JP2888226B2 - 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄損が少なく、電
気機器に使用される電気材料として好適な無方向性電磁
鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気機器の省エネルギーの観点よ
り、より鉄損の低い電磁鋼板が求められるようになって
きている。この鉄損を低減するためには結晶粒の粗大化
が効果的であり、低鉄損が特に要求されるSi＋Al量が１
〜３％程度の中・高級グレードの無方向性電磁鋼板にお
いては、仕上焼鈍温度を1000℃程度まで高めたり、焼鈍
時のラインスピードを下げ、焼鈍時間を長くすることに
より結晶粒の粗大化を図っている。

【０００３】仕上焼鈍時の粒成長性を良好にするために
は、鋼板中の介在物、析出物量を低減することが効果的
である。このため、これまで介在物、析出物を無害化す
ることが試みられており、特に高級材ではMnＳの析出防
止の観点からＳ量を低減させる試みがなされてきた。

【０００４】例えば、特公昭５６−２２９３１号公報に
は、Si：2.5 〜3.5％、Al：0.3〜1.0％の鋼において
Ｓ：50ppm以下、Ｏ：25ppm以下とすることにより鉄損を
低下させる技術が開示されている。

【０００５】また、特公平２−５０１９０号公報には、
Si：2.5〜3.5％、Al：0.25〜1.0％の鋼においてＳ：15p
pm以下、Ｏ：20ppm以下、Ｎ：25ppm以下とすることによ
り鉄損を低下させる技術が開示されている。

【０００６】さらに特開平５−１４０６４７号公報に
は、Si：2.0〜4.0％、Al：0.10〜2.0％の鋼において
Ｓ：30ppm以下、Ti、Zr、Nb、Ｖをそれぞれ50ppm以下と
することにより鉄損を低下させる技術が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらいずれ
の技術においても、Ｓ量を10ppm以下とした高級グレー
ドの鋼板の鉄損値は、Ｗ_15/50＝2.4Ｗ/kg程度（板厚0.5
mm）であり、これ以上の低鉄損は達成されていないのが
現状である。単純に考えると、Ｓ量を少なくしていけば
鋼中のMnＳの量が減り、これに伴って結晶粒の成長が容
易になるので、鉄損はどんどん低下していくように思わ
れる。しかしながら、現実には、Ｓ量の低下に伴う鉄損
の低下は、Ｓ量が10ppm程度となると飽和し、前記のよ
うな鉄損値が限界である。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、鉄損の低い電磁鋼板を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、Ｓを10
ppm以下の極微量に制御しても鉄損が下がらないのは、
微量Ｓ領域において顕著な窒化層が表面領域に形成され
るためであるという新しい知見に基づき、Sb+Sn/2を0.0
01〜0.05％含有させることによって窒化物の形成を抑制
し、鉄損を低下させるものである。

【００１０】すなわち、前記課題は、重量％で、Ｃ：0.
005％以下、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％以下（０を含
む）、Si：４％以下、Mn：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下
を含み、さらにＳ：9.2ppm以下（０を含む）、Sb+Sn/
2：0.001〜0.05％を含み、残部が実質的にFeおよび不可
避的不純物であることを特徴とする鉄損の低い無方向性
電磁鋼板によって解決される。

【００１１】そして、この中で、Sb+Sn/2の量を0.001〜
0.005％とすることにより、際立って鉄損を低下させる
ことができる。

【００１２】ここに、「残部が実質的Ｆｅおよび不可避
不純物である」とは、本発明の作用効果を妨げない範囲
で不可避不純物以外の微量元素を含むものが権利範囲に
入ることを意味する。なお、以下の説明において、鋼の
成分を示す％は全て重量％を意味し、ppmも重量ppmを意
味する。

【００１３】（発明に至る経緯とＳ、Sb、Snの限定理
由）本発明者等は、鉄損に及ぼすＳの影響を調査するた
め、Ｃ：0.0025％、Si：2.85％、Mn：0.20％、Ｐ：0.01
0％、Al：0.31％、Ｎ：0.0021％とし、Ｓ量をtr.〜15pp
m の範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱延後、酸洗を
行った。引き続きこの熱延板に75％Ｈ₂−25％Ｎ₂雰囲気
で830℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その後、板厚0.5mm
まで冷間圧延し、25％Ｈ₂−75％Ｎ₂雰囲気で900℃×１m
in間の仕上焼鈍を行った。図１に、このようにして得ら
れたサンプルのＳ量と鉄損Ｗ_15/50の関係を示す（図１
の×印）。ここで、磁気測定は25cmエプスタイン法によ
り行った。

【００１４】図１より、Ｓを9.1ppm以下とした場合に大
幅な鉄損低減が達成されていることがわかる。これは、
Ｓ量低減により粒成長性が向上したためである。

【００１５】しかしながら、Ｓ量が更に低下すると、鉄
損の低下は緩やかとなり、Ｓ量をtr. としても、鉄損を
2.4 Ｗ／kg以下とすることはできない。

【００１６】本発明者等は、Ｓ＝9.1ppm以下の極低Ｓ材
において鉄損の低減が阻害されるのは、MnＳ以外の未知
の要因によるものではないかと考え、光学顕微鏡にて組
織観察を行った。その結果、Ｓ≦１０ppmの領域で鋼板
表層に顕著な窒化層が認められた。これに対し、Ｓ＞１
０ppm の領域では窒化層は軽微となっていた。

【００１７】このＳ量低減に伴う窒化反応促進の原因に
関しては次のように考えられる。すなわち、Ｓは表面お
よび粒界に濃化しやすい元素であることから、Ｓ＞10pp
m の領域では、Ｓが雰囲気中から鋼板表層への窒素の吸
着を抑制しており、このため窒化層は生成しない。一
方、Ｓ≦10ppm の領域ではＳによる窒素吸着の抑制効果
が低下するため、窒化層が鋼板表層に生成する。

【００１８】本発明者等は、この表層領域に発生する窒
化層が結晶粒の成長を妨げ、鉄損の低下を抑制するので
はないかと考えた。

【００１９】このような考えのもとに、本発明者等は、
窒素の吸着を抑制する元素でＳ以外のものを含有させる
ことにより、窒化層の生成を抑制し、結晶粒の成長を促
して鉄損を低下させるという着想を抱き、このような元
素について種々の検討を加えた結果、Sbが有効であるこ
とを発見した。

【００２０】図１に、前記×印で示したサンプルの成分
に40ppmのSbを含有したサンプルについて、同一の条件
で試験を行った結果を○印で示す。Sbの鉄損低減効果に
着目すると、Ｓ含有量が多い領域では、Sb含有により鉄
損は0.02〜0.04Ｗ／kg程度しか低下しないが、Ｓ≦9.6p
pmの領域では0.2Ｗ／kg程度低下しており、Sbによる鉄
損低減効果は、Ｓ量が少ない場合に顕著に認められる。
また、このサンプルではＳ量によらず窒化層は認められ
なかった。このことから、Sbが鋼板表層部に濃化して窒
素の吸着を抑制し、その結果、結晶粒の成長が妨げられ
なかったので鉄損が低下したものと考えられる。

【００２１】次にSb量の最適含有量を調査するため、
Ｃ：0.0026％、Si：2.70％、Mn：0.20％、Ｐ：0.020
％、Al：0.30％、Ｓ：0.0004％、：0.0020％とし、Sb量
をtr.〜700ppmで変化させた鋼をラボ溶解し、熱延後、
酸洗を行った。引き続きこの熱延板に75％Ｈ₂％−25％
Ｎ₂雰囲気830℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その後、板
厚0.5mmまで冷間圧延し、25％Ｈ₂−75％Ｎ₂雰囲気で900
℃×１minの仕上焼鈍を行った。図２に、Sb量と鉄損Ｗ
_15/50の関係を示す。

【００２２】図２より、Sb含有量が10ppm 以上の領域で
鉄損が低下し、従来の電磁鋼板では得られなかったＷ
_15/50＝2.25〜2.35Ｗ／kgが達成されることがわかる。
しかし、Sbをさらに添加し、Sb＞50ppm となった場合に
は、鉄損は再び増大することもわかる。しかしながら、
増加したとしても、少なくとも700ppmまでのSb量におい
ては、従来の電磁鋼板では得られなかったＷ_15/50＝2.2
5〜2.35Ｗ／kgが達成されている。

【００２３】このSb＞50ppm の領域での鉄損増大原因を
調査するため、光学顕微鏡による組織観察を行った。そ
の結果、表層細粒組織は認められなかったものの、平均
結晶粒径が若干小さくなっていた。この原因は明確では
ないが、Sbが粒界に偏析しやすい元素であるため、Sbの
粒界ドラッグ効果により粒成長性が低下したものと考え
られる。

【００２４】以上のことより、本発明においては、Sbを
10ppm以上に限定し、経済的な理由から500ppm以下に限
定する。しかし、前記の理由により、Sbを50ppm以下と
することがより好ましい。さらに、20ppm以上40ppm以下
とすることが望ましい。

【００２５】発明者らは、さらに別の元素の含有により
同様の効果が得られないかどうかを研究し、Snの効果に
着目して試験を行った。

【００２６】まず、前記試験と同様に、鉄損に及ぼすＳ
の影響を調査するため、Ｃ：0.0020％、Si：2.85％、M
n：0.18％、Ｐ：0.01％、Al：0.30％、Ｎ：0.0018％、T
i：0.0020％とし、Ｓ量をtr. 〜15ppmの範囲で変化させ
た鋼をラボ溶解し、熱延後、酸洗を行った。引き続きこ
の熱延板に75％Ｈ₂−25％Ｎ₂雰囲気で830℃×３hrの熱
延板焼鈍を施し、その後、板厚0.5mmまで冷間圧延し、2
5％Ｈ₂−75％Ｎ₂雰囲気で900℃×１min の仕上焼鈍を行
った。図３に、このようにして得られたサンプルのＳ量
と鉄損Ｗ_15/50の関係を示す（図３の×印）。ここで、
磁気測定は25cmエプスタイン法により行った。

【００２７】図３からも、Ｓを９ppm以下とした場合に
大幅な鉄損低減が達成され、かつ、Ｓ量がさらに低下す
ると、鉄損の低下は緩やかとなり、Ｓ量をtr.として
も、鉄損を2.4Ｗ／kg以下とすることはできないことが
確認される。

【００２８】図３に、前記×印で示したサンプルの成分
に 60ppmのSnを含有させたサンプルについて同一の条件
で試験を行った結果を○印で示す。Snの鉄損低減効果に
着目すると、Ｓ含有量が多い領域では、Sn含有により鉄
損は0.02〜0.04Ｗ／kg程度しか低下しないが、Ｓ≦9.2p
pmの領域では0.2 Ｗ／kg程度低下しており、Ｓ量が少な
い場合にSnの鉄損低減効果は顕著に認められる。また、
このサンプルではＳ量によらず窒化層は認められなかっ
た。このことから、Snが鋼板表層部に濃化して窒素の吸
着を抑制し、その結果、結晶粒の成長が妨げられなかっ
たので鉄損が低下したものと考えられる。

【００２９】次にSn量の最適含有量を調査するため、
Ｃ：0.0025％、Si：2.72％、Mn：0.20％、Ｐ：0.020
％、Al：0.30％、Ｓ：0.0002% 、Ｎ：0.0020％、Ti：0.
0010％としSn量をtr. 〜1400ppmの範囲で変化させた鋼
をラボ溶解し、熱延後、酸洗を行った。引き続きこの熱
延板に75％Ｈ₂−25％Ｎ₂雰囲気で830℃×３hrの熱延板
焼鈍を施し、その後、板厚0.5mmまで冷間圧延し、25％
Ｈ₂−75％Ｎ₂雰囲気で900℃×１minの仕上焼鈍を行っ
た。図４に、Sn量と鉄損Ｗ_15/50の関係を示す。

【００３０】図４より、Sn含有量が20ppm以上の領域で
鉄損が低下し、従来の電磁鋼板では得られなかったＷ
_15/50＝2.25〜2.35Ｗ／kgが達成されることがわかる。
しかし、Snをさらに添加し、Sn＞100ppm となった場合
には、鉄損は再び増大することもわかる。しかしなが
ら、増加したとしても、少なくとも1400ppmまでのSn量
においては、従来の電磁鋼板では得られなかったＷ
_15/50＝2.25〜2.35Ｗ／kgが達成されている。

【００３１】このSn＞100 ppm の領域での鉄損増大原因
を調査するため、光学顕微鏡による組織観察を行った。
その結果、表層細粒組織は認められなかったものの、平
均結晶粒径が若干小さくなっていた。この原因は明確で
はないが、Snが粒界に偏析しやすい元素であるため、Sn
の粒界ドラッグ効果により粒成長性が低下したものと考
えられる。また、このサンプルにおいても、Ｓ量によら
ず窒化層は認められなかった。これはSnが鋼板表層部に
濃化し窒素の吸着を抑制したためと考えられる。

【００３２】以上のことより、本発明においては、Snを
20ppm以上に限定し、経済的な理由から1000ppm以下に限
定する。しかし、前述の理由から、Snの上限を100ppmと
することがより好ましい。さらに、40ppm以上80ppm以下
とすることが好ましい。

【００３３】以上の結果は、Siが高い範囲、すなわち１
％以上のSiを含む高級電磁鋼板についてのものである。
研究者らは更に考察を進め、Siが１％以下の低級磁性鋼
板についても、同様の手法により鉄損を低下させること
ができるのではないかと考えて試験を行った。

【００３４】Ｃ：0.0026％、Si：0.21％、Mn：0.55％、
Ｐ：0.10％、Al：0.27％、Ｎ=0.0015％とし、Ｓ量をtr.
〜15ppm の範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱延後、
酸洗を行った。引き続きこの熱延板を板厚0.5 mmまで冷
間圧延し、10％Ｈ₂−90％Ｎ₂中で750℃×１min 間の仕
上焼鈍を施し、さらに100％Ｎ₂中で750℃×２hrの磁性
焼鈍を行った。

【００３５】図５はこのようにして得られたサンプルの
Ｓ量と磁性焼鈍後の鉄損Ｗ_15/50 の関係を示したもので
ある（図中×印）。ここで、磁気測定は25cmエプスタイ
ン試験片を用いて行った。

【００３６】図５より、Ｓ≦8.8ppm となった場合に鉄
損Ｗ_15/50は4.3 W／kg以下となり、鉄損が大幅に低下す
ることがわかる。しかし、Ｓ量が8.8ppm以下となると鉄
損の低下は緩やかとなり、Ｓ量をさらに低減したとして
も鉄損は4.2 Ｗ／kg程度にしかならない。この傾向は、
Siが１％を超えているときと同じである。

【００３７】図５に、前記×印で示したサンプルの成分
に40ppmのSbを含有させたサンプルについて同一の条件
で試験をした結果を○印で示す。

【００３８】Sbの鉄損低減効果に着目すると、Ｓ含有量
が多い領域では、Sb含有により鉄損は0.02〜0.04Ｗ／kg
程度しか低下しないが、Ｓ≦8.5ppmの領域では、Sb含有
により鉄損は0.20Ｗ／kg程度低下しており、Ｓ量が少な
い場合にSbの鉄損低減効果は顕著に認められる。また、
このサンプルにおいても、Ｓ量によらず窒化層は認めら
れなかった。これはSbが鋼板表層部に濃化し窒素の吸着
を抑制したためと考えられる。

【００３９】次にSbの最適含有量の影響を調査するた
め、C：0.0026％、Si：0.20％、Mn：0.50％、P：0.120
％、Al=0.25％、S=0.0004％、N=0.0020％としSb量をtr.
〜700ppmの範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱延後、
酸洗を行った。引き続きこの熱延板を板厚0.5mmまで冷
間圧延し、10%Ｈ₂−90%Ｎ₂ 中で750℃×１min 間の仕上
焼鈍を施し、さらに100％Ｎ₂ 中で750℃×２hrの磁性焼
鈍を行った。

【００４０】図６はこのようにして得られたサンプルの
Sb量と磁性焼鈍後の鉄損Ｗ_15/50の関係を示したもので
ある。図６より、Sb量が10ppm 以上の領域で鉄損が低下
し、Ｗ_15/50≦4.0W／kgが達成されることがわかる。し
かし、Sbをさらに添加し、Sb＞50ppm となった場合に
は、鉄損はSb量の増大に伴い緩やかに増大することもわ
かる。

【００４１】但し、Sbを700ppmまで含有させてもSbフリ
ー鋼と比べると鉄損は良好である。

【００４２】以上のことより、この場合においても、Sb
は10ppm 以上とし、コストの問題から上限を500 ppmと
する。また鉄損の観点より、望ましくは10ppm 以上、50
ppm以下、より望ましくは20ppm 以上、40ppm 以下とす
る。

【００４３】発明者らは、さらに、Siが１％以下の低級
磁性鋼板についても、Snの含有によりSbの含有と同様の
効果が得られるのではないかと考え、試験を行った。

【００４４】最初に、鉄損に及ぼすS量の影響を調査す
るため、Ｃ：0.0020％、Si：0.25％、Mn：0.55％、Ｐ：
0.11％、Al：0.25％、Ｎ：0.0018%としＳ量をtr.〜15pp
mの範囲で変化させた鋼をラボ溶解し熱延後、酸洗を行
った。引き続きこの熱延板を板厚0.5mmまで冷間圧延
し、10％Ｈ₂−90％Ｎ₂中で750℃×１min 間の仕上焼鈍
を施し、さらに100％Ｎ₂ 中で750 ℃×２hrの磁性焼鈍
を行った。

【００４５】図７はこのようにして得られたサンプルの
Ｓ量と磁性焼鈍後の鉄損Ｗ_15/50の関係を示したもので
ある（図中×印）。ここで、磁気測定は25cmエプスタイ
ン試験片を用いて行った。

【００４６】図７より、前記の場合と同様に、Ｓ≦9.1p
pmとなった場合に鉄損Ｗ_15/50は4.3Ｗ／kg以下となり大
幅に低下するが、Ｓ量が9.1ppm以下となると鉄損の低下
は緩やかとなり、Ｓ量をさらに低減したとしても鉄損は
4.2Ｗ／kg程度にしかならないことがわかる。

【００４７】図７に、前記×印で示したサンプルの成分
に80ppmのSnを含有させたサンプルについて同一の条件
で試験をした結果を○印で示す。Snの鉄損低減効果に着
目すると、Ｓ含有量が多い領域では、Snの含有により鉄
損は0.02〜0.04Ｗ／kg程度しか低下しないが、Ｓ≦9.2p
pm の領域では、Snの含有により鉄損は0.20〜0.30Ｗ／k
g程度低下しており、Ｓ量が少ない場合にSnの鉄損低減
効果は顕著に認められる。また、このサンプルにおいて
も、Ｓ量によらず窒化層は認められなかった。これはSn
が鋼板表層部に濃化し窒素の吸着を抑制したためと考え
られる。

【００４８】次にSnの最適含有量を調査するため、Ｃ：
0.0021％、Si：0.25％、Mn：0.52％、Ｐ：0.100％、Al=
0.26%、Ｓ：0.0003%、Ｎ：0.0015%としSn量をtr.〜1300
ppmの範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱延後、酸洗
を行った。引き続きこの熱延板を板厚0.5 mmまで冷間圧
延し、10％Ｈ₂−90％Ｎ₂中で750℃×１min 間の仕上焼
鈍を施し、さらに100％Ｎ₂中で750℃×2hrの磁性焼鈍を
行った。

【００４９】図８はこのようにして得られたサンプルの
Sn量と磁性焼鈍後の鉄損Ｗ_15/50の関係を示したもので
ある。

【００５０】図８より、Sn量が20ppm 以上の領域で鉄損
が低下し、Ｗ_15/50≦4.0Ｗ／kgが達成されることがわか
る。しかし、Snをさらに添加し、Sn＞100ppmとなった場
合には、鉄損は再び緩やかに増大することもわかる。

【００５１】但し、Snを1300ppmまで含有させてもSnフ
リー鋼と比べると鉄損は良好である。

【００５２】以上のことよりSnは20ppm 以上とし、経済
的な理由から上限を1000ppmとする。コストの観点より
考えれば、上限を500ppmとすることが好ましい。また、
鉄損の観点より、Sn量は100ppm 以下とすることがより
好ましく、40〜80ppmとすることが更に好ましい。

【００５３】このSnとSbの鉄損に及ぼす影響の違いは以
下のように理解できる。

【００５４】すなわち、Snは偏析係数がSbよりも小さい
ため、表面偏析により窒化を抑えるためには、Sbの2倍
程度の量が必要となる。このため、Snは20ppm以上の添
加により鉄損が低下することとなる。一方、Snの粒界偏
析によるドラッグ効果により鉄損が増大し始める添加量
も、Sbに比べSnの偏析係数が小さいことより、２倍程度
となる。

【００５５】以上の結果より、本発明においては、Ｓの
含有量を9.2ppm以下（０を含む）に限定する。また、請
求項１にかかる発明においては、SbとSnをまとめて扱
い、（Sb＋Sn/2）を0.001〜0.05％に限定することに
し、請求項2にかかる発明においては、さらに好ましい
範囲として、（Sb＋Sn/2）を0.001〜0.005％に限定する
ことにした。

【００５６】よって、請求項１にかかる発明において
は、SbとSnをまとめて扱い、（Sb＋Sn/2）を0.001〜0.0
5％に限定することにし、請求項2にかかる発明において
は、さらに好ましい範囲として、（Sb＋Sn/2）を0.001
〜0.005％に限定することにした。

【００５７】（その他の成分の限定理由）次に、その他
の成分の限定理由について説明する。

【００５８】Ｃ： Ｃは磁気時効の問題があるため0.00
5％以下とする。

【００５９】Ｐ： Ｐは鋼板の打ち抜き性を改善するた
めに必要な元素であるが、0.2 ％を超えて添加すると鋼
板が脆化するため0.2％以下とする。

【００６０】Ｎ： Ｎは、含有量が多い場合にはAlNの
析出量が多くなり、鉄損を増大させるため0.005％以下
とする。

【００６１】Ｓｉ： Siは鋼板の固有抵抗を上げるため
に有効な元素であるが、4.0 ％を超えると飽和磁束密度
の低下に伴い磁束密度が低下するため上限を4.0 ％とす
る。

【００６２】Ｍｎ： Mnは熱間圧延時の赤熱脆性を防止
するために、0.05％以上必要であるが、1.0 ％以上にな
ると磁束密度を低下させるので0.05〜1.0 ％とする。

【００６３】Ａｌ： AlはSiと同様、固有抵抗を上げる
ために有効な元素であるが、1.5 ％を超えると飽和磁束
密度の低下に伴い磁束密度が低下するため上限を1.5 ％
とする。また、0.1 ％未満の場合にはAlＮが微細化し粒
成長性が低下するため下限を0.1％とする。

【００６４】（製造方法）本発明においては、Ｓ、Sb＋
Sn/2が所定の範囲内であれば、製造方法は、無方向性電
磁鋼板を製造する通常の方法でかまわない。すなわち、
転炉で吹練した溶鋼を脱ガス処理して所定の成分に調整
し、引き続き鋳造、熱間圧延を行う。熱間圧延時の仕上
焼鈍温度、巻取り温度は特に規定する必要はなく、通常
の無方向性電磁鋼板を製造する範囲の温度でかまわな
い。また、熱延後の熱延板焼鈍は行っても良いが必須で
はない。次いで一回の冷間圧延、もしくは中間焼鈍をは
さんだ２回以上の冷間圧延により所定の板厚とした後
に、最終焼鈍を行う。

【００６５】

【実施例】

（実施例１）表１に示すSiが１％以下の鋼を用い、転炉
で吹練した後に脱ガス処理を行うことにより所定の成分
に調整後鋳造し、スラブ加熱温度1160℃で１hr加熱した
後、板厚2.0mmまで熱間圧延を行った。熱間圧延時の仕
上げ温度は800℃、巻取り温度は670℃とした。次にこの
熱延板を酸洗し、その後、板厚0.5mmまで冷間圧延を行
い、10％Ｈ₂−90％Ｎ₂雰囲気中で、表１に示す仕上焼鈍
条件で焼鈍を行い、さらに100％N₂中で750℃×２hrの磁
性焼鈍を行った。

【００６６】磁気測定は25cmエプスタイン試験片を用い
て行った（（Ｌ＋Ｃ）／２）。各鋼板の磁気特性（鉄損
Ｗ_15/50と磁束密度Ｂ₅₀）を表１に併せて示す。

【００６７】

【表１】 表１において、No.１〜No.17がSiのレベルが0.25％のオ
ーダである本発明の実施例である。No.22からNo.27がSi
のレベルが0.75％のオーダである本発明の実施例であ
る。いずれの実施例においても、鉄損Ｗ_15/50は、従来
製造が困難とされた4.2 Ｗ／kgよりはるかに低く、Siの
レベルが0.25％のオーダのもので3.94〜4.05Ｗ／kg、Si
のレベルが0.75％のオーダのもので3.36〜3.45Ｗ／kg程
度となっている。

【００６８】また、磁束密度Ｂ₅₀も、Siのレベルが0.25
％のオーダのもので1.76Ｔ、Siのレベルが0.75％のオー
ダのもので1.73Ｔと高い。

【００６９】これに対して、No.18のものは、Ｓと（Sb
＋Sn/2）共に本発明の範囲を外れており、No.19とNo20
のものは、Ｓが本発明の範囲を外れており、No.21のも
のは、（Sb＋Sn/2）が本発明の範囲を外れているので、
いずれも鉄損W_15/50が高くなっている。

【００７０】Siのレベルが0.75 ％のものにおいても、N
o.28のものは、Ｓと（Sb＋Sn/2）共に本発明の範囲を外
れており、No.29のものはＳが、No.30のものは（Sb＋Sn
/2）の値が、それぞれ本発明の範囲から外れているの
で、同じSiレベルの本発明品より鉄損W_15/50が高くなっ
ている。

【００７１】これらの実施例、比較例を見てわかるよう
に、鋼板成分を本発明のS、Sb＋Sn/2量に制御した場合
に、磁性焼鈍後の鉄損が非常に低く、かつ、磁束密度の
低下しない無方向性電磁鋼板が得られることがわかる。

【００７２】（実施例２）Si含有量が１％以上の鋼板に
ついても、同様に、鋼を、転炉で吹練した後に脱ガス処
理を行うことにより、表２、表３に示す所定の成分に調
整後鋳造し、スラブを1200℃で１hr加熱した後、板厚2.
0mm まで熱間圧延した。熱延仕上げ温度は800 ℃とし
た。巻取り温度はNo.31〜No.40の鋼板については650 ℃
とし、No.41〜No.72の鋼板については550 ℃とした。ま
た、No.41〜No.72の鋼板には表２、表３に示す条件で熱
延板焼鈍を施した。熱延板焼鈍の雰囲気は、75％Ｈ₂−2
5％Ｎ₂とした。次にこの熱延板を酸洗し、その後、板厚
0.5mmまで冷間圧延を行い、25％Ｈ₂−75％Ｎ₂雰囲気中
で表２、表３に示す仕上焼鈍条件で焼鈍を行った。

【００７３】磁気測定は25cmエプスタイン試験片を用い
て行った（（Ｌ＋Ｃ）／２）。各鋼板の磁気特性（鉄損
Ｗ15/50 と磁束密度Ｂ50）を表２、表３に併せて示す。

【００７４】

【表２】

【表３】 表２に示されるものの内、No.31〜No.40は、Si含有量が
1.05％のレベルにあるもの、No.41〜No.48は、Si含有量
が1.85％のレベルにあるものである。いずれのレベルに
おいても、本発明鋼であるNo.31〜No.37とNo.41〜No.46
においては、本発明鋼以外のものに対して低い鉄損が得
られている。No.38とNo.47のものは、Ｓと（Sb＋Sn/2）
共に本発明の範囲を外れており、No.39のものはＳが、N
o.40とNo.48のものは（Sb＋Sn/2）の値が、それぞれ本
発明の範囲から外れているので、同じSiレベルの本発明
品より鉄損W_15/50が高くなっている。

【００７５】表３は、Siのレベルが2.5〜3.0％の鋼につ
いて実験結果を示したもので、示されている内容は表２
と同じものである。No.49〜No.63が本発明鋼であり、そ
の他のものより低い鉄損値を示している。No.64のもの
は、Ｓと（Sb＋Sn/2）が共に本発明の範囲を外れてお
り、No.65のものはＳが、No.66とNo.67のものは（Sb＋S
n/2）の値が、それぞれ本発明の範囲から外れているの
で、同じSiレベルの本発明品より鉄損Ｗ_15/50が高くな
っている。

【００７６】No.68のものは、Ｃが本発明の範囲より高
いため、鉄損Ｗ_15/50が高いばかりでなく、磁気時効の
問題を有している。

【００７７】No.69のものは、Mnが本発明の範囲を外れ
ているので、鉄損Ｗ_15/50が高いばかりでなく、磁束密
度Ｂ₅₀が低くなっている。

【００７８】一方、No.70のものは、Alの範囲が本発明
の範囲より高いため、鉄損Ｗ_15/50は低下するものの、
磁束密度Ｂ₅₀が低くなっている。

【００７９】No.71のものは、Ｎが本発明の範囲を外れ
ているので、鉄損Ｗ_15/50が高い。

【００８０】No.72の鋼板は、Siの範囲が本発明の範囲
より高いので、鉄損Ｗ_15/50は低く押さえられているも
のの、磁束密度Ｂ₅₀が小さくなっている。

【００８１】このように、Si含有量が１％を超える場合
についても、本発明の範囲内のいずれのSiレベルにおい
ても、他の成分が本発明の範囲内にある鋼板は、その他
の鋼板に比して、鉄損が低く、かつ磁束密度が低下する
ことがないことがわかる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明において
は、無方向性電磁鋼板の成分を、重量％で、Ｃ：0.005
％以下、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％以下（０を含
む）、Si：４％以下、Mn：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下
を含み、さらにＳ：9.2ppm以下（０を含む）、Sb+Sn/
2：0.001〜0.05％を含み、残部が実質的にFeおよび不可
避的不純物であるようにしているので、鉄損が少なく、
磁束密度の高いものが得られ、電磁鋼板として有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓと仕上げ焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関係
を示す図である。

【図２】Sb量と仕上げ焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関
係を示す図である。

【図３】Ｓと仕上げ焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関係
を示す図である。

【図４】Sn量と仕上げ焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関
係を示す図である。

【図５】Ｓと磁性焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関係を
示す図である。

【図６】Sb量と磁性焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関係
を示す図である。

【図７】Ｓと磁性焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関係を
示す図である。

【図８】Sn量と磁性焼鈍後の磁気特性（鉄損）との関係
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平9−83396 (32)優先日 平９(1997)３月18日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） 早期審査対象出願 (72)発明者 田中 靖 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 紀隆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 松岡 秀樹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 千野 淳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 山田 克美 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−287640（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−136138（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−324957（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−298722（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−218121（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−86647（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 303 H01F 1/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ：0.005％以下、Ｐ：0.2％
   以下、Ｎ：0.005％以下（０を含む）、Si：４％以下、M
   n：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下を含み、さらにＳ：9.2
   ppm以下（０を含む）、Sb+Sn/2：0.001〜0.05％を含
   み、残部が実質的にFeおよび不可避的不純物であること
   を特徴とする鉄損の低い無方向性電磁鋼板。
2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ：0.005％以下、Ｐ：0.2％
   以下、Ｎ：0.005％以下（０を含む）、Si：４％以下、M
   n：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下を含み、さらにＳ：9.2
   ppm以下（０を含む）、Sb+Sn/2：0.001〜0.005％を含
   み、残部が実質的にFeおよび不可避的不純物であること
   を特徴とする鉄損の低い無方向性電磁鋼板。
3. 【請求項３】 重量％で、Ｃ：0.005％以下、Ｐ：0.2％
   以下、Ｎ：0.005 ％以下（０を含む）、Si：４％以下、
   Mn：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下を含み、さらにＳ：9.
   2ppm以下（０を含む）、Sb：0.001％〜0.05％を含み、
   残部が実質的にＦｅ及び不可避不純物であることを特徴
   とするの鉄損の低い無方向性電磁鋼板。
4. 【請求項４】 重量％で、Ｃ：0.005％以下、Ｐ：0.2％
   以下、Ｎ：0.005 ％以下（０を含む）、Si：４％以下、
   Mn：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下を含み、さらにＳ：9.
   2ppm以下（０を含む）、Sb：0.001％〜0.005％を含み、
   残部が実質的にＦｅ及び不可避不純物であることを特徴
   とするの鉄損の低い無方向性電磁鋼板。
5. 【請求項５】 重量％で、Ｃ：0.005％以下、Ｐ：0.2％
   以下、Ｎ：0.005％以下（０を含む）、Si：４％以下、M
   n：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下を含み、さらにＳ：9.2
   ppm以下（０を含む）、Sn：0.002％〜0.1％を含み、残
   部が実質的にＦｅ及び不可避不純物であることを特徴と
   する鉄損の低い無方向性電磁鋼板。
6. 【請求項６】 重量％で、Ｃ：0.005％以下、Ｐ：0.2％
   以下、Ｎ：0.005％以下（０を含む）、Si：４％以下、M
   n：0.05〜1.0％、Al：1.5％以下を含み、さらにＳ：9.2
   ppm以下（０を含む）、Sn：0.002％〜0.01％を含み、残
   部が実質的にＦｅ及び不可避不純物であることを特徴と
   する鉄損の低い無方向性電磁鋼板。