JP2019163518A - Method of producing unidirectional magnetic steel sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一方向性電磁鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a unidirectional electrical steel sheet.
一方向性電磁鋼板は、{110}<001>方位(以下、Goss方位)に高配向集積した結晶粒により構成された、Siを7質量%以下含有する珪素鋼板である。一方向性電磁鋼板は、主に、変圧器の鉄芯材料として用いられる。一方向性電磁鋼板を変圧器の鉄芯材料として用いる場合、すなわち該鋼板を鉄心として積層した場合、層間(積層する鋼板間)の絶縁性を確保することが必須である。したがって、絶縁性確保の観点で、一方向性電磁鋼板表面には一次皮膜(グラス皮膜)と2次皮膜(張力付与絶縁皮膜)を形成させる必要がある。 The unidirectional electrical steel sheet is a silicon steel sheet containing 7% by mass or less of Si, which is composed of crystal grains highly oriented and integrated in the {110} <001> orientation (hereinafter, Goss orientation). Unidirectional electrical steel sheets are mainly used as iron core materials for transformers. When using a unidirectional electrical steel sheet as an iron core material of a transformer, that is, when the steel sheet is laminated as an iron core, it is essential to ensure insulation between layers (between laminated steel sheets). Therefore, from the viewpoint of ensuring insulation, it is necessary to form a primary coating (glass coating) and a secondary coating (tensioning insulating coating) on the surface of the unidirectional electrical steel sheet.
グラス皮膜と張力付与絶縁皮膜の形成方法、および方向性電磁鋼板の一般的な製造方法は以下の通りである。Siを7質量%以下含有する珪素鋼スラブを熱延し、1回もしくは中間焼鈍をはさむ2回の冷延により最終板厚に仕上げる。その後、湿潤水素雰囲気中の焼鈍(脱炭焼鈍)により、脱炭および一次再結晶を行う。脱炭焼鈍において、鋼板表面では酸化膜(Fe2SiO4やSiO2)が形成される。続いて、MgOを主体とする焼鈍分離剤を前記脱炭焼鈍板に塗布・乾燥させ、仕上げ焼鈍を行う。この仕上げ焼鈍により、二次再結晶が起こり鋼板の結晶粒組織が{110}<001>方位に集積する。同時に、鋼板表面においては焼鈍分離剤中のMgOと脱炭焼鈍が反応してグラス皮膜が形成される。仕上焼鈍板表面、すなわちグラス皮膜表面にリン酸塩を主体とする塗布液を塗布、焼付けることで張力付与絶縁皮膜が形成される。 A method for forming the glass film and the tension-imparting insulating film and a general method for producing the grain-oriented electrical steel sheet are as follows. A silicon steel slab containing 7% by mass or less of Si is hot-rolled and finished to the final thickness by cold rolling once or two times with intermediate annealing. Thereafter, decarburization and primary recrystallization are performed by annealing (decarburization annealing) in a wet hydrogen atmosphere. In the decarburization annealing, an oxide film (Fe 2 SiO 4 or SiO 2 ) is formed on the steel plate surface. Subsequently, an annealing separator mainly composed of MgO is applied to the decarburized annealing plate and dried, and finish annealing is performed. By this finish annealing, secondary recrystallization occurs and the grain structure of the steel sheet accumulates in the {110} <001> orientation. At the same time, on the steel sheet surface, MgO in the annealing separator and decarburization annealing react to form a glass film. A tension-imparting insulating film is formed by applying and baking a coating liquid mainly composed of phosphate on the surface of the finish annealing plate, that is, the glass film surface.
グラス皮膜は絶縁性確保において重要な存在であるが、その密着性は鋼板の構成元素や鋼板板厚の影響を大きく受けてしまう。とりわけ一方向性電磁鋼板の板厚が薄くなる場合、磁気特性である鉄損は改善する一方で、グラス皮膜の密着性が確保し難くなってしまう。このため、一方向性電磁鋼板の製造課題は、グラス皮膜密着性の向上とその安定制御である。グラス皮膜は脱炭焼鈍で生成される酸化膜に起因することから、これまで脱炭焼鈍条件制御による、グラス皮膜改善技術が開発されてきた。 The glass film is important in ensuring insulation, but its adhesion is greatly affected by the constituent elements of the steel sheet and the thickness of the steel sheet. In particular, when the thickness of the unidirectional electrical steel sheet is reduced, the iron loss, which is a magnetic property, is improved, but it is difficult to ensure the adhesion of the glass film. For this reason, the manufacturing subject of a unidirectional electrical steel sheet is the improvement of glass film adhesiveness, and its stable control. Since the glass film is caused by an oxide film generated by decarburization annealing, a glass film improvement technique by controlling decarburization annealing conditions has been developed so far.
例えば特許文献1では最終板厚に冷間圧延された方向性電磁鋼板に対し、脱炭焼鈍を行う前に、その表面層を酸洗し、表面付着物と地鉄表層部を除去し、脱炭反応、酸化物の形成反応をむらなく進行させ、密着性の優れたグラス皮膜を形成する技術が記載されている。 For example, in Patent Document 1, before performing decarburization annealing on a grain-oriented electrical steel sheet that has been cold-rolled to the final thickness, the surface layer is pickled to remove surface deposits and the surface iron surface layer, A technique is described in which a charcoal reaction and an oxide formation reaction are allowed to proceed evenly to form a glass film having excellent adhesion.
また特許文献2〜4では、脱炭焼鈍において微細な凹凸を鋼板表面に付与することで、グラス皮膜を鋼板深部に到達し、皮膜密着性が改善する技術が開示されている。
また、特許文献5〜8にあるように、脱炭焼鈍雰囲気の酸素ポテンシャルを制御し、グラス皮膜密着性を改善する技術が開発されてきた。これらは脱炭焼鈍板の酸化を進め、グラス皮膜生成を促進する技術である。
Patent Documents 2 to 4 disclose a technique in which a glass film reaches the deep part of the steel sheet by imparting fine irregularities to the steel sheet surface in the decarburization annealing so that the film adhesion is improved.
In addition, as described in Patent Documents 5 to 8, techniques for controlling the oxygen potential of a decarburized annealing atmosphere and improving glass film adhesion have been developed. These are technologies that promote oxidation of the decarburized annealed plate and promote glass film formation.
更に技術開発は進み、特許文献9〜11では脱炭焼鈍の昇温工程に着目し、昇温中の雰囲気のみならず昇温速度制御によりグラス皮膜密着性と磁性を改善する技術が開発された。 Furthermore, technical development has progressed, and in Patent Documents 9 to 11, focusing on the temperature raising process of decarburization annealing, a technique for improving not only the atmosphere during temperature raising but also the glass film adhesion and magnetism by temperature rising rate control has been developed. .
最近では更なる磁気特性に優れた一方向性電磁鋼板のニーズが高まりつつある。例えばSeまたはSb添加による、磁気特性に優れた一方向性電磁鋼板の技術が特許文献12〜14に開示されている。 Recently, there is an increasing need for a unidirectional electrical steel sheet having excellent magnetic properties. For example, Patent Documents 12 to 14 disclose techniques of unidirectional electrical steel sheets having excellent magnetic properties by adding Se or Sb.
しかしながら、特許文献1〜4に記載の方法は、何れもプロセスにおいて更なる工程を増やすことを必要とするため操業負荷が大きく、更なる工夫が望まれていた。
また、特許文献5〜8に記載の技術を採用した場合、グラス皮膜の密着性は向上するものの、二次再結晶が不安定化し磁気特性(磁性)は劣化してしまう問題があった。
However, each of the methods described in Patent Documents 1 to 4 requires an additional step in the process, so the operation load is large, and further devices have been desired.
Further, when the techniques described in Patent Documents 5 to 8 are adopted, the adhesion of the glass film is improved, but there is a problem that secondary recrystallization becomes unstable and the magnetic properties (magnetism) deteriorate.
さらに、特許文献9〜11に記載の技術を採用した場合、これらの技術により磁性は改善したものの、皮膜改善についてはまだ不十分であった。 Furthermore, when the techniques described in Patent Documents 9 to 11 were adopted, the magnetism was improved by these techniques, but the film improvement was still insufficient.
また、特許文献12〜14に開示されるようなSeまたはSbを添加した一方向性電磁鋼板の皮膜密着性は、十分ではなかった。とりわけ、板厚が0.23mmに満たない材料(以下、薄手材)のグラス皮膜密着性は劣るものとなりやすく、皮膜密着性の改善技術は現在でも途上であると考えられる。 Moreover, the film | membrane adhesiveness of the unidirectional electrical steel sheet which added Se or Sb as disclosed by patent documents 12-14 was not enough. In particular, the glass film adhesion of a material having a thickness of less than 0.23 mm (hereinafter referred to as a thin material) tends to be inferior, and it is considered that the technique for improving the film adhesion is still in progress.
上述したように、一方向性電磁鋼板を変圧器の鉄芯材料として用いる場合、良好な磁気特性と鋼板の絶縁性を確保することが必須である。しかしながら、グラス皮膜の密着性と良好な磁気特性を両立させるのは困難であり、とりわけ、SeまたはSbを添加した材料においては更なるグラス皮膜密着性の改善技術が必要である。 As described above, when a unidirectional electrical steel sheet is used as the iron core material of a transformer, it is essential to ensure good magnetic properties and insulating properties of the steel sheet. However, it is difficult to achieve both glass film adhesion and good magnetic properties, and in particular, a material to which Se or Sb is added needs further techniques for improving glass film adhesion.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、母材鋼板が化学成分としてSeまたはSbを含有する一方向性電磁鋼板の表面に、皮膜密着性に優れたグラス皮膜を、磁気特性を損なわずに形成することの可能な、新規かつ改良された一方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a film adhesion to the surface of a unidirectional electrical steel sheet in which the base steel sheet contains Se or Sb as a chemical component. It is an object of the present invention to provide a novel and improved method for producing a unidirectional electrical steel sheet capable of forming a glass film having excellent properties without impairing magnetic properties.
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討したところ、脱炭焼鈍の昇温工程の制御によりSbまたはSeを用いた材料であっても、グラス皮膜密着性が良好な条件を見出した。 The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above-mentioned problems, and have found that the glass film adhesion is good even if the material uses Sb or Se by controlling the temperature raising process of decarburization annealing. It was.
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
[1] 質量%で、C:0.01%以上0.20%以下、Si:2.50%以上4.0%以下、酸可溶性Al:0.005%以上0.07%以下、Mn:0.005%以上0.5%以下、N:0.03%以下、S:0.0005%以上0.03%以下、Se:0.001%以上0.08%以下、Sb:0.005%以上0.5%以下、Bi:0%以上0.02%以下、Sn:0%以上0.50%以下、Cr:0%以上0.50%以下、Cu:0%以上1.0%以下、Mo:0%以上0.50%以下、Ti:0%以上0.05%以下、V:0%以上0.05%以下およびNb:0%以上0.05%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼片を1200℃以上1600℃以下の温度で加熱した後に熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱延工程と、
前記熱延鋼板を焼鈍する熱延鋼板焼鈍工程と、
前記熱延鋼板に一回の冷間圧延または焼鈍を介した複数の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷延工程と、
前記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施す脱炭焼鈍工程と、
焼鈍分離剤を前記冷延鋼板に塗布し、当該冷延鋼板に仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、
前記冷延鋼板に張力付与絶縁皮膜を形成する絶縁皮膜形成工程と、を有し、
前記脱炭焼鈍工程の昇温時において、500℃以上600℃以下の温度域における昇温速度S1(℃/秒)と600℃以上700℃以下の温度域における昇温速度S2(℃/秒)とが下記式(1)〜式(3)を満たし、かつ前記昇温時の500℃以上600℃以下の温度域における雰囲気中の酸素ポテンシャルP1が下記式(4)を満たす、一方向性電磁鋼板の製造方法。
1.0<S2/S1≦10.0 ・・・式(1)
300≦S1≦2000 ・・・式(2)
300≦S2≦4000 ・・・式(3)
0.00001≦P1≦0.5 ・・・式(4)
[2] 前記鋼片が、質量%で、Bi:0.001%以上0.02%以下を含有する、[1]に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
[3] 前記鋼片が、質量%で、Sn:0.005%以上0.50%以下、Cr:0.005%以上0.50%以下、Cu:0.01%以上1.0%以下およびMo:0.005〜0.5%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、[1]または[2]に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
[4] 前記鋼片が、質量%で、Ti:0.0005〜0.05%、V:0.0005〜0.05%およびNb:0.0005〜0.05%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
[5] 前記脱炭焼鈍工程において、酸素ポテンシャルP2の雰囲気中、700℃以上900℃以下の温度T2℃で10秒以上1000秒以下保持する一段目焼鈍に続き、下記式(5)を満たす酸素ポテンシャルP3の雰囲気中、下記式(6)を満たす温度T3℃で、5秒以上、500秒以下保持する二段目焼鈍を行う、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
P3<P2 ・・・式(5)
T2+50≦T3≦1000 ・・・式(6)
[6] 前記仕上焼鈍工程の昇温において、温度域875℃以上1050℃以下における平均昇温速度BR1(℃/h)が下記式(7)を満たす、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
1.0≦BR1≦60.0 ・・・式(7)
[7] 前記仕上焼鈍工程の昇温において、温度域875℃以上1050℃以下における仕上焼鈍雰囲気の酸素ポテンシャルP4が下記式(8)を満たす、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
0.00001≦P4≦0.5 ・・・式(8)
[8] 前記一方向性電磁鋼板の製品板厚が0.18mm以上0.22mm未満である、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の一方向性電磁鋼板の製造方法。
This invention was made | formed based on the said knowledge, and the summary is as follows.
[1] By mass%, C: 0.01% to 0.20%, Si: 2.50% to 4.0%, acid-soluble Al: 0.005% to 0.07%, Mn: 0.005% or more and 0.5% or less, N: 0.03% or less, S: 0.0005% or more and 0.03% or less, Se: 0.001% or more and 0.08% or less, Sb: 0.005 %: 0.5% to 0.5%, Bi: 0% to 0.02%, Sn: 0% to 0.50%, Cr: 0% to 0.50%, Cu: 0% to 1.0% Hereinafter, Mo: 0% or more and 0.50% or less, Ti: 0% or more and 0.05% or less, V: 0% or more and 0.05% or less, and Nb: 0% or more and 0.05% or less, and the balance Hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet by heating a steel slab comprising Fe and inevitable impurities at a temperature of 1200 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower and hot rolling. About
A hot-rolled steel sheet annealing step for annealing the hot-rolled steel sheet;
A cold rolling step of obtaining a cold-rolled steel sheet by subjecting the hot-rolled steel sheet to a plurality of cold rolling via a single cold rolling or annealing;
A decarburization annealing step for subjecting the cold-rolled steel sheet to decarburization annealing;
Applying a annealing separator to the cold-rolled steel sheet, and performing a final annealing step on the cold-rolled steel sheet;
An insulating film forming step of forming a tension-imparting insulating film on the cold-rolled steel sheet,
At the time of temperature increase in the decarburization annealing step, the temperature increase rate S1 (° C./second) in the temperature range of 500 ° C. to 600 ° C. and the temperature increase rate S2 (° C./second) in the temperature range of 600 ° C. to 700 ° C. Satisfies the following formulas (1) to (3), and the oxygen potential P1 in the atmosphere in the temperature range of 500 ° C. to 600 ° C. at the time of the temperature rise satisfies the following formula (4). A method of manufacturing a steel sheet.
1.0 <S2 / S1 ≦ 10.0 (1)
300 ≦ S1 ≦ 2000 (2)
300 ≦ S2 ≦ 4000 Formula (3)
0.00001 ≦ P1 ≦ 0.5 (4)
[2] The method for producing a unidirectional electrical steel sheet according to [1], wherein the steel piece contains, by mass%, Bi: 0.001% or more and 0.02% or less.
[3] The steel slab is mass%, Sn: 0.005% to 0.50%, Cr: 0.005% to 0.50%, Cu: 0.01% to 1.0% And Mo: The manufacturing method of the unidirectional electrical steel sheet as described in [1] or [2] containing 1 type, or 2 or more types selected from the group which consists of 0.005-0.5%.
[4] The steel slab is selected from the group consisting of Ti: 0.0005 to 0.05%, V: 0.0005 to 0.05%, and Nb: 0.0005 to 0.05% by mass%. The manufacturing method of the unidirectional electrical steel sheet as described in any one of [1]-[3] containing 1 type or 2 types or more.
[5] In the decarburization annealing step, oxygen satisfying the following formula (5) following the first-stage annealing that is held at a temperature T2 ° C. of 700 ° C. or more and 900 ° C. or less for 10 seconds or more and 1000 seconds or less in an atmosphere of oxygen potential P2. One of the methods according to any one of [1] to [4], wherein second-stage annealing is performed at a temperature T3 ° C. satisfying the following formula (6) in an atmosphere of potential P3, and held for 5 seconds or more and 500 seconds or less. A method for producing grain-oriented electrical steel sheets.
P3 <P2 Formula (5)
T2 + 50 ≦ T3 ≦ 1000 (6)
[6] In any one of [1] to [5], in the temperature increase in the finish annealing step, an average temperature increase rate BR1 (° C./h) in a temperature range of 875 ° C. to 1050 ° C. satisfies the following formula (7). The method for producing a unidirectional electrical steel sheet according to one item.
1.0 ≦ BR1 ≦ 60.0 (7)
[7] In any one of [1] to [6], in the temperature increase in the finish annealing step, the oxygen potential P4 of the finish annealing atmosphere in the temperature range of 875 ° C. or more and 1050 ° C. or less satisfies the following formula (8). The manufacturing method of the unidirectional electrical steel sheet of description.
0.00001 ≦ P4 ≦ 0.5 (8)
[8] The method for producing a unidirectional electrical steel sheet according to any one of [1] to [7], wherein a product plate thickness of the unidirectional electrical steel sheet is 0.18 mm or more and less than 0.22 mm.
以上説明したように本発明によれば、グラス皮膜密着性に優れ、かつ母材鋼板が化学成分としてSeまたはSbを含有する一方向性電磁鋼板を、磁気特性とその安定性を損なわずに製造することができる。 As described above, according to the present invention, a unidirectional electrical steel sheet having excellent glass film adhesion and having a base steel sheet containing Se or Sb as a chemical component is manufactured without impairing magnetic properties and stability thereof. can do.
以下に、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。以下では、まず、本発明の実施形態に係る一方向性電磁鋼板の製造方法の全体的な流れの詳細な説明に先立ち、まず、本発明に至る経緯を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following, first, prior to the detailed description of the overall flow of the method for manufacturing a unidirectional electrical steel sheet according to the embodiment of the present invention, the background leading to the present invention will be described.
1.本発明に至る経緯
一方向性電磁鋼板を変圧器の鉄芯材料として用いる場合、鋼板の絶縁性を確保することが必須であるので、仕上焼鈍後の鋼板表面に張力絶縁皮膜を鋼板表面に形成する必要がある。ところで一方向性電磁鋼板の磁性改善、とりわけ薄手材の磁性改善を意図し、スラブ等の鋼片の成分としてSbまたはSeを添加することがある。これはMnSbやMnSeをインヒビターとして析出させ、二次再結晶鋼板の集合組織を改善する狙いがある。ところが、SbおよびSeを適用した材料では、グラス皮膜の密着性が確保し難い。
1. Background to the present invention When a unidirectional electrical steel sheet is used as the iron core material of a transformer, it is essential to ensure the insulation of the steel sheet, so a tension insulating film is formed on the steel sheet surface after finish annealing. There is a need to. By the way, Sb or Se may be added as a component of a steel slab such as a slab in order to improve the magnetic properties of the unidirectional electrical steel sheet, particularly the thin materials. This is intended to improve the texture of the secondary recrystallized steel sheet by precipitating MnSb or MnSe as an inhibitor. However, in the material to which Sb and Se are applied, it is difficult to ensure the adhesion of the glass film.
この原因は完全に明らかでないものの、SbまたはSeがグラス皮膜の発達を抑制している可能性に本発明者らは着目した。そもそもグラス皮膜と鋼板との密着性はグラス皮膜のモフォロジーに大きく依存する。グラス皮膜のモフォロジーはSiO2が形成される工程、すなわち脱炭焼鈍工程が重要である。なぜならば、グラス皮膜とはSiO2と焼鈍分離剤の主成分であるMgOとの固相反応によって生成する物質だからである。SiO2が形成される工程とはすなわち脱炭焼鈍工程であるため、一般には脱炭焼鈍工程を制御することで、優れた皮膜密着性が確保できる。しかしながら、鋼板がSeまたはSbを含む場合、SeまたはSbはSiO2との親和性が低いため、脱炭焼鈍においてSiO2と鋼板との界面に濃化してしまう。この場合、SeまたはSb濃化層がグラス皮膜成長を阻害する原因となると本発明者らは考えた。 Although the cause of this is not completely clear, the present inventors have focused on the possibility that Sb or Se suppresses the development of the glass film. In the first place, the adhesion between the glass film and the steel sheet largely depends on the morphology of the glass film. As for the morphology of the glass film, a process in which SiO 2 is formed, that is, a decarburization annealing process is important. This is because the glass film is a substance generated by a solid phase reaction between SiO 2 and MgO which is a main component of the annealing separator. Since the process of forming SiO 2 is a decarburization annealing process, generally excellent film adhesion can be secured by controlling the decarburization annealing process. However, when the steel sheet contains Se or Sb, Se or Sb has a low affinity with SiO 2, and thus concentrates at the interface between SiO 2 and the steel sheet during decarburization annealing. In this case, the present inventors considered that the Se or Sb enriched layer would inhibit glass film growth.
このような問題に直面した本発明者らは、鋭意検討した結果、脱炭焼鈍の昇温工程の制御によりSbまたはSeを用いた材料であっても、グラス皮膜密着性が良好な条件を見出した。この結果を受けて、発明者らが脱炭焼鈍後の試料に遡り分析を進めた結果、皮膜密着性不良な材料では、SiO2が鋼板表面に生成し、SiO2と鋼板との界面には多数のSeまたはSbが確認できた。対して、皮膜密着性が良好な材料では、SiO2に加え、Mn2SiO4(テフロイト)が鋼板表面に形成し、SeまたはSbはMn2SiO4中に存在しており、Mn2SiO4と地鉄(母材鋼板)の界面でのSeまたはSb濃化はほぼ確認できなかった。 As a result of intensive studies, the present inventors who have faced such a problem have found that the glass film adhesiveness is good even for materials using Sb or Se by controlling the temperature raising step of decarburization annealing. It was. In response to this result, the inventors went back to the sample after decarburization annealing, and as a result, in the material with poor film adhesion, SiO 2 was generated on the steel plate surface, and at the interface between SiO 2 and the steel plate, A large number of Se or Sb could be confirmed. In contrast, in the good material film adhesion, in addition to SiO 2, Mn 2 SiO 4 (Tefuroito) is formed on the surface of the steel sheet, Se or Sb is present in Mn 2 SiO 4, Mn 2 SiO 4 Concentration of Se or Sb at the interface between iron and ground iron (base steel plate) could hardly be confirmed.
SeまたはSbはSiO2との親和性が低いため、SiO2と鋼板との界面に濃化するが、SeまたはSbはMn2SiO4との親和性が高く、Mn2SiO4中に取り込まれ、Mn2SiO4と鋼板との界面に濃化しないものと考える。結果、グラス皮膜は成長・発達することができ、皮膜密着性が改善すると考えられた。 Since Se or Sb has a low affinity with SiO 2, although concentrated in the interface between the SiO 2 and the steel plate, Se or Sb has a high affinity for Mn 2 SiO 4, incorporated into the Mn 2 SiO 4 , Mn 2 SiO 4 and the steel plate is considered not to be concentrated at the interface. As a result, it was considered that the glass film could grow and develop, and the film adhesion improved.
更に本発明者らは、仕上焼鈍の昇温工程を制御することで、皮膜密着性は更に改善することを見出した。脱炭焼鈍工程においては、一部のSeまたはSbはMn2SiO4(テフロイト)に固溶できていない可能性がある。仕上焼鈍の昇温速度を制御することで、未固溶のSeまたはSbをテフロイト中へ固溶させることができる。これにより、グラス皮膜の発達を阻害するSeまたはSbの界面濃化(グラス皮膜と地鉄との界面)の回避はより徹底され、グラス皮膜密着性は改善する。 Furthermore, the present inventors have found that the film adhesion is further improved by controlling the temperature raising step of finish annealing. In the decarburization annealing process, part of Se or Sb may not be dissolved in Mn 2 SiO 4 (Tefroit). By controlling the temperature increase rate of the finish annealing, undissolved Se or Sb can be dissolved in the tephroite. Thereby, avoidance of interfacial concentration of Se or Sb that inhibits the development of the glass film (interface between the glass film and the ground iron) is more thorough and the glass film adhesion is improved.
本発明者らは、以上の検討に基づき、本発明に至った。以下では、本発明の実施形態に係る一方向性電磁鋼板の製造方法について、脱炭焼鈍工程の制御条件を中心に説明する。 Based on the above studies, the present inventors have reached the present invention. Below, the manufacturing method of the unidirectional electrical steel sheet which concerns on embodiment of this invention is demonstrated centering on the control conditions of a decarburization annealing process.
2. 一方向性電磁鋼板の製造方法
次に、本発明の実施形態に係る一方向性電磁鋼板の製造方法の全体的な流れについて、詳細に説明する。
2. Next, the overall flow of the method for manufacturing a unidirectional electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
一方向性電磁鋼板の一般的な製造方法は以下の通りである。Siを7質量%以下含有する珪素鋼スラブを熱延し、熱延板焼鈍を実施する。熱延板焼鈍板を酸洗後、1回もしくは中間焼鈍をはさむ2回の冷延により最終板厚に仕上げる。その後、湿潤水素雰囲気中の焼鈍(脱炭焼鈍)により、脱炭および一次再結晶を行う。脱炭焼鈍において、鋼板表面では酸化膜(Fe2SiO4やSiO2)が形成される。続いて、MgOを主体とする焼鈍分離剤を前記脱炭焼鈍板に塗布・乾燥させ、仕上げ焼鈍を行う。この仕上げ焼鈍により、二次再結晶が起こり鋼板の結晶粒組織が{110}<001>方位に集積する。同時に、鋼板表面においては焼鈍分離剤中のMgOと脱炭焼鈍が反応してグラス皮膜(Mg2SiO4)が形成される。仕上焼鈍板を水洗または酸洗により除粉した後、リン酸塩を主体とする塗布液を塗布、焼付けることで張力付与絶縁皮膜が形成される。 The general manufacturing method of a unidirectional electrical steel sheet is as follows. A silicon steel slab containing 7% by mass or less of Si is hot-rolled and hot-rolled sheet annealing is performed. After pickling the hot-rolled sheet annealed sheet, it is finished to the final sheet thickness by cold rolling once or two times with intermediate annealing. Thereafter, decarburization and primary recrystallization are performed by annealing (decarburization annealing) in a wet hydrogen atmosphere. In the decarburization annealing, an oxide film (Fe 2 SiO 4 or SiO 2 ) is formed on the steel plate surface. Subsequently, an annealing separator mainly composed of MgO is applied to the decarburized annealing plate and dried, and finish annealing is performed. By this finish annealing, secondary recrystallization occurs and the grain structure of the steel sheet accumulates in the {110} <001> orientation. At the same time, on the steel sheet surface, MgO in the annealing separator and decarburization annealing react to form a glass film (Mg 2 SiO 4 ). After the finish-annealed plate is powdered by washing or pickling, a tension-imparting insulating film is formed by applying and baking a coating solution mainly composed of phosphate.
本実施形態に係る一方向性電磁鋼板の製造方法は、所定の化学成分を有する鋼片を熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱延工程と、熱延鋼板を焼鈍する熱延鋼板焼鈍工程と、前記熱延鋼板に一回の冷間圧延または焼鈍を介した複数の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷延工程と、前記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施す脱炭焼鈍工程と、焼鈍分離剤を前記冷延鋼板に塗布し、当該冷延鋼板に仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、前記冷延鋼板に張力付与絶縁皮膜を形成する絶縁皮膜形成工程と、を主に含む。以下、これら工程について、詳細に説明する。なお、以下の説明において、各工程の条件が記載されていない場合、公知の条件を適宜適応して各工程を行うことが可能である。 The method for producing a unidirectional electrical steel sheet according to the present embodiment includes a hot rolling process for hot rolling a steel piece having a predetermined chemical component to obtain a hot rolled steel sheet, and a hot rolled steel sheet annealing process for annealing the hot rolled steel sheet. A cold rolling step of obtaining a cold rolled steel sheet by subjecting the hot rolled steel sheet to a plurality of cold rollings through a single cold rolling or annealing, and a decarburizing annealing process of subjecting the cold rolled steel sheet to decarburization annealing. And a annealing process for applying an annealing separator to the cold-rolled steel sheet and subjecting the cold-rolled steel sheet to finish annealing, and an insulating film forming process for forming a tension-imparting insulating film on the cold-rolled steel sheet. . Hereinafter, these steps will be described in detail. In addition, in the following description, when conditions for each process are not described, it is possible to perform each process by appropriately applying known conditions.
2.1. 熱延工程
熱延工程は、所定の化学成分を有する鋼片(例えば、スラブ等の鋼塊)を熱間圧延して、熱延鋼板とする工程である。以下では、まず、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法に供される鋼片の化学成分について、詳細に説明する。なお、以下では特に断りのない限り、「%」との表記は「質量%」を表わすものとする。
2.1. Hot-rolling step The hot-rolling step is a step of hot rolling a steel piece (for example, a steel ingot such as a slab) having a predetermined chemical component to obtain a hot-rolled steel plate. Below, the chemical composition of the billet used for the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet which concerns on this embodiment is demonstrated in detail first. Hereinafter, unless otherwise specified, the notation “%” represents “mass%”.
また、本実施形態においては、質量%で、C:0.01%以上0.20%以下、Si:2.50%以上4.0%以下、酸可溶性Al:0.005%以上0.07%以下、Mn:0.005%以上0.5%以下、N:0.03%以下、S:0.0005%以上0.03%以下、Se:0.001%以上0.08%以下、Sb:0.005%以上0.5%以下、Bi:0%以上0.02%以下、Sn:0%以上0.50%以下、Cr:0%以上0.50%以下、Cu:0%以上1.0%以下、Mo:0%以上0.5%以下、Ti:0%以上0.05%以下、V:0%以上0.05%以下およびNb:0%以上0.02%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼片を用いる。 In the present embodiment, C: 0.01% or more and 0.20% or less, Si: 2.50% or more and 4.0% or less, and acid-soluble Al: 0.005% or more and 0.07% by mass. %: Mn: 0.005% to 0.5%, N: 0.03% or less, S: 0.0005% to 0.03%, Se: 0.001% to 0.08%, Sb: 0.005% to 0.5%, Bi: 0% to 0.02%, Sn: 0% to 0.50%, Cr: 0% to 0.50%, Cu: 0% 1.0% or less, Mo: 0% to 0.5%, Ti: 0% to 0.05%, V: 0% to 0.05%, and Nb: 0% to 0.02% A steel slab comprising the balance Fe and inevitable impurities is used.
(C:0.01%以上0.20%以下)
Cは磁束密度の改善効果があるが、その含有量が0.20%を超えると、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態し、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られないので、Cの含有量を0.20%以下とする。Cは少ないほど、鉄損低減にとって好ましいので、鉄損低減の観点から、Cの含有量は、好ましくは0.10%以下である。
本実施形態においては磁気特性向上のためにSeおよびSbを用いるため、磁束密度の観点から、Cの含有量の下限値は0.01%、好ましくは0.03%である。
(C: 0.01% or more and 0.20% or less)
C has an effect of improving the magnetic flux density, but if its content exceeds 0.20%, the steel undergoes phase transformation in the secondary recrystallization annealing, and the secondary recrystallization does not proceed sufficiently, and the good magnetic flux density. Therefore, the C content is set to 0.20% or less. The smaller C is, the more preferable for reducing iron loss. From the viewpoint of reducing iron loss, the C content is preferably 0.10% or less.
In the present embodiment, Se and Sb are used to improve the magnetic properties, so that the lower limit of the C content is 0.01%, preferably 0.03%, from the viewpoint of magnetic flux density.
(Si:2.50%以上4.0%以下)
Siの含有量が2.50%未満であると、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態して、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られないので、Siの含有量は2.50%以上とする。Siの含有量は、好ましくは3.00%以上、より好ましくは3.20%以上である。
一方、Siの含有量が4.0%を超えると、鋼板が脆化し、製造工程での通板性が顕著に劣化するので、Siの含有量は4.0%以下とする。Siの含有量は、好ましくは3.80%以下、より好ましくは3.60%以下である。
(Si: 2.50% to 4.0%)
If the Si content is less than 2.50%, the steel undergoes phase transformation in the secondary recrystallization annealing, the secondary recrystallization does not proceed sufficiently, and good magnetic flux density and iron loss characteristics cannot be obtained. Therefore, the Si content is set to 2.50% or more. The Si content is preferably 3.00% or more, more preferably 3.20% or more.
On the other hand, if the Si content exceeds 4.0%, the steel plate becomes brittle, and the plate-passability in the manufacturing process is significantly deteriorated, so the Si content is 4.0% or less. The Si content is preferably 3.80% or less, more preferably 3.60% or less.
(酸可溶性Al:0.005%以上0.07%以下)
本発明電磁鋼板において、酸可溶性Al(sol.Al)は、二次再結晶発現の観点から必須の元素である。
酸可溶性Alの含有量が0.005%未満であると、インヒビターとして機能するAlNが十分に生成せず、二次再結晶が不充分となり、鉄損特性が向上しないので、酸可溶性Alの含有量は0.005%以上とする。好ましくは0.01%以上である。
一方、酸可溶性Alの含有量が0.07%を超えると、鋼板が脆化し、特に、Siが多い本実施形態に係る一方向性電磁鋼板では、脆化が顕著となるので、酸可溶性Alの含有量は0.07%以下、0.05%以下である。
(Acid-soluble Al: 0.005% to 0.07%)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, acid-soluble Al (sol. Al) is an essential element from the viewpoint of secondary recrystallization.
When the content of acid-soluble Al is less than 0.005%, AlN that functions as an inhibitor is not sufficiently generated, secondary recrystallization becomes insufficient, and iron loss characteristics are not improved. The amount is 0.005% or more. Preferably it is 0.01% or more.
On the other hand, if the content of acid-soluble Al exceeds 0.07%, the steel sheet becomes brittle, and in particular, in the unidirectional electrical steel sheet according to the present embodiment with a large amount of Si, embrittlement becomes significant. The content of is 0.07% or less and 0.05% or less.
(N:0.03%以下)
NはAlNを形成し、AlNはインヒビターとして活用できる。ただし、SeまたはSbを用いた場合、Nの含有量が0.03%を超えると、冷延時、鋼板中にブリスター(空孔)が生じるうえに、鋼板の強度が上昇し、製造時の通板性が悪化するので、Nの含有量は、0.03%以下とする。好ましくは0.02%以下である。
AlNをインヒビターとして活用しないのであれば、Nの含有量の下限値は0%を含む。しかしながら、化学分析の検出限界値が0.0001%なので、実用鋼板の実質的な下限値は0.0001%である。一方、Alと結合して、インヒビターとして機能するAlNを形成するためには、Nの含有量は0.001%以上が好ましい。
(N: 0.03% or less)
N forms AlN, and AlN can be used as an inhibitor. However, when Se or Sb is used, if the N content exceeds 0.03%, during cold rolling, blisters (holes) are generated in the steel sheet, and the strength of the steel sheet is increased. Since plate property deteriorates, the N content is set to 0.03% or less. Preferably it is 0.02% or less.
If AlN is not used as an inhibitor, the lower limit of the N content includes 0%. However, since the detection limit value of chemical analysis is 0.0001%, the practical lower limit value of the practical steel sheet is 0.0001%. On the other hand, in order to form AlN that functions as an inhibitor by bonding with Al, the N content is preferably 0.001% or more.
(Mn0.005%以上0.5%以下)
Mnが0.5%を超えると、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態し、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られないので、Mnの含有量は0.5%以下とする。好ましくは0.10%以下である。
Mnは、MnSを二次再結晶時にインヒビターとして活用することができるため、Mnの含有量は0.005%以上とする。好ましくは0.01%以上である。
(Mn 0.005% to 0.5%)
If Mn exceeds 0.5%, the steel undergoes phase transformation in secondary recrystallization annealing, secondary recrystallization does not proceed sufficiently, and good magnetic flux density and iron loss characteristics cannot be obtained. The amount is 0.5% or less. Preferably it is 0.10% or less.
Since Mn can be used as an inhibitor during secondary recrystallization, Mn content is set to 0.005% or more. Preferably it is 0.01% or more.
(S:0.0005%以上0.03%以下)
Sの含有量が0.03%を超えると、MnSがMnSeとの競合析出を起こすため、良好な磁性が得られない。したがって、Sの含有量は0.03%以下とする。好ましくは0.015%以下である。
MnSを二次再結晶時のインヒビターとし活用する場合、Sの含有量は0.0005%以上とする。好ましくは0.001%以上である。
(S: 0.0005% to 0.03%)
If the S content exceeds 0.03%, MnS causes competitive precipitation with MnSe, so that good magnetism cannot be obtained. Therefore, the S content is 0.03% or less. Preferably it is 0.015% or less.
When MnS is used as an inhibitor during secondary recrystallization, the S content is set to 0.0005% or more. Preferably it is 0.001% or more.
(Se:0.001%以上0.08%以下)
Seは本発明において特に重要な元素である。しかしながら、0.08%を越えて添加すると、グラス皮膜が顕著に劣化する。よってSeの含有量の上限を0.08%とする。好ましくは0.03%以下とする。
Seの含有量が0.001%未満の場合、十分な磁性が得られない恐れがあるため、Seの含有量は0.001%を下限とする。磁性と皮膜密着性の両立を考慮すると、好ましくは0.003%以上である。
(Se: 0.001% to 0.08%)
Se is a particularly important element in the present invention. However, if it exceeds 0.08%, the glass film is remarkably deteriorated. Therefore, the upper limit of the Se content is 0.08%. Preferably it is 0.03% or less.
If the Se content is less than 0.001%, sufficient magnetism may not be obtained. Therefore, the Se content is 0.001%. Considering compatibility between magnetism and film adhesion, the content is preferably 0.003% or more.
(Sb:0.005%以上0.5%以下)
Sbは本発明において特に重要な元素である。しかしながら、0.5%を越えて添加すると、グラス皮膜が顕著に劣化する。よってSbの含有量の上限を0.5%とする。好ましくは0.1%以下とする。
Sbの含有量が0.005%未満の場合、十分な磁性が得られない恐れがあるため、Sbの含有量は、0.005%を下限とする。磁性と皮膜密着性の両立を考慮すると、好ましくは0.01%以上である。
(Sb: 0.005% to 0.5%)
Sb is an especially important element in the present invention. However, if added over 0.5%, the glass film deteriorates significantly. Therefore, the upper limit of the Sb content is 0.5%. Preferably, the content is 0.1% or less.
If the Sb content is less than 0.005%, sufficient magnetism may not be obtained, so the Sb content is 0.005% as the lower limit. Considering compatibility between magnetism and film adhesion, it is preferably 0.01% or more.
本実施形態において、鋼片は、上述した元素の他、本実施形態に係る一方向性電磁鋼板の特性を向上させるため、質量%で、Bi:0.001%以上0.02%以下を含有してもよい。なお、Biは任意元素であるため、前述の記載に関わらず、Biの含有量の下限値は0%である。 In this embodiment, the steel slab contains Bi: 0.001% or more and 0.02% or less in mass% in order to improve the characteristics of the unidirectional electrical steel sheet according to this embodiment in addition to the elements described above. May be. Since Bi is an optional element, the lower limit of the Bi content is 0% regardless of the above description.
(Bi:0.001%以上0.02%以下)
Biは、後述するCr、Sn、Cuと同様に、皮膜密着性の向上促進に寄与する元素である。0.001%未満では、皮膜密着性の向上促進効果が十分に得られないので、0.001%以上とする。好ましくは0.001%以上である。
一方、0.02%を超えると、冷延時の通板性が劣化するので、Biの含有量は0.02%以下とする。好ましくは0.01%以下である。
(Bi: 0.001% to 0.02%)
Bi, like Cr, Sn, and Cu described later, is an element that contributes to promoting the improvement of film adhesion. If it is less than 0.001%, the effect of promoting the improvement of film adhesion cannot be obtained sufficiently, so the content is made 0.001% or more. Preferably it is 0.001% or more.
On the other hand, if it exceeds 0.02%, the plateability during cold rolling deteriorates, so the Bi content is 0.02% or less. Preferably it is 0.01% or less.
本実施形態において、鋼片は、上述した元素の他、本実施形態に係る一方向性電磁鋼板の特性を向上させるため、質量%で、Sn:0.005〜0.50%、Cr:0.005〜0.50%、Cu:0.01〜1.0%およびMo:0.005〜0.5%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。なお、Sn、Cr、CuおよびMoは、任意元素であるため、前述の記載に関わらず、Sn、Cr、CuおよびMoの含有量の下限値は0%である。 In this embodiment, in addition to the elements described above, the steel slab is mass% in order to improve the characteristics of the unidirectional electrical steel sheet according to this embodiment, Sn: 0.005 to 0.50%, Cr: 0. You may contain 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of 0.005-0.50%, Cu: 0.01-1.0%, and Mo: 0.005-0.5%. In addition, since Sn, Cr, Cu, and Mo are arbitrary elements, the lower limit of content of Sn, Cr, Cu, and Mo is 0% irrespective of the above-mentioned description.
(Sn:0.005%以上0.50%以下)
Snは皮膜密着性の向上に寄与する元素である。Snの皮膜密着性の向上機構は明らかでないが、グラス皮膜の成長を助長し、地鉄(母材鋼板)に対する嵌入構造の形成に寄与すると考えられる。
Snの含有量が0.005%未満の場合、Sn添加による皮膜密着性の改善効果が十分に得られないので、Snの含有量は0.005%以上とすることができる。好ましくは0.01%以上である。
一方、Snの含有量が0.50%を超えると、二次再結晶が不安定となり、磁気特性が劣化するので、Snの含有量は0.50%以下とする。好ましくは0.30%以下である。
(Sn: 0.005% to 0.50%)
Sn is an element that contributes to the improvement of film adhesion. Although the mechanism for improving the adhesion of Sn to the film is not clear, it is considered that it promotes the growth of the glass film and contributes to the formation of an insertion structure with respect to the base iron (base material steel plate).
When the Sn content is less than 0.005%, the effect of improving the film adhesion due to the addition of Sn cannot be sufficiently obtained, so the Sn content can be 0.005% or more. Preferably it is 0.01% or more.
On the other hand, if the Sn content exceeds 0.50%, secondary recrystallization becomes unstable and the magnetic properties deteriorate, so the Sn content is set to 0.50% or less. Preferably it is 0.30% or less.
(Cr:0.005%以上0.50%以下)
Crは、Bi、Cuと同様に、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.005%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Crの含有量は0.005%以上とすることができる。好ましくは0.01%以上である。
一方、0.50%を超えるとCr酸化物を形成し、磁性を悪化させる懸念があるため、Crの含有量は0.50%以下とする。好ましくは0.30%以下である。
(Cr: 0.005% to 0.50%)
Cr, like Bi and Cu, is an element that contributes to improving film adhesion. If it is less than 0.005%, the effect of improving film adhesion cannot be obtained sufficiently, so the Cr content can be 0.005% or more. Preferably it is 0.01% or more.
On the other hand, if it exceeds 0.50%, Cr oxide is formed and there is a concern of deteriorating magnetism, so the Cr content is 0.50% or less. Preferably it is 0.30% or less.
(Cu:0.01%以上1.0%以下)
Cuは、Bi、Cr、Snと同様に、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.01%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Cuの含有量は0.01%以上とすることができる。好ましくは0.03%以上である。
一方、1.0%を超えると、熱間圧延中、鋼板が脆化するので、Cuの含有量は1.0%以下とする。好ましくは0.50%以下である。
(Cu: 0.01% to 1.0%)
Cu, like Bi, Cr, and Sn, is an element that contributes to improving film adhesion. If it is less than 0.01%, the effect of improving film adhesion cannot be obtained sufficiently, so the Cu content can be 0.01% or more. Preferably it is 0.03% or more.
On the other hand, if it exceeds 1.0%, the steel sheet becomes brittle during hot rolling, so the Cu content is 1.0% or less. Preferably it is 0.50% or less.
(Mo:0.005%以上0.5%以下)
MoはBi、Cr、Sn、Cuと同様に、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.005%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Moは0.005%以上とする。好ましくは0.01%以上である。
一方、0.5%を超えると、冷間圧延中、鋼板が脆化し、破断する恐れがあるので、Moは0.5%以下とする。好ましくは0.30%以下である。
(Mo: 0.005% to 0.5%)
Mo, like Bi, Cr, Sn, and Cu, is an element that contributes to improving film adhesion. If it is less than 0.005%, the effect of improving film adhesion cannot be obtained sufficiently, so Mo is made 0.005% or more. Preferably it is 0.01% or more.
On the other hand, if it exceeds 0.5%, the steel plate becomes brittle and may break during cold rolling, so Mo is 0.5% or less. Preferably it is 0.30% or less.
本実施形態において、鋼片は、上述した元素の他、本実施形態に係る一方向性電磁鋼板の特性を向上させるため、質量%で、Ti:0.0005%以上0.05%以下、V:0.0005%以上0.05%以下、Nb:0.0005%以上0.05%以下からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。なお、Ti、VおよびNbは、任意元素であるため、前述の記載に関わらず、Ti、VおよびNbの含有量の下限値は0%である。 In this embodiment, in addition to the elements described above, the steel slab improves the characteristics of the unidirectional electrical steel sheet according to this embodiment, so that the mass percentage is Ti: 0.0005% or more and 0.05% or less, V : 0.0005% or more and 0.05% or less, Nb: One or more selected from the group consisting of 0.0005% or more and 0.05% or less may be contained. In addition, since Ti, V, and Nb are arbitrary elements, the lower limit of content of Ti, V, and Nb is 0% irrespective of the above-mentioned description.
(Ti:0.0005%以上0.05%以下)
Tiは、Se及びSbの磁性改善効果を促進する効果がある。そのため、本発明ではTiを添加することで、皮膜密着性を損なうことなく、更に良好な磁性が得られると期待できる。ただし、Tiを0.05%を越えて添加した場合、TiNが形成される。TiNは二次再結晶不良の原因となり、所望の磁性が得られない。したがって、Tiの含有量の上限を0.05%とする。
一方、Tiの含有量が0.0005%未満だと、Tiによる磁性改善効果は期待できない。そのため、磁性改善効果を期待してTiを添加する場合、その含有量の下限値を0・0005%とする。Tiの含有量の好ましい範囲は0.001%以上0.02%以下である。
(Ti: 0.0005% to 0.05%)
Ti has an effect of promoting the magnetic improvement effect of Se and Sb. Therefore, in the present invention, by adding Ti, it can be expected that better magnetism can be obtained without impairing the film adhesion. However, TiN is formed when Ti is added over 0.05%. TiN causes secondary recrystallization failure, and the desired magnetism cannot be obtained. Therefore, the upper limit of the Ti content is 0.05%.
On the other hand, if the Ti content is less than 0.0005%, the magnetic improvement effect by Ti cannot be expected. Therefore, when adding Ti in anticipation of a magnetic improvement effect, the lower limit of the content is set to 0.0005%. A preferable range of the Ti content is 0.001% or more and 0.02% or less.
(V:0.0005%以上0.05%以下)
Vも、Ti同様、SeおよびSbの磁性改善効果を促進する効果がある。そのため、本発明ではVを添加することで、皮膜密着性を損なうことなく、更に良好な磁性が得られると期待できる。ただし、Vを0.05%を越えて添加した場合、VNが形成される。VNは二次再結晶不良の原因となり、所望の磁性が得られない。したがって、Vの含有量の上限を0.05%とする。
一方、Vの含有量が0.0005%未満だと、Vによる磁性改善効果は期待できない。そのため、磁性改善効果を期待してVを添加する場合、その含有量の下限値を0.0005%とする。Vの含有量の好ましい範囲は0.001%以上0.02%以下である。
(V: 0.0005% to 0.05%)
V, like Ti, has an effect of promoting the magnetic improvement effect of Se and Sb. Therefore, in the present invention, by adding V, it can be expected that better magnetism can be obtained without impairing the film adhesion. However, when V is added over 0.05%, VN is formed. VN causes secondary recrystallization failure, and the desired magnetism cannot be obtained. Therefore, the upper limit of the V content is 0.05%.
On the other hand, if the V content is less than 0.0005%, the effect of improving magnetic properties by V cannot be expected. Therefore, when adding V in anticipation of a magnetic improvement effect, the lower limit of the content is set to 0.0005%. A preferable range of the V content is 0.001% or more and 0.02% or less.
(Nb:0.0005%以上0.05%以下)
Nbも、TiやV同様、SeおよびSbの磁性改善効果を促進する効果がある。そのため、本発明ではNbを添加することで、皮膜密着性を損なうことなく、更に良好な磁性が得られると期待できる。ただし、Nbを0.05%を越えて添加した場合、NbNが形成される。NbNは二次再結晶不良の原因となり、所望の磁性が得られない。したがって、Nbの含有量の上限を0.05%とする。
一方、Nbの含有量が0.0005%未満だと、Nbによる磁性改善効果は期待できない。そのため、磁性改善効果を期待してNbを添加する場合、その含有量の下限値を0.0005%とする。Nbの含有量好ましい範囲は0.001%以上0.02%以下である。
(Nb: 0.0005% or more and 0.05% or less)
Nb, as well as Ti and V, has the effect of promoting the magnetic improvement effect of Se and Sb. Therefore, in the present invention, by adding Nb, it can be expected that better magnetism can be obtained without impairing the film adhesion. However, NbN is formed when Nb is added exceeding 0.05%. NbN causes secondary recrystallization failure, and the desired magnetism cannot be obtained. Therefore, the upper limit of the Nb content is set to 0.05%.
On the other hand, if the Nb content is less than 0.0005%, the magnetic improvement effect by Nb cannot be expected. Therefore, when adding Nb in anticipation of the magnetic improvement effect, the lower limit of the content is set to 0.0005%. A preferable range of the Nb content is 0.001% or more and 0.02% or less.
本実施形態において用いられる鋼片の成分組成の残部は、Fe及び不可避的不純物である。しかしながら、磁気特性の向上、強度、耐食性、疲労特性などの構造部材に求められる特性の向上、鋳造性や通板性の向上、スクラップ等使用による生産性の向上を目的として、鋼片は、Feの一部に代えて、In、B、Au、Ag、Te、Ce、Co、Ni、Ca、Re、Os、Zr、Hf、Ta、Y、La、Cd、Pb、As等から選択される1種又は2種以上を、合計で5.00%以下、好ましくは3.00%以下、より好ましくは1.00%以下含有してもよい。なお、これらの元素は任意に含まれ得る元素であるので、これらの元素の合計の含有量の下限値は、0%である。 The balance of the component composition of the steel slab used in this embodiment is Fe and inevitable impurities. However, in order to improve magnetic properties, strength, corrosion resistance, fatigue properties, and other characteristics required for structural members, castability and plateability, and productivity by using scraps, steel slabs are made of Fe. 1 selected from In, B, Au, Ag, Te, Ce, Co, Ni, Ca, Re, Os, Zr, Hf, Ta, Y, La, Cd, Pb, As, etc. You may contain a seed | species or 2 or more types in total 5.00% or less, Preferably it is 3.00% or less, More preferably, you may contain 1.00% or less. Since these elements can be included arbitrarily, the lower limit of the total content of these elements is 0%.
不可避的不純物は、添加の意図に関係なく、鋼片中に存在し、得られる一方向性電磁鋼板において本来存在する必要のない成分である。「不可避的不純物」なる用語は、鋼材料を工業的に製造する際に原料としての鉱石、スクラップまたは製造環境などから混入する不純物を含む概念である。このような不可避的不純物は、本願発明の効果に悪影響を与えない量で含まれ得る。 Inevitable impurities are components that are present in the steel slab regardless of the intention of addition, and need not be present in the obtained unidirectional electrical steel sheet. The term “inevitable impurities” is a concept that includes impurities mixed from ores, scraps, or production environments as raw materials when industrially producing steel materials. Such inevitable impurities can be included in an amount that does not adversely affect the effects of the present invention.
以上のような成分を鋼片は、本工程において、まず、加熱処理される。加熱温度は、例えば1200℃以上1600℃以下、好ましくは1280℃以上1500℃以下である。次いで加熱された鋼片は、引き続く熱間圧延により熱延鋼板に加工される。加工された熱延鋼板の板厚は、例えば、2.0mm以上3.0mm以下の範囲であることが好ましい。 In the present step, the steel slab having the above components is first heat-treated. The heating temperature is, for example, 1200 ° C. or more and 1600 ° C. or less, preferably 1280 ° C. or more and 1500 ° C. or less. The heated steel slab is then processed into a hot-rolled steel sheet by subsequent hot rolling. It is preferable that the plate | board thickness of the processed hot-rolled steel plate is the range of 2.0 mm or more and 3.0 mm or less, for example.
2.2. 熱延鋼板焼鈍工程
次に、得られた熱延鋼板について焼鈍を施す。このような焼鈍処理を施すことで、鋼板組織に再結晶が生じ、良好な磁気特性を実現することが可能となる。
焼鈍条件としては、特に限定されないが、例えば、鋼板に対して900〜1200℃の温度域で10秒〜5分間の焼鈍を行うことができる。
また、本工程後、冷延工程前において、熱延鋼板の表面について酸洗を施してもよい。
2.2. Hot-rolled steel sheet annealing step Next, the obtained hot-rolled steel sheet is annealed. By performing such annealing treatment, recrystallization occurs in the steel sheet structure, and it becomes possible to realize good magnetic properties.
Although it does not specifically limit as annealing conditions, For example, annealing for 10 second-5 minutes can be performed at a temperature range of 900-1200 degreeC with respect to a steel plate.
In addition, after this step, before the cold rolling step, the surface of the hot rolled steel sheet may be pickled.
2.3. 冷延工程
次に、加工された熱延鋼板は、熱延板焼鈍された後に1回の冷間圧延にて圧延されるか、または中間焼鈍を間に挟んだ複数回の冷間圧延にて圧延される。また、熱延板焼鈍を施した場合、鋼板形状が良好になるため、1回目の圧延における鋼板破断の可能性を軽減することができる。この場合、鋼板の加熱方式は、特に限定されない。冷間圧延は、3回以上に分けて行ってもかまわないが、製造コストが増大するため、1回または2回とすることが好ましい。
また、最終冷延圧下率は、例えば、80%以上95%以下の範囲とすることができる。最終冷延圧下率を上記範囲内とすることにより、{110}<001>方位が圧延方向に高い集積度をもつGoss核を得るとともに、二次再結晶が不安定化することを抑制することができる。
なお、冷間圧延が施された冷延鋼板の板厚は、通常、最終的に製造される一方向性電磁鋼板の板厚(最終板厚)となる。
2.3. Cold-rolling step Next, the processed hot-rolled steel sheet is subjected to hot-rolled sheet annealing and then rolled by one cold rolling, or by multiple cold rollings with intermediate annealing in between Rolled. In addition, when hot-rolled sheet annealing is performed, the shape of the steel sheet is improved, so that the possibility of steel sheet breakage in the first rolling can be reduced. In this case, the heating method of the steel plate is not particularly limited. The cold rolling may be performed three times or more, but is preferably performed once or twice because the manufacturing cost increases.
Moreover, the final cold rolling reduction ratio can be in the range of 80% to 95%, for example. By setting the final cold rolling reduction within the above range, the {110} <001> orientation can obtain Goss nuclei having a high degree of integration in the rolling direction, and can suppress secondary recrystallization from becoming unstable. Can do.
In addition, the plate | board thickness of the cold rolled steel plate in which cold rolling was given becomes normally the plate | board thickness (final plate | board thickness) of the unidirectional electrical steel plate finally manufactured.
2.4. 脱炭焼鈍工程
次に、脱炭焼鈍工程においては、得られた冷延鋼板を脱炭焼鈍する。本実施形態においては、脱炭焼鈍にあたり、以下に説明する特定の条件で昇温を行う。
2.4. Decarburization annealing process Next, in the decarburization annealing process, the obtained cold-rolled steel sheet is decarburized and annealed. In this embodiment, in decarburization annealing, the temperature is increased under specific conditions described below.
(i) 昇温条件
まず、本工程における昇温条件について詳細に説明する。
本工程では、500℃以上600℃以下の温度域における昇温速度S1(℃/秒)と600℃以上700℃以下の温度域における昇温速度S2(℃/秒)とが下記式(1)〜式(3)を満たすように昇温が行われる。
1.0<S2/S1≦10.0 ・・・式(1)
300≦S1≦2000 ・・・式(2)
300≦S2≦4000 ・・・式(3)
本発明者らは、上記のような昇温条件を後述する酸素ポテンシャル条件下で採用することにより、テフロイト(Mn2SiO4)を鋼板表層に十分に生成させることができ、SeまたはSbの界面濃化を回避することができることを見出した。
(I) Temperature raising conditions First, the temperature raising conditions in this step will be described in detail.
In this step, a temperature increase rate S1 (° C./second) in a temperature range of 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower and a temperature increase rate S2 (° C./second) in a temperature range of 600 ° C. or higher and 700 ° C. or lower are expressed by the following formula (1). -Temperature rise is performed to satisfy Equation (3).
1.0 <S2 / S1 ≦ 10.0 (1)
300 ≦ S1 ≦ 2000 (2)
300 ≦ S2 ≦ 4000 Formula (3)
The present inventors can sufficiently generate tephroite (Mn 2 SiO 4 ) on the surface of the steel sheet by adopting the above temperature rising conditions under the oxygen potential condition described later, and the interface of Se or Sb. It has been found that thickening can be avoided.
理由について説明する。SiO2酸化膜は600〜700℃の温度域で最も形成されやすい。この温度域における鋼中のSi拡散速度とOの拡散速度が鋼板表面で釣り合うためと考えられる。一方、500〜600℃の温度域ではテフロイトが酸化膜として形成され易い。本発明は、テフロイトを生成させる必要があるためのため、テフロイトの形成温度域である500〜600℃の滞留時間を、SiO2の形成温度域である600〜700℃の滞留時間に比して多く稼ぐことがまず重要である。 The reason will be explained. The SiO 2 oxide film is most easily formed in the temperature range of 600 to 700 ° C. This is probably because the Si diffusion rate in the steel and the O diffusion rate in this temperature range are balanced on the steel plate surface. On the other hand, in the temperature range of 500 to 600 ° C., tephroite is easily formed as an oxide film. In the present invention, since it is necessary to generate tephroit, the residence time of 500 to 600 ° C., which is the formation temperature region of tephrite, is compared with the residence time of 600 to 700 ° C., which is the formation temperature region of SiO 2. It ’s important to earn a lot.
したがって、温度域500〜600℃の昇温速度S1と、温度域600〜700℃の昇温速度S2の比率S2/S1が1.0より大きいことが必要である。温度域500〜600℃の滞留時間はテフロイトの生成量と、温度域600〜700℃の滞留時間はSiO2の生成量と対応するため、S2/S1が1.0以下の場合、テフロイト生成量をSiO2生成量が上回り、本発明の奏する効果を享受できない恐れがある。一方、比率S2/S1の上限は、S1の下限値とS2上限値から10.0と決まる。ただしSiO2の生成量が極端に少ない場合、グラス皮膜生成挙動が不安定化し、皮膜に穴が開くなどの皮膜欠陥の原因となり得る。そのため、比率S2/S1の好ましい範囲は1.0超5.0以下、より好ましい範囲は1.2以上3.5以下とする。 Therefore, it is necessary that the ratio S2 / S1 between the temperature increase rate S1 in the temperature range 500 to 600 ° C. and the temperature increase rate S2 in the temperature range 600 to 700 ° C. is larger than 1.0. The residence time in the temperature range of 500 to 600 ° C. corresponds to the amount of tephroite produced, and the residence time in the temperature range of 600 to 700 ° C. corresponds to the amount of SiO 2 produced, so when S2 / S1 is 1.0 or less, the amount of tephroite produced There is a possibility that the amount of SiO 2 generation exceeds the amount and the effect of the present invention cannot be enjoyed. On the other hand, the upper limit of the ratio S2 / S1 is determined to be 10.0 from the lower limit value of S1 and the S2 upper limit value. However, when the generation amount of SiO 2 is extremely small, the glass film formation behavior becomes unstable, which may cause film defects such as holes in the film. Therefore, a preferable range of the ratio S2 / S1 is more than 1.0 and 5.0 or less, and a more preferable range is 1.2 or more and 3.5 or less.
S1の下限は300℃/秒以上、上限は2000℃/秒である。300℃/秒以下では良好な磁性が得られず、2000℃/秒を越えるとテフロイトが形成されない。S1は、好ましくは400℃/秒以上である。また、S1は、好ましくは1700℃/秒以下である。
さらに、温度域600〜700℃における昇温速度S2の制御も重要である。S2の範囲は300℃/秒以上4000℃/秒以下とする。S2の値が大きいほど本発明の奏する効果を享受できるため、S2は500℃/秒以上が好ましい。しかし、昇温速度が大きすぎるとオーバーシュートの懸念あるため上限は4000℃/秒以下とする。S2は、好ましくは3000℃/秒以下とする。
The lower limit of S1 is 300 ° C./second or more, and the upper limit is 2000 ° C./second. Good magnetic properties cannot be obtained at 300 ° C./second or less, and no tephroite is formed when it exceeds 2000 ° C./second. S1 is preferably 400 ° C./second or more. Further, S1 is preferably 1700 ° C./second or less.
Furthermore, it is important to control the temperature increase rate S2 in the temperature range of 600 to 700 ° C. The range of S2 is set to 300 ° C./second or more and 4000 ° C./second or less. Since the effect of the present invention can be enjoyed as the value of S2 is larger, S2 is preferably 500 ° C./second or more. However, if the rate of temperature increase is too high, overshoot may occur, so the upper limit is set to 4000 ° C./second or less. S2 is preferably 3000 ° C./second or less.
なお、600℃の等温保持サイクルまたは、600℃到達後の冷却を含む加熱サイクルを採用した場合、S1およびS2のそれぞれに対応する滞留時間が不明確になってしまう。そこで本実施形態において、600℃の等温保持サイクルを採用した場合、S1に対応する滞留時間は500℃到達時から、600℃等温保持終了時まで、600℃到達後の冷却を含む加熱サイクルの場合は、再加熱により600℃に再度到達するまでの時間とする。したがって、S2に対応する滞留時間は600℃等温保持の終了時または、再加熱により600℃に再度到達した時点から700℃到達時までの時間と定義する。 If a 600 ° C. isothermal holding cycle or a heating cycle including cooling after reaching 600 ° C. is employed, the residence time corresponding to each of S 1 and S 2 becomes unclear. Therefore, in this embodiment, when an isothermal holding cycle of 600 ° C. is adopted, the residence time corresponding to S 1 is a heating cycle including cooling after reaching 600 ° C. from the time of reaching 500 ° C. until the end of the isothermal holding of 600 ° C. Is the time to reach 600 ° C. again by reheating. Therefore, the residence time corresponding to S2 is defined as the time from the end of the 600 ° C. isothermal holding, or the time from reaching 600 ° C. again by reheating to reaching 700 ° C.
また、本実施形態において、昇温時の500℃以上600℃以下の温度域における雰囲気中の酸素ポテンシャルP1は、下記式(4)を満たす。
0.00001≦P1≦0.5 ・・・式(4)
In the present embodiment, the oxygen potential P1 in the atmosphere in the temperature range of 500 ° C. or more and 600 ° C. or less at the time of temperature rise satisfies the following formula (4).
0.00001 ≦ P1 ≦ 0.5 (4)
酸化膜の熱力学的安定性は、Mn2SiO4が生成する500℃以上600℃以下の温度域における雰囲気の酸素ポテンシャルP1によっても影響を受ける。酸素ポテンシャルは雰囲気中の水蒸気分圧PH2Oと水素分圧PH2との比、すなわちPH2O/PH2によって定義できる。P1が0.5を超えると、Fe2SiO4が生成し、テフロイトの生成を阻害するため、P1の上限は0.5である。P1が小さいほど、テフロイトは生成し易いが、工業的にはP1=0.00001が限界であると考えられる。すなわちP1は0.00001以上0.5以下、好ましくは0.0001以上0.3以下とする。 The thermodynamic stability of the oxide film is also affected by the oxygen potential P1 of the atmosphere in the temperature range of 500 ° C. to 600 ° C. generated by Mn 2 SiO 4 . The oxygen potential can be defined by the ratio between the water vapor partial pressure PH 2 O and the hydrogen partial pressure PH 2 in the atmosphere, that is, PH 2 O / PH 2 . When P1 exceeds 0.5, Fe 2 SiO 4 is generated and inhibits the generation of tephroite, so the upper limit of P1 is 0.5. The smaller P1, the easier it is to produce tephroit, but industrially P1 = 0.00001 is considered the limit. That is, P1 is 0.00001 or more and 0.5 or less, preferably 0.0001 or more and 0.3 or less.
なお、600℃の等温保持サイクルを採用した場合、P1に対応する雰囲気は、500℃到達時から、600℃等温保持の終了時までの雰囲気と定義する。 When an isothermal holding cycle of 600 ° C. is employed, the atmosphere corresponding to P1 is defined as an atmosphere from when 500 ° C. is reached until the end of 600 ° C. isothermal holding.
(ii) 保持条件
また、本工程おける焼鈍条件(保持条件)は、上記の昇温条件を満たしていれば、特に限定されず、例えば、焼鈍は、700℃以上1000℃以下の温度域で10秒以上10分以下保持することにより行われる。また、多段階の焼鈍を行ってもよい。例えば、以下に説明するような二段階の焼鈍を行うこともできる。
(Ii) Holding conditions The annealing conditions (holding conditions) in this step are not particularly limited as long as the above temperature rising conditions are satisfied. For example, annealing is performed in a temperature range of 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. It is carried out by holding for not less than 10 seconds. Further, multi-stage annealing may be performed. For example, two-stage annealing as described below can be performed.
例えば、本工程においては、酸素ポテンシャルP2の雰囲気中、700℃以上900℃以下の温度T2℃で10秒以上1000秒以下保持する一段目焼鈍に続き、下記式(5)を満たす酸素ポテンシャルP3の雰囲気中、下記式(6)を満たす温度T3℃で、5秒以上、500秒以下保持する二段目焼鈍を行うことができる。
P3<P2 ・・・式(5)
T2+50≦T3≦1000 ・・・式(6)
For example, in this step, oxygen atmosphere P3 satisfying the following formula (5) is satisfied following the first-stage annealing that is held at a temperature T2 ° C. of 700 ° C. to 900 ° C. for 10 seconds to 1000 seconds in an atmosphere of oxygen potential P2. In the atmosphere, second-stage annealing can be performed at a temperature T3 ° C. satisfying the following formula (6) and maintained for 5 seconds or more and 500 seconds or less.
P3 <P2 Formula (5)
T2 + 50 ≦ T3 ≦ 1000 (6)
脱炭焼鈍時におけるテフロイトの生成が重要なことは前述のとおりであるが、脱炭焼鈍工程は前段を低温、後段を高温で焼鈍するような、二段階焼鈍を実施する場合がある。このとき、一段階目と二段階目の高温焼鈍温度およびの制御が必要となる。上述した条件により、脱炭焼鈍工程においてテフロイトを十分に鋼板表層に生成させることができ、SeまたはSbの界面濃化をより確実に回避することができる。 As described above, the generation of tephroite during decarburization annealing is important, but the decarburization annealing process may be performed in two-stage annealing in which the former stage is annealed at a low temperature and the latter stage is annealed at a high temperature. At this time, it is necessary to control the high-temperature annealing temperature in the first stage and the second stage. Under the conditions described above, the tephroit can be sufficiently generated on the surface of the steel sheet in the decarburization annealing step, and Se or Sb interfacial concentration can be avoided more reliably.
脱炭改善の観点から、例えば、一段階目焼鈍において焼鈍温度T2(板温)は700℃以上900℃以下、好ましくは780℃以上860℃以下とし、10秒以上保持する。なお、焼鈍時間が長時間化すること自体は脱炭の観点から問題はないが、生産性の観点から、焼鈍時間の上限は1000秒以下である。実用鋼板の製造においては、好ましくは50秒以上300秒以下とする。 From the viewpoint of improving decarburization, for example, in the first stage annealing, the annealing temperature T2 (plate temperature) is 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, preferably 780 ° C. or higher and 860 ° C. or lower, and is held for 10 seconds or longer. In addition, although the annealing time itself has no problem from the viewpoint of decarburization, the upper limit of the annealing time is 1000 seconds or less from the viewpoint of productivity. In the production of a practical steel sheet, it is preferably 50 seconds or longer and 300 seconds or shorter.
テフロイトの形成量確保の観点から、一段階目の焼鈍時の酸素ポテンシャルP2は昇温時の酸素ポテンシャルP1に比べて高くすることが好ましい。十分な酸素ポテンシャルが得られると、テフロイトがSiO2に置き換わることを防止することができる。また、脱炭反応を十分に進行させることができる。ただし、P2が大きすぎると、テフロイトはFe2SiO4に置き換わってしまう場合がある。Fe2SiO4はグラス皮膜の密着性を劣化させる。したがって、P2を0.1以上1.0以下の範囲に制御することができる。好ましくは0.2以上0.8以下とする。 From the viewpoint of securing the amount of tephroite formed, it is preferable that the oxygen potential P2 during the first-stage annealing is higher than the oxygen potential P1 during the temperature increase. When sufficient oxygen potential is obtained, it is possible to prevent the Tefuroito is replaced by SiO 2. Further, the decarburization reaction can be sufficiently advanced. However, if P2 is too large, the tephrite may be replaced by Fe 2 SiO 4 . Fe 2 SiO 4 deteriorates the adhesion of the glass film. Therefore, P2 can be controlled in the range of 0.1 to 1.0. Preferably they are 0.2 or more and 0.8 or less.
一段目焼鈍においてFe2SiO4の生成を完全に抑制することはできない。そのため、好ましくは二段階目の焼鈍においては焼鈍温度T3(板温)をT2+50℃以上1000℃以下、好ましくはT2+100℃以上1000℃以下とし、5秒以上保持する。この温度域であれば、一段階目の焼鈍時にFe2SiO4が生成されたとしても、テフロイトに還元されるからである。焼鈍時間が500秒を超えるとテフロイトがSiO2に還元されてしまうため、焼鈍時間の上限を500秒とする。好ましくは10秒以上100秒以下である。 In the first stage annealing, the formation of Fe 2 SiO 4 cannot be completely suppressed. Therefore, preferably, in the second stage annealing, the annealing temperature T3 (plate temperature) is T2 + 50 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, preferably T2 + 100 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, and is held for 5 seconds or longer. This is because, within this temperature range, even if Fe 2 SiO 4 is generated during the first stage annealing, it is reduced to tephroite. When the annealing time exceeds 500 seconds, the tephroite is reduced to SiO 2 , so the upper limit of the annealing time is 500 seconds. Preferably, it is 10 seconds or more and 100 seconds or less.
なお還元雰囲気にするため、二段階目の焼鈍における酸素ポテンシャルP3を、P2よりも小さく設定することができる。例えば、P3自体の酸素ポテンシャルを0.00001以上0.1以下に制御できれば、より良好な密着性が得られる。 In order to obtain a reducing atmosphere, the oxygen potential P3 in the second stage annealing can be set smaller than P2. For example, if the oxygen potential of P3 itself can be controlled to 0.00001 or more and 0.1 or less, better adhesion can be obtained.
2.5.仕上焼鈍工程
次に、得られた脱炭焼鈍後の冷延鋼板(脱炭焼鈍鋼板)に仕上焼鈍を施す。ここで、仕上げ焼鈍は、一般に鋼板をコイル状に巻いた状態において長時間で行われる。したがって、仕上焼鈍に先立ち、鋼板の巻きの内と外との焼付きの防止を目的として、焼鈍分離剤を脱炭焼鈍鋼板に塗布し、乾燥させる。焼鈍分離剤としては、マグネシア(MgO)を主成分として含有する焼鈍分離剤を用いることができる。なお、この場合において焼鈍分離剤は、マグネシアを主成分として含めばよい。
2.5. Finish annealing process Next, finish annealing is performed to the obtained cold rolled steel sheet (decarburized annealed steel sheet) after decarburization annealing. Here, finish annealing is generally performed for a long time in a state where a steel sheet is wound in a coil shape. Therefore, prior to finish annealing, an annealing separator is applied to the decarburized annealed steel sheet and dried for the purpose of preventing seizure between the inside and outside of the steel sheet. As the annealing separator, an annealing separator containing magnesia (MgO) as a main component can be used. In this case, the annealing separator may contain magnesia as a main component.
次いで、仕上焼鈍を行う。仕上焼鈍中に二次再結晶が{110}<001>方位に集積し、圧延方向に磁化容易軸の揃った粗大な結晶粒が生成する結果、優れた磁気特性が得られる。同時に、鋼板表面においては焼鈍分離剤中のMgOと脱炭焼鈍で生じた酸化膜とが反応してグラス皮膜が形成される。 Next, finish annealing is performed. During re-annealing, secondary recrystallization accumulates in the {110} <001> orientation, producing coarse crystal grains with easy magnetization axes in the rolling direction, resulting in excellent magnetic properties. At the same time, on the steel sheet surface, MgO in the annealing separator and the oxide film generated by decarburization annealing react to form a glass film.
仕上焼鈍の条件は特に限定されず、公知の条件を適宜採用することができる。しかしながら、SeまたはSbの界面濃化を回避し、一方向性電磁鋼板の皮膜密着性をより一層向上させるには、以下のような条件で昇温を行うことが好ましい。 The conditions for finish annealing are not particularly limited, and known conditions can be adopted as appropriate. However, in order to avoid Se or Sb interfacial concentration and further improve the film adhesion of the unidirectional electrical steel sheet, it is preferable to raise the temperature under the following conditions.
まず、本仕上焼鈍工程の昇温において、温度域875℃以上1050℃以下における平均昇温速度BR1(℃/時)が下記式(7)を満たすことが好ましい。
1.0≦BR1≦60.0 ・・・式(7)
First, in the temperature increase in the final annealing step, it is preferable that the average temperature increase rate BR1 (° C./hour) in the temperature range of 875 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower satisfies the following formula (7).
1.0 ≦ BR1 ≦ 60.0 (7)
理由について説明する。上述したように、脱炭焼鈍で形成される酸化膜は仕上焼鈍において、グラス皮膜へ変化する。グラス皮膜は地鉄に向って成長を続け、嵌入構造を有するようになる。このとき、グラス皮膜の成長フロント、すなわちグラス皮膜と地鉄との界面にSeまたはSbが濃化していると、グラス皮膜の成長を抑制するため、良好な皮膜密着性が得られなくなってしまう。上述したように、脱炭焼鈍工程においてテフロイトを生成させ、SeまたはSbをテフロイト中に取り込み、SeまたはSbの無害化を図ることが、本発明において重要である。SeまたはSbのテフロイト中への固溶は脱炭焼鈍工程において主に起こるが、一部のSeまたはSbはテフロイト中へ取り込まれていないことがある。 The reason will be explained. As described above, the oxide film formed by decarburization annealing changes to a glass film in finish annealing. The glass film continues to grow toward the ground iron and has a fitting structure. At this time, if Se or Sb is concentrated at the growth front of the glass film, that is, the interface between the glass film and the ground iron, the growth of the glass film is suppressed, so that good film adhesion cannot be obtained. As described above, in the present invention, it is important in the present invention that tephroit is generated in the decarburization annealing step, Se or Sb is taken into the tephrite, and Se or Sb is made harmless. Although the solid solution of Se or Sb in the tephroite mainly occurs in the decarburization annealing step, some Se or Sb may not be taken into the tephroit.
そこで仕上焼鈍中の昇温速度が小さくなるように加熱条件を制御し、SeまたはSbのテフロイト中への固溶促進させることで、皮膜密着性をより一層向上させることができる。昇温速度を制御する温度域は875〜1050℃である。この温度域が最もSeまたはSbの拡散が進み、テフロイト中への固溶が促進されるからである。昇温速度が60.0℃/hを越えると、上記の効果を享受できない場合がある。下限値は特に設けないが、生産性の観点から1.0℃/hを下限とすることができる。BR1の好ましい範囲は1.0℃/h以上30.0℃/h以下である。より好ましくは1.0℃/h以上20.0℃/h以下である。 Therefore, the film adhesion can be further improved by controlling the heating conditions so as to reduce the rate of temperature increase during finish annealing and promoting the solid solution of Se or Sb into the tephrite. The temperature range for controlling the heating rate is 875 to 1050 ° C. This is because, in this temperature range, the diffusion of Se or Sb is most advanced, and the solid solution in the tephrite is promoted. When the rate of temperature rise exceeds 60.0 ° C./h, the above effect may not be enjoyed. Although a lower limit is not particularly provided, 1.0 ° C./h can be set as the lower limit from the viewpoint of productivity. A preferable range of BR1 is 1.0 ° C./h or more and 30.0 ° C./h or less. More preferably, it is 1.0 ° C./h or more and 20.0 ° C./h or less.
また、本仕上焼鈍工程の昇温において、温度域875℃以上1050℃以下における仕上焼鈍雰囲気の酸素ポテンシャルP4が下記式(8)を満たすことが好ましい。これにより、更なる皮膜密着性改善が期待できる。
0.00001≦P4≦0.5 ・・・式(8)
Further, in the temperature increase in the final annealing step, it is preferable that the oxygen potential P4 of the finish annealing atmosphere in the temperature range of 875 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower satisfies the following formula (8). Thereby, further improvement in film adhesion can be expected.
0.00001 ≦ P4 ≦ 0.5 (8)
焼鈍雰囲気を高酸素ポテンシャルにしてしまった場合、SeまたはSbがテフロイト中への固溶する前に、テフロイトがグラス皮膜へ変化してしまい、条件によっては皮膜密着性をより一層優れたものとできない場合がある。したがって、上記温度域では875℃〜1050℃ではテフロイトがグラス皮膜への変化速度が小さくなるような条件に制御しておくことが重要である。そこで、前記温度域の雰囲気P4を0.00001〜0.5の範囲で制御することが好ましい。酸素ポテンシャルが0.2を越えると、昇温条件や、鋼片の組成によっては、SeまたはSbがテフロイト中への固溶する前に、テフロイトがグラス皮膜へ変化してしまう場合がある。従いP4の上限を0.5、好ましくは0.2、より好ましくは0.1とすることができる。下限値は特に設けないが、0.00001以下に制御することは実用上困難と考えるため、P4の下限値を0.00001、好ましくは0.0001、より好ましくは0.0005とすることができる。 When the annealing atmosphere has a high oxygen potential, before Se or Sb dissolves in the tephroite, the tephroite changes to a glass film, and depending on the conditions, the film adhesion cannot be further improved. There is a case. Therefore, in the above temperature range, it is important to control the conditions so that the rate of change of the tephroite into the glass film becomes small at 875 ° C. to 1050 ° C. Therefore, the atmosphere P4 in the temperature range is preferably controlled in the range of 0.00001 to 0.5. If the oxygen potential exceeds 0.2, depending on the temperature rise conditions and the composition of the steel slab, the tephroite may change into a glass film before Se or Sb dissolves in the tephrite. Therefore, the upper limit of P4 can be 0.5, preferably 0.2, and more preferably 0.1. Although there is no particular lower limit value, it is considered practically difficult to control to 0.00001 or less, so the lower limit value of P4 can be set to 0.00001, preferably 0.0001, more preferably 0.0005. .
なお、仕上焼鈍工程において、1050℃以上の高温で純化処理を実施しても上述した一旦テフロイトへ固溶したSeおよびSbは離脱せず、皮膜密着性は低下しない。仕上焼鈍工程においては、上記のような条件に基づく昇温後、1100℃以上1300℃以下の温度域で、10時間以上60時間以下保持することもできる。
なお、本工程終了後、冷延鋼板の表面を水洗または酸洗して、除粉を行ってもよい。
In the finish annealing step, even if the purification treatment is performed at a high temperature of 1050 ° C. or higher, Se and Sb once dissolved in the tephroite do not leave and the film adhesion does not decrease. In the finish annealing step, the temperature can be maintained for 10 hours or more and 60 hours or less in a temperature range of 1100 ° C. or more and 1300 ° C. or less after the temperature rise based on the above conditions.
In addition, after the completion of this step, the surface of the cold-rolled steel sheet may be washed with water or pickled to perform powder removal.
2.6. 絶縁皮膜形成工程
絶縁皮膜形成工程では、仕上焼鈍工程後の冷延鋼板の両面に張力付与絶縁皮膜を形成する。例えば、アクリル等の樹脂とリン酸塩等の無機物とを混合した絶縁コーティング液、またはコロイダルシリカ及びリン酸塩を含有する絶縁コーティング液を鋼板の表面に塗布し、熱処理を実施することで、鋼板の表面に張力付与絶縁皮膜を形成することができる。熱処理は、絶縁コーティング液が有機物を含有する場合、例えば250℃〜400℃の温度範囲で実施すればよく、絶縁コーティング液が無機物のみを含有する場合、例えば840℃〜920℃の温度範囲で実施すればよい。
以上の工程により、一方向性電磁鋼板を製造することができる。
2.6. Insulating film forming process In the insulating film forming process, a tension-imparting insulating film is formed on both surfaces of the cold-rolled steel sheet after the finish annealing process. For example, an insulating coating solution in which a resin such as acrylic and an inorganic substance such as phosphate are mixed, or an insulating coating solution containing colloidal silica and phosphate is applied to the surface of the steel plate, and heat treatment is performed. A tension-imparting insulating film can be formed on the surface. When the insulating coating liquid contains an organic material, the heat treatment may be performed, for example, in a temperature range of 250 ° C. to 400 ° C., and when the insulating coating liquid contains only an inorganic material, for example, it is performed in a temperature range of 840 ° C. to 920 ° C. do it.
A unidirectional electrical steel sheet can be manufactured by the above process.
3. 一方向性電磁鋼板
最後に、上述した方法によって得られた一方向性電磁鋼板について説明する。
上述した方法によって製造された一方向性電磁鋼板は、SeおよびSbを含有することにより磁気特性が向上している。一方で、脱炭焼鈍工程においてSiO2に加え、テフロイト(Mn2SiO4)が鋼板表面に十分に生成している。そして、このテフロイトにSeおよびSbが固溶する結果、SeおよびSbによる皮膜密着性の低下が防止されている。したがって、上述した本実施形態に係る方法によって製造された一方向性電磁鋼板は、グラス皮膜の密着性に優れている。
3. Unidirectional electrical steel sheet Finally, the unidirectional electrical steel sheet obtained by the above-described method will be described.
The unidirectional electrical steel sheet manufactured by the above-described method has improved magnetic properties by containing Se and Sb. On the other hand, in addition to SiO 2 in the decarburization annealing process, tephroite (Mn 2 SiO 4 ) is sufficiently generated on the steel sheet surface. As a result of Se and Sb being dissolved in this tephroite, a decrease in film adhesion due to Se and Sb is prevented. Therefore, the unidirectional electrical steel sheet manufactured by the method according to this embodiment described above has excellent glass film adhesion.
本実施形態に係る一方向性電磁鋼板は、例えば、製品板厚が0.18mm以上0.35mm以下であることができる。また、本発明においては、一方向性電磁鋼板が最終板厚が薄い材料(以下、薄手材)である場合に、効果が顕著である。具体的には、一方向性電磁鋼板の製品板厚が0.18mm以上0.22mm未満、特に0.18mm以上0.20mm以下である場合に、効果が顕著である。 In the unidirectional electrical steel sheet according to the present embodiment, for example, the product plate thickness can be 0.18 mm or more and 0.35 mm or less. In the present invention, the effect is remarkable when the unidirectional electrical steel sheet is a material having a thin final thickness (hereinafter referred to as a thin material). Specifically, the effect is significant when the product thickness of the unidirectional electrical steel sheet is 0.18 mm or more and less than 0.22 mm, particularly 0.18 mm or more and 0.20 mm or less.
すなわち、本発明において脱炭焼鈍においてテフロイトを十分に生成させる必要がある。なお、テフロイトの形成は、鋼中Mnの板厚表面への拡散により律速される。薄手材では表面積が占める割合が厚手材に比べ大きいため、鋼板内部から鋼板表面へ至るまでのMnの拡散距離は短くて済む。すなわち薄手材ではMnの実質的な拡散速度が速い。これにより薄手材では、500〜600℃という低温域でありながらも、効率的にテフロイトを生成することが可能となるためと考えている。 That is, in the present invention, it is necessary to sufficiently generate tephroit in the decarburization annealing. Note that the formation of tephroit is limited by the diffusion of Mn in the steel to the surface of the plate thickness. Since the proportion of the surface area of the thin material is larger than that of the thick material, the diffusion distance of Mn from the inside of the steel plate to the steel plate surface can be short. That is, in the thin material, the substantial diffusion rate of Mn is fast. Accordingly, it is considered that the thin material can efficiently generate tephroit even in a low temperature range of 500 to 600 ° C.
なお、一方向性電磁鋼板の示す各種の磁気特性は、JIS C2550に規定されたエプスタイン法や、JIS C2556に規定された単板磁気特性測定法(Single Sheet Tester:SST)に則して、測定することが可能である。 Various magnetic properties of the unidirectional electrical steel sheet are measured in accordance with the Epstein method defined in JIS C2550 and the single plate magnetic property measurement method (Single Sheet Tester: SST) defined in JIS C2556. Is possible.
以下、本発明の実施例を挙げて、本発明の技術的内容について、さらに説明する。なお、以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 The technical contents of the present invention will be further described below with reference to examples of the present invention. In addition, the conditions in the Example shown below are one example of conditions used in order to confirm the feasibility and effect of this invention, and this invention is not limited to this one example of conditions. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.
<実施例1>
表1、2に示す成分組成の珪素鋼を1280℃以上1450℃以下に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.22mmの冷延鋼板とした。なお、各珪素鋼について、表1、2中に記載される成分以外の残部は、鉄および不純物である。
<Example 1>
Silicon steel having the composition shown in Tables 1 and 2 is heated to 1280 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower and subjected to hot rolling to obtain a hot rolled steel plate having a thickness of 2.3 to 2.8 mm. Annealing was performed at 1200 ° C., and then a single cold rolling or a plurality of cold rolling sandwiching the intermediate annealing was performed to obtain a cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.22 mm. In addition, about each silicon steel, the remainders other than the components described in Tables 1 and 2 are iron and impurities.
最終板厚0.22mmの冷延鋼板に、脱炭焼鈍を施し、その後、焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、次いで、仕上げ焼鈍板を作製した。なお、本実験の脱炭焼鈍工程においては、温度域500〜700℃の加熱速度、および温度域500〜600℃の酸素ポテンシャルを制御した(S1=700℃/秒、S2=950℃/秒、P1=0.15)。 その後、鋼板表面に絶縁皮膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁皮膜を形成し、該絶縁皮膜の皮膜密着性を評価するとともに、磁気特性(磁束密度)を評価した。なお、脱炭焼鈍は、酸素ポテンシャル0.4の湿潤水素雰囲気において、830℃にて150秒の保持を行った。 A cold-rolled steel sheet having a final thickness of 0.22 mm was subjected to decarburization annealing, and then an annealing separator was applied to perform final annealing at 1200 ° C., and then a final annealed sheet was produced. In the decarburization annealing process of this experiment, the heating rate in the temperature range 500 to 700 ° C. and the oxygen potential in the temperature range 500 to 600 ° C. were controlled (S1 = 700 ° C./second, S2 = 950 ° C./second, P1 = 0.15). Then, the coating liquid for insulating film formation was apply | coated and baked on the steel plate surface, the tension | tensile_strength insulating film was formed, and while evaluating the film | membrane adhesiveness of this insulating film, the magnetic characteristic (magnetic flux density) was evaluated. The decarburization annealing was held at 830 ° C. for 150 seconds in a wet hydrogen atmosphere with an oxygen potential of 0.4.
磁気特性は、JIS C 2550に準じて評価した。磁束密度は、B8を用いて評価した。B8は、磁界の強さ800A/mにおける磁束密度で、二次再結晶の良否の判断基準となる。B8=1.89T以上を、二次再結晶したものと判断した。なお、比較鋼b4は、冷延工程で、比較鋼b11は熱延工程で、それぞれ破断が生じたため、磁気特性を評価しなかった。 The magnetic properties were evaluated according to JIS C 2550. The magnetic flux density was evaluated using B8. B8 is a magnetic flux density at a magnetic field strength of 800 A / m, which is a criterion for determining the quality of secondary recrystallization. It was judged that B8 = 1.89T or more was secondary recrystallized. In addition, since the comparative steel b4 was a cold rolling process and the comparative steel b11 was a hot rolling process, the magnetic characteristics were not evaluated because fracture occurred.
張力付与性絶縁皮膜の皮膜密着性は、評価用試料を、直径20mmの円筒に巻き付け、180°曲げた時の皮膜残存面積率で評価した。評価は、鋼板から剥離せず、皮膜残存面積率が95%以上の場合をVG(非常に優れる)、90%以上95%未満の場合をG(優れる)、80%以上90%未満の場合をF(効果がある)、80%未満をB(効果がない)とした。圧延中に破断したもの、二次再結晶不良のものについては皮膜密着性を未評価とした。一連の評価結果を表3に示す。 The film adhesion of the tension-imparting insulating film was evaluated by the film remaining area ratio when the sample for evaluation was wound around a cylinder having a diameter of 20 mm and bent 180 °. The evaluation is VG (very good) when the film remaining area ratio is 95% or more without peeling from the steel sheet, G (excellent) when 90% or more and less than 95%, and 80% or more and less than 90%. F (effective) and less than 80% were defined as B (ineffective). The film adhesion was not evaluated for those that were broken during rolling and those that had poor secondary recrystallization. Table 3 shows a series of evaluation results.
発明鋼B1〜38は、いずれも優れた皮膜密着性と、磁気特性を示した。特に、発明鋼B32〜36では、選択元素であるBi、Sn、Cr、Cu、Mo、Ti、V、Nbの1種類または2種類以上が適度に添加されているため、他の発明鋼に比べ良好な皮膜密着性を示す。一方で、比較鋼b14およびb16は、SeおよびSbの添加量が多すぎたため、皮膜密着性が劣った。他の比較鋼はいずれも元素添加量が上述した範囲内になかったため、所望の磁気特性が得られないか、試験中に破断し未評価となってしまった。 Inventive steels B1 to B38 all exhibited excellent film adhesion and magnetic properties. In particular, in the invention steels B32 to 36, one or more of the selective elements Bi, Sn, Cr, Cu, Mo, Ti, V, and Nb are appropriately added. Good film adhesion. On the other hand, the comparative steels b14 and b16 were inferior in film adhesion because the amount of Se and Sb added was too large. None of the other comparative steels had element addition amounts within the above-mentioned range, so that the desired magnetic properties could not be obtained, or they broke during the test and were not evaluated.
<実施例2>
表1、2に示す成分組成の珪素鋼を1280℃以上1450℃以下に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.19〜0.22mmの冷延鋼板とした。
<Example 2>
Silicon steel having the composition shown in Tables 1 and 2 is heated to 1280 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower and subjected to hot rolling to obtain a hot rolled steel plate having a thickness of 2.3 to 2.8 mm. Annealing was performed at 1200 ° C., and then a single cold rolling or a plurality of cold rolling sandwiching the intermediate annealing was performed to obtain a cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.19 to 0.22 mm.
上記冷延鋼板に、表4に示す条件で脱炭焼鈍を施し、その後、焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、次いで、仕上げ焼鈍板の表面に絶縁皮膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁皮膜を形成し、該絶縁皮膜の密着性を評価するとともに、磁気特性(磁束密度)を評価した。なお、脱炭焼鈍は、酸素ポテンシャル0.5の湿潤水素雰囲気において、830℃にて120秒の保持を行った。 The cold-rolled steel sheet is decarburized and annealed under the conditions shown in Table 4, and after that, an annealing separator is applied, finish annealing is performed at 1200 ° C., and then a coating solution for forming an insulating film is formed on the surface of the finish annealing plate. Was applied and baked to form a tension-providing insulating film, and the adhesion of the insulating film was evaluated, and the magnetic properties (magnetic flux density) were evaluated. The decarburization annealing was performed for 120 seconds at 830 ° C. in a wet hydrogen atmosphere having an oxygen potential of 0.5.
表4に皮膜密着性および磁性の評価結果を示す。いずれの測定方法、評価方法も、実施例1に準じて行った。 Table 4 shows the evaluation results of film adhesion and magnetism. Any measurement method and evaluation method were carried out in accordance with Example 1.
発明鋼C1〜24は、いずれも優れた皮膜密着性と、磁気特性を示した。発明鋼C13〜C19については、昇温速度S1、S2およびS2/S1が好ましい範囲に制御されているため、密着性は特に良好な結果だった。C21〜C23については昇温速度S1,S2およびS2/S1およびP1が好ましい範囲に制御されているため、皮膜密着性は特に良好な結果だった。これに対し、比較鋼c1はS2/S1が本発明に規定される範囲を外れており、c2およびc3はS1が本発明に規定される範囲を外れており、c4はS2が本発明範囲を外れており、c5は、P1が本発明に規定される範囲を外れていたため、皮膜密着性が劣っていた。また、比較鋼c2は、磁気特性に劣っていた。 Inventive steels C1 to 24 all showed excellent film adhesion and magnetic properties. For the inventive steels C13 to C19, the heating rates S1, S2 and S2 / S1 were controlled within a preferable range, so that the adhesion was particularly good. As for C21 to C23, the heating rates S1, S2, S2 / S1, and P1 were controlled within a preferable range, so that the film adhesion was particularly good. On the other hand, the comparative steel c1 is out of the range where S2 / S1 is defined in the present invention, c2 and c3 are out of the range defined in the present invention, and c4 is out of the range of the present invention. C5 was inferior in film adhesion because P1 was outside the range defined in the present invention. Further, the comparative steel c2 was inferior in magnetic properties.
<実施例3>
表1、2に示す成分組成の珪素鋼を1280℃以上1450℃以下に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.18〜0.22mmの冷延鋼板とした。
<Example 3>
Silicon steel having the composition shown in Tables 1 and 2 is heated to 1280 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower and subjected to hot rolling to obtain a hot rolled steel plate having a thickness of 2.3 to 2.8 mm. Annealing was performed at 1200 ° C., and then a single cold rolling or a plurality of cold rolling sandwiching the intermediate annealing was performed to obtain a cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.18 to 0.22 mm.
上記冷延鋼板に、表5、6に示す条件で二段階の脱炭焼鈍を施し、その後、焼鈍分離剤を塗布して、表5、6に示す条件の昇温速度および雰囲気にて1200℃の仕上げ焼鈍を施し、次いで、仕上げ焼鈍板の表面に絶縁皮膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁皮膜を形成し、該絶縁皮膜の密着性を評価するとともに、磁気特性(磁束密度)を評価した。
なお、脱炭焼鈍の昇温工程においてはS1=700℃/秒、S2=1200℃/秒、P1=0.15に制御した。
The cold-rolled steel sheet is subjected to two-stage decarburization annealing under the conditions shown in Tables 5 and 6, and then coated with an annealing separator, and the temperature rise rate and atmosphere under the conditions shown in Tables 5 and 6 are 1200 ° C. Next, the insulating film forming coating solution is applied to the surface of the finish annealed plate and baked to form a tension-imparting insulating film. The adhesion of the insulating film is evaluated, and the magnetic properties (magnetic flux) Density).
In the decarburization annealing, the temperature was controlled to S1 = 700 ° C./second, S2 = 1200 ° C./second, and P1 = 0.15.
表5、6に皮膜密着性および磁性の評価結果を示す。いずれの測定方法、評価方法も、実施例1に準じて行った。 Tables 5 and 6 show the evaluation results of film adhesion and magnetism. Any measurement method and evaluation method were carried out in accordance with Example 1.
<実施例4>
表1、2に示す成分組成の珪素鋼を1280℃以上1450℃以下に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.19mmの冷延鋼板とした。
<Example 4>
Silicon steel having the composition shown in Tables 1 and 2 is heated to 1280 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower and subjected to hot rolling to obtain a hot rolled steel plate having a thickness of 2.3 to 2.8 mm. Annealing was performed at 1200 ° C., and then a single cold rolling or a plurality of cold rolling sandwiching the intermediate annealing was performed to obtain a cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.19 mm.
最終板厚0.19mmの冷延鋼板に、脱炭焼鈍を施し、その後、焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、次いで、仕上げ焼鈍板を作製した。なお、本実験の脱炭焼鈍工程においては、温度域500〜700℃の加熱速度、および温度域500〜600℃の酸素ポテンシャルを制御した(S1=800℃/秒、S2=1600℃/秒、P1=0.07)。 その後、鋼板表面に絶縁皮膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁皮膜を形成し、該絶縁皮膜の皮膜密着性を評価するとともに、磁気特性(磁束密度)を評価した。なお、脱炭焼鈍は、酸素ポテンシャル0.4の湿潤水素雰囲気において、800℃にて160秒の保持を行った。 A cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.19 mm was subjected to decarburization annealing, and then an annealing separator was applied to perform final annealing at 1200 ° C., and then a final annealed sheet was produced. In the decarburization annealing process of this experiment, the heating rate in the temperature range 500 to 700 ° C. and the oxygen potential in the temperature range 500 to 600 ° C. were controlled (S1 = 800 ° C./second, S2 = 1600 ° C./second, P1 = 0.07). Then, the coating liquid for insulating film formation was apply | coated and baked on the steel plate surface, the tension | tensile_strength insulating film was formed, and while evaluating the film | membrane adhesiveness of this insulating film, the magnetic characteristic (magnetic flux density) was evaluated. The decarburization annealing was carried out at 800 ° C. for 160 seconds in a wet hydrogen atmosphere with an oxygen potential of 0.4.
表7に皮膜密着性および磁性の評価結果を示す。
発明鋼E1〜38は、いずれも優れた皮膜密着性と、磁気特性を示した。特に、発明鋼E32〜36では、選択元素であるBi、Sn、Cr、Cu、Mo、Ti、V、Nbの1種類または2種類以上が適度に添加されているため、他の発明鋼に比べ良好な皮膜密着性を示す。板厚が薄いため、実施例1の表3の結果に比較し、全体として良好な皮膜密着性が得られた。
Table 7 shows the evaluation results of film adhesion and magnetism.
Inventive steels E1 to E38 exhibited excellent film adhesion and magnetic properties. In particular, in the inventive steels E32 to 36, one or more of the selective elements Bi, Sn, Cr, Cu, Mo, Ti, V, and Nb are appropriately added. Good film adhesion. Since the plate thickness was thin, compared to the results shown in Table 3 of Example 1, good film adhesion was obtained as a whole.
一方で、比較鋼e14およびe16は、SeおよびSbの添加量が多すぎたため、皮膜密着性が劣った。他の比較鋼はいずれも元素添加量が上述した範囲内になかったため、所望の磁気特性が得られないか、試験中に破断し未評価となってしまった。 On the other hand, the comparative steels e14 and e16 were inferior in film adhesion because the amount of Se and Sb added was too large. None of the other comparative steels had element addition amounts within the above-mentioned range, so that the desired magnetic properties could not be obtained, or they broke during the test and were not evaluated.
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to this example. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
前述したように本発明によれば、磁気特性および皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板を製造することができる。特に本技術は、SeまたはSbを添加した一方向性電磁鋼板においてもその効果が発揮される。製品板厚が0.22mm未満の一方向性電磁鋼板の場合は更にその効果が発揮される。以上より、本発明は、電磁鋼板製造産業及び電磁鋼板利用産業において利用可能性が高いものである。
As described above, according to the present invention, a unidirectional electrical steel sheet excellent in magnetic properties and film adhesion can be produced. In particular, the present technology is also effective in a unidirectional electrical steel sheet to which Se or Sb is added. The effect is further exhibited in the case of a unidirectional electrical steel sheet having a product plate thickness of less than 0.22 mm. From the above, the present invention has high applicability in the electrical steel sheet manufacturing industry and the electrical steel sheet utilization industry.
Claims (8)
前記熱延鋼板を焼鈍する熱延鋼板焼鈍工程と、
前記熱延鋼板に一回の冷間圧延または焼鈍を介した複数の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷延工程と、
前記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施す脱炭焼鈍工程と、
焼鈍分離剤を前記冷延鋼板に塗布し、当該冷延鋼板に仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、
前記冷延鋼板に張力付与絶縁皮膜を形成する絶縁皮膜形成工程と、を有し、
前記脱炭焼鈍工程の昇温時において、500℃以上600℃以下の温度域における昇温速度S1(℃/秒)と600℃以上700℃以下の温度域における昇温速度S2(℃/秒)とが下記式(1)〜式(3)を満たし、かつ前記昇温時の500℃以上600℃以下の温度域における雰囲気中の酸素ポテンシャルP1が下記式(4)を満たす、一方向性電磁鋼板の製造方法。
1.0<S2/S1≦10.0 ・・・式(1)
300≦S1≦2000 ・・・式(2)
300≦S2≦4000 ・・・式(3)
0.00001≦P1≦0.5 ・・・式(4) In mass%, C: 0.01% to 0.20%, Si: 2.50% to 4.0%, acid-soluble Al: 0.005% to 0.07%, Mn: 0.005 %: 0.5% or less, N: 0.03% or less, S: 0.0005% or more, 0.03% or less, Se: 0.001% or more, 0.08% or less, Sb: 0.005% or more, 0 0.5% or less, Bi: 0% to 0.02%, Sn: 0% to 0.50%, Cr: 0% to 0.50%, Cu: 0% to 1.0%, Mo : 0% to 0.5%, Ti: 0% to 0.05%, V: 0% to 0.05%, and Nb: 0% to 0.05%, with the remainder Fe and inevitable A hot-rolling step of obtaining a hot-rolled steel sheet by hot-rolling a steel slab composed of mechanical impurities at a temperature of 1200 ° C or higher and 1600 ° C or lower
A hot-rolled steel sheet annealing step for annealing the hot-rolled steel sheet;
A cold rolling step of obtaining a cold-rolled steel sheet by subjecting the hot-rolled steel sheet to a plurality of cold rolling via a single cold rolling or annealing;
A decarburization annealing step for subjecting the cold-rolled steel sheet to decarburization annealing;
Applying a annealing separator to the cold-rolled steel sheet, and performing a final annealing step on the cold-rolled steel sheet;
An insulating film forming step of forming a tension-imparting insulating film on the cold-rolled steel sheet,
At the time of temperature increase in the decarburization annealing step, the temperature increase rate S1 (° C./second) in the temperature range of 500 ° C. to 600 ° C. and the temperature increase rate S2 (° C./second) in the temperature range of 600 ° C. to 700 ° C. Satisfies the following formulas (1) to (3), and the oxygen potential P1 in the atmosphere in the temperature range of 500 ° C. to 600 ° C. at the time of the temperature rise satisfies the following formula (4). A method of manufacturing a steel sheet.
1.0 <S2 / S1 ≦ 10.0 (1)
300 ≦ S1 ≦ 2000 (2)
300 ≦ S2 ≦ 4000 Formula (3)
0.00001 ≦ P1 ≦ 0.5 (4)
P3<P2 ・・・式(5)
T2+50≦T3≦1000 ・・・式(6) In the decarburization annealing step, in the atmosphere of oxygen potential P2, following the first-stage annealing that is held at a temperature T2 ° C. of 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower for 10 seconds or longer and 1000 seconds or shorter, The unidirectional electrical steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein second-stage annealing is performed at a temperature T3 ° C satisfying the following formula (6) in an atmosphere, and held for 5 seconds or more and 500 seconds or less. Production method.
P3 <P2 Formula (5)
T2 + 50 ≦ T3 ≦ 1000 (6)
1.0≦BR1≦60.0 ・・・式(7) In the temperature increase in the finish annealing step, the average temperature increase rate BR1 (° C / h) in the temperature range of 875 ° C or more and 1050 ° C or less satisfies the following formula (7). A method for producing a unidirectional electrical steel sheet.
1.0 ≦ BR1 ≦ 60.0 (7)
0.00001≦P4≦0.5 ・・・式(8) The one-way property as described in any one of Claims 1-6 in which the oxygen potential P4 of the finish annealing atmosphere in the temperature range 875 degreeC or more and 1050 degrees C or less satisfy | fills following formula (8) in the temperature increase of the said finish annealing process. A method for producing electrical steel sheets.
0.00001 ≦ P4 ≦ 0.5 (8)
The manufacturing method of the unidirectional electrical steel plate as described in any one of Claims 1-7 whose product board thickness of the said unidirectional electrical steel plate is 0.18 mm or more and less than 0.22 mm.
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