pelo refinamento de domínio magnético.

[0031] Além disso, no caso de irradiação de feixe de elétrons, é eficaz realizar irradiação similar à mancha ou linear na voltagem de aceleração: 10 kV a 200 kV, corrente elétrica: 0,005 mA a 10 mA, e diâmetro de feixe (largura de feixe): 0,005 mm a 1 mm.

[0032] No caso de usar laser de onda contínuo, a densidade de energia do mesmo, que depende da taxa de varredura do feixe de laser, está preferivelmente na faixa de 100 W/mm2 a 10.000 W/mm2. A densidade de energia do feixe de laser quer pode permanecer constante ou ser periodicamente trocada por modulação. O laser de fibra do tipo excitação de laser semicondutor ou semelhante é eficaz como uma fonte de excitação.

[0033] O laser de pulso do tipo comutador Q, ou semelhante, pode causar um efeito similar ao causado pelo laser de onda contínuo. No entanto, o uso de laser de pulso pode deixar localmente marcas de refinamento de domínio magnético ou causar dano ao filme sobre a superfície de uma chapa de aço, que precisa de outro revestimento para assegurar o isolamento da chapa de aço. Consequentemente, laser de onda contínuo é apropriado em termos industrial para a presente invenção.

[0034] Com a condição de que as respectivas condições satisfaçam as faixas preferíveis mencionadas acima, é assegurado com respeito à correção de forma de uma chapa de aço que o lado radialmente interno de uma chapa de aço bobinada que tem uma tendência mais forte para bobinar para cima requer que o mais alto esforço de tração seja conferido ao mesmo por refinamento de domínio magnético do tipo que confere a tendência mais forte, enquanto o lado radialmente externo de uma chapa de aço bobinada (tendo uma tendência mais fraca de se bobinar para cima) requer que o esforço de tração mais baixo seja conferido ao mesmo para correção de forma.

[0035] Em vista disto, os inventores da presente invenção estudaram intensamente o intervalo de irradiação do feixe de elétrons, que afeta significativamente o esforço de tração descrito acima. Especificamente, uma experiência foi realizada: cortando uma peça de teste tendo dimensão de 500 mm na direção de laminação x 50 mm na direção no sentido da largura fora de uma chapa de aço que tem revestimento isolante sobre o filme de forsterita; irradiando um lado da peça de teste correspondendo ao lado da periferia externa do bobinamento de uma chapa de aço bobinada no estágio de recozimento (isto é, um lado da peça de teste salientando-se levemente devido a uma tendência residual para bobinar para cima) com o feixe de elétrons em uma direção inclinada com respeito à direção de laminação em 90o (isto é, direção "C") sob condições que incluem voltagem de aceleração: 200 kV, corrente elétrica: 0,8 mA, diâmetro de feixe: 0,5 mm, e taxa de varredura de feixe: 2 m/s; e determinando o intervalo de irradiação específico apropriado para correção da forma da peça de teste.

[0036] Δβ (o) foi usado na experiência acima mencionada como um índice de indicação de uma posição na direção radial dentro da chapa de aço bobinada, a partir de cuja posição uma peça de teste foi derivada. Especificamente, Δβ representa, com a condição de que o ângulo β seja um ângulo formado pelo eixo <001> mais próximo da direção de laminação, de um grão recristalizado secundário, com respeito a uma superfície de uma chapa de aço, uma faixa de variação do ângulo β por comprimento unitário: 10 mm na direção de laminação dentro de um grão recristalizado secundário da chapa de aço, como mostrado na Figura 3 (a Figura 3 mostra esquematicamente orientação(ões) dos grão(s) de cristal em uma chapa de aço bobinada fora de uma bobina). Δβ correlaciona-se com um diâmetro da bobina (precisamente, um determinado diâmetro dentro de uma bobina) com correspondência um a um e, por exemplo, em um caso onde o diâmetro da bobina é 1.000 mm, uma faixa de variação do ângulo β medida por comprimento unitário: 10 mm na direção de laminação dentro do mesmo grão recristali- zado secundário da chapa de teste correspondem a 1,14o.

[0037] Quatro tipos de peças de teste foram preparados na experiência acima mencionada de modo que os valores Δβ dos mesmos variaram em quatro níveis incluindo 2,29o, 1,14o, 0,76o e 0,57o. A forma de cada peça de teste foi avaliada: mantendo uma porção de extremidade (30 mm) da peça de teste tendo um comprimento: 500 mm entre placas de acrílico de modo que o desvio da peça de teste foi mensurável ajustando a direção no sentido da largura da mesma na direção vertical; e medindo a magnitude do desvio (mm). Os resultados da medição são mostrados na Figura 5.

[0038] Entende-se a partir da Figura 5 que o desvio da chapa de aço pode ser suprimido de forma controlável dentro de uma faixa de ±3 mm ajustando o intervalo de irradiação para estar na faixa de 3 mm a 4 mm quando Δβ é 1,14o, na faixa de 7 mm a 13 mm quando Δβ é 0,76°, e na faixa de 8 mm ou mais quando Δβ é 0,57o, respectivamente.

[0039] Os inventores da presente invenção repetiram as experiências como descrito acima para determinar o intervalo D de irradiação adequada (mm) no refinamento de domínio magnético para corrigir a forma de uma chapa de aço e encontrar qual a magnitude de desvio de uma chapa de aço pode ser suprimida para o nível aceitável, isto é, ±3 mm, realizando o refinamento de domínio magnético sobre a chapa de aço de modo que o intervalo D de irradiação satisfaça a seguinte fórmula: 0,5/(∆β/10) ≤ D ≤ 1,0/(∆β/10),

[0040] Em um caso onde Δβ excede 3,3o, o intervalo de irradiação presumivelmente requerido para correção de forma de uma chapa de aço é 3 mm ou menos, que torna difícil obter tanto o refinamento de domínio magnético como a correção de forma para a chapa de aço de um modo compatível. Δβ é, portanto, preferivelmente 3,3o ou menos. Em um caso onde Δβ é muito pequeno, o desvio ocorre dificilmente em uma chapa de aço. Em particular, se a presente invenção é aplicada a uma chapa de aço que tem Δβ < 0,4o, o intervalo de irradiação teoricamente requerido para correção de forma de uma chapa de aço será D > 15mm, que torna impossível obter adequadamente um bom efeito de refinamento de domínio magnético. A medição das orientações de cristal para determinar Δβ antes de cada operação de refinamento de domínio magnético não é sempre necessária porque Δβ correlaciona- se a um diâmetro de bobina ou a um determinado diâmetro dentro de uma bobina com correspondência um a um como descrito acima. Isto é, ele basicamente basta para estimar Δβ e determinar um intervalo D de irradiação adequado (mm) em vista de um determinado diâmetro dentro de uma chapa de aço bobinada e então realiza o refinamento de domínio magnético de acordo com o intervalo D de irradiação assim determinado.

[0041] Uma chapa de aço elétrica de grão orientado submetida a refinamento de domínio magnético de acordo com a presente invenção pode ser qualquer uma das chapas de aço elétricas de grão orientado convencionalmente conhecidas. Exemplos de chapas de aço elétricas de grão orientado convencionalmente conhecidas incluem um material de aço elétrico contendo Si em 2,0% em massa a 8,0% em massa.

Si: 2,0% em massa a 8,0% em massa.

[0042] O silício é um elemento que aumenta eficazmente a resistência elétrica da chapa para melhorar as propriedades de perda de ferro da mesma. O teor de silício em aço igual a ou maior do que 2,0% em massa assegura um efeito particularmente bom de reduzir perda de ferro. Por outro lado, o teor de Si em aço igual a ou menor do que 8,0% em massa assegura a capacidade de formação e densidade de fluxo magnético particularmente bons do aço. Consequentemente, o teor de Si em aço está preferivelmente na faixa de 2,0% em massa a 8,0% em massa.

[0043] O grau mais alto de acúmulo de grãos de cristal na direção <100> causa um melhor efeito de reduzir a perda de ferro através de refinamento de domínio magnético. A densidade de fluxo magnético B8 como um índice de acúmulo das orientações de cristal é, portanto, preferivelmente pelo menos 1,90 T.

[0044] Exemplos específicos de componentes básicos e outros componentes para serem opcionalmente adicionados, de material de aço para a chapa de aço elétrica de grão orientado da presente invenção são como a seguir.

C: 0,08% em massa ou menos

[0045] O carbono é adicionado para melhorar a microestrutura de uma chapa de aço laminada quente. O teor de carbono em aço é preferivelmente 0,08% em massa ou menos porque o teor de carbono excedendo 0,08% em massa aumenta a carga de reduzir o teor de carbono durante o processo de fabricação para 50 ppm em massa ou menos em que o envelhecimento magnético é prevenido seguramente. O limite mais baixo de teor de carbono em aço não precisa ser particularmente fixado porque a recristalização secundária é possível em um material que não contém carbono.

Mn: 0,05% em massa a 1,0% em massa

[0046] O manganês é um elemento que obtém vantajosamente boa capacidade de formação a quente de aço. O teor de manganês em aço menor do que 0,005% em massa não pode causar um bom efeito da adição de Mn suficientemente. O teor de manganês em aço igual a ou menos do que 1,0% em massa assegura particularmente boa densidade de fluxo magnético de um produto de chapa de aço. Consequentemente, o teor de Mn em aço está preferivelmente na faixa de 0,005% em massa a 1,0% em massa.

[0047] Quando um inibidor deve ser usado para facilitar a recrista- lização secundária, a composição química da chapa de aço elétrica de grão orientado da presente invenção pode conter, por exemplo, quantidades apropriadas de Al e N em um caso onde um inibidor baseado em AlN é utilizado ou quantidades apropriadas de Mn e Se e/ou S em um caso onde um inibidor baseado em MnS e/ou MnSe é utilizado. Tanto o inibidor baseado em AlN como o inibidor baseado em MnS e/ou MnSe pode ser usado em combinação, naturalmente. Quando os inibidores são usados como descrito acima, os teores de Al, N, S e Se são preferivelmente Al: 0,01% em massa a 0,065% em massa, N: 0,05% em massa a 0,012% em massa, S: 0,005% em massa a 0,03% em massa, e Se: 0,005% em massa a 0,03% em massa, respectivamente.

[0048] A presente invenção também é aplicável a uma chapa de aço elétrica de grão orientado que não usa qualquer inibidor e que tem teores de Al, N, S, Se restritos. Neste caso, os teores de Al, N, S e Se são preferivelmente suprimidos para Al: 100 ppm em massa ou menos, N: 50 ppm em massa ou menos; S: 50 ppm em massa ou menos, e Se: 50 ppm em massa ou menos, respectivamente.

[0049] Além disso, o material de aço para a chapa de aço elétrica de grão orientado da presente invenção pode conter, por exemplo, os seguintes elementos como componentes que melhoram as propriedades magnéticas além dos componentes básicos descritos acima. Pelo menos um elemento selecionado de Ni: 0,03% em massa a 1,50% em massa, Sn: 0,01% em massa a 1,50% em massa, Sb: 0,005% em massa a 1,50% em massa, Cu: 0,03% em massa a 3,0% em massa, P: 0,03% em massa a 0,50% em massa, Mo: 0,005% em massa a 0,10% em massa, Nb: 0,0005% em massa a 0,0100% em massa, e Cr: 0,03% em massa a 1,50% em massa. O níquel é um elemento utilizável em termos de ainda melhorar a microestrutura de uma chapa de aço laminada quente e, assim, as propriedades magnéticas de uma chapa de aço resultante. O teor de níquel em aço menor do que 0,03% em massa não pode causar este efeito de melhora das propriedades magnéticas por Ni suficientemente. O teor de níquel em aço igual a ou mais baixo do que 1,5% em massa assegura estabilidade em recrista- lização secundária para melhorar as propriedades magnéticas de uma chapa de teste resultante. Consequentemente, o teor de Ni em aço está PRF na faixa de 0,03% em massa a 1,5% em massa.

[0050] Sn, Sb, Cu, P, Mo, Nb e Cr são elementos úteis, respectivamente, em termos de ainda melhorar as propriedades magnéticas da chapa de aço elétrica de grão orientado da presente invenção. Os teores destes elementos mais baixos do que os respectivos limites mais baixos descritos acima resultam em um efeito insuficiente de melhora das propriedades magnéticas. Os teores destes elementos iguais a ou mais baixos do que os respectivos limites superiores descritos acima asseguram o crescimento ótimo dos grãos recristalizados secundários. Consequentemente, é preferível que o material de aço para a chapa de aço elétrica de grão orientado da presente invenção contenha pelo menos um de Sn, Sb, Cu, P, Mo, Nb e Cr dentro das respec-tivas faixas dos mesmos especificadas acima. O equilíbrio que não os componentes acima mencionados do material de aço para a chapa de aço elétrica de grão orientado da presente invenção é preferivelmente Fe e impurezas incidentais incidentalmente misturadas nos mesmos durante o processo de fabricação.

[0051] Uma chapa de aço que tem a composição química acima mencionada é submetida aos processos convencionais para fabricar uma chapa de aço elétrica de grão orientado incluindo o recozimento para recristalização secundária e formação do revestimento de isolamento de tensão na mesma, para ser acabada como uma chapa de aço elétrica de grão orientado. Especificamente, uma chapa de aço elétrica de grão orientado é fabricada por: submeter a chapa de aço a aquecimento e laminação quente para obter uma chapa de aço laminada quente; submeter a chapa de aço laminada quente quer a uma operação de laminação fria única ou pelo menos duas operações de laminação fria com recozimento intermediário entre elas para obter uma chapa de aço laminada fria que tenha a espessura de chapa final; e submeter a chapa de aço laminada fria a descarburação, recozimen- to para recristalização primária, revestimento para separador de reco- zimento composto principalmente de MgO, o recozimento final incluindo um processo de recristalização secundário e processo de purificação, fornecimento do revestimento de isolamento de tensão composto de, por exemplo, sílica coloidal e fosfato de magnésio, e cozimento nesta ordem.

[0052] No presente documento, "Separador de recozimento composto principalmente de MgO" significa que o separador de recozimen- to pode conter componentes de separador de recozimento e/ou componentes de melhora de propriedade física conhecidos que não magnésia a menos que a presença da mesma iniba a formação do filme de forsterita relevante para o objetivo principal da presente invenção.

[0053] O refinamento de domínio magnético do tipo que confere deformação térmica é realizado para correção da forma da chapa de aço a partir do lado da chapa de aço correspondendo ao lado periférico externo de bobinamento de uma chapa de aço bobinada no estágio de recozimento final (isto é, o lado salientando-se levemente devido a uma tendência a bobinar para cima da chapa de aço) quer após o re- cozimento final ou a formação do revestimento de isolamento de tensão na presente invenção.

EXEMPLOS

[0054] Uma chapa de aço elétrica de grão orientado que tem filme de forsterita na mesma foi obtida submetendo uma chapa de aço laminada fria contendo Si em 3% em massa e tendo a espessura de chapa final de 0,27 mm para descarburação recozimento para recristalização primária, revestimento do separador de recozimento composto principalmente de MgO, bobinamento, e o recozimento final incluindo o processo de recristalização secundária e o processo de purificação nesta ordem. As amostras de teste tendo, cada uma, uma dimensão de 500 mm na direção de laminação x 100 mm na direção do sentido da largura, foram cortadas de uma chapa de aço bobinada nas respectivas posições, na direção radial para dentro da chapa de aço bobinada. Cada uma das amostras de teste assim cortadas foi revestida com o reves-timento isolante composto de 60% de sílica coloidal e fosfato de alumínio e cozida a 800°C. Cada amostra de teste foi t ransmitida, nesta conexão, com tensão na faixa de 5 MPa na direção de laminação para aplainar a mesma simultaneamente com o cozimento a 800°C, de modo que a chapa de aço como a amostra de teste passou por deformação de fluência e o filme da mesma foi danificado. O dano ao filme foi avaliado observando uma imagem de elétron retrodifundida obtida na voltagem de aceleração de 15 kV, de filme, e determinando o comprimento total das rupturas por 10.000 μm2 de filme.

[0055] Em seguida, a chapa de aço como a amostra de teste foi submetida a refinamento de domínio magnético incluindo irradiação de um lado da chapa de aço correspondendo ao lado da periferia externa de bobinamento da chapa de aço bobinada no estágio de recozimento final (recristalização secundária) com feixe de elétrons ou laser de fibra de onda contínua em uma direção ortogonal à direção de laminação e então a magnitude do desvio de chapa de aço foi medida.

[0056] Além disso, cada amostra de teste foi compartilhada dentro de chapas de aço trapezoidais com bordas de chanframento cada uma tendo o lado mais curto: 300 mm, o lado mais longo: 500 mm, e largura (altura): 100 mm. As chapas de aço trapezoidais foram empilhadas para constituir um transformador de fase única tendo um peso total de 100 kg. O transformador de fase única foi preso de modo que a força de preensão exercida sobre o mesmo foi 0,0098 MPa como um todo a fim de suprimir trepidação ruidosa das chapas de aço. O ruído foi medido usando um microfone condensador sob as condições de densidade de fluxo magnético; 1,7T e frequência de excitação: 50 Hz. A pon-deração da sensação auditiva foi realizada convertendo o ruído no nível de som ponderado A.

[0057] Os resultados da avaliação e medições acima mencionados são mostrados na tabela 1. Entende-se, a partir destes resultados que as amostras de teste de acordo com a presente invenção reduziram por unanimidade a magnitude do desvio e obtiveram tanto baixa perda de ferro como ruído baixo em um modo compatível nos transformadores resultantes. Além disso, é confirmado que a tensão no forno durante recozimento com aplainamento é preferivelmente suprimida a 10 MPa ou menos a fim de reduzir o comprimento total das rupturas no filme de forsterita a 20 μm ou menos por 10.000 μm2 de filme. Por outro lado, o intervalo de irradiação fora do escopo da presente invenção (por exemplo, amostras de teste E, H e I) resulta na magnitude de desvio excedendo 3 mm por comprimento unitário: 500 mm e, assim, ruído alto. Nos casos onde o comprimento total das rupturas no filme de forsterita excede 20 μm devido a aplainamento muito grande, magnitude de desvio antes da introdução da deformação térmica é muito menor do que esperado na presente invenção, pelo que a magnitude do desvio pode eventualmente exceder 3 mm e o ruído aumenta embora os intervalos de irradiação estejam dentro do escopo da presente invenção (por exemplo, amostras de teste C, D, J e outros) ou, se a magnitude de desvios eventuais não for tão grande, a perda de ferro falha em ser reduzida suficientemente devido aos danos causados ao filme de forsterita (por exemplo, amostra de teste N). TABELA 1

TABELA 1 -continuação-

"Exemplo" representa Exemplos de acordo com a presente invenção.

Claims

1. Chapa de aço elétrica de grão orientado, caracterizada pelo fato de que: (i) a chapa de aço tem o comprimento total das rupturas no filme sobre uma superfície da chapa de aço, de 20 μm ou menos por 10.000 μm2 do filme, (ii) a chapa de aço tem um desvio de 3 mm ou menos por unidade de comprimento: 500 mm na direção de laminação da chapa de aço, e (iii) a chapa de aço tem refinamento de domínio magnético com intervalo D (mm) em uma direção de laminação da chapa de aço, o refinamento de domínio magnético sendo composto de deformação térmica tendo uma forma do tipo linear em uma direção intersectando a direção de laminação; em que D satisfaz a seguinte fórmula: 0,5/(∆β/10) ≤ D ≤ 1,0/(∆β/10), Δβ (o) representa a variação do ângulo β (ângulo formado pelo eixo <001> mais próximo da direção de laminação, do grão de cristal, com respeito à superfície da chapa de aço) por unidade de comprimento: 10 mm na direção de laminação dentro de um grão re- cristalizado secundário da chapa de aço.

2. Método para fabricar a chapa de aço elétrica de grão ori-entado, como definida na reivindicação 1, caracterizado pelas etapas de: (a) submeter recozimento final a uma chapa de aço bobinada para obter uma chapa de aço elétrica de grão orientado, (b) submeter recozimento com aplainamento à chapa de aço elétrica de grão orientado obtida a 800°C ou ma is para ter o com-primento total de rupturas no filme sobre uma superfície de chapa de aço de 20 μm ou menos por 10.000 μm2 de filme, e (c) submeter refinamento de domínio magnético à chapa de aço elétrica de grão orientado após a etapa (b) através da introdução da deformação térmica tendo uma forma do tipo linear em uma direção intersectando uma direção de laminação da chapa de aço, com intervalo D (mm) na direção de laminação, a partir de um lado da chapa de aço correspondendo ao lado da periferia externa de bobinamento de uma chapa de aço bobinada no estágio de recozimento final, em que D satisfaz a seguinte fórmula: 0,5/(∆β/10) ≤ D ≤ 1,0/(∆β/10), Δβ (o) representa a variação do ângulo β (ângulo formado pelo eixo <001> mais próximo da direção de laminação, do grão de cristal, com respeito à superfície da chapa de aço) por unidade de comprimento: 10 mm na direção de laminação dentro de um grão re- cristalizado secundário da chapa de aço.

3. Método para fabricar uma chapa de aço elétrica de grão orientado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a deformação térmica é introduzida por irradiação do feixe de elé-trons, em que uma direção de irradiação é preferivelmente uma direção intersectando a direção de laminação e mais preferivelmente uma direção inclinada em 60° a 90° com respeito à direção de lamina- ção e um intervalo de irradiação é preferivelmente em torno de 3 mm a 15 mm na direção de laminação, e em que a irradiação de feixe de elétrons é realizada por ir-radiação similar à mancha ou linear na voltagem de aceleração: 10 kV a 200 kV, corrente elétrica: 0,005 mA a 10 mA, e diâmetro de feixe (largura de feixe): 0,005 mm a 1 mm.

4. Método para fabricar uma chapa de aço elétrica de grão orientado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a deformação térmica é introduzida por irradiação de laser, em que uma direção de irradiação é preferivelmente uma direção intersectando a direção de laminação e mais preferivelmente uma direção inclinada em 60° a 90° com respeito à direção de lamina- ção e um intervalo de irradiação é preferivelmente em torno de 3 mm a 15 mm na direção de laminação, e em que, no caso de usar laser de onda contínuo, a densidade de energia do mesmo, que depende da taxa de varredura do feixe de laser, está preferivelmente na faixa de 100 W/mm2 a 10.000 W/mm2.