JP2001254124A - 表面性状及び加工性に優れた高けい素鋼板の製造方法 - Google Patents
表面性状及び加工性に優れた高けい素鋼板の製造方法Info
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Abstract
製造方法を提供する。 【解決手段】 Si:4wt%未満の母材鋼板に対して、加
熱処理、浸珪処理、拡散均熱処理及び冷却処理を順次行
い、高けい素鋼板を製造する方法において、前記加熱処
理を下式を満足する雰囲気中でかつ500℃以上での昇温
速度が50℃/min以上となるように加熱する。 [02]×[H2O]1/4≦70 但し [O2]:酸素濃度(ppm)、[H2O]:水蒸気濃度 (pp
m)
Description
高けい素鋼板の製造方法に関する。
料として広く用いられるけい素鋼板には、通常、集合組
織制御および固有抵抗増大のためにSiが添加される。こ
のけい素鋼板の軟磁気特性はSiの添加量と共に向上し、
特に6.5%付近で最高の透磁率を示すことが知られてい
る。また、高けい素鋼板と呼ばれるSi含有量が約4%超
のけい素鋼板は、電気抵抗が高いため特に高周波領域で
の磁気特性が優れる。
て浸珪処理法が知られている。この製造方法(例えば、
特公平5-49745号公報等に示される製造技術)は、工業
的プロセスで圧延が可能なSi:4%以下の薄鋼板と四塩化
けい素とを高温で反応させることによりSiを浸透させ、
浸透したSiを板厚方向に拡散させることにより高けい素
鋼板を得る方法であり、例えば特公平5-49745号公報で
は、鋼板を四塩化けい素が5〜35vol%含まれる無酸化性
ガス雰囲気中において1023〜1200℃の温度で連続的に浸
珪処理し、コイル状の高けい素鋼板を得ている。通常、
この浸珪処理ではSi供給用の原料ガスとして四塩化けい
素が使用され、この四塩化けい素は以下に示す浸珪反応
式により鋼板と反応してSi富化層が鋼板表層に生成す
る。 SiCl4 + 5Fe → Fe3Si + 2FeCl2
層中のSiは、四塩化けい素を含まない無酸化性雰囲気中
で鋼板を均熱処理することにより板厚方向に拡散され
る。
いわれる凸状の表面欠陥が発生し、鋼帯の表面性状及び
加工性を著しく劣化させる。従来、このピックアップの
発生要因は浸珪雰囲気中の酸素と四塩化けい素が含まれ
る無酸化性ガスとの反応により生成する「シリカ」と考
えられており、この問題に対し、酸素を低減されるとい
う対策が採られてきた。
術を用いても表面性状、加工性とも不十分である。本発
明は上記問題点に鑑みなされたもので、表面性状及び加
工性の優れた高けい素鋼板の製造方法を提供することを
目的とする。
を解決すべく研究を重ねた結果、以下の知見を得た。 ・浸珪処理する際に、浸珪処理前の母材の酸化状態によ
っては、母材とけい素化合物とが反応し、鋼板表層にけ
い素酸化物が生成する場合がある。このけい素酸化物は
炉内にて鋼帯に接触する部分、例えば炉内ハースロール
等へ付着し、鋼帯に押し疵を発生させ鋼帯の表面性状を
著しく劣化させる。
は、母材の有する酸素源により浸珪後、結晶粒界の酸化
が発生し結晶粒界の結合力が低下し、加工性が著しく劣
化させる
を生成させないためには、浸珪処理前の加熱処理で、浸
珪母材の事前酸化を防止することが重要であり、浸珪母
材の事前酸化を防止するためには加熱処理において、加
熱速度及び雰囲気を規定する必要がある以上のことを見
出した。
で、以下のような構成を有する。本発明は、Si:4wt%
未満の母材鋼板に対して、加熱処理、浸珪処理、拡散均
熱処理及び冷却処理を順次行い、高けい素鋼板を製造す
る方法において、前記加熱処理を下式を満足する雰囲気
中でかつ500℃以上での昇温速度が50℃/min以上となる
ように加熱することを特徴とする表面性状及び加工性に
優れた高けい素鋼板の製造方法である。 [02]×[H2O]1/4≦70 但し [O2]:酸素濃度(ppm)、[H2O]:水蒸気濃度 (pp
m) なお、本明細書において、鋼の成分を示す%はすべてwt
%である。
由とともに説明する。本発明による高けい素鋼板の製造
方法は、圧延による製造が容易なSi:4%未満の鋼板を
母材鋼板とし、この母材鋼板に対して加熱処理、浸珪処
理、拡散均熱処理及び冷却処理を順次実施することによ
り高けい素鋼板を製造する。
と、まず、Si:4%未満の鋼を熱間圧延、冷間圧延し、
薄板(母材鋼板)とする。母材鋼板を無酸化性ガス雰囲
気中で浸珪処理温度またはその近傍まで加熱し、次い
で、四塩化けい素が5〜35vol%含まれる無酸化性ガス雰
囲気中において1023〜1200℃の温度で連続的に母材鋼板
に浸珪処理を施す。
塩化けい素を含まない無酸化性ガス雰囲気中で拡散均熱
処理を施し、板表層に生成したSi富化層を板厚方向に拡
散させた後、常温ないし300℃まで冷却し、しかる後巻
き取り、高けい素鋼板を得る。
要に応じて絶縁を目的とする皮膜が塗布される。対象と
なる絶縁皮膜の種類としては、酸素もしくは酸化物を含
む有機タイプ、有機−無機混合タイプ、無機タイプがあ
げられる。また、必要に応じて絶縁・コア形状成形の目
的でワニスが含浸される。
Siは4〜7%とするのが好ましい。Siが4%未満では鉄損
が大きく、一方、7%を超えると脆くなるためである。
い素鋼板の製造方法において、加熱処理を500℃以上で
の昇温速度が50℃/min以上となるように行う。これは
本発明において最も重要な要件である。
と加工性に影響を及ぼす温度の下限値である。また、鋼
板の加熱速度が50℃/min未満ではその雰囲気中の水分
・酸素分に関わらず鋼板表層の酸化反応が十分に進行し
てしまい浸珪処理後鋼板の表面性状や加工性が劣化して
しまうため、鋼板の加熱速度は50℃/min以上とする。
また、より安定した加工性を得るため、好ましくは150
℃/min以上とする。また、一般に、浸珪処理における
加熱温度の上限は1250℃である。
を満足する雰囲気下で加熱処理を行う。これもまた、本
発明において最も重要な要件である。 [02]×[H2O]1/4≦70 但し [O2]:酸素濃度(ppm)、[H2O]:水蒸気濃度 (pp
m) 上式の上限は、酸素濃度および水蒸気濃度の制御が一般
的に実操業上可能な範囲でありかつ加工性および表面性
状に効果が得られる範囲を実験的に選択した。
素濃度・水蒸気濃度を管理し、可能な限り低減すること
が望ましい。さらに、上式の範囲内にあっても酸素濃度
もしくは水蒸気濃度が単独で高い値を示す場合には効果
が減ずることもある。そのため、酸素濃度は45ppm以
下、露点にて−30℃以下(水蒸気濃度は375ppm以下)で
あることが望ましい。
際上は限界があり、[02]×[H2O]1/4の値で18、また酸素
濃度:10ppm及び水蒸気濃度:10ppmが現状、実操業上の
限界となる。そして、このようなレベルまで低減しても
昇温速度を適正化しないと酸化が生じてしまう。よっ
て、本発明は[02]×[H2O]1/4≧18以上の雰囲気で特に有
効である。
あるか無方向性けい素鋼板であるかは問わない。また、
通常電磁鋼板の表面には絶縁を目的とした皮膜が形成さ
れたり、ワニスが含浸されたりするが、本発明の効果は
このような皮膜、ワニスの種類に影響されない。
処理帯2、均熱帯3、冷却帯4を備えた連続浸珪処理設備
において、Si:3%の母材鋼板に加熱処理、浸珪処理、
拡散均熱処理及び冷却処理を施し、Si:6.5%の高けい
素鋼板を製造した。加熱処理では鋼板を1200℃に加熱し
た後、1200℃で浸珪処理を行った。
を変化させ、浸珪処理後材料の押し疵の発生頻度及び限
界曲げ半径を測定した。浸珪処理材板厚は0.1mmとし
た。また、浸珪処理、均熱拡散処理、冷却処理は一定の
雰囲気条件下で行った。図2に[02]×[H2O] 1/4と押し疵
発生頻度との関係を示す。ここで、押し疵の発生頻度は
検査員目視にて高さ20μm以上の押し疵発生数を一定コ
イル長さ間で計測した。
[H2O] 1/4が70以下であれば、押し疵は発生しておら
ず、表面性状は良好である。一方、加熱速度50℃/min未
満若しくは [02]×[H2O] 1/4が70超えでは押し疵の発
生を完全に無くすことが出来ず、押し疵が発生してい
る。
径との関係を示す。ここで、限界曲げ半径は、径の異な
ったパイプに試片を巻き付け、試片が破壊せずに 巻き
付くことが出来た最小パイプ半径とした。
[H2O] 1/4が70以下であれば限界曲げ半径は5mm以下であ
り加工性が非常に良好である。一方、加熱速度50℃/min
未満若しくは [02]×[H2O] 1/4が70超えでは限界曲げ
半径は5mm超えとなり、加工性が劣っている。
優れた高けい素鋼板が得られる。そして、このように本
発明により得られた高けい素鋼板は表面性状及び加工性
に優れているので、トランスやモ−タ等の電気機器用鉄
心材料として好適である。
発生頻度との関係を示す図である。
げ半径との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 Si:4wt%未満の母材鋼板に対して、加熱
処理、浸珪処理、拡散均熱処理及び冷却処理を順次行
い、高けい素鋼板を製造する方法において、前記加熱処
理を下式を満足する雰囲気中でかつ500℃以上での昇温
速度が50℃/min以上となるように加熱することを特徴
とする表面性状及び加工性に優れた高けい素鋼板の製造
方法。 [02]×[H2O]1/4≦70 但し [O2]:酸素濃度(ppm)、[H2O]:水蒸気濃度 (pp
m)
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JP2000064264A JP4010090B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 高けい素鋼板の製造方法 |
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JP2008050663A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Jfe Steel Kk | 高珪素鋼板の製造方法 |
WO2016089076A1 (ko) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 주식회사 포스코 | 자기적 성질이 우수한 고규소 강판 및 그 제조방법 |
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