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JP7529978B2 - Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet - Google Patents

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JP7529978B2 JP2020108319A JP2020108319A JP7529978B2 JP 7529978 B2 JP7529978 B2 JP 7529978B2 JP 2020108319 A JP2020108319 A JP 2020108319A JP 2020108319 A JP2020108319 A JP 2020108319A JP 7529978 B2 JP7529978 B2 JP 7529978B2
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Description

本発明は、方向性電磁鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets.

方向性電磁鋼板は、Siを0.5質量%~7質量%程度含有し、鋼板の結晶粒の方位をGoss方位と呼ばれる{110}<001>方位に高度に集積させた鋼板である。方向性電磁鋼板は、磁気特性に優れることから、例えば、変圧器等の静止誘導器の鉄心材料等として利用されている。従来、電磁鋼板の磁気特性を向上させるために種々の開発がなされている。特に、近年の省エネルギー化の要請に伴って、方向性電磁鋼板では、さらなる低鉄損化が求められている。方向性電磁鋼板の低鉄損化には、鋼板の結晶粒の方位について、Goss方位への集積度を高めて磁束密度を向上させて、ヒステリシス損失を低減することが有効である。方向性電磁鋼板の製造において、結晶方位の制御は、二次再結晶と呼ばれるカタストロフィックな粒成長現象を利用することで行われる。二次再結晶による結晶方位の制御には、インヒビターと呼ばれる鋼中微細析出物を、二次再結晶の所望の時点まで均一かつ安定に存在させておくことが重要である。 Grain-oriented electrical steel sheets contain 0.5% to 7% by mass of Si, and the orientation of the crystal grains of the steel sheet is highly concentrated in the {110}<001> orientation, known as the Goss orientation. Grain-oriented electrical steel sheets have excellent magnetic properties and are used, for example, as iron core materials for stationary inductors such as transformers. Various developments have been made to improve the magnetic properties of electrical steel sheets. In particular, with the recent demand for energy saving, there is a demand for further reduction in iron loss in grain-oriented electrical steel sheets. To reduce the iron loss of grain-oriented electrical steel sheets, it is effective to increase the concentration of grains in the Goss orientation to improve the magnetic flux density and reduce hysteresis loss. In the manufacture of grain-oriented electrical steel sheets, the crystal orientation is controlled by utilizing a catastrophic grain growth phenomenon known as secondary recrystallization. To control the crystal orientation during secondary recrystallization, it is important to keep fine precipitates in the steel, called inhibitors, uniformly and stably present until the desired point in secondary recrystallization.

鉄損を低減する手法としては、固有抵抗を高めるSiの鋼中濃度を高くすることによって渦電流損失を低減する方法が代表的である。しかし、Si濃度を高くすると、スラブが硬く脆くなり、加工性が低下することが知られている。高Si濃度の方向性電磁鋼板の製造時の加工性を改善する技術としては、熱間圧延工程又は熱延板焼鈍工程の条件を適正化することによって鋼板表面の性状を制御する技術が提案されている。例えば、特許文献1は、Si:2.0~4.5wt%を含有するけい素鋼スラブを高温加熱して熱間粗圧延を施した後、熱間仕上圧延を施すけい素鋼熱延板の製造方法において、熱間粗圧延の際、第1スタンドでの圧延を、該スタンドの入側板厚、出側板厚、かみ込み時における鋼板の表面温度及びかみ込み時における鋼板表面から所定深さでの温度の関係を規定の範囲内とすることで、熱間圧延での表面割れを抑制する方法を記載する。 A typical method for reducing iron loss is to reduce eddy current loss by increasing the concentration of Si in steel, which increases the specific resistance. However, it is known that increasing the Si concentration makes the slab hard and brittle, and reduces workability. As a technique for improving workability during the manufacture of grain-oriented electrical steel sheets with a high Si concentration, a technique for controlling the properties of the steel sheet surface by optimizing the conditions of the hot rolling process or the hot-rolled sheet annealing process has been proposed. For example, Patent Document 1 describes a method for manufacturing silicon steel hot-rolled sheets in which a silicon steel slab containing 2.0 to 4.5 wt% Si is heated to a high temperature, subjected to hot rough rolling, and then subjected to hot finish rolling, in which the relationship between the entry thickness, exit thickness, surface temperature of the steel sheet at the time of bite, and temperature at a specified depth from the steel sheet surface at the time of bite is set within a specified range during hot rough rolling, thereby suppressing surface cracking during hot rolling.

国際公開第94/014549号WO 94/014549

特許文献1に記載される技術は熱間圧延での表面割れの抑制に関するものであるが、高Si濃度のスラブを用いた方向性電磁鋼板においては、冷間圧延時の割れの発生も問題となっている。例えば冷間圧延において鋼帯をリールに巻き付ける際、巻き付き割れが生じ、この割れが起点となって破断が発生する場合がある。 The technology described in Patent Document 1 is related to the suppression of surface cracks during hot rolling, but in grain-oriented electrical steel sheets using slabs with high Si concentration, cracks occurring during cold rolling are also an issue. For example, when winding a steel strip around a reel during cold rolling, winding cracks can occur, and these cracks can become the starting point for breakage.

本発明は上記の課題を解決し、高Si濃度のスラブを用いた場合にも冷間圧延時の割れを抑制できる、方向性電磁鋼板の製造方法の提供を目的とする。 The present invention aims to solve the above problems and provide a method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets that can suppress cracking during cold rolling even when using slabs with high Si concentration.

本開示は、以下の態様を包含する。
[1] 質量%で、C:0.02%以上0.10%以下、Si:2.5%以上4.5%以下、Mn:0.01%以上0.30%以下、S及びSeのうち1種又は2種の合計:0.001%以上0.050%以下、酸可溶性Al:0.01%以上0.05%以下、N:0.002%以上0.020%以下を含有し、残部Fe及び不純物からなるスラブ組成を有するスラブを加熱し、熱間圧延を施すことで熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を酸洗溶液に浸漬することで、又は前記熱延鋼板に熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍板を得た後に前記熱延焼鈍板を酸洗溶液に浸漬することで、酸洗板を得る酸洗工程と、
前記酸洗板に冷間圧延を施すことで冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施して一次再結晶焼鈍板を得る一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を施して仕上焼鈍板を得る仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍板に絶縁被膜を塗布した後、平坦化焼鈍を施す平坦化焼鈍工程と、を含み、
前記酸洗溶液が、Cu、Hg、Ag、Pb、Cd、Ni、Zn及びCoからなる群から選択される1種以上の金属を0.001質量%以上0.100質量%以下、及び塩酸を塩化水素基準で5質量%以上20質量%以下の量で含む、方向性電磁鋼板の製造方法。
[2] 前記酸洗工程において、前記酸洗溶液のpHが-1.5以上7.0未満、液温が15℃以上100℃以下であり、前記浸漬を5秒以上200秒以下行う、上記[1]に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[3] 前記スラブの前記加熱を1280℃以上で行う、上記[1]又は[2]に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[4] 前記スラブ組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Cu:0.5000%以下、
Cr:0.50%以下、
Bi:0.0200%以下、
Sb:0.500%以下、
Mo:0.500%以下、
Sn:0.500%以下、及び
Ni:0.500%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、上記[1]~[3]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
The present disclosure encompasses the following aspects.
[1] A hot rolling process in which a slab having a slab composition containing, in mass%, C: 0.02% to 0.10%, Si: 2.5% to 4.5%, Mn: 0.01% to 0.30%, one or two of S and Se: 0.001% to 0.050%, acid-soluble Al: 0.01% to 0.05%, N: 0.002% to 0.020%, and the balance Fe and impurities is heated and hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet;
A pickling process for obtaining a pickled sheet by immersing the hot-rolled steel sheet in a pickling solution, or by subjecting the hot-rolled steel sheet to hot-rolled sheet annealing to obtain a hot-rolled annealed sheet and then immersing the hot-rolled annealed sheet in a pickling solution;
A cold rolling process of cold rolling the pickled steel sheet to obtain a cold rolled steel sheet;
A primary recrystallization annealing step of subjecting the cold-rolled steel sheet to primary recrystallization annealing to obtain a primary recrystallization annealed sheet;
A finish annealing process in which an annealing separator containing MgO is applied to the surface of the primary recrystallization annealed sheet, and then finish annealing is performed to obtain a finish annealed sheet;
A flattening annealing process for applying an insulating coating to the finish annealed sheet and then flattening annealing the sheet.
the pickling solution contains one or more metals selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Ni, Zn, and Co in an amount of 0.001% by mass or more and 0.100% by mass or less, and hydrochloric acid in an amount of 5% by mass or more and 20% by mass or less, based on hydrogen chloride.
[2] The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the above [1], wherein, in the pickling step, the pH of the pickling solution is −1.5 or more and less than 7.0, the liquid temperature is 15° C. or more and 100° C. or less, and the immersion is performed for 5 seconds or more and 200 seconds or less.
[3] The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the above [1] or [2], wherein the heating of the slab is carried out at 1280°C or higher.
[4] The slab composition contains, in mass%, a part of the Fe,
Cu: 0.5000% or less,
Cr: 0.50% or less,
Bi: 0.0200% or less,
Sb: 0.500% or less,
Mo: 0.500% or less,
Sn: 0.500% or less, and Ni: 0.500% or less,
The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to any one of the above [1] to [3], comprising one or more selected from the group consisting of:

本発明の一態様によれば、高Si濃度のスラブを用いた場合にも冷間圧延時の割れを抑制できる、方向性電磁鋼板の製造方法が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, a method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet can be provided that can suppress cracking during cold rolling even when using a slab with a high Si concentration.

以下、本発明の例示の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、数値A及びBについて「A~B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。 The following describes exemplary embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiments. Unless otherwise specified, the notation "A to B" for numerical values A and B means "greater than or equal to A and less than or equal to B."

本発明の一態様は、
質量%で、C:0.02%以上0.10%以下、Si:2.5%以上4.5%以下、Mn:0.01%以上0.30%以下、S及びSeのうち1種又は2種の合計:0.001%以上0.050%以下、酸可溶性Al:0.01%以上0.05%以下、N:0.002%以上0.020%以下を含有し、残部Fe及び不純物からなるスラブ組成を有するスラブを加熱し、熱間圧延を施すことで熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を酸洗溶液に浸漬することで、又は前記熱延鋼板に熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍板を得た後に前記熱延焼鈍板を酸洗溶液に浸漬することで、酸洗板を得る酸洗工程と、
前記酸洗板に冷間圧延を施すことで冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施して一次再結晶焼鈍板を得る一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を施して仕上焼鈍板を得る仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍板に絶縁被膜を塗布した後、平坦化焼鈍を施す平坦化焼鈍工程と、を含む、方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。
One aspect of the present invention is
a hot rolling process of heating a slab having a slab composition containing, by mass%, C: 0.02% or more and 0.10% or less, Si: 2.5% or more and 4.5% or less, Mn: 0.01% or more and 0.30% or less, one or two of S and Se: 0.001% or more and 0.050% or less in total, acid-soluble Al: 0.01% or more and 0.05% or less, N: 0.002% or more and 0.020% or less, with the balance being Fe and impurities, and performing hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet;
A pickling process for obtaining a pickled sheet by immersing the hot-rolled steel sheet in a pickling solution, or by subjecting the hot-rolled steel sheet to hot-rolled sheet annealing to obtain a hot-rolled annealed sheet and then immersing the hot-rolled annealed sheet in a pickling solution;
A cold rolling process of cold rolling the pickled steel sheet to obtain a cold rolled steel sheet;
A primary recrystallization annealing step of subjecting the cold-rolled steel sheet to primary recrystallization annealing to obtain a primary recrystallization annealed sheet;
A finish annealing process in which an annealing separator containing MgO is applied to the surface of the primary recrystallization annealed sheet, and then finish annealing is performed to obtain a finish annealed sheet;
and a flattening annealing step of applying an insulating coating to the finish annealed sheet and then flattening annealing the sheet.

一態様において、酸洗溶液は、Cu、Hg、Ag、Pb、Cd、Ni、Zn及びCoからなる群から選択される1種以上の金属である金属成分を含む。 In one embodiment, the pickling solution contains a metal component that is one or more metals selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Ni, Zn, and Co.

仕上焼鈍時にインヒビターとして機能する成分(代表的にはMnS、MnSe及びAlN)を鋼中に存在させる場合には、熱間圧延後の鋼板においてインヒビターが微細に析出しており、その一部は鋼板表面に露出している。本発明者らは、高Si濃度のスラブを用いた方向性電磁鋼板の製造において、冷間圧延時に割れが生じ易いことに着目し、その発生原因を検討したところ、熱間圧延後の酸洗時に、鋼板表面のインヒビターとその周囲の母材との界面において腐食が生じ、この腐食が割れの一因になることを見出した。具体的には、酸洗によって鋼板表面のスケールを除去する際、鋼板表面に露出したインヒビターが上記の腐食によって脱落することで、鋼板表面に微細な凹部が形成され、冷間圧延工程において当該凹部に応力が集中することによって割れが生じると考えられる。 When components that function as inhibitors during finish annealing (typically MnS, MnSe, and AlN) are present in the steel, the inhibitors are finely precipitated in the steel sheet after hot rolling, and some of them are exposed on the steel sheet surface. The inventors noticed that cracks are likely to occur during cold rolling in the production of grain-oriented electrical steel sheets using slabs with a high Si concentration, and after investigating the cause of cracking, they found that corrosion occurs at the interface between the inhibitor on the steel sheet surface and the surrounding base material during pickling after hot rolling, and this corrosion is one of the causes of cracking. Specifically, when the scale on the steel sheet surface is removed by pickling, the inhibitor exposed on the steel sheet surface falls off due to the above-mentioned corrosion, forming fine recesses on the steel sheet surface, and it is believed that stress is concentrated in the recesses during the cold rolling process, causing cracking.

インヒビターとその周囲の母材(主成分はFeである)との界面における腐食は、インヒビターと母材との電位差に起因すると考えられる。本発明者らは、この腐食を抑制する手段を鋭意検討した結果、特定の金属種を酸洗溶液中に含有させることが有効であることを見出した。一態様において、酸洗溶液は、Cu、Hg、Ag、Pb、Cd、Ni、Zn及びCoからなる群から選択される1種以上の金属である金属成分(本開示で、単に金属成分ということもある。)を含有する。インヒビターを構成するMnはいずれも標準電極電位(標準酸化還元電位)が比較的低く電子を放出する傾向が比較的高いが、本実施形態の金属成分を構成し得る金属はいずれもMnと比べて標準電極電位が高く、Mnと置換されて硫化物又はセレン化物を形成し得る。このような置換は、インヒビター析出物のうち酸洗溶液と接する部位である表面近傍で生じ易く、中でも、鋼板表面に露出しているインヒビター析出物の表面近傍で特に生じ易い。インヒビター析出物の表面近傍のMnが本実施形態の金属成分と置換されて当該金属成分の硫化物又はセレン化物が形成されると、当該硫化物又はセレン化物が障壁となってインヒビター析出物の内部のMnのイオン化が抑制されるため、インヒビターと母材との界面の腐食が低減される。なおインヒビター析出物の表面近傍に付着した金属成分もまた母材のFeに対して卑又は貴である電位差を有するが、界面の腐食の程度は、金属成分が付着していない場合と比べれば軽微である。このように、本実施形態の金属成分は、インヒビターと母材との界面における腐食抑制、したがってインヒビターの脱落抑制に有利に寄与する。加えて、インヒビター析出物の表面に金属成分が付着することによる体積増加は、インヒビターと母材との界面における隙間を低減することでも腐食抑制に有利に寄与する。 Corrosion at the interface between the inhibitor and the surrounding base material (mainly Fe) is believed to be due to the potential difference between the inhibitor and the base material. The present inventors have intensively studied means for suppressing this corrosion and found that it is effective to include a specific metal species in the pickling solution. In one embodiment, the pickling solution contains a metal component (sometimes simply referred to as a metal component in this disclosure) that is one or more metals selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Ni, Zn, and Co. All of the Mn that constitutes the inhibitor has a relatively low standard electrode potential (standard oxidation-reduction potential) and a relatively high tendency to release electrons, but all of the metals that can constitute the metal component of this embodiment have a higher standard electrode potential than Mn and can be substituted for Mn to form sulfides or selenides. Such substitution is likely to occur near the surface of the inhibitor precipitate, which is the portion that comes into contact with the pickling solution, and is particularly likely to occur near the surface of the inhibitor precipitate exposed on the steel sheet surface. When Mn near the surface of the inhibitor precipitate is replaced with the metal component of this embodiment to form a sulfide or selenide of the metal component, the sulfide or selenide acts as a barrier to suppress the ionization of Mn inside the inhibitor precipitate, thereby reducing corrosion at the interface between the inhibitor and the base material. The metal component attached near the surface of the inhibitor precipitate also has a potential difference that is base or noble with respect to Fe of the base material, but the degree of corrosion at the interface is minor compared to when the metal component is not attached. In this way, the metal component of this embodiment advantageously contributes to corrosion inhibition at the interface between the inhibitor and the base material, and therefore to inhibitor shedding. In addition, the increase in volume due to the attachment of the metal component to the surface of the inhibitor precipitate also advantageously contributes to corrosion inhibition by reducing the gap at the interface between the inhibitor and the base material.

金属成分として使用され得る金属の中でも、鋼板表面に析出させ易くかつ低コスト、環境への負荷が少ない観点から、CuやNiが好ましい。 Among the metals that can be used as metal components, Cu and Ni are preferred because they are easy to deposit on the steel sheet surface, are low cost, and have a low environmental impact.

一態様において、酸洗溶液中の金属成分の含有量は、0.001質量%以上0.100質量%以下である。当該含有量は、インヒビターのイオン化抑制効果を良好に得る観点から、一態様において0.001質量%以上、好ましくは、0.002質量%以上、又は0.003質量%以上、又は0.004質量%以上であり、金属成分の過度な析出による一次再結晶時の不都合(脱炭不足、酸化膜形成不足等)を防止する観点から、一態様において0.100質量%以下であり、好ましくは、0.080質量%以下、又は0.060質量%以下である。酸洗溶液中の金属成分の量は、ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定できる。 In one embodiment, the content of the metal components in the pickling solution is 0.001% by mass or more and 0.100% by mass or less. In one embodiment, the content is 0.001% by mass or more, preferably 0.002% by mass or more, or 0.003% by mass or more, or 0.004% by mass or more, from the viewpoint of obtaining a good ionization suppression effect of the inhibitor, and in one embodiment, the content is 0.100% by mass or less, preferably 0.080% by mass or less, or 0.060% by mass or less, from the viewpoint of preventing inconveniences during primary recrystallization due to excessive precipitation of the metal components (insufficient decarburization, insufficient oxide film formation, etc.). The amount of the metal components in the pickling solution can be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry).

一態様において、酸洗溶液は、塩酸を含む。塩酸は、鋼板表面からのスケール除去効果を十分有する一方、鋼板表面を腐食させ難い点で有利である。酸洗溶液中の塩酸の量は、塩化水素基準で、一態様において5質量%以上20質量%以下であり、好ましくは、6質量%以上、又は7質量%以上であってよく、好ましくは、19質量%以下、又は18質量%以下であってよい。 In one embodiment, the pickling solution contains hydrochloric acid. Hydrochloric acid is advantageous in that it has a sufficient effect of removing scale from the steel sheet surface while being less likely to corrode the steel sheet surface. In one embodiment, the amount of hydrochloric acid in the pickling solution is 5% by mass or more and 20% by mass or less, preferably 6% by mass or more or 7% by mass or more, and preferably 19% by mass or less or 18% by mass or less, based on hydrogen chloride.

以下、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法について具体的に説明する。 The manufacturing method for the grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment will be described in detail below.

[スラブの成分組成]
まず、本実施形態に係る方向性電磁鋼板に用いられるスラブの成分組成について説明する。なお、以下では特に断りのない限り、「%」との表記は「質量%」を表わすものとする。また、以下で説明する元素以外のスラブの残部は、Fe及び不純物である。
[Slab composition]
First, the composition of the slab used in the grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment will be described. In the following, unless otherwise specified, the notation "%" represents "mass %". The remainder of the slab other than the elements described below is Fe and impurities.

C(炭素)の含有量は、0.02%以上0.10%以下である。Cには、種々の役割があるが、Cの含有量が0.02%未満である場合、スラブの加熱時に結晶粒径が過度に大きくなることで、最終的な方向性電磁鋼板の鉄損値を増大させるため好ましくない。Cの含有量が0.10%超である場合、冷間圧延後の脱炭時に、脱炭時間が長時間になり、製造コストが増加するため好ましくない。また、Cの含有量が0.10%超である場合、脱炭が不完全になり易く、最終的な方向性電磁鋼板において磁気時効を起こす可能性があるため好ましくない。したがって、Cの含有量は、0.02%以上0.10%以下であり、好ましくは、0.03%以上0.09%以下、より好ましくは、0.04%以上0.08%以下である。 The C (carbon) content is 0.02% or more and 0.10% or less. C has various roles, but if the C content is less than 0.02%, the grain size becomes excessively large when the slab is heated, which increases the iron loss value of the final grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. If the C content exceeds 0.10%, the decarburization time becomes long during decarburization after cold rolling, which is not preferable, and the manufacturing cost increases. Also, if the C content exceeds 0.10%, decarburization is likely to be incomplete, which is not preferable because it may cause magnetic aging in the final grain-oriented electrical steel sheet. Therefore, the C content is 0.02% or more and 0.10% or less, preferably 0.03% or more and 0.09% or less, and more preferably 0.04% or more and 0.08% or less.

Si(ケイ素)の含有量は、2.5%以上4.5%以下である。Siは、鋼板の電気抵抗を高めることで、鉄損の原因の一つである渦電流損失を低減する。Siの含有量が2.5%未満である場合、最終的な方向性電磁鋼板の渦電流損失を十分に抑制することが困難になるため好ましくない。Siの含有量が4.5%超である場合、方向性電磁鋼板の加工性が低下するため好ましくない。したがって、Siの含有量は、2.5%以上4.5%以下であり、好ましくは、2.7%以上4.0%以下、より好ましくは、2.9%以上3.7%以下である。 The Si (silicon) content is 2.5% or more and 4.5% or less. Si increases the electrical resistance of the steel sheet, thereby reducing eddy current loss, which is one of the causes of iron loss. If the Si content is less than 2.5%, it is not preferable because it becomes difficult to sufficiently suppress the eddy current loss of the final grain-oriented electrical steel sheet. If the Si content exceeds 4.5%, it is not preferable because the workability of the grain-oriented electrical steel sheet decreases. Therefore, the Si content is 2.5% or more and 4.5% or less, preferably 2.7% or more and 4.0% or less, and more preferably 2.9% or more and 3.7% or less.

Mn(マンガン)の含有量は、0.01%以上0.30%以下である。Mnは、二次再結晶を左右するインヒビターであるMnS及びMnSe等を形成する。Mnの含有量が0.01%未満である場合、二次再結晶を生じさせるMnS及びMnSeの絶対量が不足するため好ましくない。Mnの含有量が0.30%超である場合、スラブ加熱時にMnの固溶が困難になるため好ましくない。また、Mnの含有量が0.30%超である場合、インヒビターであるMnS及びMnSeの析出サイズが粗大化し易く、インヒビターとしての最適サイズ分布が損なわれるため好ましくない。したがって、Mnの含有量は、0.01%以上0.30%以下であり、好ましくは、0.02%以上0.15%以下、より好ましくは、0.03%以上0.13%以下、より好ましくは、0.05%以上0.10%以下である。 The content of Mn (manganese) is 0.01% or more and 0.30% or less. Mn forms MnS, MnSe, etc., which are inhibitors that affect secondary recrystallization. If the content of Mn is less than 0.01%, the absolute amount of MnS and MnSe that cause secondary recrystallization is insufficient, which is not preferable. If the content of Mn is more than 0.30%, it is not preferable because it becomes difficult for Mn to be dissolved in solid solution during slab heating. In addition, if the content of Mn is more than 0.30%, it is not preferable because the precipitate size of MnS and MnSe, which are inhibitors, tends to become coarse, and the optimal size distribution as an inhibitor is impaired. Therefore, the content of Mn is 0.01% or more and 0.30% or less, preferably 0.02% or more and 0.15% or less, more preferably 0.03% or more and 0.13% or less, and more preferably 0.05% or more and 0.10% or less.

S(硫黄)及びSe(セレン)の含有量は、合計で0.001%以上0.050%以下である。S及びSeは、上述したMnと共にインヒビターを形成する。S及びSeは、2種ともスラブに含有されていてもよいが、少なくともいずれか1種がスラブに含有されていればよい。S及びSeの含有量の合計が上記範囲を外れる場合、十分なインヒビター効果が得られないため好ましくない。したがって、S及びSeの含有量は、合計で0.001%以上0.050%以下であり、好ましくは、0.001%以上0.040%以下、より好ましくは、0.005%以上0.040%以下である。 The total content of S (sulfur) and Se (selenium) is 0.001% or more and 0.050% or less. S and Se form inhibitors together with the above-mentioned Mn. Both S and Se may be contained in the slab, but at least one of them should be contained in the slab. If the total content of S and Se is outside the above range, it is not preferable because a sufficient inhibitor effect cannot be obtained. Therefore, the total content of S and Se is 0.001% or more and 0.050% or less, preferably 0.001% or more and 0.040% or less, and more preferably 0.005% or more and 0.040% or less.

酸可溶性Al(酸可溶性アルミニウム)の含有量は、0.01%以上0.05%以下である。酸可溶性Alは、高磁束密度の方向性電磁鋼板を製造するために必要なインヒビターを構成する。酸可溶性Alの含有量が0.05%超である場合、インヒビターとして析出するAlNが粗大化し、インヒビター強度を低下させるため好ましくない。なお、酸可溶性Alの含有量が0.01%未満である場合、インヒビター強度が低く好ましくない。したがって、酸可溶性Alの含有量は、0.01%以上0.05%以下であり、好ましくは、0.01%以上0.04%以下である。 The content of acid-soluble Al (acid-soluble aluminum) is 0.01% or more and 0.05% or less. Acid-soluble Al constitutes an inhibitor necessary for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets with high magnetic flux density. If the content of acid-soluble Al exceeds 0.05%, the AlN precipitated as an inhibitor becomes coarse, which is not preferable because it reduces the inhibitor strength. In addition, if the content of acid-soluble Al is less than 0.01%, the inhibitor strength is low and is not preferable. Therefore, the content of acid-soluble Al is 0.01% or more and 0.05% or less, and preferably 0.01% or more and 0.04% or less.

N(窒素)の含有量は、0.002%以上0.020%以下である。Nは、上述した酸可溶性Alと共にインヒビターであるAlNを形成する。Nの含有量が上記範囲を外れる場合、十分なインヒビター効果が得られないため好ましくない。したがって、Nの含有量は、0.002%以上0.020%以下であり、好ましくは、0.002%以上0.015%以下、より好ましくは、0.002%以上0.012%以下、より好ましくは、0.005%以上0.012%以下である。 The N (nitrogen) content is 0.002% or more and 0.020% or less. N forms AlN, an inhibitor, together with the acid-soluble Al described above. If the N content is outside the above range, it is not preferable because a sufficient inhibitor effect cannot be obtained. Therefore, the N content is 0.002% or more and 0.020% or less, preferably 0.002% or more and 0.015% or less, more preferably 0.002% or more and 0.012% or less, and more preferably 0.005% or more and 0.012% or less.

また、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造に用いられるスラブは、上述した元素の他に、磁気特性向上のために、残部Feの一部に代えて、質量%で、Cu:0.5000%以下、Cr:0.50%以下、Bi:0.0200%以下、Sb:0.500%以下、Mo:0.500%以下、Sn:0.500%以下、及びNi:0.500%以下、からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。一態様に係るスラブにおいては、質量%で、Cuの含有量が0.0005%以上であってよく、Crの含有量が0.02%以上であってよく、Biの含有量が0.0005%以上であってよく、Sbの含有量が0.005%以上であってよく、Moの含有量が0.005%以上であってよく、Snの含有量が0.005%以上であってよく、Niの含有量が0.005%以上であってよい。 In addition, in addition to the above-mentioned elements, the slab used in the manufacture of the directional electrical steel sheet of this embodiment may contain, in order to improve the magnetic properties, one or more elements selected from the group consisting of, by mass%, Cu: 0.5000% or less, Cr: 0.50% or less, Bi: 0.0200% or less, Sb: 0.500% or less, Mo: 0.500% or less, Sn: 0.500% or less, and Ni: 0.500% or less, in place of a portion of the remaining Fe. In one embodiment of the slab, the Cu content may be, in mass%, 0.0005% or more, the Cr content may be 0.02% or more, the Bi content may be 0.0005% or more, the Sb content may be 0.005% or more, the Mo content may be 0.005% or more, the Sn content may be 0.005% or more, and the Ni content may be 0.005% or more.

上記で説明した成分組成に調整された溶鋼を鋳造することで、スラブが形成される。なお、スラブの鋳造方法は、特に限定されない。また、研究開発において、真空溶解炉等で鋼塊が形成されても、上記成分について、スラブが形成された場合と同様の効果が確認できる。以下、スラブから方向性電磁鋼板を製造するための各工程の好適態様について更に説明する。 A slab is formed by casting molten steel adjusted to the composition described above. The method for casting the slab is not particularly limited. In research and development, even if a steel ingot is formed in a vacuum melting furnace or the like, the same effects as when a slab is formed can be confirmed for the above components. Below, the preferred embodiments of each process for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet from a slab are further explained.

[熱間圧延工程]
本工程では、スラブを加熱して熱間圧延を施すことで熱延鋼板を得る。スラブの加熱温度は、一態様において、スラブ中のインヒビター成分(例えば、MnS、MnSe、AlN等)を固溶させてインヒビターの効果を良好に得る観点から、好ましくは、1280℃以上、又は1300℃以上であってよく、この場合のスラブの加熱温度の上限値は、特に定めないが、設備保護の観点から1450℃が好ましい。又は、スラブの加熱温度は、一態様において、熱延時の、加熱炉負担軽減、スケール生成量低減、インヒビター制御の下工程化等の観点から、好ましくは、1280℃未満、又は1250℃以下であってよい。
[Hot rolling process]
In this process, the slab is heated and hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet. In one embodiment, the heating temperature of the slab may be preferably 1280°C or higher, or 1300°C or higher, from the viewpoint of dissolving the inhibitor components (e.g., MnS, MnSe, AlN, etc.) in the slab to obtain a good inhibitor effect. In this case, the upper limit of the heating temperature of the slab is not particularly specified, but 1450°C is preferable from the viewpoint of equipment protection. Alternatively, in one embodiment, the heating temperature of the slab may be preferably less than 1280°C, or 1250°C or lower, from the viewpoint of reducing the burden on the heating furnace during hot rolling, reducing the amount of scale generation, and downstream processing of inhibitor control.

加熱されたスラブは熱間圧延されて熱延鋼板に加工される。加工後の熱延鋼板の板厚は、鋼板温度が低下し難いことで鋼中のインヒビターの析出等を安定的に制御できる点で、例えば1mm以上が好ましく、冷間圧延工程での圧延負荷を低くできる点で、例えば10mm以下が好ましい。 The heated slab is hot-rolled to produce hot-rolled steel sheet. The thickness of the hot-rolled steel sheet after processing is preferably 1 mm or more, since the temperature of the steel sheet is unlikely to decrease, and the precipitation of inhibitors in the steel can be stably controlled. It is also preferably 10 mm or less, since the rolling load in the cold rolling process can be reduced.

[酸洗工程]
本工程では、熱延鋼板を酸洗溶液に浸漬することで、又は熱延鋼板に熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍板を得た後に熱延焼鈍板を酸洗溶液に浸漬することで、酸洗板を得る。本実施形態の方法では、特定の金属種である金属成分を含む酸洗溶液を用いた酸洗を冷間圧延前に行うことで、鋼板表面におけるインヒビターと母材との界面の腐食によるインヒビターの脱落を抑制でき、冷間圧延時の割れを低減できる。酸洗は、熱間圧延の後、一次再結晶焼鈍の前に、少なくとも一回施される。一態様においては、冷間圧延におけるロール摩耗を軽減する観点から、冷間圧延工程の前に酸洗が施される。
[Pickling process]
In this process, a pickled sheet is obtained by immersing the hot-rolled steel sheet in a pickling solution, or by annealing the hot-rolled steel sheet to obtain a hot-rolled annealed sheet, and then immersing the hot-rolled annealed sheet in a pickling solution. In the method of this embodiment, pickling using a pickling solution containing a metal component that is a specific metal species is performed before cold rolling, which can suppress the inhibitor from falling off due to corrosion at the interface between the inhibitor and the base material on the steel sheet surface, and can reduce cracks during cold rolling. Pickling is performed at least once after hot rolling and before primary recrystallization annealing. In one aspect, pickling is performed before the cold rolling process from the viewpoint of reducing roll wear in cold rolling.

酸洗溶液は、前述した金属成分及び酸を含む。酸洗溶液のpHは、一態様において-1.5以上7.0未満である。現実に調製できる溶液はpHが-1.5以上である。酸洗溶液のpHが7.0以上である場合、酸洗によるスケール除去効果が不十分となり好ましくない。酸洗溶液のpHが-1.5以上7.0未満であることは、金属成分を鋼板表面に所望の程度析出させる観点から有利である。pHは、好ましくは2.0未満、より好ましくは1.0未満である。 The pickling solution contains the above-mentioned metal components and acid. In one embodiment, the pH of the pickling solution is -1.5 or more and less than 7.0. Solutions that can actually be prepared have a pH of -1.5 or more. If the pH of the pickling solution is 7.0 or more, the effect of removing scale by pickling becomes insufficient, which is not preferable. A pickling solution having a pH of -1.5 or more and less than 7.0 is advantageous from the viewpoint of precipitating the desired amount of metal components on the steel sheet surface. The pH is preferably less than 2.0, more preferably less than 1.0.

酸洗溶液の液温は、一態様において15℃以上100℃以下である。酸洗溶液の液温が15℃未満である場合、酸洗によるスケール除去効果が不十分となり好ましくない。酸洗溶液の液温が100℃超である場合、酸洗溶液の取扱いが困難となるので好ましくない。酸洗溶液の液温が15℃以上100℃以下であることは、金属成分を鋼板表面に所望の程度析出させる観点からも有利である。液温は、好ましくは、22℃以上、又は24℃以上、又は26℃以上であってよく、好ましくは、98℃以下、又は96℃以下、又は94℃以下であってよい。 In one embodiment, the temperature of the pickling solution is 15°C or higher and 100°C or lower. If the temperature of the pickling solution is lower than 15°C, the effect of removing scale by pickling becomes insufficient, which is not preferable. If the temperature of the pickling solution exceeds 100°C, the handling of the pickling solution becomes difficult, which is not preferable. A temperature of the pickling solution of 15°C or higher and 100°C or lower is advantageous from the viewpoint of precipitating the desired degree of metal components on the steel sheet surface. The temperature of the pickling solution may be preferably 22°C or higher, or 24°C or higher, or 26°C or higher, and may be preferably 98°C or lower, or 96°C or lower, or 94°C or lower.

鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間は、一態様において5秒以上200秒以下である。鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間が5秒未満である場合、酸洗によるスケール除去効果が不十分となり好ましくない。鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間が200秒超である場合、設備が長大となるので好ましくない。浸漬時間は、好ましくは、10秒以上、又は20秒以上、又は30秒以上であってよく、好ましくは、150秒以下、又は100秒以下であってよい。 In one embodiment, the time for which the steel sheet is immersed in the pickling solution is 5 seconds or more and 200 seconds or less. If the time for which the steel sheet is immersed in the pickling solution is less than 5 seconds, the effect of removing scale by pickling becomes insufficient, which is not preferable. If the time for which the steel sheet is immersed in the pickling solution exceeds 200 seconds, the equipment becomes long and large, which is not preferable. The immersion time may be preferably 10 seconds or more, or 20 seconds or more, or 30 seconds or more, and may be preferably 150 seconds or less, or 100 seconds or less.

[冷間圧延工程]
本工程では、酸洗板を、1回の冷間圧延、又は中間焼鈍を挟んだ複数回の冷間圧延にて圧延して冷延鋼板を得る。冷間圧延は、中間焼鈍及び/又は酸洗を挟んで複数回行ってもよい。
[Cold rolling process]
In this step, the pickled steel sheet is rolled by one cold rolling or multiple cold rolling with intermediate annealing to obtain a cold-rolled steel sheet. The cold rolling may be performed multiple times with intermediate annealing and/or pickling.

冷間圧延のパス間、圧延ロールスタンド間、又は圧延中に、鋼板は、300℃程度以下で加熱処理されてもよい。このような加熱は、最終的な方向性電磁鋼板の磁気特性を向上できる点で好ましい。なお、熱延鋼板は、例えば3回以上の冷間圧延によって圧延されてもよいが、多数回の冷間圧延は製造コストを増大させるため、冷間圧延は、1回又は2回行うことが好ましい。例えば、冷間圧延をゼンジミアミル等のリバース圧延で行う場合、それぞれの冷間圧延におけるパス回数は、特に限定されないが、製造コストの観点から、9回以下が好ましい。冷間圧延工程における鋼板の圧下率は、所望厚みの冷延鋼板が得られるように適宜設計してよく、例えば80%~95%であってよい。 Between passes of cold rolling, between rolling roll stands, or during rolling, the steel sheet may be heat-treated at about 300°C or less. Such heating is preferable in that it can improve the magnetic properties of the final grain-oriented electrical steel sheet. The hot-rolled steel sheet may be rolled by cold rolling, for example, three or more times, but since multiple cold rolling increases the manufacturing cost, it is preferable to perform cold rolling once or twice. For example, when cold rolling is performed by reverse rolling such as a Sendzimir mill, the number of passes in each cold rolling is not particularly limited, but is preferably 9 times or less from the viewpoint of manufacturing cost. The reduction ratio of the steel sheet in the cold rolling process may be appropriately designed so that a cold-rolled steel sheet of the desired thickness is obtained, and may be, for example, 80% to 95%.

[一次再結晶焼鈍工程]
次に、本工程において冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施す。典型的な態様において、一次再結晶焼鈍工程は、昇温工程と脱炭焼鈍工程とを含む。冷延鋼板は、昇温工程を経た後、脱炭焼鈍工程において脱炭焼鈍される。昇温工程から脱炭焼鈍工程まで連続して行われることが好ましい。
[Primary recrystallization annealing process]
Next, in this process, the cold-rolled steel sheet is subjected to primary recrystallization annealing. In a typical embodiment, the primary recrystallization annealing process includes a temperature-raising process and a decarburization annealing process. After the temperature-raising process, the cold-rolled steel sheet is decarburized in the decarburization annealing process. It is preferable that the temperature-raising process and the decarburization annealing process are performed continuously.

(昇温工程)
昇温工程では、冷延鋼板を所望の脱炭焼鈍温度まで昇温する。昇温速度は温度域に応じて適切に制御されることが望ましい。一態様において、30℃~400℃の温度域の平均昇温速度は、鋼板表面に析出させた金属成分の酸化抑制の観点から、50℃/秒以上であってよく、通板の容易性の観点から、600℃/秒以下であってよい。400℃~500℃の間の平均昇温速度は、特段の制御を要しないが、例えば30℃~400℃の間の平均昇温速度として上記で例示したのと同様であってよい。一態様において、500℃~750℃の間の平均昇温速度は、冷延鋼板の仕上焼鈍前のGoss方位粒の量を増加させる観点から、100℃/秒以上であってよく、設備コスト及び製造コストの観点から、3000℃/秒以下であってよい。一態様において、750℃~800℃の間の平均昇温速度は、脱炭焼鈍時の脱炭を阻害するSiO2の生成を抑制する観点から、500℃/秒以上であってよく、設備コスト及び製造コストの観点から、2000℃/秒以下であってよい。このような急速昇温は、例えば、通電加熱方法又は誘導加熱方法を用いることで、実施することが可能である。昇温工程は、複数の装置によって実施されてもよい。昇温速度は、放射温度計等を用いて鋼板温度を測定することによって計測できるが、鋼板温度の測定が困難である場合は、昇温及び冷却の各々のヒートパターンを類推することで、これらの温度を推定してもよい。また、昇温工程における昇温装置への鋼板の入側温度及び出側温度を、昇温開始点及び昇温終了点としてもよい。
(Heating process)
In the temperature increasing step, the cold-rolled steel sheet is heated to a desired decarburization annealing temperature. It is desirable that the heating rate is appropriately controlled according to the temperature range. In one embodiment, the average heating rate in the temperature range of 30°C to 400°C may be 50°C/sec or more from the viewpoint of suppressing oxidation of the metal components precipitated on the steel sheet surface, and may be 600°C/sec or less from the viewpoint of ease of sheet passing. The average heating rate between 400°C and 500°C does not require special control, but may be the same as the average heating rate between 30°C and 400°C exemplified above. In one embodiment, the average heating rate between 500°C and 750°C may be 100°C/sec or more from the viewpoint of increasing the amount of Goss-oriented grains before the finish annealing of the cold-rolled steel sheet, and may be 3000°C/sec or less from the viewpoint of equipment cost and manufacturing cost. In one embodiment, the average heating rate between 750 ° C. and 800 ° C. may be 500 ° C./sec or more from the viewpoint of suppressing the generation of SiO 2 that inhibits decarburization during decarburization annealing, and may be 2000 ° C./sec or less from the viewpoint of equipment costs and manufacturing costs. Such rapid heating can be performed, for example, by using an electric heating method or an induction heating method. The heating process may be performed by a plurality of devices. The heating rate can be measured by measuring the steel sheet temperature using a radiation thermometer or the like, but if it is difficult to measure the steel sheet temperature, these temperatures may be estimated by analogizing the heat patterns of heating and cooling. In addition, the entry and exit temperatures of the steel sheet to the heating device in the heating process may be the heating start and end points.

(脱炭焼鈍工程)
昇温工程の後には、脱炭焼鈍工程を行う。通常の態様において、脱炭焼鈍工程は均熱処理を含む。均熱処理は、水素及び/又は窒素を含有する湿潤雰囲気中、900℃以下、例えば750℃~900℃で実施されてよい。脱炭焼鈍温度は、前述の昇温工程の昇温終了温度と同じ、又はこれよりも高温若しくは低温であってよい。均熱処理は1回又は2回以上行ってよい。例えば、均熱処理を第一均熱処理及び第二均熱処理の2回行う場合には、第一均熱処理の終了後、鋼板を一旦冷却(例えば室温まで冷却)した後再加熱することにより、又は冷却せずに、第二均熱処理を行ってよい。一態様において、脱炭焼鈍工程は、800℃~900℃で行う第一均熱処理と、900℃~1000℃で行う第二均熱処理とを含んでよい。
(Decarburization annealing process)
After the temperature increase step, a decarburization annealing step is performed. In a typical embodiment, the decarburization annealing step includes a soaking treatment. The soaking treatment may be performed in a wet atmosphere containing hydrogen and/or nitrogen at 900° C. or less, for example, 750° C. to 900° C. The decarburization annealing temperature may be the same as the temperature increase end temperature of the above-mentioned temperature increase step, or may be higher or lower than this. The soaking treatment may be performed once or twice or more. For example, when the soaking treatment is performed twice, that is, the first soaking treatment and the second soaking treatment, the second soaking treatment may be performed by cooling the steel sheet once (for example, to room temperature) after the first soaking treatment is completed, and then reheating, or without cooling. In one embodiment, the decarburization annealing step may include a first soaking treatment performed at 800° C. to 900° C. and a second soaking treatment performed at 900° C. to 1000° C.

均熱処理の雰囲気の酸素ポテンシャル、すなわち雰囲気中の水蒸気分圧PH2Oと水素分圧PH2との比(PH2O/PH2比)は、内部酸化を良好に進行させて鋼板表面に均一な酸化膜を形成する観点から、0.2以上であってよく、良好な磁気特性を得る観点から、0.8以下であってよい。また、例えば、第一均熱処理と第二均熱処理とを行う場合には、第一均熱処理のPH2O/PH2比を上記範囲とし、第二均熱処理のPH2O/PH2比を0.2未満、例えば0.01以上0.2未満としてよい。 The oxygen potential of the soaking atmosphere, i.e., the ratio of the water vapor partial pressure P H2O to the hydrogen partial pressure P H2 in the atmosphere (P H2O /P H2 ratio) may be 0.2 or more from the viewpoint of favorably progressing internal oxidation and forming a uniform oxide film on the steel sheet surface, and may be 0.8 or less from the viewpoint of obtaining favorable magnetic properties. Furthermore, for example, when the first soaking and the second soaking are performed, the P H2O /P H2 ratio of the first soaking may be in the above range, and the P H2O /P H2 ratio of the second soaking may be less than 0.2, for example, 0.01 or more and less than 0.2.

一次再結晶焼鈍工程において、30℃~800℃の間の雰囲気の露点温度は、鋼板中の金属の酸化を抑制するとともに、外部酸化によるSiO2生成を抑制して脱炭を良好に進行させる観点から、0℃以下であってよく、内部酸化を良好に進行させる観点から、-50℃以上であってよい。 In the primary recrystallization annealing step, the dew point temperature of the atmosphere between 30 ° C. and 800 ° C. may be 0 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing oxidation of the metal in the steel sheet and suppressing the generation of SiO2 due to external oxidation to smoothly proceed with decarburization, and may be −50 ° C. or higher from the viewpoint of smoothly proceeding with internal oxidation.

[窒化処理]
冷間圧延工程の後、仕上焼鈍の前には、インヒビター強化の目的で窒化処理を更に行ってもよい。一態様において、窒化処理は、均熱処理の後、仕上焼鈍の前に実施してよく、例えば、均熱処理-窒化処理-仕上焼鈍の順、第一均熱処理-第二均熱処理-窒化処理-仕上焼鈍の順、又は第一均熱処理-窒化処理-第二均熱処理-仕上焼鈍の順であってよい。
[Nitriding treatment]
After the cold rolling step, nitriding may be further performed before the finish annealing for the purpose of strengthening the inhibitor. In one embodiment, the nitriding may be performed after the soaking and before the finish annealing, for example, in the order of soaking-nitriding-finish annealing, first soaking-second soaking-nitriding-finish annealing, or first soaking-nitriding-second soaking-finish annealing.

[仕上焼鈍工程]
続いて、一次被膜形成及び二次再結晶を目的として、一次再結晶焼鈍工程後の鋼板(一次再結晶焼鈍板)に仕上焼鈍を施す。典型的な態様において、仕上焼鈍前の一次再結晶焼鈍板には、鋼板間の焼き付き防止、一次被膜形成、二次再結晶挙動制御等を目的として、MgOを主成分とする焼鈍分離剤が塗布される。仕上焼鈍においては、鋼板の熱処理後、純化処理が施されてもよい。
[Finish annealing process]
Next, for the purpose of forming a primary coating and secondary recrystallization, the steel sheet after the primary recrystallization annealing step (primarily recrystallized annealed sheet) is subjected to finish annealing. In a typical embodiment, an annealing separator mainly composed of MgO is applied to the primarily recrystallized annealed sheet before the finish annealing for the purpose of preventing seizure between the steel sheets, forming a primary coating, controlling the secondary recrystallization behavior, etc. In the finish annealing, a purification treatment may be performed after the heat treatment of the steel sheet.

[平坦化焼鈍工程]
仕上焼鈍の後、鋼板への絶縁性及び張力の付与を目的として、鋼板表面に絶縁被膜(例えば、リン酸アルミニウム又はコロイダルシリカを主成分とした絶縁被膜)を塗布してよい。次いで、絶縁被膜の焼付、及び仕上焼鈍による鋼板形状の平坦化を目的として、平坦化焼鈍を施してよい。
[Planarization annealing process]
After the final annealing, an insulating coating (e.g., an insulating coating mainly composed of aluminum phosphate or colloidal silica) may be applied to the surface of the steel sheet for the purpose of imparting insulation and tension to the steel sheet. Then, planarization annealing may be performed for the purpose of baking the insulating coating and planarizing the shape of the steel sheet by the final annealing.

得られる方向性電磁鋼板の用途等に応じ、磁区制御処理を更に行ってもよい。 Depending on the application of the resulting grain-oriented electrical steel sheet, further magnetic domain control processing may be performed.

以上例示した工程により、磁気特性に優れた方向性電磁鋼板を製造することができる。本実施形態の方法で製造できる方向性電磁鋼板は、変圧器製造に際して巻鉄心又は積鉄心に加工され、所望の用途に適用され得る。 By using the process exemplified above, it is possible to manufacture grain-oriented electrical steel sheets with excellent magnetic properties. The grain-oriented electrical steel sheets that can be manufactured by the method of this embodiment can be processed into wound cores or stacked cores during transformer manufacturing and can be used for the desired applications.

本実施形態の方法による方向性電磁鋼板の製造において、破断頻度は、好ましくは、0.9回/1000トン以下、又は0.8回/1000トン以下である。破断頻度は小さい程望ましい。 In the production of grain-oriented electrical steel sheets using the method of this embodiment, the fracture frequency is preferably 0.9 times/1000 tons or less, or 0.8 times/1000 tons or less. The lower the fracture frequency, the more desirable it is.

以下、本発明の例示の態様を実施例を挙げて更に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The following provides further explanation of exemplary aspects of the present invention using examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<方向性電磁鋼板の製造>
[実施例1]
表1に示すスラブ組成を有するスラブを得た。スラブを1350℃で加熱した後、熱間圧延を行って、厚さが2.3mmの熱間圧延鋼帯を得た。次いで、熱間圧延鋼帯を1120℃まで加熱して再結晶させた後、これよりも低温である900℃で焼鈍して、熱延板焼鈍鋼帯を得た。熱延板焼鈍鋼帯を、表2に示す酸洗条件にて酸洗した後、冷間圧延で最終製品板厚である0.220mmまで圧延した。その際に、2パス目に生じる1000トン当たりの破断頻度を表2に記載した。
破断頻度は、表1に記載のスラブ組成を有する複数コイルを少なくとも200トン以上通板した結果、通板量に対して2パス目に生じた破断回数の割合である。
結果を表2に示す。
<Manufacturing of grain-oriented electrical steel sheets>
[Example 1]
A slab having the slab composition shown in Table 1 was obtained. The slab was heated at 1350 ° C. and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel strip having a thickness of 2.3 mm. The hot-rolled steel strip was then heated to 1120 ° C. for recrystallization, and then annealed at a lower temperature, 900 ° C., to obtain a hot-rolled annealed steel strip. The hot-rolled annealed steel strip was pickled under the pickling conditions shown in Table 2, and then cold-rolled to a final product thickness of 0.220 mm. The frequency of fractures per 1000 tons occurring in the second pass was shown in Table 2.
The breakage frequency is the ratio of the number of breakages that occurred on the second pass to the amount of sheet that was passed when at least 200 tons of multiple coils having the slab composition shown in Table 1 were passed.
The results are shown in Table 2.

Figure 0007529978000001
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Figure 0007529978000002
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表2に示すとおり、適切な酸洗条件への制御によって、Si量が3.30~3.65%と高いスラブを用いた場合にも、冷間圧延2パス目の巻き付け割れ破断頻度が1回/1000トン以下という良好な結果が得られた。 As shown in Table 2, by controlling the pickling conditions appropriately, good results were obtained, with the frequency of winding cracking failure during the second cold rolling pass being less than 1 time per 1,000 tons, even when using slabs with a high Si content of 3.30 to 3.65%.

本開示の方法で得られる方向性電磁鋼板は、良好な磁気特性が求められる種々の用途に好適に適用され得る。 The grain-oriented electrical steel sheet obtained by the method disclosed herein can be suitably applied to various applications that require good magnetic properties.

Claims (4)

質量%で、C:0.02%以上0.10%以下、Si:2.5%以上4.5%以下、Mn:0.01%以上0.30%以下、S及びSeのうち1種又は2種の合計:0.001%以上0.050%以下、酸可溶性Al:0.01%以上0.05%以下、N:0.002%以上0.020%以下を含有し、残部Fe及び不純物からなるスラブ組成を有するスラブを加熱し、熱間圧延を施すことで熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を酸洗溶液に浸漬することで、又は前記熱延鋼板に熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍板を得た後に前記熱延焼鈍板を酸洗溶液に浸漬することで、酸洗板を得る酸洗工程と、
前記酸洗板に冷間圧延を施すことで冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に一次再結晶焼鈍を施して一次再結晶焼鈍板を得る一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍板の表面に、MgOを含む焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を施して仕上焼鈍板を得る仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍板に絶縁被膜を塗布した後、平坦化焼鈍を施す平坦化焼鈍工程と、を含み、
前記酸洗溶液が、Cu、Hg、Ag、Pb、Cd、Ni、Zn及びCoからなる群から選択される1種以上の金属を0.001質量%以上0.100質量%以下、及び塩酸を塩化水素基準で5質量%以上20質量%以下の量で含み、
前記酸洗工程では、前記熱延焼鈍板の表面に露出しているインヒビター析出物の表面近傍のMnが前記金属と置換されて前記金属の硫化物又はセレン化物を形成する、方向性電磁鋼板の製造方法。
a hot rolling process of heating a slab having a slab composition containing, by mass%, C: 0.02% or more and 0.10% or less, Si: 2.5% or more and 4.5% or less, Mn: 0.01% or more and 0.30% or less, one or two of S and Se: 0.001% or more and 0.050% or less in total, acid-soluble Al: 0.01% or more and 0.05% or less, N: 0.002% or more and 0.020% or less, with the balance being Fe and impurities, and performing hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet;
A pickling process for obtaining a pickled sheet by immersing the hot-rolled steel sheet in a pickling solution, or by subjecting the hot-rolled steel sheet to hot-rolled sheet annealing to obtain a hot-rolled annealed sheet and then immersing the hot-rolled annealed sheet in a pickling solution;
A cold rolling process of cold rolling the pickled steel sheet to obtain a cold rolled steel sheet;
A primary recrystallization annealing step of subjecting the cold-rolled steel sheet to primary recrystallization annealing to obtain a primary recrystallization annealed sheet;
A finish annealing process in which an annealing separator containing MgO is applied to the surface of the primary recrystallization annealed sheet, and then finish annealing is performed to obtain a finish annealed sheet;
A flattening annealing process for applying an insulating coating to the finish annealed sheet and then flattening annealing the sheet.
The pickling solution contains one or more metals selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Ni, Zn, and Co in an amount of 0.001% by mass or more and 0.100% by mass or less, and hydrochloric acid in an amount of 5% by mass or more and 20% by mass or less based on hydrogen chloride ,
In the pickling step, Mn near the surface of inhibitor precipitates exposed on the surface of the hot-rolled annealed sheet is replaced with the metal to form sulfides or selenides of the metal .
前記酸洗工程において、前記酸洗溶液のpHが-1.5以上7.0未満、液温が15℃以上100℃以下であり、前記浸漬を5秒以上200秒以下行う、請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, wherein in the pickling process, the pH of the pickling solution is -1.5 or more and less than 7.0, the liquid temperature is 15°C or more and 100°C or less, and the immersion is performed for 5 seconds or more and 200 seconds or less. 前記スラブの前記加熱を1280℃以上で行う、請求項1又は2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, in which the heating of the slab is performed at 1280°C or higher. 前記スラブ組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Cu:0.5000%以下、
Cr:0.50%以下、
Bi:0.0200%以下、
Sb:0.500%以下、
Mo:0.500%以下、
Sn:0.500%以下、及び
Ni:0.500%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
The slab composition is, in mass %, replacing a part of the Fe,
Cu: 0.5000% or less,
Cr: 0.50% or less,
Bi: 0.0200% or less,
Sb: 0.500% or less,
Mo: 0.500% or less,
Sn: 0.500% or less, and Ni: 0.500% or less,
The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more selected from the group consisting of:
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