JP2022074677A - Non-oriented electromagnetic steel plate excellent in magnetic characteristics and its manufacturing method - Google Patents

Non-oriented electromagnetic steel plate excellent in magnetic characteristics and its manufacturing method Download PDF

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裕義 屋鋪
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和年 竹田
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Abstract

To provide a manufacturing method of a novel and improved non-oriented electromagnetic steel sheet capable of manufacturing a non-oriented magnetic steel sheet excellent in magnetic characteristics while improving productivity by improving cold fragility, and a non-oriented electromagnetic steel sheet obtained thereby.SOLUTION: A non-oriented magnetic steel sheet characterized by containing by mass%, C: over 0% to 0.0050% or smaller, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: over 0% to smaller than 0.030%, S: over 0% to 0.0050% or smaller, Sol. Al: over 0% to 0.0040% or smaller; N: over 0% to 0.0040%; Cu: 0.00% to 1.0% or smaller, Sn: 0.000% to 0.10%, Sb: 0.000% to 0.10%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, and the remainder is Fe and impurity, Mn2SiO4 complex precipitated with SiO2 in the surface layer of base steel is 0.000001 piece/μm2 or larger, and 10.000 pieces/μm2, and its manufacturing method..SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and a method for manufacturing the same.

昨今、地球環境問題が注目されており、省エネルギーへの取り組みに対する要求は、一段と高まってきており、なかでも電気機器の高効率化は、近年強く要望されている。このため、モータ又は変圧器等の鉄心材料として広く使用されている無方向性電磁鋼板においても、磁気特性の向上に対する要請が更に強まっている。近年、モータの高効率化が進展する電気自動車やハイブリッド自動車用のモータ、及び、コンプレッサ用モータにおいては、その傾向が顕著である。 In recent years, global environmental problems have been attracting attention, and the demand for energy conservation efforts has been increasing. In particular, there has been a strong demand for higher efficiency of electrical equipment in recent years. Therefore, even in non-oriented electrical steel sheets widely used as iron core materials for motors, transformers, etc., there is an increasing demand for improvement of magnetic characteristics. In recent years, the tendency is remarkable in motors for electric vehicles and hybrid vehicles, and motors for compressors, for which the efficiency of motors has been improved.

無方向性電磁鋼板の磁気特性を向上させるためには、鋼中に合金元素を添加することで鋼板の電気抵抗を上げ、渦電流損を低減することが有効である。そのため、例えば以下の特許文献1及び特許文献2に開示されているように、Si、Al、Mn又はPといった電気抵抗を上昇させる効果を有する元素を添加して、磁気特性の改善を図ることが行われている。さらに、特許文献3、4では、MnとSiを複合添加することにより、磁気特性の改善に加えて、冷間圧延性も向上させることを開示している。 In order to improve the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets, it is effective to increase the electrical resistance of the steel sheets by adding alloying elements to the steel and reduce the eddy current loss. Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, it is possible to improve the magnetic properties by adding an element having an effect of increasing electric resistance such as Si, Al, Mn or P. It is done. Further, Patent Documents 3 and 4 disclose that the combined addition of Mn and Si not only improves the magnetic properties but also improves the cold rollability.

特開2000-129409号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-129409 特開2015-131993号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-131993 特開2018-66033号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-66033 特開2019-99854号公報JP-A-2019-99854

無方向性電磁鋼板(NO)の磁気特性を改善するには、高合金化(Si濃度アップ、またはAl濃度アップ)が有効である。一方で、Si濃度アップまたはAl濃度アップは冷間脆性を著しく劣化させるため、生産性と磁気特性を両立させることは一般に困難である。これに対して、特許文献3、4に開示されているような様々な取り組みが提案されているが、生産性と磁気特性の両立のさらなる向上や改善が依然として求められている。 High alloying (increasing Si concentration or increasing Al concentration) is effective for improving the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets (NO). On the other hand, since increasing the Si concentration or increasing the Al concentration significantly deteriorates the cold brittleness, it is generally difficult to achieve both productivity and magnetic properties. In response to this, various efforts as disclosed in Patent Documents 3 and 4 have been proposed, but further improvement and improvement in both productivity and magnetic characteristics are still required.

そこで、本発明の目的とするところは、冷間脆性を改善して生産性を高めつつ、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板を製造することが可能な、新規かつ改良された無方向性電磁鋼板の製造方法、およびそれによって得られる無方向性電磁鋼板を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is a new and improved non-oriented electrical steel sheet capable of producing non-oriented electrical steel sheets having excellent magnetic properties while improving cold brittleness and increasing productivity. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electromagnetic steel sheet and a non-oriented electrical steel sheet obtained thereby.

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、Alの含有量を所定の値以下とし、かつ、冷間圧延性の低下が少ないMnをSiとともに複合添加し、かつ酸洗条件を制御することで、
冷間圧延性と磁気特性とを共に向上させることが可能であるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above problems, Mn having an Al content of a predetermined value or less and a small decrease in cold rollability was added in combination with Si, and By controlling the pickling conditions,
We have completed the present invention based on the finding that it is possible to improve both cold rollability and magnetic properties.

上記の知見から得られた本発明により、以下の態様が提供される。
[1]
質量%で、C:0%超~0.0050%以下、Si:2.5%~5.0%、Mn:0.05%~4.0%、P:0%超~0.030%未満、S:0%超~0.0050%以下、Sol.Al:0%超~0.0040%以下、N:0%超~0.0040%、Cu:0.00%~1.0%以下、Sn:0.000%~0.10%、Sb:0.000%~0.10%、Ca:0.0000%~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物であり、母材鋼板表層部においてSiOと複合析出したMnSiOを0.000001個/μm以上、10.000個/μm以下で含有することを特徴とする無方向性電磁鋼板。
[2]
質量%で、C:0%超~0.0050%以下、Si:2.5%~5.0%、Mn:0.05%~4.0%、P:0%超~0.030%未満、S:0%超~0.0050%以下、Sol.Al:0%超~0.0040%以下、N:0%超~0.0040%、Ca:0.0000%~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼片を加熱した後に熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
前記熱延板に焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、
前記熱延板焼鈍板に酸洗を施す酸洗工程と、
前記酸洗を行った後に、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して、冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対して仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、
絶縁被膜を付与する絶縁被膜工程とを有し、
前記酸洗溶液において液温は15℃以上100℃以下であり、鋼板が酸洗液に浸漬される時間は5秒以上200秒以下であり、ph-1.5以上7未満とし、かつ、前記酸洗溶液はMnを0.01g/L以上2.00g/L以下で含むことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
[3]
前記鋼片が、質量%で、REM:0.0001~0.0100%を含むことを特徴とする[2]に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
[4]
前記酸洗溶液が、前記酸洗溶液におけるCuとMnが0.01g/L以上5.00g/L以下であることを特徴とする[3]に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
[5]
前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、その昇温工程における500~800℃の昇温速度が100℃/秒~2000℃/秒であることを特徴とする[3]または[4]に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
[6]
前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、その昇温工程における500~800℃の雰囲気露点を-50℃以上10℃以下とすることを特徴とする[3]~[5]のいずれか一つに記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
[7]
前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度における酸素ポテンシャルを0.2以下とすることを特徴とする[3]~[6]のいずれか一つに記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
[8]
前記鋼片が、前記残部のFeの一部に換えて、更に、質量%で、Sn:0.005%~0.10%、Sb:0.005%~0.10%から選ばれる少なくとも1種を含有する、[3]~[7]のいずれか一つに記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
The present invention obtained from the above findings provides the following aspects.
[1]
By mass%, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: more than 0% to 0.030%. Less than, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040%, Cu: 0.00% to 1.0% or less, Sn: 0.000% to 0.10%, Sb: Mn 2 SiO 4 which contains 0.000% to 0.10%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, the balance is Fe and impurities, and is compositely precipitated with SiO 2 in the surface layer of the base steel plate. A non-directional electromagnetic steel sheet containing 0.000001 pieces / μm 2 or more and 10.000 pieces / μm 2 or less.
[2]
By mass%, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: more than 0% to 0.030%. Less than, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. A steel piece containing Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, and the balance consisting of Fe and impurities was heated. A hot rolling process to obtain a hot-rolled steel sheet by hot rolling later,
The hot-rolled plate annealing step of annealing the hot-rolled plate, and
The pickling step of pickling the hot-rolled annealed plate and
A cold rolling step of obtaining a cold-rolled steel sheet by performing one cold rolling or a plurality of cold rolling sandwiching intermediate annealing after the pickling.
The finish annealing step of applying the finish annealing to the cold-rolled steel sheet and
It has an insulating coating process that applies an insulating coating, and has an insulating coating process.
In the pickling solution, the liquid temperature is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, the time for the steel plate to be immersed in the pickling liquid is 5 seconds or longer and 200 seconds or shorter, pH −1.5 or higher and lower than 7, and the above. A method for producing a non-directional electromagnetic steel plate, wherein the pickling solution contains Mn at 0.01 g / L or more and 2.00 g / L or less.
[3]
The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to [2], wherein the steel piece contains REM: 0.0001 to 0.0100% in mass%.
[4]
The method for producing a non-oriented electrical steel sheet according to [3], wherein the pickling solution contains Cu and Mn of 0.01 g / L or more and 5.00 g / L or less in the pickling solution.
[5]
The soaking temperature of the finish annealing is 800 ° C. or higher, and the heating rate of 500 to 800 ° C. in the heating step is 100 ° C./sec to 2000 ° C./sec [3] or. The method for manufacturing a non-directional electromagnetic steel plate according to [4].
[6]
The soaking temperature of the finish annealing is 800 ° C. or higher, and the atmospheric dew point of 500 to 800 ° C. in the heating step is set to −50 ° C. or higher and 10 ° C. or lower [3] to [5]. The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to any one of the above.
[7]
Any one of [3] to [6], wherein the soothing annealing temperature of the finish annealing is carried out at 800 ° C. or higher, and the oxygen potential at the soaking annealing temperature of the finish annealing is 0.2 or less. The method for manufacturing a non-directional electromagnetic steel sheet according to the above.
[8]
The steel piece is replaced with a part of Fe in the balance, and further, in mass%, at least one selected from Sn: 0.005% to 0.10% and Sb: 0.005% to 0.10%. The method for producing a non-oriented electrical steel sheet according to any one of [3] to [7], which contains seeds.

本発明による無方向性電磁鋼板の製造方法は、冷間脆性を改善して生産性を高めることができ、且つ、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板を製造することが可能である、新規かつ改良された無方向性電磁鋼板の製造方法であり、また、前記の製造方法によって得られる無方向性電磁鋼板は磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板である。 The method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets according to the present invention is novel, which can improve cold brittleness to increase productivity and can manufacture grain-oriented electrical steel sheets having excellent magnetic properties. It is an improved method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets, and the grain-oriented electrical steel sheets obtained by the above-mentioned manufacturing method are grain-oriented electrical steel sheets having excellent magnetic properties.

図1は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。FIG. 1 is a flow chart showing an example of a flow of a method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment. 図2は、鋼板母材の表層部について説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic view for explaining the surface layer portion of the steel plate base material. 図3は、SiOとMnSiOとの複合析出物について説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a composite precipitate of SiO 2 and Mn 2 SiO 4 .

まず、本発明の骨子について説明する。 First, the gist of the present invention will be described.

(製造方法について)
無方向性電磁鋼板の磁気特性を向上させるためには、特許文献1及び特許文献2に開示されているように、Si、Al、Mn又はPといった電気抵抗を上昇させる効果を有する元素を添加して、磁気特性の改善を図ることが行われている。
特に、Alは、Siと同様に電気抵抗を増加させる作用を有しており、鉄損の原因の一つである渦電流損失を低減する、しかし一方で、冷間脆性を著しく劣化させる。
そこで、Alの含有量を所定の値以下とし、冷間圧延性の低下が少ないMnをSiとともに複合添加することを本発明者らが検討したところ、Mnによって生じる弊害を認識した。
その弊害とは仕上焼鈍における酸化膜がポーラスになることである。酸化膜がポーラスであると、焼鈍雰囲気のガス(特にN)が鋼板の表層に侵入しやすくなり、鋼板中の成分元素と反応して窒化物(介在物とも称することがあり、一例として(Si,Mn)NまたはMnSiNやAlNが挙げられる)が析出して良好な磁気特性が得られない。なお、(Mnでなく)Alを添加した場合、相対的にタイトな被膜が形成されるので、焼鈍雰囲気のガス(特にN)が鋼板の表層に侵入しにくく、(Si,Mn)NまたはMnSiNやAlN等の析出物(磁性悪化要因)の生成は回避できる。
焼鈍雰囲気のガス(特にN)が鋼板の表層に侵入することを防ぐために、例えば、仕上焼鈍工程における昇温時の雰囲気および均熱時の雰囲気の露点を低くする(ドライ化)する等の対処法があるが、それらだけでは、酸化膜のポーラス化を防ぐには不十分であった。
それに対して、本発明者らは、酸洗溶液のMn濃度を制御することで、タイトな被膜生成が可能になることを着想した。
具体的には酸洗溶液のMn濃度が所定以上の場合、酸洗後の鋼板表面にMn偏析層が形成する。
Mn偏析層はタイトな被膜のため、仕上焼鈍中の析出物の生成回避につながる。つまり、良好な磁気特性を得ることができる。
なお、上記では酸洗溶液にMnを添加したが、Mn以外でも偏析層を形成するものであれば本効果は享受できる。例えば酸洗溶液のCu濃度を所定以上とすることが挙げられる。
さらに、仕上焼鈍の昇温速度や焼鈍雰囲気を制御することにより、磁気特性はより好ましい方向へ向かう。
一方で、本発明の態様では、Alを制限しているので、Alによる冷間脆性の劣化を回避することができる。
(About manufacturing method)
In order to improve the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, an element having an effect of increasing electric resistance such as Si, Al, Mn or P is added. Therefore, improvements are being made to the magnetic properties.
In particular, Al has an action of increasing electric resistance like Si, and reduces eddy current loss, which is one of the causes of iron loss, but on the other hand, it significantly deteriorates cold brittleness.
Therefore, when the present inventors examined the composite addition of Mn, which has an Al content of a predetermined value or less and a small decrease in cold rollability, together with Si, they recognized the harmful effects caused by Mn.
The harmful effect is that the oxide film in the finish annealing becomes porous. When the oxide film is porous, the gas (particularly N) in a neutralized atmosphere easily invades the surface layer of the steel sheet and reacts with the component elements in the steel sheet to react with the nitride (also called inclusions), for example (Si). , Mn) N, MnSiN 2 and AlN) are precipitated and good magnetic properties cannot be obtained. When Al (instead of Mn) is added, a relatively tight film is formed, so that the gas (particularly N) in an annealed atmosphere does not easily penetrate into the surface layer of the steel sheet, and (Si, Mn) N or MnSiN. It is possible to avoid the formation of precipitates (magnetic deterioration factors) such as 2 and AlN.
In order to prevent gas (particularly N) in the annealing atmosphere from entering the surface layer of the steel sheet, for example, measures such as lowering (drying) the dew point of the atmosphere at the time of temperature rise and the atmosphere at the time of soaking in the finishing annealing step are taken. There are methods, but they alone were not sufficient to prevent the oxide film from becoming porous.
On the other hand, the present inventors have conceived that by controlling the Mn concentration of the pickling solution, a tight film can be formed.
Specifically, when the Mn concentration of the pickling solution is at least a predetermined value, a Mn segregation layer is formed on the surface of the steel sheet after pickling.
Since the Mn segregation layer is a tight film, it leads to avoiding the formation of precipitates during finish annealing. That is, good magnetic properties can be obtained.
In the above, Mn was added to the pickling solution, but this effect can be enjoyed as long as it forms a segregation layer other than Mn. For example, the Cu concentration of the pickling solution may be set to a predetermined value or higher.
Further, by controlling the rate of temperature rise of the finish annealing and the annealing atmosphere, the magnetic characteristics tend to be more preferable.
On the other hand, in the aspect of the present invention, since Al is restricted, deterioration of cold brittleness due to Al can be avoided.

(製品について)
また、本発明の製造方法によって得られる無方向性電磁鋼板は、次の特徴的な構造を有する。その特徴的な構造は、酸洗溶液に由来する鋼板表層に形成されたMn偏析層の一部が、仕上焼鈍中に鋼中のSiOと結合しMnSiOを形成したものである。具体的には球状SiOの周囲をMnSiOが取り囲んだ構造(Core/Shell構造)である。なお、通常の無方向性電磁鋼板は、仕上焼鈍後、絶縁被膜を付与するため、製品表面には本技術の痕跡は残らない。ただし、絶縁被膜を除去して、鋼板表層部を観察することで、上記の特徴的な構造を確認することはできる。
そのため、Core/Shell型のMnSiO個数を計測することにより、本発明効果の享受有無を判断することが可能であり、すなわち、本発明の態様による無方向性電磁鋼板であることを認定可能である。
(About product)
Further, the non-oriented electrical steel sheet obtained by the manufacturing method of the present invention has the following characteristic structure. Its characteristic structure is that a part of the Mn segregation layer formed on the surface layer of the steel sheet derived from the pickling solution is bonded to SiO 2 in the steel during finish annealing to form Mn 2 SiO 4 . Specifically, it is a structure (Core / Thin shell structure) in which Mn 2 SiO 4 surrounds the spherical SiO 2 . Since the normal non-oriented electrical steel sheet is annealed after finishing and an insulating film is applied, no trace of this technique remains on the product surface. However, the above characteristic structure can be confirmed by removing the insulating film and observing the surface layer portion of the steel sheet.
Therefore, by measuring the number of Core / Shell type Mn 2 SiO 4 , it is possible to determine whether or not the effect of the present invention is enjoyed, that is, it is certified as a non-oriented electrical steel sheet according to the aspect of the present invention. It is possible.

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無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 non-oriented electrical steel sheet having the following configuration.

質量%で、C:0%超~0.0050%以下、Si:2.5%~5.0%、Mn:0.05%~4.0%、P:0%超~0.030%未満、S:0%超~0.0050%以下、Sol.Al:0%超~0.0040%以下、N:0%超~0.0040%、Ca:0.0000%~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼片を加熱した後に熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、前記熱延板に焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、前記熱延板焼鈍板に酸洗を施す酸洗工程と、前記酸洗を行った後に、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して、冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、前記冷延鋼板に対して仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、絶縁被膜を付与する絶縁被膜工程とを有し、前記酸洗溶液において液温は15℃以上100℃以下であり、鋼板が酸洗液に浸漬される時間は5秒以上200秒以下であり、ph-1.5以上7未満とし、かつ、前記酸洗溶液はMnを0.01g/L以上2.00g/L以下で含むことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。 By mass%, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: more than 0% to 0.030%. Less than, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, and the balance was heated from a piece of steel consisting of Fe and impurities. A hot rolling step of hot rolling to obtain a hot-rolled steel plate, a hot-rolled plate annealing step of annealing the hot-rolled plate, a pickling step of pickling the hot-rolled plate, and the acid. After washing, a single cold-rolling process or a plurality of cold-rolling with intermediate annealing is performed to obtain a cold-rolled steel sheet, and a finish-rolling process is performed on the cold-rolled steel sheet. It has a finish rolling step and an insulating coating step of applying an insulating coating. In the pickling solution, the liquid temperature is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and the time for the steel plate to be immersed in the pickling solution is 200 seconds or longer. Manufacture of non-directional electromagnetic steel sheet having a second or less, ph-1.5 or more and less than 7, and the pickling solution containing Mn at 0.01 g / L or more and 2.00 g / L or less. Method.

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

<鋼片の成分組成>
まず、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の鋼片(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残部は、Feおよび不純物である。ここで、不純物とは、原材料に含まれる成分、または製造の過程で混入する成分であって、意図的に鋼板に含有させたものではない成分を指す。また、無方向性電磁鋼板の素材である鋼片の化学組成は基本的には無方向性電磁鋼板の組成に準じたものになる。しかし、一般的な無方向性電磁鋼板の製造においては製造過程で仕上焼鈍工程および絶縁被膜形成工程により含有元素の一部が系外に排出されるため、素材である鋼片と最終製品である無方向性電磁鋼板の化学組成は異なるものとなる。無方向性電磁鋼板の特性を所望のものになるように、製造過程での仕上焼鈍工程および絶縁被膜形成工程の影響等を考慮して、鋼片組成を適宜調整可能である。また、本発明における「電磁鋼板」の表記は、特に断らない限り、電磁鋼板の製造工程における鋼片から最終製品までのいずれかの工程における電磁鋼板を意味するものとする。すなわち、本発明の無方向性電磁鋼板の製造工程における「電磁鋼板」の表記は、特に断らない限り、電磁鋼板の製造工程における鋼片から絶縁被膜塗布工程以前までのいずれかの工程における電磁鋼板を意味するものとする。
<Component composition of steel pieces>
First, the component composition of the steel piece (slab) of the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be described. In the following, unless otherwise specified, the notation "%" means "mass%". Further, the balance other than the elements described below is Fe and impurities. Here, the impurity refers to a component contained in the raw material or a component mixed in the manufacturing process and not intentionally contained in the steel sheet. Further, the chemical composition of the steel piece, which is the material of the non-oriented electrical steel sheet, basically conforms to the composition of the non-oriented electrical steel sheet. However, in the production of general non-oriented electrical steel sheets, some of the contained elements are discharged to the outside of the system by the finish annealing process and the insulating film forming process in the manufacturing process, so it is a steel piece as a raw material and a final product. The chemical composition of non-oriented electrical steel sheets will be different. The composition of the steel pieces can be appropriately adjusted in consideration of the influence of the finish annealing step and the insulating film forming step in the manufacturing process so that the characteristics of the non-oriented electrical steel sheet become desired. Further, the notation of "electrical steel sheet" in the present invention means an electromagnetic steel sheet in any process from the steel piece to the final product in the manufacturing process of the electrical steel sheet, unless otherwise specified. That is, unless otherwise specified, the notation of "electrical steel sheet" in the manufacturing process of the non-oriented electrical steel sheet of the present invention is an electromagnetic steel sheet in any process from the steel piece in the manufacturing process of the electrical steel sheet to before the insulating film coating process. It shall mean.

[C:0%超~0.0050%以下]
C(炭素)は、不可避的に含有される元素であるとともに、鉄損劣化を引き起こす元素である。Cの含有量が0.0050%を超える場合には、無方向性電磁鋼板において磁気時効(時間経過とともに炭化物が析出し、磁気特性が劣化する現象)が生じ、良好な磁気特性を得ることができない。従って、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、Cの含有量を、0.0050%以下とする。Cの含有量は、好ましくは、0.0040%以下であり、更に好ましくは、0.0030%以下である。Cの含有量は、少なければ少ないほど良いが、Cの含有量を0.0005%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Cの含有量は、好ましくは、0.0005%以上である。
[C: More than 0% to 0.0050% or less]
C (carbon) is an element that is inevitably contained and also causes iron loss deterioration. When the C content exceeds 0.0050%, magnetic aging (a phenomenon in which carbides precipitate over time and the magnetic properties deteriorate) occurs in the non-oriented electrical steel sheet, and good magnetic properties can be obtained. Can not. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, the content of C is set to 0.0050% or less. The content of C is preferably 0.0040% or less, and more preferably 0.0030% or less. The smaller the C content, the better, but if an attempt is made to reduce the C content to less than 0.0005%, it will only unnecessarily increase the cost. Therefore, the content of C is preferably 0.0005% or more.

[Si:2.5%~5.0%]
Si(ケイ素)は、鋼の電気抵抗を上昇させて渦電流損を低減させ、鉄損を改善する元素である。また、Siは、固溶強化能が大きいため、無方向性電磁鋼板の高強度化にも有効な元素である。高強度化は、モータの高速回転時の変形抑制及び起動停止に伴う変動応力による疲労破壊の抑制いった観点から重要である。かかる効果を十分に発揮させるためには、2.5%以上のSiを含有させることが必要である。一方、Siの含有量が5.0%を超える場合には、加工性が著しく劣化し、冷間圧延を実施することが困難となる(すなわち、冷間圧延性が低下する。)。従って、Siの含有量は、5.0%以下とする。Siの含有量は、好ましくは、3.0%以上4.5%以下であり、更に好ましくは、3.2%以上3.8%以下である。
[Si: 2.5% -5.0%]
Si (silicon) is an element that increases the electrical resistance of steel, reduces eddy current loss, and improves iron loss. Further, Si is an element effective for increasing the strength of non-oriented electrical steel sheets because it has a large solid solution strengthening ability. Higher strength is important from the viewpoint of suppressing deformation during high-speed rotation of the motor and suppressing fatigue fracture due to fluctuating stress associated with starting and stopping. In order to fully exert such an effect, it is necessary to contain 2.5% or more of Si. On the other hand, when the Si content exceeds 5.0%, the workability is significantly deteriorated and it becomes difficult to carry out cold rolling (that is, the cold rollability is lowered). Therefore, the Si content is 5.0% or less. The Si content is preferably 3.0% or more and 4.5% or less, and more preferably 3.2% or more and 3.8% or less.

[Mn:0.05%~4.0%]
Mn(マンガン)は、鋼の加工性を劣化させずに電気抵抗を上昇させることで渦電流損を低減し、鉄損を改善するために有効な元素である。また、Mnは、Siよりも固溶強化能は小さいものの、加工性を劣化させることなく、高強度化に寄与できる元素である。かかる効果を十分に発揮させるためには、0.05%以上のMnを含有させることが必要である。一方、Mnの含有量が4.0%を超える場合には、磁束密度の低下が顕著となる。従って、Mnの含有量は、4.0%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは、0.07%以上3.0%以下であり、更に好ましくは、0.1%以上2.0%以下である。
[Mn: 0.05% to 4.0%]
Mn (manganese) is an element effective for reducing eddy current loss and improving iron loss by increasing electrical resistance without deteriorating the workability of steel. Further, Mn is an element that can contribute to high strength without deteriorating processability, although it has a smaller solid solution strengthening ability than Si. In order to fully exert such an effect, it is necessary to contain Mn of 0.05% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 4.0%, the decrease in magnetic flux density becomes remarkable. Therefore, the Mn content is set to 4.0% or less. The Mn content is preferably 0.07% or more and 3.0% or less, and more preferably 0.1% or more and 2.0% or less.

[P:0%超~0.030%以下]
P(リン)は、不可避的に含有される(すなわち、含有量が0%超となる)元素であるとともに、本実施形態の対象となるSi及びMnの含有量が多い高合金鋼において、著しく加工性を劣化させて冷間圧延を困難にする元素である。かかる加工性の劣化は、Pの含有量が0.030%を超えた場合に顕著となる。従って、Pの含有量は、0.030%以下とする。Pの含有量は、好ましくは、0.001%以上0.020%以下であり、更に好ましくは、0.002%以上0.010%以下である。
[P: Over 0% -0.030% or less]
P (phosphorus) is an element that is inevitably contained (that is, the content is more than 0%), and is remarkably high in the high alloy steel having a high content of Si and Mn, which is the subject of this embodiment. It is an element that deteriorates workability and makes cold rolling difficult. Such deterioration in workability becomes remarkable when the P content exceeds 0.030%. Therefore, the content of P is 0.030% or less. The content of P is preferably 0.001% or more and 0.020% or less, and more preferably 0.002% or more and 0.010% or less.

[S:0%超~0.0050%以下]
S(硫黄)は、不可避的に含有される元素であるとともに、MnSの微細析出物を形成することで鉄損を増加させ、無方向性電磁鋼板の磁気特性を劣化させる元素である。そのため、Sの含有量は、0.0050%以下とする必要がある。Sの含有量は、少なければ少ないほど良いが、Sの含有量を0.0001%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Sの含有量は、好ましくは、0.0001%以上である。Sの含有量は、好ましくは、0.0040%以下であり、更に好ましくは、0.0030%以下である。
[S: More than 0% to 0.0050% or less]
S (sulfur) is an element that is inevitably contained and is an element that increases iron loss by forming fine precipitates of MnS and deteriorates the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets. Therefore, the content of S needs to be 0.0050% or less. The smaller the S content, the better, but if an attempt is made to reduce the S content to less than 0.0001%, it will only unnecessarily increase the cost. Therefore, the content of S is preferably 0.0001% or more. The content of S is preferably 0.0040% or less, and more preferably 0.0030% or less.

[Sol.Al:0%超~0.0040%以下]
Al(アルミニウム)は、鋼中に固溶されると、無方向性電磁鋼板の電気抵抗を上昇させることで渦電流損を低減し、鉄損を改善する元素である。しかしながら、本実施形態では、Alよりも加工性を劣化させずに電気抵抗を上昇させる元素であるMnを積極的に含有させるため、積極的に含有させることはしない。この場合、Alの含有量が0.0040%を超えると、鋼中に微細な窒化物が析出して熱延板焼鈍や仕上焼鈍での結晶粒成長を阻害し、磁気特性を劣化させる。従って、Alの含有量は、0.0040%以下とする。一方、Alの含有量を0.0001%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Alの含有量は、好ましくは、0.0001%以上0.0030%以下であり、更に好ましくは、0.0001%以上0.0020%以下である。Alを上記の範囲内に制限しているので、Alによる冷間脆性の劣化を回避することができる。
[Sol. Al: More than 0% to 0.0040% or less]
Al (aluminum) is an element that, when solid-solved in steel, increases the electrical resistance of non-oriented electrical steel sheets to reduce eddy current loss and improve iron loss. However, in the present embodiment, since Mn, which is an element that increases the electric resistance without deteriorating the workability as compared with Al, is positively contained, it is not positively contained. In this case, if the Al content exceeds 0.0040%, fine nitrides are deposited in the steel, which hinders the growth of crystal grains in hot-rolled sheet annealing and finish annealing, and deteriorates the magnetic properties. Therefore, the Al content is 0.0040% or less. On the other hand, if an attempt is made to reduce the Al content to more than 0.0001%, the cost will only increase unnecessarily. Therefore, the Al content is preferably 0.0001% or more and 0.0030% or less, and more preferably 0.0001% or more and 0.0020% or less. Since Al is limited to the above range, deterioration of cold brittleness due to Al can be avoided.

[N:0%超~0.0040%以下]
N(窒素)は、不可避的に含有される元素であるとともに、磁気時効を引き起こして鉄損を増加させ、無方向性電磁鋼板の磁気特性を劣化させる元素である。そのため、Nの含
有量は、0.0040%以下とする必要がある。Nの含有量は、少なければ少ないほど良いが、Nの含有量を0.0001%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Nの含有量は、0.0001%以上とすることが好ましい。Nの含有量は、好ましくは、0.0001%以上0.0030%以下であり、更に好ましくは、0.0001%以上0.0020%以下である。
[N: More than 0% to 0.0040% or less]
N (nitrogen) is an element that is inevitably contained and is an element that causes magnetic aging to increase iron loss and deteriorate the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets. Therefore, the content of N needs to be 0.0040% or less. The smaller the N content, the better, but trying to reduce the N content to less than 0.0001% will only unnecessarily increase the cost. Therefore, the content of N is preferably 0.0001% or more. The content of N is preferably 0.0001% or more and 0.0030% or less, and more preferably 0.0001% or more and 0.0020% or less.

[Cu:0.00%~1.0%]
Cu(銅)は、磁束密度を向上させるのに有用な任意添加元素である。従って、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、かかる効果を得るために、残部のFeの一部に換えて、Cuを、任意添加元素として地鉄中に含有させてもよい。かかる効果を十分に発揮させるためには、Cuの含有量を、0.05%以上とすることが好ましい。一方、Cuの含有量が1.0%を超える場合には、Cu添加による効果が飽和し、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Cuの含有量は、1.0%以下とすることが好ましい。Cuを地鉄中に含有させる場合に、Cuの含有量は、好ましくは0.05%以上0.25%以下、より好ましくは0.07%以上0.20%以下である。
[Cu: 0.00% to 1.0%]
Cu (copper) is an optional additive element useful for improving the magnetic flux density. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, in order to obtain such an effect, Cu may be contained in the ground iron as an optional additive element instead of a part of Fe in the balance. In order to fully exert such an effect, the Cu content is preferably 0.05% or more. On the other hand, when the Cu content exceeds 1.0%, the effect of adding Cu is saturated, which only unnecessarily leads to an increase in cost. Therefore, the Cu content is preferably 1.0% or less. When Cu is contained in the base iron, the content of Cu is preferably 0.05% or more and 0.25% or less, and more preferably 0.07% or more and 0.20% or less.

[Sn:0.000%~0.10%]
[Sb:0.000%~0.10%]
Sn(スズ)及びSb(アンチモン)は、表面に偏析し焼鈍中の酸化や窒化を抑制することで、低い鉄損を確保するのに有用な任意添加元素である。本効果に加えて集合組織改善効果(磁気特性改善効果)を有する。従って、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、かかる効果を得るために、残部のFeの一部に換えて、Sn又はSbの少なくとも何れか一方を、任意添加元素として地鉄中に含有させてもよい。かかる効果を十分に発揮させるためには、Sn又はSbの含有量を、それぞれ0.005%以上とすることが好ましい。一方、Sn又はSbの含有量がそれぞれ0.10%を超える場合には、地鉄の延性が低下して冷間圧延が困難となる可能性がある。従って、Sn又はSbの含有量は、それぞれ0.10%以下とすることが好ましい。Sn又はSbを地鉄中に含有させる場合に、Sn又はSbの含有量は、より好ましくは、それぞれ0.01%以上0.05%以下である。
[Sn: 0.000% to 0.10%]
[Sb: 0.000% to 0.10%]
Sn (tin) and Sb (antimony) are optional additive elements useful for ensuring low iron loss by segregating on the surface and suppressing oxidation and nitriding during annealing. In addition to this effect, it has an texture improving effect (magnetic property improving effect). Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, in order to obtain such an effect, at least one of Sn or Sb is contained in the ground iron as an optional additive element instead of a part of the remaining Fe. You may let me. In order to fully exert such an effect, it is preferable that the Sn or Sb content is 0.005% or more, respectively. On the other hand, when the Sn or Sb content exceeds 0.10%, the ductility of the base metal may decrease, making cold rolling difficult. Therefore, the content of Sn or Sb is preferably 0.10% or less, respectively. When Sn or Sb is contained in the ground iron, the content of Sn or Sb is more preferably 0.01% or more and 0.05% or less, respectively.

[Ca:0.0000%~0.0050%]
Ca(カルシウム)は、Sと結合して粗大な化合物を形成することで微細なMnSの析出を抑制し、焼鈍時の結晶粒成長を促進する元素である。更に、La、Ce、Pr、NdのようなREMの1種又は2種以上との複合含有により、連続鋳造時の酸化物起因のノズル閉塞を回避するのに有効な元素である。このような効果を得るために、Ca含有量は、0.0001%以上であることが好ましく、より好ましくは0.0002%以上である。
一方、Ca含有量が0.0050%を超える場合には、上記のような結晶粒成長性の改善効果やノズル閉塞の抑制効果が飽和し、経済的に不利となる。従って、Ca含有量は、0.0050%以下とする。Ca含有量は、好ましくは0.0040%以下であり、より好ましくは0.0030%以下である。
[REM:合計で0.0001%~0.0100%]
REMはRare Earth Metalの略称であり、La、Ce、Pr、Nd等を含む。REMは、Sと結合して粗大な硫化物、硫酸化物又はこれらの両方を形成することで微細なMnSの析出を抑制し、焼鈍時の結晶粒成長を促進する元素である。更に、Caとの複合含有により、連続鋳造時の酸化物起因のノズル閉塞を回避するのに有効な元素である。このような効果を得るために、REMの1種又は2種以上の含有量は、合計で0.0001%以上であることが好ましい。一方、REMの1種又は2種以上の含有量が合計で0.0100%を超える場合には、上記のような微小析出物の粗大化効果が飽和する上、経済的に不利となるので好ましくない。従って、REMの1種又は2種以上の含有量は、合計で0.0100%以下であることが好ましい。REMの1種又は2種以上の含有量は、好ましくは合計で0.0010%以上、0.0090%以下である。
[Ca: 0.0000% to 0.0050%]
Ca (calcium) is an element that suppresses the precipitation of fine MnS by binding with S to form a coarse compound and promotes crystal grain growth during annealing. Furthermore, it is an effective element for avoiding nozzle blockage due to oxides during continuous casting by compoundly containing one or more of REM such as La, Ce, Pr, and Nd. In order to obtain such an effect, the Ca content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0002% or more.
On the other hand, when the Ca content exceeds 0.0050%, the above-mentioned effect of improving crystal grain growth and the effect of suppressing nozzle blockage are saturated, which is economically disadvantageous. Therefore, the Ca content is set to 0.0050% or less. The Ca content is preferably 0.0040% or less, more preferably 0.0030% or less.
[REM: 0.0001% to 0.0100% in total]
REM is an abbreviation for Rare Earth Metal and includes La, Ce, Pr, Nd and the like. REM is an element that suppresses the precipitation of fine MnS by combining with S to form coarse sulfides, sulfates, or both, and promotes crystal grain growth during annealing. Further, it is an element effective for avoiding nozzle blockage due to oxides during continuous casting due to the composite content with Ca. In order to obtain such an effect, the total content of one or more of REM is preferably 0.0001% or more. On the other hand, when the content of one or more of REM exceeds 0.0100% in total, the effect of coarsening the fine precipitates as described above is saturated and it is economically disadvantageous, which is preferable. not. Therefore, the total content of one or more of REM is preferably 0.0100% or less. The content of one or more of REM is preferably 0.0010% or more and 0.0090% or less in total.

なお、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板において、上述した元素以外のNi(ニッケル)、Cr(クロム)等の元素の含有量に関しては、特に規定されるものではない。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、これらの元素を0.5%以下で含有しても、本発明の効果に特に影響はない。また、Mg(マグネシウム)を0.002%以下の範囲で含有しても、本発明の効果に特に影響はない。 In the non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, the content of elements such as Ni (nickel) and Cr (chromium) other than the above-mentioned elements is not particularly specified. In the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, even if these elements are contained in an amount of 0.5% or less, the effect of the present invention is not particularly affected. Further, even if Mg (magnesium) is contained in the range of 0.002% or less, the effect of the present invention is not particularly affected.

また、上記の元素の他に、B(ホウ素)などの元素が0.0001%~0.0050%の範囲で含まれていても、本発明の効果を損なうものではない。 Further, even if an element such as B (boron) is contained in the range of 0.0001% to 0.0050% in addition to the above elements, the effect of the present invention is not impaired.

以上、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の化学成分について、詳細に説明した。
続いて、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法では、上記説明したような所定の化学成分を有する鋼片(スラブ)に対して、熱間圧延、熱延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍、絶縁被膜工程を順に実施する。図1は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。以下、図1を参照しながら、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法で実施される各工程について、詳細に説明する。
The chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment has been described in detail above.
Subsequently, in the method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, hot rolling, hot rolling, annealing, pickling, and pickling are performed on a steel piece (slab) having a predetermined chemical component as described above. Cold rolling, finish annealing, and insulation coating steps are carried out in order. FIG. 1 is a flow chart showing an example of a flow of a method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment. Hereinafter, each step carried out by the method for manufacturing non-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1.

<熱間圧延工程>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法では、まず、上記の化学組成を有する鋼片(スラブ)を加熱し、加熱された鋼片について熱間圧延を行って、熱延板を得る(ステップS101)。ここで、熱間圧延に供する際の鋼片の加熱温度については、特に規定するものではないが、例えば、1050℃~1250℃とすることが好ましい。また、熱間圧延後の熱延板の板厚についても、特に規定するものではないが、地鉄の最終板厚を考慮して、例えば、1.6mm~3.5mm程度とすることが好ましい。なお、かかる熱間圧延工程は、鋼板の温度が700℃~1000℃の範囲にあるうちに終了することが好ましい。なお、鋼片の加熱温度は、より好ましくは、1050℃~1150℃であり、熱間圧延の終了温度は、より好ましくは、750℃~950℃である。
<Hot rolling process>
In the method for manufacturing non-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, first, a steel piece (slab) having the above chemical composition is heated, and the heated steel piece is hot-rolled to obtain a hot-rolled sheet. (Step S101). Here, the heating temperature of the steel pieces when subjected to hot rolling is not particularly specified, but is preferably 1050 ° C to 1250 ° C, for example. Further, the plate thickness of the hot-rolled plate after hot rolling is not particularly specified, but it is preferably about 1.6 mm to 3.5 mm in consideration of the final plate thickness of the base iron. .. The hot rolling step is preferably completed while the temperature of the steel sheet is in the range of 700 ° C. to 1000 ° C. The heating temperature of the steel pieces is more preferably 1050 ° C to 1150 ° C, and the end temperature of hot rolling is more preferably 750 ° C to 950 ° C.

<熱延板焼鈍工程>
上記熱間圧延の後には、任意付加的に熱延板焼鈍が実施される(ステップS103)。連続焼鈍の場合には、熱延鋼板に対して、例えば、750℃~1200℃で、10秒~10分の均熱による焼鈍が実施されてもよい。また、箱焼鈍の場合、熱延鋼板に対して、例えば、650℃~950℃で、30分~24時間の均熱による焼鈍が実施されてもよい。なお、熱延板焼鈍工程を実施した場合と比較して磁気特性は劣ることとなるが、コスト削減のために、熱延板自己焼鈍等を施すか、もしくは、かかる熱延板焼鈍工程を省略してもよい。
<Hot rolled sheet annealing process>
After the hot rolling, hot-rolled sheet annealing is optionally additionally performed (step S103). In the case of continuous annealing, the hot-rolled steel sheet may be annealed by soaking for 10 seconds to 10 minutes at, for example, 750 ° C to 1200 ° C. Further, in the case of box annealing, the hot-rolled steel sheet may be annealed by soaking heat for 30 minutes to 24 hours at, for example, 650 ° C to 950 ° C. Although the magnetic characteristics are inferior to those in which the hot-rolled plate annealing process is performed, in order to reduce the cost, the hot-rolled plate self-annealing or the like is performed, or the hot-rolled plate annealing step is omitted. You may.

<酸洗工程>
上記熱間圧延または熱延板焼鈍の後には、酸洗が実施される(ステップS105)。これにより、熱間圧延または熱延板焼鈍により鋼板の表面に形成された、酸化物を主体とするスケール層が除去される。なお、熱延板焼鈍が箱焼鈍である場合、脱スケール性の観点から、酸洗工程は、熱延板焼鈍前に実施することが好ましい。
<Pickling process>
After the hot rolling or hot rolling plate annealing, pickling is performed (step S105). As a result, the scale layer mainly composed of oxides formed on the surface of the steel sheet by hot rolling or hot rolling sheet annealing is removed. When the hot-rolled sheet is annealed in a box, the pickling step is preferably performed before the hot-rolled sheet is annealed from the viewpoint of descaling property.

本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の酸洗工程は、次の酸洗条件で行なわれる。すなわち、酸洗溶液において液温は15℃以上100℃以下であり、鋼板が酸洗液に浸漬される時間は5秒以上200秒以下であり、ph-1.5以上7未満とし、かつ、前記酸洗溶液はMnを0.01g/L以上2.00g/L以下で含む。 The pickling step of the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment is performed under the following pickling conditions. That is, in the pickling solution, the liquid temperature is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, the time for the steel plate to be immersed in the pickling liquid is 5 seconds or longer and 200 seconds or shorter, ph-1.5 or higher and lower than 7, and the pH is 1.5 or higher and lower than 7. The pickling solution contains Mn at 0.01 g / L or more and 2.00 g / L or less.

酸洗溶液の液温は、本実施態様において15℃以上100℃以下である。酸洗溶液の液温が15℃未満である場合、酸洗によるスケール除去効果が不十分となり好ましくない。酸洗溶液の液温が100℃超である場合、酸洗溶液の取扱いが困難となるので好ましくない。酸洗溶液の液温が15℃以上100℃以下であることは、酸洗溶液に含まれるMnが鋼板表面にMn偏析層を良好に形成させる点でも有利である。液温は、好ましくは、50℃以上90℃以下、より好ましくは60℃以上90℃以下である。 The liquid temperature of the pickling solution is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower in this embodiment. When the temperature of the pickling solution is less than 15 ° C., the scale removing effect by pickling is insufficient, which is not preferable. If the temperature of the pickling solution exceeds 100 ° C., it becomes difficult to handle the pickling solution, which is not preferable. The fact that the liquid temperature of the pickling solution is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is also advantageous in that Mn contained in the pickling solution satisfactorily forms a Mn segregated layer on the surface of the steel sheet. The liquid temperature is preferably 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.

鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間は、本実施態様において5秒以上200秒以下である。鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間が5秒未満である場合、酸洗によるスケール除去効果が不十分となり好ましくない。鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間が200秒超である場合、設備が長大となるので好ましくない。浸漬時間は、好ましくは、10秒以上150秒以下、より好ましくは20秒以上150秒以下である。 The time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution is 5 seconds or more and 200 seconds or less in this embodiment. When the steel sheet is immersed in the pickling solution for less than 5 seconds, the scale removing effect by pickling becomes insufficient, which is not preferable. If the time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution is more than 200 seconds, the equipment becomes long, which is not preferable. The immersion time is preferably 10 seconds or more and 150 seconds or less, and more preferably 20 seconds or more and 150 seconds or less.

酸洗溶液のpHは、本実施態様において-1.5以上7.0未満である。7.0以上である場合、スケール除去効果が不十分となり好ましくない。一方、現実に調製できる溶液はpH-1.5以上である。pHは、好ましくは2.0未満、より好ましくは1.0未満である。酸洗溶液が含有する酸成分としては、硫酸、塩酸、硝酸等を例示できる。 The pH of the pickling solution is −1.5 or more and less than 7.0 in this embodiment. If it is 7.0 or more, the scale removing effect is insufficient, which is not preferable. On the other hand, the solution that can be actually prepared is pH-1.5 or higher. The pH is preferably less than 2.0, more preferably less than 1.0. Examples of the acid component contained in the pickling solution include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and the like.

本実施態様において、酸洗溶液はMnを0.01g/L以上2.00g/L以下で含む。この所定濃度のMnを含む酸洗溶液で鋼板を酸洗することにより、酸洗後の鋼板表面にMn偏析層が形成される。Mn偏析層はタイトな被膜のため、その後の仕上焼鈍において析出物の生成を回避することができる。析出物は磁気特性を悪化させる要因となるので、そのような析出物の生成を回避することで、良好な磁気特性を得ることができる。かかる効果を十分に発揮させるためには、0.01g/L以上のMnを含有させることが必要である。一方、Mnの含有量が2.00g/Lを超える場合には、その効果が飽和していき、磁気特性が低下することがあり、またスケール除去効果も低下することがある。従って、酸洗溶液中のMnの上限値は2.00g/L以下とする。酸洗溶液中のMn含有量は、好ましくは0.05g/L以上、1.00g/L以下、より好ましくは0.1g/L以上、0.50g/L以下である。 In this embodiment, the pickling solution contains Mn at 0.01 g / L or more and 2.00 g / L or less. By pickling the steel sheet with a pickling solution containing Mn at a predetermined concentration, a Mn segregation layer is formed on the surface of the steel sheet after pickling. Since the Mn segregation layer is a tight film, it is possible to avoid the formation of precipitates in the subsequent finish annealing. Since the precipitate is a factor that deteriorates the magnetic property, good magnetic property can be obtained by avoiding the formation of such a precipitate. In order to fully exert such an effect, it is necessary to contain Mn of 0.01 g / L or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.00 g / L, the effect may be saturated and the magnetic characteristics may be deteriorated, and the scale removal effect may also be lowered. Therefore, the upper limit of Mn in the pickling solution is 2.00 g / L or less. The Mn content in the pickling solution is preferably 0.05 g / L or more and 1.00 g / L or less, more preferably 0.1 g / L or more and 0.50 g / L or less.

また、酸洗溶液中にCuが含まれると、Mnと同様に、酸洗後の鋼板表面にCu偏析層が形成される。このCu偏析層もタイトな被膜のため、その後の仕上焼鈍において析出物の生成を回避することができる。つまり、酸洗溶液がCuを含むことで、磁気特性を悪化させる要因となる析出物の生成を回避して、良好な磁気特性を得ることができる。そのため、酸洗溶液に、任意付加的にCuを加えてもよい。かかる効果を十分に発揮させるためには、CuとMnが合計で0.01g/L以上であることが好ましい。一方、Cuの含有量が過剰であると、その効果が飽和し、またスケール除去効果が低下することがある。従って、CuとMnが合計で5.00g/L以下であることが好ましい。酸洗溶液中のMnとCuの含有量の合計は、好ましくは0.02g/L以上、4.00g/L以下、より好ましくは0.03g/L以上、2.00g/L以下である。 Further, when Cu is contained in the pickling solution, a Cu segregation layer is formed on the surface of the steel sheet after pickling, similar to Mn. Since this Cu segregation layer is also a tight film, it is possible to avoid the formation of precipitates in the subsequent finish annealing. That is, when the pickling solution contains Cu, it is possible to avoid the formation of precipitates that cause deterioration of the magnetic properties and obtain good magnetic properties. Therefore, Cu may be optionally added to the pickling solution. In order to fully exert such an effect, it is preferable that the total amount of Cu and Mn is 0.01 g / L or more. On the other hand, if the Cu content is excessive, the effect may be saturated and the scale removing effect may be reduced. Therefore, it is preferable that the total amount of Cu and Mn is 5.00 g / L or less. The total content of Mn and Cu in the pickling solution is preferably 0.02 g / L or more and 4.00 g / L or less, more preferably 0.03 g / L or more and 2.00 g / L or less.

<冷間圧延工程>
上記酸洗の後(熱延板焼鈍が箱焼鈍で実施される場合は、熱延板焼鈍工程の後となる場合もある。)には、冷間圧延が実施される(ステップS107)。かかる冷間圧延では、地鉄の最終板厚が0.10mm以上0.50mm以下となるような圧下率で、スケールの除去された酸洗板が圧延される。
<Cold rolling process>
After the pickling (when the hot-rolled plate annealing is carried out by box annealing, it may be after the hot-rolled plate annealing step), cold rolling is carried out (step S107). In such cold rolling, the pickled plate from which the scale has been removed is rolled at a rolling reduction ratio such that the final plate thickness of the base iron is 0.10 mm or more and 0.50 mm or less.

<仕上焼鈍工程>
上記冷間圧延の後には、仕上焼鈍が実施される(ステップS109)。こで、仕上焼鈍条件については、特に規定するものではなく、無方向性電磁鋼板の仕上焼鈍において用いられる公知の条件(例えば、連続焼鈍)を採用できる。なお、磁気特性に有利な再結晶集合組織が形成されるように、均熱温度、昇温速度、雰囲気露点、雰囲気の酸素ポテンシャル等を適宜調整してもよい。
<Finishing annealing process>
After the cold rolling, finish annealing is performed (step S109). Here, the finish annealing conditions are not particularly specified, and known conditions (for example, continuous annealing) used in the finish annealing of non-oriented electrical steel sheets can be adopted. The soaking temperature, the rate of temperature rise, the dew point of the atmosphere, the oxygen potential of the atmosphere, and the like may be appropriately adjusted so that a recrystallized texture advantageous for the magnetic characteristics is formed.

具体的には、仕上焼鈍の均熱温度を800℃以上で実施し、その昇温工程における500~800℃の昇温速度が100℃/秒~2000℃/秒とすることが好ましい。昇温速度の下限値は、より好ましくは昇温速度200℃/秒以上であり、さらに好ましくは昇温速度昇温速度400℃/秒以上である。また、昇温速度の上限値は、限定されるものではないが、あまりに昇温速度が高い場合、歪が導入され、磁気特性が劣化する懸念があるため、2000℃/秒とする。
なお、上記の昇温速度は、例えば、ガス燃焼による加熱の場合には直接加熱やラジアントチューブを用いた間接加熱を用いたり、その他に通電加熱又は誘導加熱等といった公知の加熱方法を用いたりすることで、実現することが可能である。
Specifically, it is preferable that the soaking temperature of the finish annealing is 800 ° C. or higher, and the heating rate of 500 to 800 ° C. in the heating step is 100 ° C./sec to 2000 ° C./sec. The lower limit of the temperature rising rate is more preferably 200 ° C./sec or more, and more preferably 400 ° C./sec or more. The upper limit of the temperature rise rate is not limited, but is set to 2000 ° C./sec because if the temperature rise rate is too high, distortion may be introduced and the magnetic characteristics may be deteriorated.
For the above heating rate, for example, in the case of heating by gas combustion, direct heating or indirect heating using a radiant tube may be used, or a known heating method such as energization heating or induction heating may be used. By doing so, it is possible to realize it.

また、均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、その昇温工程における500~800℃の雰囲気露点を-50℃以上10℃以下とすることが好ましい。雰囲気露点の下限値は、より好ましくは-40℃以上であり、さらに好ましくは-30℃以上である。また、雰囲気露点の上限値は、より好ましくは5℃以下であり、さらに好ましくは1℃以下である。 Further, it is preferable that the soaking temperature is carried out at 800 ° C. or higher, and the atmospheric dew point at 500 to 800 ° C. in the temperature raising step is −50 ° C. or higher and 10 ° C. or lower. The lower limit of the atmospheric dew point is more preferably −40 ° C. or higher, still more preferably −30 ° C. or higher. The upper limit of the atmospheric dew point is more preferably 5 ° C. or lower, still more preferably 1 ° C. or lower.

また、均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、均熱焼鈍温度における酸素ポテンシャルを0.2以下とすることが好ましい。酸素ポテンシャルは、焼鈍雰囲気における水蒸気分圧の水素分圧に対する比(PHO/PH)である。酸素ポテンシャルの上限値は、より好ましくは0.1以下であり、さらに好ましくは0.01以下である。 Further, it is preferable that the soaking temperature is carried out at 800 ° C. or higher and the oxygen potential at the soaking temperature is 0.2 or less. The oxygen potential is the ratio of the partial pressure of water vapor to the partial pressure of hydrogen (PH 2 O / PH 2 ) in a blunted atmosphere. The upper limit of the oxygen potential is more preferably 0.1 or less, still more preferably 0.01 or less.

なお、仕上焼鈍工程における、昇温工程では、平均昇温速度を1℃/秒~2000℃/秒としてもよい。
また、均熱温度の下限値は、好ましくは700℃以上、より好ましくは800℃以上、更に好ましくは900℃以上であり、均熱温度の上限値は、好ましくは1200℃以下、より好ましくは1100℃以下、さらに好ましくは1050℃以下である。
さらに、均熱過程の後の冷却過程では、平均冷却速度を1℃/秒~100℃/秒で200℃以下まで冷却してもよい。平均冷却速度は、より好ましくは、5℃/秒~50℃/秒、さらに好ましくは5℃/秒~30℃/秒である。
In the temperature raising step in the finish annealing step, the average temperature rising rate may be set to 1 ° C./sec to 2000 ° C./sec.
The lower limit of the soaking temperature is preferably 700 ° C. or higher, more preferably 800 ° C. or higher, further preferably 900 ° C. or higher, and the upper limit of the soaking temperature is preferably 1200 ° C. or lower, more preferably 1100 ° C. ° C or lower, more preferably 1050 ° C or lower.
Further, in the cooling process after the soaking process, the average cooling rate may be cooled to 200 ° C. or lower at 1 ° C./sec to 100 ° C./sec. The average cooling rate is more preferably 5 ° C./sec to 50 ° C./sec, and even more preferably 5 ° C./sec to 30 ° C./sec.

<絶縁被膜形成工程>
上記仕上焼鈍の後には、絶縁被膜の形成工程が実施される(ステップS111)。本実施形態に係る絶縁被膜は、無方向性電磁鋼板の絶縁被膜として用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、公知の絶縁被膜を用いることが可能である。また、絶縁被膜の形成工程については、特に限定されるものではなく、公知の絶縁被膜処理液を用いて、公知の方法により処理液の塗布及び乾燥を行えばよい。
<Insulation film forming process>
After the finish annealing, a step of forming an insulating film is carried out (step S111). The insulating film according to the present embodiment is not particularly limited as long as it is used as the insulating film of the non-oriented electrical steel sheet, and a known insulating film can be used. The step of forming the insulating coating is not particularly limited, and the treatment liquid may be applied and dried by a known method using a known insulating coating treating liquid.

なお、絶縁被膜として、例えば、無機物を主体とし、更に有機物を含んだ複合絶縁被膜を挙げることができる。ここで、複合絶縁被膜とは、例えば、クロム酸金属塩、リン酸金属塩又はコロイダルシリカ、Zr化合物、Ti化合物等の無機物の少なくとも何れかを主体とし、微細な有機樹脂の粒子が分散している絶縁被膜である。特に、近年ニーズの高まっている製造時の環境負荷低減の観点からは、リン酸金属塩やZrあるいはTiのカップリング剤、又は、これらの炭酸塩やアンモニウム塩を出発物質として用いた絶縁被膜が好ましく用いられる。 As the insulating film, for example, a composite insulating film containing mainly an inorganic substance and further containing an organic substance can be mentioned. Here, the composite insulating film is mainly composed of at least one of an inorganic substance such as a metal chromium acid salt, a metal phosphate salt or a colloidal silica, a Zr compound, and a Ti compound, and fine organic resin particles are dispersed. It is an insulating film. In particular, from the viewpoint of reducing the environmental load during manufacturing, which has been increasing in demand in recent years, an insulating film using a metal phosphate salt, a Zr or Ti coupling agent, or these carbonates or ammonium salts as a starting material is used. It is preferably used.

ここで、上記のような絶縁被膜の付着量は、特に限定するものではないが、例えば、片面あたり0.1g/m以上2.0g/m以下程度とすることが好ましく、片面あたり0.3g/m以上1.5g/m以下とすることが更に好ましい。かかる付着量となるように絶縁被膜を形成することで、優れた均一性を保持することが可能となる。なお、かかる絶縁被膜の付着量を、事後的に測定する場合には、公知の各種測定法を利用することが可能である。なお、絶縁被膜の付着量は、例えば、絶縁被膜を形成した無方向性電磁鋼板を熱アルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜のみを除去し、絶縁被膜の除去前後の質量差から算出することが可能である。 Here, the amount of the insulating film adhered as described above is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.1 g / m 2 or more and 2.0 g / m 2 or less per one side, and is 0 per one side. It is more preferably .3 g / m 2 or more and 1.5 g / m 2 or less. By forming the insulating film so as to have such an adhesion amount, it is possible to maintain excellent uniformity. When the amount of the insulating film adhered is measured after the fact, various known measuring methods can be used. The amount of the insulating film adhered can be calculated from, for example, the mass difference before and after the removal of the insulating film by immersing the non-oriented electrical steel sheet on which the insulating film is formed in a thermal alkaline solution to remove only the insulating film. It is possible.

また、絶縁被膜が形成される地鉄の表面は、処理液を塗布する前に、アルカリなどによる脱脂処理や、塩酸、硫酸、リン酸などによる酸洗処理など、任意の前処理を施してもよいし、これら前処理を施さずに仕上焼鈍後のままの表面であってもよい。 In addition, the surface of the base iron on which the insulating film is formed may be subjected to any pretreatment such as degreasing treatment with alkali or pickling treatment with hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, etc. before applying the treatment liquid. Alternatively, the surface may be the surface as it is after finish baking without performing these pretreatments.

上記のような各工程を経ることで、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板を製造することができる。 By going through each of the steps as described above, the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment can be manufactured.

本発明の一実施形態は、以下の構成を備える無方向性電磁鋼板である。 One embodiment of the present invention is a non-oriented electrical steel sheet having the following configuration.

質量%で、C:0%超~0.0050%以下、Si:2.5%~5.0%、Mn:0.05%~4.0%、P:0%超~0.030%未満、S:0%超~0.0050%以下、Sol.Al:0%超~0.0040%以下、N:0%超~0.0040%、Cu:0.00%~1.0%以下、Sn:0.000%~0.10%、Sb:0.000%~0.10%、Ca:0.0000%~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物であり、母材鋼板表層部においてSiOと複合析出したMnSiOを0.000001個/μm以上、10.000個/μm以下で含有することを特徴とする無方向性電磁鋼板。 By mass%, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: more than 0% to 0.030%. Less than, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040%, Cu: 0.00% to 1.0% or less, Sn: 0.000% to 0.10%, Sb: Mn 2 SiO 4 which contains 0.000% to 0.10%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, the balance is Fe and impurities, and is compositely precipitated with SiO 2 in the surface layer of the base steel plate. A non-directional electromagnetic steel sheet containing 0.000001 pieces / μm 2 or more and 10.000 pieces / μm 2 or less.

以下、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板について具体的に説明する。 Hereinafter, the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be specifically described.

<鋼板の成分組成>
本実施形態に関わる無方向性電磁鋼板は、前述の製造方法によって製造することができ、その成分組成は製造方法において用いられる無方向性電磁鋼板の鋼片(スラブ)の成分組成に準じたものになる。
<Component composition of steel sheet>
The non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment can be manufactured by the above-mentioned manufacturing method, and its component composition conforms to the component composition of the steel piece (slab) of the non-oriented electrical steel sheet used in the manufacturing method. become.

<SiOとMnSiOとの複合析出物>
本実施形態に関わる無方向性電磁鋼板は、母材鋼板表層部においてSiOと複合析出したMnSiOを0.000001個/μm以上、10.000個/μm以下で含有する。
<Composite precipitate of SiO 2 and Mn 2 SiO 4 >
The non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment contains Mn 2 SiO 4 composite-precipitated with SiO 2 in the surface layer portion of the base steel sheet at 0.000001 pieces / μm 2 or more and 10.000 pieces / μm 2 or less.

SiOは鋼板の成分組成のSiが内部酸化することなどにより析出したものである。MnSiOは、酸洗溶液中のMnに由来する鋼板表層に形成されたMn偏析層の一部が、仕上焼鈍中に鋼中のSiOと結合して形成されたものである。そのため、このSiOと複合析出したMnSiOは、図2の模式図に示すように、鋼板母材の表層部に形成される。なお、鋼板の表層部とは、鋼板母材(地金)と絶縁被膜との界面から、鋼板内部方向へ1μmの深さの領域を指す。そして、この複合析出物は、図3の模式図に示すような、球状SiOの周囲をMnSiOが取り囲んだ構造(Core/Shell構造)である。 SiO 2 is precipitated by internal oxidation of Si, which is a component composition of the steel sheet. The Mn 2 SiO 4 is formed by partially combining the Mn segregation layer formed on the surface layer of the steel sheet derived from Mn in the pickling solution with the SiO 2 in the steel during finish annealing. Therefore, the Mn 2 SiO 4 composite-precipitated with the SiO 2 is formed on the surface layer portion of the steel sheet base material as shown in the schematic diagram of FIG. The surface layer portion of the steel sheet refers to a region having a depth of 1 μm in the inner direction of the steel sheet from the interface between the steel plate base material (base metal) and the insulating coating. The composite precipitate has a structure (Core / Thin shell structure) in which Mn 2 SiO 4 surrounds the spherical SiO 2 as shown in the schematic diagram of FIG.

上記の複合析出物の由来をたどると、製品の無方向性電磁鋼板の表層部で確認される当該複合析出物は、酸洗後の鋼板表面にMn偏析層が存在していたことの証左といえる。そして、酸洗後のMn偏析層は、上述のとおり、タイトな被膜であり、仕上焼鈍中に磁気特性を悪化させる要因となる析出物の生成を回避し、良好な磁気特性をもたらすものである。したがって、SiOと複合析出したMnSiOを観測し、その個数密度を計測することにより、前記の効果の有無を判断することが可能である。かかる効果を享受するには、SiOと複合析出したMnSiOを0.000001個/μm以上が必要である。一方、複合析出物が10.000個/μmを越えて存在すると、その効果が飽和していき、磁気特性が劣化することがある。したがって、複合析出物の個数密度の上限は10.000個/μm以下とする。複合析出物の個数密度は、好ましくは、0.000005個/μm以上、1.000個/μm以下、より好ましくは、0.000010個/μm以上、0.100個/μm以下である。 Tracing the origin of the above composite precipitate, the composite precipitate confirmed on the surface layer of the non-oriented electrical steel sheet of the product is evidence that the Mn segregation layer was present on the surface of the steel sheet after pickling. I can say. As described above, the Mn segregation layer after pickling is a tight film, which avoids the formation of precipitates that deteriorate the magnetic properties during finish annealing and brings about good magnetic properties. .. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of the above effect by observing Mn 2 SiO 4 which is compositely precipitated with SiO 2 and measuring the number density thereof. In order to enjoy such an effect, 0.000001 pieces / μm 2 or more of Mn 2 SiO 4 complex-precipitated with SiO 2 is required. On the other hand, if the number of composite precipitates exceeds 10.000 pieces / μm 2 , the effect is saturated and the magnetic properties may deteriorate. Therefore, the upper limit of the number density of the composite precipitate is 10.000 / μm 2 or less. The number density of the composite precipitate is preferably 0.000005 / μm 2 or more and 1.000 / μm 2 or less, and more preferably 0.000010 / μm 2 or more and 0.100 / μm 2 or less. Is.

ここで、SiOとMnSiOとの複合析出物の個数密度は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板を製造する際の鋼片の成分組成、及び、酸洗条件を適切に調整することで、制御可能である。 Here, the number density of the composite precipitates of SiO 2 and Mn 2 SiO 4 appropriately adjusts the composition of the steel pieces and the pickling conditions when manufacturing the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment. By doing so, it can be controlled.

なお、鋼板表層に存在する析出物の検証は、以下の測定法を利用して実施することができる。
すなわち、Focused Ion Beam(FIB)加工を施した製品板(仕上焼鈍板)の圧延方向に平行な断面(L断面)において、公知の方法に則して、透過型電子顕微鏡(TEM)により形態観察と寸法測定を行い、TEMに付帯したエネルギー分散型X線分析装置(EDS)にて組成分析または電子線回折による結晶構造解析をすることで、母材鋼板表層部に存在する析出物を評価することができる。
The verification of the precipitates present on the surface layer of the steel sheet can be carried out by using the following measurement method.
That is, in the cross section (L cross section) parallel to the rolling direction of the product plate (finished annealed plate) subjected to Focused Ion Beam (FIB) processing, the morphology is observed by a transmission electron microscope (TEM) according to a known method. The precipitate present on the surface layer of the base steel plate is evaluated by performing composition analysis or crystal structure analysis by electron beam diffraction with the energy dispersive X-ray analyzer (EDS) attached to the TEM. be able to.

また、母材鋼板表層部に存在するSiOとMnSiOとの複合析出物の所定面積あたりの個数は、以下のようにして測定することができる。すなわち、上記TEM観察の際に、上記のL断面における合計で1mm以上の広さを有する任意の視野について、当該複合析出物の個数をカウントし、1mmあたりの複合析出物の個数とすればよい。 Further, the number of composite precipitates of SiO 2 and Mn 2 SiO 4 existing on the surface layer of the base steel sheet per predetermined area can be measured as follows. That is, at the time of the TEM observation, the number of the composite precipitates is counted for any field of view having a total area of 1 mm 2 or more in the above L cross section, and the number of the composite precipitates per 1 mm 2 is counted. Just do it.

当該析出物のEDS分析においてSiO部分とMnSiO部分とで、EDS解析で得られる元素含有量が異なる。具体的には、SiO部分はEDSのSi Kα線のピーク高さおよびMn Kαのピーク高さが、O Kα線のピーク高さに対し、それぞれ1.0倍以上、0.5倍以下の析出物であればよい。なおSiO部分はアモルファスであるため、電子線回折パターンは得られないので、EDSと電子線回折パターンを組み合わせることでより正確な解析が可能である。MnSiO部分は結晶構造を有する。電子線回折パターンをJCPDSカードと照合することで、MnSiOかどうかの判断が可能である。例えば、JCPDS No.35-048が挙げられる。MnSiOに対してEDS分析を行った場合、Si Kα線のピーク高さおよびMn Kαのピーク高さが、O Kα線のピーク高さに対し、それぞれ0.5倍以上、1.0倍以上のEDSスペクトルが得られる。 In the EDS analysis of the precipitate, the element content obtained by the EDS analysis is different between the SiO 2 portion and the Mn 2 SiO 4 portion. Specifically, in the SiO 2 portion, the peak height of the Si Kα line of EDS and the peak height of Mn Kα are 1.0 times or more and 0.5 times or less, respectively, with respect to the peak height of the OKα line. Any precipitate may be used. Since the SiO 2 portion is amorphous, an electron diffraction pattern cannot be obtained. Therefore, more accurate analysis can be performed by combining the EDS and the electron diffraction pattern. The Mn 2 SiO 4 moiety has a crystal structure. By collating the electron diffraction pattern with the JCPDS card, it is possible to determine whether or not it is Mn 2 SiO 4 . For example, JCPDS No. 35-048 can be mentioned. When EDS analysis was performed on Mn 2 SiO 4 , the peak height of Si Kα line and the peak height of Mn Kα were 0.5 times or more and 1.0, respectively, with respect to the peak height of OKα line. More than double the EDS spectrum can be obtained.

<絶縁被膜について>
続いて、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は有していることが好ましい絶縁被膜について、簡単に説明する。
<Insulation coating>
Subsequently, the insulating coating preferably possessed by the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be briefly described.

ここで、本実施形態に係る絶縁被膜は、上述した無方向性電磁鋼板の製造方法の絶縁被膜形成工程によって得ることができる。
無方向性電磁鋼板の磁気特性を向上させるためには、鉄損を低減することが重要であるが、かかる鉄損は、渦電流損とヒステリシス損とから構成されている。鋼板母材の表面に絶縁被膜を設けることで、鉄心として積層された電磁鋼板間の導通を抑制して鉄心の渦電流損を低減することが可能となり、無方向性電磁鋼板の実用的な磁気特性を更に向上させることが可能となる。
Here, the insulating film according to the present embodiment can be obtained by the insulating film forming step of the method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet described above.
In order to improve the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets, it is important to reduce iron loss, and such iron loss is composed of eddy current loss and hysteresis loss. By providing an insulating film on the surface of the steel sheet base material, it is possible to suppress the conduction between the electromagnetic steel sheets laminated as the iron core and reduce the eddy current loss of the iron core, and the practical magnetism of the non-oriented electrical steel sheet. It is possible to further improve the characteristics.

<無方向性電磁鋼板の磁気特性の測定方法について>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、上記のような構造を有することで、優れた磁気特性を示すものとなる。ここで、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の示す各種の磁気特性は、JIS C2550に規定されたエプスタイン法にて測定することが可能である。
<Measurement method of magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets>
The non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment has an excellent magnetic property by having the above-mentioned structure. Here, various magnetic properties exhibited by the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment can be measured by the Epstein method specified in JIS C2550.

以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明に係る無方向性電磁鋼板について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、あくまでも本発明に係る無方向性電磁鋼板の一例であって、本発明に係る無方向性電磁鋼板が下記の例に限定されるものではない。 Hereinafter, the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The examples shown below are merely examples of the non-oriented electrical steel sheets according to the present invention, and the non-oriented electrical steel sheets according to the present invention are not limited to the following examples.

(実施例1)
表1に示す組成を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼スラブを、1150℃に加熱した後、熱間圧延にて2.0mm厚に圧延した。続いて、試験番号1~14および27~34の熱延板を1000℃で40秒の連続焼鈍式の熱延板焼鈍を実施した。試験番号15~26の熱延板については熱延板焼鈍を実施しなかった。次いで、前記熱延板および前記熱延板焼鈍板をMnを0.25±0.05g/L含有する80℃の酸洗液(pH<1)に30秒浸漬させた。その後、冷間圧延で0.25mm厚として、1000℃で15秒の仕上焼鈍を行った。その後、更に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布及び焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで、無方向性電磁鋼板を製造した。
ここで上記の仕上焼鈍の昇温工程における500~800℃の昇温速度は400℃/sとし、雰囲気露点は-30℃とした。均熱焼鈍温度における酸素ポテンシャルを0.01とした。
なお、以下の表1において、「Tr」とは、該当する元素を意図して添加していないことを表している。
その後、製造したそれぞれの無方向性電磁鋼板について、JIS C2550に規定されたエプスタイン法により、磁束密度B50及び鉄損W10/400を評価した。得られた結果を、以下の表1にあわせて示した。
また、得られた無方向性電磁鋼板の地鉄について、断面を透過型電子顕微鏡(TEM)により観察し、倍率10000で10視野測定し、MnSiOとSiOの複合析出物の平均個数密度をカウントした。得られた結果を、表1にあわせて示した。
なお、評価の欄で、鉄損が11.5以下のものをVG:Very Good(非常に良好)、11.5超12.5以下をG:Good(良好)、12.5超13.0以下をF:Fine(効果あり)、13.0超あるいは破断等によって評価不可だったものをNG:Not Good(不良)としている。
(Example 1)
A steel slab containing the composition shown in Table 1 and having the balance of Fe and impurities was heated to 1150 ° C. and then rolled to a thickness of 2.0 mm by hot rolling. Subsequently, the hot-rolled plates of test numbers 1 to 14 and 27 to 34 were subjected to continuous annealing of hot-rolled plates at 1000 ° C. for 40 seconds. The hot-rolled plates of test numbers 15 to 26 were not annealed. Then, the hot-rolled plate and the hot-rolled plate annealed plate were immersed in a pickling solution (pH <1) at 80 ° C. containing 0.25 ± 0.05 g / L of Mn for 30 seconds. Then, the thickness was 0.25 mm by cold rolling, and finish annealing was performed at 1000 ° C. for 15 seconds. After that, a solution containing a metal phosphate as a main component and an acrylic resin emulsion was applied and baked on both sides of the steel sheet to form a composite insulating film, thereby producing a non-oriented electrical steel sheet.
Here, the temperature rising rate of 500 to 800 ° C. in the temperature raising step of the finish annealing was set to 400 ° C./s, and the dew point of the atmosphere was set to −30 ° C. The oxygen potential at the soaking temperature was set to 0.01.
In addition, in Table 1 below, "Tr" means that the corresponding element was not intentionally added.
Then, the magnetic flux density B50 and the iron loss W 10/400 were evaluated for each of the manufactured non-oriented electrical steel sheets by the Epstein method specified in JIS C2550. The obtained results are shown in Table 1 below.
Further, the cross section of the obtained non-oriented electrical steel sheet was observed with a transmission electron microscope (TEM) and measured in 10 fields at a magnification of 10000. The average number of composite precipitates of Mn 2 SiO 4 and SiO 2 was measured. The density was counted. The obtained results are also shown in Table 1.
In the evaluation column, those with an iron loss of 11.5 or less are VG: Very Good (very good), those with an iron loss of more than 11.5 and 12.5 or less are G: Good (good), and those with an iron loss of more than 12.5 are 13.0. The following are defined as F: Fine (effective), and those that cannot be evaluated due to over 13.0 or breakage are defined as NG: Not Good (defective).

Figure 2022074677000002
Figure 2022074677000002

(実施例2)
表1記載の、残部がFe及び不純物からなる鋼スラブを、1160℃に加熱した後、熱間圧延にて2.0mm厚に圧延した。続いて、試験番号A1~15およびa1~2の熱延板を1000℃で40秒の連続焼鈍式の熱延板焼鈍した。試験番号A16~A20の熱延板は熱延板焼鈍を実施しなかった。次いで、前記熱延板および前記熱延板焼鈍板に対し、表2記載の条件で酸洗を行なった。その後、冷間圧延で0.25mm厚として、表2記載の条件で15秒の仕上焼鈍を行った。その後、更に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布及び焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで、無方向性電磁鋼板を製造した。その後、製造したそれぞれの無方向性電磁鋼板について、JIS C2550に規定されたエプスタイン法により、磁束密度B50及び鉄損W10/400を評価した。得られた結果を、以下の表2にあわせて示した。
また、得られた無方向性電磁鋼板の地鉄について、断面を透過型電子顕微鏡(TEM)により観察し、倍率10000で10視野測定し、MnSiOとSiOの複合析出物の平均個数密度をカウントした。得られた結果を、以下の表2にあわせて示した。
なお、評価の欄で、表1と同様に、鉄損が11.5以下のものをVG:Very Good(非常に良好)、11.5超12.5以下をG:Good(良好)、12.5超13.0以下をF:Fine(効果あり)、13.0超あるいは破断等によって評価不可だったものをNG:Not Good(不良)としている。
(Example 2)
The steel slabs shown in Table 1, whose balance is Fe and impurities, were heated to 1160 ° C. and then rolled to a thickness of 2.0 mm by hot rolling. Subsequently, the hot-rolled plates of test numbers A1 to 15 and a1-2 were annealed at 1000 ° C. for 40 seconds by continuous annealing. The hot-rolled plates of test numbers A16 to A20 were not annealed. Next, the hot-rolled plate and the annealed hot-rolled plate were pickled under the conditions shown in Table 2. Then, the thickness was 0.25 mm by cold rolling, and finish annealing was performed for 15 seconds under the conditions shown in Table 2. After that, a solution containing a metal phosphate as a main component and an acrylic resin emulsion was applied and baked on both sides of the steel sheet to form a composite insulating film, thereby producing a non-oriented electrical steel sheet. Then, the magnetic flux density B50 and the iron loss W 10/400 were evaluated for each of the manufactured non-oriented electrical steel sheets by the Epstein method specified in JIS C2550. The obtained results are shown in Table 2 below.
Further, the cross section of the obtained non-oriented electrical steel sheet was observed with a transmission electron microscope (TEM) and measured in 10 fields at a magnification of 10000. The average number of composite precipitates of Mn 2 SiO 4 and SiO 2 was measured. The density was counted. The obtained results are shown in Table 2 below.
In the evaluation column, as in Table 1, VG: Very Good (very good) with an iron loss of 11.5 or less, G: Good (good) with an iron loss of more than 11.5 and 12.5 or less, 12 If it is more than 5.5 and 13.0 or less, it is F: Fine (effective), and if it is more than 13.0 or cannot be evaluated due to breakage or the like, it is NG: Not Good (defective).

Figure 2022074677000003
Figure 2022074677000003

Claims (8)

質量%で、C:0%超~0.0050%以下、Si:2.5%~5.0%、Mn:0.05%~4.0%、P:0%超~0.030%未満、S:0%超~0.0050%以下、Sol.Al:0%超~0.0040%以下、N:0%超~0.0040%、Cu:0.00%~1.0%以下、Sn:0.000%~0.10%、Sb:0.000%~0.10%、Ca:0.0000%~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物であり、母材鋼板表層部においてSiOと複合析出したMnSiOを0.000001個/μm以上、10.000個/μm以下で含有することを特徴とする無方向性電磁鋼板。 By mass%, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: more than 0% to 0.030%. Less than, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040%, Cu: 0.00% to 1.0% or less, Sn: 0.000% to 0.10%, Sb: Mn 2 SiO 4 which contains 0.000% to 0.10%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, the balance is Fe and impurities, and is compositely precipitated with SiO 2 in the surface layer of the base steel plate. A non-directional electromagnetic steel sheet containing 0.000001 pieces / μm 2 or more and 10.000 pieces / μm 2 or less. 質量%で、C:0%超~0.0050%以下、Si:2.5%~5.0%、Mn:0.05%~4.0%、P:0%超~0.030%未満、S:0%超~0.0050%以下、Sol.Al:0%超~0.0040%以下、N:0%超~0.0040%、Ca:0.0000%~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼片を加熱した後に熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、任意付加的に前記熱延板に焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、前記熱延板または前記熱延板焼鈍板に酸洗を施す酸洗工程と、前記酸洗を行った後に、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して、冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、前記冷延鋼板に対して仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、絶縁被膜を付与する絶縁被膜工程とを有し、前記酸洗溶液において液温は15℃以上100℃以下であり、鋼板が酸洗液に浸漬される時間は5秒以上200秒以下であり、ph-1.5以上7未満とし、かつ、前記酸洗溶液はMnを0.01g/L以上2.00g/L以下で含むことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。 By mass%, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 2.5% to 5.0%, Mn: 0.05% to 4.0%, P: more than 0% to 0.030%. Less than, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040%, Ca: 0.0000% to 0.0050%, and the balance was heated from a piece of steel consisting of Fe and impurities. A hot rolling step of later hot rolling to obtain a hot rolled steel plate, a hot rolling plate annealing step of optionally additionally annealing the hot rolled plate, and pickling on the hot rolled plate or the hot rolled plate annealed plate. A cold rolling step of obtaining a cold-rolled steel sheet by performing a single cold rolling or a plurality of cold rolling sandwiching intermediate quenching after the pickling step, and the cold rolling step. It has a finish annealing step of applying a finish annealing to a rolled steel sheet and an insulating coating step of applying an insulating film. The immersion time is 5 seconds or more and 200 seconds or less, ph-1.5 or more and less than 7, and the pickling solution is characterized by containing Mn at 0.01 g / L or more and 2.00 g / L or less. A method for manufacturing a non-directional electromagnetic steel sheet. 前記鋼片が、質量%で、REM:0.0001~0.0100%を含むことを特徴とする請求項2に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to claim 2, wherein the steel piece contains REM: 0.0001 to 0.0100% in mass%. 前記酸洗溶液が、前記酸洗溶液におけるCuとMnが合計で0.01g/L以上5.00g/L以下であることを特徴とする請求項3に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing a non-directional electromagnetic steel plate according to claim 3, wherein the pickling solution has a total Cu and Mn content of 0.01 g / L or more and 5.00 g / L or less in the pickling solution. .. 前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、その昇温工程における500~800℃の昇温速度が100℃/秒~2000℃/秒であることを特徴とする請求項3または4に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 3. 4. The method for manufacturing a non-directional electromagnetic steel plate according to 4. 前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、その昇温工程における500~800℃の雰囲気露点を-50℃以上10℃以下とすることを特徴とする請求項3~5のいずれか1項に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 Any of claims 3 to 5, wherein the soaking temperature of the finish annealing is 800 ° C. or higher, and the atmospheric dew point of 500 to 800 ° C. in the heating step is −50 ° C. or higher and 10 ° C. or lower. The method for manufacturing a non-directional electromagnetic steel plate according to item 1. 前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度を800℃以上で実施し、前記仕上焼鈍の均熱焼鈍温度における酸素ポテンシャルを0.2以下とすることを特徴とする請求項3~6のいずれか1項に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 The present invention according to any one of claims 3 to 6, wherein the soothing annealing temperature of the finish annealing is carried out at 800 ° C. or higher, and the oxygen potential at the soaking annealing temperature of the finish annealing is 0.2 or less. The method for manufacturing a non-directional electromagnetic steel sheet according to the description. 前記鋼片が、前記残部のFeの一部に換えて、更に、質量%で、Sn:0.005%~0.10%、Sb:0.005%~0.10%から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項3~7のいずれか1項に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 The steel piece is replaced with a part of Fe in the balance, and further, in mass%, at least one selected from Sn: 0.005% to 0.10% and Sb: 0.005% to 0.10%. The method for producing a grain-containing non-oriented electrical steel sheet according to any one of claims 3 to 7.
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