JP2022060749A - Production method of directional electromagnetic steel sheet - Google Patents

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秀行 濱村
Hideyuki Hamamura
公彦 杉山
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Abstract

To provide a production method of a directional electromagnetic steel sheet, by which a directional electromagnetic steel sheet having little film defect and low iron loss can be produced.SOLUTION: To solve the problem, according to one aspect of the present invention, provided is a method for producing a directional electromagnetic steel sheet, which includes: a cold rolling step for producing a cold rolled steel sheet; a finish annealing step for performing finish annealing to induce secondary recrystallization on the cold rolled steel sheet; a groove forming step for forming grooves in a linear shape in a direction crossing the rolling direction of the cold rolled steel sheet before or after the finish annealing step; and a tension imparting step for forming a tensile film on the groove formed surface of the cold rolled steel sheet by applying and baking a coating solution containing a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina or silica while the groove formed surface of the cold rolled steel sheet is directed downward.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、方向性電磁鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet.

方向性電磁鋼板は、磁気鉄心として多くの電気機器に用いられている。方向性電磁鋼板は、Siを0.8%~4.8%含有し製品の結晶方位を{110}<001>方位に高度に集中させた鋼板である。その磁気特性として、B値で代表される磁束密度が高いこと、及び、W17/50で代表される鉄損が低いことが要求される。特に、最近では省エネルギーの見地から電力損失の低減に対する要求が高まっている。 Electrical steel sheets are used in many electrical devices as magnetic steel cores. The grain-oriented electrical steel sheet is a steel sheet containing 0.8% to 4.8% of Si and whose crystal orientation of the product is highly concentrated in the {110} <001> orientation. As its magnetic characteristics, it is required that the magnetic flux density represented by the B8 value is high and the iron loss represented by W17 / 50 is low. In particular, recently, there is an increasing demand for reduction of power loss from the viewpoint of energy saving.

この要求に応え、方向性電磁鋼板の鉄損を低減させる手段として、磁区を細分化する技術が開発された。以下、このような技術、すなわち磁区を細分化する技術を「磁区制御技術」と称し、磁区制御技術による効果を「磁区制御効果」とも称する場合がある。
例えば、仕上げ焼鈍後の鋼板にレーザービームを照射することにより、磁区を細分化して鉄損を低減させる方法が、特許文献1に開示されている。しかしながら、該方法による鉄損の低減はレーザー照射によって導入された歪みに起因する為、トランスを成形した後に歪取り焼鈍(SRA)を必要とする巻鉄心トランス用として使用することができない。
In response to this demand, a technique for subdividing magnetic domains has been developed as a means for reducing iron loss in grain-oriented electrical steel sheets. Hereinafter, such a technique, that is, a technique for subdividing a magnetic domain, may be referred to as a "magnetic domain control technique", and the effect of the magnetic domain control technique may also be referred to as a "magnetic domain control effect".
For example, Patent Document 1 discloses a method of subdividing magnetic domains and reducing iron loss by irradiating a steel sheet after finish annealing with a laser beam. However, since the reduction of iron loss by this method is due to the strain introduced by laser irradiation, it cannot be used for a wound core transformer that requires strain relief annealing (SRA) after molding the transformer.

つまり、中小型変圧器に主に用いられる巻鉄心トランスは、例えば機械的な曲げ加工による鉄心製造方法により製造されることが多い。この製造方法では、曲げ加工によって導入された加工歪による鉄損劣化を解消するため、歪取り焼鈍(例えば800℃で2~4時間程度)が一般的に行われる。このような歪取り焼鈍によって磁区細分化のために導入した歪が消失してしまう。このため、歪の導入により磁区を細分化する方法は、巻鉄心トランスには適用できない。 That is, the wound core transformer mainly used for small and medium-sized transformers is often manufactured by, for example, a method of manufacturing an iron core by mechanical bending. In this manufacturing method, strain removing annealing (for example, about 2 to 4 hours at 800 ° C.) is generally performed in order to eliminate the deterioration of iron loss due to the processing strain introduced by the bending process. By such strain removing annealing, the strain introduced for the subdivision of the magnetic domain disappears. Therefore, the method of subdividing the magnetic domain by introducing strain cannot be applied to the wound iron core transformer.

上記のような歪取り焼鈍を施しても磁区制御効果が失われない耐SRA磁区制御技術としては、圧延方向と交差する方向に周期的に線状の溝を形成する「溝導入型磁区制御技術」が広く知られている。このような溝導入型磁区制御技術としては、機械加工による溝形成技術、エッチングによる溝形成技術、レーザー照射による溝形成技術等が知られている。例えば特許文献2にはレーザー照射による溝形成技術が開示されている。しかし、これらの溝形成方法のみでは、近年ますます高まってきている鉄損改善要求には十分に応えられていない。 As the SRA magnetic domain control technology that does not lose the magnetic domain control effect even if the strain removal annealing as described above is performed, the "groove introduction type magnetic domain control technology" that periodically forms linear grooves in the direction intersecting the rolling direction. Is widely known. As such a groove-introduced magnetic domain control technique, a groove forming technique by machining, a groove forming technique by etching, a groove forming technique by laser irradiation, and the like are known. For example, Patent Document 2 discloses a groove forming technique by laser irradiation. However, these groove forming methods alone do not sufficiently meet the increasing demand for iron loss improvement in recent years.

一方で、特許文献3に開示されるように、溝が形成された鋼板の表面(すなわち溝形成面)に絶縁被膜を形成する技術が提案されている。具体的には、この特許文献3では、鋼板の溝形成面にコロイダルシリカとリン酸マグネシウムからなる絶縁被膜を形成することが記載されている。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 3, a technique for forming an insulating film on the surface (that is, the groove-forming surface) of a steel sheet in which a groove is formed has been proposed. Specifically, Patent Document 3 describes that an insulating film made of colloidal silica and magnesium phosphate is formed on the groove-forming surface of a steel sheet.

特公昭58-26405号公報Special Publication No. 58-26405 特許第4384451号公報Japanese Patent No. 4384451 特許第5742294号公報Japanese Patent No. 5742294

しかしながら、特許文献3に開示された技術のように絶縁皮膜を形成した場合、被膜欠陥により絶縁が不十分となり鉄損が十分に改善されない場合があることがわかった。 However, it has been found that when an insulating film is formed as in the technique disclosed in Patent Document 3, insulation may be insufficient due to film defects and iron loss may not be sufficiently improved.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、被膜欠陥が少なく低鉄損である方向性電磁鋼板を製造することが可能な、方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to produce a grain-oriented electrical steel sheet having few film defects and low iron loss. The purpose is to provide a manufacturing method.

本発明の態様は下記の通りである。
(1)本発明の一態様は、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、冷延鋼板に対し、二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍を行う仕上げ焼鈍工程と、仕上げ焼鈍工程の前または後の冷延鋼板に対し、冷延鋼板の圧延方向に対して交差する方向に、線状に溝を形成する溝形成工程と、冷延鋼板の溝形成面を下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面上に張力被膜を形成する張力被膜付与工程と、を含む、方向性電磁鋼板の製造方法である。
Aspects of the present invention are as follows.
(1) One aspect of the present invention is a cold rolling step for manufacturing a cold-rolled steel sheet, a finish-baking step for performing a finish-brinking of the cold-rolled steel sheet with secondary recrystallization, and a pre- or post-finish baking step. A groove forming step of forming a linear groove in a direction intersecting the rolling direction of the cold-rolled steel sheet with respect to the cold-rolled steel sheet, and phosphoric acid in a state where the groove-forming surface of the cold-rolled steel sheet is directed downward. A tension film applying step of forming a tension film on a groove-forming surface by applying and baking a coating solution containing a compound of a phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or silica. This is a method for manufacturing a directional electromagnetic steel sheet.

(2)上記(1)に記載の方向性電磁鋼板の製造方法において、張力被膜付与工程では、溝の内部に形成される張力被膜の厚さが溝の深さの1/2以下となり、かつ冷延鋼板の平坦面上に形成される張力被膜の厚さの2倍以下となるように、張力被膜の厚さを調整してもよい。 (2) In the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to (1) above, in the tension coating applying step, the thickness of the tension coating formed inside the groove is 1/2 or less of the depth of the groove, and The thickness of the tension film may be adjusted so as to be at least twice the thickness of the tension film formed on the flat surface of the cold-rolled steel sheet.

(3)上記(1)又は(2)に記載の方向性電磁鋼板の製造方法において、冷間圧延工程の後、且つ、仕上げ焼鈍工程の前に、冷延鋼板に対し、焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程を更に備え、焼鈍分離剤がマグネシアを含んでいてもよい。 (3) In the method for manufacturing a directional electromagnetic steel sheet according to (1) or (2) above, an annealing separator is applied to the cold-rolled steel sheet after the cold rolling step and before the finish annealing step. The annealing separating agent may further include a step of applying the annealing separating agent, and the annealing separating agent may contain magnesia.

上記の本発明の態様によれば、被膜欠陥が少なく低鉄損である方向性電磁鋼板を製造することができる。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to manufacture a grain-oriented electrical steel sheet having few film defects and low iron loss.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet which concerns on this Embodiment. 仕上げ焼鈍鋼板に形成される溝を示す平面図である。It is a top view which shows the groove formed in the finished annealed steel sheet. 方向性電磁鋼板の溝の近傍の構成を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the structure in the vicinity of the groove of the grain-oriented electrical steel sheet. 変形例に係る方向性電磁鋼板の溝の近傍の構成を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the structure in the vicinity of the groove of the grain-oriented electrical steel sheet which concerns on the modification. 本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法、特に張力被膜付与工程を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet which concerns on this Embodiment, particularly the tension film applying process. 従来の方向性電磁鋼板の製造方法の問題点を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the problem of the manufacturing method of the conventional grain-oriented electrical steel sheet. 従来の方向性電磁鋼板の製造方法の問題点を説明するためのSEM写真である。It is an SEM photograph for demonstrating the problem of the manufacturing method of the conventional grain-oriented electrical steel sheet.

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。なお、本実施形態において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。「%」は特に断りがない限り質量%を意味する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value. "%" Means mass% unless otherwise specified.

本発明者らは、鋼板の溝形成面に絶縁被膜を形成する技術について検討を重ねた。ここで、絶縁被膜は、鋼板面内に張力を作用させることで鉄損の低減を図るものである。このような観点から、本実施形態における絶縁被膜は張力被膜とも称される場合がある。 The present inventors have repeatedly studied techniques for forming an insulating film on the groove-forming surface of a steel sheet. Here, the insulating coating is intended to reduce iron loss by applying tension to the surface of the steel sheet. From this point of view, the insulating coating in this embodiment may also be referred to as a tension coating.

例えば特許文献3に開示されるように、鋼板の溝形成面に絶縁被膜を形成する技術自体はすでに存在する。しかし、これまで提案された技術では、方向性電磁鋼板の被膜欠陥により絶縁が不十分である場合があり、鉄損を十分に低減させることができなかった。 For example, as disclosed in Patent Document 3, a technique itself for forming an insulating film on a groove-forming surface of a steel sheet already exists. However, with the techniques proposed so far, insulation may be insufficient due to film defects of grain-oriented electrical steel sheets, and iron loss cannot be sufficiently reduced.

本発明者らは、その理由が絶縁被膜を形成する工程にあると考えた。詳細は後述するが、従来では、鋼板の溝形成面を「上方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面に塗布し、焼付けを行っていた。このため、溝にコーティング溶液が溜まりやすくなる。すなわち、溝形成面に塗布されたコーティング溶液の一部は、溝の内部に液溜まり状態で滞留する。この状態で焼き付けを行うと、溝内部の絶縁被膜が他の部分(所謂平坦面)の絶縁被膜よりも厚く形成されることになる。 The present inventors considered that the reason was the process of forming the insulating film. Details will be described later, but in the past, the coating solution was applied to the groove-forming surface with the groove-forming surface of the steel sheet "facing upward" and baked. Therefore, the coating solution tends to collect in the groove. That is, a part of the coating solution applied to the groove forming surface stays inside the groove in a liquid pooled state. When baking is performed in this state, the insulating film inside the groove is formed thicker than the insulating film on the other portion (so-called flat surface).

このように、溝内部の絶縁被膜は、平坦面の絶縁被膜よりも過度に厚く形成される傾向がある。そして、過度に厚く形成された絶縁被膜は、母材である鋼板から剥離しやすい。つまり、溝内部に形成された絶縁被膜は剥離しやすく、この結果、絶縁が不十分となって鉄損を十分に低減させることができない場合があると考えられる。 As described above, the insulating film inside the groove tends to be formed excessively thicker than the insulating film on the flat surface. Then, the insulating film formed excessively thick is easily peeled off from the steel plate which is the base material. That is, it is considered that the insulating film formed inside the groove is easily peeled off, and as a result, the insulation is insufficient and the iron loss cannot be sufficiently reduced.

ところで、溝が形成された方向性電磁鋼板では、鋼板内を通じて一方の溝壁に到達した磁束は、磁壁から漏れることにより(すなわち、磁束の漏れにより)、静磁エネルギーが高まり、この静磁エネルギーを減少させるために主磁区が細分化されることが磁区制御効果を生じる原因である。しかるに鋼板に張力が働いていない状態では、溝壁面近傍に還流型の磁区が発生し、上述する静磁エネルギーの高まりが抑制されてしまい、十分な磁区制御効果が発現しないことになる。絶縁被膜による等方性の張力によって、この還流磁区はエネルギー的に不安定となるため(磁歪の逆効果による)、磁束の漏れが復活し、磁区制御効果が向上することになる。溝部に厚く形成された絶縁被膜は、剥離しやすいため鋼板に十分な張力効果を与えることができない、または還流磁区を不安定にする方向の応力を鋼板に与えることができないと考えられる。 By the way, in the directional electromagnetic steel plate in which the groove is formed, the magnetic flux that reaches one of the groove walls through the steel plate leaks from the magnetic domain wall (that is, due to the leakage of the magnetic flux), so that the static magnetic energy increases, and this static energy. The subdivision of the main magnetic domain in order to reduce the magnetic flux is the cause of the magnetic domain control effect. However, in a state where tension is not applied to the steel sheet, a reflux type magnetic domain is generated in the vicinity of the groove wall surface, the increase in the static magnetic energy described above is suppressed, and a sufficient magnetic domain control effect is not exhibited. Since the reflux magnetic domain becomes energetically unstable due to the isotropic tension due to the insulating film (due to the adverse effect of magnetostriction), the leakage of magnetic flux is restored and the magnetic domain control effect is improved. It is considered that the insulating film formed thickly in the groove cannot give a sufficient tension effect to the steel sheet because it is easily peeled off, or it cannot give a stress in the direction of destabilizing the reflux magnetic domain to the steel sheet.

特に、コーティング溶液を鋼板の溝形成面に塗布する際、重力によって鋼板に上面側に凹の(言い換えれば下に凸の)カテナリーがつく。この場合、溝に液溜まりが形成されやすくなり、より厚い絶縁被膜が溝内部に形成される。このため、溝内部に形成された絶縁被膜は剥離しやすく、鉄損の低減効果を大きく損なう。 In particular, when the coating solution is applied to the groove-forming surface of the steel sheet, gravity causes the steel sheet to have a concave (in other words, downwardly convex) catenary on the upper surface side. In this case, a liquid pool is likely to be formed in the groove, and a thicker insulating film is formed inside the groove. Therefore, the insulating film formed inside the groove is easily peeled off, and the effect of reducing iron loss is greatly impaired.

上記の検討に基づき、本発明者らは、鋼板の溝形成面を「下方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面に塗布し、焼き付けを行う方法を採用することが、溝内部に形成される絶縁被膜を薄くするために有効であり、これにより、被膜欠陥が少なく低鉄損である方向性電磁鋼板を製造できることを見出した。 Based on the above study, the present inventors can apply a coating solution to the groove-forming surface with the groove-forming surface of the steel sheet "downward" and perform baking, which is formed inside the groove. It has been found that it is effective for thinning the insulating coating to be formed, thereby producing a grain-oriented electrical steel sheet having few coating defects and low iron loss.

以下、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法を図1に示すフローチャートに沿って説明する。
なお、図1に示すフローチャートはあくまで本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の一例であり、本実施形態の効果を損なわない範囲で任意に変更されてもよい。
すなわち、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、少なくとも、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、冷延鋼板に対し、二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍を行う仕上げ焼鈍工程と、仕上げ焼鈍工程の前または後の冷延鋼板に対し、冷延鋼板の圧延方向に対して交差する方向に、線状に溝を形成する溝形成工程と、冷延鋼板の溝形成面を下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面上に張力被膜を形成する張力被膜付与工程と、を含んでいればよい。
Hereinafter, a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The flowchart shown in FIG. 1 is merely an example of the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, and may be arbitrarily changed as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
That is, the method for manufacturing a directional electromagnetic steel sheet according to the present embodiment is at least a cold rolling step for manufacturing a cold-rolled steel sheet and a finish shrinking step for performing finish annealing with secondary recrystallization on the cold-rolled steel sheet. A groove forming step of forming a linear groove in a direction intersecting the rolling direction of the cold-rolled steel sheet with respect to the cold-rolled steel sheet before or after the finish annealing step, and a groove forming surface of the cold-rolled steel sheet downward. A tension film is formed on the groove-forming surface by applying a coating solution containing a compound of phosphoric acid, phosphate, anhydrous chromic acid, chromate, alumina, or silica and baking it. It suffices to include a film applying step.

(鋳造工程S1)
鋳造工程S1では、スラブを準備する。スラブの製造方法の一例は次のとおりである。まず、溶鋼を製造(溶製)する。ついで、溶鋼を用いてスラブを製造する。スラブの製造方法は特に制限されないが、例えば連続鋳造法によりスラブを製造してもよい。溶鋼を用いてインゴットを製造し、インゴットを分塊圧延してスラブを製造してもよい。スラブの厚さは、特に限定されない。スラブの厚さは、例えば、150mm~350mmであってもよい。スラブの厚さは、好ましくは、220mm~280mmである。スラブとして、厚さが10mm~70mmの、いわゆる薄スラブを用いてもよい。薄スラブを用いる場合、熱間圧延工程S2において、仕上げ圧延前の粗圧延を省略できる。
(Casting process S1)
In the casting step S1, a slab is prepared. An example of a method for manufacturing a slab is as follows. First, molten steel is manufactured (melted). Then, the slab is manufactured using molten steel. The method for producing the slab is not particularly limited, but the slab may be produced by, for example, a continuous casting method. The ingot may be manufactured using molten steel, and the ingot may be lump-rolled to produce a slab. The thickness of the slab is not particularly limited. The thickness of the slab may be, for example, 150 mm to 350 mm. The thickness of the slab is preferably 220 mm to 280 mm. As the slab, a so-called thin slab having a thickness of 10 mm to 70 mm may be used. When a thin slab is used, rough rolling before finish rolling can be omitted in the hot rolling step S2.

スラブの成分組成は、二次再結晶が生じる成分組成であればよい。スラブの基本成分、任意元素については具体的に述べると次のとおりである。なお、成分について用いられる%の表記は質量%を意味する。 The component composition of the slab may be any component composition that causes secondary recrystallization. The basic components and optional elements of the slab are as follows. The notation of% used for the component means mass%.

Siは、電気抵抗を高め、鉄損を下げる上で重要な元素である。含有率が4.8%を超えると、冷間圧延時に材料が割れやすくなり圧延不可能になる。一方、Si量を下げると仕上げ焼鈍時にα→γ変態を生じ、結晶の方向性が損なわれるので、仕上げ焼鈍において結晶の方向性に影響を及ぼさない0.8%を下限としてもよい。したがって、Si含有量は0.8~4.8%であってもよい。 Si is an important element for increasing electrical resistance and reducing iron loss. If the content exceeds 4.8%, the material tends to crack during cold rolling, making rolling impossible. On the other hand, if the amount of Si is lowered, α → γ transformation occurs during finish annealing and the directionality of the crystal is impaired. Therefore, 0.8%, which does not affect the directionality of the crystal during finish annealing, may be set as the lower limit. Therefore, the Si content may be 0.8 to 4.8%.

Cは、製造工程においては一次再結晶組織の制御に有効な元素であるものの、最終製品への含有量が過剰であると磁気特性に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、C含有量は0.085%以下としてもよい。C含有量の好ましい上限は0.080%である。Cは後述の脱炭焼鈍工程S5及び仕上げ焼鈍工程S8で純化され、仕上げ焼鈍工程S8の後には0.005%以下となる。スラブがCを含む場合、工業生産における生産性を考慮すると、C含有量の下限は0%超であってもよく、0.001%であってもよい。 Although C is an element effective in controlling the primary recrystallization structure in the manufacturing process, if the content in the final product is excessive, it may adversely affect the magnetic properties. Therefore, the C content may be 0.085% or less. The preferred upper limit of the C content is 0.080%. C is purified in the decarburization annealing step S5 and the finish annealing step S8 described later, and becomes 0.005% or less after the finish annealing step S8. When the slab contains C, the lower limit of the C content may be more than 0% or 0.001% in consideration of productivity in industrial production.

酸可溶性Alは、Nと結合してAlNまたは(Al,Si)Nとなった状態でインヒビターとして機能する元素である。酸可溶性Alの含有量は、磁束密度が高くなる0.012%~0.050%としてもよい。 Acid-soluble Al is an element that functions as an inhibitor in the state of being combined with N to become AlN or (Al, Si) N. The content of the acid-soluble Al may be 0.012% to 0.050%, which increases the magnetic flux density.

Nは製鋼時に0.01%以上添加されるとブリスターと呼ばれる鋼板中の空孔が生じるので、N含有量の上限は0.01%であってもよい。Nは製造工程の途中で窒化により含有させることが可能であるため下限は特に限定されず、0%であってもよい。ただし、Nの検出限界が0.0001%なので、実質的な下限は0.0001%である。 If N is added in an amount of 0.01% or more during steelmaking, pores in the steel sheet called blister will be formed, so the upper limit of the N content may be 0.01%. Since N can be contained by nitriding in the middle of the manufacturing process, the lower limit is not particularly limited and may be 0%. However, since the detection limit of N is 0.0001%, the practical lower limit is 0.0001%.

MnとSはMnSとして析出して、インヒビターとしての役割を果たす。Mn含有量が0.02%より少なく、またS含有量が0.005%より少ないと所定量の有効なMnSインヒビターが確保できない可能性がある。また、Mn含有量が0.3%より多く、S含有量が0.04%より多いとスラブ加熱時の溶体化が不十分となり、二次再結晶が安定して行われなくなる可能性がある。ゆえに、Mn含有量は0.02~0.3%であってもよく、S含有量は0.005~0.04%であってもよい。 Mn and S are precipitated as MnS and serve as inhibitors. If the Mn content is less than 0.02% and the S content is less than 0.005%, a predetermined amount of effective MnS inhibitor may not be secured. Further, if the Mn content is more than 0.3% and the S content is more than 0.04%, the solutionification at the time of slab heating becomes insufficient, and secondary recrystallization may not be performed stably. .. Therefore, the Mn content may be 0.02 to 0.3%, and the S content may be 0.005 to 0.04%.

スラブには、他のインヒビター構成元素としてB、Bi、Se、Pb、Sn、Tiなどを添加することもできる。添加量は適宜調整されてもよく、B含有量の上限値は0.080%、Bi含有量の上限値は0.010%、Se含有量の上限値は0.035%、Pb含有量の上限値は0.10%、Sn含有量の上限値は0.10%、Ti含有量の上限値は0.015%であってもよい。これら任意添加元素は、公知の目的に応じてスラブに含有させればよいため、任意添加元素の含有量の下限値を設ける必要はなく、例えば下限値は0%であってもよい。 B, Bi, Se, Pb, Sn, Ti and the like can also be added to the slab as other inhibitor constituent elements. The addition amount may be appropriately adjusted, the upper limit of the B content is 0.080%, the upper limit of the Bi content is 0.010%, the upper limit of the Se content is 0.035%, and the Pb content. The upper limit may be 0.10%, the upper limit of Sn content may be 0.10%, and the upper limit of Ti content may be 0.015%. Since these optional additive elements may be contained in the slab according to a known purpose, it is not necessary to set a lower limit value for the content of the optional additive element, and for example, the lower limit value may be 0%.

スラブの化学組成の残部はFe及び不純物からなる。なお、ここでいう「不純物」は、スラブを工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によってスラブに混入する成分であって、本実施形態に係る方向性電磁鋼板に実質的に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 chemical composition of the slab consists of Fe and impurities. The "impurity" referred to here is a component mixed in the slab due to raw materials such as ore and scrap, and various factors in the manufacturing process when the slab is industrially manufactured, and is a direction according to the present embodiment. It means that it is permissible as long as it does not substantially affect the electromagnetic steel sheet.

スラブには、製造上の課題解決のほか、化合物形成によるインヒビター機能の強化や磁気特性への影響を考慮して、Feの一部に代えて、公知の任意元素を含有(添加)させてもよい。Feの一部に代えてスラブに含有させる任意元素として、例えば、Cu、P、Sb、Cr、Ni等が挙げられる。これらの何れか1種または2種以上をスラブに添加してもよい。Cu含有量の上限値は0.40%、P含有量の上限値は0.50%、Sb含有量の上限値は0.10%、Cr含有量の上限値は0.30%、Ni含有量の上限値は1.00%であってもよい。これらの任意添加元素は、公知の目的に応じてスラブに含有させればよいため、任意添加元素の含有量の下限値を設ける必要はなく、下限値は0%でもよい。 In addition to solving manufacturing problems, the slab may contain (add) any known element instead of a part of Fe in consideration of the enhancement of the inhibitor function by compound formation and the influence on the magnetic properties. good. Examples of the optional element contained in the slab instead of a part of Fe include Cu, P, Sb, Cr, Ni and the like. Any one or more of these may be added to the slab. The upper limit of Cu content is 0.40%, the upper limit of P content is 0.50%, the upper limit of Sb content is 0.10%, the upper limit of Cr content is 0.30%, and Ni content. The upper limit of the amount may be 1.00%. Since these optional additive elements may be contained in the slab according to a known purpose, it is not necessary to set a lower limit value for the content of the optional additive element, and the lower limit value may be 0%.

スラブの化学成分は、ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定することができる。具体的には、スラブから採取した35mm角の試験片を、島津製作所製ICPS-8100等(測定装置)により、予め作成した検量線に基づいた条件で測定することにより、化学組成が特定される。なお、CおよびSは燃焼-赤外線吸収法を用いて測定し、Nは不活性ガス融解-熱伝導度法を用いて測定することができる。 The chemical composition of the slab can be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrum). Specifically, the chemical composition is specified by measuring a 35 mm square test piece collected from a slab with an ICPS-8100 manufactured by Shimadzu Corporation (measuring device) under conditions based on a calibration curve prepared in advance. .. In addition, C and S can be measured by using the combustion-infrared absorption method, and N can be measured by using the inert gas melting-heat conductivity method.

(熱間圧延工程S2)
熱間圧延工程S2は、所定の加熱温度(例えば1100℃~1400℃)まで加熱されたスラブの熱間圧延を行い、熱延鋼板を得る工程である。熱間圧延時の加熱温度は、例えば、熱間圧延時の温度確保の観点から1100℃以上であってもよく、さらにはインヒビター成分であるAlNを完全溶体化させないという観点から1280℃以下であってもよい。なお、AlNとMnSを主インヒビターとする場合、熱間圧延時の加熱温度は、これらのインヒビター成分が完全溶体化する1300℃以上としてもよい。
(Hot rolling step S2)
The hot rolling step S2 is a step of hot rolling a slab heated to a predetermined heating temperature (for example, 1100 ° C. to 1400 ° C.) to obtain a hot-rolled steel sheet. The heating temperature during hot rolling may be, for example, 1100 ° C. or higher from the viewpoint of ensuring the temperature during hot rolling, and further, 1280 ° C. or lower from the viewpoint of not completely dissolving AlN, which is an inhibitor component. You may. When AlN and MnS are the main inhibitors, the heating temperature during hot rolling may be 1300 ° C. or higher at which these inhibitor components are completely dissolved.

(熱延鋼板焼鈍工程S3)
熱延鋼板焼鈍工程S3は、熱間圧延工程S2で得られた熱延鋼板を直ちに、もしくは短時間で焼鈍し、焼鈍鋼板を得る工程である。焼鈍は750℃~1200℃の温度域で30秒~30分間行われてもよい。この焼鈍は製品の磁気特性を高めるために有効である。
(Hot-rolled steel sheet annealing process S3)
The hot-rolled steel sheet annealing step S3 is a step of immediately or in a short time annealing the hot-rolled steel sheet obtained in the hot-rolling step S2 to obtain an annealed steel sheet. Annealing may be carried out in a temperature range of 750 ° C to 1200 ° C for 30 seconds to 30 minutes. This annealing is effective for enhancing the magnetic properties of the product.

(冷間圧延工程S4)
冷間圧延工程S4は、熱延鋼板焼鈍工程S3で得た焼鈍鋼板を、1回の冷間圧延、又は、焼鈍(中間焼鈍)を介して複数回(2回以上)の冷間圧延(例えば総冷延率で80%~95%)により、冷延鋼板を得る工程である。冷延鋼板の厚さは、例えば0.10mm~0.50mmであってもよい。
(Cold rolling step S4)
In the cold rolling step S4, the annealed steel sheet obtained in the hot-rolled steel sheet annealing step S3 is cold-rolled once or cold-rolled a plurality of times (twice or more) via annealing (intermediate annealing) (for example). It is a process of obtaining a cold-rolled steel sheet by a total cold-rolling rate of 80% to 95%). The thickness of the cold-rolled steel sheet may be, for example, 0.10 mm to 0.50 mm.

(脱炭焼鈍工程S5)
脱炭焼鈍工程S5は、冷間圧延工程S4で得た冷延鋼板に脱炭焼鈍を行い、一次再結晶が生じた脱炭焼鈍鋼板(脱炭焼鈍工程を行った冷延鋼板)を得る工程である。脱炭焼鈍は、例えば700℃~900℃で1分間~3分間行えばよい。
(Decarburization annealing step S5)
In the decarburization annealing step S5, the cold-rolled steel sheet obtained in the cold rolling step S4 is decarburized and annealed to obtain a decarburized annealed steel sheet (cold-rolled steel sheet subjected to the decarburization annealing step) in which primary recrystallization has occurred. Is. Decarburization annealing may be performed, for example, at 700 ° C to 900 ° C for 1 to 3 minutes.

冷延鋼板に脱炭焼鈍を行うことで、冷延鋼板中に含まれるC成分が除去される。脱炭焼鈍は、冷延鋼板中に含まれるC成分を除去するために、湿潤雰囲気中で行うことが好ましい。 By decarburizing and annealing the cold-rolled steel sheet, the C component contained in the cold-rolled steel sheet is removed. The decarburization annealing is preferably performed in a moist atmosphere in order to remove the C component contained in the cold-rolled steel sheet.

(窒化処理工程S6)
窒化処理工程S6は、二次再結晶におけるインヒビターの強度を調整するため、必要に応じて実施される工程である。窒化処理は、脱炭焼鈍工程の開始から、仕上げ焼鈍工程における二次再結晶の開始までの間に、冷延鋼板の窒素量を40ppm~200ppm程度増加させる処理である。窒化処理としては、例えば、アンモニア等の窒化能のあるガスを含有する雰囲気中で脱炭焼鈍鋼板を焼鈍する処理、MnN等の窒化能を有する粉末を含む焼鈍分離剤を後述の焼鈍分離剤塗布工程S7で脱炭焼鈍鋼板に塗布する処理等が挙げられる。
(Nitriding process S6)
The nitriding treatment step S6 is a step carried out as necessary in order to adjust the strength of the inhibitor in the secondary recrystallization. The nitriding treatment is a treatment for increasing the nitrogen content of the cold-rolled steel sheet by about 40 ppm to 200 ppm from the start of the decarburization annealing step to the start of secondary recrystallization in the finish annealing step. The nitriding treatment includes, for example, a treatment of annealing a decarburized annealed steel sheet in an atmosphere containing a nitriding gas such as ammonia, and an annealing separating agent containing a nitriding powder such as MnN, which will be described later. Examples thereof include a process of applying to a decarburized annealed steel sheet in step S7.

(焼鈍分離剤塗布工程S7)
焼鈍分離剤塗布工程S7は、脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布する工程である。焼鈍分離剤としては、例えば、アルミナ(Al)を主成分とする焼鈍分離剤を用いることができる。焼鈍分離剤を塗布した後の脱炭焼鈍鋼板は、コイル状に巻取った状態で、次の仕上げ焼鈍工程S8で仕上げ焼鈍される。
なお、MgSiOを含むグラス被膜を形成する場合には、マグネシア(MgO)を主成分とする焼鈍分離剤を用いる。
(Annealing Separator Coating Step S7)
The annealing separation agent application step S7 is a step of applying the annealing separation agent to the decarburized and annealed steel sheet. As the annealing separator, for example, an annealing separator containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component can be used. The decarburized annealed steel sheet after the annealing separating agent is applied is finished-annealed in the next finish-annealing step S8 in a coiled state.
When forming a glass film containing Mg 2 SiO 4 , an annealing separator containing magnesia (MgO) as a main component is used.

(仕上げ焼鈍工程S8)
仕上げ焼鈍工程S8は、焼鈍分離剤が塗布された脱炭焼鈍鋼板に仕上げ焼鈍を施し、二次再結晶を生じさせる工程である。この二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍工程S8は、一次再結晶粒の成長をインヒビターにより抑制した状態で二次再結晶を進行させることによって、{100}<001>方位粒を優先成長させ、磁束密度を飛躍的に向上させる。
なお、上述の焼鈍分離剤塗布工程S7でマグネシア(MgO)を塗布した場合には、この仕上げ焼鈍工程S8によりMgSiOを含むグラス被膜が形成される。なお、本形態では、このようなグラス被膜も母材鋼板(後述の仕上げ焼鈍鋼板)に含まれるものとする。したがって、例えば、仕上げ焼鈍鋼板にグラス被膜が形成される場合、「仕上げ焼鈍鋼板の表面」はグラス被膜の表面を意味するものとする。グラス被膜を形成することで、方向性電磁鋼板200の特性がさらに高まることが期待される。
(Finishing annealing step S8)
The finish annealing step S8 is a step of subjecting the decarburized annealed steel sheet coated with the annealing separator to finish annealing to generate secondary recrystallization. In the finish annealing step S8 accompanied by this secondary recrystallization, the {100} <001> oriented grains are preferentially grown and the magnetic flux is generated by advancing the secondary recrystallization in a state where the growth of the primary recrystallized grains is suppressed by the inhibitor. Dramatically improve the density.
When magnesia (MgO) is applied in the above-mentioned annealing separator application step S7, a glass film containing Mg 2 SiO 4 is formed by this finish annealing step S8. In this embodiment, such a glass coating is also included in the base steel sheet (finished annealed steel sheet described later). Therefore, for example, when a glass film is formed on a finished annealed steel sheet, the "surface of the finished annealed steel sheet" means the surface of the glass film. By forming the glass film, it is expected that the characteristics of the grain-oriented electrical steel sheet 200 will be further enhanced.

(溝形成工程S9)
溝形成工程S9は、磁区制御(磁区細分化)を目的として、仕上げ焼鈍工程S8の後の鋼板(仕上げ焼鈍鋼板)に対し溝を形成する工程である。溝の形成は、レーザー、電子ビーム、プラズマ、機械的方法、エッチングなど、公知の手法により、形成することができる。
(Groove forming step S9)
The groove forming step S9 is a step of forming a groove in the steel sheet (finished annealed steel sheet) after the finish annealing step S8 for the purpose of magnetic domain control (magnetic domain subdivision). The groove can be formed by a known method such as laser, electron beam, plasma, mechanical method, or etching.

溝形成工程S9の例を図2、図3、及び図4に基づいて説明する。なお、図2は、仕上げ焼鈍鋼板(母材鋼板)110に形成される溝Gを示す平面図であり、図3は方向性電磁鋼板200の溝Gの近傍の構成を説明するための模式断面図である。図4は方向性電磁鋼板200の変形例を示す模式断面図である。図3及び図4の断面は、溝Gの延伸方向に垂直な断面である。 An example of the groove forming step S9 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. 2 is a plan view showing a groove G formed in the finished annealed steel sheet (base steel sheet) 110, and FIG. 3 is a schematic cross section for explaining a configuration in the vicinity of the groove G of the grain-oriented electrical steel sheet 200. It is a figure. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the grain-oriented electrical steel sheet 200. The cross section of FIGS. 3 and 4 is a cross section perpendicular to the extending direction of the groove G.

図2において、仕上げ焼鈍鋼板110の圧延方向をX軸とし、仕上げ焼鈍鋼板110の幅方向をY軸とし、仕上げ焼鈍鋼板110の板厚方向をZ軸とする。仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110a(溝Gが形成された表面。詳細は後述する。)から他方の表面に向かう方向がZ軸方向の正方向となる。他の図に示されるXYZ軸の定義も同様である。 In FIG. 2, the rolling direction of the finish-annealed steel sheet 110 is the X-axis, the width direction of the finish-annealed steel sheet 110 is the Y-axis, and the plate thickness direction of the finish-annealed steel sheet 110 is the Z-axis. The direction from the groove-forming surface 110a (the surface on which the groove G is formed; details will be described later) of the finished annealed steel sheet 110 to the other surface is the positive direction in the Z-axis direction. The same applies to the definitions of the XYZ axes shown in the other figures.

図3には、仕上げ焼鈍鋼板110及び絶縁被膜(張力被膜)130が描かれている。つまり、本実施形態に係る方向性電磁鋼板200は、仕上げ焼鈍鋼板110及び絶縁被膜130を備える。絶縁被膜130は後述する張力被膜付与工程S10によって仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110a上に形成される。 In FIG. 3, a finished annealed steel sheet 110 and an insulating coating (tension coating) 130 are drawn. That is, the grain-oriented electrical steel sheet 200 according to the present embodiment includes a finish-annealed steel sheet 110 and an insulating coating 130. The insulating coating 130 is formed on the groove forming surface 110a of the finished annealed steel sheet 110 by the tension coating applying step S10 described later.

上述したように、溝Gは、レーザー、電子ビーム、プラズマ、機械的方法、エッチングなど、公知の手法により仕上げ焼鈍鋼板110上に形成される。仕上げ焼鈍鋼板110の表裏両面のうち、溝Gが形成された表面は溝形成面110aとも称される。溝形成面110aのうち、溝Gが形成されていない部分は平坦面110Fとされる。 As described above, the groove G is formed on the finished annealed steel sheet 110 by a known method such as laser, electron beam, plasma, mechanical method, and etching. Of the front and back surfaces of the finished annealed steel sheet 110, the surface on which the groove G is formed is also referred to as a groove forming surface 110a. Of the groove forming surface 110a, the portion where the groove G is not formed is referred to as a flat surface 110F.

なお、溝Gの形成は、仕上げ焼鈍鋼板110の上側の面(上面)に対して行われ、下側の面に対しては行われない。ただし、後述する張力被膜付与工程S10では、溝Gを「下方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面110aに塗布する。このため、溝Gの形成は、仕上げ焼鈍鋼板110の下側の面(下面)に対して行われてもよい。 The groove G is formed on the upper surface (upper surface) of the finished annealed steel sheet 110, not on the lower surface. However, in the tension film applying step S10, which will be described later, the coating solution is applied to the groove forming surface 110a with the groove G facing “downward”. Therefore, the groove G may be formed on the lower surface (lower surface) of the finished annealed steel sheet 110.

溝Gの形態は、本実施形態の効果との関連で以下のような範囲にあることが好ましい。なお、溝Gの形態を特定するにあたって、溝Gの断面観察を行う必要が生じる。この場合、溝Gの延伸方向に垂直な任意の断面を機械加工により鏡面とし、この断面を観察断面として走査型電子顕微鏡等で観察すればよい。 The form of the groove G is preferably in the following range in relation to the effect of the present embodiment. In order to specify the form of the groove G, it is necessary to observe the cross section of the groove G. In this case, an arbitrary cross section perpendicular to the stretching direction of the groove G may be formed into a mirror surface by machining, and this cross section may be observed as an observation cross section with a scanning electron microscope or the like.

溝Gの平面視における延伸方向は、鉄損低減の観点から、X軸方向(圧延方向)に対して90°~60°の範囲であることが好ましく、90°~75°の範囲であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of reducing iron loss, the stretching direction of the groove G in the plan view is preferably in the range of 90 ° to 60 ° with respect to the X-axis direction (rolling direction), and is preferably in the range of 90 ° to 75 °. Is even more preferable.

溝Gの延伸方向が、圧延方向Xに対して60°以上であれば、溝Gの壁面(溝壁面)110Gと圧延方向との角度が大きくなることにもなるため、本実施形態の効果を作用させる必要性が高まる。つまり、より多くの磁束が溝Gから漏出することになるので、これらの磁束をより漏出しやすくする必要がある。すなわち、溝内部の絶縁被膜130Gを薄くする必要性が高まる。 If the stretching direction of the groove G is 60 ° or more with respect to the rolling direction X, the angle between the wall surface (groove wall surface) 110G of the groove G and the rolling direction becomes large, so that the effect of this embodiment can be achieved. The need to act increases. That is, since a larger amount of magnetic flux leaks from the groove G, it is necessary to make it easier for these magnetic fluxes to leak. That is, there is an increasing need to thin the insulating coating 130G inside the groove.

溝Gの圧延方向のピッチ(圧延方向ピッチ)は磁区細分化の必要性に応じて1~20mmの範囲で設定することが好ましい。溝Gの圧延方向ピッチは2~10mmの範囲で設定することが更に好ましい。溝Gの圧延方向ピッチの上限は8mmであることがより好ましい。溝Gの圧延方向ピッチの上限は5mmであることが更に好ましい。 The pitch in the rolling direction of the groove G (rolling direction pitch) is preferably set in the range of 1 to 20 mm according to the necessity of subdividing the magnetic domain. It is more preferable to set the rolling direction pitch of the groove G in the range of 2 to 10 mm. It is more preferable that the upper limit of the rolling direction pitch of the groove G is 8 mm. It is more preferable that the upper limit of the rolling direction pitch of the groove G is 5 mm.

なお、圧延方向ピッチは、例えば以下の方法で測定すればよい。すなわち、平面視において隣接する任意の溝Gの組に着目する。ついで、これら溝Gの幅方向中心点間の圧延方向の距離を数か所で測定し、それらの平均値を当該溝Gの組の圧延方向ピッチとすればよい。本実施形態では、このようにして測定された任意の圧延方向ピッチが2~10mmの範囲内の値であることが好ましい。 The rolling direction pitch may be measured by, for example, the following method. That is, attention is paid to a set of arbitrary grooves G adjacent to each other in a plan view. Then, the distance in the rolling direction between the center points in the width direction of the grooves G may be measured at several points, and the average value thereof may be used as the rolling direction pitch of the set of the grooves G. In the present embodiment, it is preferable that the arbitrary rolling direction pitch measured in this way is a value in the range of 2 to 10 mm.

溝Gの幅wは20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましい。幅wが20μm以上であれば、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さを制御することが技術的に簡便になるためである。
尚、幅wは、溝Gを介して圧延方向に隣接する二つの平坦面110Fの、溝Gの延伸方向と板厚方向(Z軸方向)に垂直な方向の離間距離である。
The width w of the groove G is preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more. This is because when the width w is 20 μm or more, it is technically easy to control the thickness of the insulating coating 130G inside the groove.
The width w is the separation distance between the two flat surfaces 110F adjacent to each other in the rolling direction via the groove G in the direction perpendicular to the stretching direction of the groove G and the plate thickness direction (Z-axis direction).

溝Gの幅wは150μm以下であることが好ましく、90μm以下であることがより好ましい。溝Gの幅wが150μm以下である場合には、磁区細分化の観点から好適である。また、溝Gの深さDにもよるが、幅wが小さい程、方向性電磁鋼板200の磁化方向と、溝内部の絶縁被膜130Gによる溝壁面110Gに沿う張力方向との角度差による鉄損増加の問題点が顕著になる。したがって、絶縁被膜130を薄くする必要性が高まる。このため、溝Gの幅wは150μm以下であることが好ましい。 The width w of the groove G is preferably 150 μm or less, and more preferably 90 μm or less. When the width w of the groove G is 150 μm or less, it is suitable from the viewpoint of subdividing the magnetic domain. Further, although it depends on the depth D of the groove G, the smaller the width w, the iron loss due to the angle difference between the magnetization direction of the grain-oriented electrical steel sheet 200 and the tension direction along the groove wall surface 110G due to the insulating coating 130G inside the groove. The problem of increase becomes remarkable. Therefore, the need for thinning the insulating coating 130 increases. Therefore, the width w of the groove G is preferably 150 μm or less.

溝Gの深さDは5μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましい。深さDが5μm以上であれば、幅wにもよるが、方向性電磁鋼板200の磁化方向と、溝内部の絶縁被膜130Gによる溝壁面110Gに沿う張力方向との角度差による鉄損増加の問題点が顕著になる。したがって、絶縁被膜130を薄くする必要性が高まる。このため、溝Gの深さDは5μm以上であることが好ましい。
尚、深さDは、溝Gの底面110Ga(溝Gの観察断面のうちもっとも深い部分)から溝Gに隣接する平坦面110Fまでの板厚方向(Z軸方向)の距離(深さ方向距離)である。
The depth D of the groove G is preferably 5 μm or more, more preferably 15 μm or more. If the depth D is 5 μm or more, the iron loss increases due to the angle difference between the magnetization direction of the grain-oriented electrical steel sheet 200 and the tension direction along the groove wall surface 110G due to the insulating coating 130G inside the groove, although it depends on the width w. The problem becomes noticeable. Therefore, the need for thinning the insulating coating 130 increases. Therefore, the depth D of the groove G is preferably 5 μm or more.
The depth D is the distance (depth direction distance) in the plate thickness direction (Z-axis direction) from the bottom surface 110Ga of the groove G (the deepest part of the observation cross section of the groove G) to the flat surface 110F adjacent to the groove G. ).

溝Gの深さDは50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。溝Gの深さDが50μm以下であれば、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2を制御することが技術的に簡便になるためである。また、溝Gの深さDが50μm超であると部分的に仕上げ焼鈍鋼板110の板厚が大きく減少し鉄損低減効果が得られなくなる場合があるためである。 The depth D of the groove G is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less. This is because when the depth D of the groove G is 50 μm or less, it is technically easy to control the thickness t2 of the insulating coating 130G inside the groove. Further, if the depth D of the groove G is more than 50 μm, the thickness of the finished annealed steel sheet 110 may be partially significantly reduced and the iron loss reducing effect may not be obtained.

溝形成工程S9は、図1のフローチャートで示す例では、仕上げ焼鈍工程S8の後で行われている。しかし、溝形成工程S9は、冷間圧延工程S4を経た鋼板(すなわち冷延鋼板)に対して行えばよい。この場合にも、磁区細分化に理想的な線状溝Gの断面形状を維持することが出来る。したがって、溝形成工程S9を行うタイミングは、仕上げ焼鈍工程S8の前でも後でもよい。ただし、少なくとも張力被膜付与工程S10の前に溝形成工程9を行っておく必要がある。 The groove forming step S9 is performed after the finish annealing step S8 in the example shown in the flowchart of FIG. However, the groove forming step S9 may be performed on a steel sheet (that is, a cold-rolled steel sheet) that has undergone the cold rolling step S4. Even in this case, the cross-sectional shape of the linear groove G, which is ideal for subdividing the magnetic domain, can be maintained. Therefore, the timing of performing the groove forming step S9 may be before or after the finish annealing step S8. However, it is necessary to perform the groove forming step 9 at least before the tension film applying step S10.

図4に示す変形例では、仕上げ焼鈍鋼板110がグラス被膜150を有している。このグラス被膜150は、MgSiOを含む。ただし、この場合であっても、溝Gに関するパラメータ(幅w、深さD等)の定義、決定方法は変わらない。 In the modified example shown in FIG. 4, the finished annealed steel sheet 110 has a glass coating 150. The glass coating 150 contains Mg 2 SiO 4 . However, even in this case, the definition and determination method of the parameters (width w, depth D, etc.) related to the groove G do not change.

(張力被膜付与工程S10)
張力被膜付与工程S10は、仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110aを「下方に向けた」状態でコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面110a上に絶縁被膜(張力被膜)130を形成する工程である。
(Tension film applying step S10)
In the tension film applying step S10, the coating solution is applied and baked with the groove-forming surface 110a of the finished annealed steel sheet 110 facing “downward” to form an insulating film (tension film) 130 on the groove-forming surface 110a. It is a process to do.

ここで、コーティング溶液は、例えば、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含む。焼き付けは、例えば、350℃~1150℃で、5秒間~300秒間の条件で行えばよい。 Here, the coating solution contains, for example, a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or silica. The baking may be performed, for example, at 350 ° C to 1150 ° C for 5 seconds to 300 seconds.

本実施形態の張力被膜付与工程S10を詳細に説明するにあたり、まず、図6及び図7に基づいて、従来の張力被膜付与工程の問題点について説明する。 In explaining the tension film applying step S10 of the present embodiment in detail, first, the problems of the conventional tension film applying process will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

図6は従来の張力被膜付与工程の一例を示す。図6に示す例では、搬送ローラ1000によって仕上げ焼鈍鋼板110が搬送される。ここで、溝形成面110aは上方に向けられる。そして、コーティング溶液を仕上げ焼鈍鋼板110の上方から溝形成面110aに塗布し、焼付けを行う。このため、溝Gにコーティング溶液に溜まりやすくなる。すなわち、溝形成面110aに塗布されたコーティング溶液の一部は、溝Gの内部に液溜まり状態で滞留する。この状態で焼き付けを行うと、溝内部の絶縁被膜130Gが他の部分(所謂平坦面110F)の絶縁被膜130Fよりも厚く形成されることになる。図7は従来の張力被膜付与工程で製造された方向性電磁鋼板200の断面構造を示すSEM写真である。このSEM写真からもわかるように、溝内部の絶縁被膜130Gが他の部分(所謂平坦面110F)の絶縁被膜130Fよりも厚く形成されていることがわかる。 FIG. 6 shows an example of a conventional tension film applying process. In the example shown in FIG. 6, the finish-annealed steel sheet 110 is conveyed by the conveying roller 1000. Here, the groove forming surface 110a is directed upward. Then, the coating solution is applied to the groove-forming surface 110a from above the finish-annealed steel sheet 110 to perform baking. Therefore, it tends to accumulate in the coating solution in the groove G. That is, a part of the coating solution applied to the groove forming surface 110a stays inside the groove G in a liquid pooled state. When baking is performed in this state, the insulating coating 130G inside the groove is formed thicker than the insulating coating 130F of another portion (so-called flat surface 110F). FIG. 7 is an SEM photograph showing the cross-sectional structure of the grain-oriented electrical steel sheet 200 manufactured in the conventional tension film applying process. As can be seen from this SEM photograph, it can be seen that the insulating coating 130G inside the groove is formed thicker than the insulating coating 130F of the other portion (so-called flat surface 110F).

溝内部の絶縁被膜130Gは、平坦面110Fの絶縁被膜130Fよりも過度に厚く形成される傾向があり、このように過度に厚い絶縁被膜130Gは母材である仕上げ焼鈍鋼板110から剥離しやすい。つまり、溝内部に形成された絶縁被膜130Gは剥離しやすく、この結果、方向性電磁鋼板200の鉄損の低減効果を損なうと考えられる。 The insulating coating 130G inside the groove tends to be formed to be excessively thicker than the insulating coating 130F of the flat surface 110F, and such an excessively thick insulating coating 130G is easily peeled off from the finish annealed steel sheet 110 which is the base material. That is, it is considered that the insulating coating 130G formed inside the groove is easily peeled off, and as a result, the effect of reducing the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet 200 is impaired.

ところで、溝Gが形成された方向性電磁鋼板200では、鋼板内を通じて一方の溝壁に到達した磁束は、溝壁から漏れることにより(すなわち、磁束の漏れにより)、静磁エネルギーが高まり、この静磁エネルギーを減少させるために主磁区が細分化されることが磁区制御効果を生じる原因である。 By the way, in the directional electromagnetic steel plate 200 in which the groove G is formed, the magnetic flux that reaches one of the groove walls through the steel plate leaks from the groove wall (that is, due to the leakage of the magnetic flux), so that the static magnetic energy increases. The subdivision of the main magnetic domain in order to reduce the static energy is the cause of the magnetic domain control effect.

しかるに鋼板に張力が働いていない状態では、溝壁面近傍に還流型の磁区が発生し、上述する静磁エネルギーの高まりが抑制されてしまい、十分な磁区制御効果が発現しないことになる。
絶縁被膜による等方性の張力によって、この還流磁区はエネルギー的に不安定となるため(磁歪の逆効果による)、磁束の漏れが復活し、磁区制御効果が向上することになる。
溝部に厚く形成された絶縁被膜は、剥離しやすいため鋼板に十分な張力効果を与えることができないし、または還流磁区を不安定にする方向の応力を鋼板に与えることができないと考えられる。
However, in a state where tension is not applied to the steel sheet, a reflux type magnetic domain is generated in the vicinity of the groove wall surface, the increase in the static magnetic energy described above is suppressed, and a sufficient magnetic domain control effect is not exhibited.
Since the reflux magnetic domain becomes energetically unstable due to the isotropic tension due to the insulating film (due to the adverse effect of magnetostriction), the leakage of magnetic flux is restored and the magnetic domain control effect is improved.
It is considered that the insulating film formed thickly in the groove cannot give a sufficient tension effect to the steel sheet because it is easily peeled off, or it cannot give a stress in the direction of destabilizing the reflux magnetic domain to the steel sheet.

特に、コーティング溶液を仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110aに塗布する際、重力によって仕上げ焼鈍鋼板110に上面側に凹の(言い換えれば下に凸の)カテナリーが生じる。この場合、溝内部の絶縁被膜130Gが平坦面110Fの絶縁被膜130Fよりも過度に厚く形成される傾向がより強くなる。つまり、図6に示すように、「上方に向けた」状態でコーティング溶液を塗布する場合、溝Gに液溜まりが形成されやすくなり、より厚い絶縁被膜130Gが溝内部に形成される。このため、溝内部に形成された絶縁被膜130Gは剥離しやすく、さらに鉄損の低減効果を大きく損なう。 In particular, when the coating solution is applied to the groove-forming surface 110a of the finish-annealed steel sheet 110, gravity causes the finish-annealed steel sheet 110 to have a concave (in other words, downwardly convex) catenary on the upper surface side. In this case, the insulating coating 130G inside the groove tends to be formed excessively thicker than the insulating coating 130F on the flat surface 110F. That is, as shown in FIG. 6, when the coating solution is applied in the “upward” state, a liquid pool is likely to be formed in the groove G, and a thicker insulating film 130G is formed inside the groove. Therefore, the insulating coating 130G formed inside the groove is easily peeled off, and further impairs the effect of reducing iron loss.

これに対し、本実施形態に係る張力被膜付与工程S10では、図5に示すように、仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110aを「下方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面110aに塗布し、焼き付けを行う。なお、搬送ローラ1000によって仕上げ焼鈍鋼板110が搬送される点は従来と同様である。 On the other hand, in the tension film applying step S10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the coating solution is applied to the groove forming surface 110a with the groove forming surface 110a of the finished annealed steel sheet 110 facing downward. And anneal. The point that the finish-annealed steel sheet 110 is conveyed by the transfer roller 1000 is the same as in the conventional case.

本実施形態においても、溝Gにコーティング溶液が溜まりやすくなる点、重力によって仕上げ焼鈍鋼板110に上面側に凹のカテナリーがつく点は従来の張力被膜付与工程(すなわち溝形成面を上方に向けてコーティング溶液を塗布する工程)と同様である。 Also in this embodiment, the point that the coating solution easily collects in the groove G and the point that the finished annealed steel sheet 110 has a concave catenary on the upper surface side due to gravity are the conventional tension film applying steps (that is, the groove forming surface faces upward). The process of applying the coating solution) is the same.

しかし、溝Gが下方に向いているため、溝内部に溜まったコーティング溶液の一部は重力によって滴下することになる。カテナリーは下に凸の形状となるため、溝内部に溜まったコーティング溶液はより滴下しやすくなると考えられる。この結果、焼き付けを行った後には、溝内部の絶縁被膜130Gは従来の張力被膜付与工程に比べて薄くなると考えられる。すなわち、溝内部の絶縁被膜130Gが薄くなる結果、溝内部で絶縁被膜130Gが剥離しにくくなり、方向性電磁鋼板200の鉄損の低減効果が得られる。さらに、溝内部の絶縁被膜130Gはより多くの磁束を漏出させることができるので、鉄損の低減効果の向上が期待できる。後述の実施例で示される通り、溝形成面110aを下方に向けてコーティング溶液を塗布し、焼き付けを行った場合、方向性電磁鋼板200の溝部被膜剥離率を小さくすることができ、鉄損が大きく低減した。 However, since the groove G faces downward, a part of the coating solution accumulated inside the groove will be dropped by gravity. Since the catenary has a downwardly convex shape, it is considered that the coating solution accumulated inside the groove is more likely to be dropped. As a result, after baking, it is considered that the insulating coating 130G inside the groove becomes thinner than the conventional tension coating applying step. That is, as a result of the insulating coating 130G inside the groove becoming thinner, the insulating coating 130G is less likely to peel off inside the groove, and the effect of reducing the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet 200 can be obtained. Further, since the insulating coating 130G inside the groove can leak more magnetic flux, it can be expected to improve the effect of reducing iron loss. As shown in Examples described later, when the coating solution is applied and baked with the groove forming surface 110a facing downward, the groove film peeling rate of the grain-oriented electrical steel sheet 200 can be reduced, resulting in iron loss. It was greatly reduced.

ここで、張力被膜付与工程S10では、溝内部に形成される絶縁被膜130Gの厚さt2が溝Gの深さDの1/2以下となり、かつ仕上げ焼鈍鋼板110(すなわち母材鋼板)の平坦面110F上に形成される絶縁被膜130Fの厚さt1の2倍以下となることが好ましい。以下、この要件を「厚さt2の付加要件」とも称する。なお、深さD、厚さt1、t2は図3に示されている。ここでt1は、厚さ測定点における鋼板面の接線方向に対して鉛直方向の厚さを測定するものとする。同様にt2も、溝面に沿った接線方向に対して鉛直方向の厚さを測定するものとする。 Here, in the tension film applying step S10, the thickness t2 of the insulating film 130G formed inside the groove is ½ or less of the depth D of the groove G, and the finished annealed steel sheet 110 (that is, the base steel sheet) is flat. It is preferable that the thickness is twice or less the thickness t1 of the insulating coating 130F formed on the surface 110F. Hereinafter, this requirement is also referred to as "additional requirement of thickness t2". The depth D and the thicknesses t1 and t2 are shown in FIG. Here, t1 is assumed to measure the thickness in the vertical direction with respect to the tangential direction of the steel plate surface at the thickness measurement point. Similarly, t2 also measures the thickness in the vertical direction with respect to the tangential direction along the groove surface.

ここで、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2は、溝Gの観察断面の複数個所で測定した厚さt2の平均値である。 Here, the thickness t2 of the insulating coating 130G inside the groove is an average value of the thickness t2 measured at a plurality of observation cross sections of the groove G.

また、平坦面110F上の絶縁被膜130Fの厚さt1も同様に、観測断面の複数個所で測定された厚さt1の平均値である。
絶縁被膜130Fの厚さt1の具体的な値は特に制限されず、方向性電磁鋼板200に求められる特性等に応じて適宜設定されればよいが、例えば1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましい。絶縁被膜130Fの厚さt1が1μm以上であれば、方向性電磁鋼板200の耐食性、さらには絶縁性もより高めることができるからである。
Similarly, the thickness t1 of the insulating coating 130F on the flat surface 110F is also an average value of the thickness t1 measured at a plurality of points on the observation cross section.
The specific value of the thickness t1 of the insulating film 130F is not particularly limited and may be appropriately set according to the characteristics required for the grain-oriented electrical steel sheet 200, but is preferably 1 μm or more, for example, 2 μm or more. Is more preferable. This is because when the thickness t1 of the insulating film 130F is 1 μm or more, the corrosion resistance of the grain-oriented electrical steel sheet 200 and the insulating property can be further improved.

絶縁被膜130Fの厚さt1は10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。絶縁被膜130Fの厚さt1が10μm以下であれば、仕上げ焼鈍鋼板110の占積率が大きく低下することを防ぐことができるためである。 The thickness t1 of the insulating coating 130F is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. This is because when the thickness t1 of the insulating coating 130F is 10 μm or less, it is possible to prevent the space factor of the finished annealed steel sheet 110 from being significantly reduced.

上記の方法で測定(決定)された厚さt1、厚さt2、深さDが上述した「厚さt2の付加要件」を満たすことが好ましい。なお、張力被膜付与工程S10では、上述したように厚さt2が従来の溝形成面を上方に向けた張力被膜付与工程に比べて薄くなるので、例えば、塗布するコーティング溶液の塗布量、粘度、及び濃度のうち1つ以上、塗布の方法(塗布の方法としてはロールコーター等による塗布が挙げられる)、塗布から焼き付けまでの時間、一部コーティング溶液の除去のためのエアー吹き付け等の条件を適宜変化させることで上述した「厚さt2の付加要件」が達成されてもよい。 It is preferable that the thickness t1, the thickness t2, and the depth D measured (determined) by the above method satisfy the above-mentioned "additional requirements for the thickness t2". In the tension film applying step S10, as described above, the thickness t2 is thinner than that of the conventional tension film applying step in which the groove forming surface is directed upward. Therefore, for example, the coating amount and viscosity of the coating solution to be applied are determined. And one or more of the concentrations, application method (application method includes application by roll coater, etc.), time from application to baking, air blowing to remove part of the coating solution, etc. By changing it, the above-mentioned "additional requirement of thickness t2" may be achieved.

なお、張力被膜付与工程S10は、他の工程と別ラインで(つまりオフラインで)行ってもよいし、同一ラインで(つまりオンラインで)行ってもよい。上述した溝形成工程S9において、溝Gを仕上げ焼鈍鋼板110の下側の面に形成した場合、仕上げ焼鈍鋼板110をそのまま張力被膜付与工程S10に供することができる。つまり、インラインで張力被膜付与工程S10を行うことができる。 The tension film applying step S10 may be performed on a separate line (that is, offline) from other steps, or may be performed on the same line (that is, online). When the groove G is formed on the lower surface of the finish-annealed steel sheet 110 in the above-mentioned groove forming step S9, the finish-annealed steel sheet 110 can be directly subjected to the tension film applying step S10. That is, the tension film applying step S10 can be performed in-line.

一方、溝形成工程S9において、溝Gを仕上げ焼鈍鋼板110の上側の面に形成した場合、一旦仕上げ焼鈍鋼板110を巻き取った後、仕上げ焼鈍鋼板110の上下を反転させて、仕上げ焼鈍鋼板110を張力被膜付与工程S10に供すればよい。この場合、張力被膜付与工程S10をオフラインで行ってもよいし、インラインで行ってもよい。 On the other hand, when the groove G is formed on the upper surface of the finish-annealed steel sheet 110 in the groove forming step S9, the finish-annealed steel sheet 110 is once wound up and then turned upside down to turn the finish-annealed steel sheet 110 upside down. May be subjected to the tension film applying step S10. In this case, the tension film applying step S10 may be performed offline or in-line.

本実施例では、上述した本実施形態による方向性電磁鋼板の製造方法による効果を検証した。もちろん、本発明は以下に説明する実施例に限定されない。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。 In this embodiment, the effect of the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets according to the above-described embodiment was verified. Of course, the present invention is not limited to the examples described below. 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.

まず、上述した鋳造工程S1~仕上げ焼鈍工程S8を行うことで、板厚が0.23mmであり、800A/mでの磁束密度Bの値が1.93Tである高磁束密度の仕上げ焼鈍鋼板110を製造した。 First, by performing the above-mentioned casting step S1 to finish annealing step S8, a high magnetic flux density finish annealed steel sheet having a plate thickness of 0.23 mm and a magnetic flux density B8 value of 1.93 T at 800 A / m. 110 was manufactured.

ついで、この仕上げ焼鈍鋼板110に対して、鋼板の圧延方向に20μm、幅方向に40μmの楕円のビーム形状を有し、ビームパワー2.5kWのファイバーレーザーを照射することで、仕上げ焼鈍鋼板110の表面に溝Gを形成した。ここで、走査速度は15m/sとし、圧延方向と直角の方向に3mm間隔で幅wが約50μm、深さDが約20μmの線状の溝Gを形成した。 Then, the finished annealed steel sheet 110 has an elliptical beam shape of 20 μm in the rolling direction and 40 μm in the width direction of the steel sheet, and is irradiated with a fiber laser having a beam power of 2.5 kW to form the finished annealed steel sheet 110. A groove G was formed on the surface. Here, the scanning speed was set to 15 m / s, and linear grooves G having a width w of about 50 μm and a depth D of about 20 μm were formed at intervals of 3 mm in the direction perpendicular to the rolling direction.

ついで、表1に示す態様でコーティング溶液の塗布、焼き付けを行った。ここで、コーティング溶液はリン酸アルミニウム、リン酸マグネシウムを含む混合物を含み、固形分換算での前記混合物100質量部に対し、コロイド状シリカを40~70質量部含むコーティング液を使用した。
表1中、「焼付時溝形成面方向」は、コーティング溶液を塗布した際の溝形成面110aの向き(上方側または下方側)を示す。コーティング溶液を鋼板上方から滴下し、通常のナチュラルコータで塗布を行った。
Then, the coating solution was applied and baked in the manner shown in Table 1. Here, the coating solution contained a mixture containing aluminum phosphate and magnesium phosphate, and a coating solution containing 40 to 70 parts by mass of colloidal silica was used with respect to 100 parts by mass of the mixture in terms of solid content.
In Table 1, "direction of the groove forming surface at the time of baking" indicates the direction (upper side or lower side) of the groove forming surface 110a when the coating solution is applied. The coating solution was dropped from above the steel sheet and coated with a normal natural coater.

コーティング溶液塗布量は、溝形成面110aの平面視の単位面積当たりに塗布したコーティング溶液の固形分の質量(g/m)を示す。なお、乾燥後の絶縁被膜からコーティング溶液塗布量を測定したい場合、加熱したアルカリ溶液(NaOH溶液等)に方向性電磁鋼板を浸漬することで絶縁被膜をアルカリ溶液に溶解させる。ついで、アルカリ溶液に溶解した絶縁被膜の質量からコーティング溶液塗布量を特定することができる。 The coating solution application amount indicates the mass (g / m 2 ) of the solid content of the coating solution applied per unit area of the groove forming surface 110a in a plan view. When it is desired to measure the coating solution coating amount from the dried insulating film, the insulating film is dissolved in the alkaline solution by immersing the directional electromagnetic steel plate in a heated alkaline solution (NaOH solution or the like). Then, the coating solution coating amount can be specified from the mass of the insulating film dissolved in the alkaline solution.

ついで、溝Gの深さD(μm)、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2(μm)、平坦面110Fの絶縁被膜130Fの厚さt1(μm)、溝部絶縁被膜剥離率(面積%)、磁束密度B(T)、鉄損W17/50(W/kg)を測定した。なお、溝Gの深さD(μm)、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2(μm)、平坦面110Fの絶縁被膜130Fの厚さt1(μm)の測定方法は上述した通りである。結果を表1に示す。 Next, the depth D (μm) of the groove G, the thickness t2 (μm) of the insulating film 130G inside the groove, the thickness t1 (μm) of the insulating film 130F of the flat surface 110F, and the peeling rate of the insulating film in the groove (area%). , The magnetic flux density B 8 (T) and the iron loss W17 / 50 (W / kg) were measured. The method for measuring the depth D (μm) of the groove G, the thickness t2 (μm) of the insulating coating 130G inside the groove, and the thickness t1 (μm) of the insulating coating 130F on the flat surface 110F is as described above. The results are shown in Table 1.

ここで、「溝部絶縁被膜剥離率」は、平面視における溝Gの総面積に対して絶縁被膜が剥離した部分の面積率を言う。絶縁被膜が剥離したか否かは露出した鋼板面の面積率によって判定した。具体的には、面積率で10%の場合を不合格と判定した。 Here, the "groove insulating film peeling rate" refers to the area ratio of the portion where the insulating film is peeled off with respect to the total area of the groove G in a plan view. Whether or not the insulating film was peeled off was determined by the area ratio of the exposed steel plate surface. Specifically, a case where the area ratio was 10% was determined to be unacceptable.

Figure 2022060749000002
Figure 2022060749000002

表1から明らかな通り、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法によって製造された方向性電磁鋼板(実験No.1~4)では、仕上げ焼鈍鋼板の溝形成面を下方に向けた状態でコーティング溶液を塗布し、焼き付けたことにより、被膜欠陥が少なく鉄損が低くなった。
これに対し、従来の方向性電磁鋼板の製造方法によって製造された方向性電磁鋼板(実験No.5~7)では、仕上げ焼鈍鋼板の溝形成面を上方に向けた状態でコーティング溶液を塗布し、焼き付けたことにより、被膜欠陥が多く鉄損が高くなった。
As is clear from Table 1, in the grain-oriented electrical steel sheets (Experiments Nos. 1 to 4) manufactured by the method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, the groove-forming surface of the finished annealed steel sheet faces downward. By applying the coating solution and baking it in, there were few film defects and the iron loss was low.
On the other hand, in the grain-oriented electrical steel sheet (Experiment Nos. 5 to 7) manufactured by the conventional method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet, the coating solution is applied with the groove-forming surface of the finished annealed steel sheet facing upward. Due to the baking, there were many film defects and the iron loss was high.

なお、実験No.1~3では、「厚さt2の付加要件」を満たしている。この点でも、実験No.1~3における発明例では、鉄損が低くなったと考えられる。
ただし、溝内部の被膜の厚さが、鋼板の平坦面上に平坦面上に形成される厚さの2倍超であることにより、「厚さt2の付加要件」を満たしていないである)実験No.4は、実験No.1~3と比較すると、やや鉄損が高かった。
In addition, the experiment No. 1 to 3 satisfy the "additional requirement of thickness t2". In this respect as well, Experiment No. In the examples of the inventions 1 to 3, it is considered that the iron loss is low.
However, since the thickness of the coating film inside the groove is more than twice the thickness formed on the flat surface of the steel sheet, it does not satisfy the "additional requirement of thickness t2"). Experiment No. No. 4 is the experiment No. Compared with 1 to 3, the iron loss was slightly higher.

以上説明した通り、本実施形態によれば、仕上げ焼鈍鋼板110(または冷延鋼板)の溝形成面110aを下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面110a上に絶縁被膜を形成する。この製造方法によって製造された方向性電磁鋼板200においては、溝内部における絶縁被膜130Gが薄くなるので、剥離しにくくなる。したがって、被膜欠陥が少なく鉄損が低減される。 As described above, according to the present embodiment, phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromic acid salt, with the groove forming surface 110a of the finished baked steel sheet 110 (or cold-rolled steel sheet) facing downward. An insulating film is formed on the groove-forming surface 110a by applying a coating solution containing an alumina or a compound of silica and baking the mixture. In the grain-oriented electrical steel sheet 200 manufactured by this manufacturing method, the insulating coating 130G inside the groove becomes thin, so that it is difficult to peel off. Therefore, there are few film defects and iron loss is reduced.

ここで、張力被膜付与工程S10では、記溝内部に形成される絶縁被膜130Gの厚さt2が溝Gの深さDの1/2以下となり、かつ仕上げ焼鈍鋼板110(または冷延鋼板)の平坦面110F上に形成される絶縁被膜130Fの厚さt1の2倍以下となるように、絶縁被膜130Gの厚さt2を調整してもよい。この場合、溝内部の絶縁被膜130Gがさらに薄くなるので、方向性電磁鋼板200の鉄損が更に低減される。 Here, in the tension coating applying step S10, the thickness t2 of the insulating coating 130G formed inside the groove is halved or less than the depth D of the groove G, and the finished annealed steel sheet 110 (or cold-rolled steel sheet) is formed. The thickness t2 of the insulating coating 130G may be adjusted so as to be less than twice the thickness t1 of the insulating coating 130F formed on the flat surface 110F. In this case, since the insulating coating 130G inside the groove is further thinned, the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet 200 is further reduced.

さらに、冷間圧延工程の後、且つ、仕上げ焼鈍工程の前に、冷延鋼板に対し、焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程を更に行ってもよい。そして、焼鈍分離剤がマグネシアを含んでいてもよい。この場合、方向性電磁鋼板200の特性がさらに向上する。 Further, after the cold rolling step and before the finish annealing step, the annealing separator coating step of applying the annealing separator to the cold-rolled steel sheet may be further performed. Then, the annealing separator may contain magnesia. In this case, the characteristics of the grain-oriented electrical steel sheet 200 are further improved.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, 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.

200 方向性電磁鋼板
110 仕上げ焼鈍鋼板
110F 平坦面
110G 溝壁面
130 絶縁被膜(張力被膜)
130F 平坦面における絶縁被膜
130G 溝内部における絶縁被膜
200 Directional electrical steel sheet 110 Finish-annealed steel sheet 110F Flat surface 110G Groove wall surface 130 Insulation coating (tension coating)
130F Insulation film on a flat surface 130G Insulation film inside a groove

Claims (3)

冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対し、二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍を行う仕上げ焼鈍工程と、
前記仕上げ焼鈍工程の前または後の前記冷延鋼板に対し、前記冷延鋼板の圧延方向に対して交差する方向に、線状に溝を形成する溝形成工程と、
前記冷延鋼板の溝形成面を下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、前記溝形成面上に張力被膜を形成する張力被膜付与工程と、を含むことを特徴とする、方向性電磁鋼板の製造方法。
The cold rolling process for manufacturing cold-rolled steel sheets and
A finish annealing step of performing finish annealing with secondary recrystallization on the cold-rolled steel sheet, and
A groove forming step of forming a linear groove in a direction intersecting the rolling direction of the cold-rolled steel sheet with respect to the cold-rolled steel sheet before or after the finish annealing step.
With the groove-forming surface of the cold-rolled steel plate facing downward, a coating solution containing a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromic acid, alumina, or silica is applied and baked to obtain the above. A method for manufacturing a directional electromagnetic steel plate, which comprises a tension film applying step of forming a tension film on a groove forming surface.
前記張力被膜付与工程では、前記溝の内部に形成される前記張力被膜の厚さが前記溝の深さの1/2以下となり、かつ前記冷延鋼板の平坦面上に形成される前記張力被膜の厚さの2倍以下となるように、前記張力被膜の厚さを調整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。 In the tension film applying step, the thickness of the tension film formed inside the groove is ½ or less of the depth of the groove, and the tension film is formed on the flat surface of the cold-rolled steel sheet. The method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, wherein the thickness of the tension film is adjusted so as to be twice or less the thickness of the above-mentioned tension film. 前記冷間圧延工程の後、且つ、前記仕上げ焼鈍工程の前に、前記冷延鋼板に対し、焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程を更に備え、
前記焼鈍分離剤がマグネシアを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
After the cold rolling step and before the finish annealing step, the annealed separator coating step of applying the annealing separator to the cold-rolled steel sheet is further provided.
The method for producing grain-oriented electrical steel sheets according to claim 1 or 2, wherein the annealing-separating agent contains magnesia.
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