JPH1161356A - 皮膜特性と磁気特性に優れた一方向性電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造法に用いる脱炭焼鈍設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 皮膜特性が優れかつ鉄損特性が優れた一方向
性電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造方法で用い
る脱炭焼鈍設備を提供する。 【解決手段】 重量％で、C:0.005%以下、Si:2.0〜7.0%
を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなり、表面に
フォルステライトを主体とする酸化皮膜と、更にその表
面に絶縁皮膜が形成された一方向性電磁鋼板であって、
前記酸化皮膜の皮膜量が片面当り１〜４g/ｍ² であり、
かつ前記酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析によ
って得られるSiのピーク強度がAlのピーク強度の 1/2以
上であるとともに、前記酸化皮膜表面からSiのピーク位
置までの深さが酸化膜表面からAlのピーク位置までの深
さの1/10以内であって、20mm径曲げにより皮膜剥離が発
生しない率ｙ（％）及び鉄損特性Ｗ（W/kg）が下記式を
満たすことを特徴とする。 ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１１２．５５（但し、
ｔ：板厚mm） Ｗ（W/kg）≦２．３７ｔ＋０．２８０（但し、ｔ：板厚
mm）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２．０〜７．０％
のＳｉを含み、皮膜特性が優れかつ鉄損特性が優れた一
方向性電磁鋼板を提供する。また、上記の鋼板が脱炭焼
鈍の昇温過程で急速加熱されたストリップが脱炭焼鈍炉
に導入される前に、脱炭焼鈍の昇温過程で急速加熱され
たストリップの初期酸化膜を制御することによって、極
めて皮膜特性が優れかつ鉄損特性が優れた一方向性電磁
鋼板を製造する方法を提供し、さらには、上記製造方法
に用いる脱炭焼鈍設備を提供する。これら製品、製造方
法および設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、一方向性電磁鋼板の磁気特性は
鉄損特性と励磁特性の両方で評価される。励磁特性を高
めることは設計磁束密度を高める機器の小型化に有効で
ある。一方鉄損特性を少なくすることは、電気機器とし
て使用する際、熱エネルギーとして失われるものを少な
くし、消費電力を節約できる点で有効である。さらに、
製品の結晶粒の＜１００＞軸を圧延方向に揃えること
は、励磁特性を高め、鉄損特性も低くすることができ、
近年特にこの面で多くの研究が重ねられ、様々な製品、
および製造技術が開発された。

【０００３】たとえば、特公昭４０−１５６４４号公報
に高い磁束密度を得るために、方向性電磁鋼板の製造方
法が開示されている。これはＡｌＮ＋ＭｎＳをインヒビ
ターとして機能させ、最終冷延工程における圧下率が８
０％を超える強圧下とする製造方法である。この方法に
よれば二次再結晶の｛１１０｝＜００１＞方位の集積度
が高く、Ｂ₈ が１．８７０Ｔ以上の高磁束密度を有する
方向性電磁鋼板が得られる。

【０００４】しかし、この製造方法はある程度の鉄損低
減は図れるが、二次再結晶マクロの粒径が１０mmオーダ
と大きく、鉄損に影響する因子である渦電流損を減らす
ことができず、良好な鉄損値が得られていなかった。

【０００５】これに対し、二次再結晶粒をより小さくし
て磁気特性を向上する方法として特公平６−５１１８７
号公報に記載の方法がある。この方法は、常温で圧延さ
れた鋼板（ストリップ）に１４０℃/s以上の加熱速度で
６５７℃以上の温度へ超急速焼きなまし処理を施し、鋼
板を脱炭素処理し、最終高温焼きなまし処理を施して二
次成長を行い、それによって鋼板が低減した寸法の二次
粒子および応力焼きなまし処理後も有意な変化なしに持
続する改善された鉄損を持つ製造方法であるる。

【０００６】しかし、この製造方法により単に二次粒子
を微細化するだけでは、従来の磁区細分化なみの鉄損を
得ることは困難である。特に鋼板が急速加熱で、急激に
高温に曝されることにより、異なった組成の酸化皮膜が
形成されファイアライト（Ｆｅ₂ ＳｉＯ₄ ）が優先的に
形成されるようになる、最終焼鈍においてＭｇＯ塗布に
よりフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）の形成が
必ずしも良好とならず、十分な皮膜張力により優れた磁
気特性が得られないという問題がある。

【０００７】かかる問題を解決するために、特開平７−
６２４３６号公報では最終板厚まで圧延されたストリッ
プを焼鈍する直前、若しくは脱炭焼鈍の加熱段階とし
て、ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．２以下の非酸化性雰囲気中
で１００℃/s以上の加熱速度で７００℃以上の温度へ加
熱処理する方法を提案している。また、急速加熱の具体
例として２対の直接通電ロールを用いることも提示して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この製造方法
では、急速加熱中に鋼板表面に緻密な酸化層を形成する
場合があることがわかった。このような酸化層が形成さ
れると、これがバリヤーとなり、脱炭作用に影響する。
特に残留Ｃ：４０ｐｐｍ以下に脱炭させることは困難に
なり、その結果、製造直後の磁気特性は良好なものが得
られるのであるが、磁気時効により製品磁気特性の劣化
を生じてしまう。また、脱炭時間を長くしても２０ｐｐ
ｍ以下の十分な脱炭を行うことができない。

【０００９】また、一般に一方向性電磁鋼板は、トラン
スに組み込むなどして、巻きコアにする際、鋼板に曲げ
加工を加えるので、特にコーナ部の曲率の高いところで
一次皮膜と二次皮膜（絶縁皮膜）からなる表面皮膜剥離
の発生がない優れた皮膜密着性を有することが要求され
るが、上記製造方法では、まだ皮膜密着性に改善の余地
があった。

【００１０】本発明は、２．０〜７．０％のＳｉを含
み、皮膜特性（皮膜密着性）が優れかつ磁気特性（鉄損
特性）が優れた一方向性電磁鋼板、およびその製造方
法、並びにこの製造方法に用いる脱炭焼鈍設備を提供す
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、皮膜特性
（皮膜密着性）、磁気特性（鉄損特性）共に優れた一方
向性電磁鋼板を得るために、最終製品厚まで圧延された
ストリップを脱炭焼鈍工程の昇温段階で１００℃/s以上
の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱する試験を
多数実施した。

【００１２】この試験は、従来、一般的に脱炭焼鈍工程
を実施する際に用いられているストリップ入側部（通
常、ストリップ入口から５ｍ以内）に雰囲気の排気口を
有する既設の脱炭焼鈍炉を改造した脱炭焼鈍設備を用い
て行なった。すなわち、既設の脱炭焼鈍炉の入側にスロ
ート部を設けるか設けることなく、上記急速加熱を行な
う装置を設けた急速加熱室を連結し、上記排気口から急
速加熱室の雰囲気および脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気する
ようにした脱炭焼鈍設備を用いて行った。

【００１３】そして、上記脱炭焼鈍設備を用いて脱炭焼
鈍工程を行う際に、急速加熱室（スロート部を設置した
場合は、スロート部を含む）の雰囲気、脱炭焼鈍炉の雰
囲気、急速加熱室（スロート部を設置した場合は、スロ
ート部を含む）においてストリップが７５０℃以上の温
度に滞在する時間と、製品の皮膜密着性、磁気時効前後
の鉄損特性の関係を種々検討した結果、以下の知見が得
られた。

【００１４】 両特性に優れた製品は、酸化皮膜表面
からのグロー放電発光分析法（ＧＤＳ分析法）による分
析でのＳｉのＡｌに対するピーク強度比が１／２以上で
あると共に、酸化皮膜表面からのグロー放電発光分析法
（ＧＤＳ分析法）による分析でのＳｉの酸化皮膜表面か
らのピーク位置が、Ａｌの酸化皮膜表面からのピーク位
置に対して１／１０以内の表層側に存在している。

【００１５】 酸化被膜表面からのグロー放電発光分
析法（ＧＤＳ分析法）による分析でのＳｉのＡｌに対す
るピーク強度比が１／２以上であると共に、酸化皮膜表
面からのグロー放電発光分析法（ＧＤＳ分析法）による
分析でのＳｉの酸化皮膜表面からのピーク位置が、Ａｌ
の酸化被膜表面からのピーク位置に対して１／２０以内
の表層側に存在しているものは、両特性がさらに優れて
いる。

【００１６】 上記の特性を満たす酸化皮膜は、脱
炭焼鈍炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉
の雰囲気を排気する排気口を設けた焼鈍設備を用い、急
速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．６５〜３．０と
し、脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．
６とするとともに、急速加熱室においてストリップが７
５０℃以上の温度に滞在する時間を５秒以内とすること
で得られること。

【００１７】 上記の特性を満たす酸化皮膜は、脱
炭焼鈍炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉
の雰囲気を排気する排気口を設けた焼鈍設備を用い、急
速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８とし、
脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６と
するとともに、急速加熱室においてストリップが７５０
℃以上の温度に滞在する時間を５秒以内とすることで得
られること。

【００１８】本発明はこれらの知見に基づくものであ
り、その要旨とするところは、以下の通りである。 （１） 重量％で、Ｃ ：０．００５％以下、Ｓｉ：
２．０〜７．０％を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなり、表面にフォルステライトを主体とする酸化
皮膜が形成されていて、さらに前記酸化皮膜の表面には
絶縁皮膜が形成された一方向性電磁鋼板であって、前記
酸化皮膜の皮膜量が片面当り１〜４g/ｍ² であり、かつ
前記酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析（ＧＤＳ
分析）によって得られるＳｉのピーク強度がＡｌのピー
ク強度の１／２以上であるとともに、前記酸化皮膜表面
からＳｉのピーク位置までの深さが酸化膜表面からＡｌ
のピーク位置までの深さの１／１０以内であって、２０
mm径曲げにより皮膜剥離が発生しない率ｙ（％）が下記
式を満たし、鉄損特性Ｗ（W/kg）が下記式を満たす
ことを特徴とする優れた皮膜特性と磁気特性を有する一
方向性電磁鋼板。 ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１１２．５５（但し、ｔ：板厚mm）・・・ Ｗ（W/kg）≦２．３７ｔ＋０．２８０（但し、ｔ：板厚mm）・・・・・・

【００１９】（２） 酸化皮膜表面からＳｉのピーク位
置までの深さが酸化皮膜表面からＡｌのピーク位置まで
の深さの１／２０以内であって、２０mm径曲げにより皮
膜剥離が発生しない率ｙ（％）が下記式を満たし、鉄
損特性Ｗ（W/kg）が下記式を満たすことを特徴とする
前記（１）記載の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一
方向性電磁鋼板。 ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１２２．５５（但し、ｔ：板厚mm）・・・ Ｗ（W/kg）≦２．３７ｔ＋０．２６０（但し、ｔ：板厚mm）・・・・・・

【００２０】（３） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
に連設した急速加熱室で行い、該急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ を０．６５〜３．０としてストリップを１００
℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱す
ると共に、該急速加熱室においてストリップが７５０℃
以上の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は
入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を
排気する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭
焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６として
ストリップを処理することを特徴とする前記（１）記載
の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板
の製造方法。☆ （４） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以下、Ｓｉ：２．
０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下を含有し、さら
に通常のインヒビター成分を含み、残部がＦｅ及び不可
避的不純物よりなるスラブを通常の方法で処理し、最終
製品厚まで圧延してストリップとする工程と、脱炭焼鈍
する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、絶縁皮膜処理を
施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製造方法におい
て、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉に連設した急
速加熱室で行い、該急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を
０．８〜１．８としてストリップを１００℃/s以上の加
熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該
急速加熱室においてストリップが７５０℃以上の温度に
滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側近傍に急
速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気する排気
口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍炉中のＰ
Ｈ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６としてストリップを
処理することを特徴とする（２）記載の優れた皮膜特性
と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２１】（５） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
にスロート部を介して連設した急速加熱室で行い、該急
速加熱室及びスロート部のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．６５
〜３．０としてストリップを１００℃/s以上の加熱速度
で８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該急速加
熱室及びスロート部においてストリップが７５０℃以上
の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側
近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気
する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍
炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６としてスト
リップを処理することを特徴とする（１）記載の優れた
皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方
法。

【００２２】（６） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
にスロート部を介して連設した急速加熱室で行い、該急
速加熱室及びスロート部のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜
１．８としてストリップを１００℃/s以上の加熱速度で
８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該急速加熱
室及びスロート部においてストリップが７５０℃以上の
温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側近
傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気す
る排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍炉
中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂を０．２５〜０．６としてストリ
ップを処理することを特徴とする（１）記載の優れた皮
膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方
法。

【００２３】（７） 急速加熱を通電ロールを用いた直
接通電加熱で行なうことを特徴とする（３）〜（６）に
記載の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁
鋼板の製造方法。

【００２４】（８） さらに磁区細分化処理を施すこと
を特徴とする（３）〜（７）に記載の優れた皮膜特性と
磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２５】（９） 最終製品厚まで圧延されたストリ
ップを１００℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度
に急速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭焼鈍
を行う脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉の入側近傍に
急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気とを排気する
排気口を設たことを特徴とする一方向性電磁鋼板の脱炭
焼鈍設備。

【００２６】（１０） 最終製品厚まで圧延されたスト
リップを１００℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温
度に急速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭焼
鈍を行う脱炭焼鈍炉とをスロート部を介して連設し、脱
炭焼鈍炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉
の雰囲気とを排気する排気口を設たことを特徴とする一
方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍設備。

【００２７】（１１） 急速加熱室に、ストリップ表面
に対して雰囲気ガスを吹き付けるノズルを設けたことを
特徴とする前記（９）又は（１０）記載の一方向性電磁
鋼板の脱炭焼鈍設備。

【００２８】（１２） 急速加熱を行なう装置が、スト
リップの進行方向に距離を設けて配置した二対のストリ
ップを挟むロール対であり、前記ロール対が通電ロール
の対からなるか、或いは押さえロールと通電ロールとの
対からなることを特徴とする前記（９）、（１０）又は
（１１）記載の一方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍設備。

【００２９】以下に本発明について詳細に説明する。図
１に、０．２３mm板厚の一方向性電磁鋼板の酸化皮膜表
面からのグロー放電発光分析法（ＧＤＳ分析法）による
分析で得られたＳｉピーク強度のＡｌピーク強度に対す
る比率と、当該一方向性電磁鋼板の皮膜密着性との関係
を示す。なお、本ＧＤＳ分析は、最終製品から絶縁皮膜
を除去して酸化皮膜を露出させ、酸化皮膜表面からＧＤ
Ｓ分析法を適用した結果のことをいう。皮膜の密着性
は、２０mm径の曲率曲げに対して皮膜剥離が発生する割
合（％）でを評価している。曲げ試験には、同一条件で
製造された１３０前後の製品コイルから各々６枚程度の
曲げ試験片を採取し、合計で８００枚前後の試験片を供
した。

【００３０】図１に示されるように、酸化皮膜表面から
のＧＤＳ分析法によるＳｉピーク強度のＡｌピーク強度
に対する比率が大きい製品では、皮膜密着性が非常に良
好になる。

【００３１】図２はこれらのＧＤＳ分析で得られたＳ
ｉ、Ａｌのピーク例を示したものである。図中のＡ，Ｂ
はそれぞれＡｌとＳｉのピーク強度を、ＣとＤは酸化被
膜表面からＡｌとＳｉのピークが出現するまでの時間
を、それぞれ示している。そして、図２（ａ）は通常の
製品のＧＤＳ測定結果、図２（ｂ），（ｃ）は本発明鋼
板のＧＤＳ測定結果である。図２（ｂ），（ｃ）はどち
らもＢ／Ａが０．５以上の場合であり、図１に示される
ように、さらにＤ／Ｃが０．１以下になると皮膜密着性
が非常に良好となる。また、（ｃ）に示すようにＤ／Ｃ
が０．０５以下の場合には、図１に示されるように、さ
らに皮膜密着性が向上する。

【００３２】上述のように皮膜密着性が向上する機構に
ついて、以下に説明する。これら酸化皮膜に含まれるＳ
ｉやＡｌは、最終仕上焼鈍によって、フォルステライト
（Ｍｇ₂ ＳｉＯ₄ ）、スピネル（ＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ ）やコ
−ジライト（Ｍｇ₂ Ａｌ₄ Ｓｉ₅ Ｏ₁₆）などの酸化物を
なし、鋼板表面に形成される酸化皮膜の主要成分となっ
ている。ここで、酸化皮膜に含まれるＳｉのピーク強度
が強く、かつピーク位置が鋼板表面に近い場合には、最
終仕上焼鈍後の酸化皮膜において、上記主要成分がそれ
ぞれ分離した層状に析出する傾向がある。このように各
酸化物が層状に析出することで各酸化物の結晶化が進
み、皮膜の密着性の向上につながっているものと推測さ
れる。そして逆に、Ｓｉのピーク強度が弱い場合には、
上記酸化皮膜の主要成分が皮膜全体に混在するために各
酸化物の結晶化が進まず、皮膜密着性が向上しないもの
と推測される。

【００３３】図３（ａ），（ｂ）は得られた鋼板の板厚
と皮膜密着性及び鉄損特性との相関を示したものであ
る。本発明いずれの板厚でも、皮膜密着性が良好でかつ
鉄損特性に優れている。図３において、は図２
（ａ）、は図２（ｂ）、は図２（ｃ）にそれぞれ記
載されたＧＤＳ分析パターンを示す鋼板について示した
ものである。本発明によりすべての板厚での皮膜密着性
が向上し、鉄損も良好になっている。さらに図２（ｃ）
に示されているようにＤ／Ｃが０．０５以下の鋼板で
は、さらに皮膜密着性、鉄損の向上がみられる。

【００３４】さらに、本発明者らは、上記の密着性に優
れた皮膜が、脱炭焼鈍工程において形成される初期酸化
膜を制御すれば得られることを見出した。一般に脱炭焼
鈍工程では、一次再結晶組織の形成、酸化膜の形成、鋼
板からの脱炭を、主たるメタラジーとしているが、これ
らの処理は同一の炉内で同時処理されるのが従来の方法
であった。

【００３５】これに対して、本発明者らは、最終製品厚
まで圧延されたストリップを脱炭焼鈍する工程におい
て、ストリップを１００℃／秒以上の加熱速度で８００
℃以上の温度に急速加熱する装置を内設した急速加熱室
と、脱炭焼鈍を行う脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉
の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気
とを排気する排気口を設た脱炭焼鈍設備を用いることと
した。そして本発明は、初期酸化皮膜の他に、酸化膜成
長、再結晶、脱炭挙動についての制御を、急速加熱室と
脱炭焼鈍炉とで機能分離させて行うものであって、以下
にその作用効果を具体的に示す。

【００３６】急速加熱室では、まず初期酸化膜の形
成、一次再結晶核発生を狙いとする。ここで初期酸化
膜の形成については、後の製品での皮膜密着性に非常に
寄与し、初期に適正なＳｉＯ₂ を形成させることが重要
である。この初期酸化層とは、極表層の１００オングス
トロームオーダーの厚みの酸化膜のことを言い、これが
後に述べる数μｍオーダの内部酸化層形成、さらには製
品での皮膜特性（密着性）に大きく寄与する。このＳｉ
Ｏ₂ 形成量が過度であると脱炭性を阻害することがある
ので、急速加熱室におけるＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ の値及び急
速加熱室においてストリップが初期酸化膜生成温度であ
る７５０℃以上の温度に滞在する時間を制御する必要が
ある。

【００３７】また、再結晶核生成については、（１１
０）、（１１１）などの一次再結晶集合組織制御を、主
に加熱速度や加熱到達後の冷却速度によりコントロール
する。加熱速度が高くなると（１１０）は増加、（１１
１）は減少し、加熱到達後の冷却速度を速めれば、（１
１１）は増加、（１００）は減少する傾向にある。急速
加熱装置として、たとえば、誘導加熱装置を用いる場
合、誘導加熱により１００℃／ｓ以上、好ましくは３０
０℃／ｓ以上の加熱速度で８００℃以上の温度域に急速
加熱させ、（１１０）を増加させることができる。この
ような、急速加熱により、良好な一次再結晶集合組織を
得ることができる。例えば、二対の通電ロールを用いる
場合、ロール間の加熱により１００℃／ｓ以上、好まし
くは３００℃／ｓ以上の加熱速度で８００℃以上の温度
域に急速加熱し、（１１０）を増加させる。さらに、加
熱温度到達後に高温側ロールの抜熱により２０００〜３
００００℃／ｓの冷却速度で１０〜４０℃の冷却を施
し、（１１１）を増加させることができる。このような
急速加熱と急速冷却の組み合わせにより、最適な一次再
結晶集合組織を得ることができる。

【００３８】次に引き続く脱炭焼鈍炉では、脱炭、
一次再結晶粒径制御、内部酸化皮膜のコントロール、
を狙いとする。ここで内部酸化皮膜とは、前述した初期
酸化層とは異なり、鋼板表面から内部へ向けて数μｍほ
どの厚みで形成される酸化層のことで、後に塗布される
ＭｇＯとフォルステライト等からなる酸化皮膜を形成す
るものである。

【００３９】本発明者らは、この内部酸化層の形態が、
前述した初期酸化膜の形態により大きく変化することを
見出だした。具体的には、初期酸化層で極表層にオング
ストロームオーダのＳｉＯ₂ を形成させることにより、
後の内部酸化層中のＳｉＯ₂成分を多くし、フォルステ
ライト皮膜の構造に大きな影響を及ぼし、皮膜の密着性
を向上させる。また、一次再結晶粒径を制御することに
より、二次再結晶開始温度を制御し、これが二次再結晶
粒径をコントロール、しいては鉄損特性を良好なものに
する。

【００４０】そこで本発明では、上述のごとく初期酸化
膜と内部酸化層をコントロールするべく、急速加熱室及
び脱炭焼鈍炉の雰囲気を制御するとともに、急速加熱室
におけるストリップの７５０℃以上の滞在時間を制御す
ることとした。

【００４１】図４に、板厚０．２３mmの一方向性電磁鋼
板を製造する際に、前述の脱炭焼鈍設備を用い、急速加
熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ 及び脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ を種々変化させ、その他の条件は本発明の製造
条件とした際の製品の皮膜特性と脱炭焼鈍設備の雰囲気
との関係を示す。

【００４２】良好な皮膜密着性を得るためには急速加熱
室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．２５〜３．００でなけれ
ばならない。急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．２
５未満では初期酸化膜の制御が困難で、表層に緻密なＳ
ｉＯ₂ 成分が過剰になり、後の脱炭焼鈍において脱炭不
良が発生するため０．２５以上とした。また、急速加熱
室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が３．００超では、初期酸化膜
中のＦｅ成分系酸化物の比率が過剰になり、皮膜密着性
が劣り、皮膜特性を劣化させるため３．００以下とし
た。

【００４３】また、初期酸化膜の形成については、上記
急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ 中の７５０℃以上の温度
のストリップの滞在時間が長すぎると、かえって脱炭性
などへの悪影響を及ぼすので、ある程度の時間範囲がよ
い。図５は、急速加熱室においてストリップの温度が７
５０℃以上に滞在する時間と、形成される初期酸化膜の
厚みとの関係を示した図表である。図５より、ストリッ
プが７５０℃以上に滞在する時間が５秒を超えるとＳｉ
Ｏ₂ 膜厚が１５０オングストローム超となり、脱炭が界
面律速となり、好ましくはないので５秒以下とした。

【００４４】また、脱炭焼鈍炉のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ につ
いても、良好な皮膜特性及び脱炭性能を得るため、０．
２５〜０．６でなければならない。ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が
０．２５未満では、鋼板の脱炭が起こらず、内部酸化層
の厚みが非常に少なくなり、後のフォルステライトの形
成が不適切になるので、０．２５以上とした。また、脱
炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．６超では、内部酸
化層中のＦｅ系酸化物が過剰になり、初期酸化膜中に生
成されたＳｉＯ₂ の効果がなくなり、皮膜欠陥などが生
じるので０．６以下とした。

【００４５】上記のように、急速加熱室及び脱炭焼鈍炉
中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ と、急速加熱室においてストリッ
プの温度が７５０℃以上に滞在する時間とを一定範囲と
することで、優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向
性電磁鋼板を製造することができる。そして、このよう
にして製造された一方向性電磁鋼板の酸化皮膜は、酸化
皮膜表面からのＧＤＳ分析を行うと、Ｓｉのピーク強度
がＡｌのピーク強度の１／２以上であるとともに、Ｓｉ
のピーク位置までの深さがＡｌのピーク位置までの深さ
の１／１０以内である。

【００４６】さらに、急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂
を０．８〜１．８のより狭い範囲に制限すると、より適
正なＳｉＯ₂ 主体の初期酸化膜を形成することができ、
さらに皮膜密着性を良好なものにできる。急速加熱室中
のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８の範囲内とする
と、Ｆｅ系酸化物に対するＳｉ系酸化物の割合が最適に
なり、後に形成される一次皮膜中のＳｉピーク位置を表
面層に制御し、皮膜特性をさらに良好なものとする。

【００４７】このようにして製造された一方向性電磁鋼
板は、さらに優れた皮膜特性と磁気特性とを有してい
る。そして、その一方向性電磁鋼板に酸化皮膜表面から
のＧＤＳ分析を行うと、Ｓｉのピーク強度がＡｌのピー
ク強度の１／２以上であるとともに、Ｓｉのピーク位置
までの深さがＡｌのピーク位置までの深さの１／２０以
内である。

【００４８】以上、従来の技術では、上記の脱炭、初期
酸化膜、内部酸化皮膜の形成、一次再結晶が略同時進行
した処理方法であったが、本発明では上述した急速加熱
室と脱炭焼鈍炉との機能分離により優れた皮膜特性と磁
気特性とを有する一方向性電磁鋼板を製造することがで
きる。

【００４９】本発明で用いる急速加熱装置としては、例
えば誘導加熱装置、２対の通電ロールよりなる直接通電
加熱装置等を用いることが出来るが、前述したように通
電加熱装置のほうが急速加熱による一次再結晶集合組織
改善効果に加えて、急速冷却による一次再結晶集合組織
改善効果が得られるので直接通電加熱装置を採用するこ
とが望ましい。

【００５０】スロートを用いずに急速加熱室と脱炭焼鈍
炉を連結する設備は、本発明の製造方法を使用する専用
設備として有用である。スロート部を用いて急速加熱室
と脱炭焼鈍炉を連結する設備は、スロート部を大気開放
可能に構成できるので、スロート部を大気開放すれば、
急速加熱装置が内設された急速加熱室に、脱炭焼鈍炉の
雰囲気の流入が完全に防止できるので、脱炭焼鈍設備を
従来のストリップの脱炭焼鈍炉として使用しつつ、急速
加熱室の急速加熱装置の保守点検整備することができ
る。

【００５１】雰囲気ガスを通電ロール間の７５０℃以上
のストリップ表面に対して吹き付けることにより少量の
雰囲気ガスで前記初期酸化膜が効率的に形成されるの
で、上記ストリップ表面に向かって雰囲気ガス吹き付け
ノズルを設けるのがよく、雰囲気ガスの消費効率上スト
リップ表面に対して１ｍ以内の位置から吹き付けるのが
好ましい。

【００５２】

【発明の実施の形態】まず、本発明の一方向性電磁鋼板
について説明する。本発明の一方向性電磁鋼板は、重量
％でＣ：０．００５％以下、Ｓｉ：２．０〜７．０重量
％を含む。Ｃは、これ以上では磁気時効で特性が劣化す
るので０．００５％以下とした。Ｓｉは、鉄損をよくす
るために２．０％以上とするが、多すぎると冷間圧延の
際に割れ易く加工が困難となるので７．０％以下とす
る。

【００５３】また、本発明の一方向性電磁鋼板は、表面
にフォルステライトを主体とする酸化皮膜を有してお
り、その皮膜量は片面当たり１〜４ｇ／ｍ² である。酸
化皮膜の皮膜量が４ｇ／ｍ² を超えると占積率が悪化す
るので４ｇ／ｍ² 以下とした。一方、酸化皮膜量が１ｇ
／ｍ² 未満では、必要な皮膜張力が得られないため１ｇ
／ｍ² 以上とする。

【００５４】そして、前記酸化皮膜表面から行うグロー
放電発光分析（ＧＤＳ分析）によって得られるＳｉのピ
ーク強度はＡｌのピーク強度の１／２以上である。強度
比がこれ未満では良好な皮膜の密着性及び鉄損値が得ら
れないためである。また、前記ＧＤＳ分析法による酸化
皮膜表面からＳｉのピーク位置までの深さは、酸化膜表
面からＡｌのピーク位置までの深さの１／１０以内とす
る。Ｓｉピーク位置の深さが、Ａｌピーク位置の深さの
１／１０を超えると必要な一次皮膜の密着性が得られな
いためである。

【００５５】なお、本発明におけるＧＤＳ分析とは、最
終製品から絶縁皮膜を除去して酸化皮膜を露出させ、酸
化皮膜表面からＧＤＳ分析法を適用した結果のことをい
う。また、ＧＤＳ分析による酸化皮膜表面からＳｉ（Ａ
ｌ）のピーク位置までの深さは、実質的には、酸化皮膜
表面より分析を始めてからピークが出現するまでに要す
る時間から判断する。

【００５６】以上の構成により、本発明の一方向性電磁
鋼板は、表面皮膜の２０mm径曲げによる皮膜剥離なしの
発生率（密着性）が、密着性ｙ（％）≧−１２２．４５
ｔ＋１１２．５５（ｔ：板厚mm）で表現される領域を得
ることが可能となり、また、鉄損特性Ｗ（Ｗ／ｋｇ）≦
２．３７ｔ＋０．２８０で表現される領域の良好な鉄損
特性を得ることが可能となる。

【００５７】さらに、前記ＧＤＳ分析法による酸化皮膜
表面からＳｉのピーク位置までの深さが、酸化膜表面か
らＡｌのピーク位置までの深さの１／２０以内である一
方向性電磁鋼板は、皮膜特性と磁気特性がさらに優れて
いる。すなわち、この構成による一方向性電磁鋼板で
は、表面皮膜の２０mm径曲げによる皮膜剥離なしの発生
率（密着性）が、密着性ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋
１２２．５５（ｔ：板厚mm）で表現される領域を得るこ
とが可能となり、また、鉄損特性（Ｗ／ｋｇ）≦２．３
７ｔ＋０．２６０で表現される領域の良好な鉄損特性を
得ることが可能となる。

【００５８】次に、本発明の一方向性電磁鋼板の製造方
法について説明する。本発明の一方向性電磁鋼板の製造
方法は、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ２．０〜
７．０％、Ａｌ４００ｐｐｍ以下ならびに通常のインヒ
ビター成分を含み、残余はＦｅおよび不可避的不純物よ
りなるスラブを出発材とする。

【００５９】Ｃは、０．１０％を超えると脱炭処理時間
が長くなり、経済的に不利となるので０．１０％以下と
した。Ｓｉは鉄損をよくするために２．０％以上とする
が、多すぎると冷間圧延の際に割れ易く加工が困難とな
るので７．０％以下とする。インヒビターとしてＡｌＮ
を利用するため、酸可溶性Ａｌを添加する。酸可溶性Ａ
ｌはＡｌＮの適正な分散状態を得るために４００ｐｐｍ
以下とする。酸可溶性ＡｌＮが４００ｐｐｍ未満では必
要なＡｌＮの分散状態が得られないためである。Ｎにつ
いては、本発明では特に限定しないが、適正なＡｌＮを
得るためには０．００３〜０．０２％の添加が好まし
い。

【００６０】さらに、一方向性電磁鋼板を製造するにあ
たり、通常のインヒビター成分として以下の成分元素を
添加することが好ましい。インヒビターとしてＭｎＳを
利用する場合は、ＭｎとＳを添加する。Ｍｎは、Ｍｎ
Ｓ、（Ｍｎ・Ｆｅ）Ｓを形成するために必要な元素で、
適当な分散状態を得るためには、０．００１〜０．０５
％の添加が好ましい。なお、Ｓの代わりにＳｅを添加し
ても良く、また両方を添加することもできる。そのほ
か、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｒ，Ｂｉ，Ｍｏ等のインヒビ
ター形成元素はインヒビターを強くする目的で１．０％
以下において少なくとも１種添加しても良い。

【００６１】そして上記成分を含有する溶鋼を通常の連
続鋳造で鋳片とし、これを熱間圧延して中間厚のストリ
ップを得る。このとき、ストリップキャスターなどによ
り熱延板を得てもよい。次いで、上記熱延ストリップに
は熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を含む２
回以上の冷間圧延により最終製品厚のストリップを得
る。または、熱延板焼鈍を施すことなく、１回または中
間焼鈍を含む２回以上の圧延により最終製品厚のストリ
ップを得る。

【００６２】中間焼鈍を含む２回以上の圧延をする際
の、１回目の圧延は圧下率５〜６０％、熱延板焼鈍およ
び中間焼鈍は９５０〜１２００℃で３０秒〜３０分行う
ことが好ましい。次の最終圧下率は圧下率８５％以上が
望ましい。８５％は未満では｛１１０｝＜００１＞方位
が圧延方向に高い集積度をもつゴス核が得られないから
である。

【００６３】なお、この時の冷間圧延方法として、複数
回のパスにより各板厚段階を経て最終板厚となるが、磁
気特性を向上させるため、その途中板厚段階において鋼
板に１００℃以上の温度範囲で３０秒以上の時間保持す
る熱効果を１回以上与えてもよい。

【００６４】以上のようにして最終製品厚まで圧延され
たストリップに、脱炭焼鈍を施す。本発明では、脱炭焼
鈍を、急速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭
焼鈍を行う脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉の入側近
傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気とを排気
する排気口を設たことを特徴とする一方向性電磁鋼板の
脱炭焼鈍設備を用いて行う。前記脱炭焼鈍設備は、急速
加熱室と脱炭焼鈍炉とをスロート部を介して連設しても
よい。ここで、初期酸化膜と内部酸化層とをコントロー
ルするため、特に急速加熱室と脱炭焼鈍炉との両方にお
ける雰囲気制御が重要である。

【００６５】そこで本発明では、初期酸化膜を制御する
ため急速加熱炉のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂を規制し、後に生成
される内部酸化層を適正なものにするため脱炭焼鈍炉の
ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を規制する。まず、良好な皮膜密着性
を得るためには急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．
２５〜３．００てなければならない。ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂
が０．２５未満では初期酸化膜の制御が困難で、表層に
緻密なＳｉＯ₂ 成分が過剰になり、後の脱炭焼鈍におい
て脱炭不良が発生するので０．２５以上とした。また、
急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が３．００超では、初
期酸化膜中のＦｅ成分系酸化物の比率が過剰になり、皮
膜密着性が劣り、皮膜特性を劣化させるので３．００以
下とした。

【００６６】また、脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ に
ついても、良好な皮膜特性および脱炭性能を得るため、
０．２５〜０．６てなければならない、ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ
₂ が０．２５未満では、鋼板の脱炭が起こらず、内部酸
化層の厚みが非常に少なくなり、後のフォルステライト
の形成が不適切になるので０．２５以上とした。また、
脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．６超では、内部
酸化層中のＦｅ系酸化物が過剰になり、初期酸化膜中に
生成されたＳｉＯ₂ の効果が無くなり、皮膜欠陥などが
生じるので０．６以下とした。

【００６７】なお、急速加熱室と脱炭焼鈍炉とをスロー
ト部を介して連設した脱炭焼鈍設備を用いる場合には、
スロート部の雰囲気は急速加熱室の雰囲気と同じものと
し、同様の雰囲気制御を行うものとする。

【００６８】また、上記急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂
中でストリップが７５０℃以上の温度に滞在する時間を
５秒以下の短時間とすることで、薄いＳｉＯ₂ を初期に
形成することができる。ストリップが７５０℃以上に滞
在する時間が５秒を超えると、ＳｉＯ₂ 層の厚みが１５
０オングストロームを超えるので５秒以下とする。

【００６９】以上のように、急速加熱室中と脱炭焼鈍炉
中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を特定し、急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ 中でストリップが７５０℃以上の温度に滞在す
る時間を特定することにより、良好な皮膜特性と鉄損特
性を有する一方向性電磁鋼板を得ることができる。

【００７０】そして上記方法で得られた一方向性電磁鋼
板は、酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析（ＧＤ
Ｓ分析）によって得られるＳｉのピーク強度がＡｌのピ
ーク強度の１／２以上であるとともに、前記酸化皮膜表
面からＳｉのピーク位置までの深さが酸化膜表面からＡ
ｌのピーク位置までの深さの１／１０以内であり、非常
に皮膜密着性に優れている（板厚０．２３mmで８５％以
上）。

【００７１】また、皮膜密着性（板厚０．２３mmで９５
％超）をより良好なものにするためには、急速加熱炉中
のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８の範囲とすればよ
い。このように雰囲気制御することで、より適正なＳｉ
Ｏ₂ 主体の初期酸化膜を形成することができる。すなわ
ち、ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．８〜１．８の範囲では、Ｆ
ｅ系酸化物に対するＳｉ系酸化物の割合が最適になり、
後に形成される一次皮膜中のＳｉピーク位置を表面層に
制御し、皮膜密着性をよりに良好なものとすることがで
きる。

【００７２】そして上記方法で得られた一方向性電磁鋼
板は、酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析（ＧＤ
Ｓ分析）によって得られるＳｉのピーク強度がＡｌのピ
ーク強度の１／２以上であるとともに、Ｓｉピーク位置
の深さがＡｌピーク位置の深さの１／２０以内であり、
非常に密着性に優れている（板厚０．２３mmで９５％
超）。

【００７３】急速加熱は、ストリップを挟む通電ロール
対あるいはストリップを挟む押さえロールと通電ロール
からなるロール対をストリップの進行方向に距離を存し
て設け、８００℃以上の温度へ通電加熱する方法を採用
することができる。勿論、ストリップと非接触の誘導加
熱方法を採用してもよい。ストリップの加熱速度は１０
０℃/s以上とする。下限１００℃/sは、これ以下では、
二次再結晶に必要な一次再結晶後での｛１１０｝＜００
１＞方位粒が減少するので１００℃/sとした。加熱温度
は、８００℃未満では一次再結晶の核発生が起こらない
での、８００℃以上とした。

【００７４】上述した脱炭焼鈍は、図６に示す昇温段階
での急速加熱を行う急速加熱室２と脱炭焼鈍を行う脱炭
焼鈍炉１とが連続して配列され、脱炭焼鈍炉１の入側近
傍に急速加熱室２の雰囲気と脱炭焼鈍炉１の雰囲気を排
気する排気口７を設けたことを特徴とする脱炭焼鈍設備
で実施する。

【００７５】また、昇温段階での急速加熱を行う急速加
熱室２と脱炭焼鈍を行う脱炭焼鈍炉１とがスロート部３
で連結して配列され、脱炭焼鈍炉１の入側近傍に急速加
熱室２の雰囲気と脱炭焼鈍炉１の雰囲気を排気する排気
口７を設けたことを特徴とする脱炭焼鈍設備で実施して
もよい。

【００７６】図６，７において、４はストリップ、５，
６は通電ロール、８，９は通電ロール５，６と対となっ
てストリップ４を挟む押さえロール、１０，１０は通電
ロール５，６間の急速加熱中の７５０℃以上のストリッ
プ表面に対して雰囲気ガスを吹き付けるノズルであり、
ストリップ、ノズル間の間隙は１ｍ以下となしている。

【００７７】前述した脱炭焼鈍過程では、製品での磁気
特性を劣化させないために、炭素は２０ｐｐｍ以下に低
減されなければならない。ここで、熱延でのスラブ加熱
温度を低温とし、ＡｌＮのみをインヒビターとして利用
するプロセスの場合は、アンモニア雰囲気中で窒化処理
を付与してもよい。

【００７８】さらに、ＭｇＯ等の焼鈍分離剤を塗布し
て、二次再結晶と純化のため１１００℃以上の仕上げ焼
鈍を行うことで、フォルステライトなどの良好な皮膜を
鋼板表面に形成した微細な二次再結晶粒を得る。

【００７９】フォルステライトなどの良好な皮膜の上
に、さらに絶縁皮膜を塗布することにより極めて低い鉄
損御性を有する一方向性電磁鋼板が製造される。ここで
の絶縁皮膜は、燐酸塩とコロイダルシリカを主成分とす
る通常の一方向性電磁鋼板に使われる二次皮膜をいう。
以上の磁気特性は、後の歪み取り焼鈍を施しても、変化
しない低鉄損を保持している。

【００８０】なお得られた製品で、さらに鉄損を良好に
するため、上記一方向性電磁鋼板に、磁区を細分化する
ための処理をほどこすことも可能である。

【００８１】

【実施例】

［実施例１−１］重量％にて成分、３．２５％Ｓｉ，
０，０７８％Ｃ，０．０８％Ｍｎ，０．０１％Ｐ，０．
０３％Ｓ，０．０３％Ａｌ，０．０９％Ｎ，０．０８％
Ｃｕ，０．１％Ｓｎを含む溶鋼を鋳造し、スラブ加熱
後、熱間圧延を行い、２．３mm厚の熱延鋼板を得た、次
に、１１００℃で３分間焼鈍を行い、さらに酸洗したの
ち、冷間圧延により０．２２mm厚にした。圧延では、途
中、温度２２０℃で５ｍｉｎの焼鈍を施している。

【００８２】圧延された鋼板Ａ，Ｂを湿潤水素中で脱炭
焼鈍を施した（従来法）。また、圧延されたＣからＪに
ついては、図７に示したストリップ４を挟む通電ロール
５、および押さえロール８からなるロール対とストリッ
プ４を挟む通電ロール６および押さえロール９からなる
ロール対とをロール間隔１．７ｍで配置すると共に、上
記ロール対間のストリップ表面から０．５ｍ位置でロー
ル６，９のストリップ挟持点から０．２ｍの位置に雰囲
気ガス吹付けノズル１０，１０を設けた急速加熱室２と
脱炭焼鈍炉１とを１．５ｍのスロート３で連結し、脱炭
焼鈍炉１の入口から１．６ｍ位置に加熱室２、焼鈍炉１
の雰囲気を排気する排気口７を設けた脱炭焼鈍設備に６
０ｍ／分で通板し、表１に示す条件下で処理を行った。
その後、ＭｇＯを塗布した後、１２００℃に、２４ｈｒ
間、水素ガス雰囲気中で高温焼鈍を行い、続く仕上げ焼
鈍ラインで絶縁皮膜を塗布して製品とした。

【００８３】本発明条件を満足するＣ〜Ｇコイルについ
ては皮膜特性、鉄損特性とも優れた一方向性電磁鋼板が
得られている。特に、すべての条件を満足する、Ｃ〜Ｅ
コイルではより優れた皮膜特性、鉄損特性が得られた。

【００８４】

【表１】

【００８５】［実施例１−２］上記、Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｂの
４コイルの製品については、更に磁区制御製造ラインを
通板し、通板方向の直角（Ｃ方向）方向とのなす角度１
２゜の方向に幅５mm間隔で溝（深さ１５μｍ、幅９０μ
ｍ）を歯型ロールで掘り、その後１ｇ／ｍ² の絶縁皮膜
を塗布し最終製品とした。各コイルの磁気特性値を表２
に示す。

【００８６】

【表２】

【００８７】［実施例２］実施例１と同じ成分の溶鋼を
鋳造し、実施例１と同じ工程により０．２２mm厚のスト
リップを得た。このストリップに、スロート部を有さな
い点以外は実施例１の脱炭焼鈍設備と全く同じ構成の脱
炭焼鈍設備を用い、実施例１と同じ工程により製品とし
た。その結果、実施例と同じく皮膜特性、鉄損特性とも
優れた一方向性電磁鋼板が得られた。特に、すべての条
件を満足するコイルではより優れた皮膜特性、鉄損特性
を有する一方向性電磁鋼板が得られた。

【００８８】

【発明の効果】本発明により皮膜特性が優れ、かっ磁気
特性が極めて良好な一方向性電磁鋼板を提供でき、かっ
上記一方向性電磁鋼板の製造方法および設備列を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧＤＳ分析法による分析で得られたＳｉピーク
強度のＡｌピーク強度に対する比率と、一方向性電磁鋼
板の皮膜密着性との関係を示す図表である。

【図２】（ａ）従来の一方向性電磁鋼板から絶縁皮膜を
除去し、ＧＤＳ分析を行って得られるＳｉ、Ａｌのピー
ク例を示す図表である。 （ｂ）請求項１記載の一方向性電磁鋼板から絶縁皮膜を
除去し、ＧＤＳ分析を行って得られるＳｉ、Ａｌのピー
ク例を示す図表である。 （ｃ）請求項２記載の一方向性電磁鋼板から絶縁皮膜を
除去し、ＧＤＳ分析を行って得られるＳｉ、Ａｌのピー
ク例を示す図表である。

【図３】（ａ）板厚と皮膜密着性との相関を示した図表
である。 （ｂ）板厚と鉄損との相関を示した図表である。

【図４】急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ 及び脱炭焼鈍
炉中ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ と、皮膜密着性との相関を示す図
表である。

【図５】急速加熱室においてストリップが７５０℃以上
の温度に滞在する時間と、形成される初期酸化膜の厚み
との関係を示した図表である。

【図６】本発明の脱炭焼鈍設備の一例を示す概略図であ
る。

【図７】本発明の脱炭焼鈍設備の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】 １ 脱炭焼鈍炉 ２ 急速加熱室 ３ スロート部 ４ ストリップ ５ 通電ロール ６ 通電ロール ８ 押さえロール ９ 押さえロール １０ ノズル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年８月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 皮膜特性と磁気特性に優れた一方向性
電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造法に用いる脱
炭焼鈍設備

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２．０〜７．０％
のＳｉを含み、皮膜特性が優れかつ鉄損特性が優れた一
方向性電磁鋼板を提供する。また、上記の鋼板が脱炭焼
鈍の昇温過程で急速加熱されたストリップが脱炭焼鈍炉
に導入される前に、脱炭焼鈍の昇温過程で急速加熱され
たストリップの初期酸化膜を制御することによって、極
めて皮膜特性が優れかつ鉄損特性が優れた一方向性電磁
鋼板を製造する方法を提供し、さらには、上記製造方法
に用いる脱炭焼鈍設備を提供する。これら製品、製造方
法および設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、一方向性電磁鋼板の磁気特性は
鉄損特性と励磁特性の両方で評価される。励磁特性を高
めることは設計磁束密度を高める機器の小型化に有効で
ある。一方鉄損特性を少なくすることは、電気機器とし
て使用する際、熱エネルギーとして失われるものを少な
くし、消費電力を節約できる点で有効である。さらに、
製品の結晶粒の＜１００＞軸を圧延方向に揃えること
は、励磁特性を高め、鉄損特性も低くすることができ、
近年特にこの面で多くの研究が重ねられ、様々な製品、
および製造技術が開発された。

【０００３】たとえば、特公昭４０−１５６４４号公報
に高い磁束密度を得るために、方向性電磁鋼板の製造方
法が開示されている。これはＡｌＮ＋ＭｎＳをインヒビ
ターとして機能させ、最終冷延工程における圧下率が８
０％を超える強圧下とする製造方法である。この方法に
よれば二次再結晶の｛１１０｝＜００１＞方位の集積度
が高く、Ｂ₈ が１．８７０Ｔ以上の高磁束密度を有する
方向性電磁鋼板が得られる。

【０００４】しかし、この製造方法はある程度の鉄損低
減は図れるが、二次再結晶マクロの粒径が１０mmオーダ
と大きく、鉄損に影響する因子である渦電流損を減らす
ことができず、良好な鉄損値が得られていなかった。

【０００５】これに対し、二次再結晶粒をより小さくし
て磁気特性を向上する方法として特公平６−５１１８７
号公報に記載の方法がある。この方法は、常温で圧延さ
れた鋼板（ストリップ）に１４０℃/s以上の加熱速度で
６５７℃以上の温度へ超急速焼きなまし処理を施し、鋼
板を脱炭素処理し、最終高温焼きなまし処理を施して二
次成長を行い、それによって鋼板が低減した寸法の二次
粒子および応力焼きなまし処理後も有意な変化なしに持
続する改善された鉄損を持つ製造方法であるる。

【０００６】しかし、この製造方法により単に二次粒子
を微細化するだけでは、従来の磁区細分化なみの鉄損を
得ることは困難である。特に鋼板が急速加熱で、急激に
高温に曝されることにより、異なった組成の酸化皮膜が
形成されファイアライト（Ｆｅ₂ ＳｉＯ₄ ）が優先的に
形成されるようになる、最終焼鈍においてＭｇＯ塗布に
よりフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）の形成が
必ずしも良好とならず、十分な皮膜張力により優れた磁
気特性が得られないという問題がある。

【０００７】かかる問題を解決するために、特開平７−
６２４３６号公報では最終板厚まで圧延されたストリッ
プを焼鈍する直前、若しくは脱炭焼鈍の加熱段階とし
て、ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．２以下の非酸化性雰囲気中
で１００℃/s以上の加熱速度で７００℃以上の温度へ加
熱処理する方法を提案している。また、急速加熱の具体
例として２対の直接通電ロールを用いることも提示して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この製造方法
では、急速加熱中に鋼板表面に緻密な酸化層を形成する
場合があることがわかった。このような酸化層が形成さ
れると、これがバリヤーとなり、脱炭作用に影響する。
特に残留Ｃ：４０ｐｐｍ以下に脱炭させることは困難に
なり、その結果、製造直後の磁気特性は良好なものが得
られるのであるが、磁気時効により製品磁気特性の劣化
を生じてしまう。また、脱炭時間を長くしても２０ｐｐ
ｍ以下の十分な脱炭を行うことができない。

【０００９】また、一般に一方向性電磁鋼板は、トラン
スに組み込むなどして、巻きコアにする際、鋼板に曲げ
加工を加えるので、特にコーナ部の曲率の高いところで
一次皮膜と二次皮膜（絶縁皮膜）からなる表面皮膜剥離
の発生がない優れた皮膜密着性を有することが要求され
るが、上記製造方法では、まだ皮膜密着性に改善の余地
があった。

【００１０】本発明は、２．０〜７．０％のＳｉを含
み、皮膜特性（皮膜密着性）が優れかつ磁気特性（鉄損
特性）が優れた一方向性電磁鋼板、およびその製造方
法、並びにこの製造方法に用いる脱炭焼鈍設備を提供す
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、皮膜特性
（皮膜密着性）、磁気特性（鉄損特性）共に優れた一方
向性電磁鋼板を得るために、最終製品厚まで圧延された
ストリップを脱炭焼鈍工程の昇温段階で１００℃/s以上
の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱する試験を
多数実施した。

【００１２】この試験は、従来、一般的に脱炭焼鈍工程
を実施する際に用いられているストリップ入側部（通
常、ストリップ入口から５ｍ以内）に雰囲気の排気口を
有する既設の脱炭焼鈍炉を改造した脱炭焼鈍設備を用い
て行なった。すなわち、既設の脱炭焼鈍炉の入側にスロ
ート部を設けるか設けることなく、上記急速加熱を行な
う装置を設けた急速加熱室を連結し、上記排気口から急
速加熱室の雰囲気および脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気する
ようにした脱炭焼鈍設備を用いて行った。

【００１３】そして、上記脱炭焼鈍設備を用いて脱炭焼
鈍工程を行う際に、急速加熱室（スロート部を設置した
場合は、スロート部を含む）の雰囲気、脱炭焼鈍炉の雰
囲気、急速加熱室（スロート部を設置した場合は、スロ
ート部を含む）においてストリップが７５０℃以上の温
度に滞在する時間と、製品の皮膜密着性、磁気時効前後
の鉄損特性の関係を種々検討した結果、以下の知見が得
られた。

【００１４】 両特性に優れた製品は、酸化皮膜表面
からのグロー放電発光分析法（ＧＤＳ分析法）による分
析でのＳｉのＡｌに対するピーク強度比が１／２以上で
あると共に、酸化皮膜表面からのグロー放電発光分析法
（ＧＤＳ分析法）による分析でのＳｉの酸化皮膜表面か
らのピーク位置が、Ａｌの酸化皮膜表面からのピーク位
置に対して１／１０以内の表層側に存在している。

【００１５】 酸化被膜表面からのグロー放電発光分
析法（ＧＤＳ分析法）による分析でのＳｉのＡｌに対す
るピーク強度比が１／２以上であると共に、酸化皮膜表
面からのグロー放電発光分析法（ＧＤＳ分析法）による
分析でのＳｉの酸化皮膜表面からのピーク位置が、Ａｌ
の酸化被膜表面からのピーク位置に対して１／２０以内
の表層側に存在しているものは、両特性がさらに優れて
いる。

【００１６】 上記の特性を満たす酸化皮膜は、脱
炭焼鈍炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉
の雰囲気を排気する排気口を設けた焼鈍設備を用い、急
速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．６５〜３．０と
し、脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．
６とするとともに、急速加熱室においてストリップが７
５０℃以上の温度に滞在する時間を５秒以内とすること
で得られること。

【００１７】 上記の特性を満たす酸化皮膜は、脱
炭焼鈍炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉
の雰囲気を排気する排気口を設けた焼鈍設備を用い、急
速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８とし、
脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６と
するとともに、急速加熱室においてストリップが７５０
℃以上の温度に滞在する時間を５秒以内とすることで得
られること。

【００１８】本発明はこれらの知見に基づくものであ
り、その要旨とするところは、以下の通りである。 （１） 重量％で、Ｃ ：０．００５％以下、Ｓｉ：
２．０〜７．０％を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなり、表面にフォルステライトを主体とする酸化
皮膜が形成されていて、さらに前記酸化皮膜の表面には
絶縁皮膜が形成された一方向性電磁鋼板であって、前記
酸化皮膜の皮膜量が片面当り１〜４g/ｍ² であり、かつ
前記酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析（ＧＤＳ
分析）によって得られるＳｉのピーク強度がＡｌのピー
ク強度の１／２以上であるとともに、前記酸化皮膜表面
からＳｉのピーク位置までの深さが酸化膜表面からＡｌ
のピーク位置までの深さの１／１０以内であって、２０
mm径曲げにより皮膜剥離が発生しない率ｙ（％）が下記
式を満たし、鉄損特性Ｗ（W/kg）が下記式を満たす
ことを特徴とする優れた皮膜特性と磁気特性を有する一
方向性電磁鋼板。 ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１１２．５５（但し、ｔ：板厚mm）・・・ Ｗ（W/kg）≦２．３７ｔ＋０．２８０（但し、ｔ：板厚mm）・・・・・・

【００１９】（２） 酸化皮膜表面からＳｉのピーク位
置までの深さが酸化皮膜表面からＡｌのピーク位置まで
の深さの１／２０以内であって、２０mm径曲げにより皮
膜剥離が発生しない率ｙ（％）が下記式を満たし、鉄
損特性Ｗ（W/kg）が下記式を満たすことを特徴とする
前記（１）記載の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一
方向性電磁鋼板。 ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１２２．５５（但し、ｔ：板厚mm）・・・ Ｗ（W/kg）≦２．３７ｔ＋０．２６０（但し、ｔ：板厚mm）・・・・・・

【００２０】（３） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
に連設した急速加熱室で行い、該急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ を０．６５〜３．０としてストリップを１００
℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱す
ると共に、該急速加熱室においてストリップが７５０℃
以上の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は
入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を
排気する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭
焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６として
ストリップを処理することを特徴とする前記（１）記載
の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板
の製造方法。

【００２１】（４） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
に連設した急速加熱室で行い、該急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ を０．８〜１．８としてストリップを１００℃
/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱する
と共に、該急速加熱室においてストリップが７５０℃以
上の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入
側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排
気する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼
鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６としてス
トリップを処理することを特徴とする前記（２）記載の
優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の
製造方法。

【００２２】（５） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
にスロート部を介して連設した急速加熱室で行い、該急
速加熱室及びスロート部のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．６５
〜３．０としてストリップを１００℃/s以上の加熱速度
で８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該急速加
熱室及びスロート部においてストリップが７５０℃以上
の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側
近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気
する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍
炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６としてスト
リップを処理することを特徴とする前記（１）記載の優
れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製
造方法。

【００２３】（６） 重量％で、Ｃ ：０．１０％以
下、Ｓｉ：２．０〜７．０％、Ａｌ：４００ｐｐｍ以下
を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
にスロート部を介して連設した急速加熱室で行い、該急
速加熱室及びスロート部のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜
１．８としてストリップを１００℃/s以上の加熱速度で
８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該急速加熱
室及びスロート部においてストリップが７５０℃以上の
温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側近
傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気す
る排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍炉
中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂を０．２５〜０．６としてストリ
ップを処理することを特徴とする前記（２）記載の優れ
た皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造
方法。

【００２４】（７） 急速加熱を通電ロールを用いた直
接通電加熱で行なうことを特徴とする前記（３）〜
（６）に記載の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方
向性電磁鋼板の製造方法。

【００２５】（８） さらに磁区細分化処理を施すこと
を特徴とする前記（３）〜（７）に記載の優れた皮膜特
性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２６】（９） 最終製品厚まで圧延されたストリ
ップを１００℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度
に急速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭焼鈍
を行う脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉の入側近傍に
急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気とを排気する
排気口を設たことを特徴とする一方向性電磁鋼板の脱炭
焼鈍設備。

【００２７】（１０） 最終製品厚まで圧延されたスト
リップを１００℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温
度に急速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭焼
鈍を行う脱炭焼鈍炉とをスロート部を介して連設し、脱
炭焼鈍炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉
の雰囲気とを排気する排気口を設たことを特徴とする一
方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍設備。

【００２８】（１１） 急速加熱室に、ストリップ表面
に対して雰囲気ガスを吹き付けるノズルを設けたことを
特徴とする前記（９）又は（１０）記載の一方向性電磁
鋼板の脱炭焼鈍設備。

【００２９】（１２） 急速加熱を行なう装置が、スト
リップの進行方向に距離を設けて配置した二対のストリ
ップを挟むロール対であり、前記ロール対が通電ロール
の対からなるか、或いは押さえロールと通電ロールとの
対からなることを特徴とする前記（９）、（１０）又は
（１１）記載の一方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍設備。

【００３０】以下に本発明について詳細に説明する。図
１に、０．２３mm板厚の一方向性電磁鋼板の酸化皮膜表
面からのグロー放電発光分析法（ＧＤＳ分析法）による
分析で得られたＳｉピーク強度のＡｌピーク強度に対す
る比率と、当該一方向性電磁鋼板の皮膜密着性との関係
を示す。なお、本ＧＤＳ分析は、最終製品から絶縁皮膜
を除去して酸化皮膜を露出させ、酸化皮膜表面からＧＤ
Ｓ分析法を適用した結果のことをいう。皮膜の密着性
は、２０mm径の曲率曲げに対して皮膜剥離が発生する割
合（％）でを評価している。曲げ試験には、同一条件で
製造された１３０前後の製品コイルから各々６枚程度の
曲げ試験片を採取し、合計で８００枚前後の試験片を供
した。

【００３１】図１に示されるように、酸化皮膜表面から
のＧＤＳ分析法によるＳｉピーク強度のＡｌピーク強度
に対する比率が大きい製品では、皮膜密着性が非常に良
好になる。

【００３２】図２はこれらのＧＤＳ分析で得られたＳ
ｉ、Ａｌのピーク例を示したものである。図中のＡ，Ｂ
はそれぞれＡｌとＳｉのピーク強度を、ＣとＤは酸化被
膜表面からＡｌとＳｉのピークが出現するまでの時間
を、それぞれ示している。そして、図２（ａ）は通常の
製品のＧＤＳ測定結果、図２（ｂ），（ｃ）は本発明鋼
板のＧＤＳ測定結果である。図２（ｂ），（ｃ）はどち
らもＢ／Ａが０．５以上の場合であり、図１に示される
ように、さらにＤ／Ｃが０．１以下になると皮膜密着性
が非常に良好となる。また、（ｃ）に示すようにＤ／Ｃ
が０．０５以下の場合には、図１に示されるように、さ
らに皮膜密着性が向上する。

【００３３】上述のように皮膜密着性が向上する機構に
ついて、以下に説明する。これら酸化皮膜に含まれるＳ
ｉやＡｌは、最終仕上焼鈍によって、フォルステライト
（Ｍｇ₂ ＳｉＯ₄ ）、スピネル（ＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ ）やコ
−ジライト（Ｍｇ₂ Ａｌ₄ Ｓｉ₅ Ｏ₁₆）などの酸化物を
なし、鋼板表面に形成される酸化皮膜の主要成分となっ
ている。ここで、酸化皮膜に含まれるＳｉのピーク強度
が強く、かつピーク位置が鋼板表面に近い場合には、最
終仕上焼鈍後の酸化皮膜において、上記主要成分がそれ
ぞれ分離した層状に析出する傾向がある。このように各
酸化物が層状に析出することで各酸化物の結晶化が進
み、皮膜の密着性の向上につながっているものと推測さ
れる。そして逆に、Ｓｉのピーク強度が弱い場合には、
上記酸化皮膜の主要成分が皮膜全体に混在するために各
酸化物の結晶化が進まず、皮膜密着性が向上しないもの
と推測される。

【００３４】図３（ａ），（ｂ）は得られた鋼板の板厚
と皮膜密着性及び鉄損特性との相関を示したものであ
る。本発明いずれの板厚でも、皮膜密着性が良好でかつ
鉄損特性に優れている。図３において、は図２
（ａ）、は図２（ｂ）、は図２（ｃ）にそれぞれ記
載されたＧＤＳ分析パターンを示す鋼板について示した
ものである。本発明によりすべての板厚での皮膜密着性
が向上し、鉄損も良好になっている。さらに図２（ｃ）
に示されているようにＤ／Ｃが０．０５以下の鋼板で
は、さらに皮膜密着性、鉄損の向上がみられる。

【００３５】さらに、本発明者らは、上記の密着性に優
れた皮膜が、脱炭焼鈍工程において形成される初期酸化
膜を制御すれば得られることを見出した。一般に脱炭焼
鈍工程では、一次再結晶組織の形成、酸化膜の形成、鋼
板からの脱炭を、主たるメタラジーとしているが、これ
らの処理は同一の炉内で同時処理されるのが従来の方法
であった。

【００３６】これに対して、本発明者らは、最終製品厚
まで圧延されたストリップを脱炭焼鈍する工程におい
て、ストリップを１００℃／秒以上の加熱速度で８００
℃以上の温度に急速加熱する装置を内設した急速加熱室
と、脱炭焼鈍を行う脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉
の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気
とを排気する排気口を設た脱炭焼鈍設備を用いることと
した。そして本発明は、初期酸化皮膜の他に、酸化膜成
長、再結晶、脱炭挙動についての制御を、急速加熱室と
脱炭焼鈍炉とで機能分離させて行うものであって、以下
にその作用効果を具体的に示す。

【００３７】急速加熱室では、まず初期酸化膜の形
成、一次再結晶核発生を狙いとする。ここで初期酸化
膜の形成については、後の製品での皮膜密着性に非常に
寄与し、初期に適正なＳｉＯ₂ を形成させることが重要
である。この初期酸化層とは、極表層の１００オングス
トロームオーダーの厚みの酸化膜のことを言い、これが
後に述べる数μｍオーダの内部酸化層形成、さらには製
品での皮膜特性（密着性）に大きく寄与する。このＳｉ
Ｏ₂ 形成量が過度であると脱炭性を阻害することがある
ので、急速加熱室におけるＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ の値及び急
速加熱室においてストリップが初期酸化膜生成温度であ
る７５０℃以上の温度に滞在する時間を制御する必要が
ある。

【００３８】また、再結晶核生成については、（１１
０）、（１１１）などの一次再結晶集合組織制御を、主
に加熱速度や加熱到達後の冷却速度によりコントロール
する。加熱速度が高くなると（１１０）は増加、（１１
１）は減少し、加熱到達後の冷却速度を速めれば、（１
１１）は増加、（１００）は減少する傾向にある。急速
加熱装置として、たとえば、誘導加熱装置を用いる場
合、誘導加熱により１００℃／ｓ以上、好ましくは３０
０℃／ｓ以上の加熱速度で８００℃以上の温度域に急速
加熱させ、（１１０）を増加させることができる。この
ような、急速加熱により、良好な一次再結晶集合組織を
得ることができる。例えば、二対の通電ロールを用いる
場合、ロール間の加熱により１００℃／ｓ以上、好まし
くは３００℃／ｓ以上の加熱速度で８００℃以上の温度
域に急速加熱し、（１１０）を増加させる。さらに、加
熱温度到達後に高温側ロールの抜熱により２０００〜３
００００℃／ｓの冷却速度で１０〜４０℃の冷却を施
し、（１１１）を増加させることができる。このような
急速加熱と急速冷却の組み合わせにより、最適な一次再
結晶集合組織を得ることができる。

【００３９】次に引き続く脱炭焼鈍炉では、脱炭、
一次再結晶粒径制御、内部酸化皮膜のコントロール、
を狙いとする。ここで内部酸化皮膜とは、前述した初期
酸化層とは異なり、鋼板表面から内部へ向けて数μｍほ
どの厚みで形成される酸化層のことで、後に塗布される
ＭｇＯとフォルステライト等からなる酸化皮膜を形成す
るものである。

【００４０】本発明者らは、この内部酸化層の形態が、
前述した初期酸化膜の形態により大きく変化することを
見出だした。具体的には、初期酸化層で極表層にオング
ストロームオーダのＳｉＯ₂ を形成させることにより、
後の内部酸化層中のＳｉＯ₂成分を多くし、フォルステ
ライト皮膜の構造に大きな影響を及ぼし、皮膜の密着性
を向上させる。また、一次再結晶粒径を制御することに
より、二次再結晶開始温度を制御し、これが二次再結晶
粒径をコントロール、しいては鉄損特性を良好なものに
する。

【００４１】そこで本発明では、上述のごとく初期酸化
膜と内部酸化層をコントロールするべく、急速加熱室及
び脱炭焼鈍炉の雰囲気を制御するとともに、急速加熱室
におけるストリップの７５０℃以上の滞在時間を制御す
ることとした。

【００４２】図４に、板厚０．２３mmの一方向性電磁鋼
板を製造する際に、前述の脱炭焼鈍設備を用い、急速加
熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ 及び脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ を種々変化させ、その他の条件は本発明の製造
条件とした際の製品の皮膜特性と脱炭焼鈍設備の雰囲気
との関係を示す。

【００４３】良好な皮膜密着性を得るためには急速加熱
室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．２５〜３．００でなけれ
ばならない。急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．２
５未満では初期酸化膜の制御が困難で、表層に緻密なＳ
ｉＯ₂ 成分が過剰になり、後の脱炭焼鈍において脱炭不
良が発生するため０．２５以上とした。また、急速加熱
室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が３．００超では、初期酸化膜
中のＦｅ成分系酸化物の比率が過剰になり、皮膜密着性
が劣り、皮膜特性を劣化させるため３．００以下とし
た。

【００４４】また、初期酸化膜の形成については、上記
急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ 中の７５０℃以上の温度
のストリップの滞在時間が長すぎると、かえって脱炭性
などへの悪影響を及ぼすので、ある程度の時間範囲がよ
い。図５は、急速加熱室においてストリップの温度が７
５０℃以上に滞在する時間と、形成される初期酸化膜の
厚みとの関係を示した図表である。図５より、ストリッ
プが７５０℃以上に滞在する時間が５秒を超えるとＳｉ
Ｏ₂ 膜厚が１５０オングストローム超となり、脱炭が界
面律速となり、好ましくはないので５秒以下とした。

【００４５】また、脱炭焼鈍炉のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ につ
いても、良好な皮膜特性及び脱炭性能を得るため、０．
２５〜０．６でなければならない。ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が
０．２５未満では、鋼板の脱炭が起こらず、内部酸化層
の厚みが非常に少なくなり、後のフォルステライトの形
成が不適切になるので、０．２５以上とした。また、脱
炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．６超では、内部酸
化層中のＦｅ系酸化物が過剰になり、初期酸化膜中に生
成されたＳｉＯ₂ の効果がなくなり、皮膜欠陥などが生
じるので０．６以下とした。

【００４６】上記のように、急速加熱室及び脱炭焼鈍炉
中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ と、急速加熱室においてストリッ
プの温度が７５０℃以上に滞在する時間とを一定範囲と
することで、優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向
性電磁鋼板を製造することができる。そして、このよう
にして製造された一方向性電磁鋼板の酸化皮膜は、酸化
皮膜表面からのＧＤＳ分析を行うと、Ｓｉのピーク強度
がＡｌのピーク強度の１／２以上であるとともに、Ｓｉ
のピーク位置までの深さがＡｌのピーク位置までの深さ
の１／１０以内である。

【００４７】さらに、急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂
を０．８〜１．８のより狭い範囲に制限すると、より適
正なＳｉＯ₂ 主体の初期酸化膜を形成することができ、
さらに皮膜密着性を良好なものにできる。急速加熱室中
のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８の範囲内とする
と、Ｆｅ系酸化物に対するＳｉ系酸化物の割合が最適に
なり、後に形成される一次皮膜中のＳｉピーク位置を表
面層に制御し、皮膜特性をさらに良好なものとする。

【００４８】このようにして製造された一方向性電磁鋼
板は、さらに優れた皮膜特性と磁気特性とを有してい
る。そして、その一方向性電磁鋼板に酸化皮膜表面から
のＧＤＳ分析を行うと、Ｓｉのピーク強度がＡｌのピー
ク強度の１／２以上であるとともに、Ｓｉのピーク位置
までの深さがＡｌのピーク位置までの深さの１／２０以
内である。

【００４９】以上、従来の技術では、上記の脱炭、初期
酸化膜、内部酸化皮膜の形成、一次再結晶が略同時進行
した処理方法であったが、本発明では上述した急速加熱
室と脱炭焼鈍炉との機能分離により優れた皮膜特性と磁
気特性とを有する一方向性電磁鋼板を製造することがで
きる。

【００５０】本発明で用いる急速加熱装置としては、例
えば誘導加熱装置、２対の通電ロールよりなる直接通電
加熱装置等を用いることが出来るが、前述したように通
電加熱装置のほうが急速加熱による一次再結晶集合組織
改善効果に加えて、急速冷却による一次再結晶集合組織
改善効果が得られるので直接通電加熱装置を採用するこ
とが望ましい。

【００５１】スロートを用いずに急速加熱室と脱炭焼鈍
炉を連結する設備は、本発明の製造方法を使用する専用
設備として有用である。スロート部を用いて急速加熱室
と脱炭焼鈍炉を連結する設備は、スロート部を大気開放
可能に構成できるので、スロート部を大気開放すれば、
急速加熱装置が内設された急速加熱室に、脱炭焼鈍炉の
雰囲気の流入が完全に防止できるので、脱炭焼鈍設備を
従来のストリップの脱炭焼鈍炉として使用しつつ、急速
加熱室の急速加熱装置の保守点検整備することができ
る。

【００５２】雰囲気ガスを通電ロール間の７５０℃以上
のストリップ表面に対して吹き付けることにより少量の
雰囲気ガスで前記初期酸化膜が効率的に形成されるの
で、上記ストリップ表面に向かって雰囲気ガス吹き付け
ノズルを設けるのがよく、雰囲気ガスの消費効率上スト
リップ表面に対して１ｍ以内の位置から吹き付けるのが
好ましい。

【００５３】

【発明の実施の形態】まず、本発明の一方向性電磁鋼板
について説明する。本発明の一方向性電磁鋼板は、重量
％でＣ：０．００５％以下、Ｓｉ：２．０〜７．０重量
％を含む。Ｃは、これ以上では磁気時効で特性が劣化す
るので０．００５％以下とした。Ｓｉは、鉄損をよくす
るために２．０％以上とするが、多すぎると冷間圧延の
際に割れ易く加工が困難となるので７．０％以下とす
る。

【００５４】また、本発明の一方向性電磁鋼板は、表面
にフォルステライトを主体とする酸化皮膜を有してお
り、その皮膜量は片面当たり１〜４ｇ／ｍ² である。酸
化皮膜の皮膜量が４ｇ／ｍ² を超えると占積率が悪化す
るので４ｇ／ｍ² 以下とした。一方、酸化皮膜量が１ｇ
／ｍ² 未満では、必要な皮膜張力が得られないため１ｇ
／ｍ² 以上とする。

【００５５】そして、前記酸化皮膜表面から行うグロー
放電発光分析（ＧＤＳ分析）によって得られるＳｉのピ
ーク強度はＡｌのピーク強度の１／２以上である。強度
比がこれ未満では良好な皮膜の密着性及び鉄損値が得ら
れないためである。また、前記ＧＤＳ分析法による酸化
皮膜表面からＳｉのピーク位置までの深さは、酸化膜表
面からＡｌのピーク位置までの深さの１／１０以内とす
る。Ｓｉピーク位置の深さが、Ａｌピーク位置の深さの
１／１０を超えると必要な一次皮膜の密着性が得られな
いためである。

【００５６】なお、本発明におけるＧＤＳ分析とは、最
終製品から絶縁皮膜を除去して酸化皮膜を露出させ、酸
化皮膜表面からＧＤＳ分析法を適用した結果のことをい
う。また、ＧＤＳ分析による酸化皮膜表面からＳｉ（Ａ
ｌ）のピーク位置までの深さは、実質的には、酸化皮膜
表面より分析を始めてからピークが出現するまでに要す
る時間から判断する。

【００５７】以上の構成により、本発明の一方向性電磁
鋼板は、表面皮膜の２０mm径曲げによる皮膜剥離なしの
発生率（密着性）が、密着性ｙ（％）≧−１２２．４５
ｔ＋１１２．５５（ｔ：板厚mm）で表現される領域を得
ることが可能となり、また、鉄損特性Ｗ（Ｗ／ｋｇ）≦
２．３７ｔ＋０．２８０で表現される領域の良好な鉄損
特性を得ることが可能となる。

【００５８】さらに、前記ＧＤＳ分析法による酸化皮膜
表面からＳｉのピーク位置までの深さが、酸化膜表面か
らＡｌのピーク位置までの深さの１／２０以内である一
方向性電磁鋼板は、皮膜特性と磁気特性がさらに優れて
いる。すなわち、この構成による一方向性電磁鋼板で
は、表面皮膜の２０mm径曲げによる皮膜剥離なしの発生
率（密着性）が、密着性ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋
１２２．５５（ｔ：板厚mm）で表現される領域を得るこ
とが可能となり、また、鉄損特性（Ｗ／ｋｇ）≦２．３
７ｔ＋０．２６０で表現される領域の良好な鉄損特性を
得ることが可能となる。

【００５９】次に、本発明の一方向性電磁鋼板の製造方
法について説明する。本発明の一方向性電磁鋼板の製造
方法は、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ２．０〜
７．０％、Ａｌ４００ｐｐｍ以下ならびに通常のインヒ
ビター成分を含み、残余はＦｅおよび不可避的不純物よ
りなるスラブを出発材とする。

【００６０】Ｃは、０．１０％を超えると脱炭処理時間
が長くなり、経済的に不利となるので０．１０％以下と
した。Ｓｉは鉄損をよくするために２．０％以上とする
が、多すぎると冷間圧延の際に割れ易く加工が困難とな
るので７．０％以下とする。インヒビターとしてＡｌＮ
を利用するため、酸可溶性Ａｌを添加する。酸可溶性Ａ
ｌはＡｌＮの適正な分散状態を得るために４００ｐｐｍ
以下とする。酸可溶性ＡｌＮが４００ｐｐｍ未満では必
要なＡｌＮの分散状態が得られないためである。Ｎにつ
いては、本発明では特に限定しないが、適正なＡｌＮを
得るためには０．００３〜０．０２％の添加が好まし
い。

【００６１】さらに、一方向性電磁鋼板を製造するにあ
たり、通常のインヒビター成分として以下の成分元素を
添加することが好ましい。インヒビターとしてＭｎＳを
利用する場合は、ＭｎとＳを添加する。Ｍｎは、Ｍｎ
Ｓ、（Ｍｎ・Ｆｅ）Ｓを形成するために必要な元素で、
適当な分散状態を得るためには、０．００１〜０．０５
％の添加が好ましい。なお、Ｓの代わりにＳｅを添加し
ても良く、また両方を添加することもできる。そのほ
か、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｒ，Ｂｉ，Ｍｏ等のインヒビ
ター形成元素はインヒビターを強くする目的で１．０％
以下において少なくとも１種添加しても良い。

【００６２】そして上記成分を含有する溶鋼を通常の連
続鋳造で鋳片とし、これを熱間圧延して中間厚のストリ
ップを得る。このとき、ストリップキャスターなどによ
り熱延板を得てもよい。次いで、上記熱延ストリップに
は熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を含む２
回以上の冷間圧延により最終製品厚のストリップを得
る。または、熱延板焼鈍を施すことなく、１回または中
間焼鈍を含む２回以上の圧延により最終製品厚のストリ
ップを得る。

【００６３】中間焼鈍を含む２回以上の圧延をする際
の、１回目の圧延は圧下率５〜６０％、熱延板焼鈍およ
び中間焼鈍は９５０〜１２００℃で３０秒〜３０分行う
ことが好ましい。次の最終圧下率は圧下率８５％以上が
望ましい。８５％は未満では｛１１０｝＜００１＞方位
が圧延方向に高い集積度をもつゴス核が得られないから
である。

【００６４】なお、この時の冷間圧延方法として、複数
回のパスにより各板厚段階を経て最終板厚となるが、磁
気特性を向上させるため、その途中板厚段階において鋼
板に１００℃以上の温度範囲で３０秒以上の時間保持す
る熱効果を１回以上与えてもよい。

【００６５】以上のようにして最終製品厚まで圧延され
たストリップに、脱炭焼鈍を施す。本発明では、脱炭焼
鈍を、急速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭
焼鈍を行う脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉の入側近
傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気とを排気
する排気口を設たことを特徴とする一方向性電磁鋼板の
脱炭焼鈍設備を用いて行う。前記脱炭焼鈍設備は、急速
加熱室と脱炭焼鈍炉とをスロート部を介して連設しても
よい。ここで、初期酸化膜と内部酸化層とをコントロー
ルするため、特に急速加熱室と脱炭焼鈍炉との両方にお
ける雰囲気制御が重要である。

【００６６】そこで本発明では、初期酸化膜を制御する
ため急速加熱炉のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂を規制し、後に生成
される内部酸化層を適正なものにするため脱炭焼鈍炉の
ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を規制する。まず、良好な皮膜密着性
を得るためには急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．
２５〜３．００てなければならない。ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂
が０．２５未満では初期酸化膜の制御が困難で、表層に
緻密なＳｉＯ₂ 成分が過剰になり、後の脱炭焼鈍におい
て脱炭不良が発生するので０．２５以上とした。また、
急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が３．００超では、初
期酸化膜中のＦｅ成分系酸化物の比率が過剰になり、皮
膜密着性が劣り、皮膜特性を劣化させるので３．００以
下とした。

【００６７】また、脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ に
ついても、良好な皮膜特性および脱炭性能を得るため、
０．２５〜０．６てなければならない、ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ
₂ が０．２５未満では、鋼板の脱炭が起こらず、内部酸
化層の厚みが非常に少なくなり、後のフォルステライト
の形成が不適切になるので０．２５以上とした。また、
脱炭焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．６超では、内部
酸化層中のＦｅ系酸化物が過剰になり、初期酸化膜中に
生成されたＳｉＯ₂ の効果が無くなり、皮膜欠陥などが
生じるので０．６以下とした。

【００６８】なお、急速加熱室と脱炭焼鈍炉とをスロー
ト部を介して連設した脱炭焼鈍設備を用いる場合には、
スロート部の雰囲気は急速加熱室の雰囲気と同じものと
し、同様の雰囲気制御を行うものとする。

【００６９】また、上記急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂
中でストリップが７５０℃以上の温度に滞在する時間を
５秒以下の短時間とすることで、薄いＳｉＯ₂ を初期に
形成することができる。ストリップが７５０℃以上に滞
在する時間が５秒を超えると、ＳｉＯ₂ 層の厚みが１５
０オングストロームを超えるので５秒以下とする。

【００７０】以上のように、急速加熱室中と脱炭焼鈍炉
中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を特定し、急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
／ＰＨ₂ 中でストリップが７５０℃以上の温度に滞在す
る時間を特定することにより、良好な皮膜特性と鉄損特
性を有する一方向性電磁鋼板を得ることができる。

【００７１】そして上記方法で得られた一方向性電磁鋼
板は、酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析（ＧＤ
Ｓ分析）によって得られるＳｉのピーク強度がＡｌのピ
ーク強度の１／２以上であるとともに、前記酸化皮膜表
面からＳｉのピーク位置までの深さが酸化膜表面からＡ
ｌのピーク位置までの深さの１／１０以内であり、非常
に皮膜密着性に優れている（板厚０．２３mmで８５％以
上）。

【００７２】また、皮膜密着性（板厚０．２３mmで９５
％超）をより良好なものにするためには、急速加熱炉中
のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８の範囲とすればよ
い。このように雰囲気制御することで、より適正なＳｉ
Ｏ₂ 主体の初期酸化膜を形成することができる。すなわ
ち、ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ が０．８〜１．８の範囲では、Ｆ
ｅ系酸化物に対するＳｉ系酸化物の割合が最適になり、
後に形成される一次皮膜中のＳｉピーク位置を表面層に
制御し、皮膜密着性をよりに良好なものとすることがで
きる。

【００７３】そして上記方法で得られた一方向性電磁鋼
板は、酸化皮膜表面から行うグロー放電発光分析（ＧＤ
Ｓ分析）によって得られるＳｉのピーク強度がＡｌのピ
ーク強度の１／２以上であるとともに、Ｓｉピーク位置
の深さがＡｌピーク位置の深さの１／２０以内であり、
非常に密着性に優れている（板厚０．２３mmで９５％
超）。

【００７４】急速加熱は、ストリップを挟む通電ロール
対あるいはストリップを挟む押さえロールと通電ロール
からなるロール対をストリップの進行方向に距離を存し
て設け、８００℃以上の温度へ通電加熱する方法を採用
することができる。勿論、ストリップと非接触の誘導加
熱方法を採用してもよい。ストリップの加熱速度は１０
０℃/s以上とする。下限１００℃/sは、これ以下では、
二次再結晶に必要な一次再結晶後での｛１１０｝＜００
１＞方位粒が減少するので１００℃/sとした。加熱温度
は、８００℃未満では一次再結晶の核発生が起こらない
での、８００℃以上とした。

【００７５】上述した脱炭焼鈍は、図６に示す昇温段階
での急速加熱を行う急速加熱室２と脱炭焼鈍を行う脱炭
焼鈍炉１とが連続して配列され、脱炭焼鈍炉１の入側近
傍に急速加熱室２の雰囲気と脱炭焼鈍炉１の雰囲気を排
気する排気口７を設けたことを特徴とする脱炭焼鈍設備
で実施する。

【００７６】また、昇温段階での急速加熱を行う急速加
熱室２と脱炭焼鈍を行う脱炭焼鈍炉１とがスロート部３
で連結して配列され、脱炭焼鈍炉１の入側近傍に急速加
熱室２の雰囲気と脱炭焼鈍炉１の雰囲気を排気する排気
口７を設けたことを特徴とする脱炭焼鈍設備で実施して
もよい。

【００７７】図６，７において、４はストリップ、５，
６は通電ロール、８，９は通電ロール５，６と対となっ
てストリップ４を挟む押さえロール、１０，１０は通電
ロール５，６間の急速加熱中の７５０℃以上のストリッ
プ表面に対して雰囲気ガスを吹き付けるノズルであり、
ストリップ、ノズル間の間隙は１ｍ以下となしている。

【００７８】前述した脱炭焼鈍過程では、製品での磁気
特性を劣化させないために、炭素は２０ｐｐｍ以下に低
減されなければならない。ここで、熱延でのスラブ加熱
温度を低温とし、ＡｌＮのみをインヒビターとして利用
するプロセスの場合は、アンモニア雰囲気中で窒化処理
を付与してもよい。

【００７９】さらに、ＭｇＯ等の焼鈍分離剤を塗布し
て、二次再結晶と純化のため１１００℃以上の仕上げ焼
鈍を行うことで、フォルステライトなどの良好な皮膜を
鋼板表面に形成した微細な二次再結晶粒を得る。

【００８０】フォルステライトなどの良好な皮膜の上
に、さらに絶縁皮膜を塗布することにより極めて低い鉄
損御性を有する一方向性電磁鋼板が製造される。ここで
の絶縁皮膜は、燐酸塩とコロイダルシリカを主成分とす
る通常の一方向性電磁鋼板に使われる二次皮膜をいう。
以上の磁気特性は、後の歪み取り焼鈍を施しても、変化
しない低鉄損を保持している。

【００８１】なお得られた製品で、さらに鉄損を良好に
するため、上記一方向性電磁鋼板に、磁区を細分化する
ための処理をほどこすことも可能である。

【００８２】

【実施例】 ［実施例１−１］重量％にて成分、３．２５％Ｓｉ，
０，０７８％Ｃ，０．０８％Ｍｎ，０．０１％Ｐ，０．
０３％Ｓ，０．０３％Ａｌ，０．０９％Ｎ，０．０８％
Ｃｕ，０．１％Ｓｎを含む溶鋼を鋳造し、スラブ加熱
後、熱間圧延を行い、２．３mm厚の熱延鋼板を得た、次
に、１１００℃で３分間焼鈍を行い、さらに酸洗したの
ち、冷間圧延により０．２２mm厚にした。圧延では、途
中、温度２２０℃で５ｍｉｎの焼鈍を施している。

【００８３】圧延された鋼板Ａ，Ｂを湿潤水素中で脱炭
焼鈍を施した（従来法）。また、圧延されたＣからＪに
ついては、図７に示したストリップ４を挟む通電ロール
５、および押さえロール８からなるロール対とストリッ
プ４を挟む通電ロール６および押さえロール９からなる
ロール対とをロール間隔１．７ｍで配置すると共に、上
記ロール対間のストリップ表面から０．５ｍ位置でロー
ル６，９のストリップ挟持点から０．２ｍの位置に雰囲
気ガス吹付けノズル１０，１０を設けた急速加熱室２と
脱炭焼鈍炉１とを１．５ｍのスロート３で連結し、脱炭
焼鈍炉１の入口から１．６ｍ位置に加熱室２、焼鈍炉１
の雰囲気を排気する排気口７を設けた脱炭焼鈍設備に６
０ｍ／分で通板し、表１に示す条件下で処理を行った。
その後、ＭｇＯを塗布した後、１２００℃に、２４ｈｒ
間、水素ガス雰囲気中で高温焼鈍を行い、続く仕上げ焼
鈍ラインで絶縁皮膜を塗布して製品とした。

【００８４】本発明条件を満足するＣ〜Ｇコイルについ
ては皮膜特性、鉄損特性とも優れた一方向性電磁鋼板が
得られている。特に、すべての条件を満足する、Ｃ〜Ｅ
コイルではより優れた皮膜特性、鉄損特性が得られた。

【００８５】

【表１】

【００８６】［実施例１−２］上記、Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｂの
４コイルの製品については、更に磁区制御製造ラインを
通板し、通板方向の直角（Ｃ方向）方向とのなす角度１
２゜の方向に幅５mm間隔で溝（深さ１５μｍ、幅９０μ
ｍ）を歯型ロールで掘り、その後１ｇ／ｍ² の絶縁皮膜
を塗布し最終製品とした。各コイルの磁気特性値を表２
に示す。

【００８７】

【表２】

【００８８】［実施例２］実施例１と同じ成分の溶鋼を
鋳造し、実施例１と同じ工程により０．２２mm厚のスト
リップを得た。このストリップに、スロート部を有さな
い点以外は実施例１の脱炭焼鈍設備と全く同じ構成の脱
炭焼鈍設備を用い、実施例１と同じ工程により製品とし
た。その結果、実施例１と同じく皮膜特性、鉄損特性と
も優れた一方向性電磁鋼板が得られた。特に、すべての
条件を満足するコイルではより優れた皮膜特性、鉄損特
性を有する一方向性電磁鋼板が得られた。

【００８９】

【発明の効果】本発明により皮膜特性が優れ、かっ磁気
特性が極めて良好な一方向性電磁鋼板を提供でき、かっ
上記一方向性電磁鋼板の製造方法および設備列を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧＤＳ分析法による分析で得られたＳｉピーク
強度のＡｌピーク強度に対する比率と、一方向性電磁鋼
板の皮膜密着性との関係を示す図表である。

【図２】（ａ）従来の一方向性電磁鋼板から絶縁皮膜を
除去し、ＧＤＳ分析を行って得られるＳｉ、Ａｌのピー
ク例を示す図表である。 （ｂ）請求項１記載の一方向性電磁鋼板から絶縁皮膜を
除去し、ＧＤＳ分析を行って得られるＳｉ、Ａｌのピー
ク例を示す図表である。 （ｃ）請求項２記載の一方向性電磁鋼板から絶縁皮膜を
除去し、ＧＤＳ分析を行って得られるＳｉ、Ａｌのピー
ク例を示す図表である。

【図３】（ａ）板厚と皮膜密着性との相関を示した図表
である。 （ｂ）板厚と鉄損との相関を示した図表である。

【図４】急速加熱室中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ 及び脱炭焼鈍
炉中ＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ と、皮膜密着性との相関を示す図
表である。

【図５】急速加熱室においてストリップが７５０℃以上
の温度に滞在する時間と、形成される初期酸化膜の厚み
との関係を示した図表である。

【図６】本発明の脱炭焼鈍設備の一例を示す概略図であ
る。

【図７】本発明の脱炭焼鈍設備の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】 １ 脱炭焼鈍炉 ２ 急速加熱室 ３ スロート部 ４ ストリップ ５ 通電ロール ６ 通電ロール ８ 押さえロール ９ 押さえロール １０ ノズル

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．００５％以下、 Ｓｉ：２．０〜７．０％ を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、表面
   にフォルステライトを主体とする酸化皮膜が形成されて
   いて、さらに前記酸化皮膜の表面には絶縁皮膜が形成さ
   れた一方向性電磁鋼板であって、前記酸化皮膜の皮膜量
   が片面当り１〜４g/ｍ² であり、かつ前記酸化皮膜表面
   から行うグロー放電発光分析（ＧＤＳ分析）によって得
   られるＳｉのピーク強度がＡｌのピーク強度の１／２以
   上であるとともに、前記酸化皮膜表面からＳｉのピーク
   位置までの深さが酸化膜表面からＡｌのピーク位置まで
   の深さの１／１０以内であって、２０mm径曲げにより皮
   膜剥離が発生しない率ｙ（％）が下記（１）式を満た
   し、鉄損特性Ｗ（W/kg）が下記（２）式を満たすことを
   特徴とする優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性
   電磁鋼板。 ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１１２．５５（但し、ｔ：板厚mm）・・（１） Ｗ（W/kg）≦２．３７ｔ＋０．２８０（但し、ｔ：板厚mm）・・・・・（２）
2. 【請求項２】 酸化皮膜表面からＳｉのピーク位置まで
   の深さが酸化皮膜表面からＡｌのピーク位置までの深さ
   の１／２０以内であって、２０mm径曲げにより皮膜剥離
   が発生しない率ｙ（％）が下記（３）式を満たし、鉄損
   特性Ｗ（W/kg）が下記（４）式を満たすことを特徴とす
   る請求項１記載の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一
   方向性電磁鋼板。ｙ（％）≧−１２２．４５ｔ＋１２
   ２．５５（但し、ｔ：板厚mm）・・（３）Ｗ（W/kg）≦
   ２．３７ｔ＋０．２６０（但し、ｔ：板厚mm）・・・・
   ・（４）
3. 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ：０．１０％以下、 Ｓｉ：２．０〜７．０％、 Ａｌ：４００ｐｐｍ以下 を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
   がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
   で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
   程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
   絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
   造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
   に連設した急速加熱室で行い、該急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
   ／ＰＨ₂ を０．６５〜３．０としてストリップを１００
   ℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱す
   ると共に、該急速加熱室においてストリップが７５０℃
   以上の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は
   入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を
   排気する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭
   焼鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６として
   ストリップを処理することを特徴とする請求項１記載の
   優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の
   製造方法。
4. 【請求項４】 重量％で、 Ｃ ：０．１０％以下、 Ｓｉ：２．０〜７．０％、 Ａｌ：４００ｐｐｍ以下 を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
   がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
   で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
   程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
   絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
   造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
   に連設した急速加熱室で行い、該急速加熱室のＰＨ₂ Ｏ
   ／ＰＨ₂ を０．８〜１．８としてストリップを１００℃
   /s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急速加熱する
   と共に、該急速加熱室においてストリップが７５０℃以
   上の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入
   側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排
   気する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼
   鈍炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６としてス
   トリップを処理することを特徴とする請求項２記載の優
   れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製
   造方法。
5. 【請求項５】 重量％で、 Ｃ ：０．１０％以下、 Ｓｉ：２．０〜７．０％、 Ａｌ：４００ｐｐｍ以下 を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
   がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
   で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
   程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
   絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
   造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
   にスロート部を介して連設した急速加熱室で行い、該急
   速加熱室及びスロート部のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．６５
   〜３．０としてストリップを１００℃/s以上の加熱速度
   で８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該急速加
   熱室及びスロート部においてストリップが７５０℃以上
   の温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側
   近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気
   する排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍
   炉中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．２５〜０．６としてスト
   リップを処理することを特徴とする請求項１記載の優れ
   た皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造
   方法。
6. 【請求項６】 重量％で、 Ｃ ：０．１０％以下、 Ｓｉ：２．０〜７．０％、 Ａｌ：４００ｐｐｍ以下 を含有し、さらに通常のインヒビター成分を含み、残部
   がＦｅ及び不可避的不純物よりなるスラブを通常の方法
   で処理し、最終製品厚まで圧延してストリップとする工
   程と、脱炭焼鈍する工程と、最終仕上焼鈍する工程と、
   絶縁皮膜処理を施す工程とを含む一方向性電磁鋼板の製
   造方法において、脱炭焼鈍工程の昇温段階を脱炭焼鈍炉
   にスロート部を介して連設した急速加熱室で行い、該急
   速加熱室及びスロート部のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂ を０．８〜
   １．８としてストリップを１００℃/s以上の加熱速度で
   ８００℃以上の温度に急速加熱すると共に、該急速加熱
   室及びスロート部においてストリップが７５０℃以上の
   温度に滞在する時間を５秒以内とし、脱炭焼鈍は入側近
   傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気を排気す
   る排気口を設けた脱炭焼鈍炉で行うと共に、脱炭焼鈍炉
   中のＰＨ₂ Ｏ／ＰＨ₂を０．２５〜０．６としてストリ
   ップを処理することを特徴とする請求項１記載の優れた
   皮膜特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方
   法。
7. 【請求項７】 急速加熱を通電ロールを用いた直接通電
   加熱で行なうことを特徴とする請求項３〜６のいずれか
   １項に記載の優れた皮膜特性と磁気特性を有する一方向
   性電磁鋼板の製造方法。
8. 【請求項８】 さらに磁区細分化処理を施すことを特徴
   とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の優れた皮膜
   特性と磁気特性を有する一方向性電磁鋼板の製造方法。
9. 【請求項９】 最終製品厚まで圧延されたストリップを
   １００℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急速
   加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭焼鈍を行う
   脱炭焼鈍炉とを連設し、脱炭焼鈍炉の入側近傍に急速加
   熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲気とを排気する排気口
   を設たことを特徴とする一方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍設
   備。
10. 【請求項１０】 最終製品厚まで圧延されたストリップ
    を１００℃/s以上の加熱速度で８００℃以上の温度に急
    速加熱する装置を内設した急速加熱室と、脱炭焼鈍を行
    う脱炭焼鈍炉とをスロート部を介して連設し、脱炭焼鈍
    炉の入側近傍に急速加熱室の雰囲気と脱炭焼鈍炉の雰囲
    気とを排気する排気口を設たことを特徴とする一方向性
    電磁鋼板の脱炭焼鈍設備。
11. 【請求項１１】 急速加熱室に、ストリップ表面に対し
    て雰囲気ガスを吹き付けるノズルを設けたことを特徴と
    する請求項９又は１０記載の一方向性電磁鋼板の脱炭焼
    鈍設備。
12. 【請求項１２】 急速加熱を行なう装置が、ストリップ
    の進行方向に距離を設けて配置した二対のストリップを
    挟むロール対であり、前記ロール対が通電ロールの対か
    らなるか、或いは押さえロールと通電ロールとの対から
    なることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の一
    方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍設備。