特開 2023-155059 方向性電磁鋼板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023155059

(43)【公開日】2023-10-20

(54)【発明の名称】方向性電磁鋼板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C21D 8/12 20060101AFI20231013BHJP

   H01F 1/147 20060101ALI20231013BHJP

   C22C 38/00 20060101ALN20231013BHJP

   C22C 38/60 20060101ALN20231013BHJP

【ＦＩ】

C21D8/12 B

H01F1/147 183

C22C38/00 303U

C22C38/60

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022064807

(22)【出願日】2022-04-08

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】渥美 春彦

(72)【発明者】

【氏名】山縣 龍太郎

(72)【発明者】

【氏名】片岡 隆史

(72)【発明者】

【氏名】国田 雄樹

(72)【発明者】

【氏名】冨田 悠希

(72)【発明者】

【氏名】柏田 祐治

(72)【発明者】

【氏名】松下 航也

【テーマコード（参考）】

4K033

5E041

【Ｆターム（参考）】

4K033AA02

4K033BA01

4K033BA02

4K033CA01

4K033CA02

4K033CA03

4K033CA04

4K033CA07

4K033CA08

4K033CA09

4K033DA02

4K033EA02

4K033FA01

4K033FA13

4K033FA14

4K033GA00

4K033HA01

4K033HA02

4K033HA05

4K033HA06

4K033JA05

4K033LA01

4K033MA01

4K033MA02

4K033NA01

4K033NA02

4K033PA06

4K033PA07

4K033PA08

4K033RA04

4K033RA09

4K033RA10

4K033SA02

4K033SA03

4K033TA02

4K033TA03

4K033TA06

4K033TA07

5E041AA02

5E041AA19

5E041BC01

5E041BD10

5E041CA02

5E041HB05

5E041HB11

5E041HB14

5E041HB15

5E041HB19

5E041NN01

5E041NN17

5E041NN18

(57)【要約】

【課題】高い磁束密度が得られ、かつ、磁束密度のばらつきを抑制できる、方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態の方向性電磁鋼板の製造方法では、冷間圧延工程が、タンデム圧延工程と、リバース圧延工程とを含む。タンデム圧延工程では、複数のパスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とし、累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とする。リバース圧延工程では、複数のパスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とし、累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とする。脱炭焼鈍工程では、冷延鋼板の温度が５５０℃～７５０℃の範囲での平均昇温速度ＨＲを１００℃／秒以上とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０１～０．２０％、
Ｓｉ：２．０～４．５％、
Ｍｎ：０．０１～０．３０％、
Ｓ：０．０１～０．０５％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１～０．０５％、
Ｎ：０．０１～０．０２％、
Ｃｒ：０．００～０．５０％、
Ｓｎ：０．００～０．３０％、
Ｓｂ：０．００～０．３０％、
Ｎｉ：０．００～０．５０％、
Ｍｏ：０．００～０．２０％、
Ｐ：０．００～０．１５％、
Ｃｕ：０．００～０．５０％、
Ｓｅ：０．００～０．０３％、
Ｖ：０．００～０．１５％、及び、
Ｂｉ：０．００００～０．０１００％、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程と、
前記熱延板焼鈍工程後の前記熱延鋼板を、累積圧下率ＣＲ０を９０％以上として冷間圧延し、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、脱炭焼鈍鋼板を製造する脱炭焼鈍工程と、
前記脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布し、前記焼鈍分離剤が塗布された前記脱炭焼鈍鋼板に対して仕上焼鈍を実施して、仕上焼鈍鋼板を製造する仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜形成液を塗布し、前記絶縁皮膜形成液が塗布された前記仕上焼鈍鋼板に対して熱処理を実施して、前記仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜を形成する、絶縁皮膜形成工程と、を備え、
前記冷間圧延工程は、
一列に配列された複数の圧延スタンドを含むタンデム圧延機を用いて、前記熱延鋼板に対して複数のパス数の連続圧延を実施して、中間鋼板を製造するタンデム圧延工程と、
多段圧延機を用いて、前記タンデム圧延工程後に熱処理が施されていない前記中間鋼板に対して複数のパス数のリバース圧延を実施して、前記冷延鋼板を製造するリバース圧延工程と、を含み、
前記タンデム圧延工程では、
複数の前記パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とし、
累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とし、
前記リバース圧延工程では、
複数の前記パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とし、
累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とし、
前記脱炭焼鈍工程では、
前記冷延鋼板の温度が５５０℃～７５０℃の範囲での平均昇温速度ＨＲを１００℃／秒以上とする、
方向性電磁鋼板の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記スラブは、
Ｃｒ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．３０％、
Ｓｂ：０．０１～０．３０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｏ：０．０１～０．２０％、
Ｐ：０．０１～０．１５％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｓｅ：０．０１～０．０３％、
Ｖ：０．０１～０．１５％、及び、
Ｂｉ：０．０００１～０．０１００％、
からなる群から選択される１元素以上を含有する、
方向性電磁鋼板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

方向性電磁鋼板は、結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位（ゴス方位）に集積させた鋼板である。方向性電磁鋼板は、軟質磁性材料として、トランスやその他の電気機器の鉄心材料に利用されている。

【0003】

方向性電磁鋼板の製造方法は、例えば、次のとおりである。スラブを加熱して熱間圧延を実施して、熱延鋼板を製造する。製造された熱延鋼板を焼鈍する。熱延鋼板に対して冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、一次再結晶を発現する。脱炭焼鈍後の冷延鋼板に対して仕上焼鈍を実施して、二次再結晶を発現する。以上の工程により、方向性電磁鋼板が製造される。

【0004】

上述のとおり、方向性電磁鋼板は鉄心材料に利用されるため、高い磁気特性が求められる。具体的には、磁場の強さが８００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８の向上が求められている。

【0005】

磁束密度を高める方法として、ゴス方位への集積度の向上が知られている。ゴス方位への集積度を高めるために、通常、高温かつ長時間の仕上焼鈍が行われる。仕上焼鈍において、磁気特性に優れるゴス方位粒が、その周囲の他の方位の結晶粒を蚕食しながら、センチメートルオーダーのサイズまで成長する（二次再結晶）。このようなゴス方位粒の粗大化により結晶方位が揃ってきて、ゴス方位への集積度が高まる。

【0006】

ゴス方位粒の粗大化により、ゴス方位への集積度は高まる。その結果、磁束密度も高まる。しかしながら、ゴス方位粒の粗大化は、磁束密度のばらつきを生じさせる。具体的には、上述の製造方法では、コイル状の鋼板を熱処理炉に装入して、仕上焼鈍を実施する。この場合、鋼板に一定の曲率が付与された状態で、二次再結晶が発現する。そのため、コイル状の鋼板を巻き解いて平坦な状態としたとき、コイルの曲率に応じて結晶方位の連続的なズレが発生する。この結晶方位のズレにより、結晶粒の結晶方位がゴス方位からずれる場合がある。この場合、磁束密度が低下する。このような結晶方位のズレが、磁束密度のばらつきを発生させる。
ゴス方位への集積度を高める手段は、特開平６－０４９５４３号公報（特許文献１）、特開平７－６２４３６号公報（特許文献２）、特開平１０－２８００４０号公報（特許文献３）及び特開２００３－０９６５２０号公報（特許文献４）に提案されている。
これらの文献では、一次再結晶を発現するための焼鈍処理の昇温過程において、急速加熱を実施する。急速加熱により、二次再結晶の核となるゴス方位粒を、一次再結晶組織中に富化させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平６－０４９５４３号公報

【特許文献2】特開平７－６２４３６号公報

【特許文献3】特開平１０－２８００４０号公報

【特許文献4】特開２００３－０９６５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１～４に記載の製造方法では確かに、二次再結晶の核となる微細ゴス方位粒を、一次再結晶組織中に富化させることができ、これにより、ゴス方位への集積度を高めることができる。しかしながら、二次再結晶時においてゴス方位粒が過剰に粗大化すれば、上述の結晶方位のズレが生じてしまう。そのため、コイル状の方向性電磁鋼板の最外周部分と、最内周部分とで、磁束密度にばらつきが生じる場合がある。

【0009】

本開示の目的は、高い磁束密度が得られ、かつ、磁束密度のばらつきを抑制できる、方向性電磁鋼板の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示による方向性電磁鋼板の製造方法は、次の工程を備える。

【0011】

化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０１～０．２０％、
Ｓｉ：２．０～４．５％、
Ｍｎ：０．０１～０．３０％、
Ｓ：０．０１～０．０５％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１～０．０５％、
Ｎ：０．０１～０．０２％、
Ｃｒ：０．００～０．５０％、
Ｓｎ：０．００～０．３０％、
Ｓｂ：０．００～０．３０％、
Ｎｉ：０．００～０．５０％、
Ｍｏ：０．００～０．２０％、
Ｐ：０．００～０．１５％、
Ｃｕ：０．００～０．５０％、
Ｓｅ：０．００～０．０３％、
Ｖ：０．００～０．１５％、及び、
Ｂｉ：０．００００～０．０１００％、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程と、
前記熱延板焼鈍工程後の前記熱延鋼板を、累積圧下率ＣＲ０を９０％以上として冷間圧延し、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、脱炭焼鈍鋼板を製造する脱炭焼鈍工程と、
前記脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布し、前記焼鈍分離剤が塗布された前記脱炭焼鈍鋼板に対して仕上焼鈍を実施して、仕上焼鈍鋼板を製造する仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜形成液を塗布し、前記絶縁皮膜形成液が塗布された前記仕上焼鈍鋼板に対して熱処理を実施して、前記仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜を形成する、絶縁皮膜形成工程と、を備え、
前記冷間圧延工程は、
一列に配列された複数の圧延スタンドを含むタンデム圧延機を用いて、前記熱延鋼板に対して複数のパス数の連続圧延を実施して、中間鋼板を製造するタンデム圧延工程と、
多段圧延機を用いて、前記タンデム圧延工程後に熱処理が施されていない前記中間鋼板に対して複数のパス数のリバース圧延を実施して、前記冷延鋼板を製造するリバース圧延工程と、を含み、
前記タンデム圧延工程では、
複数の前記パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とし、
累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とし、
前記リバース圧延工程では、
複数の前記パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とし、
累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とし、
前記脱炭焼鈍工程では、
前記冷延鋼板の温度が５５０℃～７５０℃の範囲での平均昇温速度ＨＲを１００℃／秒以上とする、
方向性電磁鋼板の製造方法。

【発明の効果】

【0012】

本開示による方向性電磁鋼板の製造方法は、高い磁束密度が得られ、かつ、磁束密度のばらつきを抑制できる方向性電磁鋼板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本実施形態による方向性電磁鋼板の製造方法のフロー図である。

【図2】図２は、タンデム圧延機の模式図である。

【図3】図３は、リバース圧延工程で用いられる多段圧延機の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明者らは、高い磁束密度が得られ、かつ、磁束密度のばらつきを抑制するためには、二次再結晶後のゴス方位粒の過剰な粗大化を抑制することが有効と考えた。そこで、化学組成が、Ｃ：０．０１～０．２０％、Ｓｉ：２．０～４．５％、Ｍｎ：０．０１～０．３０％、Ｓ：０．０１～０．０５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１～０．０５％、Ｎ：０．０１～０．０２％、Ｃｒ：０．００～０．５０％、Ｓｎ：０．００～０．３０％、Ｓｂ：０．００～０．３０％、Ｎｉ：０．００～０．５０％、Ｍｏ：０．００～０．２０％、Ｐ：０．００～０．１５％、Ｃｕ：０．００～０．５０％、Ｓｅ：０．００～０．０３％、Ｖ：０．００～０．１５％、及び、Ｂｉ：０．００００～０．０１００％、を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを用いて方向性電磁鋼板を製造した場合の、磁束密度と、コイルの外周部分と内周部分とでの磁束密度のばらつきとを調査した。

【0015】

初めに、一次再結晶が発現する脱炭焼鈍工程において、急速加熱を実施した。その結果、鋼板温度が５５０℃から７５０℃に至るまでの昇温速度ＨＲが１００℃／秒以上であれば、一次再結晶組織において、十分な量の微細ゴス方位粒が生成し、二次再結晶時にゴス方位への集積度が高まることが分かった。

【0016】

しかしながら、脱炭焼鈍工程時に急速加熱をするだけでは、二次再結晶時においてゴス方位への集積度を高めることはできるものの、ゴス方位粒の粗大化を十分に抑制することはできなかった。そのため、磁束密度のばらつきを十分に抑制することはできなかった。

【0017】

そこで、本発明者らは、二次再結晶時のゴス方位の結晶粒を抑制する方法について検討を行った。その結果、次の知見を得た。

【0018】

本発明者らは、冷間圧延工程に注目した。方向性電磁鋼板の製造工程中の冷間圧延工程では、圧下率を高めるために、多段圧延機を用いたリバース圧延が採用される場合が多い。多段圧延機では、圧延対象となる鋼板に高い圧下を付与するために、一対のワークロールを複数のバックアップロールで支持する。一対のワークロールの直径を小さくすることができ、ロールの撓みを極力低減できる。これにより、高い圧下率を実現する。

【0019】

しかしながら、直径の小さいワークロールで冷間圧延を実施する場合、鋼板表層に多くのせん断歪が導入される。多くのせん断歪が導入された場合、鋼板表層においては、冷間圧延の安定方位群の一つであるαファイバ方位群が鋼板表層で発達する。αファイバ方位群から一次再結晶する結晶方位粒は粗大化し易い。そのため、一次再結晶で多数のゴス方位粒を生成させた場合、仕上焼鈍工程における二次再結晶発現直前までの粒成長過程において、二次再結晶の核となるゴス方位粒が減少し、二次再結晶粒が粗大化し易くなる。その結果、コイル状で仕上焼鈍を行う方向性電磁鋼板において、磁束密度にばらつきが生じやすくなる。

【0020】

そこで、本発明者は、冷間圧延工程においてせん断歪の導入を低減できれば、二次再結晶でのゴス方位粒の粗大化を抑制できると考えた。冷間圧延工程においてせん断歪の導入が抑制されれば、冷延鋼板には、αファイバ方位群に代えて、γファイバ方位群が残存しやすくなる。γファイバ方位群は一次再結晶時に｛１１１｝再結晶群を生成する。｛１１１｝再結晶群は粒成長の駆動力が低く、粗大化し難い。そのため、一次再結晶で多数のゴス方位粒を生成させた場合、仕上焼鈍工程における二次再結晶発現直前までの粒成長過程において、二次再結晶の核となるゴス方位粒が減少し難い。そのため、多数の核（ゴス方位粒）が二次再結晶し、各二次再結晶粒の粒成長が抑制される。その結果、コイル状で仕上焼鈍を行う方向性電磁鋼板において、磁束密度にばらつきが生じやすくなる。

【0021】

以上の考察に基づいて、本発明者らは、冷間圧延工程について検討を行った。その結果、冷間圧延工程において、タンデム圧延工程と、リバース圧延工程とを実施し、各工程において、以下に規定する条件を満たせば、コイル状の方向性電磁鋼板において、高い時速密度が得られ、かつ、磁束密度のばらつきを抑制できることを見出した。

【0022】

以上の知見により完成した本実施形態の方向性電磁鋼板の製造方法は、次の工程を備える。

【0023】

［１］
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０１～０．２０％、
Ｓｉ：２．０～４．５％、
Ｍｎ：０．０１～０．３０％、
Ｓ：０．０１～０．０５％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１～０．０５％、
Ｎ：０．０１～０．０２％、
Ｃｒ：０．００～０．５０％、
Ｓｎ：０．００～０．３０％、
Ｓｂ：０．００～０．３０％、
Ｎｉ：０．００～０．５０％、
Ｍｏ：０．００～０．２０％、
Ｐ：０．００～０．１５％、
Ｃｕ：０．００～０．５０％、
Ｓｅ：０．００～０．０３％、
Ｖ：０．００～０．１５％、及び、
Ｂｉ：０．００００～０．０１００％、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程と、
前記熱延板焼鈍工程後の前記熱延鋼板を、累積圧下率ＣＲ０を９０％以上として冷間圧延し、冷延鋼板を製造する冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、脱炭焼鈍鋼板を製造する脱炭焼鈍工程と、
前記脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布し、前記焼鈍分離剤が塗布された前記脱炭焼鈍鋼板に対して仕上焼鈍を実施して、仕上焼鈍鋼板を製造する仕上焼鈍工程と、
前記仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜形成液を塗布し、前記絶縁皮膜形成液が塗布された前記仕上焼鈍鋼板に対して熱処理を実施して、前記仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜を形成する、絶縁皮膜形成工程と、を備え、
前記冷間圧延工程は、
一列に配列された複数の圧延スタンドを含むタンデム圧延機を用いて、前記熱延鋼板に対して複数のパス数の連続圧延を実施して、中間鋼板を製造するタンデム圧延工程と、
多段圧延機を用いて、前記タンデム圧延工程後に熱処理が施されていない前記中間鋼板に対して複数のパス数のリバース圧延を実施して、前記冷延鋼板を製造するリバース圧延工程と、を含み、
前記タンデム圧延工程では、
複数の前記パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とし、
累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とし、
前記リバース圧延工程では、
複数の前記パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とし、
累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とし、
前記脱炭焼鈍工程では、
前記冷延鋼板の温度が５５０℃～７５０℃の範囲での平均昇温速度ＨＲを１００℃／秒以上とする、
方向性電磁鋼板の製造方法。

【0024】

［２］
［１］に記載の方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記スラブは、
Ｃｒ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．３０％、
Ｓｂ：０．０１～０．３０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｏ：０．０１～０．２０％、
Ｐ：０．０１～０．１５％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｓｅ：０．０１～０．０３％、
Ｖ：０．０１～０．１５％、及び、
Ｂｉ：０．０００１～０．０１００％、
からなる群から選択される１元素以上を含有する、
方向性電磁鋼板の製造方法。

【0025】

以下、本実施形態による方向性電磁鋼板の製造方法について詳述する。なお、本明細書において、元素の含有量に関する％は、特に断りのない限り、質量％を意味する。

【0026】

［製造工程フロー］
図１は、本実施形態による方向性電磁鋼板の製造方法のフロー図である。図１を参照して、本製造方法は、次の工程Ｓ１～工程Ｓ６を含む。
・熱間圧延工程Ｓ１
・熱延板焼鈍工程Ｓ２
・冷間圧延工程Ｓ３
・脱炭焼鈍工程Ｓ４
・仕上焼鈍工程Ｓ５
・絶縁皮膜形成工程Ｓ６

【0027】

冷間圧延工程Ｓ３はさらに、次の２つの工程を含む。
・タンデム圧延工程Ｓ３１
・リバース圧延工程Ｓ３２

【0028】

本実施形態の製造方法では、冷間圧延工程Ｓ３（タンデム圧延工程Ｓ３１、リバース圧延工程Ｓ３２）、及び、脱炭焼鈍工程Ｓ４において、次の製造条件を満たすことが特徴である。
（タンデム圧延工程Ｓ３１の条件）
条件１：タンデム圧延機を用いて、複数のパス数の連続圧延を実施する。
条件２：ワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とする。
条件３：累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とする。
（リバース圧延工程Ｓ３２の条件）
条件４：多段圧延機を用いて、複数のパス数のリバース圧延を実施する。
条件５：タンデム圧延工程後に熱処理が施されていない中間鋼板を圧延対象とする。
条件６：ワークロールの平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とする。
条件７：累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とする。
（冷間圧延工程Ｓ３全体の条件）
条件８：冷間圧延工程Ｓ３全体での累積圧下率ＣＲ０を９０％以上とする。
（脱炭焼鈍工程Ｓ４での条件）
条件９：５５０℃～７５０℃の範囲での平均昇温速度ＨＲを１００℃／秒以上とする。
以下、各工程Ｓ１～Ｓ６について説明する。

【0029】

［熱間圧延工程（Ｓ１）］
熱間圧延工程（Ｓ１）では、準備されたスラブに対して熱間圧延を実施して鋼板を製造する。スラブの化学組成は、次の元素を含有する。

【0030】

［スラブの化学組成中の必須元素］
Ｃ：０．０１～０．２０％
炭素（Ｃ）は、製造工程中における脱炭焼鈍工程完了までの組織制御に有効である。Ｃ含有量が０．０１％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Ｃ含有量が０．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であり、後述の脱炭焼鈍工程を実施しても、脱炭が不十分となり、磁気時効が起こってしまう。この場合、十分な鉄損特性が得られない。
したがって、Ｃ含有量は０．０１～０．２０％である。
Ｃ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．０７％である。
Ｃ含有量の好ましい上限は０．１８％であり、さらに好ましくは０．１６％であり、さらに好ましくは０．１４％である。

【0031】

Ｓｉ：２．０～４．５％
シリコン（Ｓｉ）は、方向性電磁鋼板の比抵抗を高めて、鉄損のうちの渦電流損を低減する。Ｓｉ含有量が２．０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Ｓｉ含有量が４．５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼の冷間加工性が低下する。
したがって、Ｓｉ含有量は２．０～４．５％である。
Ｓｉ含有量の好ましい下限は２．２％であり、さらに好ましくは２．５％であり、さらに好ましくは、２．８％である。
Ｓｉ含有量の好ましい上限は４．３％であり、さらに好ましくは４．０％であり、さらに好ましくは３．７％である。

【0032】

Ｍｎ：０．０１～０．３０％
マンガン（Ｍｎ）は、方向性電磁鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減する。Ｍｎはさらに、熱間加工性を高めて、熱間圧延における割れの発生を抑制する。Ｍｎはさらに、熱間圧延工程において、Ｓと結合して微細なＭｎＳを形成する。微細ＭｎＳは、インヒビターとして活用される微細ＡｌＮの析出核となる。そのため、熱間圧延工程において、微細ＭｎＳの析出量が多ければ、熱延板焼鈍工程において、十分な量の微細ＡｌＮが得られる。Ｍｎ含有量が０．０１％未満であれば、上記効果が十分に得られない。
一方、Ｍｎ含有量が０．３０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、方向性電磁鋼板の磁束密度が低下する。
したがって、Ｍｎ含有量は０．０１～０．３０％である。
Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。
Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．２０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。

【0033】

Ｓ：０．０１～０．０５％
硫黄（Ｓ）は、熱間圧延工程中において、Ｍｎと結合して、上述の微細ＭｎＳを形成する。上述のとおり、微細ＭｎＳは、インヒビターとして活用される微細ＡｌＮの析出核となる。そのため、熱間圧延工程において、微細ＭｎＳの析出量が多ければ、十分な量の微細ＡｌＮが得られる。Ｓ含有量が０．０１％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Ｓ含有量が０．０５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、仕上焼鈍工程後の鋼板中においてＭｎＳが残存する場合がある。この場合、方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。
したがって、Ｓ含有量は０．０１～０．０５％である。
Ｓ含有量の好ましい下限は０．０２％である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．０４％である。

【0034】

ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１～０．０５％
アルミニウム（Ａｌ）は、方向性電磁鋼板の製造工程中において、Ｎと結合してＡｌＮを形成し、インヒビターとして機能する。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０１％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、インヒビターとして機能する十分な量のＡｌＮが得られない。
一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、インヒビターとしての機能が過大となり、良好な二次再結晶が発現しなくなる。
したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０１～０．０５％である。
ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０２％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０４％である。
なお、本明細書において、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は、酸可溶Ａｌの含有量を意味する。

【0035】

Ｎ：０．０１～０．０２％
窒素（Ｎ）は、方向性電磁鋼板の製造工程中において、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、インヒビターとして機能する。Ｎ含有量を０．０１％未満とするためには、製鋼工程において過度の精錬を必要とし、この場合、製造コストが高くなる。したがって、Ｎ含有量の下限は０．０１％である。
一方、鋼材中のＮ含有量が０．０２％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、冷間圧延時に鋼板にブリスタ（空孔）が多数生成しやすくなる。
したがって、Ｎ含有量は０．０１～０．０２％である。

【0036】

本実施形態によるスラブの化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、方向性電磁鋼板の素材であるスラブを工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は、製造環境などから混入されるものであって、本実施形態の製造方法により製造される方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

【0037】

［スラブの化学組成中の任意元素］
上述のスラブの化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、
Ｃｒ：０．００～０．５０％、
Ｓｎ：０．００～０．３０％、
Ｓｂ：０．００～０．３０％、
Ｎｉ：０．００～０．５０％、
Ｍｏ：０．００～０．２０％、
Ｐ：０．００～０．１５％、
Ｃｕ：０．００～０．５０％、
Ｓｅ：０．００～０．０３％、
Ｖ：０．００～０．１５％、及び、
Ｂｉ：０．００００～０．０１００％、
からなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。

【0038】

［第１群：Ｃｒ、Ｓｎ及びＳｂ］
Ｃｒ、Ｓｎ、及びＳｂはいずれも、方向性電磁鋼板の磁気特性を高め、かつ、磁気特性のばらつきを低減する。以下、Ｃｒ、Ｓｎ及びＳｂについて説明する。

【0039】

Ｃｒ：０．００～０．５０％
クロム（Ｃｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｒ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｃｒは脱炭焼鈍工程時に生成される酸化層の性質を向上する。この場合、仕上焼鈍工程時に、この酸化層を用いて生成する一次被膜の性質が向上する。さらに、Ｃｒは、酸化層及び一次被膜の形成の安定化を実現することにより、方向性電磁鋼板の磁気特性を向上し、磁気特性のばらつきを抑制する。Ｃｒが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｃｒ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、一次被膜の形成が不安定になる場合がある。
したがって、Ｃｒ含有量は０．００～０．５０％である。
上記効果をより有効に得るためのＣｒ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。
Ｃｒ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。

【0040】

Ｓｎ：０．００～０．３０％、
すず（Ｓｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｎ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｓｎは、脱炭焼鈍工程時に生成される酸化層の性質を向上する。この場合、仕上焼鈍工程時に、この酸化層を用いて生成する一次被膜の性質が向上する。さらに、Ｓｎは、酸化層及び一次被膜の形成の安定化を実現することにより、方向性電磁鋼板の磁気特性を向上し、磁気特性のばらつきを抑制する。Ｓｎが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｓｎ含有量が０．３０％を超えれば、鋼板の表面が酸化されにくくなり、一次被膜の形成が不十分になる場合がある。
したがって、Ｓｎ含有量は０．００～０．３０％である。
上記効果をより有効に得るためのＳｎ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。
Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。

【0041】

Ｓｂ：０．００～０．３０％
アンチモン（Ｓｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｂ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｓｂは、脱炭焼鈍工程時に生成される酸化層の性質を向上する。この場合、仕上焼鈍工程時に、この酸化層を用いて生成する一次被膜の性質が向上する。さらに、Ｓｂは、酸化層及び一次被膜の形成の安定化を実現することにより、方向性電磁鋼板の磁気特性を向上し、磁気特性のばらつきを抑制する。Ｓｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｓｂ含有量が０．３０％を超えれば、鋼板の表面が酸化されにくくなり、一次被膜の形成が不十分になる場合がある。
したがって、Ｓｂ含有量は０．００～０．３０％である。
上記効果をより有効に得るためのＳｂ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。
Ｓｂ含有量の好ましい上限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。

【0042】

［第２群：Ｎｉ、Ｍｏ及びＰ］
Ｎｉ、Ｍｏ及びＰはいずれも、方向性電磁鋼板の鉄損を低減する。以下、Ｎｉ、Ｍｏ及びＰについて説明する。

【0043】

Ｎｉ：０．００～０．５０％
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｎｉ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｎｉは、熱延組織を均質化し、一次再結晶集合組織を改善する。その結果、Ｎｉは、方向性電磁鋼板（最終製品）の鉄損を低減する。Ｎｉが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｎｉ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、二次再結晶が不安定になる場合がある。
したがって、Ｎｉ含有量は０．００～０．５０％である。
上記効果をより有効に得るためのＮｉ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。
Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。

【0044】

Ｍｏ：０．００～０．２０％
モリブデン（Ｍｏ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｍｏ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｍｏは方向性電磁鋼板の電気抵抗を高め、鉄損を低減する。Ｍｏが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｍｏ含有量が０．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼板の加工性が低下する。
したがって、Ｍｏ含有量は０．００～０．２０％である。
上記効果をより有効に得るためのＭｏ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０５％である。
Ｍｏ含有量の好ましい上限は０．１８％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．１３％である。

【0045】

Ｐ：０．００～０．１５％
りん（Ｐ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｐ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｐは方向性電磁鋼板の一次再結晶集合組織を改善し、方向性電磁鋼板（最終製品）の鉄損を低減する。Ｐが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｐ含有量が０．１５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼板の加工性が低下する。
したがって、Ｐ含有量は０．００～０．１５％である。
上記効果をより有効に得るためのＰ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。
Ｐ含有量の好ましい上限は０．１３％であり、さらに好ましくは０．１１％であり、さらに好ましくは０．０９％である。

【0046】

［第３群：Ｃｕ、Ｓｅ、Ｖ及びＢｉ］
Ｃｕ、Ｓｅ、Ｖ及びＢｉはいずれも、インヒビターの生成を促進したり、インヒビターとして機能したりする。以下、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｖ及びＢｉについて説明する。

【0047】

Ｃｕ：０．００～０．５０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｕ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｃｕは、熱間圧延工程において、インヒビターとして機能するＡｌＮの生成核となる微細ＭｎＳの析出を促進する。Ｃｕが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ＣｕＳ析出物が析出し、ＣｕＳ析出物が仕上焼鈍後にも残存する場合が生じる。鋼中にＣｕＳ析出物が残存すれば、方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。
したがって、Ｃｕ含有量は０．００～０．５０％である。
上記効果をより有効に得るためのＣｕ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。
Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％である。

【0048】

Ｓｅ：０．００～０．０３％
セレン（Ｓｅ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｅ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、熱間圧延工程中において、Ｍｎと結合して、微細ＭｎＳｅを形成する。微細ＭｎＳｅは、インヒビターとして機能する微細ＡｌＮの析出核となる。そのため、熱間圧延工程において、微細ＡｌＮの生成を促進する。Ｓｅが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｓｅ含有量が０．０３％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、仕上焼鈍工程後の鋼板中において、ＭｎＳｅが残存する場合がある。この場合、方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。
したがって、Ｓｅ含有量は０．００～０．０３％である。
上記効果をより有効に得るためのＳｅ含有量の好ましい下限は０．０１％である。Ｓｅ含有量の好ましい上限は０．０２％である。

【0049】

Ｖ：０．００～０．１５％
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｖ含有量は０．００％であってもよい。
含有される場合、Ｃ又はＮと結合してインヒビターとして機能する。Ｖが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｖ含有量が０．１５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、仕上焼鈍工程後の鋼板中において、Ｖインヒビターが残存する場合がある。この場合、方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。
したがって、Ｖ含有量は０．００～０．１５％である。
上記効果をより有効に得るためのＶ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。
Ｖ含有量の好ましい上限は０．１３％であり、さらに好ましくは０．１１％であり、さらに好ましくは０．０９％である。

【0050】

Ｂｉ：０．００００～０．０１００％
ビスマス（Ｂｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｂｉ含有量は０．００００％であってもよい。
含有される場合、Ｂｉは、ＭｎＳ及びＭｎＳｅを安定化して、インヒビターとしての機能を強化する。Ｂｉが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｂｉ含有量が０．０１００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼板上に形成される一次被膜の密着性が低下する。Ｂｉ含有量が０．０１００％を超えればさらに、耳割れが発生しやすくなる。
したがって、Ｂｉ含有量は０．００００～０．０１００％である。
上記効果をより有効に得るためのＢｉ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００７％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｂｉ含有量の好ましい上限は０．００７０％であり、さらに好ましくは０．００５０％であり、さらに好ましくは０．００４０％である。

【0051】

［上記化学組成を有するスラブの製造方法］
以上の化学組成を有するスラブの製造方法の一例は次のとおりである。上記化学組成を有する溶鋼を製造（溶製）する。溶鋼を用いて、連続鋳造法により、スラブを製造する。

【0052】

［上記スラブを用いた熱間圧延］
準備された上記化学組成を有するスラブに対して、熱間圧延機を用いて熱間圧延を実施して鋼板（熱延鋼板）を製造する。具体的には、熱間圧延工程Ｓ１は、次の工程を含む。
・加熱工程Ｓ１１
・粗圧延工程Ｓ１２
・仕上圧延工程Ｓ１３

【0053】

［加熱工程Ｓ１１］
加熱工程では、スラブを加熱する。たとえば、スラブを周知の加熱炉又は周知の均熱炉に装入して、加熱する。スラブの好ましい加熱温度は１１００～１４５０℃である。

【0054】

［粗圧延工程Ｓ１２］
粗圧延工程Ｓ１２では、加熱されたスラブに対して粗圧延を実施して、粗バーを製造する。ここで、粗圧延とは、周知の粗圧延機を用いてスラブを熱間圧延することを意味する。粗バーとは、粗圧延完了後であって仕上圧延開始前の鋼板を意味する。粗圧延工程では、粗圧延機を用いて、スラブに対して複数のパス数の圧下を付与し、粗バーを製造する。

【0055】

［仕上圧延工程Ｓ１３］
仕上圧延工程Ｓ１３では、粗圧延工程Ｓ１２により製造された粗バーに対して、周知の仕上圧延を実施して、熱延鋼板を製造する。ここで、仕上圧延とは、周知の仕上圧延機を用いて粗バーを熱間圧延することを意味する。仕上圧延工程Ｓ１３では、パスライン上に一列に配列されたタンデム式の複数の仕上圧延スタンドで構成される連続圧延機を用いて、粗バーに複数のパス数の圧下を付与して、熱延鋼板を製造する。

【0056】

［熱延板焼鈍工程Ｓ２］
熱延板焼鈍工程Ｓ２では、熱間圧延工程Ｓ１で製造された熱延鋼板に対して、焼鈍処理を実施する。熱延板焼鈍工程Ｓ２を実施することにより、鋼板組織に再結晶が生じ、磁気特性が高まる。

【0057】

熱延板焼鈍工程Ｓ２では、周知の熱延板焼鈍を実施すれば足りる。熱延板焼鈍での熱延鋼板の加熱方法は特に限定されず、周知の加熱方式を採用すればよい。熱延板焼鈍温度は例えば、９００～１２００℃である。熱延板焼鈍温度での保持時間は例えば、１０～３００秒である。なお、熱延板焼鈍工程Ｓ２を実施した場合、熱延板焼鈍工程Ｓ２後、冷間圧延工程Ｓ３前に、熱延鋼板に対して酸洗処理を実施してもよい。

【0058】

［冷間圧延工程Ｓ３］
冷間圧延工程Ｓ３では、製造された熱延鋼板に対して、冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。上述のとおり、冷間圧延工程Ｓ３は次の２つの工程を含む。
・タンデム圧延工程Ｓ３１
・リバース圧延工程Ｓ３２
以下、各工程Ｓ３１及びＳ３２について説明する。

【0059】

［タンデム圧延工程Ｓ３１］
タンデム圧延工程Ｓ３１では、タンデム圧延機を用いて、冷間圧延を実施する。
図２は、タンデム圧延機の模式図である。図２を参照して、タンデム圧延機ＣＭは、上流から下流に向かってペイオフリール（巻き戻し装置）１１と、テンションリール（巻取り装置）１２との間に配置される。

【0060】

ペイオフリール１１は、巻き取られている熱延鋼板ＳＴ０を巻き戻す。テンションリール１２は、タンデム圧延機ＣＭにより製造された中間鋼板ＳＴ１を巻き取る。
タンデム圧延機ＣＭは、巻き戻された熱延鋼板ＳＴに対して、複数のパス数の連続圧延を実施して、中間鋼板ＳＴ１を製造する。

【0061】

タンデム圧延機ＣＭは、上流から下流に向かって一列に配列された複数の圧延スタンドＣＭＳ_１～ＣＭＳ_ｊ（ｊは２以上の自然数）を備える。各圧延スタンドＣＭＳは、水平に延びる一対のワークロールＷＲ１を備える。一対のワークロールＷＲ１は、冷間圧延される熱延鋼板と接触して、熱延鋼板を冷間圧延する。圧延スタンドＣＭＳは、複数のバックアップロールＢＲ１を備えてもよい。バックアップロールＢＲ１は、ワークロールＷＲ１を支持して、圧延中のワークロールＷＲ１のたわみを抑制する。

【0062】

タンデム圧延機ＣＭを用いた連続圧延において、各圧延スタンドＣＭＳを通過するときに当該圧延スタンドＣＭＳで熱延鋼板を圧下することを、「１パス」圧下する、と称する。連続圧延とは、タンデム圧延機ＣＭを用いて、複数回のパス数で圧下することを意味する。なお、タンデム圧延機ＣＭ中の全ての圧延スタンドＣＭＳで熱延鋼板を圧下しなくてもよい。例えば、タンデム圧延機ＣＭ中に６台の圧延スタンドＣＭＳ_１～ＣＭＳ_６が配列されている場合であって、圧延スタンドＣＭＳ_６では熱延鋼板を圧下することなく通過させる場合、５パスの連続圧延を実施したことになる。

【0063】

［リバース圧延工程Ｓ３２］
図３は、リバース圧延工程Ｓ３２で用いられる多段圧延機の模式図である。図３を参照して、リバース圧延工程Ｓ３２では、多段圧延機ＳＭを用いて、タンデム圧延工程Ｓ３１後の中間鋼板ＳＴ１に対して複数のパス数のリバース圧延を実施して、冷延鋼板ＳＴ２を製造する。

【0064】

多段圧延機は例えば、ゼンジミア圧延機である。多段圧延機ＳＭは、一対のワークロールＷＲ２と、複数のバックアップロールＢＲ２とを備える。多段圧延機ＳＭでは、複数のバックアップロールＢＲ２で一対のワークロールＷＲ２を支持することにより、ワークロールＷＲ２のたわみを極力抑える。これにより、高い圧下を実現できる。

【0065】

ここで、中間鋼板ＳＴ１が多段圧延機ＳＭを通過するときに中間鋼板ＳＴ１に対して圧下を付与したとき、１パスの圧下が実行されたことを意味する。リバース圧延の場合、中間鋼板ＳＴ１が上流から下流に進むときに圧下を行い、かつ、中間鋼板ＳＴ１が下流から上流に進むときにも圧下を行う。より具体的には、中間鋼板ＳＴ１が多段圧延機ＳＭを上流から下流に通過するときに、中間鋼板ＳＴ１に対して１パスの圧下を付与する。また、中間鋼板ＳＴ１が同じ多段圧延機ＳＭを下流から上流に通過するときにも、中間鋼板ＳＴ１に対して１パスの圧下を付与する。つまり、往復で圧下を行う場合、中間鋼板ＳＴ１に対して２パスの圧下が行われる。なお、中間鋼板ＳＴ１が多段圧延機ＳＭを通過するときに、中間鋼板ＳＴ１に対して圧下を付与しない場合もある。

【0066】

冷間圧延工程Ｓ３では、以上のタンデム圧延工程Ｓ３１及びリバース圧延工程Ｓ３２を実施して、冷延鋼板を製造する。

【0067】

［冷間圧延工程Ｓ３での製造条件］
冷間圧延工程Ｓ３では、次の条件１～条件８を満たす。
（タンデム圧延工程Ｓ３１の条件）
条件１：タンデム圧延機ＣＭを用いて、複数のパス数の連続圧延を実施する。
条件２：ワークロールＷＲ１の平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とする。
条件３：累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とする。
（リバース圧延工程Ｓ３２の条件）
条件４：多段圧延機ＳＭを用いて、複数のパス数のリバース圧延を実施する。
条件５：タンデム圧延工程後に熱処理が施されていない中間鋼板を圧延対象とする。
条件６：ワークロールＷＲ２の平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とする。
条件７：累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とする。
（冷間圧延工程Ｓ３全体の条件）
条件８：冷間圧延工程Ｓ３全体での累積圧下率ＣＲ０を９０％以上とする。
以下、条件１～条件８について説明する。

【0068】

［タンデム圧延工程Ｓ３１の条件］
［条件１について］
タンデム圧延工程Ｓ３１では、上述のタンデム圧延機ＣＭを用いて、複数のパス数の連続圧延を実施して、中間鋼板ＳＴ１を製造する。上述のとおり、タンデム圧延では、リバース圧延と比較して、ロール径の大きいロールを用いて圧下することができる。そのため、リバース圧延と比較して、鋼板に付与される剪断歪みを抑えることができる。その結果、仕上焼鈍工程において、ゴス方位結晶粒のサイズをなるべく抑えることができる。そのため、方向性電磁鋼板において、十分な磁束密度が得られるだけでなく、方向性電磁鋼板のコイルの最外周部分の磁束密度と最内周部分の磁束密度との差を小さくすることができる。つまり、方向性電磁鋼板の磁束密度のばらつきを抑えることができる。

【0069】

［条件２について］
タンデム圧延において、各パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とする。後述のリバース圧延工程で用いる多段圧延機（ゼンジミア圧延機）では、ワークロールのたわみを抑えるために、ワークロールの直径を１００ｍｍ以下に抑え、そのワークロールを複数のバックアップロールで支持する。多段圧延機では、このような一対のワークロールと、そのワークロールを支える複数のバックアップロールとの組合せにより、高い圧力を発揮する。しかしながら、ワークロールの直径が小さいため、ゼンジミア圧延機を用いた圧延では、圧延する鋼板に付与される剪断歪みが大きい。

【0070】

上述のとおり、付与される剪断歪みが大きい場合、冷延鋼板の表層においてαファイバ方位群が発達する。αファイバ方位群が発達すると、二次再結晶発現直前までの粒成長によって、二次再結晶の核となるゴス方位粒が減少する。そのため、二次再結晶粒が粗大化する。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性が低くなったり、磁気特性がばらついたりする。

【0071】

本実施形態では、冷間圧延の一部にタンデム圧延を採用し、かつ、各パスで用いる複数のワークロールの平均直径Ｄ１を２００ｍｍ以上とする。この場合、冷間圧延時に鋼板の表層に付与される剪断歪み量を低減できる。この場合、冷間圧延時において、αファイバ方位群よりも、γファイバ方位群が安定化する。そのため、冷延鋼板の表層ではαファイバ方位群が抑制され、γファイバ方位群が残存する。γファイバ方位群は、一次再結晶発現時に｛１１１｝再結晶粒を生成する。仕上焼鈍工程において、｛１１１｝再結晶粒は、二次再結晶発現前のゴス方位粒の他の結晶粒による蚕食を抑制する。そのため、二次再結晶後のゴス方位への集積度を高めることができる。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性を高めることができ、かつ、磁気特性のばらつきも抑制できる。

【0072】

平均直径Ｄ１は、各パスで利用した複数の一対のワークロールの各々の直径（ｍｍ）の算術平均値とする。

【0073】

平均直径Ｄ１の好ましい下限は２５０ｍｍであり、さらに好ましくは３００ｍｍであり、さらに好ましくは３２５ｍｍであり、さらに好ましくは３５０ｍｍである。
平均直径Ｄ１の好ましい上限は１０００ｍｍであり、さらに好ましくは９００ｍｍであり、さらに好ましくは８００ｍｍであり、さらに好ましくは７００ｍｍであり、さらに好ましくは６５０ｍｍである。

【0074】

［条件３について］
タンデム圧延工程での累積圧下率ＣＲ１を、３０～８７％とする。ここで、累積圧下率ＣＲ１（％）は次の式（１）で定義される。
ＣＲ１＝（タンデム圧延工程前の熱延鋼板の板厚－タンデム圧延工程後の中間鋼板の板厚）／タンデム圧延工程前の熱延鋼板の板厚×１００ （１）

【0075】

累積圧下率ＣＲ１が３０％未満であれば、タンデム圧延工程での圧下が不足している。この場合、リバース圧延工程での圧下量が多くなる。そのため、冷延鋼板に付与される剪断歪み量が過剰に多くなる。そのため、二次再結晶後のゴス方位の集積度が低くなる。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。
一方、累積圧下率ＣＲ１が８７％を超えれば、リバース圧延工程での圧下量が少なすぎる。この場合、冷延鋼板に付与される剪断歪み量が過少になる。剪断歪みが過少であれば、ゴス方位の一次再結晶起源となる剪断帯と呼ばれる不均一変形領域が減少する。そのため、二次再結晶核（ゴス方位粒）が減少する。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性のばらつきが発生する。
したがって、累積圧下率ＣＲ１を３０～８７％とする。
累積圧下率ＣＲ１の好ましい下限は３５％であり、さらに好ましくは４０％であり、さらに好ましくは４５％である。
累積圧下率ＣＲ１の好ましい上限は８５％であり、さらに好ましくは８０％であり、さらに好ましくは７５％である。

【0076】

［リバース圧延工程Ｓ３２の条件］
［条件４について］
リバース圧延工程Ｓ３２では、多段圧延機ＳＭを用いて、タンデム圧延工程Ｓ３１後に熱処理が施されていない中間鋼板ＳＴ１に対して複数のパス数のリバース圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。多段圧延機ＳＭを用いたリバース圧延では、タンデム圧延と比較して、鋼板に対して高い圧下を付与することができる。そのため、冷延鋼板を薄くすることができる。

【0077】

［条件５について］
リバース圧延工程Ｓ３２での圧延対象は、タンデム圧延工程Ｓ３１後に熱処理が施されていない中間鋼板とする。つまり、リバース圧延工程Ｓ３２では、タンデム圧延まま材である中間鋼板を圧延対象とする。ここで、「熱処理」とは、５００℃以上の温度に鋼板を加熱及び／又は所定時間保持する処理を意味する。熱処理は例えば、焼鈍である。

【0078】

タンデム圧延工程Ｓ３１により製造された中間鋼板ＳＴ１に対して、焼鈍等の熱処理を実施した場合、中間鋼板ＳＴ１内の回復・再結晶が進行し、冷間圧延によって導入されるトータル歪が減少する。この場合、リバース圧延工程Ｓ３２後の累積圧下率ＣＲ０が９０％以上であっても、方向性電磁鋼板の磁気特性が劣化する。中間鋼板ＳＴ１に対して熱処理が実施された場合、上述のとおり歪が減少し、その結果、鋼板中心層での、一次再結晶集合組織が劣化するためである。具体的には、鋼板中心層は、熱間圧延工程Ｓ１で形成されたαファイバ方位群を継承する。リバース圧延工程Ｓ３２後も、鋼板中心層でのαファイバ方位群は、鋼板表層と比較して顕著に発達している。このαファイバ方位群の再結晶を促進するためには、９０％以上の累積圧下率ＣＲ０が必要である。

【0079】

中間鋼板ＳＴ１に焼鈍等の熱処理を実施した場合、累積圧下率ＣＲ０が９０％以上であっても、鋼板中心層のαファイバ方位群の再結晶を促進することが出来ない。鋼板中心層のαファイバ方位群の再結晶が十分に促進されない場合、鋼板中心層において｛４１１｝＜１４８＞再結晶方位が減少する。｛４１１｝＜１４８＞再結晶方位は、ゴス方位とΣ９の対応方位関係にあり、ゴス方位の二次再結晶を促進する。

【0080】

［条件６について］
多段圧延機を用いたリバース圧延において、各パスで用いる複数のワークロールＷＲ２の平均直径Ｄ２を１００ｍｍ以下とする。平均直径Ｄ２が１００ｍｍを超えれば、リバース圧延される中間鋼板ＳＴ１に対して十分な圧下を付与することができない。この場合、中間鋼板ＳＴ１に対して十分なせん断歪みを付与できない。
平均直径Ｄ２が１００ｍｍ以下であれば、リバース圧延される中間鋼板ＳＴ１に対して各パスごとに十分なせん断歪みを付与できる。その結果、ゴス方位の一次再結晶起源となる剪断帯を十分に形成でき、脱炭焼鈍工程Ｓ４において、ゴス方位粒が十分な量生成する。

【0081】

１台の多段圧延機ＳＭを用いてリバース圧延を実施する場合、平均直径Ｄ１は、各パスで利用した一対のワークロールの各々の直径（ｍｍ）の算術平均値とする。複数台の多段圧延機ＳＭを用いてリバース圧延を実施する場合、平均直径Ｄ２は、各パスで利用した複数の一対のワークロールの各々の直径（ｍｍ）の算術平均値とする。

【0082】

平均直径Ｄ２の好ましい上限は９５ｍｍであり、さらに好ましくは９０ｍｍであり、さらに好ましくは８５ｍｍである。
平均直径Ｄ２の下限は特に限定されない。平均直径Ｄ２の好ましい下限は５０ｍｍであり、さらに好ましくは５５ｍｍであり、さらに好ましくは６０ｍｍである。

【0083】

［条件７について］
リバース圧延工程Ｓ３２での累積圧下率ＣＲ２を、２４～８６％とする。ここで、累積圧下率ＣＲ２（％）は次の式（２）で定義される。
ＣＲ２＝（リバース圧延工程前の中間鋼板の板厚の冷延鋼板の板厚－リバース圧延工程後の冷延鋼板の板厚）／リバース圧延工程前の中間鋼板の板厚×１００ （２）

【0084】

累積圧下率ＣＲ２が２４％未満であれば、リバース圧延工程での圧下が不足している。この場合、ゴス方位の一次再結晶起源となる剪断帯が不足し、後工程の脱炭焼鈍工程Ｓ４において、一次再結晶で生成するゴス方位粒の核が十分な量生成しない。そのため、二次再結晶後のゴス方位の集積度が低くなる。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性が低下する。
一方、累積圧下率ＣＲ２が８６％を超えれば、付与される剪断歪みが大きくなり、冷延鋼板の表層においてαファイバ方位群が発達する。αファイバ方位群が発達すると、仕上焼鈍工程Ｓ５において、二次再結晶発現直前までの粒成長によって、二次再結晶の核となるゴス方位粒が減少する。そのため、二次再結晶粒が粗大化する。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性が低くなったり、磁気特性がばらついたりする。
したがって、累積圧下率ＣＲ２を２４～８６％とする。

【0085】

累積圧下率ＣＲ２の好ましい下限は３０％であり、さらに好ましくは３５％であり、さらに好ましくは４０％である。
累積圧下率ＣＲ２の好ましい上限は８０％であり、さらに好ましくは７５％であり、さらに好ましくは７０％である。

【0086】

［条件８について］
冷間圧延工程Ｓ３（タンデム圧延工程Ｓ３１及びリバース圧延工程Ｓ３２）全体での累積圧下率ＣＲ０を９０％以上とする。ここで、累積圧下率ＣＲ０（％）は次の式（３）で定義される。
ＣＲ０＝（タンデム圧延工程前の熱延鋼板の板厚－リバース圧延工程後の冷延鋼板の板厚）／タンデム圧延工程前の熱延鋼板の板厚×１００ （３）

【0087】

累積圧下率ＣＲ０が９０％未満であれば、冷間圧延工程での圧下が不足している。この場合、冷延鋼板に蓄積されるトータル歪量が少なく、方向性電磁鋼板の磁気特性が劣化する。これは、累積圧下率ＣＲ０が８５％未満であれば、冷延鋼板に蓄積されるトータル歪量が小さすぎ、その結果、鋼板中心層での一次再結晶集合組織が劣化することによる。具体的には、鋼板中心層は、熱延工程において形成されたαファイバ方位群を継承する。そのため、リバース圧延工程Ｓ３２後も、鋼板中心層でのαファイバ方位群は、鋼板表層と比較して、顕著に発達している。このαファイバ方位群の再結晶を促進するためには、９０％以上の累積圧下率ＣＲ０が必要である。

【0088】

中間鋼板ＳＴ１に焼鈍等の熱処理を実施した場合、累積圧下率ＣＲ０が９０％以上であっても、鋼板中心層のαファイバ方位群の再結晶を促進することが出来ない。鋼板中心層のαファイバ方位群の再結晶が促進出来ない場合、鋼板中心層において｛４１１｝＜１４８＞再結晶方位が減少する。この｛４１１｝＜１４８＞再結晶方位は、ゴス方位とΣ９の対応方位関係にあり、ゴス方位の二次再結晶を促進する役割がある。
したがって、累積圧下率ＣＲ０を９０％以上とする。

【0089】

累積圧下率ＣＲ０の好ましい下限は９１％であり、さらに好ましくは９２％であり、さらに好ましくは９３％である。
累積圧下率ＣＲ０の好ましい上限は９７％であり、さらに好ましくは９５％である。

【0090】

冷間圧延工程Ｓ３では、上述の条件１～条件８を満たすように、タンデム圧延及びリバース圧延を実施して、鋼板表層の剪断歪量を制御した冷延鋼板を製造する。この冷延鋼板を用いて後工程を実施することにより、磁束密度のばらつきが抑制された方向性電磁鋼板を製造することができる。

【0091】

［脱炭焼鈍工程Ｓ４］
脱炭焼鈍工程Ｓ４では、冷間圧延工程Ｓ３後の冷延鋼板に対して、脱炭焼鈍を実施して一次再結晶を発現させる。

【0092】

脱炭焼鈍工程Ｓ４は次の工程を含む。
・昇温工程Ｓ４１
・脱炭工程Ｓ４２
・冷却工程Ｓ４３

【0093】

昇温工程Ｓ４１では、鋼板を７５０℃～９５０℃までの任意の温度（到達温度）まで加熱する。脱炭工程Ｓ４２では、鋼板を７５０℃～９５０℃の脱炭焼鈍温度で保持して脱炭焼鈍を実施し、一次再結晶を発現させる。冷却工程Ｓ４３では、脱炭工程Ｓ４２後の鋼板を周知の方法で冷却する。なお、到達温度と脱炭焼鈍温度は、同じ温度であってもよいし、到達温度の方が脱炭焼鈍温度よりも高くてもよい。

【0094】

本実施形態では、昇温工程Ｓ４１において、鋼板の再結晶温度域に相当する５５０℃～７５０℃の温度域での平均昇温速度ＨＲを顕著に速くする。これにより、ゴス方位の再結晶を促進する。これにより、二次再結晶後のゴス方位への集積度を高めることがきる。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性を高めることができ、かつ、磁気特性のばらつきも抑制できる。

【0095】

以下、各工程の詳細を説明する。

【0096】

［昇温工程Ｓ４１］
昇温工程Ｓ４１では、始めに、冷間圧延工程（Ｓ３）後の冷延鋼板を熱処理炉に装入する。本実施形態における脱炭焼鈍用の熱処理炉では、例えば、高周波誘導加熱、通電加熱により、冷延鋼板を７５０℃～９５０℃の任意の温度まで昇温する。昇温工程Ｓ４１は次の条件９を満たす。
条件９：５５０℃～７５０℃の範囲での平均昇温速度ＨＲ：１００℃／秒以上

【0097】

［条件９について］
昇温工程Ｓ４１において、冷延鋼板の温度が５５０℃～７５０℃の範囲での昇温速度の平均を、平均昇温速度ＨＲ（℃／秒）と定義する。

【0098】

上述のとおり、冷延鋼板には歪が蓄積されている。平均昇温速度ＨＲが１００℃／秒未満であれば、再結晶の駆動力となる歪エネルギーが、再結晶が開始される前に解放されてしまう。この場合、一次再結晶後の冷延鋼板（つまり、脱炭焼鈍工程後の冷延鋼板）に十分な量のゴス方位粒を生成することができない。

【0099】

平均昇温速度ＨＲが１００℃／秒以上であれば、冷延鋼板に歪エネルギーが十分に蓄積した状態で、一次再結晶が発現する。そのため、一次再結晶後の冷延鋼板に十分な量のゴス方位粒を生成できる。そのため、後工程の仕上焼鈍工程Ｓ５において、二次再結晶発現時にゴス方位粒が多く残存する。そのため、二次再結晶後のゴス方位への集積度を高めることができる。その結果、方向性電磁鋼板の磁気特性を高めることができ、かつ、磁気特性のばらつきも抑制できる。

【0100】

なお、平均昇温速度ＨＲの上限は特に限定されない。しかしながら、平均昇温速度ＨＲを２０００℃／秒よりも速くしても、上記効果は飽和する。したがって、平均昇温速度ＨＲの上限は、２０００℃／秒である。

【0101】

平均昇温速度ＨＲの好ましい下限は１５０℃／秒であり、さらに好ましくは２００℃／秒であり、さらに好ましくは３００℃／秒であり、さらに好ましくは４００℃／秒であり、さらに好ましくは５００℃／秒であり、さらに好ましくは６００℃／秒であり、さらに好ましくは７００℃／秒であり、さらに好ましくは８００℃／秒であり、さらに好ましくは９００℃／秒である。

【0102】

平均昇温速度ＨＲは次の方法により測定する。熱処理炉内には、鋼板の表面温度を測定するための複数の測温計が設置されている。複数の測温計は、熱処理炉の上流から下流に向かって配列されている。測温計により測定された鋼板の温度と、鋼板温度が５５０℃から７５０℃に上昇するまでに掛かった時間とに基づいて、平均昇温速度ＨＲを求める。

【0103】

［脱炭工程Ｓ４２］
脱炭工程Ｓ４２では、昇温工程Ｓ４１後の冷延鋼板を脱炭焼鈍温度Ｔａで保持して、脱炭焼鈍を実施する。これにより、冷延鋼板に一次再結晶を発現させる。脱炭工程中の雰囲気は、周知の雰囲気で足り、例えば、水素及び窒素を含有する湿潤窒素水素混合雰囲気である。脱炭焼鈍を実施することにより、鋼板中の炭素が鋼板から除去され、一次再結晶が発現する。脱炭焼鈍温度Ｔａ及び脱炭焼鈍温度Ｔａでの保持時間は特に限定されない。脱炭焼鈍温度Ｔａは例えば、８００～９５０℃である。脱炭焼鈍温度Ｔａでの保持時間は例えば、１５～１５０秒である。

【0104】

［冷却工程Ｓ４３］
冷却工程Ｓ４３では、脱炭工程Ｓ４２後の冷延鋼板を周知の方法で常温まで冷却して、脱炭焼鈍鋼板とする。冷却方法は放冷であってもよいし、水冷であってもよい。好ましくは、脱炭工程Ｓ４２後の冷延鋼板を放冷する。以上の工程により脱炭焼鈍工程（Ｓ４）では、脱炭焼鈍鋼板を製造する。

【0105】

［仕上焼鈍工程Ｓ５］
仕上焼鈍工程Ｓ５では、脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布し、焼鈍分離剤が塗布された脱炭焼鈍鋼板に対して仕上焼鈍を実施して、仕上焼鈍鋼板を製造する。
仕上焼鈍工程Ｓ５は、次の工程を含む。
・焼鈍分離剤塗布工程Ｓ５１
・焼鈍工程Ｓ５２
以下、各工程について説明する。

【0106】

［焼鈍分離剤塗布工程Ｓ５１］
焼鈍分離剤塗布工程Ｓ５１では、脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布する。具体的には、脱炭焼鈍鋼板に、焼鈍分離剤を含有する水性スラリーを塗布する。水性スラリーは、焼鈍分離剤に水を加えて攪拌して作製する。焼鈍分離剤は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含有する。好ましくは、ＭｇＯは焼鈍分離剤の主成分である。ここで、「主成分」とは、焼鈍分離剤中のＭｇＯ含有量が、質量％で６０．０％以上であることを意味する。焼鈍分離剤は、ＭｇＯ以外に、周知の添加剤を含有してもよい。

【0107】

焼鈍分離剤塗布工程Ｓ５１では、脱炭焼鈍鋼板の表面上に水性スラリーの焼鈍分離剤を塗布する。表面に焼鈍分離剤が塗布された鋼板を巻取り、コイル状にする。鋼板をコイル状にした後、焼鈍工程Ｓ５２を実施する。

【0108】

［焼鈍工程Ｓ５２］
焼鈍分離剤塗布工程Ｓ５１後の鋼板に対して、焼鈍工程Ｓ５２を実施して、二次再結晶を発現させる。仕上焼鈍工程（Ｓ５）は、コイル状の鋼板を熱処理炉内に装入して実施する。焼鈍工程Ｓ５２での製造条件は例えば、次のとおりである。なお、焼鈍工程Ｓ５２における炉内雰囲気は、周知の雰囲気である。

【0109】

仕上焼鈍温度：１０００～１３００℃
仕上焼鈍温度での保持時間：５～６０時間
仕上焼鈍温度が１０００℃未満であれば、十分な二次再結晶が発現せず、また二次再結晶に用いた析出物を除去する純化が十分ではない。そのため、製造された方向性電磁鋼板の磁気特性が低くなる。一方、仕上焼鈍温度が１３００℃を超えても二次再結晶、純化に対する効果が低いとともに、鋼板の変形などの問題が生じる。仕上焼鈍温度が１０００～１３００℃であれば、上記保持時間が適切であることを前提として、十分な二次再結晶が発現して、磁気特性が高まる。さらに、鋼板表面上にフォルステライトを含有する一次被膜が形成される。
以上の製造工程により、仕上焼鈍工程Ｓ５では、仕上焼鈍鋼板を製造する。

【0110】

なお、仕上焼鈍工程Ｓ５により、鋼板の化学組成の各元素が鋼板中からある程度取り除かれる。特に、インヒビターとして機能するＳ、Ａｌ、Ｎ等は大幅に取り除かれる。また、仕上焼鈍工程Ｓ５後の方向性電磁鋼板の表面には、フォルステライトを含有する一次被膜が形成されている。

【0111】

［絶縁皮膜形成工程Ｓ６］
絶縁皮膜形成工程Ｓ６では、仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜形成液を塗布し、絶縁皮膜形成液が塗布された仕上焼鈍鋼板に対して熱処理を実施して、仕上焼鈍鋼板に絶縁皮膜を形成する。

【0112】

具体的には、仕上焼鈍鋼板の表面（一次被膜上）に、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする周知の絶縁皮膜形成液を塗布する。そして、絶縁皮膜形成液が塗布された仕上焼鈍鋼板に対して、焼付けを実施する。これにより、一次被膜上に、周知の絶縁皮膜が形成される。

【0113】

［その他の任意の工程］
［窒化処理工程］
本実施形態による方向性電磁鋼板１の製造方法はさらに、必要に応じて、脱炭焼鈍工程後であって、仕上焼鈍工程前に、窒化処理工程を実施してもよい。窒化処理工程は周知の条件で実施すればよい。好ましい窒化処理条件は例えば、次のとおりである。
窒化処理温度：７００～８５０℃
窒化処理炉内の雰囲気（窒化処理雰囲気）：水素、窒素、及びアンモニア等の窒化能を有するガスを含有する雰囲気

【0114】

窒化処理温度が７００℃以上、又は、窒化処理温度が８５０℃以下であれば、窒化処理時に窒素が鋼板中に侵入しやすい。この温度範囲内にて窒化処理を行えば、鋼板内部で窒素量を好ましく確保できる。そのため、二次再結晶前の鋼板中に微細ＡｌＮが好ましく形成される。その結果、仕上焼鈍時に二次再結晶が好ましく発現する。なお、窒化処理温度にて鋼板を保持する時間は特に限定されないが、例えば、１０～６０秒である。

【0115】

［磁区細分化処理工程］
本実施形態による方向性電磁鋼板はさらに、必要に応じて、仕上焼鈍工程Ｓ５又は絶縁皮膜形成工程Ｓ６後に、磁区細分化処理工程を実施してもよい。磁区細分化処理工程では、方向性電磁鋼板の表面に、磁区細分化効果のあるレーザ光を照射したり、表面に溝を形成したりする。この場合、さらに磁気特性に優れる方向性電磁鋼板が製造できる。

【0116】

［製造工程のまとめ］
以上のとおり、本実施形態の製造方法では、冷間圧延工程Ｓ３において、条件１～条件８を満たすことにより、冷延鋼板中の鋼板表層のαファイバ方位群の発達を抑制し、γファイバ方位群を十分な量残存させる。そして、当該冷延鋼板に対して、条件９を満たす脱炭焼鈍工程Ｓ４を実施する。これらにより、脱炭焼鈍工程Ｓ４において、一次再結晶発現後の脱炭焼鈍鋼板の鋼板表層では、十分な量の微細ゴス方位粒とともに、十分な量の｛１１１｝再結晶群が生成する。

【0117】

仕上焼鈍工程Ｓ５において、｛１１１｝再結晶群は、二次再結晶が発現する前に、微細ゴス方位粒以外の他の結晶粒が粗大化するのを抑制する。そのため、他の結晶粒が粗大化してゴス方位粒を蚕食するのを抑制できる。その結果、十分な量のゴス方位粒が二次再結晶し、ゴス方位の集積度を高めることができる。その結果、方向性電磁鋼板の磁束密度を高めることができる。

【0118】

さらに、十分な量のゴス方位粒が二次再結晶するため、二次再結晶粒（ゴス方位粒）の大径化を抑制することができる。二次再結晶後のゴス方位粒の粒径を抑制することにより、コイル状の鋼板の集合組織において、ゴス方位からのばらつき、具体的には、各結晶粒の圧延方向に平行な＜１００＞方位からのズレを抑えることができる。そのため、コイル状の方向性電磁鋼板の外周近傍部分と内周近傍部分での磁束密度のばらつきを抑えることができる。

【0119】

なお、本実施形態の製造方法では、熱延板焼鈍工程Ｓ２後、冷間圧延工程Ｓ３を実施するまでの期間である仕掛かり時間が長くなっても、製造される方向性電磁鋼板において、十分に高い磁束密度が得られ、かつ、方向性電磁鋼板の外周近傍部分と内周近傍部分での磁束密度のばらつきを抑えることができる。また、仕掛かり時間が長くなった場合と同様に、冷間圧延工程Ｓ３での脆性割れの発生を抑制するために、焼鈍処理を実施した場合であっても、製造される方向性電磁鋼板において、十分に高い磁束密度が得られ、かつ、方向性電磁鋼板の外周近傍部分と内周近傍部分での磁束密度のばらつきを抑えることができる。

【0120】

以下に、本発明の態様を実施例により具体的に説明する。これらの実施例は、本実施形態の方向性電磁鋼板の製造方法の効果を確認するための一例であり、本発明を限定するものではない。

【実施例0121】

実施例１では、上述の製造工程中の条件１～条件９を変化させて、方向性電磁鋼板を製造した。

【0122】

具体的には、化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０８％、Ｓｉ：３．３％、Ｍｎ：０．０８％、Ｓ：０．０２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．０１％を含有し、残部がＦｅ及び不純物であるスラブを準備した。

【0123】

表１－１及び表１－２に示す各試験番号のスラブに対して、熱間圧延工程Ｓ１を実施した。具体的には、各試験番号のスラブを加熱炉で１３４０℃に加熱した。加熱されたスラブに対して熱間圧延を実施して、板厚１．８～３．５ｍｍの熱延鋼板を製造した。

【0124】

熱間圧延工程後の熱延鋼板に対して、９００～１２００℃の熱延板焼鈍温度で、保持時間１０～３００秒の熱延板焼鈍工程Ｓ２を実施した。熱延板焼鈍工程Ｓ２後、冷間圧延工程Ｓ３を実施して、板厚が０．２２ｍｍの冷延鋼板を製造した。具体的には、第１冷間圧延工程を実施した後、第２冷間圧延工程を実施した。条件１～条件９は表１－１及び表１－２に示すとおりであった。

【0125】

【表1-1】

【0126】

【表1-2】

【0127】

具体的には、表１－１中の「第１冷間圧延工程」欄の「条件１」欄の「リバース」は、第１冷間圧延工程として、リバース圧延工程を実施したことを意味する。「タンデム」は、第１冷間圧延工程として、タンデム圧延工程を実施したことを意味する。

【0128】

表１－１中の「第１冷間圧延工程」欄の「条件２」欄には、各パスで用いたワークロールの平均直径Ｄ１（ｍｍ）が記載されている。表１－１中の「第１冷間圧延工程」欄の「条件３」には、第１冷間圧延工程での累積圧下率ＣＲ１（％）が記載されている。

【0129】

表１－１中の「第２冷間圧延工程」欄の「条件４」欄の「リバース」は、第２冷間圧延工程として、リバース圧延工程を実施したことを意味する。「タンデム」は、第２冷間圧延工程として、タンデム圧延工程を実施したことを意味する。「－」は第２冷間圧延工程を実施しなかったことを意味する。

【0130】

表１－１中の「第２冷間圧延工程」欄の「条件５」欄には、圧延対象となる冷延鋼板が熱処理されたものか否かを表示する。「無し」は、焼鈍されてない、圧延まま材の冷延鋼板を第２冷間圧延工程の圧延対象としたことを意味する。「有り」は、焼鈍された冷延鋼板を第２冷間圧延工程の圧延対象としたことを意味する。なお、焼鈍では、冷延鋼板を１１００℃で８０秒保持した。

【0131】

表１－１中の「第２冷間圧延工程」欄の「条件６」欄には、各パスで用いたワークロールの平均直径Ｄ２（ｍｍ）が記載されている。表１－１中の「第２冷間圧延工程」欄の「条件７」には、第２冷間圧延工程での累積圧下率ＣＲ２（％）が記載されている。

【0132】

表１－１中の「条件８」欄には、冷間圧延工程Ｓ３全体の累積圧下率ＣＲ０（％）が記載されている。

【0133】

冷間圧延工程Ｓ３後の冷延鋼板に対して、脱炭焼鈍工程Ｓ４を実施した。具体的には、８７０℃の到達温度まで昇温した後、８３０℃の脱炭焼鈍温度で８０秒保持した。その後、冷延鋼板を常温まで放冷して、脱炭焼鈍鋼板とした。なお、昇温時において、５５０℃から７５０℃になるまでの間の平均昇温速度ＨＲは、表１－２中の「脱炭焼鈍工程４」の「条件９」欄に記載のとおりとした。

【0134】

脱炭焼鈍鋼板の表面にＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した。その後、焼鈍分離剤を塗布した脱炭焼鈍鋼板をコイル状に巻き取った。以下、コイル状の鋼板を、単に「コイル」ともいう。コイルの内周の曲率半径を２５０ｍｍとし、コイルの外周の曲率半径は８５０ｍｍとした。

【0135】

コイルに対して仕上焼鈍を実施して、仕上焼鈍鋼板を製造した。仕上焼鈍での仕上焼鈍温度を１１００℃～１２００℃とし、仕上焼鈍温度での保持時間を５～３０時間とした。

【0136】

仕上焼鈍工程Ｓ５後の鋼板に対して、絶縁皮膜形成工程Ｓ６を実施した。具体的には、各試験番号の仕上焼鈍鋼板の表面に、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする絶縁皮膜形成液を塗布した。その後、絶縁皮膜形成液が塗布された仕上焼鈍鋼板に対して、同じ条件で焼付けを実施し、一次被膜上に、絶縁皮膜を形成した。以上の製造工程により、各試験番号のコイル状の方向性電磁鋼板を製造した。

【0137】

［評価試験］
製造した各試験番号の方向性電磁鋼板のうち、仕上焼鈍時のコイル最内周部分、及び、最外周部分から試験片を採取した。試験片のサイズは、６０ｍｍ×３００ｍｍ×板厚とした。以下、コイル最内周部分の試験片を「内周部試験片」、コイル最外周部分の試験片を「外周部試験片」という。

【0138】

内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８を、ＪＩＳ Ｃ２５５６：２０１５に準拠して求めた。さらに、次式により、磁束密度差ΔＢを求めた。
ΔＢ＝外周部試験片の磁束密度Ｂ８－内周部試験片の磁束密度Ｂ８

【0139】

［評価結果］
得られた磁束密度Ｂ８を表１－２に示す。
試験番号３～６、８～１６、１８～２３、２５～３３、４２及び４３では、条件１～９が適切であった。そのため、内周部試験片及び外周部試験片のいずれにおいても、磁束密度Ｂ８が１．９１１Ｔ以上であった。さらに、ΔＢは０．００６Ｔ以下であり、磁束密度のばらつきが少なかった。

【0140】

一方、試験番号１では、第２冷間圧延工程を実施しなかった。そのため、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８が低かった。さらに、ΔＢが０．００６Ｔを超え、磁束密度のばらつきが大きかった。

【0141】

試験番号２では、条件２を満たさなかった。そのため、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８が低かった。さらに、ΔＢが０．００６Ｔ以上であり、磁束密度のばらつきが大きかった。

【0142】

試験番号７及び２４では、条件８を満たさなかった。そのため、ゴス方位への集積度が低かった。その結果、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８がいずれも低かった。

【0143】

試験番号１７では、条件３の下限を満たさなかった。条件７が上限を超えた。そのため、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８が低かった。さらに、ΔＢが０．００６Ｔを超え、磁束密度のばらつきが大きかった。

【0144】

試験番号３４では、条件３の上限を満たさなかった。そのため、条件７が下限未満となった。そのため、ゴス方位への集積度が低かった。その結果、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８がいずれも低かった。さらに、ΔＢが０．００６Ｔを超えであり、磁束密度のばらつきが大きかった。

【0145】

試験番号３５～３９では、リバース圧延工程の圧延対象を、熱処理された中間鋼板とした。そのため、ゴス方位への集積度が低かった。その結果、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８がいずれも低く、ΔＢが０．００６Ｔを超える場合もあった。

【0146】

試験番号４０及び４１では、条件９を満たさなかった。そのため、ゴス方位への集積度が低かった。その結果、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８がいずれも低かった。さらに、ΔＢが０．００６Ｔを超え、磁束密度のばらつきが大きかった。

【実施例0147】

実施例２では、種々の化学組成を有するスラブを用いて、方向性電磁鋼板を製造した。具体的には、表２－１、表２－２に示す化学組成を有するスラブを準備した。

【0148】

【表2-1】

【0149】

【表2-2】

【0150】

表２－１中の元素含有量の「－」は、対応する元素含有量において、上述の実施形態で規定の有効数字（最小桁までの数値）での端数を四捨五入した場合に０％であることを意味する。例えば、本実施形態で規定されたＣｒ含有量は小数第二位までの数値で規定されている。したがって、表２－１中の試験番号１では、測定されたＣｒ含有量が、小数第三位で四捨五入した場合に、０％であったことを意味する。また、本実施形態で規定されたＳｎ含有量は小数第二位までの数値で規定されている。したがって、表２－１中の試験番号１では、測定されたＳｎ含有量が、小数第三位で四捨五入した場合に、０％であったことを意味する。
なお、四捨五入とは、規定された最小桁の下の桁（端数）が５未満であれば切り捨て、５以上であれば切り上げることを意味する。

【0151】

表２－１及び表２－２に記載の各試験番号のスラブに対して熱間圧延工程Ｓ１を実施した。具体的には、各試験番号のスラブを加熱炉で１３４０℃に加熱した。加熱されたスラブに対して熱間圧延を実施して、板厚２．３ｍｍの熱延鋼板を製造した。

【0152】

熱間圧延工程後の熱延鋼板に対して、９００～１２００℃の熱延板焼鈍温度で、保持時間１０～３００秒の熱延板焼鈍工程Ｓ２を実施した。

【0153】

熱延板焼鈍工程Ｓ２後、冷間圧延工程Ｓ３を実施して、板厚が０．２２ｍｍの冷延鋼板を製造した。具体的には、初めに、熱延鋼板に対して、タンデム圧延工程Ｓ３１を実施して中間鋼板を製造した。タンデム圧延工程では５パスの圧下を実施した。タンデム圧延でのワークロールの平均直径Ｄ１は５００ｍｍであり、累積圧下率ＣＲ１は６０％であった。中間鋼板に対して熱処理を施すことなく、リバース圧延工程を実施した。リバース圧延工程では３パスの圧下を実施した。リバース圧延工程でのワークロールの平均直径は７０ｍｍであり、累積圧下率ＣＲ２は７６％であった。冷間圧延工程Ｓ３全体の累積圧下率ＣＲ０は９０％であった。

【0154】

冷間圧延工程Ｓ３後の冷延鋼板に対して、脱炭焼鈍工程Ｓ４を実施した。具体的には、８５０℃の到達温度まで昇温した後、８３０℃の脱炭焼鈍温度で８０秒保持した。その後、冷延鋼板を常温まで放冷して、脱炭焼鈍鋼板とした。なお、昇温時において、５５０℃から７５０℃になるまでの間の平均昇温速度ＨＲは１３００℃／秒であった。

【0155】

脱炭焼鈍鋼板の表面にＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した。その後、焼鈍分離剤を塗布した脱炭焼鈍鋼板をコイル状に巻き取った。以下、コイル状の鋼板を、単に「コイル」ともいう。コイルの内周の曲率反映は２５０ｍｍとし、コイルの外周の曲率半径は８５０ｍｍとした。

【0156】

コイルに対して仕上焼鈍を実施して、仕上焼鈍鋼板を製造した。仕上焼鈍での仕上焼鈍温度を１１００℃～１２００℃とし、仕上焼鈍温度での保持時間を５～３０時間とした。

【0157】

仕上焼鈍工程Ｓ５後の鋼板に対して、絶縁皮膜形成工程Ｓ６を実施した。具体的には、各試験番号の仕上焼鈍鋼板の表面に、コロイド状シリカ及びリン酸塩を主体とする絶縁皮膜形成液を塗布した。その後、絶縁皮膜形成液が塗布された仕上焼鈍鋼板に対して、同じ条件で焼付けを実施し、一次被膜上に、絶縁皮膜を形成した。以上の製造工程により、各試験番号のコイル状の方向性電磁鋼板を製造した。

【0158】

［評価試験］
実施例１と同様に、各試験番号のコイル状の方向性電磁鋼板から、内周部試験片及び外周部試験片を採取した。そして、内周部試験片及び外周部試験片の磁束密度Ｂ８を、ＪＩＳ Ｃ２５５６：２０１５に準拠して求めた。さらに、磁束密度差ΔＢを求めた。

【0159】

［試験結果］
評価結果を表２－２に示す。
試験番号１～１５のいずれの方向性電磁鋼板においても、スラブの化学組成は適切であった。さらに、製造工程中の条件１～条件９も適切であった。そのため、内周部試験片及び外周部試験片のいずれにおいても、磁束密度Ｂ８が１．９１１Ｔ以上であった。さらに、ΔＢは０．００６Ｔ以下であり、磁束密度のばらつきが少なかった。