CN116940702A - 无取向性电磁钢板用热轧钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

该无取向性电磁钢板用热轧钢板，固溶Ti量为0.0005％以下，圆当量直径为10nm以上50nm以下的Ti碳化物存在于铁素体晶粒的晶粒内及晶界，存在于上述晶粒内的Ti碳化物的10个数％以上100个数％以下与Mn硫化物复合析出，且存在于上述粒界的Ti碳化物的个数密度为0.1个/μm以下。

Description

无取向性电磁钢板用热轧钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及无取向性电磁钢板用的热轧钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，世界性的电气设备的节能化要求逐渐升高，对于作为旋转机的铁芯材料使用的无取向性电磁钢板，也要求更高性能的特性。
电气产品的电机之中关于高效机种，使用高等级的无取向性电磁钢板。高等级的无取向性电磁钢板通常增加Si及Al含量，提高固有电阻，且将晶体粒径控制为粗大。
另一方面，电气产品的电机之中关于通用机种，使用通用等级的无取向性电磁钢板。近年来，关于通用机种的电机，也要求提高性能，但在通用机种之中严格限制成本，因此难以如高效机种那样，将使用的无取向性电磁钢板替换为高等级的。
通用等级的无取向性电磁钢板通常具有Si含量低的化学组分。在这样的通用等级的无取向性电磁钢板中，例如，有时会通过在电机铁芯冲裁加工后实施的去应力退火时促进晶粒生长，改善铁损特性。
作为改善去应力退火时的晶粒生长的方法，目前提出了下述那样的技术。
例如，专利文献1中，公开了磁特性优异的电气铁板的制造方法，其特征在于，其将由C；≦0.065％、Si；≦2.0％、Al；≦0.10％、O；≦0.020％、B/N；≦0.50～2.50、剩余部分Fe及不可避免的杂质构成的钢坯热轧得到的热轧板，通过包含一次冷轧或中间退火的两次以上的冷轧，制成最终尺寸，进一步实施退火。
专利文献2中公开了一种铁损较小的无取向性电磁钢板，在包含C：0.015％以下、Si：0.1～1.0％、sol.Al：0.001～0.005％、Mn：1.5％以下、S：0.008％以下、N：0.0050％以下、T.O：0.02％以下的无取向性电磁钢板中，其特征在于，相对于钢中的SiO2、MnO、Al2O3的三种介质的总重量，MnO的重量的比例为15％以下，可以将磁性退火后的平均晶体粒径设为50μm以上。
在专利文献3中，公开了一种磁特性优异的无取向性电磁钢板，在以重量％计，含有C：0.01％以下、Si：0.1％以上2.0％以下、Mn：0.1％以上1.5％以下，以及根据钢的脱氧方式，含有Al：0.1％以下、或Zr：0.05％以下，剩余部分由铁及不可避免的杂质元素构成的无取向性电磁钢板中，钢中的氧化物，直径为0.5μm以上5μm以下的大小的物质为每1cm2有1000个以上50000个以下。
专利文献4中公开了一种无取向性电磁钢板，其以质量计包含C：0.0050％以下、Si：0.05～3.5％、Mn：3.0％以下、Al：3.0％以下、S：0.008％以下、P：0.15％以下、N：0.0050％以下、Cu：0.2％以下，是满足(Cu硫化物的S)/(钢中S)≦0.2、或者(Cu硫化物的S)/(Mn硫化物的S)≦0.2的钢，并且钢板中的含有直径0.03～0.20μm的Cu的硫化物的个数密度为0.5个/μm3以下。
此外，在专利文献5中公开了一种无取向性电磁钢板，其特征在于，其以质量计含有Si：1.5％以下、Mn：0.4％以上1.5％以下、Sol.Al：0.01％以上0.04％以下、Ti：0.0015％以下、N：0.0030％以下、S：0.0010％以上0.0040％以下、含有以B/N为0.5以上1.5以下的B，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，包含Mn的硫化物之中以个数比例为10％以上与B析出物复合析出，MnS、Cu2S及其复合硫化物合计的分布密度为3.0×105个/mm2以下，不满足直径0.1μm的Ti析出物的分布密度为1.0×103个/mm2以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开昭54－163720号公报
专利文献2：日本国特开昭63－195217号公报
专利文献3：日本国特开平3－104844号公报
专利文献4：日本国特开2004－2954号公报
专利文献5：国际公开第2005/100627号
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1～5的技术中，促进去应力退火时的晶粒生长，实现铁损降低。不过，在这些技术中，伴随降低铁损，还会产生磁通密度降低这样的新课题。这样，在限制了化学组分的通用等级的无取向性电磁钢板中，存在无法使低铁损和高磁通密度在高维度下并存的技术问题。
本发明是鉴于这样的问题而得到的。在本发明中，其目的在于提供一种即使化学组分受到限制，也能够兼顾低铁损和高磁通密度的无取向性电磁钢板用的热轧钢板及其制造方法。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的宗旨如下。
(1)本发明的一方案的无取向性电磁钢板用热轧钢板，
作为化学组分，以质量计含有
C：0.0010％以上0.0050％以下、
Si：0.1％以上且小于0.5％、
Mn：0.1％以上0.5％以下、
Al：0.1％以上0.5％以下、
总－Ti：0.0010％以上0.0030％以下、
N：0.0010％以上0.0030％以下、
S：高于0.0015％且0.0040％以下、
Nb：0％以上0.0030％以下、
V：0％以上0.0030％以下、
Zr：0％以上0.0030％以下、
Sn：0％以上0.100％以下，
剩余部分由Fe及杂质构成，
固溶Ti量为0.0005％以下，
在从平行于轧制方向及板宽方向的观察面中观察时，圆当量直径为10nm以上50nm以下的Ti碳化物存在于铁素体晶粒的晶粒内及晶界，
存在于所述晶粒内的所述Ti碳化物的10个数％以上100个数％以下与Mn硫化物复合析出，且
存在于所述晶界的所述Ti碳化物的个数密度为0.1个/μm以下。
(2)也可以是，如上述(1)所述的无取向性电磁钢板用热轧钢板，作为所述化学组分，以质量计含有
Sn：0.010％以上0.100％以下。
(3)本发明的一方案的无取向性电磁钢板用热轧钢板的制造方法，是制造上述(1)或(2)所述的无取向性电磁钢板用热轧钢板的方法，具备：
铸造钢液，得到钢坯的铸造工序；以及
热轧所述钢坯，得到热轧钢板的热轧工序，
在所述热轧工序中，
在热轧前，加热所述钢坯，在1150℃以上1200℃以下的温度范围内保持10分以上60分以下，
在最终热轧的最终道次中实施20％以上30％以下的压下，
在热轧后，将钢板在800℃以上且小于900℃的温度范围内保持15分以上30分以下即可，
其中，所述钢坯作为化学组分，以质量计含有
C：0.0010％以上0.0050％以下、
Si：0.1％以上且小于0.5％、
Mn：0.1％以上0.5％以下、
Al：0.1％以上0.5％以下、
总－Ti：0.0010％以上0.0030％以下、
N：0.0010％以上0.0030％以下、
S：高于0.0015％且0.0040％以下、
Nb：0％以上0.0030％以下、
V：0％以上0.0030％以下、
Zr：0％以上0.0030％以下、
Sn：0％以上0.100％以下，
剩余部分由Fe及杂质构成。
发明效果
根据本发明的上述方案，能够提供一种无取向性电磁钢板用的热轧钢板及其制造方法，即使化学组分受到限制，也能够兼顾低铁损和高磁通密度。
附图说明
图1是示出热轧钢板的固溶Ti量与作为无取向性电磁钢板的去应力退火后的磁通密度B50的关系的图表。
具体实施方式
下面，针对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。其中，本发明并不限制于本实施方式中公开的构成，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更。此外，下述的数值限定范围中，下限值及上限值包含在该范围中。表示为“高于”或者“小于”的数值，该值不包含在数值范围中。此外，只要没有特别限定，各元素的含量相关的“％”表示“质量％”。
本发明的发明人着眼于Ti的存在形态，关于含有0.002％左右的Ti的添加Al的钢，调查了去应力退火后的磁通密度比去应力退火前更低的原因。
通常而言，在添加Al的钢中，在制钢工序或热轧工序中，容易生成粗大的AlN。生成的粗大的AlN其本身对晶粒生长是无害的。不过，若生成粗大的AlN，则钢中的N减少，抑制TiN的析出。这样若TiN的析出被抑制，则钢中的固溶Ti量升高。本发明的发明人们发现，若固溶Ti量在热轧钢板的阶段较高，则在作为无取向性电磁钢板进行了去应力退火的情况下，磁通密度会降低(参照图1)。
作为降低热轧钢板的固溶Ti量的方法之一，想到降低钢坯的Ti含量。若减少钢坯的Ti含量，则热轧钢板的固溶Ti量也减少，其结果，作为无取向性电磁钢板，去应力退火时的晶粒生长稳定化，抑制去应力退火后的磁通密度降低。但是，钢坯中所包含的Ti为杂质元素。将钢坯的Ti含量减少到可以避免上述的磁通密度降低的程度时，会增大无取向性电磁钢板的制造成本，因而不优选。
因此，本发明的发明人深入研究了即使钢坯中作为杂质含有Ti，作为通用等级的无取向性电磁钢板也得到良好的磁特性的方法。其结果，本发明的发明人认识到，优选地，通过在热轧钢板的阶段，使作为杂质含有的Ti尽可能地作为Ti氮化物及Ti碳化物析出，从而降低固溶在钢中的Ti。
此外，本发明的发明人还认识到，上述的Ti氮化物因为析出尺寸充分大而不会阻碍晶粒生长，但上述的Ti碳化物仅使其析出是不充分的，还需要控制析出形态。例如，若在热轧钢板的阶段，使Ti碳化物与Mn硫化物复合析出，能够抑制在晶粒晶界上单独析出的Ti碳化物的个数，则作为无取向性电磁钢板进行去应力退火时晶粒稳定地生长。在下文示出其考虑方法。
首先，为了减少热轧钢板的固溶Ti量，需要使钢中的Ti作为Ti氮化物析出。研究明确了，若适当地控制热轧前的钢坯加热，则TiN优先于AlN析出，能够使热轧钢板的固溶Ti量降低到一定程度。为了这样使TiN优先于AlN优先析出，在热轧前将钢坯加热到1150℃以上1200℃以下的温度范围，在该温度范围内将钢坯保持在10分以上60分以下即可。
不过，如上所述，仅通过使钢中的Ti作为Ti氮化物析出并不充分。为了充分降低热轧钢板的固溶Ti量，需要使钢中的Ti进一步作为Ti碳化物而析出。此时，为了不会阻碍晶粒生长，需要使Ti碳化物在铁素体晶粒内与Mn硫化物复合析出，抑制向铁素体晶界单独析出。研究明确了，如果控制在最终热轧的最终道次中的压下率，且对热轧后的钢板进行适当的温度控制，则能够将Ti碳化物以优选的形态析出。这样，为了使Ti碳化物优选地析出，在最终热轧的最终道次中实施压下率为20％以上30％以下的压下，且在热轧后将钢板在800℃以上且小于900℃的温度范围内保持15分以上30分以下即可。
如上所述，通过热轧前的温度控制，使钢中的Ti作为TiN析出，且通过最终热轧的最终道次中的轧制控制和热轧后的温度控制，使钢中的Ti进一步作为TiC析出。其结果，热轧钢板的固溶Ti量降低，在作为无取向性电磁钢板进行去应力退火时，晶粒稳定地生长，因此能够实现低铁损且高磁通密度。
此外，通过热轧前的温度控制而析出的TiN由于析出尺寸充分大所以不会妨碍晶粒生长。另一方面，在晶界上析出的TiC会显著地使晶粒生长恶化，但是，在晶粒内复合析出在Mn硫化物上的TiC不会使晶粒生长恶化。因此，需要使TiC在铁素体晶粒内与硫化物复合析出，并抑制向铁素体晶界单独析出。
即，在本实施方式的取向性电磁钢板用热轧钢板中，以通过使钢中的Ti作为Ti氮化物及Ti碳化物析出从而降低固溶Ti量为前提，此外，为了不会妨碍晶粒生长，控制Ti碳化物的析出形态。其结果，即使化学组分被限制为通用等级，也能够高维度地使低铁损和高磁通密度并存。
此外，在本实施方式的取向性电磁钢板用热轧钢板中，以降低固溶Ti量为前提，因此，为了使钢中的N不会被无用地消耗，而优选降低Ti以外的氮化物生成元素即Nb、V、及Zr的含量。例如，Nb、V及Zr各自的含量为0.0030％以下即可。
＜热轧钢板的化学组分＞
首先，关于本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板，针对限定钢的化学组分的理由进行叙述。
在本实施方式中，热轧钢板作为化学组分，包含基本元素，并根据需要含有选择性元素，剩余部分由Fe及杂质构成。
C(碳)为基本元素。若C含量过剩，由于磁时效会使无取向性电磁钢板的铁损变差。因此，C含量设为0.0050％以下。另一方面，从避免固溶B的生成的观点出发，C含量设为0.0010％以上。也可以将C含量设为0.0045％以下、0.0040％以下、或0.0035％以下。此外，也可以将C含量设为0.0015％以上、0.0020％以上、或0.0025％以上。
Si(硅)为基本元素。Si是为了增加无取向性电磁钢板的电阻而有效的元素。然而，若Si含量过剩，则会产生无取向性电磁钢板的硬度上升，磁通密度降低、以及成本增加等。作为通用等级的化学组分，Si含量设为小于0.5％。Si含量也可以设为0.4％以下。另一方面，为了得到上述效果，Si含量设为0.1％以上。Si含量也可以设为0.20％以上。
Mn(锰)为基本元素。Mn为硫化物生成元素，从促进晶粒生长的观点出发优选适量含有。因此，Mn含量设为0.1％以上。Mn含量也可以设为0.20％以上。另一方面，考虑热轧板的组织控制及无取向性电磁钢板的饱和磁通密度降低，Mn含量设为0.5％以下。Mn含量也可以设为0.4％以下。
Al(铝)为基本元素。Al是钢的脱氧元素。从确保稳定的脱氧效果的观点，且抑制细微的AlN的生成的观点出发，Al的含量设为0.1％以上。另一方面，若Al含量过剩，则AlN会优先于TiN析出，妨碍经由TiN析出的固溶Ti量的削减。因此，Al含量设为0.5％以下。较优选地，可以将Al含量设为0.3％以下，或者0.2％以下。
Ti(钛)是混入钢坯中的元素。将Ti含量设为零时，会招致制造成本增大。因此，作为通用等级的化学组分，总－Ti含量设为0.0010％以上。总－Ti含量也可以高于0.0020％。另一方面，若总－Ti含量为过剩，则难以降低固溶Ti量。因此，总－Ti含量设为0.0030％以下。此外，所谓总－Ti，表示将固溶在钢中的Ti、与TiN或TiC等析出物所包含的Ti合在一起的Ti。
Nb(铌)是选择元素。Nb生成氮化物而消耗钢中的N，因此可能会妨碍介由TiN的生成进行的固溶Ti量的削减。然而，Nb是混入钢坯中的元素。过剩地降低Nb含量时，会招致制造成本的增大。因此，考虑TiN生成和制造成本，Nb含量设为0.0030％以下。更优选地，也可以将Nb含量设为0.0025％以下、0.0020％以下、或0.0015％以下。Nb含量越低优选，其下限也可以为0％。不过，若考虑工业生产性，也可以将Nb含量设为0.0001％以上、0.0005％以上、或0.0010％以上。
V(钒)是选择元素。V生成氮化物而消耗钢中的N，因此有时会妨碍介由TiN的生成进行的固溶Ti量削减。但是，V是混入钢坯中的元素。过剩地降低V含量时会招致制造成本增大。因此，考虑TiN生成和制造成本，V含量为0.0030％以下。较优选地，也可以将V含量设为0.0025％以下、0.0020％以下、或0.0015％以下。V含量越低越优选，其下限也可以为0％。不过，若考虑工业生产性，也可以将V含量设为0.0001％以上、0.0005％以上、或0.0010％以上。
Zr(锆)是选择元素。Zr生成氮化物而消耗钢中的N，因此有时会妨碍介由TiN的生成进行的固溶Ti量的削减。但是，Zr是混入钢坯中的元素。过剩地降低Zr含量时会招致制造成本增大。因此，考虑TiN生成和制造成本，Zr含量设为0.0030％以下。较优选地，也可以将Zr含量设为0.0025％以下、0.0020％以下、或0.0015％以下。Zr含量越低越优选，其下限也可以为0％。不过，若考虑工业生产性，也可以将Zr含量设为0.0001％以上、0.0005％以上、或0.0010％以上。
N(氮)是生成氮化物的基本元素。通常认为，在无取向性电磁钢板中，氮化物对晶粒生长是有害的。然而，本发明的发明人了解到，若使用N将Ti作为TiN等Ti氮化物进行固定，减少热轧钢板的固溶Ti量，则能够抑制去应力退火后的磁通密度降低。因此，N含量设为0.0010％以上。也可以将N含量设为0.0012％以上、0.0015％以上、或0.0020％以上。另一方面，若过剩地含有N，则会妨碍晶粒生长，因而不优选。因此，N含量设为0.0030％以下。也可以将N含量设为0.0025％以下。
S(硫)是形成Mn硫化物的基本元素。通常认为，在无取向性电磁钢板中，硫化物会使晶粒生长恶化，因此S含量应尽可能减少。然而，本发明的发明人了解到，适量的硫化物作为TiC的析出核发挥功能，还会使TiC无害化。一般的TiC析出到晶粒生长前的铁素体晶粒的晶界，会显著地使晶粒生长恶化。另一方面，复合析出在硫化物上的TiC会析出在铁素体晶粒的晶粒内，因此不会使晶粒生长恶化。为了使TiC复合析出在硫化物上，S含量设为高于0.0015％。也可以将S含量设为0.0020％以上、或高于0.0020％。另一方面，若过剩地含有S，则会妨碍晶粒生长，因而不优选。特别地，若S含量高于0.0040％，则硫化物的析出量增加，妨碍晶粒生长。因此，S含量设为0.0040％以下。也可以将S含量设为0.0035％以下、0.0030％以下、或0.0025％以下。
Sn(锡)是选择元素。Sn含量的下限值也可以为0％。但是，Sn具有提高磁通密度的效果。此外，Sn还具有抑制退火中的钢板表面的氮化或氧化的效果。因此，根据需要也可以含有Sn。例如，可以将Sn含量设为0.010％以上、0.020％以上、或0.050％以上。另一方面，Sn含量即使过多其效果也会饱和，因此可以将Sn含量设为0.100％以下、0.090％以下、或0.080％以下。
化学组分的剩余部分由Fe及杂质构成。此外，所谓杂质，表示即使含有也不会损害本实施方式的效果的元素，是指在工业上制造钢板时，从作为原料的矿石或废料中，或者从制造环境等中混入的元素。杂质的总计含量的上限例如可以为5％。
上述的化学组分可以通过钢的一般分析方法来测定。例如，化学组分使用ICP－AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry:电感耦合等离子体-发光分光)测定即可。具体而言，通过岛津制作所制造的ICPS－8100等(测定装置)，以基于预先制造的校正曲线的条件测定从钢板取用的35mm方形的试验片，从而确定化学组分。此外，C使用燃烧－红外线吸收法来测定，N使用惰性气体溶解－热传导法来测定即可。
＜Ti碳化物＞
接着，关于本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板，针对Ti碳化物(TiC)的特征进行叙述。
如上所述，在本实施方式中，复合地且不可分地控制化学组分和制造条件，控制热轧钢板所包含的Ti析出物。特别地，在本实施方式中，抑制Ti碳化物单独析出到铁素体晶粒的晶界。
在本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板中，在平行于轧制方向及板宽方向的观察面中观察时，圆当量直径为10nm以上50nm以下的Ti碳化物存在于铁素体晶粒的晶粒内及晶界，
存在于上述晶粒内的上述Ti碳化物的10个数％以上100个数％以下与Mn硫化物复合析出，且，
存在于上述晶界的上述Ti碳化物的个数密度为0.1个/μm以下。
在本实施方式中，作为对晶粒生长造成最大影响的Ti碳化物的尺寸，控制圆当量直径为10nm以上50nm以下的Ti碳化物。在本实施方式的无取向性电磁钢板用热轧钢板中，上述尺寸的Ti碳化物被包含在铁素体晶粒的晶粒内及晶界中。
存在于铁素体晶粒的晶粒内的Ti碳化物之中，若10个数％以上100个数％以下的Ti碳化物与Mn硫化物复合析出，则能够将单独存在于铁素体晶粒的晶界的上述Ti碳化物的个数密度控制在0.1个/μm以下。优选地，存在于铁素体晶粒的晶粒内的Ti碳化物之中，20个数％以上、30个数％以上、40个数％以上、或50个数％以上的Ti碳化物与Mn硫化物复合析出。
若存在于铁素体晶粒的晶界的Ti碳化物的个数密度为0.1个/μm以下，则不会妨碍晶粒生长。存在于晶界的Ti碳化物的个数密度优选为0.05个/μm以下、0.01个/μm以下、或0.005个/μm以下。存在于晶界的Ti碳化物的个数密度值越小越优选，因此下限也可以为零。
存在于铁素体晶粒的晶粒内及晶界的Ti碳化物的分析方法如下。
(1)将热轧钢板沿着轧制方向及宽度方向剪断，采用小片。将该小片的表面(平行于轧制方向及板宽方向的轧制面)研磨至任意的深度，且通过还将该小片的背面(相反的轧制面)研磨，将小片制成薄膜状。
(2)以透射型电子显微镜观察研磨面，针对圆当量直径为10nm以上50nm以下的夹杂物，确定存在的位置是晶粒内还是晶界。
(3)通过透射型电子显微镜附属的EDS(能量分散型X线分析装置)，测定各夹杂物的成分。
(4)将Mn和S的原子比为大致1：1的夹杂物判定为Mn硫化物，将Ti和C的原子比为大致1：1的夹杂物判定为Ti碳化物，计入它们的个数。此外，将上述Mn硫化物和上述Ti碳化物复合析出的个数计入。
(5)根据上述的计算结果，计算在铁素体晶粒的晶粒内与Mn硫化物复合析出的Ti碳化物的个数比例。
(6)同样地，计算接触铁素体晶粒的晶界地存在的Ti碳化物的个数密度。该个数密度设为将接触铁素体晶粒的晶界地存在的Ti碳化物的个数除以晶界的全长而得到的值。
此外，测定区域的面积至少设为100μm2。若为测定面积的总和为至少100μm2，则测定位置的数量及测定视野尺寸并不特别限定。
＜固溶Ti量＞
接着，关于本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板，针对固溶Ti量进行叙述。
在本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板中，通过使钢中的Ti作为Ti氮化物及Ti碳化物析出，降低钢中的固溶Ti量。具体而言，在本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板中，固溶Ti量以质量计为0.0005％以下。热轧钢板的固溶Ti量为0.0005％以下时，即使作为无取向性电磁钢板进行去应力退火，也能够抑制磁通密度降低。即，即使化学组分被限制为通用等级，也能够在高维度下使低铁损和高磁通密度并存。固溶Ti量优选为0.0003％以下、或0.0001％以下。固溶Ti量值越小越优选，因此下限也可以为零。
此外，为了降低固溶Ti量，使钢中的Ti作为Ti氮化物及Ti碳化物析出，但该Ti氮化物因为析出尺寸充分大而不会妨碍晶粒生长。因此，在本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板中，若固溶Ti量为0.0005％以下，则Ti氮化物的析出形态(例如粒径及个数密度等)并不限定。另一方面，Ti碳化物会妨碍晶粒生长。因此，在本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板中，除固溶Ti量为0.0005％以下之外，还如上所述控制Ti碳化物的析出形态。
固溶Ti的定量方法如下。
(1)通过化学分析求得热轧钢板的总－Ti含量(构成Ti析出物的Ti、及固溶Ti的总计量)。
(2)通过电解法，使热轧钢板熔融，提取残渣。
(3)以ICP分析残渣的成分，求得残渣的Ti含量。
(4)将从热轧钢板的总－Ti含量，减去热轧钢板的Ti析出物的Ti含量得到的值视为热轧钢板的固溶Ti量。
此外，在电解法中，可以将Ti氮化物和Ti碳化物二者作为残渣提取。因此，可以将通过电解法得到的残渣的Ti含量与热轧钢板的总－Ti含量之差视为热轧钢板的固溶Ti量。
＜平均晶体粒径＞
在本实施方式的热轧钢板中，平均晶体粒径并不特别规定。不过，在供冲裁加工的无取向性电磁钢板中，平均晶体粒径小的一者抑制冲裁时产生飞边，加工性提高。因此，在最终退火后且去应力退火前的无取向性电磁钢板中，平均晶体粒径可以为30μm以下。
为了使用本实施方式的热轧钢板，将最终退火后且去应力退火前的无取向性电磁钢板的平均晶体粒径设为30μm以下，可以适当使用公知的技术。最终退火后且去应力退火前的无取向性电磁钢板的平均粒径的测定可以按以下的方法来实施：用光学显微镜观察钢板截面，对穿过在板厚方向上画的直线的晶粒进行计数的方法(JIS G 0551：2013的附属书B所规定的、所谓的计数法)。
＜热轧钢板的制造方法＞
接着，针对本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板的制造方法进行说明。
本实施方式的热轧钢板的制造方法，具备
铸造钢液，得到钢坯的铸造工序，以及
热轧上述钢坯，得到热轧钢板的热轧工序；
在上述热轧工序中，
在热轧前，加热上述钢坯，在1150℃以上1200℃以下的温度范围内保持10分以上60分以下，
在最终热轧的最终道次实施20％以上30％以下的压下，
在热轧后，将钢板在800℃以上且小于900℃的温度范围内保持15分以上30分以下，
其中，上述钢坯作为化学组分，以质量计含有
C：0.0010％以上0.0050％以下、
Si：0.1％以上且小于0.5％、
Mn：0.1％以上0.5％以下、
Al：0.1％以上0.5％以下、
总－Ti：0.0010％以上0.0030％以下、
N：0.0010％以上0.0030％以下、
S：高于0.0015％且0.0040％以下、
Nb：0％以上0.0030％以下、
V：0％以上0.0030％以下、
Zr：0％以上0.0030％以下、
Sn：0％以上0.100％以下，
剩余部分由Fe及杂质构成。
在铸造工序中，铸造以最终得到的热轧钢板的化学组分成为上述范围内的方式精炼的钢液，得到钢坯。钢坯的化学组分与上述的热轧钢板的化学组分相同。此外，在本实施方式的热轧钢板中，尤其是固溶Ti量很重要，但固溶Ti量的控制在后续的热轧工序等中进行。因此，制钢工序中的制造条件并不特别限定，能够适当采用公知的条件。
在热轧工序中，对铸造工序后的钢坯进行热轧，得到热轧钢板。该热轧工序是为了控制固溶Ti量而进行析出物控制的重要的工序。
首先，需要抑制AlN的生成，促进TiN的析出。因此，将热轧前的钢坯加热到1150℃以上1200℃以下的温度范围内，并在该温度范围保持10分以上60分以下后，对钢坯进行热轧。
通过该加热条件促进TiN的析出，但仅由该加热条件，一部分Ti会在固溶状态下残留在热轧后的钢板(热轧钢板)中。因此，需要促进TiC的析出。然而，在使TiC析出时，需要进行控制使得TiC不会单独析出到铁素体晶界。
因此，在最终热轧的最终道次实施20％以上30％以下的压下，且热轧后在800℃以上且小于900℃的温度范围内保持15分以上30分以下。由此，使TiC以热轧中析出的Mn硫化物作为核而复合析出。在满足上述的条件时，TiC在铁素体晶粒内与Mn硫化物复合析出，能够抑制TiC在铁素体晶界单独析出。具体而言，在铁素体晶粒内与Mn硫化物复合析出的TiC的个数比例为10个数％以上100个数％以下，且单独析出到铁素体晶界的TiC的个数密度为0.1个/μm以下。这样控制析出物，结果，能够将热轧钢板的固溶Ti量设为0.0005％以下。因此，去应力退火时的晶粒生长稳定化，即使化学组分被限制为通用等级，也能够在高维度下使低铁损和高磁通密度并存。
在最终热轧的最终道次的压下率为小于20％或高于30％时，TiC会单独细微析出，去应力退火后的晶粒生长不稳定。在800℃以下进行热轧后的温度保持的情况下，TiC也会单独细微析出，去应力退火后的晶粒生长会不稳定化。另一方面，在高于900℃进行温度保持的情况下，无法使固溶Ti析出。此外，即使是在800℃以上900℃以下的温度进行保持的情况下，若保持时间为小于15分或超过30分，则不会充分地发生复合析出，去应力退火时的晶粒生长不稳定。
＜无取向性电磁钢板的制造方法＞
接着，针对采用了本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板的无取向性电磁钢板的制造方法进行说明。
本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法，是使用上述的热轧钢板的无取向性电磁钢板的制造方法，
将满足上述的制造条件所制造的热轧钢板，不进行热轧板退火而进行酸洗及冷轧，
以20℃/秒以上的加热速度加热上述冷轧后的冷轧材料，且在850℃以下的温度均热即可。
如上所述，对经过铸造工序及热轧工序制造的热轧钢板，不实施热轧板退火，实施酸洗工序、冷轧工序、及最终退火工序。这些工序之中，在酸洗工序及冷轧工序中，条件并不特别限定，可以适当使用公知的条件。
最终退火工序是对冷轧工序后的冷轧钢板进行加热、均热及冷却的工序。在最终退火工序中，条件也不特别限定，可以适当使用公知的条件。其中，在使用本实施方式的无取向性电磁钢板用的热轧钢板的基础上，在最终退火工序的加热过程中，通过将钢板的加热速度设为20℃/秒以上，能够提高无取向性电磁钢板的磁通密度。因此，也可以将最终退火工序的加热过程中的加热速度设为20℃/秒以上。在此，所谓加热速度，是将热轧钢板的加热开始温度与均热温度之差，除以从加热开始温度到达均热温度为止的时间而得到值，即加热开始温度至均热温度的平均加热速度。
并且，在最终退火工序的均热过程中，也可以规定退火温度(均热温度)不超过850℃。若退火温度超过850℃，则在热轧工序中控制的TiC与硫化物的复合析出物之中，TiC再次成为固溶Ti，这有时会使晶粒生长不稳定。因此，优选地，最终退火工序的加热过程中的加热速度设为20℃/秒以上，将最终退火工序的均热过程中的退火温度设为850℃以下。
经过上述的工序所得到的无取向性电磁钢板能够作为电机等电气产品的材料优选地利用。在制造电机部件时，无取向性电磁钢板被供给到冲裁等机械加工、及去应力退火。去应力退火条件，标准性地设为退火温度750℃且保持时间2小时。但是，考虑到设备限制及促进晶粒生长的两个方面，也可以适当变更退火温度和时间。
实施例1
通过实施例更具体地说明本发明的一方案的效果，但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性及效果而采用的一条件例，本发明并不限定于该一条件例。本发明在不脱离本发明的宗旨的条件下，只要达成本发明的目的，可以采用各种条件。
对调整了化学组分的钢坯进行热轧，卷取厚度为2.5mm的热轧钢板。在表1A～表1B中示出热轧钢板的化学组分，表2A～表2E中示出热轧条件。此外，除固溶Ti量以外，钢坯的化学组分及热轧钢板的化学组分是同等的。
针对制造的热轧钢板，根据上述的方法，分析固溶Ti量及Ti碳化物。在表3A～表3E中示出其结果。
此外，酸洗热轧钢板后，冷轧至0.5mm，制成冷轧钢板，以表2A～表2E所示的条件实施最终退火，得到无取向性电磁钢板。
为了判断通过上述工序得到的各种无取向性电磁钢板是否为(A)去应力退火后的铁损低，且(B)去磁应力退火后的通密度高的无取向性电磁钢板，实施了以下的工序及基于是否合格的基准的特性评价。
(A)去应力退火后的铁损
以JIS C 2552：2014“无取向性电磁钢带”为基准，测定去应力退火(退火温度750℃且保持时间2小时)后的钢板的铁损(W15/50、W15/60)。然后，进行基于二频率法的铁损分离，将去应力退火后的钢板的W15/50的磁滞损耗为2.6W/kg以下的无取向性电磁钢板判断为去应力退火后的铁损特性优异。
二频率法
将W15/50的铁损值用频率50除算···α
将W15/60的铁损值用频率60除算···β
W15/50的磁滞损耗＝α×50－(β－α)×250
(B)去应力退火后的磁通密度
以JIS C 2552：2014“无取向性电磁钢带”为基准，测定去应力退火(退火温度750℃且保持时间2小时)后的钢板的磁通密度(B50)。然后，将B50除以钢板的饱和磁通密度Bs而得到的值即B50/Bs为0.820以上的无取向性电磁钢板判断为去应力退火后的磁通密度优异。
此外，钢板的饱和磁通密度Bs通过将钢板的化学组分代入下述式中而得到。
饱和磁通密度Bs＝2.1561－0.0413×Si－0.0198×Mn－0.0604×Al
在表3A～表3E中示出上述评价结果。如表1A～表3E所示，本发明例满足化学组分、固溶Ti量、及Ti碳化物，因此低铁损和高磁通密度并存。与此不同，比较例由于不满足化学组分、固溶Ti量、或Ti碳化物的任一项，所以低铁损和高磁通密度不能并存。
[表1A]
[表1B]
[表2A]
[表2B]
[表2C]
[表2D]
[表2E]
[表3A]
[表3B]
[表3C]
[表3D]
[表3E]
工业上的可利用性
根据本发明的上述方案，能够提供一种无取向性电磁钢板用的热轧钢板及其制造方法，即使化学组分受到限制，也能够使低铁损和高磁通密度并存。因此，工业上的可利用性高。

Claims (3)

1.一种无取向性电磁钢板用热轧钢板，其特征在于，
作为化学组分，以质量计含有
C：0.0010％以上0.0050％以下、
Si：0.1％以上且小于0.5％、
Mn：0.1％以上0.5％以下、
Al：0.1％以上0.5％以下、
总－Ti：0.0010％以上0.0030％以下、
N：0.0010％以上0.0030％以下、
S：高于0.0015％且0.0040％以下、
Nb：0％以上0.0030％以下、
V：0％以上0.0030％以下、
Zr：0％以上0.0030％以下、
Sn：0％以上0.100％以下，
剩余部分由Fe及杂质构成，
固溶Ti量为0.0005％以下，
以平行于轧制方向及板宽方向的观察面观察时，圆当量直径为10nm以上50nm以下的Ti碳化物存在于铁素体晶粒的晶粒内及晶界，
存在于所述晶粒内的所述Ti碳化物的10个数％以上100个数％以下与Mn硫化物复合析出，且
存在于所述粒界的所述Ti碳化物的个数密度为0.1个/μm以下。
2.根据权利要求1所述的无取向性电磁钢板用热轧钢板，其特征在于，
作为所述化学组分，以质量计含有
Sn：0.010％以上0.100％以下。
3.一种如权利要求1或2所述的无取向性电磁钢板用热轧钢板的制造方法，其特征在于，具备：
铸造钢液，得到钢坯的铸造工序，以及
热轧所述钢坯，得到热轧钢板的热轧工序；
在所述热轧工序中，
在热轧前，加热所述钢坯，在1150℃以上1200℃以下的温度范围内保持10分以上60分以下，
在最终热轧的最终道次实施20％以上30％以下的压下，
在热轧后，将钢板在800℃以上且小于900℃的温度范围内保持15分以上30分以下，
其中，所述钢坯作为化学组分，以质量计含有
C：0.0010％以上0.0050％以下、
Si：0.1％以上且小于0.5％、
Mn：0.1％以上0.5％以下、
Al：0.1％以上0.5％以下、
总－Ti：0.0010％以上0.0030％以下、
N：0.0010％以上0.0030％以下、
S：高于0.0015％且0.0040％以下、
Nb：0％以上0.0030％以下、
V：0％以上0.0030％以下、
Zr：0％以上0.0030％以下、
Sn：0％以上0.100％以下，
剩余部分由Fe及杂质构成。
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