JPH11286786A - Equipment for producing ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet - Google Patents

Equipment for producing ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet

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JPH11286786A
JPH11286786A JP10089718A JP8971898A JPH11286786A JP H11286786 A JPH11286786 A JP H11286786A JP 10089718 A JP10089718 A JP 10089718A JP 8971898 A JP8971898 A JP 8971898A JP H11286786 A JPH11286786 A JP H11286786A
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JP
Japan
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steel sheet
silicon steel
treatment
insulating film
iron loss
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Withdrawn
Application number
JP10089718A
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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 provide an equipment for producing a grain-oriented silicon steel sheet markedly excellent in core loss extremely inexpensively compared to a conventional case and also with high productivity. SOLUTION: As a treating equipment forming a tensile insulating film on the surface of a grain-oriented silicon steel sheet subjected to finish annealing, a pretreating tank 1 composed of a chloride bath essentially consisting of SiCI4 , a primary heat treating furnace 2 in which drying and heat treatment are executed after that, a substrate treating tank 3 in which the surface of the silicon steel sheet subjected to the pretreatment is coated with a treating soln. in which a trace amt. of inorganic compd. contg. one or >=two kinds selected from Si, Fe, Al and B is added to a diluted soln. obtd. by diluting a coating soln. for a tensile insulating film essentially consisting of phosphate and colloidal silica with water, a secondary heat treating furnace 4 in which drying and heat treatment are executed after that, a tensile insulating film coating tank 5 in which the surface of the silicon steel sheet where the substrate film has been formed is coated with a coating soln. for a tensile insulating film essentially consisting of phosphate and colloidal silica and an annealing furnace 6 in which drying and backing treatment are executed after that are arranged.

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】本発明は、超低鉄損一方向性
珪素鋼板の製造設備に関し、特に仕上焼鈍済みの珪素鋼
板の表面に張力絶縁被膜を被成する場合に、該張力絶縁
被膜の珪素鋼板に対する密着性を効果的に向上させるこ
とによって、鉄損特性の一層の改善を低コストの下で実
現しようとするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a facility for manufacturing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, and more particularly to a method for forming a tension insulating film on a surface of a silicon steel sheet which has been subjected to finish annealing. By effectively improving the adhesion to a silicon steel sheet, it is intended to further improve iron loss characteristics at low cost.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方向性珪素鋼板は、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 grain oriented 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】一方向性珪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, it is necessary to first align the <001> axis of the secondary recrystallized grains in the steel sheet in the rolling direction, and secondly, to make the final It is necessary to minimize impurities and precipitates remaining in the product.

【0004】このため、N.P.Gossによって一方向性珪素
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
珪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MnSeまたは
MnS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、もう一つはAlNとMnSをインヒビタ
ーとして利用する特公昭33−4710号公報、特公昭40-156
44号公報および特公昭46-23820号公報等に記載の方法で
あり、これらの方法によればB8 が1.88Tを超える高磁
束密度を有す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 grain-oriented silicon steel sheet, a number of improvements have been made to the technique, and the magnetic flux density and the density of the grain-oriented silicon steel sheet have been improved. Iron loss values have improved over the years. Among them, the most typical ones are Sb and MnSe or
JP-B-51-13469 using MnS as an inhibitor, and JP-B-33-4710 and JP-B-40-156 using AlN and MnS as inhibitors.
The method according to 44 JP and Sho 46-23820 Patent Publication, according to these methods B 8 is now the product is obtained having a high magnetic flux density exceeding 1.88T.

【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を複合添加したり、
また特公昭62-42968号公報では素材中にMoを複合添加さ
せたのち、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、かつ鉄損W17/50 が 1.05 W/kg(製品板厚:0.30m
m) 以下の低鉄損が得られることが、開示提案されてい
るが、なお十分な低鉄損化については改善すべき余地が
残されていた。
In order to obtain a product having a higher magnetic flux density, Japanese Patent Publication No. 577-14737 discloses a method in which Mo is added to a material in a complex manner.
In Japanese Patent Publication No. 62-42968, Mo is added to the material in a complex manner, and then the quenching treatment is applied after intermediate annealing immediately before the final cold rolling, so that B 8 has a high magnetic flux density of 1.90 T or more. And iron loss W 17/50 is 1.05 W / kg (product thickness: 0.30m
m) It is disclosed that the following low iron loss can be obtained, but there is still room for improvement in sufficiently reducing iron loss.

【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もより一層の改善が
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
(9mil)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 the power loss as much as possible after the energy crisis of more than ten years ago has been remarkably increased, and with this, further improvement in the use of iron core materials is desired. Therefore, for the purpose of minimizing the eddy current loss, a large number of products having a thickness of 0.23 mm or less (9 mil) or less have been used.

【0007】これとは別に、一方向性珪素鋼板の絶縁被
膜の観点からも、大幅な改良が加えられた。すなわち、
現在商品化されている珪素鋼板は、鋼板とフォルステラ
イト系下地被膜の絶縁被膜の熱膨張係数の差を利用する
ことによって、鋼板に張力を加えることによって鉄損の
低減と磁歪の改善が図られている。この代表的な絶縁被
膜形成方法として、特公昭53-28375号公報に開示された
リン酸アルミニウムとコロイダルシリカと無水クロム酸
を主成分とするコ−ティング液を利用する方法、および
特公昭56-52117号公報に開示されたリン酸マグネシウム
とコロイダルシリカと無水クロム酸を主成分とするコ−
ティング液を利用する方法が挙げられる。
[0007] Apart from this, significant improvements have also been made from the standpoint of insulating coatings on unidirectional silicon steel sheets. That is,
The silicon steel sheet currently on the market is designed to reduce iron loss and improve magnetostriction by applying tension to the steel sheet by utilizing the difference in the coefficient of thermal expansion between the steel sheet and the insulating film of the forsterite-based undercoat. ing. As a typical method of forming an insulating film, a method using a coating solution containing aluminum phosphate, colloidal silica and chromic anhydride as main components disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-28375, and Japanese Patent Publication No. 56-28375. No. 52117 discloses a co-polymer containing magnesium phosphate, colloidal silica and chromic anhydride as main components.
A method using a kink solution is used.

【0008】上記した技術はいずれも、主に冶金学的な
手法であるが、これらの方法とは別に、特公昭57−2252
号公報に提案されているような、仕上焼鈍後の鋼板の表
面にレーザー照射やプラズマ照射(B.Fukuda, K.Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito : Proc. of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008,(US
A), (1987) )を行い、人為的に 180°磁区幅を減少さ
せて鉄損を低減する方法(磁区細分化技術)が開発され
た。この技術の開発により、一方向性珪素鋼板の鉄損
は、大幅に低減された。しかしながら、この技術は、高
温での焼鈍に耐え得ないという欠点があり、用途が歪取
焼鈍を必要としない積鉄心変圧器に限定されるという問
題があった。
[0008] All of the above-mentioned techniques are mainly metallurgical techniques, but apart from these methods, Japanese Patent Publication No. 57-2252
Irradiation of laser or plasma on the surface of the steel sheet after finish annealing as proposed in Japanese Patent Publication (B. Fukuda, K. Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito: Proc. Of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008, (US
A), (1987)), and a method for reducing iron loss by artificially reducing the magnetic domain width by 180 ° (magnetic domain refinement technology) was developed. With the development of this technology, the iron loss of the grain-oriented silicon steel sheet has been significantly reduced. However, this technique has a disadvantage that it cannot withstand annealing at high temperatures, and has a problem that its application is limited to a laminated iron core transformer that does not require strain relief annealing.

【0009】この点、歪取焼鈍に耐え得る磁区細分化技
術として、一方向性珪素鋼板の仕上焼鈍後の鋼板表面
に、線状の溝を導入し、溝による反磁界効果を応用して
磁区の細分化を図る方法が工業化された(H.Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi : Proc. SMM-
8., (1987), P.402 )。また、これとは別に、一方向性
珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを施す
ことによって溝を形成し、磁区を細分化する方法(特公
平8−6140号公報)も開発され、工業化されている。
In this regard, as a domain refining technique capable of withstanding strain relief annealing, a linear groove is introduced into the surface of a steel sheet after finish annealing of a unidirectional silicon steel sheet, and the demagnetizing effect by the groove is applied to the magnetic domain. Has been industrialized to subdivide the technology (H. Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi: Proc.SMM-
8., (1987), P.402). Separately, a method has been developed in which a final cold-rolled sheet of unidirectional silicon steel sheet is subjected to local electrolytic etching to form grooves and subdivide magnetic domains (Japanese Patent Publication No. 8-6140). , Has been industrialized.

【0010】さらに、上記した珪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。しかしながら、このよう
な非晶質材料では、通常の一方向性珪素鋼板に比較して
非常に優れた鉄損特性が得られる反面、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。
Further, apart from the above-described method for producing a silicon steel sheet, as disclosed in JP-B-55-19976, JP-A-57-127749 and JP-A-2-3213,
Amorphous alloys are receiving attention as materials for ordinary power transformers and high-frequency transformers. However, such an amorphous material can provide extremely excellent iron loss characteristics as compared with a normal unidirectional silicon steel sheet, but lacks thermal stability, has a low space factor, and is easy to cut. However, since it is too thin and brittle, there are many practical disadvantages such as a large increase in the cost of assembling the transformer, so that it has not been used in large quantities at present.

【0011】その他にも、特公昭52-24499号公報におい
て、珪素鋼板の仕上焼鈍後に形成されるフォルステライ
ト下地被膜を除去し、鋼板表面を研磨した後、この鋼板
表面に金属メッキを施すことからなる方法が提案されて
いる。しかしながら、この方法は、低温では低鉄損が得
られるものの、高温処理を施すと金属が珪素鋼板中に拡
散するため、かえって鉄損が劣化するという欠点があっ
た。
[0011] In addition, Japanese Patent Publication No. 52-24499 discloses that a forsterite undercoat formed after finish annealing of a silicon steel sheet is removed, the steel sheet surface is polished, and then the metal surface is plated with metal. A method has been proposed. However, this method has a disadvantage that although a low iron loss can be obtained at a low temperature, the metal is diffused into the silicon steel sheet when subjected to a high temperature treatment, so that the iron loss is rather deteriorated.

【0012】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珪素鋼板上に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等の
ドライプレーティング(PVD)により、Si, Mn, Cr,
Ni, Mo, W,V,Ti, Nb, Ta, Hf, Al,Cu, 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鉄損が得られ
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。
In this regard, the inventors have previously disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-54767 and the like, as solutions to the above disadvantages.
Si, Mn, Cr, Si, Mn, Cr, etc. are applied on a grain-oriented silicon steel sheet by dry plating (PVD) such as CVD, ion plating and ion implantation.
Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, Hf, Al, Cu, Zr and B
It has been disclosed that an ultra-low iron loss can be obtained by forming one or two or more kinds of tension films selected from nitrides and carbides. 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.

【0013】そこで、発明者らは、従来に比べて鉄損の
一層の低減を図るべく、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
化した一方向性珪素鋼板表面上に種々の窒化物、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
させて超低鉄損の製品を得るためには、一方向性珪素鋼
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、珪素鋼板の集合
組織の追跡から、鋼板表面の平滑度や最終のCVDやP
VD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。
Therefore, the present inventors have made a fundamental reexamination from all viewpoints in order to further reduce iron loss as compared with the prior art. That is, the inventor formed one or two or more kinds of tension films selected from various nitrides and carbides on the surface of a grain-oriented silicon steel sheet smoothed in a stable process to form an ultra-low iron loss. In order to obtain a product of the following, from the recognition that a fundamental review from the raw material composition of the unidirectional silicon steel sheet to the final processing step is necessary, from tracking the texture of the silicon steel sheet, Smoothness of steel sheet surface and final CVD and P
Intensive studies were conducted up to the VD processing step. as a result,
The following findings were obtained.

【0014】(1) 珪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
に被成しても、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、鉄損については僅か
の向上しか期待できず、むしろ占積率および磁束密度の
劣化を招く。 (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、珪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、これは珪素鋼板の
〔011〕方向のFe−Fe原子の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、珪
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、これにより 0.014〜0.016 T程度の磁束密度
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 ceramic (a TiN film is used as a representative example) coated on a silicon steel sheet is formed to a thickness of 1.5 μm or more, the degree of improvement in iron loss is reduced. In other words, a TiN film having a thickness of 1.5 μm or more can only expect a slight improvement in iron loss, but rather causes a decrease in space factor and magnetic flux density. (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 addition of tension specific to ceramic. That is, in the transmission electron microscope observation of the cross section of TiN (see Iguchi, Y .: Journal of the Japan Institute of Metals, 60 (1996), pp. 781-786), horizontal stripes of 10 nm are observed, which are caused by the [011] -Corresponds to a 5-atomic layer of Fe atoms. (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 shape of the {200} peak of Fe in the TiN coating region is elliptical, and the silicon steel sheet 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)
At 10 MPa, an improvement in magnetic flux density of about 0.014 to 0.016 T can be expected. (This is equivalent to increasing the degree of Goss orientation integration by about 1 °.)

【0015】以上が、セラミック被覆についての新規知
見であるが、さらにセラミック膜と鋼板の表面状態に関
し、以下に述べる知見を得た。 (5) 珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを
施すことによって溝を形成し、さらに2次再結晶処理後
の鋼板表面を研磨により平滑化した後、 TiNセラミック
膜を被覆した場合には、導入した溝に起因した反磁界効
果による磁区細分化に加えて、さらにセラミック被膜に
よる張力付加により、効果的に鉄損が低減する。 (6) セラミック被覆前に、鋼板表面上に凹状の溝を形成
した場合の引張りによる鉄損の低減効果は、通常の研磨
により平滑化した珪素鋼板の場合よりも大きい(特公平
3-32889号公報参照)。すなわち、溝を導入した場合に
は珪素鋼板表面上に異張力が作用し、引張り張力による
鉄損の低減度合いが増大する。 (7) 凹状の溝を形成した珪素鋼板上にセラミック膜を被
覆した場合は、通常の研磨により平滑化しセラミック膜
を被覆した場合よりも、鉄損の低減効果がより効果的で
ある。( 例えば、特公昭63-35686号公報参照) すなわ
ち、線状の溝を導入し、溝による反磁界効果を応用して
磁区を細分化したのち、セラミック張力被膜を被成し
て、さらに 180°主磁区を細分化する方が一層効果的
で、超低鉄損が得られる。 (8) 珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを
施すことによって溝を形成した場合は、2次再結晶処理
を施した後の鋼板表面を研磨により平滑化しない表面状
態で TiNセラミック膜を被成した場合であっても、かな
りの鉄損低減効果が発揮される。すなわち、研磨により
平滑化しない状態、例えば酸洗処理等により表面に小さ
な凹凸が存在する状態であっても、熱膨張係数の小さな
セラミック膜を被覆することによって、珪素鋼板の表面
に強力な張力を付加することが可能であり、これによっ
て鉄損を有利に低減することができる。
The above is new findings on ceramic coating. Further, the following findings concerning the surface condition of the ceramic film and the steel sheet have been obtained. (5) When the final cold-rolled silicon steel sheet is subjected to local electrolytic etching to form grooves, and after the secondary recrystallization treatment, the steel sheet surface is smoothed by polishing and then coated with a TiN ceramic film In addition, in addition to the magnetic domain segmentation caused by the demagnetizing field effect caused by the introduced grooves, the core loss is effectively reduced by the addition of tension by the ceramic coating. (6) The effect of reducing iron loss by tension when a concave groove is formed on the surface of a steel sheet before ceramic coating is greater than that of a silicon steel sheet smoothed by ordinary polishing (Japanese Patent Publication No. 3-32889). Gazette). That is, when grooves are introduced, different tension acts on the surface of the silicon steel sheet, and the degree of reduction in iron loss due to tensile tension increases. (7) When the ceramic film is coated on the silicon steel plate having the concave grooves, the effect of reducing iron loss is more effective than the case where the ceramic film is smoothed by ordinary polishing and coated with the ceramic film. (For example, see Japanese Patent Publication No. 63-35686) That is, a linear groove is introduced, and the magnetic domain is subdivided by applying the demagnetizing effect of the groove. It is more effective to subdivide the main magnetic domain, and an ultra-low iron loss can be obtained. (8) If grooves are formed by performing local electrolytic etching on the final cold-rolled sheet of silicon steel sheet, the surface of the steel sheet after the secondary recrystallization treatment is not smoothed by polishing and the TiN ceramic Even when a film is formed, a considerable iron loss reduction effect is exhibited. In other words, even when the surface is not smoothed by polishing, for example, even when there are small irregularities on the surface due to pickling treatment or the like, a strong tension is applied to the surface of the silicon steel sheet by coating the ceramic film having a small coefficient of thermal expansion. It is possible to add, and thereby the iron loss can be advantageously reduced.

【0016】そこで、発明者は、上記の新規知見を基
に、所期した目的を達成すべく数多くの実験と検討を重
ねた結果、表面を平滑化した珪素鋼板および線状の溝を
導入した珪素鋼板いずれであっても、該珪素鋼板の表面
に被成するセラミック張力被膜を複数種とし、しかもこ
のセラミック張力被膜について、その熱膨張係数が外側
にいくほど小さくすることが、鉄損の低減に極めて有効
であることの知見を得、これに基づき極めて鉄損の低い
一方向性珪素鋼板を新たに開発した(特願平9−328042
号明細書)。
Therefore, based on the above-mentioned new findings, the inventor repeated numerous experiments and studies in order to achieve the intended purpose, and as a result, introduced a silicon steel sheet having a smooth surface and linear grooves. Regardless of the silicon steel sheet, it is possible to reduce the iron loss by using a plurality of types of ceramic tension coatings formed on the surface of the silicon steel sheet, and reducing the coefficient of thermal expansion of the ceramic tension coating as it goes outward. Was found to be extremely effective, and based on this, a unidirectional silicon steel sheet with extremely low iron loss was newly developed (Japanese Patent Application No. 9-328042).
Specification).

【0017】かくして得られた一方向性珪素鋼板は、極
めて薄く、かつ密着性に優れたセラミック膜の張力被膜
をそなえ、超低鉄損の達成が可能なだけでなく、絶縁性
を具備し、しかも占積率にも優れているため、まさに理
想的な珪素鋼板といえる。
The thus obtained grain-oriented silicon steel sheet has an extremely thin ceramic film having excellent adhesion and a tensile film, and is capable of achieving not only an ultra-low iron loss but also an insulating property. Moreover, since it has an excellent space factor, it can be said that it is an ideal silicon steel sheet.

【0018】しかしながら、このような緻密なセラミッ
ク膜を被成するには、真空中で高プラズマ雰囲気下での
処理が不可欠であり、かような方法ではセラミック膜の
高速成膜ができず、生産性が低いため、工業化に際し
て、コストアップになるというところに問題を残してい
た。
However, in order to form such a dense ceramic film, processing under a high plasma atmosphere in a vacuum is indispensable. In such a method, high-speed formation of the ceramic film cannot be performed. Because of its low property, there is a problem in that the cost increases when industrialized.

【0019】なお、これとは別に、最近、特許第 26624
82号および 2664326号各公報において、平滑化した鋼板
の表面に酸化Al−酸化B系の複合膜を形成させることに
よって、被膜密着性と鉄損を改善した低鉄損一方向性珪
素鋼板が提案された。しかしながら、この方法による珪
素鋼板の鉄損値W17/50 は、0.2 mm板厚の製品で0.77〜
0.83 W/kg 程度にすぎず、製品板厚が薄いにもかかわら
ずこの程度の到達鉄損値では、やはり改良すべき余地が
残されているといわざるを得ない。さらに、この方法で
製造した酸化Al−酸化B系の複合セラミック膜は、真空
プラズマを利用して作成したセラミック膜に比較して、
緻密さや平滑性の面で劣ることから、この一方向性珪素
鋼板の絶縁被膜は、化学的安定性が十分でなく耐食性、
耐水性の改善が指摘されている。
In addition, separately from this, recently, Patent No. 26624
Nos. 82 and 2664326 each propose a low iron loss unidirectional silicon steel sheet having improved coating adhesion and iron loss by forming a composite film of Al oxide-B oxide on the surface of a smoothed steel sheet. Was done. However, the iron loss value W 17/50 of the silicon steel sheet by this method is 0.77 to
It is only about 0.83 W / kg, and it cannot be said that there is still room for improvement with this ultimate iron loss value despite the small product plate thickness. Further, the composite ceramic film of Al oxide-B oxide based on this method is compared with a ceramic film formed using vacuum plasma.
Inferior in terms of denseness and smoothness, the insulating coating of this unidirectional silicon steel sheet has insufficient chemical stability and corrosion resistance,
Improvements in water resistance have been pointed out.

【0020】そこで、発明者らは、上記の新規知見を基
に、再度、珪素鋼板の表面状態、さらにはその表面に被
成するセラミック張力被膜について検討を行った。その
結果、珪素鋼板の表面に、リン酸塩とコロイダルシリカ
を主成分とする張力絶縁被膜を被成するに先立ち、この
張力絶縁被膜用のコーティング液を水で希釈し、かつそ
の希釈液中にFe, Si, AlおよびBのうちから選んだ1種
または2種以上を含む無機化合物を添加した処理液を薄
く塗布し、鋼板の表面に微量のFe等を含む無機化合物を
付着させたのち、非酸化性雰囲気中で短時間の熱処理を
施してやると、基本的に張力絶縁被膜と同じ被膜成分に
なる極薄被膜が形成されると共に、該被膜中に存在する
Fe等を含む無機化合物が活性度の高いFe等の窒化・酸化
物に変化し、これが鋼板表面に強固に固着する結果、上
記極薄被膜は高い密着性の下で鋼板表面に被成され、一
方この極薄被膜はその上に被成する張力絶縁被膜と同質
であるため、これらの密着性も極めて良好であることか
ら、結果として、従来に比較して密着性が格段に優れた
張力絶縁被膜を鋼板の表面に被成することができ、かく
して鉄損の極めて低い一方向性珪素鋼板を、生産性良
く、また低コストの下で製造できることを見出し、特願
平10-43238号明細書において開示した。
Then, based on the above-mentioned new findings, the inventors again examined the surface condition of the silicon steel sheet and the ceramic tension film formed on the surface. As a result, prior to forming a tension insulating film mainly composed of phosphate and colloidal silica on the surface of the silicon steel sheet, the coating solution for the tension insulating film is diluted with water, and After thinly applying a treatment liquid containing an inorganic compound containing one or more selected from Fe, Si, Al and B, and attaching a small amount of an inorganic compound containing Fe or the like to the surface of the steel sheet, When a short-time heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere, an ultra-thin film basically having the same film component as the tensile insulating film is formed and is present in the film.
The inorganic compound containing Fe etc. changes into nitride / oxide such as Fe with high activity, and this is firmly fixed on the steel sheet surface.As a result, the ultra-thin film is formed on the steel sheet surface with high adhesion, On the other hand, since this ultra-thin film is of the same quality as the tensile insulating film formed thereon, its adhesion is also very good. As a result, the tensile insulating film has much better adhesion than before. It has been found that a coating can be formed on the surface of a steel sheet, and thus a unidirectional silicon steel sheet having extremely low iron loss can be manufactured with good productivity and at low cost, and is disclosed in Japanese Patent Application No. 10-43238. In the disclosure.

【0021】さらに、上記の技術を継続して研究した結
果、上記したように、鋼板の表面にFe, Si, AlおよびB
等の窒化・酸化物を微細に分散させた極薄下地被膜を形
成したのち、その上に重ねて被成する張力絶縁被膜中に
も少量のSi窒化・酸化物を微細に分散させることが、密
着性ひいては鉄損特性の改善に一層有利であることを見
出し、特願平10-43239号明細書において開示した。
Further, as a result of continuing research on the above-mentioned technology, as described above, Fe, Si, Al and B
After forming an ultra-thin undercoat with finely dispersed nitride / oxide such as, it is also possible to finely disperse a small amount of Si nitride / oxide in the tensile insulation coating that is formed by layering on it. It has been found that it is more advantageous for improving the adhesiveness and thus the iron loss characteristics, and disclosed in Japanese Patent Application No. 10-43239.

【0022】またさらに、これらの開発研究を続けた結
果、上記したようなFe, Si, AlおよびB等の窒化・酸化
物を微細に分散させた極薄下地被膜を鋼板の表面に被成
するに先立ち、SiCl4 を主成分とする塩化物の水溶液中
に浸漬して地鉄表面を若干溶解することが、密着性ひい
ては鉄損特性の改善により一層有効であることを見出
し、特願平10-74274号明細書において開示した。
Further, as a result of continuing these development studies, an ultra-thin undercoating in which nitrides and oxides such as Fe, Si, Al and B are finely dispersed as described above is formed on the surface of the steel sheet. Prior to this, it was found that immersion in an aqueous solution of chloride containing SiCl 4 as a main component to slightly dissolve the surface of the ground iron was more effective in improving the adhesion and, consequently, the iron loss characteristics. -74274.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな超低鉄損一方向性珪素鋼板を製造する場合に用いて
好適な超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造設備を提案する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention proposes a facility for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet suitable for producing the above-described ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet. The purpose is to:

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、仕
上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に張力絶縁被膜を
被成する処理設備であって、SiCl4を主成分とする塩化
物浴からなる前処理槽ならびにその後に乾燥および非酸
化性雰囲気下で熱処理を施す第1の熱処理炉と、前処理
後の珪素鋼板の表面に、リン酸塩とコロイダルシリカを
主成分とする張力絶縁被膜用コーティング液を水で薄め
た希釈液中にSi, Fe, AlおよびBのうちから選んだ1種
または2種以上を含む無機化合物を微量添加した処理液
を塗布する下地処理槽ならびにその後に乾燥および非酸
化性雰囲気下で熱処理を施す第2の熱処理炉と、下地被
膜を形成した珪素鋼板の表面に、リン酸塩とコロイダル
シリカを主成分とする張力絶縁被膜用コーティング液を
塗布する張力絶縁被膜コーティング槽ならびにその後に
乾燥および非酸化性雰囲気下で焼付け処理を施す焼鈍炉
とを備えることを特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板
の製造設備である。
That is, the present invention relates to a treatment equipment for forming a tension insulating film on the surface of a unidirectional silicon steel sheet which has been subjected to finish annealing, comprising a chloride bath containing SiCl 4 as a main component. Heat treatment furnace for performing a heat treatment in a dry and non-oxidizing atmosphere, and a tension insulating coating mainly composed of phosphate and colloidal silica on the surface of the silicon steel sheet after the pretreatment. Base treatment tank for applying a treatment liquid containing a small amount of an inorganic compound containing one or more selected from Si, Fe, Al and B in a diluting liquid obtained by diluting a coating solution for water with water and then drying And a second heat treatment furnace for performing heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, and a tension insulation for applying a coating solution for a tension insulation film containing phosphate and colloidal silica as a main component to the surface of the silicon steel sheet on which the base film is formed. Coating A production facility for an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising: a heating tank and a subsequent annealing furnace for performing a baking treatment in a dry and non-oxidizing atmosphere.

【0025】本発明において、仕上焼鈍済みの一方向性
珪素鋼板の表面に、圧延方向と交差する向きに2〜10mm
の間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1 〜50μm の線
状の凹領域を設けておくことは有利である。また、本発
明において、仕上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面
は、平滑化処理を施した表面であっても、かような平滑
化処理を施さない、酸洗処理ままの表面であっても良
い。
[0025] In the present invention, the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is placed in a direction intersecting the rolling direction by 2 to 10 mm.
It is advantageous to provide a linear concave region having a width of 50 to 500 μm and a depth of 0.1 to 50 μm at intervals of. Further, in the present invention, the surface of the annealed grain-oriented silicon steel sheet is a surface that has been subjected to a smoothing treatment, is not subjected to such smoothing treatment, and is a surface that has been subjected to an acid pickling treatment. Is also good.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。図1に、本発明に従う製造設備の好適例を模式で示
し、図中番号1は前処理槽、2は第1の熱処理炉、3は
下地処理槽、4は第2の熱処理炉、5は張力絶縁被膜コ
ーティング槽、そして6が焼鈍炉である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. FIG. 1 schematically shows a preferred example of a production facility according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a pretreatment tank, 2 denotes a first heat treatment furnace, 3 denotes a base treatment tank, 4 denotes a second heat treatment furnace, and 5 denotes A tension insulating film coating tank, and 6 is an annealing furnace.

【0027】さて、同図に示したように、仕上焼鈍後、
表面の酸化物を酸洗により除去した珪素鋼板またはその
後さらに電解研磨等により表面を平滑化した珪素鋼板
を、まず前処理槽1内に導いて、鋼板の表面を若干溶解
する。このような、前処理を施す理由は、地鉄表面のFe
成分をある程度溶解することによって、地鉄表面の活性
度を高め、その後に被成する極薄下地被膜との密着性を
向上させるためである。そのためには、この前処理槽1
は、 SiCl4を主成分とする塩化物浴とすることが肝要で
ある。ここに、 SiCl4以外の塩化物としては、MgCl2, C
aCl2, SrCl2, BaCl2等が有利に適合するが、極微量であ
ればTiCl3, ZrCl4, NbCl5, TaCl5, CrCl3, CoCl3, NiCl
2, CuCl2, ZnCl2, TlCl3等も使用することができる。塩
化物の濃度は、1リットル当たり 0.5〜300 cc程度で良
く、また浴温および浸漬時間はそれぞれ、80〜100 ℃、
3〜5秒程度が好ましい。
Now, as shown in FIG.
First, a silicon steel sheet whose surface oxide has been removed by pickling or a silicon steel sheet whose surface has been further smoothed by electrolytic polishing or the like is first introduced into the pretreatment tank 1 to slightly melt the surface of the steel sheet. The reason for such pre-treatment is that
This is because by dissolving the components to some extent, the activity of the surface of the base iron is increased, and the adhesion to the ultra-thin base coat formed thereafter is improved. For this purpose, the pretreatment tank 1
It is important to use a chloride bath containing SiCl 4 as a main component. Here, as chlorides other than SiCl 4 , MgCl 2 , C
aCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 etc. are suitable, but if they are trace amounts, TiCl 3 , ZrCl 4 , NbCl 5 , TaCl 5 , CrCl 3 , CoCl 3 , NiCl
2 , CuCl 2 , ZnCl 2 , TlCl 3 and the like can also be used. The concentration of chloride may be about 0.5 to 300 cc per liter, and the bath temperature and immersion time are 80 to 100 ° C, respectively.
About 3 to 5 seconds are preferable.

【0028】なお、場合によっては、仕上焼鈍後、表面
の酸化物除去や電解研磨等による平滑化処理を施さず
に、そのまま前処理槽1に導いても良く、この場合、こ
の前処理はいわゆる酸洗処理に該当する。また、塩化物
浴への珪素鋼板の浸漬処理に代えて、かような塩化物水
溶液を鋼板表面に噴霧あるいは噴射するようにしても良
い。
In some cases, after the finish annealing, the surface may be directly guided to the pretreatment tank 1 without performing a smoothing treatment such as removal of an oxide on the surface or electrolytic polishing. In this case, the pretreatment is a so-called pretreatment. This corresponds to the pickling treatment. Instead of immersing the silicon steel sheet in the chloride bath, such a chloride aqueous solution may be sprayed or sprayed on the steel sheet surface.

【0029】ついで、第1の熱処理炉2において、乾燥
した後、非酸化性雰囲気下で熱処理を施す。加熱手段に
ついては、特に限定されることはないが、ラジアントチ
ュ−ブが特に好適であり、処理温度および処理時間につ
いては 900〜1000℃、1〜100 秒間程度で十分である。
Then, after drying in the first heat treatment furnace 2, heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere. The heating means is not particularly limited, but a radiant tube is particularly suitable, and a treatment temperature and a treatment time of about 900 to 1000 ° C. and about 1 to 100 seconds are sufficient.

【0030】その後、下地処理槽3に導いて、鋼板の表
面に下地被膜形成用の処理液を塗布する。この下地被膜
形成用の処理液は、張力絶縁被膜用のコーティング液を
水で薄めた希釈液中にFe, Si, AlおよびBのうちから選
んだ1種または2種以上を含む無機化合物を微量添加し
たものである。ここに、リン酸塩とコロイダルシリカを
主成分とする張力絶縁被膜用コーティング液としては、
例えば特公昭53-28375号公報に開示のような、コロイド
状シリカ:4〜16wt%、リン酸アルミニウム:3〜24wt
%、無水クロム酸および/またはクロム酸塩:0.2 〜4.
5 wt%を添加したコ−ティング液や、特公昭56-52117号
公報に開示のような、コロイド状シリカ:7〜24wt%、
リン酸マグネシウム:5〜30wt%(ただし、リン酸マグ
ネシウムとコロイド状シリカとのモル比:20/80〜30/
70)、さらに必要に応じて無水クロム酸、クロム酸塩お
よび/または重クロム酸塩:0.01〜5wt%を添加したコ
−ティング液が有利に適合する。
Thereafter, the solution is guided to a base treatment tank 3 and a treatment liquid for forming a base coat is applied to the surface of the steel sheet. This treatment solution for forming the undercoat film contains a trace amount of an inorganic compound containing one or more selected from Fe, Si, Al and B in a diluent obtained by diluting a coating solution for a tension insulating film with water. It has been added. Here, as a coating solution for a tension insulating film mainly containing phosphate and colloidal silica,
For example, as disclosed in JP-B-53-28375, colloidal silica: 4 to 16% by weight, aluminum phosphate: 3 to 24% by weight
%, Chromic anhydride and / or chromate: 0.2-4.
Coating liquid containing 5 wt%, colloidal silica: 7 to 24 wt% as disclosed in JP-B-56-52117,
Magnesium phosphate: 5 to 30 wt% (however, the molar ratio of magnesium phosphate to colloidal silica: 20/80 to 30 /
70), and, if necessary, a coating liquid to which chromic anhydride, chromate and / or dichromate: 0.01 to 5% by weight is advantageously applied.

【0031】また、上記コーティング液の希釈程度につ
いては、1〜60%程度好ましくは10〜20%(例えば、15
00ccの水溶液中に 100〜1000ccのコーティング液を溶解
した程度の量)程度まで希釈することが好ましい。とい
うのは、地鉄に強固に密着した下地被膜を被成するため
には、下地処理液中に含有させたFe, Si, AlおよびB等
の無機化合物を窒化・酸化物に変化させる必要がある
が、この下地処理液の濃度が濃すぎると、その際の処理
雰囲気(好適には N2(50%)+H2(50%) 混合ガス雰囲気)
では無機化合物をうまく窒化・酸化物に変化させること
が難しく、かかる窒化・酸化を効果的に促進させるため
には適量の水で希釈することが効果的だからである。
The dilution of the coating solution is about 1 to 60%, preferably 10 to 20% (for example, 15 to 20%).
It is preferable to dilute the solution to the extent that 100 to 1000 cc of the coating solution is dissolved in a 00 cc aqueous solution). That is, in order to form an undercoat film that is firmly adhered to the base iron, it is necessary to convert inorganic compounds such as Fe, Si, Al and B contained in the undercoat treatment solution into nitrides and oxides. However, if the concentration of the base treatment liquid is too high, the treatment atmosphere at that time (preferably a mixed gas atmosphere of N 2 (50%) + H 2 (50%))
This is because it is difficult to convert an inorganic compound into a nitride / oxide properly, and it is effective to dilute with an appropriate amount of water in order to effectively promote the nitridation / oxidation.

【0032】さらに、Fe, Si, AlおよびBのうちから選
んだ1種または2種以上を含む無機化合物の希釈液中に
おける添加量は、無機化合物の量にして1リットル当た
り5〜500 g程度(0.001〜0.5 mol/l 程度)とすること
が好ましい。というのは、これらの無機化合物の量が少
なすぎるとその効果を発揮することができず、一方多す
ぎる場合には経済的でないだけでなく、かえって被膜特
性が劣化するからである。ここに、上記した各種無機化
合物のうち、Feを含む無機化合物としてはFeCl3,Fe(N
O3)3等が、Siを含む無機化合物としてはSiCl4, Na2Si
O3, SiO2等が、Alを含む無機化合物としてはAlCl3, Al
(NO3)3, AlPO4等が、Bを含む無機化合物としてはH3B
O3, Na2B4O7等がとりわけ有利に適合する。
Further, the amount of the inorganic compound containing one or more selected from the group consisting of Fe, Si, Al and B in the diluent is about 5 to 500 g per liter of the inorganic compound. (About 0.001 to 0.5 mol / l). The reason is that if the amount of these inorganic compounds is too small, the effect cannot be exhibited, while if the amount is too large, not only is it not economical but also the coating properties deteriorate. Here, among the various inorganic compounds described above, FeCl 3 , Fe (N
O 3 ) 3 etc. are SiCl 4 , Na 2 Si
O 3 , SiO 2, etc. are inorganic compounds containing Al such as AlCl 3 , Al
(NO 3 ) 3 , AlPO 4, etc. are H 3 B as inorganic compounds containing B
O 3 , Na 2 B 4 O 7 etc. are particularly advantageously suited.

【0033】なお、下地処理槽の浴温度は、50〜100 ℃
程度、また浸漬時間は1〜100 秒程度とすることが望ま
しい。また、下地処理液の塗布量は、0.01〜0.5 g/m2
度とすることが好ましく、この程度の量を塗布したのち
熱処理を施すことにより、最終的に 0.001〜3.0 μm程
度の好適厚みになる極薄下地被膜を得ることができる。
さらに、処理液の塗布方法については、上述した浸漬処
理の他、通常のロールコーター等による塗布法、また処
理液を鋼板表面に直接噴霧あるいは噴射する方法、さら
には電解処理法など公知の方法いずれもが使用できる。
The bath temperature of the base treatment tank is 50 to 100 ° C.
And the immersion time is desirably about 1 to 100 seconds. The coating amount of the undercoating liquid is preferably in a 0.01 to 0.5 g / m 2 approximately, by the heat treatment was coated the amount of this extent, ultimately to 0.001 to 3.0 [mu] m about suitable thickness Thus, an extremely thin undercoating can be obtained.
Further, regarding the coating method of the treatment liquid, in addition to the immersion treatment described above, a coating method using a normal roll coater or the like, a method of directly spraying or spraying the treatment liquid on the surface of the steel sheet, and a known method such as an electrolytic treatment method Can also be used.

【0034】ついで、第2の熱処理炉4において、乾燥
したのち、非酸化性雰囲気下で短時間の熱処理を施し
て、極薄の下地被膜を形成する。このように、鋼板の表
面に、微量のFe, Si, AlおよびB等を含む無機化合物を
付着させたのち、非酸化性雰囲気中で短時間の熱処理を
施してやると、基本的に張力絶縁被膜と同じ被膜成分に
なる極薄被膜が形成されると共に、該被膜中に存在する
Fe等を含む無機化合物が活性度の高いFe等の窒化・酸化
物に変化し、これが鋼板表面に強固に固着する結果、上
記極薄被膜は高い密着性の下で鋼板表面に被成されるの
である。
Next, after drying in the second heat treatment furnace 4, heat treatment is performed for a short time in a non-oxidizing atmosphere to form an extremely thin undercoat. In this way, after a small amount of an inorganic compound containing Fe, Si, Al, B, etc. is attached to the surface of the steel sheet, and then subjected to a short-time heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, the tension insulating film is basically formed. An ultra-thin film is formed which has the same film component as that described above, and is present in the film.
The inorganic compound containing Fe etc. is changed into nitride / oxide such as Fe with high activity, and this is firmly fixed on the steel sheet surface. As a result, the ultra-thin film is formed on the steel sheet surface with high adhesion. It is.

【0035】加熱手段としては、第1の熱処理炉2の場
合と同じく、ラジアントチュ−ブが特に有利に適合する
が、これだけに限定されるものではない。処理雰囲気と
しては、窒化の促進を図るため含N非酸化性雰囲気とす
ることが好ましく、例えば(N2+H2)混合ガス雰囲気お
よびアンモニアを含む(NH3+H2)混合雰囲気がとりわけ
好適である。また、処理温度は 200〜1100℃程度(好ま
しくは 500〜900 ℃程度)、処理時間は1〜100 分間程
度(好ましくは3〜30分間程度)が好適である。
As the heating means, as in the case of the first heat treatment furnace 2, a radiant tube is particularly advantageously applied, but is not limited thereto. The treatment atmosphere is preferably an N-containing non-oxidizing atmosphere in order to promote nitriding, and for example, a (N 2 + H 2 ) mixed gas atmosphere and an ammonia-containing (NH 3 + H 2 ) mixed atmosphere are particularly suitable. . The processing temperature is preferably about 200 to 1100 ° C (preferably about 500 to 900 ° C), and the processing time is about 1 to 100 minutes (preferably about 3 to 30 minutes).

【0036】その後、張力絶縁被膜コーティング槽5に
導いて、上記した極薄下地被膜の表面に、常法に従いコ
ロイダルシリカとリン酸塩を主成分とする張力絶縁被膜
用コーティング液を塗布した後、焼鈍炉6において、 5
00〜1000℃程度の温度で焼き付けて、張力絶縁被膜(0.5
〜5μm 厚程度)を形成する。上記した張力絶縁被膜用
のコーティング液としては、前掲特公昭53-28375号公報
に開示された、コロイド状シリカとリン酸アルミニウム
と無水クロム酸等を主成分とするコ−ティング液や、特
公昭56-52117号公報に開示された、コロイド状シリカと
リン酸マグネシウムと無水クロム酸等を主成分とするコ
−ティング液が有利に適合する。また、焼鈍雰囲気とし
ては、窒素雰囲気がとりわけ好適である。
Thereafter, the solution is guided to a tension insulating film coating tank 5 to apply a coating solution for a tensile insulating film containing colloidal silica and phosphate as main components on the surface of the above-mentioned ultra-thin base film according to a conventional method. In annealing furnace 6, 5
Bake at a temperature of about 100 to 1000 ° C and apply a tension insulating coating (0.5
(About 5 μm thick). Examples of the coating liquid for the above-mentioned tension insulating film include a coating liquid mainly containing colloidal silica, aluminum phosphate, chromic anhydride and the like, which is disclosed in the above-mentioned JP-B-53-28375. The coating solution disclosed in JP-A-56-52117, which contains colloidal silica, magnesium phosphate, chromic anhydride and the like as main components, is advantageously suitable. As the annealing atmosphere, a nitrogen atmosphere is particularly preferable.

【0037】ここに、上記した極薄下地被膜とその上に
被成した張力絶縁被膜は同質であるので、これらの密着
性は極めて高く、それ故結果として、従来に比較して格
段に密着性に優れた張力絶縁被膜を鋼板の表面に被成す
ることができ、かくして鉄損の極めて低い一方向性珪素
鋼板を、生産性良く、また低コストの下で得ることがで
きるのである。
Here, since the above-mentioned ultra-thin base film and the tensile insulating film formed thereon are of the same quality, their adhesion is extremely high, and as a result, the adhesion is much higher than in the past. This makes it possible to coat a tensile insulating film having excellent resistance on the surface of the steel sheet, and thus to obtain a unidirectional silicon steel sheet having extremely low iron loss with good productivity and at low cost.

【0038】[0038]

【作用】本発明の素材である含珪素鋼としては、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。 C:0.01〜0.08wt% Cは、0.01wt%より少ないと熱延集合組織の抑制が不十
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0.08wt%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、0.01〜0.08wt%程度とするの
が好ましい。
The silicon-containing steel used as the material of the present invention is compatible with any of the conventionally known component compositions, but typical compositions are as follows. C: 0.01 to 0.08 wt% If the content of C is less than 0.01 wt%, the suppression of hot rolled texture is insufficient and large elongated grains are formed, thereby deteriorating the magnetic properties. Since it takes a long time to decarburize in the charcoal process and is not economical, it is preferable to set the content to about 0.01 to 0.08 wt%.

【0039】Si:2.0 〜4.0wt % Siは、 2.0wt%より少ないと十分な電気抵抗が得られな
いため渦電流損が増大して鉄損の劣化を招き、一方 4.0
wt%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 wt%程度の範囲とすることが好ましい。
Si: 2.0 to 4.0 wt% If the content of Si is less than 2.0 wt%, sufficient electric resistance cannot be obtained, so that eddy current loss increases and iron loss deteriorates.
If the content is more than wt%, brittle cracks are likely to occur during cold rolling, so it is preferable to be in the range of about 2.0 to 4.0 wt%.

【0040】Mn:0.01〜0.2 wt% Mnは、一方向性珪素鋼板の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0.01wt%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−と呼ばれる表面欠陥が
増大する。一方、 0.2wt%を超えると、スラブ加熱等に
おいてMnS等の解離固溶が行われたとしても、熱延時に
析出する分散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 wt%程度とすることが好ましい。
Mn: 0.01 to 0.2 wt% Mn is an important component that determines MnS or MnSe as a dispersed precipitation phase that affects secondary recrystallization of a grain-oriented silicon steel sheet. If the amount of Mn is less than 0.01% by weight, the absolute amount of MnS or the like necessary for causing secondary recrystallization becomes insufficient, causing incomplete secondary recrystallization and increasing the number of surface defects called blisters. On the other hand, if the content exceeds 0.2 wt%, even if dissociated solid solution of MnS or the like is performed in slab heating or the like, the dispersed precipitate phase precipitated during hot rolling is likely to be coarse, and the optimal size distribution desired as an inhibitor is impaired. Therefore, Mn is preferably set to about 0.01 to 0.2 wt%.

【0041】S:0.008 〜0.1 wt%、Se:0.003 〜0.1
wt% SおよびSeはいずれも、 0.1wt%以下、中でもSは 0.0
08〜0.1 wt%、またSeは 0.003〜0.1 wt%の範囲とする
ことが好ましい。というのは、これらが 0.1wt%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−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、本発明の効果を妨げるものではない。
S: 0.008 to 0.1 wt%, Se: 0.003 to 0.1
wt% S and Se are each 0.1 wt% or less, and S is 0.0
Preferably, the content of Se is in the range of 08 to 0.1 wt%, and the content of Se is in the range of 0.003 to 0.1 wt%. The reason is that if these contents exceed 0.1 wt%, 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. It is. 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 hindered.

【0042】次に、本発明に従う超低鉄損一方向性珪素
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 smelt the raw material, not only an LD converter, an electric furnace, an open hearth furnace, and other known steelmaking furnaces can be used, but also vacuum melting and RH degassing can be used together.

【0043】本発明に従い、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, Se contained in the raw material
Alternatively, as a method of adding a small amount of 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.

【0044】連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ
−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
上圧延が施されて、通常厚み 1.3〜3.3 mm程度の熱延板
とされる。
The continuously cast slab is heated to a temperature of 1300 ° C. or more 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.

【0045】次に熱延板は、必要に応じ 850〜1100℃程
度の温度範囲で熱延板焼鈍(均一化焼鈍ともいう)を施
したのち、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%)に注
意を払う必要がある。このとき、珪素鋼板の渦電流損を
できるかぎり小さくする観点から、製品厚の上限は0.5
mmに、またヒステリシス損の弊害を避けるために板厚の
下限は0.05mmに限定した。
Next, the hot-rolled sheet is subjected to hot-rolled sheet annealing (also referred to as homogenizing annealing) in a temperature range of about 850 to 1100 ° C. as necessary, and then is subjected to one or two cold-pressing steps including intermediate annealing. Rolling is performed to obtain a final thickness, but in order to obtain a product having high magnetic flux density and low iron loss, attention must be paid to the final cold rolling rate (normally 55 to 90%). At this time, the upper limit of the product thickness is 0.5 from the viewpoint of minimizing the eddy current loss of the silicon steel sheet.
mm, and the lower limit of the plate thickness was limited to 0.05 mm in order to avoid the adverse effect of hysteresis loss.

【0046】鋼板表面に線状の溝を形成する場合には、
この最終冷延を終え製品板厚となった鋼板に対して行う
のがとりわけ有利である。すなわち、最終冷延板または
2次再結晶前後の鋼板の表面に、圧延方向と交差する向
きに2〜10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1
〜50μm の線状の凹領域を形成させるのである。ここ
に、線状凹領域の間隔を2〜10mmの範囲に限定したの
は、2mmに満たないと鋼板凹凸があまりにも顕著で磁束
密度が低下し経済的でなくなり、一方10mmを超えると磁
区細分化効果が小さくなるからである。また、凹領域の
幅が50μm に満たないと反磁界効果を利用することが困
難となり、一方 500μm を超えると磁束密度が低下し経
済的でなくなるので、凹領域の幅は50〜500 μm の範囲
に限定した。さらに、凹領域の深さが 0.1μm に満たな
いと反磁界効果を効果的に利用することができず、一方
50μm を超えると磁束密度が低下し経済的でなくなるの
で、凹領域の深さは 0.1〜50μm の範囲に限定した。な
お、線状凹領域の形成方向は、圧延方向と直角方向すな
わち板幅方向とするのが最適であるが、板幅方向に対し
±30°以内であればほぼ同様の効果を得ることができ
る。
When forming a linear groove on the steel sheet surface,
It is particularly advantageous to carry out the process on a steel sheet which has finished the final cold rolling and has a product thickness. That is, on the surface of the final cold-rolled sheet or the steel sheet before and after the secondary recrystallization, the width: 50 to 500 μm, the depth: 0.1 at intervals of 2 to 10 mm in a direction crossing the rolling direction.
That is, a linear concave region of about 50 μm is formed. Here, the interval between the linear concave regions is limited to the range of 2 to 10 mm. If it is less than 2 mm, the unevenness of the steel sheet is too remarkable, the magnetic flux density is lowered and it is not economical. This is because the conversion effect is reduced. If the width of the concave region is less than 50 μm, it will be difficult to use the demagnetizing effect, while if it exceeds 500 μm, the magnetic flux density will decrease and it will not be economical, so the width of the concave region will be in the range of 50 to 500 μm. Limited to. Furthermore, if the depth of the concave region is less than 0.1 μm, the demagnetizing effect cannot be effectively used.
If the thickness exceeds 50 μm, the magnetic flux density decreases and it becomes not economical. Therefore, the depth of the concave region is limited to the range of 0.1 to 50 μm. In addition, the forming direction of the linear concave region is optimally set to a direction perpendicular to the rolling direction, that is, the sheet width direction, but substantially the same effect can be obtained as long as it is within ± 30 ° with respect to the sheet width direction. .

【0047】さらに、線状凹領域の形成方法としては、
最終冷延板の表面に、印刷によりエッチングレジストを
塗布、焼き付けた後、エッチング処理を施し、しかるの
ち該レジストを除去する方法が、従来のナイフの刃先や
レーザー等を用いる方法に比較して、工業的に安定して
実施できる点、および引張り張力により一層効果的に鉄
損を低減できる点で有利である。
Further, as a method of forming the linear concave region,
On the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist is applied by printing, after baking, an etching process is performed, and then the method of removing the resist is compared with a method using a conventional knife edge or a laser, This is advantageous in that it can be carried out industrially stably, and that iron loss can be more effectively reduced by tensile tension.

【0048】以下、上記のエッチングによる線状溝形成
技術の典型例について具体的に説明する。最終冷延板の
表面に、アルキド系樹脂を主成分とするエッチングレジ
ストインキをグラビアオフセット印刷により、非塗布部
が圧延方向にほぼ直角に幅:200μm 、間隔:4mmで線
状に残存するように塗布したのち、 200℃で約20秒間焼
き付ける。このとき、レジスト厚は2μm 程度とする。
このようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、
電解エッチングまたは化学エッチングを施すことによ
り、幅:200 μm 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、
ついで有機溶剤中に浸漬してレジストを除去する。この
時の電解エッチング条件は、NaCl電解液中で電流密度:
10 A/dm2、処理時間:20秒程度、また化学エッチング条
件は、HNO3液中で浸漬時間:10秒間程度とすれば良い。
Hereinafter, a typical example of the above-described linear groove forming technique by etching will be specifically described. An etching resist ink containing an alkyd resin as a main component is gravure offset printed on the surface of the final cold-rolled sheet so that the non-applied portion remains linearly at a right angle to the rolling direction with a width of 200 μm and a spacing of 4 mm in a line. After applying, bake at 200 ° C for about 20 seconds. At this time, the resist thickness is about 2 μm.
The steel plate coated with the etching resist in this way,
By performing electrolytic etching or chemical etching, a linear groove having a width of 200 μm and a depth of 20 μm is formed.
Next, the resist is removed by immersion in an organic solvent. The electrolytic etching conditions at this time are as follows:
10 A / dm 2 , treatment time: about 20 seconds, and chemical etching conditions: immersion time in HNO 3 solution: about 10 seconds.

【0049】ついで、鋼板には脱炭焼鈍が施される。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(仕上焼鈍とも呼ばれる)で{110}〈00
1〉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。
Next, the steel sheet is subjected to decarburization annealing. This annealing makes the cold rolled structure the primary recrystallized structure,
{110} <00 in final annealing (also called finish annealing)
1) For the purpose of removing harmful carbon when secondary recrystallized grains having an orientation are developed, the process is performed in, for example, 750 to 880 ° C. in wet hydrogen.

【0050】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。この最終焼鈍は通
常、マグネシア等の焼鈍分離剤を塗布して行い、表面に
フォルステライトと呼ばれる下地被膜も同時に形成す
る。しかしながら、この発明では、フォルステライト下
地被膜を形成させたとしても、次工程でこの下地被膜を
除去するため、かようなフォルステライト下地被膜を形
成させないような焼鈍分離剤の方が有利である。すなわ
ち、フォルステライト下地被膜を形成させる MgOの含有
比率を低減し(50%以下)、代わってかかる被膜を形成
させない CaO, Al2O3, CaSiO3, SiO2 等の含有比率を高
く(50%以上)した焼鈍分離剤が有利である。
The final annealing is performed to sufficiently develop secondary recrystallized grains having a {110} <001> orientation.
Usually, it is carried out by immediately raising the temperature to 1000 ° C. or higher by box annealing and maintaining the temperature. This final annealing is usually performed by applying an annealing separating agent such as magnesia, and a base coat called forsterite is simultaneously formed on the surface. However, in the present invention, even if a forsterite undercoat is formed, an annealing separator that does not form such a forsterite undercoat is more advantageous because the undercoat is removed in the next step. That is, to reduce the content ratio of MgO to form a forsterite base coating (hereinafter 50%), CaO not to form a Kakaru replace film, Al 2 O 3, CaSiO 3 , high content of SiO 2 or the like (50% The annealed separator described above is advantageous.

【0051】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。
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 the constant annealing at a low temperature of 820 ° C. to 900 ° C. For example, slow annealing at a heating rate of about 0.5 to 15 ° C./h may be used.

【0052】この純化焼鈍後に、鋼板表面のフォルステ
ライト下地被膜や酸化物被膜は、公知の酸洗などの化学
的方法や切削、研磨などの機械的方法またはそれらの組
み合わせにより除去して、鋼板表面を平滑化する。すな
わち、鋼板表面の種々の被膜を除去した後、化学研磨、
電解研磨等の化学研磨やバフ研磨等の機械的研磨あるい
はそれらの組み合わせなど従来の手法により、中心線平
均粗さRaで 0.4μm 以下程度まで鋼板表面を平滑化す
る。
After this purification annealing, the forsterite undercoat or oxide film on the surface of the steel sheet is removed by a known chemical method such as pickling, or a mechanical method such as cutting or polishing, or a combination thereof. Is smoothed. That is, after removing various coatings on the steel sheet surface, chemical polishing,
The surface of the steel sheet is smoothed to a center line average roughness Ra of about 0.4 μm or less by a conventional method such as chemical polishing such as electrolytic polishing or mechanical polishing such as buff polishing or a combination thereof.

【0053】なお、珪素鋼板の表面を必ずしも平滑化す
る必要はない。従ってこの場合には、コストアップを伴
う平滑化処理を行わなくても、酸洗処理のみで十分な鉄
損低減効果を発揮できるという利点がある。とはいえ、
やはり平滑化処理を施すことが有利であることに変わり
はない。また、この段階で鋼板表面に凹形状の溝を導入
することもできる。溝の導入方法は、最終冷延板または
2次再結晶前後の鋼板の表面に施す場合と同じ方法を用
いれば良い。
It is not always necessary to smooth the surface of the silicon steel sheet. Therefore, in this case, there is an advantage that a sufficient iron loss reducing effect can be exerted only by the pickling treatment without performing the smoothing treatment accompanied by the cost increase. Although,
It is still advantageous to perform the smoothing process. At this stage, a concave groove can be introduced into the surface of the steel sheet. The grooves may be introduced by the same method as that used for the surface of the final cold-rolled sheet or the steel sheet before and after the secondary recrystallization.

【0054】ついで、前掲図1に示した製造ラインに導
き、所定の処理を施すことによって被膜密着性ひいては
鉄損特性に優れた一方向性珪素鋼板を製造するのであ
る。
Next, a unidirectional silicon steel sheet having excellent film adhesion and, consequently, excellent iron loss characteristics is produced by leading the production line shown in FIG. 1 and performing a predetermined treatment.

【0055】[0055]

【実施例】以下、前掲図1に示した製造ラインを用い
て、超低鉄損方向性珪素鋼板を製造した実施例について
説明する。実施例1 C:0.076 wt%, Si:3.43wt%, Mn:0.071 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb:0.025 wt%, Al:0.020 wt%, N:0.
072 wt%およびMo:0.012 wt%を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1350℃で5時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して厚み:2.2 mmの熱延板
とした。ついで1000℃の均一化焼鈍を施した後、1050℃
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。ついで、 840℃の湿H2中で脱炭・1次
再結晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(10%),CaO (20
%), Al2O3(40%), SiO2(30%)の組成になる焼鈍分離剤を
スラリ−塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、 850
℃から12℃/hの速度で1100℃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H2
中で純化処理を施した。
An embodiment in which an ultra-low iron loss oriented silicon steel sheet is manufactured using the manufacturing line shown in FIG. 1 will be described below. Example 1 C: 0.076 wt%, Si: 3.43 wt%, Mn: 0.071 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb: 0.025 wt%, Al: 0.020 wt%, N: 0.
A continuously cast slab of silicon steel containing 072 wt% and Mo: 0.012 wt%, with the balance being substantially Fe, was heated at 1350 ° C. for 5 hours and then hot-rolled to a thickness of 2.2 mm. Hot rolled sheet. Then, after subjecting to homogenization annealing at 1000 ° C, 1050 ° C
Was subjected to two times of cold rolling with intermediate annealing being carried out to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. Then, after decarburization and primary recrystallization annealing in 840 ° C wet H 2 , MgO (10%), CaO (20%
%), Al 2 O 3 (40%), SiO 2 (30%), and a slurry of an annealing separating agent.Then, after annealing at 850 ° C. for 15 hours, 850 ° C.
After 12 ° C. / h speed was heated to 1100 ° C. In the not develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation from ° C., of 1220 ° C. dry H 2
Purification processing was performed inside.

【0056】かくして得られた珪素鋼板の表面の酸化物
被膜を除去した後、(A) 化学研磨による平滑化処理、
(B)10%HCl による酸洗処理を施し、ついで図1に示した
設備に導いて、次の処理を行った。まず、前処理槽1に
おいて、 SiCl4(20cc/l)を溶解させた80℃の水溶液中
に3秒間浸積したのち、第1の熱処理炉2に導いて、 N
2(50%)+H2(50%) 混合ガス中にて 900℃,3秒間の熱処
理を施した。その後、下地処理槽3において、リン酸マ
グネシウムとコロイダルシリカを主成分とする張力絶縁
被膜用コーティング液を蒸留水で薄めた希釈液(100cc/
l)中に SiCl4(20cc/l), AlPO4(10g/l)およびH3BO4(10g/
l)を複合添加した処理液(80℃)中に2秒間浸漬したの
ち、第2の熱処理炉に導いて、 N2(93%)+H2(7%)混合ガ
ス中にて 900℃, 5秒間の熱処理を施した。その後、張
力絶縁被膜コーティング槽5において、リン酸マグネシ
ウムとコロイダルシリカを主成分とする張力絶縁被膜用
コーティング液をリンガ−ロ−ルを用いて塗布したの
ち、焼鈍炉6に導いて 800℃の焼き付け処理を施し、
1.5μm厚の張力絶縁被膜を被成した。
After removing the oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained, (A) a smoothing treatment by chemical polishing,
(B) An acid pickling treatment with 10% HCl was carried out, and the solution was led to the equipment shown in FIG. 1 to carry out the following treatment. First, in the pretreatment tank 1, it is immersed for 3 seconds in an aqueous solution of 80 ° C. in which SiCl 4 (20 cc / l) is dissolved.
Heat treatment was performed at 900 ° C. for 3 seconds in a mixed gas of 2 (50%) + H 2 (50%). Thereafter, in the base treatment tank 3, a diluting solution (100 cc / cm 2) obtained by diluting a coating solution for a tensile insulating film containing magnesium phosphate and colloidal silica as main components with distilled water.
l) contains SiCl 4 (20 cc / l), AlPO 4 (10 g / l) and H 3 BO 4 (10 g / l
l) was immersed for 2 seconds in a treatment solution (80 ° C) to which composite addition of l) was performed, and then guided to a second heat treatment furnace, where the mixture was heated at 900 ° C, 5% in a mixed gas of N 2 (93%) and H 2 (7%). Heat treatment was applied for a second. Thereafter, in a tension insulating film coating tank 5, a coating solution for a tensile insulating film containing magnesium phosphate and colloidal silica as main components is applied using a ringer roll, and then guided to an annealing furnace 6 for baking at 800 ° C. Process,
A 1.5 μm thick tensile insulation coating was applied.

【0057】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 (A) 平滑化処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.93 T W17/50 : 0.65 W/kg 密着性 直径:15mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。 (B) 酸洗処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.92 T W17/50 : 0.68 W/kg 密着性 直径:15mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。
The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. (A) smoothing processing alms was when magnetic properties B 8: 1.93 T W 17/50: 0.65 W / kg adhesion diameter: even if the 180 ° bending on a 15mm round bar peeling without a good Was. (B) Magnetic properties when subjected to pickling treatment B 8: 1.92 T W 17/50: 0.68 W / kg adhesion diameter: even if the 180 ° bending on a 15mm round bar peeling without a good Was.

【0058】実施例2 C:0.073 wt%, Si:3.46wt%, Mn:0.071 wt%, Se:
0.019 wt%, Sb:0.023 wt%, Al:0.019 wt%, N:0.
073 wt%およびMo:0.013 wt%を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1350℃で5時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して厚み:2.0 mmの熱延板
とした。ついで980 ℃の均一化焼鈍を施した後、1020℃
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。ついで、最終冷延板の表面に、アルキ
ド系樹脂を主成分とするエッチングレジストインキをグ
ラビアオフセット印刷により、非塗布部が圧延方向とほ
ぼ直角な方向に幅:200 μm 、圧延方向の間隔:4mmで
線状に残存するように塗布したのち、200 ℃で約20秒間
焼付けた。このときのレジスト厚は2μm であった。こ
のようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、電
解エッチングを施すことにより、幅:200 μm 、深さ:
20μm の線状の溝を形成し、ついで有機溶剤中に浸漬し
てレジストを除去した。この時の電解エッチングは、Na
Cl電解液中で電流密度:10 A/dm2、処理時間:20秒間の
条件で行った。
Example 2 C: 0.073 wt%, Si: 3.46 wt%, Mn: 0.071 wt%, Se:
0.019 wt%, Sb: 0.023 wt%, Al: 0.019 wt%, N: 0.
A continuously cast silicon steel slab containing 073 wt% and Mo: 0.013 wt%, with the balance being substantially Fe, was subjected to a heat treatment at 1350 ° C. for 5 hours and then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm. Hot rolled sheet. After 980 ° C uniform annealing, 1020 ° C
Was subjected to two times of cold rolling with intermediate annealing being carried out to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. Then, on the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd resin as a main component is subjected to gravure offset printing so that the non-applied portion has a width of approximately 200 μm in a direction substantially perpendicular to the rolling direction, and a distance between the rolling directions of 4 mm. And then baked at 200 ° C. for about 20 seconds. At this time, the resist thickness was 2 μm. By subjecting the steel sheet coated with the etching resist in this way to electrolytic etching, the width: 200 μm and the depth:
A 20 μm linear groove was formed and then immersed in an organic solvent to remove the resist. The electrolytic etching at this time is
In a Cl electrolyte, the current density was 10 A / dm 2 , and the treatment time was 20 seconds.

【0059】その後、 850℃の湿H2中で脱炭・1次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(5%), CaO(25%),Al2O
3(30%), CaSiO3(10%), SiO2(30%) の組成になる焼鈍分
離剤をスラリ−塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍
後、 850℃から12℃/hの速度で1050℃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、1200
℃の乾H2中で純化処理を施した。かくして得られた珪素
鋼板の表面の酸化物被膜を除去した後、化学研磨により
鋼板表面を平滑化し、ついで図1に示した設備に導い
て、次の処理を行った。
Then, after decarburization and primary recrystallization annealing in wet H 2 at 850 ° C., MgO (5%), CaO (25%), Al 2 O
3 (30%), CaSiO 3 (10%) and SiO 2 (30%) were applied by slurry coating with an annealing separator, and then annealed at 850 ° C for 15 hours. After increasing the temperature to 1050 ° C at a high speed to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in Goss orientation,
Purification was performed in dry H 2 at ° C. After removing the oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained, the steel sheet surface was smoothed by chemical polishing, and then led to the equipment shown in FIG. 1 for the following treatment.

【0060】まず、前処理槽1において、 SiCl4(20cc
/l)を溶解させた80℃の水溶液中に3秒間浸積したの
ち、第1の熱処理炉2に導いて、 N2(50%)+H2(50%) 混
合ガス中にて 900℃,3秒間の熱処理を施した。その
後、下地処理槽3において、リン酸アルミニウムとコロ
イダルシリカを主成分とする張力絶縁被膜用コーティン
グ液を蒸留水で薄めた希釈液(100cc/l)中に SiCl4(20c
c/l), AlPO4(10g/l)およびH3BO4(10g/l)を複合添加した
処理液(80℃)中に2秒間浸漬したのち、第2の熱処理
炉に導いて、 N2(93%)+H2(7%)混合ガス中にて 900℃,
5秒間の熱処理を施した。その後、張力絶縁被膜コーテ
ィング槽5において、リン酸アルミニウムとコロイダル
シリカを主成分とする張力絶縁被膜用コーティング液を
リンガ−ロ−ルを用いて塗布したのち、焼鈍炉6に導い
て 800℃の焼き付け処理を施し、 1.5μm厚の張力絶縁
被膜を被成した。
First, in the pretreatment tank 1, SiCl 4 (20 cc)
/ l) is immersed in an aqueous solution at 80 ° C for 3 seconds, and then introduced into a first heat treatment furnace 2 at 900 ° C in a mixed gas of N 2 (50%) + H 2 (50%). Heat treatment was performed for 3 seconds. Then, in the undercoating tank 3, SiCl 4 (20c / l) was added to a diluent (100cc / l) obtained by diluting a coating solution for a tension insulating film mainly composed of aluminum phosphate and colloidal silica with distilled water.
c / l), AlPO 4 (10 g / l) and H 3 BO 4 (10 g / l) were immersed in a treatment solution (80 ° C.) for 2 seconds, and then introduced into a second heat treatment furnace, 2 (93%) + H 2 (7%) mixed gas at 900 ℃,
Heat treatment was performed for 5 seconds. Thereafter, in a tension insulating film coating tank 5, a coating solution for a tensile insulating film containing aluminum phosphate and colloidal silica as main components is applied using a ringer roll, and then guided to an annealing furnace 6 for baking at 800 ° C. After the treatment, a 1.5 μm-thick tensile insulating film was formed.

【0061】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 磁気特性 B8 : 1.91 T W17/50 : 0.58 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。 その後、この製品に 800℃での3時間の歪み取り焼鈍を
行った時の磁気特性は次のとおりであった。 このように歪取焼鈍にも耐える珪素鋼板であることがわ
かる。
The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. Magnetic properties B 8: 1.91 T W 17/50: 0.58 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good. Thereafter, the product was subjected to strain relief annealing at 800 ° C. for 3 hours, and the magnetic properties were as follows. Thus, it can be seen that the silicon steel sheet withstands strain relief annealing.

【0062】[0062]

【発明の効果】かくして、本発明によれば、鉄損特性に
優れた一方向性珪素鋼板を、従来に比べて極めて安価に
しかも高生産性の下で得ることができる。
As described above, according to the present invention, a grain-oriented silicon steel sheet having excellent iron loss characteristics can be obtained at extremely low cost and with high productivity as compared with the prior art.

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

【図1】本発明に従う一方向性珪素鋼板の製造ラインを
示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a production line for a grain-oriented silicon steel sheet according to the present invention.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仕上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面
に張力絶縁被膜を被成する処理設備であって、 SiCl4を主成分とする塩化物浴からなる前処理槽ならび
にその後に乾燥および非酸化性雰囲気下で熱処理を施す
第1の熱処理炉と、 前処理後の珪素鋼板の表面に、リン酸塩とコロイダルシ
リカを主成分とする張力絶縁被膜用コーティング液を水
で薄めた希釈液中にSi, Fe, AlおよびBのうちから選ん
だ1種または2種以上を含む無機化合物を微量添加した
処理液を塗布する下地処理槽ならびにその後に乾燥およ
び非酸化性雰囲気下で熱処理を施す第2の熱処理炉と、 下地被膜を形成した珪素鋼板の表面に、リン酸塩とコロ
イダルシリカを主成分とする張力絶縁被膜用コーティン
グ液を塗布する張力絶縁被膜コーティング槽ならびにそ
の後に乾燥および非酸化性雰囲気下で焼付け処理を施す
焼鈍炉とを備えることを特徴とする超低鉄損一方向性珪
素鋼板の製造設備。
Claims: 1. A treatment facility for forming a tensile insulating coating on the surface of a unidirectional silicon steel sheet which has been finish-annealed, comprising: a pretreatment tank comprising a chloride bath containing SiCl 4 as a main component; A first heat treatment furnace for performing heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, and a diluting solution obtained by diluting a coating solution for a tension insulating film mainly containing phosphate and colloidal silica with water on the surface of the pre-treated silicon steel sheet. A base treatment tank for applying a treatment liquid containing a trace amount of an inorganic compound containing one or more selected from Si, Fe, Al and B, and then performing a heat treatment in a dry and non-oxidizing atmosphere A second heat treatment furnace, a tension insulating film coating bath for applying a coating solution for a tension insulating film containing phosphate and colloidal silica as a main component to the surface of the silicon steel sheet on which the base film is formed, and then drying the tank. Manufacturing equipment ultra-low iron loss grain oriented silicon steel sheet, characterized in that in a non-oxidizing atmosphere and comprises a furnace for performing the baking process.
【請求項2】 請求項1において、仕上焼鈍済みの一方
向性珪素鋼板の表面が、圧延方向と交差する向きに2〜
10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1 〜50μm
の線状の凹領域をそなえることを特徴とする超低鉄損一
方向性珪素鋼板の製造設備。
2. The method according to claim 1, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is oriented in a direction intersecting the rolling direction.
At intervals of 10 mm, width: 50-500 μm, depth: 0.1-50 μm
An ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet manufacturing facility characterized by having a linear concave region of:
【請求項3】 請求項1または2において、仕上焼鈍済
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理を施した表
面である超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造設備。
3. The production facility for an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is a surface subjected to a smoothing treatment.
【請求項4】 請求項1または2において、仕上焼鈍済
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理を施さな
い、酸洗処理ままの表面である超低鉄損一方向性珪素鋼
板の製造設備。
4. The ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet has not been subjected to a smoothing treatment and is a surface as it is in an pickling treatment. production equipment.
JP10089718A 1998-04-02 1998-04-02 Equipment for producing ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet Withdrawn JPH11286786A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107058716A (en) * 2017-04-01 2017-08-18 天龙科技炉业(无锡)有限公司 Rotary hub type furnace treatment manages automatic assembly line

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