(57)【要約】  磁気特性および一次被膜の母材鋼板への密着性に優れ、母材が点状に露出する欠陥の少ない方向性電磁鋼板、及び方向性電磁鋼板の製造方法を提供することである。  母材鋼板と、一次被膜とを備え、一次被膜が、（１）Ａｌ濃化領域の数密度Ｄ３：０．０１５〜０．１５０個／μｍ２（２）（嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の面積Ｓ５）／（Ａｌ濃化領域の面積Ｓ３）≧０．３０（３）嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の板厚方向の長さの平均値からＨ０を引いた距離Ｈ５：０．４〜４．０μｍ（４）（嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の周長Ｌ５）／（観察面積Ｓ０）：０．０２０〜０．５００μｍ／μｍ２（５）（嵌入酸化物層領域の面積Ｓ１）／（観察面積Ｓ０）≧０．１５を満足することを特徴とする。
2020145313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．００５０％以下、
Ｓｉ：２．５〜４．５％、
Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、
Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下、及び
Ｎ：０．０１０％以下
を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する母材鋼板と、
前記母材鋼板の表面上に形成されており、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分として含有する一次被膜とを備え、
前記母材鋼板の板厚方向において、前記一次被膜側から前記母材鋼板側に向かう方向を正としたときの前記一次被膜の表面の凹凸の情報を鋼板表面に平行な面に投影して展開し、
前記一次被膜の表面高さの中央値をＨ０として、Ｈ０＋０．２μｍより前記母材鋼板側に存在する前記一次被膜を「嵌入酸化物層領域」と、Ｈ０＋０．２μｍより前記一次被膜側に存在する前記一次被膜を「表面酸化物層領域」と規定し、かつ
前記一次被膜中の成分情報を鋼板表面に平行な面に投影して展開した特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ａｌの特性Ｘ線強度の最大値を特定し、該Ａｌの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＡｌの特性Ｘ線強度が得られる領域を「Ａｌ濃化領域」としたとき、
前記一次被膜が、
（１）  前記Ａｌ濃化領域の数密度Ｄ３：０．０１５〜０．１５０個／μｍ２、
（２）  （前記嵌入酸化物層領域でありかつ前記Ａｌ濃化領域である領域の面積Ｓ５）／（前記Ａｌ濃化領域の面積Ｓ３）≧０．３０、
（３）  前記嵌入酸化物層領域でありかつ前記Ａｌ濃化領域である領域の板厚方向の高さの平均値からＨ０を引いた距離Ｈ５：０．４〜４．０μｍ、
（４）  （前記嵌入酸化物層領域でありかつ前記Ａｌ濃化領域である領域の周長Ｌ５）／（観察面積Ｓ０）：０．０２０〜０．５００μｍ／μｍ２、
（５）  （前記嵌入酸化物層領域の面積Ｓ１）／（前記観察面積Ｓ０）≧０．１５、
の条件を満足することを特徴とする方向性電磁鋼板。
【請求項２】
前記一次被膜がＹ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素、及び、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有し、かつ、
前記特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの特性Ｘ線強度の最大値を特定し、前記Ｃａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＣａの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｓｒの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＳｒの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｂａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＢａの特性Ｘ線強度が得られる領域とを合せて「Ｃａ群元素濃化領域」としたとき、
（６）  前記一次被膜中のＭｇ２ＳｉＯ４の含有量に対する、前記Ｙ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量の割合：０．１〜６．０％、
（７）  前記一次被膜中のＭｇ２ＳｉＯ４の含有量に対する、前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量の割合：０．１〜６．０％、
（８）  前記Ｃａ群元素濃化領域の数密度Ｄ４：０．００５〜２．０００個／μｍ２、
の条件を満足することを特徴とする、請求項１に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項３】
質量％で、
Ｃ：０．１％以下、
Ｓｉ：２．５〜４．５％、
Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、
Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５０％、及び、
Ｎ：０．００３〜０．０３００％
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する母材鋼板と、
前記母材鋼板の表面上に付着する、ＭｇＯを主成分として含有する焼鈍分離剤層とを備え、
前記焼鈍分離剤層が持つ情報を前記母材鋼板の板厚方向断面に平行な面に投影して展開した特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの特性Ｘ線強度の最大値を特定し、前記Ｃａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＣａの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｓｒの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＳｒの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｂａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＢａの特性Ｘ線強度が得られる領域とを合せて「Ｃａ群元素濃化領域」としたとき、
前記焼鈍分離剤層は、
（９）  母材鋼板表面から０〜３．０μｍの領域に存在する前記Ｃａ群元素濃化領域における前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有する粒子の数密度Ｄ４２：０．００５〜１．４００個／μｍ３、
を満足することを特徴とする方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍用鋼板。
【請求項４】
ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤であって、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素、及び、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有し、
前記ＭｇＯの含有量に対する、前記焼鈍分離剤に含まれるＭｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの含有量の割合（％）をそれぞれ［Ｍｇ］、［Ｙ］、［Ｌａ］、［Ｃｅ］、［Ｃａ］、［Ｓｒ］、［Ｂａ］としたとき、
（１０）  （０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１４［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．２０〜１．６０（％）、
（１１）  （０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．２０〜１．８０（％）、
を満たし、
かつ、前記焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末中の前記ＭｇＯの含有量に対する、前記ＭｇＯ原料粉末中に含まれるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの含有量の割合（％）をそれぞれ、［Ｍｇ´］、［Ｃａ´］、［Ｓｒ´］、［Ｂａ´］としたとき、
（１２）  （０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２［Ｍｇ´］×１００（％）：０．０１０〜０．０８０（％）、
を満たし、
さらに、  （１３）  前記（０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００に対する前記（０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２［Ｍｇ´］×１００の比が０．２００〜０．０２０であり、
さらに、  （１４）  前記ＭｇＯの平均粒径Ｒ１：０．１〜２．８μｍ、
（１５）  前記焼鈍分離剤における前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される1種以上の元素を含有する粒子の平均粒径Ｒ２：０．２〜３．０μｍ、
（１６）  （前記平均粒径Ｒ２）／（前記平均粒径Ｒ１）：０．５〜３．０、
を満足することを特徴とする焼鈍分離剤。
【請求項５】
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含有することを特徴とする請求項４に記載の焼鈍分離剤。
【請求項６】
質量％で、
Ｃ：０．１％以下、
Ｓｉ：２．５〜４．５％、
Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、
Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５％、及び、
Ｎ：０．００３〜０．０３０％
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する工程と、
前記熱延鋼板に対して８０％以上の冷延率で冷間圧延を実施して冷延鋼板を製造する工程と、
前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して脱炭焼鈍板を製造する工程と、
前記脱炭焼鈍板の表面に、水性スラリーを塗布し乾燥する工程と、
前記水性スラリーが乾燥された後の鋼板に対して仕上焼鈍を実施する工程とを備え、
前記水性スラリーが、請求項４または５に記載の焼鈍分離剤を含むことを特徴とする、方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記Ｆｅの一部に代えて、さらにＢｉ，Ｔｅ及びＰｂからなる群から選択される1種以上の元素を、合計で０．０３０％以下含有する、請求項６に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記Ｆｅの一部に代えて、さらにＣｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．６０％以下含有する、請求項６または７に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項９】
質量％で、
Ｃ：０．１％以下、
Ｓｉ：２．５〜４．５％、
Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、
Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５％、及び、
Ｎ：０．００３〜０．０３０％
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する工程と、
前記熱延鋼板に対して８０％以上の冷延率で冷間圧延を実施して冷延鋼板を製造する工程と、
前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して脱炭焼鈍板を製造する工程と、
前記脱炭焼鈍板の表面に、水性スラリーを塗布し乾燥する工程とを備え、
前記水性スラリーが、請求項４または５に記載の焼鈍分離剤を含むことを特徴とする、方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍用鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記Ｆｅの一部に代えて、さらにＢｉ，Ｔｅ及びＰｂからなる群から選択される1種以上の元素を、合計で０．０３０％以下含有する、請求項９に記載の仕上げ焼鈍用鋼板の製造方法。
【請求項１１】
前記Ｆｅの一部に代えて、さらにＣｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上の元素を、合計で０．６０％以下含有する、請求項９または１０に記載の仕上げ焼鈍用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向性電磁鋼板、仕上焼鈍用鋼板、焼鈍分離剤、方向性電磁鋼板の製造方法、及び仕上焼鈍用鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｓｉを０．５〜７％程度含有し、結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位（ゴス方位）に集積させた鋼板である。結晶方位の制御には、二次再結晶と呼ばれるカタストロフィックな粒成長現象が利用される。【０００３】
方向性電磁鋼板の製造方法は次のとおりである。スラブを加熱して熱間圧延を実施して、熱延鋼板を製造する。熱延鋼板を必要に応じて焼鈍する。熱延鋼板を酸洗する。酸洗後の熱延鋼板に対して、８０％以上の冷延率で冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、一次再結晶を発現させる。脱炭焼鈍後の冷延鋼板に対して仕上焼鈍を実施して、二次再結晶を発現させる。以上の工程により、方向性電磁鋼板が製造される。【０００４】
上述の脱炭焼鈍後であって、仕上焼鈍前に、冷延鋼板の表面上に、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を付着させる。通例、その方法は、焼鈍分離剤成分を含有する水性スラリーを冷延鋼板に塗布し、乾燥させることによって実施される。焼鈍分離剤が付着した冷延鋼板をコイルに巻取った後、仕上焼鈍を実施する。仕上焼鈍時に、焼鈍分離剤中のＭｇＯと、脱炭焼鈍時に冷延鋼板の表面に形成された内部酸化層中のＳｉＯ２とが反応し、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主成分とする一次被膜が鋼板表面上に形成される。一次被膜が形成された後、一次被膜上に、たとえば、コロイダルシリカ及びリン酸塩からなる絶縁コーティング液を塗布して、絶縁被膜（二次被膜ともいう）を形成する。一次被膜及び絶縁被膜は、母材鋼板よりも熱膨脹率が小さい。そのため、一次被膜は、絶縁被膜とともに、母材鋼板に張力を付与して鉄損を低減する。一次被膜はさらに、絶縁被膜の母材鋼板への密着性を高める。一次被膜の母材鋼板への密着性は高い方が好ましい。【０００５】
一方で、方向性電磁鋼板の低鉄損化には、磁束密度を高くしてヒステリシス損を低下することも有効である。【０００６】
方向性電磁鋼板の磁束密度を高めるには、母材鋼板の結晶方位をＧｏｓｓ方位に集積させることが有効である。Ｇｏｓｓ方位への集積を高めるための技術が、特許文献１〜３に提案されている。これらの特許文献では、インヒビター（正常結晶粒成長を抑制する析出物）の作用を強化する磁気特性改善元素（Ｃｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｅ等）を母材鋼板に含有させる。これにより、結晶方位のＧｏｓｓ方位への集積が高まり、方向性電磁鋼板の磁束密度を高めることができる。【０００７】
しかしながら、母材鋼板／一次被膜界面は、なるべく界面エネルギーが低くなるように形成するため、前述の母材鋼板／一次被膜界面は平坦になる。特に、母材鋼板が、磁気特性改善元素を含有する場合、より平坦になりやすい。母材鋼板／一次被膜界面が、より平たんとなった場合は、一次被膜と母材鋼板の物理的な結合力を生む一次被膜の嵌入構造が失われることで、一次被膜の母材鋼板への密着性が低下する。特に、曲げ加工によって生じる圧縮応力により剥離しやすくなり、密着性が著しく低下する。【０００８】
一次被膜の鋼板への密着性を高める技術が特許文献４、及び５に開示されている。【０００９】
特許文献４では、スラブ成分にＣｅを０．００１〜０．１質量％含有させ、鋼板表面にＣｅを０．０１〜１０００ｍｇ／ｍ２含む一次被膜を形成する。特許文献５では、方向性電磁鋼板は、Ｓｉ：１．８〜７質量％を含有し、表面にフォルステライトを主成分とする一次被膜を有し、一次被膜中にＣｅ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｃ、Ｙの１種または２種を目付量で片面あたり０．００１〜１０００ｍｇ／ｍ２含有し、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａの内の１種または２種以上を目付量で、片面あたり総量で０．０１〜１００ｍｇ／ｍ２含有することを特徴とする。【００１０】
特許文献５では、脱炭焼鈍を施した母材鋼板表面に、焼鈍分離剤を塗布、乾燥し、仕上焼鈍を行う一連の工程を含む製造方法が開示されている。ＭｇＯを主成分とした焼鈍分離剤の中に平均粒径が０．１〜２５μｍのＣｅ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｃ、Ｙの酸化物、水酸化物、硫酸塩または炭酸塩の１種または２種以上を、金属換算でＭｇＯに対して総量で０．０１〜１４質量％の範囲で含有させることを特徴とする、磁気特性と一次被膜密着性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献５では、一次被膜の密着性については、剪断加工によって生じる端面剥離を減少させる効果について言及されているが、曲げ加工への剥離耐性については、数十ｍｍφ程度の曲げ加工は、剪断加工よりも加工度が小さいとして評価されていない。剪断と曲げによる剥離挙動は異なっているため、近年の、曲げ加工度が高い鉄心製造法に供する電磁鋼板として、一次被膜の母材鋼板への密着性を確保するためには、従来よりも厳しい曲げ加工を施した際に一次被膜が剥離しない密着性が必要であり、剪断端面の剥離耐性に問題ない材料であっても、厳しい曲げ加工への耐性が必ずしも得られない場合がある。
また、仕上焼鈍の後段、鋼板成分を純化する工程にて、鋼板に含まれる窒素などのガスが抜ける。この時、一次被膜はガスの透過を遅くする。この際、一次被膜のガスの透過が遅くなりすぎると、一次被膜と地鉄の界面にてガス圧が高圧となり、一次被膜が吹き飛ばされて破壊されることがある。これにより、鋼板表面に肉眼で判別可能なサイズの点状の母材露出部が現れる。この点状の母材露出部が、鋼板表面の広い範囲に亘ってにある程度高い数密度で発生すると、絶縁性、外観品質上重大な欠陥となる。上記に挙げた一次被膜密着性を改善する手法は必ずしも点状欠陥を抑制しないため、点状欠陥の生じない一次被膜形態の制御技術が求められている。【００１３】
一次被膜の密着性については、剪断加工での端面剥離、曲げ加工での表面剥離について、さまざまな検討がなされているが、これを厳密に区別しての最適な鋼板及び製法が提示されているとは言えない。剪断と曲げ、高圧ガスの発生による剥離挙動および機構は異なっているため、曲げ加工を要する鉄心製造法に供するうえでは、従来よりも厳しい曲げ加工を施した際に一次被膜が剥離しない密着性、および鋼板からのガス発生に起因する一次被膜欠陥の抑制が必要となっている。焼鈍分離剤にＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａを含有させて、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａを含有する一次被膜を形成する場合、剪断加工への一次被膜密着性に問題がなくても曲げ加工に対する一次被膜密着性が不足する場合や、仕上焼鈍中に鋼板から発生するガスによって母材鋼板の一次被膜が破壊され、鋼板表面が点状に露出する欠陥が発生する場合などの課題がある。そのため、絶縁性および外観に問題がない、信頼性の高い電磁鋼板として、曲げ加工に対する一次被膜密着性（以下、単に「被膜密着性」という）を持ち、母材が点状に露出する欠陥の少ない材料が望まれている。【００１４】
本発明の目的は、磁気特性および一次被膜の母材鋼板への密着性に優れ、母材が点状に露出する欠陥の少ない方向性電磁鋼板、並びに、仕上焼鈍用鋼板、焼鈍分離剤、方向性電磁鋼板の製造方法、及び仕上焼鈍用鋼板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、方向性電磁鋼板の一次被膜と母材鋼板の界面の構造の特徴を制御し規定して、一次被膜の構造を特定するものである。
本発明では、図１に模式的に示す形状的特徴を基に、一次被膜を板厚方向に２つの領域に分割してそれぞれの領域における構造を規定する。以下の説明において、２つの領域を表現するために、表面側を「表面酸化物層（１）」、母材鋼板側を「嵌入酸化物層（２）」という用語を用いる。表面酸化物層（１）とは、母材鋼板の表面を比較的一様に被覆している一次被膜部分（以下、これを「表面酸化物」と記述することがある）が存在する板厚方向の領域である。嵌入酸化物層（２）とは、母材鋼板中に食い込んだ一次被膜部分（以下、これを「嵌入酸化物」と記述することがある）が存在する板厚方向の領域である。両者を分割する深さの基準値Ｈ０については後述する。
本明細書では、界面の構造を、一次被膜を母鋼板側から観察した形態的特徴で規定する。詳細は測定法とともに後述する。
このような一次被膜と母材鋼板の界面の構造、特に形状の特徴は、一般的には「根」という用語を用いて表現されることがある。【００１６】
方向性電磁鋼板の一次被膜と母材鋼板との界面は、嵌入酸化物が母材鋼板内部に進入した凹凸形状となっている。嵌入酸化物の侵入深さが深くなり、酸化物粒子の個数の数密度（個／μｍ３）が増加すると、いわゆるアンカー効果により一次被膜の母材鋼板に対する密着性は高まる。【００１７】
一方で、嵌入酸化物が母材鋼板内部に進入しすぎると、二次再結晶時の鋼板の結晶粒成長や磁化時の磁壁移動の阻害要因となり、磁気特性が劣化する。【００１８】
また、一次被膜は鋼板に張力を付与し鉄損を下げる効果がある。張力を大きくするためには、一次被膜のうちの表面酸化物層（１）は、線膨張係数の小さいＭｇ２ＳｉＯ４の含有量が高いことが好ましく、表面酸化物層（１）が厚いことが望ましい。【００１９】
以上の一般的な認識に基づいて、本発明者らは、磁気特性改善元素を含有する方向性電磁鋼板の磁気特性、及び、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ化合物およびＣａ、Ｓｒ、Ｂａ化合物を含有する焼鈍分離剤を使用して形成される一次被膜の密着性について調査及び検討を行った。その結果、本発明者らは次の知見を得た。
ここで、以下の説明では、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素をまとめて「Ｙ群元素」、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素をまとめて「Ｃａ群元素」と記述することがある。【００２０】
焼鈍分離剤にＹ群元素及びＣａ群元素を含有させて一次被膜を形成した場合、剪断加工に対する被膜密着性は十分であっても、曲げ加工に対する被膜密着性が十分に得られないことがある。また、曲げ加工に対する被膜密着性を高めるために、上記Ｙ群元素とＣａ群元素を同時に大量添加すると、鉄損や磁束密度が低下することがある。
また、一次被膜の形態を制御して、被膜密着性を高めるために、嵌入酸化物層（２）の表面の面積を大きくしても、仕上焼鈍中に鋼板から発生するガスによって一次被膜が吹き飛ばされ、点状に母材が露出する欠陥が生じることがある。
以降、剪断加工に対する被膜密着性と曲げ加工に対する被膜密着性を明確に区別する箇所以外で単に「密着性」と記述する場合、剪断加工に対する被膜密着性と曲げ加工に対する被膜密着性を含めた意図として用いることがある。
また、以降、単に「点状欠陥」と記述する場合、仕上焼鈍中に鋼板から発生するガスによって一次被膜が吹き飛ばされ、母材鋼板が点状に露出する欠陥を意図して用いることがある。
本発明者らは、焼鈍分離剤中のＹ群元素及びＣａ群元素の影響についてさらに検討した結果、次の知見を得た。【００２１】
焼鈍分離剤にＹ群元素が含有される場合、嵌入酸化物層（２）が厚くなる。これにより剪断加工に対する被膜密着性が改善する。
また、焼鈍分離剤にＣａ群元素が含有される場合、形成される一次皮膜の嵌入酸化物層（２）の数密度が増加し、剪断加工に対する被膜密着性が改善する。さらに、一次皮膜中の以下に規定するＣａ群元素の合計含有量として、ＭｇＯ原料粉末中に不純物として含まれるＣａ群元素の合計含有量と、ＭｇＯ原料粉末外に含まれるＣａ群元素の化合物由来の含有量を適当な比率にすると、曲げ加工に対する被膜密着性が高くなり、磁気特性の劣化も抑えられ、さらに点状欠陥も抑えられる。このとき一次被膜は、表面酸化物層（１）の厚さが均一になるとともに、Ｍｇ２ＳｉＯ４相が増加する。またさらに、嵌入酸化物層（２）は、板厚方向以外にも、長手幅方向にも長くなる。曲げ加工に対する被膜密着性の改善は、表面酸化物層（１）の厚さが均一になり、曲げ加工時の表面酸化物層（１）の厚さが薄い領域への局所的な応力の集中が回避されることが原因と考えられる。また、磁気特性の改善は、表面酸化物層（１）中のＭｇ２ＳｉＯ４相の量が増すため、鋼板に作用する張力が高くなることが原因と考えられる。また、点状欠陥の抑制は、密着性を担う嵌入酸化物層（２）の界面の面積が単に増えるだけでなく、酸化物の形態が入り組み、ガスの拡散経路の多い構造となることで、嵌入酸化物層（２）のガス透過性が良くなることが原因であると考えられる。
さらに、このような良好な特性を持つ一次被膜は、単に界面凹凸の形状だけでなく、一次被膜の界面近傍におけるＡｌの存在形態により特徴づけられることを明らかにした。また、このような一次被膜を形成するために使用する焼鈍分離剤が有する特徴を明確にした。
母材鋼板と一次被膜の界面は、図１に示すように凹凸を有する複雑な三次元形状となるため、この三次元形状である界面の構造的な特徴を規定することを試みた。その規定は本質的には「三次元的な構造」を定量化すべきものではあるが、三次元であり、かつ複雑な構造のため困難であった。このため、本発明者らは、界面構造に関する情報を後述のように鋼板表面に平行な面に投影し、その「平面」において界面が有する特徴を規定することを試みた。そして、本発明の効果が、この「投影平面上の特徴」による定量的な規定により評価および説明が可能であることを確認した。【００２２】
これら知見により得られる本発明の特徴は以下の通りである。
すなわち、ＭｇＯを主体とし、Ｙ群元素およびＣａ群元素が含有される焼鈍分離剤を用いて、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主体とし、Ｙ群元素および、Ｃａ群元素を含有する一次被膜を形成させる場合、一次被膜および一次被膜と母材鋼板の界面が次の（１）〜（８）に示す特徴を満足すれば、嵌入酸化物層（２）および表面酸化物層（１）の形態が適切で、剪断加工および曲げ加工に対する一次被膜の密着性と鉄損特性の両立が可能となる。
（１）  Ａｌ濃化領域の個数の数密度Ｄ３：０．０１５〜０．１５０個／μｍ２、
（２）  （嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の面積Ｓ５）／（Ａｌ濃化領域の面積Ｓ３）≧０．３０、
（３）  嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の、板厚方向の高さの平均値から、Ｈ０を引いた距離Ｈ５：０．４〜４．０μｍ、
（４）  （嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の合計周長Ｌ５）／（観察面積Ｓ０）：０．０２０〜０．５００μｍ／μｍ２、
（５）  （嵌入酸化物層領域の面積Ｓ１）／（観察面積Ｓ０）≧０．１５、
（６）  Ｙ群元素の合計含有量：０．１〜６．０質量％、
（７）  Ｃａ群元素の合計含有量：０．１〜６．０質量％、
（８）  Ｃａ群濃化領域の数密度Ｄ４：０．００５〜２．０００個／μｍ２。【００２３】
また、上記方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍用鋼板は、次の条件（９）を満たす。
（９）  焼鈍分離剤層のＣａ群元素濃化領域におけるＣａ群元素を含有する粒子の数密度Ｄ４２：０．００５〜１．４００個／μｍ３。【００２４】
そして、上記の一次被膜、および焼鈍分離剤層を形成できる焼鈍分離剤は次の（１０）〜（１７）の条件を満たす。
（１０）  （０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１２［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．２０〜１．６０％、
（１１）  （１．４０［Ｃａ］＋１．１８Ｓｒ＋１．１２Ｂａ）／１．６６［Ｍｇ］×１００：０．２０〜１．８０％、
（１２）  （０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２［Ｍｇ´］×１００：０．０１０〜０．０８０％、
（１３）  （１２）  （１０）／（１１）：０．０２０〜０．２００、
（１４）  ＭｇＯの平均粒径Ｒ１：０．１〜２．８μｍ、
（１５）  Ｃａ群元素濃化領域におけるＣａ群元素を含有する粒子の平均粒径Ｒ２：０．２〜３．０μｍ、
（１６）  （平均粒径Ｒ２）／（平均粒径Ｒ１）：０．５〜３．０。【００２５】
これら知見により得られる本発明の要旨は以下の通りである。
本発明による方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００５０％以下、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下、及びＮ：０．０１０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する母材鋼板と、前記母材鋼板の表面上に形成されており、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分として含有する一次被膜とを備え、前記鋼版の板厚方向において、前記一次被膜側から前記母材鋼板側に向かう方向を正としたときの前記鋼板の前記一次被膜表面の凹凸の情報を鋼板表面に平行な面に投影して展開し、前記一次被膜の母材鋼板側の表面高さの中央値をＨ０として、Ｈ０＋０．２μｍより前記母材鋼板側に存在する前記一次被膜を「嵌入酸化物層領域」と、Ｈ０＋０．２μｍより前記一次被膜側に存在する前記一次被膜を「表面酸化物層領域」と分類し、かつ前記一次被膜が持つ情報を鋼板表面に平行な面に投影して展開した特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ａｌ（アルミニウム）の特性Ｘ線強度の最大値を特定し、該Ａｌの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＡｌの特性Ｘ線強度が得られる領域を「Ａｌ濃化領域」としたとき、前記一次被膜が、
（１）前記Ａｌ濃化領域の数密度Ｄ３：０．０１５〜０．１５０個／μｍ２、
（２）（前記嵌入酸化物層領域でありかつ前記Ａｌ濃化領域である領域の面積Ｓ５）／（前記Ａｌ濃化領域の面積Ｓ３）≧０．３０、
（３）前記嵌入酸化物層領域でありかつ前記Ａｌ濃化領域である領域の板厚方向の高さの平均値からＨ０を引いた距離Ｈ５：０．４〜４．０μｍ、
（４）（前記嵌入酸化物層領域でありかつ前記Ａｌ濃化領域である領域の周長Ｌ５）／（観察面積Ｓ０）：０．０２０〜０．５００μｍ／μｍ２、
（５）（前記嵌入酸化物層領域の面積Ｓ１）／（前記観察面積Ｓ０）≧０．１５、の条件を満足することを特徴とする。【００２６】
さらに上記方向性電磁鋼板は、前記一次被膜がＹ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素、及び、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有し、かつ、前記特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの特性Ｘ線強度の最大値を特定し、前記Ｃａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＣａの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｓｒの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＳｒの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｂａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＢａの特性Ｘ線強度が得られる領域とを合せて「Ｃａ群元素濃化領域」としたとき、
（６）前記一次被膜中のＭｇ２ＳｉＯ４の含有量に対する、前記Ｙ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量の割合：０．１〜６．０％、
（７）前記一次被膜中のＭｇ２ＳｉＯ４の含有量に対する、前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量の割合：０．１〜６．０％、（８）前記Ｃａ群元素濃化領域の数密度Ｄ４：０．００５〜２．０００個／μｍ２の条件を満足することを特徴とする。【００２７】
また、上記方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍用鋼板は、質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５％、及び、Ｎ：０．００３〜０．０３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する母材鋼板と、前記母材鋼板の表面上に付着する、ＭｇＯを主成分として含有する焼鈍分離剤層とを備え、前記焼鈍分離剤層が持つ情報を板厚方向断面に平行な面に投影して展開した特性Ｘ線強度分布図において、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの特性Ｘ線強度の最大値を特定し、前記Ｃａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＣａの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｓｒの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＳｒの特性Ｘ線強度が得られる領域と、前記Ｂａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＢａの特性Ｘ線強度が得られる領域とを合せて「Ｃａ群元素濃化領域」としたとき、前記焼鈍分離剤層は、（９）母材鋼板表面から０〜３．０μｍの領域に存在する前記Ｃａ群元素濃化領域における前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有する粒子の数密度Ｄ４２：０．００５〜１．４００個／μｍ３、を満足することを特徴とする。【００２８】
本発明による焼鈍分離剤は、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤であって、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素、及び、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有し、前記焼鈍分離剤に含まれる前記ＭｇＯの含有量に対する、前記焼鈍分離剤に含まれるＭｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの含有量の割合（％）をそれぞれ［Ｍｇ］、［Ｙ］、［Ｌａ］、［Ｃｅ］、［Ｃａ］、［Ｓｒ］、［Ｂａ］としたとき、
（１０）（０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１４［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．２０〜１．６０（％）、
（１１）（０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．２０〜１．８０（％）、
を満たし、かつ、前記焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末中の前記ＭｇＯの含有量に対する、前記ＭｇＯ原料粉末中に含まれるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの含有量の割合（％）をそれぞれ、［Ｍｇ´］、［Ｃａ´］、［Ｓｒ´］、［Ｂａ´］としたとき、
（１２）（０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．０１０〜０．０８０（％）、を満たし、さらに、
（１３）前記（０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００に対する前記（０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２［Ｍｇ´］×１００の比が０．２００〜０．０２０であり、
（１４）前記ＭｇＯの平均粒径Ｒ１：０．１〜２．８μｍ、
（１５）前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される1種以上の元素を含有する粒子の平均粒径Ｒ２：０．２〜３．０μｍ、
（１６）（前記平均粒径Ｒ２）／（前記平均粒径Ｒ１）：０．５〜３．０、
を満足することを特徴とする。【００２９】
本発明による方向性電磁鋼板の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５％、及び、Ｎ：０．００３〜０．０３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する工程と、前記熱延鋼板に対して８０％以上の冷延率で冷間圧延を実施して冷延鋼板を製造する工程と、前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して脱炭焼鈍板を製造する工程と、前記脱炭焼鈍板の表面に、水性スラリーを塗布し乾燥する工程と、前記水性スラリーが乾燥された後の鋼板に対して仕上焼鈍を実施する工程とを備え、前記水性スラリーが、上述した焼鈍分離剤を含むことを特徴とする。【００３０】
上記仕上焼鈍用鋼板の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．２０％、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５％、及び、Ｎ：０．００３〜０．０３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する工程と、前記熱延鋼板に対して８０％以上の冷延率で冷間圧延を実施して冷延鋼板を製造する工程と、前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して脱炭焼鈍板を製造する工程と、前記脱炭焼鈍板の表面に、水性スラリーを塗布し乾燥する工程とを備え、前記水性スラリーが，上述した焼鈍分離剤を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による方向性電磁鋼板は、磁気特性に優れ、一次被膜の母材鋼板への密着性に優れる。本発明による方向性電磁鋼板の製造方法は、上述の方向性電磁鋼板を製造できる。本発明による焼鈍分離剤は、上記製造方法に適用され、これにより、本発明の方向性電磁鋼板を製造できる。本発明による仕上焼鈍用鋼板は、本発明の方向性電磁鋼板を製造するためのものである。本発明による仕上焼鈍用鋼板の製造方法は、上記の仕上焼鈍用鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】２０μｍ×１５μｍ一次被膜サンプルの模式図である。
【図２】レーザ顕微鏡で得られる高さ情報データに適用するガウシアンフィルターを説明する図である。
【図３】剥離させた一次被膜裏面と嵌入部の三次元構造を示す模式図である。
【図４】特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
詳細は後述するが、本発明では方向性電磁鋼板の一次被膜と母材鋼板の界面の構造を特定するため、方向性電磁鋼板から剥離した一次被膜の母材鋼板に密着していた側の表面、つまり一次被膜と母材鋼板との界面を形成していた側の一次被膜の面を観察する。この観察面を走査型共焦点レーザ顕微鏡で分析して界面の凹凸分布（界面の深さ方向の情報）を得る。さらに観察面をＳＥＭ−ＥＤＳを用いて分析し、特性Ｘ線強度から一次被膜に存在する各種元素の濃度分布を得る。これらの各機器での観察が剥離元の鋼板表面に対して垂直な方向で行われるため、得られる情報は、三次元構造を有する一次被膜の情報（凹凸、特性Ｘ線強度）を鋼板表面に平行な平面に投影したものとなる。
以降の本明細書における界面に関する説明は、「上記投影平面上の特徴」を用いた説明であることを最初に断っておく。例えば界面の構造に関する「面積」は上記の投影平面上で得られる面積であり、元素の存在領域は、上記投影面上で得られる元素の特性Ｘ線強度に基づき特定されるものである。
ただし、これらの投影平面上で得られた特徴は本発明の特徴を良好に規定できるものであることは確認しており、これらの投影平面上での一次皮膜の情報により本発明を説明することが本発明の意義を失わせるものでないことは言うまでもない。
また、本明細書において、特に断らない限り、数値Ａ及びＢについて「Ａ〜Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。さらに、本明細書において、「主成分」とはある物質に５０質量％以上含まれている成分ことを言い、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であることを意味する。
【００３４】
以下、本発明による方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法、方向性電磁鋼板の製造に用いられる焼鈍分離剤、方向性電磁鋼板を製造するための仕上焼鈍用鋼板及び仕上焼鈍用鋼板の製造方法について詳述する。本明細書において、元素の含有量に関する％は、特に断りのない限り、質量％を意味する。
【００３５】
本発明による方向性電磁鋼板は、母材鋼板と、母材鋼板表面に形成されている一次被膜とを備える。
【００３６】
［母材鋼板］
上述の方向性電磁鋼板を構成する母材鋼板の化学組成は、次の元素を含有する。ただし、本発明の特徴は一次被膜にあり、母材鋼板は特別なものである必要はない。なお、後述の製造方法で説明するとおり、母材鋼板は、後述する化学組成を有する熱延鋼板を用いて、冷間圧延を実施することにより製造され、また、仕上焼鈍中に失われる成分があるため、方向性電磁鋼板を構成する母材鋼板の化学組成と熱延鋼板の化学組成は大きく異なるものとなる。
【００３７】
Ｃ：０．００５０％以下
炭素（Ｃ）は、製造工程中における脱炭焼鈍工程完了までの組織制御に有効な元素であるが、Ｃ含有量が０．００５０％を超えれば、製品板である方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。したがって、Ｃ含有量は０．００５０％以下である。Ｃ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｃ含有量を０．０００１％未満に低減しても、製造コストが掛るだけで、上記効果はそれほど変化しない。したがって、Ｃ含有量の好ましい下限は０．０００１％である。
【００３８】
Ｓｉ：２．５〜４．５％
シリコン（Ｓｉ）は鋼の電気抵抗を高めて、渦電流損を低減する。Ｓｉ含有量が２．５％未満であれば、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が４．５％を超えれば、鋼の冷間加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は２．５〜４．５％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は２．６％であり、さらに好ましくは２．８％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は４．０％であり、さらに好ましくは３．８％である。
【００３９】
Ｍｎ：０．０２〜０．２０％
マンガン（Ｍｎ）は、製造工程中において、後述のＳ及びＳｅと結合してＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。これらの析出物は、インヒビター（正常結晶粒成長の抑制剤）として機能し、鋼において、二次再結晶を起こさせる。Ｍｎはさらに、鋼の熱間加工性を高める。Ｍｎ含有量が０．０２％未満であれば、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が０．２０％を超えれば、二次再結晶が発現せず、鋼の磁気特性が低下する虞がある。したがって、Ｍｎ含有量は０．０２〜０．２０％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０３％であり、さらに好ましくは０．０４％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．１３％であり、さらに好ましくは０．１％である。
【００４０】
Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５％以下
硫黄（Ｓ）含有量及びセレン（Ｓｅ）は、製造工程中において、Ｍｎと結合して、インヒビターとして機能するＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。しかしながら、これらの元素の含有量が合計で０．００５％を超えれば、残存するインヒビターにより、磁気特性が低下する。さらに、Ｓ及びＳｅの偏析により、方向性電磁鋼板において、表面欠陥が発生する場合がある。したがって、方向性電磁鋼板において、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量は０．００５％以下である。方向性電磁鋼板におけるＳ及びＳｅ含有量の合計はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、方向性電磁鋼板中のＳ含有量及びＳｅ含有量の合計を０．０００１％未満に低減しても、製造コストが高くなるだけで、上記効果はそれほど変化しない。したがって、方向性電磁鋼板中のＳ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の合計含有量の好ましい下限は０．０００１％である。
【００４１】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以下
アルミニウム（Ａｌ）は、方向性電磁鋼板の製造工程中において、Ｎと結合してＡｌＮを形成し、インヒビターとして機能する。しかしながら、方向性電磁鋼板中のｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０１０％を超えれば、母材鋼板中に上記インヒビターが過剰に残存するため、磁気特性が低下する。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０１０％以下である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．００４％であり、さらに好ましくは０．００３％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、方向性電磁鋼板中のｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．０００１％未満に低減しても、製造コストが高くなるだけで、上記効果はそれほど変化しない。したがって、方向性電磁鋼板中のｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０００１％である。なお、本明細書において、ｓｏｌ．Ａｌは酸可溶Ａｌを意味する。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は、酸可溶Ａｌの含有量である。
注意を要するのは、後述するように本発明の一次被膜の特徴となるＡｌは母材鋼板を由来とするものであることである。このため、一見すると母材鋼板のＡｌ含有量がゼロであることが、一次被膜にＡｌが存在することと矛盾するように思えるが、一次被膜に濃化するのは、「製造途中の母材鋼板に含有されていたＡｌ」であり、本発明の方向性電磁鋼板では、本発明の特徴であるＡｌの濃化が起きた後に、仕上焼鈍の一過程で「純化焼鈍」とも呼ばれる高温熱処理により母材鋼板のＡｌは系外に排出される。このため、最終的な母材鋼板にＡｌが含有されないことと、最終的な一次被膜に母材鋼板由来のＡｌが存在することとは矛盾するものではない。
【００４２】
Ｎ：０．０１０％以下
窒素（Ｎ）は、方向性電磁鋼板の製造工程中において、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、インヒビターとして機能する。しかしながら、方向性電磁鋼板中のＮ含有量が０．０１０％を超えれば、方向性電磁鋼板中に上記インヒビターが過剰に残存するため、磁気特性が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．０１０％以下である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．００４％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｎ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、方向性電磁鋼板中のＮ含有量の合計を０．０００１％未満に低減しても、製造コストが高くなるだけで、上記効果はそれほど変化しない。したがって、方向性電磁鋼板中のＮ含有量の好ましい下限は０．０００１％である。
【００４３】
本発明による方向性電磁鋼板の母材鋼板の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、母材鋼板を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境などから混入されるもの、又は、純化焼鈍において完全に純化されずに鋼中に残存する下記の元素等であって、本発明の方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【００４４】
＜不純物について＞
銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、テルル（Ｔｅ）及び鉛（Ｐｂ）は、仕上焼鈍の一過程で「純化焼鈍」とも呼ばれる高温熱処理により、母材鋼板の中のＣｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ及びＰｂの一部が系外に排出される。これらの元素は仕上焼鈍において二次再結晶の方位選択性を高めて磁束密度を改善する作用を発揮するが、仕上焼鈍完了後は母材鋼板中に残存すると単なる不純物として鉄損を劣化させる。したがって、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ及びＰｂからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量は０．３０％以下である。上述のとおりこれらの元素は不純物であるため、これらの元素の合計含有量はなるべく低い方が好ましい。
【００４５】
［一次被膜］
一次被膜構造の特徴は本発明における最も重要である。この特徴は前述のように、その測定方法の限界もある。本発明では、一次被膜と母材鋼板の界面の情報を鋼板表面と平行な平面に投影し、その平面（以降、単に「投影平面」と記述することがある）の上で規定する。一次被膜の特徴を把握するには、この測定方法の理解が重要と考えられるので、最初に測定方法について説明する。
【００４６】
＜一次被膜、特に界面構造の測定方法＞
表面に一次被膜が形成された方向性電磁鋼板を、母材鋼板のみが溶解するように電解液中で定電位電解したのち、母材鋼板から一次被膜を分離し、観察用試料とする。なお、試料採取のための電解にあたっては、界面の母材鋼板が選択的に電解されることから、母材鋼板全てを電解する必要はなく、適当な電解量を設定すればよい。電解量は、たとえば、鋼板面積１ｃｍ２当たり８０Ｃ（８０Ｃ／ｃｍ２）である。一次被膜の分離にあたっては、市販されている金属製のテープ等の粘着面に一次被膜を付着させたのち母材鋼板を取り除く方法などにより、テープ側に残ったものを観察する方法や、パラフィンを用いて包埋させたあと、パラフィンを取り除く方法などがある。
以降、この分離した被膜を「界面観察用サンプル」、観察すべき一次被膜の母材鋼板に密着していた側の表面を「観察面」と記述することがある。
【００４７】
次に界面観察用サンプルを元の鋼板表面に垂直な方向（方向性電磁鋼板の板厚方向）から各種の観察機器で観察を行う。よって、各機器から得られるデータは界面観察用サンプルの持つ情報を、投影平面上に展開したものとなる。以降の説明はこの投影平面におけるデータを前提として説明する。つまり、例えば「界面において」という記述は、上記投影平面におけるデータの状況について説明したものとなる。ここで、上記板厚方向において、一次被膜側から母材鋼板側へ向かう方向を正とする。以下に使用する「高さ」の用語は、一次被膜側から母材鋼板側へ向かう方向を高いと表す。
【００４８】
界面観察用サンプルの観察面について、２０μｍ×１５μｍ以上の領域を走査型共焦点レーザ顕微鏡（型番：ＶＫ９７１０、キーエンス製）で分析し、投影平面上での界面の凹凸データを得る。この際、走査ステップは０．１μｍ以下とする。得られた３００００個（２００個×１５０個）以上の凹凸データに対し、サイズ３×３のガウシアンフィルタ（図２）によるスムージングを１回実施する。さらに、スムージング後の凹凸データに対して幅方向の中心線、高さ方向の中心線を基準とした、自動の二次曲面補正を行い、このデータを投影平面上に展開し、２００個×１５０個の最終的な凹凸分布図を得る。
図３は、剥離させた一次被膜裏面と嵌入部の三次元構造を示す模式図である。Ｈ０は、一次被膜の表面高さの中央値である。Ｈ１はＨ０よりも高い位置に存在する嵌入部の高さの平均値である。この位置（Ｈ１−Ｈ０）は、本発明では、０．４０〜２．００μｍである。図３を鋼板表面と平行な平面に投影したものが高さの凹凸分布情報を有する投影平面である。
また、上記観察領域内で、ＳＥＭ−ＥＤＳ（型番：ＪＳＭ−７９００Ｆ、日本電子製）を用いて、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＡｌの特性Ｘ線強度分析を行う。この際、走査ステップは０．１μｍ以下とし、投影平面上での２００個×１５０画素の特性Ｘ線強度分布図を得る。このとき、特性Ｘ線強度分布図の解像度を基準に、２００×１５０画素以上の領域が、凹凸分布図と重なるようにする。つまり、特性Ｘ線強度分布図のデジタル画像の２００×１５０画素以上の領域の各画素に対して、対応する領域の凹凸分布図の高さデータを少なくとも１点以上（好ましくは全ての点）対応させることができるようにする。以下、これを特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図と呼び、これを表した模式図を図４に示す。この図から得られる情報を用いて被膜の形態を特定する方法について述べる。
【００４９】
このようにして得られる、特性Ｘ線強度および凹凸相関分布図から、以下の手順で観察領域内に領域Ａ０〜Ａ５を確定する。
図４に示す特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図の模式図では、最外枠内の全ての観察領域をＡ０で示す。濃いグレーで塗りつぶした領域は、凹凸の中央値Ｈ０よりも高い領域である。薄いグレーの線で示す枠内はＨ０よりもさらに０．２μｍ高い領域（嵌入酸化物領域）Ａ１である。薄いグレーの線で示す枠の外は、表面酸化物層領域Ａ２である。Ａｌ（アルミニウム）濃化領域をＡ３（点で示す）およびＡ５（黒色で示す）で表す。特にＡ５は嵌入酸化物領域（Ａ１）内に存在するＡｌ（アルミニウム）濃化領域を示す。Ａ４の領域（点線の枠内）は、以下に説明するＣａ群元素濃化領域を示す。
【００５０】
領域Ａ０は、観察領域全体、つまり少なくとも２０μｍ×１５μｍ以上の領域であり、特性Ｘ線及び凹凸相関分布図の全画素がこの領域Ａ０に相当するものとなる。以下、Ａ０を「観察領域」と記述することがある。
【００５１】
領域Ａ１および領域Ａ２は、特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図をもとにして区分される。
本発明では、一次被膜を鋼板厚さ方向の位置Ｈ０を基準として厚さ方向に２つの領域、「嵌入酸化物層（２）」と「表面酸化物層（１）」に分類することは、前述の通りである。領域Ａ１および領域Ａ２はこの分類を投影平面上に展開した領域となる。
Ｈ０は特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図の高さデータの中央値である。ここでは、２００×１５０個の中央に近い２つの高さの値の算術平均値である。そして、Ｈ０＋０．２μｍ以上の高さとなる領域が「嵌入酸化物層（２）」であり、投影平面上で見たものが「嵌入酸化物層領域」Ａ１である。同様に、Ｈ０＋０．２μｍ未満の高さとなる領域が「表面酸化物層（１）」であり、投影平面上では「表面酸化物層領域」Ａ２である。
【００５２】
領域Ａ３および領域Ａ４は特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図をもとにして区分される。
特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ａｌ（アルミニウム）の特性Ｘ線強度の最大値を特定し、該Ａｌの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上の強度が得られる領域がＡ３である。以下、領域Ａ３を「Ａｌ濃化領域」と記述する。
また、特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図において、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの特性Ｘ線強度を特定し、Ｃａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＣａの特性Ｘ線強度が得られる領域と、Ｓｒの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＳｒの特性Ｘ線強度が得られる領域と、Ｂａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＢａの特性Ｘ線強度が得られる領域とを合わせた領域がＡ４である。つまり領域Ａ４は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのいずれかの元素について、特性Ｘ線強度が、その元素の最大の特性Ｘ線強度の２０％以上の強度となっている領域である。以下、Ａ４を「Ｃａ群元素濃化領域」と記述する。
【００５３】
さらに、嵌入酸化物層領域Ａ１に存在し、かつＡｌ（アルミニウム）濃化領域Ａ３である領域をＡ５として特定する。以下、領域Ａ５を「嵌入Ａｌ（アルミニウム）領域」と記述する。
【００５４】
次に上記領域において、各領域の個数の数密度（個／μｍ２）、各領域の総面積（μｍ２）、各領域の板厚方向の位置（高さ（μｍ））を特定する。面積が必要なのは、領域Ａ０、Ａ１、Ａ３、及びＡ５であり、それぞれの面積をＳ０、Ｓ１、Ｓ３、及びＳ５とする。
領域の個数の数密度が必要なのは、Ａ３およびＡ４である。Ａ３及びＡ４領域の個数の数密度を、それぞれＤ３、Ｄ４とする。領域の個数の数密度の特定においては、画素単位で画素が上下または左右に連続している領域を一つの領域とし、さらに４つ以上の画素からなる領域を特定して個数を算定する。なお、１つの画素の面積は、前述したように測定時の走査ステップ０．１μｍ（より詳しくは０．０９２μｍ）であることから、領域の面積＝０．１μｍ×０．１μｍ（より詳しくは０．０９２μｍ×０．０９２μｍ）×領域個数となる。
言うまでもないが、例えばＤ３は、領域Ａ３について、画素単位で画素が連続している領域を一つの領域と見なして計測した領域の合計個数を、観察領域Ａ０の面積（すなわち全観察面積であるＳ０）で除した値である。Ｄ４も同様の方法で算出している。
領域の板厚方向の位置が必要なのは、領域Ａ５である。領域Ａ５の位置をＨ５とする。なお、この位置は、表面酸化物層（１）と嵌入酸化物層（２）の境界であるＨ０を基準として特定するものである。具体的には領域Ａ５であるすべての画素についての高さの平均値から、Ｈ０を引いた値である。領域Ａ５は特性Ｘ線強度及び凹凸相関分布図における高さがＨ０＋０．２μｍ以上の位置に存在する領域なので、領域Ａ５の画素についての高さの平均値は必ずＨ０＋０．２μｍ以上であり、結果的にＨ５は０．２μｍ以上の値となる。
【００５５】
＜一次被膜の特徴／嵌入酸化物層内のＡｌ分布＞
以下では本発明の特徴的な一次被膜について説明する。本発明の一次被膜はＭｇ２ＳｉＯ４を主成分とするが、一次被膜と母材鋼板との界面近傍でのＡｌ分布に大きな特徴があり、この特徴は主として、「嵌入酸化物層（２）」において特定できるので、最初に嵌入酸化物層（２）に関する特徴を、次に一次被膜全体の特徴を説明する。
本発明は界面近傍におけるＡｌ濃化領域Ａ３の数密度である上記Ｄ３について、Ｄ３：０．０１５〜０．１５０個／μｍ２であることを特徴とする。Ｄ３がこの範囲を外れると、曲げ加工に対する被膜密着性の向上効果を得ることができない。
また、Ａｌ濃化領域のうち、嵌入酸化物層領域である領域、すなわち嵌入酸化物層領域Ａ１でありかつＡｌ（アルミニウム）濃化領域Ａ３である領域（嵌入Ａｌ領域Ａ５）の周長Ｌ５の観察面積に対する割合、Ｌ５／Ｓ０について０．０２０〜０．５００μｍ／μｍ２の範囲であることを特徴とする。この比が０．０２μｍ／μｍ２未満になると、曲げ加工に対する被膜密着性の向上効果を得ることができない。また、０．５００μｍ／μｍ２を超えると、鉄損特性を劣化する。ここで、周長Ｌ５とは嵌入Ａｌ領域Ａ５の周長の合計であり、嵌入Ａｌ領域Ａ５の周長とは、１つの嵌入Ａｌ領域Ａ５を形成する連続する画素の周長である。
さらに、嵌入Ａｌ領域の板厚方向の位置Ｈ５について、Ｈ５：０．４〜４．０μｍであることを特徴とする。この値が０．４μｍ未満になると、曲げ加工に対する被膜密着性の向上効果を得ることができない。また４．０μｍ超になると嵌入酸化物が板厚方向に伸びすぎているため周長が減少し、ガス抜け性が改善されなくなって点状欠陥が発生するようになる。
【００５６】
上記のＡｌ分布が曲げ加工性に影響を及ぼす理由は明確ではないが、以下のように考えている。
Ａｌは強い酸化物形成傾向を持つ元素であるため、仕上焼鈍中に、鋼板表面ではＡｌが選択的に酸化され母材鋼板内部から表面に向かってＡｌが拡散する。この際、焼鈍分離剤が反応して形成されている表面酸化物において、その一部がＭｇＡｌ２Ｏ４に置換される場合、Ｍｇ２ＳｉＯ４が還元されその量が低下し線膨張係数が高まり磁気特性を劣化させるとともに、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主体とする表面酸化物層（１）の厚さが不均一になる。これを回避するにはＡｌを鋼板の内部で酸化させ、表面酸化物層（１）への到達を阻害すれば良い。つまり、本発明は、母鋼板に深く侵入している嵌入酸化物の先端位置にてＡｌ系酸化物が形成された構造となることで、磁気特性の向上と曲げ加工に対する被膜密着性の改善を両立して達成できていると考えられる。
これを表す規定値が、Ｈ５であり、本発明ではＨ５を０．４μｍ以上、すなわち嵌入Ａｌ領域をＨ０から０．４μｍ以上鋼板内部側（嵌入酸化物の先端側）に離れた位置に形成し、かつ観察面積当たりの嵌入Ａｌ領域の周長Ｌ５を０．０２μｍ以上とすることで上記の構造が達成されていると考えられる。
そしてこのような嵌入Ａｌ領域Ａ５が嵌入酸化物の先端にあるということは、Ｄ３が適度な範囲内の数値になることにもつながる。すなわち嵌入Ａｌ領域Ａ５の数密度が少なければ、Ｄ３が低いことになる。また、一時的に嵌入Ａｌ領域の密度が過剰に高くなるような状況が生じたとしても、隣接する嵌入Ａｌ領域Ａ５同士の距離が短くなるため、一次被膜の成長に伴いそれらは合体してしまい最終的にはＤ３は過度に高い値にはなりにくい。
また、上記のような適切な嵌入Ａｌ領域Ａ５が形成されていれば、鋼板内部から拡散するＡｌは表面酸化物層（１）には到達しなくなるので、Ｓ５／Ｓ３は必然的に高い値となる。
なお、本発明ではＡｌ濃化領域Ａ３におけるＡｌの状態については何ら規定するものではないが、一次被膜の主成分がＭｇ２ＳｉＯ４であることを考慮すれば、上記Ａ３内のＡｌは酸化物として存在していると考えることが妥当である。
【００５７】
＜一次被膜の特徴／嵌入酸化物層領域の存在＞
本発明の一次被膜において、嵌入酸化物層（２）の形状は、外形的には顕著な特徴を有するとまでは言えないが、上述の特徴的なＡｌ分布が嵌入酸化物層（２）の先端領域での現象を活用したものであることから、嵌入酸化物自体が存在しなければ特徴的なＡｌ分布の形成も困難となる。
このため、嵌入酸化物の存在を規定するものとして、投影平面上における嵌入酸化物層領域の面積割合を規定する。なお、この規定の数値範囲自体は一般的な剪断加工における被膜密着性が優れた方向性電磁鋼板においても観察される程度のものであるが、特徴的なＡｌ分布を得るための必要条件として重要とも言える。
本発明においては、（嵌入酸化物層領域の面積Ｓ１）／（観察面積Ｓ０）≧０．１５であることが必要である。この値が０．１５未満になるということは、１つずつの嵌入酸化物がそれなりの面積で形成されているとしても嵌入酸化物の個数の数密度が非常に低いか、または数密度がある程度の値であったとしても１つずつの嵌入酸化物の面積が小さいか、の状況になる。どちらの場合も、嵌入酸化物同士の間隔が比較的広くなっている状況を表している。詳細は後述するが、このような状況では、前述の特徴的なＡｌ分布の形成が困難となる。
【００５８】
＜一次被膜の特徴／一次被膜の組成とＣａ群元素の分布＞
本発明の一次被膜はフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主成分とする。より具体的には、一次被膜は５０〜９５質量％のＭｇ２ＳｉＯ４を含有する。残部は一般的に知られている主としてＭｇＡｌ２Ｏ４などの酸化物やＭｎＳなどの硫化物である。
【００５９】
さらに、本発明の一次被膜は、一次被膜中のＭｇ２ＳｉＯ４の含有量に対して、Ｙ群元素を合計で０．１〜６．００質量％と、Ｃａ群元素を合計で０．１〜６．００質量％含有することが好ましい。
【００６０】
詳細は後述するが、上述したＡｌの酸化状況を実現するには、Ｙ群元素を含有する焼鈍分離剤を使用することが好ましい。この場合、仕上焼鈍後の一次被膜にもＹ群元素が残存することになる。一次被膜におけるＹ群元素の合計含有量が０．１質量％未満では、焼鈍分離剤でのＹ群元素の含有が十分とは言えず、曲げ加工に対する被膜密着性が向上しない。６．００質量％超では、嵌入酸化物層（２）の厚さが厚くなりすぎて、酸化物が磁化時の磁壁移動を妨げるため、磁気特性への悪影響が顕著となる。
同様に、上述したＡｌの酸化状況を実現するには、Ｃａ群元素を含有する焼鈍分離剤を使用することが好ましい。この場合、仕上焼鈍後の一次被膜にもＣａ群元素が残存することになる。一次被膜におけるＣａ群元素の合計含有量が０．１質量％未満では、焼鈍分離剤でのＣａ群元素の含有が十分とは言えず、曲げ加工における被膜密着性を高めることができない。６．００質量％超では、嵌入酸化物層（２）の数密度が高くなりすぎて隣接する嵌入酸化物同士が合体して一体化するため、結果として嵌入酸化物の数密度が低下するばかりか、特徴的なＡｌ分布を得ることができないため、曲げ加工における被膜密着性を高めることができない。
【００６１】
一次被膜中のＭｇ２ＳｉＯ４含有量は、前述の方法で電磁鋼板から分離した一次被膜を試料として、試料中のＭｇを誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ―ＭＳ）で定量分析する。得られた定量値（質量％）とＭｇ２ＳｉＯ４の分子量との積を、Ｍｇの原子量２倍で除したものをＭｇ２ＳｉＯ４の含有量とする。
さらに同様に、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ及びＹ、Ｌａ、Ｃｅのそれぞれについて、上記と同様の方法で定量分析を行い、得られた含有値（質量％）に対して、上記と同様の計算を行ってこれらの元素の含有量を算出した。得られたＣａ、Ｂａ、Ｓｒの含有量の合計を「Ｃａ群元素含有量」とし、得られたＹ、Ｌａ、Ｃｅの含有量の合計を「Ｙ群元素含有量」とした。
【００６２】
さらに本発明の一次被膜は、上記投影平面上における「Ｃａ群元素濃化領域Ａ４の数密度」Ｄ４が０．００５個／μｍ２以上であることが好ましい。詳細は後述するが、焼鈍分離剤が含有するＣａ群元素は、一次被膜の形成過程で嵌入酸化物の数密度を制御するために重要な役割をしていると考えられる。ここで規定する一次被膜におけるＣａ群元素濃化領域Ａ４の数密度Ｄ４は、一次被膜の形成過程で嵌入酸化物の形成に作用したＣａ群元素が一次被膜中に残存する場合の形態を表していると考えられる。Ｄ４が高くなると、Ｃａ群元素が嵌入酸化物に偏りなく供給されるため、Ａｌ系酸化物の個数密度であるＤ３が高くなると同時に、嵌入酸化物の母鋼材の内部への進行を助長する。
Ｄ４が０．００５個／μｍ２未満になると、嵌入酸化物粒子の数密度が十分に得られず密着性が向上しないばかりか、前述の特徴的なＡｌ分布を得ることができない虞がある。
上限は特に設定しないが、Ｄ４があまりに高いと、これに関連して形成される嵌入酸化物粒子の形成頻度も過度に高くなり、隣接する嵌入酸化物同士が合体して一体化するため、特徴的なＡｌ分布の形成を阻害することは前述の通りである。そのため、Ｄ４は２．０００個/μｍ２以下であることが好ましい。
【００６３】
［製造方法］
本発明による方向性電磁鋼板の製造方法の一例を説明する。
方向性電磁鋼板の製造方法の一例は、製鋼工程と、熱延工程と、熱延板焼鈍と、冷延工程と、脱炭焼鈍工程と、仕上焼鈍工程と、平坦化焼鈍工程、被膜の焼付工程、磁区制御工程とを備える。以下、各工程について説明する。なお、以下の各工程の処理条件については、一般的な範囲を逸脱するものでなく、特別なものである必要はない。本発明方法において特徴的なのは、一次被膜の構造を制御するための、仕上焼鈍前の鋼板における焼鈍分離剤を含む鋼板表面の状態である。
【００６４】
＜製鋼工程＞
製鋼工程では、転炉などの通常の方法で溶鋼を溶製し、周知の精錬工程及び鋳造工程を実施することにより次の化学組成を有するスラブを製造する。なおスラブの化学組成の各元素は、後述の仕上焼鈍工程にて鋼中成分からある程度取り除かれる。特に、インヒビターとして機能するＳ、Ａｌ、Ｎ等は大幅に取り除かれる。そのため、ここで記載するスラブの化学組成は最終製品の鋼版の化学組成とは異なる。
【００６５】
Ｃ：０．１％質量以下、
Ｃ含有量が０．１％を超えれば、脱炭焼鈍に必要となる時間が長くなる。この場合、製造コストが高くなり、かつ、生産性も低下する。したがって、スラブ中のＣ含有量は０．１質量％以下である。スラブ中のＣ含有量の好ましい上限は０．０９２質量％であり、さらに好ましくは０．０８５質量％である。また、Ｃ含有量が０．００５質量％を下回れば、ＭｎＳ、ＭｎＳｅ及びＡｌＮなどの析出物の分散状態ならびに脱炭焼鈍後の鋼板粒組織が均一に得られず、二次再結晶後のＧｏｓｓ方位集積度を悪化させる可能性がある。したがって、スラブ中のＣ含有量の下限は０．００５質量％である。スラブ中のＣ含有量の好ましい下限は０．０２質量％であり、さらに好ましくは０．０４質量％である。
【００６６】
Ｓｉ：２．５〜４．５質量％、
製品である方向性電磁鋼板の化学組成の項目で説明したとおり、Ｓｉは鋼の電気抵抗を高めるが、過剰に存在すると、冷間加工性が低下する。スラブ中のＳｉ含有量が２．５〜４．５質量％であれば、仕上焼鈍工程後の方向性電磁鋼板のＳｉ含有量が２．５〜４．５質量％となる。スラブ中のＳｉ含有量の好ましい上限は４．０質量％であり、より好ましい上限は３．８質量％である。スラブ中のＳｉ含有量の好ましい下限は２．６％であり、より好ましい下限は２．８質量％である。
【００６７】
Ｍｎ：０．０２〜０．２０質量％
製品である方向性電磁鋼板の化学組成の項目で説明したとおり、製造工程中において、ＭｎはＳ及びＳｅと結合して析出物を形成し、インヒビターとして機能する。Ｍｎはさらに、鋼の熱間加工性を高める。スラブ中のＭｎ含有量が０．０２〜０．２０質量％であれば、仕上焼鈍工程後の方向性電磁鋼板のＭｎ含有量が０．０５〜０．２０質量％となる。スラブ中のＭｎ含有量の好ましい上限は０．１３質量％であり、より好ましい上限は０．１０質量％である。スラブ中のＭｎ含有量の好ましい下限は０．０３質量％であり、より好ましい下限は０．０４質量％である。
【００６８】
Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０．００５〜０．０７０質量％
製造工程中において、硫黄（Ｓ）及びセレン（Ｓｅ）はＭｎと結合して、ＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。ＭｎＳ及びＭｎＳｅはいずれも、二次再結晶中の結晶粒成長を抑制するために必要なインヒビターとして機能する。Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量が０．００５％質量未満であれば、上記効果が得られにくい。一方、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量が０．０７０質量％を超えれば、製造工程中において二次再結晶が発現せず、鋼の磁気特性が低下する。したがって、スラブにおいて、Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量は０．００５〜０．０７０質量％である。Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の合計含有量の好ましい下限は０．００８質量％であり、さらに好ましくは０．０１６質量％である。Ｓ及びＳｅからなる群から選択される１種以上の合計含有量の好ましい上限は０．０６０質量％であり、さらに好ましくは０．０５０質量％である。
【００６９】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０５０質量％
製造工程中において、アルミニウム（Ａｌ）は、Ｎと結合してＡｌＮを形成する。ＡｌＮはインヒビターとして機能する。スラブ中のｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００５質量％未満であれば、上記効果が得られない。一方、スラブ中のｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０５０質量％を超えれば、ＡｌＮが粗大化する。この場合、ＡｌＮがインヒビターとして機能しにくくなり、二次再結晶が発現しない場合がある。したがって、スラブ中のｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．００５〜０．０５０質量％である。スラブ中のｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０４０質量％であり、さらに好ましくは０．０３５質量％である。スラブ中のｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１０質量％であり、さらに好ましくは０．０１５質量％である。
【００７０】
Ｎ：０．００３０〜０．０３００質量％
製造工程中において、窒素（Ｎ）はＡｌと結合して、インヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。スラブ中のＮ含有量が０．００３０質量％未満であれば、上記効果が得られない。一方、スラブ中のＮ含有量が０．０３００質量％を超えれば、ＡｌＮが粗大化する。この場合、ＡｌＮがインヒビターとして機能しにくくなり、二次再結晶が発現しない場合がある。したがって、スラブ中のＮ含有量は０．００３０〜０．０３００質量％である。スラブ中のＮ含有量の好ましい上限は０．０２００質量％であり、さらに好ましくは０．０１５０質量％である。スラブ中のＮ含有量の好ましい下限は０．００４０質量％であり、さらに好ましくは０．００６０質量％である。
【００７１】
本発明のスラブ中の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、スラブを工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境などから混入するものであって、本実施形態のスラブに悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【００７２】
＜任意元素について＞
本発明によるスラブはさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上を合計で０．６０質量％以下含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素である。
【００７３】
Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０〜０．６０質量％
銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）はいずれも任意元素であり、含有しなくてもよい。含有する場合、Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂはいずれも、方向性電磁鋼板の磁束密度を高める。Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂ含有量が合計で０．６質量％を超えれば、脱炭焼鈍時に内部酸化層が形成しにくくなる。この場合、仕上焼鈍時に、焼鈍分離剤のＭｇＯ及び内部酸化層のＳｉＯ２が反応して進行する一次被膜形成が遅延する。その結果、一次被膜の密着性が低下する。また、純化焼鈍後にＣｕ、Ｓｎ、Ｓｂが不純物元素として残存しやすくなる。その結果、磁気特性が劣化する。したがって、Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上の元素の含有量は合計で０〜０．６質量％である。Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量の好ましい下限は０．００５質量％であり、さらに好ましくは、０．００７質量％である。Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｂからなる群から選択される１種以上の元素の合計含有量の好ましい上限は０．５０質量％であり、さらに好ましくは、０．４５質量％である。
【００７４】
本発明によるスラブはさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｂｉ、Ｔｅ及びＰｂからなる群から選択される１種以上を合計で０．０３０質量％以下含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素である。
【００７５】
Ｂｉ、Ｔｅ及びＰｂからなる群から選択される１種以上の元素：合計で０〜０．０３０％
ビスマス（Ｂｉ）、テルル（Ｔｅ）及び鉛（Ｐｂ）はいずれも任意元素であるが、以下の観点で本発明においては注目すべき元素である。
これら元素は方向性電磁鋼板の磁束密度を高める。このためのＢｉ、Ｔｅ及びＰｂからなる群から選択される１種以上の合計含有量の好ましい下限値は、０．０００５％であり、さらに好ましくは、０．００１質量％である。
一方、仕上焼鈍時にこれらの元素が表面に偏析すると、嵌入酸化物層（２）が厚くならず一次被膜の被膜密着性が低下する。このため、磁束密度を高める効果を有するにも関わらず被膜密着性を確保するため添加量を０．００５質量％程度以下に制限せざるを得なかった。本発明効果は嵌入酸化物の構造を変えることで被膜密着性を向上させるため、これらの元素を含有する製造法を適用する場合に特に有効なものともなる。本発明を適用する場合、これら元素が０．０１０質量％以上、さらには０．０１５質量％以上でも良好な被膜密着性の確保が可能となる。とは言え、過剰に含有する場合は本発明効果をもっても密着性の低下を回避できないため、上限は０．０３０質量％とする。好ましい上限は０．０２０％であり、より好ましい上限は０．０１５質量％である。
【００７６】
＜熱延工程＞
上述の化学組成を有するスラブを加熱する。スラブの加熱温度はたとえば、１２８０℃超〜１３５０℃である。加熱されたスラブに対して熱間圧延を実施し、熱延鋼板を製造する。熱延鋼板は必要に応じて、焼鈍を施してもよい。熱延板焼鈍の条件は例えば、９００〜１１００℃、３〜５分間である。
【００７７】
＜冷延工程＞
冷延工程では、熱延鋼板に対して冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。
【００７８】
準備された熱延鋼板に対して、冷間圧延を実施して、母材鋼板である冷延鋼板を製造する。冷間圧延は１回のみ実施してもよいし、複数回実施してもよい。冷間圧延を複数回実施する場合、冷間圧延を実施した後、軟化を目的とした中間焼鈍を実施し、その後、さらに冷間圧延を実施する。１回又は複数回の冷間圧延を実施して、製品板厚（製品としての板厚）を有する冷延鋼板を製造する。
【００７９】
１回又は複数回の冷間圧延における、冷延率は８０％以上である。ここで、冷延率（％）は次のとおり定義される。
冷延率（％）＝１−最後の冷間圧延後の冷延鋼板の板厚／最初の冷間圧延開始前の熱延鋼板の板厚×１００
【００８０】
なお、冷延率の好ましい上限は９５％である。また、熱延鋼板に対して冷間圧延を実施する前に、熱延鋼板に対して熱処理を実施してもよいし、酸洗を実施してもよい。
【００８１】
＜脱炭焼鈍工程＞
冷延工程により製造された冷延鋼板に対して、脱炭焼鈍を実施し、必要に応じて窒化焼鈍を行う。脱炭焼鈍は、周知の水素−窒素含有湿潤雰囲気中で実施される。脱炭焼鈍により、方向性電磁鋼板のＣ濃度を、磁気時効劣化を抑制可能な５０ｐｐｍ以下に低減する。脱炭焼鈍ではさらに、鋼板組織において、一次再結晶が発現して、冷延工程により導入された加工ひずみが解放される。さらに、脱炭焼鈍工程では、母材鋼板の表層部にＳｉＯ２を主成分とする内部酸化層が形成される。ここで形成されたＳｉＯ２が、その後塗布される焼鈍分離剤を含有する水性スラリー中のＭｇＯと、仕上焼鈍中に反応して、本発明で形態が制御される一次被膜を形成する。脱炭焼鈍工程での焼鈍温度は周知であり、たとえば７５０〜９５０℃である。焼鈍温度での保持時間はたとえば、１〜５分である。
【００８２】
＜焼鈍分離剤層形成工程＞
本発明において「焼鈍分離剤」とは、仕上焼鈍を実施する、上記の脱炭焼鈍板の表面に、仕上焼鈍中の焼き付き防止機能を付与するために形成された物質を指す。また、脱炭焼鈍板の表面に形成された焼鈍分離剤の層を「焼鈍分離剤層」と呼ぶ。
この工程では、焼鈍分離剤を構成する化合物等を含有する水性スラリーを準備する。水性スラリーは後述の焼鈍分離剤を構成する元素を化合物等として純水に添加して撹拌し調製したものである。このスラリーを上記の脱炭焼鈍板の表面にロールコーターやスプレーなどで塗布する。スラリーが塗布された鋼板を４００〜１０００℃に保持した炉内に挿入し、１０〜９０秒保持することで、表面のスラリーを乾燥する。なお、この際、鋼板自体の温度は４００℃程度までしか上昇しない（再結晶等の結晶組織の変化は起きない）。この時点で鋼板表面に残存したものが本発明における焼鈍分離剤であり、焼鈍分離剤が仕上焼鈍前の鋼板の表面に付着した状態を焼鈍分離剤層と呼ぶ。
基本的には最終的に仕上焼鈍前の鋼板の表面を被覆している焼鈍分離剤は、その原料として使用した各種の化合物等を単純に混合したものとなっていると考えて良い。
【００８３】
＜仕上焼鈍工程＞
焼鈍分離剤を乾燥後、仕上焼鈍を実施する。仕上焼鈍では、焼鈍温度を１１５０〜１２５０℃として、母材鋼板（冷延鋼板）を均熱する。均熱時間はたとえば１５〜３０時間である。仕上焼鈍における炉内雰囲気は周知の雰囲気である。なお、仕上焼鈍工程の最終過程において、特に、インヒビターとして機能するＳ、Ａｌ、Ｎ等の元素の一部を系外に排出する。この過程は「純化（焼鈍）」と呼ばれることがある。
【００８４】
以上の製造工程により製造された方向性電磁鋼板では、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分として含有する一次被膜が形成される。この際、後述する焼鈍分離剤を適用することにより母材鋼板と一次被膜の界面構造が本発明の規定を満たすものとなり、被膜密着性が改善する。
【００８５】
なお、脱炭焼鈍工程及び仕上焼鈍工程により、熱延鋼板の化学組成の各元素が鋼中成分からある程度取り除かれる。特に、インヒビターとして機能するＳ、Ａｌ、Ｎ等は大幅に取り除かれる。そのため、熱延鋼板の化学組成と比較して、方向性電磁鋼板の母材鋼板の化学組成中の元素含有量は上記のとおり低くなる。上述の化学組成の熱延鋼板を用いて上記製造方法を実施すれば、上記化学組成の母材鋼板を有する方向性電磁鋼板を製造できる。
【００８６】
＜絶縁被膜形成工程＞
本発明による方向性電磁鋼板の製造方法の一例ではさらに、仕上焼鈍工程後に絶縁被膜形成工程を実施してもよい。絶縁被膜形成工程では、仕上焼鈍の降温後の方向性電磁鋼板の表面に、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする絶縁コーティング剤を塗布した後、焼付けを実施する。これにより、一次被膜上に、張力被膜である絶縁被膜が形成される。
【００８７】
＜磁区細分化処理工程＞
本発明による方向性電磁鋼板はさらに、冷間圧延後、脱炭焼鈍後、仕上焼鈍工程後、又は絶縁被膜形成工程後などに、周知の磁区細分化処理工程を実施してもよい。磁区細分化処理工程では、方向性電磁鋼板の表面に、磁区細分化効果のあるレーザ光を照射したり、表面に溝を形成したりする。この場合、さらに磁気特性に優れる方向性電磁鋼板が製造できる。
【００８８】
［焼鈍分離剤］
本発明の焼鈍分離剤は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、さらに、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅからなる群から選択される１種以上の元素（Ｙ群元素）と、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素（Ｃａ群元素）とを含有する。
【００８９】
＜Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ＞
焼鈍分離剤は、焼鈍分離剤中のＭｇＯの含有量に対するＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｇのそれぞれの含有量の割合を％で表し、［Ｙ］、［Ｌａ］、［Ｃｅ］、［Ｍｇ］とする。焼鈍分離剤は、これらの元素を、下記式：
（０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１２［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）：０．２０〜１．６０（％）
を満たす。
ここで上記式の各係数は、焼鈍分離剤中に存在するＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｇ原子を、それぞれの安定酸化物であるＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３およびＭｇＯとして含有されていると考え、その存在比を求めるための係数であり、次のように計算される。
Ｙの係数：１／Ｙ原子量／２＝１／８８．９／２＝０．００５６２
Ｌａの係数：１／Ｌａ原子量／２＝１／１３８．９／２＝０．００３６０
Ｃｅの係数：１／Ｃｅ原子量＝１／１４０．１＝０．００７１４
Ｍｇの係数：１／Ｍｇ原子量＝１／２４．３＝０．０４１２
【００９０】
（０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１４［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００は、焼鈍分離剤中のＹ群元素を各元素の安定酸化物として換算し合計した含有量と、焼鈍分離剤中の主要な構成物質であるＭｇＯとの比率（百分率）である。言い換えると、酸化物中でのＭｇに対するＹ群元素の影響の大きさを表す指標とも言える。以下では、（０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１４［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００をＣＹと記述する。
【００９１】
なお、Ｙ群元素は酸素を含む化合物、あるいは仕上焼鈍中に酸化して酸素を含む化合物に変化する化合物として含有させる必要がある。
Ｙ群元素の化合物はたとえば、酸化物、または、後述の焼付け処理（乾燥処理）及び仕上焼鈍処理で一部又は全部が酸化物に変化する水酸化物、炭酸塩、硫酸塩等である。
【００９２】
Ｙ群元素の化合物が添加される焼鈍分離剤は、後述の酸素放出効果により、一次被膜の根が発達する。その結果、一次被膜の母材鋼板に対する密着性が高まる。ＣＹが０．２０％未満であれば、上記効果が十分に得られない。一方、ＣＹが１．６０％を超えれば、一次被膜の根が過剰に発達し、磁気特性が低下する。したがって、ＣＹは０．２０〜１．６０％である。ＣＹの好ましい下限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。好ましい上限は１．４０％であり、さらに好ましくは１．３０％である。
【００９３】
Ｙ群元素の含有量の制御により、密着性を改善できる理由は完全には明らかではないが、以下のように考えられる。つまり、酸素を含有するＹ群元素は仕上焼鈍中に酸素を放出し、仕上焼鈍中のコイルの鋼板間の酸素分圧を維持し、一次被膜の嵌入酸化物層（２）を発達させる。以下、酸素放出と嵌入酸化物層（２）の発達の関係について詳述する。
嵌入酸化物層は、焼鈍分離剤中のＭｇＯと母材鋼板内部のＳｉＯ２が反応して形成するＭｇ２ＳｉＯ４で構成される。すなわち、凹凸が激しい嵌入構造を得るためには、鋼板内にある酸化物であるＳｉＯ２がもともと激しい凹凸を持っている必要がある。このような界面を持つＳｉＯ２は高い界面エネルギーをもつため、高温で実施する仕上焼鈍中は不安定である。そのため、仕上焼鈍中、母材鋼板中の内部に形成したＳｉＯ２は母材鋼板中にＳｉとＯとして一度分解、拡散し、平坦化する。さらに、仕上焼鈍は水素雰囲気下で実施するため、母材鋼板中への酸素供給は少ない。加えて、ＳｉＯ２よりも安定な酸化物であるＡｌ系酸化物が形成することにより、母材鋼板中の酸素が減少して、ＳｉＯ２はますます不安定となる。結果として、Ａｌ系酸化物が形成する深さよりも母材鋼板内方に存在するＳｉＯ２の分解が著しくなり、分解後の拡散を通じてＳｉＯ２はますます平坦化し、一次被膜の嵌入酸化物層（２）も平坦化する。
ここで、焼鈍分離剤に含有される酸素を含むＹ群元素が酸素を放出することで、仕上焼鈍中のコイルの鋼板間の酸素分圧が高くなる。鋼板間の酸素分圧の高まりにより、母材鋼板中に酸素が供給され、内部酸化ＳｉＯ２の平坦化が遅れる。仕上焼鈍中にＳｉＯ２の平坦化が遅れることは、すなわち、凹凸の激しいＭｇ２ＳｉＯ４が形成されることを意味している。Ｍｇ２ＳｉＯ４はＳｉＯ２に比較して安定であり、その後の仕上焼鈍による形態変化は小さい。結果として、一次被膜の嵌入酸化物層（２）の凹凸が激しくなる。
【００９４】
＜Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ＞
本発明では焼鈍分離剤に含まれるＣａ群元素の合計含有量、焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末中に、不純物として含まれるＣａ群元素の合計含有量、およびこれらの含有量の比率を規定する。
焼鈍分離剤は、焼鈍分離剤中に含まれるＭｇＯの含有量に対するＣａ、Ｓｒ、ＢａおよびＭｇのそれぞれの含有量の割合を％で表し、[Ｃａ]、［Ｓｒ］、［Ｂａ］、［Ｍｇ］とする。焼鈍分離剤は、これらの元素を、下記式：
（０．０２４９[Ｃａ]＋０．０１１４[Ｓｒ]＋０．００７３ [Ｂａ]）／０．０４１２[Ｍｇ]×１００（％）＝０．２０〜１．８０（％）を満たす。
また、焼鈍分離剤は、焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末中のＭｇＯの含有量に対するＭｇＯ原料粉末中に含まれるＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ含有量を[Ｃａ´]、［Ｓｒ´］、［Ｂａ´］および［Ｍｇ´］とする。焼鈍分離剤は、これらの元素を、下記式：
（０．０２４９[Ｃａ´]＋０．０１１４[Ｓｒ´]＋０．００７３[Ｂａ´]）／０．０４１２[Ｍｇ´]×１００（％）：０．０１０〜０．０８０（％）を満たす。
さらに、焼鈍分離剤に含まれるＣａ群元素の合計含有量と、焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末中のＣａ群元素の合計含有量とは、（焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末のＣａ群元素の合計含有量）／（焼鈍分離剤に含まれるＣａ群元素の合計含有量）：０．０２０〜０．２００の関係を満足する。
ここで上記式の各係数は、焼鈍分離剤中あるいはＭｇＯ原料粉末中に存在するＣａ、Ｂａ、Ｓｒ、およびＭｇ原子を、それぞれの安定酸化物であるＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯおよびＭｇＯとして含有されていると考え、その物質量比を比較するために計算される係数で以下の通り計算できる。
Ｃａの係数：１／Ｃａ原子量＝１／４０．１＝０．０２４９
Ｓｒの係数：１／Ｓｒ原子量＝１／８７．６＝０．０１１４
Ｂａの係数：１／Ｂａ原子量＝１／１３７．３＝０．００７３
Ｍｇの係数：１／Ｍｇ原子量＝１／２４．３＝０．０４１２
【００９５】
（０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）は、焼鈍分離剤中のＣａ群元素を各元素の安定酸化物として換算し合計した含有量と、焼鈍分離剤中の主要な構成物質であるＭｇＯとの比率(百分率)である。言い換えると、酸化物中でのＭｇに対するＣａ群元素の影響の大きさを表す指標とも言える。以下では、焼鈍分離剤に含まれるＣａ群元素の合計存在比（０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）をＣＣ、焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯ原料粉末中に、不純物として含まれるＣａ群元素の合計存在比（０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２［Ｍｇ´］×１００（％）をＣＣ´と記述する。
Ｃａ群元素はたとえば、酸化物、または、後述の焼き付け処理(乾燥処理)および仕上焼鈍処理で一部または全部が酸化物に変化する水酸化物、炭酸塩、硫酸塩などである。
【００９６】
Ｃａ群元素は仕上焼鈍中に一次被膜中を拡散して一次被膜の母鋼板側界面に到達し、一次被膜形成の起点となる母鋼板表面領域に存在するＳｉＯ２と反応して、嵌入酸化物を形成しやすくするものと考えている。すなわち嵌入酸化物領域の個数の数密度を増加させるものと考えている。
このような作用を示す理由は明確ではないが、以下のように考えられる。
母材鋼板は脱炭焼鈍で酸化され、その表層領域にはＳｉＯ２が形成している。Ｍｇ２ＳｉＯ４を主体とする一次被膜の一部である嵌入酸化物の母材鋼板の内部への成長、すなわち嵌入酸化物層（２）の厚さが増大する現象は、焼鈍分離剤の主要元素として含有されるＭｇがＳｉＯ２の母材鋼板の内部側に向かって拡散し、そこでＭｇ２ＳｉＯ４をする現象そのものである。同時に本発明が特徴とするＡｌ濃化領域は、鋼板内部から拡散してくるＡｌがＭｇ２ＳｉＯ４と反応して、その領域で濃化したものと考えられる。すなわちＭｇ２ＳｉＯ４が母鋼板の内部側で形成されるほどＡｌ濃化領域も母鋼板の内部側で形成されることになる。
Ｃａ群元素は、Ｍｇと同様の働きを有し、Ｃａ群元素の酸化物とＳｉの酸化物の複合酸化物を形成する。この複合酸化物はＡｌと反応するとその反応領域にＡｌを濃化させるものと考えられる。そして、ＳｉＯ２中のＭｇとＣａ群元素の拡散速度を比較すると、Ｃａ群元素の方が早く、焼鈍分離剤中にＣａ群元素が存在すると、ＳｉＯ２とＣａ群元素の複合酸化物は、ＳｉＯ２とＭｇの複合酸化物であるＭｇ２ＳｉＯ４よりも早期に母鋼板内部領域に形成され嵌入酸化物が鋼板内部に進行する速度を増大させる。このようにして、Ｃａ群元素を含有する焼鈍分離剤は、嵌入酸化物層（２）の厚さを増大させるだけでなく、その中でのＡｌの濃化位置、すなわちＨ５を増大させることとなる。そのため、Ｃａ群元素は水性スラリー調整前あるいは、乾燥工程後にすでに酸化物または酸素を含有する化合物となって焼鈍分離剤中に分散している必要がある。
また、ＭｇＯ原料粉末中に不純物としてＣａ群元素が含まれる場合、原料粉末ＭｇＯとしてＳｉＯ２との反応性が高まるとともに、焼鈍後期においても比較的安定なＣａ群元素源として機能し、一次被膜中にＣａ群元素源を供給することで一次被膜酸化物を安定化できる。この場合、不安定なＳｉＯ２をＣａＭｇＳｉ２Ｏ６等の安定的な酸化物被膜を早期に置換できるうえ、Ｍｇの供給経路を制限しないＣａ群元素源としてＣａＭｇＳｉ２Ｏ６を安定化する。この結果、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６がＭｇ２ＳｉＯ４に置換するまで形態を維持できる。しかし、ＭｇＯ中の不純物Ｃａ群元素が過度に大きくなると、Ｃａの供給量がＭｇに対して過剰になり、一次被膜の形態を複雑に維持するために必要なＣａＭｇＳｉ２Ｏ６を形成させるためのＭｇ群元素の供給がＣａ群元素に対して減少するとともに、より安定なＭｇＳｉ２Ｏ４の形成が遅れることで、焼鈍の熱影響により一次被膜が形態変化をおこし、点状欠陥を防ぐ複雑に入り組んだ一次被膜形態を維持できなくなる。その結果、点状欠陥が増加する。また、ＭｇＯ中の不純物Ｃａ群元素が過度に小さい場合も同様に、ＭｇＯ原料粉末外に添加したＣａ群元素含有添加物が十分なＣａ群元素を供給しても、Ｍｇの供給が相対的に減少することで、より安定なＭｇＳｉ２Ｏ４の形成が遅れ、同様の理由で点状欠陥が増加する。Ｍｇ、Ｃａ供給量のバランスが取れる焼鈍分離剤中のＣａ群元素の合計存在比として、ＣＣ＝０．２０〜１．８０、ＣＣ’＝０．０１０〜０．０８０であり、ＣＣ’／ＣＣ＝０．０２０〜０．２００である。
【００９７】
ＣＣが０．２０未満であれば、上記効果を十分に得られない。一方、ＣＣが１．８０を超えれば、嵌入酸化物層が過剰に厚くなり、磁気特性が低下する場合がある。ＣＣが０．２０〜１．８０であれば、磁気特性の低下を抑制しつつ、一次被膜の母材鋼板への密着性を高めることができる。
また、ＣＣ’が０．０１０未満あるいは０．０８０超もしくは、ＣＣ’／ＣＣが０．０２０未満あるいは０．２００超で点状欠陥が生じる。そのため、本発明のＣＣ’の範囲は０．０１０〜０．０８０であり、ＣＣ’／ＣＣの範囲は０．０２０〜０．２００である。
【００９８】
＜焼鈍分離剤の任意成分＞
上記焼鈍分離剤はさらに、必要に応じて、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆを含有してもよい。以降、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選択される１種以上の元素を「Ｔｉ群元素」と記述することがある。
焼鈍分離剤に含まれるＭｇＯの含有量対する、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇのそれぞれの含有量割合を％で表し、［Ｔｉ］、［Ｚｒ］、［Ｈｆ］、［Ｍｇ］とする。焼鈍分離剤は、これらの元素を、下記式：
（０．０２０９［Ｔｉ］＋０．０１１０［Ｚｒ］＋０．００５６［Ｈｆ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）≦５．０（％）
を満たす。
ここで上記式の各係数は、焼鈍分離剤中に存在するＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆを、それぞれの安定酸化物であるＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２およびＭｇＯとして含有されていると考え、それぞれの存在比で計算される係数で以下の通り計算できる。
Ｔｉの係数：１／Ｔｉ原子量＝１／４７．９＝０．０２０９
Ｚｒの係数：１／Ｚｒ原子量＝１／９１．２＝０．０１１０
Ｈｆの係数：１／Ｈｆ原子量＝１／１７８．５＝０．００５６
Ｍｇの係数：１／Ｍｇ原子量＝１／２４．３＝０．０４１２
【００９９】
（０．０２０９［Ｔｉ］＋０．０１１０［Ｚｒ］＋０．００５６［Ｈｆ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）は、焼鈍分離剤中のＴｉ群元素を各元素の安定酸化物として換算し合計した含有量と、焼鈍分離剤中の主要な構成物質であるＭｇＯとの比率(百分率)である。言い換えると、酸化物中でのＭｇに対するＴｉ群元素の影響の大きさを表す指標とも言える。以下では、（０．０２０９［Ｔｉ］＋０．０１１０［Ｚｒ］＋０．００５６［Ｈｆ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）を、ＣＴと記述する。Ｔｉ群元素は単体、合金、または化合物として含有させることができる。化合物はたとえば、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物などである。
【０１００】
Ｔｉ群元素は、仕上焼鈍において、焼鈍分離剤中のＭｇＯと脱炭焼鈍で形成された母鋼板表層のＳｉＯ２との反応を促進し、Ｍｇ２ＳｉＯ４の生成を促進する。一方、ＣＴが５．０を超えると効果が飽和するため、５．０を上限とする。
【０１０１】
さらに、焼鈍分離剤は、本発明効果を阻害しない範囲で、公知の効果が知られている元素を含有することも可能である。
【０１０２】
上記ＣＹ、ＣＣ、ＣＴの値を、焼鈍分離剤中の各群元素の含有量およびＭｇの含有量から求める。
【０１０３】
＜焼鈍分離剤中の元素分散＞
本発明の焼鈍分離剤は上記の各種元素を含有するが、それらは単体金属のみならず、各種の化合物として混合された状態で存在している。
本発明ではこの混合された状況に関して、いくつかの規定を行う。
【０１０４】
本発明の焼鈍分離剤においては、ＭｇＯの平均粒径が０．１〜２．８μｍである。以下ではＭｇＯの平均粒径をＲ１と記述する。
Ｒ１が０．１μｍ未満ではＭｇＯが活性すぎて、仕上焼鈍後に、コイルの板間で焼き付きが起こり、焼鈍分離剤としての特性が劣化する。
Ｒ１が２．８μｍ超ではＭｇＯが不活性すぎ、一次被膜の形成が遅れる。そのため、Ｒ１は０．１〜２．８μｍである。
Ｒ１、Ｒ２は、以下のように測定する。すなわち、原料粉末を、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置を用いて、ＪＩＳ  Ｚ８８２５（２０１３）に準拠したレーザ回折・散乱法による測定を実施し、体積基準の粒度分布を得る。さらに、これを粒子数基準の粒度分布に変換し、最終的に各元素の粒子数基準の平均粒径を求める。
【０１０５】
本発明の焼鈍分離剤は、Ｃａ群元素を含有する粒子の平均粒径が０．２〜３．０μｍである。以下ではＣａ群元素を含有する粒子の平均粒径をＲ２と記述する。
Ｒ２が０．２μｍ未満ではＣａが活性すぎ、形成中の一次被膜へのＣａ群元素の供給量がＭｇの供給量に対して大きくなり過ぎる。このため、ＭｇとＳｉの反応が遅れることで、Ｍｇ２ＳｉＯ４の形成が却って遅れ、一次被膜の密着性が劣化する。
Ｒ２が３．０μｍ超では、ＭｇＯとＳｉＯ２の接触がなくなることによってＭｇ２ＳｉＯ４の形成が遅れ、一次被膜の密着性が劣化する。
Ｒ２の測定方法については後述する。
【０１０６】
注意を要するのは、本発明で規定するＲ１およびＲ２は粒子数基準で算定される値であることである。
一般的に、粒子の平均粒径は重量基準で規定されることが多い。重量基準では粒径が不均一な粉体において、特定の粒径の範囲にある粒子の存在比率を、全重量に占める割合で表現する。この重量基準の平均粒径は、粒径の分布において測定対象全体の代表的な粒子とはなり得ない。例えば存在頻度の非常に少ない粗大粒の存在比がわずかに変化すると、その粗大粒が重量としては全体に占める割合が大きいことから、得られる平均粒径が大きく変動するという特徴がある。
一方、本発明で規定する粒子数基準の平均粒径は、サイズで区分される粒子の存在数を基準としているため、特定サイズの粒子の個数自体が大きく変化しなければ、全体の平均粒径が大きく変動することはない。つまり、存在頻度が高い粒子の粒径を反映した値となる。この値は言い換えると単位体積当たりの粒子数と強い相関を持つものとなる。
本発明の効果は、後述するように存在頻度が高い粒子の粒径により制御されるものであり、発明の規定は、重量基準でなく粒子数基準の平均粒径によるものである必要がある。
【０１０７】
さらに本発明の焼鈍分離剤は、上記Ｒ２のＲ１に対する比、つまり、Ｒ２／Ｒ１が０．５〜３．０の範囲内である。
Ｒ２／Ｒ１が０．５未満になると、形成される一次皮膜の嵌入酸化物層の面積率（Ｓ１／Ｓ０）が低下し、被膜密着性が劣化する。好ましくは、０．６以上、さらに好ましくは０．８以上である。
一方、Ｒ２／Ｒ１が３．０を超えた場合も、形成される一次皮膜の嵌入酸化物の面積率（Ｓ１／Ｓ０）が低下し、被膜密着性が劣化する。好ましくは２．６以下、さらに好ましくは２．２以下である。
【０１０８】
上記Ｒ１、Ｒ２およびＲ２／Ｒ１により、被膜密着性が改善される理由は明確ではないが、以下のように考えられる。
一般に粉体は小さいほど凝集しやすく、粒子径が大きく異なる紛体化合物を混合すると、微細な化合物が凝集する。ＭｇＯとＣａ群元素の混合状況を考えると、Ｃａ群元素の化合物が過度に微細で、Ｒ２／Ｒ１が０．５未満になると、Ｃａ群元素の化合物が凝集する。このような混合物を母材鋼板表面に付着させた場合、母材鋼板との接触状況においては、Ｃａ群元素のみが母材鋼板と接触した領域が相当の大きさの領域として存在することとなる。この状況で仕上焼鈍での一次被膜の形成が進行すると、Ｃａ群元素のみが母材鋼板と接触した領域では、Ｍｇの供給が遅れるため、一次被膜の形成が遅れ、被膜密着性が劣位になる。
同様に、Ｒ２／Ｒ１が３．０を超えると、ＭｇＯに対して、Ｃａ群元素の分散が疎になるため、Ｃａの供給が遅れ、形成される一次皮膜の被膜密着性が劣位になる。
これは、ＭｇＯと鋼板との間にＣａ群元素の化合物が存在していることとなり、母材鋼板へのＭｇの供給を阻害するものとなる。つまりＭｇＯが母材鋼板に接触していない領域が、Ｃａ群元素の化合物が相対的に微細でなければ単なる空隙であったものが、Ｃａ群元素の化合物が相対的に微細であると母材鋼板へのＭｇの供給を阻害する領域に変化することを意味する。この結果、ＭｇＯが母材鋼板に接触している領域と接触していない領域で、母材鋼板へのＭｇの供給に顕著な差を生じることとなり、一次被膜の発達は不均一となる。このため嵌入酸化物の数密度が過剰となり、磁気特性の阻害要因となる。
同様に、ＭｇＯの粒径に対して、過度に大きい粒径のＣａ群元素を添加しても、Ｃａ群元素を供給できる範囲が減少するため、結局、Ｃａ群元素の供給は片寄り、過剰に供給された場所では一次被膜の根の数密度が過密になる。
一方、Ｒ２／Ｒ１が適切な範囲であれば、鋼板近傍の焼鈍分離剤層に分散するＣａ群元素の化合物の数密度が増えるため、Ｃａ群元素の化合物を単に微細化し大量に添加するよりも母材鋼板へのＣａ、Ｓｒ、Ｂａの供給が均一となり、結果として嵌入酸化物の数密度を均一にできる。
【０１０９】
［焼鈍分離剤層］
本発明は、前述の焼鈍分離剤層形成工程を終了した仕上焼鈍直前の鋼板の表面に付着した状態の焼鈍分離剤層についての構造を規定する。
本発明の焼鈍分離剤層は、母材鋼板表面から０〜３．０μｍの領域に存在するＣａ群濃化領域におけるＣａ群元素を含有する粒子の数密度が０．００３〜１.４００個/μｍ２となっている。以下では、この「Ｃａ群濃化領域におけるＣａ群元素を含有する粒子の数密度」をＤ４２と記述する。Ｄ４２を上記範囲内に制御すると、仕上焼鈍後の一次被膜の密着性が改善される。
【０１１０】
Ｄ４２が上記の範囲にあると、一次被膜の密着性が改善される原因は完全には明らかではないが、以下のように考えられる。焼鈍分離剤に含有されるＣａ群元素は仕上焼鈍中に形成される一次被膜中を母材鋼板側に向かって拡散し、一次被膜の母材鋼板側、すなわち嵌入酸化物の先端で母材側から供給されるＡｌとの複合酸化物を形成し、Ａｌを嵌入酸化物先端にとどめるように作用していると考えられることは前述した。この作用を、さらに顕著にするために、焼鈍分離剤層中でのＣａ群元素の存在位置が重要で、母材鋼板側、すなわち母材鋼板表面から０〜３．０μｍの領域にＣａ群元素濃化領域が存在することが好都合となる。また母材鋼板との接触が局所的な偏りを持つべきでないことも前述の通りで、このための焼鈍分離剤中の適度な元素分散状態が、形成される一次皮膜のＣａ群濃化領域の数密度と相関すると考えられる。
【０１１１】
Ｄ４２は以下の方法で求めることができる。
乾燥後の仕上焼鈍用鋼板表面の焼鈍分離剤層を、仕上焼鈍用鋼板ごとＣＰ加工して得られた断面をＥＤＳ−ＳＥＭで分析し、Ｃａ群元素の特性Ｘ線強度分布を得る。すなわち、得られた特性Ｘ線強度分布図は、焼鈍分離剤が持つ情報を仕上焼鈍用鋼板の板厚方向断面に平行な面に投影して展開した分布図である。Ｃａ群元素の特性Ｘ線強度分布図は、鋼板表面と焼鈍分離剤層の境界線が、観察領域の上下片と極力平行となるようにし、さらに、焼鈍分離剤層が観察視野上下端から外側にはみ出さないような視野で取得する。以降、鋼板表面と焼鈍分離剤層の観察幅方向、観察幅方向に直交する方向を観察高さ方向と呼ぶ。特性Ｘ線強度分布図の走査ステップは、観察幅方向と観察高さ方向で同一とし、長さにして０．１μ以下とする。また、観察幅方向は少なくとも、長さにして２０μｍ以上とする。すなわち、特性Ｘ線強度分布図は、観察幅方向に、少なくとも２００の画素に分解される。ここで、得られたＣａ群元素の特性Ｘ線強度分布において、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの特性Ｘ線強度を特定し、Ｃａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＣａの特性Ｘ線強度が得られる領域と、Ｓｒの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＳｒの特性Ｘ線強度が得られる領域と、Ｂａの特性Ｘ線強度の最大値の２０％以上のＢａの特性Ｘ線強度が得られる領域とを合せて「焼鈍分離層におけるＣａ群元素濃化領域」とする。さらに、このＣａ群元素濃化領域の各画素が、画素単位で上下左右に連続している領域を一つの領域とみなし、４つ以上の画素からなる領域を粒子と判定する。さらに、画像解析により観察領域の各Ｃａ群元素濃化領域の重心の座標を得る。その後、母材鋼板表面から板厚方向に３μｍの高さに重心が存在する粒子の数Ｎ１を数える。Ｃａ群元素濃化領域におけるＣａ群元素を含む粒子の円相当径（√（（1画素の面積）×（連続体の画素数）×４／π））の平均値Ｒ２を算出する。得られたＮ１と、前述のようにして得られたＲ２と、観察領域の長さ観察幅方向と（上記断面における板厚方向に直交する方向の観察領域の長さ（仕上焼鈍用鋼板の幅方向の観察領域の長さ））Ｌμｍとから、Ｄ４２＝Ｎ１／（３×Ｌ×Ｒ２）(個／μｍ３)を得ることができる。
【０１１２】
なお、焼鈍分離剤層中に分散する化合物の平均粒径（例えば、Ｒ１）は、水性スラリーとして調整する際に投入した単体の原料粉末の粒度分布から得られる平均粒径と略同じであることが分かっている。よって、各化合物の平均粒径は、Ｒ１の算出方法と同様の方法を用いて、原料粉末の平均粒径から求めることができる。原料粉末中の各元素を含有する化合物粒子の径を特定範囲に制御する方法は限定する必要はなく、焼成条件の調製および分級などにより目的とする粒度分布を持つ粉末を製造することが可能で、原料粉末を製造する当業者であれば困難なことではない。
【０１１３】
このようなＣａ群化合物粉末およびＭｇＯ粉末を水性スラリーの原料とすることで、焼鈍分離剤層のうち、母材鋼板表面から０〜３．０μｍの領域でＣａ群濃化領域の数密度を適切に制御することができる。
【実施例】
【０１１４】
以下に、本発明の態様を実施例により具体的に説明する。これらの実施例は、本発明の効果を確認するための一例であり、本発明を限定するものではない。
本発明は、一次被膜形成に重要な役割を持つ、仕上焼鈍前の鋼板に塗布される焼鈍分離剤およびそれにより形成される一次被膜に関するもので、母材鋼板が特別なものである必要はない。このため本実施例では、鋼板は発明効果には直接関係しない条件（熱延、冷延、焼鈍条件など）を一定として製造した。まず、実施例全体の共通条件を説明した後、実施例１、２で一次被膜形成に関連する条件を変更して発明の効果を検討した結果を説明する。【０１１５】
［方向性電磁鋼板の製造］
表１に示す化学組成の溶鋼を、真空溶解炉にて製造した。製造された溶鋼を用いて、連続鋳造法によりスラブを製造した。【０１１６】
【表１】
2020145313.tif 000003
【０１１７】
１３５０℃で加熱した表１の各スラブを熱間で圧延して、２．３ｍｍの板厚を有する熱延鋼板を製造した。溶鋼番号５においては、溶鋼中のＳｉの含有量が多すぎたため、熱間圧延時に割れが発生して、熱延鋼板の製造ができなかった。【０１１８】
得られた熱延鋼板に対して焼鈍処理を実施し、その後、熱延鋼板に対して酸洗を実施した。熱延板焼鈍は１１００℃にて５分間実施した。【０１１９】
酸洗後の熱延鋼板に対して、冷間圧延を実施し、０．２２ｍｍの板厚を有する冷延鋼板を製造した。冷延率は９０．４％である。【０１２０】
冷延鋼板に対して、脱炭焼鈍を兼ねた一次再結晶焼鈍を実施した。一次再結晶焼鈍での焼鈍温度は、７５０〜９５０℃であり、焼鈍温度での保持時間は２分であった。【０１２１】
一次再結晶焼鈍後の冷延鋼板に表裏面に対して、表２の成分の焼鈍分離剤を純水と混合して調製した水性スラリーを塗布した。【０１２２】
【表２】
2020145313.tif 000004
【０１２３】
水性スラリーを表面に塗布した脱炭焼鈍板を、９００℃の炉に１０秒間保持して、水性スラリーを乾燥した。
この工程で得られた仕上げ焼鈍用鋼板からサンプルを採取し、母材鋼板表面から０〜３．０μｍの領域に存在する前記Ｃａ群元素濃化領域における前記Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群から選択される１種以上の元素を含有する粒子の数密度Ｄ４２を測定した。その値を表２に示す。【０１２４】
さらに、１２００℃で２０時間保持する仕上焼鈍を実施した。以上の製造工程により、母材鋼板と一次被膜とを有する方向性電磁鋼板を製造した。
溶鋼番号３においては、Ｃの含有量が多すぎ、二次再結晶後の鉄損の値が極めて劣化し、本発明の範囲外となった。溶鋼番号４は、Ｓｉの含有量が少なすぎ、二次再結晶しなかったため、磁束密度Ｂ８の値が極めて劣化し、本発明の範囲外となった。
溶鋼番号６〜１７においては、Ｍｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｏｌ．ＡｌまたはＮの含有量が、二次再結晶発現に必要な析出物を形成する適切な量の範囲を外れており、二次再結晶しなかったため、磁束密度Ｂ８の値が極めて劣化し、本発明の範囲外となった。
溶鋼番号１９においては、Ｃｕの含有量が多すぎ、被膜密着性が極めて劣位となり、本発明の範囲外となった。
溶鋼番号２３においては、Ｓｎの含有量が多すぎ、被膜密着性が劣位となり、本発明の範囲外となった。
溶鋼番号２７においては、Ｂｉ、ＴｅおよびＰｂの合計含有量が多すぎ、被膜密着性が劣位となり、本発明の範囲外となった。【０１２５】
上記製造においては、一般的な方向性電磁鋼板と同じく、脱炭焼鈍や仕上焼鈍（純化焼鈍）を行ったことにより母材鋼板の組成は、素材であったスラブとは異なるものとなる。製造された方向性電磁鋼板の母材鋼板の化学組成を表３に示す。【０１２６】
【表３】
2020145313.tif 000005
【０１２７】
［特性評価］
鋼板の成分が本発明の範囲内に入る鋼板番号１、２、１６、１８、１９、２０、２１、２２、２４、２５、２６、２７においては、製造した方向性電磁鋼板の磁気特性および一次被膜の密着性を評価した。製造した方向性電磁鋼板の磁気特性および一次被膜の密着性を、試験番号１〜５２として評価した。【０１２８】
＜磁気特性＞
各試験番号の方向性電磁鋼板から圧延方向長さ３００ｍｍ×幅６０ｍｍのサンプルを採取し、８００Ａ／ｍで励磁し、磁束密度Ｂ８を求めた。また、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする絶縁被膜を焼き付けた後、最大磁束密度１．７Ｔ、周波数５０Ｈｚで励磁した時の鉄損Ｗ１７／５０を測定した。磁束密度Ｂ８が１．９２Ｔ以上かつＷ１７／５０が０．７５Ｗ／ｋｇ以下である方向性電磁鋼板を、磁気特性が優れるとした。【０１２９】
＜密着性＞
各試験番号の方向性電磁鋼板から圧延方向長さ６０ｍｍ×幅１５ｍｍのサンプルを採取し、１０ｍｍの曲率で曲げ試験を実施した。曲げ試験は、円筒型マンドレル屈曲試験機を用いて、円筒の軸方向がサンプルの幅方向と一致するようにサンプルに設置して実施した。曲げ試験後のサンプルの表面を観察し、一次被膜が剥離せずに残存している領域の総面積を求めた。次の式により、一次被膜残存率を求めた。
一次被膜残存率＝一次被膜が剥離せず残存している領域の総面積／サンプル表面の面積×１００
一次被膜残存率が、９０％以上が被膜密着性に優れるとした。
＜点状欠陥＞
各試験番号の方向性電磁鋼板から圧延方向長さ１ｍ×幅１ｍのサンプルを採取し、目視にて、点状欠陥の発生頻度ＮＰ（Ｎｕｍｂｅｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｐｏｒｅ）を求めた。１ｍ２中の点状欠陥数が５個以内であれば、点状欠陥が抑制されたとした。【０１３０】
＜一次被膜構造＞
各試験番号の方向性電磁鋼板から圧延方向長さ３００ｍｍ×幅６０ｍｍのサンプルを採取し、母材鋼板のみが溶解するよう電解液中で定電位電解して、一次被膜を剥離し、一次被膜の構造および組成を調査した。剥離方法および測定方法は前述の手段に従い、使用した電解液成分は、非水溶媒系の１０％アセチルアセトン‐１％テトラメチルアンモニウムクロライドーメタノールであり、電解量は８０Ｃ／ｃｍ２であった。最終的に以下の値を得た。
（１）Ａｌ濃化領域の数密度Ｄ３
（２）嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の面積Ｓ５
（３）Ａｌ濃化領域の面積Ｓ３
（４）嵌入酸化物層領域でありかつＡｌ濃化領域である領域の、表面酸化物層と嵌入酸化物層の境界の基準値Ｈ０からの距離Ｈ５
（５）Ｙ群元素の合計含有量
（６）Ｃａ群元素の合計含有量
（７）Ｃａ群濃化領域の数密度Ｄ４
（８）嵌入酸化物層領域の面積Ｓ１
（９）観察面積Ｓ０【０１３１】
＜焼鈍分離剤層＞
仕上焼鈍前の水性スラリーを乾燥した状態の鋼板からサンプルを切り出し、焼鈍分離剤層を前述の方法に従い観察し、
（１０）焼鈍分離剤層におけるＣａ群濃化領域の数密度Ｄ４２
を得た。【０１３２】
＜焼鈍分離剤＞
水性スラリーの焼鈍分離剤の原料粉末から、前述の手段に従い、以下の値を得た。
（１１）  Ｙ群元素の合計存在比ＣＹ（０．００５６２［Ｙ］＋０．００３６０［Ｌａ］＋０．００７１４［Ｃｅ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）
（１２）  Ｃａ群元素含有量ＣＣ（０．０２４９［Ｃａ］＋０．０１１４［Ｓｒ］＋０．００７３［Ｂａ］）／０．０４１２［Ｍｇ］×１００（％）
（１３）  ＭｇＯの平均粒径Ｒ１
（１４）  Ｃａ群元素含有粒子の平均粒径Ｒ２
また、焼鈍分離剤のＭｇＯのみを分離して以下の値を得た。
（１６）  ＭｇＯ中の不純物Ｃａ群元素量ＣＣ´（０．０２４９［Ｃａ´］＋０．０１１４［Ｓｒ´］＋０．００７３［Ｂａ´］）／０．０４１２×１００（％）
（１７）  焼鈍分離剤中の全Ｃａ群元素量に占めるＭｇＯ中の不純物の割合ＣＣ´／ＣＣ（１６）／（１２）
なお、ＲＣａ、ＲＳｒ、ＲＢａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａそれぞれの円相当径の平均値である。【０１３３】
＜実施例１＞
脱炭焼鈍後の鋼板に塗布する水性スラリーを、ＭｇＯ、Ｙ群元素含有化合物およびＣａ群元素含有化合物を各群元素含有量が表２のようになるよう水と混合して調整した。この際、化合物種および各群元素の存在比（ＣＹ、ＣＣ）を変化させた。【０１３４】
表４に結果を示す。一次被膜残存率が９０％以上であれば、一次被膜の母鋼板に対する密着性に優れると判断した。本発明の規定を満たすものは、良好な特性が得られることがわかる。また、磁束密度Ｂ８が１．９２以上かつ、点状欠陥の発生量が５個／ｍ２以下であれば、点状欠陥の抑制に効果があったと判断した。本発明の規定を満たすものは、点状欠陥が抑制されていることがわかる。表４を参照して、試験番号３５〜５１では、化学組成が適切であり、かつ、焼鈍分離剤中の条件（ＣＣ、ＣＣ´、ＣＣ´／ＣＣ、ＣＹ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２／Ｒ１）が適切であった。その結果、嵌入酸化物層の面積率Ｓ１／Ｓ０が０．１５以上であり、嵌入Ａｌ領域Ａ５である領域Ｓ５／Ｓ３が０．３０以上であり、距離Ｈ５が０．４以上であり、Ａｌ濃化領域の数密度Ｄ３が０．０２０以上となり、本発明の範囲内であった。その結果、これらの試験番号の方向性電磁鋼板において、磁束密度Ｂ８が１．９３Ｔ以上であり、優れた磁気特性が得られた。さらに、一次被膜残存率が９０％以上であり、点状欠陥発生個数ＮＰが５個／ｍ２以下であり、優れた一次被膜特性を示した。【０１３５】
一方、試験番号１〜３では、Ｃａ群元素の合計存在比ＣＣが小さすぎ、一次被膜の形態が発達せず、Ｓ１／Ｓ０が０．１８未満、Ｓ５／Ｓ３が０．３０未満かつＤ３が０．００５未満となった。その結果、一次被膜残存率が、それぞれ８２％、８４％および７６％であり、被膜密着性が劣位となった。【０１３６】
試験番号４〜６では、Ｃａ群元素の合計存在比ＣＣが大きすぎ、一次被膜の形態が発達しすぎて、Ｄ３が０．１５０個／μｍ２を超えた。その結果、鉄損Ｗ１７／５０が０．７５を超え、磁気特性が劣位となった。【０１３７】
試験番号７〜９では、ＭｇＯ中のＣａ群元素の合計存在比ＣＣ’が小さすぎ、また、試験番号１３〜１５では、ＣＣ´／ＣＣが低すぎたため、一次被膜の形態の発達が不十分になり、Ｌ５／Ｓ０が０．０２０μｍ／μｍ２未満となった。その結果、５個／ｍ２以上の点状欠陥が発生し、点状欠陥が劣位になり、かつ、一次被膜残存率が９０％を下回り、密着性が劣位になった。【０１３８】
試験番号１０〜１２では、ＭｇＯ中のＣａ群元素の合計存在比ＣＣ’が大きすぎ、また、試験番号１６〜１８では、ＣＣ´／ＣＣが高すぎたため、一次被膜の形態が発達しすぎて、Ｌ５／Ｓ０が０．５００μｍ／μｍ２を超えた。その結果、鉄損Ｗ１７／５０ が０．７５を超え、磁気特性が劣位となった。【０１３９】
試験番号１９〜２１では、Ｙ群元素の合計存在比ＣＹが少なすぎたため、一次被膜の形態の発達が不十分になりＨ５が０．４を下回った。その結果、一次被膜残存率が９０％以下になり、密着性が劣化した。【０１４０】
試験番号２２〜２４では、Ｙ群元素の合計存在比ＣＹが多すぎたため、一次被膜の形態が発達しすぎ、Ｈ５が４．０を超えた。その結果、磁束密度が１．９３Ｔ以下となった。【０１４１】
試験番号２５では、ＭｇＯの個数基準の平均粒径Ｒ１が小さすぎたため、仕上焼鈍中の板の焼き付きが起こった。【０１４２】
試験番号２６では、Ｒ１が大きすぎ、一次被膜へのＭｇ供給が滞った。その結果、Ｓ１／Ｓ０、Ｓ５／Ｓ３、Ｌ５／Ｓ０、Ｈ５がいずれも基準値を下回った。その結果、一次被膜残存率が４２％であり、被膜密着性が劣位であった。【０１４３】
試験番号２７、２９、３１では、Ｒ２が小さすぎ、Ｃａ群元素とＭｇの供給が偏り、Ｓ１／Ｓ０が０．１５未満となった。その結果、一次被膜残存率が９０％未満であり、被膜密着性が劣位であった。【０１４４】
試験番号２８、３０、３２では、Ｒ２が大きすぎ、Ｃａ群元素とＭｇの供給が偏り、Ｓ１／Ｓ０が０．１５未満となり、かつＤ３が０．０１５未満となった。その結果、一次被膜残存率が９０％未満であり、被膜密着性が劣位であった。【０１４５】
試験番号３３では、Ｒ１、Ｒ２は範囲内であったが、Ｒ２／Ｒ１が３．０を超えた。その結果、一次被膜残存率が９０％未満であり、被膜密着性が劣位であった。【０１４６】
試験番号３４では、Ｒ１、Ｒ２は範囲内であったが、Ｒ２／Ｒ１が０．３を下回った。その結果、５個／ｍ２以上の点状欠陥が発生し、点状欠陥が劣位になり、かつ、一次被膜残存率が９０％を下回り、被膜密着性が劣位になった。【０１４７】
試験番号５２では、焼鈍分離剤は、範囲内の条件であったが、溶鋼成分中のＢｉ、Ｔｅ、Ｐｂの含有量が０．０３％を超えた。その結果、一次被膜残存率が９０％未満であり、被膜密着性が劣位であった。【０１４８】
【表４】
2020145313.tif 000006
【０１４９】
＜実施例２＞
脱炭焼鈍後の鋼板に塗布する水性スラリーを、ＭｇＯ、Ｔｉ群元素含有化合物、Ｙ群元素の合計含有化合物およびＣａ群元素含有化合物を各群元素含有量が表５のようになるよう水と混合して調整した。この際、化合物種および各群元素の存在比（ＣＹ、ＣＣ、ＣＴ）を変化させた。【０１５０】
【表５】
2020145313.tif 000007
【０１５１】
表６に結果を示す。一次被膜残存率が９０％以上であれば、一次被膜の母鋼板に対する密着性に優れると判断した。その他の基準も実施例１を引用する。表６を参照して、本発明の規定を満たすものは、良好な特性が得られることがわかる。【０１５２】
一方、試験番号５３および５６では、Ｔｉ群元素の合計存在比ＣＴが大きすぎ、仕上焼鈍中、鋼中にＴｉ系の介在物が形成し、純化されずに残留した。その結果、鉄損Ｗ１７／５０が劣化した。【０１５３】
試験番号５４では、Ｃａ群元素の合計存在比ＣＣが大きすぎ、一次被膜の形態が発達しすぎて、Ｄ３が０．１５０個／μｍ２を超えた。その結果、鉄損Ｗ１７／５０が０．７５を超え、磁気特性が劣位となった。【０１５４】
試験番号５５では、Ｙ群元素の合計存在比ＣＹが大きすぎたため、一次被膜の形態が発達しすぎ、Ｈ５が４．０を超えた。その結果、磁束密度が１．９３Ｔ以下となった。【０１５５】
試験番号５７では、Ｃａ群元素の合計存在比ＣＣが小さすぎたため、一次被膜の形態の発達が不十分になりＳ５／Ｓ３が０．３を下回った。その結果、一次被膜残存率が９０％以下になり、密着性が劣化した。【０１５６】
試験番号５８では、Ｙ群元素の合計存在比ＣＹが小さすぎたため、一次被膜の形態の発達が不十分になりＨ５が０．４を下回った。その結果、一次被膜残存率が９０％以下になり、密着性が劣化した。【０１５７】
試験番号５９では、Ｒ１、Ｒ２は範囲内であったが、Ｒ２／Ｒ１が３．０を超えた。
その結果、５個／ｍ２以上の点状欠陥が発生し、点状欠陥が劣位になり、かつ、一次被膜残存率が９０％を下回り、密着性が劣位になった。【０１５８】
試験番号６０では、Ｒ１、Ｒ２は範囲内であったが、Ｒ２／Ｒ１が０．３を下回った。その結果、５個／ｍ２以上の点状欠陥が発生し、点状欠陥が劣位になり、かつ、一次被膜残存率が９０％を下回り、密着性が劣位になった。【０１５９】
【表６】
2020145313.tif 000008
【０１６０】
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１    表面酸化物層
２    嵌入酸化物層
３    最深嵌入位置
Ａ０    全ての観察領域
Ａ１    嵌入酸化物領域
Ａ２    表面酸化物層領域
Ａ３    Ａｌ（アルミニウム）濃化領域
Ａ４    Ｃａ群元素濃化領域
Ａ５    嵌入酸化物領域内に存在するＡｌ（アルミニウム）濃化領域
【図１】
2020145313.tif 000009
【図２】
2020145313.tif 000010
【図３】
2020145313.tif 000011
【図４】
2020145313.tif 000012
【国際調査報告】
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2020145313.tif 000014
2020145313.tif 000015
2020145313.tif 000016
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