JPH10298652A - Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet - Google Patents

Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet

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JPH10298652A
JPH10298652A JP9107216A JP10721697A JPH10298652A JP H10298652 A JPH10298652 A JP H10298652A JP 9107216 A JP9107216 A JP 9107216A JP 10721697 A JP10721697 A JP 10721697A JP H10298652 A JPH10298652 A JP H10298652A
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JP
Japan
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steel sheet
annealing
silicon steel
iron loss
core loss
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Application number
JP9107216A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Iguchi
征夫 井口
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ultralow core loss grain-oriented steel sheet improved in core loss, an occupying volume rate and adhesion at a low cost by forming two or more layers of ceramic tension coating composed of nitride and/or carbide on the surface of a steel sheet after bright annealing. SOLUTION: This ultralow core loss silicon steel sheet is the one in which, on a thin TiN formed on the surface, two layers of thin nitride series ceramic coating on which Si3 N4 extremely small in a thermal expansion coefficient and having insulating properties is formed are applied. At the time of producing this, in the case of final finish annealing, as separation agent for annealing, forsterite generating suppression type one contg. inert MgO, Al2 O3 or the like is used. After the final finish annealing, bright annealing is executed at 900 to 1300 deg.C to clean the surface of the steel sheet. After that, on the surface of the steel sheet, two or more layers of ceramic tension coating composed of nitride and/or carbide are formed. In this way, the advantageous improvement of its core loss characteristics can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超低鉄損一方向
性けい素鋼板の製造方法に関し、特にフォルステライト
下地被膜のないけい素鋼板の表面に効果的な清浄化処理
を施したのち、この鋼板表面に窒化物および/または炭
化物からなる2層以上のセラミック張力被膜を被成する
ことにより、鉄損特性の有利な改善を図ろうとするもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, and more particularly to an effective cleaning treatment for a surface of a silicon steel sheet without a forsterite undercoating. By forming two or more layers of ceramic tension coatings made of nitride and / or carbide on the surface of the steel sheet, it is intended to improve the iron loss characteristics advantageously.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方向性けい素鋼板は、主として変圧器
その他の電機機器の鉄心として利用され、磁化特性とし
て磁束密度(B8 値で代表される)が高く、鉄損(W
17/50 で代表される)が低いことが要求される。
BACKGROUND ART unidirectional silicon steel sheet is mainly being used as transformer cores and other electrical equipment, (represented by 8 value B) flux density as the magnetization characteristic is high, the iron loss (W
17/50 ) is required to be low.

【0003】一方向性けい素鋼板の磁気特性を向上させ
るためには、第一に鋼板中の2次再結晶粒の〈001〉
軸を圧延方向に高度に揃える必要があり、第二には最終
製品中に残存する不純物や析出物をできるだけ少なくす
る必要がある。
In order to improve the magnetic properties of a grain-oriented silicon steel sheet, first, <001> of secondary recrystallized grains in the steel sheet is required.
The shaft needs to be highly aligned in the rolling direction, and second, it is necessary to minimize impurities and precipitates remaining in the final product.

【0004】このため、N.P.Gossによって一方向性けい
素鋼板の2段冷延による基本的な製造技術が提案されて
以来、その製造技術に数多くの改良が重ねられ、一方向
性けい素鋼板の磁束密度および鉄損値は年を追って改善
されてきた。その中で特に代表的なものは、SbとSeまた
はSとをインヒビターとして利用する特公昭51-13469号
公報に記載の方法であり、この方法によればB8 が1.88
Tを超える製品が得られるようになった。
[0004] For this reason, since NPGoss proposed a basic manufacturing technique by two-stage cold rolling of a unidirectional silicon steel sheet, a number of improvements were made to the manufacturing technique, and the magnetic flux of the unidirectional silicon steel sheet was increased. Density and core loss values have improved over the years. Particularly typical therein, a method described in JP-B-51-13469 utilizing a Sb and Se or S as inhibitors, B 8 according to this method is 1.88
Products exceeding T have been obtained.

【0005】さらに高磁束密度の製品を得るために、特
公昭57-14737号公報では素材中にMoを複合添加させた
り、また特公昭62-42968号公報では素材中にMoを複合添
加させた後、最終冷延直前の中間焼鈍後に急冷処理を施
すなどの改良を加えて、B8 が1.90T以上の高磁束密度
で、鉄損W17/50 が 1.05 W/kg(製品板厚:0.30mm) 以
下の超低鉄損を得ることを開示提案したが、なお十分な
低鉄損化については改善すべき点が残されていた。
Further, in order to obtain a product having a high magnetic flux density, Mo is added to the material in a composite in Japanese Patent Publication No. 577-14737, and Mo is added to a material in a composite in Japanese Patent Publication No. 62-42968. after, adding improvements such as a quenching treatment after the intermediate annealing in the final cold rolling immediately before applying, B 8 is at a high magnetic flux density of more than 1.90T, the iron loss W 17/50 is 1.05 W / kg (product thickness: 0.30 mm) It was disclosed to obtain the following ultra-low iron loss, but it was still necessary to improve the iron loss sufficiently.

【0006】とくに、十数年前のエネルギー危機を境と
して電力損失を極力低減することへの要請が著しく強ま
り、それに伴って鉄心材料の用途ではより一層の改善が
望まれている。そのため渦電流損をできる限り小さくす
ることを目的として、製品板厚を薄くした0.23mm厚(9
mill) 以下のものが数多く使用されるようになってき
た。
[0006] In particular, the demand for minimizing power loss as much as possible since the energy crisis of more than ten years ago has been remarkably increased, and with this, further improvements in the use of iron core materials are desired. Therefore, in order to minimize eddy current loss, the product thickness was reduced to 0.23 mm (9
mill) Many of the following have come into use.

【0007】上記したけい素鋼板の製造方法とは別に、
特公昭55-19976号公報、特開昭56−127749号公報および
特開平2−3213号公報に開示されているように、非晶質
合金が通常の電力用トランスや高周波トランス等の材料
として注目されている。このような非晶質材料では、通
常の一方向性けい素鋼板に比較して非常に優れた鉄損特
性が得られるものの、熱的安定性に欠ける、占積率が悪
い、切断が容易でない、あまりにも薄く脆いためトラン
スの組み立て工数のコストアップが大きい等実用上の不
利が多いことから、現状では大量に使用されるまでには
至っていない。
[0007] Apart from the above-described method for producing a silicon steel sheet,
As disclosed in JP-B-55-19976, JP-A-56-127749, and JP-A-2-3213, amorphous alloys have attracted attention as materials for ordinary power transformers and high-frequency transformers. Have been. In such an amorphous material, although extremely excellent iron loss characteristics are obtained as compared with a normal unidirectional silicon steel sheet, it lacks thermal stability, has a low space factor, and is not easily cut. However, since they are too thin and brittle, there are many practical disadvantages, such as a large increase in the cost of assembling transformers. Therefore, at present, they have not been used in large quantities.

【0008】この点、発明者らは先に、上記の不利を解
消するものとして、特公昭63-54767号公報等において、
研磨により平滑化した一方向性けい素鋼板上にCVDや
イオンプレーティング, イオンインプランテーションに
より、Si, Mn, Cr, Ni, Mo,W,V,Ti, Nb, Ta, B,C
u, ZrおよびBの窒化物、炭化物のうちから選んだ1種
または2種以上の張力被膜を被成させることによって超
低損が得られることを開示した。この製造法により、電
力用トランスや高周波トランス等の材料として非常に優
れた鉄損特性が得られるようになったが、それでもな
お、最近の低鉄損化に対する要求に対しては十分に応え
ているとはいい難かった。
[0008] In this regard, the present inventors have previously disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-54767, etc.
Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, B, C on a grain-oriented silicon steel sheet smoothed by polishing by CVD, ion plating, and ion implantation.
It has been disclosed that an ultra-low loss can be obtained by forming one or more tension coatings selected from nitrides and carbides of u, Zr and B. This manufacturing method has made it possible to obtain extremely excellent iron loss characteristics as a material for power transformers and high frequency transformers, but nevertheless, it has sufficiently responded to recent demands for low iron loss. It was hard to be there.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の要
請に有利に応じるもので、従来に比べて鉄損の一層の低
減を実現した超低鉄損一方向性けい素鋼板の有利な製造
方法を提案することを目的とする。また、この発明は、
張力被膜被覆前のけい素鋼板表面の平滑化に関し、従来
の酸洗(場合によっては機械研磨を含む)・電解研磨処
理のような製造コストのアップを伴う方法とは異なった
画期的な前処理方法を採用することによって、製造コス
トの有利な低減も併せて可能ならしめることを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention advantageously meets the above-mentioned demands, and advantageously produces an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet which realizes a further reduction in iron loss as compared with the prior art. The aim is to propose a method. In addition, the present invention
Regarding the smoothing of the surface of silicon steel sheet before coating with a tension coating, it is a revolutionary method that is different from the conventional methods such as pickling (including mechanical polishing in some cases) and electropolishing, which increase production costs. An object of the present invention is to enable an advantageous reduction in manufacturing cost by adopting a processing method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】さて、発明者は、上記の
要請に応えるべく、あらゆる観点から根本的な再検討を
加えた。すなわち、発明者は、安定した工程で平滑化し
た一方向性けい素鋼板表面上に種々の酸化物、窒化物、
炭化物のうちから選んだ1種または2種以上の張力被膜
を被成させて超低鉄損の製品を得るためには、一方向性
けい素鋼板の素材成分から最終の処理工程に至るまでの
根本的な再検討が必要であるとの認識に立って、けい素
鋼板の集合組織の追跡から、張力被膜被覆前のけい素鋼
板の前処理方法、さらには最終のCVDやPVD処理工
程に至るまで鋭意検討を重ねた。その結果、以下に述べ
る知見を得た。
Means for Solving the Problems The inventor has made fundamental reexaminations from all viewpoints in order to respond to the above demands. That is, the inventor, various oxides, nitrides, on the surface of the unidirectional silicon steel sheet smoothed in a stable process,
In order to obtain a product with ultra-low iron loss by applying one or more kinds of tension coatings selected from carbides, it is necessary to apply the process from the raw material components of the unidirectional silicon steel sheet to the final processing step. Recognizing the need for fundamental reexamination, from tracking the texture of silicon steel sheets, to pretreatment methods for silicon steel sheets before coating with a tension coating, and finally to the final CVD and PVD processing steps We continued our studies until now. As a result, the following findings were obtained.

【0011】(1) けい素鋼板に被覆したセラミック (代
表例として TiN膜を使用) の薄膜は、1.5 μm 以上の厚
みを被成しても、鉄損向上の度合いは少なくなる。すな
わち1.5 μm 以上の厚みのTiN 膜は、占積率の減少と磁
束密度の減少と鉄損の僅かの向上しか期待できない。 (2) この場合の TiNの役割は、セラミック特有の張力付
加に加えて、けい素鋼板との密着性の役割の方がより重
要である。すなわち TiN横断面の透過電子顕微鏡観察
(井口征夫:日本金属学会誌, 60 (1996), P.781〜786
参照) では、10nmの横縞が観察され、これはけい素鋼板
の〔011〕方向の5原子層に相当する。 (3) TiN 被覆領域および化学研磨領域のX線による二層
の集合組織の同時測定(Y.Inokuti:ISIJ Internationa
l, 36 (1996), P.347〜352 参照) では、研磨領域のFe
の{200}ピーク形状は円形である。しかし TiN被覆
領域でのFeの{200}ピーク形状は楕円形であり、け
い素鋼板の〔100〕si-steel方向に強力に張力付加さ
れた状況になっている。 (4) TiN 薄膜の張力 (井口征夫、鈴木一弘、小林康宏:
日本金属学会誌、60 (1996), P.674〜678 参照) は8〜
10 MPaで、これは磁束密度差ΔB8 =0.014 〜0.016T
の向上が期待できる。(これは約1°のGoss方位集積度
を向上させたことに相当する。)
(1) Even if a thin film of a ceramic (a TiN film is used as a representative example) coated on a silicon steel sheet has a thickness of 1.5 μm or more, the degree of improvement in iron loss is reduced. That is, a TiN film having a thickness of 1.5 μm or more can be expected to reduce the space factor, reduce the magnetic flux density, and slightly improve the iron loss. (2) In this case, the role of TiN is more important in the role of adhesion to the silicon steel sheet, in addition to the application of tension specific to ceramics. In other words, transmission electron microscope observation of the cross section of TiN
(Ichio Iguchi: Journal of the Japan Institute of Metals, 60 (1996), P.781-786
10), horizontal stripes of 10 nm were observed, which corresponded to 5 atomic layers in the [011] direction of the silicon steel sheet. (3) Simultaneous measurement of texture of two layers by X-ray in TiN coating area and chemical polishing area (Y. Inokuti: ISIJ Internationala)
l, 36 (1996), pp. 347-352).
The {200} peak shape is circular. However, the {200} peak shape of Fe in the TiN coating region is elliptical, and the silicon steel plate is strongly tensioned in the [100] si-steel direction. (4) Tension of TiN thin film (Ichio Iguchi, Kazuhiro Suzuki, Yasuhiro Kobayashi:
Journal of the Japan Institute of Metals, 60 (1996), p.674-678)
10 MPa, this is the magnetic flux density difference ΔB 8 = 0.014 to 0.016 T
Can be expected to improve. (This is equivalent to increasing the degree of Goss orientation integration by about 1 °.)

【0012】(5) 張力被膜被覆前のけい素鋼板表面の平
滑化については、焼鈍分離剤として不活性 MgOやAl2O3
等を含むフォルステライト生成抑制型のものを用いれ
ば、その後にコストアップを伴う酸洗・電解研磨処理等
を行わなくても、光輝焼鈍を行うだけで、十分に満足の
いく清浄表面が得られる。この発明は、上記の知見に立
脚するものである。
(5) For smoothening the surface of a silicon steel sheet before coating with a tension coating, inert MgO or Al 2 O 3
By using a forsterite generation-suppressing type containing, for example, it is possible to obtain a sufficiently satisfactory clean surface only by performing bright annealing without performing pickling and electrolytic polishing treatments, which are accompanied by a cost increase. . The present invention is based on the above findings.

【0013】すなわち、この発明は、一方向性けい素鋼
用スラブを、熱間圧延し、ついで1回または中間焼鈍を
挟む2回の冷間圧延を施して最終板厚にしたのち、脱炭
・1次再結晶焼鈍を施し、ついで2次再結晶焼鈍および
純化焼鈍からなる最終仕上げ焼鈍を施すに際し、焼鈍分
離剤として不活性 MgOやAl2O3 等を含むフォルステライ
ト生成抑制型焼鈍分離剤を使用すること、上記の最終仕
上げ焼鈍後、 900〜1300℃の温度で光輝焼鈍を施して鋼
板表面を清浄化すること、上記の光輝焼鈍後、鋼板表面
に窒化物および/または炭化物からなる2層以上のセラ
ミック張力被膜を被成することを特徴とする超低鉄損一
方向性けい素鋼板の製造方法である。
That is, according to the present invention, a slab for unidirectional silicon steel is hot-rolled, and then cold-rolled once or twice with intermediate annealing to a final sheet thickness, and then decarburized.・ For the first recrystallization annealing, and then the final finishing annealing consisting of the secondary recrystallization annealing and the purification annealing, the forsterite generation suppressing type annealing separator containing inert MgO, Al 2 O 3 etc. as the annealing separator After the above-mentioned final finish annealing, performing bright annealing at a temperature of 900 to 1300 ° C. to clean the steel sheet surface; after the above-described bright annealing, the steel sheet surface is made of nitride and / or carbide. A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising forming at least one layer of a ceramic tension coating.

【0014】この発明において、フォルステライトの生
成を抑制するためには、脱炭・1次再結晶焼鈍時に生成
するサブスケール量を 1.0 g/m2 以下に制限することが
好ましい。
In the present invention, in order to suppress the formation of forsterite, it is preferable to limit the amount of subscale generated during decarburization / primary recrystallization annealing to 1.0 g / m 2 or less.

【0015】また、この発明においては、セラミック張
力被膜につき、その熱膨張係数を外層側にいくほど小さ
くすることが、鉄損を低減する上で一層効果的である。
Further, in the present invention, it is more effective to reduce the iron loss by reducing the coefficient of thermal expansion of the ceramic tensile coating toward the outer layer side.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明による成功が導か
れるに至った経過および発明内容を具体的に説明する。
図1(a), (b), (C) にそれぞれ、(a) 現行の一方向性け
い素鋼板、(b)TiN被覆一方向性けい素鋼板および (c)こ
の発明の超低鉄損一方向性けい素鋼板の表面近傍の断面
を比較して模式で示す。なお、各図上の( )内は占積
率を、また各図中の数字は熱膨張係数 (10-6/K)を示
したものである。さて、(a) の現行の一方向性けい素鋼
板は、熱膨張係数が13×10-6のけい素鋼板の上に熱膨張
係数が11×10-6のフォルステライト下地被膜を被成し、
さらにその上に熱膨張係数が5×10-6の絶縁被膜を被成
して低鉄損化と磁歪特性の改善を図ったものである。こ
の場合のけい素鋼板の占積率は96.5%程度である。ま
た、(b) のTiN 被覆一方向性けい素鋼板は、けい素鋼板
の上に約1μm 厚程度の薄TiN 被膜を被成し、さらにそ
の上に絶縁被膜を被成したものであるが、この場合 TiN
被膜の熱膨張係数は8×10-6で、フォルステライト下地
被膜の熱膨張係数:11×10-6よりも低く、けい素鋼板に
より強い張力付加が可能であるため、一層の低鉄損化と
磁歪特性の改善が可能である。この場合のけい素鋼板の
占積率は97.5%程度で約1%程度向上している。これに
対し、(c) のこの発明の超低鉄損けい素鋼板は、けい素
鋼板の表面に薄TiN(0.01〜0.5 μm )を被成した上
に、さらに熱膨張係数が3×10-6と極めて小さく、かつ
絶縁性を有するSi3N4 (0.3〜1.5 μm )を被成した二層
の薄窒化物系セラミック被覆を有する超低鉄損けい素鋼
板である。この場合のけい素鋼板の占積率は99%程度で
究極のけい素鋼板と言える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the process leading to the success of the present invention and the contents of the invention will be specifically described.
Figures 1 (a), (b) and (C) show (a) the current unidirectional silicon steel sheet, (b) the TiN-coated unidirectional silicon steel sheet, and (c) the ultra-low iron loss of the present invention, respectively. The cross section near the surface of the unidirectional silicon steel sheet is compared and shown schematically. The figures in parentheses in each figure show the space factor, and the numbers in each figure show the coefficient of thermal expansion (10 -6 / K). The current unidirectional silicon steel sheet shown in (a) is a silicon steel sheet with a coefficient of thermal expansion of 13 × 10 -6 and a forsterite undercoat with a coefficient of thermal expansion of 11 × 10 -6. ,
Further, an insulating film having a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −6 is formed thereon to reduce iron loss and improve magnetostriction characteristics. The space factor of the silicon steel sheet in this case is about 96.5%. In addition, the TiN-coated unidirectional silicon steel sheet of (b) is obtained by forming a thin TiN film having a thickness of about 1 μm on a silicon steel sheet and further forming an insulating coating thereon. In this case TiN
The thermal expansion coefficient of the coating is 8 × 10 -6, which is lower than the thermal expansion coefficient of the forsterite undercoating: 11 × 10 -6 , and it is possible to apply stronger tension to the silicon steel sheet, further reducing iron loss And the magnetostriction characteristics can be improved. In this case, the space factor of the silicon steel sheet is about 97.5%, which is improved by about 1%. On the other hand, the ultra-low iron loss silicon steel sheet of the present invention (c) has a thin TiN (0.01 to 0.5 μm) coated on the surface of the silicon steel sheet and further has a coefficient of thermal expansion of 3 × 10 − This is an ultra-low iron loss silicon steel sheet having two layers of thin nitride ceramic coating coated with Si 3 N 4 (0.3 to 1.5 μm) which is extremely small and has insulating properties. In this case, the space factor of the silicon steel sheet is about 99%, which can be said to be the ultimate silicon steel sheet.

【0017】しかし、上記した超低鉄損けい素鋼板は、
図1の(a) 示す現行の一方向性けい素鋼板の絶縁被膜お
よびフォルステライト被膜を除去したのち、酸洗(場合
によっては、フォルステライト下地被膜を除去するため
の機械研磨)および電解研磨または化学研磨によってけ
い素鋼板表面を平滑化した後の表面に、TiN-Si3N4 二層
の薄窒化物系セラミックを被覆したけい素鋼板であるた
め、超低鉄損は得られるものの、製造コストが嵩むため
経済的でないという問題を残していた。
However, the ultra-low iron loss silicon steel sheet described above
After removing the insulating film and the forsterite film of the current grain-oriented silicon steel sheet shown in FIG. 1 (a), pickling (in some cases, mechanical polishing for removing the forsterite undercoat) and electrolytic polishing or Ultra-low iron loss can be obtained, although ultra-low iron loss can be obtained because the silicon steel sheet is coated with two layers of TiN-Si 3 N 4 thin nitride ceramic after smoothing the surface of the silicon steel sheet by chemical polishing The problem is that it is not economical due to high costs.

【0018】しかしながら、上記の欠点は、以下に述べ
る、新たな表面清浄化方法によって解消することができ
る。以下、その具体的実験例を示す。C:0.075 wt%
(以下単に%で示す)、Si:3.40%、Mn:0.075 %、S
e:0.022 %、Sb:0.026 %、Al:0.025 %、N:0.007
2%およびMo:0.013 %を含有するけい素鋼用連鋳スラ
ブを、1350℃、4時間の加熱処理後、熱間圧延により板
厚:2.0 mmの熱延板とした。この熱延板に 960℃、3分
間の均一化焼鈍を施した後、 980℃の中間焼鈍を挟む2
回の冷間圧延を行って板厚:0.23mmの最終冷延板とし
た。
However, the above disadvantages can be eliminated by a new surface cleaning method described below. Hereinafter, specific experimental examples will be described. C: 0.075 wt%
(Hereinafter simply shown as%), Si: 3.40%, Mn: 0.075%, S
e: 0.022%, Sb: 0.026%, Al: 0.025%, N: 0.007
A continuous cast slab for silicon steel containing 2% and Mo: 0.013% was heated at 1350 ° C. for 4 hours, and then hot-rolled into a hot-rolled sheet having a thickness of 2.0 mm. After subjecting this hot-rolled sheet to uniform annealing at 960 ° C for 3 minutes, intermediate annealing at 980 ° C is performed.
Cold rolling was performed twice to obtain a final cold rolled sheet having a sheet thickness of 0.23 mm.

【0019】ついで、得られた冷延板を、以下に述べる
4条件で処理した。 840℃の湿水素中{雰囲気中の水素量:55%(残り45
%はN2ガス)、露点:60℃}で脱炭・1次再結晶焼鈍を
行った後、鋼板表面に MgOを主成分とする焼鈍分離剤を
スラリー塗布した。なお、この時の脱炭・1次再結晶焼
鈍板の表面におけるサブスケール量は 1.5 g/m2 であっ
た。 840℃の湿水素中(雰囲気中の水素量:55%、露点:
25℃)で脱炭・1次再結晶焼鈍を行った後、鋼板表面に
MgOを主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布した。な
お、この時の脱炭・1次再結晶焼鈍板の表面におけるサ
ブスケール量は 0.5 g/m2 であった。 840℃の湿水素中(雰囲気中の水素量:55%、露点:
60℃)で脱炭・1次再結晶焼鈍を行った後、鋼板表面に
不活性MgO : 25%、Al2O3 : 70%およびCaSiO3:5%の
組成になる焼鈍分離剤をスラリー塗布した。なお、この
時の脱炭・1次再結晶焼鈍板の表面のサブスケール量は
1.5 g/m2 であった。 840℃の湿水素中(雰囲気中の水素量:55%、露点:
25℃)で脱炭・1次再結晶焼鈍を行った後、鋼板表面に
不活性MgO : 25%、Al2O3 : 70%およびCaSiO3:5%の
組成になる焼鈍分離剤をスラリー塗布した。なお、この
時の脱炭・1次再結晶焼鈍板の表面のサブスケール量は
0.5 g/m2 であった。
Next, the obtained cold rolled sheet was treated under the following four conditions. In 840 ° C wet hydrogen {Amount of hydrogen in atmosphere: 55% (45 remaining
% Was N 2 gas) and decarburization and primary recrystallization annealing were performed at a dew point of 60 ° C., and then an annealing separator containing MgO as a main component was slurry-coated on the steel sheet surface. At this time, the amount of subscale on the surface of the decarburized / primary recrystallization annealed sheet was 1.5 g / m 2 . In wet hydrogen at 840 ° C (hydrogen content in atmosphere: 55%, dew point:
(25 ℃), after decarburization and primary recrystallization annealing
An annealing separator mainly composed of MgO was applied by slurry. At this time, the amount of subscale on the surface of the decarburized / primary recrystallization annealed sheet was 0.5 g / m 2 . In wet hydrogen at 840 ° C (hydrogen content in atmosphere: 55%, dew point:
After decarburization and primary recrystallization annealing at 60 ° C.), inert MgO on the steel sheet surface: 25%, Al 2 O 3 : 70% and CaSiO 3: of 5% of the composition annealing separator slurry coating did. At this time, the amount of subscale on the surface of the decarburized / primary recrystallization annealed sheet was
1.5 g / m 2 . In wet hydrogen at 840 ° C (hydrogen content in atmosphere: 55%, dew point:
After decarburization and primary recrystallization annealing at 25 ° C), the surface of the steel sheet is coated with an annealing separator which has a composition of inert MgO: 25%, Al 2 O 3 : 70% and CaSiO 3 : 5%. did. At this time, the amount of subscale on the surface of the decarburized / primary recrystallization annealed sheet was
0.5 g / m 2 .

【0020】ついで、上記〜の処理を施したけい素
鋼板を、N2ガス中にて 850℃, 15hの焼鈍後、その温度
から10℃/hの速度で1150℃まで昇温してゴス方位に強
く集積した2次再結晶粒を発達させた後、1220℃の乾水
素中で純化処理を施した。かくして得られた製品の表面
の MgOやAl2O3 を除去した後、さらに次の条件でセラミ
ック被膜を被成した。
Next, the silicon steel sheet subjected to the above processes (1) to (5) is annealed at 850 ° C. for 15 hours in N 2 gas, and then the temperature is increased from that temperature to 1150 ° C. at a rate of 10 ° C./h to obtain a Goss orientation. After the secondary recrystallized grains that had accumulated strongly were developed, they were purified in dry hydrogen at 1220 ° C. After removing MgO and Al 2 O 3 from the surface of the product thus obtained, a ceramic coating was further formed under the following conditions.

【0021】(A) けい素鋼板の表面を、10%HCl中(80
℃) で酸洗後、3%HFとH2O2との混合液中で化学研磨によ
りけい素鋼板の表面を平滑化した後、けい素鋼板表面上
にTiN(HCD法によるイオンプレーティング)を約 0.2μm
厚被成し、ついでその上にさらにSiO3N4を 0.5μm 厚
被成した。 (B) けい素鋼板表面上に、そのままTiN (HCD法によるイ
オンプレーティング)を約 0.2μm 厚被成したのち、さ
らにその上に Si3N4を 0.5μm 厚被成した。 (C) けい素鋼板の表面に、乾H2雰囲気中にて1100℃の光
輝焼鈍を施した後、TiN(HCD法によるイオンプレーティ
ング)を約 0.2μm 厚被成し、ついでその上にさらに S
i3N4を 0.5μm 厚被成した。
(A) The surface of a silicon steel sheet was immersed in 10% HCl (80%
℃), and after smoothing the surface of the silicon steel sheet by chemical polishing in a mixed solution of 3% HF and H 2 O 2 , TiN (ion plating by HCD method) is applied on the silicon steel sheet surface. About 0.2μm
A thick coating was formed thereon, and a further 0.5 μm thick SiO 3 N 4 was further formed thereon. (B) TiN (ion plating by the HCD method) was formed on the surface of the silicon steel sheet by about 0.2 μm as it was, and then Si 3 N 4 was formed thereon by 0.5 μm. (C) The surface of a silicon steel sheet is subjected to bright annealing at 1100 ° C in a dry H 2 atmosphere, and then TiN (ion plating by the HCD method) is formed to a thickness of about 0.2 μm. S
i 3 N 4 was formed to a thickness of 0.5 μm.

【0022】かくして得られたセラミック張力被膜付き
方向性けい素鋼板の磁気特性および曲げ密着性について
調べた結果を表1に示す。
Table 1 shows the results obtained by examining the magnetic properties and the bending adhesion of the grain-oriented silicon steel sheet with the ceramic tension coating thus obtained.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】同表から明らかなように、+(C) の条件
において、鉄損および密着性とも、各(A) の条件で処理
した場合と同等の優れた特性が得られることが注目され
る。
As is clear from the table, it is noted that under + (C) conditions, excellent iron loss and adhesion can be obtained in the same manner as in the case of treatment under each (A) condition. .

【0025】ところで、各(A) の条件は、フォルステラ
イト下地被膜の有無にかかわらず、酸洗・化学研磨によ
り鋼板表面を平滑化しているため、コストアップを伴う
工程である。これに対し、+(C) の条件は、低露点で
脱炭・1次再結晶焼鈍を施し、鋼板表面のサブスケール
量を 0.5 g/m2 と少なくした上で、表面にフォルステラ
イト生成抑制型の焼鈍分離剤をスラリー塗布してから最
終仕上げ焼鈍を施すものであるから、仕上げ焼鈍後の鋼
板表面にはフォルステライト下地被膜がほとんど存在せ
ず、従ってその後に酸洗・化学研磨処理のような煩雑な
研磨処理を施さなくても、1100℃程度の光輝焼鈍を施す
だけで、鋼板表面を十分に清浄にすることができる。こ
のように、この発明では、従来のような煩雑な研磨処理
を必要としないので、製造コストを効果的に低減するこ
とができるのである。
By the way, the condition (A) is a step which involves an increase in cost because the steel sheet surface is smoothed by pickling and chemical polishing regardless of the presence or absence of a forsterite undercoat. On the other hand, under the condition of + (C), decarburization and primary recrystallization annealing were performed at a low dew point to reduce the subscale amount on the steel sheet surface to 0.5 g / m 2, and then suppressed the formation of forsterite on the surface. Since the final annealing is performed after the slurry of the mold annealing separator is applied, there is almost no forsterite undercoat on the steel sheet surface after the final annealing. The steel sheet surface can be sufficiently cleaned only by performing bright annealing at about 1100 ° C. without performing complicated and complicated polishing treatment. As described above, according to the present invention, since complicated polishing processing as in the related art is not required, the manufacturing cost can be effectively reduced.

【0026】ここに、けい素鋼板表面に被成するセラミ
ック被膜は、Si, Mn, Cr, Ni, Mo,W,V,Ti, Nb, Ta,
B,Cu, ZrおよびBの窒化物または炭化物のうちから
選ばれるが、ここで重要なことは、 外層側にいくほど熱膨張係数を小さくする、 最外層のセラミック被膜には絶縁性を具備させるこ
とである。
Here, the ceramic film formed on the surface of the silicon steel sheet is made of Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta,
It is selected from B, Cu, Zr, and nitride or carbide of B. The important thing here is to make the thermal expansion coefficient smaller toward the outer layer, and to make the outermost ceramic coating have insulating properties. That is.

【0027】また、この場合に、セラミック被膜の合計
厚みは、 0.3〜2μm 程度とするのが好適である。とい
うのは、膜厚が 0.3μm 未満では引張効果が小さいため
鉄損の改善効果が小さく、一方2μm を超えると占積率
および磁束密度の低下を招くからである。
In this case, the total thickness of the ceramic coating is preferably about 0.3 to 2 μm. This is because if the film thickness is less than 0.3 μm, the effect of improving iron loss is small because the tensile effect is small, while if it exceeds 2 μm, the space factor and the magnetic flux density decrease.

【0028】以上述べたとおり、この発明は、従来のよ
うなコストアップを伴う仕上げ焼鈍板の平滑化方法とは
全く異なった画期的な清浄化方法により、製造コストの
低減の下に、鉄損および占積率に優れるのはいうまでも
なく、磁歪、耐熱性および絶縁性にも優れた超低鉄損一
方向性けい素鋼板を得るものである。
As described above, the present invention uses an epoch-making cleaning method completely different from the conventional method for smoothing a finish-annealed plate, which is accompanied by an increase in cost. Needless to say, it is possible to obtain an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet excellent in magnetostriction, heat resistance and insulation properties, not to mention being excellent in loss and space factor.

【0029】[0029]

【作用】この発明の素材である含けい素鋼としては、従
来公知の成分組成いずれもが適合するが、代表組成を掲
げると次のとおりである。
The silicon-containing steel used as the material of the present invention is compatible with any of the conventionally known component compositions, but the typical compositions are as follows.

【0030】C:0.01〜0.08 Cは、0.01%より少ないと熱延集合組織抑制が不十分と
なって大きな伸長粒が形成されるため磁気特性が劣化
し、一方0.08%より多いと脱炭工程で脱炭に時間がかか
り経済的でないので、0.01〜0.08%程度とするのが好ま
しい。
C: 0.01 to 0.08 If C is less than 0.01%, the suppression of hot rolled texture is insufficient and large elongated grains are formed, so that the magnetic properties are degraded. Since it is not economical because decarburization takes a long time, it is preferable to be about 0.01 to 0.08%.

【0031】Si:2.0 〜4.0 % Siは、2.0 %より少ないと十分な電気抵抗が得られない
ため渦流損失が増大して鉄損の劣化を招き、一方 4.0%
より多いと冷延の際に脆性割れが生じ易くなるので、
2.0〜4.0 %程度の範囲とすることが好ましい。
Si: 2.0 to 4.0% If Si is less than 2.0%, sufficient electric resistance cannot be obtained, so that eddy current loss increases and iron loss deteriorates, while 4.0%
If more, brittle cracks tend to occur during cold rolling, so
It is preferable to be in the range of about 2.0 to 4.0%.

【0032】Mn:0.01〜0.2 % Mnは、一方向性けい素鋼板の2次再結晶を左右する分散
析出相としてのMnS あるいはMnSeを決定する重要な成分
である。Mn量が0.01%を下回ると2次再結晶を生じさせ
るのに必要なMnS 等の絶対量が不足し、不完全2次再結
晶を起こすと同時に、ブリスターと呼ばれる表面欠陥が
増大する。一方、0.2 %を超えると、スラブ加熱等にお
いてMnS などの解離固溶が行われたとしても、熱延時に
析出する分析析出相が粗大化し易く、抑制剤として望ま
れる最適サイズ分布が損なわれて磁気特性が劣化するの
で、Mnは0.01〜0.2 %程度とすることが好ましい。
Mn: 0.01-0.2% Mn is an important component that determines MnS or MnSe as a dispersed precipitation phase which affects secondary recrystallization of a unidirectional silicon steel sheet. When the amount of Mn is less than 0.01%, the absolute amount of MnS or the like necessary for causing secondary recrystallization becomes insufficient, causing incomplete secondary recrystallization and increasing surface defects called blisters. On the other hand, if it exceeds 0.2%, even if dissociated solid solution such as MnS is performed during slab heating or the like, the analytical precipitate phase precipitated during hot rolling tends to become coarse, and the optimal size distribution desired as an inhibitor is impaired. Since the magnetic properties are degraded, it is preferable that Mn be about 0.01 to 0.2%.

【0033】S,Seはいずれも 0.1%以下、中でもSは
0.008〜0.1 %、またはSeは0.003〜0.1 %の範囲とす
ることが好ましい。というのは、これらが 0.1%を超え
ると熱間および冷間加工性が劣化し、一方それぞれ下限
値に満たないとMnS, MnSe としての1次粒成長抑制機能
に格別の効果を生じないからである。その他、インヒビ
ターとして従来公知のAl, Sb, Cu, SnおよびB等を複合
添加しても、この発明の効果を妨げるものではない。
Each of S and Se is 0.1% or less.
The content of 0.008 to 0.1% or Se is preferably in the range of 0.003 to 0.1%. This is because if these contents exceed 0.1%, the hot and cold workability deteriorates, and if they do not reach the lower limits, respectively, there is no particular effect on the primary grain growth suppressing function as MnS and MnSe. is there. In addition, even if Al, Sb, Cu, Sn, B and the like, which are conventionally known as inhibitors, are added in combination, the effect of the present invention is not prevented.

【0034】次に、この発明に従う超低鉄損一方向性け
い素鋼板の製造工程について説明する。まず素材を溶製
するには、LD転炉、電気炉、平炉、その他公知の製鋼
炉を用い得ることは勿論のこと、真空溶解やRH脱ガス
処理を併用することもできる。
Next, the manufacturing process of the ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to the present invention will be described. First, in order to melt the raw material, it is possible to use not only a LD converter, an electric furnace, an open hearth furnace, and other known steelmaking furnaces but also vacuum melting and RH degassing.

【0035】この発明に従い、素材中に含有されるS,
Seあるいはその他の1次粒成長抑制剤を溶鋼中に微量添
加する方法としては、従来公知の何れの方法を用いても
良く、例えばLD転炉、RH脱ガス終了時あるいは造塊
時の溶鋼中に添加することができる。また、スラブ製造
は、コスト低減、さらにはスラブ長手方向における成分
あるいは品質の均一性等の経済的・技術的利点のため連
続鋳造法の採用が有利ではあるが、従来の造塊スラブの
使用を妨げるものではない。
According to the present invention, S,
As a method for adding a small amount of Se or another primary grain growth inhibitor to molten steel, any conventionally known method may be used. For example, LD converter, RH degassing at the end of molten steel or at the time of ingot casting Can be added. In slab production, it is advantageous to use the continuous casting method because of economic and technical advantages such as cost reduction and uniformity of components or quality in the slab longitudinal direction. It does not hinder.

【0036】連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ
ーを解離、固溶させるために、1300℃以上の温度に加熱
される。その後、このスラブは熱間粗圧延ついで熱間仕
上圧延を施されて、通常厚み 1.3〜3.3mm 程度の熱延板
とされる。
The continuous cast slab is heated to a temperature of 1300 ° C. or higher in order to dissociate and form a solid solution of the inhibitor in the slab. Thereafter, the slab is subjected to hot rough rolling and then hot finish rolling to form a hot rolled sheet having a thickness of usually about 1.3 to 3.3 mm.

【0037】次に熱延板は、必要に応じ 850〜1100℃の
温度範囲の中間焼鈍を挟み2回の冷間圧延を実施して最
終板厚とするが、高磁束密度で低鉄損の特性を有する製
品を得るには最終冷延率(通常55〜90%程度)に注意を
払う必要がある。この時、製品板厚は0.05〜0.5 mm程度
とすることが好ましい。
Next, the hot-rolled sheet is subjected to two cold rolling steps with intermediate annealing in a temperature range of 850 to 1100 ° C. as necessary to obtain a final sheet thickness. It is necessary to pay attention to the final cold rolling rate (usually about 55 to 90%) to obtain a product having characteristics. At this time, the thickness of the product is preferably about 0.05 to 0.5 mm.

【0038】最終冷延を終わり、製品板厚となった鋼板
は次に脱炭焼鈍に供される。この焼鈍は、冷延組織を1
次再結晶組織にすると同時に、最終焼鈍で{110}
〈001〉方位の2次再結晶粒を発達させる場合に有害
なCを除去することを目的とし、例えば 750〜880 ℃の
湿水素中で行う。また、この脱炭処理の際には、けい素
鋼板表面にSiO2を主成分とするサブスケールを形成さ
せ、通常、その後に鋼板表面上に塗布した焼鈍分離剤中
のMgO との高温での固相反応、すなわち 2MgO + SiO2 → Mg2SiO4 によってフォルステライト下地被膜を形成させ、次の純
化焼鈍工程においてこのフォルステライト下地被膜直下
にMnS,MnSe, AlN 等の微細析出物を濃縮させて、けい素
鋼板の純化を達成している。
The steel sheet having finished the final cold rolling and having the product thickness is then subjected to decarburization annealing. This annealing reduces the cold rolled structure to 1
At the same time as the next recrystallized structure, {110}
The purpose is to remove harmful C when secondary recrystallized grains having the <001> orientation are developed, for example, in wet hydrogen at 750 to 880 ° C. In addition, during the decarburization treatment, a subscale mainly composed of SiO 2 is formed on the surface of the silicon steel sheet, and usually, at a high temperature with MgO in the annealing separator applied to the steel sheet surface thereafter. solid-phase reaction, i.e. 2MgO + SiO 2 → the Mg 2 SiO 4 to form a forsterite base coating, MnS in the subsequent purification annealing step to the forsterite base film directly below, MnSe, by concentrating the fine precipitates such as AlN , Has achieved the purification of silicon steel sheets.

【0039】しかしながら、この発明では、かようなフ
ォルステライト下地被膜をできるだけ生成させないよう
にする必要があるため、この脱炭焼鈍においては、けい
素鋼板上のサブスケール量を 1.0 g/m2 以下に規制する
ことが好ましい。なお、サブスケール量は、脱炭時の露
点を制御することによって容易に調整することができ
る。
However, in the present invention, it is necessary to prevent the formation of such a forsterite undercoat as much as possible. In this decarburization annealing, the subscale amount on the silicon steel sheet is set to 1.0 g / m 2 or less. It is preferred to regulate to. The sub-scale amount can be easily adjusted by controlling the dew point during decarburization.

【0040】また、焼鈍分離剤としては、通常 MgOを主
成分とする焼鈍分離剤が使用されるが、この発明では、
最終焼鈍によるフォルステライトの生成は極力抑制する
必要があるので、用いる焼鈍分離剤中にはフォルステラ
イトの生成反応を抑制する成分を含有させる必要があ
る。ここに、フォルステライト生成抑制成分としては、
Al2O3, ZrO2, SnO3, Sb2O3およびCaSiO3等が有利に適合
し、これらのうちから選んだ少なくとも1種を50%以上
の割合で MgOに配合して、けい素鋼板の表面にスラリー
塗布するのが望ましい。
As the annealing separator, an annealing separator containing MgO as a main component is usually used.
Since it is necessary to suppress formation of forsterite by final annealing as much as possible, it is necessary to include a component for suppressing the formation reaction of forsterite in the annealing separator used. Here, as the forsterite production inhibiting component,
Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 3 , Sb 2 O 3, CaSiO 3, etc. are suitable, and at least one selected from these is mixed with MgO at a ratio of 50% or more, and silicon steel sheet Is desirably applied to the surface of the slurry.

【0041】なお、最終焼鈍は、{110}〈001〉
方位の2次再結晶粒を十分発達させるために施されるも
ので、通常箱焼鈍によって直ちに1000℃以上に昇温し、
その温度に保持することによって行われる。この発明に
おいて{110}〈001〉方位に高度に集積した2次
再結晶組織を発達させるためには、 820℃から900 ℃の
低温で保定焼鈍する方が有利であるが、その他、例えば
0.5〜15℃/h程度の昇温速度の徐熱焼鈍でも良い。
The final annealing is {110} <001>
This is applied in order to sufficiently develop secondary recrystallized grains of the orientation. Usually, the temperature is immediately raised to 1000 ° C or more by box annealing.
This is done by maintaining that temperature. In the present invention, in order to develop a secondary recrystallized structure highly integrated in the {110} <001> orientation, it is advantageous to carry out annealing at a low temperature of 820 ° C. to 900 ° C.
Slow annealing at a heating rate of about 0.5 to 15 ° C./h may be used.

【0042】この最終焼鈍後に鋼板表面の焼鈍分離剤を
除去したのち、この発明では 900〜1300℃の乾H2中にて
1〜30分間程度の光輝焼鈍を施して、さらなるけい素鋼
板の純化と表面の清浄化を達成することが重要である。
ここに、光輝焼鈍温度を 900〜1300℃の範囲に限定した
のは、処理温度が 900℃に満たないと十分な清浄化が達
成できず、一方1300℃を超えるとクリープのため鋼板の
形状が維持できなくなるからである。
After removing the annealing separator from the steel sheet surface after the final annealing, in the present invention, bright annealing is performed in dry H 2 at 900 to 1300 ° C. for about 1 to 30 minutes to further purify the silicon steel sheet. And it is important to achieve surface cleaning.
Here, the reason why the bright annealing temperature is limited to the range of 900 to 1300 ° C is that if the treatment temperature is less than 900 ° C, sufficient cleaning cannot be achieved, while if it exceeds 1300 ° C, the shape of the steel sheet due to creep is increased. This is because it cannot be maintained.

【0043】その後、けい素鋼板表面に、PVD,CV
Dまたはスパッタリング等の種々の方法を用いて、Si,
Mn, Cr, Ni, Mo, W,V,Ti, Nb, Ta, B,Cu, Zrおよ
びBの窒化物または炭化物のうちから選んだ1種または
2種以上からなる張力被膜を少なくとも二層被成させる
ことによってセラミック張力被膜を形成させる。かかる
セラミック張力被膜の形成において、留意すべきは、前
述したとおり 外層側にいくほど熱膨張係数を小さくする、 最外層のセラミック被膜には絶縁性を具備させる ことである。ここに、かようなセラミック張力被膜の合
計厚みは、前述したとおり 0.3〜2μm 程度とするのが
好ましい。
After that, PVD, CV
Using various methods such as D or sputtering, Si,
Mn, Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, B, Cu, Zr, and at least two layers of a tensile coating composed of at least one selected from nitrides or carbides of B. To form a ceramic tension coating. In forming such a ceramic tension coating, it should be noted that the thermal expansion coefficient is reduced toward the outer layer side as described above, and the outermost ceramic coating is provided with insulating properties. Here, the total thickness of the ceramic tension coating is preferably about 0.3 to 2 μm as described above.

【0044】なお、上記したセラミック張力被膜の形成
に関し、前掲図1(c) では、被成したセラミック被膜が
明確に2層に分かれている場合について示したが、この
発明では、セラミック層の境界が必ずしもこのように明
確になっている必要はなく、各層の成分が相互に他の層
の内部へ拡散した状態になっていても良く、要は、被膜
の熱膨張係数が外層側にいくほど小さくなっていれば良
いのである。
With respect to the formation of the above-described ceramic tension coating, FIG. 1 (c) shows a case where the formed ceramic coating is clearly divided into two layers. However, it is not always necessary to clarify in this manner, and the components of each layer may be in a state in which they are mutually diffused into other layers. It just needs to be smaller.

【0045】なお、このようにして形成したセラミック
被膜の上に、さらに従来公知の磁区細分化処理、例えば
レーザー照射、プラズマ照射、溝形成処理等施すことも
有効であり、これらの手法も好適に使用することができ
る。
It is also effective to apply a conventionally known magnetic domain refining treatment, for example, a laser irradiation, a plasma irradiation, a groove forming treatment, etc. on the ceramic coating thus formed. Can be used.

【0046】[0046]

【実施例】【Example】

実施例1 C:0.044 %、Si:3.40%、Mn:0.072 %、Se:0.022
%、Sb:0.023 %およびMo:0.013 %を含有し、残部は
実質的にFeの組成になるけい素鋼用連鋳スラブを、1340
℃、4hの均熱処理後、熱間圧延により厚み:1.8 mmの
熱延板とした。ついで 900℃の均一化焼鈍を施した後、
950℃の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して厚み:
0.23mmの最終冷延板とした。その後 820℃の湿水素中で
脱炭・1次再結晶焼鈍した。この時、鋼板表面上に生成
したサブスケール量は 0.7 g/m2であった。その後、鋼
板表面上に MgO:20%、Al2O3 : 70%、Sb2O3 : 10%の
組成になる焼鈍分離剤をスラリー塗布してから、 850
℃、50時間の2次再結晶焼鈍を行ったのち、1220℃の乾
水素中で純化焼鈍を行った。
Example 1 C: 0.044%, Si: 3.40%, Mn: 0.072%, Se: 0.022
%, Sb: 0.023% and Mo: 0.013%, with the balance being 1340.
After soaking at 4 ° C. for 4 hours, a hot-rolled sheet having a thickness of 1.8 mm was formed by hot rolling. Then, after performing uniform annealing at 900 ° C,
Cold rolled twice with intermediate annealing at 950 ° C and thickness:
The final cold-rolled sheet was 0.23 mm. Thereafter, decarburization and primary recrystallization annealing were performed in wet hydrogen at 820 ° C. At this time, the amount of subscale generated on the steel sheet surface was 0.7 g / m 2 . After that, an annealing separator having a composition of MgO: 20%, Al 2 O 3 : 70%, Sb 2 O 3 : 10% was applied on the steel sheet surface by slurry, and then 850
After performing a secondary recrystallization annealing at 50 ° C. for 50 hours, a purification annealing was performed in dry hydrogen at 1220 ° C.

【0047】ついで、乾水素中にて1050℃, 3分間の光
輝焼鈍を施して、さらなる純化と表面の清浄化を達成し
た。その後、鋼板表面に、PVD法およびマグネトロン
スパッタ法を用いて、TiN(0.3 μm )と Si3N4(0.5μm
) セラミック膜を二層被成したのち、磁区細分化処理
を施した。かくして得られた製品の鉄損特性および曲げ
密着性について調べた結果を表2に示す。
Subsequently, bright annealing was performed in dry hydrogen at 1050 ° C. for 3 minutes to achieve further purification and surface cleaning. Thereafter, TiN (0.3 μm) and Si 3 N 4 (0.5 μm) were formed on the steel sheet surface by PVD and magnetron sputtering.
) After two layers of the ceramic film were formed, a domain refining treatment was performed. Table 2 shows the results obtained by examining the iron loss characteristics and the bending adhesion of the product thus obtained.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】表2に示したとおり、この発明に従ってけ
い素鋼板の表面にセラミック張力被膜を被成した場合に
は、従来に比べ格段に優れた鉄損特性を得ることができ
た。また、セラミック被膜の被成に先立ち、光輝焼鈍を
施すだけで鋼板表面を清浄化できるので、従来の煩雑の
研磨処理と比べると、コストを大幅に低減することがで
きた。
As shown in Table 2, when a silicon steel sheet was coated with a ceramic tension coating according to the present invention, much better iron loss characteristics could be obtained as compared with the prior art. Further, prior to the formation of the ceramic coating, the surface of the steel sheet can be cleaned only by performing bright annealing, so that the cost can be significantly reduced as compared with the conventional complicated polishing treatment.

【0050】実施例2 C:0.076 %、Si:3.45%、Mn:0.078 %、sol.Al:0.
025 %、N:0.0070%、Se:0.022 %、Mo:0.013 %、
Cu:0.18%およびSb:0.023 %を含有し、残部は実質的
にFeの組成になるけい素鋼用連鋳スラブを、1260℃で40
%の再圧処理後、昇温速度1.5 ℃/minで1360℃まで徐熱
し、引き続きこの温度で4時間保定する均熱処理を施し
たのち、熱間圧延を施して厚み:2.0 mmの熱延板とし
た。ついで1050℃の均一化焼鈍後、1000℃の中間焼鈍を
挟む2回の冷間圧延を施して0.23mm厚の最終冷延板とし
た。なお、圧延に際しては 300℃の温間圧延を実施し
た。その後、 840℃の湿水素中で脱炭・1次再結晶焼鈍
を施した。この時、鋼板表面上に生成したサブスケール
量は 0.3 g/m2 であった。その後、鋼板表面上に MgO:
30%、Al2O3 : 60%、SnO3:10%の組成になる焼鈍分離
剤をスラリー塗布してから、 850℃、50時間の2次再結
晶焼鈍を施し、ついで10℃/hの速度で1150℃まで昇温
して2次再結晶させたのち、1220℃の乾H2中で純化焼鈍
を行った。
Example 2 C: 0.076%, Si: 3.45%, Mn: 0.078%, sol.
025%, N: 0.0070%, Se: 0.022%, Mo: 0.013%,
A continuously cast slab for silicon steel containing 0.18% of Cu and 0.023% of Sb with the balance being substantially Fe was prepared at 40 ° C at 1260 ° C.
%, Re-heated to 1360 ° C. at a rate of 1.5 ° C./min, and then maintained at this temperature for 4 hours, followed by hot rolling and hot rolling with a thickness of 2.0 mm. And Next, after uniform annealing at 1050 ° C., cold rolling was performed twice with intermediate annealing at 1000 ° C. to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. In the rolling, warm rolling at 300 ° C. was performed. Thereafter, decarburization and primary recrystallization annealing were performed in wet hydrogen at 840 ° C. At this time, the amount of subscale generated on the steel sheet surface was 0.3 g / m 2 . Then, MgO:
A slurry of an annealing separator having a composition of 30%, Al 2 O 3 : 60%, and SnO 3 : 10% was applied by slurry, and then subjected to secondary recrystallization annealing at 850 ° C. for 50 hours, and then at 10 ° C./h. After the temperature was raised to 1150 ° C. at a high speed for secondary recrystallization, purification annealing was performed in dry H 2 at 1220 ° C.

【0051】ついで、乾水素中にて1150℃,3分間の光
輝焼鈍を施し、さらなる純化と表面の清浄化を達成し
た。その後、鋼板表面に、マグネトロンスパッタ法を用
いて TiN+Si3N4 の二層(0.6 μm )を被成したのち、
磁区細分化処理を施した。かくして得られた製品の鉄損
および曲げ密着性は次のとおりであった。 製品の鉄損(W17/50) =0.50 W/kg 製品の密着性=15mmφ
Then, bright annealing was performed in dry hydrogen at 1150 ° C. for 3 minutes to achieve further purification and surface cleaning. After that, two layers of TiN + Si 3 N 4 (0.6 μm) were formed on the steel sheet surface by magnetron sputtering,
A magnetic domain refinement treatment was performed. The iron loss and bending adhesion of the product thus obtained were as follows. Iron loss of product (W 17/50 ) = 0.50 W / kg Product adhesion = 15 mmφ

【0052】[0052]

【発明の効果】かくして、この発明によれば、鉄損、占
積率および密着性が格段に向上した超低鉄損一方向性け
い素鋼板を、低コストの下で得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet with significantly improved iron loss, space factor and adhesion at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a) 現行の一方向性けい素鋼板、(b)TiN被覆一
方向性けい素鋼板および(c) この発明の超低鉄損一方向
性けい素鋼板の表面近傍の断面を比較して示した模式図
である。
FIG. 1 shows (a) a current unidirectional silicon steel sheet, (b) a TiN-coated unidirectional silicon steel sheet, and (c) a cross section near the surface of the ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing a comparison.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方向性けい素鋼用スラブを、熱間圧延
し、ついで1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を
施して最終板厚にしたのち、脱炭・1次再結晶焼鈍を施
し、 ついで2次再結晶焼鈍および純化焼鈍からなる最終仕上
げ焼鈍を施すに際し、焼鈍分離剤として不活性 MgOやAl
2O3 等を含むフォルステライト生成抑制型焼鈍分離剤を
使用すること、 上記の最終仕上げ焼鈍後、 900〜1300℃の温度で光輝焼
鈍を施して鋼板表面を清浄化すること、 上記の光輝焼鈍後、鋼板表面に窒化物および/または炭
化物からなる2層以上のセラミック張力被膜を被成する
ことを特徴とする超低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方
法。
1. A slab for unidirectional silicon steel is hot-rolled, and then cold-rolled once or twice with intermediate annealing to a final sheet thickness, and then decarburized and re-carried. When performing the crystal annealing, and then performing the final finishing annealing consisting of the secondary recrystallization annealing and the purification annealing, inert MgO or Al is used as an annealing separator.
Using a forsterite generation suppressing type annealing separator containing 2 O 3 etc., after the final finish annealing, performing bright annealing at a temperature of 900 to 1300 ° C. to clean the steel sheet surface, and the above bright annealing Thereafter, a method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising forming two or more layers of a ceramic tension coating made of nitride and / or carbide on the surface of the steel sheet.
【請求項2】 請求項1において、脱炭・1次再結晶焼
鈍時に生成するサブスケール量を 1.0 g/m2 以下に制限
して、フォルステライトの生成を抑制することを特徴と
する超低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the amount of subscale generated during decarburization / primary recrystallization annealing is limited to 1.0 g / m 2 or less to suppress generation of forsterite. Manufacturing method of iron loss unidirectional silicon steel sheet.
【請求項3】 請求項1または2において、セラミック
張力被膜につき、その熱膨張係数を外層側にいくほど小
さくすることを特徴とする超低鉄損一方向性けい素鋼板
の製造方法。
3. The method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1, wherein the thermal expansion coefficient of the ceramic tension coating is reduced toward the outer layer.
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