(57)【要約】  方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｓｉ：１．８％〜７．０％、Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、かつ残部：Ｆｅ及び不純物で表される化学組成を有し、鋼板の表面にフォルステライトを含有する一次被膜を備え、一次被膜と鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下である。
2017073615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有し、
鋼板の表面にフォルステライトを含有する一次被膜を備え、
前記一次被膜と前記鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板。
【請求項２】
質量％で、
Ｃ：０．０３％〜０．１５％、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、
Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、
Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、
Ｓｎ：０％〜０．５％、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有し、
鋼板の表面に酸化膜を備え、
前記酸化膜と前記鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．６０以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板。
【請求項３】
１３００℃〜１４９０℃の温度域でスラブを加熱する工程と、
前記スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板を６００℃以下の温度域で巻き取る工程と、
前記熱延鋼板の熱延板焼鈍を行う工程と、
前記熱延板焼鈍の後、冷間圧延を行って冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板の脱炭焼鈍を行う工程と、
前記脱炭焼鈍の後、ＭｇＯを含む焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍を行う工程と、
を有し、
前記熱間圧延を行う工程は、終了温度を１２００℃以下とする粗圧延を行う工程と、開始温度を１０００℃以上とし、終了温度を９５０℃〜１１００℃とした仕上げ圧延を行う工程とを有し、
前記熱間圧延では、前記粗圧延の開始から３００秒以内に前記仕上げ圧延を開始し、
前記仕上げ圧延の終了から１０秒以内に冷却速度が５０℃／秒以上の冷却を開始し、
前記熱間圧延後、前記冷間圧延の終了前に、硝酸、酸洗抑制剤及び界面活性剤を含む酸洗浴中で、保持温度を５０℃以上とし、保持時間を３０秒以上とする酸洗を行い、
前記スラブは、質量％で、
Ｃ：０．０３％〜０．１５％、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、
Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、
Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、
Ｓｎ：０％〜０．５％、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有することを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記酸洗浴が硝酸塩をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】
１３００℃〜１４９０℃の温度域でスラブを加熱する工程と、
前記スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板を６００℃以下の温度域で巻き取る工程と、
前記熱延鋼板の熱延板焼鈍を行う工程と、
前記熱延板焼鈍の後、冷間圧延を行って冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板の脱炭焼鈍を行う工程と、
を有し、
前記熱間圧延を行う工程は、終了温度を１２００℃以下とする粗圧延を行う工程と、開始温度を１０００℃以上とし、終了温度を９５０℃〜１１００℃とした仕上げ圧延を行う工程とを有し、
前記熱間圧延では、前記粗圧延の開始から３００秒以内に前記仕上げ圧延を開始し、
前記仕上げ圧延の終了から１０秒以内に冷却速度が５０℃／秒以上の冷却を開始し、
前記熱間圧延後、前記冷間圧延の終了前に、硝酸、酸洗抑制剤及び界面活性剤を含む酸洗浴中で、保持温度を５０℃以上とし、保持時間を３０秒以上とする酸洗を行い、
前記スラブは、質量％で、
Ｃ：０．０３％〜０．１５％、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、
Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、
Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、
Ｓｎ：０％〜０．５％、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有することを特徴とする方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記酸洗浴が硝酸塩をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向性電磁鋼板及びその製造に用いる脱炭鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば変圧器等の鉄心材料に用いられる方向性電磁鋼板は、Ｓｉを１．８質量％〜７質量％程度含有し、製品の結晶粒の方位を｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積させた鋼板である。その結晶方位の制御は、二次再結晶とよばれるカタストロフィックな粒成長現象を利用して達成される。この二次再結晶を制御するための代表的な方法として、熱間圧延前に鋼片を１２８０℃以上の高温に加熱して、ＡｌＮ等の析出物を一旦固溶させ、熱間圧延及びその後の焼鈍工程で、インヒビターとよばれる微細析出物として再析出させる方法がある。そのような方向性電磁鋼板の製造において、より優れた磁気特性を有する鋼板を得るために、多くの開発が行われてきたが、近年の省エネルギー化への要望が更に高まるにつれて、より一層の低鉄損化が求められている。方向性電磁鋼板の低鉄損化を図るためには種々の方法があるが、磁束密度を高くしてヒステリシス損失を下げる方法が有効である。方向性電磁鋼板の磁束密度を向上させるためには、製品における結晶粒の方位を｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積させることが重要である。製品における結晶粒の方位を｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積させるために、方向性電磁鋼板やその製造に用いるスラブの化学組成について種々の技術が提案されている。【０００３】
一方、方向性電磁鋼板の製造における最終段階では、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を鋼板に塗布し乾燥させてコイルに巻き取った後、最終の仕上げ焼鈍が行われる。その際に、ＭｇＯと脱炭焼鈍時に形成されるＳｉＯ２主体の被膜との反応により、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主成分とする一次被膜が鋼板の表面に形成される。従って、上記のような磁束密度を向上させる方法を工業的規模で活用するためには、磁気特性が良好であることに加え、一次被膜の密着性に関しても安定して良好であることが重要である。【０００４】
これまで種々の技術が提案されているが、良好な磁気特性と、優れた一次被膜と鋼板との密着性との両立は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−８８１７１号公報
【特許文献２】特開平８−２６９５５２号公報
【特許文献３】特開２００５−２９０４４６号公報
【特許文献４】特開２００８−１２７６３４号公報
【特許文献５】特開２０１２−２１４９０２号公報
【特許文献６】特開２０１１−６８９６８号公報
【特許文献７】特開平１０−８１３３号公報
【特許文献８】特開平７−４８６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、磁気特性が良好で一次被膜と鋼板との密着性に優れた方向性電磁鋼板及びその製造に用いる脱炭鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。鋭意検討の結果、鋼板にＢｉ等のある特定の元素及びＣｕが含有されている場合に、優れた磁気特性が得られるものの、一次被膜の十分な密着性が得られないことが明らかになった。そこで、本発明者らは、一次被膜の密着性に及ぼすＣｕの影響について更に鋭意検討を行った。この結果、上記の特定の元素及びＣｕを含有し、一次被膜との密着性が良好な鋼板は、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度と相関があることを見出した。【０００８】
本発明者らは、このような知見に基づいて更に鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。【０００９】
（１）
質量％で、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有し、
鋼板の表面にフォルステライトを含有する一次被膜を備え、
前記一次被膜と前記鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板。【００１０】
（２）
質量％で、
Ｃ：０．０３％〜０．１５％、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、
Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、
Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、
Ｓｎ：０％〜０．５％、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有し、
鋼板の表面に酸化膜を備え、
前記酸化膜と前記鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．６０以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板。【００１１】
（３）
１３００℃〜１４９０℃の温度域でスラブを加熱する工程と、
前記スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板を６００℃以下の温度域で巻き取る工程と、
前記熱延鋼板の熱延板焼鈍を行う工程と、
前記熱延板焼鈍の後、冷間圧延を行って冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板の脱炭焼鈍を行う工程と、
前記脱炭焼鈍の後、ＭｇＯを含む焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍を行う工程と、
を有し、
前記熱間圧延を行う工程は、終了温度を１２００℃以下とする粗圧延を行う工程と、開始温度を１０００℃以上とし、終了温度を９５０℃〜１１００℃とした仕上げ圧延を行う工程とを有し、
前記熱間圧延では、前記粗圧延の開始から３００秒以内に前記仕上げ圧延を開始し、
前記仕上げ圧延の終了から１０秒以内に冷却速度が５０℃／秒以上の冷却を開始し、
前記熱間圧延後、前記冷間圧延の終了前に、硝酸、酸洗抑制剤及び界面活性剤を含む酸洗浴中で、保持温度を５０℃以上とし、保持時間を３０秒以上とする酸洗を行い、
前記スラブは、質量％で、
Ｃ：０．０３％〜０．１５％、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、
Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、
Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、
Ｓｎ：０％〜０．５％、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有することを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。【００１２】
（４）
前記酸洗浴が硝酸塩をさらに含むことを特徴とする（３）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。【００１３】
（５）
１３００℃〜１４９０℃の温度域でスラブを加熱する工程と、
前記スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板を６００℃以下の温度域で巻き取る工程と、
前記熱延鋼板の熱延板焼鈍を行う工程と、
前記熱延板焼鈍の後、冷間圧延を行って冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板の脱炭焼鈍を行う工程と、
を有し、
前記熱間圧延を行う工程は、終了温度を１２００℃以下とする粗圧延を行う工程と、開始温度を１０００℃以上とし、終了温度を９５０℃〜１１００℃とした仕上げ圧延を行う工程とを有し、
前記熱間圧延では、前記粗圧延の開始から３００秒以内に前記仕上げ圧延を開始し、
前記仕上げ圧延の終了から１０秒以内に冷却速度が５０℃／秒以上の冷却を開始し、
前記熱間圧延後、前記冷間圧延の終了前に、硝酸、酸洗抑制剤及び界面活性剤を含む酸洗浴中で、保持温度を５０℃以上とし、保持時間を３０秒以上とする酸洗を行い、
前記スラブは、質量％で、
Ｃ：０．０３％〜０．１５％、
Ｓｉ：１．８％〜７．０％、
Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、
Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、
Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、
Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、
Ｓｎ：０％〜０．５％、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有することを特徴とする方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法。【００１４】
（６）
前記酸洗浴が硝酸塩をさらに含むことを特徴とする（５）に記載の方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度が適切であるため、優れた一次被膜と鋼板との密着性及び良好な磁気特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、曲げ試験後のサンプルの表面を撮影した画像である。
【図２】図２は、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度と剥離が生じる最小曲げ半径との関係を示す図である。
【図３】図３は、ＧＤＳ分析によるＦｅ発光強度、Ｃｕ発光強度及びＣｕ／Ｆｅ発光強度比の測定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
磁気特性の向上を目的として、Ｂｉ等のある特定の元素が含有されている珪素鋼素材を用いて方向性電磁鋼板を製造する際、一次被膜と鋼板との密着性が劣化することがある。従来、製鋼時の原料にスクラップを配合する場合、Ｃｕがスラブ中に含まれることは知られていたが、Ｃｕは磁気特性を向上させる元素であり、一次被膜の密着性に対しても特に問題となる元素ではないことから、スクラップからのＣｕの混入は少量であれば特に問題とされていなかった。しかし、本発明者らは、上記の特定の元素が含有されている珪素鋼素材を用いた場合、Ｃｕ含有量が従来問題とされなかった程度でも一次被膜の密着性が劣化していること、及び脱炭焼鈍後の鋼板の表面にＣｕが濃化した部分が存在し、この部分が劣化を引き起こしていることを見出した。そして、本発明者らは更なる検討を重ねた結果、鋼板の表面におけるＣｕが濃化した部分は従来の処理条件による酸洗では除去することができず、製造過程において、所定の条件での酸洗によって鋼板の表面からＣｕが濃化した部分を取り除くことで一次被膜の密着性を改善できることを見出した。以下、このような知見が得られた実験について説明する。
【００１９】
真空溶解炉にて、表１に示す化学組成を有する珪素鋼素材を作製し、１３５０℃でスラブを加熱した後、熱間圧延を行って板厚が２．３ｍｍの熱延鋼板を得、次いで熱延板焼鈍を行い、酸洗を行った後、冷間圧延を行って板厚が０．２２ｍｍの冷延鋼板を得た。なお、表１に示す珪素鋼素材について、残部はＦｅ及び不純物である。次に、冷延鋼板に、脱炭焼鈍を含む一次再結晶焼鈍を施し、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後、仕上げ焼鈍を行い、種々の方向性電磁鋼板を得た。得られた鋼板には絶縁被膜を塗布し、焼付けた。得られた鋼板について、磁束密度Ｂ８（磁場の強さが８００Ａ／ｍでの磁束密度）を測定した。また、仕上げ焼鈍でのコイル幅方向における端から５０ｍｍ離れた部分とコイル幅方向における中央部分からそれぞれサンプルを採取し、２０ｍｍφの円筒体に巻きつける曲げ試験を行った。これらの結果から一次被膜の密着性を評価した。図１に、鋼種ＭＤ１〜鋼種ＭＤ６を用いて製造した鋼板における曲げ試験後のサンプルの表面を撮影した画像を示す。また、磁束密度Ｂ８の測定結果を表２に示す。なお、表１における特定元素とは、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ及びＢｉをいい、特定元素の欄に「−」と記載した鋼種は、特定元素を用いなかった。
【００２０】
【表１】
2017073615.tif 000003
【００２１】
【表２】
2017073615.tif 000004
【００２２】
表２より、特定元素とともに所定量のＣｕを含有する鋼種ＭＤ４及び鋼種ＭＤ６〜鋼種ＭＤ１０では、１．９４Ｔ以上の高い磁束密度Ｂ８が得られた。特定元素を含有しない鋼種ＭＤ１及び鋼種ＭＤ３では、１．９０Ｔ以下の低い磁束密度Ｂ８が得られた。このように、Ｃｕと特定元素とを組み合わせることにより、高い磁束密度を有する方向性電磁鋼板が得られた。
【００２３】
図１に示すように、特定元素及びＣｕを含有する鋼種ＭＤ４、鋼種ＭＤ６〜鋼種ＭＤ１０、及びＣｕ含有量が比較的高い鋼種ＭＤ５では、曲げ加工後に一次被膜が剥離して鋼板が露出してしまい、密着性は不良となった。Ｃｕ含有量が少なく特殊元素を含有しない鋼種ＭＤ１、Ｃｕ含有量が少ない鋼種ＭＤ２及び特殊元素を含有しない鋼種ＭＤ３では、曲げ加工後も一次被膜が剥離せず、密着性は良好であった。このように、特定元素及びＣｕを含有するスラブを用いて方向性電磁鋼板を製造した場合、高い磁束密度を有する方向性電磁鋼板が得られるが、密着性が劣化した。
【００２４】
次に、密着性が劣化した原因について検討した。Ｃｕを含有する鋼板の製造では、熱間圧延前のスラブ加熱時に酸化スケールの生成に伴ってＣｕがスラブの表層部に濃化することが知られている。Ｃｕが濃化した部分（Ｃｕ濃化部）は、熱間圧延により延伸されるが、熱間圧延後の酸洗においても、一般的な酸洗浴に使用される塩酸又は硫酸水溶液には溶解されない。このため、Ｃｕ濃化部は冷間圧延後にも鋼板の表面に残留し、一次被膜と鋼板との密着性を劣化させることが考えられた。この考え方を確認するために、鋼種ＭＤ４について、熱間圧延後の熱延鋼板を種々の条件で酸洗して方向性電磁鋼板を作製し、上記同様の曲げ試験を行ったところ、特定の条件で酸洗を行った場合に一次被膜と鋼板との密着性が改善された。
【００２５】
そこで、本発明者らは、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度が一次被膜の密着性に及ぼす影響について検討した。鋼種ＭＤ３及び鋼種ＭＤ４において、熱間圧延後の酸洗条件を種々に変更して、鋼板の表面におけるＣｕ濃化部を除去する度合いを異ならせた方向性電磁鋼板を作製し、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度をＧＤＳ分析（グロー放電発光分析）により測定した。また、曲げ半径を１０ｍｍ〜３０ｍｍに変化させて、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度と剥離が生じる最小曲げ半径との関係を調査した。剥離とは、剥がれた部分の面積率が１０％以上であることとした。なお、Ｃｕ濃度は、ＧＤＳ分析でのＣｕの発光強度とＦｅの発光強度との比、すなわち、Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比で代用することとした。Ｃｕ濃度は、Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比と相関があるからである。これらの結果を図２に示す。図２に示すように、Ｔｅを含有しない鋼種ＭＤ３では、いずれも密着性が良好であり、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度と密着性との間に相関はなかった。一方、Ｔｅを含有させた鋼種ＭＤ４では、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度が低い場合（Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下の場合）において密着性が良好であった。
【００２６】
鋼中にＣｕと、Ｔｅ等の特定元素とが共存する場合、脱炭焼鈍により生成した内部酸化ＳｉＯ２を含む酸化膜が仕上げ焼鈍時に焼鈍分離剤中のＭｇＯと反応する際、鋼板の表面に濃化したＴｅ等の特定元素及びＣｕが共に、鋼板と酸化膜との界面に偏析して液相膜を形成する。一次被膜の密着性の劣化は、この液相膜によって内部酸化ＳｉＯ２を含む酸化膜とＭｇＯとの反応が抑制され、一次被膜と鋼板との界面の構造を平坦化するためであると推察される。
【００２７】
従って、特定元素及びＣｕを含有する珪素鋼素材を用いて方向性電磁鋼板を製造する場合、焼鈍分離剤を塗布する前の鋼板として、鋼板の表面のＣｕ濃度を低下させた鋼板を用いれば、一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度が低い方向性電磁鋼板を製造することができ、高い磁束密度及び優れた一次被膜の密着性が得られると考えられる。
【００２８】
本発明は以上のような検討の結果なされたものである。以下、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板等について説明する。
【００２９】
本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板及びその製造に用いるスラブの化学組成について説明する。詳細は後述するが、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板は、スラブの加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、及び脱炭焼鈍等を経て製造される。従って、方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板及びその製造に用いるスラブの化学組成は、脱炭鋼板の特性のみならず、これらの処理を考慮したものである。以下の説明において、方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板又はスラブに含まれる各元素の含有量の単位である「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板は、Ｃ：０．０３％〜０．１５％、Ｓｉ：１．８％〜７．０％、Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％、Ｓ：０．００５％〜０．０４０％、酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％、Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％、Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、Ｓｎ：０％〜０．５％、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％、かつ残部：Ｆｅ及び不純物で表される化学組成を有している。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、が例示される。
【００３０】
（Ｃ：０．０３％〜０．１５％）
Ｃは、二次再結晶を安定化させる。Ｃ含有量が０．０３％未満では、スラブの加熱時において結晶粒が異常に粒成長し、方向性電磁鋼板を製造する際の仕上げ焼鈍で二次再結晶が不十分となる。従って、Ｃ含有量は０．０３％以上とする。Ｃ含有量が０．１５％超では、冷間圧延後の脱炭焼鈍の時間が長くなるだけでなく、脱炭が不十分になりやすいため、製品において磁気時効を起こす。従って、Ｃ含有量は０．１５％以下とする。
【００３１】
（Ｓｉ：１．８％〜７．０％）
Ｓｉは鋼の電気抵抗を高めて渦電流損失を低減する。Ｓｉ含有量が１．８％未満では、製品の渦電流損失を抑制できない。従って、Ｓｉ含有量は１．８％以上とする。Ｓｉ含有量が７．０％超では、加工性が著しく劣化し、常温での冷間圧延が困難となる。従って、Ｓｉ含有量は７．０％以下とする。
【００３２】
（Ｍｎ：０．０２％〜０．３０％）
Ｍｎはインヒビターとして機能するＭｎＳを形成する。Ｍｎ含有量が０．０２％未満では、二次再結晶を生じさせるのに必要なＭｎＳが不足する。従って、Ｍｎ含有量は０．０２％以上とする。Ｍｎ含有量が０．３０％超では、スラブの加熱時にＭｎＳの固溶が困難となるだけでなく、熱間圧延時に再析出するＭｎＳのサイズが粗大化しやすい。従って、Ｍｎ含有量は０．３０％以下とする。
【００３３】
（Ｓ：０．００５％〜０．０４０％）
ＳはＭｎと、インヒビターとして機能するＭｎＳを形成する。Ｓ含有量が０．００５％未満では、二次再結晶を発現させるために十分なインヒビター効果が得られない。従って、Ｓ含有量は０．００５％以上とする。Ｓ含有量が０．０４０％超では、熱間圧延時に耳割れが発生しやすくなる。従って、Ｓ含有量は０．０４０％以下とする。
【００３４】
（酸可溶性Ａｌ：０．０１０％〜０．０６５％）
Ａｌはインヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。Ａｌ含有量が０．０１０％未満では、ＡｌＮが不足してインヒビター強度が低いため、その効果が発揮されない。従って、Ａｌ含有量は０．０１０％以上とする。Ａｌ含有量が０．０６５％超では、ＡｌＮが粗大化してインヒビター強度を低下させる。従って、Ａｌ含有量は０．０６５％以下とする。
【００３５】
（Ｎ：０．００３０％〜０．０１５０％）
ＮはＡｌと、インヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。Ｎ含有量が０．００３０％未満では、十分なインヒビター効果が得られない。従って、Ｎ含有量は０．００３０％以上とする。Ｎ含有量が０．０１５０％超では、ブリスタと呼ばれる表面傷が発生する。従って、Ｎ含有量は０．０１５０％以下とする。
【００３６】
（Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％）
Ｃｕは鋼板に残留して鋼板の比抵抗を高め、鉄損を低減させる。また、Ｃｕは二次再結晶に必要なインヒビターを強化し、方向性電磁鋼板の磁束密度を高める。Ｃｕ含有量が０．０３％未満では、その作用効果が十分に得られず、高い磁束密度を有する方向性電磁鋼板を安定して製造できない。従って、Ｃｕ含有量は０．０３％以上とする。Ｃｕ含有量が０．６０％超では、その作用効果が飽和する。従って、Ｃｕ含有量は０．６０％以下とする。
【００３７】
（Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせ：合計で０．０００５％〜０．０３０％）
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ及びＢｉはインヒビターを強化し、磁束密度を向上させ、磁束密度Ｂ８が１．９４Ｔ以上の磁束密度を有する方向性電磁鋼板の安定した製造に寄与する。Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせが合計で０．０００５％未満では、その効果が小さい。従って、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせは、合計で０．０００５％以上とする。Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせが合計で０．０３０％超では、その効果が飽和するだけでなく、被膜密着性が著しく劣化する。従って、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ若しくはＢｉ又はこれらの任意の組み合わせは、合計で０．０３０％以下とする。Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ及びＢｉはいずれも鉄中の固溶度が小さく、一次被膜と鋼板との界面や、析出物と鋼板との界面に集まりやすい。そのような性質はインヒビターの強化に有効であるが、一次被膜の形成には悪影響を及ぼす傾向があるため、被膜密着性を劣化させると推察される。
【００３８】
Ｓｎは、必須元素ではなく、方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板に所定量を限度に適宜含有されていてもよい任意元素である。
【００３９】
（Ｓｎ：０％〜０．５％）
Ｓｎは二次再結晶を安定化させ、二次再結晶の粒径を小さくする。従って、Ｓｎが含有されていてもよい。その作用効果を十分に得るために、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．０５％以上とする。Ｓｎ含有量が０．５％超では、その作用効果が飽和する。従って、Ｓｎ含有量は０．５％以下とする。冷間圧延中の割れの発生をより低減して製品の歩留まりをより高くするために、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．２％以下とする。
【００４０】
本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板は、鋼板の表面に酸化膜を備え、酸化膜と鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．６０以下である。脱炭焼鈍により形成される酸化膜と、鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比を０．６０以下とすることにより、その後に形成される一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度が高まらないようにする。より高い一次被膜と鋼板との密着性を得るためには、酸化膜と鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比は、好ましくは０．４０以下である。
【００４１】
脱炭鋼板における酸化膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度は、ＧＤＳ分析を用いて得られるＣｕ／Ｆｅ発光強度比で代用することとする。Ｃｕ濃度は、Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比と相関があるからである。界面領域とは、次のような領域をいうものとする。ＧＤＳ分析で深さ方向の元素分布を測定すると、脱炭鋼板の表面から内部に向かい、酸化膜を形成する主元素であるＯ及びＳｉのピーク強度が減少する一方で、Ｆｅのピーク強度が増加する。界面領域とは、Ｆｅのピーク強度が最大となるスパッタ時間に対応する脱炭鋼板の表面からの深さと、Ｆｅのピーク強度がその１／２となるスパッタ時間に対応する脱炭鋼板の表面からの深さとの間の領域をいう。ＧＤＳ分析において、Ｃｕの発光強度、Ｆｅの発光強度を測定する際の検出波長は、それぞれ３２７．３９６ｎｍ、２７１．９０３ｎｍとする。ＧＤＳ分析を用いて得られるＦｅ発光強度、Ｃｕ発光強度及びＣｕ／Ｆｅ発光強度比の測定例を図３に示す。図３における領域Ａは、上記のように特定された界面領域である。Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比については、上記のように特定された界面領域において「界面領域内の各測定点における（Ｃｕ発光強度／Ｆｅ発光強度）の平均」により評価することとする。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の化学組成について説明する。詳細は後述するが、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板は、スラブの加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、焼鈍分離剤の塗布、及び仕上げ焼鈍等を経て製造される。仕上げ焼鈍には純化焼鈍が含まれてもよい。従って、方向性電磁鋼板の化学組成は、方向性電磁鋼板の特性のみならず、これらの処理を考慮したものである。以下の説明において、方向性電磁鋼板に含まれる各元素の含有量の単位である「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、Ｓｉ：１．８％〜７．０％、Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％、かつ残部：Ｆｅ及び不純物で表される化学組成を有している。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、具体的には、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、及びＳ等が例示される。また、焼鈍分離剤に由来するＢ等の元素が不純物として残留することもある。
【００４３】
（Ｓｉ：１．８％〜７．０％）
Ｓｉは鋼の電気抵抗を高めて渦電流損失を低減する。Ｓｉ含有量が１．８％未満では、その作用効果が得られない。従って、Ｓｉ含有量は１．８％以上とする。Ｓｉ含有量が７．０％超では、加工性が著しく劣化する。従って、Ｓｉ含有量は７．０％以下とする。
【００４４】
（Ｃｕ：０．０３％〜０．６０％）
Ｃｕは、方向性電磁鋼板の製造時にインヒビターの作用を強化し、製品における結晶粒の方位を｛１１０｝＜００１＞方位により高度に集積させ、特定元素と共に含有されることによりその効果がさらに高まる。また、Ｃｕは最終的に残留しても、比抵抗を高めて鉄損を低減させる。Ｃｕ含有量が０．０３％未満では、その作用効果が十分に得られない。従って、Ｃｕ含有量は０．０３％以上とする。Ｃｕ含有量が０．６０％超では、その作用効果が飽和する。従って、Ｃｕ含有量は０．６０％以下とする。なお、Ｃｕは、鋼の溶製時に原料としてスクラップを配合した場合には、そこから混入する場合もある。
【００４５】
本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板では、鋼板の表面にフォルステライトを含有する一次被膜を備え、一次被膜と鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下である。一次被膜を構成する成分のうち、主成分であるフォルステライトは７０質量％以上含有される。Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比を０．３０以下とすることにより、一次被膜と鋼板との密着性に優れた方向性電磁鋼板を得ることができる。より高い一次被膜と鋼板との密着性を得るためには、一次被膜と鋼板の表面との界面領域におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比は、好ましくは０．２０以下である。
【００４６】
方向性電磁鋼板における一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度は、ＧＤＳ分析を用いて得られるＣｕ／Ｆｅ発光強度比で代用することとする。Ｃｕ濃度は、Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比と相関があるからである。界面領域とは、次のような領域をいうものとする。ＧＤＳ分析で深さ方向の元素分布を測定すると、方向性電磁鋼板の表面から内部に向かい、一次被膜を形成する主元素であるＯ、Ｍｇ及びＳｉのピーク強度が減少する一方で、Ｆｅのピーク強度が増加する。界面領域とは、Ｆｅのピーク強度が最大となるスパッタ時間に対応する方向性電磁鋼板の表面からの深さと、Ｆｅのピーク強度がその１／２となるスパッタ時間に対応する方向性電磁鋼板の表面からの深さとの間の領域をいう。なお、Ｆｅのピーク強度が最大となるスパッタ時間に対応する方向性電磁鋼板の表面からの深さは、Ｍｇのピーク強度が検出されなくなる深さにもほぼ相当する。ＧＤＳ分析において、Ｃｕの発光強度、Ｆｅの発光強度を測定する際の検出波長は、それぞれ３２７．３９６ｎｍ、２７１．９０３ｎｍとする。
【００４７】
次に、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法について説明する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法では、スラブの加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、脱炭焼鈍、及び酸洗等を行う。
【００４８】
まず、上記脱炭鋼板の製造に用いる溶鋼を通常の方法でスラブとした後、このスラブの加熱及び熱間圧延を行う。
【００４９】
スラブ加熱温度が１３００℃未満では、ＭｎＳ等の析出物を溶解できないため、製品の磁束密度のばらつきが大きい。従って、スラブ加熱温度は、１３００℃以上とする。スラブ加熱温度が１４９０℃超では、スラブが溶融する。従って、スラブ加熱温度は、１４９０℃以下とする。
【００５０】
熱間圧延では、終了温度を１２００℃以下とする粗圧延を行い、開始温度を１０００℃以上とし、終了温度を９５０℃〜１１００℃とした仕上げ圧延を行う。粗圧延の終了温度が１２００℃超では、粗圧延でのＭｎＳ又はＭｎＳｅの析出が促進されず、仕上げ圧延においてＣｕ２Ｓが生成してしまい、製品の磁気特性が劣化する。従って、粗圧延の終了温度は１２００℃以下とする。仕上げ圧延の開始温度が１０００℃未満では、仕上げ圧延の終了温度が９５０℃を下回り、Ｃｕ２Ｓが析出しやすくなり、製品の磁気特性が安定しない。従って、仕上げ圧延の開始温度は１０００℃以上とする。仕上げ圧延の終了温度が９５０℃未満では、Ｃｕ２Ｓが析出しやすくなり、磁気特性が安定しない。また、スラブ加熱温度との温度差が大きすぎると、熱延コイル全長の温度履歴を合わせることが困難であるため、熱延コイルの全長にわたって均質なインヒビターを造り込むことが難しくなる。従って、仕上げ圧延の終了温度は９５０℃以上とする。仕上げ圧延の終了温度が１１００℃超では、ＭｎＳやＭｎＳｅを微細に分散させることを制御できない。従って、仕上げ圧延の終了温度は１１００℃以下とする。
【００５１】
粗圧延の開始から３００秒以内に仕上げ圧延を開始する。粗圧延の開始から仕上げ圧延の開始までの時間が３００秒超では、インヒビターとして機能する５０ｎｍ以下のＭｎＳ又はＭｎＳｅが分散しなくなり、脱炭焼鈍での粒径制御や仕上げ焼鈍での二次再結晶が困難となり、磁気特性が劣化する。従って、粗圧延の開始から仕上げ圧延の開始までの時間は、３００秒以内とする。なお、時間の下限は通常の圧延であれば特に設定する必要はない。粗圧延の開始から仕上げ圧延の開始までの時間が３０秒未満では、ＭｎＳ又はＭｎＳｅの析出量が十分でなく、仕上げ焼鈍時に二次再結晶粒が発達しにくくなる場合がある。
【００５２】
仕上げ圧延の終了から１０秒以内に、冷却速度が５０℃／秒以上の冷却を開始する。仕上げ圧延の終了から冷却を開始するまでの時間が１０秒超では、Ｃｕ２Ｓが析出しやすくなり、製品の磁気特性が安定しない。従って、仕上げ圧延の終了から冷却を開始するまでの時間は、１０秒以内とし、好ましくは２秒以内とする。仕上げ圧延後の冷却速度が５０℃／秒未満では、Ｃｕ２Ｓが析出しやすくなり、製品の磁気特性が安定しない。従って、仕上げ圧延後の冷却速度は５０℃／秒以上とする。
【００５３】
その後、６００℃以下の温度域で巻き取る。巻き取り温度が６００℃超では、Ｃｕ２Ｓが析出しやすくなり、製品の磁気特性が安定しない。従って、巻き取り温度は６００℃以下とする。
【００５４】
次に、得られた熱延鋼板の熱延板焼鈍を行う。仕上げ圧延の終了温度をＴｆとしたとき、熱延板焼鈍の保持温度を９５０℃〜（Ｔｆ＋１００）℃とする。保持温度が９５０℃未満では、熱延コイルの全長にわたってインヒビターを均質にすることができず、製品の磁気特性が安定しない。従って、保持温度は９５０℃以上とする。保持温度が（Ｔｆ＋１００）℃超では、熱間圧延で微細析出したＭｎＳが急激に成長し、二次再結晶が不安定化する。従って、保持温度は（Ｔｆ＋１００）℃以下とする。
【００５５】
次に、一回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を行って冷延鋼板を得る。その後、冷延鋼板の脱炭焼鈍を行う。脱炭焼鈍を行うことにより、鋼板の表面にＳｉＯ２を含む酸化膜が形成される。冷間圧延及び脱炭焼鈍は、一般的な方法により行うことができる。
【００５６】
熱間圧延後、冷間圧延の終了前に、例えば、熱間圧延と熱延板焼鈍との間に、又は熱延板焼鈍と冷間圧延との間に、硝酸、酸洗抑制剤及び界面活性剤を含む酸洗浴中で、保持温度を５０℃以上とし、保持時間を３０秒以上とする酸洗を行う。このような酸洗を行うことにより、鋼板の表面におけるＣｕ濃化部を除去することができる。Ｃｕ濃化部を除去することにより、脱炭焼鈍後における脱炭鋼板の表面のＣｕ濃度について、ＧＤＳ分析にて得られるＣｕ／Ｆｅ発光強度比を０．６０以下とすることができる。硝酸の含有量が５ｇ／ｌ未満では、Ｃｕ濃化部を十分に除去できない。従って、硝酸の含有量は５ｇ／ｌ以上とする。硝酸の含有量が２００ｇ／ｌ超では、その作用効果が飽和してコストが上昇する。従って、硝酸の含有量は２００ｇ／ｌ以下とする。酸洗抑制剤の含有量が０．５ｇ／ｌ未満では、鋼板の表面の過度な溶解が局所的に起こり、斑のある激しく荒れた表面となる。従って、酸洗抑制剤の含有量は０．５ｇ／ｌ以上とする。酸洗抑制剤の含有量が１０ｇ／ｌ超では、その作用効果が飽和してコストが上昇する。従って、酸洗抑制剤の含有量は１０ｇ／ｌ以下とする。界面活性剤の含有量が０．５ｇ／ｌ未満では、Ｃｕ濃化部を十分に除去できない。従って、界面活性剤の含有量は０．５ｇ／ｌ以上とする。界面活性剤の含有量が１０ｇ／ｌ超では、その作用効果が飽和してコストが上昇する。従って、界面活性剤の含有量は１０ｇ／ｌ以下とする。保持温度が５０℃未満では、酸洗によりスケールを除去する速度が著しく低下し、生産性が低下する。従って、保持温度は５０℃以上とする。保持時間が３０秒未満では、スケールを十分に除去できない。従って、保持時間は３０秒以上とする。
【００５７】
酸洗抑制剤としては、好ましくは有機系インヒビターを用いることができ、例えば、アミン誘導体、メルカプトン類、サルファイド類、チオ尿素及びその誘導体等を用いることができる。界面活性剤としては、好ましくはエチレングリコール、グリセリン等を用いることができる。
【００５８】
酸洗浴には、硝酸塩、例えば硝酸ナトリウムが含まれてもよい。硝酸塩を含む酸洗浴中で酸洗を行うことにより、鋼板の表面におけるＣｕ濃化部をより確実に除去することができ、脱炭焼鈍後における脱炭鋼板の表面のＣｕ濃度について、ＧＤＳ分析にて得られるＣｕ／Ｆｅ発光強度比を０．４０以下とすることができる。硝酸塩の含有量が０．５ｇ／ｌ未満では、Ｃｕ濃化部を確実に除去できないことがある。従って、硝酸塩の含有量は０．５ｇ／ｌ以上とする。硝酸塩の含有量が１０ｇ／ｌ超では、その作用効果が飽和してコストが上昇する。従って、硝酸塩の含有量は１０ｇ／ｌ以下とする。
【００５９】
このようにして、本実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板を製造することができる。
【００６０】
次に、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、スラブの加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤の塗布、仕上げ焼鈍、及び酸洗等を行う。スラブの加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、脱炭焼鈍及び酸洗については、上記方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法と同様に行うことができる。
【００６１】
得られた脱炭鋼板にＭｇＯを含む焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍を行う。酸洗については、熱間圧延後、冷間圧延の終了前に行うものとする。焼鈍分離剤はＭｇＯを含み、焼鈍分離剤中のＭｇＯの割合は、例えば９０質量％以上である。仕上げ焼鈍では、二次再結晶の完了後に、純化焼鈍を行ってもよい。焼鈍分離剤の塗布及び仕上げ焼鈍は、一般的な方法により行うことができる。
【００６２】
酸洗を行って、鋼板の表面のＣｕ濃度を制御することにより、その後行われる仕上げ焼鈍後に鋼板の表面に形成されるフォルステライトを主体とする一次被膜と、鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度について、ＧＤＳ分析にて得られるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下となる。また、硝酸塩を含む酸洗浴中で酸洗を行うことにより、鋼板の表面におけるＣｕ濃化部をより確実に除去することができ、仕上げ焼鈍後に鋼板の表面に形成される一次被膜と、鋼板との界面領域におけるＣｕ濃度について、ＧＤＳ分析にて得られるＣｕ／Ｆｅ発光強度比を０．２０以下とすることができる。
【００６３】
このようにして、本実施形態に係る方向性電磁鋼板を製造することができる。仕上げ焼鈍の後に、塗布及び焼き付けにより絶縁被膜を形成してもよい。
【００６４】
以上のことから、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板の製造方法及び方向性電磁鋼板の製造方法によれば、鋼板の表面におけるＣｕ濃度を適切に制御することができ、磁気特性が良好で一次被膜と鋼板との密着性に優れた方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板を得ることができる。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板及び方向性電磁鋼板について、実施例を示しながら具体的に説明する。以下に示す実施例は、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板及び方向性電磁鋼板のあくまでも一例にすぎず、本発明に係る方向性電磁鋼板用の脱炭鋼板及び方向性電磁鋼板が下記の例に限定されるものではない。【００６７】
真空溶解炉にて、表１に示す鋼種ＭＤ４〜鋼種ＭＤ１０の化学組成を有する珪素鋼素材を作製し、表３〜表５に示す温度でスラブを加熱後、表３〜表５に示す条件で熱間圧延を行って板厚が２．３ｍｍの熱延鋼板を得、表３〜表５に示す温度で巻き取りを行った。次に、熱延鋼板を焼鈍した後、表６に示す酸洗浴Ｂ１〜酸洗浴Ｂ３を用いて酸洗を行った。酸洗浴Ｂ２に含まれる硝酸塩として硝酸ナトリウムを用いた。その後、表３〜表５に示す条件で冷間圧延を行って板厚が０．２２ｍｍの冷延鋼板を得た。次に、得られた冷延鋼板に、脱炭焼鈍を含む一次再結晶焼鈍を施すことにより脱炭鋼板を得た後、脱炭鋼板にＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布して仕上げ焼鈍を行い、得られた仕上げ焼鈍板に絶縁被膜を塗布焼付けし、方向性電磁鋼板を得た。【００６８】
得られた脱炭鋼板と方向性電磁鋼板からそれぞれサンプルを採取してＧＤＳ分析を行い、脱炭鋼板については酸化膜と鋼板との界面領域におけるＣｕの発光強度とＦｅの発光強度を測定し、方向性電磁鋼板についてはフォルステライトを主体とする一次被膜と鋼板との界面領域におけるＣｕの発光強度とＦｅの発光強度を測定し、それぞれＣｕ／Ｆｅ発光強度比を求めた。得られた方向性電磁鋼板からサンプルを採取して磁束密度Ｂ８を測定した。仕上げ焼鈍でのコイル幅方向における端から５０ｍｍ離れた部分とコイル幅方向における中央部分からそれぞれサンプルを採取し、２０ｍｍφの円筒体に巻きつける曲げ試験を行った。この曲げにより円筒体の曲面上で変形した部分の長さは３０ｍｍ程度であり、この変形した部分での被膜残存率によって被膜密着性を評価した。被膜密着性の評価については、被膜残存率が７０％以上であった場合、被膜密着性に優れると判定した。これらの結果を表３〜表５に示す。なお、表３〜表５中の下線は、その数値が本発明の範囲から外れていることを示す。表６中の下線は、その条件が本発明の範囲から外れていることを示す。【００６９】
【表３】
2017073615.tif 000005
【００７０】
【表４】
2017073615.tif 000006
【００７１】
【表５】
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【００７２】
【表６】
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【００７３】
表３〜表５に示すように、試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．２７、Ｎｏ．２８、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４１、Ｎｏ．５３、Ｎｏ．５４、Ｎｏ．６６、Ｎｏ．６７、Ｎｏ．７９及びＮｏ．８０では、スラブ加熱温度、熱間圧延条件、冷却条件、巻き取り温度、熱延板焼鈍の保持温度、酸洗条件が本発明の範囲内にあるため、脱炭鋼板におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．６０以下、方向性電磁鋼板におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．３０以下という良好な結果が得られた。これらの試料のうち、試料Ｎｏ．２、Ｎｏ．２８、Ｎｏ．４１、Ｎｏ．５４、Ｎｏ．６７及びＮｏ．８０では、硝酸塩を含む酸洗浴で酸洗を行ったため、脱炭鋼板におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．４０以下、方向性電磁鋼板におけるＣｕ／Ｆｅ発光強度比が０．４０以下という優れた結果が得られた。【００７４】
試料Ｎｏ．１４及びＮｏ．１５では、Ｃｕ含有量が多すぎたため、Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比が大きかった。試料Ｎｏ．３、Ｎｏ．１６、Ｎｏ．２９、Ｎｏ．４２、Ｎｏ．５５、Ｎｏ．６８及びＮｏ．８１では、酸洗条件が本発明の範囲外であったため、Ｃｕ／Ｆｅ発光強度比が大きかった。試料Ｎｏ．４、Ｎｏ．１７、Ｎｏ．３０、Ｎｏ．４３、Ｎｏ．５６、Ｎｏ．６９及びＮｏ．８２では、スラブ加熱温度が低すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．５、Ｎｏ．１８、Ｎｏ．３１、Ｎｏ．４４、Ｎｏ．５７、Ｎｏ．７０及びＮｏ．８３では、スラブ加熱温度が高すぎたため、その後の熱間圧延を行うことができなかった。試料Ｎｏ．６、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．３２、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５８、Ｎｏ．７１及びＮｏ．８４では、粗圧延の終了温度が高すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．７、Ｎｏ．２０、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４６、Ｎｏ．５９、Ｎｏ．７２及びＮｏ．８５では、粗圧延の開始から仕上げ圧延の開始までの時間が長すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．８、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．３４、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．６０、Ｎｏ．７３及びＮｏ．８６では、仕上げ圧延の開始温度が低すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．９、Ｎｏ．２２、Ｎｏ．３５、Ｎｏ．４８、Ｎｏ．６１、Ｎｏ．７４及びＮｏ．８７では、仕上げ圧延の終了温度が低すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．２３、Ｎｏ．３６、Ｎｏ．４９、Ｎｏ．６２、Ｎｏ．７５及びＮｏ．８８では、仕上げ圧延の終了温度が高すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．１１、Ｎｏ．２４、Ｎｏ．３７、Ｎｏ．５０、Ｎｏ．６３、Ｎｏ．７６及びＮｏ．８９では、仕上げ圧延の終了から冷却開始までの時間が長すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．１２、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．３８、Ｎｏ．５１、Ｎｏ．６４、Ｎｏ．７７及びＮｏ．９０では、仕上げ圧延後の冷却速度が遅すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。試料Ｎｏ．１３、Ｎｏ．２６、Ｎｏ．３９、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．６５、Ｎｏ．７８及びＮｏ．９１では、巻き取り温度が高すぎたため、所望の方向性電磁鋼板が得られなかった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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