JP2001303137A - コイル形状に優れる方向性けい素鋼の製造方法 - Google Patents
コイル形状に優れる方向性けい素鋼の製造方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気特性に悪影響を与えずに座屈やつぶれ、
テレスコープやバックリングなどの発生を防止し、ひい
てはクロップロスを低減して歩留りを向上させることが
できる方向性けい素鋼の製造方法を提案する。 【解決手段】 塗布する焼鈍分離剤の主剤に、スラリー
化前の粉体特性として安息角が0.61rad (35 °) 以上1.
17rad (67 °) 以下、かさ高さが0.0027m3/kg (2.7ml/
g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以下、タッピング係数
が0.47以上0.68以下であり、スラリー化後に粒径40μm
以上が5 質量％以下であるものを用いる。焼鈍分離剤塗
布後のコイルの巻き張力を49MPa (5kgf/mm2)以上147MPa
(15kgf/mm2)以下にする。
テレスコープやバックリングなどの発生を防止し、ひい
てはクロップロスを低減して歩留りを向上させることが
できる方向性けい素鋼の製造方法を提案する。 【解決手段】 塗布する焼鈍分離剤の主剤に、スラリー
化前の粉体特性として安息角が0.61rad (35 °) 以上1.
17rad (67 °) 以下、かさ高さが0.0027m3/kg (2.7ml/
g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以下、タッピング係数
が0.47以上0.68以下であり、スラリー化後に粒径40μm
以上が5 質量％以下であるものを用いる。焼鈍分離剤塗
布後のコイルの巻き張力を49MPa (5kgf/mm2)以上147MPa
(15kgf/mm2)以下にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変圧器その他の
電気機器の鉄心等に用いられる方向性けい素鋼の製造方
法に関し、製造工程中に塗布する焼鈍分離剤を改良する
ことにより、コイルのつぶれ、座屈等による歩留りの低
下を防ぐ方法を提案しようとするものである。
電気機器の鉄心等に用いられる方向性けい素鋼の製造方
法に関し、製造工程中に塗布する焼鈍分離剤を改良する
ことにより、コイルのつぶれ、座屈等による歩留りの低
下を防ぐ方法を提案しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】方向性けい素鋼を製造するには、鋼スラ
ブを熱間圧延後に冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍を施
した後、二次再結晶のために最終仕上焼鈍を行うのが一
般的である。この最終仕上焼鈍中に二次再結晶が起こ
り、圧延方向に磁化容易軸の揃った粗大な結晶粒が生成
して、優れた磁気特性を有する鋼板が得られる。この最
終仕上焼鈍は、鋼板をコイル状に巻いた状態で高温かつ
長時間かけて行われるために、鋼板の焼付きの防止を目
的として最終仕上焼鈍に先立って鋼板表面に焼鈍分離剤
を塗布する。
ブを熱間圧延後に冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍を施
した後、二次再結晶のために最終仕上焼鈍を行うのが一
般的である。この最終仕上焼鈍中に二次再結晶が起こ
り、圧延方向に磁化容易軸の揃った粗大な結晶粒が生成
して、優れた磁気特性を有する鋼板が得られる。この最
終仕上焼鈍は、鋼板をコイル状に巻いた状態で高温かつ
長時間かけて行われるために、鋼板の焼付きの防止を目
的として最終仕上焼鈍に先立って鋼板表面に焼鈍分離剤
を塗布する。
【０００３】このような焼鈍分離剤の塗布段階は通常、
焼鈍分離剤を水に懸濁させて攪拌することによりスラリ
ー化し、このスラリーをロールコーター等により鋼板表
面に塗布し、乾燥炉で乾燥させた後にコイルに巻き取る
という工程をとる。このとき、焼鈍分離剤のすべりによ
りコイルが座屈したり、コイルにテレスコープと呼ばれ
る竹の子状の巻きずれが起こる場合があった。また、巻
き取り後は、コイル状のままで高温長時間の仕上焼鈍を
行うところ、この仕上焼鈍に伴って焼鈍分離剤が焼結
し、また、焼鈍分離剤と鋼板表面の酸化膜とが反応して
被膜を形成することにより焼鈍分離剤の体積が減少する
ことから、コイルの巻き張力が緩くなり、コイルがつぶ
れてしまう問題が起こる場合があった。これらの座屈、
テレスコープ、つぶれが発生すると、クロップロスの増
大、ひいては製品歩留まりの大幅な低下を招く。そこ
で、これらの問題を解決するために種々の対策が講じら
れている。
焼鈍分離剤を水に懸濁させて攪拌することによりスラリ
ー化し、このスラリーをロールコーター等により鋼板表
面に塗布し、乾燥炉で乾燥させた後にコイルに巻き取る
という工程をとる。このとき、焼鈍分離剤のすべりによ
りコイルが座屈したり、コイルにテレスコープと呼ばれ
る竹の子状の巻きずれが起こる場合があった。また、巻
き取り後は、コイル状のままで高温長時間の仕上焼鈍を
行うところ、この仕上焼鈍に伴って焼鈍分離剤が焼結
し、また、焼鈍分離剤と鋼板表面の酸化膜とが反応して
被膜を形成することにより焼鈍分離剤の体積が減少する
ことから、コイルの巻き張力が緩くなり、コイルがつぶ
れてしまう問題が起こる場合があった。これらの座屈、
テレスコープ、つぶれが発生すると、クロップロスの増
大、ひいては製品歩留まりの大幅な低下を招く。そこ
で、これらの問題を解決するために種々の対策が講じら
れている。
【０００４】例えば、焼鈍分離剤の塗布量を変化させて
耳伸び、座屈を防止する方法に関して、特開昭55−1107
21号公報、特開昭50−89719 号公報及び特開昭63−8467
0 号公報には、コイル板幅方向における塗布量を変化さ
せる技術が提案されている。また、コイル巻き取り張力
を変化させる方法に関して、特公平3 −33766 号公報及
び特開昭63−140035号公報には、コイル長手方向におけ
る張力値を変化させる技術が提案されている。更に、特
開平11−246913号公報には，内巻部、中巻部及び外巻部
でそれぞれ、巻き張力と焼鈍分離剤塗布量とを特定値に
制御する方法が提案されている。しかしながら、上述し
た塗布量を変化させる方法では、テレスコープが発生し
易くなるとともに、塗布量の少ない部分で磁性劣化する
問題が発生していた。また、巻き張力を変化させるとい
う方法は、巻き張力の低い個所での焼鈍分離剤のすべり
を誘発して、コイルが座屈することがあった。更に、内
巻部の張力を高くし過ぎるとバックリングと呼ばれる、
内巻の数ターンが円周と逆方向に折れ曲がるという問題
が発生することがあった。これらの点から、塗布量と巻
き張力とを調節するだけの方法では改善に限界があり、
上記の問題が十分に解決されたとはいえなかった。
耳伸び、座屈を防止する方法に関して、特開昭55−1107
21号公報、特開昭50−89719 号公報及び特開昭63−8467
0 号公報には、コイル板幅方向における塗布量を変化さ
せる技術が提案されている。また、コイル巻き取り張力
を変化させる方法に関して、特公平3 −33766 号公報及
び特開昭63−140035号公報には、コイル長手方向におけ
る張力値を変化させる技術が提案されている。更に、特
開平11−246913号公報には，内巻部、中巻部及び外巻部
でそれぞれ、巻き張力と焼鈍分離剤塗布量とを特定値に
制御する方法が提案されている。しかしながら、上述し
た塗布量を変化させる方法では、テレスコープが発生し
易くなるとともに、塗布量の少ない部分で磁性劣化する
問題が発生していた。また、巻き張力を変化させるとい
う方法は、巻き張力の低い個所での焼鈍分離剤のすべり
を誘発して、コイルが座屈することがあった。更に、内
巻部の張力を高くし過ぎるとバックリングと呼ばれる、
内巻の数ターンが円周と逆方向に折れ曲がるという問題
が発生することがあった。これらの点から、塗布量と巻
き張力とを調節するだけの方法では改善に限界があり、
上記の問題が十分に解決されたとはいえなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の事
情に鑑みてなされたものであり、磁気特性に悪影響を与
えずに座屈やつぶれ、テレスコープやバックリングなど
の発生を防止し、ひいてはクロップロスを低減して歩留
りを向上させることができる方向性けい素鋼の製造方法
を提案することを目的とする。
情に鑑みてなされたものであり、磁気特性に悪影響を与
えずに座屈やつぶれ、テレスコープやバックリングなど
の発生を防止し、ひいてはクロップロスを低減して歩留
りを向上させることができる方向性けい素鋼の製造方法
を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、Si：1.5 〜
7.0 mass％を含有する方向性けい素鋼素材を加熱後、熱
間圧延し、1 回若しくは中間焼鈍を含む複数回の冷間圧
延を施して最終板厚に仕上げた後、一次再結晶焼鈍を施
し、その後、水でスラリー化した焼鈍分離剤を塗布し、
乾燥させてから最終仕上焼鈍を行う一連の工程よりなる
方向性けい素鋼の製造方法において、塗布する焼鈍分離
剤の主剤に、スラリー化前の粉体特性として安息角が0.
61rad (35 °) 以上1.17rad (67 °) 以下、かさ高さが
0.0027m3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以
下、タッピング係数が0.47以上0.68以下であり、スラリ
ー化後に粒径40μm 以上が質量比で5 ％以下であるもの
を用い、焼鈍分離剤塗布後のコイルの巻き張力を49MPa
(5kgf/mm2)以上147MPa (15kgf/mm2)以下にすることを特
徴とするコイル形状に優れる方向性けい素鋼の製造方法
である。この発明においては、焼鈍分離剤の主剤は、常
温から1473K までの線収縮率が23％以下であることが、
一層有利に適合する。
7.0 mass％を含有する方向性けい素鋼素材を加熱後、熱
間圧延し、1 回若しくは中間焼鈍を含む複数回の冷間圧
延を施して最終板厚に仕上げた後、一次再結晶焼鈍を施
し、その後、水でスラリー化した焼鈍分離剤を塗布し、
乾燥させてから最終仕上焼鈍を行う一連の工程よりなる
方向性けい素鋼の製造方法において、塗布する焼鈍分離
剤の主剤に、スラリー化前の粉体特性として安息角が0.
61rad (35 °) 以上1.17rad (67 °) 以下、かさ高さが
0.0027m3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以
下、タッピング係数が0.47以上0.68以下であり、スラリ
ー化後に粒径40μm 以上が質量比で5 ％以下であるもの
を用い、焼鈍分離剤塗布後のコイルの巻き張力を49MPa
(5kgf/mm2)以上147MPa (15kgf/mm2)以下にすることを特
徴とするコイル形状に優れる方向性けい素鋼の製造方法
である。この発明においては、焼鈍分離剤の主剤は、常
温から1473K までの線収縮率が23％以下であることが、
一層有利に適合する。
【０００７】
【発明の実施の形態】発明者らは、コイルのつぶれなど
のトラブルをなくす条件を見出すべく種々の検討を行っ
た結果、焼鈍分離剤の主剤の物理特性とコイルの巻き張
力とを適正化することにより、これらのトラブルの発生
頻度がほとんど0 ％になることを新規に発見した。以下
にこの知見を得るに至った実験について述べる。
のトラブルをなくす条件を見出すべく種々の検討を行っ
た結果、焼鈍分離剤の主剤の物理特性とコイルの巻き張
力とを適正化することにより、これらのトラブルの発生
頻度がほとんど0 ％になることを新規に発見した。以下
にこの知見を得るに至った実験について述べる。
【０００８】C ：0.04〜0.05mass％（以下、単に「％」
で示す。) 、Si：3.3 〜3.4 ％、Al：0.021 〜0.027
％、Ｎ：0.007 〜0.009 ％、Mn：0.06〜0.075 ％、Se：
0.018〜0.020 ％、Sb：0.02〜0.03％及びCu：0.08〜0.1
0％を含み、残部は実質的にFeよりなるけい素鋼スラブ
を1623K で18000s加熱後、熱間圧延して2.2mm の板厚に
したのち、1173K 、60s 間での熱延板焼鈍を施してか
ら、タンデム圧延機により393Kで0.23mm厚に冷間圧延
し、最終板厚に仕上げた。これを脱炭焼鈍後、表1 のN
o．1 、3 、6 、7 、9 の粉体特性を持つ種々のマグネ
シアにチタニアを5 ％添加した焼鈍分離剤を塗布量15g/
m2、水和温度293K、水和時間24000sで水和して塗布し、
乾燥させた。
で示す。) 、Si：3.3 〜3.4 ％、Al：0.021 〜0.027
％、Ｎ：0.007 〜0.009 ％、Mn：0.06〜0.075 ％、Se：
0.018〜0.020 ％、Sb：0.02〜0.03％及びCu：0.08〜0.1
0％を含み、残部は実質的にFeよりなるけい素鋼スラブ
を1623K で18000s加熱後、熱間圧延して2.2mm の板厚に
したのち、1173K 、60s 間での熱延板焼鈍を施してか
ら、タンデム圧延機により393Kで0.23mm厚に冷間圧延
し、最終板厚に仕上げた。これを脱炭焼鈍後、表1 のN
o．1 、3 、6 、7 、9 の粉体特性を持つ種々のマグネ
シアにチタニアを5 ％添加した焼鈍分離剤を塗布量15g/
m2、水和温度293K、水和時間24000sで水和して塗布し、
乾燥させた。
【０００９】
【表１】
【００１０】表1 で、かさの測定には、JIS −K5101 の
方法を用いた。安息角は同様の方法で水平面に粉体を堆
積させたときの水平面と堆積した粉体とのなす角を測定
した。また、線収縮率は、粉体を980MPa (100kgf/mm2)
で圧粉成型後、N2雰囲気で0.0083K/s (30 ℃/h) の昇温
速度で昇温し、1473K に到達後は炉冷して、この熱処理
前後のサイズの変化率を求めたものである。
方法を用いた。安息角は同様の方法で水平面に粉体を堆
積させたときの水平面と堆積した粉体とのなす角を測定
した。また、線収縮率は、粉体を980MPa (100kgf/mm2)
で圧粉成型後、N2雰囲気で0.0083K/s (30 ℃/h) の昇温
速度で昇温し、1473K に到達後は炉冷して、この熱処理
前後のサイズの変化率を求めたものである。
【００１１】また、タッピング係数とはここでは、JIS
−K5101 法に規定される容器を用いて、かさ高さを測定
し（この値をV0とする）、径が同じサイズの枠をはめ
て、粉体を堆積させ、落下高さ0.018mで100 回タッピン
グし、その後枠を外して容器外縁で粉体を擦り切り、再
びかさを測定したときのかさ（Vfとする）の、最初のか
さからの減少量を最初のかさ高さで割った値（V0−Vf）
／V0とした。
−K5101 法に規定される容器を用いて、かさ高さを測定
し（この値をV0とする）、径が同じサイズの枠をはめ
て、粉体を堆積させ、落下高さ0.018mで100 回タッピン
グし、その後枠を外して容器外縁で粉体を擦り切り、再
びかさを測定したときのかさ（Vfとする）の、最初のか
さからの減少量を最初のかさ高さで割った値（V0−Vf）
／V0とした。
【００１２】更に、40μm の粒径を持つ粉体の含有率
は、粉体0.02kgを一旦水に入れて攪拌してスラリー化し
た後、40μm の目開きを持つ篩に投入し、水道水で篩を
洗いながら該スラリーを通過させ、篩を乾燥し、篩過し
なかった残分の質量比を計測したものである。
は、粉体0.02kgを一旦水に入れて攪拌してスラリー化し
た後、40μm の目開きを持つ篩に投入し、水道水で篩を
洗いながら該スラリーを通過させ、篩を乾燥し、篩過し
なかった残分の質量比を計測したものである。
【００１３】焼鈍分離剤の塗布、乾燥後は、テンション
リールで39.2MPa (4kgf/mm2)と78.4MPa (8kgf/mm2)の巻
き張力で巻き取った。次いで、コイルのまま最終仕上焼
鈍を施した。テンションリール引き抜き後及び最終仕上
焼鈍後のコイルの形状不良を目視観察で判定した結果に
ついてそれぞれ表2 に示す。なお、この表中、焼鈍後の
形状不良は、焼鈍前の形状不良と比べ、より激しくなっ
たものについて焼鈍後に発生したものとしてカウントし
た。
リールで39.2MPa (4kgf/mm2)と78.4MPa (8kgf/mm2)の巻
き張力で巻き取った。次いで、コイルのまま最終仕上焼
鈍を施した。テンションリール引き抜き後及び最終仕上
焼鈍後のコイルの形状不良を目視観察で判定した結果に
ついてそれぞれ表2 に示す。なお、この表中、焼鈍後の
形状不良は、焼鈍前の形状不良と比べ、より激しくなっ
たものについて焼鈍後に発生したものとしてカウントし
た。
【００１４】
【表２】
【００１５】この表２から明らかなように、粉体No.9を
用いて巻き張力を78.4MPa (8kgf/mm 2)とすることによ
り、コイルの形状不良発生率は、どの項目も0 ％となっ
た。これに対して、安息角が低いNo.1及びかさ高さが低
いNo.3では、最終仕上焼鈍前のコイル形状不良が頻発し
た。また、タッピング係数が高いNo.6では、逆に仕上焼
鈍後の耳伸び、座屈、バックリング等が発生した。ま
た、粉体No.9を用いた場合であっても、巻き張力が低い
条件では、つぶれ、テレスコープ、耳座屈等が激しく発
生した。
用いて巻き張力を78.4MPa (8kgf/mm 2)とすることによ
り、コイルの形状不良発生率は、どの項目も0 ％となっ
た。これに対して、安息角が低いNo.1及びかさ高さが低
いNo.3では、最終仕上焼鈍前のコイル形状不良が頻発し
た。また、タッピング係数が高いNo.6では、逆に仕上焼
鈍後の耳伸び、座屈、バックリング等が発生した。ま
た、粉体No.9を用いた場合であっても、巻き張力が低い
条件では、つぶれ、テレスコープ、耳座屈等が激しく発
生した。
【００１６】このような結果が得られた原因については
必ずしも明らかではないが、発明者らは、以下のように
考える。仕上焼鈍時のコイルの形状不良を改善するため
の最も一般的な方法は、巻き張力を調節することであ
る。ここに、巻き張力が弱過ぎると、鋼板が滑ることに
より、テレスコープが起こり易くなり、逆に強過ぎると
耳伸びが起こり易くなる上に、張力によりコイル内周方
向への圧力が高まって鋼板が降伏し、バックリングやつ
ぶれが起こり易くなってしまう。したがって、ある程度
は巻き張力を弱くしておいて、焼鈍分離剤の摩擦係数を
高めてすべりを抑えれば、コイル形状は改善されると考
えられる。焼鈍分離剤の摩擦係数を増大させるには、粉
体同士の接着力を高めればよく、このために焼鈍分離剤
の主剤となる粉体の安息角、かさ高さを高めることが重
要である。とはいえ、粉体同士の接着力のみを高めたと
しても、流動性が高い場合には、コイルに巻き取った後
に、リールからコイルを抜き出すときや搬送するときに
振動により粒子が再配列して面圧力を弱める働きをし、
仕上焼鈍後のハンドリング時にはやはり滑って、コイル
形状不良を引き起こす。したがって、所期した目的を十
分に達成するには、巻き張力の調整、粉体の接着力の向
上とともに、粉体の流動性を低下させることが肝要であ
る。そこで、この発明では、タッピング係数を適正化し
ている。すなわち、安息角とかさ高さを高めたままでタ
ッピング係数をこの発明の範囲のレベルまで低めるとい
うことは、粉体同士の接着力を高めたままで、粒子間の
流動を起こし難くすることに対応する。更に、このよう
に粉体の同士の接着力が高まっていても、粗粒粉がある
と、これが鋼板間での摩擦係数を下げる働きがあるた
め、粗粒分も低下させる必要がある。これらの特性を全
て満たすことにより、接着力が高いままで焼鈍分離剤を
塗布してコイルに巻き取ったときのすべりが少なくなっ
てテレスコープ等が起こり難くなり、かつ流動性が低い
ために粒子の再配列が起こり難く、仕上焼鈍後の緩みも
少なくなって焼鈍後のバックリングや座屈が少なくなる
ものと考えられる。
必ずしも明らかではないが、発明者らは、以下のように
考える。仕上焼鈍時のコイルの形状不良を改善するため
の最も一般的な方法は、巻き張力を調節することであ
る。ここに、巻き張力が弱過ぎると、鋼板が滑ることに
より、テレスコープが起こり易くなり、逆に強過ぎると
耳伸びが起こり易くなる上に、張力によりコイル内周方
向への圧力が高まって鋼板が降伏し、バックリングやつ
ぶれが起こり易くなってしまう。したがって、ある程度
は巻き張力を弱くしておいて、焼鈍分離剤の摩擦係数を
高めてすべりを抑えれば、コイル形状は改善されると考
えられる。焼鈍分離剤の摩擦係数を増大させるには、粉
体同士の接着力を高めればよく、このために焼鈍分離剤
の主剤となる粉体の安息角、かさ高さを高めることが重
要である。とはいえ、粉体同士の接着力のみを高めたと
しても、流動性が高い場合には、コイルに巻き取った後
に、リールからコイルを抜き出すときや搬送するときに
振動により粒子が再配列して面圧力を弱める働きをし、
仕上焼鈍後のハンドリング時にはやはり滑って、コイル
形状不良を引き起こす。したがって、所期した目的を十
分に達成するには、巻き張力の調整、粉体の接着力の向
上とともに、粉体の流動性を低下させることが肝要であ
る。そこで、この発明では、タッピング係数を適正化し
ている。すなわち、安息角とかさ高さを高めたままでタ
ッピング係数をこの発明の範囲のレベルまで低めるとい
うことは、粉体同士の接着力を高めたままで、粒子間の
流動を起こし難くすることに対応する。更に、このよう
に粉体の同士の接着力が高まっていても、粗粒粉がある
と、これが鋼板間での摩擦係数を下げる働きがあるた
め、粗粒分も低下させる必要がある。これらの特性を全
て満たすことにより、接着力が高いままで焼鈍分離剤を
塗布してコイルに巻き取ったときのすべりが少なくなっ
てテレスコープ等が起こり難くなり、かつ流動性が低い
ために粒子の再配列が起こり難く、仕上焼鈍後の緩みも
少なくなって焼鈍後のバックリングや座屈が少なくなる
ものと考えられる。
【００１７】なお、仕上焼鈍中に焼鈍分離剤は焼結した
り、被膜の生成反応により消費されて、上記の特性を満
足するにもかかわらず緩みが生じることがある。したが
って、焼鈍分離剤の線収縮率を低めることは、この発明
で所期した効果を得るために望ましい。
り、被膜の生成反応により消費されて、上記の特性を満
足するにもかかわらず緩みが生じることがある。したが
って、焼鈍分離剤の線収縮率を低めることは、この発明
で所期した効果を得るために望ましい。
【００１８】つぎに、この発明をより詳細に説明する。
この発明の素材である含けい素鋼は、方向性けい素鋼用
素材であれば、特に鋼種を問わないが、代表的な成分組
成範囲としては、次のとおりである。まず、C は、出鋼
段階でC 量を低下させて脱炭焼鈍を行わない場合と、あ
る程度のC 量を確保して圧延中の組織の改善を図り、そ
の後の脱炭焼鈍によりC 量を低下させる場合とがある。
前者ではC の悪影響を避けるためには0.01％以下とし、
後者では組織改善の好適範囲は0.01％以上0.10％以下で
ある。つぎに、Siは、1.5 〜7 ％である。1.5 ％未満、
7 ％以上とも、鉄損の低減効果が弱まる。
この発明の素材である含けい素鋼は、方向性けい素鋼用
素材であれば、特に鋼種を問わないが、代表的な成分組
成範囲としては、次のとおりである。まず、C は、出鋼
段階でC 量を低下させて脱炭焼鈍を行わない場合と、あ
る程度のC 量を確保して圧延中の組織の改善を図り、そ
の後の脱炭焼鈍によりC 量を低下させる場合とがある。
前者ではC の悪影響を避けるためには0.01％以下とし、
後者では組織改善の好適範囲は0.01％以上0.10％以下で
ある。つぎに、Siは、1.5 〜7 ％である。1.5 ％未満、
7 ％以上とも、鉄損の低減効果が弱まる。
【００１９】C 、Siの他に、インヒビター構成成分を添
加する。インヒビターとしてはAlN、MnS 、MnSe等がよ
く知られているが、これらのいずれを用いてもよく、ま
た、これらの二以上を複合して用いてもよい。インヒビ
ターにMnS 及び／又はMnSeを用いる場合は、Mn：0.03〜
0.5 ％と、S とSeの合計量：0.01〜0.03％にする。AlN
をインヒビターに用いる場合は、Al：0.005 〜0.04％、
N ：30〜120ppmにする。いずれもこれらの範囲よりも低
い量ではインヒビターとして効果が働かず、高い量では
二次再結晶が不安定になる。
加する。インヒビターとしてはAlN、MnS 、MnSe等がよ
く知られているが、これらのいずれを用いてもよく、ま
た、これらの二以上を複合して用いてもよい。インヒビ
ターにMnS 及び／又はMnSeを用いる場合は、Mn：0.03〜
0.5 ％と、S とSeの合計量：0.01〜0.03％にする。AlN
をインヒビターに用いる場合は、Al：0.005 〜0.04％、
N ：30〜120ppmにする。いずれもこれらの範囲よりも低
い量ではインヒビターとして効果が働かず、高い量では
二次再結晶が不安定になる。
【００２０】また、これらの主インヒビターのほかに、
補助インヒビターとして、B 、Cu、Sn、Cr、Sb、Ge、M
o、Te、Bi、P 、V 等の1 種又は2 種以上を用いること
ができる。インヒビターとしての働きに有効な濃度とし
ては、補助インヒビターの合計量で、0.01％以上0.2 ％
以下である。これらの各インヒビターは、単独使用、複
数使用いずれも可能である。
補助インヒビターとして、B 、Cu、Sn、Cr、Sb、Ge、M
o、Te、Bi、P 、V 等の1 種又は2 種以上を用いること
ができる。インヒビターとしての働きに有効な濃度とし
ては、補助インヒビターの合計量で、0.01％以上0.2 ％
以下である。これらの各インヒビターは、単独使用、複
数使用いずれも可能である。
【００２１】これらの素材を公知の方法で熱間圧延を行
った後、1 回若しくは中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延
を行って、最終板厚にする。また、必要に応じて熱延板
を冷間圧延前に焼鈍することも可能である。冷間圧延の
後、一次再結晶焼鈍を行い、焼鈍分離剤を塗布した後に
最終仕上焼鈍を行う。
った後、1 回若しくは中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延
を行って、最終板厚にする。また、必要に応じて熱延板
を冷間圧延前に焼鈍することも可能である。冷間圧延の
後、一次再結晶焼鈍を行い、焼鈍分離剤を塗布した後に
最終仕上焼鈍を行う。
【００２２】この発明で提案するコイル形状の改善法
は、この焼鈍分離剤の塗布から最終仕上焼鈍までの過程
にポイントがあり、このポイントに改良を加えてコイル
の形状の劣化を防止している。
は、この焼鈍分離剤の塗布から最終仕上焼鈍までの過程
にポイントがあり、このポイントに改良を加えてコイル
の形状の劣化を防止している。
【００２３】まず、焼鈍分離剤としては、主剤すなわ
ち、焼鈍分離剤全体の40％以上を構成する粉体の安息角
を0.61rad (35 °) 以上1.17rad (67 °) 以下、かさ高
さ0.0027m3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g)
以下、タッピング係数を0.47以上0.68以下とし、スラリ
ー化後に粒径40μm 以上を質量比で5 ％以下とし、ま
た、焼鈍分離剤塗布後のコイルの巻き張力を49MPa (5kg
f/mm2)以上147MPa (15kgf/mm2)以下とする。安息角が低
過ぎると、粉体同士の接着力が弱くなり、テレスコープ
などの形状不良が生じ易くなる。逆に高過ぎると、充填
性が低まり、仕上焼鈍後の座屈等が起こり易くなり、ま
た、粉体をホッパーに投入したり、ホッパーから切り出
しをしたりする等のハンドリング時にブリッジを形成し
て粉が詰まったり、スラリーにするときに水と空気との
置換が遅くなって、壁に粉が付着する等の不具合が発生
する。そのため、この発明では安息角を0.61rad (35
°) 以上1.17rad (67 °) 以下の範囲とする。かさ高さ
も同様に低過ぎると粉体同士の接着力が低くなり、高過
ぎるとブリッジ形成や壁面付着等の問題が生じる。ま
た、かさ高さが高すぎると、粒子の充填性が低くなって
仕上焼鈍後のコイルの形状不良も起こし易くなる。その
ため、この発明では、かさ高さ0.0027m3/kg (2.7ml/g)
以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以下の範囲とする。タッピ
ング係数は、高過ぎると粉の流動性が強く、ハンドリン
グ時に粉の再配列が行われる結果、仕上焼鈍後のコイル
の形状不良を招き、粒子の接着力が弱く、鋼板と分離剤
との接着力がなくなって、粉体が鋼板からはがれ易くな
る。そのため、この発明では、タッピング係数を0.47以
上0.68以下とする。また、40μm 以上の粒径を持つ粉体
の含有率は5 質量％以下とする。40μm 以上の粒径を持
つ粒子の割合が、焼鈍分離剤主剤全体の5 質量％よりも
多い場合には、かかる粗粒子が鋼板間での摩擦係数を下
げる働きがある。
ち、焼鈍分離剤全体の40％以上を構成する粉体の安息角
を0.61rad (35 °) 以上1.17rad (67 °) 以下、かさ高
さ0.0027m3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g)
以下、タッピング係数を0.47以上0.68以下とし、スラリ
ー化後に粒径40μm 以上を質量比で5 ％以下とし、ま
た、焼鈍分離剤塗布後のコイルの巻き張力を49MPa (5kg
f/mm2)以上147MPa (15kgf/mm2)以下とする。安息角が低
過ぎると、粉体同士の接着力が弱くなり、テレスコープ
などの形状不良が生じ易くなる。逆に高過ぎると、充填
性が低まり、仕上焼鈍後の座屈等が起こり易くなり、ま
た、粉体をホッパーに投入したり、ホッパーから切り出
しをしたりする等のハンドリング時にブリッジを形成し
て粉が詰まったり、スラリーにするときに水と空気との
置換が遅くなって、壁に粉が付着する等の不具合が発生
する。そのため、この発明では安息角を0.61rad (35
°) 以上1.17rad (67 °) 以下の範囲とする。かさ高さ
も同様に低過ぎると粉体同士の接着力が低くなり、高過
ぎるとブリッジ形成や壁面付着等の問題が生じる。ま
た、かさ高さが高すぎると、粒子の充填性が低くなって
仕上焼鈍後のコイルの形状不良も起こし易くなる。その
ため、この発明では、かさ高さ0.0027m3/kg (2.7ml/g)
以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以下の範囲とする。タッピ
ング係数は、高過ぎると粉の流動性が強く、ハンドリン
グ時に粉の再配列が行われる結果、仕上焼鈍後のコイル
の形状不良を招き、粒子の接着力が弱く、鋼板と分離剤
との接着力がなくなって、粉体が鋼板からはがれ易くな
る。そのため、この発明では、タッピング係数を0.47以
上0.68以下とする。また、40μm 以上の粒径を持つ粉体
の含有率は5 質量％以下とする。40μm 以上の粒径を持
つ粒子の割合が、焼鈍分離剤主剤全体の5 質量％よりも
多い場合には、かかる粗粒子が鋼板間での摩擦係数を下
げる働きがある。
【００２４】このような特性を有する焼鈍分離剤を得る
ための方法としては、例えば、粉体の粒度分布を適正化
して粉体同士に働くファンデルワールス力を調節するこ
と、マグネシアの粉砕時間を適正化して、粉体の帯電量
を調節すること、粉体の微量水分雰囲気の暴露時間を適
正化して裏面の水分吸着層を調整すること、等がある。
ための方法としては、例えば、粉体の粒度分布を適正化
して粉体同士に働くファンデルワールス力を調節するこ
と、マグネシアの粉砕時間を適正化して、粉体の帯電量
を調節すること、粉体の微量水分雰囲気の暴露時間を適
正化して裏面の水分吸着層を調整すること、等がある。
【００２５】焼鈍分離剤を塗布後にコイルを巻き取ると
きの巻き張力は、49MPa (5kgf/mm2)以上147MPa (15kgf/
mm2)以下である。49MPa より小さ過ぎるとテレスコープ
やつぶれが発生し易くなり、逆に147MPaより大き過ぎて
もつぶれが発生し易くなる。なお、巻き張力は特開昭55
−110721号公報や、特開昭50−89719 号公報等のように
板の長手方向に沿ってテーパーをつけてもよい。この際
には、平均張力として5 〜15kgf/mm2 となるようにす
る。
きの巻き張力は、49MPa (5kgf/mm2)以上147MPa (15kgf/
mm2)以下である。49MPa より小さ過ぎるとテレスコープ
やつぶれが発生し易くなり、逆に147MPaより大き過ぎて
もつぶれが発生し易くなる。なお、巻き張力は特開昭55
−110721号公報や、特開昭50−89719 号公報等のように
板の長手方向に沿ってテーパーをつけてもよい。この際
には、平均張力として5 〜15kgf/mm2 となるようにす
る。
【００２６】線収縮率は、23％以下とするのが望まし
い。23％を超えると、仕上焼鈍中に焼鈍分離剤は焼結さ
れたり、被膜の反応により消費されて、上記の特性を満
足するにもかかわらず緩みが生じることがある。
い。23％を超えると、仕上焼鈍中に焼鈍分離剤は焼結さ
れたり、被膜の反応により消費されて、上記の特性を満
足するにもかかわらず緩みが生じることがある。
【００２７】その他に、塗布量を適正化することもコイ
ル形状不良の抑制にはよく知られていて、この発明で
は、従来と同様に鋼板の両面当たり5 〜20g/m2で良好な
結果が得られる。
ル形状不良の抑制にはよく知られていて、この発明で
は、従来と同様に鋼板の両面当たり5 〜20g/m2で良好な
結果が得られる。
【００２８】焼鈍分離剤の塗布後は、最終仕上焼鈍を行
う。最終仕上焼鈍は公知の方法で良い。これら一連の処
理の後、張力被膜コートを施し、平坦化焼鈍をして製品
に仕上げる。かかる処理工程によって、コイルの形状不
良がなく、高い歩留まりで方向性けい素鋼を得ることが
できる。
う。最終仕上焼鈍は公知の方法で良い。これら一連の処
理の後、張力被膜コートを施し、平坦化焼鈍をして製品
に仕上げる。かかる処理工程によって、コイルの形状不
良がなく、高い歩留まりで方向性けい素鋼を得ることが
できる。
【００２９】
【実施例】( 実施例1)C ：0.05〜0.07％、Si：3.2 〜3.
5 ％、Mn：0.06〜0.075 ％、Se：0.018 〜0.021 ％、S
b：0.02〜0.03％を含み、残部は実質的にFeよりなるけ
い素鋼スラブを1623K で1800s 加熱後、熱間圧延して2.
2mm の板厚にしたのち、1173K 、60s での熱延板焼鈍を
施してから、1273K 、60s の中間焼鈍を挟み、タンデム
圧延機により393Kで0.23mm厚に冷間圧延し、最終板厚に
仕上げた。これを脱炭焼鈍後、表1 の2 、4 、6 、10,1
1-17の粉体持性を持つ種々のマグネシアに硫酸ストロン
チウムを1.5 ％添加した焼鈍分離剤を塗布量13g/m2、水
和温度293K、水和時間2400sec で水和して塗布し、乾燥
させた。これをテンションリールで147MPaの巻き張力で
巻き取った。
5 ％、Mn：0.06〜0.075 ％、Se：0.018 〜0.021 ％、S
b：0.02〜0.03％を含み、残部は実質的にFeよりなるけ
い素鋼スラブを1623K で1800s 加熱後、熱間圧延して2.
2mm の板厚にしたのち、1173K 、60s での熱延板焼鈍を
施してから、1273K 、60s の中間焼鈍を挟み、タンデム
圧延機により393Kで0.23mm厚に冷間圧延し、最終板厚に
仕上げた。これを脱炭焼鈍後、表1 の2 、4 、6 、10,1
1-17の粉体持性を持つ種々のマグネシアに硫酸ストロン
チウムを1.5 ％添加した焼鈍分離剤を塗布量13g/m2、水
和温度293K、水和時間2400sec で水和して塗布し、乾燥
させた。これをテンションリールで147MPaの巻き張力で
巻き取った。
【００３０】その後、コイルのまま、最終仕上焼鈍を施
した。このときのコイルの形状不良を目視で判定した結
果について表3 に示す。この発明の要件を満足する、N
o.10,11-17 のマグネシアを用いれば、コイルの形状不
良は小さくなっている。
した。このときのコイルの形状不良を目視で判定した結
果について表3 に示す。この発明の要件を満足する、N
o.10,11-17 のマグネシアを用いれば、コイルの形状不
良は小さくなっている。
【００３１】
【表３】
【００３２】( 実施例2)C ：0.05〜0.07％、Si：3.2 〜
3.5 ％、Mn：0.06〜0.075 ％、Se：0.018 〜0.021 ％、
Sb：0.02〜0.03％を含み、残部は実質的にFeよりなるけ
い素鋼を1623Kで1800s 加熱後、熱間圧延して2.2mm の
板厚にしたのち、1173K 、60s での熱延板焼鈍を施して
から、1273K 、60s の中間焼鈍を挟み、タンデム圧延機
により393Kで0.23mm厚に冷間圧延し、最終板厚に仕上げ
た。これを脱炭焼鈍後、表1 のNo.8、9 の粉体特性を持
つマグネシアに硫酸ストロンチウムを1.5 ％添加した焼
鈍分離剤を塗布量13g/m2、水和温度293K、水和時間2400
sec で水和して塗布し、乾燥させた。これをテンション
リールで147MPaの巻き張力で巻き取った。
3.5 ％、Mn：0.06〜0.075 ％、Se：0.018 〜0.021 ％、
Sb：0.02〜0.03％を含み、残部は実質的にFeよりなるけ
い素鋼を1623Kで1800s 加熱後、熱間圧延して2.2mm の
板厚にしたのち、1173K 、60s での熱延板焼鈍を施して
から、1273K 、60s の中間焼鈍を挟み、タンデム圧延機
により393Kで0.23mm厚に冷間圧延し、最終板厚に仕上げ
た。これを脱炭焼鈍後、表1 のNo.8、9 の粉体特性を持
つマグネシアに硫酸ストロンチウムを1.5 ％添加した焼
鈍分離剤を塗布量13g/m2、水和温度293K、水和時間2400
sec で水和して塗布し、乾燥させた。これをテンション
リールで147MPaの巻き張力で巻き取った。
【００３３】その後、コイルのまま、最終仕上焼鈍を施
した。このときのコイルの形状不良を目視で判定した結
果について表4 に示す。どちらの粉体を用いてもほぼ良
好な結果が得られているが、線収縮率を適正にすること
により、コイルの形状不良はすべて未発生となってい
る。
した。このときのコイルの形状不良を目視で判定した結
果について表4 に示す。どちらの粉体を用いてもほぼ良
好な結果が得られているが、線収縮率を適正にすること
により、コイルの形状不良はすべて未発生となってい
る。
【００３４】
【表４】
【００３５】
【発明の効果】この発明によれば、Si：1.5 〜7.0 ％含
有する鋼素材を加熱後、熱間圧延し、1 回もしくは中間
焼鈍を含む複数回の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ
た後、一次再結晶焼鈍を施し、その後、水でスラリー化
した焼鈍分離剤を塗布し、乾燥させてから最終仕上焼鈍
を行う一連の工程よりなる方向性けい素鋼板の製造方法
において、塗布する焼鈍分離剤の主剤の安息角を0.61ra
d (35 °) 以上1.17rad (67 °)以下、かさ高さ0.0027m
3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以下、タ
ッピング係数を0.47以上0.68以下とし、また、焼鈍分離
剤塗布後のコイルの巻き張力を49MPa (5kgf/mm2)以上14
7MPa (15kgf/mm2)以下、40μm 以上の粒径を持つ粉体の
含有率を5 質量％以下とすること、さらに、焼鈍分離剤
主剤の常温から1473K までの線収縮率が23％以下とする
ことにより、コイルの形状不良発生が抑えられ、高い歩
留まりで方向性けい素鋼が製造できる。
有する鋼素材を加熱後、熱間圧延し、1 回もしくは中間
焼鈍を含む複数回の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ
た後、一次再結晶焼鈍を施し、その後、水でスラリー化
した焼鈍分離剤を塗布し、乾燥させてから最終仕上焼鈍
を行う一連の工程よりなる方向性けい素鋼板の製造方法
において、塗布する焼鈍分離剤の主剤の安息角を0.61ra
d (35 °) 以上1.17rad (67 °)以下、かさ高さ0.0027m
3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3/kg (7.3ml/g) 以下、タ
ッピング係数を0.47以上0.68以下とし、また、焼鈍分離
剤塗布後のコイルの巻き張力を49MPa (5kgf/mm2)以上14
7MPa (15kgf/mm2)以下、40μm 以上の粒径を持つ粉体の
含有率を5 質量％以下とすること、さらに、焼鈍分離剤
主剤の常温から1473K までの線収縮率が23％以下とする
ことにより、コイルの形状不良発生が抑えられ、高い歩
留まりで方向性けい素鋼が製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２１Ｄ 1/70 Ｃ２１Ｄ 1/70 Ｂ (72)発明者 戸田 広朗 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 本田 厚人 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K026 AA03 AA22 BA08 BA12 BB05 BB10 CA16 CA18 CA33 DA02 DA11 EA17 EB02 EB11 4K033 RA04 TA02 5E041 AA02 BC01 CA02 HB05 HB07 HB11 HB14 NN05 NN17
Claims (2)
- 【請求項１】 Si：1.5 〜7.0 mass％を含有する方向性
けい素鋼素材を加熱後、熱間圧延し、1 回若しくは中間
焼鈍を含む複数回の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ
た後、一次再結晶焼鈍を施し、その後、水でスラリー化
した焼鈍分離剤を塗布し、乾燥させてから最終仕上焼鈍
を行う一連の工程よりなる方向性けい素鋼の製造方法に
おいて、 塗布する焼鈍分離剤の主剤に、スラリー化前の粉体特性
として安息角が0.61rad (35 °) 以上1.17rad (67 °)
以下、かさ高さが0.0027m3/kg (2.7ml/g) 以上0.0073m3
/kg (7.3ml/g) 以下、タッピング係数が0.47以上0.68以
下であり、スラリー化後に粒径40μm 以上が質量比で5
％以下であるものを用い、焼鈍分離剤塗布後のコイルの
巻き張力を49MPa (5kgf/mm2)以上147MPa (15kgf/mm2)以
下にすることを特徴とするコイル形状に優れる方向性け
い素鋼の製造方法。 - 【請求項２】 焼鈍分離剤の主剤は、常温から1473K ま
での線収縮率が23％以下であることを特徴とする請求項
１記載の方向性けい素鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000123925A JP3885463B2 (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | 方向性けい素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000123925A JP3885463B2 (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | 方向性けい素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001303137A true JP2001303137A (ja) | 2001-10-31 |
| JP3885463B2 JP3885463B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=18634140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000123925A Expired - Lifetime JP3885463B2 (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | 方向性けい素鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3885463B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011127179A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Jfe Steel Corp | 焼鈍分離剤および方向性電磁鋼板の仕上焼鈍方法 |
| WO2012001952A1 (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2012001752A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Jfe Steel Corp | 焼鈍分離剤および方向性電磁鋼板の製造方法 |
| WO2012017690A1 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
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| WO2020067136A1 (ja) | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板とその製造方法 |
| WO2022186357A1 (ja) | 2021-03-03 | 2022-09-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の仕上げ焼鈍条件の決定方法およびその決定方法を用いた方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
2000
- 2000-04-25 JP JP2000123925A patent/JP3885463B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR101421393B1 (ko) | 2010-08-06 | 2014-07-18 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법 |
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