(57)【要約】側歪みの進展を確実に抑制でき、側歪みが発生した部分についても製品化可能である方向性電磁鋼板を提供する。本発明の方向性電磁鋼板は、鋼板１１の幅方向の一端側のグラス皮膜１２に、前記鋼板の圧延方向と平行な方向に沿って連続的な直線状に又は不連続な破線状に形成され、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部１４を有する。前記鋼板１１の地鉄部のうち前記線状変質部１４に対応する前記鋼板の幅方向位置において、結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量の平均値が０°以上、２０°以下である。
2012165393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の表面にグラス皮膜が形成された方向性電磁鋼板であって、
前記鋼板の幅方向の一端側の前記グラス皮膜に、前記鋼板の圧延方向と平行な方向に沿って連続的な直線状に又は不連続な破線状に形成され、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を有し、
前記鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部に対応する前記鋼板の幅方向位置において、結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量の平均値が０°以上、２０°以下である、方向性電磁鋼板。
【請求項２】
前記グラス皮膜の前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐよりも小さい、請求項１に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項３】
前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐ、及び前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、ＥＰＭＡ解析により求められ、
前記線状変質部は、前記グラス皮膜のうち、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、１．０未満であるＭｇ減少部として特定される、請求項２に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項４】
前記線状変質部は、前記Ｍｇ減少比Ｉｒが０．３以上、０．９５以下である前記Ｍｇ減少部として特定される、請求項３に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項５】
表面にＳｉＯ２皮膜が形成された前記鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射することによって、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部が形成され、前記ＳｉＯ２皮膜の前記レーザ処理部が変質することによって、前記グラス皮膜の前記線状変質部が形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項６】
前記鋼板の幅方向一端から前記線状変質部の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下であり、かつ、前記線状変質部の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項７】
前記線状変質部は、仕上げ焼鈍工程において前記鋼板をコイル状に巻いたときに最外周に位置する前記鋼板の圧延方向の一端を起点として前記鋼板の圧延方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項８】
グラス皮膜を表面に有する方向性電磁鋼板の製造方法であって、
表面にＳｉＯ２皮膜が形成された鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記鋼板の圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射して、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部を形成するレーザ処理工程と、
前記レーザ処理工程後に、前記鋼板の表面に焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程と、
前記焼鈍分離剤が塗布された前記鋼板に対して仕上げ焼鈍を行い、前記鋼板の表面に前記グラス皮膜を形成する仕上げ焼鈍工程と、
を含み、
前記レーザ処理部は、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に形成され、
前記仕上げ焼鈍工程では、前記鋼板をコイル状に巻き取り、前記レーザ処理部が形成された前記幅方向一端側が下方を向くように前記コイル状の鋼板を載置した状態で仕上げ焼鈍し、前記ＳｉＯ２皮膜及び前記焼鈍分離剤から前記グラス皮膜を形成するとともに、前記レーザ処理部に対応する部位に、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を形成する、方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記レーザ処理工程において、前記鋼板の幅方向一端から前記レーザ処理部の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下となり、かつ、前記レーザ処理部の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下となるように、前記レーザ処理部を形成する、請求項８に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記レーザ処理工程において、前記仕上げ焼鈍工程で前記鋼板をコイル状に巻いたときに最外周に位置する前記鋼板の圧延方向の一端を起点として前記鋼板の圧延方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に、前記レーザ処理部を形成する、請求項８又は９に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の表面にグラス皮膜が形成された方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述の方向性電磁鋼板は、例えば、素材をケイ素鋼スラブとし、熱間圧延工程→焼鈍工程→冷間圧延工程→脱炭焼鈍工程→仕上げ焼鈍工程→平坦化焼鈍工程→絶縁皮膜形成工程、といった手順で製造される。【０００３】
ここで、仕上げ焼鈍工程前の焼鈍において、鋼板の表面にはシリカ（ＳｉＯ２）を主体とするＳｉＯ２皮膜が形成される。また、仕上げ焼鈍工程では、鋼板をコイル状に巻き取った状態でバッチ式の焼鈍炉内に装入して熱処理を実施している。そこで、仕上げ焼鈍工程における鋼板の焼き付きを防止するために、仕上げ焼鈍工程の前に、鋼板の表面にマグネシア（ＭｇＯ）を主体とする焼鈍分離剤を塗布している。仕上げ焼鈍工程においては、ＳｉＯ２皮膜とマグネシアを主体とする焼鈍分離剤とが反応することにより、上述のグラス皮膜が形成されることになる。【０００４】
ここで、仕上げ焼鈍工程について詳述する。仕上げ焼鈍工程では、図１に示すように、鋼板を巻き取ったコイル５は、コイル５の巻軸５ａが鉛直方向となるように焼鈍炉カバー９内のコイル受台８上に設置される。【０００５】
このように設置されたコイル５が高温で焼鈍されると、図２に示すように、コイル受台８と接するコイル５の下端部５ｚは、コイル５の自重、及び、コイル受台８とコイル５との熱膨張係数の差などを原因として、塑性変形を起こす。この変形は後の平坦化焼鈍工程でも完全には取り除くことができず、一般に側歪み変形と呼ばれる。この側歪み変形が顧客の要求仕様を満足しない場合は、当該側歪み変形が生じた側歪み部５ｅがトリミングされる。したがって、側歪み部５ｅが増加すると、トリミング幅の増加によって歩留まりが低下するという問題がある。側歪みは、図３に示すように、コイル５から巻き解された鋼板を平らな定盤上に置いたときに、定盤面から鋼板の端部が形成する波の高さｈとして観測される。通常、側歪み部５ｅは、波の高さｈが２ｍｍ超の条件または下記（１）式で示される急峻度ｓが１．５％超（０．０１５超）の条件を満たすような鋼板の端部の変形領域である。
ｓ＝ｈ／ｌ  ・・・（１）
ここで、ｌは、側歪み部の幅である。【０００６】
仕上げ焼鈍時の側歪みの発生機構は、高温時の粒界すべりによって説明される。すなわち、９００℃以上の高温では、粒界すべりによる変形が顕著となるため、結晶粒界部において、側歪みを生じ易い。コイル受台と接するコイル下端部は、コイル中心部に比べて、二次再結晶の成長時期が遅い。そのため、コイル下端部では、結晶粒径が小さくなり、細粒化部を形成し易い。【０００７】
この細粒化部には、結晶粒界が多く存在するため、前記の粒界すべりが起こり易くなり、側歪みが発生すると推測されている。したがって、従来技術では、コイル下端部の結晶粒成長を制御することにより、コイル下端部の機械的変形（側歪み）を抑制する様々な方法が提案されている。【０００８】
特許文献１には、仕上げ焼鈍前に、コイル受台と接するコイル下端面から一定幅の帯状部に細粒化剤を塗布して、仕上げ焼鈍中にこの帯状部を細粒化させる方法が開示されている。また、特許文献２には、仕上げ焼鈍前に、コイル受台と接するコイル下端面から一定幅の帯状部に突起物を付けたロール等により加工変形歪みを付与して、仕上げ焼鈍中にこの帯状部を細粒化させる方法が開示されている。【０００９】
このように、特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、側歪みを抑制するために、意図的にコイル下端部の結晶を細粒化させ、コイル下端部の機械的強度を変化させている。【００１０】
しかし、特許文献１に開示された方法では、細粒化剤が液状であるため、塗布領域の正確な制御が困難である。また、細粒化剤が、鋼板端部から鋼板中央部に向かって拡散する場合もある。その結果、細粒化域の幅を一定に制御できないため、側歪み部の幅が、コイルの長手方向で大きく変化する。そして、最も大きく変形した側歪み部の幅をトリミング幅とするので、一箇所でも側歪み部の幅が大きいと、トリミング幅が増加し、歩留まりが低下する。【００１１】
また、特許文献２に開示された方法では、ロール等の機械加工による歪みを起点にコイル下端部の結晶を細粒化させている。しかしながら、長時間の連続加工によってロールが摩耗するため、与えられる加工変形歪み（圧下率）が経時的に低下して、細粒化効果が低下するという問題がある。特に、方向性電磁鋼板は、Ｓｉを多く含む硬い素材であるため、ロールの摩耗が激しく、ロールを頻繁に交換する必要がある。また機械加工は広範囲に歪みを与えてしまうため側歪みの抑制範囲には限界がある。【００１２】
一方、側歪みを抑制するために、コイル下端から一定幅の帯状部の二次再結晶を促進して、仕上げ焼鈍の早い時期に結晶粒径を大きくし、高温強度を向上させる方法が特許文献３、４、５、及び、６に開示されている。
結晶粒径を大きくする手段として、特許文献３及び４には、仕上げ焼鈍前に、プラズマ加熱や誘導加熱によって鋼板端部の帯状部を加熱する方法が開示されている。また、特許文献３、５、及び、６には、ショットブラスト、ロール、歯形ロール等で機械加工歪みを導入する方法が開示されている。【００１３】
プラズマ加熱や誘導加熱は、比較的加熱範囲が広い加熱方式であるため、帯状範囲を加熱するのには適している。しかしながら、プラズマ加熱や誘導加熱は、加熱位置や加熱温度を制御しにくいという問題がある。また、熱伝導によって、所定の範囲よりも広い領域が加熱されてしまうという問題がある。そのため、二次再結晶により結晶粒径を大きくする領域の幅を一定に制御できないため、側歪み抑制効果に不均一が生じ易いという問題がある。【００１４】
ロール等の機械加工による方法では、先に述べたように、ロールの摩耗のために歪み付与効果（歪み量）が経時的に低下するという問題がある。特に、二次再結晶の速度は、歪み量に応じて敏感に変化するため、ロールの摩耗による歪み量が僅かであっても、所望の結晶粒径が得られず、安定した側歪み抑制効果が得られないという問題がある。また機械加工は広範囲に歪みを与えてしまうため側歪みの抑制範囲には限界がある。【００１５】
上述のように、特許文献１〜６に開示された方法では、結晶粒径の制御（範囲及び大きさ）を正確に行うことが困難なため、十分な側歪み抑制効果が得られないという問題があった。【００１６】
そこで、特許文献７には、レーザビームの照射やウォータジェット等によって、鋼板の幅方向一端側領域に、圧延方向に平行に延在する変形容易部（溝、若しくは粒界すべり部）または高温変形部を形成する技術が提案されている。この場合、鋼板の幅方向一端側領域に形成された変形容易部（溝または粒界すべり変形部）によって側歪みの進展が防止され、側歪み部の幅を低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開昭６３−１００１３１号公報
【特許文献２】特開昭６４−０４２５３０号公報
【特許文献３】特開平０２−０９７６２２号公報
【特許文献４】特開平０３−１７７５１８号公報
【特許文献５】特開２０００−０３８６１６号公報
【特許文献６】特開２００１−３２３３２２号公報
【特許文献７】国際公開第２０１０／１０３７６１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、特許文献７に開示された粒界すべり変形部を形成する方法では、鋼板の地鉄部自体に変形容易部が形成される。この変形容易部は、仕上げ焼鈍時に鋼板の地鉄部に形成される粒界を含む直線状の領域、もしくは、鋼板の地鉄部に形成される結晶粒を含むすべり帯である。この変形容易部は、仕上げ焼鈍前に鋼板表面からレーザビームを照射し、地鉄部に熱影響を与えた部分に形成される。この際、レーザビームが照射された領域の地鉄部は、レーザビームの熱により溶融した後に再凝固するため、仕上げ焼鈍時に生ずる変形容易部では、磁化容易軸の方向が鋼板の圧延方向からずれた異常結晶粒が高い割合で発生している。このため、変形容易部が形成された領域の地鉄部においては、磁気特性が劣化することになる。【００１９】
ここで、上述のように側歪み部の幅が小さく抑えられた場合には、当該側歪み部を有する方向性電磁鋼板が顧客の要求品質を満足し、側歪み部のトリミングを実施しなくてもよいことがある。しかしながら、特許文献７に記載された発明においては、側歪み部が許容される場合であっても、変形容易部が形成された地鉄部に存在する異常結晶粒により磁気特性が劣化していることから、方向性電磁鋼板の品質が低下してしまうといった問題があった。【００２０】
さらに、鋼板の表面から厚み方向全体に渡って、あるいは鋼板の深い位置まで変形容易部を形成するためには、大きなエネルギーを鋼板に対して付与する必要がある。よって、仕上げ焼鈍前の前処理に多くの時間が掛かり、あるいは大型、大出力のレーザ装置が必要になり、方向性電磁鋼板を効率良く製造することができないといった問題があった。【００２１】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋼板の側端部に対するレーザビームの照射により側歪みの進展が確実に抑制されており、かつ、レーザビームの熱影響による鋼板の磁気特性の劣化も抑制された方向性電磁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】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋼板の表面にグラス皮膜が形成された方向性電磁鋼板であって、前記鋼板の幅方向の一端側の前記グラス皮膜に、前記鋼板の圧延方向と平行な方向に沿って連続的な直線状に又は不連続な破線状に形成され、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を有し、前記鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部に対応する前記鋼板の幅方向位置において、結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量の平均値が０°以上、２０°以下である、方向性電磁鋼板が提供される。【００２３】
前記グラス皮膜の前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐよりも小さいようにしてもよい。【００２４】
前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐ、及び前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、ＥＰＭＡ解析により求められ、前記線状変質部は、前記グラス皮膜のうち、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、１．０未満であるＭｇ減少部として特定されるようにしてもよい。【００２５】
さらに、前記線状変質部は、前記Ｍｇ減少比Ｉｒが０．３以上、０．９５以下である前記Ｍｇ減少部として特定されるようにしてもよい。【００２６】
表面にＳｉＯ２皮膜が形成された前記鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射することによって、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部が形成され、前記ＳｉＯ２皮膜の前記レーザ処理部が変質することによって、前記グラス皮膜の前記線状変質部が形成されるようにしてもよい。【００２７】
前記鋼板の幅方向一端から前記線状変質部の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下であり、かつ、前記線状変質部の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であるようにしてもよい。【００２８】
前記線状変質部は、仕上げ焼鈍工程において前記鋼板をコイル状に巻いたときに最外周に位置する前記鋼板の圧延方向の一端を起点として前記鋼板の圧延方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に形成されているようにしてもよい。【００２９】
また、本発明の別の観点によれば、グラス皮膜を表面に有する方向性電磁鋼板の製造方法であって、表面にＳｉＯ２皮膜が形成された鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記鋼板の圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射して、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部を形成するレーザ処理工程と、前記レーザ処理工程後に、前記鋼板の表面に焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程と、前記焼鈍分離剤が塗布された前記鋼板に対して仕上げ焼鈍を行い、前記鋼板の表面に前記グラス皮膜を形成する仕上げ焼鈍工程と、を含み、前記レーザ処理部は、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に形成され、前記仕上げ焼鈍工程では、前記鋼板をコイル状に巻き取り、前記レーザ処理部が形成された前記幅方向一端側が下方を向くように前記コイル状の鋼板を載置した状態で仕上げ焼鈍し、前記ＳｉＯ２皮膜及び前記焼鈍分離剤から前記グラス皮膜を形成するとともに、前記レーザ処理部に対応する部位に、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を形成する、方向性電磁鋼板の製造方法が提供される。【００３０】
前記レーザ処理工程において、前記鋼板の幅方向一端から前記レーザ処理部の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下となり、かつ、前記レーザ処理部の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下となるように、前記レーザ処理部を形成するようにしてもよい。【００３１】
前記レーザ処理工程において、前記仕上げ焼鈍工程で前記鋼板をコイル状に巻いたときに最外周に位置する前記鋼板の圧延方向の一端を起点として前記鋼板の圧延方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に、前記レーザ処理部を形成するようにしてもよい。【００３２】
前記の方向性電磁鋼板及びその製造方法によれば、鋼板の幅方向の一側端部のグラス皮膜に、圧延方向に沿って線状変質部が形成されているので、この線状変質部が局所変形することによって側歪みの進展が抑制される。ここで、鋼板の幅方向一端から線状変質部（レーザ処理部）の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下であり、かつ、線状変質部（レーザ処理部）の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、側歪み部の幅を確実に低減することが可能となる。【００３３】
さらに、前記線状変質部は、グラス皮膜のみに形成されており、鋼板の地鉄部に形成されていない。そして、鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部の下部に位置する部位において、前記鋼板の地鉄部の結晶粒の磁化容易軸の方向と圧延方向との角度ずれ量の平均値が２０°以下となっている。これにより、地鉄部のうち線状変質部に対応しない部位のみならず、線状変質部の下部に位置する部位においても、磁気特性が安定し、線状変質部を形成した部位を製品化することが可能となる。【００３４】
なお、本発明においては、Ｘ線回折による結晶方位測定法（ラウエ法）により測定された結晶粒の磁化容易軸の方向が、基準となる鋼板面内の圧延方向から、鋼板の幅方向軸回りに回転している角θｔと鋼板面に垂直な軸回りに回転している角θｎの２乗平均値θａを角度ずれ量と定義し、θａが２０°以上の結晶を「異常結晶粒」と呼ぶ。【００３５】
また、前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａが、前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐよりも小さくなることが好ましい。さらに、前記線状変質部は、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、１．０未満、特に、０．９５以下である線状のＭｇ減少部として特定されることが好ましい。この線状のＭｇ減少部においては、他のグラス皮膜の部分よりもＭｇ量が少なくなっている。Ｍｇは、グラス皮膜を代表する元素であることから、線状Ｍｇ減少部においては、グラス皮膜自体の厚さが減少していると推測される。よって、線状Ｍｇ減少部の機械的強度が他の部位よりも低くなって局所変形し易くなるため、側歪みの進展を抑制することが可能となる。【００３６】
なお、本発明では、線状Ｍｇ減少部の部位においてグラス皮膜厚が減少することになるが、グラス皮膜の上に絶縁皮膜を形成すれば、トランスとしての電気絶縁性には何ら問題はない。
【発明の効果】
【００３７】
上述のように、本発明によれば、グラス皮膜のうちレーザ処理部に対応する部分に形成された線状変質部によって側歪みの進展を抑制できる。
また、鋼板の地鉄部のうち線状変質部の下部に位置する部位においても、異常結晶粒の存在比率が低いため、レーザビームの熱影響による鋼板の磁気特性の劣化を抑制できる。従って、鋼板全体において結晶方位が安定しており、高品質な方向性電磁鋼板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】仕上げ焼鈍装置の一例を示す説明図である。
【図２】側歪みを抑制する手段を講じていない従来のコイルにおける側歪みの成長過程を示す概略図である。
【図３】側歪みの評価方法の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板を示す説明図である。
【図６Ａ】図４に示す方向性電磁鋼板における線状変質部を示す説明図である。
【図６Ｂ】図４に示す方向性電磁鋼板における線状変質部を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板の製造方法を示すフロー図である。
【図８】脱炭焼鈍工程、レーザ処理工程、焼鈍分離剤塗布工程、を実施する設備の概略説明図である。
【図９】レーザ処理工程を実施するレーザ処理装置の概略説明図である。
【図１０】レーザ処理工程を実施した鋼板の概略説明図である。
【図１１】図１０におけるＸ−Ｘ断面矢視図である。
【図１２】本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板をコイル状に巻き取った状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板における側歪みの成長過程を示す概略図である。
【図１４】レーザ処理部の幅及び鋼板端部からの距離と側歪み幅との関係を示すグラフである。
【図１５】レーザ処理部の圧延方向長さを変更した際の、仕上げ焼鈍コイル最外周部を起点とした圧延方向位置と側歪み幅との関係を示すグラフである。
【図１６】鋼板の地鉄部表面における結晶粒の発生状態を示す組織写真である。
【図１７】本発明の他の実施形態である方向性電磁鋼板を示す説明図である。
【図１８】鋼板の地鉄部表面における線状変質部の周辺に生じる結晶粒を示す説明図である。
【図１９】比較例に係る鋼板幅方向の断面における結晶粒の状態を示す模式図である。
【図２０】Ｍｇ減少比と、側歪み幅及び鋼板圧延方向に対する磁化容易軸の角度ずれ量の平均値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態に係る方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法について詳細に説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
本実施形態である方向性電磁鋼板１０は、図４に示すように、鋼板１１と、鋼板の表面に形成されたグラス皮膜１２と、グラス皮膜１２の上に形成された絶縁皮膜１３と、を備えている。
【００４１】
鋼板１１は、方向性電磁鋼板の素材として一般的に用いられる、Ｓｉを含有する鉄合金で構成される。本実施形態に係る鋼板１１は、例えば、以下の組成からなる。
【００４２】
Ｓｉ；２．５質量％以上４．０質量％以下
Ｃ；０．０２質量％以上０．１０質量％以下
Ｍｎ；０．０５質量％以上０．２０質量％以下
酸可溶性Ａｌ；０．０２０質量％以上０．０４０質量％以下
Ｎ；０．００２質量％以上０．０１２質量％以下
Ｓ；０．００１質量％以上０．０１０質量％以下
Ｐ；０．０１質量％以上０．０４質量％以下
残部；Ｆｅ及び不可避不純物
【００４３】
また、鋼板１１の厚さは、一般的に０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であるが、この範囲外であってもよい。
【００４４】
グラス皮膜１２は、例えば、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）及びコージライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１６）、といった複合酸化物によって構成されている。なお、このグラス皮膜１２の厚さは、例えば、０．５μｍ〜３μｍであり、特に、１μｍ前後が一般的であるが、かかる例に限定されない。
【００４５】
絶縁皮膜１３は、例えば、コロイド状シリカとリン酸塩（リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウムなど）を主体とするコーティング液（特開昭４８−３９３３８号公報、特公昭５３−２８３７５号公報を参照。）、又は、アルミナゾルとホウ酸を混合したコーティング液（特開平６−６５７５４号公報、特開平６−６５７５５号公報を参照。）によって構成されている。本実施形態では、絶縁皮膜１３は、例えば、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカ、無水クロム酸（特公昭５３−２８３７５号公報を参照。）等からなる。なお、この絶縁皮膜１３の厚さは、例えば、２μｍ前後が一般的であるが、かかる例に限定されない。
【００４６】
そして、本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板１０においては、図５に示すように、方向性電磁鋼板１０の一側表面又は両側表面に、グラス皮膜１２の一部が変質した線状変質部１４が形成されている。線状変質部１４は、グラス皮膜１２の他の部位と比べて、組成もしくは厚みが異なっている。これは、グラス皮膜１２の線状変質部１４において、ＭｇやＦｅといったグラス皮膜１２を構成する元素の含有量の違いとして確認することができる。
【００４７】
図５に示すように、線状変質部１４は、方向性電磁鋼板１０の幅方向の一端から所定距離ＷＬだけ内側に、圧延方向と平行な方向（鋼板１１の長手方向）に線状に形成されている。図５の例では、線状変質部１４は、圧延方向と平行な方向に沿って連続的な直線状に形成されている。しかし、かかる例に限定されず、線状変質部１４は、不連続的な直線状、例えば、周期的に破断する破線状に形成されてもよい。なお、かかる線状変質部１４は、後述するように鋼板１１の表面に対するレーザビームの集光・照射によって形成される。
【００４８】
上記のように、本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、鋼板１１の幅方向一端側の表面上のグラス皮膜１２に、圧延方向に沿って線状変質部１４が形成されている。この線状変質部１４は、グラス皮膜１２の他の部位よりも、機械的強度が小さく、変形しやすい。従って、仕上げ焼鈍工程にて、鋼板１１が巻き取られたコイル５における線状変質部１４が優先的に局所変形することにより、コイル５の下端から上方に向けて進行する側歪みの進展を抑制できる。よって、仕上げ焼鈍工程の後工程において、方向性電磁鋼板１０のトリミング幅を極力低減することができる。
【００４９】
また、線状変質部１４は、鋼板１１の長手方向（圧延方向）の一部に部分的に形成されてもよい。この場合、線状変質部１４は、鋼板１１が巻かれたコイル５の最外周部を起点として鋼板１１の長手方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に形成されていることが好ましい。つまり、方向性電磁鋼板１０の長手方向の先端からの線状変質部１４の長手方向長さＬｚは、方向性電磁鋼板１０の全長Ｌｃに対して２０％以上（Ｌｚ≧０．２×Ｌｃ）であることが好ましい。
【００５０】
コイル５の外周側部分は、仕上げ焼鈍時において高温になるので、当該外周側部分に側歪みが発生し易い。このため、コイル５の最外周部を起点としてコイル５の全長Ｌｃの２０％以上の領域に線状変質部１４を形成することが好ましい。これにより、仕上げ焼鈍工程で、コイル５の外周側部分に形成された線状変質部１４が局所変形し、コイル５の外周側部分における側歪みの進展を確実に抑制することができる。一方、線状変質部１４の形成範囲がコイル５の全長Ｌｃの２０％未満である場合には、コイル５の外周側部分に十分な長さの線状変質部１４が形成されていないので、コイル５の外周側部分における側歪みの抑制効果が低減してしまう。
【００５１】
なお、側歪みの進展を更に確実に抑制するためには、鋼板１１の長手方向（圧延方向）全長に渡って線状変質部１４が形成されてもよい。
【００５２】
また、線状変質部１４は、方向性電磁鋼板１０の幅方向一端から線状変質部１４の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下となるような位置に形成されている（５ｍｍ≦ＷＬ≦３５ｍｍ）。さらに、線状変質部１４の幅ｄは、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下である（０．３ｍｍ≦ｄ≦５．０ｍｍ）。
【００５３】
このように、５ｍｍ≦ＷＬ≦３５ｍｍを満たす位置に線状変質部１４が形成され、かつ、線状変質部１４の幅ｄが０．３ｍｍ≦ｄ≦５．０ｍｍを満たすことで、仕上げ焼鈍工程で変形しやすい線状変質部１４を、結果として側歪み抑制が得られる位置に形成することができるので、側歪み部の幅を確実に低減することが可能となる。
【００５４】
なお、線状変質部１４は、方向性電磁鋼板１０の表面に対する目視又は顕微鏡観察等によって確認できないことが多い。しかしながら、線状変質部１４においては、グラス皮膜１２のＥＰＭＡ解析（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）によるＭｇの特性Ｘ線強度が、他の部位のグラス皮膜１２に比べて低くなる傾向にある。つまり、線状変質部１４は、図６Ａ、図６Ｂに示すように、グラス皮膜１２のＥＰＭＡ解析により得られるＭｇ減少比により規定される線状Ｍｇ減少部１４ａとして観察される。具体的には、線状Ｍｇ減少部１４ａは、グラス皮膜１２のＥＰＭＡ解析により求められるＭｇ減少比Ｉｒ（Ｉｒ＝Ｉａ／Ｉｐ）が０．３≦Ｉｒ＜１．０の範囲内となる領域であってもよい。
【００５５】
ここで、Ｍｇ減少比Ｉｒは、グラス皮膜１２のうち線状変質部１４が形成された部位（後述するレーザ処理部２０に対応する領域）におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａを、線状変質部１４が形成されていない他の部位（後述するレーザ処理部２０に対応する領域以外）におけるＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐで除算した値である。
【００５６】
このように、Ｍｇ減少比Ｉｒは、グラス皮膜１２におけるＭｇの特性Ｘ線強度の減少比率であり、線状Ｍｇ減少部１４ａは、グラス皮膜１２のうち、Ｍｇの特性Ｘ線強度が他の部位よりも低い線状の領域である。本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０においては、線状変質部１４を、上記Ｉｒが０．３≦Ｉｒ＜１．０の範囲内となる線状Ｍｇ減少部１４ａとして特定することができる。
【００５７】
さらに、この線状変質部１４においては、グラス皮膜１２のＥＰＭＡ解析によるＦｅの特性Ｘ線強度が、他の部位に比べて高くなる傾向にある。従って、このＦｅの特性Ｘ線強度によっても、線状変質部１４を特定することも可能である。あるいは、グラス皮膜１２にガラス成分として含まれるＡｌ、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｏ等の特性Ｘ線スペクトルから、線状変質部１４を特定することも可能である。
【００５８】
なお、図６におけるＥＰＭＡ解析は、空間分解ＥＰＭＡを用いて、照射電子ビーム強度１５ｋｅＶ、倍率５０倍、視野エリア２．５ｍｍ×２．５ｍｍ、空間分解５μｍ，Ｘ線分光結晶ＴＡＰ、の条件で実施した。
【００５９】
また、本実施形態では、鋼板１１のうち、線状変質部１４の内側に位置する部位の鋼板１１の地鉄部においては、結晶粒の磁化容易軸の方向と圧延方向との角度ずれ量θａの平均値が、０°以上、２０°以下、好ましくは０°以上、１０°以下である。
【００６０】
なお、本実施形態における結晶粒の磁化容易軸の方向と圧延方向との角度ずれ量θａは、次のように定義される。即ち、対象とする結晶粒の磁化容易軸の方向が、基準となる鋼板面内の圧延方向から、鋼板の幅方向軸回りに回転している角θｔと、鋼板面に垂直な軸回りに回転している角θｎの２乗平均値を角度ずれ量θａと定義する（θａ＝（θｔ２＋θｎ２）０．５）。このθｔ及びθｎは、Ｘ線回折による結晶方位測定法（ラウエ法）により測定される。本実施形態ではθａ≧２０°となる結晶粒を、「異常結晶粒」と呼ぶが、これは、磁化容易軸が鋼板１１の圧延方向から大きくずれた結晶粒を意味する。一方、上記θａが２０°未満となる結晶粒を、「正常結晶粒」とする。結晶粒の磁化容易軸が圧延方向から大きくずれると、当該部位の磁化方向が圧延方向に対して大きく異なる方向を向きやすく、圧延方向に磁力線を透しにくくなる。この結果、鋼板１１の圧延方向に対する磁気特性が劣化する。
【００６１】
なお、方向性電磁鋼板の結晶方位について、良品である製品の磁化容易方向が圧延方向から数度程度ずれていることもある。そこで、本実施形態においては、磁気特性も考慮して、磁化容易軸が圧延方向から大きくずれる異常結晶粒の基準として、上記θａの下限値を２０°に設定している。
【００６２】
また、本実施形態では、図１８に示すように、方向性電磁鋼板１０の圧延方向に対し略平行に形成される線状変質部１４の近傍の地鉄部に生ずる結晶粒に関して、角度ずれ量θａの平均値Ｒを次の式（１）で定義する。
【００６３】
【数１】
2012165393.tif 000003
【００６４】
ここで、ｉは結晶粒の番号である。Ｌｉは、線状変質部１４とｉ番目の結晶粒が重なるもしくは接する距離である。θａｉは、ｉ番目の結晶粒に関し、上記で定義された回転角θａである。また、図１８中の３番目及び４番目の結晶粒以外のように、結晶粒が線状変質部１４の両側にまたがっているときは、ｗｉ＝１とする。一方、図１８中の３番目及び４番目の結晶粒のように、線状変質部１４がちょうど２つの結晶粒の粒界に対応する場合は、ｗｉ＝０．５とする。
【００６５】
後の実施例でも示すように、仕上げ焼鈍前に鋼板表面からレーザビームを照射する際、地鉄部を溶融及び再凝固させるほどの熱影響を地鉄部の内部に与えると、仕上げ焼鈍中の鋼板の結晶成長に影響が現れ、角度ずれ量θａが大きくなり異常結晶粒の割合が増加する。この結果、方向性電磁鋼板の圧延方向に対する磁気特性が劣化する傾向となる。一方、レーザビームを照射するものの、その熱影響をＳｉＯ２皮膜までで留めておくと、仕上げ焼鈍時、レーザビームを照射した部分の結晶成長を、レーザビームを照射しない部分とほぼ同じにできる。この結果、角度ずれ量θａが小さくなり、正常結晶粒が得られる可能性が高くなる。
【００６６】
次に、本実施形態である方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
本実施形態である一方向性電磁鋼板の製造方法は、図７のフロー図に示すように、鋳造工程Ｓ０１と、熱間圧延工程Ｓ０２と、焼鈍工程Ｓ０３と、冷間圧延工程Ｓ０４と、脱炭焼鈍工程Ｓ０５と、レーザ処理工程Ｓ０６と、焼鈍分離剤塗布工程Ｓ０７と、仕上げ焼鈍工程Ｓ０８と、平坦化焼鈍工程Ｓ０９と、絶縁皮膜形成工程Ｓ１０と、を有している。
【００６７】
鋳造工程Ｓ０１では、上述の組成に調製された溶鋼を連続鋳造機に供給し、鋳塊を連続的に製出する。
熱間圧延工程Ｓ０２では、得られた鋳塊を所定温度（例えば１１５０〜１４００℃）に加熱して熱間圧延を実施する。これにより、例えば、厚さ１．８〜３．５ｍｍの熱間圧延材を製出する。
【００６８】
焼鈍工程Ｓ０３では、熱間圧延材に対して、例えば、焼鈍温度：７５０〜１２００℃、焼鈍時間：３０秒〜１０分の条件で熱処理を行う。
冷間圧延工程Ｓ０４では、焼鈍工程Ｓ０３後の熱間圧延材の表面を酸洗した上で、冷間圧延を実施する。これにより、例えば、厚さ０．１５〜０．３５ｍｍの鋼板１１を製出する。
【００６９】
脱炭焼鈍工程Ｓ０５では、鋼板１１に対して、例えば、焼鈍温度：７００〜９００℃、焼鈍時間：１〜３分の条件で熱処理を行う。なお、本実施形態では、図８に示すように、鋼板１１を走行させた状態で脱炭焼鈍炉３１を通過させることによって熱処理を実施している。
この脱炭焼鈍工程Ｓ０５により、鋼板１１の表面にはシリカ（ＳｉＯ２）を主体とするＳｉＯ２皮膜１２ａが形成される。
【００７０】
レーザ処理工程Ｓ０６では、図１０、図１１に示すように、ＳｉＯ２皮膜１２ａが形成された鋼板１１の幅方向一端側領域に対して、下記で詳細に説明するレーザ照射条件で圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射することにより、ＳｉＯ２皮膜１２ａに、上述した線状変質部１４を得るためのレーザ処理部２０を形成する。
【００７１】
なお、図１１に示す例では、このレーザ処理部２０は、上述した線状変質部１４に対応する位置に圧延方向に沿って線状に形成され、ＳｉＯ２皮膜１２ａの表層からＳｉＯ２皮膜１２ａと鋼板１１との界面近傍までの間の深さ領域に形成される。図１１の例では、レーザ処理部２０は、断面Ｖ字状の溝であるが、レーザ処理部２０の断面形状は、かかる例に限定されず、Ｕ字状、半円状などであってもよい。レーザビームの照射条件については後述するが、その条件によっては、ＳｉＯ２皮膜１２ａは熱影響を受けるのみで、ＳｉＯ２皮膜１２ａに、断面形状の変化といった物理的な形状変化がほとんど確認できないこともある。
【００７２】
レーザ処理工程Ｓ０６は、図８に示すように、脱炭焼鈍炉３１の後段側に配設されたレーザ処理装置３３によって実施される。なお、脱炭焼鈍炉３１とレーザ処理装置３３の間には、脱炭焼鈍工程Ｓ０５後の鋼板１１を冷却する冷却装置３２が配設されていてもよい。この冷却装置３２によって、レーザ処理工程Ｓ０６が施される鋼板１１の温度Ｔを、例えば０℃＜Ｔ≦３００℃の範囲内に設定することが可能である。
【００７３】
レーザ処理装置３３は、図９に示すように、レーザ発振器３３ａと、レーザ発振器３３ａから発振されたレーザビームを集光する集光レンズ３３ｂと、レーザビームの照射点近傍にアシストガスを噴射するガスノズル３３ｃと、を備えている。アシストガスの種類は特に限定されないが、例えば、空気又は窒素を用いることができる。レーザの光源、種類については、特に限定はされない。
【００７４】
レーザ処理工程Ｓ０６では、レーザビームが照射された部位のＳｉＯ２皮膜１２ａ（レーザ処理部２０）の内側の鋼板１１の地鉄部に、レーザビームの照射による熱影響層が形成されないように、レーザビームの照射条件が適切に調整される。例えば、レーザビームの照射による溶融部などの顕著な熱影響部が、鋼板１１の地鉄部の表面近傍に形成されないように、また、レーザビームが照射された部位の地鉄部の表面が、他の部分の地鉄部の表面と比べて同程度に平坦となるように、レーザビームの強度（レーザーパワーＰ）等の照射条件が調整される。
【００７５】
あるレーザの光源、種類、鋼板１１の幅方向のレーザビーム径ｄｃ（ｍｍ）、鋼板１１の通板方向（長手方向）のレーザビーム径ｄＬ（ｍｍ），鋼板１１の通板速度ＶＬ（ｍｍ／ｓｅｃ）、鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）、アシストガスの流量Ｇｆ（Ｌ／ｍｉｎ）などのレーザ照射条件がそれぞれ与えられた場合を考える。この場合において、それら全ての条件を固定したまま、レーザパワーＰ（Ｗ）をゼロから徐々に増加させ、鋼板１１の地鉄部の表面に溶融が生ずるレーザパワーＰの閾値をＰ０（Ｗ）とする。かかる条件下において、レーザ処理工程Ｓ０６では、０．３×Ｐ０≦Ｐ＜Ｐ０を満たすようなレーザパワーＰに設定して、鋼板１１のＳｉＯ２皮膜１２ａにレーザビームを照射することが望ましい。これにより、レーザビームの照射により、当該照射位置の直下の地鉄部に溶融部を発生させることなく、ＳｉＯ２皮膜１２ａのみに適切にレーザ処理部２０を形成できる。
【００７６】
焼鈍分離剤塗布工程Ｓ０７では、ＳｉＯ２皮膜１２ａの上に、マグネシア（ＭｇＯ）を主体とする焼鈍分離剤を塗布し、加熱乾燥する。なお、本実施形態では、図８に示すように、レーザ処理装置３３の後段側に、焼鈍分離剤塗布装置３４が配設されており、レーザ処理工程Ｓ０６が実施された鋼板１１の表面に対して連続的に焼鈍分離剤を塗布される。
【００７７】
そして、焼鈍分離剤塗布装置３４を通過した鋼板１１は、コイル状に巻き取られて、上記のコイル５となる。なお、このコイル５の最外周端は、脱炭焼鈍炉３１、レーザ処理装置３３、焼鈍分離剤３４を通過する鋼板１１の後端となる。そこで、本実施形態では、レーザ処理工程Ｓ０６において、鋼板１１の長手方向の後端側の領域にレーザ処理部２０を形成することになる。
【００７８】
次に、仕上げ焼鈍工程Ｓ０８では、図１２に示すように、焼鈍分離剤を塗布された鋼板１１を巻き取ったコイル５を、巻軸５ａが鉛直方向を向くようにしてコイル受台８の上に載置し、バッチ式の仕上げ焼鈍炉に装入して熱処理を実施する。なお、この仕上げ焼鈍工程Ｓ０８における熱処理条件は、例えば、焼鈍温度：１１００〜１３００℃、焼鈍時間：２０〜２４時間である。
【００７９】
このとき、図１２に示すように、コイル５（鋼板１１）のうちレーザ処理部２０が形成された幅方向一端側部分（コイル５の下端側）がコイル受台８に接触するように、コイル５を載置している。
【００８０】
この仕上げ焼鈍工程Ｓ０８によって、シリカを主体とするＳｉＯ２皮膜１２ａとマグネシアを主体とする焼鈍分離剤とが反応し、鋼板１１の表面にフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）からなるグラス皮膜１２が形成される。
【００８１】
本実施形態においては、レーザ処理部２０がＳｉＯ２皮膜１２ａの表層からＳｉＯ２皮膜１２ａと鋼板１１との界面近傍までの間の深さ領域に形成されている。このレーザ処理部２０が形成された領域が仕上げ焼鈍工程Ｓ０８においてグラス皮膜１２の線状変質部１４となる。上述のように、この線状変質部１４においては、ＥＰＭＡ解析によるＭｇの特性Ｘ線強度が、他の部位のグラス皮膜１２に比べて低くなる傾向にある。
【００８２】
従って、グラス皮膜１２に形成された線状変質部１４は、グラス皮膜１２の他の部位よりもＭｇの特性Ｘ線強度が減少した線状のＭｇ減少部として特定されうる（Ｉｒ＜１．０）。Ｍｇは、グラス皮膜１２を代表する元素であることから、当該線状Ｍｇ減少部においては、グラス皮膜自体の厚さが減少していると推測される。よって、線状Ｍｇ減少部の機械的強度が他の部位よりも低くなって局所変形し易くなるため、仕上げ焼鈍工程Ｓ０８において側歪みの進展を抑制することが可能となる。また上述のように、グラス皮膜１２のＥＰＭＡ解析によると、線状変質部１４においては他の部位に比べて、Ｍｇの特性Ｘ線強度が減少するとともに、Ｆｅの特性Ｘ線強度が高くなる傾向にある。グラス皮膜１２の厚みの減少のみならず、グラス皮膜１２中のＭｇやＦｅ等の元素の割合（狭義の組成）の変化も線状変質部１４の機械強度の低下に寄与しているものと考えられる。当該狭義の組成の変化も、ＥＰＭＡ解析による特性Ｘ線強度の変化として現れる。また、上記グラス皮膜１２の厚みが変化した場合も、当該厚みのグラス皮膜１２中に含まれるＭｇやＦｅ等の元素の量が変化するため、上記ＥＰＭＡ解析による特性Ｘ線強度が変化する。
【００８３】
従って、本発明においては、上記ＥＰＭＡ解析により特性Ｘ線強度の変化として現れる「グラス皮膜の厚みの変化」及び「グラス皮膜中の元素の割合（狭義の組成）の変化」の双方を、「グラス皮膜の組成（広義の組成）の変化」として考える。つまり、本発明の「グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部」における「組成」は、上記広義の組成を意味し、「線状変質部」は、グラス皮膜の他の部位と比べて、上記狭義の組成又は厚みが異なる部分を意味する。
【００８４】
平坦化焼鈍工程Ｓ０９では、コイル状に巻き取られた鋼板１１を巻き解して、約８００℃の焼鈍温度で張力を加えて板状に伸ばして搬送し、コイルの巻き変形を開放して平坦化する。この平坦化焼鈍工程Ｓ０９と同時に、絶縁皮膜成形工程Ｓ１０では、鋼板１１の両面に形成されたグラス皮膜１２の上に絶縁剤を塗布、焼付けを行い、絶縁皮膜１３を形成する。
【００８５】
このようにして、鋼板１１の表面にグラス皮膜１２及び絶縁皮膜１３が形成され、本実施形態である方向性電磁鋼板１０が製造される。
なお、この後、鋼板１０の片面に向けてレーザビームを集光・照射し、圧延方向にほぼ直交し、かつ、圧延方向に周期的な線状の歪を付与して、磁区制御を行ってもよい。
【００８６】
以上のような方向性電磁鋼板１０の製造方法においては、上述のように、レーザ処理工程Ｓ０６にて、ＳｉＯ２皮膜１２ａが形成された鋼板１１の幅方向一端側領域にレーザ処理部２０が形成される。そして、焼鈍分離剤塗布工程Ｓ０７を経た後に、仕上げ焼鈍工程Ｓ０８にて、上記ＳｉＯ２皮膜１２ａと焼鈍分離剤からグラス皮膜１２が形成されるとともに、レーザ処理部２０が形成された領域に線状変質部１４が形成される。
【００８７】
ここで、仕上げ焼鈍工程Ｓ０８では、図１３に示すように、コイル５とコイル受台８との接触位置から所定の距離離れたコイル５上の位置（すなわちコイル５の一端側部）に、コイル５の圧延方向に沿って線状変質部１４が生成されることになる。この線状変質部１４においては、他の部位のグラス皮膜と比べて、上記したようにＭｇやＦｅ組成比などの狭義の組成や厚みが異なり、機械的強度も異なっていると考えられる。
仕上げ焼鈍工程Ｓ０８において、コイル５に自重等によって荷重が負荷された場合に、レーザ処理工程Ｓ０６にてＳｉＯ２皮膜１２ａに形成したレーザ処理部２０が優先的に変形することになる。
【００８８】
仕上げ焼鈍工程Ｓ０８では、図１３に示すように、コイル５とコイル受台８との接触位置（コイル５の幅方向一端側）から側歪み部５ｅが幅方向他端側に向けて進展していくが、上述の線状変質部１４において側歪み部５ｅの進展が抑制される。よって、側歪み部５ｅの幅が小さくなり、この側歪み部５ｅを除去する場合であっても、トリミング幅を小さくすることができ、方向性電磁鋼板１０の製造歩留まりを向上させることができる。
【００８９】
また、側歪み部５ｅの幅及び反りを十分に抑制できたため、製造された方向性電磁鋼板１０が、側歪み部５ｅを有したままでも、顧客の要求品質を満足する場合には、側歪み部５ｅをトリミングしなくてもよい。この場合には、方向性電磁鋼板１０の製造歩留まりをより一層向上できる。さらに、グラス皮膜１２のうち線状変質部１４が形成された部位の内側の鋼板１０の地鉄部は、上記レーザビームの照射による熱影響をほとんど受けていないので、当該部位の地鉄部に異常結晶粒がほとんど発生しておらず、磁気特性が劣化していない。従って、側歪み部５ｅのトリミングを行わない場合であっても、方向性電磁鋼板１０をそのまま、磁気特性に優れた製品として用いることができるので、方向性電磁鋼板１０の品質及び製品歩留まりの双方を向上できる。
【００９０】
本実施形態では、レーザ処理部２０がＳｉＯ２皮膜１２ａの表層からＳｉＯ２皮膜１２ａと鋼板１１との界面近傍までの間の深さ領域に形成されている。ただし、上述したように、鋼板１１の内部には、レーザビームの照射による溶融などの顕著な熱影響層が、地鉄部の表面近傍に形成されないように、また、他の部分の地鉄部の表面と比べて同程度に平坦であるように、レーザビームの強度等の照射条件を調整する。この結果、後で詳述するように、鋼板１１のうち線状変質部１４の内側に位置する部位（地鉄部）においては、鋼板１１の結晶粒の磁化容易軸方向の圧延方向からの角度ずれ量θａの平均値Ｒを２０°以下に抑制することが可能となる。
【００９１】
したがって、側歪み部５ｅの幅が小さく、この側歪み部５ｅを除去する必要がない場合であっても、線状変質部１４の内側の地鉄部分の結晶方位が従来よりも配向性が高く安定しており、用途によっては方向性電磁鋼板１０として利用することが可能となる。
【００９２】
また、レーザ処理工程Ｓ０６におけるレーザビームのパワーＰを低く抑えることができるので、大型、大出力のレーザ装置が不要になり、方向性電磁鋼板１０を効率良く製造することができる。
【００９３】
本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板１０においては、鋼板１１の幅方向一端から線状変質部１４の幅方向の中心までの距離ＷＬが５ｍｍ≦ＷＬ≦３５ｍｍの範囲内とされ、線状変質部１４の幅ｄが０．３ｍｍ≦ｄ≦５．０ｍｍの範囲内とされているので、側歪み部５ｅの進展を線状変質部１４によって確実に抑制することができる。
【００９４】
また、線状変質部１４（レーザ処理部２０）の圧延方向長さＬｚは、コイル５の最外周部を起点としてコイル５の全長Ｌｃの２０％以上とされているので、側歪みが発生し易いコイル５の外周側部分においても、側歪みの進展を確実に抑制することができる。
【００９５】
さらに、本発明の一実施形態では、線状変質部１４が、線状Ｍｇ減少部１４ａを含んでいる。この線状Ｍｇ減少部１４ａは、グラス皮膜１２のうち、Ｍｇ減少比Ｉｒ（Ｉｒ＝Ｉａ／Ｉｐ）が０．３≦Ｉｒ＜１．０の範囲内となる領域である。この線状変質部１４（線状Ｍｇ減少部１４ａ）は、グラス皮膜１２の他の部位と比べて、グラス皮膜１２の厚さが薄くなっている、又は上記Ｍｇ若しくはＦｅ等の組成（上記狭義の組成）が変化している部分である。
【００９６】
本発明の一実施形態では、仕上げ焼鈍のための分離材塗布前のレーザ処理工程において、ＳｉＯ２皮膜１２ａおよびその内側の地鉄部の表面近傍に溶融部等の顕著な熱影響部が生成されないように、且つ、仕上げ焼鈍工程で上記のレーザ処理部２０から線状変質部１４を得られる程度の、比較的低い強度で、レーザビームを照射する。これにより、詳細なメカニズムは明らかではないが、線状変質部１４（線状Ｍｇ減少部１４ａ）の機械的強度が他の部分よりも低くなって変形し易くなると考えられる。また、レーザビーム照射によってＳｉＯ２皮膜１２ａに導入される残留歪が影響している可能性もある。その結果、仕上げ焼鈍工程において、線状変質部１４（線状Ｍｇ減少部１４ａ）の局所変形によって側歪み部５ｅの進展を抑制するものと推測される。
【００９７】
以上、本発明の一実施形態である方向性電磁鋼板１０、方向性電磁鋼板１０の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００９８】
例えば、鋼板１１の組成については、本実施形態に規定したものに限定されることはなく、他の組成の鋼板であってもよい。また、図８、図９に示す装置を用いて、脱炭焼鈍工程Ｓ０５、レーザ処理工程Ｓ０６、焼鈍分離剤塗布工程Ｓ０７を実施するものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の構造の装置でこれらを実施してもよい。また、レーザ処理工程Ｓ０６は、脱炭焼鈍工程Ｓ０５と仕上げ焼鈍工程Ｓ０８の間であればどこに配置してもよく、例えば、焼鈍分離剤塗布工程Ｓ０７の後、仕上げ焼鈍工程Ｓ０８の前に配置してもよい。
【００９９】
さらに、図５に示すように、線状変質部１４が圧延方向と平行な方向に連続的な直線状に形成される例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、図１７に示すように、不連続な破線状の線状変質部１４（レーザ処理部２０）が圧延方向に周期的に形成されてもよい。この場合、レーザビームの平均パワーを削減できる効果がある。周期的な線状変質部１４を形成する場合、１周期あたりのレーザ処理部２０の割合ｒは、側歪み抑制効果が得られれば特に限定されないが、例えばｒ＞５０％とすることが望ましい。
【０１００】
なお、鋼板１０の両面にレーザビームを照射することにより方向性電磁鋼板１０の両面に線状変質部１４（レーザ処理部２０）を形成してもよい。
【実施例】
【０１０１】
次に、本発明の効果を確認するために実施した確認実験について説明する。【０１０２】
まず、Ｓｉ；３．０質量％、Ｃ；０．０５質量％、Ｍｎ；０．１質量％、酸可溶性Ａｌ；０．０２質量％、Ｎ；０．０１質量％、Ｓ；０．０１質量％、Ｐ；０．０２質量％、残部がＦｅ及び不可避不純物、といった組成のスラブを鋳造した（鋳造工程）。【０１０３】
このスラブに対して、１２８０℃で熱間圧延を実施し、厚さ２．３ｍｍの熱間圧延材を製出した（熱間圧延工程）。【０１０４】
次に、熱間圧延材に対して、１０００℃×１分の条件で熱処理を行った（焼鈍工程）。当該焼鈍工程後の圧延材を熱処理後に酸洗処理を施した上で、冷間圧延を実施し、厚さ０．２３ｍｍの冷間圧延材を製出した（冷間圧延工程）。【０１０５】
この冷間圧延材に対して、８００℃×２分の条件で脱炭焼鈍を実施した（脱炭焼鈍工程）。この脱炭焼鈍により、当該冷間圧延材である鋼板１１の両面にＳｉＯ２皮膜１２ａが形成された。【０１０６】
レーザ処理装置によって、上記ＳｉＯ２皮膜１２ａが形成された鋼板１１の表面にレーザビームを照射し、レーザ処理部２０を形成した（レーザ処理工程）。
次に、上記ＳｉＯ２皮膜１２ａにレーザ処理部２０が形成された鋼板１１の両面に、マグネシアを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した（焼鈍分離剤塗布工程）。【０１０７】
そして、焼鈍分離剤を塗布した鋼板１１をコイル状に巻き取った状態で、バッチ式の仕上げ焼鈍炉に装入し、１２００℃×２０時間の条件で仕上げ焼鈍を実施した（仕上げ焼鈍工程）。【０１０８】
ここで、上記のレーザ処理部２０を形成する際の条件を種々変更し、これらの条件と仕上げ焼鈍後の側歪み部５ｅの幅Ｗｇ（以下、側歪み幅Ｗｇという。）との関係を評価した。【０１０９】
また、鋼板１１のうち線状変質部１４の内側に位置する地鉄部における結晶粒の磁化容易軸方向を、Ｘ線回折を用いて測定し、圧延方向に対する当該磁化容易軸方向の角度ずれ量θａの平均値Ｒを求めた。さらに、ＳＳＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  ｓｈｅｅｔ  ｔｅｓｔｅｒ）試験によりＷ１７／５０の鉄損を評価した。ＳＳＴ測定の試験片は、鋼板エッジから１００ｍｍ幅の領域から、鋼板幅方向長さ１００ｍｍ、鋼板圧延方向長さ５００ｍｍのサイズで切り出した。【０１１０】
また、レーザ処理部２０に対応する部位に形成されたグラス皮膜１２の線状変質部１４のＭｇ減少比Ｉｒを測定した。このＭｇの定量分析では、絶縁皮膜１３まで施して製品とした鋼板１０の最上層にある絶縁皮膜１３をＮａＯＨ水溶液で除去し、グラス皮膜１２の成分をＥＰＭＡで分析した。線状変質部１４内のＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、幅ｄのＭｇ減少部のＸ線強度を、幅ｄの間で平均した値として定義した。なお、以上の分析を、仕上げ焼鈍工程後、絶縁皮膜形成工程前に実施することにより、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液で、鋼板１０の絶縁皮膜１３を洗浄するための分析前工程を省略できる。【０１１１】
また、レーザ装置としては、半導体レーザを使用した。鋼板１１の通板方向（長手方向）のレーザビーム径ｄＬ＝１２（ｍｍ）、鋼板１１の通板速度ＶＬ＝４００（ｍｍ／ｓｅｃ）、鋼板１１の板厚ｔ＝０．２３（ｍｍ）、アシストガスの流量Ｇｆ＝３００（Ｌ／ｍｉｎ）、レーザビームの鋼板１１の幅方向の照射位置ＷＬ＝２０（ｍｍ）とし、レーザパワーＰ（Ｗ）と鋼板１１の幅方向のレーザビーム径ｄｃ（ｍｍ）とをパラメータとして、レーザ処理および評価を行った。なお、コイル最外周部を起点としたレーザ処理部２０の圧延方向長さＬｚ＝３０００ｍ（コイル全長Ｌｃ＝１００００ｍ）とした。【０１１２】
表１にレーザビームの照射条件と評価結果のデータをまとめる。なお表１中のＰ０は、上記の条件（ｄＬ，ＶＬ，ｔ，Ｇｆ，ＷＬ）とｄｃを固定したまま、レーザパワーＰ（Ｗ）をゼロから徐々に増加させた際に、鋼板１１の地鉄部の表面に溶融が生ずるレーザパワーＰの閾値である。なお、表１に示す側歪み幅Ｗｇは、コイル全長に対する最大値である。【０１１３】
表１において、本発明例１〜６は、０°≦Ｒ≦２０°、及び、０．３≦Ｉｒ≦０．９５を満たす。また、本発明例７、８は、０°≦Ｒ≦２０°を満たすが、０．９５＜Ｉｒ＜１．０となっており、０．３≦Ｉｒ≦０．９５を満たさない。これに対し、比較例１〜３は、Ｒ＞２０°となっており、０°≦Ｒ≦２０°を満たさない。【０１１４】
【表１】
2012165393.tif 000004
【０１１５】
まず、鋼板１１の地鉄部の組織の観察結果を図１６に示す。図１６に示すように、比較例１、２においては、レーザ処理部２０（線状変質部１４）に対応する位置（図中の矢印で示す位置）に、鋼板１１の圧延方向に延在する細長い結晶粒又は結晶粒界が認められる。このような細長い結晶粒や結晶粒界の周囲が、上述の、磁化容易軸方向の圧延方向からの角度ずれ量θａが大きな異常結晶粒となる。比較例１〜３のレーザビームの照射直後、仕上げ焼鈍前の鋼板の幅方向断面の組織を観察すると、図１９に模式的に示すように、レーザビームの照射により鋼板１１の地鉄部が溶融及び再凝固して形成された異常結晶粒の組織（溶融再凝固部２２）が見られた。このように、比較例１〜３では、鋼板１１の地鉄部の内部にまで達した顕著な熱影響が、鋼板１１の結晶成長に影響を与えたために、異常結晶粒が発生しやすくなったものと推測される。【０１１６】
一方、図１６に示す本発明例（表１の「本発明例５」に対応）では、レーザ処理部２０（線状変質部１４）に対応する位置の地鉄部においても、他の部位の地鉄部とほぼ同様の結晶組織となっている。この本発明例の条件について、比較例と同様に、レーザビームの照射後、仕上げ焼鈍前に鋼板１１の幅方向の断面組織を観察したが、上記溶融再凝固部２２は、地鉄部の最表層部においても確認することができなかった。このように、本発明例では、レーザビームの照射による顕著な熱影響部が鋼板１１の地鉄部にまで達しないため、仕上げ焼鈍工程において、レーザ処理部２０の内側における鋼板１１の結晶成長が他の部位と同等に行われていると推測される。【０１１７】
（Ｍｇ減少比Ｉｒ）
また、図２０は、レーザ処理部２０に対応する部位に形成されたグラス皮膜１２の線状変質部１４のＭｇ減少比Ｉｒと、側歪み部の幅Ｗｇ及び磁化容易軸の圧延方向からの平均ずれ角度Ｒとの関係を示す。【０１１８】
なお、ＥＰＭＡ解析としては、空間分解ＥＰＭＡを用いて、照射電子ビーム強度１５ｋｅＶ、倍率５０倍、視野エリア２．５ｍｍ×２．５ｍｍ、空間分解５μｍ，Ｘ線分光結晶ＴＡＰという条件で実施した。【０１１９】
また、本発明例１〜６のようにＭｇ減少比Ｉｒが０≦Ｉｒ≦０．９５の場合には、側歪み幅Ｗｇが低減されて、４０ｍｍ以下となる。なお、鋼板１１に対してレーザ処理を施さない場合（即ち、線状変質部１４を形成しない場合）には、Ｗｇは５０ｍｍであった。さらに、本発明例４〜６のように０≦Ｉｒ≦０．７０の場合には、側歪み幅Ｗｇが２１ｍｍ以下となり、より一層低減されている。このことから、線状変質部１４においては、Ｍｇ減少比Ｉｒが０．９５以下であることが好ましく、特に、０．７０以下とすることが更に好ましいことが確認される。一方、本発明例７、８のように１．０＞Ｉｒ＞０．９５である場合には、Ｗｇは４５以下であり、レーザ処理を施さない場合（Ｗｇ＝５０ｍｍ）と比較すれば、側歪みの抑制効果はあるものの、本発明例１〜６と比較してＷｇが１０％以上大きくなっており、側歪みの抑制効果が低下していることが確認される。【０１２０】
図２０には、線状変質部１４の内側の地鉄部分の結晶粒について、圧延方向に対する磁化容易軸の角度ずれ量θａの平均値Ｒを定量化し、上記Ｍｇ減少比ＩｒとＲの相関を調査した結果も示す。図２０によれば、Ｍｇ減少比Ｉｒが０．３以上である場合には、Ｒを２０°以下に抑制できることが分かる。さらにＭｇ減少比Ｉｒが０．５以上である場合にはＲを１０°以下に抑制できることが分かる。【０１２１】
また、表１に示す鉄損のデータからは、Ｒが１０°以下であれば、鉄損は、基準値０．８５±０．０２（Ｗ／ｋｇ）であり、鉄損の変動は誤差の範囲内であるので、鉄損の劣化は無いと言える。ここで、鉄損の基準値は、鋼板１１に対してレーザ処理を施さない場合の鉄損である。レーザ処理により鋼板１１の地鉄部に熱影響が及ぶほど、鉄損は基準値から外れて、鉄損の劣化が増大する。また、Ｒが２０°以下であれば、鉄損の劣化傾向が見えるものの、劣化しろは、基準値０．８５（Ｗ／ｋｇ）に対して０．０５（Ｗ／ｋｇ）未満である。一方、比較例１〜３のようにＲが２０°超、特に、比較例２、３のようにＲが４０°以上であれば、鉄損の劣化が０．０５（Ｗ／ｋｇ）以上と、大きくなっている。鉄損で０．０５（Ｗ／ｋｇ）の劣化は、方向性電磁鋼板における製品等級の１等級低下に相当する。従って、Ｒ≦２０°であれば、レーザ処理により形成された線状変質部１４を含む鋼板１０の幅方向の端部を、鋼板１０の内側の部分とまとめて同じ等級で出荷できる可能性が高い、という効果がある。これに対し、Ｒ＞２０°である場合には、線状変質部１４を含む鋼板１０の幅方向の端部に０．０５（Ｗ／ｋｇ）以上の鉄損の劣化が生じているため、当該端部の製品等級が１等級以上低下してしまう。このため、当該端部を鋼板１０の内側の部分とまとめて同じ等級で出荷できず、内側の部分の等級を確保するためには、当該端部を切り落とす必要が発生し、鋼板１０の歩留が低下してしまうという問題がある。【０１２２】
以上の図２０の結果によれば、Ｍｇ減少比Ｉｒが小さいほど、側歪み幅Ｗｇを低減できるが、Ｒが増大してしまう。一方で、Ｍｇ減少比Ｉｒが大きいほど、Ｒを低減できるが、側歪み幅Ｗｇが増大してしまう。従って、線状変質部１４の内側の地鉄部におけるＲを低減させ、且つ、側歪み幅Ｗｇを低減させる、という双方の目的を両立させるためには、０．３≦Ｉｒ＜１．０とすることが望ましく、０．３≦Ｉｒ≦０．９５とすることがより望ましく、０．５≦Ｉｒ≦０．７０とすることがより一層望ましいことが分かる。【０１２３】
以上によれば、鋼板１１に対してレーザ処理を行わない場合には、Ｗｇが５０ｍｍとなり、側歪みの抑制効果がない。これに対し、レーザ処理を行う場合には、鋼板１０の地鉄部の磁気特性を劣化させることなく、側歪みも抑制できる。特に、上記本発明例１〜６のようにレーザ処理を適切なレーザ照射条件で行うことで、０．３≦Ｉｒ≦０．９５の条件を満たす線状変質部１４を形成することができるので、地鉄部の磁気特性を劣化させることなく（Ｒ≦２０°）、側歪みを大幅に抑制できる（Ｗｇ≦４０ｍｍ）。また、本発明例７、８のようにレーザ処理が弱い場合には、０．９５＜Ｉｒ＜１．０を満たす線状変質部１４が形成されるため、地鉄部の磁気特性を劣化させることなく（Ｒ≦２０°）、ある程度の側歪み抑制効果を実現できる（４０ｍｍ＜Ｗｇ＜５０ｍｍ）。【０１２４】
（レーザ処理部２０（線状変質部１４）の幅ｄ，距離ＷＬ、圧延方向長さＬｚ）
次に、図１５は、鋼板全長Ｌｃ＝１００００ｍの場合において、コイル５の最外周部を起点としたレーザ処理部２０（線状変質部１４）の圧延方向長さＬｚを変更した際の、鋼板１１の圧延方向位置Ｚと、側歪み幅Ｗｇとの関係を示す。なお、鋼板１１の圧延方向位置Ｚの起点はコイル５の最外周部である。レーザ条件は上述の本発明例２に対応するものとした。鋼板１１の幅方向一側端からレーザ処理部２０の幅方向中心部までの距離ＷＬ＝２０ｍｍとした。【０１２５】
Ｌｚが５００ｍ（Ｌｃの５％）、あるいは１０００ｍ（Ｌｃの１０％）の場合には、Ｚ＜４０００ｍの範囲の側歪み幅Ｗｇは、レーザ処理を実施していない比較例と同等であった。しかし、Ｌｚが２０００ｍ以上、すなわち鋼板全長Ｌｃの２０％以上の場合、側歪み幅Ｗｇは、鋼板全長Ｌｃにわたり３０ｍｍ程度に抑制されている。このことから、側歪み変形が顕著なコイルの外周部から２０％以上の領域に、レーザ処理部２０（線状変質部１４）を形成することが好ましく、これにより、側歪みの発生が顕著なコイル５の外周部において側歪みを効率的に抑制できるといえる。【０１２６】
さらに、図１４は、鋼板１１の幅方向の一側端からレーザ処理部２０（線状変質部１４）の幅方向中心部までの距離ＷＬと、側歪み部の幅Ｗｇとの関係を示す。なお、このレーザ処理部２０（線状変質部１４）の前記圧延方向長さＬｚ＝３０００ｍ（コイル全長Ｌｃ＝１００００ｍ）とした。また、レーザ処理部２０（線状変質部１４）の幅ｄを、０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍの５水準とした。なお、図１４に示す側歪み幅Ｗｇは、コイル全長に対する最大値である。【０１２７】
図１４に示すように、レーザ処理部２０（線状変質部１４）の幅ｄが６ｍｍと大きい場合には、側歪み幅Ｗｇが４５ｍｍ以上となり、側歪み幅Ｗｇの抑制効果が小さいことが確認される。これに対し、幅ｄが０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍである場合には、側歪み幅Ｗｇが概ね４０ｍｍ以下となり、側歪み幅Ｗｇを適切に抑制できることが分かる。また、レーザ処理部２０の幅ｄが細くなりすぎると、仕上げ焼鈍中に当該レーザ処理部２０（線状変質部１４）の部位が変形しにくくなるため、幅ｄは０．３ｍｍ以上であることが好ましい。【０１２８】
また、距離ＷＬが４０ｍｍ以上となると、幅ｄが５ｍｍ以下であったとしても、側歪み幅Ｗｇが４５ｍｍ以上と大きくなっており、側歪み幅Ｗｇの抑制効果が小さくなることが確認された。これに対し、距離ＷＬが３５ｍｍ以下であれば、幅ｄが５ｍｍ以下の条件下では、側歪み幅Ｗｇが概ね４０ｍｍ以下となり、側歪み幅Ｗｇを適切に抑制できることが分かる。特に、距離ＷＬが１０〜２０ｍｍの範囲内であれば、幅ｄが３ｍｍ以下の条件下で、側歪み幅Ｗｇを３５ｍｍ以下に大幅に低減できる。また、距離ＷＬが５．０ｍｍ未満では、Ｗｇが若干増加する傾向があるため、距離ＷＬは５．０ｍｍ以上であることが好ましい。【０１２９】
以上のことから、レーザ処理部２０（線状変質部１４）の幅ｄは０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下とすることが好ましく、幅方向位置ＷＬは５．０ｍｍ以上、３５ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、側歪み幅Ｗｇを好適に許容値（例えば４０ｍｍ）以下に抑制することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
５  コイル
５ｅ  側歪み部
１０  方向性電磁鋼板
１１  鋼板
１２  グラス皮膜
１２ａ  ＳｉＯ２皮膜
１４  線状変質部
１４ａ  線状Ｍｇ減少部
２０  レーザ処理部
２２  溶融再凝固部
【図１】
2012165393.tif 000005
【図２】
2012165393.tif 000006
【図３】
2012165393.tif 000007
【図４】
2012165393.tif 000008
【図５】
2012165393.tif 000009
【図６Ａ】
2012165393.tif 000010
【図６Ｂ】
2012165393.tif 000011
【図７】
2012165393.tif 000012
【図８】
2012165393.tif 000013
【図９】
2012165393.tif 000014
【図１０】
2012165393.tif 000015
【図１１】
2012165393.tif 000016
【図１２】
2012165393.tif 000017
【図１３】
2012165393.tif 000018
【図１４】
2012165393.tif 000019
【図１５】
2012165393.tif 000020
【図１６】
2012165393.tif 000021
【図１７】
2012165393.tif 000022
【図１８】
2012165393.tif 000023
【図１９】
2012165393.tif 000024
【図２０】
2012165393.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月26日(2012.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の表面にグラス皮膜が形成された方向性電磁鋼板であって、
前記鋼板の幅方向の一端側の前記グラス皮膜に、前記鋼板の圧延方向と平行な方向に沿って連続的な直線状に又は不連続な破線状に形成され、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を有し、
前記鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部の下部に位置する結晶粒に関して、各結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量θａを定義したときに、前記角度ずれ量θａを前記線状変質部の下部に位置する結晶粒で平均化して得られた平均値Ｒが０°以上、２０°以下であり、
前記グラス皮膜の前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐよりも小さく、
前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａ、及び前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐは、ＥＰＭＡ解析により求められ、前記線状変質部は、前記グラス皮膜のうち、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、０．９５以下であるＭｇ減少部として特定される、方向性電磁鋼板。
【請求項２】
表面にＳｉＯ２皮膜が形成された前記鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射することによって、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部が形成され、前記ＳｉＯ２皮膜の前記レーザ処理部が変質することによって、前記グラス皮膜の前記線状変質部が形成される、請求項１に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項３】
前記鋼板の幅方向一端から前記線状変質部の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下であり、かつ、前記線状変質部の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項４】
前記線状変質部は、仕上げ焼鈍工程において前記鋼板をコイル状に巻いたときに最外周に位置する前記鋼板の圧延方向の一端を起点として前記鋼板の圧延方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項５】
グラス皮膜を表面に有する方向性電磁鋼板の製造方法であって、
表面にＳｉＯ２皮膜が形成された鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記鋼板の圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射して、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部を形成するレーザ処理工程と、
前記レーザ処理工程後に、前記鋼板の表面に焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程と、
前記焼鈍分離剤が塗布された前記鋼板に対して仕上げ焼鈍を行い、前記鋼板の表面に前記グラス皮膜を形成する仕上げ焼鈍工程と、
を含み、
前記レーザ処理部は、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に形成され、
前記仕上げ焼鈍工程では、前記鋼板をコイル状に巻き取り、前記レーザ処理部が形成された前記幅方向一端側が下方を向くように前記コイル状の鋼板を載置した状態で仕上げ焼鈍し、前記ＳｉＯ２皮膜及び前記焼鈍分離剤から前記グラス皮膜を形成するとともに、前記レーザ処理部に対応する部位に、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を形成し、
前記仕上げ焼鈍工程後の前記鋼板において、前記鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部の下部に位置する結晶粒に関して、各結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量θａを定義したときに、前記角度ずれ量θａを前記線状変質部の下部に位置する結晶粒で平均化して得られた平均値Ｒが０°以上、２０°以下であり、
前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａ、及び前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値ＩｐをＥＰＭＡ解析により求めたときに、前記Ｉａは前記Ｉｐよりも小さく、前記線状変質部は、前記グラス皮膜のうち、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、０．９５以下であるＭｇ減少部として特定される、方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ処理工程において、前記鋼板の幅方向一端から前記レーザ処理部の幅方向中心までの距離ＷＬが、５ｍｍ以上、３５ｍｍ以下となり、かつ、前記レーザ処理部の幅ｄが、０．３ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下となるように、前記レーザ処理部を形成する、請求項５に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ処理工程において、前記仕上げ焼鈍工程で前記鋼板をコイル状に巻いたときに最外周に位置する前記鋼板の圧延方向の一端を起点として前記鋼板の圧延方向の全長の２０％以上、１００％以下の領域に、前記レーザ処理部を形成する、請求項５又は６に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋼板の表面にグラス皮膜が形成された方向性電磁鋼板であって、前記鋼板の幅方向の一端側の前記グラス皮膜に、前記鋼板の圧延方向と平行な方向に沿って連続的な直線状に又は不連続な破線状に形成され、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を有し、前記鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部の下部に位置する結晶粒に関して、各結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量θａを定義したときに、前記角度ずれ量θａを前記線状変質部の下部に位置する結晶粒で平均化して得られた平均値Ｒが０°以上、２０°以下であり、前記グラス皮膜の前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａは、前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐよりも小さく、前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａ、及び前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値Ｉｐは、ＥＰＭＡ解析により求められ、前記線状変質部は、前記グラス皮膜のうち、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、０．９５以下であるＭｇ減少部として特定される、方向性電磁鋼板が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、本発明の別の観点によれば、グラス皮膜を表面に有する方向性電磁鋼板の製造方法であって、表面にＳｉＯ２皮膜が形成された鋼板の幅方向一端側領域に対し、前記鋼板の圧延方向と平行な方向にレーザビームを照射して、連続的な直線状又は不連続な破線状のレーザ処理部を形成するレーザ処理工程と、前記レーザ処理工程後に、前記鋼板の表面に焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程と、前記焼鈍分離剤が塗布された前記鋼板に対して仕上げ焼鈍を行い、前記鋼板の表面に前記グラス皮膜を形成する仕上げ焼鈍工程と、を含み、前記レーザ処理部は、前記ＳｉＯ２皮膜の表層から前記ＳｉＯ２皮膜と前記鋼板との界面までの間の深さ領域に形成され、前記仕上げ焼鈍工程では、前記鋼板をコイル状に巻き取り、前記レーザ処理部が形成された前記幅方向一端側が下方を向くように前記コイル状の鋼板を載置した状態で仕上げ焼鈍し、前記ＳｉＯ２皮膜及び前記焼鈍分離剤から前記グラス皮膜を形成するとともに、前記レーザ処理部に対応する部位に、前記グラス皮膜の他の部位と組成が異なる線状変質部を形成し、前記仕上げ焼鈍工程後の前記鋼板において、前記鋼板の地鉄部のうち前記線状変質部の下部に位置する結晶粒に関して、各結晶粒の磁化容易軸の方向と前記圧延方向との角度ずれ量θａを定義したときに、前記角度ずれ量θａを前記線状変質部の下部に位置する結晶粒で平均化して得られた平均値Ｒが０°以上、２０°以下であり、前記線状変質部におけるＭｇの特性Ｘ線強度Ｉａ、及び前記グラス皮膜の他の部位のＭｇの特性Ｘ線強度の平均値ＩｐをＥＰＭＡ解析により求めたときに、前記Ｉａは前記Ｉｐよりも小さく、前記線状変質部は、前記グラス皮膜のうち、前記Ｉｐに対する前記Ｉａの比率であるＭｇ減少比Ｉｒが０．３以上、０．９５以下であるＭｇ減少部として特定される、方向性電磁鋼板の製造方法が提供される。
【国際調査報告】
2012165393.tif 000026
2012165393.tif 000027