JP2007177298A - 方向性電磁鋼板コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル全長にわたって均一かつ良好な磁気特性を有する方向性電磁鋼板を提供する。
【解決手段】Siを1.0〜5.Omass％含有する方向性電磁鋼板の製造に際し、焼鈍分離剤の主剤として、少なくとも50％のマグネシアを含有し、かつ微量含有物として下記の組成になる複合酸化物を、マグネシア：100質量部に対して１〜10質量部含有するものを用いる。
(Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_x
但し、２≦ａ＋２ｂ＋３ｃ≦６， ０≦ａ≦６， ０≦ｂ≦３， ０≦ｃ≦２
４≦ｘ≦６
Ｍ⁺ ：Li，Na，Ｋ、 Ｍ²⁺：Mg，Ca，Sr，Ba，Cr，Co，Mn，Zn，Fe、
Ｍ³⁺：Fe，Al，Cr，Mn、 Ａ：Si，Zr，Mo，Ｗ
【選択図】なし

Description

本発明は、方向性電磁鋼板コイルの製造方法に関し、特にコイル端部での鉄損の劣化要因である炭化物の生成を効果的に抑制することによって磁気特性の劣化を防ぎ、コイル全幅にわたって良好な磁気特性を得ようとするものである。

変圧器や発電機の鉄心材料として使用される方向性電磁鋼板には、高磁束密度でかつ低鉄損であることが求められる。そのためには、最終仕上焼鈍後の鋼板の結晶方位をゴス方位と呼ばれる｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積させることが重要である。というのは、鉄結晶の磁化容易軸方向である結晶方位＜００１＞が圧延方向に高度に集積することにより、圧延方向への磁化に要する磁化力が小さくなり、保磁力が低下する結果、ヒステリシス損が低下し、鉄損が低下するからである。

このようなゴス方位は、最終仕上焼鈍中に二次再結晶と呼ばれる、ゴス方位がマトリックスの方位を蚕食して優先的に成長する現象を利用して形成させる。この仕上焼鈍は、通常、高温で長時間行われるために、コイル状に巻かれた状態でバッチ炉で熱処理される。また、高温での融着防止のために主に酸化マグネシウム（マグネシア）による焼鈍分離剤が塗布される。

ところが、上記の製造方法では、コイルをバッチ炉で熱処理するために、鋼板の品質がコイルの各位置で不均一になるという問題が生じ易い。例えば、コイルの下端部では座屈により変形が起こったり、最外巻部では被膜欠陥や磁気特性の不良が発生するというものである。
このような原因としては、コイルの表面部と内部での温度ムラや、コイル表面部と内部での焼鈍雰囲気に対する晒され方の違いに起因した酸化や窒化、その他元素の挙動変化等が考えられており、これらに対して種々の対策がとられてきた。

コイル下端部の座屈変形の防止策については、例えば特許文献１に、仕上焼鈍前に端部に歪を導入することにより仕上焼鈍中の二次再結晶を早めて変形を抑制する方法が、また特許文献２には、インナーカバー内のコイル受台にコイル巻軸方向を垂直向きに載置して焼鈍を行う際、コイル受台の外周端面部を断熱材で被覆して焼鈍する方法等が提案されている。
また、コイル炉頂部での被膜欠陥の防止については、例えば特許文献３に、電解脱脂後の電着Siの量をエッジ部と中央部で少なくする方法が提案されている。
さらに、磁気特性の均一性については、特許文献４に、脱炭焼鈍時の酸素目付け量をコイルの外巻部から内巻部にかけて連続的ないし段階的に増加させることにより、インヒビターの抑制力をコイル全長で一定にして均一な二次再結晶を起こさせて磁気特性を均一化する方法が開示されている。
特開平10−204542号年報 特開平５−51643号公報 特開2002−266027号公報 特開平５−117756号公報

ところで、磁気特性に関しては、二次再結晶によるゴス方位への集積度だけでなく、微細析出物が存在することにより鋼板を磁化させたときに磁壁移動が妨げられ、これによって鉄損が増大するという問題もある。このような析出物は、二次再結晶焼鈍後に引続いて行われる純化焼鈍によりある程度除去されるが、製品にしてトランス等に組み立てたのち歪取焼鈍を行ったときに析出物が再び生成して磁気特性が劣化する、という問題が指摘されていた。

この問題に対しては、特許文献５に、チタン化合物分離剤添加物量と仕上焼鈍冷却速度との関係を特定してTiＮやTiＣの析出を抑える方法が、また特許文献６に、焼鈍分離剤および鋼中のＣ量を低減して炭化物の析出を抑える方法が開示されている。さらに、特許文献７には、焼鈍分離剤中にTi化合物を添加した上で、仕上焼鈍の雰囲気にN₂を含有させる方法、また特許文献８には、方向性珪素鋼製品のフォルステライト被膜を含めたTi濃度、Ｎ濃度を特定する方法がそれぞれ開示されている。
特開昭63−162814公報 特開平２−93021公報 特許第2574607号公報 特開平６−179977号公報

これらの種々の方法により、仕上焼鈍に起因したコイル長手方向および幅方向の不均一さ、さらに歪取焼鈍による鉄損の劣化の両方がとも改善されてきた。
しかしながら、これらはいずれも十分ではなく、歪取焼鈍後にコイル幅方向の端部で鉄損が劣化するという問題が散発していた。このような劣化は、ユーザー側でトランスを製造した後に判明するため、大きな問題となることが少なくない。

さらに近年、方向性電磁鋼板の需要量の増大に伴い、生産ロットを大規模化してコイルの容量が大きくなってきたことにより、上記のような歪取焼鈍後のコイル幅方向端部の鉄損劣化が再び頻発してきた。特に最近では、省エネルギーに対する関心の高まりから鉄損の改善に対する要求が強まり、わずかな鉄損の劣化も許容されなくなってきている。
従って、歪取焼鈍後に鉄損の劣化がなくコイル全幅で均一な特性を得ることが急務となっている。

本発明は、上記したような、コイルの幅方向において磁気特性、特に鉄損が歪取焼鈍により劣化するという問題を有利に解決して、コイル全長にわたって均一かつ良好な磁気特性を得ることができる方向性電磁鋼板の有利な製造方法を提案することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）Siを1.0〜5.Omass％含有する珪素鋼スラブを、熱間圧延し、ついで焼鈍処理を含む１回または２回以上の冷間圧延により最終板厚とした後、一次再結晶焼鈍を施し、ついで焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布してから最終仕上焼鈍を施す一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
焼鈍分離剤の主剤として、少なくとも50％のマグネシアを含有し、かつ微量含有物として下記の組成になる複合酸化物を、マグネシア：100質量部に対して１〜10質量部含有するものを用いることを特徴とする方向性電磁鋼板コイルの製造方法。
記
(Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_x
但し、２≦ａ＋２ｂ＋３ｃ≦６
０≦ａ≦６， ０≦ｂ≦３， ０≦ｃ≦２
４≦ｘ≦６
Ｍ⁺ ：Li，Na，Ｋのうちから選んだ少なくとも１種
Ｍ²⁺：Mg，Ca，Sr，Ba，Cr，Co，Mn，Zn，Feのうちから選んだ少なくとも１種
Ｍ³⁺：Fe，Al，Cr，Mnのうちから選んだ少なくとも１種
Ａ ：Si，Zr，Mo，Ｗのうちから選んだ少なくとも１種

（２）Siを1.0〜5.Omass％含有する珪素鋼スラブを、熱間圧延し、ついで焼鈍処理を含む１回または２回以上の冷間圧延により最終板厚とした後、一次再結晶焼鈍を施し、ついで焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布してから最終仕上焼鈍を施す一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
最終仕上焼鈍前のコイル受け台もしくはコイル上部またはその両方に、下記の組成になる複合酸化合物を、コイル表面積当たり0.02kg/m²以上 0.7kg/m²以下散布することを特徴とする方向性電磁鋼板コイルの製造方法。
記
(Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_x
但し、２≦ａ＋２ｂ＋３ｃ≦６
０≦ａ≦６， ０≦ｂ≦３， ０≦ｃ≦２
４≦ｘ≦６
Ｍ⁺ ：Li，Na，Ｋのうちから選んだ少なくとも１種
Ｍ²⁺：Mg，Ca，Sr，Ba，Cr，Co，Mn，Zn，Feのうちから選んだ少なくとも１種
Ｍ³⁺：Fe，Al，Cr，Mnのうちから選んだ少なくとも１種
Ａ ：Si，Zr，Mo，Ｗのうちから選んだ少なくとも１種

本発明によれば、コイル端部での鉄損の劣化要因である炭化物の生成を抑制することによって、該端部における磁気特性の劣化を防ぎ、もってコイル全幅にわたって良好な磁気特性を得ることができる。

さて、発明者らは、歪取焼鈍による鉄損の劣化が幅方向の位置で異なる原因について調査を行った結果、(Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_xの化学式で示される複合酸化物を利用することによって、鋼中へのＣの侵入が効果的に阻止され、端部における炭化物の生成が抑制されて、鉄損を改善できることを新たに見出した。
以下、この知見を得るに至った経緯について説明する。

Ｃ：0.07mass％（以下、単に％で示す）、Si：3.5％、Mn：0.06％、solAl：50ppm、Ｎ：25ppm、Ｓ：10ppm、Se：0.1ppm、Ｏ：10ppm、Sb：0.02％、Sn：0.02％およびCu：0.15％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる鋼スラブを、1150℃に加熱後、熱間圧延により板厚：2.0mmの熱延板としたのち、1000℃で30秒間の熱延板焼鈍を施した。ついで、冷間圧延により板厚：0.30mmとしたのち、雰囲気の酸化性（Ｐ[H₂0]/Ｐ[H₂]）が0.45の雰囲気中にて850℃，100秒間の脱炭焼鈍を施したのち 、MgＯ：100質量部に対してTiO₂を２質量部、水酸化ストロンチウムを３質量部、さらにBa₂WO₅を０〜20質量部含有する焼鈍分離剤を、鋼板両面当たりの塗布量で14g/m²塗布してから、コイルに巻き取った。この時、焼鈍分離剤塗布後の鋼板と分離剤中のＣ濃度は鋼板換算でいずれも10〜15ppmであった。
その後、このコイルを数日間コイルヤードに滞留させた後、コイル受け台に融着防止のためにMgＯをコイル表面積当たり0.1kg/m²散布して仕上焼鈍を施し、ついで未反応分離剤を除去してから、張力コーティングを塗布し、焼き付けたのち、平坦化焼鈍を施して、コイルに巻き取った。
得られた製品コイルの外巻部から100m入った位置で、(1) コイル中央部（板幅中央部）と、(2) 最端部を10mm落とした部分（板幅端部）から、400×100mmのサンプルを採取し、N₂雰囲気中にて800℃，３時間の歪取焼鈍を行った。

かくして得られた製品コイルについて、歪取焼鈍前後の鉄損を測定すると共に、その比（歪取焼鈍後／歪取焼鈍前）を算出した。また、歪取焼鈍後のサンプルを磁気測定した後に、被膜を含めたＣ量を測定した。
得られた結果を表１に示す。
なお、歪取焼鈍前のサンプルの磁気特性はいずれも、Ｂ₈＝1.895〜1.905Ｔ、Ｗ_17/50＝0.98〜1.03W/kgの範囲内で一定あった。

同表から明らかなように、Ba₂WO₅を適量添加することにより、板幅端部のＣ濃度が顕著に低下し、それに伴って磁気特性も改善されていることが分かる。
しかしながら、Ba₂WO₅を20質量部まで添加した場合には、かえって板幅端部のＣ濃度は増大し、歪取焼鈍後の鉄損も劣化した。

上記したように、焼鈍分離剤中に適量のBa₂WO₅を添加することによって、歪取焼鈍前後の鉄損比が著しく改善された理由については、まだ明確に解明されたわけではないが、発明者は次のように推察している。

焼鈍分離剤のMgＯは、水でスラリー化して塗布、乾燥されることにより、表面が水和することが知られている。これは急速な水和反応であるために、水和生成物は完全な水酸化マグネシウムの結晶にはなっておらず、分解中間体の状態で、化学的に活性な物質となっている。このような物質が大気中に晒されると、雰囲気中の炭酸ガスを吸収して、次式
Mg(OH)₂＋ｘCO₂ → Mg(CO₃)_x・(OH)_2-2x＋ｘH₂O
の反応により、炭酸水酸化マグネシウムが生成するが、この炭酸水酸化マグネシウムが、仕上焼鈍途中で再び熱分解し、CO₂ガスが発生することによって鋼中にＣが侵入するものと考えられる。
このような炭酸水酸化マグネシウムへの反応は、外気に直接晒されているコイルの最外内巻部や上下板幅端面で起こり、仕上焼鈍中のCO₂ガスの発生、浸炭もこの外気に接した面で起こるために、コイル幅方向端部でＣ濃度が高まり、中央部ではＣ量は増大しなかったものと考えられる。

この点、今回の実験のようにBa₂WO₅を添加すると、
Ba₂WO₅＋CO₂ → BaCO₃＋BaWO₄
のように、BaイオンがCO₂を吸収して炭酸塩をつくるために、CO₂ガスの鋼中への侵入が阻止され、鋼中に炭化物が生成するのが抑制される結果、磁気特性の劣化が抑えられるものと考えられる。

なお、添加量が多すぎると、MgＯ分が相対的に低下するために被膜が劣化し、Ｃ以外の酸素や窒素などが侵入して析出物を作り易くなることが原因で歪取焼鈍後の鉄損が却って劣化するものと考えられる。

次に、本発明の方向性電磁鋼板の成分組成や製造方法に関して、本発明の効果を得るための要件とその範囲および作用について述べる。
まず、成分としてSiを1.0〜5.0％含有させる。このSiは、電気抵抗を高めて鉄損を低下させると共に、鉄のα相を安定化させて高温の熱処理を可能とするために必要な元素であり、少なくとも1.0％を必要とするが、5.0％を超えると冷延が困難となるので、Si含有量は1.0〜5.0mass％の範囲に限定した。
次に、Ｃは0.01〜0.10％とすることが好ましい。このＣは、変態を利用して熱延組織を改善するのに有用な元素であるだけでなく、ゴス方位結晶粒の発生に有用な元素であり、0.01％以上の含有を必要とするが、0.10％を超えると効果が強くなりすぎてかえって集合組織が劣化してしまうので、Ｃは0.01〜0.10％の範囲とすることが好ましい。

Ｃ，Siの他に、従来はインヒビター構成成分を添加していたが、最近はインヒビターを使用しない方法も行われており、本発明はいずれの方法に対しても有利に適合する。
インヒビターを用いる場合は、インヒビターとしてはAlＮ，ＢＮ，MnＳ，MnSe等がよく知られているが、これらのいずれを用いてもよく、またこれらを二種類以上を複合して使用してもよい。インヒビターとしてMnＳおよび／またはMnSeを用いる場合には、Mn：0.03〜0.10％、ＳとSeの合計量：0.01〜0.03％とすることが好ましい。また、AlＮをインヒビターとして用いる場合には、Al：0.01〜0.04％、Ｎ：30〜120ppm、さらにＢＮをインヒビターとして用いる場合には、Ｂ：0.001〜0.015％、Ｎ：30〜120ppmとすることが好ましい。いずれの場合も、これらの範囲よりも低いとインヒビターとして効果に乏しく、一方高いと二次再結晶が不安定になる。

なお、上記した主インヒビターの他に、補助インヒビターとして、Ni：0.01〜1.50％、Sn：0.01〜0.50％、Sb：0.005〜0.50％、Ｐ：0.005〜0.50％、Cr：0.02〜1.50％、Te：0.003〜1.50％、Bi：0.003〜1.50％、Pb：0.003〜1.50％およびCu：0.01〜0.10％のうちから選んだ１種または２種以上を用いることもできる。これらは、一次再結晶粒の粒界に優先的に濃化し、焼鈍中の粒界の移動度を低下させることにより、二次再結晶開始温度を上昇させ磁束密度を向上させる作用がある。またこれらは、MnSe，MnＳ，CuxＳ，CuxSe，AlＮ，ＢＮのような析出分散型のインヒビターと同時に鋼中に存在させることにより、磁気特性の向上に一層寄与する。

他方、インヒビターを用いない場合は、Alは100ppm以下、Ｎ，Ｓ，Seについては50ppm以下に低減することが良好に二次再結晶させる上で好適である。その他、Ti，Mo，Ｗ，Ta，Ｖ，Nb，Zr等の炭化物形成元素についてもそれぞれ50ppm以下に低減することが、歪取焼鈍後の鉄損の劣化を防ぎ、かつ良好な加工性を確保する上で有効である。

次に、本発明に従う、好適製造条件について説明する。
上記のような成分に調整した珪素鋼スラブを、熱間圧延し、ついで焼鈍処理を含む１回または２回以上の冷間圧延で最終板厚にしたのち、一次再結晶焼鈍を施す。この一次再結晶焼鈍において、均熱領域の温度は750〜950℃とするのが望ましい。というのは、950℃を超えると一次再結晶粒の粒成長が進行しすぎて二次再結晶不良となり、一方750℃未満では逆に一次再結晶粒の粒成長が進まずに二次再結晶粒方位が不安定になるからである。この一次再結晶焼鈍における昇温速度は、室温から700℃までは５〜80℃/sとすることが好ましい。というのは、昇温速度が５℃/sより低いと脱炭が加熱領域で進行しすぎて望ましい集合組織が得られず、一方80℃/sより速いと、初期酸化が不安定となり良好な被膜形成が行われなくなるからである。また、均熱時間は20〜240ｓとするのが好ましい。というのは、均熱時間が20ｓ未満では一次再結晶不良となり、一方240ｓを超えると一次再結晶粒成長が進行して、いずれも磁気特性劣化の要因となるからである。さらに、焼鈍時の雰囲気酸化性（Ｐ[H₂0]/Ｐ[H₂]）は0.05〜0.85とすることが好ましい。というのは、この雰囲気酸化性（Ｐ[H₂0]/Ｐ[H₂]）が0.05未満では良好な酸化膜が得られずに被膜が劣化し、一方0.85超ではFeＯを主体とする過酸化な膜が形成され、やはり被膜が劣化するからである。

なお、本発明では、複合酸化物を用いることにより、仕上焼鈍中での脱炭が可能になったので、一次再結晶焼鈍時の制約条件を少なくすることができる。例えば、従来、均熱時間は脱炭のために50ｓ以上が必要であったが、今回の技術により、50ｓ以下でも脱炭できるようになった。このため、板厚の厚い材料で脱炭のために焼鈍時間を延ばさざるを得なかった鋼種でも、本技術を用いることにより、短時間で焼鈍できるようになり、生産性の向上を図ることができる。また、雰囲気酸化性（Ｐ[H₂0]/Ｐ[H₂]）は、従来は脱炭のために0.20以上が必要であったが、本技術により0.20以下でも焼鈍できるようになり、焼鈍によるピックアップの発生や酸化物の剥落による焼鈍炉ヒーターの短絡がなくなり、品質向上、生産ロスの削減に寄与することができる。さらに、故意に脱炭させないまま仕上焼鈍を行うことにより、Ｃを抑制力として用いることもできる。

上記の一次再結晶焼鈍が終了した後は焼鈍分離剤を塗布する。焼鈍分離剤の主剤としては少なくとも50％のマグネシアを用いる。好ましくは80％以上である。焼鈍分離剤の添加剤としては、公知の添加剤として、TiO₂やMg，Sr，Sb，Cu，Zn等の硫酸塩、Li，Na等のホウ酸塩、その他水酸化物、塩化物など様々な化合物が用いられる。本発明ではこれらの添加剤を用いることも可能である。これらの化合物の添加量としてはマグネシア：100質量部に対して0.5〜15質量部程度が適当である。その他、焼鈍分離剤の塗布量や水和量については、従来どおり、５〜15g/m²（両面）、0.5〜５％程度でよい。
なお、上述した主剤としてのマグネシア、各種添加剤および後述する複合酸化物の他には、酸化アルミニウムや酸化カルシウム、酸化マンガン、蛇紋岩等を含有させることができる。

さて、本発明では、焼鈍分離剤中に、上記した成分の他、下記の化学式
記
(Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_x
但し、２≦ａ＋２ｂ＋３ｃ≦６
０≦ａ≦６， ０≦ｂ≦３， ０≦ｃ≦２
４≦ｘ≦６
Ｍ⁺ ：Li，Na，Ｋのうちから選んだ少なくとも１種
Ｍ²⁺：Mg，Ca，Sr，Ba，Cr，Co，Mn，Zn，Feのうちから選んだ少なくとも１種
Ｍ³⁺：Fe，Al，Cr，Mnのうちから選んだ少なくとも１種
Ａ ：Si，Zr，Mo，Ｗのうちから選んだ少なくとも１種
で示される複合酸化物を、マグネシア：100質量部に対して該金属換算で１〜10質量部含有させることが重要である。
上記の化学式において、Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _bおよびＭ³⁺ _cの量を、（ａ＋２ｂ＋３ｃ）で２〜６の範囲に限定したのは、これらの量が２に満たないと複合酸化物として、炭酸を吸収する効果が小さくなるからであり、一方６を超えると化学的に不安定な化合物となるため仕上焼鈍初期で分解してしまい、炭酸を吸収する効果がなくなるからである。また、ＡＯ_xのｘを４〜６の範囲としたのは、４より小さいと化学的に不安定となり仕上焼鈍初期で分解し、炭酸を吸収する効果がなくなるからであり、一方６より大きいと、仕上焼鈍雰囲気中に酸素が放出されて被膜が劣化するからである。

かような複合酸化物を含有させることにより、仕上焼鈍中の脱炭を促進させ、歪取焼鈍での磁気特性の劣化を抑制することができる。ここに、複合酸化物の配合量が、マグネシア：100質量部に対して１質量部に満たないと、その添加効果に乏しく、一方10質量部を超えると主剤のMgＯの比率が相対的に低下して被膜の劣化を招く。

また、本発明では、仕上焼鈍前のコイル受け台もしくはコイル上部またはその両方に、(Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_xの組成になる複合酸化物を、コイル表面積当たり、0.02kg/m²以上 0.7kg/m²以下散布することによっても、同等の効果を挙げることができる。
ここで、コイル表面積とは、コイル上端面、下端面および側面の面積の合計である。例えば外径：1.5m、内径：0.5m（いずれも直径）、高さ：１mのコイルであれば、表面積はπ・（0.75²−0.25²）×２＋π×1.5×１＋π×0.5×１＝9.4m²となる。
すなわち、これを行うことにより、仕上焼鈍中に放出するCO₂が効果的に吸収され、歪取焼鈍前後の鉄損劣化を抑えることができる。
ここに、散布量が0.02kg/m²に満たないとCO₂の吸収効果に乏しく、一方0.7kg/m²を超えるとコストアップとなるため、この範囲に限定した。
なお、仕上焼鈍のその他の条件については公知の方法でよい。

上記の仕上焼鈍後、必要に応じて張力付与コーティングや絶縁コーティングを鋼板表面に形成したのち、平坦化焼鈍を施して製品とする。
また、磁区細分化による鉄損低減を目的として、平坦化焼鈍後の鋼板にプラズマジェットやレーザー照射を線状に施したり、突起ロールにより線状の凹みを設けたり、あるいは最終冷延後にエッチングなどにより圧延方向とほぼ直行する溝を形成させる処理を施すこともできる。
さらに、最終仕上焼鈍後、ゾルゲル法、TiＮ蒸着など公知の方法で張力被膜を形成させる技術を組み合わせることも、鉄損の低減のために有効である。

実施例１
Ｃ：0.06％，Si：3.35％，Mn：0.07％，Ｓ：0.003％，Al：0.005％，Cu：0.1％，Ｎ：0.0035％およびSb：0.040％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる珪素鋼スラブを、ガス加熱炉に装入し1230℃まで加熱し、60分保定後、熱間圧延により2.0mm厚の熱延板とした。ついで、1000℃，１分間の熱延板焼鈍を施し、酸洗後、冷間圧延により0.30mmの最終板厚に仕上げたのち、雰囲気の酸化性（Ｐ[H₂0]/Ｐ[H₂]）が0.40の雰囲気中にて850℃，100秒間の脱炭焼鈍を施し、さらにMgＯ：100質量部、TiO₂：２質量部、水酸化ストロンチウム：３質量部の焼鈍分離剤を、鋼板両面当たりの塗布量で14g/m²塗布してから、コイルに巻き取った。その後、仕上焼鈍コイル受け台とコイル上部に、コイル表面積当り０〜0.7kg/m²のLi₄SiO₄を散布して仕上焼鈍を行った。なお、ここでコイル受け台にLi₄SiO₄を散布していない条件と0.02kg/m²のみ添加している条件では、コイルの受け台との融着防止のためにMgＯを追加して、合計で0.1kg/m²散布した。
その後、未反応の分離剤を水洗により除去した後、コロイダルシリカを含有するリン酸マグネシウムを主成分とする絶縁張力コーティングを塗布し、焼き付けたのち、平坦化焼鈍を施して、製品とした。
得られた製品コイルの外巻部から100m入った位置で、(1) コイル中央部（板幅中央部）と、(2) 最端部を10mm落とした部分（板幅端部）から、400×100mmのサンプルを採取し、N₂雰囲気中にて800℃，３時間の歪取焼鈍を行った。

かくして得られた製品コイルについて、歪取焼鈍前後の鉄損を測定すると共に、その比（歪取焼鈍後／歪取焼鈍前）を算出した。また、歪取焼鈍後のサンプルを磁気測定した後に、被膜を含めたＣ量を測定した。
このときのLi₄SiO₄散布量とＣ濃度および歪取焼鈍前後の鉄損の比を表２に示す。
なお、歪取焼鈍前のサンプルの磁気特性はいずれも、Ｂ₈＝1.895〜1.905Ｔ、Ｗ_17/50＝0.98〜1.03W/kgの範囲内で一定あった。

同表から明らかなように、適量のLi₄SiO₄を散布することにより、浸炭が効果的に抑えられ、歪取焼鈍前後の鉄損差も低下していることが分かる。

実施例２
Ｃ：0.07％，Si：3.31％，Mn：0.07％，Ｐ：0.002％，Se：0.02％，Al：0.025％，Cu：0.10％、Ｎ：0.0082％およびSb：0.040％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる珪素鋼スラブを、1200℃で60分間加熱したのち、熱間圧延により2.2mm厚の熱延板とした。ついで、950℃，１分間の熱延板焼鈍を施し、酸洗後、一次冷間圧延により厚さ：1.5mmの中間厚としたのち、1050℃、１分間の中間焼鈍を施し、酸洗後、 最高板温：210℃の二次冷間圧延により0.35mmの最終板厚に仕上げた。ついで、雰囲気の酸化性（Ｐ[H₂0]/Ｐ[H₂]）が0.44の雰囲気中にて850℃，100秒間の保定焼鈍を施した。この時の脱炭焼純後の鋼板のＣ含有量は100ppmであった。
その後、焼鈍分離剤として、MgＯ：100質量部に対して、各種複合酸化物を種々の範囲で添加したものを用い、水和を20℃，30分、目付け量：両面当たり14g/m²で塗布した。ついで、仕上焼鈍後、未反応の分離剤を水洗により除去してから、コロイダルシリカを含有するリン酸マグネシウムを主成分とする絶縁張力コーティングを塗布し、焼付けた。
得られた製品コイルから400×100mmのサンプルを採取し、N₂雰囲気中にて800℃，３時間の歪取焼鈍を行った。

かくして得られた製品コイルについて、歪取焼鈍前後の鉄損を測定すると共に、その比（歪取焼鈍後／歪取焼鈍前）を算出した。また、歪取焼鈍後のサンプルを磁気測定した後に、被膜を含めたＣ量を測定した。
このときの各種複合酸化物の添加量、被膜を含めたＣ濃度および歪取焼鈍前後の鉄損の比を表３に示す。
なお、歪取焼鈍前のサンプルの磁気特性はいずれも、Ｂ₈＝1.925〜1.935Ｔ、Ｗ_17/50＝1.15〜1.20W/kgの範囲内で一定あった。

同表に示したとおり、本発明に従い、各種の複合酸化物を適量添加した場合には、脱炭が進行し、歪取焼鈍による劣化をほとんど抑制できていることが分かる。

Claims (2)

1. Siを1.0〜5.Omass％含有する珪素鋼スラブを、熱間圧延し、ついで焼鈍処理を含む１回または２回以上の冷間圧延により最終板厚とした後、一次再結晶焼鈍を施し、ついで焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布してから最終仕上焼鈍を施す一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
   焼鈍分離剤の主剤として、少なくとも50％のマグネシアを含有し、かつ微量含有物として下記の組成になる複合酸化物を、マグネシア：100質量部に対して１〜10質量部含有するものを用いることを特徴とする方向性電磁鋼板コイルの製造方法。
   記
   (Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_x
   但し、２≦ａ＋２ｂ＋３ｃ≦６
   ０≦ａ≦６， ０≦ｂ≦３， ０≦ｃ≦２
   ４≦ｘ≦６
   Ｍ⁺ ：Li，Na，Ｋのうちから選んだ少なくとも１種
   Ｍ²⁺：Mg，Ca，Sr，Ba，Cr，Co，Mn，Zn，Feのうちから選んだ少なくとも１種
   Ｍ³⁺：Fe，Al，Cr，Mnのうちから選んだ少なくとも１種
   Ａ ：Si，Zr，Mo，Ｗのうちから選んだ少なくとも１種
2. Siを1.0〜5.Omass％含有する珪素鋼スラブを、熱間圧延し、ついで焼鈍処理を含む１回または２回以上の冷間圧延により最終板厚とした後、一次再結晶焼鈍を施し、ついで焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布してから最終仕上焼鈍を施す一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
   最終仕上焼鈍前のコイル受け台もしくはコイル上部またはその両方に、下記の組成になる複合酸化合物を、コイル表面積当たり0.02kg/m²以上 0.7kg/m²以下散布することを特徴とする方向性電磁鋼板コイルの製造方法。
   記
   (Ｍ⁺ _a，Ｍ²⁺ _b，Ｍ³⁺ _c)ＡＯ_x
   但し、２≦ａ＋２ｂ＋３ｃ≦６
   ０≦ａ≦６， ０≦ｂ≦３， ０≦ｃ≦２
   ４≦ｘ≦６
   Ｍ⁺ ：Li，Na，Ｋのうちから選んだ少なくとも１種
   Ｍ²⁺：Mg，Ca，Sr，Ba，Cr，Co，Mn，Zn，Feのうちから選んだ少なくとも１種
   Ｍ³⁺：Fe，Al，Cr，Mnのうちから選んだ少なくとも１種
   Ａ ：Si，Zr，Mo，Ｗのうちから選んだ少なくとも１種