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JP7744564B2 - Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet - Google Patents
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JP7744564B2 - Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet - Google Patents

Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet

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JP7744564B2 JP2020168409A JP2020168409A JP7744564B2 JP 7744564 B2 JP7744564 B2 JP 7744564B2 JP 2020168409 A JP2020168409 A JP 2020168409A JP 2020168409 A JP2020168409 A JP 2020168409A JP 7744564 B2 JP7744564 B2 JP 7744564B2
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Description

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

方向性電磁鋼板は、磁気鉄心として多くの電気機器に用いられている。方向性電磁鋼板は、Siを0.8%~4.8%含有し製品の結晶方位を{110}<001>方位に高度に集中させた鋼板である。その磁気特性として、B値で代表される磁束密度が高いこと、及び、W17/50で代表される鉄損が低いことが要求される。特に、最近では省エネルギーの見地から電力損失の低減に対する要求が高まっている。 Grain-oriented electrical steel sheets are used as magnetic cores in many electrical devices. Grain-oriented electrical steel sheets contain 0.8% to 4.8% silicon and have a highly concentrated crystal orientation in the {110}<001> direction. Their magnetic properties require high magnetic flux density, as represented by the B8 value, and low iron loss, as represented by the W17/50 value. In particular, there has been a growing demand for reduced power loss in recent years to conserve energy.

この要求に応え、方向性電磁鋼板の鉄損を低減させる手段として、磁区を細分化する技術が開発された。以下、このような技術、すなわち磁区を細分化する技術を「磁区制御技術」と称し、磁区制御技術による効果を「磁区制御効果」とも称する場合がある。
例えば、仕上げ焼鈍後の鋼板にレーザービームを照射することにより、磁区を細分化して鉄損を低減させる方法が、特許文献1に開示されている。しかしながら、該方法による鉄損の低減はレーザー照射によって導入された歪みに起因する為、トランスを成形した後に歪取り焼鈍(SRA)を必要とする巻鉄心トランス用として使用することができない。
In response to this demand, a technology for refining magnetic domains has been developed as a means of reducing the iron loss of grain-oriented electrical steel sheets. Hereinafter, this technology, i.e., the technology for refining magnetic domains, will be referred to as "domain control technology," and the effect of domain control technology will also be referred to as "domain control effect."
For example, Patent Document 1 discloses a method of reducing iron loss by irradiating a steel sheet after finish annealing with a laser beam to subdivide magnetic domains. However, because the reduction in iron loss achieved by this method is due to strain introduced by the laser irradiation, this method cannot be used for wound core transformers that require stress relief annealing (SRA) after the transformer is formed.

つまり、中小型変圧器に主に用いられる巻鉄心トランスは、例えば機械的な曲げ加工による鉄心製造方法により製造されることが多い。この製造方法では、曲げ加工によって導入された加工歪による鉄損劣化を解消するため、歪取り焼鈍(例えば800℃で2~4時間程度)が一般的に行われる。このような歪取り焼鈍によって磁区細分化のために導入した歪が消失してしまう。このため、歪の導入により磁区を細分化する方法は、巻鉄心トランスには適用できない。 In other words, wound core transformers, which are primarily used in small and medium-sized transformers, are often manufactured using core manufacturing methods that involve mechanical bending, for example. In this manufacturing method, stress relief annealing (for example, at 800°C for 2-4 hours) is generally performed to eliminate iron loss degradation caused by the processing strain introduced by the bending process. However, this stress relief annealing eliminates the strain introduced for magnetic domain refining. For this reason, methods of refining magnetic domains by introducing strain cannot be applied to wound core transformers.

上記のような歪取り焼鈍を施しても磁区制御効果が失われない耐SRA磁区制御技術としては、圧延方向と交差する方向に周期的に線状の溝を形成する「溝導入型磁区制御技術」が広く知られている。このような溝導入型磁区制御技術としては、機械加工による溝形成技術、エッチングによる溝形成技術、レーザー照射による溝形成技術等が知られている。例えば特許文献2にはレーザー照射による溝形成技術が開示されている。しかし、これらの溝形成方法のみでは、近年ますます高まってきている鉄損改善要求には十分に応えられていない。 A widely known SRA-resistant magnetic domain control technology that does not lose its magnetic domain control effect even when the above-mentioned stress relief annealing is performed is "groove-introducing magnetic domain control technology," which forms linear grooves periodically in a direction intersecting the rolling direction. Such groove-introducing magnetic domain control technologies include groove formation technology using machining, groove formation technology using etching, and groove formation technology using laser irradiation. For example, Patent Document 2 discloses groove formation technology using laser irradiation. However, these groove formation methods alone are insufficient to fully meet the increasing demand for iron loss improvement in recent years.

一方で、特許文献3に開示されるように、溝が形成された鋼板の表面(すなわち溝形成面)に絶縁被膜を形成する技術が提案されている。具体的には、この特許文献3では、鋼板の溝形成面にコロイダルシリカとリン酸マグネシウムからなる絶縁被膜を形成することが記載されている。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 3, a technology has been proposed for forming an insulating coating on the surface of a steel sheet on which grooves have been formed (i.e., the groove-formed surface). Specifically, Patent Document 3 describes forming an insulating coating made of colloidal silica and magnesium phosphate on the groove-formed surface of the steel sheet.

特公昭58-26405号公報Special Publication No. 58-26405 特許第4384451号公報Patent No. 4384451 特許第5742294号公報Patent No. 5742294

しかしながら、特許文献3に開示された技術のように絶縁皮膜を形成した場合、被膜欠陥により絶縁が不十分となり鉄損が十分に改善されない場合があることがわかった。 However, it has been found that when an insulating coating is formed as with the technology disclosed in Patent Document 3, defects in the coating can result in insufficient insulation and insufficient iron loss improvement.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、被膜欠陥が少なく低鉄損である方向性電磁鋼板を製造することが可能な、方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its object is to provide a method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheets that can produce grain-oriented electrical steel sheets with few coating defects and low iron loss.

本発明の態様は下記の通りである。
(1)本発明の一態様は、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、冷延鋼板に対し、二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍を行う仕上げ焼鈍工程と、仕上げ焼鈍工程の前または後の冷延鋼板の一方の面のみに対し、冷延鋼板の圧延方向に対して交差する方向に、レーザー、プラズマ、機械的方法、又はエッチングにより線状に溝を形成する溝形成工程と、冷延鋼板の溝形成面を下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面上に張力被膜を形成する張力被膜付与工程と、を含み、前記溝の幅は20μm以上であり、前記溝の深さは15μm以上である、方向性電磁鋼板の製造方法である。

The aspects of the present invention are as follows.
(1) One aspect of the present invention is a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, the method comprising: a cold rolling step for producing a cold-rolled steel sheet; a finish annealing step for performing finish annealing involving secondary recrystallization on the cold-rolled steel sheet; a groove forming step for forming linear grooves on only one surface of the cold-rolled steel sheet before or after the finish annealing step in a direction intersecting the rolling direction of the cold-rolled steel sheet by laser, plasma, a mechanical method , or etching; and a tensile coating application step for applying a coating solution containing a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or silica to the groove-formed surface with the surface facing downward, and baking the coating solution, wherein the width of the groove is 20 μm or more, and the depth of the groove is 15 μm or more .

(2)上記(1)に記載の方向性電磁鋼板の製造方法において、張力被膜付与工程では、溝の内部に形成される張力被膜の厚さが溝の深さの1/2以下となり、かつ冷延鋼板の平坦面上に形成される張力被膜の厚さの2倍以下となるように、張力被膜の厚さを調整してもよい。 (2) In the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet described in (1) above, in the tension coating application process, the thickness of the tension coating formed inside the groove may be adjusted so that the thickness of the tension coating formed inside the groove is 1/2 or less of the depth of the groove and is 2 times or less the thickness of the tension coating formed on the flat surface of the cold-rolled steel sheet.

(3)上記(1)又は(2)に記載の方向性電磁鋼板の製造方法において、冷間圧延工程の後、且つ、仕上げ焼鈍工程の前に、冷延鋼板に対し、焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程を更に備え、焼鈍分離剤がマグネシアを含んでいてもよい。 (3) The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet described in (1) or (2) above may further include an annealing separator application step of applying an annealing separator to the cold-rolled steel sheet after the cold rolling step and before the finish annealing step, and the annealing separator may contain magnesia.

上記の本発明の態様によれば、被膜欠陥が少なく低鉄損である方向性電磁鋼板を製造することができる。 According to the above-described aspects of the present invention, grain-oriented electrical steel sheets with few coating defects and low iron loss can be manufactured.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment. 仕上げ焼鈍鋼板に形成される溝を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing grooves formed in a finish-annealed steel sheet. 方向性電磁鋼板の溝の近傍の構成を説明するための模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the vicinity of a groove in a grain-oriented electromagnetic steel sheet. 変形例に係る方向性電磁鋼板の溝の近傍の構成を説明するための模式断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration in the vicinity of a groove of a grain-oriented electrical steel sheet according to a modified example. 本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法、特に張力被膜付与工程を説明するための模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention, particularly illustrating a tension coating step. FIG. 従来の方向性電磁鋼板の製造方法の問題点を説明するための模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining problems with a conventional method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet. 従来の方向性電磁鋼板の製造方法の問題点を説明するためのSEM写真である。1 is a SEM photograph for explaining problems with a conventional method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施形態において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。「%」は特に断りがない限り質量%を意味する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, numerical ranges expressed using "to" refer to a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits. Unless otherwise specified, "%" refers to mass %.

本発明者らは、鋼板の溝形成面に絶縁被膜を形成する技術について検討を重ねた。ここで、絶縁被膜は、鋼板面内に張力を作用させることで鉄損の低減を図るものである。このような観点から、本実施形態における絶縁被膜は張力被膜とも称される場合がある。 The inventors have conducted extensive research into techniques for forming an insulating coating on the grooved surface of a steel sheet. The insulating coating reduces iron loss by applying tension within the steel sheet surface. From this perspective, the insulating coating in this embodiment is sometimes referred to as a tension coating.

例えば特許文献3に開示されるように、鋼板の溝形成面に絶縁被膜を形成する技術自体はすでに存在する。しかし、これまで提案された技術では、方向性電磁鋼板の被膜欠陥により絶縁が不十分である場合があり、鉄損を十分に低減させることができなかった。 For example, as disclosed in Patent Document 3, technology already exists for forming an insulating coating on the grooved surface of a steel sheet. However, with the technology proposed so far, there are cases where insulation is insufficient due to coating defects in the grain-oriented electrical steel sheet, and iron loss has not been sufficiently reduced.

本発明者らは、その理由が絶縁被膜を形成する工程にあると考えた。詳細は後述するが、従来では、鋼板の溝形成面を「上方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面に塗布し、焼付けを行っていた。このため、溝にコーティング溶液が溜まりやすくなる。すなわち、溝形成面に塗布されたコーティング溶液の一部は、溝の内部に液溜まり状態で滞留する。この状態で焼き付けを行うと、溝内部の絶縁被膜が他の部分(所謂平坦面)の絶縁被膜よりも厚く形成されることになる。 The inventors believe that the reason for this lies in the process of forming the insulating coating. As will be explained in more detail below, conventionally, the coating solution was applied to the grooved surface of the steel sheet with the grooved surface facing "upward," and then the sheet was baked. This makes it easy for the coating solution to accumulate in the grooves. In other words, some of the coating solution applied to the grooved surface remains inside the grooves in a pooled state. If the sheet was baked in this state, the insulating coating inside the grooves would be thicker than the insulating coating on other parts (the so-called flat surface).

このように、溝内部の絶縁被膜は、平坦面の絶縁被膜よりも過度に厚く形成される傾向がある。そして、過度に厚く形成された絶縁被膜は、母材である鋼板から剥離しやすい。つまり、溝内部に形成された絶縁被膜は剥離しやすく、この結果、絶縁が不十分となって鉄損を十分に低減させることができない場合があると考えられる。 As such, the insulating coating inside the grooves tends to be formed excessively thicker than the insulating coating on the flat surfaces. Furthermore, an insulating coating that is formed too thick is prone to peeling off from the base steel plate. In other words, the insulating coating formed inside the grooves is prone to peeling, which may result in insufficient insulation and an inability to sufficiently reduce iron loss.

ところで、溝が形成された方向性電磁鋼板では、鋼板内を通じて一方の溝壁に到達した磁束は、磁壁から漏れることにより(すなわち、磁束の漏れにより)、静磁エネルギーが高まり、この静磁エネルギーを減少させるために主磁区が細分化されることが磁区制御効果を生じる原因である。しかるに鋼板に張力が働いていない状態では、溝壁面近傍に還流型の磁区が発生し、上述する静磁エネルギーの高まりが抑制されてしまい、十分な磁区制御効果が発現しないことになる。絶縁被膜による等方性の張力によって、この還流磁区はエネルギー的に不安定となるため(磁歪の逆効果による)、磁束の漏れが復活し、磁区制御効果が向上することになる。溝部に厚く形成された絶縁被膜は、剥離しやすいため鋼板に十分な張力効果を与えることができない、または還流磁区を不安定にする方向の応力を鋼板に与えることができないと考えられる。 In grooved grain-oriented electrical steel sheets, magnetic flux that reaches one of the groove walls through the steel sheet leaks from the domain wall (i.e., due to magnetic flux leakage), increasing magnetostatic energy. The main magnetic domains are subdivided to reduce this magnetostatic energy, resulting in the magnetic domain control effect. However, when tension is not applied to the steel sheet, closure domains form near the groove walls, suppressing the increase in magnetostatic energy described above and preventing sufficient magnetic domain control. The isotropic tension of the insulating coating makes these closure domains energetically unstable (due to the adverse effect of magnetostriction), restoring magnetic flux leakage and improving the magnetic domain control effect. A thick insulating coating formed in the grooves is prone to peeling, and is therefore thought to be unable to provide sufficient tension to the steel sheet, or to apply stress in a direction that destabilizes the closure domains.

特に、コーティング溶液を鋼板の溝形成面に塗布する際、重力によって鋼板に上面側に凹の(言い換えれば下に凸の)カテナリーがつく。この場合、溝に液溜まりが形成されやすくなり、より厚い絶縁被膜が溝内部に形成される。このため、溝内部に形成された絶縁被膜は剥離しやすく、鉄損の低減効果を大きく損なう。 In particular, when the coating solution is applied to the grooved surface of the steel plate, gravity causes a concave (or convex) catenary to form on the upper surface of the steel plate. In this case, liquid pools are more likely to form in the groove, and a thicker insulating coating is formed inside the groove. As a result, the insulating coating formed inside the groove is more likely to peel off, significantly reducing its iron loss reduction effect.

上記の検討に基づき、本発明者らは、鋼板の溝形成面を「下方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面に塗布し、焼き付けを行う方法を採用することが、溝内部に形成される絶縁被膜を薄くするために有効であり、これにより、被膜欠陥が少なく低鉄損である方向性電磁鋼板を製造できることを見出した。 Based on the above considerations, the inventors discovered that applying a coating solution to the grooved surface of the steel sheet with the grooved surface facing "downward" and then baking it is effective in thinning the insulating coating formed inside the grooves, and that this makes it possible to produce grain-oriented electrical steel sheet with few coating defects and low iron loss.

以下、本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法を図1に示すフローチャートに沿って説明する。
なお、図1に示すフローチャートはあくまで本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の一例であり、本実施形態の効果を損なわない範囲で任意に変更されてもよい。
すなわち、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、少なくとも、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、冷延鋼板に対し、二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍を行う仕上げ焼鈍工程と、仕上げ焼鈍工程の前または後の冷延鋼板に対し、冷延鋼板の圧延方向に対して交差する方向に、線状に溝を形成する溝形成工程と、冷延鋼板の溝形成面を下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面上に張力被膜を形成する張力被膜付与工程と、を含んでいればよい。
Hereinafter, a method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The flowchart shown in FIG. 1 is merely an example of the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, and may be changed as desired within the scope that does not impair the effects of this embodiment.
That is, the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment may include at least a cold rolling step for producing a cold-rolled steel sheet, a finish annealing step for performing finish annealing involving secondary recrystallization on the cold-rolled steel sheet, a groove forming step for forming linear grooves in the cold-rolled steel sheet before or after the finish annealing step in a direction intersecting the rolling direction of the cold-rolled steel sheet, and a tensile coating step for forming a tensile coating on the groove-formed surface of the cold-rolled steel sheet by applying and baking a coating solution containing a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or silica with the groove-formed surface of the cold-rolled steel sheet facing downward.

(鋳造工程S1)
鋳造工程S1では、スラブを準備する。スラブの製造方法の一例は次のとおりである。まず、溶鋼を製造(溶製)する。ついで、溶鋼を用いてスラブを製造する。スラブの製造方法は特に制限されないが、例えば連続鋳造法によりスラブを製造してもよい。溶鋼を用いてインゴットを製造し、インゴットを分塊圧延してスラブを製造してもよい。スラブの厚さは、特に限定されない。スラブの厚さは、例えば、150mm~350mmであってもよい。スラブの厚さは、好ましくは、220mm~280mmである。スラブとして、厚さが10mm~70mmの、いわゆる薄スラブを用いてもよい。薄スラブを用いる場合、熱間圧延工程S2において、仕上げ圧延前の粗圧延を省略できる。
(Casting process S1)
In the casting step S1, a slab is prepared. An example of a method for producing a slab is as follows. First, molten steel is produced (smelted). Next, a slab is produced using the molten steel. The method for producing the slab is not particularly limited, and for example, the slab may be produced by continuous casting. The molten steel may be used to produce an ingot, and the ingot may then be bloomed to produce a slab. The thickness of the slab is not particularly limited. The thickness of the slab may be, for example, 150 mm to 350 mm. The thickness of the slab is preferably 220 mm to 280 mm. A so-called thin slab having a thickness of 10 mm to 70 mm may be used as the slab. When a thin slab is used, rough rolling before finish rolling in the hot rolling step S2 can be omitted.

スラブの成分組成は、二次再結晶が生じる成分組成であればよい。スラブの基本成分、任意元素については具体的に述べると次のとおりである。なお、成分について用いられる%の表記は質量%を意味する。 The chemical composition of the slab may be any composition that allows secondary recrystallization to occur. Specific details of the basic components and optional elements of the slab are as follows. Note that the percentages used for the components refer to mass percent.

Siは、電気抵抗を高め、鉄損を下げる上で重要な元素である。含有率が4.8%を超えると、冷間圧延時に材料が割れやすくなり圧延不可能になる。一方、Si量を下げると仕上げ焼鈍時にα→γ変態を生じ、結晶の方向性が損なわれるので、仕上げ焼鈍において結晶の方向性に影響を及ぼさない0.8%を下限としてもよい。したがって、Si含有量は0.8~4.8%であってもよい。 Si is an important element for increasing electrical resistance and reducing iron loss. If the content exceeds 4.8%, the material will be prone to cracking during cold rolling, making rolling impossible. On the other hand, lowering the Si content will cause α→γ transformation during finish annealing, impairing the crystal orientation, so the lower limit can be set at 0.8%, which does not affect the crystal orientation during finish annealing. Therefore, the Si content may be 0.8-4.8%.

Cは、製造工程においては一次再結晶組織の制御に有効な元素であるものの、最終製品への含有量が過剰であると磁気特性に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、C含有量は0.085%以下としてもよい。C含有量の好ましい上限は0.080%である。Cは後述の脱炭焼鈍工程S5及び仕上げ焼鈍工程S8で純化され、仕上げ焼鈍工程S8の後には0.005%以下となる。スラブがCを含む場合、工業生産における生産性を考慮すると、C含有量の下限は0%超であってもよく、0.001%であってもよい。 Although C is an effective element for controlling the primary recrystallization structure during the manufacturing process, excessive C content in the final product may adversely affect the magnetic properties. Therefore, the C content may be set to 0.085% or less. The preferred upper limit of the C content is 0.080%. C is purified in the decarburization annealing step S5 and the finish annealing step S8 described below, and after the finish annealing step S8, the C content is 0.005% or less. If the slab contains C, taking into account productivity in industrial production, the lower limit of the C content may be greater than 0%, or even 0.001%.

酸可溶性Alは、Nと結合してAlNまたは(Al,Si)Nとなった状態でインヒビターとして機能する元素である。酸可溶性Alの含有量は、磁束密度が高くなる0.012%~0.050%としてもよい。 Acid-soluble Al is an element that functions as an inhibitor when it bonds with N to form AlN or (Al,Si)N. The acid-soluble Al content may be 0.012% to 0.050%, which increases the magnetic flux density.

Nは製鋼時に0.01%以上添加されるとブリスターと呼ばれる鋼板中の空孔が生じるので、N含有量の上限は0.01%であってもよい。Nは製造工程の途中で窒化により含有させることが可能であるため下限は特に限定されず、0%であってもよい。ただし、Nの検出限界が0.0001%なので、実質的な下限は0.0001%である。 If 0.01% or more of N is added during steelmaking, voids called blisters will form in the steel sheet, so the upper limit of the N content may be 0.01%. Since N can be added through nitriding during the manufacturing process, there is no particular lower limit, and it may even be 0%. However, since the detection limit for N is 0.0001%, the effective lower limit is 0.0001%.

MnとSはMnSとして析出して、インヒビターとしての役割を果たす。Mn含有量が0.02%より少なく、またS含有量が0.005%より少ないと所定量の有効なMnSインヒビターが確保できない可能性がある。また、Mn含有量が0.3%より多く、S含有量が0.04%より多いとスラブ加熱時の溶体化が不十分となり、二次再結晶が安定して行われなくなる可能性がある。ゆえに、Mn含有量は0.02~0.3%であってもよく、S含有量は0.005~0.04%であってもよい。 Mn and S precipitate as MnS and act as inhibitors. If the Mn content is less than 0.02% and the S content is less than 0.005%, it may not be possible to ensure the required amount of effective MnS inhibitor. Furthermore, if the Mn content is more than 0.3% and the S content is more than 0.04%, solution treatment during slab heating may be insufficient, and secondary recrystallization may not occur stably. Therefore, the Mn content may be 0.02-0.3%, and the S content may be 0.005-0.04%.

スラブには、他のインヒビター構成元素としてB、Bi、Se、Pb、Sn、Tiなどを添加することもできる。添加量は適宜調整されてもよく、B含有量の上限値は0.080%、Bi含有量の上限値は0.010%、Se含有量の上限値は0.035%、Pb含有量の上限値は0.10%、Sn含有量の上限値は0.10%、Ti含有量の上限値は0.015%であってもよい。これら任意添加元素は、公知の目的に応じてスラブに含有させればよいため、任意添加元素の含有量の下限値を設ける必要はなく、例えば下限値は0%であってもよい。 Other inhibitor constituent elements such as B, Bi, Se, Pb, Sn, and Ti can also be added to the slab. The amounts added may be adjusted as appropriate, with the upper limit for B content being 0.080%, Bi content being 0.010%, Se content being 0.035%, Pb content being 0.10%, Sn content being 0.10%, and Ti content being 0.015%. Since these optional elements can be added to the slab according to known purposes, there is no need to set a lower limit for the content of the optional elements; for example, the lower limit may be 0%.

スラブの化学組成の残部はFe及び不純物からなる。なお、ここでいう「不純物」は、スラブを工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によってスラブに混入する成分であって、本実施形態に係る方向性電磁鋼板に実質的に影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The remainder of the slab's chemical composition consists of Fe and impurities. Note that "impurities" here refer to components that are mixed into the slab during industrial production of the slab due to raw materials such as ore and scrap, and various factors in the manufacturing process, and are acceptable to the extent that they do not substantially affect the grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment.

スラブには、製造上の課題解決のほか、化合物形成によるインヒビター機能の強化や磁気特性への影響を考慮して、Feの一部に代えて、公知の任意元素を含有(添加)させてもよい。Feの一部に代えてスラブに含有させる任意元素として、例えば、Cu、P、Sb、Cr、Ni等が挙げられる。これらの何れか1種または2種以上をスラブに添加してもよい。Cu含有量の上限値は0.40%、P含有量の上限値は0.50%、Sb含有量の上限値は0.10%、Cr含有量の上限値は0.30%、Ni含有量の上限値は1.00%であってもよい。これらの任意添加元素は、公知の目的に応じてスラブに含有させればよいため、任意添加元素の含有量の下限値を設ける必要はなく、下限値は0%でもよい。 In addition to resolving manufacturing issues, the slab may contain (add) known optional elements in place of a portion of the Fe, taking into consideration strengthening the inhibitor function through compound formation and the impact on magnetic properties. Examples of optional elements that can be contained in the slab in place of a portion of the Fe include Cu, P, Sb, Cr, and Ni. Any one or more of these may be added to the slab. The upper limit for the Cu content may be 0.40%, the upper limit for the P content may be 0.50%, the upper limit for the Sb content may be 0.10%, the upper limit for the Cr content may be 0.30%, and the upper limit for the Ni content may be 1.00%. Because these optional added elements may be contained in the slab according to known purposes, there is no need to set a lower limit for the content of the optional added elements; the lower limit may be 0%.

スラブの化学成分は、ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定することができる。具体的には、スラブから採取した35mm角の試験片を、島津製作所製ICPS-8100等(測定装置)により、予め作成した検量線に基づいた条件で測定することにより、化学組成が特定される。なお、CおよびSは燃焼-赤外線吸収法を用いて測定し、Nは不活性ガス融解-熱伝導度法を用いて測定することができる。 The chemical composition of a slab can be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). Specifically, the chemical composition can be determined by measuring a 35 mm square test piece taken from the slab using a Shimadzu ICPS-8100 or other measuring device under conditions based on a pre-created calibration curve. C and S can be measured using the combustion-infrared absorption method, and N can be measured using the inert gas fusion-thermal conductivity method.

(熱間圧延工程S2)
熱間圧延工程S2は、所定の加熱温度(例えば1100℃~1400℃)まで加熱されたスラブの熱間圧延を行い、熱延鋼板を得る工程である。熱間圧延時の加熱温度は、例えば、熱間圧延時の温度確保の観点から1100℃以上であってもよく、さらにはインヒビター成分であるAlNを完全溶体化させないという観点から1280℃以下であってもよい。なお、AlNとMnSを主インヒビターとする場合、熱間圧延時の加熱温度は、これらのインヒビター成分が完全溶体化する1300℃以上としてもよい。
(Hot rolling process S2)
The hot rolling step S2 is a step of hot rolling a slab heated to a predetermined heating temperature (e.g., 1100°C to 1400°C) to obtain a hot-rolled steel sheet. The heating temperature during hot rolling may be, for example, 1100°C or higher from the viewpoint of ensuring the temperature during hot rolling, or may be 1280°C or lower from the viewpoint of not completely dissolving AlN, which is an inhibitor component. Note that when AlN and MnS are used as main inhibitors, the heating temperature during hot rolling may be 1300°C or higher, at which these inhibitor components completely dissolve.

(熱延鋼板焼鈍工程S3)
熱延鋼板焼鈍工程S3は、熱間圧延工程S2で得られた熱延鋼板を直ちに、もしくは短時間で焼鈍し、焼鈍鋼板を得る工程である。焼鈍は750℃~1200℃の温度域で30秒~30分間行われてもよい。この焼鈍は製品の磁気特性を高めるために有効である。
(Hot-rolled steel sheet annealing process S3)
The hot-rolled steel sheet annealing step S3 is a step in which the hot-rolled steel sheet obtained in the hot-rolling step S2 is annealed immediately or for a short time to obtain an annealed steel sheet. The annealing may be performed in a temperature range of 750°C to 1200°C for 30 seconds to 30 minutes. This annealing is effective in improving the magnetic properties of the product.

(冷間圧延工程S4)
冷間圧延工程S4は、熱延鋼板焼鈍工程S3で得た焼鈍鋼板を、1回の冷間圧延、又は、焼鈍(中間焼鈍)を介して複数回(2回以上)の冷間圧延(例えば総冷延率で80%~95%)により、冷延鋼板を得る工程である。冷延鋼板の厚さは、例えば0.10mm~0.50mmであってもよい。
(Cold rolling step S4)
The cold rolling step S4 is a step of obtaining a cold-rolled steel sheet by cold rolling the annealed steel sheet obtained in the hot-rolled steel sheet annealing step S3 once or by cold rolling the annealed steel sheet multiple times (two or more times) via annealing (intermediate annealing) (for example, a total cold rolling rate of 80% to 95%). The thickness of the cold-rolled steel sheet may be, for example, 0.10 mm to 0.50 mm.

(脱炭焼鈍工程S5)
脱炭焼鈍工程S5は、冷間圧延工程S4で得た冷延鋼板に脱炭焼鈍を行い、一次再結晶が生じた脱炭焼鈍鋼板(脱炭焼鈍工程を行った冷延鋼板)を得る工程である。脱炭焼鈍は、例えば700℃~900℃で1分間~3分間行えばよい。
(Decarburization annealing step S5)
The decarburization annealing step S5 is a step of performing decarburization annealing on the cold-rolled steel sheet obtained in the cold rolling step S4 to obtain a decarburization annealed steel sheet in which primary recrystallization has occurred (a cold-rolled steel sheet that has been subjected to the decarburization annealing step). The decarburization annealing may be performed, for example, at 700°C to 900°C for 1 minute to 3 minutes.

冷延鋼板に脱炭焼鈍を行うことで、冷延鋼板中に含まれるC成分が除去される。脱炭焼鈍は、冷延鋼板中に含まれるC成分を除去するために、湿潤雰囲気中で行うことが好ましい。 By subjecting cold-rolled steel sheet to decarburization annealing, the carbon contained in the cold-rolled steel sheet is removed. Decarburization annealing is preferably performed in a humid atmosphere to remove the carbon contained in the cold-rolled steel sheet.

(窒化処理工程S6)
窒化処理工程S6は、二次再結晶におけるインヒビターの強度を調整するため、必要に応じて実施される工程である。窒化処理は、脱炭焼鈍工程の開始から、仕上げ焼鈍工程における二次再結晶の開始までの間に、冷延鋼板の窒素量を40ppm~200ppm程度増加させる処理である。窒化処理としては、例えば、アンモニア等の窒化能のあるガスを含有する雰囲気中で脱炭焼鈍鋼板を焼鈍する処理、MnN等の窒化能を有する粉末を含む焼鈍分離剤を後述の焼鈍分離剤塗布工程S7で脱炭焼鈍鋼板に塗布する処理等が挙げられる。
(Nitriding process S6)
The nitriding step S6 is a step that is performed as necessary to adjust the strength of the inhibitor in secondary recrystallization. The nitriding is a process that increases the nitrogen content of the cold-rolled steel sheet by approximately 40 ppm to 200 ppm during the period from the start of the decarburization annealing step to the start of secondary recrystallization in the finish annealing step. Examples of nitriding include a process in which the decarburization annealed steel sheet is annealed in an atmosphere containing a nitriding gas such as ammonia, and a process in which an annealing separator containing a nitriding powder such as MnN is applied to the decarburization annealed steel sheet in the annealing separator application step S7 described below.

(焼鈍分離剤塗布工程S7)
焼鈍分離剤塗布工程S7は、脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布する工程である。焼鈍分離剤としては、例えば、アルミナ(Al)を主成分とする焼鈍分離剤を用いることができる。焼鈍分離剤を塗布した後の脱炭焼鈍鋼板は、コイル状に巻取った状態で、次の仕上げ焼鈍工程S8で仕上げ焼鈍される。
なお、MgSiOを含むグラス被膜を形成する場合には、マグネシア(MgO)を主成分とする焼鈍分離剤を用いる。
(Annealing separator application step S7)
The annealing separator application step S7 is a step of applying an annealing separator to the decarburization-annealed steel sheet. As the annealing separator, for example, an annealing separator mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ) can be used. After the annealing separator application step S7, the decarburization-annealed steel sheet is wound into a coil and then finish-annealed in the next finish-annealing step S8.
When forming a glass coating containing Mg 2 SiO 4 , an annealing separator containing magnesia (MgO) as the main component is used.

(仕上げ焼鈍工程S8)
仕上げ焼鈍工程S8は、焼鈍分離剤が塗布された脱炭焼鈍鋼板に仕上げ焼鈍を施し、二次再結晶を生じさせる工程である。この二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍工程S8は、一次再結晶粒の成長をインヒビターにより抑制した状態で二次再結晶を進行させることによって、{100}<001>方位粒を優先成長させ、磁束密度を飛躍的に向上させる。
なお、上述の焼鈍分離剤塗布工程S7でマグネシア(MgO)を塗布した場合には、この仕上げ焼鈍工程S8によりMgSiOを含むグラス被膜が形成される。なお、本形態では、このようなグラス被膜も母材鋼板(後述の仕上げ焼鈍鋼板)に含まれるものとする。したがって、例えば、仕上げ焼鈍鋼板にグラス被膜が形成される場合、「仕上げ焼鈍鋼板の表面」はグラス被膜の表面を意味するものとする。グラス被膜を形成することで、方向性電磁鋼板200の特性がさらに高まることが期待される。
(Finishing annealing step S8)
The final annealing step S8 is a step in which the decarburized annealed steel sheet coated with the annealing separator is subjected to final annealing to cause secondary recrystallization. This final annealing step S8 involving secondary recrystallization allows the growth of primary recrystallized grains to proceed while the growth of primary recrystallized grains is suppressed by an inhibitor, thereby preferentially growing {100}<001> oriented grains and dramatically improving magnetic flux density.
If magnesia (MgO) is applied in the above-mentioned annealing separator application step S7, a glass coating containing Mg2SiO4 is formed in this finish annealing step S8. In this embodiment, such a glass coating is also included in the base steel sheet (the finish annealed steel sheet described below). Therefore, for example, when a glass coating is formed on a finish annealed steel sheet, the "surface of the finish annealed steel sheet" refers to the surface of the glass coating. It is expected that the properties of the grain-oriented electrical steel sheet 200 will be further improved by forming a glass coating.

(溝形成工程S9)
溝形成工程S9は、磁区制御(磁区細分化)を目的として、仕上げ焼鈍工程S8の後の鋼板(仕上げ焼鈍鋼板)に対し溝を形成する工程である。溝の形成は、レーザー、電子ビーム、プラズマ、機械的方法、エッチングなど、公知の手法により、形成することができる。
(Groove formation step S9)
The groove forming step S9 is a step of forming grooves in the steel sheet (finish-annealed steel sheet) after the finish annealing step S8 for the purpose of magnetic domain control (magnetic domain refinement). The grooves can be formed by known methods such as laser, electron beam, plasma, mechanical method, etching, etc.

溝形成工程S9の例を図2、図3、及び図4に基づいて説明する。なお、図2は、仕上げ焼鈍鋼板(母材鋼板)110に形成される溝Gを示す平面図であり、図3は方向性電磁鋼板200の溝Gの近傍の構成を説明するための模式断面図である。図4は方向性電磁鋼板200の変形例を示す模式断面図である。図3及び図4の断面は、溝Gの延伸方向に垂直な断面である。 An example of the groove forming process S9 will be described with reference to Figures 2, 3, and 4. Note that Figure 2 is a plan view showing a groove G formed in a finish-annealed steel sheet (base steel sheet) 110, and Figure 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the groove G and its vicinity in a grain-oriented electrical steel sheet 200. Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the grain-oriented electrical steel sheet 200. The cross sections in Figures 3 and 4 are perpendicular to the extension direction of the groove G.

図2において、仕上げ焼鈍鋼板110の圧延方向をX軸とし、仕上げ焼鈍鋼板110の幅方向をY軸とし、仕上げ焼鈍鋼板110の板厚方向をZ軸とする。仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110a(溝Gが形成された表面。詳細は後述する。)から他方の表面に向かう方向がZ軸方向の正方向となる。他の図に示されるXYZ軸の定義も同様である。 In Figure 2, the rolling direction of the finish annealed steel sheet 110 is the X-axis, the width direction of the finish annealed steel sheet 110 is the Y-axis, and the thickness direction of the finish annealed steel sheet 110 is the Z-axis. The direction from the groove formation surface 110a (the surface on which the groove G is formed; details will be described later) of the finish annealed steel sheet 110 toward the other surface is the positive Z-axis direction. The definitions of the X, Y, and Z axes shown in other figures are similar.

図3には、仕上げ焼鈍鋼板110及び絶縁被膜(張力被膜)130が描かれている。つまり、本実施形態に係る方向性電磁鋼板200は、仕上げ焼鈍鋼板110及び絶縁被膜130を備える。絶縁被膜130は後述する張力被膜付与工程S10によって仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110a上に形成される。 Figure 3 shows a finish-annealed steel sheet 110 and an insulating coating (tensile coating) 130. In other words, the grain-oriented electrical steel sheet 200 according to this embodiment comprises a finish-annealed steel sheet 110 and an insulating coating 130. The insulating coating 130 is formed on the groove-forming surface 110a of the finish-annealed steel sheet 110 by the tensile coating application process S10, which will be described later.

上述したように、溝Gは、レーザー、電子ビーム、プラズマ、機械的方法、エッチングなど、公知の手法により仕上げ焼鈍鋼板110上に形成される。仕上げ焼鈍鋼板110の表裏両面のうち、溝Gが形成された表面は溝形成面110aとも称される。溝形成面110aのうち、溝Gが形成されていない部分は平坦面110Fとされる。 As described above, the grooves G are formed on the finish annealed steel sheet 110 by known methods such as laser, electron beam, plasma, mechanical methods, and etching. Of the front and back surfaces of the finish annealed steel sheet 110, the surface on which the grooves G are formed is also referred to as the groove-formed surface 110a. The portion of the groove-formed surface 110a on which the grooves G are not formed is referred to as the flat surface 110F.

なお、溝Gの形成は、仕上げ焼鈍鋼板110の上側の面(上面)に対して行われ、下側の面に対しては行われない。ただし、後述する張力被膜付与工程S10では、溝Gを「下方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面110aに塗布する。このため、溝Gの形成は、仕上げ焼鈍鋼板110の下側の面(下面)に対して行われてもよい。 The grooves G are formed on the upper surface (top surface) of the finish annealed steel sheet 110, not on the lower surface. However, in the tension coating process S10 described below, the coating solution is applied to the groove formation surface 110a with the grooves G facing "downward." Therefore, the grooves G may also be formed on the lower surface (bottom surface) of the finish annealed steel sheet 110.

溝Gの形態は、本実施形態の効果との関連で以下のような範囲にあることが好ましい。なお、溝Gの形態を特定するにあたって、溝Gの断面観察を行う必要が生じる。この場合、溝Gの延伸方向に垂直な任意の断面を機械加工により鏡面とし、この断面を観察断面として走査型電子顕微鏡等で観察すればよい。 In relation to the effects of this embodiment, the shape of the groove G is preferably within the following range. It should be noted that, in order to specify the shape of the groove G, it may be necessary to observe the cross section of the groove G. In this case, any cross section perpendicular to the extension direction of the groove G may be machined to have a mirror finish, and this cross section may then be observed using a scanning electron microscope or the like.

溝Gの平面視における延伸方向は、鉄損低減の観点から、X軸方向(圧延方向)に対して90°~60°の範囲であることが好ましく、90°~75°の範囲であることがさらに好ましい。 From the perspective of reducing iron loss, the extension direction of the grooves G in a plan view is preferably in the range of 90° to 60° with respect to the X-axis direction (rolling direction), and more preferably in the range of 90° to 75°.

溝Gの延伸方向が、圧延方向Xに対して60°以上であれば、溝Gの壁面(溝壁面)110Gと圧延方向との角度が大きくなることにもなるため、本実施形態の効果を作用させる必要性が高まる。つまり、より多くの磁束が溝Gから漏出することになるので、これらの磁束をより漏出しやすくする必要がある。すなわち、溝内部の絶縁被膜130Gを薄くする必要性が高まる。 If the extension direction of the groove G is 60° or more relative to the rolling direction X, the angle between the wall surface (groove wall surface) 110G of the groove G and the rolling direction becomes larger, increasing the need to utilize the effects of this embodiment. In other words, more magnetic flux will leak from the groove G, so it is necessary to make it easier for this magnetic flux to leak. In other words, there is an increased need to make the insulating coating 130G inside the groove thinner.

溝Gの圧延方向のピッチ(圧延方向ピッチ)は磁区細分化の必要性に応じて1~20mmの範囲で設定することが好ましい。溝Gの圧延方向ピッチは2~10mmの範囲で設定することが更に好ましい。溝Gの圧延方向ピッチの上限は8mmであることがより好ましい。溝Gの圧延方向ピッチの上限は5mmであることが更に好ましい。 The pitch of the grooves G in the rolling direction (rolling direction pitch) is preferably set in the range of 1 to 20 mm depending on the need for magnetic domain refinement. It is even more preferable to set the rolling direction pitch of the grooves G in the range of 2 to 10 mm. It is even more preferable that the upper limit of the rolling direction pitch of the grooves G is 8 mm. It is even more preferable that the upper limit of the rolling direction pitch of the grooves G is 5 mm.

なお、圧延方向ピッチは、例えば以下の方法で測定すればよい。すなわち、平面視において隣接する任意の溝Gの組に着目する。ついで、これら溝Gの幅方向中心点間の圧延方向の距離を数か所で測定し、それらの平均値を当該溝Gの組の圧延方向ピッチとすればよい。本実施形態では、このようにして測定された任意の圧延方向ピッチが2~10mmの範囲内の値であることが好ましい。 The rolling direction pitch may be measured, for example, by the following method. That is, focus is placed on any pair of adjacent grooves G in a planar view. Next, the rolling direction distance between the widthwise center points of these grooves G is measured at several locations, and the average value of these measurements is taken as the rolling direction pitch for that pair of grooves G. In this embodiment, it is preferable that any rolling direction pitch measured in this manner is a value within the range of 2 to 10 mm.

溝Gの幅wは20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましい。幅wが20μm以上であれば、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さを制御することが技術的に簡便になるためである。
尚、幅wは、溝Gを介して圧延方向に隣接する二つの平坦面110Fの、溝Gの延伸方向と板厚方向(Z軸方向)に垂直な方向の離間距離である。
The width w of the groove G is preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more, because if the width w is 20 μm or more, it becomes technically easier to control the thickness of the insulating coating 130G inside the groove.
The width w is the distance between two flat surfaces 110F adjacent to each other in the rolling direction via a groove G, in a direction perpendicular to the extension direction of the groove G and the plate thickness direction (Z-axis direction).

溝Gの幅wは150μm以下であることが好ましく、90μm以下であることがより好ましい。溝Gの幅wが150μm以下である場合には、磁区細分化の観点から好適である。また、溝Gの深さDにもよるが、幅wが小さい程、方向性電磁鋼板200の磁化方向と、溝内部の絶縁被膜130Gによる溝壁面110Gに沿う張力方向との角度差による鉄損増加の問題点が顕著になる。したがって、絶縁被膜130を薄くする必要性が高まる。このため、溝Gの幅wは150μm以下であることが好ましい。 The width w of the groove G is preferably 150 μm or less, and more preferably 90 μm or less. A groove G width w of 150 μm or less is suitable from the perspective of magnetic domain refinement. Furthermore, although this depends on the depth D of the groove G, the smaller the width w, the more pronounced the problem of increased iron loss due to the angular difference between the magnetization direction of the grain-oriented electrical steel sheet 200 and the direction of tension along the groove wall surface 110G caused by the insulating coating 130G inside the groove. Therefore, there is a greater need to make the insulating coating 130 thinner. For this reason, the width w of the groove G is preferably 150 μm or less.

溝Gの深さDは5μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましい。深さDが5μm以上であれば、幅wにもよるが、方向性電磁鋼板200の磁化方向と、溝内部の絶縁被膜130Gによる溝壁面110Gに沿う張力方向との角度差による鉄損増加の問題点が顕著になる。したがって、絶縁被膜130を薄くする必要性が高まる。このため、溝Gの深さDは5μm以上であることが好ましい。
尚、深さDは、溝Gの底面110Ga(溝Gの観察断面のうちもっとも深い部分)から溝Gに隣接する平坦面110Fまでの板厚方向(Z軸方向)の距離(深さ方向距離)である。
The depth D of the groove G is preferably 5 μm or more, and more preferably 15 μm or more. If the depth D is 5 μm or more, depending on the width w, the problem of increased iron loss due to the angular difference between the magnetization direction of the grain-oriented electrical steel sheet 200 and the direction of tension along the groove wall surface 110G due to the insulating coating 130G inside the groove becomes significant. Therefore, there is an increasing need to make the insulating coating 130 thinner. For this reason, the depth D of the groove G is preferably 5 μm or more.
The depth D is the distance (depth direction distance) in the thickness direction (Z-axis direction) from the bottom surface 110Ga of the groove G (the deepest part of the observed cross section of the groove G) to the flat surface 110F adjacent to the groove G.

溝Gの深さDは50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。溝Gの深さDが50μm以下であれば、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2を制御することが技術的に簡便になるためである。また、溝Gの深さDが50μm超であると部分的に仕上げ焼鈍鋼板110の板厚が大きく減少し鉄損低減効果が得られなくなる場合があるためである。 The depth D of the groove G is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. This is because if the depth D of the groove G is 50 μm or less, it is technically easy to control the thickness t2 of the insulating coating 130G inside the groove. Furthermore, if the depth D of the groove G exceeds 50 μm, the thickness of the finish-annealed steel sheet 110 may be significantly reduced in some areas, making it impossible to achieve the iron loss reduction effect.

溝形成工程S9は、図1のフローチャートで示す例では、仕上げ焼鈍工程S8の後で行われている。しかし、溝形成工程S9は、冷間圧延工程S4を経た鋼板(すなわち冷延鋼板)に対して行えばよい。この場合にも、磁区細分化に理想的な線状溝Gの断面形状を維持することが出来る。したがって、溝形成工程S9を行うタイミングは、仕上げ焼鈍工程S8の前でも後でもよい。ただし、少なくとも張力被膜付与工程S10の前に溝形成工程9を行っておく必要がある。 In the example shown in the flowchart of Figure 1, the groove formation process S9 is performed after the finish annealing process S8. However, the groove formation process S9 can also be performed on steel sheet that has undergone the cold rolling process S4 (i.e., cold-rolled steel sheet). In this case, too, the cross-sectional shape of the linear grooves G, which is ideal for magnetic domain refinement, can be maintained. Therefore, the groove formation process S9 can be performed either before or after the finish annealing process S8. However, the groove formation process S9 must be performed at least before the tension coating process S10.

図4に示す変形例では、仕上げ焼鈍鋼板110がグラス被膜150を有している。このグラス被膜150は、MgSiOを含む。ただし、この場合であっても、溝Gに関するパラメータ(幅w、深さD等)の定義、決定方法は変わらない。 In the modification shown in Fig. 4, the finish-annealed steel sheet 110 has a glass coating 150. This glass coating 150 contains Mg2SiO4 . However, even in this case, the definitions and determination methods of parameters related to the groove G (width w, depth D, etc.) remain unchanged.

(張力被膜付与工程S10)
張力被膜付与工程S10は、仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110aを「下方に向けた」状態でコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面110a上に絶縁被膜(張力被膜)130を形成する工程である。
(Tension coating step S10)
The tension coating process S10 is a process of forming an insulating coating (tensile coating) 130 on the groove-forming surface 110a of the finish-annealed steel sheet 110 by applying a coating solution to the groove-forming surface 110a while the surface is facing downward and baking it.

ここで、コーティング溶液は、例えば、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含む。焼き付けは、例えば、350℃~1150℃で、5秒間~300秒間の条件で行えばよい。 The coating solution here contains, for example, a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or silica. Baking may be performed, for example, at 350°C to 1150°C for 5 to 300 seconds.

本実施形態の張力被膜付与工程S10を詳細に説明するにあたり、まず、図6及び図7に基づいて、従来の張力被膜付与工程の問題点について説明する。 Before explaining the tension coating process S10 of this embodiment in detail, we will first explain the problems with the conventional tension coating process with reference to Figures 6 and 7.

図6は従来の張力被膜付与工程の一例を示す。図6に示す例では、搬送ローラ1000によって仕上げ焼鈍鋼板110が搬送される。ここで、溝形成面110aは上方に向けられる。そして、コーティング溶液を仕上げ焼鈍鋼板110の上方から溝形成面110aに塗布し、焼付けを行う。このため、溝Gにコーティング溶液に溜まりやすくなる。すなわち、溝形成面110aに塗布されたコーティング溶液の一部は、溝Gの内部に液溜まり状態で滞留する。この状態で焼き付けを行うと、溝内部の絶縁被膜130Gが他の部分(所謂平坦面110F)の絶縁被膜130Fよりも厚く形成されることになる。図7は従来の張力被膜付与工程で製造された方向性電磁鋼板200の断面構造を示すSEM写真である。このSEM写真からもわかるように、溝内部の絶縁被膜130Gが他の部分(所謂平坦面110F)の絶縁被膜130Fよりも厚く形成されていることがわかる。 Figure 6 shows an example of a conventional tension coating process. In the example shown in Figure 6, a finish-annealed steel sheet 110 is transported by a transport roller 1000. Here, the groove-formed surface 110a faces upward. A coating solution is then applied to the groove-formed surface 110a from above the finish-annealed steel sheet 110, and baking is performed. This makes the coating solution more likely to accumulate in the grooves G. That is, some of the coating solution applied to the groove-formed surface 110a remains in a liquid pool inside the grooves G. If baking is performed in this state, the insulating coating 130G inside the grooves will be thicker than the insulating coating 130F on other portions (the so-called flat surfaces 110F). Figure 7 is an SEM photograph showing the cross-sectional structure of a grain-oriented electrical steel sheet 200 manufactured using a conventional tension coating process. As can be seen from this SEM photograph, the insulating coating 130G inside the grooves is thicker than the insulating coating 130F on other portions (the so-called flat surfaces 110F).

溝内部の絶縁被膜130Gは、平坦面110Fの絶縁被膜130Fよりも過度に厚く形成される傾向があり、このように過度に厚い絶縁被膜130Gは母材である仕上げ焼鈍鋼板110から剥離しやすい。つまり、溝内部に形成された絶縁被膜130Gは剥離しやすく、この結果、方向性電磁鋼板200の鉄損の低減効果を損なうと考えられる。 The insulating coating 130G inside the grooves tends to be formed to be excessively thicker than the insulating coating 130F on the flat surface 110F, and such excessively thick insulating coating 130G is likely to peel off from the base material, the finish-annealed steel sheet 110. In other words, the insulating coating 130G formed inside the grooves is likely to peel off, which is thought to impair the iron loss reduction effect of the grain-oriented electromagnetic steel sheet 200.

ところで、溝Gが形成された方向性電磁鋼板200では、鋼板内を通じて一方の溝壁に到達した磁束は、溝壁から漏れることにより(すなわち、磁束の漏れにより)、静磁エネルギーが高まり、この静磁エネルギーを減少させるために主磁区が細分化されることが磁区制御効果を生じる原因である。 In the grain-oriented electrical steel sheet 200 with grooves G formed in it, magnetic flux that reaches one of the groove walls through the steel sheet leaks from the groove wall (i.e., due to magnetic flux leakage), increasing magnetostatic energy. The main magnetic domain is subdivided to reduce this magnetostatic energy, which is the cause of the magnetic domain control effect.

しかるに鋼板に張力が働いていない状態では、溝壁面近傍に還流型の磁区が発生し、上述する静磁エネルギーの高まりが抑制されてしまい、十分な磁区制御効果が発現しないことになる。
絶縁被膜による等方性の張力によって、この還流磁区はエネルギー的に不安定となるため(磁歪の逆効果による)、磁束の漏れが復活し、磁区制御効果が向上することになる。
溝部に厚く形成された絶縁被膜は、剥離しやすいため鋼板に十分な張力効果を与えることができないし、または還流磁区を不安定にする方向の応力を鋼板に与えることができないと考えられる。
However, when tension is not applied to the steel sheet, closure-type magnetic domains are generated near the groove wall surfaces, which suppresses the increase in magnetostatic energy described above, and the magnetic domain control effect is not sufficiently achieved.
The isotropic tension of the insulating coating makes the closure domains energetically unstable (due to the adverse effect of magnetostriction), which restores magnetic flux leakage and improves the magnetic domain control effect.
It is thought that a thick insulating coating formed in the grooves is prone to peeling and therefore is unable to provide sufficient tension to the steel sheet, or is unable to apply stress to the steel sheet in a direction that destabilizes the closure domains.

特に、コーティング溶液を仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110aに塗布する際、重力によって仕上げ焼鈍鋼板110に上面側に凹の(言い換えれば下に凸の)カテナリーが生じる。この場合、溝内部の絶縁被膜130Gが平坦面110Fの絶縁被膜130Fよりも過度に厚く形成される傾向がより強くなる。つまり、図6に示すように、「上方に向けた」状態でコーティング溶液を塗布する場合、溝Gに液溜まりが形成されやすくなり、より厚い絶縁被膜130Gが溝内部に形成される。このため、溝内部に形成された絶縁被膜130Gは剥離しやすく、さらに鉄損の低減効果を大きく損なう。 In particular, when the coating solution is applied to the groove-forming surface 110a of the finish-annealed steel sheet 110, gravity creates a concave (or downward-convex) catenary on the upper surface of the finish-annealed steel sheet 110. In this case, the insulating coating 130G inside the groove tends to be formed with an excessively large thickness compared to the insulating coating 130F on the flat surface 110F. In other words, as shown in Figure 6, when the coating solution is applied "facing upward," liquid pools are likely to form in the groove G, and a thicker insulating coating 130G is formed inside the groove. As a result, the insulating coating 130G formed inside the groove is prone to peeling, further significantly compromising the iron loss reduction effect.

これに対し、本実施形態に係る張力被膜付与工程S10では、図5に示すように、仕上げ焼鈍鋼板110の溝形成面110aを「下方に向けた」状態でコーティング溶液を溝形成面110aに塗布し、焼き付けを行う。なお、搬送ローラ1000によって仕上げ焼鈍鋼板110が搬送される点は従来と同様である。 In contrast, in the tension coating process S10 according to this embodiment, as shown in FIG. 5, the groove-formed surface 110a of the finish-annealed steel sheet 110 is "facing downward" and the coating solution is applied to the groove-formed surface 110a, followed by baking. Note that the finish-annealed steel sheet 110 is transported by the transport rollers 1000, as in the conventional method.

本実施形態においても、溝Gにコーティング溶液が溜まりやすくなる点、重力によって仕上げ焼鈍鋼板110に上面側に凹のカテナリーがつく点は従来の張力被膜付与工程(すなわち溝形成面を上方に向けてコーティング溶液を塗布する工程)と同様である。 In this embodiment, the coating solution tends to accumulate in the grooves G, and gravity creates a concave catenary on the top surface of the finish-annealed steel sheet 110, just like in conventional tension coating processes (i.e., processes in which the coating solution is applied with the groove-forming surface facing upward).

しかし、溝Gが下方に向いているため、溝内部に溜まったコーティング溶液の一部は重力によって滴下することになる。カテナリーは下に凸の形状となるため、溝内部に溜まったコーティング溶液はより滴下しやすくなると考えられる。この結果、焼き付けを行った後には、溝内部の絶縁被膜130Gは従来の張力被膜付与工程に比べて薄くなると考えられる。すなわち、溝内部の絶縁被膜130Gが薄くなる結果、溝内部で絶縁被膜130Gが剥離しにくくなり、方向性電磁鋼板200の鉄損の低減効果が得られる。さらに、溝内部の絶縁被膜130Gはより多くの磁束を漏出させることができるので、鉄損の低減効果の向上が期待できる。後述の実施例で示される通り、溝形成面110aを下方に向けてコーティング溶液を塗布し、焼き付けを行った場合、方向性電磁鋼板200の溝部被膜剥離率を小さくすることができ、鉄損が大きく低減した。 However, because the grooves G face downward, some of the coating solution accumulated inside the grooves will drip due to gravity. Because the catenary has a downward convex shape, it is believed that the coating solution accumulated inside the grooves will drip more easily. As a result, after baking, the insulating coating 130G inside the grooves is thought to be thinner than in conventional tension coating processes. In other words, as a result of the thinner insulating coating 130G inside the grooves, the insulating coating 130G is less likely to peel inside the grooves, resulting in a reduction in iron loss in the grain-oriented electrical steel sheet 200. Furthermore, because the insulating coating 130G inside the grooves can leak more magnetic flux, an improved iron loss reduction effect can be expected. As shown in the examples described below, when coating solution is applied with the groove-forming surface 110a facing downward and baking is performed, the rate of coating peeling in the grooves of the grain-oriented electrical steel sheet 200 can be reduced, and iron loss is significantly reduced.

ここで、張力被膜付与工程S10では、溝内部に形成される絶縁被膜130Gの厚さt2が溝Gの深さDの1/2以下となり、かつ仕上げ焼鈍鋼板110(すなわち母材鋼板)の平坦面110F上に形成される絶縁被膜130Fの厚さt1の2倍以下となることが好ましい。以下、この要件を「厚さt2の付加要件」とも称する。なお、深さD、厚さt1、t2は図3に示されている。ここでt1は、厚さ測定点における鋼板面の接線方向に対して鉛直方向の厚さを測定するものとする。同様にt2も、溝面に沿った接線方向に対して鉛直方向の厚さを測定するものとする。 Here, in the tension coating application process S10, it is preferable that the thickness t2 of the insulating coating 130G formed inside the groove be no more than half the depth D of the groove G and no more than twice the thickness t1 of the insulating coating 130F formed on the flat surface 110F of the finish-annealed steel sheet 110 (i.e., the base steel sheet). Hereinafter, this requirement will also be referred to as the "additional requirement for thickness t2." Note that the depth D and thicknesses t1 and t2 are shown in Figure 3. Here, t1 is the thickness measured in a direction perpendicular to the tangent direction of the steel sheet surface at the thickness measurement point. Similarly, t2 is the thickness measured in a direction perpendicular to the tangent direction along the groove surface.

ここで、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2は、溝Gの観察断面の複数個所で測定した厚さt2の平均値である。 Here, the thickness t2 of the insulating coating 130G inside the groove is the average value of the thicknesses t2 measured at multiple points on the observed cross section of the groove G.

また、平坦面110F上の絶縁被膜130Fの厚さt1も同様に、観測断面の複数個所で測定された厚さt1の平均値である。
絶縁被膜130Fの厚さt1の具体的な値は特に制限されず、方向性電磁鋼板200に求められる特性等に応じて適宜設定されればよいが、例えば1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましい。絶縁被膜130Fの厚さt1が1μm以上であれば、方向性電磁鋼板200の耐食性、さらには絶縁性もより高めることができるからである。
Similarly, the thickness t1 of the insulating coating 130F on the flat surface 110F is the average value of the thicknesses t1 measured at multiple points on the observation cross section.
The specific value of the thickness t1 of the insulating coating 130F is not particularly limited and may be set appropriately depending on the characteristics required of the grain-oriented electrical steel sheet 200, but is preferably 1 μm or more, and more preferably 2 μm or more, for example. This is because if the thickness t1 of the insulating coating 130F is 1 μm or more, the corrosion resistance and insulating properties of the grain-oriented electrical steel sheet 200 can be further improved.

絶縁被膜130Fの厚さt1は10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。絶縁被膜130Fの厚さt1が10μm以下であれば、仕上げ焼鈍鋼板110の占積率が大きく低下することを防ぐことができるためである。 The thickness t1 of the insulating coating 130F is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. This is because if the thickness t1 of the insulating coating 130F is 10 μm or less, a significant decrease in the space factor of the finish-annealed steel sheet 110 can be prevented.

上記の方法で測定(決定)された厚さt1、厚さt2、深さDが上述した「厚さt2の付加要件」を満たすことが好ましい。なお、張力被膜付与工程S10では、上述したように厚さt2が従来の溝形成面を上方に向けた張力被膜付与工程に比べて薄くなるので、例えば、塗布するコーティング溶液の塗布量、粘度、及び濃度のうち1つ以上、塗布の方法(塗布の方法としてはロールコーター等による塗布が挙げられる)、塗布から焼き付けまでの時間、一部コーティング溶液の除去のためのエアー吹き付け等の条件を適宜変化させることで上述した「厚さt2の付加要件」が達成されてもよい。 It is preferable that the thickness t1, thickness t2, and depth D measured (determined) using the above method satisfy the "additional requirement for thickness t2" described above. Note that in the tensile coating process S10, thickness t2 is thinner than in conventional tensile coating processes in which the groove-forming surface faces upward, as described above. Therefore, the "additional requirement for thickness t2" described above may be achieved by appropriately changing conditions such as, for example, one or more of the amount, viscosity, and concentration of the coating solution to be applied, the application method (application methods include application using a roll coater, etc.), the time from application to baking, and the use of air blowing to remove some of the coating solution.

なお、張力被膜付与工程S10は、他の工程と別ラインで(つまりオフラインで)行ってもよいし、同一ラインで(つまりオンラインで)行ってもよい。上述した溝形成工程S9において、溝Gを仕上げ焼鈍鋼板110の下側の面に形成した場合、仕上げ焼鈍鋼板110をそのまま張力被膜付与工程S10に供することができる。つまり、インラインで張力被膜付与工程S10を行うことができる。 The tension coating process S10 may be performed on a separate line from the other processes (i.e., offline), or on the same line (i.e., online). If grooves G are formed on the lower surface of the finish annealed steel sheet 110 in the groove forming process S9 described above, the finish annealed steel sheet 110 can be directly subjected to the tension coating process S10. In other words, the tension coating process S10 can be performed inline.

一方、溝形成工程S9において、溝Gを仕上げ焼鈍鋼板110の上側の面に形成した場合、一旦仕上げ焼鈍鋼板110を巻き取った後、仕上げ焼鈍鋼板110の上下を反転させて、仕上げ焼鈍鋼板110を張力被膜付与工程S10に供すればよい。この場合、張力被膜付与工程S10をオフラインで行ってもよいし、インラインで行ってもよい。 On the other hand, if the groove G is formed on the upper surface of the finish-annealed steel sheet 110 in the groove forming process S9, the finish-annealed steel sheet 110 can be wound up, then turned upside down, and then subjected to the tension coating process S10. In this case, the tension coating process S10 may be performed offline or inline.

本実施例では、上述した本実施形態による方向性電磁鋼板の製造方法による効果を検証した。もちろん、本発明は以下に説明する実施例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 In this example, the effects of the manufacturing method for grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment described above were verified. Of course, the present invention is not limited to the example described below. It is clear that a person with ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can conceive of various modified or altered examples within the scope of the technical ideas set forth in the claims, and it is understood that these naturally fall within the technical scope of the present invention.

まず、上述した鋳造工程S1~仕上げ焼鈍工程S8を行うことで、板厚が0.23mmであり、800A/mでの磁束密度Bの値が1.93Tである高磁束密度の仕上げ焼鈍鋼板110を製造した。 First, by carrying out the above-described casting process S1 to finish annealing process S8, a high magnetic flux density finish annealed steel sheet 110 having a plate thickness of 0.23 mm and a magnetic flux density B8 value of 1.93 T at 800 A/m was produced.

ついで、この仕上げ焼鈍鋼板110に対して、鋼板の圧延方向に20μm、幅方向に40μmの楕円のビーム形状を有し、ビームパワー2.5kWのファイバーレーザーを照射することで、仕上げ焼鈍鋼板110の表面に溝Gを形成した。ここで、走査速度は15m/sとし、圧延方向と直角の方向に3mm間隔で幅wが約50μm、深さDが約20μmの線状の溝Gを形成した。 Next, grooves G were formed on the surface of the finish-annealed steel sheet 110 by irradiating it with a fiber laser having an elliptical beam shape of 20 μm in the rolling direction of the steel sheet and 40 μm in the width direction, and a beam power of 2.5 kW. The scanning speed was 15 m/s, and linear grooves G with a width w of approximately 50 μm and a depth D of approximately 20 μm were formed at 3 mm intervals in the direction perpendicular to the rolling direction.

ついで、表1に示す態様でコーティング溶液の塗布、焼き付けを行った。ここで、コーティング溶液はリン酸アルミニウム、リン酸マグネシウムを含む混合物を含み、固形分換算での前記混合物100質量部に対し、コロイド状シリカを40~70質量部含むコーティング液を使用した。
表1中、「焼付時溝形成面方向」は、コーティング溶液を塗布した際の溝形成面110aの向き(上方側または下方側)を示す。コーティング溶液を鋼板上方から滴下し、通常のナチュラルコータで塗布を行った。
Next, the coating solution was applied and baked in the manner shown in Table 1. Here, the coating solution used contained a mixture containing aluminum phosphate and magnesium phosphate, and contained 40 to 70 parts by mass of colloidal silica per 100 parts by mass of the mixture in terms of solid content.
In Table 1, "direction of groove-formed surface at time of baking" indicates the direction (upper or lower) of the groove-formed surface 110a when the coating solution was applied. The coating solution was dropped from above the steel sheet, and application was performed using a normal natural coater.

コーティング溶液塗布量は、溝形成面110aの平面視の単位面積当たりに塗布したコーティング溶液の固形分の質量(g/m)を示す。なお、乾燥後の絶縁被膜からコーティング溶液塗布量を測定したい場合、加熱したアルカリ溶液(NaOH溶液等)に方向性電磁鋼板を浸漬することで絶縁被膜をアルカリ溶液に溶解させる。ついで、アルカリ溶液に溶解した絶縁被膜の質量からコーティング溶液塗布量を特定することができる。 The coating solution application amount indicates the mass (g/ m2 ) of the solid content of the coating solution applied per unit area in a plan view of the groove-formed surface 110a. To measure the coating solution application amount from the dried insulating coating, the grain-oriented electrical steel sheet is immersed in a heated alkaline solution (such as an NaOH solution) to dissolve the insulating coating in the alkaline solution. The coating solution application amount can then be determined from the mass of the insulating coating dissolved in the alkaline solution.

ついで、溝Gの深さD(μm)、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2(μm)、平坦面110Fの絶縁被膜130Fの厚さt1(μm)、溝部絶縁被膜剥離率(面積%)、磁束密度B(T)、鉄損W17/50(W/kg)を測定した。なお、溝Gの深さD(μm)、溝内部の絶縁被膜130Gの厚さt2(μm)、平坦面110Fの絶縁被膜130Fの厚さt1(μm)の測定方法は上述した通りである。結果を表1に示す。 Next, the depth D (μm) of the groove G, the thickness t2 (μm) of the insulating coating 130G inside the groove, the thickness t1 (μm) of the insulating coating 130F on the flat surface 110F, the groove insulating coating peeling rate (area %), the magnetic flux density B8 (T), and the iron loss W17/50 (W/kg) were measured. The methods for measuring the depth D (μm) of the groove G, the thickness t2 (μm) of the insulating coating 130G inside the groove, and the thickness t1 (μm) of the insulating coating 130F on the flat surface 110F were as described above. The results are shown in Table 1.

ここで、「溝部絶縁被膜剥離率」は、平面視における溝Gの総面積に対して絶縁被膜が剥離した部分の面積率を言う。絶縁被膜が剥離したか否かは露出した鋼板面の面積率によって判定した。具体的には、面積率で10%の場合を不合格と判定した。 Here, "groove insulation coating peeling rate" refers to the area ratio of the portion where the insulation coating has peeled off to the total area of the groove G when viewed from above. Whether or not the insulation coating had peeled off was determined based on the area ratio of the exposed steel plate surface. Specifically, an area ratio of 10% was considered a failure.

表1から明らかな通り、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法によって製造された方向性電磁鋼板(実験No.1~4)では、仕上げ焼鈍鋼板の溝形成面を下方に向けた状態でコーティング溶液を塗布し、焼き付けたことにより、被膜欠陥が少なく鉄損が低くなった。
これに対し、従来の方向性電磁鋼板の製造方法によって製造された方向性電磁鋼板(実験No.5~7)では、仕上げ焼鈍鋼板の溝形成面を上方に向けた状態でコーティング溶液を塗布し、焼き付けたことにより、被膜欠陥が多く鉄損が高くなった。
As is clear from Table 1, in the grain-oriented electrical steel sheets (Experiments Nos. 1 to 4) manufactured by the method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet according to this embodiment, the coating solution was applied to the finish-annealed steel sheet with the groove-formed surface facing downward, and then baked, resulting in fewer coating defects and lower iron loss.
In contrast, in the grain-oriented electrical steel sheets (Experiments Nos. 5 to 7) manufactured by the conventional manufacturing method for grain-oriented electrical steel sheets, the coating solution was applied and baked with the groove-formed surface of the finish-annealed steel sheet facing upward, resulting in many coating defects and high iron loss.

なお、実験No.1~3では、「厚さt2の付加要件」を満たしている。この点でも、実験No.1~3における発明例では、鉄損が低くなったと考えられる。
ただし、溝内部の被膜の厚さが、鋼板の平坦面上に平坦面上に形成される厚さの2倍超であることにより、「厚さt2の付加要件」を満たしていないである)実験No.4は、実験No.1~3と比較すると、やや鉄損が高かった。
It should be noted that the "additional requirement of thickness t2" was satisfied in Experiments No. 1 to 3. This is also considered to be the reason why the iron loss was low in the inventive examples in Experiments No. 1 to 3.
However, since the thickness of the coating inside the groove was more than twice the thickness formed on the flat surface of the steel sheet, the "additional requirement for thickness t2" was not met.) Compared to Experiments Nos. 1 to 3, Experiment No. 4 had slightly higher iron loss.

以上説明した通り、本実施形態によれば、仕上げ焼鈍鋼板110(または冷延鋼板)の溝形成面110aを下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、溝形成面110a上に絶縁被膜を形成する。この製造方法によって製造された方向性電磁鋼板200においては、溝内部における絶縁被膜130Gが薄くなるので、剥離しにくくなる。したがって、被膜欠陥が少なく鉄損が低減される。 As explained above, according to this embodiment, with the groove-formed surface 110a of the finish-annealed steel sheet 110 (or cold-rolled steel sheet) facing downward, a coating solution containing a compound of phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or silica is applied and baked to form an insulating coating on the groove-formed surface 110a. In the grain-oriented electrical steel sheet 200 manufactured by this manufacturing method, the insulating coating 130G inside the grooves is thin and therefore less likely to peel off. This results in fewer coating defects and reduced iron loss.

ここで、張力被膜付与工程S10では、記溝内部に形成される絶縁被膜130Gの厚さt2が溝Gの深さDの1/2以下となり、かつ仕上げ焼鈍鋼板110(または冷延鋼板)の平坦面110F上に形成される絶縁被膜130Fの厚さt1の2倍以下となるように、絶縁被膜130Gの厚さt2を調整してもよい。この場合、溝内部の絶縁被膜130Gがさらに薄くなるので、方向性電磁鋼板200の鉄損が更に低減される。 Here, in the tension coating application process S10, the thickness t2 of the insulating coating 130G formed inside the groove may be adjusted so that the thickness t2 is no more than half the depth D of the groove G and no more than twice the thickness t1 of the insulating coating 130F formed on the flat surface 110F of the finish annealed steel sheet 110 (or cold-rolled steel sheet). In this case, the insulating coating 130G inside the groove becomes even thinner, further reducing the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet 200.

さらに、冷間圧延工程の後、且つ、仕上げ焼鈍工程の前に、冷延鋼板に対し、焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程を更に行ってもよい。そして、焼鈍分離剤がマグネシアを含んでいてもよい。この場合、方向性電磁鋼板200の特性がさらに向上する。 Furthermore, after the cold rolling process and before the finish annealing process, an annealing separator application process may be performed in which an annealing separator is applied to the cold-rolled steel sheet. The annealing separator may also contain magnesia. In this case, the properties of the grain-oriented electrical steel sheet 200 are further improved.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person with ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains could conceive of various modifications or alterations within the scope of the technical ideas set forth in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.

200 方向性電磁鋼板
110 仕上げ焼鈍鋼板
110F 平坦面
110G 溝壁面
130 絶縁被膜(張力被膜)
130F 平坦面における絶縁被膜
130G 溝内部における絶縁被膜
200 Grain-oriented electromagnetic steel sheet 110 Finish annealed steel sheet 110F Flat surface 110G Groove wall surface 130 Insulating coating (tensile coating)
130F: Insulation coating on flat surface 130G: Insulation coating inside groove

Claims (3)

冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対し、二次再結晶を伴う仕上げ焼鈍を行う仕上げ焼鈍工程と、
前記仕上げ焼鈍工程の前または後の前記冷延鋼板の一方の面のみに対し、前記冷延鋼板の圧延方向に対して交差する方向に、レーザー、プラズマ、機械的方法、又はエッチングにより線状に溝を形成する溝形成工程と、
前記冷延鋼板の溝形成面を下方に向けた状態で、リン酸、リン酸塩、無水クロム酸、クロム酸塩、アルミナ、又はシリカの化合物を含むコーティング溶液を塗布し、焼き付けることで、前記溝形成面上に張力被膜を形成する張力被膜付与工程と、を含み、
前記溝の幅は20μm以上であり、前記溝の深さは15μm以上である、
ことを特徴とする、方向性電磁鋼板の製造方法。
a cold rolling process for producing a cold-rolled steel sheet;
A finish annealing process in which the cold-rolled steel sheet is subjected to finish annealing accompanied by secondary recrystallization;
a groove forming step of forming linear grooves on only one surface of the cold-rolled steel sheet before or after the finish annealing step in a direction intersecting the rolling direction of the cold-rolled steel sheet by laser, plasma, a mechanical method, or etching ;
a tension coating step of applying a coating solution containing phosphoric acid, phosphate, chromic anhydride, chromate, alumina, or a compound of silica to the cold-rolled steel sheet with the groove-formed surface facing downward, and baking the coating solution to form a tension coating on the groove-formed surface ;
The width of the groove is 20 μm or more, and the depth of the groove is 15 μm or more.
A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet.
前記張力被膜付与工程では、前記溝の内部に形成される前記張力被膜の厚さが前記溝の深さの1/2以下となり、かつ前記冷延鋼板の平坦面上に形成される前記張力被膜の厚さの2倍以下となるように、前記張力被膜の厚さを調整することを特徴とする、請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet described in claim 1, characterized in that in the tension coating application process, the thickness of the tension coating formed inside the groove is adjusted so that the thickness of the tension coating formed inside the groove is no more than half the depth of the groove and no more than twice the thickness of the tension coating formed on the flat surface of the cold-rolled steel sheet. 前記冷間圧延工程の後、且つ、前記仕上げ焼鈍工程の前に、前記冷延鋼板に対し、焼鈍分離剤を塗布する焼鈍分離剤塗布工程を更に備え、
前記焼鈍分離剤がマグネシアを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
The method further includes an annealing separator application step of applying an annealing separator to the cold-rolled steel sheet after the cold rolling step and before the finish annealing step,
The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the annealing separator contains magnesia.
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