特許7393692無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、無方向性電磁鋼板、およびその製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-29
(45)【発行日】2023-12-07
(54)【発明の名称】無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、無方向性電磁鋼板、およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20231130BHJP
C22C 38/16 20060101ALI20231130BHJP
C21D 8/12 20060101ALI20231130BHJP
H01F 1/147 20060101ALI20231130BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 303U
C22C38/16
C21D8/12 A
H01F1/147 175
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022501075
(86)(22)【出願日】2021-02-19
(86)【国際出願番号】 JP2021006348
(87)【国際公開番号】W WO2021167065
(87)【国際公開日】2021-08-26
【審査請求日】2022-05-23
(31)【優先権主張番号】P 2020027000
(32)【優先日】2020-02-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】有田 吉宏
(72)【発明者】
【氏名】市江 毅
(72)【発明者】
【氏名】村上 史展
【審査官】鈴木 葉子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０８２２７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１５４８５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０６－５０３６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００７０９５１（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０
Ｃ２１Ｄ ８／１２， ９／４６
Ｈ０１Ｆ １／１２－ １／３８， １／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量％でＣ：０．００５０％以下、
Ｓｉ：０．５％以上３．５％以下、
Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、
Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、
Ｃｕ：０．０１０％以上０．１０％以下、
Ｓｎ：０．０１０％以上０．２０％以下、を含み、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
表面から深さ１０μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有する
ことを特徴とする無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板。
【請求項2】
質量％でＣ：０．００５０％以下、
Ｓｉ：０．５％以上３．５％以下、
Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、
Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、
Ｃｕ：０．０１０％以上０．１０％以下、
Ｓｎ：０．０１０％以上０．２０％以下、を含み、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
表面から深さ５μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有する
ことを特徴とする無方向性電磁鋼板。
【請求項3】
請求項１に記載の前記無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板の製造方法であって、製鋼工程、及び熱延工程を備え、
前記熱延工程は、スラブ加熱、粗圧延、仕上圧延、及び巻取を含み、
前記熱延工程の前記スラブ加熱における空気比を１．０以上１．２以下とし、
前記熱延工程の前記仕上圧延の直前の粗圧延鋼板の温度を１０００℃以上１０５０℃以下とし、
前記熱延工程の前記仕上圧延における仕上圧延温度を９３０℃以上９７０℃以下とし、
前記熱延工程の前記巻取における巻取温度を７５０℃以上８００℃以下とする
ことを特徴とする無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板の製造方法。
【請求項4】
請求項２に記載の前記無方向性電磁鋼板の製造方法であって、酸洗工程、冷延工程及び仕上焼鈍工程を備え、
前記冷延工程では、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板を冷間圧延する
ことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項5】
前記酸洗工程において用いられる酸洗溶液がチオ硫酸塩を含むことを特徴とする請求項４に記載の無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、無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、無方向性電磁鋼板、およびその製造方法に関するものである。
本願は、２０２０年２月２０日に、日本に出願された特願２０２０－０２７０００号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０２０年２月２０日に、日本に出願された特願２０２０－０２７０００号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
近年、世界的な電気機器の省エネルギー化要求の高まりにより、回転機の鉄心材料として用いられる無方向性電磁鋼板に対しても、より高性能な特性が要求されている。具体的には、電気製品のモーターのうち高効率機種と言われるものについては、Ｓｉ及びＡｌ含有量を増加させて固有抵抗を高め、かつ結晶粒径を大きくした高級素材が使用されるようになってきた。しかしながら、これらの手段は、無方向性電磁鋼板の製造コストを上げる。そのため、コスト削減の観点からは、製造プロセスを簡省略化することが重要である。
【0003】
熱延での自己焼鈍は、熱延板焼鈍の省略が期待できる技術である。熱延板焼鈍の目的は、熱延鋼板（熱延板）の再結晶、及び結晶粒成長の促進であり、このことによってリジングと呼ばれる形状欠陥問題を解消し、かつ磁気特性を改善することができる。この効果を、熱延コイル自身が持っている温度で熱延鋼板を焼鈍する、いわゆる自己焼鈍によって得る技術について、以下の通り開示されている。
【0004】
例えば特許文献１には、質量％でＣ：≦０．００５％、Ｓｉ：０．１～２．０％、Ｍｎ：０．０５～０．６％、Ａｌ：≦０．５％を含有し、平均直径１０～２００ｎｍのＡｌＮの個数密度を規定した、磁束密度が良好な無方向性電磁鋼板で、熱延の巻取温度を７８０℃以上とする自己焼鈍技術が開示されている。
【0005】
特許文献２には、質量％でＣ：≦０．００８％、２％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦３％、０．０２≦Ｍｎ≦１．０％を含有し、０．３％≦Ａｌ／（Ｓｉ＋Ａｌ）≦０．５％の関係を満足し、熱延仕上圧延温度を１０５０℃以上とし、その後の無注水時間を１秒以上７秒以下とし、注水冷却により７００℃以下で巻取る熱延板焼鈍の省略技術が開示されている。
【0006】
特許文献３では、重量％でＣ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｓｎ：０．０２％以上０．２０％以下、Ｃｕ：０．１％以上１．０％以下を含有し、Ａｃ１変態点以下の温度で熱延板焼鈍もしくは自己焼鈍を施し、磁束密度が高く鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法が開示されている。
【0007】
これらの手法は、熱延鋼板の結晶粒成長を促進し、熱延板焼鈍を省略しつつ磁気特性の改善を図るものである。しかしながら、これらの手法においては、熱延鋼板のスケール生成量が増大して酸洗性が悪く、酸洗効率が低下したり、製品板の表面品位が悪くなったりするという新たな課題が発生してきている。このため、これらの手法においては、熱延板焼鈍を省略するだけのメリットが得られないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】国際公開第２０１３／０６９７５４号
【文献】日本国特開２０１０－２４２１８６号公報
【文献】日本国特開平４－６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、酸洗時のスケール残りを減らし、製品板の表面品位が良好な無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板及びその製造方法、並びに無方向性電磁鋼板及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
（１）本発明の一態様に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板は、質量％でＣ：０．００５０％以下、Ｓｉ：０．５％以上３．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｃｕ：０．０１０％以上０．１０％以下、Ｓｎ：０．０１０％以上０．２０％以下、を含み、残部がＦｅ及び不純物からなり、表面から深さ１０μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有する。
（２）本発明の別の態様に係る無方向性電磁鋼板は、質量％でＣ：０．００５０％以下、Ｓｉ：０．５％以上３．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｃｕ：０．０１０％以上０．１０％以下、Ｓｎ：０．０１０％以上０．２０％以下、を含み、残部がＦｅ及び不純物からなり、表面から深さ５μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有する。
（３）本発明の別の態様に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板の製造方法は、上記（１）に記載の前記無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板の製造方法であって、製鋼工程、及び熱延工程を備え、前記熱延工程は、スラブ加熱、粗圧延、仕上圧延、及び巻取を含み、前記熱延工程の前記スラブ加熱における空気比を１．０以上１．２以下とし、前記熱延工程の前記仕上圧延の直前の粗圧延鋼板の温度を１０００℃以上１０５０℃以下とし、前記熱延工程の前記仕上圧延における仕上圧延温度を９３０℃以上９７０℃以下とし、前記熱延工程の前記巻取における巻取温度を７５０℃以上８００℃以下とする。
（４）本発明の別の態様に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、上記（２）に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法であって、酸洗工程、冷延工程及び仕上焼鈍工程を備え、前記冷延工程では、上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板を冷間圧延する。
（５）上記（４）に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法では、前記酸洗工程において用いられる酸洗溶液がチオ硫酸塩を含んでもよい。
（２）本発明の別の態様に係る無方向性電磁鋼板は、質量％でＣ：０．００５０％以下、Ｓｉ：０．５％以上３．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｃｕ：０．０１０％以上０．１０％以下、Ｓｎ：０．０１０％以上０．２０％以下、を含み、残部がＦｅ及び不純物からなり、表面から深さ５μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有する。
（３）本発明の別の態様に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板の製造方法は、上記（１）に記載の前記無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板の製造方法であって、製鋼工程、及び熱延工程を備え、前記熱延工程は、スラブ加熱、粗圧延、仕上圧延、及び巻取を含み、前記熱延工程の前記スラブ加熱における空気比を１．０以上１．２以下とし、前記熱延工程の前記仕上圧延の直前の粗圧延鋼板の温度を１０００℃以上１０５０℃以下とし、前記熱延工程の前記仕上圧延における仕上圧延温度を９３０℃以上９７０℃以下とし、前記熱延工程の前記巻取における巻取温度を７５０℃以上８００℃以下とする。
（４）本発明の別の態様に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、上記（２）に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法であって、酸洗工程、冷延工程及び仕上焼鈍工程を備え、前記冷延工程では、上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板を冷間圧延する。
（５）上記（４）に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法では、前記酸洗工程において用いられる酸洗溶液がチオ硫酸塩を含んでもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、酸洗時のスケール残りが少なく、製品板の表面品位が良好な無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、および無方向性電磁鋼板を低コストで安定的に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態に係る熱延鋼板の表層におけるＣｕ濃度チャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明者らは、熱延工程にて自己焼鈍を施し、熱延板焼鈍を省略した無方向性電磁鋼板において、酸洗でのスケール除去の効率が悪く、製品にスケール残りが発生して表面品位が悪くなる原因につき、自己焼鈍後の熱延鋼板の表層スケールに着目して調査した。その結果、熱延板焼鈍工程を通板した熱延鋼板に比べ、熱延工程にて自己焼鈍された熱延鋼板は、その表層のスケールが非常に厚いことが判明した。これは、熱延板焼鈍が雰囲気制御した炉で施されるのに対し、熱延工程での自己焼鈍は大気中で行われるため、大気中の酸素によって熱延鋼板の酸化が進行するためである。
【0014】
このような大気中焼鈍において、酸化の進行を抑制する方法を本発明者らは鋭意研究した。その考えを以下に示す。
【0015】
熱延工程は、スラブ加熱、熱延（粗圧延、及び仕上圧延）、並びに巻取を含む。まずスラブ加熱段階で、スラブの表面が酸化され、スケールが生成する。しかし、このスラブ加熱段階におけるスケールは、熱延途中で除去され、熱延鋼板には残存しない。熱延鋼板に残存するのは、仕上圧延から巻取り、および巻取り後に生成するスケールである。
【0016】
これらのスケール生成は、自己焼鈍の効果を享受しようとする限り、避けられない課題である。結晶粒成長させるためには所定値以上の鋼板温度が必要であるものの、熱延では雰囲気制御することはできない。そこで、熱延の仕上圧延が終了した後の、熱延鋼板の最表面の化学組成を、酸化されにくい組成にすることを試みた。
【0017】
その結果、鋼中にＣｕを適度に含有させ、且つ、熱延のスラブ加熱段階で表層スケールの直下にＣｕを濃化させておくことで、仕上圧延後の熱延鋼板の最表面にＣｕ濃化領域を露出させられることが判明した。熱延鋼板の最表面にＣｕ濃化領域を露出させることで、Ｃｕの耐酸化性を生かし、自己焼鈍時の酸化を抑制できることを本発明者らは知見した。
【0018】
さらに、自己焼鈍に続く酸洗工程においては、チオ硫酸塩を主体とする酸洗促進剤を酸洗溶液に添加することで、自己焼鈍で生成した酸化層の除去を促進することができる。また、これによれば、チオ硫酸塩が有する酸洗溶液中での分解のし易さを生かし、同じ酸洗ラインを通板する他鋼種への影響も回避できることを本発明者らは知見した。
【0019】
以上の知見により、熱延で自己焼鈍を施す無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、および無方向性電磁鋼板において、製品の表面品位が良好となる条件を見出し、本発明を完成させた。
【0020】
続いて、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、および無方向性電磁鋼板における成分および製品の数値限定理由について述べる。なお、以下に示される化学成分に関する記載は、特に断りがない限り、本実施形態に係る熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板の両方に適用されるものである。また、特に断りがない限り、化学成分における各元素の含有量の単位「％」は、質量％を意味する。
【0021】
＜化学成分＞
以下、熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板の成分について説明する。
以下、熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板の成分について説明する。
【0022】
Ｃは、磁気時効によって無方向性電磁鋼板の鉄損を劣化させる。そのため、Ｃ含有量は０．００５０％以下である。Ｃ含有量の下限は０％である。一方、固溶Ｂの生成を回避する観点から、Ｃ含有量を０．００１０％以上としてもよい。Ｃ含有量を０．００４５％以下、０．００４０％以下、又は０．００３５％以下としてもよい。Ｃ含有量を０．００１５％以上、０．００２０％以上、又は０．００２５％以上としてもよい。
【0023】
Ｓｉは、無方向性電磁鋼板の電気抵抗を増加させるために有効な元素であり、鉄損や磁束密度、強度などの要求特性に応じて、適宜その含有量を調整できる。ただし、Ｓｉ含有量が０．５％未満では鉄損低減効果が小さい。一方、Ｓｉ含有量が３．５％を超えると、熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板の靱性が低くなって、製造が難しくなる。そのため、上記した各々の値を、Ｓｉ含有量の上下限とした。Ｓｉ含有量を３．２％以下、３．０％以下、又は２．５％以下としてもよい。Ｓｉ含有量を０．６％以上、０．８％以上、又は１．０％以上としてもよい。
【0024】
Ｍｎは、硫化物生成元素として働き、無方向性電磁鋼板の結晶粒成長を促進させる。この効果を得る目的から、Ｍｎ含有量の下限を０．１％とした。さらに、電気抵抗を高めるために、変態温度を調整する目的に応じて、Ｍｎの含有量を適量とすることが好ましい。それらの効果が飽和する１．５％を、Ｍｎ含有量の上限とした。Ｍｎ含有量を１．２％以下、１．０％以下、又は０．８％以下としてもよい。Ｍｎ含有量を０．２％以上、０．４％以上、又は０．６％以上としてもよい。
【0025】
Ａｌは、鋼の脱酸に必要な元素である。安定した脱酸効果を確保する観点、かつ、微細なＡｌＮの生成を抑制する観点から、Ａｌの含有量は０．１％以上とした。さらに、電気抵抗を高めるために適量のＡｌを含有させてもよい。一方、過剰なＡｌは製鋼での鋳造性を悪化させる。このことから、１．５％をＡｌ含有量の上限とした。Ａｌ含有量を１．２％以下、１．０％以下、又は０．８％以下としてもよい。Ａｌ含有量を０．２％以上、０．４％以上、又は０．６％以上としてもよい。
【0026】
Ｃｕは、本実施形態に係る熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板における重要な元素である。鉄やシリコンよりも酸化されにくいというＣｕの特性を生かし、適量のＣｕをスラブに含有させることで、Ｃｕを熱延鋼板の表層に濃化させ、スケール生成を抑制させる。上述の効果を得るために、Ｃｕ含有量を０．０１％以上とした。Ｃｕは、より好ましくは０．０１０％以上、０．０２％以上、０．０２０％以上、０．０５％以上、又は０．０５０％以上としてもよい。ただしＣｕ含有量が０．１０％を超えるとヘゲ疵が発生しやすくなる。そのため、０．１０％をＣｕ含有量の上限とした。Ｃｕ含有量を０．１００％以下、０．０８％以下、０．０８０％以下、０．０７％以下、０．０７０％以下、０．０６％以下、又は０．０６０％以下としてもよい。
【0027】
Ｓｎは本実施形態に係る熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板における重要な元素である。鉄やシリコンよりも酸化されにくいというＳｎの特性を生かし、適量のＳｎをスラブに含有させることで、熱延でのスケール生成を抑制することができる。上述の効果を得るために、Ｓｎ含有量を０．０１％以上とした。Ｓｎ含有量は、より好ましくは０．０１０％以上、０．０２％以上、０．０２０％以上、０．０５％以上、又は０．０５０％以上としてもよい。ただしＳｎ含有量が０．２０％を超えると効果が飽和する。そのため、０．２０％をＳｎ含有量の上限とした。Ｓｎ含有量を０．２００％以下、０．１５％以下、０．１５０％以下、０．１０％以下、０．１００％以下、０．０８％以下、又は０．０８０％以下としてもよい。
【0028】
本実施形態に係る熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板の化学成分の残部は、Ｆｅ及び不純物である。不純物とは、本実施形態に係る熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板に悪影響を与えない範囲で許容される、微量の元素を意味する。
【0029】
＜無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板のＣｕ濃度ピーク＞
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板においては、その表層のＣｕ濃化層を規定する。まず、熱延鋼板の表面から深さ１０μｍまでの間に、Ｃｕの濃度がピークを持つ必要がある。さらに、Ｃｕの濃度ピーク値が０．１２％に満たないと、熱延鋼板の酸化が進み、製品板として良好な表面品位が得られない。従って、本実施形態に係る熱延鋼板では、その表面から深さ１０μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有することとする。熱延鋼板の表面から深さ１０μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値が、０．１３％以上、０．１４％以上、０．１５％以上、又は０．２０％以上であってもよい。熱延鋼板の表面から深さ１０μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値の上限値は特に制限されないが、例えばＣｕの濃度ピーク値を１．００％以下、０．９０％以下、０．７０％以下、又は０．６５％以下としてもよい。
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板においては、その表層のＣｕ濃化層を規定する。まず、熱延鋼板の表面から深さ１０μｍまでの間に、Ｃｕの濃度がピークを持つ必要がある。さらに、Ｃｕの濃度ピーク値が０．１２％に満たないと、熱延鋼板の酸化が進み、製品板として良好な表面品位が得られない。従って、本実施形態に係る熱延鋼板では、その表面から深さ１０μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有することとする。熱延鋼板の表面から深さ１０μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値が、０．１３％以上、０．１４％以上、０．１５％以上、又は０．２０％以上であってもよい。熱延鋼板の表面から深さ１０μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値の上限値は特に制限されないが、例えばＣｕの濃度ピーク値を１．００％以下、０．９０％以下、０．７０％以下、又は０．６５％以下としてもよい。
【0030】
＜無方向性電磁鋼板のＣｕ濃度ピーク＞
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板においても、熱延鋼板と同様に、その表層のＣｕ濃化層を規定する。ただし、無方向性電磁鋼板は熱延鋼板を冷間圧延して得られるものである。上述した、Ｃｕピーク位置が好ましい範囲内にある熱延鋼板を冷間圧延して得られた無方向性電磁鋼板においては、その表面から深さ５μｍまでの間にＣｕの濃度がピークを持つことが通常である。そのため、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、その表面から深さ５μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有することとする。Ｃｕの濃度ピーク値が０．１２％に満たないと、熱延鋼板の段階で酸化が進み、製品板として良好な表面品位が得られない。無方向性電磁鋼板の表面から深さ５μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値が、０．１３％以上、０．１４％以上、０．１５％以上、又は０．２０％以上であってもよい。無方向性電磁鋼板の表面から深さ５μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値の上限値は特に制限されないが、例えばＣｕの濃度ピーク値を１．００％以下、０．９０％以下、０．７０％以下、又は０．６５％以下としてもよい。
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板においても、熱延鋼板と同様に、その表層のＣｕ濃化層を規定する。ただし、無方向性電磁鋼板は熱延鋼板を冷間圧延して得られるものである。上述した、Ｃｕピーク位置が好ましい範囲内にある熱延鋼板を冷間圧延して得られた無方向性電磁鋼板においては、その表面から深さ５μｍまでの間にＣｕの濃度がピークを持つことが通常である。そのため、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板では、その表面から深さ５μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有することとする。Ｃｕの濃度ピーク値が０．１２％に満たないと、熱延鋼板の段階で酸化が進み、製品板として良好な表面品位が得られない。無方向性電磁鋼板の表面から深さ５μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値が、０．１３％以上、０．１４％以上、０．１５％以上、又は０．２０％以上であってもよい。無方向性電磁鋼板の表面から深さ５μｍまでの範囲におけるＣｕの濃度ピーク値の上限値は特に制限されないが、例えばＣｕの濃度ピーク値を１．００％以下、０．９０％以下、０．７０％以下、又は０．６５％以下としてもよい。
【0031】
熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板のいずれにおいても、Ｃｕの濃度ピーク値は、ＧＤＳ（グロー放電発光分析装置）を用いて特定する。具体的な手段は以下の通りである。
前処理：熱延鋼板又は無方向性電磁鋼板の表面を洗浄する。無方向性電磁鋼板が絶縁皮膜を備える場合は、絶縁皮膜を除去してから洗浄する。さらに、アルゴンスパッタリングによって熱延鋼板又は無方向性電磁鋼板表層数ｎｍを除去する。
測定：ＧＤＳを用いて、Ｃｕ濃度の深さ方向の分布を測定する。これにより、図１に例示されるようなＣｕ濃度チャートが得られる。この濃度チャートに示されるＣｕ濃度ピークの位置及び高さに基づいて、Ｃｕの濃度ピークが所定位置に含まれるか否か、及びその濃度が所定範囲内であるか否かを判別する。
前処理：熱延鋼板又は無方向性電磁鋼板の表面を洗浄する。無方向性電磁鋼板が絶縁皮膜を備える場合は、絶縁皮膜を除去してから洗浄する。さらに、アルゴンスパッタリングによって熱延鋼板又は無方向性電磁鋼板表層数ｎｍを除去する。
測定：ＧＤＳを用いて、Ｃｕ濃度の深さ方向の分布を測定する。これにより、図１に例示されるようなＣｕ濃度チャートが得られる。この濃度チャートに示されるＣｕ濃度ピークの位置及び高さに基づいて、Ｃｕの濃度ピークが所定位置に含まれるか否か、及びその濃度が所定範囲内であるか否かを判別する。
【0032】
＜製造方法＞
次に本実施形態に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、および無方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
次に本実施形態に係る無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、および無方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
【0033】
本実施形態に係る熱延鋼板の製造方法は、製鋼工程、及び熱延工程を備え、熱延工程は、スラブ加熱、粗圧延、仕上圧延、及び巻取を含み、熱延工程のスラブ加熱における空気比を１．０以上１．２以下とし、熱延工程の仕上圧延の直前の粗圧延鋼板（スラブを粗圧延して得られる鋼板）の温度を１０００℃以上１０５０℃以下とし、熱延工程の仕上圧延における仕上温度を９３０℃以上９７０℃以下とし、熱延工程の巻取における巻取温度を７５０℃以上８００℃以下とする。以下、本実施形態に係る製造方法における製造条件の限定理由について述べる。
【0034】
製鋼工程は特に限定されない。ここでは、熱延鋼板及び無方向性電磁鋼板の化学成分を上述の範囲内とするように、スラブの成分を周知の方法によって適宜調整すればよい。
【0035】
熱延工程では、スラブを加熱した後、スラブに粗圧延及び仕上圧延を行って熱延鋼板を得て、さらに、この熱延鋼板を巻き取る。
【0036】
本実施形態に係る製造方法では、スラブ加熱の段階で、スラブにスケールを十分生成させておくことで、スケール直下にＣｕを濃化させる必要がある。そうすることで、仕上圧延前のデスケーリング処理により、十分なＣｕ濃化層を鋼板表面に露出させることができる。そのために、スラブ加熱における空気比を１．０～１．２の範囲内とする。空気比が１．０未満である場合は、Ｃｕの濃化が十分に進展せず、Ｃｕ濃化層が得られないおそれがある。空気比が１．２超である場合は、スケール量が著しく多量となり、種々のデスケーリング手段によってもスケールを十分に除去することができず、熱延鋼板又は無方向性電磁鋼板の表面性状が悪化する。
【0037】
さらに、続く仕上圧延前の粗圧延鋼板の温度を１０００℃以上１０５０℃以下とし、仕上圧延温度を９３０℃以上９７０℃以下にする。これにより、Ｃｕをさらに濃化させることができる。
【0038】
そして、巻取温度を７５０℃以上とすることで、熱延鋼板に自己焼鈍を生じさせ、結晶粒成長を促進させることができる。また、巻取温度を８００℃以下とすることで、熱延鋼板の内部酸化を抑制することができる。
【0039】
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、本実施形態に係る熱延鋼板を製造する工程（即ち、上述した本実施形態に係る熱延鋼板の製造方法）と、酸洗工程と、冷延工程と、仕上焼鈍工程とを含む。冷延工程及び仕上焼鈍工程は特に限定されず、周知の条件を適宜採用することができる。
【0040】
酸洗工程も特に限定されない。ここでは、自己焼鈍時に生じた内部酸化層（スケール）の除去を一層促進する目的で、酸洗促進剤を酸洗溶液に添加することが好ましい。なお、酸洗溶液が製造工程に残存することがあり、これが他鋼種の製造の際に悪影響を生じさせるおそれがある。内部酸化層が存在しない他鋼種への悪影響のない酸洗促進剤として、チオ硫酸塩系が例示される。
【実施例】
【0041】
（Ａ）熱延鋼板
表１に記載の化学成分を有するスラブを、表２に記載のスラブ加熱条件、及び仕上圧延条件で熱延して、表３に示す熱延鋼板を得た。これら表において、発明範囲外の値には下線を付した。これら熱延鋼板に対して、以下の方法による評価を実施した。
（１）Ｃｕ濃度ピーク値の測定
前処理：熱延鋼板の表面を洗浄した。さらに、アルゴンスパッタリングによって熱延鋼板表層数ｎｍを除去した。
測定：ＧＤＳを用いて、Ｃｕ濃度の深さ方向の分布を測定して、Ｃｕ濃度チャートを得た。この濃度チャートに示されるＣｕ濃度ピークの位置及び高さに基づいて、Ｃｕの濃度ピークが所定位置に含まれるか否か、及びその濃度が所定範囲内であるか否かを判別した。表３には、Ｃｕ濃度ピークの高さ（Ｃｕ濃度ピーク値）を記載した。
（２）酸洗時のスケール残りの評価（酸洗後スケール評価）
熱延鋼板を６％塩酸溶液に６０秒浸漬した後、断面を鏡面研磨し、内部酸化層の厚み（即ち、スケールの厚み）を光学顕微鏡で測定した。測定で得られたスケール厚みが１μｍ以下であるものを、スケール評価良好な熱延鋼板と判定した。なお、スケールの厚み測定は、走査型電子顕微鏡を用いて行っても構わない。
表１に記載の化学成分を有するスラブを、表２に記載のスラブ加熱条件、及び仕上圧延条件で熱延して、表３に示す熱延鋼板を得た。これら表において、発明範囲外の値には下線を付した。これら熱延鋼板に対して、以下の方法による評価を実施した。
（１）Ｃｕ濃度ピーク値の測定
前処理：熱延鋼板の表面を洗浄した。さらに、アルゴンスパッタリングによって熱延鋼板表層数ｎｍを除去した。
測定：ＧＤＳを用いて、Ｃｕ濃度の深さ方向の分布を測定して、Ｃｕ濃度チャートを得た。この濃度チャートに示されるＣｕ濃度ピークの位置及び高さに基づいて、Ｃｕの濃度ピークが所定位置に含まれるか否か、及びその濃度が所定範囲内であるか否かを判別した。表３には、Ｃｕ濃度ピークの高さ（Ｃｕ濃度ピーク値）を記載した。
（２）酸洗時のスケール残りの評価（酸洗後スケール評価）
熱延鋼板を６％塩酸溶液に６０秒浸漬した後、断面を鏡面研磨し、内部酸化層の厚み（即ち、スケールの厚み）を光学顕微鏡で測定した。測定で得られたスケール厚みが１μｍ以下であるものを、スケール評価良好な熱延鋼板と判定した。なお、スケールの厚み測定は、走査型電子顕微鏡を用いて行っても構わない。
【0042】
【表1】
【0043】
【表2】
【0044】
【表3】
【0045】
発明範囲内の化学成分を有するスラブを、発明範囲内の製造条件で熱延することにより得られた熱延鋼板Ｃ１～Ｃ１３は、表面から深さ１０μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有していた。さらに、熱延鋼板Ｃ１～Ｃ１３は、酸洗時のスケール残りが少なかった。
一方、比較例ｃ１～ｃ８は、酸洗時のスケール残りが多かった。
具体的には、比較例ｃ１は、厚さ５μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ２は、厚さ６μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ３は、厚さ８μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ４は、厚さ１５μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ５は、厚さ１３μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ６は、厚さ１１μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ７は、厚さ１０μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ８は、厚さ１８μｍのスケール残りが確認された。
一方、比較例ｃ１～ｃ８は、酸洗時のスケール残りが多かった。
具体的には、比較例ｃ１は、厚さ５μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ２は、厚さ６μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ３は、厚さ８μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ４は、厚さ１５μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ５は、厚さ１３μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ６は、厚さ１１μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ７は、厚さ１０μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｃ８は、厚さ１８μｍのスケール残りが確認された。
【0046】
（Ｂ）無方向性電磁鋼板
表１に記載の化学成分を有するスラブを、表２に記載のスラブ加熱条件、及び仕上圧延条件で熱延して、熱延鋼板を得た。これら熱延鋼板を、酸洗、熱間圧延、及び仕上焼鈍して、表４に示す無方向性電磁鋼板を得た。表４において、発明範囲外の値には下線を付した。なお、酸洗条件は８％塩酸で９０秒浸漬とした。これら無方向性電磁鋼板のＣｕ濃度ピーク値を、上述の熱延鋼板と同じ方法で評価した。さらに、これら無方向性電磁鋼板の表面品位を光学顕微鏡の断面観察によって評価した。具体的には、仕上焼鈍後の無方向性電磁鋼板の断面を鏡面研磨し、スケールの厚みを光学顕微鏡で測定した。観察で得られたスケール厚みが１μｍ以下であるものを、製品表面品位が良好な無方向性電磁鋼板と判定した。なお、仕上焼鈍後に絶縁皮膜が塗布された無方向性電磁鋼板について、高温のアルカリ溶液等に浸漬することで絶縁皮膜を除去して、水洗した後に、スケールの厚みを評価してもかまわない。また、スケールの厚み測定は、走査型電子顕微鏡を用いて行っても構わない。
表１に記載の化学成分を有するスラブを、表２に記載のスラブ加熱条件、及び仕上圧延条件で熱延して、熱延鋼板を得た。これら熱延鋼板を、酸洗、熱間圧延、及び仕上焼鈍して、表４に示す無方向性電磁鋼板を得た。表４において、発明範囲外の値には下線を付した。なお、酸洗条件は８％塩酸で９０秒浸漬とした。これら無方向性電磁鋼板のＣｕ濃度ピーク値を、上述の熱延鋼板と同じ方法で評価した。さらに、これら無方向性電磁鋼板の表面品位を光学顕微鏡の断面観察によって評価した。具体的には、仕上焼鈍後の無方向性電磁鋼板の断面を鏡面研磨し、スケールの厚みを光学顕微鏡で測定した。観察で得られたスケール厚みが１μｍ以下であるものを、製品表面品位が良好な無方向性電磁鋼板と判定した。なお、仕上焼鈍後に絶縁皮膜が塗布された無方向性電磁鋼板について、高温のアルカリ溶液等に浸漬することで絶縁皮膜を除去して、水洗した後に、スケールの厚みを評価してもかまわない。また、スケールの厚み測定は、走査型電子顕微鏡を用いて行っても構わない。
【0047】
【表4】
【0048】
発明範囲内の化学成分を有するスラブを、発明範囲内の製造条件で熱延することにより得られた無方向性電磁鋼板Ｄ１～Ｄ１３は、表面から深さ５μｍまでの範囲に０．１２％以上のＣｕの濃度ピーク値を有していた。さらに、熱延鋼板Ｄ１～Ｄ１３は、表面品位が良好であった。
一方、比較例ｄ１～ｄ８は、酸洗時のスケール残りが多かった。
具体的には、比較例ｄ１は、厚さ５μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ２は、厚さ６μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ３は、厚さ８μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ４は、厚さ９μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ５は、厚さ１２μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ６は、厚さ１０μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ７は、厚さ７μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ８は、厚さ１１μｍのスケール残りが確認された。
一方、比較例ｄ１～ｄ８は、酸洗時のスケール残りが多かった。
具体的には、比較例ｄ１は、厚さ５μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ２は、厚さ６μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ３は、厚さ８μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ４は、厚さ９μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ５は、厚さ１２μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ６は、厚さ１０μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ７は、厚さ７μｍのスケール残りが確認された。
比較例ｄ８は、厚さ１１μｍのスケール残りが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明によれば、酸洗時のスケール残りが少なく、製品板の表面品位が良好な無方向性電磁鋼板用の熱延鋼板、および無方向性電磁鋼板を低コストで安定的に提供できる。そのため、本発明は高い産業上の利用可能性を有する。
【図1】