(57)【要約】【課題】鋼板地鉄表面を平滑化して鉄損を低減する、方向性電磁鋼板の製造方法および仕上焼鈍方法を提供する。【解決手段】Ｓｉ：２．０〜７．０質量％を含有する鋼スラブに、所定の焼鈍および圧延を施し、焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍を施す方向性電磁鋼板の製造方法において、焼鈍分離剤は、マグネシアが合計で２０質量％以上の存在割合である金属酸化物等と金属塩化物等とを、前者１００質量部に対し後者における塩素、臭素およびヨウ素の合計で０．１〜１０質量部の割合で含有させた組成になり、仕上焼鈍は、特定温度まで昇温する第１温度域では０〜２５体積％の低水素比率とした雰囲気で行い、特定温度以上に昇温して均熱保持する第２温度域では２５体積％超えの高水素比率とした雰囲気で行うことを特徴とする。【選択図】        図１
2004211145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：２．０〜７．０質量％を含有する鋼スラブに、焼鈍および圧延を施して最終板厚の冷間圧延板とした後、一次再結晶焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布し、二次再結晶を生じさせるための仕上焼鈍を施す方向性電磁鋼板の製造方法において、
焼鈍分離剤は、マグネシウムの酸化物および／または水酸化物が合計で２０質量％以上の存在割合である金属酸化物および／または金属水酸化物と、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物のうちから選ばれる１種または２種以上とを、前者１００質量部に対し後者における塩素、臭素およびヨウ素の合計で０．１〜１０質量部の割合で含有させた組成になり、
仕上焼鈍は、少なくとも９５０℃以上の特定温度まで昇温する第１温度域では０〜２５体積％の低水素比率とした雰囲気で行い、特定温度以上に昇温して均熱保持する第２温度域では２５体積％超えの高水素比率とした雰囲気で行うことを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】
金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の金属イオンが、Ｃｕ、Ｉｎ、ＳｎおよびＳｂイオンのうちから選ばれた１種又は２種以上の金属イオンであることを特徴とする請求項１記載の低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項３】
金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の金属イオンが、Ｚｎ、Ａｇ、ＰｂおよびＢｉイオンのうちから選ばれた１種又は２種以上の金属イオンであることを特徴とする請求項１記載の低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
Ｓｉ：２．０〜７．０質量％を含有する鋼板に、二次再結晶を生じさせて方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍を施す方法において、
該鋼板に、マグネシウムの酸化物および／または水酸化物が合計で２０質量％以上の存在割合である金属酸化物および／または金属水酸化物と、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物のうちから選ばれる１種または２種以上とを、前者１００質量部に対し後者における塩素、臭素およびヨウ素の合計で０．１〜１０質量部の割合で含有させた組成になる焼鈍分離剤を塗布してから、仕上焼鈍を、少なくとも９５０℃以上の特定温度まで昇温する第１温度領域では０〜２５体積％の低水素比率とした雰囲気で行い、特定温度以上に昇温して均熱保持する第２温度領域では２５体積％超えの高水素比率とした雰囲気で行うことを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の仕上焼鈍方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主に電力用トランスの鉄心として用いられる、低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法および仕上焼鈍方法に関する。特にその表面にフォルステライト等の酸化物被膜を剥離しやすい形態で適度に形成させた後に剥離させることによって、低鉄損化を図る。
【０００２】
【従来の技術】
Ｓｉを含有し、かつ結晶方位が（１１０）［００１］方位や（１００）［００１］方位に配向した方向性電磁鋼板は、優れた軟磁気特性を有することから、各種鉄心材料として広く用いられている。電磁鋼板に要求される特性としては、一般に５０Ｈｚの周波数で１．７Ｔに磁化させた場合の損失である、Ｗ１７／５０値（Ｗ／ｋｇ）で表わされる、鉄損が低いこと及び軟磁性材料として保磁力が小さいことが重要である。
【０００３】
この鉄損を低減するには、渦電流損（Ｗｅ）およびヒステリシス損（Ｗｈ）を低下することが有効である。まず、渦電流損を低下するには、Ｓｉを含有させて電気抵抗を高める方法、鋼板板厚を低減する方法、さらに結晶粒径を低減する方法等があり、一方ヒステリシス損を低下するには、圧延方向に結晶粒の＜１００＞軸を高度に揃える方法が知られている。
【０００４】
このうちＳｉを過度に含有させる方法は、飽和磁束密度の低下を招いて鉄心のサイズ拡大の原因になる不利があり、また鋼板板厚を低減する方法も極端な製造コストの増大をもたらす不利があり、いずれも鉄損の低減には限界があった。
【０００５】
一方、結晶方位を揃える方法では、磁束密度Ｂ８にして１．９６〜１．９７Ｔ程度の値の製品を得ることは可能であるが、これ以上の改善の余地は少なくなっている。
【０００６】
さらに、プラズマジェットやレーザー光を照射して鋼板表面に局所的に歪を導入したり、鋼板表面に溝を形成する等の方法によって人工的に磁区幅を細分化し鉄損を低減する技術が開発され、大幅な鉄損低減効果を得た。しかし、この技術による鉄損低減効果にも限界があった。
【０００７】
これらの技術とは別に、特許文献１には、鋼板地鉄表面と非金属被膜との界面の粗度を低減し、つまり地鉄表面を平滑化すること、さらに張力付与処理を行うことで材料の鉄損が大幅に低減することが報告されている。
【０００８】
【特許文献１】
特公昭５２−２４４９９号公報
【０００９】
ここで、方向性珪素鋼の二次再結晶焼鈍時に通常用いられる、ＭｇＯを主とする焼鈍分離剤は、焼鈍後の鋼板表面に主にフォルステライトからなる緻密な被膜を多量に形成するため、鋼板地鉄表面の粗さが低減されない上、さらなる鏡面を得るための鏡面化研磨やサーマルエッチにも不都合である。
【００１０】
このフォルステライト被膜の生成を抑制する方法として、例えば特許文献２には、ＭｇＯにアルカリ又はアルカリ土類金属の塩化物を２〜４０質量部添加した焼鈍分離剤を適用する方法が提案されている。しかし、これに記載された技術はフォルステライト被膜を抑制することに主眼が置かれており、得られる鋼板の磁気特性にはさらに改善の余地があった。
【００１１】
【特許文献２】
特開昭６４−６２４７６号公報
【００１２】
また、特許文献３には焼鈍分離剤としてアルミナを用いてフォルステライト被膜の生成を抑制する方法が提案されている。しかし、アルミナを焼鈍分離剤の主剤として用いた場合は、鋼中に含まれる硫化物、セレン化物、窒化物といった二次再結晶を生じさせるために含有しているインヒビターの純化が不十分になるという問題があった。また、通常のフォルステライト被膜ほど多量ではないものの、ＳｉやＡｌを含んだ若干の酸化物が表層に形成されて、完全に平滑な表面にはなりにくいという問題があった。
【００１３】
【特許文献３】
特開平５−１５６３６２号公報
【００１４】
これらの問題を解決するため、特許文献４には焼鈍分離剤に塩化物の平衡解離分圧に応じて雰囲気中の水素比率を変える技術が提案されている。この技術によれば、例えばＭｇＣ１２を添加した場合は水素比率を０％に、ＡｌＣ１３を添加した場合は水素比率を０〜２５％に、ＢｉＣｌ２を添加した場合は水素比率を０〜１００％にすることが好適とされている。しかし、この技術を適用した鋼板でもさらなる鉄損低減の余地があった。
【００１５】
【特許文献４】
特開平５−２０４３９３号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、鋼板地鉄表面を平滑化して鉄損を低減する、方向性電磁鋼板の製造方法および仕上焼鈍方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、塩化物等のハロゲン化物を添加した焼鈍分離剤を用いて鋼板表面を平滑化するための技術について鋭意検討を行った結果、従来法のようにフォルステライト被膜の形成を抑制するのではなく、フォルステライト被膜を剥離しやすい形態で適度に形成させることで、鋼板の表面平滑化を有利に進行させ得ることを見出した。
【００１８】
また、焼鈍分離剤中に含有する金属酸化物および／または金属水酸化物に占めるマグネシウムの酸化物および／または水酸化物の存在割合と、仕上焼鈍中の温度域における水素比率の適正化を図ることによって、適度なフォルステライト被膜が形成できること、および、焼鈍分離剤中に、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物のうちから選ばれる１種または２種以上を適量含有させることによって、フォルステライト被膜の形成を促進するとともにフォルステライト被膜を剥離しやすくできることを見いだし、本発明を完成させた。
【００１９】
本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）Ｓｉ：２．０〜７．０質量％を含有する鋼スラブに、焼鈍および圧延を施して最終板厚の冷間圧延板とした後、一次再結晶焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布し、二次再結晶を生じさせるための仕上焼鈍を施す方向性電磁鋼板の製造方法において、
焼鈍分離剤は、マグネシウムの酸化物および／または水酸化物が合計で２０質量％以上の存在割合である金属酸化物および／または金属水酸化物と、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物のうちから選ばれる１種または２種以上とを、前者１００質量部に対し後者における塩素、臭素およびヨウ素の合計で０．１〜１０質量部の割合で含有させた組成になり、
仕上焼鈍は、少なくとも９５０℃以上の特定温度まで昇温する第１温度域では０〜２５体積％の低水素比率とした雰囲気で行い、特定温度以上に昇温して均熱保持する第２温度域では２５体積％超えの高水素比率とした雰囲気で行うことを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２０】
（２）金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の金属イオンが、Ｃｕ、Ｉｎ、ＳｎおよびＳｂイオンのうちから選ばれた１種又は２種以上の金属イオンであることを特徴とする上記（１）記載の低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２１】
（３）金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の金属イオンが、Ｚｎ、Ａｇ、ＰｂおよびＢｉイオンのうちから選ばれた１種又は２種以上の金属イオンであることを特徴とする上記（１）記載の低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２２】
（４）Ｓｉ：２．０〜７．０質量％を含有する鋼板に、二次再結晶を生じさせて方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍を施す方法において、
該鋼板に、マグネシウムの酸化物および／または水酸化物が合計で２０質量％以上の存在割合である金属酸化物および／または金属水酸化物と、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物のうちから選ばれる１種または２種以上とを、前者１００質量部に対し後者における塩素、臭素およびヨウ素の合計で０．１〜１０質量部の割合で含有させた組成になる焼鈍分離剤を塗布してから、仕上焼鈍を、少なくとも９５０℃以上の特定温度まで昇温する第１温度領域では０〜２５体積％の低水素比率とした雰囲気で行い、特定温度以上に昇温して均熱保持する第２温度領域では２５体積％超えの高水素比率とした雰囲気で行うことを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の仕上焼鈍方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明について具体的に説明する。まず、この発明の電磁鋼板について、仕上焼鈍前までの製造方法は公知の方法が適用できる。その望ましい構成について説明する。
【００２４】
まず、この発明で使用される鋼板の成分組成としては、Ｓｉを２．０〜７．Ｏ質量％含有することが必須である。すなわち、Ｓｉは、製品の電気抵抗を高め鉄損を低減するのに有効な成分であるが、７．Ｏ質量％を超えると硬さが高くなり製造や加工が困難になり、また、飽和磁束密度の低下も生じる。一方、２．Ｏ質量％未満であると、２次再結晶焼鈍中に変態を生じて安定した二次再結晶組織が得られないため、下限を２．Ｏ質量％とする。
【００２５】
また、インヒビター成分として、Ａｌを初期鋼中に０．０１質量％以上含有することにより、結晶配向性を向上することができる。なお、Ａｌを添加する場合は、０．０６質量％を超えると、再び結晶配向性の劣化が生じるので０．０６質量％以下とすることが好ましい。窒素も同様の作用があり、上限はふくれ欠陥の発生抑制のために２００質量ｐｐｍに定めるとよく、その下限は特に規定しないが、１０質量ｐｐｍ未満まで工業的に低下させるのは経済的に困難になることから、その下限を１０質量ｐｐｍとすることが好ましい。
【００２６】
ここで、１次再結晶焼鈍後に、後述する増窒素処理を行う工程を付加することが、スラブ加熱温度の制約から解放されて操業の自由度が増すという観点で有利であるが、この増窒素処理を行わない場合は、初期鋼中にＳｅ＋Ｓの和で０．０１〜０．０６質量％を含有することが推奨される。加えて、これらをＭｎ化合物として析出させるために、０．０１〜０．２質量％のＭｎを含有させることが望ましい。それぞれ少なすぎると、二次再結晶を生じるための析出物が過小となり、また多すぎると熱間圧延前の固溶が困難となる傾向があるため、それぞれの下限および上限の範囲内で添加することが好ましい。
【００２７】
一方、増窒素処理を行う場合には、Ｍｎ，ＳｅおよびＳは必ずしも必要ではないが、鋼の延性改善等の目的で適宜添加してもよい。この場合のＭｎ，ＳｅおよびＳの含有量もまた、上記と同様の理由から上記の好適範囲と同じにすることが好ましい。
【００２８】
さらに、鋼中には、上記の元素の他に方向性電磁鋼板の製造に適する添加成分である、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｂ、ＺｎおよびＩｎから選ばれる元素を単独、または複合で０．０００５〜２．Ｏ質量％含有させることが好ましい。この含有量が、０．０００５質量％未満では効果が顕著に認められなくなり、一方、２．Ｏ質量％を超えると、磁束密度の低下を生じるおそれがあるからである。また、初期鋼中には再結晶集合組織を制御して磁気特性を向上させる目的で、０．００５〜０．８質量％のＣを添加することもできる。
【００２９】
なお、Ｃ、Ｓ、ＳｅおよびＮなどの元素はいずれも、磁気特性上有害な作用があり、特に鉄損を劣化させることから、製品板においてはそれぞれＣ：０．００３質量％以下、ＳおよびＳｅ：各々０．００２質量％以下ならびにＮ：０．００２質量％以下に低減することが好ましい。とりわけ、この発明で所期する特性を達成するためには、析出物として存在する鋼中炭化物の量を３０質量ｐｐｍ未満とすることが極めて重要である。
【００３０】
次に、この発明の方向性電磁鋼板の製造方法について詳細に説明する。すなわち、所定の成分に調整された鋼塊やスラブから、公知の方法により熱間圧延、次いで冷間または温間圧延により最終板厚とする。連続熱延法やシートバーキャスト法、コイルキャスト法で得た素材にも、この発明は適用可能である。その後、１次再結晶焼鈍、そして必要に応じて増窒素処理を行う。
【００３１】
ここで、増窒素処理とは、ＡｌＮとして用いられるインヒビターを熱間圧延時に固溶させるための高温加熱処理を省略することを日的として行う処理である。具体的には、一次再結晶後の鋼板をアンモニアを含む雰囲気中で加熱通板することなどにより行われる。
【００３２】
次いで、マグネシア、カルシア、アルミナ、フォルステライトなどの酸化物を主成分とする焼鈍分離剤を鋼板に付着させる。マグネシアやカルシアなどは水和して水酸化物となっていてもよい。ここで焼鈍分離剤中に含有する金属酸化物および／または金属水酸化物に占めるマグネシア（マグネシウムの酸化物および／または水酸化物）が合計で２０〜１００質量％の存在割合であるの存在割合が質量比で２０〜１００％であることが必要である。これは仕上焼鈍中に適度のフォルステライト被膜を鋼板表面に形成するのに必要なマグネシウムを供給するためである。本発明では、一旦フォルステライトを形成させてこれを剥離させることにより表面を平滑化させる手法を用いるが、マグネシアの存在割合が２０％未満では、表面平滑化に必要な適度なフォルステライト被膜の形成が困難になるので、その下限を２０質量％とした。なお、金属酸化物および／または金属水酸化物がマグネシア単独であってもよいため、マグネシアの存在割合の上限は特に設けない。
【００３３】
焼鈍分離剤の付着量の目安は概ね２〜５０ｇ／ｍ２であり、水スラリーにして塗布・乾燥しても、静電塗布してもよく、その付着方法に制限はない。
【００３４】
また、本発明では、焼鈍分離剤が、上記金属酸化物および／または金属水酸化物に加えて、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物のうちから選ばれる１種または２種以上を適量含有する組成になることが必要である。これによって、仕上焼鈍にて焼鈍分離剤中のマグネシアと地鉄表面のＳｉ含有酸化物との反応によって生じるフォルステライト被膜が剥離しやすい形態にすることができ、仕上焼鈍完了時に平滑な地鉄表面が得られるようになる。
【００３５】
ここで金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の金属イオンとしては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属、さらにＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ等の金属イオンが挙げられる。これらの金属イオンのうち、特にＣｕ、Ｉｎ、ＳｎおよびＳｂイオンは、仕上焼鈍中に地鉄内にその一部が取り込まれ、インヒビターとして作用し、結晶方位のゴス方位への集積度を高め、磁気特性を向上させる効果があるため好適である。また、Ｚｎ、Ａｇ、ＰｂおよびＢｉイオンは、地鉄表面の平滑性を向上させる効果が大きく、鉄損を低減するためには好適である。ここで、金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物としては、金属とハロゲン化物からなる化合物以外にも、例えばＳｂＯＣｌのように酸素等の元素を含む化合物や、ＳｎＣ１２・２Ｈ２Ｏのように結合水が含まれている化合物であってもよい。
【００３６】
これらの金属の塩化物、臭化物およびヨウ化物は融点が低く、仕上焼鈍における昇温初期の比較的低い温度から融解し、焼鈍分離剤中のマグネシアと地鉄の表面を濡らし、両者が反応してフォルステライト被膜を形成するのを促進する。このように塩化物等の作用によって低温から形成されたフォルステライト被膜は、地鉄との界面が平坦に形成され、従来の方向性珪素鋼板のフォルステライト被膜に見られるような、いわゆるアンカーが発達しない。そのため、仕上焼鈍の冷却過程で鋼板との熱膨張の差によって容易に剥離するようになり、剥離後の地鉄表面は平滑になる。また、一度形成されたフオルステライト被膜は仕上焼鈍中には鋼板表面に付着しているため、高温域での不要な追加酸化を抑制し、サーマルエッチングによる表面の平滑化を助ける効果もある。また、鋼中にインヒビター成分としてＳやＳｅが含有されている場合、これらの元素を鋼中から表面に引き出す作用があり、極めて有用である。
【００３７】
このように仕上焼鈍における、加熱（昇温）や加熱温度保持時にフォルステライト被膜を剥離しやすい形態で形成させ、冷却時にフォルステライト被膜を剥離させるという本発明の技術思想は、フォルステライトの形成を阻害・抑制させて表面を平滑化するという従来の技術思想とは大きく異なっている。
【００３８】
また、本発明では、焼鈍分離剤中に含有させる、金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の含有量の適正範囲は、金属酸化物および／または金属水酸化物１００質量部に対し、塩素、臭素およびヨウ素の合計で０．１〜１０質量部の割合になることが必要である。金属塩化物、金属臭化物および金属ヨウ化物の含有量の適正範囲が、前記割合にして０．１質量部よりも少ないと、剥離しやすいフォルステライト被膜の形成促進効果が得られないからであり、また、１０質量部よりも多いと、フォルステライト形成反応が過剰になり、地鉄内部にフォルステライトか食い込むように形成され、冷却中の剥離を阻害したり、磁気特性を劣化させるからである。
【００３９】
その他、焼鈍分離剤中には、公知の硫化物、水酸化物、ほう酸塩、硝酸塩、燐酸塩、炭酸塩および／または硫酸塩をさらに加えて、二次再結晶の制御を行ってもよい。
【００４０】
次にこの焼鈍分離剤を付着させた鋼板をコイル状、または積層した状態にして仕上焼鈍を行い、二次再結晶を生じさせるが、本発明では、この仕上げ焼鈍における雰囲気中の水素比率を制御することが地鉄表面の平滑化を図るのに重要である。
【００４１】
まず、仕上焼鈍にて、常温から少なくとも９５０℃以上の特定温度まで昇温する第１温度域では、水素比率（分圧の比率）を０〜２５体積％の低水素比率とした雰囲気にする必要がある。水素比率が２５％を超えるとフォルステライトの低温からの形成を阻害したり、地鉄との界面との平坦性が損なわれるなどにより、仕上焼鈍後の地鉄表面の平滑度が劣化したり、フォルステライト被膜が地鉄上に残留するといった問題が生じるからである。前記水素比率の下限は０％であってもよく、特に規定しないが、最も好適な低水素比率は０〜５％の範囲である。なお、前記雰囲気の水素以外の残部は、窒素およびアルゴンの一方または両方であることが好適である。
【００４２】
一方、仕上焼鈍にて、特定温度以上（例えば９５０℃以上）に昇温して均熱保持する第２温度域では、フォルステライトと地鉄の界面が平滑化される、いわゆるサーマルエッチングが効果的に生じる。よって、特定温度以上で雰囲気中の水素比率を２５体積％超えの高水素比率とした雰囲気に切り換えることで、このこのサーマルエッチングの効果が促進され、仕上焼鈍後の磁気特性の改善に著しい効果がある。その理由は定かではないが、鋼板表面に残留したフォルステライト以外の酸化物の安定性を下げたり、ハロゲン化物が分解して生じた金属元素が地鉄表面に作用するためではないかと考えられる。
【００４３】
また、インヒビター成分としてＳやＳｅを使用している場合には、これらの成分を鋼中から除外する、いわゆる純化が促進される効果もある。水素比率が２５％以下の場合は、表面の平滑度が不十分になったり、ＳやＳｅの純化が不良になるなどの問題が生じる。高水素比率の上限は特に制限はなく、１００体積％であってもよく、好適には高水素比率は７０〜１００％とする。
【００４４】
このように水素比率を高めた雰囲気で、特定温度以上（例えば９５０℃以上）、好ましくは１１００〜１２５０℃まで加熱（昇温）して均熱保持することで、表面平滑度が改善される。
【００４５】
鋼板の冷却に際しては、２００℃以下の低温になるまで、非酸化性の雰囲気にして鋼板表面の酸化（テンパーカラー）を抑制することが好ましい。
【００４６】
なお、必要に応じて二次再結晶後の鋼板を、さらに電解研磨，化学研磨，物理的研磨，サーマルエッチ等で平滑化処理することも可能である。あるいは、水溶性ハロゲン化合物中で電解する処理（結晶方位強調処理）、すなわち結晶板面方位に応じて電解速度が異なることを利用した処理も有利に適合する。
【００４７】
なお、この発明は、従来の磁区細分化技術との併用が可能であり、併用により加算的以上の相乗効果が得られる。ここでいう磁区細分化技術とは、例えば製品の鋼板表面にレーザーやプラズマジェットを照射して局所的に歪領域を設ける方法、鋼板表面に溝を設ける方法、鋼板表面の組織もしくは組成を被膜も含めて局所的に変更する方法などが挙げられ、製造に際しての手法も突起ロールやエッチング法など従来公知のものが適用できる。その中でも、二次再結晶後の鋼板に電解エッチングにより点状または線状の溝領域を形成する方法は、鋼板に歪を与えず、効果的な断面形状の溝を効率よく付与できるために、推奨される。
【００４８】
さらに、鋼板に張力被膜を設けることにより、僅かな張力で効果的に鉄損を改善できる。方向性電磁鋼板は、通常積層して使用され、その際に層間の導通がないことが求められるため、上記の張力被膜は絶縁材料としての機能を持たせることが可能であり、また別途絶縁被膜を設けても良い。
【００４９】
なお、鋼板の厚みは特に規定しないが、渦電流損のうち古典的渦電流損は板厚の関数であるから、要求される鉄損に応じてコストと勘案の上、板厚を定めればよく、通常は０．１〜０．３５ｍｍの範囲である。
【００５０】
【実施例】
実施例１
Ｃ：０．０５質量％、Ｓｉ：３．２質量％、Ｍｎ：０．０６質量％、Ｓ：０．０２質量％、Ｓｅ：０．００１質量％、Ａｌ：０．０２質量％、Ｎ：８Ｏ質量ｐｐｍ、Ｓｎ：０．３質量％およびＣｕ：０．２質量％を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを１２５０℃に加熱したのち、熱間圧延を施し２．Ｏｍｍの熱延板とし、温間圧延により板厚：０．２１ｍｍの鋼板とし、その後脱炭を兼ねた１次再結晶焼鈍を施した。そして、この鋼板に、アルミナとマグネシアを各種の比率で混合した焼鈍分離剤に、さらにＭｇＣ１２・６Ｈ２Ｏを、アルミナとマグネシアの合計で１００質量部に対し、塩素（Ｃｌ）の質量で１質量部の割合で添加したものを、鋼板表面に静電塗布した。このときの焼鈍分離剤の付着量（両面で、以下同様とする。）は１４ｇ／ｍ２であった。
【００５１】
次に、焼鈍分離剤を塗布したそれぞれの鋼板を、外径１．５ｍのコイル状に巻き取ったのち、８００℃までを窒素雰囲気中で平均５０℃／ｈで昇温し、８００℃から９５０℃を窒素雰囲気中にて平均４．５℃／ｈで昇温し、その後１２００℃まで平均１４℃／ｈで水素雰囲気にて昇温し、引き続き１２００℃で６時間の純化焼鈍を兼ねた二次再結晶焼鈍を行ったのち放冷して方向性電磁鋼帯を得た。
【００５２】
かくして得られた鋼帯を水洗およびリン酸酸洗によって表面を洗浄し、さらに６ＭＰａの張力を加えながら８２０℃で２０秒間保持する平坦化焼鈍を、３体積％の水素を含む窒素雰囲気中での連続焼鈍によって行った。
こうして得られた鋼帯から磁気測定用の試料を取り、歪取り焼鈍を行ってから、１．７Ｔ、５０Ｈｚでの履歴損をエプスタイン枠を使った直流磁化測定によって求めた。酸素目付量（両面で、以下同様とする。）と履歴損の測定結果を表１に示すが、マグネシアの存在比率が２０％以上で平滑な地鉄表面が得られ、履歴損も低減されている。
【００５３】
【表１】
2004211145.tif 000003
【００５４】
実施例２
Ｃ：０．０６質量％、Ｓｉ：３．２質量％、Ｍｎ：０．０６質量％，Ａｌ：０．０２質量％，Ｎ：８０質量ｐｐｍ，Ｓｂ：０．１質量％を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、誘導加熱により１４００℃に加熱したのち、熱間圧延を施し２．Ｏｍｍの熱延板とし、熱延板焼鈍を施してから中間焼鈍をはさむ冷間圧延により板厚：０．２１ｍｍの鋼板とした。その後、脱炭焼鈍を兼ねた１次再結晶焼鈍を施した。
そして、この鋼板に各種の金属の塩化物、臭化物またはヨウ化物を添加したマグネシアを、水スラリーとして鋼板表面に塗布し、大気中２２０℃で焼付け乾燥した。このときの焼鈍分離剤の付着量は９．５ｇ／ｍ２であった。
【００５５】
次に、このコイルを８００℃までをＮ２雰囲気中で平均５０℃毎時で昇温し、８００℃から９００℃をアルゴン雰囲気中で平均４．５℃／ｈで昇温し、９００℃から１１５０℃を平均２０℃／ｈでアルゴン雰囲気にて昇温し、その後水素雰囲気中で１１５０℃で６時間の二次再結晶焼鈍を行ったのち、方向性電磁鋼帯を得た。
【００５６】
かくして得られた鋼帯を水洗およびリン酸酸洗によって表面を洗浄し、さら９ＭＰａの張力を加えながら８ｌＯ℃で３０ｓ保持する平坦化焼鈍を、２％の水素を含む窒素雰囲気中での連続焼鈍によって行った。
こうして得られた鋼帯から磁気測定用の試料を取り、歪取り焼鈍を行ってから、１．７Ｔ、５０Ｈｚでの履歴損と、８００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８とをエプスタイン枠を使った直流磁化測定によって求めた。
【００５７】
このようにして得られた方向性電磁鋼板の表面形態と履歴損を表２に示す。焼鈍分離剤中に、本発明の範囲のハロゲン化物を添加した発明例はいずれも、平滑化された地鉄表面と良好な磁気特性が得られる。特にＣｕ、Ｉｎ、ＳｎまたはＳｂのハロゲン化物を添加した発明例は、Ｂ８が高く、Ｚｎ、Ａｇ、ＰｂまたはＢｉのハロゲン化物を添加した発明例は、酸素目付量と履歴損が小さく、特に好適である。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
実施例３
Ｃ：０．０６５質量％、Ｓｉ：３．４質量％、Ｍｎ：０．１質量％、Ａｌ：０．０１質量％、Ｎ：７０質量ｐｐｍ、Ｓｅ：０．０１４質量％およびＳｂ：Ｏ．０５質量％を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、誘導加熱により１４００℃に加熱したのち、熱間圧延を施し２．０ｍｍの熱延板とし、熱延板焼鈍を施してから中間焼鈍をはさむ温間圧延により板厚：０．２２ｍｍの鋼板とした。その後、脱炭焼鈍を兼ねた１次再結晶焼鈍を施した。
そして、この鋼板に、マグネシア１００質量部に対してＳｎＣ１２を塩素質量で２質量部添加した組成になる焼鈍分離剤を、水スラリーとして鋼板表面に塗布し、大気中２００℃で焼付け乾燥した。このときの焼鈍分離剤の付着量は１５ｇ／ｍ２であった。
【００６０】
次に、このコイルを、窒素雰囲気中で平均５０℃毎時で７００℃まで昇温し、７００℃から８１０℃までを低水素比率の雰囲気Ａで平均４０℃毎時で昇温し、９００℃を平均８℃／ｈで昇温し、９００℃から１１５０℃までを平均１２℃／ｈで昇温して６時間均熱保持する二次再結晶焼鈍を行ったのち、方向性電磁鋼帯を得た。ここで、８００℃以上での特定の温度Ｘで高水素比率の雰囲気Ｂに切り替えた。この雰囲気ＡおよびＢは、水素や窒素の単独または混合の雰囲気で、この水素比率を切り替える特定温度Ｘを各種変更した。焼鈍温度と雰囲気の概要を図１に示す。
【００６１】
かくして得られた鋼帯を水洗およびリン酸酸洗によって表面を洗浄し、さらに９ＭＰａの張力を加えながら８１０℃で３０秒間保持する平坦化焼鈍を水素を２％含む窒素雰囲気中での連続焼鈍によっておこなった。
こうして得られた鋼帯から磁気測定用の試料を取り、歪取り焼鈍を行ってから、１．７Ｔ、５０Ｈｚでの履歴損とをエプスタイン枠を使った直流磁化測定によって求めた。
このようにして得られた方向性電磁鋼板の表面形態と履歴損を表３に示す。本発明の雰囲気中の水素比率で、特定温度を９５０℃以上（表３では具体的には９５０〜１１００℃の範囲）にした場合に、地鉄表面の酸素目付け量の低減と低履歴損が得られる。
【００６２】
【表３】
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【００６３】
【発明の効果】
この発明によれば、仕上焼鈍のままで鋼板地鉄表面が平滑化され、酸洗や電解研磨などの追加工程を必要とせずに鉄損の低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例３における仕上焼鈍条件の概略を示したヒートパターン図である。
【図１】
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