RU2776472C1 - Anisotropic electrical steel sheet - Google Patents
Anisotropic electrical steel sheet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776472C1 RU2776472C1 RU2021123084A RU2021123084A RU2776472C1 RU 2776472 C1 RU2776472 C1 RU 2776472C1 RU 2021123084 A RU2021123084 A RU 2021123084A RU 2021123084 A RU2021123084 A RU 2021123084A RU 2776472 C1 RU2776472 C1 RU 2776472C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- amount
- less
- length
- annealing
- Prior art date
Links
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 79
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 176
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 176
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 138
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 28
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 16
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004736 wide-angle X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 3
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification 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
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, имеющему превосходные магнитные характеристики, подходящему в качестве материала металлического сердечника трансформатора. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-005084, поданной 16 января 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.[0001] The present invention relates to an anisotropic electrical steel sheet having excellent magnetic characteristics suitable as a metal core material of a transformer. Priority is claimed from Japanese Patent Application No. 2019-005084, filed January 16, 2019, the contents of which are hereby incorporated by reference.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Листы анизотропной электротехнической стали используются главным образом для трансформаторов. Поскольку трансформатор непрерывно возбуждается в течение длительного периода времени от установки до утилизации, и при этом происходит непрерывная потеря энергии, эти потери энергии при намагничивании переменным током, то есть магнитные потери, являются главным показателем, который определяет эффективность трансформатора. Как правило, лист анизотропной электротехнической стали включает в себя основной стальной лист, содержащий 7 мас.% или менее Si и имеющий текстуру, контролируемую так, чтобы кристаллографическая ориентация каждого зерна была выставлена с ориентировкой {110}<001>, называемой ориентировкой Госса, и изоляционное покрытие для придания изоляционных свойств основному стальному листу.[0002] Sheets of anisotropic electrical steel are used mainly for transformers. Since a transformer is continuously energized for a long period of time from installation to disposal, and there is a continuous loss of energy, this energy loss during AC magnetization, that is, magnetic losses, is the main indicator that determines the efficiency of a transformer. Generally, the anisotropic electrical steel sheet includes a base steel sheet containing 7 mass% or less of Si and having a texture controlled such that the crystallographic orientation of each grain is set to the {110}<001> orientation, referred to as the Goss orientation, and insulating coating to impart insulating properties to the base steel sheet.
[0003] Для того, чтобы уменьшить магнитные потери листов анизотропной электротехнической стали, было предложено много способов. Например, известны способ увеличения выстраивания в ориентировке Госса в текстуре основного стального листа, способ увеличения количества элемента твердого раствора, такого как Si, который увеличивает электрическое сопротивление в основном стальном листе, способ уменьшения толщины основного стального листа и т.п. [0003] In order to reduce the magnetic loss of anisotropic electrical steel sheets, many methods have been proposed. For example, a method of increasing the Goss alignment in the texture of a base steel sheet, a method of increasing the amount of a solid solution element such as Si that increases electrical resistance in the base steel sheet, a method of reducing the thickness of the base steel sheet, and the like are known.
[0004] Кроме того, известно, что приложение натяжения к основному стальному листу является эффективным способом уменьшения магнитных потерь. Для того чтобы приложить натяжение к основному стальному листу, эффективно формировать на поверхности основного стального листа пленку из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения, чем у основного стального листа, при высокой температуре.[0004] In addition, it is known that applying tension to the base steel sheet is an effective way to reduce magnetic losses. In order to apply tension to the base steel sheet, it is effective to form a film of a material with a lower thermal expansion coefficient than that of the base steel sheet on the surface of the base steel sheet at a high temperature.
[0005] Пленка форстерита, которая формируется, когда присутствующие на поверхности основного стального листа оксиды реагируют с сепаратором отжига в процессе окончательного отжига, может прикладывать натяжение к основному стальному листу. Поскольку на границе между пленкой форстерита и основным стальным листом имеется шероховатость, пленка форстерита также действует как промежуточная пленка, которая повышает адгезию между изоляционным покрытием и основным стальным листом за счет якорного эффекта благодаря шероховатости.[0005] The forsterite film that is formed when the oxides present on the surface of the base steel sheet react with the annealing separator in the final annealing process can apply tension to the base steel sheet. Since there is a roughness at the interface between the forsterite film and the base steel sheet, the forsterite film also acts as an intermediate film that enhances adhesion between the insulating coating and the base steel sheet by an anchoring effect due to the roughness.
[0006] Способ формирования изоляционного покрытия путем прокаливания покрывающей жидкости, состоящей главным образом из коллоидного кремнезема и фосфата, который раскрыт в патентном документе 1, имеет большой эффект приложения натяжения к основному стальному листу и является эффективным для уменьшения магнитных потерь. Поэтому нанесение изоляционного покрытия, состоящего главным образом из фосфата, после оставления пленки форстерита, сформированной в процессе окончательного отжига, является обычным способом производства листа анизотропной электротехнической стали. Кроме того, в описании настоящей заявки изоляционное покрытие, способное прикладывать натяжение, а также придавать изоляционные свойства основному стальному листу, упоминается как изоляционное покрытие с натяжением.[0006] The method of forming an insulating coating by calcining a coating liquid mainly composed of colloidal silica and phosphate, which is disclosed in Patent Document 1, has a large effect of applying tension to a base steel sheet and is effective in reducing magnetic loss. Therefore, applying an insulating coating mainly composed of phosphate after leaving the forsterite film formed in the final annealing process is a common method for producing an anisotropic electrical steel sheet. In addition, in the specification of the present application, an insulating coating capable of applying tension as well as imparting insulating properties to a base steel sheet is referred to as a tensioned insulating coating.
[0007] С другой стороны, в последние годы стало очевидно, что пленка форстерита препятствует движению стенок доменов и оказывает негативное влияние на магнитные потери. В листе анизотропной электротехнической стали магнитные домены изменяются с движением стенок доменов под действием переменного магнитного поля. Плавное перемещение стенок доменов эффективно для улучшения магнитных потерь, но движение стенок доменов затруднено из-за наличия шероховатости на границе раздела между пленкой форстерита и основным стальным листом, и в результате было найдено, что эффект улучшения магнитных потерь за счет приложения натяжения устраняется, и достаточный эффект улучшения магнитных потерь не может быть получен.[0007] On the other hand, in recent years it has become apparent that the forsterite film hinders the motion of domain walls and has a negative effect on magnetic losses. In a sheet of anisotropic electrical steel, the magnetic domains change with the movement of the domain walls under the action of an alternating magnetic field. The smooth movement of the domain walls is effective for improving the magnetic loss, but the movement of the domain walls is difficult due to the presence of roughness at the interface between the forsterite film and the base steel sheet, and as a result, it was found that the effect of improving the magnetic loss by applying tension is eliminated, and sufficient the magnetic loss improvement effect cannot be obtained.
[0008] Поэтому была разработана технология предотвращения образования пленки форстерита и сглаживания поверхности основного стального листа. Например, в патентных документах 2-5 раскрыта технология сглаживания поверхности основного стального листа без образования пленки форстерита после окончательного отжига путем регулирования точки росы в атмосфере обезуглероживающего отжига и использования оксида алюминия в качестве сепаратора отжига.[0008] Therefore, a technology has been developed to prevent the formation of a forsterite film and to smooth the surface of the base steel sheet. For example,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS
[0009] Патентный документ 1: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № S48-039338[0009] Patent Document 1: Japanese Patent Application Pending, First Publication No. S48-039338
Патентный документ 2: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H07-278670Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H07-278670
Патентный документ 3: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H11-106827Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H11-106827
Патентный документ 4: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H07-118750Patent Document 4: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H07-118750
Патентный документ 5: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2003-268450.Patent Document 5: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. 2003-268450.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION
[0010] Поскольку в описанных выше традиционных технологиях считается, что, когда пленка форстерита не образуется на поверхности основного стального листа, поскольку на поверхности основного стального листа нет неровностей, препятствующих перемещению стенок доменов, магнитные потери в листе анизотропной электротехнической стали могут быть улучшены. Однако даже с помощью этих технологий нельзя было в достаточной степени получить эффект улучшения магнитных потерь.[0010] Since it is considered in the conventional techniques described above that when a forsterite film is not formed on the surface of the base steel sheet, since there is no irregularity on the surface of the base steel sheet to prevent movement of the domain walls, the magnetic loss in the anisotropic electrical steel sheet can be improved. However, even with these technologies, the magnetic loss improvement effect could not be sufficiently obtained.
[0011] Настоящее изобретение было создано с учетом вышеупомянутых обстоятельств, и его цель состоит в том, чтобы уменьшить магнитные потери в листе анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением, по сравнению с обычными случаями.[0011] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the magnetic loss in an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating, compared with conventional cases.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫREMEDIES FOR SOLVING THE PROBLEM
[0012] Для того, чтобы решить вышеописанные проблемы, авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования причины неспособности получить достаточный эффект улучшения магнитных потерь при производстве листа анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением. В результате было найдено, что в области поверхностного слоя основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали, в котором не может быть получен достаточный эффект улучшения магнитных потерь, присутствует большое число игольчатых включений. Авторы настоящего изобретения предположили, что эти игольчатые включения являются той причиной, которая препятствует движению стенок доменов, то есть причиной, которая оказывает негативное влияние на магнитные потери, и в результате проведения дальнейшего исследования было найдено, что когда удовлетворяются следующие условия, магнитные потери в листе анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением, могут быть уменьшены по сравнению с обычными случаями.[0012] In order to solve the above-described problems, the inventors of the present invention have intensively studied the reason for not being able to obtain a sufficient magnetic loss improvement effect in the production of an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating. As a result, it has been found that in the region of the surface layer of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet, in which a sufficient magnetic loss improvement effect cannot be obtained, a large number of acicular inclusions are present. The inventors of the present invention assumed that these acicular inclusions are the cause that hinders the movement of the domain walls, that is, the cause that adversely affects the magnetic loss, and as a result of further investigation, it was found that when the following conditions are satisfied, the magnetic loss in the sheet anisotropic electrical steel, in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the insulating coating under tension, can be reduced compared to conventional cases.
<Условия><Conditions>
В том случае, в котором рассматривается поперечное сечение, перпендикулярное направлению прокатки основного стального листа, когда областью наблюдения является область с длиной 10 мкм от поверхности основного стального листа внутрь основного стального листа в направлении по толщине и длиной 20 мм в направлении, перпендикулярном направлению по толщине листа, в этой области наблюдения отсутствуют игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше.In the case in which a cross section perpendicular to the rolling direction of the base steel sheet is considered, when the observation area is an area with a length of 10 μm from the surface of the base steel sheet to the inside of the base steel sheet in the thickness direction and a length of 20 mm in the direction perpendicular to the thickness direction leaf, in this area of observation, there are no needle-like inclusions having a length of 1 μm or more.
[0013] Настоящее изобретение было создано на основе вышеописанных выявленных фактов, и его суть заключается в следующем.[0013] The present invention has been made on the basis of the above findings, and the gist is as follows.
[0014] (1) Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения представляет собой лист анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением. В листе анизотропной электротехнической стали основной стальной лист содержит 0,085 мас.% или меньше C, 0,80-7,00 мас.% Si, 0,05-1,00 мас.% Mn, 0,065 мас.% или меньше кислоторастворимого Al, 0,003 мас.% или меньше S, 0,0040 мас.% или меньше N, 0,0005-0,0080 мас.% B, 0-0,50 мас.% P, 0-1,00 мас.% Ni, 0-0,30 мас.% Sn, 0-0,30 мас.% Sb, 0-0,40 мас.% Cu, 0-0,30 мас.% Cr и 0-0,01 мас.% Bi, а остальное - Fe и примеси в его химическом составе, и в случае, в котором рассматривается поперечное сечение, перпендикулярное направлению прокатки основного стального листа, когда областью наблюдения является область с длиной 10 мкм от поверхности основного стального листа внутрь основного стального листа в направлении по толщине листа и длиной 20 мм в направлении, перпендикулярном направлению по толщине листа, в этой области наблюдения отсутствуют игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше.[0014] (1) The anisotropic electrical steel sheet according to one aspect of the present invention is an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating. In the anisotropic electrical steel sheet, the base steel sheet contains 0.085 mass% or less of C, 0.80 to 7.00 mass% of Si, 0.05 to 1.00 mass% of Mn, 0.065 mass% or less of acid-soluble Al, 0.003 wt% or less S, 0.0040 wt% or less N, 0.0005-0.0080 wt% B, 0-0.50 wt% P, 0-1.00 wt% Ni, 0-0.30 wt.% Sn, 0-0.30 wt.% Sb, 0-0.40 wt.% Cu, 0-0.30 wt.% Cr and 0-0.01 wt.% Bi, and the rest is Fe and impurities in its chemical composition, and in the case in which the cross section perpendicular to the rolling direction of the base steel sheet is considered, when the observation area is a region with a length of 10 μm from the surface of the base steel sheet to the inside of the base steel sheet in the thickness direction sheet and a length of 20 mm in the direction perpendicular to the direction along the thickness of the sheet, in this area of observation, there are no needle-like inclusions having a length of 1 μm or more.
[0015] (2) В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с вышеописанным пунктом (1) игольчатые включения могут содержать муллит, представленный формулой 3Al2O3⋅2SiO2.[0015] (2) In the anisotropic electrical steel sheet according to (1) above, the acicular inclusions may contain mullite represented by the formula 3Al 2 O 3 ⋅2SiO 2 .
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯEFFECTS OF THE INVENTION
[0016] В соответствии с вышеописанным аспектом настоящего изобретения магнитные потери в листе анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением, могут быть уменьшены по сравнению с обычными случаями.[0016] According to the above-described aspect of the present invention, the magnetic loss in an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating can be reduced compared to conventional cases.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0017] Фиг. 1 представляет собой тройную фазовую диаграмму Al2O3-MgO-SiO2.[0017] FIG. 1 is a ternary phase diagram of Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 .
Фиг. 2 представляет собой график, показывающий соотношение между количеством MgO в мас.% в сепараторе отжига и количеством муллита.Fig. 2 is a graph showing the ratio between the amount of MgO in wt.% in the annealing separator and the amount of mullite.
Фиг. 3 представляет собой график, показывающий соотношение между количеством MgO в мас.% в сепараторе отжига и магнитными потерями (W17/50).Fig. 3 is a graph showing the relationship between the amount of MgO in wt % in the annealing separator and the magnetic loss (W 17/50 ).
Фиг. 4 представляет собой график, показывающий соотношение между нанесенным количеством сепаратора отжига на одну сторону и количеством муллита.Fig. 4 is a graph showing the relationship between the applied amount of anneal separator per side and the amount of mullite.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯEMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0018] Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения представляет собой лист анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением. Далее лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления сокращенно именуется как «предложенный электротехнический стальной лист», а поверхность основного стального листа сокращенно именуется как «поверхность стального листа». Предложенный электротехнический стальной лист характеризуется тем, что в том случае, в котором рассматривается поперечное сечение (сечение С), перпендикулярное направлению прокатки основного стального листа, когда областью наблюдения является область с длиной 10 мкм от поверхности основного стального листа внутрь основного стального листа в направлении по толщине основного стального листа и длиной 20 мм в направлении, перпендикулярном направлению по толщине листа (направлении по ширине листа), в этой области наблюдения отсутствуют игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше. В дальнейшем длина области наблюдения в направлении по толщине основного стального листа упоминается как «длина в направлении по толщине листа», а длина области наблюдения в направлении по ширине основного стального листа упоминается как «длина в направлении по ширине листа».[0018] The anisotropic electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention is an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating. Hereinafter, the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment is abbreviated as "proposed electrical steel sheet", and the surface of the base steel sheet is abbreviated as "surface of the steel sheet". The proposed electrical steel sheet is characterized in that, in the case in which the cross section (section C) perpendicular to the rolling direction of the base steel sheet is considered, when the observation area is an area with a length of 10 μm from the surface of the base steel sheet to the inside of the base steel sheet in the direction along thickness of the base steel sheet and a length of 20 mm in the direction perpendicular to the sheet thickness direction (sheet width direction), there are no needle-like inclusions having a length of 1 μm or more in this observation area. Hereinafter, the length of the observation area in the thickness direction of the base steel sheet is referred to as the "length in the thickness direction of the sheet", and the length of the observation area in the width direction of the base steel sheet is referred to as the "length in the width direction of the sheet".
[0019] Далее будет описан предложенный электротехнический стальной лист.[0019] Next, the proposed electrical steel sheet will be described.
[0020] Авторы настоящего изобретения постулировали, что одной из причин, по которой магнитные потери не могли быть в достаточной степени уменьшены в листе анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением, может быть то, что во время окончательного отжига образовывались включения, оказывающие негативное влияние на магнетизм, и взяли образец из (низкосортного) листа анизотропной электротехнической стали с большими магнитными потерями с тем, чтобы «обнажить» поперечное сечение (сечение С), перпендикулярное направлению прокатки основного стального листа, чтобы наблюдать это сечение образца под микроскопом.[0020] The present inventors postulated that one of the reasons why the magnetic loss could not be sufficiently reduced in an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating may be that during the final annealing, inclusions were formed that had a negative effect on magnetism, and a sample was taken from a (low-grade) anisotropic electrical steel sheet with high magnetic loss so as to "expose" the cross section (section C) perpendicular to the rolling direction of the main steel sheet, so that observe this section of the sample under a microscope.
[0021] В результате, в случае листа анизотропной электротехнической стали с большими магнитными потерями было найдено, что большое количество игольчатых включений присутствовало в области поверхностного слоя основного стального листа в сечении C, более конкретно в области, имеющей длину 10 мкм от поверхности стального листа внутрь основного стального листа в направлении по толщине основного стального листа. Кроме того, было найдено, что эти игольчатые включения содержали муллит (3Al2O3⋅2SiO2). Эти результаты наблюдения являются теми выявленными фактами, которые служат основой настоящего изобретения.[0021] As a result, in the case of the high magnetic loss anisotropic electrical steel sheet, it was found that a large amount of acicular inclusions were present in the area of the surface layer of the base steel sheet in section C, more specifically, in the area having a length of 10 µm from the surface of the steel sheet inwardly. base steel sheet in the thickness direction of the base steel sheet. In addition, these acicular inclusions were found to contain mullite (3Al 2 O 3 ⋅2SiO 2 ). These observations are the findings that form the basis of the present invention.
[0022] При производстве листа анизотропной электротехнической стали обезуглероживающий отжиг выполняется с целью удаления C (углерода) перед окончательным отжигом. При обезуглероживающем отжиге C удаляется, и в то же самое время на поверхности стального листа образуется пленка SiO2. После обезуглероживающего отжига выполняется окончательный отжиг с сепаратором отжига, содержащим в качестве главного компонента глинозем и нанесенным на пленку SiO2 на поверхности стального листа с целью предотвращения слипания основного стального листа, смотанного в рулон, во время окончательного отжига.[0022] In the production of an anisotropic electrical steel sheet, decarburization annealing is performed to remove C (carbon) before final annealing. In the decarburization annealing, C is removed, and at the same time, a SiO 2 film is formed on the surface of the steel sheet. After the decarburization annealing, a final annealing is performed with an annealing separator containing alumina as a main component and coated with a film of SiO 2 on the surface of the steel sheet to prevent sticking of the coiled base steel sheet during the final annealing.
[0023] Поскольку муллит является сложным оксидом глинозема (Al2O3) и SiO2, возможно, что муллит будет образовываться и оставаться из-за недостаточного удаления SiO2, который образовался при обезуглероживающем отжиге, во время окончательного отжига.[0023] Since mullite is a composite oxide of alumina (Al 2 O 3 ) and SiO 2 , it is possible that mullite will be formed and remain due to insufficient removal of SiO 2 that was formed in the decarburization annealing during the final annealing.
[0024] Сначала образовавшийся при обезуглероживающем отжиге SiO2 адсорбируется на содержащемся в сепараторе отжига глиноземе, имеющем высокую удельную площадь поверхности по БЭТ, во время окончательного отжига и удаляется с поверхности стального листа, когда сепаратор отжига смывается водой после окончательного отжига. Следовательно, в качестве причины недостаточного удаления образовавшегося при обезуглероживающем отжиге SiO2 можно предположить недостаточное нанесенное количество сепаратора отжига.[0024] First, the SiO 2 generated by the decarburization annealing is adsorbed on the alumina contained in the annealing separator having a high BET specific surface area during the final annealing, and is removed from the surface of the steel sheet when the annealing separator is washed off with water after the final annealing. Therefore, as the reason for the insufficient removal of the SiO 2 formed during the decarburization annealing, an insufficient amount of the annealing separator applied can be assumed.
[0025] То есть можно предположить, что существовал предел количества SiO2, который мог быть адсорбирован на единицу веса глинозема, нанесенное количество сепаратора отжига было недостаточным, весь SiO2 не адсорбировался и не удалялся, и SiO2 оставался на поверхности стального листа. В результате можно предположить, что Al (Al, образующийся при разложении AlN, который действует как ингибитор), который переместился изнутри основного стального листа к поверхности стального листа во время окончательного отжига, реагирует с SiO2, оставшимся на поверхности стального листа, и тем самым образуется муллит, который остается в основном стальном листе (особенно в области поверхностного слоя вблизи поверхности стального листа).[0025] That is, it can be assumed that there was a limit to the amount of SiO 2 that could be adsorbed per unit weight of alumina, the applied amount of the annealing separator was insufficient, all of the SiO 2 was not adsorbed or removed, and SiO 2 remained on the surface of the steel sheet. As a result, it can be assumed that Al (Al formed by the decomposition of AlN, which acts as an inhibitor), which has moved from the inside of the base steel sheet to the surface of the steel sheet during final annealing, reacts with SiO 2 remaining on the surface of the steel sheet, and thereby mullite is formed, which remains in the base steel sheet (especially in the area of the surface layer near the surface of the steel sheet).
[0026] Основываясь на технической идее подавления образования муллита путем регулирования компонентного состава и наносимого количества сепаратора отжига, авторы настоящего изобретения интенсивно изучили компонентный состав и наносимое количество сепаратора отжига, которые могут ингибировать образование муллита. В результате было найдено, что образование муллита можно подавить путем добавления MgO к сепаратору отжига, содержащему глинозем в качестве главного компонента, в конкретной пропорции, а также управления количеством наносимого сепаратора отжига таким образом, чтобы оно находилось в пределах конкретного диапазона.[0026] Based on the technical idea of suppressing the formation of mullite by adjusting the composition and application amount of the annealing separator, the inventors of the present invention have intensively studied the composition and application amount of the annealing separator, which can inhibit the formation of mullite. As a result, it has been found that mullite formation can be suppressed by adding MgO to an annealing separator containing alumina as a main component in a specific proportion, and controlling the amount of applied annealing separator to be within a specific range.
[0027] Фиг. 1 показывает тройную фазовую диаграмму Al2O3-MgO-SiO2. Как показано на Фиг. 1, теоретически, когда MgO присутствует в пропорции 50 мол.% (28 мас.%) или больше по отношению к глинозему, муллит не образуется. Поэтому авторы настоящего изобретения исследовали соотношение между количеством MgO, добавленного к сепаратору отжига, содержащему глинозем в качестве главного компонента, и количеством муллита, образующегося в области поверхностного слоя основного стального листа.[0027] FIG. 1 shows a ternary phase diagram of Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 . As shown in FIG. 1, theoretically, when MgO is present in a proportion of 50 mol% (28 wt%) or more relative to alumina, mullite is not formed. Therefore, the present inventors investigated the relationship between the amount of MgO added to the annealing separator containing alumina as a main component and the amount of mullite generated in the area of the surface layer of the base steel sheet.
[0028] Подвергнутый обезуглероживающему отжигу лист, имеющий толщину 0,23 мм, использовали в качестве тестового материала, и на подвергнутый обезуглероживающему отжигу лист наносили сепаратор отжига, содержащий глинозем, в наносимом количестве 8,0 г/м2 на сторону при изменении количества добавляемого MgO в диапазоне от 0 до 80 мас.%. После того как сепаратор отжига высушивали, подвергнутый обезуглероживающему отжигу лист подвергали окончательному отжигу и получали лист анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствовала пленка форстерита на поверхности основного стального листа. Кроме того, окончательный отжиг выполняли при укладке стопкой подвергнутых обезуглероживающему отжигу листов, покрытых сепаратором отжига.[0028] A decarburized annealed sheet having a thickness of 0.23 mm was used as a test material, and an annealing separator containing alumina was applied to the decarburized annealed sheet in an application amount of 8.0 g/m 2 per side while changing the amount of addition MgO in the range from 0 to 80 wt.%. After the annealing separator was dried, the decarburization annealed sheet was final annealed to obtain an anisotropic electrical steel sheet in which there was no forsterite film on the surface of the base steel sheet. In addition, the final annealing was performed by stacking the decarburized annealed sheets coated with the annealing separator.
[0029] Полученные таким образом стальные листы после окончательного отжига промывали водой, чтобы удалить излишек сепаратора отжига, а затем брали тестовый образец в виде квадрата со стороной 20 мм из каждого из стальных листов после окончательного отжига, с которых был удален излишек сепаратора отжига. Поперечное сечение (сечение С), перпендикулярное направлению прокатки тестового образца, полировали алмазным полировальным кругом, а затем наблюдали под микроскопом с 1000-кратным увеличением и измеряли число игольчатых включений, имеющих длину 1 мкм или больше, присутствовавших в области (области наблюдения), имеющей длину 10 мкм от поверхности стального листа внутрь основного стального листа в направлении по толщине основного стального листа и длину 20 мм в направлении по ширине основного стального листа. Игольчатое включение определялось как включение, в котором отношение максимальная главная ось/максимальная малая ось составляло 10 или больше.[0029] The steel sheets thus obtained after final annealing were washed with water to remove excess annealing separator, and then a 20 mm square test piece was taken from each of the final annealed steel sheets from which the excess annealing separator was removed. The cross section (section C) perpendicular to the rolling direction of the test piece was polished with a diamond polishing wheel, and then observed under a microscope at 1000 times magnification, and the number of needle-like inclusions having a length of 1 μm or more present in the area (observation area) having a length of 10 µm from the surface of the steel sheet to the inside of the base steel sheet in the thickness direction of the base steel sheet, and a length of 20 mm in the width direction of the base steel sheet. Acicular inclusion was defined as an inclusion in which the ratio of the maximum major axis/maximum minor axis was 10 or more.
[0030] Затем измеряли магнитные потери (W17/50) в тестовых образцах с разными количествами MgO, добавленного к сепаратору отжига, и среднее значение в 10 точках принимали в качестве магнитных потерь (W17/50) тестового образца.[0030] Then, the magnetic loss (W 17/50 ) of the test pieces with different amounts of MgO added to the annealing separator was measured, and the average of 10 points was taken as the magnetic loss (W 17/50 ) of the test piece.
[0031] Результаты измерений показаны на Фиг. 2 и 3. Фиг. 2 представляет собой график, показывающий соотношение между количеством MgO в сепараторе отжига и количеством муллита. Фиг. 3 представляет собой график, показывающий соотношение между количеством MgO в сепараторе отжига и магнитными потерями (W17/50).[0031] The measurement results are shown in FIG. 2 and 3. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of MgO in the annealing separator and the amount of mullite. Fig. 3 is a graph showing the relationship between the amount of MgO in the annealing separator and the magnetic loss (W 17/50 ).
[0032] Как показано на Фиг. 2, когда количество MgO в сепараторе отжига составляло 28 мас.% или больше, муллит не образовывался. С другой стороны, как показано на Фиг. 3, можно заметить, что когда количество MgO в сепараторе отжига было в пределах диапазона 28 мас.% или больше и 50 мас.% или меньше, магнитные потери составляли менее 1,00 Вт/кг, и проявлялся эффект улучшения магнитных потерь, но когда количество MgO в сепараторе отжига превышало 50 мас.%, магнитные потери составляли 1,00 Вт/кг или больше, т.е. проявлялись неудовлетворительные магнитные потери.[0032] As shown in FIG. 2, when the amount of MgO in the annealing separator was 28 mass% or more, mullite was not formed. On the other hand, as shown in FIG. 3, it can be seen that when the amount of MgO in the annealing separator was within the range of 28 wt% or more and 50 wt% or less, the magnetic loss was less than 1.00 W/kg, and the magnetic loss improvement effect was exhibited, but when the amount of MgO in the annealing separator exceeded 50 mass%, the magnetic loss was 1.00 W/kg or more, i.e. showed unsatisfactory magnetic losses.
[0033] Для выяснения причины этого поверхность полученного стального листа проанализировали методом рентгеновской дифракции (XRD). В результате было установлено, что форстерит обнаруживался, когда количество MgO составляло 54 мас.% или больше, и что высота пика XRD форстерита увеличивалась по мере увеличения количества MgO. Исходя из этого, можно предположить, что когда количество MgO в сепараторе отжига превышает 50 мас.%, муллит не образуется (см. Фиг. 2), но, с другой стороны, образуется форстерит, вызывающий неудовлетворительные магнитные потери.[0033] To find out the reason for this, the surface of the obtained steel sheet was analyzed by X-ray diffraction (XRD). As a result, it was found that forsterite was detected when the amount of MgO was 54 mass% or more, and that the height of the XRD peak of forsterite increased as the amount of MgO increased. From this, it can be assumed that when the amount of MgO in the annealing separator exceeds 50 mass%, mullite is not formed (see Fig. 2), but on the other hand, forsterite is formed, causing unsatisfactory magnetic loss.
[0034] Затем на подвергнутый обезуглероживающему отжигу лист с толщиной 0,23 мм нанесли сепаратор отжига, содержащий глинозем в качестве главного компонента и MgO в количестве 45 мас.%. Наносимое количество сепаратора отжига варьировали в диапазоне 5,0-15,0 г/м2 на сторону. Множество подвергнутых обезуглероживающему отжигу листов, покрытых сепаратором отжига и высушенных, укладывали в стопку и подвергали окончательному отжигу для того, чтобы получить листы анизотропной электротехнической стали.[0034] Then, an annealing separator containing alumina as a main component and MgO in an amount of 45 wt.% was applied to the 0.23 mm thick decarburized annealed sheet. The amount of annealing separator applied was varied in the range of 5.0-15.0 g/m 2 per side. A plurality of decarburized annealed sheets coated with an annealing cage and dried were stacked and subjected to final annealing to obtain anisotropic electrical steel sheets.
[0035] Полученные таким образом листы анизотропной электротехнической стали промывали водой, чтобы удалить излишек сепаратора отжига, а затем брали тестовый образец в виде квадрата со стороной 20 мм из каждого из листов анизотропной электротехнической стали, с которых был удален излишек сепаратора отжига. Поперечное сечение (сечение С), перпендикулярное направлению прокатки тестового образца, полировали алмазным полировальным кругом, а затем наблюдали под микроскопом с 1000-кратным увеличением и измеряли число игольчатых включений, имеющих длину 1 мкм или больше, присутствовавших в области (области наблюдения), имеющей длину 10 мкм от поверхности стального листа внутрь основного стального листа в направлении по толщине основного стального листа и длину 20 мм в направлении по ширине основного стального листа.[0035] The anisotropic electrical steel sheets thus obtained were washed with water to remove excess annealing separator, and then a 20 mm square test sample was taken from each of the anisotropic electrical steel sheets from which the excess annealing separator was removed. The cross section (section C) perpendicular to the rolling direction of the test piece was polished with a diamond polishing wheel, and then observed under a microscope at 1000 times magnification, and the number of needle-like inclusions having a length of 1 μm or more present in the area (observation area) having a length of 10 µm from the surface of the steel sheet to the inside of the base steel sheet in the thickness direction of the base steel sheet, and a length of 20 mm in the width direction of the base steel sheet.
[0036] Результаты показаны на Фиг. 4. Фиг. 4 представляет собой график, показывающий соотношение между наносимым количеством сепаратора отжига на одну сторону и количеством муллита. На Фиг. 4 можно заметить, что «игольчатые включения (муллит), имеющие длину 1 мкм или больше» формировались тогда, когда наносимое количество сепаратора отжига на сторону было меньше, чем 6,0 г/м2.[0036] The results are shown in FIG. 4. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the applied amount of anneal separator per side and the amount of mullite. On FIG. 4, it can be seen that "acicular inclusions (mullite) having a length of 1 μm or more" were formed when the applied amount of the annealing separator per side was less than 6.0 g/m 2 .
[0037] Поскольку муллит не образуется, когда MgO присутствует в пропорции 50 мол.% (28 мас.%) или больше по отношению к глинозему в соответствии с тройной фазовой диаграммой Al2O3-MgO-SiO2, показанной на Фиг. 1, муллит не должен образовываться, когда наносимое количество MgO составляет 45 мас.%. Однако, как показано на Фиг. 4, «игольчатые включения (муллит), имеющие длину 1 мкм или больше» формировались тогда, когда наносимое количество содержащего 45 мас.% MgO сепаратора отжига на сторону составляло менее 6,0 г/м2. Причина этого может быть усмотрена в следующем.[0037] Because mullite is not formed when MgO is present in a proportion of 50 mol % (28 wt %) or more relative to alumina according to the Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 ternary phase diagram shown in FIG. 1, mullite should not form when the applied amount of MgO is 45% by weight. However, as shown in FIG. 4, "acicular inclusions (mullite) having a length of 1 μm or more" were formed when the applied amount of the annealing separator containing 45 mass% MgO per side was less than 6.0 g/m 2 . The reason for this can be seen in the following.
[0038] (x) Когда наносимое количество сепаратора отжига мало, адсорбция и удаление SiO2 с помощью Al2O3 сепаратора отжига становятся недостаточными во время окончательного отжига.[0038] (x) When the applied amount of the annealing separator is small, the adsorption and removal of SiO 2 by the Al 2 O 3 of the annealing separator become insufficient during the final annealing.
(y) Во время окончательного отжига Al, образующийся при разложении AlN (ингибитора), добавляется к Al-му компоненту сепаратора отжига, доля MgO в сепараторе отжига относительно уменьшается, и компонентный состав сепаратора отжига сдвигается в область формирования муллита (см. Фиг. 1).(y) During the final annealing, Al formed by the decomposition of AlN (inhibitor) is added to the Al component of the annealing separator, the proportion of MgO in the annealing separator is relatively reduced, and the component composition of the annealing separator is shifted to the mullite-forming region (see Fig. 1 ).
[0039] Следовательно, важно в достаточной степени адсорбировать и удалять SiO2 с помощью Al2O3 сепаратора отжига во время окончательного отжига, чтобы подавить формирование муллита, и с этой целью необходимо не только выполнять управление таким образом, чтобы количество MgO, добавляемого к сепаратору отжига, составляло 28 мас.% или больше, но еще необходимо выполнять управление таким образом, чтобы наносимое количество сепаратора отжига составляло 6,0 г/м2 или больше.[0039] Therefore, it is important to sufficiently adsorb and remove SiO 2 with the Al 2 O 3 annealing separator during the final annealing to suppress the formation of mullite, and to this end, it is not only necessary to control so that the amount of MgO added to annealing separator was 28 wt.% or more, but it is still necessary to perform control so that the application amount of the annealing separator is 6.0 g/m 2 or more.
[0040] Как описано выше, авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда количество добавляемого MgO и количество наносимого сепаратора отжига, содержащего глинозем в качестве главного компонента, регулировались в пределах определенного диапазона, образование игольчатых включений (муллита) могло быть ингибировано в области поверхностного слоя основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали, и таким образом может быть реализовано уменьшение магнитных потерь в листе анизотропной электротехнической стали. Это обусловлено тем, что предложенный электротехнический стальной лист характеризуется тем, что в том случае, при котором рассматривается сечение C основного стального листа, когда областью наблюдения является область с длиной в направлении по толщине листа 10 мкм от поверхности основного стального листа внутрь основного стального листа и длину в направлении по ширине листа 20 мм, в этой области наблюдения отсутствуют игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше, на основе вышеописанных результатов исследования, проведенного авторами настоящего изобретения. Кроме того, верхний предел длины игольчатого включения в области наблюдения листа анизотропной электротехнической стали с большими магнитными потерями конкретно не ограничен и может составлять, например, 5 мкм.[0040] As described above, the present inventors found that when the amount of MgO added and the amount of applied annealing separator containing alumina as the main component were controlled within a certain range, the formation of acicular inclusions (mullite) could be inhibited in the area of the surface layer of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet, and thus reduction of magnetic loss in the anisotropic electrical steel sheet can be realized. This is because the proposed electrical steel sheet is characterized in that in the case in which the section C of the main steel sheet is considered, when the observation area is an area with a length in the sheet thickness direction of 10 μm from the surface of the main steel sheet to the inside of the main steel sheet, and length in the sheet width direction of 20 mm, there are no needle-like inclusions having a length of 1 μm or more in this observation area, based on the above-described results of the study conducted by the present inventors. In addition, the upper limit of the length of the acicular inclusion in the observation area of the high magnetic loss anisotropic electrical steel sheet is not particularly limited, and may be, for example, 5 μm.
[0041] Далее будут описаны характеристики предложенного электротехнического стального листа.[0041] Next, the characteristics of the proposed electrical steel sheet will be described.
<Длина области наблюдения в направлении по толщине листа: 10 мкм><Length of observation area in sheet thickness direction: 10 µm>
[0042] Когда игольчатые включения присутствуют в области поверхностного слоя основного стального листа на сечении C, то есть в области, имеющей длину 10 мкм от поверхности стального листа внутрь основного стального листа, поскольку движение стенок доменов затруднено, а значит, и уменьшение магнитных потерь становится затруднительным, и толщина SiO2, образующегося на поверхности подвергнутого обезуглероживающему отжигу листа, составляет примерно несколько мкм, длина области наблюдения в направлении по толщине листа для измерения числа игольчатых включений устанавливается равной 10 мкм.[0042] When acicular inclusions are present in the area of the surface layer of the base steel sheet in section C, that is, in the area having a length of 10 µm from the surface of the steel sheet to the inside of the base steel sheet, since the movement of the domain walls is difficult, and therefore the reduction of magnetic loss becomes difficult, and the thickness of SiO 2 formed on the surface of the decarburized annealed sheet is about a few µm, the length of the observation area in the thickness direction of the sheet for measuring the number of needle inclusions is set to 10 µm.
<Игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше, отсутствуют в области наблюдения с длиной в направлении по ширине листа 20 мм><Needle-shaped inclusions having a length of 1 µm or more are absent in the observation area with a length in the sheet width direction of 20 mm>
[0043] Как описано выше, игольчатое включение, имеющее длину 1 мкм или больше, является включением, в котором отношение максимальная главная ось/максимальная малая ось составляет 10 или больше. Поскольку игольчатые включения значительно затрудняют движение стенок доменов, авторы настоящего изобретения сосредоточились на числе игольчатых включений, присутствующих внутри зерен в области наблюдения.[0043] As described above, an acicular inclusion having a length of 1 μm or more is an inclusion in which the maximum major axis/maximum minor axis ratio is 10 or more. Because acicular inclusions significantly impede the movement of the domain walls, the authors of the present invention focused on the number of acicular inclusions present inside the grains in the field of view.
[0044] При полировке сечения C основного стального листа алмазным полировальным кругом длина образца, при которой может быть получена равномерная и гладкая полированная поверхность, составляет примерно 20 мм. Поэтому для того, чтобы точно измерить число «игольчатых включений, имеющих длину 1 мкм или больше», которые значительно затрудняют движение стенок доменов, длину области наблюдения в направлении по ширине листа установили равной 20 мм и измеряли число присутствующих в области наблюдения игольчатых включений с длиной 1 мкм или больше.[0044] When polishing section C of the base steel sheet with a diamond polishing wheel, the length of the sample at which a uniform and smooth polished surface can be obtained is about 20 mm. Therefore, in order to accurately measure the number of “acicular inclusions having a length of 1 μm or more” that significantly impede the movement of the domain walls, the length of the observation area in the sheet-width direction was set to 20 mm, and the number of acicular inclusions present in the observation area with a length of 1 µm or more.
[0045] В результате было найдено, что магнитные потери W17/50 могут быть уменьшены до величины менее 1,00 Вт/кг, когда игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше, отсутствуют в области наблюдения (когда число игольчатых включений в области наблюдения равно нулю), но, с другой стороны, магнитные потери W17/50 увеличивались до величины более 1,00 Вт/кг, когда в области наблюдения присутствовали игольчатые включения, имеющие длину 1 мкм или больше (см. Таблицу 2). Следовательно, с точки зрения сокращения магнитных потерь существенное условие заключается в том, чтобы в области наблюдения отсутствовали игольчатые включения (муллит), имеющие длину 1 мкм или больше.[0045] As a result, it has been found that the magnetic loss W 17/50 can be reduced to less than 1.00 W/kg when acicular inclusions having a length of 1 μm or more are absent in the observation area (when the number of acicular inclusions in the area observation is zero), but, on the other hand, the magnetic loss W 17/50 increased to more than 1.00 W/kg when needle-shaped inclusions having a length of 1 μm or more were present in the observation area (see Table 2). Therefore, from the point of view of reducing magnetic losses, it is essential that there be no needle-like inclusions (mullite) having a length of 1 μm or more in the observation area.
[0046] Идентификация веществ, составляющих игольчатые включения, может быть выполнена с помощью качественного анализа с использованием метода широкоугольной рентгеновской дифракции (WAXD) для игольчатых включений. Например, тестовый образец, вырезанный от основного стального листа, погружают в раствор ниталя (5 об.% азотной кислоты/этанол) на 90 секунд, и его поверхность удаляется примерно на несколько микрон для проявления игольчатых включений. Определение проявившихся игольчатых включений может быть выполнено с помощью оптического микроскопа. Поверхность тестового образца, на которой проявились игольчатые включения, анализируют методом широкоугольной рентгеновской дифракции. В частности, полученный спектр рентгеновской дифракции сопоставляется с файлом порошковой дифракции (PDF). Для идентификации муллита может использоваться, например, карточка JCPDS № 15-776. Поскольку муллит не образуется в иной части основного стального листа, кроме игольчатых включений, описанным выше методом может быть определено, содержится ли муллит в игольчатых включениях.[0046] Identification of substances constituting acicular inclusions can be performed using qualitative analysis using the method of wide-angle X-ray diffraction (WAXD) for acicular inclusions. For example, a test piece cut from a base steel sheet is immersed in a nital solution (5 vol% nitric acid/ethanol) for 90 seconds, and its surface is removed by about a few microns to reveal acicular inclusions. Determination of the manifested needle-like inclusions can be performed using an optical microscope. The surface of the test sample, on which acicular inclusions appear, is analyzed by wide-angle X-ray diffraction. In particular, the obtained X-ray diffraction spectrum is compared with a powder diffraction file (PDF). Mullite can be identified using, for example, JCPDS Card No. 15-776. Since mullite is not formed in any part of the base steel sheet other than the acicular inclusions, it can be determined by the above method whether mullite is contained in the acicular inclusions.
<Химический состав основного стального листа><Chemical composition of base steel sheet>
[0047] Далее будет описан химический состав (компонентный состав) основного стального листа предложенного электротехнического стального листа. Химический состав основного стального листа не ограничен конкретным составом при условии, что могут быть получены магнитные и механические характеристики, требуемые для листа анизотропной электротехнической стали, но пример химического состава основного стального листа является следующим.[0047] Next, the chemical composition (component composition) of the base steel sheet of the proposed electrical steel sheet will be described. The chemical composition of the base steel sheet is not limited to a particular composition as long as the magnetic and mechanical characteristics required for the anisotropic electrical steel sheet can be obtained, but an example of the chemical composition of the base steel sheet is as follows.
[0048] А именно, основной стальной лист предложенного электротехнического стального листа содержит 0,085 мас.% или меньше C, 0,80-7,00 мас.% Si, 0,05-1,00 мас.% Mn, 0,065 мас.% или меньше кислоторастворимого Al, 0,003 мас.% или меньше S, 0,0040 мас.% или меньше N, и 0,0005-0,0080 мас.% B, а остальное - Fe и примеси в его химическом составе. Далее будет описан каждый из элементов. В следующем описании «%», относящийся к химическому составу, означает массовый процент, «мас.%».[0048] Namely, the main steel sheet of the proposed electrical steel sheet contains 0.085 mass% or less C, 0.80-7.00 mass% Si, 0.05-1.00 mass% Mn, 0.065 mass% or less acid-soluble Al, 0.003 wt.% or less S, 0.0040 wt.% or less N, and 0.0005-0.0080 wt.% B, and the rest is Fe and impurities in its chemical composition. Next, each of the elements will be described. In the following description, "%", referring to the chemical composition, means mass percent, "wt.%".
C: 0,085% или меньшеC: 0.085% or less
[0049] Углерод (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 окончательным отжигом. Когда количество C превышает 0,085% в конечном продукте, происходит образование выделений при старении, и гистерезисные потери ухудшаются, и поэтому количество C устанавливается равным 0,085% или меньше. Количество C предпочтительно составляет 0,070% или меньше, а более предпочтительно 0,050% или меньше.[0049] Carbon (C) is an element effective for controlling the primary recrystallization structure, but because it has a negative effect on the magnetic characteristics, it is an element removed by the decarburization annealing before the final annealing. When the amount of C exceeds 0.085% in the final product, aging precipitation occurs and hysteresis loss deteriorates, and therefore the amount of C is set to 0.085% or less. The amount of C is preferably 0.070% or less, and more preferably 0.050% or less.
[0050] Нижний предел его содержания включает 0%, но когда количество C уменьшается до величины менее 0,0001%, себестоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. В листе анизотропной электротехнической стали количество C обычно уменьшается при обезуглероживающем отжиге до примерно 0,002% или меньше.[0050] The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of C is reduced to less than 0.0001%, the cost of production increases significantly, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for a real steel sheet. In an anisotropic electrical steel sheet, the amount of C is generally reduced by decarburization annealing to about 0.002% or less.
Si: от 0,80 до 7,00%Si: 0.80 to 7.00%
[0051] Кремний (Si) является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление стального листа и улучшает характеристики магнитных потерь. Когда количество Si составляет менее 0,80%, происходит γ-превращение во время окончательного отжига, кристаллографическая ориентация стального листа ухудшается, и поэтому количество Si устанавливается равным 0,80% или больше. Количество Si предпочтительно составляет 1,50% или больше, а более предпочтительно 2,50% или больше.[0051] Silicon (Si) is an element that increases the electrical resistance of the steel sheet and improves the magnetic loss characteristics. When the amount of Si is less than 0.80%, γ-transformation occurs at the time of final annealing, the crystallographic orientation of the steel sheet deteriorates, and therefore the amount of Si is set to 0.80% or more. The amount of Si is preferably 1.50% or more, and more preferably 2.50% or more.
[0052] С другой стороны, когда количество Si превышает 7,00%, уменьшается обрабатываемость и во время прокатки появляются трещины, и поэтому количество Si устанавливается равным 7,00% или меньше. Количество Si предпочтительно составляет 5,50% или меньше, а более предпочтительно 4,50% или меньше.[0052] On the other hand, when the amount of Si exceeds 7.00%, workability decreases and cracks appear during rolling, and therefore the amount of Si is set to 7.00% or less. The amount of Si is preferably 5.50% or less, and more preferably 4.50% or less.
Mn: от 0,05 до 1,00%Mn: 0.05 to 1.00%
[0053] Марганец (Mn) является аустенитобразующим элементом и тем элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и связывается с S и/или Se, образуя MnS и/или MnSe, которые действуют как ингибитор.[0053] Manganese (Mn) is an austenite-forming element and one that prevents cracking during hot rolling and bonds with S and/or Se to form MnS and/or MnSe, which act as an inhibitor.
[0054] Mn является элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и связывается с S, образуя MnS, который действует как ингибитор. Когда количество Mn составляет менее 0,05%, эффект добавления проявляется в недостаточной степени, и поэтому количество Mn устанавливается равным 0,05% или больше. Количество Mn предпочтительно составляет 0,07% или больше, а более предпочтительно 0,09% или больше.[0054] Mn is an element that prevents cracking during hot rolling and binds to S to form MnS, which acts as an inhibitor. When the amount of Mn is less than 0.05%, the effect of adding is insufficient, and therefore the amount of Mn is set to 0.05% or more. The amount of Mn is preferably 0.07% or more, and more preferably 0.09% or more.
[0055] С другой стороны, когда количество Mn превышает 1,00%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, магнитная индукция уменьшается, и поэтому количество Mn устанавливается равным 1,00% или меньше. Количество Mn предпочтительно составляет 0,80% или меньше, а более предпочтительно 0,60% или меньше.[0055] On the other hand, when the amount of Mn exceeds 1.00%, the precipitation and dispersion of MnS become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic induction decreases, and therefore the amount of Mn is set to 1.00% or less. The amount of Mn is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.60% or less.
Кислоторастворимый Al: 0,065% или меньшеAcid-soluble Al: 0.065% or less
[0056] Кислоторастворимый алюминий (Al) является элементом, который связывается с N с образованием (Al,Si)N, который действует как ингибитор. Когда количество кислоторастворимого Al превышает 0,065%, выделение и дисперсия (Al,Si)N становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, магнитная индукция уменьшается, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,065% или меньше. Количество кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,050% или меньше, а более предпочтительно 0,040% или меньше. Нижний предел его содержания включает 0%, но когда количество кислоторастворимого Al уменьшается до величины менее 0,0001%, себестоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Количество кислоторастворимого Al обычно уменьшается при окончательном отжиге до 0,002% или меньше.[0056] Acid-soluble aluminum (Al) is an element that binds to N to form (Al,Si)N, which acts as an inhibitor. 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 induction decreases, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.065% or less. The amount of acid-soluble Al is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.040% or less. The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of acid-soluble Al 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. The amount of acid-soluble Al is generally reduced in the final annealing to 0.002% or less.
S: 0,003% или меньшеS: 0.003% or less
[0057] Сера (S) связывается с Mn, образуя ингибитор, но когда количество S превышает 0,003% в конечном продукте, она выделяется в виде MnS в стальном листе, и гистерезисные потери увеличиваются, и поэтому количество S устанавливается равным 0,003% или меньше. Нижний предел ее содержания включает 0%, но когда количество серы уменьшается до величины менее 0,0001%, себестоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа.[0057] Sulfur (S) binds with Mn to form an inhibitor, but when the amount of S exceeds 0.003% 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 0.003% or less. The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of sulfur is reduced to less than 0.0001%, the cost of production increases significantly, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for the actual steel sheet.
[0058] Содержание S в основном стальном листе изменяется в зависимости от количества MgO, добавляемого к сепаратору отжига. Когда количество MgO, добавляемого к сепаратору отжига, контролируется на уровне 28 мас.% или больше с тем, чтобы игольчатые включения (муллит) с длиной 1 мкм или больше не присутствовали в области наблюдения, выявленной в сечении C основного стального листа, содержание S в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали, получаемого в качестве конечного продукта, подавляется до 0,003% или меньше, и в результате подавляется образование тонкодисперсных сульфидов, как описано выше, что способствует уменьшению магнитных потерь. Соответственно, чем больше количество MgO, добавляемого к сепаратору отжига, тем это более предпочтительно также с точки зрения сокращения содержания S в основном стальном листе, но когда количество MgO, добавляемого к сепаратору отжига, превышает 50 мас.%, образуется форстерит, как описано выше, и поэтому верхний предел количества MgO, добавляемого к сепаратору отжига, нужно контролировать до 50 мас.%.[0058] The content of S in the base steel sheet varies depending on the amount of MgO added to the annealing separator. When the amount of MgO added to the annealing separator is controlled to be 28 mass% or more so that acicular inclusions (mullite) with a length of 1 µm or more are not present in the observation area detected in section C of the base steel sheet, the S content in on the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet obtained as the end product is suppressed to 0.003% or less, and as a result, generation of fine sulfides as described above is suppressed, which helps to reduce magnetic loss. Accordingly, the larger the amount of MgO added to the annealing separator, the more preferable it is also from the viewpoint of reducing the S content in the base steel sheet, but when the amount of MgO added to the annealing separator exceeds 50 mass%, forsterite is formed as described above. , and therefore the upper limit of the amount of MgO added to the annealing separator must be controlled to 50 wt.%.
N: 0,0040% или меньшеN: 0.0040% or less
[0059] Азот (N) является элементом, который связывается с Al, образуя AlN, который действует как ингибитор, но когда его количество в конечном продукте составляет более 0,0040%, он выделяется в виде AlN в стальном листе и увеличивает гистерезисные потери, и поэтому количество N устанавливается равным 0,0040% или меньше. Нижний предел его содержания включает 0%, но когда количество N уменьшается до величины менее 0,0001%, себестоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе анизотропной электротехнической стали количество N обычно уменьшается при окончательном отжиге до примерно 0,003%.[0059] Nitrogen (N) is an element that binds with Al to form AlN, which acts as an inhibitor, but when its amount in the final product is more than 0.0040%, it is released 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 cost of production increases significantly, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for the actual steel sheet. In addition, in an anisotropic electrical steel sheet, the amount of N typically decreases upon final annealing to about 0.003%.
B: 0,0005-0,0080%B: 0.0005-0.0080%
[0060] Бор (B) является элементом, который связывается с N и сложными выделениями с MnS, образуя BN, который действует как ингибитор.[0060] Boron (B) is an element that binds to N and complex secretions with MnS, forming BN, which acts as an inhibitor.
[0061] Когда количество В составляет менее 0,0005%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0005% или больше. Количество В предпочтительно составляет 0,0010% или больше, а 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, магнитная индукция уменьшается, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0080% или меньше. Количество В предпочтительно составляет 0,0060% или меньше, а более предпочтительно 0,0040% или меньше.[0061] When the amount of B is less than 0.0005%, the addition effect is insufficiently obtained, and therefore the amount of B is set to 0.0005% or more. The amount of B 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 induction decreases, and therefore the amount of B is set to 0.0080% or less. The amount of B is preferably 0.0060% or less, and more preferably 0.0040% or less.
[0062] В числе компонентов основного стального листа остальное помимо вышеописанных элементов составляют Fe и примеси. Примеси представляют собой элементы, которые неизбежно примешиваются из стального сырья и/или в процессе производства стали и являются допустимыми в пределах диапазона, не ухудшающего характеристик предложенного электротехнического стального листа.[0062] Among the components of the base steel sheet, the rest, in addition to the above-described elements, are Fe and impurities. The impurities are elements that are inevitably mixed in from the steel raw material and/or during the steel production process and are acceptable within a range that does not impair the performance of the proposed electrical steel sheet.
[0063] Кроме того, основной стальной лист может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из 0,30% или меньше Cr, 0,40% или меньше Cu, 0,50% или меньше P, 1,00% или меньше Ni, 0,30% или меньше Sn, 0,30% или меньше Sb и 0,01% или меньше Bi, вместо части Fe в пределах диапазона, не ухудшающего магнитные характеристики и повышающего другие характеристики. Поскольку эти элементы не являются существенными, нижний предел содержания каждого из них составляет 0%.[0063] In addition, the base steel sheet may contain at least one element selected from the group consisting of 0.30% or less Cr, 0.40% or less Cu, 0.50% or less P, 1.00 % or less of Ni; 0.30% or less of Sn; Since these elements are not essential, the lower limit of the content of each of them is 0%.
[0064] Вышеописанные компоненты стали могут быть измерены с помощью обычных методов анализа стали. Например, компоненты стали могут быть измерены с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES). Кроме того, кислоторастворимый Al может быть измерен методом ICP-AES с использованием фильтрата после нагревания и растворения образца в кислоте. Кроме того, C и S могут быть измерены с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра сгорания, N может быть измерен с использованием метода теплопроводности при плавлении в инертном газе, и O может быть измерен с использованием метода недисперсионного поглощения в инфракрасной области при плавлении в инертном газе.[0064] The above described steel components can be measured using conventional steel analysis methods. For example, steel components can be measured using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). In addition, acid-soluble Al can be measured by ICP-AES using the filtrate after heating and dissolving the sample in acid. In addition, C and S can be measured using the infrared absorption method of the combustion spectrum, N can be measured using the thermal conductivity method when melting in an inert gas, and O can be measured using a non-dispersive absorption method in the infrared region when melting in an inert gas. gas.
<Определение слоев, составляющих лист анизотропной электротехнической стали><Determining the Layers Constituting the Anisotropic Electrical Steel Sheet>
[0065] Для того, чтобы определить каждый слой в структуре поперечного сечения предложенного электротехнического стального листа, выполняют линейный анализ в направлении по толщине листа и выполняют количественный анализ химических компонентов каждого слоя с использованием EDS, присоединенного к SEM или TEM. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются шесть элементов Fe, P, Si, O, Mg и Al.[0065] In order to determine each layer in the cross-sectional structure of the proposed electrical steel sheet, a linear analysis is performed in the thickness direction of the sheet and quantitative analysis of the chemical components of each layer is performed using EDS coupled to SEM or TEM. The elements to be quantified are the six elements Fe, P, Si, O, Mg and Al.
[0066] Область, которая представляет собой область в форме слоя, находящуюся в самом глубоком положении в направлении по толщине листа и имеющую содержание Fe 80 ат.% или более и содержание O менее 30 ат.%, исключая шум измерения, определяется как основной стальной лист.[0066] An area that is a layer-shaped area at the deepest position in the sheet thickness direction and having an Fe content of 80 at.% or more and an O content of less than 30 at.%, excluding measurement noise, is defined as the main steel sheet.
[0067] 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.[0067] 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.
[0068] Предложенный электротехнический стальной лист не имеет пленки форстерита на основном стальном листе. Наличие или отсутствие пленки форстерита на основном стальном листе может быть установлено путем анализа поверхности стального листа, с которой было удалено изоляционное покрытие, с использованием метода рентгеновской дифракции. В частности, полученный спектр рентгеновской дифракции сопоставляется с PDF. Например, для определения наличия или отсутствия форстерита может использоваться карточка JCPDS № 34-189. В предложенном электротехническом стальном листе, даже если поверхность стального листа, с которой было удалено изоляционное покрытие, анализируется методом рентгеновской дифракции, пик форстерита не обнаруживается. Кроме того, изоляционное покрытие с предложенного электротехнического стального листа может быть удалено, например, путем погружения предложенного электротехнического стального листа в 20%-ный водный раствор NaOH с температурой 80°C на 20 минут.[0068] The proposed electrical steel sheet does not have a forsterite film on the base steel sheet. The presence or absence of a forsterite film on the base steel sheet can be determined by examining the surface of the steel sheet from which the insulating coating has been removed using an X-ray diffraction method. In particular, the obtained X-ray diffraction spectrum is compared with PDF. For example, JCPDS card #34-189 can be used to determine the presence or absence of forsterite. In the present electrical steel sheet, even if the surface of the steel sheet from which the insulating coating has been removed is analyzed by X-ray diffraction, no forsterite peak is detected. In addition, the insulating coating of the proposed electrical steel sheet can be removed, for example, by immersing the proposed electrical steel sheet in a 20% aqueous NaOH solution at a temperature of 80°C for 20 minutes.
<Способ производства предложенного электротехнического стального листа><Manufacturing method of the proposed electrical steel sheet>
[0069] Далее будет описан способ производства предложенного электротехнического стального листа.[0069] Next, the production method of the proposed electrical steel sheet will be described.
<Компоненты сляба кремнистой стали><Components of Silicon Steel Slab>
[0070] В качестве компонентов сляба кремнистой стали для предложенного электротехнического стального листа содержатся 0,085 мас.% или меньше C, 0,80-7,00 мас.% Si, 0,05-1,00 мас.% Mn, 0,010-0,065 мас.% кислоторастворимого Al, 0,0040-0,0120 мас.% N, 0,010 мас.% или меньше S и 0,0005-0,0080 мас.% B.[0070] As components of the silicon steel slab for the proposed electrical steel sheet, 0.085 wt.% or less C, 0.80-7.00 wt.% Si, 0.05-1.00 wt.% Mn, 0.010-0.065 wt.% acid-soluble Al, 0.0040-0.0120 wt.% N, 0.010 wt.% or less S and 0.0005-0.0080 wt.% B.
C: 0,085% или меньшеC: 0.085% or less
[0071] 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 окончательным отжигом. Когда количество C превышает 0,085%, время обезуглероживающего отжига увеличивается, а производительность уменьшается, и поэтому количество C устанавливается равным 0,085% или меньше. Количество C предпочтительно составляет 0,070% или меньше, а более предпочтительно 0,050% или меньше.[0071] C is an element effective for controlling the primary recrystallization structure, but because it has a negative effect on the magnetic characteristics, it is an element removed by the decarburization annealing before the final annealing. When the C amount exceeds 0.085%, the decarburization annealing time increases and the productivity decreases, and therefore the C amount is set to 0.085% or less. The amount of C is preferably 0.070% or less, and more preferably 0.050% or less.
[0072] Нижний предел его содержания включает 0%, но когда количество С уменьшается до величины менее 0,0001%, себестоимость производства значительно увеличивается, и поэтому 0,0001% представляет собой практический нижний предел для реального стального листа. Кроме того, в листе анизотропной электротехнической стали количество C обычно уменьшается при обезуглероживающем отжиге до примерно 0,001% или меньше.[0072] The lower limit of its content includes 0%, but when the amount of C is reduced to less than 0.0001%, the cost of production increases significantly, and therefore 0.0001% is a practical lower limit for a real steel sheet. In addition, in the anisotropic electrical steel sheet, the amount of C is generally reduced by decarburization annealing to about 0.001% or less.
Si: 0,80-7,00%Si: 0.80-7.00%
[0073] Si является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление стального листа и улучшает характеристики магнитных потерь. Когда количество Si составляет менее 0,80%, происходит γ-превращение во время окончательного отжига, кристаллографическая ориентация стального листа ухудшается, и поэтому количество Si устанавливается равным 0,80% или больше. Количество Si предпочтительно составляет 1,50% или больше, а более предпочтительно 2,50% или больше.[0073] Si is an element that increases the electrical resistance of the steel sheet and improves the magnetic loss characteristics. When the amount of Si is less than 0.80%, γ-transformation occurs at the time of final annealing, the crystallographic orientation of the steel sheet deteriorates, and therefore the amount of Si is set to 0.80% or more. The amount of Si is preferably 1.50% or more, and more preferably 2.50% or more.
[0074] С другой стороны, когда количество Si превышает 7,00%, обрабатываемость уменьшается и во время прокатки появляются трещины, и поэтому количество Si устанавливается равным 7,00% или меньше. Количество Si предпочтительно составляет 5,50% или меньше, а более предпочтительно 4,50% или меньше.[0074] On the other hand, when the amount of Si exceeds 7.00%, workability decreases and cracks appear during rolling, and therefore the amount of Si is set to 7.00% or less. The amount of Si is preferably 5.50% or less, and more preferably 4.50% or less.
Mn: от 0,05 до 1,00%Mn: 0.05 to 1.00%
[0075] Mn является элементом, который предотвращает растрескивание во время горячей прокатки и связывается с S и/или Se, образуя MnS, который действует 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. Количество Mn предпочтительно составляет 0,07% или больше, а более предпочтительно 0,09% или больше.[0075] Mn is an element that prevents cracking during hot rolling and binds to S and/or Se to form MnS, which acts 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 amount of Mn is preferably 0.07% or more, and more preferably 0.09% or more.
[0076] С другой стороны, когда количество Mn превышает 1,00%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, требуемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, магнитная индукция уменьшается, и поэтому количество Mn устанавливается равным 1,00% или меньше. Количество Mn предпочтительно составляет 0,80% или меньше, а более предпочтительно 0,60% или меньше.[0076] On the other hand, when the amount of Mn exceeds 1.00%, the precipitation and dispersion of MnS become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic induction decreases, and therefore the amount of Mn is set to 1.00% or less. The amount of Mn is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.60% or less.
Кислоторастворимый Al: от 0,010 до 0,065%Acid soluble Al: 0.010 to 0.065%
[0077] Кислоторастворимый Al является элементом, который связывается с N с образованием (Al,Si)N, который действует как ингибитор. Когда количество кислоторастворимого Al составляет менее 0,010%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и вторичная рекристаллизация не протекает в достаточной степени, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,010% или больше. Количество кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,015% или больше, а более предпочтительно 0,020% или больше.[0077] Acid-soluble Al is an element that binds to N to form (Al,Si)N, which acts as an inhibitor. When the amount of acid-soluble Al is less than 0.010%, the addition effect is insufficiently obtained and the secondary recrystallization does not proceed sufficiently, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.010% or more. The amount of acid-soluble Al is preferably 0.015% or more, and more preferably 0.020% or more.
[0078] 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, магнитная индукция уменьшается, и поэтому количество кислоторастворимого Al устанавливается равным 0,065% или меньше. Количество кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,050% или меньше, а более предпочтительно 0,040% или меньше.[0078] 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 induction decreases, and therefore the amount of acid-soluble Al is set to 0.065% or less. The amount of acid-soluble Al is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.040% or less.
N: от 0,0040 до 0,0120%N: 0.0040 to 0.0120%
[0079] N является элементом, который связывается с Al, образуя AlN, который действует как ингибитор, но, с другой стороны, он также является элементом, который образует пузыри (пустоты) в стальном листе во время холодной прокатки. Когда количество N составляет менее 0,0040%, образование AlN является недостаточным, и поэтому количество N устанавливается равным 0,0040% или больше. Количество N предпочтительно составляет 0,0060% или больше, а более предпочтительно 0,0070% или больше.[0079] N is an element that binds with Al to form AlN, which acts 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 0.0040%, the formation of AlN is insufficient, and therefore the amount of N is set to 0.0040% or more. The amount of N is preferably 0.0060% or more, and more preferably 0.0070% or more.
[0080] С другой стороны, когда количество N превышает 0,0120%, имеется опасение, что могут образовываться пузыри (пустоты) в стальном листе во время холодной прокатки, и поэтому количество N устанавливается равным 0,0120% или меньше. Количество N предпочтительно составляет 0,0100% или меньше, а более предпочтительно 0,0090% или меньше.[0080] On the other hand, when the N amount exceeds 0.0120%, there is concern that bubbles (voids) may be generated in the steel sheet during cold rolling, and therefore the N amount is set to 0.0120% or less. The amount of N is preferably 0.0100% or less, and more preferably 0.0090% or less.
S: 0,010% или меньшеS: 0.010% or less
[0081] S является элементом, который связывается с Mn с образованием MnS, который действует как ингибитор.[0081] S is an element that binds to Mn to form MnS, which acts as an inhibitor.
[0082] Когда количество S превышает 0,010%, выделение и дисперсия MnS становятся неоднородными, желаемая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, магнитная индукция уменьшается и гистерезисные потери после очистки увеличиваются, или остается MnS и гистерезисные потери после очистки увеличиваются. Нижний предел количества S конкретно не установлен, но предпочтительно составляет 0,003% или больше. Количество S более предпочтительно составляет 0,007% или больше.[0082] When the amount of S exceeds 0.010%, the isolation and dispersion of MnS become inhomogeneous, the desired secondary recrystallization structure cannot be obtained, the magnetic induction decreases and the hysteresis loss after purification increases, or MnS remains and the hysteresis loss after purification increases. The lower limit of the amount of S is not specifically set, but is preferably 0.003% or more. The amount of S is more preferably 0.007% or more.
B: от 0,0005 до 0,0080%B: 0.0005 to 0.0080%
[0083] B является элементом, который связывается с N и сложными выделениями с MnS, образуя BN, который действует как ингибитор.[0083] B is an element that binds to N and complex secretions with MnS, forming BN, which acts as an inhibitor.
[0084] Когда количество В составляет менее 0,0005%, эффект добавления получается в недостаточной степени, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0005% или больше. Количество В предпочтительно составляет 0,0010% или больше, а 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, магнитная индукция уменьшается, и поэтому количество В устанавливается равным 0,0080% или меньше. Количество В предпочтительно составляет 0,0060% или меньше, а более предпочтительно 0,0040% или меньше.[0084] When the amount of B is less than 0.0005%, the addition effect is insufficiently obtained, and therefore the amount of B is set to 0.0005% or more. The amount of B 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 induction decreases, and therefore the amount of B is set to 0.0080% or less. The amount of B is preferably 0.0060% or less, and more preferably 0.0040% or less.
[0085] В слябе кремнистой стали остальное помимо вышеописанных элементов составляют Fe и примеси. Примеси представляют собой элементы, которые неизбежно примешиваются из стального сырья и/или в процессе производства стали и являются допустимыми в пределах диапазона, не ухудшающего характеристик предложенного электротехнического стального листа.[0085] In the silicon steel slab, the balance of the above-described elements is Fe and impurities. The impurities are elements that are inevitably mixed in from the steel raw material and/or during the steel production process and are acceptable within a range that does not impair the performance of the proposed electrical steel sheet.
[0086] Кроме того, сляб кремнистой стали может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из 0,30% или меньше Cr, 0,40% или меньше Cu, 0,50% или меньше P, 1,00% или меньше Ni, 0,30% или меньше Sn, 0,30% или меньше Sb и 0,01% или меньше Bi, вместо части Fe в пределах диапазона, не ухудшающего магнитные характеристики электротехнического стального листа и улучшающего другие характеристики.[0086] In addition, the silicon steel slab may contain at least one element selected from the group consisting of 0.30% or less Cr, 0.40% or less Cu, 0.50% or less P, 1.00 % or less of Ni, 0.30% or less of Sn, 0.30% or less of Sb, and 0.01% or less of Bi, instead of a portion of Fe within a range without degrading the magnetic characteristics of the electrical steel sheet and improving other characteristics.
<Процесс производства предложенного электротехнического стального листа><Production Process of Proposed Electrical Steel Sheet>
[0087] Расплавленную сталь, имеющую вышеописанный компонентный состав, отливают в сляб кремнистой стали обычным способом, а затем подвергают обычной горячей прокатке, получая горячекатаную полосу, которую сматывают в рулон. Затем горячекатаную полосу подвергают отжигу в состоянии горячей полосы, а затем подвергают холодной прокатке один или множество раз с промежуточным отжигом между ними, чтобы получить стальной лист конечной толщины.[0087] The molten steel having the above-described component composition is cast into a silicon steel slab in a conventional manner, and then subjected to conventional hot rolling to obtain a hot-rolled strip, which is coiled. Then, the hot-rolled strip is subjected to annealing in the hot strip state, and then cold-rolled one or more times with intermediate annealing in between, to obtain a steel sheet with a final thickness.
[0088] Затем выполняют обезуглероживающий отжиг стального листа конечной толщины. Обезуглероживающий отжиг представляет собой термическую обработку во влажном водороде, уменьшает количество C в стальном листе до уровня, который не вызывает магнитного старения в готовом листе, и вызывает первичную рекристаллизацию в стальном листе для подготовки к последующей вторичной рекристаллизации. Кроме того, для образования ингибитора AlN выполняют азотирующий отжиг, который представляет собой отжиг, выполняемый в атмосфере аммиака.[0088] Then, decarburization annealing of the final thickness steel sheet is performed. Decarburization annealing is a heat treatment in wet hydrogen, reduces the amount of C in the steel sheet to a level that does not cause magnetic aging in the finished sheet, and causes primary recrystallization in the steel sheet to prepare for subsequent secondary recrystallization. In addition, nitriding annealing, which is an annealing performed in an ammonia atmosphere, is performed to form the AlN inhibitor.
[0089] Затем стальной лист после обезуглероживающего отжига подвергают окончательному отжигу при температуре 1100°C или выше. Этот окончательный отжиг представляет собой термическую обработку, выполняемую в виде рулона, в который смотан стальной лист, но с целью предотвращения слипания стального листа окончательный отжиг выполняют с нанесенным на поверхность стального листа сепаратором отжига, содержащим глинозем (Al2O3) в качестве главного компонента и от 28 мас.% до 50 мас.% MgO. Наносимое количество сепаратора отжига составляет 6,0 г/м2 или больше на сторону. Как описано выше, когда количество MgO, добавляемого к сепаратору отжига, содержащему глинозем в качестве главного компонента, контролируется в диапазоне от 28 мас.% до 50 мас.%, а наносимое количество сепаратора отжига контролируется на уровне 6,0 г/м2 или больше на сторону, возможно получить лист анизотропной электротехнической стали, в котором игольчатые включения (муллит), имеющие длину 1 мкм или больше, отсутствуют в основном стальном листе. Верхний предел количества наносимого сепаратора отжига конкретно не ограничен, но с точки зрения стоимости он предпочтительно составляет 12,0 г/м2 или меньше на сторону.[0089] Then, the steel sheet after the decarburization annealing is subjected to final annealing at a temperature of 1100°C or higher. This final annealing is a heat treatment performed as a roll in which the steel sheet is wound, but in order to prevent sticking of the steel sheet, the final annealing is performed with an annealing separator containing alumina (Al 2 O 3 ) as the main component applied to the surface of the steel sheet. and from 28 wt.% to 50 wt.% MgO. The application amount of the annealing separator is 6.0 g/m 2 or more per side. As described above, when the amount of MgO added to the annealing separator containing alumina as the main component is controlled in the range of 28 wt.% to 50 wt.%, and the application amount of the annealing separator is controlled at 6.0 g/m 2 or more per side, it is possible to obtain an anisotropic electrical steel sheet in which acicular inclusions (mullite) having a length of 1 μm or more are absent in the base steel sheet. The upper limit of the amount of the applied annealing separator is not particularly limited, but from the viewpoint of cost, it is preferably 12.0 g/m 2 or less per side.
[0090] Для того, чтобы эффективно предотвращать образование игольчатых включений (муллита), предпочтительно управлять удельной площадью поверхности по БЭТ глинозема в сепараторе отжига, содержащем Al2O3 в качестве главного компонента, так, чтобы она составляла 3-10 м2/г. Когда удельная площадь поверхности по БЭТ глинозема составляет 3-10 м2/г, количество SiO2, адсорбируемого глиноземом, может быть увеличено, и образование игольчатых включений может быть предотвращено.[0090] In order to effectively prevent the formation of acicular inclusions (mullite), it is preferable to control the BET specific surface area of alumina in the annealing separator containing Al 2 O 3 as the main component so that it is 3-10 m 2 /g . When the BET specific surface area of alumina is 3-10 m 2 /g, the amount of SiO 2 adsorbed by alumina can be increased and the formation of needles can be prevented.
[0091] Когда удельная площадь поверхности по БЭТ глинозема составляет менее 3 м2/г, трудно адсорбировать и удалять SiO2 в достаточной степени, и поэтому удельная площадь поверхности по БЭТ глинозема предпочтительно составляет 3 м2/г или больше. С другой стороны, когда удельная площадь поверхности по БЭТ глинозема превышает 10 м2/г, вязкость суспензии сепаратора отжига становится слишком высокой, образуются пятна покрытия и появляются участки, на которых SiO2 не может быть в достаточной степени адсорбирован и удален, и поэтому удельная площадь поверхности по БЭТ глинозема предпочтительно составляет 10 м2/г или меньше.[0091] When the BET specific surface area of alumina is less than 3 m 2 /g, it is difficult to adsorb and remove SiO 2 sufficiently, and therefore the BET specific surface area of alumina is preferably 3 m 2 /g or more. On the other hand, when the BET specific surface area of alumina exceeds 10 m 2 /g, the viscosity of the annealing separator slurry becomes too high, coating spots are formed, and there are areas where SiO 2 cannot be sufficiently adsorbed and removed, and therefore the specific the BET surface area of the alumina is preferably 10 m 2 /g or less.
[0092] Даже при использовании сепаратора отжига в вышеописанном диапазоне удельной площади поверхности по БЭТ, если наносимое количество сепаратора отжига является недостаточным, SiO2 не может быть адсорбирован и удален в достаточной степени, и образуются игольчатые включения (муллит). После окончательного отжига на стальной лист, с которого излишек сепаратора отжига был удален путем промывки водой, наносится покрывающая жидкость, содержащая коллоидный кремнезем, и этот коллоидный кремнезем прокаливается для формирования изоляционного покрытия с натяжением. Как описано выше, при этом может быть получен лист анизотропной электротехнической стали с низкими магнитными потерями, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением.[0092] Even when using an annealing separator in the above-described BET specific surface area range, if the applied amount of the annealing separator is insufficient, SiO 2 cannot be adsorbed and removed sufficiently, and acicular inclusions (mullite) are formed. After the final annealing, the steel sheet from which the excess of the annealing separator has been removed by washing with water is coated with a coating liquid containing colloidal silica, and the colloidal silica is calcined to form an insulating coating under tension. As described above, a low magnetic loss anisotropic electrical steel sheet can be obtained in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the tension insulating coating.
[Пример][Example]
[0093] Далее будут описаны примеры настоящего изобретения, но каждое из условий в примерах является лишь одним примером условий, используемых для подтверждения осуществимости и эффектов настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено этими примерами условий. Кроме того, настоящее изобретение может использовать различные условия, если только решается задача настоящего изобретения, без отступления от сути настоящего изобретения.[0093] Examples of the present invention will be described next, but each of the conditions in the examples is only one example of the conditions used to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to these example conditions. In addition, the present invention can use various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.
(Пример 1)(Example 1)
[0094] Слябы с показанными в Таблице 1 компонентными составами нагревали до 1100°C, чтобы подвергнуть горячей прокатке для получения горячекатаной полосы с толщиной 2,6 мм, и эту горячекатаную полосу подвергали отжигу в состоянии горячей полосы при 1100°C, а затем подвергали холодной прокатке один или множество раз с промежуточным отжигом между ними, чтобы получить стальной лист с конечной толщиной 0,23 мм.[0094] The slabs with the component compositions shown in Table 1 were heated to 1100°C to be hot rolled to obtain a hot-rolled strip with a thickness of 2.6 mm, and this hot-rolled strip was subjected to hot strip state annealing at 1100°C, and then subjected to cold rolling one or more times with intermediate annealing in between to obtain a steel sheet with a final thickness of 0.23 mm.
[0095] [Таблица 1][0095] [Table 1]
[0096] Вышеописанные стальные листы перематывали, чтобы подвергнуть обезуглероживающему отжигу при 820°C во влажной атмосфере с 75% водорода, 25% азота и точкой росы 40°C, а затем подвергали азотирующему отжигу, который осуществляли в атмосфере аммиака с целью образования ингибитора AlN в каждом из стальных листов. После этого на поверхность стального листа наносили водную суспензию сепаратора отжига, содержащего глинозем с удельной площадью поверхности по БЭТ 3-10 м2/г и 0-80 мас.% MgO, при варьировании наносимого количества твердого содержимого сепаратора отжига в расчете на одну сторону в диапазоне 5-15 г/м2, после чего стальной лист сматывали в рулон.[0096] The above steel sheets were rewound to be subjected to decarburization annealing at 820°C in a humid atmosphere with 75% hydrogen, 25% nitrogen and a dew point of 40°C, and then subjected to nitriding annealing, which was carried out in an ammonia atmosphere, to form inhibitor AlN in each of the steel sheets. After that, an aqueous suspension of an annealing separator containing alumina with a BET specific surface area of 3-10 m 2 /g and 0-80 wt.% MgO was applied to the surface of the steel sheet by varying the applied amount of the solid content of the annealing separator per side in range of 5-15 g/m 2 , after which the steel sheet was wound into a roll.
[0097] Смотанный в рулон стальной лист, который был покрыт вышеописанным сепаратором отжига и высушен, подвергали окончательному отжигу при 1200°C в течение 20 часов. После окончательного отжига излишек сепаратора отжига удаляли со стального листа путем промывки водой, получив лист анизотропной электротехнической стали, в котором завершена вторичная рекристаллизация.[0097] The coiled steel sheet, which was coated with the above-described annealing separator and dried, was subjected to final annealing at 1200° C. for 20 hours. After the final annealing, the excess annealing separator was removed from the steel sheet by washing with water to obtain an anisotropic electrical steel sheet in which secondary recrystallization was completed.
[0098] Компоненты основного стального листа в произведенном листе анизотропной электротехнической стали были измерены с использованием ICP-AES. Кислоторастворимый Al был измерен методом ICP-AES с использованием фильтрата после нагревания и растворения образца в кислоте. Кроме того, C и S были измерены с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра сгорания, N был измерен с использованием метода теплопроводности при плавлении в инертном газе, и O был измерен с использованием метода недисперсионного поглощения в инфракрасной области при плавлении в инертном газе.[0098] The base steel sheet components in the produced anisotropic electrical steel sheet 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, C and S were measured using a combustion infrared absorption method, N was measured using an inert gas melting thermal conductivity method, and O was measured using an inert gas melting non-dispersive infrared absorption method.
[0099] Тестовый образец в виде квадрата со стороной 20 мм брали из центральной части в направлении по ширине самой внешней окружной периферии смотанного в рулон листа анизотропной электротехнической стали, полученного таким образом, поперечное сечение (сечение С), перпендикулярное направлению прокатки, полировали алмазным полировальным кругом, поперечное сечение одной стороны (20 мм) тестового образца наблюдали с помощью микроскопа (с 1000-кратным увеличением) и измеряли число игольчатых включений, имеющих длину 1 мкм или больше, присутствующих в области наблюдения с длиной в направлении по толщине листа 10 мкм и длиной в направлении по ширине листа 20 мм. Идентификацию веществ, составляющих игольчатые включения, выполняли следующими способами. Тестовый образец, вырезанный от основного стального листа, погружали в раствор ниталя (5 об.% азотной кислоты/этанол) на 90 секунд, и его поверхность удалялась примерно на несколько микрон для проявления игольчатых включений. Поверхность тестового образца, на которой проявились игольчатые включения, проанализировали методом широкоугольной рентгеновской дифракции. Кроме того, определение проявившихся игольчатых включений проводили с помощью оптического микроскопа. В частности, полученный спектр рентгеновской дифракции был сопоставлен с данными JCPDS № 15-776. Кроме того, магнитные потери W17/50 тестового образца измеряли в соответствии со стандартом JIS C 2550:2011. Химические составы полученных листов анизотропной электротехнической стали показаны в Таблице 2, а результаты оценки показаны в Таблице 3.[0099] A test sample in the form of a square with a side of 20 mm was taken from the central part in the width direction of the outermost circumferential periphery of the coiled anisotropic electrical steel sheet thus obtained, the cross section (section C) perpendicular to the rolling direction was polished with a diamond polisher. circle, the cross section of one side (20 mm) of the test piece was observed with a microscope (at 1000× magnification), and the number of needle-like inclusions having a length of 1 µm or more present in the observation area with a length in the sheet thickness direction of 10 µm and length in the direction along the width of the
[0100] [Таблица 2][0100] [Table 2]
[0101] [Таблица 3][0101] [Table 3]
[0102] Как показано в Таблице 2, основные стальные листы B1-B10 и b1-b15 содержали 0,002 мас.% или меньше C, 1,21-6,52 мас.% Si, 0,08-0,80 мас.% Mn, 0,002 мас.% или меньше кислоторастворимого Al, 0,002 мас.% или меньше S, 0,003 мас.% или меньше N, 0,0015-0,0021 мас.% B, а остальное - Fe и примеси в их химическом составе.[0102] As shown in Table 2, the base steel sheets B1-B10 and b1-b15 contained 0.002 mass% or less C, 1.21-6.52 mass% Si, 0.08-0.80 mass% Mn, 0.002 wt% or less acid-soluble Al, 0.002 wt% or less S, 0.003 wt% or less N, 0.0015-0.0021 wt% B, and the rest is Fe and impurities in their chemical composition.
[0103] Как показано в Таблице 3, в примерах B1-B10 по изобретению в результате управления количеством MgO в сепараторе отжига в пределах диапазона от 28 мас.% до 50 мас.% и управления количеством наносимого сепаратора отжига в пределах диапазона 6,0-12,0 г/м2 на сторону, игольчатые включения (муллит) с длиной 1 мкм или больше отсутствовали в области наблюдения каждого из основных стальных листов, и магнитные потери W17/50 были подавлены до величины менее 1,00 Вт/кг. Кроме того, листы анизотропной электротехнической стали примеров B1-B10 по изобретению не имели пленки форстерита и имели зеркальный блеск.[0103] As shown in Table 3, in examples B1-B10 of the invention, by controlling the amount of MgO in the annealing separator within the range of 28 wt.% to 50 wt.% and controlling the amount of applied annealing separator within the range of 6.0- 12.0 g/m 2 per side, acicular inclusions (mullite) with a length of 1 μm or more were absent in the viewing area of each of the main steel sheets, and magnetic loss W 17/50 was suppressed to less than 1.00 W/kg. In addition, the anisotropic electrical steel sheets of Examples B1-B10 of the invention had no forsterite film and had a specular sheen.
[0104] Как показано в Таблице 3, в сравнительных примерах b1-b3, поскольку количество MgO в сепараторе отжига было меньше, чем 28 мас.%, в то время как количество наносимого сепаратора отжига контролировалось в диапазоне 6,0-12,0 г/м2 на сторону, в области наблюдения основного стального листа присутствовало множество игольчатых включений (муллита) с длиной 1 мкм или больше, и магнитные потери W17/50 увеличились до более 1,00 Вт/кг.[0104] As shown in Table 3, in Comparative Examples b1 to b3, since the amount of MgO in the annealing separator was less than 28 wt.%, while the amount of applied annealing separator was controlled in the range of 6.0-12.0 g /m 2 per side, many acicular inclusions (mullite) with a length of 1 μm or more were present in the observation area of the main steel sheet, and the magnetic loss W 17/50 increased to more than 1.00 W/kg.
В сравнительных примерах b4 и b5 количество MgO в сепараторе отжига было больше 50 мас.%, в то время как количество наносимого сепаратора отжига контролировалось в диапазоне 6,0-12,0 г/м2 на сторону. В этом случае игольчатые включения (муллит) с длиной 1 мкм или больше отсутствовали в области наблюдения основного стального листа, но образовался форстерит, и в результате магнитные потери W17/50 увеличились до более 1,00 Вт/кг.In Comparative Examples b4 and b5, the amount of MgO in the annealing separator was more than 50 wt.%, while the amount of applied annealing separator was controlled in the range of 6.0-12.0 g/m 2 per side. In this case, needle inclusions (mullite) with a length of 1 μm or more were absent in the observation area of the base steel sheet, but forsterite was formed, and as a result, the magnetic loss W 17/50 increased to more than 1.00 W/kg.
В сравнительном примере b6, поскольку количество наносимого сепаратора отжига составляло менее 6,0 г/м2 на сторону, в то время как количество MgO в сепараторе отжига составляло 28 мас.% или больше, в области наблюдения основного стального листа присутствовало множество игольчатых включений (муллита) с длиной 1 мкм или больше, и магнитные потери W17/50 увеличились до более 1,00 Вт/кг.In Comparative Example b6, since the amount of the applied annealing separator was less than 6.0 g/m 2 per side while the amount of MgO in the annealing separator was 28 wt% or more, a lot of acicular inclusions were present in the observation area of the base steel sheet ( mullite) with a length of 1 μm or more, and the magnetic loss W 17/50 increased to more than 1.00 W/kg.
В сравнительных примерах b7-b15, поскольку количество наносимого сепаратора отжига составляло менее 6,0 г/м2 на сторону, в то время как количество MgO в сепараторе отжига контролировалось в диапазоне от 28 мас.% до 50 мас.%, в области наблюдения основного стального листа присутствовало множество игольчатых включений (муллита) с длиной 1 мкм или больше, и магнитные потери W17/50 увеличились до более 1,00 Вт/кг.In Comparative Examples b7 to b15, since the amount of the applied annealing separator was less than 6.0 g/m 2 per side, while the amount of MgO in the annealing separator was controlled in the range of 28 mass% to 50 mass%, in the observation area of the base steel sheet, a lot of acicular inclusions (mullite) with a length of 1 µm or more were present, and the magnetic loss W17/50 increased to more than 1.00 W/kg.
(Пример 2)(Example 2)
[0105] Сляб с показанным в Таблице 1 компонентным составом стали № A5 нагревали до 1100°C, чтобы подвергнуть горячей прокатке для получения горячекатаного стального листа с толщиной 2,60 мм, и этот горячекатаный лист подвергали отжигу в состоянии горячей полосы при 1100°C, а затем холодной прокатке один или множество раз с промежуточным отжигом между ними, получив стальной лист с конечной толщиной 0,23 мм.[0105] The slab with the No. A5 steel composition shown in Table 1 was heated to 1100°C to be hot rolled to obtain a hot-rolled steel sheet with a thickness of 2.60 mm, and the hot-rolled sheet was subjected to hot strip state annealing at 1100°C and then cold rolling one or more times with intermediate annealing in between to obtain a steel sheet with a final thickness of 0.23 mm.
[0106] Вышеописанный стальной лист перематывали, чтобы подвергнуть обезуглероживающему отжигу при 820°C во влажной атмосфере с 75% водорода, 25% азота и точкой росы 40°C, а затем подвергали азотирующему отжигу в атмосфере аммиака с целью формирования ингибитора AlN в стальном листе.[0106] The above steel sheet was rewound to be subjected to decarburization annealing at 820°C in a humid atmosphere of 75% hydrogen, 25% nitrogen and a dew point of 40°C, and then subjected to nitriding annealing in an ammonia atmosphere to form an AlN inhibitor in the steel sheet .
[0107] После этого на поверхность стального листа наносили водную суспензию сепаратора отжига, содержащего глинозем с удельной площадью поверхности по БЭТ, варьирующейся в диапазоне 3,0-10 м2/г, и 35,0-48,0 мас.% MgO, при варьировании наносимого количества твердого содержимого сепаратора отжига в расчете на одну сторону в диапазоне 8,2-11,2 г/м2, а затем стальной лист сматывали в рулон.[0107] Thereafter, an aqueous slurry of an annealing separator containing alumina with a BET specific surface area ranging from 3.0-10 m 2 /g and 35.0-48.0 wt.% MgO was applied to the surface of the steel sheet, by varying the applied amount of the solid content of the annealing separator per side in the range of 8.2-11.2 g/m 2 , and then the steel sheet was coiled.
[0108] Смотанный в рулон стальной лист, который был покрыт вышеописанным сепаратором отжига и высушен, подвергали окончательному отжигу при 1200°C в течение 20 часов. После окончательного отжига излишек сепаратора отжига удаляли со стального листа путем промывки водой, получив лист анизотропной электротехнической стали, который не имел пленки форстерита и имел зеркальный блеск и в котором была завершена вторичная рекристаллизация.[0108] The coiled steel sheet, which was coated with the above-described annealing separator and dried, was subjected to final annealing at 1200°C for 20 hours. After the final annealing, the excess annealing separator was removed from the steel sheet by washing with water, obtaining an anisotropic electrical steel sheet which had no forsterite film and had a specular gloss and in which secondary recrystallization was completed.
[0109] Тестовый образец в виде квадрата со стороной 20 мм брали из центральной части в направлении по ширине самой внешней окружной периферии смотанного в рулон листа анизотропной электротехнической стали, полученного таким образом, поперечное сечение (сечение С), перпендикулярное направлению прокатки, полировали алмазным полировальным кругом, поперечное сечение одной стороны (20 мм) тестового образца наблюдали с помощью микроскопа (с 1000-кратным увеличением) и измеряли число игольчатых включений, имеющих длину 1 мкм или больше, присутствующих в области наблюдения с длиной в направлении по толщине листа 10 мкм и длиной в направлении по ширине листа 20 мм. Кроме того, магнитные потери W17/50 тестового образца измеряли в соответствии со стандартом JIS C 2550:2011. Химические составы полученных листов анизотропной электротехнической стали показаны в Таблице 4, а результаты оценки показаны в Таблице 5.[0109] A test sample in the form of a square with a side of 20 mm was taken from the central part in the width direction of the outermost circumferential periphery of the coiled anisotropic electrical steel sheet thus obtained, the cross section (section C) perpendicular to the rolling direction was polished with a diamond polisher. circle, the cross section of one side (20 mm) of the test piece was observed with a microscope (at 1000× magnification), and the number of needle-like inclusions having a length of 1 µm or more present in the observation area with a length in the sheet thickness direction of 10 µm and length in the direction along the width of the
[0110] [Таблица 4][0110] [Table 4]
[0111] [Таблица 5][0111] [Table 5]
[0112] Как показано в Таблице 4, основные стальные листы C1-C5 содержали 0,002 мас.% или меньше C, 3,33 мас.% Si, 0,80 мас.% Mn, 0,002 мас.% или меньше кислоторастворимого Al, 0,002 мас.% или меньше S, 0,003 мас.% или меньше N, 0,0021 мас.% B, а остальное составляли Fe и примеси в их химическом составе.[0112] As shown in Table 4, base steel sheets C1-C5 contained 0.002 mass% or less C, 3.33 mass% Si, 0.80 mass% Mn, 0.002 mass% or less acid-soluble Al, 0.002 wt.% or less S, 0.003 wt.% or less N, 0.0021 wt.% B, and the rest was Fe and impurities in their chemical composition.
[0113] Как показано в Таблице 5, можно видеть, что магнитные потери W17/50 могут быть значительно уменьшены путем управления количеством MgO в сепараторе отжига в диапазоне от 28 мас.% до 50 мас.%, управления количеством наносимого сепаратора отжига в диапазоне 6,0-12,0 г/м2 на сторону и, кроме того, управления удельной площадью поверхности по БЭТ глинозема, являвшегося главным компонентом сепаратора отжига, в диапазоне 3,0-10,0 м2/г. Можно предположить, что это происходит потому, что не образуются игольчатые включения, и, кроме того, увеличивается количество SiO2, адсорбируемого глиноземом.[0113] As shown in Table 5, it can be seen that the magnetic loss W 17/50 can be significantly reduced by controlling the amount of MgO in the annealing separator in the range of 28 wt.% to 50 wt.%, controlling the amount of applied annealing separator in the range 6.0-12.0 g/m 2 per side, and furthermore controlling the BET specific surface area of alumina, which was the main component of the annealing separator, in the range of 3.0-10.0 m 2 /g. It can be assumed that this occurs because needle inclusions are not formed, and, in addition, the amount of SiO 2 adsorbed by alumina increases.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
[0114] В соответствии с настоящим изобретением, в листе анизотропной электротехнической стали, в котором отсутствует пленка форстерита между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением, можно обеспечить лист анизотропной электротехнической стали, в котором могут быть значительно уменьшены магнитные потери и на котором предусмотрено изоляционное покрытие с натяжением, и который имеет более низкие магнитные потери, чем в обычных случаях. Следовательно, настоящее изобретение имеет высокую применимость в промышленности, производящей электротехнический стальной лист, а также в промышленности, использующей электротехнический стальной лист.[0114] According to the present invention, in an anisotropic electrical steel sheet in which there is no forsterite film between the base steel sheet and the insulating coating under tension, it is possible to provide an anisotropic electrical steel sheet in which magnetic loss can be greatly reduced and on which an insulating layer is provided. coating with tension, and which has lower magnetic losses than in conventional cases. Therefore, the present invention has high applicability in the electrical steel sheet industry as well as in the electrical steel sheet industry.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-005084 | 2019-01-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776472C1 true RU2776472C1 (en) | 2022-07-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000038615A (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Nippon Steel Corp | Method for manufacturing mirror-oriented electrical steel sheet |
| RU2502810C2 (en) * | 2009-03-23 | 2013-12-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of textured electrical steel plate, textured electrical steel plate for strip core, and strip core |
| RU2550675C1 (en) * | 2011-08-18 | 2015-05-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Manufacturing method of plate from grain-oriented electrical steel |
| RU2595190C1 (en) * | 2012-07-26 | 2016-08-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of making sheet of textured electrical steel |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000038615A (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Nippon Steel Corp | Method for manufacturing mirror-oriented electrical steel sheet |
| RU2502810C2 (en) * | 2009-03-23 | 2013-12-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of textured electrical steel plate, textured electrical steel plate for strip core, and strip core |
| RU2550675C1 (en) * | 2011-08-18 | 2015-05-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Manufacturing method of plate from grain-oriented electrical steel |
| RU2595190C1 (en) * | 2012-07-26 | 2016-08-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of making sheet of textured electrical steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2431697C1 (en) | Processing solution for application of insulation coating on sheet of textured electro-technical steel and procedure for manufacture of sheet of textured electro-technical steel with insulation coating | |
| KR20230151013A (en) | Method of forming grain-oriented electrical steel sheet and insulating film | |
| RU2767365C1 (en) | Method for producing a sheet of electrotechnical steel with oriented grain structure | |
| KR20230151012A (en) | Method of forming grain-oriented electrical steel sheet and insulating film | |
| KR20230151108A (en) | Method of forming grain-oriented electrical steel sheet and insulating film | |
| KR102580249B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet without forsterite film and with excellent insulation film adhesion | |
| RU2776472C1 (en) | Anisotropic electrical steel sheet | |
| US12060630B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet | |
| RU2825096C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
| RU2774384C1 (en) | Anisotropic electrical steel sheet, intermediate steel sheet for anisotropic electrical steel sheet and methods for their production | |
| RU2823213C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
| WO2020138069A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same | |
| RU2823254C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
| RU2773479C1 (en) | Anisotropic electrical steel sheet, its manufacturing method and annealing separator | |
| RU2771766C1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulating coating adhesion without forsterite coating | |
| RU2776246C1 (en) | Anisotropic electrical steel sheet and its production method | |
| RU2779985C1 (en) | Sheet of anisotropic electrotechnical steel and method for manufacture thereof | |
| JP2001098331A (en) | Method for producing {100} textured silicon steel sheet | |
| KR20240164540A (en) | Directional electrical steel sheet and method for manufacturing the same |