JP5594440B1 - 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Ewmin(0.23)×(1.61−2.83×t(mm))≦E(t)≦Ewmin(0.23)×(1.78−3.12×t(mm))・・・(1)。
Description
例えば、特許文献2には、鋼板の片表面に線状の溝を、溝巾:300μm以下、溝深さ:100μm以下として形成することによって、溝形成前には0.80W/kg以上であった鉄損W17/50を、0.70W/kg以下に低減する技術が示されている。
従って、板厚:tが大きい場合には、RD線間隔を短くするか、還流磁区幅を大きくすれば、鉄損を下げることができる。
また、加速電圧を変更する場合には、光学系、収束条件などさまざまなビーム条件を同時に再調整する必要があるため、頻繁に変更した場合には大幅な生産量低下につながるため好ましくない。
さらに、走査速度は、生産性に大きく影響する部分であるから、板厚によらず常時最大値をとっておくことが好ましい。
従って、生産性を最大としてライン操業する場合には、還流磁区幅の調整は、出力(電子ビームの場合は、ビーム電流)のみによって行うのが最も好ましいことになる。
そこで、再び基本に立ち返り、電子ビーム法における鉄損低減効果と照射エネルギとの関連を、板厚別に、詳細に調査し直した。調査結果を図2(a)〜(c)に示す。ここで、照射エネルギの変更は、ビーム電流の調整のみによって行った。
−283×t(mm)+61≦〔0.23mm材の適正照射エネルギからの変化量〕(%)≦−312×t(mm)+78
の関係を満足させることが重要であると新たに究明された。
本発明は上記知見に立脚するものである。
1.板厚:tの方向性電磁鋼板の表面に対し、圧延方向に交差する方向に電子ビームを照射するにあたり、板厚に応じて、電子ビームの照射エネルギE(t)が、板厚:0.23mm材の鉄損を最小にする照射エネルギEwmin(0.23)の値を用いた下記式(1)を満足するように、電子ビームの照射条件におけるビーム電流のみを調整する方向性電磁鋼板の製造方法。
記
Ewmin(0.23)×(1.61−2.83×t(mm))≦E(t)≦Ewmin(0.23)×(1.78−3.12×t(mm))・・・式(1)
記
smin (0.23)/(1.78−3.12×t(mm))≦s(t)≦smin (0.23)/(1.61−2.83×t(mm))・・・式(2)
本発明は、鉄損低減を目的に、電子ビームを照射する方向性電磁鋼板の製造方法である。電子ビームを照射する電磁鋼板には、絶縁被膜が形成されていても良いし、無くても問題は無い。また、本発明に用いられる方向性電磁鋼板は、従来公知の方向性電磁鋼板であれば、例えば、インヒビター成分の使用不使用等にかかわらず、そのいずれもが好適に使用することができる。
−283×t(mm)+61≦〔0.23mm材の適正照射エネルギからの変化量〕(%)≦−312×t(mm)+78
となった。
Ewmin(0.23)×(1.61−2.83×t(mm))≦E(t)≦Ewmin(0.23)×(1.78−3.12×t(mm)) ・・・式(1)
従って、上記式(1)を満足すれば、電子ビームのビーム径・線間隔を調整することなく、光学系の調整作業や、線間隔短縮による生産性の減少を抑制することが可能となるのである。
ここで、上記式(1)は、0.23mm以下の鋼板に適用するのが好ましいのは、0.23mm厚以上では以下に述べるように線間隔の増大によって低鉄損化させた方が生産性の点で有利であるからである。
smin(0.23)/(1.78−3.12×t(mm))≦s(t)≦smin(0.23)/(1.61−2.83×t(mm))・・・式(2)
[加速電圧Va:30〜300kV]
加速電圧Vaは、30kVを下回ると、ビーム径を絞ることが難しくなり鉄損低減効果が小さくなる。一方、300kVを超えると、フィラメントなどの装置寿命が短くなるだけでなく、X線漏洩防止のために装置が過度に巨大化して、メンテナンス性・生産性を減じてしまう。従って、加速電圧Vaは、30〜300kVの範囲が好ましい。
電子ビーム径が50μm未満であると、そのために、鋼板と偏向コイルとの距離を極度に低減するなどの処置を講じざるを得ず、その場合、1つの電子ビーム源によって偏向照射可能な距離が大幅に減少してしまう。その結果、1200mmほどの広幅コイルを照射するために、多数の電子銃が必要となって、メンテナンス性・生産性を減じる。
一方、ビーム径が500μmより大きいと、十分な鉄損低減効果が得られない。というのも、鋼板のビームが照射される面積(歪み形成部分の体積)が過度に増大して、ヒステリシス損が劣化するためである。
従って、電子ビーム径は、50〜500μmの範囲が好ましい。なお、スリット法によって得られたビームプロファイルの半値幅をビーム径として測定した。
ビーム走査速度が20m/s未満であると、鋼板の生産量が少なくなる。従って、ビーム走査速度は20m/s以上が好ましい。なお、ビーム走査速度の上限値に特に制限はないが、設備的な制約から1000m/s程度とするのが現実的である。
本発明では、電子ビームを、直線状に鋼板の幅端部から、もう一方の幅端部へ照射し、これを圧延方向に周期的に繰り返して行う。この間隔(線間隔)は、3〜12mmであることが好ましい。線間隔が3mmより線間隔が狭いと、鋼中に形成される歪領域が過度に大きくなって、鉄損(ヒステリシス損)が劣化するだけでなく、生産性を劣化する。一方で、線間隔が12mmより広すぎると、いくら深さ方向に還流磁区を拡大しても、磁区細分化効果が乏しくなり鉄損が改善しないからである。
[線角度:60°から120°]
本発明において、鋼板の幅端部から、もう一方の幅端部へ、電子ビームを直線状に照射する時に、始点から終点に向かう方向は、圧延方向に対して60°から120°の方向とする。60°から120°の方向を逸脱すると、歪み導入部の体積が過度に増大してしまうため、ヒステリシス損が劣化するからである。望ましくは圧延方向に対して90°である。
電子ビームを照射する加工室の圧力が3Paより高いと、電子銃から発生した電子が散乱されて、電子ビーム照射部での還流磁区を形成する電子のエネルギが減少する。その結果、鋼板は十分に磁区細分化が施されずに、鉄損が改善しないからである。
電子ビームを、鋼板の幅方向に偏向して照射させるときには、幅方向のビームが均一になるように、事前に収束条件(収束電流など)を最適な状態に調整しておくのが好ましいことは言うまでもない。
照射後、各板厚のコイルにおいて電子ビーム照射を行った部分(照射部)および非照射部からそれぞれ60枚のSST試料を採取し、鉄損を測定した。
電子ビームの照射条件および鉄損の測定結果を表1に併記する。
Claims (3)
- 板厚:tの方向性電磁鋼板の表面に対し、圧延方向に交差する方向に電子ビームを照射するにあたり、板厚に応じて、電子ビームの照射エネルギE(t)が、板厚:0.23mm材の鉄損を最小にする照射エネルギEwmin(0.23)の値を用いた下記式(1)を満足するように、電子ビームの照射条件におけるビーム電流のみを調整する方向性電磁鋼板の製造方法。
記
Ewmin(0.23)×(1.61−2.83×t(mm))≦E(t)≦Ewmin(0.23)×(1.78−3.12×t(mm))・・・式(1) - 前記板厚:tが0.23mm以下である請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 板厚(t)が0.23mm以上の方向性電磁鋼板の表面に対し、圧延方向に交差する方向に電子ビームを照射するにあたり、板厚に応じて、電子ビームの照射条件における電子ビームの線間隔s(t)のみを、板厚:0.23mm材の鉄損を最小にする線間隔smin(0.23)に対して、下記式(2)を満足するように調整する方向性電磁鋼板の製造方法。
記
smin (0.23)/(1.78−3.12×t(mm))≦s(t)≦smin (0.23)/(1.61−2.83×t(mm))・・・式(2)
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