JP3247154B2 - 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法 - Google Patents
磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物を用いて鉄損特
性に有害な微細なＭｎＳを無害化させることを特徴とす
る磁気特性に優れた、Ｓｉが０．６％以上、２．０％以
下含まれる無方向性電磁鋼板の溶製方法である。
性に有害な微細なＭｎＳを無害化させることを特徴とす
る磁気特性に優れた、Ｓｉが０．６％以上、２．０％以
下含まれる無方向性電磁鋼板の溶製方法である。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気機器の高効率化は、世界的な
電力・エネルギー節減の動きの中で強く要望されてい
る。このため、回転機及び中小型変圧器等の鉄心材料に
広く使用されている無方向性電磁鋼板においても、磁気
特性が優れていること、特に低鉄損であることへの要請
がますます強まってきている。
電力・エネルギー節減の動きの中で強く要望されてい
る。このため、回転機及び中小型変圧器等の鉄心材料に
広く使用されている無方向性電磁鋼板においても、磁気
特性が優れていること、特に低鉄損であることへの要請
がますます強まってきている。
【０００３】無方向性電磁鋼板の磁気特性を左右する重
要な因子にＭｎＳやＡｌＮ等の析出物が挙げられる。す
なわち、熱間圧延工程で析出する微細なＭｎＳやＡｌＮ
が、仕上げ焼鈍時や需要家での歪取焼鈍時の結晶粒の成
長を阻害し、鉄損特性を大幅に劣化させる。熱間圧延工
程で析出する微細なＭｎＳの数を低減させるには、溶製
段階でＳを極力低減させることと、熱間圧延以前にＭｎ
Ｓを析出させ凝集粗大化し個数を減少することが考えら
れる。
要な因子にＭｎＳやＡｌＮ等の析出物が挙げられる。す
なわち、熱間圧延工程で析出する微細なＭｎＳやＡｌＮ
が、仕上げ焼鈍時や需要家での歪取焼鈍時の結晶粒の成
長を阻害し、鉄損特性を大幅に劣化させる。熱間圧延工
程で析出する微細なＭｎＳの数を低減させるには、溶製
段階でＳを極力低減させることと、熱間圧延以前にＭｎ
Ｓを析出させ凝集粗大化し個数を減少することが考えら
れる。
【０００４】このうち、前者は、溶銑予備処理から２次
精錬工程において徹底した脱硫を実施することに対応す
るが、必然的に溶製コストの大幅な上昇を招くことにな
る。また、２次精錬工程で脱硫を実施する場合には、Ａ
ｌ等の強脱酸元素の使用が前提になるが、ＡｌＮの微細
析出防止策を施す必要がある。例えば特開昭５４−１６
３７２０号公報に記載されているように、Ａｌ脱酸にお
いてＢを添加することにより、ＮをＢＮとして固定しＡ
ｌＮの微細析出を抑制する方法があるが、ＢＮ自体が磁
性劣化の原因となる場合が懸念される。また、Ａｌ脱酸
においては、群落状のＡｌ2 Ｏ3 が生成し鉄損を劣化さ
せる原因となる。
精錬工程において徹底した脱硫を実施することに対応す
るが、必然的に溶製コストの大幅な上昇を招くことにな
る。また、２次精錬工程で脱硫を実施する場合には、Ａ
ｌ等の強脱酸元素の使用が前提になるが、ＡｌＮの微細
析出防止策を施す必要がある。例えば特開昭５４−１６
３７２０号公報に記載されているように、Ａｌ脱酸にお
いてＢを添加することにより、ＮをＢＮとして固定しＡ
ｌＮの微細析出を抑制する方法があるが、ＢＮ自体が磁
性劣化の原因となる場合が懸念される。また、Ａｌ脱酸
においては、群落状のＡｌ2 Ｏ3 が生成し鉄損を劣化さ
せる原因となる。
【０００５】一方、特開平３−１０４８４４号公報に記
載されているように、直径０．５〜５μｍの大きさの酸
化物を、１cm2 当り１０００〜５００００個存在させる
ことにより、熱間圧延以前に酸化物周囲にＭｎＳを粗大
に析出させる方法があるが、本方法のみでは、脱酸方法
や鋼塊組成を種々変化された場合には充分な効果は得ら
れない。特に、Ｓｉ濃度が０．６％よりも高い場合に
は、この方法のみでは充分な効果が得られていない。こ
のようにＳｉ濃度が高い場合には、１次脱酸力が強くな
るために、低Ｓｉ濃度では多量に晶出していた微細な２
次脱酸生成物が少なくなるため、個々の酸化物の組成を
制御することが極めて重要になる。つまり、酸化物の数
のみではなく、ＭｎＳが析出しやすい酸化物に、その組
成を制御する必要がある。
載されているように、直径０．５〜５μｍの大きさの酸
化物を、１cm2 当り１０００〜５００００個存在させる
ことにより、熱間圧延以前に酸化物周囲にＭｎＳを粗大
に析出させる方法があるが、本方法のみでは、脱酸方法
や鋼塊組成を種々変化された場合には充分な効果は得ら
れない。特に、Ｓｉ濃度が０．６％よりも高い場合に
は、この方法のみでは充分な効果が得られていない。こ
のようにＳｉ濃度が高い場合には、１次脱酸力が強くな
るために、低Ｓｉ濃度では多量に晶出していた微細な２
次脱酸生成物が少なくなるため、個々の酸化物の組成を
制御することが極めて重要になる。つまり、酸化物の数
のみではなく、ＭｎＳが析出しやすい酸化物に、その組
成を制御する必要がある。
【０００６】また、Ｓｉで脱酸する方法において、特開
平１−１５２２３９号公報の如く、成品中のＳｉＯ2 ，
ＭｎＯ，Ａｌ2 Ｏ3 の３種の介在物の総重量に対するＭ
ｎＯの重量の割合が１５％以下であり、かつ、ＳｉＯ2
の重量の割合を７５％以上にすることで、展延性に富ん
だ低融点酸化物の生成を防止する方法が開示されてい
る。しかし、Ｓｉ濃度が０．６％よりも高い場合には、
前述の如く２次脱酸生成物量が少なくなるため、酸化物
をＭｎＳの析出しやすい組成に制御する必要がある。し
かし、ＭｎＯの重量の割合が１５％以下の酸化物はＭｎ
Ｓが析出しにくいため、この方法では充分な効果が得ら
れていない。
平１−１５２２３９号公報の如く、成品中のＳｉＯ2 ，
ＭｎＯ，Ａｌ2 Ｏ3 の３種の介在物の総重量に対するＭ
ｎＯの重量の割合が１５％以下であり、かつ、ＳｉＯ2
の重量の割合を７５％以上にすることで、展延性に富ん
だ低融点酸化物の生成を防止する方法が開示されてい
る。しかし、Ｓｉ濃度が０．６％よりも高い場合には、
前述の如く２次脱酸生成物量が少なくなるため、酸化物
をＭｎＳの析出しやすい組成に制御する必要がある。し
かし、ＭｎＯの重量の割合が１５％以下の酸化物はＭｎ
Ｓが析出しにくいため、この方法では充分な効果が得ら
れていない。
【０００７】ところで、材料とプロセス第４巻２８３ペ
ージに記載されている報告によれば、酸化物中のＭｎＯ
濃度が高いものにＭｎＳは優先的に析出することが示さ
れている。しかし、このためには溶鋼中のＳｉ濃度より
もＭｎ濃度を非常に高くすることが必要なため、展延性
に富んだマンガンシリケートが生成し、ＭｎＳの析出は
促進されるものの、生成酸化物自体が粒成長を阻害する
という問題があった。
ージに記載されている報告によれば、酸化物中のＭｎＯ
濃度が高いものにＭｎＳは優先的に析出することが示さ
れている。しかし、このためには溶鋼中のＳｉ濃度より
もＭｎ濃度を非常に高くすることが必要なため、展延性
に富んだマンガンシリケートが生成し、ＭｎＳの析出は
促進されるものの、生成酸化物自体が粒成長を阻害する
という問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低硫化を実
施した際の、必然的な溶製コストの大幅な上昇や、Ａｌ
等の強脱酸元素を使用した場合のＡｌＮの微細析出とい
う問題点、及び、特開昭５４−１６３７２０号公報に記
載された方法におけるＢＮによる磁性劣化という問題点
を解決するとともに、特開平３−１０４８４４号公報や
特開平１−１５２２３９号公報に記載されている方法で
は、脱酸方法や鋼塊組成を種々変化された場合には充分
な効果は得られなかったという問題点を解決し、効率的
な磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法を提供
するものである。
施した際の、必然的な溶製コストの大幅な上昇や、Ａｌ
等の強脱酸元素を使用した場合のＡｌＮの微細析出とい
う問題点、及び、特開昭５４−１６３７２０号公報に記
載された方法におけるＢＮによる磁性劣化という問題点
を解決するとともに、特開平３−１０４８４４号公報や
特開平１−１５２２３９号公報に記載されている方法で
は、脱酸方法や鋼塊組成を種々変化された場合には充分
な効果は得られなかったという問題点を解決し、効率的
な磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法を提供
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量比で、Ｃ
が０．０１％以下、Ｍｎが０．１％以上２．０％以下、
Ｓｉが０．６％以上２．０％以下、Ａｌが０．０１０％
以下、Ｐが０．１５％以下、Ｓが０．０１％以下を含
み、鋼板の全酸化物における、（ＭｎＯ）と（Ｓｉ
０2 ）の重量％で表わした濃度比が、（％ＭｎＯ）／
（％Ｓｉ０2 ）として０．１５〜０．４５である電磁鋼
板を溶製するにあたり、真空脱ガス炉による脱炭処理
後、溶解酸素濃度を２００ppm 以上とした状態で、Ｍｎ
を先行して添加し、引き続き、ＳｉをＭｎ／Ｓｉとして
０．２〜１．０の比になるように添加することを特徴と
する磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法であ
る。
が０．０１％以下、Ｍｎが０．１％以上２．０％以下、
Ｓｉが０．６％以上２．０％以下、Ａｌが０．０１０％
以下、Ｐが０．１５％以下、Ｓが０．０１％以下を含
み、鋼板の全酸化物における、（ＭｎＯ）と（Ｓｉ
０2 ）の重量％で表わした濃度比が、（％ＭｎＯ）／
（％Ｓｉ０2 ）として０．１５〜０．４５である電磁鋼
板を溶製するにあたり、真空脱ガス炉による脱炭処理
後、溶解酸素濃度を２００ppm 以上とした状態で、Ｍｎ
を先行して添加し、引き続き、ＳｉをＭｎ／Ｓｉとして
０．２〜１．０の比になるように添加することを特徴と
する磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法であ
る。
【００１０】
【作用】本発明は、酸化物中のＭｎＯ濃度を高くするに
は、脱酸前の酸素濃度と、脱酸剤の添加順番を適正にす
れば、脱酸剤としてのＳｉ濃度とＭｎ濃度との濃度バラ
ンスを、有害な展延性に富んだマンガンシリケートにな
るまで高くせずとも、ＭｎＳの析出を促進できるという
事実の発見に基づくものである。これは、これまでは１
次脱酸生成物、２次脱酸生成物を問わず、酸化物個数が
一定量以上であれば良いとされていたことや、Ｓｉ濃度
よりもＭｎ濃度を非常に高くしない限りＭｎＳの析出に
有効なマンガンシリケートが生成しないという、これま
での知見とは大きく異なるものである。
は、脱酸前の酸素濃度と、脱酸剤の添加順番を適正にす
れば、脱酸剤としてのＳｉ濃度とＭｎ濃度との濃度バラ
ンスを、有害な展延性に富んだマンガンシリケートにな
るまで高くせずとも、ＭｎＳの析出を促進できるという
事実の発見に基づくものである。これは、これまでは１
次脱酸生成物、２次脱酸生成物を問わず、酸化物個数が
一定量以上であれば良いとされていたことや、Ｓｉ濃度
よりもＭｎ濃度を非常に高くしない限りＭｎＳの析出に
有効なマンガンシリケートが生成しないという、これま
での知見とは大きく異なるものである。
【００１１】本発明を原理的に記述すると以下のように
なる。つまり、Ｍｎを先行添加することにより生成する
ＦｅＯ−ＭｎＯ系の脱酸生成酸化物とＳｉが反応した場
合、ＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＯ2 系酸化物へと変化してい
くものの、この還元反応（逆の見方をすればＳｉＯ2 の
生成反応）の駆動力は、溶鋼中のＳｉと平衡する、活量
が１のＳｉＯ2 と、酸化物中のＳｉＯ2 活量との活量差
である。したがって、酸化物中のＳｉＯ2 濃度が増加し
てＳｉＯ2 飽和となると酸化物中のＳｉＯ2 の活量も１
となるため反応の駆動力がなくなり、それ以上は還元反
応は進行しなくなる。このため、平衡的には完全に還元
されてＳｉＯ2 となることが計算からは推定される条件
であっても、Ｍｎ先行脱酸で生成したＦｅＯ−ＭｎＯ系
の脱酸生成物を起点とする酸化物は、純粋なＳｉＯ2 で
はなく、ＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＯ2 系酸化物としてＭｎ
Ｏが残存することになる。しかし、この反応で生成する
ＳｉＯ2 の量が少ない場合には溶解酸素濃度が充分には
低下しないため、他の場所で純粋なＳｉＯ2 が生成する
ことで脱酸が進行することになる。これは、Ｓｉ添加前
にＦｅＯ−ＭｎＯ系の脱酸生成物を多量に生成しておく
ことが重要であることを意味している。
なる。つまり、Ｍｎを先行添加することにより生成する
ＦｅＯ−ＭｎＯ系の脱酸生成酸化物とＳｉが反応した場
合、ＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＯ2 系酸化物へと変化してい
くものの、この還元反応（逆の見方をすればＳｉＯ2 の
生成反応）の駆動力は、溶鋼中のＳｉと平衡する、活量
が１のＳｉＯ2 と、酸化物中のＳｉＯ2 活量との活量差
である。したがって、酸化物中のＳｉＯ2 濃度が増加し
てＳｉＯ2 飽和となると酸化物中のＳｉＯ2 の活量も１
となるため反応の駆動力がなくなり、それ以上は還元反
応は進行しなくなる。このため、平衡的には完全に還元
されてＳｉＯ2 となることが計算からは推定される条件
であっても、Ｍｎ先行脱酸で生成したＦｅＯ−ＭｎＯ系
の脱酸生成物を起点とする酸化物は、純粋なＳｉＯ2 で
はなく、ＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＯ2 系酸化物としてＭｎ
Ｏが残存することになる。しかし、この反応で生成する
ＳｉＯ2 の量が少ない場合には溶解酸素濃度が充分には
低下しないため、他の場所で純粋なＳｉＯ2 が生成する
ことで脱酸が進行することになる。これは、Ｓｉ添加前
にＦｅＯ−ＭｎＯ系の脱酸生成物を多量に生成しておく
ことが重要であることを意味している。
【００１２】この原理によれば、熱力学的には純粋なＳ
ｉＯ2 しか生成しない条件であっても、脱酸条件を厳密
に制御すればＭｎＳの析出に効果的に作用するＭｎＯ含
有酸化物を生成することが可能となる。このような方法
により生成した、マンガンシリケートは酸化物中のＭｎ
Ｏの濃度が低いため融点は高く、熱力学的平衡条件で生
成した、ＭｎＯが高く融点が低いため展延性に富んだマ
ンガンシリケートに比べると、酸化物自身の磁気特性に
対する悪影響は、ほとんど生じない。逆に、酸化物中の
元素の存在位置を調査すると、本原理に基づき生成した
ＭｎＯ含有酸化物は、ＭｎＯ濃度が低くとも、ＭｎＯの
濃化した相が酸化物外周部に存在しているため、ＭｎＳ
の析出には極めて有利となっている。
ｉＯ2 しか生成しない条件であっても、脱酸条件を厳密
に制御すればＭｎＳの析出に効果的に作用するＭｎＯ含
有酸化物を生成することが可能となる。このような方法
により生成した、マンガンシリケートは酸化物中のＭｎ
Ｏの濃度が低いため融点は高く、熱力学的平衡条件で生
成した、ＭｎＯが高く融点が低いため展延性に富んだマ
ンガンシリケートに比べると、酸化物自身の磁気特性に
対する悪影響は、ほとんど生じない。逆に、酸化物中の
元素の存在位置を調査すると、本原理に基づき生成した
ＭｎＯ含有酸化物は、ＭｎＯ濃度が低くとも、ＭｎＯの
濃化した相が酸化物外周部に存在しているため、ＭｎＳ
の析出には極めて有利となっている。
【００１３】本発明者による詳細な実験によれば、この
原理に立脚してＭｎＯが残存した酸化物を多数生成させ
るためには、以下の要件を満たす必要がある。真空脱
ガス炉による脱炭処理後、溶解酸素濃度を２００ppm 以
上とした状態でＭｎを先行して添加すること。引続
き、ＳｉをＭｎ／Ｓｉとして０．２〜１．０の比になる
ように添加すること。Ａｌを０．０１０重量％以下と
すること。
原理に立脚してＭｎＯが残存した酸化物を多数生成させ
るためには、以下の要件を満たす必要がある。真空脱
ガス炉による脱炭処理後、溶解酸素濃度を２００ppm 以
上とした状態でＭｎを先行して添加すること。引続
き、ＳｉをＭｎ／Ｓｉとして０．２〜１．０の比になる
ように添加すること。Ａｌを０．０１０重量％以下と
すること。
【００１４】このうち、はＳｉ添加前にＭｎＯ系酸化
物を多量に生成させるための条件であり、Ｍｎを先行添
加する際の溶解酸素濃度が２００ppm よりも少ない場合
には、Ｍｎ添加後に生成するＦｅＯ−ＭｎＯ系酸化物の
数が少なくなるため、Ｓｉ添加後には、純粋なＳｉＯ2
が多量に生成しＭｎＳの析出に有効に働くＭｎＯを含有
する酸化物の量が不足する。溶解酸素が高い場合には、
ＭｎＯ系酸化物の生成条件としては有利となるが、必要
以上に生成することで溶鋼の清浄性が低下する問題を生
じせしめないためには、９００ppm 以下とすることが好
ましい。また、はＳｉと反応した後に生成する酸化物
の組成を適正に制御するための条件である。つまり、上
記反応機構で生成したＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＯ2 系酸化
物は、酸化物中のＭｎＯ濃度が、ある値以上に高くＭｎ
Ｓの析出核として有効に作用するとともに、極端に低融
点化させないことで、磁性に対して有害な展延性に富ん
だマンガンシリケートにしないことが必要となる。Ｍｎ
／Ｓｉが０．２よりも小さい場合には、酸化物中のＭｎ
Ｏ濃度が低いためＭｎＳの析出に対して有効に作用せ
ず、逆に、１．０よりも大きくすると、生成酸化物中の
ＭｎＯ濃度が高くなりすぎるため展延性が生じ、有害な
マンガンシリケートとなる。一方、の条件は、ＭｎＳ
の析出核となるマンガンシリケートの組成を適正化する
ための条件である。つまり、Ａｌが０．０１０％よりも
高い場合には、Ｍｎ添加後に生成していたＦｅＯ−Ｍｎ
Ｏ系酸化物が、最終的にマンガンシリケートにならず
に、マンガン濃度が極めて低い、アルミナシリケートに
なるため、ＭｎＳの析出核として有効に作用しなくな
る。
物を多量に生成させるための条件であり、Ｍｎを先行添
加する際の溶解酸素濃度が２００ppm よりも少ない場合
には、Ｍｎ添加後に生成するＦｅＯ−ＭｎＯ系酸化物の
数が少なくなるため、Ｓｉ添加後には、純粋なＳｉＯ2
が多量に生成しＭｎＳの析出に有効に働くＭｎＯを含有
する酸化物の量が不足する。溶解酸素が高い場合には、
ＭｎＯ系酸化物の生成条件としては有利となるが、必要
以上に生成することで溶鋼の清浄性が低下する問題を生
じせしめないためには、９００ppm 以下とすることが好
ましい。また、はＳｉと反応した後に生成する酸化物
の組成を適正に制御するための条件である。つまり、上
記反応機構で生成したＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＯ2 系酸化
物は、酸化物中のＭｎＯ濃度が、ある値以上に高くＭｎ
Ｓの析出核として有効に作用するとともに、極端に低融
点化させないことで、磁性に対して有害な展延性に富ん
だマンガンシリケートにしないことが必要となる。Ｍｎ
／Ｓｉが０．２よりも小さい場合には、酸化物中のＭｎ
Ｏ濃度が低いためＭｎＳの析出に対して有効に作用せ
ず、逆に、１．０よりも大きくすると、生成酸化物中の
ＭｎＯ濃度が高くなりすぎるため展延性が生じ、有害な
マンガンシリケートとなる。一方、の条件は、ＭｎＳ
の析出核となるマンガンシリケートの組成を適正化する
ための条件である。つまり、Ａｌが０．０１０％よりも
高い場合には、Ｍｎ添加後に生成していたＦｅＯ−Ｍｎ
Ｏ系酸化物が、最終的にマンガンシリケートにならず
に、マンガン濃度が極めて低い、アルミナシリケートに
なるため、ＭｎＳの析出核として有効に作用しなくな
る。
【００１５】Ｓｉは鉄損を低下させるためには０．１％
以上含有させる必要があるが、０．６％より少ない範囲
であれば、１次脱酸力が弱く２次脱酸生成物が多量に晶
出するために、本発明を用いずとも良好な電磁特性が得
られる。また、２％より高くすると磁束密度が低下し、
圧延作業が劣化し、さらにコスト高となる。
以上含有させる必要があるが、０．６％より少ない範囲
であれば、１次脱酸力が弱く２次脱酸生成物が多量に晶
出するために、本発明を用いずとも良好な電磁特性が得
られる。また、２％より高くすると磁束密度が低下し、
圧延作業が劣化し、さらにコスト高となる。
【００１６】以上のことからわかるように、本発明の最
も重要な点は、酸化物の組成をＭｎＳが析出しやすい、
ＭｎＯが高いマンガンシリケートにする一方、ＭｎＯ濃
度を必要以上に上げ、展延性に富んだ有害なマンガンシ
リケートにしないという点である。図１は鋼板の全酸化
物におけるＭｎＯとＳｉＯ2 の濃度比と、鋳片でのＭｎ
Ｓ晶出率との関係と、電磁鋼板での磁性焼鈍後の鉄損値
を示したものであるが、重量％で表わした濃度比（％Ｍ
ｎＯ／％ＳｉＯ2 ）が０．１５よりも小さい場合には、
鋳片でのＭｎＳ晶出率が小さく鉄損が高く、逆に、０．
４５よりも大きい場合にも、マンガンシリケートが展延
性を有し始めるため鉄損が高くなっている。ここで、全
酸化物組成は、例えば鋼板の一部を沃素アルコール溶液
で溶解し、抽出残渣を分析する方法で求められるもので
ある。またＭｎＳ晶出率は、化学分析によりＭｎＳとし
て晶出している硫黄分をＳasＭｎＳとして抽出し、それ
と全硫黄濃度(TotalＳ）との比較として定義した（｛Ｓ
asＭｎＳ／Total Ｓ｝×１００）として定義した。％Ｍ
ｎＯ／％ＳｉＯ2 が０．１５よりも小さい場合に磁気特
性が悪いのは、ＭｎＳの析出に有効なＭｎＯ濃度が高い
マンガンシリケートの数が少なく、鋳片段階では効率的
なＭｎＳの晶出が起こらないため、固溶した硫黄濃度分
が高く、熱延以降で微細なＭｎＳが多量に析出し結晶粒
成長を阻害するためである。逆に、０．４５よりも大き
い場合には、マンガンシリケート中のＭｎＯ濃度が高く
なりすぎるため、酸化物の融点が低下し展延性を有し始
めるため、鋼板で長く延びた酸化物が多量に存在し結晶
粒の粗大化を妨害するためである。
も重要な点は、酸化物の組成をＭｎＳが析出しやすい、
ＭｎＯが高いマンガンシリケートにする一方、ＭｎＯ濃
度を必要以上に上げ、展延性に富んだ有害なマンガンシ
リケートにしないという点である。図１は鋼板の全酸化
物におけるＭｎＯとＳｉＯ2 の濃度比と、鋳片でのＭｎ
Ｓ晶出率との関係と、電磁鋼板での磁性焼鈍後の鉄損値
を示したものであるが、重量％で表わした濃度比（％Ｍ
ｎＯ／％ＳｉＯ2 ）が０．１５よりも小さい場合には、
鋳片でのＭｎＳ晶出率が小さく鉄損が高く、逆に、０．
４５よりも大きい場合にも、マンガンシリケートが展延
性を有し始めるため鉄損が高くなっている。ここで、全
酸化物組成は、例えば鋼板の一部を沃素アルコール溶液
で溶解し、抽出残渣を分析する方法で求められるもので
ある。またＭｎＳ晶出率は、化学分析によりＭｎＳとし
て晶出している硫黄分をＳasＭｎＳとして抽出し、それ
と全硫黄濃度(TotalＳ）との比較として定義した（｛Ｓ
asＭｎＳ／Total Ｓ｝×１００）として定義した。％Ｍ
ｎＯ／％ＳｉＯ2 が０．１５よりも小さい場合に磁気特
性が悪いのは、ＭｎＳの析出に有効なＭｎＯ濃度が高い
マンガンシリケートの数が少なく、鋳片段階では効率的
なＭｎＳの晶出が起こらないため、固溶した硫黄濃度分
が高く、熱延以降で微細なＭｎＳが多量に析出し結晶粒
成長を阻害するためである。逆に、０．４５よりも大き
い場合には、マンガンシリケート中のＭｎＯ濃度が高く
なりすぎるため、酸化物の融点が低下し展延性を有し始
めるため、鋼板で長く延びた酸化物が多量に存在し結晶
粒の粗大化を妨害するためである。
【００１７】また、本発明による方法を用いれば、Ｓｉ
が０．６％よりも少ない場合においても、特開平３−１
０４８４４号公報に記載された方法により得られた製品
と、同等もしくは、それ以上の高い磁気特性を有する製
品を製造することができる。
が０．６％よりも少ない場合においても、特開平３−１
０４８４４号公報に記載された方法により得られた製品
と、同等もしくは、それ以上の高い磁気特性を有する製
品を製造することができる。
【００１８】次に、本発明の他の鋼成分の限定理由につ
いて述べる。Ｃは鉄損を高める有害な成分で、磁気時効
の原因となるので０．０１重量％以下とする。Ｍｎは固
有抵抗を高めて鉄損を下げる効果があり、このために
は、０．１重量％以上含有させる必要がある。一方、そ
の含有量が増えると、フェライト／オーステナイト変態
温度が低下するため、焼鈍時の温度を十分に高くとるこ
とができず、比較的低温での長時間焼鈍が必要となり、
生産性が劣化するので２．０重量％以下とする。
いて述べる。Ｃは鉄損を高める有害な成分で、磁気時効
の原因となるので０．０１重量％以下とする。Ｍｎは固
有抵抗を高めて鉄損を下げる効果があり、このために
は、０．１重量％以上含有させる必要がある。一方、そ
の含有量が増えると、フェライト／オーステナイト変態
温度が低下するため、焼鈍時の温度を十分に高くとるこ
とができず、比較的低温での長時間焼鈍が必要となり、
生産性が劣化するので２．０重量％以下とする。
【００１９】Ｐは鋼の硬度を高め打ち抜き性を良くする
場合に必要な成分であるが、その含有量が０．１５％を
超えると鋼が脆化し、圧延作業性、加工性が劣化するの
で０．１５重量％以下とする。Ｓは鋳片段階でＭｎＳと
して晶出させ、無害化するものであるが、前記のＭｎ濃
度範囲である限り、本発明を用いてもＳが０．０１重量
％よりも多い場合には十分に無害化することは困難とな
るため、０．０１重量％以下とする。
場合に必要な成分であるが、その含有量が０．１５％を
超えると鋼が脆化し、圧延作業性、加工性が劣化するの
で０．１５重量％以下とする。Ｓは鋳片段階でＭｎＳと
して晶出させ、無害化するものであるが、前記のＭｎ濃
度範囲である限り、本発明を用いてもＳが０．０１重量
％よりも多い場合には十分に無害化することは困難とな
るため、０．０１重量％以下とする。
【００２０】
（実施例１）実施例１は以下の工程で行われた。表１の
成分を含有する無方向性電磁鋼板を２０kg規模の高周波
真空溶解炉を用いて製造し、その後、熱間圧延し、０．
５０mm厚みに冷間圧延後、８００℃で３０秒間の仕上げ
焼鈍を行い、さらに、７５０℃×２時間の磁性焼鈍を行
った。
成分を含有する無方向性電磁鋼板を２０kg規模の高周波
真空溶解炉を用いて製造し、その後、熱間圧延し、０．
５０mm厚みに冷間圧延後、８００℃で３０秒間の仕上げ
焼鈍を行い、さらに、７５０℃×２時間の磁性焼鈍を行
った。
【００２１】その結果を表１に示す。これより、全酸化
物組成における％ＭｎＯ／％ＳｉＯ2 が０．１５〜０．
４５の範囲外にある、比較例鋼板ｅ，ｆ，ｇはいずれも
鉄損値が高く磁気特性に劣ることがわかる。
物組成における％ＭｎＯ／％ＳｉＯ2 が０．１５〜０．
４５の範囲外にある、比較例鋼板ｅ，ｆ，ｇはいずれも
鉄損値が高く磁気特性に劣ることがわかる。
【００２２】
【表１】
【００２３】（実施例２）実施例２は以下の工程で行わ
れた。表２の成分を含有する無方向性電磁鋼板を２０kg
規模の高周波真空溶解炉を用いて製造し、その後、熱間
圧延し、０．５０mm厚みに冷間圧延後、８００℃で３０
秒間の仕上げ焼鈍を行い、さらに、７５０℃×２時間の
磁性焼鈍を行った。ここで、真空溶解炉においては電解
鉄とともに酸化鉄を混合して溶解することで溶解酸素濃
度を制御した上で、まず、Ｍｎを所定量投入し、次い
で、Ｓｉを所定量投入した。鋼塊の酸化物粒度分布状態
は光学顕微鏡で観察し、２．５μｍ以上の酸化物の単位
cm2 当りの個数で評価し、ＭｎＳ析出状況は化学分析に
よりＭｎＳとして晶出している硫黄分をＳasＭｎＳと
し、それと全硫黄濃度(TotalＳ）との比率として定義し
たＭｎＳ晶出率（｛（ＳasＭｎＳ）／(TotalＳ）｝×１
００）を調査した。また製品板の結晶粒の観察、鉄損特
性の測定を行った。
れた。表２の成分を含有する無方向性電磁鋼板を２０kg
規模の高周波真空溶解炉を用いて製造し、その後、熱間
圧延し、０．５０mm厚みに冷間圧延後、８００℃で３０
秒間の仕上げ焼鈍を行い、さらに、７５０℃×２時間の
磁性焼鈍を行った。ここで、真空溶解炉においては電解
鉄とともに酸化鉄を混合して溶解することで溶解酸素濃
度を制御した上で、まず、Ｍｎを所定量投入し、次い
で、Ｓｉを所定量投入した。鋼塊の酸化物粒度分布状態
は光学顕微鏡で観察し、２．５μｍ以上の酸化物の単位
cm2 当りの個数で評価し、ＭｎＳ析出状況は化学分析に
よりＭｎＳとして晶出している硫黄分をＳasＭｎＳと
し、それと全硫黄濃度(TotalＳ）との比率として定義し
たＭｎＳ晶出率（｛（ＳasＭｎＳ）／(TotalＳ）｝×１
００）を調査した。また製品板の結晶粒の観察、鉄損特
性の測定を行った。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】調査結果を表３に示す。これより、Ｍｎ／
Ｓｉが０．２よりも小さいＨや、Ａｌ濃度が０．０１０
％以上のＪ、Ｍｎ添加前の溶解酸素濃度が２００ppm 以
下のＫは、ＭｎＳ晶出率が低く電磁特性が悪い。また、
Ｍｎ／Ｓｉが１．０よりも大きいＩは、ＭｎＳ晶出率は
大きいものの、展延性がある酸化物が出現するため、電
磁特性は悪化している。さらに、本発明の実施例である
Ａと同一成分であっても、脱酸順序をＳｉ先行脱酸にし
たＬは、酸化物中のＭｎＯ濃度比が低いためＭｎＳ晶出
率が低く電磁特性が悪い。
Ｓｉが０．２よりも小さいＨや、Ａｌ濃度が０．０１０
％以上のＪ、Ｍｎ添加前の溶解酸素濃度が２００ppm 以
下のＫは、ＭｎＳ晶出率が低く電磁特性が悪い。また、
Ｍｎ／Ｓｉが１．０よりも大きいＩは、ＭｎＳ晶出率は
大きいものの、展延性がある酸化物が出現するため、電
磁特性は悪化している。さらに、本発明の実施例である
Ａと同一成分であっても、脱酸順序をＳｉ先行脱酸にし
たＬは、酸化物中のＭｎＯ濃度比が低いためＭｎＳ晶出
率が低く電磁特性が悪い。
【００２７】（実施例３）実施例３は以下の工程で行わ
れた。まず無方向性電磁鋼板用溶鋼約３５０ton を転炉
で溶製後、ＤＨで真空脱ガスした。脱ガス後、Ｍｎ，Ｓ
ｉを添加し脱酸した、最終的に表４に示す組成に制御し
た後、連続鋳造機で鋳造した。その後、熱間圧延し、
０．５０mm厚みに冷間圧延後、８００℃で３０秒間の仕
上げ焼鈍を行い、さらに、７５０℃×２時間の磁性焼鈍
を行った。結果を表５に示すが、実施例１，２と全く同
様な結果が、実機工程でも得られた。
れた。まず無方向性電磁鋼板用溶鋼約３５０ton を転炉
で溶製後、ＤＨで真空脱ガスした。脱ガス後、Ｍｎ，Ｓ
ｉを添加し脱酸した、最終的に表４に示す組成に制御し
た後、連続鋳造機で鋳造した。その後、熱間圧延し、
０．５０mm厚みに冷間圧延後、８００℃で３０秒間の仕
上げ焼鈍を行い、さらに、７５０℃×２時間の磁性焼鈍
を行った。結果を表５に示すが、実施例１，２と全く同
様な結果が、実機工程でも得られた。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】
【発明の効果】本発明を用いることにより、いかなるＳ
ｉ濃度の無方向性電磁鋼板においても、酸化物を用いて
鉄損特性に有害な微細なＭｎＳを無害化させることを特
徴とする磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製が可
能となった。
ｉ濃度の無方向性電磁鋼板においても、酸化物を用いて
鉄損特性に有害な微細なＭｎＳを無害化させることを特
徴とする磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製が可
能となった。
【図１】鋼板の全酸化物におけるＭｎＯとＳｉＯ2 の濃
度比と、鋳片でのＭｎＳ晶出率との関係、及び、電磁鋼
板での磁性焼鈍後の鉄損値の関係である。
度比と、鋳片でのＭｎＳ晶出率との関係、及び、電磁鋼
板での磁性焼鈍後の鉄損値の関係である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 7/00 C22C 38/00 C22C 38/06
Claims (1)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．０１％以下、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．６〜２．０％、 Ａｌ：０．０１０％以下、 Ｐ ：０．１５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下 を含み、鋼板の全酸化物における、ＭｎＯとＳｉ０2 の
重量％で表した濃度比が、％ＭｎＯ／％Ｓｉ０2 として
０．１５〜０．４５である電磁鋼板を溶製するにあた
り、真空脱ガス炉による脱炭処理後、溶解酸素濃度を２
００ppm 以上とした状態で、Ｍｎを先行して添加し、引
き続き、ＳｉをＭｎ／Ｓｉとして０．２〜１．０の比に
なるように添加することを特徴とする磁気特性に優れた
無方向性電磁鋼板の溶製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22970292A JP3247154B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22970292A JP3247154B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673510A JPH0673510A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3247154B2 true JP3247154B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=16896364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22970292A Expired - Fee Related JP3247154B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3247154B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1112699A (ja) * | 1997-06-20 | 1999-01-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP22970292A patent/JP3247154B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0673510A (ja) | 1994-03-15 |
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