WO2022113263A1 - 無方向性電磁鋼板およびその製造方法、ならびに熱延鋼板 - Google Patents

無方向性電磁鋼板およびその製造方法、ならびに熱延鋼板 Download PDF

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吉宏 有田
伸一 松井
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日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet, a method for manufacturing the same, and a hot-rolled steel sheet as a material for the non-oriented electrical steel sheet.
  • the steel sheet required for general-purpose models has a Si content of 1.5% or less, and is a material that dramatically improves iron loss by growing crystal grains during strain relief annealing performed after motor core punching. Is. In order to promote the growth of crystal grains during strain relief annealing, it is effective to reduce the amount of precipitates inevitably mixed in the steel or to detoxify such precipitates.
  • Patent Document 1 C; ⁇ 0.065%, Si; ⁇ 2.0%, Al; ⁇ 0.10%, O; ⁇ 0.020%, B / N; 0.50 to 2. 50.
  • the hot-rolled sheet obtained by hot-rolling a steel slab consisting of the balance Fe and unavoidable impurities is subjected to one cold rolling or two or more cold rolling including intermediate annealing to obtain the final dimensions, and further annealing.
  • Disclosed is a method for manufacturing an electric iron plate having excellent magnetic properties, which is characterized by rolling.
  • Patent Document 2 C: 0.015% or less, Si: 0.1 to 1.0%, sol. Al: 0.001 to 0.005%, Mn: 1.5% or less, S: 0.008% or less, N: 0.0050% or less, T.I. O: In non-oriented electrical steel sheets containing 0.02% or less, the ratio of the weight of MnO to the total weight of the three types of inclusions of SiO 2 , MnO, and Al 2 O 3 in the steel is 15% or less. Disclosed is a non-oriented electrical steel sheet having a small iron loss and capable of achieving an average crystal grain size of 50 ⁇ m or more after magnetic baking.
  • Patent Document 3 describes C: 0.01% or less in weight%, Si: 0.1% or more and 2.0% or less, Mn: 0.1% or more and 1.5% or less, and a method for deoxidizing steel.
  • a non-oriented electrical steel sheet containing Al: 0.1% or less or Zr: 0.05% or less and composed of residual iron and unavoidable impurity elements the oxide in the steel has a diameter of 0.5 ⁇ m or more and 5 ⁇ m.
  • Patent Document 4 in terms of mass%, C: 0.0050% or less, Si: 0.05 to 3.5%, Mn: 3.0% or less, Al: 3.0% or less, S: 0.008%.
  • P 0.15% or less
  • N 0.0050% or less
  • Cu 0.2% or less are contained, and (S which is a Cu sulfide) / (S in steel) ⁇ 0.2, or ( A steel satisfying S) / (S) which is a Cu sulfide / (S) which is a Mn sulfide, and the number density of the sulfide containing Cu having a diameter of 0.03 to 0.20 ⁇ m in the steel plate is 0. .5 pieces / ⁇ m 3 or less non-directional electromagnetic steel sheets are disclosed.
  • Patent Document 5 in mass%, Si: 1.5% or less, Mn: 0.4% or more and 1.5% or less, Sol. Al: 0.01% or more and 0.04% or less, Ti: 0.0015% or less, N: 0.0030% or less, S: 0.0010% or more and 0.0040% or less, B is 0. It contains 5 or more and 1.5 or less, and consists of the balance Fe and unavoidable impurities.
  • B is 0. It contains 5 or more and 1.5 or less, and consists of the balance Fe and unavoidable impurities.
  • the sulfides containing Mn 10% or more is complex-precipitated with B precipitates, and MnS, Cu 2 S and its composite sulfides are formed.
  • the total distribution density is 3.0 ⁇ 10 5 pieces / mm 2 or less, and the distribution density of Ti precipitates less than 0.1 ⁇ m in diameter is 1.0 ⁇ 10 3 pieces / mm 2 or less.
  • Non-directional electromagnetic steel sheets are disclosed.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-163720 Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-195217 Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-104844 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-2954 International Publication No. 2005/100627
  • the present invention has been made in view of such problems, and has good grain growth in strain annealing, low iron loss after strain annealing, and high magnetic flux density after strain annealing.
  • An object of the present invention is to provide a grain-oriented electrical steel sheet, a method for producing the same, and a hot-rolled steel sheet that can be used as a material for the non-oriented electrical steel sheet.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is the following non-oriented electrical steel sheet, its manufacturing method, and hot-rolled steel sheet.
  • the chemical composition is mass%. C: 0.0050% or less, Si: 0.10 to 1.50%, Mn: 0.10 to 1.50%, sol. Al: 0.0050% or less, N: 0.0030% or less, S: 0.0040% or less, and O: 0.0050 to 0.0200%, It contains 0.0005 to 0.0200% in total of one or more elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca. Remaining: Fe and impurities, The number density N of oxides containing 20 to 60% O and 20 to 60% Si and having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m in mass% is 3.0 ⁇ 10 3 to 10 ⁇ 10 3 .
  • the number density n of the oxides containing 1.0% or more in total of one or more of the above elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca in mass% is as follows. (I) Satisfy the equation, Non-oriented electrical steel sheet. n / N ⁇ 0.01 ⁇ ⁇ ⁇ (i)
  • the average distance between the oxides is 30 to 300 ⁇ m.
  • the average crystal grain size is 30 ⁇ m or less, and The average crystal grain size after strain relief annealing under the condition of holding at 750 ° C. for 2 hours is 50 ⁇ m or more.
  • the non-oriented electrical steel sheet according to any one of (1) to (3) above.
  • the Si addition amount M1 to the molten steel and the Si content M2 in the slab are adjusted so as to satisfy the following equation (ii).
  • a part or all of the inner wall in contact with the molten steel contains an oxide containing at least one selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca in mass%, for a total of 3
  • the time from the end of alloy addition to the start of the continuous casting step is set within the range of 30 to 180 minutes.
  • the hot rolling step the slab is held for 15 to 240 minutes within a range where the temperature of the slab is 1050 ° C. or higher and lower than 1150 ° C., and then hot rolling is immediately performed on the slab.
  • the temperature of the cold-rolled steel sheet is set to 800 ° C. or higher and lower than 850 ° C.
  • the chemical composition is by mass%, C: 0.0050% or less, Si: 0.10 to 1.50%, Mn: 0.10 to 1.50%, sol. Al: 0.0050% or less, N: 0.0030% or less, S: 0.0040% or less, and O: 0.0050 to 0.0200%, It contains 0.0005 to 0.0200% in total of one or more elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca.
  • the number density N of oxides containing 20 to 60% O and 20 to 60% Si and having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m in mass% is 3.0 ⁇ 10 3 to 10 ⁇ 10 3 .
  • Pieces / cm 2 and Among the oxides, the number density n of the oxides containing 1.0% or more in total of one or more of the above elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca in mass% is as follows. (I) Satisfy the equation, Hot-rolled steel sheet. n / N ⁇ 0.01 ⁇ ⁇ ⁇ (i)
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, by mass%.
  • Sn 0.50% or less, Contains, The hot-rolled steel sheet according to (8) above.
  • the average distance between the oxides is 30 to 300 ⁇ m.
  • a non-oriented electrical steel sheet When a non-oriented electrical steel sheet is used as a material for mechanical parts such as motor cores, it is first subjected to machining such as punching, and then subjected to strain relief annealing under conditions of holding at 750 ° C. for 2 hours, for example. .. During this strain-removal annealing, it is necessary to promote the grain growth of the steel sheet and reduce the iron loss of the steel sheet. Therefore, the non-oriented electrical steel sheet must have a feature that promotes grain growth during strain relief annealing.
  • the present inventors have found that the iron loss of the steel sheet after strain relief annealing is improved when the oxide is finely deposited at the stage of manufacturing the slab which is the material of the non-oriented electrical steel sheet. .. It was considered that this was because MnS having a pinning effect was deposited on the surface of the finely divided oxide and detoxified. Further, among the oxides, an oxide containing 20 to 60% of O and 20 to 60% of Si and having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m (hereinafter, also referred to as “appropriate oxide”) is particularly preferable. The present inventors have found that the effect of detoxifying inclusions is remarkable, and that the iron loss of the steel sheet can be improved by optimizing the number density of the inclusions.
  • the present inventors used oxides containing these elements for the inner wall of the nozzle used during continuous casting, and utilized the melting damage of the nozzles to these. It has been found that when the element of No. 1 is added to molten steel, La and the like do not form inclusions by themselves, but are contained in the above-mentioned proper oxide and are finely dispersed. As a result, the detoxification effect of MnS can be stably obtained. It is not necessary that La or the like is contained in all of the appropriate oxides, and if it is contained in a part thereof, the effect is sufficiently exhibited.
  • the C content is set to 0.0050% or less.
  • the C content is 0.0030% or less, or 0.0020% or less. Since the non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment does not require C, the lower limit of the C content is 0%. However, considering the cost of removing C mixed as an impurity, for example, the lower limit of the C content may be 0.0001%, 0.0002%, or 0.0005%.
  • Si 0.10 to 1.50%
  • Si is an effective element for increasing electrical resistance. In addition, it is an essential element for forming the above-mentioned proper oxide. However, if an amount of Si exceeding 1.50% is contained, the hardness of the non-oriented electrical steel sheet increases, the magnetic flux density decreases, and the manufacturing cost increases. Therefore, the Si content is set to 0.10 to 1.50%.
  • the Si content is preferably 0.20% or more, 0.40% or more, or 0.80% or more.
  • the Si content is preferably 1.40% or less, 1.20% or less, or 1.00% or less.
  • Mn 0.10 to 1.50%
  • Mn is an element effective not only for forming sulfide but also for increasing the electric resistance of non-oriented electrical steel sheets. It also has the effect of preventing hot cracking.
  • the Mn content is set to 0.10 to 1.50% or less.
  • the Mn content is preferably 0.20% or more, 0.40% or more, or 0.80% or more.
  • the Mn content is preferably 1.40% or less, 1.20% or less, or 1.00% or less.
  • sol. Al 0.0050% or less
  • Al is an element usually used for deoxidizing steel.
  • Si since Si is used for deoxidation, Al is not required for the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment. Further, if Al is excessively contained, an appropriate oxide containing Si is not formed. Therefore, sol.
  • the Al content is 0.0050% or less.
  • sol. The Al content is preferably 0.0045% or less, or 0.0040% or less.
  • the lower limit of the Al content may be 0.0001%, 0.0002%, or 0.0005%.
  • N 0.0030% or less
  • N is an element that may form a nitride and inhibit crystal grain growth. Therefore, it is preferable to reduce the N content as much as possible. However, it is industrially difficult to reduce the content of N mixed in steel as an impurity to zero.
  • the N content is set to 0.0030% or less as a harmless permissible amount. Further, the lower limit of the N content may be 0.0001%, 0.0002%, or 0.0005%.
  • S 0.0040% or less
  • S is an element that may generate sulfide and inhibit crystal grain growth. Therefore, it is preferable to reduce the S content as much as possible. However, it is industrially difficult to reduce the content of S mixed in steel as an impurity to zero.
  • S is deposited on the surface of the oxide to make S harmless. However, if the S content exceeds 0.0040%, the amount of sulfide precipitated increases, making it difficult to detoxify S and inhibiting crystal grain growth. Therefore, the S content is set to 0.0040% or less. Further, the lower limit of the S content may be 0.0001%, 0.0002%, or 0.0005%.
  • O 0.0050 to 0.0200%
  • O is an essential element for forming an oxide. If the O content is too low, the required amount of oxide cannot be secured. On the other hand, if the O content exceeds 0.0200%, not only the effect is saturated, but also the number density of the appropriate oxides becomes excessive, and these appropriate oxides are aggregated. Therefore, the O content is set to 0.0050 to 0.0200%.
  • the O content is preferably 0.0055% or more, 0.0060% or more, or 0.0080% or more.
  • the O content is preferably 0.0180% or less, 0.0150% or less, or 0.0100% or less.
  • One or more selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca 0.0005 to 0.0200% in total
  • La, Ce, Zr, Mg and Ca in an oxide mainly composed of O and Si, the effect of detoxifying sulfide more effectively and stably can be obtained.
  • the content of these elements is set to 0.0005 to 0.0200% in total.
  • the total content of these elements is preferably 0.0008% or more, 0.0010% or more, or 0.0020% or more, preferably 0.0150% or less, 0.0100% or less, 0.0080% or less. , 0.0070% or less, or preferably 0.0060% or less. Since the action and effect of La, Ce, Zr, Mg and Ca are substantially the same in the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, their contents are defined by the total content.
  • Sn 0.50% or less
  • Sn is not essential in the present invention.
  • Sn has a function of suppressing nitriding and oxidation of the surface of the steel sheet during strain relief annealing, and is also an effective element for improving the magnetic flux density. From the above, an appropriate amount of Sn may be contained. However, even if Sn is contained in an amount of more than 0.50%, the effect is saturated and the manufacturing cost is increased. Therefore, the Sn content when contained is set to 0.50% or less.
  • the Sn content is preferably 0.45% or less, 0.40% or less, or 0.30% or less.
  • the Sn content is preferably 0.01% or more, 0.02% or more, 0.03%, or 0.05%.
  • the balance is Fe and impurities.
  • Impurities are components that are mixed in by raw materials such as ore or scrap, or by various factors in the manufacturing process when steel materials are industrially manufactured, and have an adverse effect on the non-directional electromagnetic steel plate according to the present embodiment. It means what is allowed within the range that does not give.
  • the oxides contained in the non-oriented electrical steel sheet and the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment will be described.
  • the non-oriented electrical steel sheet and the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment are appropriate oxides having a mass% of 20 to 60% of O and 20 to 60% of Si and a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m. Contains.
  • the number density N of this appropriate oxide is 3.0 ⁇ 10 3 to 10 ⁇ 10 3 / cm 2 . Since the number density of the appropriate oxide is measured in the cross section of the non-oriented electrical steel sheet and the hot-rolled steel sheet, it is defined as the number per unit area.
  • sulfides such as MnS that hinder the growth of crystal grains in non-oriented electrical steel sheets are detoxified by oxides.
  • the mechanism is presumed to be as follows. When casting a slab, which is a material for grain-oriented electrical steel sheets, oxides are first formed, and then MnS is deposited. Here, MnS is deposited on the surface of the oxide. When a large amount of oxide having a predetermined particle size is generated in the molten steel, the number of MnS precipitation portions increases, which causes MnS to be detoxified.
  • the oxide effective for finely dispersing MnS has a chemical composition of 20 to 60% by mass, 20 to 60% of O, and 20 to 60% of Si. It is considered that MnS tends to be difficult to precipitate on the surface of the oxide having a chemical composition outside this range. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheets and hot-rolled steel sheets according to the present embodiment, the number density of oxides having the above chemical composition is specified.
  • oxides having the above chemical composition and having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m are effective. Oxides with a diameter of less than 1.0 ⁇ m are not preferred because they themselves inhibit grain growth. Further, as the amount of coarse oxide having a diameter of more than 5.0 ⁇ m increases, the number density of oxides decreases. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet and the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment, the number density of oxides having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m is specified.
  • the number density N of appropriate oxides satisfying the above requirements is 3.0 ⁇ 10 3 to 10 ⁇ 10 3 / cm 2 . If the number density N of the appropriate oxides is less than 3.0 ⁇ 10 3 / cm 2 , the number of MnS precipitation sites becomes insufficient, and detoxification of MnS cannot be achieved. On the other hand, when the number density N of appropriate oxides exceeds 10 ⁇ 10 3 / cm 2 , it is difficult to disperse them uniformly. That is, if the number density of the appropriate oxides is excessive, these appropriate oxides are aggregated and the fine dispersion effect of MnS cannot be obtained.
  • the number density N of the appropriate oxides is preferably 3.5 ⁇ 10 3 pieces / cm 2 or more, 4.0 ⁇ 10 3 pieces / cm 2 or more, or 5.0 ⁇ 10 3 pieces / cm 2 or more. ..
  • oxides that do not meet the above requirements regarding chemical composition and particle size for example, oxides having a diameter of less than 1.0 ⁇ m and oxides having a diameter of more than 5.0 ⁇ m
  • chemical composition and particle size for example, oxides having a diameter of less than 1.0 ⁇ m and oxides having a diameter of more than 5.0 ⁇ m
  • the number density N of appropriate oxides is controlled to 3.0 ⁇ 10 3 to 10 ⁇ 10 3 pieces / cm 2
  • the oxides The source element is consumed to produce the proper oxide.
  • the formation of oxides that do not meet the above requirements such as oxides having a diameter of less than 1.0 ⁇ m and oxides having a diameter of more than 5.0 ⁇ m, is inevitably suppressed. Therefore, it is not necessary to specify the number density of oxides that do not meet the above requirements.
  • n of oxides containing 0% or more satisfies the following formula (i). n / N ⁇ 0.01 ⁇ ⁇ ⁇ (i)
  • La, Ce, Zr, Mg and Ca (hereinafter, also referred to as "La and the like") produce not only oxides but also sulfides, but inclusions produced from these elemental substances alone have a diameter of 5 ⁇ m or more. And coarse.
  • the oxide containing O and Si as main components can exist in a relatively fine and dispersed state having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m as described above.
  • these elements can be dispersed at a high density that cannot be achieved by the oxide or sulfide such as La.
  • La or the like takes in S, which is an impurity element, to generate sulfide on the oxide, and can efficiently and stably detoxify S.
  • the above-mentioned effect can be obtained when the total concentration of La or the like in the appropriate oxide is 1.0% by mass or more.
  • the number density n of the appropriate oxide containing La or the like (hereinafter, also referred to as “La or the like-containing oxide”) is 1% or more of the number density N of the appropriate oxide. That is, the value of n / N is 0.01 or more.
  • the total concentration of La or the like in the appropriate oxide may be 5.0% by mass or more, 10.0% by mass or more, or 20.0% by mass or more.
  • the number density N of the appropriate oxide is measured by the following procedure. Oxides contained in non-oriented electrical steel sheets or hot-rolled steel sheets are observed with a scanning electron microscope (SEM). The observation magnification is 1000 times. The area of the observation field of view is 25 mm 2 , and the number of observation points is 4 (that is, the total area of the observation field of view is 100 mm 2 ).
  • the chemical composition of each oxide is measured by the energy dispersive X-ray analyzer (EDS) attached to the SEM, and each oxide is by mass%, O is 20 to 60%, and Si is 20 to 20. It is determined whether or not it contains 60%.
  • EDS energy dispersive X-ray analyzer
  • the circle-equivalent diameter of the cross-sectional area of the oxide is regarded as the oxide diameter, and the circle-equivalent diameter of each oxide is 1. It is determined whether or not the diameter is 0 to 5.0 ⁇ m. From these results, an oxide containing 20 to 60% O and 20 to 60% Si in mass% and having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m is regarded as an appropriate oxide, and is appropriate in each electron micrograph. Identify the location of the oxide. Then, the number density of appropriate oxides is calculated by dividing the number of appropriate oxides contained in all electron micrographs by the total field area of all electron micrographs. In addition, a plurality of oxides may be observed to be aggregated. In that case, the equivalent circle diameter is measured individually, and if the diameter is 1.0 to 5.0 ⁇ m, each is regarded as an appropriate oxide. Judgment will be made and all the numbers will be counted.
  • the ratio (n / N) of the number density n of the oxide containing La etc. to the number density N of the appropriate oxide is obtained by the following procedure.
  • the chemical composition of each appropriate oxide is measured by the energy dispersive X-ray analyzer (EDS) attached to the TEM, and each appropriate oxide is selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca. It is determined whether or not the above elements are contained in an amount of 1.0% by mass or more in total.
  • An oxide containing 1.0% by mass or more of one or more elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca, which is an appropriate oxide, is regarded as an oxide containing La and the like.
  • the position of the oxide containing La etc. in each electron micrograph is specified.
  • the average distance between the appropriate oxides is 30 to 300 ⁇ m.
  • the average distance between the appropriate oxides is preferably 30 ⁇ m or more.
  • the average distance between the appropriate oxides is 300 ⁇ m or less, the appropriate oxides are in a state of being appropriately dispersed, so that it is possible to sufficiently secure the precipitation site of MnS. Therefore, the average distance between appropriate oxides is preferably 300 ⁇ m or less. It is more preferable that the average distance between the appropriate oxides is 35 ⁇ m or more, 40 ⁇ m or more, or 50 ⁇ m or more. Further, the average distance between the appropriate oxides is more preferably 280 ⁇ m or less, 250 ⁇ m or less, or 220 ⁇ m or less.
  • the average spacing of the appropriate oxides is determined by measuring the distance between the appropriate oxides based on the information on the diameter and position of the appropriate oxides in each electron micrograph, and calculating the average value. Ask for it.
  • the distance may be 0 because the appropriate oxides are attached to each other.
  • the one with a distance of 0 is not used for calculating the average value. That is, even if the number densities of the oxides are the same, if agglomeration occurs partially, the average interval becomes large.
  • the crystal grain size of the non-oriented electrical steel sheet according to this embodiment is not particularly specified. As described above, when the grain-oriented electrical steel sheet is used after being machined and subjected to strain-removal annealing, the crystal grain size changes depending on the conditions of strain-removal annealing. Considering the above-mentioned actual usage, it is not essential to specify the crystal grain size at the stage of the non-oriented electrical steel sheet as long as the grain growth property in the strain-removing annealing is good. However, when the average crystal grain size is 30 ⁇ m or less, the punching workability is improved. Therefore, the average crystal grain size may be defined as 30 ⁇ m or less. As a means for reducing the average crystal grain size to 30 ⁇ m or less, a known technique can be appropriately used.
  • non-oriented electrical steel sheets are subjected to machining and strain removal annealing after shipment.
  • the average crystal grain size after the strain-removing annealing is 50 ⁇ m or more, the iron loss characteristics are extremely improved.
  • the chemical composition and the state of the oxide of the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment are preferably controlled, the average crystal grain size after strain removal and annealing under the condition of holding at 750 ° C. for 2 hours is 50 ⁇ m or more. It becomes.
  • the strain-removing annealing conditions are not limited to the above conditions, and the annealing temperature and time may be appropriately changed in consideration of both equipment restrictions and promotion of crystal grain growth.
  • the average crystal grain size of the non-oriented electrical steel sheet can be obtained by the following method.
  • the L cross section (cross section parallel to the rolling direction) of the non-directional electromagnetic steel plate is polished and etched, and observed with an optical microscope.
  • the observation magnification is 100 times, the area of the observation field of view is 0.5 mm 2 , and the number of observation points is 3.
  • JIS G 0551: 2013 "Steel-grain size microscopic test method" to these optical micrographs, the average crystal grain size of the non-oriented electrical steel sheet is obtained.
  • the manufacturing method of the non-directional electromagnetic steel sheet according to the present embodiment includes a refining step, a continuous casting step, a hot rolling step, a pickling step, a cold rolling step, and a finish annealing step.
  • the refining process and the continuous casting process are particularly important for the control of oxides.
  • (A) Refining process In the refining process, molten steel is manufactured. This step is a step of preparing the components of the slab by adding an alloying element to the molten steel. After the addition of the predetermined alloy to the molten steel is completed, the amount of oxide produced gradually increases until the molten steel solidifies through the continuous casting step described later. Furthermore, oxides that float and are incorporated into the slag are also generated. Therefore, in order to set the number density of appropriate oxides to 3.0 ⁇ 10 3 to 10 ⁇ 10 3 / cm 2 , first, the oxygen content of the molten steel before the alloy addition is 0.010 to 0.010 by mass. Adjust to 0.050%. When the amount of oxygen is insufficient, the number density of oxides produced is insufficient. On the other hand, when the amount of oxygen is excessive, the number density of oxides increases excessively and the oxides aggregate.
  • the Si addition amount M1 (mass%) to the molten steel and the Si content M2 (mass%) in the slab finally obtained in the subsequent continuous casting step satisfy the following equation (ii).
  • the Si addition amount M1 to the molten steel is a value (%) obtained by dividing the total mass of Si added to the molten steel by the total mass of the molten steel.
  • the Si content M2 of the slab is the Si content in the chemical composition of the slab, and is substantially the same as the Si content of the hot-rolled steel sheet and the non-oriented electrical steel sheet obtained from the slab. 0.90 ⁇ M2 / M1 ⁇ 1.10 ... (ii)
  • the Si content M2 in the molten steel is substantially the same as the Si content of the finally obtained hot-rolled steel sheet and non-oriented electrical steel sheet. Therefore, the Si content M2 in the molten steel is set to 0.10 to 1.50%.
  • the time from the completion of alloy addition to the start of the continuous casting process is preferably 30 minutes or more in consideration of the time required for the coarse oxide to float from the molten steel.
  • the time is preferably 180 minutes or less.
  • (B) Continuous casting process The molten steel produced in the refining process is continuously cast in the continuous casting process to produce a slab having the above-mentioned chemical composition.
  • This step is an important step for including La or the like in some appropriate oxides.
  • La or the like is added by means such as adding misch metal, a violent reaction occurs between these elements and the molten steel, a significant decrease in the amount of oxygen in the steel, and mixing of impurity elements in the slag into the molten steel. Occurs.
  • the resulting oxides are also very coarse with a diameter of more than 5 ⁇ m.
  • a part or all of the inner wall in contact with the molten steel is composed of a material containing an oxide containing La and the like in a mass% of 3 to 60% in total.
  • a nozzle La or the like is supplied into the steel by melting the inner wall of the nozzle that comes into contact with the molten steel.
  • (C) Hot-rolling process In the hot-rolling process, the slab obtained by the continuous casting process is heated and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet. By this step, a hot-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention is manufactured.
  • the steps after the hot rolling step do not substantially affect the chemical composition and the state of the oxide. Therefore, as described above, the chemical composition and the state of the oxide of the hot-rolled steel sheet are common to those of the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment.
  • the slab heating temperature before hot rolling is preferably less than 1150 ° C. Further, from the viewpoint of ensuring rollability, it is preferable to set the lower limit of the slab heating temperature before hot rolling to 1050 ° C. Further, it is preferable to perform hot rolling on the slab immediately after holding for 15 to 240 minutes in a temperature range of 1050 ° C or higher and lower than 1150 ° C.
  • the rolling reduction in the hot rolling process is not particularly limited, but is preferably 90% or more.
  • the thickness of the obtained hot-rolled steel sheet is also not particularly limited, but is preferably 1.0 to 4.0 mm, more preferably 2.0 to 3.0 mm.
  • (D) Pickling step In the pickling step, the hot-rolled steel sheet obtained by the hot-rolling step is pickled.
  • the pickling conditions are not particularly limited, and may be within the normal range in the manufacturing conditions of the non-oriented electrical steel sheet.
  • (E) Cold-rolled step In the cold-rolled step, the hot-rolled steel sheet after pickling is cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet.
  • the cold rolling conditions are not particularly limited, and may be within the normal range in the manufacturing conditions of non-oriented electrical steel sheets.
  • the rolling reduction in the cold rolling step is preferably 50 to 95%, more preferably 75 to 85%.
  • finish annealing step finish annealing is applied to the cold-rolled steel sheet obtained by the cold-rolling step.
  • the maximum temperature reached the temperature of the cold-rolled steel sheet
  • the crystal grain size becomes too large, and there is a possibility that defects occur in the punching process performed before the strain-removal annealing.
  • the maximum temperature reached is preferably less than 850 ° C.
  • the maximum temperature reached is less than 800 ° C., recrystallization may be insufficient and defects may occur in the punching process. In order to avoid this, it is preferable that the maximum temperature reached is 800 ° C. or higher.
  • the time for the temperature of the cold-rolled steel sheet to reach 800 ° C. or higher should be 15 seconds or less. preferable.
  • the thickness of the non-oriented electrical steel sheet manufactured through the above steps is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 1.0 mm, more preferably 0.2 to 0.7 mm. ..
  • a slab is manufactured by performing a smelting process and a continuous casting process under various conditions, and the obtained slab is subjected to a hot rolling process, a pickling process, a cold rolling process, and a finishing annealing process in order, so that the slab is non-directional.
  • a sex electromagnetic steel plate was manufactured.
  • the chemical composition of non-oriented electrical steel sheets is shown in Table 1, and the manufacturing conditions for these are shown in Table 2.
  • Each steel sheet was manufactured 5 times under the same conditions. Further, in all the steel sheets, the time for the temperature of the steel sheet to reach 800 ° C. or higher in the finish annealing step was 15 seconds or less.
  • the ratio (n / N) of the number density n of the oxide containing La etc. to the number density N of the appropriate oxide and the number density N of the appropriate oxide is appropriate by the following method.
  • the average spacing of the oxides and the average crystal grain size were measured. Then, the measured values obtained from the five steel plates were averaged and used as the respective measurement results.
  • the oxide contained in the non-oriented electrical steel sheet was observed by SEM at an observation magnification of 1000 times.
  • the area of the observation field of view was 25 mm 2
  • the number of observation points was 4 (that is, the total area of the observation field of view was 100 mm 2 ).
  • the chemical composition of each oxide is measured by the EDS attached to the SEM, and it is determined whether or not each oxide contains 20 to 60% O and 20 to 60% Si by mass%. did.
  • the circle-equivalent diameter of the cross-sectional area of the oxide is regarded as the oxide diameter, and the circle-equivalent diameter of each oxide is 1.0 to 5.0 ⁇ m by image analysis of the electron micrograph taken by TEM. It was determined whether or not there was. From these results, an oxide containing 20 to 60% O and 20 to 60% Si in mass% and having a diameter of 1.0 to 5.0 ⁇ m is regarded as an appropriate oxide, and is appropriate in each electron micrograph. The position of the oxide was identified. Then, the number density of appropriate oxides was calculated by dividing the number of appropriate oxides contained in all electron micrographs by the total field area of all electron micrographs.
  • each appropriate oxide is measured by the EDS attached to the TEM, and one or more elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca for each appropriate oxide are collectively 1 It was determined whether or not it contained 0.0% by mass or more.
  • An oxide containing 1.0% by mass or more of one or more elements selected from the group consisting of La, Ce, Zr, Mg and Ca, which is an appropriate oxide, is regarded as an oxide containing La and the like. The position of the oxide containing La etc. in each electron micrograph was specified.
  • the average spacing of the appropriate oxides is calculated by measuring the distance between the appropriate oxides based on the information on the diameter and position of the appropriate oxides in each electron micrograph, which is specified by the above procedure. I asked for it.
  • the L cross section of the non-oriented electrical steel sheet was polished and etched, and observed with an optical microscope.
  • the observation magnification was 100 times, the area of the observation field of view was 0.5 mm 2 , and the number of observation points was 3.
  • the average crystal grain size of the non-oriented electrical steel sheet was determined by applying JIS G 0551: 2013 "Steel-grain size microscopic test method" to these optical micrographs.
  • the obtained non-oriented electrical steel sheet was subjected to strain-removal annealing by holding it at 750 ° C. for 2 hours.
  • the following characteristic evaluations were carried out on the non-oriented electrical steel sheets after strain removal and annealing.
  • (B) Magnetic Flux Density After Strain Removal and Annealing The magnetic flux density (B 50 ) of the steel sheet after strain removal and annealing was measured in accordance with JIS C 2552: 2014 “Directional Electromagnetic Steel Band”. It was judged that the non-oriented electrical steel sheet having a B50 of 1.70 T or more of the steel sheet after strain relief annealing was excellent in the magnetic flux density after strain cancellation annealing.
  • (D) Punching workability The punching workability was evaluated using non-oriented electrical steel sheets after finish annealing before strain relief annealing. Specifically, the steel sheet was punched out with a clearance of 7% or more and 12% or less of the plate thickness. The burrs height at the punched portion was measured. For the sample having a burrs height of 30 ⁇ m or less, the punching processability was judged to be “good” (symbol A). For the sample having a burrs height of more than 30 ⁇ m and 100 ⁇ m or less, the punching processability was judged to be “possible” (symbol B). For the sample having a burrs height of more than 100 ⁇ m, the punching processability was judged to be “impossible” (symbol C).
  • the test No. that satisfies the provisions of the present invention. It can be seen that 1 to 8, 22, 23 and 25 to 27 stably exhibit excellent magnetic characteristics. On the other hand, the test No. 1 whose chemical composition does not satisfy the provisions of the present invention. In 9 to 16, at least one of iron loss and magnetic properties was deteriorated. In addition, the test No. In No. 17, since none of La, Ce, Zr, Mg and Ca was contained, an oxide containing La or the like was not formed. Therefore, although the average value of iron loss is low, the maximum value of iron loss is high because MnS cannot be stably detoxified.
  • the present invention it is possible to stably provide non-oriented electrical steel sheets having good grain growth property in strain relief annealing and excellent magnetic properties at low cost. Therefore, the present invention has extremely high industrial applicability.

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Abstract

化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００５０％以下、Ｓｉ：０．１０～１．５０％、Ｍｎ：０．１０～１．５０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５０％以下、Ｎ：０．００３０％以下、Ｓ：０．００４０％以下、およびＯ：０．００５０～０．０２００％、を含有し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．０００５～０．０２００％含有し、残部：Ｆｅおよび不純物であり、適正酸化物の個数密度Ｎが、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２であり、かつ、Ｌａ等含有酸化物の個数密度ｎが、ｎ／Ｎ≧０．０１を満足する、無方向性電磁鋼板。

Description

無方向性電磁鋼板およびその製造方法、ならびに熱延鋼板
　本発明は無方向性電磁鋼板およびその製造方法、ならびに当該無方向性電磁鋼板の素材となる熱延鋼板に関する。
　近年、世界的な電気機器の省エネルギー化要求の高まりにより、回転機の鉄心材料として用いられる無方向性電磁鋼板に対しても、より高性能な特性が要求されている。具体的には、電気製品のモーターのうち高効率機種といわれるものについては、ＳｉおよびＡｌ含有量を増加させて固有抵抗を高め、かつ結晶粒径を大きくした高級素材が使用されるようになってきた。一方、汎用機種のモーターについても性能向上が要求されるようになってきているが、コスト制約が厳しいため、高効率機種のようにその材質を高級素材に切替えることは難しいのが実情である。
　汎用機種に要求される鋼板は、Ｓｉ含有量が１．５％以下であり、かつ、モータコア打ち抜き加工後に施される歪取焼鈍時に結晶粒成長させることで、鉄損が飛躍的に改善する素材である。歪取焼鈍時における結晶粒成長を促進するためには、鋼中に不可避的に混入している析出物の量を低減するか、またはこのような析出物の無害化が有効である。
　例えば、特許文献１には、Ｃ；≦０．０６５％、Ｓｉ；≦２．０％、Ａｌ；≦０．１０％、Ｏ；≦０．０２０％、Ｂ／Ｎ；０．５０～２．５０、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼スラブを熱間圧延して得た熱延板を１回の冷間圧延あるいは中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延によって最終寸法となし、さらに焼鈍を施すことを特徴とする磁気特性の優れた電気鉄板の製造方法が開示されている。
　特許文献２には、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．１～１．０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．００５％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓ：０．００８％以下、Ｎ：０．００５０％以下、Ｔ．Ｏ：０．０２％以下を含む無方向性電磁鋼板において、鋼中のＳｉＯ２、ＭｎＯ、Ａｌ２Ｏ３の３種の介在物の総重量に対するＭｎＯの重量の割合が１５％以下であることを特徴とする磁性焼鈍後の平均結晶粒径を５０μｍ以上になし得る鉄損の少ない無方向性電磁鋼板が開示されている。
　特許文献３には、重量％でＣ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、および鋼の脱酸方式に応じて、Ａｌ：０．１％以下、またはＺｒ：０．０５％以下を含有し、残部鉄および不可避不純物元素よりなる無方向性電磁鋼板において、鋼中の酸化物で直径０．５μｍ以上５μｍ以下の大きさのものが、１ｃｍ２当り１０００個以上５００００個以下であることを特徴とする磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板が開示されている。
　特許文献４では、質量％で、Ｃ：０．００５０％以下、Ｓｉ：０．０５～３．５％、Ｍｎ：３．０％以下、Ａｌ：３．０％以下、Ｓ：０．００８％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｎ：０．００５０％以下、Ｃｕ：０．２％以下を含み、（Ｃｕ硫化物であるＳ）／（鋼中Ｓ）≦０．２、または、（Ｃｕ硫化物であるＳ）／（Ｍｎ硫化物であるＳ）≦０．２を満足する鋼であって、更に鋼板中の直径０．０３～０．２０μｍのＣｕを含有する硫化物の数密度が０．５個／μｍ３以下の無方向性電磁鋼板が開示されている。
　特許文献５では、質量％で、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：０．４％以上１．５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１％以上０．０４％以下、Ｔｉ：０．００１５％以下、Ｎ：０．００３０％以下、Ｓ：０．００１０％以上０．００４０％以下、ＢをＢ／Ｎで０．５以上１．５以下含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、Ｍｎを含む硫化物のうち個数割合で１０％以上がＢ析出物と複合析出し、ＭｎＳ、Ｃｕ２Ｓおよびその複合硫化物を合計した分布密度が３．０×１０５個／ｍｍ２以下であり、直径０．１μｍに満たないＴｉ析出物の分布密度が１．０×１０３個／ｍｍ２以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板が開示されている。
特開昭５４－１６３７２０号公報 特開昭６３－１９５２１７号公報 特開平３－１０４８４４号公報 特開２００４－２９５４号公報 国際公開第２００５／１００６２７号
　しかしながら、さらなる磁気特性の改善が要求される状況において、上記の従来手法では、十分かつ安定的に磁気特性を向上させた無方向性電磁鋼板を製造することが難しくなってきている。
　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、歪取焼鈍における粒成長性が良好であり、歪取焼鈍後の鉄損が低く、歪取焼鈍後の磁束密度が高い無方向性電磁鋼板およびその製造方法、ならびに、当該無方向性電磁鋼板の素材として使用可能な熱延鋼板を提供することを課題とする。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記の無方向性電磁鋼板およびその製造方法、ならびに熱延鋼板を要旨とする。
　（１）化学組成が、質量％で、
　Ｃ：０．００５０％以下、
　Ｓｉ：０．１０～１．５０％、
　Ｍｎ：０．１０～１．５０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５０％以下、
　Ｎ：０．００３０％以下、
　Ｓ：０．００４０％以下、および
　Ｏ：０．００５０～０．０２００％、を含有し、
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．０００５～０．０２００％含有し、
　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
　質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物の個数密度Ｎが、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２であり、かつ、
　前記酸化物のうち、質量％で、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の前記元素を合計で１．０％以上含む酸化物の個数密度ｎが、下記（ｉ）式を満足する、
　無方向性電磁鋼板。
　ｎ／Ｎ≧０．０１　　・・・（ｉ）
　（２）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｓｎ：０．５０％以下、
　を含有する、
　上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板。
　（３）前記酸化物同士の平均間隔が３０～３００μｍである、
　上記（１）または（２）に記載の無方向性電磁鋼板。
　（４）平均結晶粒径が３０μｍ以下であり、かつ、
　７５０℃で２時間保持する条件で歪取焼鈍を行った後の平均結晶粒径が５０μｍ以上である、
　上記（１）から（３）までのいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板。
　（５）上記（１）から（４）までのいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
　溶鋼を製造する精錬工程と、
　前記溶鋼を連続鋳造して、請求項１または請求項２に記載の化学組成を有するスラブを製造する連続鋳造工程と、
　得られた前記スラブを加熱した後に熱間圧延を施し、熱延鋼板とする熱延工程と、
　前記熱延鋼板に対して、酸洗を施す酸洗工程と、
　酸洗後の前記熱延鋼板に対して冷間圧延を施し、冷延鋼板とする冷延工程と、
　前記冷延鋼板に対して仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、を備え、
　前記精錬工程において、
　合金添加前の前記溶鋼の酸素量を、質量％で、０．０１０～０．０５０％とし、
　次いで、前記溶鋼へのＳｉ添加量Ｍ１と、前記スラブ中のＳｉ含有量Ｍ２とが、下記（ii）式を満足するように調整し、
　前記連続鋳造工程において、前記溶鋼と接触する内壁の一部または全部が、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上を含む酸化物を、質量％で、合計３～６０％含有する材料によって構成されたノズルを使用する、
　無方向性電磁鋼板の製造方法。
　０．９０≦Ｍ２／Ｍ１≦１．１０　　・・・（ii）
　（６）前記精錬工程において、合金添加が終了してから前記連続鋳造工程を開始するまでの時間を３０～１８０分の範囲内とし、
　前記熱延工程において、前記スラブの温度が１０５０℃以上１１５０℃未満となる範囲内で１５～２４０分保持した後、直ちに、前記スラブに対して熱間圧延を施す、
　上記（５）に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
　（７）前記仕上焼鈍工程において、前記冷延鋼板の温度を８００℃以上８５０℃未満とする、
　上記（５）または（６）に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
　（８）上記（１）から（４）までのいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板の素材となる熱延鋼板であって、
　化学組成が、質量％で、
　Ｃ：０．００５０％以下、
　Ｓｉ：０．１０～１．５０％、
　Ｍｎ：０．１０～１．５０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５０％以下、
　Ｎ：０．００３０％以下、
　Ｓ：０．００４０％以下、および
　Ｏ：０．００５０～０．０２００％、を含有し、
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．０００５～０．０２００％含有し、
　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
　質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物の個数密度Ｎが、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２であり、かつ、
　前記酸化物のうち、質量％で、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の前記元素を合計で１．０％以上含む酸化物の個数密度ｎが、下記（ｉ）式を満足する、
　熱延鋼板。
　ｎ／Ｎ≧０．０１　　・・・（ｉ）
　（９）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｓｎ：０．５０％以下、
　を含有する、
　上記（８）に記載の熱延鋼板。
　（１０）前記酸化物同士の平均間隔が３０～３００μｍである、
　上記（８）または（９）に記載の熱延鋼板。
　本発明によれば、歪取焼鈍における粒成長性が良好で、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板を低コストで安定的に提供できる。
　無方向性電磁鋼板をモータコア等の機械部品の材料として用いる場合、まず打ち抜き加工などの機械加工が施され、次いで、例えば、７５０℃で２時間保持する条件下での歪取焼鈍が施される。この歪取焼鈍の際に、鋼板の結晶粒成長を促進し、鋼板の鉄損を減少させる必要がある。そのため、無方向性電磁鋼板は、歪取焼鈍時に結晶粒成長が促進されるような特徴を備えなければならない。
　歪取焼鈍時の結晶粒成長を抑制する要因の一つとして、ピン止め効果を有するＭｎＳ等の介在物がある。従来は、介在物を生成させる元素であるＳの量を低減することが、歪取焼鈍時の結晶粒成長の促進のために有効であると考えられてきた。しかし、Ｓは不可避的に鋼材中に混入する元素であり、これを除去する工程は製造コストを増大させる。また、熱間圧延条件を介してＭｎＳの析出状態を制御する試みも従来なされていたが、これによる特性改善も十分なものとはいえなかった。
　ここで本発明者らは、無方向性電磁鋼板の材料となる鋳片の製造段階で、酸化物を微細析出させた場合に、歪取焼鈍後の鋼板の鉄損が改善することを見出した。これは、ピン止め効果を有するＭｎＳが微細化された酸化物の表面に析出し、無害化されたからであると考えられた。さらに、酸化物のうち、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物（以下、「適正酸化物」ともいう。）が特に介在物の無害化効果を顕著に有しており、これの個数密度を最適化することで、鋼板の鉄損を改善可能であることを本発明者らは知見した。
　しかしながら、本発明者らがさらに研究を重ねた結果、上記のように適正酸化物の個数密度を制御しただけでは、安定的にＭｎＳの無害化効果が得られず、一定の割合で歪取焼鈍時の結晶粒成長が抑制されてしまうことが分かった。
　そこで、安定的にＭｎＳを無害化するための方法について検討し、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａから選択される１種以上を活用することで、Ｓを固定することを着想した。ただし、単純にこれらの元素を添加した場合には、これらの元素を含む粗大な介在物が生成し、Ｓを無害化する効果が十分に得られなかった。
　本発明者らは、Ｌａ等の元素について、種々の添加方法を試みた結果、連続鋳造時に使用されるノズルの内壁にこれらの元素を含む酸化物を用い、ノズルの溶損を利用してこれらの元素を溶鋼中に添加した場合には、Ｌａ等が単独で介在物を形成するのではなく、上記の適正酸化物中に含有され、微細分散することを見出した。これにより、安定的にＭｎＳの無害化効果が得られる。なお、適正酸化物の全てにＬａ等が含有されている必要はなく、その一部に含まれていれば十分に効果を発揮する。
　本発明は上記の知見に基づいてなされたものである。以下に本発明の各要件について説明する。
　１．化学組成
　本発明の一実施形態に係る無方向性電磁鋼板および熱延鋼板の化学組成について説明する。各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
　Ｃ：０．００５０％以下
　Ｃは、磁気時効によって鉄損を劣化させる。そのため、Ｃ含有量は０．００５０％以下とする。好ましくは、Ｃ含有量は０．００３０％以下、または０．００２０％以下である。なお、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板はＣを必要としないので、Ｃ含有量の下限値は０％である。しかし、不純物として混入するＣを除去するコストを考慮すると、例えばＣ含有量の下限値を０．０００１％、０．０００２％、または０．０００５％としてもよい。
　Ｓｉ：０．１０～１．５０％
　Ｓｉは、電気抵抗を増加させるために有効な元素である。加えて、上記の適正酸化物を形成するために必須の元素である。しかし、１．５０％を超える量のＳｉを含有させると、無方向性電磁鋼板の硬度上昇、磁束密度の低下、および製造コスト増等が生じる。そのため、Ｓｉ含有量は０．１０～１．５０％とする。Ｓｉ含有量は０．２０％以上、０．４０％以上、または０．８０％以上であるのが好ましい。また、Ｓｉ含有量は１．４０％以下、１．２０％以下、または１．００％以下であるのが好ましい。
　Ｍｎ：０．１０～１．５０％
　Ｍｎは、硫化物を形成するだけでなく、無方向性電磁鋼板の電気抵抗を増加させるために有効な元素である。また、熱間割れを防止する効果も有する。ただし、Ｍｎ含有量が過剰である場合、変態温度が下がり過ぎて、歪取焼鈍において結晶粒径を大きくすることができない。そのため、Ｍｎ含有量は０．１０～１．５０％以下とする。Ｍｎ含有量は０．２０％以上、０．４０％以上、または０．８０％以上であるのが好ましい。また、Ｍｎ含有量は１．４０％以下、１．２０％以下、または１．００％以下であるのが好ましい。
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５０％以下
　Ａｌは通常、鋼の脱酸に用いられる元素である。しかしながら、本発明では、Ｓｉを利用して脱酸をするため、Ａｌは本実施形態に係る無方向性電磁鋼板に必要とされない。また、Ａｌを過剰に含有させるとＳｉを含む適正酸化物が形成されなくなる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．００５０％以下とする。ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．００４５％以下、または０．００４０％以下であるのが好ましい。ただし、不純物として混入するＡｌを除去するコストを考慮すると、例えばｓｏｌ．Ａｌ含有量の下限値を０．０００１％、０．０００２％、または０．０００５％としてもよい。
　Ｎ：０．００３０％以下
　Ｎは、窒化物を生成して結晶粒成長を阻害するおそれを有する元素である。したがって、Ｎ含有量は可能な限り低減することが好ましい。しかしながら、不純物として鋼中に混入するＮの含有量をゼロにすることは工業的には難しい。本発明では、無害な許容量として、Ｎ含有量を０．００３０％以下とする。また、Ｎ含有量の下限値を０．０００１％、０．０００２％、または０．０００５％としてもよい。
　Ｓ：０．００４０％以下
　Ｓは、硫化物を生成して結晶粒成長を阻害するおそれを有する元素である。したがって、Ｓ含有量は可能な限り低減することが好ましい。しかしながら、不純物として鋼中に混入するＳの含有量をゼロにすることは工業的には難しい。本発明では、Ｓを酸化物の表面に析出させて、Ｓの無害化を図る。ただし、Ｓ含有量が０．００４０％を超えると硫化物の析出量そのものが増え、Ｓの無害化が困難となり、結晶粒成長が阻害される。そのため、Ｓ含有量は０．００４０％以下とする。また、Ｓ含有量の下限値を０．０００１％、０．０００２％、または０．０００５％としてもよい。
　Ｏ：０．００５０～０．０２００％
　Ｏは、酸化物を形成するために必須の元素である。Ｏ含有量が少なすぎると、必要な酸化物の量が確保できなくなる。一方で、Ｏ含有量が０．０２００％を超えるとその効果が飽和するだけでなく、適正酸化物の個数密度が過剰となり、これら適正酸化物が凝集してしまう。そのため、Ｏ含有量は０．００５０～０．０２００％とする。Ｏ含有量は０．００５５％以上、０．００６０％以上、または０．００８０％以上であるのが好ましい。また、Ｏ含有量は０．０１８０％以下、０．０１５０％以下、または０．０１００％以下であるのが好ましい。
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上：合計で０．０００５～０．０２００％
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａを、ＯとＳｉとを主体とする酸化物に含有させることで、硫化物をより効果的かつ安定的に無害化する効果が得られる。一方、これらの元素の含有量を過剰に増やした場合、鋼中の酸素量を減らし、その上、粗大な単体酸化物を生成し、上記の効果が得られなくなってしまう。そのため、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される一種以上の元素の含有量を、合計で０．０００５～０．０２００％とする。これらの元素の合計含有量は、０．０００８％以上、０．００１０％以上、または０．００２０％以上であるのが好ましく、０．０１５０％以下、０．０１００％以下、０．００８０％以下、０．００７０％以下、または０．００６０％以下であるのが好ましい。なお、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａの作用効果は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板においては実質的に同様であるので、これらの含有量は合計含有量によって規定される。
　Ｓｎ：０．５０％以下
　本発明において、Ｓｎは必須ではない。しかし、Ｓｎは歪取焼鈍中の鋼板表面の窒化および酸化を抑制する働きを有し、その上、磁束密度の向上にも有効な元素である。以上のことから、適量のＳｎを含有させてもよい。しかしながら、０．５０％を超えてＳｎを含有させても、効果が飽和し、その上製造コストを増大させる。そのため、含有させる場合のＳｎ含有量は０．５０％以下とする。Ｓｎ含有量は０．４５％以下、０．４０％以下、または０．３０％以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｓｎ含有量を０．０１％以上、０．０２％以上、０．０３％、または０．０５％とするのが好ましい。
　本実施形態に係る無方向性電磁鋼板および熱延鋼板の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石もしくはスクラップ等のような原料、または製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
　２．酸化物
　本実施形態に係る無方向性電磁鋼板および熱延鋼板が含有する酸化物について説明する。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板および熱延鋼板は、質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである適正酸化物を含有する。この適正酸化物の個数密度Ｎは、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２である。適正酸化物の個数密度は、無方向性電磁鋼板および熱延鋼板の断面において測定されるため、単位面積当たりの個数として規定される。
　上述のように、無方向性電磁鋼板の結晶粒成長を妨げるＭｎＳ等の硫化物は、酸化物によって無害化される。その機構は、以下のようなものであると推定されている。無方向性電磁鋼板の材料となるスラブの鋳造時には、まず酸化物が生成し、次いでＭｎＳが析出する。ここで、ＭｎＳは酸化物の表面に析出する。所定の粒径の酸化物が溶鋼に多量に生成していると、ＭｎＳの析出箇所の数が増大し、これによりＭｎＳが無害化されることとなる。
　ＭｎＳを微細分散させるのに有効な酸化物は、その化学組成が、質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含むものである。化学組成がこの範囲外である酸化物の表面にはＭｎＳが析出し難い傾向にあると考えられる。したがって、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板および熱延鋼板では、酸化物のうち、上記の化学組成を有するものの個数密度を規定することとした。
　また、結晶粒成長を促進する観点からは、上記の化学組成を有する酸化物のうち、直径が１．０～５．０μｍのものが有効である。直径が１．０μｍ未満である酸化物は、それ自身が結晶粒成長を阻害するために好ましくない。また、直径５．０μｍ超の粗大な酸化物の量が増えると、酸化物の個数密度が減少する。したがって、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板および熱延鋼板では、直径が１．０～５．０μｍの酸化物の個数密度を規定することとした。
　上記要件を満たす適正酸化物の個数密度Ｎは、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２である。適正酸化物の個数密度Ｎが３．０×１０３個／ｃｍ２未満では、ＭｎＳの析出サイトの数が不十分となり、ＭｎＳの無害化を達成することができない。一方、適正酸化物の個数密度Ｎが１０×１０３個／ｃｍ２を超える場合、均一に分散させることは難しい。すなわち、適正酸化物の個数密度が過剰であると、これら適正酸化物が凝集してしまい、ＭｎＳの微細分散効果が得られない。適正酸化物の個数密度Ｎは、３．５×１０３個／ｃｍ２以上、４．０×１０３個／ｃｍ２以上、または５．０×１０３個／ｃｍ２以上であることが好ましい。
　なお、化学組成および粒径に関する上記要件を満たさない酸化物（例えば、直径１．０μｍ未満の酸化物および直径５．０μｍ超の酸化物）の個数密度は可能な限り低減することが好ましい。しかしながら、上述の化学組成を有する無方向性電磁鋼板および熱延鋼板において、適正酸化物の個数密度Ｎを３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２に制御した場合、酸化物の供給源となる元素が適正酸化物の生成のために消費される。この場合、例えば、直径１．０μｍ未満の酸化物および直径５．０μｍ超の酸化物のような、上記要件を満たさない酸化物の生成は必然的に抑制される。したがって、上記要件を満たさない酸化物の個数密度を規定する必要はない。
　さらに、本実施形態に係る無方向線電磁鋼板では、適正酸化物のうち、質量％で、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を合計で１．０％以上含む酸化物の個数密度ｎが、下記（ｉ）式を満足する。
　ｎ／Ｎ≧０．０１　　・・・（ｉ）
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａ（以下、「Ｌａ等」ともいう。）は、酸化物だけでなく硫化物も生成するものであるが、これら元素単体から生成される介在物は直径５μｍ以上と粗大である。これに対して、ＯおよびＳｉを主成分とする酸化物は上述のとおり、直径１．０～５．０μｍの比較的微細でかつ分散した状態で存在することができる。ここで、ＯおよびＳｉが主体の酸化物にＬａ等を複合的に含有させることによって、Ｌａ等の酸化物または硫化物では達成できない高い密度でこれらの元素を分散させることができる。そして、不純物元素であるＳをＬａ等が取り込み、酸化物上に硫化物を生成し、Ｓを効率的かつ安定的に無害化できるものと考えられる。
　上述の効果が得られるのは、適正酸化物中のＬａ等の濃度が合計で１．０質量％以上である場合である。また、Ｌａ等を含む適正酸化物（以下、「Ｌａ等含有酸化物」ともいう。）の個数密度ｎは、適正酸化物の個数密度Ｎの１％以上である。すなわち、ｎ／Ｎの値が０．０１以上となる。適正酸化物中のＬａ等の濃度は、合計で５．０質量％以上、１０．０質量％以上、または、２０．０質量％以上であってもよい。
　なお、適正酸化物の個数密度Ｎは以下の手順により測定する。無方向性電磁鋼板または熱延鋼板に含まれる酸化物を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察する。観察倍率は１０００倍とする。観察視野の面積は２５ｍｍ２とし、観察箇所数は４箇所とする（すなわち、観察視野の総面積は１００ｍｍ２である）。ここで、ＳＥＭに付属のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）によって、各酸化物の化学組成を測定し、各酸化物が、質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含むものであるか否かを判別する。
　そして、酸化物の断面積の円相当径を酸化物の直径とみなし、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて撮影された電子顕微鏡写真の画像解析によって、各酸化物の円相当径が１．０～５．０μｍであるか否かを判別する。これらの結果から、質量％でＯを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物を適正酸化物とみなし、各電子顕微鏡写真における適正酸化物の位置を特定する。そして、全ての電子顕微鏡写真に含まれる適正酸化物の個数を、全ての電子顕微鏡写真の視野面積の総和で割ることによって、適正酸化物の個数密度を算出する。なお、複数の酸化物が凝集して観察される場合があるが、その場合は、個別に円相当径を測定し、直径が１．０～５．０μｍであれば、それぞれを適正酸化物と判断し、その個数を全て数えることとする。
　また、適正酸化物の個数密度Ｎに対する、Ｌａ等含有酸化物の個数密度ｎの割合（ｎ／Ｎ）は、以下の手順により求める。ＴＥＭに付属のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）によって、各適正酸化物の化学組成を測定し、各適正酸化物がＬａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を合計で１．０質量％以上含むものであるか否かを判別する。適正酸化物であって、かつＬａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を合計で１．０質量％以上含むものを、Ｌａ等含有酸化物とみなし、各電子顕微鏡写真におけるＬａ等含有酸化物の位置を特定する。そして、全ての電子顕微鏡写真に含まれるＬａ等含有酸化物の個数を全ての適正酸化物の個数で割ることによって、適正酸化物の個数に占める、Ｌａ等含有酸化物の割合（ｎ／Ｎ）を算出する。
　また、適正酸化物を凝集させずに均一分散させるためには、適正酸化物同士の平均間隔を３０～３００μｍとすることが好ましい。適正酸化物同士の平均間隔を３０μｍ以上とすることで、適正酸化物が凝集分布するのを抑制し、ＭｎＳの無害化効果をより確実に発揮することができる。また、適正酸化物の凝集部において、無方向性電磁鋼板の機械特性および電磁気的特性が悪化するのを抑制することができる。したがって、適正酸化物同士の平均間隔は３０μｍ以上であることが好ましい。
　同様に、適正酸化物同士の平均間隔が３００μｍ以下であれば、適正酸化物が適度に分散された状態であるため、ＭｎＳの析出サイトを十分に確保することが可能となる。そのため、適正酸化物同士の平均間隔は３００μｍ以下であるのが好ましい。適正酸化物同士の平均間隔は３５μｍ以上、４０μｍ以上、または５０μｍ以上であるのがより好ましい。また、適正酸化物同士の平均間隔は２８０μｍ以下、２５０μｍ以下、または２２０μｍ以下であるのがより好ましい。
　適正酸化物の平均間隔は、上述の手順によって特定される、各電子顕微鏡写真における適正酸化物の粒径および位置の情報に基づき、適正酸化物同士の距離を測定し、その平均値を算出することで求める。なお、複数の酸化物が凝集して観察される場合、適正酸化物同士がくっついているため、距離が０となる場合がある。しかし、本発明においては、このような場合は、距離０のものは平均値の算出には用いないこととする。すなわち、酸化物の個数密度が同じであっても、部分的に凝集が生じている場合は、平均間隔は大きくなる。
　３．結晶粒径
　本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の結晶粒径は特に規定されない。無方向性電磁鋼板は、上述のとおり、機械加工および歪取焼鈍を経てから使用されるところ、歪取焼鈍の条件に応じて結晶粒径が変化する。上述の使用実態を考慮すると、歪取焼鈍における粒成長性が良好である限り、無方向性電磁鋼板の段階で結晶粒径を規定することは必須ではない。しかし、平均結晶粒径を３０μｍ以下にすると打ち抜き加工性が向上する。そのため、平均結晶粒径は３０μｍ以下と規定してもよい。平均結晶粒径を３０μｍ以下にするための手段としては、公知の技術を適宜用いることができる。
　一般に、無方向性電磁鋼板は、出荷後に機械加工および歪取焼鈍に供される。この歪取焼鈍後の平均結晶粒径が５０μｍ以上である場合、鉄損特性が極めて向上する。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は化学組成および酸化物の状態が好ましく制御されているので、７５０℃で２時間保持する条件で歪取焼鈍を行った後の平均結晶粒径は５０μｍ以上となる。なお、実際の製品において、歪取焼鈍条件は上記の条件に限定されず、設備制約および結晶粒成長促進の両面を考慮して、焼鈍温度および時間を適宜変更してもよい。
　無方向性電磁鋼板の平均結晶粒径は以下の方法により求めることができる。無方向性電磁鋼板のＬ断面（圧延方向に平行な断面）を研磨およびエッチングし、光学顕微鏡で観察する。観察倍率は１００倍とし、観察視野の面積は０．５ｍｍ２とし、観察箇所数は３箇所とする。これら光学顕微鏡写真に対して、ＪＩＳ　Ｇ　０５５１：２０１３「鋼－結晶粒度の顕微鏡試験方法」を適用することによって、無方向性電磁鋼板の平均結晶粒径を求める。
　４．製造方法
　本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、精錬工程、連続鋳造工程、熱延工程、酸洗工程、冷延工程、および仕上焼鈍工程を備える。これらの中でも、特に精錬工程および連続鋳造工程が、酸化物の制御のために重要である。
　（ａ）精錬工程
　精錬工程において、溶鋼を製造する。本工程は、溶鋼に合金元素を添加することによって、スラブの成分を調製する工程である。この所定の合金の溶鋼への添加を完了した後、後述する連続鋳造工程を経て、溶鋼が凝固するまでの間に、酸化物の生成量は徐々に増える。さらには、浮上してスラグ中に取り込まれる酸化物も発生する。そのため、適正酸化物の個数密度を３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２とするためには、まず、合金添加前の溶鋼の酸素量を、質量％で、０．０１０～０．０５０％に調整する。酸素量が不足している場合、生成する酸化物の個数密度が不足する。一方、酸素量が過剰である場合、酸化物の個数密度が過剰に増大し、かつ酸化物が凝集する。
　次に、Ｓｉを溶鋼に添加する。ここで、溶鋼へのＳｉ添加量Ｍ１（質量％）と、その後の連続鋳造工程で最終的に得られるスラブ中のＳｉ含有量Ｍ２（質量％）とが、下記（ii）式を満足するようにする。ここで、溶鋼へのＳｉ添加量Ｍ１とは、溶鋼に添加されるＳｉの全質量を、溶鋼の全質量で割った値（％）である。スラブのＳｉ含有量Ｍ２とは、スラブの化学組成におけるＳｉ含有量であり、このスラブから得られる熱延鋼板および無方向性電磁鋼板のＳｉ含有量と実質的に同じである。
　０．９０≦Ｍ２／Ｍ１≦１．１０　　・・・（ii）
　スラブのＳｉ含有量Ｍ２が、溶鋼へのＳｉ添加量Ｍ１に対して少なすぎて、Ｍ１の０．９０倍未満になった場合、ＳｉＯ２としてスラグに取り込まれ溶鋼外に排出されたＳｉが多く、Ｓｉ脱酸が進みすぎている。そのため、スラブの酸化物の個数密度を好ましい範囲内とすることができない。一方、スラブのＳｉ含有量Ｍ２が、溶鋼へのＳｉ添加量Ｍ１に対して多すぎて、Ｍ１の１．１０倍超になった場合、Ｓｉ脱酸が進展しておらず、酸化物の個数の過剰な増大、および酸化物の凝集等が生じる。
　なお、上述のように、溶鋼中のＳｉ含有量Ｍ２は、最終的に得られる熱延鋼板および無方向性電磁鋼板のＳｉ含有量と実質的に同一の値となる。したがって、溶鋼中のＳｉ含有量Ｍ２は０．１０～１．５０％とする。
　また、合金添加が終了してから連続鋳造工程を開始するまでの時間は、粗大な酸化物を溶鋼から浮上させるために要する時間を考慮して、３０分以上とするのが好ましい。また、合金添加が終了してから連続鋳造工程を開始するまでの時間が長すぎると、微細な酸化物が溶鋼中に残存しなくなるので、これを確保する観点から、合金添加終了から鋳造までの時間は１８０分以下とするのが好ましい。この時間の範囲内で合金添加前のＯ量、およびＳｉ添加量を調整することで、上記規定した好適な平均間隔が得られるようになる。
　（ｂ）連続鋳造工程
　精錬工程で製造された溶鋼を、連続鋳造工程において連続鋳造して、上述した化学組成を有するスラブを製造する。本工程は、一部の適正酸化物に、Ｌａ等を含有させるために重要な工程である。Ｌａ等は、ミッシュメタルの投入等の手段によって添加した場合、これら元素と溶鋼との間で激しい反応が生じ、鋼中酸素量の著しい減少、およびスラグ内不純物元素の溶鋼中への混入などが生じる。その上、生じる酸化物も、直径が５μｍを超える非常に粗大なものとなる。
　そこで本実施形態に係る製造方法では、連続鋳造工程において、溶鋼と接触する内壁の一部または全部が、Ｌａ等を含む酸化物を、質量％で、合計３～６０％含有する材料によって構成されたノズルを使用する。溶鋼と接触するノズルの内壁が溶損することによって、Ｌａ等を鋼中に供給する。この手法によってＬａ等を溶鋼に含有させた場合、鋼中の酸素およびスラグへの影響はなく、その後に生成するＳｉ主体の酸化物とこれら元素との複合化が達成され、硫化物を効率的に無害化することができる。
　（ｃ）熱延工程
　熱延工程において、連続鋳造工程によって得られたスラブを加熱した後に熱間圧延を施し、熱延鋼板とする。本工程によって、本発明の一実施形態に係る熱延鋼板が製造される。なお、熱延工程以降の工程が化学組成および酸化物の状態に実質的な影響を与えることはない。そのため、上述のように、熱延鋼板の化学組成および酸化物の状態は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板と共通している。
　熱間圧延前のスラブ加熱温度を１１５０℃未満にすることで、適正酸化物を均一に分散させ、適正酸化物同士の平均間隔を好適な範囲に調整することが可能となる。そのため、スラブ加熱温度は１１５０℃未満とすることが好ましい。また、圧延性確保の観点から、熱間圧延前のスラブ加熱温度の下限を１０５０℃とすることが好ましい。さらに、１０５０℃以上１１５０℃未満の温度範囲で１５～２４０分保持した後、直ちに、スラブに対して熱間圧延を施すことが好ましい。
　なお、熱延工程における圧下率については特に制限はないが、９０％以上とすることが好ましい。また、得られる熱延鋼板の厚さについても特に制限はないが、１．０～４．０ｍｍであるのが好ましく、２．０～３．０ｍｍであるのがより好ましい。
　（ｄ）酸洗工程
　酸洗工程において、熱延工程によって得られた熱延鋼板に対して、酸洗を施す。酸洗条件は特に限定されず、無方向性電磁鋼板の製造条件における通常の範囲内とすればよい。
　（ｅ）冷延工程
　冷延工程において、酸洗後の熱延鋼板に対して、冷間圧延を施し、冷延鋼板とする。冷間圧延条件は特に限定されず、無方向性電磁鋼板の製造条件における通常の範囲内とすればよい。例えば、冷延工程における圧下率については、５０～９５％とするのが好ましく、７５～８５％とするのがより好ましい。
　（ｆ）仕上焼鈍工程
　仕上焼鈍工程において、冷延工程によって得られた冷延鋼板に対して仕上焼鈍を施す。仕上焼鈍工程において、最高到達温度（冷延鋼板の温度）が８５０℃以上となると、結晶粒径が大きくなり過ぎ、歪取焼鈍前に施される打ち抜き加工で不良が生じる可能性がある。これを回避するため、最高到達温度は８５０℃未満とすることが好ましい。また、最高到達温度が８００℃に満たないと、再結晶が不十分となって打ち抜き加工で不良が生じる可能性がある。これを回避するため、最高到達温度を８００℃以上とすることが好ましい。また、結晶粒径が大きくなり過ぎ、歪取焼鈍前に施される打ち抜き加工で不良が生じることを回避するため、冷延鋼板の温度が８００℃以上となる時間を１５秒以下とすることが好ましい。
　以上の工程を経て製造される無方向性電磁鋼板の厚さについて、特に制限はないが、０．１～１．０ｍｍであるのが好ましく、０．２～０．７ｍｍであるのがより好ましい。
　以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　種々の条件で精錬工程および連続鋳造工程を行うことでスラブを製造し、得られたスラブに対して熱延工程、酸洗工程、冷延工程、および仕上焼鈍工程を順に行うことにより、無方向性電磁鋼板を作製した。無方向性電磁鋼板の化学組成を表１に示し、これらの製造条件を表２に示す。なお、各鋼板について、同一の条件で５回製造した。また、全ての鋼板において、仕上焼鈍工程で鋼板の温度が８００℃以上となる時間は１５秒以下であった。
　試験Ｎｏ．２４を除いて、鋼中のＬａ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｃａの含有量は、連続工程におけるノズル材質の溶存のみで調整した。一方、試験Ｎｏ．２４については、精錬工程において溶鋼中に合金元素を添加することで成分調整を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　得られた無方向性電磁鋼板について、以下の方法により、適正酸化物の個数密度Ｎ、適正酸化物の個数密度Ｎに対する、Ｌａ等含有酸化物の個数密度ｎの割合（ｎ／Ｎ）、適正酸化物の平均間隔、および平均結晶粒径を測定した。そして、５つの鋼板から得られた測定値を平均し、それぞれの測定結果とした。
　無方向性電磁鋼板に含まれる酸化物を、ＳＥＭにより１０００倍の観察倍率で観察した。観察視野の面積は２５ｍｍ２とし、観察箇所数は４箇所とした（すなわち、観察視野の総面積は１００ｍｍ２である）。ここで、ＳＥＭに付属のＥＤＳによって、各酸化物の化学組成を測定し、各酸化物が、質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含むものであるか否かを判別した。
　そして、酸化物の断面積の円相当径を酸化物の直径とみなし、ＴＥＭを用いて撮影された電子顕微鏡写真の画像解析によって、各酸化物の円相当径が１．０～５．０μｍであるか否かを判別した。これらの結果から、質量％でＯを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物を適正酸化物とみなし、各電子顕微鏡写真における適正酸化物の位置を特定した。そして、全ての電子顕微鏡写真に含まれる適正酸化物の個数を、全ての電子顕微鏡写真の視野面積の総和で割ることによって、適正酸化物の個数密度を算出した。
　また、ＴＥＭに付属のＥＤＳによって、各適正酸化物の化学組成を測定し、各適正酸化物がＬａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を合計で１．０質量％以上含むものであるか否かを判別した。適正酸化物であって、かつＬａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を合計で１．０質量％以上含むものを、Ｌａ等含有酸化物とみなし、各電子顕微鏡写真におけるＬａ等含有酸化物の位置を特定した。そして、全ての電子顕微鏡写真に含まれるＬａ等含有酸化物の個数を全ての適正酸化物の個数で割ることによって、適正酸化物の個数に占める、Ｌａ等含有酸化物の割合（ｎ／Ｎ）を算出した。
　適正酸化物の平均間隔は、上述の手順によって特定された、各電子顕微鏡写真における適正酸化物の粒径および位置の情報に基づき、適正酸化物同士の距離を測定し、その平均値を算出することで求めた。
　さらに、無方向性電磁鋼板のＬ断面を研磨およびエッチングし、光学顕微鏡で観察した。観察倍率は１００倍とし、観察視野の面積は０．５ｍｍ２とし、観察箇所数は３箇所とした。これら光学顕微鏡写真に対して、ＪＩＳ　Ｇ　０５５１：２０１３「鋼－結晶粒度の顕微鏡試験方法」を適用することによって、無方向性電磁鋼板の平均結晶粒径を求めた。
　続いて、得られた無方向性電磁鋼板に対して、７５０℃で２時間保持する歪取焼鈍を実施した。歪取焼鈍後の無方向性電磁鋼板について、以下の特性評価を実施した。
　（Ａ）歪取焼鈍後の鉄損
　上述の歪取焼鈍後の鋼板の鉄損（Ｗ１５／５０）を、ＪＩＳ　Ｃ　２５５２：２０１４「無方向性電磁鋼帯」に準拠して測定した。歪取焼鈍後の鋼板のＷ１５／５０が５．０Ｗ／ｋｇ以下である無方向性電磁鋼板を、歪取焼鈍後の鉄損特性に優れたものと判断した。
　（Ｂ）歪取焼鈍後の磁束密度
　上述の歪取焼鈍後の鋼板の磁束密度（Ｂ５０）を、ＪＩＳ　Ｃ　２５５２：２０１４「無方向性電磁鋼帯」に準拠して測定した。歪取焼鈍後の鋼板のＢ５０が１．７０Ｔ以上である無方向性電磁鋼板を、歪取焼鈍後の磁束密度に優れたものと判断した。
　（Ｃ）歪取焼鈍における粒成長性
　上述の歪取焼鈍後の鋼板の平均結晶粒径を、上述の無方向性電磁鋼板の平均結晶粒径の測定方法と同じ方法を用いて測定した。歪取焼鈍後の平均結晶粒径が５０μｍ以上である無方向性電磁鋼板は、歪取焼鈍における粒成長性が良好であると判断された。
　（Ｄ）打ち抜き加工性
　歪取焼鈍を行う前の、仕上焼鈍後の無方向性電磁鋼板を用いて打ち抜き加工性の評価を行った。具体的には、板厚の７％以上１２％以下のクリアランスで、鋼板を打抜いた。打ち抜き部におけるカエリ高さを測定した。カエリ高さが３０μｍ以下となった試料に関しては、打ち抜き加工性を「良好」（記号Ａ）と判定した。カエリ高さが３０μｍ超１００μｍ以下となった試料に関しては、打ち抜き加工性を「可」（記号Ｂ）と判定した。カエリ高さが１００μｍ超となった試料に関しては、打ち抜き加工性を「不可」（記号Ｃ）と判定した。
　上記評価結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示されるように、本発明の規定を満足する試験Ｎｏ．１～８、２２、２３および２５～２７では、優れた磁気特性を安定的に発揮することが分かる。一方、化学組成が本発明の規定を満足しない試験Ｎｏ．９～１６では、鉄損および磁気特性の少なくともいずれかが劣化する結果となった。また、試験Ｎｏ．１７では、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａのいずれも含有しないため、Ｌａ等含有酸化物が形成されなかった。そのため、鉄損の平均値は低くなるものの、安定的にＭｎＳを無害化することができないため、鉄損の最大値が高くなった。
　試験Ｎｏ．１８～２１では、製造条件が不適切であったため、適正酸化物の個数密度が規定範囲から外れ、その結果、鉄損が劣化する結果となった。さらに、試験Ｎｏ．２４では、ノズル材質の溶存を活用せず、精錬工程において溶鋼中にＭｇおよびＣｅを添加することで成分調整を行ったため、Ｌａ等含有酸化物が十分に形成されなかった。その結果、鉄損の平均値は低くなるものの、安定的にＭｎＳを無害化することができないため、鉄損の最大値が高くなった。
　本発明によれば、歪取焼鈍における粒成長性が良好で、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板を低コストで安定的に提供できる。したがって、本発明は極めて高い産業上の利用可能性を有する。

Claims (10)

  1. 　化学組成が、質量％で、
    　Ｃ：０．００５０％以下、
    　Ｓｉ：０．１０～１．５０％、
    　Ｍｎ：０．１０～１．５０％、
    　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５０％以下、
    　Ｎ：０．００３０％以下、
    　Ｓ：０．００４０％以下、および
    　Ｏ：０．００５０～０．０２００％、を含有し、
    　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．０００５～０．０２００％含有し、
    　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
    　質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物の個数密度Ｎが、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２であり、かつ、
    　前記酸化物のうち、質量％で、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の前記元素を合計で１．０％以上含む酸化物の個数密度ｎが、下記（ｉ）式を満足する、
    　無方向性電磁鋼板。
    　ｎ／Ｎ≧０．０１　　・・・（ｉ）
  2. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｓｎ：０．５０％以下、
    　を含有する、
    　請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
  3. 　前記酸化物同士の平均間隔が３０～３００μｍである、
    　請求項１または請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
  4. 　平均結晶粒径が３０μｍ以下であり、かつ、
    　７５０℃で２時間保持する条件で歪取焼鈍を行った後の平均結晶粒径が５０μｍ以上である、
    　請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板。
  5. 　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
    　溶鋼を製造する精錬工程と、
    　前記溶鋼を連続鋳造して、請求項１または請求項２に記載の化学組成を有するスラブを製造する連続鋳造工程と、
    　得られた前記スラブを加熱した後に熱間圧延を施し、熱延鋼板とする熱延工程と、
    　前記熱延鋼板に対して、酸洗を施す酸洗工程と、
    　酸洗後の前記熱延鋼板に対して冷間圧延を施し、冷延鋼板とする冷延工程と、
    　前記冷延鋼板に対して仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程と、を備え、
    　前記精錬工程において、
    　合金添加前の前記溶鋼の酸素量を、質量％で、０．０１０～０．０５０％とし、
    　次いで、前記溶鋼へのＳｉ添加量Ｍ１と、前記スラブ中のＳｉ含有量Ｍ２とが、下記（ii）式を満足するように調整し、
    　前記連続鋳造工程において、前記溶鋼と接触する内壁の一部または全部が、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上を含む酸化物を、質量％で、合計３～６０％含有する材料によって構成されたノズルを使用する、
    　無方向性電磁鋼板の製造方法。
    　０．９０≦Ｍ２／Ｍ１≦１．１０　　・・・（ii）
  6. 　前記精錬工程において、合金添加が終了してから前記連続鋳造工程を開始するまでの時間を３０～１８０分の範囲内とし、
    　前記熱延工程において、前記スラブの温度が１０５０℃以上１１５０℃未満となる範囲内で１５～２４０分保持した後、直ちに、前記スラブに対して熱間圧延を施す、
    　請求項５に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
  7. 　前記仕上焼鈍工程において、前記冷延鋼板の温度を８００℃以上８５０℃未満とする、
    　請求項５または請求項６に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
  8. 　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板の素材となる熱延鋼板であって、
    　化学組成が、質量％で、
    　Ｃ：０．００５０％以下、
    　Ｓｉ：０．１０～１．５０％、
    　Ｍｎ：０．１０～１．５０％、
    　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５０％以下、
    　Ｎ：０．００３０％以下、
    　Ｓ：０．００４０％以下、および
    　Ｏ：０．００５０～０．０２００％、を含有し、
    　Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．０００５～０．０２００％含有し、
    　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
    　質量％で、Ｏを２０～６０％、およびＳｉを２０～６０％含み、直径が１．０～５．０μｍである酸化物の個数密度Ｎが、３．０×１０３～１０×１０３個／ｃｍ２であり、かつ、
    　前記酸化物のうち、質量％で、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択される１種以上の前記元素を合計で１．０％以上含む酸化物の個数密度ｎが、下記（ｉ）式を満足する、
    　熱延鋼板。
    　ｎ／Ｎ≧０．０１　　・・・（ｉ）
  9. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｓｎ：０．５０％以下、
    　を含有する、
    　請求項８に記載の熱延鋼板。
  10. 　前記酸化物同士の平均間隔が３０～３００μｍである、
    　請求項８または請求項９に記載の熱延鋼板。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54163720A (en) 1978-06-16 1979-12-26 Nippon Steel Corp Production of electric iron plate with excellent magnetic property
JPS63195217A (ja) 1987-02-10 1988-08-12 Nippon Steel Corp 磁性焼鈍後の鉄損の少ない無方向性電磁鋼板
JPH03104844A (ja) 1989-09-18 1991-05-01 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH09263908A (ja) * 1996-03-26 1997-10-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH10102219A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法
JPH10212555A (ja) * 1997-01-29 1998-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2000096196A (ja) * 1998-09-25 2000-04-04 Nippon Steel Corp 鉄損の低い無方向性電磁鋼板及びその製造方法
JP2000219917A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Nippon Steel Corp 磁束密度が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造法
JP2000219916A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Nippon Steel Corp 磁束密度が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造法
JP2004002954A (ja) 2002-04-05 2004-01-08 Nippon Steel Corp 鉄損および磁束密度が極めて優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2004068084A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Jfe Steel Kk 回転機用高磁束密度無方向性電磁鋼板及び回転機用部材
WO2005100627A1 (ja) 2004-04-16 2005-10-27 Nippon Steel Corporation 打抜き加工性と歪取焼鈍後の磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法
JP2008173667A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Nippon Steel Corp 鋼の連続鋳造方法
WO2017122761A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とその製造方法
CN110592481A (zh) * 2019-09-28 2019-12-20 宝钢湛江钢铁有限公司 一种磁性能优良的无取向电工钢板及其制造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016111088A1 (ja) * 2015-01-07 2016-07-14 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP6870687B2 (ja) * 2017-01-16 2021-05-12 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54163720A (en) 1978-06-16 1979-12-26 Nippon Steel Corp Production of electric iron plate with excellent magnetic property
JPS63195217A (ja) 1987-02-10 1988-08-12 Nippon Steel Corp 磁性焼鈍後の鉄損の少ない無方向性電磁鋼板
JPH03104844A (ja) 1989-09-18 1991-05-01 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH09263908A (ja) * 1996-03-26 1997-10-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH10102219A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法
JPH10212555A (ja) * 1997-01-29 1998-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2000096196A (ja) * 1998-09-25 2000-04-04 Nippon Steel Corp 鉄損の低い無方向性電磁鋼板及びその製造方法
JP2000219917A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Nippon Steel Corp 磁束密度が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造法
JP2000219916A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Nippon Steel Corp 磁束密度が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造法
JP2004002954A (ja) 2002-04-05 2004-01-08 Nippon Steel Corp 鉄損および磁束密度が極めて優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2004068084A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Jfe Steel Kk 回転機用高磁束密度無方向性電磁鋼板及び回転機用部材
WO2005100627A1 (ja) 2004-04-16 2005-10-27 Nippon Steel Corporation 打抜き加工性と歪取焼鈍後の磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法
JP2008173667A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Nippon Steel Corp 鋼の連続鋳造方法
WO2017122761A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とその製造方法
CN110592481A (zh) * 2019-09-28 2019-12-20 宝钢湛江钢铁有限公司 一种磁性能优良的无取向电工钢板及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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