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CN108463569A - 无取向性电磁钢板及其制造方法 - Google Patents

无取向性电磁钢板及其制造方法 Download PDF

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CN108463569A CN201780006482.3A CN201780006482A CN108463569A CN 108463569 A CN108463569 A CN 108463569A CN 201780006482 A CN201780006482 A CN 201780006482A CN 108463569 A CN108463569 A CN 108463569A
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Abstract

将使C脱碳至0.0050％以下、添加Si、尽可能地降低Al后添加Ca而使C：0.0050％以下、Si：0.1～5.0％以下、Mn：0.02～3.0％、sol.Al：0.0050％以下、P：0.2％以下、S：0.0050％以下、N：0.0040％以下、T.Ca：0.0010～0.0080％、T.O：0.0100％以下、(T.Ca/T.O)为0.50以上且2.0以下的钢进行熔炼，制成钢坯，对该钢坯进行在550℃以上卷取的热轧后，进行冷轧，实施最终退火，或者，对该钢坯进行热轧，在900～1150℃的温度下实施热轧板退火后，进行冷轧，实施最终退火，由此制造Al含量低、再利用性优良且磁特性也优良的无取向性电磁钢板。

Description

无取向性电磁钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及作为电气设备的铁芯材料等使用的无取向性电磁钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，伴随着对节能的要求提高，对家庭用空调等中使用的电动机要求消耗电力少、能效高。因此，对于电动机的铁芯材料中使用的无取向性电磁钢板，也强烈要求高性能的特性，例如，为了降低电动机的铁损而要求低铁损、为了降低电动机的铜损而要求高磁通密度等。
作为降低无取向性电磁钢板的铁损的方法，以往使用增加Si、Al、Mn等提高钢的电阻率的元素的添加量来降低涡流损耗的方法。但是，该方法中，无法避免磁通密度的降低。因此，提出了几个不仅降低铁损、还提高磁通密度的技术。
例如，在专利文献1中提出了通过向含有C：0.02重量％以下、Si或Si+Al：4.0重量％以下、Mn：1.0重量％以下、P：0.2重量％以下的钢坯中添加Sb、Sn来实现高磁通密度化的技术。但是，该技术存在如下问题：磁特性的变动大，另外，在热轧后需要进行夹着短时间退火的两次冷轧，因此，制造成本增高。
另外，在专利文献2中提出了如下技术：将含有C：0.008重量％以下、Si：4重量％以下、Al：2.5重量％以下、Mn：1.5重量％以下、P：0.2重量％以下、S：0.005重量％以下、N：0.003重量％以下的热轧板中存在的氧化物系夹杂物的MnO组成比率(MnO/(SiO2+Al2O3+CaO+MnO))控制为0.35以下，由此，减少沿着轧制方向延伸的夹杂物的数量，提高晶粒的生长性。但是，该技术存在如下问题：Ca浓度高、Al浓度低时，磁特性、特别是铁损特性变得不稳定。
最近，从将铁资源进行再利用的观点考虑，大多将对铁芯材进行冲裁加工时产生的废铁再利用于铸造生铁的原料。但是，铸造生铁中含有的Al量达到0.05质量％以上时，容易在铸件中产生气孔(缩孔)，因此，期望将废铁中含有的Al的含量限制为低于0.05质量％。
作为降低了Al的含量的无取向性电磁钢板，例如在专利文献3中提出了通过将Al含量降低至0.017质量％以下、优选0.005质量％以下来改善织构、提高磁通密度的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平05-171280号公报
专利文献2：日本特开平10-060532号公报
专利文献3：日本专利第4126479号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，上述专利文献3中公开的技术中，冷轧采用了室温下的一次轧制法，因此，得不到充分的磁通密度的提高效果。该问题可通过将上述冷轧设定为夹着中间退火的两次以上的冷轧来消除，但会产生制造成本升高这样的其他问题。另外，将上述冷轧设定为将板温升高至约200℃来进行轧制的、所谓温轧对于磁通密度的提高也是有效的。但是，存在如下问题：为了进行温轧，需要新的设备应对、繁杂的工艺管理。此外，在上述专利文献3中记载了：即使降低Al，在不降低N的情况下，在热轧板退火的冷却中也会微细析出AlN而使再结晶退火时的晶粒生长受到抑制，使铁损劣化。
如上所述，在降低了Al的含量的情况下，实际情况是，难以在不需要新的设备应对、繁杂的工艺管理的情况下以低成本、生产率良好地制造高磁通密度且低铁损的无取向性电磁钢板。
本发明是鉴于现有技术所存在的上述问题而完成的，其目的在于，提供Al含量低、再利用性优良并且高磁通密度且低铁损的无取向性电磁钢板，并且提出以低成本、生产率良好地制造该钢板的方法。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，发明人着眼于钢板中存在的氧化物系夹杂物的成分组成与磁特性的关系反复进行了深入研究。结果发现，为了提高无取向性电磁钢板的磁通密度、降低铁损，提高热轧板退火、最终退火中的晶粒生长性是有效的，为此，重要的是将钢原材中的C浓度脱碳至极低碳区域后，添加Si，尽可能地降低Al后添加Ca合金，由此，将钢中的总Ca与总氧的浓度比(T.Ca/T.O)控制为适当范围，优选对sol.Al(酸可溶Al浓度)与Si的浓度比(sol.Al/Si)进行优化、进一步优选将上述钢中含有的氧化物系夹杂物中的CaO、SiO2,Al2O3的组成控制为适当范围是有效的，从而开发了本发明。
即，本发明为一种无取向性电磁钢板，其为具有含有C：0.0050质量％以下、Si：0.1～5.0质量％、Mn：0.02～3.0质量％、sol.Al：0.0050质量％以下、P：0.2质量％以下、S：0.0050质量％以下和N：0.0040质量％以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的无取向性电磁钢板，其中，钢中的总Ca浓度(T.Ca)为0.0010～0.0080质量％、总氧浓度(T.O)为0.0100质量％以下，且总Ca相对于总氧的浓度比(T.Ca/T.O)为0.50以上且2.0以下。
本发明的上述无取向性电磁钢板的特征在于，sol.Al相对于Si的浓度比(sol.Al/Si)为0.0020以下。
另外，本发明为一种无取向性电磁钢板，其为具有含有C：0.0050质量％以下、Si：0.1～5.0质量％、Mn：0.02～3.0质量％、sol.Al：0.0050质量％以下、P：0.2质量％以下、S：0.0050质量％以下和N：0.0040质量％以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的无取向性电磁钢板，其中，钢中的总Ca浓度(T.Ca)为0.0010～0.0080质量％、总氧浓度(T.O)为0.0100质量％以下，且轧制方向的板厚断面内存在的、板厚方向的尺寸为0.2μm以上的氧化物系夹杂物中的CaO相对于SiO2的组成比(CaO/SiO2)为0.50～4.0。
本发明的上述无取向性电磁钢板的特征在于，轧制方向的板厚断面内存在的、板厚方向的尺寸为0.2μm以上的氧化物系夹杂物中的Al2O3相对于(CaO+SiO2+Al2O3)的组成比(Al2O3/(CaO+SiO2+Al2O3))为0.15以下。
另外，本发明的上述无取向性电磁钢板的特征在于，在上述成分组成的基础上还含有选自Sn：0.01～0.1质量％和Sb：0.01～0.1质量％中的一种或两种。
另外，本发明的上述无取向性电磁钢板的特征在于，在上述成分组成的基础上还含有选自Cu：0.01～0.5质量％、Ni：0.01～0.5质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的一种或两种以上。
另外，本发明的上述无取向性电磁钢板的特征在于，在上述成分组成的基础上还含有选自REM：0.0001～0.0050质量％和Mg：0.0001～0.0050质量％中的一种或两种。
另外，本发明提出一种无取向性电磁钢板的制造方法，对含有上述任一项中所述的成分组成和氧化物系夹杂物的钢坯进行热轧而制成热轧板后，对上述热轧板在不实施热轧板退火的情况下进行冷轧，实施最终退火，所述无取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，将上述热轧中的卷材卷取温度设定为550℃以上。
另外，本发明提出一种无取向性电磁钢板的制造方法，对含有上述任一项中所述的成分组成和氧化物系夹杂物的钢坯进行热轧而制成热轧板，实施热轧板退火后进行冷轧，实施最终退火，所述无取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，在900～1150℃的温度下实施上述热轧板退火。
另外，本发明提出一种无取向性电磁钢板的制造方法，其为上述任一项中所述的无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，将对铁水实施脱硫处理和脱磷处理后利用转炉精炼后得到的钢水进行真空脱气处理，将C脱碳至0.0050质量％以下，然后添加用于成分调整的元素和/或合金，然后，向浇包内添加CaSi合金，使钢中的总Ca浓度(T.Ca)为0.0010～0.0080质量％，使总氧浓度(T.O)为0.0100质量％以下，使总Ca相对于总氧的浓度比(T.Ca/T.O)为0.50以上且2.0以下。
发明效果
根据本发明，能够在不需要新的设备应对和繁杂的工艺管理的情况下以低成本提供高磁通密度且低铁损、再利用性也优良的无取向性电磁钢板。
附图说明
图1是表示钢板中存在的氧化物系夹杂物的成分组成给铁损W15/50带来的影响的图。
图2是表示钢板中的(T.Ca/T.O)和(sol.Al/Si)给最终退火后的铁损W15/50带来的影响的图。
具体实施方式
发明人为了研究改善无取向性电磁钢板的织构、提高磁特性的对策，以上文记载的专利文献3中公开的钢的成分体系作为基础，对具有尽可能地降低了Al的含量并添加有P、Sn和Ca的成分体系、具体而言为C：0.0015～0.0035质量％、Si：1.6质量％、Mn：0.1质量％、P：0.07质量％、S：0.0010～0.0030质量％、sol.Al：0.001质量％、N：0.0015～0.0025质量％、O：0.0020～0.0070质量％、Ca：0.0020～0.0040质量％和Sn：0.04质量％的成分组成的各种钢进行了熔炼。需要说明的是，上述C、S、O、Ca和N的组成具有范围是由于熔炼时的变动，并非是有意的。
接着，将上述钢坯再加热至1100℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.3mm的热轧板，酸洗后，进行冷轧而制成最终板厚0.50mm的冷轧板，在1000℃的温度下实施最终退火。
对于这样得到的最终退火后的钢板，从轧制方向(L)和与轧制方向成直角的方向(C)切下爱泼斯坦试验片，基于JIS C2552测定铁损W15/50(在磁通密度1.5T、频率50Hz下励磁时的铁损)，结果，铁损W15/50大幅变动。
因此，为了阐明铁损的变动原因，对于上述最终退火后的钢板，利用扫描电子显微镜(SEM)对与轧制方向平行的断面(L断面)进行了观察，对钢板中存在的夹杂物的成分组成进行了分析。结果确认到：上述夹杂物主要包含含有CaO、SiO2、Al2O3的氧化物系夹杂物；铁损高的钢板的氧化物系夹杂物大多为沿轧制方向延伸的形态；另外，这些延伸的夹杂物具有CaO相对于SiO2的组成(质量％)比(CaO/SiO2)低、Al2O3相对于(CaO+SiO2+Al2O3)的组成(质量％)比(Al2O3/(CaO+SiO2+Al2O3))高的倾向。进而，对原材成分也进行了调查，结果，铁损高的钢板被确认到钢熔炼时、即钢原材的T.Ca相对于T.O的组成(质量％)比(T.Ca/T.O)低、sol.Al相对于Si的组成(质量％)比(sol.Al/Si)高的倾向。
因此，发明人为了进一步在上述成分体系的钢中使氧化物系夹杂物的成分组成发生变化，将具有使作为脱氧剂添加的Si、Al和Ca的添加量进行各种改变的成分体系、具体而言为C：0.0015～0.0035质量％、Si：1.5～2.0质量％、Mn：0.4质量％、P：0.07质量％、S：0.0010～0.0030质量％、sol.Al：0.0001～0.0050质量％、N：0.0015～0.0025质量％、Sn：0.02～0.04质量％、Ca：低于0.0001质量％～0.0050质量％和T.O：0.0020～0.0070质量％的成分组成的各种钢进行了熔炼。需要说明的是，上述C、S和N的组成具有范围是由于熔炼时的变动，并非是有意的。
接着，将上述钢坯再加热至1100℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.3mm的热轧板，酸洗后，进行冷轧而制成最终板厚0.50mm的冷轧板，在1000℃的温度下实施最终退火。
对于这样得到的最终退火后的钢板，从轧制方向(L)和与轧制方向成直角的方向(C)切下爱泼斯坦试验片，基于JIS C2552测定铁损W15/50(在磁通密度1.5T、频率50Hz下励磁时的铁损)。
另外，利用扫描电子显微镜(SEM)对最终退火板的轧制方向的断面(L断面)存在的100个以上的氧化物系夹杂物的成分组成进行分析，求出氧化物系夹杂物的平均组成(质量％)。需要说明的是，在氧化物系夹杂物中，除了Si、Al、Ca的氧化物以外，还确认到Mn、Mg等的氧化物，但为10原子％以下的少量，因此，在组成比率的计算中不考虑。另外，在氧化物中也有与硫化物复合后的物质，但该情况下，仅评价氧化物，求出氧化物组成比率。
图1是表示氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)和(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))与铁损W15/50的关系的图。由该图可知，氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)小于0.50时，铁损大幅升高而劣化，另外，即使氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)为0.50以上，在(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))超过0.15时，也存在铁损劣化的倾向。而且，确认到如下倾向：越是铁损高的钢板，沿轧制方向延伸的形态的氧化物系夹杂物越多，结晶粒径也越小。
氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)降低、或者(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))升高时，夹杂物的熔点降低，因此，在热轧时容易沿轧制方向变形，形成沿轧制方向延伸的形态。该延伸的夹杂物在冷轧中形成断裂后的形态，但存在这种形态的夹杂物时，在最终退火时使晶粒的生长受到抑制，晶粒变小，阻碍磁畴壁的移动，因此铁损特性劣化。因此认为，为了提高最终退火后的钢板(制品板)的磁特性，将钢中存在的氧化物系夹杂物的成分组成控制为适当范围、防止在热轧时沿轧制方向伸长是有效的。
根据上述图1，为了降低铁损，提高氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)是重要的，为此，认为提高钢中的Ca浓度、降低钢中O浓度是有效的。认为其理由如下。
关于SiO2、Al2O3和CaO的氧化物标准生成能，CaO最低，其次是Al2O3，最高的是SiO2，因此认为，钢中的氧首先生成CaO，剩余的氧生成Al2O3，最后生成SiO2。因此认为，如果降低钢中的氧量，则氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)升高，另外认为，如果提高钢中的(T.Ca/T.O)，则氧化物系夹杂物中的(CaO/SiO2)也升高。
此外，通过减少氧化物系夹杂物中的(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))而铁损降低，但为此需要降低钢中的Al。但是，降低Al时存在极限。因此认为，通过提高钢中的Si和Ca的含量、降低钢中的Al/(Ca+Si)≈Al/Si(Ca比Si少，因此忽略)，能够降低(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))。
图1是基于上述的考察示出上述实验结果、即钢熔炼时的钢中的总Ca浓度(质量％)相对于总氧浓度(质量％)的比(T.Ca/T.O)和钢熔炼时的钢中的sol.Al浓度(质量％)相对于Si浓度(质量％)的比(sol.Al/Si)与铁损W15/50的关系的图。由该图确认到，钢中(T.Ca/T.O)小于0.50时，铁损非常高，另外，即使钢中的(T.Ca/T.O)为0.50以上，钢中(sol.Al/Si)超过0.0020时，铁损也略微增高。
本发明是基于上述的新见解而开发的。
接着，对本发明的无取向性电磁钢板(制品板)的成分组成进行说明。
C：0.0050质量％以下
C是引起磁时效而使制品板的铁损劣化的有害元素，特别是超过0.0050质量％时，上述劣化变得显著，因此限制为0.0050质量％以下。优选为0.0030质量％以下。需要说明的是，关于下限，越少越优选，因此没有特别规定。
Si：0.1～5.0质量％
Si是对于提高钢的电阻、降低铁损有效的元素，并且也是作为钢的脱氧剂添加的元素，因此含有0.1质量％以上。但是，Si超过5.0质量％时，除了磁通密度降低以外，钢发生脆化，在冷轧中产生龟裂等，使制造性大幅降低。因此，上限设定为5.0质量％。优选为1.5～5.0质量％的范围。进一步优选为1.6～3.8质量％的范围。
Mn：0.02～3.0质量％
Mn与Si同样地是对于提高钢的电阻、降低铁损有效的元素，并且具有防止热脆性的效果，因此含有0.02质量％以上。另一方面，超过3.0质量％时，磁通密度降低，因此，上限设定为3.0质量％。优选为0.15～2.5质量％，更优选为0.15～1.0质量％的范围。
P：0.2质量％以下
P以微量添加时提高钢的硬度的效果高，因此是对于提高冲裁加工性有用的元素，可以根据所要求的硬度适当添加。但是，P的过量添加会导致冷轧性的降低，因此，上限设定为0.2质量％。优选为0.04～0.15质量％的范围。
S：0.0050质量％以下
S成为硫化物而形成析出物、夹杂物，使制品板的磁特性降低，不仅如此，还损害制造性(热轧性)，因此越少越优选。因此，在本发明中，限制为0.0050质量％以下。特别是在重视磁特性的情况下，优选设定为0.0025质量％以下。需要说明的是，S越少越优选，因此，下限没有特别规定。
sol.Al：0.0050质量％以下
Al与Si同样地是对于提高钢的电阻、降低铁损有效的元素，并且是作为钢的脱氧剂添加的元素。但是，如前所述，从将废铁作为铸造生铁的原料进行再利用的观点考虑，期望Al低于0.05质量％，越低越优选。此外，在本发明中，为了改善织构、提高磁通密度，进一步降低Al，限制为以sol.Al(酸可溶Al)计0.0050质量％以下。优选为0.0020质量％以下。
N：0.0040质量％以下
N与前述的C同样地是使磁特性劣化的有害元素，特别是在低Al材料中，上述的不利影响变得显著，因此限制为0.0040质量％以下。优选为0.0030质量％以下。需要说明的是，关于下限，越少越优选，因此没有特别规定。
T.Ca：0.0010～0.0080质量％
Ca成为CaS而形成粗大的析出物，抑制MnS等微细硫化物的析出，因此，具有改善晶粒生长、降低铁损的效果。为了得到上述效果，在本发明中，以T.Ca(钢中的总Ca浓度)计含有0.0010质量％以上。但是，超过0.0080质量％的添加会使Ca硫化物、Ca氧化物的量增加，反而阻碍晶粒生长，铁损特性劣化，因此，上限设定为0.0080质量％。优选为0.0015～0.0050质量％的范围。在此，上述总Ca浓度(T.Ca)是指由钢中的酸可溶Ca与酸不可溶Ca之和构成的Ca的浓度。
T.O：0.0100质量％以下
O以T.O(钢中的总O浓度)计超过0.0100质量％时，氧化物的量增加，阻碍晶粒生长，使铁损特性劣化，因此，上限设定为0.0100质量％。优选为0.0060质量％以下。在此，上述总O浓度(T.O)是指由酸可溶O与酸不可溶O之和构成的O的浓度。
T.Ca/T.O：0.50以上且2.0以下
如上所述，钢中的总Ca浓度相对于总O浓度的比(T.Ca/T.O)需要设定为0.50以上且2.0以下。这是因为，上述比小于0.50时，氧化物系夹杂物显示出沿轧制方向延伸的形态，因此，阻碍晶粒生长，铁损特性劣化。另外，将上限设定为2.0是因为，超过2.0时，粗大化的氧化物系夹杂物成为裂纹的起点，显著损害制造性。优选为0.60以上且1.8以下。
sol.Al/Si：0.0020以下
本发明的无取向性电磁钢板中，为了进一步改善铁损特性，优选除了满足上述成分组成以外还将钢中的sol.Al浓度相对于Si浓度的比(sol.Al/Si)限制为0.0020以下。这是因为，(sol.Al/Si)超过0.0020时，氧化物系夹杂物形成沿轧制方向延伸的形态，阻碍晶粒生长，铁损特性可能劣化。更优选为0.0015以下。在此，上述sol.Al表示酸可溶Al。准确来说，应当利用(T.Al-sol.Al)/Si进行规定，但利用(sol.Al/Si)进行规定的理由是因为，sol.Al与T.Al具有相关性，sol.Al能够更容易地进行分析。
另外，本发明的无取向性电磁钢板可以在上述成分的基础上还含有下述成分。
选自Sn：0.01～0.1质量％和Sb：0.01～0.1质量％中的一种或两种
Sn和Sb均具有改善织构、提高磁特性的效果。为了得到上述效果，优选单独或复合地分别添加0.01质量％以上。但是，过量添加时，钢发生脆化，在钢板制造的过程中引起板断裂、鳞状折叠等表面缺陷，因此，优选将上限分别设定为0.1质量％。更优选分别为0.02～0.05质量％的范围。
选自Cu：0.01～0.5质量％、Ni：0.01～0.5质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的一种或两种以上
Cu、Ni和Cr是对于提高钢板的比电阻、降低铁损有效的元素，因此可以含有。为了得到上述效果，优选分别添加0.01质量％以上。另一方面，这些元素与Si、Al相比更为昂贵，因此，各自的添加量优选设定为0.5质量％以下。
选自REM：0.0001～0.0050质量％和Mg：0.0001～0.0050质量％中的一种或两种
Mg和REM是在高温下形成比MnS、Cu2S更稳定的硫化物、具有提高磁特性的效果的元素，因此可以含有。为了得到上述效果，优选分别添加0.0001质量％以上的Mg和REM。另一方面，即使过量含有，效果也饱和，在经济上变得不利，因此，上限优选分别设定为0.0050质量％。
本发明的无取向性电磁钢板中，上述成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。但是，只要在不损害本发明的作用效果的范围内则并不拒绝其他元素的含有，例如，若作为不可避免的杂质含有的V为0.004质量％以下、Nb为0.004质量％以下、B为0.0005质量％以下、Ni为0.05质量％以下、Cr为0.05质量％以下、Cu为0.1质量％以下、Ti为0.002质量％以下的范围内则是容许的。
接着，对本发明的钢板中存在的氧化物系夹杂物进行说明。
为了得到优良的磁特性，优选将制品板的轧制方向的板厚断面内存在的、板厚方向的尺寸为0.2μm以上的氧化物系夹杂物的(CaO/SiO2)设定为0.50以上、并且将(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))设定为0.15以下。这是因为，偏离上述范围时，氧化物系夹杂物由于热轧而延伸，阻碍热轧后的自退火、热轧板退火、最终退火中的晶粒生长性，使磁特性劣化。更优选CaO/SiO2为0.60以上、(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))为0.10以下。需要说明的是，钢板中存在的氧化物系夹杂物的成分组成是利用SEM(扫描电子显微镜)对100个以上的存在于与钢板的轧制方向平行的断面(L断面)中的氧化物系夹杂物进行分析时的平均值。需要说明的是，本发明的氧化物系夹杂物还包含与硫化物等其他化合物复合而存在的物质。
接着，对本发明的无取向性电磁钢板的制造方法进行说明。
需要说明的是，本发明的无取向性电磁钢板可以通过无取向性电磁钢板的制造中使用的通常的设备和通常的工序来制造。
首先，将实施铁水预处理等而降低了S浓度的铁水利用转炉进行脱碳处理，使碳浓度降低后，进一步利用真空脱气处理装置将C脱碳至极低浓度区域，同时进行脱氮处理。然后，优选C浓度达到0.0050质量％以下后，添加Si、Si合金，兼带脱氧地将Si浓度调整至预定的浓度，然后添加金属Mn等用于成分调整的其他元素、合金，进行最终成分调整。另外，为了降低S浓度，可以在真空脱气处理中添加CaO等脱硫剂。需要说明的是，合金的一部分可以在转炉出钢时进行添加。
然后，向钢水中添加Ca合金(CaSi合金)。Ca合金的添加方法可以使用注入法、铁被覆丝添加法等。
在此重要的是，需要将成分调整后的钢水中的(T.Ca/T.O)控制为0.50以上且2.0以下。由此，能够改善铁损特性。
为了将上述(T.Ca/T.O)控制为0.50以上，增加添加到钢水中的Ca合金(CaSi合金)、或者在真空脱气装处理中充分确保脱氧时间等而降低氧量是有效的。当然，这些操作需要在(T.Ca/T.O)不超过2.0的范围内进行。
需要说明的是，尽可能地限制Al的添加量、将(sol.Al/Si)控制为0.0020以下也是重要的。由此，能够进一步改善铁损特性。
接着，将利用上述说明的方法熔炼得到的钢水通过连铸法或铸锭-开坯轧制法等制成钢原材(钢坯)。
然后，对上述钢坯进行热轧，但上述热轧之前的钢坯的再加热温度SRT优选设定为1000～1250℃的范围。这是因为，SRT超过1250℃时，能量损失大而变得不经济，不仅如此，钢坯的高温强度降低，可能产生钢坯下垂等制造上的故障。另一方面，低于1000℃时，热加工中的变形阻力增加，难以进行热轧。
接下来的热轧在通常的条件下进行即可。需要说明的是，从确保生产率的观点考虑，进行热轧的板厚优选设定为1.5～2.8mm的范围。这是因为，小于1.5mm时，热轧中的轧制故障增加，另一方面，超过2.8mm时，冷轧压下率过高，织构劣化。更优选的热轧板厚为1.7～2.4mm的范围。
然后，热轧后的钢板(热轧板)可以实施热轧板退火，也可以省略，但从降低制造成本的观点考虑，省略是更有利的。但是，在省略热轧板退火的情况下，需要将热轧后的卷材的卷取温度设定为550℃以上。这是因为，低于550℃时，卷材卷取后的自退火变得不充分，冷轧前的钢板的再结晶率降低，发生起皱、或者磁通密度降低。优选的卷取温度为600℃以上。
另一方面，在进行热轧板退火的情况下，需要将热轧板退火的均热温度设定为900～1150℃的范围。这是因为，均热温度低于900℃时，轧制组织残留，不能充分得到磁特性的改善效果。另一方面，超过1150℃时，晶粒粗大化，容易在冷轧中产生裂纹，除此以外，在经济上也变得不利。优选为950～1050℃的温度。
需要说明的是，即使在进行热轧板退火的情况下，也可以将卷材卷取温度设定为550℃以上，这是不言而喻的。
接着，将上述热轧后或热轧板退火后的热轧板通过一次冷轧或夹着中间退火的两次以上的冷轧制成最终板厚的冷轧板。此时，为了提高磁通密度，优选采用将板温升高至200℃而进行轧制的所谓温轧。另外，对于冷轧板的厚度(最终板厚)，没有特别规定，优选设定为0.10～0.60mm的范围。这是因为，小于0.10mm时，生产率降低，另一方面，超过0.60mm时，铁损降低效果小。需要说明的是，在重视铁损的情况下，优选设定为0.10～0.35mm的范围。
然后，将冷轧至最终板厚的钢板(冷轧板)通过连续退火来实施最终退火。该最终退火的均热温度优选设定为700～1150℃的范围。均热温度低于700℃时，再结晶不会充分进行，得不到良好的磁特性，不仅如此，也得不到连续退火所带来的形状矫正效果。另一方面，超过1150℃时，能量损失增大，变得不经济。
接着，对于上述最终退火后的钢板，为了进一步降低铁损，之后优选根据需要在钢板表面涂布绝缘覆膜并烧结。需要说明的是，在想要确保良好的冲裁性的情况下，上述绝缘覆膜优选设定为含有树脂的有机覆膜。另外，在重视焊接性的情况下，优选设定为半有机覆膜、无机覆膜。
实施例1
将表1所示的成分组成不同的No.1～37的钢进行熔炼，通过连铸法制成钢坯。在上述钢的熔炼时，添加Si、Ca和Al作为脱氧剂。作为Ca源，使用CaSi。这些脱氧剂、CaSi的添加量根据钢水中的O、N、S的含量适当调整。
接着，将上述钢坯再加热至1080～1180℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.3mm的热轧板。此时，卷材卷取温度全部设定为600℃(恒定)。
接着，对上述热轧板进行酸洗后，进行冷轧而制成最终板厚0.50mm的冷轧板，进行在均热温度1000℃下保持10秒的最终退火，然后被覆绝缘覆膜，制成无取向性电磁钢板(制品板)。
接着，利用扫描电子显微镜(SEM)对以上述方式得到的制品板的与轧制方向平行的断面(L断面)进行观察，对100个以上的氧化物系夹杂物的成分组成进行分析，求出CaO、SiO2和Al2O3的平均值，计算出(CaO/SiO2)、(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))的值。
另外，从上述制品板的轧制方向(L)和与轧制方向成直角的方向(C)切下爱泼斯坦试验片，基于JIS C2552测定磁通密度B50(磁化力5000A/m下的磁通密度)和铁损W15/50(在磁通密度1.5T、频率50Hz下励磁时的铁损)。
将上述测定的结果一并记载于表1中。由该结果可知，符合本发明的钢板的铁损W15/50低、磁通密度B50也高，具有优良的磁特性。
实施例2
将表2所示的成分组成大致相同的No.1～8的钢与实施例1同样地进行熔炼，通过连铸法制成钢坯。接着，将上述钢坯再加热至1150℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.3mm的热轧板，酸洗，进行冷轧而制成最终板厚0.50mm的冷轧板，然后，进行在均热温度1000℃下保持10秒的最终退火，被覆绝缘覆膜，制成无取向性电磁钢板(制品板)。此时，使上述热轧后的卷材卷取温度如表2所示在520～650℃的范围内发生变化。需要说明的是，钢5和8是热轧后通过连续退火实施在均热温度1000℃下保持30秒的热轧板退火的例子。
接着，对于以上述方式得到的制品板，与实施例1同样地利用SEM对夹杂物进行分析，计算出夹杂物中的CaO、SiO2和Al2O3的平均比率和(CaO/SiO2)、(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))，并且测定磁通密度B50和铁损W15/50。
将上述测定的结果一并记载于表2中。由该结果可知，在符合本发明的条件下制造的无取向性电磁钢板即使在不实施热轧板退火的情况下，通过将热轧后的卷材卷取温度提高至550℃以上，也具有优良的磁特性。
实施例3
将表3所示的成分组成不同的No.1～19的钢与实施例1同样地进行熔炼，通过连铸法制成钢坯。接着，将上述钢坯再加热至1150℃的温度后，进行热轧而制成板厚1.9mm的热轧板，酸洗，进行冷轧而制成使最终板厚在0.20～0.50mm的范围内发生变化的冷轧板，然后，进行在均热温度1000℃下保持10秒的最终退火，被覆绝缘覆膜，制成无取向性电磁钢板(制品板)。需要说明的是，上述热轧后的卷材卷取温度设定为600℃。
接着，对于以上述方式得到的制品板，与实施例1同样地，利用SEM对夹杂物进行分析，计算出夹杂物中的CaO、SiO2和Al2O3的平均比率和(CaO/SiO2)、(Al2O3/(SiO2+Al2O3+CaO))，并且测定磁通密度B50和铁损W15/50。
将上述测定的结果一并记载于表3中。由该结果可知，在符合本发明的条件下制造的无取向性电磁钢板即使在使板厚发生变化的情况下也具有优良的磁特性。

Claims (10)

1.一种无取向性电磁钢板，其为具有含有C：0.0050质量％以下、Si：0.1～5.0质量％、Mn：0.02～3.0质量％、sol.Al：0.0050质量％以下、P：0.2质量％以下、S：0.0050质量％以下和N：0.0040质量％以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的无取向性电磁钢板，其中，
钢中的总Ca浓度(T.Ca)为0.0010～0.0080质量％、总氧浓度(T.O)为0.0100质量％以下，且总Ca相对于总氧的浓度比(T.Ca/T.O)为0.50以上且2.0以下。
2.如权利要求1所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，sol.Al相对于Si的浓度比(sol.Al/Si)为0.0020以下。
3.一种无取向性电磁钢板，其为具有含有C：0.0050质量％以下、Si：0.1～5.0质量％、Mn：0.02～3.0质量％、sol.Al：0.0050质量％以下、P：0.2质量％以下、S：0.0050质量％以下和N：0.0040质量％以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的无取向性电磁钢板，其中，
钢中的总Ca浓度(T.Ca)为0.0010～0.0080质量％、总氧浓度(T.O)为0.0100质量％以下，且轧制方向的板厚断面内存在的、板厚方向的尺寸为0.2μm以上的氧化物系夹杂物中的CaO相对于SiO2的组成比(CaO/SiO2)为0.50～4.0。
4.如权利要求3所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，轧制方向的板厚断面内存在的、板厚方向的尺寸为0.2μm以上的氧化物系夹杂物中的Al2O3相对于(CaO+SiO2+Al2O3)的组成比(Al2O3/(CaO+SiO2+Al2O3))为0.15以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，在所述成分组成的基础上还含有选自Sn：0.01～0.1质量％和Sb：0.01～0.1质量％中的一种或两种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，在所述成分组成的基础上还含有选自Cu：0.01～0.5质量％、Ni：0.01～0.5质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的一种或两种以上。
7.如权利要求1～6中任一项所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，在所述成分组成的基础上还含有选自REM：0.0001～0.0050质量％和Mg：0.0001～0.0050质量％中的一种或两种。
8.一种无取向性电磁钢板的制造方法，对含有权利要求1～7中任一项所述的成分组成和氧化物系夹杂物的钢坯进行热轧而制成热轧板后，对所述热轧板在不实施热轧板退火的情况下进行冷轧，实施最终退火，所述无取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，
将所述热轧中的卷材卷取温度设定为550℃以上。
9.一种无取向性电磁钢板的制造方法，对含有权利要求1～7中任一项所述的成分组成和氧化物系夹杂物的钢坯进行热轧而制成热轧板，实施热轧板退火后进行冷轧，实施最终退火，所述无取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，
在900～1150℃的温度下实施所述热轧板退火。
10.一种无取向性电磁钢板的制造方法，其为权利要求1～7中任一项所述的无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
将对铁水实施脱硫处理和脱磷处理后利用转炉精炼后得到的钢水进行真空脱气处理，将C脱碳至0.0050质量％以下，然后添加用于成分调整的元素和/或合金，然后，向浇包内添加CaSi合金，使钢中的总Ca浓度(T.Ca)为0.0010～0.0080质量％，使总氧浓度(T.O)为0.0100质量％以下，使总Ca相对于总氧的浓度比(T.Ca/T.O)为0.50以上且2.0以下。
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