(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ冷延した鋼板を脱炭焼鈍した後に焼鈍分離剤を塗布し、高温仕上げ焼鈍する工程を含む公知の工程による方向性電磁鋼板の製造方法において、脱炭焼鈍を８００℃〜８７０℃で１〜１０分の酸化性雰囲気に保持した後に、９００℃〜９９０℃で１０〜６０秒間非酸化性雰囲気に保持して行い、かつ焼鈍分離剤として用いるＭｇＯとして、ＭｇＯのクエン酸活性度ＣＡＡが上記脱炭焼鈍における非酸化性雰囲気中での保持温度ｔ（℃）との間に、（５／３）×ｔ−１４２５≦ＣＡＡ≦（５／３）×ｔ−１３２５の関係を満足するＭｇＯを選択し、グラス被膜量が２〜３．５ｇ／ｍ2であることを特徴 とする方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】
脱炭焼鈍後の非酸化性雰囲気に保持する温度を９００℃〜９３０℃とし、かつ焼鈍分離剤として用いるＭｇＯとして、ＭｇＯのクエン酸活性度ＣＡＡと保持温度ｔ（℃）との間に（５／３）×ｔ−１３７５≦ＣＡＡ≦（５／３）×ｔ−１３２５の関係を満足するＭｇＯを選択し、グラス被膜量が２〜３．５ｇ／ｍ2であることを特徴とす る請求項１記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は方向性電磁鋼板の製造に際し、高温仕上げ焼鈍工程において極めて均ーで、優れた密着性を有する被膜をコイル全面に形成するとともに、優れた磁気特性を持つ方向性電磁鋼板を得るための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、方向性電磁鋼板はＳｉ２．５〜４．０％を含有するスラブを熱延し、冷延、焼鈍した後、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を鋼板に塗布乾燥してから巻き取り、高温仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜とフラットニング処理を行って最終製品とされる。この際焼鈍分離剤として使用されるＭｇＯは鋼板の焼き付きを防止するだけでなく、高温焼鈍中に鋼板中のＳｉＯ2 主体の酸化膜と反応してグラス被膜と称されるフォルステライト被膜層を形成する。フォルステライト被膜層には絶縁性、密着性などが要求されており、グラス被膜形成反応には高温仕上げ焼鈍条件、酸化膜性状とともに焼鈍分離剤の性状、不純物等が大きく影響することから、方向性電磁鋼板に適したＭｇＯの開発がさかんに行われている。
【０００３】
ＭｇＯは一般に少量の添加剤とともに水に懸濁させてスラリー状として鋼板に塗布した後乾燥させ、その後鋼板をコイル状に巻き取った後高温仕上げ焼鈍するという工程がとられている。この時使用される添加剤としては、金属酸化物、ホウ素化合物等が用いられている。
【０００４】
上記工程によりＭｇＯには微量の水分が含有されることから、高温仕上げ焼鈍中の雰囲気は露点が高くなり、また不均一になる問題がある。また、添加物の反応性も添加剤の種類によっては雰囲気露点の影響を受けることから、部分的に被膜形成が早くなったりしてグラス被膜が不均一に生成する問題がある。方向性電磁鋼板の磁気特性に大きな影響を及ぼす鋼中のインヒビターは、グラス被膜の生成時期、被膜性状と密接な関係があり、高温仕上げ焼鈍中のグラス被膜が低温から生成することにより、インヒビターを安定させて磁気特性を向上させるものである。
【０００５】
しかし、反応性の高いＭｇＯを用いた場合には、低温からグラス被膜形成が可能であるものの、ＭｇＯと水との反応性も高くなることから高温仕上げ焼鈍中の雰囲気露点は高く、不均一になったり、またグラス被膜が過剰に生成することにより占積率が悪化するといった問題があり、反応性の低いＭｇＯを用いた場合には、低温でのグラス被膜形成反応の進行が抑制されることからインヒビターが不安定になって磁気特性が劣化したり、ひどい場合にはグラス被膜が形成されないといった問題点がある。
【０００６】
このような問題点を解決する手段としては、例えば特開昭６２−１５６２２６号公報に記載された方法がある。この方法では、高温焼成したＭｇＯの最表層のみを気相中で処理することで水和層を形成することによりＭｇＯの反応性を高め、しかも含有水分を減らすことが可能となり、グラス被膜と磁気特性を向上させるものである。
【０００７】
また、添加剤を用いる手段としては、例えば特開昭６３−３０２２号公報に記載されるように、ＭｇＯ：１００重量部に対して、Ｓｂ，Ｓｒ，Ｔｉ，Ｚｒの塩化物を一定量含有する、硫酸アンチモン０．５〜２．０重量部を添加する技術が提案されており、これによりグラス被膜形成の反応性が向上し、グラス被膜特性と磁気特性が向上するものである。
【０００８】
これらの公報に記載された技術は、ＭｇＯに特別の処理を施したり、特定の添加物を配合することによりＭｇＯの反応性を高め、グラス被膜特性と磁気特性を向上させるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術では、脱炭焼鈍条件や高温仕上げ焼鈍条件等によっては、グラス被膜が薄くなり過ぎたり、厚くなり過ぎたりして、より一層の技術改善が必要とされており、グラス被膜を安定して最適量形成することが課題である。
グラス被膜が薄過ぎる場合には、絶縁性が低下したり、張力効果が少なくて磁気特性が低下したりする問題が有り、グラス被膜が厚すぎた場合には、占積率が悪化したり、ひどい場合には密着性が低下して被膜が剥離するといった問題が有り、最適量のグラス被膜を均一に安定形成する技術が求められている。
【００１０】
本発明は、方向性電磁鋼板のグラス被膜形成をより一層低温から均一に反応させて最適量にするための焼鈍分離剤と脱炭焼鈍条件の新規な方法を提供し、これにより、グラス被膜の均一化と密着性向上及び磁気特性を向上させるための方向性電磁鋼板の製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは下記の通りである。
（１）仕上げ冷延した鋼板を脱炭焼鈍した後に焼鈍分離剤を塗布し、高温仕上げ焼鈍する工程を含む公知の工程による方向性電磁鋼板の製造方法において、脱炭焼鈍を８００℃〜８７０℃で１〜１０分の酸化性雰囲気に保持した後に、９００℃〜９９０℃で１０〜６０秒間非酸化性雰囲気に保持して行い、かつ焼鈍分離剤として用いるＭｇＯとして、ＭｇＯのクエン酸活性度ＣＡＡが上記脱炭焼鈍における非酸化性雰囲気中での保持温度ｔ（℃）との間に、（５／３）×ｔ−１４２５≦ＣＡＡ≦（５／３）×ｔ−１３２５の関係を満足するＭｇＯを選択し、グラス被膜量が２〜３．５ｇ／ｍ2であることを特徴とする方向性 電磁鋼板の製造方法。
（２）前項（１）の方法において、脱炭焼鈍後の非酸化性雰囲気に保持する温度を９００℃〜９３０℃とし、かつ焼鈍分離剤として用いるＭｇＯとして、ＭｇＯのクエン酸活性度ＣＡＡと保持温度ｔ（℃）との間に（５／３）×ｔ−１３７５≦ＣＡＡ≦（５／３）×ｔ−１３２５の関係を満足するＭｇＯを選択し、グラス被膜量が２〜３．５ｇ／ｍ2である ことを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
【００１２】
本発明により、従来技術では達成できなかった均一で、密着性に優れた最適量のグラス被膜が得られ、さらに、グラス被膜形成反応が安定して得られるために鋼中のインヒビターが適切に保たれ、磁気特性に優れた方向性電磁鋼板が得られるものである。
【００１３】
一般に、方向性電磁鋼板は、熱延後焼鈍して１回あるいは中間焼鈍を含む２回以上の冷延にて最終板厚まで圧延された鋼板を脱炭焼鈍し、その後焼鈍分離剤が塗布され、コイル状に巻き取られ、高温仕上げ焼鈍される。
【００１４】
鋼板表面に塗布されたＭｇＯは、高温仕上焼鈍時に鋼板表面にあるシリカ層と反応してグラス被膜を形成するが、この際には高温仕上げ焼鈍条件のみならず、ＭｇＯの粒径、活性度、表面状態とともに鋼板の酸化層も大きな影響を及ぼしているが、さらに鋼板酸化層は脱炭焼鈍時のヒートサイクルや雰囲気条件の影響を大きく受けている。
【００１５】
本発明者らは、グラス被膜形成反応に及ぼすこれら様々な要因の中で、ＭｇＯの活性度と鋼板酸化層が大きな影響を及ぼしており、更にＭｇＯの活性度と脱炭焼鈍時の焼鈍条件を最適化することにより、優れたグラス被膜を最適量形成すると同時に優れた磁気特性が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１６】
すなわち、本発明においては、脱炭焼鈍後に９００℃〜９９０℃で１０秒から６０秒間の非酸化性雰囲気中で加熱焼鈍することにより最適な鋼板の酸化層が形成され、さらにこの酸化層と反応させるＭｇＯの活性度との関係を規定することにより、グラス被膜特性のみならず、優れた磁気特性も発現するものである。
【００１７】
なお、本発明でいうグラス被膜の最適量とは、板厚、鋼成分などによって変化するものの、２〜３．５ｇ／ｍ2 程度をいい、２ｇ／ｍ2 未満では絶縁性や張力効果が劣り、３．５ｇ／ｍ2 以上では不均一になったり、密着性が劣化したりしてやはり特性が劣化する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する具体的形態について説明する。
まず、本発明の限定理由について述べる。本発明では、最終冷延した後に行われる脱炭焼鈍において８００℃〜８７０℃で１分〜１０分間の酸化性雰囲気に保持した後、９００℃〜９９０℃で１０秒〜６０秒間非酸化性雰囲気中で加熱焼鈍処理することが必須である。酸化性雰囲気での保持温度については、８００℃より低いと脱炭速度が著しく低下し、８７０℃を超えると脱炭完了以前に鋼板表面に酸化被膜が形成されることにより脱炭速度が低下するものである。保持時間については、１分より短いと脱炭が完了せず、上限の１０分は生産性が悪化するためである。
【００１９】
非酸化性雰囲気での保持温度については９００℃未満や、９９０℃を超えると鋼板の集合組織の制御が困難で磁気特性が得られない。保持時間については１０秒未満では酸化層が必要量得られず、６０秒を超えると形成量が多すぎる。
【００２０】
次にＭｇＯの活性度ＣＡＡと非酸化性雰囲気中での保持温度ｔ（℃）との関係であるが、（５／３）×ｔ−１４２５≦ＣＡＡ≦（５／３）×ｔ−１３２５であることが必要である。このことは、後述する実施例およびその総合評価を各種の非酸化性雰囲気での脱炭焼鈍保持温度とＣＡＡとの関係を示す図１から明かであり、ＣＡＡが（５／３）×ｔ−１４２５よりも小さい場合にはグラス被膜量が過多で占積率、密着性が悪く、（５／３）×ｔ−１３２５よりも大きい場合には被膜量が少なく絶縁性や磁気特性が劣化することがわかる。
さらに図１に示すように、脱炭焼鈍後段の温度が９００℃〜９３０℃で、ＣＡＡが（５／３）×ｔ−１３２５から（５／３）×ｔ−１３７５の範囲では、非常に美麗で特に密着性の良好なグラス被膜が形成されるものである。
【００２１】
ところで、特公昭５４−２４６８６号公報には、脱炭焼鈍を７５０〜８７０℃の温度領域で行った後、８９０℃〜１０５０℃の温度で１０分以下の時間、非酸化性雰囲気中で加熱焼鈍処理（以下後段保持温度と記す）を施す方法が開示されている。しかし上記公報の目的は１次再結晶粒の安定性をより強化することにより、磁気特性の向上を図るものであり、本発明が目的とする鋼板の酸化層を増加させ、加えて酸化層中のシリカ含有率を上げるというものとは異なるものである。
【００２２】
一般に方向性電磁鋼板の焼鈍分離剤として使用されるＭｇＯの活性度ＣＡＡの範囲は、７５から３５０の範囲である。７５未満では、ＭｇＯの持ち込み水分が多く被膜不良の発生が避けられないためであり、３５０を越えるとＭｇＯの反応性が低く、十分な被膜量が得られないからである。
【００２３】
【実施例】
重量％でＳｉ；３．２５％，Ｃ；０．０８％，Ｍｎ；０．０７％，Ｓ；０．０２４％，Ａｌ；０．０２８％，Ｎ；０．００７８％，Ｃｕ；０．０７％，Ｓｎ；０．０６％で残部が実質的にＦｅである鋼塊を熱延して熱延板とした後、焼鈍、酸洗、冷延し最終板厚０．２３mmの冷延板とした。その後水素含有量２５％、露点５０℃の水素−窒素雰囲気中で脱炭焼鈍を行い、その後露点−２０℃以下の非酸化雰囲気中で種々の温度で２０秒間焼鈍した。ついで後述するようなＭｇＯ調製剤を水に懸濁してスラリーとし、乾燥後の重量で６ｇ／ｍ2 になるように塗布乾燥し、コイルに巻き取った後、１２００℃×２０時間の高温仕上げ焼鈍を行った。ついで余剰のＭｇＯを水洗除去し軽酸洗した後、りん酸アルミとシリカを主成分とする方向性電磁鋼板用の通常の絶縁被膜剤を塗布乾燥し、最終製品とした。
【００２４】
本発明で使用するＭｇＯについて表１に示す。
表１に示したＭｇＯに重量％で３％の酸化チタンと０．２％の硼酸ナトリウムを添加し、ＭｇＯ調整剤とした。
この試験におけるグラス被膜特性と磁気特性の結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】
0004018767.tif 000002
【００２６】
【表２】
0004018767.tif 000003
【００２７】
表２において、
(1)  密着性の評価は２０mmφ曲げで評価し、セロハンテープにて剥離面を引き剥がして剥離量を評価した。剥離の殆どないものを◎、一部剥離するものを○、全面剥離を△、被膜剥離が激しく剥離量の多いものを×と評価した。
(2)  被膜量は蛍光Ｘ線測定法で算出した。
(3)  総合評価は表面外観、密着性、被膜量、磁気特性ともに良好なものを◎、磁気特性、密着性、被膜量は最適範囲であるが、表面外観がやや均一性に欠ける場合には○、被膜量は外れるが密着性のよいものは△、被膜量が外れ密着性のもよくない場合には×とした。
【００２８】
図１に実施例と比較例の総合評価結果を図示した。
表２および図１から明らかなように、本発明範囲（表２の実施例１〜１２、図１の枠内）は極めて優れた総合評価が得られ、特にＣＡＡが本発明請求項２に示す範囲では極めて優れた総合評価が得られている。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、均一で密着性に優れたグラス被膜が最適量得られ、さらに磁気特性にも優れた方向性電磁鋼板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の範囲と実施例、比較例の総合評価結果を示す図。
【図１】
0004018767.tif 000004