BR112019009507A2 - folha de aço eletromagnético não orientado e método de produção de folha de aço eletromagnético não orientado - Google Patents

folha de aço eletromagnético não orientado e método de produção de folha de aço eletromagnético não orientado Download PDF

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Abstract

a presente invenção refere-se a uma folha de aço eletromagnético não orientado que tem uma composição química que contém, por % em massa, c: maior que 0% e menor ou igual a 0,0050%, si: 3,0 a 4,0%, mn: 1,0 a 3,3%, p: maior que 0% e menor que 0,030%, s: maior que 0% e menor ou igual a 0,0050%, sol. de al: maior que 0% e menor ou igual a 0,0040%, n: maior que 0% e menor ou igual a 0,0040%, o: 0,0110 a 0,0350%, sn: 0 a 0,050%, sb: 0 a 0,050%, e ti: maior que 0% e menor ou igual a 0,0050%, sendo que o remanescente é fe e impurezas; sn+sb: menor ou igual a 0,050%, si-0,5×mn: maior que ou igual a 2,0%. o teor de o no centro da placa na direção de espessura, que exclui as porções da camada de superfície que se estendem a partir da superfície superior e da superfície posterior para uma profundidade de 10 µm é menor que 0,0100%.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a uma folha de aço elétrico não orientado e um método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado.
[002] Prioridade é reivindicada com base no Pedido de Patente n2 JP 2017-005213 depositado no Japão em 16 de janeiro de 2017, cujo conteúdo é incorporado ao presente documento a título de referência.
TÉCNICA RELACIONADA [003] Recentemente, questões ambientais globais vêm ganhando atenção, e uma demanda por esforços para economia de energia vem se intensificando adicionalmente. Particularmente, nos últimos anos, tem havido uma forte demanda por um aumento em eficiência de dispositivos elétricos. Portanto, para folhas de aço elétrico não orientado que são usadas amplamente como materiais de núcleo de ferro de motores, geradores de energia, transformadores ou similares, uma demanda para melhorar propriedades magnéticas tem sido intensificada adicionalmente. Nos últimos anos, para motores, geradores de energia para veículos elétricos ou veículos híbridos, e motores para compressores para os quais um aumento em eficiência avança, a tendência descrita acima é significativa.
[004] A fim de melhorar as propriedades magnéticas das folhas de aço elétrico não orientado, é eficaz adicionar elementos de liga ao aço aumentando, desse modo, resistência elétrica de folhas de aço e diminuir a perda de corrente de Foucault. Portanto, por exemplo, como revelado no Documento de Patente 1 ao Documento de Patente 3, a
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2/39 melhoria das propriedades magnéticas (uma diminuição em perda de ferro, um aumento em densidade de fluxo magnético, e similares) é alcançado adicionando-se um elemento que tem um efeito de aumentar resistência elétrica tal como Si, Al, Mn ou P.
DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR
DOCUMENTO DE PATENTE [005] [Documento de Patente 1] Publicação Internacional PCT n2 WO2011/027565 [006] [Documento de Patente 2] Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação n2 JP 2016-130360 [007] [Documento de Patente 3] Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação nQ JP 2016-138316
REVELAÇÃO DA INVENÇÃO
PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO [008] Aqui, em um caso em que é considerado que os elementos de liga na mesma quantidade (% em massa) são adicionados, com a exceção de P que tem uma influência adversa significativa em laminabilidade a frio, Si é um elemento eficaz para aumentar facilmente a resistência elétrica e diminuir a perda de ferro. Portanto, o Documento de Patente 1 revela que o teor de Si é definido como 6% em massa ou menor, o Documento de Patente 2 e o Documento de Patente 3 revelam que o teor de Si é definido como 5,0% em massa ou menor. Além disso, o Documento de Patente 1 ao Documento de Patente 3 revelam que o teor de Al é definido como 0,0050% ou menor, e a resistência elétrica é aumentada com o uso de Si ou com o uso de Si e Mn diminuindo, desse modo, a perda de ferro.
[009] No entanto, como um resultado de estudos, os inventores constataram que uma diminuição em uma perda de ferro de alta frequência (melhoria) tal como W10/400 não é suficiente, nas folhas de aço descritas no Documento de Patente 1 ao Documento de Patente 3. É
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3/39 considerado que o motivo para isso é que alta liga é indispensável para diminuir a perda de ferro de alta frequência; no entanto, no Documento de Patente 1 ao Documento de Patente 3, a perda de ferro de alta frequência não é estudada, e os valores limites inferiores de quantidades de ligas necessários para a diminuição na perda de ferro de alta frequência ou uma distribuição de quantidades apropriadas de Si, Al e Mn não são levados em conta. Portanto, a diminuição na perda de ferro de alta frequência tal como W10/400 não é suficiente.
[0010] A presente invenção foi feita em consideração ao problema descrito acima. Um objetivo da presente invenção é fornecer uma folha de aço elétrico não orientado que tenha laminabilidade a frio favorável e seja excelente em propriedades magnéticas, particularmente, perda de ferro de alta frequência e um método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado.
MEIOS PARA RESOLVER O PROBLEMA [0011] A fim de alcançar o objetivo descrito acima, os presentes inventores realizaram estudos intensivos. Como um resultado, os presentes inventores constataram que propriedades magnéticas podem ser melhoradas ao mesmo tempo em que se garante laminabilidade a frio favorável por (i) definir que o teor de Al seja igual ou menor que um valor predeterminado e (ii) adicionar Mn que contribui para um aumento da resistência elétrica e tem uma pequena influência adversa em laminabilidade a frio juntamente com Si.
[0012] Além disso, a fim de melhorar adicionalmente a laminabilidade a frio, é necessário diminuir as quantidades de P, Sn e Sb as quais provavelmente são a causa da degradação da laminabilidade a frio. Por outro lado, os presentes inventores também constataram que nitretação durante o recozimento final é acelerada, e há uma possibilidade de que as propriedades magnéticas possam ser degradadas, quando as quantidades de Sn e Sb são diminuídas. Com base nas
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4/39 constatações descritas acima, como um resultado de realizar estudos adicionais, os presentes inventores constataram um método capaz de melhorar adicionalmente a laminabilidade a frio sem provocar a degradação de propriedades magnéticas mesmo em um caso em que as quantidades de Sn e Sb são diminuídas, e concluíram a presente invenção.
[0013] A essência da presente invenção concluída com base nas constatações descritas acima é como descrito abaixo.
[0014] (1) Uma folha de aço elétrico não orientado de acordo com um aspecto da presente invenção contém, como uma composição química, por % em massa, C: mais que 0% e 0,0050% ou menor, Si: 3,0% a 4,0%, Mn: 1,0% a 3,3%, P: mais que 0% e menor que 0,030%, S: mais que 0% e 0,0050% ou menor, sol. de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor, N: mais que 0% e 0,0040% ou menor, O: 0,0110% a 0,0350%, Sn: 0% a 0,050%, Sb: 0% a 0,050%, Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor, e um remanescente que inclui Fe e impurezas, em que Sn + Sb: 0,050% ou menor, Si - 0,5 x Mn: 2,0% ou mais, e um teor de O em uma porção central de espessura de folha que exclui uma porção de camada de superfície que está em uma faixa a partir de uma superfície dianteira e uma superfície traseira para uma posição de 10 pm em uma direção de profundidade é menor que 0,0100%.
[0015] (2) Um método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado de acordo com outro aspecto da presente invenção inclui: laminar a quente um lingote de aço que inclui, como uma composição química, por % em massa, C: mais que 0% e 0,0050% ou menor, Si: 3,0% a 4,0%, Mn: 1,0% a 3,3%, P: mais que 0% e menor que 0,030%, S: mais que 0% e 0,0050% ou menor, sol. de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor, N: mais que 0% e 0,0040% ou menor, O: menor que 0,0100%, Sn: 0% a 0,050%, Sb: 0% a 0,050%, Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor, e um remanescente que inclui Fe e impurezas, Sn
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5/39 + Sb: 0,050% ou menor, Si - 0,5 x Mn: 2,0% ou mais para produzir uma folha de aço laminada a quente, recozer a folha de aço laminada a quente, laminar a frio a folha de aço laminada a quente após o recozer a folha laminada a quente para produzir uma folha de aço laminada a frio, e recozimento final da folha de aço laminada a frio, em que, no recozimento final, uma condição de recozimento final é controlada para que um teor médio de O na folha de aço laminada a frio inteira em uma direção de espessura de folha após o recozimento final se torne 0,0110% em massa a 0,0350% em massa.
[0016] (3) No método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado de acordo com (2), no recozimento final, um ponto de condensação de uma atmosfera durante elevação de temperatura e durante imersão pode ser controlado de modo a estar em uma faixa de 10Ό a 40Ό.
EFEITOS DA INVENÇÃO [0017] De acordo com os aspectos descritos acima da presente invenção, uma folha de aço elétrico não orientado que tem laminabilidade a frio favorável e propriedades magnéticas excelentes e um método de fabricação para a mesma podem ser obtidos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0018] A Figura. 1 é uma vista que mostra esquematicamente uma estrutura de uma folha de aço elétrico não orientado de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0019] A Figura. 2 é uma vista que mostra esquematicamente uma estrutura de uma base da folha de aço elétrico não orientado de acordo com a mesma modalidade.
[0020] A Figura. 3 é uma vista que mostra um exemplo de um fluxo de um método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado de acordo com a mesma modalidade.
MODALIDADES DA INVENÇÃO
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6/39 [0021] Doravante, uma modalidade preferencial da presente invenção será descrita em detalhes com referência aos desenhos. No presente relatório descritivo e nos desenhos, elementos constituintes que têm substancialmente a mesma constituição funcional receberão o mesmo símbolo de referência e uma descrição duplicada não será fornecida.
RELATIVO À FOLHA DE AÇO ELÉTRICO NÃO ORIENTADO [0022] Em folhas de aço elétrico não orientado, conforme descrito antecipadamente, a fim de diminuir a perda de ferro, em geral, elementos de liga são adicionados ao aço aumentando, desse modo, a resistência elétrica das folhas de aço e diminuindo a perda de corrente de Foucault. Aqui, em um caso em que é considerado que os elementos de liga na mesma quantidade (% em massa) são adicionados, o Si facilmente aumenta a resistência elétrica e é, portanto, um elemento eficaz para diminuir a perda de ferro. No entanto, como um resultado dos estudos dos presentes inventores, foi esclarecido que a laminabilidade a frio de folhas de aço elétrico não orientado é significativamente degradada, em um caso em que o teor de Si excede 4,0% em massa.
[0023] Além disso, similar ao Si, o Al também é um elemento de liga que exibe um efeito de aumentar a resistência elétrica. No entanto, como um resultado dos estudos dos presentes inventores, foi esclarecido que o Al também, similar ao Si, degrada a laminabilidade a frio. Além disso, quando o teor de Al aumenta, há uma tendência de que perda de histerese seja deteriorada e as propriedades magnéticas sejam degradadas. Portanto, é difícil adicionar uma grande quantidade de Al à folha de aço elétrico não orientado como um elemento de liga. Em folhas de aço elétrico não orientado, a fim de inibir a degradação das propriedades magnéticas devido à deterioração de perda de histerese, é preferencial que o teor de Al seja definido pequeno.
[0024] Os presentes inventores realizaram estudos intensivos a
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7/39 fim de encontrar um método que melhore a laminabilidade a frio ao mesmo tempo em que suprime a degradação das propriedades magnéticas. Como um resultado, foi constatado que é possível melhorar a laminabilidade a frio e as propriedades magnéticas, quando é definido que o teor de Al seja igual ou menor que um valor predeterminado, e Mn que tem uma influência adversa pequena na laminabilidade a frio é adicionado juntamente com Si.
[0025] Além disso, a fim de melhorar adicionalmente a laminabilidade a frio, é necessário diminuir as quantidades de P, Sn e Sb as quais provavelmente são a causa da degradação da laminabilidade a frio. No entanto, os presentes inventores também constataram que uma diminuição nas quantidades de Sn e Sb tem uma possibilidade de acelerar a nitretação durante o recozimento final e degradar as propriedades magnéticas. Como um resultado de estudos adicionais, os presentes inventores constataram que é possível inibir a degradação das propriedades magnéticas mesmo em um caso em que as quantidades de Sn e Sb são diminuídas a fim de melhorar adicionalmente a laminabilidade a frio, quando uma porção de camada de superfície de uma folha de aço é oxidada apropriadamente durante o recozimento final e a nitretação é suprimida.
[0026] Doravante, uma folha de aço elétrico não orientado, de acordo com uma modalidade da presente invenção (a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade), e um método para fabricar a mesma serão descritos em detalhes com referência à Figura 1 e à Figura 2.
[0027] A Figura. 1 é uma vista que mostra esquematicamente a estrutura da folha de aço elétrico não orientado de acordo com a modalidade da presente invenção, e a Figura 2 é uma vista que mostra esquematicamente a estrutura de uma base da folha de aço elétrico não orientado de acordo com a modalidade da presente invenção.
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8/39 [0028] Uma folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, tem uma base 11 que tem uma composição química predeterminada, como mostrado esquematicamente na Figura
1. A folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, pode consistir na base 11 isoladamente, mas, preferencialmente, tem adicionalmente um revestimento isolante 13 em uma superfície da base 11.
[0029] Doravante, primeiro, a base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, será descrita em detalhes.
RELATIVO À COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE BASE [0030] A base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, contém, como a composição química, por % em massa, C: mais que 0% e 0,0050% ou menor, Si: 3,0% a 4,0%, Mn: 1,0% a 3,3%, P: mais que 0% e menor que 0,030%, S: mais que 0% e 0,0050% ou menor, sol. de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor, N: mais que 0% e 0,0040% ou menor, O: 0,0110% a 0,0350%, Sn: 0% a 0,050%, Sb: 0% a 0,050%, Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor, e um remanescente que consiste em Fe e impurezas, e satisfaz Sn + Sb: 0,050% ou menor e Si - 0,5 x Mn > 2,0%.
[0031] Doravante, os motivos para regular a composição química da base 11 de acordo com a presente modalidade, conforme descrito acima, serão descritos em detalhes. Doravante, a menor que observado de outra forma, % em relação à composição química indica % em massa.
[0032] [C: mais que 0% e 0,0050% ou menor] [0033] Carbono (C) é um elemento que é contido inevitavelmente e um elemento que provoca uma deterioração em perda de ferro (um aumento em perda de ferro). Em um caso em que o teor de C excede
0,0050%, a deterioração em perda de ferro ocorre na folha de aço eléPetição 870190043914, de 09/05/2019, pág. 17/82
9/39 trico não orientado, e não é possível obter propriedades magnéticas favoráveis. Portanto, na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, o teor de C é definido como 0,0050% ou menor. O teor de C é, preferencialmente, 0,0040% ou menor e, mais preferencialmente, 0,0030% ou menor. O menor teor de C é o mais preferencial. No entanto, C é um elemento que é contido inevitavelmente, e o limite inferior é definido como mais que 0%. Além disso, quando se tenta diminuir o teor de C para ser menor que 0,0005%, o custo é aumentado significativamente. Portanto, o teor de C pode ser definido como 0,0005% ou mais.
[0034] [Si: 3,0% a 4,0%] [0035] Silício (Si) é um elemento que aumenta a resistência elétrica de aço diminuindo, desse modo, a perda de corrente de Foucault e melhorando a perda de ferro de alta frequência. Além disso, o Si tem uma grande capacidade de fortalecimento de solução sólida e é, portanto, um elemento eficaz para o alto fortalecimento da folha de aço elétrico não orientado. Na folha de aço elétrico não orientado, o alto fortalecimento é exigido do ponto de vista de supressão de deformação ou supressão de fratura por fadiga durante a rotação em velocidade alta de motores. A fim de fazer com que o efeito descrito acima seja suficientemente exibido, é necessário que o teor de Si seja definido como 3,0% ou mais. O teor de Si é, preferencial mente, de 3,1% ou mais, e é, mais preferencial mente, de 3,2% ou mais.
[0036] Entretanto, em um caso em que o teor de Si excede 4,0%, a trabalhabilidade é deteriorada significativamente, e se torna difícil realizar laminação a frio ou a folha de aço quebra durante laminação a frio (isto é, a laminabilidade a frio é degradada). Portanto, o teor de Si é definido como 4,0% ou menor. O teor de Si é, preferencialmente, de 3,9% ou menor, e é, mais preferencialmente, de 3,8% ou menor.
[0037] [Mn: 1,0% a 3,3%1
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10/39 [0038] Manganês (Μη) é um elemento que aumenta a resistência elétrica diminuindo, desse modo, a perda de corrente de Foucault e melhorando a perda de ferro de alta frequência. Além disso, o Mn é um elemento que tem uma capacidade menor do fortalecimento de solução sólida de uma folha de aço elétrico não orientado do que Si, mas não deteriora a trabalhabilidade, e é capaz de contribuir para o alto fortalecimento. A fim de fazer com que o efeito descrito acima seja exibido suficientemente, é necessário que o teor de Mn seja definido como 1,0% ou mais. O teor de Mn é, preferencialmente, 1,2% ou mais, mais preferencial mente, 1,4% ou mais.
[0039] Entretanto, em um caso em que o teor de Mn excede 3,3%, a densidade de fluxo magnético é diminuída significativamente. Portanto, o teor de Mn é definido como 3,3% ou menor. O teor de Mn é, preferencial mente, 3,0% ou menor, mais preferencial mente, 2,8% ou menor.
[0040] [P: mais que 0% e menor que 0,030%] [0041] Fósforo (P) é um elemento que deteriora significativamente a trabalhabilidade e torna a laminação a frio difícil em aço de alta liga em que o teor de Si e o teor de Mn são grandes. Portanto, o teor de P é definido como menor que 0,030%. O teor de P é, preferencialmente, de 0,020% ou menor, e é, mais preferencial mente, de 0,010% ou menor.
[0042] O menor teor de P é o mais preferencial. No entanto, P é um elemento que é contido inevitavelmente, e o limite inferior é definido como mais que 0%. Quando o teor de P é definido como menor que 0,001%, é provocado um aumento significativo no custo. Portanto, o limite inferior é definido preferencial mente como 0,001% ou mais e, mais preferencial mente, 0,002% ou mais.
[0043] [S: mais que 0% e 0,0050% ou menor] [0044] Enxofre (S) é um elemento que aumenta a perda de ferro
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11/39 por formação de precipitados finos de MnS e deteriora as propriedades magnéticas da folha de aço elétrico não orientado. Portanto, é necessário que o teor de S seja definido como 0,0050% ou menor. O teor de S é, preferencialmente, de 0,0040% ou menor, e é, mais preferencialmente, de 0,0035% ou menor.
[0045] O menor teor de S é o mais preferencial. No entanto, S é um elemento que é contido inevitavelmente, e o limite inferior é definido como mais que 0%. Além disso, quando se tenta diminuir o teor de S para ser menor que 0,0001%, o custo é aumentado significativamente. Portanto, o teor de S é definido como 0,0001% ou mais.
[0046] [sol· de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor] [0047] Alumínio (Al) é um elemento que aumenta a resistência elétrica da folha de aço elétrico não orientado diminuindo, desse modo, a perda de corrente de Foucault e melhorando a perda de ferro de alta frequência, quando se forma uma solução sólida em aço. No entanto, na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, em vez de Al, Μη o qual é um elemento que aumenta a resistência elétrica sem deteriorar a trabalhabilidade é contido mais ativamente. Portanto, não é necessário conter ativamente Al. Além disso, quando a quantidade de sol. de Al (Al solúvel em ácido) excede 0,0040%, um nitreto fino é precipitado em aço, crescimento de grão durante recozimento de folha laminada a quente ou recozimento final é prejudicado, e as propriedades magnéticas são deterioradas. Portanto, a quantidade de sol. de Al é definida como 0,0040% ou menor. A quantidade de sol. de Al é, preferencialmente, 0,0030% ou menor e, mais preferencial mente, 0,0020% ou menor.
[0048] Entretanto, o Al é um elemento que é contido inevitavelmente, e o limite inferior é definido como mais que 0%. Quando se tenta diminuir a quantidade de sol. de Al para ser menor que 0,0001%, o custo é aumentado significativamente. Portanto, a quantidade de sol.
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12/39 de Al é, preferencialmente, 0,0001% ou mais.
[0049] [N: mais que 0% e 0,0040% ou menor] [0050] Nitrogênio (N) é um elemento que aumenta a perda de ferro por formar um nitreto fino em aço e deteriora as propriedades magnéticas da folha de aço elétrico não orientado. Portanto, é necessário que o teor de N seja definido como 0,0040% ou menor. O teor de N é, preferencialmente, 0,0030% ou menor e, mais preferencialmente, 0,0020% ou menor.
[0051] Entretanto, N é um elemento que é contido inevitavelmente, e o limite inferior é definido como mais que 0%. Além disso, o menor teor de N é o mais preferencial. Quando se tenta diminuir o teor de N para ser menor que 0,0001%, o custo é aumentado significativamente. Portanto, o teor de N é, preferencialmente, 0,0001% ou mais. O teor de N é, mais preferencialmente, 0,0003% ou mais.
[0052] [O: 0,0110% a 0,0350%] [0053] Quando o teor de Sn e o teor de Sb são diminuídos para faixas descritas abaixo, a nitretação em superfícies de folha de aço durante o recozimento final é acelerada. Oxigênio (O) é um elemento que é introduzido no aço durante o recozimento final a fim de impedir a nitretação durante o recozimento final. A fim de impedir a nitretação durante o recozimento final, é necessário introduzir oxigênio no aço para que o teor de O se torne 0,0110% ou mais. O teor de O é, preferencialmente, 0,0115% ou mais e, mais preferencialmente, 0,0120% ou mais.
[0054] Por outro lado, em um caso em que o teor de O excede 0,0350%, uma camada de oxidação em uma porção de camada de superfície de folha de aço que é formada pela introdução de oxigênio se torna espessa, e as propriedades magnéticas são deterioradas, o que não é preferencial. Portanto, o teor de O é definido como 0,0350% ou menor. O teor de O é, preferencialmente, de 0,0330% ou menor, e
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13/39 é, mais preferencial mente, de 0,0300% ou menor.
[0055] De maneira geral, quando a folha de aço é nitretada durante o recozimento final, a perda de ferro é aumentada. Por outro lado, quando a superfície da folha de aço é oxidada, é possível inibir nitretação; no entanto, por outro lado, as propriedades magnéticas são degradadas devido ao óxido gerado. Portanto, na técnica relacionada, a superfície da folha de aço não foi oxidada. Pelo contrário, os presentes inventores novamente constataram que a nitretação é suprimida e a degradação das propriedades magnéticas por óxido também é suprimida para o nível mínimo, quando a quantidade de oxigênio total é controlada para se tornar 0,0110% a 0,0350% em um sistema componente específico.
[0056] O teor de O de 0,0110% ou mais e 0,0350% ou menor conforme descrito acima se refere à quantidade média na base inteira 11 em uma direção de espessura de folha conforme descrito abaixo em detalhes. Na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, o oxigênio (O) na base 11 é introduzido no aço principalmente durante o recozimento final. Portanto, a maior parte do oxigênio introduzido está presente na porção de camada de superfície da base 11 conforme descrito em detalhes abaixo, e a distribuição de oxigênio ao longo da direção de espessura de folha não é uniforme. As quantidades de oxigênio (o teor de O) em porções além da porção de camada de superfície da base 11 serão descritas abaixo novamente.
[0057] [Sn: 0% a 0,050%] [0058] [Sb: 0% a 0,050%] [0059] Sn e Sb não precisam necessariamente ser contidos, e os limites inferiores são 0%.
[0060] Estanho (Sn) e antimônio (Sb) são elementos úteis que asseguram uma baixa perda de ferro por segregação na superfície da folha de aço e supressão de nitretação durante o recozimento. PortanPetição 870190043914, de 09/05/2019, pág. 22/82
14/39 to, na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, a fim de obter o efeito descrito acima, é preferencial que pelo menos qualquer um dentre Sn e Sb seja contido na base 11.
[0061] Especificamente, o teor de Sn é, preferencialmente, 0,005% ou mais e, mais preferencialmente, 0,010% ou mais. Além disso, o teor de Sb é, preferencial mente, 0,005% ou mais e, mais preferencial mente, 0,010% ou mais.
[0062] Por outro lado, em um caso em que as quantidades de Sn e Sb excedem 0,050% respectivamente, a ductilidade da base degrada e laminação a frio se torna difícil. Portanto, mesmo em um caso em que Sn e Sb são contidos, as quantidades de Sn e Sb são definidas preferencial mente como 0,050% ou menor respectivamente. O teor de Sn é, mais preferencialmente, 0,040% ou menor e, ainda mais preferencialmente, 0,030% ou menor. Além disso, o teor de Sb é, mais preferencialmente, 0,040% ou menor e, ainda mais preferencialmente, 0,030% ou menor.
[0063] [Sn + Sb: 0,050% ou menor] [0064] Conforme descrito acima, Sn e Sb são os elementos que provocam a degradação da laminabilidade a frio quando contidos em grande quantidade na base 11. Particularmente, quando a quantidade total de Sn e Sb excede 0,050%, a laminabilidade a frio é degradada significativamente. Portanto, a quantidade total de Sn e Sb é definida como 0,050% ou menor. A quantidade total de Sn e Sb é, preferencialmente, 0,040% ou menor e, mais preferencial mente, 0,030% ou menor.
[0065] [Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor] [0066] Titânio (Ti) é contido inevitavelmente na matéria-prima de
Mn ou Si. O Ti é um elemento que se liga com C, N, O ou similares na base, forma um precipitado fino tal como TiN, TiC ou um óxido de Ti, prejudica o crescimento de grãos durante o recozimento, e deteriora
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15/39 as propriedades magnéticas. Portanto, o teor de Ti é definido como 0,0050% ou menor e é, preferencialmente, 0,0040% ou menor e, mais preferencialmente, 0,0030% ou menor.
[0067] Por outro lado, o Ti é um elemento que é contido inevitavelmente, e o limite inferior é definido como mais que 0%. Quando se tenta definir o teor de Ti para menor que 0,0003%, é provocado aumento significativo no custo, e, portanto, o teor de Ti é definido, preferencialmente, como 0,0003% ou mais e, mais preferencial mente, 0,0005% ou mais.
[0068] A folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, inclui basicamente os elementos descritos acima, sendo que o remanescente consiste em Fe e impurezas. No entanto, a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, pode conter, além dos elementos descritos acima, elementos tais como níquel (Ni), cromo (Cr), cobre (Cu) e molibdênio (Mo). Quando os elementos descritos acima são contidos em uma quantidade de 0,50% ou menor respectivamente, o efeito da folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, não é prejudicado. Além disso, a fim de acelerar o crescimento de grão durante o recozimento final da folha de aço elétrico não orientado, a folha de aço elétrico não orientado pode conter cálcio (Ca), magnésio (Mg), lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr) e neodímio (Nd) respectivamente em uma faixa de 100 ppm (0,0100%) ou menor.
[0069] Além disso, a folha de aço elétrico não orientado pode conter, além dos elementos descritos acima, elementos tais como chumbo (Pb), bismuto (Bi), vanádio (V), arsênico (As) e boro (B). Quando os elementos descritos acima são contidos respectivamente em uma faixa de 0,0001% a 0,0050%, o efeito da folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, não é prejudicado.
[0070] [Si - 0,5 x Mn: 2,0% ou mais]
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16/39 [0071] Na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, uma vez que as quantidades dos respectivos elementos sejam controladas conforme descrito acima, é necessário controlar o teor de Si e o teor de Mn de modo a satisfazer uma relação predeterminada.
[0072] Além disso, o Si é um elemento para acelerar a formação de fase ferrita (isto é, elemento formador de ferrita), e, por outro lado, o Mn que é um elemento de liga é um elemento para acelerar a formação de fase austenita (isto é, elemento formador de austenita). Portanto, a estrutura metalográfica da folha de aço elétrico não orientado muda dependendo das respectivas quantidades de Si e Mn, a folha de aço elétrico não orientado se torna o sistema de liga que tem um ponto de transformação ou se torna o sistema de liga que não tem ponto de transformação. Na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, é necessário aumentar apropriadamente o diâmetro de grão médio na base 11, e a fabricação da folha de aço elétrico não orientado como o sistema de liga que não tem ponto de transformação é um método eficaz para aumentar diâmetros de grão. Portanto, as respectivas quantidades de Si e Mn satisfazem preferencialmente uma relação predeterminada para que a folha de aço elétrico não orientado se torne o sistema de liga que não tem ponto de transformação.
[0073] De acordo com os estudos dos presentes inventores, a capacidade para acelerar a formação de fase austenita (em outras palavras, um efeito de negar a capacidade para acelerar a formação de fase ferrita) de Mn é considerada como aproximadamente 0,5 vez a capacidade para acelerar a formação de fase ferrita de Si. Portanto, a quantidade equivalente da capacidade para acelerar a formação de fase ferrita na presente modalidade pode ser expressa como Si - 0,5 x Mn com base no teor de Si.
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17/39 [0074] Em um caso em que o valor de Si - 0,5 x Mn é menor que 2,0%, a folha de aço elétrico não orientado se torna o sistema de liga que tem um ponto de transformação. Como um resultado, durante um tratamento de alta temperatura no processo de fabricação, a estrutura metalográfica da folha de aço não se torna uma fase única de ferrita, e há uma preocupação de que as propriedades magnéticas da folha de aço elétrico não orientado possam ser degradadas. Portanto, é necessário que o valor de Si - 0,5 x Mn seja definido como 2,0% ou mais e seja, preferencial mente, 2,1% ou mais.
[0075] Entretanto, o valor limite superior de Si - 0,5 x Mn não é particularmente regulado, mas o valor de Si - 0,5 x Mn não excede 3,5% devido às faixas do teor de Si e do teor de Mn na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade. Portanto, o valor limite superior de Si - 0,5 x Mn se torna substancialmente 3,5%.
[0076] Até aqui, a composição química da base na folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, foi descrita em detalhes.
[0077] Em um caso em que a composição química da base na folha de aço elétrico não orientado é medida posteriormente, é possível usar uma variedade de métodos de medição bem conhecidos. Por exemplo, método de espectrometria de emissão de descarga de centelhas ou método análise de emissão de luz ICP podem ser usados, em um caso em que C e S são medidos com precisão, método de absorção de infravermelho de combustão pode ser usado, e em um caso em que O e N são medidos com precisão, método de absorção de infravermelho por fusão de gás inerte/método de condutividade térmica ou similares pode ser usado apropriadamente.
RELATIVO AO ESTADO DE DISTRIBUIÇÃO DE OXIGÊNIO NA
BASE
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18/39 [0078] A seguir, com referência à Figura 2, o estado de distribuição de oxigênio na base 11 da folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, será descrito em detalhes.
[0079] Como descrito de forma simples antecipadamente, quando a folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, é fabricada, um tratamento que oxida apropriadamente a porção de camada de superfície da folha de aço é realizado durante o recozimento final. O tratamento de oxidação durante recozimento final é realizado controlando-se o ponto de condensação da atmosfera de recozimento, e, desse modo, átomos de oxigênio se introduzem a partir da superfície da base 11 para o interior da base 11. Como um resultado, na porção de camada de superfície da base 11 da folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, como mostrado esquematicamente na Figura 2, são formadas as porções de oxidação de camada de superfície 11a em um estado em que oxigênio está concentrado, e uma porção de material de base 11 b que é uma porção além das porções de oxidação de camada de superfície 11a e das porções de oxidação de camada de superfície 11a diferem na quantidade de oxigênio (o teor de O).
[0080] Aqui, como um resultado de estudos realizados pelos presentes inventores sob uma variedade de condições de recozimento final, uma espessura t0 da porção de oxidação de camada de superfície 11a mostrada na Figura 2 foi no máximo de aproximadamente vários micrômetros. Além disso, a Figura 2 mostra que uma porção de extremidade da porção de oxidação de camada de superfície 11a no lado da porção de material de base 11 b é plana para a conveniência do desenho, mas a superfície contorno real entre a porção de oxidação de camada de superfície 11a e a porção de material de base 11 b não é plana em muitos casos. Portanto, quando o teor de O em porções além das porções de oxidação de camada de superfície 11a na
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19/39 base 11 é levado em conta, na presente modalidade, em consideração da não planicidade da superfície de contorno entre a porção de oxidação de camada de superfície 11a e a porção de material de base 11b, uma faixa a partir de uma superfície dianteira e de uma superfície traseira da base 11 para uma posição de 10 pm em uma direção de profundidade são excluídas, e é dada atenção para o teor de O na porção central de espessura de folha restante (uma porção representada por uma espessura de folha tb na Figura 2).
[0081] Na base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10 de acordo com a presente modalidade, o teor de O na porção central de espessura de folha que exclui a porção de camada de superfície que é a faixa a partir da superfície dianteira e da superfície traseira da folha de aço (a base 11) para a posição de 10 pm na direção de profundidade é menor que 0,0100%. Em um caso em que o teor de O na porção central de espessura de folha é 0,0100% ou mais, o óxido no aço é aumentado, e as propriedades magnéticas são deterioradas, o que não é preferencial. O teor de O na porção central de espessura de folha é, preferencialmente, 0,0080% ou menor e pode ser 0%.
[0082] O teor de O na base 11 de 0,0110% a 0,0350% mencionado antecipadamente se refere ao teor médio de O na base inteira 11 na direção de espessura de folha e é diferente do teor de O na porção central de espessura de folha.
[0083] O teor de O na porção central de espessura de folha que exclui a faixa a partir da superfície dianteira e da superfície traseira da folha de aço (a base 11) para a posição de 10 pm na direção de profundidade conforme descrito acima também pode ser referido como o teor de O em um lingote de aço que serve como uma base da base 11. [0084] O teor de O na porção central de espessura de folha pode ser medido com o uso de, por exemplo, uma variedade de métodos de medição bem conhecidos tais como método de absorção de infraverPetição 870190043914, de 09/05/2019, pág. 28/82
20/39 mel ho por fusão de gás inerte/método de condutividade térmica após a faixa a partir da superfície dianteira e da superfície traseira da folha de aço (a base 11) para a posição de 10 pm na direção de profundidade ser removida com o uso de um método bem conhecido tal como polimento químico.
[0085] Além disso, quando o teor de O na porção central de espessura de folha e o teor médio de O (quantidade de oxigênio média) na folha de aço inteira na direção de espessura de folha são especificados, é possível calcular o teor de O na faixa a partir da superfície dianteira e da superfície traseira da folha de aço (a base 11) para a posição de 10 pm na direção de profundidade (em outras palavras, o teor de O nas porções de oxidação de camada de superfície 11a). Em mais detalhes, o teor de O nas porções de oxidação de superfície 11a pode ser calculado com o uso da Expressão (1) abaixo com referência à Figura 2.
Ot = (20 /1) x O10 Mm + [(t - 20) /1] x Ob -(1) [0086] Aqui, os significados dos respectivos sinais na Expressão (1) são conforme descrito abaixo.
[0087] Ot (% em massa): O teor médio de O na folha de aço inteira na direção de espessura de folha [0088] O10 pm (% em massa): O teor de O na faixa a partir da superfície dianteira e da superfície traseira da folha de aço (a base) para a posição de 10 pm na direção de profundidade [0089] Ob (% em massa): O teor de O na porção que exclui a faixa a partir da superfície dianteira e da superfície traseira da folha de aço (a base) para a posição de 10 pm na direção de profundidade t (pm): A espessura da base [0090] Até aqui, o estado de distribuição de oxigênio na base 11, de acordo com a presente modalidade, foi descrito em detalhes com referência à Figura 2.
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RELATIVO À ESPESSURA DE FOLHA DE BASE [0091] A espessura de folha (a espessura t na Figura 1 e na Figura 2) da base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, é definida, preferencialmente, como 0,40 mm ou menor a fim de diminuir a perda de ferro de alta frequência diminuindo-se a perda de corrente de Foucault. Entretanto, em um caso em que a espessura de folha t da base 11 é menormenor que 0,10 mm, a espessura de folha é fina, e desse modo, há uma possibilidade de que o rosqueamento de uma linha de recozimento pode se tornar difícil. Portanto, a espessura de folha t da base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10 é definida preferencial mente como 0,10 mm ou mais e 0,40 mm ou menor. A espessura de folha t da base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10 é, mais preferencialmente, 0,15 mm ou mais e 0,35 mm ou menor.
[0092] Até aqui, a base 11 na folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, foi descrita em detalhes.
RELATIVO AO REVESTIMENTO ISOLANTE [0093] Subsequentemente, um revestimento isolante 13 que a folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, tem preferencial mente será descrito de forma simples.
[0094] A fim de melhorar as propriedades magnéticas da folha de aço elétrico não orientado, embora seja importante diminuir a perda de ferro, a perda de ferro é configurada de perda de corrente de Foucault e perda de histerese. Quando o revestimento isolante 13 é fornecido em uma superfície da base 11, se torna possível inibir condução elétrica entre as folhas de aço elétrico laminadas como um núcleo de ferro e diminui a perda de corrente de Foucault do núcleo de ferro, e desse modo, se torna possível melhorar adicionalmente as propriedades magnéticas práticas da folha de aço elétrico não orientado 10.
[0095] Aqui, o revestimento isolante 13 que a folha de aço elétrico
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22/39 não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, inclui não é particularmente limitado desde que o revestimento isolante possa ser usado como um revestimento isolante para folhas de aço elétrico não orientado, e é possível usar revestimentos isolantes bem conhecidos. Como o revestimento isolante descrito acima, por exemplo, revestimentos isolantes de compósito compostos principalmente de uma substância inorgânica como componente principal e que incluem adicionalmente uma substância orgânica podem ser mencionados. Aqui, o revestimento isolante de compósito se refere a um revestimento isolante que inclui pelo menos qualquer substância inorgânica, por exemplo, um sal metálico de ácido crômico, um sal metálico de ácido fosfórico, uma silica coloidal, um composto de Zr, um composto de Ti ou similares como componente principal e em que partículas finas de uma resina orgânica são dispersas. Particularmente, do ponto de vista de diminuição em cargas ambientais durante fabricação, o que tem sido exigido de forma crescente nos últimos anos, os revestimentos isolantes nos quais um sal metálico de ácido fosfórico, um agente de acoplamento de Zr ou Ti, ou um carbonato ou sal de amônio do mesmo é usado como o material de partida são usados preferencial mente.
[0096] A quantidade de fixação do revestimento isolante 13 conforme descrito acima não é particularmente limitada, mas é definido, preferencialmente, como, por exemplo, 0,1 g/m2 ou mais e 2,0 g/m2 ou menor por um lado de superfície e, mais preferencialmente, definido como 0,3 g/m2 ou mais e 1,5 g/m2 ou menor por um lado de superfície. Quando o revestimento isolante 13 é formado de modo a obter a quantidade de fixação descrita acima, se torna possível manter uniformidade excelente. Em um caso em que a quantidade de fixação do revestimento isolante 13 é medida posteriormente, é possível usar uma variedade de métodos de medição bem conhecidos. A quantidade de fixação do revestimento isolante 13 pode ser calculada a partir de, por
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23/39 exemplo, uma diferença em massa antes e após a remoção do revestimento isolante 13 por imersão da folha de aço elétrico não orientado 10 com o revestimento isolante 13 formado em uma solução alcalina térmica para remover apenas o revestimento isolante 13.
RELATIVO AO MÉTODO PARA MEDIR PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE FOLHA DE AÇO ELÉTRICO NÃO ORIENTADO [0097] A folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, tem a estrutura descrita acima e, desse modo, exibe excelentes propriedades magnéticas. Aqui, uma variedade de propriedades magnéticas exibidas pela folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, pode ser medida com base no método Epstein regulado em JIS C2550 ou um método de medição de propriedades magnéticas de folha única (testador de folha única: SST) regulado em J IS C2556.
[0098] Até aqui, a folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, foi descrita em detalhes com referência à Figura 1 e Figura 2.
RELATIVO A MÉTODO PARA FABRICAR FOLHA DE AÇO ELÉTRICO NÃO ORIENTADO [0099] Subsequentemente, um método preferencial para fabricar a folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, conforme descrito acima será descrito de forma simples com referência à Figura 3.
[00100] A Figura. 3 é um fluxograma que mostra um exemplo do fluxo do método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade.
[00101] No método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado 10 de acordo com a presente modalidade, laminação a quente, recozimento de folha laminada a quente, decapagem, laminação a frio e recozimento final são realizados sequencialmente em um lingote de
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24/39 aço que tem uma composição química predeterminada conforme descrito acima. Além disso, em um caso em que o revestimento isolante 13 é formado na superfície de base 11, o revestimento isolante é formado após o recozimento final. Doravante, etapas individuais realizadas no método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade, serão descritas em detalhes.
ETAPA DE LAMINAÇÃO A QUENTE [00102] No método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, primeiro, um lingote (placa) de aço no qual, por % em massa, C: mais que 0% e 0,0050% ou menor, Si: 3,0% a 4,0%, Mn: 1,0% a 3,3%, P: mais que 0% e menormenor que 0,030%, S: mais que 0% e 0,0050% ou menor, sol. de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor, N: mais que 0% e 0,0040% ou menor, O: menormenor que 0,0100%, Sn: 0% a 0,050%, Sb: 0% a 0,050%, Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor, e um remanescente que consiste em Fe e impurezas e Sn + Sb é 0,050% ou menor, e Si - 0,5 x Mn é 2,0% ou mais é aquecido, e o lingote de aço aquecido é laminado a quente obtendo-se, desse modo, uma folha de aço laminada a quente (Etapa S101). Embora a temperatura de aquecimento do lingote de aço que é submetido a laminação a quente não seja particularmente regulada, por exemplo, seja definida, preferencialmente, como 1.050Ό a 1.300Ό. A temperatura de aquecimento do lingote de aço é, mais preferencialmente, 1.050Ό a 1.250Ό.
[00103] Além disso, embora a espessura de folha da folha de aço laminada a quente após a laminação a quente não seja particularmente regulada, por exemplo, seja definida, preferencialmente, como aproximadamente 1,6 mm a 3,5 mm em consideração da espessura final de folha da base. A etapa de laminação a quente é, preferencialmente, terminada enquanto a temperatura da folha de aço está em uma faixa de 700Ό a 1.000Ό. A temperatura final de laminaçã o a quente é,
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25/39 mais preferencial mente, 750Ό a 950Ό.
ETAPA DE RECOZIMENTO DE FOLHA LAMINADA A QUENTE [00104] Após a laminação a quente, recozimento da folha laminada a quente (recozimento na folha de aço laminada a quente) é realizado (Etapa S103). Em um caso de recozimento contínuo, em relação à folha de aço laminada a quente, por exemplo, recozimento em 750Ό a 1.200Ό que inclui imersão por 10 segundos a 10 minutos é realizado. Além disso, em um caso de recozimento em caixa, em relação à folha de aço laminada a quente, por exemplo, recozimento em 650Ό a 950Ό que inclui imersão por 30 minutos a 24 horas é realizado.
ETAPA DE DEC APAGEM [00105] Após a etapa de recozimento folha de laminada a quente, a decapagem é realizada (Etapa S105). Portanto, uma camada incrustação, que inclui um óxido como principal componente, a qual é formada na superfície da folha de aço durante o recozimento da folha laminada a quente é removida. Em um caso em que a folha laminada a quente é tratada por recozimento em caixa, a etapa de decapagem é realizada, preferencialmente, antes de recozer a folha laminada a quente do ponto de vista de propriedade de descamação.
ETAPA DE LAMINAÇÃO A FRIO [00106] Após a etapa de decapagem (também após a etapa de recozimento de folha laminada a quente em um caso em que o recozimento da folha laminada a quente é realizado por recozimento em caixa), na folha de aço laminada a quente, laminação a frio é realizada (Etapa S107). Na laminação a frio, a folha decapada a partir da qual a incrustação foi removida é laminada em uma redução por laminação em que a espessura de folha final da base se torna 0,10 mm a 0,40 mm.
ETAPA DE RECOZIMENTO FINAL [00107] Após a etapa de laminação a frio, em relação à folha de aço
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26/39 laminada a frio obtida pela etapa de laminação a frio, recozimento final é realizado (Etapa S109). Na etapa de recozimento final, as condições de recozimento final são controladas para que o teor médio de O na folha de aço laminada a frio inteira na direção de espessura de folha se torne 0,0110% em massa a 0,0350% em massa após o recozimento final. Portanto, a etapa de recozimento final inclui um processo de elevação de temperatura, um processo de imersão e um processo de resfriamento, e, na etapa de recozimento final do método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, é necessário controlar os respectivos processos.
[00108] Especificamente, no processo de elevação de temperatura, a taxa de elevação de temperatura média é definida, preferencial mente, como 1Ό /segundo a 2.000Ό /segundo. Além diss o, a atmosfera no forno durante a elevação de temperatura é definida preferencialmente como uma atmosfera mista de H2 e N2 (isto é, H2 + N2=100% em volume) em que a fração de H2 é 10% em volume a 100% em volume, e o ponto de condensação da atmosfera é definido, preferencialmente, como -10Ό a 40Ό. A taxa de elevação de t emperatura média é, mais preferencialmente, 5Ό /segundo a 1.500 Ό /segundo, e a fração de H2 na atmosfera é, mais preferencial mente, 15% em volume a 90% em volume, e o ponto de condensação da atmosfera é, mais preferencialmente, -5Ό a 35Ό e, ainda mais prefer encialmente, 0Ό a 30Ό.
[00109] No método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, o processo de elevação de temperatura no recozimento final é aquecimento rápido. Quando o aquecimento no processo de elevação de temperatura é realizado rapidamente, uma textura de recristallzação vantajosa para as propriedades magnéticas é formada na base 11. Em um caso em que o processo de elevação de temperatura no recozimento final é aquecimento
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27/39 rápido, no método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, o recozimento final é, preferencialmente, realizado por recozimento contínuo. A velocidade de aquecimento média descrita acima pode ser realizada com o uso de aquecimento direto ou aquecimento indireto em que um tubo radiante é usado ou com o uso de outro método de aquecimento bem conhecido tal como aquecimento por energização ou aquecimento por indução em um caso de aquecimento por combustão de gás.
[00110] No processo de imersão após o processo de elevação de temperatura, é preferencial mente que a temperatura de imersão seja definida como 700Ό a 1.100Ό, o tempo de imersão é definido como 1 segundo a 300 segundos, a atmosfera é definida como uma atmosfera mista de H2 e N2 (isto é, H2 + N2=100% em volume) em que a fração de H2 é 10% em volume a 100% em volume, e o ponto de condensação da atmosfera é definido como -10Ό a 40Ό. A te mperatura de imersão é, mais preferencialmente, 750Ό a 1.050Ό, e a fração de H2 na atmosfera é, mais preferencialmente, 15% em volume a 90% em volume, e o ponto de condensação da atmosfera é, mais preferencialmente, -10Ό a 30Ό e, ainda mais preferencial mente , -5Ό a 20Ό.
[00111] No processo de resfriamento após o processo de imersão, a folha de aço laminada a frio é, preferencial mente, resfriada para 200Ό ou inferior em uma taxa de resfriamento média de 1Ό /segundo a 50Ό /segundo. A taxa de resfriamento média é, mais preferencialmente, 5Ό Ό /segundo a 30Ό /segundo.
[00112] De acordo com o método de fabricação que inclui os respectivos processos descritos acima, é possível fabricar a folha de aço elétrico não orientado 10, de acordo com a presente modalidade.
ETAPA DE FORMAÇÃO DE REVESTIMENTO ISOLANTE [00113] Após o recozimento final, a etapa de formação de revestimento isolante é realizada conforme necessário (Etapa S111). Aqui, a
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28/39 etapa de formação de revestimento isolante não é particularmente limitada, e revestimento e secagem de um líquido de tratamento podem ser realizados por um método bem conhecido com o uso de um líquido de tratamento de revestimento isolante bem conhecido conforme descrito acima.
[00114] Na superfície da base 11 em que o revestimento isolante deve ser formado, um pré-tratamento arbitrário tal como desengorduramento com o uso de um alcalino ou similares ou um tratamento de decapagem com o uso de ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou similares pode ser realizado antes do revestimento com líquido de tratamento. O revestimento e secagem do líquido de tratamento podem ser realizados na superfície que foi submetida ao recozimento final sem realizar o pré-tratamento.
[00115] Até aqui, o método para fabricar a folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, foi descrita em detalhes com referência à Figura 3.
EXEMPLOS [00116] Doravante, a folha de aço elétrico não orientado e o método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado de acordo com a presente invenção serão descritos especificamente ao mostrar os exemplos. Os exemplos descritos abaixo são simplesmente amostras da folha de aço elétrico não orientado e o método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a presente modalidade, e a folha de aço elétrico não orientado e o método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado de acordo com a presente invenção não é limitado aos exemplos a seguir.
EXEMPLO EXPERIMENTAL 1 [00117] Placas de aço que contêm uma composição mostrada na
Tabela 1 abaixo com um remanescente que consiste em Fe e impurezas foram aquecido para 1.150Ό e, então, laminada para uma espesPetição 870190043914, de 09/05/2019, pág. 37/82
29/39 sura de 2,0 mm por laminação a quente. Subsequentemente, as folhas de aço laminadas a quente foram recozidas em uma temperatura de imersão de 1.000Ό por um tempo de imersão de 40 segundos em um forno de recozimento do tipo contínuo e, então, laminadas a quente produzindo, desse modo, folhas de aço laminadas a quente que têm espessura de 0,25 mm. Com respeito a essas folhas de aço laminadas a quente, recozimento final foi realizado em uma temperatura de imersão de 1.000Ό por um tempo de imersão de 15 segundos. Após o que, além disso, uma solução que inclui um sal metálico de ácido fosfórico como principal componente e que inclui uma emulsão de uma resina acrílica foi aplicada e cozida a ambas as superfícies das folhas de aço para formar revestimentos isolantes de compósito fabricando, desse modo, folhas de aço elétrico não orientado.
[00118] Durante o recozimento final, para todos os números de teste, as atmosferas do processo de elevação de temperatura e do processo de imersão foram controladas para se tornarem uma atmosfera de 20% em volume de H2 e 80% em volume de N2. Além disso, os pontos de condensação foram -30Ό para o Teste Núme ro 1, +5Ό para o Teste Número 2, +15Ό para o Teste Número 3, +45Ό para o Teste Número 4, +15Ό para o Teste Número 5, -15Ό para o Teste Número 6 e +45Ό para o Teste Número 7. Além disso, a taxa de elevação de temperatura média no processo de elevação de temperatura durante o recozimento final foi definida como 200Ό /segundo, e a taxa de resfriamento média no processo de resfriamento foi definida como 20Ό /segundo. Após o recozimento final, as folhas de aço laminadas a quente foram resfriadas para 200Ό ou inferior.
[00119] Na Tabela 1, Tr. indica que o elemento correspondente não foi adicionado por intenção. Além disso, sublinhados indicam que valores não estão na faixa da presente invenção.
[00120] Após isso, para as respectivas folhas de aço elétrico não
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30/39 orientado fabricadas, a densidade de fluxo magnético B5o e a perda de ferro W10/400 foram avaliadas com 0 uso do método Epstein regulado em J IS C2550. Os resultados obtidos são sumarizados na Tabela 1.
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TABELA 1
N2 de Teste Composição de placa de aço (% em massa) Teor de O após recozimento final (% em massa) W10/400 (W/kg) Bsolc (T) Observação
C Si Mn P S sol. de Al N O Sn Sb Ti Sn+Sb Si-0,5 * Mn Após remoção de 10 pm das superfícies dianteira e traseira Espessura total da folha
1 0,0026 3,6 1,8 0,008 0,0020 0,0012 0,0015 0,0032 0,020 Tr. 0,0012 0,020 2,7 0,0033 0,0039 11,8 1,65 Ex. Comparativo
2 0,0034 0,0120 11,1 1,65 Ex. da Invenção
3 0,0032 0,0215 10,9 1,65 Ex. da Invenção
4 0,0032 0,0432 12,1 1,63 Ex. Comparativo
5 0,0025 3,6 1,8 0,007 0,0020 0,0013 0,0014 0.0120 0,021 Tr. 0,0012 0,021 2,7 0,0120 0,0220 12,0 1,63 Ex. Comparativo
6 0,0023 3,4 2,6 0,008 0,0023 0,0010 0,0016 0,0035 0,025 Tr. 0,0011 0,025 2,1 0,0035 0,0115 11,2 1,64 Ex. da Invenção
7 0,0035 0,0385 12,2 1,62 Ex. Comparativo
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32/39 [00121] Como fica claro a partir da Tabela 1, o Teste Número 1 no qual o teor de O após o recozimento final foi abaixo da faixa da presente invenção, o Teste Número 4 e o Teste Número 7 nos quais os conteúdos de O após o recozimento final foram acima da faixa da presente invenção, e o Teste Número 5 no qual o teor de O na porção central de espessura de folha foi acima da faixa da presente invenção foram insatisfatórios na perda de ferro e/ou na densidade de fluxo magnético. Por outro lado, o Teste Número 2, o Teste Número 3 e o Teste Número 6 nos quais o conteúdo de O nas folhas de aço após o recozimento final foram na faixa da presente invenção foram excelentes tanto na perda de ferro quanto na densidade de fluxo magnético.
EXEMPLO EXPERIMENTAL 2 [00122] Placas de aço que contêm uma composição mostrada na Tabela 2 com um remanescente que consiste em Fe e impurezas foram aquecidas para 1.150Ό e, então, laminadas para uma espessura de 2,0 mm por laminação a quente. Subsequentemente, as folhas de aço laminadas a quente foram recozidas em um forno de recozimento do tipo contínuo sob condições nas quais a temperatura de imersão foi 1.000Ό e o tempo de imersão foi 40 segundos e, então, laminadas a quente obtendo-se, desse modo, folhas de aço laminadas a quente que têm espessura de 0,25 mm. Após isso, em relação a essas folhas de aço laminadas a quente, foi realizado recozimento final sob condições nas quais a temperatura de imersão foi 1.000Ό e um tempo de imersão foi 15 segundos. Após o que, além disso, uma solução que inclui um sal metálico de ácido fosfórico como principal componente e que inclui uma emulsão de uma resina acrílica foi aplicada e cozida a ambas as superfícies das folhas de aço para formar revestimentos isolantes de compósito fabricando, desse modo, folhas de aço elétrico não orientado.
[00123] Durante o recozimento final, para todos os números de tesPetição 870190043914, de 09/05/2019, pág. 41/82
33/39 te, as condições atmosféricas selecionadas durante o processo de elevação de temperatura e o processo de imersão foram controlados para se tornar uma atmosfera de 20% em volume de H2 e 80% em volume de N2. O ponto de condensação foi +10Ό. Além disso, a taxa de elevação de temperatura média no processo de elevação de temperatura durante o recozimento final foi definida como 30Ό /segundo, e a taxa de resfriamento média no processo de resfriamento foi definida como 20Ό /segundo. Após o recozimento final, as fo lhas de aço laminadas a quente foram resfriadas para 200Ό ou infer ior.
[00124] Na Tabela 2, Tr. indica que o elemento correspondente não foi adicionado por intenção. Além disso, sublinhados indicam que valores não estão na faixa da presente invenção.
[00125] Após isso, para as respectivas folhas de aço elétrico não orientado fabricadas, a densidade de fluxo magnético B5o e a perda de ferro W10/400 foram avaliadas com o uso do método Epstein regulado em JIS C2550. Os obtidos resultados também são sumarizados na Tabela 2.
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TABELA2
N2 de Teste Composição de placa de aço (% em massa) Teor de O após recozimento final (% em massa) W10/400 (W/kg) Bsolc (T) Observação
C Si Mn P S sol. Al N O Sn Sb Ti Sn+Sb Si-0,5 * Mn Após remoção de 10 pm das superfícies dianteira e traseira Espessura total da folha
8 0,0026 ±2 2,6 0,008 0,0018 0,0010 0,0015 0,0029 Tr. Tr. 0,0014 Tr. 2,9 - - - - Ex. Comparativo
9 0,0026 3,8 2,6 0,008 0,0018 0,0011 0,0015 0,0028 Tr. Tr. 0,0015 Tr. 2,5 0,0029 0,0186 10,6 1,63 Ex. da Invenção
10 0,0027 3,8 2,6 0,008 0,0019 0,0012 0,0018 0,0028 0,023 Tr. 0,0015 0,023 2,5 0,0029 0,0176 10,6 1,64 Ex. da Invenção
11 0,0026 3,8 2,6 0,008 0,0017 0,0011 0,0016 0,0029 0,082 Tr. 0,0014 0,082 2,5 - - - - Ex. Comparativo
12 0,0027 3,8 2,6 0,008 0,0019 0,0013 0,0018 0,0025 0,045 0,0043 0,0014 0,088 2,5 - - - - Ex. Comparativo
13 0,0027 3,8 2,6 0,008 0,0018 0,0009 0,0016 0,0028 0,013 0,0080 0,0015 0,021 2,5 0,0028 0,0171 10,4 1,63 Ex. da Invenção
14 0,0026 3,8 2,6 0,055 0,0017 0,0012 0,0015 0,0025 0,013 Tr. 0,0014 0,013 2,5 - - - - Ex. Comparativo
15 0,0025 3,8 2,6 0,008 0,0018 0.0056 0,0018 0,0028 0,010 Tr. 0,0015 0,010 2,5 0,0027 0,0180 12,5 1,62 Ex. Comparativo
16 0,0026 3,8 2,6 0,008 0,0008 0,0011 0,0018 0,0025 0,013 Tr. 0,0012 0,013 2,5 0,0028 0,0182 10,8 1,63 Ex. da Invenção
17 0,0025 3,3 1,6 0,007 0,0015 0,0009 0,0012 0,0028 0,028 Tr. 0,0010 0,028 2,5 0,0027 0,0135 11,0 1,66 Ex. da Invenção
18 0,0024 3,3 0^8 0,007 0,0014 0,0010 0,0012 0,0026 0,030 Tr. 0,0011 0,030 2,9 0,0026 0,0130 11,8 1,66 Ex. Comparativo
19 0,0026 3,3 1,6 0,007 0,0015 0,0008 0,0013 0,0026 0,028 Tr. 0.0105 0,028 2,5 0,0026 0,0130 13,5 1,62 Ex. Comparativo
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35/39 [00126] Como para o Teste Número 8 no qual o teor de Si foi acima da faixa da presente invenção, o Teste Número 11 no qual o teor de Sn foi acima da faixa da presente invenção, o Teste Número 12 no qual a quantidade de Sn + Sb foi acima da faixa da presente invenção, e o Teste Número 14 no qual o teor de P foi acima da faixa da presente invenção respectivamente a amostra quebrou durante a laminação a frio e, desse modo, a medição magnética não foi possível. O Teste Número 15 no qual a quantidade de sol. de Al foi acima da faixa da presente invenção e o Teste Número 19 no qual o teor de Ti foi acima da faixa da presente invenção foram insatisfatórios na perda de ferro e na densidade de fluxo magnético. O Teste Número 18 no qual o teor de Mn foi abaixo da faixa da presente invenção foi insatisfatório na perda de ferro. Por outro lado, os Testes Números 9, 10, 13, 16 e 17 nos quais as composições químicas das folhas de aço foram na faixa da presente invenção, a laminação a frio foi possível, e as perdas de ferro e as densidades de fluxo magnético foram excelentes.
EXEMPLO EXPERIMENTAL 3 [00127] Placas de aço que contêm uma composição mostrada na Tabela 3 abaixo com um remanescente que consiste em Fe e impurezas foram aquecido para 1.1500 e, então, laminada para uma espessura de 2,0 mm por laminação a quente. Subsequentemente, as folhas de aço laminadas a quente foram recozidas em um forno de recozimento do tipo contínuo sob condições nas quais a temperatura de imersão foi 1.0000 e o tempo de imersão foi 40 seg undos e, então, laminadas a quente obtendo-se, desse modo, folhas de aço laminadas a quente que têm espessura de 0,25 mm. Após isso, em relação a essas folhas de aço laminadas a quente, foi realizado recozimento final sob condições nas quais a temperatura de imersão foi 8000 e um tempo de imersão foi 15 segundos. Após isso, uma solução que inclui um sal metálico de ácido fosfórico como principal componente e que
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36/39 inclui uma emulsão de uma resina acrílica foi adicionalmente aplicada e cozida a ambas as superfícies das folhas de aço para formar revestimentos isolantes de compósito fabricando, desse modo, folhas de aço elétrico não orientado. Subsequentemente, nas folhas de aço obtidas, foi realizado recozimento para aliviar a tensão a 750Ό por 2 horas.
[00128] Aqui, durante o recozimento final, para todos os números de teste, as atmosferas do processo de elevação de temperatura e do processo de imersão foram controladas para se tornarem uma atmosfera de 15% em volume de H2 e 85% em volume de N2. O ponto de condensação foi +10Ό. Além disso, a taxa de elevação de temperatura média no processo de elevação de temperatura durante o recozimento final foi definida como 20Ό /segundo, e a taxa de resfriamento média no processo de resfriamento foi definida como 15Ό /segundo. Após o recozimento final, as folhas de aço laminadas a quente foram resfriadas para 200Ό ou inferior.
[00129] Na Tabela 3, Tr. indica que o elemento correspondente não foi adicionado por intenção. Além disso, sublinhados indicam que valores não estão na faixa da presente invenção.
[00130] Após isso, para as respectivas folhas de aço elétrico não orientado fabricadas, a densidade de fluxo magnético B5o e a perda de ferro W10/400 foram avaliadas com o uso do método Epstein regulado em JIS C2550. Os resultados obtidos são sumarizados na Tabela 3.
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TABELA3
N2 de Teste Composição de placa de aço (% em massa) Teor de O após recozimento final (% em massa) W10/400 (W/kg) Bsolc (T) Observação
C Si Mn P S sol. Al N O Sn Sb Ti Sn+Sb Si-0,5 * Mn Após remoção de 10 pm das superfícies dianteira e traseira Espessura total da folha
20 0,0027 3,6 2,7 0,008 0,0023 0,0012 0,0016 0,0025 0,016 Tr. 0,0019 0,016 2,3 0,0027 0,0235 9,4 1,64 Ex. da Invenção
21 0,0025 3,4 3,2 0,007 0,0023 0,0010 0,0015 0,0029 0,015 Tr. 0,0020 0,013 L8 0,0029 0,0250 11,6 1,62 Ex. Comparativo
22 0,0026 3,6 2,7 0,008 0,0008 0,0013 0,0016 0,0026 0,015 Tr. 0,0021 0,015 2,3 0,0027 0,0232 9,2 1,64 Ex. da Invenção
23 0,0026 3,6 2,7 0,008 0.0100 0,0011 0,0017 0,0025 0,016 Tr. 0,0021 0,016 2,3 0,0026 0,0228 11,8 1,62 Ex. Comparativo
24 0,0023 3,8 1,5 0,007 0,0019 0,0008 0,0012 0,0033 0,025 Tr. 0,0012 0,025 3,1 0,0033 0,0153 9,6 1,65 Ex. da Invenção
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38/39 [00131] Primeiro, as propriedades magnéticas de números de teste individuais de Exemplo Experimental 3 no qual foi realizado recozimento para aliviar tensão foram, em geral, superiores às propriedades magnéticas do respectivos números de teste do Exemplo Experimental 1 e do Exemplo Experimental 2 nos quais recozimento para aliviar tensão não foi realizado, e, particularmente, os Testes Números 20, 22 e 24 nos quais as composições químicas das folhas de aço foram na faixa da presente invenção foram excelentes na perda de ferro e na densidade de fluxo magnético. Por outro lado, o Teste Número 21 no qual Si - 0,5 x Mn foi abaixo da faixa da presente invenção foi insatisfatório na perda de ferro e na densidade de fluxo magnético. Além disso, o Teste Número 23 no qual o teor de S foi acima da faixa da presente invenção foi pior na perda de ferro e na densidade de fluxo magnético do que os Testes Números 20 ou 22 nos quais a composição foi quase a mesma, com a exceção de S, e os quais estão no escopo da presente invenção. Conforme descrito acima, foi esclarecido que a folha de aço não orientado, de acordo com a presente invenção, exibe excelentes propriedades magnéticas, mesmo em um caso em que recozimento para aliviar tensão é realizado.
[00132] Até aqui, a modalidade preferencial da presente invenção foi descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos, mas a presente invenção não é limitada aos exemplos. É claro que uma pessoa que tenha habilidade comum na técnica à qual a presente invenção pertence é capaz de vislumbrar uma variedade de exemplos de modificação ou exemplos de correção dentro do escopo do conceito técnico descrito nas reivindicações, e é desnecessário dizer que tais exemplos também são compreendidos como estando no escopo técnico da presente invenção.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00133] De acordo com a presente invenção, uma folha de aço eléPetição 870190043914, de 09/05/2019, pág. 47/82
39/39 trico não orientado que tem laminabilidade a frio favorável e excelentes propriedades magnéticas e um método para fabricar a mesma podem ser obtidos, e desse modo, a presente invenção é altamente disponível industrialmente.
BREVE DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA
CHAPA DE AÇO ELÉTRICA NÃO ORIENTADA
BASE
11a PORÇÃO DE OXIDAÇÃO DE CAMADA DE SUPERFÍCIE
11b PORÇÃO DE MATERIAL DE BASE
REVESTIMENTO ISOLANTE

Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Folha de aço elétrico não orientado, caracterizada pelo fato de que compreende, como uma composição química,por % em massa,
    C: mais de 0% e 0,0050% ou menor;
    Si: de 3,0% a 4,0%;
    Mn: de 1,0% a 3,3%;
    P: mais que 0% e menor que 0,030%;
    S: mais que 0% e 0,0050% ou menor;
    sol. de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor;
    N: mais que 0% e 0,0040% ou menor;
    O: de 0,0110% a 0,0350%;
    Sn: de 0% a 0,050%;
    Sb: de 0% a 0,050%;
    Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor; e um remanescente que inclui Fe e impurezas, em que
    Sn + Sb: 0,050% ou menor,
    Si - 0,5 x Mn: 2,0% ou mais, e um teor de O em uma porção central de espessura de folha que exclui uma porção de camada de superfície que está em uma faixa a partir de uma superfície dianteira e uma superfície traseira para uma posição de 10 pm em uma direção de profundidade é menor que 0,0100%.
  2. 2. Método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado, caracterizado pelo fato de que compreende:
    laminar a quente um lingote de aço que inclui, como uma composição química, por % em massa, C: mais que 0% e 0,0050% ou menor, Si: 3,0% a 4,0%, Mn: 1,0% a 3,3%, P: mais que 0% e menor que 0,030%, S: mais que 0% e 0,0050% ou menor, sol. de Al: mais que 0% e 0,0040% ou menor, N: mais que 0% e 0,0040% ou menor,
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    2/2
    O: menor que 0,0100%, Sn: 0% a 0,050%, Sb: 0% a 0,050%, Ti: mais que 0% e 0,0050% ou menor, e um remanescente que inclui Fe e impurezas, Sn + Sb: 0,050% ou menor, Si - 0,5 x Mn: 2,0% ou mais para produzir uma folha de aço laminada a quente;
    recozer a folha de aço laminada a quente;
    laminar a frio a folha de aço laminada a quente após o recozimento para produzir uma folha de aço laminada a frio; e recozimento final da folha de aço laminada a frio, em que, no recozimento final, uma condição de recozimento final é controlada para que um teor médio de O na folha de aço laminada a frio inteira em uma direção de espessura de folha após o recozimento final se torne 0,011 Opor % em massa a 0,0350por % em massa.
  3. 3. Método para fabricar uma folha de aço elétrico não orientado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, no recozimento final, um ponto de condensação de uma atmosfera durante elevação de temperatura e durante imersão é controlado de modo a estar em uma faixa de -10°C a 40°C.
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