JP2021123767A - Method for producing directional electromagnetic steel sheet and directional electromagnetic steel sheet, and annealing separation agent - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a directional electromagnetic steel sheet in which production costs are reduced and the steel sheet has excellent film adhesion and magnetic characteristics, and a directional electromagnetic steel sheet, and an annealing separation agent.SOLUTION: There is provided a method for producing a directional electromagnetic steel sheet having excellent film adhesion, including the steps of: heating a slab comprising a predetermined component composition and optionally Bi and a remainder made up by Fe and an impurity to 1280°C or higher and then subjecting the heated slab to a hot-rolling procedure to produce a hot-rolled steel sheet; subjecting the hot-rolled steel sheet to a hot-rolled sheet annealing procedure and then subjecting the resultant product to one round of cold rolling procedure or two or more rounds of cold-rolling procedures including intermediate annealing to produce a cold-rolled steel sheet; decarburization-annealing the resultant steel sheet; applying an annealing separation agent whose main component is MgO containing a Ti compound, a rare earth metal compound, a B compound, and a predetermined compound onto a surface of the decarburization-annealed cold-rolled steel sheet and then subjecting the resultant steel sheet to a final annealing procedure; and applying an insulation coating film onto the final annealed steel sheet and then subjecting the resultant steel sheet to a flattening annealing procedure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板、ならびに焼鈍分離剤に関する。 The present invention relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, a grain-oriented electrical steel sheet, and an annealing separator.

方向性電磁鋼板は、Siを2質量%〜5質量%程度含有し、鋼板の結晶粒の方位をGoss方位と呼ばれる{110}<001>方位に高度に集積させた鋼板である。方向性電磁鋼板は、磁気特性に優れ、例えば、変圧器等の静止誘導器の鉄心材料などとして積層されて利用される。 The grain-oriented electrical steel sheet contains about 2% by mass to 5% by mass of Si, and the orientation of the crystal grains of the steel sheet is highly integrated in the {110} <001> orientation called the Goss orientation. The grain-oriented electrical steel sheet has excellent magnetic characteristics, and is used by being laminated as an iron core material of a static induction device such as a transformer, for example.

このような方向性電磁鋼板では、磁気特性を向上させるために、種々の開発がなされている。特に、近年の省エネルギー化の要請に伴って、方向性電磁鋼板には、さらなる低鉄損化が求められている。方向性電磁鋼板の低鉄損化には、鋼板の結晶粒の方位について、Goss方位への集積度を高めて磁束密度を向上させて、ヒステリシス損失を低減することが有効である。 Various developments have been made for such grain-oriented electrical steel sheets in order to improve their magnetic properties. In particular, with the recent demand for energy saving, grain-oriented electrical steel sheets are required to further reduce iron loss. In order to reduce the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet, it is effective to increase the degree of integration of the crystal grains of the steel sheet in the Goss direction to improve the magnetic flux density and reduce the hysteresis loss.

ここで、方向性電磁鋼板の製造において、結晶方位の制御は、二次再結晶と呼ばれるカタストロフィックな粒成長現象を利用することで行われる。ただし、二次再結晶にて結晶方位を適切に制御するためには、インヒビターと呼ばれる鋼中微細析出物の耐熱性を向上させることが重要である。 Here, in the production of grain-oriented electrical steel sheets, the crystal orientation is controlled by utilizing a catastrophic grain growth phenomenon called secondary recrystallization. However, in order to appropriately control the crystal orientation in secondary recrystallization, it is important to improve the heat resistance of fine precipitates in steel called inhibitors.

結晶方位を制御するための方法として、例えば、インヒビターを熱間圧延前の鋼片加熱時に完全固溶させ、その後、熱間圧延および後段の焼鈍工程で微細析出させる方法が挙げられる。具体的には、下記の特許文献1で例示されるようなMnSおよびAlNをインヒビターとし、最終冷延工程で80%を超える圧下率の圧延を行う方法、または、下記の特許文献2で例示されるようなMnSおよびMnSeをインヒビターとし、2回の冷延工程を行う方法が挙げられる。 Examples of the method for controlling the crystal orientation include a method in which the inhibitor is completely solid-solved when the steel piece is heated before hot rolling, and then finely precipitated in the hot rolling and subsequent annealing steps. Specifically, a method in which MnS and AlN as exemplified in the following Patent Document 1 are used as inhibitors and rolling with a reduction ratio exceeding 80% in the final cold rolling step, or a method exemplified in the following Patent Document 2 is exemplified. There is a method of performing two cold rolling steps using MnS and MnSe as inhibitors.

磁束密度をさらに向上させる技術として、例えば、下記の特許文献3には、溶鋼に100〜5000g/TのBiを添加する技術が開示されている。下記の特許文献3によれば、Biを溶鋼に添加すると、最終製品板において、磁束密度が向上する旨が開示されている。また、鋼板に張力を付与して磁気特性を向上させた方向性電磁鋼板を積層して鉄心を構成する場合、鋼板間の絶縁を確保することで鉄心の特性を向上させることを目的に、方向性電磁鋼板の表面には被膜が形成される。特に、方向性電磁鋼板の製造工程で形成されるMgSiO(フォルステライト)を主成分とした一次被膜は、さらにその上に塗布して形成するリン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカ等を主成分とする絶縁被膜を含めて、鋼板と被膜との密着性を確保するために重要な役割を持つ。下記の特許文献4〜6には、焼鈍分離剤に希土類金属の化合物とアルカリ土類金属の化合物を複合添加することで、一次被膜と鋼板との密着性を改善する技術が開示されている。 As a technique for further improving the magnetic flux density, for example, Patent Document 3 below discloses a technique for adding 100 to 5000 g / T Bi to molten steel. According to Patent Document 3 below, it is disclosed that the addition of Bi to molten steel improves the magnetic flux density in the final product plate. Further, when a grain-oriented electrical steel sheet having improved magnetic characteristics by applying tension to the steel sheet is laminated to form an iron core, the direction is aimed at improving the characteristics of the iron core by ensuring insulation between the steel sheets. A film is formed on the surface of the electrical steel sheet. In particular, the primary coating containing Mg 2 SiO 4 (forsterite) as the main component, which is formed in the manufacturing process of grain-oriented electrical steel sheets, is mainly composed of aluminum phosphate, colloidal silica, etc. formed by further coating on the primary coating. It plays an important role in ensuring the adhesion between the steel sheet and the coating, including the insulating coating. The following Patent Documents 4 to 6 disclose a technique for improving the adhesion between the primary coating film and the steel sheet by compound-adding a compound of a rare earth metal and a compound of an alkaline earth metal to an annealing separator.

特公昭40−15644号公報Tokukousho 40-15644 特公昭51−13469号公報Special Publication No. 51-13469 特開平6−88171号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-88171 国際公開第2008/62853号International Publication No. 2008/62853 国際公開第2006/126660号International Publication No. 2006/1266660 特開2012−214902号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-214902

近年、変電設備の省スペース化のニーズを背景とした変圧器鉄心の小型化の要望が強くなっている。これに対応するため、特に巻鉄心においては、製品板の曲げ加工の程度が大きくなっており、一次被膜と鋼板との密着性を改善することが求められる。また、積鉄心においても製品板を細長く加工する必要があり、一次被膜と鋼板との密着性を改善することが求められる。さらに、世界的な変圧器効率規制の進展により、方向性電磁鋼板の鉄損低減要望は、一層大きくなっている。この対策の一つとして、溶鋼へのBi添加は有望であるが、添加に伴い一次被膜と鋼板との密着性が劣化するという問題がある。 In recent years, there has been a growing demand for miniaturization of transformer cores against the background of the need for space saving of substation equipment. In order to cope with this, especially in the wound iron core, the degree of bending of the product plate is increasing, and it is required to improve the adhesion between the primary coating and the steel plate. Further, it is necessary to process the product plate into an elongated shape also in the steel core, and it is required to improve the adhesion between the primary coating and the steel plate. Furthermore, with the progress of global transformer efficiency regulations, the demand for reducing iron loss of grain-oriented electrical steel sheets is increasing. As one of the countermeasures, the addition of Bi to molten steel is promising, but there is a problem that the adhesion between the primary coating and the steel sheet deteriorates due to the addition.

しかしながら、上記の特許文献4〜6に開示されている技術にて、製品板の曲げ加工やせん断加工の程度が大きくなった時や、溶鋼へのBi添加量が増加した時の、一次被膜が鋼板から剥離してしまうという問題を改善するには、焼鈍分離剤へ多量の希土類金属を添加する必要があるため、製造コストが増大する課題を解決できず、一次被膜と鋼板との密着性を安価に向上する技術が希求されていた。 However, according to the techniques disclosed in Patent Documents 4 to 6, the primary coating is formed when the degree of bending or shearing of the product plate is increased or when the amount of Bi added to the molten steel is increased. In order to improve the problem of peeling from the steel sheet, it is necessary to add a large amount of rare earth metal to the annealing separator, so the problem of increased manufacturing cost cannot be solved, and the adhesion between the primary coating and the steel sheet is improved. There was a need for a technology that could be improved at low cost.

そこで、本発明は、上記課題等を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、一次被膜と鋼板との密着性をより向上させ、かつ、製造コストを抑制することを可能とする、方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板ならびに焼鈍分離剤を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems and the like, and an object of the present invention is that it is possible to further improve the adhesion between the primary coating film and the steel sheet and suppress the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, a grain-oriented electrical steel sheet, and an annealing separator.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、質量%で、C:0.02%以上0.10%以下、Si:2.5%以上4.5%以下、Mn:0.01%以上0.15%以下、SおよびSeのうち1種または2種:合計で0.001%以上0.050%以下、酸可溶性Al:0.01%以上0.05%以下、およびN:0.002%以上0.015%以下を含有し、残部がFeおよび不純物を含有するスラブを、1280℃以上に加熱して、熱間圧延を施すことで、熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板に熱延板焼鈍を施した後、一回の冷間圧延または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施すことで、冷延鋼板とする冷間圧延工程と、前記冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、前記一次再結晶焼鈍工程後の前記冷延鋼板の表面に、MgOを含有する焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、前記仕上焼鈍工程後の鋼板の表面に、絶縁被膜を塗布した後、平坦化焼鈍を施す平坦化焼鈍工程と、を含み、前記焼鈍分離剤は、前記焼鈍分離剤に含有されるMgOに対して、質量%で、Tiの化合物を、含有されるTi換算で0.3%以上10.0%以下、Bの化合物を、含有されるB換算で0.03%以上1.60%以下、希土類金属の化合物を、含有される希土類金属換算で0.1%以上7.5%以下、Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物を、含有される前記アルカリ土類金属換算で0.3%以上5.8%以下%、含有し、前記焼鈍分離剤の水スラリー作製における撹拌条件が、0℃以上30℃以下の温度で、5分以上300分以下の時間であり、前記焼鈍分離剤の塗布量が3.5g/m以上10.0g/m以下であり、前記仕上焼鈍における1000℃から1150℃における滞留時間が10時間以上100時間以下であり、前記MgOの含有量に対する前記Ti化合物の含有量をTi換算でA(質量%)、前記希土類金属の化合物の前記希土類金属換算での含有量をB(質量%)としたときに、以下の式(1)を満足する、方向性電磁鋼板の製造方法が提供される。
0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・・式(1)
In order to solve the above problems, according to a certain viewpoint of the present invention, in terms of mass%, C: 0.02% or more and 0.10% or less, Si: 2.5% or more and 4.5% or less, Mn: 0. 0.01% or more and 0.15% or less, one or two of S and Se: 0.001% or more and 0.050% or less in total, acid-soluble Al: 0.01% or more and 0.05% or less, and N: A slab containing 0.002% or more and 0.015% or less and the balance containing Fe and impurities is heated to 1280 ° C. or higher and hot-rolled to obtain a hot-rolled steel plate. A rolling step and a cold rolling step of forming a cold-rolled steel sheet by subjecting the hot-rolled steel sheet to hot-rolled sheet annealing and then performing one cold-rolling process or two or more cold-rolling operations sandwiching intermediate annealing. The cold-rolled steel sheet is subjected to a primary recrystallization annealing step, and the surface of the cold-rolled steel sheet after the primary recrystallization ablation step is coated with an annealing separator containing MgO, and then finish annealing. A finishing anneacing step of applying the above method and a flattening and annealing step of applying an insulating film to the surface of the steel sheet after the finishing ablation step and then performing flattening and annealing. With respect to the contained MgO, the Ti compound is contained in an amount of 0.3% or more and 10.0% or less in terms of Ti, and the compound of B is contained in an amount of 0.03% or more in terms of B. 1.60% or less, a compound of rare earth metal, 0.1% or more and 7.5% or less in terms of rare earth metal contained, one or more alkalis selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba. One or more alkaline earth metal compounds containing an earth metal element are contained in an amount of 0.3% or more and 5.8% or less in terms of the contained alkaline earth metal, and the annealing separator is contained. The stirring conditions in the preparation of the water slurry are a temperature of 0 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, a time of 5 minutes or longer and 300 minutes or shorter, and the amount of the ablation separating agent applied is 3.5 g / m 2 or more and 10.0 g / m 2 The residence time from 1000 ° C. to 1150 ° C. in the finish rolling is 10 hours or more and 100 hours or less, and the content of the Ti compound with respect to the content of MgO is A (mass%) in terms of Ti, and the rare earth Provided is a method for producing a directional electromagnetic steel sheet that satisfies the following formula (1), where B (% by mass) is the content of the metal compound in terms of rare earth metal.
0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (1)

前記スラブは、残部のFeの一部に換えて、質量%で、Bi:0.0005%以上0.0500%以下をさらに含有することが好ましい。 It is preferable that the slab further contains Bi: 0.0005% or more and 0.0500% or less in mass% instead of a part of Fe in the balance.

上記構成により、焼鈍分離剤に対して、希土類金属化合物とTi化合物およびB化合物を適切に含有させることで、安価に一次被膜と鋼板との密着性を更に向上させることが可能となり、溶鋼にBiを添加することでインヒビターの耐熱性を強化して磁束密度をより向上させることが可能となる。 With the above configuration, by appropriately containing the rare earth metal compound, the Ti compound, and the B compound in the annealing separator, it is possible to further improve the adhesion between the primary coating and the steel sheet at low cost, and Bi in the molten steel. By adding the above, the heat resistance of the inhibitor can be strengthened and the magnetic flux density can be further improved.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、質量%で、C:0.005%以下、Si:2.5〜4.5%、および、Mn:0.01〜0.15%、を含有し、残部がFeおよび不純物を含有する母材鋼板と、母材鋼板の表面上に形成されており、MgSiOを主成分として含有する一次被膜と、絶縁被膜とを備える方向性電磁鋼板であって、前記一次被膜の表面から前記方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる、深さ10μmの位置における発光強度に対する、深さ1〜10μmの範囲における最大発光強度のピーク強度比Iについて、Ti発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板が提供される。 Further, in order to solve the above problems, according to another viewpoint of the present invention, in terms of mass%, C: 0.005% or less, Si: 2.5 to 4.5%, and Mn: 0.01. Insulation with a base steel plate containing ~ 0.15% and the balance containing Fe and impurities, and a primary coating formed on the surface of the base steel plate and containing Mg 2 SiO 4 as a main component. A directional electromagnetic steel plate provided with a coating film at a depth of 10 μm obtained by performing elemental analysis by a glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating film in the plate thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. to the emission intensity, the peak intensity ratio I of maximum emission intensity in a depth range of 1 to 10 [mu] m, the peak intensity ratio I Ti of Ti light emission intensity is 5 to 25, the sum of the peak intensity ratio of the emission intensity of the rare earth element the value I REM is not less 2 to 8, the peak intensity ratio I Al of Al luminous intensity is not less than 10, the peak intensity ratio I B of B luminous intensity is not less 2.5 to 15, the peak of the S emission intensity Provided is a directional electromagnetic steel plate having a strength ratio IS of 2.5 or more and 10 or less.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、焼鈍分離剤におけるMgOに対して、質量%で、Tiの化合物を、含有されるTi換算で0.3%以上10.0%以下、Bの化合物を、含有されるB換算で0.03%以上1.60%以下、希土類金属の化合物を、含有される希土類金属換算で0.1%以上7.5%以下、Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物を、含有される前記アルカリ土類金属換算で0.3%以上5.8%以下、含有し、前記MgOの含有量に対する前記Ti化合物の含有量をTi換算でA(質量%)、前記希土類金属の化合物の前記希土類金属換算での含有量をB(質量%)としたときに、下記の式(1)を満足する焼鈍分離剤が提供される。
0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・・式(1)
Further, in order to solve the above-mentioned problems, according to another viewpoint of the present invention, the Ti compound is contained in an amount of 0.3% or more in terms of Ti in terms of mass% with respect to MgO in the quenching separator. 0.0% or less, B compound contained 0.03% or more and 1.60% or less in terms of B, and rare earth metal compound contained 0.1% or more and 7.5% or less in terms of rare earth metal. , Ca, Sr and Ba, the alkaline earth metal equivalent containing one or more alkaline earth metal compounds containing one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of, Ca, Sr and Ba. The content of the Ti compound with respect to the content of MgO is A (mass%) in terms of Ti, and the content of the compound of the rare earth metal in terms of the rare earth metal is contained in an amount of 0.3% or more and 5.8% or less. When the amount is B (% by mass), an annealing separator satisfying the following formula (1) is provided.
0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (1)

以上説明したように本発明によれば、製造コストの増大を抑制しつつ、一次被膜と鋼板との密着性により一層優れ、さらに好ましくは、より優れた磁束密度を有する方向性電鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板ならびに焼鈍分離剤を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, a method for manufacturing a directional electric steel sheet having a more excellent adhesion between the primary coating and a steel sheet, and more preferably a more excellent magnetic flux density, while suppressing an increase in manufacturing cost. And it is possible to provide directional electromagnetic steel sheets as well as annealing separators.

焼鈍分離剤におけるTi化合物におけるTi換算の含有量を横軸に取り、希土類金属の化合物における希土類金属換算の含有量を縦軸に取って、表1で示す結果をプロットしたグラフ図である。It is a graph which plotted the results shown in Table 1 with the Ti conversion content of the Ti compound in the annealing separator on the horizontal axis and the rare earth metal conversion content of the rare earth metal compound on the vertical axis.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明者らは、方向性電磁鋼板の一次被膜と鋼板との密着性をさらに向上させつつ、方向性電磁鋼板の製造コストを安価化するために、方向性電磁鋼板の製造方法について鋭意検討を行った結果、以下の知見を見出した。 The present inventors have diligently studied a method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet in order to further improve the adhesion between the primary coating of the grain-oriented electrical steel sheet and the steel sheet and to reduce the manufacturing cost of the grain-oriented electrical steel sheet. As a result of the investigation, the following findings were found.

具体的には、本発明者らは、焼鈍分離剤がTi化合物およびB化合物を含有することで、希土類金属の化合物の含有量を制限しても、一次被膜と鋼板との密着性を向上させることができることを見出した。さらに、この密着性向上効果は、インヒビターの耐熱性を強化して磁束密度を向上させるべく溶鋼にBiを添加した際に不可避的に発生していた一次被膜と鋼板との密着性劣化に対しても非常に好ましく作用することを確認した。一方、Ti化合物、B化合物または希土類金属化合物のいずれかが焼鈍分離剤に含有されない場合、一次被膜と鋼板との密着性は向上しなかった。 Specifically, the present inventors improve the adhesion between the primary coating film and the steel sheet by containing the Ti compound and the B compound in the annealing separator, even if the content of the rare earth metal compound is limited. I found that I could do it. Further, this adhesiveness improving effect is effective against the deterioration of the adhesiveness between the primary coating and the steel sheet, which was inevitably generated when Bi was added to the molten steel in order to enhance the heat resistance of the inhibitor and improve the magnetic flux density. Was confirmed to work very favorably. On the other hand, when any of the Ti compound, the B compound and the rare earth metal compound was not contained in the annealing separator, the adhesion between the primary coating film and the steel sheet was not improved.

このような現象が生じる詳細な理由は明らかではないが、焼鈍分離剤が希土類金属化合物、Ti化合物およびB化合物を含有すると、仕上焼鈍の昇温過程において、希土類金属化合物は分解して希土類金属元素が鋼中に浸入する。また、Ti化合物およびB化合物も分解してTiおよびBが鋼中に浸入する。鋼中に侵入した希土類金属元素、TiおよびBが、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、一次被膜と鋼板の界面構造の複雑化に寄与して、アンカー効果を発揮するものと推察される。ここで、希土類金属元素とTiは、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、硫化物を形成するが、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍における硫黄の量によって、希土類金属化合物およびTi化合物の分解は制限されてしまう。そのため、焼鈍分離剤が希土類金属化合物、Ti化合物およびB化合物を多量に含有しても含有量に見合う効果が発揮できないと推察される。 Although the detailed reason why such a phenomenon occurs is not clear, when the annealing separator contains a rare earth metal compound, a Ti compound and a B compound, the rare earth metal compound is decomposed and the rare earth metal element is decomposed in the process of raising the temperature of the finish annealing. Infiltrates into steel. In addition, the Ti compound and the B compound are also decomposed and Ti and B infiltrate into the steel. Rare earth metal elements, Ti and B, which have penetrated into steel, contribute to the complication of the interface structure between the primary coating and the steel sheet in the primary coating or at or near the interface between the primary coating and the steel sheet, and exert an anchor effect. It is inferred that. Here, the rare earth metal element and Ti form sulfide in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof, but depending on the amount of sulfur in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof. , Decomposition of rare earth metal compounds and Ti compounds is limited. Therefore, it is presumed that even if the annealing separator contains a large amount of rare earth metal compound, Ti compound and B compound, the effect commensurate with the content cannot be exhibited.

本発明者らは、以上の知見を考慮することで、本発明を想到するに至った。本発明の一実施形態は、以下の構成を備える方向性電磁鋼板の製造方法である。 The present inventors have come up with the present invention by considering the above findings. One embodiment of the present invention is a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet having the following configuration.

質量%で、C:0.02%以上0.10%以下、Si:2.5%以上4.5%以下、Mn:0.01%以上0.15%以下、SおよびSeのうち1種または2種:合計で0.001%以上0.050%以下、酸可溶性Al:0.01%以上0.05%以下、およびN:0.002%以上0.015%以下を含有し、残部がFeおよび不純物を含むスラブを、1280℃以上に加熱して、熱間圧延を施すことで、熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板に熱延板焼鈍を施した後、一回の冷間圧延または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施すことで、冷延鋼板とする冷間圧延工程と、前記冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、前記一次再結晶焼鈍工程後の前記冷延鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、前記仕上焼鈍工程後の鋼板の表面に、絶縁被膜を塗布した後、平坦化焼鈍を施す平坦化焼鈍工程と、を含み、前記焼鈍分離剤は、前記焼鈍分離剤に含有されるMgOに対して、質量%で、TiOを0.5%以上10%以下、Tiの化合物を、含有されるTi換算でA%として0.3%以上10.0%以下、Bの化合物を、含有されるB換算で0.03%以上1.60%以下、希土類金属の化合物を、含有される希土類金属換算でB%として0.1%以上7.5%以下、Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物を、含有される前記アルカリ土類金属換算で0.3%以上5.8%以下含有し、前記焼鈍分離剤の水スラリー作製における撹拌条件が、0℃以上30℃以下の温度で、5分以上300分以下の時間であり、前記焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量が3.5g/m以上10.0g/m以下であり、前記仕上焼鈍における1000℃から1150℃における滞留時間が10時間以上100時間以下であり、以下の式(1)を満足する、方向性電磁鋼板の製造方法。
0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・・式(1)
By mass%, C: 0.02% or more and 0.10% or less, Si: 2.5% or more and 4.5% or less, Mn: 0.01% or more and 0.15% or less, one of S and Se Or 2 types: 0.001% or more and 0.050% or less in total, acid-soluble Al: 0.01% or more and 0.05% or less, and N: 0.002% or more and 0.015% or less, and the balance A slab containing Fe and impurities is heated to 1280 ° C. or higher and hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet. A cold rolling step of making a cold-rolled steel sheet by performing one cold rolling or two or more cold rollings sandwiching an intermediate quenching process, and a primary recrystallizing annealing step of applying a primary recrystallizing annealing to the cold-rolled steel sheet. Insulation on the surface of the cold-rolled steel sheet after the primary re-crystal annealing step, the finish annealing step of applying a quenching separator containing MgO, and then the finish annealing, and the surface of the steel sheet after the finish annealing step. A flattening and annealing step in which a film is applied and then flattening and annealing is performed, and the annealing separating agent contains 0.5% of TiO 2 in mass% with respect to MgO contained in the annealing separating agent. More than 10% or less, Ti compound is contained as A% in terms of Ti, 0.3% or more and 10.0% or less, and compound B is contained in 0.03% or more and 1.60% in terms of B. Hereinafter, one or more alkaline soils selected from the group consisting of 0.1% or more and 7.5% or less as B% of the rare earth metal compound contained, Ca, Sr and Ba. Preparation of an aqueous slurry of the annealing separator containing one or more alkaline earth metal compounds containing metal elements of 0.3% or more and 5.8% or less in terms of the contained alkaline earth metal. The stirring conditions in the above are a temperature of 0 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, a time of 5 minutes or longer and 300 minutes or shorter, and the coating weight of the annealed separating agent per one side of the steel plate is 3.5 g / m 2 or more and 10.0 g / m. A method for producing a directional electromagnetic steel sheet, which is 2 or less, has a residence time of 10 hours or more and 100 hours or less at 1000 ° C. to 1150 ° C. in the finish rolling, and satisfies the following formula (1).
0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (1)

[方向性電磁鋼板の製造方法]
以下、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法について具体的に説明する。
[Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet]
Hereinafter, the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be specifically described.

(スラブの化学組成)
まず、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の各工程の説明に先立ち、本実施形態に係る方向性電磁鋼板に用いられるスラブの成分組成について説明する。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。また、以下で説明する元素以外のスラブの残部は、Feおよび不純物を含有する。
(Chemical composition of slab)
First, prior to the description of each step of the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, the component composition of the slab used for the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be described. In the following, unless otherwise specified, the notation "%" shall represent "mass%". In addition, the rest of the slab other than the elements described below contains Fe and impurities.

C(炭素)の含有量は、0.02%以上0.10%以下である。Cには、種々の役割があるが、Cの含有量が0.02%未満である場合、スラブの加熱時に結晶粒径が過度に大きくなることで、最終的な方向性電磁鋼板の鉄損値を増大させるため好ましくない。一方、Cの含有量が0.10%超である場合、冷間圧延後の脱炭時に、脱炭時間が長時間になり、製造コストが増加するため好ましくない。また、Cの含有量が0.10%超である場合、脱炭が不完全になり易く、最終的な方向性電磁鋼板において磁気時効を起こす可能性があるため好ましくない。したがって、Cの含有量は、0.02%以上0.10%以下とする。Cの含有量は、好ましくは、0.05%以上0.09%以下である。 The content of C (carbon) is 0.02% or more and 0.10% or less. C has various roles, but when the C content is less than 0.02%, the crystal grain size becomes excessively large when the slab is heated, resulting in iron loss of the final grain-oriented electrical steel sheet. It is not preferable because it increases the value. On the other hand, when the C content is more than 0.10%, the decarburization time becomes long and the manufacturing cost increases during decarburization after cold rolling, which is not preferable. Further, when the C content is more than 0.10%, decarburization tends to be incomplete and magnetic aging may occur in the final grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. Therefore, the content of C is 0.02% or more and 0.10% or less. The content of C is preferably 0.05% or more and 0.09% or less.

Si(ケイ素)の含有量は、2.5%以上4.5%以下である。Siは、鋼板の電気抵抗を高めることで、鉄損の原因の一つである渦電流損失を低減する。Siの含有量が2.5%未満である場合、最終的な方向性電磁鋼板の渦電流損失を十分に抑制することが困難になるため好ましくない。一方、Siの含有量が4.5%超である場合、方向性電磁鋼板の加工性が低下するため好ましくない。したがって、Siの含有量は、2.5%以上4.5%以下とする。Siの含有量は、好ましくは、2.7%以上4.0%以下である。 The content of Si (silicon) is 2.5% or more and 4.5% or less. Si reduces the eddy current loss, which is one of the causes of iron loss, by increasing the electrical resistance of the steel sheet. If the Si content is less than 2.5%, it becomes difficult to sufficiently suppress the eddy current loss of the final grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. On the other hand, when the Si content is more than 4.5%, the workability of the grain-oriented electrical steel sheet is lowered, which is not preferable. Therefore, the Si content is 2.5% or more and 4.5% or less. The Si content is preferably 2.7% or more and 4.0% or less.

Mn(マンガン)の含有量は、0.01%以上0.15%以下である。Mnは、二次再結晶を左右するインヒビターであるMnSおよびMnSeなどを形成する。Mnの含有量が0.01%未満である場合、二次再結晶を生じさせるMnSおよびMnSeの絶対量が不足するため、好ましくない。一方、Mnの含有量が0.15%超である場合、スラブ加熱時にMnの固溶が困難になるため、好ましくない。また、Mnの含有量が0.15%超である場合、インヒビターであるMnSおよびMnSeの粒子の析出サイズが粗大化し易く、インヒビターとしての最適なサイズ分布が損なわれるため、好ましくない。したがって、Mnの含有量は、0.01%以上0.15%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは、0.03%以上0.13%以下である。 The content of Mn (manganese) is 0.01% or more and 0.15% or less. Mn forms MnS, MnSe, and the like, which are inhibitors that influence secondary recrystallization. If the Mn content is less than 0.01%, the absolute amounts of MnS and MnSe that cause secondary recrystallization are insufficient, which is not preferable. On the other hand, if the Mn content is more than 0.15%, it becomes difficult to dissolve Mn during slab heating, which is not preferable. Further, when the Mn content is more than 0.15%, the precipitation size of the particles of the inhibitors MnS and MnSe tends to be coarsened, and the optimum size distribution as the inhibitor is impaired, which is not preferable. Therefore, the Mn content is 0.01% or more and 0.15% or less. The Mn content is preferably 0.03% or more and 0.13% or less.

S(硫黄)およびSe(セレン)の含有量は、合計で0.001%以上0.050%以下である。SおよびSeは、上述したMnと共にインヒビターを形成する。SおよびSeは、2種ともスラブに含有されていてもよいが、少なくともいずれか1種がスラブに含有されていればよい。SおよびSeの含有量の合計が上記範囲を外れる場合、十分なインヒビター効果が得られないため好ましくない。したがって、SおよびSeの含有量は、合計で0.001%以上0.050%以下とする。SおよびSeの合計含有量は、好ましくは、0.001%以上0.040%以下である。 The total content of S (sulfur) and Se (selenium) is 0.001% or more and 0.050% or less. S and Se form an inhibitor together with Mn described above. Both S and Se may be contained in the slab, but at least one of them may be contained in the slab. If the total content of S and Se is out of the above range, a sufficient inhibitory effect cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, the total content of S and Se is 0.001% or more and 0.050% or less. The total content of S and Se is preferably 0.001% or more and 0.040% or less.

酸可溶性Al(酸可溶性アルミニウム)の含有量は、0.01%以上0.05%以下である。酸可溶性Alは、高磁束密度の方向性電磁鋼板を製造するために必要なインヒビターを構成する。酸可溶性Alの含有量が0.01%未満である場合、酸可溶性Alが量的に不足し、インヒビター強度が不足するため、好ましくない。一方、酸可溶性Alの含有量が0.05%超である場合、インヒビターとして析出するAlNが粗大化し、インヒビター強度を低下させるため、好ましくない。したがって、酸可溶性Alの含有量は、0.01%以上0.05%以下とする。酸可溶性Alの含有量は、好ましくは、0.01%以上0.04%以下である。 The content of acid-soluble Al (acid-soluble aluminum) is 0.01% or more and 0.05% or less. The acid-soluble Al constitutes an inhibitor necessary for producing a grain-oriented electrical steel sheet having a high magnetic flux density. When the content of the acid-soluble Al is less than 0.01%, the acid-soluble Al is insufficient in quantity and the inhibitor strength is insufficient, which is not preferable. On the other hand, when the content of acid-soluble Al is more than 0.05%, AlN precipitated as an inhibitor is coarsened and the inhibitor strength is lowered, which is not preferable. Therefore, the content of acid-soluble Al is 0.01% or more and 0.05% or less. The content of acid-soluble Al is preferably 0.01% or more and 0.04% or less.

N(窒素)の含有量は、0.002%以上0.015%以下である。Nは、上述した酸可溶性Alと共にインヒビターであるAlNを形成する。Nの含有量が上記範囲を外れる場合、十分なインヒビター効果が得られないため、好ましくない。したがって、Nの含有量は、0.002%以上0.015%以下とする。Nの含有量は、好ましくは、0.002%以上0.012%以下である。 The content of N (nitrogen) is 0.002% or more and 0.015% or less. N forms an inhibitor, AlN, together with the acid-soluble Al described above. If the content of N is out of the above range, a sufficient inhibitory effect cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, the content of N is set to 0.002% or more and 0.015% or less. The content of N is preferably 0.002% or more and 0.012% or less.

本発明の効果は、スラブにBiを含有させる製法を採用した鋼板において、特に有用なものとなる。 The effect of the present invention is particularly useful in a steel sheet that employs a manufacturing method in which a slab contains Bi.

一般的にスラブ成分にBi(ビスマス)を含有させると、一次被膜と鋼板との密着性が劣化する。このメカニズムについて、詳細は明らかとなっていないが、一次被膜と鋼板の界面構造が平滑化しやすくなって、アンカー効果が減少して密着性が劣化しやすくなると推察される。しかしながら、本発明を適用すると、Bi含有鋼でも平滑化が抑制され、より一層密着性が向上する。 Generally, when Bi (bismuth) is contained in the slab component, the adhesion between the primary coating and the steel sheet deteriorates. Although the details of this mechanism have not been clarified, it is presumed that the interface structure between the primary coating and the steel sheet is easily smoothed, the anchor effect is reduced, and the adhesion is likely to be deteriorated. However, when the present invention is applied, smoothing is suppressed even in Bi-containing steel, and the adhesion is further improved.

この場合のBiの含有量は、0.0005%以上0.0500%以下であることが好ましい。Biは、インヒビターであるMnSやAlNの耐熱性を強化して、二次再結晶温度を高温化し、磁束密度を向上する効果があると推察される。Biの含有量が、0.0005%以上0.0500%以下である場合、より一層インヒビター耐熱性強化効果を得ることができる。Biの含有量が0.0005%未満である場合、十分なインヒビター耐熱性強化効果が得られない場合がある。Biの含有量が0.0500%超である場合、熱延における鋼板の脆性が劣化して通板が困難となり、生産性が低下する場合がある。したがって、Biの含有量は、好ましくは、0.0005%以上0.0500%以下とする。Biの含有量は、より好ましくは、0.0010%以上0.0200%以下である。なお、Biは、鋼材において必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。 The Bi content in this case is preferably 0.0005% or more and 0.0500% or less. It is presumed that Bi has the effect of enhancing the heat resistance of the inhibitors MnS and AlN, raising the secondary recrystallization temperature, and improving the magnetic flux density. When the Bi content is 0.0005% or more and 0.0500% or less, the inhibitor heat resistance enhancing effect can be further obtained. If the Bi content is less than 0.0005%, a sufficient inhibitor heat resistance enhancing effect may not be obtained. When the Bi content is more than 0.0500%, the brittleness of the steel sheet in hot rolling deteriorates, making it difficult to pass the sheet, and the productivity may decrease. Therefore, the Bi content is preferably 0.0005% or more and 0.0500% or less. The Bi content is more preferably 0.0010% or more and 0.0200% or less. Since Bi is not essential in steel materials, the lower limit of the content is 0%.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板に用いられるスラブの残部は、先立って説明したように、Feおよび不純物を含む。ここで、不純物とは、母材鋼板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されるもの、または、純化焼鈍において完全に純化されずに鋼中に残存する下記の元素等であって、本発明の方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The rest of the slab used for the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment contains Fe and impurities as described above. Here, the impurities are those mixed from ore, scrap, or the manufacturing environment as a raw material when the base steel sheet is industrially manufactured, or are not completely purified by purification annealing and are contained in the steel. It means the following elements and the like that remain and are allowed as long as they do not adversely affect the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention.

上記で説明した成分組成に調整された溶鋼を鋳造することで、スラブが形成される。なお、スラブの鋳造方法は、特に限定されない。また、研究開発において、真空溶解炉などで鋼塊が形成されても、上記成分について、スラブが形成された場合と同様の効果が確認できる。続いて、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の各工程を説明する。 A slab is formed by casting molten steel adjusted to the composition of the components described above. The slab casting method is not particularly limited. Further, in research and development, even if a steel ingot is formed in a vacuum melting furnace or the like, the same effect as when a slab is formed can be confirmed for the above components. Subsequently, each step of the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be described.

(熱間圧延工程)
上記の組成を有するスラブが1280℃以上に加熱されることで、スラブ中のインヒビター成分が固溶する。スラブの加熱温度が1280℃未満である場合、MnS、MnSe、およびAlN等のインヒビター成分を充分に溶体化することが困難になるため、好ましくない。なお、このときのスラブの加熱温度の上限値は、特に定めないが、設備保護の観点から1450℃が好ましく、例えば、スラブの加熱温度は、1300℃以上1450℃以下であることが好ましい。
(Hot rolling process)
When the slab having the above composition is heated to 1280 ° C. or higher, the inhibitor component in the slab is solid-solved. If the heating temperature of the slab is less than 1280 ° C., it becomes difficult to sufficiently dissolve the inhibitor components such as MnS, MnSe, and AlN, which is not preferable. The upper limit of the heating temperature of the slab at this time is not particularly determined, but is preferably 1450 ° C. from the viewpoint of equipment protection. For example, the heating temperature of the slab is preferably 1300 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower.

次に、加熱されたスラブは、熱間圧延されて熱延鋼板に加工される。熱間圧延は、公知の方法で行うことができる。加工後の熱延鋼板の板厚は、例えば、1.8mm以上3.5mm以下であることが好ましい。熱延鋼板の板厚を1.8mm以上3.5mm以下とすることで、二次再結晶をより安定化することができ、最終的に得られた方向性電磁鋼板において、優れた磁気特性を維持することが可能となる。一方で、熱延鋼板の板厚が1.8mm未満である場合、熱間圧延後の鋼板温度が低温化し、鋼板中のAlNの析出量が増加することで二次再結晶が不安定となって、磁気特性が低下する場合がある。熱延鋼板の板厚が3.5mm超である場合、冷間圧延の工程での圧延負荷が大きくなる場合がある。 Next, the heated slab is hot-rolled and processed into a hot-rolled steel sheet. Hot rolling can be performed by a known method. The thickness of the hot-rolled steel sheet after processing is preferably 1.8 mm or more and 3.5 mm or less, for example. By setting the thickness of the hot-rolled steel sheet to 1.8 mm or more and 3.5 mm or less, secondary recrystallization can be further stabilized, and the finally obtained grain-oriented electrical steel sheet has excellent magnetic properties. It will be possible to maintain. On the other hand, when the thickness of the hot-rolled steel sheet is less than 1.8 mm, the temperature of the steel sheet after hot rolling becomes low and the amount of AlN precipitated in the steel sheet increases, so that secondary recrystallization becomes unstable. Therefore, the magnetic characteristics may deteriorate. When the thickness of the hot-rolled steel sheet exceeds 3.5 mm, the rolling load in the cold rolling process may increase.

(冷間圧延工程)
続いて、加工された熱延鋼板は、熱延板焼鈍が施された後、1回の冷間圧延、または中間焼鈍を挟んだ複数回の冷間圧延にて圧延されることで、冷延鋼板に加工される。熱延板焼鈍、冷間圧延および中間焼鈍は、それぞれ公知の方法で行うことができる。なお、中間焼鈍を挟んだ複数回の冷間圧延にて圧延する場合、前段の熱延板焼鈍を省略することも可能である。ただし、熱延板焼鈍を施す場合、鋼板形状がより良好になるため、冷間圧延にて鋼板が破断する可能性を軽減することができる。
(Cold rolling process)
Subsequently, the processed hot-rolled steel sheet is cold-rolled by being subjected to hot-rolled sheet annealing and then rolled by one cold rolling or a plurality of cold rollings sandwiching intermediate annealing. Processed into steel plate. Hot-rolled sheet annealing, cold rolling and intermediate annealing can be carried out by known methods. When rolling by cold rolling a plurality of times with intermediate annealing sandwiched between them, it is possible to omit the hot-rolled sheet annealing in the previous stage. However, when hot-rolled sheet is annealed, the shape of the steel sheet becomes better, so that the possibility of the steel sheet breaking during cold rolling can be reduced.

また、冷間圧延のパス間、圧延ロールスタンド間、または圧延中に、鋼板は、300℃程度以下で加熱処理されてもよい。このような場合、最終的な方向性電磁鋼板の磁気特性を向上させることができる。なお、熱延鋼板は、3回以上の冷間圧延によって圧延されてもよいが、多数回の冷間圧延は、製造コストを増大させるため、熱延鋼板は、1回または2回の冷間圧延によって圧延されることが好ましい。冷間圧延をゼンジミアミルなどのリバース圧延で行う場合、それぞれの冷間圧延におけるパス回数は、特に限定されないが、製造コストの観点から、9回以下が好ましい。 Further, the steel sheet may be heat-treated at about 300 ° C. or lower between the cold rolling passes, between the rolling roll stands, or during rolling. In such a case, the magnetic properties of the final grain-oriented electrical steel sheet can be improved. The hot-rolled steel sheet may be rolled by cold rolling three or more times, but since cold rolling a large number of times increases the manufacturing cost, the hot-rolled steel sheet is cold-rolled once or twice. It is preferably rolled by rolling. When the cold rolling is carried out by reverse rolling such as a Zendimia mill, the number of passes in each cold rolling is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing cost, 9 times or less is preferable.

(一次再結晶焼鈍工程)
次に、冷延鋼板は、脱炭焼鈍される。昇温過程で、急速加熱することも、磁気特性の向上に有効である。かかる過程は、一次再結晶焼鈍とも称され、急速加熱する場合は、脱炭焼鈍と連続して行われることが好ましい。脱炭焼鈍は、公知の方法で行うことができるが、水素および窒素含有の湿潤雰囲気中において、例えば、900℃以下の温度で実施されることが好ましい。なお、一次再結晶焼鈍の工程では、冷延鋼板に対して、磁気特性および被膜特性向上を目的として、脱炭焼鈍に続く還元焼鈍が施されてもよい。
(Primary recrystallization annealing process)
Next, the cold-rolled steel sheet is decarburized and annealed. Rapid heating in the process of raising the temperature is also effective in improving the magnetic characteristics. This process is also referred to as primary recrystallization annealing, and in the case of rapid heating, it is preferably performed continuously with decarburization annealing. Decarburization annealing can be carried out by a known method, but is preferably carried out in a moist atmosphere containing hydrogen and nitrogen, for example, at a temperature of 900 ° C. or lower. In the step of primary recrystallization annealing, the cold-rolled steel sheet may be subjected to reduction annealing following decarburization annealing for the purpose of improving magnetic properties and coating properties.

(焼鈍分離剤塗布工程)
その後、一次再結晶焼鈍後の冷延鋼板に、引き続く仕上焼鈍における鋼板間の焼き付き防止や、一次被膜形成、二次再結晶挙動制御などを目的として、MgOを主成分とする焼鈍分離剤が塗布される。ここでいう「主成分」とは、ある物質に50質量%以上含まれている成分をいう。例えば、MgOは、焼鈍分離剤を構成する材料の合計質量対して50.0質量%以上含まれる。MgOの含有量は、好ましくは、焼鈍分離剤を構成する材料の合計質量に対して、50.0質量%以上99.27質量%以下であり、より好ましくは、70.0質量%以上98.5質量%以下である。焼鈍分離剤には、MgOの他、Ti化合物および希土類金属の化合物が含有され、さらにアルカリ土類金属の化合物やAl化合物、Fe化合物、Si化合物などが含有されてもよい。前記焼鈍分離剤は、水に含有され、スラリーの状態で鋼板表面に塗布、乾燥されるが、静電塗布法などを用いて塗布されてもよい。ここで、焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は、特に焼鈍分離剤が高価な化合物を含有する場合、製造コストに大きく影響する。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は3.5g/m以上10.0g/m以下とする。3.5g/m未満の場合、仕上焼鈍中に鋼板同士が焼き付くので好ましくない。10.0g/m超の場合、製造コストが増大するので好ましくない。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は、好ましくは、3.7g/m以上9.5g/m以下であり、より好ましくは、4.0g/m以上9.0g/m以下である。また、焼鈍分離剤の含有物は、特に一次被膜と鋼板の密着性や二次再結晶挙動に大きな影響を及ぼす。以下に、焼鈍分離剤の含有物の含有量および効果を記載する。ここで、焼鈍分離剤が含有する以下の各化合物の含有量は、特段の記載がない限り、焼鈍分離剤の主成分であるMgO100%に対する含有物の質量%とする。
(Annealing separator application process)
After that, an annealing separator containing MgO as a main component is applied to the cold-rolled steel sheet after the primary recrystallization annealing for the purpose of preventing seizure between the steel sheets in the subsequent finish annealing, forming a primary film, and controlling the secondary recrystallization behavior. Will be done. The "main component" here means a component contained in a certain substance in an amount of 50% by mass or more. For example, MgO is contained in an amount of 50.0% by mass or more with respect to the total mass of the materials constituting the annealing separator. The content of MgO is preferably 50.0% by mass or more and 99.27% by mass or less, and more preferably 70.0% by mass or more and 98. It is 5% by mass or less. In addition to MgO, the quenching separator may contain a Ti compound and a rare earth metal compound, and may further contain an alkaline earth metal compound, an Al compound, an Fe compound, a Si compound and the like. The annealing separator is contained in water and is applied and dried on the surface of a steel sheet in the state of a slurry, but it may be applied by an electrostatic coating method or the like. Here, the coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet greatly affects the manufacturing cost, especially when the annealing separator contains an expensive compound. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet shall be 3.5 g / m 2 or more and 10.0 g / m 2 or less. If it is less than 3.5 g / m 2 , the steel plates will seize during the finish annealing, which is not preferable. If it exceeds 10.0 g / m 2 , the manufacturing cost increases, which is not preferable. Coating weight per steel sheet side of the annealing separating agent, preferably, 3.7 g / m 2 or more 9.5 g / m 2 or less, more preferably, 4.0 g / m 2 or more 9.0 g / m 2 or less Is. In addition, the content of the annealing separator has a great influence on the adhesion between the primary coating and the steel sheet and the secondary recrystallization behavior. The content and effect of the content of the annealing separator are described below. Here, the content of each of the following compounds contained in the annealing separator is, unless otherwise specified, the mass% of the content with respect to 100% MgO, which is the main component of the annealing separator.

本実施形態に係る焼鈍分離剤は、MgOに加え、Ti化合物、希土類金属化合物、B化合物、および、Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物(以下では、単に「アルカリ土類金属化合物」ということもある。)を含有する。 The quenching separator according to the present embodiment is, in addition to MgO, one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ti compounds, rare earth metal compounds, B compounds, and Ca, Sr and Ba. Contains one or more alkaline earth metal compounds (hereinafter, may be simply referred to as "alkaline earth metal compounds") including.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法において、上記焼鈍分離剤におけるTi化合物の含有量は、Ti換算で、0.3%以上10.0%以下である。Ti化合物は、一次被膜と鋼板との密着性に大きな影響を及ぼす。Ti化合物の含有量がTi換算で0.3%未満である場合、密着性改善の効果が十分ではなく、また、Ti化合物の含有量がTi換算で10.0%超である場合、仕上焼鈍過程において鋼板へTiが固溶し、後に鋼中においてTiCなどの微細析出物を形成して磁性を劣化させる(磁気時効)ことがあるので、好ましくない。したがって、Ti化合物の含有量は、Ti換算で0.3%以上10.0%以下とする。Ti化合物の含有量は、好ましくは、Ti換算で1.0%以上8.0%以下である。 In the method for producing grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, the content of the Ti compound in the annealing separator is 0.3% or more and 10.0% or less in terms of Ti. The Ti compound has a great influence on the adhesion between the primary coating and the steel sheet. When the content of the Ti compound is less than 0.3% in terms of Ti, the effect of improving the adhesion is not sufficient, and when the content of the Ti compound is more than 10.0% in terms of Ti, the finish is annealed. It is not preferable because Ti may be solidified in the steel sheet in the process and later form fine precipitates such as TiC in the steel to deteriorate the magnetism (magnetic aging). Therefore, the content of the Ti compound is set to 0.3% or more and 10.0% or less in terms of Ti. The content of the Ti compound is preferably 1.0% or more and 8.0% or less in terms of Ti.

上記焼鈍分離剤において、希土類金属化合物の含有量は、希土類金属換算で0.1%以上7.5%以下である。希土類金属化合物は、仕上焼鈍中に酸素を放出し、一次被膜と鋼板の嵌入構造形成を促進することで、一次被膜と鋼板の密着性を向上させる。しかし、希土類金属化合物の含有量が0.1%未満である場合、密着性改善の効果が十分ではなく、また、希土類金属化合物の含有量が7.5%超である場合、製造コストが増大するため、好ましくない。したがって、希土類金属化合物の含有量は、希土類金属換算で0.1%以上7.5%以下とする。希土類金属化合物の含有量は、好ましくは、0.2%以上7.5%以下である。焼鈍分離剤に含まれる希土類金属化合物は、希土類元素からなる群より選択される1種または2種以上の元素が含まれる。希土類金属化合物は、特に限定されるものではなく、各種の希土類金属元素の酸化物、硫化物、硫酸塩、ケイ化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、ホウ素化物、塩化物、フッ化物の1種または2種以上を混合すればよい。希土類金属化合物は、入手のしやすさ、コストの観点から、La、Ce、Yの化合物の使用がより好ましい。 In the annealing separator, the content of the rare earth metal compound is 0.1% or more and 7.5% or less in terms of rare earth metal. The rare earth metal compound releases oxygen during finish annealing to promote the formation of an inlaid structure between the primary coating and the steel sheet, thereby improving the adhesion between the primary coating and the steel sheet. However, when the content of the rare earth metal compound is less than 0.1%, the effect of improving the adhesion is not sufficient, and when the content of the rare earth metal compound is more than 7.5%, the production cost increases. Therefore, it is not preferable. Therefore, the content of the rare earth metal compound shall be 0.1% or more and 7.5% or less in terms of rare earth metal. The content of the rare earth metal compound is preferably 0.2% or more and 7.5% or less. The rare earth metal compound contained in the annealing separator includes one or more elements selected from the group consisting of rare earth elements. Rare earth metal compounds are not particularly limited, and oxides, sulfides, sulfates, silicates, phosphates, hydroxides, carbonates, boronides, chlorides and fluorides of various rare earth metal elements are not particularly limited. One or more of the above may be mixed. As the rare earth metal compound, it is more preferable to use a compound of La, Ce, and Y from the viewpoint of availability and cost.

ここで、化合物の種は、化学式によって定義されてもよく、化学式が異なれば別種の化合物としてもよい。含有される希土類金属の量の換算値は、焼鈍分離剤に含有される希土類金属化合物の化学式から、各元素の原子量を用いて、当該化合物に含まれる希土類金属元素の割合を算出し、これを焼鈍分離剤における当該化合物の含有量に乗じることで計算できる。2種以上の希土類金属を含有する場合は、各当該化合物より計算した値を合算しても良い。なお、化学式における各元素の組成量論比が定まらない場合などは、焼鈍分離剤を誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)などの成分分析装置を用いて、希土類金属の含有量を測定してもよい。また、Ti、Bおよびアルカリ土類金属の換算値も、同様に計算あるいは測定されてもよい。さらに、化合物種の同定は、一般的な装置であるX線回折装置や透過型電子顕微鏡などを用いて実施してもよい。 Here, the species of the compound may be defined by a chemical formula, or may be a different kind of compound if the chemical formula is different. For the conversion value of the amount of rare earth metal contained, the ratio of the rare earth metal element contained in the compound is calculated from the chemical formula of the rare earth metal compound contained in the annealing separator using the atomic weight of each element, and this is calculated. It can be calculated by multiplying the content of the compound in the quenching separator. When two or more kinds of rare earth metals are contained, the values calculated from each of the relevant compounds may be added up. If the compositional ratio of each element in the chemical formula cannot be determined, measure the content of rare earth metals using an inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) or other component analyzer. You may. Further, the converted values of Ti, B and alkaline earth metals may be calculated or measured in the same manner. Further, the identification of the compound species may be carried out by using a general device such as an X-ray diffractometer or a transmission electron microscope.

上記焼鈍分離剤において、B化合物の含有量は、B換算で0.03%以上1.60%以下である。B化合物の含有量がB換算で0.03%未満である場合、密着性改善の効果が十分ではなく、また、B化合物の含有量がB換算で1.60%超である場合、密着性改善の効果が飽和してコストが増加するので好ましくない。したがって、B化合物の含有量は、B換算で0.03%以上1.60%以下とする。B化合物の含有量は、好ましくは、B換算で0.05%以上1.60%以下である。 In the above annealing separator, the content of the B compound is 0.03% or more and 1.60% or less in terms of B. When the content of the B compound is less than 0.03% in terms of B, the effect of improving the adhesion is not sufficient, and when the content of the B compound is more than 1.60% in terms of B, the adhesion is not sufficient. It is not preferable because the effect of improvement is saturated and the cost increases. Therefore, the content of the B compound is 0.03% or more and 1.60% or less in terms of B. The content of the B compound is preferably 0.05% or more and 1.60% or less in terms of B.

上記焼鈍分離剤において、Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物の含有量は、アルカリ土類金属換算で0.3%以上5.8%以下とする。アルカリ土類金属化合物は、さらなる磁気特性向上および被膜密着性向上に有効である。アルカリ土類金属化合物の含有量が、アルカリ土類金属換算で0.3%未満である場合、磁気特性向上効果および被膜密着性向上効果が十分に得られないので好ましくない。アルカリ土類金属化合物の含有量が、アルカリ土類金属換算で5.8%超である場合、二次再結晶が不安定となり、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度であるB8値が劣化するので好ましくない。なお、磁束密度などの方向性電磁鋼板の磁気特性は、公知の方法により測定することができる。例えば、方向性電磁鋼板の磁気特性は、JIS C 2550:2011に規定されるエプスタイン試験に基づく方法、またはJIS C 2556:2015に規定される単板磁気特性試験法(Single Sheet Tester:SST)などを用いることにより測定することができる。なお、研究開発において、真空溶解炉などで鋼塊が形成された場合では、実機製造と同等サイズの試験片を採取することが困難となる。この場合、例えば、幅60mm×長さ300mmとなるように試験片を採取して、単板磁気特性試験法に準拠した測定を行っても構わない。さらに、エプスタイン試験に基づく方法と同等の測定値が得られるように、得られた結果に補正係数を掛けても構わない。本実施形態では、単板磁気特性試験法に準拠した測定法により測定する。 In the above-mentioned quenching separator, the content of one or more alkaline earth metal compounds containing one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba is alkaline. It shall be 0.3% or more and 5.8% or less in terms of earth metal. Alkaline earth metal compounds are effective in further improving magnetic properties and film adhesion. When the content of the alkaline earth metal compound is less than 0.3% in terms of alkaline earth metal, the effect of improving magnetic properties and the effect of improving film adhesion cannot be sufficiently obtained, which is not preferable. When the content of the alkaline earth metal compound is more than 5.8% in terms of alkaline earth metal, the secondary recrystallization becomes unstable and the directional electromagnetic steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. It is not preferable because the B8 value, which is the magnetic flux density of the steel sheet, deteriorates. The magnetic properties of the grain-oriented electrical steel sheet, such as the magnetic flux density, can be measured by a known method. For example, the magnetic properties of grain-oriented electrical steel sheets are determined by a method based on the Epstein test specified in JIS C 2550: 2011, or a single plate magnetic property test method (Single Sheet Tester: SST) specified in JIS C 2556: 2015. Can be measured by using. In research and development, when steel ingots are formed in a vacuum melting furnace or the like, it becomes difficult to collect test pieces of the same size as those manufactured in the actual machine. In this case, for example, a test piece may be collected so as to have a width of 60 mm and a length of 300 mm, and measurement may be performed in accordance with the single plate magnetic property test method. Further, the obtained result may be multiplied by a correction coefficient so that a measurement value equivalent to that of the method based on the Epstein test can be obtained. In the present embodiment, the measurement is performed by a measurement method based on the single plate magnetic property test method.

なお、Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、塩化物および酸化物等が挙げられ、具体的には、CaSO・0.5HO、CaCO、SrSO、Sr(OH)、BaSO、SrCO等を挙げることができる。 The one or more alkaline earth metal compounds containing one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba are not particularly limited. but, for example, sulfates, carbonates, hydroxides, chlorides and oxides, and the like, specifically, CaSO 4 · 0.5H 2 O, CaCO 3, SrSO 4, Sr (OH) 2, BaSO 4 , SrCO 3, and the like can be mentioned.

上記焼鈍分離剤は、S(硫黄)を、例えば、0.01%以上5.00%以下含有してもよい。焼鈍分離剤にSが含有されることで、母材鋼板と一次被膜との密着性を向上させることが可能となる。ここで、S(硫黄)の含有量は、MgO100%に対する、硫黄の化合物の含有量の、含有される硫黄換算値とした。好ましくは、Sの含有量は、0.03%以上3.50%以下である。なお、Sは、焼鈍分離剤において必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。 The annealing separator may contain S (sulfur) in an amount of, for example, 0.01% or more and 5.00% or less. By containing S in the annealing separator, it is possible to improve the adhesion between the base steel sheet and the primary coating. Here, the content of S (sulfur) was defined as the sulfur-converted value of the content of the sulfur compound with respect to 100% MgO. Preferably, the S content is 0.03% or more and 3.50% or less. Since S is not essential in the annealing separator, the lower limit of the content is 0%.

本実施形態に係る焼鈍分離剤は、MgO、Ti化合物、希土類金属化合物、およびB化合物を少なくとも含有するが、希土類金属化合物は比重が大きく、一方、B化合物は比重が小さいため、水スラリーを作製する場合、沈殿や浮遊を抑制して均一に混合されるように撹拌する必要がある。前記焼鈍分離剤の水スラリー作製における撹拌は、0℃以上30℃以下の温度で、5分以上300分以下の時間、実施する。水スラリーの温度が0℃未満となると、氷が形成され、均一な混合が困難になり、焼鈍分離剤に含まれる化合物が均一に分散したスラリーが得られないので好ましくない。水スラリーの温度が30℃超である場合、スラリーの粘度が高くなってスラリーに含有される化合物が均一に混合されず、焼鈍分離剤に含まれる化合物が均一に分散したスラリーが得られないので好ましくない。撹拌時間が5分未満である場合、添加物の混合が十分でなく、焼鈍分離剤に含まれる化合物が均一に分散したスラリーが得られないので好ましくない。撹拌時間が300分超である場合、生産性を低下させるので好ましくない。焼鈍分離剤の水スラリー作製における撹拌は、0℃以上30℃以下の温度で、5分以上300分以下の時間、実施する。 The annealing separator according to the present embodiment contains at least MgO, Ti compound, rare earth metal compound, and B compound, but the rare earth metal compound has a large specific gravity, while the B compound has a small specific gravity, so that an aqueous slurry is prepared. In this case, it is necessary to stir so that precipitation and floating are suppressed and the mixture is uniformly mixed. The stirring in the preparation of the water slurry of the annealing separator is carried out at a temperature of 0 ° C. or higher and 30 ° C. or lower for a time of 5 minutes or more and 300 minutes or less. If the temperature of the water slurry is less than 0 ° C., ice is formed, uniform mixing becomes difficult, and a slurry in which the compounds contained in the annealing separator are uniformly dispersed cannot be obtained, which is not preferable. When the temperature of the water slurry is higher than 30 ° C., the viscosity of the slurry becomes high and the compounds contained in the slurry are not uniformly mixed, so that a slurry in which the compounds contained in the annealing separator are uniformly dispersed cannot be obtained. Not preferred. If the stirring time is less than 5 minutes, the additives are not sufficiently mixed and a slurry in which the compound contained in the annealing separator is uniformly dispersed cannot be obtained, which is not preferable. If the stirring time is more than 300 minutes, the productivity is lowered, which is not preferable. Stirring of the annealing separator in the preparation of the water slurry is carried out at a temperature of 0 ° C. or higher and 30 ° C. or lower for a time of 5 minutes or more and 300 minutes or less.

例えば、水スラリーの状態における焼鈍分離剤を構成する材料の合計質量は、塗布工程の作業性に影響を及ぼさなければ特段制限されず、例えば、焼鈍分離剤の全体の質量に対して、5質量%以上30質量%以下とすることができる。 For example, the total mass of the materials constituting the annealing separator in the state of the water slurry is not particularly limited as long as it does not affect the workability of the coating process. For example, 5 mass with respect to the total mass of the annealing separator. It can be% or more and 30% by mass or less.

また、焼鈍分離剤に含有される、MgO、Ti化合物、希土類金属化合物、およびB化合物の粒径は、水中に均一に分散可能であれば特段制限されず、例えば、0.1μm以上50μm以下である。焼鈍分離剤に含有される、MgO、Ti化合物、希土類金属化合物、およびB化合物の粒径は、好ましくは、0.5μm以上25μm以下である。粒径は、例えば、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて体積基準分布で測定した平均粒径とする。 The particle size of the MgO, Ti compound, rare earth metal compound, and B compound contained in the annealing separator is not particularly limited as long as it can be uniformly dispersed in water, and is, for example, 0.1 μm or more and 50 μm or less. be. The particle size of the MgO, Ti compound, rare earth metal compound, and B compound contained in the annealing separator is preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less. The particle size is, for example, an average particle size measured by a volume reference distribution using a laser diffraction type particle size distribution measuring device.

なお、スラリーの撹拌に使用する撹拌機は、均一な混合が可能であれば特段制限されず、種々の形状の撹拌槽と撹拌翼とを適宜組み合わせることができる。均一な混合を達成するために、撹拌槽の内部に邪魔板を有していてもよいことはいうまでもない。 The stirrer used for stirring the slurry is not particularly limited as long as uniform mixing is possible, and a stirring tank having various shapes and a stirring blade can be appropriately combined. It goes without saying that a baffle plate may be provided inside the stirring tank in order to achieve uniform mixing.

焼鈍分離剤に希土類金属化合物、Ti化合物およびB化合物を含有させることによって、一次被膜と鋼板との密着性が改善される。このメカニズムについて、詳細は明らかではないが、焼鈍分離剤が希土類金属化合物Ti化合物およびB化合物を含有すると、仕上焼鈍の昇温過程において、希土類金属化合物は分解して希土類金属元素が鋼中に浸入することで、またTi化合物およびB化合物も分解してTiおよびBが鋼中に浸入することで、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、一次被膜と鋼板の界面構造の複雑化に寄与して、アンカー効果を発揮するものと推察される。 By including the rare earth metal compound, the Ti compound and the B compound in the annealing separator, the adhesion between the primary coating and the steel sheet is improved. Although the details of this mechanism are not clear, when the annealing separator contains a rare earth metal compound, a Ti compound and a B compound, the rare earth metal compound is decomposed and the rare earth metal element is contained in the steel in the process of raising the temperature of the finish annealing. By infiltrating, the Ti compound and B compound are also decomposed, and Ti and B infiltrate into the steel. It is presumed that it contributes to complication and exerts an anchor effect.

上記焼鈍分離剤において、Ti化合物および希土類金属化合物の含有量は、以下の式(1)を満たすように含有される。 In the annealing separator, the contents of the Ti compound and the rare earth metal compound are contained so as to satisfy the following formula (1).

0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・・式(1) 0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (1)

ここで、上記式(1)において、A(質量%)は、MgO100%に対するTi化合物の含有量の、含有されるTi換算値であり、B(質量%)は、MgO100%に対する、希土類金属の化合物の含有量の、含有される希土類金属換算値である。焼鈍分離剤が2種以上の希土類金属化合物を含有する場合、上記B(%)は、含有される希土類金属元素それぞれの換算値の合計値である。 Here, in the above formula (1), A (mass%) is the Ti conversion value of the content of the Ti compound with respect to 100% MgO, and B (mass%) is the Ti conversion value of the rare earth metal with respect to 100% MgO. It is a rare earth metal equivalent value of the content of the compound. When the annealing separator contains two or more kinds of rare earth metal compounds, the above B (%) is the total value of the converted values of each of the contained rare earth metal elements.

上記AおよびBの関係が、(A+B)<0.4の式で表される場合、密着性改善の効果が十分ではなく、12.0<(A+B)の式で表される場合、製造コストが増大するため、好ましくない。 When the relationship between A and B is expressed by the formula (A + B) <0.4, the effect of improving the adhesion is not sufficient, and when it is expressed by the formula 12.0 <(A + B), the manufacturing cost. Is not preferable because it increases.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法において、上記の効果をより確実に発現させるために、焼鈍分離剤におけるTi化合物、B化合物および希土類金属化合物の含有量は、好ましくは0.4≦(A+B)≦10.0の式を満たす。 In the method for producing grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, the contents of the Ti compound, the B compound and the rare earth metal compound in the annealing separator are preferably 0.4 ≦ in order to more reliably exhibit the above effects. The equation (A + B) ≦ 10.0 is satisfied.

本発明者らは、上記焼鈍分離剤が、Ti化合物、B化合物と希土類金属化合物を同時に含有した場合、一次被膜と鋼板との密着性が著しく向上するが、多量含有しても含有量に見合う効果が発揮できないことを見出した。このメカニズムは、必ずしも明らかではないが、焼鈍分離剤に含有されたTi化合物、B化合物および希土類金属化合物が、仕上焼鈍の昇温過程において互いに影響を及ぼし合って、互いの分解を制限していると推察される。本発明者らは、仕上焼鈍後の一次被膜を詳細に解析した結果、一次被膜に含まれる希土類金属元素の含有量は、Ti化合物の含有量が増加するに伴って、減少することを見出した。 When the annealing separator contains a Ti compound, a B compound and a rare earth metal compound at the same time, the present inventors remarkably improve the adhesion between the primary coating film and the steel sheet, but even if a large amount is contained, the content is commensurate with the content. It was found that the effect could not be exhibited. Although this mechanism is not always clear, the Ti compound, the B compound and the rare earth metal compound contained in the annealing separator influence each other in the heating process of the finish annealing and limit their decomposition with each other. It is inferred that. As a result of detailed analysis of the primary coating after finish annealing, the present inventors have found that the content of rare earth metal elements contained in the primary coating decreases as the content of the Ti compound increases. ..

焼鈍分離剤に含有される希土類金属化合物は、仕上焼鈍昇温過程において分解し、分解した希土類金属元素は、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、酸化物や硫化物を形成する。ここで、焼鈍分離剤にTi化合物およびB化合物が同時に含有されると、仕上焼鈍昇温過程において、Ti化合物およびB化合物の方が希土類金属化合物よりも早期に分解し、分解したTiは一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、酸化物、硫化物や窒化物を形成すると考えられる。この過程において一次被膜と鋼板の界面構造を複雑化することで、一次被膜と鋼板の密着性向上に寄与すると推察される。ここで、Bは、一次被膜中のTiの拡散を促進することで、一次被膜と鋼板の界面構造を複雑化し、一次被膜と鋼板の密着性向上に寄与していると考えられる。一方、希土類金属元素とTiが、硫化物形成反応において競合すると、Tiが希土類金属元素に先んじて一次被膜中を拡散していた場合、希土類金属化合物の分解が制限されると推察される。焼鈍分離剤において、分解しないで残存する希土類金属化合物は、密着性向上に寄与しないため、製造コストを増大するのみである。 The rare earth metal compound contained in the annealing separator is decomposed in the process of finishing annealing temperature rise, and the decomposed rare earth metal element forms oxides and sulfides in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof. do. Here, when the Ti compound and the B compound are simultaneously contained in the annealing separator, the Ti compound and the B compound are decomposed earlier than the rare earth metal compound in the finishing annealing temperature rise process, and the decomposed Ti is the primary coating. It is considered that oxides, sulfides and nitrides are formed at or near the interface between the medium or primary coating and the steel plate. It is presumed that by complicating the interface structure between the primary coating and the steel sheet in this process, it contributes to improving the adhesion between the primary coating and the steel sheet. Here, it is considered that B promotes the diffusion of Ti in the primary coating, thereby complicating the interface structure between the primary coating and the steel sheet, and contributing to the improvement of the adhesion between the primary coating and the steel sheet. On the other hand, if the rare earth metal element and Ti compete with each other in the sulfide formation reaction, it is presumed that the decomposition of the rare earth metal compound is limited if Ti diffuses in the primary coating prior to the rare earth metal element. In the annealing separator, the rare earth metal compound remaining without decomposition does not contribute to the improvement of adhesion, and thus only increases the production cost.

(仕上焼鈍工程)
続いて、上記の焼鈍分離剤が一次再結晶焼鈍後の冷延鋼板に塗布された後、一次被膜形成および二次再結晶を目的として仕上焼鈍が施される。仕上焼鈍は、例えば、バッチ式加熱炉等を用いて、1000℃〜1150℃の温度にて、コイル状の鋼板が10時間以上100時間以下の範囲で滞留される。滞留時間が10時間未満の場合、焼鈍分離剤に含有されるTi化合物、B化合物および希土類金属化合物が十分に分解しないので好ましくない。滞留時間が100時間超の場合、製造コストが増大するので好ましくない。ここで、コイル状の鋼板は、特定の温度で保持されてもよい。さらに、最終的な方向性電磁鋼板の鉄損値をより低減するためには、コイル状の鋼板を1200℃程度の温度まで昇温させた後に保持する純化処理が施されてもよい。
(Finishing annealing process)
Subsequently, the above-mentioned annealing separator is applied to the cold-rolled steel sheet after primary recrystallization annealing, and then finish annealing is performed for the purpose of forming a primary film and secondary recrystallization. In the finish annealing, for example, a coiled steel sheet is retained in a range of 10 hours or more and 100 hours or less at a temperature of 1000 ° C. to 1150 ° C. using a batch type heating furnace or the like. If the residence time is less than 10 hours, the Ti compound, the B compound and the rare earth metal compound contained in the annealing separator are not sufficiently decomposed, which is not preferable. If the residence time exceeds 100 hours, the manufacturing cost increases, which is not preferable. Here, the coiled steel sheet may be held at a specific temperature. Further, in order to further reduce the iron loss value of the final grain-oriented electrical steel sheet, a purification treatment may be performed in which the coiled steel sheet is heated to a temperature of about 1200 ° C. and then held.

仕上焼鈍の昇温過程における平均昇温速度については、特に限定されず、一般的な仕上焼鈍の条件を用いることが可能である。例えば、二次再結晶焼鈍を含む仕上焼鈍の昇温過程における平均昇温速度は、生産性および一般的な設備制約の観点から5℃/h〜100℃/hとすることが好ましい。また、仕上焼鈍の昇温過程は、他の公知のヒートパターンで行ってもよい。 The average heating rate in the process of raising the temperature of the finish annealing is not particularly limited, and general finish annealing conditions can be used. For example, the average heating rate in the heating process of the finish annealing including the secondary recrystallization annealing is preferably 5 ° C./h to 100 ° C./h from the viewpoint of productivity and general equipment restrictions. Further, the temperature raising process of the finish annealing may be performed by another known heat pattern.

仕上焼鈍における雰囲気ガス組成は、特に限定されない。二次再結晶進行過程では、窒素と水素の混合ガスであってもよい。乾燥雰囲気でもよいし、湿潤雰囲気でも構わない。純化焼鈍の雰囲気ガス組成は、乾燥水素ガスであってもよい。以上の技術により、本発明者らは、焼鈍分離剤におけるTi化合物、B化合物および希土類金属化合物の含有量を厳密に制御し、かつ、仕上焼鈍工程の1000℃から1150℃の滞留時間を厳密に制御することで、低コストで一次被膜と鋼板の密着性を著しく向上させることに成功した。 The atmospheric gas composition in the finish annealing is not particularly limited. In the process of secondary recrystallization, a mixed gas of nitrogen and hydrogen may be used. It may be a dry atmosphere or a moist atmosphere. The atmosphere gas composition of the purified annealing may be dry hydrogen gas. Based on the above techniques, the present inventors strictly control the contents of Ti compound, B compound and rare earth metal compound in the annealing separator, and strictly control the residence time of the finishing annealing step from 1000 ° C. to 1150 ° C. By controlling, we succeeded in significantly improving the adhesion between the primary coating and the steel sheet at low cost.

(平坦化焼鈍工程)
続いて、仕上焼鈍の後、鋼板へ絶縁性および/または張力付与を目的として、例えば、リン酸アルミニウムまたはコロイダルシリカなどを主成分とした絶縁被膜が鋼板の表面に塗布される。その後、絶縁被膜の焼付、および仕上焼鈍による鋼板形状の平坦化を目的として、平坦化焼鈍が施される。なお、鋼板に対して絶縁性および/または張力が付与されるのであれば、絶縁被膜の成分は特に限定されない。また、平坦化焼鈍は、公知の方法で実施することができる。なお、本実施形態では、需要家の目的によっては、方向性電磁鋼板に磁区制御処理が施されてもよいことは言うまでもない。
(Flatration annealing process)
Subsequently, after finish annealing, an insulating film containing, for example, aluminum phosphate or colloidal silica as a main component is applied to the surface of the steel sheet for the purpose of imparting insulation and / or tension to the steel sheet. After that, flattening annealing is performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet shape by finish annealing. The components of the insulating coating are not particularly limited as long as the steel sheet is provided with insulating properties and / or tension. Further, the flattening annealing can be carried out by a known method. Needless to say, in the present embodiment, magnetic domain control processing may be applied to the grain-oriented electrical steel sheet depending on the purpose of the customer.

以上の工程により、最終的な方向性電磁鋼板を製造することができる。本実施形態に係る製造方法によれば、製造コストの増大を抑制しつつ、磁気特性に優れ、一次被膜と鋼板の密着性に優れた方向性電磁鋼板が製造される。 By the above steps, the final grain-oriented electrical steel sheet can be manufactured. According to the manufacturing method according to the present embodiment, a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic characteristics and excellent adhesion between the primary coating and the steel sheet is manufactured while suppressing an increase in manufacturing cost.

こうして得られた方向性電磁鋼板は、変圧器に加工される際に、例えば、巻鉄心変圧器では、所定の大きさに巻き取られた後、金型などにより形状矯正される。ここで、特に、鉄心内周側では非常に曲率半径の小さい加工が施されることになる。このような加工でも一次被膜と鋼板の剥離を十分に防止するには、10mmφの曲げ加工密着性試験で、被膜剥離面積率が、好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは5%以下であることが良い。 When the grain-oriented electrical steel sheet thus obtained is processed into a transformer, for example, in a wound iron core transformer, it is wound into a predetermined size and then shape-corrected by a mold or the like. Here, in particular, processing having a very small radius of curvature is performed on the inner peripheral side of the iron core. In order to sufficiently prevent the primary coating and the steel sheet from peeling even in such processing, the coating peeling area ratio is preferably 10% or less, more preferably 5% or less in a bending process adhesion test of 10 mmφ. That is good.

ここで、10mmφの曲げ加工密着性試験(10mmφ曲げ試験)とは、円筒型マンドレル屈曲試験機を用いて、サンプル鋼板を試験機に設置して曲げ試験を行い、曲げ試験後のサンプル鋼板の表面を観察することで実施される。また、被膜剥離面積率とはサンプル鋼板の全面積に対して、一次被膜が剥離した領域の面積の割合である。 Here, the 10 mmφ bending adhesion test (10 mmφ bending test) is a bending test performed by installing a sample steel sheet in a testing machine using a cylindrical mandrel bending tester, and the surface of the sample steel sheet after the bending test. It is carried out by observing. The film peeling area ratio is the ratio of the area of the region where the primary coating is peeled to the total area of the sample steel sheet.

[方向性電磁鋼板]
本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、所定の成分を含む母材鋼板と母材鋼板の表面上に形成されており、MgSiOを主成分として含有する一次被膜と、絶縁被膜と、を備えるものである。
[Directional magnetic steel sheet]
The grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment is formed on the surface of the base steel sheet and the base steel sheet containing a predetermined component, and has a primary coating containing Mg 2 SiO 4 as a main component, an insulating coating, and the like. Is provided.

[母材鋼板の成分組成]
本実施形態に係る方向性電磁鋼板において、高磁束密度化とともに低鉄損化するためには、方向性電磁鋼板の母材鋼板に含有される成分組成のうち、下記元素の含有量を制御することが重要である。なお、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。
[Component composition of base steel sheet]
In the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, in order to increase the magnetic flux density and reduce the iron loss, the content of the following elements in the component composition contained in the base steel sheet of the grain-oriented electrical steel sheet is controlled. This is very important. Unless otherwise specified, the notation "%" shall represent "mass%".

Cは、製造工程における脱炭焼鈍工程の完了までの組織制御に有効な元素である。しかし、C含有量が0.0050%超である場合、磁気時効を引き起こして磁気特性が低下する。したがって、C含有量は、0.0050%以下である。一方、C含有量は低いほうが好ましいが、C含有量を0.0001%未満に低減しても、組織制御の効果は飽和し、製造コストが嵩むだけとなる。したがって、C含有量は、0.0001%以上としてもよい。C含有量は、より好ましくは、0.0001%以上0.0030%以下である。 C is an element effective for structure control until the completion of the decarburization annealing step in the manufacturing process. However, when the C content is more than 0.0050%, magnetic aging is caused and the magnetic properties are deteriorated. Therefore, the C content is 0.0050% or less. On the other hand, it is preferable that the C content is low, but even if the C content is reduced to less than 0.0001%, the effect of tissue control is saturated and the production cost is increased. Therefore, the C content may be 0.0001% or more. The C content is more preferably 0.0001% or more and 0.0030% or less.

Siは、鋼板の電気抵抗を高めることで、鉄損の一部を構成する渦電流損失を低減する。Siは、質量%で、2.5%以上4.5%以下の範囲で母材鋼板に含有される。Siの含有量が2.5%未満である場合、方向性電磁鋼板の渦電流損失を抑制することが困難になるため好ましくない。Siの含有量が4.5%超である場合、方向性電磁鋼板の加工性が低下するため好ましくない。Siの含有量は、より好ましくは、2.7%以上4.0%以下である。 Si reduces the eddy current loss that forms part of the iron loss by increasing the electrical resistance of the steel sheet. Si is contained in the base steel sheet in the range of 2.5% or more and 4.5% or less in mass%. When the Si content is less than 2.5%, it becomes difficult to suppress the eddy current loss of the grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. When the Si content is more than 4.5%, the workability of the grain-oriented electrical steel sheet is lowered, which is not preferable. The Si content is more preferably 2.7% or more and 4.0% or less.

Mnは、二次再結晶を左右するインヒビターであるMnSやMnSeを形成する。Mnは、質量%で、0.01%以上0.15%以下の範囲で母材鋼板に含有される。Mnの含有量が0.01%未満である場合、その母材鋼板は、二次再結晶を生じさせるMnSおよびMnSeの絶対量が不足するため好ましくない。Mnの含有量が0.15%超である場合、その母材鋼板は、スラブ加熱時にMnの固溶が困難になり、かつインヒビターの析出サイズが粗大化することで、インヒビターの最適サイズ分布が損なわれたものであるため好ましくない。Mnの含有量は、より好ましくは、0.03%以上0.13%以下である。 Mn forms MnS and MnSe, which are inhibitors that influence secondary recrystallization. Mn is contained in the base steel sheet in the range of 0.01% or more and 0.15% or less in mass%. When the Mn content is less than 0.01%, the base steel sheet is not preferable because the absolute amounts of MnS and MnSe that cause secondary recrystallization are insufficient. When the Mn content is more than 0.15%, it becomes difficult for the base steel sheet to dissolve Mn during slab heating, and the precipitation size of the inhibitor becomes coarse, so that the optimum size distribution of the inhibitor is obtained. It is not preferable because it is damaged. The Mn content is more preferably 0.03% or more and 0.13% or less.

本発明による方向性電磁鋼板の母材鋼板の化学組成の残部は、Feおよび不純物を含む。ここで、不純物とは、母材鋼板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されるもの、または、純化焼鈍において完全に純化されずに鋼中に残存する下記の元素等であって、本発明の方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The balance of the chemical composition of the base steel sheet of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention contains Fe and impurities. Here, the impurities are those mixed from ore, scrap, or the manufacturing environment as a raw material when the base steel sheet is industrially manufactured, or are not completely purified by purification annealing and are contained in the steel. It means the following elements and the like that remain and are allowed as long as they do not adversely affect the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention.

[一次被膜]
また、本発明者らは、MgSiOを主成分とする一次被膜と鋼板の密着性と、一次被膜中もしくは一次被膜と鋼板の界面やその近傍に残存する希土類金属元素およびTi等の量に、密接な関係があることを見出した。すなわち、本発明による方向性電磁鋼板において、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を行ったときに得られる、深さ10μmの位置における発光強度に対する、深さ1〜10μmの範囲における最大発光強度のピーク強度比Iについて、Ti発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類金属元素発光強度のピーク強度比IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下である。なお、ここでいう深さは、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向への距離をいう。
[Primary coating]
In addition, the present inventors have determined the adhesion between the primary coating and the steel sheet containing Mg 2 SiO 4 as the main component, and the amount of rare earth metal elements, Ti, etc. remaining in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof. I found that there is a close relationship with. That is, in the directional electromagnetic steel plate according to the present invention, a position having a depth of 10 μm obtained when elemental analysis is performed by the glow discharge emission analysis method (GDS method) in the thickness direction of the directional electromagnetic steel plate from the surface of the primary coating. for the peak intensity ratio I of maximum emission intensity in the range corresponding to the light intensity, the depth 1~10μm in, the peak intensity ratio I Ti of Ti light emission intensity is 5 to 25, the peak intensity of the rare earth metal element emitting intensity ratio I REM is at 2 to 8, the peak intensity ratio I Al of Al luminous intensity is not less than 10, the peak intensity ratio I B of B emission intensity is 2.5 or more and 15 or less, a peak intensity ratio of the S emission intensity IS is 2.5 or more and 10 or less. The depth referred to here refers to the distance from the surface of the primary coating film in the thickness direction of the grain-oriented electrical steel sheet.

ここで、元素分析の深さは、予め標準サンプルにおいて、例えば、200秒のグロー放電発光分析を行った後、サンプル表面に形成されたスパッタ痕の深さを計測することで、スパッタ時間から算出することができる。まず、ピーク強度として、例えば200秒のグロー放電発光分析を行った場合の、深さ1〜10μmにおける発光強度の最大値を測定する。ここで、ピーク強度比は、前記方法で測定したピーク強度を、例えば200秒のグロー放電発光分析を行って得た深さ10μmにおける発光強度で、除した値とする。ピーク強度比を用いて評価することで、サンプル間の測定ばらつきを抑制することが可能となる。なお、本発明におけるGDS法では、市販の高周波グロー放電発光分析装置を用いることができる。また、この測定は、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液等に浸漬することで絶縁被膜を除去して、水洗した後に実施してもかまわない。また、200秒のグロー放電発光分析におけるスパッタ痕の深さが10μm未満である場合は、スパッタ時間を長くしてもよい。 Here, the depth of elemental analysis is calculated from the sputtering time by measuring the depth of the sputtering marks formed on the surface of the sample after performing, for example, a glow discharge emission analysis for 200 seconds on the standard sample in advance. can do. First, as the peak intensity, the maximum value of the emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is measured when, for example, a glow discharge emission analysis for 200 seconds is performed. Here, the peak intensity ratio is a value obtained by dividing the peak intensity measured by the above method by, for example, the emission intensity at a depth of 10 μm obtained by performing glow discharge emission analysis for 200 seconds. By evaluating using the peak intensity ratio, it is possible to suppress measurement variations between samples. In the GDS method of the present invention, a commercially available high-frequency glow discharge emission analyzer can be used. Further, this measurement may be carried out after removing the insulating film by immersing the steel sheet after coating and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution or the like and washing with water. Further, when the depth of the sputtering mark in the glow discharge emission analysis for 200 seconds is less than 10 μm, the sputtering time may be lengthened.

深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiは、5以上25以下とする。Tiは、焼鈍分離剤中のTi化合物が仕上焼鈍中に分解して、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、酸化物、硫化物や窒化物などを形成することで残存する。Ti発光強度のピーク強度比ITiは、焼鈍分離剤中のTi化合物の分解程度および一次被膜中のTiの拡散程度を強く反映していると推定される。ピーク強度比ITiが5未満である場合、Ti化合物の分解や一次被膜中のTiの拡散が十分でなく、希土類金属化合物による密着性改善効果を十分に代替できておらず、密着性改善に製造コストが増加するため、好ましくない。一方、ピーク強度比ITiが25超である場合、焼鈍分離剤のTi含有量が過剰であるため、製造コストの観点から好ましくない。深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiは、好ましくは、5.2以上22.0以下であり、より好ましくは、5.5以上20.0以下である。 The peak intensity ratio I Ti of the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is 5 or more and 25 or less. Ti remains when the Ti compound in the annealing separator decomposes during finish annealing to form oxides, sulfides, nitrides, etc. in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof. .. It is presumed that the peak intensity ratio I Ti of the Ti emission intensity strongly reflects the degree of decomposition of the Ti compound in the annealing separator and the degree of diffusion of Ti in the primary coating. When the peak intensity ratio I Ti is less than 5, the decomposition of the Ti compound and the diffusion of Ti in the primary coating are not sufficient, and the effect of improving the adhesion by the rare earth metal compound cannot be sufficiently replaced, so that the adhesion can be improved. This is not preferable because it increases the manufacturing cost. On the other hand, when the peak intensity ratio I Ti is more than 25, the Ti content of the annealing separator is excessive, which is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost. The peak intensity ratio I Ti of the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is preferably 5.2 or more and 22.0 or less, and more preferably 5.5 or more and 20.0 or less.

深さ1〜10μmにおける希土類金属元素(REM)発光強度のピーク強度比IREMは、2以上8以下とする。希土類金属元素(REM)は、焼鈍分離剤中の希土類金属化合物が仕上焼鈍中に分解して、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、酸化物や硫化物などを形成することで残存する。よって、希土類金属元素(REM)発光強度のピーク強度比IREMは、焼鈍分離剤中の希土類金属化合物の分解程度および一次被膜中の希土類金属の拡散程度を反映していると推定される。ピーク強度比IREMが2未満である場合、密着性改善の効果が十分ではないため、好ましくない。一方、ピーク強度比IREMが8超である場合、焼鈍分離剤の希土類金属化合物含有量が過剰であるため、製造コストの観点から好ましくない。ここで、焼鈍分離剤が希土類金属化合物を2種以上、含有した場合は、それぞれの希土類金属元素におけるピーク強度比を合算した値をIREMとする。深さ1〜10μmにおける希土類金属元素(REM)発光強度のピーク強度比IREMは、好ましくは、2.1以上7.8以下であり、より好ましくは、2.2以上7.6以下である。 The peak intensity ratio IREM of the rare earth metal element (REM) emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is 2 or more and 8 or less. The rare earth metal element (REM) is that the rare earth metal compound in the annealing separator decomposes during finish annealing to form oxides, sulfides, etc. in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof. Remains in. Accordingly, the peak intensity ratio I REM of rare earth metal element (REM) emission intensity is estimated to reflect the degree of diffusion of the rare earth metal degradation degree and primary in the coating of the rare earth metal compound in the annealing separator. When the peak intensity ratio IREM is less than 2, the effect of improving the adhesion is not sufficient, which is not preferable. On the other hand, when the peak intensity ratio IREM is more than 8, the content of the rare earth metal compound of the annealing separator is excessive, which is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost. Here, when the annealing separator contains two or more rare earth metal compounds, the sum of the peak intensity ratios of the rare earth metal elements is taken as IREM . The peak intensity ratio IREM of the rare earth metal element (REM) emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is preferably 2.1 or more and 7.8 or less, and more preferably 2.2 or more and 7.6 or less. ..

深さ1〜10μmにおけるAl発光強度のピーク強度比IAlは、10以上とする。Alは、母材鋼板に含有される酸可溶性Al(酸可溶性アルミニウム)が、仕上焼鈍中に、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍においてMgOと反応して、主にMgAl(スピネル)を形成することで残存する。MgAl(スピネル)が、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、分散して存在する場合、アンカー効果が十分でないために密着性が劣位となると考えられる。ここで、MgAl(スピネル)が分散して存在する場合、ピーク強度比IAlは低下することとなる。ピーク強度比IAlが10未満である場合、密着性改善の効果が十分ではないため、好ましくない。一方、ピーク強度比IAlの上限は、特に制限する必要はないが、スラブの酸可溶性Al(酸可溶性アルミニウム)の含有量から、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において形成されるMgAl(スピネル)は制限されるため、例えば、150としてもよい。深さ1〜10μmにおけるAl発光強度のピーク強度比IAlは、好ましくは、15以上135以下であり、より好ましくは、25以上125以下である。 The peak intensity ratio I Al of the Al emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is 10 or more. Al is acid-soluble is contained in the base material steel plate Al (acid-soluble aluminum), in the final annealing, to react with MgO in the interfacial and near the primary film in or primary coating and the steel sheet mainly MgAl 2 O It remains by forming 4 (spinel). When MgAl 2 O 4 (spinel) is dispersed in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof, it is considered that the adhesion is inferior because the anchor effect is not sufficient. Here, when MgAl 2 O 4 (spinel) is dispersed and present, the peak intensity ratio I Al is lowered. When the peak intensity ratio I Al is less than 10, the effect of improving the adhesion is not sufficient, which is not preferable. On the other hand, the upper limit of the peak intensity ratio I Al is not particularly limited, but is formed in the primary coating or at or near the interface between the primary coating and the steel sheet due to the acid-soluble Al (acid-soluble aluminum) content of the slab. Since the amount of Mg Al 2 O 4 (spinel) is limited, it may be 150, for example. The peak intensity ratio I Al of the Al emission intensity at a depth of 1 to 10 μm is preferably 15 or more and 135 or less, and more preferably 25 or more and 125 or less.

深さ1〜10μmにおけるB発光強度のピーク強度比Iは、2.5以上15以下とする。Bは、焼鈍分離剤中のB化合物が仕上焼鈍中に分解して、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、窒化物などを形成することで残存する。よって、B発光強度のピーク強度比Iは、焼鈍分離剤中のB化合物の分解程度および一次被膜中のBの拡散程度を反映していると推定される。ピーク強度比Iが2.5未満である場合、B化合物の分解や一次被膜中のBの拡散が十分でなく、一次被膜中のTiの拡散促進効果が十分でないため、希土類金属化合物による密着性改善効果を十分に代替できておらず、密着性改善に製造コストが増加するため、好ましくない。一方、ピーク強度比Iが15超である場合、焼鈍分離剤のB化合物含有量が過剰であるため、製造コストの観点から好ましくない。深さ1〜10μmにおけるB発光強度のピーク強度比Iは、好ましくは、2.6以上12.0以下であり、より好ましくは、2.7以上10.0以下である。 Peak intensity ratio I B of B emission intensity at depth 1~10μm is 2.5 or more and 15 or less. B remains when the B compound in the annealing separator decomposes during finish annealing to form a nitride or the like in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof. Accordingly, the peak intensity ratio I B of B emission intensity is estimated to reflect the degree of diffusion of B degradation degree and primary in the coating of the B compound in the annealing separator. When the peak intensity ratio I B is less than 2.5, because diffusion of B in the decomposition and in the primary coating of the B compound is not sufficient, the diffusion promoting effect of Ti in the primary film is not sufficient, the adhesion due to the rare earth metal compound It is not preferable because the effect of improving the property cannot be sufficiently replaced and the manufacturing cost increases to improve the adhesion. On the other hand, if the peak intensity ratio I B is greater than 15, since B compound content of annealing separator is excessive, undesirable in view of manufacturing cost. Peak intensity ratio I B of B emission intensity at depth 1~10μm will preferably be 2.6 to 12.0, more preferably 2.7 to 10.0.

深さ1〜10μmにおけるS発光強度のピーク強度比Iは、2.5以上10以下とする。Sは、焼鈍分離剤に含有される硫化物やスラブに含有されるSが、一次被膜中または一次被膜と鋼板の界面やその近傍において、仕上焼鈍中に硫化物を形成することで残存する。ここで、焼鈍分離剤にTi化合物や希土類金属化合物を含有させる場合、Tiや希土類金属元素は、Sと親和性が強いため、Tiや希土類金属元素の硫化物が形成される。よって、S発光強度のピーク強度比Iは、焼鈍分離剤中のTi化合物や希土類金属化合物の分解程度および一次被膜中の拡散程度を反映していると推定される。ピーク強度比Iが2.5未満である場合、Ti化合物や希土類金属化合物の分解や一次被膜中の拡散が十分でなく、密着性改善効果を十分に確保できないため好ましくない。一方、ピーク強度比Iが10超である場合、焼鈍分離剤のTi化合物含有量および/または希土類金属化合物の含有量が過剰であるため、製造コストの観点から好ましくない深さ1〜10μmにおけるS発光強度のピーク強度比Iは、好ましくは、2.6以上9.5以下であり、より好ましくは、2.6以上9.0以下である。 Peak intensity ratio I S of S emission intensity at depth 1~10μm is 2.5 to 10. S remains when the sulfide contained in the annealing separator and the S contained in the slab form a sulfide in the primary coating or at the interface between the primary coating and the steel sheet or in the vicinity thereof during the finish annealing. Here, when the quenching separator contains a Ti compound or a rare earth metal compound, Ti and the rare earth metal element have a strong affinity with S, so that a sulfide of Ti and the rare earth metal element is formed. Accordingly, the peak intensity ratio I S of S emission intensity is estimated to reflect the degree of diffusion of the degradation degree and primary in the coating of a Ti compound or a rare earth metal compound in the annealing separator. When the peak intensity ratio IS is less than 2.5, the decomposition of the Ti compound and the rare earth metal compound and the diffusion in the primary coating are not sufficient, and the effect of improving the adhesion cannot be sufficiently ensured, which is not preferable. On the other hand, if the peak intensity ratio I S is greater than 10, since the content of Ti compound content and / or rare earth metal compound annealing separator is excessive, at a depth of 1~10μm not preferable from the viewpoint of production cost peak intensity ratio I S of S emission intensity is preferably a 2.6 to 9.5, more preferably 2.6 to 9.0.

一次被膜は、先立って説明したように、母材鋼板の表面上に形成され、MgSiOを主成分として含有する。一次被膜のMgSiOの含有量は、一次被膜を形成する酸化物に対して、好ましくは、50質量%以上であり、より好ましくは、70質量%以上である。一次被膜密着性や絶縁性の観点から、母材鋼板の表面上に形成されるMgSiOの含有量は、多い方が好ましいため、上限は特に定めない。一次被膜に含まれる成分としては、例えば、Al化合物や硫化物、Fe化合物などを含んでいてもよい。 As described above, the primary coating film is formed on the surface of the base steel sheet and contains Mg 2 SiO 4 as a main component. The content of Mg 2 SiO 4 in the primary coating is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, based on the oxide forming the primary coating. From the viewpoint of primary film adhesion and insulating properties, the content of Mg 2 SiO 4 formed on the surface of the base steel sheet is preferably large, and therefore the upper limit is not particularly set. As the component contained in the primary coating, for example, an Al compound, a sulfide, an Fe compound and the like may be contained.

一次被膜の主成分は、例えば、仕上焼鈍後の鋼板において、走査型電子顕微鏡に付帯のエネルギー分散型X線分析装置、または蛍光X線分析装置を用いて測定することができる。具体的には、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した後、表面に金蒸着を施し、走査型電子顕微鏡に付帯のエネルギー分散型X線分析装置を用いた測定にて約0.005mmの面積を定量分析して、一次被膜の主成分を測定することができる。定量分析結果が、Mg濃度が17質量%以上かつSi濃度が11質量%以上の場合、一次被膜には、MgSiOが50質量%以上含まれると判断できる。なお、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液等に浸漬することで絶縁被膜を除去して、水洗した後に、分析を実施してもかまわない。 The main component of the primary coating can be measured, for example, on a steel sheet after finish annealing by using an energy dispersive X-ray analyzer or a fluorescent X-ray analyzer attached to a scanning electron microscope. Specifically, after the steel plate after finish annealing is washed with water, gold vapor deposition is applied to the surface, and an area of about 0.005 mm 2 is measured using an energy dispersive X-ray analyzer attached to a scanning electron microscope. Quantitative analysis can be performed to measure the main components of the primary coating. When the quantitative analysis result shows that the Mg concentration is 17% by mass or more and the Si concentration is 11% by mass or more, it can be determined that the primary coating contains 50% by mass or more of Mg 2 SiO 4. The steel sheet after coating and baking the insulating film may be immersed in a high-temperature alkaline solution or the like to remove the insulating film, washed with water, and then analyzed.

[絶縁被膜]
絶縁被膜は、先立って説明したように、リン酸アルミニウムまたはコロイダルシリカなどを主成分として含有する。しかしながら、鋼板に対して絶縁性および/または所定の張力が付与されるのであれば、絶縁被膜の成分は特に限定されない。
[Insulation film]
As described above, the insulating coating contains aluminum phosphate, colloidal silica, or the like as a main component. However, the components of the insulating coating are not particularly limited as long as the steel sheet is provided with insulating properties and / or a predetermined tension.

絶縁被膜の塗布量は、鋼板に対して絶縁性および/または所定の張力が付与されるのであれば、特に限定されず、適宜調整することができる。 The amount of the insulating film applied is not particularly limited as long as the steel sheet is provided with insulating properties and / or a predetermined tension, and can be appropriately adjusted.

以上、本実施形態に係る方向性電磁鋼板ついて説明した。なお、本発明では鋼板板厚を特に指定しないが、薄くなるほど渦電流損が低減して好ましいことは言うまでもない。本実施形態に係る方向性電磁鋼板は上述した本実施形態の方向性電磁鋼板の製造方法により製造することができる。ただし、その方法のみに限定されるものではない。 The grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment has been described above. Although the steel plate thickness is not particularly specified in the present invention, it goes without saying that the thinner the steel plate, the lower the eddy current loss, which is preferable. The grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment can be manufactured by the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet of the present embodiment described above. However, the method is not limited to that method.

以下に、実施例を示しながら、本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法、および方向性電磁鋼板、ならびに焼鈍分離剤について、より具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法、および方向性電磁鋼板、ならびに焼鈍分離剤のあくまでも一例に過ぎず、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法、および方向性電磁鋼板、ならびに焼鈍分離剤が以下に示す実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the method for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet, the grain-oriented electrical steel sheet, and the annealing separator according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The examples shown below are merely examples of the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, the grain-oriented electrical steel sheets, and the annealing separator, and the production of grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment. The method and the grain-oriented electrical steel sheet, and the annealing separator are not limited to the examples shown below.

(実施例1)
まず、質量%で、C:0.08%、Si:3.3%、Mn:0.08%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.008%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼塊Aと、質量%で、C:0.08%、Si:3.3%、Mn:0.08%、S:0.025%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.008%、Bi:0.02%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼塊Bを作製した。該鋼塊を1350℃にて1時間焼鈍した後、熱間圧延を施すことで、板厚2.3mmの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を最高温度1100℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に冷間圧延を施すことで、板厚0.23mmの冷延鋼板を得た。
(Example 1)
First, in terms of mass%, C: 0.08%, Si: 3.3%, Mn: 0.08%, S: 0.024%, acid-soluble Al: 0.03%, N: 0.008%. Steel ingot A containing Fe and the balance of impurities, and by mass%, C: 0.08%, Si: 3.3%, Mn: 0.08%, S: 0.025%, acid-soluble Al. A steel ingot B containing 0.03%, N: 0.008%, and Bi: 0.02% was prepared, and the balance was Fe and impurities. The ingot was annealed at 1350 ° C. for 1 hour and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The obtained hot-rolled steel sheet was annealed at a maximum temperature of 1100 ° C. for 140 seconds, pickled and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm.

続いて、得られた冷延鋼板を湿水素雰囲気かつ850℃で180秒の間、一次再結晶焼鈍を施した。次に、一次再結晶焼鈍後の鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、バッチ式加熱炉を用いて、1000℃〜1150℃の範囲の滞留時間が10時間となるように昇温速度15℃/hで昇温し、1200℃の温度にて、30時間保持して仕上焼鈍を施し、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した。ここで、焼鈍分離剤の含有物は、質量%で、MgO100%に対して、CaSO・0.5HOをCa換算で0.55%、残部は不可避的不純物と、表1に示す条件の化合物を含むものとした。焼鈍分離剤の撹拌条件は、表1に示す条件の化合物を加えた後、5℃にて60分とした。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は8.0g/mとした。その後、鋼板の表面に、リン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を塗布した後、絶縁被膜の焼付および鋼板の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施した。この平坦化焼鈍は、850℃にて40秒間かけて実施した。 Subsequently, the obtained cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing in a wet hydrogen atmosphere at 850 ° C. for 180 seconds. Next, after applying an annealing separator containing MgO to the surface of the steel sheet after primary recrystallization annealing, a batch heating furnace is used so that the residence time in the range of 1000 ° C. to 1150 ° C. is 10 hours. The temperature was raised at a heating rate of 15 ° C./h and held at a temperature of 1200 ° C. for 30 hours for finish annealing, and the steel sheet after finish annealing was washed with water. Here, contents of the annealing separating agent, in mass%, with respect to MgO100%, CaSO 4 · 0.5H 0.55 % to 2 O in Ca terms, the balance and inevitable impurities, the conditions shown in Table 1 It was assumed that the compound of was contained. The stirring conditions of the annealing separator were 60 minutes at 5 ° C. after adding the compounds under the conditions shown in Table 1. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was 8.0 g / m 2 . Then, an insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components was applied to the surface of the steel sheet, and then flattening annealing was performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet. This flattening annealing was carried out at 850 ° C. for 40 seconds.

以上にて得られた方向性電磁鋼板の試料をせん断して歪取焼鈍した後、サンプルサイズが60mm×300mmの試料に対し、JIS C2556:2015に記載された単板測定法に準拠して、各本発明例および比較例に係る方向性電磁鋼板(歪取焼鈍後の試料)の磁束密度B8値を測定した。ここで、B8値とは、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度である。本発明例では、サンプル5枚の平均値をB8値とした。なお、上記試料は、せん断前の方向性電磁鋼板の長手方向と、試料の長手方向とが一致するように歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板から切り出した。 After shearing, strain-removing and annealing the sample of the directional electromagnetic steel plate obtained above, a sample having a sample size of 60 mm × 300 mm is subjected to the single plate measurement method described in JIS C2556: 2015. The magnetic flux density B8 value of the directional electromagnetic steel plate (sample after strain relief annealing) according to each of the examples of the present invention and the comparative example was measured. Here, the B8 value is the magnetic flux density of the grain-oriented electrical steel sheet when the grain-oriented electrical steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. In the example of the present invention, the average value of five samples was taken as the B8 value. The sample was cut out from the grain-oriented electrical steel sheet after strain-removal annealing so that the longitudinal direction of the grain-oriented electrical steel sheet before shearing and the longitudinal direction of the sample coincided with each other.

さらに、上記試料を30mm幅にせん断して、10mmφの曲げ試験を施した。ここでは、3枚の試験片を曲げ試験して、剥離した部分の面積をそれぞれ測定し、各試料について、全面積に対する剥離部分の面積の割合を剥離面積率とし、各試料間での剥離面積率の平均値を求めた。 Further, the sample was sheared to a width of 30 mm and subjected to a bending test of 10 mmφ. Here, three test pieces are subjected to a bending test, the area of the peeled portion is measured, and the ratio of the area of the peeled portion to the total area is defined as the peeled area ratio for each sample, and the peeled area between the samples is taken as the peeling area ratio. The average value of the rate was calculated.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、絶縁被膜および一次被膜を除去した後、母材鋼板のC、Si、Mnの含有量を分析した。Cの含有量は、炭素分析装置で分析し、Si、Mnの含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析法で分析した。 Further, in the grain-oriented electrical steel sheet after the final step, after removing the insulating film and the primary film, the C, Si, and Mn contents of the base steel sheet were analyzed. The C content was analyzed by a carbon analyzer, and the Si and Mn contents were analyzed by inductively coupled plasma emission spectroscopy.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、断面を鏡面研磨した後、走査型電子顕微鏡に付帯のエネルギー分散型X線分析装置を用いて、一次被膜および絶縁被膜の有無を確認した。また、一次被膜の成分の分析は、以下の方法で測定した。すなわち、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した後、表面に金蒸着を施し、走査型電子顕微鏡に付帯のエネルギー分散型X線分析装置を用いた測定にて約0.005mmの面積を定量分析し、Mg濃度が17質量%以上かつSi濃度が11質量%以上の場合、一次被膜の主成分がMgSiOであると判定した。本手法では、一次被膜下部のFeを検出することや、測定誤差が大きいことなどの懸念があるが、主成分の判定には本手法でも十分である。なお、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液等に浸漬することで絶縁被膜を除去して、水洗した後に、分析を実施してもかまわない。また、一次被膜の分析方法は、上記手法に限るものではなく、例えば、蛍光X線分析法を用いてもよい。 Further, after the cross section of the directional electromagnetic steel plate after the final step was mirror-polished, the presence or absence of the primary coating and the insulating coating was confirmed by using the energy dispersive X-ray analyzer attached to the scanning electron microscope. In addition, the analysis of the components of the primary coating was measured by the following method. That is, after the steel plate after finish annealing is washed with water, gold vapor deposition is applied to the surface, and an area of about 0.005 mm 2 is quantitatively analyzed by measurement using an energy dispersive X-ray analyzer attached to a scanning electron microscope. When the Mg concentration was 17% by mass or more and the Si concentration was 11% by mass or more, it was determined that the main component of the primary coating was Mg 2 SiO 4. In this method, there are concerns that Fe in the lower part of the primary coating is detected and the measurement error is large, but this method is also sufficient for determining the main component. The steel sheet after coating and baking the insulating film may be immersed in a high-temperature alkaline solution or the like to remove the insulating film, washed with water, and then analyzed. Further, the method for analyzing the primary coating is not limited to the above method, and for example, a fluorescent X-ray analysis method may be used.

さらに、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜を除去した後、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向に、グロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を行った。ここで、深さ1〜10μmにおける発光強度の最大値を深さ10μmにおける発光強度で除した値をピーク強度比とし、Ti発光強度のピーク強度比ITi、希土類金属元素発光強度のピーク強度比IREM、Al発光強度のピーク強度比IAl、B発光強度のピーク強度比IおよびS発光強度のピーク強度比Iを測定した。なお、元素分析の深さは、予め標準サンプルにおいて、200秒のグロー放電発光分析を行った後、サンプル表面に形成されたスパッタ痕の深さを計測し、スパッタ時間とスパッタ痕の深さに基づいて算出した。 Further, after removing the insulating film by immersing the steel sheet after applying and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution, a glow discharge emission analysis method is performed from the surface of the primary film in the thickness direction of the directional electromagnetic steel sheet. Elemental analysis was performed by the GDS method). Here, the value obtained by dividing the maximum value of the emission intensity at a depth of 1 to 10 μm by the emission intensity at a depth of 10 μm is defined as the peak intensity ratio, and the peak intensity ratio of Ti emission intensity is Ti , and the peak intensity ratio of the rare earth metal element emission intensity. I REM, was measured Al peak intensity ratio I Al of emission intensity, the peak intensity ratio I S of the peak intensity ratio I B and S emission intensity of B emission intensity. The depth of elemental analysis is determined by performing glow discharge emission analysis for 200 seconds on a standard sample in advance, and then measuring the depth of the sputter marks formed on the sample surface to determine the spatter time and the depth of the spatter marks. Calculated based on.

以上の本発明例および比較例の製造条件、および測定結果を表1に示す。前記鋼塊にBiを含まない場合は、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が5%以下となる条件を良好と判定し、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が5%超となる条件を不可とした。前記鋼塊にBiを含む場合は、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下である条件を良好と判定し、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%超となる条件を不可と判定した。また、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下であるものの、焼鈍分離剤条件を変更しても被膜密着性改善効果が飽和しており製造コストに見合う効果が得られなかった場合を不可(飽和)と判定した。表1に示した条件A1〜A7は、鋼塊Aを用いた例であり、条件B1〜B28は、鋼塊Bを用いた例である。 Table 1 shows the production conditions and measurement results of the above examples of the present invention and comparative examples. When Bi was not contained in the steel ingot, the condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was 5% or less was judged to be good, and the condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was more than 5% was disabled. When Bi was contained in the steel ingot, the condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was 10% or less was judged to be good, and the condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was more than 10% was judged to be unacceptable. Further, although the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test is 10% or less, it is not possible when the effect of improving the film adhesion is saturated even if the annealing separating agent conditions are changed and the effect commensurate with the manufacturing cost cannot be obtained. It was determined to be saturated). Conditions A1 to A7 shown in Table 1 are examples using steel ingot A, and conditions B1 to B28 are examples using steel ingot B.

Figure 2021123767
Figure 2021123767

得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Cを0.0015%、Siを3.2%、Mnを0.08%含んでいた。また、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜および絶縁被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、MgSiOを主成分として含むものであった。 The base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet contained 0.0015% of C, 3.2% of Si, and 0.08% of Mn in mass%. Further, the grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating and an insulating coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration. Was 13% by mass, and contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

表1の結果を参照すると、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、判定が良好となることがわかった。また、焼鈍分離剤におけるTi化合物の含有量をTi換算で10.0%超とした場合、焼鈍分離剤における希土類金属化合物の含有量として希土類金属換算を7.5%超とした場合、またはTi化合物含有量のTi換算値A(質量%)と希土類金属化合物含有量の希土類金属換算値B(質量%)の合計を12.0%超とした場合、密着性改善の効果は飽和しており、製造コストが増大するだけであることがわかった。さらに、本実施形態の条件を満たす場合、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることがわかった。なお、条件A1、A3、B1、B7、B13、B19、B24について、焼鈍分離剤にCeOを添加していないものの、鋼塊または焼鈍分離剤に不可避的に含有される希土類元素の不純物により、希土類元素についてのGDSピークが検出され、希土類元素の発光強度のピーク強度比IREMが算出された。また、条件A1、A2、B1〜B6について、焼鈍分離剤にB化合物を添加していないものの、鋼塊または焼鈍分離剤に不可避的に含有されるBにより、BについてのGDSピークが検出され、Bの発光強度のピーク強度比Iが算出された。 With reference to the results in Table 1, it was found that the grain-oriented electrical steel sheets satisfying the conditions of the present embodiment were judged to be good. Further, when the content of the Ti compound in the annealing separator is more than 10.0% in terms of Ti, the content of the rare earth metal compound in the annealing separator is more than 7.5% in terms of rare earth metal, or Ti. When the sum of the Ti conversion value A (mass%) of the compound content and the rare earth metal conversion value B (mass%) of the rare earth metal compound content exceeds 12.0%, the effect of improving the adhesion is saturated. It turns out that it only increases the manufacturing cost. Further, when the condition of the present embodiment is satisfied, the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm obtained when elemental analysis is performed by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating in the plate thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. The peak intensity ratio I Ti is 5 or more and 25 or less, the total value IREM of the peak intensity ratio of the emission intensity of rare earth elements is 2 or more and 8 or less, and the peak intensity ratio I Al of the Al emission intensity is 10 or more. peak intensity ratio I B of B emission intensity is 2.5 to 15, it was found that the peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10. Regarding the conditions A1, A3, B1, B7, B13, B19, and B24, although CeO 2 was not added to the annealing separator, due to the impurities of rare earth elements inevitably contained in the steel ingot or the annealing separator, The GDS peak for the rare earth element was detected, and the peak intensity ratio IREM of the emission intensity of the rare earth element was calculated. Further, under the conditions A1, A2, B1 to B6, although the B compound was not added to the annealing separator, the GDS peak for B was detected by B inevitably contained in the ingot or the annealing separator. The peak intensity ratio IB of the emission intensity of B was calculated.

ここで、鋼塊Bを用いた例において、焼鈍分離剤にB化合物がB換算値で0.03%以上1.60%以下含有される場合において、Ti化合物含有量として、Ti換算値A(%)を横軸に取り、希土類金属化合物の含有量として、希土類金属換算値B(%)を縦軸に取って、表1で示す結果をプロットしたグラフ図を図1に示す。図1に示すように、本発明例を丸点でプロットし、比較例を交差点でプロットすると、焼鈍分離剤におけるTi化合物の含有量A(%)と、焼鈍分離剤における希土類金属化合物の含有量として含有される希土類金属換算値B(%)との間には、本実施形態に係る条件にて規定される以下の式(101)の関係が成立していることがわかった。 Here, in the example in which the steel ingot B is used, when the B compound is contained in the annealing separator at 0.03% or more and 1.60% or less in terms of B, the Ti compound content is set to the Ti conversion value A ( %) Is taken on the horizontal axis, and the rare earth metal conversion value B (%) is taken on the vertical axis as the content of the rare earth metal compound, and a graph in which the results shown in Table 1 are plotted is shown in FIG. As shown in FIG. 1, when the example of the present invention is plotted with round dots and the comparative example is plotted at intersections, the content A (%) of the Ti compound in the annealing separator and the content of the rare earth metal compound in the annealing separator are plotted. It was found that the relationship of the following formula (101) specified in the conditions according to the present embodiment was established with the rare earth metal conversion value B (%) contained as.

0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・式(101) 0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (101)

このように、式(101)を満足するように、Ti化合物の含有量、および、希土類金属化合物の含有量を制御することで、より一次被膜と鋼板の密着性に優れる方向性電鋼板を著しい製造コストの増加なく製造することが可能であることが分かった。 In this way, by controlling the content of the Ti compound and the content of the rare earth metal compound so as to satisfy the formula (101), a directional electric steel sheet having better adhesion between the primary coating and the steel sheet is remarkably produced. It was found that it is possible to manufacture without increasing the manufacturing cost.

(実施例2)
まず、質量%で、C:0.09%、Si:3.3%、Mn:0.08%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.009%、Bi:0.02%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼塊を作製した。該鋼塊を1350℃にて1時間焼鈍した後、熱間圧延を施すことで、板厚2.3mmの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を最高温度1100℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に冷間圧延を施すことで、板厚0.23mmの冷延鋼板を得た。
(Example 2)
First, in terms of mass%, C: 0.09%, Si: 3.3%, Mn: 0.08%, S: 0.024%, acid-soluble Al: 0.03%, N: 0.009%, A steel ingot containing Bi: 0.02% and having the balance of Fe and impurities was prepared. The ingot was annealed at 1350 ° C. for 1 hour and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The obtained hot-rolled steel sheet was annealed at a maximum temperature of 1100 ° C. for 140 seconds, pickled and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm.

続いて、得られた冷延鋼板を湿水素雰囲気かつ850℃で180秒の間、一次再結晶焼鈍を施した。次に、一次再結晶焼鈍後の鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、バッチ式加熱炉を用いて、1000℃〜1150℃の範囲の滞留時間が10時間となるように昇温速度15℃/hで昇温し、1200℃の温度にて、30時間保持して仕上焼鈍を施し、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した。ここで、焼鈍分離剤の含有物は、質量%で、MgO100%に対して、CaCOをCa換算で0.55%、残部は不可避的不純物と、表2に示す条件の化合物を含むものとした。焼鈍分離剤の撹拌条件は、表2に示す条件の化合物を加えた後、10℃にて60分とした。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は、表2に示す条件とした。その後、鋼板の表面に、リン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を塗布した後、絶縁被膜の焼付および鋼板の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施した。この平坦化焼鈍は、850℃にて40秒間かけて実施した。 Subsequently, the obtained cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing in a wet hydrogen atmosphere at 850 ° C. for 180 seconds. Next, after applying an annealing separator containing MgO to the surface of the steel sheet after primary recrystallization annealing, a batch heating furnace is used so that the residence time in the range of 1000 ° C. to 1150 ° C. is 10 hours. The temperature was raised at a heating rate of 15 ° C./h and held at a temperature of 1200 ° C. for 30 hours for finish annealing, and the steel sheet after finish annealing was washed with water. Here, the content of the annealing separator is 100% by mass , 0.55% of CaCO 3 in terms of Ca with respect to 100% of MgO, the balance is unavoidable impurities, and the compound under the conditions shown in Table 2 is contained. bottom. The stirring conditions of the annealing separator were 60 minutes at 10 ° C. after adding the compounds under the conditions shown in Table 2. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was set to the conditions shown in Table 2. Then, an insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components was applied to the surface of the steel sheet, and then flattening annealing was performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet. This flattening annealing was carried out at 850 ° C. for 40 seconds.

以上にて得られた方向性電磁鋼板の試料をせん断して歪取焼鈍した後、サンプルサイズが60mm×300mmの試料に対し、JIS C2556:2015に記載された単板測定法に準拠して、各本発明例および比較例に係る方向性電磁鋼板(歪取焼鈍後の試料)の磁束密度B8値を測定した。ここで、B8値とは、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度である。本発明例では、サンプル5枚の平均値をB8値とした。なお、上記試料は、せん断前の方向性電磁鋼板の長手方向と、試料の長手方向とが一致するように歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板から切り出した。 After shearing, strain-removing and annealing the sample of the directional electromagnetic steel plate obtained above, a sample having a sample size of 60 mm × 300 mm is subjected to the single plate measurement method described in JIS C2556: 2015. The magnetic flux density B8 value of the directional electromagnetic steel plate (sample after strain relief annealing) according to each of the examples of the present invention and the comparative example was measured. Here, the B8 value is the magnetic flux density of the grain-oriented electrical steel sheet when the grain-oriented electrical steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. In the example of the present invention, the average value of five samples was taken as the B8 value. The sample was cut out from the grain-oriented electrical steel sheet after strain-removal annealing so that the longitudinal direction of the grain-oriented electrical steel sheet before shearing and the longitudinal direction of the sample coincided with each other.

さらに、上記試料を30mm幅にせん断して、10mmφの曲げ試験を施した。ここでは、3枚の試験片を曲げ試験して、剥離した部分の面積をそれぞれ測定し、各試料について、全面積に対する剥離部分の面積の割合を剥離面積率とし、各試料間での剥離面積率の平均値を求めた。 Further, the sample was sheared to a width of 30 mm and subjected to a bending test of 10 mmφ. Here, three test pieces are subjected to a bending test, the area of the peeled portion is measured, and the ratio of the area of the peeled portion to the total area is defined as the peeled area ratio for each sample, and the peeled area between the samples is taken as the peeling area ratio. The average value of the rate was calculated.

さらに、得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板の成分を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, the components of the base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet were carried out in the same manner as in Example 1.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、一次被膜および絶縁被膜の有無ならびに一次被膜の成分の分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, in the grain-oriented electrical steel sheet after the final step, the presence or absence of the primary coating and the insulating coating and the components of the primary coating were analyzed by the same method as in Example 1.

さらに、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜を除去した後、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向に、グロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, after removing the insulating film by immersing the steel sheet after applying and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution, a glow discharge emission analysis method is performed in the direction of the thickness of the directional electromagnetic steel sheet from the surface of the primary film. Elemental analysis by the GDS method) was performed in the same manner as in Example 1.

以上の本発明例および比較例の製造条件、および測定結果を表2に示す。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下である条件を良好と判定した。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%超となる条件または剥離試験が行えなかった条件を不可と判定した。また、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下であるものの、焼鈍分離剤条件を変更しても被膜密着性改善効果が飽和しており製造コストに見合う効果が得られなかった場合を不可(飽和)と判定した。 Table 2 shows the production conditions and measurement results of the above examples of the present invention and comparative examples. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was 10% or less was judged to be good. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was more than 10% or the condition that the peeling test could not be performed was judged to be impossible. Further, although the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test is 10% or less, it is not possible when the effect of improving the film adhesion is saturated even if the annealing separating agent conditions are changed and the effect commensurate with the manufacturing cost cannot be obtained. It was determined to be saturated).

Figure 2021123767
Figure 2021123767

得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Cを0.0016%、Siを3.2%、Mnを0.08%含んでいた。また、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜および絶縁被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、MgSiOを主成分として含むものであった。 The base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet contained 0.0016% of C, 3.2% of Si, and 0.08% of Mn in mass%. Further, the grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating and an insulating coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration. Was 13% by mass, and contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

表2の結果を参照すると、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、判定が良好となることがわかった。条件C1〜C4では、焼き付きが発生した。また、焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量を10.0g/m超とした場合、密着性改善の効果は飽和しており、製造コストが増大するだけであることがわかった。さらに、本実施形態の条件を満たす場合、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることがわかった。 With reference to the results in Table 2, it was found that the grain-oriented electrical steel sheets satisfying the conditions of the present embodiment were judged to be good. Under conditions C1 to C4, seizure occurred. Further, it was found that when the coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was more than 10.0 g / m 2 , the effect of improving the adhesion was saturated and the manufacturing cost was only increased. Further, when the condition of the present embodiment is satisfied, the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm obtained when elemental analysis is performed by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating in the plate thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. The peak intensity ratio I Ti is 5 or more and 25 or less, the total value IREM of the peak intensity ratio of the emission intensity of rare earth elements is 2 or more and 8 or less, and the peak intensity ratio I Al of the Al emission intensity is 10 or more. peak intensity ratio I B of B emission intensity is 2.5 to 15, it was found that the peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10.

(実施例3)
まず、質量%で、C:0.08%、Si:3.2%、Mn:0.08%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.008%、Bi:0.03%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼塊を作製した。該鋼塊を1350℃にて1時間焼鈍した後、熱間圧延を施すことで、板厚2.3mmの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を最高温度1100℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に冷間圧延を施すことで、板厚0.23mmの冷延鋼板を得た。
(Example 3)
First, in terms of mass%, C: 0.08%, Si: 3.2%, Mn: 0.08%, S: 0.024%, acid-soluble Al: 0.03%, N: 0.008%, A steel ingot containing Bi: 0.03% and having the balance of Fe and impurities was prepared. The ingot was annealed at 1350 ° C. for 1 hour and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The obtained hot-rolled steel sheet was annealed at a maximum temperature of 1100 ° C. for 140 seconds, pickled and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm.

続いて、得られた冷延鋼板を湿水素雰囲気かつ850℃で180秒の間、一次再結晶焼鈍を施した。次に、一次再結晶焼鈍後の鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、バッチ式加熱炉を用いて、昇温速度30℃/hで表3に示す高温保持温度まで昇温した。各高温保持温度にて、表3に示す時間保持した後、昇温速度30℃/hで1200℃の温度まで昇温し、30時間保持して仕上焼鈍を施し、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した。ここで、焼鈍分離剤の含有物は、質量%で、MgO100%に対して、SrSOをSr換算で0.48%、残部は不可避的不純物と、表3に示す条件の化合物を含むものとした。焼鈍分離剤の撹拌条件は、表3に示す条件の化合物を加えた後、30℃にて40分とした。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は、6.0g/mとした。その後、鋼板の表面に、リン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を塗布した後、絶縁被膜の焼付および鋼板の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施した。この平坦化焼鈍は、850℃にて40秒間かけて実施した。 Subsequently, the obtained cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing in a wet hydrogen atmosphere at 850 ° C. for 180 seconds. Next, after applying an annealing separator containing MgO to the surface of the steel sheet after primary recrystallization annealing, the temperature rises to the high temperature holding temperature shown in Table 3 at a heating rate of 30 ° C./h using a batch heating furnace. It was warm. After holding for the time shown in Table 3 at each high temperature holding temperature, the temperature is raised to a temperature of 1200 ° C. at a heating rate of 30 ° C./h, held for 30 hours to perform finish annealing, and the steel sheet after finish annealing is washed with water. bottom. Here, contents of the annealing separating agent, in mass%, with respect to MgO100%, 0.48% and SrSO 4 with Sr terms, and shall include the balance and inevitable impurities, the compound of the conditions shown in Table 3 bottom. The stirring conditions of the annealing separator were 40 minutes at 30 ° C. after adding the compounds under the conditions shown in Table 3. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was 6.0 g / m 2 . Then, an insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components was applied to the surface of the steel sheet, and then flattening annealing was performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet. This flattening annealing was carried out at 850 ° C. for 40 seconds.

以上にて得られた方向性電磁鋼板の試料をせん断して歪取焼鈍した後、サンプルサイズが60mm×300mmの試料に対し、JIS C2556:2015に記載された単板測定法に準拠して、各本発明例および比較例に係る方向性電磁鋼板(歪取焼鈍後の試料)の磁束密度B8値を測定した。ここで、B8値とは、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度である。本発明例では、サンプル5枚の平均値をB8値とした。上記試料は、せん断前の方向性電磁鋼板の長手方向と、試料の長手方向とが一致するように歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板から切り出した。 After shearing, strain-removing and annealing the sample of the directional electromagnetic steel plate obtained above, a sample having a sample size of 60 mm × 300 mm is subjected to the single plate measurement method described in JIS C2556: 2015. The magnetic flux density B8 value of the directional electromagnetic steel plate (sample after strain relief annealing) according to each of the examples of the present invention and the comparative example was measured. Here, the B8 value is the magnetic flux density of the grain-oriented electrical steel sheet when the grain-oriented electrical steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. In the example of the present invention, the average value of five samples was taken as the B8 value. The sample was cut out from the grain-oriented electrical steel sheet after strain removal and annealing so that the longitudinal direction of the grain-oriented electrical steel sheet before shearing and the longitudinal direction of the sample coincided with each other.

さらに、上記試料を30mm幅にせん断して、10mmφの曲げ試験を施した。ここでは、3枚の試験片を曲げ試験して、剥離した部分の面積をそれぞれ測定し、各試料について、全面積に対する剥離部分の面積の割合を剥離面積率とし、各試料間での剥離面積率の平均値を求めた。 Further, the sample was sheared to a width of 30 mm and subjected to a bending test of 10 mmφ. Here, three test pieces are subjected to a bending test, the area of the peeled portion is measured, and the ratio of the area of the peeled portion to the total area is defined as the peeled area ratio for each sample, and the peeled area between the samples is taken as the peeling area ratio. The average value of the rate was calculated.

さらに、得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板の成分を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, the components of the base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet were carried out in the same manner as in Example 1.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、一次被膜および絶縁被膜の有無ならびに一次被膜の成分の分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, in the grain-oriented electrical steel sheet after the final step, the presence or absence of the primary coating and the insulating coating and the components of the primary coating were analyzed by the same method as in Example 1.

さらに、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜を除去した後、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向に、グロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, after removing the insulating film by immersing the steel sheet after applying and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution, a glow discharge emission analysis method is performed in the direction of the thickness of the directional electromagnetic steel sheet from the surface of the primary film. Elemental analysis by the GDS method) was performed in the same manner as in Example 1.

以上の本発明例および比較例の製造条件、および測定結果を表3に示す。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下である条件を良好と判定した。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%超となる条件を不可と判定した。 Table 3 shows the production conditions and measurement results of the above examples of the present invention and comparative examples. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was 10% or less was judged to be good. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test exceeds 10% was judged to be impossible.

Figure 2021123767
Figure 2021123767

得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Cを0.0015%、Siを3.1%、Mnを0.08%含んでいた。また、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜および絶縁被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、MgSiOを主成分として含むものであった。 The base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet contained 0.0015% of C, 3.1% of Si, and 0.08% of Mn in mass%. Further, the grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating and an insulating coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration. Was 13% by mass, and contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

表3の結果を参照すると、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、判定が良好となることがわかった。さらに、判定が良好の場合、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることがわかった。 With reference to the results in Table 3, it was found that the grain-oriented electrical steel sheets satisfying the conditions of the present embodiment were judged to be good. Further, if the judgment is good, the peak intensity ratio of the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm obtained when elemental analysis is performed by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating to the thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. I Ti is 5 to 25, sum I REM of the peak intensity ratio of the emission intensity of the rare earth element is 2 to 8, the peak intensity ratio I Al of Al luminous intensity is not less than 10, B luminous intensity is the peak intensity ratio I B is 2.5 to 15, it was found that the peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10.

(実施例4)
まず、質量%で、C:0.08%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.008%、Bi:0.02%を含有し、残部が表4に示す含有量のSiおよびMnと、Feおよび不純物からなる鋼塊を作製した。該鋼塊を1350℃にて1時間焼鈍した後、熱間圧延を施すことで、板厚2.3mmの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を最高温度1100℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に冷間圧延を施すことで、板厚0.23mmの冷延鋼板を得た。
(Example 4)
First, in terms of mass%, C: 0.08%, S: 0.024%, acid-soluble Al: 0.03%, N: 0.008%, Bi: 0.02% are contained, and the balance is shown in Table 4. A steel ingot composed of Si and Mn having the contents shown in the above, Fe and impurities was prepared. The ingot was annealed at 1350 ° C. for 1 hour and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The obtained hot-rolled steel sheet was annealed at a maximum temperature of 1100 ° C. for 140 seconds, pickled and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm.

続いて、得られた冷延鋼板を湿水素雰囲気かつ850℃で180秒の間、一次再結晶焼鈍を施した。次に、一次再結晶焼鈍後の鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、バッチ式加熱炉を用いて、1000℃〜1150℃の範囲の滞留時間が10時間となるように昇温速度15℃/hで昇温し、1200℃の温度にて、30時間保持して仕上焼鈍を施し、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した。ここで、焼鈍分離剤の含有物は、MgO100%に対して、CaCOおよびBaSOをアルカリ土類金属換算で0.69%、残部は不可避的不純物と、表4に示す条件の化合物を含むものとした。焼鈍分離剤の撹拌条件は、表4に示す条件の化合物を加えた後、5℃にて20分とした。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は、6.0g/mとした。その後、鋼板の表面に、リン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を塗布した後、絶縁被膜の焼付および鋼板の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施した。この平坦化焼鈍は、850℃にて40秒間かけて実施した。 Subsequently, the obtained cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing in a wet hydrogen atmosphere at 850 ° C. for 180 seconds. Next, after applying an annealing separator containing MgO to the surface of the steel sheet after primary recrystallization annealing, a batch heating furnace is used so that the residence time in the range of 1000 ° C. to 1150 ° C. is 10 hours. The temperature was raised at a heating rate of 15 ° C./h and held at a temperature of 1200 ° C. for 30 hours for finish annealing, and the steel sheet after finish annealing was washed with water. Here, the content of the annealing separator contains CaCO 3 and BaSO 4 at 0.69% in terms of alkaline earth metal with respect to MgO 100%, the balance is unavoidable impurities, and the compounds under the conditions shown in Table 4 are contained. I made it. The stirring conditions of the annealing separator were 20 minutes at 5 ° C. after adding the compounds under the conditions shown in Table 4. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was 6.0 g / m 2 . Then, an insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components was applied to the surface of the steel sheet, and then flattening annealing was performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet. This flattening annealing was carried out at 850 ° C. for 40 seconds.

以上にて得られた方向性電磁鋼板の試料をせん断して歪取焼鈍した後、サンプルサイズが60mm×300mmの試料に対し、JIS C2556:2015に記載された単板測定法に準拠して、各本発明例および比較例に係る方向性電磁鋼板(歪取焼鈍後の試料)の磁束密度B8値を測定した。ここで、B8値とは、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度である。本発明例では、サンプル5枚の平均値をB8値とした。上記試料は、せん断前の方向性電磁鋼板の長手方向と、試料の長手方向とが一致するように歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板から切り出した。 After shearing, strain-removing and annealing the sample of the directional electromagnetic steel plate obtained above, a sample having a sample size of 60 mm × 300 mm is subjected to the single plate measurement method described in JIS C2556: 2015. The magnetic flux density B8 value of the directional electromagnetic steel plate (sample after strain relief annealing) according to each of the examples of the present invention and the comparative example was measured. Here, the B8 value is the magnetic flux density of the grain-oriented electrical steel sheet when the grain-oriented electrical steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. In the example of the present invention, the average value of five samples was taken as the B8 value. The sample was cut out from the grain-oriented electrical steel sheet after strain removal and annealing so that the longitudinal direction of the grain-oriented electrical steel sheet before shearing and the longitudinal direction of the sample coincided with each other.

さらに、上記試料を30mm幅にせん断して、10mmφの曲げ試験を施した。ここでは、3枚の試験片を曲げ試験して、剥離した部分の面積をそれぞれ測定し、各試料について、全面積に対する剥離部分の面積の割合を剥離面積率とし、各試料間での剥離面積率の平均値を求めた。 Further, the sample was sheared to a width of 30 mm and subjected to a bending test of 10 mmφ. Here, three test pieces are subjected to a bending test, the area of the peeled portion is measured, and the ratio of the area of the peeled portion to the total area is defined as the peeled area ratio for each sample, and the peeled area between the samples is taken as the peeling area ratio. The average value of the rate was calculated.

さらに、得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板の成分を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, the components of the base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet were carried out in the same manner as in Example 1.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、一次被膜および絶縁被膜の有無ならびに一次被膜の成分の分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, in the grain-oriented electrical steel sheet after the final step, the presence or absence of the primary coating and the insulating coating and the components of the primary coating were analyzed by the same method as in Example 1.

さらに、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜を除去した後、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向に、グロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, after removing the insulating film by immersing the steel sheet after applying and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution, a glow discharge emission analysis method is performed in the direction of the thickness of the directional electromagnetic steel sheet from the surface of the primary film. Elemental analysis by the GDS method) was performed in the same manner as in Example 1.

以上の本発明例および比較例の製造条件、および測定結果を表4に示す。B8値が1.85T以上かつ10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下である条件を良好と判定した。B8値が1.85T未満、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%超となる条件または剥離試験が行えなかった場合を不可と判定した。 Table 4 shows the production conditions and measurement results of the above examples of the present invention and comparative examples. The condition that the B8 value was 1.85T or more and the peeling area ratio of the 10mmφ bending test was 10% or less was judged to be good. If the B8 value is less than 1.85T and the peeling area ratio of the 10mmφ bending test is more than 10%, or if the peeling test cannot be performed, it is judged to be impossible.

Figure 2021123767
Figure 2021123767

得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Cを0.0016%含んでいた。また、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜および絶縁被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、MgSiOを主成分として含むものであった。 The base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet contained 0.0016% of C in mass%. Further, the grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating and an insulating coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration. Was 13% by mass, and contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

表4の結果を参照すると、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、判定が良好となることがわかった。さらに、判定が良好の場合、方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Siを2.5%以上4.5%以下、Mnを0.01%以上0.15%以下含有していることがわかった。さらに、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることがわかった。 With reference to the results in Table 4, it was found that the grain-oriented electrical steel sheets satisfying the conditions of the present embodiment were judged to be good. Further, when the judgment is good, the base steel sheet in the grain-oriented electrical steel sheet contains 2.5% or more and 4.5% or less of Si and 0.01% or more and 0.15% or less of Mn in mass%. It turned out that there was. Further, the peak intensity ratio I Ti of the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm obtained by performing elemental analysis by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating in the thickness direction of the directional electromagnetic steel plate is 5 or more and 25. or less, the total value I REM of the peak intensity ratio of the emission intensity of the rare earth element is 2 to 8, the peak intensity ratio I Al of Al luminous intensity is not less than 10, the peak intensity of the B light emission intensity ratio I B There is 2.5 to 15, it was found that the peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10.

(実施例5)
まず、質量%で、C:0.08%、Si:3.3%、Mn:0.08%、S:0.025%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.008%、Bi:0.02%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼塊を作製した。該鋼塊を1350℃にて1時間焼鈍した後、熱間圧延を施すことで、板厚2.3mmの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を最高温度1050℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に一次冷間圧延を施すことで、板厚1.8mmの一次冷間圧延板を得た。得られた一次冷間圧延板を最高温度1100℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に二次冷間圧延を施すことで、板厚0.23mmの冷延鋼板を得た。
(Example 5)
First, in terms of mass%, C: 0.08%, Si: 3.3%, Mn: 0.08%, S: 0.025%, acid-soluble Al: 0.03%, N: 0.008%, A steel ingot containing Bi: 0.02% and having the balance of Fe and impurities was prepared. The ingot was annealed at 1350 ° C. for 1 hour and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The obtained hot-rolled steel sheet was annealed at a maximum temperature of 1050 ° C. for 140 seconds, pickled, and then subjected to primary cold rolling to obtain a primary cold rolled sheet having a plate thickness of 1.8 mm. The obtained primary cold-rolled sheet was annealed at a maximum temperature of 1100 ° C. for 140 seconds, pickled, and then secondary cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a plate thickness of 0.23 mm.

続いて、得られた冷延鋼板を湿水素雰囲気かつ850℃で180秒の間、一次再結晶焼鈍を施した。次に、一次再結晶焼鈍後の鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、バッチ式加熱炉を用いて、1000℃〜1150℃の範囲の滞留時間が10時間となるように昇温速度15℃/hで昇温し、1200℃の温度にて、30時間保持して仕上焼鈍を施し、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した。ここで、焼鈍分離剤の含有物は、質量%で、MgO100%に対して、CaSO・0.5HOをCa換算で0.55%、残部は不可避的不純物と、表5に示す条件の化合物を含むものとした。焼鈍分離剤の撹拌条件は、表5に示す条件の化合物を加えた後、10℃にて40分とした。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は8.0g/mとした。その後、鋼板の表面に、リン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を塗布した後、絶縁被膜の焼付および鋼板の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施した。この平坦化焼鈍は、850℃にて40秒間かけて実施した。 Subsequently, the obtained cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing in a wet hydrogen atmosphere at 850 ° C. for 180 seconds. Next, after applying an annealing separator containing MgO to the surface of the steel sheet after primary recrystallization annealing, a batch heating furnace is used so that the residence time in the range of 1000 ° C. to 1150 ° C. is 10 hours. The temperature was raised at a heating rate of 15 ° C./h and held at a temperature of 1200 ° C. for 30 hours for finish annealing, and the steel sheet after finish annealing was washed with water. Here, contents of the annealing separating agent, in mass%, with respect to MgO100%, CaSO 4 · 0.5H 0.55 % to 2 O in Ca terms, the balance and inevitable impurities, the conditions shown in Table 5 It was assumed that the compound of was contained. The stirring conditions of the annealing separator were 40 minutes at 10 ° C. after adding the compounds under the conditions shown in Table 5. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was 8.0 g / m 2 . Then, an insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components was applied to the surface of the steel sheet, and then flattening annealing was performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet. This flattening annealing was carried out at 850 ° C. for 40 seconds.

以上にて得られた方向性電磁鋼板の試料をせん断して歪取焼鈍した後、サンプルサイズが60mm×300mmの試料に対し、JIS C2556:2015に記載された単板測定法に準拠して、各本発明例および比較例に係る方向性電磁鋼板(歪取焼鈍後の試料)の磁束密度B8値を測定した。ここで、B8値とは、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度である。本発明例では、サンプル5枚の平均値をB8値とした。上記試料は、せん断前の方向性電磁鋼板の長手方向と、試料の長手方向とが一致するように歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板から切り出した。 After shearing, strain-removing and annealing the sample of the directional electromagnetic steel plate obtained above, a sample having a sample size of 60 mm × 300 mm is subjected to the single plate measurement method described in JIS C2556: 2015. The magnetic flux density B8 value of the directional electromagnetic steel plate (sample after strain relief annealing) according to each of the examples of the present invention and the comparative example was measured. Here, the B8 value is the magnetic flux density of the grain-oriented electrical steel sheet when the grain-oriented electrical steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. In the example of the present invention, the average value of five samples was taken as the B8 value. The sample was cut out from the grain-oriented electrical steel sheet after strain removal and annealing so that the longitudinal direction of the grain-oriented electrical steel sheet before shearing and the longitudinal direction of the sample coincided with each other.

さらに、上記試料を30mm幅にせん断して、10mmφの曲げ試験を施した。ここでは、3枚の試験片を曲げ試験して、剥離した部分の面積をそれぞれ測定し、各試料について、全面積に対する剥離部分の面積の割合を剥離面積率とし、各試料間での剥離面積率の平均値を求めた。 Further, the sample was sheared to a width of 30 mm and subjected to a bending test of 10 mmφ. Here, three test pieces are subjected to a bending test, the area of the peeled portion is measured, and the ratio of the area of the peeled portion to the total area is defined as the peeled area ratio for each sample, and the peeled area between the samples is taken as the peeling area ratio. The average value of the rate was calculated.

さらに、得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板の成分を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, the components of the base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet were carried out in the same manner as in Example 1.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、一次被膜および絶縁被膜の有無ならびに一次被膜の成分の分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, in the grain-oriented electrical steel sheet after the final step, the presence or absence of the primary coating and the insulating coating and the components of the primary coating were analyzed by the same method as in Example 1.

さらに、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜を除去した後、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向に、グロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, after removing the insulating film by immersing the steel sheet after applying and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution, a glow discharge emission analysis method is performed in the direction of the thickness of the directional electromagnetic steel sheet from the surface of the primary film. Elemental analysis by the GDS method) was performed in the same manner as in Example 1.

以上の本発明例および比較例の製造条件、および測定結果を表5に示す。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下である条件を良好と判定した。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%超となる条件を不可と判定した。また、10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下であるものの、焼鈍分離剤条件を変更しても被膜密着性改善効果が飽和しており製造コストに見合う効果が得られなかった場合を不可(飽和)と判定した。 Table 5 shows the production conditions and measurement results of the above examples of the present invention and comparative examples. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was 10% or less was judged to be good. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test exceeds 10% was judged to be impossible. Further, although the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test is 10% or less, it is not possible when the effect of improving the film adhesion is saturated even if the annealing separating agent conditions are changed and the effect commensurate with the manufacturing cost cannot be obtained. It was determined to be saturated).

Figure 2021123767
Figure 2021123767

得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Cを0.0014%、Siを3.2%、Mnを0.08%含んでいた。また、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜および絶縁被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、MgSiOを主成分として含むものであった。 The base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet contained 0.0014% of C, 3.2% of Si, and 0.08% of Mn in mass%. Further, the grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating and an insulating coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration. Was 13% by mass, and contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

表5の結果を参照すると、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、判定が良好となることがわかった。また、Ti化合物含有量のTi換算値A(質量%)と希土類金属化合物含有量の希土類金属換算値B(質量%)の合計を12.0%超とした場合、密着性改善の効果は飽和しており、製造コストが増大するだけであることがわかった。さらに、本実施形態の条件を満たす場合、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることがわかった。 With reference to the results in Table 5, it was found that the grain-oriented electrical steel sheets satisfying the conditions of the present embodiment were judged to be good. Further, when the total of the Ti conversion value A (mass%) of the Ti compound content and the rare earth metal conversion value B (mass%) of the rare earth metal compound content exceeds 12.0%, the effect of improving the adhesion is saturated. It turns out that it only increases the manufacturing cost. Further, when the condition of the present embodiment is satisfied, the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm obtained when elemental analysis is performed by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating in the plate thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. The peak intensity ratio I Ti is 5 or more and 25 or less, the total value IREM of the peak intensity ratio of the emission intensity of rare earth elements is 2 or more and 8 or less, and the peak intensity ratio I Al of the Al emission intensity is 10 or more. peak intensity ratio I B of B emission intensity is 2.5 to 15, it was found that the peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10.

(実施例6)
まず、質量%で、C:0.08%、Si:3.2%、Mn:0.08%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.008%、Bi:0.03%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼塊を作製した。該鋼塊を1350℃にて1時間焼鈍した後、熱間圧延を施すことで、板厚2.3mmの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を最高温度1100℃にて140秒間焼鈍し、酸洗を施した後に冷間圧延を施すことで、板厚0.23mmの冷延鋼板を得た。
(Example 6)
First, in terms of mass%, C: 0.08%, Si: 3.2%, Mn: 0.08%, S: 0.024%, acid-soluble Al: 0.03%, N: 0.008%, A steel ingot containing Bi: 0.03% and having the balance of Fe and impurities was prepared. The ingot was annealed at 1350 ° C. for 1 hour and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The obtained hot-rolled steel sheet was annealed at a maximum temperature of 1100 ° C. for 140 seconds, pickled and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm.

続いて、得られた冷延鋼板を湿水素雰囲気かつ850℃で180秒の間、一次再結晶焼鈍を施した。次に、一次再結晶焼鈍後の鋼板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、バッチ式加熱炉を用いて、1000℃〜1150℃の範囲の滞留時間が10時間となるように昇温速度15℃/hで昇温し、1200℃の温度にて、30時間保持して仕上焼鈍を施し、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した。ここで、焼鈍分離剤の含有物は、MgO100%に対して、TiOをTi換算で4.2%、Ce(OH)をCe換算で2.04%、HBOをB換算で0.61%、SrSOをSr換算で0.95%、残部は不可避的不純物を含むものとした。焼鈍分離剤の撹拌条件は、表6に示す条件とした。焼鈍分離剤の鋼板片面当たりの塗布重量は、7.0g/mとした。その後、鋼板の表面に、リン酸アルミニウムおよびコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を塗布した後、絶縁被膜の焼付および鋼板の平坦化を目的とする平坦化焼鈍を施した。この平坦化焼鈍は、850℃にて40秒間かけて実施した。 Subsequently, the obtained cold-rolled steel sheet was subjected to primary recrystallization annealing in a wet hydrogen atmosphere at 850 ° C. for 180 seconds. Next, after applying an annealing separator containing MgO to the surface of the steel sheet after primary recrystallization annealing, a batch heating furnace is used so that the residence time in the range of 1000 ° C. to 1150 ° C. is 10 hours. The temperature was raised at a heating rate of 15 ° C./h and held at a temperature of 1200 ° C. for 30 hours for finish annealing, and the steel sheet after finish annealing was washed with water. Here, as for the content of the annealing separator, TiO 2 is converted to 4.2% in Ti, Ce (OH) 4 is converted to 2.04% in Ce conversion, and H 3 BO 3 is converted to B in terms of MgO 100%. It was assumed that 0.61% and SrSO 4 were 0.95% in terms of Sr, and the balance contained unavoidable impurities. The stirring conditions for the annealing separator were the conditions shown in Table 6. The coating weight of the annealing separator per one side of the steel sheet was 7.0 g / m 2 . Then, an insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components was applied to the surface of the steel sheet, and then flattening annealing was performed for the purpose of baking the insulating film and flattening the steel sheet. This flattening annealing was carried out at 850 ° C. for 40 seconds.

以上にて得られた方向性電磁鋼板の試料をせん断して歪取焼鈍した後、サンプルサイズが60mm×300mmの試料に対し、JIS C2556:2015に記載された単板測定法に準拠して、各本発明例および比較例に係る方向性電磁鋼板(歪取焼鈍後の試料)の磁束密度B8値を測定した。ここで、B8値とは、方向性電磁鋼板を50Hzにて800A/mで励起したときの鋼板の磁束密度である。本発明例では、サンプル5枚の平均値をB8値とした。上記試料は、せん断前の方向性電磁鋼板の長手方向と、試料の長手方向とが一致するように歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板から切り出した。 After shearing, strain-removing and annealing the sample of the directional electromagnetic steel plate obtained above, a sample having a sample size of 60 mm × 300 mm is subjected to the single plate measurement method described in JIS C2556: 2015. The magnetic flux density B8 value of the directional electromagnetic steel plate (sample after strain relief annealing) according to each of the examples of the present invention and the comparative example was measured. Here, the B8 value is the magnetic flux density of the grain-oriented electrical steel sheet when the grain-oriented electrical steel sheet is excited at 800 A / m at 50 Hz. In the example of the present invention, the average value of five samples was taken as the B8 value. The sample was cut out from the grain-oriented electrical steel sheet after strain removal and annealing so that the longitudinal direction of the grain-oriented electrical steel sheet before shearing and the longitudinal direction of the sample coincided with each other.

さらに、上記試料を30mm幅にせん断して、10mmφの曲げ試験を施した。ここでは、3枚の試験片を曲げ試験して、剥離した部分の面積をそれぞれ測定し、各試料について、全面積に対する剥離部分の面積の割合を剥離面積率とし、各試料間での剥離面積率の平均値を求めた。 Further, the sample was sheared to a width of 30 mm and subjected to a bending test of 10 mmφ. Here, three test pieces are subjected to a bending test, the area of the peeled portion is measured, and the ratio of the area of the peeled portion to the total area is defined as the peeled area ratio for each sample, and the peeled area between the samples is taken as the peeling area ratio. The average value of the rate was calculated.

さらに、得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板の成分を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, the components of the base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet were carried out in the same manner as in Example 1.

さらに、最終工程後の方向性電磁鋼板において、一次被膜および絶縁被膜の有無ならびに一次被膜の成分の分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, in the grain-oriented electrical steel sheet after the final step, the presence or absence of the primary coating and the insulating coating and the components of the primary coating were analyzed by the same method as in Example 1.

さらに、絶縁被膜を塗布および焼付後の鋼板を、高温のアルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜を除去した後、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向に、グロー放電発光分析法(GDS法)による元素分析を、実施例1と同様の方法で行った。 Further, after removing the insulating film by immersing the steel sheet after applying and baking the insulating film in a high-temperature alkaline solution, a glow discharge emission analysis method is performed in the direction of the thickness of the directional electromagnetic steel sheet from the surface of the primary film. Elemental analysis by the GDS method) was performed in the same manner as in Example 1.

以上の本発明例および比較例の製造条件、および測定結果を表3に示す。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%以下である条件を良好と判定した。10mmφ曲げ試験の剥離面積率が10%超となる条件を不可と判定した。 Table 3 shows the production conditions and measurement results of the above examples of the present invention and comparative examples. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test was 10% or less was judged to be good. The condition that the peeling area ratio of the 10 mmφ bending test exceeds 10% was judged to be impossible.

Figure 2021123767
Figure 2021123767

得られた方向性電磁鋼板における母材鋼板は、質量%で、Cを0.0016%、Siを3.2%、Mnを0.08%含んでいた。また、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜および絶縁被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、MgSiOを主成分として含むものであった。 The base steel sheet in the obtained grain-oriented electrical steel sheet contained 0.0016% of C, 3.2% of Si, and 0.08% of Mn in mass%. Further, the grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating and an insulating coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration. Was 13% by mass, and contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

表6の結果を参照すると、本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、判定が良好となることがわかった。さらに、判定が良好の場合、一次被膜の表面から方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる深さ1〜10μmにおけるTi発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、希土類元素の発光強度のピーク強度比の合算値IREMが2以上8以下であり、Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下であることがわかった。
本実施形態の条件を満たす方向性電磁鋼板は、一次被膜を有しており、一次被膜中のMgSiO分析の結果、いずれもMg濃度は35質量%以上、Si濃度は13質量%であり、一次被膜は、MgSiOを主成分として含むものであった。
With reference to the results in Table 6, it was found that the grain-oriented electrical steel sheets satisfying the conditions of the present embodiment were judged to be good. Further, if the judgment is good, the peak intensity ratio of the Ti emission intensity at a depth of 1 to 10 μm obtained when elemental analysis is performed by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating to the thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. I Ti is 5 to 25, sum I REM of the peak intensity ratio of the emission intensity of the rare earth element is 2 to 8, the peak intensity ratio I Al of Al luminous intensity is not less than 10, B luminous intensity is the peak intensity ratio I B is 2.5 to 15, it was found that the peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10.
The grain-oriented electrical steel sheet satisfying the conditions of the present embodiment has a primary coating, and as a result of Mg 2 SiO 4 analysis in the primary coating, the Mg concentration is 35% by mass or more and the Si concentration is 13% by mass. Yes, the primary coating contained Mg 2 SiO 4 as a main component.

以上、添付図面を参照しながら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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

Claims (4)

質量%で、C:0.02%以上0.10%以下、
Si:2.5%以上4.5%以下、
Mn:0.01%以上0.15%以下、
SおよびSeのうち1種または2種:合計で0.001%以上0.050%以下、
酸可溶性Al:0.01%以上0.05%以下、および、
N:0.002%以上0.015%以下、
を含有し、残部がFeおよび不純物を含有するスラブを、1280℃以上に加熱して、熱間圧延を施すことで、熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板に熱延板焼鈍を施した後、一回の冷間圧延または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施すことで、冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍工程後の前記冷延鋼板の表面に、MgOを含有する焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍工程後の鋼板の表面に、絶縁被膜を塗布した後、平坦化焼鈍を施す平坦化焼鈍工程と、を含み、
前記焼鈍分離剤は、前記焼鈍分離剤に含有されるMgOに対して、質量%で、Tiの化合物を、含有されるTi換算で0.3%以上10.0%以下、
Bの化合物を、含有されるB換算で0.03%以上1.60%以下、
希土類金属の化合物を、含有される希土類金属換算で0.1%以上7.5%以下、
Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物を、含有される前記アルカリ土類金属換算で0.3%以上5.8%以下、含有し、
前記焼鈍分離剤の水スラリー作製における撹拌条件が、0℃以上30℃以下の温度で、5分以上300分以下の時間であり、
前記焼鈍分離剤の前記冷延鋼板片面当たりの塗布量が3.5g/m以上10.0g/m以下であり、
前記仕上焼鈍における1000℃から1150℃における滞留時間が10時間以上100時間以下であり、
前記MgOの含有量に対する前記Ti化合物の含有量をTi換算でA(質量%)、前記希土類金属の化合物の前記希土類金属換算での含有量をB(質量%)としたときに、以下の式(1)を満足する、方向性電磁鋼板の製造方法。
0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・・式(1)
By mass%, C: 0.02% or more and 0.10% or less,
Si: 2.5% or more and 4.5% or less,
Mn: 0.01% or more and 0.15% or less,
One or two of S and Se: 0.001% or more and 0.050% or less in total,
Acid-soluble Al: 0.01% or more and 0.05% or less, and
N: 0.002% or more and 0.015% or less,
A slab containing Fe and impurities in the balance is heated to 1280 ° C. or higher and hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet.
A cold-rolling step of forming a cold-rolled steel sheet by subjecting the hot-rolled steel sheet to hot-rolled sheet annealing and then performing one cold-rolling or two or more cold-rolling sandwiching an intermediate annealing.
A primary recrystallization annealing step of applying primary recrystallization annealing to the cold-rolled steel sheet, and
A finish annealing step of applying an annealing separator containing MgO to the surface of the cold-rolled steel sheet after the primary recrystallization annealing step and then performing a finish annealing.
A flattening annealing step of applying an insulating film to the surface of the steel sheet after the finishing annealing step and then performing flattening annealing is included.
The annealing separator contains a Ti compound in an amount of 0.3% or more and 10.0% or less in terms of Ti contained in MgO contained in the annealing separator.
The compound of B is contained in an amount of 0.03% or more and 1.60% or less in terms of B,
Rare earth metal compounds, 0.1% or more and 7.5% or less in terms of contained rare earth metals,
One or more alkaline earth metal compounds containing one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba, in terms of the contained alkaline earth metal. Contains 0.3% or more and 5.8% or less,
The stirring conditions in the preparation of the water slurry of the annealing separator are a temperature of 0 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, and a time of 5 minutes or longer and 300 minutes or shorter.
The amount of the annealing separator applied to one side of the cold-rolled steel sheet is 3.5 g / m 2 or more and 10.0 g / m 2 or less.
The residence time in the finish annealing from 1000 ° C. to 1150 ° C. is 10 hours or more and 100 hours or less.
When the content of the Ti compound with respect to the content of MgO is A (mass%) in terms of Ti, and the content of the compound of the rare earth metal in terms of rare earth metal is B (mass%), the following formula is used. A method for manufacturing a directional electromagnetic steel sheet that satisfies (1).
0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (1)
前記スラブが、質量%で、Bi:0.0005%以上0.0500%以下をさらに含有することを特徴とする、請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, wherein the slab further contains Bi: 0.0005% or more and 0.0500% or less in mass%. 質量%で、C:0.0050%以下、
Si:2.5〜4.5%、および、
Mn:0.01〜0.15%、
を含有し、残部がFeおよび不純物を含有する母材鋼板と、
前記母材鋼板の表面上に形成されており、MgSiOを主成分として含有する一次被膜と、
絶縁被膜と、を備える方向性電磁鋼板であって、
前記一次被膜の表面から前記方向性電磁鋼板の板厚方向にグロー放電発光分析法による元素分析を行ったときに得られる、深さ10μmの位置における発光強度に対する、深さ1〜10μmの範囲における最大発光強度のピーク強度比Iについて、
Ti発光強度のピーク強度比ITiが5以上25以下であり、
希土類元素の発光強度のピーク強度比IREMが2以上8以下であり、
Al発光強度のピーク強度比IAlが10以上であり、
B発光強度のピーク強度比Iが2.5以上15以下であり、
S発光強度のピーク強度比Iが2.5以上10以下である、方向性電磁鋼板。
By mass%, C: 0.0050% or less,
Si: 2.5-4.5%, and
Mn: 0.01-0.15%,
A base steel sheet containing Fe and impurities in the balance, and
A primary coating formed on the surface of the base steel sheet and containing Mg 2 SiO 4 as a main component, and
A grain-oriented electrical steel sheet provided with an insulating coating.
In the range of 1 to 10 μm with respect to the emission intensity at a depth of 10 μm obtained by performing elemental analysis by the glow discharge emission analysis method from the surface of the primary coating in the plate thickness direction of the directional electromagnetic steel plate. Regarding the peak intensity ratio I of the maximum emission intensity
Peak intensity ratio of Ti emission intensity I Ti is 5 or more and 25 or less.
The peak intensity ratio IREM of the emission intensity of rare earth elements is 2 or more and 8 or less.
Al emission intensity peak intensity ratio I Al is 10 or more,
Peak intensity ratio I B of B emission intensity is 2.5 to 15,
Peak intensity ratio I S of S emission intensity is 2.5 to 10, the grain-oriented electrical steel sheet.
焼鈍分離剤におけるMgOに対して、質量%で、Tiの化合物を、含有されるTi換算で0.3%以上10.0%以下、
Bの化合物を、含有されるB換算で0.03%以上1.60%以下、
希土類金属の化合物を、含有される希土類金属換算で0.1%以上7.5%以下、
Ca、SrおよびBaからなる群より選択される1種または2種以上のアルカリ土類金属元素を含む1種または2種以上のアルカリ土類金属化合物を、含有される前記アルカリ土類金属換算で0.3%以上5.8%以下、含有し、
前記MgOの含有量に対する前記Ti化合物の含有量をTi換算でA(質量%)、前記希土類金属の化合物の前記希土類金属換算での含有量をB(質量%)としたときに、下記の式(1)を満足する焼鈍分離剤。
0.4 ≦(A+B)≦ 12.0 ・・・式(1)
The Ti compound in mass% with respect to MgO in the annealing separator is contained in an amount of 0.3% or more and 10.0% or less in terms of Ti.
The compound of B is contained in an amount of 0.03% or more and 1.60% or less in terms of B,
Rare earth metal compounds, 0.1% or more and 7.5% or less in terms of contained rare earth metals,
One or more alkaline earth metal compounds containing one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba, in terms of the contained alkaline earth metal. Contains 0.3% or more and 5.8% or less,
When the content of the Ti compound with respect to the content of MgO is A (mass%) in terms of Ti, and the content of the compound of the rare earth metal in terms of rare earth metal is B (mass%), the following formula is used. An annealing separator that satisfies (1).
0.4 ≤ (A + B) ≤ 12.0 ... Equation (1)
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