(57)【要約】  方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤、方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。  Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、およびＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものであることを特徴とする。［式１］  ０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５（上記式１中、［Ａ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第１成分の含有量である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、および
Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、
下記式１を満足するものであることを特徴とする方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第１成分の含有量である。）
【請求項２】
前記第２成分は、
Ｍｎの酸化物、またはＭｎの水酸化物を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
【請求項３】
前記第２成分は、ＭｎＯ２であり、前記第１成分は、ＭｇＯであることを特徴とする請求項２に記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
【請求項４】
方向性電磁鋼板、および
前記方向性電磁鋼板の表面に位置する一次被膜、を含み、
前記一次被膜は、２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）からなり、
前記一次被膜は、フォルステライト（ＭｇＳｉ２Ｏ４）を含む第１相と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２相とを含み、
前記一次被膜の総面積（１００面積％）に対して、前記第２相は、３面積％超過９４面積％未満含まれるものであることを特徴とする方向性電磁鋼板。
【請求項５】
前記一次被膜に含まれる２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）は、熱膨張係数が互いに異なるものであることを特徴とする請求項４に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項６】
前記方向性電磁鋼板は、下記式２を満足するものであることを特徴とする請求項４に記載の方向性電磁鋼板。
［式２］
［Ｃ］≦［Ｄ］
（上記式２中、［Ｃ］は、高温焼鈍前の鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量であり、［Ｄ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量である。）
【請求項７】
前記第２相は、Ｍｎの酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項４に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項８】
前記第２相は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項７に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項９】
前記方向性電磁鋼板は、下記式３を満足するものであることを特徴とする請求項８に記載の方向性電磁鋼板。
［式３］
［Ｅ］≦［Ｆ］
（上記式３中、［Ｅ］は、高温焼鈍前の鋼板内のＭｎの含有量であり、［Ｆ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板のＭｎの含有量である。）
【請求項１０】
鋼スラブを準備する段階、
前記鋼スラブを加熱する段階、
前記加熱された鋼スラブを熱間圧延して、熱延板を製造する段階、
前記熱延板を熱延板焼鈍した後、冷間圧延して、冷延板を製造する段階、
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、
前記脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面上に、焼鈍分離剤を塗布する段階、
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、および
方向性電磁鋼板を得る段階、を含み、
前記焼鈍分離剤は、
Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、および
Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものであることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第１成分の含有量である。）
【請求項１１】
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、において、
前記脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面に、ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜が形成されるものであることを特徴とする請求項１０に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、において、
前記ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜、内部鋼板、またはこれらの組み合わせ、および前記焼鈍分離剤の反応により、前記一次被膜が形成されるものであることを特徴とする請求項１１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１３】
前記焼鈍分離剤の前記第２成分は、Ｍｎの酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項１２に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記焼鈍分離剤の前記第２成分は、ＭｎＯ２であり、前記第１成分は、ＭｇＯであることを特徴とする請求項１３に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記一次被膜は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項１４に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、９５０〜１２５０℃であることを特徴とする請求項１０に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１７】
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、は、
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して、６５０℃まで平均５０℃／ｈで昇温する段階、および
６５０℃から焼鈍温度までは水素および窒素の混合気体雰囲気で平均１５℃／ｈで昇温する段階、を含むものであることを特徴とする請求項１０に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１８】
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、は、
８００〜９５０℃で行われるものであることを特徴とする請求項１０に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１９】
前記鋼スラブは、
ケイ素（Ｓｉ）：２．０〜４．０重量％、クロム（Ｃｒ）：０．０１〜０．２０重量％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０２〜０．０４重量％、マンガン（Ｍｎ）：０．０１〜０．２０重量％、炭素（Ｃ）：０．０４〜０．０７重量％、硫黄（Ｓ）：０．００１〜０．００５重量％、窒素（Ｎ）：０．００１〜０．０１重量％を含有し、残部はＦｅおよびその他不可避不純物からなるものであることを特徴とする請求項１０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、方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤、方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向性電磁鋼板とは、３．１％のＳｉ成分を含有したものであって、結晶粒の方位が｛１１０｝＜００１＞方向に整列された集合組織を有していて、圧延方向に極めて優れた磁気的特性を有する電磁鋼板である。
最近は、高磁束密度の方向性電磁鋼板が商用化されるにつれ、鉄損の少ない材料が求められている。鉄損を減少させるための方法としては、次の４つの技術的方法が知られている。ｉ）方向性電磁鋼板の磁化容易軸を含む｛１１０｝＜００１＞結晶粒方位を圧延方向に正確に配向する方法、ｉｉ）比抵抗増加元素を添加して渦電流損失を低減する方法、ｉｉｉ）化学的、物理的方法によりマグネチックドメインを微細化する磁区微細化方法、ｉｖ）表面処理などのような化学的方法による表面物性の改善または表面張力の付与方法などがそれである。
【０００３】
上記ｉｖ）方法は、方向性電磁鋼板の表面の性質を積極的に改善することによって、素材の磁性を改善する方法である。その代表例として、電磁鋼板の表面に高張力特性を有する絶縁被膜を形成する方法が研究されている。
絶縁被膜は、鋼板の一次被膜となるフォルステライト（Ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ、Ｍｇ２ＳｉＯ４）系被膜上に形成されることが一般的である。これは、一次被膜上に形成された絶縁被膜と鋼板との熱膨張係数の差を応用して、鋼板に引張応力を付与することによって、鉄損の減少効果を図る技術である。
【０００４】
このように被膜の張力特性を改善させるための方法は、絶縁被膜の特性を改善させることに集中されてきた。しかし、一次被膜も、低熱膨張性による引張応力を鋼板に付与できる。そのため、鉄心の電力損失または自己変形の改善に効果的に作用できる。つまり、鋼板と一次被膜との熱膨張係数の差が存在するため、引張応力特性の付与が可能である。
したがって、一次被膜の熱膨張係数を低下させて張力特性を増加させることができれば、鋼板の鉄損減少効果を期待することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的とするところは、張力特性が向上した一次被膜を形成するための方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤、これを用いて製造された鉄損が減少した方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤は、Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、およびＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものであることを特徴とする。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第１成分の含有量である。）
【０００７】
具体的には、第２成分は、Ｍｎの酸化物、またはＭｎの水酸化物を含むものであってもよい。
より具体的には、第２成分は、ＭｎＯ２であり、第１成分は、ＭｇＯであることが好ましい。
【０００８】
本発明の方向性電磁鋼板は、方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の表面に位置する一次被膜、を含み、一次被膜は、２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）からなり、一次被膜は、フォルステライト（ＭｇＳｉ２Ｏ４）を含む第１相と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２相とを含み、一次被膜の総面積（１００面積％）に対して、第２相は、３面積％超過９４面積％未満含まれるものであることを特徴とする。
【０００９】
一次被膜に含まれる２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）は、熱膨張係数が互いに異なるものであってもよい。
方向性電磁鋼板は、下記式２を満足するものであることができる。
［式２］
［Ｃ］≦［Ｄ］
（上記式２中、［Ｃ］は、高温焼鈍前の鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量であり、［Ｄ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量である。）
【００１０】
第２相は、Ｍｎの酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることができる。
具体的には、第２相は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むことができる。
具体的には、方向性電磁鋼板は、下記式３を満足するものであることが好ましい。
［式３］
［Ｅ］≦［Ｆ］
（上記式３中、［Ｅ］は、高温焼鈍前の鋼板内のＭｎの含有量であり、［Ｆ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板のＭｎの含有量である。）
【００１１】
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、鋼スラブを準備する段階、鋼スラブを加熱する段階、加熱された鋼スラブを熱間圧延して、熱延板を製造する段階、熱延板を熱延板焼鈍した後、冷間圧延して、冷延板を製造する段階、冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面上に、焼鈍分離剤を塗布する段階、焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、および方向性電磁鋼板を得る段階、を含み、焼鈍分離剤は、Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、およびＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものであることを特徴とする。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第１成分の含有量である。）
【００１２】
冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階において、脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面は、ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜が形成されたものであってもよい。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階において、ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜、内部鋼板、またはこれらの組み合わせ、および焼鈍分離剤の反応により、一次被膜が形成されることが好ましい。
具体的には、焼鈍分離剤の第２成分は、Ｍｎの酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることができる。
より具体的には、焼鈍分離剤の第２成分は、ＭｎＯ２であり、第１成分は、ＭｇＯであることが好ましい。
【００１３】
一次被膜は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであってよい。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、９５０〜１２５０℃であることがよい。
【００１４】
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階は、焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して、６５０℃まで平均５０℃／ｈで昇温する段階、および６５０℃から焼鈍温度までは水素および窒素の混合気体雰囲気で平均１５℃／ｈで昇温する段階、を含むものであることが好ましい。
冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階は、８００〜９５０℃で行われることがよい。
鋼スラブは、ケイ素（Ｓｉ）：２．０〜４．０重量％、クロム（Ｃｒ）：０．０１〜０．２０重量％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０２〜０．０４重量％、マンガン（Ｍｎ）：０．０１〜０．２０重量％、炭素（Ｃ）：０．０４〜０．０７重量％、硫黄（Ｓ）：０．００１〜０．００５重量％、窒素（Ｎ）：０．００１〜０．０１重量％を含有し、残部はＦｅおよびその他不可避不純物からなるものであることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、張力特性が向上した一次被膜を形成するための方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤、これを用いて製造された鉄損が減少した方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤を用いた方向性電磁鋼板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】通常の方法で得られた方向性電磁鋼板の一次被膜におけるＭｎ元素の分布をＥＰＭＡ装備を用いて測定したものである。
【図２】本発明の一実施例により得られた方向性電磁鋼板の一次被膜におけるＭｎ元素の分布をＥＰＡＭ装備を用いて測定したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、これは例として提示されるものであり、これによって本発明が制限されるものではなく、本発明は後述する特許請求の範囲によってのみ定義される。
第１、第２および第３などの用語は、多様な部分、成分、領域、層および／またはセクションを説明するために使用されるが、これらに限定されない。これらの用語は、ある部分、成分、領域、層またはセクションを、他の部分、成分、領域、層またはセクションと区別するために使用される。したがって、以下に述べる第１部分、成分、領域、層またはセクションは、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で第２部分、成分、領域、層またはセクションと言及されてもよい。
ここで使用される専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。ここで使用される単数形態は、文章がこれと明確に反対の意味を示さない限り、複数形態も含む。明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分の存在や付加を除外させるわけではない。
【００１８】
ある部分が他の部分の「上に」あると言及する場合、これは、他の部分の上にあるか、その間に他の部分が伴っていてもよい。対照的にある部分が他の部分の「真上に」あると言及する場合、その間に他の部分は介在しない。
別途に定義しないが、ここで使用される技術用語および科学用語を含むすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。通常使用される辞書に定義された用語は、関連技術文献と現在開示された内容に符合する意味を有すると追加解釈され、定義されない限り、理想的または非常に公式的な意味で解釈されない。
また、別途の定義がない限り、「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下であることを意味する。
【００１９】
方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤
本発明の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤は、Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、およびＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものである。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第１成分の含有量である。）
【００２０】
一般に、方向性電磁鋼板の製造時、脱炭および浸窒焼鈍段階において、鋼板内の酸素親和度が最も高い成分のシリコン（Ｓｉ）が酸素と反応して、鋼板の表面にＳｉＯ２が形成される。また、焼鈍過程で酸素が次第に鋼板内に侵入すると、鉄（Ｆｅ）系酸化物（Ｆｅ２ＳｉＯ４など）がさらに形成される。つまり、脱炭および浸窒焼鈍工程では、必然的に鋼板の表面にＳｉＯ２および鉄（Ｆｅ）系酸化物を含む酸化膜が形成される。
【００２１】
このような脱炭および浸窒焼鈍工程後には、主にマグネシウム酸化物またはマグネシウム水酸化物を含む焼鈍分離剤を鋼板の表面に塗布した後、高温焼鈍する工程を経るが、この時、酸化膜内のＳｉＯ２は、マグネシウム酸化物またはマグネシウム水酸化物と反応する。このような反応は、下記化学反応式１、または化学反応式２で表され、これは、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、つまり、一次被膜を形成させる反応に相当する。このようなＭｇ酸化物またはＭｇ水酸化物によって生成されるフォルステライト層は、高温焼鈍過程で二次再結晶を安定して起こすのに役目をする。
［化学反応式１］
２Ｍｇ（ＯＨ）２＋ＳｉＯ２→Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）＋２Ｈ２Ｏ
［化学反応式２］
２ＭｇＯ＋ＳｉＯ２→Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）
方向性電磁鋼板の表面には、特殊な場合を除いて、フォルステライトを主体とする一次被膜が形成されることが一般的である。一次被膜は通常、コイルに巻取られた鋼板間の融着を防止し、鋼板との熱膨張差による張力を付与して鉄損を減少させる効果および絶縁性を付与する効果がある。
【００２２】
これに加えて、方向性電磁鋼板の表面に形成される一次被膜の特性を変化させることによって、磁気的性質を改善することができる。具体的には、フォルステライトのほか、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｍｎなど他の元素を主成分とする新たな相（ｐｈａｓｅ）を一次被膜内に共に生成させる。このように生成された相は熱膨張特性が互いに異なるため、一次被膜内で局部的に収縮−膨張の効果が異なる。そのため、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を減少させることができる。
具体的には、第２成分は、Ｍｎの酸化物、またはＭｎの水酸化物を含むものであることがよい。特に、Ｍｎ酸化物は、一次被膜の形成反応に安定して参加できるだけでなく、一次被膜の特性を改善させること以外にも、さらなる磁性改善効果を期待できる。例として、Ｍｎの酸化物は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、またはＭｎ３Ｏ４であってもよく、Ｍｎの水酸化物は、Ｍｎ（ＯＨ）４、ＭｎＳＯ４（Ｈ２Ｏ）、またはＭｎＳＯ４（Ｈ２Ｏ）５であることができる。ただし、これに限定するものではない。
【００２３】
より具体的には、第２成分は、ＭｎＯ２であり、第１成分は、ＭｇＯであってもよい。
Ｍｇ酸化物または水酸化物と共にＭｎ酸化物または水酸化物が混合された焼鈍分離剤から鋼板の表面に形成される一次被膜は、フォルステライト相以外の相を追加的に含む。これは、主にＭｎ酸化物で、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のＳｉＯ２、Ｆｅ酸化物、または内部鋼板の成分と反応して生成される。具体例として、一次被膜内に生成されるＭｎ酸化物は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２などであることができる。
【００２４】
ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３は、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が、焼鈍過程中に酸素と反応して生成され、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４は、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が、脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のＳｉＯ２との反応で生成される。ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２は、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が、脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のＳｉＯ２および鋼板内部のＡｌと反応して生成される。例として、Ｍｎ酸化物のうちの一部は、下記化学反応式３により生成される。
［化学反応式３］
２ＭｎＯ２＋ＳｉＯ２→Ｍｎ２ＳｉＯ４＋Ｏ２
一次被膜に生成されたＭｎ酸化物は、フォルステライト相（Ｍｇ２ＳｉＯ４）と異なる熱膨張係数を有する、そのため、一次被膜内で局部的に収縮−膨張の効果が異なる。その結果、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を減少させることができる。
【００２５】
焼鈍分離剤において、上記式１は、０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５であることがよい。２つの組成物の比［Ａ］／［Ｂ］が０．０５以下の場合には、一次被膜の内部にＭｎ酸化物が生成されなかったり、その比率が非常に少なくて被膜張力特性の改善効果を得にくくなる虞がある。２つの組成物の比［Ａ］／［Ｂ］が１０．５以上の場合には、鋼板の表面でＭｎＳのような析出物が過度に生成されたり、一次被膜の生成速度が遅くなって二次再結晶の成長を妨げるため、方向性電磁鋼板の磁性特性を確保することが不利になる虞がある。より具体的には、上記式１は、０．１≦［Ａ］／［Ｂ］≦９．５であることがよりよい。このことは、下記の実施例およびこれに対比される比較例から裏付けられる。
Ｍｎ酸化物またはＭｎ水酸化物を含む焼鈍分離剤を用いる場合には、一次被膜の相（ｐｈａｓｅ）変化以外にも、鋼板にさらなる性質が発生する。
具体的には、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれているＭｎ酸化物またはＭｎ水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のＭｎ含有量を増加させる。
【００２６】
一般に、Ｍｎは、Ｓｉ、Ａｌなどと共に鉄の比抵抗を増加させる元素として知られている。したがって、鋼中のＭｎ含有量が増加すると、最終的に得られた方向性電磁鋼板の比抵抗が増加して鉄損が減少する効果が得られる。
しかし、通常、鋼板のＭｎ含有量を増加させるためには、製鋼工程でＭｎの投入量を変化させる必要があるが、この場合には、鋼の性質が変わるため、後の熱間圧延−冷間圧延−脱炭および浸窒焼鈍など後続工程の製造条件の変更が必要である。
反面、Ｍｎ酸化物または水酸化物が含まれている焼鈍分離剤を用いる場合、方向性電磁鋼板を得るための全体工程のほぼ最後の段階で鋼板のＭｎ含有量を増加させるため、製鋼成分を変える場合のような後続工程の変更を考慮する必要が無くなる。
結果的に、本発明は、局部的な熱膨張差を利用した一次被膜の張力増加および鋼板のＭｎ含有量の増大による比抵抗増加効果を同時に有するため、既存の工程の変化なくても低い鉄損を有する方向性電磁鋼板を得ることができる。
【００２７】
方向性電磁鋼板
本発明の方向性電磁鋼板は、方向性電磁鋼板、および方向性電磁鋼板の表面に位置する一次被膜、を含み、一次被膜は、２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）からなり、一次被膜は、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を含む第１相と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２相とを含み、一次被膜の総面積（１００面積％）に対して、第２相は、３面積％超過９４面積％未満含まれるものである。
方向性電磁鋼板の一次被膜は、熱膨張係数が互いに異なる２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）を含み、一次被膜内で局部的に収縮−膨張の効果が異なる。そのため、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を低減させることができる。
【００２８】
一次被膜は、本発明の一実施形態で提供する焼鈍分離剤から形成されたもので、被膜の内部に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２相を含む。
第２相は、一次被膜の総面積（１００面積％）に対して、３面積％超過９４面積％未満含まれることが好ましい。第２相の面積が３％以下の場合には、局部的な収縮−膨張効果を起こすのに量が少なくて張力改善効果が得られない虞がある。第２相の面積が９４％以上の場合には、他の相の一次被膜内に占める比率が少なくなるので、同じく張力改善効果が得られない虞がある。より具体的には、第２相は、一次被膜の総面積（１００面積％）に対して、１０面積％以上９４面積％以下含まれるものであることがよりよい。これは、下記の実施例およびこれに対比される比較例からも裏付けられる。
【００２９】
方向性電磁鋼板の製造時、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれている、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物または水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの含有量を増加させる。これらの金属は、鉄の比抵抗を増加させる役割を果たすことができる。したがって、これらの金属の鋼中の含有量が増加すると、最終的に得られた方向性電磁鋼板の比抵抗が増加して鉄損が減少する効果が現れる。具体的には、方向性電磁鋼板は、下記式２を満足するものである方向性電磁鋼板であってよい。
［式２］
［Ｃ］≦［Ｄ］
（上記式２中、［Ｃ］は、高温焼鈍前の鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量であり、［Ｄ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量である。）
【００３０】
第２相は、Ｍｎの酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであってもよい。より具体的には、第２相は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることが好ましい。
方向性電磁鋼板の製造時、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれているＭｎ酸化物またはＭｎ水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のＭｎ含有量を増加させる。一般に、Ｍｎは、Ｓｉ、Ａｌなどと共に鉄の比抵抗を増加させる元素として知られている。したがって、鋼中のＭｎ含有量が増加すると、最終的に得られた方向性電磁鋼板の比抵抗性が増加して鉄損が減少する効果が得られる。具体的には、方向性電磁鋼板は、下記式３を満足するものである。
［式３］
［Ｅ］≦［Ｆ］
（上記式３中、［Ｅ］は、高温焼鈍前の鋼板内のＭｎの含有量であり、［Ｆ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板のＭｎの含有量である。）
【００３１】
方向性電磁鋼板の製造方法
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、鋼スラブを準備する段階、鋼スラブを加熱する段階、加熱された鋼スラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階、熱延板を熱延板焼鈍した後冷間圧延して冷延板を製造する段階、冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面上に焼鈍分離剤を塗布する段階、焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、および方向性電磁鋼板を得る段階、を含み、焼鈍分離剤は、Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、およびＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものである。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する第１成分の含有量である。）
【００３２】
一般に、方向性電磁鋼板の製造時、脱炭および浸窒焼鈍段階において、鋼板内の酸素親和度が最も高い成分のシリコン（Ｓｉ）が酸素と反応して、鋼板の表面にＳｉＯ２が形成される。また、焼鈍過程で酸素が次第に鋼板内に侵入すると、鉄（Ｆｅ）系酸化物（Ｆｅ２ＳｉＯ４など）がさらに形成される。つまり、脱炭および浸窒焼鈍工程では、必然的に鋼板の表面にＳｉＯ２および鉄（Ｆｅ）系酸化物を含む酸化膜が形成されるのである。
このような脱炭および浸窒焼鈍工程の後には、主にマグネシウム酸化物またはマグネシウム水酸化物を含む焼鈍分離剤を鋼板の表面に塗布した後、高温焼鈍する工程を経るが、この時、酸化膜内のＳｉＯ２は、マグネシウム酸化物またはマグネシウム水酸化物と反応する。このような反応は、下記化学反応式１、または化学反応式２で表され、これは、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、つまり、一次被膜を形成させる反応に相当する。このようなＭｇ酸化物またはＭｇ水酸化物によって生成されるフォルステライト層は、高温焼鈍過程で二次再結晶を安定して起こすのに役立っている。
［化学反応式１］
２Ｍｇ（ＯＨ）２＋ＳｉＯ２→Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）＋２Ｈ２Ｏ
［化学反応式２］
２ＭｇＯ＋ＳｉＯ２→Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）
方向性電磁鋼板の表面には、特殊な場合を除いて、フォルステライトを主体とする一次被膜が形成されることが一般的である。一次被膜は通常、コイルに巻取られた鋼板間の融着を防止し、鋼板との熱膨張差による張力を付与して鉄損を減少させる効果および絶縁性を付与する効果がある。
【００３３】
これに加えて、方向性電磁鋼板の表面に形成される一次被膜の特性を変化させることによって、磁気的性質を改善することができる。具体的には、フォルステライトのほか、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｍｎなど他の元素を主成分とする新たな相（ｐｈａｓｅ）を一次被膜内に共に生成させる。このように生成された相は熱膨張特性が互いに異なるため、一次被膜内で局部的に収縮−膨張の効果が異なる。そのため、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を減少させることができる。
具体的には、第２成分は、Ｍｎの酸化物、またはＭｎの水酸化物を含むものであってよい。特に、Ｍｎ酸化物は、一次被膜の形成反応に安定して参加できるだけでなく、一次被膜の特性を改善させること以外にも、さらなる磁性改善効果を期待できる。例として、Ｍｎの酸化物は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、またはＭｎ３Ｏ４であってよく、Ｍｎの水酸化物は、Ｍｎ（ＯＨ）４、ＭｎＳＯ４（Ｈ２Ｏ）、またはＭｎＳＯ４（Ｈ２Ｏ）５であることができる。ただし、これに限定するものではない。
より具体的には、第２成分は、ＭｎＯ２であり、第１成分は、ＭｇＯであることがよりよい。
【００３４】
Ｍｇ酸化物または水酸化物と共にＭｎ酸化物または水酸化物が混合された焼鈍分離剤から鋼板の表面に形成される一次被膜は、フォルステライト相以外の相を追加的に含む。これは、主にＭｎ酸化物で、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のＳｉＯ２、Ｆｅ酸化物、または内部鋼板の成分と反応して生成される。具体例として、一次被膜内に生成されるＭｎ酸化物は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２などであってもよい。
ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３は、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が、焼鈍過程中に酸素と反応して生成され、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４は、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が、脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のＳｉＯ２との反応で生成される。ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２は、焼鈍分離剤のＭｎ酸化物または水酸化物が、脱炭および浸窒焼鈍工程時に形成される酸化膜のＳｉＯ２および鋼板内部のＡｌと反応して生成される。例として、Ｍｎ酸化物のうちの一部は、下記化学反応式３により生成される。
［化学反応式３］
２ＭｎＯ２＋ＳｉＯ２→Ｍｎ２ＳｉＯ４＋Ｏ２
一次被膜に生成されたＭｎ酸化物は、フォルステライト相（Ｍｇ２ＳｉＯ４）と異なる熱膨張係数を有する、そのため、一次被膜内で局部的に収縮−膨張の効果が異なる。その結果、一次被膜の張力効果を極大化することができ、これによって鋼板の鉄損を減少させることができる。
【００３５】
方向性電磁鋼板の製造方法において、上記式１は、０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５であってもよい。焼鈍分離剤内の２つの組成物の比［Ａ］／［Ｂ］が０．０５以下の場合には、一次被膜の内部にＭｎ酸化物が生成されなかったり、その比率が非常に少なくて被膜張力特性の改善効果を得にくいことがある。２つの組成物の比［Ａ］／［Ｂ］が１０．５以上の場合には、鋼板の表面でＭｎＳのような析出物が過度に生成されて二次再結晶成長を妨げるため、方向性電磁鋼板の磁性特性を確保することが不利になる虞がある。より具体的には、上記式１は、０．１≦［Ａ］／［Ｂ］≦９．５であることがよりよい。これは、下記の実施例およびこれに対比される比較例から裏付けられる。
Ｍｎ酸化物またはＭｎ水酸化物を含む焼鈍分離剤を用いる場合には、一次被膜の相（ｐｈａｓｅ）変化以外にも、鋼板にさらなる性質が発生する。
具体的には、高温焼鈍過程で焼鈍分離剤に含まれているＭｎ酸化物またはＭｎ水酸化物の一部が鋼中に拡散して、鋼板のＭｎ含有量を増加させる。
一般に、Ｍｎは、Ｓｉ、Ａｌなどと共に鉄の比抵抗を増加させる元素として知られている。したがって、鋼中のＭｎ含有量が増加すると、最終的に得られた方向性電磁鋼板の比抵抗が増加して鉄損を減少させる効果が得られる。
【００３６】
しかし、通常、鋼板のＭｎ含有量を増加させるためには、製鋼工程でＭｎの投入量を変化させる必要があるが、この場合には、鋼の性質が変わるため、後の熱間圧延−冷間圧延−脱炭および浸窒焼鈍など後続工程の製造条件の変更が必要である。
反面、Ｍｎ酸化物または水酸化物が含まれている焼鈍分離剤を用いる場合、方向性電磁鋼板を得るための全体工程のほぼ最後の段階で鋼板のＭｎ含有量が増加するため、製鋼成分を変える場合のような後続工程の変化を考慮する必要が無くなる。
結果的に、本発明は、局部的な熱膨張差を利用した一次被膜の張力増加および鋼板のＭｎ含有量の増大による比抵抗増加効果を同時に有するため、既存の工程の変化なくても低い鉄損を有する方向性電磁鋼板を得ることができる。
【００３７】
方向性電磁鋼板の製造方法において、冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階は、８００〜９５０℃で行われるものであってもよい。脱炭および浸窒焼鈍温度が低すぎる場合、脱炭および浸窒がうまく行われないだけでなく、結晶粒が微細な状態で維持されて、高温焼鈍時に好ましくない方位に結晶が成長する虞がある。脱炭および浸窒焼鈍温度が高すぎる場合、一次再結晶された結晶粒が過度に成長する問題が発生する。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、９５０℃〜１２５０℃であることがよい。高温焼鈍温度が低すぎる場合、一次被膜および二次再結晶が形成されない問題が発生しうる。高温焼鈍温度が高すぎる場合、生産性の遅延および高温焼鈍設備の耐久性に影響を及ぼす問題が発生する。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階は、焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して、６５０℃まで平均５０℃／ｈで昇温する段階、および６５０℃から焼鈍温度までは水素および窒素の混合気体雰囲気で平均１５℃／ｈで昇温する段階、を含むものであってよい。
焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階は、１８〜２２時間行われることがよい。
鋼スラブは、ケイ素（Ｓｉ）：２．０〜４．０重量％、クロム（Ｃｒ）：０．０１〜０．２０重量％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０２〜０．０４重量％、マンガン（Ｍｎ）：０．０１〜０．２０重量％、炭素（Ｃ）：０．０４〜０．０７重量％、硫黄（Ｓ）：０．００１〜０．００５重量％、窒素（Ｎ）：０．００１〜０．０１重量％を含有し、残部はＦｅおよびその他不可避不純物からなるものであることが好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の好ましい実施例および比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例に過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
実施例
方向性電磁鋼板の製造
重量％で、Ｃ：０．０５％、Ｓｉ：３．２％、Ｍｎ：０．０１％、Ｓｎ：０．０５％、Ａｌ：０．０３％、およびＮ：０．００４％を含み、残部はＦｅおよびその他不可避に混入する不純物からなる鋼スラブを準備した。
この後、鋼スラブを１２００℃で加熱した後、熱間圧延して、２．６ｍｍの厚さの熱延板に製造した。そして、熱延板を９００℃で１８０秒間均熱した後、熱延板焼鈍し、冷却、酸洗した後、冷間圧延して、０．３０ｍｍの厚さの冷延板に製造した。
その後、冷延板を８４０℃、湿度５８℃、水素、窒素、およびアンモニア混合気体雰囲気で脱炭および浸窒焼鈍した。
【００３９】
次に、焼鈍された鋼板の表面に、マンガン酸化物（ＭｎＯ２）とマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）の重量比を表１のように多様に変化さきながら塗布した後、６００℃で１２秒間乾燥した。
表１の焼鈍分離剤の比率［Ａ］／［Ｂ］において、［Ａ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対するマンガン酸化物（ＭｎＯ２）の含有量であり、［Ｂ］は、焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対するマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）の含有量である。
そして、焼鈍分離剤が塗布および乾燥した鋼板に対して、６５０℃までは平均５０℃／ｈで昇温した後、６５０℃から１２００℃までは水素：窒素の重量比率が５０：５０の混合気体雰囲気で平均１５℃／ｈで昇温し、１２００℃に到達した後には２０時間同じ温度を維持後に冷却した。
最終的に得られた方向性電磁鋼板は表面洗浄して、一次被膜が形成された方向性電磁鋼板を製造した。
【００４０】
実験例
方向性電磁鋼板の一次被膜における、フォルステライトを除いた二次相の占める比率による張力効果および磁性特性を確認した。
実験例１
実施例の方向性電磁鋼板に対して、一次被膜内のＭｎ酸化物（第２相）の存在を確認し、一次被膜内のＭｎ酸化物（第２相）の面積比率を測定した。表１の一次被膜に対する第２相の面積比率は、一次被膜の総面積（１００面積％）に対する一次被膜内部のＭｎ酸化物（第２相）の面積％を意味する。
一次被膜の内部におけるＭｎ酸化物の存在の有無は、Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＥＰＭＡ）を用いて確認することができる。ＥＰＭＡ測定法は、被膜および鋼板内部の元素分布を定量的、定性的に測定できる方法であって、図１は通常の方向性電磁鋼板を、図２は本発明の実施例により得られた方向性電磁鋼板の一次被膜層を分析した結果である。
【００４１】
図１では、一次被膜の内部にＭｎ元素の分布が確認されなかったが、図２では、Ｍｎ元素の分布している領域が明確に現れることを確認することができる。つまり、本発明の実施例の場合には、一次被膜の内部にＭｎ酸化物が存在しているのである。
一次被膜内のＭｎ酸化物（第２相）の面積比率も、ＥＰＭＡ装備を用いて測定した。
【００４２】
実験例２
実施例の方向性電磁鋼板に対して、異常渦流損、および鉄損を測定した。鉄損はＳｉｎｇｌｅ  ｓｈｅｅｔ測定法を用いて１．７Ｔで５０Ｈｚの条件で評価し、異常渦流損はＳｉｎｇｌｅ  ｓｈｅｅｔ  ｔｅｓｔｅｒをもって前述した鉄損分離法を用いて測定した。
表１に、異常渦流損、および鉄損の測定結果を示した。
【００４３】
実験例３
高温焼鈍前後の鋼板のＭｎ含有量と高温焼鈍後の鋼板の比抵抗値を測定した。高温焼鈍前後の鋼板のＭｎ含有量は、一次被膜を除去した後に、誘導結合プラズマ原子放出分光器（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いて測定した。高温焼鈍後の鋼板の比抵抗値は、３００Ｘ６０ｃｍの高温焼鈍試験片の一次被膜を除去した後、４ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅを用いて測定した。
測定結果は表２に示した。
【００４４】
【表１】
2019505664.tif 000003
【表２】
2019505664.tif 000004
【００４５】
表１によれば、焼鈍分離剤のＭｎＯ２およびＭｇＯの重量比（［Ａ］／［Ｂ］）に応じて高温焼鈍後に生成される一次被膜内部の第２相の比率およびこれによる異常渦流損、および鉄損値が異なることを確認することができる。つまり、焼鈍分離剤の重量比［Ａ］／［Ｂ］が０．１未満あるいは１０超過の場合には、０．１〜１０の場合に比べて、より高い異常渦流損、および鉄損値が測定された。
また、一次被膜内部のＭｎ酸化物（第２相）の比率が１０％未満９０％超過の場合、１０％〜９０％の場合より、磁性特性に劣ることを確認することができる。これにより、一次被膜の内部に生成されるＭｎ酸化物（第２相）の比率が１０％未満あるいは９０％超過の場合には、一次被膜を構成する相（ｐｈａｓｅ）の熱膨張差の効果が明確に現れないことが分かる。
【００４６】
この事実は、表１の異常渦流損の測定値を通してより正確に確認することができる。鉄損分離法によって測定された異常渦流損は、一次被膜の張力効果が大きくなるほどその値が小さくなるが、比較例１〜３より、実施例１〜６の異常渦流損値が小さい。したがって、実施例１〜６で生成された一次被膜の張力特性がより優れていることが分かる。
また、焼鈍分離剤に含まれるＭｎＯ２の含有量が高くなるほど高温焼鈍後の鋼板のＭｎ含有量が増加し、これによって比抵抗が共に増加することが分かる。（表２）比抵抗が大きくなるほど鉄損が改善されるため、実施例の鉄損改善結果は、一次被膜の張力効果だけでなく、Ｍｎ含有量の増加による比抵抗増加効果も複合的に作用しているものと見られる。
ただし、比較例２と３の場合には、比抵抗が増加しても鉄損が高くなるが、その理由は、一次被膜の張力効果が実施例に比べて劣るだけでなく、焼鈍分離剤におけるＭｎＯ２の含有量が高くなるにつれ、鋼板の表面でＭｎＳのような析出物が多量生成されて二次再結晶がうまく起こらなかったためである。
【００４７】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造可能であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施できることを理解するであろう。そのため、以上に述べた実施例はあらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。
【図１】
2019505664.tif 000005
【図２】
2019505664.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月19日(2018.6.19)
【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】
Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、および
Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、
下記式１を満足するものであることを特徴とする方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第１成分の含有量である。）
【請求項２】
前記第２成分は、
Ｍｎの酸化物、またはＭｎの水酸化物を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
【請求項３】
前記第２成分は、ＭｎＯ２であり、前記第１成分は、ＭｇＯであることを特徴とする請求項２に記載の方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤。
【請求項４】
方向性電磁鋼板、および
前記方向性電磁鋼板の表面に位置する一次被膜、を含み、
前記一次被膜は、２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）からなり、
前記一次被膜は、フォルステライト（ＭｇＳｉ２Ｏ４）を含む第１相と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２相とを含み、
前記一次被膜の総面積（１００面積％）に対して、前記第２相は、３面積％超過９４面積％未満含まれるものであることを特徴とする方向性電磁鋼板。
【請求項５】
前記一次被膜に含まれる２つ以上の相（Ｐｈａｓｅ）は、熱膨張係数が互いに異なるものであることを特徴とする請求項４に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項６】
前記方向性電磁鋼板は、下記式２を満足するものであることを特徴とする請求項４または５に記載の方向性電磁鋼板。
［式２］
［Ｃ］≦［Ｄ］
（上記式２中、［Ｃ］は、高温焼鈍前の鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量であり、［Ｄ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板内の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の含有量である。）
【請求項７】
前記第２相は、Ｍｎの酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項８】
前記第２相は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、
ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項７に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項９】
前記方向性電磁鋼板は、下記式３を満足するものであることを特徴とする請求項８に記載の方向性電磁鋼板。
［式３］
［Ｅ］≦［Ｆ］
（上記式３中、［Ｅ］は、高温焼鈍前の鋼板内のＭｎの含有量であり、［Ｆ］は、高温焼鈍完了後、一次被膜を除いた鋼板のＭｎの含有量である。）
【請求項１０】
鋼スラブを準備する段階、
前記鋼スラブを加熱する段階、
前記加熱された鋼スラブを熱間圧延して、熱延板を製造する段階、
前記熱延板を熱延板焼鈍した後、冷間圧延して、冷延板を製造する段階、
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、
前記脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面上に、焼鈍分離剤を塗布する段階、
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、および
方向性電磁鋼板を得る段階、を含み、
前記焼鈍分離剤は、
Ｍｇ酸化物またはＭｇ水酸化物を含む第１成分、および
Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、またはＭｎの中から選択される金属の酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含む第２成分、を含み、下記式１を満足するものであることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
［式１］
０．０５＜［Ａ］／［Ｂ］＜１０．５
（上記式１中、［Ａ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第２成分の含有量であり、［Ｂ］は、前記焼鈍分離剤の総量（１００重量％）に対する前記第１成分の含有量である。）
【請求項１１】
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、において、
前記脱炭および浸窒焼鈍された鋼板の表面に、ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜が形成されるものであることを特徴とする請求項１０に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、において、
前記ケイ素酸化物または鉄酸化物を含む酸化膜、内部鋼板、またはこれらの組み合わせ、および前記焼鈍分離剤の反応により、前記一次被膜が形成されるものであることを特徴とする請求項１１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１３】
前記焼鈍分離剤の前記第２成分は、Ｍｎの酸化物および水酸化物のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項１２に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記焼鈍分離剤の前記第２成分は、ＭｎＯ２であり、前記第１成分は、ＭｇＯであることを特徴とする請求項１３に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記一次被膜は、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＳｉＯ３、Ｍｎ２ＳｉＯ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１２、およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２のうちの１種、またはこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする請求項１４に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階の焼鈍温度は、９５０〜１２５０℃であることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１７】
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板を高温焼鈍して鋼板の表面に一次被膜を得る段階、は、
前記焼鈍分離剤が塗布された鋼板に対して、６５０℃まで平均５０℃／ｈで昇温する段階、および
６５０℃から焼鈍温度までは水素および窒素の混合気体雰囲気で平均１５℃／ｈで昇温する段階、を含むものであることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１８】
前記冷延板を脱炭および浸窒焼鈍する段階、は、
８００〜９５０℃で行われるものであることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１９】
前記鋼スラブは、
ケイ素（Ｓｉ）：２．０〜４．０重量％、クロム（Ｃｒ）：０．０１〜０．２０重量％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０２〜０．０４重量％、マンガン（Ｍｎ）：０．０１〜０．２０重量％、炭素（Ｃ）：０．０４〜０．０７重量％、硫黄（Ｓ）：０．００１〜０．００５重量％、窒素（Ｎ）：０．００１〜０．０１重量％を含有し、残部はＦｅおよびその他不可避不純物からなるものであることを特徴とする請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【国際調査報告】
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