JP3687644B2

JP3687644B2 - Method for producing non-oriented electrical steel sheet

Info

Publication number: JP3687644B2
Application number: JP2002314116A
Authority: JP
Inventors: 光裕沼田; 浩志藤村; 善彦樋口
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: JP2004149823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無方向性電磁鋼板の製造方法に関し、詳しくは、出荷後、ユーザーで打ち抜きなどの加工が施され、鉄心に組み立てられた後、磁性焼鈍が施される磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器やモーターに用いる鉄心の素材である電磁鋼板には、低鉄損、高磁束密度などの高い磁気特性が求められる。さらに、近年では省エネルギーの観点から、従来に比べ高い磁気特性が必要とされている。このため、より高い磁気特性を有する鋼板が多数提案され、また、これらを効率よく製造するための精錬方法も提案されてきた。さらに、鋼成分の適正化に加えて、鋼中非金属介在物の組成制御も行われるようになった。
【０００３】
特許文献１には、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．１〜１．０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．００５％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓ：０．００８％以下を含む無方向性電磁鋼板において、鋼中のＳｉＯ₂、ＭｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃の３種の介在物の総質量に対するＭｎＯの質量の割合が１５％以下である鉄損の少ない電磁鋼板が開示されている。
特許文献２には、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：１．５％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０００５％以上０．００１０％未満で、鋼中のＳｉＯ₂、ＭｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃の３種の介在物の総質量に対するＭｎＯの質量の割合が１５％以下、ＳｉＯ₂の質量の割合が７５％以上である磁性焼鈍後の鉄損の少ない電磁鋼板が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、質量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．５５％、Ａｌ：０．００４％以下、Ｓ：０．０１％以下、および０．１％以上でかつ（Ｍｎ−Ｓｉ）≦０．５％で表される範囲のＭｎを含み、さらに、鋼中に存在する酸化物のＭｎＯ質量％とＳｉＯ₂質量％の比ＭｎＯ／ＳｉＯ₂が０．３以下である無方向性電磁鋼板が開示され、スケール性欠陥の少ない表面形状に優れた電磁鋼板が得られるとされている。
【０００５】
以上のように、従来技術においては、鋼成分または介在物組成、あるいは両者を適正化することにより、高い磁気特性が得られるようになった。
【０００６】
さらに、より安定して適正な鋼成分および介在物組成に制御するための、脱酸剤の添加方法、添加順序、および添加量などが提案されている。
【０００７】
特許文献４には、取鍋精錬炉によって２次精錬してスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）を２〜１０の範囲に調整し、さらにＦｅＳｉやＳｉＭｎ合金を添加して脱酸および成分調整を行い、Ｓ含有量の低下を図る介在物の少ない電磁鋼板の製造方法が開示されている。この文献では、２次精錬を行った溶鋼を、ＲＨ脱ガス装置によって３次精錬する方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、鋼成分あるいは介在物組成を適正な範囲に制御しきれず、磁気特性が十分に向上しない場合があった。さらに、近年では省エネルギーが重要な課題となり、従来以上に高効率な電気機器が求められるている。
【０００９】
このため、さらに高い磁気特性を有した電磁鋼鈑が必要とされている。また、製造された電磁鋼鈑の磁気特性が不安定な場合には、製品歩留りの低下を招き、電磁鋼板の製造コストは上昇することになる。
【００１０】
このように、高い磁気特性を確保し、同時に製品歩留りを向上させることが重要となっているが、従来の技術では、このような要求に十分に対応することができなかった。また、特許文献４では、スラグ組成制御を行う技術が示されているが、このスラグ組成は脱硫を主目的としたものであり、さらに、転炉とＲＨ脱ガスプロセスの他に取鍋精錬工程を追加するという工程上の課題もあった。
【００１１】
なお、本発明者らは、この技術に関して、無方向性電磁鋼板およびその製造方法についての特許出願を行った（特許文献５）。
【特許文献１】
特開昭６３−１９５２１７号公報（特許請求の範囲、２頁左下欄１３行〜右下欄１３行）
【特許文献２】
特開平７−１５０２４８号公報（特許請求の範囲、段落［０００６］）
【特許文献３】
特開平１０−１４７８４９号公報（特許請求の範囲、段落［０００７］）
【特許文献４】
特開平６−１２８６１８号公報（特許請求の範囲、段落［０００９］）
【特許文献５】
特願２００２−１２４１１２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述の問題に鑑み、優れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を安定して供給できる製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を達成するために、前記した従来の問題点について検討を加え、下記の（ａ）および（ｂ）の知見を得た。
【００１４】
（ａ）磁気特性の優れたＡｌ含有量の低い電磁鋼板を製造するためには、介在物中のＭｎＯ成分の含有量（質量％）とＦｅＯ成分の含有量（質量％）の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を２．０以下とすることが重要である。
【００１５】
（ｂ）上記の介在物中における比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を２．０以下とするためには、スラグ中のＣａＯ成分の含有量（質量％）とＡｌ₂Ｏ₃成分の含有量（質量％）の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値を０．８〜１．２に調整するとともに、ＣａＯ成分の含有量（％）とＳｉＯ₂成分の含有量（質量％）の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値を０．５〜２．０に調整して精錬することが有効である。
【００１６】
本発明は、上記の知見に基き完成させたものであり、その要旨は、下記に示す電磁鋼板の製造方法にある。
「質量％で、Ｃ：０．００４％以下、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜０．６％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０００６％未満、Ｐ：０．０３〜０．２％、Ｓ：０．０３５％以下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる無方向性電磁鋼板の製造方法であって、脱炭後の溶鋼を取鍋内において、スラグ中のＣａＯ質量％とＡｌ₂Ｏ₃質量％との比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃を０．８〜１．２、およびＣａＯ質量％とＳｉＯ₂質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ₂を０．５〜２．０に調整して精錬する電磁鋼板の製造方法。」
なお、以下の説明において、鋼中の成分元素の含有量およびスラグ中の成分の含有量は、質量％により表すものとする。
本発明において「取鍋内において精錬する」とは、転炉などによる脱炭精錬後に、ＲＨ、ＤＨなどの真空脱ガス処理あるいは不活性ガスの吹き込みにより、取鍋内の溶鋼を精錬することをいう。
【００１７】
本発明者らは、先に述べた課題を解決するために、下記に示す試験を行った。
【００１８】
図１は、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯと鉄損との関係を示す図であり、本発明者らが先に提出した特許文献５において明らかにした関係である。上記の成分を有する鋼は、一般の電磁鋼板よりも著しくＡｌ含有量が低いため、介在物中のＭｎＯおよびＦｅＯ成分が磁気特性に大きく影響し、かつ、両者の含有量の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値が２以下であることが重要である。
【００１９】
そこで、さらに、上記の鋼成分組成を有し、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値が２．０以下となる介在物を含有する鋼材を安定して製造できる新たな方法を検討した。
【００２０】
介在物の組成を制御する方法としては、脱酸方法を適正化する方法と、スラグ成分組成を制御しスラグ−メタル間反応を利用する方法の２種類がある。本発明者らは、特許文献５において脱酸方法を適正化する方法を提案した。
【００２１】
一方、スラグ成分組成を制御する場合には、スラグ−メタル間反応を活用するため、脱酸法とは異なる手法の制御となるが、スラグ成分組成の制御の場合であっても、介在物を制御し、高い磁気特性が得られると考えた。そこで、本発明ではスラグ組成を変化させ、以下の検討を行った。
【００２２】
Ｃ：０．００２％未満、Ｓｉ：０．２〜０．８％、Ｍｎ：０．２５〜０．５％、Ｐ：０．０９％以下、Ｓ：０．００１〜０．０２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０００６％未満、Ｎ：０．００３％未満、およびＯ（酸素）：０．００２５〜０．０１５％を含有する鋼２００ｋｇを実験室的に溶解した。
【００２３】
さらに、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂からなる４ｋｇのフラックスを溶鋼表面に添加し、スラグを形成させた。スラグ組成の調整は、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂の配合量を予め所定の割合で調整することにより行った。スラグサンプルの採取は、前記の溶鋼を鋼塊として鋳造する直前に溶鋼表面のスラグから採取した。
【００２４】
鋼塊の中央部から長手方向に、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ１５ｍｍの鋼片を６枚切り出し、１２００℃で１時間均熱処理した。その後、３パスの熱間圧延を施し、８５０℃で熱間仕上圧延を行い、厚さ３ｍｍの熱延鋼板を得た。この熱延鋼板の両面を研削して厚さ２．３ｍｍとし、さらに冷間圧延を施して厚さ０．５ｍｍの冷延鋼板とした。このようにして得られた冷延鋼板を７５０℃に急速加熱して３０秒間保持する焼鈍を施し、無方向性電磁鋼板とした。
【００２５】
この鋼板から、圧延方向と直角方向に幅３ｃｍ、長さ１０ｃｍの試験片を打ち抜きによって作製し、７５０℃にて２時間の磁性焼鈍を行った。
【００２６】
このようにして得られた試験片について、エプスタイン試験器を用い、ＪＩＳＣ２５５０に規定される方法に準じて磁気特性（鉄損）を測定した。また、臭素−メタノール法により、鋼中の介在物を抽出し、それに含まれる元素の分析およびＥＰＭＡ観察により介在物の組成分析を行い、介在物組成と磁気特性との関係を調査した。
【００２７】
図２は、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値と介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値との関係を示す図である。
【００２８】
同図の結果から、スラグ中における比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８未満では、スラグ中における比ＣａＯ／ＳｉＯ₂がどのような値の場合であっても、介在物中における比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を２．０以下とすることはできないことがわかる。また、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が１．２を超えても、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を２．０以下とすることは困難であり、しかも、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値は、ばらつきが大きくなる。
これに対して、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８〜１．２の範囲の場合には、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が０．８〜１．５の範囲にある場合に限り、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を２．０以下とすることができるが、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が０．１〜０．５および２．５〜８の場合においては、いずれの場合も、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を２．０以下とすることは難しい。
【００２９】
このような結果から、介在物の組成制御にはスラグ組成が強く影響しており、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値および比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が上記の特定の範囲に存在している場合に、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を容易に２．０以下とすることができることがわかる。
そこで、この特定の範囲をさらに明確化するために、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の影響を調査した。なお、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃は、図２において良好な結果の得られた範囲を考慮して、１．０〜１．１に調整した。
【００３０】
図３は、スラグ中の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値と介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値との関係を示す図である。同図の結果によれば、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５〜２．０の場合に、比ＭｎＯ／ＦｅＯは安定して２．０以下となる。
【００３１】
上述の図１〜図３に示す結果から、本発明に係る電磁鋼板の鋼成分組成を有し、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯを２．０以下とするためには、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃を０．８〜１．２とし、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂を０．５〜２．０としたスラグを用いて精錬する必要のあることが判明した。
【００３２】
以下に、これらの理由を説明する。
比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃が低い場合は、スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃の活量が高く、スラグ中Ａｌ₂Ｏ₃と、Ａｌおよび酸素との平衡により酸素活量が上昇し、溶鋼中の酸素濃度が上昇する。この酸素濃度の上昇により、Ｍｎ脱酸が進行しやすくなり、その結果、介在物中のＭｎＯの濃度が増加する。
【００３３】
これに対して、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃が高い場合は、スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃の活量が低く、酸素濃度が低下する。このため、Ｍｎ脱酸が進行しにくくなり、介在物中のＭｎＯ濃度が低下し、比ＭｎＯ／ＦｅＯは低下しやすくなる。しかし、実際にはスラグの融点が上昇することによりスラグの液相率が低下し、スラグ−溶鋼間反応が停滞するため、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の上昇の効果が現れにくくなる。図２に示される試験結果において、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃が高い領域で、ばらつきが大きくなっているのは、このためである。
【００３４】
比ＣａＯ／ＳｉＯ₂が低い場合は、スラグ中のＳｉＯ₂の活量が増加し、スラグ中のＳｉＯ₂と、溶鋼中のＳｉおよび酸素との平衡により酸素活量が上昇するため、溶鋼中の酸素濃度が増加する。したがって、この酸素濃度の上昇により、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃が低い場合と同様に、Ｍｎ脱酸が進行し、介在物中のＭｎＯ濃度が増加する。
【００３５】
比ＣａＯ／ＳｉＯ₂が高い場合は、スラグ中のＳｉＯ₂の活量が低下し、溶鋼中の酸素濃度が低下する。スラグ中ＳｉＯ₂の濃度が１０％よりも低くなると、急激にＳｉＯ₂活量が低下し、最終的にＳｉＯ₂活量は０．００５程度となる。この結果、溶鋼中の酸素濃度は著しく低下する。溶鋼中酸素濃度が過度に低下すると、ＦｅＯ濃度が著しく低下し、その結果、比ＭｎＯ／ＦｅＯの値は増加することとなる。
【００３６】
図４は、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値と鉄損（Ｗ_15/50）との関係を示す図である。同図の結果は、前記の図２に示した試験材について、その磁気特性を調査して得られたものである。
【００３７】
同図の結果から、スラグ中における比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８未満または１．２を超える場合には、スラグ中の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂がどのような値の場合であっても、鉄損の値は５Ｗ／ｋｇを超え、磁気特性は不良である。
これに対して、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８〜１．２の範囲の場合には、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が０．８〜１．５の範囲にある場合に限り、鉄損値を５Ｗ／ｋｇ以下とすることができる。
【００３８】
このような結果から、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃および比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が上記の特定の範囲に存在している場合に、鉄損値を５Ｗ／ｋｇ以下良好な値とすることができることが判明した。
そこで、この特定の範囲をさらに明確化するために、前記の図３と同様に、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の影響を調査した。
【００３９】
図５は、スラグ中の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値と鉄損値との関係を示す図である。
同図の結果から、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８〜１．２の範囲であって、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が０．５〜２．０の範囲にある場合に限り、鉄損値を５Ｗ／ｋｇ以下とすることができることが判明した。
以上、説明したとおり、スラグ組成を調整することにより、介在物組成を制御し、それにより高い磁気特性の鋼板を安定して確保できることが確認された。また、そのためのスラグ組成の範囲は、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８〜１．２の範囲にあり、且つ、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が０．５〜２．０の範囲に存在する必要がある。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明において、無方向性電磁鋼板の化学組成、および取鍋スラグ組成を前記のように規定した理由について説明する。
（１）鋼板の化学組成
Ｃ：０．００４％以下：
Ｃは、炭化物として析出し、鋼板の磁気特性を低下させるので、その含有量は低いほどよい。特に、Ｃ含有量が０．００４％を超えて高くなると磁気時効が生じるため、Ｃ含有量は０．００４％以下とする。なお、Ｃは、磁気特性にとって好ましくない（１１１）結晶方位粒の成長を抑制するので、その含有量は０．０００３％以上とすることが好ましい。
【００４１】
Ｓｉ：０．１〜１．０％：
Ｓｉは、鋼板の固有抵抗を高めるので、その含有量は高いほど鉄損が小さくなる。しかしながら、Ｓｉ含有量が１．０％を超えて高くなると窒化物が形成され、これにより鉄損が劣化（増加）するので、その含有量は１．０％以下とする。一方、Ｓｉ含有量が０．１％未満では、製鋼過程における脱酸が弱くなり、介在物中のＦｅＯ含有量が増加しやすく、前述のとおり、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値の制御が困難となるため、その含有量は０．１％以上とする。好ましい範囲は、０．２５〜０．８％である。
【００４２】
Ｍｎ：０．２〜０．６％：
Ｍｎも鋼板の固有抵抗を高める効果があるので、Ｍｎ含有量は高いほど鉄損は小さくなる。Ｍｎ含有量が０．２％未満では、Ｍｎの効果がほとんど認められなくなるので、Ｍｎ含有量は０．２％以上とすることが必要である。一方、Ｍｎ含有量が０．６％を超えて高くなると、コストの増加に対する効果の増加割合が低減するので、Ｍｎ含有量は０．６％以下とする。好ましくは、０．３〜０．５％である。
【００４３】
ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶Ａｌ）：０．０００６％以下：
Ａｌは、脱酸に有効な元素であるが、窒化物などを形成しやすいので、その含有量は低いほど良い。また、磁気特性のばらつきを増大させる原因となるので、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０００６％以下とする。磁気特性のばらつきがさらに一層小さくなる好ましいｓｏｌ．Ａｌの範囲は０．０００４％以下である。
【００４４】
Ｐ：０．０３〜０．２％：
Ｐ含有量が０．２％を超えて高くなると、鋼板の脆化が著しくなり、一方、Ｐ含有量が０．０３％未満となると、鋼板の打ち抜き性が低下する。そこで、Ｐ含有量は、０．０３〜０．２％とする。好ましくは、Ｐ含有量は０．１３％以下とする。
【００４５】
Ｓ：０．０３５％以下：
Ｓ含有量が０．０３５％を超えて高くなると、ＭｎＳが形成され、鉄損が十分に向上しないので、その含有量は０．０３５％以下とする。Ｓ含有量は、低いほど磁気特性は向上する。Ｓ含有量の好ましい範囲は０．０１％以下であり、より好ましい範囲は０．００６％以下である。
【００４６】
Ｎ：０．００４％以下：
Ｎは、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉなどと窒化物を形成し、磁気焼鈍時の結晶粒成長を妨げるので、その含有量は０．００４％以下とする。なお、Ｎは、Ｃと同様に、磁気特性にとって好ましくない（１１１）結晶方位粒の成長を抑制するので、その含有量は０．０００３％以上とすることが好ましい。
【００４７】
好ましい化学組成の範囲：
Ｏ（酸素）：０．００３〜０．０１２％
Ｏは、鋼中で酸化物を形成し、結晶粒の成長を抑制する。本発明においては、Ｏ含有量は限定しないが、その含有量は０．０１２％以下とすることが好ましい。さらに好ましくは、０．００７％以下である。一方、Ｏの含有量を０．００３％未満にしようとすると、脱酸のためのコストが増大するので、含有量は０．００３％以上であることが好ましい。
【００４８】
なお、本発明において、Ｏ（酸素）含有量とは、介在物中の酸素も含めた鋼中の全酸素量をいう。
（２）精錬時における取鍋スラグの化学組成
比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃：０．８〜１．２、および比ＣａＯ／ＳｉＯ₂：０．５〜２．０：
前記のとおり、取鍋スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が０．８〜１．２の範囲であって、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が０．５〜２．０の範囲にある場合に限り、鉄損値を５Ｗ／ｋｇ以下とすることができる。そこで、スラグ組成の範囲は、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃が０．８〜１．２の範囲にあり、且つ、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５〜２．０の範囲とした。
【００４９】
なお、スラグ量の低減および低酸素化の観点から、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の好ましい範囲は１．０〜１．１５であり、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の好ましい範囲は０．７〜１．５である。
（３）製造方法
転炉精錬後の溶鋼をＲＨ真空脱ガス処理し、さらに連続鋳造する方法により、本発明が対象とする無方向性電磁鋼板を製造する場合を例にとり、説明する。
【００５０】
転炉による脱炭精錬の後、溶鋼を取鍋内へ出鋼し、その取鍋をＲＨ式真空脱ガス装置へ移動する。転炉からの出鋼時に、合金、生石灰（ＣａＯ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、および珪石（ＳｉＯ₂）を添加し、スラグ組成が本発明の範囲内に入るように調整する。なお、各酸化物の必要添加量は、転炉からの流出スラグ量および成分、合金添加量などから計算により求め、それらの必要量を投入する。ＲＨ脱ガス装置により、減圧下で仕上げ脱炭を行い、溶鋼中のＣ含有量を０．００４％以下まで低下させる。
【００５１】
Ｓｉは脱酸元素であるので、ＲＨ脱ガス装置により脱炭処理を行う前にＳｉを添加すると、脱炭速度が著しく低下する。このため、ＲＨ脱炭処理以前にはＳｉを添加しないのが一般的である。ＲＨ脱炭後に、溶鋼中のＳおよびＰ含有量を調整し、ＳｉおよびＭｎを添加する。溶鋼中にＳおよびＰを添加する場合は、必要量に応じた量を添加すればよく、また、添加時期は、ＳｉやＭｎの添加前であっても添加後であってもよい。
【００５２】
本発明法にしたがってスラグ組成を調整する場合には、脱酸元素の添加順序や添加量を特に制限する必要はない。なお、スラグ組成を制御しない場合の適正脱酸方法は、前記の特許文献５において示したとおり、Ａｌ添加量（質量）とＳｉ添加量（質量）との比を０．８５以下とする方法を併用することも可能である。前記の脱酸方法を併用することにより、介在物組成の制御性、すなわち介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの制御精度が向上する。
【００５３】
スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃などの低級酸化物の含有量は、低い方が好ましい。これらの合計含有量は１５％以下であることが好ましく、さらには８％以下であることが好ましい。低級酸化物の含有量が８％を超えて高くなると溶鋼の清浄度が悪化する場合があり、１５％を超えるとスラグによる制御効果が小さくなり、精錬時間が長くなる場合がある。
【００５４】
本発明は、転炉精錬した溶鋼をＲＨ脱ガス処理し、さらに連続鋳造するプロセスにおいて実施することにより、十分な効果が得られるが、さらに大きな効果を得たい場合には、ＲＨ脱ガス処理の前または後に、不活性ガス吹き込み精錬などを行い、スラグ−メタル間反応を促進させてもよい。また、このガス吹き込み精錬中に、ＣａＯやＳｉＯ₂を投入してスラグ組成を制御してもよい。
【００５５】
ＲＨ脱ガス処理により成分調整を終了した溶鋼を連続鋳造装置により鋳造して鋳片とし、その鋳片に熱間圧延、続いて冷間圧延を施して電磁鋼板とする。
【００５６】
熱間圧延の条件は、通常の電磁鋼鈑の製造の際に行われる条件でよいが、熱間圧延の仕上げ温度は、８００〜（８８０＋５０［％Ｓｉ］）℃（ここで、［％Ｓｉ］は、鋼板中のＳｉ含有量を表す）であることが好ましい。熱間圧延の仕上げ温度が８００℃未満であると、鋼板のミクロ組織が微細な未再結晶組織となり、磁束密度が低下する。また、仕上げ温度が（８８０＋５０［％Ｓｉ］）℃を超えて高いと、Ａｒ3変態により微細な組織が生成し、磁束密度が低下する。
【００５７】
【実施例】
転炉にて脱炭および脱硫精錬した溶鋼２３０ｔを取鍋内に出鋼し、取鍋をＲＨ脱ガス装置に移動させた。出鋼時にスラグにＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂を添加し、スラグ組成を変化させた。
【００５８】
本発明例の試験では、実績から求めた流出スラグ量、出鋼温度、溶鋼組成、合金添加量に基き、取鍋内スラグ組成を算出し、本発明のスラグ組成となるように、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂の添加量を調整した。一方、比較例の試験では、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂のいずれをも全く添加しないか、またはＣａＯのみを一律に５００ｋｇ添加した。ＡｌまたはＳｉなどの合金添加量は、本発明例および比較例の各試験ともに同一量とした。
【００５９】
ＲＨ脱ガス装置により減圧脱炭を行い、溶鋼中のＣ含有量を０．００４％以下とした後に、溶鋼中のＳ含有量を０．０１８〜０．０２１％、Ｐ含有量を０．０８９〜０．０９２％、Ｍｎ含有量を０．２５〜０．３％に調整した。成分調整後Ｓｉを添加した。溶鋼温度が低い場合は引き続き、酸素ガスを吹き付けて昇温処理を行った。
【００６０】
成分調整および温度調整後、ＲＨ脱ガス処理を終了し、得られた溶鋼を連続鋳造装置に供給してスラブとした。
【００６１】
スラブを加熱炉内で１２００℃まで加熱し、仕上げ温度８６０〜８７０℃で熱間圧延し、厚さ２．５ｍｍの鋼板とした。次いで、この鋼板を厚さ０．５ｍｍまで冷間圧延し、７７０℃にて仕上げ焼鈍した。仕上げ焼鈍後、絶縁皮膜を塗布し、その厚さを約０．２μｍとした。
【００６２】
このようにして得られた鋼板から幅３ｃｍ、長さ１０ｃｍのエプスタイン試験片を採取し、窒素雰囲気中において７５０℃で２時間保持する磁性焼鈍を施した。エプスタイン法により磁気特性を測定し、同時に、臭素−メタノール法により鋼中介在物の抽出および介在物中に含まれる元素分析を行って、介在物の成分および組成を調査した。
【００６３】
表１および表２に、ＲＨ処理終了時のスラグ成分組成、圧延後の鋼（鋼板）の化学組成、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯ、および鉄損の各値を示す。
【００６４】
【表１】

【００６５】
【表２】

【００６６】
試験番号１〜１０は、本発明例についての試験であり、鋼板の成分組成が本発明で規定する範囲内にあり、かつ、ＣａＯなどを適量添加することにより、取鍋内スラグの成分組成を本発明の範囲内に調整した試験である。これらの試験では、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値は、全て２．０以下に制御されており、その結果、鉄損（Ｗ_15/50）の値は、いずれも５．０Ｗ／ｋｇ以下と良好な結果が得られている。
これに対して、試験番号１１〜２０は、比較例についての試験であり、鋼板の成分組成は、本発明で規定する範囲内にあるが、取鍋内スラグの成分組成を調整しなかったか、または一律に定めたＣａＯ添加量では本発明の範囲内に調整されなかった試験である。
【００６７】
試験番号１１は、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値は本発明の範囲内であるが、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が本発明で規定する範囲よりも低過ぎるため、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値が２．０を超えて高くなり、その結果、鉄損の値は５．０Ｗ／ｋｇを超え、磁気特性の劣った結果となっている。試験番号１２は、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値は本発明の範囲内であるが、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂が本発明で規定する範囲よりも高過ぎることから、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値は２．０を超え、その結果、鉄損が高く磁気特性の劣った結果となっている。試験番号１３および１４は、スラグ中の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値は本発明で規定する範囲内にあるが、比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値が本発明で規定する範囲を外れていることから、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値が２．０を超え、鉄損が高く磁気特性の劣った結果となっている。
試験番号１５〜２０は、いずれも、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃および比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値がともに本発明で規定する範囲を外れているため、鉄損が高く磁気特性の劣った結果となっている。
上述のとおり、脱炭後の溶鋼を取鍋内において、スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃を０．８〜１．２とし、かつ、比ＣａＯ／ＳｉＯ₂を０．５〜２．０に調整して精錬することにより、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値は２．０以下に制御され、鉄損の少ない優れた磁気特性を有する電磁鋼板が得られることが確認された。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、取鍋スラグの成分組成を調整することにより、介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値を制御し、磁気特性を高めた無方向性電磁鋼板を安定して容易に製造することができるので、電磁鋼板製造技術の発展に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値と鉄損との関係を示す図である。
【図２】スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値と介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値との関係を示す図である。
【図３】スラグ中の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値と介在物中の比ＭｎＯ／ＦｅＯの値との関係を示す図である。
【図４】スラグ中の比ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の値と鉄損との関係を示す図である。
【図５】スラグ中の比ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値と鉄損との関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a non-oriented electrical steel sheet, and more specifically, non-directional excellent in magnetic properties after being shipped and processed by a user such as punching and assembled into an iron core, followed by magnetic annealing. The present invention relates to a method for manufacturing a conductive electrical steel sheet.
[0002]
[Prior art]
Magnetic steel sheets, which are iron core materials used in transformers and motors, are required to have high magnetic properties such as low iron loss and high magnetic flux density. Furthermore, in recent years, higher magnetic properties are required than in the past from the viewpoint of energy saving. For this reason, many steel plates having higher magnetic properties have been proposed, and a refining method for efficiently producing them has also been proposed. Furthermore, in addition to optimization of steel components, composition control of non-metallic inclusions in steel has come to be performed.
[0003]
In Patent Document 1, C: 0.015% or less, Si: 0.1 to 1.0%, sol. In a non-oriented electrical steel sheet including Al: 0.001 to 0.005%, Mn: 1.5% or less, S: 0.008% or less, SiO in steel ₂ , MnO, Al ₂ O _Three A magnetic steel sheet with a low iron loss is disclosed in which the ratio of the mass of MnO to the total mass of the three types of inclusions is 15% or less.
In Patent Document 2, C: 0.015% or less, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 1.5% or less, sol. Al: 0.0005% or more and less than 0.0010%, SiO in steel ₂ , MnO, Al ₂ O _Three The ratio of the mass of MnO to the total mass of the three types of inclusions is 15% or less, SiO ₂ An electrical steel sheet having a low iron loss after magnetic annealing with a mass ratio of 75% or more is disclosed.
[0004]
Further, in Patent Document 3, in mass%, C: 0.01% or less, Si: 0.05 to 0.55%, Al: 0.004% or less, S: 0.01% or less, and 0. 1% or more and Mn in a range represented by (Mn—Si) ≦ 0.5%, and further MnO mass% of oxides present in steel and SiO 2 ₂ % By weight MnO / SiO ₂ Is directed to a non-oriented electrical steel sheet having a surface roughness of 0.3 or less, and it is said that an electrical steel sheet excellent in surface shape with few scale defects is obtained.
[0005]
As described above, in the prior art, high magnetic properties can be obtained by optimizing the steel component or the inclusion composition, or both.
[0006]
Furthermore, a method for adding a deoxidizer, an order of addition, an amount of addition, and the like for controlling the steel composition and inclusion composition more stably and appropriately have been proposed.
[0007]
In Patent Document 4, the slag basicity (CaO / SiO2) is refined by a ladle refining furnace. ₂ ) Is adjusted to a range of 2 to 10, and FeSi or SiMn alloy is further added to perform deoxidation and component adjustment, and a method for producing an electrical steel sheet with less inclusions to reduce the S content is disclosed. This document proposes a method of tertiary refining of molten steel that has undergone secondary refining using an RH degasser.
[0008]
However, in the prior art, the steel component or the inclusion composition cannot be controlled within an appropriate range, and the magnetic characteristics may not be sufficiently improved. Furthermore, in recent years, energy saving has become an important issue, and there is a demand for more efficient electrical equipment than ever.
[0009]
For this reason, there is a need for an electromagnetic steel plate with even higher magnetic properties. In addition, when the magnetic properties of the manufactured electromagnetic steel sheet are unstable, the product yield is reduced, and the manufacturing cost of the electromagnetic steel sheet increases.
[0010]
As described above, it is important to secure high magnetic characteristics and at the same time improve the product yield. However, the conventional technology cannot sufficiently meet such a demand. Patent Document 4 discloses a technique for controlling the slag composition. This slag composition is mainly intended for desulfurization, and in addition to the converter and the RH degassing process, the ladle refining process. There was also a problem in the process of adding.
[0011]
In addition, the present inventors filed a patent application regarding a non-oriented electrical steel sheet and a method for manufacturing the non-oriented electrical steel sheet (Patent Document 5).
[Patent Document 1]
JP-A-63-195217 (claims, page 2, lower left column, line 13 to lower right column, line 13)
[Patent Document 2]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-150248 (Claims, paragraph [0006])
[Patent Document 3]
JP 10-147849 A (claims, paragraph [0007])
[Patent Document 4]
JP-A-6-128618 (Claims, paragraph [0009])
[Patent Document 5]
Japanese Patent Application No. 2002-124112
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The subject of this invention is providing the manufacturing method which can supply the non-oriented electrical steel plate which has the outstanding magnetic characteristic stably in view of the above-mentioned problem.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have studied the above-mentioned conventional problems and obtained the following findings (a) and (b).
[0014]
(A) In order to produce an electrical steel sheet having excellent magnetic properties and a low Al content, the ratio of the content (mass%) of the MnO component in the inclusions to the content (mass%) of the FeO component MnO / FeO It is important that the value of be 2.0 or less.
[0015]
(B) In order to set the ratio MnO / FeO in the inclusions to 2.0 or less, the content (mass%) of the CaO component in the slag and Al ₂ O _Three Component content (mass%) ratio CaO / Al ₂ O _Three Is adjusted to 0.8 to 1.2, and the CaO component content (%) and SiO ₂ Ratio of component content (% by mass) CaO / SiO ₂ It is effective to refine by adjusting the value of 0.5 to 2.0.
[0016]
This invention is completed based on said knowledge, The summary exists in the manufacturing method of the electrical steel sheet shown below.
“In mass%, C: 0.004% or less, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.2 to 0.6%, sol. Al: less than 0.0006%, P: 0.03 -0.2%, S: 0.035% or less, N: 0.004% or less, a method for producing a non-oriented electrical steel sheet with the balance being Fe and impurities, In the ladle, CaO mass% in the slag and Al ₂ O _Three Ratio with mass% CaO / Al ₂ O _Three 0.8 to 1.2, and CaO mass% and SiO ₂ Ratio with mass% CaO / SiO ₂ The manufacturing method of the electrical steel sheet which refines by adjusting to 0.5-2.0. "
In the following description, the content of component elements in steel and the content of components in slag are expressed by mass%.
In the present invention, “refining in the ladle” means refining the molten steel in the ladle by vacuum degassing treatment such as RH or DH or blowing of inert gas after decarburization refining by a converter or the like. Say.
[0017]
In order to solve the above-described problems, the present inventors conducted the following tests.
[0018]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the ratio MnO / FeO in the inclusions and the iron loss, and is the relationship clarified in Patent Document 5 previously submitted by the present inventors. Since the steel having the above components has a significantly lower Al content than that of a general electrical steel sheet, the MnO and FeO components in the inclusion greatly affect the magnetic properties, and the ratio of both contents is MnO / FeO. It is important that the value is 2 or less.
[0019]
Therefore, a new method for stably producing a steel material having the above steel component composition and containing inclusions having a specific MnO / FeO value of 2.0 or less was studied.
[0020]
There are two methods for controlling the composition of inclusions: a method for optimizing the deoxidation method, and a method for controlling the slag component composition and utilizing a slag-metal reaction. The present inventors have proposed a method for optimizing the deoxidation method in Patent Document 5.
[0021]
On the other hand, when controlling the slag component composition, in order to utilize the slag-metal reaction, the control is different from the deoxidation method. We thought that high magnetic properties could be obtained by controlling. Therefore, in the present invention, the slag composition was changed and the following examination was performed.
[0022]
C: Less than 0.002%, Si: 0.2-0.8%, Mn: 0.25-0.5%, P: 0.09% or less, S: 0.001-0.02%, sol . 200 kg of steel containing Al: less than 0.0006%, N: less than 0.003%, and O (oxygen): 0.0025 to 0.015% were melted in the laboratory.
[0023]
In addition, CaO, Al ₂ O _Three And SiO ₂ 4 kg of flux consisting of was added to the molten steel surface to form slag. Adjustment of slag composition is CaO, Al ₂ O _Three And SiO ₂ This was carried out by adjusting the blending amount in advance at a predetermined ratio. The slag sample was collected from the slag on the surface of the molten steel immediately before casting the molten steel as a steel ingot.
[0024]
Six steel pieces each having a length of 400 mm, a width of 400 mm, and a thickness of 15 mm were cut out from the center of the steel ingot in the longitudinal direction and subjected to soaking at 1200 ° C. for 1 hour. Thereafter, hot rolling of 3 passes was performed, and hot finish rolling was performed at 850 ° C. to obtain a hot rolled steel sheet having a thickness of 3 mm. Both surfaces of this hot-rolled steel plate were ground to a thickness of 2.3 mm, and further cold-rolled to obtain a cold-rolled steel plate having a thickness of 0.5 mm. The cold-rolled steel sheet thus obtained was rapidly heated to 750 ° C. and annealed for 30 seconds to obtain a non-oriented electrical steel sheet.
[0025]
From this steel plate, a test piece having a width of 3 cm and a length of 10 cm in a direction perpendicular to the rolling direction was produced by punching, and magnetic annealing was performed at 750 ° C. for 2 hours.
[0026]
The test piece thus obtained was measured for magnetic properties (iron loss) according to the method defined in JISC 2550 using an Epstein tester. In addition, inclusions in steel were extracted by bromine-methanol method, and the composition of inclusions was analyzed by analyzing elements contained therein and observing EPMA, and the relationship between the inclusion composition and magnetic properties was investigated.
[0027]
Figure 2 shows the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three It is a figure which shows the relationship between the value of and the value of ratio MnO / FeO in inclusions.
[0028]
From the results in the figure, the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three If the value of is less than 0.8, the ratio CaO / SiO in the slag ₂ It can be seen that the value of the ratio MnO / FeO in the inclusion cannot be made 2.0 or less regardless of the value of. Also, the ratio CaO / Al ₂ O _Three Even if the value exceeds 1.2, it is difficult to make the value of the ratio MnO / FeO 2.0 or less, and the value of the ratio MnO / FeO varies greatly.
In contrast, the ratio CaO / Al ₂ O _Three In the range of 0.8 to 1.2, the ratio CaO / SiO ₂ The ratio MnO / FeO can be made 2.0 or less only when the value is in the range of 0.8 to 1.5, but the ratio CaO / SiO ₂ In the case where the value is 0.1 to 0.5 and 2.5 to 8, in any case, it is difficult to set the ratio MnO / FeO to 2.0 or less.
[0029]
From these results, the composition control of inclusions is strongly influenced by the slag composition, and the ratio CaO / Al ₂ O _Three Value and ratio CaO / SiO ₂ It can be seen that the value of the ratio MnO / FeO can be easily reduced to 2.0 or less when the value of is present in the above specific range.
Therefore, in order to further clarify this specific range, the ratio CaO / SiO ₂ The effect of was investigated. The ratio CaO / Al ₂ O _Three Was adjusted to 1.0 to 1.1 in consideration of the range in which good results were obtained in FIG.
[0030]
FIG. 3 shows the ratio CaO / SiO in the slag. ₂ It is a figure which shows the relationship between the value of and the value of ratio MnO / FeO in inclusions. According to the result of the figure, the ratio CaO / SiO ₂ Is 0.5 to 2.0, the ratio MnO / FeO is stably 2.0 or less.
[0031]
From the results shown in FIGS. 1 to 3 described above, in order to have the steel component composition of the electrical steel sheet according to the present invention and to make the ratio MnO / FeO in the inclusions 2.0 or less, the ratio CaO / Al ₂ O _Three 0.8 to 1.2, and the ratio CaO / SiO ₂ It became clear that it was necessary to refine using slag with 0.5 to 2.0.
[0032]
Hereinafter, these reasons will be described.
Ratio CaO / Al ₂ O _Three Is low, Al in slag ₂ O _Three High activity, Al in slag ₂ O _Three And, the oxygen activity increases due to the equilibrium between Al and oxygen, and the oxygen concentration in the molten steel increases. This increase in oxygen concentration facilitates Mn deoxidation, and as a result, the concentration of MnO in the inclusions increases.
[0033]
In contrast, the ratio CaO / Al ₂ O _Three Is high, Al in the slag ₂ O _Three Activity is low and the oxygen concentration decreases. For this reason, Mn deoxidation does not proceed easily, the MnO concentration in the inclusions decreases, and the ratio MnO / FeO tends to decrease. However, as the melting point of slag rises, the liquid phase ratio of slag decreases and the reaction between slag and molten steel stagnates. ₂ O _Three The effect of rising is less likely to appear. In the test results shown in FIG. 2, the ratio CaO / Al ₂ O _Three This is the reason why the variation is large in the region where is high.
[0034]
Ratio CaO / SiO ₂ Is low, SiO in slag ₂ Activity increases, and SiO in slag ₂ Since the oxygen activity increases due to equilibrium between Si and oxygen in the molten steel, the oxygen concentration in the molten steel increases. Therefore, the increase in the oxygen concentration causes the ratio CaO / Al ₂ O _Three As in the case of low, Mn deoxidation proceeds and the MnO concentration in the inclusions increases.
[0035]
Ratio CaO / SiO ₂ Is high, SiO in slag ₂ The activity of is reduced, and the oxygen concentration in the molten steel is reduced. SiO in slag ₂ When the concentration of Si is lower than 10%, SiO abruptly ₂ The activity decreases and finally SiO ₂ The activity is about 0.005. As a result, the oxygen concentration in the molten steel is significantly reduced. When the oxygen concentration in the molten steel is excessively decreased, the FeO concentration is significantly decreased, and as a result, the value of the ratio MnO / FeO is increased.
[0036]
Figure 4 shows the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three Value and iron loss (W _15/50 FIG. The results shown in the figure are obtained by investigating the magnetic properties of the test material shown in FIG.
[0037]
From the results in the figure, the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three Is less than 0.8 or exceeds 1.2, the ratio CaO / SiO in the slag ₂ Whatever value is, the iron loss value exceeds 5 W / kg, and the magnetic properties are poor.
In contrast, the ratio CaO / Al ₂ O _Three In the range of 0.8 to 1.2, the ratio CaO / SiO ₂ The iron loss value can be 5 W / kg or less only when the value is in the range of 0.8 to 1.5.
[0038]
From these results, the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three And the ratio CaO / SiO ₂ It has been found that the iron loss value can be a good value of 5 W / kg or less when the value is in the above specific range.
Therefore, in order to further clarify this specific range, the ratio CaO / SiO as in FIG. ₂ The effect of was investigated.
[0039]
FIG. 5 shows the ratio CaO / SiO in the slag. ₂ It is a figure which shows the relationship between the value of and the iron loss value.
From the results in the figure, the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three Is in the range of 0.8 to 1.2, and the ratio CaO / SiO ₂ It has been found that the iron loss value can be 5 W / kg or less only when the value of is in the range of 0.5 to 2.0.
As described above, it has been confirmed that by adjusting the slag composition, the inclusion composition can be controlled, and thereby a steel plate having high magnetic properties can be secured stably. Moreover, the range of the slag composition for that is the ratio CaO / Al ₂ O _Three In the range of 0.8 to 1.2 and the ratio CaO / SiO ₂ Must be in the range of 0.5 to 2.0.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the reason why the chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet and the ladle slag composition are defined as described above will be described.
(1) Chemical composition of steel sheet
C: 0.004% or less:
Since C precipitates as carbides and lowers the magnetic properties of the steel sheet, the lower the content, the better. In particular, since magnetic aging occurs when the C content exceeds 0.004%, the C content is set to 0.004% or less. Note that C suppresses the growth of (111) crystal orientation grains, which is not preferable for the magnetic properties, so the content is preferably 0.0003% or more.
[0041]
Si: 0.1 to 1.0%:
Since Si increases the specific resistance of the steel sheet, the iron loss decreases as the content increases. However, if the Si content is higher than 1.0%, nitrides are formed, which causes iron loss to deteriorate (increase), so the content is made 1.0% or less. On the other hand, if the Si content is less than 0.1%, deoxidation in the steelmaking process is weakened, and the FeO content in the inclusions is likely to increase. As described above, the control of the ratio MnO / FeO ratio in the inclusions Therefore, the content is made 0.1% or more. A preferable range is 0.25 to 0.8%.
[0042]
Mn: 0.2 to 0.6%:
Since Mn also has the effect of increasing the specific resistance of the steel sheet, the iron loss decreases as the Mn content increases. If the Mn content is less than 0.2%, the effect of Mn is hardly recognized, so the Mn content needs to be 0.2% or more. On the other hand, when the Mn content is higher than 0.6%, the increase rate of the effect with respect to the increase in cost is reduced, so the Mn content is set to 0.6% or less. Preferably, it is 0.3 to 0.5%.
[0043]
sol. Al (acid-soluble Al): 0.0006% or less:
Al is an element effective for deoxidation, but nitrides and the like are easily formed, so the lower the content, the better. In addition, since it causes an increase in variation in magnetic characteristics, sol. Al content shall be 0.0006% or less. The preferred sol. In which variation in magnetic properties is further reduced. The range of Al is 0.0004% or less.
[0044]
P: 0.03-0.2%:
When the P content exceeds 0.2%, the steel sheet becomes markedly brittle. On the other hand, when the P content is less than 0.03%, the punchability of the steel sheet decreases. Therefore, the P content is 0.03 to 0.2%. Preferably, the P content is 0.13% or less.
[0045]
S: 0.035% or less:
If the S content exceeds 0.035%, MnS is formed and the iron loss is not sufficiently improved, so the content is set to 0.035% or less. The lower the S content, the better the magnetic properties. A preferable range of the S content is 0.01% or less, and a more preferable range is 0.006% or less.
[0046]
N: 0.004% or less:
N forms nitrides with Si, Mn, Al, Ti, etc., and prevents crystal grain growth during magnetic annealing, so its content is made 0.004% or less. Note that N, like C, suppresses the growth of (111) crystal orientation grains, which is not preferable for the magnetic properties, so the content is preferably 0.0003% or more.
[0047]
Preferred chemical composition range:
O (oxygen): 0.003 to 0.012%
O forms an oxide in the steel and suppresses the growth of crystal grains. In the present invention, the O content is not limited, but the content is preferably 0.012% or less. More preferably, it is 0.007% or less. On the other hand, if the content of O is to be less than 0.003%, the cost for deoxidation increases, so the content is preferably 0.003% or more.
[0048]
In the present invention, the O (oxygen) content refers to the total oxygen content in steel including oxygen in inclusions.
(2) Chemical composition of ladle slag during refining
Ratio CaO / Al ₂ O _Three : 0.8 to 1.2, and ratio CaO / SiO ₂ : 0.5 to 2.0:
As mentioned above, ratio CaO / Al in ladle slag ₂ O _Three Is in the range of 0.8 to 1.2, and the ratio CaO / SiO ₂ The iron loss value can be 5 W / kg or less only when the value of is in the range of 0.5 to 2.0. Therefore, the range of slag composition is the ratio CaO / Al ₂ O _Three Is in the range of 0.8 to 1.2, and the ratio CaO / SiO ₂ Was in the range of 0.5 to 2.0.
[0049]
From the viewpoint of reducing the amount of slag and reducing oxygen, the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three Is preferably 1.0 to 1.15, and the ratio CaO / SiO ₂ Is preferably 0.7 to 1.5.
(3) Manufacturing method
The case where the non-oriented electrical steel sheet targeted by the present invention is manufactured by the method of subjecting the molten steel after converter refining to RH vacuum degassing treatment and continuous casting will be described as an example.
[0050]
After decarburization refining by the converter, the molten steel is taken out into the ladle, and the ladle is moved to the RH type vacuum degasser. Alloys, quicklime (CaO), alumina (Al ₂ O _Three ), And silica (SiO ₂ To adjust the slag composition to fall within the scope of the present invention. In addition, the required addition amount of each oxide is calculated | required by calculation from the outflow slag amount and a component from a converter, an alloy addition amount, etc., and those required amounts are thrown in. Finish decarburization is performed under reduced pressure by the RH degassing apparatus, and the C content in the molten steel is reduced to 0.004% or less.
[0051]
Since Si is a deoxidizing element, if Si is added before decarburization with an RH degassing apparatus, the decarburization rate is significantly reduced. For this reason, it is common not to add Si before RH decarburization processing. After RH decarburization, S and P contents in the molten steel are adjusted, and Si and Mn are added. When S and P are added to the molten steel, an amount corresponding to the required amount may be added, and the addition time may be before or after the addition of Si or Mn.
[0052]
When adjusting the slag composition according to the method of the present invention, there is no need to particularly limit the order of addition and the amount of deoxidizing elements. In addition, the proper deoxidation method in the case of not controlling the slag composition is a method in which the ratio of the Al addition amount (mass) and the Si addition amount (mass) is 0.85 or less as shown in Patent Document 5 above. It can also be used in combination. By using the deoxidation method in combination, the controllability of the inclusion composition, that is, the control accuracy of the ratio MnO / FeO in the inclusion is improved.
[0053]
FeO, MnO, Fe in slag ₂ O _Three The lower oxide content such as is preferable. The total content of these is preferably 15% or less, and more preferably 8% or less. When the content of the lower oxide exceeds 8%, the cleanliness of the molten steel may deteriorate, and when it exceeds 15%, the control effect by the slag decreases and the refining time may increase.
[0054]
In the present invention, a sufficient effect can be obtained by carrying out the process in which the converter refined molten steel is subjected to RH degassing treatment and further continuous casting. An slag-metal reaction may be promoted by performing refining with an inert gas blow or the like before or after. Also, during this gas blowing refining, CaO and SiO ₂ May be added to control the slag composition.
[0055]
The molten steel whose component adjustment has been completed by the RH degassing treatment is cast into a slab by a continuous casting apparatus, and the slab is subjected to hot rolling and then cold rolling to obtain an electromagnetic steel sheet.
[0056]
The conditions for hot rolling may be the conditions used in the production of ordinary electromagnetic steel sheets, but the finishing temperature for hot rolling is 800 to (880 + 50 [% Si]) ° C. (where [% Si] Represents the Si content in the steel sheet). When the finishing temperature of hot rolling is less than 800 ° C., the microstructure of the steel sheet becomes a fine non-recrystallized structure, and the magnetic flux density decreases. On the other hand, when the finishing temperature is higher than (880 + 50 [% Si]) ° C., a fine structure is generated by Ar3 transformation, and the magnetic flux density is lowered.
[0057]
【Example】
230 t of molten steel decarburized and desulfurized and refined in a converter was put into the ladle, and the ladle was moved to the RH degasser. CaO, Al on slag when steeling ₂ O _Three Or SiO ₂ Was added to change the slag composition.
[0058]
In the test of the present invention example, the slag composition in the ladle is calculated based on the outflow slag amount, the steel output temperature, the molten steel composition, and the alloy addition amount obtained from the results, so that the slag composition of the present invention is obtained. ₂ O _Three Or SiO ₂ The addition amount of was adjusted. On the other hand, in the test of the comparative example, CaO, Al ₂ O _Three And SiO ₂ None of these were added at all, or only 500 kg of CaO was uniformly added. The amount of alloy such as Al or Si added was the same in each test of the present invention example and the comparative example.
[0059]
After performing decarburization under reduced pressure with an RH degassing apparatus and setting the C content in the molten steel to 0.004% or less, the S content in the molten steel is 0.018 to 0.021% and the P content is 0.089%. -0.092%, Mn content was adjusted to 0.25-0.3%. After component adjustment, Si was added. When the molten steel temperature was low, oxygen gas was blown to continue the temperature raising process.
[0060]
After the component adjustment and the temperature adjustment, the RH degassing process was terminated, and the obtained molten steel was supplied to a continuous casting apparatus to form a slab.
[0061]
The slab was heated to 1200 ° C. in a heating furnace and hot-rolled at a finishing temperature of 860 to 870 ° C. to obtain a steel plate having a thickness of 2.5 mm. Next, this steel plate was cold-rolled to a thickness of 0.5 mm and finish-annealed at 770 ° C. After the finish annealing, an insulating film was applied to a thickness of about 0.2 μm.
[0062]
An Epstein test piece having a width of 3 cm and a length of 10 cm was taken from the steel plate thus obtained and subjected to magnetic annealing that was held at 750 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Magnetic properties were measured by the Epstein method, and at the same time, inclusions in steel and elemental analysis contained in the inclusions were analyzed by bromine-methanol method to investigate the components and composition of the inclusions.
[0063]
Tables 1 and 2 show the slag component composition at the end of the RH treatment, the chemical composition of the steel (steel plate) after rolling, the ratio MnO / FeO in the inclusions, and the iron loss.
[0064]
[Table 1]

[0065]
[Table 2]

[0066]
Test Nos. 1 to 10 are tests on the present invention example, and the component composition of the steel sheet is within the range defined by the present invention, and the appropriate amount of CaO or the like is added to thereby adjust the component composition of the slag in the ladle This is a test adjusted within the scope of the present invention. In these tests, the values of the ratio MnO / FeO in the inclusions were all controlled to 2.0 or less, and as a result, the iron loss (W _15/50 ) Values of 5.0 W / kg or less are good results.
On the other hand, Test Nos. 11 to 20 are tests for comparative examples, and the component composition of the steel sheet is within the range defined in the present invention, but did not adjust the component composition of the slag in the ladle, Or it is a test that was not adjusted within the scope of the present invention with the uniformly added amount of CaO.
[0067]
Test number 11 is the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three Is within the scope of the present invention, but the ratio CaO / SiO ₂ Value is too lower than the range specified in the present invention, the value of the ratio MnO / FeO in the inclusion becomes higher than 2.0, and as a result, the value of iron loss exceeds 5.0 W / kg. This is a result of inferior magnetic properties. Test number 12 is the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three Is within the scope of the present invention, but the ratio CaO / SiO ₂ Is too higher than the range specified in the present invention, the value of the ratio MnO / FeO in the inclusion exceeds 2.0, and as a result, the iron loss is high and the magnetic properties are poor. Test numbers 13 and 14 are the ratio CaO / SiO in the slag. ₂ Is within the range defined by the present invention, but the ratio CaO / Al ₂ O _Three Is outside the range defined by the present invention, the value of the ratio MnO / FeO in the inclusions exceeds 2.0, resulting in high iron loss and poor magnetic properties.
As for test numbers 15-20, all are ratio CaO / Al in slag. ₂ O _Three And the ratio CaO / SiO ₂ Both of these values are out of the range defined in the present invention, resulting in high iron loss and poor magnetic properties.
As mentioned above, in the ladle after decarburization, the ratio CaO / Al in the slag ₂ O _Three 0.8 to 1.2, and the ratio CaO / SiO ₂ Is adjusted to 0.5 to 2.0, and the ratio MnO / FeO in the inclusions is controlled to 2.0 or less, and an electrical steel sheet having excellent magnetic properties with little iron loss is obtained. It was confirmed that
[0068]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, by adjusting the component composition of the ladle slag, the value of the ratio MnO / FeO in the inclusion is controlled, and the non-oriented electrical steel sheet with improved magnetic properties can be stably and easily obtained. Since it can be manufactured, it greatly contributes to the development of electromagnetic steel sheet manufacturing technology.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the value of ratio MnO / FeO in inclusions and iron loss.
Fig. 2 Ratio CaO / Al in slag ₂ O _Three It is a figure which shows the relationship between the value of and the value of ratio MnO / FeO in inclusions.
Fig. 3 Ratio CaO / SiO in slag ₂ It is a figure which shows the relationship between the value of and the value of ratio MnO / FeO in inclusions.
Fig. 4 Ratio CaO / Al in slag ₂ O _Three It is a figure which shows the relationship between the value of and iron loss.
FIG. 5: Ratio CaO / SiO in slag ₂ It is a figure which shows the relationship between the value of and iron loss.

Claims

% By mass: C: 0.004% or less, Si: 0.1-1.0%, Mn: 0.2-0.6%, sol. Non-oriented electrical steel sheet containing Al: less than 0.0006%, P: 0.03-0.2%, S: 0.035% or less, N: 0.004% or less, the balance being Fe and impurities In the ladle after decarburization, the ratio CaO / Al ₂ O ₃ in the slag between CaO mass% and Al ₂ O ₃ mass% is 0.8 to 1.2, and A method for producing an electrical steel sheet, comprising refining by adjusting a CaO / SiO ₂ ratio of CaO mass% to SiO ₂ mass% to 0.5 to 2.0.