JP3369837B2 - Low iron loss unidirectional silicon steel sheet and method for producing the same - Google Patents

Low iron loss unidirectional silicon steel sheet and method for producing the same

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JP3369837B2 JP06490396A JP6490396A JP3369837B2 JP 3369837 B2 JP3369837 B2 JP 3369837B2 JP 06490396 A JP06490396 A JP 06490396A JP 6490396 A JP6490396 A JP 6490396A JP 3369837 B2 JP3369837 B2 JP 3369837B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低鉄損で耐水性に
優れ、かつ耐錆性に優れた一方向性珪素鋼板およびその
製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a unidirectional silicon steel sheet having low iron loss, excellent water resistance and excellent rust resistance, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方向性珪素鋼板は(110)〔00
1〕を主方位とする結晶組織を有し、磁気鉄芯材料とし
て多用されており、特にエネルギーロスを少なくするた
めに鉄損の小さい材料が求められている。一方向性珪素
鋼板の鉄損を低減する手段としては、仕上げ焼鈍後の鋼
板表面にレーザービームを照射して局部的な歪を与え、
それによって磁区を細分化する方法が特開昭58−26
405号公報に開示されている。また、鉄芯加工後の歪
取り焼鈍(応力除去焼鈍)を施した後もその効果が消失
しない磁区細分化手段が、たとえば特開昭62−861
75号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art One-directional silicon steel sheets are (110) [00
1) has a crystal structure with the main direction being [1] and is often used as a magnetic iron core material. In particular, a material having a small iron loss is required to reduce energy loss. As a means for reducing the iron loss of the unidirectional silicon steel sheet, the steel sheet surface after finish annealing is irradiated with a laser beam to give a local strain,
A method for subdividing a magnetic domain by this is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-26
It is disclosed in Japanese Patent No. 405. Further, there is a magnetic domain refining means which does not lose its effect even after performing stress relief annealing (stress relief annealing) after iron core processing, for example, JP-A-62-861.
No. 75 publication.

【0003】一方で、珪素を含有する鉄合金は外部張力
を付加すると磁区の細分化が起こり、鉄損の主要素であ
る渦電流損失を低下させることができる。したがって、
一方向性珪素鋼板の鉄損の低減には鋼板に張力を付与す
ることが有効であり、1.5kgf/mm2 程度までの張力付
与によって効果的に鉄損が低減できることが知られてい
る。この張力は、通常、表面に形成された被膜によって
付与される。
On the other hand, in an iron alloy containing silicon, when an external tension is applied, the magnetic domains are subdivided, and the eddy current loss, which is the main factor of iron loss, can be reduced. Therefore,
It is effective to apply tension to the steel sheet to reduce the iron loss of the unidirectional silicon steel sheet, and it is known that the iron loss can be effectively reduced by applying the tension up to about 1.5 kgf / mm 2 . This tension is usually given by the film formed on the surface.

【0004】従来、一方向性珪素鋼板には、仕上げ焼鈍
工程で鋼板表面の酸化物と焼鈍分離剤とが反応して生成
するフォルステライトを主体とする1次被膜、および特
開昭48−39338号公報等に開示されたコロイド状
シリカとりん酸塩とを主体とするコーティング液を焼き
付けることによって生成する2次被膜の2層の被膜によ
って、板厚0.23mmの場合で1.0kgf/mm2 程度の張
力が付与されている。したがってこれら現行被膜の場
合、より大きな張力付与による鉄損改善の余地は残され
ているものの、被膜を厚くすることによる付与張力の増
加は占積率の低下をもたらすため好ましくない。
Conventionally, for unidirectional silicon steel sheets, a primary coating mainly composed of forsterite formed by a reaction between an oxide on the surface of the steel sheet and an annealing separator in the finish annealing step, and Japanese Patent Laid-Open No. 48-39338. 1.0 kgf / mm when the plate thickness is 0.23 mm, due to the two-layer coating of the secondary coating formed by baking the coating liquid mainly containing colloidal silica and phosphate disclosed in Japanese Patent Publication No. Tension of about 2 is applied. Therefore, in the case of these existing coatings, although there is still room for improvement of iron loss by applying a larger tension, increasing the applied tension by increasing the thickness of the coating causes a decrease in space factor, which is not preferable.

【0005】また、一方向性珪素鋼板の鉄損を改善する
もうひとつの方法として、仕上げ焼鈍後の鋼板表面の凹
凸や表面近傍の内部酸化層を除去して鏡面仕上げを行
い、その表面に金属メッキを施す方法が特公昭52−2
4499号公報に、さらにその表面に張力被膜を形成す
る方法が特公昭56−4150号公報、特開昭61−2
01732号公報、特公昭63−54767号公報、特
開平2−213483号公報等に開示されている。これ
らの場合においても、被膜による鋼板への張力付与効果
の大きいほど鉄損改善効果が大きい。これらのことか
ら、密着性に優れ、薄くて鋼板に大きな張力が付与でき
る被膜が望まれていた。
As another method for improving the iron loss of a unidirectional silicon steel sheet, the unevenness of the surface of the steel sheet after finish annealing and the internal oxide layer near the surface are removed to give a mirror finish, and the surface is made of metal. The method of plating is Japanese Patent Publication Sho 52-2
4499 discloses a method of further forming a tension film on the surface thereof, as described in JP-B-56-4150 and JP-A-61-2.
No. 01732, Japanese Examined Patent Publication No. 63-54767, and Japanese Patent Laid-Open No. 2-213483. In these cases as well, the greater the effect of the coating film to apply tension to the steel sheet, the greater the effect of improving iron loss. From these things, a coating film which is excellent in adhesion, thin, and capable of imparting a large tension to a steel sheet has been desired.

【0006】これに対して発明者らは、主成分としてほ
う酸アルミニウム、あるいは、ほう酸アルミニウム結晶
とガラス質酸化物との複合体被膜を表面に有する方向性
電磁鋼板を提案してきた。しかしながら、これらの被膜
においては、化学的安定性、特に被膜の耐水性、耐錆性
に若干問題点の発生する場合があった。
On the other hand, the inventors have proposed a grain-oriented electrical steel sheet having aluminum borate as a main component or a composite coating of aluminum borate crystals and glassy oxide on the surface. However, these coatings may have some problems in chemical stability, particularly in water resistance and rust resistance of the coating.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術における問題点を解決し、耐水性に優れ、かつ保管
時の耐錆性に優れた一方向性珪素鋼板およびその製造方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves these problems in the prior art and provides a unidirectional silicon steel sheet having excellent water resistance and rust resistance during storage, and a method for producing the same. The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板最表面
に、ほう酸アルミニウムと、ほう酸鉄と、珪素化合物
と、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物
のうち一種または二種と、セリウム、ランタン、イット
リウム、テルビウム、プラセオジム等の希土類元素、ジ
ルコニウム、ハフニウムを含む化合物のうち一種あるい
は二種以上の混合物を含む被膜を有してなる低鉄損一方
向性珪素鋼板を要旨とする。また、ほう酸アルミニウム
が、Alx y 3(x+y)/2(0.1≦(Y/X)≦5)
なる化学式で表記される結晶質ほう酸アルミニウムであ
る、上記被膜を形成した低鉄損一方向性珪素鋼板を要旨
とする。
According to the present invention , aluminum borate, iron borate, a silicon compound, one or two of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound, cerium and lanthanum are provided on the outermost surface of a steel sheet. A low iron loss unidirectional silicon steel sheet having a coating film containing one or a mixture of two or more compounds containing rare earth elements such as yttrium, terbium and praseodymium, zirconium and hafnium. Further, aluminum borate is, Al x B y O 3 ( x + y) / 2 (0.1 ≦ (Y / X) ≦ 5)
The gist is a low iron loss unidirectional silicon steel sheet on which the above-mentioned coating is formed, which is a crystalline aluminum borate represented by the following chemical formula.

【0009】さらにその製造方法として、仕上げ焼鈍が
完了した一方向性珪素鋼板表面に、ほう酸と、酸化アル
ミニウム前駆体化合物と、アルカリ金属化合物およびア
ルカリ土類金属化合物のうち一種または二種と、セリウ
ム、ランタン、イットリウム、テルビウム、プラセオジ
ム等の希土類金属元素、ジルコニウム、ハフニウムを含
む化合物のうちの一種または二種以上混合物を含む懸濁
液を塗布、乾燥後、500〜1350℃の温度範囲で焼
き付け、酸化物被膜を形成せしめること、また酸化けい
素前駆体化合物、鉄化合物を加えた懸濁液を用い、同様
のプロセスによって酸化物被膜を形成せしめることを特
徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法を要旨とす
る。
Further, as a manufacturing method thereof, boric acid, an aluminum oxide precursor compound, one or two kinds of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound, and cerium are formed on the surface of the unidirectional silicon steel sheet on which the finish annealing is completed. , A lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium or other rare earth metal element, zirconium, a suspension containing one or a mixture of two or more compounds containing hafnium is applied, dried, and then baked in a temperature range of 500 to 1350 ° C., Low iron loss unidirectional silicon steel sheet characterized by forming an oxide film, and forming a oxide film by a similar process using a suspension containing a silicon oxide precursor compound and an iron compound. The manufacturing method will be summarized.

【0010】また、懸濁液に含まれるアルカリ金属化合
物およびアルカリ土類金属化合物のうち一種または二種
と、セリウム、ランタン、イットリウム、テルビウム、
プラセオジム等の希土類金属元素、ジルコニウム、ハフ
ニウムを含む化合物が、酸化物、硼酸塩、酢酸塩、炭酸
塩、水酸化物およびアルコラート、前記希土類元素の硝
酸塩、およびジルコニウム、ハフニウムのオキシ硝酸塩
のうちの一種または二種以上からなる低鉄損一方向性珪
素鋼板の製造方法を要旨とする。
Further, one or two of alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds contained in the suspension, cerium, lanthanum, yttrium, terbium,
Compounds containing rare earth metal elements such as praseodymium, zirconium, and hafnium are oxides, borates, acetates, carbonates, hydroxides and alcoholates , and glass of the rare earth elements.
A gist is a method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet comprising one or more of an acid salt and one or more of oxynitrates of zirconium and hafnium .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の一方向性珪素鋼板は、最
表面にほう酸アルミニウムを主成分とする被膜を有して
おり、これにアルカリ金属化合物およびアルカリ土類金
属化合物のうち一種または二種と、セリウム、ランタ
ン、イットリウム、テルビウム、プラセオジム等の希土
類金属元素、ジルコニウム、ハフニウムを含む化合物の
一種または二種以上の混合物を成分として含有するもの
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The unidirectional silicon steel sheet of the present invention has a coating containing aluminum borate as a main component on the outermost surface, and one or two of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound is formed on the coating. It contains, as a component, a seed and one or a mixture of two or more compounds containing a rare earth metal element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium and praseodymium, zirconium and hafnium.

【0012】従来から、珪素鋼板への張力付与には熱膨
張係数の小さい被膜材質を選択し、鋼板との熱膨張係数
差によって冷却時に生じる応力を利用していた。しかし
ながら、熱膨張係数差だけではなく、被膜材質のヤング
率も鋼板への張力付与に影響を及ぼす因子であることが
指摘されている。
Conventionally, a film material having a small coefficient of thermal expansion has been selected to apply tension to a silicon steel sheet, and the stress generated during cooling due to the difference in coefficient of thermal expansion from the steel sheet has been used. However, it has been pointed out that not only the difference in thermal expansion coefficient, but also the Young's modulus of the coating material is a factor that influences the application of tension to the steel sheet.

【0013】本発明の被膜成分のうち、ほう酸アルミニ
ウムは前記要件を満たし、鋼板への大きな張力付与をも
たらしていると推定される。本発明者らは以前、一般に
ほう酸アルミニウムとよばれるAl2 3 −B2 3
酸化物には、9Al2 3 −2B2 3 ,2Al2 3
−B2 3 の2つの平衡相化合物が存在し、鋼板への張
力付与に効果的であることを見い出した。
Among the coating components of the present invention, aluminum borate satisfies the above requirements and is presumed to bring about a large amount of tension to the steel sheet. The present inventors have previously generally the Al 2 O 3 -B 2 O 3 based oxide called aluminum borate, 9Al 2 O 3 -2B 2 O 3, 2Al 2 O 3
-B 2 2 two equilibrium phases compound of O 3 is present, it was found to be effective in tensioning of the steel sheet.

【0014】しかしながら、ほう酸アルミニウムは、製
造条件によっては前述の2つの平衡相のほかに両者の中
間組成、あるいはその近傍の組成をとる場合がある。こ
れは、2つの平衡相が同じ結晶構造を持ち、格子定数が
ほぼ同じであるため、Al,Bの各イオンサイト間で容
易に置換が生じ、準安定相を形成するためであると考え
ている。
However, aluminum borate may have an intermediate composition of the two equilibrium phases or a composition in the vicinity thereof, depending on the production conditions. This is because the two equilibrium phases have the same crystal structure and the lattice constants are almost the same, so that substitution easily occurs between Al and B ion sites to form a metastable phase. There is.

【0015】このような準安定相を形成する組成比とし
て、Alx y 3(x+y)/2で表記した場合に、0.1≦
(y/x)≦5の範囲であることを見い出し、このいず
れであってもまったく問題がなく、効果的に張力を付与
できることを確認した。このうち、特に張力付与に効果
的な組成として、0.1≦(y/x)≦2が好ましく、
より好ましくは0.2≦(y/x)≦1の組成範囲であ
る。これらのほう酸アルミニウムは通常、組成とはあま
り関係なく数nm〜数十nm以上の結晶子サイズとなる場合
が多く、大きな張力付与のためには結晶質であることが
好ましい。
[0015] As the composition ratio for forming such a metastable phase, when expressed in Al x B y O 3 (x + y) / 2, 0.1 ≦
It was found that (y / x) ≦ 5, and it was confirmed that there was no problem in any of these cases and the tension could be effectively applied. Among these, 0.1 ≦ (y / x) ≦ 2 is preferable as a composition particularly effective for imparting tension,
More preferably, the composition range is 0.2 ≦ (y / x) ≦ 1. Usually, these aluminum borates often have a crystallite size of several nm to several tens of nm or more regardless of the composition, and are preferably crystalline in order to give a large tension.

【0016】本発明の一方向性珪素鋼板最表面の被膜中
に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物
のうち一種または二種と、セリウム、ランタン、イット
リウム、テルビウム、プラセオジム等の希土類金属元
素、ジルコニウム、ハフニウムを含む化合物のうち一種
または二種以上の混合物を含有させることで、保管時の
錆発生を著しく低減することに成功した。
In the coating on the outermost surface of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention, one or two of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound, and a rare earth metal element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, By containing one or a mixture of two or more of the compounds containing zirconium and hafnium, we succeeded in significantly reducing rust generation during storage.

【0017】被膜中のアルカリ金属および/またはアル
カリ土類金属化合物の含有量は少量でよく、アルカリ金
属および/またはアルカリ土類金属は元素換算で被膜全
体に対する重量割合が10%以下で十分にその効果を発
揮する。
The content of the alkali metal and / or alkaline earth metal compound in the coating may be small, and the weight ratio of the alkali metal and / or alkaline earth metal to the entire coating in terms of element is 10% or less. Be effective.

【0018】逆にアルカリ金属および/またはアルカリ
土類金属化合物の含有量が多すぎる場合、湿潤雰囲気下
での成分の溶出が激しくなるため好ましくない。このた
め、効果的に錆抑制効果を得るためには、アルカリ金属
および/またはアルカリ土類金属は元素換算で被膜全体
に対してその含有量が0.1〜10wt%が適当であり、
特に0.3〜8wt%で良い結果が得られる。
On the other hand, if the content of the alkali metal and / or alkaline earth metal compound is too large, the elution of the components in a moist atmosphere becomes severe, which is not preferable. Therefore, in order to effectively obtain the rust suppressing effect, the content of the alkali metal and / or the alkaline earth metal is 0.1 to 10 wt% with respect to the entire coating in terms of element.
Particularly, good results are obtained at 0.3 to 8 wt%.

【0019】また、セリウム、ランタン、イットリウ
ム、テルビウム、プラセオジム等の希土類金属元素、ジ
ルコニウム、ハフニウム等の元素が存在すると、800
℃以上の高温度下においてこれらの金属イオンが高い酸
化状態となり、降温する際に鉄板表面の鉄原子を酸化し
て鉄の酸化被膜を形成し、それ以上の酸化を防止する効
果が出る。
If a rare earth metal element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium or praseodymium, or an element such as zirconium or hafnium is present, 800
At a high temperature of ℃ or more, these metal ions are in a high oxidation state, and when the temperature is lowered, the iron atoms on the surface of the iron plate are oxidized to form an oxide film of iron, which has the effect of preventing further oxidation.

【0020】また、鉄の表面近傍には硫黄の化合物が存
在し、湿潤雰囲気ではそれが溶けだしH2 Sを発生し
て、表面に錆が発生することがある。セリウム、ランタ
ン、イットリウム、テルビウム、プラセオジム等の希土
類元素、ジルコニウム、ハフニウム等の元素が存在する
と難溶性の硫化物となり、硫黄分を固定し、湿潤雰囲気
でも錆発生を低減させることができる。
Further, a sulfur compound is present in the vicinity of the surface of iron, and in a wet atmosphere, it starts to melt and generate H 2 S, which may cause rust on the surface. The presence of rare earth elements such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, and elements such as zirconium and hafnium forms a sparingly soluble sulfide, fixing the sulfur content and reducing rust generation even in a wet atmosphere.

【0021】本発明と異なるが、塗布した被膜において
セリウムが硫黄分と硫化物を形成することについては、
特開昭60−2674号公報に記述がある。被膜中の含
有量としては、被膜全体に対する重合割合が0.001
wt%以上10wt%以下でその効果を発揮する。逆にセリ
ウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウム、ハフニ
ウム、テルビウム、プラセオジム等の化合物の添加量が
多すぎる場合、被膜の密着性に悪影響を及ぼす。
Although different from the present invention, the fact that cerium forms sulfur and sulfide in the applied coating is as follows.
There is a description in JP-A-60-2674. As the content in the coating, the polymerization ratio with respect to the entire coating is 0.001.
The effect is exhibited in the range of wt% to 10 wt%. On the contrary, when the amount of the compound such as cerium, lanthanum, yttrium, zirconium, hafnium, terbium, praseodymium added is too large, the adhesion of the coating is adversely affected.

【0022】このため、効果的に錆抑制効果を得るため
には、セリウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウ
ム、ハフニウム、テルビウム、プラセオジム等の元素換
算で、被膜全体に対してその含有量が0.001〜10
wt%が適当であり、特に0.01〜2wt%で良い結果が
得られる。さらに、アルカリ金属および/またはアルカ
リ土類金属化合物とその同時添加が密着性および耐錆性
に対する効果が著しい。
Therefore, in order to effectively obtain the rust inhibiting effect, the content of the cerium, lanthanum, yttrium, zirconium, hafnium, terbium, praseodymium, etc. is 0.001 to 0.001 based on the total amount of the film. 10
wt% is suitable, and particularly 0.01 to 2 wt% gives good results. Furthermore, the simultaneous addition of an alkali metal and / or alkaline earth metal compound and its addition has a remarkable effect on adhesion and rust resistance.

【0023】さらに、本発明の一方向性珪素鋼板最表面
の被膜中には、ほう素と、けい素と、アルカリ金属およ
び/またはアルカリ土類金属と、セリウム、ランタン、
イットリウム、テルビウム、プラセオジム等の希土類金
属元素、ジルコニウム、ハフニウムを含む化合物の一種
または二種以上の混合物を成分として含有するガラス質
も、成分として含有することができる。
Further, in the outermost coating of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention, boron, silicon, alkali metal and / or alkaline earth metal, cerium, lanthanum,
A glassy material containing, as a component, one or a mixture of two or more compounds containing a rare earth metal element such as yttrium, terbium, praseodymium, zirconium or hafnium can also be contained as a component.

【0024】これは、塗布液中のほう酸と酸化けい素前
駆体と、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属
化合物と、セリウム、ランタン、イットリウム、テルビ
ウム、プラセオジム等の希土類金属元素、ジルコニウ
ム、ハフニウムを含む化合物の一種または二種以上の混
合物、鋼板成分のけい素等が反応して生成したものであ
るが、被膜中においてはマトリックス様相として存在し
ている場合が多いと考えられ、ほう酸アルミニウム成分
を主体とした被膜に散見される微小気孔等を低減させて
いる。
This is because boric acid and a silicon oxide precursor in the coating solution, an alkali metal and / or an alkaline earth metal compound, a rare earth metal element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium and praseodymium, zirconium and hafnium. One or a mixture of two or more of the compounds containing it, which is formed by the reaction of the steel sheet component silicon, etc., but it is thought that it often exists as a matrix-like phase in the coating, and the aluminum borate component is It reduces the microscopic pores and other particles that are found in the main coating.

【0025】また、微小気孔を低減することで被膜の安
定性を増加させ、耐食性、特に耐水性も著しく向上させ
ることができる。このとき珪素はガラス質の形成に寄与
すると推定され、その量はSiO2 として被膜の10wt
%以下(0wt%を含む)とすると良い。これ以上の添加
量であると、被膜張力が低下したりして良くない傾向を
示す。
Further, by reducing the fine pores, the stability of the coating film can be increased and the corrosion resistance, especially the water resistance can be remarkably improved. At this time, it is presumed that silicon contributes to the formation of glass, and the amount is 10 wt% of the coating as SiO 2.
% Or less (including 0 wt%) is preferable. If the amount added is more than this range, the film tension tends to be low, which is not preferable.

【0026】被膜中のほう酸アルミニウム以外の成分
は、ほう素と、アルカリ金属および/またはアルカリ土
類金属と、セリウム、ランタン、イットリウム、テルビ
ウム、プラセオジム等の希土類金属元素、ジルコニウ
ム、ハフニウムのうち一種または二種以上の混合物であ
るが、これ以外に他の成分が混入している場合であって
も一向に差し支えない。これら混入した他の成分は、被
膜中の他の成分、また不純物等から不可避的に混入する
場合、あるいは塗布液中に意図的に添加する場合とがあ
る。
The components other than aluminum borate in the coating include boron, alkali metal and / or alkaline earth metal, one of rare earth metal elements such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, zirconium and hafnium, or Although it is a mixture of two or more kinds, there is no problem even if other components are mixed in addition to this. These other mixed components may be unavoidably mixed with other components in the coating film, impurities, etc., or may be intentionally added to the coating liquid.

【0027】成分としては遷移金属元素が一般的である
が、ほかにもガラス形成酸化物元素等がある。なかでも
Feのように被膜中に存在しうるガラス相に混入するこ
とで被膜全体の化学的安定性を高める効果を有する元素
もあり、塗布液中に添加することで積極的に被膜の特性
を改善することができる。
As the component, a transition metal element is generally used, but in addition, a glass forming oxide element and the like are also included. Among them, some elements, such as Fe, have the effect of increasing the chemical stability of the entire coating by mixing in the glass phase that may be present in the coating. Addition to the coating solution positively affects the characteristics of the coating. Can be improved.

【0028】ほう酸鉄には、Fe3 BO5 ,Fe3 BO
6 ,FeBO3 ,FeB2 4 ,FeB4 7 等Feと
Bの量比、Feの酸化状態によって数種類の結晶質化合
物が存在する。本発明のほう酸鉄は、このうちいずれで
あっても特に支障はない。
Iron borate includes Fe 3 BO 5 and Fe 3 BO.
6 , FeBO 3 , FeB 2 O 4 , FeB 4 O 7, etc. There are several kinds of crystalline compounds depending on the ratio of Fe to B and the oxidation state of Fe. The iron borate of the present invention is not particularly problematic in any of these.

【0029】本発明の低鉄損一方向性珪素鋼板の態様と
して、鋼板最表面に上述の被膜を有しているが、被膜を
形成している母材鋼板については、2次再結晶が完了し
ているものであれば特に制限は受けない。通常、母材と
して一般的に用いられている鋼板は、仕上げ焼鈍(2次
結晶焼鈍)時に形成されたフォルステライト質の1次被
膜を有する鋼板、1次被膜を酸洗等の方法によって除去
し、金属表面を露出させた鋼板、あるいはさらにその表
面を研磨等によって平坦化した鋼板、1次被膜が生成し
ない条件下で仕上げ焼鈍(2次再結晶焼鈍)を行い、金
属表面を露出させた鋼板、あるいはさらにその表面を平
坦化した鋼板等である。
As an embodiment of the low iron loss unidirectional silicon steel sheet of the present invention, the outermost surface of the steel sheet has the above-mentioned coating film, but the base material steel sheet on which the coating film is formed completes the secondary recrystallization. If it does, there is no particular limitation. Usually, a steel sheet generally used as a base material is a steel sheet having a forsterite primary coating formed during finish annealing (secondary crystal annealing), and the primary coating is removed by a method such as pickling. , A steel sheet having an exposed metal surface, or a steel sheet having the surface further flattened by polishing or the like, and a steel sheet having a metal surface exposed by performing finish annealing (secondary recrystallization annealing) under the condition that a primary coating is not formed Alternatively, it is a steel plate whose surface is further flattened.

【0030】本発明の一方向性珪素鋼板の被膜は、厚す
ぎる場合には占積率が低下するため目的に応じてできる
だけ薄いものがよく、鋼板厚さに対して5%以下の厚さ
が好ましい。より好ましくは2%以下である。また、張
力付与の観点からは、極端に薄くては十分な効果が得ら
れず、0.1μm程度が好ましい。
The coating of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention is preferably as thin as possible depending on the purpose because the space factor decreases if it is too thick. preferable. It is more preferably 2% or less. Further, from the viewpoint of applying tension, if the film is extremely thin, a sufficient effect cannot be obtained, and about 0.1 μm is preferable.

【0031】続いて以下に、本発明の一方向性珪素鋼板
を好適に製造する方法について述べる。ほう酸と、酸化
アルミニウム前駆体化合物と、酸化珪素前駆体化合物に
アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化
合物と、セリウム、ランタン、イットリウム、テルビウ
ム、プラセオジム等の希土類金属元素、ジルコニウム、
ハフニウムを含む化合物の一種または二種以上を含む懸
濁液(スラリー)を作製する。
Next, a method for suitably manufacturing the unidirectional silicon steel sheet of the present invention will be described below. Boric acid, an aluminum oxide precursor compound, an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound in a silicon oxide precursor compound, a rare earth metal element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, zirconium,
A suspension (slurry) containing one or more compounds containing hafnium is prepared.

【0032】ほう酸はH3 BO3 で表されるオルトほう
酸が作業性、価格等の点からもっとも好ましいが、HB
2 で表されるメタほう酸、B2 3 で表される酸化ほ
う素、あるいはこれらの混合物も用いることができる。
酸化アルミニウム前駆体化合物は、酸化アルミニウムは
もとより、ベーマイトのようなAl2 3 ・mH2 Oで
表記される酸化アルミニウムの水和物、水酸化アルミニ
ウム等を指す。また硝酸アルミニウムをはじめとする各
種のアルミニウム塩類も好適に用いられる。
As the boric acid, orthoboric acid represented by H 3 BO 3 is most preferable from the viewpoints of workability and cost, but HB
Metaboric acid represented by O 2 , boron oxide represented by B 2 O 3 , or a mixture thereof can also be used.
The aluminum oxide precursor compound includes not only aluminum oxide, but also aluminum oxide hydrate such as boehmite represented by Al 2 O 3 .mH 2 O, aluminum hydroxide and the like. Various aluminum salts including aluminum nitrate are also preferably used.

【0033】酸化珪素前駆体化合物も、同様に焼き付け
後に酸化珪素となる化合物の総称であり、酸化珪素の水
和物、酸化水酸化珪素、各種珪素化合物等が好適に用い
られる。アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物
は、そのほとんどのものが特に支障なく用いられるが、
水酸化アルカリ、硝酸アルカリあるいは、アルカリ土類
の硝酸塩、等可溶性の化合物が特に好適に用いられる。
The silicon oxide precursor compound is also a generic term for compounds that similarly become silicon oxide after baking, and hydrates of silicon oxide, silicon oxyhydroxide, various silicon compounds and the like are preferably used. Most of the alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds can be used without any problem,
Soluble compounds such as alkali hydroxides, alkali nitrates, or alkaline earth nitrates are particularly preferably used.

【0034】セリウム、ランタン、イットリウム、テル
ビウム、プラセオジム等の希土類金属元素、ジルコニウ
ム、ハフニウムを含む化合物は、水酸化物、硝酸塩(ジ
ルコニウム、ハフニウムの場合はオキシ硝酸塩)、アル
コラートなど可溶性の化合物が好適に用いられる。
The compound containing a rare earth metal element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium and praseodymium, zirconium and hafnium is preferably a soluble compound such as hydroxide, nitrate (oxynitrate in the case of zirconium and hafnium) and alcoholate. Used.

【0035】被膜中のほう酸鉄の鉄源は、鉄化合物を塗
布液中に加えることによって確保される他に、被膜焼き
付け中に鋼板から供給される場合がある。この場合の鉄
化合物は、焼き付け後に酸化鉄となる化合物であれば特
に支障なく用いることができ、例えば酸化鉄、Fe2
3 ・aH2 Oのような酸化水酸化鉄、水酸化鉄はもとよ
り硝酸鉄のような各種の鉄の化合物も好適に用いること
ができる。なかでも特に、分散媒に可溶性の鉄化合物、
あるいは分散媒に溶けない鉄化合物であっても分散後の
粒子形の細かい化合物粒子が特に好適に用いられる。好
ましい粒子径としては1μm以下、より好ましくは0.
5μm以下である。
The iron source of iron borate in the coating film may be secured by adding an iron compound to the coating solution, or may be supplied from a steel plate during coating baking. In this case, the iron compound can be used without any problem as long as it is a compound that becomes iron oxide after baking. For example, iron oxide, Fe 2 O
Not only iron oxide hydroxide and iron hydroxide such as 3 · aH 2 O, but also various iron compounds such as iron nitrate can be preferably used. Among them, especially iron compounds soluble in the dispersion medium,
Alternatively, even if the iron compound is insoluble in the dispersion medium, compound particles having a fine particle shape after dispersion are particularly preferably used. The preferable particle size is 1 μm or less, more preferably 0.
It is 5 μm or less.

【0036】これらの原料を分散媒に分散させてスラリ
ーを作製する。分散媒は水がもっとも好適であるが、他
の工程で特に支障がなければ有機溶媒、あるいはこれら
の混合物が使用できる。このスラリーのうち、酸化アル
ミニウム前駆体、酸化珪素前駆体として、いわゆるゾル
とよばれる微粒子分散系を用いることにより薄くて均
一、かつ密着性のよい被膜が得られる場合がある。
A slurry is prepared by dispersing these raw materials in a dispersion medium. Water is most suitable as the dispersion medium, but an organic solvent or a mixture thereof can be used unless there is a particular problem in other steps. Of these slurries, a thin and uniform coating having good adhesion may be obtained by using a so-called sol fine particle dispersion system as the aluminum oxide precursor and the silicon oxide precursor.

【0037】これは、表面に非金属物質が存在せず、金
属表面上に直接被膜を形成するような場合に特に顕著で
ある。かかるときには上述の微粒子分散系ゾル、あるい
は可溶性成分を含んだゾルが好適に用いられる。用いる
ゾルの粒子径は、あまり細かすぎると乾燥時のひび割
れ、剥離等が生じやすくなり、所定の厚さの被膜形成が
困難となるため好ましくは10nm以上、より好ましくは
15nm以上である。
This is particularly remarkable when a non-metal substance does not exist on the surface and a film is directly formed on the metal surface. In this case, the fine particle dispersed sol described above or a sol containing a soluble component is preferably used. The particle diameter of the sol used is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, because if it is too small, cracking and peeling during drying easily occur and it becomes difficult to form a film having a predetermined thickness.

【0038】塗布液にゾル溶液を用いる場合には、酸化
アルミニウム前駆体として上述のベーマイトゾル、およ
び/またはアルミナゾルと呼ばれているものが作業性、
あるいは価格等の点から特に好適に用いられる。一方、
酸化珪素前駆体ゾルとしては種々のものが使用可能であ
るが、SiO2 ・nH2 O、またはSiOp(OH)q
なる化学式で表記されるシリカゾル、および/またはコ
ロイダルシリカがやはり作業性、価格の点から好適に用
いられる。
When a sol solution is used as the coating liquid, the above-mentioned boehmite sol and / or alumina sol is used as the aluminum oxide precursor for workability,
Alternatively, it is particularly preferably used in terms of price. on the other hand,
Although various kinds of silicon oxide precursor sols can be used, SiO 2 · nH 2 O, or SiOp (OH) q
Silica sol and / or colloidal silica represented by the following chemical formula are also preferably used in terms of workability and cost.

【0039】なかでも、酸化珪素前駆体ゾルとしてSi
(OCz 2z+14 なる化学式のアルキルシリケート、
および/またはその加水分解物が好適に用いられる。ア
ルキルシリケートは金属アルコキシドの1種であるが、
加水分解が比較的緩慢であり、前駆体として安定した性
状が得られる。
Above all, Si is used as the silicon oxide precursor sol.
An alkyl silicate of the formula (OC z H 2z + 1 ) 4 ,
And / or a hydrolyzate thereof is preferably used. Alkyl silicate is one kind of metal alkoxide,
Hydrolysis is relatively slow, and stable properties can be obtained as a precursor.

【0040】アルキルシリケートは通常、加水分解によ
って珪素の水酸化物、あるいは酸化珪素の水和物を形成
するが、ある種の被膜を形成する場合においては、アル
キルシリケートをそのまま用いるよりこの種の加水分解
物を用いたほうが好ましいケースが存在する。このよう
な場合には、加水分解後の前駆体ゾルが好適に用いられ
る。これには、(1)あらかじめ加水分解した後、他の
成分と混合する方法、(2)他の成分と混合しつつ加水
分解を並行させ、必要に応じて熟成を加える、等いくつ
かの方法が考えられるが、本発明ではこのいずれであっ
ても特に支障はない。
Alkyl silicate usually forms a hydroxide of silicon or a hydrate of silicon oxide by hydrolysis. However, in the case of forming a certain kind of film, this kind of hydrolyzate is used rather than using the alkyl silicate as it is. There are cases in which it is preferable to use a degradation product. In such a case, the precursor sol after hydrolysis is preferably used. There are several methods such as (1) pre-hydrolysis and then mixing with other ingredients, (2) parallel hydrolysis while mixing with other ingredients, and adding aging if necessary. However, in the present invention, any of these is not particularly problematic.

【0041】好ましいアルキルシリケート化合物として
は、なかでも加水分解速度の速い炭素数zの少ないもの
であり、好ましくはz≦3程度であるが、z=1のメチ
ルシリケートは加水分解によって生成するメチルアルコ
ールに有害性があるため、z=2のエチルシリケートが
特に好適に用いられる。
Among the preferred alkyl silicate compounds, those having a fast hydrolysis rate and a small number of carbon atoms z are preferable, and z ≦ 3 is preferable. However, methyl silicate with z = 1 is a methyl alcohol produced by hydrolysis. Ethyl silicate of z = 2 is particularly preferably used because it is harmful to.

【0042】酸化珪素、酸化アルミニウムの前駆体ゾル
の使用においても、前述のスラリーと同様に分散媒、特
に水に分散させて使用することが可能である。特に良好
な分散性を得るために酸、アルカリ等の添加による塗布
液のpH調整等はしばしば用いられる手法であり、本発
明においても特に支障なく行うことができる。また、鋼
板への塗布性を改善するための極微量の界面活性剤等の
添加についても全く問題ない。
When using a precursor sol of silicon oxide or aluminum oxide, it is possible to disperse it in a dispersion medium, especially water, as in the above-mentioned slurry. In order to obtain particularly good dispersibility, pH adjustment of the coating solution by addition of acid, alkali and the like is a method often used, and can be carried out in the present invention without any trouble. Further, there is no problem in adding an extremely small amount of a surfactant or the like to improve the coating property on the steel sheet.

【0043】得られたスラリーをロールコーター等のコ
ーター、ディップ法、スプレー吹き付けあるいは電気泳
動等、従来公知の方法によって仕上げ焼鈍が完了した一
方向性珪素鋼板表面に塗布する。ここでいう仕上げ焼鈍
が完了した鋼板とは、(1)従来公知の方法で仕上げ焼
鈍を行って、表面にフォルステライト質の1次被膜が形
成された鋼板、(2)1次被膜および付随的に生成して
いる内部酸化層を酸に浸漬して除去した鋼板、(3)上
記(2)で得た鋼板に水素中で平坦化焼鈍を施した鋼
板、あるいは化学研磨電解研磨等の研磨を施した鋼板、
(4)被膜生成に対して不活性であるアルミナ粉末等の
微量添加物を添加した従来公知の焼鈍分離剤を塗布し、
1次被膜を生成させない条件下で仕上げ焼鈍を行った鋼
板等を指す。
The obtained slurry is applied to the surface of the unidirectional silicon steel sheet which has been subjected to finish annealing by a conventionally known method such as a coater such as a roll coater, a dipping method, spraying or electrophoresis. The steel sheet that has been subjected to finish annealing as used herein means (1) a steel sheet on which a forsterite primary coating is formed on the surface by performing finish annealing by a conventionally known method, (2) a primary coating and incidental The steel sheet obtained by immersing and removing the internal oxide layer formed on the steel sheet in (3), the steel sheet obtained in (2) above, which has been flattened and annealed in hydrogen, or the polishing such as chemical polishing and electrolytic polishing. Steel plate,
(4) Applying a conventionally known annealing separator containing a trace amount of additives such as alumina powder, which is inactive to form a film,
It refers to a steel sheet or the like that has been finish annealed under conditions that do not produce a primary coating.

【0044】塗布後の鋼板を乾燥後、500〜1350
℃で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成す
る。焼き付け時の雰囲気は窒素等の不活性ガス雰囲気、
窒素−水素混合雰囲気等の還元性雰囲気が好ましく、空
気、あるいは酸素を含む雰囲気は鋼板を酸化させる可能
性があり好ましくない。雰囲気ガスの露点については特
に制限はない。焼き付け温度は500℃未満の場合、塗
布した前駆体が酸化物とならない場合があり、また焼き
付け温度が低いため十分な張力が発現せず、好ましくな
い。一方、1350℃を超える場合、特に大きな不都合
はないものの経済的でなく、より好ましくは1250℃
以下である。以下に本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例にのみに限定されるものでは
ない。
After the coated steel sheet is dried, 500 to 1350
An oxide film is formed on the surface by baking at ° C. The atmosphere during baking is an inert gas atmosphere such as nitrogen,
A reducing atmosphere such as a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere is preferable, and an atmosphere containing air or oxygen may undesirably oxidize the steel sheet. There is no particular limitation on the dew point of the atmospheric gas. When the baking temperature is less than 500 ° C., the applied precursor may not become an oxide, and since the baking temperature is low, sufficient tension is not expressed, which is not preferable. On the other hand, when the temperature exceeds 1350 ° C, it is not economical but not particularly disadvantageous, and more preferably 1250 ° C.
It is the following. The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0045】[0045]

【実施例】(実施例1) 市販のほう酸試薬、硝酸鉄(Fe(NO3 3 ・9H2
O)、硝酸カリウム(KNO3 )、硝酸セリウム(Ce
(NO3 3 )・6H2 O)をイオン交換水に溶解しエ
チルシリケートを添加し撹拌する。これに、ベーマイト
ゾル(平均粒径:10〜100nm;板状粒子と羽毛状粒
子の混合物、板状粒子は粉末状のものを使用;酸化アル
ミニウム換算で78%含有、羽毛状粒子は酸化アルミニ
ウム換算で10%含有のスラリー状のものを使用。)を
添加し、混合ゾルを作製した。
EXAMPLES (Example 1) Commercially available boric acid reagents, iron nitrate (Fe (NO 3) 3 · 9H 2
O), potassium nitrate (KNO 3 ), cerium nitrate (Ce)
(NO 3 ) 3 ) · 6H 2 O) is dissolved in ion-exchanged water, ethyl silicate is added, and the mixture is stirred. In addition to this, boehmite sol (average particle size: 10 to 100 nm; mixture of plate-like particles and feather-like particles, powder-like particles used: 78% in terms of aluminum oxide, feather-like particles in terms of aluminum oxide) Of 10% was used as a slurry.) To prepare a mixed sol.

【0046】添加物の量は表1に示す。この時の添加固
形分量は10〜15wt%である。これを、Siを3.2
%含有する厚さ0.2mmの仕上げ焼鈍が完了した一方向
性珪素鋼板(フォルステライト質の一次被膜あり)に焼
き付け後の被膜重量で4g/m2 となるように塗布、乾
燥後、H2 を3 vol%含有するN2 雰囲気中で850
℃、1分間焼き付けることによって表面に酸化物被膜を
形成した。
The amounts of additives are shown in Table 1. The added solid content at this time is 10 to 15 wt%. This is Si 3.2
% Contained in 0.2 mm thick finish-annealed unidirectional silicon steel sheet (with forsterite primary coating) so that the coating weight after baking is 4 g / m 2, and after drying, H 2 850 in N 2 atmosphere containing 3 vol%
An oxide film was formed on the surface by baking at 1 ° C for 1 minute.

【0047】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は結晶質のほう酸アルミニウム
(2Al2 3 ・B2 3 、または9Al2 3 ・2B
2 3 )、およびガラス質から成ることがわかった。2
0mmφの円柱の周囲にその角度が180度となるように
巻き付け試験を行い、その剥離状況から評価した被膜の
密着性はきわめて良好であった。
[0047] Chemical analysis, X-rays diffraction, the result of such an electron microscopic observation, the resulting coating aluminum borate crystalline (2Al 2 O 3 · B 2 O 3 or 9Al 2 O 3 · 2B,
2 O 3 ) and vitreous. Two
A winding test was conducted around a 0 mmφ cylinder so that the angle was 180 degrees, and the adhesion of the coating film evaluated from the peeling condition was very good.

【0048】被膜の耐水性は、被膜を形成した鋼板をそ
のまま100mlの沸騰水中に10分間浸漬し、その前後
の重量変化によって評価した。結果は、いずれも50cm
2 の鋼板あたり5mg未満の重量変化であった。また耐錆
性は表1に示すように温度80℃、湿度98%の雰囲気
において48時間以上の耐錆性を示し、非常に良好な結
果であった。表1において、番号17以外は本発明の実
施例である。
The water resistance of the coating film was evaluated by immersing the coated steel sheet in 100 ml of boiling water for 10 minutes and then changing the weight before and after the immersion. The results are both 50 cm
The change in weight was less than 5 mg per 2 steel plates. Further, as shown in Table 1, the rust resistance was very good, showing rust resistance for 48 hours or longer in an atmosphere at a temperature of 80 ° C. and a humidity of 98%. In Table 1, the elements other than the numeral 17 are examples of the present invention.

【0049】(比較例1) 実施例1において硝酸カリウムと硝酸セリウムとを添加
せずにゾルを作製した。他は全て実施例1と同一の条件
とした。添加条件等を表1(番号17)に示す。耐錆試
験では8時間の経過で錆が発生した。
Comparative Example 1 A sol was prepared without adding potassium nitrate and cerium nitrate in Example 1. All other conditions were the same as in Example 1. The addition conditions and the like are shown in Table 1 (No. 17). In the rust resistance test, rust occurred after 8 hours.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】(実施例2) 市販のほう酸試薬、ベーマイトゾル(平均粒径:50n
m)、エチルシリケート、硝酸鉄、硝酸カリウム、硝酸
セリウムを表2に示した割合にイオン交換水に混合し、
ゾルを作製した。ゾル作製条件は実施例1と同一であ
る。これを、Siを3.2wt%含有し、酸化アルミニウ
ムを焼鈍分離剤として塗布し、2次再結晶と同時に鏡面
化処理を施した厚さ0.2mmの一方向性珪素鋼板に、焼
き付け後の被膜重量で4g/ m2 となるように塗布、乾
燥後、H2 を3 vol%含有するN2 雰囲気中で850
℃、1分間焼き付けることによって表面に酸化物被膜を
形成した。
Example 2 Commercial boric acid reagent, boehmite sol (average particle size: 50 n)
m), ethyl silicate, iron nitrate, potassium nitrate, cerium nitrate in the proportions shown in Table 2 in ion-exchanged water,
A sol was prepared. The sol preparation conditions are the same as in Example 1. This was applied to a 0.2 mm-thickness unidirectional silicon steel sheet containing 3.2 wt% of Si, aluminum oxide applied as an annealing separator, and subjected to mirror finishing at the same time as secondary recrystallization. After coating and drying so that the coating weight becomes 4 g / m 2 , it is 850 in an N 2 atmosphere containing 3 vol% of H 2.
An oxide film was formed on the surface by baking at 1 ° C for 1 minute.

【0053】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は結晶質のほう酸アルミニウム
(2Al2 3 ・B2 3 、または9Al2 3 ・2B
2 3 )、およびガラス質を含有していることがわかっ
た。また、ガラス質中には少量のカリウムとセリウム成
分が存在していた。実施例1と同様に評価した被膜の密
着性、耐水性、耐置錆性は、表2に示すように実施例1
と同等のレベルであり、きわめて良好であった。表2に
おいて、番号8以外は本発明の実施例である。
[0053] Chemical analysis, X-rays diffraction, the result of such an electron microscopic observation, the resulting coating aluminum borate crystalline (2Al 2 O 3 · B 2 O 3 or 9Al 2 O 3 · 2B,
2 O 3 ) and vitreous. In addition, a small amount of potassium and cerium components were present in the glass. The adhesion, water resistance, and rust resistance of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 are as shown in Table 1.
It was at the same level as, and was extremely good. In Table 2, elements other than number 8 are examples of the present invention.

【0054】(比較例2) 実施例2において硝酸カリウムと硝酸セリウムとを添加
せずにゾルを作製した。他は全て実施例2と同一の条件
とした。添加条件等を表2(番号8)に示す。耐錆試験
では5時間で錆が発生した。
Comparative Example 2 A sol was prepared without adding potassium nitrate and cerium nitrate in Example 2. All other conditions were the same as in Example 2. The addition conditions and the like are shown in Table 2 (No. 8). In the rust resistance test, rust occurred in 5 hours.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明により、特定の成分を含むガラス
質、およびほう酸アルミニウムを主成分とする被膜を表
面に有することによって、被膜耐水性、耐置錆性に優
れ、かつその張力付与効果によって鉄損が著しく改善さ
れた一方向性珪素鋼板、およびその製造方法を提供す
る。特に、従来から用いられている1次被膜を有する鋼
板、あるいは著しい低鉄損化を目的とした鏡面化鋼板の
いずれに対しても良好な特性を示し、汎用性の観点から
も工業的効果は甚大である。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, by virtue of having a glass containing a specific component and a coating film containing aluminum borate as a main component on the surface, the coating film is excellent in water resistance and rust resistance, and its tension imparting effect. Provided is a unidirectional silicon steel sheet with significantly improved iron loss, and a method for producing the same. In particular, it shows good characteristics for both steel sheets having a primary coating that has been conventionally used and mirror-finished steel sheets for the purpose of significantly reducing iron loss, and has an industrial effect from the viewpoint of versatility. It is enormous.

フロントページの続き (72)発明者 山崎 修一 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (72)発明者 坂下 雅雄 川崎市中原区井田1618番地 新日本製鐵 株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平7−228977(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 22/00 - 22/86 C22C 38/00 303 H01F 1/16 Front page continued (72) Inventor Shuichi Yamazaki 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Co., Ltd. Technology Development Headquarters (72) Inventor Masao Sakashita 1618 Ida, Nakahara-ku, Kawasaki City Nippon Steel Corporation Technology Development Division (56) Reference JP-A-7-228977 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 22/00-22/86 C22C 38/00 303 H01F 1/16

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鋼板最表面に、ほう酸アルミニウムと、
ほう酸鉄と、珪素化合物と、アルカリ金属化合物および
アルカリ土類金属化合物のうち一種または二種と、セリ
ウム、ランタン、イットリウム、テルビウム、プラセオ
ジム等の希土類元素、ジルコニウム、ハフニウムを含む
化合物のうち一種あるいは二種以上の混合物を含む被膜
を有してなることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼
板。
1. An aluminum borate on the outermost surface of a steel sheet,
Iron borate, silicon compounds, one or two of alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds, and one or two of compounds containing rare earth elements such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, zirconium, and hafnium. A low iron loss unidirectional silicon steel sheet having a coating containing a mixture of one or more kinds.
【請求項2】 ほう酸アルミニウムが、Alx y
3(x+y)/2(0.1≦(Y/X)≦5)なる化学式で表記
される結晶質ほう酸アルミニウムである請求項1に記載
の低鉄損一方向性珪素鋼板。
Wherein aluminum borate is, Al x B y O
The low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1, which is a crystalline aluminum borate represented by a chemical formula of 3 (x + y) / 2 (0.1 ≦ (Y / X) ≦ 5).
【請求項3】 アルカリ金属化合物およびアルカリ土類
金属化合物のうち一種または二種と、セリウム、ランタ
ン、イットリウム、テルビウム、プラセオジム等の希土
類元素、ジルコニウム、ハフニウムのうちの一種または
二種以上の含有量が、合計で0.1wt%以上10wt%以
下である請求項1に記載の低鉄損一方向性珪素鋼板。
3. A content of one or more of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound and one or more of a rare earth element such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, zirconium and hafnium. Is 0.1 wt% or more and 10 wt% or less in total, the low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1 .
【請求項4】 ほう酸鉄の含有量が6wt%以下である請
求項に記載の低鉄損一方向性珪素鋼板。
4. The low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1 , wherein the content of iron borate is 6 wt% or less.
【請求項5】 珪素化合物の含有量が、SiO2 として
合計で10wt%以下である請求項1に記載の低鉄損一方
向性珪素鋼板。
5. The low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1, wherein the content of the silicon compound is 10 wt% or less in total as SiO 2 .
【請求項6】 一方向性珪素鋼板表面に、ほう酸と、酸
化アルミニウム前駆体化合物と、アルカリ金属化合物お
よびアルカリ土類金属化合物のうち一種または二種と、
セリウム、ランタン、イットリウム、テルビウム、プラ
セオジム等の希土類元素、ジルコニウム、ハフニウムを
含む化合物の一種または二種以上の混合物を含む懸濁液
を塗布、乾燥後、500〜1350℃の温度範囲で焼き
付け、酸化物被膜を形成せしめることを特徴とする低鉄
損一方向性珪素鋼板の製造方法。
6. A boric acid, an aluminum oxide precursor compound, and one or two kinds of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound, on the surface of the unidirectional silicon steel sheet,
A suspension containing one or a mixture of two or more compounds containing rare earth elements such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, zirconium and hafnium is applied, dried, and baked in a temperature range of 500 to 1350 ° C. for oxidation. A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet, which comprises forming a material coating.
【請求項7】 一方向性珪素鋼板表面に、ほう酸と、酸
化アルミニウム前駆体化合物と、酸化けい素前駆体化合
物と、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合
物のうち一種または二種と、セリウム、ランタン、イッ
トリウム、テルビウム、プラセオジム等の希土類元素、
ジルコニウム、ハフニウムを含む化合物の一種または二
種以上の混合物を含む懸濁液を塗布、乾燥後、500〜
1350℃の温度範囲で焼き付け、酸化物被膜を形成せ
しめることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造
方法。
7. A boric acid, an aluminum oxide precursor compound, a silicon oxide precursor compound, one or two of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound, and cerium on a surface of a unidirectional silicon steel sheet. Rare earth elements such as lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium,
After applying a suspension containing one or a mixture of two or more compounds containing zirconium and hafnium, and drying,
A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet, which comprises baking at a temperature range of 1350 ° C. to form an oxide film.
【請求項8】 一方向性珪素鋼板表面に、ほう酸と、酸
化アルミニウム前駆体化合物と、酸化けい素前駆体化合
物と、鉄化合物と、アルカリ金属化合物およびアルカリ
土類金属化合物のうち一種または二種と、セリウム、ラ
ンタン、イットリウム、テルビウム、プラセオジム等の
希土類元素、ジルコニウム、ハフニウムを含む化合物の
一種または二種以上の混合物を含む懸濁液を塗布、乾燥
後、500〜1350℃の温度範囲で焼き付け、酸化物
被膜を形成せしめることを特徴とする低鉄損一方向性珪
素鋼板の製造方法。
8. One or two kinds of boric acid, an aluminum oxide precursor compound, a silicon oxide precursor compound, an iron compound, an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound on the surface of the unidirectional silicon steel sheet. And a suspension containing one or a mixture of two or more compounds containing rare earth elements such as cerium, lanthanum, yttrium, terbium, praseodymium, zirconium, hafnium, etc., dried, and baked in a temperature range of 500 to 1350 ° C. A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet, which comprises forming an oxide film.
【請求項9】 アルカリ金属化合物およびアルカリ土類
金属化合物のうち一種または二種と、セリウム、ランタ
ン、イットリウム、テルビウム、プラセオジム等の希土
類元素、ジルコニウム、ハフニウムを含む化合物が、酸
化物、ほう酸塩、酢酸塩、炭酸塩、水酸化物およびアル
コラート、前記希土類元素の硝酸塩、およびジルコニウ
ム、ハフニウムのオキシ硝酸塩のうちの一種または二種
以上からなる請求項6〜8のいずれかに記載の低鉄損一
方向性珪素鋼板の製造方法。
And one or two of 9. alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds, cerium, lanthanum, yttrium, terbium, rare earth elements such as praseodymium, zirconium, compounds containing hafnium oxide, boric acid Salts, acetates, carbonates, hydroxides and alcoholates , nitrates of said rare earth elements, and zirconium
The method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to any one of claims 6 to 8 , which comprises one or more of oxynitrates of aluminum and hafnium .
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