JP2680519B2 - 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法

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JP2680519B2 JP5002065A JP206593A JP2680519B2 JP 2680519 B2 JP2680519 B2 JP 2680519B2 JP 5002065 A JP5002065 A JP 5002065A JP 206593 A JP206593 A JP 206593A JP 2680519 B2 JP2680519 B2 JP 2680519B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は変圧器などの鉄心に使用
される高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一方向性電磁鋼板は主に変圧器や発電機
の鉄心材料に使用されるが、省エネルギー化が要求され
ている昨今、更に磁束密度が高く、鉄損の少ない鋼板が
市場から要求されている。低鉄損を達成するためには、
鋼板のSi含有量を極力高め素材の固有抵抗を上げて渦
電流損を下げる方法と、製品板厚を極力薄くし渦電流損
を下げる方法が知られている。また、最近、製品の鋼板
表面にレーザ照射したり、歯形ロールにより鋼板表面に
溝を形成するというような磁区制御技術が開発、実用化
されており、鉄損を著しく少なくすることが可能となっ
ている。この場合、磁区制御後の鉄損は磁区制御前の磁
束密度が高いほど少なくなることが知られており、磁束
密度の高い鋼板を製造することが非常に重要となってい
る。
【0003】磁束密度の高い一方向性電磁鋼板を得るに
は、{110}〈001〉方位いわゆるゴス方位に高度
に集積した2次再結晶組織を得ることが必要である。2
次再結晶には、インヒビターと1次再結晶集合組織が大
きく影響することが知られている。インヒビターについ
ては、仕上焼鈍を行うまでに鋼中に100〜1000オ
ングストローム程度の析出分散相を均一微細に存在させ
ることが必要で、AlN,MnS,MnSeなどが一般
的に知られている。更には、結晶粒界に粒界偏析元素の
Sb,Sn,Cu,Mo,Ge,B,Te,As,Bi
などを偏析させることが有用である。一方、1次再結晶
集合組織については、従来から熱延、冷延、焼鈍の各工
程条件を適切に組み合わせることにより制御されてき
た。
【0004】しかし、Si含有量を高め、かつ製品板厚
を薄くすると、仕上焼鈍での2次再結晶方位制御は難し
くなり、磁束密度の高い0.25mm以下の板厚の製品を
得ることは容易ではなかった。製品板厚が薄くなると2
次再結晶方位制御が難しくなる原因の一つは、同一熱延
板からより薄い製品を得るにはより大きい冷延圧下を施
すところとなり、集合組織上の不利が生じるためであ
る。また、製品板厚に応じて熱延板の板厚を減少させる
方法が考えられるが、熱延板を薄くすることは必然的に
熱延終了温度が低くなり、MnS,MnSeなどの析出
状態が不適切となり、磁気特性が劣化する欠点が生じ、
この方法には限界がある。
【0005】かかる問題の解決策として、熱延板に熱延
板焼鈍を施したのち予備冷延する方法がある。ところ
で、冷延工程については、冷延率、ワークロール径、ワ
ークロールの粗度などが磁気特性に影響を及ぼすことが
知られている。特に予備冷延におけるワークロール径の
影響については、特開平4−289121号に、熱延板
を(ロール径)/(板厚)≧50の圧延機によって圧下
率0.5〜15%で圧下した後、700〜1100℃の
温度域で熱延板焼鈍し、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間
圧延によって最終板厚に仕上げることを特徴とする方法
が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−28912
1号に提案されている方法は、予備冷延、熱延板焼鈍に
加えて、2回以上の冷間圧延を行う方法であり、製造コ
ストが高くなり、また、工程管理が煩雑になるという問
題がある。また、インヒビターとしてAlNを用いてお
らず、最終強冷延の圧下率が80%未満の製造工程に関
するものであり、磁束密度B8 は1.92T前後した得
られていない。本発明はインヒビターとしてAlNを使
用し、熱延板に熱延板焼鈍し、予備冷延し、析出焼鈍
し、81〜88%の圧下率の最終強冷延するという工程
で、予備冷延をワークロール径/熱延板厚≦90の冷延
機で5〜50%の圧下率で行う方法を提案するもので、
磁束密度が高く、製造コストが安く、工程管理が煩雑で
ない高磁束密度一方向性電磁鋼板を製造する方法を提供
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は重量%で、C:
0.015〜0.100%、Si:2.0〜4.0%、
Mn:0.03〜0.12%、Sol.Al:0.01
0〜0.065%、N:0.0040〜0.0100
%、SおよびSeのうちから選んだ1種または2種の合
計:0.005〜0.050%、更にSb,Sn,C
u,Mo,Ge,B,Te,As、およびBiから選ば
れる1種または2種以上を0.003〜0.3%含有
し、残部は実質的にFeの組成になる連続鋳造スラブに
スラブ加熱を施したのち熱延し、熱延板焼鈍し、予備冷
延を施し、析出焼鈍し、81〜89%の圧下率の最終強
冷延により0.25mm以下の最終板厚とし、脱炭・1次
再結晶焼鈍、最終仕上焼鈍、コーティング塗布によって
高磁束密度一方向性電磁鋼板を製造する方法において、
予備冷延をワークロール径/熱延板厚≦90の冷延機で
5〜50%の圧下率で行うことを特徴とする高磁束密度
一方向性電磁鋼板の製造方法である。
【0008】本発明者は、磁気特性の優れた高磁束密度
一方向性電磁鋼板を製造する方法を検討したところ、予
備冷延のワークロール径をワークロール径/熱延板厚≦
90とすることが非常に有効であることを見出した。図
1は、本発明者が行った実験結果の一例である。本発明
に従った成分範囲にあるC:0.069%、Si:3.
09%、Mn:0.068%、S:0.029%、So
l.Al:0.035%、N:0.0087%、Sn:
0.10%を含有する鋳片を連続鋳造し、スラブ加熱
後、板厚を2.30mmに熱延した。そして1150℃で
2分均熱の熱延板焼鈍をし、種々のワークロール径の冷
延機で1.80mmに22%の圧下率で予備冷延し、10
00℃で2分均熱後急冷する析出焼鈍をし、100mmφ
のワークロール径の冷延機で0.22mmに87.8%の
圧下率で最終強冷延し製品板厚とした。そして、冷延板
に脱炭・1次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍そしてコ
ーティングを施す工程によって製品となした。この時の
予備冷延のワークロール径/熱延板厚と磁束密度との関
係を図1に示す。これより、ワークロール径/熱延板厚
が≦90の場合に特に高い磁束密度を得られることが分
かる。
【0009】本発明の諸条件および限定理由は以下の通
りである。Cは、下限0.015%未満であれば2次再
結晶が不安定となり、上限の0.100%は、これより
Cが多くなると脱炭所要時間が長くなり経済的に不利と
なるために限定した。Siは、下限2%未満では良好な
鉄損が得られず、上限4%を超えると冷延性が著しく劣
化する。Mnは、下限0.03%未満であれば熱間脆化
を起こし、上限0.12%を超えると磁性不良を起こ
す。S,Seは、MnS,MnSeを形成するために必
要な元素で、これらの1種または2種の合計が下限0.
005%未満ではMnS,MnSeの絶対量が不足し、
上限0.050%を超えると熱間割れを生じ、また、最
終仕上焼鈍での純化が困難となる。
【0010】Sol.Alは、AlNを形成するために
必要な元素で、下限0.010%未満ではAlNの絶対
量が不足し、上限0.065%を超えるとAlNの適当
な分散状態が得られない。Nは、AlNを形成するため
に必要な元素で、下限0.0040%未満ではAlNの
絶対量が不足し、上限0.0100%を超えるとAlN
の適当な分散状態が得られない。Sb,Sn,Cu,M
o,Ge,B,Te,As、およびBiは粒界に偏析さ
せ、2次再結晶を安定化させるが、これらから選ばれる
1種または2種以上の含有量が下限0.03%未満では
偏析量が不足し、上限0.3%は経済的理由と脱炭性の
悪化によるものである。
【0011】熱延板焼鈍は、熱延板の組織、析出分散相
の均一化に効果があり、線状細粒の発生防止にも効果が
あるので実施する。予備冷延のワークロール径はワーク
ロール径/熱延板厚≦90とする。これよりも小さいと
磁束密度を高くできない。予備冷延は1回または2回以
上のパスで施し、全圧下率で5〜50%とする。5%未
満では、続く最終強冷延への圧下率調整量が少なすぎ
る。予備冷延率が50%を超えると集合組織が不適当と
なり磁束密度の低下が著しい。最終強冷延の圧下率につ
いては、81%未満でも88%を超えても集合組織が不
適当になるので2次再結晶が不安定となる。製品板厚を
0.25mm以下と限定したのは、最近の需要ニーズに対
応して低鉄損な製品を得るためである。
【0012】
【実施例】
〔実施例1〕C:0.088%、Si:3.45%、M
n:0.062%、S:0.021%、Sol.Al:
0.036%、N:0.0091%、Sn:0.14
%、Cu:0.07%を含有する鋳片を連続鋳造し、ス
ラブ加熱し、熱間圧延し2.1mm厚のホットコイルとし
た。そして、1080℃×2分均熱後急冷するという熱
間板焼鈍をし、種々のワークロール径で1.30mmに3
8%の圧下率で予備冷延した。そして、1050℃×2
分の均熱後急冷するという析出焼鈍をし、100mmφの
ワークロール径の冷延機で86.9%の圧下率で最終冷
延し、板厚を0.17mmとした。その後、冷延板に脱炭
・1次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍そして最終コー
ティングを施す工程によって製品となした。
【0013】この時の予備冷延のワークロール径、ワー
クロール径/熱延板厚と得られた製品の磁束密度B8
表1に示す。これより、本発明例は比較例と比べ高い磁
束密度が得られることが分かる。
【0014】
【表1】
【0015】〔実施例2〕種々の成分を含有する鋳片を
連続鋳造し、スラブ加熱した後、熱間圧延し、1.8mm
厚の熱延板を得た。熱間板焼鈍は1100℃で2分間の
均熱後急冷し、ワークロール径/熱延板厚=38.9と
なるワークロール径70mmφの冷延機と、ワークロール
径/熱延板厚=333.3となるワークロール径600
mmφの冷延機で1.10mmに39%の圧下率で予備冷延
し、1100℃で2分均熱後急冷する析出焼鈍を行い、
0.15mmに70mmφのワークロール径の冷延機で8
6.4%の圧下率で最終強冷延した。その後、得られた
冷延板に脱炭・1次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍そ
して最終コーティングを施す工程によって製品となし
た。
【0016】この時の鋳片の成分、予備冷延のワークロ
ール径と製品の磁束密度B8 を表2に示す。これより、
本発明例は比較例と比べ高い磁束密度が得られることが
分かる。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【表5】
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、磁気特性の優れた高磁
束密度一方向性電磁鋼板を製造でき、その工業的効果は
非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】予備冷延のワークロール径/熱延板厚と製品の
磁束密度B8 の関係図表である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.015〜0.100%、 Si:2.0〜4.0%、 Mn:0.03〜0.12%、 Sol.Al:0.010〜0.065%、 N :0.0040〜0.0100%、 SおよびSeのうちから選んだ1種または2種の合計:
    0.005〜0.050%、 更にSb,Sn,Cu,Mo,Ge,B,Te,As、
    およびBiから選ばれる1種または2種以上を0.00
    3〜0.3%、 残部は実質的にFeの組成になる連続鋳造スラブにスラ
    ブ加熱を施したのち熱延し、熱延板焼鈍し、予備冷延を
    施し、析出焼鈍し、81〜89%の圧下率の最終強冷延
    により0.25mm以下の最終板厚とし、脱炭・1次再結
    晶焼鈍、最終仕上焼鈍、コーティング塗布によって高磁
    束密度一方向性電磁鋼板を製造する方法において、予備
    冷延をワークロール径/熱延板厚≦90の冷延機で5〜
    50%の圧下率で行うことを特徴とする高磁束密度一方
    向性電磁鋼板の製造方法。
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