JP3488333B2 - 低鉄損方向性電磁鋼板 - Google Patents
低鉄損方向性電磁鋼板Info
- Publication number
- JP3488333B2 JP3488333B2 JP07985496A JP7985496A JP3488333B2 JP 3488333 B2 JP3488333 B2 JP 3488333B2 JP 07985496 A JP07985496 A JP 07985496A JP 7985496 A JP7985496 A JP 7985496A JP 3488333 B2 JP3488333 B2 JP 3488333B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- iron loss
- oriented electrical
- groove
- electrical steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
器に使用される低鉄損の方向性電磁鋼板に関する。 【0002】 【従来の技術】方向性電磁鋼板は、主として変圧器に代
表される静止誘導器に使用される。その満たすべき特性
としては、交流で励磁したときのエネルギー損失、す
なわち鉄損が小さいこと、機器の使用励磁域での透磁
率が高く容易に励磁できること、騒音の原因となる磁
歪が小さいこと等があげられる。特にに関しては、変
圧器が据え付けられてから廃棄されるまでの長期間にわ
たって連続的に励磁されエネルギー損失を発生し続ける
ことから、変圧器の価値を表わす指標であるT.O.
C.(Total Owning Cost)を決定する主要なパラメータ
となる。 【0003】この方向性電磁鋼板の鉄損を低減するため
に、今までに多くの開発がなされてきた。すなわち、
ゴス方位と呼ばれる(110)[001]方位への集積
を高めること、電気抵抗を高めるSi等固溶元素の含
有量を高めること、鋼板の板厚を薄くすること、鋼
板に面張力を与えるセラミック皮膜や絶縁皮膜を付与す
ること、結晶粒の大きさを小さくすること等である。
しかし、これら冶金学的な手法による鉄損改善には限度
があり、他の手法による鉄損低減が求められていた。 【0004】この課題に対して、A.Fiedler, W.Pepperh
ofは、方向性電磁鋼板の表面にカッター等で溝をつけ磁
区構造を変えることによって鉄損を低減する手法を提案
している(U.S.Patent 3,646,575: Mar.1972)。方向性電
磁鋼板は、一般的に、互いに反対方向の磁化成分を持つ
スラブ状の磁区が交互に並んだ磁区構造を持ち、これら
磁区が外部磁場下で成長/縮小することによって磁化が
行われる。従って、方向性電磁鋼板が磁化されるときに
は、隣接する磁区の境界(磁壁)の部分のみで磁化変化
が生じる。この磁化変化に伴って鋼板中には渦電流が流
れ、前述した鉄損の原因の60〜70%をしめる(渦電
流損)。渦電流損は渦電流の2乗に比例し、渦電流は磁
壁の移動速度に比例する。磁区幅を狭くすると、渦電流
の発生する部位は多くなるが、磁壁の移動速度は磁区幅
に逆比例して小さくなるから、結果として渦電流損は磁
区幅にほぼ比例して小さくなる。 【0005】この磁区細分化の手法を工業的に利用可能
なものとするため、さらに様々な発明がなされた。例え
ば、特公昭58−5968号公報にあるように、鋼板面
に直径0.2〜10mmの小球を押しつけながら回転させ
表面にキズをつけずに歪みを導入する方法、特公昭57
−2252号公報にあるように、圧延方向とほぼ直角方
向にレーザビームを照射し微少塑性歪を加える方法、特
開昭62−96617号公報にあるような圧延方向とほ
ぼ直角方向にプラズマ炎を線状に放射する方法等があ
る。これらは何れも鋼板に微少な塑性歪を導入し、磁歪
の逆効果によって安定化された圧延方向と直角方向の磁
化成分を持つ磁区を利用して磁区を細分化する技術であ
り、巻鉄心を作製した際の歪取り焼鈍によってその効果
が失われてしまうものであった。 【0006】さらにこれらの磁区細分化手法に対し、歪
取り焼鈍によっても効果の失われない耐熱型の磁区細分
化手法が検討され、例えば特公昭63−44804号公
報にあるような仕上げ焼鈍後の鋼板に歯車型ロールで線
状、点状または破線状等の凹部とその後に行う750℃
以上の熱処理よって微細結晶粒を生じさせる方法、ある
いは特公平5−69284号公報にあるようなフォトエ
ッチングによって鋼板表面に溝部を形成する方法等が提
案されている。これらの方法は、溝部/微細結晶粒に生
じる磁極による静磁エネルギーの増大によってスラブ状
の磁区の幅を狭めることを基本的な原理としており、歪
取り焼鈍によってその効果が失われることはない。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】このようにして、方向
性電磁鋼板の鉄損は著しく改善されてきたが、文明化、
工業化によってエネルギー消費は伸びており、また化石
エネルギー資源の枯渇に対する懸念から、より一層の鉄
損低減が求められている。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋼板表面
での溝形成を用いた低鉄損方向性電磁鋼板を鋭意研究の
結果、特定の溝を施こすことによって極めて低い鉄損と
方向性電磁鋼板の透磁率を表す指標として工業的に用い
られるB8(励磁力800A/mでの磁束密度)の高い材料
を実現できた。 【0009】すなわち、本発明は、圧延方向とほぼ直角
方向に線状あるいは不連続な線状の溝を形成し鉄損を向
上させた方向性電磁鋼板において、片側の鋼板面での隣
接する線状溝の位置X1、X2に対して、反対側の鋼板面
においても次式を満足する位置Yに線状あるいは不連続
な線状の溝を形成した低鉄損の方向性電磁鋼板を要旨と
する。ここで溝の位置とは溝の中心線の位置である。 X1+(X2−X1)/5≦Y≦X2−(X2−X1)/5 (但しX1<X2) (1) 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1(a)、(b)、(c)は圧延方向と
直角方向の鋼板の断面を表す模式図である。鋼板表面に
圧延方向とほぼ直角方向の線状、点状あるいは不連続な
線状の溝を導入することにより鉄損を低減する手法にお
いては、通常、図1(a)に示すような片面のみの溝が
使用される。しかるに本発明者らは請求項1に示した図
1(b)、(c)のような両面の溝、さらには請求項2
に示した図1(c)のような特定の位置関係を持つ両面
の溝を施すことによりB8が高く鉄損の低い方向性電磁
鋼板が得られることを見いだした。 【0011】図2に重量で3%Siを含有する仕上げ焼
鈍後の方向性電磁鋼板にフォトエッチングで、5mm間
隔、100μm幅の様々な深さの溝を作製したときのB
8の値と鉄損W17/50の値を示す。図中aは片面のみに溝
を形成した試料、bは両面の同じ位置に溝を形成した試
料、cは両面に溝を形成した材料のうち(1)式でY=
X1+(X2−X1)/5の位置に裏面の溝を形成した試
料、dは両面に溝を形成した材料のうち(1)式でY=
X1+(X2−X1)/2の位置に裏面の溝を形成した試
料の磁性を表す。表裏の溝はそれぞれ圧延方向と直角方
向に形成した。図からわかるように片面のみ溝を形成し
た材料に較べ両面に溝を形成した材料では到達鉄損値が
低く、また同等の鉄損値に対しては両面に溝を形成した
材料のB8の値が高いことがわかる。特に、請求項2に
示した(1)式を満たす位置関係に両面の溝を配置した
ときにより低い到達鉄損値、より高いB8値を示すこと
がわかる。 【0012】本発明を構成する溝の作製方法としては歯
車ロールを利用する方法、線状の突起歯をプレスする方
法、フォトエッチングを利用する方法、放電加工等特に
方法を限定しない。また溝を形成する時期についても、
最終冷延後、脱炭焼鈍後、仕上げ焼鈍後等何れの段階で
形成しても本発明の効果を損なうものではない。また、
線状あるいは不連続な線状の溝の形成方向は、圧延方向
とほぼ直角方向が望ましいが、直角方向と0〜30°の
範囲であればほぼ同等の磁区細分化効果が得られる。 【0013】また、溝は適当な間隔で圧延方向に繰り返
し形成する必要があるが、この繰り返し間隔としては1
〜30mmが適正である。間隔が1mm未満の場合はヒステ
リシス損が増大し、また30mmを越える場合には十分な
鉄損低減効果が得られない。溝の深さは板厚と鋼板の表
面状態にも依存するが、2〜25μmが適正である。2
μm未満では十分な鉄損低減効果が望めず、25μmを
越える場合はヒステリシス損の増大と過度のB8の劣化
を引き起こす。表裏面の溝は通常同じ幅、同じ深さにす
るが、異なる幅、深さにしても本発明の効果を損なうも
のではない。溝の幅の適正値は10〜1000μmであ
る。10μm未満では鉄損低減効果が小さく、また10
00μmを越える場合にはヒステリシス損が増大する。 【0014】 【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明
する。 (実施例1) 重量で3.3%Siを含む0.23mm厚の仕上げ焼鈍後
の方向性電磁鋼板に歯車型ロールを用いて溝間隔:5m
m、溝幅:50μm、溝方向:圧延直角方向より15°
の方向に線状溝を形成した。片面のみに溝を形成した材
料A、両面の同じ位置に溝を形成した材料B、片面の溝
の中心の位置に反対面の溝を形成した材料Cについてそ
れぞれ最も鉄損値が低くなる溝深さでの磁気特性を表1
に示す。 【0015】 【表1】 【0016】両面に溝を形成した材料B、Cの方が片面
に溝を形成した材料Aに較べ低い鉄損と高い磁束密度B
8を持つことがわかる。特に、請求項2の(1)式を満
たす表裏面の溝の位置関係にあるCの材料において、最
も低い鉄損と最も高い磁束密度をとることがわかる。 【0017】(実施例2) 重量で3.1%のSiを含む方向性電磁鋼板の熱延板を
1050℃での短時間での熱処理後、0.23mm厚まで
冷延し、この冷延板表面にネガタイプのフォトエッチン
グ用レジストをスピンコーターで5μm厚に塗布し、3
mm間隔、50μm幅の線状パターン高圧水銀灯で焼き付
けた。この焼き付けの際、Aの材料は片面のみ、Bの材
料は両面の同じ位置に、Cは(1)式でY=X1+(X2
−X1)/3の位置に、Dは(1)式でY=X1+(X2
−X1)/2の位置に裏面の線状パターンをそれぞれ焼
き付けた。アルカリ系の現像液による現像後、塩化第二
鉄の水溶液によって溝を形成した。溝深さはAの材料が
20μm、B、Cの材料が10μmであった。これらの
冷延板からレジストを除去後、脱炭と一次再結晶を目的
とした焼鈍を800℃で100秒間施し、MgOを主体
とする焼鈍分離剤を塗布後、二次再結晶と純化を目的と
する高温の仕上げ焼鈍を1200℃で20時間施した。
仕上げ焼鈍後の磁気特性を表2に示す。 【0018】 【表2】【0019】両面に溝を形成した材料B、C、Dの材料
が片面に溝を形成した材料Aに較べ低い鉄損と高い磁束
密度B8を持つことがわかる。特に請求項2の式を満た
す表裏面の溝の位置関係にあるC、Dの材料において最
も低い鉄損と最も高い磁束密度をとることがわかる。 【0020】 【発明の効果】以上説明した本発明によって、方向性電
磁鋼板の鉄損を磁束密度B8の値を大きく下げることな
く低減することができる。
式図。 【図2】片面のみに溝を形成した試料a、両面の同じ位
置に溝を形成した試料b、表裏両面に溝を形成し(1)
式でY=X1+(X2−X1)/5の位置に裏面の溝を形
成した試料c、表裏両面に溝を形成し(1)式でY=X
1+(X2−X1)/2の位置に裏面の溝を形成した試料
dの様々な溝深さでの鉄損W17/50と磁束密度B8の関係
を表す図。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 圧延方向とほぼ直角方向に線状あるいは
不連続な線状の溝を形成し鉄損を向上させた方向性電磁
鋼板において、片側の鋼板面での隣接する線状溝の位置
X 1 、X 2 に対して、反対側の鋼板面においても次式を満
足する位置Yに線状あるいは不連続な線状の溝を形成す
ることを特徴とする低鉄損の方向性電磁鋼板。X 1 +(X 2 −X 1 )/5≦Y≦X 2 −(X 2 −X 1 )/5 (但し、X 1 <X 2 ) (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07985496A JP3488333B2 (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 低鉄損方向性電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07985496A JP3488333B2 (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 低鉄損方向性電磁鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09275007A JPH09275007A (ja) | 1997-10-21 |
JP3488333B2 true JP3488333B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13701792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07985496A Expired - Fee Related JP3488333B2 (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 低鉄損方向性電磁鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3488333B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4682100B2 (ja) | 2006-07-13 | 2011-05-11 | 株式会社日立製作所 | 回転電機 |
EP2045340A1 (fr) * | 2007-09-25 | 2009-04-08 | ArcelorMittal France | Culasse feuiletee refendue en peigne pour inducteur a champ magnetique traversant de rechauffage de bandes metalliques |
JP5600991B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2014-10-08 | 新日鐵住金株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
CN102477484B (zh) * | 2010-11-26 | 2013-09-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种快速激光刻痕方法 |
JP7372520B2 (ja) * | 2019-08-01 | 2023-11-01 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板、巻鉄芯、方向性電磁鋼板の製造方法、及び、巻鉄芯の製造方法 |
JP7277755B2 (ja) * | 2019-08-01 | 2023-05-19 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板、巻鉄芯、方向性電磁鋼板の製造方法、及び、巻鉄芯の製造方法 |
KR102395230B1 (ko) * | 2019-12-20 | 2022-05-04 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 자구미세화 방법 |
JP2021114868A (ja) * | 2020-01-21 | 2021-08-05 | 三菱電機株式会社 | 電気機械の積層鉄心の製造方法および電気機械の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3541419B2 (ja) * | 1994-03-23 | 2004-07-14 | Jfeスチール株式会社 | 鉄損の低い一方向性電磁鋼板の製造方法 |
JPH07320922A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-12-08 | Kawasaki Steel Corp | 鉄損の低い一方向性電磁鋼板 |
-
1996
- 1996-04-02 JP JP07985496A patent/JP3488333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09275007A (ja) | 1997-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2012017671A1 (ja) | 方向性電磁鋼板 | |
CN110300808B (zh) | 取向性电磁钢板 | |
JP3488333B2 (ja) | 低鉄損方向性電磁鋼板 | |
JPS6342332A (ja) | 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JPH07268474A (ja) | 鉄損の低い方向性電磁鋼板 | |
KR100294352B1 (ko) | 2방향성 전자강판 및 제조방법 | |
JPWO2019065645A1 (ja) | 方向性電磁鋼板 | |
JPH11293340A (ja) | 低鉄損方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
JPH0888114A (ja) | 無方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP3799878B2 (ja) | 電磁鋼板およびその製造方法電磁鋼板の製造方法 | |
JP2001303261A (ja) | 張力付与異方性被膜を有する低鉄損一方向性電磁鋼板 | |
JP3390345B2 (ja) | 磁気特性に優れる方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
JPH0240724B2 (ja) | ||
JP2022110540A (ja) | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
JPH05186827A (ja) | 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP3463314B2 (ja) | 磁気特性に優れた電磁鋼板の製造方法 | |
JPH086140B2 (ja) | 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP2022509866A (ja) | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
JP2005317683A (ja) | 3相積み鉄心用の方向性電磁鋼板 | |
JP3148096B2 (ja) | 鉄損の低い鏡面方向性電磁鋼板の製造方法 | |
WO2024063163A1 (ja) | 方向性電磁鋼板 | |
JP4876799B2 (ja) | 方向性電磁鋼板 | |
JP2001098331A (ja) | {100}集合組織珪素鋼板の製造方法 | |
JPWO2021020026A1 (ja) | 方向性電磁鋼板 | |
JP2022514795A (ja) | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031007 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071031 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |