RU2771766C1 - Grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulating coating adhesion without forsterite coating - Google Patents
Grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulating coating adhesion without forsterite coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771766C1 RU2771766C1 RU2021123083A RU2021123083A RU2771766C1 RU 2771766 C1 RU2771766 C1 RU 2771766C1 RU 2021123083 A RU2021123083 A RU 2021123083A RU 2021123083 A RU2021123083 A RU 2021123083A RU 2771766 C1 RU2771766 C1 RU 2771766C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- less
- intermediate layer
- grain
- oriented electrical
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 101
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 229910001224 Grain-oriented electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 title description 20
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 186
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 186
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 42
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 15
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 33
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 33
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 31
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 31
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 28
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 21
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 19
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 19
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 9
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000005347 annealed glass Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical group [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
[0001][0001]
Настоящее изобретение относится к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который имеет промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния, на поверхности финишно отожженного листа кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой, который производится при условиях, предотвращающих формирование покрытия из форстерита, или производится путем удаления покрытия из форстерита такими средствами, как шлифование или травление, или сглаживание поверхности до тех пор, пока она не станет зеркальной, и который имеет на промежуточном слое изоляционное покрытие, состоящее в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния. В частности, настоящее изобретение относится к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющему превосходную обрабатываемость при изгибе и превосходную пригодность для производства ленточного сердечника. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-005395, поданной 16 января 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.The present invention relates to a grain oriented electrical steel sheet which has an intermediate layer composed primarily of silicon oxide on the surface of a finish annealed grain oriented silicon steel sheet, which is produced under conditions preventing formation of a forsterite coating, or is produced by removing the forsterite coating by means such as grinding or etching, or smoothing the surface until it is mirror-like, and which has on the intermediate layer an insulating coating consisting mainly of phosphate and colloidal silicon dioxide. In particular, the present invention relates to a grain-oriented electrical steel sheet having excellent bending workability and excellent suitability for producing a strip core. Priority is claimed from Japanese Patent Application No. 2019-005395, filed January 16, 2019, the contents of which are hereby incorporated by reference.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002][0002]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой представляет собой магнитно-мягкий материал и используется для металлического сердечника электрооборудования, такого как трансформатор. Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит приблизительно 7 мас.% или меньше Si, и его кристаллические зерна сильно выровнены в направлении {110}<001> в индексах Миллера.Grain-oriented electrical steel sheet is a soft magnetic material and is used for the metal core of electrical equipment such as a transformer. The grain-oriented electrical steel sheet contains about 7 mass% or less Si, and its crystal grains are highly aligned in the {110}<001> direction in Miller indices.
[0003][0003]
Одной из характеристик, требуемых от листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, являются низкие потери энергии при возбуждении переменным током, то есть низкие потери в стали. Кроме того, когда лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой используется для производства сердечника трансформатора, важно обеспечить изоляционные характеристики стального листа, и таким образом на поверхности стального листа формируется изоляционное покрытие. Например, способ, раскрытый в Патентном документе 1, в котором покрывающий агент, состоящий в основном из коллоидного диоксида кремния и фосфата, наносится на поверхность стального листа и запекается с образованием изоляционного покрытия, является эффективным для обеспечения изоляции. Таким образом, это обычный лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой и способ его производства для формирования изоляционного покрытия, состоящего в основном из коллоидного диоксида кремния и фосфата, на покрытии на основе форстерита (Mg2SiO4) (в дальнейшем может упоминаться просто как «стеклянная пленка» или «покрытие из форстерита»), образующегося в процессе финишного отжига.One of the characteristics required of a grain-oriented electrical steel sheet is low energy loss when driven by alternating current, that is, low steel loss. In addition, when a grain-oriented electrical steel sheet is used to produce a transformer core, it is important to ensure the insulating performance of the steel sheet, and thus an insulating coating is formed on the surface of the steel sheet. For example, the method disclosed in Patent Document 1, in which a coating agent mainly composed of colloidal silica and phosphate is applied to the surface of a steel sheet and baked to form an insulating coating, is effective for providing insulation. Thus, this is a conventional grain-oriented electrical steel sheet and a method of producing the same for forming an insulating coating mainly composed of colloidal silicon dioxide and phosphate on a forsterite (Mg 2 SiO 4 )-based coating (hereinafter, may be simply referred to as " glass film" or "forsterite coating") formed during the finishing annealing process.
[0004][0004]
При таких обстоятельствах в последние годы в связи с растущим осознанием глобальных экологических проблем, таких как глобальное потепление, были введены в действие нормы эффективности для трансформатора, использующего листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Обычно строгие нормы эффективности применялись в приложениях, в которых использовались листы из низкосортной электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, особенно в трансформаторе с ленточным сердечником, и все сильнее становится стремление к использованию листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой более высокого качества. По этой причине существует все возрастающая потребность в дальнейшем снижении потерь в стали в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.Under such circumstances, in recent years, due to the growing awareness of global environmental issues such as global warming, efficiency standards have been put in place for a transformer using grain-oriented electrical steel sheets. Typically, stringent efficiency standards have been applied in applications that use low grade grain oriented electrical steel sheets, especially in the strip core transformer, and there is a growing desire to use higher quality grain oriented electrical steel sheets. For this reason, there is an ever-increasing need to further reduce steel loss in grain-oriented electrical steel sheet.
[0005][0005]
По вышеуказанной причине характеристики, требуемые для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, используемого для ленточного сердечника, заключаются в том, что (A) потери в стали должны быть низкими, и (B) изоляционное покрытие не должно отслаиваться на сильно изогнутой обрабатываемой части. Поскольку ленточный сердечник производится путем наматывания удлиненного стального листа в форму катушки, возникает проблема, заключающаяся в том, что радиус кривизны стального листа на его внутренней периферийной стороне становится малым, что приводит к сильному изгибу при обработке, и таким образом изоляционное покрытие может отслоиться. For the above reason, the characteristics required for the grain oriented electrical steel sheet used for the strip core are that (A) the steel loss should be low, and (B) the insulating coating should not be peeled off on a highly curved work portion. Since the strip core is produced by winding an elongated steel sheet into a coil shape, there is a problem that the radius of curvature of the steel sheet on its inner peripheral side becomes small, resulting in strong bending during processing, and thus the insulating coating may peel off.
[0006][0006]
Относительно вышеупомянутого требования (A), для того, чтобы дополнительно уменьшить потери в стали по сравнению с обычным листом электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, важно устранить эффект закрепления благодаря шероховатости границы стеклянной пленки на поверхности стального листа, которая препятствует управлению ориентацией кристаллических зерен и движению магнитных доменов (в дальнейшем, может упоминаться как «зеркальная обработка» и «сглаживание»).With respect to the above requirement (A), in order to further reduce the loss in steel compared with the conventional grain-oriented electrical steel sheet, it is important to eliminate the fixing effect due to the roughness of the glass film boundary on the surface of the steel sheet, which prevents control of the crystal grain orientation and movement magnetic domains (hereinafter, may be referred to as "mirror processing" and "smoothing").
[0007][0007]
Во-первых, явление аномального роста зерен, называемое вторичной рекристаллизацией, используется для управления ориентацией кристаллических зерен. Для того, чтобы точно управлять вторичной рекристаллизацией, важно точно сформировать структуру (структуру первичной рекристаллизации), получаемую с помощью первичной рекристаллизации, перед вторичной рекристаллизацией, и подходящим образом обеспечить тонкие выделения или элементы межкристаллитной сегрегации, называемые ингибиторами.First, the phenomenon of abnormal grain growth, called secondary recrystallization, is used to control the orientation of crystal grains. In order to precisely control the secondary recrystallization, it is important to accurately form the structure (primary recrystallization structure) obtained by primary recrystallization before secondary recrystallization, and appropriately provide fine precipitates or intergranular segregation elements called inhibitors.
[0008][0008]
При вторичной рекристаллизации, поскольку ингибитор выполняет функцию ингибирования роста кристаллических зерен, отличных от ориентации {110}<001> в структуре первичной рекристаллизации, и предпочтительно выращивает кристаллические зерна в ориентации {110}<001>, регулирование типа и количества ингибитора имеют особое значение.In secondary recrystallization, since the inhibitor has a function of inhibiting the growth of crystal grains other than the {110}<001> orientation in the primary recrystallization structure and preferably grows crystal grains in the {110}<001> orientation, control of the type and amount of the inhibitor is of particular importance.
[0009][0009]
В отношении ингибиторов были раскрыты многие результаты исследований. Среди них одной из отличительных методик является методика, которая использует B в качестве ингибитора. Патентные документы 2 и 3 раскрывают, что твердый раствор B действует как ингибитор и эффективен для развития ориентации {110}<001>.With respect to inhibitors, many research results have been disclosed. Among them, one of the distinguishing techniques is a technique that uses B as an inhibitor. Patent Documents 2 and 3 disclose that solid solution B acts as an inhibitor and is effective in developing the {110}<001> orientation.
[0010][0010]
Патентные документы 4 и 5 раскрывают, что мелкодисперсный BN, формируемый азотированием материала, к которому B добавляется после холодной прокатки, действует как ингибитор и эффективен для развития ориентации {110}<001>.Patent Documents 4 and 5 disclose that fine BN formed by nitriding a material to which B is added after cold rolling acts as an inhibitor and is effective for developing the {110}<001> orientation.
[0011][0011]
Патентный документ 6 раскрывает, что чрезвычайно мелкий BN, получаемый путем ингибирования осаждения BN в максимально возможной степени при горячей прокатке с тем, чтобы осадить его в последующем процессе нагрева для отжига, выполняет функцию ингибитора. Патентные документы 6 и 7 раскрывают способ управления формой выделения B в процессе горячей прокатки для проявления функции ингибитора.Patent Document 6 discloses that extremely fine BN obtained by inhibiting BN deposition as much as possible in hot rolling so as to precipitate it in a subsequent annealing heating process acts as an inhibitor. Patent Documents 6 and 7 disclose a method for controlling the emission shape of B in a hot rolling process to exhibit an inhibitor function.
[0012][0012]
Затем, для устранения эффекта скрепления благодаря шероховатости границы стеклянной пленки на поверхности стального листа, которая препятствует движению магнитных доменов, например, Патентные документы 7-9 раскрывают, что точка росы обезуглероживающего отжига контролируется, и оксиды на основе железа (Fe2SiO4, FeO и т.д.) не формируются в оксидном слое, образующемся во время обезуглероживающего отжига, и что такое вещество, как оксид алюминия, который не реагирует с кремнеземом, используется в качестве отжигового сепаратора для достижения сглаживания поверхности после финишного отжига.Then, in order to eliminate the bonding effect due to the roughness of the glass film boundary on the surface of the steel sheet, which prevents the movement of magnetic domains, for example, Patent Documents 7-9 disclose that the dew point of decarburization annealing is controlled, and iron-based oxides (Fe 2 SiO 4 , FeO etc.) are not formed in the oxide layer formed during decarburization annealing, and that a substance such as alumina, which does not react with silica, is used as an annealing separator to achieve surface smoothness after finishing annealing.
[0013][0013]
Что касается вышеупомянутого требования (B), поскольку обычный лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий изоляционное покрытие на стеклянной пленке, образованной в процессе финишного отжига, имеет хорошую адгезию изоляционного покрытия, адгезия изоляционного покрытия не становится проблемой. Однако, в том случае, когда стеклянная пленка удаляется или намеренно не формируется в процессе финишного отжига, трудно получить хорошую адгезию изоляционного покрытия, и таким образом улучшение адгезии изоляционного покрытия является проблемой.With regard to the above requirement (B), since a conventional grain-oriented electrical steel sheet having an insulating coating on a finish-annealed glass film has good adhesion of the insulating coating, adhesion of the insulating coating does not become a problem. However, in the case where the glass film is removed or intentionally not formed in the finishing annealing process, it is difficult to obtain good adhesion of the insulation coating, and thus improving the adhesion of the insulation coating is a problem.
[0014][0014]
Следовательно, в качестве методики для обеспечения адгезии изоляционного покрытия к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, не имеющему стеклянной пленки, например, в Патентных документах 10-13 был предложен способ формирования оксидного слоя на поверхности финишно отожженного листа кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой перед формированием изоляционного покрытия.Therefore, as a technique for ensuring adhesion of an insulating coating to a grain-oriented electrical steel sheet not having a glass film, for example, Patent Documents 10-13 have proposed a method for forming an oxide layer on the surface of a finish-annealed grain-oriented silicon steel sheet before formation of an insulating coating.
[0015][0015]
Например, методика, раскрытая в Патентном документе 11, представляет собой способ, в котором финишно отожженный лист кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой, полученный путем зеркальной чистовой обработки или изготовленный в состоянии, близком к наличию зеркальной поверхности, отжигается в определенной атмосфере при каждой из температур для формирования внешне окисленного слоя на поверхности стального листа, и адгезия между изоляционным покрытием и стальным листом обеспечивается за счет оксидного слоя. For example, the technique disclosed in Patent Document 11 is a method in which a finish annealed grain-oriented silicon steel sheet obtained by mirror finishing or produced in a state close to having a mirror surface is annealed in a certain atmosphere at each of the temperatures to form an externally oxidized layer on the surface of the steel sheet, and the adhesion between the insulation coating and the steel sheet is ensured by the oxide layer.
[0016][0016]
Методика, раскрытая в Патентном документе 12, представляет собой методику, в которой в случае кристаллического изоляционного покрытия базовое покрытие из аморфного оксида формируется на поверхности финишно отожженного листа кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой, не имеющего неорганического минерального покрытия, для предотвращения окисления стального листа при образовании кристаллического изоляционного покрытия.The technique disclosed in Patent Document 12 is a technique in which, in the case of a crystalline insulating coating, an amorphous oxide base coat is formed on the surface of a finish annealed grain oriented silicon steel sheet having no inorganic mineral coating to prevent oxidation of the steel sheet upon formation crystalline insulating coating.
[0017][0017]
Методика, раскрытая в Патентном документе 13, представляет собой способ дальнейшего развития технологии, раскрытой в Патентном документе 11, в котором слоистая структура слоя оксида металла, содержащего Al, Mn, Ti, Cr и Si, регулируется на границе между изоляционным покрытием и стальным листом, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия.The technique disclosed in Patent Document 13 is a method for further developing the technology disclosed in Patent Document 11, in which the layered structure of a metal oxide layer containing Al, Mn, Ti, Cr, and Si is controlled at the boundary between the insulation coating and the steel sheet, to improve the adhesion of the insulating coating.
[0018][0018]
Однако, листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, которые не имеют покрытия из форстерита, предложенные в Патентных документах 10-13, также основаны на ингибиторах на основе алюминия, и не упоминают улучшение адгезии изоляционного покрытия в листах электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой с добавлением B, раскрытых в Патентных документах 2-6. Хотя лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без покрытия из форстерита, в который добавлен B, имеет низкие потери в стали, все еще остается проблема с адгезией изоляционного покрытия, требуемой для ленточного сердечника.However, the grain oriented electrical steel sheets that do not have forsterite coating proposed in Patent Documents 10 to 13 are also based on aluminum-based inhibitors, and do not mention improving the adhesion of the insulating coating in the grain oriented electrical steel sheets with the addition of B disclosed in Patent Documents 2-6. Although the grain-oriented electrical steel sheet without a forsterite coating in which B is added has a low steel loss, there is still a problem with the adhesion of the insulating coating required for the core strip.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS
[0019][0019]
[Патентный документ 1][Patent document 1]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S48-039338Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. S48-039338
[Патентный документ 2][Patent Document 2]
Американский патент № 3905842US Patent No. 3905842
[Патентный документ 3][Patent Document 3]
Американский патент № 3905843US Patent No. 3905843
[Патентный документ 4][Patent Document 4]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H01-230721Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H01-230721
[Патентный документ 5][Patent Document 5]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H01-283324Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H01-283324
[Патентный документ 6][Patent Document 6]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H10-140243Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H10-140243
[Патентный документ 7][Patent Document 7]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H07-278670Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H07-278670
[Патентный документ 8][Patent Document 8]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H11-106827Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H11-106827
[Патентный документ 9][Patent Document 9]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2002-173715Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2002-173715
[Патентный документ 10][Patent Document 10]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S60-131976Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. S60-131976
[Патентный документ 11][Patent Document 11]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H06-184762Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H06-184762
[Патентный документ 12][Patent Document 12]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H07-278833Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H07-278833
[Патентный документ 13][Patent Document 13]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2002-348643Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2002-348643
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION
[0020][0020]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий низкие потери в стали без покрытия из форстерита, был получен как материал для металлического сердечника с использованием вышеупомянутых обычных методик, но когда производится трансформатор, особенно трансформатор с ленточным сердечником, имеется проблема, заключающаяся в том, что изоляционное покрытие отслаивается на сильно изогнутой обрабатываемой части на внутренней периферийной стороне стального листа, и эта проблема все еще не решена. В то время как требуются высокоэффективные трансформаторы, вышеупомянутая проблема требует своего решения для промышленного производства высокоэффективных трансформаторов.A grain-oriented electrical steel sheet having low loss in uncoated forsterite steel has been produced as a metal core material using the above-mentioned conventional techniques, but when a transformer, especially a strip-core transformer, is produced, there is a problem in that the insulating coating peels off on a highly curved workpiece on the inner peripheral side of the steel sheet, and this problem has not yet been solved. While high efficiency transformers are required, the aforementioned problem needs to be solved for industrial production of high efficiency transformers.
[0021][0021]
Настоящее изобретение было создано с учетом текущего состояния традиционных технологий, его техническая проблема состоит в том, чтобы предотвратить отслаивание изоляционного покрытия, образующегося на сильно изогнутой обрабатываемой части стального листа, служащей внутренней периферийной стороной сердечника, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющем низкие потери в стали, который использует BN в качестве ингибитора и не имеет покрытия из форстерита, который используется в качестве материала металлического сердечника для трансформатора, особенно трансформатора с ленточным сердечником, и его задачей является предложить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий превосходную адгезию изоляционного покрытия и низкие потери в стали, который решал бы вышеупомянутую проблему.The present invention has been made in view of the current state of conventional technology, its technical problem is to prevent peeling of an insulating coating formed on a highly curved workpiece portion of a steel sheet serving as the inner peripheral side of a core in a grain-oriented electrical steel sheet having low loss in steel, which uses BN as an inhibitor and does not have forsterite coating, which is used as a metal core material for a transformer, especially a strip-core transformer, and its task is to offer a grain-oriented electrical steel sheet having excellent adhesion of insulating coatings and low losses in steel, which would solve the above problem.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫREMEDIES FOR SOLVING THE PROBLEM
[0022][0022]
В листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющем низкие потери в стали, который использует BN в качестве ингибитора и не имеет покрытия форстерита, для того, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия, важно сильно выровнять кристаллические зерна в ориентации {110}<001> при вторичной рекристаллизации, чтобы увеличить плотность магнитного потока и управлять формой осаждения B в стальном листе.In a grain-oriented electrical steel sheet having low steel loss, which uses BN as an inhibitor and has no forsterite coating, in order to improve the adhesion of the insulating coating, it is important to strongly align the crystal grains in the {110}<001> orientation when secondary recrystallization to increase the magnetic flux density and control the deposition shape B in the steel sheet.
[0023][0023]
В случае использования BN в качестве ингибитора, когда BN после финишного отжига выделяется по всей толщине стального листа, гистерезисные потери увеличиваются и мешают получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий низкие потери в стали, и адгезия изоляционного покрытия также становится недостаточной.In the case of using BN as an inhibitor, when BN precipitates through the entire thickness of the steel sheet after finish annealing, the hysteresis loss increases and prevents the grain-oriented electrical steel sheet having low steel loss from being obtained, and the adhesion of the insulating coating also becomes insufficient.
[0024][0024]
Основываясь на этих фактах, авторы настоящего изобретения тщательно изучили способ решения вышеупомянутых проблем. В результате было найдено, что вышеупомянутые проблемы в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, не имеющем покрытия из форстерита, могут быть решены путем осаждения B в виде мелкого сферического BN на поверхностном слое стального листа, содержащем оксидный слой, состоящий в основном из оксида кремния.Based on these facts, the inventors of the present invention carefully studied the method of solving the above problems. As a result, it has been found that the aforementioned problems in a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite coating can be solved by depositing B as fine spherical BN on a surface layer of the steel sheet containing an oxide layer mainly composed of silicon oxide. .
Настоящее изобретение было сделано на основе вышеописанных находок, и его суть заключается в следующем.The present invention was made on the basis of the above findings, and its essence is as follows.
[0025][0025]
(1) Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, включающий в себя основной стальной лист, промежуточный слой, который расположенный в контакте с основным стальным листом и состоит в основном из оксида кремния, и изоляционное покрытие, которое контактирует с промежуточным слоем и состоит в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния, содержащий в своем химическом составе, в мас.%: С: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 0,05-1,00%, кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%, N: 0,0040% или меньше, S: 0,0100% или меньше, В: 0,0005-0,0080%, с остатком из Fe и примесей, причем BN, имеющий средний размер частиц 50-300 нм, присутствует на поверхностном слое промежуточного слоя, когда полная толщина основного стального листа и промежуточного слоя определяется как d, время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешней поверхности промежуточного слоя, когда интенсивность эмиссии B измеряется с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS), определяется как t(d/100), и время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя определяется как t(d/10), интенсивность эмиссии IB_t(d/100) B в момент времени t(d/100) и интенсивность эмиссии IB_t(d/10) B в момент времени t(d/10) удовлетворяют следующему Уравнению (1), и отношение большой оси к малой оси BN составляет 1,5 или меньше.(1) A grain-oriented electrical steel sheet, including a base steel sheet, an intermediate layer that is in contact with the base steel sheet and is mainly composed of silicon oxide, and an insulating coating that is in contact with the intermediate layer and is mainly from phosphate and colloidal silicon dioxide, containing in its chemical composition, in wt.%: C: 0.085% or less, Si: 0.80-7.00%, Mn: 0.05-1.00%, acid-soluble Al: 0.010-0.065%, N: 0.0040% or less, S: 0.0100% or less, B: 0.0005-0.0080%, with the remainder of Fe and impurities, with BN having an average particle size of 50- 300 nm, present on the surface layer of the intermediate layer, when the total thickness of the base steel sheet and the intermediate layer is determined as d, the time to reach the position of sputtering depth d/100 from the outer surface of the intermediate layer, when the emission intensity B is measured using glow discharge emission spectrometry (GDS ) , is defined as t(d/100), and the time to reach the spray depth position d/10 from the outer surface of the intermediate layer is defined as t(d/10), emission intensity I B_t(d/100) B at time t(d/ 100) and the emission intensity I B_t(d/10) B at time t(d/10) satisfy the following Equation (1), and the ratio of the major axis to the minor axis BN is 1.5 or less.
IB_t(d/100)>IB_t(d/10) Уравнение (1)I B_t(d/100) >I B_t(d/10) Equation (1)
[0026][0026]
(2) Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. (1), в котором численная плотность BN на поверхностном слое промежуточного слоя составляет 2×106 шт./мм2 или больше.(2) The grain-oriented electrical steel sheet according to (1), wherein the number density of BN on the surface layer of the intermediate layer is 2×10 6 pcs/mm 2 or more.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯBENEFICIAL EFFECTS OF THE INVENTION
[0027][0027]
В соответствии с настоящим изобретением, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, использующем BN в качестве ингибитора, можно предотвратить отслаивание изоляционного покрытия на сильно изогнутой части стального листа, служащей внутренней периферийной стороной металлического сердечника, и можно устойчиво обеспечить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий превосходную адгезию изоляционного покрытия, низкие потери в стали и превосходную пригодность для производства ленточного сердечника.According to the present invention, in a grain-oriented electrical steel sheet using BN as an inhibitor, peeling of an insulating coating on a strongly curved portion of the steel sheet serving as the inner peripheral side of a metal core can be prevented, and the grain-oriented electrical steel sheet can be stably provided. structure, having excellent adhesion of the insulating coating, low steel loss and excellent suitability for the production of strip core.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯEMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0028][0028]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по настоящему изобретению, имеющий отличную адгезию изоляционного покрытия без покрытия из форстерита (в дальнейшем может упоминаться просто как «лист электротехнической стали по настоящему изобретению»), включает в себя основной стальной лист, промежуточный слой, который расположен в контакте с основным стальным листом и состоит в основном из оксида кремния, и изоляционное покрытие, которое контактирует с промежуточным слоем и состоит в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния, в котором основной стальной лист содержит в своем химическом составе, в мас.%: C: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 0,05-1,00%, кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%, N: 0,0040% или меньше, S: 0,0100% или меньше, В: 0,0005-0,0080%, с остатком из Fe и примесей, причем BN, имеющий средний размер частиц 50-300 нм, присутствует на поверхностном слое промежуточного слоя, когда полная толщина основного стального листа и промежуточного слоя определяется как d, время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешней поверхности промежуточного слоя, когда интенсивность эмиссии B измеряется с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS), определяется как t(d/100), и время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя определяется как t(d/10), интенсивность эмиссии IB_t(d/100) B в момент времени t(d/100) и интенсивность эмиссии IB_t(d/10) B в момент времени t(d/10) удовлетворяют следующему Уравнению (1), и отношение большой оси к малой оси BN в поверхностном слое промежуточного слоя составляет 1,5 или меньше.The grain-oriented electrical steel sheet of the present invention having excellent adhesion of the uncoated insulating coating of forsterite (hereinafter, may be simply referred to as the "electrical steel sheet of the present invention") includes a base steel sheet, an intermediate layer, which is located in in contact with the base steel sheet and consists mainly of silicon oxide, and an insulating coating that is in contact with the intermediate layer and consists mainly of phosphate and colloidal silicon dioxide, in which the base steel sheet contains in its chemical composition, in wt%: C : 0.085% or less, Si: 0.80-7.00%, Mn: 0.05-1.00%, acid-soluble Al: 0.010-0.065%, N: 0.0040% or less, S: 0.0100 % or less, B: 0.0005-0.0080%, with the remainder of Fe and impurities, and BN having an average particle size of 50-300 nm is present on the surface layer of the intermediate layer when the total thickness of the base steel sheet and the intermediate layer oa is defined as d, the time to reach the sputter depth position d/100 from the outer surface of the intermediate layer when the emission intensity B is measured using glow discharge emission spectrometry (GDS) is defined as t(d/100), and the time to reach the sputter depth position d /10 from the outer surface of the intermediate layer is defined as t(d/10), emission intensity I B_t(d/100) B at time t(d/100) and emission intensity I B_t(d/10) B at time t (d/10) satisfy the following Equation (1), and the ratio of the major axis to the minor axis BN in the surface layer of the intermediate layer is 1.5 or less.
IB_t(d/100)>IB_t(d/10) Уравнение (1)I B_t(d/100) >I B_t(d/10) Equation (1)
[0029][0029]
Кроме того, лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по настоящему изобретению отличается тем, что численная плотность BN на поверхностном слое промежуточного слоя составляет 2×106 шт./мм2 или больше.In addition, the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention is characterized in that the number density of BN on the surface layer of the intermediate layer is 2×10 6 pcs/mm 2 or more.
[0030][0030]
Сначала будет описана причина ограничения химического состава основного стального листа в электротехническом стальном листе по настоящему изобретению. В дальнейшем «%» означает «мас.%», если явно не указано иное.First, the reason for limiting the chemical composition of the base steel sheet in the electrical steel sheet of the present invention will be described. Hereinafter, "%" means "wt.%", unless explicitly stated otherwise.
[0031][0031]
<Компонентный состав основного стального листа (химический состав)><Component composition of base steel sheet (chemical composition)>
C: 0,085% или меньшеC: 0.085% or less
C является элементом, эффективным для управления структурой первичной рекристаллизации, но поскольку он оказывает негативное влияние на магнитные характеристики, он является элементом, удаляемым с помощью обезуглероживающего отжига перед финишным отжигом. Когда количество C превышает 0,085% в конечном продукте, образуются выделения старения, и гистерезисные потери увеличиваются, и поэтому количество C устанавливается равным 0,085% или меньше. Содержание С предпочтительно составляет 0,070% или меньше, и более предпочтительно 0,050% или меньше.C is an element effective for controlling the primary recrystallization structure, but since it has a negative effect on magnetic characteristics, it is an element removed by decarburization annealing before finishing annealing. When the amount of C exceeds 0.085% in the final product, aging precipitates are generated and hysteresis loss increases, and therefore the amount of C is set to 0.085% or less. The C content is preferably 0.070% or less, and more preferably 0.050% or less.
[0032][0032]
Нижний предел его содержания включает в себя 0%, но, когда количество C уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество C обычно уменьшается приблизительно до 0,001% или меньше с помощью обезуглероживающего отжига.The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of C is reduced to less than 0.0001%, the production cost greatly increases, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for the actual steel sheet. In addition, in the grain-oriented electrical steel sheet, the amount of C is generally reduced to about 0.001% or less by decarburization annealing.
[0033][0033]
Si: 0,80-7,00%Si: 0.80-7.00%
Si является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление электротехнического стального листа и улучшает характеристики потерь в стали. Когда количество Si составляет менее 0,80%, γ-превращение происходит во время финишного отжига, кристаллическая ориентация стального листа ухудшается, и поэтому количество Si устанавливается равным 0,80% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 1,50% или больше, и более предпочтительно 2,50% или больше.Si is an element that increases the electrical resistance of the electrical steel sheet and improves the loss characteristics of the steel. When the amount of Si is less than 0.80%, γ-transformation occurs during finish annealing, the crystal orientation of the steel sheet deteriorates, and therefore the amount of Si is set to 0.80% or more. The Si content is preferably 1.50% or more, and more preferably 2.50% or more.
[0034][0034]
С другой стороны, когда количество Si превышает 7,00%, обрабатываемость уменьшается, и трещины образуются во время прокатки, и поэтому количество Si устанавливается равным 7,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 5,50% или меньше, и более предпочтительно 4,50% или меньше.On the other hand, when the amount of Si exceeds 7.00%, workability decreases and cracks are generated during rolling, and therefore the amount of Si is set to 7.00% or less. The Si content is preferably 5.50% or less, and more preferably 4.50% or less.
[0035][0035]
Mn: 0,05-1,00%Mn: 0.05-1.00%
Mn является элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и соединяется с S, образуя MnS, который функционирует как ингибитор. Когда количество Mn составляет менее 0,05%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество Mn устанавливается равным 0,05% или больше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,07% или больше, и более предпочтительно 0,09% или больше.Mn is an element that prevents cracking during hot rolling and combines with S to form MnS, which functions as an inhibitor. When the amount of Mn is less than 0.05%, the addition effect is insufficiently obtained, and therefore the amount of Mn is set to 0.05% or more. The Mn content is preferably 0.07% or more, and more preferably 0.09% or more.
[0036][0036]
С другой стороны, когда количество Mn превышает 1,00%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество Mn устанавливается равным 1,00% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,80% или меньше, и более предпочтительно 0,60% или меньше.On the other hand, when the amount of Mn exceeds 1.00%, the precipitation and dispersion of MnS become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization pattern cannot be obtained, the magnetic flux density decreases, and therefore the amount of Mn is set to 1.00% or less. The Mn content is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.60% or less.
[0037][0037]
Кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%Acid-soluble Al: 0.010-0.065%
Кислоторастворимый Al является элементом, который связывается с N с образованием (Al, Si)N, который функционирует как ингибитор. Когда количество кислоторастворимого Al составляет менее 0,010%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и вторичная рекристаллизация протекает в недостаточной степени, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,010% или больше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,015 мас.% или больше, и более предпочтительно 0,020 мас.% или больше.Acid-soluble Al is an element that binds to N to form (Al, Si)N, which functions as an inhibitor. When the amount of acid-soluble Al is less than 0.010%, the effect of addition is insufficiently obtained and the secondary recrystallization is insufficient, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.010% or more. The content of acid-soluble Al is preferably 0.015 mass% or more, and more preferably 0.020 mass% or more.
[0038][0038]
С другой стороны, когда количество кислоторастворимого Al превышает 0,065%, выделение и дисперсия (Al, Si)N становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,065% или меньше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,050% или меньше, и более предпочтительно 0,040% или меньше.On the other hand, when the amount of acid-soluble Al exceeds 0.065%, the precipitation and dispersion of (Al, Si)N become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic flux density decreases, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.065% or less. The acid-soluble Al content is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.040% or less.
[0039][0039]
N: 0,0040% или меньшеN: 0.0040% or less
N является элементом, который объединяется с Al, образуя AlN, который функционирует как ингибитор, но когда его количество в конечном продукте составляет 0,0040% или больше, он выделяется как AlN в стальном листе и увеличивает гистерезисные потери, и поэтому количество N устанавливается равным 0,0040% или меньше. Нижний предел его содержания включает в себя 0%, но когда количество N уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество N обычно уменьшается приблизительно до 0,0001% или меньше с помощью финишного отжига.N is an element that combines with Al to form AlN, which functions as an inhibitor, but when its amount in the final product is 0.0040% or more, it precipitates as AlN in the steel sheet and increases the hysteresis loss, and therefore the amount of N is set to 0.0040% or less. The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of N is reduced to less than 0.0001%, the production cost increases significantly, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for the actual steel sheet. In addition, in the grain-oriented electrical steel sheet, the amount of N is generally reduced to about 0.0001% or less by finishing annealing.
[0040][0040]
S: 0,0100% или меньшеS: 0.0100% or less
S объединяется с Mn и функционирует как ингибитор, но когда количество S превышает 0,0100% в конечном продукте, она выделяется как MnS в стальном листе, и гистерезисные потери увеличиваются, и поэтому количество S устанавливается равным 0,0100% или меньше. Нижний предел содержания S включает в себя 0%, но когда количество S уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество S обычно уменьшается приблизительно до 0,005% или меньше с помощью финишного отжига.S combines with Mn and functions as an inhibitor, but when the amount of S exceeds 0.0100% in the final product, it is released as MnS in the steel sheet, and the hysteresis loss increases, and therefore the amount of S is set to 0.0100% or less. The lower limit of the S content includes 0%, but when the amount of S is reduced to less than 0.0001%, the production cost greatly increases, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for an actual steel sheet. In addition, in the grain-oriented electrical steel sheet, the amount of S is generally reduced to about 0.005% or less by finishing annealing.
[0041][0041]
B: 0,0005-0,0080%B: 0.0005-0.0080%
B является элементом, который объединяется с N и комплексно выделяется с MnS, образуя BN, который функционирует как ингибитор.B is an element that combines with N and is complexed with MnS to form BN, which functions as an inhibitor.
[0042][0042]
Когда количество В составляет менее 0,0005%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0005% или больше. Содержание В предпочтительно составляет 0,0010% или больше, и более предпочтительно 0,0015% или больше. С другой стороны, когда количество В превышает 0,0080%, выделение и дисперсия BN становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество B устанавливается равным 0,0080% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 0,0060% или меньше, и более предпочтительно 0,0040% или меньше.When the amount of B is less than 0.0005%, the effect of the addition is insufficiently obtained, and therefore the amount of B is set to 0.0005% or more. The B content is preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0015% or more. On the other hand, when the amount of B exceeds 0.0080%, the separation and dispersion of BN become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic flux density decreases, and therefore the amount of B is set to 0.0080% or less. The Si content is preferably 0.0060% or less, and more preferably 0.0040% or less.
[0043][0043]
В компонентах основного стального листа остаток представляет собой Fe и примеси. Примеси включают в себя элементы, которые неизбежно попадают из стального сырья и/или в процессе производства стали и являются допустимыми элементами, если они не ухудшают характеристики электротехнического стального листа по настоящему изобретению.In the base steel sheet components, the remainder is Fe and impurities. The impurities include elements that are inevitably introduced from the steel raw material and/or during the steel production process and are acceptable elements as long as they do not degrade the performance of the electrical steel sheet of the present invention.
[0044][0044]
Кроме того, вместо части Fe основной стальной лист может содержать по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из Cr: 0,30% или меньше, Cu: 0,40% или меньше, P: 0,50% или меньше, Ni: 1,00% или меньше, Sn: 0,30% или меньше, Sb: 0,30% или меньше, и Bi: 0,01% или меньше, в диапазоне, в котором он не ухудшает магнитных характеристик и может улучшать другие характеристики.In addition, instead of the Fe part, the base steel sheet may contain at least one element selected from the group consisting of Cr: 0.30% or less, Cu: 0.40% or less, P: 0.50% or less, Ni: 1.00% or less, Sn: 0.30% or less, Sb: 0.30% or less, and Bi: 0.01% or less, in the range that it does not degrade the magnetic performance and can improve other characteristics.
[0045][0045]
Химический состав описанного выше основного стального листа может быть измерен с помощью обычного аналитического способа для стали. Например, химический состав может быть измерен с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно сопряженной плазмой (ICP-AES). Кроме того, кислоторастворимый Al может быть измерен с помощью ICP-AES с использованием фильтрата после нагревания и растворения образца в кислоте. Кроме того, содержание C и S может быть измерено путем использования способа поглощения инфракрасного света пламенем, а содержание N может быть измерено путем использования способа определения удельной теплопроводности при плавлении в инертном газе.The chemical composition of the above-described base steel sheet can be measured by a conventional steel analytical method. For example, the chemical composition can be measured using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). In addition, acid-soluble Al can be measured with ICP-AES using the filtrate after heating and dissolving the sample in acid. In addition, the content of C and S can be measured by using the method of absorption of infrared light by a flame, and the content of N can be measured by using the method of determining the thermal conductivity by melting in an inert gas.
[0046][0046]
<Промежуточный слой><Intermediate Layer>
Электротехнический стальной лист по настоящему изобретению включает в себя промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния и находящийся в контакте с основным стальным листом. В электротехническом стальном листе по настоящему изобретению промежуточный слой имеет функцию обеспечения адгезии основного стального листа и изоляционного покрытия.The electrical steel sheet of the present invention includes an intermediate layer mainly composed of silicon oxide in contact with the base steel sheet. In the electrical steel sheet of the present invention, the intermediate layer has the function of adhering the base steel sheet and the insulating coating.
[0047][0047]
Оксид кремния, который является основным компонентом промежуточного слоя, предпочтительно представляет собой SiOα (α = от 1,0 до 2,0). Когда α = 1,5-2,0, оксид кремния становится более устойчивым, что является более предпочтительным. Если выполняется достаточный окислительный отжиг для того, чтобы сформировать оксид кремния на поверхности стального листа, может быть сформирован SiO2, имеющий α≈2,0.The silicon oxide which is the main component of the intermediate layer is preferably SiO α (α = 1.0 to 2.0). When α=1.5-2.0, silica becomes more stable, which is more preferable. If sufficient oxidation annealing is performed to form silicon oxide on the surface of the steel sheet, SiO 2 having α≈2.0 can be formed.
[0048][0048]
Толщина промежуточного слоя (длина в направлении толщины листа) особенно не ограничивается, и может составлять, например, 1 нм или больше и 1 мкм или меньше. Толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 10 нм или больше и 500 нм или меньше.The thickness of the intermediate layer (length in the sheet thickness direction) is not particularly limited, and may be, for example, 1 nm or more and 1 μm or less. The thickness of the intermediate layer is preferably 10 nm or more and 500 nm or less.
[0049][0049]
Поверхностный слой промежуточного слоя (около границы между промежуточным слоем и изоляционным покрытием) означает диапазон от внешней поверхности промежуточного слоя до A×1/4 нм, когда толщина промежуточного слоя равна А нм.The surface layer of the intermediate layer (near the boundary between the intermediate layer and the insulation coating) means the range from the outer surface of the intermediate layer to A×1/4 nm when the thickness of the intermediate layer is A nm.
[0050][0050]
<Изоляционное покрытие><Insulating coating>
Электротехнический стальной лист по настоящему изобретению контактирует с промежуточным слоем и включает в себя изоляционное покрытие, состоящее в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния. Электротехнический стальной лист по настоящему изобретению включает в себя изоляционное покрытие, так что высокое поверхностное натяжение может быть приложено к электротехническому стальному листу по настоящему изобретению.The electrical steel sheet of the present invention is in contact with an intermediate layer and includes an insulating coating mainly composed of phosphate and colloidal silicon dioxide. The electrical steel sheet of the present invention includes an insulating coating so that a high surface tension can be applied to the electrical steel sheet of the present invention.
[0051][0051]
<Форма присутствия BN><BN Presence Form>
Средний размер частиц BN, присутствующих в поверхностном слое промежуточного слоя (в дальнейшем может упоминаться просто как поверхностный слой промежуточного слоя): 50 нм или больше и 300 нм или меньше.The average particle size of BN present in the surface layer of the intermediate layer (hereinafter may be referred to simply as the surface layer of the intermediate layer): 50 nm or more and 300 nm or less.
Если BN, имеющий средний размер частиц (длину большой оси) 50 нм или больше и 300 нм или меньше, присутствует в поверхностном слое промежуточного слоя (около границы между промежуточным слоем и изоляционным покрытием), адгезия изоляционного покрытия (адгезия между основным стальным листом и изоляционным покрытием) улучшается. Причина этого неясна, но считается, что BN, имеющий вышеупомянутый средний размер частиц, присутствует в оксидном слое (промежуточном слое) после финишного отжига или в оксидном слое (промежуточном слое), формируемом посредством термообработки для формирования промежуточного слоя, в результате чего он функционирует как якорь для оксидного слоя и улучшает адгезию изоляционного покрытия.If BN having an average particle size (major axis length) of 50 nm or more and 300 nm or less is present in the surface layer of the intermediate layer (near the boundary between the intermediate layer and the insulation coating), adhesion of the insulation coating (adhesion between the base steel sheet and the insulation coating) is improved. The reason for this is not clear, but it is believed that BN having the above average particle size is present in the oxide layer (intermediate layer) after finish annealing or in the oxide layer (intermediate layer) formed by heat treatment to form the intermediate layer, whereby it functions as anchor for the oxide layer and improve the adhesion of the insulation coating.
[0052][0052]
Поскольку BN является повторным выделением из твердого раствора, он часто имеет сферическую форму для уменьшения поверхностной энергии. Следовательно, форма BN предпочтительно является сферической. Кроме того, в настоящем варианте осуществления «сферический BN» представляет собой BN, имеющий отношение (главная ось)/(малая ось), равное 1,5 или меньше.Because BN is re-precipitated from solid solution, it is often spherical to reduce surface energy. Therefore, the shape BN is preferably spherical. In addition, in the present embodiment, "spherical BN" is a BN having a (major axis)/(minor axis) ratio of 1.5 or less.
[0053][0053]
Средний размер частиц BN составляет 50 нм или больше и 300 нм или меньше. Если средний размер частиц BN составляет менее 50 нм, когда средний размер частиц определяется большой осью выделений BN, частота выделения BN увеличивается и потери в стали увеличиваются, и таким образом средний размер частиц BN составляет 50 нм или больше. Средний размер частиц BN предпочтительно составляет 80 нм или больше.The average particle size of BN is 50 nm or more and 300 nm or less. If the average particle size of BN is less than 50 nm, when the average particle size is determined by the major axis of BN precipitation, the frequency of BN precipitation increases and steel loss increases, and thus the average particle size of BN is 50 nm or more. The average particle size of BN is preferably 80 nm or more.
[0054][0054]
Если средний размер частиц BN превышает 300 нм, частота выделения BN уменьшается, и эффект улучшения адгезии изоляционного покрытия не может быть получен в достаточной степени, и таким образом средний размер частиц BN составляет 300 нм или меньше. Средний размер частиц BN предпочтительно составляет 280 нм или меньше.If the average particle size of BN exceeds 300 nm, the emission frequency of BN decreases, and the effect of improving the adhesion of the insulation coating cannot be sufficiently obtained, and thus the average particle size of BN is 300 nm or less. The average particle size of BN is preferably 280 nm or less.
[0055][0055]
Средний размер частиц получается путем визуального наблюдения 10 полей зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа с использованием энергодисперсионного рентгеновского спектроскопа (EDS), присоединенного к сканирующему электронному микроскопу (SEM) или просвечивающему электронному микроскопу (TEM), измерения длины главных осей включений в наблюдаемых полях зрения, идентифицированных как BN, с использованием EDS, и принятия их среднего значения за средний размер частиц.The average particle size is obtained by visually observing 10 fields of view measuring 4 µm in the sheet width direction × 2 µm in the sheet thickness direction using an energy dispersive X-ray spectroscope (EDS) attached to a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM), measuring the lengths of the main axes of inclusions in the observed fields of view, identified as BN using EDS, and taking their average value as the average particle size.
[0056][0056]
Численная плотность BN: 2×106 шт./мм2 или большеBN number density: 2×10 6 pcs/mm 2 or more
Численная плотность BN, имеющего средний размер частиц 50 нм или больше и 300 нм или меньше, предпочтительно составляет 2×106 шт./мм2 или больше. Если численная плотность BN составляет менее 2×106 шт./мм2, дисперсия BN, функционирующего в качестве якоря, становится недостаточной, и эффект улучшения адгезии изоляционного покрытия не может быть получен в достаточной степени. По этой причине численная плотность BN предпочтительно составляет 2×106 шт./мм2 или больше. Численная плотность BN предпочтительно составляет 3×106 шт./мм2 или больше. Поскольку численная плотность BN изменяется в зависимости от количества B в стальном листе, никакого конкретного верхнего предела не устанавливается.The number density of BN having an average particle size of 50 nm or more and 300 nm or less is preferably 2×10 6 pcs/mm 2 or more. If the number density of BN is less than 2×10 6 pcs/mm 2 , the dispersion of BN functioning as an anchor becomes insufficient, and the adhesion improvement effect of the insulation coating cannot be sufficiently obtained. For this reason, the number density of BN is preferably 2×10 6 pieces/mm 2 or more. The number density of BN is preferably 3×10 6 pieces/mm 2 or more. Since the number density of BN varies depending on the amount of B in the steel sheet, no particular upper limit is set.
[0057][0057]
Численная плотность BN измеряется путем промывки листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукта) гидроксидом натрия, удаления изоляционного покрытия с поверхности стального листа и наблюдения поверхности стального листа (то есть, поверхностного слоя промежуточного слоя) с использованием полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FE-SEM). Численная плотность поверхностного слоя промежуточного слоя может быть измерена в его поперечном сечении, перпендикулярном к направлению прокатки стального листа, путем визуализации 10 полей зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа с использованием EDS, присоединенного к FE-SEM, и подсчета количества BN, идентифицированных с помощью EDS.The number density BN is measured by washing the grain oriented electrical steel sheet (product) with sodium hydroxide, removing the insulating coating from the surface of the steel sheet, and observing the surface of the steel sheet (i.e., the surface layer of the intermediate layer) using a field emission scanning electron microscope (FE- SEM). The number density of the surface layer of the intermediate layer can be measured in its cross section perpendicular to the rolling direction of the steel sheet by visualizing 10 fields of view of 4 µm in the sheet width direction × 2 µm in the sheet thickness direction using an EDS attached to the FE-SEM, and counting the number of BNs identified by the EDS.
[0058][0058]
В распределении B в направлении толщины стального листа, в том случае, когда концентрация (прочность) B в поверхностном слое стального листа, включая оксидный слой (промежуточный слой), находящийся на основном стальном листе стального листа после финишного отжига, или оксидный слой (промежуточный слой), сформированный термическим окислением, является более низкой, чем концентрация (прочность) B в основном стальном листе, BN не осаждается на поверхностном слое стального листа, или даже если он осаждается, то в небольшом количестве, и адгезия изоляционного покрытия становится недостаточной. Кроме того, поверхностный слой стального листа означает часть в пределах от внешней поверхности промежуточного слоя к положению, отстоящему от границы между поверхностью основного железа и промежуточного слоя на 1/100 толщины основного железа. Следовательно, поверхностный слой стального листа включает в себя промежуточный слой и часть основного стального листа.In the distribution of B in the thickness direction of the steel sheet, in the case where the concentration (strength) of B in the surface layer of the steel sheet, including the oxide layer (intermediate layer) located on the base steel sheet of the steel sheet after finish annealing, or the oxide layer (intermediate layer ) formed by thermal oxidation is lower than the concentration (strength) of B in the base steel sheet, BN is not deposited on the surface layer of the steel sheet, or even if it is deposited in a small amount, and the adhesion of the insulation coating becomes insufficient. In addition, the surface layer of the steel sheet means a portion within the outer surface of the intermediate layer to a position separated from the boundary between the surface of the base iron and the intermediate layer by 1/100 of the thickness of the base iron. Therefore, the surface layer of the steel sheet includes an intermediate layer and a portion of the base steel sheet.
[0059][0059]
IB_t(d/100)>IB_t(d/10) I B_t(d/100) >I B_t(d/10)
В листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда толщина листа за исключением изоляционного покрытия определяется как d, измерение выполняется с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS), время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешнего поверхностного слоя стального листа (внешней поверхности промежуточного слоя), исключая изоляционное покрытие, определяется как t(d/100), и время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя определяется как t(d/10), интенсивность IB эмиссии B удовлетворяет следующему Уравнению (1). Положение d/100 от внешней поверхности промежуточного слоя располагается на поверхностном слое стального листа, а положение d/10 от внешней поверхности промежуточного слоя располагается на стороне основного стального листа относительно поверхностного слоя стального листа. Следовательно, если интенсивность IB эмиссии B удовлетворяет следующему Уравнению (1), достаточное количество BN осаждается на поверхностном слое стального листа, и таким образом потери в стали не ухудшаются, а адгезия изоляционного покрытия дополнительно улучшается.In the grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment, when the thickness of the sheet excluding the insulating coating is determined as d, the measurement is performed using glow discharge emission spectrometry (GDS), the time to reach the spray depth position d/100 from the outer surface layer steel sheet (outer surface of the intermediate layer) excluding the insulating coating is defined as t(d/100), and the time to reach the spray depth position d/10 from the outer surface of the intermediate layer is defined as t(d/10), emission intensity I B B satisfies the following Equation (1). The position d/100 from the outer surface of the intermediate layer is located on the surface layer of the steel sheet, and the position d/10 from the outer surface of the intermediate layer is located on the side of the base steel sheet relative to the surface layer of the steel sheet. Therefore, if the intensity I B of the emission B satisfies the following Equation (1), a sufficient amount of BN is deposited on the surface layer of the steel sheet, and thus the steel loss is not degraded, and the adhesion of the insulation coating is further improved.
[0060][0060]
IB_t(d/100)>IB_t(d/10) Уравнение (1)I B_t(d/100) >I B_t(d/10) Equation (1)
где IB_t(d/100): интенсивность эмиссии B в момент времени t(d/100)where I B_t(d/100) : emission intensity B at time t(d/100)
IB_t(d/10): интенсивность эмиссии B в момент времени t(d/10)I B_t(d/10) : emission intensity B at time t(d/10)
[0061][0061]
Кроме того, как было описано выше, для того, чтобы точно управлять размером частиц, частотой выделения и положением присутствия BN, необходимо подходящим образом управлять скоростью понижения температуры после финишного отжига.In addition, as described above, in order to precisely control the particle size, emission rate, and presence position of BN, the rate of temperature decrease after finish annealing must be appropriately controlled.
[0062][0062]
<Идентификация слоев, составляющих лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой><Identification of Layers Constituting Grain-Oriented Electrical Steel Sheet>
Для того, чтобы идентифицировать каждый слой в структуре поперечного сечения настоящего электротехнического стального листа, линейный анализ выполняется в направлении толщины листа с использованием EDS, присоединенного к SEM или TEM, и выполняется количественный анализ химического состава каждого слоя. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются шесть элементов Fe, P, Si, O, Mg и Al.In order to identify each layer in the cross-sectional structure of the present electrical steel sheet, a linear analysis is performed in the thickness direction of the sheet using an EDS connected to SEM or TEM, and a quantitative analysis of the chemical composition of each layer is performed. The elements to be quantified are the six elements Fe, P, Si, O, Mg and Al.
[0063][0063]
Слоистая область, присутствующая в самом глубоком положении в направлении толщины листа, в которой содержание Fe составляет 80 ат.% или больше, а содержание O составляет менее 30 ат.%, исключая шум измерения, определяется как основной стальной лист.The layered region present at the deepest position in the sheet thickness direction in which the Fe content is 80 at.% or more and the O content is less than 30 at.%, excluding measurement noise, is defined as the base steel sheet.
[0064][0064]
Область, не включающая основной стальной лист, определенный выше, имеющая содержание Fe менее 80 ат.%, содержание P 5 ат.% или больше, и содержание O 30 ат.% или больше, исключая шум измерения, определяется как изоляционное покрытие.A region not including the base steel sheet as defined above, having an Fe content of less than 80 at.%, a P content of 5 at.% or more, and an O content of 30 at.% or more, excluding measurement noise, is defined as an insulating coating.
[0065][0065]
Область за исключением листа кремнистой стали и изоляционного покрытия, идентифицированных выше, определяется как промежуточный слой. В промежуточном слое предпочтительно среднее содержание Fe составляет менее 80 ат.%, среднее содержание P составляет менее 5 ат.%, среднее содержание Si составляет 20 ат.% или больше, и среднее содержание O составляет 30 ат.% или больше. Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку промежуточный слой является не покрытием из форстерита, а оксидным слоем, содержащим в основном оксид кремния, промежуточный слой может иметь среднее содержание Mg менее 20 ат.%.The area excluding the silicon steel sheet and the insulation coating identified above is defined as the intermediate layer. In the intermediate layer, preferably, the average content of Fe is less than 80 at.%, the average content of P is less than 5 at.%, the average content of Si is 20 at.% or more, and the average content of O is 30 at.% or more. Further, in the present embodiment, since the intermediate layer is not a forsterite coating but an oxide layer containing mainly silicon oxide, the intermediate layer may have an average Mg content of less than 20 at.%.
[0066][0066]
Далее будет описан способ производства электротехнического стального листа по настоящему изобретению.Next, the production method of the electrical steel sheet of the present invention will be described.
[0067][0067]
<Компоненты сляба из кремнистой стали><Silicon Steel Slab Components>
Сляб из кремнистой стали, который является материалом электротехнического стального листа по настоящему изобретению, содержит в своем химическом составе, в мас.%: C: 0,085% или меньше, Si: 0,80-7,00%, Mn: 0,05-1,00%, кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%, N: 0,0040-0,0120%, S: 0,0100% или меньше, и B: 0,0005-0,0080%.The silicon steel slab, which is the material of the electrical steel sheet of the present invention, contains in its chemical composition, in mass%: C: 0.085% or less, Si: 0.80-7.00%, Mn: 0.05- 1.00%, acid-soluble Al: 0.010-0.065%, N: 0.0040-0.0120%, S: 0.0100% or less, and B: 0.0005-0.0080%.
[0068][0068]
C: 0,085% или меньшеC: 0.085% or less
C является элементом, эффективным для управления структурой первичной рекристаллизации, но поскольку он оказывает негативное влияние на магнитные характеристики, он является элементом, удаляемым с помощью обезуглероживающего отжига перед финишным отжигом. Если количество C превышает 0,085%, время обезуглероживающего отжига становится более длительным, и производительность уменьшается, и поэтому количество C устанавливается равным 0,085% или меньше. Содержание С предпочтительно составляет 0,070% или меньше, и более предпочтительно 0,050% или меньше.C is an element effective for controlling the primary recrystallization structure, but since it has a negative effect on magnetic characteristics, it is an element removed by decarburization annealing before finishing annealing. If the C amount exceeds 0.085%, the decarburization annealing time becomes longer and the productivity decreases, and therefore the C amount is set to 0.085% or less. The C content is preferably 0.070% or less, and more preferably 0.050% or less.
[0069][0069]
Нижний предел его содержания включает в себя 0%, но, когда количество C уменьшается до величины менее 0,0001%, стоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой количество C обычно уменьшается приблизительно до 0,001% или меньше с помощью обезуглероживающего отжига.The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of C is reduced to less than 0.0001%, the production cost greatly increases, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for an actual steel sheet. In addition, in the grain-oriented electrical steel sheet, the amount of C is generally reduced to about 0.001% or less by decarburization annealing.
[0070][0070]
Si: 0,80-7,00%Si: 0.80-7.00%
Si является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление стального листа и улучшает характеристики потерь в стали. Когда количество Si составляет менее 0,80%, γ-превращение происходит во время финишного отжига, кристаллическая ориентация стального листа ухудшается, и поэтому количество Si устанавливается равным 0,80% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 1,50% или больше, и более предпочтительно 2,50% или больше.Si is an element that increases the electrical resistance of the steel sheet and improves the loss characteristics of the steel. When the amount of Si is less than 0.80%, γ-transformation occurs during finish annealing, the crystal orientation of the steel sheet deteriorates, and therefore the amount of Si is set to 0.80% or more. The Si content is preferably 1.50% or more, and more preferably 2.50% or more.
[0071][0071]
С другой стороны, когда количество Si превышает 7,00%, обрабатываемость уменьшается, и трещины образуются во время прокатки, и поэтому количество Si устанавливается равным 7,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 5,50% или меньше, и более предпочтительно 4,50% или меньше.On the other hand, when the amount of Si exceeds 7.00%, workability decreases and cracks are generated during rolling, and therefore the amount of Si is set to 7.00% or less. The Si content is preferably 5.50% or less, and more preferably 4.50% or less.
[0072][0072]
Mn: 0,05-1,00%Mn: 0.05-1.00%
Mn является элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и соединяется с S и/или Se, образуя MnS, который функционирует как ингибитор. Когда количество Mn составляет менее 0,05%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество Mn устанавливается равным 0,05% или больше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,07% или больше, и более предпочтительно 0,09% или больше.Mn is an element that prevents cracking during hot rolling and combines with S and/or Se to form MnS, which functions as an inhibitor. When the amount of Mn is less than 0.05%, the addition effect is insufficiently obtained, and therefore the amount of Mn is set to 0.05% or more. The Mn content is preferably 0.07% or more, and more preferably 0.09% or more.
[0073][0073]
С другой стороны, когда количество Mn превышает 1,00%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество Mn устанавливается равным 1,00% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,80% или меньше, и более предпочтительно 0,60% или меньше.On the other hand, when the amount of Mn exceeds 1.00%, the precipitation and dispersion of MnS become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization pattern cannot be obtained, the magnetic flux density decreases, and therefore the amount of Mn is set to 1.00% or less. The Mn content is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.60% or less.
[0074][0074]
Кислоторастворимый Al: 0,010-0,065%Acid-soluble Al: 0.010-0.065%
Кислоторастворимый Al является элементом, который связывается с N с образованием (Al, Si)N, который функционирует как ингибитор. Когда количество кислоторастворимого Al составляет менее 0,010%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и вторичная рекристаллизация протекает в недостаточной степени, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,010% или больше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,015 мас.% или больше, и более предпочтительно 0,020 мас.% или больше.Acid-soluble Al is an element that binds to N to form (Al, Si)N, which functions as an inhibitor. When the amount of acid-soluble Al is less than 0.010%, the effect of addition is insufficiently obtained and the secondary recrystallization is insufficient, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.010% or more. The acid-soluble Al content is preferably 0.015 mass% or more, and more preferably 0.020 mass% or more.
[0075][0075]
С другой стороны, когда количество кислоторастворимого Al превышает 0,065%, выделение и дисперсия (Al, Si)N становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,065% или меньше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,050% или меньше, и более предпочтительно 0,040% или меньше.On the other hand, when the amount of acid-soluble Al exceeds 0.065%, the precipitation and dispersion of (Al, Si)N become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic flux density decreases, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.065% or less. The acid-soluble Al content is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.040% or less.
[0076][0076]
N: 0,0040-0,0120%N: 0.0040-0.0120%
N является элементом, который связывается с Al, образуя AlN, функционирующий как ингибитор, но с другой стороны он также является элементом, который формирует пузыри (пустоты) в стальном листе во время холодной прокатки. Когда количество N составляет менее 0,004%, формирование AlN является недостаточным, и поэтому количество N устанавливается равным 0,004% или больше. Содержание N предпочтительно составляет 0,006% или больше, и более предпочтительно 0,007% или больше.N is an element that binds with Al to form AlN, which functions as an inhibitor, but on the other hand, it is also an element that forms bubbles (voids) in the steel sheet during cold rolling. When the amount of N is less than 0.004%, the formation of AlN is insufficient, and therefore the amount of N is set to 0.004% or more. The N content is preferably 0.006% or more, and more preferably 0.007% or more.
[0077][0077]
С другой стороны, когда количество N превышает 0,012%, пузыри (пустоты) могут образовываться в стальном листе во время холодной прокатки, и поэтому количество N устанавливается равным 0,012% или меньше. Содержание N предпочтительно составляет 0,010% или меньше, и более предпочтительно 0,009% или меньше.On the other hand, when the N amount exceeds 0.012%, bubbles (voids) may be generated in the steel sheet during cold rolling, and therefore the N amount is set to 0.012% or less. The N content is preferably 0.010% or less, and more preferably 0.009% or less.
[0078][0078]
S: 0,0100% или меньшеS: 0.0100% or less
S является элементом, который объединяется с Mn с образованием MnS, который функционирует как ингибитор.S is an element that combines with Mn to form MnS, which functions as an inhibitor.
[0079][0079]
Если содержание S составляет 0,0100% или больше, дисперсия выделений MnS становится неоднородной после очистки, и желаемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, и таким образом плотность магнитного потока уменьшается, MnS остается после очистки, и гистерезисные потери увеличиваются.If the S content is 0.0100% or more, the precipitation dispersion of MnS becomes non-uniform after purification, and the desired secondary recrystallization pattern cannot be obtained, and thus the magnetic flux density decreases, MnS remains after purification, and hysteresis loss increases.
Никакого конкретного нижнего предела не предусматривается, но предпочтительно он составляет 0,0030% или больше. Более предпочтительно это количество составляет 0,0070% или больше.No particular lower limit is provided, but it is preferably 0.0030% or more. More preferably, this amount is 0.0070% or more.
[0080][0080]
B: 0,0005-0,0080%B: 0.0005-0.0080%
B является элементом, который объединяется с N и комплексно выделяется с MnS, образуя BN, который функционирует как ингибитор.B is an element that combines with N and is complexed with MnS to form BN, which functions as an inhibitor.
[0081][0081]
Когда количество В составляет менее 0,0005%, эффект от добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0005% или больше. Содержание В предпочтительно составляет 0,0010% или больше, и более предпочтительно 0,0015% или больше. С другой стороны, когда количество В превышает 0,0080%, выделение и дисперсия BN становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока уменьшается, и поэтому количество B устанавливается равным 0,0080% или меньше. Содержание В предпочтительно составляет 0,0060% или меньше, и более предпочтительно 0,0040% или меньше.When the amount of B is less than 0.0005%, the effect of adding is insufficiently obtained, and therefore the amount of B is set to 0.0005% or more. The B content is preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0015% or more. On the other hand, when the amount of B exceeds 0.0080%, the separation and dispersion of BN become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic flux density decreases, and therefore the amount of B is set to 0.0080% or less. The B content is preferably 0.0060% or less, and more preferably 0.0040% or less.
[0082][0082]
В слябе из кремнистой стали остаток химического состава представляет собой Fe и примеси. Примеси включают в себя элементы, которые неизбежно попадают из стального сырья и/или в процессе производства стали и являются допустимыми элементами, если они не ухудшают характеристики электротехнического стального листа по настоящему изобретению.In the silicon steel slab, the remainder of the chemical composition is Fe and impurities. The impurities include elements that are inevitably introduced from the steel raw material and/or during the steel production process and are acceptable elements as long as they do not degrade the performance of the electrical steel sheet of the present invention.
[0083][0083]
Кроме того, вместо части Fe сляб из кремнистой стали может содержать по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из Cr: 0,30% или меньше, Cu: 0,40% или меньше, P: 0,50% или меньше, Ni: 1,00% или меньше, Sn: 0,30% или меньше, Sb: 0,30% или меньше, и Bi: 0,01% или менее, в диапазоне, в котором магнитные характеристики электротехнического стального листа по настоящему изобретению не ухудшаются, и другие характеристики могут быть улучшены.In addition, instead of the Fe part, the silicon steel slab may contain at least one element selected from the group consisting of Cr: 0.30% or less, Cu: 0.40% or less, P: 0.50% or less , Ni: 1.00% or less, Sn: 0.30% or less, Sb: 0.30% or less, and Bi: 0.01% or less, in the range in which the magnetic characteristics of the electrical steel sheet are really the invention is not degraded, and other characteristics can be improved.
[0084][0084]
<Производство сляба из кремнистой стали><Silicon Steel Slab Production>
Сляб из кремнистой стали получается путем непрерывной разливки или отливки слитков и прокатки слябов из расплавленной стали, имеющей требуемый состав, которая была расплавлена в конвертере или электрической печи и в случае необходимости была подвергнута вакуумной дегазации. Сляб кремнистой стали обычно представляет собой сляб, имеющий толщину 150-350 мм, предпочтительно 220-280 мм, но может быть тонким слябом с толщиной 30-70 мм. В случае тонкого сляба есть преимущество в том, что не требуется прокатка до промежуточной толщины во время производства горячекатаного листа.Silicon steel slab is obtained by continuously casting or casting ingots and rolling slabs from molten steel having a desired composition, which has been melted in a converter or an electric furnace and subjected to vacuum degassing if necessary. The silicon steel slab is usually a slab having a thickness of 150-350 mm, preferably 220-280 mm, but may be a thin slab with a thickness of 30-70 mm. In the case of a thin slab, there is an advantage that no intermediate thickness is required during the production of the hot rolled sheet.
[0085][0085]
<Температура нагрева сляба из кремнистой стали><Heating Temperature of Silicon Steel Slab>
Сляб из кремнистой стали предпочтительно нагревается до 1250°C или ниже и подвергается горячей прокатке. Если температура нагрева превышает 1250°C, количество расплавленной окалины увеличивается, и MnS и/или MnSe полностью твердорастворяются и тонко выделяются в последующих процессах, и таким образом необходимо устанавливать температуру обезуглероживающего отжига равной 900°C или выше для получения желаемого размера частиц первичной рекристаллизации. По этой причине, температура нагрева предпочтительно составляет 1250°C или ниже. Температура нагрева более предпочтительно составляет 1200°C или ниже.The silicon steel slab is preferably heated to 1250° C. or lower and subjected to hot rolling. If the heating temperature exceeds 1250°C, the amount of molten dross increases, and MnS and/or MnSe are completely solid-dissolved and finely precipitated in subsequent processes, and thus it is necessary to set the decarburization annealing temperature to 900°C or higher to obtain the desired primary recrystallization particle size. For this reason, the heating temperature is preferably 1250°C or lower. The heating temperature is more preferably 1200°C or lower.
[0086][0086]
Нижний предел температуры нагрева особенно не ограничивается, но температура нагрева предпочтительно составляет 1100°C или выше с точки зрения обеспечения обрабатываемости сляба кремнистой стали.The lower limit of the heating temperature is not particularly limited, but the heating temperature is preferably 1100° C. or higher from the viewpoint of ensuring the workability of the silicon steel slab.
[0087][0087]
<Горячая прокатка и отжиг в горячем состоянии><Hot rolling and hot annealing>
Сляб из кремнистой стали, нагретый до 1250°C или ниже, подвергается горячей прокатке для получения горячекатаного листа. При отжиге в горячем состоянии (в горячей полосе) горячекатаный лист нагревается при 1000-1150°C (температура первой стадии) для рекристаллизации, а затем нагревается до 850-1100°C (температура второй стадии), более низкой, чем температура первой стадии, и отжигается для гомогенизации неоднородной структуры, образующейся во время горячей прокатки. Отжиг в горячем состоянии предпочтительно выполняется один или более раз, чтобы гомогенизировать предысторию горячекатаного листа при горячей прокатке перед тем, как он будет подвергнут конечной холодной прокатке.The silicon steel slab heated to 1250°C or less is hot rolled to obtain a hot rolled sheet. In hot strip annealing, the hot rolled sheet is heated at 1000-1150°C (first stage temperature) to recrystallize, and then heated to 850-1100°C (second stage temperature), lower than the first stage temperature, and annealed to homogenize the inhomogeneous structure formed during hot rolling. The hot annealing is preferably performed one or more times in order to homogenize the hot rolling history of the hot rolled sheet before it is subjected to final cold rolling.
[0088][0088]
При отжиге в горячем состоянии температура первой стадии сильно влияет на выделение ингибитора в последующих процессах. Если температура первой стадии превышает 1150°C, ингибитор тонко выделяется в последующих процессах, и температура обезуглероживающего отжига для получения желаемого размера частиц первичной рекристаллизации должна составлять 900°C или выше. По этой причине, температура первой стадии предпочтительно составляет 1150°C или ниже. Температура первой стадии более предпочтительно составляет 1120°C или ниже.During hot annealing, the temperature of the first stage strongly affects the release of the inhibitor in subsequent processes. If the temperature of the first stage exceeds 1150°C, the inhibitor is finely precipitated in subsequent processes, and the temperature of decarburization annealing to obtain the desired primary recrystallization particle size should be 900°C or higher. For this reason, the temperature of the first stage is preferably 1150° C. or lower. The temperature of the first stage is more preferably 1120°C or lower.
[0089][0089]
С другой стороны, если температура первой стадии составляет менее 1000°C, рекристаллизация является недостаточной, и гомогенизация структуры горячекатаного листа не достигается, и таким образом температура первой стадии предпочтительно составляет 1000°C или выше. Температура первой стадии более предпочтительно составляет 1030°C или выше.On the other hand, if the temperature of the first stage is less than 1000°C, recrystallization is insufficient and homogenization of the structure of the hot-rolled sheet is not achieved, and thus the temperature of the first stage is preferably 1000°C or higher. The temperature of the first stage is more preferably 1030°C or higher.
[0090][0090]
Если температура второй стадии превышает 1100°C, ингибитор тонко выделяется в последующих процессах, как и в случае температуры первой стадии, и таким образом температура второй стадии предпочтительно составляет 1100°C или ниже. Температура второй стадии более предпочтительно составляет 1070°C или ниже. С другой стороны, если температура второй стадии составляет менее 850°C, γ-фаза не образуется, и гомогенизация структуры горячекатаного листа не достигается, и таким образом температура второй стадии предпочтительно составляет 850°C или выше. Температура второй стадии более предпочтительно составляет 880°C или выше.If the second stage temperature exceeds 1100°C, the inhibitor is thinly released in subsequent processes, as in the case of the first stage temperature, and thus the second stage temperature is preferably 1100°C or lower. The temperature of the second stage is more preferably 1070°C or lower. On the other hand, if the temperature of the second stage is less than 850°C, the γ phase is not formed and homogenization of the structure of the hot-rolled sheet is not achieved, and thus the temperature of the second stage is preferably 850°C or higher. The temperature of the second stage is more preferably 880°C or higher.
[0091][0091]
<Холодная прокатка><Cold rolling>
Стальной лист, который был подвергнут отжигу в горячем состоянии, подвергается холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними, чтобы получить стальной лист с окончательной толщиной. Холодная прокатка может выполняться при комнатной температуре (10-30°C), или стальной лист может быть нагрет до температуры выше комнатной, например, до приблизительно 200°C для теплой прокатки.The steel sheet that has been hot annealed is cold rolled one or more times with intermediate annealing in between to obtain a steel sheet with a final thickness. Cold rolling may be carried out at room temperature (10-30°C), or the steel sheet may be heated to above room temperature, for example up to about 200°C for warm rolling.
[0092][0092]
<Обезуглероживающий отжиг><Decarburizing Annealing>
С целью удаления C из стального листа и управления размером зерна первичной рекристаллизации до желаемого размера в стальном листе, имеющем окончательную толщину, обезуглероживающий отжиг выполняется во влажной атмосфере со степенью окисления менее 0,15. Например, предпочтительно выполнять обезуглероживающий отжиг при температуре 770-950°C в течение такого времени, пока размер частиц первичной рекристаллизации не станет равным 15 мкм или больше. Здесь степень окисления получается путем деления парциального давления (PH2O) водяного пара в атмосферном газе на парциальное давление (PH2) водорода, то есть PH2O/PH2.In order to remove C from the steel sheet and control the primary recrystallization grain size to a desired size in the steel sheet having a final thickness, decarburization annealing is performed in a humid atmosphere with an oxidation state of less than 0.15. For example, it is preferable to perform decarburization annealing at a temperature of 770-950°C for such a time until the primary recrystallization particle size becomes 15 μm or more. Here, the oxidation state is obtained by dividing the partial pressure (P H2O ) of water vapor in atmospheric gas by the partial pressure (P H2 ) of hydrogen, i.e. P H2O /P H2 .
[0093][0093]
Если температура обезуглероживающего отжига составляет менее 770°C, желаемый размер кристаллического зерна не может быть получен, и таким образом температура обезуглероживающего отжига предпочтительно составляет 770°C или выше. Температура обезуглероживающего отжига более предпочтительно составляет 800°C или выше. С другой стороны, если температура обезуглероживающего отжига превышает 950°C, размер кристаллического зерна превышает желаемый, и таким образом температура обезуглероживающего отжига предпочтительно составляет 950°C или ниже. Температура обезуглероживающего отжига более предпочтительно составляет 920°C или ниже.If the decarburization annealing temperature is less than 770°C, the desired crystal grain size cannot be obtained, and thus the decarburization annealing temperature is preferably 770°C or higher. The decarburization annealing temperature is more preferably 800° C. or higher. On the other hand, if the decarburization annealing temperature exceeds 950°C, the crystal grain size is larger than desired, and thus the decarburization annealing temperature is preferably 950°C or lower. The decarburization annealing temperature is more preferably 920° C. or lower.
[0094][0094]
<Обработка азотирования><Nitriding Treatment>
Перед финишным отжигом лист обезуглероженной отожженной стали подвергается обработке азотирования так, чтобы содержание N в стальном листе составило 40-1000 частей на миллион. Способ обработки азотирования особенно не ограничивается, и, например, лист обезуглероженной отожженной стали может быть обработан газообразным аммиаком. Если содержание N в стальном листе после обработки азотирования составляет менее 40 частей на миллион, AlN выделяется в недостаточной степени и не функционирует как ингибитор, и таким образом содержание N в стальном листе после обработки азотирования предпочтительно составляет 40 частей на миллион или больше. Содержание N в стальном листе после обработки азотирования более предпочтительно составляет 80 частей на миллион или больше.Before finishing annealing, the decarburized annealed steel sheet is subjected to a nitriding treatment so that the N content of the steel sheet is 40-1000 ppm. The nitriding treatment method is not particularly limited, and, for example, the decarburized annealed steel sheet may be treated with ammonia gas. If the N content of the steel sheet after the nitriding treatment is less than 40 ppm, AlN is not sufficiently released and does not function as an inhibitor, and thus the N content of the steel sheet after the nitriding treatment is preferably 40 ppm or more. The N content in the steel sheet after the nitriding treatment is more preferably 80 ppm or more.
[0095][0095]
С другой стороны, если содержание N в стальном листе превышает 1000 частей на миллион, AlN чрезмерно присутствует даже после завершения вторичной рекристаллизации в последующем финишном отжиге, и потери в стали увеличиваются, и таким образом содержание N предпочтительно составляет 1000 частей на миллион или меньше. Содержание N в стальном листе после обработки азотирования более предпочтительно составляет 970 частей на миллион или меньше.On the other hand, if the N content of the steel sheet exceeds 1000 ppm, AlN is excessively present even after completion of the secondary recrystallization in the subsequent finish annealing, and steel loss increases, and thus the N content is preferably 1000 ppm or less. The N content in the steel sheet after the nitriding treatment is more preferably 970 ppm or less.
[0096][0096]
<Нанесение отжигового сепаратора><Applying the annealing separator>
Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид магния в качестве главного компонента, наносится на обработанный азотированием стальной лист и подвергается финишному отжигу. Стеклянная пленка из форстерита формируется на поверхности стального листа при финишном отжиге, и это покрытие удаляется такими средствами, как травление и шлифование. После удаления стеклянной пленки поверхность стального листа предпочтительно сглаживается химической или электролитической полировкой.Then, an annealing separator containing magnesium oxide as the main component is applied to the nitrided steel sheet and finished annealed. A forsterite glass film is formed on the surface of the steel sheet during finish annealing, and this coating is removed by means such as pickling and grinding. After removing the glass film, the surface of the steel sheet is preferably smoothed by chemical or electrolytic polishing.
[0097][0097]
Альтернативно отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве главного компонента, может использоваться вместо содержащего оксид магния отжигового сепаратора, и обработанный азотированием стальной лист покрывается этим сепаратором, сушится, сматывается в рулон после высыхания, и подвергается финишному отжигу (вторичному рекристаллизационному и/или очищающему отжигу). Благодаря финишному отжигу можно предотвратить формирование покрытия из неорганического минерального вещества, такого как форстерит, чтобы произвести лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. После производства поверхность стального листа предпочтительно сглаживается химической или электролитической полировкой.Alternatively, an annealing separator containing alumina as the main component can be used instead of an annealing separator containing magnesium oxide, and the nitrided steel sheet is coated with this separator, dried, rolled up after drying, and subjected to finishing annealing (secondary recrystallization and/or cleaning annealing). ). By finishing annealing, it is possible to prevent the formation of a coating of an inorganic mineral substance such as forsterite to produce a grain-oriented electrical steel sheet. After production, the surface of the steel sheet is preferably smoothed by chemical or electrolytic polishing.
[0098][0098]
<Финишный отжиг><Finish annealing>
[Отжиг вторичной рекристаллизации][Secondary recrystallization annealing]
В отжиге вторичной рекристаллизации финишного отжига кристаллические зерна в предпочтительной ориентации {110}<001> выращиваются благодаря функции ингибитора BN. Отжиг вторичной рекристаллизации представляет собой процесс отжига стального листа, покрытого отжиговым сепаратором, при скорости нагревания 15°C/час или меньше в диапазоне температур 1000-1100°C в процессе нагревания вплоть до температуры очищающего отжига. Скорость нагревания в диапазоне температур 1000 к 1100°C более предпочтительно составляет 10°C/час или меньше. При отжиге вторичной рекристаллизации вместо управления скоростью нагревания стальной лист, покрытый отжиговым сепаратором, может быть выдержан в диапазоне температур 1000-1100°C в течение 10 час или больше.In the secondary recrystallization annealing of the finish annealing, crystal grains in the preferred {110}<001> orientation are grown due to the function of the BN inhibitor. Secondary recrystallization annealing is a process of annealing a steel sheet coated with an annealing cage at a heating rate of 15°C/hour or less in a temperature range of 1000-1100°C during heating up to a cleaning annealing temperature. The heating rate in the temperature range of 1000 to 1100°C is more preferably 10°C/hour or less. In the secondary recrystallization annealing, instead of controlling the heating rate, the steel sheet coated with the annealing cage can be kept in the temperature range of 1000-1100° C. for 10 hours or more.
[0099][0099]
[Очищающий отжиг][Purifying annealing]
Стальной лист, который был подвергнут отжигу вторичной рекристаллизации, может быть подвергнут очищающему отжигу после отжига вторичной рекристаллизации. Когда стальной лист после завершения вторичной рекристаллизации подвергается очищающему отжигу, выделения, использованные в качестве ингибитора, устраняются, и гистерезисные потери в конечных магнитных характеристиках уменьшаются. Очищающий отжиг предпочтительно выполняется путем выдержки при 1200°C в течение 10-30 час, например, в водородной атмосфере.The steel sheet which has been subjected to the secondary recrystallization annealing may be subjected to a purification annealing after the secondary recrystallization annealing. When the steel sheet is subjected to cleaning annealing after completion of secondary recrystallization, the precipitates used as an inhibitor are eliminated and the hysteresis loss in the final magnetic characteristics is reduced. The cleaning annealing is preferably carried out by holding at 1200°C for 10-30 hours, for example, in a hydrogen atmosphere.
[0100][0100]
Для того, чтобы обеспечить средний размер частиц BN в диапазоне 50-300 нм, скорость понижения температуры в диапазоне температур 1200-1000°C должна составлять меньше чем 50°C/час. Кроме того, скорость понижения температуры в диапазоне температур 1000-600°C составляет менее 30°C/час.In order to provide an average particle size of BN in the range of 50-300 nm, the rate of temperature decrease in the temperature range of 1200-1000°C should be less than 50°C/hour. In addition, the rate of temperature decrease in the temperature range of 1000-600°C is less than 30°C/hour.
[0101][0101]
Причина задания такой скорости понижения температуры является следующей.The reason for setting such a rate of temperature decrease is as follows.
BN становится твердым раствором B и твердым раствором N в диапазоне высоких температур, и N, который не может быть твердорастворен, выпускается в атмосферу во время понижения температуры, но во время понижения температуры B, который не может быть твердорастворен, не выпускается в атмосферу, а выделяется как соединения B, например, BN, Fe2B и Fe3B, на поверхностном слое стального листа, включая промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния, или внутри стального листа. Если твердый раствор N присутствует внутри стального листа в недостаточной степени, BN не выделяется, а выделяются Fe2B или Fe3B.BN becomes B solid solution and N solid solution in the high temperature range, and N, which cannot be solid dissolved, is released into the atmosphere at the time of temperature decrease, but during temperature decrease, B, which cannot be solid solution, is not released into the atmosphere, but is released as compounds B, for example, BN, Fe 2 B and Fe 3 B, on the surface layer of the steel sheet, including the intermediate layer consisting mainly of silicon oxide, or inside the steel sheet. If the N solid solution is not sufficiently present inside the steel sheet, BN is not released, but Fe 2 B or Fe 3 B are released.
[0102][0102]
Во время понижения температуры от диапазона высоких температур, если скорость понижения температуры является подходящей, твердорастворенный N выпускается за пределы системы, Fe2B или Fe3B выделяются в стальном листе, и выделившиеся Fe2B или Fe3B растут по Оствальду и становятся грубыми. Твердорастворенный B в поверхностном слое стального листа соединяется с N из атмосферы и выделяется как тонкий BN в оксидном слое, присутствующем на поверхностном слое или внешнем слое стального листа.During the temperature decrease from the high temperature range, if the temperature decrease rate is suitable, the solid solution N is discharged outside the system, Fe 2 B or Fe 3 B is precipitated in the steel sheet, and the precipitated Fe 2 B or Fe 3 B grows Ostwald and becomes coarse . Solid dissolved B in the surface layer of the steel sheet combines with N from the atmosphere and is released as thin BN in the oxide layer present on the surface layer or outer layer of the steel sheet.
[0103][0103]
Если скорость понижения температуры является высокой, твердорастворенный N не выпускается за пределы системы, и BN тонко выделяется в стальном листе, или Fe2B или Fe3B тонко выделяются без оствальдовского роста. BN, тонко выделяющийся в стальном листе, увеличивает гистерезисные потери и вызывает увеличение потерь в стали конечного продукта.If the rate of temperature decrease is high, the N solid solution is not released outside the system, and BN is finely precipitated in the steel sheet, or Fe 2 B or Fe 3 B is finely precipitated without Ostwald growth. BN subtly exuding in the steel sheet increases the hysteresis loss and causes an increase in steel loss in the final product.
[0104][0104]
Нижний предел скорости понижения температуры особенно не ограничивается, но если скорость понижения температуры составляет менее 10°C/час, то это сильно влияет на производительность, и таким образом скорость понижения температуры предпочтительно составляет 10°C/час или больше. Следовательно, скорость понижения температуры в диапазоне температур 1200-1000°C предпочтительно составляет 10-50°C/час, а скорость понижения температуры в диапазоне температур 1000-600°C предпочтительно составляет 10-30°C/час.The lower limit of the temperature lowering rate is not particularly limited, but if the temperature lowering rate is less than 10°C/hour, the productivity is strongly affected, and thus the temperature lowering rate is preferably 10°C/hour or more. Therefore, the temperature decrease rate in the temperature range of 1200-1000°C is preferably 10-50°C/hour, and the temperature decrease rate in the temperature range of 1000-600°C is preferably 10-30°C/hour.
[0105][0105]
<Термообработка для формирования промежуточного слоя><Heat treatment to form an intermediate layer>
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой с удаленным покрытием из неорганического минерального вещества, такого как форстерит (пленкой форстерита), или лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором ингибируется формирование покрытия из неорганического минерального вещества, такого как форстерит, отжигается для формирования на поверхности основного стального листа промежуточного слоя, состоящего в основном из оксида кремния.A grain oriented electrical steel sheet with an inorganic mineral material such as forsterite (forsterite film) removed or a grain oriented electrical steel sheet in which the formation of a coating of an inorganic mineral material such as forsterite is inhibited is annealed to form on the surface of the base steel sheet of the intermediate layer, consisting mainly of silicon oxide.
[0106][0106]
Атмосфера отжига предпочтительно является восстановительной атмосферой, чтобы внутренность стального листа не окислялась, и особенно предпочтительно является атмосферой азота, смешанного с водородом. Например, предпочтительной является атмосфера, в которой соотношение водород:азот составляет 75:25 об.%, а точка росы составляет от -20 до 0°C.The annealing atmosphere is preferably a reducing atmosphere so that the inside of the steel sheet is not oxidized, and is particularly preferably a nitrogen atmosphere mixed with hydrogen. For example, an atmosphere in which the hydrogen:nitrogen ratio is 75:25% by volume and the dew point is -20 to 0°C is preferred.
[0107][0107]
Процесс термообработки для формирования промежуточного слоя может быть опущен для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, с которого покрытие из неорганического минерального вещества, такого как форстерит, было удалено, или для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором ингибируется формирование покрытия из неорганического минерального вещества, такого как форстерит.The heat treatment process for forming the intermediate layer can be omitted for the grain oriented electrical steel sheet from which the coating of inorganic mineral material such as forsterite has been removed, or for the grain oriented electrical steel sheet in which formation of the coating of inorganic mineral is inhibited. a mineral substance such as forsterite.
[0108][0108]
<Формирование изоляционного покрытия><Formation of the insulating coating>
После нанесения водного пленкообразующего раствора (раствора для формирования изоляционного покрытия), состоящего в основном из фосфата и коллоидного диоксида кремния, на промежуточный слой, состоящий в основном из оксида кремния, раствор для формирования изоляционного покрытия подвергается термической обработке для формирования изоляционного покрытия.After applying an aqueous film-forming solution (insulation coating solution) mainly composed of phosphate and colloidal silica to an intermediate layer mainly composed of silicon oxide, the insulation coating solution is subjected to heat treatment to form an insulation coating.
В качестве фосфата предпочтительным является, например, фосфат Ca, Al, Sr, и т.п., и среди них фосфат алюминия является более предпочтительным. Тип коллоидного диоксида кремния особенно не ограничивается, и размер его частиц (средний размер частиц) может быть выбран подходящим образом, но если он превышает 200 нм, то частицы могут классифицироваться в обрабатывающем агенте, и таким образом размер частиц (среднечисленный размер частиц) коллоидного диоксида кремния предпочтительно составляет 200 нм или меньше. Размер частиц коллоидного диоксида кремния более предпочтительно составляет 170 нм.As the phosphate, for example, phosphate of Ca, Al, Sr, etc. is preferable, and among them, aluminum phosphate is more preferable. The type of colloidal silica is not particularly limited, and its particle size (average particle size) can be suitably selected, but if it exceeds 200 nm, the particles can be classified in the processing agent, and thus the particle size (number average particle size) of the colloidal dioxide silicon is preferably 200 nm or less. The particle size of the colloidal silica is more preferably 170 nm.
[0109][0109]
Если размер частиц коллоидного диоксида кремния составляет менее 100 нм, нет никаких затруднений в дисперсии, но производственные затраты увеличиваются, и таким образом размер 100 нм или больше является предпочтительным с экономической точки зрения. Размер частиц коллоидного диоксида кремния более предпочтительно составляет 150 нм или больше.If the particle size of the colloidal silica is less than 100 nm, there is no difficulty in dispersion, but the production cost increases, and thus a size of 100 nm or more is economically preferable. The particle size of the colloidal silica is more preferably 150 nm or more.
[0110][0110]
Способ нанесения раствора для формирования изоляционного покрытия особенно не ограничивается, и может использоваться, например, влажный способ покрытия с использованием устройства для нанесения покрытия валиком, и т.п.The method for applying the solution for forming an insulating coating is not particularly limited, and, for example, a wet coating method using a roller coater and the like can be used.
[0111][0111]
Атмосфера запекания может быть сформирована, например, путем запекания в воздухе при 800-900°C в течение 10-60 с, но атмосфере запекания особенно не ограничивается.The baking atmosphere can be formed, for example, by baking in air at 800-900° C. for 10-60 seconds, but the baking atmosphere is not particularly limited.
[0112][0112]
<Управление магнитными доменами><Magnetic Domain Management>
Управление магнитными доменами выполняется для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, на котором сформировано изоляционное покрытие, для того, чтобы уменьшить потери в стали. Способ управления магнитными доменами не ограничивается конкретным способом, и оно может выполняться, например, с использованием лазерного облучения, облучения электронным лучом, травления или способа формирования бороздок с использованием зубчатых колес (накатка). В результате может быть получен лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий более низкие потери в стали. Обработка управления магнитными доменами может выполняться для стального листа после холодной прокатки.Magnetic domain control is performed on a grain-oriented electrical steel sheet on which an insulating coating is formed in order to reduce steel losses. The magnetic domain driving method is not limited to a particular method, and it may be performed using, for example, laser irradiation, electron beam irradiation, etching, or a groove forming method using gears (knurling). As a result, a grain-oriented electrical steel sheet having a lower steel loss can be obtained. The magnetic domain control processing may be performed on the steel sheet after cold rolling.
[Примеры][Examples]
[0113][0113]
<Пример 1><Example 1>
Стальные слябы A1 - A15, имеющие составы, показанные в Таблице 1-1, нагревались до 1150°C и подвергались горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаные стальные листы с толщиной 2,6 мм, эти горячекатаные стальные листы подвергались отжигу в горячем состоянии при температуре 1100°C, а затем 900°C, после чего подвергались холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними при 30°C, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм.Steel slabs A1 to A15 having compositions shown in Table 1-1 were heated to 1150° C. and subjected to hot rolling to obtain hot-rolled steel sheets with a thickness of 2.6 mm, these hot-rolled steel sheets were subjected to hot annealing at temperature of 1100°C and then 900°C, and then subjected to cold rolling one or more times with intermediate annealing at 30°C in between, to obtain cold rolled steel sheets having a final sheet thickness of 0.22 mm.
Стальные слябы а1 - а13, имеющие составы, показанные в Таблице 1-1, нагревались до 1150°C и подвергались горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаные стальные листы с толщиной 2,6 мм, эти горячекатаные стальные листы подвергались отжигу в горячем состоянии при температуре 1100°C, а затем 900°C, после чего подвергались холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними при 30°C, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм.The steel slabs a1 to a13 having the compositions shown in Table 1-1 were heated to 1150° C. and subjected to hot rolling to obtain hot-rolled steel sheets with a thickness of 2.6 mm, these hot-rolled steel sheets were subjected to hot annealing at temperature of 1100°C and then 900°C, and then subjected to cold rolling one or more times with intermediate annealing at 30°C in between, to obtain cold rolled steel sheets having a final sheet thickness of 0.22 mm.
[0114][0114]
[Таблица 1-1][Table 1-1]
[0115][0115]
Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой №№ B1 - B15, показанные в Таблице 2, были произведены следующим образом. Холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм, были подвергнуты обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 860°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальных листах) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, был нанесен на обработанные азотированием стальные листы, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 45°C/час, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 25°C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стальных листов, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальных листах с удаленным избыточным оксидом алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы -5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальные листы после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционные покрытия формировались путем запекания при температуре −5°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукты. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.Grain-oriented electrical steel sheets Nos. B1 to B15 shown in Table 2 were produced as follows. Cold-rolled steel sheets having a final sheet thickness of 0.22 mm were subjected to decarburization annealing in which a uniform heat treatment is performed at 860°C in a humid atmosphere with an oxidation state of 0.10, and then a nitriding treatment (annealing that increases the amount of nitrogen in steel sheets) with ammonia gas. Then, an annealing separator containing alumina as a main component was applied to the nitrided steel sheets, and finish annealing was performed at 1200° C. for 20 hours under a hydrogen gas atmosphere. When the temperature was raised during finishing annealing, the heating rate in the range of 1000–1100°C was set to 5°C/hour. Further, after holding at 1200°C for 20 hours, the temperature decrease rate in the range of 1200-1000°C was set to 45°C/hour, and the temperature decrease rate in the range of 1000-600°C was set to 25°C/hour. After finishing annealing, the excess alumina was removed from the steel sheets, and a heat treatment to form an intermediate layer was performed on the steel sheets with the excess alumina removed in a 75:25 vol% hydrogen:nitrogen atmosphere and a dew point of -5°C. An aqueous film-forming solution comprising mainly colloidal silica and phosphate was applied to steel sheets after heat treatment to form an intermediate layer, and insulating coatings were formed by baking at a temperature of −5°C for 30 seconds in a hydrogen:nitrogen atmosphere with a ratio of 75:25 vol .% to get products. The number average particle size of colloidal silicon dioxide in an aqueous film-forming solution was 100 nm.
Таблица 1-2 показывает химические составы основных стальных листов в продуктах. Композиции основных стальных листов измерялись с использованием ICP-AES. Кислоторастворимый Al измерялся с помощью ICP-AES с использованием фильтрата после нагревания и растворения образца в кислоте. Кроме того, содержание C и S измерялось с использованием способа поглощения инфракрасного луча пламенем, а содержание N измерялось с использованием способа определения удельной теплопроводности при плавлении в инертном газе.Table 1-2 shows the chemical compositions of the main steel sheets in the products. The compositions of the base steel sheets were measured using ICP-AES. Acid-soluble Al was measured by ICP-AES using the filtrate after heating and dissolving the sample in acid. In addition, the content of C and S was measured using an infrared ray flame absorption method, and the N content was measured using an inert gas melting thermal conductivity method.
[0116][0116]
Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой №№ b1 - b13, показанные в Таблице 1-2, были произведены следующим образом. Холоднокатаные стальные листы, имеющие окончательную толщину листа 0,22 мм, были подвергнуты обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 860°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальных листах) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, был нанесен на обработанные азотированием стальные листы, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 100 °C/час, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 100 °C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стальных листов, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальных листах с удаленным избыточным оксид алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы -5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальные листы после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционные покрытия формировались путем запекания при температуре −5°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукты. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.Grain-oriented electrical steel sheets Nos. b1 to b13 shown in Table 1-2 were produced as follows. Cold-rolled steel sheets having a final sheet thickness of 0.22 mm were subjected to decarburization annealing in which a uniform heat treatment is performed at 860°C in a humid atmosphere with an oxidation state of 0.10, and then a nitriding treatment (annealing that increases the amount of nitrogen in steel sheets) with ammonia gas. Then, an annealing separator containing alumina as a main component was applied to the nitrided steel sheets, and finish annealing was performed at 1200° C. for 20 hours under a hydrogen gas atmosphere. When the temperature was raised during finishing annealing, the heating rate in the range of 1000–1100°C was set to 5°C/hour. Further, after holding at 1200°C for 20 hours, the temperature decrease rate in the range of 1200-1000°C was set to 100°C/hour, and the temperature decrease rate in the range of 1000-600°C was set to 100°C/hour. After finishing annealing, the excess alumina was removed from the steel sheets, and a heat treatment to form an intermediate layer was performed on the steel sheets with the excess alumina removed in a hydrogen:nitrogen atmosphere with a ratio of 75:25 vol.% and a dew point of -5°C. An aqueous film-forming solution comprising mainly colloidal silica and phosphate was applied to steel sheets after heat treatment to form an intermediate layer, and insulating coatings were formed by baking at a temperature of −5°C for 30 seconds in a hydrogen:nitrogen atmosphere with a ratio of 75:25 vol .% to get products. The number average particle size of colloidal silicon dioxide in an aqueous film-forming solution was 100 nm.
Таблица 1-2 показывает химические составы основных стальных листов в продуктах. Составы основных стальных листов измерялись с использованием того же способа, что и для сталей №№ B1 - B15.Table 1-2 shows the chemical compositions of the main steel sheets in the products. The compositions of the base steel sheets were measured using the same method as for steel Nos. B1 to B15.
[0117][0117]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой № b14, показанный в Таблице 1-2, был произведен следующим образом. Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину листа 0,22 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 850°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальном листе) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, был нанесен на обработанный азотированием стальной лист, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 200 °C/час, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 100 °C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стального листа, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальном листе с удаленным избыточным оксидом алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы -5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальной лист после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционное покрытие формировалось путем запекания при температуре 800°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукт. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.Grain-oriented electrical steel sheet No. b14 shown in Table 1-2 was produced as follows. A cold-rolled steel sheet having a final sheet thickness of 0.22 mm was subjected to decarburization annealing in which a uniform heat treatment is performed at 850°C in a humid atmosphere with an oxidation state of 0.10, and then a nitriding treatment (annealing that increases the amount of nitrogen in steel sheet) with ammonia gas. Then, an annealing separator containing alumina as a main component was applied to the nitrided steel sheet, and finish annealing was performed at 1200° C. for 20 hours under a hydrogen gas atmosphere. When the temperature was raised during finishing annealing, the heating rate in the range of 1000–1100°C was set to 5°C/hour. Further, after holding at 1200°C for 20 hours, the temperature decrease rate in the range of 1200-1000°C was set to 200°C/hour, and the temperature decrease rate in the range of 1000-600°C was set to 100°C/hour. After finishing annealing, the excess alumina was removed from the steel sheet, and a heat treatment to form an intermediate layer was performed on the steel sheet with the excess alumina removed in a hydrogen:nitrogen atmosphere of 75:25 vol.% and a dew point of -5°C. An aqueous film-forming solution mainly comprising colloidal silica and phosphate was applied to a steel sheet after heat treatment to form an intermediate layer, and an insulating coating was formed by baking at a temperature of 800°C for 30 seconds in a hydrogen:nitrogen atmosphere with a ratio of 75:25 vol. % to get the product. The number average particle size of colloidal silicon dioxide in an aqueous film-forming solution was 100 nm.
[0118][0118]
Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой № b15, показанный в Таблице 1-2, был произведен следующим образом. Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину листа 0,22 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу, в котором однородная термическая обработка выполняется при 860°C во влажной атмосфере со степенью окисления 0,10, а затем обработке азотирования (отжигу, который увеличивает количество азота в стальном листе) с помощью газообразного аммиака. Затем отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве главного компонента, был нанесен на обработанный азотированием стальной лист, и финишный отжиг выполнялся при температуре 1200°C в течение 20 час в атмосфере газообразного водорода. При повышении температуры при финишном отжиге скорость нагревания в диапазоне 1000-1100°C устанавливалась равной 5°C/час. Далее, после выдержки при 1200°C в течение 20 час скорость понижения температуры в диапазоне 1200-1000°C устанавливалась равной 30°C/час, температура удерживалась равной 1000°C в течение 1 час или больше, и скорость понижения температуры в диапазоне 1000-600°C устанавливалась равной 50°C/час. После финишного отжига избыточный оксид алюминия удалялся со стального листа, и термообработка для формирования промежуточного слоя выполнялась на стальном листе с удаленным избыточным оксидом алюминия в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.% и точкой росы
-5°C. Водный пленкообразующий раствор, включающий в основном коллоидный кремнезем и фосфат, наносился на стальной лист после термообработки для формирования промежуточного слоя, и изоляционное покрытие формировалось путем запекания при температуре 800°C в течение 30 с в атмосфере водород:азот с пропорцией 75: 25 об.%, чтобы получить продукт. Среднечисленный размер частиц коллоидного диоксида кремния в водном пленкообразующем растворе составлял 100 нм.Grain-oriented electrical steel sheet No. b15 shown in Table 1-2 was produced as follows. A cold-rolled steel sheet having a final sheet thickness of 0.22 mm was subjected to decarburization annealing in which a uniform heat treatment is performed at 860°C in a humid atmosphere with an oxidation state of 0.10, and then a nitriding treatment (annealing that increases the amount of nitrogen in steel sheet) with ammonia gas. Then, an annealing separator containing alumina as a main component was applied to the nitrided steel sheet, and finish annealing was performed at 1200° C. for 20 hours under a hydrogen gas atmosphere. When the temperature was raised during finishing annealing, the heating rate in the range of 1000–1100°C was set to 5°C/hour. Further, after holding at 1200°C for 20 hours, the temperature-lowering rate in the range of 1200-1000°C was set to 30°C/hour, the temperature was held at 1000°C for 1 hour or more, and the temperature-lowering rate in the range of 1000 -600°C was set to 50°C/hour. After finish annealing, the excess alumina was removed from the steel sheet, and heat treatment to form the intermediate layer was performed on the steel sheet with the excess alumina removed in a hydrogen:nitrogen atmosphere with a ratio of 75:25 vol.% and dew point
-5°C. An aqueous film-forming solution mainly comprising colloidal silica and phosphate was applied to a steel sheet after heat treatment to form an intermediate layer, and an insulating coating was formed by baking at a temperature of 800°C for 30 seconds in a hydrogen:nitrogen atmosphere with a ratio of 75:25 vol. % to get the product. The number average particle size of colloidal silicon dioxide in an aqueous film-forming solution was 100 nm.
[0119][0119]
[Таблица 1-2][Table 1-2]
[0120][0120]
<Управление магнитными доменами><Magnetic Domain Management>
Управление магнитными доменами выполнялось для продукта, на котором было сформировано изоляционное покрытие, с использованием механического способа, лазера или электронного луча. Для некоторых продуктов бороздки наносились на холоднокатаные листы путем травления или лазерного облучения для управления магнитными доменами.Magnetic domain control was performed on the product on which the insulating coating was formed using a mechanical method, a laser, or an electron beam. For some products, grooves have been applied to cold rolled sheets by etching or laser irradiation to manipulate the magnetic domains.
[0121][0121]
<Выделения><Highlights>
Что касается выделений, соединение B, наблюдавшееся вплоть до 5 мкм от внешней поверхности промежуточного слоя перпендикулярно к направлению прокатки стального листа, анализировалось с использованием SEM-EDS для того, чтобы идентифицировать размер частиц и состав BN. В дополнение к этому, в столбце «наличие или отсутствие выделений BN» в Таблице 2 значок «○» означает, что один или более сферических BN (BN, имеющих отношение большой оси к малой оси 1,5 или меньше) присутствовали в наблюдаемом поле зрения, а значок «x» означает, что в наблюдаемом поле зрения не было никаких сферических BN.With regard to precipitation, Compound B observed up to 5 µm from the outer surface of the intermediate layer perpendicular to the rolling direction of the steel sheet was analyzed using SEM-EDS in order to identify particle size and composition of BN. In addition, in the "presence or absence of BN highlights" column in Table 2, the "○" sign indicates that one or more spherical BNs (BNs having a major axis to minor axis ratio of 1.5 or less) were present in the observed field of view. , and the "x" sign means that there were no spherical BNs in the observed field of view.
[0122][0122]
<Интенсивность эмиссии В><Emission intensity B>
Интенсивность IB эмиссии B измерялась с использованием эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (GDS). Значение IB_t(d/100), которое является интенсивностью эмиссии B в момент времени t(d/100), и значение IB_t(d/10), которое является интенсивностью эмиссии B в момент времени t(d/10), были получены, когда время достижения глубиной распыления положения d/100 от внешнего поверхностного слоя стального листа, исключая изоляционное покрытие, определялось как t(d/100), а время достижения глубиной распыления положения d/10 от внешней поверхности стального листа, исключая изоляционное покрытие, определялось как t(d/10), и значение IB_t(d/100)/IB_t(d/10), которое является их отношением, записывалось в таблицу.The intensity I B of the B emission was measured using glow discharge emission spectrometry (GDS). The value of I B_t(d/100) , which is the emission intensity of B at time t(d/100), and the value of I B_t(d/10) , which is the emission intensity of B at time t(d/10), were obtained when the time to reach the spray depth position d/100 from the outer surface layer of the steel sheet, excluding the insulating coating, was determined as t(d/100), and the time to reach the spray depth position d/10 from the outer surface of the steel sheet, excluding the insulating coating, was defined as t(d/10), and the value of I B_t(d/100) /I B_t(d/10) , which is their ratio, was recorded in a table.
[0123][0123]
<Адгезия покрытия><Coating Adhesion>
Адгезия покрытия оценивалась по доле площади отслаивания для каждого диаметра путем формирования изоляционного покрытия на стальном листе после финишного отжига, а затем обматывания стального листа вокруг оправок круглого сечения с различными диаметрами (20 мм, 10 мм и 5 мм). Доля площади отслаивания представляет собой отношение, получаемое путем деления фактически отслоившейся площади на площадь обработанной части (площадь контакта стального листа с оправкой круглого сечения, которая соответствует произведению ширина образца листа× диаметр оправки×π). Если отслаивание не развивается, и доля площади отслаивания является малой, даже когда изоляционное покрытие отслаивается при сильном изгибе, можно считать, что ухудшение характеристик трансформатора является небольшим.The adhesion of the coating was evaluated by the peel area fraction for each diameter by forming an insulating coating on the steel sheet after finish annealing and then winding the steel sheet around mandrels of various diameters (20 mm, 10 mm and 5 mm). The peel area ratio is a ratio obtained by dividing the area actually peeled off by the area of the treated part (the contact area of the steel sheet with the mandrel, which corresponds to the product of the width of the sample sheet×the diameter of the mandrel×π). If peeling does not develop and the peeling area ratio is small even when the insulating coating peels off when strongly bent, it can be considered that the deterioration of the transformer performance is small.
[0124][0124]
Адгезия покрытия оценивалась по семибалльной шкале от А до G: когда доля площади отслаивания составляла 0%, адгезия оценивалась как A, больше чем 0% и меньше чем 20% - как B, 20% или больше и меньше чем 40% - как C, 40% или больше и меньше чем 60% - как D, 60% или больше и меньше чем 80% - как E, 80% или больше и меньше чем 100% - как F, и когда доля площади отслаивания составляла 100%, адгезия оценивалась как G. Адгезия покрытия с оценкой B или выше считалась хорошей.The adhesion of the coating was evaluated on a seven-point scale from A to G: when the peel area ratio was 0%, the adhesion was evaluated as A, greater than 0% and less than 20% as B, 20% or more and less than 40% as C, 40% or more and less than 60% as D, 60% or more and less than 80% as E, 80% or more and less than 100% as F, and when the peel area ratio was 100%, the adhesion was evaluated as G. Coating adhesion with a rating of B or higher was considered good.
[0125][0125]
<Магнитные характеристики><Magnetic characteristics>
<Плотность магнитного потока B8><Magnetic flux density B8>
Плотность магнитного потока B8 (плотность магнитного потока при намагничивании полем в 800 A/м) измерялась для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученного с использованием вышеупомянутого способа производства, с помощью однолистового магнитного тестера (SST).Magnetic flux density B8 (magnetic flux density when magnetized by a field of 800 A/m) was measured on a grain-oriented electrical steel sheet obtained using the above-mentioned production method using a single-sheet magnetic tester (SST).
[0126][0126]
<Потери в стали W17/50><Steel loss W17/50>
Тестовый образец (например, размером 100×500 мм) был приготовлен из листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой до и после управления магнитными доменами, и были измерены потери в стали W17/50 (Вт/кг), которые являются потерями энергии на единицу массы при возбуждении с плотностью магнитного потока 1,7 Тл и частотой 50 Гц.A test sample (for example, 100×500 mm in size) was prepared from a grain-oriented electrical steel sheet before and after magnetic domain control, and the steel loss W17/50 (W/kg), which is the energy loss per unit mass, was measured. when excited with a magnetic flux density of 1.7 T and a frequency of 50 Hz.
[0127][0127]
Таблица 2 показывает состояние выделения BN для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукта), результаты GDS, оценку адгезии покрытия и магнитные характеристики. В примерах C1 - C15, соответствующих настоящему изобретению, были получены листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющие превосходную адгезию покрытия и превосходные магнитные характеристики. В сравнительных примерах c1 - c15, не соответствующих настоящему изобретению, либо адгезия покрытия, либо магнитные характеристики были неудовлетворительными.Table 2 shows the BN emission state of the grain-oriented electrical steel sheet (product), GDS results, coating adhesion evaluation, and magnetic characteristics. In Examples C1 to C15 of the present invention, grain-oriented electrical steel sheets having excellent coating adhesion and excellent magnetic characteristics were obtained. In Comparative Examples c1 to c15 not in accordance with the present invention, either the adhesion of the coating or the magnetic characteristics were unsatisfactory.
[0128][0128]
[Таблица 2][Table 2]
/IB_t(d/10) I B_t(d/100)
/I B_t(d/10)
[0129][0129]
<Пример 2><Example 2>
Сначала лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукт) был произведен с использованием того же самого способа, что и в Примере 1. Затем, управление магнитными доменами было выполнено для продукта с использованием механического способа, лазера и электронного луча.First, a grain-oriented electrical steel sheet (product) was produced using the same method as in Example 1. Then, magnetic domain control was performed on the product using a mechanical method, a laser, and an electron beam.
[0130][0130]
Когда измерялась численная плотность BN, изоляционное покрытие удалялось с использованием гидроксида натрия с листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученного с использованием вышеупомянутого способа производства. Затем 10 полей зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа наблюдались от внешней поверхности промежуточного слоя, имеющего поперечное сечение, перпендикулярное направлению прокатки стального листа, до 5 мкм с использованием SEM, и подсчитывалось количество BN, имеющих размер частиц от 50 до 300 нм.When the BN number density was measured, the insulating coating was removed using sodium hydroxide from the grain-oriented electrical steel sheet obtained using the above-mentioned production method. Then, 10 fields of view of 4 μm in the sheet width direction × 2 μm in the sheet thickness direction were observed from the outer surface of the intermediate layer having a cross section perpendicular to the rolling direction of the steel sheet to 5 μm using SEM, and the number of BN having a particle size of from 50 to 300 nm.
Кроме того, с использованием SEM-EDS средний размер частиц наблюдался в 10 полях зрения размером 4 мкм в направлении ширины листа × 2 мкм в направлении толщины листа, измерялись длины главных осей выделений в наблюдаемых областях, идентифицированных как BN с использованием EDS, и их среднее значение принималось в качестве среднего размера частиц.In addition, using SEM-EDS, the average particle size was observed in 10 fields of view measuring 4 µm in the leaf width direction × 2 µm in the sheet thickness direction, the lengths of the principal axes of precipitates in the observed areas identified as BN using EDS were measured, and their average the value was taken as the average particle size.
Кроме того, значение IB_t (d/100)/IB_t (d/10) измерялось с использованием описанного выше способа.In addition, the value of I B_t (d/100) /I B_t (d/10) was measured using the method described above.
[0131][0131]
Таблица 3 показывает состояние выделения BN для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукта), результаты GDS, оценку адгезии покрытия и магнитные характеристики. В примерах D1 - D5, соответствующих настоящему изобретению, адгезия покрытия была более превосходной, и магнитные характеристики также были превосходными.Table 3 shows the BN emission state of the grain-oriented electrical steel sheet (product), GDS results, coating adhesion evaluation, and magnetic characteristics. In examples D1 to D5 according to the present invention, the adhesion of the coating was more excellent, and the magnetic characteristics were also excellent.
[0132][0132]
[Таблица 3][Table 3]
/IB_t(d/10) I B_t(d/100)
/I B_t(d/10)
[0133][0133]
<Пример 3><Example 3>
Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продукты) были произведены с использованием того же самого способа, что и в Примерах 1 и 2. Затем, управление магнитными доменами было выполнено для этих продуктов с использованием механического способа, лазера и электронного луча.Grain-oriented electrical steel sheets (products) were produced using the same method as in Examples 1 and 2. Then, magnetic domain control was performed on these products using a mechanical method, a laser, and an electron beam.
[0134][0134]
Для этих листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (продуктов) были измерены состояние выделения BN, значение IB_t (d/100)/IB_t (d/10), адгезия покрытия и магнитные характеристики. Результаты показаны в Таблице 4.For these grain-oriented electrical steel sheets (products), BN precipitation state, I B_t (d/100) /I B_t (d/10) value, coating adhesion, and magnetic characteristics were measured. The results are shown in Table 4.
[0135][0135]
[Таблица 4][Table 4]
IB_t(d/100)
/IB_t(d/10) Emission intensity B
I B_t(d/100)
/I B_t(d/10)
[0136][0136]
В примерах E1 - E5, в которых отношение IB_t(d/100)/IB_t(d/10) интенсивности эмиссии B на поверхностном слое стального листа к интенсивности эмиссии B в центре стального листа (на стороне более близкой к основному стальному листу, чем к поверхностному слою стального листа) удовлетворяет вышеупомянутому Уравнению (1), адгезия покрытия и магнитные характеристики были более превосходными.In examples E1 to E5, in which the ratio of I B_t(d/100) /I B_t(d/10) of the emission intensity B on the surface layer of the steel sheet to the emission intensity B at the center of the steel sheet (on the side closest to the base steel sheet, than to the surface layer of steel sheet) satisfies the above Equation (1), coating adhesion and magnetic performance were more excellent.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
[0137][0137]
Как было описано выше, в соответствии с настоящим изобретением отслаивание изоляционного покрытия, образующееся на участке сильного изгиба стального листа, служащем внутренней периферийной стороной металлического сердечника, может быть предотвращено в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, использующем BN в качестве ингибитора, и можно устойчиво получать лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий превосходную адгезию изоляции, низкие потери в стали и превосходную пригодность для производства ленточного сердечника. Следовательно, настоящее изобретение имеет высокую применимость в производстве электротехнических стальных листов и в использующих их отраслях промышленности.As described above, according to the present invention, peeling of the insulating coating generated at the strong bend portion of the steel sheet serving as the inner peripheral side of the metal core can be prevented in the grain-oriented electrical steel sheet using BN as an inhibitor, and can be stably to obtain a grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulation adhesion, low steel loss, and excellent suitability for the production of a strip core. Therefore, the present invention has high applicability in the production of electrical steel sheets and industries using them.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-005395 | 2019-01-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2771766C1 true RU2771766C1 (en) | 2022-05-11 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001026847A (en) * | 1999-05-11 | 2001-01-30 | Kawasaki Steel Corp | Grain-oriented electrical steel sheet excellent in material properties and actual machine properties, and method of manufacturing the same |
RU2298592C2 (en) * | 2002-03-28 | 2007-05-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Electrical-sheet steel with oriented grains possessing high adhesion of film and method of making such steel |
WO2012096350A1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | 新日本製鐵株式会社 | Grain-oriented magnetic steel sheet and process for manufacturing same |
JP2012144776A (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Nippon Steel Corp | Method of manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet |
JP2012144777A (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Nippon Steel Corp | Raw material for electromagnetic steel sheet and method of manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001026847A (en) * | 1999-05-11 | 2001-01-30 | Kawasaki Steel Corp | Grain-oriented electrical steel sheet excellent in material properties and actual machine properties, and method of manufacturing the same |
RU2298592C2 (en) * | 2002-03-28 | 2007-05-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Electrical-sheet steel with oriented grains possessing high adhesion of film and method of making such steel |
WO2012096350A1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | 新日本製鐵株式会社 | Grain-oriented magnetic steel sheet and process for manufacturing same |
JP2012144776A (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Nippon Steel Corp | Method of manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet |
JP2012144777A (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Nippon Steel Corp | Raw material for electromagnetic steel sheet and method of manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2768900C1 (en) | Method of producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
EP3913081B1 (en) | Method for producing grain oriented electrical steel sheet | |
RU2771318C1 (en) | Method for producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
RU2768905C1 (en) | Method of producing electrotechnical steel sheet with oriented grain structure | |
WO2019013351A1 (en) | Oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same | |
EP3822386A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method for same | |
EP3913096B1 (en) | Method for producing grain oriented electrical steel sheet | |
JP6624246B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method | |
EP3913086B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulation coating adhesion without forsterite coating | |
RU2771766C1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulating coating adhesion without forsterite coating | |
WO2022250163A1 (en) | Oriented electromagnetic steel sheet | |
WO2019013355A9 (en) | Oriented electromagnetic steel plate | |
RU2768094C1 (en) | Method for producing electrotechnical steel sheet with oriented grain structure | |
RU2771130C1 (en) | Method for producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
EP3913107B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same | |
RU2768932C1 (en) | Method of producing electrotechnical steel sheet with oriented grain structure | |
EP3822385A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method for same | |
RU2825096C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
RU2821534C2 (en) | Anisotropic electrical steel sheet | |
US12359274B2 (en) | Method for producing grain oriented electrical steel sheet | |
EP4506487A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for forming insulating film | |
RU2776246C1 (en) | Anisotropic electrical steel sheet and its production method | |
BR112021013597B1 (en) | GRAIN ORIENTED ELECTRIC STEEL PLATE |