JP6724712B2 - Non-oriented electrical steel sheet - Google Patents

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Description

本発明は、無方向性電磁鋼板に関する。 The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet.

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

無方向性電磁鋼板の磁気特性のうち、特に高周波鉄損を向上させる(すなわち、高周波鉄損を低減する)ためには、鋼中に合金元素を添加することで鋼板の電気抵抗を上げ、渦電流損を低減することが有効である。そのため、例えば以下の特許文献1及び特許文献2に開示されているように、Si、Al、Mn又はPといった電気抵抗を上昇させる効果を有する元素を添加して、磁気特性(鉄損、磁束密度等)の改善を図ることが行われている。 Among the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets, in order to particularly improve high frequency iron loss (that is, reduce high frequency iron loss), alloy elements are added to the steel to increase the electrical resistance of the steel sheet and It is effective to reduce the current loss. Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, an element having an effect of increasing electric resistance such as Si, Al, Mn, or P is added, and magnetic characteristics (iron loss, magnetic flux density Etc.) are being implemented.

特開2000−129409号公報JP 2000-129409 A 特開2015−131993号公報JP, 2005-131993, A

ここで、同一の含有量(質量%)で合金元素を添加することを考えた場合に、Siが、電気抵抗を上昇させやすく、鉄損の低減に有効な元素である。そのため、上記特許文献1では、Siの含有量を、0.1質量%〜7.0質量%まで変化させて、検討が行われている。しかしながら、本発明者らが鋭意検討を行った結果、Siを含有させすぎると、無方向性電磁鋼板の加工性(より詳細には、冷間圧延性)が著しく低下することが明らかとなった。 Here, considering the addition of alloying elements with the same content (mass %), Si is an element effective in reducing iron loss because it easily increases electric resistance. Therefore, in the above-mentioned Patent Document 1, the content of Si is varied from 0.1% by mass to 7.0% by mass for study. However, as a result of diligent studies by the present inventors, it became clear that if Si is contained too much, the workability (more specifically, cold rollability) of the non-oriented electrical steel sheet is significantly reduced. ..

また、上記特許文献2では、0.03質量%〜0.20質量%のPを添加することで、鉄損及び磁束密度の向上を図っているが、本発明者らが鋭意検討を行った結果、Pを含有させすぎると、無方向性電磁鋼板の加工性(より詳細には、冷間圧延性)が著しく低下することが明らかとなった。 Moreover, in the said patent document 2, although iron loss and a magnetic flux density are aimed at improvement by adding P of 0.03 mass%-0.20 mass %, this artificer examined earnestly. As a result, it became clear that if P was contained too much, the workability (more specifically, cold rollability) of the non-oriented electrical steel sheet was significantly reduced.

このように、上記特許文献1及び特許文献2に開示されている技術では、冷間圧延性及び磁気特性の双方に優れる無方向性電磁鋼板を得ることは困難であるという現状にある。 As described above, it is currently difficult to obtain a non-oriented electrical steel sheet excellent in both cold rolling property and magnetic property by the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、冷間圧延性及び磁気特性を共に向上させることが可能な、無方向性電磁鋼板を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a non-oriented electrical steel sheet capable of improving both cold rolling property and magnetic property. Especially.

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、Alの含有量を所定の値以下とし、かつ、冷間圧延性の低下が少ないMnをSiとともに複合添加することで、冷間圧延性と磁気特性とを共に向上させることが可能であるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
In order to solve the above problems, as a result of intensive studies by the present inventors, the content of Al is set to a predetermined value or less, and cold rolling property is less likely to decrease by adding Mn together with Si. The present invention has been completed based on the finding that it is possible to improve both cold rollability and magnetic properties.
The gist of the present invention completed based on the above findings is as follows.

(1)質量%で、C:0%超〜0.0050%以下、Si:3.0%〜4.0%、Mn:2.0%〜3.3%、P:0%超〜0.030%未満、S:0%超〜0.0050%以下、Sol.Al:0%超〜0.0040%以下、N:0%超〜0.0040%以下を含有し、Si−0.5×Mn:2.0%以上であり、残部がFe及び不純物であり、平均結晶粒径が55μm〜200μmである無方向性電磁鋼板。
(2)残部のFeの一部に換えて、更に、Sn:0.005%〜0.10%、Sb:0.005%〜0.10%から選ばれる少なくとも1種を含有する、(1)に記載の無方向性電磁鋼板。
(1) In mass %, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 3.0% to 4.0%, Mn: 2.0% to 3.3%, P: more than 0% to 0. Less than 0.030%, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040% or less, Si-0.5 x Mn: 2.0% or more, the balance being Fe and impurities. , A non-oriented electrical steel sheet having an average crystal grain size of 55 μm to 200 μm.
(2) In addition to part of the balance of Fe, at least one selected from Sn: 0.005% to 0.10% and Sb: 0.005% to 0.10% is further contained. ) Non-oriented electrical steel sheet as described in.

以上説明したように本発明によれば、無方向性電磁鋼板において、冷間圧延性及び磁気特性を共に向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, in the non-oriented electrical steel sheet, it is possible to improve both cold rolling property and magnetic property.

本発明の実施形態に係る無方向性電磁鋼板の構造を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the structure of the non-oriented electrical steel sheet which concerns on embodiment of this invention. 同実施形態にかかる無方向性電磁鋼板の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。It is a flow chart showing an example of a flow of a manufacturing method of a non-oriented electrical steel sheet concerning the embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification and the drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.

(無方向性電磁鋼板について)
無方向性電磁鋼板において、高周波鉄損を低減するために、一般的には、鋼中に合金元素を含有させて鋼板の電気抵抗を上げ、渦電流損を低減させることが行われる。ここで、同一の含有量(質量%)で合金元素を添加することを考えた場合に、Siが、電気抵抗を上昇させやすく、鉄損の低減に有効な元素である。しかしながら、本発明者らによる検討の結果、Siの含有量が4質量%を超える場合には、無方向性電磁鋼板の冷間圧延性が著しく低下することが明らかとなった。
(About non-oriented electrical steel sheet)
In order to reduce high-frequency iron loss in non-oriented electrical steel sheets, it is common practice to incorporate alloying elements into the steel to increase the electrical resistance of the steel sheet and reduce eddy current loss. Here, considering the addition of alloying elements with the same content (mass %), Si is an element effective in reducing iron loss because it easily increases electric resistance. However, as a result of the study by the present inventors, it became clear that when the Si content exceeds 4 mass %, the cold rolling property of the non-oriented electrical steel sheet remarkably deteriorates.

また、Alも、Siと同様に電気抵抗の上昇効果を示す合金元素であるが、Siと同様の冷間圧延性の低下が生じることも明らかとなった。また、Alの含有量が2質量%を超えてしまうと、ヒステリシス損が劣化して磁気特性が低下してしまう傾向にあり、合金元素としてAlを大量に含有させることは、困難である。 Further, although Al is also an alloying element showing an effect of increasing electric resistance like Si, it has been clarified that the cold rolling property is lowered similarly to Si. Further, if the Al content exceeds 2 mass %, the hysteresis loss tends to deteriorate and the magnetic properties tend to deteriorate, and it is difficult to incorporate a large amount of Al as an alloy element.

そこで、本発明者らは、冷間圧延性と磁気特性とを共に向上させることが可能な方法について鋭意検討を行った結果、Alの含有量を所定の値以下とし、かつ、冷間圧延性の低下が少ないMnをSiとともに複合添加することに想到したのである。 Therefore, as a result of intensive studies on the method capable of improving both the cold rolling property and the magnetic property, the present inventors have set the content of Al to a predetermined value or less, and the cold rolling property. It was conceived to add Mn together with Si so that the decrease in

以下では、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る無方向性電磁鋼板について、詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る無方向性電磁鋼板の構造を模式的に示した説明図である。
Hereinafter, the non-oriented electrical steel sheet according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the structure of a non-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.

本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10は、図1に模式的に示したように、所定の化学成分を含有している地鉄11を有している。また、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、地鉄11の表面に、絶縁被膜13を更に有していることが好ましい。 The non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment has a base metal 11 containing a predetermined chemical component, as schematically shown in FIG. In addition, the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment preferably further has an insulating coating 13 on the surface of the base metal 11.

以下では、まず、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の地鉄11について、詳細に説明する。 Below, first, the base metal 11 of the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment will be described in detail.

<地鉄の化学組成について>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の地鉄11は、質量%で、C:0%超〜0.0050%以下、Si:3.0%〜4.0%、Mn:2.0%〜3.3%、P:0%超〜0.030%未満、S:0%超〜0.0050%以下、Sol.Al:0%超〜0.0040%以下、N:0%超〜0.0040%以下を含有し、Si−0.5×Mn:2.0%以上であり、残部がFe及び不純物である。
<Chemical composition of base steel>
The base steel 11 of the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment is, in mass %, C: more than 0% to 0.0050% or less, Si: 3.0% to 4.0%, Mn: 2.0. % To 3.3%, P: more than 0% to less than 0.030%, S: more than 0% to 0.0050% or less, Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040% or less, Si-0.5 x Mn: 2.0% or more, and the balance is Fe and impurities. ..

また、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の地鉄11は、残部のFeの一部に換えて、更に、Sn:0.005%〜0.10%、Sb:0.005%〜0.10%から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。 Further, the base iron 11 of the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment is further replaced with a part of the remaining Fe, and further Sn: 0.005% to 0.10%, Sb: 0.005% to. It is preferable to contain at least one selected from 0.10%.

以下では、本実施形態に係る地鉄11の化学組成が上記のように規定される理由について、詳細に説明する。なお、以下では、特に断りの無い限り、「%」は「質量%」を表すものとする。 Hereinafter, the reason why the chemical composition of the base steel 11 according to the present embodiment is defined as described above will be described in detail. In the following, “%” represents “mass %” unless otherwise specified.

[C:0%超〜0.0050%以下]
C(炭素)は、不可避的に含有される元素であるとともに、鉄損劣化を引き起こす元素である。Cの含有量が0.0050%を超える場合には、無方向性電磁鋼板において鉄損劣化が生じ、良好な磁気特性を得ることができない。従って、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、Cの含有量を、0.0050%以下とする。Cの含有量は、好ましくは、0.0040%以下であり、更に好ましくは、0.0030%以下である。Cの含有量は、少なければ少ないほど良いが、Cの含有量を0.0005%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Cの含有量は、好ましくは、0.0005%以上である。
[C: more than 0% to 0.0050% or less]
C (carbon) is an element that is unavoidably contained and causes iron loss deterioration. If the C content exceeds 0.0050%, iron loss deterioration occurs in the non-oriented electrical steel sheet, and good magnetic properties cannot be obtained. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, the content of C is set to 0.0050% or less. The content of C is preferably 0.0040% or less, more preferably 0.0030% or less. The smaller the content of C, the better. However, if the content of C is reduced to less than 0.0005%, the cost will be unnecessarily increased. Therefore, the C content is preferably 0.0005% or more.

[Si:3.0%〜4.0%]
Si(ケイ素)は、鋼の電気抵抗を上昇させて渦電流損を低減させ、高周波鉄損を改善する元素である。また、Siは、固溶強化能が大きいため、無方向性電磁鋼板の高強度化にも有効な元素である。高強度化は、モータの高速回転時の変形抑制や疲労破壊抑制といた観点から必要となる。かかる効果を十分に発揮させるためには、3.0%以上のSiを含有させることが必要である。一方、Siの含有量が4.0%を超える場合には、加工性が著しく劣化し、冷間圧延を実施することが困難となる(すなわち、冷間圧延性が低下する。)。従って、Siの含有量は、4.0%以下とする。Siの含有量は、好ましくは、3.1%以上3.9%以下であり、更に好ましくは、3.2%以上3.8%以下である。
[Si: 3.0% to 4.0%]
Si (silicon) is an element that increases the electric resistance of steel, reduces eddy current loss, and improves high frequency iron loss. Moreover, since Si has a large solid solution strengthening ability, it is also an effective element for increasing the strength of the non-oriented electrical steel sheet. Higher strength is necessary from the viewpoint of suppressing deformation and fatigue fracture during high-speed rotation of the motor. In order to fully exert such an effect, it is necessary to contain 3.0% or more of Si. On the other hand, if the Si content exceeds 4.0%, the workability is significantly deteriorated, and it becomes difficult to carry out cold rolling (that is, the cold rollability is deteriorated). Therefore, the Si content is set to 4.0% or less. The Si content is preferably 3.1% or more and 3.9% or less, and more preferably 3.2% or more and 3.8% or less.

[Mn:2.0%〜3.3%]
Mn(マンガン)は、鋼の加工性を劣化させずに電気抵抗を上昇させることで渦電流損を低減し、高周波鉄損を改善するために有効な元素である。また、Mnは、Siよりも固溶強化能は小さいものの、加工性を劣化させることなく、高強度化に寄与できる元素である。かかる効果を十分に発揮させるためには、2.0%以上のMnを含有させることが必要である。一方、Mnの含有量が3.3%超過となる場合には、磁束密度の低下が顕著となる。従って、Mnの含有量は、3.3%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは、2.1%以上3.2%以下であり、更に好ましくは、2.2%以上3.1%以下である。
[Mn: 2.0% to 3.3%]
Mn (manganese) is an element that is effective for reducing eddy current loss by increasing electric resistance without deteriorating workability of steel and improving high frequency iron loss. Further, Mn is an element that has a smaller solid solution strengthening ability than Si, but can contribute to high strength without degrading workability. In order to fully exert such an effect, it is necessary to contain 2.0% or more of Mn. On the other hand, when the Mn content exceeds 3.3%, the decrease in magnetic flux density becomes remarkable. Therefore, the Mn content is 3.3% or less. The Mn content is preferably 2.1% or more and 3.2% or less, and more preferably 2.2% or more and 3.1% or less.

[P:0%超〜0.030%未満]
P(リン)は、本実施形態の対象となるSi及びMnの含有量が多い高合金鋼において、著しく加工性を劣化させて冷間圧延を困難にする元素である。従って、Pの含有量は、0.03%未満とする。Pの含有量は、好ましくは、0.001%以上0.020%以下であり、更に好ましくは、0.002%以上0.010%以下である。
[P: more than 0% to less than 0.030%]
P (phosphorus) is an element that significantly deteriorates the workability and makes cold rolling difficult in the high alloy steel containing a large amount of Si and Mn, which is the target of the present embodiment. Therefore, the P content is less than 0.03%. The content of P is preferably 0.001% or more and 0.020% or less, and more preferably 0.002% or more and 0.010% or less.

[S:0%超〜0.0050%以下]
S(硫黄)は、不可避的に含有される元素であるとともに、MnSの微細析出物を形成することで鉄損を増加させ、無方向性電磁鋼板の磁気特性を劣化させる元素である。そのため、Sの含有量は、0.0050%以下とする必要がある。Sの含有量は、少なければ少ないほど良いが、Sの含有量を0.0001%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Sの含有量は、好ましくは、0.0001%以上である。Sの含有量は、好ましくは、0.0030%以下であり、更に好ましくは、0.0020%以下である。
[S: over 0% to 0.0050% or less]
S (sulfur) is an element that is inevitably contained, and is an element that increases iron loss by forming fine precipitates of MnS and deteriorates the magnetic properties of the non-oriented electrical steel sheet. Therefore, the S content needs to be 0.0050% or less. The smaller the S content, the better. However, an attempt to reduce the S content to less than 0.0001% unnecessarily increases the cost. Therefore, the S content is preferably 0.0001% or more. The content of S is preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0020% or less.

[Sol.Al:0%超〜0.0040%以下]
Al(アルミニウム)は、鋼中に固溶されると、無方向性電磁鋼板の電気抵抗を上昇させることで渦電流損を低減し、高周波鉄損を改善する元素である。しかしながら、本実施形態では、Alよりも加工性を劣化させずに電気抵抗を上昇させる元素であるMnを積極的に含有させるため、積極的に含有させることはしない。この場合、Alの含有量が0.0040%を超えると、鋼中に微細な窒化物が析出して熱延板焼鈍や仕上焼鈍での結晶粒成長を阻害し、磁気特性を劣化させる。従って、Alの含有量は、0.0040%以下とする。一方、Alの含有量を0.0001%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Alの含有量は、好ましくは、0.0001%以上0.0030%以下であり、更に好ましくは、0.0001%以上0.0020%以下である。
[Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less]
Al (aluminum) is an element that, when solid-dissolved in steel, increases the electrical resistance of the non-oriented electrical steel sheet to reduce eddy current loss and improve high frequency iron loss. However, in the present embodiment, Mn, which is an element that increases the electric resistance without deteriorating the workability, is positively contained as compared with Al, and is not positively contained. In this case, if the Al content exceeds 0.0040%, fine nitrides are precipitated in the steel to inhibit crystal grain growth during hot-rolled sheet annealing or finish annealing, and deteriorate magnetic properties. Therefore, the content of Al is set to 0.0040% or less. On the other hand, if the content of Al is reduced to less than 0.0001%, the cost is unnecessarily increased. Therefore, the Al content is preferably 0.0001% or more and 0.0030% or less, and more preferably 0.0001% or more and 0.0020% or less.

[N:0%超〜0.0040%以下]
N(窒素)は、不可避的に含有される元素であるとともに、磁気時効を引き起こして鉄損を増加させ、無方向性電磁鋼板の磁気特性を劣化させる元素である。そのため、Nの含有量は、0.0040%以下とする必要がある。Nの含有量は、少なければ少ないほど良いが、Nの含有量を0.0001%よりも低減させようとすると、いたずらにコストアップを招くのみである。従って、Nの含有量は、0.0001%以上とすることが好ましい。Nの含有量は、好ましくは、0.0001%以上0.0030%以下であり、更に好ましくは、0.0003%以上0.0020%以下である。
[N: more than 0% to 0.0040% or less]
N (nitrogen) is an element that is unavoidably contained, and also causes magnetic aging to increase iron loss and deteriorate the magnetic properties of the non-oriented electrical steel sheet. Therefore, the N content needs to be 0.0040% or less. The smaller the content of N, the better. However, if the content of N is reduced to less than 0.0001%, the cost will be unnecessarily increased. Therefore, the N content is preferably 0.0001% or more. The content of N is preferably 0.0001% or more and 0.0030% or less, and more preferably 0.0003% or more and 0.0020% or less.

[Si−0.5×Mn:2.0%以上]
合金元素であるSiは、フェライト相促進元素(いわゆる、フェライトフォーマー元素)である一方で、合金元素であるMnは、オーステナイト相促進元素(いわゆる、オーステナイトフォーマー元素)である。従って、Si及びMnそれぞれの含有量に応じて、無方向性電磁鋼板の金属組織は変化し、無方向性電磁鋼板は、変態点を有する成分系となったり、変態点を有しない成分系となったりする。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、変態点を有しない成分系を実現して、地鉄における平均結晶粒径を適度に大きくすることが求められる。そのため、変態点を有しない成分系となるように、Si及びMnのそれぞれの含有量は、所定の関係性を満たすことが求められる。
[Si-0.5 x Mn: 2.0% or more]
The alloying element Si is a ferrite phase promoting element (so-called ferrite former element), while the alloying element Mn is an austenite phase promoting element (so-called austenite former element). Therefore, the metallographic structure of the non-oriented electrical steel sheet changes depending on the contents of Si and Mn, and the non-oriented electrical steel sheet becomes a component system having a transformation point or a component system having no transformation point. I will become. In the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, it is required to realize a component system having no transformation point and appropriately increase the average crystal grain size in the base iron. Therefore, the respective contents of Si and Mn are required to satisfy a predetermined relationship so that the component system does not have a transformation point.

ここで、経験的に、Mnによるオーステナイト相促進能(換言すれば、フェライト相促進能を打ち消す効果)は、Siによるフェライト相促進能の0.5程度と考えることができる。そのため、本実施形態におけるフェライト相促進能の等量は、Siの含有量を基準として、「Si−0.5×Mn」として表すことができる。 Here, empirically, the austenite phase promoting ability of Mn (in other words, the effect of canceling the ferrite phase promoting ability) can be considered to be about 0.5 of the ferrite phase promoting ability of Si. Therefore, the equivalent amount of the ferrite phase promoting ability in the present embodiment can be expressed as “Si-0.5×Mn” based on the Si content.

Si−0.5×Mnの値が2.0%未満である場合には、無方向性電磁鋼板は、変態点を有する成分系となってしまう。その結果、製造途中の高温処理時において鋼板の金属組織がフェライト単相ではなくなり、無方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する懸念があるため、好ましくない。従って、Si−0.5×Mnの値は、2.0%以上とする。一方、Si−0.5×Mnの上限値は、特に規定するものではないが、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板のSi含有量及びMn含有量の範囲から、Si−0.5×Mnの値は、3.0%を超えることはあり得ない。従って、Si−0.5×Mnの上限値は、実質的には、3.0%となる。Si−0.5×Mnの値は、好ましくは、2.1%以上3.0%以下であり、更に好ましくは、2.1%以上2.9%以下である。 When the value of Si-0.5xMn is less than 2.0%, the non-oriented electrical steel sheet becomes a component system having a transformation point. As a result, the metallurgical structure of the steel sheet is not a ferrite single phase during high temperature treatment during manufacturing, which may reduce the magnetic properties of the non-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. Therefore, the value of Si-0.5 x Mn is set to 2.0% or more. On the other hand, the upper limit of Si-0.5xMn is not particularly specified, but from the range of Si content and Mn content of the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, Si-0.5xMn. The value of Mn cannot exceed 3.0%. Therefore, the upper limit of Si-0.5xMn is substantially 3.0%. The value of Si-0.5×Mn is preferably 2.1% or more and 3.0% or less, and more preferably 2.1% or more and 2.9% or less.

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

なお、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板において、上述した元素以外のNi(ニッケル)、Cr(クロム)、Cu(銅)、及び、Mo(モリブデン)等の元素の含有量に関しては、特に規定されるものではない。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、これらの元素を0.5%以下で含有しても、本発明の効果に特に影響はない。また、無方向性電磁鋼板の仕上焼鈍時の結晶粒成長を促進するために、Ca(カルシウム)やMg(マグネシウム)を100ppm以下の範囲で含有しても、本発明の効果に特に影響はなく、希土類元素(Rare Earth Metal:REM)を200ppm以下の範囲で含有しても、本発明の効果に特に影響はない。 In the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, regarding the content of elements other than the above-mentioned elements, such as Ni (nickel), Cr (chromium), Cu (copper), and Mo (molybdenum), It is not specified. In the non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, even if these elements are contained in an amount of 0.5% or less, the effect of the present invention is not particularly affected. Further, even if Ca (calcium) or Mg (magnesium) is contained in the range of 100 ppm or less in order to promote the crystal grain growth during the finish annealing of the non-oriented electrical steel sheet, the effect of the present invention is not particularly affected. The inclusion of rare earth elements (REM) in the range of 200 ppm or less does not particularly affect the effects of the present invention.

また、上記の元素の他に、Pb(鉛)、Bi(ビスマス)、V(バナジウム)、As(ヒ素)、B(ホウ素)などの元素が0.0001%〜0.0050%の範囲で含まれていても、本発明を損なうものではない。 In addition to the above elements, Pb (lead), Bi (bismuth), V (vanadium), As (arsenic), B (boron), and other elements are contained in the range of 0.0001% to 0.0050%. However, this does not impair the present invention.

以上、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板における地鉄の化学成分について、詳細に説明した。 The chemical composition of the base iron in the non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment has been described above in detail.

なお、無方向性電磁鋼板における地鉄の化学成分を、事後的に測定する場合には、公知の各種測定法を利用することが可能であり、例えば、ICP−MS(誘導結合プラズマ質量分析)法等を適宜利用すればよい。 When the chemical composition of the base iron in the non-oriented electrical steel sheet is to be subsequently measured, various known measurement methods can be used, for example, ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry). The law or the like may be appropriately used.

<地鉄の平均結晶粒径について>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10における地鉄11の平均結晶粒径は、渦電流損を低減させて高周波鉄損を低減するために、200μm以下とする。一方、平均結晶粒径が55μm未満である場合には、ヒステリシス損が大きくなり、鉄損が劣化する。従って、地鉄11の平均結晶粒径の範囲は、55μm〜200μmとする。地鉄11の平均結晶粒径は、好ましくは、60μm〜190μmであり、更に好ましくは、65μm〜180μmである。
<About the average crystal grain size of base iron>
The average crystal grain size of the base iron 11 in the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment is 200 μm or less in order to reduce the eddy current loss and the high frequency iron loss. On the other hand, when the average crystal grain size is less than 55 μm, the hysteresis loss becomes large and the iron loss deteriorates. Therefore, the range of the average crystal grain size of the base metal 11 is set to 55 μm to 200 μm. The average crystal grain size of the base iron 11 is preferably 60 μm to 190 μm, and more preferably 65 μm to 180 μm.

なお、平均結晶粒径を測定する場合には、JIS G0552の鋼のフェライト結晶粒度試験方法に記載された比較法や切断法で結晶粒の平均断面積を求め、求めた面積と等価な円の直径を、平均結晶粒径とすればよい。 When measuring the average crystal grain size, the average cross-sectional area of the crystal grains is obtained by the comparison method or the cutting method described in the JIS G0552 steel ferrite grain size test method, and a circle equivalent to the obtained area is obtained. The diameter may be the average crystal grain size.

<地鉄の板厚について>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10における地鉄11の板厚(図1における厚みt)は、渦電流損を低減させて高周波鉄損を低減するために、0.40mm以下とすることが好ましい。一方、地鉄11の板厚tが0.10mm未満である場合には、板厚が薄いために焼鈍ラインの通板が困難となる可能性がある。従って、無方向性電磁鋼板10における地鉄11の板厚tは、0.10mm以上0.40mm以下とすることが好ましい。無方向性電磁鋼板10における地鉄11の板厚tは、より好ましくは、0.15mm以上0.35mm以下である。
<About the thickness of base steel>
The plate thickness (thickness t in FIG. 1) of the base metal 11 in the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment is 0.40 mm or less in order to reduce eddy current loss and high frequency iron loss. Is preferred. On the other hand, when the plate thickness t of the base metal 11 is less than 0.10 mm, it may be difficult to thread the annealing line due to the small plate thickness. Therefore, the plate thickness t of the base metal 11 in the non-oriented electrical steel sheet 10 is preferably 0.10 mm or more and 0.40 mm or less. The plate thickness t of the base metal 11 in the non-oriented electrical steel sheet 10 is more preferably 0.15 mm or more and 0.35 mm or less.

以上、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の地鉄11について、詳細に説明した。 The base metal 11 of the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment has been described above in detail.

<絶縁被膜について>
続いて、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10が有していることが好ましい絶縁被膜13について、簡単に説明する。
<About insulation film>
Next, the insulating coating 13 that the non-oriented electrical steel sheet 10 according to this embodiment preferably has will be briefly described.

無方向性電磁鋼板の磁気特性を向上させるためには、鉄損を低減することが重要であるが、かかる鉄損は、渦電流損とヒステリシス損とから構成されている。地鉄11の表面に絶縁被膜13を設けることで、鉄心として積層された電磁鋼板間の導通を抑制して鉄心の渦電流損を低減することが可能となり、無方向性電磁鋼板10の実用的な磁気特性を更に向上させることが可能となる。 In order to improve the magnetic properties of the non-oriented electrical steel sheet, it is important to reduce the iron loss, and the iron loss is composed of eddy current loss and hysteresis loss. By providing the insulating coating 13 on the surface of the base metal 11, it is possible to suppress the conduction between the electromagnetic steel sheets laminated as the iron core and reduce the eddy current loss of the iron core. It is possible to further improve various magnetic characteristics.

ここで、本実施形態に係る絶縁被膜13は、無方向性電磁鋼板の絶縁被膜として用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、公知の絶縁被膜を用いることが可能である。このような絶縁被膜として、例えば、無機物を主体とし、更に有機物を含んだ複合絶縁被膜を挙げることができる。ここで、複合絶縁被膜とは、例えば、クロム酸金属塩、リン酸金属塩又はコロイダルシリカ、Zr化合物、Ti化合物等の無機物の少なくとも何れかを主体とし、微細な有機樹脂の粒子が分散している絶縁被膜である。特に、近年ニーズの高まっている製造時の環境負荷低減の観点からは、リン酸金属塩やZrあるいはTiのカップリング剤、又は、これらの炭酸塩やアンモニウム塩を出発物質として用いた絶縁被膜が好ましく用いられる。 Here, the insulating coating 13 according to this embodiment is not particularly limited as long as it is used as an insulating coating of a non-oriented electrical steel sheet, and a known insulating coating can be used. As such an insulating coating, for example, a composite insulating coating mainly containing an inorganic substance and further containing an organic substance can be mentioned. Here, the composite insulating coating is mainly composed of, for example, at least one of an inorganic substance such as a metal salt of chromate, a metal salt of phosphoric acid or colloidal silica, a Zr compound, and a Ti compound, in which fine particles of an organic resin are dispersed. It is an insulating film. In particular, from the viewpoint of reducing the environmental load at the time of manufacturing, which has been in increasing demand in recent years, a metal phosphate, a coupling agent of Zr or Ti, or an insulating coating using a carbonate or ammonium salt of these as a starting material. It is preferably used.

ここで、上記のような絶縁被膜13の付着量は、特に限定するものではないが、例えば、片面あたり0.1g/m以上2.0g/m以下程度とすることが好ましく、片面あたり0.3g/m以上1.5g/m以下とすることが更に好ましい。かかる付着量となるように絶縁被膜13を形成することで、優れた均一性を保持することが可能となる。なお、かかる絶縁被膜13の付着量を、事後的に測定する場合には、公知の各種測定法を利用することが可能である。なお、絶縁被膜13の付着量は、例えば、絶縁被膜13を形成した無方向性電磁鋼板10を熱アルカリ溶液に浸漬することで絶縁被膜13のみを除去し、絶縁被膜13の除去前後の質量差から算出することが可能である。 Here, the adhesion amount of the insulating coating 13 as described above is not particularly limited, but for example, it is preferable to be about 0.1 g/m 2 or more and 2.0 g/m 2 or less per one side, and More preferably, it is 0.3 g/m 2 or more and 1.5 g/m 2 or less. By forming the insulating coating 13 so as to have such an adhesion amount, it becomes possible to maintain excellent uniformity. When the amount of the insulating coating 13 adhered is measured afterwards, various known measuring methods can be used. The amount of the insulating coating 13 adhered is, for example, the non-oriented electrical steel sheet 10 on which the insulating coating 13 is formed is immersed in a hot alkaline solution to remove only the insulating coating 13, and the mass difference before and after the removal of the insulating coating 13 It is possible to calculate from.

<無方向性電磁鋼板の磁気特性の測定方法について>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10は、上記のような構造を有することで、優れた磁気特性を示すものとなる。ここで、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の示す各種の磁気特性は、JIS C2550に規定されたエプスタイン法や、JIS C2556に規定された単板磁気特性測定法(Single Sheet Tester:SST)に則して、測定することが可能である。
<Measurement method of magnetic properties of non-oriented electrical steel sheet>
The non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment has excellent magnetic properties by having the above structure. Here, various magnetic properties exhibited by the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment include Epstein's method defined in JIS C2550 and single sheet magnetic property measurement method (SST) defined in JIS C2556. ), it is possible to measure.

以上、図1を参照しながら、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10について、詳細に説明した。 The non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment has been described above in detail with reference to FIG.

(無方向性電磁鋼板の製造方法について)
続いて、図2を参照しながら、以上説明したような本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の製造方法について、簡単に説明する。
図2は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。
(About manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet)
Subsequently, a method for manufacturing the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment as described above will be briefly described with reference to FIG.
FIG. 2 is a flow chart showing an example of the flow of the method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment.

本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の製造方法では、以上説明したような所定の化学成分を有する鋼塊に対して、熱間圧延、熱延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を順に実施する。また、絶縁被膜13を地鉄11の表面に形成する場合には、上記仕上焼鈍の後に絶縁被膜の形成が行われる。以下、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10の製造方法で実施される各工程について、詳細に説明する。 In the method for manufacturing the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment, hot rolling, hot-rolled sheet annealing, pickling, cold rolling, and finishing are performed on the steel ingot having the predetermined chemical composition as described above. Annealing is performed in order. When the insulating coating 13 is formed on the surface of the base metal 11, the insulating coating is formed after the finish annealing. Hereinafter, each step performed in the method for manufacturing the non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment will be described in detail.

<熱間圧延工程>
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法では、まず、上記の化学組成を有する鋼塊(スラブ)を加熱し、加熱された鋼塊について熱間圧延を行って、熱延板を得る(ステップS101)。ここで、熱間圧延に供する際の鋼塊の加熱温度については、特に規定するものではないが、例えば、1050℃〜1300℃とすることが好ましい。また、熱間圧延後の熱延板の板厚についても、特に規定するものではないが、地鉄の最終板厚を考慮して、例えば、1.6mm〜3.5mm程度とすることが好ましい。なお、かかる熱間圧延工程は、鋼板の温度が700℃〜1000℃の範囲にあるうちに終了することが好ましい。なお、鋼塊の加熱温度は、より好ましくは、1050℃〜1250℃であり、熱間圧延の終了温度は、より好ましくは、750℃〜950℃である。
<Hot rolling process>
In the method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, first, a steel ingot (slab) having the above chemical composition is heated, and hot rolling is performed on the heated steel ingot to obtain a hot rolled sheet. (Step S101). Here, the heating temperature of the steel ingot when it is subjected to hot rolling is not particularly specified, but is preferably 1050°C to 1300°C, for example. Further, the plate thickness of the hot rolled plate after hot rolling is not particularly specified, but considering the final plate thickness of the base steel, it is preferably about 1.6 mm to 3.5 mm, for example. .. The hot rolling step is preferably completed while the temperature of the steel sheet is in the range of 700°C to 1000°C. The heating temperature of the steel ingot is more preferably 1050°C to 1250°C, and the end temperature of the hot rolling is more preferably 750°C to 950°C.

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

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

<冷間圧延工程>
上記酸洗の後(熱延板焼鈍が箱焼鈍で実施される場合は、熱延板焼鈍工程の後となる場合もある。)には、冷間圧延が実施される(ステップS107)。かかる冷間圧延では、地鉄の最終板厚が0.10mm以上0.40mm以下となるような圧下率で、スケールの除去された酸洗板が圧延される。
<Cold rolling process>
After the pickling (when the hot-rolled sheet annealing is performed by box annealing, it may be after the hot-rolled sheet annealing step), cold rolling is performed (step S107). In such cold rolling, the scale-removed pickled plate is rolled at a reduction rate such that the final plate thickness of the base metal is 0.10 mm or more and 0.40 mm or less.

<仕上焼鈍工程>
上記冷間圧延の後には、仕上焼鈍が実施される(ステップS109)。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法では、かかる仕上焼鈍の昇温過程を、急速加熱とする。昇温過程の加熱を急速に行うことにより、地鉄11において、磁気特性に有利な再結晶集合組織が形成され、先だって説明したような地鉄11の平均結晶粒径が実現される。このために、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法では、かかる仕上焼鈍は、連続焼鈍で実施する。
<Finishing annealing process>
After the cold rolling, finish annealing is performed (step S109). In the method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, the heating process of the finish annealing is rapid heating. By rapidly heating in the temperature rising process, a recrystallized texture advantageous for magnetic properties is formed in the base iron 11, and the average crystal grain size of the base iron 11 described above is realized. Therefore, in the method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, such finish annealing is performed by continuous annealing.

具体的には、昇温過程では、平均昇温速度を1℃/秒〜2000℃/秒とし、雰囲気を、Hの割合が10体積%〜100体積%であるH及びNの混合雰囲気(すなわち、H+N=100体積%)とし、雰囲気の露点を30℃以下とすることが好ましい。平均昇温速度は、より好ましくは、5℃/秒〜1000℃/秒であり、雰囲気中のHの割合は、より好ましくは、20体積%〜90体積%であり、雰囲気の露点は、より好ましくは、20℃以下であり、更に好ましくは、10℃以下である。なお、上記の平均加熱速度は、例えば、ガス燃焼による加熱の場合には直接加熱やラジアントチューブを用いた間接加熱を用いたり、その他に通電加熱又は誘導加熱等といった公知の加熱方法を用いたりすることで、実現することが可能である。 Specifically, in the heating process, the average heating rate is set to 1° C./sec to 2000° C./sec, and the atmosphere is a mixture of H 2 and N 2 in which the proportion of H 2 is 10% by volume to 100% by volume. It is preferable to set the atmosphere (that is, H 2 +N 2 =100% by volume) and set the dew point of the atmosphere to 30° C. or lower. The average heating rate is more preferably 5°C/sec to 1000°C/sec, the proportion of H 2 in the atmosphere is more preferably 20% to 90% by volume, and the dew point of the atmosphere is The temperature is more preferably 20°C or lower, and further preferably 10°C or lower. The above average heating rate may be, for example, direct heating or indirect heating using a radiant tube in the case of heating by gas combustion, or other known heating methods such as electric heating or induction heating. Therefore, it can be realized.

均熱過程では、均熱温度を、700℃〜1100℃とし、均熱時間を、1秒〜300秒とし、雰囲気を、Hの割合が10体積%〜100体積%であるH及びNの混合雰囲気(すなわち、H+N=100体積%)とし、雰囲気の露点を20℃以下とすることが好ましい。均熱温度は、より好ましくは、750℃〜1050℃であり、雰囲気中のHの割合は、より好ましくは、20体積%〜90体積%であり、雰囲気の露点は、より好ましくは、10℃以下であり、更に好ましくは、0℃以下である。 In the soaking process, the soaking temperature is 700° C. to 1100° C., the soaking time is 1 second to 300 seconds, and the atmosphere is H 2 and N in which the proportion of H 2 is 10% by volume to 100% by volume. It is preferable to set the mixed atmosphere of 2 (that is, H 2 +N 2 =100% by volume) and set the dew point of the atmosphere to 20° C. or lower. The soaking temperature is more preferably 750° C. to 1050° C., the proportion of H 2 in the atmosphere is more preferably 20% by volume to 90% by volume, and the dew point of the atmosphere is more preferably 10%. ℃ or less, more preferably 0 ℃ or less.

冷却過程では、平均冷却速度を1℃/秒〜50℃/秒とすることが好ましい。平均冷却速度は、より好ましくは、5℃/秒〜30℃/秒である。 In the cooling process, the average cooling rate is preferably 1°C/sec to 50°C/sec. The average cooling rate is more preferably 5°C/sec to 30°C/sec.

上記のような各工程を経ることで、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板10を製造することができる。 The non-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment can be manufactured through the above-described steps.

<絶縁被膜形成工程>
上記仕上焼鈍の後には、必要に応じて、絶縁被膜の形成工程が実施される(ステップS111)。ここで、絶縁被膜の形成工程については、特に限定されるものではなく、上記のような公知の絶縁被膜処理液を用いて、公知の方法により処理液の塗布及び乾燥を行えばよい。
<Insulating film forming step>
After the finish annealing, an insulating film forming step is carried out if necessary (step S111). Here, the step of forming the insulating coating is not particularly limited, and the coating and drying of the processing liquid may be performed by a known method using the above-described known insulating coating liquid.

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

以上、図2を参照しながら、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法について、詳細に説明した。 The method for manufacturing the non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment has been described above in detail with reference to FIG.

以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明に係る無方向性電磁鋼板について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、あくまでも本発明に係る無方向性電磁鋼板のあくまでも一例であって、本発明に係る無方向性電磁鋼板が下記の例に限定されるものではない。 Hereinafter, the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The examples described below are merely examples of the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, and the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention is not limited to the following examples.

(実験例1)
以下の表1に示す組成を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼スラブを、1150℃に加熱した後、熱間圧延にて2.0mm厚に圧延した。続いて、熱延板を1000℃で40秒の連続焼鈍式の熱延板焼鈍した後、冷間圧延で0.25mm厚として、1000℃で15秒の仕上焼鈍を行った。その後、更に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布及び焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで、無方向性電磁鋼板を製造した。
(Experimental example 1)
A steel slab containing the composition shown in Table 1 below and the balance being Fe and impurities was heated to 1150° C. and then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm. Subsequently, the hot-rolled sheet was annealed at 1000° C. for 40 seconds in a continuous annealing type, and then cold-rolled to a thickness of 0.25 mm, and finish annealing was performed at 1000° C. for 15 seconds. After that, a non-oriented electrical steel sheet was manufactured by further applying a solution containing an acrylic resin emulsion mainly containing metal phosphate and baking it on both sides of the steel sheet to form a composite insulating coating.

ここで、上記の仕上焼鈍は、雰囲気露点−30℃、Hの割合が20%の雰囲気下で実施した。また、仕上焼鈍時における平均昇温速度、及び、平均冷却速度を、それぞれ、20℃/秒、及び、20℃/秒とした。 Here, the finish annealing was performed in an atmosphere with an atmospheric dew point of −30° C. and an H 2 ratio of 20%. Further, the average heating rate and the average cooling rate during the finish annealing were set to 20° C./sec and 20° C./sec, respectively.

なお、以下の表1において、「Tr」とは、該当する元素を意図して添加していないことを表している。また、以下の表1において、「*」とは、本発明の範囲から外れていることを表している。 In Table 1 below, “Tr” means that the corresponding element was not intentionally added. In addition, in Table 1 below, “*” indicates that it is outside the scope of the present invention.

その後、製造したそれぞれの無方向性電磁鋼板について、JIS C2550に規定されたエプスタイン法により、磁束密度B50及び鉄損W10/400を評価した。得られた結果を、以下の表1にあわせて示した。 Then, with respect to each manufactured non-oriented electrical steel sheet, the magnetic flux density B 50 and the iron loss W 10/400 were evaluated by the Epstein method specified in JIS C2550. The obtained results are also shown in Table 1 below.

また、得られた無方向性電磁鋼板の地鉄について、JIS G0552の鋼のフェライト結晶粒度試験方法に記載された切断法により結晶粒の平均断面積を求め、求めた面積と等価な円の直径を、平均結晶粒径とした。得られた結果を、以下の表1にあわせて示した。 Also, for the base iron of the obtained non-oriented electrical steel sheet, the average cross-sectional area of the crystal grains was obtained by the cutting method described in the JIS G0552 steel ferrite grain size test method, and the diameter of a circle equivalent to the obtained area Was defined as the average crystal grain size. The obtained results are also shown in Table 1 below.

Figure 0006724712
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上記表1から明らかなように、Pの含有量が本発明の範囲より高めに外れた試験番号3、4と、Siの含有量が本発明の範囲より高めに外れた試験番号12とは、冷間圧延時に破断したため、磁気測定が出来なかった。また、鋼板の化学組成及び平均結晶粒径が本発明の範囲である試験番号1、2、5、6、8、9、10及び13は、冷間圧延が可能であり、鉄損も優れていることがわかった。一方、sol.Alの含有量が本発明の範囲から高めに外れた試験番号7は、sol.Alを除きほぼ同一の組成である本発明の範囲の試験番号5、6に比べて、鉄損が劣っていることがわかった。また、Mnの含有量とSi−0.5×Mnの含有量とが本発明の範囲より高めに外れた試験番号11は、鉄損と磁束密度が劣っていることがわかった。 As is clear from Table 1 above, Test Nos. 3 and 4 in which the P content is higher than the range of the present invention and Test No. 12 in which the Si content is higher than the range of the present invention, Since it broke during cold rolling, magnetic measurement could not be performed. Further, Test Nos. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 10, and 13 in which the chemical composition and average crystal grain size of the steel sheet are within the scope of the present invention, cold rolling is possible, and iron loss is also excellent. I found out that On the other hand, sol. Test number 7 in which the content of Al deviates from the scope of the present invention to a high degree is sol. It was found that the iron loss was inferior to the test numbers 5 and 6 in the range of the present invention, which had almost the same composition except for Al. Further, it was found that Test No. 11, in which the Mn content and the Si-0.5×Mn content were out of the range of the present invention, had poor core loss and magnetic flux density.

(実験例2)
以下の表2に示す組成を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼スラブを、1160℃に加熱した後、熱間圧延にて2.0mm厚に圧延した。続いて、熱延板を1000℃で40秒の連続焼鈍式の熱延板焼鈍した後、冷間圧延で0.25mm厚として、3種類の均熱温度で15秒の仕上焼鈍を行った。その後、更に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布及び焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで、無方向性電磁鋼板を製造した。なお、仕上焼鈍の均熱温度は、試験番号14が1000℃であり、試験番号15が1050℃であり、試験番号16が1120℃である。
(Experimental example 2)
A steel slab containing the composition shown in Table 2 below and the balance being Fe and impurities was heated to 1160° C. and then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm. Subsequently, the hot-rolled sheet was annealed at 1000° C. for 40 seconds by continuous annealing, and then cold-rolled to a thickness of 0.25 mm, and finish annealing was performed for 15 seconds at three soaking temperatures. After that, a non-oriented electrical steel sheet was manufactured by further applying a solution containing an acrylic resin emulsion mainly containing metal phosphate and baking it on both sides of the steel sheet to form a composite insulating coating. Regarding the soaking temperature of finish annealing, test number 14 is 1000°C, test number 15 is 1050°C, and test number 16 is 1120°C.

ここで、上記の仕上焼鈍は、雰囲気露点−20℃、Hの割合が30%の雰囲気下で実施した。また、仕上焼鈍時における平均昇温速度、及び、平均冷却速度を、それぞれ、30℃/秒、及び、20℃/秒とした。 Here, the finish annealing was performed in an atmosphere with an atmosphere dew point of −20° C. and an H 2 ratio of 30%. Further, the average heating rate and the average cooling rate during the finish annealing were set to 30° C./sec and 20° C./sec, respectively.

また、以下の表2において、「Tr」とは、該当する元素を意図して添加していないことを表している。また、以下の表2において、「*」とは、本発明の範囲から外れていることを表している。 Further, in Table 2 below, “Tr” indicates that the corresponding element was not intentionally added. In addition, in Table 2 below, “*” indicates that it is outside the scope of the present invention.

その後、製造したそれぞれの無方向性電磁鋼板について、JIS C2550に規定されたエプスタイン法により、磁束密度B50及び鉄損W10/400を評価した。得られた結果を、以下の表2にあわせて示した。 Then, with respect to each manufactured non-oriented electrical steel sheet, the magnetic flux density B 50 and the iron loss W 10/400 were evaluated by the Epstein method specified in JIS C2550. The obtained results are also shown in Table 2 below.

また、得られた無方向性電磁鋼板の地鉄について、JIS G0552の鋼のフェライト結晶粒度試験方法に記載された切断法により結晶粒の平均断面積を求め、求めた面積と等価な円の直径を、平均結晶粒径とした。得られた結果を、以下の表2にあわせて示した。 Also, for the base iron of the obtained non-oriented electrical steel sheet, the average cross-sectional area of the crystal grains was obtained by the cutting method described in the JIS G0552 steel ferrite grain size test method, and the diameter of a circle equivalent to the obtained area Was defined as the average crystal grain size. The obtained results are also shown in Table 2 below.

Figure 0006724712
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上記表2から明らかなように、鋼板の化学組成及び平均結晶粒径が本発明の範囲である試験番号14、15は、鉄損が優れていることがわかった。一方、平均結晶粒径が本発明の範囲より高めに外れた試験番号16は、鉄損も磁束密度も劣っていることがわかった。 As is clear from Table 2 above, it was found that test numbers 14 and 15 in which the chemical composition and average crystal grain size of the steel sheet are within the range of the present invention have excellent iron loss. On the other hand, it was found that the test number 16 in which the average crystal grain size was out of the range of the present invention was inferior in iron loss and magnetic flux density.

(実験例3)
以下の表3に示す組成を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼スラブを、1100℃に加熱した後、熱間圧延にて1.8mm厚に圧延した。次に、熱延板を820℃で10時間の箱焼鈍式の熱延板焼鈍した後、冷間圧延で0.20mm厚として、1000℃で15秒の仕上焼鈍を行った。その後、更に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布及び焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで、無方向性電磁鋼板を製造した。
(Experimental example 3)
A steel slab containing the composition shown in Table 3 below and the balance being Fe and impurities was heated to 1100° C. and then hot-rolled to a thickness of 1.8 mm. Next, the hot-rolled sheet was annealed at 820° C. for 10 hours by a box-annealing type hot-rolled sheet, and then cold-rolled to a thickness of 0.20 mm, and finish annealing was performed at 1000° C. for 15 seconds. After that, a non-oriented electrical steel sheet was manufactured by further applying a solution containing an acrylic resin emulsion mainly containing metal phosphate and baking it on both sides of the steel sheet to form a composite insulating coating.

ここで、上記の仕上焼鈍は、雰囲気露点−15℃、Hの割合が25%の雰囲気下で実施した。また、仕上焼鈍時における平均昇温速度、及び、平均冷却速度を、それぞれ、30℃/秒、及び、20℃/秒とした。 Here, the finish annealing was performed in an atmosphere with an atmosphere dew point of −15° C. and an H 2 ratio of 25%. Further, the average heating rate and the average cooling rate during the finish annealing were set to 30° C./sec and 20° C./sec, respectively.

また、以下の表3において、「Tr」とは、該当する元素を意図して添加していないことを表している。また、以下の表3において、「*」とは、本発明の範囲から外れていることを表している。 Further, in Table 3 below, “Tr” means that the corresponding element was not intentionally added. In addition, in Table 3 below, “*” indicates that it is outside the scope of the present invention.

その後、製造したそれぞれの無方向性電磁鋼板について、JIS C2550に規定されたエプスタイン法により、磁束密度B50及び鉄損W10/400を評価した。得られた結果を、以下の表3にあわせて示した。 Then, with respect to each manufactured non-oriented electrical steel sheet, the magnetic flux density B 50 and the iron loss W 10/400 were evaluated by the Epstein method specified in JIS C2550. The obtained results are also shown in Table 3 below.

また、得られた無方向性電磁鋼板の地鉄について、JIS G0552の鋼のフェライト結晶粒度試験方法に記載された切断法により結晶粒の平均断面積を求め、求めた面積と等価な円の直径を、平均結晶粒径とした。得られた結果を、以下の表3にあわせて示した。 Also, for the base iron of the obtained non-oriented electrical steel sheet, the average cross-sectional area of the crystal grains was obtained by the cutting method described in the JIS G0552 steel ferrite grain size test method, and the diameter of a circle equivalent to the obtained area Was defined as the average crystal grain size. The obtained results are also shown in Table 3 below.

Figure 0006724712
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上記表3から明らかなように、鋼板の化学組成が本発明の範囲の試験番号17は、優れた鉄損値を示すことがわかった。一方、Mn量が本発明の範囲より低めに外れた試験番号18は、合金量が低いために磁束密度は優れているが、最も重要な特性である鉄損が劣っていることがわかった。なお、実験例3は、上記実験例1及び実験例2よりも電磁鋼板の板厚が薄く、渦電流損が小さいため、鉄損がより小さい場合の実験例である。実験例3を参照すると、本発明の実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、板厚に関係なく、優れた鉄損値が得られることがわかる。 As is clear from Table 3 above, it was found that Test No. 17, in which the chemical composition of the steel sheet was within the range of the present invention, showed an excellent iron loss value. On the other hand, in Test No. 18 in which the amount of Mn deviates from the range of the present invention, the magnetic flux density is excellent because the amount of alloy is low, but iron loss, which is the most important characteristic, is inferior. Note that Experimental Example 3 is an experimental example in which the iron loss is smaller because the electromagnetic steel sheet is thinner and the eddy current loss is smaller than in Experimental Examples 1 and 2 above. Referring to Experimental Example 3, it can be seen that the non-oriented electrical steel sheet according to the embodiment of the present invention can obtain an excellent iron loss value regardless of the sheet thickness.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

10 無方向性電磁鋼板
11 地鉄
13 絶縁被膜
10 Non-oriented electrical steel sheet 11 Base iron 13 Insulating coating

Claims (2)

質量%で、
C:0%超〜0.0050%以下
Si:3.0%〜4.0%
Mn:2.0%〜3.3%
P:0%超〜0.030%未満
S:0%超〜0.0050%以下
Sol.Al:0%超〜0.0040%以下
N:0%超〜0.0040%以下
を含有し、
Si−0.5×Mn:2.0%以上
であり、残部がFe及び不純物であり、
平均結晶粒径が55μm〜200μmである、無方向性電磁鋼板。
In mass %,
C: over 0% to 0.0050% or less Si: 3.0% to 4.0%
Mn: 2.0% to 3.3%
P: more than 0% to less than 0.030% S: more than 0% to 0.0050% or less Sol. Al: more than 0% to 0.0040% or less, N: more than 0% to 0.0040% or less,
Si-0.5 x Mn: 2.0% or more, the balance being Fe and impurities,
A non-oriented electrical steel sheet having an average crystal grain size of 55 μm to 200 μm.
残部のFeの一部に換えて、更に、
Sn:0.005%〜0.10%
Sb:0.005%〜0.10%
から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
Instead of part of the remaining Fe,
Sn: 0.005% to 0.10%
Sb: 0.005% to 0.10%
The non-oriented electrical steel sheet according to claim 1, containing at least one selected from the group consisting of:
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