СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ С ОРИЕНТИРОВАННОЙ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Российский патент 2022 года по МПК C21D8/12 C23C22/00 H01F1/147 

[Область техники, к которой относится изобретение]

[0001]

Настоящее изобретение относится к способу изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, обладающего очень высокими магнитными характеристиками, подходящими для материала железных сердечников трансформатора.

Приоритет испрашивается по японской патентной заявке № 2019-5083, поданной 16 января 2019 г., и японской патентной заявке № 2019-4873, поданной 16 января 2019 г., содержание которых включено в настоящую заявку путем отсылки.

[Уровень техники изобретения]

[0002]

Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой применяется, в основном, для трансформатора. Поскольку трансформатор непрерывно возбуждается в течение длительного периода времени с момента установки до утилизации и продолжает создавать потери электроэнергии, то потери электроэнергии, создаваемые, когда трансформатор намагничивается переменным током, то есть, потери в стали, являются главным показателем для определения эксплуатационных параметров трансформатора. В общем, лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой включает в себя основной стальной лист, который содержит Si не более 7 мас.% и имеет текстуру, контролируемую так, чтобы ориентация каждого зерна согласовалась с ориентацией {110} <001>, называемой ориентацией Госса, и изоляционное покрытие для придания изоляционных свойств основному стальному листу.

[0003]

К настоящему времени предложено множество способов для снижения потерь в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Например, известны способ увеличения выравнивания с ориентацией Госса в текстуре основного стального листа, способ увеличения количества такого элемента твердого раствора, как Si, который увеличивает электрическое сопротивление, в основном стальном листе, способ уменьшения толщины листа основного стального листа и т.п.

[0004]

Кроме того, известно, что приложение натяжения к основному стальному листу является эффективным способом снижения потерь в стали. Для приложения натяжения к основному стальному листу, эффективным средством является формирование покрытия, выполненного из материала, имеющего коэффициент теплового расширения ниже, чем коэффициент теплового расширения основного стального листа, на поверхности основного стального листа при высокой температуре.

[0005]

В процессе финишного отжига основного стального листа, покрытие из форстерита, образуемое путем реакции оксида, присутствующего на поверхности основного стального листа, с отжиговым сепаратором, может придавать натяжение основному стальному листу. Поскольку на границе раздела между покрытием из форстерита и основным стальным листом находится шероховатость, то покрытие из форстерита выполняет также функцию промежуточного покрытия, которое повышают адгезию между изоляционным покрытием и основным стальным листом вследствие закрепляющего (якорного) эффекта шероховатости.

[0006]

Способ формирования изоляционного покрытия посредством запекания (отверждения нагревом) жидкого покрытия, состоящего, в основном, из коллоидного диоксида кремния и фосфата, который раскрывается в патентном документе 1, обеспечивает значимый эффект приложения натяжения к основному стальному листу и эффективно снижает потери в стали. Поэтому, общий способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой состоит в создании изоляционного покрытия с фосфатом в качестве основного компонента, в состоянии, в котором сохраняется покрытие из форстерита, возникающее в процессе финишного отжига. В описании настоящей заявки, изоляционная пленка, способная придавать натяжение, а также изоляционные свойства основному стальному листу, называется изоляционным покрытием с натяжением.

[0007]

С другой стороны, в последние годы выяснилось, что покрытие из форстерита ингибирует перемещение магнитной стенки и оказывает негативное влияние на потери в стали. В листе из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, магнитный домен изменяется в зависимости от перемещения магнитной стенки в переменном магнитном поле. Плавное перемещение магнитной стенки эффективно снижает потери в стали, но перемещение магнитной стенки сдерживается наличием шероховатости на границе раздела между покрытием из форстерита и основным стальным листом, и, в результате, обнаружено, что эффект снижения потерь в стали, обусловленный приложением натяжения, нейтрализуется, и невозможно получить достаточного эффекта снижения потерь в стали.

[0008]

Поэтому был разработан метод сдерживания формирования покрытия из форстерита и сглаживания поверхности основного стального листа. Например, в патентных документах 2-5 раскрыт метод сглаживания поверхности основного стального листа, без формирования покрытия из форстерита при финишном отжиге, посредством контроля точки росы атмосферы обезуглероживающего отжига и применения оксида алюминия в качестве отжигового сепаратора.

[0009]

Кроме того, в патентном документе 6 раскрывается метод изготовления листа кремнистой стали, в котором на поверхности основного стального листа отсутствует неорганическое минеральное покрытие, состоящее из форстерита и т.п., с использованием отжигового сепаратора, содержащего не менее 5 мас.% и не более 30 мас.% магнезии в отношении к суммарной массе оксида алюминия и магнезии в качестве отжигового сепаратора.

[Список ссылок]

[Патентные документы]

[0010]

[Патентный документ 1]

Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № S48-039338

[Патентный документ 2]

Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H07-278670

[Патентный документ 3]

Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H11-106827

[Патентный документ 4]

Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H07-118750

[Патентный документ 5]

Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2003-268450

[Патентный документ 6]

Публикация международной заявки № WO 2002-088403

[Сущность изобретения]

[Проблемы, решаемые изобретением]

[0011]

Если на поверхности основного стального листа не формируется покрытие из форстерита, как в вышеупомянутом предшествующем уровне техники, то с поверхности основного стального листа устраняется шероховатость, которая ингибирует перемещение магнитной стенки, и, следовательно, полагают, что потери в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой можно снизить. Однако, даже при использовании упомянутых методов, невозможно получить достаточный эффект снижения потерь в стали.

[0012]

Настоящее изобретение создано ввиду вышеописанных обстоятельств, и целью настоящего изобретения является снижение потерь в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением отсутствует покрытие из форстерита по сравнению с тем, как в предшествующем уровне техники.

[Средства для решения проблемы]

[0013]

Для решения вышеописанных проблем, авторы настоящего изобретения провели тщательное исследование причин неполучения достаточного эффекта снижения потерь в стали в случае, когда изготавливают лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением отсутствует покрытие из форстерита. В результате, было обнаружено, что в области поверхностного слоя основного стального листа в листе из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором не получено достаточного эффекта снижения потерь в стали, присутствует большое число игольчатых включений.

Авторы настоящего изобретения постулируют, что данные игольчатые включения являются причиной ингибирования перемещения магнитной стенки, то есть, причиной негативного влияния на потери в стали. В результате дальнейшего исследования, авторами настоящего изобретения было обнаружено, что путем контроля компонентов и нанесенного количества отжигового сепаратора в специальных условиях можно сдерживать образование игольчатых включений в области поверхностного слоя основного стального листа и можно снизить потери в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением отсутствует покрытие из форстерита по сравнению с тем, как известно в предшествующем уровне техники.

[0014]

Настоящее изобретение создано на основании вышеприведенных полученных результатов, и его сущность состоит в следующем.

[0015]

(1) Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с аспектом настоящего изобретения включает в себя процесс выполнения горячей прокатки сляба, чтобы получить горячекатаный лист; процесс выполнения отжига горячекатаного листа с горячекатаным листом, чтобы получить отожженный горячекатаный лист; процесс выполнения холодной прокатки отожженного горячекатаного листа, чтобы получить холоднокатаный лист; процесс выполнения обезуглероживающего отжига холоднокатаного листа, чтобы получить обезуглероженный отожженный лист; процесс нанесения отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия в качестве основного компонента, на обезуглероженный отожженный лист; и процесс выполнения финишного отжига обезуглероженного отожженного листа, на который нанесен отжиговый сепаратор, при этом отжиговый сепаратор содержит от 28 до 50 мас.% MgO, и причем нанесенное количество отжигового сепаратора составляет 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа.

[0016]

(2) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. (1), удельная поверхность оксида алюминия по методу БЭТ (Брюнера-Эммета-Теллера) может составлять 3,0-10,0 м²/г.

[0017]

(3) В способе изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. (1) или (2), сляб может содержать, в качестве химического состава, в мас.%, C: не более 0,085%, Si: от 0,80% до 7,00%, Mn: от 0,05% до 1,00%, кислоторастворимый Al: от 0,010% до 0,065%, S: не более 0,01%, N: от 0,004% до 0,012%, B: от 0,0005% до 0,0080%, P: от 0% до 0,50%, Ni: от 0% до 1,00%, Sn: от 0% до 0,30%, Sb: от 0% до 0,30%, Cu: от 0% до 0,40%, Cr: от 0% до 0,30%, Bi: от 0% до 0,01%, и остальное из Fe и примесей.

[Полезные эффекты изобретения]

[0018]

В соответствии с аспектом настоящего изобретения можно снизить потери в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением отсутствует покрытие из форстерита, по сравнению с тем, как известно в предшествующем уровне техники.

[Краткое описание чертежей]

[0019]

Фиг. 1 - тройная фазовая диаграмма состояний системы Al₂O₃-MgO-SiO₂.

Фиг. 2 - диаграмма, представляющая зависимость между содержанием MgO в отжиговом сепараторе и числом частиц муллита.

Фиг. 3 - диаграмма, представляющая зависимость между содержанием MgO в отжиговом сепараторе и потерями в стали (W_17/50).

Фиг. 4 - диаграмма, представляющая зависимость между нанесенным количеством отжигового сепаратора в расчете на одну поверхность и числом частиц муллита.

[Вариант(ы) осуществления изобретения]

[0020]

Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения (в дальнейшем называемый настоящим способом изготовления) включает в себя процесс горячей прокатки, процесс отжига горячекатаного листа, процесс холодной прокатки, процесс обезуглероживающего отжига, процесс нанесения отжигового сепаратора и процесс финишного отжига.

Процесс горячей прокатки является процессом выполнения горячей прокатки сляба, имеющего предварительно заданный химический состав для получения горячекатаного листа. Процесс отжига горячекатаного листа является процессом выполнения отжига горячекатаного листа с горячекатаным листом для получения отожженного горячекатаного листа. Процесс холодной прокатки является процессом выполнения холодной прокатки отожженного горячекатаного листа для получения холоднокатаного листа. Процесс обезуглероживающего отжига является процессом выполнения обезуглероживающего отжига холоднокатаного листа для получения обезуглероженного отожженного листа. Процесс нанесения отжигового сепаратора является процессом нанесения отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия в качестве основного компонента, на обезуглероженный отожженный лист. Процесс финишного отжига является процессом выполнения финишного отжига обезуглероженного отожженного листа, на который нанесен отжиговый сепаратор.

Подробные сведения о каждом этапе описаны в дальнейшем, но настоящий способ изготовления, чтобы сдержать образование игольчатых включений в области поверхностного слоя основного стального листа в листе из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, то есть, конечном продукте, характеризуется тем, что удовлетворяются следующие два условия изготовления.

(Условие 1) Отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента содержит от 28 до 50 мас.% MgO.

(Условие 2) Нанесенное количество отжигового сепаратора составляет 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа.

[0021]

Далее будет приведено описание настоящего способа изготовления.

[0022]

Авторы настоящего изобретения постулируют, что одной из причин невозможности достаточного снижения потерь в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытие с натяжением отсутствует покрытие из форстерита, является образование включений, которые оказывают негативное влияние на магнитные свойства во время финишного отжига. Поэтому авторы настоящего изобретения брали образец из листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющего высокие потери в стали, (низкосортного), таким образом, чтобы для рассмотрения было открыто поперечное сечение (поперечное сечение C), ортогональное направлению прокатки основного стального листа, и наблюдали поперечное сечение образца с помощью оптического микроскопа.

[0023]

В результате, в случае листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющего высокие потери в стали, было обнаружено, что в области поверхностного слоя основного стального листа, наблюдаемого в поперечном сечении C, присутствует большое число игольчатых включений, а именно, в области, имеющей длину 10 мкм от поверхности основного стального листа вовнутрь основного стального листа в направлении толщины листа основного стального листа. Кроме того, было обнаружено, что игольчатые включения представляли собой муллит (3Al₂O₃·2SiO₂). Данные результаты наблюдений являются полученными результатами, положенными в основу настоящего изобретения.

[0024]

При изготовлении листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, обезуглероживающий отжиг выполняют для удаления C (углерода), содержащегося в холоднокатаном листе, перед финишным отжигом. В ходе обезуглероживающего отжига, C, содержащийся в холоднокатаном листе, удаляется, и, одновременно, на поверхности холоднокатаного листа формируется окисленная пленка из SiO₂. Стальной лист, полученный таким обезуглероживающим отжигом, то есть, холоднокатаный лист, из которого удален C, и на поверхности которого сформирована окисленная пленка SiO₂, называется обезуглероженным отожженным листом. После обезуглероживающего отжига, на обезуглероженный отожженный лист, содержащий окисленную пленку SiO₂, наносят отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, для предотвращения прихватывания обезуглероженного отожженного листа, смотанного в рулон, во время финишного отжига. Затем выполняют финишный отжиг обезуглероженного отожженного листа, на который нанесен отжиговый сепаратор.

[0025]

Поскольку муллит является сложным оксидом из оксида алюминия (Al₂O₃) и SiO₂, полагают, что муллит образуется и сохраняется потому, что SiO₂, сформированный обезуглероживающим отжигом, недостаточно удаляется во время финишного отжига.

[0026]

Прежде всего, SiO₂, сформированный обезуглероживающим отжигом, адсорбируется оксидом алюминия, имеющим высокую удельную поверхность по методу БЭТ, во время финишного отжига, и SiO₂ удаляют смыванием и удалением отжигового сепаратора водой. Поэтому полагают, что недостаточность нанесенного количества отжигового сепаратора является фактором, влияющим на то, что SiO₂, сформированный обезуглероживающим отжигом, удаляется недостаточно.

[0027]

То есть, полагают, что существует предел количества SiO₂, которое может быть адсорбировано на единицу массы оксида алюминия, нанесенное количество отжигового сепаратора является недостаточным, весь SiO₂ не адсорбируется и не удаляется, и SiO₂ остается на поверхности стального листа. В результате, полагают, что муллит образуется в результате реакции Al, который поднялся изнутри обезуглероженного отожженного листа к поверхности стального листа во время финишного отжига, (Al, образовавшегося вследствие разложения AlN, выполняющего функцию ингибитора) с SiO₂, остающимся на поверхности обезуглероженного отожженного листа, и остается внутри обезуглероженного отожженного листа (особенно, в области поверхностного слоя вблизи поверхности обезуглероженного отожженного листа).

[0028]

Авторы настоящего изобретения тщательно изучили компонентный состав и нанесенное количество отжигового сепаратора для сдерживания образования муллита, исходя из технической идеи, что образование муллита сдерживается путем коррекции компонентного состава и нанесенного количества отжигового сепаратора. В результате, было обнаружено, что образование муллита можно сдерживать добавлением MgO в отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, в специальной пропорции и выдерживания нанесенного количество отжигового сепаратора в пределах конкретного диапазона.

[0029]

Фиг. 1 представляет тройную фазовую диаграмму состояний системы из Al₂O₃ (оксида алюминия)-MgO-SiO₂. Как показано на фиг. 1, теоретически, если MgO присутствует в пропорции не менее 50 мол.% (28 мас.%) в отношении к оксиду алюминия, муллит не образуется. Поэтому авторы настоящего изобретения исследовали зависимость между введенным количеством MgO в отжиговом сепараторе, содержащем оксид алюминия в качестве основного компонента, и числом частиц муллита, образованным в области поверхностного слоя основного стального листа (стального листа, полученного после финишного отжига обезуглероженного отожженного листа).

[0030]

В качестве испытуемого материала использовали обезуглероженный отожженный лист, имеющий толщину листа 0,23 мм, и на обезуглероженный отожженный лист наносили отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, при нанесенном количестве 8,0 г/м² в расчете на одну поверхность, тогда как введенное количество MgO изменяется в диапазоне от 0% до 80 мас.%. После того, как отжиговый сепаратор высушивали, выполняли финишный отжиг обезуглероженного отожженного листа и, таким образом, получали лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором на поверхности основного стального листа (стального листа, полученного после того, как был выполнен финишный отжиг обезуглероженного отожженного листа), отсутствовало покрытие из форстерита. Финишному отжигу подвергали обезуглероженный отожженный лист, на который был нанесен отжиговый сепаратор, в состоянии, в котором обезуглероженные отожженные листы были уложены пакетом.

[0031]

После того, как с листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученного таким образом, удаляли излишний отжиговый сепаратор посредством промывки водой, брали 20-мм квадратный образец для испытания, и поперечное сечение (поперечное сечение C), ортогональное направлению прокатки образца для испытания, полировали алмазным диском. После этого, наблюдали образец для испытания с 1000-кратным увеличением, с помощью оптического микроскопа, и измеряли число игольчатых включений, имеющих, каждое, длину не менее 1 мкм, которые присутствовали в области (области наблюдения), имеющей длину 10 мкм от поверхности стального листа вовнутрь основного стального листа в направлении толщины листа основного стального листа и длину 20 мм в направлении ширины листа основного стального листа. Игольчатое включение определяли как включение, в котором отношение максимальная большая ось/максимальная малая ось включения составляет не менее 10.

[0032]

Затем измеряли потери в стали W_17/50 каждого из образцов для испытания, имеющих разные уровни содержания MgO в отжиговом сепараторе. Среднее значение измеренных значений в 10 точках принимали в качестве потерь в стали W_17/50 образца для испытания.

[0033]

Результаты данных измерений показаны на фиг. 2 и 3. Фиг. 2 является диаграммой, представляющей зависимость между содержанием MgO в отжиговом сепараторе и числом частиц муллита. Фиг. 3 является диаграммой, представляющей зависимость между содержанием MgO в отжиговом сепараторе и потерями в стали (W_17/50).

[0034]

Как показано на фиг. 2, когда содержание MgO в отжиговом сепараторе составляет не менее 28 мас.%, муллит не образуется. С другой стороны, как показано на фиг. 3, понятно, что, когда содержание MgO в отжиговом сепараторе находится в диапазоне не менее 28 мас.%, потери в стали составляют менее, чем 1,00 Вт/кг, и эффект снижения потерь в стали достигается, однако, когда содержание MgO в отжиговом сепараторе превышает 50 мас.%, потери в стали становятся не менее 1,00 Вт/кг, что означает низкое качество.

[0035]

Для выяснения причины, поверхность полученного стального листа анализировали методом рентгеновской дифракции (XRD). В результате, подтвердилось, что форстерит обнаруживается при уровне, когда содержание MgO составляет не менее 54 мас.%, и что высота пика форстерита на дифрактограмме XRD повышается, когда повышается содержание MgO. Исходя из этого, полагают, что когда содержание MgO в отжиговом сепараторе превышает 50 мас.%, муллит не образуется (смотри фиг. 2), но, с другой стороны, образуется форстерит, и характеристики потерь в стали ухудшаются.

[0036]

Затем на обезуглероженный отожженный лист, имеющий толщину листа 0,23 мм, наносили отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента и 45 мас.% MgO. Нанесенное количество отжигового сепаратора изменялось в диапазоне 5,0-15,0 г/м² в расчете на одну поверхность. Множество обезуглероженных отожженных листов, на которые был нанесен отжиговый сепаратор для сушки, складывали в пакет и подвергали финишному отжигу, чтобы приготовить листы из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0037]

После того, как с листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, полученного таким образом, удаляли излишний отжиговый сепаратор посредством промывки водой, брали 20-мм квадратный образец для испытания, и поперечное сечение (поперечное сечение C), ортогональное направлению прокатки образца для испытания, полировали алмазным диском. После этого, наблюдали образец для испытания с 1000-кратным увеличением, с помощью оптического микроскопа, и измеряли число игольчатых включений, имеющих, каждое, длину не менее 1 мкм, которые присутствовали в области (области наблюдения), имеющей длину 10 мкм от поверхности стального листа вовнутрь основного стального листа в направлении толщины листа основного стального листа и длину 20 мм в направлении ширины листа основного стального листа.

[0038]

Результаты показаны на фиг. 4. Фиг. 4 является диаграммой, представляющей зависимость между нанесенным количеством отжигового сепаратора в расчете на одну поверхность и числом частиц муллита. Из фиг. 4 понятно, что, когда нанесенное количество отжигового сепаратора в расчете на одну поверхность составляет менее, чем 6,0 г/м², образуется «игольчатое включение (муллит), имеющее длину не менее 1 мкм».

[0039]

В соответствии с тройной фазовой диаграммой состояний системы Al₂O₃-MgO-SiO₂, показанной на фиг. 1, когда MgO присутствует в пропорции не менее 50 мол.% (28 мас.%) в отношении к оксиду алюминия, муллит не образуется, и, таким образом, в случае, когда введенное количество MgO будет 45 мас.%, муллит не будет образоваться. Однако, как показано на фиг. 4, когда нанесенное количество отжигового сепаратора, содержащее 45 мас.% MgO в расчете на одну поверхность составляет меньше, чем 6,0 г/м², «игольчатое включение (муллит) имеющее длину не менее 1 мкм», образуется. Причину для этого можно рассмотреть следующим образом.

[0040]

(x) Когда нанесенное количество отжигового сепаратора является небольшим, адсорбция и удаление SiO₂ посредством Al₂O₃ отжигового сепаратора во время финишного отжига становятся недостаточными.

(y) Во время финишного отжига, к Al компоненту отжигового сепаратора добавляется Al, образуемый при разложении AlN (ингибитора), Доля MgO в отжиговом сепараторе относительно снижается, и компонентный состав отжигового сепаратора сдвигается в область образования муллита (смотри фиг. 1).

[0041]

Поэтому, при сдерживании образования муллита, большое значение имеют достаточные адсорбция и удаление SiO₂ с помощью Al₂O₃ отжигового сепаратора во время финишного отжига, и, с этой целью, необходимо не только контролировать введенное количество MgO в отжиговом сепараторе на уровне не менее 28 мас.%, но также обеспечивать нанесенное количество отжигового сепаратора не менее 6,0 г/м². Когда нанесенное количество отжигового сепаратора превышает 14,0 г/м², эффект от нанесения насыщается, и стоимость изготовления возрастает, и поэтому нанесенное количество отжигового сепаратора устанавливают не более 14,0 г/м².

[0042]

Как описано выше, авторы настоящего изобретения обнаружили, что, посредством выдерживания введенного количества MgO в отжиговом сепараторе, содержащем оксид алюминия в качестве основного компонента, и нанесенного количества отжигового сепаратора в пределах конкретного диапазона можно сдерживать образование игольчатых включений (муллита) в области поверхностного слоя основного стального листа в листе из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и, таким образом, можно осуществить снижение потерь в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

Исходя из вышеупомянутых результатов исследования, выполненного авторами настоящего изобретения, настоящий способ изготовления отличается тем, что удовлетворяются следующие два условия изготовления.

(Условие 1) Отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента содержит от 28% до 50 мас.% MgO.

(Условие 2) Нанесенное количество отжигового сепаратора составляет 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа.

[0043]

В дальнейшем будут описаны вышеупомянутые признаки (условия изготовления) настоящего способа изготовления.

[0044]

<Содержание MgO отжигового сепаратора: от 28% до 50 мас.%>

Как показано на фиг. 2, когда содержание MgO в отжиговом сепараторе составляет не менее 28 мас.%, муллит не образуется, и, как показано на фиг. 3, потери в стали W_17/50 имеют значение ниже 1,00 Вт/кг, что означает высокое качество. Поэтому, содержание MgO в отжиговом сепараторе устанавливают не менее 28 мас.%. Предпочтительным является количество не менее 32 мас.%, и предпочтительнее не менее 35 мас.%.

[0045]

С другой стороны, как показано на фиг. 3, когда содержание MgO в отжиговом сепараторе превышает 50 мас.%, потери в стали W_17/50 повышаются до 1,00 Вт/кг или более, что означает низкое качество. Поэтому, содержание MgO в отжиговом сепараторе устанавливают не более 50 мас.%. Предпочтительным является количество не более 48 мас.% и предпочтительнее не более 45 мас.%.

[0046]

<Величина адгезии на единицу площади на одной поверхности после нанесения и сушки отжигового сепаратора (нанесенное количество отжигового сепаратора в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа): 6,0-14,0 г/м²>

Как показано на фиг. 4, когда нанесенное количество отжигового сепаратора, содержащего 45 мас.% MgO в расчете на одну поверхность, имеет значение меньше, чем 6,0 г/м², образуется «игольчатое включение (муллит), имеющее длину не менее 1 мкм», и, следовательно, величину адгезии на единицу площади на одной поверхности после нанесения и сушки отжигового сепаратора (нанесенное количество отжигового сепаратора в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа) устанавливают не менее 6,0 г/м². Предпочтительным является количество не менее 7,0 г/м² и предпочтительнее не менее 8,0 г/м².

[0047]

С другой стороны, когда нанесенное количество отжигового сепаратора превышает 14,0 г/м², эффект от нанесения насыщается, и стоимость изготовления повышается, и поэтому нанесенное количество отжигового сепаратора устанавливают не более 14,0 г/м². Предпочтительным является количество не более 13,0 г/м² и предпочтительнее не более 12,0 г/м².

[0048]

Далее будут описаны основные процессы настоящего способа изготовления.

[0049]

Расплавленную сталь, имеющую предварительно заданный химический состав, разливают обычным способом для получения сляба из кремнистой стали. Химический состав сляба из кремнистой стали не ограничивается конкретным составом, при условии, что можно получить магнитные характеристики и механические характеристики, требуемые для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, но ниже приведен один пример химического состава сляба из кремнистой стали. Например, сляб из кремнистой стали содержит, в качестве химического состава, в мас.%, C: не более 0,085%, Si: от 0,80% до 7,00%, Mn: от 0,05% до 1,00%, кислоторастворимого Al: от 0,010% до 0,065%, N: от 0,004% до 0,012%, S: не более 0,01%, и B: от 0,0005% до 0,0080%.

[0050]

C: не более 0,085%

C является элементом, эффективным для контроля первичной структуры рекристаллизации, но отрицательно влияет на магнитные характеристики, и поэтому C следует удалять посредством обезуглероживающего отжига перед финишным отжигом. Когда содержание C превышает 0,085%, время обезуглероживающего отжига увеличивается, и производительность снижается, и поэтому содержание C устанавливают не более 0,085%. Содержание C составляет предпочтительно не более 0,070% и предпочтительнее не более 0,050%.

[0051]

Нижний предел содержания C включает в себя 0%, но, когда содержание C снижается до менее, чем 0,0001%, стоимость изготовления значительно возрастает, и поэтому 0,0001% является, по существу, нижним пределом содержания C в практическом стальном листе. В листе из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, содержание C обычно снижают до приблизительно не более 0,001% посредством обезуглероживающего отжига.

[0052]

Si: от 0,80% до 7,00%

Si является элементом, который повышает электрическое сопротивление стального листа и улучшает характеристики потерь в стали. Когда содержание Si составляет меньше, чем 0,80%, во время финишного отжига происходит γ-превращение, и кристаллическая ориентация стального листа нарушается, и поэтому содержание Si устанавливают не менее 0,80%. Содержание Si составляет предпочтительно не менее 1,50% и предпочтительнее не менее 2,50%.

[0053]

С другой стороны, когда содержание Si превышает 7,00%, способность подвергаться обработке снижается, и во время прокатки возникают трещины, и поэтому содержание Si устанавливают не более 7,00%. Содержание Si составляет предпочтительно не более 5,50% и предпочтительнее не более 4,50%.

[0054]

Mn: от 0,05% до 1,00%

Mn является элементом, который предотвращает образование трещин во время горячей прокатки и соединяется с S и/или Se, формируя MnS, который выполняет функцию ингибитора. Когда содержание Mn составляет меньше, чем 0,05%, эффект введения проявляется недостаточно, и поэтому содержание Mn устанавливают не менее 0,05%. Содержание Mn составляет предпочтительно не менее 0,07% и предпочтительнее не менее 0,09%.

[0055]

С другой стороны, когда содержание Mn превышает 1,00%, осаждение и дисперсия MnS становятся неравномерными, необходимая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, и плотность магнитного потока снижается, и поэтому содержание Mn устанавливают не более 1,00%. Содержание Mn составляет предпочтительно не более 0,80% и предпочтительнее не более 0,06%.

[0056]

Кислоторастворимый Al: от 0,010% до 0,065%

Кислоторастворимый Al является элементом, который соединяется с N, образуя (Al, Si)N, который выполняет функцию ингибитора. Когда содержание кислоторастворимого Al составляет меньше, чем 0,010%, эффект введения проявляется недостаточно, и вторичная рекристаллизация не происходит в достаточной степени, и поэтому содержание кислоторастворимого Al устанавливают не менее 0,010%. Содержание кислоторастворимого Al составляет предпочтительно не менее 0,015% и предпочтительнее не менее 0,020%.

[0057]

С другой стороны, когда содержание кислоторастворимого Al превышает 0,065%, осаждение и дисперсия (Al, Si)N становятся неравномерными, необходимая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, и плотность магнитного потока снижается, и поэтому содержание кислоторастворимого Al устанавливают не более 0,065%. Содержание кислоторастворимого Al составляет предпочтительно не более 0,050% и предпочтительнее не более 0,040%.

[0058]

N: от 0,004% до 0,012%

N является элементом, который соединяется с Al, формируя AlN, который выполняет функцию ингибитора, но, с другой стороны, он является также элементом, который образует пузыри (пустоты) в стальном листе во время холодной прокатки. Когда содержание N составляет меньше, чем 0,004%, формирование AlN оказывается недостаточным, и поэтому содержание N устанавливают не менее 0,004%. Содержание N составляет предпочтительно не менее 0,006% и предпочтительнее не менее 0,007%.

[0059]

С другой стороны, когда содержание N превышает 0,012%, существует проблема в том, что в стальном листе могут образоваться пузыри (пустоты) во время холодной прокатки, и поэтому содержание N устанавливают не более 0,012%. Содержание N составляет предпочтительно не более 0,010% и предпочтительнее не более 0,009%.

[0060]

S: не более 0,01%

S является элементом, который соединяется с Mn, формируя MnS, который выполняет функцию ингибитора.

[0061]

Когда содержание S превышает 0,01%, осаждение и дисперсия MnS становятся неравномерными после рафинирования, необходимая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, плотность магнитного потока снижается, и гистерезисные потери возрастают, или MnS остается после рафинирования и гистерезисные потери возрастают. Нижний предел конкретно не устанавливается, но содержание S предпочтительно составляет не менее 0,003%. Содержание S предпочтительнее составляет не менее 0,007%.

[0062]

B: от 0,0005% до 0,0080%

B является элементом, который соединяется с N и осаждается в комплексе с MnS, формируя BN, который выполняет функцию ингибитора.

[0063]

Когда содержание B составляет менее, чем 0,0005%, эффект введения проявляется недостаточно, и поэтому содержание B устанавливают не менее 0,0005%. Содержание B составляет предпочтительно не менее 0,0010% и предпочтительнее не менее 0,0015%. С другой стороны, когда содержание B превышает 0,0080%, осаждение и дисперсия BN становятся неравномерными, необходимая структура вторичной рекристаллизации не может быть получена, и плотность магнитного потока снижается, и поэтому содержание B устанавливают не более 0,0080%. Содержание B составляет предпочтительно не более 0,0060% и предпочтительнее не более 0,0040%.

[0064]

В слябе из кремнистой стали, остальное без вышеприведенных элементов представляет собой Fe и примеси. Примеси являются элементами, которые неизбежно подмешиваются из исходного материала для стали и/или в процессе производства стали и являются допустимыми элементами, если они не ухудшают характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0065]

Кроме того, сляб из кремнистой стали может содержать один-два или более элементов из Cr: не более 0,30%, Cu: не более 0,40%, P: не более 0,50%, Ni: не более 1,00%, Sn: не более 0,30%, Sb: не более 0,30% и Bi: не более 0,01% в диапазоне, в котором магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой не ухудшаются, и другие характеристики могут быть повышены. Поскольку данные элементы не обязательно должны содержаться, нижний предел равен 0.

[0066]

В процессе горячей прокатки, сляб, имеющий вышеописанный химический состав, подвергают горячей прокатке, чтобы получить горячекатаный лист. Условия горячей прокатки конкретно не ограничиваются, и можно применить обычные условия. Горячекатаный лист, полученный посредством процесса горячей прокатки, сматывают в рулон.

[0067]

Перед тем, как сляб подвергают горячей прокатке, сляб может быть нагрет до температуры более, чем 1300°C, чтобы в достаточной степени превратить ингибиторные компоненты MnS и AlN в твердый раствор. Кроме того, с позиции производительности и стоимости изготовления, сляб можно нагревать до приблизительно 1250°C, исходя из того, что действие ингибитора усиливается посредством азотирования на последующем этапе.

[0068]

В процессе отжига горячекатаного листа, горячекатаный лист разматывают из рулона в горячекатаный лист в форме полосы, и затем горячекатаный лист в форме полосы подвергают отжигу горячекатаного листа, чтобы получить отожженный горячекатаный лист. Условия отжига горячекатаного листа конкретно не ограничиваются, и можно применить обычные условия. В процессе холодной прокатки выполняют холодную прокатку отожженного горячекатаного листа в один или два или более проходов, чтобы получить холоднокатаный лист, имеющий окончательную толщину листа. В данном процессе холодной прокатки, отожженный горячекатаный лист может подвергаться холодной прокатке в два или более проходов, с промежуточным отжигом между проходами, чтобы получить холоднокатаный лист. При отжиге, выполняемом перед конечной холодной прокаткой, выполняется гомогенизация кристаллической структуры. Условия холодной прокатки конкретно не ограничиваются, и можно применить обычные условия.

[0069]

В процессе обезуглероживающего отжига выполняют обезуглероживающий отжиг холоднокатаного листа для получения обезуглероженного отожженного листа. В данном процессе обезуглероживающего отжига, посредством термообработки холоднокатаного листа в атмосфере влажного водорода, содержание C в холоднокатаном листе снижается до уровня, который не вызывает снижения качества вследствие магнитного старения в полученном стальном листе, и в холоднокатаном листе происходит первичная рекристаллизация для подготовки к последующей вторичной рекристаллизации. Условия обезуглероживающего отжига конкретно не ограничиваются, и можно применить обычные условия. На поверхности обезуглероженного отожженного листа, полученного с использованием такого процесса обезуглероживающего отжига, формируется окисленная пленка SiO₂. В случае, когда холоднокатаный лист изготавливают из сляба, нагреваемого до приблизительно 1250°C, после обезуглероживающего отжига, обезуглероженный отожженный лист отжигают в аммиачной атмосфере для формирования AlN, который выполняет функцию ингибитора в обезуглероженном отожженном листе.

[0070]

В процессе нанесения отжигового сепаратора, на обезуглероженный отожженный лист наносят отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия (Al₂O₃) в качестве основного компонента, для удаления SiO₂, присутствующего на поверхности обезуглероженного отожженного листа и предотвращения прихватывания в процессе финишного отжига. Отжиговый сепаратор, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента, содержит от 28% до 50 мас.% MgO, и нанесенное количество отжигового сепаратора составляет 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа. Обезуглероженный отожженный лист, на который нанесен отжиговый сепаратор, сматывают в рулон после того, как отжиговый сепаратор высушивают.

[0071]

Как описано выше, посредством контроля содержания (введенного количества) MgO в отжиговом сепараторе, содержащем оксид алюминия в качестве основного компонента, в пределах от 28% до 50 мас.% и посредством контроля нанесенного количества отжигового сепаратора в пределах 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа можно сдерживать образование игольчатых включений (муллита) в области поверхностного слоя обезуглероженного отожженного листа во время финишного отжига обезуглероженного отожженного листа в последующем процессе финишного отжига. Кроме того, в результате, можно снизить потери в стали W_17/50 конечного продукта до низкого значения меньше, чем 1,00 Вт/кг.

[0072]

Кроме того, чтобы эффективнее сдерживать образование игольчатых включений (муллита), удельную поверхность по методу БЭТ у оксида алюминия, который является главным компонентом отжигового сепаратора, контролируют в пределах 3,0-10,0 м²/г. Если удельная поверхность по методу БЭТ у оксида алюминия составляет меньше, чем 3,0 м²/г, то становится трудно обеспечить достаточные адсорбцию и удаление SiO₂, и поэтому удельная поверхность по методу БЭТ у оксида алюминия составляет предпочтительно не менее 3,0 м²/г. Предпочтительнее, чтобы удельная поверхность была не менее 5,0 м²/г.

[0073]

С другой стороны, если удельная поверхность по методу БЭТ у оксида алюминия превышает 10,0 м²/г, то вязкость водной суспензии отжигового сепаратора повышается, образуются точечные дефекты нанесения, и возникает участок, на котором невозможно достаточно адсорбировать и удалять SiO₂, и поэтому удельная поверхность по методу БЭТ у оксида алюминия составляет предпочтительно не более 10,0 м²/г. Предпочтительнее, чтобы удельная поверхность была не более 8,0 м²/г.

[0074]

В процессе финишного отжига получают основной стальной лист конечного продукта (листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой) посредством выполнения финишного отжига обезуглероженного отожженного листа в форме рулона, на который нанесен отжиговый сепаратор. В ходе данного процесса финишного отжига, в обезуглероженном отожженном листе происходит вторичная рекристаллизация за счет выполнения финишного отжига при температуре не ниже 1100°C. Условия финишного отжига конкретно не ограничиваются, и можно применить обычные условия. Для снижения гистерезисных потерь конечного продукта можно выполнить рафинирование и отжиг обезуглероженного отожженного листа после завершения вторичной рекристаллизации, чтобы нейтрализовался осадок, используемый как ингибитор.

[0075]

Во время финишного отжига, Al перемещается изнутри обезуглероженного отожженного листа к поверхности, но содержание MgO в отжиговом сепараторе контролируется в пределах от 28 до 50 мас.%, и нанесенное количество отжигового сепаратора контролируется в пределах 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа, и, тем самым, можно предотвратить реакцию Al с SiO₂, остающимся на поверхности обезуглероженного отожженного листа. Кроме того, в результате, во время финишного отжига можно сдержать образование игольчатых включений (муллита) в области поверхностного слоя обезуглероженного отожженного листа. Кроме того, поскольку содержание MgO в отжиговом сепараторе ограничено значением не более 50 мас.%, то во время финишного отжига можно ингибировать формирование покрытия из форстерита на поверхности обезуглероженного отожженного листа.

[0076]

Игольчатые включения (муллит) не образуются в области поверхностного слоя основного стального листа (обезуглероженного отожженного листа после финишного отжига), полученного настоящим способом изготовления, как описано выше, и на поверхности основного стального листа отсутствует покрытие из форстерита. То есть, в соответствии с настоящим способом изготовления можно получить основной стальной лист, в котором исключены два фактора, которые ингибируют перемещение магнитной стенки. Следовательно, в случае, когда лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением отсутствует покрытие из форстерита, получают в качестве конечного продукта посредством формирования изоляционного покрытия с натяжением на поверхности основного стального листа после процесса финишного отжига, можно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, характеризующийся низкими потеря в стали, по сравнению с тем, как в предшествующем уровне техники.

[Примеры]

[0077]

Далее будут описаны настоящего изобретения, однако, условия в примерах являются одним примером условий, используемых для подтверждения осуществимости и полезного эффекта настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничивается данным одним примером условий. В настоящем изобретении можно использовать различные условия, при условии, что не происходит отклонения от сущности настоящего изобретения, и цель настоящего изобретения достигается.

[0078]

(Пример 1)

Сляб, имеющий состав, показанный в 1, нагревали до 1100°C и подвергали горячей прокатки для получения горячекатаного листа, имеющего толщину листа 2,60 мм, горячекатаный лист подвергали отжигу горячекатаного листа при 1100°C, и затем выполняли множество проходов холодной прокатки горячекатаного листа, с промежуточным отжигом между проходами и сматыванием в рулон холоднокатаного листа, имеющего окончательную толщину листа 0,23 мм.

[0079]

[Таблица 1]

Сталь № Химический состав стального сляба ( мас.%) C Si Mn Al N S B A1 0,085 3,45 0,10 0,028 0,0040 0,008 0,0015 A2 0,031 1,21 0,10 0,029 0,0100 0,009 0,0020 A3 0,033 6,52 0,10 0,029 0,0100 0,007 0,0018 A4 0,041 3,45 0,08 0,028 0,0070 0,005 0,0019 A5 0,044 3,33 0,80 0,029 0,0060 0,004 0,0021 A6 0,052 4,52 0,12 0,020 0,0050 0,003 0,0016 A7 0,055 3,12 0,09 0,055 0,0017 0,001 0,0017 A8 0,061 2,81 0,09 0,030 0,0120 0,009 0,0018 A9 0,062 3,12 0,11 0,030 0,0040 0,001 0,0019 A10 0,071 2,92 0,13 0,030 0,0050 0,001 0,0021

[0080]

Холоднокатаный лист разматывали, выполняли обезуглероживающий отжиг холоднокатаного листа при 820°C во влажной атмосфере с 75% содержанием водорода, 25% содержанием азота и точкой росы 40°C, и затем выполняли азотирующий отжиг обезуглероженного отожженного листа для формирования ингибитора AlN в обезуглероженном отожженном листе. Затем, на поверхность обезуглероженного отожженного листа наносили водную суспензию отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия, имеющий удельную поверхность 3,0-10,0 м²/г по методу БЭТ, в качестве основного компонента и MgO в концентрации от 0% до 80 мас.%, при этом нанесенное количество в расчете на одну поверхность изменяли в диапазоне 5,0-15,0 г/м², и обезуглероженный отожженный лист сматывали в рулон.

[0081]

Выполняли финишный отжиг обезуглероженного отожженного листа в форме рулона, на который был нанесен вышеописанный отжиговый сепаратор, подлежащий сушке, при 1200°C в течение 20 часов. Избыток отжигового сепаратора удаляли с основного стального листа, полученного после финишного отжига, промывкой водой, чтобы получить основной стальной лист листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который не содержит покрытия из форстерита, имеет зеркальный блеск и имеет завершенную вторичную рекристаллизацию.

[0082]

Образец для испытания, имеющий форму 20-мм квадрата брали из центрального участка в направлении ширины крайней наружной окружности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (основного стального листа) в форме рулона, полученного таким образом. Поперечное сечение (поперечное сечение C), ортогональное направлению прокатки образца для испытания, полировали алмазным диском. Поперечное сечение с одной стороны (20 мм) образца для испытания наблюдали с помощью оптического микроскопа (со 1000-кратным увеличением), и измеряли число игольчатых включений, имеющих, каждое, длину не менее 1 мкм, присутствующих в области наблюдения, имеющей длину 10 мкм в направлении толщины листа и длину 20 мм в направлении ширины листа. Кроме того, измеряли потери в стали W_17/50 образца для испытания в соответствии с JIS C 2550. Результаты показаны в таблице 2.

[0083]

[Таблица 2]

№ № Сталь № Отжиговый сепаратор Игольчатое включение не менее 1 мкм
(число/20 мм) Потери в стали W_17/50
(Вт/кг) Наличие или отсутствие форстерита Содержание MgO
( мас.%) Нанесенное количество
(г/м²) Пример изобретения B1 A1 28 6,0 0 0,98 Отсутствует B2 A2 32 6,4 0 0,89 Отсутствует B3 A3 34 7,1 0 0,87 Отсутствует B4 A4 35 7,8 0 0,85 Отсутствует B5 A5 36 8,2 0 0,84 Отсутствует B6 A6 38 9,0 0 0,83 Отсутствует B7 A7 40 9,5 0 0,81 Отсутствует B8 A8 45 10,8 0 0,82 Отсутствует B9 A9 48 11,1 0 0,84 Отсутствует B10 A10 50 12,0 0 0,82 Отсутствует Сравнительный пример b1 A3 0 10,0 54 1,43 Отсутствует b2 A3 12 10,0 38 1,20 Отсутствует b3 A3 22 10,0 2 1,24 Отсутствует b4 A3 60 10,0 0 1,21 В наличии b5 A3 80 10,0 0 1,48 В наличии b6 A3 28 5 49 1,24 Отсутствует b7 A3 32 4,2 42 1,19 Отсутствует b8 A3 34 4,5 38 1,17 Отсутствует b9 A3 35 4,8 14 1,14 Отсутствует b10 A3 36 4,9 10 1,01 Отсутствует b11 A3 38 5,1 20 1,11 Отсутствует b12 A3 40 5 12 1,08 Отсутствует b13 A3 45 5,1 39 1,21 Отсутствует b14 A3 48 4,9 58 1,32 Отсутствует b15 A3 50 5,2 41 1,24 Отсутствует

[0084]

Как показано в таблице 2, в примерах изобретения B1-B10, содержание MgO в отжиговом сепараторе контролируется в диапазоне от 28 мас.% до 50 мас.%, и нанесенное количество отжигового сепаратора контролируется в диапазоне 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность, и, в результате, в области наблюдения основного стального листа отсутствуют игольчатые включения (муллита), имеющие, каждое, длину не менее 1 мкм, и потери в стали W_17/50 снижены до менее, чем 1,00 Вт/кг.

[0085]

Как показано в таблице 2, в сравнительных примерах b1-b3, нанесенное количество отжигового сепаратора контролируется в диапазоне 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность, но содержание MgO в отжиговом сепараторе имеет значение меньше, чем 28 мас.%, и поэтому в области наблюдения основного стального листа присутствует множество игольчатых включений (муллита), имеющих, каждое, длину не менее 1 мкм, и потери в стали W_17/50 повысились до более, чем 1,00 Вт/кг.

В сравнительных примерах b4 и b5, нанесенное количество отжигового сепаратора контролируется в диапазоне 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность, но содержание MgO в отжиговом сепараторе превышает 50 мас.%. В данном случае, в области наблюдения основного стального листа отсутствуют игольчатые включения (муллита), имеющие, каждое, длину не менее 1 мкм, но форстерит образуется, и, в результате, потери в стали W_17/50 повысились до более, чем 1,00 Вт/кг.

В сравнительном примере b6, содержание MgO в отжиговом сепараторе составляет не менее 28 мас.%, но нанесенное количество отжигового сепаратора составляет менее, чем 6,0 г/м² в расчете на одну поверхность, и поэтому в области наблюдения основного стального листа присутствует множество игольчатых включений (муллита), имеющих¸ каждое, длину не менее 1 мкм, и потери в стали W_17/50 повысились до более, чем 1,00 Вт/кг.

В сравнительных примерах b7-b15, содержание MgO в отжиговом сепараторе контролируется в диапазоне от 28 мас.% до 50 мас.%, но нанесенное количество отжигового сепаратора составляет менее, чем 6,0 г/м² в расчете на одну поверхность, и поэтому в области наблюдения основного стального листа присутствует множество игольчатых включений (муллита), имеющих¸ каждое, длину не менее 1 мкм, и потери в стали W_17/50 повысились до более, чем 1,00 Вт/кг.

[0086]

(Пример 2)

Сляб, имеющий состав стали № A5, показанной в таблице 1, нагревали до 1100°C и подвергали горячей прокатке, чтобы получить горячекатаный лист, имеющий толщину листа 2,60 мм, выполняли с горячекатаным листом отжиг горячекатаного листа при 1100°C, и затем выполняли множество проходов холодной прокатки горячекатаного листа, с промежуточным отжигом между проходами и сматыванием в рулон холоднокатаного листа, имеющего окончательную толщину листа 0,23 мм.

[0087]

Холоднокатаный лист разматывали, выполняли обезуглероживающий отжиг холоднокатаного листа при 820°C во влажной атмосфере с 75% содержанием водорода, 25% содержанием азота и точкой росы 40°C, и затем выполняли азотирующий отжиг обезуглероженного отожженного листа для формирования ингибитора AlN в обезуглероженном отожженном листе.

[0088]

Затем, на поверхность обезуглероженного отожженного листа наносили водную суспензию отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия, имеющий удельную поверхность по методу БЭТ, изменяемую в диапазоне 3,0-10,0 м²/г, в качестве основного компонента и MgO в концентрации от 35% до 48 мас.%, при этом нанесенное количество в расчете на одну поверхность изменяли в диапазоне 8,2-11,2 г/м², и обезуглероженный отожженный лист сматывали в рулон.

[0089]

Выполняли финишный отжиг обезуглероженного отожженного листа в форме рулона, на который был нанесен вышеописанный отжиговый сепаратор, подлежащий сушке, при 1200°C в течение 20 часов. Избыток отжигового сепаратора удаляли с основного стального листа, полученного после финишного отжига, промывкой водой, чтобы получить основной стальной лист листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который не содержит покрытия из форстерита, имеет зеркальный блеск и имеет завершенную вторичную рекристаллизацию.

[0090]

Образец для испытания, имеющий форму 20-мм квадрата брали из центрального участка в направлении ширины крайней наружной окружности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (основного стального листа) в форме рулона, полученного таким образом. Поперечное сечение (поперечное сечение C), ортогональное направлению прокатки образца для испытания, полировали алмазным диском. Поперечное сечение с одной стороны (20 мм) образца для испытания наблюдали с помощью оптического микроскопа (со 1000-кратным увеличением), и измеряли число игольчатых включений, имеющих, каждое, длину не менее 1 мкм, присутствующих в области наблюдения, имеющей длину 10 мкм в направлении толщины листа и длину 20 мм в направлении ширины листа. Кроме того, измеряли потери в стали W_17/50 образца для испытания в соответствии с JIS C 2550. Результаты показаны в таблице 3.

[0091]

[Таблица 3]

№ № Сталь № Отжиговый сепаратор Удельная поверхность по методу БЭТ у оксида алюминия
(м²/г) Игольчатое включение не менее 1 мкм
(число/20 мм) Потери в стали W_17/50
(Вт/кг) Наличие или отсутствие форстерита Содержание MgO
(мас.%) Нанесенное количество
(г/м²) Пример изобретения C1 A5 35 8,2 3,0 0 0,88 Отсутствует C2 A5 38 9,8 4,8 0 0,84 Отсутствует C3 A5 42 10,1 6,2 0 0,80 Отсутствует C4 A5 45 10,8 7,5 0 0,77 Отсутствует C5 A5 48 11,2 10,0 0 0,72 Отсутствует

[0092]

Из показанного в таблице 3 понятно, что потери в стали W_17/50 можно значительно снизить посредством контроля содержания MgO в отжиговом сепараторе в диапазоне от 28 мас.% до 50 мас.%, посредством контроля нанесенного количества отжигового сепаратора в диапазоне 6,0-14,0 г/м² в расчете на одну поверхность и посредством контроля удельной поверхности по методу БЭТ у оксида алюминия, который является главным компонентом отжигового сепаратора, в диапазоне 3,0-10,0 м²/г. Полагают, что это объясняется тем, что игольчатые включения не образуются, и количество SiO₂, адсорбируемое оксидом алюминия, увеличивается.

[Промышленная применимость]

[0093]

В соответствии с настоящим изобретением можно снизить потери в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением отсутствует покрытие из форстерита, по сравнению с предшествующим уровнем техники. Поэтому, настоящее изобретение можно эффективно применять в отрасли, производящей электротехнические стальные листы, и отрасли, использующей электротехнические стальные листы.

Изобретение относится к металлургии, а именно к изготовлению листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой включает выполнение горячей прокатки сляба для получения горячекатаного листа, отжига горячекатаного листа, холодной прокатки отожженного горячекатаного листа, обезуглероживающего отжига холоднокатаного листа, нанесения отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия в качестве основного компонента и MgO в количестве от 28 до 50 мас.%, и финишного отжига обезуглероженного отожженного листа. Нанесенное количество отжигового сепаратора составляет 6,0-14,0 г/м² на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа. Снижаются потери в листе электротехнической стали. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 2 пр.

1. Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, содержащий:

процесс выполнения горячей прокатки сляба, чтобы получить горячекатаный лист;

процесс выполнения отжига горячекатаного листа на горячекатаном листе, чтобы получить отожженный горячекатаный лист;

процесс выполнения холодной прокатки отожженного горячекатаного листа, чтобы получить холоднокатаный лист;

процесс выполнения обезуглероживающего отжига холоднокатаного листа, чтобы получить обезуглероженный отожженный лист;

процесс нанесения отжигового сепаратора, содержащего оксид алюминия в качестве основного компонента, на обезуглероженный отожженный лист; и

процесс выполнения финишного отжига обезуглероженного отожженного листа, на который нанесен отжиговый сепаратор,

при этом отжиговый сепаратор содержит от 28 до 50 мас.% MgO, и

причем нанесенное количество отжигового сепаратора составляет 6,0-14,0 г/м² на одну поверхность обезуглероженного отожженного листа.

2. Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. 1, в котором удельная поверхность оксида алюминия по методу БЭТ составляет 3,0-10,0 м²/г.

3. Способ изготовления листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. 1 или 2,

причем сляб содержит, в качестве химического состава, мас.%:

C: не более 0,085,

Si: от 0,80 до 7,00,

Mn: от 0,05 до 1,00,

кислоторастворимый Al: от 0,010 до 0,065,

S: не более 0,01,

N: от 0,004 до 0,012,

B: от 0,0005 до 0,0080,

P: от 0 до 0,50,

Ni: от 0 до 1,00,

Sn: от 0 до 0,30,

Sb: от 0 до 0,30,

Cu: от 0 до 0,40,

Cr: от 0 до 0,30,

Bi: от 0 до 0,01, и

остальное из Fe и примесей.