JP3507232B2 - 製品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
製品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造方法Info
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- JP3507232B2 JP3507232B2 JP01202396A JP1202396A JP3507232B2 JP 3507232 B2 JP3507232 B2 JP 3507232B2 JP 01202396 A JP01202396 A JP 01202396A JP 1202396 A JP1202396 A JP 1202396A JP 3507232 B2 JP3507232 B2 JP 3507232B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランス等の鉄心
として使用される製品厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造
方法に関する。
として使用される製品厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一方向性電磁鋼板は、主にトランスその
他の電気機器の鉄心材料として使用されており、励磁特
性、鉄損特性等の磁気特性に優れていることが、機器の
小型化、エネルギー損失の減少のために要求される。励
磁特性を表す特性値として、磁場の強さ８００Ａ／ｍに
おける磁束密度Ｂ8 がＪＩＳで規格化されて通常使用さ
れる。又、エネルギー損失を示す特性値としては、周波
数５０Hzで１．７テスラー（Ｔ）まで磁化したときの鋼
板１kg当たりのエネルギー損失（鉄損）Ｗ17/50もＪＩ
Ｓで規格化されている。
他の電気機器の鉄心材料として使用されており、励磁特
性、鉄損特性等の磁気特性に優れていることが、機器の
小型化、エネルギー損失の減少のために要求される。励
磁特性を表す特性値として、磁場の強さ８００Ａ／ｍに
おける磁束密度Ｂ8 がＪＩＳで規格化されて通常使用さ
れる。又、エネルギー損失を示す特性値としては、周波
数５０Hzで１．７テスラー（Ｔ）まで磁化したときの鋼
板１kg当たりのエネルギー損失（鉄損）Ｗ17/50もＪＩ
Ｓで規格化されている。
【０００３】磁束密度は鉄損の最大支配因子であり、一
般的に磁束密度が高い（大きい）ほど鉄損特性が良好に
なる。又、一般的に磁束密度が高くなると二次再結晶粒
が大きくなり、鉄損が悪化する場合がある。この場合
は、既に広く知られているように、磁区を制御すること
により、二次再結晶の粒径に拘らず鉄損を改善すること
ができる。
般的に磁束密度が高い（大きい）ほど鉄損特性が良好に
なる。又、一般的に磁束密度が高くなると二次再結晶粒
が大きくなり、鉄損が悪化する場合がある。この場合
は、既に広く知られているように、磁区を制御すること
により、二次再結晶の粒径に拘らず鉄損を改善すること
ができる。
【０００４】この一方向性電磁鋼板は、最終仕上焼鈍工
程で二次再結晶を起こさせ、鋼板表面に｛１１０｝、圧
延方向に〈００１〉軸をもったいわゆるゴス組織を有し
ている。良好な磁気特性を得るためには、磁化容易軸で
ある〈００１〉を圧延方向に高度に揃えることが必要で
ある。このような高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造技
術は古くから開発され、わが国ではいわゆるインヒビタ
ーとしてＭｎＳ，ＡｌＮを用いる方法（特開昭４０−１
５６４４号公報）、ＭｎＳ，ＭｎＳｅ，Ｓｂ等を用いる
方法（特開昭５１−１３４６９号公報）等がある。これ
らの場合は、熱延板段階でのインヒビターの完全固溶が
求められ、実際の熱間圧延時は鋼塊（スラブ）の加熱温
度を１３５０℃以上にすることが必要である。
程で二次再結晶を起こさせ、鋼板表面に｛１１０｝、圧
延方向に〈００１〉軸をもったいわゆるゴス組織を有し
ている。良好な磁気特性を得るためには、磁化容易軸で
ある〈００１〉を圧延方向に高度に揃えることが必要で
ある。このような高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造技
術は古くから開発され、わが国ではいわゆるインヒビタ
ーとしてＭｎＳ，ＡｌＮを用いる方法（特開昭４０−１
５６４４号公報）、ＭｎＳ，ＭｎＳｅ，Ｓｂ等を用いる
方法（特開昭５１−１３４６９号公報）等がある。これ
らの場合は、熱延板段階でのインヒビターの完全固溶が
求められ、実際の熱間圧延時は鋼塊（スラブ）の加熱温
度を１３５０℃以上にすることが必要である。
【０００５】この高温度の加熱には数々の不利、不便な
点がある。このため、この熱延時の鋼塊（スラブ）の加
熱温度を下げる試みが行われている。その一つを開示し
たものとして特開昭５９−５６５２２号公報がある。こ
の技術の発展として多くの発明がなされ、インヒビター
形成のために脱炭焼鈍から最終仕上焼鈍の昇温過程で窒
化を行う方法（特開昭６２−４５２８５号公報、特開昭
６０−１７９８５５号公報）、更にはストリップを走行
せしめる状態下での水素、窒素、アンモニアの混合ガス
を用いた窒化処理を行う方法（特開平２−７７５２５号
公報、特開平１−８２４００号公報、特開平３−１８０
４６０号公報、特開平１−３１７５９２号公報）が提案
された。
点がある。このため、この熱延時の鋼塊（スラブ）の加
熱温度を下げる試みが行われている。その一つを開示し
たものとして特開昭５９−５６５２２号公報がある。こ
の技術の発展として多くの発明がなされ、インヒビター
形成のために脱炭焼鈍から最終仕上焼鈍の昇温過程で窒
化を行う方法（特開昭６２−４５２８５号公報、特開昭
６０−１７９８５５号公報）、更にはストリップを走行
せしめる状態下での水素、窒素、アンモニアの混合ガス
を用いた窒化処理を行う方法（特開平２−７７５２５号
公報、特開平１−８２４００号公報、特開平３−１８０
４６０号公報、特開平１−３１７５９２号公報）が提案
された。
【０００６】又、脱炭焼鈍時の一次再結晶完了後から最
終仕上焼鈍時の二次再結晶完了前までの途中段階での一
次再結晶粒径を制御する方法（特開平３−２９４４２５
号公報、特開平２−９６２７５号公報、特開平２−５９
０２０号公報、特開平１−８２３９３号公報）も提案さ
れた。ところで、一方向性電磁鋼板は、主に変圧器の鉄
心として積層して使用される。特に大型のパワートラン
スは、その鉄心の積層作業は、手作業となるので、一方
向性電磁鋼板の板厚が厚い程、作業性（生産性）が向上
する。このため厚手（例えば０．４０mm超）で、磁気特
性が優れた一方向性電磁鋼板の製造が強く求められてい
た。しかし、一方向性電磁鋼板の製造においては、炭素
をある程度含有させることが従来の技術では必須であっ
た。炭素を含有させる目的は高温度（１３５０℃以上）
のスラブ加熱の場合にはスラブ加熱時の異常粒成長の
防止、一次再結晶の集合組織調整のための変態相の確
保、インヒビターの固溶量確保等がある。また、本発
明のごとく１２８０℃未満でのスラブ加熱でストリップ
を走行せしめる状態での窒化処理をする場合も上記，
の目的のため炭素をある程度含有することが求められ
ていた。一方、一方向性電磁鋼板の最終製品に炭素が３
０ppm 以上存在すると磁気時効が生じ商品価値が無くな
る。このため脱炭焼鈍工程で強制的に炭素含有量を３０
ppm 以下とする。この場合、板厚が厚いと脱炭に時間を
要し、生産性が著しく低下し、引いては、コスト高とな
る。このため現在、一方向性電磁鋼板の製品厚は０．３
５mmを最大としてＪＩＳ等で規格されている。又、炭素
含有量を減ずる方法として上記の代替として、熱延加
熱前に一度プレローリーング（ブレイクダウン）という
結晶粒を細かくする方法が採用されている。しかしこの
場合もコストアップが必然的に生じる。また、低Ｃ化に
は限界がある。
終仕上焼鈍時の二次再結晶完了前までの途中段階での一
次再結晶粒径を制御する方法（特開平３−２９４４２５
号公報、特開平２−９６２７５号公報、特開平２−５９
０２０号公報、特開平１−８２３９３号公報）も提案さ
れた。ところで、一方向性電磁鋼板は、主に変圧器の鉄
心として積層して使用される。特に大型のパワートラン
スは、その鉄心の積層作業は、手作業となるので、一方
向性電磁鋼板の板厚が厚い程、作業性（生産性）が向上
する。このため厚手（例えば０．４０mm超）で、磁気特
性が優れた一方向性電磁鋼板の製造が強く求められてい
た。しかし、一方向性電磁鋼板の製造においては、炭素
をある程度含有させることが従来の技術では必須であっ
た。炭素を含有させる目的は高温度（１３５０℃以上）
のスラブ加熱の場合にはスラブ加熱時の異常粒成長の
防止、一次再結晶の集合組織調整のための変態相の確
保、インヒビターの固溶量確保等がある。また、本発
明のごとく１２８０℃未満でのスラブ加熱でストリップ
を走行せしめる状態での窒化処理をする場合も上記，
の目的のため炭素をある程度含有することが求められ
ていた。一方、一方向性電磁鋼板の最終製品に炭素が３
０ppm 以上存在すると磁気時効が生じ商品価値が無くな
る。このため脱炭焼鈍工程で強制的に炭素含有量を３０
ppm 以下とする。この場合、板厚が厚いと脱炭に時間を
要し、生産性が著しく低下し、引いては、コスト高とな
る。このため現在、一方向性電磁鋼板の製品厚は０．３
５mmを最大としてＪＩＳ等で規格されている。又、炭素
含有量を減ずる方法として上記の代替として、熱延加
熱前に一度プレローリーング（ブレイクダウン）という
結晶粒を細かくする方法が採用されている。しかしこの
場合もコストアップが必然的に生じる。また、低Ｃ化に
は限界がある。
【０００７】また、特開平４−３２３号および特開平４
−３２４号公報においては厚手方向性電磁鋼板の熱延板
焼鈍をしない場合の熱間圧延時の条件を規定している。
もちろんこの方法によっても厚い方向性電磁鋼板は製造
可能である。この場合は、方向性電磁鋼板の製造におけ
る一次再結晶集合組織の改質のみを行なっているのであ
るが、インヒビターの調整は熱間圧延工程のみで行って
おり磁気特性の安定性及び鉄損の向上に限界があった。
−３２４号公報においては厚手方向性電磁鋼板の熱延板
焼鈍をしない場合の熱間圧延時の条件を規定している。
もちろんこの方法によっても厚い方向性電磁鋼板は製造
可能である。この場合は、方向性電磁鋼板の製造におけ
る一次再結晶集合組織の改質のみを行なっているのであ
るが、インヒビターの調整は熱間圧延工程のみで行って
おり磁気特性の安定性及び鉄損の向上に限界があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように一方向
性電磁鋼板の製造において必然的に脱炭工程が存在する
ため、厚手材（０．３０mm以上）の場合は、脱炭焼鈍前
の炭素含有量を極力減ずることがその生産性向上に重要
となる。本発明は磁気特性を確保してこの様な脱炭焼鈍
での負荷を軽減するために炭素含有量を減ずる方法を提
供するものである。
性電磁鋼板の製造において必然的に脱炭工程が存在する
ため、厚手材（０．３０mm以上）の場合は、脱炭焼鈍前
の炭素含有量を極力減ずることがその生産性向上に重要
となる。本発明は磁気特性を確保してこの様な脱炭焼鈍
での負荷を軽減するために炭素含有量を減ずる方法を提
供するものである。
【０００９】よく知られている様に、一方向性電磁鋼板
の脱炭焼鈍工程は連続的に行なわれ次の３つの機能を有
している。すなわち、（１）一次再結晶、（２）脱炭、
（３）表面酸化層の形成の３つの機能である。これら３
つの機能をうまく働かせるためには、注意深い操業が必
要となる。本発明の様に製品厚が厚い場合は、従来
（２）と（３）を経済的に両立させることが困難であっ
た。
の脱炭焼鈍工程は連続的に行なわれ次の３つの機能を有
している。すなわち、（１）一次再結晶、（２）脱炭、
（３）表面酸化層の形成の３つの機能である。これら３
つの機能をうまく働かせるためには、注意深い操業が必
要となる。本発明の様に製品厚が厚い場合は、従来
（２）と（３）を経済的に両立させることが困難であっ
た。
【００１０】即ち、板厚が厚い場合は、脱炭に要する時
間が長くなる（近似的に脱炭時間は、厚みの２乗に比例
して長くなる）。一方、脱炭雰囲気（酸化性雰囲気）に
長く鋼板を滞留させると表面の酸化層が厚くなり脱炭性
が減じて残存炭素を３０ppm以下とすることは非常に困
難となる。また表面の酸化層が著しく厚くなると、２次
再結晶焼鈍後の一次皮膜（フォルステライトを主成分と
する皮膜）に欠陥が生じ商品価値が著しく減じる。この
ため炭素含有量を減ずることが必要となる。
間が長くなる（近似的に脱炭時間は、厚みの２乗に比例
して長くなる）。一方、脱炭雰囲気（酸化性雰囲気）に
長く鋼板を滞留させると表面の酸化層が厚くなり脱炭性
が減じて残存炭素を３０ppm以下とすることは非常に困
難となる。また表面の酸化層が著しく厚くなると、２次
再結晶焼鈍後の一次皮膜（フォルステライトを主成分と
する皮膜）に欠陥が生じ商品価値が著しく減じる。この
ため炭素含有量を減ずることが必要となる。
【００１１】更に、求められることは、磁気特性のうち
磁束密度のみでなく鉄損も良好な厚手方向性電磁鋼板を
得ることを低炭素含有量素材で製造することである。
磁束密度のみでなく鉄損も良好な厚手方向性電磁鋼板を
得ることを低炭素含有量素材で製造することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
したところ、スラブ加熱温度が１２８０℃未満で、脱炭
焼鈍後にストリップを走行せしめる状態下で窒化処理を
行なうことを主要技術とする一方向性電磁鋼板の製造方
法においては製品板厚と最終冷間圧延率をある特定範囲
とすると炭素含有量が従来より低くても良好な磁性を有
する一方向性電磁鋼板が製造可能となることを見い出し
た。
したところ、スラブ加熱温度が１２８０℃未満で、脱炭
焼鈍後にストリップを走行せしめる状態下で窒化処理を
行なうことを主要技術とする一方向性電磁鋼板の製造方
法においては製品板厚と最終冷間圧延率をある特定範囲
とすると炭素含有量が従来より低くても良好な磁性を有
する一方向性電磁鋼板が製造可能となることを見い出し
た。
【００１３】そもそも、一方向性電磁鋼板の製造におい
て良好な磁気特性（方向性の良好なＧｏｓｓ方位を有す
る２次再結晶集合組織）を得るためには、脱炭焼鈍後の
一次再結晶集合の適正化及びインヒビター強度の確保が
必要である。従来から一方向性電磁鋼板の製造において
一次再結晶集合組織を適正化するためには、熱間圧延後
最終冷間圧延の間にある程度の変態相が必要とされてい
た。このために炭素を含有させている。ところが、１２
８０℃未満のスラブ加熱法においては一次再結晶集合組
織の適正化の程度が少なくても良いことを見い出した。
この適正化程度は定量的には原勢らの対応粒界理論（例
えば特公平７−２６１５５、日本金属学会誌 第５９
巻、第９号（１９９５）９１７−９２４）によって評価
できる。即ちＧｏｓｓ方位粒（｛１１０｝〈０１１〉）
とΣ９対応方位粒がある少量でも存在しその値が全Σ９
方位関係の分布の中で一番大きい（強い）と良好なＧｏ
ｓｓ方位が２次再結晶する。しかし、このＧｏｓｓ方位
発現の安定性及びシャープさはインヒビターの強度に依
存する。
て良好な磁気特性（方向性の良好なＧｏｓｓ方位を有す
る２次再結晶集合組織）を得るためには、脱炭焼鈍後の
一次再結晶集合の適正化及びインヒビター強度の確保が
必要である。従来から一方向性電磁鋼板の製造において
一次再結晶集合組織を適正化するためには、熱間圧延後
最終冷間圧延の間にある程度の変態相が必要とされてい
た。このために炭素を含有させている。ところが、１２
８０℃未満のスラブ加熱法においては一次再結晶集合組
織の適正化の程度が少なくても良いことを見い出した。
この適正化程度は定量的には原勢らの対応粒界理論（例
えば特公平７−２６１５５、日本金属学会誌 第５９
巻、第９号（１９９５）９１７−９２４）によって評価
できる。即ちＧｏｓｓ方位粒（｛１１０｝〈０１１〉）
とΣ９対応方位粒がある少量でも存在しその値が全Σ９
方位関係の分布の中で一番大きい（強い）と良好なＧｏ
ｓｓ方位が２次再結晶する。しかし、このＧｏｓｓ方位
発現の安定性及びシャープさはインヒビターの強度に依
存する。
【００１４】本発明による方法では、このインヒビター
強度を任意にストリップ窒化として制御できるため良好
なＧｏｓｓ方位粒のみを選択的に発現できることを見い
出した。このＧｏｓｓ方位粒に対するΣ９値を全分布で
最大とする方法としては、主に冷間圧延前集合組織、粒
サイズ、及び冷間圧延率があるがこのうち冷間圧延率が
最大影響因子であるのでこれを規定することによって製
品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造が可能になったも
のである。
強度を任意にストリップ窒化として制御できるため良好
なＧｏｓｓ方位粒のみを選択的に発現できることを見い
出した。このＧｏｓｓ方位粒に対するΣ９値を全分布で
最大とする方法としては、主に冷間圧延前集合組織、粒
サイズ、及び冷間圧延率があるがこのうち冷間圧延率が
最大影響因子であるのでこれを規定することによって製
品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造が可能になったも
のである。
【００１５】 その要旨は以下のとおりである。
（１）重量比で、
Ｃ：０．０１０〜０．０４０％、
Ｓｉ：２．５〜４．０％、
酸可溶性Ａｌ：０．０２０〜０．０４０％、
Ｎ：０．００５〜０．０１０％、
Ｓ，Ｓｅの少なくとも１種を０．００５〜０．０１５
％、 Ｍｎ：０．０５〜０．８％、 残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるスラブを１２８
０℃未満の温度で加熱し、熱延を行ない、熱延板焼鈍を
行ない、中間焼鈍を挟む一回以上の冷延を行ない、脱炭
焼鈍後ストリップを走行せしめる状態下で水素、窒素、
アンモニアの混合ガス中で窒化処理を行ない、次いで焼
鈍分離剤を塗布して最終仕上焼鈍を施す一方向性電磁鋼
板の製造方法において、製品厚（ｔ：mm）を０．３０mm
≦ｔ≦０．６５mmとし最終冷間圧延率：Ｒ（％）を
％、 Ｍｎ：０．０５〜０．８％、 残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるスラブを１２８
０℃未満の温度で加熱し、熱延を行ない、熱延板焼鈍を
行ない、中間焼鈍を挟む一回以上の冷延を行ない、脱炭
焼鈍後ストリップを走行せしめる状態下で水素、窒素、
アンモニアの混合ガス中で窒化処理を行ない、次いで焼
鈍分離剤を塗布して最終仕上焼鈍を施す一方向性電磁鋼
板の製造方法において、製品厚（ｔ：mm）を０．３０mm
≦ｔ≦０．６５mmとし最終冷間圧延率：Ｒ（％）を
【００１６】
【数２】
【００１７】とすることを特徴とする製品板厚が厚い一
方向性電磁鋼板の製造方法。 （２）更に、上記（１）の鋼成分組成に加え、Ｓｎ，Ｓ
ｂ，Ｃｒ，Ｐの少くとも１種を０．０２〜０．３％含有
させることを特徴とする製品板厚が厚い一方向性電磁鋼
板の製造方法。 （３）更に、上記（１），（２）の鋼成分組成に加え、
Ｃｕを０．０３〜０．３０％含有させることを特徴とす
る製品板厚が厚い一方向性電磁鋼板の製造方法。 （４）更に、上記（１），（２），（３）の鋼成分組成
に加え、Ｎｉを０．０３〜０．３％含有させることを特
徴とする製品板厚が厚い一方向性電磁鋼板の製造方法。
方向性電磁鋼板の製造方法。 （２）更に、上記（１）の鋼成分組成に加え、Ｓｎ，Ｓ
ｂ，Ｃｒ，Ｐの少くとも１種を０．０２〜０．３％含有
させることを特徴とする製品板厚が厚い一方向性電磁鋼
板の製造方法。 （３）更に、上記（１），（２）の鋼成分組成に加え、
Ｃｕを０．０３〜０．３０％含有させることを特徴とす
る製品板厚が厚い一方向性電磁鋼板の製造方法。 （４）更に、上記（１），（２），（３）の鋼成分組成
に加え、Ｎｉを０．０３〜０．３％含有させることを特
徴とする製品板厚が厚い一方向性電磁鋼板の製造方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
まず本発明において板厚を制限する理由を述べる。製品
板厚が０．３０mm未満の場合炭素含有量を０．０４０％
以上としても０．０６０％以下であれば、脱炭焼鈍にお
いて３０ppm 以下の炭素までの脱炭は律速的でなく表面
酸化層形成が律速的であり、低炭素とするメリットは少
ない。このため板厚は、０．３０mm以上とする。また板
厚が０．３０mm未満であれば、炭素量が少ないと一次再
結晶集合組織が充分に適正にしないと、２次再結晶焼鈍
時のインヒビター（主にＡｌＮ）の劣化度が速くなり良
好なＧｏｓｓ方位粒が得られなくなる。もちろん、２次
再結晶時の雰囲気を制御してインヒビターの分解を抑制
し、良好なＧｏｓｓ方位粒を得ることは可能であるが、
この場合フォルステライトを主成分とする一次皮膜に欠
陥が多発して歩留が著しく低下する。
まず本発明において板厚を制限する理由を述べる。製品
板厚が０．３０mm未満の場合炭素含有量を０．０４０％
以上としても０．０６０％以下であれば、脱炭焼鈍にお
いて３０ppm 以下の炭素までの脱炭は律速的でなく表面
酸化層形成が律速的であり、低炭素とするメリットは少
ない。このため板厚は、０．３０mm以上とする。また板
厚が０．３０mm未満であれば、炭素量が少ないと一次再
結晶集合組織が充分に適正にしないと、２次再結晶焼鈍
時のインヒビター（主にＡｌＮ）の劣化度が速くなり良
好なＧｏｓｓ方位粒が得られなくなる。もちろん、２次
再結晶時の雰囲気を制御してインヒビターの分解を抑制
し、良好なＧｏｓｓ方位粒を得ることは可能であるが、
この場合フォルステライトを主成分とする一次皮膜に欠
陥が多発して歩留が著しく低下する。
【００１９】一方、上限の０．６５mmは、これ以上の板
厚では、生産性を確保するためには炭素含有量を０．０
１０％未満としなければならないためである。炭素含有
量を０．０１０％未満とすると、フォルステライトを主
成分とする一次皮膜の形成を良好に行なわしめてかつ良
好なＧｏｓｓ方位の２次再結晶を安定化することは困難
である。
厚では、生産性を確保するためには炭素含有量を０．０
１０％未満としなければならないためである。炭素含有
量を０．０１０％未満とすると、フォルステライトを主
成分とする一次皮膜の形成を良好に行なわしめてかつ良
好なＧｏｓｓ方位の２次再結晶を安定化することは困難
である。
【００２０】次に、本発明において出発材とする電磁鋼
スラブの成分組成の限定理由は、以下のとおりである。
Ｃは、０．０１０〜０．０４０％とした。０．０１０％
未満の場合は前述した。また０．０４０％を越えると脱
炭工程での生産性が著しく阻害され本発明の目的から外
れる。
スラブの成分組成の限定理由は、以下のとおりである。
Ｃは、０．０１０〜０．０４０％とした。０．０１０％
未満の場合は前述した。また０．０４０％を越えると脱
炭工程での生産性が著しく阻害され本発明の目的から外
れる。
【００２１】Ｓｉはその含有量が２．５％未満になる
と、良好な鉄損が得られない。また４．０％を超える
と、脆性のために冷間圧延等室温での鋼板処理が困難に
なる。Ｓ及びＳｅは、０．０１５％以下、望ましくは
０．０１３％以下である。１２８０℃以下のスラブ加熱
温度で熱延板を製造し、その後熱延板焼鈍、冷間圧延の
後での、ストリップ窒化等による脱炭焼鈍工程以降のイ
ンヒビターの作り込みで製造する一方向性電磁鋼板で
は、多量のＳ，Ｓｅは一次再結晶粒の粒成長を妨げ有害
であるためである。０．００５％未満では、熱延での操
業上の不可避的変動要素（スキッド上及び間の温度履歴
差、圧延速度の加速による熱延温度の変動等）により、
一次再結晶粒の粒成長に場所的変動が生じ易くなり工業
的に安定的に製品が製造できない。
と、良好な鉄損が得られない。また４．０％を超える
と、脆性のために冷間圧延等室温での鋼板処理が困難に
なる。Ｓ及びＳｅは、０．０１５％以下、望ましくは
０．０１３％以下である。１２８０℃以下のスラブ加熱
温度で熱延板を製造し、その後熱延板焼鈍、冷間圧延の
後での、ストリップ窒化等による脱炭焼鈍工程以降のイ
ンヒビターの作り込みで製造する一方向性電磁鋼板で
は、多量のＳ，Ｓｅは一次再結晶粒の粒成長を妨げ有害
であるためである。０．００５％未満では、熱延での操
業上の不可避的変動要素（スキッド上及び間の温度履歴
差、圧延速度の加速による熱延温度の変動等）により、
一次再結晶粒の粒成長に場所的変動が生じ易くなり工業
的に安定的に製品が製造できない。
【００２２】ＡｌはＮと結合してＡｌＮを形成するが、
本発明においては、後工程即ち一次再結晶完了後に鋼を
窒化することにより（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを形成せしめるこ
とを必須としているから、フリーのＡｌが一定量以上必
要である。そのため、ｓｏｌ．Ａｌとして０．０２０〜
０．０４０％添加する。Ｍｎは、その含有量が少な過ぎ
ると二次再結晶が不安定となり、一方、多過ぎると高い
磁束密度をもつ製品を得難くなる。適正な含有量は０．
０５〜０．８％である。好ましくは、０．０７０〜０．
３％である。
本発明においては、後工程即ち一次再結晶完了後に鋼を
窒化することにより（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを形成せしめるこ
とを必須としているから、フリーのＡｌが一定量以上必
要である。そのため、ｓｏｌ．Ａｌとして０．０２０〜
０．０４０％添加する。Ｍｎは、その含有量が少な過ぎ
ると二次再結晶が不安定となり、一方、多過ぎると高い
磁束密度をもつ製品を得難くなる。適正な含有量は０．
０５〜０．８％である。好ましくは、０．０７０〜０．
３％である。
【００２３】Ｎは０．００５％未満では二次再結晶粒の
発達が悪くなる。一方０．０１０％を超えるとブリスタ
ーと呼ばれる鋼板のふくれが発生する。Ｐは、一次再結
晶集合組織を改善する効果が報告されている。低Ｐで
は、この効果が少なく、また製鋼コスト的にコストアッ
プになるので下限は０．０２％とする。上限について
は、０．３０％を超えるとＰは粒界偏析して脆性破壊を
起しやすくなり、工業的な生産が困難になる。このため
上限を０．３０％とする。
発達が悪くなる。一方０．０１０％を超えるとブリスタ
ーと呼ばれる鋼板のふくれが発生する。Ｐは、一次再結
晶集合組織を改善する効果が報告されている。低Ｐで
は、この効果が少なく、また製鋼コスト的にコストアッ
プになるので下限は０．０２％とする。上限について
は、０．３０％を超えるとＰは粒界偏析して脆性破壊を
起しやすくなり、工業的な生産が困難になる。このため
上限を０．３０％とする。
【００２４】Ｓｎ，Ｓｂは従来からいわれている如く、
一次再結晶集合組織において｛１１０｝〈００１〉方位
粒を増加させる効果があるとともに、硫化物を均一に析
出する効果がある。従って、本発明では、Ｃｕ−Ｓ，Ｍ
ｎ−Ｓの如き硫化物の析出を制御する効果が増長され
る。更に、Ｓｎ，Ｓｂを多く添加すると、脱炭焼鈍時の
酸化がされ難く、また一次再結晶粒成長し難くなる傾向
がある。このため、脱炭焼鈍温度を従来の８２０〜８４
０℃より２０℃程度上げざるを得ない。このことは、一
方向性電磁鋼板の一次被膜形成を容易ならしめる方向で
ある。また、Ｓｂ，Ｓｎ添加により二次再結晶粒径が小
さくなるため、添加なしと比べて鉄損（特に低磁場鉄
損）が良好となる。一方、Ｓｂ又はＳｎが０．０２％未
満であると、二次再結晶粒があまり小さくならない。ま
た、Ｓｂ又はＳｎが０．３０％を超えると、脱炭焼鈍後
の窒化処理が困難となり、工業生産に適していない。
一次再結晶集合組織において｛１１０｝〈００１〉方位
粒を増加させる効果があるとともに、硫化物を均一に析
出する効果がある。従って、本発明では、Ｃｕ−Ｓ，Ｍ
ｎ−Ｓの如き硫化物の析出を制御する効果が増長され
る。更に、Ｓｎ，Ｓｂを多く添加すると、脱炭焼鈍時の
酸化がされ難く、また一次再結晶粒成長し難くなる傾向
がある。このため、脱炭焼鈍温度を従来の８２０〜８４
０℃より２０℃程度上げざるを得ない。このことは、一
方向性電磁鋼板の一次被膜形成を容易ならしめる方向で
ある。また、Ｓｂ，Ｓｎ添加により二次再結晶粒径が小
さくなるため、添加なしと比べて鉄損（特に低磁場鉄
損）が良好となる。一方、Ｓｂ又はＳｎが０．０２％未
満であると、二次再結晶粒があまり小さくならない。ま
た、Ｓｂ又はＳｎが０．３０％を超えると、脱炭焼鈍後
の窒化処理が困難となり、工業生産に適していない。
【００２５】Ｃｒは、フォルステライト皮膜形成に必要
な脱炭焼鈍後の酸素量を確保するために添加される。
０．０２％より少ないと酸素量が極端に少なくなる。ま
た０．３０％を超えると酸素量が極端に増加し、良好な
フォルステライトが形成されなくなる。また磁束密度も
低下する。Ｃｕが０．０３％未満であると効果が少な
い。また０．５％を超えると、Ｃｕ−Ｓの析出物が粗大
化して、効果が減じる。更に、熱間圧延時に、いわゆる
“Ｃｕヘゲ”という疵の発生頻度が急激に増大する。好
ましくは、０．０５〜０．１０％である。
な脱炭焼鈍後の酸素量を確保するために添加される。
０．０２％より少ないと酸素量が極端に少なくなる。ま
た０．３０％を超えると酸素量が極端に増加し、良好な
フォルステライトが形成されなくなる。また磁束密度も
低下する。Ｃｕが０．０３％未満であると効果が少な
い。また０．５％を超えると、Ｃｕ−Ｓの析出物が粗大
化して、効果が減じる。更に、熱間圧延時に、いわゆる
“Ｃｕヘゲ”という疵の発生頻度が急激に増大する。好
ましくは、０．０５〜０．１０％である。
【００２６】Ｎｉは０．０３％未満だと効果が少なく
０．３％を超えても特開平５−３０６４１０号公報に示
されているように効果はあるが、高価となる。このため
０．３０％を上限とする。ＣｒとＮｉの添加は、本発明
の効果を更に向上させるものであり、コスト的に見合う
量だけの添加で良い。次に熱延板焼鈍の必要性について
述べる。既に述べた如く、特開平４−３２３号公報およ
び特開平４−３２４号公報においては、熱延板焼鈍を施
こさない場合の熱延条件を規定している。この場合、熱
延で、熱延板焼鈍を代替させている。しかしこの場合、
一次再結晶集合組織的にはＧｏｓｓ方位が少なく、対応
粒界理論によると最終製品の粒径が大きくなり鉄損が劣
る傾向がある。一次再結晶集合組織でのＧｏｓｓ方位粒
の量を確保し、最終製品の粒径を小さくし、鉄損を向上
させるのに有効な手段は、熱延板焼鈍を行なうことであ
る。事実、上述の両特許公報においては磁束密度は向上
するとの記載が有るが、鉄損向上に関する記載はない。
０．３％を超えても特開平５−３０６４１０号公報に示
されているように効果はあるが、高価となる。このため
０．３０％を上限とする。ＣｒとＮｉの添加は、本発明
の効果を更に向上させるものであり、コスト的に見合う
量だけの添加で良い。次に熱延板焼鈍の必要性について
述べる。既に述べた如く、特開平４−３２３号公報およ
び特開平４−３２４号公報においては、熱延板焼鈍を施
こさない場合の熱延条件を規定している。この場合、熱
延で、熱延板焼鈍を代替させている。しかしこの場合、
一次再結晶集合組織的にはＧｏｓｓ方位が少なく、対応
粒界理論によると最終製品の粒径が大きくなり鉄損が劣
る傾向がある。一次再結晶集合組織でのＧｏｓｓ方位粒
の量を確保し、最終製品の粒径を小さくし、鉄損を向上
させるのに有効な手段は、熱延板焼鈍を行なうことであ
る。事実、上述の両特許公報においては磁束密度は向上
するとの記載が有るが、鉄損向上に関する記載はない。
【００２７】そして、熱延板焼鈍の効果は、以下に述べ
る冷間圧延の圧下率の特定の効果との相まって、厚手の
方向性電磁鋼板において磁気特性（特に鉄損値）向上と
いう格別の効果をもたらすのである。次に冷延圧下率の
範囲について図１および図２に基づいて述べる。図１は
請求項１の場合の製品板厚（mm）と最終冷間圧延率
（％）の関係を示したものである。この図１で◎印は磁
束密度（Ｂ8 ）が１．８８Ｔ以上、○印はＢ 8 ≧１．８
０Ｔ、△印はＢ8 ＜１．８０Ｔの領域を示す。また×印
は、２次再結晶不良が発生した領域である。本発明にお
いてはＢ8 ≧１．８０Ｔを磁気特性良好領域としてい
る。この様に製品厚が厚くなる程、磁性良好の最終冷間
圧下率の範囲が広がっているのは、一次再結晶集合組織
があまり良好でなくても、２次再結晶焼鈍時のインヒビ
ターの劣化の進行が遅いためである。この上下限を示す
式が
る冷間圧延の圧下率の特定の効果との相まって、厚手の
方向性電磁鋼板において磁気特性（特に鉄損値）向上と
いう格別の効果をもたらすのである。次に冷延圧下率の
範囲について図１および図２に基づいて述べる。図１は
請求項１の場合の製品板厚（mm）と最終冷間圧延率
（％）の関係を示したものである。この図１で◎印は磁
束密度（Ｂ8 ）が１．８８Ｔ以上、○印はＢ 8 ≧１．８
０Ｔ、△印はＢ8 ＜１．８０Ｔの領域を示す。また×印
は、２次再結晶不良が発生した領域である。本発明にお
いてはＢ8 ≧１．８０Ｔを磁気特性良好領域としてい
る。この様に製品厚が厚くなる程、磁性良好の最終冷間
圧下率の範囲が広がっているのは、一次再結晶集合組織
があまり良好でなくても、２次再結晶焼鈍時のインヒビ
ターの劣化の進行が遅いためである。この上下限を示す
式が
【００２８】
【数３】
【００２９】である。
【００３０】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。
〈実施例１〉表１に示す成分の鋼塊を通常の方法で製造
し１１００〜１１５０℃でスラブを加熱後、通常の熱延
で熱延板厚１．４〜６．０mmに仕上げた。その後１１２
０℃×２分の熱延板焼鈍を行ない、酸洗後１８０〜２２
０℃で最低２パスの温間圧延を行なって０．２２〜０．
６０mmに冷間圧延した。その後８２０℃〜８４０℃で、
Ｎ2 ：２５％、Ｈ2 ：７５％の雰囲気ガス中で、露点６
２℃で７０秒〜１５０秒の脱炭一次再結晶焼鈍を行なっ
た。
し１１００〜１１５０℃でスラブを加熱後、通常の熱延
で熱延板厚１．４〜６．０mmに仕上げた。その後１１２
０℃×２分の熱延板焼鈍を行ない、酸洗後１８０〜２２
０℃で最低２パスの温間圧延を行なって０．２２〜０．
６０mmに冷間圧延した。その後８２０℃〜８４０℃で、
Ｎ2 ：２５％、Ｈ2 ：７５％の雰囲気ガス中で、露点６
２℃で７０秒〜１５０秒の脱炭一次再結晶焼鈍を行なっ
た。
【００３１】 その後、全窒素含有量を１９５〜２１０
ppmとするストリップ窒化処理を行ない焼鈍分離剤を塗
布し、仕上焼鈍を行なった。この仕上焼鈍は１０〜２０
℃／時間で昇温し、雰囲気は、Ｎ２：２５％，Ｈ２：７
５％であった。その後１２００℃で２０時間、Ｈ２：１
００％の純化焼鈍を行なった。その後、通常用いられる
張力コーティングの塗布と平滑化処理を行なった。その
結果を表２に示す。
ppmとするストリップ窒化処理を行ない焼鈍分離剤を塗
布し、仕上焼鈍を行なった。この仕上焼鈍は１０〜２０
℃／時間で昇温し、雰囲気は、Ｎ２：２５％，Ｈ２：７
５％であった。その後１２００℃で２０時間、Ｈ２：１
００％の純化焼鈍を行なった。その後、通常用いられる
張力コーティングの塗布と平滑化処理を行なった。その
結果を表２に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】従来ＧＯの製造では、変態相確保のた
め、Ｃを幾分か含有する必要がある。このため製品板厚
が厚いものは、脱炭に時間が掛りコスト高である。本発
明では、Ｃ含有量を減じて、コストダウンが可能とな
る。
め、Ｃを幾分か含有する必要がある。このため製品板厚
が厚いものは、脱炭に時間が掛りコスト高である。本発
明では、Ｃ含有量を減じて、コストダウンが可能とな
る。
【図１】図１は、本発明で熱延板焼鈍を行った場合の製
品厚と最終冷間圧下率との関係を示す図である。
品厚と最終冷間圧下率との関係を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 北河 久和
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新
日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内
(72)発明者 黒木 克郎
福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の
59 日鐵プラント設計株式会社内
(56)参考文献 特開 昭59−56522（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−45285（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−77525（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−294425（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 8/12
C22C 38/00 303
C22C 38/06
C22C 38/60
H01F 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比で、 Ｃ：０．０１０〜０．０４０％、 Ｓｉ：２．５〜４．０％、 酸可溶性Ａｌ：０．０２０〜０．０４０％、 Ｎ：０．００５〜０．０１０％、 Ｓ，Ｓｅの少なくとも１種を０．００５〜０．０１５
％、 Ｍｎ：０．０５〜０．８％、 残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるスラブを１２８
０℃未満の温度で加熱し、熱延を行ない、熱延板焼鈍を
行ない、中間焼鈍を挟む一回以上の冷延を行ない、脱炭
焼鈍後ストリップを走行せしめる状態下で水素、窒素、
アンモニアの混合ガス中で窒化処理を行ない、次いで焼
鈍分離剤を塗布して最終仕上焼鈍を施す一方向性電磁鋼
板の製造方法において、製品厚（ｔ：mm）を０．３０mm
≦ｔ≦０．６５mmとし最終冷間圧延率：Ｒ（％）を 【数１】 とすることを特徴とする製品板厚が厚い一方向性電磁鋼
板の製造方法。 - 【請求項２】 更にＳｎ，Ｓｂ，Ｃｒ，Ｐの少なくとも
１種を０．０２〜０．３０％含有させることを特徴とす
る請求項１記載の製品板厚が厚い一方向性電磁鋼板の製
造方法。 - 【請求項３】 更にＣｕを０．０３〜０．３０％含有さ
せることを特徴とする請求項１、又は２記載の製品板厚
が厚い一方向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 更にＮｉを０．０３〜０．３％を含有さ
せることを特徴とする請求項１，２、又は３記載の製品
板厚が厚い一方向性電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01202396A JP3507232B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 製品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01202396A JP3507232B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 製品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09202925A JPH09202925A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3507232B2 true JP3507232B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=11794014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01202396A Expired - Fee Related JP3507232B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 製品板厚の厚い一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3507232B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956522A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-04-02 | Nippon Steel Corp | 鉄損の良い一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JPS6245285A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Hitachi Ltd | 映像信号処理回路 |
| JPH0277525A (ja) * | 1988-04-25 | 1990-03-16 | Nippon Steel Corp | 磁気特性、皮膜特性ともに優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JPH0717962B2 (ja) * | 1990-04-13 | 1995-03-01 | 新日本製鐵株式会社 | 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP01202396A patent/JP3507232B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09202925A (ja) | 1997-08-05 |
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