晶粒取向電磁鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶粒取向電磁鋼板的制造方法，具體而言，涉及鐵損特性在制品卷材 的全長范圍優(yōu)良的晶粒取向電磁鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁鋼板大致具有晶粒取向電磁鋼板和無方向性電磁鋼板，作為變壓器、發(fā)電機 等的鐵心材料而被廣泛使用。尤其是前者即晶粒取向電磁鋼板由于高度集積在結(jié)晶取向 稱為高斯取向的{110}〈001>取向，因此具有對減少變壓器、發(fā)電機的能量損失有效的磁特 性。另外，作為進一步減少晶粒取向電磁鋼板的鐵損的技術(shù)，一直以來公知有板厚的減少、 Si含量的增加、結(jié)晶取向的取向性提高、對鋼板的張力施加、鋼板表面的平滑化、二次再結(jié) 晶晶粒的細?；确椒?。
[0003] 在上述鐵損減少技術(shù)中，作為使二次再結(jié)晶晶粒細?；募夹g(shù)，公知有通過在脫 炭退火時迅速加熱、或在脫炭退火不久之前迅速加熱處理來改善一次再結(jié)晶織構(gòu)的方法。 例如，專利文獻1公開了如下技術(shù)，即在對軋制至最終板厚的帶鋼進行脫炭退火之前，在 氣氛氧濃度為500ppm以下、加熱速度100°C /s以上的條件下，迅速加熱處理至800°C~ 950°C，并在使脫炭退火工序的前部區(qū)域的溫度為比通過迅速加熱所達到的溫度低的 775~840°C、使隨后的后部區(qū)域的溫度為比前部區(qū)域高的815~875°C的條件下，實施脫炭 退火，由此獲得低鐵損的晶粒取向電磁鋼板，專利文獻2公開了如下技術(shù)，即在對軋制至最 終板厚的帶鋼進行脫炭退火不久之前，在P_/P H2S〇. 2以下的非氧化性氣氛下按照100°C / s以上的加熱速度加熱處理至700°C以上的溫度，由此獲得低鐵損的晶粒取向電磁鋼板。
[0004] 另外，專利文獻3公開了如下技術(shù)，即使脫炭退火工序的升溫階段的至少600°C以 上的溫度區(qū)域按照95°C /s以上的升溫速度加熱至800°C以上，并且該溫度區(qū)域的氣氛氣 體由含有體積分數(shù)為10-6~ICT 1的氧氣的惰性氣體構(gòu)成，脫炭退火的均熱時的氣氛氣體的 構(gòu)成成分為4與H 20、或H2、H2O以及惰性氣體，并且H2O分壓相對于4分壓的比P H2()/PH2S 0. 05~0. 75,另外，每單位面積的氣氛氣體流量為0. 01Nm3/min ·ηι2~lNm3/min ·ηι2的范圍， 由此獲得皮膜特性與磁特性優(yōu)良的電磁鋼板，另外，專利文獻4公開了如下技術(shù)，即使脫炭 退火工序的升溫階段的至少650°C以上的溫度區(qū)域按照100°C /s以上的升溫速度加熱至 800°C以上，并且該溫度區(qū)域的氣氛由含有體積分數(shù)為KT6~KT2的氧氣的惰性氣體構(gòu)成， 另一方面，脫炭退火的均熱時的氣氛氣體的構(gòu)成成分為4與H 20、或!12、H2O以及惰性氣體， 并且H2O分壓相對于4分壓的比P Η2(/ΡΗ$ 0. 15~0. 65,由此獲得皮膜特性與磁特性優(yōu)良 的晶粒取向電磁鋼板。
[0005] 專利文獻1 :日本特開平10-298653號公報
[0006] 專利文獻2 :日本特開平07-062436號公報
[0007] 專利文獻3 :日本特開2003-027194號公報
[0008] 專利文獻4 :日本特開2000-204450號公報
[0009] 通過應(yīng)用上述專利文獻1~4所記載的技術(shù)，而能夠使二次再結(jié)晶晶粒細粒化，由 此能夠?qū)崿F(xiàn)鐵損的減少。然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，受到材料成分的變動、一次再結(jié)晶退火 以前的工序的制造條件的變動等的影響，而在制品卷材內(nèi)的細粒化效果存在偏差，由此存 在難以在制品卷材的全長范圍穩(wěn)定地獲得鐵損減少效果的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題點而完成的，其目的在于提出一種在制 品卷材的全長范圍穩(wěn)定地使二次再結(jié)晶晶粒細?；瘡亩軌蛟诰聿娜L范圍實現(xiàn)低鐵損 化的晶粒取向電磁鋼板的有利的制造方法。
[0011] 發(fā)明人們?yōu)榱私鉀Q上述課題，著眼于一次再結(jié)晶退火的升溫過程，尋求在制品卷 材全長范圍穩(wěn)定地使二次再結(jié)晶晶粒細化的技術(shù)。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)：將一次再結(jié)晶退火的升溫 過程分為低溫區(qū)域與高溫區(qū)域，在低溫區(qū)域迅速加熱且在高溫區(qū)域反而減緩升溫速度是有 效的。即，一直以來就知曉通過提高一次再結(jié)晶的升溫速度能夠使二次再結(jié)晶晶粒細粒化， 但發(fā)明人們進一步進行研宄的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在一次再結(jié)晶退火的升溫過程中，使發(fā)生恢復(fù)的 低溫區(qū)域的升溫速度比通常的脫炭退火的升溫速度高，并使發(fā)生一次再結(jié)晶的高溫區(qū)域的 升溫速度為上述低溫區(qū)域的升溫速度的50%以下，從而即便材料成分、前工序的制造條件 發(fā)生變動，也能夠在制品卷材全長范圍穩(wěn)定地使二次再結(jié)晶晶粒細?；纱藢?dǎo)致完成本 發(fā)明。
[0012] 即，本發(fā)明涉及一種晶粒取向電磁鋼板的制造方法，對含有C :0. 001~0. 20質(zhì) 量％、Si :1. 0~5. 0質(zhì)量％、Mn :0. 03~I. 0質(zhì)量％、從S以及Se中選擇的1種或2種的 合計：0· 005 ~0· 040 質(zhì)量％、sol. Al :0· 003 ~0· 050 質(zhì)量％、N :0· 0010 ~0· 020 質(zhì)量％ 且剩余部分由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的組成成分的鋼坯進行熱軋，并實施1次或夾著 中間退火的2次以上的冷軋而形成最終板厚，進行一次再結(jié)晶退火，然后，涂覆以MgO為主 要成分的退火分離劑，實施最終退火，上述晶粒取向電磁鋼板的制造方法的特征在于，上述 一次再結(jié)晶退火的升溫過程的500°C~600°C區(qū)間的升溫速度S 1S 100°C /s以上，600°C~ 700°C區(qū)間的升溫速度&為30°C /s~（0· 5XS J °C /s的范圍。
[0013] 本發(fā)明的晶粒取向電磁鋼板的制造方法的特征在于，上述一次再結(jié)晶退火的升溫 過程的500°C~700°C區(qū)間的氣氛的氧勢P H2Q/PH$ 0. 05以下。
[0014] 另外，本發(fā)明的晶粒取向電磁鋼板的制造方法的特征在于，除上述組成成分之外， 還含有從Cu :0· 01~0· 5質(zhì)量％、Ni :0· 01~L 0質(zhì)量％、Cr :0· 01~L 0質(zhì)量％、Sb : 0· 01 ~0· 3 質(zhì)量％、Sn :0· 01 ~I. 0 質(zhì)量％、Mo :0· 01 ~I. 0 質(zhì)量％ 以及 Bi :0· 001 ~0· 5 質(zhì)量％中選擇的1種或2種以上。
[0015] 另外，本發(fā)明的晶粒取向電磁鋼板的制造方法的特征在于，除上述組成成分之外， 還含有從 B :0· 001 ~0· 01 質(zhì)量％、Ge :0· 001 ~0· 1 質(zhì)量％、As :0· 005 ~0· 1 質(zhì)量％、P : 0· 005 ~0· 1 質(zhì)量％、Te :0· 005 ~0· 1 質(zhì)量％、Nb :0· 005 ~0· 1 質(zhì)量％、Ti :0· 005 ~0· 1 質(zhì)量％以及V :0.005~0. 1質(zhì)量％中選擇的1種或2種以上。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，能夠在晶粒取向電磁鋼板的制品卷材全長范圍使二次再結(jié)晶晶粒細 ?；?，而低鐵損化，因此能夠大幅度提高制品合格率，并非常有助于變壓器等的鐵損特性的 提尚。
【具體實施方式】
[0017] 對本發(fā)明的晶粒取向電磁鋼板的組成成分進行說明。
[0018] C :0· 001 ~0· 10 質(zhì)量％
[0019] C是對高斯取向晶粒的產(chǎn)生有用的成分，為了有效地體現(xiàn)上述作用，需要含有 0. 001質(zhì)量％以上。然而，若添加 C超過0. 10質(zhì)量％，則即便進行脫炭退火也會引起脫炭不 足。因此，C為0.001~0.10質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.01~0.08質(zhì)量％的范圍。
[0020] Si :1. 0 ~5. 0 質(zhì)量％
[0021] Si是提高鋼的電阻減少鐵損并且使鐵的BCC組織（鐵素體組織）穩(wěn)定化能夠?qū)崿F(xiàn) 高溫?zé)崽幚硭枰某煞郑辽傩枰砑?I. 0質(zhì)量％以上。然而，若添加超過5. 0質(zhì)量％， 則鋼硬質(zhì)化，難以進行冷軋。因此，Si為1.0~5.0質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為2. 5~4.0質(zhì) 量％的范圍。
[0022] Mn :0· 01 ~I. 0 質(zhì)量％
[0023] Mn是對改善鋼的熱加工性有效的成分，并是與S、Se結(jié)合形成MnS、MnSe等析出物 而作為抑制劑（inhibitor)起作用的有用成分。然而，若Mn的含量少于0. 01質(zhì)量％，則無 法獲得上述效果，另一方面，若添加超過I. 〇質(zhì)量％，則MnSe等析出物粗大化，失去作為抑 制劑的功能。因此，Mn為0.01~1.0質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.04~0.20質(zhì)量％的范圍。
[0024] sol. Al :0· 003 ~0· 050 質(zhì)量％
[0025] Al在鋼中形成A1N，是作為分散第二相而發(fā)揮抑制劑的作用的有用成分。然而，若 作為sol. Al的添加量不足0. 003質(zhì)量％，則無法充分確保AlN析出量，因此無法得到上述 效果，另一方面，若添加超過0. 050質(zhì)量％，則AlN粗大化，失去作為抑制劑的作用。因此， Al作為sol. A1，為0. 003~0. 050質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0. 005~0. 040質(zhì)量％的范圍。
[0026] N :0· 0010 ~0· 020 質(zhì)量％
[0027] N與Al相同，是為了形成AlN所需要的成分。然而，若N添加量少于0. 0010質(zhì)量％， 則無法形成足夠的A1N，因此無法獲得上述效果，另一方面，若添加超過0. 020質(zhì)量％，則在 鋼坯加熱時，會產(chǎn)生膨脹等而引起表面缺陷。因此，N為0.001~0.020質(zhì)量％的范圍。優(yōu) 選為0. 0030~0. 015質(zhì)量％的范圍。
[0028] S以及Se中的1種或者2種的合計：0. 01~0. 05質(zhì)量％
[0029] S以及Se是與Mn、Cu結(jié)合而形成MnSe、MnS、Cu2_xSe、Cu2_ xS，并在鋼中作為分散第二 相析出而發(fā)揮抑制劑作用的有用成分。然而，若S以及Se的總含量不足0. 01質(zhì)量％，則添 加效果不足，另一方面，若添加超過0.05質(zhì)量％，則鋼坯加熱時的固溶不完全，此外，還成 為引起表面缺陷的原因。因此，在單獨添加、復(fù)合添加的任一種情況下，總添加量為0.01~ 0. 05質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0. 012~0. 030質(zhì)量％的范圍。
[0030] 對本發(fā)明的晶粒取向電磁鋼板而言，除上述必需成分之外，還能夠添加從Cu : 0· 01 ~0· 5 質(zhì)量 ％、Ni :0· 01 ~I. 0 質(zhì)量 ％、Cr :0· 01 ~I. 0 質(zhì)量％、Sb :0· 01 ~0· 3 質(zhì) 量％、Sn :0. 01~I. 0質(zhì)量％、Mo :0. 01~I. 0質(zhì)量％以及Bi :0. 001~0. 5質(zhì)量％中選擇 的1種或2種以上。
[0031] 上述元素均是容易在晶粒邊界、表面發(fā)生偏析的元素，是作為輔助抑制劑發(fā)揮作 用、對實現(xiàn)磁特性的進一步提高有效的成分。在上述元素的添加量不足上述下限值時，抑制 一次粒子在二次再結(jié)晶過程的在高溫區(qū)域的粗大化的效果不足，因此無法獲得足夠的添加 效果，另一方面，超過上述上限值的添加容易產(chǎn)生覆膜外觀的不良