JP3232148B2 - 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主にトランスやその
他の電気機器の鉄心材料として使用される磁気特性の優
れた一方向性けい素鋼板の製造方法に関するものであ
る。
他の電気機器の鉄心材料として使用される磁気特性の優
れた一方向性けい素鋼板の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の電気機器の鉄心材料としては、
磁気特性に優れること、具体的には磁場の強さ 800Ａ／
ｍにおける磁束密度Ｂ8 （Ｔ）が高く、また50Hzの交流
磁束密度 1.7Ｔにおける鉄損特性Ｗ17/50 （Ｗ／kg）が
低いことが要求される。このため方向性けい素鋼板は、
２次再結晶を利用して｛110 ｝＜001 ＞方位いわゆるゴ
ス方位の結晶粒を発達させたものである。そして磁気特
性の優れた材料を得るには、磁化容易軸である＜001 ＞
軸を圧延方向に高度に揃えることが必要であり、適当な
圧延と熱処理を組合わせた諸工程によって、ゴス方位に
２次再結晶粒を安定して発達させることが重要である。
特にインヒビターと呼ばれるAlN 又はMnS、MnSe等の析
出物を均一かつ微細に分散させることが肝要である。
磁気特性に優れること、具体的には磁場の強さ 800Ａ／
ｍにおける磁束密度Ｂ8 （Ｔ）が高く、また50Hzの交流
磁束密度 1.7Ｔにおける鉄損特性Ｗ17/50 （Ｗ／kg）が
低いことが要求される。このため方向性けい素鋼板は、
２次再結晶を利用して｛110 ｝＜001 ＞方位いわゆるゴ
ス方位の結晶粒を発達させたものである。そして磁気特
性の優れた材料を得るには、磁化容易軸である＜001 ＞
軸を圧延方向に高度に揃えることが必要であり、適当な
圧延と熱処理を組合わせた諸工程によって、ゴス方位に
２次再結晶粒を安定して発達させることが重要である。
特にインヒビターと呼ばれるAlN 又はMnS、MnSe等の析
出物を均一かつ微細に分散させることが肝要である。
【０００３】これを達成するために、特公昭50−21291
号公報には、熱間圧延時の仕上前面温度を1150℃以下に
し仕上圧延中にインヒビターを析出させる方法が提示さ
れている。これは、AlN 等のインヒビター析出温度以下
に鋼板を冷却し、これに圧延による歪を導入することに
よりAlN 等のインヒビターを析出させる方法である。し
かし、上記の方法では、仕上圧延前に表層部分が冷却さ
れるため、板面表層部の（AlN 等の）インヒビターが粗
大析出するという問題がある。
号公報には、熱間圧延時の仕上前面温度を1150℃以下に
し仕上圧延中にインヒビターを析出させる方法が提示さ
れている。これは、AlN 等のインヒビター析出温度以下
に鋼板を冷却し、これに圧延による歪を導入することに
よりAlN 等のインヒビターを析出させる方法である。し
かし、上記の方法では、仕上圧延前に表層部分が冷却さ
れるため、板面表層部の（AlN 等の）インヒビターが粗
大析出するという問題がある。
【０００４】また、特公昭59−45730 号公報では、AlN
の析出制御を熱間圧延の巻取時に高温巻取・保持する方
法を示しているしかし、この方法では工業的にコイル長
手・幅方向に温度を均一に制御することは難しく、実用
的ではない。
の析出制御を熱間圧延の巻取時に高温巻取・保持する方
法を示しているしかし、この方法では工業的にコイル長
手・幅方向に温度を均一に制御することは難しく、実用
的ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、磁気特性
の優れた一方向性電磁鋼板を工業的に安定して得ること
のできる製造方法を提案することを目的とするものであ
る。
の優れた一方向性電磁鋼板を工業的に安定して得ること
のできる製造方法を提案することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、重量％でS
i： 2.0〜4.5 ％、Ｃ：0.01〜0.12％、酸可溶性Al：0.0
10 〜0.06％、Ｎ：0.0030〜0.0120％を含み、さらに必
要に応じてMn：0.02〜0.15％に加えてＳ又はSeのいずれ
か一種または二種を0.005 〜0.060 ％含有する鋼を熱間
圧延後、１回以上の冷間圧延を施し最終板厚となし、次
いで脱炭焼鈍に引続き最終仕上焼鈍を施す一連の工程に
よって一方向性電磁鋼板を製造するにあたり、熱間圧延
時の仕上圧延入側温度を1100℃以上1250℃以下、仕上圧
延出側温度を1050℃超とし、その直後に冷却を行い巻取
温度を 700℃以下とし、かつ前記脱炭焼鈍後の鋼板表面
酸化膜のファイヤライトとSiO2の重量比率を0.2 以下と
することを特徴とする磁気特性の優れた一方向性電磁鋼
板の製造方法である。
i： 2.0〜4.5 ％、Ｃ：0.01〜0.12％、酸可溶性Al：0.0
10 〜0.06％、Ｎ：0.0030〜0.0120％を含み、さらに必
要に応じてMn：0.02〜0.15％に加えてＳ又はSeのいずれ
か一種または二種を0.005 〜0.060 ％含有する鋼を熱間
圧延後、１回以上の冷間圧延を施し最終板厚となし、次
いで脱炭焼鈍に引続き最終仕上焼鈍を施す一連の工程に
よって一方向性電磁鋼板を製造するにあたり、熱間圧延
時の仕上圧延入側温度を1100℃以上1250℃以下、仕上圧
延出側温度を1050℃超とし、その直後に冷却を行い巻取
温度を 700℃以下とし、かつ前記脱炭焼鈍後の鋼板表面
酸化膜のファイヤライトとSiO2の重量比率を0.2 以下と
することを特徴とする磁気特性の優れた一方向性電磁鋼
板の製造方法である。
【０００７】
【作用】本発明者らは、電磁特性の優れた、電磁鋼板を
得るためにインヒビター制御の方法を鋭意検討した結
果、熱間圧延時の板厚表面部のインヒビター微細化及び
仕上焼鈍時の酸化性雰囲気による板厚表層部インヒビタ
ーの酸化分解を押さえる手段が大いに有効であることを
発見した。
得るためにインヒビター制御の方法を鋭意検討した結
果、熱間圧延時の板厚表面部のインヒビター微細化及び
仕上焼鈍時の酸化性雰囲気による板厚表層部インヒビタ
ーの酸化分解を押さえる手段が大いに有効であることを
発見した。
【０００８】すなわち、熱間圧延時の板面表層部インヒ
ビターを微細化する手段として仕上圧延で歪を入れた
後、板を冷却し、インヒビターを一気に析出させる方法
が有効であること、また最終仕上焼鈍時のインヒビター
の表層酸化に対しては、脱炭焼鈍時の鋼板表面への酸化
膜をSiO2を増すことにより緻密化する方法が有効である
ことを見出した。
ビターを微細化する手段として仕上圧延で歪を入れた
後、板を冷却し、インヒビターを一気に析出させる方法
が有効であること、また最終仕上焼鈍時のインヒビター
の表層酸化に対しては、脱炭焼鈍時の鋼板表面への酸化
膜をSiO2を増すことにより緻密化する方法が有効である
ことを見出した。
【０００９】まず、この発明で用いる電磁鋼板の好まし
い組成範囲について説明する。 Si： 2.0〜4.5 ％ Siは、鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与する
が、 4.5％を上回ると冷延性が損なわれ、一方 2.0％に
満たないと比抵抗が低下するだけでなく、２次再結晶・
純化のために行われる最終高温焼鈍中にα−γ変態によ
って結晶方位のランダム化を生じ、十分な鉄損改善効果
が得られないので、Si量は 2.0〜4.5 ％程度とするのが
好ましい。
い組成範囲について説明する。 Si： 2.0〜4.5 ％ Siは、鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与する
が、 4.5％を上回ると冷延性が損なわれ、一方 2.0％に
満たないと比抵抗が低下するだけでなく、２次再結晶・
純化のために行われる最終高温焼鈍中にα−γ変態によ
って結晶方位のランダム化を生じ、十分な鉄損改善効果
が得られないので、Si量は 2.0〜4.5 ％程度とするのが
好ましい。
【００１０】Ｃ：0.01〜0.12％ Ｃは、熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみな
らず、ゴス方位の発達に有用な元素であり、少なくとも
0.01％以上の含有が好ましい。しかしながら0.12％を超
えて含有されるとかえってゴス方位に乱れが生じるので
上限は0.12％程度が好ましい。
らず、ゴス方位の発達に有用な元素であり、少なくとも
0.01％以上の含有が好ましい。しかしながら0.12％を超
えて含有されるとかえってゴス方位に乱れが生じるので
上限は0.12％程度が好ましい。
【００１１】Mn：0.02〜0.15％ Mnは、熱間脆化を防止するため少なくとも0.02％程度を
必要とするが、あまりに多すぎると磁気特性を劣化させ
るので、上限は0.12％程度に定めるのが好ましい。イン
ヒビターとしては、いわゆる下記のAlN 系のほかに、 M
nS、MnSe系がある。
必要とするが、あまりに多すぎると磁気特性を劣化させ
るので、上限は0.12％程度に定めるのが好ましい。イン
ヒビターとしては、いわゆる下記のAlN 系のほかに、 M
nS、MnSe系がある。
【００１２】まずAlN 系の場合は、 酸可溶性Al：0.01〜0.06％ Ｎ：0.0030〜0.0120％ Al及びＮは、方向性けい素鋼板の２次再結晶を制御する
インヒビターとして有力な元素である。抑制力確保の観
点からは、少なくともAlは0.01％及びＮは0.0090％を必
要とするが、Alは0.060 ％及びＮは0.0120％を超えると
その効果が損なわれるので、その下限はそれぞれAl：0.
01％及びＮ：0.0030％、上限はAl：0.06％及びＮ：0.01
20％とする。
インヒビターとして有力な元素である。抑制力確保の観
点からは、少なくともAlは0.01％及びＮは0.0090％を必
要とするが、Alは0.060 ％及びＮは0.0120％を超えると
その効果が損なわれるので、その下限はそれぞれAl：0.
01％及びＮ：0.0030％、上限はAl：0.06％及びＮ：0.01
20％とする。
【００１３】またMnS 、MnSe系の場合は、 Se、Ｓのうちから選ばれる少なくとも１種：0.005 〜0.
060 ％ Se、Ｓの範囲についても、上述したAlN 系の場合と同様
な理由により、上記の範囲に定めた。なお上述したMnS
、MnSe系及びAlN 系はそれぞれ併用することが電磁特
性上望ましい。
060 ％ Se、Ｓの範囲についても、上述したAlN 系の場合と同様
な理由により、上記の範囲に定めた。なお上述したMnS
、MnSe系及びAlN 系はそれぞれ併用することが電磁特
性上望ましい。
【００１４】インヒビター成分としては上記したＳ、S
e、Alの他、Cu、Ni、Sn、Cr、Ge、Sb、Mo、Zn、Te、Bi
及びＰなども有利に適合するので、それぞれ少量併せて
含有させることもできる。ここに上記成分の好適添加範
囲はそれぞれ、Cu、Ni、Sn、Cr：0.01〜0.15％、Ge、S
b、Mo、Zn、Te、Bi：0.005 〜0.1 ％、Ｐ：0.01〜0.2
％であり、これらの各インヒビター成分についても、単
独使用及び複合使用いずれもが可能である。
e、Alの他、Cu、Ni、Sn、Cr、Ge、Sb、Mo、Zn、Te、Bi
及びＰなども有利に適合するので、それぞれ少量併せて
含有させることもできる。ここに上記成分の好適添加範
囲はそれぞれ、Cu、Ni、Sn、Cr：0.01〜0.15％、Ge、S
b、Mo、Zn、Te、Bi：0.005 〜0.1 ％、Ｐ：0.01〜0.2
％であり、これらの各インヒビター成分についても、単
独使用及び複合使用いずれもが可能である。
【００１５】さて上記の成分組成になるけい素鋼スラブ
は、所定成分に溶製された溶鋼から、連続鋳造等により
製造される。そしてこのけい素鋼スラブは、高温例えば
1300℃以上に加熱され熱間粗圧延を実施する。熱間仕上
圧延入側温度を1100℃以上1250℃以下とし、仕上圧延出
側温度は1050℃超を確保して仕上圧延を実施する。仕上
圧延直後に急冷し、700 ℃以下にして巻取を実施する。
は、所定成分に溶製された溶鋼から、連続鋳造等により
製造される。そしてこのけい素鋼スラブは、高温例えば
1300℃以上に加熱され熱間粗圧延を実施する。熱間仕上
圧延入側温度を1100℃以上1250℃以下とし、仕上圧延出
側温度は1050℃超を確保して仕上圧延を実施する。仕上
圧延直後に急冷し、700 ℃以下にして巻取を実施する。
【００１６】熱間仕上圧延の入側温度は1250℃を超える
と仕上圧延時に再結晶がおき、電磁特性上不利となる。
また、1100℃未満では、板表面部のインヒビターが板端
に粗大化するため電磁特性が劣化する。AlN の析出を微
細化するためには、仕上圧延で歪を導入し、その後で急
冷することで達成可能であり、1050℃超で仕上圧延を終
了し、その後急冷する方法が有効である。
と仕上圧延時に再結晶がおき、電磁特性上不利となる。
また、1100℃未満では、板表面部のインヒビターが板端
に粗大化するため電磁特性が劣化する。AlN の析出を微
細化するためには、仕上圧延で歪を導入し、その後で急
冷することで達成可能であり、1050℃超で仕上圧延を終
了し、その後急冷する方法が有効である。
【００１７】巻取温度が700 ℃超では、巻取後のコイル
自己焼鈍によりインヒビター析出状況のコイル内均一性
が確保できない。上記の如く、得られた熱延板を公知の
手法により１回以上の冷間圧延を施した後、仕上焼鈍前
の脱炭焼鈍時に鋼板表面酸化膜を、ファイヤライトとSi
O2の重量比率を0.2 以下の組成とした後仕上焼鈍を施
す。なお、脱炭焼鈍時の酸化膜のファイヤライトとSiO2
の比率の変動は、脱炭雰囲気中の水蒸気分圧と水素分圧
の比を制御することにより容易にできる。
自己焼鈍によりインヒビター析出状況のコイル内均一性
が確保できない。上記の如く、得られた熱延板を公知の
手法により１回以上の冷間圧延を施した後、仕上焼鈍前
の脱炭焼鈍時に鋼板表面酸化膜を、ファイヤライトとSi
O2の重量比率を0.2 以下の組成とした後仕上焼鈍を施
す。なお、脱炭焼鈍時の酸化膜のファイヤライトとSiO2
の比率の変動は、脱炭雰囲気中の水蒸気分圧と水素分圧
の比を制御することにより容易にできる。
【００１８】この比率が0.2 を超えると、仕上焼鈍時鋼
板表層部のインヒビターの酸化・分解により、電磁特性
が劣化する。以上の方法により、電磁特性の良好な一方
向性けい素鋼板を工業的に安定して得ることができる。
板表層部のインヒビターの酸化・分解により、電磁特性
が劣化する。以上の方法により、電磁特性の良好な一方
向性けい素鋼板を工業的に安定して得ることができる。
【００１９】
実施例１ Ｃ：0.06％、Si：3.05％、sol.Al：0.023 ％、Mn：0.07
5 ％、Ｓ：0.025 ％、Ｎ：0.0085％を含み、残部実質的
に鉄及び不可避的不純物からなる、連続鋳造にて得た多
数のけい素スラブを、1370℃で30分間加熱後、仕上圧延
時の温度条件を表１に示す種々の条件で実施し、1.8mm
厚に熱間圧延した。次いで熱延板を1050℃で連続焼鈍し
た後60秒間で常温まで急冷し、その後88.9％の圧下率で
冷間圧延し、0.23mmの最終板厚とし、引き続き脱炭焼鈍
時の表層酸化物の組成を変えたものについて、Ｈ2 ：25
％及びＮ2 ：75％の雰囲気中で1200℃の最終焼鈍を施し
た。
5 ％、Ｓ：0.025 ％、Ｎ：0.0085％を含み、残部実質的
に鉄及び不可避的不純物からなる、連続鋳造にて得た多
数のけい素スラブを、1370℃で30分間加熱後、仕上圧延
時の温度条件を表１に示す種々の条件で実施し、1.8mm
厚に熱間圧延した。次いで熱延板を1050℃で連続焼鈍し
た後60秒間で常温まで急冷し、その後88.9％の圧下率で
冷間圧延し、0.23mmの最終板厚とし、引き続き脱炭焼鈍
時の表層酸化物の組成を変えたものについて、Ｈ2 ：25
％及びＮ2 ：75％の雰囲気中で1200℃の最終焼鈍を施し
た。
【００２０】かくして、得られた最終製品における電磁
特性をコイル全長にわたって調査した結果の平均値を表
１に併せて示す。本発明のコイルNo.II のものに顕著な
電磁特性の改善効果がみられる。
特性をコイル全長にわたって調査した結果の平均値を表
１に併せて示す。本発明のコイルNo.II のものに顕著な
電磁特性の改善効果がみられる。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例２ Ｃ：0.06％、Si：3.05％、sol.Al：0.028 ％、Mn：0.07
0 ％、Ｓ：0.020 ％、Ｎ：0.0090％を含み、残部実質的
に鉄及び不可避的不純物からなる、連続鋳造にて得た多
数のけい素スラブを、1400℃で20分間加熱後熱延条件を
変更し、1.8mm厚に熱間圧延した。次いで熱延板を1100
℃で連続焼鈍した後60秒間で常温まで急冷し、その後8
7.2％の圧下率で冷間圧延し、0.23mmの最終板厚とし、
引き続き脱炭焼鈍時の表層酸化物の組成を変更したもの
についてＨ2 ：25％及びＮ2 ：75％の雰囲気中で1200℃
の最終焼鈍を施した。得られた最終製品の電磁特性と製
造条件等を図１に示す。
0 ％、Ｓ：0.020 ％、Ｎ：0.0090％を含み、残部実質的
に鉄及び不可避的不純物からなる、連続鋳造にて得た多
数のけい素スラブを、1400℃で20分間加熱後熱延条件を
変更し、1.8mm厚に熱間圧延した。次いで熱延板を1100
℃で連続焼鈍した後60秒間で常温まで急冷し、その後8
7.2％の圧下率で冷間圧延し、0.23mmの最終板厚とし、
引き続き脱炭焼鈍時の表層酸化物の組成を変更したもの
についてＨ2 ：25％及びＮ2 ：75％の雰囲気中で1200℃
の最終焼鈍を施した。得られた最終製品の電磁特性と製
造条件等を図１に示す。
【００２３】磁気特性において、本発明の優位性が認め
られる。 実施例３ Ｃ：0.06％、Si：3.05％、sol.Al：0.030 ％、Ｎ：0.00
95％を含み、残部実質的に鉄及び不可避的不純物からな
る、連続鋳造にて得た多数のけい素鋼スラブを、1360℃
で50分間加熱後表２に示すように熱延条件を変更し1.8m
m 厚に熱間圧延した。次いで熱延板を1050℃で連続焼鈍
した後60秒間で常温まで急冷し、その後88.9％の圧下率
で冷間圧延し、0.20mmの最終板厚とし、引き続き脱炭焼
鈍時の表層酸化物の組成を変更したものについてＨ2 ：
25％及びＮ2 ：75％の雰囲気中で1200℃の最終焼鈍を施
した。かくして得られた最終製品におけるコイル全長に
わたる磁気特性の平均値について調べた結果を、表２に
示す。
られる。 実施例３ Ｃ：0.06％、Si：3.05％、sol.Al：0.030 ％、Ｎ：0.00
95％を含み、残部実質的に鉄及び不可避的不純物からな
る、連続鋳造にて得た多数のけい素鋼スラブを、1360℃
で50分間加熱後表２に示すように熱延条件を変更し1.8m
m 厚に熱間圧延した。次いで熱延板を1050℃で連続焼鈍
した後60秒間で常温まで急冷し、その後88.9％の圧下率
で冷間圧延し、0.20mmの最終板厚とし、引き続き脱炭焼
鈍時の表層酸化物の組成を変更したものについてＨ2 ：
25％及びＮ2 ：75％の雰囲気中で1200℃の最終焼鈍を施
した。かくして得られた最終製品におけるコイル全長に
わたる磁気特性の平均値について調べた結果を、表２に
示す。
【００２４】同様に本発明により、良好な電磁特性が得
られることがわかる。
られることがわかる。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、コイル全長にわたっ
て良好な電磁特性をもつ一方向性けい素鋼板を工業的に
安定して得ることができる。
て良好な電磁特性をもつ一方向性けい素鋼板を工業的に
安定して得ることができる。
【図１】製造条件と電磁特性の関係を示すグラフであ
る。
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−197819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−12823（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−133525（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−154914（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−323（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 8/12 C21D 9/46 501 C22C 38/00 303 C22C 38/06 H01F 1/16
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％でSi： 2.0〜4.5 ％、Ｃ：0.01〜
0.12％、酸可溶性Al：0.010 〜0.06％、Ｎ：0.0030〜0.
0120％を含有する鋼を熱間圧延後、１回以上の冷間圧延
を施し最終板厚となし、次いで脱炭焼鈍に引続き最終仕
上焼鈍を施す一連の工程によって一方向性電磁鋼板を製
造するにあたり、熱間圧延時の仕上圧延入側温度を1100
℃以上1250℃以下、仕上圧延出側温度を1050℃超とし、
その直後に冷却を行い巻取温度を 700℃以下とし、かつ
前記脱炭焼鈍後の鋼板表面酸化膜のファイヤライトとSi
O2の重量比率を0.2 以下とすることを特徴とする磁気特
性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 重量％でSi： 2.0〜4.5 ％、Ｃ：0.01〜
0.12％、酸可溶性Al：0.010 〜0.06％、Ｎ：0.0030〜0.
0120％、Mn：0.02〜0.15％を含み、さらにＳ又はSeのい
ずれか一種または二種を0.005 〜0.060 ％含有する鋼を
熱間圧延後、１回以上の冷間圧延を施し最終板厚とな
し、次いで脱炭焼鈍に引続き最終仕上焼鈍を施す一連の
工程によって一方向性電磁鋼板を製造するにあたり、熱
間圧延時の仕上圧延入側温度を1100℃以上1250℃以下、
仕上圧延出側温度を1050℃超とし、その直後に冷却を行
い巻取温度を 700℃以下とし、かつ前記脱炭焼鈍後の鋼
板表面酸化膜のファイヤライトとSiO2の重量比率を0.2
以下とすることを特徴とする磁気特性の優れた一方向性
電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33907092A JP3232148B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33907092A JP3232148B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184639A JPH06184639A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3232148B2 true JP3232148B2 (ja) | 2001-11-26 |
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ID=18323978
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33907092A Expired - Fee Related JP3232148B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
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|---|---|
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