取向性电磁钢板的制造方法与流程

本发明涉及一种晶粒以密勒指数计在板面以{110}、在轧制方向以＜001＞高度聚集的所谓的取向性电磁钢板的制造方法。

背景技术：

1、取向性电磁钢板是软磁性材料，主要用作变压器等电设备的铁芯。该取向性电磁钢板利用二次再结晶，使晶粒在{110}＜001＞取向(以下，称为“goss取向”)高度聚集，从而赋予低铁损且高磁通密度这样的优异的磁特性。应予说明，作为评价取向性电磁钢板的磁特性的指标，通常使用磁场的强度为800(a/m)下的磁通密度b8(t)以及以励磁频率为50(hz)的交流磁场磁化到1.7(t)时的钢板每1kg当中的铁损w17/50(w/kg)。

2、作为上述的取向性电磁钢板的制造方法，通常使用如下的方法：通过使称为抑制剂的微细的析出物在最终退火中析出而对晶界赋予迁移度差，从而仅使goss取向粒优先地成长的方法。例如专利文献1中作为抑制剂公开了利用aln、mns的方法，专利文献2中公开了作为抑制剂利用mns、mnse的方法，这些方法工业上均已实用化。使用这些抑制剂的方法中抑制剂的均匀微细分散是理想状态，因此，需要在热轧前将作为坯材的钢板坯加热到1300℃以上的高温。

3、另一方面，如果在高温下对板坯进行长时间加热，则板坯的结晶组织粗大化而产生助长组织的不均匀化的问题。针对该问题，如专利文献3所公开，在1300～1450℃左右的高温下以短时间进行加热的方式逐渐成为主流。作为上述的板坯加热方式，有专利文献4、专利文献5所公开的感应加热、通电加热。通过应用该技术，不仅能够抑制结晶组织的粗大化，而且能够分别独立地处理板坯，因此热轧的时机的自由度增加，并且，在生产效率乃至设备的建设费、维持·管理成本的方面也是有利的。

4、一般而言，取向性电磁钢板含有约2.5质量％以上的si，但si是铁素体稳定化元素，因此在高温区域下不易产生奥氏体相变，铁素体占组织的一大半。而铁素体在热轧中难以再结晶，因此取向性电磁钢板用的热轧板的一大半是未再结晶组织。如果对具有未再结晶组织的热轧板进行冷轧，则在冷轧后产生被称为皱折(ridging)的轧制方向上平行的竖条纹状的皱纹。产生了皱折的钢板在之后的流水线通板时，有可能引发活套内的跑偏或者断裂。另外，有可能在最终产品板中引起板厚的偏差而使品质降低，或者在层叠钢板而组装为变压器等时导致叠片系数的降低。因此，皱折的抑制是重要的解决课题之一。

5、皱折的产生被认为起因于结晶组织的不均匀性，已知有效的是结晶组织的均匀化，即再结晶的促进、晶粒的微细化。因此，作为抑制皱折的技术，例如专利文献6中公开了增加钢中的mn量，从而在热轧中积极地促进奥氏体相变的技术。另外，专利文献7中提出了在1190～960℃的温度区域中进行大压下轧制而促进再结晶的方法，专利文献8中提出了在1230～960℃的温度下在含有奥氏体相3％以上的状态下进行30％以上的大压下轧制的方法，专利文献9中提出了将进行粗轧的温度限制在1250℃以下的方法，另外，专利文献10中提出了将在1050～1200℃温度区域下的轧制设定为应变速度15s-1以下、压下率15％/道次以上的方法等。

6、并且，专利文献11中提出了以压下率3％以上且小于20％在1350℃以上的温度区域进行粗轧中的第1道次，接着在大压下对粗轧的第2道次进行轧制的方法，专利文献12中提出了在大压下对粗轧的第1道次和第2道次进行轧制的方法。并且，专利文献12～15中作为抑制板宽度方向的端部中的不良组织的生成的方法，提出了将粗轧的累积压下率设为小于75％，并且将粗轧的最终压下的压下率设定为小于50％，将刚进行了最终压下的粗棒的板厚中心温度设定为1350℃以上的方法。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特公昭40-015644号公报

10、专利文献2：日本特公昭51-013469号公报

11、专利文献3：日本特开昭60-190520号公报

12、专利文献4：日本实公昭58-024397号公报

13、专利文献5：日本特开昭60-145318号公报

14、专利文献6：日本特开平01-119644号公报

15、专利文献7：日本特开昭54-120214号公报

16、专利文献8：日本特开昭55-119126号公报

17、专利文献9：日本特开昭57-011614号公报

18、专利文献10：日本特开昭59-093828号公报

19、专利文献11：日本特开平03-115526号公报

20、专利文献12：日本特开平03-115527号公报

21、专利文献13：日本特开2020-169366号公报

22、专利文献14：日本特开2020-169367号公报

23、专利文献15：日本特开2020-169368号公报

技术实现思路

1、然而，上述专利文献6的技术中，在利用mns、mnse作为抑制剂的情况下，由于在板坯加热时mns、mnse难以固溶，因此在热轧时微细的抑制剂的形成变得不充分，存在难以稳定地得到高磁特性的问题。另外，上述专利文献7～10的技术均在如下的方面是相同的：基于高温下的轧制对再结晶没有帮助，仅低温的再结晶域中的大的应变有助于再结晶这样技术思想，在1200℃附近的温度区域进行大压下轧制，实现组织的微细化。然而，即使应用这些技术，也几乎不能改善皱折。另一方面，专利文献11～12的技术均在高温区域进行大压下轧制而实现组织的微细化的方面是相同的，对于组织微细化，确认到了一定程度的效果。然而，即使应用这些技术，也无法完彻底除皱折。另外，专利文献13～15的技术均是消除磁特性不良部分的技术，但从抑制皱折的观点考虑，是相反的效果。

2、本发明是鉴于现有技术的上述的问题点而完成的，其目的在于提供一种不产生皱折的形状良好的取向性电磁钢板的制造方法。

3、发明人等为了解决上述课题，着眼于热轧的粗轧工序而反复进行了深入的研究。其结果发现将热轧的粗轧的任一轧制道次在1200℃以上的温度区域进行后，隔着5s以上时间，在相反方向进行其后的轧制道次，并且将粗轧的总压下率设为75％以上，从而能够大幅度抑制皱折，由此完成了本发明的开发。

4、基于上述见解的本发明提出了一种取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，包括如下的工序：对具有含有c：0.02～0.10质量％、si：2.5～5.5质量％、mn：0.01～0.30质量％、sol.al：0.010～0.040质量％、n：0.004～0.020质量％且s和se中的至少1种合计0.001～0.040质量％且剩余部分为fe以及不可避免的杂质构成的成分组成的钢板坯进行加热后，进行热轧，接着，在实施热轧板退火后或不实施热轧板退火的情况下，进行1次或隔着中间退火的2次以上的冷轧而制成最终板厚的冷轧板，进行兼作脱碳退火的一次再结晶退火，涂布退火分离剂，实施最终退火，其中，上述板坯的加热温度为1300℃以上，上述热轧的粗轧中，将任一轧制道次在1200℃以上的温度区域进行后，隔着5s以上时间，在相反方向进行其后的轧制道次，并且将粗轧的总压下率设定为75％以上。

5、本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，在上述热轧后，实施从600℃到800℃之间的平均升温速度为1℃/s以上，800～1250℃间的温度区域进行保持的热轧板退火。

6、本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的上述工序的特征在于满足下述的条件：

7、·热轧工序：对钢板坯进行加热，在1100～1400℃的温度区域进行1道次以上的粗轧后，在800～1300℃的温度区域进行2道次以上的精轧制而制成热轧板，然后，在400～750℃的卷绕温度下卷绕成卷材；

8、·热轧板退火工序：在进行热轧板退火的情况下，在800～1250℃的温度区域保持5s以上后，从800℃到350℃以5～100℃/s进行冷却；

9、·冷轧工序：在进行1次冷轧的情况下，将其总压下率设定为50～92％的范围，进行2次以上冷轧的情况下，将最终加工成最终板厚的最终冷轧的总压下率设为50～92％的范围；

10、·中间退火工序：在进行中间退火的情况下，在800～1250℃的温度区域保持5s以上后，从800℃到350℃以5～100℃/s进行冷却；

11、·兼作脱碳退火的一次再结晶退火工序：在包含h2和n2且露点为20～80℃以下的湿润气氛下，在750～950℃的温度区域保持10s以上；

12、·退火分离剂涂布工序：对钢板表面将以mgo作为主成分的退火分离剂涂布每一面当中为3g/m2以上；

13、·最终退火工序：包括至少在1050～1300℃的温度保持3小时以上的纯化处理，并且，将800℃以上的温度区域的一部分的气氛设为含有h2的气氛。

14、另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法中的特征在于，所使用的上述钢板坯在上述成分组成的基础上，还含有选自ni：0～1.00质量％、sb：0～0.50质量％、sn：0～0.50质量％、cu：0～0.50质量％、cr：0～0.50质量％、p：0～0.50质量％、mo：0～0.50质量％、nb：0～0.020质量％、v：0～0.010质量％、b：0～0.0025质量％、bi：0～0.50质量％以及zr：0～0.10质量％中的至少1种。

15、另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，所使用的上述钢板坯在上述成分组成的基础上，还含有选自co：0～0.0500质量％、pb：0～0.0100质量％中的至少1种。

16、另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，所使用的上述钢板坯，在上述成分组成的基础上，还含有选自as：0～0.0200质量％、zn：0～0.0200质量％、w：0～0.0100质量％、ge：0～0.0050质量％、ga：0～0.0050质量％中的至少1种。

17、发明效果

18、根据本发明，可以提供一种不仅具有优异的磁特性，而且在形状上也优异的取向性电磁钢板。