JP7119474B2 - Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet - Google Patents

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Description

本発明は、方向性電磁鋼板の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet.

方向性電磁鋼板(「一方向性電磁鋼板」ともいう。)は、{110}<001>方位(以下、「Goss方位」ともいう。)に高配向集積した結晶粒により構成された、Siを7質量%以下含有する鋼板である。方向性電磁鋼板は、主に、変圧器の鉄芯材料として用いられる。方向性電磁鋼板を変圧器の鉄芯材料として用いる場合(すなわち、方向性電磁鋼板を鉄心として積層した場合)、層間(積層する鋼板間)の絶縁性を確保することが必須である。従って、絶縁性確保の観点で、方向性電磁鋼板の表面には、一次被膜(グラス被膜)と、二次被膜(張力付与絶縁被膜)と、を形成させる必要がある。 A grain-oriented electrical steel sheet (also referred to as a "unidirectional electrical steel sheet") is composed of crystal grains highly oriented and accumulated in the {110} <001> orientation (hereinafter also referred to as a "Goss orientation"), and contains Si. It is a steel sheet containing 7% by mass or less. Grain-oriented electrical steel sheets are mainly used as iron core materials for transformers. When grain-oriented electrical steel sheets are used as the iron core material of a transformer (that is, when the grain-oriented electrical steel sheets are laminated as the core), it is essential to ensure insulation between layers (between laminated steel sheets). Therefore, from the viewpoint of ensuring insulation, it is necessary to form a primary coating (glass coating) and a secondary coating (tension-imparting insulating coating) on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet.

一般的な、方向性電磁鋼板の製造方法、及び、グラス被膜と張力付与絶縁被膜の形成方法は、以下の通りである。まず、ケイ素(Si)を7質量%以下含有する鋼片を熱延した後、1回もしくは中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延により、鋼板を所定の冷延後の板厚に仕上げる。その後、湿潤水素雰囲気中の焼鈍(脱炭焼鈍)により、脱炭及び一次再結晶処理を施して、脱炭焼鈍板とする。かかる脱炭焼鈍において、鋼板表面では、酸化膜(FeSiO及びSiO)が形成される。続いて、MgOを主体とする焼鈍分離剤を、脱炭焼鈍板に対して塗布・乾燥させた上で、仕上げ焼鈍を行う。かかる仕上げ焼鈍により、二次再結晶が起こり、鋼板の結晶粒組織が{110}<001>方位に集積する。同時に、鋼板表面においては、焼鈍分離剤中のMgOと脱炭焼鈍時に鋼板表面に形成される酸化膜(FeSiO及びSiO)とが反応して、グラス被膜が形成される。仕上焼鈍板の表面(すなわち、グラス被膜の表面)に対して、リン酸塩を主体とする塗布液を塗布して焼付けることで、張力付与絶縁被膜が形成される。 A general method for producing a grain-oriented electrical steel sheet and a method for forming a glass coating and a tensile insulating coating are as follows. First, a steel billet containing 7% by mass or less of silicon (Si) is hot-rolled, and then cold-rolled once or twice with intermediate annealing to finish the steel sheet to a predetermined thickness after cold-rolling. After that, decarburization and primary recrystallization are performed by annealing (decarburization annealing) in a moist hydrogen atmosphere to obtain a decarburization annealed sheet. In such decarburization annealing, oxide films (Fe 2 SiO 4 and SiO 2 ) are formed on the surface of the steel sheet. Subsequently, an annealing separator mainly composed of MgO is applied to the decarburized annealed sheet, dried, and then finish annealed. Due to such finish annealing, secondary recrystallization occurs, and the crystal grain structure of the steel sheet is accumulated in the {110}<001> orientation. At the same time, on the steel sheet surface, MgO in the annealing separator reacts with oxide films (Fe 2 SiO 4 and SiO 2 ) formed on the steel sheet surface during decarburization annealing to form a glass coating. A tension-imparting insulating coating is formed by applying a coating solution mainly containing phosphate to the surface of the finish-annealed sheet (that is, the surface of the glass coating) and baking the coated solution.

ここで、方向性電磁鋼板の製造課題の一つに、脱炭性の改善がある。
例えば、以下の特許文献1では、酸素ポテンシャルを高めることによる脱炭改善技術が提案されている。しかしながら、酸素ポテンシャルを高めるだけでは、脱炭性は改善するものの、Fe酸化物が多量に生成する。Fe酸化物は、二次再結晶を劣化させ、ひいては磁性劣化に繋がるため、生成を回避すべき物質である。
Here, one of the problems in producing grain-oriented electrical steel sheets is the improvement of decarburization.
For example, Patent Literature 1 below proposes a technique for improving decarburization by increasing the oxygen potential. However, although the decarburization property is improved only by increasing the oxygen potential, a large amount of Fe oxide is generated. Fe oxide is a substance that should be avoided because it deteriorates secondary recrystallization and eventually leads to deterioration of magnetism.

そこで、酸素ポテンシャル制御に加え、二次再結晶改善技術として、脱炭焼鈍における昇温速度の制御技術が考案されてきた。例えば、以下の特許文献2~8では、脱炭焼鈍時における酸素ポテンシャル及び加熱速度を制御することで、鋼板の結晶方位の集合組織を改善し、磁気特性の改善につなげる技術が提案されている。 Therefore, in addition to oxygen potential control, a technique for controlling the rate of temperature increase in decarburization annealing has been devised as a technique for improving secondary recrystallization. For example, Patent Documents 2 to 8 below propose techniques for improving the texture of the crystal orientation of a steel sheet by controlling the oxygen potential and heating rate during decarburization annealing, leading to improvement in magnetic properties. .

特許3392669号公報Japanese Patent No. 3392669 特開平07-278668号公報JP-A-07-278668 特開2002-173715号公報JP-A-2002-173715 特開2003-003213号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-003213 特開2011-174138号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-174138 国際公開第2016/056501号WO2016/056501 国際公開第2014/049770号WO2014/049770 特許第6103281号Patent No. 6103281

ここで、方向性電磁鋼板中に含まれる炭素は、二次再結晶改善により、磁束密度を向上させる効果があるが、脱炭が不十分である場合には、FeC(セメンタイト)が鋼中で析出し、磁気特性が低下してしまう可能性がある。特に、方向性電磁鋼板では、磁気特性の向上を意図して、Crを含有する場合があるが、かかる場合、脱炭性が低下してしまうという問題があった。上記特許文献2~8で提案されている方法は、酸素ポテンシャル制御と昇温速度の制御により二次再結晶改善に資する一方で、脱炭性の改善については、言及されていない。 Here, the carbon contained in the grain - oriented electrical steel sheet has the effect of improving the magnetic flux density by improving the secondary recrystallization. There is a possibility that it will precipitate inside and the magnetic properties will deteriorate. In particular, grain-oriented electrical steel sheets sometimes contain Cr for the purpose of improving magnetic properties, but in such cases, there is a problem that the decarburization property is lowered. The methods proposed in Patent Documents 2 to 8 contribute to improving the secondary recrystallization by controlling the oxygen potential and controlling the heating rate, but do not mention the improvement of the decarburization property.

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、Crを含有した方向性電磁鋼板において、脱炭性を損なうことなく、より高い磁束密度を得ることが可能な、方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain a higher magnetic flux density without impairing the decarburization property in a grain-oriented electrical steel sheet containing Cr. To provide a possible method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、脱炭性の低下は、CrがCr酸化膜を形成することに起因する旨を突き止めた。しかしながら、二次再結晶改善を目的とする脱炭焼鈍条件では、Cr酸化膜の生成は回避できず、結果、磁束密度と脱炭性の両立は困難である。そこで、本発明者らは、更なる検討を行った結果、Cr酸化膜の生成を回避する脱炭焼鈍サイクルを見出し、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、以下のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the deterioration of decarburization is caused by Cr forming a Cr oxide film. However, under decarburization annealing conditions aimed at improving secondary recrystallization, the formation of a Cr oxide film cannot be avoided, and as a result, it is difficult to achieve both magnetic flux density and decarburization properties. As a result of further studies, the inventors of the present invention found a decarburization annealing cycle that avoids the formation of a Cr oxide film, and completed the present invention.
The gist of the present invention completed based on the above knowledge is as follows.

[1]質量%で、C:0.01~0.20%、Si:2.5~4.0%、Sol.Al:0.01~0.07%、Mn:0.01~0.50%、Cr:0.01~0.50%、N:0.02%以下、S:0.005~0.080%、Se:0~0.080%、Sb:0~0.50%、Bi:0~0.02%、Sn:0~0.50%、Cu:0~1.0%を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼片を加熱した後に熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を焼鈍して、熱延焼鈍鋼板を得る熱延板焼鈍工程と、前記熱延焼鈍鋼板に対し、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して、冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を施して、脱炭焼鈍鋼板を得る脱炭焼鈍工程と、前記脱炭焼鈍鋼板に対して焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程と、仕上げ焼鈍後の鋼板表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、を含み、前記脱炭焼鈍工程は、前記冷延鋼板を、室温から下記式(1)を満足する温度T1(℃)まで、下記式(2)を満足する昇温速度H1(℃/秒)で昇温する第一昇温工程と、前記温度T1(℃)に到達した前記冷延鋼板を、一旦、下記式(3)を満足する温度T2(℃)まで、下記式(4)を満足する冷却速度C1(℃/秒)で冷却する途中冷却工程と、前記冷延鋼板を、前記温度T2(℃)から昇温する第二昇温工程と、昇温後の前記冷延鋼板を焼鈍する均熱工程と、を有しており、前記第一昇温工程及び前記途中冷却工程における酸素ポテンシャルP0が、下記式(5)を満足する、方向性電磁鋼板の製造方法。
200 ≦ T1 ≦ 500 ・・・式(1)
100 ≦ H1 ≦ 800 ・・・式(2)
T1-100 ≦ T2 ≦ T1-10 ・・・式(3)
-40 ≦ C1 < 0 ・・・式(4)
0.0001≦ P0 ≦ 0.5 ・・・式(5)
[2]前記脱炭焼鈍工程での前記第二昇温工程において、前記温度T2から脱炭焼鈍温度までの昇温速度S(℃/秒)は、下記式(6)を満足する、[1]に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
400 ≦ S ≦ 2000 ・・・式(6)
[3]前記脱炭焼鈍工程での前記均熱工程は、0.1以上1.0以下の酸素ポテンシャルP2の雰囲気中、700℃以上900℃以下の温度T3(℃)で10秒以上1000秒以下保持する第一均熱工程と、当該第一均熱工程に続いて実施され、下記式(7)を満足する酸素ポテンシャルP3の雰囲気中、下記式(8)を満足する温度T4(℃)で、5秒以上500秒以下保持する第二均熱工程と、を含む、[1]又は[2]に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
P3 < P2 ・・・式(7)
T3+50 ≦ T4 ≦ 1000 ・・・式(8)
[4]前記方向性電磁鋼板の板厚は、0.17mm以上0.22mm未満である、[1]~[3]の何れか1つに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[5]前記鋼片は、Biを、0.001~0.020質量%含有する、[1]~[4]の何れか1つに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[6]前記鋼片は、0.005~0.500質量%のSn、及び、0.01~1.00質量%のCuの少なくとも何れかを含有する、[1]~[5]の何れか1つに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[1] % by mass, C: 0.01 to 0.20%, Si: 2.5 to 4.0%, Sol. Al: 0.010-0.07 %, Mn: 0.010-0.50 %, Cr: 0.01-0.50%, N: 0.020% or less, S: 0.005- 0.080%, Se: 0-0.080%, Sb: 0-0.50%, Bi: 0-0.02%, Sn: 0-0.50%, Cu: 0-1.0% A hot-rolling step of obtaining a hot-rolled steel sheet by heating a steel billet containing Fe and the remainder consisting of Fe and impurities, followed by hot-rolling to obtain a hot-rolled steel sheet, and annealing the hot-rolled steel sheet to obtain a hot-rolled annealed steel sheet. An annealing step, a cold rolling step of obtaining a cold-rolled steel sheet by performing one cold rolling or a plurality of cold rollings with intermediate annealing on the hot-rolled and annealed steel sheet, and the cold-rolled steel sheet A decarburization annealing step of applying decarburization annealing to obtain a decarburization annealed steel plate, a finish annealing step of applying an annealing separator to the decarburization annealing steel plate and then performing finish annealing, and after finish annealing and an insulating coating forming step of forming an insulating coating on the surface of the steel sheet, wherein the decarburization annealing step heats the cold-rolled steel sheet from room temperature to a temperature T1 (° C.) that satisfies the following formula (1) by the following formula ( 2) in which the temperature is increased at a temperature increase rate H1 (°C/sec), and the cold-rolled steel sheet that has reached the temperature T1 (°C) is once subjected to the following formula (3): An intermediate cooling step of cooling to a temperature T2 (°C) at a cooling rate C1 (°C/sec) that satisfies the following formula (4); and a soaking step of annealing the cold-rolled steel sheet after heating, and the oxygen potential P0 in the first heating step and the intermediate cooling step satisfies the following formula (5). A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet.
200 ≤ T1 ≤ 500 Expression (1)
100≦H1≦800 Expression (2)
T1-100 ≤ T2 ≤ T1-10 Expression (3)
−40≦C1<0 Expression (4)
0.0001 0 ≤ P0 ≤ 0.5 Expression (5)
[2] In the second temperature raising step in the decarburization annealing step, the temperature increase rate S (° C./sec) from the temperature T2 to the decarburization annealing temperature satisfies the following formula (6), [1 ] The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to .
400≦S≦2000 Expression (6)
[3] The soaking step in the decarburization annealing step is performed at a temperature T3 (° C.) of 700° C. to 900° C. for 10 seconds to 1000 seconds in an atmosphere with an oxygen potential P2 of 0.1 to 1.0 . A first soaking step held below, and a temperature T4 (° C.) that satisfies the following formula (8) in an atmosphere of an oxygen potential P3 that satisfies the following formula (7) following the first soaking process: and a second soaking step of holding for 5 seconds or more and 500 seconds or less.
P3<P2 Expression (7)
T3+50≦T4≦1000 Expression (8)
[4] The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to any one of [1] to [3], wherein the grain-oriented electrical steel sheet has a thickness of 0.17 mm or more and less than 0.22 mm.
[5] The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to any one of [1] to [4], wherein the steel billet contains 0.001 to 0.020% by mass of Bi.
[6] Any one of [1] to [5], wherein the steel billet contains at least one of 0.005 to 0.500% by mass of Sn and 0.01 to 1.00% by mass of Cu. A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1.

以上説明したように本発明によれば、高い磁束密度を有する方向性電磁鋼板を、脱炭性を損なうことなく製造することが可能となる。 As described above, according to the present invention, a grain-oriented electrical steel sheet having a high magnetic flux density can be produced without impairing the decarburization property.

本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の構造を模式的に示した説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which showed typically the structure of the grain-oriented electrical steel plate which concerns on embodiment of this invention. 同実施形態に係る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 grain-oriented electrical steel plate which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る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 the flow chart which showed an example of the flow of the manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る脱炭焼鈍工程の流れの一例を示した流れ図である。It is the flowchart which showed an example of the flow of the decarburization annealing process which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る脱炭焼鈍工程の熱処理パターンの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the heat processing pattern of the decarburization annealing process which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る脱炭焼鈍工程の熱処理パターンの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the heat processing pattern of the decarburization annealing process which concerns on the same 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。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

(本発明に至る経緯について)
以下では、まず、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法について説明するに先立ち、本発明者らが鋭意検討することで得られた知見と、かかる知見に基づく本発明に至る経緯について、簡単に説明する。
(Regarding the background to the present invention)
Below, first, prior to explaining the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention, the knowledge obtained through intensive studies by the present inventors and the background to the present invention based on such knowledge will be described. will be briefly explained.

先だって言及したように、方向性電磁鋼板の製造課題の一つに、脱炭性の改善が挙げられる。本発明者らは、脱炭焼鈍工程における昇温サイクルに着目し、条件変更などの調査を実施した。その結果、室温から、200~500℃の温度域までの昇温において、かかる温度域の滞留時間が長い場合には、Cr系酸化膜が生成して脱炭性劣化の原因になること、及び、かかる温度域の滞留時間を短縮化することが、脱炭性の改善に有効であることを見出した。しかしながら、Cr系酸化膜は、脱炭阻害因子である一方で、二次再結晶改善効果を有するものであるため、上記のような着想に基づき脱炭性を改善したとしても、磁束密度が低下する可能性がある。そこで、本発明者らは、Cr系酸化膜の代替としてCr系酸化膜以外の他の酸化膜を生成させることが重要であること、及び、Cr系酸化膜以外の酸化膜としてAl系酸化膜を用いることが有用であること、をそれぞれ着想した。 As mentioned above, one of the problems in producing grain-oriented electrical steel sheets is the improvement of decarburization. The present inventors paid attention to the temperature rise cycle in the decarburization annealing process and conducted investigations such as changing the conditions. As a result, when the temperature is raised from room temperature to a temperature range of 200 to 500 ° C., if the residence time in this temperature range is long, a Cr-based oxide film is formed and causes deterioration of the decarburization property. It has been found that shortening the residence time in such a temperature range is effective for improving decarburization. However, while the Cr-based oxide film is a decarburization inhibitor, it has an effect of improving secondary recrystallization, so even if the decarburization property is improved based on the above idea, the magnetic flux density will decrease there's a possibility that. Therefore, the present inventors have found that it is important to generate an oxide film other than a Cr-based oxide film as a substitute for a Cr-based oxide film, and that an Al-based oxide film is an oxide film other than a Cr-based oxide film. Each conceived that it is useful to use

本発明者らは、かかる着想に基づき更なる検討を行った結果、室温から、200~500℃の温度域までの昇温プロセスにおける酸素ポテンシャルを制御することで、Al酸化膜の生成を促進することが可能であることを見出した。また、脱炭焼鈍工程で生成したAl酸化膜は、次工程の仕上げ焼鈍工程を経て、MgAlとしてグラス被膜中に残存することが明らかとなった。 As a result of further studies based on this idea, the present inventors have found that controlling the oxygen potential in the temperature rising process from room temperature to a temperature range of 200 to 500 ° C. promotes the formation of an Al oxide film. I found that it is possible. It was also found that the Al oxide film formed in the decarburization annealing step remains in the glass coating as MgAl 2 O 4 through the subsequent finish annealing step.

(方向性電磁鋼板について)
次に、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板について、詳細に説明する。
(Regarding grain-oriented electrical steel sheets)
Next, grain-oriented electrical steel sheets according to embodiments of the present invention will be described in detail.

<方向性電磁鋼板の主要な構成について>
まず、図1A及び図1Bを参照しながら、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の主要な構成について説明する。図1A及び図1Bは、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の構造を模式的に示した説明図である。
<Main composition of grain-oriented electrical steel sheet>
First, the main configuration of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. 1A and 1B are explanatory diagrams schematically showing the structure of a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板10は、図1Aに模式的に示したように、母材鋼板11と、母材鋼板11の表面に形成されたグラス被膜13と、グラス被膜13の表面に形成された絶縁被膜の一例である張力付与性絶縁被膜15と、を有している。なお、グラス被膜13及び張力付与性絶縁被膜15は、母材鋼板11の少なくとも一方の面に形成されていればよいが、通常、図1Bに模式的に示したように、母材鋼板11の両面に形成される。 A grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment includes a base steel plate 11, a glass coating 13 formed on the surface of the base steel plate 11, and a and a tension-applying insulating coating 15, which is an example of the formed insulating coating. The glass coating 13 and the tension-applying insulating coating 15 may be formed on at least one surface of the base steel plate 11. Usually, as schematically shown in FIG. Formed on both sides.

以下では、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10について、特徴的な構成を中心に説明する。なお、以下の説明において、公知の構成や、当業者が実施可能な一部の構成については、詳細な説明を省略しているところがある。 Below, the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment will be described with a focus on its characteristic configuration. In the following description, detailed descriptions of known configurations and some configurations that can be implemented by those skilled in the art are omitted.

[母材鋼板11について]
母材鋼板11は、以下で詳述するような化学成分を含有することで、優れた磁気特性を示す。かかる母材鋼板11の化学成分については、以下で改めて詳述する。
[Regarding the base material steel plate 11]
The base material steel plate 11 exhibits excellent magnetic properties by containing chemical components as detailed below. The chemical composition of the base material steel plate 11 will be described in detail again below.

[グラス被膜13について]
グラス被膜13は、母材鋼板11の表面に位置している、ケイ酸マグネシウムを主成分とする無機質の被膜である。グラス被膜は、一般には、仕上げ焼鈍において、母材鋼板の表面に塗布されたマグネシア(MgO)を含む焼鈍分離剤と、母材鋼板の表面の成分と、が反応することにより形成され、焼鈍分離剤及び母材鋼板の成分に由来する組成を有する。上述したように、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10においては、グラス被膜13中に、MgAlが存在することになる。グラス被膜13中に、Cr系酸化物に換えて特定のAl系酸化物(MgAl)が存在することで、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10では、母材鋼板11中にCrが含有されている場合であっても、優れた脱炭性を発現させることが可能となる。
[Regarding the glass coating 13]
The glass coating 13 is an inorganic coating containing magnesium silicate as a main component and located on the surface of the base steel plate 11 . A glass coating is generally formed by reaction between an annealing separating agent containing magnesia (MgO) applied to the surface of the base steel sheet and components on the surface of the base steel sheet during finish annealing. It has a composition derived from the ingredients of the agent and the base steel sheet. As described above, MgAl 2 O 4 is present in the glass coating 13 in the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment. In the grain - oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment, Cr Even if it contains, it is possible to express excellent decarburization.

なお、グラス被膜の付着量に対するMgAlの生成量は、グラス被膜表面のX線回折(X‐Ray Diffraction:XRD)分析から確認可能である。ここで、XRDとは、物質の結晶構造に対し、特定の回折角2θに現れる回折ピークの位置から、化合物を特定する結晶構造解析手法である。回折ピーク位置と物質との照合は、PDF(Powder Diffraction File、例えばJCPDSカード)と呼ばれる結晶構造のデータベースを活用することができる。 The amount of MgAl 2 O 4 produced relative to the amount of glass coating deposited can be confirmed by X-Ray Diffraction (XRD) analysis of the surface of the glass coating. Here, XRD is a crystal structure analysis method for identifying a compound from the position of a diffraction peak appearing at a specific diffraction angle 2θ with respect to the crystal structure of a substance. A crystal structure database called PDF (Powder Diffraction File, for example, JCPDS card) can be used to collate the diffraction peak position and the substance.

[張力付与性絶縁被膜15について]
張力付与性絶縁被膜15は、グラス被膜13の表面に位置しており、方向性電磁鋼板10に電気絶縁性を付与することで渦電流損を低減して、方向性電磁鋼板10の鉄損を向上させる。また、張力付与性絶縁被膜15は、上記のような電気絶縁性以外にも、耐蝕性、耐熱性、すべり性といった種々の特性を実現する。
[Regarding tension-applying insulating coating 15]
The tension-applying insulating coating 15 is located on the surface of the glass coating 13 and provides electrical insulation to the grain-oriented electrical steel sheet 10 to reduce eddy current loss and reduce iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet 10. Improve. Moreover, the tension-applying insulating coating 15 realizes various properties such as corrosion resistance, heat resistance, and slipperiness in addition to the electrical insulation described above.

更に、張力付与性絶縁被膜15は、方向性電磁鋼板10に張力を付与するという機能を有する。方向性電磁鋼板10に張力を付与して、方向性電磁鋼板10における磁壁移動を容易にすることで、方向性電磁鋼板10の鉄損を向上させることができる。 Furthermore, the tension-applying insulating coating 15 has the function of applying tension to the grain-oriented electrical steel sheet 10 . By applying tension to the grain-oriented electrical steel sheet 10 to facilitate domain wall movement in the grain-oriented electrical steel sheet 10, iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet 10 can be improved.

かかる張力付与性絶縁被膜15は、例えば、金属リン酸塩とシリカを主成分とするコーティング液をグラス被膜13の表面に塗布し、焼き付けることによって形成される。 Such a tension-applying insulating coating 15 is formed, for example, by coating the surface of the glass coating 13 with a coating liquid containing metal phosphate and silica as main components and baking the coating.

<方向性電磁鋼板10の板厚について>
本実施形態に係る方向性電磁鋼板10の製品板厚(図1A及び図1Bにおける厚みt)は、特に限定されるものではなく、例えば0.17mm以上0.35mm以下とすることができる。また、本実施形態においては、冷延後の板厚が0.22mm未満と薄い材料(すなわち、薄手材)である場合に効果が顕著となり、脱炭性がより一層優れたものとなる。冷延後の板厚は、例えば、0.17mm以上0.20mm以下であることがより好ましい。
<Regarding the thickness of the grain-oriented electrical steel sheet 10>
The product thickness (thickness t in FIGS. 1A and 1B) of the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0.17 mm or more and 0.35 mm or less. In addition, in the present embodiment, the effect becomes remarkable when the sheet thickness after cold rolling is as thin as less than 0.22 mm (that is, thin material), and the decarburization property becomes even more excellent. More preferably, the plate thickness after cold rolling is, for example, 0.17 mm or more and 0.20 mm or less.

<母材鋼板11の化学成分について>
続いて、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10の母材鋼板11の化学成分について、詳細に説明する。なお、以下では、特に断りのない限り、「%」との表記は「質量%」を表わすものとする。
<Chemical Composition of Base Material Steel Plate 11>
Next, the chemical composition of the base material steel sheet 11 of the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to this embodiment will be described in detail. In addition, below, the notation of "%" shall represent "mass %" unless otherwise specified.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板10が有する母材鋼板11の化学成分は、質量%で、C:0.01~0.20%、Si:2.5~4.0%、Sol.Al:0.01~0.07%、Mn:0.01~0.50%、Cr:0.01~0.50%、N:0.02%以下、S:0.005~0.080%、Se:0~0.080%、Sb:0~0.50%、Bi:0~0.02%、Sn:0~0.50%、Cu:0~1.0%を含有し、残部がFe及び不純物からなる。 The chemical composition of the base material steel sheet 11 of the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment is C: 0.01 to 0.20%, Si: 2.5 to 4.0%, Sol. Al: 0.01-0.07%, Mn: 0.01-0.50%, Cr: 0.01-0.50%, N: 0.02% or less, S: 0.005-0.080 %, Se: 0 to 0.080%, Sb: 0 to 0.50%, Bi: 0 to 0.02%, Sn: 0 to 0.50%, Cu: 0 to 1.0%, The remainder consists of Fe and impurities.

[C:0.01%以上0.20%以下]
C(炭素)は、磁束密度の改善効果を示す元素であるが、その含有量が0.20%を超える場合には、二次再結晶焼鈍(すなわち、仕上げ焼鈍)において鋼が相変態し、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られない。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11では、Cの含有量を0.20%以下とする。Cの含有量が少ないほど鉄損低減にとって好ましいため、鉄損低減の観点から、Cの含有量は、好ましくは0.15%以下であり、より好ましくは0.10%以下である。一方、磁束密度の観点から、Cの含有量は、0.01%以上とする。Cの含有量は、好ましくは0.04%以上であり、より好ましくは0.06%以上である。
[C: 0.01% or more and 0.20% or less]
C (carbon) is an element that exhibits the effect of improving the magnetic flux density. Secondary recrystallization does not proceed sufficiently, and good magnetic flux density and iron loss characteristics cannot be obtained. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the C content is set to 0.20% or less. Since the lower the C content is, the more preferable it is for iron loss reduction, the C content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.10% or less, from the viewpoint of iron loss reduction. On the other hand, from the viewpoint of magnetic flux density, the content of C is set to 0.01% or more. The content of C is preferably 0.04% or more, more preferably 0.06% or more.

[Si:2.5%以上4.0%以下]
Si(ケイ素)は、鋼の電気抵抗(比抵抗)を高めて鉄損の一部を構成する渦電流損失を低減するのに、極めて有効な元素である。Siの含有量が2.5%未満である場合には、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態して、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られな。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Siの含有量は2.5%以上とする。Siの含有量は、好ましくは3.0%以上であり、より好ましくは3.2%以上である。一方、Siの含有量が4.0%を超える場合には、鋼板が脆化し、製造工程での通板性が顕著に劣化する。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Siの含有量は4.0%以下とする。Siの含有量は、好ましくは3.8%以下であり、より好ましくは3.6%以下である。
[Si: 2.5% or more and 4.0% or less]
Si (silicon) is an extremely effective element for increasing the electrical resistance (specific resistance) of steel and reducing eddy current loss that constitutes a part of iron loss. If the Si content is less than 2.5%, the steel undergoes phase transformation during secondary recrystallization annealing, and secondary recrystallization does not proceed sufficiently, resulting in good magnetic flux density and core loss characteristics. can't Therefore, in the base material steel plate 11 according to this embodiment, the Si content is set to 2.5% or more. The Si content is preferably 3.0% or more, more preferably 3.2% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 4.0%, the steel sheet becomes embrittled and the threadability in the manufacturing process is significantly deteriorated. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the Si content is set to 4.0% or less. The Si content is preferably 3.8% or less, more preferably 3.6% or less.

[酸可溶性Al:0.01%以上0.07%以下]
酸可溶性アルミニウム(sol.Al)は、方向性電磁鋼板において二次再結晶を左右するインヒビターと呼ばれる化合物のうち、主要なインヒビターの構成元素であり、本実施形態に係る母材鋼板11において、二次再結晶発現の観点から必須の元素である。sol.Alの含有量が0.01%未満である場合には、インヒビターとして機能するAlNが十分に生成せず、二次再結晶が不充分となって、鉄損特性が向上しない。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、sol.Alの含有量は、0.01%以上とする。sol.Alの含有量は、好ましくは、0.015%以上であり、より好ましくは0.020%以上である。一方、sol.Alの含有量が0.07%を超える場合には、鋼板の脆化が顕著となる。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、sol.Alの含有量は、0.07%以下とする。sol.Alの含有量は、好ましくは0.05%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
[Acid-soluble Al: 0.01% or more and 0.07% or less]
Acid-soluble aluminum (sol.Al) is a major constituent element of inhibitors among compounds called inhibitors that influence secondary recrystallization in grain-oriented electrical steel sheets. It is an essential element from the viewpoint of occurrence of subsequent recrystallization. sol. If the Al content is less than 0.01%, sufficient AlN, which functions as an inhibitor, is not generated, resulting in insufficient secondary recrystallization and no improvement in iron loss properties. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, sol. The content of Al is set to 0.01% or more. sol. The Al content is preferably 0.015% or more, more preferably 0.020% or more. On the other hand, sol. If the Al content exceeds 0.07%, embrittlement of the steel sheet becomes significant. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, sol. The content of Al is set to 0.07% or less. sol. The Al content is preferably 0.05% or less, more preferably 0.030% or less.

[Mn:0.01%以上0.50%以下]
Mn(マンガン)は、主要なインヒビターの一つであるMnSを形成する、重要な元素である。Mnの含有量が0.01%未満である場合には、二次再結晶を生じさせるのに必要なMnSの絶対量が不足する。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Mnの含有量は、0.01%以上とする。Mnの含有量は、好ましくは0.03%以上であり、より好ましくは0.06%以上である。一方、Mnの含有量が0.50%を超える場合には、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態し、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られない。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Mnの含有量は、0.50%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは0.30%以下であり、より好ましくは0.10%以下である。
[Mn: 0.01% or more and 0.50% or less]
Mn (manganese) is an important element forming MnS, which is one of the main inhibitors. If the Mn content is less than 0.01%, the absolute amount of MnS required to cause secondary recrystallization is insufficient. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the content of Mn is set to 0.01% or more. The Mn content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.06% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 0.50%, the steel undergoes phase transformation during secondary recrystallization annealing, secondary recrystallization does not proceed sufficiently, and good magnetic flux density and core loss properties are obtained. can't Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the content of Mn is set to 0.50% or less. The Mn content is preferably 0.30% or less, more preferably 0.10% or less.

[Cr:0.01%以上0.50%以下]
Crは、磁気特性を向上させるとともに、グラス被膜の密着性を向上させる元素である。Crの含有量が0.01%未満である場合には、上記のような磁気特性の向上効果、及び、グラス被膜密着性の向上効果を得ることができない。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Crの含有量は、0.01%以上とする。Crの含有量は、好ましくは0.03%以上であり、より好ましくは0.05%以上である。一方、Crの含有量が0.50%を超える場合には、本実施形態に係る製造方法を適用したとしても脱炭性が低下する。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Crの含有量は、0.50%以下とする。Crの含有量は、好ましくは0.20%以下であり、より好ましくは0.10%以上である。
[Cr: 0.01% or more and 0.50% or less]
Cr is an element that improves the magnetic properties and the adhesion of the glass coating. If the Cr content is less than 0.01%, the effect of improving the magnetic properties and the effect of improving the glass coating adhesion cannot be obtained. Therefore, in the base material steel plate 11 according to this embodiment, the Cr content is set to 0.01% or more. The Cr content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more. On the other hand, when the Cr content exceeds 0.50%, the decarburization performance is lowered even if the manufacturing method according to the present embodiment is applied. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the Cr content is set to 0.50% or less. The Cr content is preferably 0.20% or less, more preferably 0.10% or more.

[N:0.02%以下]
N(窒素)は、上記の酸可溶性Alと反応してAlNを形成する元素である。Nの含有量が0.02%を超える場合には、冷間圧延時、鋼板中にブリスター(空孔)が生じるうえに、鋼板の強度が上昇し、製造時の通板性が悪化する。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11では、Nの含有量を0.02%以下とする。Nの含有量は、好ましくは0.015%以下であり、より好ましくは0.010%以下である。一方、AlNをインヒビターとして活用しないのであれば、Nの含有量の下限値は0%を含みうる。しかしながら、化学分析の検出限界値が0.0001%であるため、実用鋼板において、実質的なNの含有量の下限値は、0.0001%である。一方、Alと結合して、インヒビターとして機能するAlNを形成するためには、Nの含有量は0.001%以上であることが好ましく、0.005%以上であることがより好ましい。
[N: 0.02% or less]
N (nitrogen) is an element that reacts with the acid-soluble Al to form AlN. If the N content exceeds 0.02%, blisters (voids) are generated in the steel sheet during cold rolling, the strength of the steel sheet increases, and the threadability during production deteriorates. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the N content is set to 0.02% or less. The N content is preferably 0.015% or less, more preferably 0.010% or less. On the other hand, if AlN is not utilized as an inhibitor, the lower limit of the N content may include 0%. However, since the detection limit of chemical analysis is 0.0001%, the substantial lower limit of the N content in practical steel sheets is 0.0001%. On the other hand, in order to combine with Al to form AlN that functions as an inhibitor, the N content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more.

[S:0.005%以上0.080%以下]
S(硫黄)は、上記Mnと反応することで、インヒビターであるMnSを形成する重要な元素である。Sの含有量が0.005%未満である場合には、十分なインヒビター効果を得ることができない。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11では、Sの含有量を、0.005%以上とする。Sの含有量は、好ましくは0.010%以上であり、より好ましくは0.020%以上である。一方、Sの含有量が0.080%を超える場合には、熱間脆性の原因となり、熱間圧延が著しく困難となる。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Sの含有量は、0.080%以下とする。Sの含有量は、好ましくは0.040%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
[S: 0.005% or more and 0.080% or less]
S (sulfur) is an important element that forms MnS, which is an inhibitor, by reacting with the Mn. If the S content is less than 0.005%, a sufficient inhibitory effect cannot be obtained. Therefore, in the base material steel plate 11 according to this embodiment, the S content is set to 0.005% or more. The S content is preferably 0.010% or more, more preferably 0.020% or more. On the other hand, if the S content exceeds 0.080%, it causes hot brittleness and makes hot rolling extremely difficult. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the S content is set to 0.080% or less. The S content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less.

[Bi:0%以上0.02%以下]
Bi(ビスマス)は、本実施形態に係る母材鋼板11において、任意元素であるため、その含有量の下限値は、0%となる。一方、残部のFeの一部に替えてBiを含有させることで、後述するSn及びCuと同様に、グラス被膜密着性の向上促進に寄与し、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の特性を向上させる。かかるグラス被膜密着性の向上促進効果を得るためには、Biの含有量を、0.001%以上とすることが好ましい。一方、Biの含有量が0.02%を超える場合には、冷間圧延時の通板性が劣化する。そのため、Biの含有量は、0.02%以下とする。Biの含有量は、好ましくは0.01%以下であり、より好ましくは0.007%以下である。
[Bi: 0% or more and 0.02% or less]
Since Bi (bismuth) is an optional element in the base material steel sheet 11 according to the present embodiment, the lower limit of its content is 0%. On the other hand, by containing Bi instead of part of the remaining Fe, it contributes to promoting the improvement of glass coating adhesion in the same manner as Sn and Cu, which will be described later, and improves the characteristics of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment. Improve. In order to obtain the effect of promoting the improvement of glass coating adhesion, the Bi content is preferably 0.001% or more. On the other hand, when the Bi content exceeds 0.02%, the threadability during cold rolling deteriorates. Therefore, the content of Bi is set to 0.02% or less. The Bi content is preferably 0.01% or less, more preferably 0.007% or less.

本実施形態に係る母材鋼板11では、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の特性を向上させるために、上述した各種元素の他に、残部のFeの一部に換えて、Se、Sb、Sn及びCuの少なくとも一種を更に含有してもよい。Se、Sb、Sn及びCuは、本実施形態に係る母材鋼板11において、任意元素であるため、その含有量の下限値は、0%となる。 In the base material steel sheet 11 according to the present embodiment, in order to improve the characteristics of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, in addition to the various elements described above, Se, Sb, At least one of Sn and Cu may be further contained. Since Se, Sb, Sn and Cu are optional elements in the base material steel sheet 11 according to the present embodiment, the lower limit of their content is 0%.

[Se:0%以上0.080%以下]
Se(セレン)は、磁性改善効果を有する元素であるため、選択的に含有することができる。しかしながら、0.080%を越えて添加すると、グラス被膜が著しく劣化する。よってSeの含有量の上限を0.080%とする。好ましくは0.050%以下とする。より好ましくは0.020%以下である。磁性と被膜密着性の両立を考慮すると、好ましくは0.003%以上、より好ましくは0.006%以上である。なお、Seは本実施形態に係る母材鋼板11において、任意元素であるため、その含有量の下限値は、0%となるが、選択的にSeを含有する場合は、磁性改善効果を良好に発揮するべく、含有量を0.001%以上とすることが好ましい。
[Se: 0% or more and 0.080% or less]
Se (selenium) is an element having an effect of improving magnetism, and thus can be selectively contained. However, adding more than 0.080% significantly deteriorates the glass coating. Therefore, the upper limit of the Se content is set to 0.080%. It is preferably 0.050% or less. More preferably, it is 0.020% or less. Considering compatibility between magnetism and film adhesion, the content is preferably 0.003% or more, more preferably 0.006% or more. Since Se is an arbitrary element in the base material steel sheet 11 according to the present embodiment, the lower limit of its content is 0%. It is preferable that the content is 0.001% or more in order to achieve the desired performance.

[Sb:0%以上0.50%以下]
Sb(アンチモン)は、Seと同様、磁性改善効果を有する元素であるため、選択的に含有させることができる。しかしながら、0.50%を越えてSbを含有させると、グラス被膜が顕著に劣化する。従って、Sbの含有量の上限を0.50%とする。Sbの含有量は、好ましくは0.30%以下であり、より好ましくは0.10%以下である。磁性と皮膜密着性の両立を考慮すると、Sbの含有量は、好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。なお、Sbは、本実施形態に係る母材鋼板11において任意元素であるため、その含有量の下限値は、0%となるが、選択的にSbを含有させる場合は、磁性改善効果を良好に発揮するべく、含有量を0.005%以上とすることが好ましい。
[Sb: 0% or more and 0.50% or less]
Sb (antimony), like Se, is an element having an effect of improving magnetism, and thus can be selectively contained. However, if the Sb content exceeds 0.50%, the glass coating is remarkably deteriorated. Therefore, the upper limit of the Sb content is set to 0.50%. The Sb content is preferably 0.30% or less, more preferably 0.10% or less. Considering compatibility between magnetism and film adhesion, the Sb content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more. Since Sb is an arbitrary element in the base material steel sheet 11 according to the present embodiment, the lower limit of its content is 0%. It is preferable that the content is 0.005% or more in order to achieve the desired performance.

[Sn:0%以上0.50%以下]
Sn(スズ)は、一次結晶組織制御を通じ、磁性改善に資する元素である。磁性改善効果を得るためには、Snの含有量を0.005%以上とすることが好ましい。Snの含有量は、より好ましくは0.009%以上である。一方、Snの含有量が0.50%を超える場合には、二次再結晶が不安定となり、磁気特性が劣化する。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11において、Snの含有量は0.50%以下とする。Snの含有量は、好ましくは0.30%以下であり、より好ましくは0.15%以下である。
[Sn: 0% or more and 0.50% or less]
Sn (tin) is an element that contributes to the improvement of magnetism through primary crystal structure control. In order to obtain the magnetic improvement effect, the Sn content is preferably 0.005% or more. The Sn content is more preferably 0.009% or more. On the other hand, when the Sn content exceeds 0.50%, the secondary recrystallization becomes unstable and the magnetic properties deteriorate. Therefore, in the base material steel plate 11 according to the present embodiment, the Sn content is set to 0.50% or less. The Sn content is preferably 0.30% or less, more preferably 0.15% or less.

[Cu:0%以上1.0%以下]
Cu(銅)は、Bi、Crと同様に、グラス被膜密着性の向上に寄与する元素である。Cuによるグラス被膜密着性の向上効果を得るためには、Cuの含有量を0.01%以上とすることが好ましい。Cuの含有量は、より好ましくは0.03%以上である。一方、Cuの含有量が1.0%を超える場合には、熱間圧延中に鋼板が脆化する。そのため、本実施形態に係る母材鋼板11では、Cuの含有量を1.0%以下とする。Cuの含有量は、好ましくは0.50%以下であり、より好ましくは0.10%以下である。
[Cu: 0% or more and 1.0% or less]
Cu (copper), like Bi and Cr, is an element that contributes to the improvement of glass film adhesion. In order to obtain the effect of improving glass film adhesion by Cu, the content of Cu is preferably 0.01% or more. The Cu content is more preferably 0.03% or more. On the other hand, when the Cu content exceeds 1.0%, the steel sheet becomes embrittled during hot rolling. Therefore, the content of Cu is set to 1.0% or less in the base material steel plate 11 according to the present embodiment. The Cu content is preferably 0.50% or less, more preferably 0.10% or less.

本実施形態に係る母材鋼板11の化学成分の残部は、Fe及び不純物である。しかしながら、磁気特性の向上、強度、耐食性、疲労特性等といった構造部材に求められる特性の向上、鋳造性や通板性の向上、スクラップ等使用による生産性の向上を目的として、母材鋼板11は、残部のFeの一部に換えて、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、In(インジウム)、B(ホウ素)、Au(金)、Ag(銀)、Te(テルル)、Ce(セリウム)、V(バナジウム)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル)、Ca(カルシウム)、Re(レニウム)、Os(オスミウム)、Nb(ニオブ)、Zr(ジルコニウム)、Hf(ハフニウム)、Ta(タンタル)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Cd(カドミウム)、Pb(鉛)、As(ヒ素)等から選択される1種又は2種以上を、を含有しても本発明の効果は失われるものではない。なお、これらの元素は、任意に含まれ得る元素であるため、これらの元素の合計含有量の下限値は、0%である。 The remainder of the chemical composition of the base material steel plate 11 according to this embodiment is Fe and impurities. However, the base material steel plate 11 is used for the purpose of improving the properties required for structural members such as improving magnetic properties, strength, corrosion resistance, and fatigue properties, improving castability and threadability, and improving productivity through the use of scrap and the like. , Mo (molybdenum), W (tungsten), In (indium), B (boron), Au (gold), Ag (silver), Te (tellurium), Ce (cerium) , V (vanadium), Co (cobalt), Ni (nickel), Ca (calcium), Re (rhenium), Os (osmium), Nb (niobium), Zr (zirconium), Hf (hafnium), Ta (tantalum) , Y (yttrium), La (lanthanum), Cd (cadmium), Pb (lead), As (arsenic), etc. not a thing In addition, since these elements are elements that can be included arbitrarily, the lower limit of the total content of these elements is 0%.

また、不純物は、添加の意図に関係なく、母材鋼板11中に存在するものであり、得られる方向性電磁鋼板において、本来存在する必要のない成分である。「不純物」なる用語は、鋼材料を工業的に製造する際に原料としての鉱石、スクラップ又は製造環境などから混入する不純物を含む概念である。このような不純物は、本発明の効果に悪影響を与えない量で含まれ得る。 Impurities exist in the base material steel sheet 11 regardless of the intention of their addition, and are components that do not need to exist in the resulting grain-oriented electrical steel sheet. The term "impurities" is a concept that includes impurities mixed in from raw materials such as ores, scraps, or the manufacturing environment when steel materials are industrially manufactured. Such impurities may be contained in amounts that do not adversely affect the effects of the present invention.

以上、本実施形態に係る母材鋼板11の化学成分について、詳細に説明した。 The chemical composition of the base material steel plate 11 according to the present embodiment has been described above in detail.

なお、本実施形態に係る方向性電磁鋼板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。 Various magnetic properties exhibited by the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment are determined according to the Epstein method specified in JIS C2550 and the single sheet magnetic property measurement method (Single Sheet Tester: SST) specified in JIS C2556. It is possible to measure

(方向性電磁鋼板の製造方法について)
次に、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法について、図2~図5を参照しながら詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る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。図3は、本実施形態に係る脱炭焼鈍工程の流れの一例を示した流れ図である。図4及び図5は、本実施形態に係る脱炭焼鈍工程の熱処理パターンの一例を示した説明図である。
(Method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet)
Next, a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. FIG. 2 is a flow chart showing an example of the flow of the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment. FIG. 3 is a flow chart showing an example of the flow of the decarburization annealing process according to this embodiment. 4 and 5 are explanatory diagrams showing an example of the heat treatment pattern of the decarburization annealing process according to the present embodiment.

<方向性電磁鋼板の製造方法の全体的な流れ>
以下では、図2を参照しながら、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の全体的な流れを説明する。
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の全体的な流れは、以下の通りである。
まず、上記のような化学成分を有する鋼片(スラブ)を熱間圧延した後、焼鈍を実施して、熱延焼鈍工程を得る。次に、得られた熱延焼鈍鋼板に対して、酸洗後、1回、又は、中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延を実施して、最終板厚まで冷延された冷延鋼板を得る。その後、得られた冷延鋼板について、湿潤水素雰囲気中の焼鈍(脱炭焼鈍)により、脱炭及び一次再結晶を行って、脱炭焼鈍鋼板とする。かかる脱炭焼鈍において、鋼板の表面には、所定のMn系酸化膜が形成される。続いて、MgOを主体とする焼鈍分離剤を脱炭焼鈍鋼板の表面に塗布した後乾燥させて、仕上げ焼鈍を行う。かかる仕上げ焼鈍により、二次再結晶が起こり、鋼板の結晶粒組織が{110}<001>方位に集積する。同時に、鋼板表面においては、焼鈍分離剤中のMgOと脱炭焼鈍時に鋼板表面に形成される酸化膜(FeSiO及びSiO)とが反応して、グラス被膜が形成される。仕上焼鈍板を水洗又は酸洗により除粉した後、リン酸塩を主体とする塗布液を塗布して焼付けることで、張力付与絶縁被膜が形成される。
<Overall Flow of Manufacturing Method of Grain-Oriented Electrical Steel Sheet>
Hereinafter, the overall flow of the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment will be described with reference to FIG. 2 .
The overall flow of the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment is as follows.
First, a steel billet (slab) having the chemical components as described above is hot rolled and then annealed to obtain a hot rolling annealing step. Next, the obtained hot-rolled and annealed steel sheet is cold-rolled once or twice with intermediate annealing after pickling to obtain a cold-rolled steel sheet that has been cold-rolled to the final thickness. obtain. Thereafter, the obtained cold-rolled steel sheet is subjected to decarburization and primary recrystallization by annealing (decarburization annealing) in a moist hydrogen atmosphere to obtain a decarburized annealed steel sheet. In such decarburization annealing, a predetermined Mn-based oxide film is formed on the surface of the steel sheet. Subsequently, an annealing separator mainly composed of MgO is applied to the surface of the decarburized annealed steel sheet, dried, and then subjected to finish annealing. Due to such finish annealing, secondary recrystallization occurs, and the crystal grain structure of the steel sheet is accumulated in the {110}<001> orientation. At the same time, on the steel sheet surface, MgO in the annealing separator reacts with oxide films (Fe 2 SiO 4 and SiO 2 ) formed on the steel sheet surface during decarburization annealing to form a glass coating. After the finish-annealed sheet is washed with water or pickled to remove powder, a coating solution mainly containing phosphate is applied and baked to form a tension-imparting insulating coating.

すなわち、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、図2に示したように、上記のような化学成分を有する鋼片を所定の温度で熱間圧延して、熱延鋼板を得る熱間圧延工程(ステップS101)と、得られた熱延鋼板を焼鈍して熱延焼鈍鋼板を得る熱延板焼鈍工程(ステップS103)と、得られた熱延焼鈍鋼板に対し、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して、冷延鋼板を得る冷間圧延工程(ステップS105)と、得られた冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を施して、脱炭焼鈍鋼板を得る脱炭焼鈍工程(ステップS107)と、得られた脱炭焼鈍鋼板に対して焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程(ステップS109)と、仕上げ焼鈍後の鋼板表面に絶縁被膜(より詳細には、張力付与性絶縁被膜)を形成する絶縁被膜形成工程(ステップS111)と、を含む。 That is, in the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a steel billet having the chemical composition as described above is hot-rolled at a predetermined temperature to obtain a hot-rolled steel sheet. A hot-rolling step (step S101), a hot-rolled sheet annealing step (step S103) of annealing the obtained hot-rolled steel sheet to obtain a hot-rolled annealed steel sheet, and performing one-time A cold rolling step (step S105) of obtaining a cold-rolled steel sheet by performing cold rolling or a plurality of cold rollings with intermediate annealing, and decarburizing annealing the obtained cold-rolled steel sheet, A decarburization annealing step (step S107) of obtaining a decarburized annealed steel sheet, a finish annealing step (step S109) of applying an annealing separator to the obtained decarburized annealed steel sheet and then performing finish annealing, and after finish annealing and an insulating coating forming step (step S111) of forming an insulating coating (more specifically, a tension-applying insulating coating) on the surface of the steel plate.

以下、これら工程について、詳細に説明する。なお、以下の説明において、各工程における何らかの条件が記載されていない場合には、公知の条件を適宜適応して各工程を行うことが可能である。 These steps will be described in detail below. In addition, in the following description, when some conditions in each step are not described, each step can be performed by appropriately adapting known conditions.

<熱間圧延工程>
熱間圧延工程(ステップS101)は、所定の化学成分を有する鋼片(例えば、スラブ等の鋼塊)を熱間圧延して、熱延鋼板とする工程である。鋼片の成分としては、上述したような母材鋼板11の成分と同様とする。かかる熱間圧延工程において、上述のような化学成分を有するケイ素鋼の鋼片は、まず、加熱処理される。ここで、加熱温度は、1100~1450℃の範囲内とすることが好ましい。加熱温度は、より好ましくは1300℃以上1400℃以下である。次いで、上記のような温度まで加熱された鋼片は、引き続く熱間圧延により、熱延鋼板へと加工される。加工された熱延鋼板の板厚は、例えば、2.0mm以上3.0mm以下の範囲内であることが好ましい。
<Hot rolling process>
The hot-rolling step (step S101) is a step of hot-rolling a steel billet (for example, a steel ingot such as a slab) having a predetermined chemical composition into a hot-rolled steel sheet. The components of the steel slab are the same as those of the base material steel plate 11 as described above. In such a hot rolling process, a silicon steel slab having the chemical composition as described above is first heat-treated. Here, the heating temperature is preferably within the range of 1100 to 1450.degree. The heating temperature is more preferably 1300° C. or higher and 1400° C. or lower. The billet heated to the temperature as described above is then processed into a hot-rolled steel sheet by subsequent hot rolling. The plate thickness of the processed hot-rolled steel sheet is preferably, for example, within the range of 2.0 mm or more and 3.0 mm or less.

<熱延板焼鈍工程>
熱延板焼鈍工程(ステップS103)は、熱間圧延工程を経て製造された熱延鋼板を焼鈍して、熱延焼鈍鋼板とする工程である。このような焼鈍処理を施すことで、鋼板組織に再結晶が生じ、良好な磁気特性を実現することが可能となる。
<Hot-rolled sheet annealing process>
The hot-rolled steel sheet annealing step (step S103) is a step of annealing the hot-rolled steel sheet manufactured through the hot rolling process to obtain a hot-rolled annealed steel sheet. By performing such an annealing treatment, recrystallization occurs in the steel sheet structure, making it possible to achieve good magnetic properties.

本実施形態に係る熱延板焼鈍工程では、公知の方法に従い、熱間圧延工程を経て製造された熱延鋼板を焼鈍して、熱延焼鈍鋼板とすればよい。焼鈍に際して熱延鋼板を加熱する手段については、特に限定されるものではなく、公知の加熱方式を採用することが可能である。また、焼鈍条件についても、特に限定されるものではないが、例えば、熱延鋼板に対して、900~1200℃の温度域で10秒~5分間の焼鈍を行うことができる。 In the hot-rolled sheet annealing process according to the present embodiment, the hot-rolled steel sheet manufactured through the hot rolling process may be annealed according to a known method to form a hot-rolled annealed steel sheet. The means for heating the hot-rolled steel sheet during annealing is not particularly limited, and a known heating method can be employed. The annealing conditions are also not particularly limited, but for example, the hot-rolled steel sheet can be annealed in the temperature range of 900 to 1200° C. for 10 seconds to 5 minutes.

なお、かかる熱延板焼鈍工程は、必要に応じて省略することが可能である。
また、かかる熱延板焼鈍工程後、以下で詳述する冷間圧延工程の前に、熱延鋼板の表面に対して酸洗を施してもよい。
Note that the hot-rolled sheet annealing step can be omitted as necessary.
After the hot-rolled steel sheet annealing process, the surface of the hot-rolled steel sheet may be pickled before the cold rolling process described in detail below.

<冷間圧延工程>
冷間圧延工程(ステップS105)は、熱延焼鈍鋼板に対して、一回又は中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を実施して、冷延鋼板とする工程である。また、上記のような熱延板焼鈍を施した場合、鋼板形状が良好になるため、1回目の圧延における鋼板破断の可能性を軽減することができる。また、冷間圧延は、3回以上に分けて実施してもよいが、製造コストが増大するため、1回又は2回とすることが好ましい。
<Cold rolling process>
The cold-rolling step (step S105) is a step of cold-rolling the hot-rolled and annealed steel sheet once or two or more times with intermediate annealing to obtain a cold-rolled steel sheet. Further, when the hot-rolled sheet is annealed as described above, the shape of the steel sheet is improved, so the possibility of the steel sheet breaking in the first rolling can be reduced. Also, the cold rolling may be performed three times or more, but since the manufacturing cost increases, it is preferable to perform the cold rolling once or twice.

本実施形態に係る冷間圧延工程では、公知の方法に従い、熱延板焼鈍工程を経て製造された熱延焼鈍鋼板を冷間圧延し、冷延鋼板とすればよい。例えば、最終冷延圧下率は、80%以上95%以下の範囲内とすることができる。最終圧下率が80%未満である場合には、{110}<001>方位が圧延方向に高い集積度をもつGoss核を得ることができない可能性が高くなり、好ましくない。一方、最終圧下率が95%を超える場合には、後段の仕上げ焼鈍工程において、二次再結晶が不安定となる可能性が高くなるため、好ましくない。最終冷延圧下率を上記範囲内とすることにより、{110}<001>方位が圧延方向に高い集積度をもつGoss核を得るとともに、二次再結晶の不安定化を抑制することができる。 In the cold-rolling process according to the present embodiment, the hot-rolled annealed steel sheet manufactured through the hot-rolled sheet annealing process may be cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet according to a known method. For example, the final cold rolling reduction can be in the range of 80% or more and 95% or less. If the final rolling reduction is less than 80%, there is a high possibility that Goss nuclei with a high degree of accumulation of the {110}<001> orientation in the rolling direction cannot be obtained, which is undesirable. On the other hand, if the final rolling reduction exceeds 95%, secondary recrystallization is likely to become unstable in the subsequent finish annealing step, which is not preferable. By setting the final cold rolling reduction within the above range, it is possible to obtain Goss nuclei with {110}<001> orientations having a high degree of accumulation in the rolling direction, and to suppress destabilization of secondary recrystallization. .

また、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を実施する場合、一回目の冷間圧延は、圧下率を5~50%程度とし、950℃~1200℃の温度で30秒~30分程度の中間焼鈍を実施することが好ましい。 In addition, when cold rolling is performed twice or more with intermediate annealing, the first cold rolling is performed at a rolling reduction of about 5 to 50% at a temperature of 950 ° C to 1200 ° C for about 30 seconds to 30 minutes. It is preferable to carry out an intermediate annealing of

ここで、冷間圧延が施された冷延鋼板の板厚(冷延後の板厚)は、通常、最終的に製造される方向性電磁鋼板の板厚(張力付与性絶縁被膜の厚みを含めた製品板厚)と異なる。方向性電磁鋼板の製品板厚については、先だって言及した通りである。 Here, the thickness of the cold-rolled steel sheet (thickness after cold rolling) usually corresponds to the thickness of the finally produced grain-oriented electrical steel sheet (the thickness of the tension-applying insulating coating). product plate thickness including). The product thickness of the grain-oriented electrical steel sheet is as mentioned above.

上記のような冷間圧延工程に際して、磁気特性をより一層向上させるために、エージング処理を与えることも可能である。冷間圧延中に複数回のパスにより各板厚段階を経るが、少なくとも一回以上の途中板厚段階において、鋼板に対し100℃以上の温度範囲で1分以上の時間保持する熱効果を与えることが好ましい。かかる熱効果により、後段の脱炭焼鈍工程において、より優れた一次再結晶集合組織を形成させることが可能となり、ひいては、後段の仕上げ焼鈍工程において、{110}<001>方位が圧延方向に揃った良好な二次再結晶を十分に発達させることが可能となる。 In order to further improve the magnetic properties during the cold rolling process as described above, it is possible to apply an aging treatment. During cold rolling, each thickness stage is passed through multiple passes, but at least one intermediate thickness stage gives the steel sheet a thermal effect of holding at a temperature range of 100 ° C or higher for a time of 1 minute or longer. is preferred. Due to such a thermal effect, it is possible to form a more excellent primary recrystallization texture in the subsequent decarburization annealing step, and by extension, in the subsequent finish annealing step, the {110} <001> orientation is aligned in the rolling direction. It becomes possible to sufficiently develop good secondary recrystallization.

<脱炭焼鈍工程>
脱炭焼鈍工程(ステップS107)は、得られた冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を行って、脱炭焼鈍鋼板とする工程である。本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、かかる脱炭焼鈍工程において鋼板中に特定のAl系酸化膜を形成させることで、脱炭性の向上を図る。
<Decarburization annealing process>
The decarburization annealing step (step S107) is a step of performing decarburization annealing on the obtained cold-rolled steel sheet to obtain a decarburization-annealed steel sheet. In the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, the decarburization property is improved by forming a specific Al-based oxide film in the steel sheet in the decarburization annealing process.

本実施形態に係る脱炭焼鈍工程において、特定のAl系酸化物を有するAl系酸化膜を形成させるために、本実施形態に係る脱炭焼鈍工程は、図3に示したように、第一昇温工程(ステップS131)と、途中冷却工程(ステップS133)と、第二昇温工程(ステップS135)と、均熱工程(ステップS137)という、4つの工程で構成される。 In the decarburization annealing step according to the present embodiment, in order to form an Al-based oxide film having a specific Al-based oxide, the decarburization annealing step according to the present embodiment is performed as shown in FIG. It consists of four steps: a heating step (step S131), an intermediate cooling step (step S133), a second heating step (step S135), and a soaking step (step S137).

第一昇温工程(ステップS131)は、冷間圧延工程にて得られた冷延鋼板を、室温から下記式(101)を満足する温度T1(℃)まで、下記式(102)を満足する昇温速度H1(℃/秒)で昇温する工程である。ここで、かかる第一昇温工程における酸素ポテンシャルP0は、下記式(105)を満足する。 In the first temperature raising step (step S131), the cold-rolled steel sheet obtained in the cold rolling step is heated from room temperature to a temperature T1 (° C.) that satisfies the following expression (101) and satisfies the following expression (102): In this step, the temperature is increased at a temperature increase rate H1 (°C/sec). Here, the oxygen potential P0 in the first temperature raising step satisfies the following formula (105).

途中冷却工程(ステップS133)は、第一昇温工程を経て温度T1(℃)に到達した冷延鋼板を、一旦、下記式(103)を満足する温度T2(℃)まで、下記式(104)を満足する冷却速度C1(℃/秒)で冷却する工程である。また、かかる途中冷却工程における酸素ポテンシャルP0もまた、下記式(105)を満足する。 In the intermediate cooling step (step S133), the cold-rolled steel sheet that has reached the temperature T1 (°C) through the first heating step is once cooled to the temperature T2 (°C) that satisfies the following formula (103): ) is cooled at a cooling rate C1 (°C/sec). Also, the oxygen potential P0 in the intermediate cooling step also satisfies the following formula (105).

第二昇温工程(ステップS135)は、途中冷却工程を経た冷延鋼板を、温度T2(℃)から昇温する工程である。 The second temperature raising step (step S135) is a step of raising the temperature of the cold-rolled steel sheet that has undergone the intermediate cooling step from temperature T2 (°C).

均熱工程(ステップS137)は、第二昇温工程を経た冷延鋼板を、所定の条件で焼鈍する工程である。 The soaking step (step S137) is a step of annealing the cold-rolled steel sheet that has undergone the second heating step under predetermined conditions.

200 ≦ T1 ≦ 500 ・・・式(101)
100 ≦ H1 ≦ 800 ・・・式(102)
T1-100 ≦ T2 ≦ T1-10 ・・・式(103)
-40 ≦ C1 < 0 ・・・式(104)
0.0001 ≦ P0 ≦ 0.5 ・・・式(105)
200 ≤ T1 ≤ 500 Expression (101)
100≦H1≦800 Expression (102)
T1-100 ≤ T2 ≤ T1-10 Expression (103)
−40≦C1<0 Expression (104)
0.0001≦P0≦0.5 Expression (105)

以下、これらの工程について、図4及び図5を参照しながら詳細に説明する。
なお、図4及び図5に示した熱処理パターンの説明図において、縦軸及び横軸の目盛間隔は正確なものとはなっておらず、図4及び図5に示した熱処理パターンは、あくまでも模式的なものである。
These steps will be described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
In the explanatory diagrams of the heat treatment patterns shown in FIGS. 4 and 5, the scale intervals on the vertical axis and the horizontal axis are not accurate, and the heat treatment patterns shown in FIGS. 4 and 5 are only schematic. It is typical.

[第一昇温工程]
先だって言及しているように、方向性電磁鋼板の課題の一つに、脱炭性の改善が挙げられる。本発明者らは、脱炭焼鈍工程における昇温サイクルに着目し、条件変更などの各種の検証を行った。その結果、室温からの昇温において、200~500℃という低温領域での滞留時間の短縮化が、脱炭性改善に有効であることを見出した。200~500℃の低温領域での滞留時間が長い場合には、Cr系酸化膜が生成してしまい、脱炭性劣化の原因になると考えられる。しかしながら、Cr系酸化膜は、脱炭阻害因子である一方で、磁性改善効果を有する酸化膜でもあるため、上記のような方針で脱炭性を改善したとしても、磁束密度が低下する可能性がある。そこで、本発明者らは、室温から、200~500℃という低温領域までの昇温プロセスにおける酸素ポテンシャルを制御することで、Cr系酸化膜の代替として特定のAl系酸化膜(MgAlOを主成分とする酸化膜)の生成を促進させることを見出した。これにより、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、Cr系酸化膜が形成されずにAl系酸化膜が生成されるようになり、脱炭性の改善を実現する。
[First temperature rising step]
As mentioned earlier, one of the problems with grain-oriented electrical steel sheets is the improvement of decarburization. The present inventors focused on the temperature rise cycle in the decarburization annealing process, and conducted various verifications such as changing the conditions. As a result, it was found that shortening the residence time in the low temperature range of 200 to 500° C. is effective for improving the decarburization property when the temperature is raised from room temperature. If the residence time in the low temperature range of 200 to 500° C. is long, a Cr-based oxide film is formed, which is considered to cause deterioration of the decarburization property. However, while the Cr-based oxide film is a factor that inhibits decarburization, it is also an oxide film that has an effect of improving magnetic properties. There is Therefore, the present inventors have developed a specific Al-based oxide film (mainly MgAlO4 ) as a substitute for Cr-based oxide film by controlling the oxygen potential in the temperature rising process from room temperature to a low temperature range of 200 to 500 °C. It was found that the formation of the component oxide film) was promoted. As a result, in the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, an Al-based oxide film is formed without forming a Cr-based oxide film, thereby improving decarburization.

そのため、本実施形態に係る第一昇温工程(ステップS131)では、図4に示したように、室温から、上記式(101)で規定される温度T1(℃)の温度域まで、昇温速度H1が上記式(102)を満足するように制御して、温度T1まで加熱する。ここで、温度T1が200℃未満である場合、及び、500℃を超える場合には、下記のように酸素ポテンシャルP0を制御した場合であっても、特定のAl系酸化物(MgAl)を生成させることができない。また昇温速度H1が100℃/秒未満である場合には、Fe系酸化膜が生成しやすい温度域での滞留時間が長くなり、特定のAl系酸化物(MgAl)の生成量が減少するため、好ましくない。一方、昇温速度H1が800℃/秒を超える場合には、オーバーシュートしてしまう可能性があるため、好ましくない。 Therefore, in the first temperature raising step (step S131) according to the present embodiment, as shown in FIG. The speed H1 is controlled to satisfy the above formula (102) and heated to the temperature T1. Here, when the temperature T1 is less than 200° C. or exceeds 500° C., a specific Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) cannot be generated. Further, when the heating rate H1 is less than 100° C./sec, the retention time in the temperature range where the Fe-based oxide film is likely to form increases, and the amount of specific Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) produced decreases. is not preferred because it reduces On the other hand, if the heating rate H1 exceeds 800° C./sec, overshoot may occur, which is not preferable.

なお、温度T1(℃)は、好ましくは200~400℃であり、より好ましくは250~350である。また、昇温速度H1(℃/秒)は、好ましくは200~600℃/秒であり、より好ましくは300~500℃/秒である。 The temperature T1 (°C) is preferably 200-400°C, more preferably 250-350°C. Also, the temperature increase rate H1 (°C/sec) is preferably 200 to 600°C/sec, more preferably 300 to 500°C/sec.

また、本実施形態に係る第一昇温工程では、酸素ポテンシャル(雰囲気中の水蒸気分圧PH2Oと水素分圧PH2との比、すなわちPH2O/PH2)P0が、上記式(105)を満足するように制御する。これにより、脱炭性にとって有利な特定のAl系酸化物(MgAl)の生成を促進させることができる。酸素ポテンシャルP0の値が、0.0001未満である場合、及び、0.5を超える場合には、Al系酸化物(MgAl)の生成を促進させることができない。第一昇温工程における酸素ポテンシャルP0は、好ましくは0.0001~0.03であり、より好ましくは0.0001~0.01である。 Further, in the first temperature raising step according to the present embodiment, the oxygen potential (the ratio of the water vapor partial pressure PH2O and the hydrogen partial pressure PH2 in the atmosphere, that is, PH2O / PH2 ) P0 is expressed by the above formula (105) controlled to satisfy This can promote the formation of a specific Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) that is advantageous for decarburization. If the value of oxygen potential P0 is less than 0.0001 or exceeds 0.5, the formation of Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) cannot be promoted. The oxygen potential P0 in the first heating step is preferably 0.0001 to 0.03, more preferably 0.0001 to 0.01.

[途中冷却工程]
本実施形態に係る途中冷却工程(ステップS133)では、脱炭性にとって有利なAl系酸化物が生成する。具体的には、本実施形態に係る途中冷却工程では、T1~T2℃の温度範囲の滞留時間を確保するために、T1℃からT2℃までを徐冷却する。ここで、図4に示したような、温度T1から温度T2までの徐冷却の冷却速度C1は、上記式(104)を満たすような冷却速度とする。冷却速度C1が-40℃/秒未満である場合(換言すれば、冷却速度C1の絶対値が、40よりも大きい場合)には、T1~T2℃の温度範囲の滞留時間を十分に確保することができず、脱炭性にとって有利なAl系酸化物(MgAl)を十分に生成させることができない。冷却速度C1は、好ましくは、-40~-5℃/秒であり、より好ましくは-30~-5℃/秒であり、更に好ましくは-15~-10℃/秒である。また、温度T2は、(T1-75)℃以上(T1-10)℃以下であることが好ましく、(T1-50)℃以上(T1-10)℃以下であることがより好ましい。
[Mid-way cooling process]
In the intermediate cooling step (step S133) according to the present embodiment, Al-based oxides are produced which are advantageous for decarburization. Specifically, in the intermediate cooling step according to the present embodiment, the temperature is gradually cooled from T1°C to T2°C in order to secure a residence time in the temperature range of T1°C to T2°C. Here, the cooling rate C1 for slow cooling from the temperature T1 to the temperature T2 as shown in FIG. 4 is a cooling rate that satisfies the above formula (104). When the cooling rate C1 is less than −40° C./sec (in other words, when the absolute value of the cooling rate C1 is greater than 40), ensure a sufficient residence time in the temperature range of T1 to T2° C. Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ), which is advantageous for decarburization, cannot be sufficiently generated. The cooling rate C1 is preferably -40 to -5°C/sec, more preferably -30 to -5°C/sec, still more preferably -15 to -10°C/sec. The temperature T2 is preferably (T1-75)° C. or higher and (T1-10)° C. or lower, and more preferably (T1-50)° C. or higher and (T1-10)° C. or lower.

また、本実施形態に係る途中冷却工程では、酸素ポテンシャル(雰囲気中の水蒸気分圧PH2Oと水素分圧PH2との比、すなわちPH2O/PH2)P0が、上記式(105)を満足するように制御する。これにより、脱炭性にとって有利な特定のAl系酸化物(MgAl)の生成を促進させることができる。酸素ポテンシャルP0の値が、0.0001未満である場合、及び、0.5を超える場合には、Al系酸化物(MgAl)の生成を促進させることができない。途中冷却工程における酸素ポテンシャルP0は、好ましくは0.0001~0.1であり、より好ましくは0.0001~0.05である。なお、第一昇温工程での酸素ポテンシャルP0と途中冷却工程での酸素ポテンシャルP0は、必ずしも同一の値とする必要はなく、0.0001~0.5の範囲内でそれぞれ好ましい値とする等、異なった値としてもよい。 Further, in the intermediate cooling step according to the present embodiment, the oxygen potential (the ratio of the water vapor partial pressure PH2O and the hydrogen partial pressure PH2 in the atmosphere, that is, PH2O / PH2 ) P0 satisfies the above formula (105). control to This can promote the formation of a specific Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) that is advantageous for decarburization. If the value of oxygen potential P0 is less than 0.0001 or exceeds 0.5, the formation of Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) cannot be promoted. The oxygen potential P0 in the intermediate cooling step is preferably 0.0001 to 0.1, more preferably 0.0001 to 0.05. It should be noted that the oxygen potential P0 in the first heating step and the oxygen potential P0 in the intermediate cooling step do not necessarily have to be the same value, and each value is preferably within the range of 0.0001 to 0.5. , may have different values.

[第二昇温工程]
第二昇温工程(ステップS135)は、途中冷却工程を経た冷延鋼板を、温度T2(℃)から昇温する工程である。かかる第二昇温工程については、特に限定されるものではなく、適宜昇温条件を設定すればよいが、温度T2から脱炭焼鈍温度までの昇温速度Sを、下記式(106)を満足するように制御することが好ましい。下記式(106)を満足するような昇温速度Sで冷延鋼板を昇温させることで、第一昇温工程及び途中冷却工程で生成させた特定のAl系酸化物(MgAl)を残存させながら、脱炭焼鈍温度まで素早く昇温させることが可能となる。昇温速度Sは、好ましくは700~2000℃/秒であり、より好ましくは1000~2000℃/秒である。詳細な理由は未だ不明であるが、昇温速度を上げることで磁性改善の効果も確認されている。恐らくは、再結晶集合組織が二次再結晶にとって良好な状態に制御されているからと推測される。
[Second heating step]
The second temperature raising step (step S135) is a step of raising the temperature of the cold-rolled steel sheet that has undergone the intermediate cooling step from temperature T2 (°C). The second temperature raising step is not particularly limited, and the temperature raising conditions may be appropriately set. It is preferable to control to By heating the cold-rolled steel sheet at a heating rate S that satisfies the following formula (106), a specific Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) generated in the first heating step and the intermediate cooling step It is possible to quickly raise the temperature to the decarburization annealing temperature while leaving the The heating rate S is preferably 700-2000° C./sec, more preferably 1000-2000° C./sec. Although the detailed reason is still unknown, it has been confirmed that increasing the rate of temperature increase has the effect of improving the magnetism. This is probably because the recrystallized texture is well controlled for secondary recrystallization.

400 ≦ S ≦ 2000 ・・・式(106) 400≦S≦2000 Expression (106)

また、本実施形態に係る第二昇温工程において、温度T2から脱炭焼鈍温度までの温度域の酸素ポテンシャルの値については、特に限定するものではなく、適宜、適切な値に制御することが可能である。例えば、温度T2から脱炭焼鈍温度までの温度域の酸素ポテンシャルは、第一昇温工程での酸素ポテンシャルP0と同様に、0.0001~0.5とすることが好ましい。特に、第一昇温工程と第二昇温工程を同じ雰囲気にしておくことで、工程ごとの炉内雰囲気制御が不要となり、煩雑な設備構成を避けられるというメリットがある。 Further, in the second temperature raising step according to the present embodiment, the value of the oxygen potential in the temperature range from the temperature T2 to the decarburization annealing temperature is not particularly limited, and can be appropriately controlled to an appropriate value. It is possible. For example, the oxygen potential in the temperature range from the temperature T2 to the decarburization annealing temperature is preferably 0.0001 to 0.5, like the oxygen potential P0 in the first heating step. In particular, by setting the same atmosphere in the first temperature raising process and the second temperature raising process, there is an advantage that the atmosphere control in the furnace for each process becomes unnecessary, and a complicated equipment configuration can be avoided.

[均熱工程]
本実施形態に係る均熱工程は、上記のような第一昇温工程、途中冷却工程及び第二昇温工程の各条件を満足していれば、特に限定されるものではなく、例えば、700℃以上1000℃以下の温度域を、10秒以上10分以下保持する工程である。
[Soaking process]
The soaking step according to the present embodiment is not particularly limited as long as it satisfies the conditions of the first temperature rising step, the midway cooling step and the second temperature rising step as described above. C. to 1000.degree. C. for 10 seconds to 10 minutes.

また、本実施形態に係る均熱工程は、複数の工程を有していてもよい。例えば、図5に示すように、均熱工程が二つの工程から構成されていてもよい。 Also, the soaking step according to the present embodiment may have a plurality of steps. For example, as shown in FIG. 5, the soaking step may consist of two steps.

すなわち、図5に熱処理パターンを示したように、本実施形態に係る均熱工程は、所定の酸素ポテンシャルP2の雰囲気中、700℃以上900℃以下の温度T3(℃)で10秒以上1000秒以下保持する第一均熱工程と、第一均熱工程に続いて実施され、下記式(107)を満足する酸素ポテンシャルP3の雰囲気中、下記式(108)を満足する温度T4(℃)で、5秒以上500秒以下保持する第二均熱工程と、を含んでもよい。以下、このような均熱工程を複数含む焼鈍処理を多段階焼鈍ともいう。 That is, as the heat treatment pattern is shown in FIG. 5, the soaking process according to the present embodiment is performed at a temperature T3 (° C.) of 700° C. or more and 900° C. or less in an atmosphere of a predetermined oxygen potential P2 for 10 seconds or more and 1000 seconds. A first soaking step held below, and a temperature T4 (° C.) that satisfies the following formula (108) in an atmosphere of an oxygen potential P3 that satisfies the following formula (107) following the first soaking process: and a second soaking step of holding for 5 seconds or more and 500 seconds or less. Hereinafter, such annealing treatment including a plurality of soaking steps is also referred to as multistage annealing.

P3 < P2 ・・・式(107)
T3+50 ≦ T4 ≦ 1000 ・・・式(108)
P3<P2 Expression (107)
T3+50≦T4≦1000 Expression (108)

このような二段階焼鈍を実施する際には、一段階目と二段階目の焼鈍温度及び保持時間の制御が重要となる。 When performing such two-stage annealing, it is important to control the annealing temperature and holding time in the first and second stages.

脱炭改善の観点から、例えば、第一均熱工程では、焼鈍温度T3(板温)は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。また、焼鈍温度T3の保持時間は、10秒以上1000秒以下であることが好ましい。焼鈍温度T3が700℃未満である場合には、脱炭が進行せずに脱炭不良となるため、好ましくない。一方、焼鈍温度T3が900℃を超える場合には、粒組織が粗大化し、二次再結晶不良(磁性不良)を引き起こすため、好ましくない。また、保持時間が10秒未満である場合であっても、脱炭が進行せずに脱炭不良となるため、好ましくない。なお、保持時間が長時間化すること自体は、脱炭の観点からは問題ないが、生産性の観点から、保持時間は1000秒以下とすることが好ましい。焼鈍温度T3は、より好ましくは、780℃以上860℃以下である。また、保持時間は、実用鋼板の製造においては、より好ましくは、50秒以上300秒以下である。 From the viewpoint of improving decarburization, for example, in the first soaking step, the annealing temperature T3 (plate temperature) is preferably 700° C. or higher and 900° C. or lower. Also, the holding time at the annealing temperature T3 is preferably 10 seconds or more and 1000 seconds or less. If the annealing temperature T3 is less than 700° C., decarburization does not proceed and decarburization is defective, which is not preferable. On the other hand, if the annealing temperature T3 exceeds 900° C., the grain structure becomes coarse, which causes poor secondary recrystallization (poor magnetic properties), which is not preferable. Moreover, even if the holding time is less than 10 seconds, the decarburization does not progress and decarburization failure occurs, which is not preferable. A longer holding time itself does not pose a problem from the viewpoint of decarburization, but from the viewpoint of productivity, the holding time is preferably 1000 seconds or less. The annealing temperature T3 is more preferably 780°C or higher and 860°C or lower. Further, the holding time is more preferably 50 seconds or more and 300 seconds or less in the production of practical steel sheets.

Al系酸化物の形成量を確保するという観点から、第一均熱工程における焼鈍時の酸素ポテンシャルP2は、途中冷却工程における酸素ポテンシャルP0と比較して、高くすることが好ましい。十分な酸素ポテンシャルが得られることで、脱炭反応を十分に進行させることができる。ただし、第一均熱工程における焼鈍時の酸素ポテンシャルP2が大きすぎると、Al系酸化物(MgAl)はFeSiOに置換されてしまう場合があり、FeSiOは、磁気特性を劣化させる。従って、第一均熱工程における焼鈍時の酸素ポテンシャルP2を、0.1以上1.0以下の範囲内に制御することが好ましい。第一均熱工程における焼鈍時の酸素ポテンシャルP2は、より好ましくは、0.2以上0.8以下である。 From the viewpoint of ensuring the amount of Al-based oxides formed, it is preferable that the oxygen potential P2 during annealing in the first soaking step is higher than the oxygen potential P0 in the intermediate cooling step. Obtaining a sufficient oxygen potential allows the decarburization reaction to proceed sufficiently. However, if the oxygen potential P2 during annealing in the first soaking step is too large, the Al-based oxide (MgAl 2 O 4 ) may be replaced with Fe 2 SiO 4 , and Fe 2 SiO 4 is a magnetic deteriorate the characteristics. Therefore, it is preferable to control the oxygen potential P2 during annealing in the first soaking step within a range of 0.1 or more and 1.0 or less. The oxygen potential P2 during annealing in the first soaking step is more preferably 0.2 or more and 0.8 or less.

上記のような制御を行ったとしても、第一均熱工程においてFeSiOの生成を完全に抑制することはできない。そのため、第一均熱工程に続いて実施される第二均熱工程では、焼鈍温度T4(板温)を、上記式(108)で規定される範囲内とすることが好ましい。焼鈍温度T4を上記式(108)で規定される範囲内とすることで、第一均熱工程においてFeSiOが生成されたとしても、生成されたFeSiOが被膜密着性にとって無害なSiOに還元されるからである。MgAlは、第二均熱工程では別の酸化物に変化せずに、残留し続ける。なお、より好ましい焼鈍温度T4の温度範囲は、(T2+100)℃以上1000℃以下である。 Even if the control as described above is performed, the generation of Fe 2 SiO 4 cannot be completely suppressed in the first soaking step. Therefore, in the second soaking step that follows the first soaking step, it is preferable to set the annealing temperature T4 (plate temperature) within the range defined by the above formula (108). By setting the annealing temperature T4 within the range defined by the above formula (108), even if Fe 2 SiO 4 is generated in the first soaking step, the generated Fe 2 SiO 4 is harmless to the film adhesion. This is because it is reduced to SiO2 . MgAl 2 O 4 continues to remain without changing to another oxide in the second soaking step. A more preferable temperature range of the annealing temperature T4 is (T2+100)°C or higher and 1000°C or lower.

また、第二均熱工程における上記焼鈍温度T4の保持時間は、5秒以上500秒以下とする。保持時間が5秒未満である場合には、焼鈍温度を上記のような範囲内とした場合であっても、第一均熱工程において生成したFeSiOをSiOへと還元できない可能性がある。一方、保持時間が500秒を超える場合には、鋼板の粒成長が進み、磁性不良を引き起こす可能性がある。第二均熱工程における上記焼鈍温度T4の保持時間は、より好ましくは、10秒以上100秒以下である。 In addition, the holding time of the annealing temperature T4 in the second soaking step is 5 seconds or more and 500 seconds or less. If the holding time is less than 5 seconds, even if the annealing temperature is within the above range, the Fe 2 SiO 4 generated in the first soaking step may not be reduced to SiO 2 . There is On the other hand, when the holding time exceeds 500 seconds, the grain growth of the steel sheet proceeds, possibly causing poor magnetism. The holding time of the annealing temperature T4 in the second soaking step is more preferably 10 seconds or more and 100 seconds or less.

なお、第二均熱工程を還元雰囲気とするために、第二均熱工程の酸素ポテンシャルP3を、上記式(107)に示したように、第一均熱工程の酸素ポテンシャルP2よりも小さく設定することが好ましい。例えば、第二均熱工程の酸素ポテンシャルP3を0.00001以上0.1以下に制御することで、より良好な脱炭性及び磁気特性を得ることができる。 In order to set the second soaking process to a reducing atmosphere, the oxygen potential P3 in the second soaking process is set smaller than the oxygen potential P2 in the first soaking process, as shown in the above formula (107). preferably. For example, better decarburization and magnetic properties can be obtained by controlling the oxygen potential P3 in the second soaking step to 0.00001 or more and 0.1 or less.

なお、第一均熱工程と第二均熱工程との間の時間間隔は、特に規定するものではないが、なるべく短くすることが好ましく、第一均熱工程と第二均熱工程を連続して実施することが好ましい。第一均熱工程と第二均熱工程とを連続して実施する場合には、各均熱工程の条件となるように制御された連続焼鈍炉を2つ連続させて設ければよい。 The time interval between the first soaking step and the second soaking step is not particularly specified, but it is preferably as short as possible, and the first soaking step and the second soaking step are continuous. It is preferable to carry out When the first soaking step and the second soaking step are performed continuously, two continuous annealing furnaces controlled to meet the conditions of each soaking step may be provided in succession.

<仕上げ焼鈍工程>
再び図3に戻って、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法における仕上げ焼鈍工程について説明する。
仕上げ焼鈍工程(ステップS109)は、脱炭焼鈍工程で得られた脱炭焼鈍鋼板に対して所定の焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施す工程である。ここで、仕上げ焼鈍は、一般に、鋼板をコイル状に巻いた状態において、長時間行われる。従って、仕上焼鈍に先立ち、鋼板の巻きの内と外との焼付きの防止を目的として、焼鈍分離剤を脱炭焼鈍鋼板に塗布し、乾燥させる。焼鈍分離剤としては、例えば、マグネシア(MgO)を主成分として含有する焼鈍分離剤を用いることができる。
<Finish annealing process>
Returning to FIG. 3 again, the finish annealing step in the method of manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment will be described.
The finish annealing step (step S109) is a step of applying a predetermined annealing separator to the decarburized annealed steel sheet obtained in the decarburization annealing step, and then performing finish annealing. Here, the finish annealing is generally performed for a long time while the steel sheet is coiled. Therefore, prior to final annealing, an annealing separator is applied to the decarburized annealed steel sheet for the purpose of preventing seizure between the inside and the outside of the winding of the steel sheet, and dried. As the annealing separator, for example, an annealing separator containing magnesia (MgO) as a main component can be used.

仕上げ焼鈍における熱処理条件は、特に限定されるものではなく、公知の条件を適宜採用することができる。例えば、1100℃以上1300℃以下の温度域で、10時間以上60時間以下保持することにより、仕上げ焼鈍を行うことができる。また、仕上げ焼鈍時の雰囲気は、例えば、窒素雰囲気又は窒素と水素の混合雰囲気とすることができる。また、窒素と水素の混合雰囲気とする場合には、雰囲気の酸素ポテンシャルを0.5以下とすることが好ましい。 The heat treatment conditions in the finish annealing are not particularly limited, and known conditions can be appropriately adopted. For example, the finish annealing can be performed by holding in a temperature range of 1100° C. or higher and 1300° C. or lower for 10 hours or longer and 60 hours or shorter. Also, the atmosphere during the finish annealing can be, for example, a nitrogen atmosphere or a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen. Further, when a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen is used, it is preferable to set the oxygen potential of the atmosphere to 0.5 or less.

上記のような仕上げ焼鈍中に、二次再結晶が{110}<001>方位に集積し、圧延方向に磁化容易軸の揃った粗大な結晶粒が生成する。その結果、優れた磁気特性が実現される。同時に、鋼板表面においては、焼鈍分離剤中のMgOと脱炭焼鈍で生成した酸化物とが反応して、グラス被膜が形成される。 During the finish annealing as described above, secondary recrystallization is accumulated in the {110}<001> orientation, and coarse crystal grains with easy magnetization axes aligned in the rolling direction are generated. As a result, excellent magnetic properties are realized. At the same time, on the surface of the steel sheet, MgO in the annealing separator reacts with oxides generated by decarburization annealing to form a glass coating.

<絶縁被膜形成工程>
絶縁被膜形成工程(ステップS111)は、仕上げ焼鈍工程後の冷延鋼板の両面に対し、張力付与性絶縁被膜を形成する工程である。ここで、絶縁被膜形成工程については、特に限定されるものではなく、下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。鋼板表面に張力付与性絶縁被膜を更に形成することで、方向性電磁鋼板の磁気特性を更に向上させることが可能となる。
<Insulating film forming process>
The insulating coating forming step (step S111) is a step of forming tension-applying insulating coatings on both surfaces of the cold-rolled steel sheet after the finish annealing step. Here, the insulating film forming step is not particularly limited, and the following known insulating film treatment liquid may be used and the treatment liquid may be applied and dried by a known method. By further forming a tension-imparting insulating coating on the surface of the steel sheet, it is possible to further improve the magnetic properties of the grain-oriented electrical steel sheet.

なお、絶縁被膜が形成される鋼板の表面は、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。 In addition, the surface of the steel sheet 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, etc. before applying the treatment liquid. However, the surface may be as it is after finish annealing without performing these pretreatments.

ここで、鋼板の表面に形成される絶縁被膜は、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 formed on the surface of the steel sheet is not particularly limited as long as it is used as an insulating coating for grain-oriented electrical steel sheets, and known insulating coatings can be used. As such an insulating coating, for example, a composite insulating coating containing an inorganic substance as a main component and an organic substance can be cited. Here, the composite insulating coating is mainly composed of, for example, at least one of inorganic substances such as metal chromate, metal phosphate, colloidal silica, Zr compound, Ti compound, etc., and fine organic resin particles are dispersed. It is an insulating film that has In particular, from the viewpoint of reducing the environmental impact during production, which has been in increasing demand in recent years, insulating coatings using metal phosphates, Zr or Ti coupling agents, or their carbonates or ammonium salts as starting materials. It is preferably used.

また、上記のような絶縁被膜形成工程に続いて、形状矯正のための平坦化焼鈍を施しても良い。鋼板に対して平坦化焼鈍を行うことで、更に鉄損を低減させることが可能となる。 Further, flattening annealing for shape correction may be performed following the insulating coating forming process as described above. By flattening the steel sheet, the iron loss can be further reduced.

以上説明したような工程を経ることで、本実施形態に係る方向性電磁鋼板を製造することができる。以上説明した製造方法によって製造された方向性電磁鋼板は、MnSがグラス被膜中に生成している。更に、上述した製造方法は、従来の製造方法と比較して、特段磁気特性を損なうものではない。すなわち、得られた方向性電磁鋼板は、十分に優れた磁気特性を有したものとなる。 Through the steps described above, the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment can be manufactured. In the grain-oriented electrical steel sheet manufactured by the manufacturing method described above, MnS is generated in the glass coating. Furthermore, the manufacturing method described above does not particularly impair the magnetic properties as compared with the conventional manufacturing method. That is, the obtained grain-oriented electrical steel sheet has sufficiently excellent magnetic properties.

以上、本実施形態に係る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 grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment has been described in detail above.

以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明の技術的内容について、更に説明する。なお、以下に示す実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。また、本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Hereinafter, the technical content of the present invention will be further described with reference to examples and comparative examples. The conditions of the examples shown below are examples of conditions adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this example of conditions. Moreover, the present invention can adopt various conditions without departing from the gist of the present invention and as long as the objects of the present invention are achieved.

(実験例1)
以下の表1に示した成分を含有する鋼片を作製し、1350℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3mmの熱延鋼板とした。その後、かかる熱延鋼板に対し、900~1200℃で熱延板焼鈍を施し、その後、冷間圧延を施して、板厚0.19~0.22mmの冷延鋼板とした。上記冷延鋼板に脱炭焼鈍を施し、その後、マグネシア(MgO)を主体とする焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、仕上げ焼鈍板を製造した。なお、各鋼片について、表1中に記載される成分以外の残部は、Fe及び不純物である。
(Experimental example 1)
Steel slabs containing the components shown in Table 1 below were produced, heated to 1350° C. and subjected to hot rolling to obtain hot-rolled steel sheets having a thickness of 2.3 mm. After that, the hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing at 900 to 1200° C., and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.19 to 0.22 mm. The cold-rolled steel sheet was decarburized and annealed, then coated with an annealing separator mainly composed of magnesia (MgO), and subjected to finish annealing at 1200°C to produce a finish-annealed steel sheet. In each steel piece, the balance other than the components listed in Table 1 is Fe and impurities.

Figure 0007119474000001
Figure 0007119474000001

ここで、本実験例の脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程では、温度T1=320℃、昇温速度H1=350℃/秒、温度T2=280℃、及び、冷却速度C1=-20℃/秒とした。また、本実験例の脱炭焼鈍工程における第二昇温工程では、昇温速度S=500℃/秒とした。また、脱炭焼鈍工程における第一昇温工程の酸素ポテンシャル(PH2O/PH2)P0を、P0=0.01とし、脱炭焼鈍工程における途中冷却工程の酸素ポテンシャル(PH2O/PH2)P0を、P0=0.04とし、脱炭焼鈍工程における均熱工程では、酸素ポテンシャルを0.4の湿潤水素雰囲気とし、830℃の焼鈍温度で150秒間の保持を行った。これらの条件は、いずれも本発明の範囲内となるものである。 Here, in the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step of this experimental example, the temperature T1 = 320 ° C., the heating rate H1 = 350 ° C./sec, the temperature T2 = 280 ° C., and the cooling rate C1 =-20°C/sec. Further, in the second heating step in the decarburization annealing step of this experimental example, the heating rate S was set to 500° C./sec. Further, the oxygen potential (P H2O /P H2 ) P0 in the first heating step in the decarburization annealing step is set to P0=0.01, and the oxygen potential (P H2O /P H2 ) in the intermediate cooling step in the decarburization annealing step. P0 was set to P0=0.04, and in the soaking step in the decarburization annealing step, a wet hydrogen atmosphere with an oxygen potential of 0.4 was used, and the annealing temperature was maintained at 830° C. for 150 seconds. All of these conditions are within the scope of the present invention.

その後、鋼板表面に、リン酸金属塩を主体とする絶縁被膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁被膜を形成して、方向性電磁鋼板とした。 After that, the surface of the steel sheet was coated with a coating solution for forming an insulating film mainly composed of a metal phosphate and baked to form a tension-imparting insulating film, thereby obtaining a grain-oriented electrical steel sheet.

それぞれの方向性電磁鋼板について、脱炭性及び磁気特性(磁束密度)を評価した。 Decarburization and magnetic properties (magnetic flux density) were evaluated for each grain-oriented electrical steel sheet.

<磁束密度>
磁束密度は、B8を用いて評価した。B8は、磁界の強さ800A/mにおける磁束密度であり、二次再結晶の良否の判断基準となる。B8=1.89T以上を、二次再結晶したものと判断して、合格とし、B8=1.89T未満を、二次再結晶しなかったものと判断して、不合格とした。なお、熱間圧延工程又は冷間圧延工程において破断が生じたものについては、磁気特性(磁束密度)は、未評価とした(以下に示す表2では、「-」と表記している。)。
<Magnetic flux density>
Magnetic flux density was evaluated using B8. B8 is the magnetic flux density at a magnetic field strength of 800 A/m, and serves as a criterion for determining the quality of secondary recrystallization. Those with B8 of 1.89 T or more were judged to have undergone secondary recrystallization and were accepted, and those with B8 of less than 1.89 T were judged to have not undergone secondary recrystallization and were judged to be unacceptable. In addition, the magnetic properties (magnetic flux density) of those that fractured in the hot rolling process or cold rolling process were not evaluated (indicated as "-" in Table 2 below). .

<脱炭性>
脱炭性の評価は、磁気時効試験後の鉄損測定により行った。脱炭が不十分な場合、磁気時効処理後に、鉄損が悪値を示すはずである。得られた各方向性電磁鋼板に対して、窒化雰囲気下において150℃で100時間保持、という条件により磁気時効試験を実施した後、SSTにより、鉄損W17/50を測定した。鉄損W17/50は、最大磁束密度が1.7Tであり、周波数が50Hzのときに発生する鉄損を表している。得られた鉄損W17/50の値に応じて、以下の評価基準のように評価を行った。
<Decarburization>
Decarburization was evaluated by measuring iron loss after the magnetic aging test. If the decarburization is insufficient, the iron loss should show a bad value after magnetic aging treatment. Each of the obtained grain-oriented electrical steel sheets was subjected to a magnetic aging test under the condition that it was held at 150° C. for 100 hours in a nitriding atmosphere, and then the iron loss W17/50 was measured by SST. Iron loss W17/50 represents the iron loss that occurs when the maximum magnetic flux density is 1.7 T and the frequency is 50 Hz. Evaluation was performed according to the following evaluation criteria according to the value of iron loss W17/50 obtained.

[評価基準]
EX(Excellent)、特に良好な効果が認められる:0.85未満
VG(Very Good)、良好な効果が認められる:0.85以上0.90未満
G(Good)、比較的良好な効果が認められる:0.90以上0.95未満
F(Fine)、効果が認められる:0.95以上1.00未満
B(Bad)、効果が認められない:1.00以上
[Evaluation criteria]
EX (Excellent), particularly good effect observed: less than 0.85 VG (Very Good), good effect observed: 0.85 or more and less than 0.90 G (Good), relatively good effect observed 0.90 or more and less than 0.95 F (Fine), effect observed: 0.95 or more and less than 1.00 B (Bad), effect not observed: 1.00 or more

また、上記鉄損W17/50の測定とあわせて、残留炭素量の分析も行った。残留炭素量は、炭素硫黄同時分析装置(Leco,CS600)にて測定した。サンプル調整方法はJIS G 0417に準じた方法で行った。この際、残留炭素量が20ppm以下のものを、「A:合格」と判定し、残留炭素量が20ppmを超えたものを、「B:不合格」と判定した。 In addition to the measurement of the iron loss W17/50, the amount of residual carbon was also analyzed. The amount of residual carbon was measured with a carbon-sulfur simultaneous analyzer (Leco, CS600). The sample preparation method was performed according to JIS G 0417. At this time, those with a residual carbon amount of 20 ppm or less were judged as "A: Acceptable", and those with a residual carbon amount exceeding 20 ppm were judged as "B: Unacceptable".

なお、圧延中に破断したもの、及び、二次再結晶不良のものについては、脱炭性は未評価とした(以下に示す表2では、「-」と表記している。)。 The decarburization property was not evaluated for those that fractured during rolling and those that failed in secondary recrystallization (indicated by "-" in Table 2 below).

得られた結果を、以下の表2にまとめて示した。 The results obtained are summarized in Table 2 below.

Figure 0007119474000002
Figure 0007119474000002

上記表2から明らかなように、発明鋼B1~32は、何れも優れた脱炭性及び磁気特性を示した。また、発明鋼B17~B32は、最終板厚が0.19mmと脱炭性にとって好ましい条件を有しており、また、いくつかの鋼種については、鋼片の化学成分として選択元素を含むため、発明鋼B1~B16と比較して、より良好な脱炭性を示した。一方で、いずれかの必須元素の含有量が本発明の範囲外である比較鋼b1~b11においては、十分な磁気特性が得られないか、又は、圧延中に破断が生じた。 As is clear from Table 2 above, the invention steels B1 to B32 all exhibited excellent decarburization and magnetic properties. In addition, the invention steels B17 to B32 have a final plate thickness of 0.19 mm, which is a favorable condition for decarburization. They exhibited better decarburization properties than the invention steels B1 to B16. On the other hand, in the comparative steels b1 to b11 in which the content of any of the essential elements was outside the range of the present invention, sufficient magnetic properties were not obtained or breakage occurred during rolling.

(実験例2)
上記表1に示した化学組成を有する鋼片を、1350℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3mmの熱延鋼板とした。かかる熱延鋼板に対し、900~1200℃で熱延板焼鈍を施し、その後、冷間圧延を施して、板厚0.19~0.22mmの冷延鋼板とした。
(Experimental example 2)
A steel slab having the chemical composition shown in Table 1 was heated to 1350° C. and subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing at 900 to 1200° C., and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.19 to 0.22 mm.

上記冷延鋼板に対し、以下の表3に示す条件で脱炭焼鈍を施した。なお、脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程は、表3に示す条件で実施した。また、脱炭焼鈍工程の第二昇温工程においては、S=1500℃/sとし、脱炭焼鈍工程の均熱工程においては、酸素ポテンシャル=0.4の湿潤水素雰囲気にて、焼鈍温度830℃で150秒間の保持を行った。その後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、仕上げ焼鈍板を製造した。次いで、仕上げ焼鈍板の表面に、リン酸金属塩を主体とする絶縁被膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁被膜を形成して、方向性電磁鋼板とした。 The above cold-rolled steel sheets were subjected to decarburization annealing under the conditions shown in Table 3 below. The first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step were performed under the conditions shown in Table 3. Further, in the second temperature rising step of the decarburization annealing step, S = 1500 ° C./s, and in the soaking step of the decarburization annealing step, the annealing temperature was 830 in a wet hydrogen atmosphere with oxygen potential = 0.4. C. for 150 seconds. After that, an annealing separator mainly composed of MgO was applied, and finish annealing was performed at 1200° C. to produce a finish-annealed sheet. Next, the surface of the finish-annealed steel sheet was coated with a coating solution for forming an insulating film mainly composed of a metal phosphate and baked to form a tension-imparting insulating film, thereby obtaining a grain-oriented electrical steel sheet.

それぞれの方向性電磁鋼板について、脱炭性及び磁気特性(磁束密度)を評価した。評価内容及び評価方法は、実験例1と同様である。得られた結果を、以下の表3にまとめて示した。 Decarburization and magnetic properties (magnetic flux density) were evaluated for each grain-oriented electrical steel sheet. The evaluation content and evaluation method are the same as in Experimental Example 1. The results obtained are summarized in Table 3 below.

Figure 0007119474000003
Figure 0007119474000003

上記表3から明らかなように、発明鋼C9~C24は、脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程が、本発明の範囲内となる好ましい条件に制御されており、発明鋼C1~C8と比較して、時効処理後の鉄損評価結果は、より良好な「G」を示した。比較鋼c1~c10は、第一昇温工程及び途中冷却工程が本発明の範囲外となる条件であったため、時効処理後の鉄損評価結果は、いずれも「B」となった。 As is clear from Table 3 above, in the invention steels C9 to C24, the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step are controlled to preferable conditions within the scope of the present invention, and the invention steel C1 Compared to ~C8, the iron loss evaluation results after aging showed better "G". In the comparative steels c1 to c10, the conditions of the first heating step and the intermediate cooling step were outside the scope of the present invention, so the iron loss evaluation results after the aging treatment were all "B".

(実験例3)
上記表1に示した化学組成を有する鋼片を、1350℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3mmの熱延鋼板とした。かかる熱延鋼板に対し、900~1200℃で熱延板焼鈍を施し、その後、冷間圧延を施して、板厚0.19~0.22mmの冷延鋼板とした。
(Experimental example 3)
A steel slab having the chemical composition shown in Table 1 was heated to 1350° C. and subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing at 900 to 1200° C., and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.19 to 0.22 mm.

上記冷延鋼板に対し、以下の表4に示す条件で脱炭焼鈍を施した。なお、脱炭焼鈍工程における均熱工程では、酸素ポテンシャル0.5の湿潤水素雰囲気にて、焼鈍温度810℃で160秒間の保持を行った。その後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、仕上げ焼鈍板を製造した。次いで、仕上げ焼鈍板の表面に、リン酸金属塩を主体とする絶縁被膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁被膜を形成して、方向性電磁鋼板とした。 The cold-rolled steel sheets were subjected to decarburization annealing under the conditions shown in Table 4 below. In the soaking step in the decarburization annealing step, the annealing temperature was maintained at 810° C. for 160 seconds in a wet hydrogen atmosphere with an oxygen potential of 0.5. After that, an annealing separator mainly composed of MgO was applied, and finish annealing was performed at 1200° C. to produce a finish-annealed sheet. Next, the surface of the finish-annealed steel sheet was coated with a coating solution for forming an insulating film mainly composed of a metal phosphate and baked to form a tension-imparting insulating film, thereby obtaining a grain-oriented electrical steel sheet.

それぞれの方向性電磁鋼板について、脱炭性及び磁気特性(磁束密度)を評価した。評価内容及び評価方法は、実験例1と同様である。得られた結果を、以下の表4にまとめて示した。 Decarburization and magnetic properties (magnetic flux density) were evaluated for each grain-oriented electrical steel sheet. The evaluation content and evaluation method are the same as in Experimental Example 1. The results obtained are summarized in Table 4 below.

Figure 0007119474000004
Figure 0007119474000004

発明鋼D8~29は、脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程が好ましい条件に制御されており、かつ、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程が本発明の範囲内に制御されているため、発明鋼D1~D7と比較して、良好な磁気特性を示した。とりわけ、D14~D29は、脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程がより好ましい条件に制御されているため、磁気特性は「EX」と、非常に良好な結果を示した。発明鋼D31~D33は、脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程は好ましい範囲に制御されているものの、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程の観点から、時効処理後の鉄損評価結果は、「G」にとどまった。 In invention steels D8 to D29, the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step are controlled to preferable conditions, and the second heating step in the decarburization annealing step is controlled within the scope of the present invention. Therefore, compared with the invention steels D1 to D7, good magnetic properties were exhibited. In particular, in D14 to D29, the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step were controlled to more favorable conditions, so the magnetic properties were "EX", showing very good results. In the invention steels D31 to D33, although the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step are controlled within a preferable range, from the viewpoint of the second heating step in the decarburization annealing step, the iron after aging treatment The loss evaluation result remained at "G".

(実験例4)
上記表1に示した化学組成を有する鋼片を、1350℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3mmの熱延鋼板とした。かかる熱延鋼板に対し、900~1200℃で熱延板焼鈍を施し、その後、冷間圧延を施して、板厚0.19~0.22mmの冷延鋼板とした。上記冷延鋼板に、脱炭焼鈍を施し、その後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、仕上げ焼鈍板を製造した。
(Experimental example 4)
A steel slab having the chemical composition shown in Table 1 was heated to 1350° C. and subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing at 900 to 1200° C., and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.19 to 0.22 mm. The above cold-rolled steel sheet was decarburized and annealed, then coated with an annealing separator mainly composed of MgO, and subjected to finish annealing at 1200° C. to produce a finish-annealed steel sheet.

ここで、本実験例の脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程では、温度T1=320℃、昇温速度H1=340℃/秒、温度T2=280℃、及び、冷却速度C1=-20℃/秒、酸素ポテンシャルP0=0.01とした。これらの条件は、いずれも本発明の範囲内となるものである。また、脱炭焼鈍工程における昇温工程、及び、均熱工程の諸条件は、表5に示した通りである。 Here, in the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step of this experimental example, the temperature T1 = 320 ° C., the heating rate H1 = 340 ° C./sec, the temperature T2 = 280 ° C., and the cooling rate C1 = -20°C/sec and oxygen potential P0 = 0.01. All of these conditions are within the scope of the present invention. Table 5 shows various conditions of the temperature rising step and the soaking step in the decarburization annealing step.

次いで、仕上げ焼鈍板の表面に、リン酸金属塩を主体とする絶縁被膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁被膜を形成して、方向性電磁鋼板とした。 Next, the surface of the finish-annealed steel sheet was coated with a coating solution for forming an insulating film mainly composed of a metal phosphate and baked to form a tension-imparting insulating film, thereby obtaining a grain-oriented electrical steel sheet.

それぞれの方向性電磁鋼板について、脱炭性及び磁気特性(磁束密度)を評価した。評価内容及び評価方法は、実験例1と同様である。得られた結果を、以下の表5にまとめて示した。 Decarburization and magnetic properties (magnetic flux density) were evaluated for each grain-oriented electrical steel sheet. The evaluation content and evaluation method are the same as in Experimental Example 1. The results obtained are summarized in Table 5 below.

Figure 0007119474000005
Figure 0007119474000005

上記表5から明らかなように、発明鋼E11~18は、脱炭焼鈍工程の第二昇温工程についてはより好ましい条件ではなかったものの、第一昇温工程及び途中冷却工程が本発明の範囲内に制御されているため、時効後の鉄損評価は「G」と、良好な結果が得られた。発明鋼E19~E22は、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程、及び、脱炭焼鈍工程の均熱工程において実施した二段階焼鈍の条件の双方が、好ましい範囲、又は、より好ましい範囲に制御されているため、時効後の鉄損評価が「EX」と、とりわけ良好な磁気特性を示した。発明鋼E23~E26は、均熱工程における二段階焼鈍の条件がいずれも好ましい範囲に制御されているが、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程の観点で、時効後の鉄損評価は「VG」にとどまった。 As is clear from Table 5 above, invented steels E11 to E18 did not have more favorable conditions for the second heating step of the decarburization annealing step, but the first heating step and the midway cooling step were within the scope of the present invention. Therefore, the iron loss evaluation after aging was "G", which was a good result. In the invention steels E19 to E22, both the conditions of the second heating step in the decarburization annealing step and the two-stage annealing performed in the soaking step of the decarburization annealing step are controlled within a preferable range or a more preferable range. Therefore, the iron loss evaluation after aging was "EX", indicating particularly good magnetic properties. In invention steels E23 to E26, the two-stage annealing conditions in the soaking process are all controlled within a preferable range, but from the viewpoint of the second heating process in the decarburization annealing process, the iron loss evaluation after aging is " I stayed at VG.

(実験例5)
上記表1に示した化学組成を有する鋼片を、1350℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3mmの熱延鋼板とした。かかる熱延鋼板に対し、900~1200℃で熱延板焼鈍を施し、その後、冷間圧延を施して、板厚0.19~0.22mmの冷延鋼板とした。上記冷延鋼板に、脱炭焼鈍を施し、その後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を塗布して、1200℃で仕上げ焼鈍を施し、仕上げ焼鈍板を製造した。
(Experimental example 5)
A steel slab having the chemical composition shown in Table 1 was heated to 1350° C. and subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. The hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing at 900 to 1200° C., and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.19 to 0.22 mm. The above cold-rolled steel sheet was decarburized and annealed, then coated with an annealing separator mainly composed of MgO, and subjected to finish annealing at 1200° C. to produce a finish-annealed steel sheet.

ここで、本実験例の脱炭焼鈍工程における第一昇温工程及び途中冷却工程では、温度T1=330℃、昇温速度H1=370℃/秒、温度T2=300℃、及び、冷却速度C1=-20℃/秒、酸素ポテンシャルP0=0.005とした。これらの条件は、いずれも本発明の範囲内となるものである。また、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程、及び、均熱工程の諸条件は、表6に示した通りである。 Here, in the first heating step and the intermediate cooling step in the decarburization annealing step of this experimental example, the temperature T1 = 330 ° C., the heating rate H1 = 370 ° C./sec, the temperature T2 = 300 ° C., and the cooling rate C1 = -20°C/sec and oxygen potential P0 = 0.005. All of these conditions are within the scope of the present invention. Table 6 shows the conditions of the second heating step and the soaking step in the decarburization annealing step.

次いで、仕上げ焼鈍板の表面に、リン酸金属塩を主体とする絶縁被膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁被膜を形成して、方向性電磁鋼板とした。 Next, the surface of the finish-annealed steel sheet was coated with a coating solution for forming an insulating film mainly composed of a metal phosphate and baked to form a tension-imparting insulating film, thereby obtaining a grain-oriented electrical steel sheet.

それぞれの方向性電磁鋼板について、脱炭性及び磁気特性(磁束密度)を評価した。評価内容及び評価方法は、実験例1と同様である。得られた結果を、以下の表6にまとめて示した。 Decarburization and magnetic properties (magnetic flux density) were evaluated for each grain-oriented electrical steel sheet. The evaluation content and evaluation method are the same as in Experimental Example 1. The results obtained are summarized in Table 6 below.

Figure 0007119474000006
Figure 0007119474000006

上記表6から明らかなように、発明鋼F2、F7、F12、F17、F22、F27、F32、F37、F42は、脱炭焼鈍工程における均熱工程において、二段階焼鈍を実施しており、その制御範囲が好ましい発明範囲に含まれるものの、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程の観点から、時効後の鉄損評価は、「G」にとどまった。 As is clear from Table 6 above, the invention steels F2, F7, F12, F17, F22, F27, F32, F37, and F42 were subjected to two-step annealing in the soaking step in the decarburization annealing step. Although the control range was within the preferred invention range, the iron loss evaluation after aging remained at "G" from the viewpoint of the second heating step in the decarburization annealing step.

発明鋼F4、F9、F14、F19、F24、F29、F34、F39、F44は、脱炭焼鈍工程の第二昇温工程については、本発明の好ましい範囲内となっている。しかしながら、均熱工程において二段階焼鈍を実施しておらず、時効後の鉄損評価は、「G」にとどまった。 Inventive steels F4, F9, F14, F19, F24, F29, F34, F39, and F44 are within the preferred range of the present invention with respect to the second heating step of the decarburization annealing step. However, the two-stage annealing was not performed in the soaking process, and the iron loss evaluation after aging remained at "G".

発明鋼F1、F6、F11、F16、F21、F26、F31、F36、F41は、脱炭焼鈍工程における途中冷却条件(H1、T2、C1)は、好ましい範囲に制御されているものの、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程については、好ましい範囲ではなく、均熱工程において二段階焼鈍を実施していない。ただし、発明鋼F11、F26、F41は、最終板厚が0.19mmであったため、発明鋼F1、F6、F16、F21、F31、F36における時効後の鉄損評価「F」と比較して、良好な評価結果である「G」が得られた。 In the invention steels F1, F6, F11, F16, F21, F26, F31, F36, and F41, the intermediate cooling conditions (H1, T2, C1) in the decarburization annealing step are controlled within a preferable range, but the decarburization annealing Regarding the second heating step in the process, the two-step annealing was not performed in the soaking step, which is not within a preferable range. However, since the final sheet thickness of invention steels F11, F26, and F41 was 0.19 mm, compared with the iron loss evaluation "F" after aging in invention steels F1, F6, F16, F21, F31, and F36, A good evaluation result of "G" was obtained.

発明鋼F3、F5、F8、F10、F13、F15、F18、F20、F23、F25、F28、F30、F33、F35、F38、F40、F43、F45は、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程は、本発明の好ましい範囲内となっており、続く均熱工程では、二段階焼鈍を実施しているため、他の発明鋼と比較して、時効後の鉄損評価は、良好な結果が得られた。とりわけ、発明鋼F5、F10、F15、F20、F25、F30、F35、F40、F45は、脱炭焼鈍工程における第二昇温工程がより好ましい範囲に制御されていたため、時効後の鉄損評価は「EX」と、非常に良好だった。 In the invention steels F3, F5, F8, F10, F13, F15, F18, F20, F23, F25, F28, F30, F33, F35, F38, F40, F43, and F45, the second heating step in the decarburization annealing step is , is within the preferred range of the present invention, and in the subsequent soaking step, two-stage annealing is performed, so compared to other invention steels, good results are obtained in the iron loss evaluation after aging. was taken. In particular, in invention steels F5, F10, F15, F20, F25, F30, F35, F40, and F45, the second heating step in the decarburization annealing step was controlled within a more preferable range, so the iron loss evaluation after aging was It was very good with "EX".

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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can conceive of various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention.

10 方向性電磁鋼板
11 母材鋼板
13 グラス被膜
15 張力付与性絶縁被膜

REFERENCE SIGNS LIST 10 Grain-oriented electrical steel sheet 11 Base material steel sheet 13 Glass coating 15 Tensioning insulating coating

Claims (6)

質量%で、
C:0.01~0.20%
Si:2.5~4.0%
Sol.Al:0.01~0.07%
Mn:0.01~0.50%
Cr:0.01~0.50%
N:0.02%以下
S:0.005~0.080%
Se:0~0.080%
Sb:0~0.50%
Bi:0~0.02%
Sn:0~0.50%
Cu:0~1.0%
を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼片を加熱した後に熱間圧延し、熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を焼鈍して、熱延焼鈍鋼板を得る熱延板焼鈍工程と、
前記熱延焼鈍鋼板に対し、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して、冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を施して、脱炭焼鈍鋼板を得る脱炭焼鈍工程と、
前記脱炭焼鈍鋼板に対して焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程と、
仕上げ焼鈍後の鋼板表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
を含み、
前記脱炭焼鈍工程は、
前記冷延鋼板を、室温から下記式(1)を満足する温度T1(℃)まで、下記式(2)を満足する昇温速度H1(℃/秒)で昇温する第一昇温工程と、
前記温度T1(℃)に到達した前記冷延鋼板を、一旦、下記式(3)を満足する温度T2(℃)まで、下記式(4)を満足する冷却速度C1(℃/秒)で冷却する途中冷却工程と、
前記冷延鋼板を、前記温度T2(℃)から昇温する第二昇温工程と、
昇温後の前記冷延鋼板を焼鈍する均熱工程と、
を有しており、
前記第一昇温工程及び前記途中冷却工程における酸素ポテンシャルP0が、下記式(5)を満足する、方向性電磁鋼板の製造方法。
200 ≦ T1 ≦ 500 ・・・式(1)
100 ≦ H1 ≦ 800 ・・・式(2)
T1-100 ≦ T2 ≦ T1-10 ・・・式(3)
-40 ≦ C1 < 0 ・・・式(4)
0.0001≦ P0 ≦ 0.5 ・・・式(5)
in % by mass,
C: 0.01-0.20%
Si: 2.5-4.0%
Sol. Al: 0.010 to 0.07%
Mn: 0.010-0.50 %
Cr: 0.01-0.50%
N: 0.020 % or less S: 0.005 to 0.080%
Se: 0-0.080%
Sb: 0-0.50%
Bi: 0-0.02%
Sn: 0-0.50%
Cu: 0-1.0%
A hot rolling step of heating a steel billet containing Fe and impurities and then hot rolling to obtain a hot rolled steel sheet;
A hot-rolled sheet annealing step of annealing the hot-rolled steel sheet to obtain a hot-rolled annealed steel sheet;
A cold-rolling step of obtaining a cold-rolled steel sheet by subjecting the hot-rolled and annealed steel sheet to one cold-rolling or a plurality of cold-rollings with intermediate annealing;
a decarburization annealing step of subjecting the cold-rolled steel sheet to decarburization annealing to obtain a decarburization-annealed steel sheet;
A finish annealing step of applying an annealing separator to the decarburized annealed steel sheet and then performing finish annealing;
an insulating coating forming step of forming an insulating coating on the surface of the steel sheet after finish annealing;
including
The decarburization annealing step is
a first heating step of raising the temperature of the cold-rolled steel sheet from room temperature to a temperature T1 (°C) that satisfies the following formula (1) at a heating rate H1 (°C/sec) that satisfies the following formula (2): ,
The cold-rolled steel sheet that has reached the temperature T1 (°C) is once cooled to a temperature T2 (°C) that satisfies the following formula (3) at a cooling rate C1 (°C/sec) that satisfies the following formula (4): A cooling process in the middle of
A second temperature raising step of raising the temperature of the cold-rolled steel sheet from the temperature T2 (° C.);
a soaking step of annealing the cold-rolled steel sheet after the temperature rise;
and
A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, wherein the oxygen potential P0 in the first heating step and the intermediate cooling step satisfies the following formula (5).
200 ≤ T1 ≤ 500 Expression (1)
100≦H1≦800 Expression (2)
T1-100 ≤ T2 ≤ T1-10 Expression (3)
−40≦C1<0 Expression (4)
0.0001 0 ≤ P0 ≤ 0.5 Expression (5)
前記脱炭焼鈍工程での前記第二昇温工程において、前記温度T2から脱炭焼鈍温度までの昇温速度S(℃/秒)は、下記式(6)を満足する、請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
400 ≦ S ≦ 2000 ・・・式(6)
2. The method according to claim 1, wherein in the second temperature raising step in the decarburization annealing step, a temperature elevation rate S (° C./sec) from the temperature T2 to the decarburization annealing temperature satisfies the following formula (6): A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet.
400≦S≦2000 Expression (6)
前記脱炭焼鈍工程での前記均熱工程は、
0.1以上1.0以下の酸素ポテンシャルP2の雰囲気中、700℃以上900℃以下の温度T3(℃)で10秒以上1000秒以下保持する第一均熱工程と、
当該第一均熱工程に続いて実施され、下記式(7)を満足する酸素ポテンシャルP3の雰囲気中、下記式(8)を満足する温度T4(℃)で、5秒以上500秒以下保持する第二均熱工程と、を含む、請求項1又は2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
P3 < P2 ・・・式(7)
T3+50 ≦ T4 ≦ 1000 ・・・式(8)
The soaking step in the decarburization annealing step is
a first soaking step of holding at a temperature T3 (° C.) of 700° C. or more and 900° C. or less for 10 seconds or more and 1000 seconds or less in an atmosphere with an oxygen potential P2 of 0.1 or more and 1.0 or less ;
Following the first soaking step, in an atmosphere of oxygen potential P3 that satisfies the following formula (7), the temperature T4 (° C.) that satisfies the following formula (8) is maintained for 5 seconds or more and 500 seconds or less. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, comprising a second soaking step.
P3<P2 Expression (7)
T3+50≦T4≦1000 Expression (8)
前記方向性電磁鋼板の板厚は、0.17mm以上0.22mm未満である、請求項1~3の何れか1項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the grain-oriented electrical steel sheet has a thickness of 0.17 mm or more and less than 0.22 mm. 前記鋼片は、Biを、0.001~0.020質量%含有する、請求項1~4の何れか1項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the steel billet contains 0.001 to 0.020% by mass of Bi. 前記鋼片は、0.005~0.500質量%のSn、及び、0.01~1.00質量%のCuの少なくとも何れかを含有する、請求項1~5の何れか1項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
The steel billet according to any one of claims 1 to 5, containing at least one of 0.005 to 0.500% by mass of Sn and 0.01 to 1.00% by mass of Cu. A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060843A (en) 2000-08-09 2002-02-28 Nippon Steel Corp Method for producing mirror finished grain oriented silicon steel sheet having high magnetic flux density
JP2011174138A (en) 2010-02-24 2011-09-08 Jfe Steel Corp Method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet
JP2012126989A (en) 2010-11-26 2012-07-05 Jfe Steel Corp Method for producing directional electromagnetic steel sheet
US20130306202A1 (en) 2011-12-16 2013-11-21 Posco Method for Manufacturing Grain-Oriented Electrical Steel Sheets Having Excellent Magnetic Properties
JP2017222898A (en) 2016-06-14 2017-12-21 新日鐵住金株式会社 Production method of grain oriented magnetic steel sheet

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3456862B2 (en) * 1997-04-25 2003-10-14 新日本製鐵株式会社 Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet with extremely low iron loss
KR20150074892A (en) * 2013-12-24 2015-07-02 주식회사 포스코 Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method and primary recrystallization annealing faclility therof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060843A (en) 2000-08-09 2002-02-28 Nippon Steel Corp Method for producing mirror finished grain oriented silicon steel sheet having high magnetic flux density
JP2011174138A (en) 2010-02-24 2011-09-08 Jfe Steel Corp Method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet
JP2012126989A (en) 2010-11-26 2012-07-05 Jfe Steel Corp Method for producing directional electromagnetic steel sheet
US20130306202A1 (en) 2011-12-16 2013-11-21 Posco Method for Manufacturing Grain-Oriented Electrical Steel Sheets Having Excellent Magnetic Properties
JP2017222898A (en) 2016-06-14 2017-12-21 新日鐵住金株式会社 Production method of grain oriented magnetic steel sheet

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