ЛИСТ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ С ОРИЕНТИРОВАННОЙ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРОЙ, СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ ЛИСТА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ С ОРИЕНТИРОВАННОЙ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРОЙ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ С ОРИЕНТИРОВАННОЙ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Российский патент 2022 года по МПК C23C22/00 C21D8/12 C22C38/04 C22C38/60 H01F1/147 H01F1/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение относится к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (анизотропной или текстурированной стали), к способу формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и к способу производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-021285, поданной 8 февраля 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой представляет собой стальной лист, который содержит кремний (Si) в количестве приблизительно 0,5-7 мас.% и имеет кристаллическую ориентацию, выровненную в ориентации {110}<001> (ориентация Госса) за счет использования явления, называемого вторичной рекристаллизацией. В настоящем документе ориентация {110}<001> означает, что плоскость {110} кристалла выровнена параллельно к прокатанной поверхности, а ось <001> кристалла выровнена параллельно направлению прокатки.

[0003]

Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой используется главным образом для железного сердечника трансформатора и т.п. в качестве магнитно-мягкого материала. Поскольку лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой значительно влияет на характеристики трансформатора, было выполнено исследование с целью улучшения характеристик возбуждения и характеристик потерь в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0004]

Типичный способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой является следующим.

Стальная заготовка с предопределенным составом нагревается и подвергается горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист. Этот горячекатаный стальной лист по мере необходимости подвергается отжигу в горячем состоянии, а затем холодной прокатке для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист. Этот холоднокатаный стальной лист подвергается обезуглероживающему отжигу, чтобы активировать первичную рекристаллизацию. Обезуглероженный отожженный стальной лист после обезуглероживающего отжига финишно отжигается, чтобы активировать вторичную рекристаллизацию.

[0005]

После обезуглероживающего отжига и перед финишным отжигом на поверхность обезуглероженного отожженного стального листа наносится водная суспензия, включающая отжиговый сепаратор, главным компонентом которого является MgO, а затем сушится. Этот обезуглероженный отожженный стальной лист сматывается в рулон, а затем финишно отжигается. Во время финишного отжига MgO, содержащийся в отжиговом сепараторе, реагирует с SiO₂, содержащимся во внутренне окисленном слое, сформированном на поверхности стального листа обезуглероживающим отжигом, и тем самым на поверхности стального листа формируется первичный слой (называемый «стеклянной пленкой» или «пленкой форстерита»), который включает в себя главным образом форстерит (Mg₂SiO₄). В дополнение к этому, после формирования стеклянной пленки (то есть после финишного отжига) раствор, который включает в себя главным образом, например, коллоидный кремнезем и фосфат, наносится на поверхность финишно отожженного стального листа и запекается (отверждается нагревом), и тем самым формируется изоляционное покрытие с натяжением (называемое «вторичным слоем»).

[0006]

Вышеупомянутая стеклянная пленка функционирует как изолятор, а также улучшает адгезию изоляционного покрытия с натяжением, сформированного на стеклянной пленке. Натяжение прикладывается к основному стальному листу за счет склеивания стеклянной пленки, изоляционного покрытия с натяжением и основного стального листа. В результате потери в стали листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой уменьшаются.

[0007]

Однако, поскольку стеклянная пленка является немагнитным материалом, ее присутствие неблагоприятно с магнитной точки зрения. Кроме того, граница между основным стальным листом и стеклянной пленкой имеет проникающую структуру, так что стеклянная пленка сложно переплетается с листом, и эта проникающая структура имеет тенденцию подавлять движение доменной стенки, когда лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой намагничивается. Таким образом, наличие стеклянной пленки может вызывать увеличение потерь в стали.

[0008]

Например, в том случае, когда формирование стеклянной пленки подавляется, формирование проникающей структуры может быть подавлено, и таким образом доменная стенка может легко перемещаться во время намагничивания. Однако, в том случае, когда формирование стеклянной пленки просто подавляется, адгезия изоляционного покрытия с натяжением не гарантируется, и таким образом достаточное натяжение не прикладывается к основному стальному листу. В результате становится трудно уменьшить потери в стали.

[0009]

Как было описано выше, в настоящее время в том случае, когда стеклянная пленка удаляется с листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, доменная стенка может легко перемещаться, и таким образом ожидается, что магнитные характеристики улучшатся. С другой стороны, в вышеупомянутом случае натяжение практически не прикладывается к основному стальному листу, и таким образом неизбежно ухудшение магнитных характеристик (особенно потерь в стали). Следовательно, в том случае, когда лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором стеклянная пленка удалена, ожидается, что при улучшении адгезии покрытия магнитные характеристики улучшатся.

[0010]

В прошлом было исследовано улучшение адгезии изоляционного покрытия с натяжением для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без стеклянной пленки.

[0011]

Например, Патентный документ 1 раскрывает методику промывки стального листа путем его погружения в водный раствор серной кислоты или сульфата с концентрацией от 2 до 30% перед формированием изоляционного покрытия с натяжением. Патентный документ 2 раскрывает методику проведения предварительной обработки поверхности стального листа с использованием окисляющей кислоты перед формированием изоляционного покрытия с натяжением. Патентный документ 3 раскрывает лист анизотропной электротехнической кремнистой стали, в который включен внешне окисленный слой, содержащий главным образом кремнезем, и в котором металлическое железо с долей площади сечения 30% или меньше включено в этот внешне окисленный слой. Патентный документ 4 раскрывает лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором тонкие линейные бороздки формируются непосредственно на поверхности основного стального листа в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и эти тонкие линейные бороздки имеют глубину 0,05-2 мкм и интервал 0,05-2 мкм.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0012]

[Патентный документ 1] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H05-311453

[Патентный документ 2] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2002-249880

[Патентный документ 3] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2003-313644

[Патентный документ 4] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2001-303215

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РЕШАЕМАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0013]

Как было описано выше, лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без стеклянной пленки имеет плохую адгезию изоляционного покрытия с натяжением. Например, в том случае, когда вышеупомянутый лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой выдерживается в течение длительного времени, изоляционное покрытие с натяжением может отслаиваться. В этом случае натяжение не прикладывается к основному стальному листу. Для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой чрезвычайно важно улучшить адгезию изоляционного покрытия с натяжением.

[0014]

Методики, раскрытые в Патентных документах 1-4, соответственно предназначены для улучшения адгезии изоляционного покрытия с натяжением. Однако, в этих методиках, неясно, стабильно ли достигается адгезия, и получается ли в результате эффект улучшения потерь в стали. Вышеупомянутых методик недостаточно для того, чтобы получить этот эффект.

[0015]

Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеупомянутых ситуаций. Одной задачей настоящего изобретения является предложить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором адгезия изоляционного покрытия с натяжением является превосходной, и характеристики потерь в стали также являются превосходными (потери в стали являются низкими), даже без стеклянной пленки (пленки форстерита). В дополнение к этому, задачей настоящего изобретения является предложить способ для формирования вышеупомянутого изоляционного покрытия и для производства вышеупомянутого листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0016]

Аспекты настоящего изобретения являются следующими.

[0017]

(1) Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, не имеющий пленки форстерита, включает в себя:

основной стальной лист;

оксидный слой, размещенный в контакте с основным стальным листом; и

изоляционное покрытие с натяжением, находящееся в контакте с оксидным слоем,

в котором основной стальной лист включает в качестве химического состава, в мас.%:

от 2,5 до 4,0% Si,

от 0,05 до 1,0% Mn,

от 0 до 0,01% C,

от 0 до 0,005% S+Se,

от 0 до 0,01% растворимого Al,

от 0 до 0,005% N,

от 0 до 0,03% Bi,

от 0 до 0,03% Те,

от 0 до 0,03% Pb,

от 0 до 0,50% Sb,

от 0 до 0,50% Sn,

от 0 до 0,50% Cr,

от 0 до 1,0% Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей,

изоляционное покрытие с натяжением является смешанным фосфатно-кремнеземным изоляционным покрытием с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм,

когда спектроскопия тлеющего разряда проводится в области от поверхности изоляционного покрытия с натяжением к внутренней части основного стального листа, когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,5 от величины ее насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_0,5 в секундах, и когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,05 от величины ее насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_0,05 в секундах, значения Fe_0,5 и Fe_0,05 удовлетворяют условию 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35, и

плотность магнитного потока B8 в направлении прокатки листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой составляет 1,90 Тл или больше.

(2) Способ формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без пленки форстерита в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает в себя процесс формирования изоляционного покрытия с натяжением на стальной подложке,

причем в процессе формирования изоляционного покрытия

раствор для формирования смешанного фосфатно-кремнеземного изоляционного покрытия с натяжением наносится на оксидный слой стальной подложки и запекается для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм,

стальная подложка включает в себя основной стальной лист и оксидный слой, размещенный в контакте с основным стальным листом,

основной стальной лист включает в качестве химического состава, в мас.%:

от 2,5 до 4,0% Si,

от 0,05 до 1,0% Mn,

от 0 до 0,01% C,

от 0 до 0,005% S+Se,

от 0 до 0,01% растворимого Al,

от 0 до 0,005% N,

от 0 до 0,03% Bi,

от 0 до 0,03% Те,

от 0 до 0,03% Pb,

от 0 до 0,50% Sb,

от 0 до 0,50% Sn,

от 0 до 0,50% Cr,

от 0 до 1,0% Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей,

основной стальной лист и оксидный слой включают в свой общий химический состав, в мас.%,

0,008-0,025% O,

когда спектроскопия тлеющего разряда проводится в области от поверхности оксидного слоя к внутренней части основного стального листа, когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной ее величине насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_sat в секундах, область плато интенсивности эмиссии Fe, где интенсивность эмиссии Fe остается в течение Fe_sat × 0,05 с или больше в диапазоне 0,20-0,80 от величины насыщения, содержится между 0 с и Fe_sat на профиле глубины, и

когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Si становится максимальным значением на профиле глубины, обозначается как Si_max в секундах, максимальная точка интенсивности эмиссии Si, в которой интенсивность эмиссии Si при Si_max становится равной 0,15-0,50 от интенсивности эмиссии Fe при Si_max, содержится между областью плато и Fe_sat на профиле глубины.

(3) Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без пленки форстерита в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает в себя

процесс горячей прокатки, заключающийся в нагревании, а затем горячей прокатке стальной заготовки для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист,

процесс отжига в горячем состоянии для опционального отжига в горячем состоянии горячекатаного стального листа для того, чтобы получить лист горячекатаной и отожженной стали;

процесс холодной прокатки горячекатаного стального листа или отожженного в горячем состоянии стального листа один или множество раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист,

процесс обезуглероживающего отжига листа холоднокатаной стали для того, чтобы получить лист обезуглероженной отожженной стали;

процесс финишного отжига, заключающийся в нанесении отжигового сепаратора на обезуглероженный отожженный стальной лист с последующим финишным отжигом этого обезуглероженного отожженного стального листа с тем, чтобы получить финишно отожженный стальной лист,

процесс окисления, заключающийся в последовательном выполнении промывки, травления и термической обработки финишно отожженного стального листа для того, чтобы получить окисленный стальной лист, и

процесс формирования изоляционного покрытия, заключающийся в нанесении раствора для формирования смешанного фосфатно-кремнеземного изоляционного покрытия с натяжением на поверхность окисленного стального листа и запекании этого раствора для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм,

в котором в процессе горячей прокатки

стальная заготовка включает в качестве химического состава, в мас.%:

2,5-4,0% Si,

0,05-1,0% Mn,

0,02-0,10% C,

0,005-0,080% S+Se,

0,01-0,07% растворимого Al,

0,005-0,020% N,

0-0,03% Bi,

0-0,03% Te,

0-0,03% Pb,

0-0,50% Sb,

0-0,50% Sn,

0-0,50% Cr,

0-1,0% Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей, и

в котором в процессе окисления

в качестве промывки, поверхность финишно отожженного стального листа промывается,

в качестве травления, финишно отожженный стальной лист травится с использованием 2-20 мас.% серной кислоты с температурой 70-90°C, и

в качестве термической обработки, финишно отожженный стальной лист выдерживается в диапазоне температур 700-900°C в течение 10-60 с в атмосфере с концентрацией кислорода 5-21 об.% и точкой росы от 10 до 30°C.

(4) В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с п. (3),

способ производства может дополнительно включать в себя, после процесса окисления и перед процессом формирования изоляционного покрытия, второй процесс травления окисленного стального листа с использованием 1-5 мас.% серной кислоты с температурой 70-90°C.

(5) В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с п. (3) или (4),

в процессе финишного отжига отжиговый сепаратор может включать в себя MgO, Al₂O₃ и хлорид висмута.

(6) В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с любым из пп. (3) - (5),

в процессе горячей прокатки стальная заготовка может включать в качестве химического состава, в мас.%, по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из

0,0005-0,03% Bi,

0,0005-0,03% Te, и

0,0005-0,03% Pb.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018]

В соответствии с вышеописанными аспектами настоящего изобретения возможно обеспечить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором адгезия изоляционного покрытия с натяжением является превосходной, и характеристики потерь в стали также являются превосходными (потери в стали являются низкими), даже без стеклянной пленки (пленки форстерита). В дополнение к этому, возможно обеспечить способ формирования вышеупомянутого изоляционного покрытия и способ производства вышеупомянутого листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0019]

В частности, в соответствии с вышеописанными аспектами настоящего изобретения стеклянная пленка не включается, формирование проникающей структуры подавляется, и тем самым доменная стенка может легко перемещаться. В дополнение к этому, контролируется структура слоев, обеспечивается адгезия изоляционного покрытия с натяжением, и тем самым достаточное натяжение может быть придано основному стальному листу. В результате возможно получить превосходные магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020]

Фиг. 1A представляет собой сечение листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1B представляет собой сечение, показывающее одну модификацию листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления.

Фиг. 2 представляет собой пример профиля GDS по глубине листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления.

Фиг. 3 представляет собой пример профиля GDS по глубине листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, отличного от варианта осуществления.

Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 представляет собой пример профиля GDS стальной подложки, которая будет использоваться в способе формования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления.

Фиг. 6 представляет собой пример профиля GDS стальной подложки, которая не должна использоваться в способе формования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления.

Фиг. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0021]

Далее будет подробно описан один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Однако, настоящее изобретение не ограничивается только конфигурацией, которая раскрыта в этом варианте осуществления, и возможны различные модификации, не отступающие от аспекта настоящего изобретения. В дополнение к этому, описываемый ниже ограничивающий диапазон включает в себя свой нижний предел и свой верхний предел. Однако, значение, выражаемое как «больше чем» или «меньше чем», не включается в этот диапазон. Если не указано иное, «%», относящийся к химическому составу, представляет собой «мас.%».

[0022]

Кроме того, в варианте осуществления и на чертежах повторяющиеся объяснения в отношении компонента, который выполняет по существу ту же функцию, опускаются, а для его обозначения используется та же самая ссылочная цифра.

[0023]

Авторы настоящего изобретения провели тщательное исследование для улучшения адгезии изоляционного покрытия с натяжением для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без стеклянной пленки (пленки форстерита). В результате было найдено, что даже без стеклянной пленки адгезия покрытия может быть обеспечена путем формирования благоприятного слоя оксида с помощью следующих обработок. В частности, финишно отожженный стальной лист без стеклянной пленки после финишного отжига подвергается промывке его поверхности, травлению с использованием серной кислоты, а затем термической обработке в предопределенной атмосфере.

[0024]

В дополнение к этому, авторы настоящего изобретения провели тщательное исследование для улучшения потерь в стали для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без стеклянной пленки. В результате было найдено, что когда оксиды формируются чрезмерно, они остаются в чрезмерном количестве в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после нанесения и запекания изоляционного покрытия с натяжением, и в результате потери в стали ухудшаются. Было найдено, что для того, чтобы одновременно улучшить адгезию и достигаемые потери в стали (самые благоприятные потери в стали, которые достигаются), предпочтительно управлять содержанием кислорода и слоем концентрированного Si перед формированием изоляционного покрытия с натяжением. Было найдено, что когда осуществляется управление содержанием кислорода и слоем концентрированного Si, компонент Fe в изоляционном покрытии с натяжением контролируется, и в результате адгезия и достигаемые потери в стали улучшаются одновременно.

[0025]

<Основные особенности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой>

Главные особенности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления описываются со ссылкой на Фиг. 1A и Фиг. 1B. Фиг. 1A и Фиг. 1B представляют собой схематические иллюстрации, показывающие структуру листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления.

[0026]

Как схематично показано на Фиг. 1A, лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления включает в себя основной стальной лист 11, слой 15 оксида, контактирующий с основным стальным листом 11, и изоляционное покрытие с натяжением 13, контактирующее со слоем 15 оксида. В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой стеклянная пленка (пленка форстерита) между основным стальным листом 11 и изоляционным покрытием с натяжением 13 отсутствует. Более того, с учетом результатов анализа спектроскопии тлеющего разряда (GDS) оксидный слой 15 включает в себя определенные оксиды. В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой изоляционное покрытие с натяжением 13 и оксидный слой 15 обычно формируются на обеих поверхностях основного стального листа 11, как схематично показано на Фиг. 1A, но могут формироваться по меньшей мере на одной поверхности основного стального листа 11, как схематично показано на Фиг. 1B.

[0027]

Далее лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления объясняется с упором на его характерные особенности. В следующем описании может быть опущено подробное описание известных особенностей, а также особенностей, которые могут быть реализованы специалистом в данной области техники.

[0028]

(Основной стальной лист 11)

Основной стальной лист 11 получается путем использования стальной заготовки с предопределенным химическим составом и применения предопределенных производственных условий, и таким образом осуществляется управление химическим составом и текстурой. Химический состав основного стального листа 11 подробно описывается ниже.

[0029]

(Изоляционное покрытие с натяжением 13)

Изоляционное покрытие с натяжением 13 располагается над основным стальным листом 11 (в частности, выше оксидного слоя 15, как будет подробно объяснено ниже). Изоляционное покрытие с натяжением 13 гарантирует электрическую изоляцию для листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и тем самым потери на токи Фуко уменьшаются. В результате магнитные характеристики (в частности потери в стали) улучшаются. В дополнение к электрической изоляции изоляционное покрытие с натяжением 13 улучшает коррозионную стойкость, теплостойкость, скольжение и т.п. для листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0030]

Кроме того, изоляционное покрытие с натяжением 13 прикладывает натяжение к основному стальному листу 11. Когда к основному стальному листу 11 прикладывается натяжение, движение стенки магнитного домена становится более легким во время процесса намагничивания, и таким образом характеристики потерь в стали листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой улучшаются.

[0031]

Кроме того, можно облучать поверхность изоляционного покрытия с натяжением 13 непрерывным лазерным лучом или электронным лучом для измельчения магнитного домена.

[0032]

Например, изоляционное покрытие с натяжением 13 формируется путем нанесения раствора для формирования изоляционного покрытия, который включает в себя главным образом металлический фосфат и коллоидный кремнезем, на поверхность слоя 15 оксида, контактирующего с основным стальным листом 11, и запекания этого раствора.

[0033]

Средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением 13 (средняя толщина d₁ на Фиг. 1A и Фиг. 1B) особенно не ограничивается, но может составлять, например, 1-3 мкм. Когда средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением 13 находится внутри вышеуказанного диапазона, можно благоприятно улучшить различные характеристики, такие как электрическая изоляция, коррозионная стойкость, термостойкость, проскальзывание и способность придавать натяжение. Средняя толщина d₁ изоляционного покрытия с натяжением 13 предпочтительно составляет 2,0-3,0 мкм, и более предпочтительно 2,5-3,0 мкм.

[0034]

Вышеупомянутая средняя толщина d₁ изоляционного покрытия с натяжением 13 может быть измерена с помощью электромагнитного тестера толщины покрытия (например, LE-370 производства компании Kett Electric Laboratory).

[0035]

(Оксидный слой 15)

Оксидный слой 15 является оксидным слоем, который действует как промежуточный слой между основным стальным листом 11 и изоляционным покрытием с натяжением 13 в листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления. Состоянием окисления оксидного слоя 15 управляют как описано ниже.

[0036]

В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления, когда удовлетворяется условие 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35, как объяснено ниже, считается, что вышеупомянутый оксидный слой 15 содержится. Здесь лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который включает в себя пленку форстерита и типичный оксидный слой, не удовлетворяет вышеописанным условиям.

[0037]

Оксидный слой 15 включает в себя главным образом оксиды железа, такие как магнетит (Fe₃O₄), гематит (Fe₂O₃) и фаялит (Fe₂SiO₄), а также включающие Si оксиды. В дополнение к этому, могут содержаться и другие оксиды. Существование оксидного слоя 15 может быть подтверждено путем выполнения спектроскопии тлеющего разряда (GDS) для листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0038]

Вышеупомянутые различные оксиды формируются, например, путем реакции кислорода с поверхностью финишно отожженного стального листа. Оксидный слой 15 включает в себя главным образом оксиды железа и включающие Si оксиды, и за счет этого адгезия с основным стальным листом 11 улучшается. В большинстве случаев трудно улучшить адгезию между металлами и керамикой. Однако в листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления оксидный слой 15 располагается между основным стальным листом 11 и изоляционным покрытием с натяжением 13, который является своего рода керамикой, и тем самым возможно улучшить адгезию изоляционного покрытия с натяжением 13 и улучшить характеристики потерь в стали.

[0039]

Составляющие фазы в слое 15 оксида особенно не ограничиваются. По мере необходимости можно идентифицировать составляющую фазу с помощью рентгеновской кристаллографии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), просвечивающего электронного микроскопа (TEM) и т.п.

[0040]

<Толщина листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой>

Средняя толщина листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления (средняя толщина t на Фиг. 1A и Фиг. 1B) особенно не ограничивается, но может составлять, например, 0,17-0,35 мм.

[0041]

<Химический состав основного стального листа 11>

Далее будет подробно описан химический состав основного стального листа 11 листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления. В дальнейшем процентное количество соответствующих элементов указывается в массовых процентах (мас.%), если явно не указано иное.

[0042]

В листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой 10 согласно варианту осуществления основной стальной лист 11 включает в качестве химического состава основные элементы, необязательные элементы по мере необходимости, и остаток из Fe и примесей.

[0043]

В варианте осуществления основной стальной лист 11 включает в себя Si и Mn в качестве основных элементов (главных легирующих элементов).

[0044]

(от 2,5 до 4,0% Si)

Si (кремний) является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление стали и уменьшает потери на токи Фуко. Когда содержание Si составляет менее 2,5%, вышеупомянутый эффект уменьшения потерь на токи Фуко получается в недостаточной степени. С другой стороны, когда содержание Si составляет более 4,0%, холодная обрабатываемость стали ухудшается. Таким образом, в варианте осуществления содержание Si в основном стальном листе 11 должно составлять 2,5-4,0%. Содержание Si предпочтительно составляет 2,7% или больше, и более предпочтительно 2,8% или больше. Кроме того, содержание Si предпочтительно составляет 3,9% или меньше, и более предпочтительно 3,8% или меньше.

[0045]

(от 0,05 до 1,00% Mn)

Mn (марганец) образует в процессах производства MnS и MnSe, связываясь с S и/или Se, что будет объяснено позже. Эти выделения действуют как ингибитор (ингибитор нормального роста зерна) и вызывают вторичную рекристаллизацию в стали во время финишного отжига. Кроме того, Mn является элементом, который улучшает горячую обрабатываемость стали. Когда содержание Mn составляет менее 0,05%, этот эффект проявляется в недостаточной степени. С другой стороны, когда содержание Mn составляет более 1,00%, вторичная рекристаллизация не происходит, и магнитные характеристики стали ухудшаются. Таким образом, в варианте осуществления содержание Mn в основном стальном листе 11 должно составлять 0,05-1,00%. Содержание марганца предпочтительно составляет 0,06% или больше. Кроме того, содержание Mn предпочтительно составляет 0,50% или меньше.

[0046]

В варианте осуществления основной стальной лист 11 может включать в себя примеси. Примеси соответствуют элементам, которые загрязняют сталь во время ее промышленного производства из руд и лома, которые используются в качестве сырья для производства стали, или из окружающей среды производственного процесса.

[0047]

Кроме того, в варианте осуществления основной стальной лист 11 в дополнение к основным элементам и примесям может включать в себя необязательные элементы. Например, вместо части Fe, составляющего остаток, лист кремнистой стали может включать в себя такие необязательные элементы, как C, S, Se, растворимый Al (кислоторастворимый Al), N, Bi, Te, Pb, Sb, Sn, Cr и Cu. Опциональные элементы могут включаться по мере необходимости. Таким образом, нижний предел содержания соответствующих опциональных элементов не должен быть ограничен, и этот нижний предел может составлять 0 мас.%. Кроме того, даже если необязательные элементы могут быть включены как примеси, это не влияет на вышеупомянутые эффекты.

[0048]

(от 0 до 0,01% C)

C (углерод) является необязательным элементом. C является элементом, эффективным для управления микроструктурой до завершения процесса обезуглероживающего отжига в производственных процессах, и таким образом улучшает магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Однако, в конечном продукте, когда содержание C в основном стальном листе 11 составляет более 0,01%, магнитные характеристики листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой ухудшаются. Таким образом, в варианте осуществления содержание C в основном стальном листе 11 должно составлять 0,01% или меньше. Содержание C предпочтительно составляет 0,005 мас.% или меньше. С другой стороны, нижний предел содержания C в основном стальном листе 11 особенно не ограничивается, и может составлять 0%. Предпочтительно, чтобы содержание C было настолько низким, насколько это возможно. Однако, даже когда содержание C уменьшается до величины менее 0,0001%, эффект управления микроструктурой насыщается, и производственные затраты увеличиваются. Таким образом, содержание C предпочтительно составляет 0,0001% или больше.

[0049]

(от 0 до 0,005% в сумме S+Se)

S (сера) и Se (селен) являются необязательными элементами. S и Se формируют MnS и MnSe, которые, реагируя с Mn в производственных процессах, действуют как ингибитор. Однако, когда суммарное количество S и Se в основном стальном листе 11 составляет более 0,005%, ингибитор остается в основном стальном листе 11, и магнитные характеристики ухудшаются. Таким образом, в варианте осуществления суммарное количество S и Se в основном стальном листе 11 должно составлять 0,005% или меньше. С другой стороны, нижний предел суммарного количества S и Se в основном стальном листе 11 особенно не ограничивается и может составлять 0%. Предпочтительно, чтобы суммарное количество S и Se было настолько низким, насколько это возможно. Однако, даже когда суммарное количество S и Se уменьшается до величины менее 0,0001%, производственные затраты увеличиваются. Таким образом, суммарное количество S и Se предпочтительно составляет 0,0001% или больше.

[0050]

(от 0 до 0,01% растворимого Al)

Растворимый Al (кислоторастворимый Al) является необязательным элементом. Al формирует AlN, который действует как ингибитор, связываясь с N в производственных процессах. Однако, когда содержание растворимого Al составляет более 0,01%, ингибитор чрезмерно остается в основном стальном листе 11, и магнитные характеристики ухудшаются. Таким образом, в варианте осуществления содержание растворимого Al в основном стальном листе 11 должно составлять 0,01% или меньше. Содержание растворимого Al предпочтительно составляет 0,005% или меньше, и более предпочтительно 0,004% или меньше. Нижний предел содержания растворимого Al в основном стальном листе 11 особенно не ограничивается, и может составлять 0%. Однако, при уменьшении содержания растворимого Al до величины менее 0,0001% производственные затраты увеличиваются. Таким образом, содержание растворимого Al предпочтительно составляет 0,0001% или больше.

[0051]

(от 0 до 0,005% N)

N (азот) является необязательным элементом. N формирует AlN, который действует как ингибитор, связываясь с Al в производственных процессах. Однако, когда содержание N составляет более 0,005%, ингибитор чрезмерно остается в основном стальном листе 11, и магнитные характеристики ухудшаются. Таким образом, в варианте осуществления содержание N в основном стальном листе 11 должно составлять 0,005% или меньше. Содержание N предпочтительно составляет 0,004 мас.% или меньше. Нижний предел содержания N в основном стальном листе 11 особенно не ограничивается, и может составлять 0%. Однако, при уменьшении содержания N до величины менее 0,0001% производственные затраты увеличиваются. Таким образом, содержание N предпочтительно составляет 0,0001% или больше.

[0052]

(от 0 до 0,03% Bi)

(от 0 до 0,03% Те)

(от 0 до 0,03% Pb)

Bi (висмут), Те (теллур) и Pb (свинец) являются необязательными элементами. Когда количество каждого из этих элементов в основном стальном листе 11 составляет 0,03% или меньше, возможно выгодно улучшить магнитные характеристики листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Однако, когда количество каждого из этих элементов составляет более 0,03% соответственно, стальной лист может стать хрупким в диапазоне высоких температур. Таким образом, в варианте осуществления количество каждого из этих элементов в основном стальном листе 11 должно составлять 0,03% или меньше. Нижний предел количества каждого из этих элементов в основном стальном листе 11 особенно не ограничивается и может составлять 0%. Нижний предел количества каждого из этих элементов может составлять 0,0001%.

[0053]

(от 0 до 0,50% Sb)

(от 0 до 0,50% Sn)

(от 0 до 0,50% Cr)

(от 0 до 1,0% Cu)

Sb (сурьма), Sn (олово), Cr (хром) и Cu (медь) являются необязательными элементами. Когда эти элементы включаются в основной стальной лист 11, возможно выгодно улучшить магнитные характеристики листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Таким образом, в варианте осуществления предпочтительно управлять количеством каждого из этих элементов в основном стальном листе 11 так, чтобы оно составляло 0,50% или меньше Sb, 0,50% или меньше Sn, 0,50% или меньше Cr и 1,0% или меньше Cu. Нижний предел количества каждого из этих элементов в основном стальном листе 11 особенно не ограничивается и может составлять 0%. Для того, чтобы благоприятно получить вышеупомянутый эффект, количество каждого из этих элементов предпочтительно составляет 0,0005% или больше, и более предпочтительно 0,001% или больше.

[0054]

В настоящем документе по меньшей мере один из Sb, Sn, Cr и Cu может быть включен в основной стальной лист 11. В частности, основной стальной лист 11 может содержать по меньшей мере один из 0,0005-0,50% Sb, 0,0005-0,50% Sn, 0,0005-0,50% Cr и 0,0005-1,0% Cu.

[0055]

В листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой химический состав относительно сильно изменяется (количество легирующего элемента уменьшается) при обезуглероживающем отжиге и очищающем отжиге во время вторичной рекристаллизации. В зависимости от конкретного элемента его количество может уменьшаться при очищающем отжиге до необнаруживаемого уровня (1 часть на миллион или меньше) при использовании типичного аналитического метода. Вышеупомянутый химический состав представляет собой химический состав конечного продукта (основного стального листа 11 листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой). В большинстве случаев химический состав конечного продукта отличается от химического состава стальной заготовки (сляба) в качестве исходного материала.

[0056]

Химический состав основного стального листа 11 листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой может быть измерен с помощью типичных способов анализа стали. Например, химический состав может быть измерен с использованием ICP-AES (атомный эмиссионный спектрометр с индуктивно сопряженной плазмой: спектрометрия/спектроскопия излучения индуктивно сопряженной плазмы). В частности, можно получить химический состав путем проведения измерения с помощью измерительного устройства Shimadzu ICPS-8100 и т.п. и калибровочной кривой, подготовленной заранее с использованием квадратных образцов размером 35 мм, взятых из основного стального листа 11. В дополнение к этому, содержание C и S может быть измерено способом поглощения в инфракрасной области спектра при сгорании, а содержание N может быть измерено с помощью термокондуктометрического способа при плавлении в потоке инертного газа.

[0057]

Вышеупомянутый химический состав представляет собой состав основного стального листа 11 листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Когда лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, используемый в качестве образца для измерения, имеет на своей поверхности изоляционное покрытие с натяжением 13 и слой 15 оксида, химический состав измеряется после удаления этого покрытия и т.п. типичными способами.

[0058]

<Анализ с помощью спектроскопии тлеющего разряда>

В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления слой 15 оксида располагается между основным стальным листом 11 и изоляционным покрытием с натяжением 13, и за счет этого слой 15 оксида, изоляционное покрытие с натяжением 13 и основной стальной лист 11 прилипают друг к другу плотно даже без стеклянной пленки (пленки форстерита).

[0059]

Включен ли слой 15 оксида в лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Можно определить с помощью анализа с использованием спектроскопии тлеющего разряда. В частности, выполняется спектроскопия тлеющего разряда, а затем, может быть подтвержден профиль глубины GDS. Далее профиль глубины GDS объясняется подробно со ссылками на Фиг. 2 и Фиг. 3.

[0060]

Фиг. 2 представляет собой пример профиля GDS по глубине листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления. Фиг. 2 показывает профиль глубины GDS, полученный путем проведения спектроскопии тлеющего разряда в области от поверхности изоляционного покрытия с натяжением 13 к внутренней части основного стального листа 11. Фиг. 3 показывает один случай профиля глубины GDS листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который не включает в себя пленку форстерита, но отличается от листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой настоящего варианта осуществления. Фиг. 3 также показывает профиль глубины GDS, полученный путем проведения спектроскопии тлеющего разряда в области от поверхности изоляционного покрытия с натяжением к внутренней части основного стального листа.

[0061]

Для обоих листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, показанных на Фиг. 2 и Фиг. 3, было сформировано изоляционное покрытие с натяжением, которое основано на смеси фосфат-кремнезем, которая включает в себя главным образом фосфат алюминия и коллоидный кремнезем, а также включает в себя Cr. Для профилей глубины GDS, показанных на Фиг. 2 и Фиг. 3, анализ GDS был проведен от поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой приблизительно на 4-8 мкм в глубину.

[0062]

GDS представляет собой способ измерения количества целевого элемента в каждом положении в направлении толщины измеряемого образца при разбрызгивании его поверхности. Горизонтальная ось Фиг. 2 и Фиг. 3 соответствует времени распыления (в секундах) (другими словами, времени от начала измерения), и положение, в котором время распыления составляет 0 с, соответствует положению поверхности измеряемого листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Вертикальная ось Фиг. 2 и Фиг. 3 соответствует интенсивности эмиссии (в произвольных единицах) каждого элемента.

[0063]

Во-первых, на Фиг. 2 и Фиг. 3 внимание направлено на область от начала распыления до того момента, пока интенсивность эмиссии, происходящей от Fe (в дальнейшем называемой интенсивностью эмиссии Fe) не начнет заметно увеличиваться (на Фиг. 2 и Фиг. 3 это область с временем распыления от 0 до приблизительно 40 с). Как ясно показано на Фиг. 2, в этой области заметно детектируется пик эмиссии, происходящей от Al. Кроме того, кажется, что интенсивности эмиссии, происходящей от Si и P, постепенно уменьшаются, и существуют пики эмиссии, которые распределяются мягко и широко. Похоже, что обнаруживаемые в этой области Al, Si и P происходят из фосфата алюминия и коллоидного кремнезема, которые используются для изоляционного покрытия с натяжением. Таким образом, область до того момента, как интенсивность эмиссии Fe начинает заметно увеличиваться (область времени распыления от 0 до 40 с на Фиг. 2) может рассматриваться как изоляционное покрытие с натяжением в слоистой структуре листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Область с большим временем распыления, чем в вышеупомянутой области, может рассматриваться как оксидный слой и основной стальной лист.

[0064]

Кроме того, интенсивность эмиссии Fe показывает такой профиль, что она начинает постепенно увеличиваться от окрестности поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой (положение, в котором время распыления составляет приблизительно 0 с на Фиг. 2), начинает заметно увеличиваться с некоторого момента (положение, в котором время распыления составляет приблизительно 40 с на Фиг. 2), а затем насыщается при некотором значении. Похоже, что обнаруживаемое в профиле Fe происходит главным образом из основного стального листа. Таким образом, область, где интенсивность эмиссии Fe насыщается, может рассматриваться как основной стальной лист в слоистой структуре листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0065]

В варианте осуществления положение (время распыления), в котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,05 от интенсивности эмиссии Fe основного стального листа (то есть величины насыщения интенсивности эмиссии Fe) на профиле глубины, рассматривается как положение, в котором содержание Fe начинает увеличиваться в изоляционном покрытии с натяжением 13 и оксидном слое 15, и это время распыления выражается как «Fe_0,05» в секундах.

[0066]

Кроме того, граница между оксидным слоем 15 и основным стальным листом 11 редко является горизонтальной. В варианте осуществления положение (время распыления), в котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,5 от интенсивности эмиссии Fe основного стального листа (то есть величины насыщения интенсивности эмиссии Fe) на профиле глубины, рассматривается как граница между оксидным слоем 15 и основным стальным листом 11, и это время распыления выражается как «Fe_0,5» в секундах.

[0067]

Кроме того, значение «(Fe_0,5 - Fe_0,05)» может рассматриваться как область (толщина), где содержание Fe является высоким в изоляционном покрытии с натяжением 13 и оксидном слое 15. Таким образом, значение «(Fe_0,5 - Fe_0,05)» соответствует отношению толщины, где содержание Fe является высоким, к полной толщине изоляционного покрытия с натяжением 13 и оксидного слоя 15.

[0068]

В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления Fe_0,5 и Fe_0,05 удовлетворяют следующей (формуле 101).

[0069]

0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35 (формула 101)

[0070]

В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления при включении оксидного слоя 15, удовлетворяющего вышеприведенной (формуле 101), адгезия покрытия улучшается, и достигаемые потери в стали (самые благоприятные потери в стали, которые достигаются) уменьшаются. Причина, по которой получается вышеописанный эффект, в настоящее время неясна. Однако похоже, что когда оксиды формируются чрезмерно, они остаются в чрезмерном количестве в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после нанесения и запекания изоляционного покрытия с натяжением, и в результате потери в стали ухудшаются. Таким образом, похоже, что когда формированием оксидов управляют, формируется оксидный слой 15, удовлетворяющий вышеописанной (формуле 101), и в результате получается вышеупомянутый эффект. Здесь в листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления внешний вид становится светло-серым благодаря вышеописанной структуре.

[0071]

С другой стороны, Фиг. 3 показывает профиль глубины GDS листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который не включает в себя пленку форстерита, но отличается от варианта осуществления. Профиль глубины GDS на Фиг. 3 резко отличается от профиля глубины GDS на Фиг. 2. Кроме того, в профиле глубины GDS на Фиг. 3 вышеупомянутая (формула 101) не удовлетворяется. Внешний вид листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой на Фиг. 3 становится темно-коричневым.

[0072]

Здесь значение «(Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5» предпочтительно составляет 0,25 или меньше, более предпочтительно 0,24 или меньше, и еще более предпочтительно 0,23 или меньше. При этом достигаемые потери в стали улучшаются. Кроме того, значение «(Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5» предпочтительно составляет 0,02 или больше.

[0073]

GDS представляет собой способ анализа области диаметром приблизительно 4 мм с помощью распыления. Таким образом, похоже, что профиль глубины GDS выражает среднее поведение каждого элемента в области образца с диаметром приблизительно 4 мм. Кроме того, лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой может быть смотан в рулон, и считается, что профили глубины GDS являются по существу одинаковыми в любых точках в направлении ширины, когда эти точки находятся на некотором расстоянии от головы рулона. Кроме того, когда по существу одинаковые профили глубины GDS получаются как в голове, так и в хвосте рулона, считается, что по существу одинаковые профили глубины GDS получаются во всем рулоне.

[0074]

GDS проводится в области от поверхности изоляционного покрытия с натяжением к внутренней части основного стального листа. Условия для анализа GDS могут быть следующими. Измерение может проводиться при условиях выходной мощности 30 Вт, давления Ar 3 гПа, области измерения диаметром 4 мм и времени измерения 100 с в высокочастотном режиме с использованием типичного спектрометра тлеющего разряда (например, GDA750 производства компании Rigaku Corporation).

[0075]

Здесь предпочтительно оценивать вышеупомянутую (формулу 101) после сглаживания измеренного профиля глубины GDS. Для того, чтобы сгладить профиль глубины GDS, может использоваться, например, простой способ скользящего среднего. Кроме того, время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe насыщается, может быть определено, например, как 100 с.

[0076]

<Пленка форстерита>

Лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления не включает в себя пленку форстерита. Включает ли лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в себя пленку форстерита, может быть определено в варианте осуществления с помощью следующей процедуры.

[0077]

Включает ли лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в себя пленку форстерита, может быть подтверждено способом рентгеновской дифракции. Например, рентгеновская дифракция может быть выполнена для поверхности после удаления изоляционного покрытия с натяжением 13 и т.п. с листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и полученный спектр рентгеновской дифракции может быть сопоставлен с PDF (файл порошковой дифракции). Форстерит (Mg₂SiO₄) может быть идентифицирован как JCPDS № 34-189. В варианте осуществления, когда основная составляющая фаза в вышеупомянутом спектре рентгеновской дифракции не является форстеритом, считается, что лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой не включает в себя пленку форстерита.

[0078]

Для того, чтобы удалить только изоляционное покрытие с натяжением 13 с листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой с покрытием может быть погружен в горячий щелочной раствор. В частности, можно удалить изоляционное покрытие с натяжением 13 и т.п. с листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой путем погружения стального листа в водный раствор гидроксида натрия, содержащий 30 мас.% NaOH и 70 мас.% H₂O, с температурой 80°C на 20 мин, промывки водой, а затем сушки. В большинстве случаев, щелочным раствором удаляется только изоляционное покрытие, а пленка форстерита удаляется кислым раствором, таким как соляная кислота. Таким образом, в том случае, когда имеется пленка форстерита, при погружении в вышеупомянутый щелочной раствор изоляционное покрытие с натяжением 13 удаляется, и пленка форстерита обнажается.

[0079]

<Магнитные характеристики>

Магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой могут быть измерены на основе теста с помощью способа Эпштейна, регулируемого стандартом JIS C2550: 2011, с помощью способа однолистового тестера (SST), регулируемого стандартом JIS C 2556: 2015, и т.п. В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления магнитные характеристики могут быть оценены с использованием способа однолистового тестера (SST), регулируемого стандартом JIS C 2556: 2015.

[0080]

В листе 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления средняя плотность магнитного потока B8 в направлении прокатки (плотность магнитного потока в намагничивающем поле с напряженностью 800 А/м) может составлять 1,90 Тл или больше. Верхний предел плотности магнитного потока особенно не ограничивается, но может составлять например 2,02 Тл.

[0081]

Когда стальной слиток формируется в вакуумной печи и т.п. в лабораторных условиях, трудно получить тестовый образец того же размера, что и при промышленном производстве. В этом случае, например, может быть взят тестовый образец с шириной 60 мм и длиной 300 мм, и измерение может быть проведено в соответствии со способом однолистового тестера. Кроме того, измеренное значение может быть умножено на поправочный коэффициент, чтобы получить измеренное значение, эквивалентное значению, основанному на эпштейновском тесте. В варианте осуществления измерение проводится в соответствии со способом однолистового тестера.

[0082]

<Способ формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой>

Далее описывается способ формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Способ формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления включает в себя процесс формирования изоляционного покрытия. В процессе формирования изоляционного покрытия раствор для формирования изоляционного покрытия с натяжением наносится на стальную подложку, а затем запекается для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением.

[0083]

Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один случай способа формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления. Как показано на Фиг. 4, в способе формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления готовится стальная подложка, которая не включает в себя пленку форстерита (стадия S11), и изоляционное покрытие с натяжением формируется на поверхности стальной подложки (стадия S13). Стадия S13 соответствует процессу формирования изоляционного покрытия.

[0084]

Вышеупомянутая стальная подложка включает в себя основной стальной лист и оксидный слой, размещенный в контакте с основным стальным листом. Стальная подложка не включает в себя стеклянную пленку (пленку форстерита).

[0085]

Основной стальной лист стальной подложки включает в качестве химического состава, в мас.%:

2,5-4,0% Si,

0,05-1,0% Mn,

0-0,01% C,

0-0,005% S+Se,

0-0,01% растворимого Al,

0-0,005% N,

0-0,03% Bi,

0-0,03% Te,

0-0,03% Pb,

0-0,50% Sb,

0-0,50% Sn,

0-0,50% Cr,

0-1,0% Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей.

[0086]

Вышеописанный химический состав основного стального листа идентичен химическому составу основного стального листа 11, объясненному выше, и таким образом подробное объяснение опускается.

[0087]

В дополнение к этому, основной стальной лист и оксидный слой в стальной подложке включают в свой полный химический состав, в мас.%, 0,008-0,025% O.

[0088]

Оксидный слой стальной подложки включает в себя слой, включающий главным образом оксиды железа, а также содержащий Si оксидный слой. Оксидный слой не является пленкой форстерита. Подробности объясняются ниже.

[0089]

Стальная подложка, которая используется для способа формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления, удовлетворяет следующим условиям (I) и (II). Здесь стальная подложка, которая включает в себя пленку форстерита и типичную стальную подложку, не удовлетворяет этим условиям.

[0090]

(I) Когда спектроскопия тлеющего разряда проводится в области от поверхности оксидного слоя к внутренней части основного стального листа, когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной ее величине насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_sat в секундах, область плато интенсивности эмиссии Fe, где интенсивность эмиссии Fe остается в течение Fe_sat × 0,05 с или больше в диапазоне 0,20-0,80 от величины насыщения, содержится между 0 с и Fe_sat на профиле глубины.

(II) Когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Si становится максимальным значением на профиле глубины, обозначается как Si_max в секундах, максимальная точка интенсивности эмиссии Si, в которой интенсивность эмиссии Si при Si_max становится равной 0,15-0,50 от интенсивности эмиссии Fe при Si_max, содержится между областью плато и Fe_sat на профиле глубины.

[0091]

Фиг. 5 представляет собой пример профиля GDS по глубине стальной подложки, которая будет использоваться в способе формования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления. Фиг. 5 показывает профиль глубины GDS, полученный путем проведения спектроскопии тлеющего разряда в области от поверхности оксидного слоя к внутренней части основного стального листа. На профиле глубины GDS, показанном на Фиг. 5, 20 с времени распыления соответствуют приблизительно 1,0-2,0 мкм глубины от поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. На Фиг. 5 горизонтальная ось соответствует времени распыления (с), а вертикальная ось соответствует интенсивности эмиссии (в произвольных единицах).

[0092]

На Фиг. 5 интенсивность эмиссии Fe имеет такой профиль, что она начинает заметно увеличиваться с началом распыления, становится по существу горизонтальной (плато) в течение короткого промежутка времени, что показано как область, окруженная пунктирной линией, затем снова начинает увеличиваться, и после этого насыщается до некоторого значения. Область, где интенсивность эмиссии Fe насыщается, может рассматриваться как основной стальной лист в слоистой структуре стальной подложки. Кроме того, область (область плато), окруженная пунктирной линией на Фиг. 5, может рассматриваться как область, включающая главным образом оксиды железа в оксидном слое стальной подложки, потому что интенсивность эмиссии O (кислорода) обнаруживается во время распыления, которое идентично вышеупомянутой области.

[0093]

В области, где время распыления больше, чем в вышеупомянутой области плато, интенсивность эмиссии Si имеет максимум (примерно при 3 с времени распыления), а затем постепенно приближается к некоторому значению. Асимптотическое значение Si может рассматриваться как значение, соответствующее содержанию Si в основном стальном листе.

[0094]

Область, где интенсивность эмиссии Si имеет максимальную точку, может рассматриваться как слой оксидов, содержащих Si, в оксидном слое стальной подложки, потому что обнаруживаются Si и O. Существование вышеупомянутого максимума интенсивности эмиссии Si означает, что слой с увеличенной концентрацией Si содержится в оксидном слое.

[0095]

Профиль глубины GDS на Фиг. 5 подтверждает, что стальная подложка, используемая в способе формирования изоляционного покрытия согласно варианту осуществления, включает в себя, в порядке от ее поверхности, слой, содержащий главным образом оксиды железа, слой оксидов, содержащих Si, и основной стальной лист. В варианте осуществления слой, содержащий главным образом оксиды железа, и слой оксидов, содержащих Si, все вместе рассматриваются как оксидный слой.

[0096]

В варианте осуществления стальная подложка, которая имеет вышеупомянутый химический состав и удовлетворяет вышеупомянутым условиям (I) и (II), подвергается процессу формирования изоляционного покрытия. В результате производится лист 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, который имеет профиль глубины GDS, такой как показанный на Фиг. 2.

[0097]

Кроме того, в максимальной точке интенсивности эмиссии Si, которая содержится между областью плато и Fe_sat на профиле глубины, интенсивность эмиссии Si предпочтительно составляет 0,16 или больше, и более предпочтительно 0,17 или больше от интенсивности эмиссии Fe при Si_max. Это значение предпочтительно составляет 0,48 или меньше и более предпочтительно 0,45 или меньше.

[0098]

С другой стороны, Фиг. 6 показывает профиль глубины GDS стальной подложки, которая не включает в себя пленку форстерита, но отличается от стальной подложки, используемой для варианта осуществления. Профиль глубины GDS на Фиг. 6 резко отличается от профиля глубины GDS на Фиг. 5. Кроме того, в профиле глубины GDS на Фиг. 6 максимум интенсивности эмиссии Si отсутствует, и вышеупомянутые условия (I) и (II) не удовлетворяются.

[0099]

Здесь условия анализа GDS, способ анализа данных и способ оценки наличия пленки форстерита являются такими же, как и вышеописанные.

[0100]

В дополнение к этому, в стальной подложке, используемой в способе формирования изоляционного покрытия в соответствии с вариантом осуществления, общее содержание кислорода в основном стальном листе и оксидном слое составляет 0,008-0,025 мас.%. Когда содержание кислорода составляет менее 0,008 мас.%, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, удовлетворяющий вышеупомянутой (формуле 101). Содержание кислорода предпочтительно составляет 0,009 мас.% или больше. С другой стороны, когда содержание кислорода превышает 0,025 мас.%, оксиды формируются чрезмерно и остаются в чрезмерном количестве в листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после нанесения и запекания изоляционного покрытия с натяжением, и в результате достигаемые потери в стали (самые благоприятные потери в стали, которые достигаются) ухудшаются. Содержание кислорода предпочтительно составляет 0,023 мас.% или меньше, и более предпочтительно 0,020 мас.% или меньше.

[0101]

Вышеупомянутое содержание кислорода может быть измерено с помощью обычных способов. Например, содержание кислорода может быть измерено с помощью способа недисперсионного поглощения в инфракрасной области спектра после плавления в потоке инертного газа. В этом способе тестовый образец помещается в графитовый тигель, нагревается и плавится в атмосфере инертного газа, а затем, моноксид углерода, который образуется при реакции с кислородом в тестовом образце и тигле, и диоксид углерода количественно измеряются инфракрасным детектором.

[0102]

В способе формирования изоляционного покрытия в соответствии с вариантом осуществления при использовании стальной подложки, удовлетворяющей вышеупомянутым условиям, не только улучшается адгезия покрытия, но также стабильно получаются превосходные достигаемые потери в стали. Причина, по которой получается вышеописанный эффект, в настоящее время неясна. Однако, похоже, что когда стальная подложка удовлетворяет вышеупомянутым условиям, внутренне окисленный слой, который образуется во время формирования изоляционного покрытия с натяжением, благоприятно регулируется, и в результате движение доменной стенки становится легким.

[0103]

Раствор для формирования смешанного фосфатно-кремнеземного изоляционного покрытия с натяжением наносится на оксидный слой стальной подложки, которая имеет вышеупомянутый химический состав и удовлетворяет вышеупомянутым условиям (I) и (II), и запекается для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм. Этот раствор может быть нанесен на обе поверхности листа или на одну поверхность листа стальной подложки.

[0104]

Условия в процессе формирования изоляционного покрытия особенно не ограничиваются. Может использоваться известный раствор для формирования смешанного фосфатно-кремнеземного изоляционного покрытия с натяжением, и этот раствор может наноситься и запекаться известным способом. Например, раствор наносится, а затем выдерживается при 850-950°C в течение 10-60 с. Изоляционное покрытие с натяжением формируется на стальной подложке, и тем самым можно дополнительно улучшить магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0105]

Здесь прежде чем нанести раствор, поверхность стальной подложки для формирования изоляционного покрытия может быть подвергнута необязательной предварительной обработке, такой как обработка обезжиривания щелочью, травление соляной кислотой, серной кислотой, фосфорной кислотой и т.п. Предварительная обработка может не выполняться.

[0106]

Изоляционное покрытие с натяжением особенно не ограничивается, и может использоваться известное покрытие. Например, изоляционное покрытие с натяжением может включать в себя главным образом неорганические вещества, и может дополнительно включать в себя органические вещества. Изоляционное покрытие с натяжением может включать в себя главным образом фосфат металла и коллоидный кремнезем, и мелкие частицы органической смолы могут диспергироваться в изоляционном покрытии с натяжением.

[0107]

Кроме того, после процесса формирования изоляционного покрытия для выпрямления листа может быть проведен выравнивающий отжиг. При выполнении выравнивающего отжига листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после процесса формирования изоляционного покрытия можно выгодно уменьшить потери в стали.

[0108]

Кроме того, обработка измельчения магнитного домена может быть проведена для произведенного листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. В настоящем документе обработка измельчения магнитного домена представляет собой такую обработку, при которой лазерный луч, который измельчает магнитный домен, облучает поверхность листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, или бороздка формируется на поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. При выполнении обработки измельчения магнитного домена можно выгодно улучшить магнитные характеристики.

[0109]

<Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой>

Далее со ссылкой на Фиг. 7 будет подробно описан способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой в соответствии с вариантом осуществления.

[0110]

Способ производства листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой не ограничивается следующим способом. Следующий способ является всего лишь примером производства листа 10 электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой.

[0111]

<Общий процесс способа производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой>

Способ производства для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления предназначен для производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без пленки форстерита, и его общая последовательность является следующей.

[0112]

Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления включает в себя следующие процессы, которые показаны на Фиг. 7.

(S111) Процесс горячей прокатки, заключающийся в нагревании, а затем горячей прокатке стальной заготовки (сляба), имеющей предопределенный химический состав, для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист.

(S113) Опциональный процесс отжига в горячем состоянии горячекатаного стального листа для того, чтобы получить лист горячекатаной и отожженной стали.

(S115) Процесс холодной прокатки горячекатаного стального листа или отожженного в горячем состоянии стального листа один или множество раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист.

(S117) Процесс обезуглероживающего отжига листа холоднокатаной стали для того, чтобы получить лист обезуглероженной отожженной стали.

(S119) Процесс финишного отжига, заключающийся в нанесении отжигового сепаратора на обезуглероженный отожженный стальной лист с последующим финишным отжигом этого обезуглероженного отожженного стального листа с тем, чтобы получить финишно отожженный стальной лист.

(S121) Процесс окисления, заключающийся в последовательном выполнении промывки, травления и термической обработки финишно отожженного стального листа для того, чтобы получить окисленный стальной лист.

(S123) Процесс формирования изоляционного покрытия, заключающийся в нанесении раствора для формирования изоляционного покрытия с натяжением на поверхность окисленного стального листа с последующим запеканием этого раствора.

[0113]

Далее вышеупомянутые процессы описываются подробно. В последующем описании, когда условия каждого процесса не описываются, могут быть подходящим образом применены известные условия.

[0114]

<Процесс горячей прокатки>

Процесс горячей прокатки (стадия S111) является процессом нагревания с последующей горячей прокаткой стальной заготовки (например, стального слитка, такого как сляб), имеющей предопределенный химический состав, для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист. В процессе горячей прокатки стальная заготовка подвергается термообработке. Температура нагрева стальной заготовки предпочтительно находится в диапазоне 1200-1400°C. Температура нагрева стальной заготовки предпочтительно составляет 1250°C или больше, и более предпочтительно 1380°C или больше. После этого нагретая стальная заготовка подвергается горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист. Средняя толщина горячекатаного стального листа предпочтительно находится, например, в диапазоне 2,0-3,0 мм.

[0115]

В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления стальная заготовка включает в качестве химического состава основные элементы, необязательные элементы по мере необходимости, и остаток из Fe и примесей. В дальнейшем процентное количество соответствующих элементов указывается в массовых процентах (мас.%), если явно не указано иное.

[0116]

В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления стальная заготовка (сляб) включает в себя Si, Mn, C, S+Se, растворимый Al и N в качестве основных элементов (главных легирующих элементов).

[0117]

(от 2,5 до 4,0% Si)

Si является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление стали и уменьшает потери на токи Фуко. Когда содержание Si в стальной заготовке составляет менее 2,5%, вышеупомянутый эффект уменьшения потерь на токи Фуко получается в недостаточной степени. С другой стороны, когда содержание Si в стальной заготовке составляет более 4,0%, холодная обрабатываемость стали ухудшается. Таким образом, в варианте осуществления содержание Si в стальной заготовке должно составлять 2,5-4,0%. Содержание Si в стальной заготовке предпочтительно составляет 2,7% или больше, и более предпочтительно 2,8% или больше. Кроме того, содержание Si в стальной заготовке предпочтительно составляет 3,9% или меньше, и более предпочтительно 3,8% или меньше.

[0118]

(от 0,05 до 1,00% Mn)

Mn образует в процессах производства MnS и MnSe, связываясь с S и/или Se, что будет объяснено позже. Эти выделения действуют как ингибитор и вызывают вторичную рекристаллизацию в стали во время финишного отжига. Кроме того, Mn является элементом, который улучшает горячую обрабатываемость стали. Когда содержание Mn в стальной заготовке составляет менее 0,05%, вышеупомянутый эффект получается в недостаточной степени. С другой стороны, когда содержание Mn в стальной заготовке составляет более 1,00%, вторичная рекристаллизация не происходит, и магнитные характеристики стали ухудшаются. Таким образом, в варианте осуществления содержание Mn в стальной заготовке должно составлять 0,05-1,00%. Содержание Mn в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,06% или больше. Кроме того, содержание Mn в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,50% или меньше.

[0119]

(от 0,02 до 0,10% C)

C является элементом, эффективным для управления микроструктурой до завершения процесса обезуглероживающего отжига в производственных процессах, и таким образом улучшает магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Когда содержание C в стальной заготовке составляет менее 0,02%, или когда содержание C в стальной заготовке составляет более 0,10%, вышеупомянутый эффект улучшения магнитных характеристик получается в недостаточной степени. Содержание С в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,03% или больше. Кроме того, содержание С в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,09% или меньше.

[0120]

(от 0,005 до 0,080% в сумме S+Se)

S и Se формируют MnS и MnSe, которые, реагируя с Mn в производственных процессах, действуют как ингибитор. Когда суммарное количество S и Se в стальной заготовке составляет менее 0,005%, трудно получить эффект формирования MnS и MnSe. С другой стороны, когда суммарное количество S и Se составляет более 0,080%, магнитные характеристики ухудшаются, и стальной лист может стать хрупким в диапазоне высоких температур. Таким образом, в варианте осуществления суммарное количество S и Se в стальной заготовке должно составлять 0,005-0,080%. Суммарное количество S и Se в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,006 мас.% или больше. Кроме того, суммарное количество S и Se в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,070% или меньше.

[0121]

(от 0,01 до 0,07% растворимого Al)

Растворимый Al формирует AlN, который действует как ингибитор, связываясь с N в производственных процессах. Когда содержание растворимого Al в стальной заготовке составляет менее 0,01%, AlN не формируется в достаточной степени, и таким образом магнитные характеристики ухудшаются. С другой стороны, когда содержание растворимого Al составляет более 0,07%, магнитные характеристики ухудшаются, и трещины могут образовываться во время холодной прокатки. Таким образом, в варианте осуществления содержание растворимого Al в стальной заготовке должно составлять 0,01-0,07%. Содержание растворимого Al в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,02% или больше. Кроме того, содержание растворимого Al в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,05% или меньше.

[0122]

(от 0,005 до 0,020% N)

N формирует AlN, который действует как ингибитор, связываясь с Al в производственных процессах. Когда содержание N в стальной заготовке составляет менее 0,005%, AlN не формируется в достаточной степени, и таким образом магнитные характеристики ухудшаются. С другой стороны, когда содержание N в стальной заготовке составляет более 0,020%, AlN практически перестает действовать как ингибитор, и таким образом, вторичная рекристаллизация затрудняется. В дополнение к этому, трещины могут образовываться во время холодной прокатки. Таким образом, в варианте осуществления содержание N в стальной заготовке должно составлять 0,005-0,020%. Содержание N в стальной заготовке предпочтительно составляет 0,012% или меньше, и более предпочтительно 0,010% или меньше.

[0123]

В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления стальная заготовка (сляб) может включать в себя примеси. Примеси соответствуют элементам, которые загрязняют сталь во время ее промышленного производства из руд и лома, которые используются в качестве сырья для производства стали, или из окружающей среды производственного процесса.

[0124]

Кроме того, в варианте осуществления стальная заготовка в дополнение к основным элементам и примесям может включать в себя необязательные элементы. Например, вместо части Fe, составляющего остаток, лист кремнистой стали может включать в себя такие необязательные элементы, как Bi, Те, Pb, Sb, Sn, Cr и Cu. Опциональные элементы могут включаться по мере необходимости. Таким образом, нижний предел содержания соответствующих опциональных элементов не должен быть ограничен, и этот нижний предел может составлять 0 мас.%. Кроме того, даже если необязательные элементы могут быть включены как примеси, это не влияет на вышеупомянутые эффекты.

[0125]

(от 0 до 0,03% Bi)

(от 0 до 0,03% Те)

(от 0 до 0,03% Pb)

Bi, Те и Pb являются необязательными элементами. Когда количество каждого из этих элементов в стальной заготовке составляет 0,03% или меньше, возможно выгодно улучшить магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Однако, когда количество каждого из этих элементов составляет более 0,03% соответственно, стальной лист может стать хрупким в диапазоне высоких температур. Таким образом, в варианте осуществления количество каждого из этих элементов в стальной заготовке должно составлять 0,03% или меньше. Нижний предел количества каждого из этих элементов в стальной заготовке особенно не ограничивается и может составлять 0%. Для того, чтобы благоприятно получить вышеупомянутый эффект, количество каждого из этих элементов предпочтительно составляет 0,0005% или больше, и более предпочтительно 0,001% или больше.

[0126]

В настоящем документе, по меньшей мере один из Bi, Те и Pb может быть включен в стальную заготовку. В частности, стальная заготовка может включать в себя по меньшей мере одно из 0,0005-0,03% Bi, 0,0005-0,03% Те и 0,0005-0,03% Pb.

[0127]

(от 0 до 0,50% Sb)

(от 0 до 0,50% Sn)

(от 0 до 0,50% Cr)

(от 0 до 1,0% Cu)

Sb, Sn, Cr и Cu являются необязательными элементами. Когда эти элементы включаются в стальную заготовку, возможно выгодно улучшить магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Таким образом, в варианте осуществления предпочтительно управлять количеством каждого из этих элементов в стальной заготовке так, чтобы оно составляло 0,50% или меньше Sb, 0,50% или меньше Sn, 0,50% или меньше Cr и 1,0% или меньше Cu. Нижний предел количества каждого из этих элементов в стальной заготовке особенно не ограничивается и может составлять 0%. Для того, чтобы благоприятно получить вышеупомянутый эффект, количество каждого из этих элементов предпочтительно составляет 0,0005% или больше, и более предпочтительно 0,001% или больше.

[0128]

В настоящем документе по меньшей мере один из Sb, Sn, Cr и Cu может быть включен в стальную заготовку. В частности, стальная заготовка может содержать по меньшей мере одно из 0,0005-0,50% Sb, 0,0005-0,50% Sn, 0,0005-0,50% Cr и 0,0005-1,0% Cu.

[0129]

Химический состав стальной заготовки может быть измерен с помощью типичных аналитических способов для стали. Например, химический состав может быть измерен на основе вышеупомянутого аналитического способа.

[0130]

<Процесс отжига в горячем состоянии>

Процесс отжига в горячем состоянии (стадия S113) является процессом необязательного отжига горячекатаного стального листа после процесса горячей прокатки для того, чтобы получить лист горячекатаной и отожженной стали. При отжиге в горячем состоянии в стальном листе происходит вторичная рекристаллизация, и в результате могут быть получены превосходные магнитные характеристики.

[0131]

Способ нагрева особенно не ограничивается, и может использоваться любой известный способ. Кроме того, условия отжига особенно не ограничиваются. Например, горячекатаный стальной лист может быть выдержан в диапазоне температур 900-1200°C в течение 10 с - 5 мин.

[0132]

Процесс отжига в горячем состоянии может быть опущен при необходимости.

Кроме того, после процесса отжига в горячем состоянии и перед процессом холодной прокатки, который объясняется ниже, поверхность горячекатаного стального листа может травиться.

[0133]

<Процесс холодной прокатки>

Процесс холодной прокатки (стадия S115) является процессом холодной прокатки горячекатаного стального листа после процесса горячей прокатки или отожженного в горячем состоянии стального листа один или множество раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист. Поскольку форма отожженного в горячем состоянии стального листа является превосходной благодаря отжигу в горячем состоянии, можно уменьшить вероятность разрушения стального листа при первой холодной прокатке. Холодная прокатка может выполняться три или более раз, но производственные затраты при этом увеличиваются. Таким образом, предпочтительно выполнять холодную прокатку один или два раза.

[0134]

В процессе холодной прокатки способ холодной прокатки стального листа особенно не ограничивается, и может использоваться известный способ. Например, обжатие при финишной холодной прокатке (общее обжатие холодной прокатки без промежуточного отжига или общее обжатие холодной прокатки после промежуточного отжига) может составлять 80-95%.

[0135]

В настоящем документе степень обжатия при финишной холодной прокатке (%) определяется следующим образом.

Степень обжатия при финишной холодной прокатке (%) = (1 - Толщина стального листа после финишной холодной прокатки/Толщина стального листа перед финишной холодной прокаткой) × 100

[0136]

Когда обжатие при финишной холодной прокатке составляет менее 80%, ядра Госса могут не сформироваться. С другой стороны, когда обжатие при финишной холодной прокатке составляет более 95%, вторичная рекристаллизация может быть нестабильной в процессе финишного отжига. Таким образом, предпочтительно, чтобы обжатие при финишной холодной прокатке составляло 80-95%.

[0137]

При многократном проведении холодной прокатки с промежуточным отжигом обжатие при первой холодной прокатке может составлять от 5 до 50%, а выдержка при промежуточном отжиге может выполняться в диапазоне температур от 950 до 1200°C в течение от 30 с до 30 мин.

[0138]

Средняя толщина холоднокатаного стального листа (толщина после холодной прокатки) отличается от толщины листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, которая включает в себя толщину изоляционного покрытия с натяжением. Например, средняя толщина холоднокатаного стального листа может составлять 0,10-0,50 мм. В варианте осуществления, даже когда холоднокатаный стальной лист является тонким листом, средняя толщина которого составляет менее 0,22 мм, адгезия изоляционного покрытия с натяжением выгодно улучшается. Таким образом, средняя толщина холоднокатаного стального листа может составлять 0,17 мм или больше и 0,20 мм или меньше.

[0139]

В процессе холодной прокатки обработка старения может проводиться для того, чтобы благоприятно улучшить магнитные характеристики листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Например, поскольку толщина стального листа уменьшается при нескольких проходах холодной прокатки, стальной лист может выдерживаться в диапазоне температур 100°C или больше в течение 1 мин или больше по меньшей мере один раз между несколькими проходами. Посредством обработки старения можно благоприятно управлять текстурой первичной рекристаллизации в процессе обезуглероживающего отжига, и в результате можно получить вторичную рекристаллизованную текстуру, в которой ориентация {110}<001> благоприятно развивается в процессе финишного отжига.

[0140]

<Процесс обезуглероживающего отжига>

Процесс обезуглероживающего отжига (стадия S117) является процессом обезуглероживающего отжига холоднокатаного стального листа после процесса холодной прокатки для получения обезуглероженного отожженного стального листа. В процессе обезуглероживающего отжига холоднокатаный стальной лист отжигается при предопределенных условиях для управления первично рекристаллизованной структурой.

[0141]

В способе производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления условия отжига в процессе обезуглероживающего отжига особенно не ограничиваются, и могут использоваться известные условия. Например, стальной лист может быть выдержан в диапазоне температур 750-950°C в течение 1-5 мин. Кроме того, печная атмосфера может быть известной влажной атмосферой, включающей водород и азот.

[0142]

<Процесс финишного отжига>

Процесс финишного отжига (стадия S119) является процессом нанесения отжигового сепаратора на обезуглероженный отожженный стальной лист после процесса обезуглероживающего отжига с последующим финишным отжигом этого обезуглероженного отожженного стального листа с тем, чтобы получить финишно отожженный стальной лист. При финишном отжиге смотанный в рулон стальной лист как правило может выдерживаться при более высокой температуре в течение длительного времени. Таким образом, для того, чтобы подавить слипание между внутренней и внешней частью листа рулонной стали, отжиговый сепаратор наносится на обезуглероженный отожженный лист и сушится перед финишным отжигом.

[0143]

В процессе финишного отжига отжиговый сепаратор, наносимый на обезуглероженный отожженный стальной лист, особенно не ограничивается, и может использоваться известный отжиговый сепаратор. Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой согласно варианту осуществления представляет собой способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без стеклянной пленки (пленки форстерита), и таким образом может использоваться отжиговый сепаратор, который не формирует пленки форстерита. В том случае, когда используется отжиговый сепаратор, который формирует пленку форстерита, эта пленка форстерита может быть удалена путем шлифовки или травления после финишного отжига.

[0144]

(Отжиговый сепаратор, не формирующий пленки форстерита)

В качестве отжигового сепаратора, который не формирует стеклянную пленку (пленку форстерита), может быть использован отжиговый сепаратор, который включает в себя главным образом MgO и Al₂O₃, и который включает в себя хлорид висмута. Например, предпочтительно, чтобы отжиговый сепаратор включал в себя MgO и Al₂O₃ в суммарном количестве твердого содержания 85 мас.% или более, MgO: Al₂O₃, которое представляет собой массовое соотношение MgO и Al₂O₃, составляло от 3: 7 до 7: 3, и чтобы отжиговый сепаратор включал в себя хлорид висмута в количестве твердого содержания 0,5-15 мас.% по общей массе MgO и Al₂O₃. Диапазон вышеупомянутого массового соотношения MgO и Al₂O₃ и количество вышеупомянутого хлорида висмута определяется с точки зрения получения основного стального листа, обладающего превосходной гладкостью поверхности без стеклянной пленки.

[0145]

Что касается вышеупомянутого массового соотношения MgO и Al₂O₃, когда количество MgO превышает вышеупомянутый диапазон, стеклянная пленка может сформироваться и остаться на поверхности стального листа, и таким образом, поверхность основного стального листа не может быть сглажена. Кроме того, что касается вышеупомянутого массового соотношения MgO и Al₂O₃, когда количество Al₂O₃ превышает вышеупомянутый диапазон, может произойти слипание Al₂O₃ поверхности стального листа, и таким образом поверхность основного стального листа не может быть сглажена. Более предпочтительно, чтобы MgO: Al₂O₃, которое представляет собой массовое соотношение MgO и Al₂O₃, составляло от 3,5: 6,5 до 6,5: 3,5.

[0146]

В том случае, когда хлорид висмута включается в отжиговый сепаратор, стеклянная пленка легко удаляется с поверхности стального листа, даже когда она формируется при финишном отжиге. Когда количество хлорида висмута составляет менее 0,5 мас.% по общей массе MgO и Al₂O₃, стеклянная пленка может остаться. С другой стороны, когда количество хлорида висмута составляет более 15 мас.% по общей массе MgO и Al₂O₃, эффект подавления сепаратором отжига слипания между стальными листами не может быть получен. Количество хлорида висмута более предпочтительно составляет 3 мас.% или больше и 7 мас.% или меньше по общей массе MgO и Al₂O₃.

[0147]

Тип хлорида висмута особенно не ограничивается, и может использоваться известный хлорид висмута. Например, может использоваться хлористый висмутил (BiOCl), трихлорид висмута (BiCl₃) и т.п. Кроме того, могут использоваться соединения, которые могут формировать хлористый висмутил за счет реакции в отжиговом сепараторе во время процесса финишного отжига. Например, в качестве соединений, которые могут формировать хлористый висмутил во время финишного отжига, могут использоваться смеси соединения висмута и хлорида металла. Например, в качестве соединения висмута могут использоваться оксид висмута, гидроксид висмута, сульфид висмута, сульфат висмута, фосфат висмута, карбонат висмута, нитрат висмута, органическое соединение висмута, галоидное соединение висмута и т.п. Например, в качестве хлорида металла могут использоваться хлорид железа, хлорид кобальта, хлорид никеля и т.п.

[0148]

После нанесения вышеупомянутого отжигового сепаратора, который не формирует пленку форстерита на поверхности обезуглероженного отожженного стального листа, и его сушки проводится финишный отжиг. Условия отжига в процессе финишного отжига особенно не ограничиваются, и могут использоваться известные условия. Например, стальной лист может быть выдержан в диапазоне температур 1100-1300°C в течение 10-30 час. Кроме того, печная атмосфера может быть известной атмосферой азота или смешанной атмосферой азота и водорода. После финишного отжига предпочтительно, чтобы избыточный отжиговый сепаратор удалялся с поверхности стального листа промывкой водой или травлением.

[0149]

(Отжиговый сепаратор, формирующий пленку форстерита)

В качестве отжигового сепаратора, который формирует стеклянную пленку (пленку форстерита), может быть использован отжиговый сепаратор, который включает в себя главным образом MgO. Например, предпочтительно, чтобы отжиговый сепаратор включал в себя MgO в количестве твердого содержания 60 мас.% или больше.

[0150]

После нанесения отжигового сепаратора на поверхность обезуглероженного отожженного стального листа и его сушки проводится финишный отжиг. Условия отжига в процессе финишного отжига особенно не ограничиваются, и могут использоваться известные условия. Например, стальной лист может быть выдержан в диапазоне температур 1100-1300°C в течение 10-30 час. Кроме того, печная атмосфера может быть известной атмосферой азота или смешанной атмосферой азота и водорода.

[0151]

В том случае, когда используется отжиговый сепаратор, формирующий пленку форстерита, MgO в отжиговом сепараторе реагирует с SiO₂ поверхности стального листа во время финишного отжига, в результате чего образуется форстерит (Mg₂SiO₄). Таким образом, предпочтительно, чтобы пленка форстерита, сформированная на поверхности, удалялась путем шлифовки или травления поверхности финишно отожженного стального листа после финишного отжига. Способ удаления пленки форстерита с поверхности финишно отожженного стального листа особенно не ограничивается, и может использоваться известный способ шлифовки или травления.

[0152]

Например, для того, чтобы удалить пленку форстерита путем травления, финишно отожженный стальной лист может быть погружен в соляную кислоту с концентрацией 20-40 мас.% при 50-90°C на 1-5 мин, а затем промыт водой и высушен. Кроме того, финишно отожженный стальной лист может травиться в смешанном растворе фторированного аммония и серной кислоты, химически полироваться в смешанном растворе фтористоводородной кислоты и перекиси водорода, промываться водой, а затем сушиться.

[0153]

<Процесс окисления>

Процесс окисления (стадия S121) является процессом последовательного выполнения промывки, травления и термической обработки финишно отожженного стального листа после процесса финишного отжига (финишно отожженного стального листа без пленки форстерита) для того, чтобы получить окисленный стальной лист. В частности, поверхность финишно отожженного стального листа промывается, затем финишно отожженный стальной лист травится с использованием 2-20 мас.% серной кислоты с температурой 70-90°C, после чего финишно отожженный стальной лист в качестве термической обработки выдерживается в диапазоне температур 700-900°C в течение 10-60 с в атмосфере, имеющей концентрацию кислорода 5-21 об.% и точку росы от 10 до 30°C.

[0154]

(Промывка)

Поверхность финишно отожженного стального листа после процесса финишного отжига промывается. Способ промывки поверхности финишно отожженного стального листа особенно не ограничивается, и может использоваться известный способ промывки. Например, поверхность финишно отожженного стального листа может быть промыта водой.

[0155]

(Травление)

Финишно отожженный стальной лист после промывки травится с использованием 2-20 мас.% серной кислоты при температуре 70-90°C.

[0156]

Когда серная кислота составляет менее 2 мас.%, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором удовлетворяется условие 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35. Кроме того, когда концентрация серной кислоты составляет более 20 мас.%, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. имеющий вышеупомянутые особенности. Концентрация серной кислоты предпочтительно составляет 17 мас.% или меньше, и более предпочтительно 12 мас.% или меньше.

[0157]

Кроме того, когда температура серной кислоты составляет менее 70°C, достаточная адгезия не получается. С другой стороны, когда температура серной кислоты составляет более 90°C, эффект улучшения адгезии насыщается, и натяжение, которое прикладывается к стальному листу изоляционным покрытием, уменьшается. Температура серной кислоты предпочтительно составляет 75°C или больше, и более предпочтительно 80°C или больше. Температура серной кислоты предпочтительно составляет 88°C или меньше, и более предпочтительно 85°C или меньше.

[0158]

Продолжительность травления особенно не ограничивается. Например, финишно отожженный стальной лист может проходить с обычной линейной скоростью через травильную ванну, содержащую вышеупомянутую серную кислоту.

[0159]

(Термическая обработка)

Финишно отожженный стальной лист после травления выдерживается в диапазоне температур 700-900°C в течение 10-60 с в атмосфере с концентрацией кислорода 5-21 об.% и точкой росы от 10 до 30°C. При термической обработке на поверхности финишно отожженного стального листа формируются слой, содержащий главным образом оксиды железа, и слой оксидов, содержащих Si. Стальной лист после термической обработки становится стальной подложкой, которая удовлетворяет вышеупомянутым условиям (I) и (II).

[0160]

Когда концентрация кислорода составляет менее 5 об.%, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий вышеупомянутые особенности. Когда концентрация кислорода превышает 21 об.%, оксиды формируются в избытке, что является нежелательным. Концентрация кислорода предпочтительно составляет 15 об.% или больше.

[0161]

Когда точка росы составляет менее 10°C, или когда температура выдержки составляет менее 700°C, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий вышеупомянутые особенности. Когда температура выдержки составляет более 900°C, этот эффект насыщается, и затраты на нагрев возрастают. Когда точка росы составляет более 30°C, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий вышеупомянутые особенности.

[0162]

Когда время выдержки составляет менее 10 с, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. имеющий вышеупомянутые особенности. Кроме того, когда время выдержки составляет более 60 с, трудно получить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющий вышеупомянутые особенности.

[0163]

Точка росы предпочтительно составляет 25°C или меньше, более предпочтительно 20°C или меньше, и еще более предпочтительно менее 20°C. Температура выдержки предпочтительно составляет 750°C или больше, и более предпочтительно 800°C или больше. Продолжительность выдержки предпочтительно составляет 20 с или больше. Продолжительность выдержки предпочтительно составляет 50 с или меньше, и более предпочтительно 40 с или меньше.

[0164]

<Второй процесс травления>

В способе формирования изоляционного покрытия в соответствии с вариантом осуществления второе травление может проводиться по мере необходимости после процесса окисления и перед процессом формирования изоляционного покрытия. При втором травлении окисленный стальной лист после процесса окисления может травиться с использованием серной кислоты с концентрацией 1-5 мас.% и температурой 70-90°C.

[0165]

Путем проведения вышеупомянутой второй обработки травлением можно сформировать оксидный слой, включающий в себя в основном оксиды железа, и содержащий Si оксидный слой на поверхности окисленного стального листа. Кроме того, можно надежно получать лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, удовлетворяющий вышеупомянутой (формуле 101).

[0166]

Концентрация серной кислоты предпочтительно составляет 3 мас.% или меньше. Кроме того, температура серной кислоты предпочтительно составляет 75°C или больше, и более предпочтительно 80°C или больше. Температура серной кислоты предпочтительно составляет 88°C или меньше, и более предпочтительно 85°C или меньше.

[0167]

<Процесс формирования изоляционного покрытия>

Процесс формирования изоляционного покрытия (стадия S123) является процессом нанесения раствора для формирования изоляционного покрытия с натяжением на поверхность окисленного стального листа после процесса окисления или после второго процесса травления, и запекания этого раствора для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм. В процессе формирования изоляционного покрытия изоляционное покрытие с натяжением может быть сформировано на одной поверхности или на обеих поверхностях окисленного стального листа.

[0168]

Прежде чем нанести раствор, поверхность окисленного стального листа для формирования изоляционного покрытия может быть подвергнута необязательной предварительной обработке, такой как обработка обезжиривания щелочью, травление соляной кислотой, серной кислотой, фосфорной кислотой и т.п. Предварительная обработка может не выполняться.

[0169]

Условия для формирования изоляционного покрытия с натяжением особенно не ограничиваются, и могут использоваться известные условия. Кроме того, изоляционное покрытие с натяжением может включать в себя главным образом неорганические вещества, и может дополнительно включать в себя органические вещества. Например, изоляционное покрытие с натяжением может включать в себя главным образом по меньшей мере одно из хромата металла, фосфата металла, коллоидного кремнезема, соединения Zr, соединения Ti и т.п. в качестве неорганических веществ, и мелкие частицы органической смолы могут диспергироваться в изоляционном покрытии с натяжением. С точки зрения снижения экологической нагрузки во время производства изоляционное покрытие с натяжением может производиться из такого исходного материала, как фосфат металла, связующие вещества из Zr или Ti, их карбонатов и солей аммония.

[0170]

<Другие процессы>

(Процесс выравнивающего отжига)

После процесса формирования изоляционного покрытия для выпрямления листа может быть проведен выравнивающий отжиг. При выполнении выравнивающего отжига листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после процесса формирования изоляционного покрытия можно выгодно уменьшить потери в стали.

[0171]

(Процесс измельчения магнитного домена)

Обработка измельчения магнитного домена может быть проведена для произведенного листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. В настоящем документе обработка измельчения магнитного домена представляет собой такую обработку, при которой лазерный луч, который измельчает магнитный домен, облучает поверхность листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, или бороздка формируется на поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. При выполнении обработки измельчения магнитного домена можно выгодно улучшить магнитные характеристики.

Примеры

[0172]

Далее эффекты одного аспекта настоящего изобретения подробно описываются со ссылками на следующие примеры. Однако условия в примерах представляют собой примерные условия, используемые для того, чтобы подтвердить работоспособность и эффекты настоящего изобретения, так что настоящее изобретение не ограничивается этими примерными условиями. Настоящее изобретение может использовать различные типы условий, если эти условия не отступают от области охвата настоящего изобретения и позволяют решать задачу настоящего изобретения.

[0173]

(Пример 1)

Стальной сляб нагревался до 1350°C, а затем подвергался горячей прокатке для получения горячекатаных стальных листов, имеющих среднюю толщину 2,3 мм, причем стальной сляб содержал 0,081 мас.% С, 3,3 мас.% Si, 0,083 мас.% Mn, 0,022 мас.% S (0,022 мас.% S+Se), 0,025 мас.% растворимого Al, 0,008 мас.% N, 0,0025 мас.% Bi и остаток, состоящий из Fe и примесей.

[0174]

Полученные горячекатаные стальные листы были отожжены при 1100°C в течение 120 с, а затем протравлены. Стальные листы после травления были подвергнуты холодной прокатке, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие среднюю толщину 0,23 мм. Полученные холоднокатаные стальные листы были подвергнуты обезуглероживающему отжигу.

[0175]

После этого отжиговый сепаратор был нанесен на них и высушен. Отжиговый сепаратор содержал MgO и Al₂O₃ в суммарном количестве твердого вещества 95 мас.%, причем массовое соотношение MgO и Al₂O₃ составляло 50%: 50%, а также BiOCl в количестве 5 мас.% по общей массе MgO и Al₂O₃. После этого финишный отжиг проводился при 1200°C в течение 20 час.

[0176]

Избыточный отжиговый сепаратор удалялся с полученного финишно отожженного стального листа путем промывки водой. В этих стальных листах стеклянная пленка (пленка форстерита) не была сформирована, что было подтверждено способом рентгеновской дифракции.

[0177]

Стальные листы после удаления избыточного отжигового сепаратора с помощью промывки водой были подвергнуты травлению с использованием серной кислоты с температурой 70°C и концентрацией 5 мас.%. После этого термическая обработка проводилась при 850°C в течение 10 с в (A) атмосфере, содержащей 100% N₂ и имеющей точку росы 30°C, и (B) в атмосферном воздухе (21% O₂ и 79% N₂) с точкой росы 10°C.

[0178]

Водный раствор, который включал в себя главным образом фосфат алюминия и коллоидный кремнезем, наносился на стальные листы после процесса окисления, запекался при 850°C в течение 1 мин, и тем самым изоляционное покрытие с натяжением, плотность которого составляла 4,5 г/м² на сторону, формировалось на поверхности стальных листов.

[0179]

Основные стальные листы листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой были химически проанализированы на основе вышеописанного способа. Все стальные листы содержали в своем химическом составе, в мас.%, 0,002% или меньше C, 3,3% Si, 0,083% Mn, 0,005% или меньше S (0,005% или меньше S+Se), 0,005% или меньше растворимого Al, 0,005% или меньше N, 0,0001 мас.% Bi и остаток, состоящий из Fe и примесей.

[0180]

Для полученных листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой двух типов (A) и (B) были оценены анализ GDS, содержание кислорода, магнитные характеристики и адгезия покрытия.

[0181]

<Анализ GDS>

На основе вышеупомянутого способа для поверхности окисленного стального листа после процесса окисления и поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после формирования изоляционного покрытия с натяжением проводилась спектроскопия тлеющего разряда c использованием спектрометра GDA750 производства компании Rigaku Corporation. Измеряемыми элементами были O, Si и Fe для окисленного стального листа и O, Al, Si, P и Fe для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Полученный профиль глубины GDS оценивался.

[0182]

(Анализ содержания кислорода)

На основе вышеописанного способа было измерено общее содержание кислорода в основном стальном листе и оксидном слое для окисленного стального листа после процесса окисления.

[0183]

<Магнитные характеристики>

Тестовый образец с длиной 300 мм, параллельной направлению прокатки, и шириной 60 мм был подвергнут отжигу для снятия напряжений при 800°C в течение 2 час в атмосфере азота, а затем был подвергнут обработке измельчения магнитного домена лазерным облучением. Были подготовлены восемь тестовых образцов. Плотность B8 магнитного потока в направлении прокатки (в Тл) (плотность магнитного потока при 800 А/м) и потери в стали W17/50 (в Вт/кг) (потери в стали при возбуждении полем в 1,7 Тл при 50 Гц) оценивались на основе способа, регулируемого стандартом JIS C 2556: 2015 с использованием этих тестовых образцов Среднее значение B8 было вычислено с использованием результатов этих восьми тестовых образцов. Кроме того, самое благоприятное значение W17/50 (а именно значение достигаемых потерь в стали) было получено из результатов этих восьми тестовых образцов.

[0184]

<Адгезия изоляционного покрытия>

Тестовый образец, продольное направление которого соответствовало направлению прокатки, брался из полученных листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и испытания на изгиб с диаметром ϕ 20 проводились с использованием прибора для испытания на изгиб с цилиндрической оправкой. Поверхность тестового образца после испытаний на изгиб наблюдалась, вычислялась доля площади, на которой изоляционное покрытие осталось неотслоенным в области согнутой части (доля оставшегося покрытия), и тем самым оценивалась адгезия изоляционного покрытия с натяжением. Когда доля оставшегося покрытия получала оценку A, это считалось приемлемым.

[0185]

Оценка A: доля оставшегося покрытия составляет 90% или больше.

Оценка B: доля оставшегося покрытия составляет 70% или больше и меньше чем 90%.

Оценка C: доля оставшегося покрытия составляет менее 70%.

[0186]

<Средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением>

Тестовый образец был взят из полученного листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением была измерена вышеупомянутым способом.

[0187]

Что касается адгезии изоляционного покрытия в полученном листе электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, адгезия обоих стальных листов условий (A) и (B) была оценена как A. Средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением обоих стальных листов условий (A) и (B) составила 3,0 мкм.

[0188]

Кроме того, что касается профиля глубины GDS, окисленные стальные листы условия (A) не удовлетворяли вышеупомянутым условиям (I) и (II). Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой условия (A) не удовлетворяли условию 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35.

С другой стороны, окисленные стальные листы условия (B) удовлетворяли вышеупомянутым условиям (I) и (II). Листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой условия (В) удовлетворяли условию 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35.

[0189]

Кроме того, содержание кислорода в окисленных стальных листах условия (A) не соответствовало диапазону 0,008-0,025%, а содержание кислорода в окисленных стальных листах условия (B) соответствовало диапазону 0,008-0,025%.

[0190]

Кроме того, что касается магнитных характеристик, листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой условия (B) показали превосходные достигаемые потери в стали по сравнению с листами электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой условия (A).

[0191]

(Пример 2)

Стальной сляб A (стальная заготовка A) и стальной сляб B (стальная заготовка B) нагревались до 1350°C, а затем подвергались горячей прокатке для получения горячекатаных стальных листов, имеющих среднюю толщину 2,3 мм, причем стальной сляб А содержал 0,082 мас.% С, 3,3 мас.% Si, 0,082 мас.% Mn, 0,023 мас.% S (0,023 мас.% S+Se), 0,025 мас.% растворимого Al, 0,008 мас.% N и остаток, состоящий из Fe и примесей, а стальной сляб B содержал 0,081 мас.% C, 3,3 мас.% Si, 0,083 мас.% Mn, 0,022 мас.% S (0,022 мас.% S+Se), 0,025 мас.% растворимого Al, 0,008 мас.% N, 0,0025 мас.% Bi и остаток, состоящий из Fe и примесей.

[0192]

Полученные горячекатаные стальные листы были отожжены при 1100°C в течение 120 с, а затем протравлены. Стальные листы после травления были подвергнуты холодной прокатке, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие среднюю толщину 0,23 мм. Полученные холоднокатаные стальные листы были подвергнуты обезуглероживающему отжигу.

[0193]

После этого отжиговый сепаратор был нанесен на них и высушен. Отжиговый сепаратор содержал MgO и Al₂O₃ в суммарном количестве твердого вещества 95 мас.%, причем массовое соотношение MgO и Al₂O₃ составляло 50% : 50% (1:1), а также BiOCl в количестве 5 мас.% по общей массе MgO и Al₂O₃. После этого финишный отжиг проводился при 1200°C в течение 20 час.

[0194]

Избыточный отжиговый сепаратор удалялся с полученного финишно отожженного стального листа путем промывки водой. Во всех стальных листах стеклянная пленка (пленка форстерита) не была сформирована, что было подтверждено способом рентгеновской дифракции.

[0195]

Стальные листы после удаления избыточного отжигового сепаратора с помощью промывки водой были подвергнуты травлению с использованием серной кислоты с температурой 70°C и концентрацией, показанной в следующей Таблице 1. После этого термическая обработка проводилась с изменением атмосферы, точки росы, температуры и времени. Здесь в тесте № 2-27 после термической обработки снова выполнялось травление серной кислотой с температурой 85°C и концентрацией 1%.

[0196]

[Таблица 1]

[0197]

Водный раствор, который включал в себя главным образом фосфат алюминия и коллоидный кремнезем, наносился на стальные листы после процесса окисления, запекался при 850°C в течение 1 мин, и тем самым изоляционное покрытие с натяжением, плотность которого составляла 4,5 г/м² на сторону, формировалось на поверхности тестовых образцов.

[0198]

Основные стальные листы листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой были химически проанализированы на основе вышеописанного способа. Стальные листы, сделанные из стального сляба А, содержали в своем химическом составе, в мас.%, 0,002% или меньше C, 3,3% Si, 0,082% Mn, 0,005% или меньше S (0,005% или меньше S+Se), 0,005% или меньше растворимого Al, 0,005% или меньше N, а также остаток из Fe и примесей. Стальные листы, сделанные из стального сляба В, содержали в своем химическом составе, в мас.%, 0,002% или меньше C, 3,3% Si, 0,083% Mn, 0,005% или меньше S (0,005% или меньше S+Se), 0,005% или меньше растворимого Al, 0,005% или меньше N, 0,0001 мас.% Bi и остаток, состоящий из Fe и примесей.

[0199]

<Оценка>

Оценивались анализ GDS, содержание кислорода, магнитные характеристики, адгезия покрытия и т.п. Способы оценки были следующими.

[0200]

(Магнитные характеристики)

Тестовый образец с длиной 300 мм, параллельной направлению прокатки, и шириной 60 мм был подвергнут отжигу для снятия напряжений при 800°C в течение 2 час в атмосфере азота, а затем был подвергнут обработке измельчения магнитного домена лазерным облучением. Были подготовлены десять тестовых образцов. Плотность B8 магнитного потока в направлении прокатки (в Тл) (плотность магнитного потока при 800 А/м) и потери в стали W17/50 (в Вт/кг) (потери в стали при возбуждении полем в 1,7 Тл при 50 Гц) оценивались на основе способа, регулируемого стандартом JIS C 2556: 2015 с использованием этих тестовых образцов Среднее значение B8 было вычислено с использованием результатов этих десяти тестовых образцов. Кроме того, самое благоприятное значение W17/50 (а именно значение достигаемых потерь в стали) было получено из результатов этих десяти тестовых образцов.

Здесь, что касается стали типа А, когда среднее значение B8 было равно 1,90 Тл или больше, и самое благоприятное значение W17/50 было равно 0,700 Вт/кг или меньше, это считалось приемлемым. Что касается стали типа B, когда среднее значение B8 было равно 1,90 Тл или больше, и самое благоприятное значение W17/50 было равно 0,650 Вт/кг или меньше, это считалось приемлемым.

[0201]

(Анализ GDS)

На основе вышеупомянутого способа для поверхности окисленного стального листа после процесса окисления и поверхности листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой после формирования изоляционного покрытия с натяжением анализ проводился при условиях выходной мощности 30 Вт, давления Ar 3 гПа, области измерения диаметром 4 мм и времени измерения 100 с в высокочастотном режиме с использованием спектрометра GDA750 производства компании Rigaku Corporation. Измеряемыми элементами были O, Si и Fe для окисленного стального листа и O, Al, Si, P и Fe для листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. С помощью полученного профиля глубины GDS подтверждалось, удовлетворяют ли окисленные стальные листы вышеупомянутым условиям (I) и (II), и удовлетворяют ли листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой условию 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35.

[0202]

(Анализ содержания кислорода)

На основе вышеописанного способа было измерено общее содержание кислорода в основном стальном листе и оксидном слое для окисленного стального листа после процесса окисления.

[0203]

(Адгезия изоляционного покрытия с натяжением)

Тестовый образец, продольное направление которого соответствовало направлению прокатки, брался из полученных листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и испытания на изгиб с диаметром ϕ 10 и ϕ 20 проводились с использованием прибора для испытания на изгиб с цилиндрической оправкой. Поверхность тестового образца после испытаний на изгиб наблюдалась, вычислялась доля площади, на которой изоляционное покрытие осталось неотслоенным в области согнутой части (доля оставшегося покрытия), и тем самым оценивалась адгезия изоляционного покрытия с натяжением. Когда доля оставшегося покрытия получала оценку A, это считалось приемлемым.

[0204]

Оценка A: доля оставшегося покрытия составляет 90% или больше.

Оценка B: доля оставшегося покрытия составляет 70% или больше и меньше чем 90%.

Оценка C: доля оставшегося покрытия составляет менее 70%.

[0205]

(Средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением)

Тестовый образец был взят от полученных листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, и средняя толщина изоляционного покрытия с натяжением была измерена на основе вышеупомянутого способа.

[0206]

Полученные результаты показаны в следующей Таблице 2.

[Таблица 2]

[0207]

Как ясно показано в Таблицах 1 и 2, поскольку условия окисления удовлетворялись в тестах №№ 2-2, 2-3, 2-5, 2-6, 2-8, 2-15, 2-16, 2-18, 2-19, 2-21 и 2-27, окисленные стальные листы удовлетворяли вышеупомянутым условиям (I) и (II), и листы электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой удовлетворяли условию 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35. В результате как магнитные характеристики, так и адгезия покрытия были превосходными.

Кроме того, поскольку химические составы стальных слябов в тестах №№ 2-15, 2-16, 2-18, 2-19, 2-21 и 2-27 среди вышеупомянутых были благоприятными, магнитные характеристики были дополнительно улучшены.

[0208]

С другой стороны,

поскольку время выдержки для окисления было короче в тесте № 2-1, температура выдержки для окисления была более низкой в тесте № 2-4, время выдержки для окисления было более длительным в тесте № 2-7, и точка росы для окисления была вне диапазона, описанного выше в тесте № 2-9, адгезия покрытия и магнитные характеристики были плохими.

Поскольку атмосфера для окисления не соответствовала диапазону, описанному выше в тесте № 2-10, магнитные характеристики были особенно плохими.

Поскольку время выдержки для окисления было более длительным в тесте № 2-11, адгезия покрытия и магнитные характеристики были плохими.

Поскольку атмосфера для окисления не соответствовала диапазону, описанному выше в тесте № 2-12, магнитные характеристики были особенно плохими.

Поскольку концентрация для травления была более высокой, и температура для окисления была более низкой в тесте № 2-13, адгезия покрытия и магнитные характеристики были плохими.

Поскольку время выдержки для окисления было короче в тесте № 2-14, температура выдержки для окисления была более низкой в тесте № 2-17, время выдержки для окисления было более длительным в тесте № 2-20, и точка росы для окисления была вне диапазона, описанного выше в тесте № 2-22, адгезия покрытия и магнитные характеристики были плохими.

Поскольку атмосфера для окисления не соответствовала диапазону, описанному выше в тесте № 2-23, магнитные характеристики были особенно плохими.

Поскольку время выдержки для окисления было более длительным в тесте № 2-24, адгезия покрытия и магнитные характеристики были плохими.

Поскольку атмосфера для окисления не соответствовала диапазону, описанному выше в тесте № 2-25, магнитные характеристики были особенно плохими.

Поскольку концентрация для травления была более высокой, и температура для окисления была более низкой в тесте № 2-26, адгезия покрытия и магнитные характеристики были плохими.

[0209]

(Пример 3)

Стальные слябы (стальные заготовки) с химическими составами, показанными в следующей Таблице 3, нагревались до 1380°C, а затем подвергались горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаные стальные листы, имеющие среднюю толщину 2,3 мм. Некоторые образцы при этом растрескались, и таким образом не могли быть подвергнуты последующим процессам.

[0210]

[Таблица 3]

Горячекатаные стальные листы, которые могли быть подвергнуты последующим процессам, отжигались при 1120°C в течение 120 с, а затем травились. Стальные листы после травления были подвергнуты холодной прокатке, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие среднюю толщину 0,23 мм. Некоторые образцы растрескались во время холодной прокатки, и таким образом не могли быть подвергнуты последующим процессам. Стальные листы, которые могли быть подвергнуты последующим процессам, были подвергнуты обезуглероживающему отжигу.

[0211]

После этого отжиговый сепаратор был нанесен на них и высушен. Отжиговый сепаратор содержал MgO и Al₂O₃ в суммарном количестве твердого вещества 94 мас.%, причем массовое соотношение MgO и Al₂O₃ составляло 50%: 50% (1:1), а также BiOCl в количестве 6 мас.% по общей массе MgO и Al₂O₃. После этого финишный отжиг проводился при 1200°C в течение 20 час.

[0212]

Избыточный отжиговый сепаратор удалялся с полученного финишно отожженного стального листа путем промывки водой. Во всех стальных листах стеклянная пленка (пленка форстерита) не была сформирована, что было подтверждено способом рентгеновской дифракции.

[0213]

Стальные листы после удаления избыточного отжигового сепаратора с помощью промывки водой были подвергнуты травлению с использованием серной кислоты с температурой 70°C и концентрацией 10%. После этого термическая обработка проводилась путем выдержки при условиях концентрации кислорода 21% и концентрации азота 79% (т.е. в атмосферном воздухе), точки росы 10°C, температуры 800°C и времени выдержки 20 с.

[0214]

Анализ GDS проводился тем же самым способом, что и в Примере 2 для стальных листов после процесса окисления. Эти стальные листы, за исключением тестов №№ 3-12 и 3-21, удовлетворяли вышеупомянутым условиям (I) и (II). Кроме того, содержание кислорода составляло 0,008-0,025%.

[0215]

После этого водный раствор, который включал в себя главным образом фосфат алюминия и коллоидный кремнезем, наносился и запекался при 850°C в течение 1 мин, и тем самым изоляционное покрытие с натяжением, плотность которого составляла 4,5 г/м² на сторону, формировалось на поверхности тестового образца.

[0216]

Основные стальные листы листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой были химически проанализированы на основе вышеописанного способа. Химические составы показаны в Таблице 4. В Таблицах 3 и 4 элемент, для которого концентрация не указана или указана как «-», означает элемент, целенаправленное управление количеством которого во время производства не выполнялось.

[0217]

[Таблица 4]

[0218]

<Оценка>

Оценивались анализ GDS, содержание кислорода, магнитные характеристики, адгезия покрытия и т.п. Способы оценки анализа GDS, содержания кислорода, адгезии покрытия и средней толщины покрытия были теми же самыми, что и в Примере 2. Магнитные характеристики оценивались следующим образом.

[0219]

(Магнитные характеристики)

Были подготовлены десять тестовых образцов с длиной 300 мм, параллельной направлению прокатки, и шириной 60 мм. Эти тестовые образцы были подвергнуты отжигу для снятия напряжений при 800°C в течение 2 час в атмосфере азота, а затем магнитные характеристики в направлении прокатки были оценены на основе способа, определяемого стандартом JIS C 2556: 2015. Когда среднее значение плотности магнитного потока В8 (в Тл) составляла 1,90 Тл или больше, это считалось приемлемым. Стальные листы, плотность магнитного потока B8 в которых была приемлемой, облучались лучом лазера для измельчения магнитного домена. Для стальных листов, облучаемых лучом лазера, оценивались наиболее благоприятное значение потерь в стали W17/50 (в Вт/кг) (потери в стали при возбуждении полем в 1,7 Тл при 50 Гц). Здесь, когда среднее значение B8 составляло 1,90 Тл или больше, и самое благоприятное значение W17/50 составляло 0,700 Вт/кг или меньше, это считалось приемлемым.

[0220]

Полученные результаты показаны в следующей Таблице 5.

[0221]

[Таблица 5]

[0222]

Как ясно показано в Таблицах 3-5, поскольку химические составы основных стальных листов были удовлетворительными в тестах №№ 3-1-3-11, магнитные характеристики и адгезия изоляционного покрытия были превосходными.

Кроме того, поскольку химические составы стальных слябов в тестах №№ 3-3-3-11 среди вышеупомянутых были благоприятными, магнитные характеристики были дополнительно улучшены.

[0223]

С другой стороны,

поскольку содержание Si было чрезмерным в тесте № 3-12, стальной лист разрушился во время холодной прокатки.

Поскольку содержание Si было недостаточным в тесте № 3-13, магнитные характеристики были плохими.

Поскольку содержание C было недостаточным в тесте № 3-14, и содержание C было чрезмерным в тесте № 3-15, магнитные характеристики были плохими.

Поскольку содержание растворимого Al было недостаточным в тесте № 3-16, магнитные характеристики были плохими.

Поскольку содержание растворимого Al было чрезмерным в тесте № 3-17, стальной лист разрушился во время холодной прокатки.

Поскольку содержание Mn было недостаточным в тесте № 3-18, и содержание Mn было чрезмерным в тесте № 3-19, магнитные характеристики были плохими.

Поскольку суммарное количество S и Se было недостаточным в тесте № 3-20, магнитные характеристики были плохими.

Поскольку суммарное количество S и Se было чрезмерным в тесте № 3-21, стальной лист разрушился во время горячей прокатки.

Поскольку содержание N было избыточным в тесте № 3-22, магнитные характеристики были плохими.

Поскольку содержание N было недостаточным в тесте № 3-23, магнитные характеристики были плохими.

[0224]

(Пример 4)

Стальные слябы (стальные заготовки) с химическими составами, показанными в следующей Таблице 6, нагревались до 1350°C, а затем подвергались горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаные стальные листы, имеющие среднюю толщину 2,3 мм.

[0225]

[Таблица 6]

[0226]

Полученные горячекатаные стальные листы были отожжены при 1100°C в течение 120 с, а затем протравлены. Стальные листы после травления были подвергнуты холодной прокатке, чтобы получить холоднокатаные стальные листы, имеющие среднюю толщину 0,23 мм. Полученные холоднокатаные стальные листы были подвергнуты обезуглероживающему отжигу.

[0227]

После этого финишный отжиг проводился при условиях, показанных в следующей Таблице 7. В Таблице 7 количество главных материалов в отжиговом сепараторе показано как процентное содержание твердого вещества. Кроме того, количество хлорида висмута показано как количество по сравнению с общим количеством MgO и Al₂O₃.

[0228]

[Таблица 7]

[0229]

Избыточный отжиговый сепаратор удалялся с полученного финишно отожженного стального листа путем промывки водой. В любых стальных листах, за исключением тестов №№ 4-3 и 4-4, стеклянная пленка (пленка форстерита) не была сформирована, что было подтверждено с помощью рентгеновской дифракции. В стальных листах тестов №№ 4-3 и 4-4 пленка форстерита, сформированная на поверхности, была удалена путем шлифовки или травления поверхности финишно отожженного стального листа после финишного отжига. После этого отсутствие во всех стальных листах стеклянной пленки (пленки форстерита) было подтверждено способом рентгеновской дифракции.

[0230]

Стальные листы после удаления избыточного отжигового сепаратора путем промывки водой (стальные листы после удаления стеклянной пленки в тестах №№ 4-3 и 4-4) были подвергнуты травлению при условиях, показанных в следующей Таблице 8. Здесь в тестах №№ 4-16 и 4-17, показанных в Таблице 8, травление в процессе окисления не проводилось, и концентрация кислорода в атмосфере во время термической обработки была равна 0 об.% (25 об.% азота и 75 об.% водорода).

[0231]

[Таблица 8]

[0232]

Водный раствор, который включал в себя главным образом фосфат алюминия и коллоидный кремнезем, наносился на стальные листы после процесса окисления, запекался при 850°C в течение 1 мин, и тем самым изоляционное покрытие с натяжением, плотность которого составляла 4,5 г/м², формировалось на поверхности стальных листов. Затем тестовый образец облучался лучом лазера для измельчения магнитного домена.

[0233]

Основные стальные листы листов электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой были химически проанализированы на основе вышеописанного способа. Химические составы показаны в Таблице 9. В Таблицах 6 и 9 элемент, для которого концентрация не указана или указана как «-», означает элемент, целенаправленное управление количеством которого во время производства не выполнялось.

[0234]

[Таблица 9]

[0235]

<Оценка>

Оценивались анализ GDS, содержание кислорода, магнитные характеристики, адгезия покрытия и т.п. Способы оценки были теми же самыми, что и в Примере 2. В настоящем документе, когда среднее значение B8 составляло 1,90 Тл или больше, и самое благоприятное значение W17/50 составляло 0,650 Вт/кг или меньше, это считалось приемлемым.

[0236]

Полученные результаты показаны в следующей Таблице 10.

[0237]

[Таблица 10]

[0238]

Как ясно показано в Таблицах 6-10, поскольку химические составы основных стальных листов удовлетворялись, и производственные условия удовлетворялись в тестах №№ 4-1-4-8, магнитные характеристики и адгезия изоляционного покрытия с натяжением были превосходными. С другой стороны, поскольку производственные условия не были благоприятными в тестах №№ 4-9 и 4-17, магнитные характеристики и адгезия изоляционного покрытия с натяжением были плохими.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0239]

В соответствии с вышеописанными аспектами настоящего изобретения возможно обеспечить лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, в котором адгезия изоляционного покрытия с натяжением является превосходной, и характеристики потерь в стали также являются превосходными (потери в стали являются низкими), даже без стеклянной пленки (пленки форстерита). В дополнение к этому, возможно обеспечить способ формирования вышеупомянутого изоляционного покрытия и способ производства вышеупомянутого листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Соответственно, настоящее изобретение имеет значительную промышленную применимость.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

[0240]

10 - Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой

11 - Основной стальной лист

13 - Изоляционное покрытие с натяжением

15 - Оксидный слой

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, используемому в качестве материала железных сердечников трансформаторов. Лист электротехнической стали включает в себя основной стальной лист, оксидный слой, размещенный в контакте с основным стальным листом, и изоляционное покрытие с натяжением, находящееся в контакте с оксидным слоем. Основной стальной лист имеет химический состав, мас.%: 2,5-4,0 Si, 0,05-1,0 Mn, 0,01 или менее C, 0-0,005 S+Se, 0-0,01 растворимого Al, 0-0,005 N, 0-0,03 Bi, 0-0,03 Te, 0-0,03 Pb, 0-0,50 Sb, 0-0,50 Sn, 0-0,50 Cr, 0-1,0 Cu, остальное - железо и примеси. Изоляционное покрытие представляет собой смешанное фосфатно-кремнеземное изоляционное покрытие со средней толщиной 1-3 мкм. При проведении спектроскопии тлеющего разряда в области от поверхности изоляционного покрытия с натяжением к внутренней части основного стального листа, когда время распыления, обозначаемое как Fe_0,5 в секундах, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,5 от величины ее насыщения на профиле глубины, и время распыления, обозначаемое как Fe_0,05 в секундах, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,05 от величины ее насыщения на профиле глубины, значения Fe_0,5 и Fe_0,05 удовлетворяют условию: 0,01<(Fe_0,5 - Fe_0,05)/Fe_0,5<0,35. Лист обладает низкими магнитными потерями и превосходной адгезией изоляционного покрытия. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 10 табл., 4 пр.

1. Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без пленки форстерита, отличающийся тем, что

этот лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит:

основной стальной лист;

оксидный слой, размещенный в контакте с основным стальным листом; и

изоляционное покрытие с натяжением, находящееся в контакте с оксидным слоем,

в котором основной стальной лист включает в качестве химического состава, мас.%:

2,5-4,0 Si,

0,05-1,0 Mn,

0,01 или менее C,

0-0,005 S+Se,

0-0,01 растворимого Al,

0-0,005 N,

0-0,03 Bi,

0-0,03 Te,

0-0,03 Pb,

0-0,50 Sb,

0-0,50 Sn,

0-0,50 Cr,

0-1,0 Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей,

изоляционное покрытие с натяжением является смешанным фосфатно-кремнеземным изоляционным покрытием с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм,

когда спектроскопия тлеющего разряда проводится в области от поверхности изоляционного покрытия с натяжением к внутренней части основного стального листа, когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,5 от величины ее насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_0,5 в секундах, и когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной 0,05 от величины ее насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_0,05 в секундах, значения Fe_0,5 и Fe_0,05 удовлетворяют условию 0,01 < (Fe_0,5 - Fe_0,05) / Fe_0,5<0,35, и

плотность магнитного потока B8 в направлении прокатки листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой составляет 1,90 Тл или больше.

2. Способ формирования изоляционного покрытия листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без пленки форстерита, отличающийся тем, что

он включает в себя процесс формирования изоляционного покрытия с натяжением на стальной подложке,

причем в процессе формирования изоляционного покрытия

раствор для формирования смешанного фосфатно-кремнеземного изоляционного покрытия с натяжением наносится на оксидный слой стальной подложки и запекается для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм,

стальная подложка включает в себя основной стальной лист и оксидный слой, размещенный в контакте с основным стальным листом,

основной стальной лист включает в качестве химического состава, мас.%:

2,5-4,0 Si,

0,05-1,0 Mn,

0,01 или менее C,

0-0,005 S+Se,

0-0,01 растворимого Al,

0-0,005 N,

0-0,03 Bi,

0-0,03 Te,

0-0,03 Pb,

0-0,50 Sb,

0-0,50 Sn,

0-0,50 Cr,

0-1,0 Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей,

основной стальной лист и оксидный слой включают в свой общий химический состав, мас.%,

0,008-0,025 O,

когда спектроскопия тлеющего разряда проводится в области от поверхности оксидного слоя к внутренней части основного стального листа, когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Fe становится равной ее величине насыщения на профиле глубины, обозначается как Fe_sat в секундах, область плато интенсивности эмиссии Fe, где интенсивность эмиссии Fe остается в течение Fe_sat × 0,05 с или больше в диапазоне 0,20-0,80 от величины насыщения, содержится между 0 с и Fe_sat на профиле глубины, и

когда время распыления, при котором интенсивность эмиссии Si становится максимальным значением на профиле глубины, обозначается как Si_max в секундах, максимальная точка интенсивности эмиссии Si, в которой интенсивность эмиссии Si при Si_max становится равной 0,15-0,50 от интенсивности эмиссии Fe при Si_max, содержится между областью плато и Fe_sat на профиле глубины.

3. Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой без пленки форстерита, отличающийся тем, что

он включает в себя

процесс горячей прокатки, заключающийся в нагревании, а затем горячей прокатке стальной заготовки для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист,

процесс отжига в горячем состоянии для опционального отжига в горячем состоянии горячекатаного стального листа для того, чтобы получить лист горячекатаной и отожженной стали;

процесс холодной прокатки горячекатаного стального листа или отожженного в горячем состоянии стального листа один или множество раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист,

процесс обезуглероживающего отжига листа холоднокатаной стали для того, чтобы получить лист обезуглероженной отожженной стали;

процесс финишного отжига, заключающийся в нанесении отжигового сепаратора на обезуглероженный отожженный стальной лист с последующим финишным отжигом этого обезуглероженного отожженного стального листа с тем, чтобы получить финишно отожженный стальной лист,

процесс окисления, заключающийся в последовательном выполнении промывки, травления и термической обработки финишно отожженного стального листа для того, чтобы получить окисленный стальной лист, и

процесс формирования изоляционного покрытия, заключающийся в нанесении раствора для формирования смешанного фосфатно-кремнеземного изоляционного покрытия с натяжением на поверхность окисленного стального листа и запекании этого раствора для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением со средней толщиной 1-3 мкм,

в котором в процессе горячей прокатки

стальная заготовка включает в качестве химического состава, мас.%:

2,5-4,0 Si,

0,05-1,0 Mn,

0,02-0,10 C,

0,005-0,080 S+Se,

0,01-0,07 растворимого Al,

0,005-0,020 N,

0-0,03 Bi,

0-0,03 Te,

0-0,03 Pb,

0-0,50 Sb,

0-0,50 Sn,

0-0,50 Cr,

0-1,0 Cu, и

остаток, состоящий из железа и примесей, и

в котором в процессе окисления

в качестве промывки, поверхность финишно отожженного стального листа промывается,

в качестве травления, финишно отожженный стальной лист травится с использованием 2-20 мас.% серной кислоты с температурой 70-90°C, и

в качестве термической обработки, финишно отожженный стальной лист выдерживается в диапазоне температур 700-900°C в течение 10-60 с в атмосфере с концентрацией кислорода 5-21 об.% и точкой росы от 10 до 30°C.

4. Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. 3,

дополнительно содержащий после процесса окисления и перед процессом формирования изоляционного покрытия

второй процесс травления окисленного стального листа с использованием 1-5 мас.% серной кислоты с температурой 70-90°C.

5. Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по п. 3 или 4,

в котором в процессе финишного отжига

отжиговый сепаратор включает в себя MgO, Al₂O₃ и хлорид висмута.

6. Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой по любому из пп. 3-5,

в котором в процессе горячей прокатки

стальная заготовка включает в качестве химического состава, мас.%, по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из

0,0005-0,03 Bi,

0,0005-0,03 Te, и

0,0005-0,03 Pb.