JPH0681040A

JPH0681040A - 鏡面高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0681040A
Application number: JP7738992A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nagashima; 武雄長島; Yoshiyuki Ushigami; 義行牛神; Shuichi Yamazaki; 修一山崎; Hiroyasu Fujii; 浩康藤井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間の仕上げ焼鈍で高磁束密度方向性電磁
鋼板を得る。【構成】Ｓｉ：２〜４．８％、酸可溶性Ａｌ：０．０
８〜０．０２０％、Ｎ≦０．０１０％、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物からなり、熱延鋼帯での酸可溶性Ａｌから
Ｎ当量のＡｌを引いた酸可溶性Ａｌの量が０．０１％以
下とする。冷間圧延後、一次再結晶焼鈍を行い、同工程
で生じる鋼板表面の酸化層を酸洗等で除去し、アルミナ
を主体とする焼鈍分離剤を塗布して、中性或いは、還元
性雰囲気で仕上げ焼鈍の昇温速度を５０℃／Hr以上で９
２０〜１１５０℃まで昇温し、昇温中に雰囲気中のＮ₂
％を以前のＮ₂％より高くして９５０〜１１５０℃で、
５時間以上保持する。なお、インヒビター強化のため酸
化層除去前に、アンモニアによる窒化を行うと良い。【効果】短時間で高磁束密度方向性電磁鋼板が得ら
れ、磁区細分化処理及び張力コーティングを施すこと
で、超低鉄損材料となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁束密度が高く鉄損が
極めて低い方向性珪素鋼板（以下方向性電磁鋼板と云
う）に関するものである。特に、二次再結晶工程（仕上
げ焼鈍工程）で、その鋼板表面にフォルステライト（以
下、グラスと云う）被膜を形成させず、同時に、サーマ
ルエッチングにより鋼板表面を鏡面とした状態で同工程
を完了させ、その後、磁区細分化、張力コーティング等
の処理を行い、鉄損特性の改善を図ろうとするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は、電気機器の磁気鉄心
として多用され、エネルギーロスを少なくすべく、改善
が繰り返されてきた。方向性電磁鋼板の鉄損を低減する
手段として、仕上げ焼鈍後の材料表面にレーザービーム
を照射し、局部歪を与え、それによって磁区を細分化し
て鉄損を低下させる方法が、例えば特開昭５８−２６４
０５号公報に開示されている。

【０００３】また局部歪は、通常行われる加工後の応力
除去焼鈍（歪取り焼鈍）によって除去されるので、磁区
細分化効果が消失する。この改善策、すなわち応力除去
焼鈍しても磁区細分化効果が消失しない手段が、例え
ば、特開昭６２−８６１７号公報に開示されている。

【０００４】さらに鉄損値の低減を図るためには、鋼板
表面近傍の磁区の動きを阻害する地鉄表面の凹凸を取り
除くこと（平滑化）が重要である。平滑化の最も高いレ
ベルが鏡面である。仕上げ焼鈍後の材料表面を平滑化
（鏡面化）する方法としては、特開昭６４−８３６２０
号公報に開示されている化学研磨、電解研磨等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、鋼板表面を鏡面
化（平滑化）する方法としては、前記化学研磨、電解研
磨の他にブラシ研磨、サンドペーパー研磨、研削等の化
学的或いは物理的方法がある。しかしながら、これらの
方法は、小試片、少量の試料を作るには適するが、工業
的に多量生産される金属ストリップ等の表面鏡面化（平
滑化）のためには、諸々の困難を伴う。

【０００６】最も平滑化できるとされる化学的方法、即
ち、化学研磨においては、薬剤濃度管理、排水処理等の
環境問題、また物理的方法においては、工業的に大きな
面積を持つ表面を同一基準で平滑化（鏡面化）すること
は、極めて困難である。

【０００７】本発明は、これらの問題を排して、工業的
生産規模で方向性電磁鋼板の表面を鏡面化（平滑化）す
る方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】当然ながら鏡面化（平滑
化）のために、磁気特性が失われてはならない。本発明
においては、仕上げ焼鈍工程で同時に目的を達成しよう
とするものである。すなわち、二次再結晶の方位を制御
し、極度に高い磁束密度を得、かつ鏡面（平滑表面）を
得ようとするものである。

【０００９】本発明の特徴とするところは、仕上げ焼鈍
時に鏡面（平滑表面）を得るところにある。すなわち、
通常行われているＭｇＯを主体とする焼鈍分離剤を用い
ずに、Ａｌ₂Ｏ₃等のＳｉＯ₂と反応しない或いは、反
応しにくい物質を焼鈍分離剤として用いて、雰囲気中の
Ｎ₂分圧（％）を特化した仕上げ焼鈍を行い、高い磁束
密度の方向性電磁鋼板を得ると同時に、鋼板の表面にグ
ラス（フォルステライト）被膜を形成させずに、金属表
面を露出させた状態で二次再結晶させ、同時にサーマル
エッチングにより金属表面を鏡面（平滑化）することを
特徴とする。

【００１０】即ち本発明はＳｉ：２．０〜４．８重量
％、酸可溶性Ａｌ：０．００８〜０．０２０重量％、Ｎ
≦０．０１０重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から
なる珪素熱延鋼帯を必要に応じて焼鈍した後、１回また
は中間焼鈍をはさむ２回以上の冷間圧延を行い、所定の
板厚とし、次いで一次再結晶焼鈍を行った後焼鈍分離剤
を塗布し、仕上げ焼鈍を施す方向性珪素鋼板の製造にお
いて、熱延鋼帯での酸可溶性ＡｌからＮ当量のＡｌを引
いた酸可溶性Ａｌの量を０．０１０重量％以下とし、一
次再結晶焼鈍後、同焼鈍工程で生じる鋼板表面の酸化膜
を除去し、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）を焼鈍分離剤として
塗布し、中性或いは、還元性雰囲気で仕上げ焼鈍の昇温
速度を５０℃／Hr以上で９２０〜１１５０℃まで昇温
し、昇温中或いは該温度に到達時、雰囲気のＮ₂％を以
前のＮ₂％より高くし、該温度で５時間以上保持するこ
とである。

【００１１】ここで、鋼板表面の酸化膜を除去する方法
は、酸洗とすることが有利で、特に、フッ酸を混入した
酸で酸洗することが一次再結晶焼鈍時生ずる鋼板表面の
酸化層を除去するのに有効である。一次再結晶焼鈍から
鋼板表面の酸化膜を除去する工程に入る前にアンモニア
による窒化処理を行うこと及び昇温時の雰囲気中のＮ₂
を５％以上とすることは、インヒビター強化の面から有
効である。焼鈍分離剤の塗布を静電塗布とすることもグ
ラス被膜を生成しないこと及びインヒビター劣化防止の
面から有効である。焼鈍分離剤としてＭｇＯ以外のアル
カリ土金属の酸化物を用いることができる。

【００１２】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明者等は、仕上げ焼鈍中のインヒビター（析出物）の
挙動を詳しく調べたところ、鋼中Ｎ量の多い場合は、析
出物としてＡｌＮの他に窒化珪素が生成し、鋼中Ｎ量の
少ない場合は、析出物としては、ＡｌＮのみであること
が分かった。しかしながら窒化珪素は熱力学から分かる
ように、高温で不安定で通常９００℃以上では、分解し
て安定に存在しない。

【００１３】従って９００℃以上で二次再結晶させるた
めのインヒビターとしては、窒化珪素は不適であり、Ａ
ｌＮが有効である。しかしながら、ＡｌＮは、鋼板表面
（界面）におけるＡｌの酸化により劣化することが本発
明者等の実験で分かっている。

【００１４】前記するように酸可溶性Ａｌは焼鈍雰囲気
中の微量の酸素（水分）を捕えてＡｌ₂Ｏ₃となる。二
次再結晶に必要な温度まで短時間で昇温し、酸可溶性Ａ
ｌと焼鈍雰囲気中の酸素との反応時間を短くし、インヒ
ビター劣化を抑えることが有効である。本発明者等の実
験では５０℃／Hr以上の急速加熱が有効で、これ未満で
は、インヒビター劣化が大きく、十分な磁束密度の方向
性電磁鋼板が得られなかった。

【００１５】鋼板界面におけるＡｌの酸化は、一次再結
晶焼鈍時生ずる鋼板表面酸化層の酸素及び焼鈍雰囲気中
の酸素が酸素の供給源となってＡｌを酸化させている。
従って、一次再結晶焼鈍時生ずる酸化層を除去すれば、
酸素の供給源が少なくなり、高温まで強いインヒビター
強度が保持できるのである。なおインヒビター強度とし
て鋼中酸可溶性Ａｌ濃度を示すが、Ａｌは、ＡｌＮ，
（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎ等の化合物（析出物）を形成して、イ
ンヒビターとなっているので、酸可溶性Ａｌ量がインヒ
ビター強度を示す指標と考えて良い。

【００１６】さらに、本発明者らは、インヒビター劣化
の律速過程を詳しく調査したところ、前記の鋼板界面に
おけるＡｌの酸化以外に鋼中窒素及び焼鈍雰囲気中の窒
素量にも影響されることが分かった。なお、焼鈍雰囲気
中の窒素量は鋼板界面を通して鋼中の窒素量を増加させ
ているものであり、その効果は、当初から鋼中に入って
いる窒素と同じである。

【００１７】鋼中窒素及び焼鈍雰囲気中の窒素は、Ａｌ
Ｎ等の析出物を増加させてＡｌを固定し、Ａｌの鋼板界
面への移動を少なくするために、Ａｌの酸化が抑制され
るのである。

【００１８】従って、仕上げ焼鈍中の鋼中酸可溶性Ａｌ
量は、窒素分圧の高い方が、劣化は少なく、高温までイ
ンヒビターは強い。本発明の主旨とするところの一つで
ある高い磁束密度を得るためには、インヒビターは、強
い方が良いのであるが、強く一定に維持されることが望
ましい。但し、強すぎていつまでも二次再結晶しないよ
うではいけない。二次再結晶する強度で強く保持される
ことが高い磁束密度を得るための条件である。

【００１９】ここで本発明者らが熱延鋼帯での酸可溶性
ＡｌからＮ当量のＡｌを引いた酸可溶性Ａｌの量を０．
０１０重量％以下とした理由について述べる。

【００２０】図１は、一次再結晶焼鈍後アンモニアによ
る窒化処理をした後の鋼板内部の析出物を抽出して、電
子顕微鏡で５０００倍に拡大した写真である。大きな析
出物は熱延鋼帯時に既に存在するＮとＡｌが結合してＡ
ｌＮとなって成長したものである。小さい析出物はアン
モニア窒化によって新しく生成したＡｌＮである。

【００２１】熱延鋼帯に存在するＡｌＮは、鋼成分を決
める製鋼から長い時間高温に晒されてきているので、い
わゆるオストワルド成長をして大きなＡｌＮ粒子に成長
したのである。一次再結晶焼鈍後窒化によって形成され
たＡｌＮは、まだオストワルド成長が十分でなく、小さ
いままで存在する。

【００２２】周知のようにインヒビター効果は析出物の
量に比例し、その大きさに反比例する。従って、熱延鋼
帯に存在するＡｌＮのインヒビター効果は、一次再結晶
後に窒化によって生成するＡｌＮのインヒビター効果よ
りはるかに小さい。

【００２３】本発明者らは、一次再結晶後に生ずるＡｌ
Ｎの量を適正化するために、熱延鋼帯に存在するＡｌＮ
以外の酸可溶性Ａｌを規定したものである。このことに
よりインヒビターとして主体となる一次再結晶後に生ず
るＡｌＮをある適正な値に定めることができた。これ
は、製造上極めて重要なことであり、すなわち、常にイ
ンヒビターを必要十分な量確保できるということであ
る。

【００２４】一次再結晶後の窒化量がある一定量以上で
あれば窒化量に関わらず、必要十分なインヒビター量を
確保できることになる。一次再結晶後アンモニア窒化或
いは、仕上げ焼鈍中の窒素分圧をコントロールして、イ
ンヒビターを確保する時にこのコントロールが極めて容
易になる。

【００２５】前述したように仕上げ焼鈍中の窒素分圧を
上げると鋼中窒素が増しＡｌの溶解が少なくなるので、
酸可溶性Ａｌの減少が抑えられるのであるが、必要以上
に化合物ＡｌＮを形成していない未化合のＡｌが存在す
ると、インヒビターとして窒化後形成するＡｌＮは過剰
になり、二次再結晶が完了するまでに長い時間を要する
か、或いは、磁束密度が低下すると言うような不都合が
生ずる。このような不都合が熱延鋼帯のＡｌＮ形成して
いない酸可溶性Ａｌを制限することで可能となる。

【００２６】インヒビター強度を強く一定に保つのは、
二次再結晶開始から終了まで方位の良い結晶（ＧＯＳＳ
粒）のみを成長させるためであり、二次再結晶開始から
終了までにインヒビターが弱体化すると方位の悪い粒ま
で成長し、製品鋼板の磁束密度が下がる。インヒビター
であるＡｌＮの溶解度は、当然ながら鋼板温度の上昇と
共に大きくなり、必然的にインヒビターは劣化する。

【００２７】この方策として、温度が上昇するに従い窒
素の分圧を上げて鋼板中の窒素量を増やし、析出物とし
てのＡｌＮを一定に維持することが望ましい。しかしな
がら、本発明の主旨とするところの一つである鏡面を得
るには、窒素分圧があまり高くなり過ぎてはいけない。

【００２８】インヒビターを一定の強さで二次再結晶さ
せるという点でＡｌＮの溶解度が変化しない、すなわち
インヒビター強度が変わらない一定温度での二次再結晶
は極めて有効である。

【００２９】前記するように、ＡｌＮの溶解度は、一定
温度に保持すれば変わらないが、酸可溶性Ａｌは雰囲気
中の酸素或いは、鋼板表面のＡｌより酸素親和性の小さ
い元素の酸化物より酸素をとり、Ａｌ₂Ｏ₃となって減
少してゆき、インヒビターは劣化する。従って、この場
合も、窒素分圧を上げてＡｌＮの溶解を抑え、酸可溶性
Ａｌの減少を抑制しなければならない。

【００３０】以下、実施条件について述べる。一次再結
晶焼鈍時、鋼板表面にできる酸化層を除去する方法とし
ては、機械研磨、例えば、ブラシ研磨、サンドペーパー
研磨、研削等があり、本目的には有効であるが、工業上
種々の困難を伴い、あまり実用的でない。

【００３１】本発明者等は、酸洗による方法が極めて有
効であることに気付いた。これは、熱延鋼帯或いは、鋼
板等の連続酸洗ラインが既に実用化されているからであ
る。また、酸洗液（酸洗溶液）としては、塩酸、硫酸、
硝酸等の鉱酸が有効であるが、鋼板表面にできる酸化層
は、主にＳｉＯ₂を主体とした酸化物であるために塩
酸、硫酸、硝酸等の鉱酸だけでは、酸洗しにくい。これ
らの酸にフッ酸を混合すると極めて効率的、すなわち、
高速で酸化層を除去することができる。

【００３２】また、一次再結晶焼鈍後から仕上げ焼鈍前
にアンモニアにより窒化処理を行い、インヒビターを強
化することは有効である。これは、一次再結晶完了時の
インヒビター強度では、二次再結晶のためには不十分
で、また仕上げ焼鈍中の窒素分圧を上げてインヒビター
を強化或いは、劣化防止しても二次再結晶時に十二分な
インヒビターを確保できない。このため一般にアンモニ
ア処理によるインヒビター強度が、磁気特性を向上させ
る。

【００３３】二次再結晶進行時に必要なインヒビターを
確保するために、昇温時に焼鈍雰囲気中に窒素ガスを５
％以上９５％以下入れるのが望ましいが、水素ガス１０
０％でも良い。なお、窒素ガス５％未満では、インヒビ
ターの強化或いは劣化防止には効果が薄い。

【００３４】なお、中性或いは還元性雰囲気とは、窒
素、酸素、水分、水素、アルゴン等の不活性ガスの内か
ら１種或いは２種以上のガスの混合物で、珪素の酸化還
元に対して中性或いは還元性であるガス組成をいう。一
般に電磁鋼板の仕上げ焼鈍では、窒素及び水素ガスが用
いられるので、この両ガスの０％から１００％までの組
み合わせである。

【００３５】窒素分圧を調整するために、この両ガスの
組み合わせにアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを混合
しても何等支障はない。中性或いは還元性雰囲気とする
のは、鋼中Ａｌの減少防止及び、鋼中の珪素を酸化させ
て表面にＳｉＯ₂を作らないか或いは増加させないため
である。

【００３６】本発明においては、一次再結晶焼鈍後、鋼
板表面の酸化層を除去するので、仕上げ焼鈍前の鋼板表
面にＳｉＯ₂は、存在しないが仕上げ焼鈍炉中の僅かな
酸素或いは、水分によって仕上げ焼鈍中に小量のＳｉＯ
₂が生成する。ここにＭｇＯが存在するとフォルステラ
イト被膜（グラス被膜）を形成するので、焼鈍分離剤と
してはＳｉＯ₂と反応しないか或いは、反応しにくい物
質が必要である。

【００３７】この目的に合致するものとしては、Ａｌ₂
Ｏ₃（アルミナ）が最も良い。なお、アルミナに下記物
質等を若干添加することは何等差し障りない。さらに本
発明の主旨とするところの鏡面を得ると言う観点から
は、ＢａＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ等のアルカリ土金属の酸化
物粉末が有効であった。

【００３８】また、鋼板表面に被膜を作らないために
は、反応性の小さい物質状態、例えば粉末の粒度を大き
くするとか水和物を作ることなく鋼板表面に塗布する方
法が有効であった。水和物を作ることなく鋼板表面に焼
鈍分離剤を塗布する方法として静電塗布は、極めて有効
であった。

【００３９】仕上げ焼鈍における二次再結晶可能な温度
までの昇温速度は、高速であればあるほどインヒビター
の劣化が少なく好都合であった。昇温速度１５℃／Hr未
満では、インヒビターの劣化が著しく二次再結晶時に必
要なインヒビターが確保されず、十分な二次再結晶が得
られず鋼板の磁束密度（Ｂ₈）は低かった。本発明の主
旨の一つである高い磁束密度を得るという点では、５０
℃／Hr以上の昇温速度が必要であった。

【００４０】二次再結晶させるために一定の温度で保持
することは、高い磁束密度を得るためには特に有効であ
る。これは、インヒビターの劣化を防止して適度なイン
ヒビター強度で二次再結晶させるものである。この温度
は、９２０℃未満では二次再結晶完了までの時間が長く
なり過ぎて実用的でなくなる。また、１１５０℃超で
は、インヒビターの劣化が著しくなり過ぎて二次再結晶
完了まで必要なインヒビターを確保できない。

【００４１】二次再結晶させるための保持時間は５時間
以上必要で、これより短い時間では保持時間内に完了し
ない。該保持温度に到達したとき、前記するようにイン
ヒビターの劣化を抑え、インヒビター強度を一定にする
ために窒素分圧を昇温時より高くする。

【００４２】ただし、窒素分圧は高くすれば、高いほど
良いというものではない。あまり高くするとインヒビタ
ーが強くなり過ぎて二次再結晶完了までに時間がかかり
過ぎることや、二次再結晶しない等の不都合を生ずる。
昇温時の窒素分圧にリンクして該温度保持時の窒素分圧
を上げなければならない。なお、二次再結晶完了後、純
化及び鋼板表面の鏡面化を完全にするために水素濃度を
上げ、１２００℃付近で数時間保持することは、極めて
有効である。

【００４３】本発明における鋼成分は、Ｓｉ：２．０〜
４．８重量％、酸可溶性Ａｌ：０．００８〜０．０２０
重量％、Ｎ≦０．０１０重量％、残部Ｆｅ及び不可避的
不純物からなり、それ以外の元素は、特に限定しない。
Ｓｉは電気抵抗を高め鉄損を下げるうえで重要である
が、４．８％超では、冷間圧延時に割れ易くなる。一
方、２．０％未満では、電気抵抗が低く鉄損を下げるう
えで問題がある。

【００４４】酸可溶性Ａｌは、インヒビター構成元素で
重要であり、窒素、珪素等と化合して、ＡｌＮ，（Ａ
ｌ，Ｓｉ）Ｎ等の析出物を作り、インヒビターの役割を
果たす。インヒビター強度の面、すなわち、磁束密度が
高くなる範囲として、０．００８〜０．０２０重量％で
ある。

【００４５】窒素は、０．０１０重量％超では、ブリス
ターと呼ばれる空孔を鋼板中に生ずるのでこの範囲が最
適である。また、インヒビター構成元素として、Ｍｎ，
Ｓ，Ｓｅ，Ｓｎ，Ｂ，Ｂｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｐ等を添加す
ることができる。

【００４６】以下、本発明の実施態様を述べる。Ｓｉ：
２．０〜４．８重量％、酸可溶性Ａｌ：０．００８〜
０．０２０重量％、Ｎ≦０．０１０重量％、残部Ｆｅ及
び不可避的不純物からなる溶鋼を、通常の工程で、もし
くは、連続鋳造して熱延鋼板或いは、熱延鋼帯とする。
この熱延鋼板或いは、熱延鋼帯は、７５０℃〜１２００
℃の温度域で、３０秒〜３０分間磁束密度向上のための
焼鈍が行われる。続いて、これらの熱延鋼板或いは、熱
延鋼帯は、冷間圧延される。冷間圧延は、特公昭４０−
１５６４４号公報に開示されているように最終冷間圧延
率８０％以上とする。

【００４７】冷間圧延後の材料は、通常鋼中の炭素を除
去するために湿水雰囲気中で、７５０℃〜９００℃の温
度域で一次再結晶焼鈍される。この時、脱炭、一次再結
晶と共に、鋼板表面には、酸化層が形成される。この酸
化層は、湿水雰囲気すなわち水分の入った雰囲気の水分
量の程度（通常、露点で表す）によるが、いわゆる内部
酸化層を形成し鋼板表面から０．１〜６．０μｍの厚さ
になり、ここには、酸化物として、主にＳｉＯ₂が存在
する。なお一次再結晶焼鈍時形成される酸化物の酸素量
の８０〜９０％以上は、ＳｉＯ₂の形態をとっている。

【００４８】一次再結晶後の鋼板、或いは、鋼帯は、表
面の酸化層が除去される。この方法は、前記の通り物理
的及び化学的方法があるが、一般に酸洗によって行われ
る。鋼板表面の酸化層除去に先だってインヒビター強化
のためアンモニアによる窒化処理を行うことは磁束密度
向上に極めて有効である。表面の酸化層が除去された一
次再結晶板は、焼鈍分離剤が塗布されて仕上げ焼鈍炉に
入る。仕上げ焼鈍の昇温速度は、インヒビター劣化を防
止するために、なるべく大きく望ましくは、５０℃／Hr
以上である。

【００４９】仕上げ焼鈍の昇温時の雰囲気は、中性或い
は還元性とし、昇温中或いは９２０℃〜１１５０℃に到
達した時窒素分圧を昇温時のそれより高くして５時間以
上保持する。なお、窒素分圧調整のためアルゴン、ヘリ
ウム等の不活性ガスを混合することは何等差障りない。

【００５０】二次再結晶完了後、純化のため１００％水
素で高温（約１２００℃）保持される。なお、通常用い
られる焼鈍分離剤（ＭｇＯを主体とする）と異なって、
焼鈍分離剤に水分或いは、水和水分を持ち込まないよう
にできるので、仕上げ焼鈍中、除去のための工程が要ら
ず、その分仕上げ焼鈍は、短くすることができる。仕上
げ焼鈍終了後、レーザービーム照射等の磁区細分化処理
を行い、さらに張力コーティングを行う。

【００５１】

【実施例】

実施例１Ｓｉ：３．２重量％、酸可溶性Ａｌ：０．０２０重量
％、Ｎ：０．００８重量％、Ｍｎ：０．１３重量％、
Ｓ：０．００７重量％、Ｃ：０．０５重量％、残部Ｆｅ
及び不可避的不純物からなる珪素熱延鋼帯を１１００℃
で２分間焼鈍した後、冷間圧延し、０．２３mm厚とし
た。これらの冷延板を脱炭を兼ねるために湿水雰囲気と
した焼鈍炉で８２０℃で２分間焼鈍し、一次再結晶させ
た。

【００５２】次に二次再結晶を安定化させるために、ア
ンモニア雰囲気中で窒化処理を行い、全窒素量を１５０
ppm とし、インヒビターを強化した。その後、フッ酸の
混合した硫酸で鋼板表面に生成している酸化層を除去し
た。Ａｌ₂Ｏ₃：１００％からなる焼鈍分離剤を静電塗
布し、１１００℃まで、１０％Ｎ₂−９０％Ｈ₂雰囲気
で、１５０℃／Hrの昇温速度を保ちながら昇温し、１１
００℃まで昇温した。１１００℃到達後、５０％Ｎ₂
−５０％Ｈ₂雰囲気に切り換え、雰囲気を切り換えず
に、その温度で１０時間保持した。その後、１００％水
素とし、さらに１２００℃まで昇温し、この温度で１０
時間保持した。仕上げ焼鈍終了後、レーザービームを照
射し、リン酸−クロム酸系の張力コーティング処理を行
った。得られた製品の特性は、表１の通りである。

【００５３】

【表１】

【００５４】実施例２実施例１の珪素熱延鋼帯を１１００℃で２分間焼鈍した
後、冷間圧延し、０．２０mm厚とした。これらの冷延板
を、脱炭を兼ねるために湿水雰囲気とした焼鈍炉で８２
０℃で２分間焼鈍し、一次再結晶させた。次に二次再結
晶を安定化させるために、アンモニア雰囲気中で窒化処
理を行い、全窒素量を１６０ppm とし、インヒビターを
強化した。

【００５５】その後、フッ酸の混合した硫酸で鋼板表面
に生成している酸化層を除去した。Ａｌ₂Ｏ₃：１００
％からなる焼鈍分離剤を静電塗布し、１１００℃まで、
１０％Ｎ₂−９０％Ｈ₂雰囲気で、１５０℃／Hrの昇温
速度を保ちながら昇温し、１１００℃まで昇温した。

【００５６】１１００℃到達後、７５％Ｎ₂−２５％
Ｈ₂雰囲気に切り換え、雰囲気を切り換えずに、その
温度で１０時間保持した。その後、１００％水素とし、
さらに１２００℃まで昇温し、この温度で１０時間保持
した。仕上げ焼鈍終了後、レーザービームを照射し、リ
ン酸−クロム酸系の張力コーティング処理を行った。得
られた製品の特性は、表２の通りである。

【００５７】

【表２】

【００５８】実施例３Ｓｉ：３．３重量％、酸可溶性Ａｌ：０．０２０重量
％、Ｎ：０．００８重量％、Ｍｎ：０．１３重量％、
Ｓ：０．００７重量％、Ｃ：０．０５重量％、残部Ｆｅ
及び不可避的不純物からなる珪素熱延鋼帯、及びＳ
ｉ：３．３重量％、酸可溶性Ａｌ：０．０３１重量％、
Ｎ：０．００８重量％、Ｍｎ：０．１３重量％、Ｓ：
０．００７重量％、Ｃ：０．０５重量％、残部Ｆｅ及び
不可避的不純物からなる珪素熱延鋼帯の両鋼帯を１１０
０℃で２分間焼鈍した後、冷間圧延し、０．２３mm厚と
した。

【００５９】これらの冷延板を脱炭を兼ねるために湿水
雰囲気とした焼鈍炉で８２０℃で２分間焼鈍し、一次再
結晶させた。次に二次再結晶を安定化させるために、ア
ンモニア雰囲気中で窒化処理を行い、全窒素量を両鋼板
とも１８０ppm とし、インヒビターを強化した。その
後、フッ酸の混合した硫酸で鋼板表面に生成している酸
化層を除去した。

【００６０】Ａｌ₂Ｏ₃：１００％からなる焼鈍分離剤
を静電塗布し、１０５０℃まで１０％Ｎ₂−９０％Ｈ₂
雰囲気で、１５０℃／Hrの昇温速度を保ちながら昇温
し、１０５０℃まで昇温した。１０５０℃到達後、焼鈍
雰囲気を７５％Ｎ₂−２５％Ｈ₂に切り換え、その温度
で１０時間保持した。

【００６１】その後、さらに焼鈍雰囲気を１００％水素
に切り換え、さらに１２００℃まで昇温し、この温度で
さらに１０時間保持した。仕上げ焼鈍終了後、レーザー
ビームを照射し、リン酸−クロム酸系の張力コーティン
グ処理を行った。得られた製品の特性は、表３の通りで
ある。

【００６２】

【表３】

【００６３】

【発明の効果】本発明により、磁束密度が高く、磁気特
性を阻害する要因である鋼板表面の凹凸の小さい（鏡面
である）方向性電磁鋼板が容易に得られ、レーザービー
ム照射処理等の磁区細分化、張力コーティング処理によ
り極めて低鉄損の磁気材料が提供された。この方向性電
磁鋼板の製造に当たっては鋼板の鏡面化処理が通常の仕
上げ焼鈍炉中で行われるため、極めて容易であり、工業
上の価値は絶大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】一次再結晶焼鈍後、アンモニア窒化した鋼板か
ら抽出した析出物の５０００倍電子顕微鏡写真である。

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】図１は、一次再結晶焼鈍後アンモニアによ
る窒化処理をした後の鋼板内部の析出物を抽出して、電
子顕微鏡で５０００倍に拡大した写真の模式図である。
大きな析出物は熱延鋼帯時に既に存在するＮとＡｌが結
合してＡｌＮとなって成長したものである。小さい析出
物はアンモニア窒化によって新しく生成したＡｌＮであ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】一次再結晶焼鈍後、アンモニア窒化した鋼板か
ら抽出した析出物の５０００倍電子顕微鏡写真の模式図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井浩康富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉ：２．０〜４．８重量％、酸可溶性
Ａｌ：０．００８〜０．０２０重量％、Ｎ≦０．０１０
重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる珪素熱延
鋼帯を必要に応じて焼鈍した後、１回または中間焼鈍を
はさむ２回以上の冷間圧延を行い、所定の板厚とし、次
いで一次再結晶焼鈍を行った後焼鈍分離剤を塗布し、仕
上げ焼鈍を施す方向性珪素鋼板の製造において、熱延鋼
帯での酸可溶性ＡｌからＮ当量のＡｌを引いた酸可溶性
Ａｌの量を０．０１０重量％以下とし、一次再結晶焼鈍
後、同焼鈍工程で生じる鋼板表面の酸化膜を除去し、Ａ
ｌ₂Ｏ₃（アルミナ）を主体とする焼鈍分離剤を塗布
し、中性或いは、還元性雰囲気で仕上げ焼鈍の昇温速度
を５０℃／Hr以上で９２０〜１１５０℃まで昇温し、昇
温中或いは該温度に到達時、雰囲気のＮ₂％を以前のＮ
₂％より高くして、該温度で５時間以上保持することを
特徴とする鏡面高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法。
【請求項２】熱延鋼帯での酸可溶性ＡｌからＮ当量の
Ａｌを引いた酸可溶性Ａｌの量を０．０１０重量％以下
とし、一次再結晶焼鈍後、アンモニアによる窒化処理を
行い、その後、一次再結晶焼鈍工程で生じる鋼板表面の
酸化膜を除去し、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）を主体とする
焼鈍分離剤を塗布し、中性或いは、還元性雰囲気で仕上
げ焼鈍の昇温速度を５０℃／Hr以上で９２０〜１１５０
℃まで昇温し、昇温中或いは該温度に到達時、雰囲気の
Ｎ₂％を以前のＮ₂％より高くして、該温度で５時間以
上保持することを特徴とする請求項１記載の鏡面高磁束
密度方向性珪素鋼板の製造方法。
【請求項３】鋼板表面の酸化膜を除去する方法を酸洗
とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鏡
面高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法。
【請求項４】鋼板表面の酸化膜を除去する方法をフッ
酸を混入した酸で酸洗することを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の鏡面高磁束密度方向性珪素鋼板の製造
方法。
【請求項５】昇温時の雰囲気中Ｎ₂を５％以上とする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鏡面高磁
束密度方向性珪素鋼板の製造方法。
【請求項６】焼鈍分離剤の塗布を静電塗布とすること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の鏡面高磁束密
度方向性珪素鋼板の製造方法。
【請求項７】焼鈍分離剤としてＭｇＯ以外のアルカリ
土金属の酸化物を用いることを特徴とする請求項１又は
請求項２記載の鏡面高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方
法。