JPH0949028A - 表面性状の優れるグラス被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面性状の優れるグラスレス方向性電磁鋼板
の製造において、切断、打ち抜き等の加工性が優れると
共に表面外観、密着性、磁気特性の優れる絶縁被膜の処
理方法を提供する。 【解決手段】 方向性電磁鋼板スラブを熱延し、１回或
いは焼鈍を挟む２回以上の冷延を行って最終板厚とした
鋼板を脱炭焼鈍と窒化処理を行い、焼鈍分離剤としてＭ
ｇＯとハロゲン化合物からなるスラリーを塗布し、乾燥
・焼き付けとヒートフラットニングを行うことからなる
グラス被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法におい
て、絶縁被膜剤として燐酸１００重量部に対しＭｇＯ，
Ａｌ₂ Ｏ₃，ＣａＯ，ＺｎＯの中から選ばれる１種又は
２種以上を１５〜３５重量部とクロム化合物、ほう酸化
合物、珪酸化合物の１種又は２種以上を１〜２０重量部
配合した水溶液を塗布後、雰囲気ガス中の酸素量を２０
００ppm 以下として焼き付け処理するグラス被膜を有さ
ない方向性電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面性状の優れるグ
ラス被膜（フォルステライト、スピネル被膜）を有さな
い（グラスレス）方向性電磁鋼板に関わり、切断性、打
ち抜き性等の加工性が優れると共に、特に、表面外観、
絶縁被膜の密着性が優れ、磁気特性の良好な絶縁被膜の
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は一般に軟磁性材料とし
て、主としてトランスその他の電気機器の鉄心材料とし
て使用されるもので、磁気特性として励磁特性と鉄損特
性の良好なものが要求される。良好な磁気特性を得るた
めには、磁化容易軸である〈００１〉を圧延方向に高度
に揃えることが重要である。又、板厚、結晶粒度、固有
抵抗、被膜特性も磁気特性に大きい影響を与えるため重
要である。

【０００３】結晶の方向性については、ＡｌＮをインヒ
ビターとして利用した高圧下最終冷延率を特徴とする方
法により、大幅に向上し、現在では磁束密度が理論値に
近いものまで製造できるようになっている。一方、方向
性電磁鋼板の需要家における使用時に磁気特性と共に重
要なのは被膜特性と加工性である。通常、方向性電磁鋼
板は最終仕上げ焼鈍時に形成するグラス被膜と絶縁被膜
によって表面処理がなされている。

【０００４】グラス被膜は焼鈍分離剤のＭｇＯと脱炭焼
鈍時に形成する酸化物のＳｉＯ₂ との反応物フォルステ
ライト（Ｍｇ₂ ＳｉＯ₄ ）を主成分とし、インヒビター
として用いられるＡｌＮの分解により生じるＡｌ₂ Ｏ₃
とＳｉＯ₂ ，ＭｇＯ等によるスピネル系化合物よりなる
被膜である。

【０００５】このグラス被膜は、硬質で耐摩耗性が強
く、トランス鉄心、回転機用モーター鉄心材料等の加工
時におけるスリット、切断、打ち抜き等の際の工具類の
耐摩耗性に著しい影響を及ぼす。例えば、グラス被膜を
有する方向性電磁鋼板の打ち抜き加工を行う場合には、
金型の摩耗が生じ、数千回程度の打ち抜きによって打ち
抜いたシートの返りが使用時に問題を生じる程大きくな
る。

【０００６】このため、金型の再研磨或いは新品との取
り替え等が必要になり、需要家における鉄心加工時の作
業効率低下やコストアップをもたらすことになる。同様
にして、スリット性、切断性等についてもグラス被膜に
よる悪影響が問題である。

【０００７】このグラス被膜は、方向性電磁鋼板の磁気
特性についてはその被膜張力によって鉄損の改善が得ら
れ、磁束密度が高い素材の場合にはこの効果が著しく、
被膜のない場合に比較し、２０％程度の鉄損改善効果が
得られる。しかし、その形成状態、特に被膜厚みの増加
や内部酸化層の存在によって磁束密度の低下や磁区細分
化に際しての鉄損改善効果に悪影響を及ぼす。このた
め、グラス被膜のない表面に張力付与型の絶縁被膜を処
理することにより加工性が良好で鉄損特性の優れる製品
の製造技術が近年脚光を浴びるようになり、様々な提案
がなされるようになった。

【０００８】しかし、一方では、グラス被膜は形成過程
で微細且つ緻密に発達するその構造から絶縁被膜全体と
しての鋼板面への密着性に対し重要な役割を持つ。グラ
ス被膜を有さない方向性電磁鋼板においては、グラスレ
ス化過程における表面反応からインヒビターの弱体化が
通常のグラス被膜付きの材料より顕著になる。このた
め、二次再結晶が不安定になりやすい。更に、グラス被
膜によるアンカー効果がないため、絶縁被膜の密着性が
不利になる。

【０００９】又、絶縁被膜処理における製造条件によっ
ては、鋼板の酸化が生じて製品の外観を損ねたり、絶縁
被膜の密着性が十分に得られず、スリット、切断、打ち
抜き時の額縁剥離のみではなく、曲げ加工や歪取り焼鈍
による剥離が生じたり、極端な場合には、製造ラインに
おいて絶縁被膜処理焼き付け時に鋼板面から脱落する場
合がある。このため、グラス被膜を有さない方向性電磁
鋼板の製造における二次再結晶の安定化と絶縁被膜の密
着性向上を中心とする焼き付け処理技術の開発は重要で
ある。

【００１０】グラス被膜を有さない方向性電磁鋼板の製
造方法として、特開昭６４−６２４１７号には、脱炭焼
鈍を８００〜８５０℃の温度で雰囲気のＰ H₂ O ／Ｐ H
₂ を０．２５〜０．５５として行い、マグネシア１００
重量部に対してアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩
化物の１種又は２種以上を２〜４０重量部を配合してな
る焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍することを特徴とす
る金属光沢を有する方向性電磁鋼板の製造方法が述べら
れている。

【００１１】これにより、焼鈍分離剤中の塩化物が酸化
物中のＳｉＯ₂ の分解を行い、グラス被膜の形成に至ら
せないもので、飛躍的な打ち抜き性の向上が得られてい
る。更に、近年では、磁気特性の優れた厚い板厚のグラ
ス被膜の少ない一方向性電磁鋼板を得る方法として、特
願平６−１０１０１４号を出願した。

【００１２】これはスラブを１２８０℃未満の低温で加
熱した後、熱延、熱延板焼鈍を施すことなく引き続き圧
下率６０〜７９％の冷延を行い、次いで脱炭焼鈍し、焼
鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍し、絶縁被膜剤を塗布す
る０．４〜１．０mm厚の厚手一方向性電磁鋼板の製造方
法において、熱延終了温度を８００〜１１００℃とし、
熱延の最終３パスの累積圧下率を４０％以上とし、冷延
のパス間の鋼板の温度を２５０℃以下とし、脱炭焼鈍後
最終仕上げ焼鈍開始までの一次再結晶粒の平均粒径を１
８〜３０μｍとし、熱延後から最終仕上げ焼鈍の開始ま
での間に窒化処理をし、焼鈍分離剤としてＭｇＯ１００
重量部に対しＬｉ，Ｋ，Ｎａ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｚ
ｎ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ａｌの塩化物、硝酸塩、
硫化物、硫酸塩の中から選ばれる１種又は２種以上を２
〜３０重量部添加した焼鈍分離剤を塗布することによ
り、磁気特性の優れた厚い板厚のグラス被膜の少ない一
方向性電磁鋼板の製造方法を提供するものである。

【００１３】次に、方向性電磁鋼板の絶縁被膜処理にお
ける技術については特開昭５９−１０４４３１号公報に
示されているように、方向性電磁鋼板表面にフォルステ
ライト被膜を形成した後の燐酸塩系コーティングを焼き
付けるための焼鈍に際し、Ｈ₂ 及びＣＯガスを１５％以
下含有し、残部を実質的にＮ₂ からなる弱還元性の雰囲
気で焼き付けすることが提案されている。

【００１４】これにより従来のコロイダルシリカ−燐酸
Ｍｇ−無水クロム酸系被膜の焼き付けで生じた鋼板の赤
変色が防止できるというものである。しかしながら、グ
ラスレスにおける絶縁被膜の処理技術は開示されておら
ず、その新技術の開発は嘱望されているところである。

【００１５】このように、前記のようにこれらの本発明
者等による先行技術は何れもグラス被膜を有さない板厚
の厚いグラス被膜を有しないか、グラス被膜の少ないい
わゆるグラスレス方向性電磁鋼板に関するものであり、
グラスレス化により打ち抜き性、切断性等の加工性の顕
著な改善が得られている。しかし、これらの従来技術に
おける絶縁被膜の処理においては、その表面状態によっ
ては十分な加工性や絶縁被膜の密着性が得られず、又、
現場製造工程上でコスト、製造管理、製品の総合的な被
膜性能を考慮すると未だ十分な技術にであるとはいえな
い。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はグラスレス方
向性電磁鋼板の製造において、絶縁被膜処理においてグ
ラスレス材特有に生じる表面外観異常、鋼板酸化により
生じる密着性不良、加工性不良及び磁気特性不良の問題
を解消し、表面性状の優れたグラスレス方向性電磁鋼板
の製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の製品を得るため
には、出発材に鋼成分として、重量比でＣ：０．０２１
〜０．０７５％、Ｓｉ：２．５〜４．５％、酸可溶Ａ
ｌ：０．０１０〜０．０４０％、Ｎ：０．００３０〜
０．０１３０％、Ｓ≦０．０１４０％、Ｍｎ：０．０５
〜０．４５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避の不純物
からなる電磁鋼スラブを用い、このスラブを１２８０℃
未満の温度に加熱後、熱延し、１回又は中間焼鈍を挟む
２回以上の冷延を行い、最終板厚とした後、次いで脱炭
焼鈍し、窒化処理をし、焼鈍分離剤を塗布した後、高温
仕上げ焼鈍し、ヒートフラットニングと絶縁被膜の塗布
焼き付けを行うことからなる製造方法による。

【００１８】即ち、本発明では、スラブ加熱段階ではイ
ンヒビター元素、例えばＡｌ，Ｎ，Ｍｎ，Ｓ等の鋼中へ
の溶解を行わず、脱炭焼鈍後、材料を強還元雰囲気中で
窒化処理を行うことにより、（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを主成分
とするインヒビターを形成させる。次いで、焼鈍分離剤
として、本発明者等によって提案されている先願技術よ
り、例えば、ＭｇＯに塩化物、硝酸塩、硫化物、硫酸塩
等の中から選ばれる１種又は２種以上を添加した焼鈍分
離剤が用いられる。これらの焼鈍分離剤をスラリー状に
して鋼板に塗布した後、仕上げ焼鈍を行う。

【００１９】これにより、仕上げ焼鈍過程において良好
なグラスレス表面と二次再結晶が得られる。次いで、絶
縁被膜剤として、燐酸１００重量部に対し、ＭｇＯ，Ａ
ｌ₂Ｏ₃ ，ＣａＯ，ＺｎＯの中から選ばれる１種又は２
種以上を１５〜３５重量部とクロム化合物、ほう酸化合
物、珪酸化合物の１種又は２種以上を１〜２０重量部配
合した水溶液を塗布後、雰囲気ガス中の酸素量が２００
０ppm 以下として８００〜９００℃で焼き付け処理を行
う。

【００２０】この際、更に、前記絶縁被膜剤の塗布量を
一定範囲内にし、鋼板の乾燥炉出側の温度と焼き付け炉
内の雰囲気ガスとしてＨ₂ の微量添加或いは露点を制御
することにより、表面状態、加工性及び磁気特性の極め
て良好なグラスレス製品が得られる。このように、本発
明では、グラスレス方向性電磁鋼板の製造における絶縁
被膜成分とその塗布量、焼き付け処理時の雰囲気ガスと
ヒートサイクルに特徴がある。

【００２１】最終冷延された素材は先ず、連続ラインに
おいて脱炭焼鈍される。この脱炭焼鈍により鋼中のＣの
除去と一次再結晶が行われ、同時に、鋼板表面にＳｉＯ
₂ を主成分とする酸化膜の形成が行われる。この脱炭焼
鈍は８００〜８７５℃でＮ₂＋Ｈ₂ 雰囲気中でＰ H₂ O
／Ｐ H₂ を制御して行われる。

【００２２】次いで、脱炭焼鈍の後半、脱炭焼鈍終了後
或いは別ラインにおいて窒化処理が行われる。窒化処理
としては、板温７００〜８５０℃でＮ₂ ＋Ｈ₂ にＮＨ₃
を混合したドライ雰囲気中で目的の窒化量になるように
焼鈍される。この際の窒化量は１５０〜３００ppm とし
て行われる。この後、焼鈍分離剤を塗布し、乾燥してコ
イルに巻き取られる。

【００２３】次いで、焼鈍分離剤として、例えば、特開
平５−３１１３５３号公報に提案されているように、Ｍ
ｇＯ１００重量部に対し、Ｌｉ，Ｋ，Ｎａ，Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ａｌの塩化
物、硝酸塩、硫化物、硫酸塩の中から選ばれる１種又は
２種以上を２〜３０重量部添加した焼鈍分離剤がグラス
レス化剤として用いられる。これらの焼鈍分離剤が水ス
ラリーとしてロール等により鋼板面に塗布後、乾燥、コ
イルに巻き取られる。

【００２４】引き続き行われる仕上げ焼鈍によりグラス
レス化反応と二次再結晶が行われ、金属光沢と良好な結
晶方位を有した鋼板が得られる。この際に、良好な二次
再結晶組織を得るためには、仕上げ焼鈍昇温時の雰囲気
ガスとして、例えばＮ５０％以上含有する２Ｎ₂ ＋Ｈ₂
の混合ガスが用いられる。

【００２５】本発明のようにインヒビターとしてＭｎＳ
をほとんど使用せず、（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを形成し、後に
ＡｌＮへと変化が行われるプロセスにおいては、二次再
結晶開始温度が通常の方向性電磁鋼板より高く、１０５
０℃以上で、その終了は１１２５〜１１５０℃である。
このため、二次再結晶開始領域まで、グラスレス化反応
や酸化抑制を行いながらインヒビターを安定に保つ必要
がある。

【００２６】これは、昇温過程の条件が雰囲気ガスから
の窒素の吸収やグラスレス過程における脱窒によるイン
ヒビターの分解に界面状態や雰囲気が多大な影響をもた
らすからである。仕上げ焼鈍条件としては、グラス被膜
の均一な分解を行わせる昇温過程の条件としてＮ₂ ５０
％以上の雰囲気で行うことにより、インヒビターの分解
を抑え、良好な磁気特性を有する鋼板を得る。

【００２７】このように処理されたグラスレス方向性電
磁鋼板は、連続ラインにおいて絶縁被膜処理及び形状矯
正と歪取りを兼ねてヒートフラットニング処理が行われ
る。この際の絶縁被膜処理が本発明の意図するところで
あり、良好な表面外観、絶縁被膜の密着性及び良好な加
工性を得るために重要である。

【００２８】本発明材のようなグラスレス方向性電磁鋼
板においては、グラス被膜がないことによる弊害とし
て、絶縁被膜処理・焼き付け後の密着性が低下する問題
と絶縁被膜処理時に生じる酸化による被膜性能、磁気特
性の低下の問題がある。

【００２９】例えば、特公昭５３−２８３７５号公報の
ような張力付与タイプの絶縁被膜剤を塗布焼き付けする
と、絶縁被膜が冷却過程等に鋼板面から脱落したり、曲
げ加工等に耐えられない被膜となる。特に、焼き付け処
理条件の雰囲気、ヒートサイクル等によってこの傾向が
顕著になる。

【００３０】本発明では、新規な絶縁被膜剤とその焼き
付け処理方法として、前記絶縁被膜剤の塗布量、焼き付
けラインにおける乾燥炉出側の温度、焼き付け高温炉内
における雰囲気ガスの酸素濃度と露点を制御することに
より、外観が極めて優れ、密着性、加工性、磁気特性の
優れた鋼板を得る。

【００３１】次に、本発明のグラスレス方向性電磁鋼板
の製造方法の限定理由について述べる。先ず、出発材と
して使用する素材スラブの成分組成の限定理由は次の通
りである。Ｃはその含有量が０．０２１％未満では二次
再結晶が不安定になり、二次再結晶した場合にも製品の
磁束密度がＢ₈ で１．８０Tesla 程度と低いものにな
る。一方、０．０７５％超になると脱炭に長時間を要す
るため、生産性を阻害する。

【００３２】Ｓｉはその含有量によって固有抵抗が変化
する。このため、２．５％未満では良好な鉄損特性が得
られない。一方、４．５％超と多くなると冷延時に割れ
や破断が多発し、安定した冷延作業を困難にする。本発
明の出発材の成分系における特徴の一つは、Ｓを０．０
１４０％以下とすることにある。

【００３３】従来の公知技術、例えば特公昭４７−２５
２２０号公報に開示されている技術においては、ＳはＭ
ｎＳとして二次再結晶を生起させるのに必要な析出物を
形成する元素で、前記公知技術においてＳが最も効果を
発現する含有範囲があり、それは熱延に先立って行われ
るスラブ加熱段階でＭｎＳを固溶できる量として規定さ
れていた。

【００３４】しかし、近年の研究において、二次再結晶
に必要な析出物として（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを用いる方向性
電磁鋼板の製造プロセスにおいては、素材中のＳｉ量の
多いスラブを低温でスラブ加熱して熱延する場合には、
Ｓは二次再結晶不良を助長することが見いだされた。素
材中のＳｉ量が４．５％以下の場合、Ｓは０．０１４０
％以下、好ましくは０．００７０％以下であれば二次再
結晶不良の発生は全く生じない。

【００３５】本発明では、二次再結晶に必要な析出物と
して（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを用いる。従って必要最低限のＡ
ｌＮを確保するためには酸可溶Ａｌは０．０１０％以
上、Ｎは０．００３０％以上必要である。しかしなが
ら、酸可溶Ａｌが０．０４０％を超えると熱延中のＡｌ
Ｎが不適切になり二次再結晶が不安定となるため０．０
１０〜０．０４０％に制限される。

【００３６】一方、Ｎの含有量は０．０１３０％を超え
るとブリスターと呼ばれる鋼板表面の割れが生じ、又、
一次再結晶の粒径調整ができないために０．００３０〜
０．０１３０％に限定する。Ｍｎは０．０５０％未満で
は二次再結晶が不安定になる。しかし、多くなるとＢ₈
値は高くなるが、一定以上の添加はコスト面で不利にな
る。このため、０．０５〜０．４５％に制限される。

【００３７】次に、絶縁被膜剤の処理は、被膜組成が本
発明の第一の特徴である。被膜組成は燐酸１００重量部
に対し、ＭｇＯ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＣａＯ，ＺｎＯの中から
選ばれる１種又は２種以上を１５〜３５重量部とクロム
化合物、ほう酸化合物、珪酸化合物の中から選ばれる１
種又は２種以上をＣｒＯ₃ ，Ｂ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ として
１〜２０重量部が用いられる。このような組成の絶縁被
膜では、後述の雰囲気条件で焼き付け処理すると極めて
美麗な外観と良好な被膜特性が得られる。

【００３８】即ち、従来の燐酸塩−コロイダルシリカ系
被膜をグラスレス表面に処理する場合、特に、厚塗り被
膜を得ようとすると、被膜の剥離、脱落が生じる問題が
ある。これに対し、本発明液を焼き付け処理する場合、
被膜張力を適当に制御した組成を選べるため、剥離問題
のない絶縁被膜が得られる。

【００３９】更に、もう一つの利点として、圧延方向と
直角方向に鉄損特性が前記、従来の高張力被膜に比較し
て向上できる。このため、大型回転機用鉄心材料等に利
用する場合には優れた打ち抜き性と磁気特性が同時に得
られる。薄手の高磁束密度材に応用する場合には、レー
ザー、歯車、プレス、エッチング等による局所的な歪、
微小再結晶粒、溝等を設ける磁区細分化技術により低鉄
損化が得られるため問題ない。

【００４０】絶縁被膜組成液に配合されるＭｇＯ，Ａｌ
₂ Ｏ₃ ，ＣａＯ，ＺｎＯは燐酸１００重量部に対し１５
〜３５重量部である。１５重量部未満では、フリー燐酸
が増加して、乾燥時に発泡しやすくなる。又、焼き付け
後に吸湿によるベタツキを生じやすい。更に、歪取り焼
鈍の際にスティッキングと呼ばれる焼き付きを生じやす
くなる。一方、３５重量部超になると、未溶解の酸化物
による被膜外観の悪化や占積率、密着性等を劣化させる
ため好ましくない。

【００４１】クロム化合物、ほう酸化合物、珪酸化合物
は燐酸１００重量部に対し１〜２０重量部である。これ
らは絶縁被膜の緻密化と耐熱性の向上効果をもたらす。
又、フリー燐酸と反応し、吸湿性、耐熱性の改善効果も
生じる。これらの添加剤としては、クロム酸、クロム酸
化合物、重クロム酸、重クロム酸化合物、ほう酸、ほう
酸塩、珪酸塩物質等が用いられる。

【００４２】１重量部未満では、このような緻密化、耐
熱性向上やフリー燐酸の減少効果が生じない。一方、２
０重量部以上では、それ自体の吸湿性によるベタツキが
増したり、表面外観が悪くなるため制限される。

【００４３】次に、前記絶縁被膜剤の焼き付け時の条件
としては、先ず、絶縁被膜剤の塗布量は乾燥・焼き付け
後の重量として２．５６ｇ／ｍ² として塗布されること
が望ましい。２．５ｍ² 未満では、本発明の組成液の場
合、焼き付け過程での雰囲気ガスによるグラスレス材表
面の酸化や窒化等の影響を受けやすくなるため制限され
る。

【００４４】６ｇ／ｍ² 超の場合には被膜厚み増による
占積率低下、発粉等が生じやすく、磁性面の問題からも
不利である。２．５ｇ／ｍ² の範囲であれば本発明の焼
き付け処理条件では極めて良好な被膜特性と磁気特性が
得られる。

【００４５】絶縁被膜焼き付け処理のヒートサイクルと
しては、連続ラインで絶縁被膜剤塗布−乾燥−焼き付け
処理を行う場合、乾燥炉出側の温度は５５０℃以上が望
ましい。本発明液では、絶縁被膜特性としては数々の利
点を有するが、被膜のガラス化温度がやや高く、このた
め乾燥炉の出側温度が低いと引き続く焼き付け炉内で被
膜成分がロールに付着する問題があり、これにより被膜
表面に傷を生じて商品価値を低くしたり、被膜特性を低
下する。

【００４６】乾燥炉出側温度が５５０℃以上では、絶縁
被膜のガラス化が進行し、滑らかな被膜表面に変化する
ため、このような問題を生じにくい。焼き付け炉内にお
ける雰囲気ガスとしては、雰囲気ガス中の酸素量は２０
００ppm 以下である。

【００４７】本発明のグラスレス材の絶縁被膜の焼き付
けにおいては前述の如く、グラスレス面の酸化が生じや
すく、この雰囲気条件は最も重要である。雰囲気条件が
適切でない場合には、絶縁被膜の外観として光沢、色調
に異常が見られるばかりでなく、密着性、加工性、磁気
特性の劣化をもたらす。この雰囲気の調整法としては、
雰囲気ガスの純度、成分、ガス量及びガス流れ（雰囲気
シール技術）等により制御する。

【００４８】雰囲気ガスの酸素量は２０００ppm 超の場
合、本発明の絶縁被膜剤の場合、鋼板の酸化が抑制でき
ず、前述のような被膜性能の低下や磁気特性の劣化をも
たらす。極端な場合には、被膜の不均一な色調の変化を
生じ、商品価値を失う場合がある。２０００ppm 以下で
あれば、ほとんどの場合これらの問題は回避できる。最
も好ましい条件としては、酸素量５００ppm 以下であ
る。この場合、安定して良好な表面状態が得られる。

【００４９】次に、雰囲気ガスの酸素量２０００ppm と
共に焼き付け時の雰囲気ガスとして、Ｈ₂ ０．２〜４％
と露点２５℃以下の条件が本発明ではより好ましい。雰
囲気ガスとしては、通常はＮ₂ 雰囲気で行われるが、Ｎ
₂ にＨ₂ を０．２〜１０．０％の範囲で配合した雰囲気
ガスを用いると鋼板の酸化が抑えられ、良好な表面が得
られる。０．２％未満では、このような酸化抑制効果が
得られない。一方、１０．０％以上ではその効果に大き
な差がない。又、工業的な設備を考えた場合、安全性と
コスト面からも好ましくない。

【００５０】グラスレス材の本発明絶縁被膜処理におい
ては、雰囲気ガスの露点は２５℃以下が望ましい。雰囲
気ガスの露点は酸素量、Ｈ₂ のように配合する雰囲気ガ
スの成分と共に重要である。２５℃以上ではその水分に
よる鋼板の酸化が生じやすく、本発明の他の重要な技術
要素である被膜剤成分、付着量、ヒートサイクル、焼き
付け雰囲気酸素量等の技術をもってしても酸化が抑制で
きず、グラスレス表面に新たなＳｉＯ₂ 主体の酸化層を
生成し、絶縁被膜特性、磁気特性等の劣化をもたらす。
２５℃以下ではこれらの問題をほとんど生じず、良好な
表面状態が得られる。

【００５１】

【実施例】

〔実施例１〕重量％でＣ：０．０５２％、Ｓｉ：３．４
０％、Ｍｎ：０．１２％、酸可溶Ａｌ：０．０３０％、
Ｓ：０．００６８％、Ｎ：０．００７０％、残部をＦｅ
と不可避の不純物からなる素材を２．０mmに熱延し、１
１２０℃で２分間の焼鈍をし、酸洗、冷延して最終板厚
０．２２５mmとした。次いで、Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５
％、露点６５℃の雰囲気中で８４０℃×１２０秒の脱炭
焼鈍後、７５０℃×３０秒Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ７５％＋Ｎ
Ｈ₃ のドライ雰囲気中で窒素量２００ppm になるよう窒
化処理を行った。

【００５２】この鋼板に、焼鈍分離剤としてＭｇＯ１０
０重量部に対し、ＣａＣｌ₂ ５重量部とＭｇＦ₂ ０．５
重量部からなるスラリーを塗布し、乾燥してコイルに巻
き取った。次いで、１２００℃×２０Hrの仕上げ焼鈍条
件を行い、均一なグラスレス表面を持つコイルを得た。
このコイルからサンプルを切り出し、２％Ｈ₂ ＳＯ₄で
８０℃×１０秒の軽酸洗を行った後、表１に示すような
組成の絶縁被膜剤を乾燥・焼き付け後の重量で４ｇ／ｍ
² の割合で塗布した。この後、連続焼鈍炉において、８
５０℃×３０秒間、雰囲気ガスとしてＮ₂ ９７％×Ｈ₂
３％、酸素量２００ppm の焼き付け処理を行った。この
際の絶縁被膜特性と磁気特性を表２に示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】この試験の結果、本発明の被膜組成剤を焼
き付け処理した場合、何れも、被膜外観、密着性、歪取
り焼鈍後の焼き付き性等の特性が何れも良好であった。
一方、被膜組成剤として、本発明より酸化物が少ない比
較例は焼き付け後にベタツキが生じたり、焼鈍時の焼き
付きが多かった。又、高張力タイプの比較例２の場合に
は切断性、密着性が極めて悪い結果となった。

【００５６】〔実施例２〕重量％でＣ：０．０５２％、
Ｓｉ：３．２２％、Ｍｎ：０．１０％、酸可溶Ａｌ：
０．０３３％、Ｓ：０．００７０％、残部をＦｅと不可
避の不純物からなるスラブを１２５０℃の温度に加熱
し、３．０mm厚みに熱延し、１１３０℃で焼鈍後、酸
洗、冷延し、最終板厚０．５mmの冷延コイルとした。次
いで、Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ２５％露点６７℃の雰囲気中で
８５０℃×２５０秒の脱炭焼鈍を行い、引き続き実施例
１と同様にして得た窒化処理後の鋼板に焼鈍分離剤とし
てＭｇＯ１００重量部に対し、Ｎ₂ ２５％＋Ｈ₂ ２５％
＋ＮＨ₃ のドライ雰囲気中でＮ量２２０ppm になるよう
に窒化処理を行い出発材とした。

【００５７】この鋼板に、ＭｇＯ１００重量部にＣａＣ
ｌ₂ １５重量部配合した焼鈍分離剤を塗布し、１２００
℃×２０Hrの仕上げ焼鈍を行った。この鋼板を連続ライ
ンにおいて、１％Ｈ₂ ＳＯ₄ で８５℃×１５秒の軽酸洗
を行った後、絶縁被膜剤として燐酸１００重量部、Ｍｇ
Ｏ１５重量部、Ａｌ₂ Ｏ₃ ８重量部、重クロム酸Ａｌ５
重量部、ほう酸２重量部からなる本発明溶液を表３に示
すように、乾燥・焼き付け後の重量と乾燥炉出側の温度
を変更して焼き付け処理を行った。この試験における絶
縁被膜特性と磁気特性の結果を表４に示す。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】この試験の結果、本発明の絶縁被膜量が
２．５〜５．５ｇ／ｍ² で乾燥炉出側温度が６００〜７
００℃の場合には、何れも良好な被膜特性と磁気特性が
得られた。特に、絶縁被膜量が４．５〜５．５ｇ／ｍ²
の場合には、表面外観、打ち抜き性、磁気特性等が良好
であった。一方、被膜量が少ない比較例１では焼き付け
時に赤変色が生じ、被膜特性、磁気特性が不良であり、
乾燥炉出側の温度が低い場合には、焼き付け炉内でバン
プス状の表面傷が発生し、被膜外観や磁性においても本
発明に比較して劣る結果となった。

【００６１】〔実施例３〕実施例２で得た仕上げ焼鈍後
の鋼板からサンプルを切り出し、同様にして軽酸洗を行
い、絶縁被膜剤として燐酸１００重量部、ＭｇＯ２２重
量部、ＣｒＯ₃ ３重量部、ＨＢＯ₂ ５重量部からなる絶
縁被膜剤を焼き付け処理を行った。この際の、乾燥炉出
側の温度を６５０℃と一定にし、雰囲気ガスの条件を表
５に示すように変更して焼き付け処理を行った。この際
の被膜特性と磁気特性の結果を表６に示す。

【００６２】

【表５】

【００６３】

【表６】

【００６４】この試験の結果、本発明の雰囲気ガス中の
酸素量を１０００ppm 以下としたものは何れも良好な被
膜特性、磁気特性が得られた。特に、酸素量３００ppm
以下の場合にはグラスレス材表面の酸化が全く生じず、
外観、打ち抜き性、密着性、磁気特性が極めて良好であ
った。一方、酸素量５０００ppm の比較例では焼き付け
時にグラスレス材表面の酸化が顕著に生じて被膜特性と
磁気特性が本発明に比較してかなり劣る結果となった。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、グラスレス方向性電磁
鋼板の製造において、絶縁被膜焼き付け時に鋼板酸化を
抑制し、優れた外観、加工性、磁気特性の優れる製品が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】切断試験の方法を示す説明図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は歪取り焼鈍における被膜の焼
き付け性を評価する方法の説明図である。

フロントページの続き (72)発明者 石橋 希瑞 北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製 鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 杉山 公彦 北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製 鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 田中 収 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．０２１〜０．０７５％、 Ｓｉ：２．５〜４．５％、 酸可溶Ａｌ：０．０１０〜０．０４０％、 Ｎ ：０．００３０〜０．０１３０％、 Ｓ ≦０．０１４０％、 Ｍｎ：０．０５〜０．４５％ 残部がＦｅ及び不可避の不純物からなる電磁鋼スラブを
   熱延し、１回或いは焼鈍を挟む２回以上の冷延を行って
   最終板厚とした鋼板を脱炭焼鈍と窒化処理を行い、焼鈍
   分離剤としてＭｇＯとハロゲン化合物からなるスラリー
   を塗布し、仕上げ焼鈍をし、絶縁被膜剤を塗布し、乾燥
   ・焼き付けとヒートフラットニングを行うことからなる
   グラス被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法におい
   て、絶縁被膜剤として、燐酸１００重量部に対し、Ｍｇ
   Ｏ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＣａＯ，ＺｎＯの中から選ばれる１種
   又は２種以上を１５〜３５重量部とクロム化合物、ほう
   酸化合物、珪酸化合物の１種又は２種以上を１〜２０重
   量部配合した水溶液を塗布後、乾燥し雰囲気ガス中の酸
   素量を２０００ppm 以下として８００〜９００℃で焼き
   付け処理することを特徴とする表面性状の優れるグラス
   被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 絶縁被膜の乾燥・焼き付け工程における
   乾燥条件として、乾燥炉出側の鋼板温度を５５０℃以上
   とすることを特徴とする請求項１記載の表面性状の優れ
   るグラス被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 焼き付け炉内における雰囲気ガスの成分
   としてＮ₂ に対し、Ｈ₂ を０．２〜４％の範囲で配合し
   た雰囲気とすることを特徴とする請求項１又は２記載の
   表面性状の優れるグラス被膜を有さない方向性電磁鋼板
   の製造方法。
4. 【請求項４】 焼き付け炉内の雰囲気ガスの露点を２５
   ℃以下とすることを特徴とする請求項１，２又は３記載
   の表面性状の優れるグラス被膜を有さない方向性電磁鋼
   板の製造方法。
5. 【請求項５】 絶縁被膜剤の塗布量が乾燥・焼き付け処
   理後の重量を２．５ｇ／ｍ² 〜６．０ｇ／ｍ² の範囲と
   することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の表
   面性状が優れるグラス被膜を有さない方向性電磁鋼板の
   製造方法。