JP2002294415A - 超高磁束密度無方向性電磁鋼板及びその素材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超高磁束密度無方向性電磁鋼板及びその素材
及びその製造方法。 【解決手段】 鋼中に重量％でＳｉ≦０．５％、Ｍｎ≦
０．５％、Ａｌ≦０．５％、０．０１≦Ｐ≦０．２％、
０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなり、磁界強度２５００Ａ／ｍに
おける磁束密度Ｂ２５の値が１．７０Ｔ以上でありか
つ、磁束密度Ｂ50の値が１．８０Ｔ以上であることを特
徴とする超高磁束密度無方向性電磁鋼板。自己焼鈍、箱
焼鈍、連続焼鈍のいずれかの熱延板焼鈍を行う前記成分
の無方向性電磁鋼板製造法において、仕上熱延の少なく
とも１パスにおいて、当該パスの歪および歪速度、出側
温度により定まるパラメータが一定の式を満たすことを
特徴とする超高磁束密度無方向性電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、電気機器の鉄心材
料として用いられる、磁束密度が特に高く、鉄損が低い
のみならず、表面性状にも優れ、優れた磁気特性と占積
率を有する無方向性電磁鋼板およびその製造方法並びに
その無方向性電磁鋼板を製造するための熱延鋼板および
その無方向性電磁鋼板を使用した製品に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気機器、特に無方向性電磁鋼板
がその鉄心材料として使用される回転機および中、小型
変圧器等の分野においては、世界的な電力、エネルギー
節減、さらにはフロンガス規制等の地球環境保全の動き
の中で、高効率化の動きが急速に広まりつつある。この
ため、無方向性電磁鋼板に対しても、その特性向上、す
なわち、高磁束密度かつ低鉄損化への要請がますます強
まってきている。

【０００３】無方向性電磁鋼板の低鉄損化は主としてＳ
ｉ，Ａｌ添加による電気抵抗率の増加により、使用時に
鉄心を形成する各々の鋼板に流れる渦電流損によるジュ
ール熱損失を低減することにより行われてきた。

【０００４】一方、回転機、および鉄心を含む機器全体
のエネルギー損失としては、鉄心に巻くコイルを電流が
流れることによる生ずるジュール熱損失である銅損の寄
与も無視できない。この銅損の低減のためには同じ磁界
強度に励磁するのに必要な電流密度を減少してやること
が有効であり、同一の励磁電流でより高い磁束密度を発
現する素材の開発が欠かせない。すなわち、超高磁束密
度無方向性電磁鋼板の開発が必須である。

【０００５】この超高磁束密度無方向性電磁鋼板が実現
することにより、回転機、鉄心ともに小型化が可能とな
り、これらを積載した自動車、電車のような移動体にお
いては系全体の重量が軽減されることにより稼働時のエ
ネルギー損失を低減できる。また、回転機においてはト
ルクが増大し、より小型で高出力の回転機が実現する。

【０００６】このように、超高磁束密度無方向性電磁鋼
板が実現することにより、鉄心及び回転機の動作時のエ
ネルギー損失を低減できるのみならず、それを含めた装
置全体の系への波及効果も計り知れないものがある。

【０００７】従来の高磁束密度無方向性電磁鋼板製造法
において概観すると、特公昭６２−６１６４４号公報に
は、熱延終了温度を１０００℃以上とすることにより熱
延結晶組織の粗大化を図り、仕上焼鈍を省略するととも
に冷延前結晶組織を粗大化する方法が開示されている。
しかしながら実際の仕上熱延機においては噛み込み時の
圧延速度と定常圧延状態の圧延速度が異なることから、
コイル長手方向の温度分布を解消することが困難であ
り、コイル長手方向で磁気特性が変動するという不利益
があった。

【０００８】特公平８−３２９２７号公報には、Ｃ＜
０．０１％、Ｓｉ：０．５〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％、Ａｌ：０．１〜１．０％、Ｐ：０．００５〜
０．０１６％、Ｓ＜０．００５％を含有する鋼からなる
熱延板を酸洗後５〜２０％の圧下率で冷間圧延し、これ
を８５０〜１０００℃で０．５〜１０分あるいは７５０
〜８５０℃にて１〜１０時間熱延板焼鈍を行い、ついで
最終焼鈍する技術が開示されている。この方法において
は、従来の熱延板焼鈍法に比べて磁束密度の向上が十分
でなく、昨今の需要家の無方向性電磁鋼板磁気特性向上
に対する要請にはこたえうるものではなかった。

【０００９】Ｓｎ添加により一次再結晶集合組織を改善
することで無方向性電磁鋼板の磁気特性を改善する方法
として、特開昭５５−１５８２５２号公報が公知であ
る。Ｓｎ添加による高磁束密度達成に関する従来の技術
においては、各種の方法により熱延板焼鈍を行ったとし
てもその冷間圧延前の結晶粒径はせいぜい１００μｍ程
度であった。これは、熱延結晶組織の粒成長をさらに進
行させて磁束密度を向上させようとすると、焼鈍中に熱
延組織において異常粒成長が生じ、その結果冷間圧延後
の鋼板の表面に凹凸が生じ、表面性状を損なうととも
に、占積率が著しく低下するため、各種熱延板焼鈍によ
る熱延結晶組織の粗大化には限度があったからである。

【００１０】一方、熱延板焼鈍中の結晶粒成長の制御に
ついては、熱延板焼鈍の条件のみの制御ではコントロー
ルが難しく、この点で従来技術では解決できない問題点
があったのである。

【００１１】さらに、超高磁束密度を達成しつつ、冷間
圧延、仕上焼鈍後の鋼板の表面に生じる凹凸を抑制し製
品の形状を向上させる冷間圧延前の結晶組織の条件につ
いても従来技術では明解な解答を得られていなかった。

【００１２】このように、従来技術においては冷間圧延
前の熱延板焼鈍による結晶組織制御が難しく、超高磁束
密度を得ようとすると熱延板の結晶組織が過度の異常粒
成長を起こして冷間圧延後の表面性状を著しく悪化さ
せ、占積率を低下させるとともに、結果として打ち抜き
加工においても支障が生じ、超高磁束密度と加工性、占
積率の両立が不可能であった。

【００１３】他にもＮｉ添加により高磁束密度を達成す
る技術として特開平６−２７１９９６号公報、特開平８
−２４６１０８号公報、特開平８−１０９４４９号公報
が開示されているが、高価なＮｉの添加により、製造コ
ストの増加を招くという問題があった。

【００１４】このように、従来技術では、需要家での使
用に耐える形状を有する超高磁束密度無方向性電磁鋼板
を製造できるには至らず、無方向性電磁鋼板に対する前
記の要請に応えることは出来なかった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、従来の無
方向性電磁鋼板において電気抵抗率確保の観点から添加
されてきたＳｉ，Ａｌ，Ｍｎの添加量を抑制するととも
に、微量のＳｎを鋼に添加し、熱延条件を適切に制御す
ることにより、各種の熱延板焼鈍後の冷間圧延前の熱延
板の結晶組織を適正に制御し、製品の超高磁束密度と冷
間圧延後の製品性状との両立を達成できる。これによ
り、Ｂ50よりも低い磁界強度２５００Ａ／ｍでの磁束密
度Ｂ25の値を１．７０Ｔ以上にすることが初めて可能と
なる。

【００１６】すなわち本発明は、従来技術におけるこの
ような問題点を解決し、超高磁束密度、低鉄損かつ表面
性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供することを目的と
するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、以下の通りである。 （１）鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
磁界強度２５００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ25の値が
１．７０Ｔ以上でありかつ、磁束密度Ｂ50の値が１．８
０Ｔ以上であることを特徴とする超高磁束密度無方向性
電磁鋼板。

【００１８】（２）鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％ Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、かつ、 Ｃ ≦０．００３％、 Ｓ ≦０．００３％ Ｎ ≦０．００３％、 Ｔｉ＋Ｓ＋Ｎ≦０．００５％、 残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、磁界強度２
５００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ25の値が１．７０Ｔ以
上でありかつ、磁束密度Ｂ50の値が１．８０Ｔ以上であ
り、かつ、酸洗、冷延、焼鈍後の鉄損の値Ｗ15/50 が６
Ｗ／kg以下であることを特徴とする低鉄損超高磁束密度
無方向性電磁鋼板。

【００１９】（３）需要家焼鈍もしくは歪取り焼鈍後の
鉄損の値が５Ｗ／kg以下であることを特徴とする前記
（１）または（２）項に記載の超高磁束密度無方向性電
磁鋼板。

【００２０】（４）磁束密度Ｂ50の値が１．８２Ｔ以上
であることを特徴とする前記（１）ないし（３) 項のい
ずれかに記載の超高磁束密度無方向性電磁鋼板。

【００２１】（５）占積率が９５．０％以上であること
を特徴とする前記（１）ないし（４）のいずれかに記載
の超高磁束密度無方向性電磁鋼板。

【００２２】（６）鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、かつ、鋼板の圧延方向縦断面の任意の箇所の
金属組織において、観察される結晶粒の最大粒径が２０
０μｍ以上であるとともに、任意の場所において板面法
線により切断される２００μｍ以上の粒径の結晶粒の数
が３個以上であることを特徴とする、圧延後の板面形状
に優れた超高磁束密度無方向性電磁鋼板用熱延板。

【００２３】（７）前記（１）ないし（５）項のいずれ
かに記載された無方向性電磁鋼板打ち抜いて作製され
た、回転機用の回転子鉄心あるいは固定子鉄心、または
リアクトル、安定器、チョークコイル、ＥＩコア、変圧
機用鉄心。

【００２４】（８）前記（１）ないし（５）項のいずれ
かに記載された無方向性電磁鋼板を使用して作製された
磁気シールド装置。

【００２５】（９）鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％ Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成
分のスラブを用い、熱間圧延し、これを７５０℃以上１
０５０℃以下の温度で巻き取ってコイルとし、保熱カバ
ーをかぶせるか又は保熱カバーを用いず、コイル状の状
態で７５０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下の温度で
５分以上２時間以内自己焼鈍を行い熱延板とし、酸洗し
一回の冷間圧延工程を施し次いで仕上げ焼鈍を施す無方
向性電磁鋼板の製造方法において、仕上熱延において少
なくとも１パスにおいて、当該パス条件により定まるパ
ラメータＲが下記の式（１），（２）の範囲を満たすこ
とを特徴とする超高磁束密度無方向性電磁鋼板の製造方
法。

【００２６】

【数３】

【００２７】（１０）鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％ Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％ ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成
分のスラブを用い、熱間圧延し、これを巻き取ってコイ
ルとした後、７５０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下
の温度で連続焼鈍炉で３０秒以上５分以内の熱延板焼鈍
を行うか、箱焼鈍炉により７００℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ
1 ）／２以下の温度で１０分以上３０時間以内の熱延板
焼鈍を行い熱延板とし、酸洗し一回の冷間圧延工程を施
し次いで仕上げ焼鈍を施す無方向性電磁鋼板の製造方法
において、仕上熱延において少なくとも１パスにおい
て、当該パスの条件により定まるパラメータＲが下記の
式（１），（２）の範囲を満たすことを特徴とする超高
磁束密度無方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２８】

【数４】

【００２９】（１１）仕上焼鈍後の製品に２％以上１２
％以下のスキンパス圧延を施すことを特徴とする前記
（９）または（１０）項に記載された超高磁束密度無方
向性電磁鋼板の製造方法。

【００３０】

【発明の実施の形態】発明者らは、従来にない超高磁束
密度を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、従来無方向性
電磁鋼板の磁気特性を改善するのに添加されてきたＳ
ｉ，Ｍｎ，Ａｌ等の元素が超高磁束密度を達成するのに
むしろ有害であることを新規に知見した。これらの元素
は従来磁束密度の評価指標に用いられてきた磁界強度５
０００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ50の値ばかりでなく、
さらに低磁界強度での励磁特性を著しく阻害することを
新規に知見し発明の完成に至ったのである。さらに、鋼
の純度を一定以上に保つことにより、従来到達不可能で
あった超高磁束密度と低鉄損との両立が可能であること
も新規に知見した。

【００３１】また、従来高磁束密度無方向性電磁鋼板の
製造において両立が困難であった冷間圧延後の鋼板の形
状を良好に保つことと、超高磁束密度との両立が、仕上
熱延条件を適正に制御することで可能となることを見い
だした。

【００３２】まず、成分について説明すると、Ｓｉは本
発明においては製品の磁束密度を低減させ有害であるか
ら、その含有量を０．５％以下と制限する。

【００３３】Ｍｎは本発明においては製品の磁束密度を
低減させ有害であるから、その含有量を０．５％以下と
制限する。

【００３４】Ａｌは本発明においては製品の磁束密度を
低減させ有害であるため、その含有量を０．５％以下と
制限する。

【００３５】Ｐは本発明のようなＳｉ添加量の少ない鋼
板において、打ち抜き加工性を確保する上で硬度が不足
するため、その値を適正に制御するために添加される。
添加量が０．０１％以下であるとその効果が十分でな
く、０．２％以上であると鉄損を悪化させるために、添
加量は０．０１％以上０．２％以下と定める。

【００３６】Ｃ含有量が０．００３０％を越えると、磁
気時効が発生し使用中の鉄損が悪化するため０．００３
０％以下とする必要がある。

【００３７】本発明ではＳ，Ｎの低減により超高磁束密
度と低鉄損との両立が可能となる。Ｓ，Ｎは熱間圧延工
程におけるスラブ加熱中に一部再固溶し、熱間圧延中に
ＭｎＳ，ＡｌＮの微細な析出物を再析出して仕上焼鈍時
の結晶粒成長を抑制し、鉄損が悪化する原因となる。こ
のためその含有量は共に０．００３０％以下とする必要
がある。

【００３８】Ｔｉは、窒化物、硫化物を形成し製品の鉄
損を悪化させるので、仕上焼鈍後の製品の鉄損Ｗ15/50
の値を６Ｗ／kg以下にするためにはその含有量をＳ，Ｎ
と合わせて０．００５％以下にする必要がある。

【００３９】本発明におけるＳｎの無方向性電磁鋼板磁
束密度への影響を調査するため、以下のような実験を行
った。Ｐ：０．０６７％、Ｓｉ：０．２８％、Ｍｎ：
０．１２％、ｓｏｌ−Ａｌ：０．２０％、Ｃ：１１ppm
、Ｎ：１１ppm 、Ｓ：１３ppm、Ｓｎ含有量が０．０１
％〜０．５％の成分の鋼を溶製し仕上げ熱延を実施し
２．７mm板厚に仕上げた。その際、仕上熱延の最終パス
のＲパラメータの値を３．３２とした。これを酸洗、冷
延し、０．５mm厚として脱脂し、８００℃×２０秒焼鈍
しエプスタイン試料として磁気特性を測定した。

【００４０】Ｓｎ含有量が０．０３％未満ではＢ50≧
１．８０ＴかつＢ25≧１．７０Ｔの磁束密度向上の効果
が得られず、０．４％超では冷間圧延時に割れが生じ圧
延不能であった。この結果によりＳｎ添加量は０．０３
％以上０．４％以下と定める。また、磁束密度Ｂ50が
１．８２Ｔ以上の超高磁束密度を得るためには、Ｓｎ含
有量は０．０５％以上であることが好ましい。

【００４１】次にプロセス条件について説明する。前記
成分からなる鋼スラブは、転炉で溶製され連続鋳造ある
いは造塊−分塊圧延により製造される。鋼スラブは公知
の方法にて加熱される。このスラブに熱間圧延を施し所
定の厚みとする。

【００４２】本発明においては仕上熱延において少なく
とも１パスにおいて、当該パスの条件により定まるパラ
メータＲが下記の式（１），（２）の範囲を満たすこと
を必要とする。

【００４３】

【数５】

【００４４】ここで、当該パスの真歪は式（３）、平均
歪速度は式（４）により算出する。

【数６】

【００４５】本発明では仕上熱延の条件の制御により、
熱延板の焼鈍時における金属組織を磁性及び形状の両面
から適正に造り込む点に特徴がある。従来技術では、熱
延板焼鈍中の結晶粒成長の制御については、熱延板焼鈍
の条件のみの制御ではコントロールが難しく、超高磁束
密度と優れた製品の表面性状を得るのに必要な結晶組織
を得る条件が明らかでないという問題点があったのであ
る。このように、従来技術においては冷間圧延前の熱延
板焼鈍による結晶組織制御が難しく、超高磁束密度を得
ようとすると熱延板の結晶組織が過度の異常粒成長を起
こして冷間圧延後の表面性状を著しく悪化させ、占積率
を低下させるとともに、結果として打ち抜き加工におい
ても支障が生じ、超高磁束密度と加工性、占積率の両立
が不可能であった。

【００４６】本発明では、新規にＲパラメータを導入し
制御することにより、従来高磁束密度無方向性電磁鋼板
の製造において両立が困難であった冷間圧延後の鋼板の
形状を良好に保つことと、超高磁束密度との両立が、可
能となることを見いだしたのである。Ｒパラメータが
１．３４未満であると仕上焼鈍に続く各種熱延板焼鈍に
おける結晶粒成長が不十分であり、５．１７超であると
過度に粒成長が進行して冷間圧延後の鋼板の表面性状が
著しく悪化する。従って、Ｒパラメータは１．３４以上
５．１７以下とする。また、Ｒパラメータが本発明で規
定する値の範囲を満足するのは、最終パスか、最終パス
を含む最終パス付近の複数パスであることが好ましい。

【００４７】次に本発明の特徴である超高磁束密度と冷
間圧延後の表面性状の両立を果たす金属組織の特徴につ
いて述べる。本発明では冷間圧延前の鋼板の圧延方向縦
断面の任意の箇所の金属組織において、観察される結晶
粒の最大粒径が２００μｍ以上であるとともに、任意の
場所において板面法線により切断される２００μｍ以上
の粒径の結晶粒の数が３個以上であることを必要とす
る。冷間圧延前の鋼板に観察される結晶粒の最大粒径が
２００μｍ未満であるとＢ50≧１．８０Ｔの超高磁束密
度を達成することが出来ないので、冷間圧延前の鋼板の
圧延方向縦断面の任意の箇所の金属組織において、観察
される結晶粒の最大粒径を２００μｍ以上に定める。２
個以下の場合は、最終製品の表面性状不良（凹凸発生）
を招く。本発明では粒径は観察断面における結晶粒の２
次元の円相当粒径を用いる。

【００４８】また、冷間圧延前の鋼板の圧延方向縦断面
の任意の箇所の金属組織において、板厚方向の板面法線
により切断される２００μｍ以上の粒径の結晶粒の数が
３個未満であると冷間圧延後の鋼板の表面に凹凸が生じ
て表面性状が著しく悪化し、占積率が悪化するととも
に、Ｂ50の値が１．８０Ｔ以上かつＢ25の値が１．７０
Ｔ以上の超高磁束密度が得られらくなるので冷間圧延前
の鋼板の圧延方向縦断面の任意の箇所の金属組織におい
て、板厚方向の板面法線により切断される２００μｍ以
上の粒径の結晶粒の数を３個以上に定める。

【００４９】次に、上記の冷間圧延前の金属組織を得る
ための仕上熱延以外の製造条件について説明する。本発
明で仕上圧延後にコイルの保有熱で自己焼鈍を行う場合
は、７５０℃以上１０５０℃以下の温度で巻取り、７５
０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下の温度で５分以上
２時間以下保定する。その際に保熱カバーをかぶせて使
用しても良い。巻取温度が７５０℃未満、もしくは保定
温度が７５０℃未満、もしくは焼鈍時間が５分未満では
巻取後の熱延板の結晶粒成長が不十分となり最大の結晶
粒径が２００μｍ以上とならず、Ｂ50が１．８０Ｔ以上
の超高磁束密度が得られない。また、巻取温度が１０５
０℃以上、もしくは２時間以上となると熱延鋼板の表面
の酸化が過度に進行し、酸洗歩留まりが低下し不経済で
ある。保定温度が（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２を超えると冷
却時の相変態により熱延組織が微細化してしまい、最大
の結晶粒径が２００μｍ以上とならず、同様にＢ50が
１．８０Ｔ以上の超高磁束密度が得られない。従って、
仕上熱延後自己焼鈍を行う際の巻取温度は７５０℃以上
１０５０℃以下、かつ保定温度は７５０℃以上（Ａｃ3
＋Ａｃ1 ）／２以下、かつ保定時間は５分以上２時間以
下と定める。

【００５０】また、熱延板焼鈍を連続焼鈍炉で行う場合
には７５０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1）／２以下の温度で
３０秒以上５分以内の熱延板焼鈍を行う。焼鈍温度が７
５０℃未満もしくは焼鈍時間が３０秒未満では熱延板の
結晶粒成長が不十分であり最大の結晶粒径が２００μｍ
以上とならず、Ｂ50が１．８０Ｔ以上の超高磁束密度が
得られない。

【００５１】また焼鈍温度が（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２を
超えると冷却時の相変態により熱延組織が微細化してし
まい、最大の結晶粒径が２００μｍ以上とならず、同様
にＢ50が１．８０Ｔ以上の超高磁束密度が得られない。
また、焼鈍時間が５分を超えると連続焼鈍炉の生産性が
著しく低下するのでコストアップとなる。従って、連続
焼鈍炉においては７５０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２
以下の温度で焼鈍時間は３０秒以上５分以内と定める。

【００５２】熱延板焼鈍を箱焼鈍炉により行う場合に
は、７００℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下の温度で
保定時間を１０分以上３０時間以内とする。焼鈍温度が
７００℃未満もしくは１０分未満では熱延板の結晶粒成
長が不十分であり、最大の結晶粒径が２００μｍ以上と
ならず、Ｂ50が１．８０Ｔ以上の超高磁束密度が得られ
ない。

【００５３】また焼鈍温度が（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２を
超えると冷却時の相変態により熱延組織が微細化してし
まい、最大の結晶粒径が２００μｍ以上とならず、同様
にＢ50が１．８０Ｔ以上の超高磁束密度が得られない。
また、焼鈍時間が３０時間を超えると生産性が著しく低
下するとともにその効果が飽和する。従って、箱焼鈍に
おいては７００℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下の温
度で焼鈍時間は１０分以上３０時間以内と定める。本発
明で定める適正な金属組織を得るためには、箱焼鈍の温
度は７００℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下かつ８０
０℃以下であることが好ましい。

【００５４】仕上焼鈍後の製品にスキンパスを施して鉄
損の改善を図る場合は、スキンパスの圧下率は２％以上
１２％以下に定める。２％未満ではその効果が得られ
ず、１２％以上では磁束密度の低下を招く。従ってスキ
ンパスの圧下率は２％以上１２％以下と定める。

【００５５】本発明で得られる超高磁束密度無方向性電
磁鋼板を使用することにより、回転機の回転子用および
固定子用鉄心、ＥＩコア、変圧機用鉄心、ならびにリア
クトル、安定器、チョークコイルなどの鉄心類および磁
気シールドについても性能向上が見られる。本発明の超
高磁束密度無方向性電磁鋼板では磁界強度５０００Ａ／
ｍでの磁束密度Ｂ50だけでなく、より低磁界の２５００
Ａ／ｍでの磁束密度Ｂ25も向上する。これは低磁界から
高磁界までの透磁率の向上を意味している。すなわち、
高磁束密度が低磁界で得られることによる効果、具体的
には透磁率の向上による励磁電流の低下により銅損が低
下し、使用時のエネルギー損失の低減が、回転機の回転
子用および固定子用鉄心、ＥＩコア、変圧機用鉄心では
達成される。

【００５６】磁束密度の向上は回転機のトルクの増大に
もつながるので、回転機の小型化、高出力化をはかるこ
とが出来る。また、透磁率の向上により、リアクトル、
安定器、チョークコイルでは鉄心とコイルとからなる回
路のインピーダンスの向上につながり、交流抵抗として
の性能が向上する。磁気シールド性能の向上も透磁率の
向上により達成される。本発明の超高磁束密度無方向性
電磁鋼板では圧延方向の磁束密度が特に高いので、互い
に鋼板の圧延方向を９０度直交させて重ねて磁気シール
ドとして使用するとより効果的である。

【００５７】

【実施例】次に、本発明の実施例について述べる。 （実施例１）表１に示した成分を有する無方向性電磁鋼
用スラブを通常の方法にて加熱し、熱延により２．７mm
に仕上げた。熱延仕上げ圧延の最終パスにおいて真歪
ε：０．２２３、平均歪速度２９３／ｓ、仕上出側温度
８５０℃とした。これにより最終パスのＲパラメータは
３．４５であった。箱焼鈍炉により７５０℃で２０時間
の焼鈍を施した。続いて酸洗を施し、冷間圧延により
０．５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて８００℃
で２０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断
し、磁気特性を測定した。表１に本発明と比較例の成分
を、表２に磁気測定結果を示す。なお、成分６の供試材
では冷間圧延時に割れが生じ圧延が不可能であった。

【００５８】このようにＳｎを適量添加し、適切なプロ
セス条件を処理することにより、磁束密度Ｂ50の値が
１．８０Ｔ以上、またＳｎ含有量を０．０５％以上にす
ることにより磁束密度Ｂ50の値が１．８２Ｔ以上の超高
磁束密度無方向性電磁鋼板をえることが可能である。ま
た、Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌの添加量を低減することにより低
磁場特性Ｂ25の値が１．７０Ｔ以上に向上する。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】（実施例２）表３に示した成分を有する無
方向性電磁鋼用スラブを通常の方法にて加熱し、熱延に
より２．５mmに仕上げた。その際、真歪、平均歪速度、
仕上出側温度等の圧延条件を変えてＲパラメータの値を
変動させた。仕上熱延後の熱延板は箱焼鈍炉にて７５０
℃１０時間の焼鈍を施した。これを酸洗し、冷間圧延に
より０．５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて８０
０℃で３０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に
切断し、需要家相当の歪取り焼鈍を７５０℃２時間施し
て磁気特性を測定した。また、ＪＩＳ−Ｃ２５５０に定
められた方法に従い、各試料の占積率を調べた。表４に
磁気測定と占積率測定結果を示す。

【００６２】試料名７−１はＲパラメータの値が低いた
め磁束密度Ｂ50，Ｂ25の値が本発明の範囲外であり、試
料名７−５はＲパラメータの値が高すぎるため熱延板焼
鈍時に結晶粒が過度に成長した結果、冷間圧延後の鋼板
の形状が悪化し、占積率が低いので本発明の範囲外とす
る。占積率は９５．０％以上であることが好ましい。こ
のように、仕上熱延時に最終パスのＲパラメータを適切
に制御することにより、超高磁束密度かつ占積率の優れ
た無方向性電磁鋼板を製造することが可能である。

【００６３】また、図１に試料名７−３の熱延板焼鈍後
で冷間圧延前の鋼板の圧延方向縦断面の金属組織を示
す。本発明の規定に定めるごとく、観察される結晶粒の
最大粒径が２００μｍ以上であるとともに、任意の場所
において板厚方向の板面法線により切断される結晶粒の
数が３個以上である。このため、冷間圧延後においても
鋼板の形状、特に表面での凹凸の発生が抑制され、超高
磁束密度であるとともに占積率の高い無方向性電磁鋼板
を得ることが可能である。

【００６４】

【表３】

【００６５】

【表４】

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁束密度
Ｂ25が１．７０ＴかつＢ50が１．８０Ｔ以上の超高磁束
密度無方向性電磁鋼板を製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例の冷間圧延前の熱延鋼板の圧延方向縦
断面の金属組織写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K033 AA01 CA02 CA05 FA10 FA11 FA13 FA14 GA00 HA02 5E041 AA02 CA02 CA04 NN01 NN13 NN14 NN17

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
   磁界強度２５００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ25の値が
   １．７０Ｔ以上でありかつ、磁束密度Ｂ50の値が１．８
   ０Ｔ以上であることを特徴とする超高磁束密度無方向性
   電磁鋼板。
2. 【請求項２】 鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、かつ、 Ｃ ≦０．００３％、 Ｓ ≦０．００３％、 Ｎ ≦０．００３％、 Ｔｉ＋Ｓ＋Ｎ≦０．００５％、 残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、磁界強度２
   ５００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ25の値が１．７０Ｔ以
   上でありかつ、磁束密度Ｂ50の値が１．８０Ｔ以上であ
   り、かつ、酸洗、冷延、焼鈍後の鉄損の値Ｗ15/50 が６
   Ｗ／kg以下であることを特徴とする低鉄損超高磁束密度
   無方向性電磁鋼板。
3. 【請求項３】 需要家焼鈍もしくは歪取り焼鈍後の鉄損
   の値が５Ｗ／kg以下であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の超高磁束密度無方向性電磁鋼板。
4. 【請求項４】 磁束密度Ｂ50の値が１．８２Ｔ以上であ
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   の超高磁束密度無方向性電磁鋼板。
5. 【請求項５】 占積率が９５．０％以上であることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の超高磁束
   密度無方向性電磁鋼板。
6. 【請求項６】 鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、かつ、鋼板の圧延方向縦断面の任意の箇所の
   金属組織において、観察される結晶粒の最大粒径が２０
   ０μｍ以上であるとともに、任意の場所において板面法
   線により切断される２００μｍ以上の粒径の結晶粒の数
   が３個以上であることを特徴とする、圧延後の板面形状
   に優れた超高磁束密度無方向性電磁鋼板用熱延板。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載され
   た無方向性電磁鋼板を打ち抜いて作製された、回転機用
   の回転子鉄心あるいは固定子鉄心、またはリアクトル、
   安定器、チョークコイル、ＥＩコア、変圧機用鉄心。
8. 【請求項８】 請求項１ないし５のいずれかに記載され
   た無方向性電磁鋼板を使用して作製された磁気シールド
   装置。
9. 【請求項９】 鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成
   分のスラブを用い、熱間圧延し、これを７５０℃以上１
   ０５０℃以下の温度で巻き取ってコイルとし、保熱カバ
   ーをかぶせるか又は保熱カバーを用いず、コイル状の状
   態で７５０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下の温度で
   ５分以上２時間以内自己焼鈍を行い、この熱延板を酸洗
   し一回の冷間圧延工程を施し、次いで仕上げ焼鈍を施す
   無方向性電磁鋼板の製造方法において、仕上熱延におい
   て少なくとも１パスにおいて、当該パス条件により定ま
   るパラメータＲが下記の式の範囲を満たすことを特徴と
   する超高磁束密度無方向性電磁鋼板の製造方法。 【数１】
10. 【請求項１０】 鋼中に重量％で、 Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．５％、 Ａｌ≦０．５％、 ０．０１％≦Ｐ≦０．２０％、 ０．０３％≦Ｓｎ≦０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成
    分のスラブを用い、熱間圧延し、これを巻き取ってコイ
    ルとした後、７５０℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ1 ）／２以下
    の温度で連続焼鈍炉で３０秒以上５分以内の熱延板焼鈍
    を行うか、箱焼鈍炉により７００℃以上（Ａｃ3 ＋Ａｃ
    1 ）／２以下の温度で１０分以上３０時間以内の熱延板
    焼鈍を行い、この熱延板を酸洗し一回の冷間圧延工程を
    施し、次いで仕上げ焼鈍を施す無方向性電磁鋼板の製造
    方法において、仕上熱延において少なくとも１パスにお
    いて、当該パスの条件により定まるパラメータＲが下記
    の式の範囲を満たすことを特徴とする超高磁束密度無方
    向性電磁鋼板の製造方法。 【数２】
11. 【請求項１１】 仕上焼鈍後の製品に２％以上１２％以
    下のスキンパス圧延を施すことを特徴とする請求項９ま
    たは１０に記載された超高磁束密度無方向性電磁鋼板の
    製造方法。