JP5310510B2 - Method for producing grain-oriented electrical steel sheet - Google Patents

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Description

本発明は、変圧器の鉄心材料に好適な方向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet suitable for a core material of a transformer.

方向性電磁鋼板については、インヒビターと呼ばれる析出物を利用して仕上焼鈍中にGoss方位を有する粒を優先して二次再結晶させることが一般的な技術として使用されている。例えば、特許文献1に記載のAlN、MnSを使用する技術、特許文献2に記載のMnS、MnSeを使用する技術が工業的に実用化されている。これらのインヒビターを用いる方法は、1300℃以上という高温でのスラブ加熱を必要とするものの、安定して二次再結晶粒を発達させるために有用な方法である。さらには、これらのインヒビターの働きを強化するために、Pb、Sb、Nb、Teを副次的に利用する技術が特許文献3に、Zr、Ti、B、Nb、Ta、V、Cr、Moを副次的に利用する技術が特許文献4に、開示されている。   For grain-oriented electrical steel sheets, it is a common technique to preferentially recrystallize grains having Goss orientation during finish annealing using precipitates called inhibitors. For example, a technique using AlN and MnS described in Patent Document 1 and a technique using MnS and MnSe described in Patent Document 2 have been industrially put into practical use. Although the method using these inhibitors requires slab heating at a high temperature of 1300 ° C. or higher, it is a useful method for stably developing secondary recrystallized grains. Furthermore, in order to reinforce the action of these inhibitors, a technique that uses Pb, Sb, Nb, Te as a secondary agent is disclosed in Patent Document 3, Zr, Ti, B, Nb, Ta, V, Cr, Mo. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a technique that uses the secondarily.

しかし、インヒビターを利用する方向性電磁鋼板の製造においては、上述したとおり高温でのスラブ加熱を必要とするため、結晶粒が粗大化しやすく、熱間圧延での耳割れが生じることは大きな問題である。これに対し、特許文献5には、上記したように副インヒビターとしても利用可能であるNbを熱間圧延時の耳割れ防止用元素として用いることが記載されている。   However, in the manufacture of grain-oriented electrical steel sheets using inhibitors, as described above, since slab heating at high temperatures is required, crystal grains are likely to be coarsened, and the occurrence of ear cracks in hot rolling is a major problem. is there. On the other hand, Patent Document 5 describes that Nb, which can be used as a secondary inhibitor as described above, is used as an element for preventing ear cracks during hot rolling.

特公昭40−15644号公報Japanese Patent Publication No. 40-15644 特公昭51−13469号公報Japanese Patent Publication No. 51-13469 特公昭38−8214号公報Japanese Patent Publication No. 38-8214 特開昭52−24116号公報JP-A-52-24116 特公平6−63031号公報Japanese Patent Publication No. 6-63031

特許文献5では、耳割れ防止のために、方向性電磁鋼板にNbを添加するに当たり、磁気特性の劣化しない範囲に添加量を規制している。しかしながら、磁気特性のうち、磁束密度は比較的良好な値となっているが、鉄損については満足できるレベルではなく、Nbを添加する際の課題として残っていた。   In patent document 5, in order to prevent an ear crack, when adding Nb to a grain-oriented electrical steel sheet, the addition amount is regulated within a range in which the magnetic characteristics do not deteriorate. However, among the magnetic properties, the magnetic flux density is a relatively good value, but the iron loss is not a satisfactory level and remains as a problem when adding Nb.

そこで、発明者らは、この鉄損特性の劣化の理由を検討した。その結果、二次再結晶焼鈍と純化焼鈍を兼ねた最終仕上焼鈍後においても、鋼中において、特にNbが炭化物を形成して留まることで、ヒステリシス損が増大していることが明らかとなった。   Therefore, the inventors examined the reason for the deterioration of the iron loss characteristics. As a result, it became clear that the hysteresis loss increased due to Nb forming carbides in the steel, especially after the final finish annealing that served as secondary recrystallization annealing and purification annealing. .

次に、発明者らは、ヒステリシス損を低減する方策を検討した。そして、ヒステリシス損の増加量がNb添加量にほぼ比例し、Nb添加量を磁束密度の向上効果が維持できる範囲内にて制限することで、ヒステリシス損の増加をある程度抑制できることを知見した。
以下、本発明を成功に至らしめた実験について説明する。
Next, the inventors examined a method for reducing the hysteresis loss. Further, it has been found that the increase in hysteresis loss is approximately proportional to the amount of Nb added, and that the increase in hysteresis loss can be suppressed to some extent by limiting the amount of Nb added within a range in which the effect of improving the magnetic flux density can be maintained.
Hereinafter, experiments that have made the present invention successful will be described.

[実験1]
質量%で、C:0.045〜0.062%、Si:3.10〜3.25%、Mn:0.06〜0.16%、Al:0.022〜0.025%、N:0.007〜0.009%、S:0.012〜0.015%およびSn:0.032〜0.035%を含み、さらにNbの添加量を種々に変更し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを連続鋳造にて製造し、1250℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により2.7mmの厚さに仕上げた。ついで、1100℃,20秒の熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延により0.30mmの板厚に仕上げた。その後、均熱条件が830℃,80秒の脱炭を兼ねた再結晶焼鈍を施した後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布し、1200℃,10時間保定する最終仕上焼鈍を行った。
[Experiment 1]
In mass%, C: 0.045 to 0.062%, Si: 3.10 to 3.25%, Mn: 0.06 to 0.16%, Al: 0.022 to 0.025%, N: 0.007 to 0.009%, S: 0.012 to 0.015% and Sn: 0.032 to A steel slab containing 0.035%, further changing the amount of Nb added and making the balance Fe and unavoidable impurities by continuous casting, slab heating at 1250 ° C, then hot rolling to a thickness of 2.7mm Finished. Subsequently, after hot-rolled sheet annealing at 1100 ° C. for 20 seconds, the sheet thickness was finished to 0.30 mm by cold rolling. Then, after recrystallization annealing was performed at 80 ° C for 80 seconds, soaking conditions were applied, followed by application of an annealing separator mainly composed of MgO and a final finish annealing at 1200 ° C for 10 hours. .

得られたサンプルの磁気特性をJIS C 2550に規定の方法に従って測定した。Nb量と磁束密度B8およびヒステリシス損の関係を図1に示す。同図より、Nbが無添加の場合は、磁束密度B8が低く、またヒステリシス損が高くなり、Nb量を、0.001〜0.015質量%とした場合に、ヒステリシス損が低くなっていることが分かる。 The magnetic properties of the obtained samples were measured according to the method specified in JIS C 2550. FIG. 1 shows the relationship between the Nb amount, the magnetic flux density B 8 and the hysteresis loss. The figure shows that when Nb is not added, the magnetic flux density B 8 is low and the hysteresis loss is high, and when the Nb amount is 0.001 to 0.015% by mass, the hysteresis loss is low. .

この理由を検討するため、磁気特性を測定したサンプルの断面を光学顕微鏡で観察したところ、Nb添加量が増加するにつれて、鋼中に微細な析出物が多く残存している傾向が認められた。
鋼中の析出物は、磁壁の移動を阻害してヒステリシス損を劣化させることが知られているが、この劣化を抑制するためには、Nb添加量を0.015質量%以下に制限する必要があることが分かった。
In order to investigate this reason, when the cross section of the sample which measured the magnetic characteristic was observed with the optical microscope, the tendency for many fine precipitates to remain in steel was recognized as the Nb addition amount increased.
Precipitates in steel are known to inhibit the domain wall movement and deteriorate the hysteresis loss. However, in order to suppress this deterioration, it is necessary to limit the Nb addition amount to 0.015% by mass or less. I understood that.

上記知見をもとに、Nb添加量を少なくした実験を重ねると、製造条件によっては、二次再結晶粒が発現しない場合や、二次再結晶粒の方位が悪く、磁気特性が芳しくない場合などがかなりの頻度で認められるようになった。
この原因を調査するため、二次再結晶前のNbの形態を調べたところ、Nbは、鋼中に微細析出物を形成しつつ存在していることが明らかとなった。これら析出物は、前掲Nbの炭化物(NbC)であり、また、NbCがインヒビターの役割を担っていると推測した。
Based on the above findings, repeated experiments with a small amount of Nb added may result in secondary recrystallized grains not appearing depending on manufacturing conditions, or secondary recrystallized grains having poor orientation and poor magnetic properties. Etc. have been recognized with considerable frequency.
In order to investigate this cause, the form of Nb before secondary recrystallization was examined, and it was found that Nb was present in the steel while forming fine precipitates. These precipitates are the carbides of Nb (NbC) described above, and it was speculated that NbC plays the role of an inhibitor.

ここで、一般的に知られているインヒビターのMnSeやAlNは、1400℃程度の高温スラブ加熱により固溶し、その後の熱間圧延で微細に析出させる。そしてそれ以降、二次再結晶が発現するまでは固溶温度に達するほどの温度で焼鈍を行なわないことから、MnSeやAlNの粒径や分布にはあまり変化がないことが知られている。
しかしながら、NbCをインヒビターとして利用することを考えた場合、NbCのFeへの固溶温度が低いために、熱延板焼鈍や中間焼鈍でも固溶する可能性がある。さらに二次再結晶前の工程は、脱炭を伴う再結晶焼鈍であり、鋼中のC量が大幅に減少する工程である。このため、炭化物であるNbCの固溶−析出温度が変化し、均一かつ微細な析出物分布状態を維持することが困難となって、結果的に鋼板の磁気特性が不安定になると考えられる。
Here, the generally known inhibitors MnSe and AlN are dissolved in a high temperature slab at about 1400 ° C. and then finely precipitated by subsequent hot rolling. Since then, annealing is not performed at such a temperature that the solid solution temperature is reached until secondary recrystallization occurs, and it is known that there is not much change in the particle size and distribution of MnSe and AlN.
However, considering the use of NbC as an inhibitor, since the solid solution temperature of NbC in Fe is low, there is a possibility that it will be dissolved in hot rolled sheet annealing or intermediate annealing. Furthermore, the process before the secondary recrystallization is a recrystallization annealing accompanied by decarburization, and is a process in which the amount of C in the steel is greatly reduced. For this reason, it is considered that the solid solution-precipitation temperature of NbC, which is a carbide, changes, and it becomes difficult to maintain a uniform and fine precipitate distribution state, and as a result, the magnetic properties of the steel sheet become unstable.

従って、NbCをインヒビターとして、その機能を充分に発現させるためには、二次再結晶時に、NbCが鋼中に微細かつ均一に分布していることが必要である。そのために、鋼板の製造工程のある時点でNbCを微細かつ均一に分布させると共に、二次再結晶まではその分布を変化させない工程条件が必要となる。
このように考えると、NbCをインヒビターとして、その機能を充分に発現させるための最適な工程条件は、最終冷間圧延直前の焼鈍で固溶させた後、最終冷間圧延後の再結晶焼鈍で析出させて、その後の再結晶焼鈍時には、NbCを再び固溶させないことが重要であると推測される。
Therefore, in order to fully develop the function of NbC as an inhibitor, it is necessary that NbC is finely and uniformly distributed in the steel during secondary recrystallization. Therefore, it is necessary to have a process condition in which NbC is finely and uniformly distributed at a certain point in the manufacturing process of the steel sheet and the distribution is not changed until secondary recrystallization.
In view of this, the optimum process conditions for fully expressing the function of NbC as an inhibitor are the recrystallization annealing after the final cold rolling after the solid solution is formed by annealing immediately before the final cold rolling. It is presumed that it is important that the NbC is not dissolved again at the time of precipitation and subsequent recrystallization annealing.

そこで、最終冷間圧延直前の焼鈍条件を種々変更する実験を行った。
[実験2]
質量%で、C:0.062%、Si:3.23%、Mn:0.13%、S:0.020%、酸可溶性Al:0.025%、N:0.008%、Sn:0.13%、Nb:0.004%およびCr:0.07%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、連続鋳造にて製造し、1400℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により2.4mmの厚さに仕上げた。その後、表1に記載の保定温度、保定時間および冷却速度により熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延により0.23mmの板厚に仕上げた。
Therefore, experiments were performed to variously change the annealing conditions immediately before the final cold rolling.
[Experiment 2]
By mass%, C: 0.062%, Si: 3.23%, Mn: 0.13%, S: 0.020%, acid-soluble Al: 0.025%, N: 0.008%, Sn: 0.13%, Nb: 0.004% and Cr: 0.07% A steel slab containing the remaining Fe and inevitable impurities was manufactured by continuous casting, heated at 1400 ° C., and then finished to a thickness of 2.4 mm by hot rolling. Thereafter, hot-rolled sheet annealing was performed at the holding temperature, holding time and cooling rate shown in Table 1, and then finished to a sheet thickness of 0.23 mm by cold rolling.

表1の焼鈍種類の欄に記載された連続焼鈍とは、鋼コイルをストリップ状で払い出して1枚の板を連続的に焼鈍する方法であり、短時間の保定かつ短時間での冷却が特徴である。一方、バッチ焼鈍とは鋼コイルをその形状のまま炉に入れて焼鈍する方法であり、長時間の保定かつ長時間での冷却が特徴である。
よって、今回の実験では、この両者で焼鈍条件が大きく異なっている。
The continuous annealing described in the column of annealing type in Table 1 is a method in which a steel coil is discharged in a strip shape and a single plate is continuously annealed, and is characterized by short-time holding and short-time cooling. It is. On the other hand, batch annealing is a method in which a steel coil is kept in its shape in a furnace and annealed, and is characterized by long-term holding and long-time cooling.
Therefore, in this experiment, the annealing conditions are greatly different between the two.

また、表1中の冷却速度とは、900℃から600℃までの冷却速度のことであり、900℃から600℃までに要した冷却時間から計算した平均冷却速度のことである。
その後、均熱条件が50%N2−50%H2湿潤雰囲気で、850℃,60秒の再結晶焼鈍を施した後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布し、1200℃で10時間保定する最終仕上焼鈍を行った。
The cooling rate in Table 1 is the cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C., and is the average cooling rate calculated from the cooling time required from 900 ° C. to 600 ° C.
Then, after recrystallization annealing at 850 ° C for 60 seconds under a soaking condition of 50% N 2 -50% H 2 in a humid atmosphere, an annealing separator mainly composed of MgO was applied, and 1200 ° C for 10 hours. Final finishing annealing was performed.

Figure 0005310510
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ついで、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティングの形成を兼ねた平坦化焼鈍を875℃,30秒の条件で施した。得られたサンプルの磁気特性をJIS C 2550に規定の方法で測定し、その測定結果を表1に併記する。同表より、保定温度が900℃以上で、かつ焼鈍種類が連続焼鈍のとき磁気特性が良好であることが分かる。   Next, planarization annealing was performed under the conditions of 875 ° C. for 30 seconds, which also served to form a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid. The magnetic properties of the obtained samples are measured by the method specified in JIS C 2550, and the measurement results are also shown in Table 1. From the table, it can be seen that the magnetic properties are good when the holding temperature is 900 ° C. or higher and the annealing type is continuous annealing.

上述したとおり、NbCのインヒビター効果を利用するためには、インヒビター成分を一度固溶させて、その後微細かつ均一に析出させることが重要である。すなわち、保定温度が900℃以上になると磁気特性が向上するのは、この温度以上でNbCが固溶するためと考えられる。   As described above, in order to utilize the inhibitor effect of NbC, it is important to dissolve the inhibitor component once and then precipitate finely and uniformly. That is, the reason why the magnetic properties are improved when the retention temperature is 900 ° C. or higher is that NbC is dissolved at the temperature or higher.

また、連続焼鈍タイプが有効であるのは、冷却速度が重要であるためと考えられる。
前述したとおり、連続焼鈍タイプの冷却速度はバッチ焼鈍タイプより速いため、NbCは固溶したまま、過飽和の状態で、鋼中に存在すると考えられる。すなわち、鋼板の冷却速度には適正範囲があることがここに示唆されているのである。
そこで、さらに検討を行ったところ、NbCが固溶したままの過飽和状態を達成するためには、1℃/s以上の冷却速度が必要であることが分かった。
In addition, the reason why the continuous annealing type is effective is considered that the cooling rate is important.
As described above, since the cooling rate of the continuous annealing type is faster than that of the batch annealing type, it is considered that NbC exists in the steel in a supersaturated state while being in solid solution. That is, it is suggested here that there is an appropriate range for the cooling rate of the steel sheet.
As a result of further investigations, it was found that a cooling rate of 1 ° C./s or more was necessary to achieve a supersaturated state in which NbC was dissolved.

次に、NbCの分散状態は圧延条件にも依存すると考えられるため、冷間圧延の圧下率を変更した実験を行った。
[実験3]
実験2で使用した成分の鋼スラブを、1400℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により1.2〜2.7mmの厚さに仕上げた。その後、1050℃で90秒保定する連続焼鈍タイプの熱延板焼鈍を施し、冷間圧延により0.23〜0.35mmの板厚に仕上げた。この時、熱延板焼鈍の900℃から600℃までの冷却速度は60℃/sとした。また、熱間圧延後と冷間圧延後の板厚を種々作製することで、冷延圧下率を変更した。ついで、均熱条件が50%N2−50%H2湿潤雰囲気で、850℃,60秒の再結晶焼鈍を施した後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布し、1200℃で10時間保定する最終仕上焼鈍を行った。その後、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティング形成を兼ねた平坦化焼鈍を875℃,30秒の条件で施した。
Next, since it is considered that the dispersion state of NbC depends on the rolling conditions, an experiment was conducted in which the rolling reduction ratio of cold rolling was changed.
[Experiment 3]
The steel slab of the component used in Experiment 2 was slab heated at 1400 ° C. and then finished to a thickness of 1.2 to 2.7 mm by hot rolling. After that, continuous annealing type hot-rolled sheet annealing held at 1050 ° C. for 90 seconds was performed, and finished to a sheet thickness of 0.23 to 0.35 mm by cold rolling. At this time, the cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. in the hot-rolled sheet annealing was 60 ° C./s. Moreover, the cold rolling reduction ratio was changed by producing various plate thicknesses after hot rolling and after cold rolling. Next, after recrystallization annealing at 850 ° C for 60 seconds in a soaking condition of 50% N 2 -50% H 2 in a humid atmosphere, an annealing separator mainly composed of MgO was applied, and 1200 ° C for 10 hours. Final finishing annealing was performed. Thereafter, flattening annealing was performed under conditions of 875 ° C. for 30 seconds, which also served as a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid.

得られたサンプルの磁束密度B8をJIS C 2550に規定された方法で測定し、その測定結果を図2に示す。同図より、最終冷間圧延の圧下率が80%以上で磁束密度B8が良好であることが明らかとなった。
すなわち、冷間圧延前に過飽和に固溶したNbが鋼中に均一に析出物を形成させるためには、圧延による歪を多量かつ均一に、鋼板に導入する必要があると推定される。
The magnetic flux density B 8 of the obtained sample was measured by the method defined in JIS C 2550, and the measurement result is shown in FIG. From the figure, it was found that the final cold rolling reduction ratio was 80% or more and the magnetic flux density B 8 was good.
That is, it is presumed that it is necessary to introduce a large amount of strain due to rolling into the steel sheet in order for Nb that has been dissolved in supersaturation before cold rolling to uniformly form precipitates in the steel.

以上の実験から得られた知見を以下にまとめ、NbCをインヒビターとして利用する際の技術的に重要なポイントを記す。   The knowledge obtained from the above experiments is summarized below, and technically important points when using NbC as an inhibitor are described.

Nbは、多量に添加すると最終製品板の鋼中で析出物を形成して残存するため、鉄損が劣化する。この鉄損劣化を抑制するためには0.015質量%以下の添加量とすることが肝要である。
Nbは、NbCの微細析出物を形成し、インヒビター効果を発現することで磁気特性が良好になると考えられる。ただし、NbCは固溶温度が低いため、途中工程での、例えば、焼鈍工程でも、固溶および再析出をする場合がある。従って、インヒビター効果を充分発揮させるためには、最終冷間圧延前の焼鈍で900℃以上に保定してNbCを固溶させ、その焼鈍時の冷却速度を速くすることで、固溶したままの過飽和状態をつくり、さらに次工程の最終冷間圧延の圧下率を80%とすることで、NbCの析出サイトとなりうる圧延歪を、鋼板に均一に導入することが重要であると考えられる。
When Nb is added in a large amount, a precipitate is formed and remains in the steel of the final product plate, so that the iron loss is deteriorated. In order to suppress this iron loss deterioration, it is important to set the addition amount to 0.015% by mass or less.
It is considered that Nb forms fine precipitates of NbC and exhibits an inhibitor effect to improve the magnetic properties. However, since NbC has a low solid solution temperature, it may cause solid solution and reprecipitation even in an intermediate process, for example, an annealing process. Therefore, in order to fully exhibit the inhibitor effect, the NbC is kept in solid solution by annealing before the final cold rolling at 900 ° C. or higher, and the cooling rate at the time of annealing is increased, so that the solid solution remains in solution. It is considered that it is important to uniformly introduce rolling strain that can be a precipitation site of NbC into the steel sheet by creating a supersaturated state and setting the reduction ratio of the final cold rolling in the next step to 80%.

ここに、上記考察から予想されることとして、NbCは、冷間圧延の次工程である再結晶焼鈍の昇温過程で析出すると考えられる。このNbCが再度固溶すると、二次再結晶時のNbCのインヒビター効果が得られなくなるため、固溶を防止するために再結晶焼鈍の温度は900℃以下が必須と考えられる。しかし、900℃以下でも、長時間保定するとNbC析出物の粗大化が起こり、インヒビター効果が発揮されない可能性も考えられる。   Here, as expected from the above consideration, it is considered that NbC precipitates in the temperature raising process of recrystallization annealing, which is the next process of cold rolling. If this NbC is dissolved again, the inhibitor effect of NbC at the time of secondary recrystallization cannot be obtained. Therefore, it is considered essential that the recrystallization annealing temperature is 900 ° C. or lower in order to prevent solid solution. However, even when the temperature is kept at 900 ° C. or lower, NbC precipitates become coarse when held for a long time, and the inhibitor effect may not be exhibited.

そのため、再結晶焼鈍の高温域保定時間と磁気特性との関係を調査する実験を行った。
[実験4]
実験2で使用した成分の鋼スラブを、1400℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により2.7mmの厚さに仕上げた。それから1000℃で90秒保定する連続焼鈍タイプの熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延により0.27mmの板厚に仕上げた。熱延板焼鈍の900℃から600℃までの冷却速度は45℃/sとした。その後、50%N2−50%H2湿潤雰囲気で、均熱温度が850℃の再結晶焼鈍を施した。この際、鋼板が800℃以上の温度で保持される時間(図3に保持時間として記載する)を種々変更した。
さらに、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布した後、1200℃で10時間保定する最終仕上焼鈍を行い、ついで、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティング形成を兼ねた平坦化焼鈍を840℃,30秒の条件で施した。
Therefore, an experiment was conducted to investigate the relationship between the high temperature region holding time of recrystallization annealing and magnetic properties.
[Experiment 4]
The steel slab of the component used in Experiment 2 was slab heated at 1400 ° C. and then finished to a thickness of 2.7 mm by hot rolling. Then, it was subjected to continuous annealing type hot-rolled sheet annealing held at 1000 ° C for 90 seconds, and then finished to a thickness of 0.27 mm by cold rolling. The cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. in the hot-rolled sheet annealing was 45 ° C./s. Thereafter, recrystallization annealing was performed at a soaking temperature of 850 ° C. in a wet atmosphere of 50% N 2 -50% H 2 . At this time, the time during which the steel sheet was held at a temperature of 800 ° C. or higher (described as holding time in FIG. 3) was variously changed.
In addition, after applying an annealing separator mainly composed of MgO, a final finish annealing is carried out at 1200 ° C. for 10 hours, followed by a flattening annealing that also forms a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid. The test was performed at 840 ° C for 30 seconds.

得られたサンプルの磁気特性をJIS C 2550に規定の方法で測定し、その測定結果を図3に示した。同図より、保持時間が長くなると磁束密度B8が徐々に劣化していることが明らかとなった。この結果からは、保持時間を600秒以下にする必要があるといえる。さらに磁束密度B8を良好とするためには200秒以下が望ましい。 The magnetic properties of the obtained samples were measured by the method specified in JIS C 2550, and the measurement results are shown in FIG. From the figure, it was found that the magnetic flux density B 8 gradually deteriorated as the holding time was increased. From this result, it can be said that the holding time needs to be 600 seconds or less. To further the magnetic flux density B 8 good is desirably 200 seconds or less.

以上のような実験、考察を経て、発明者らは、Nb、特にその炭化物をインヒビターとして利用する際には、その添加量を制限し、最終冷間圧延前焼鈍、最終冷間圧延および再結晶焼鈍の各焼鈍条件を制御することで、良好な磁気特性が得られることを知見した。
本発明は上記知見に立脚するものである。
Through the experiments and discussions as described above, the inventors limited the amount of Nb, particularly its carbide, when used as an inhibitor, and annealed before final cold rolling, final cold rolling and recrystallization. It has been found that good magnetic properties can be obtained by controlling each annealing condition of annealing.
The present invention is based on the above findings.

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
1.C:0.002〜0.10質量%、Si:2.0〜8.0質量%、Mn:0.005〜1.0質量%、S:0.01〜0.05質量%、酸可溶性Al:0.01〜0.04質量%、N:0.003〜0.015質量%、Sn:0.01〜0.20質量%およびNb:0.001〜0.015質量%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、熱間圧延し、1回または、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ、ついで、得られた鋼板に脱炭を兼ねた再結晶焼鈍を施した後、最終仕上焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
前記最終冷間圧延の直前に、900℃以上、かつ900℃から600℃までの冷却速度を平均で1℃/s以上とする焼鈍を施し、さらに、前記最終冷間圧延における圧下率を80%以上とし、
前記再結晶焼鈍は、温度が900℃以下で、かつ鋼板が800℃以上の温度に保持される時間を600秒以内とすることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
1. C: 0.002-0.10 mass%, Si: 2.0-8.0 mass%, Mn: 0.005-1.0 mass%, S: 0.01-0.05 mass%, acid-soluble Al: 0.01-0.04 mass%, N: 0.003-0.015 mass%, A steel slab consisting of Sn: 0.01-0.20% by mass and Nb: 0.001-0.015% by mass, the balance Fe and inevitable impurities is hot-rolled and subjected to one or more cold rollings with intermediate annealing. In the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet comprising a series of steps of performing final finishing annealing after performing recrystallization annealing that also serves as decarburization to the obtained steel sheet.
Immediately before the final cold rolling, annealing is performed so that the average cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. is 1 ° C./s or more, and the reduction rate in the final cold rolling is 80%. And above
The recrystallization annealing is a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that the temperature is 900 ° C. or less and the time during which the steel sheet is maintained at a temperature of 800 ° C. or more is 600 seconds or less.

2.前記鋼スラブ成分中に、さらに、Ni:0.010〜1.50質量%、Cr:0.01〜0.50質量%、Cu:0.01〜0.50質量%およびP:0.005〜0.50質量%のうちから選んだ1種または2種以上を含有することを特徴とする前記1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。   2. In the steel slab component, one or two selected from Ni: 0.010 to 1.50 mass%, Cr: 0.01 to 0.50 mass%, Cu: 0.01 to 0.50 mass%, and P: 0.005 to 0.50 mass% The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to 1 above, comprising the above.

3.前記鋼スラブ成分中に、さらに、Se:0.003〜0.050質量%、Sb:0.005〜0.50質量%、Bi:0.005〜0.50質量%、Mo:0.005〜0.100質量%およびB:2〜25質量ppmのうちから選んだ1種または2種以上を含有することを特徴とする前記1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。   3. In the steel slab component, Se: 0.003 to 0.050 mass%, Sb: 0.005 to 0.50 mass%, Bi: 0.005 to 0.50 mass%, Mo: 0.005 to 0.100 mass%, and B: 2 to 25 mass ppm The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to 1 or 2 above, comprising one or more selected from the above.

本発明によれば、Nbの炭化物をインヒビターとして効率的に利用することができ、もって良好な磁気特性の方向性電磁鋼板を得ることができる。   According to the present invention, a carbide of Nb can be efficiently used as an inhibitor, and thus a grain-oriented electrical steel sheet having good magnetic properties can be obtained.

Nb添加量と磁束密度B8およびヒステリシス損との関係を示した図である。It is a diagram showing a relationship between the added amount of Nb and the magnetic flux density B 8 and the hysteresis loss. 最終冷間圧延圧下率と磁束密度B8との関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the final cold rolling reduction and the magnetic flux density B 8 . 再結晶焼鈍時における800℃以上の温度で保持される時間と磁束密度B8との関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the time of holding at a temperature of 800 ° C. or higher during recrystallization annealing and the magnetic flux density B 8 .

以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明において、本発明の構成要件の限定理由について述べる。なお、以下、特に断らない限り、鋼中等の成分組成は質量%および質量ppmを表すこととする。
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
First, in the present invention, the reasons for limiting the constituent requirements of the present invention will be described. Hereinafter, unless otherwise specified, the component composition in steel and the like represents mass% and mass ppm.

C:0.002〜0.10%
Cは、スラブ鋼中の含有量が0.10%を超えると、鋼板の脱炭焼鈍時に磁気時効の起こらない含有量である50ppm以下とすることが困難になる。一方、0.002%に満たないと、Nb炭化物のインヒビター効果が発揮されず、磁気特性が劣化する。従って、Cは0.002〜0.10%に限定される。
C: 0.002 to 0.10%
When the content of C in the slab steel exceeds 0.10%, it becomes difficult to set C to 50 ppm or less, which is a content at which magnetic aging does not occur during decarburization annealing of the steel sheet. On the other hand, if it is less than 0.002%, the inhibitor effect of Nb carbide is not exhibited and the magnetic properties are deteriorated. Therefore, C is limited to 0.002 to 0.10%.

Si:2.0〜8.0%
Siは、鋼の比抵抗を高め、鉄損を改善させるために必要な元素であるが、2.0%未満であると鉄損改善の効果がなく、一方8.0%を超えると鋼の加工性が劣化し、圧延が困難となることから2.0〜8.0%に限定される。
Si: 2.0-8.0%
Si is an element necessary for increasing the specific resistance of steel and improving iron loss. However, if it is less than 2.0%, there is no effect of improving iron loss, while if it exceeds 8.0%, the workability of steel deteriorates. However, it is limited to 2.0 to 8.0% because rolling becomes difficult.

Sn:0.01〜0.20%
Snは、NbCをインヒビターとして用いた場合に生じる二次粒の粗大化を抑制して、鉄損を低減するために必須の元素である。添加量が0.01%未満では添加効果がなく、一方添加量が0.20%を超えると、鋼板の圧延性が著しく劣化することから、Snは0.01〜0.20%に限られる。
Sn: 0.01-0.20%
Sn is an essential element for reducing the iron loss by suppressing the coarsening of secondary grains that occurs when NbC is used as an inhibitor. If the addition amount is less than 0.01%, there is no effect of addition. On the other hand, if the addition amount exceeds 0.20%, the rollability of the steel sheet is remarkably deteriorated, so Sn is limited to 0.01 to 0.20%.

Nb:0.001〜0.015%
Nbは、本発明の根幹を成す元素であり、鋼板の耳割れの防止にも効果が有るが、本発明では、その炭化物をインヒビターとして用いるところに特徴がある。前記した実験より、0.001%に満たないと、NbCのインヒビターとしての効果が無く、一方0.015%を超えると、磁壁の移動を阻害してヒステリシス損を増加させる。なお、この範囲内でも、Nbが多いとヒステリシス損は増加する傾向が認められるため、0.005%以下が好適な範囲である。
Nb: 0.001 to 0.015%
Nb is an element that forms the basis of the present invention, and is effective in preventing the cracking of the steel sheet. The present invention is characterized in that the carbide is used as an inhibitor. From the above-described experiment, if it is less than 0.001%, there is no effect as an inhibitor of NbC, while if it exceeds 0.015%, the domain wall movement is inhibited and the hysteresis loss is increased. Even within this range, the hysteresis loss tends to increase when Nb is large, so 0.005% or less is a suitable range.

ここに、Mn、S、酸可溶性AlおよびNは、析出物を形成し、インヒビター効果を発現させるために必須の元素である。   Here, Mn, S, acid-soluble Al and N are essential elements for forming a precipitate and exhibiting an inhibitor effect.

それぞれの添加量は、Mn:0.005〜1.0%、S:0.01〜0.05%、酸可溶性Al:0.01〜0.04%およびN:0.003〜0.015%である。
Mnは、熱間加工性を良好にするための元素であるが、0.005%未満であると効果がなく、一方1.0%を超えると製品板の磁束密度が低下するので、Mnは0.005〜1.0%とする。
また、それ以外のS、酸可溶性AlおよびNは、それぞれ添加量が下限量より少ない場合、インヒビターの形成量が少なく磁気特性が劣化し、一方上限量を超えた場合には、Nbの固溶温度が高くなって、スラブ加熱をする際に、これらインヒビターを十分固溶させることができなくなる。その結果、インヒビターの微細で均一な分布が達成されず、磁気特性が劣化する。
Each addition amount is Mn: 0.005-1.0%, S: 0.01-0.05%, acid-soluble Al: 0.01-0.04%, and N: 0.003-0.015%.
Mn is an element for improving the hot workability, but if it is less than 0.005%, there is no effect, while if it exceeds 1.0%, the magnetic flux density of the product plate decreases, so Mn is 0.005 to 1.0%. And
Further, other S, acid-soluble Al and N, when the addition amount is less than the lower limit amount, respectively, the formation amount of the inhibitor is small and the magnetic properties are deteriorated. On the other hand, when the upper limit amount is exceeded, the solid solution of Nb is dissolved. When the temperature becomes high and slab heating is performed, these inhibitors cannot be sufficiently dissolved. As a result, a fine and uniform distribution of the inhibitor is not achieved and the magnetic properties are deteriorated.

以上、本発明の基本成分について説明してきたが、本発明では、その他にも以下に述べる元素を適宜含有させることができる。
Ni:0.010〜1.50%
本発明では、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させるためにNiを添加することができる。添加量が0.010%未満であると磁気特性の向上が小さく、一方1.50%を超えると二次再結晶が不安定になり磁気特性が劣化するので、Niを添加する場合は、0.010〜1.50%とする。
Although the basic components of the present invention have been described above, the present invention can appropriately contain other elements described below.
Ni: 0.010-1.50%
In the present invention, Ni can be added to improve the hot rolled sheet structure and improve the magnetic properties. If the amount added is less than 0.010%, the improvement of the magnetic properties is small. On the other hand, if it exceeds 1.50%, the secondary recrystallization becomes unstable and the magnetic properties deteriorate. Therefore, when Ni is added, 0.010 to 1.50% To do.

また、鉄損を低減させる目的で、Cr:0.01〜0.50%、Cu:0.01〜0.50%、P:0.005〜0.50%のうちから選んだ一種または二種以上を添加することができる。
それぞれ添加量が、下限量より少ない場合には鉄損の低減効果が少なく、上限量を超えると、二次再結晶が不安定になり鉄損が増大する。
For the purpose of reducing iron loss, one or more selected from Cr: 0.01 to 0.50%, Cu: 0.01 to 0.50%, and P: 0.005 to 0.50% can be added.
When the addition amount is less than the lower limit amount, the effect of reducing the iron loss is small. When the addition amount exceeds the upper limit amount, the secondary recrystallization becomes unstable and the iron loss increases.

さらに、磁束密度を向上させる目的で、Se:0.003〜0.050%、Sb:0.005〜0.50%、Bi:0.005〜0.50%、Mo:0.005〜0.100%、B:2〜25ppmのうちから選んだ一種または二種以上を添加することができる。
それぞれ添加量が、下限量より少ない場合には磁気特性向上効果がなく、上限量を超えると二次再結晶粒の発達が抑制され磁気特性が劣化する。
Further, for the purpose of improving the magnetic flux density, Se: 0.003 to 0.050%, Sb: 0.005 to 0.50%, Bi: 0.005 to 0.50%, Mo: 0.005 to 0.100%, B: 2 to 25 ppm Two or more kinds can be added.
When the added amount is less than the lower limit amount, there is no effect of improving the magnetic properties, and when the upper limit amount is exceeded, the development of secondary recrystallized grains is suppressed and the magnetic properties are deteriorated.

次に製造条件について説明する。
前記成分を有する溶鋼は、通常の造塊法や、連続鋳造法でスラブを製造してもよいし、100mm以下の厚さの薄鋳片を直接鋳造法で製造してもよい。
その後、スラブはインヒビター成分を固溶させる目的でスラブ加熱が施される。充分な固溶を確保するために、1400℃以上に加熱することが望ましいが、インヒビター成分が固溶できる範囲内で低温加熱とすることもコストの面では望ましい。その後、熱間圧延を施す。その際、インヒビターの析出制御の観点から、熱間圧延終了直後の温度を900℃以上とすることが望ましい。
Next, manufacturing conditions will be described.
The molten steel having the above components may be produced by a normal ingot forming method or a continuous casting method, or a thin cast piece having a thickness of 100 mm or less may be produced by a direct casting method.
Thereafter, the slab is subjected to slab heating for the purpose of dissolving the inhibitor component. In order to ensure sufficient solid solution, it is desirable to heat to 1400 ° C. or higher, but it is also desirable in terms of cost to make it low-temperature heating within the range where the inhibitor component can be dissolved. Thereafter, hot rolling is performed. At that time, from the viewpoint of inhibitor precipitation control, the temperature immediately after the end of hot rolling is preferably 900 ° C. or higher.

次いで、必要に応じて熱延板焼鈍を施す。良好な磁気特性を得るためには、熱延板焼鈍温度は800℃以上1150℃以下が好適である。というのは、熱延板焼鈍温度が800℃未満であると、熱延時のバンド組織が残留して、整粒した一次再結晶組織を実現することが困難となり、その結果、二次再結晶の発達が阻害されるおそれが生じる。一方、熱延板焼鈍温度が1150℃を超えると、熱延板焼鈍後の粒径が粗大化しすぎて、整粒した一次再結晶組織を実現する上で極めて不利な組織となる。
なお、本発明では、冷間圧延を1回しか行わない場合は、熱延板焼鈍を必ず行うこととなるが、この場合は、熱延板焼鈍が最終冷間圧延の直前の焼鈍となるため、熱延板焼鈍温度を900℃以上とすることが必須となり、また900℃から600℃までの冷却速度を、平均で1℃/s以上とすることも必須となる。
Next, hot-rolled sheet annealing is performed as necessary. In order to obtain good magnetic properties, the hot-rolled sheet annealing temperature is preferably 800 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower. This is because when the hot-rolled sheet annealing temperature is less than 800 ° C., the band structure at the time of hot-rolling remains, making it difficult to achieve a sized primary recrystallized structure. Development may be impeded. On the other hand, when the hot-rolled sheet annealing temperature exceeds 1150 ° C., the grain size after the hot-rolled sheet annealing is excessively coarsened, which is a very disadvantageous structure for realizing a sized primary recrystallized structure.
In the present invention, when the cold rolling is performed only once, the hot-rolled sheet annealing is necessarily performed, but in this case, the hot-rolled sheet annealing is performed immediately before the final cold rolling. It is essential that the hot-rolled sheet annealing temperature is 900 ° C. or higher, and it is also essential that the cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. is 1 ° C./s or more on average.

熱延板焼鈍後、必要に応じて中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施した後、再結晶焼鈍を行う工程とすることもできる。その際、複数回の冷間圧延の最後が最終冷間圧延となるが、中間焼鈍が最終冷間圧延直前の焼鈍となる場合は、この中間焼鈍の条件を、温度:900℃以上、900℃から600℃までの冷却速度を平均で1℃/s以上とすることが必須となる。   It can also be set as the process of performing recrystallization annealing, after giving cold rolling of 2 or more times which interpose intermediate annealing as needed after hot-rolled sheet annealing. At that time, the final cold rolling at the end of the multiple cold rolling is the final cold rolling. When the intermediate annealing is the annealing immediately before the final cold rolling, the conditions for the intermediate annealing are as follows: temperature: 900 ° C. or higher, 900 ° C. It is essential that the cooling rate from 1 to 600 ° C. is 1 ° C./s or more on average.

本発明では、最終冷間圧延の圧下率は、80%以上とすることが必須である。好ましくは85%以上、より好ましくは87%以上である。また、冷間圧延の温度を100℃〜300℃に上昇させて行うこと、および冷間圧延の途中、圧延温度が100〜300℃の範囲の間で時効処理を1回または複数回行うことが、再結晶集合組織を変化させて磁気特性を向上させるために有利である。   In the present invention, it is essential that the rolling reduction of the final cold rolling is 80% or more. Preferably it is 85% or more, more preferably 87% or more. Further, the temperature of the cold rolling is raised to 100 ° C. to 300 ° C., and the aging treatment is performed once or a plurality of times during the cold rolling in the range of the rolling temperature of 100 to 300 ° C. This is advantageous for improving the magnetic properties by changing the recrystallized texture.

また、再結晶焼鈍は900℃以下とし、かつ鋼板が800℃以上の温度で保持される時間を600秒以下とすることが必須である。このとき、脱炭が必要となることから、雰囲気を湿潤雰囲気とすることが望ましい。再結晶焼鈍後は、浸珪法によってSi量を増加させる技術を併用してもよい。   In addition, it is essential that the recrystallization annealing is performed at 900 ° C. or lower, and the time for which the steel sheet is held at a temperature of 800 ° C. or higher is 600 seconds or shorter. At this time, since decarburization is required, it is desirable that the atmosphere be a humid atmosphere. After recrystallization annealing, a technique for increasing the amount of Si by a siliconization method may be used in combination.

その後、鉄損を重視してフォルステライト被膜を形成させる場合には、MgOを主体とする焼鈍分離剤を適用した後に仕上焼鈍を施すことにより、二次再結晶組織を発達させると共にフォルステライト被膜を形成させることが可能である。
また、打ち抜き加工性を重視してフォルステライト被膜を必要としない場合には、焼鈍分離剤を適用しないか、適用する場合でもフォルステライト被膜を形成するMgOは使用せずにシリカやアルミナ等を用いる。
これら焼鈍分離剤を塗布する際は、水分を持ち込まない静電塗布を行うことなどが有効である。また耐熱無機材料シート(シリカ、アルミナ、マイカ等)を用いてもよい。
After that, when forming a forsterite film with an emphasis on iron loss, a secondary recrystallized structure is developed and a forsterite film is developed by applying a finish annealing after applying an annealing separator mainly composed of MgO. It is possible to form.
Also, if the forsterite film is not required with emphasis on punching workability, do not use an annealing separator, or use MgO that forms a forsterite film, but use silica, alumina, etc. .
When applying these annealing separators, it is effective to perform electrostatic coating that does not bring in moisture. Further, a heat resistant inorganic material sheet (silica, alumina, mica, etc.) may be used.

最終仕上焼鈍は、二次再結晶発現のために800℃以上で行うことが望ましい。また、二次再結晶を完了させるために800℃以上の温度で20時間以上保持することが望ましい。打ち抜き性を重視してフォルステライト被膜を形成させない場合には、二次再結晶が完了すればよいので、その保持温度は850〜950℃の範囲が望ましく、当該保持を施すことで最終仕上焼鈍を終了することも可能である。
なお、鉄損を重視する場合やトランスの騒音を低下させるためにフォルステライト被膜を形成させる場合は、1200℃程度まで昇温させることが望ましい。
The final finish annealing is desirably performed at 800 ° C. or higher for secondary recrystallization. In order to complete the secondary recrystallization, it is desirable to hold at a temperature of 800 ° C. or higher for 20 hours or longer. If the forsterite film is not formed with emphasis on punchability, the secondary recrystallization should be completed, so the holding temperature is preferably in the range of 850 to 950 ° C. It is also possible to end.
In the case where the iron loss is regarded as important or the forsterite film is formed in order to reduce the noise of the transformer, it is desirable to raise the temperature to about 1200 ° C.

最終仕上焼鈍後には、付着した焼鈍分離剤を除去するため、水洗やブラッシング、酸洗を行うことが有効である。その後、平坦化焼鈍を行い形状を矯正することが鉄損低減のためには有利である。   After final finish annealing, it is effective to perform water washing, brushing, and pickling in order to remove the attached annealing separator. Thereafter, flattening annealing and correcting the shape are advantageous for reducing iron loss.

鋼板を積層して使用する場合には、鉄損を改善するため平坦化焼鈍の前または後に、鋼板表面に絶縁コーティングを施すことが有効である。この絶縁コーティングは鉄損低減のために鋼板に張力を付与できるコーティングが望ましい。また、バインダーを介した張力コーティング塗布方法や物理蒸着法、化学蒸着法により、無機物を鋼板表層に成膜しコーティング層とする方法を採用すると、コーティング層の密着性に優れ、かつ著しい鉄損低減効果があるため望ましい。   In the case where the steel plates are laminated and used, it is effective to provide an insulating coating on the surface of the steel plate before or after the flattening annealing in order to improve iron loss. This insulating coating is preferably a coating that can apply tension to the steel sheet to reduce iron loss. In addition, if a method of forming a coating layer by forming an inorganic material on the surface of a steel sheet by a tension coating application method using a binder, physical vapor deposition method, or chemical vapor deposition method is adopted, the coating layer has excellent adhesion and significant iron loss reduction. It is desirable because of its effect.

鉄損低減のためには、磁区細分化処理を行うことが望ましい。磁区細分化処理の方法としては、従来公知の方法いずれもが使用できるが、最終製品板に溝をいれたり、レーザーやプラズマにより線状に熱歪や衝撃歪を導入する方法や、最終仕上板厚に達した冷間圧延板などの中間製品にあらかじめ溝をいれたりする方法などが好適に使用できる。   In order to reduce iron loss, it is desirable to perform magnetic domain fragmentation. Any of the conventionally known methods can be used as the magnetic domain subdividing method. However, a groove is formed in the final product plate, a thermal strain or shock strain is introduced linearly by laser or plasma, or a final finishing plate. A method in which a groove is previously formed in an intermediate product such as a cold-rolled sheet having reached a thickness can be suitably used.

(実施例1)
表2記載の成分、および残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを連続鋳造にて製造し、1420℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により2.7mmの厚さに仕上げた。ついで、1000℃,30秒、かつ900℃から600℃までの冷却速度を25℃/sとした熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延により0.30mmの板厚(圧下率88.9%)に仕上げた。その後、40%N2−60%H2湿潤雰囲気で、830℃,60秒の再結晶焼鈍を行った。このとき、鋼板が800℃以上の温度で保持される時間は約120秒であった。
さらに、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布した後に1200℃で6時間の最終仕上焼鈍を行った。その後、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティング形成を兼ねた平坦化焼鈍を870℃,15秒の条件で施した。
得られたサンプルの磁気特性をJIS C 2550に規定の方法で測定し、表2に併記する。
Example 1
A steel slab composed of the components shown in Table 2 and the balance Fe and inevitable impurities was manufactured by continuous casting, heated at 1420 ° C., and then finished to a thickness of 2.7 mm by hot rolling. Next, after hot-rolled sheet annealing was performed at 1000 ° C for 30 seconds and a cooling rate from 900 ° C to 600 ° C at 25 ° C / s, the thickness was reduced to 0.30 mm (rolling rate 88.9%) by cold rolling. Finished. Thereafter, recrystallization annealing was performed at 830 ° C. for 60 seconds in a 40% N 2 -60% H 2 humid atmosphere. At this time, the time for which the steel sheet was held at a temperature of 800 ° C. or higher was about 120 seconds.
Further, after applying an annealing separator mainly composed of MgO, final finishing annealing was performed at 1200 ° C. for 6 hours. Thereafter, planarization annealing was performed under the conditions of 870 ° C. for 15 seconds, which also served as a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid.
The magnetic properties of the obtained samples are measured by the method specified in JIS C 2550 and are also shown in Table 2.

Figure 0005310510
Figure 0005310510

同表から明らかなように、上記した製造条件において、本発明の組成になる電磁鋼板は、いずれもが良好な磁気特性を有していることがわかる。   As is clear from the table, it can be seen that all of the electrical steel sheets having the composition of the present invention have good magnetic properties under the above-described manufacturing conditions.

(実施例2)
C:0.026%、Si:3.31%、Mn:0.05%、S:0.013%、酸可溶性Al:0.035%、N:0.011%、Nb:0.010%およびSn:0.05%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、連続鋳造にて製造し、1400℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により2.3mmの厚さに仕上げた。
ついで、表3に記載の保定温度、保定時間および900℃から600℃までの冷却速度で熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延により0.23mmの板厚(圧下率90%)に仕上げた。その後、50%N2−50%H2湿潤雰囲気で、均熱条件が850℃,60秒の再結晶焼鈍を施した。このとき、鋼板が800℃以上の温度で保持した時間は約150秒であった。さらに、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布した後、1200℃,10時間保定する最終仕上焼鈍を行った。その後、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティング形成を兼ねた平坦化焼鈍を850℃,40秒の条件で施した。得られたサンプルの磁気特性をJIS C 2550に規定の方法で測定し表3に併記する。
(Example 2)
C: 0.026%, Si: 3.31%, Mn: 0.05%, S: 0.013%, acid-soluble Al: 0.035%, N: 0.011%, Nb: 0.010% and Sn: 0.05%, remaining Fe and inevitable impurities A steel slab was manufactured by continuous casting, heated at 1400 ° C, and then finished to a thickness of 2.3 mm by hot rolling.
Next, hot-rolled sheet annealing was performed at the holding temperature and holding time shown in Table 3 and the cooling rate from 900 ° C to 600 ° C, and then finished to a sheet thickness of 0.23 mm (reduction rate 90%) by cold rolling. . Thereafter, recrystallization annealing was performed in a 50% N 2 -50% H 2 humid atmosphere under a soaking condition of 850 ° C. for 60 seconds. At this time, the time for which the steel sheet was kept at a temperature of 800 ° C. or higher was about 150 seconds. Further, after applying an annealing separator mainly composed of MgO, final finishing annealing was performed by holding at 1200 ° C. for 10 hours. Thereafter, planarization annealing was performed under conditions of 850 ° C. for 40 seconds, which also served as a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid. The magnetic properties of the obtained samples are measured by the method specified in JIS C 2550 and are also shown in Table 3.

Figure 0005310510
Figure 0005310510

同表に示したように、本発明に従って、保定温度と保定時間を選択し、900℃から600℃までの冷却速度で熱延板焼鈍を施した電磁鋼板は、いずれも、その磁気特性が良好である。   As shown in the table, according to the present invention, in accordance with the present invention, the electrical steel sheet that has been subjected to hot-rolled sheet annealing at a cooling rate of 900 ° C. to 600 ° C. with a selected holding temperature and holding time has good magnetic properties. It is.

(実施例3)
C:0.077%、Si:3.22%、Mn:0.13%、S:0.022%、酸可溶性Al:0.028%、N:0.009%、Nb:0.005%、Sn:0.06%、Cr:0.07%およびP:0.010%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを連続鋳造にて製造し、1400℃でスラブ加熱した後、表4に示すとおり、熱間圧延により1.5〜2.7mmの厚さに仕上げた。その後、1050℃,90秒保定する熱延板焼鈍を施した後、表4に示したとおり、冷間圧延により0.23〜0.35mmの板厚に仕上げた。
なお、熱延板焼鈍の900℃から600℃までの冷却速度は25℃/sとした。その後、50%N2-50%H2湿潤雰囲気で、均熱条件が840℃,80秒の再結晶焼鈍を施した。このとき、鋼板を800℃以上の温度で保持した時間は約140秒であった。さらにMgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布した後、1200℃,10時間保定する最終仕上焼鈍を行った。その後、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティング形成を兼ねた平坦化焼鈍を850℃,40秒の条件で施した。
得られたサンプルの圧下率を計算し、またその磁気特性をJIS C 2550に規定の方法で測定した。結果を表4に併記する。
(Example 3)
C: 0.077%, Si: 3.22%, Mn: 0.13%, S: 0.022%, acid-soluble Al: 0.028%, N: 0.009%, Nb: 0.005%, Sn: 0.06%, Cr: 0.07% and P: 0.010 %, The remainder Fe and inevitable impurities were produced by continuous casting, and after slab heating at 1400 ° C., as shown in Table 4, it was finished to a thickness of 1.5 to 2.7 mm by hot rolling. Then, after performing hot-rolled sheet annealing held at 1050 ° C. for 90 seconds, as shown in Table 4, it was finished to a sheet thickness of 0.23 to 0.35 mm by cold rolling.
The cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. for hot-rolled sheet annealing was 25 ° C./s. Thereafter, recrystallization annealing was performed in a humid atmosphere of 50% N 2 -50% H 2 at 840 ° C. for 80 seconds. At this time, the time for which the steel plate was held at a temperature of 800 ° C. or higher was about 140 seconds. Further, after applying an annealing separator mainly composed of MgO, final finishing annealing was carried out at 1200 ° C. for 10 hours. Thereafter, planarization annealing was performed under conditions of 850 ° C. for 40 seconds, which also served as a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid.
The rolling reduction of the obtained sample was calculated, and its magnetic properties were measured by the method specified in JIS C 2550. The results are also shown in Table 4.

Figure 0005310510
Figure 0005310510

同表に示したように、磁気特性のうち、鉄損は板厚の影響が大きいことから、磁束密度B8の値で比較すると、本発明に従う圧下率において、いずれの鋼板も磁束密度が良好であることが分かる。 As shown in the table, of the magnetic properties, the iron loss since the thickness of the high-impact, when compared with the value of the magnetic flux density B 8, the reduction ratio in accordance with the present invention, even better magnetic flux density both of the steel plate It turns out that it is.

(実施例4)
C:0.066%、Si:3.15%、Mn:0.16%、S:0.014%、酸可溶性Al:0.027%、N:0.009%、Nb:0.002%、Sn:0.05%、Cr:0.07%およびNi:0.04%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを連続鋳造にて製造し、1400℃でスラブ加熱した後、熱間圧延により2.8mmの厚さに仕上げた。ついで、1000℃,40秒保定する熱延板焼鈍を施し、冷間圧延により1.8mmの板厚に仕上げた。その後、1025℃,30秒保持する中間焼鈍を施した。このときの900℃から600℃までの冷却速度は34℃/sとした。さらに冷間圧延により0.23mmの板厚に仕上げた。続いて、50%N2-50%H2湿潤雰囲気での再結晶焼鈍を施した。このとき、保定温度と鋼板が800℃以上の温度で保定される時間を、表5に示す種々の条件で実施した。
Example 4
C: 0.066%, Si: 3.15%, Mn: 0.16%, S: 0.014%, acid-soluble Al: 0.027%, N: 0.009%, Nb: 0.002%, Sn: 0.05%, Cr: 0.07% and Ni: 0.04 %, The balance Fe and unavoidable impurities were produced by continuous casting, heated at 1400 ° C. and then hot rolled to a thickness of 2.8 mm. Next, hot-rolled sheet annealing was performed at 1000 ° C. for 40 seconds, and the sheet thickness was 1.8 mm by cold rolling. Thereafter, intermediate annealing was performed at 1025 ° C. for 30 seconds. The cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. at this time was 34 ° C./s. Furthermore, the sheet thickness was 0.23 mm by cold rolling. Subsequently, recrystallization annealing was performed in a 50% N 2 -50% H 2 humid atmosphere. At this time, the holding temperature and the time during which the steel plate was held at a temperature of 800 ° C. or higher were carried out under various conditions shown in Table 5.

さらにMgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布した後、1250℃で4時間保定する最終仕上焼鈍を行った。その後、リン酸マグネシウムとほう酸を主体とした張力付与コーティング形成を兼ねた平坦化焼鈍を850℃,40秒の条件で施した。さらに、プラズマ照射により磁区細分化を行った。この条件は、鋼板の幅方向に平行に、太さ:200μmの線状熱歪を7mm間隔で導入することとした。得られたサンプルの磁気特性をJIS C 2550に規定の方法で測定し表5に併記する。   Further, after applying an annealing separator mainly composed of MgO, final finishing annealing was performed by holding at 1250 ° C. for 4 hours. Thereafter, planarization annealing was performed under conditions of 850 ° C. for 40 seconds, which also served as a tension-imparting coating mainly composed of magnesium phosphate and boric acid. Further, the magnetic domain was subdivided by plasma irradiation. In this condition, linear thermal strain having a thickness of 200 μm was introduced at intervals of 7 mm in parallel with the width direction of the steel sheet. The magnetic properties of the obtained samples are measured by the method specified in JIS C 2550 and are also shown in Table 5.

Figure 0005310510
Figure 0005310510

同表に示したように、保定温度と鋼板の800℃以上の温度で保定される時間とが本発明に従う範囲の場合は、いずれの鋼板も磁気特性が良好であることが分かる。   As shown in the table, when the holding temperature and the time of holding the steel sheet at a temperature of 800 ° C. or higher are in the range according to the present invention, it can be seen that all the steel sheets have good magnetic properties.

本発明によれば、磁気特性、特に鉄損値に優れた鉄心材料を得ることが可能となり、もって、高品位な変圧器や電動機などの製造に貢献する。   According to the present invention, it is possible to obtain an iron core material having excellent magnetic properties, particularly iron loss values, and thus contribute to the manufacture of high-quality transformers and electric motors.

Claims (3)

C:0.002〜0.10質量%、Si:2.0〜8.0質量%、Mn:0.005〜1.0質量%、S:0.01〜0.05質量%、酸可溶性Al:0.01〜0.04質量%、N:0.003〜0.015質量%、Sn:0.01〜0.20質量%およびNb:0.001〜0.015質量%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、熱間圧延し、1回または、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ、ついで、得られた鋼板に脱炭を兼ねた再結晶焼鈍を施した後、最終仕上焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
前記最終冷間圧延の直前に、900℃以上、かつ900℃から600℃までの冷却速度を平均で1℃/s以上とする焼鈍を施し、さらに、前記最終冷間圧延における圧下率を80%以上とし、
前記再結晶焼鈍は、温度が900℃以下で、かつ鋼板が800℃以上の温度に保持される時間を600秒以内とすることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
C: 0.002-0.10 mass%, Si: 2.0-8.0 mass%, Mn: 0.005-1.0 mass%, S: 0.01-0.05 mass%, acid-soluble Al: 0.01-0.04 mass%, N: 0.003-0.015 mass%, A steel slab consisting of Sn: 0.01-0.20% by mass and Nb: 0.001-0.015% by mass, the balance Fe and inevitable impurities is hot-rolled and subjected to one or more cold rollings with intermediate annealing. In the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet comprising a series of steps of performing final finishing annealing after performing recrystallization annealing that also serves as decarburization to the obtained steel sheet.
Immediately before the final cold rolling, annealing is performed so that the average cooling rate from 900 ° C. to 600 ° C. is 1 ° C./s or more, and the reduction rate in the final cold rolling is 80%. And above
The recrystallization annealing is a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, characterized in that the temperature is 900 ° C. or less and the time during which the steel sheet is maintained at a temperature of 800 ° C. or more is 600 seconds or less.
前記鋼スラブ成分中に、さらに、Ni:0.010〜1.50質量%、Cr:0.01〜0.50質量%、Cu:0.01〜0.50質量%およびP:0.005〜0.50質量%のうちから選んだ1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。   In the steel slab component, one or two selected from Ni: 0.010 to 1.50 mass%, Cr: 0.01 to 0.50 mass%, Cu: 0.01 to 0.50 mass%, and P: 0.005 to 0.50 mass% The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, comprising the above. 前記鋼スラブ成分中に、さらに、Se:0.003〜0.050質量%、Sb:0.005〜0.50質量%、Bi:0.005〜0.50質量%、Mo:0.005〜0.100質量%およびB:2〜25質量ppmのうちから選んだ1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。   In the steel slab component, Se: 0.003 to 0.050 mass%, Sb: 0.005 to 0.50 mass%, Bi: 0.005 to 0.50 mass%, Mo: 0.005 to 0.100 mass%, and B: 2 to 25 mass ppm The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, comprising one or more selected from the above.
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