CN111868273A - 方向性电磁钢板的制造方法以及方向性电磁钢板 - Google Patents

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真弓康弘
铃木笃史
末永智也
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    • C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
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Abstract

本发明提供一种方向性电磁钢板的制造方法，其包含下述工序：通过对含有规定的成分组成且剩余部分含有Fe及杂质的板坯实施热轧来得到热轧钢板的工序；在对所述热轧钢板实施了热轧板退火后，通过实施冷轧来得到冷轧钢板的工序；对所述冷轧钢板实施包含平均升温速度V为400℃/秒以上的急速升温及钢板张力S的施加的一次再结晶退火的工序；在一次再结晶退火后的所述冷轧钢板的表面上涂布退火分离剂后，实施平坦化退火的工序。

Description

方向性电磁钢板的制造方法以及方向性电磁钢板
技术领域
本发明涉及方向性电磁钢板的制造方法以及方向性电磁钢板。
本申请基于2018年3月20日在日本申请的特愿2018-052900号而主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
方向性电磁钢板是含有2质量％～5质量％左右的Si、使钢板的晶粒的取向高度集聚在被称为高斯取向的{110}<001>取向的钢板。方向性电磁钢板的磁特性优异，因此例如可利用作为变压器等的静止式电感器的铁芯材料等。
方向性电磁钢板的结晶取向通过利用被称为二次再结晶的突变的晶粒生长现象来控制。此外，确认了：在二次再结晶之前进行的一次再结晶退火的升温过程中，通过使钢板急速升温，在一次再结晶退火后可使磁特性良好的高斯取向的晶粒增加。
因此，为了提高方向性电磁钢板的磁特性，对于一次再结晶退火的升温过程，正在研究各式各样的急速升温条件。
例如，在专利文献1中，公开了通过规定连续退火装置中的急速加热装置的配设位置来使钢板的板宽方向的温度分布均匀化、提高方向性电磁钢板的制品质量的技术。在专利文献2中，公开了根据一次再结晶退火的升温过程中的加热模式及气氛来控制钢板内部的温度波动、抑制方向性电磁钢板的铁损波动的技术。在专利文献3中，公开了通过在一次再结晶退火中在使钢板急速升温后进行急速冷却来严格控制二次再结晶后的晶粒的平均粒径及从理想取向的偏移角度的技术。在专利文献4中，公开了通过在脱碳退火的升温段阶进行急速加热来降低方向性电磁钢板的铁损的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-47411号公报
专利文献2：日本特开2014-152392号公报
专利文献3：日本特开平7-268567号公报
专利文献4：日本特开平10-280041号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述那样的以往技术中，根据一次再结晶退火中的急速升温的条件，有时在最终得到的方向性电磁钢板的表面产生凹凸(也称为皱纹)。表面具有凹凸的方向性电磁钢板在叠置时会在钢板相互间产生间隙，因此使铁芯材料的占空系数下降，使变压器的性能下降。在专利文献4中，评价了方向性电磁钢板的表面形状，但采用专利文献4所述的技术有时不能充分抑制更微细的凹凸的发生。
本发明是鉴于上述问题等而完成的，其目的是提供在一次再结晶退火中在以比以往快的升温速度实施急速升温的情况下可制造表面形状更好的方向性电磁钢板的新颖且改进的方向性电磁钢板制造方法以及通过该制造方法制造的方向性电磁钢板。此外，本发明的目的是提供即使不实施磁畴控制处理也能降低铁损值的方向性电磁钢板的制造方法以及通过该制造方法制造的方向性电磁钢板。
用于解决课题的手段
本发明的主旨如下。
[1]本发明的一个方案的方向性电磁钢板的制造方法包含下述工序：
通过将板坯加热至1280℃～1450℃而实施热轧来得到热轧钢板的工序，其中，所述板坯的成分组成以质量％计含有C：0.02％以上且0.10％以下、Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下、S及Se的合计：0.001％以上且0.050％以下、酸可溶性Al：0.01％以上且0.05％以下、N：0.002％以上且0.015％以下，剩余部分含有Fe及杂质；
通过在对所述热轧钢板实施了热轧板退火后实施一次冷轧或夹着中间退火的二次以上的冷轧来得到冷轧钢板的工序，
对所述冷轧钢板实施一次再结晶退火的工序，
通过在一次再结晶退火后的所述冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后实施成品退火来得到成品退火板的工序，
在所述成品退火板上涂布绝缘覆膜后实施平坦化退火的工序；
在所述一次再结晶退火的升温过程中，550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V(℃/秒)为400℃/秒以上，包含550℃～700℃的所述温度区域的升温的一系列升温过程的升温量T(℃)和所述一系列升温过程的加热长L(mm)之比即T/L(℃/mm)为0.1≤T/L≤4.0，在所述冷轧钢板的通板方向(也称为通行方向)施加的张力S(N/mm2)为1.96≤S≤(19.6－1.96×T/L)，并且在V≤1000时所述张力S为1.96≤S≤(25.5－0.0137×V)，在V＞1000时所述张力S为1.96≤S≤11.8。
[2]本发明的另一方案的方向性电磁钢板包含：硅钢板、配置在所述硅钢板上的镁橄榄石覆膜和配置在所述镁橄榄石覆膜上的绝缘皮膜，其中，
所述硅钢板的成分组成以质量％计含有Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下、S及Se的合计：0％以上且0.005％以下、酸可溶性Al：0％以上且0.01％以下以及N：0％以上且0.005％以下，剩余部分含有Fe及杂质，
所述硅钢板的二次再结晶晶粒的平均粒径为10mm以上且50mm以下，
所述方向性电磁钢板的板厚为0.15mm以上且0.23mm以下、铁损Wp以W17/50计为0.800W/kg以下、陡峭度为0.01以上的皱纹的存在比例在板宽方向为0个/m以上且10个/m以下、磁通密度B8值为1.930T以上。
发明效果
根据本发明的上述一个方案，能够提供在一次再结晶退火中以比以往技术快的升温速度实施急速升温的情况下表面形状更好且即使不实施磁畴控制处理也降低了铁损值的方向性电磁钢板以及其制造方法。
附图说明
图1是表示一次再结晶退火的升温过程中的加热模式的具体例子的图。
图2是表示一次再结晶退火的升温过程中的加热模式的其它具体例子的图。
图3是表示一次再结晶退火的升温过程中的加热模式的其它具体例子的图。
图4是表示一次再结晶退火的升温过程中的加热模式的其它具体例子的图。
图5是表示用于说明陡峭度的求法的方向性电磁钢板的断面曲线的图。
图6是以横轴为升温速度V、以纵轴为钢板张力S来将表1中所示的结果作图而成的图。
图7是以横轴为比T/L、以纵轴为钢板张力S来将表1中所示的结果作图而成的结果的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。但是，本发明并不限定于本实施方式中所示的构成，可在不脱离本发明的宗旨的范围进行各种变更。此外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同功能构成的构成要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
本发明者们为了改进方向性电磁钢板的磁特性，对方向性电磁钢板及该方向性电磁钢板的制造方法进行了锐意研究，结果得到以下见识。
具体地讲，本发明者们发现：在方向性电磁钢板中，在一次再结晶退火的升温过程中，通过以平均升温速度400℃/秒以上对550℃～700℃的温度区域进行急速升温，在一次再结晶退火后，磁特性良好的高斯取向的晶粒(也称为高斯取向晶粒)增加。此外，本发明者们发现：一次再结晶退火的急速升温中的平均升温速度越快，一次再结晶后的高斯取向晶粒越增加，最终得到的方向性电磁钢板的铁损值越降低。如果加快一次再结晶退火的急速升温中的平均升温速度，就能够在二次再结晶后提高晶粒向理想高斯取向的集聚度，并且能够使二次再结晶晶粒小径化，因此即使不实施磁畴控制处理，也可降低方向性电磁钢板的铁损值。
另一方面，本发明者们的研究结果表明：在一次再结晶退火的升温过程中，钢板形状因急速升温条件而发生较大变化。具体地讲，表明：在急速升温时，根据在钢板的通板方向施加的张力(以下也称为钢板张力)的大小，在钢板表面发生凹凸(皱纹)。在这样的情况下，在变压器的制造中在叠置方向性电磁钢板时，在钢板相互间产生间隙，因此使铁芯材料的占空系数下降，变压器的铁损增大。
作为因一次再结晶退火中的急速升温而使钢板形状变动的原因，据认为，例如，通过由急速升温导致的热膨胀，相对于急速升温前的低温侧的钢板的板宽而言，急速升温后的高温侧的钢板的板宽发生变化。据认为，在这样的情况下，如果过度地提高钢板张力，则通过热膨胀而拉伸的高温侧的钢板在板宽方向较大地收缩，因此在低温侧的钢板与高温侧的钢板之间产生陡峭的形状差，形成皱纹。所以，在一次再结晶退火的升温过程中，为了抑制皱纹发生，重要的是不要过度地增大钢板张力。
此外，本发明者们发现：方向性电磁钢板中不产生皱纹的钢板张力的上限值依赖于一次再结晶退火中的急速升温的升温速度。具体地讲，本发明者们发现：急速升温的升温速度越高，钢板张力的上限值越小。据认为这是因为，急速升温的升温速度越高，急速升温前的低温侧的钢板与急速升温后的高温侧的钢板之间的温度差就越增大，作为热膨胀的反作用的收缩越增大。
另外，本发明者们发现：在包含550℃～700℃的温度区域的急速升温的升温过程中，升温量T(升温过程开始时的温度与升温过程结束时的温度之差)和加热长L(从升温过程开始位置到升温过程结束位置的钢板长度)的关系会对钢板形状施加大的影响。
具体地讲，本发明者们发现：升温量T越小，此外加热长L越长，越可得到皱纹少的方向性电磁钢板。也就是说，本发明者们发现：将升温量T除以加热量L而得到的值即T/L越小，越能得到更好形状的方向性电磁钢板。据认为这是因为，T/L表示通板方向的钢板的温度变化率，所以T/L越大，在低温侧的钢板与高温侧的钢板之间温度差就越增大，因热膨胀的影响就越容易在钢板表面产生皱纹。
本发明者们通过考虑以上的见识而想到了本发明。本发明的一个实施方式具备以下的构成。
一种方向性电磁钢板的制造方法，其包含下述工序：
通过将板坯加热至1280℃～1450℃而实施热轧来得到热轧钢板的工序，其中，所述板坯的成分组成以质量％计含有C：0.02％以上且0.10％以下、Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下、S及Se的合计：0.001％以上且0.050％以下、酸可溶性Al：0.01％以上且0.05％以下、N：0.002％以上且0.015％以下，剩余部分含有Fe及杂质；
通过在对所述热轧钢板实施了热轧板退火后实施一次冷轧或夹着中间退火的二次以上的冷轧来得到冷轧钢板的工序，
对所述冷轧钢板实施一次再结晶退火的工序，
通过在一次再结晶退火后的所述冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后实施成品退火来得到成品退火板的工序，
在所述成品退火板上涂布绝缘覆膜后实施平坦化退火的工序；
在所述一次再结晶退火的升温过程中，550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V(℃/秒)为400℃/秒以上，包含550℃～700℃的所述温度区域的升温的一系列升温过程的升温量T(℃)和所述一系列升温过程的加热长L(mm)之比即T/L(℃/mm)为0.1≤T/L≤4.0，在所述冷轧钢板的通板方向施加的张力S(N/mm2)为1.96≤S≤(19.6－1.96×T/L)，并且在V≤1000时所述张力S为1.96≤S≤(25.5－0.0137×V)，在V＞1000时所述张力S为1.96≤S≤11.8。
就通过上述制造方法制造的方向性电磁钢板而言，未实施磁畴控制处理时的铁损Wp以W17/50计为0.800W/kg以下。就本实施方式的制造方法而言，通过在一次再结晶退火时实施急速升温，能够有效地使方向性电磁钢板低铁损化。
此外，就本实施方式的制造方法而言，如上所述，通过复合且不可分地控制钢板张力S、平均升温速度V及T/L，能够减小钢板热膨胀的影响。因此，能够将板宽方向中的陡峭度为0.01以上的皱纹的存在比例设定为0个/m以上且10个/m以下。
以下，对具备上述特征的本实施方式的方向性电磁钢板的制造方法进行更具体的说明。
首先，对本实施方式的方向性电磁钢板的制造方法中所使用的板坯的成分组成进行说明。另外，下文中只要不特别指出，“％”的表述表示“质量％”。在以下所记载的数值限定范围中，下限值及上限值包含在该范围内。关于表示为“超过”、“低于”的数值，其值不包含在数值范围内。
C(碳)含量为0.02％以上且0.10％以下。C有各种作用，但在C含量低于0.02％的情况下，在板坯的加热时粒径过度地增大，因此使方向性电磁钢板的铁损值增大。在C含量超过0.10％的情况下，在冷轧后的脱碳时，脱碳时间变为长时间，增加制造成本。此外，在C含量超过0.10％的情况下，脱碳容易变得不完全，有时在方向性电磁钢板中产生磁时效。所以，C含量为0.02％以上且0.10％以下，优选为0.05％以上或0.09％以下。
Si(硅)含量为2.5％以上且4.5％以下。Si通过提高钢板的电阻，从而降低方向性电磁钢板的涡电流损失而降低铁损。在Si含量低于2.5％时，在方向性电磁钢板中难以充分抑制涡电流损失。在Si含量超过4.5％时，方向性电磁钢板的加工性下降。所以，Si含量为2.5％以上且4.5％以下，优选为2.7％以上或4.0％以下。
Mn(锰)含量为0.01％以上且0.15％以下。Mn形成用于支配二次再结晶的抑制剂即MnS及MnSe等。在Mn含量低于0.01％时，用于产生二次再结晶的MnS及MnSe的绝对量不足，不能优选地进行取向控制。在Mn含量超过0.15％的情况下，在板坯加热时Mn的固溶变得困难，因此是不优选的。此外，在Mn含量超过0.15％的情况下，抑制剂即MnS及MnSe的析出尺寸容易粗大化，作为抑制剂的最佳尺寸分布受损，不能优选地控制抑制剂。所以，Mn含量为0.01％以上且0.15％以下，优选为0.03％以上或0.13％以下。
S(硫)及Se(硒)的含量合计为0.001％以上且0.050％以下。S及Se与上述的Mn一同形成抑制剂。S及Se两种都可以包含在板坯中，但只要至少任一种包含在板坯中即可。在S及Se的含量的合计超出上述范围时，得不到良好的抑制剂效果，不能优选地进行取向控制。所以，S及Se的含量合计为0.001％以上且0.050％以下，优选为0.005％以上或0.040％以下。
酸可溶性Al(酸可溶性铝)的含量为0.01％以上且0.05％以下。酸可溶性Al形成用于制造高磁通密度的方向性电磁钢板所需要的抑制剂。在酸可溶性Al含量低于0.01％时，抑制剂强度不足，不能优选地进行取向控制。在酸可溶性Al含量超过0.05％时，作为抑制剂析出的AlN粗大化，抑制剂强度下降，不能优选地进行取向控制。所以，酸可溶性Al的含量为0.01％以上且0.05％以下，优选为0.02％以上或0.04％以下。
N(氮)含量为0.002％以上且0.015％以下。N与上述的酸可溶性Al一同形成抑制剂即AlN。在N含量超出上述范围时，不能得到良好的抑制剂效果，不能优选地进行取向控制。所以，N含量为0.002％以上且0.015％以下。优选为0.005％以上或0.012％以下。
本实施方式的方向性电磁钢板的制造中所使用的板坯的剩余部分为Fe及杂质。但是，本实施方式的方向性电磁钢板的制造中所使用的板坯除了含有上述的元素以外，也可以取代上述剩余部分即铁的一部分，含有Cu、Sn、Ni、Cr及Sb中的任1种或2种以上作为使二次再结晶稳定化的元素。不需要控制这些选择元素的下限值，下限值也可以为0％。也可以将这些选择元素的各自含量设定为0.01％以上且0.30％以下。在只要这些选择元素中的1种元素的含量为0.01％以上时，可充分得到使二次再结晶稳定化的效果，能够进一步降低方向性电磁钢板的铁损值。在只要这些元素中的1种元素的含量超过0.30％时，使二次再结晶稳定化的效果会饱和，从而制造成本增大，因此是不优选的。
通过对调整至上述说明的成分组成的钢水进行铸造来形成板坯。板坯的铸造方法没有特别的限定。例如，可以采用通常的连续铸造法、铸锭法、薄板坯铸造法等铸造方法来铸造板坯。另外，在采用连续铸造时，也可以在将钢一度冷却到低温(例如室温)，进行再加热后，对该钢进行热轧，也可以对刚刚铸造后的钢(铸造板坯)连续地进行热轧。此外，在研究开发中，即使在用真空熔炼炉等形成钢锭的情况下，关于上述成分组成，也确认了与在形成板坯时同样的效果。
接下来，通过将板坯加热至1280℃以上从而使板坯中的抑制剂成分固溶。在板坯的加热温度低于1280℃时，难以使MnS、MnSe及AlN等抑制剂成分充分固溶，不能优选地进行取向控制。从保护设备的观点出发，此时的板坯的加热温度的上限值也可以设定为1450℃以下。
通过对被加热的板坯实施热轧而得到热轧钢板。热轧钢板的板厚例如也可以为1.8mm以上且3.5mm以下。在热轧钢板的板厚低于1.8mm时，热轧后的钢板温度变为低温，钢板中的AlN的析出量增加，因此二次再结晶变得不稳定，在最终得到的板厚为0.23mm以下的方向性电磁钢板中有时磁特性下降。在热轧钢板的板厚超过3.5mm时，有时冷轧工序中的轧制载荷增大。
通过在对热轧钢板实施了热轧板退火后实施1次冷轧或夹着中间退火的多次冷轧，从而得到冷轧钢板。在采用夹着中间退火的多次冷轧来轧制热轧钢板的情况下，也可以将前段的热轧板退火省略。但是，通过实施热轧板退火，可使钢板形状更好，因此能够减轻冷轧中钢板断裂的可能性。所以，即使在对热轧钢板实施夹着中间退火的多次冷轧时，也优选在其前段进行热轧板退火。热轧板退火的条件没有特别的限定，可以是一般的条件，对于热轧后的热轧钢板，在连续退火的情况下可以在750～1200℃实施10秒到10分钟的均热，在装箱退火的情况下可以在650～950℃实施30分钟～24小时的均热。
也可以在冷轧的道次间、轧辊机架间或者轧制中，在大约300℃以下对钢板进行加热处理。通过进行加热处理，能够进一步提高最终得到的方向性电磁钢板的磁特性。另外，热轧钢板也可以通过3次以上的冷轧来进行轧制，但多次的冷轧使制造成本增大，因此优选热轧钢板通过1次或2次的冷轧来进行轧制。
冷轧钢板可在急速升温后实施脱碳退火。这些过程(急速升温及脱碳退火)也被称为一次再结晶退火，优选连续地进行。通过一次再结晶退火，在冷轧钢板中，能够使二次再结晶前的高斯取向晶粒增加、并且使二次再结晶后的二次再结晶晶粒小径化。
就本实施方式的制造方法而言，在一次再结晶退火中的升温过程中，将550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V设定为400℃/秒以上。通过在一次再结晶退火中的升温过程中进行上述那样的急速升温，能够使冷轧钢板的二次再结晶前的高斯取向晶粒进一步增加、并且使二次再结晶后的二次再结晶晶粒小径化。
在将550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V设定为700℃/秒以上时，可使二次再结晶前的高斯取向晶粒进一步增加，所以能够进一步降低最终得到的方向性电磁钢板的铁损。另一方面，在平均升温速度V低于400℃/秒时，变得难以形成用于减小二次再结晶后的晶粒的足够量的高斯取向晶粒，最终得到的方向性电磁钢板的铁损会增大。平均升温速度V的上限没有特别的限定，但从设备及制造成本上的观点出发，例如也可以设定为3000℃/秒。
这里，参照图1～图4对一次再结晶退火的升温过程中的加热模式进行说明。图1～图4是表示一次再结晶退火的升温过程中的加热模式的具体例子的图。
如图1所示的那样，将钢板1从550℃升温到700℃的升温装置10也可以只为1台。在这样的情况下，平均升温速度V设定为包含从550℃升温到700℃的升温过程(升温装置10)中从开始升温的点(升温开始点A)到结束升温的点(升温结束点B)的升温速度的平均值。
如图2所示的那样，将钢板1从550℃升温到700℃的升温装置21、22也可以为多台。在这样的情况下，平均升温速度V设定为从在升温装置21中的包含550℃(包含从低于550℃的温度区域向超过550℃的温度区域的温度上升)的升温过程中开始升温的点(升温开始点A)到在升温装置22中的包含700℃(包含从低于700℃的温度区域向超过700℃的温度区域的温度上升)的升温过程中结束升温的点(升温结束点B)的升温速度的平均值。
也就是说，所谓升温开始点A，是在包含550℃的升温过程的低温侧处从钢板1的温度下降的状态向钢板1的温度上升的状态过渡的点(即在加热模式的曲线图中取极小值的点)。此外，所谓升温结束点B，是在包含700℃的升温过程的高温侧处从钢板1的温度上升的状态向钢板1的温度下降的状态过渡的点(即在加热模式的曲线图中取极大值的点)。
但是，如图3所示的那样，通过配置多台升温装置31、32，在即使在比包含550℃的升温过程更低温侧处钢板1的温度也继续上升的情况下，升温开始点A也可以设定为在550℃以下升温速度的变化率在正值中为最大的点(图3的点A)。此外，如图4所示的那样，通过配置多台升温装置41、42，在即使在比包含700℃的升温过程更高温侧处钢板1的温度也继续上升的情况下，升温结束点B也可以设定为在700℃以上的温度区域升温速度的变化率在负值中为最小的点(图4的点B)。
也就是说，升温开始点A及升温结束点B根据升温装置的加热器构成、加热能力及配置等的不同，也有时与升温装置的入口及出口不一致。
在一次再结晶退火的升温过程中，550℃～700℃的温度区域的加热模式没有特别的限定，升温装置为多台时的升温装置间的加热模式也没有特别的限定。升温过程中的升温方法或升温装置也没有特别的限定，例如也可以采用通电加热方法或感应加热方法。在一次再结晶退火的升温过程中，550℃～700℃的温度区域以外的温度区域的加热模式也没有特别的限定，但在包含550℃～700℃的温度区域的升温过程之前钢板温度达到550℃以上的话，会使一次再结晶退火中的急速升温的效果降低，因此是不优选的。
这里，升温开始点A及升温结束点B的判别方法没有特别的限定，例如可通过采用放射温度计等测定升温装置外及升温装置内的钢板温度来判别。另外，关于钢板温度的测定方法，没有特别的限定。
在钢板温度的测定困难、升温开始点A及升温结束点B的判别困难时，也可以通过基于通板的钢板的板厚等来类推升温过程及冷却过程的各个加热模式，从而推定升温开始点A及升温结束点B。此外，也可以进一步将升温过程中的钢板的升温装置入口侧温度及升温装置出口侧温度作为升温开始点A及升温结束点B。
本实施方式中，将包含550℃～700℃的温度区域的急速升温的升温过程的升温量T(℃)和加热长L(mm)之比即T/L(℃/mm)控制在0.1≤T/L≤4.0。这里，所谓升温量T，表示从上述的升温开始点A到升温结束点B的温度上升量，所谓加热长L，表示穿过上述的从升温开始点A到升温结束点B的升温装置的钢板的长度。所以，在升温装置为多台时，加热长L也包括升温装置相互间的长度。
升温量T和加热长L之比即T/L表示一次再结晶退火中的钢板的长度方向的温度变化率。因此，T/L越大，表示由低温侧的钢板与高温侧的钢板之间的热膨胀带来的板厚的差越大。据认为，在T/L大时，相对于低温侧的钢板而言高温侧的钢板中的板宽的收缩增大，因此使钢板表面容易产生皱纹。因此，据认为，T/L越大，方向性电磁钢板的形状越变化，方向性电磁钢板的表面的皱纹越增加。
从后述的实施例得知：可对方向性电磁钢板表面上存在的皱纹的比例进行抑制的T/L的上限值为4.0℃/mm。优选T/L为2.7℃/mm以下。
由于升温量T越小，且加热长L越长，T/L就越减小，所以可得到皱纹少、表面形状良好的方向性电磁钢板。可是，从设备制约的观点出发，T/L存在下限值。这是因为，对于通过一次再结晶退火中的急速升温来提高方向性电磁钢板的磁特性来说，重要的是至少从550℃急速升温到700℃，对升温量T的减小来说具有限度。此外，加热长L越长，升温装置的设置空间越大，且越难使钢板的通板速度高速化。所以，从设备制约的观点出发，T/L的下限值为0.1℃/mm。优选T/L为0.2℃/mm以上。
方向性电磁钢板的形状也根据一次再结晶退火的升温过程中的在钢板通板方向施加的张力S(N/mm2)(即钢板张力S(N/mm2))的大小而发生变化。据认为这是因为，在钢板张力S过大时，一次再结晶退火的急速升温时热膨胀的钢板想要在宽度方向缩小，因此在方向性电磁钢板表面形成皱纹。因此，方向性电磁钢板不产生皱纹的钢板张力S的上限值依赖于急速升温中的平均升温速度V(℃/秒)。此外，由急速升温带来的高斯取向晶粒的增加效果的大小也因一次再结晶退火的急速升温中对钢板施加的钢板张力S的大小而变动。所以，一次再结晶退火的急速升温中的钢板张力S的大小会影响急速升温中的平均升温速度V(℃/秒)。
具体地讲，相对于升温过程中的平均升温速度V(℃/秒)而言，钢板张力S(N/mm2)为1.96≤S≤(19.6－1.96×T/L)，并且钢板张力S在V≤1000时为1.96≤S≤(25.5－0.0137×V)，在V＞1000时为1.96≤S≤11.8。另外，钢板张力S为包含550℃～700℃的温度区域的急速升温的升温过程中的钢板张力的平均值。
在钢板张力S超过依赖于平均升温速度V的上限值时，通过在通板方向施加的张力，最终得到的方向性电磁钢板的形状会恶化，表面皱纹会增加。此外，通过在钢板通板方向施加的张力，使由一次再结晶生成的晶粒的织构混乱，不能优选地进行取向控制。另一方面，在钢板张力S低于1.96N/mm2时，由于通板中的钢板会蠕动，有可能产生冷轧钢板的断裂及设备损伤。
在含氢及氮的湿润气氛中，对急速升温了的钢板在900℃以下的温度下实施30秒至10分钟的脱碳退火。另外，在包含急速升温及脱碳退火的一次再结晶退火中，也可以以提高磁性特性及覆膜特性为目的，对冷轧钢板实施接续脱碳退火的还原退火。另外，急速升温工序和脱碳退火工序也可以设定为分开的工序，但从省略制造工序线的观点出发，也可以连续地进行。在连续地实施急速升温和脱碳退火时，可以用喉管等连结急速升温工序和脱碳退火工序。
在一次再结晶退火后的冷轧钢板上涂布以MgO为主成分的退火分离剂后实施成品退火，由此得到成品退火板。在成品退火中，产生二次再结晶。此外，通过在涂布了退火分离剂后实施成品退火，可在硅钢板(冷轧钢板)的表面形成镁橄榄石覆膜。
成品退火例如也可以通过采用分批式加热炉等在800℃～1000℃的温度下将施加了退火分离剂的卷材状的冷轧钢板保持20小时以上来进行。另外，为了进一步降低最终得到的方向性电磁钢板的铁损值，也可以实施在将卷材状的成品退火板升温到1200℃左右的温度后进行保持的纯化处理。
成品退火的升温过程中的平均升温速度没有特别的限定，可以是一般的成品退火的条件。例如，从生产率及一般的设备制约的观点出发，成品退火的升温过程中的平均升温速度也可以设定为5℃/小时～100℃/小时。此外，成品退火的升温过程也可以以其它公知的加热模式进行。成品退火中的气氛气体组成没有特别的限定。在二次再结晶过程中，也可以是氮和氢的混合气体。可以是干燥气氛，也可以是湿润气氛。纯化处理的气氛气体组成也可以是干燥氢气。
在成品退火后，为了对成品退火板施加绝缘性及张力，例如在成品退火板的表面上可涂布以磷酸铝及胶体二氧化硅等为主成分的绝缘覆膜。然后，以使因绝缘覆膜的烧粘及成品退火而变形的钢板形状平坦化为目的，实施平坦化退火。平坦化退火也可以按公知的条件进行，例如也可以通过将成品退火板在800℃～950℃的温度区域保持10秒以上来进行。另外，只要可对成品退火板施加绝缘性及张力，绝缘覆膜的成分就不特别的限定。
通过以上说明的制造方法，能够制造本实施方式的方向性电磁钢板。通过这样的制造方法制造的本实施方式的方向性电磁钢板如下所示。
其是包含硅钢板、配置在所述硅钢板上的镁橄榄石覆膜和配置在所述镁橄榄石覆膜上的绝缘皮膜的方向性电磁钢板，其中，所述硅钢板的成分组成以质量％计含有Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下、S及Se的合计：0％以上且0.005％以下、酸可溶性Al：0％以上且0.01％以下、以及N：0％以上且0.005％以下，剩余部分含有Fe及杂质，
所述硅钢板的二次再结晶晶粒的平均粒径为10mm以上且50mm以下，
所述方向性电磁钢板的板厚为0.15mm以上且0.23mm以下、铁损Wp以W17/50计为0.800W/kg以下、陡峭度为0.01以上的皱纹的存在比例在板宽方向为0个/m以上且10个/m以下、磁通密度B8值为1.930T以上。
在本实施方式的方向性电磁钢板中，为了即使不实施磁畴控制处理也能进行低铁损化，重要的是控制方向性电磁钢板的硅钢板中所包含的成分组成中的Si及Mn的含量。
Si通过提高钢板的电阻来使构成铁损的一部分的涡电流损失降低。Si优选以质量％计为2.5％以上且4.5％以下的范围包含在硅钢板中，优选为2.7％以上或4.0％以下。在Si含量低于2.5％时，变得难以抑制方向性电磁钢板中的涡电流损失。在Si含量超过4.5％时，方向性电磁钢板的加工性下降。
Mn形成用于支配二次再结晶的抑制剂即MnS及MnSe。Mn优选以质量％计为0.01％以上且0.15％以下的范围包含在硅钢板中，优选为0.03％以上或0.13％以下。在Mn含量低于0.01％时，产生二次再结晶的MnS及MnSe的绝对量不足，不能优选地进行取向控制。在Mn含量超过0.15％时，在板坯加热时Mn的固溶变得困难，并且抑制剂的析出尺寸粗大化，因此抑制剂的最佳尺寸分布受损，不能优选地控制抑制剂。
本实施方式的硅钢板的剩余部分为Fe及杂质。但是，也可以取代上述剩余部分即铁的一部分，而含有C、S、Se、酸可溶性Al及N、以及作为使二次再结晶稳定化的元素含有Cu、Sn、Ni、Cr及Sb中的任1种或2种以上。不需要限制这些选择元素的下限值，下限值也可以为0％。
优选C含量低，但也可以设定为0.0050％以下。在C含量在实施了脱碳退火后也超过0.0050％的情况下，有时会引起磁时效而使方向性电磁钢板的磁特性下降。
优选S及Se的含量低，但也可以设定为合计为0.005％以下。在S及Se的含量合计超过0.005％时，有时会引起磁时效而使磁特性下降。
优选N含量低，但也可以设定为0.010％以下。在N含量超过0.010％时，有时会引起磁时效而使磁特性下降。更优选设定为0.005％以下。
优选酸可溶性Al含量低，但也可以设定为0.01％以下。在酸可溶性Al含量超过0.01％时，有时会引起磁时效而使磁特性劣化。
Cu、Sn、Ni、Cr及Sb的各自含量也可以为0.01％以上且0.30％以下。在只要这些元素中的1种元素的含量为0.01％以上时，能够充分地得到使二次再结晶稳定化的效果，能够进一步降低铁损值，能够得到更良好的磁特性。在只要这些元素中的1种元素的含量超过0.30％时，使二次再结晶稳定化的效果饱和，因此从抑制方向性电磁钢板的制造成本增大的观点出发是不优选的。
关于硅钢板的成分组成，对于将方向性电磁钢板的绝缘覆膜及镁橄榄石覆膜除去后得到的硅钢板，可以使用ICP-AES(电感耦合等离子体原子发射光谱法；InductivelyCoupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)来测定。另外，C和S可以使用燃烧-红外线吸收法来测定，N可以使用不活泼气体熔解-热传导法来测定。
另外，方向性电磁钢板的绝缘覆膜及镁橄榄石覆膜的除去方法具体地如下所示。通过除去方向性电磁钢板的绝缘覆膜及镁橄榄石覆膜而得到硅钢板。具体地讲，在NaOH：20质量％+H2O：80质量％的氢氧化钠水溶液中，将方向性电磁钢板在80℃下浸渍20分钟后，进行水洗并干燥，由此将方向性电磁钢板的绝缘覆膜除去。接着，在HCl：20质量％+H2O：80质量％的盐酸水溶液中，将除去了绝缘皮膜的方向性电磁钢板在50℃下浸渍2分钟后，进行水洗并干燥，由此将方向性电磁钢板的镁橄榄石覆膜除去，从而得到硅钢板。另外，可以根据覆膜的厚度来变更浸渍在上述氢氧化钠水溶液或盐酸水溶液中的时间。
在本实施方式的硅钢板中，二次再结晶晶粒的平均粒径可被控制。在本实施方式的硅钢板中，二次再结晶晶粒的平均粒径为10mm以上且50mm以下，优选为40mm以下。
在二次再结晶晶粒的平均粒径超过50mm时，方向性电磁钢板的铁损值(特别是涡电流损耗)增大。为了满足本实施方式的方向性电磁钢板的磁特性，二次再结晶晶粒的平均粒径的下限值例如也可以设定为10mm。
硅钢板的二次再结晶晶粒的平均粒径例如可通过以下方法进行测定。
采用与上述的方法相同的方法，除去方向性电磁钢板的绝缘覆膜及镁橄榄石覆膜。得到的硅钢钣由于在浸渍在盐酸水溶液中时在钢钣表面形成有与结晶取向相应的麻点花纹，所以能够观察硅钢钣的钢组织。至少以观察面成为宽60mm×长300mm的方式切下试验片，观察硅钢板的钢组织，用油性笔描绘能够肉眼可识别的晶粒的晶界。采用市售的图像扫描装置，得到至少5张方向性电磁钢板表面的图像，将得到的图像采用市售的图像分析软件来分析。通过图像分析来测定所有图像中的方向性电磁钢板的晶粒的圆当量直径，然后对测定的圆当量直径的平均值进行计算，由此得到方向性电磁钢板的二次再结晶晶粒的平均粒径。
另外，对于例如粒径低于2mm那样的难以目视确认的小晶粒，将其从二次再结晶晶粒的粒径的测定中排除。
配置在硅钢板上的镁橄榄石覆膜以Mg2SiO4为主体，微量地含有包含在硅钢板及退火分离剂中的杂质及添加物以及它们的反应产物。
配置在镁橄榄石覆膜上的绝缘皮膜以磷酸盐和胶体二氧化硅为主体，微量地含有在纯化退火时从硅钢板扩散的元素及杂质以及它们的反应产物。另外，只要可得到绝缘性及钢板的张力，则也可以是上述以外的成分。
本实施方式的方向性电磁钢板的板厚为0.15mm以上且0.23mm以下。在方向性电磁钢板的板厚低于0.15mm时，冷轧的载荷显著增大。在方向性电磁钢板的板厚超过0.23mm时，方向性电磁钢板的铁损劣化。
方向性电磁钢板的板厚也可以通过用放射线等测定来求出。也可以简易地从方向性电磁钢板通过剪切来采取规定尺寸的试样、采用铁的密度、从钢板重量进行换算来算出。此外，也可以从卷材径和钢板卷数进行换算来求出。另外，铁的密度优选根据所含有的Si量来进行选择。
方向性电磁钢板的磁通密度B8值设定为1.930T以上。这里，磁通密度B8值为施加800A/m的磁场时的磁通密度的平均值。
在磁通密度B8值低于1.930T时，方向性电磁钢板的铁损值(特别是磁滞损耗)增大。磁通密度B8值的上限值没有特别的限定，现实中，例如也可以设定为2.000T。另外，磁通密度等方向性电磁钢板的磁特性可用公知的方法来测定。例如，方向性电磁钢板的磁特性可采用基于JIS C2550：2011中规定的爱波斯坦铁损试验的方法或JIS C2556：2015中规定的单板磁特性试验法(Single Sheet Tester：SST)等来测定，但在本实施方式中，通过基于JIS C2550：2011中规定的爱波斯坦铁损试验的方法来求出。在磁通密度B8值的测定中，由最终工序后的方向性电磁钢板的卷材的长度方向两端部各自采取一套试样，求出采用这些试样得到的磁通密度B8值的平均值。另外，也可以在长度方向将卷材分割后，由分割的卷材的长度方向两端部各自采取一套试样。另外，在采取试样时，在卷材的长度方向得不到足够的长度、只能采取一套试样时，也可以设定为一套试样的测定值。
就本实施方式的方向性电磁钢板而言，陡峭度为0.01以上的皱纹的存在比例在板宽方向为0个/m以上且10个/m以下。用本实施方式的制造方法制造的方向性电磁钢板由于表面形状良好，所以能够在叠置方向性电磁钢板时将使铁芯材料的占空系数降低的陡峭度为0.01以上的皱纹的存在比例降低。
参照图5对陡峭度的求法进行说明。图5是表示通过用激光位移仪测定方向性电磁钢板表面而得到的方向性电磁钢板的断面曲线(波形曲线)的图。
陡峭度可通过测定方向性电磁钢板表面上存在的凸部的形状来算出。首先，通过激光位移仪测定钢板的板宽方向的形状，得到图5所示那样的方向性电磁钢板的板宽方向的断面曲线。在断面曲线的噪声大时，也可以在不太脱离测定的断面曲线的范围内除去噪声。从该断面曲线抽取峰高度h为0.1mm以上的凸部。作为凸部抽取的峰高度h更优选为0.05mm以上。峰高度h为连结凸部附近的两个最低点(图5的点a及点b)的直线与凸部的最高点(图5的点c)的距离。通过使抽取的凸部的峰高度h除以将抽取的凸部附近的两个最低点(图5的点a及点b)连结的直线的长度L的1/2，可得到抽取的凸部的陡峭度(即陡峭度＝2h/L)。本实施方式中，将用上述方法得到的陡峭度为0.01以上的凸部看作皱纹，得到方向性电磁钢板的板宽方向每1m存在的陡峭度为0.01以上的皱纹的个数。另外，至少从方向性电磁钢板的4处以上，以在板宽方向合计达到4m的方式得到断面曲线，采用上述方法得到皱纹个数。
如上所述，本实施方式的方向性电磁钢板即使不实施磁畴控制也可降低铁损值。具体地讲，就本实施方式的方向性电磁钢板而言，不实施磁畴控制处理时的铁损Wp以W17/50计为0.800W/kg以下。优选为0.790W/kg以下，更优选为0.785W/kg以下。下限不需要特别的限定，但从工业上的稳定制造性的观点出发，也可以设定为0.600W/kg。这里，不实施磁畴控制处理时的铁损Wp采用用消除应力退火后的方向性电磁钢板测定得到的值。所谓W17/50，为将方向性电磁钢板以50Hz励磁至1.7T时的铁损的平均值。在铁损Wp的测定中，由最终工序后的方向性电磁钢板的卷材的长度方向两端部各自采取一套试样，求出采用这些试样而得到的铁损的平均值。另外，也可以在长度方向将卷材分割后，由分割的卷材的长度方向两端部各自采取一套试样。另外，在采取试样时，在卷材的长度方向得不到足够的长度，只能采取一套试样时，也可以设定为一套试样的测定值。
如上所述，本实施方式的方向性电磁钢板即使不实施磁畴控制处理也能够充分降低铁损。磁畴控制处理尽管能够降低方向性电磁钢板的铁损值，但是使将方向性电磁钢板用作铁芯材料的变压器的噪声增加。所以，本实施方式的方向性电磁钢板能够兼顾变压器的磁特性和噪声特性。
根据本实施方式的方向性电磁钢板的制造方法，可制造即使不实施磁畴控制处理也充分降低铁损且表面形状良好的方向性电磁钢板。采用该制造方法制造的本实施方式的方向性电磁钢板由于表面形状良好，所以在被使用作为变压器的铁芯材料时，能够提高占空系数。另外，本实施方式中，当然也可以根据用户的目的来对方向性电磁钢板实施磁畴控制处理。
实施例
以下，列举实施例来对本实施方式的方向性电磁钢板的制造方法以及方向性电磁钢板进行更具体的说明。另外，以下所示的实施例归根到底只不过是本实施方式的方向性电磁钢板的一个例子，因此本实施方式的方向性电磁钢板并不限定于以下所示的实施例。
(实施例1)
制作以质量％计含有C：0.08％、Si：3.3％、Mn：0.08％、S：0.024％、酸可溶性Al：0.03％、N：0.008％、剩余部分包括Fe及杂质的板坯。在将该板坯在1350℃加热1小时后实施热轧，由此得到板厚为2.3mm的热轧钢板。对得到的热轧钢板，实施在最高温度1100℃退火140秒的热轧板退火，在进行了酸洗后实施冷轧，由此得到板厚为0.23mm的冷轧钢板。
接下来，对得到的冷轧钢板一边施加表1及表2中所示的钢板张力S(N/mm2)，一边以表1及表2中所示的平均升温速度V(℃/秒)急速升温。此时，将平均升温速度V(℃/秒)设定为550℃～700℃的温度区域的升温速度的平均值，此外，通过变更升温装置的升温功率及装置间距离以及更换升温装置等，如表1及表2中所示的那样变更升温量T(℃)及加热长L(mm)。这里，在升温开始点A设定为包含550℃的升温过程中的升温装置入口侧温度，将升温结束点B设定为包含700℃的升温过程中的升温装置出口侧温度，将从升温开始点A到升温结束点B的平均作为平均升温速度V(℃/秒)。然后，在湿氢气氛中且在850℃实施180秒的脱碳退火。
接着，在一次再结晶退火后的冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后，实施成品退火，由此得到成品退火板，并对该成品退火板进行水洗。然后，在成品退火板的表面上涂布以磷酸铝及胶体二氧化硅为主成分的绝缘覆膜后，实施以绝缘覆膜的烧粘及钢板的平坦化为目的的平坦化退火，由此得到板厚为0.15mm以上且0.23mm以下的方向性电磁钢板。
从采用以上方法得到的方向性电磁钢板的卷材的板宽方向的两端部，各自通过剪切采取一套爱波斯坦铁损法的试样，在对这些试样实施了消除应力退火后，按照JISC2550：2011中规定的爱波斯坦铁损法，测定了铁损Wp及磁通密度B8值。铁损Wp是以W17/50测定的，设定为通过以50Hz励磁至1.7T而得到的铁损的平均值。磁通密度B8值设定为通过以50Hz施加800A/m的磁场而得到的磁通密度的平均值。
此外，从方向性电磁钢板的卷材的板宽方向的两端部，通过剪切分别采取两枚试样，用激光位移仪测定板宽方向的表面形状，得到断面曲线。采用得到的断面曲线，通过上述方法来得到方向性电磁钢板的板宽方向每1m存在的陡峭度为0.01以上的皱纹的个数。
另外，在将得到的方向性电磁钢板的绝缘覆膜及镁橄榄石覆膜通过上述方法除去后，采用ICP-AES，测定了硅钢板的成分组成。另外，通过上述方法测定了硅钢板的二次再结晶晶粒的平均粒径。
在铁损Wp为0.800以下、皱纹的存在比例为0个/m以上且10个/m以下时，判定为合格。在只要其中任一个没有满足这些条件时，判定为不合格，在表中的评价栏中记载为“C”。基于以下的基准评价了判定为合格的例子的铁损Wp。
S(非常好)：0.785W/kg以下
A(更好)：Wp为超过0.785W/kg且0.790W/kg以下
B(良好)：Wp为超过0.790W/kg且0.800W/kg以下
表1及表2中示出了方向性电磁钢板的制造条件、测定结果及评价结果。另外，关于本发明例，在硅钢板的成分组成中，S及Se的合计含量为0.005％以下，酸可溶性Al含量为0.01％以下，N含量为0.005％以下，剩余部分为Fe及杂质。
Figure BDA0002686798980000201
Figure BDA0002686798980000211
参照表1及表2的结果得知：满足本实施方式的条件的方向性电磁钢板(本发明例)的评价为B以上(良好以上)。此外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域中的平均升温速度V为700℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.790W/kg以下，评价为A以上(更好以上)。另外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V为1000℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.785W/kg以下，评价为S(非常好)。
图6中示出了以横轴为升温速度V、以纵轴为钢板张力S来将表1及表2中所示的结果作图而成的曲线图。此外，图7中示出了以横轴为T/L、以纵轴为钢板张力S来将表1及表2中所示的结果作图而成的曲线图。另外，在图6及图7中，用圆点表示本发明例，用交叉点表示比较例。
如图6所示的那样，得知：如本实施方式的制造方法中规定的那样，在一次再结晶退火的升温过程中的升温速度V(℃/秒)与钢板张力S(N/mm2)之间需要满足以下的式1及式2的关系。所以，根据本实施方式的制造方法，可制造降低了铁损值的方向性电磁钢板。
1.96≤S≤(25.5－0.0137×V)(V≤1000) 式1
1.96≤S≤11.8(V＞1000) 式2
此外，如图7所示的那样，得知：通过如本实施方式的制造方法中规定的那样，如以下的式3及式4的那样规定一次再结晶退火的升温过程中的钢板张力S(N/mm2)和T/L(℃/mm)，能够降低方向性电磁钢板的皱纹数。
0.1≤T/L≤4.0 式3
1.96≤S≤(19.6－1.96×T/L) 式4
(实施例2)
制作以质量％计含有C：0.08％、S：0.023％、酸可溶性Al：0.03％、N：0.008％，剩余部分包括表3及表4中所示的含量的Si及Mn和Fe及杂质的板坯。在将该板坯在1350℃加热1小时后实施热轧，由此得到板厚为2.3mm的热轧钢板。将得到的热轧钢板实施在最高温度1100℃退火140秒的热轧板退火，在实施了酸洗后实施冷轧，由此得到板厚为0.23mm的冷轧钢板。
接下来，在将得到的冷轧钢板以下述的表3及表4中所示的升温速度V(℃/秒)急速升温后，在湿氢气氛中且在850℃实施180秒的脱碳退火。另外，将平均升温速度V(℃/秒)设定为550℃～700℃的温度区域的升温速度的平均值，在一次再结晶退火的升温过程中，在冷轧钢板的通板方向施加了7.84N/mm2的钢板张力S。此外，将升温量T设定为400℃，将加热长L设定为400mm。平均升温速度V通过与实施例1同样的方法来算出。
在一次再结晶退火后的冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后，实施成品退火，由此得到成品退火板，并对该成品退火板进行水洗。然后，在成品退火板的表面上涂布以磷酸铝及胶体二氧化硅为主成分的绝缘覆膜后，实施以绝缘覆膜的烧粘及钢板的平坦化为目的的平坦化退火，由此得到板厚为0.15mm以上且0.23mm以下的方向性电磁钢板。
对于通过以上方法得到的方向性电磁钢板，采用与实施例1同样的方法，测定了铁损Wp、磁通密度B8值、板宽方向每1m存在的陡峭度为0.01以上的皱纹的个数、硅钢板的成分组成及二次再结晶晶粒的平均粒径。
在铁损Wp为0.800以下、皱纹的存在比例为0个/m以上且10个/m以下时，判定为合格。在只要其中任一个没有满足这些条件时，判定为不合格，在表中的评价栏中记载为“C”。此外，对于判定为合格的例子的铁损Wp，基于与实施例1同样的基准，以S(非常好)、A(更好)、B(良好)进行了评价。
表3及表4中示出了方向性电磁钢板的制造条件、测定结果及评价结果。另外，关于本发明例，在硅钢板的成分组成中，S及Se的合计含量为0.005％以下，酸可溶性Al含量为0.01％以下，N含量为0.005％以下，剩余部分为Fe及杂质。
Figure BDA0002686798980000241
Figure BDA0002686798980000251
参照表3及表4的结果得知：以质量％计含有Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下的方向性电磁钢板的评价为B以上(良好以上)。此外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V为700℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.790W/kg以下，评价为A以上(更好以上)。另外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V为1000℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.785W/kg以下，评价为S(非常好)。另外，关于条件B5，Si含量过多而不能热轧，不能制造方向性电磁钢板，因此判定为不合格，在评价栏中记载为“C(不可轧制)”。
(实施例3)
制作以质量％计含有C：0.08％、Si：3.3％、Mn：0.08％、S：0.024％、酸可溶性Al：0.03％、N：0.008％、剩余部分包括Fe及杂质的板坯。在将该板坯在1350℃加热1小时后实施热轧，由此得到板厚为2.3mm的热轧钢板。将得到的热轧钢板实施在最高温度1100℃退火140秒的热轧板退火，在实施了酸洗后实施冷轧，由此得到板厚为0.23mm的冷轧钢板。
接下来，在将得到的冷轧钢板按下述的表5及表6中所示的平均升温速度V(℃/秒)急速升温后，在湿氢气氛中且在850℃实施180秒的脱碳退火。另外，将升温速度V(℃/秒)设定为550℃～700℃的温度区域的升温速度的平均值。此外，在一次再结晶退火的升温过程中，如表5及表6中所示的那样变更钢板张力S(N/mm2)、升温量T(℃)及加热长L(mm)。平均升温速度V采用与实施例1同样的方法来算出。
在一次再结晶退火后的冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后，实施成品退火，由此得到成品退火板，并对该成品退火板进行水洗。然后，在成品退火板的表面上涂布以磷酸铝及胶体二氧化硅为主成分的绝缘覆膜后，实施以绝缘覆膜的烧粘及钢板的平坦化为目的的平坦化退火，由此得到板厚为0.15mm以上且0.23mm以下的方向性电磁钢板。
对于通过以上方法得到的方向性电磁钢板，采用与实施例1同样的方法，测定了铁损Wp、磁通密度B8值、板宽方向每1m存在的陡峭度为0.01以上的皱纹的个数、硅钢板的成分组成及二次再结晶晶粒的平均粒径。
在铁损Wp为0.800以下、皱纹的存在比例为0个/m以上且10个/m以下时，判定为合格。在只要其中任一个没有满足这些条件时，判定为不合格，在表中的评价栏中记载为“C”。此外，对于判定为合格的例子的铁损Wp，基于与实施例1同样的基准，以S(非常好)、A(更好)、B(良好)进行了评价。
表5及表6中示出了方向性电磁钢板的制造条件、测定结果及评价结果。另外，关于本发明例，在硅钢板的成分组成中，S及Se的合计含量为0.005％以下，酸可溶性Al含量为0.01％以下，N含量为0.005％以下，剩余部分为Fe及杂质。
Figure BDA0002686798980000271
Figure BDA0002686798980000281
参照表5及表6得知：二次再结晶晶粒的平均粒径为10mm以上且50mm以下、且磁通密度B8为1.930T以上的方向性电磁钢板的评价为B以上(良好以上)。此外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V为700℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.790W/kg以下，评价为A以上(更好以上)。另外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V为1000℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.785W/kg以下，评价为S(非常好)。
(实施例4)
制作以质量％计含有C：0.08％、Si：3.3％、Mn：0.08％、S：0.005％、Se：0.019％、酸可溶性Al：0.03％、N：0.008％，剩余部分包括Fe及杂质的板坯。在将该板坯在1350℃加热1小时后实施热轧，由此得到板厚为2.1mm的热轧钢板。将得到的热轧钢板实施在最高温度1100℃退火140秒的热轧板退火，在实施了酸洗后实施冷轧，由此得到冷轧钢板。冷轧中，以最终得到的方向性电磁钢板达到表7中所示的板厚的方式控制累积压下率。
在将得到的冷轧钢板以550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V达到1000℃/秒的方式急速升温后，在湿氢气氛中且在850℃实施180秒的脱碳退火。在一次再结晶退火的升温过程中，将钢板张力S设定为7.84N/mm2，将升温量T设定为400℃，将加热长L设定为400mm。平均升温速度V采用与实施例1同样的方法来算出。
在一次再结晶退火后的冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后，实施成品退火，由此得到成品退火板，并对该成品退火板进行水洗。然后，在成品退火板的表面上涂布以磷酸铝及胶体二氧化硅为主成分的绝缘覆膜后，实施以绝缘覆膜的烧粘及钢板的平坦化为目的的平坦化退火，由此得到板厚为0.15mm以上且0.23mm以下的方向性电磁钢板。
对于通过以上方法得到的方向性电磁钢板，采用与实施例1同样的方法，测定了铁损Wp、磁通密度B8值、板宽方向每1m存在的陡峭度为0.01以上的皱纹的个数、硅钢板的成分组成及二次再结晶晶粒的平均粒径。
在铁损Wp为0.800以下、皱纹的存在比例为0个/m以上且10个/m以下时，判定为合格。在只要其中任一个没有满足这些条件时，判定为不合格，在表中的评价栏中记载为“C”。此外，对于判定为合格的例子的铁损Wp，基于与实施例1同样的基准，以S(非常好)、A(更好)、B(良好)进行了评价。
表7中示出了方向性电磁钢板的制造条件、测定结果及评价结果。另外，关于本发明例，在硅钢板的成分组成中，S及Se的合计含量为0.005％以下，酸可溶性Al含量为0.01％以下，N含量为0.005％以下，剩余部分为Fe及杂质。
表7
Figure BDA0002686798980000301
参照表7得知：板厚为0.15mm以上且0.23mm以下的方向性电磁钢板的评价为B以上(良好以上)。
(实施例5)
制作以质量％计含有C：0.08％、Si：3.3％、Mn：0.08％、S：0.023％、酸可溶性Al：0.03％、N：0.008％，剩余部分包括Fe及杂质的板坯。在将该板坯在1350℃加热1小时后实施热轧，由此得到板厚为2.3mm的热轧钢板。将得到的热轧钢板实施在最高温度1100℃退火140秒的热轧板退火，在实施了酸洗后实施冷轧，由此得到板厚为0.23mm的冷轧钢板。
接下来，在将得到的冷轧钢板以按表8所示的平均升温速度V(℃/秒)急速升温后，在湿氢气氛中且在850℃实施180秒的脱碳退火。另外，平均升温速度V(℃/秒)设定为550℃～700的温度区域的升温速度的平均值，在一次再结晶退火的急速升温的期间，向冷轧钢板通板方向施加7.84N/mm2的钢板张力。此外，如下表8中所示地变更包含550℃～700℃的温度区域的升温过程的一次再结晶退火时的升温装置台数、升温量T(℃)及加热长L(mm)。平均升温速度V采用与实施例1同样的方法来算出。
在一次再结晶退火后的冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后，实施成品退火，由此得到成品退火板，并对该成品退火板进行水洗。然后，在成品退火板的表面上涂布以磷酸铝及胶体二氧化硅为主成分的绝缘覆膜后，实施以绝缘覆膜的烧粘及钢板的平坦化为目的的平坦化退火，由此得到板厚为0.15mm以上且0.23mm以下的方向性电磁钢板。
对于通过以上方法得到的方向性电磁钢板，采用与实施例1同样的方法，测定了铁损Wp、磁通密度B8值、板宽方向每1m存在的陡峭度为0.01以上的皱纹的个数、硅钢板的成分组成及二次再结晶晶粒的平均粒径。
在铁损Wp为0.800以下、皱纹的存在比例为0个/m以上且10个/m以下时，判定为合格。在只要其中任一个没有满足这些条件时，判定为不合格，在表中的评价栏中记载为“C”。此外，对于判定为合格的例子的铁损Wp，基于与实施例1同样的基准，以S(非常好)、A(更好)、B(良好)进行了评价。
表8中示出了方向性电磁钢板的制造条件、测定结果及评价结果。另外，关于本发明例，在硅钢板的成分组成中，S及Se的合计含量为0.005％以下，酸可溶性Al含量为0.01％以下，N含量为0.005％以下，剩余部分为Fe及杂质。
Figure BDA0002686798980000311
参照表8得知：满足本发明规定的条件的方向性电磁钢板(本发明例)的评价为B以上(良好以上)。此外，得知：就一次再结晶退火中的550℃～700℃的平均升温速度V为700℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.790W/kg以下，因此评价为A以上(更好以上)。另外，就一次再结晶退火中的550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V为1000℃/秒以上的本发明例而言，铁损Wp达到0.785W/kg以下，评价为S(非常好)。
此外，得知：在表8的本发明例中，与升温装置的台数无关，无论哪个条件都满足本实施方式的条件。
以上，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于所述的例子。显而易见的是，只要是具有本发明所属的技术领域的通常知识的人员，就能在权利要求书中记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，这些内容当然也应理解为属于本发明的技术范围。
工业上的可利用性
根据本发明的上述一个方案，能够提供在一次再结晶退火中实施比以往技术更急速升温的情况下表面形状更好且即使不实施磁畴控制处理也降低了铁损值的方向性电磁钢板及其制造方法。
符号说明
1 钢板
10、21、22、31、32、41、42 升温装置

Claims (2)

1.一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，其包含下述工序：
通过将板坯加热至1280℃～1450℃而实施热轧来得到热轧钢板的工序，其中，所述板坯的成分组成以质量％计含有C：0.02％以上且0.10％以下、Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下、S及Se的合计：0.001％以上且0.050％以下、酸可溶性Al：0.01％以上且0.05％以下、N：0.002％以上且0.015％以下，剩余部分含有Fe及杂质，
通过在对所述热轧钢板实施了热轧板退火后实施一次冷轧或夹着中间退火的二次以上的冷轧来得到冷轧钢板的工序，
对所述冷轧钢板实施一次再结晶退火的工序，
通过在一次再结晶退火后的所述冷轧钢板的表面上涂布含有MgO的退火分离剂后实施成品退火来得到成品退火板的工序，
在所述成品退火板上涂布绝缘覆膜后实施平坦化退火的工序；
在所述一次再结晶退火的升温过程中，550℃～700℃的温度区域的平均升温速度V(℃/秒)为400℃/秒以上，包含550℃～700℃的所述温度区域的升温的一系列升温过程的升温量T(℃)和所述一系列升温过程的加热长L(mm)之比即T/L(℃/mm)为0.1≤T/L≤4.0，在所述冷轧钢板的通板方向施加的张力S(N/mm2)为1.96≤S≤(19.6－1.96×T/L)，并且在V≤1000时所述张力S为1.96≤S≤(25.5－0.0137×V)，在V＞1000时所述张力S为1.96≤S≤11.8。
2.一种方向性电磁钢板，其特征在于，其是包含硅钢板、配置在所述硅钢板上的镁橄榄石覆膜和配置在所述镁橄榄石覆膜上的绝缘皮膜的方向性电磁钢板，其中，
所述硅钢板的成分组成以质量％计含有Si：2.5％以上且4.5％以下、Mn：0.01％以上且0.15％以下、S及Se的合计：0％以上且0.005％以下、酸可溶性Al：0％以上且0.01％以下以及N：0％以上且0.005％以下，剩余部分含有Fe及杂质，
所述硅钢板的二次再结晶晶粒的平均粒径为10mm以上且50mm以下，
所述方向性电磁钢板的板厚为0.15mm以上且0.23mm以下、铁损Wp以W17/50计为0.800W/kg以下、陡峭度为0.01以上的皱纹的存在比例在板宽方向为0个/m以上且10个/m以下、磁通密度B8值为1.930T以上。
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