ЛИСТ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ С ОРИЕНТИРОВАННОЙ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРОЙ, ИМЕЮЩИЙ ПРЕВОСХОДНУЮ АДГЕЗИЮ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ БЕЗ ПОКРЫТИЯ ИЗ ФОРСТЕРИТА
GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET HAVING EXCELLENT INSULATING COATING ADHESION WITHOUT FORSTERITE COATING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который имеет промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния, на поверхности финишно отожженного листа кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой, который производится при условиях, предотвращающих формирование покрытия из форстерита, или производится путем удаления покрытия из форстерита такими средствами, как шлифование или травление, или сглаживание поверхности до тех пор, пока она не станет зеркальной, и который имеет на промежуточном слое изоляционное покрытие, состоящее в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния. В частности, настоящее изобретение относится к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющему превосходную обрабатываемость при изгибе и превосходную пригодность для производства ленточного сердечника. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-005395, поданной 16 января 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой представляет собой магнитно-мягкий материал и используется для металлического сердечника электрооборудования, такого как трансформатор. Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит приблизительно 7 мас.% или меньше Si, и его кристаллические зерна сильно выровнены в направлении {110}<001> в индексах Миллера.
[0003]
2
4
Одной из характеристик, требуемых от листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, являются низкие потери энергии при возбуждении переменным током, то есть низкие потери в стали. Кроме того, когда лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой используется для производства сердечника трансформатора, важно обеспечить изоляционные характеристики стального листа, и таким образом на поверхности стального листа формируется изоляционное покрытие. Например, способ, раскрытый в Патентном документе 1, в котором покрывающий агент, состоящий в основном из коллоидного диоксида кремния и фосфата, наносится на поверхность стального листа и запекается с образованием изоляционного покрытия, является эффективным для обеспечения изоляции. Таким образом, это обычный лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой и способ его производства для формирования изоляционного покрытия, состоящего в основном из коллоидного диоксида кремния и фосфата, на покрытии на основе форстерита (MgSiO) (в дальнейшем может упоминаться просто как «стеклянная пленка» или «покрытие из форстерита»), образующегося в процессе финишного отжига.
[0004]
При таких обстоятельствах в последние годы в связи с растущим осознанием глобальных экологических проблем, таких как глобальное потепление, были введены в действие нормы эффективности для трансформатора, использующего листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Обычно строгие нормы эффективности применялись в приложениях, в которых использовались листы из низкосортной электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, особенно в трансформаторе с ленточным сердечником, и все сильнее становится стремление к использованию листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой более высокого качества. По этой причине существует все возрастающая потребность в дальнейшем снижении потерь в стали в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.
[0005]
По вышеуказанной причине характеристики, требуемые для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, используемого для ленточного сердечника, заключаются в том, что (A) потери в стали должны быть низкими, и (B) изоляционное покрытие не должно отслаиваться на сильно изогнутой обрабатываемой части. Поскольку ленточный сердечник производится путем наматывания удлиненного стального листа в форму катушки, возникает проблема, заключающаяся в том, что радиус кривизны стального листа на его внутренней периферийной стороне становится малым, что приводит к сильному изгибу при обработке, и таким образом изоляционное покрытие может отслоиться.
[0006]
Относительно вышеупомянутого требования (A), для того, чтобы дополнительно уменьшить потери в стали по сравнению с обычным листом электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, важно устранить эффект закрепления благодаря шероховатости границы стеклянной пленки на поверхности стального листа, которая препятствует управлению ориентацией кристаллических зерен и движению магнитных доменов (в дальнейшем, может упоминаться как «зеркальная обработка» и «сглаживание»).
[0007]
Во-первых, явление аномального роста зерен, называемое вторичной рекристаллизацией, используется для управления ориентацией кристаллических зерен. Для того, чтобы точно управлять вторичной рекристаллизацией, важно точно сформировать структуру (структуру первичной рекристаллизации), получаемую с помощью первичной рекристаллизации, перед вторичной рекристаллизацией, и подходящим образом обеспечить тонкие выделения или элементы межкристаллитной сегрегации, называемые ингибиторами.
[0008]
При вторичной рекристаллизации, поскольку ингибитор выполняет функцию ингибирования роста кристаллических зерен, отличных от ориентации {110}<001> в структуре первичной рекристаллизации, и предпочтительно выращивает кристаллические зерна в ориентации {110}<001>, регулирование типа и количества ингибитора имеют особое значение.
[0009]
В отношении ингибиторов были раскрыты многие результаты исследований. Среди них одной из отличительных методик является методика, которая использует B в качестве ингибитора. Патентные документы 2 и 3 раскрывают, что твердый раствор B действует как ингибитор и эффективен для развития ориентации {110}<001>.
[0010]
Патентные документы 4 и 5 раскрывают, что мелкодисперсный BN, формируемый азотированием материала, к которому B добавляется после холодной прокатки, действует как ингибитор и эффективен для развития ориентации {110}<001>.
[0011]
Патентный документ 6 раскрывает, что чрезвычайно мелкий BN, получаемый путем ингибирования осаждения BN в максимально возможной степени при горячей прокатке с тем, чтобы осадить его в последующем процессе нагрева для отжига, выполняет функцию ингибитора. Патентные документы 6 и 7 раскрывают способ управления формой выделения B в процессе горячей прокатки для проявления функции ингибитора.
[0012]
2
4
Затем, для устранения эффекта скрепления благодаря шероховатости границы стеклянной пленки на поверхности стального листа, которая препятствует движению магнитных доменов, например, Патентные документы 7-9 раскрывают, что точка росы обезуглероживающего отжига контролируется, и оксиды на основе железа (FeSiO, FeO и т.д.) не формируются в оксидном слое, образующемся во время обезуглероживающего отжига, и что такое вещество, как оксид алюминия, который не реагирует с кремнеземом, используется в качестве отжигового сепаратора для достижения сглаживания поверхности после финишного отжига.
[0013]
Что касается вышеупомянутого требования (B), поскольку обычный лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий изоляционное покрытие на стеклянной пленке, образованной в процессе финишного отжига, имеет хорошую адгезию изоляционного покрытия, адгезия изоляционного покрытия не становится проблемой. Однако, в том случае, когда стеклянная пленка удаляется или намеренно не формируется в процессе финишного отжига, трудно получить хорошую адгезию изоляционного покрытия, и таким образом улучшение адгезии изоляционного покрытия является проблемой.
[0014]
Следовательно, в качестве методики для обеспечения адгезии изоляционного покрытия к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, не имеющему стеклянной пленки, например, в Патентных документах 10-13 был предложен способ формирования оксидного слоя на поверхности финишно отожженного листа кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой перед формированием изоляционного покрытия.
[0015]
Например, методика, раскрытая в Патентном документе 11, представляет собой способ, в котором финишно отожженный лист кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой, полученный путем зеркальной чистовой обработки или изготовленный в состоянии, близком к наличию зеркальной поверхности, отжигается в определенной атмосфере при каждой из температур для формирования внешне окисленного слоя на поверхности стального листа, и адгезия между изоляционным покрытием и стальным листом обеспечивается за счет оксидного слоя.
[0016]
Методика, раскрытая в Патентном документе 12, представляет собой методику, в которой в случае кристаллического изоляционного покрытия базовое покрытие из аморфного оксида формируется на поверхности финишно отожженного листа кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой, не имеющего неорганического минерального покрытия, для предотвращения окисления стального листа при образовании кристаллического изоляционного покрытия.
[0017]
Методика, раскрытая в Патентном документе 13, представляет собой способ дальнейшего развития технологии, раскрытой в Патентном документе 11, в котором слоистая структура слоя оксида металла, содержащего Al, Mn, Ti, Cr и Si, регулируется на границе между изоляционным покрытием и стальным листом, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия.
[0018]
Однако, листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, которые не имеют покрытия из форстерита, предложенные в Патентных документах 10-13, также основаны на ингибиторах на основе алюминия, и не упоминают улучшение адгезии изоляционного покрытия в листах электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой с добавлением B, раскрытых в Патентных документах 2-6. Хотя лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без покрытия из форстерита, в который добавлен B, имеет низкие потери в стали, все еще остается проблема с адгезией изоляционного покрытия, требуемой для ленточного сердечника.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0019]
[Патентный документ 1]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S48-039338
[Патентный документ 2]
Американский патент № 3905842
[Патентный документ 3]
Американский патент № 3905843
[Патентный документ 4]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H01-230721
[Патентный документ 5]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H01-283324
[Патентный документ 6]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H10-140243
[Патентный документ 7]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H07-278670
[Патентный документ 8]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H11-106827
[Патентный документ 9]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2002-173715
[Патентный документ 10]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S60-131976
[Патентный документ 11]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H06-184762
[Патентный документ 12]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H07-278833
[Патентный документ 13]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2002-348643
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0020]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий низкие потери в стали без покрытия из форстерита, был получен как материал для металлического сердечника с использованием вышеупомянутых обычных методик, но когда производится трансформатор, особенно трансформатор с ленточным сердечником, имеется проблема, заключающаяся в том, что изоляционное покрытие отслаивается на сильно изогнутой обрабатываемой части на внутренней периферийной стороне стального листа, и эта проблема все еще не решена. В то время как требуются высокоэффективные трансформаторы, вышеупомянутая проблема требует своего решения для промышленного производства высокоэффективных трансформаторов.
[0021]
Настоящее изобретение было создано с учетом текущего состояния традиционных технологий, его техническая проблема состоит в том, чтобы предотвратить отслаивание изоляционного покрытия, образующегося на сильно изогнутой обрабатываемой части стального листа, служащей внутренней периферийной стороной сердечника, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющем низкие потери в стали, который использует BN в качестве ингибитора и не имеет покрытия из форстерита, который используется в качестве материала металлического сердечника для трансформатора, особенно трансформатора с ленточным сердечником, и его задачей является предложить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий превосходную адгезию изоляционного покрытия и низкие потери в стали, который решал бы вышеупомянутую проблему.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
[0022]
В листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющем низкие потери в стали, который использует BN в качестве ингибитора и не имеет покрытия форстерита, для того, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия, важно сильно выровнять кристаллические зерна в ориентации {110}<001> при вторичной рекристаллизации, чтобы увеличить плотность магнитного потока и управлять формой осаждения B в стальном листе.
[0023]
В случае использования BN в качестве ингибитора, когда BN после финишного отжига выделяется по всей толщине стального листа, гистерезисные потери увеличиваются и мешают получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий низкие потери в стали, и адгезия изоляционного покрытия также становится недостаточной.
[0024]
Основываясь на этих фактах, авторы настоящего изобретения тщательно изучили способ решения вышеупомянутых проблем. В результате было найдено, что вышеупомянутые проблемы в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, не имеющем покрытия из форстерита, могут быть решены путем осаждения B в виде мелкого сферического BN на поверхностном слое стального листа, содержащем оксидный слой, состоящий в основном из оксида кремния.
Настоящее изобретение было сделано на основе вышеописанных находок, и его суть заключается в следующем.
[0025]
B_t(d/100)
B_t(d/10)
(1) Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, включающий в себя основной стальной лист, промежуточный слой, который расположенный в контакте с основным стальным листом и состоит в основном из оксида кремния, и изоляционное покрытие, которое контактирует с промежуточным слоем и состоит в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния, содержащий в своем химическом составе, в мас.%: С: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 0,05-1,00%, кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%, N: 0,0040% или меньше, S: 0,0100% или меньше, В: 0,0005-0,0080%, с остатком из Fe и примесей, причем BN, имеющий средний размер частиц 50-300 нм, присутствует на поверхностном слое промежуточного слоя, когда полная толщина основного стального листа и промежуточного слоя определяется как d, время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешней поверхности промежуточного слоя, когда интенсивность эмиссии B измеряется с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS), определяется как t(d/100), и время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя определяется как t(d/10), интенсивность эмиссии I B в момент времени t(d/100) и интенсивность эмиссии I B в момент времени t(d/10) удовлетворяют следующему Уравнению (1), и отношение большой оси к малой оси BN составляет 1,5 или меньше.
B_t(d/100)
B_t(d/10)
I>I Уравнение (1)
[0026]
6
2
(2) Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. (1), в котором численная плотность BN на поверхностном слое промежуточного слоя составляет 2×10 шт./мм или больше.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0027]
В соответствии с настоящим изобретением, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, использующем BN в качестве ингибитора, можно предотвратить отслаивание изоляционного покрытия на сильно изогнутой части стального листа, служащей внутренней периферийной стороной металлического сердечника, и можно устойчиво обеспечить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий превосходную адгезию изоляционного покрытия, низкие потери в стали и превосходную пригодность для производства ленточного сердечника.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0028]
B_t(d/100)
B_t(d/10)
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по настоящему изобретению, имеющий отличную адгезию изоляционного покрытия без покрытия из форстерита (в дальнейшем может упоминаться просто как «лист электротехнической стали по настоящему изобретению»), включает в себя основной стальной лист, промежуточный слой, который расположен в контакте с основным стальным листом и состоит в основном из оксида кремния, и изоляционное покрытие, которое контактирует с промежуточным слоем и состоит в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния, в котором основной стальной лист содержит в своем химическом составе, в мас.%: C: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 0,05-1,00%, кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%, N: 0,0040% или меньше, S: 0,0100% или меньше, В: 0,0005-0,0080%, с остатком из Fe и примесей, причем BN, имеющий средний размер частиц 50-300 нм, присутствует на поверхностном слое промежуточного слоя, когда полная толщина основного стального листа и промежуточного слоя определяется как d, время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешней поверхности промежуточного слоя, когда интенсивность эмиссии B измеряется с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS), определяется как t(d/100), и время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя определяется как t(d/10), интенсивность эмиссии I B в момент времени t(d/100) и интенсивность эмиссии I B в момент времени t(d/10) удовлетворяют следующему Уравнению (1), и отношение большой оси к малой оси BN в поверхностном слое промежуточного слоя составляет 1,5 или меньше.
B_t(d/100)
B_t(d/10)
I>I Уравнение (1)
[0029]
6
2
Кроме того, лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по настоящему изобретению отличается тем, что численная плотность BN на поверхностном слое промежуточного слоя составляет 2×10 шт./мм или больше.
[0030]
Сначала будет описана причина ограничения химического состава основного стального листа в электротехническом стальном листе по настоящему изобретению. В дальнейшем «%» означает «мас.%», если явно не указано иное.
[0031]
<Компонентный состав основного стального листа (химический состав)>
C: 0,085% или меньше
C является элементом, эффективным для управления структурой первичной рекристаллизации, но поскольку он оказывает негативное влияние на магнитные характеристики, он является элементом, удаляемым с помощью обезуглероживающего отжига перед финишным отжигом. Когда количество C превышает 0,085% в конечном продукте, образуются выделения старения, и гистерезисные потери увеличиваются, и поэтому количество C устанавливается равным 0,085% или меньше. Содержание С предпочтительно составляет 0,070% или меньше, и более предпочтительно 0,050% или меньше.
[0032]
Нижний предел его содержания включает в себя 0%, но, когда количество C уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество C обычно уменьшается приблизительно до 0,001% или меньше с помощью обезуглероживающего отжига.
[0033]
Si: 0,80-7,00%
Si является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление электротехнического стального листа и улучшает характеристики потерь в стали. Когда количество Si составляет менее 0,80%, γ-превращение происходит во время финишного отжига, кристаллическая ориентация стального листа ухудшается, и поэтому количество Si устанавливается равным 0,80% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 1,50% или больше, и более предпочтительно 2,50% или больше.
[0034]
С другой стороны, когда количество Si превышает 7,00%, обрабатываемость уменьшается, и трещины образуются во время прокатки, и поэтому количество Si устанавливается равным 7,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 5,50% или меньше, и более предпочтительно 4,50% или меньше.
[0035]
Mn: 0,05-1,00%
Mn является элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и соединяется с S, образуя MnS, который функционирует как ингибитор. Когда количество Mn составляет менее 0,05%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество Mn устанавливается равным 0,05% или больше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,07% или больше, и более предпочтительно 0,09% или больше.
[0036]
С другой стороны, когда количество Mn превышает 1,00%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество Mn устанавливается равным 1,00% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,80% или меньше, и более предпочтительно 0,60% или меньше.
[0037]
Кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%
Кислоторастворимый Al является элементом, который связывается с N с образованием (Al, Si)N, который функционирует как ингибитор. Когда количество кислоторастворимого Al составляет менее 0,010%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и вторичная рекристаллизация протекает в недостаточной степени, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,010% или больше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,015 мас.% или больше, и более предпочтительно 0,020 мас.% или больше.
[0038]
С другой стороны, когда количество кислоторастворимого Al превышает 0,065%, выделение и дисперсия (Al, Si)N становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,065% или меньше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,050% или меньше, и более предпочтительно 0,040% или меньше.
[0039]
N: 0,0040% или меньше
N является элементом, который объединяется с Al, образуя AlN, который функционирует как ингибитор, но когда его количество в конечном продукте составляет 0,0040% или больше, он выделяется как AlN в стальном листе и увеличивает гистерезисные потери, и поэтому количество N устанавливается равным 0,0040% или меньше. Нижний предел его содержания включает в себя 0%, но когда количество N уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество N обычно уменьшается приблизительно до 0,0001% или меньше с помощью финишного отжига.
[0040]
S: 0,0100% или меньше
S объединяется с Mn и функционирует как ингибитор, но когда количество S превышает 0,0100% в конечном продукте, она выделяется как MnS в стальном листе, и гистерезисные потери увеличиваются, и поэтому количество S устанавливается равным 0,0100% или меньше. Нижний предел содержания S включает в себя 0%, но когда количество S уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество S обычно уменьшается приблизительно до 0,005% или меньше с помощью финишного отжига.
[0041]
B: 0,0005-0,0080%
B является элементом, который объединяется с N и комплексно выделяется с MnS, образуя BN, который функционирует как ингибитор.
[0042]
Когда количество В составляет менее 0,0005%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0005% или больше. Содержание В предпочтительно составляет 0,0010% или больше, и более предпочтительно 0,0015% или больше. С другой стороны, когда количество В превышает 0,0080%, выделение и дисперсия BN становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество B устанавливается равным 0,0080% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 0,0060% или меньше, и более предпочтительно 0,0040% или меньше.
[0043]
В компонентах основного стального листа остаток представляет собой Fe и примеси. Примеси включают в себя элементы, которые неизбежно попадают из стального сырья и/или в процессе производства стали и являются допустимыми элементами, если они не ухудшают характеристики электротехнического стального листа по настоящему изобретению.
[0044]
Кроме того, вместо части Fe основной стальной лист может содержать по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из Cr: 0,30% или меньше, Cu: 0,40% или меньше, P: 0,50% или меньше, Ni: 1,00% или меньше, Sn: 0,30% или меньше, Sb: 0,30% или меньше, и Bi: 0,01% или меньше, в диапазоне, в котором он не ухудшает магнитных характеристик и может улучшать другие характеристики.
[0045]
Химический состав описанного выше основного стального листа может быть измерен с помощью обычного аналитического способа для стали. Например, химический состав может быть измерен с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно сопряженной плазмой (ICP-AES). Кроме того, кислоторастворимый Al может быть измерен с помощью ICP-AES с использованием фильтрата после нагревания и растворения образца в кислоте. Кроме того, содержание C и S может быть измерено путем использования способа поглощения инфракрасного света пламенем, а содержание N может быть измерено путем использования способа определения удельной теплопроводности при плавлении в инертном газе.
[0046]
<Промежуточный слой>
Электротехнический стальной лист по настоящему изобретению включает в себя промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния и находящийся в контакте с основным стальным листом. В электротехническом стальном листе по настоящему изобретению промежуточный слой имеет функцию обеспечения адгезии основного стального листа и изоляционного покрытия.
[0047]
α
2
Оксид кремния, который является основным компонентом промежуточного слоя, предпочтительно представляет собой SiO (α = от 1,0 до 2,0). Когда α = 1,5-2,0, оксид кремния становится более устойчивым, что является более предпочтительным. Если выполняется достаточный окислительный отжиг для того, чтобы сформировать оксид кремния на поверхности стального листа, может быть сформирован SiO, имеющий α≈2,0.
[0048]
Толщина промежуточного слоя (длина в направлении толщины листа) особенно не ограничивается, и может составлять, например, 1 нм или больше и 1 мкм или меньше. Толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 10 нм или больше и 500 нм или меньше.
[0049]
Поверхностный слой промежуточного слоя (около границы между промежуточным слоем и изоляционным покрытием) означает диапазон от внешней поверхности промежуточного слоя до A×1/4 нм, когда толщина промежуточного слоя равна А нм.
[0050]
<Изоляционное покрытие>
Электротехнический стальной лист по настоящему изобретению контактирует с промежуточным слоем и включает в себя изоляционное покрытие, состоящее в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния. Электротехнический стальной лист по настоящему изобретению включает в себя изоляционное покрытие, так что высокое поверхностное натяжение может быть приложено к электротехническому стальному листу по настоящему изобретению.
[0051]
<Форма присутствия BN>
Средний размер частиц BN, присутствующих в поверхностном слое промежуточного слоя (в дальнейшем может упоминаться просто как поверхностный слой промежуточного слоя): 50 нм или больше и 300 нм или меньше.
Если BN, имеющий средний размер частиц (длину большой оси) 50 нм или больше и 300 нм или меньше, присутствует в поверхностном слое промежуточного слоя (около границы между промежуточным слоем и изоляционным покрытием), адгезия изоляционного покрытия (адгезия между основным стальным листом и изоляционным покрытием) улучшается. Причина этого неясна, но считается, что BN, имеющий вышеупомянутый средний размер частиц, присутствует в оксидном слое (промежуточном слое) после финишного отжига или в оксидном слое (промежуточном слое), формируемом посредством термообработки для формирования промежуточного слоя, в результате чего он функционирует как якорь для оксидного слоя и улучшает адгезию изоляционного покрытия.
[0052]
Поскольку BN является повторным выделением из твердого раствора, он часто имеет сферическую форму для уменьшения поверхностной энергии. Следовательно, форма BN предпочтительно является сферической. Кроме того, в настоящем варианте осуществления «сферический BN» представляет собой BN, имеющий отношение (главная ось)/(малая ось), равное 1,5 или меньше.
[0053]
Средний размер частиц BN составляет 50 нм или больше и 300 нм или меньше. Если средний размер частиц BN составляет менее 50 нм, когда средний размер частиц определяется большой осью выделений BN, частота выделения BN увеличивается и потери в стали увеличиваются, и таким образом средний размер частиц BN составляет 50 нм или больше. Средний размер частиц BN предпочтительно составляет 80 нм или больше.
[0054]
Если средний размер частиц BN превышает 300 нм, частота выделения BN уменьшается, и эффект улучшения адгезии изоляционного покрытия не может быть получен в достаточной степени, и таким образом средний размер частиц BN составляет 300 нм или меньше. Средний размер частиц BN предпочтительно составляет 280 нм или меньше.
[0055]
Средний размер частиц получается путем визуального наблюдения 10 полей зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа с использованием энергодисперсионного рентгеновского спектроскопа (EDS), присоединенного к сканирующему электронному микроскопу (SEM) или просвечивающему электронному микроскопу (TEM), измерения длины главных осей включений в наблюдаемых полях зрения, идентифицированных как BN, с использованием EDS, и принятия их среднего значения за средний размер частиц.
[0056]
6
2
Численная плотность BN: 2×10 шт./мм или больше
6
2
6
2
6
2
6
2
Численная плотность BN, имеющего средний размер частиц 50 нм или больше и 300 нм или меньше, предпочтительно составляет 2×10 шт./мм или больше. Если численная плотность BN составляет менее 2×10 шт./мм, дисперсия BN, функционирующего в качестве якоря, становится недостаточной, и эффект улучшения адгезии изоляционного покрытия не может быть получен в достаточной степени. По этой причине численная плотность BN предпочтительно составляет 2×10 шт./мм или больше. Численная плотность BN предпочтительно составляет 3×10 шт./мм или больше. Поскольку численная плотность BN изменяется в зависимости от количества B в стальном листе, никакого конкретного верхнего предела не устанавливается.
[0057]
Численная плотность BN измеряется путем промывки листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукта) гидроксидом натрия, удаления изоляционного покрытия с поверхности стального листа и наблюдения поверхности стального листа (то есть, поверхностного слоя промежуточного слоя) с использованием полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FE-SEM). Численная плотность поверхностного слоя промежуточного слоя может быть измерена в его поперечном сечении, перпендикулярном к направлению прокатки стального листа, путем визуализации 10 полей зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа с использованием EDS, присоединенного к FE-SEM, и подсчета количества BN, идентифицированных с помощью EDS.
[0058]
В распределении B в направлении толщины стального листа, в том случае, когда концентрация (прочность) B в поверхностном слое стального листа, включая оксидный слой (промежуточный слой), находящийся на основном стальном листе стального листа после финишного отжига, или оксидный слой (промежуточный слой), сформированный термическим окислением, является более низкой, чем концентрация (прочность) B в основном стальном листе, BN не осаждается на поверхностном слое стального листа, или даже если он осаждается, то в небольшом количестве, и адгезия изоляционного покрытия становится недостаточной. Кроме того, поверхностный слой стального листа означает часть в пределах от внешней поверхности промежуточного слоя к положению, отстоящему от границы между поверхностью основного железа и промежуточного слоя на 1/100 толщины основного железа. Следовательно, поверхностный слой стального листа включает в себя промежуточный слой и часть основного стального листа.
[0059]
B_t(d/100)
B_t(d/10)
I>I
B
B
В листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда толщина листа за исключением изоляционного покрытия определяется как d, измерение выполняется с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS), время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешнего поверхностного слоя стального листа (внешней поверхности промежуточного слоя), исключая изоляционное покрытие, определяется как t(d/100), и время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя определяется как t(d/10), интенсивность I эмиссии B удовлетворяет следующему Уравнению (1). Положение d/100 от внешней поверхности промежуточного слоя располагается на поверхностном слое стального листа, а положение d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя располагается на стороне основного стального листа относительно поверхностного слоя стального листа. Следовательно, если интенсивность I эмиссии B удовлетворяет следующему Уравнению (1), достаточное количество BN осаждается на поверхностном слое стального листа, и таким образом потери в стали не ухудшаются, а адгезия изоляционного покрытия дополнительно улучшается.
[0060]
B_t(d/100)
B_t(d/10)
I>I Уравнение (1)
B_t(d/100)
где I: интенсивность эмиссии B в момент времени t(d/100)
B_t(d/10)
I: интенсивность эмиссии B в момент времени t(d/10)
[0061]
Кроме того, как было описано выше, для того, чтобы точно управлять размером частиц, частотой выделения и положением присутствия BN, необходимо подходящим образом управлять скоростью понижения температуры после финишного отжига.
[0062]
<Идентификация слоев, составляющих лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой>
Для того, чтобы идентифицировать каждый слой в структуре поперечного сечения настоящего электротехнического стального листа, линейный анализ выполняется в направлении толщины листа с использованием EDS, присоединенного к SEM или TEM, и выполняется количественный анализ химического состава каждого слоя. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются шесть элементов Fe, P, Si, O, Mg и Al.
[0063]
Слоистая область, присутствующая в самом глубоком положении в направлении толщины листа, в которой содержание Fe составляет 80 ат.% или больше, а содержание O составляет менее 30 ат.%, исключая шум измерения, определяется как основной стальной лист.
[0064]
Область, не включающая основной стальной лист, определенный выше, имеющая содержание Fe менее 80 ат.%, содержание P 5 ат.% или больше, и содержание O 30 ат.% или больше, исключая шум измерения, определяется как изоляционное покрытие.
[0065]
Область за исключением листа кремнистой стали и изоляционного покрытия, идентифицированных выше, определяется как промежуточный слой. В промежуточном слое предпочтительно среднее содержание Fe составляет менее 80 ат.%, среднее содержание P составляет менее 5 ат.%, среднее содержание Si составляет 20 ат.% или больше, и среднее содержание O составляет 30 ат.% или больше. Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку промежуточный слой является не покрытием из форстерита, а оксидным слоем, содержащим в основном оксид кремния, промежуточный слой может иметь среднее содержание Mg менее 20 ат.%.
[0066]
Далее будет описан способ производства электротехнического стального листа по настоящему изобретению.
[0067]
<Компоненты сляба из кремнистой стали>
Сляб из кремнистой стали, который является материалом электротехнического стального листа по настоящему изобретению, содержит в своем химическом составе, в мас.%: C: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 0,05-1,00%, кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%, N: 0,0040-0,0120%, S: 0,0100% или меньше, и B: 0,0005-0,0080%.
[0068]
C: 0,085% или меньше
C является элементом, эффективным для управления структурой первичной рекристаллизации, но поскольку он оказывает негативное влияние на магнитные характеристики, он является элементом, удаляемым с помощью обезуглероживающего отжига перед финишным отжигом. Если количество C превышает 0,085%, время обезуглероживающего отжига становится более длительным, и производительность уменьшается, и поэтому количество C устанавливается равным 0,085% или меньше. Содержание С предпочтительно составляет 0,070% или меньше, и более предпочтительно 0,050% или меньше.
[0069]
Нижний предел его содержания включает в себя 0%, но, когда количество C уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество C обычно уменьшается приблизительно до 0,001% или меньше с помощью обезуглероживающего отжига.
[0070]
Si: 0,80-7,00%
Si является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление стального листа и улучшает характеристики потерь в стали. Когда количество Si составляет менее 0,80%, γ-превращение происходит во время финишного отжига, кристаллическая ориентация стального листа ухудшается, и поэтому количество Si устанавливается равным 0,80% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 1,50% или больше, и более предпочтительно 2,50% или больше.
[0071]
С другой стороны, когда количество Si превышает 7,00%, обрабатываемость уменьшается, и трещины образуются во время прокатки, и поэтому количество Si устанавливается равным 7,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 5,50% или меньше, и более предпочтительно 4,50% или меньше.
[0072]
Mn: 0,05-1,00%
Mn является элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и соединяется с S и/или Se, образуя MnS, который функционирует как ингибитор. Когда количество Mn составляет менее 0,05%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество Mn устанавливается равным 0,05% или больше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,07% или больше, и более предпочтительно 0,09% или больше.
[0073]
С другой стороны, когда количество Mn превышает 1,00%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество Mn устанавливается равным 1,00% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,80% или меньше, и более предпочтительно 0,60% или меньше.
[0074]
Кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%
Кислоторастворимый Al является элементом, который связывается с N с образованием (Al, Si)N, который функционирует как ингибитор. Когда количество кислоторастворимого Al составляет менее 0,010%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и вторичная рекристаллизация протекает в недостаточной степени, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,010% или больше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,015 мас.% или больше, и более предпочтительно 0,020 мас.% или больше.
[0075]
С другой стороны, когда количество кислоторастворимого Al превышает 0,065%, выделение и дисперсия (Al, Si)N становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,065% или меньше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,050% или меньше, и более предпочтительно 0,040% или меньше.
[0076]
N: 0,0040-0,0120%
N является элементом, который связывается с Al, образуя AlN, функционирующий как ингибитор, но с другой стороны он также является элементом, который формирует пузыри (пустоты) в стальном листе во время холодной прокатки. Когда количество N составляет менее 0,004%, формирование AlN является недостаточным, и поэтому количество N устанавливается равным 0,004% или больше. Содержание N предпочтительно составляет 0,006% или больше, и более предпочтительно 0,007% или больше.
[0077]
С другой стороны, когда количество N превышает 0,012%, пузыри (пустоты) могут образовываться в стальном листе во время холодной прокатки, и поэтому количество N устанавливается равным 0,012% или меньше. Содержание N предпочтительно составляет 0,010% или меньше, и более предпочтительно 0,009% или меньше.
[0078]
S: 0,0100% или меньше
S является элементом, который объединяется с Mn с образованием MnS, который функционирует как ингибитор.
[0079]
Если содержание S составляет 0,0100% или больше, дисперсия выделений MnS становится неоднородной после очистки, и желаемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, и таким образом плотность магнитного потока уменьшается, MnS остается после очистки, и гистерезисные потери увеличиваются.
Никакого конкретного нижнего предела не предусматривается, но предпочтительно он составляет 0,0030% или больше. Более предпочтительно это количество составляет 0,0070% или больше.
[0080]
B: 0,0005-0,0080%
B является элементом, который объединяется с N и комплексно выделяется с MnS, образуя BN, который функционирует как ингибитор.
[0081]
Когда количество В составляет менее 0,0005%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0005% или больше. Содержание В предпочтительно составляет 0,0010% или больше, и более предпочтительно 0,0015% или больше. С другой стороны, когда количество В превышает 0,0080%, выделение и дисперсия BN становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество B устанавливается равным 0,0080% или меньше. Содержание В предпочтительно составляет 0,0060% или меньше, и более предпочтительно 0,0040% или меньше.
[0082]
В слябе из кремнистой стали остаток химического состава представляет собой Fe и примеси. Примеси включают в себя элементы, которые неизбежно попадают из стального сырья и/или в процессе производства стали и являются допустимыми элементами, если они не ухудшают характеристики электротехнического стального листа по настоящему изобретению.
[0083]
Кроме того, вместо части Fe сляб из кремнистой стали может содержать по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из Cr: 0,30% или меньше, Cu: 0,40% или меньше, P: 0,50% или меньше, Ni: 1,00% или меньше, Sn: 0,30% или меньше, Sb: 0,30% или меньше, и Bi: 0,01% или менее, в диапазоне, в котором магнитные характеристики электротехнического стального листа по настоящему изобретению не ухудшаются, и другие характеристики могут быть улучшены.
[0084]
<Производство сляба из кремнистой стали>
Сляб из кремнистой стали получается путем непрерывной разливки или отливки слитков и прокатки слябов из расплавленной стали, имеющей требуемый состав, которая была расплавлена в конвертере или электрической печи и в случае необходимости была подвергнута вакуумной дегазации. Сляб кремнистой стали обычно представляет собой сляб, имеющий толщину 150-350 мм, предпочтительно 220-280 мм, но может быть тонким слябом с толщиной 30-70 мм. В случае тонкого сляба есть преимущество в том, что не требуется прокатка до промежуточной толщины во время производства горячекатаного листа.
[0085]
<Температура нагрева сляба из кремнистой стали>
Сляб из кремнистой стали предпочтительно нагревается до 1250°C или ниже и подвергается горячей прокатке. Если температура нагрева превышает 1250°C, количество расплавленной окалины увеличивается, и MnS и/или MnSe полностью твердорастворяются и тонко выделяются в последующих процессах, и таким образом необходимо устанавливать температуру обезуглероживающего отжига равной 900°C или выше для получения желаемого размера частиц первичной рекристаллизации. По этой причине, температура нагрева предпочтительно составляет 1250°C или ниже. Температура нагрева более предпочтительно составляет 1200°C или ниже.
[0086]
Нижний предел температуры нагрева особенно не ограничивается, но температура нагрева предпочтительно составляет 1100°C или выше с точки зрения обеспечения обрабатываемости сляба кремнистой стали.
[0087]
<Горячая прокатка и отжиг в горячем состоянии>
Сляб из кремнистой стали, нагретый до 1250°C или ниже, подвергается горячей прокатке для получения горячекатаного листа. При отжиге в горячем состоянии (в горячей полосе) горячекатаный лист нагревается при 1000-1150°C (температура первой стадии) для рекристаллизации, а затем нагревается до 850-1100°C (температура второй стадии), более низкой, чем температура первой стадии, и отжигается для гомогенизации неоднородной структуры, образующейся во время горячей прокатки. Отжиг в горячем состоянии предпочтительно выполняется один или более раз, чтобы гомогенизировать предысторию горячекатаного листа при горячей прокатке перед тем, как он будет подвергнут конечной холодной прокатке.
[0088]
При отжиге в горячем состоянии температура первой стадии сильно влияет на выделение ингибитора в последующих процессах. Если температура первой стадии превышает 1150°C, ингибитор тонко выделяется в последующих процессах, и температура обезуглероживающего отжига для получения желаемого размера частиц первичной рекристаллизации должна составлять 900°C или выше. По этой причине, температура первой стадии предпочтительно составляет 1150°C или ниже. Температура первой стадии более предпочтительно составляет 1120°C или ниже.
[0089]
С другой стороны, если температура первой стадии составляет менее 1000°C, рекристаллизация является недостаточной, и гомогенизация структуры горячекатаного листа не достигается, и таким образом температура первой стадии предпочтительно составляет 1000°C или выше. Температура первой стадии более предпочтительно составляет 1030°C или выше.
[0090]
Если температура второй стадии превышает 1100°C, ингибитор тонко выделяется в последующих процессах, как и в случае температуры первой стадии, и таким образом температура второй стадии предпочтительно составляет 1100°C или ниже. Температура второй стадии более предпочтительно составляет 1070°C или ниже. С другой стороны, если температура второй стадии составляет менее 850°C, γ-фаза не образуется, и гомогенизация структуры горячекатаного листа не достигается, и таким образом температура второй стадии предпочтительно составляет 850°C или выше. Температура второй стадии более предпочтительно составляет 880°C или выше.
[0091]
<Холодная прокатка>
Стальной лист, который был подвергнут отжигу в горячем состоянии, подвергается холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними, чтобы получить стальной лист с окончательной толщиной. Холодная прокатка может выполняться при комнатной температуре (10-30°C), или стальной лист может быть нагрет до температуры выше комнатной, например, до приблизительно 200°C для теплой прокатки.
[0092]
<Обезуглероживающий отжиг>
H2O
H2
H2O
H2
С целью удаления C из стального листа и управления размером зерна первичной рекристаллизации до желаемого размера в стальном листе, имеющем окончательную толщину, обезуглероживающий отжиг выполняется во влажной атмосфере со степенью окисления менее 0,15. Например, предпочтительно выполнять обезуглероживающий отжиг при температуре 770-950°C в течение такого времени, пока размер частиц первичной рекристаллизации не станет равным 15 мкм или больше. Здесь степень окисления получается путем деления парциального давления (P) водяного пара в атмосферном газе на парциальное давление (P) водорода, то есть P/P.
[0093]
Если температура обезуглероживающего отжига составляет менее 770°C, желаемый размер кристаллического зерна не может быть получен, и таким образом температура обезуглероживающего отжига предпочтительно составляет 770°C или выше. Температура обезуглероживающего отжига более предпочтительно составляет 800°C или выше. С другой стороны, если температура обезуглероживающего отжига превышает 950°C, размер кристаллического зерна превышает желаемый, и таким образом температура обезуглероживающего отжига предпочтительно составляет 950°C или ниже. Температура обезуглероживающего отжига более предпочтительно составляет 920°C или ниже.
[0094]
<Обработка азотирования>
Перед финишным отжигом лист обезуглероженной отожженной стали подвергается обработке азотирования так, чтобы содержание N в стальном листе составило 40-1000 частей на миллион. Способ обработки азотирования особенно не ограничивается, и, например, лист обезуглероженной отожженной стали может быть обработан газообразным аммиаком. Если содержание N в стальном листе после обработки азотирования составляет менее 40 частей на миллион, AlN выделяется в недостаточной степени и не функционирует как ингибитор, и таким образом содержание N в стальном листе после обработки азотирования предпочтительно составляет 40 частей на миллион или больше. Содержание N в стальном листе после обработки азотирования более предпочтительно составляет 80 частей на миллион или больше.
[0095]
С другой стороны, если содержание N в стальном листе превышает 1000 частей на миллион, AlN чрезмерно присутствует даже после завершения вторичной рекристаллизации в последующем финишном отжиге, и потери в стали увеличиваются, и таким образом содержание N предпочтительно составляет 1000 частей на миллион или меньше. Содержание N в стальном листе после обработки азотирования более предпочтительно составляет 970 частей на миллион или меньше.
[0096]
<Нанесение отжигового сепаратора>
Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид магния в качестве главного компонента, наносится на обработанный азотированием стальной лист и подвергается финишному отжигу. Стеклянная пленка из форстерита формируется на поверхности стального листа при финишном отжиге, и это покрытие удаляется такими средствами, как травление и шлифование. После удаления стеклянной пленки поверхность стального листа предпочтительно сглаживается химической или электролитической полировкой.
[0097]
Альтернативно отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве главного компонента, может использоваться вместо содержащего оксид магния отжигового сепаратора, и обработанный азотированием стальной лист покрывается этим сепаратором, сушится, сматывается в рулон после высыхания, и подвергается финишному отжигу (вторичному рекристаллизационному и/или очищающему отжигу). Благодаря финишному отжигу можно предотвратить формирование покрытия из неорганического минерального вещества, такого как форстерит, чтобы произвести лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. После производства поверхность стального листа предпочтительно сглаживается химической или электролитической полировкой.
[0098]
<Финишный отжиг>
[Отжиг вторичной рекристаллизации]
В отжиге вторичной рекристаллизации финишного отжига кристаллические зерна в предпочтительной ориентации {110}<001> выращиваются благодаря функции ингибитора BN. Отжиг вторичной рекристаллизации представляет собой процесс отжига стального листа, покрытого отжиговым сепаратором, при скорости нагревания 15°C/час или меньше в диапазоне температур 1000-1100°C в процессе нагревания вплоть до температуры очищающего отжига. Скорость нагревания в диапазоне температур 1000 к 1100°C более предпочтительно составляет 10°C/час или меньше. При отжиге вторичной рекристаллизации вместо управления скоростью нагревания стальной лист, покрытый отжиговым сепаратором, может быть выдержан в диапазоне температур 1000-1100°C в течение 10 час или больше.
[0099]
[Очищающий отжиг]
Стальной лист, который был подвергнут отжигу вторичной рекристаллизации, может быть подвергнут очищающему отжигу после отжига вторичной рекристаллизации. Когда стальной лист после завершения вторичной рекристаллизации подвергается очищающему отжигу, выделения, использованные в качестве ингибитора, устраняются, и гистерезисные потери в конечных магнитных характеристиках уменьшаются. Очищающий отжиг предпочтительно выполняется путем выдержки при 1200°C в течение 10-30 час, например, в водородной атмосфере.
[0100]
Для того, чтобы обеспечить средний размер частиц BN в диапазоне 50-300 нм, скорость понижения температуры в диапазоне температур 1200-1000°C должна составлять меньше чем 50°C/час. Кроме того, скорость понижения температуры в диапазоне температур 1000-600°C составляет менее 30°C/час.
[0101]
Причина задания такой скорости понижения температуры является следующей.
2
3
2
3
BN становится твердым раствором B и твердым раствором N в диапазоне высоких температур, и N, который не может быть твердорастворен, выпускается в атмосферу во время понижения температуры, но во время понижения температуры B, который не может быть твердорастворен, не выпускается в атмосферу, а выделяется как соединения B, например, BN, FeB и FeB, на поверхностном слое стального листа, включая промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния, или внутри стального листа. Если твердый раствор N присутствует внутри стального листа в недостаточной степени, BN не выделяется, а выделяются FeB или FeB.
[0102]
2
3
2
3
Во время понижения температуры от диапазона высоких температур, если скорость понижения температуры является подходящей, твердорастворенный N выпускается за пределы системы, FeB или FeB выделяются в стальном листе, и выделившиеся FeB или FeB растут по Оствальду и становятся грубыми. Твердорастворенный B в поверхностном слое стального листа соединяется с N из атмосферы и выделяется как тонкий BN в оксидном слое, присутствующем на поверхностном слое или внешнем слое стального листа.
[0103]
2
3
Если скорость понижения температуры является высокой, твердорастворенный N не выпускается за пределы системы, и BN тонко выделяется в стальном листе, или FeB или FeB тонко выделяются без оствальдовского роста. BN, тонко выделяющийся в стальном листе, увеличивает гистерезисные потери и вызывает увеличение потерь в стали конечного продукта.
[0104]
Нижний предел скорости понижения температуры особенно не ограничивается, но если скорость понижения температуры составляет менее 10°C/час, то это сильно влияет на производительность, и таким образом скорость понижения температуры предпочтительно составляет 10°C/час или больше. Следовательно, скорость понижения температуры в диапазоне температур 1200-1000°C предпочтительно составляет 10-50°C/час, а скорость понижения температуры в диапазоне температур 1000-600°C предпочтительно составляет 10-30°C/час.
[0105]
<Термообработка для формирования промежуточного слоя>
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой с удаленным покрытием из неорганического минерального вещества, такого как форстерит (пленкой форстерита), или лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором ингибируется формирование покрытия из неорганического минерального вещества, такого как форстерит, отжигается для формирования на поверхности основного стального листа промежуточного слоя, состоящего в основном из оксида кремния.
[0106]
Атмосфера отжига предпочтительно является восстановительной атмосферой, чтобы внутренность стального листа не окислялась, и особенно предпочтительно является атмосферой азота, смешанного с водородом. Например, предпочтительной является атмосфера, в которой соотношение водород:азот составляет 75:25 об.%, а точка росы составляет от -20 до 0°C.
[0107]
Процесс термообработки для формирования промежуточного слоя может быть опущен для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, с которого покрытие из неорганического минерального вещества, такого как форстерит, было удалено, или для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором ингибируется формирование покрытия из неорганического минерального вещества, такого как форстерит.
[0108]
<Формирование изоляционного покрытия>
После нанесения водного пленкообразующего раствора (раствора для формирования изоляционного покрытия), состоящего в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния, на промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния, раствор для формирования изоляционного покрытия подвергается термической обработке для формирования изоляционного покрытия.
В качестве фосфата предпочтительным является, например, фосфат Ca, Al, Sr, и т.п., и среди них фосфат алюминия является более предпочтительным. Тип коллоидного диоксида кремния особенно не ограничивается, и размер его частиц (средний размер частиц) может быть выбран подходящим образом, но если он превышает 200 нм, то частицы могут классифицироваться в обрабатывающем агенте, и таким образом размер частиц (среднечисленный размер частиц) коллоидного диоксида кремния предпочтительно составляет 200 нм или меньше. Размер частиц коллоидного диоксида кремния более предпочтительно составляет 170 нм.
[0109]
Если размер частиц коллоидного диоксида кремния составляет менее 100 нм, нет никаких затруднений в дисперсии, но производственные затраты увеличиваются, и таким образом размер 100 нм или больше является предпочтительным с экономической точки зрения. Размер частиц коллоидного диоксида кремния более предпочтительно составляет 150 нм или больше.
[0110]
Способ нанесения раствора для формирования изоляционного покрытия особенно не ограничивается, и может использоваться, например, влажный способ покрытия с использованием устройства для нанесения покрытия валиком, и т.п.
[0111]
Атмосфера запекания может быть сформирована, например, путем запекания в воздухе при 800-900°C в течение 10-60 с, но атмосфере запекания особенно не ограничивается.
[0112]
<Управление магнитными доменами>
Управление магнитными доменами выполняется для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, на котором сформировано изоляционное покрытие, для того, чтобы уменьшить потери в стали. Способ управления магнитными доменами не ограничивается конкретным способом, и оно может выполняться, например, с использованием лазерного облучения, облучения электронным лучом, травления или способа формирования бороздок с использованием зубчатых колес (накатка). В результате может быть получен лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий более низкие потери в стали. Обработка управления магнитными доменами может выполняться для стального листа после холодной прокатки.
[Примеры]
[0113]
<Пример 1>
Стальные слябы A1 - A15, имеющие составы, показанные в Таблице 1-1, нагревались до 1150°C и подвергались горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаные стальные листы с толщиной 2,6 мм, эти горячекатаные стальные листы подвергались отжигу в горячем состоянии при температуре 1100°C, а затем 900°C, после чего подвергались холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними при 30°C, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм.
Стальные слябы а1 - а13, имеющие составы, показанные в Таблице 1-1, нагревались до 1150°C и подвергались горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаные стальные листы с толщиной 2,6 мм, эти горячекатаные стальные листы подвергались отжигу в горячем состоянии при температуре 1100°C, а затем 900°C, после чего подвергались холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними при 30°C, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм.
[0114]
[Таблица 1-1]
Сляб №
Химический состав стального сляба (мас.%) (с остатком из Fe и примесей)
C
Si
Mn
Al
N
S
B
A1
0,085
3,45
0,10
0,028
0,0040
0,008
0,0015
A2
0,031
1,21
0,10
0,029
0,0100
0,009
0,0020
A3
0,033
6,52
0,10
0,029
0,0100
0,007
0,0018
A4
0,041
3,45
0,08
0,028
0,0070
0,005
0,0019
A5
0,044
3,33
0,80
0,029
0,0060
0,004
0,0021
A6
0,052
4,52
0,12
0,020
0,0050
0,003
0,0016
A7
0,055
3,12
0,09
0,055
0,0017
0,001
0,0017
A8
0,061
2,81
0,09
0,030
0,0120
0,009
0,0018
A9
0,062
3,12
0,11
0,030
0,0040
0,001
0,0019
A10
0,071
2,92
0,13
0,030
0,0050
0,001
0,0021
A11
0,078
3,45
0,12
0,028
0,0110
0,010
0,0022
A12
0,055
3,44
0,10
0,027
0,0090
0,007
0,0006
A13
0,085
4,21
0,10
0,027
0,0080
0,006
0,0078
A14
0,082
3,45
0,11
0,031
0,0100
0,008
0,0025
A15
0,045
3,35
0,12
0,030
0,0060
0,009
0,0017
a1
0,092
3,45
0,12
0,029
0,0019
0,007
0,0002
a2
0,076
0,50
0,08
0,028
0,0028
0,007
0,0004
a3
0,065
8,00
0,09
0,028
0,0031
0,007
0,0004
a4
0,045
3,45
0,04
0,029
0,0021
0,009
0,0002
a5
0,061
3,35
1,21
0,029
0,0035
0,009
0,0006
a6
0,032
3,25
0,08
0,005
0,0038
0,006
0,0007
a7
0,012
3,12
0,07
0,082
0,0032
0,006
0,0009
a8
0,072
3,23
0,08
0,030
0,0051
0,009
0,0061
a9
0,043
3,45
0,10
0,027
0,0152
0,009
0,0003
a10
0,033
3,55
0,09
0,026
0,0012
0,012
0,0055
a11
0,039
3,15
0,08
0,026
0,0022
0,030
0,0002
a12
0,058
3,28
0,10
0,027
0,0019
0,007
0,0003
a13
0,021
3,19
0,13
0,028
0,0036
0,007
0,0152
[0115]
Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой №№ B1 - B15, показанные в Таблице 2, были произведены следующим образом. Холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм, были подвергнуты обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 860°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальных листах) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, был нанесен на обработанные азотированием стальные листы, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 45°C/час, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 25°C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стальных листов, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальных листах с удаленным избыточным оксидом алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы -5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальные листы после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционные покрытия формировались путем запекания при температуре −5°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукты. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.
Таблица 1-2 показывает химические составы основных стальных листов в продуктах. Композиции основных стальных листов измерялись с использованием ICP-AES. Кислоторастворимый Al измерялся с помощью ICP-AES с использованием фильтрата после нагревания и растворения образца в кислоте. Кроме того, содержание C и S измерялось с использованием способа поглощения инфракрасного луча пламенем, а содержание N измерялось с использованием способа определения удельной теплопроводности при плавлении в инертном газе.
[0116]
Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой №№ b1 - b13, показанные в Таблице 1-2, были произведены следующим образом. Холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм, были подвергнуты обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 860°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальных листах) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, был нанесен на обработанные азотированием стальные листы, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 100 °C/час, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 100 °C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стальных листов, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальных листах с удаленным избыточным оксид алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы -5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальные листы после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционные покрытия формировались путем запекания при температуре −5°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукты. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.
Таблица 1-2 показывает химические составы основных стальных листов в продуктах. Составы основных стальных листов измерялись с использованием того же способа, что и для сталей №№ B1 - B15.
[0117]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой № b14, показанный в Таблице 1-2, был произведен следующим образом. Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину листа 0,22 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 850°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальном листе) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, был нанесен на обработанный азотированием стальной лист, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 200 °C/час, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 100 °C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стального листа, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальном листе с удаленным избыточным оксидом алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы -5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальной лист после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционное покрытие формировалось путем запекания при температуре 800°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукт. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.
[0118]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой № b15, показанный в Таблице 1-2, был произведен следующим образом. Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину листа 0,22 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 860°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальном листе) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве главного компонента, был нанесен на обработанный азотированием стальной лист, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 30°C/час, температура удерживалась равной 1000°C в течение 1 час или больше, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 50°C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стального листа, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальном листе с удаленным избыточным оксидом алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы-5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальной лист после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционное покрытие формировалось путем запекания при температуре 800°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукт. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.
[0119]
[Таблица 1-2]
Сталь №
Сляб №
Химический состав (мас.%, с остатком из Fe и примесей)
C
Si
Mn
Al
N
S
B
Примеры
B1
A1
0,080
3,45
0,10
0,028
0,0021
0,0021
0,0015
B2
A2
0,031
1,21
0,10
0,029
0,0031
0,0032
0,0020
B3
A3
0,001
6,52
0,10
0,029
0,0012
0,0012
0,0018
B4
A4
0,003
3,45
0,08
0,028
0,0010
0,0007
0,0019
B5
A5
0,005
3,33
0,80
0,029
0,0021
0,0005
0,0021
B6
A6
0,001
4,52
0,12
0,020
0,0019
0,0007
0,0016
B7
A7
0,002
3,12
0,09
0,055
0,0017
0,0008
0,0017
B8
A8
0,003
2,81
0,09
0,030
0,0006
0,0009
0,0018
B9
A9
0,007
3,12
0,11
0,030
0,0039
0,0051
0,0019
B10
A10
0,006
2,92
0,13
0,030
0,0022
0,0004
0,0021
B11
A11
0,012
3,45
0,12
0,028
0,0018
0,0092
0,0022
B12
A12
0,011
3,44
0,10
0,027
0,0019
0,0007
0,0006
B13
A13
0,002
4,21
0,10
0,027
0,0010
0,0081
0,0078
B14
A14
0,003
3,45
0,11
0,031
0,0009
0,0005
0,0025
B15
A15
0,001
3,35
0,12
0,030
0,0008
0,0005
0,0017
Сравнительные примеры
b1
a1
<u>0,090</u>
3,45
0,12
0,029
0,0008
0,0012
0,0002
b2
a2
0,008
<u>0,50</u>
0,08
0,028
0,0010
0,0014
0,0004
b3
a3
0,001
<u>8,00</u>
0,09
0,028
0,0009
0,0018
0,0004
b4
a4
0,002
3,45
<u>0,04</u>
0,029
0,0011
0,0022
0,0002
b5
a5
0,001
3,35
<u>1,21</u>
0,029
0,0019
0,0009
0,0006
b6
a6
0,012
3,25
0,08
<u>0,005</u>
0,0018
0,0010
0,0007
b7
a7
0,011
3,12
0,07
<u>0,082</u>
0,0018
0,0022
0,0009
b8
a8
0,001
3,23
0,08
0,030
0,0018
0,0018
0,0061
b9
a9
0,002
3,45
0,10
0,027
0,0018
0,0011
0,0003
b10
a10
0,001
3,55
0,09
0,026
0,0009
0,0025
0,0055
b11
a11
0,020
3,15
0,08
0,026
0,0018
0,0021
0,0002
b12
a12
0,010
3,28
0,10
0,027
0,0007
0,0012
<u>0,0003</u>
b13
(a13)
0,002
3,19
0,13
0,028
0,0018
0,0011
<u>0,0152</u>
b14
a14
0,002
3,28
0,12
0,028
0,0019
0,0012
<u>0,0029</u>
b15
a15
0,001
3,32
0,11
0,019
0,0009
0,0018
<u>0,0112</u>
[0120]
<Управление магнитными доменами>
Управление магнитными доменами выполнялось для продукта, на котором было сформировано изоляционное покрытие, с использованием механического способа, лазера или электронного луча. Для некоторых продуктов бороздки наносились на холоднокатаные листы путем травления или лазерного облучения для управления магнитными доменами.
[0121]
<Выделения>
Что касается выделений, соединение B, наблюдавшееся вплоть до 5 мкм от внешней поверхности промежуточного слоя перпендикулярно к направлению прокатки стального листа, анализировалось с использованием SEM-EDS для того, чтобы идентифицировать размер частиц и состав BN. В дополнение к этому, в столбце «наличие или отсутствие выделений BN» в Таблице 2 значок «○» означает, что один или более сферических BN (BN, имеющих отношение большой оси к малой оси 1,5 или меньше) присутствовали в наблюдаемом поле зрения, а значок «x» означает, что в наблюдаемом поле зрения не было никаких сферических BN.
[0122]
<Интенсивность эмиссии В>
B
B_t(d/100)
B_t(d/10)
B_t(d/100)
B_t(d/10)
Интенсивность I эмиссии B измерялась с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS). Значение I, которое является интенсивностью эмиссии B в момент времени t(d/100), и значение I, которое является интенсивностью эмиссии B в момент времени t(d/10), были получены, когда время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешнего поверхностного слоя стального листа, исключая изоляционное покрытие, определялось как t(d/100), а время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности стального листа, исключая изоляционное покрытие, определялось как t(d/10), и значение I/I, которое является их отношением, записывалось в таблицу.
[0123]
<Адгезия покрытия>
Адгезия покрытия оценивалась по доле площади отслаивания для каждого диаметра путем формирования изоляционного покрытия на стальном листе после финишного отжига, а затем обматывания стального листа вокруг оправок круглого сечения с различными диаметрами (20 мм, 10 мм и 5 мм). Доля площади отслаивания представляет собой отношение, получаемое путем деления фактически отслоившейся площади на площадь обработанной части (площадь контакта стального листа с оправкой круглого сечения, которая соответствует произведению ширина образца листа× диаметр оправки×π). Если отслаивание не развивается, и доля площади отслаивания является малой, даже когда изоляционное покрытие отслаивается при сильном изгибе, можно считать, что ухудшение характеристик трансформатора является небольшим.
[0124]
Адгезия покрытия оценивалась по семибалльной шкале от А до G: когда доля площади отслаивания составляла 0%, адгезия оценивалась как A, больше чем 0% и меньше чем 20% - как B, 20% или больше и меньше чем 40% - как C, 40% или больше и меньше чем 60% - как D, 60% или больше и меньше чем 80% - как E, 80% или больше и меньше чем 100% - как F, и когда доля площади отслаивания составляла 100%, адгезия оценивалась как G. Адгезия покрытия с оценкой B или выше считалась хорошей.
[0125]
<Магнитные характеристики>
<Плотность магнитного потока B8>
Плотность магнитного потока B8 (плотность магнитного потока при намагничивании полем в 800 A/м) измерялась для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученного с использованием вышеупомянутого способа производства, с помощью однолистового магнитного тестера (SST).
[0126]
<Потери в стали W17/50>
Тестовый образец (например, размером 100×500 мм) был приготовлен из листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой до и после управления магнитными доменами, и были измерены потери в стали W17/50 (Вт/кг), которые являются потерями энергии на единицу массы при возбуждении с плотностью магнитного потока 1,7 Тл и частотой 50 Гц.
[0127]
Таблица 2 показывает состояние выделения BN для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукта), результаты GDS, оценку адгезии покрытия и магнитные характеристики. В примерах C1 - C15, соответствующих настоящему изобретению, были получены листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющие превосходную адгезию покрытия и превосходные магнитные характеристики. В сравнительных примерах c1 - c15, не соответствующих настоящему изобретению, либо адгезия покрытия, либо магнитные характеристики были неудовлетворительными.
[0128]
[Таблица 2]
№
Сталь №
Присутствие или отсутствие выделений BN
Средний размер частиц BN (нм)
I<sub>B_t(d/100)</sub>/I<sub>B_t(d/10)</sub>
Адгезия покрытия
Магнитные характеристики
Прочее
Доля площади отслаивания при φ 20 мм
Доля площади отслаивания при φ 10 мм
Доля площади отслаивания при φ 5 мм
Плотность магнитного потока B8 (Тл)
Потери в стали W<sub>17/50</sub> (Вт/кг)
Потери в стали W<sub>17/50</sub> при управлении магнитным доменом (Вт/кг)
Примеры
C1
B1
○
120
1,3
A
A
B
1,946
0,87
0,62
C2
B2
○
50
1,1
A
B
B
1,947
0,86
0,64
C3
B3
○
80
1,6
A
A
B
1,953
0,87
0,66
C4
B4
○
150
2,0
A
A
B
1,952
0,88
0,64
C5
B5
○
300
4,5
A
B
B
1,944
0,85
0,63
C6
B6
○
280
2,8
A
A
B
1,948
0,89
0,62
C7
B7
○
200
1,9
A
B
B
1,956
0,87
0,63
C8
B8
○
150
2,3
A
A
B
1,951
0,86
0,60
C9
B9
○
130
1,9
A
B
B
1,951
0,87
0,61
C10
B10
○
70
2,2
A
B
B
1,947
0,87
0,62
C11
B11
○
90
2,3
A
A
B
1,945
0,85
0,64
C12
B12
○
110
4,3
A
A
B
1,949
0,89
0,65
C13
B13
○
250
5,5
A
B
B
1,956
0,86
0,64
C14
B14
○
200
3,5
A
A
B
1,944
0,84
0,64
C15
B15
○
100
1,5
A
A
B
1,954
0,85
0,60
Сравнительные примеры
c1
b1
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,8</u>
E
E
G
1,945
0,95
0,69
Нет выделений BN
c2
b2
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,7</u>
G
G
G
1,944
0,97
0,71
Нет выделений BN
c3
b3
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,9</u>
E
F
G
1,945
0,99
0,72
Нет выделений BN
c4
b4
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,5</u>
G
G
G
1,948
0,97
0,71
Нет выделений BN
c5
b5
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,9</u>
D
G
G
1,945
0,99
0,72
Нет выделений BN
c6
b6
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,9</u>
D
G
G
1,947
0,96
0,70
Нет выделений BN
c7
b7
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,9</u>
C
D
G
1,946
0,94
0,68
Нет выделений BN
c8
b8
<u>x</u>
<u>-</u>
15,0
C
D
G
1,945
0,93
0,68
Нет выделений BN
c9
b9
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,5</u>
D
E
G
1,944
0,94
0,68
Нет выделений BN
c10
b10
<u>x</u>
<u>-</u>
1,3
D
E
G
1,943
1,03
0,75
Нет выделений BN
c11
b11
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,9</u>
C
E
G
1,942
1,04
0,76
Нет выделений BN
c12
b12
<u>x</u>
<u>-</u>
<u>0,9</u>
B
C
G
1,922
1,06
0,77
Нет выделений BN
c13
b13
<u>x</u>
<u>-</u>
5,0
E
F
G
1,946
0,96
0,70
Нет выделений BN
c14
b14
○
<u>30</u>
1,2
A
A
B
1,946
0,92
0,73
c15
b15
○
<u>500</u>
1,3
E
F
G
1,921
0,96
0,78
[0129]
<Пример 2>
Сначала лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукт) был произведен с использованием того же самого способа, что и в Примере 1. Затем, управление магнитными доменами было выполнено для продукта с использованием механического способа, лазера и электронного луча.
[0130]
Когда измерялась численная плотность BN, изоляционное покрытие удалялось с использованием гидроксида натрия с листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученного с использованием вышеупомянутого способа производства. Затем 10 полей зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа наблюдались от внешней поверхности промежуточного слоя, имеющего поперечное сечение, перпендикулярное направлению прокатки стального листа, до 5 мкм с использованием SEM, и подсчитывалось количество BN, имеющих размер частиц от 50 до 300 нм.
Кроме того, с использованием SEM-EDS средний размер частиц наблюдался в 10 полях зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа, измерялись длины главных осей выделений в наблюдаемых областях, идентифицированных как BN с использованием EDS, и их среднее значение принималось в качестве среднего размера частиц.
B_t (d/100)
B_t (d/10)
Кроме того, значение I/I измерялось с использованием описанного выше способа.
[0131]
Таблица 3 показывает состояние выделения BN для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукта), результаты GDS, оценку адгезии покрытия и магнитные характеристики. В примерах D1 - D5, соответствующих настоящему изобретению, адгезия покрытия была более превосходной, и магнитные характеристики также были превосходными.
[0132]
[Таблица 3]
№
Сталь №
BN
I<sub>B_t(d/100)</sub>/I<sub>B_t(d/10)</sub>
Адгезия покрытия
Магнитные характеристики
Способ управления магнитным доменом
Численная плотность (шт./мм<sup>3</sup>)
Средний размер частиц (нм)
Доля площади отслаивания при φ 20 мм
Доля площади отслаивания при φ 10 мм
Доля площади отслаивания при φ 5 мм
Плотность магнитного потока B8 (Тл)
Потери в стали W<sub>17/50</sub> (Вт/кг)
Потери в стали W<sub>17/50</sub> при управлении магнитным доменом (Вт/кг)
Примеры
D1
B1
2×10<sup>6</sup>
80
1,3
A
A
B
1,947
0,88
0,63
Облучение лазером
D2
B2
4×10<sup>6</sup>
120
1,5
A
A
B
1,950
0,86
0,62
Облучение лазером
D3
B3
3×10<sup>6</sup>
130
3,0
A
A
B
1,951
0,85
0,61
Накатка
D4
B4
2×10<sup>6</sup>
90
1,1
A
A
B
1,949
0,89
0,59
Травление
D5
B5
3×10<sup>6</sup>
100
5,1
A
A
B
1,945
0,88
0,65
Электронный луч
[0133]
<Пример 3>
Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукты) были произведены с использованием того же самого способа, что и в Примерах 1 и 2. Затем, управление магнитными доменами было выполнено для этих продуктов с использованием механического способа, лазера и электронного луча.
[0134]
B_t (d/100)
B_t (d/10)
Для этих листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продуктов) были измерены состояние выделения BN, значение I/I, адгезия покрытия и магнитные характеристики. Результаты показаны в Таблице 4.
[0135]
[Таблица 4]
№
Сталь №
Присутствие или отсутствие выделений BN
Средний размер частиц BN (нм)
GDS
Адгезия покрытия
Магнитные характеристики
Способ управления магнитным доменом
Интенсивность эмиссии ВI<sub>B_t(d/100)</sub>/I<sub>B_t(d/10)</sub>
Доля площади отслаивания при φ 20 мм
Доля площади отслаивания при φ 10 мм
Доля площади отслаивания при φ 5 мм
Плотность магнитного потока B8 (Тл)
Потери в стали W<sub>17/50</sub> (Вт/кг)
Потери в стали W<sub>17/50</sub> при управлении магнитным доменом (Вт/кг)
Примеры
E1
B1
○
70
18
A
A
B
1,951
0,87
0,61
Облучение лазером
E2
B2
○
120
12
A
B
B
1,952
0,86
0,62
Травление
E3
B3
○
300
16
A
A
B
1,949
0,87
0,63
Накатка
E4
B4
○
250
15
A
A
B
1,952
0,88
0,62
Электронный луч
E5
B5
○
200
17
A
B
B
1,948
0,86
0,60
Электронный луч
[0136]
B_t(d/100)
B_t(d/10)
В примерах E1 - E5, в которых отношение I/I интенсивности эмиссии B на поверхностном слое стального листа к интенсивности эмиссии B в центре стального листа (на стороне более близкой к основному стальному листу, чем к поверхностному слою стального листа) удовлетворяет вышеупомянутому Уравнению (1), адгезия покрытия и магнитные характеристики были более превосходными.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0137]
Как было описано выше, в соответствии с настоящим изобретением отслаивание изоляционного покрытия, образующееся на участке сильного изгиба стального листа, служащем внутренней периферийной стороной металлического сердечника, может быть предотвращено в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, использующем BN в качестве ингибитора, и можно устойчиво получать лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий превосходную адгезию изоляции, низкие потери в стали и превосходную пригодность для производства ленточного сердечника. Следовательно, настоящее изобретение имеет высокую применимость в производстве электротехнических стальных листов и в использующих их отраслях промышленности.