JP7100581B2 - 方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤、方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
最近は、高磁束密度の方向性電磁鋼板が商用化されるにつれ、鉄損の少ない材料が求められている。鉄損を減少させるための方法としては、次の4つの技術的方法が知られている。i)方向性電磁鋼板の磁化容易軸を含む{110}<001>結晶粒方位を圧延方向に正確に配向する方法、ii)比抵抗増加元素を添加して渦電流損失を低減する方法、iii)化学的、物理的方法によりマグネチックドメインを微細化する磁区微細化方法、iv)表面処理などのような化学的方法による表面物性の改善または表面張力の付与方法などがそれである。
絶縁被膜は、鋼板の一次被膜となるフォルステライト(Forsterite、Mg2SiO4)系被膜上に形成されることが一般的である。これは、一次被膜上に形成された絶縁被膜と鋼板との熱膨張係数の差を応用して、鋼板に引張応力を付与することによって、鉄損の減少効果を図る技術である。
したがって、一次被膜の熱膨張係数を低下させて張力特性を増加させることができれば、鋼板の鉄損減少効果を期待することができる。
[式1]
0.05<[A]/[B]<10.5
(上記式1中、[A]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第2成分の含有量であり、[B]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第1成分の含有量である。)
より具体的には、第2成分は、MnO2であり、第1成分は、MgOであることが好ましい。
方向性電磁鋼板は、下記式2を満足するものであることができる。
[式2]
[C]≦[D]
(上記式2中、[C]は、高温焼鈍前の鋼板内の、Al、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の含有量であり、[D]は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Al、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の含有量である。)
具体的には、第2相は、MnO、MnO2、MnO3、Mn2O7、Mn2O3、Mn3O4、MnSiO3、Mn2SiO4、MnAl2O4、Mn2Al4Si5O12、およびMn3Al2Si3O12のうちの1種、またはこれらの2種以上を含むことができる。
具体的には、方向性電磁鋼板は、下記式3を満足するものであることが好ましい。
[式3]
[E]≦[F]
(上記式3中、[E]は、高温焼鈍前の鋼板内のMnの含有量であり、[F]は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板のMnの含有量である。)
[式1]
0.05<[A]/[B]<10.5
(上記式1中、[A]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第2成分の含有量であり、[B]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第1成分の含有量である。)
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階において、ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜、内部鋼板、またはこれらの組み合わせ、および焼鈍分離剤の反応により、一次被膜が形成されることが好ましい。
具体的には、焼鈍分離剤の第2成分は、Mnの酸化物および水酸化物のうちの1種、またはこれらの2種以上を含むものであることができる。
より具体的には、焼鈍分離剤の第2成分は、MnO2であり、第1成分は、MgOであることが好ましい。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、950~1250℃であることがよい。
冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階は、800~950℃で行われることがよい。
鋼スラブは、ケイ素(Si):2.0~4.0重量%、クロム(Cr):0.01~0.20重量%、アルミニウム(Al):0.02~0.04重量%、マンガン(Mn):0.01~0.20重量%、炭素(C):0.04~0.07重量%、硫黄(S):0.001~0.005重量%、窒素(N):0.001~0.01重量%を含有し、残部はFeおよびその他不可避不純物からなるものであることができる。
第1、第2および第3などの用語は、多様な部分、成分、領域、層および/またはセクションを説明するために使用されるが、これらに限定されない。これらの用語は、ある部分、成分、領域、層またはセクションを、他の部分、成分、領域、層またはセクションと区別するために使用される。したがって、以下に述べる第1部分、成分、領域、層またはセクションは、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で第2部分、成分、領域、層またはセクションと言及されてもよい。
ここで使用される専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。ここで使用される単数形態は、文章がこれと明確に反対の意味を示さない限り、複数形態も含む。明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および/または成分を具体化し、他の特性、領域、整数、段階、動作、要素および/または成分の存在や付加を除外させるわけではない。
別途に定義しないが、ここで使用される技術用語および科学用語を含むすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。通常使用される辞書に定義された用語は、関連技術文献と現在開示された内容に符合する意味を有すると追加解釈され、定義されない限り、理想的または非常に公式的な意味で解釈されない。
また、別途の定義がない限り、「A~B」は、A以上B以下であることを意味する。
本発明の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤は、Mg酸化物またはMg水酸化物を含む第1成分、およびAl、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの1種、またはこれらの2種以上を含む第2成分、を含み、下記式1を満足するものである。
[式1]
0.05<[A]/[B]<10.5
(上記式1中、[A]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第2成分の含有量であり、[B]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第1成分の含有量である。)
[化学反応式1]
2Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4(フォルステライト)+2H2O
[化学反応式2]
2MgO+SiO2→Mg2SiO4(フォルステライト)
方向性電磁鋼板の表面には、特殊な場合を除いて、フォルステライトを主体とする一次被膜が形成されることが一般的である。一次被膜は通常、コイルに巻取られた鋼板間の融着を防止し、鋼板との熱膨張差による張力を付与して鉄損を減少させる効果および絶縁性を付与する効果がある。
具体的には、第2成分は、Mnの酸化物、またはMnの水酸化物を含むものであることがよい。特に、Mn酸化物は、一次被膜の形成反応に安定して参加できるだけでなく、一次被膜の特性を改善させること以外にも、さらなる磁性改善効果を期待できる。例として、Mnの酸化物は、MnO、MnO2、Mn2O3、またはMn3O4であってもよく、Mnの水酸化物は、Mn(OH)4、MnSO4(H2O)、またはMnSO4(H2O)5であることができる。ただし、これに限定するものではない。
Mg酸化物または水酸化物と共にMn酸化物または水酸化物が混合された焼鈍分離剤から鋼板の表面に形成される一次被膜は、フォルステライト相以外の相を追加的に含む。これは、主にMn酸化物で、焼鈍分離剤のMn酸化物または水酸化物が脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のSiO2、Fe酸化物、または内部鋼板の成分と反応して生成される。具体例として、一次被膜内に生成されるMn酸化物は、MnO、MnO2、MnO3、Mn2O7、Mn2O3、MnSiO3、Mn2SiO4、MnAl2O4、Mn2Al4Si5O12、Mn3Al2Si3O12などであることができる。
[化学反応式3]
2MnO2+SiO2→Mn2SiO4+O2
一次被膜に生成されたMn酸化物は、フォルステライト相(Mg2SiO4)と異なる熱膨張係数を有する、そのため、一次被膜内で局部的に収縮-膨張の効果が異なる。その結果、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を減少させることができる。
Mn酸化物またはMn水酸化物を含む焼鈍分離剤を用いる場合には、一次被膜の相(phase)変化以外にも、鋼板にさらなる性質が発生する。
具体的には、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれているMn酸化物またはMn水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のMn含有量を増加させる。
しかし、通常、鋼板のMn含有量を増加させるためには、製鋼工程でMnの投入量を変化させる必要があるが、この場合には、鋼の性質が変わるため、後の熱間圧延-冷間圧延-脱炭および浸窒焼鈍など後続工程の製造条件の変更が必要である。
反面、Mn酸化物または水酸化物が含まれている焼鈍分離剤を用いる場合、方向性電磁鋼板を得るための全体工程のほぼ最後の段階で鋼板のMn含有量を増加させるため、製鋼成分を変える場合のような後続工程の変更を考慮する必要が無くなる。
結果的に、本発明は、局部的な熱膨張差を利用した一次被膜の張力増加および鋼板のMn含有量の増大による比抵抗増加効果を同時に有するため、既存の工程の変化なくても低い鉄損を有する方向性電磁鋼板を得ることができる。
本発明の方向性電磁鋼板は、方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の表面に位置する一次被膜、を含み、一次被膜は、2つ以上の相(Phase)からなり、一次被膜は、フォルステライト(Mg2SiO4)を含む第1相と、Al、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の酸化物のうちの1種、またはこれらの2種以上を含む第2相とを含み、一次被膜の総面積(100面積%)に対して、第2相は、3面積%超過94面積%未満含まれるものである。
方向性電磁鋼板の一次被膜は、熱膨張係数が互いに異なる2つ以上の相(Phase)を含み、一次被膜内で局部的に収縮-膨張の効果が異なる。そのため、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を低減させることができる。
第2相は、一次被膜の総面積(100面積%)に対して、3面積%超過94面積%未満含まれることが好ましい。第2相の面積が3%以下の場合には、局部的な収縮-膨張効果を起こすのに量が少なくて張力改善効果が得られない虞がある。第2相の面積が94%以上の場合には、他の相の一次被膜内に占める比率が少なくなるので、同じく張力改善効果が得られない虞がある。より具体的には、第2相は、一次被膜の総面積(100面積%)に対して、10面積%以上94面積%以下含まれるものであることがよりよい。これは、下記の実施例およびこれに対比される比較例からも裏付けられる。
[式2]
[C]≦[D]
(上記式2中、[C]は、高温焼鈍前の鋼板内の、Al、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の含有量であり、[D]は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Al、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の含有量である。)
方向性電磁鋼板の製造時、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれているMn酸化物またはMn水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のMn含有量を増加させる。一般に、Mnは、Si、Alなどと共に鉄の比抵抗を増加させる元素として知られている。したがって、鋼中のMn含有量が増加すると、最終的に得られた方向性電磁鋼板の比抵抗性が増加して鉄損が減少する効果が得られる。具体的には、方向性電磁鋼板は、下記式3を満足するものである。
[式3]
[E]≦[F]
(上記式3中、[E]は、高温焼鈍前の鋼板内のMnの含有量であり、[F]は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板のMnの含有量である。)
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、鋼スラブを準備する段階、鋼スラブを加熱する段階、加熱された鋼スラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階、熱延板を熱延板焼鈍した後冷間圧延して冷延板を製造する段階、冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面上に焼鈍分離剤を塗布する段階、焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、および方向性電磁鋼板を得る段階、を含み、焼鈍分離剤は、Mg酸化物またはMg水酸化物を含む第1成分、およびAl、Ti、Cu、Cr、Ni、Ca、Zn、Na、K、Mo、In、Sb、Ba、Bi、またはMnの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの1種、またはこれらの2種以上を含む第2成分、を含み、下記式1を満足するものである。
[式1]
0.05<[A]/[B]<10.5
(上記式1中、[A]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第2成分の含有量であり、[B]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する第1成分の含有量である。)
このような脱炭および浸窒焼鈍工程の後には、主にマグネシウム酸化物またはマグネシウム水酸化物を含む焼鈍分離剤を鋼板の表面に塗布した後、高温焼鈍する工程を経るが、この時、酸化膜内のSiO2は、マグネシウム酸化物またはマグネシウム水酸化物と反応する。このような反応は、下記化学反応式1、または化学反応式2で表され、これは、フォルステライト(Mg2SiO4)、つまり、一次被膜を形成させる反応に相当する。このようなMg酸化物またはMg水酸化物によって生成されるフォルステライト層は、高温焼鈍過程で二次再結晶を安定して起こすのに役立っている。
[化学反応式1]
2Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4(フォルステライト)+2H2O
[化学反応式2]
2MgO+SiO2→Mg2SiO4(フォルステライト)
方向性電磁鋼板の表面には、特殊な場合を除いて、フォルステライトを主体とする一次被膜が形成されることが一般的である。一次被膜は通常、コイルに巻取られた鋼板間の融着を防止し、鋼板との熱膨張差による張力を付与して鉄損を減少させる効果および絶縁性を付与する効果がある。
具体的には、第2成分は、Mnの酸化物、またはMnの水酸化物を含むものであってよい。特に、Mn酸化物は、一次被膜の形成反応に安定して参加できるだけでなく、一次被膜の特性を改善させること以外にも、さらなる磁性改善効果を期待できる。例として、Mnの酸化物は、MnO、MnO2、Mn2O3、またはMn3O4であってよく、Mnの水酸化物は、Mn(OH)4、MnSO4(H2O)、またはMnSO4(H2O)5であることができる。ただし、これに限定するものではない。
より具体的には、第2成分は、MnO2であり、第1成分は、MgOであることがよりよい。
MnO、MnO2、MnO3、Mn2O7、Mn2O3は、焼鈍分離剤のMn酸化物または水酸化物が、焼鈍過程中に酸素と反応して生成され、MnSiO3、Mn2SiO4は、焼鈍分離剤のMn酸化物または水酸化物が、脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のSiO2との反応で生成される。MnAl2O4、Mn2Al4Si5O12、Mn3Al2Si3O12は、焼鈍分離剤のMn酸化物または水酸化物が、脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のSiO2および鋼板内部のAlと反応して生成される。例として、Mn酸化物のうちの一部は、下記化学反応式3により生成される。
[化学反応式3]
2MnO2+SiO2→Mn2SiO4+O2
一次被膜に生成されたMn酸化物は、フォルステライト相(Mg2SiO4)と異なる熱膨張係数を有する、そのため、一次被膜内で局部的に収縮-膨張の効果が異なる。その結果、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を減少させることができる。
Mn酸化物またはMn水酸化物を含む焼鈍分離剤を用いる場合には、一次被膜の相(phase)変化以外にも、鋼板にさらなる性質が発生する。
具体的には、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれているMn酸化物またはMn水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のMn含有量を増加させる。
一般に、Mnは、Si、Alなどと共に鉄の比抵抗を増加させる元素として知られている。したがって、鋼中のMn含有量が増加すると、最終的に得られた方向性電磁鋼板の比抵抗が増加して鉄損を減少させる効果が得られる。
反面、Mn酸化物または水酸化物が含まれている焼鈍分離剤を用いる場合、方向性電磁鋼板を得るための全体工程のほぼ最後の段階で鋼板のMn含有量が増加するため、製鋼成分を変える場合のような後続工程の変化を考慮する必要が無くなる。
結果的に、本発明は、局部的な熱膨張差を利用した一次被膜の張力増加および鋼板のMn含有量の増大による比抵抗増加効果を同時に有するため、既存の工程の変化なくても低い鉄損を有する方向性電磁鋼板を得ることができる。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、950℃~1250℃であることがよい。高温焼鈍温度が低すぎる場合、一次被膜および二次再結晶が形成されない問題が発生しうる。高温焼鈍温度が高すぎる場合、生産性の遅延および高温焼鈍設備の耐久性に影響を及ぼす問題が発生する。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階は、焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して、650℃まで平均50℃/hで昇温する段階、および650℃から焼鈍温度までは水素および窒素の混合気体雰囲気で平均15℃/hで昇温する段階、を含むものであってよい。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階は、18~22時間行われることがよい。
鋼スラブは、ケイ素(Si):2.0~4.0重量%、クロム(Cr):0.01~0.20重量%、アルミニウム(Al):0.02~0.04重量%、マンガン(Mn):0.01~0.20重量%、炭素(C):0.04~0.07重量%、硫黄(S):0.001~0.005重量%、窒素(N):0.001~0.01重量%を含有し、残部はFeおよびその他不可避不純物からなるものであることが好ましい。
実施例
方向性電磁鋼板の製造
重量%で、C:0.05%、Si:3.2%、Mn:0.01%、Sn:0.05%、Al:0.03%、およびN:0.004%を含み、残部はFeおよびその他不可避に混入する不純物からなる鋼スラブを準備した。
この後、鋼スラブを1200℃で加熱した後、熱間圧延して、2.6mmの厚さの熱延板に製造した。そして、熱延板を900℃で180秒間均熱した後、熱延板焼鈍し、冷却、酸洗した後、冷間圧延して、0.30mmの厚さの冷延板に製造した。
その後、冷延板を840℃、湿度58℃、水素、窒素、およびアンモニア混合気体雰囲気で脱炭および浸窒焼鈍した。
表1の焼鈍分離剤の比率[A]/[B]において、[A]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対するマンガン酸化物(MnO2)の含有量であり、[B]は、焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対するマグネシウム酸化物(MgO)の含有量である。
そして、焼鈍分離剤が塗布および乾燥した鋼板に対して、650℃までは平均50℃/hで昇温した後、650℃から1200℃までは水素:窒素の重量比率が50:50の混合気体雰囲気で平均15℃/hで昇温し、1200℃に到達した後には20時間同じ温度を維持後に冷却した。
最終的に得られた方向性電磁鋼板は表面洗浄して、一次被膜が形成された方向性電磁鋼板を製造した。
方向性電磁鋼板の一次被膜における、フォルステライトを除いた二次相の占める比率による張力効果および磁性特性を確認した。
実験例1
実施例の方向性電磁鋼板に対して、一次被膜内のMn酸化物(第2相)の存在を確認し、一次被膜内のMn酸化物(第2相)の面積比率を測定した。表1の一次被膜に対する第2相の面積比率は、一次被膜の総面積(100面積%)に対する一次被膜内部のMn酸化物(第2相)の面積%を意味する。
一次被膜の内部におけるMn酸化物の存在の有無は、Electro Probe Micro-Analysis(EPMA)を用いて確認することができる。EPMA測定法は、被膜および鋼板内部の元素分布を定量的、定性的に測定できる方法であって、図1は通常の方向性電磁鋼板を、図2は本発明の実施例により得られた方向性電磁鋼板の一次被膜層を分析した結果である。
一次被膜内のMn酸化物(第2相)の面積比率も、EPMA装備を用いて測定した。
実施例の方向性電磁鋼板に対して、異常渦流損、および鉄損を測定した。鉄損はSingle sheet測定法を用いて1.7Tで50Hzの条件で評価し、異常渦流損はSingle sheet testerをもって前述した鉄損分離法を用いて測定した。
表1に、異常渦流損、および鉄損の測定結果を示した。
高温焼鈍前後の鋼板のMn含有量と高温焼鈍後の鋼板の比抵抗値を測定した。高温焼鈍前後の鋼板のMn含有量は、一次被膜を除去した後に、誘導結合プラズマ原子放出分光器(ICP-AES)を用いて測定した。高温焼鈍後の鋼板の比抵抗値は、300X60cmの高温焼鈍試験片の一次被膜を除去した後、4point probeを用いて測定した。
測定結果は表2に示した。
また、一次被膜内部のMn酸化物(第2相)の比率が10%未満90%超過の場合、10%~90%の場合より、磁性特性に劣ることを確認することができる。これにより、一次被膜の内部に生成されるMn酸化物(第2相)の比率が10%未満あるいは90%超過の場合には、一次被膜を構成する相(phase)の熱膨張差の効果が明確に現れないことが分かる。
また、焼鈍分離剤に含まれるMnO2の含有量が高くなるほど高温焼鈍後の鋼板のMn含有量が増加し、これによって比抵抗が共に増加することが分かる。(表2)比抵抗が大きくなるほど鉄損が改善されるため、実施例の鉄損改善結果は、一次被膜の張力効果だけでなく、Mn含有量の増加による比抵抗増加効果も複合的に作用しているものと見られる。
ただし、比較例2と3の場合には、比抵抗が増加しても鉄損が高くなるが、その理由は、一次被膜の張力効果が実施例に比べて劣るだけでなく、焼鈍分離剤におけるMnO2の含有量が高くなるにつれ、鋼板の表面でMnSのような析出物が多量生成されて二次再結晶がうまく起こらなかったためである。
Claims (16)
- Mg酸化物またはMg水酸化物からなる第1成分、および
Mn酸化物またはMn水酸化物からなる第2成分を含み、
下記式1を満足するものであることを特徴とする方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
[式1] 3.8≦[A]/[B]≦9.5
(上記式1中、[A]は、前記焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する前記第2成分の含有量であり、[B]は、前記焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する前記第1成分の含有量である。) - 前記第2成分は、MnO2であり、前記第1成分は、MgOであることを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
- 方向性電磁鋼板、および
前記方向性電磁鋼板の表面に位置する一次被膜、を含み、
前記一次被膜は、2つの相(Phase)を含み、
前記2つの相は、フォルステライト(MgSi2O4)からなる第1相と、Mn酸化物からなる第2相であり、
前記一次被膜の総面積(100面積%)に対して、前記第2相は、22面積%以上94面積%未満含まれるものであることを特徴とする方向性電磁鋼板。 - 前記一次被膜に含まれる2つの相(Phase)は、熱膨張係数が互いに異なるものであることを特徴とする請求項3に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記方向性電磁鋼板は、下記式2を満足するものであることを特徴とする請求項3または4に記載の方向性電磁鋼板。
[式2] [C]≦[D]
(上記式2中、[C]は、高温焼鈍前の鋼板内の、Mnの含有量であり、[D]は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Mnの含有量である。) - 前記第2相は、MnO、MnO2、MnO3、Mn2O7、Mn2O3、Mn3O4、MnSiO3、Mn2SiO4、MnAl2O4、Mn2Al4Si5O12、およびMn3Al2Si3O12のうちの1種、またはこれらの2種以上を含むものであることを特徴とする請求項3に記載の方向性電磁鋼板。
- 鋼スラブを準備する段階、
前記鋼スラブを加熱する段階、
前記加熱された鋼スラブを熱間圧延して、熱延板を製造する段階、
前記熱延板を熱延板焼鈍した後、冷間圧延して、冷延板を製造する段階、
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、
前記脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面上に、焼鈍分離剤を塗布する段階、
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、および
方向性電磁鋼板を得る段階、を含み、
前記焼鈍分離剤は、
Mg酸化物またはMg水酸化物からなる第1成分、および
Mn酸化物またはMn水酸化物からなる第2成分を含み、
下記式1を満足するものであることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
[式1] 3.8≦[A]/[B]≦9.5
(上記式1中、[A]は、前記焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する前記第2成分の含有量であり、[B]は、前記焼鈍分離剤の総量(100重量%)に対する前記第1成分の含有量である。) - 前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、において、
前記脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面に、ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜が形成されたものであることを特徴とする請求項7に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 - 前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、において、
前記ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜、内部鋼板、またはこれらの組み合わせ、および前記焼鈍分離剤の反応により、前記一次被膜が形成されるものであることを特徴とする請求項8に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 - 前記焼鈍分離剤の前記第2成分は、Mnの酸化物および水酸化物のうちの1種、またはこれらの2種以上を含むものであることを特徴とする請求項9に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍分離剤の前記第2成分は、MnO2であり、前記第1成分は、MgOであることを特徴とする請求項10に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記一次被膜は、MnO、MnO2、MnO3、Mn2O7、Mn2O3、Mn3O4、MnSiO3、Mn2SiO4、MnAl2O4、Mn2Al4Si5O12、およびMn3Al2Si3O12のうちの1種、またはこれらの2種以上を含むものであることを特徴とする請求項11に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、950~1250℃であることを特徴とする請求項7乃至12のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階は、
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して、650℃まで平均50℃/hで昇温する段階、および
650℃から焼鈍温度までは水素および窒素の混合気体雰囲気で平均15℃/hで昇温する段階、を含むものであることを特徴とする請求項7乃至13のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 - 前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階は、800~950℃で行われるものであることを特徴とする請求項7乃至14のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記鋼スラブは、
ケイ素(Si):2.0~4.0重量%、クロム(Cr):0.01~0.20重量%、アルミニウム(Al):0.02~0.04重量%、マンガン(Mn):0.01~0.20重量%、炭素(C):0.04~0.07重量%、硫黄
(S):0.001~0.005重量%、窒素(N):0.001~0.01重量%を含有し、残部はFeおよびその他不可避不純物からなるものであることを特徴とする請求項7乃至15のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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