ЛИСТ АНИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ
ISOTROPIC ELECTRICAL STEEL SHEET

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, который используется в качестве материала железного сердечника трансформаторов, и, в частности, к снабженному изоляционным покрытием с натяжением листу анизотропной электротехнической стали, имеющему превосходную адгезию изоляционного покрытия с натяжением. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-005475, поданной 16 января 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ по ссылке.
Предпосылки изобретения
[0002] Листы анизотропной электротехнической стали в основном используют в трансформаторах. Трансформаторы непрерывно возбуждаются в течение длительного период времени от установки до утилизации и постоянно вызывают потери энергии, а значит, потери энергии, вызываемые при намагничивании трансформаторов переменными токами, то есть магнитные потери, служат критическим показателем для определения рабочих характеристик трансформаторов.
[0003] Для того чтобы уменьшить магнитные потери в листах анизотропной электротехнической стали, к настоящему времени разработан ряд методов с точки зрения (a) увеличения накопления ориентации {110}<001> (ориентировки Госса), (b) увеличения электрического сопротивления стальных листов посредством увеличения содержания элемента, который образует твердый раствор, такого как Si, или (c) уменьшения толщины листов электротехнической стали.
[0004] В дополнение, приложение натяжения к стальным листам эффективно для уменьшения магнитных потерь, и эффективным средством является формирование покрытия из материала, имеющего меньший коэффициент теплового расширения, чем стальные листы, на поверхности стальных листов при высоких температурах для уменьшения магнитных потерь. Форстеритные пленки, имеющие превосходную адгезию покрытия, которые образуются по реакции между оксидом на поверхности стального листа и сепаратором отжига в процессах окончательного отжига листов электротехнической стали, представляют собой пленки, которые могут прикладывать натяжение к стальным листам.
[0005] В дополнение, способ, который раскрыт в патентном документе 1, в котором покрывающую текучую среду, содержащую в основном коллоидный диоксид кремния (кремнезем) и фосфат, прокаливают на поверхности стального листа с образованием изоляционного покрытия, является эффективным способом уменьшения магнитных потерь, поскольку эффект приложения натяжения является сильным. Следовательно, в обычных способах изготовления листа анизотропной электротехнической стали остается форстеритная пленка, образовавшаяся в процессе окончательного отжига, и предусмотрено изоляционное покрытие, содержащее в основном фосфат.
[0006] Однако было выяснено, что форстеритные пленки затрудняют движение стенок магнитных доменови отрицательно влияют на магнитные потери. В листах анизотропной электротехнической стали магнитные домены изменяются из-за движения стенок магнитных доменов в переменном магнитном поле. Плавное и быстрое движение этих стенок магнитных доменов является эффективным для уменьшения магнитных потерь, но форстеритные пленки имеют неоднородную структуру на границах раздела стальной лист/пленка, и эта неоднородная структура затрудняет движение стенок магнитных доменов, и, таким образом, форстеритные пленки отрицательно влияют на магнитные потери.
[0007] По этой причине разрабатываются методы подавления образования форстеритных пленок и сглаживания поверхностей основных стальных листов. Например, патентные документы 2-5 раскрывают методы, в которых контролируют точку росы атмосферы обезуглероживающего отжига и используют оксид алюминия (глинозем) в качестве сепаратора отжига для сглаживания поверхности основного стального листа без образования форстеритной пленки при окончательном отжиге.
[0008] В случае сглаживания поверхности стального листа, как описано выше, имеется необходимость в формировании изоляционного покрытия с натяжением, имеющего достаточную адгезию на поверхности основного стального листа, для приложения натяжения к основному стальному листу. Патентный документ 6 описывает способ, при котором формируют слой аморфного оксида на поверхности основного стального листа, а затем формируют изоляционное покрытие с натяжением. Патентные документы 7-11 описывают методы контроля структуры слоя аморфного оксида для цели формирования изоляционного покрытия с натяжением, имеющего более высокую адгезию.
[0009] Способ, описанный в патентном документе 7, представляет собой способ, в котором создается структура с окисленным снаружи зернистым оксидом, в основном содержащим кремнезем и проникающим в толщу наружной оксидной пленки, и адгезия между изоляционным покрытием с натяжением и основным стальным листом обеспечивается посредством осуществления предварительной обработки для введения мелких неровностей на поверхность листа анизотропной электротехнической стали, имеющего сглаженную поверхность основного стального листа, а затем формирования оксида типа с наружным окислением.
[0010] Способ, описанный в патентном документе 8, представляет собой способ, в котором в процессе термической обработки с формированием окисленного снаружи слоя на листе анизотропной электротехнической стали, имеющем сглаженную поверхность основного стального листа, скорость повышения температуры в области повышения температуры от 200°С или выше и до 1150°С или ниже контролируют на уровне 10°С/секунду или быстрее и 500°С/секунду или медленнее, а доля площади в сечении оксида на основе металла железа, алюминия, титана, марганца, хрома или чего-либо подобного в наружной оксидной пленке устанавливается на уровне 50% или меньше, тем самым обеспечивается адгезия между изоляционным покрытием с натяжением и основным стальным листом.
[0011] Способ, описанный в патентном документе 9, представляет собой способ, в котором окисленный снаружи слой формируют на листе анизотропной электротехнической стали, имеющем сглаженную поверхность основного стального листа, и в последующем процессе формирования изоляционного покрытия с натяжением время контакта между стальным листом с присоединенным окисленным снаружи слоем и покрывающей текучей средой для формирования изоляционного покрытия с натяжением устанавливают на уровне 20 секунд или меньше, тем самым устанавливая долю слоя с уменьшением плотности в окисленном снаружи слое на уровне 30% или меньше и обеспечивая адгезию между изоляционным покрытием с натяжением и основным стальным листом.
[0012] Способ, описанный в патентном документе 10, представляет собой способ, в котором термическую обработку для формирования окисленного снаружи слоя на листе анизотропной электротехнической стали, имеющем сглаженную поверхность основного стального листа, осуществляют при температуре 1000℃ или выше, скорость охлаждения в области температур от температуры формирования окисленного снаружи слоя до 200℃ контролируют на уровне 100°С/секунду или медленнее, и долю площади в сечении полостей в окисленном снаружи слое устанавливают на уровне 30% или меньше, тем самым обеспечивая адгезию между изоляционным покрытием с натяжением и основным стальным листом.
[0013] Способ, описанный в патентном документе 11, представляет собой способ, в котором в процессе термической обработки с формированием окисленного снаружи слоя на листе анизотропной электротехнической стали, имеющем сглаженную поверхность основного стального листа, отжиг осуществляют при условиях температуры термообработки 600°С или выше и 1150°С или ниже и точкиросы атмосферы -20°С или выше и 0°С или ниже и при условиях точки росы атмосферы охлаждения в это время 5°С или выше и 60°С или ниже, и металлическое железо содержится с долей площади сечения в окисленном снаружи слое 5% или больше и 30% или меньше, тем самым обеспечивая адгезию между изоляционным покрытием с натяжением и основным стальным листом.
Список цитирований
Патентная литература
[0014] Патентный документ 1: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № S48-039338
Патентный документ 2: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H07-278670
Патентный документ 3: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H11-106827
Патентный документ 4: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H07-118750
Патентный документ 5: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2003-268450
Патентный документ 6: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H07-278833
Патентный документ 7: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2002-322566
Патентный документ 8: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2002-348643
Патентный документ 9: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2003-293149
Патентный документ 10: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2002-363763
Патентный документ 11: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2003-313644
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
[0015] Однако даже во всех способах по патентным документам 7-11 имеются случаи, когда ожидаемый эффект уменьшения магнитных потерь не развивается в достаточной степени. Настоящее изобретение было создано с учетом текущей ситуации в данной области техники, и цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить лист анизотропной электротехнической стали, способный достичь нижеследующей цели. Целью является усиление адгезии между изоляционным покрытием с натяжением и основным стальным листом во время нанесения покрытия на поверхность листа анизотропной электротехнической стали, с которой удалена форстеритная пленка или на которой намеренно предотвращено образование форстерита, при этом форстеритная пленка не присутствует на поверхности основного стального листа с изоляционным покрытием с натяжением, и уменьшение магнитных потерь.
Средства решения проблемы
[0016] Авторы настоящего изобретения интенсивно изучали способ достижения вышеописанной цели. В результате было обнаружено, что в снабженном изоляционным покрытием с натяжением листе анизотропной электротехнической стали, в котором форстеритная пленка удалена или намеренно предотвращено образование форстерита, при этом форстеритная пленка не присутствует на поверхности основного стального листа, и поверхность листа анизотропной электротехнической стали покрыта изоляционным покрытием с натяжением, когда блеск при угле падения 20 градусов (Gs20), который измеряется согласно стандарту JIS Z 8741, устанавливается на уровне 2,0 или больше и 70,0 или меньше как в параллельном прокатке направлении, так и в перпендикулярном прокатке направлении, можно получить достаточную адгезию изоляционного покрытия с натяжением, а магнитные потери значительно уменьшаются.
[0017] Настоящее изобретение было создано на основе вышеописанных обнаруженных фактов, и сущность настоящего изобретения заключается в нижеописанном.
[0018] (1) Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается лист анизотропной электротехнической стали по одному аспекту настоящего изобретения, имеющий основной стальной лист, слой аморфного оксида, сформированный на основном стальном листе, и изоляционное покрытие с натяжением, сформированное на слое аморфного оксида, при этом основной стальной лист содержит в своем химическом составе, в мас.%, C: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 1,50% или меньше, растворимый в кислоте Al: 0,065% или меньше, S: 0,013% или меньше, Cu: 0-0,80%, N: 0-0,012%, P: 0-0,50%, Ni: 0-1,00%, Sn: 0-0,30% и Sb: 0-0,30%, остальное - Fe и примеси, блеск поверхности Gs20(A) в направлении, параллельном направлению прокатки, составляет 2,0-70,0, и блеск поверхности Gs20(B) в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, составляет 2,0-70,0.
(2) В листе анизотропной электротехнической стали по пункту (1) основной стальной лист может содержать в своем химическом составе, в мас.%, Cu: 0,01-0,80%.
(3) В листе анизотропной электротехнической стали по пункту (1) или (2) основной стальной лист может содержать в своем химическом составе, в мас.%, один или более из N: 0,001-0,012%, P: 0,010-0,50%, Ni: 0,010-1,00%, Sn: 0,010-0,30% и Sb: 0,010-0,30%.
Эффекты изобретения
[0019] Согласно настоящему изобретению можно создать снабженный изоляционным покрытием с натяжением лист анизотропной электротехнической стали, имеющий превосходные магнитные потери и превосходную покрытию адгезия.
Краткое описание чертежей
[0020] Фиг.1 - график, показывающий зависимость между блеском (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении и магнитными потерями.
Фиг.2 - график, показывающий зависимость между блеском (Gs20(B)) в перпендикулярном прокатке направлении и магнитными потерями.
H2O
H2
Фиг.3 - график, показывающий зависимость между парциальным давлением кислорода (P/P) атмосферы отжига для формирования слоя аморфного оксида и блеском (Gs20).
Варианты осуществления изобретения
[0021] Снабженный изоляционным покрытием с натяжением лист анизотропной электротехнической стали по настоящему изобретению (ниже упоминается в некоторых случаях как «предложенный лист электротехнической стали») содержит основной стальной лист, слой аморфного оксида, сформированный на основном стальном листе, и изоляционное покрытие с натяжением, сформированное на слое аморфного оксида, причем основной стальной лист содержит в своем химическом составе, в мас.%, C: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 1,50% или меньше, растворимый в кислоте Al: 0,065% или меньше, S: 0,013% или меньше, Cu: 0-0,80%, N: 0-0,012%, P: 0-0,50%, Ni: 0-1,00%, Sn: 0-0,30% и Sb: 0-0,30%, остальное - Fe и примеси, блеск поверхности Gs20(A) в направлении, параллельном направлению прокатки, составляет 2,0-70,0, и блеск поверхности Gs20(B) в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, составляет 2,0-70,0.
[0022] Ниже, относительно предложенного листа электротехнической стали, будет описан вариант его осуществления. В настоящем описании численные диапазоны, выраженные с использованием «-», включают численные значения до и после «-» в качестве значения нижнего предела и значения верхнего предела соответственно. В настоящем описании термин «процесс» относится не только к независимому процессу, но и к процессам, которые невозможно четко отличить от других процессов, при условии, что реализуется назначение процесса. В дополнение, очевидно, что индивидуальные элементы следующего далее варианта осуществления могут быть скомбинированы вместе.
[0023] Авторы настоящего изобретения посчитали, что в листе анизотропной электротехнической стали, в котором поверхность стального листа, с которой удалена форстеритная пленка или намеренно предотвращено образование форстерита, при этом форстеритная пленка отсутствует, покрывают изоляционным покрытием с натяжением, для того, чтобы получить достаточный выигрыш от эффекта уменьшения магнитных потерь, приписываемого отсутствию форстеритной пленки, и чтобы сделать адгезию между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением благоприятной, важно создать морфологию слоя аморфного оксида, который формируется на границе раздела между поверхностью стального листа и изоляционным покрытием с натяжением и служит как адгезивный слой, однородный и плоский, и формировать однородным и плоским изоляционное покрытие с натяжением на этом слое аморфного оксида.
[0024] Однако, между слоем аморфного оксида и изоляционным покрытием с натяжением, в частности, слой аморфного оксида имеет толщину, которая является столь чрезвычайно малой, как всего несколько нанометров, и исключительно сложно определить, является ли морфология однородной и плоской. Поэтому авторы настоящего изобретения изучили способ оценки однородности и плоскостности слоя аморфного оксида и изоляционного покрытия с натяжением и обнаружили, что можно оценить однородность и плоскостность слоя аморфного оксида и изоляционного покрытия с натяжением с использованием блеска поверхности листа анизотропной электротехнической стали (то есть поверхности изоляционного покрытия с натяжением).
[0025] На основе описанной выше идеи, авторы настоящего изобретения осуществили следующие эксперименты и исследовали зависимость между магнитными потерями в снабженном изоляционным покрытием с натяжением листе анизотропной электротехнической стали и блеском поверхности листа анизотропной электротехнической стали.
H2O
H2
[0026] В качестве материала для экспериментов приготовили лист анизотропной электротехнической стали, на котором не образовалась форстеритная пленка, посредством нанесения сепаратора отжига, в основном содержащего оксид алюминия, на подвергнутыйобезуглероживающему отжигу лист, имеющий толщину 0,23 мм, осуществления окончательного отжига и вызывания вторичной рекристаллизации. На этом стальном листе осуществляли термическую обработку в течение времени выдержки 10 секунд в атмосфере, содержащей азот (25%) и водород (75%) и имеющей точку росы от -30℃ до 5℃, тем самым формируя на поверхности стального листа слой аморфного оксида, содержащий в основном диоксид кремния. На этот стальной лист наносили покрывающую текучую среду, содержащую в основном фосфат, хромовую кислоту и коллоидный диоксид кремния, с помощью снабженного бороздками валика для нанесения покрытия, имеющего ширину бороздки 1,27 мм и глубину бороздки 0,90 мм, и осуществляли термическую обработку в смешанной атмосфере азота и водорода при парциальном давлении кислорода (P/P) в диапазоне 0,01-0,45 при условиях температуры 850℃ и времени выдержки 30 секунд, тем самым формируя изоляционное покрытие с натяжением.
[0027] Блеск поверхности снабженного изоляционным покрытием с натяжением листа анизотропной электротехнической стали измеряли в параллельном прокатке направлении и в перпендикулярном прокатке направлении методом, описанным в стандарте JIS Z 8741 (методом, в котором значение (Gs20), полученное при измерении стандартной пластинки из черного стекла (коэффициент преломления 1,567) под углом падения 20°, принимается за 100, и устанавливается блеск). В некоторых случаях Gs20, измеренное в направлении, параллельном направлению прокатки, будет упоминаться как Gs20(A), а Gs20, измеренное в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, будет упоминаться как Gs20(B).
[0028] Затем исследовали магнитные потери (W17/50) в снабженном изоляционным покрытием с натяжением листе анизотропной электротехнической стали.
[0029] Фиг.1 показывает зависимость между блеском (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении (направлении, параллельном направлению прокатки) и магнитными потерями, а Фиг.2 – зависимость между блеском (Gs20(B)) в перпендикулярном прокатке направлении (направлении, перпендикулярном направлению прокатки) и магнитными потерями. Исходя из Фиг.1 и Фиг.2, условия, при которых могут быть обеспечены благоприятные магнитные потери снабженного изоляционным покрытием с натяжением листа анизотропной электротехнической стали, выражаются описанным ниже образом.
[0030] (i) Когда блеск (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении и блеск (Gs20(B)) в перпендикулярном прокатке направлении составляют два или больше, магнитные потери становятся меньше 1,00 Вт/кг, и магнитные потери являются благоприятными.
[0031] (ii) Когда блеск (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении и блеск (Gs20(B)) в перпендикулярном прокатке направлении составляют 15 или больше, магнитные потери становятся меньше 0,90 Вт/кг, и магнитные потери являются более благоприятными.
[0032] На основе описанных выше результатов, в предложенном листе анизотропной электротехнической стали блеск (Gs20(A) и Gs20(B)), измеренный от поверхности изоляционного покрытия с натяжением, установлен как два или более. Предпочтительно блеск составляет 15 или более.
[Основной стальной лист]
[0033] Лист анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления содержит основной стальной лист. Сначала будет описан состав компонентов основного стального листа. Ниже “%” относительно состава компонентов указывает «мас.%».
<Состав компонентов>
C: 0,085% или меньше
[0034] Углерод (C) является эффективным элементом для контроля структуры первичной рекристаллизации, но является элементом, повышающим магнитные потери из-за магнитного старения. Следовательно, необходимо уменьшить содержание C до менее 0,010% с помощью обезуглероживающего отжига перед окончательным отжигом. Когда содержание C превышает 0,085%, поскольку требуется продолжительный период времени для обезуглероживающего отжига и производительность уменьшается, содержание C устанавливается на 0,085% или меньше. Содержание C предпочтительно составляет 0,070% или меньше, а более предпочтительно 0,050% или меньше. Нижний предел конкретно не ограничен, но предпочтительно составляет 0,050% или больше с точки зрения стабильного контроля структуры первичной рекристаллизации.
Si: 0,80-7,00%
[0035] Кремний (Si) - элемент, который повышает электрическое сопротивление стального листа и уменьшает магнитные потери. Когда содержание Si меньше 0,80%, эффект содержащегося Si невозможно получить в достаточной степени. В дополнение, происходит фазовое превращение во время отжига для вторичной рекристаллизации, невозможно точно контролировать вторичную рекристаллизацию, кристаллографические ориентации ухудшаются и магнитные характеристики деградируют. Поэтому содержание Si устанавливают на 0,80% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 2,50% или больше, а более предпочтительно 3,00% или больше.
[0036] С другой стороны, когда содержание Si превышает 7,00%, стальной лист становится хрупким, холодная прокатка становится сложной, и в ходе прокатки образуются трещины. Поэтому содержание Si устанавливают на 7,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 4,00% или меньше, а более предпочтительно 3,75% или меньше.
Mn: 1,50% или меньше
[0037] Когда содержание марганца (Mn) превышает 1,50%, в ходе отжига для вторичной рекристаллизации происходит фазовое превращение, и невозможно получить благоприятную магнитную индукцию. Поэтому содержание Mn устанавливают на 1,50% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 1,20% или меньше, а более предпочтительно 0,90% или меньше.
[0038] В то же время, Mn представляет собой аустенитообразующий элемент и элемент, который вносит вклад в уменьшение магнитных потерь за счет увеличения удельного сопротивления стального листа. Когда содержание Mn составляет меньше 0,01%, эффект содержащегося Mn невозможно получить в достаточной степени, и стальной лист становится хрупким в ходе горячей прокатки. Поэтому содержание Mn предпочтительно составляет 0,01% или больше. Содержание Mn более предпочтительно составляет 0,05% или больше, а еще более предпочтительно 0,10% или больше.
Растворимый в кислоте Al: 0,065% или меньше
[0039] Когда содержание алюминия (Al) превышает 0,065%, образуются крупные выделения (Al,Si)N, или же образование выделений (Al,Si)N становится неравномерным. В результате, невозможно получить требуемую структуру вторичной рекристаллизации, и магнитная индукция уменьшается. Поэтому содержание растворимого в кислоте Al устанавливают на 0,065% или меньше. Содержание растворимого в кислоте Al предпочтительно составляет 0,055% или меньше, а более предпочтительно 0,045% или меньше. Содержание Al может составлять 0%. В то же время, растворимый в кислоте Al - это элемент, который связывается с N и образует (Al,Si)N, функционирующий как ингибитор. Поэтому, когда содержание растворимого в кислоте Al меньше 0,010% в используемом для изготовления слябе, не образуется достаточного количества (Al,Si)N, и вторичная рекристаллизация не становится стабильной. Поэтому содержание растворимого в кислоте Al в используемом для изготовления слябе предпочтительно устанавливается на 0,010% или больше, и этот Al может оставаться в стальном листе. Содержание растворимого в кислоте Al в слябе более предпочтительно составляет 0,002% или больше, а более предпочтительно 0,030% или больше.
S: 0,013% или меньше
[0040] Когда содержание серы (S) превышает 0,013%, дисперсия выделений MnS становится неравномерной, невозможно получить требуемую структуру вторичной рекристаллизации, и магнитная индукция уменьшается. Поэтому содержание S устанавливают на 0,013% или меньше. Содержание S предпочтительно составляет 0,012% или меньше, а более предпочтительно 0,011% или меньше. В то же время, S – это элемент, который связывается с Mn и образует MnS, функционирующий как ингибитор. Поэтому в используемом для изготовления слябе содержание S предпочтительно устанавливают на 0,003% или больше, и эта S может оставаться в стальном листе. Содержание S в используемом для изготовления слябе более предпочтительно составляет 0,005% или больше, а еще более предпочтительно 0,008% или больше.
[0041] Основной стальной лист по настоящему варианту осуществления может содержать, в дополнение к описанным выше элементам, для улучшения различных характеристик, (a) Cu: 0,01-0,80% и/или (b) один или более из N: 0,001-0,012%, P: 0,010-0,50% или меньше, Ni: 0,010-1,00% или меньше, Sn: 0,010-0,30% или меньше, и Sb: 0,010-0,30% или меньше. Эти элементы не должны содержаться всегда, а значит, нижние пределы их содержания равны 0%.
(a) Элемент
Cu: 0-0,80%
[0042] Медь (Cu) представляет собой элемент, который связывается с S и образует выделение, функционирующее как ингибитор. Когда содержание Cu меньше 0,01%, поскольку эффект не развивается в достаточной степени, содержание Cu предпочтительно составляет 0,01% или больше. Содержание Cu более предпочтительно составляет 0,04% или больше.
[0043] С другой стороны, когда содержание Cu превышает 0,80%, поскольку дисперсия выделений становится неравномерной, и эффект уменьшения магнитных потерь насыщается, содержание Cu предпочтительно составляет 0,80% или меньше. Содержание Cu более предпочтительно составляет 0,60% или меньше.
(b) Групповые элементы
N: 0-0,0120%
[0044] Азот (N) представляет собой элемент, который связывается с Al и образует AlN, функционирующий как ингибитор.
[0045] Когда содержание N меньше 0,001%, поскольку образование AlN становится недостаточным, содержание N предпочтительно составляет 0,001% или больше. Содержание N более предпочтительно составляет 0,006% или больше. В то же время, N также является элементом, который образует пузырь (пустоту) в стальном листе в ходе холодной прокатки. Когда содержание N превышает 0,0120%, имеется опасение, что в стальном листе в ходе холодной прокатки может образоваться пузырь (пустота), содержание N предпочтительно составляет 0,012% или меньше. Содержание N более предпочтительно составляет 0,009% или меньше.
P: 0-0,50%
[0046] Фосфор (P) – это элемент, который вносит вклад в уменьшение магнитных потерь за счет увеличения удельного сопротивления стального листа. Содержание P предпочтительно составляет 0,010% или больше, с точки зрения надежного получения эффекта содержащегося P. С другой стороны, когда содержание P превышает 0,50%, ухудшается прокатываемость. Поэтому содержание P предпочтительно составляет 0,50% или меньше. Содержание P более предпочтительно составляет 0,35% или меньше. Нижний предел включает 0%, но уменьшение содержания P до менее 0,0005% значительно увеличивает затраты на изготовление, и таким образом достаточный нижний предел составляет 0,0005% для реальных стальных листов.
Ni: 0-1,00%
[0047] Никель (Ni) – это элемент, который вносит вклад в уменьшение магнитных потерь за счет увеличения удельного сопротивления стального листа и вносит вклад в улучшение магнитных характеристик посредством контроля металлографической структуры горячекатаного стального листа. Нижний предел включает 0%, но содержание Ni предпочтительно составляет 0,010% или больше с точки зрения надежного получения эффекта содержащегося Ni. С другой стороны, когда содержание Ni превышает 1,00%, вторичная рекристаллизация происходит нестабильно, и магнитные характеристики ухудшаются. Поэтому содержание Ni предпочтительно составляет 1,00% или меньше. Содержание Ni более предпочтительно составляет 0,35% или меньше.
Sn: 0-0,30%
Sb: 0-0,30%
[0048] Олово (Sn) и сурьма (Sb) представляют собой элементы, которые сегрегируются на границах кристаллических зерен и обладают действием по предотвращению окисления Al влагой, которая выделяется из сепаратора отжига в ходе окончательного отжига (из-за этого окисления интенсивность ингибитора различается в разных местах рулона, и магнитные характеристики меняются). Нижний предел включает 0%, но содержания обоих элементов предпочтительно составляют 0,010% или больше, с точки зрения надежного получения эффекта обоих содержащихся элементов. С другой стороны, для обоих элементов, когда их содержания превышают 0,30%, вторичная рекристаллизация становится нестабильной, и магнитные характеристики ухудшаются. Поэтому как для Sn, так и для Sb, содержание предпочтительно составляет 0,30% или меньше. Содержания более предпочтительно составляют 0,25% или меньше для обоих элементов.
[0049] Остальное, кроме описанных выше элементов, в основном стальном листе по настоящему варианту осуществления составляют Fe и примеси. Примесь представляет собой элемент, который неизбежно включается в состав из исходных материалов стали и/или из-за процедуры производства стали и является допустимым постольку, поскольку характеристики листа электротехнической стали по настоящему варианту осуществления не ухудшаются. Описанные выше компоненты могут измеряться обычным методом анализа стали. Например, компонент стали может измеряться с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES). Растворимый в кислоте Al можно измерять методом ICP-AES с использованием фильтрата, полученного при проведении гидролиза образца с помощью кислоты. В дополнение, C и S можно измерять с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра сгорания, а N можно измерять с использованием метода теплопроводности при плавлении в инертном газе.
[Слой аморфного оксида]
[0050] Лист анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления содержит слой аморфного оксида на вышеописанном основном стальном листе. Слой аморфного оксида относится к слою, состоящему только из по существу аморфного оксида. Является ли слой оксидным, можно подтвердить, используя просвечивающий электронный микроскоп (TEM) или инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FT-IR).
[0051] При этом аморфное вещество относится к твердому веществу, в котором атомы или молекулы не образуют регулярной пространственной решетки, но расположены неупорядоченным образом. Конкретно, при осуществлении дифракции рентгеновского излучения это проявляется состоянием, в котором детектируются только гало и не детектируются конкретные пики.
[0052] Слой аморфного оксида не является слоем типа с внутренним окислением, но предпочтительно представляет собой слой типа с наружным окислением. Слой аморфного оксида типа с внутренним окислением относится к слою, в котором некоторая часть аморфного оксида проникает в границу раздела между стальным листом и аморфным оксидом, и соотношение размеров, представленное как соотношение между длиной проникающей части в направлении по глубине и длиной нижней стороны проникающей части, составляет 1,2 или больше, а слой аморфного оксида типа с наружным окислением относится к слою, в котором это соотношение размеров составляет меньше 1,2. Когда формируется слой аморфного оксида типа с внутренним окислением вместо слоя аморфного оксида типа с наружным окислением, имеются случаи, когда изоляционное покрытие с натяжением отслаивается от проникающей части как исходной точки.
[Изоляционное покрытие с натяжением]
2
[0053] Лист анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления содержит изоляционное покрытие с натяжением на вышеописанном слое аморфного оксида. Изоляционное покрытие с натяжением представляет собой стекловидное изоляционное покрытие, сформированное нанесением и прокаливанием раствора, содержащего в основном фосфат и коллоидный диоксид кремния (SiO). Это изоляционное покрытие с натяжением делает возможным приложение высокого поверхностного натяжения к основному стальному листу.
(Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали)
[0054] Далее будет описан способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления.
[0055] В способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления используется сляб с требуемыми компонентами, который был получен плавкой и литьем обычными способами. Состав компонентов сляба по настоящему варианту осуществления (сляба по настоящему изобретению) будет описан ниже.
<Состав компонентов сляба>
C: 0,085% или меньше
[0056] C - это элемент, который значительно ухудшает характеристики магнитных потерь из-за магнитного старения. Когда содержание C превышает 0,085%, поскольку C остается даже после обезуглероживающего отжига и ухудшает характеристики магнитных потерь, содержание C устанавливают на 0,085% или меньше. Предпочтительно как можно меньшее содержание C с точки зрения характеристик магнитных потерь, но предел обнаружения составляет приблизительно 0,0001%, а значит, практический нижний предел составляет 0,0001%. С точки зрения улучшения характеристик магнитных потерь, содержание C предпочтительно составляет 0,010% или меньше, а более предпочтительно 0,005% или меньше.
Si: 0,80-7,00%
[0057] Si – это элемент, который вносит вклад в улучшение магнитных характеристик. Когда содержание Si меньше 0,80%, поскольку происходит фазовое превращение стали в ходе отжига для вторичной рекристаллизации, невозможно контролировать вторичную рекристаллизацию и невозможно получить благоприятную магнитную индукцию и благоприятные характеристики магнитных потерь, содержание Si устанавливают на 0,80% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 2,50% или больше, а более предпочтительно 3,00% или больше.
[0058] С другой стороны, когда содержание Si превышает 7,00%, поскольку стальной лист становится хрупким и в процессе изготовления значительно ухудшается проходимость (выход годных), содержание Si устанавливают на 7,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 4,00% или меньше, а более предпочтительно 3,75% или меньше.
Mn: 0,01-1,50%
[0059] Mn – это аустенитообразующий элемент. Когда содержание Mn меньше 0,01%, поскольку эффект добавленного Mn невозможно получить в достаточной степени и стальной лист становится хрупким в ходе горячей прокатки, содержание Mn устанавливают на 0,01% или больше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,05% или больше, а более предпочтительно 0,10% или больше.
[0060] С другой стороны, когда содержание Mn превышает 1,50%, поскольку происходит фазовое превращение стали в ходе отжига для вторичной рекристаллизации, и невозможно получить благоприятную магнитную индукцию и благоприятные характеристики магнитных потерь, содержание Mn устанавливают на 1,50% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,70% или меньше, а более предпочтительно 0,50% или меньше.
Al: 0,0008-0,065%
[0061] Al – это элемент, который образует AlN, функционирующий как ингибитор, и вносит вклад в улучшение магнитных характеристик.
[0062] Когда содержание Al меньше 0,0008%, поскольку количество образующегося AlN мало и вторичная рекристаллизация не происходит в достаточной степени, содержание Al устанавливают на 0,0008% или больше. Содержание Al предпочтительно составляет 0,015% или больше, а более предпочтительно 0,020% или больше.
[0063] С другой стороны, когда содержание Al превышает 0,065%, поскольку стальной лист становится хрупким, образование выделений AlN становится неравномерным, невозможно получить требуемую структуру вторичной рекристаллизации и магнитная индукция уменьшается, содержание Al устанавливают на 0,065% или меньше. Содержание Al предпочтительно составляет 0,060% или меньше, а более предпочтительно 0,055% или меньше.
S: 0,0001-0,013%
[0064] S – это элемент, который образует мелкодисперсный сульфид и ухудшает характеристики магнитных потерь. Предпочтительно как можно меньшее содержание S, но предел обнаружения составляет приблизительно 0,0001%, и поэтому содержание S устанавливают на 0,0001% или больше. Содержание S предпочтительно составляет 0,003% или больше, а более предпочтительно 0,005% или больше.
[0065] С другой стороны, когда содержание S превышает 0,013%, поскольку характеристики магнитных потерь значительно ухудшаются, содержание S устанавливают на 0,013% или меньше. Содержание S предпочтительно составляет 0,010% или меньше, а более предпочтительно 0,005% или меньше.
[0066] Сляб по настоящему изобретению может содержать, в дополнение к описанным выше элементам, 0,01-0,80% Cu для улучшения магнитных характеристик. Поскольку Cu может и не содержаться, нижний предел Cu равен 0%.
Cu: 0,01-0,80%
[0067] Cu – это элемент, который связывается с S и образует выделение, функционирующее как ингибитор. Когда содержание Cu меньше 0,01%, поскольку эффект добавленной Cu невозможно получить в достаточной степени, содержание Cu устанавливают на 0,01% или больше. Содержание Cu предпочтительно составляет 0,04% или больше, а более предпочтительно 0,08% или больше.
[0068] С другой стороны, когда содержание Cu превышает 0,80%, поскольку дисперсия выделения становится неравномерной и эффект уменьшения магнитных потерь насыщается, содержание Cu устанавливают на 0,80% или меньше. Содержание Cu предпочтительно составляет 0,60% или меньше, а более предпочтительно 0,50% или меньше.
[0069] В слябе по настоящему изобретению остальное, кроме описанные выше элементов, составляют Fe и примеси, и сляб по настоящему изобретению может содержать один или более из N: 0,004-0,0120%, P: 0,02-0,50% или меньше, Ni: 0,02-1,00% или меньше, Sn: 0,02-0,30% или меньше и Sb: 0,02-0,30% или меньше, постольку, поскольку характеристики листа электротехнической стали по настоящему изобретению не ухудшаются. Поскольку эти элементы могут и не содержаться, нижние пределы этих элементов равны 0%.
N: 0,004-0,0120%
[0070] N – это элемент, который образует AlN, функционирующий как ингибитор, а также элемент, который образует пузырь (пустоту) в стальном листе в ходе холодной прокатки. Когда содержание N меньше 0,004%, поскольку образование AlN становится недостаточным, содержание N устанавливают на 0,004% или больше. Содержание N предпочтительно составляет 0,006% или больше, а более предпочтительно 0,007% или больше.
[0071] С другой стороны, когда содержание N превышает 0,0120%, поскольку имеется опасение, что в стальном листе может образоваться пузырь (пустота) в ходе холодной прокатки, содержание N устанавливают на 0,0120% или меньше. Содержание N предпочтительно составляет 0,010% или меньше, а более предпочтительно 0,009% или меньше.
P: 0,50% или меньше
[0072] P – это элемент, который вносит вклад в уменьшение магнитных потерь за счет увеличения удельного сопротивления стального листа. Когда содержание P превышает 0,50%, поскольку прокатываемость ухудшается, содержание P устанавливают на 0,50% или меньше. Предпочтительно содержание P составляет 0,35% или меньше. Нижний предел включает 0%, но содержание P предпочтительно составляет 0,02% или больше с точки зрения надежного получения эффекта добавленного P.
Ni: 1,00% или меньше
[0073] Ni – это элемент, который вносит вклад в уменьшение магнитных потерь за счет увеличения удельного сопротивления стального листа и вносит вклад в улучшение магнитных характеристик посредством контроля металлографической структуры горячекатаного стального листа. Когда содержание Ni превышает 1,00%, поскольку вторичная рекристаллизация происходит нестабильно, содержание Ni устанавливают на 1,00% или меньше. Содержание Ni предпочтительно составляет 0,25% или меньше. Нижний предел включает 0%, но содержание Ni предпочтительно составляет 0,02% или больше с точки зрения надежного получения эффекта добавленного Ni.
Sn: 0,30% или меньше
Sb: 0,30% или меньше
[0074] Sn и Sb – это элементы, которые сегрегируются на границах кристаллических зерен и имеют действие по предотвращению окисления Al влагой, которая выделяется из сепаратора отжига в ходе окончательного отжига (из-за этого окисления интенсивность ингибитора различается в разных местах рулона и магнитные характеристики изменяются). Когда содержания обоих элементов превышают 0,30%, поскольку уменьшается вероятность формирования окисленного слоя в ходе обезуглероживающего отжига, и формирование стеклянной пленки становится недостаточным, как для Sn, так и для Sb содержания устанавливают на 0,30% или меньше. Для обоих элементов содержание предпочтительно составляет 0,25% или меньше. Нижний предел включают 0%, но содержания обоих элементов предпочтительно составляют 0,02% или больше с точки зрения надежного получения эффекта этих добавленных элементов.
[0075] Затем сляб, имеющий вышеописанный состав компонентов, подвергают обычной горячей прокатке и сматывают в горячекатаный рулон (процесс горячей прокатки). Затем горячекатаный рулон разматывают, подвергают отжигу в состоянии горячей полосы (процесс отжига в состоянии горячей полосы), после чего подвергают холодной прокатке один или множество раз, включая промежуточный отжиг, для получения основного стального листа, имеющего конечную толщину листа (процесс холодной прокатки), и в отношении него осуществляют обезуглероживающий отжиг.
[0076] При обезуглероживающем отжиге основной стальной лист нагревают во влажном водороде, при этом содержание C в основном стальном листе уменьшается до области, где в основном стальном листе не происходит приписываемое магнитному старению ухудшение магнитных характеристик в продуктах, и вызывается первичная рекристаллизация для приготовления к вторичной рекристаллизации (процесс обезуглероживающего отжига).
[0077] В дополнение к процессу обезуглероживающего отжига, кроме того, можно осуществлять азотирующую обработку один или несколько раз в любое время до, в ходе и после того, как имело место все вышеописанное. При азотирующей обработке холоднокатаный стальной лист отжигают в атмосфере, содержащей аммиак, и азотируют. В случае, когда температура нагрева сляба низка, процесс обезуглероживающего отжига предпочтительно включает азотирующую обработку. Когда азотирующая обработка дополнительно осуществляется в процессе обезуглероживающего отжига, образуется ингибитор, такой как AlN или (Al,Si)N, до вторичной рекристаллизации в процессе окончательного отжига, а значит, можно стабильно развить вторичную рекристаллизацию.
2
2
2
2
2
2
[0078] Условия азотирующей обработки конкретно не ограничены, но азотирующая обработка предпочтительно осуществляется так, что содержание азота увеличивается на 0,003% или больше, предпочтительно на 0,005% или больше, а более предпочтительно на 0,007% или больше. Когда содержание азота (N) становится равным 0,030% или больше, эффект насыщается, а значит, азотирующая обработка может осуществляться так, что содержание азота становится равным 0,030% или меньше. Условия азотирующей обработки конкретно не ограничены, и азотирующая обработка может осуществляться при хорошо известных условиях. Например, в случае осуществления азотирующей обработки после выдерживания степени окисления (PHO/PH) в пределах диапазона 0,01-0,15 при 750-900℃ в течение 10-600 секунд, азотирующая обработка осуществляется посредством выдерживания холоднокатаного стального листа в атмосфере, содержащей аммиак, при процедуре с перепадом температур без охлаждения холоднокатаного стального листа до комнатной температуры. При процедуре с перепадом температур степень окисления (PHO/PH) предпочтительно устанавливают в пределах 0,0001-0,01. В случае осуществления азотирующей обработки при выдерживании степени окисления (PHO/PH) в пределах диапазона 0,01-0,15 при 750-900℃ в течение 10-600 секунд, аммиак может вводиться в газовую атмосферу, имеющую эту степень окисления.
2
3
[0079] После этого осуществляют окончательный отжиг основного стального листа при температуре 1100°С или выше. Окончательный отжиг основного стального листа осуществляют в виде рулона, но его осуществляют при нанесении сепаратора отжига, содержащего в основном AlO, на поверхность основного стального листа с целью предотвращения спекания основного стального листа и формирования первичного покрытия (процесс окончательного отжига).
H2O
H2
[0080] После завершения окончательного отжига избыточный сепаратор отжига удаляют с основного стального листа посредством промывки водой, затем осуществляют отжиг основного стального листа в смешанной атмосфере водорода и азота, имеющей регулируемое парциальное давление кислорода (P/P), и на поверхности основного стального листа формируется слой аморфного оксида (процесс формирования покрытия).
H2O
H2
H2O
H2
[0081] Поскольку блеск влияет на магнитные потери, важно также контролировать парциальное давление кислорода (P/P) атмосферы отжига, в которой формируется слой аморфного оксида. Поэтому была исследована зависимость между парциальным давлением кислорода (P/P) атмосферы отжига во время формирования слоя аморфного оксида и блеском (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении на поверхности стального листа, который покрыт изоляционным покрытием с натяжением.
H2O
H2
H2O
H2
H2O
H2
[0082] Исходя из Фиг.3, обнаружено, что парциальное давление кислорода (P/P) атмосферы отжига, в которой формируется слой аморфного оксида, имеющий блеск (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении 2,0 или больше, составляет 0,01 или меньше, парциальное давление кислорода (P/P) атмосферы отжига, в которой формируется слой аморфного оксида, имеющий блеск (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении 15 или больше, составляет 0,005 или меньше, и, кроме того, парциальное давление кислорода (P/P) атмосферы отжига, в которой формируется слой аморфного оксида, имеющий блеск (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении 50 или больше, составляет 0,001 или меньше.
[0083] С другой стороны, в случае, когда блеск (Gs20(A)) в параллельном прокатке направлении превышает 70, адгезия изоляционного покрытия с натяжением ухудшается. Механизм этого не ясен, но считается, что в случае, когда плоскостность поверхности стального листа является слишком высокой, редко можно получить якорный эффект, т.е. эффект зацепления изоляционного покрытия с натяжением, а значит, адгезия ухудшается. Хотя результаты не показаны, блеск (Gs20(B)) в перпендикулярном прокатке направлении также показал такие же результаты, как и Gs20(A).
[0084] При отжиге, в ходе которого формируется слой аморфного оксида, температура отжига предпочтительно составляет 600-1150°С, а более предпочтительно 700-900°С. В дополнение, блеск может устанавливаться в желаемом диапазоне без осуществления отжига после окончательного отжига посредством регулировки парциального давления кислорода при вышеописанном промежуточном отжиге или окончательном отжиге.
H2O
H2
[0085] Для контроля однородной морфологии слоя аморфного оксида типа с наружным окислением, при котором отношение размеров аморфного оксида меньше 1,2, парциальное давление кислорода (P/P) в ходе охлаждения после отжига предпочтительно устанавливается на 0,005 или меньше.
[0086] Затем на основной стальной лист со сформированным на нем слоем аморфного оксида наносят покрывающую текучую среду для формирования изоляционного покрытия с натяжением с помощью снабженного бороздками валика для нанесения покрытия и прокаливают (процесс прокаливания).
[0087] Ширина бороздок валика для нанесения покрытия, который используется во время нанесения покрывающей текучей среды для формирования изоляционного покрытия с натяжением, устанавливается на 0,5-2,6 мм. Это связано с тем, что, когда бороздки в валике для нанесения покрытия находятся в вышеописанном диапазоне, можно равномерно нанести покрывающую текучую среду, и, как следствие, изоляционное покрытие с натяжением формируется равномерно. Предпочтительный диапазон ширины бороздки составляет 1,0-2,0 мм.
[0088] В дополнение, глубина бороздок валика для нанесения покрытия устанавливается на 0,2-1,0 мм. Когда глубина бороздкивалика для нанесения покрытия находится в вышеописанном диапазоне, подобно случаю с шириной бороздок, можно равномерно наносить покрывающую текучую среду и, как следствие, равномерно формировать изоляционное покрытие с натяжением. Предпочтительный диапазон глубины бороздки составляет 0,3-0,8 мм. Контроль ширины бороздки валика для нанесения покрытия или глубины бороздки валика для нанесения покрытия облегчает доведение до желаемого блеска. Формирование изоляционного покрытия с натяжением немного уменьшает блеск листа анизотропной электротехнической стали. В дополнение, в обычном способе нанесения направление длинной стороны (направление прокатки) стального листа и направление протяженности бороздок валика для нанесения покрытия становятся параллельными друг другу.
H2O
H2
[0089] Парциальное давление кислорода (P/P) в процессе прокаливания предпочтительно составляет 0,008 или больше и 0,200 или меньше. В дополнение, в процессе прокаливания покрывающая текучая среда предпочтительно прокаливается при условиях температуры выдержки 800-900°С и времени прокаливания 30-100 секунд.
[0090] С помощью вышеописанных процессов можно получить снабженный изоляционным покрытием с натяжением лист анизотропной электротехнической стали, который является превосходным с точки зрения магнитных потерь и адгезии покрытия.
Примеры
[0091] Далее будут описаны примеры настоящего изобретения. Условия в этих примерах представляют собой лишь примеры условий, предназначенные для подтверждения осуществимости и эффекта настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено этими условиями. Настоящее изобретение позволяет адаптировать разнообразные условия в рамках сущности настоящего изобретения постольку, поскольку достигается цель настоящего изобретения.
<Пример 1>
[0092] Слябы кремнистой стали с показанным в Таблице 1 составом компонентов (остальное - Fe и примеси), нагревали до 1100°С и подвергали горячей прокатке с получением горячекатаных стальных листов, имеющих толщину листа 2,6 мм, горячекатаные стальные листы отжигали при 1100°С, а затем подвергали холодной прокатке один раз с получением холоднокатаных стальных листов, имеющих конечную толщину листа 0,23 мм, и на холоднокатаных стальных листах осуществляли обезуглероживающий отжиг и азотирующий отжиг.
[0093] [Таблица 1]
№ сляба
Химический компонент (мас.%)
C
Si
Mn
Al
S
a
0,007
3,00
0,01
0,015
0,0050
b
0,002
3,80
1,40
0,025
0,0010
c
0,075
6,50
0,20
0,050
0,0008
d
0,002
3,80
1,40
0,025
0,0010
[0094] Затем на холоднокатаные стальные листы, которые были подвергнуты обезуглероживающему отжигу и азотирующему отжигу, наносили водную суспензию сепаратора отжига, в основном содержащего оксид алюминия, и осуществляли окончательный отжиг при 1200°С в течение 20 часов, с получением при этом листов анизотропной электротехнической стали, в которых не присутствует форстеритная пленка на поверхности стального листа с зеркальным блеском и завершена вторичная рекристаллизация.
H2O
H2
H2O
H2
[0095] Обработку выдержкой осуществляли на листах анизотропной электротехнической стали в атмосфере, содержащей азот (25%) и водород (75%) и имеющей парциальное давление кислорода (P/P) 0,0005-0,01, при 800°С в течение 30 секунд, а затем осуществляли термическую обработку с охлаждением листов анизотропной электротехнической стали до комнатной температуры в атмосфере, содержащей азот (25%) и водород (75%) и имеющей парциальное давление кислорода (P/P) 0,0005-0,01, с формированием при этом слоев аморфного оксида на поверхности стального листа. Они рассматривались как примеры по изобретению. В дополнение, в качестве сравнительных примеров, осуществляли эксперименты при парциальном давлении кислорода вне описанного выше диапазона. Таблица 3-3 показывает условия парциального давления кислорода в индивидуальных экспериментальных примерах, показанных в Таблице 3-1 и Таблице 3-2.
[0096] Покрывающую текучую среду для формирования изоляционного покрытия с натяжением, содержавшую фосфат алюминия и коллоидный диоксид кремния, наносили на листы анизотропной электротехнической стали, имеющие слой аморфного оксида, сформированный на них с помощью снабженного бороздками валика для нанесения покрытия, в котором выполнены бороздки, имеющие ширину бороздки 1,27 мм и глубину бороздки 0,63 мм, и прокаливали при 850°С в течение 30 секунд, с получением при этом снабженных изоляционным покрытием с натяжением листов анизотропной электротехнической стали. Составы компонентов (остальное - Fe и примеси) основных стальных листов показаны в Таблице 2. Численные значения с «≤» в таблицах приведенных примеров указывают на то, что содержание было измерено при осуществлении контроля и изготовления с учетом этого содержания, но оказалось невозможно получить достаточно надежное измеренное значение содержания (результат измерения равен или меньше, чем предел обнаружения).
[0097] [Таблица 2]
№ стали
Химический компонент (% масс)
C
Si
Mn
Al
S
A
≤0,002
3,00
0,01
≤0,002
≤0,0020
B
≤0,002
3,80
1,40
≤0,002
≤0,0020
C
≤0,002
6,50
0,20
≤0,002
≤0,0020
D
≤0,002
3,80
1,40
≤0,002
≤0,0020
[0098] Оценивали магнитные потери (W17/50) образцов, взятых из изготовленных снабженных изоляционным покрытием с натяжением листов анизотропной электротехнической стали. Случаи, когда магнитные потери составляли меньше 0,90 Вт/кг, оценивали как «Отличные», случаи, когда магнитные потери составляли 0,90 или больше и меньше 1,00 Вт/кг, оценивали как «Хорошие», и случаи, когда магнитные потери составляли 1,00 Вт/кг или больше, оценивали как «Плохие».
[0099] Образцы, взятые из полученных снабженных изоляционным покрытием с натяжением листов анизотропной электротехнической стали, сворачивали вокруг цилиндра, имеющего диаметр 20 мм (изгиб 180°), и оценивали адгезию изоляционных покрытий с натяжением по доле площади остающегося покрытия во время разгибания образцов. Для оценки адгезии изоляционных покрытий с натяжением присутствие или отсутствие отслаивания изоляционных покрытий с натяжением определяли визуально. Случай, когда изоляционное покрытие с натяжением не отслаивалось от стального листа и доля площади остающегося покрытия составляла 90% или больше, оценивали как «Отличная», случай, когда доля площади остающегося покрытия составляет 80% или больше и меньше 90%, оценивали как «Хорошая», и случай, когда доля площади остающегося покрытия составляла меньше 80%, оценивали как «Плохая».
[0100] Что касается блеска снабженных изоляционным покрытием с натяжением листов анизотропной электротехнической стали, то блеск в параллельном прокатке направлении (Gs20(A)) и блеск в перпендикулярном прокатке направлении (Gs20(B)) измеряли методом, указанным в стандарте JIS Z 8741 (методом, при котором значение, полученное при измерении стандартной пластинки из черного стекла (коэффициент преломления 1,567) под углом падения 20°, принимается за 100) с помощью блескомера micro-tri-gloss (4446) производства компании BYK-Gardner.
[0101] Таблица 3-1 и Таблица 3-2 показывают результаты оценки блеска, магнитных потерь и адгезии.
[0102] [Таблица 3-1]
Основной стальной лист
№изготовления
Блеск (Gs20)
Магнитные потери
Адгезия
Примечание
Параллельное прокатке направлениеGs20(A)
Перпендикулярное прокатке направлениеGs20(B)
A
<u>1</u>
<u>0,5</u>
<u>0,3</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
A
<u>2</u>
<u>1,0</u>
<u>0,8</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
A
<u>3</u>
<u>1,8</u>
<u>1,5</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
A
<u>4</u>
<u>79,0</u>
<u>71,0</u>
Отличные
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
A
5
2,0
2,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
A
6
6,0
5,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
A
7
8,0
6,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
A
8
14,0
12,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
A
9
15,0
14,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
A
10
50,0
43,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
A
11
70,0
64,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
B
<u>1</u>
<u>0,4</u>
<u>0,3</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
B
<u>2</u>
<u>1,1</u>
<u>0,9</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
B
<u>3</u>
<u>1,9</u>
<u>1,5</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
B
<u>4</u>
<u>80,0</u>
<u>71,0</u>
Отличные
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
B
5
3,0
2,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
B
6
6,0
5,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
B
7
12,0
10,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
B
8
14,0
13,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
B
9
18,0
16,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
B
10
29,0
27,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
B
11
64,0
62,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
[0103] [Таблица 3-2]
Основной стальной лист
№изготовления
Блеск (Gs20)
Магнитные потери
Адгезия
Примечание
Параллельное прокатке направлениеGs20(A)
Перпендикулярное прокатке направлениеGs20(B)
C
<u>1</u>
<u>0,5</u>
<u>0,4</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
C
<u>2</u>
<u>0,9</u>
<u>0,7</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
C
<u>3</u>
<u>1,8</u>
<u>1,6</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
C
<u>4</u>
<u>77,0</u>
<u>72,0</u>
Отличные
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
C
5
3,0
3,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
C
6
7,0
7,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
C
7
13,0
12,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
C
8
14,0
13,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
C
9
15,0
14,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
C
10
49,0
45,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
C
11
58,0
56,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
D
<u>1</u>
<u>0,6</u>
<u>0,5</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
D
<u>2</u>
<u>0,8</u>
<u>0,7</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
D
<u>3</u>
<u>1,7</u>
<u>1,6</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
D
<u>4</u>
<u>74,0</u>
<u>71,0</u>
Отличные
<u>Плохая</u>
Сравнительный пример
D
5
3,0
2,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
D
6
6,0
5,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
D
7
13,0
12,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
D
8
14,0
13,0
Хорошие
Отличная
Пример по изобретению
D
9
17,0
15,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
D
10
39,0
38,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
D
11
48,0
45,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
[0104] [Таблица 3-3]
№ изготовления
Парциальное давление кислорода в ходе формирования слоя аморфного оксида
<u>1</u>
<u>0,0500</u>
<u>2</u>
<u>0,0400</u>
<u>3</u>
<u>0,0300</u>
<u>4</u>
<u>0,0004</u>
5
0,0100
6
0,0080
7
0,0070
8
0,0060
9
0,0040
10
0,0020
11
0,0005
[0105] Из Таблицы 3-1 и Таблицы 3-2 находим, что, в случае, когда величина Gs20(A), которая представляет собой блеск в направлении, параллельном направлению прокатки, и величина Gs20(B), которая представляет собой блеск в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, обе составляют 2,0-70,0, можно получить благоприятные магнитные потери и благоприятную адгезию покрытия.
<Пример 2>
[0106] Слябы кремнистой стали с показанным в Таблице 1 составом компонентов нагревали до 1100°С и подвергали горячей прокатке с получением горячекатаных стальных листов, имеющих толщину листа 2,6 мм, горячекатаные стальные листы отжигали при 1100°С, а затем подвергали холодной прокатке один раз с получением холоднокатаных стальных листов, имеющих конечную толщину листа 0,23 мм, и осуществляли обезуглероживающий отжиг и азотирующий отжиг холоднокатаных стальных листов. Затем на холоднокатаные стальные листы, которые были подвергнуты обезуглероживающему отжигу и азотирующему отжигу, наносили водную суспензию сепаратора отжига, содержавшего в основном оксид алюминия, и осуществляли окончательный отжиг при 1200℃ в течение 20 часов, с получением при этом листов анизотропной электротехнической стали, в которых нет форстеритной пленки на поверхности стального листа с зеркальным блеском и завершена вторичная рекристаллизация.
H2O
H2
H2O
H2
[0107] Обработку выдержкой осуществляли на листах анизотропной электротехнической стали в атмосфере, содержащей азот (25%) и водород (75%) и имеющей парциальное давление кислорода (P/P) 0,0005-0,01, при 800°С в течение 30 секунд, а затем осуществляли термическую обработку с охлаждением листов анизотропной электротехнической стали до комнатной температуры в атмосфере, содержащей азот (25%) и водород (75%) и имеющей парциальное давление кислорода (P/P) со значением, показанным в Таблице 4, с формированием при этом слоев аморфного оксида на поверхностях стальных листов.
[0108] Покрывающую текучую среду для формирования изоляционного покрытия с натяжением, содержавшую фосфат алюминия и коллоидный диоксид кремния, наносили на листы анизотропной электротехнической стали, имеющие слой аморфного оксида, сформированный на них с помощью снабженного бороздками валика для нанесения покрытия, имеющего ширину бороздок и глубину бороздок, показанные в Таблице 4, и прокаливали при 850°С в течение 30 секунд, с получением при этом снабженных изоляционным покрытием с натяжением листов анизотропной электротехнической стали.
[0109] [Таблица 4]
№ изготовления
№сляба
Парциальное давление кислорода в ходе формирования слоя аморфного оксида
Валик для нанесения покрытия для формирования изоляционного покрытия с натяжением
Ширина бороздки (мм)
Глубина бороздки (мм)
<u>1</u>
a
0,0080
<u>3,0</u>
<u>1,5</u>
<u>2</u>
b
0,0050
<u>0,2</u>
<u>0,1</u>
3
c
0,0020
0,5
0,2
4
d
0,0030
0,8
0,3
5
a
0,0040
1,0
0,3
6
b
0,0050
1,5
0,5
7
c
0,0060
2,0
0,8
8
d
0,0080
2,2
0,9
9
a
0,0080
2,5
0,9
10
b
0,0100
2,6
1,0
<u>11</u>
a
<u>0,0300</u>
1,0
0,3
[0110] Для отдельных листов анизотропной электротехнической стали, изготовленных при описанных выше условиях изготовления, состав компонентов основных стальных листов, блеск в параллельном прокатке направлении и в перпендикулярном прокатке направлении, магнитные потери и адгезия показаны в Таблице 5.
[0111] [Таблица 5]
№ продукта
№ изготовления
Состав компонентов основного стального листа(мас.%
Блеск (Gs20)
Магнитные потери
Адгезия
Примечание
C
Si
Mn
Al
S
Параллельное прокатке направлениеGs20(A)
Перпендикулярное прокатке направлениеGs20(B)
<u>1</u>
<u>1</u>
≤0,002
3,00
0,01
≤0,002
≤0,0020
<u>0,3</u>
<u>0,8</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
<u>Сравнительный пример</u>
<u>2</u>
<u>2</u>
≤0,002
3,80
1,40
≤0,002
≤0,0020
<u>1,8</u>
<u>1,9</u>
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
<u>Сравнительный пример</u>
3
3
≤0,002
6,50
0,20
≤0,002
≤0,0020
2,0
5,0
Хорошие
Хорошая
Пример по изобретению
4
4
≤0,002
3,80
1,40
≤0,002
≤0,0020
10,0
14,0
Хорошие
Хорошая
Пример по изобретению
5
5
≤0,002
3,01
0,02
≤0,002
≤0,0020
15,0
18,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
6
6
≤0,002
3,75
1,38
≤0,002
≤0,0020
50,0
52,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
7
7
≤0,002
6,45
0,25
≤0,002
≤0,0020
65,0
70,0
Отличные
Отличная
Пример по изобретению
8
8
≤0,002
3,81
1,40
≤0,002
≤0,0020
13,0
12,0
Хорошие
Хорошая
Пример по изобретению
9
9
≤0,002
3,13
1,11
≤0,002
≤0,0020
10,0
9,0
Хорошие
Хорошая
Пример по изобретению
10
10
≤0,002
3,45
0,09
≤0,002
≤0,0020
8,0
9,0
Хорошие
Хорошая
Пример по изобретению
<u>11</u>
<u>11</u>
≤0,002
3,01
0,02
≤0,002
≤0,0020
1,5
1,4
<u>Плохие</u>
<u>Плохая</u>
<u>Сравнительный пример</u>
H2O
H2
[0112] Как показано в Таблице 5, в листах анизотропной электротехнической стали, для которых условия парциального давления кислорода (P/P) во время формирования слоя аморфного оксида или условия ширины бороздок и глубины бороздок валика для нанесения покрытия во время нанесения покрывающей текучей среды для формирования изоляционного покрытия с натяжением были установлены в предпочтительных диапазонах, блеск в параллельном прокатке направлении и в перпендикулярном прокатке направлении был в пределах диапазона по настоящему изобретению, и магнитные потери и адгезия были превосходными.
Промышленная применимость
[0113] Как описано выше, согласно настоящему изобретению можно получить снабженный изоляционным покрытием с натяжением лист анизотропной электротехнической стали, имеющий благоприятные магнитные потери. Следовательно, настоящее изобретение высоко востребовано в отраслях промышленности по производству листов электротехнической стали и в отраслях промышленности, применяющих листы электротехнической стали.