JP7393623B2 - 方向性電磁鋼板 - Google Patents

Description

本開示は、方向性電磁鋼板に関する。

方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｓｉを０．５～７．０％程度含有し、結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位（ゴス方位）に集積させた鋼板である。方向性電磁鋼板は、軟質磁性材料として、変圧器やその他の電気機器の鉄心材料に利用されている。

方向性電磁鋼板の製造方法は次のとおりである。スラブを加熱して熱間圧延を実施して、熱延鋼板を製造する。熱延鋼板を必要に応じて焼鈍する。熱延鋼板を必要に応じて酸洗する。熱延鋼板に対して、冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、一次再結晶を発現する。脱炭焼鈍後の冷延鋼板に対して仕上げ焼鈍を実施して、二次再結晶を発現する。以上の工程により、方向性電磁鋼板が製造される。

変圧器は、通電中に騒音を発する。そのため、変圧器の騒音の低減が求められている。変圧器の騒音発生源の一つは鉄心である。そして、鉄心の騒音の一因は方向性電磁鋼板の磁歪現象である。磁歪現象は、方向性電磁鋼板が交流で磁化されるときに、磁化の強さの変化に伴って電磁鋼板の外形がわずかに変化する現象である。この磁歪が鉄心に振動を発生させ、それが変圧器のタンクなどの外部構造物に伝搬して騒音となる。したがって、方向性電磁鋼板では、騒音の発生を抑制するために、磁歪の低減が求められる。

方向性電磁鋼板の磁歪の低減技術として、特開２００７－２７７６４４号公報（特許文献１）、特開２０１５－１６１０１７号公報（特許文献２）及び特開２００２－３５６７５０号公報（特許文献３）が提案されている。

特許文献１では、レーザー照射によって導入される歪量の制御を方向性電磁鋼板の圧延方向及び板幅方向の双方で実施する。これにより、鉄損を最小化し、磁歪増加を極力抑制することが可能となる、と記載されている。

特許文献２では、鉄損の最小値と磁歪の最小値とを同一の照射条件で実現できる電子ビームの照射方法として、圧延方向に交差する方向の線領域に電子ビームを照射するに際して、従来のように照射線領域が連続及び均一である照射条件とせず、滞留領域と走行領域の２種類の照射条件の組合せとする。この組合せ単位を繰返してかつ連結させて照射線領域とすることで、鉄損の最小値と磁歪の最小値とを同一の照射条件で実現できる、と記載されている。

特許文献３では、磁歪を決める因子として、｛１１０｝＜００１＞方位集積度のほか、絶縁皮膜の張力、レーザー照射による微少歪の付与が重要であることを見出している。そして、これらの因子を適切に制御することにより、低騒音を実現できる、と記載されている。

特開２００７－２７７６４４号公報 特開２０１５－１６１０１７号公報 特開２００２－３５６７５０号公報 特開平４－５５２４公報

上述の特許文献１～３では、レーザー照射の照射方法を工夫することにより、方向性電磁鋼板を磁化したときの騒音の発生を抑制している。しかしながら、レーザー照射以外の方法により、磁化された方向性電磁鋼板の騒音の発生を抑制できてもよい。

本開示の目的は、磁化されたときの騒音の発生を抑制できる方向性電磁鋼板を提供することである。

本開示による方向性電磁鋼板は、
母材鋼板と、
前記母材鋼板上に形成されているグラス被膜と、
前記グラス被膜上に形成されている張力付与絶縁被膜とを備え、
前記母材鋼板の化学組成は、質量％で、
Ｃ：０．０１０％以下、
Ｓｉ：２．５０～４．００％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｎ：０．０１０％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｃｒ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｓｅ：０～０．０２０％、
Ｓｂ：０～０．５０％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
８００Ａ／ｍの磁場を付与したときの磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ以上であり、
前記方向性電磁鋼板に対して第１の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射を実施して、前記方向性電磁鋼板の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪を３．０～６．０ｍｍピッチで導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ１（Ｗ／ｋｇ）と定義し、
前記方向性電磁鋼板から前記張力付与絶縁被膜を除去し、前記張力付与絶縁被膜が除去された前記方向性電磁鋼板に対して前記第１の歪取焼鈍と同じ条件で第２の歪取焼鈍を実施した後、前記第１のレーザー照射と同じ条件で第２のレーザー照射を実施して、前記第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪を導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ２（Ｗ／ｋｇ）と定義したとき、式（１）を満たす。
｜Ｗ２－Ｗ１｜≦０．０３０（Ｗ／ｋｇ）・・・式（１）

本開示による方向性電磁鋼板は、磁化されたときの騒音の発生を抑制できる。

図１は、本実施形態による方向性電磁鋼板の斜視図である。 図２は、レーザー照射を説明するための模式図である。 図３Ａは、レーザー照射後の方向性電磁鋼板の斜視図である。 図３Ｂは、図３Ａの方向性電磁鋼板の平面図である。 図４は、図１に示す方向性電磁鋼板から、張力付与絶縁被膜を除去した状態の斜視図である。 図５Ａは、図４に示す方向性電磁鋼板に対してレーザー照射を行った後の斜視図である。 図５Ｂは、図５Ａの方向性電磁鋼板の平面図である。 図６は本実施形態の方向性電磁鋼板の製造工程を示すフロー図である。 図７は、図６中の脱炭焼鈍工程のヒートパターン図である。 図８は、実施例で用いた磁歪測定装置の模式図である。

本発明者らは、磁化されたときの騒音の発生を抑制できる方向性電磁鋼板について検討を行った。本発明者らはまず、方向性電磁鋼板の母材鋼板の化学組成として、質量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：２．５０～４．００％、Ｍｎ：０．０１～１．００％、Ｎ：０．０１０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｃｒ：０～０．５０％、Ｓｎ：０～０．５０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｓｅ：０～０．０２０％、Ｓｂ：０～０．５０％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成が適切であると考えた。そこで、上述の化学組成の方向性電磁鋼板において、騒音の発生を抑制するために磁歪を低減することを目的として、検討を行った。

通常、磁化方向に対し平行な磁区（ドメイン）を１８０°磁区と称する。方向性電磁鋼板を磁化した場合、１８０°磁区とは異なり、磁気モーメントが磁化方向以外を向いているドメインが若干存在する。これを補助磁区と称する。補助磁区の存在頻度が高い場合、磁歪を抑制しにくく、その結果、騒音が発生する。そこで、本発明者らは、補助磁区を低減することにより、磁歪を低減し、騒音の発生を抑制できると考えた。

補助磁区を低減するためには、次の（Ｉ）及び（ＩＩ）を両立させることが好ましい。
（Ｉ）ゴス方位結晶粒の高集積化
（ＩＩ）ゴス方位結晶粒の細粒化
（Ｉ）及び（ＩＩ）はトレードオフの関係にあり、（Ｉ）及び（ＩＩ）を両立させることは困難であると考えられる。しかしながら、本発明者らは、ゴス方位結晶粒の集積度を高めつつ、ゴス方位結晶粒の細粒化も実現するために、一次再結晶に注目した。通常、ゴス方位結晶粒は、二次再結晶前の一次再結晶組織において、極めて少ない頻度でしか存在していない。このため、ゴス方位結晶粒が二次再結晶により成長する場合、ゴス方位結晶粒は粗大になりやすい。しかしながら、一次再結晶後においてゴス方位結晶粒を多数存在させることができれば、二次再結晶時において多数のゴス方位結晶粒が微細に形成されるはずである。そこで、本発明者らは、製造工程中の脱炭焼鈍工程に注目して、後述の方法に基づいて脱炭焼鈍工程を実施することで、微細なゴス方位結晶粒を多数生成することに成功した。

通常の方向性電磁鋼板では、グラス被膜上に張力付与絶縁被膜が形成される。張力付与絶縁被膜は、方向性電磁鋼板の圧延方向に張力を付与することにより、補助磁区の発生を抑制している。ところで、微細なゴス方位結晶粒が多数生成していることに起因して補助磁区が低減されている場合、張力付与絶縁被膜が形成されている場合の鉄損（鉄損Ｗ１）と、張力付与絶縁被膜が形成されていない場合の鉄損（鉄損Ｗ２）との差分がそれほど大きくならないはずである。なぜなら、母材鋼板そのものの補助磁区が既に低いためである。

そこで、本発明者らが検討した結果、上記（Ｉ）及び（ＩＩ）を両立させることにより、方向性電磁鋼板に対して第１の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射を実施して、方向性電磁鋼板の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪を３．０～６．０ｍｍピッチで導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ１（Ｗ／ｋｇ）と定義し、方向性電磁鋼板から張力付与絶縁被膜を除去し、張力付与絶縁被膜が除去された方向性電磁鋼板に対して第１の歪取焼鈍と同じ条件で第２の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射と同じ条件で第２のレーザー照射を実施して、第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び、同じピッチで、第２の熱歪を導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ２（Ｗ／ｋｇ）と定義したとき、式（１）を満たす方向性電磁鋼板を完成させた。
｜Ｗ２－Ｗ１｜≦０．０３０（Ｗ／ｋｇ）・・・式（１）

以上の知見により完成した本実施形態の方向性電磁鋼板は、次の構成を有する。

［１］の形態による方向性電磁鋼板は、
母材鋼板と、
前記母材鋼板上に形成されているグラス被膜と、
前記グラス被膜上に形成されている張力付与絶縁被膜とを備え、
前記母材鋼板の化学組成は、質量％で、
Ｃ：０．０１０％以下、
Ｓｉ：２．５０～４．００％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｎ：０．０１０％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｃｒ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｓｅ：０～０．０２０％、
Ｓｂ：０～０．５０％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
８００Ａ／ｍの磁場を付与したときの磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ以上であり、
前記方向性電磁鋼板に対して第１の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射を実施して、前記方向性電磁鋼板の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪を３．０～６．０ｍｍピッチで導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ１（Ｗ／ｋｇ）と定義し、
前記方向性電磁鋼板から前記張力付与絶縁被膜を除去し、前記張力付与絶縁被膜が除去された前記方向性電磁鋼板に対して前記第１の歪取焼鈍と同じ条件で第２の歪取焼鈍を実施した後、前記第１のレーザー照射と同じ条件で第２のレーザー照射を実施して、前記第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪を導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ２（Ｗ／ｋｇ）と定義したとき、式（１）を満たす。
｜Ｗ２－Ｗ１｜≦０．０３０（Ｗ／ｋｇ）・・・式（１）

［２］の方向性電磁鋼板は、
［１］に記載の方向性電磁鋼板であって、
前記第１の歪取焼鈍では、７５０～９００℃で１～４時間保持する。

［３］の方向性電磁鋼板は、
［１］又は［２］に記載の方向性電磁鋼板であって、
前記第１のレーザー照射では、レーザー出力をＰ（Ｗ）と定義し、ビーム照射径をＳ（ｍｍ^２）と定義した場合、式（２）で定義されるパワー密度Ｉｐ（Ｗ／ｍｍ２）を３０００～６０００Ｗ／ｍｍ^２とし、レーザー走査速度をＶｓ（ｍｍ／ｓ）と定義した場合、式（３）で定義される投入エネルギーＵｐ（Ｊ／ｍｍ）を０．００５～０．０５０Ｊ／ｍｍとする。
Ｉｐ＝（４／π）×（Ｐ／Ｓ）・・・式（２）
Ｕｐ＝Ｐ／Ｖｓ・・・式（３）

［４］の方向性電磁鋼板は、
［１］～［３］のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板であって、
前記方向性電磁鋼板の前記母材鋼板の板厚は、０．１７～０．２２ｍｍである。

［５］の形態による方向性電磁鋼板は、
［１］～［４］のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板であって、
前記母材鋼板の前記化学組成は、
Ｃｒ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、及び、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
からなる群から選択される１元素又は２元素以上を含有する。

［６］の形態による方向性電磁鋼板は、
［１］～［５］のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板であって、
前記母材鋼板の前記化学組成は、
Ｓｅ：０．００１～０．０２０％、及び、
Ｓｂ：０．０１～０．５０％、
からなる群から選択される１元素以上を含有する。

以下、本実施形態の方向性電磁鋼板について、詳細を説明する。

［方向性電磁鋼板の構成について］
図１は、本実施形態による方向性電磁鋼板の斜視図である。図１を参照して、本実施形態による方向性電磁鋼板１は、母材鋼板１０と、グラス被膜１１と、張力付与絶縁被膜１２とを備える。グラス被膜１１は、母材鋼板１０上に形成されている。図１では、グラス被膜１１は、母材鋼板１０の表面に直接接触して、母材鋼板１０の表面上に形成されている。張力付与絶縁被膜１２は、グラス被膜１１上に形成されている。図１では、グラス被膜１１及び張力付与絶縁被膜１２は、母材鋼板１０の一方の表面のみに形成されている。しかしながら、グラス被膜１１及び張力付与絶縁被膜１２は、母材鋼板１０の一対の表面上に形成されていてもよい。

［母材鋼板１０の化学組成について］
上述の母材鋼板１０の化学組成は、次の元素を含有する。なお、母材鋼板１０の化学組成における各元素の含有量で使用する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。

Ｃ：０．０１０％以下
炭素（Ｃ）は、磁束密度を改善するため、スラブにおいては必須の元素である。しかしながら、Ｃは方向性電磁鋼板の製造工程において鋼板から抜けていく。製品である方向性電磁鋼板にＣが０．０１０％を超えて残存すれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｃはセメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）を形成して、方向性電磁鋼板の鉄損を劣化する。したがって、Ｃ含有量は０．０１０％以下である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．００６％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｃ含有量はなるべく低い方が好ましい。したがって、Ｃ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ｃ含有量の過度の低減は、製造コストを引き上げる。したがって、Ｃ含有量の好ましい下限は、０％超であり、さらに好ましくは０．００１％である。

Ｓｉ：２．５０～４．００％
シリコン（Ｓｉ）は、鋼材の電気抵抗（比抵抗）を高めて方向性電磁鋼板の鉄損を低減する。Ｓｉ含有量が２．５０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、仕上げ焼鈍工程において鋼が相変態して、二次再結晶が十分に進行しない。その結果、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が４．００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼板が脆化して、製造工程における通板性が顕著に低下する。したがって、Ｓｉ含有量は２．５０～４．００％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は２．８０％であり、さらに好ましくは３．００％であり、さらに好ましくは３．２０％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は３．７０％であり、さらに好ましくは３．６０％であり、さらに好ましくは３．５０％である。

Ｍｎ：０．０１～１．００％
マンガン（Ｍｎ）は、方向性電磁鋼板の比抵抗を高めて方向性電磁鋼板の鉄損を低減する。Ｍｎはさらに、熱間加工性を高めて、熱間圧延における割れの発生を抑制する。Ｍｎはさらに、Ｓ及び／又はＳｅと結合して微細ＭｎＳ及び／又は微細ＭｎＳｅを形成する。微細ＭｎＳ及び微細ＭｎＳｅは、インヒビターとして活用される微細ＡｌＮの析出核となる。そのため、微細ＭｎＳ及び微細ＭｎＳｅの析出量が多ければ、十分な量の微細ＡｌＮが得られる。Ｍｎ含有量が０．０１％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、十分な量の微細ＭｎＳ及び微細ＭｎＳｅが析出しない。一方、Ｍｎ含有量が１．００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、方向性電磁鋼板の磁束密度が低下し、鉄損も劣化する。したがって、Ｍｎ含有量は０．０１～１．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．７０％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．１０％である。

Ｎ：０．０１０％以下
窒素（Ｎ）は、方向性電磁鋼板の製造工程中において、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、インヒビターとして機能する。したがって、Ｎは、方向性電磁鋼板の素材であるスラブにおいては必須の元素である。しかしながら、Ｎは、方向性電磁鋼板の製造工程において、鋼板から抜けていく。方向性電磁鋼板中のＮ含有量が０．０１０％を超えれば、鋼板にブリスタ（空孔）が過剰に生成する。ブリスタは、被膜欠陥の原因となり、方向性電磁鋼板の絶縁性が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．０１０％以下である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．００８％であり、さらに好ましくは０．００６％であり、さらに好ましくは０．００４％である。Ｎ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ｎ含有量の過剰な低減は困難な場合がある。したがって、Ｎ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。

ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下
アルミニウム（Ａｌ）は、方向性電磁鋼板の製造工程中において、Ｎと結合してＡｌＮを形成し、インヒビターとして機能するため、スラブにおいては必須の元素である。しかしながら、Ａｌは方向性電磁鋼板の製造工程において鋼板から抜けていく。方向性電磁鋼板中におけるｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０１０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ａｌ系介在物が鋼板中に残存する。この場合、方向性電磁鋼板の鉄損が劣化する。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０１０％以下である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．００８％であり、さらに好ましくは０．００６％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ａｌ含有量の過剰な低減は困難な場合もある。したがって、Ａｌ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。なお、本明細書において、ｓｏｌ．Ａｌは酸可溶Ａｌを意味する。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は、酸可溶Ａｌの含有量である。

Ｓ：０．０１０％以下
硫黄（Ｓ）は、製造工程中において、Ｍｎと結合して、インヒビターである微細ＭｎＳを形成する。そのため、Ｓはスラブにおいては必須の元素である。しかしながら、Ｓは方向性電磁鋼板の製造工程において鋼材から抜けていく。方向性電磁鋼板中のＳ含有量が０．０１０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、母材鋼板中にＭｎＳが残存するため、鉄損が劣化する。したがって、Ｓ含有量は０．０１０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００８％であり、さらに好ましくは０．００６％であり、さらに好ましくは０．００４％である。Ｓ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ｓ含有量の過剰な低減は困難な場合がある。したがって、Ｓ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。

Ｐ：０．０３０％以下
燐（Ｐ）は、圧延時における鋼板の加工性を低下する。Ｐ含有量が０．０３００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼板の加工性が顕著に低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２０％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ｐ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ｐ含有量の過剰な低減は困難な場合がある。したがって、Ｐ含有量の好ましい下限は０．００１％である。なお、Ｐは集合組織を改善し、鋼板の磁気特性を改善する。この効果を有効に発揮するためのＰ含有量の好ましい下限は０．００２％であり、さらに好ましくは０．００５％である。

母材鋼板１０の化学組成の残部はＦｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、方向性電磁鋼板の素材である母材鋼板１０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されるもの、又は、任意で実施される純化焼鈍工程において完全に純化されずに鋼中に残存するものであって、本実施形態の方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

［任意元素（Ｏｐｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）］
母材鋼板１０の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｒ、Ｓｎ、及びＣｕからなる群から選択される１元素又は２元素以上を含有してもよい。Ｃｒ、Ｓｎ及びＣｕはいずれも任意元素であり、方向性電磁鋼板１のグラス被膜１１の密着性を高める。

Ｃｒ：０～０．５０％
クロム（Ｃｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｒ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｒは、Ｓｎ及びＣｕと同様に、グラス被膜１１の母材鋼板１０への密着性を高める。Ｃｒはさらに、二次再結晶において、ゴス方位結晶粒の集積度を高める。Ｃｒ含有量が少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃｒ含有量が０．５０％を超えれば、Ｃｒ酸化物が生成して、方向性電磁鋼板１の磁気特性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０～０．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１０％である。

Ｓｎ：０～０．５０％
スズ（Ｓｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｎ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｓｎは、Ｃｒ及びＣｕと同様に、グラス被膜１１の母材鋼板１０への密着性を高める。Ｓｎが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｓｎ含有量が０．５０％を超えれば、方向性電磁鋼板１の製造工程中において、二次再結晶が不安定となり、その結果、方向性電磁鋼板１の磁気特性が低下する。したがって、Ｓｎ含有量は０～０．５０％である。Ｓｎ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。

Ｃｕ：０～０．５０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｕ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＣｕはＣｒ及びＳｎと同様に、グラス被膜１１の母材鋼板１０への密着性を高める。Ｃｕが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えれば、方向性電磁鋼板１の製造工程中における熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０～０．５０％である。Ｃｕ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１０％である。

母材鋼板１０の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｓｅ及びＳｂからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。Ｓｅ及びＳｂはいずれも任意元素であり、方向性電磁鋼板１の磁気特性を高める。

Ｓｅ：０～０．０２０％
セレン（Ｓｅ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｅ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＳｅはＳｂと同様にインヒビターとして機能して、方向性電磁鋼板１の製造工程において、二次再結晶を安定化する。その結果、方向性電磁鋼板１の磁気特性が高まる。Ｓｅが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｓｅ含有量が０．０２０％を超えれば、グラス被膜１１の母材鋼板１０に対する密着性が低下する。したがって、Ｓｅ含有量は０～０．０２０％である。Ｓｅ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｓｅ含有量の好ましい上限は０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．００８％である。

Ｓｂ：０～０．５０％
アンチモン（Ｓｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＳｂはＳｅと同様にインヒビターとして機能して、方向性電磁鋼板１の製造工程において、二次再結晶を安定化する。その結果、方向性電磁鋼板１の磁気特性が高まる。Ｓｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｓｂ含有量が０．５０％を超えれば、グラス被膜１１が劣化する。したがって、Ｓｂ含有量は０～０．５０％である。Ｓｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｓｂ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１０％である。

［グラス被膜１１について］
グラス被膜１１は、母材鋼板１０上に形成されている。グラス被膜１１は、方向性電磁鋼板において周知技術として知られる構成を有する。具体的には、グラス被膜１１はたとえば、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）及び、コーディエライト（Ｍｇ_２Ａｌ_４Ｓｉ_５Ｏ_１６）からなる群から選択される１種以上を含有する。好ましくは、グラス被膜１１は、フォルステライトを主体とする。本明細書でいう「フォルステライトを主体とする」とは、グラス被膜１１中のフォルステライトの含有量が質量％で６０．０％以上であることを意味する。グラス被膜１１は、フォルステライトを含有し、スピネル及びコーディエライトを含有しなくてもよく、フォルステライト及びスピネルを含有し、コーディエライトを含有しなくてもよく、フォルステライト、スピネル、及び、コーディエライトを含有してもよい。

グラス被膜１１の厚さは、特に限定されない。グラス被膜１１の厚さの好ましい下限は１．０μｍであり、さらに好ましくは２．０μｍである。グラス被膜１１の好ましい上限は５．０μｍであり、さらに好ましくは４．０μｍである。

［張力付与絶縁被膜１２について］
張力付与絶縁被膜１２は、グラス被膜１１上に形成されている。張力付与絶縁被膜１２は、複数の方向性電磁鋼板１を積層して使用する場合の、互いに積層された方向性電磁鋼板１の間の絶縁を担保するために、方向性電磁鋼板１の最上層に形成される。張力付与絶縁被膜１２は、方向性電磁鋼板において周知技術として知られる構成を有する。具体的には、張力付与絶縁被膜１２は、クロム酸金属塩、リン酸金属塩、コロイダルシリカ、ポリテトラフルオロエチレン、Ｚｒ化合物、Ｔｉ化合物等の無機物の少なくとも１種以上を含有する。好ましくは、張力付与絶縁被膜１２は、リン酸金属塩を主体とする被膜である。ここで、「リン酸金属塩を主体とする」とは、張力付与絶縁被膜１２内のリン酸金属塩の割合が質量％で８０％以上であることを意味する。

張力付与絶縁被膜１２はたとえば、リン酸金属塩とともに、コロイダルシリカ、ポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択される１種以上を含有してもよい。リン酸金属塩はたとえば、リン酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム等である。

張力付与絶縁被膜１２の厚さは、特に限定されない。張力付与絶縁被膜１２の厚さの好ましい下限は１．０μｍであり、さらに好ましくは２．０μｍである。張力付与絶縁被膜１２の好ましい上限は５．０μｍであり、さらに好ましくは４．０μｍである。

［方向性電磁鋼板１の磁束密度Ｂ８について］
本実施形態の方向性電磁鋼板１では、８００Ａ／ｍの磁場を付与したときの磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ以上である。磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ未満であれば、十分な磁気特性が得られない。したがって、本実施形態の方向性電磁鋼板１では、８００Ａ／ｍの磁場を付与したときの磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ以上である。

磁束密度Ｂ８は次の方法で測定できる。幅６０ｍｍ×長さ３００ｍｍのサンプルを採取する。採取されたサンプルを用いて、ＪＩＳ Ｃ２２５６（２０１１）に準拠して、単板磁気特性試験（ＳＳＴ試験）により、磁束密度（Ｔ）を求める。具体的には、サンプルに８００Ａ／ｍの磁場を付与して、磁束密度（Ｔ）を求める。

［式（１）について］
方向性電磁鋼板１において、方向性電磁鋼板１に対して第１の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射を実施して、方向性電磁鋼板１の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪を３．０～６．０ｍｍピッチで導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ１（Ｗ／ｋｇ）と定義する。さらに、方向性電磁鋼板１から張力付与絶縁被膜１２を除去し、張力付与絶縁被膜１２が除去された方向性電磁鋼板２に対して第１の歪取焼鈍と同じ条件で第２の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射と同じ条件で第２のレーザー照射を実施して、第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪を導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ２（Ｗ／ｋｇ）と定義する。この場合、本実施形態の方向性電磁鋼板１は、式（１）を満たす。
｜Ｗ２－Ｗ１｜≦０．０３０・・・式（１）

上述のとおり、方向性電磁鋼板１の騒音特性は、磁歪に起因する。方向性電磁鋼板１を磁化させた場合に、ランセット磁区に代表される補助磁区が存在することにより、励磁方向の磁歪が発生する。そのため、磁歪の低減には、補助磁区の低減が求められる。

補助磁区を低減するためには、次の２つの対策が有効である。
（Ｉ）ゴス方位結晶粒の高集積化
（ＩＩ）ゴス方位結晶粒の細粒化

補助磁区はそもそも、漏れ磁束による静磁エネルギーを低下及び緩和させるために形成される現象である。漏れ磁束は隣接する粒界で吸収される。そのため、粒径が大きい場合、粒界が少ないため、漏れ磁束が多く、補助磁区が形成され易くなる。そこで、補助磁区を低減するためには、上記（ＩＩ）のゴス方位結晶粒の細粒化が重要である。ゴス方位結晶粒を細粒化するためには、ゴス方位結晶粒の核となるゴス核を一次再結晶で多数生成して、二次再結晶後のゴス方位結晶粒の個数を増やすことが重要である。ゴス方位結晶粒の数が多ければ、粗大化しにくく微細のまま維持されるからである。

しかしながら、ゴス方位結晶粒の形状は複雑であり、ゴス方位結晶粒のサイズを規定するのは極めて困難である。したがって、本実施形態の方向性電磁鋼板では、ゴス方位結晶粒のサイズの規定の代替として、上述の式（１）を規定する。

Ｆ１＝｜Ｗ２－Ｗ１｜（Ｗ／ｋｇ）と定義する。Ｆ１は、ゴス方位結晶粒の高集積度合い及びゴス方位結晶粒の細粒化度合いを示す指標である。以下、Ｆ１を「ゴス方位結晶粒指数」という。ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が０．０３０（Ｗ／ｋｇ）を超えれば、ゴス方位結晶粒が十分に高集積化できていない、又は、ゴス方位結晶粒が十分に細粒化していない。この場合、騒音特性が低くなる。具体的には、後述の交流磁歪測定法に基づく騒音特性測定試験において、騒音特性が６０．０ｄＢＡ以上となる。

一方、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が０．０３０（Ｗ／ｋｇ）以下であれば、ゴス方位結晶粒が十分に高集積化しており、かつ、ゴス方位結晶粒が十分に微細化している。つまり、ゴス方位結晶粒の十分な高集積化とゴス方位結晶粒の十分な微細化とが両立できている。そのため、優れた騒音特性が得られる。具体的には、後述の交流磁歪測定法に基づく騒音特性測定試験において、騒音特性が６０．０ｄＢＡ未満となる。ゴス方位結晶粒指数Ｆ１の好ましい上限は０．０２４（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０２０（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０１８（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０１５（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０１０（Ｗ／ｋｇ）である。

［ゴス方位結晶粒指数の測定方法］
方向性電磁鋼板１のゴス方位結晶粒指数Ｆ１は、次の方法で測定できる。始めに、最終製品である方向性電磁鋼板１に対して、歪取焼鈍を実施する。仮に、方向性電磁鋼板１にレーザー照射（磁区細分化処理）が施されていたとしても、この歪取焼鈍を実施することにより、レーザー照射（磁区細分化処理）の効果が除去される。歪取焼鈍では、歪が除去できればよいので、焼鈍方法は特に限定されない。

好ましくは、第１の歪取焼鈍では、方向性電磁鋼板に対して、７５０～９００℃で１～４時間保持する。さらに好ましくは、第１の歪取焼鈍では、方向性電磁鋼板に対して、７７０～８３０℃で２～３時間保持する。

歪取焼鈍にはたとえば、熱処理炉を用いる。歪取焼鈍時の熱処理炉内の雰囲気は特に限定されない。熱処理炉内の雰囲気はたとえば、窒素雰囲気であって、露点が０℃以下である。

方向性電磁鋼板１に対して上記の条件で歪取焼鈍を実施した後、方向性電磁鋼板１の表面に対して、第１のレーザー照射を実施して第１の熱歪を導入する。

図２は、第１のレーザー照射を説明するための模式図である。図２を参照して、第１のレーザー照射では、図示しないレーザー光源からレーザー光を出射する。レーザー光源から出射したレーザー光は光ファイバ１０１を介してレーザー照射装置１０２に伝送される。レーザー照射装置１０２は、ポリゴンミラーとポリゴンミラーの回転駆動装置とを内部に備える。

レーザー照射装置１０２は、ポリゴンミラーの回転駆動によって、レーザー光を方向性電磁鋼板１の表面に向けて照射すると共に、レーザー光を方向性電磁鋼板１の板幅方向ＴＤに走査する。その結果、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、方向性電磁鋼板１の表面に、第１の熱歪１３が圧延方向ＲＤにおいて所定のレーザー走査ピッチＰＬで形成される。熱歪１３を導入するときのレーザー光源は、たとえば、ファイバレーザーとする。

なお、レーザー光を方向性電磁鋼板１の表面に向けて照射している間に、方向性電磁鋼板１は圧延方向ＲＤに搬送される場合がある。そのため、図３Ｂに示すとおり、方向性電磁鋼板１の平面図において、第１の熱歪１３は、板幅方向ＴＤに対して傾斜角Ａ（°）で傾斜し得る。ただし、第１の熱歪１３は、板幅方向ＴＤに対して傾斜しない場合もある。

レーザー走査ピッチＰＬ（図２及び図３ＢでのＰＬ）を３．０～６．０ｍｍとする。傾斜角Ａは０．０～３．０°とする。導入された熱歪１３の幅は３０～１００μｍとする。なお、熱歪１３の幅は、磁区ＳＥＭ等を用いた磁区観察や、光学顕微鏡による直接観察によって測定可能である。

第１のレーザー照射により、方向性電磁鋼板１の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪１３を３．０～６．０ｍｍピッチＰＬで導入する。方向性電磁鋼板１の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪１３を３．０～６．０ｍｍピッチＰＬで導入できれば、第１のレーザー照射条件は特に限定されない。

好ましくは、第１のレーザー照射では、レーザー出力をＰ（Ｗ）と定義し、ビーム照射径をＳ（ｍｍ^２）と定義した場合、式（２）で定義されるパワー密度Ｉｐ（Ｗ／ｍｍ^２）を３０００～６０００Ｗ／ｍｍ^２とし、レーザー走査速度をＶｓ（ｍｍ／ｓ）と定義した場合、式（３）で定義される投入エネルギーＵｐ（Ｊ／ｍｍ）を０．００５～０．０５０とする。
Ｉｐ＝（４／π）×（Ｐ／Ｓ）・・・式（２）
Ｕｐ＝Ｐ／Ｖｓ・・・式（３）

好ましいパワー密度Ｉｐは、４５００～５５００Ｗ／ｍｍ^２である。また、好ましい投入エネルギーＵｐは、０．００５～０．０１２Ｊ／ｍｍである。

以上の第１のレーザー照射により、ピッチＰＬ３．０～６．０ｍｍ、傾斜角Ａ＝０．０～３．０°、幅が３０～１００μｍの第１の熱歪１３が導入された方向性電磁鋼板１に対して、ＪＩＳ Ｃ２５５６（２０１１）に準拠して、周波数を５０Ｈｚ、最大磁束密度を１．７Ｔとしたときの鉄損Ｗ１（Ｗ／ｋｇ）を測定する。

次に、鉄損Ｗ１を測定した方向性電磁鋼板１から、張力付与絶縁被膜１２を除去する。具体的には、方向性電磁鋼板１を、ＮａＯＨ：３０～５０質量％及びＨ_２Ｏ：５０～７０質量％を含有し、８０～９０℃の水酸化ナトリウム水溶液に、７～１０分間浸漬する。浸漬後の方向性電磁鋼板１を水洗する。水洗後、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させる。以上の方法により、図４に示すとおり、母材鋼板１０とグラス被膜１１とを備え、張力付与絶縁被膜１２を備えていない方向性電磁鋼板２を準備する。

準備された方向性電磁鋼板２に対して、上述の第１の歪取焼鈍と同じ条件で、第２の歪取焼鈍を実施する。第２の歪取焼鈍にはたとえば、熱処理炉を用いる。

歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板２に対して、第１のレーザー照射と同じ条件で、第２のレーザー照射を実施する。その結果、図５Ａ及び図５Ｂに示すとおり、方向性電磁鋼板１の表面に、第１の熱歪１３と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪１４が導入される。

第２の熱歪１４が形成された方向性電磁鋼板２に対して、ＪＩＳ Ｃ２５５６（２０１１）に準拠して、周波数を５０Ｈｚ、最大磁束密度を１．７Ｔとしたときの鉄損Ｗ２（Ｗ／ｋｇ）を測定する。得られたＷ１及びＷ２を用いて、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１を求める。

ゴス方位結晶粒指数Ｆ１は低いほど好ましく、最も好ましいＦ１は０である。Ｆ１の好ましい上限は上述のとおり、０．０２４（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０２０（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０１８（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０１５（Ｗ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは０．０１０（Ｗ／ｋｇ）である。

［母材鋼板１０の化学組成の分析方法］
本実施形態の方向性電磁鋼板１の母材鋼板１０の化学組成は、次の方法により求めることができる。

始めに、方向性電磁鋼板１から、上述の方法により、張力付与絶縁被膜１２を除去する。具体的には、方向性電磁鋼板１を、ＮａＯＨ：３０～５０質量％及びＨ_２Ｏ：５０～７０質量％を含有し、８０～９０℃の水酸化ナトリウム水溶液に、７～１０分間浸漬する。浸漬後の方向性電磁鋼板２（張力付与絶縁被膜１２が除去された方向性電磁鋼板）を水洗する。水洗後、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させる。

次に、張力付与絶縁被膜１２を備えていない方向性電磁鋼板２から、グラス被膜１１を除去する。具体的には、方向性電磁鋼板２を、３０～４０質量％のＨＣｌを含有し、８０～９０℃の塩酸水溶液に、１～１０分浸漬する。このとき、母材鋼板１０からグラス被膜１１が除去される。浸漬後の母材鋼板１０を水洗する。水洗後、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させる。以上の工程により、方向性電磁鋼板１から、母材鋼板１０を取り出す。

母材鋼板１０の化学組成を、周知の成分分析法により求める。具体的には、ドリルを用いて、母材鋼板１０から切粉を生成し、その切粉を採取する。採取された切粉を酸に溶解させて溶液を得る。溶液に対して、ＩＣＰ－ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を実施して、化学組成の元素分析を実施する。母材鋼板１０の化学組成中のＳｉについては、ＪＩＳ Ｇ １２１２（１９９７）に規定の方法（けい素定量方法）により求める。具体的には、上述の切粉を酸に溶解させると、酸化ケイ素が沈殿物として析出する。この沈殿物（酸化ケイ素）をろ紙で濾し取り、質量を測定して、Ｓｉ含有量を求める。Ｃ含有量及びＳ含有量については、周知の高周波燃焼法（燃焼－赤外線吸収法）により求める。具体的には、上述の溶液を酸素気流中で高周波加熱により燃焼して、発生した二酸化炭素、二酸化硫黄を検出し、Ｃ含有量及びＳ含有量を求める。Ｎ含有量については、周知の不活性ガス溶融－熱伝導度法を用いて求める。Ｏ含有量については、周知の不活性ガス融解－非分散型赤外線吸収法を用いて求める。以上の分析法により、母材鋼板１０の化学組成を求めることができる。

［方向性電磁鋼板１の母材鋼板１０の板厚］
本実施形態の方向性電磁鋼板１の母材鋼板１０の板厚は、特に限定されない。方向性電磁鋼板１の母材鋼板１０の板厚はたとえば、０．１７～０．３５ｍｍであり、好ましくは、０．１７～０．２２ｍｍである。補助磁区は母材鋼板１０の板厚が０．２２ｍｍ以下の場合に生成しやすい。しかしながら、本実施形態の方向性電磁鋼板１では、母材鋼板１０の板厚が０．１７～０．２２ｍｍであっても、優れた騒音特性を示す。

本実施形態による方向性電磁鋼板１は、Ｆ１が式（１）を満たす。そのため、ゴス方位結晶粒が十分に高集積化しており、かつ、ゴス方位結晶粒は十分に細粒化している。つまり、ゴス方位結晶粒の高集積化と細粒化とを両立できている。その結果、補助磁区を低減することができ、騒音特性に優れる。

［製造方法］
以下、本実施形態の方向性電磁鋼板１の製造方法の一例を説明する。なお、本実施形態の方向性電磁鋼板１は、上述の構成を有すれば、製造方法は特に限定されない。ただし、以下に説明する方向性電磁鋼板１の製造方法は、本実施形態の方向性電磁鋼板１の製造方法の好適な例である。

［製造工程フロー］
図６は、本実施形態による方向性電磁鋼板１の製造方法のフロー図である。図６を参照して、本製造方法は、スラブに対して熱間圧延を実施する熱間圧延工程（Ｓ１）と、熱間圧延後の鋼板（熱延鋼板）に対して焼鈍処理を実施する熱延板焼鈍工程（Ｓ２）と、熱延板焼鈍工程後の鋼板に対して１又は２回以上の冷間圧延（Ｓ３０）を実施する冷間圧延工程（Ｓ３）と、冷間圧延工程後の鋼板（冷延鋼板）に対して脱炭焼鈍を実施する脱炭焼鈍工程（Ｓ４）と、脱炭焼鈍工程後の鋼板の表面に焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）と、焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して仕上げ焼鈍を実施して、グラス被膜を形成する仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）と、仕上げ焼鈍工程後の鋼板に対して、張力付与絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程（Ｓ７）とを含む。以下、各工程Ｓ１～Ｓ７について説明する。

［熱間圧延工程（Ｓ１）］
熱間圧延工程（Ｓ１）は、準備されたスラブに対して熱間圧延を実施して熱延鋼板を製造する。スラブの化学組成は、方向性電磁鋼板１の母材鋼板１０の化学組成が上述の化学組成となるように調整される。スラブは周知の方法で製造する。たとえば、溶鋼を製造（溶製）する。溶鋼を用いて、連続鋳造法により、スラブを製造する。

準備されたスラブに対して、熱間圧延機を用いて熱間圧延を実施して鋼板（熱延鋼板）を製造する。初めに、鋼材を加熱する。たとえば、スラブを周知の加熱炉又は周知の均熱炉に装入して、加熱する。スラブの好ましい加熱温度は１１００～１４５０℃である。加熱温度の好ましい下限は１２００℃である。加熱温度の好ましい上限は１４００℃である。

加熱されたスラブに対して、熱間圧延機を用いた熱間圧延を実施して、鋼板（熱延鋼板）を製造する。熱間圧延機は、粗圧延機と、粗圧延機の下流に配置された仕上げ圧延機とを備える。粗圧延機は、１つ、又は一列に並んだ複数の粗圧延スタンドを備える。各粗圧延スタンドは、上下に配置された複数のロールを含む。粗圧延スタンドは、リバース式であってもよい。仕上げ圧延機は、一列に並んだ仕上げ圧延スタンドを備える。各仕上げ圧延スタンドは、上下に配置される複数のロールを含む。加熱されたスラブを粗圧延機により圧延した後、さらに、仕上げ圧延機により圧延して、熱延鋼板を製造する。

熱間圧延により製造される熱延鋼板の板厚は特に限定されず、公知の板厚とすることができる。熱延鋼板の板厚はたとえば、２．０ｍｍ～３．０ｍｍである。

［熱延板焼鈍工程（Ｓ２）］
熱延板焼鈍工程（Ｓ２）は任意の工程であり、実施しなくてもよい。実施する場合、熱延板焼鈍工程（Ｓ２）では、熱間圧延工程（Ｓ１）にて製造された熱延鋼板に対して焼鈍処理を実施する。熱延板焼鈍工程を実施することにより、鋼板組織に再結晶が生じ、磁気特性が高まる。

熱延板焼鈍工程（Ｓ２）は、周知の方法で実施すれば足りる。熱延鋼板の加熱方法は特に限定されず、周知の加熱方式を採用すればよい。焼鈍温度はたとえば、９００～１２００℃であり、焼鈍温度での保持時間はたとえば、１０～３００秒である。なお、熱延板焼鈍工程（Ｓ２）を実施した場合、熱延板焼鈍工程（Ｓ２）後、冷間圧延工程（Ｓ３）前に、熱延鋼板に対して酸洗処理を実施してもよい。

［冷間圧延工程（Ｓ３）］
冷間圧延工程（Ｓ３）では、製造された鋼板に対して、１又は複数回の冷間圧延（Ｓ３０）を実施する。冷間圧延（Ｓ３０）は、冷間圧延機を用いて実施する。冷間圧延機は、たとえば、一列に配列された複数の冷間圧延スタンドを備えるタンデム式の圧延機であって、各冷間圧延スタンドは、複数の冷間圧延ロールを含む。冷間圧延機は、１台のリバース式の冷間圧延スタンドであってもよい。

図６に示すとおり、冷間圧延工程において、１回の冷間圧延（Ｓ３０）のみ実施してもよいし、複数回の冷間圧延（Ｓ３０）を実施してもよい。冷間圧延（Ｓ３０）を複数回実施する場合、上記の冷間圧延機を用いて冷間圧延（Ｓ３０）を実施した後、鋼板の軟化を目的とした中間焼鈍処理を実施してもよい。この場合、中間焼鈍処理後、次の冷間圧延（Ｓ３０）を実施する。つまり、複数の冷間圧延（Ｓ３０）の間に、中間焼鈍処理を実施してもよい。

冷間圧延（Ｓ３０）と次の冷間圧延（Ｓ３０）との間に実施する中間焼鈍処理の条件は、公知の条件で足りる。中間焼鈍処理での焼鈍温度はたとえば９５０～１２００℃であり、焼鈍温度での保持時間は３０～１８００秒である。中間焼鈍処理により、前段の冷間圧延（Ｓ３０）にて鋼板に導入された歪を低減した（鋼板を軟化した）後、次段の冷間圧延（Ｓ３０）を実施する。

なお、中間焼鈍処理を実施することなく、複数の冷間圧延（Ｓ３０）を実施する場合、製造された方向性電磁鋼板において、均一な特性が得られにくい場合がある。一方、複数回の冷間圧延（Ｓ３０）を実施し、かつ、各冷間圧延（Ｓ３０）の間に中間焼鈍処理を実施する場合、製造された方向性電磁鋼板１において、磁束密度が低くなる場合がある。したがって、冷間圧延（Ｓ３０）の回数、及び、中間焼鈍処理の有無は、最終的に製造され
る方向性電磁鋼板１に要求される特性及び製造コストに応じて決定される。

なお、冷間圧延工程では、上述のとおり、１回の冷間圧延（Ｓ３０）のみを実施してもよい。

１回又は複数回での冷間圧延（Ｓ３０）における、好ましい累計の冷延率は８０～９５％である。ここで、累計の冷延率（％）は次のとおり定義される。
冷延率（％）＝１００－最後の冷間圧延後の冷延鋼板の板厚／最初の冷間圧延開始前の鋼板の板厚×１００

なお、冷間圧延工程において、１回の冷間圧延（Ｓ３０）のみを実施する場合、上記冷延率は、１回のみの冷間圧延（Ｓ３０）での冷延率である。累計の冷延率が８０％以上であれば、ゴス方位（｛１１０｝＜００１＞方位）が圧延方向であるゴス方位結晶粒の核（ゴス核）を多数得ることができる。また、累計の圧下率が９５％以下であれば、後述の仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）において、二次再結晶が安定化しやすい。冷間圧延工程により製造された鋼板は、コイル状に巻き取られる。

なお、冷延鋼板の板厚（冷間圧延工程（Ｓ３）後の板厚）は、通常、最終製品である方向性電磁鋼板１の板厚（グラス被膜１１及び張力付与絶縁被膜１２の厚みを含めた製品板厚）とは異なる。

上記の冷間圧延工程（Ｓ３）に際して、磁気特性をより一層向上させるために、エージング処理を実施してもよい。エージング処理は任意の処理である。エージング処理を実施する場合、複数の冷間圧延（Ｓ３０）の間にエージング（焼鈍）処理を実施する。具体的には、冷間圧延（Ｓ３０）を実施した後、エージング処理を実施する。そして、エージング処理後に、次の冷間圧延（Ｓ３０）を実施する。エージング処理の条件は周知の条件で足りる。たとえば、エージング処理では、冷間圧延（Ｓ３０）後の鋼板に対して、１００～５００℃の温度で６０秒以上の熱処理を実施する。この場合、次工程の脱炭焼鈍工程（Ｓ４）において、ゴス方位が圧延方向ＲＤに揃った良好な二次再結晶を発達させることができる。

［脱炭焼鈍工程（Ｓ４）］
脱炭焼鈍工程（Ｓ４）では、冷間圧延工程（Ｓ３）後の鋼板（冷延鋼板）に対して、脱炭焼鈍を実施して一次再結晶を発現させる。なお、本実施形態において、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）は重要な工程であり、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）により、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たすように、（Ｉ）ゴス方位結晶粒の高集積化と、（ＩＩ）ゴス方位結晶粒の細粒化とを両立することができる。

図７は、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）でのヒートパターンを示す模式図である。図７を参照して、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）は、ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）と、ゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）と、最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）とを備える。以下、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）内の各工程Ｓ４１～Ｓ４３について説明する。

［ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）］
ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）では、鋼板内において、ゴス方位結晶粒の核（ゴス核）を増加させる。図７に示すとおり、ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）では、鋼板に対して急速加熱を実施する。そして、鋼板温度が６００℃から昇温到達温度Ｔ１（℃）に到達するまで、昇温速度ＨＲ１（℃／秒）で加熱する。そして、鋼板温度が６００℃から昇温到達温度Ｔ１（℃）に到達した後、冷却速度ＣＲ１（℃／秒）で鋼板を冷却して、鋼板温度を冷却停止温度Ｔ２（℃）とする。昇温速度ＨＲ１、昇温到達温度Ｔ１、冷却速度ＣＲ１、及び、冷却停止温度Ｔ２はそれぞれ、次の条件とする。

昇温速度ＨＲ１：１００～２０００℃／秒
ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）において、鋼板を昇温する場合、鋼板温度が６００℃～昇温到達温度Ｔ１に至るまでの平均の昇温速度を、昇温速度ＨＲ１（℃／秒）と定義する。昇温速度ＨＲ１が１００℃／秒未満である場合、ゴス核の生成が不足する。この場合、ゴス方位結晶粒の集積度が低下する。一方、昇温速度ＨＲ１が２０００℃／秒を超えれば、設備への負担が大きくなり、製造コストも高くなる。したがって、昇温速度ＨＲ１は１００～２０００℃／秒である。昇温速度ＨＲ１の好ましい下限は２００℃／秒であり、さらに好ましくは３００℃／秒であり、さらに好ましくは４００℃／秒である。昇温速度ＨＲ１の好ましい上限は１８００℃／秒であり、さらに好ましくは１６００℃／秒であり、さらに好ましくは１２００℃／秒である。

昇温到達温度Ｔ１：８００～１０００℃
昇温到達温度Ｔ１は、昇温を停止する鋼板温度である。昇温到達温度Ｔ１が８００℃未満であれば、ゴス核の生成が不足する。この場合、ゴス方位結晶粒の集積度が低下する。一方、昇温到達温度Ｔ１が１０００℃を超える場合、炉材等の設備が焼損する場合がある。したがって、昇温到達温度Ｔ１は、８００～１０００℃である。昇温到達温度Ｔ１の好ましい下限は８２０℃であり、さらに好ましくは８４０℃であり、さらに好ましくは８６０℃である。昇温到達温度Ｔ１の好ましい上限は９８０℃であり、さらに好ましくは９６０℃であり、さらに好ましくは９４０℃である。

冷却速度ＣＲ１：５～１００℃／秒
ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）では、昇温到達温度Ｔ１に到達した後、昇温到達温度Ｔ１を保持せずに冷却を開始する。鋼板温度が８００～６００℃の平均の冷却速度を冷却速度ＣＲ１と定義する。この場合、冷却速度ＣＲ１が５℃／秒未満であれば、鋼板の表面にＳｉＯ_２被膜が過剰に形成してしまい、最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）において、鋼板を十分に脱炭できない。一方、冷却速度ＣＲ１が１００℃／秒を超えれば、設備の負担が大きくなり、製造コストも高くなる。したがって、冷却速度ＣＲ１は５～１００℃／秒である。冷却速度ＣＲ１の好ましい下限は１０℃／秒であり、さらに好ましくは２０℃／秒であり、さらに好ましくは３０℃／秒である。冷却速度ＣＲ１の好ましい上限は９０℃／秒であり、さらに好ましくは８０℃／秒であり、さらに好ましくは７０℃／秒である。

冷却停止温度Ｔ２：Ｔ３以下
冷却停止温度Ｔ２はＴ３以下である。冷却停止温度Ｔ２はＴ３以下であれば、特に限定されない。冷却停止温度Ｔ２はたとえば、Ｔ３であってもよいし、４００℃以下であってもよいし、３００℃以下であってもよいし、２００℃以下であってもよいし、１００℃以下であってもよい。

［ゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）］
ゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）では、ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）により生成したゴス核をある程度成長させる。これにより、多数のゴス核をゴス方位結晶粒へと成長させることができる。なお、ゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）で多数生成したゴス核を、ゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）でゴス方位結晶粒に成長させた場合、結果的に、多数のゴス方位結晶粒が生成する。その結果、仕上げ焼鈍後においても、ゴス方位結晶粒が微細に維持される。

ゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）では、鋼板を、保持温度Ｔ３で保持時間ｔ３保持する。保持温度Ｔ３及び保持時間ｔ３はそれぞれ、次の条件とする。

保持温度Ｔ３：４５０～５５０℃
保持温度Ｔ３が４５０℃未満である場合、ゴス方位結晶粒が十分に成長しない。この場合、ゴス方位結晶粒の集積度が低下する。一方、保持温度が５５０℃を超えても、ゴス方位結晶粒が十分に成長しない。この場合、ゴス方位結晶粒の集積度が低下する。したがって、保持温度Ｔ３は４５０～５５０℃である。保持温度Ｔ３の好ましい下限は４６０℃であり、さらに好ましくは４７０℃である。保持温度Ｔ３の好ましい上限は５３０℃であり、さらに好ましくは５１０℃である。

保持時間ｔ３：１０秒以上
保持温度Ｔ３での保持時間ｔ３が１０秒未満である場合、ゴス方位結晶粒が十分に成長しない。この場合、ゴス方位結晶粒の集積度が低下する。一方、保持時間ｔ３は特に限定されない。生産性を考慮すれば、保持時間ｔ３の好ましい上限は１００秒である。したがって、保持温度Ｔ３での保持時間ｔ３は１０～１００秒である。保持時間ｔ３の好ましい下限は１５秒であり、さらに好ましくは２０秒である。保持時間ｔ３の好ましい上限は９０秒であり、さらに好ましくは８０秒である。

なお、保持時間ｔ３経過後の鋼板を保持温度Ｔ３未満に冷却してもよいし、保持時間ｔ３経過直後に最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）を実施してもよい。

［最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）］
最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）は、従前の脱炭焼鈍工程と同じ条件で実施すればよい。たとえば、最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）は、ゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）後の鋼板を脱炭焼鈍温度Ｔ４に加熱する。そして、脱炭焼鈍温度Ｔ４で保持時間ｔ４保持して、脱炭焼鈍を実施する。これにより、鋼板に一次再結晶を発現させる。最終脱炭焼鈍工程中の雰囲気は、周知の雰囲気で足り、たとえば、水素及び窒素を含有する湿潤窒素水素混合雰囲気である。脱炭焼鈍を実施することにより、鋼板中の炭素が鋼板から除去され、一次再結晶が発現する。最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）での製造条件は周知の条件で足りる。たとえば、次のとおりである。

脱炭焼鈍温度Ｔ４：７５０～１０００℃
脱炭焼鈍温度Ｔ４は、脱炭焼鈍を実施する熱処理炉の炉温に相当し、脱炭焼鈍中の鋼板の温度に相当する。脱炭焼鈍温度Ｔ４が７５０℃未満であれば、一次再結晶発現後の鋼板の結晶粒が小さすぎる。この場合、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）において、二次再結晶が十分に発現しない。一方、脱炭焼鈍温度Ｔ４が１０００℃を超えれば、一次再結晶発現後の鋼板の結晶粒が大きすぎる。この場合も、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）において、二次再結晶が十分に発現しない。脱炭焼鈍温度Ｔ４が７５０～１０００℃であれば、一次再結晶後の鋼板の結晶粒が適切なサイズとなり、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）において、二次再結晶が十分に発現する。

保持時間ｔ４：５０～３００秒
脱炭焼鈍温度Ｔ４での保持時間ｔ４は特に限定されない。脱炭焼鈍温度Ｔ４での保持時間ｔ４はたとえば、５０～３００秒である。なお、保持時間ｔ４経過後の鋼板を周知の方法で常温まで冷却する。冷却方法は放冷であってもよいし、水冷であってもよい。好ましくは、最終脱炭焼鈍工程（Ｓ４３）後の鋼板を放冷する。

［焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）］
脱炭焼鈍工程（Ｓ４）後の鋼板に対して、焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）を実施する。焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）では、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布する。具体的には、鋼板表面に焼鈍分離剤を含有する水性スラリーを塗布する。水性スラリーは、焼鈍分離剤に水を加えて攪拌して作製する。焼鈍分離剤は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含有する。好ましくは、ＭｇＯは焼鈍分離剤の主成分である。ここで、「主成分」とは、焼鈍分離剤中のＭｇＯ含有量が、質量％で８０．０％以上であることを意味する。焼鈍分離剤は、ＭｇＯ以外に、周知の添加剤を含有してもよい。

焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）では、鋼板の表面上に水性スラリーの焼鈍分離剤を塗布する。表面に焼鈍分離剤が塗布された鋼板を巻取り、コイル状にする。鋼板をコイル状にした後、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）を実施する。

なお、鋼板表面上に水性スラリーの焼鈍分離剤を塗布し、鋼板をコイル状にした後、仕上げ焼鈍工程を実施する前に、焼付け処理を実施してもよい。焼付け処理では、コイル状の鋼板を、４００～１０００℃に保持した炉内に装入し、保持する（焼付け処理）。これにより、鋼板上に塗布された焼鈍分離剤が乾燥する。保持時間はたとえば１０～９０秒である。なお、焼付け処理を実施せずに、焼鈍分離剤が塗布されたコイル状の鋼板に対して、仕上げ焼鈍工程を実施してもよい。

［仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）］
焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）後の鋼板に対して、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）を実施して、二次再結晶を発現させる。仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）は、熱処理炉を用いて実施する。仕上げ焼鈍工程での製造条件はたとえば、次のとおりである。なお、仕上げ焼鈍における炉内雰囲気は、周知の雰囲気である。

仕上げ焼鈍温度：１１００～１３００℃
仕上げ焼鈍温度での保持時間：１０～６０時間
仕上げ焼鈍温度が１１００℃未満であれば、十分な二次再結晶が発現せず、また二次再結晶に用いた析出物を除去する純化が十分ではない。そのため、製造された方向性電磁鋼板の磁気特性が低くなる。一方、仕上げ焼鈍温度が１３００℃を超えても二次再結晶、純化に対する効果が低いとともに、鋼板の変形などの問題が生じる。仕上げ温度が１１００～１３００℃であれば、上記保持時間が適切であることを前提として、十分な二次再結晶が発現して、磁気特性が高まる。さらに、鋼板表面上にフォルステライト主体とするグラス被膜１１が形成される。

なお、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）により、鋼板の化学組成の各元素が鋼中成分からある程度取り除かれる。特に、インヒビターとして機能するＳ、Ａｌ、Ｎ等は大幅に取り除かれる。

［絶縁被膜形成工程（Ｓ７）］
本実施形態による方向性電磁鋼板１の製造方法ではさらに、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）後に、絶縁被膜形成工程（Ｓ７）を実施する。絶縁被膜形成工程（Ｓ７）では、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）の冷却後の方向性電磁鋼板１の表面（グラス被膜１１上）に、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする絶縁コーティング剤を塗布した後、焼付けを実施する。これにより、グラス被膜上に、張力付与絶縁被膜１２が形成される。

以上の製造工程により製造される方向性電磁鋼板１では、（Ｉ）ゴス方位結晶粒の高集積化、及び、（ＩＩ）ゴス方位結晶粒の細粒化を両立させることができる。そのため、方向性電磁鋼板１に対して第１の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射を実施して、方向性電磁鋼板の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪を３．０～６．０ｍｍピッチで導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ１（Ｗ／ｋｇ）と定義し、方向性電磁鋼板から張力付与絶縁被膜を除去し、張力付与絶縁被膜が除去された方向性電磁鋼板に対して第１の歪取焼鈍と同じ条件で第２の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射と同じ条件で第２のレーザー照射を実施して、第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪を導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ２（Ｗ／ｋｇ）と定義したとき、式（１）を満たす。そのため、補助磁区の低減が可能となり、磁化した場合の磁歪を低減できる。その結果、騒音特性を低減できる。

［その他の製造工程］
なお、本実施形態の方向性電磁鋼板１は、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）後、焼鈍分離剤塗布工程（Ｓ５）前に、窒化処理工程を実施してもよい。窒化処理工程では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）後の鋼板に対して、窒化処理を実施して、窒化処理鋼板を製造する。窒化処理工程は周知の条件で実施すれば足りる。好ましい窒化処理条件はたとえば、次のとおりである。
窒化処理温度：７００～８５０℃
窒化処理炉内の雰囲気（窒化処理雰囲気）：水素、窒素及びアンモニア等の窒化能を有するガスを含有する雰囲気

窒化処理温度が７００℃以上、又は、窒化処理温度が８５０℃未満であれば、窒化処理において、窒素が鋼板中に侵入しやすい。この場合、窒化処理工程において鋼板内部での窒素量が十分に確保である。そのため、二次再結晶直前での微細ＡｌＮが十分に得られる。その結果、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）において二次再結晶が十分に発現する。なお、窒化処理工程における、窒化処理温度での保持時間は特に限定されないが、たとえば、１０～６０秒である。

［レーザー照射工程（磁区細分化処理工程）］
本実施形態による方向性電磁鋼板１はさらに、必要に応じて、仕上げ焼鈍工程（Ｓ６）後、又は、絶縁被膜形成工程（Ｓ７）後に、レーザー照射工程（磁区細分化処理工程）を実施してもよい。レーザー照射工程では、方向性電磁鋼板１の表面に、磁区細分化効果のあるレーザー光を照射したり、表面に溝を形成したりする。この場合、さらに磁気特性に優れる方向性電磁鋼板１が製造できる。

以下に、本発明の態様を実施例により具体的に説明する。これらの実施例は、本発明の効果を確認するための一例であり、本発明を限定するものではない。

［各試験番号の方向性電磁鋼板１の製造］
化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０３０～０．１０％、Ｓｉ：３．０～３．５％、Ｍｎ：０．０２～０．９０％、Ｎ：０．００５～０．０３％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２００～０．３％、Ｓ：０．００５～０．０３％、Ｐ：０．００５～０．０３０％を含有するスラブを製造した。スラブに対して熱間圧延工程を実施した。具体的には、スラブを１３５０℃に加熱した後、スラブに対して熱間圧延を実施して、板厚２．３ｍｍの熱延鋼板を製造した。熱間圧延工程後の熱延鋼板に対して、９００～１２００℃の焼鈍温度で、保持時間が１０～３００秒の熱延板焼鈍工程を実施した。その後、冷間圧延工程を実施して、鋼番号Ａ１～Ａ２０の板厚を０．２２ｍｍとし、鋼番号Ａ２１～Ａ４０の板厚０．１９ｍｍとする冷延鋼板を製造した。冷延鋼板に対して、後述の条件にて、脱炭焼鈍工程を実施した。その後、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布して、仕上げ焼鈍工程を実施した。仕上げ焼鈍工程での仕上げ焼鈍温度は１２００℃であり、仕上げ焼鈍温度での保持時間は２０時間であった。さらに、仕上げ焼鈍工程の冷却後の方向性電磁鋼板の表面（グラス被膜上）に、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする絶縁コーティング剤を塗布した後、焼付けを実施した。以上の工程により、各試験番号の方向性電磁鋼板を製造した。

各試験番号の方向性電磁鋼板の製造工程中の脱炭焼鈍工程での、昇温速度ＨＲ１（℃／秒）、昇温到達温度Ｔ１（℃）、冷却速度ＣＲ１（℃／秒）、保持温度Ｔ３（℃）、保持時間ｔ３（秒）は表１に示すとおりであった。なお、脱炭焼鈍工程において、冷却停止温度Ｔ２はいずれの試験番号においても室温（１０～２０℃）であった。また、最終脱炭焼鈍工程における脱炭焼鈍温度Ｔ４はいずれの試験番号も８００℃であり、保持時間ｔ４はいずれの試験番号も１５０秒であった。

［母材鋼板の化学組成の分析］
各試験番号の方向性電磁鋼板の母材鋼板の化学組成を、次の方法により求めた。始めに、各試験番号の方向性電磁鋼板から、張力付与絶縁被膜を除去した。具体的には、方向性電磁鋼板を、ＮａＯＨ：３０～５０質量％及びＨ_２Ｏ：５０～７０質量％を含有し、８０～９０℃の水酸化ナトリウム水溶液に、７～１０分間浸漬した。浸漬後の方向性電磁鋼板（張力付与絶縁被膜が除去された方向性電磁鋼板）を水洗した。水洗後、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させた。

次に、張力付与絶縁被膜を備えていない方向性電磁鋼板から、グラス被膜を除去した。具体的には、方向性電磁鋼板を、３０～４０質量％のＨＣｌを含有し、８０～９０℃の塩酸水溶液に、１～１０分浸漬した。これにより、母材鋼板からグラス被膜が除去された。浸漬後の母材鋼板を水洗した。水洗後、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させた。以上の工程により、方向性電磁鋼板から、母材鋼板を取り出した。

母材鋼板の化学組成を、周知の成分分析法により求めた。具体的には、ドリルを用いて、母材鋼板から切粉を生成し、その切粉を採取した。採取された切粉を酸に溶解させて溶液を得た。溶液に対して、ＩＣＰ－ＡＥＳを実施して、化学組成の元素分析を実施した。なお、母材鋼板の化学組成中のＳｉについては、ＪＩＳ Ｇ １２１２（１９９７）に規定の方法（けい素定量方法）により求めた。具体的には、上述の切粉を酸に溶解させると、酸化ケイ素が沈殿物として析出した。この沈殿物（酸化ケイ素）をろ紙で濾し取り、質量を測定して、Ｓｉ含有量を求めた。Ｃ含有量及びＳ含有量については、周知の高周波燃焼法（燃焼－赤外線吸収法）により求めた。具体的には、上述の溶液を酸素気流中で高周波加熱により燃焼して、発生した二酸化炭素、二酸化硫黄を検出し、Ｃ含有量及びＳ含有量を求めた。Ｎ含有量については、周知の不活性ガス溶融－熱伝導度法を用いて求めた。Ｏ含有量については、周知の不活性ガス融解－非分散型赤外線吸収法を用いて求めた。以上の分析法により、母材鋼板１０の化学組成を求めた。各試験番号の鋼板（母材鋼板）の化学組成（鋼番号Ａ１～Ａ４０）は表２に示すとおりであった。なお、表２中の「－」は、対応する元素含有量が検出限界未満であったことを示す。

以上の製造方法で製造された方向性電磁鋼板に対して、次の評価試験を実施した。

［ゴス方位結晶粒指数測定試験］
各試験番号の方向性電磁鋼板１のゴス方位結晶粒指数を、次の方法で求めた。始めに、各試験番号の方向性電磁鋼板１から、６０ｍｍ×長さ３００ｍｍのサンプルを採取した。サンプルに対して第１の歪取焼鈍を実施した。第１の歪取焼鈍では、熱処理温度を８００℃とし、熱処理温度での保持時間を２時間とした。なお、歪取焼鈍を実施した熱処理炉の雰囲気は、窒素雰囲気とし、露点は－２０℃とした。

歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板１の表面に対して、第１のレーザー照射を実施して、第１の熱歪を導入した。具体的には、図２に示すレーザー照射により、方向性電磁鋼板１の表面に、ピッチが４．０ｍｍ、傾斜角Ａ＝１．６°であり、幅が５０～９０μｍの第１の熱歪を導入した。第１の熱歪を導入するときのレーザー光源は、ファイバレーザーとした。レーザー照射のパワー密度Ｉｐを５０００（Ｗ／ｍｍ^２）とし、投入エネルギーＵｐを０．００６（Ｊ／ｍ）とした。

ピッチ４．０ｍｍ、傾斜角Ａ＝１．６°、幅５０～９０μｍの熱歪が導入された方向性電磁鋼板１に対して、ＪＩＳ Ｃ２５５６（２０１１）に準拠して、周波数を５０Ｈｚ、最大磁束密度を１．７Ｔとしたときの鉄損Ｗ１（Ｗ／ｋｇ）を測定した。

次に、鉄損Ｗ１を測定した方向性電磁鋼板１から、張力付与絶縁被膜１２を除去した。具体的には、方向性電磁鋼板１を、ＮａＯＨ：４０質量％及びＨ_２Ｏ：６０質量％を含有し、８０～９０℃の水酸化ナトリウム水溶液に、７分間浸漬した。浸漬後の方向性電磁鋼板１を水洗した。水洗後、温風のブロアーで１分間弱、乾燥させた。以上の方法により母材鋼板１０とグラス被膜１１とを備え、張力付与絶縁被膜１２を備えていない方向性電磁鋼板２を準備した。

準備した方向性電磁鋼板２に対して、第２の歪取焼鈍を実施した。第２の歪取焼鈍の条件は、方向性電磁鋼板１に対して実施した第１の歪取焼鈍の条件と同じとした。第２の歪取焼鈍では、熱処理温度を８００℃とし、熱処理温度での保持時間を２時間とした。なお、歪取焼鈍を実施した熱処理炉の雰囲気は、窒素雰囲気とし、露点は－２０℃とした。

歪取焼鈍が実施された方向性電磁鋼板２に対して、第１のレーザー照射と同じ条件で、第２のレーザー照射を実施し、方向性電磁鋼板２の表面において、第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪を導入した。具体的には、第２の熱歪を導入するときのレーザー光源は、ファイバレーザーとした。レーザー照射のパワー密度Ｉｐを５０００（Ｗ／ｍｍ^２）とし、投入エネルギーＵｐ＝０．００６（Ｊ／ｍ）とした。その結果、ピッチが４．０ｍｍ、傾斜角Ａ＝１．６°であり、幅が５０～９０μｍの第２の熱歪を導入した。第２の熱歪が形成された張力付与絶縁被膜を有さない方向性電磁鋼板２に対して、ＪＩＳ Ｃ２５５６（２０１１）に準拠して、周波数を５０Ｈｚ、最大磁束密度を１．７Ｔとしたときの鉄損Ｗ２（Ｗ／ｋｇ）を測定した。得られたＷ１及びＷ２を用いて、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１を求めた。求めたＦ１を表１に示す。

［騒音特性測定試験］
各試験番号の方向性電磁鋼板１に対して、騒音特性を評価した。具体的には、方向性電磁鋼板から幅６０ｍｍ×長さ３００ｍｍのサンプルを採取した。サンプルに対して、ゴス方位結晶粒指数測定試験と同じ条件で歪取焼鈍及びレーザー照射を実施した。サンプルの長さ方向は圧延方向ＲＤに対応し、幅方向は板幅方向ＴＤに対応した。特許文献４に記載の磁歪測定装置を用いて、交流磁歪測定法により磁歪を測定した。具体的には、図８に示す磁歪測定装置５０を使用した。磁歪測定装置５０は、レーザードップラ振動計５１と、励磁コイル５２と、励磁電源５３と、磁束検出コイル５４と、増幅器５５と、オシロスコープ５６とを備えた。

サンプルＳＡの長手方向の一端を固定治具５７に固定した。励磁コイル５２に接続された励磁電源５３によりサンプルＳＡを励磁した。このとき、磁束検出コイル５４の起電力を増幅器５５で増幅して、磁束密度信号として、オシロスコープ５６に入力した。また、サンプルＳＡを励磁中において、固定治具５７に固定されたサンプルの長手方向の他端（自由端）に、レーザードップラ振動計５１からレーザー５１０を照射して、励磁中のサンプルＳＡの伸縮運動（磁歪波形）を得た。得られた磁歪波形を磁歪信号として、オシロスコープ５６に入力した。

圧延方向に最大磁束密度が１．７Ｔとなるように、サンプルＳＡに交流磁界を印加した。磁区の伸縮によるサンプルの長さの変化を、レーザードップラ振動計５１で測定し、磁歪信号を得た。得られた磁歪信号をフーリエ解析して、磁歪信号の各周波数成分ｆｎ（ｎは１以上の自然数）の振幅Ｃｎを求めた。各周波数成分ｆｎのＡ補正係数αｎを用いて、次式で示される磁歪速度レベルＬＶＡ（ｄＢ）を求めた。
ＬＶＡ＝２０×Ｌｏｇ（√（Σ（ρｃ×２π×ｆｎ×αｎ×Ｃｎ／√２）^２）／Ｐｅ０）
ここで、ρｃは固有音響抵抗であり、ρｃ＝４００とした。Ｐｅ０は最小可聴音圧であり、Ｐｅ０＝２×１０^－５（Ｐａ）を用いた。Ａ補正係数αｎは、ＪＩＳ Ｃ １５０９－１（２００５）の表２に記載の値を用いた。

得られた磁歪速度レベル（ＬＶＡ）に基づいて、以下の基準に則して騒音特性を評価した。
ＶＧ（Ｖｅｒｙ Ｇｏｏｄ）：５０．０ｄＢＡ未満
Ｇ（Ｇｏｏｄ）：５０．０以上～５５．０ｄＢＡ未満
Ｆ（Ｆｉｎｅ）：５５．０以上６０．０ｄＢＡ未満
Ｂ（Ｂａｄ）：６０．０ｄＢＡ以上
上記評価において、Ｆ以上を合格とした。

［磁束密度Ｂ８測定試験］
各試験番号の方向性電磁鋼板から、幅６０ｍｍ×長さ３００ｍｍのサンプルを採取した。採取されたサンプルを用いて、ＪＩＳ Ｃ２２５６（２０１１）に準拠して、単板磁気特性試験（ＳＳＴ試験）により、磁束密度（Ｔ）を求めた。具体的には、サンプルに８００Ａ／ｍの磁場を付与して、磁束密度（Ｔ）を求めた。測定の結果、磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ未満の試験番号の方向性電磁鋼板を不合格とし、ゴス方位結晶粒指数測定試験及び騒音特性測定試験を実施しなかった。

［試験結果］
試験結果を表１及び表２に示す。表１及び表２を参照して、試験番号１～４０の方向性電磁鋼板では、化学組成が適切であった。さらに、製造条件が適切であった。そのため、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たした。その結果、騒音特性はいずれもＦ以上であり、優れた騒音特性が得られた。

なお、試験番号１～４６のうち、Ｆ１（＝｜Ｗ２－Ｗ１｜）が０．０２４以下である試験番号６～１７、２６～３７は、Ｆ１が０．０２４を超えた試験番号１～５、１８～２５、３８～４０と比較して、騒音特性がさらに優れていた。さらに、試験番号６～１７、２６～３７のうち、Ｆ１が０．０１８未満の試験番号１６、１７、３２～３７では、Ｆ１が０．０１８以上であった試験番号６～１５、２６～３１と比較して、騒音特性がさらに優れていた。

一方、試験番号４１では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）のゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）における昇温速度ＨＲ１が遅すぎた。そのため、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たさず、騒音特性が低かった。

試験番号４２では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）のゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）における昇温到達温度Ｔ１が低すぎた。そのため、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たさず、騒音特性が低かった。

試験番号４３では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）のゴス方位結晶粒増加工程（Ｓ４１）における冷却速度ＣＲ１が遅すぎた。そのため、磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ未満となった。冷却速度ＣＲ１が遅すぎて十分に脱炭されなかったため、二次再結晶不良が生じたと考えられる。

試験番号４４では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）のゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）における保持温度Ｔ３が低すぎた。そのため、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たさず、騒音特性が低かった。

試験番号４５では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）のゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）における保持温度Ｔ３が高すぎた。そのため、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たさず、騒音特性が低かった。

試験番号４６では、脱炭焼鈍工程（Ｓ４）のゴス方位結晶粒成長工程（Ｓ４２）における保持時間ｔ３が短すぎた。そのため、ゴス方位結晶粒指数Ｆ１が式（１）を満たさず、騒音特性が低かった。

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

１，２ 方向性電磁鋼板
１０ 母材鋼板
１１ グラス被膜
１２ 張力付与絶縁被膜

Claims (5)

1. 方向性電磁鋼板であって、
   母材鋼板と、
   前記母材鋼板上に形成されているグラス被膜と、
   前記グラス被膜上に形成されている張力付与絶縁被膜とを備え、
   前記母材鋼板の化学組成は、質量％で、
   Ｃ：０．０１０％以下、
   Ｓｉ：２．５０～４．００％、
   Ｍｎ：０．０１～１．００％、
   Ｎ：０．０１０％以下、
   ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下、
   Ｓ：０．０１０％以下、
   Ｐ：０．０３０％以下、
   Ｃｒ：０～０．５０％、
   Ｓｎ：０～０．５０％、
   Ｃｕ：０～０．５０％、
   Ｓｅ：０～０．０２０％、
   Ｓｂ：０～０．５０％、及び、
   残部がＦｅ及び不純物からなり、
   ８００Ａ／ｍの磁場を付与したときの磁束密度Ｂ８が１．９０Ｔ以上であり、
   前記方向性電磁鋼板に対して、８００℃で２時間保持する第１の歪取焼鈍を実施した後、第１のレーザー照射を実施して、前記方向性電磁鋼板の板幅方向に０．０～３．０°の傾斜角Ａで交差し、３０～１００μｍの幅を有する第１の熱歪を３．０～６．０ｍｍピッチで導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ１（Ｗ／ｋｇ）と定義し、
   前記方向性電磁鋼板から前記張力付与絶縁被膜を除去し、前記張力付与絶縁被膜が除去された前記方向性電磁鋼板に対して前記第１の歪取焼鈍と同じ条件で第２の歪取焼鈍を実施した後、前記第１のレーザー照射と同じ条件で第２のレーザー照射を実施して、前記第１の熱歪と同じ傾斜角Ａ、同じ幅、及び同じピッチで、第２の熱歪を導入したときの周波数５０Ｈｚ及び最大磁束密度１．７Ｔでの鉄損をＷ２（Ｗ／ｋｇ）と定義したとき、式（１）を満たす、
   方向性電磁鋼板。
   ｜Ｗ２－Ｗ１｜≦０．０３０（Ｗ／ｋｇ）・・・式（１）
2. 請求項１に記載の方向性電磁鋼板であって、
   前記第１のレーザー照射では、レーザー出力をＰ（Ｗ）と定義し、ビーム照射径をＳ（ｍｍ^２）と定義した場合、式（２）で定義されるパワー密度Ｉｐ（Ｗ／ｍｍ^２）を３０００～６０００Ｗ／ｍｍ^２とし、レーザー走査速度をＶｓ（ｍｍ／ｓ）と定義した場合、式（３）で定義される投入エネルギーＵｐ（Ｊ／ｍｍ）を０．００５～０．０５０Ｊ／ｍｍとする、
   方向性電磁鋼板。
   Ｉｐ＝（４／π）×（Ｐ／Ｓ）・・・式（２）
   Ｕｐ＝Ｐ／Ｖｓ・・・式（３）
3. 請求項１又は請求項２に記載の方向性電磁鋼板であって、
   前記方向性電磁鋼板の前記母材鋼板の板厚は、０．１７～０．２２ｍｍである、
   方向性電磁鋼板。
4. 請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板であって、
   前記母材鋼板の前記化学組成は、
   Ｃｒ：０．０１～０．５０％、
   Ｓｎ：０．０１～０．５０％、及び、
   Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
   からなる群から選択される１元素又は２元素以上を含有する、
   方向性電磁鋼板。
5. 請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板であって、
   前記母材鋼板の前記化学組成は、
   Ｓｅ：０．００１～０．０２０％、及び、
   Ｓｂ：０．０１～０．５０％、
   からなる群から選択される１元素以上を含有する、
   方向性電磁鋼板。

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