JP2020158871A

JP2020158871A - 無方向性電磁鋼板

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Publication number: JP2020158871A
Application number: JP2019062667A
Authority: JP
Inventors: 知江 ▲濱▼; Tomoe Hama; 藤村　浩志; Hiroshi Fujimura; 浩志藤村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP7295394B2

Abstract

【課題】表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｓｉ：２．１０〜４．００％、Ｚｎ：０．００１〜１．０００％を含有し、さらに任意元素として、Ｍｎ：３．００％以下、Ａｌ：３．０００％以下、Ｃｕ：３．００％以下、Ｃｒ：３．００％以下、Ｓｎ：０．５０％以下、Ｓｂ：０．１０％以下、Ｃａ：０．０２０％以下、Ｍｇ：０．０２０％以下、Ｌａ：０．０２０％以下、Ｃｅ：０．０２０％以下、Ｓｒ：０．０２０％以下、Ｂａ：０．０２０％以下、Ｎｄ：０．０２０％以下、Ｐｒ：０．０２０％以下、Ｃｄ：０．０２０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなることを特徴とする、無方向性電磁鋼板。【選択図】なし

Description

本発明は、表面性状に優れた無方向性電磁鋼板に関する。

無方向性電磁鋼板は、鉄損低減のため、Ｓｉを多く含有しており、熱延工程で生じる酸化によるスケールの除去が難しく、脱スケール性が著しく悪いことが知られている。これらが圧延時の押込み疵の原因となり、製品の表面性状を著しく悪化させる。この問題に対し、特許文献１〜３では熱処理過程の雰囲気を制御しスケール構造を変化させる技術、特許文献４〜６では機械的な変形または温度偏差による応力によりスケールを破壊する技術、特許文献７〜１１ではＳｎやＣｒなど鋼成分によりスケールを変質させる技術が開示されている。

特開平６−１３６４４４号公報特開２００９−１３４３２号公報特開２０１１−１６８８２４号公報特開平７−１１３１８８号公報特開２０１３−１４４８２５号公報特開２０１８−６６０４０号公報特開平７−２６８５６８号公報特開平１０−１４７８４９号公報特開２００１−３３５８９７号公報特開２００３−２４７０２０号公報特開２００６−１３１９６３号公報

本発明は、表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供することを目的としている。

上記の目的を達成すべく、本発明者らは次のような検討を行った。すなわち、上述したように、無方向性電磁鋼板における表面性状の悪化は、酸洗による脱スケールが悪いことが原因である。しかしながら、Ｓｉを高い濃度で含有する無方向性電磁鋼板においては、従来技術では脱スケールに伴う減量を高く制御したとしても、高い要求レベルの表面性状を満足する脱スケールを行うことは困難であった。その原因を調査した結果、従来の技術では脱スケール後においてわずかなスケールの残存やスケール剥離後の鋼板表面の過度な荒れを回避できないことが考えられた。本発明者らは、この課題を解決するには、スケールそのものの改質が必要だと判断した。そこで、無方向性電磁鋼板の添加成分について種々検討した結果、Ｚｎの添加が酸洗による脱スケール性の向上に有効であるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものであり、その要旨は次の通りである。

（１）質量％で、Ｓｉ：２．１０〜４．００％、Ｚｎ：０．００１〜１．０００％を含有し、さらに任意元素として、Ｍｎ：５．００％以下、Ａｌ：３．０００％以下、Ｃｕ：３．００％以下、Ｃｒ：５．００％以下、Ｓｎ：０．５０％以下、Ｓｂ：０．１０％以下、Ｃａ：０．０２０％以下、Ｍｇ：０．０２０％以下、Ｌａ：０．０２０％以下、Ｃｅ：０．０２０％以下、Ｓｒ：０．０２０％以下、Ｂａ：０．０２０％以下、Ｎｄ：０．０２０％以下、Ｐｒ：０．０２０％以下、Ｃｄ：０．０２０％以下、Ｂ：０．０２０％以下、を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなることを特徴とする、無方向性電磁鋼板。

本発明によれば、表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を既存のプロセスで製造コストを大きく上昇させずかつ磁気特性を劣化させずに製造することが可能となる。本発明の無方向性電磁鋼板は、鋼板の製造ラインにおいて通常の熱間圧延、酸洗、冷間圧延、仕上げ焼鈍といった工程で製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（化学組成）
本発明の無方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｓｉ：２．１０〜４．００％、Ｚｎ：０．００１〜１．０００％を必須元素とし、並びに、残部：Ｆｅ、任意元素及び不純物元素、からなる。

最初に、必須元素について説明する。本発明において「必須元素」とは本発明効果を得るために含有することが必須となる元素である。

Ｓｉ：２．１０〜４．００％
シリコン（Ｓｉ）は鋼の電気抵抗を高め、鉄損を低減する。さらに、Ｓｉは、鋼板の集合組織を電磁鋼板に好ましいものとして磁束密度を向上させる。また鋼板の強度を高めるためにも含有される。また、本発明が課題とする酸洗性はＳｉ含有量が低い鋼板では問題とならず本発明の対象にはならない。さらに、Ｓｉ含有量が低い鋼板では酸洗性が問題とならないため、Ｚｎ添加による本発明効果自体が発揮されない。これらを考慮し、Ｓｉの含有量は、２．１０％以上とする。一方、Ｓｉの含有量が多過ぎると、鋼の磁束密度が低下し、また、冷間加工性が低下し、冷間圧延時に鋼板に割れが発生する場合がある。したがって、Ｓｉ含有量は２．１０〜４．００％とする。Ｓｉ含有量の好ましい下限は２．２０％であり、さらに好ましくは２．３０％、さらに好ましくは２．５０％、さらに好ましくは３．１０％である。一方、Ｓｉ含有量の好ましい上限は３．６０％であり、さらに好ましくは３．４０％である。

Ｚｎ：０．００１〜１．０００％
Ｚｎは酸洗性を制御し、鋼板の表面性状を良好にする。含有量が０．００１％未満では、Ｓｉ含有に起因する酸洗性の低下を改善する効果を得ることができない。また、本願ではＺｎは製鋼工程で溶鋼に添加することを前提としているが、Ｚｎを多量に添加した場合、通常の溶鋼処理過程でＺｎはヒュームとして系外に排出されるため、設備改造コストなどを考慮すると多量の含有は工業的に困難となる。また多量のＺｎの含有は、Ｚｎの偏析による表面疵の増大や金属間化合物の形成による圧延性の低下などの原因ともなるため、上限を１．０００％とする。好ましくは０．００１％超、さらに好ましくは０．００２％超、さらに好ましくは０．００６％超、さらに好ましくは０．０１１％超、さらに好ましくは０．０２１％超、さらに好ましくは０．０２６％超、さらに好ましくは０．０３０％超、さらに好ましくは０．０５０％超である。上限については、好ましくは０．６００％未満、さらに好ましくは０．４００％未満、さらに好ましくは０．３００％未満、さらに好ましくは０．２００％未満、さらに好ましくは０．１００％未満である。
なお、上記範囲であれば、Ｚｎの含有による磁気特性への影響は問題とはならない。

残部：Ｆｅ、任意元素および不純物元素
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の残部はＦｅである。ただし、磁気特性を含めた各種特性の改善を目的として、Ｆｅの一部に代えて、任意元素を含有してもよい。さらに不純物を含有することも許容される。

まず、任意元素について説明する。本発明において「任意元素」とは適切な範囲内であれば含有しても本発明効果を消失させることはなく、本発明効果を得るという観点では含有量はゼロでも構わないが、公知または非公知を問わず他の効果を目的として含有させることでのメリットが考えられ、意図的に残存させたり、積極的に添加し得る元素を言う。

例えば、次の元素が挙げられる。各数値は、各元素が公知の目的で添加される場合の上限値の例であるが、これを超える量であっても、上述の通り本発明の効果を損なわない範囲で添加が可能である。
質量％で、
Ｍｎ：５．００％以下
Ａｌ：３．０００％以下
Ｃｕ：３．００％以下
Ｃｒ：５．００％以下
Ｓｎ：０．５０％以下
Ｓｂ：０．１０％以下
Ｃａ：０．０２０％以下
Ｍｇ：０．０２０％以下
Ｌａ：０．０２０％以下
Ｃｅ：０．０２０％以下
Ｓｒ：０．０２０％以下
Ｂａ：０．０２０％以下
Ｎｄ：０．０２０％以下
Ｐｒ：０．０２０％以下
Ｃｄ：０．０２０％以下
Ｂ：０．０２０％以下

Ｍｎは鋼の電気抵抗を高め、鉄損を低減する。さらに、Ｍｎは、鋼板の集合組織を電磁鋼板に好ましいものとして磁束密度を向上させる。また鋼板の強度を高めるため、または硫化物を粗大化させ結晶粒成長を促進することで鉄損を低減させる目的で添加される。しかし、過剰な添加は磁束密度を低下させるので、５．００％以下とする。
また、Ｍｎは鋼板の酸洗性にも強い影響を与える元素である。このため、ある程度のＭｎを含有する鋼板において、本発明効果が有効に作用する。本発明効果が顕著に得られる対象となる鋼板としては、好ましくは０．０７％超、さらに好ましくは０．１５％超、さらに好ましくは０．１６％以上、さらに好ましくは０．５０％超、さらに好ましくは０．８０％超である。一方、Ｍｎ含有量が高くなると酸洗性の改善効果が小さくなるので、Ｍｎ含有量の好ましい上限は４．５０％であり、さらに好ましくは４．００％である。

Ａｌは通常、脱酸剤として添加されるが、Ａｌの添加を抑えＳｉにより脱酸を図ることも可能である。また、Ａｌは鋼板の酸洗性にも強い影響を与える元素である。このため、ある程度のＡｌを含有する鋼板において、本発明効果が有効に作用する。本発明効果が顕著に得られる対象となる鋼板としては、好ましくは０．００６％超、さらに好ましくは０．００７％以上、さらに好ましくは０．０１０％超、さらに好ましくは０．０５０％超である。脱酸の効果とＡｌＮの粗大化を促進するには、０．１００％以上とすることが好ましい。積極的に添加しＡｌＮの粗大化を促進するとともに固有抵抗増加により鉄損を低減させることもできるが、３．０００％を超えると脆化が問題になるため、上限を３．０００％以下とする。

一方、Ａｌ含有量が高くなると酸洗性の改善効果が小さくなるので、Ａｌ含有量の好ましい上限は２．７００％であり、さらに好ましくは２．４００％である。

本発明が課題とする鋼板の酸洗性への強い影響を考慮すると、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌについては、その合計含有量を特定の範囲内に規定することが好ましい。特に酸洗性が問題となる鋼種に本発明を適用することを考えるのであれば、Ｓｉ含有量、Ｍｎ含有量、Ａｌ含有量の合計（Ｓｉ＋Ｍｎ＋Ａｌ）が、２．３００％以上、さらには２．７００％以上、さらには３．１００％以上であることが好ましい。一方で、酸洗性の改善効果の大きさを考慮すれば、Ｓｉ＋Ｍｎ＋Ａｌは、７．０００％以下、さらには６．０００％以下であることが好ましい。

Ｃｕは無方向性電磁鋼板において、フェライト結晶中に微細に析出し、鉄損を悪化させずに強度を上げるために利用される。Ｃｕ含有量が３．００超では、粗大な析出物が形成され、鉄損が増大する。

また、Ｃｕは鋼板の酸洗性にも影響を与える元素である。このため、ある程度のＣｕを含有する鋼板において、本発明効果が有効に作用する。本発明効果が顕著に得られる対象となる鋼板としては、好ましくは０．０２％超、さらに好ましくは０．０３％超、さらに好ましくは０．０５％超、さらに好ましくは０．１０％超である。一方、Ｃｕ含有量が高くなると酸洗性の改善効果が小さくなるので、Ｃｕ含有量の好ましい上限は２．７０％であり、さらに好ましくは２．４０％である。

Ｃｒは鋼板の電気抵抗を高め、鉄損を低減することに加え、耐食性を向上させる効果を有する。ただし、過剰な含有は磁気特性を劣化させるため、上限を５．００％とする。

また、Ｃｒは鋼板の酸洗性にも影響を与える元素である。このため、ある程度のＣｒを含有する鋼板において、本発明効果が有効に作用する。本発明効果が顕著に得られる対象となる鋼板としては、好ましくは０．０２％超、さらに好ましくは０．０４％超、さらに好ましくは０．０５％超、さらに好ましくは０．１０％超である。一方、Ｃｒ含有量が高くなると酸洗性の改善効果が小さくなるので、Ｃｒ含有量の好ましい上限は４．００％であり、さらに好ましくは３．００％である。

Ｓｎ、Ｓｂは磁気特性にとって好ましい結晶方位を発達させることが知られている。ただし、過剰な含有は磁気特性を劣化させるとともに、本発明による酸洗性改善効果を阻害するため、特にＳｂは本発明による酸洗性改善効果を阻害する効果が大きい。各元素とも上限を０．５０％とする。好ましくは０．３０％以下、さらに好ましくは０．２０％以下である。特にＳｂに関しては、さらに好ましくは０．１０％以下、さらに好ましくは０．０４％以下、さらに好ましくは０．０２％以下である。

Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｃｄは硫化物を、特にＢは窒化物を粗大化させることで熱処理工程での結晶粒の成長性を改善し、低鉄損化に寄与する。ただし、過剰な含有は磁気特性を劣化させるとともに、本発明による酸洗性改善効果を阻害するため、各元素とも上限を０．０２０％とする。

これら元素は、公知の目的に応じて含有させればよいため、含有量の下限値を設ける必要はなく、下限値が０％でもよい。また言うまでもないが、公知でない効果を狙って元素が添加される場合であっても、含有により本発明の効果が失われていないのであれば、その元素は本発明における任意添加元素と判断する。上記した任意添加元素はあくまでも例示であり、本発明の無方向性電磁鋼板は、その効果が失われない限り、他の元素を任意添加元素として含有することができる。上記各元素は公知の範囲で添加可能であるが、本発明鋼板における好ましい含有量は任意元素の合計で５％以下である。

次に、不純物元素について説明する。本発明において「不純物元素」とは適切な範囲内であれば含有しても本発明効果を消失させることはなく、本発明効果を得るという観点では含有量はゼロでも構わないが、含有するメリットはほとんどなく、公知または非公知を問わず電磁鋼板としての製造過程または使用環境において悪影響を及ぼすため、基本的にゼロ（に近いこと）が好ましい元素を言う。なお、不純物には、電磁鋼板を工業的に製造するときに、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境等から不可避的に混入されるものおよび除去が困難な元素を含む。不純物として、次のような元素が例示される。

Ｃ：０．００５％以下
Ｃは磁気特性を劣化させる場合があるので０．００５％以下とすることが好ましい。製造コストの観点からは溶鋼段階で脱ガス設備によりＣ量を低減しておくことが有利で、０．００３％以下とすれば磁気時効抑制の効果が著しく、０．００２％以下とすることがさらに好ましく、０．００１５％以下がさらに好ましい。０％であっても構わない。

Ｓ：０．０１０％以下
Ｓは硫化物を形成し磁気特性、特に鉄損を劣化させる場合があるので、Ｓの含有量はできるだけ低いことが好ましく０％であっても構わない。本発明では０．０１％以下が好ましく、さらに好ましくは０．００４％以下、さらに好ましくは０．００２％以下、さらに好ましくは０．００１％以下である。

Ｓｅ：０．０１０％以下
ＳｅはＭｎとの析出物を形成し磁気特性、特に鉄損を劣化させる場合があるので、Ｓｅの含有量はできるだけ低いことが好ましく０％であっても構わない。本発明では０．０１０％以下が好ましく、さらに好ましくは０．００４％以下、さらに好ましくは０．００２％以下、さらに好ましくは０．００１％以下である。

Ｐ：０．０３％以下
Ｐは固溶体強化により抗張力を高める効果の著しい元素である。また酸洗性に影響を及ぼし、少量を含有させることで酸洗を促進する効果を発揮することもあるが、この目的ではあえて添加する必要はない。０％であっても構わない。０．０３％を超えると脆化が激しく、工業的規模での熱延、冷延等の処理が困難になるため、上限を０．０３％とすることが好ましく、さらに好ましくは０．０１％以下である。

Ｎ：０．００５０％以下、
ＮはＣと同様に磁気特性を劣化させるので０．００５０％以下とすることが好ましい。また、窒化物の生成による磁気特性劣化を避けるためＮは低い方が好ましく、０．００２７％以下とすれば磁気時効や微細な窒化物形成による特性劣化の抑制効果は顕著で、さらに好ましくは０．００２２％、さらに好ましくは０．００１５％以下、０％であっても構わない。

上述以外の不純物元素としては、例えば、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏが挙げられる。これらの元素はいずれも、粒成長を抑制し磁気特性を劣化させる場合がある。上記各元素の好ましい含有量はいずれも、０．０５％以下である。

なお、上記では、様々な元素を任意元素と不純物元素に分けて説明したが、このような分類は本発明の意図するところではない。すなわち、本発明効果を消失させない範囲で添加できる元素について、説明の便宜上、所望の効果を狙って意図的に添加される元素を任意元素として説明し、特別な効果を狙ったものでない元素を不純物元素としているに過ぎない。例えば任意元素として説明した元素であっても、その含有量が特定の効果を発揮するには十分でないような場合は、不純物と分類することでも良い。不純物の合計含有量の上限の目途としては、３％程度が挙げられる。

本発明に係る無方向性電磁鋼板の化学成分は、鋼の一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、無方向性電磁鋼板の化学成分は、ＩＣＰ−ＡＥＳ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ−ＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。具体的には、無方向性電磁鋼板から採取した３５ｍｍ角の試験片を、島津製作所製ＩＣＰＳ−８１００等（測定装置）により、予め作成した検量線に基づいた条件で測定することにより、化学組成が特定される。なお、ＣおよびＳは燃焼−赤外線吸収法を用いて測定し、Ｎは不活性ガス融解−熱伝導度法を用いて測定すればよい。

本発明では特に規定しないが、本発明に係る無方向性電磁鋼板の表面に、一般的に無方向性電磁鋼板に設けられる被膜を、形成してもよい。これらは、例えば、絶縁被膜などと呼ばれる。

ただし、この被膜は、本発明に係る無方向性電磁鋼板の必須の要素ではない。本発明で規定すべき無方向性電磁鋼板の上記の化学組成は、その基材となる鋼板の組成であり、被膜を有する無方向性電磁鋼板においては表面の被膜を除去した後に測定するものとする。

電磁鋼板の絶縁皮膜等を除去する方法としては、例えば次のものがある。まず、絶縁皮膜等を有する電磁鋼板を、ＮａＯＨ：１０質量％＋Ｈ_２Ｏ：９０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に、８０℃で１５分間、浸漬する。次いで、Ｈ_２ＳＯ_４：１０質量％＋Ｈ_２Ｏ：９０質量％の硫酸水溶液に、８０℃で３分間、浸漬する。その後、ＨＮＯ_３：１０質量％＋Ｈ_２Ｏ：９０質量％の硝酸水溶液によって、常温で１分間弱、浸漬して洗浄する。最後に、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させる。これにより、後述の絶縁皮膜が除去された鋼板を得ることができる。
または研削等により絶縁皮膜等を除去しても良い。

（製造方法）
本発明の無方向性電磁鋼板は、前記成分を含む鋼を溶製し、連続鋳造で鋼スラブとし、ついで熱間圧延、冷間圧延および仕上げ焼鈍することによって製造することができる。また、これらの工程に加え絶縁皮膜の形成や脱炭工程など行っても構わない。

（鋳造工程）
スラブは周知の方法で製造される。例えば、転炉又は電気炉等で溶鋼を製造する。製造された溶鋼に対して脱ガス設備等で二次精錬して、上記化学組成を有する溶鋼とする。溶鋼を用いて連続鋳造法又は造塊法によりスラブを鋳造する。鋳造されたスラブを分塊圧延してもよい。

本発明の特徴であるＺｎを含有させる方法は特に限定するものではないが、Ｚｎは溶鋼処理においてヒュームとして系外に排出されやすい元素として知られており、溶鋼においてＺｎを添加する際の注意点を説明しておく。ヒュームとしての排出を抑制し、添加効率を高めるため、Ｚｎは合金または金属間化合物として添加することが有効である。合金としては例えばＣｕ−Ｚｎ合金（黄銅）、Ｆｅ−Ｚｎ合金や、金属間化合物としては例えばＣｕＺｎ、ＣｕＺｎ_３、Ｆｅ_３Ｚｎ_１０などの形で添加できる。

（熱間圧延工程）
上述の化学組成を有するスラブを１０００〜１２００℃に加熱する。具体的には、スラブを加熱炉又は均熱炉に装入して、炉内にて加熱する。加熱炉又は均熱炉での上記加熱温度での保持時間は、例えば、３０〜２００分である。

加熱されたスラブに対して、複数回パスの圧延を実施し、鋼板（熱延板）を製造する。すなわち、加熱したスラブを粗圧延し、続いて仕上げ圧延を行えばよい。仕上げ温度は８００〜１０００℃であり、圧延を完了した鋼板は適宜冷却されて、４００〜８５０℃の温度で巻き取られる。

詳細は後述するが、鋼中のＺｎにより本発明効果を発揮する良好な脱スケール性を有するスケール構造に制御するためには、特に熱間圧延における温度降下過程で、９００℃超の温度から９００℃に到達した後、６００℃に達するまでの時間ＨＴを３０秒以上、好ましくは１分以上とすることが好ましい。この温度領域で鋼中のＺｎがスケール中または鋼材とスケールの界面に偏析するものと思われ、鋼板表面に形成されるスケールを酸洗工程での良好な脱スケール性を有するものとするのに好都合となる。

（熱延板焼鈍工程）
本実施形態による無方向性電磁鋼板の製造方法では、熱間圧延工程後、冷間圧延工程前に、焼鈍工程（一般的に熱延板焼鈍工程と呼ばれる）を実施してもよい。一般的には、９００〜１１５０℃、１０〜１２０秒である。

（酸洗工程）
熱間圧延の後、熱延板焼鈍を実施する場合は熱延板焼鈍の前または後であって、冷間圧延工程前に、ショットブラスト工程及び／又は酸洗工程を実施する。本発明鋼はこの酸洗工程での酸洗性を良好にし、最終製品の表面性状が好ましいものとなる。ショットブラスト工程では、熱間圧延工程後の鋼板に対してショットブラストを実施して、熱間圧延工程後の鋼板の表面に形成されているスケールを破壊して除去する。酸洗工程では、熱間圧延工程後の鋼板に対して酸洗処理を実施する。酸洗処理は、例えば、塩酸水溶液を酸洗浴として利用する。酸洗により鋼板の表面に形成されているスケールが除去される。熱間圧延工程後であって、冷間圧延工程前に、ショットブラスト工程を実施して、次いで、酸洗工程を実施してもよい。また、熱間圧延工程後であって冷間圧延工程前に、酸洗工程を実施して、ショットブラスト工程を実施しなくてもよい。

本発明の特徴であるＺｎは上記の酸洗工程の直前までに鋼板表面に形成されるスケールの構造を変化させることで発明効果を発揮していると考えられる。詳細は不明であるが、鋼中に含有するＺｎは鋳造以降の熱処理過程における鋼板（鋼材）表面の酸化過程で、母鋼板とスケールの界面やスケール内部に偏析し、酸洗において剥離しやすいスケール構造になる。特にショットブラストを施すことにより鋼板表面性状の改善効果が顕著になることから、加工によるスケールの破壊に影響を及ぼしている、言い換えると、Ｚｎは鋼板表面のスケールを加工により破壊されやすい構造のスケールに変化させているものと考えられる。

この観点では、本発明でのＺｎによる効果に対して、同じく母鋼板とスケールの界面やスケール内部に偏析しスケール構造を変化させると考えられる、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒの含有量が本発明効果の大きさに比較的強い影響を及ぼすことは合理的でもある。

（冷間圧延工程）
熱間圧延工程の後、酸洗工程を実施した鋼板に対して、冷間圧延工程を実施する。
冷間圧延工程では、複数回パスによって圧延を実施する場合、冷間圧延途中で焼鈍処理（中間焼鈍）を実施してもよい。また例えばリバース圧延により、圧延工程途中でコイルに巻き取られる時間で時効しながら圧延する。

冷間圧延工程における圧下率（冷延率）は、８８％以上とすることが好ましい。また、冷延温度が８０〜３００℃となるように冷間圧延、いわゆる温間圧延を行っても良い。

（仕上げ焼鈍工程）
冷間圧延工程後の鋼板（冷延板）に対して、仕上げ焼鈍を実施する。仕上げ焼鈍温度は、例えば７００〜１１００℃、仕上げ焼鈍温度での保持時間は１０〜１２０秒である。

（その他の工程）
本実施形態による無方向性電磁鋼板の製造方法はさらに、仕上げ焼鈍工程後にコーティング工程を実施してもよい。コーティング工程では、仕上げ焼鈍工程後の鋼板の表面に、絶縁コーティングを施す。

絶縁コーティングの種類は特に限定されない。絶縁コーティングは有機成分であってもよいし、無機成分であってもよい、絶縁コーティングは、有機成分と無機成分とを含有してもよい。無機成分は、例えば、重クロム酸−ホウ酸系、リン酸系、シリカ系等である。有機成分は、例えば、一般的なアクリル系、アクリルスチレン系、アクリルシリコン系、シリコン系、ポリエステル系、エポキシ系、フッ素系の樹脂である。塗装性を考慮した場合、好ましい樹脂は、エマルジョンタイプの樹脂である。加熱及び／又は加圧することにより接着能を発揮する絶縁コーティングを施してもよい。接着能を有する絶縁コーティングは、例えば、アクリル系、フエノール系、エポキシ系、メラミン系の樹脂である。

なお、コーティング工程は任意の工程である。したがって、仕上げ焼鈍工程後にコーティング工程を実施しなくてもよい。

なお、本実施形態による無方向性電磁鋼板は、上述の製造方法に限定されない。前述した化学組成を有する無方向性電磁鋼板を製造することができれば、上記製造方法に限定されない。

以上、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板について説明したが、本発明は、上記に限定されるものではない。上記は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

（実施例１）
表１、２に示す各成分（質量％）を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる鋼種Ｓ０１〜Ｓ６２を真空溶解にてスラブを鋳造し、さらに熱間圧延にて２ｍｍ厚の熱延鋼板を作成した。この際、熱間圧延における温度降下過程で、９００℃超の温度から９００℃に到達した後、６００℃に達するまでの時間ＨＴを５分とした。さらに９００℃６０ｓ均熱にて熱延板焼鈍を実施した。そして、濃度５％、温度８５℃の塩酸溶液中に５０ｓ浸漬する酸洗により脱スケールし、冷間圧延によって０．３０ｍｍ厚さとした。得られた冷延板について、９５０℃４０ｓ均熱の仕上げ焼鈍を実施し、さらにアクリル系の絶縁コーティングを施し、無方向性電磁鋼板を作成した。

各無方向性電磁鋼板について、絶縁コーティングをアルカリ除去した鋼板表面を蛍光Ｘ線にてＳｉスペクトル強度Ｉｓを計測するとともに、表面を１０μｍ以上化学研磨（ペーパー研磨）した地鉄面のＳｉスペクトル強度Ｉｐを計測した。母鋼板表層でのＳｉ濃度は表面に残留するＳｉ酸化物量に相当し、その濃度の上昇は内部酸化に起因するものと考えられることから、上記スペクトル強度の比Ｉｓ／Ｉｐを内部酸化の程度として換算した。Ｉｓ／Ｉｐが１．１０以下であれば、無方向性電磁鋼板の母鋼板の表層領域に内部酸化物は殆ど残留していない状態となるため、鋼板の表面性状は良好となる。一方、Ｉｓ／Ｉｐが１．１０を超えると、鋼板の表面性状が悪化する。よって本実施例では、Ｉｓ／Ｉｐが１．１０以下の例を発明例、１．１０超となった例を比較例とした。得られた結果を表１、２に示す。

なお、本実施例では絶縁コーティングを施した無方向性電磁鋼板の絶縁コーティングを除去した後にＳｉスペクトル強度を計測しているが、絶縁コーティングを施さない場合は、直接、鋼板表面を計測すれば良い。

表１、２に示す評価結果から、本開示の効果を確認することができる。これについて注意すべき点を説明する。
本発明が注目すべき酸洗性は特にＳｉにより、さらにＭｎおよびＡｌにより大きく変化することは前述の通りである。例えば、Ｓｉ、さらにはＭｎおよびＡｌの含有量が低い鋼種においては、Ｚｎの含有に関わらず上記Ｉｓ／Ｉｐの値は小さくなり、表面性状は問題とならない範囲になりうる。
本開示は特にＺｎ添加によって効果が発現するものであるが、その効果を評価する際は、Ｚｎ以外の成分は基本的に同一とした鋼板において比較されるべきである。本実施例においては、Ｓ０１〜Ｓ０４に対するＳ０５〜Ｓ０８、Ｓ１９〜Ｓ２４に対するＳ２５〜Ｓ３０、Ｓ３１〜Ｓ３５に対するＳ３６〜Ｓ４０、Ｓ４１〜Ｓ４３に対するＳ４４〜Ｓ４６、Ｓ４７〜Ｓ４９に対するＳ５０〜Ｓ５２、Ｓ５３〜Ｓ５７に対するＳ５８〜Ｓ６２として、本開示の効果が確認できるように成分を調整している。
また、Ｓ０９〜Ｓ１８は、特定成分系鋼種において単純にＺｎ含有量を変化させた際の特性変化を確認するように成分を調整している。
この点を考慮した特性比較により、本発明範囲内でＺｎを添加した鋼板は、磁気特性の劣化などなく、表面性状の改善が図られている。

（実施例２）
表１、２に示すうちの一部の鋼種について真空溶解にてスラブを鋳造し、さらに熱間圧延にて２ｍｍ厚の熱延鋼板を作成した。この際、熱間圧延における温度降下過程で、９００℃超の温度から９００℃に到達した後、６００℃に達するまでの時間ＨＴを変化させた。さらに９５０℃６０ｓ均熱にて熱延板焼鈍を実施した。そして、濃度５％、温度８５℃の塩酸溶液中に５０ｓ浸漬する酸洗により脱スケールし、冷間圧延によって０．２０ｍｍ厚さとした。得られた冷延板について、１０５０℃３０ｓ均熱の仕上げ焼鈍を実施し、さらにアクリル系の絶縁コーティングを施し、無方向性電磁鋼板を作成した。使用鋼種および熱間圧延での温度降下条件（熱間圧延における温度降下過程で、９００℃超の温度から９００℃に到達した後、６００℃に達するまでの時間ＨＴ）を表２に示す。

得られた無方向性電磁鋼板の表面性状を上記実施例１と同様に評価した。得られた結果を表３に示す。

本発明範囲内でＺｎを添加した鋼板（Ｓ０４、Ｓ２３、Ｓ３３）では、Ｓｉ含有量が低く表面性状が問題とならない鋼板（Ｓ０１）およびＺｎを含有しない鋼板（Ｓ０８、Ｓ２９、Ｓ３８）と比較し、熱間圧延での温度降下条件による表面性状の変化が大きく、この温度領域で酸化スケールの構造が変化していることが示唆される。そしてこの条件を適切に制御することで、発明効果をより顕著に得られることがわかる。

Claims

質量％で、Ｓｉ：２．１０〜４．００％、Ｚｎ：０．００１〜１．０００％を含有し、さらに任意元素として、
Ｍｎ：５．００％以下、
Ａｌ：３．０００％以下、
Ｃｕ：３．００％以下、
Ｃｒ：５．００％以下、
Ｓｎ：０．５０％以下、
Ｓｂ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．０２０％以下、
Ｍｇ：０．０２０％以下、
Ｌａ：０．０２０％以下、
Ｃｅ：０．０２０％以下、
Ｓｒ：０．０２０％以下、
Ｂａ：０．０２０％以下、
Ｎｄ：０．０２０％以下、
Ｐｒ：０．０２０％以下、
Ｃｄ：０．０２０％以下、
Ｂ：０．０２０％以下、
を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなることを特徴とする、無方向性電磁鋼板。