JPH02200732A - 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造法 - Google Patents

磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造法

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JPH02200732A
JPH02200732A JP1021963A JP2196389A JPH02200732A JP H02200732 A JPH02200732 A JP H02200732A JP 1021963 A JP1021963 A JP 1021963A JP 2196389 A JP2196389 A JP 2196389A JP H02200732 A JPH02200732 A JP H02200732A
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洋一 財前
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尚 小林
Kenichi Yatsugayo
健一 八ケ代
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    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造方法に
関する。
(従来の技術) 方向性電磁鋼板は主とし,てトランス、発電機、その他
の電気機器の鉄心材料に用いられ、磁気特性として励磁
特性と鉄1員性が良好でなければならない。又、良好な
被膜を有することも重要である。
方向性電磁鋼板は二次再結晶現象を利用して圧延面に(
110)面、圧延方向番こ(001)軸を持ったいわゆ
るゴス方位を有する結晶粒を発達させることにより得ら
れる。
この二次再結晶は周知のように仕上焼鈍で生じるが、二
次再結晶の発現を1一分に図るためには仕上焼鈍での二
次再結晶温度域まで一次再結晶粒の成長を抑制する微細
な^l N 、 MnS, MnSe等の析出物いわゆ
るインヒビターを存在させる必要がある。
このためTl磁鋼スラブは1350〜1400゜C程度
の高温度に加熱され、インヒビターを形成する成分、例
えばAZ+Mn+S4e,N等を完全に固溶させ、熱延
.板あるいは最終冷延前の中間仮においてインヒビター
を微細に析出させる焼鈍が行われている。
このような処理を施すことにより磁束密度の高い方向性
電磁鋼板が製造されるようになっているが、電磁鋼スラ
ブの加熱は前述の如く高温で行われるために溶融スケー
ルの発生量が人となり、、加熱炉の操業に支障をきたす
。また加熱炉のエネルギー原単位が高いなどの問題があ
る。
一方、スラブ加熱温度を下げて、方向性電磁鋼板の製造
法が検討されている。例えば特開昭5224116号公
報ではAIの他に、Zr,Tj,ロ,Nb+Ta,V,
Cr。
Mo等の窒化物形成元素を鋼中に含有させることにより
、スラブ加熱を、1110〜1260゜Cで行う製造法
が開示されている。特開昭59〜190324号公報で
はC含有量を0.01%以下の低炭素でS,Seさらに
MとBを選択的に含有させた電磁鋼スラブを素材とし、
冷延後の一時再結晶焼鈍時に、鋼板表面を短時間繰り返
し高温加熱するパルス焼鈍を行うことにより、スラブ加
熱温度を1 3 0 0 ”C以下とする製造法が開示
されている。また、特開昭5956522号公報ではM
nを0.08 〜0.45%、Sをri. 007%以
下とし、(Mn)  (S )積を下げ、さらにM。
P,Nを含有させた電磁鋼スラブを素材とすることによ
り、スラブ加熱温度を1280゜C以下とする製造法を
提案している。
(発明が解決しようとする課題) このように、方向性電磁鋼板の製造において、低温スラ
ブ加熱による方法が検討され、それなりの作用効果が奏
されているが、−二次再結晶の発現に充分に効4y的な
インヒビターを安定して形J+tすることが難し、く磁
気特性の優れたものをJI業的ζ、。
安定しご製造するには、さらなる検δ・1が必要゛(′
Jある。
本発明は電磁filスラブの加熱を1280 ’f、:
未満の低)品とし7て、溶融スゲールの発生防止1、表
IfiI疵防+、hや加熱エネルギーの減少等の利点を
得ながら、仕1゛焼鈍以前にゴ゛−次再結晶の発現を確
実化するインヒビターを鋼板の全i(、、:ねた4、C
形成し5.磁気時1」が優れた方向性電磁シ[板を1業
的に安定し゛で得ることを[1的とする。
(課題を′h背背信4ための一丁l夛)本発明の要旨と
する七ごろは11重量%でC;0.025・−0,09
5% SiH2,O”・4.0% Mr+;0.0B ”0.4.5% S ;0.015%以1・゛ Af:0.010〜・0.060%。
N ;0.0030〜0.0130%。
4含み、また心事jに応じ−こ、P+0.005−・0
404乏)%。
Cy;0.07〜0.25%の1種または21a、 M
o、V、Nb、Sfi。
SnHTl 1 Te’l Bの1種以十を合計で、5
%以トー含f−1シ、残部が鉄及びイ(可避的不純物か
らなる電磁泪スー、アブを、1280”C未満の温度に
加熱し、熱間圧越し、熱延まま又は熱延板焼鈍し、1回
又は中間焼鈍を挾んで2回以上の冷間圧延し、脱炭焼鈍
し、銅板表7rBの酸化層を還元するか、除去した後、
ストす:・ブタ走行せしめる状態1・”で500・〜q
 o o ”c:の温度で2分未満の短時間窒化し、焼
鈍分離hすを塗市し、゛で仕、」−焼鈍することを特徴
とする特許優れた方向性電磁鋼板の製造法にある。
以下、本発明につい7詳細に説明1る。
本発明者等は電磁鋼スラブを、1 2 8 0 ’C未
満の温度ご加熱する低l1スラブ加熱を適用して、磁気
1、〜性の優れ/17方向性電磁鋼板を、安定し2て製
造すべく検討した。その結果、スラブ加熱の段ト}5・
ではインヒビターを形成する成分例えばのM I N 
I M n +Sなどを鋼中に完全Cコ固溶さセ・ず、
脱炭焼鈍の後、鋼板表面の酸化層を還元するか、、ある
いは除去し、、その少ストリッグを走行せしめる状態H
ご短時間窒化すると、インヒビター作用の強い( AI
 、 S i ) Nを主組成とするインヒビターが鋼
板にムラなく形成され、磁気特性の優れた方向性電磁鋼
板が得られることを見出した。
本発明が適用される電磁鋼スラブの成分組成は次のよう
である。
Cの含有量が少なくなると二次再結晶が不安定となるの
で0.025%以Fとする。一力、その含有量が多くな
り過ぎると脱炭焼鈍時間が長くなるので0.095%以
下とする。
Siは鉄山の低ト、インヒビター形成のために必要な成
分でそのために2.0%以8」二含イ1さ・υ゛るウ方
その含有量が多くなるど、冷間圧延時にみりれ発生が多
発するので4.0%以下とする。
Mnは熱間脆性・と防ぐとともに、グラス被膜を良質化
する作用があり、これを奏するには0.08%以F必要
である。一方、その含有量が増えると、磁束密度が劣化
するので0.45%以ドとする。さらに本発明ではスラ
ブ加熱を1280“C未満で行・)ので例えばSとの化
合物、MnSは完全固溶せ4゛インヒビターとしてMn
sを用いない点からもぞの1ヒ限は前述の通りとする。
Sば偏υI゛を佳じや捌く、正常な]二次書結晶粒の成
長を妨げる原因となるため番こ0.015%以下と14
Afは履あるいはSiと結合して(Af, Si) N
を形成し2、!一゛次再結晶の安定化に必要であり、そ
のために0.010%以」一含有さーlる。一方、本発
明でのスラブ加熱温度は1280“C未満でAfを不完
全盛、□′固冷させることから、Afの含Witが多く
なると、熱間圧延の段階で不適切なΔINが形成される
ので0、060%以1・とずる。
Nは前記AI,St等と結合して一次再結晶の安定化作
用を奏させるために0.0030%以J:含有さ・廿イ
〕。
しか17、その含有量が多くなると表面欠陥が1と:”
るので0.。0130%以“■・とずる。
さら番ご、必要に応し,て上記元素の他に!’,Crの
1種1tたは2種または/およびM+i, V, Nb
, Sb, Sn, Ti。
Te,Bf:01種以上を含有さ・毬゛でも差し支えな
い。この時Pは低温スラブ加熱後熱合には、磁束密度を
高める作用があり、この作用を奏するためには0・00
5%以」二必要である。−力、その含有が多くなると冷
延性が劣化するので0.045%以下とする。
Crは高磁束密度が得られるIV量の範囲を拡げること
を介して磁気特性を高める作用があり、そのためには0
,07%以」二必要である。一方、その含有油が多くな
ると脱炭性が劣化するので0.25%以下とする。
Mo、シJb、Sb、Sn、Ti、 Te、Bは磁気特
性を高めるためにそれぞれ0.30%以内で含有される
が、これらの合計の上限は1,5%とする。
電磁鋼スラブは転炉あるいは電気炉などの溶解炉で溶製
され、必要に応じ゛ζ真空脱ガス処理が施され、連続鋳
造、または造塊−分塊圧延により製造される。
電磁鋼スラブは熱間圧延に先立って加熱されるが、その
加熱温度は1280℃未満として省エネルギ・−が図ら
れる。この加熱温度では該電磁鋼スラブ中のANは完全
に固溶されず不完全回)容状態となる。またさらに固溶
温度の高いMriSは当然ながら不完全固溶である。
スラブ加熱後は、熱間圧延され、必要によっては焼鈍さ
れ、あるいは焼鈍することなく、冷間圧延される。冷間
圧延は1回または中間焼鈍を挟んで2回収、■二の冷間
圧延を施され最終板厚とされる。
処で、本発明においては、電磁鋼スラブは】280℃未
満の低い温度に加熱される。
従って、鋼中のAZ、 Mn、S等を不完全固溶状態と
し′ζおり、このままでは、鋼板中に二次再結晶を発現
させるための(^I、 5i)N、MnS等のインヒビ
ターが存在しない。故に、−医書結晶発現以前に、鋼中
にNを侵入させ、インヒビターとして機能するfJJ、
5i)Nを形成する必要がある。
鋼板の窒化は、ドライな雰囲気(低露点のガス)下で促
進される。
従来、鋼板の窒化は窒素化合物を添加した焼鈍分離剤を
塗布し、占積率が90%程度の夕・イトなストリップコ
イルの形態でなされていた。このような夕・イトなスト
リップコイルの状態では、板間の間隙は10μm以下と
狭く、通気性が非常に悪い。
従って、板間の雰囲気をドライな雰囲気に置換するのに
長時間を要するのみならず、窒化源としてのN2が板間
に侵入、拡散するためにも長時間を必要とする。これを
散着する手段として、ルーズなストリップコイルとして
網板の窒化処理を行うことが試みられているけれども、
鋼板の窒化処理をストリップコイルの形態で行うときの
問題である、トイル内温度の不均一・さに起因する窒化
の不均一さは減少するものの、十分とは3犬ない。
本発明昔等はインヒビター作用の強い(AJ、5t)N
を安定的に形成すべく、脱炭焼鈍後の窒化処理について
種々検討した。その結果、(AJ、 5i)Hの形成の
ための鋼板の窒化は鋼板の表面の性状に大きく依存する
ことを見出した。この知見をさらに究明した結果、窒化
能ガス、例えばN111ガスを用いて窒化する際に、、
 N!hが先づ鋼板表面に解離吸着した後、活性な原子
状のNが鋼板にトラップされるが、脱炭焼鈍過程で形成
される100〜200人程度の厚さを持・つFe−3i
 系酸化物が銅板表面に存在すると窒素侵入のバリアと
なっており、これを窒化処理前にUZを含む還元性ガス
で還元するか、酸洗等で除去することにより極めて短時
間に窒化でき、(Δ/、5i)Nを鋼板の全般にわたっ
”ζ−様に形成させ得ることが判った。
第1図は窒化処理に先立ち事前に11□を含むガスで鋼
板表面を還元した時の還元時間をパラメーターとし、還
元後の窒化処理における窒化時間と鋼中窒素量との関係
をプロットしたものである。なお1、窒化処理は650
〜850℃で鋼板をストリップ状で通板し7て行った。
第1図から還元処理を10秒以上とすることにより、鋼
板の窒化が短時間に起こることがわかる。その後焼鈍分
離剤を塗布し、仕1−焼鈍を1200℃で行い、磁気特
性を測定し7だ。その結果を第3図に示すが、脱炭焼鈍
後に鋼板の酸化層を還元し短時間窒化したものは磁束密
度B、。が高く、鉄損Wl/811が低く磁気特性が優
れている。これは、還元し短時間窒化を行うとインヒビ
ター機能の高い(^7,5i)Nが形成されたためと考
えられる。なお、試験に用いた鋼スラブの成分組成は重
量%で、C:0.05%、 Sl: 3.2%、  M
n:0.12  %、  S:0.007  %、 八
N80.03  %  N二0.008%、残部が鉄お
よび不可避的不純物であり、スラブ加熱温度は1200
 ”Cである。
また、第2図は窒化処理に先立ち、塩酸10%の溶液ご
脱炭焼鈍後の鋼1反の酸化屑除去処理し7だ時の処理時
間をパラメーターとし、処理後の窒化処理における窒化
時間と釦1中窒素量との関係をプロットしたものである
。なお窒化処理は750℃の温度で鋼板をストリップ状
で通板して行った。
酸洗処理により、その後のストリップ通板状態での窒化
が短時間に起こることがわかる。その後、焼鈍分離剤を
塗4」シ、1200℃で仕上焼鈍し磁気特性を測定した
。この場合も酸化層を除去U2短時間窒化したものは磁
束密度口、。、鉄損W+’?150とも優れていた。こ
れはインヒビター(AJ、5i)Nが安定して形成され
たためと考えられる。
このように、窒化に先立ち、例えばII、を含む還元性
ガスで鋼板表面を還元するか、塩酸1硫酸。
硝酸、リン酸、フッ酸などの希薄な酸洗液での酸洗処理
に、より鋼板表面の酸化物を除去することにより、窒化
処理時間を短くでき、インヒビター(AI 、 S i
 ) Nを安定して形成することができる。
窒化処理はストリップを走行せしめる状Bにて行うが5
.・インヒビタ・・−機能の強い(八j、5i)Nを形
成せしめるには短時間窒化が必要であるので、!500
℃以−に900℃以下の温度で、2分未満に°ζf’?
う。このどき、窒化能ガス、好ましくはNibをN2と
N2の混合雰囲気または(れらの単独雰囲気に1ooo
〜、00000pui供給する雰囲気ドとすることが望
ましい。
窒化処理の温度を前記のよ・うにするのは、この温度が
500℃未満であると短時間で窒化することが困難にな
り、(ΔZ、5i)Nの形成が乏しくなるからである。
一方、この温度が高温になると、この場合にも窒化が減
少し、また二次再結晶発現に作用する(AJ、5N)N
の形成が少なくなるので、900″CをF限とする。ま
た、時間が長くなっても効果的なインヒビター(iV、
5i)Nが形成されないので2分未満とする必要がある
その後2、焼鈍分離剤を塗布し、仕1・焼鈍する。
用いられる焼鈍分離剤は特定の必要がなく、hOを主成
分とする公知のもの、Tie、、 B等の公知の添加物
を配合したものが適用される。また鋼板への塗布は、ス
ラリー状にして、あるいはスラリー状とせずに粉状にて
の電磁静電塗布など公知の方法で行われる。仕上焼鈍に
ついても1、その方法を特定する必要はない。
本発明によると前述のように磁気特性の優れたものが得
られるが、さらに窒化処理の前に行う前記前処理を行っ
ても、脱炭焼鈍によって形成される被膜の極く表層だけ
が還元、もしくは除去されるだけでシリカは十分量存在
するので、仕上焼鈍後、鋼板表面には良好なフォルステ
ラ・イト被膜が形成される。
(実施例) 次に本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例〜 1 第1表に示す成分組成のスラブを、同表に丞ず条件でス
ラブ加熱し、2.3 mm厚みに熱間圧延し、熱延板ま
ま、または熱延板焼鈍し2、同表に示すように1回また
は中間焼鈍を挟んc2回冷間圧延し7.0.30mノ板
厚とした。その後、850 ’CX 3分間、露点60
′Cθ月!270%からなる雰囲気下で脱炭焼鈍し、同
表に示す条件で鋼板をストリップ状態にて走行させて酸
化層の還元を行い、窒化処理した。
次いで、焼鈍分離剤をスラリー状として鋼板に塗布し、
乾燥し、コイルに捲取り、該コイルを7+ −1=焼鈍
し7た。得られた掴仮の磁気特性と被膜特性を測定し、
その結果を第2表に示す。
(注) 、被膜密着iff 8180度曲げで剥h1シフない直
行2、被膜欠陥 ; y、ii点点状グラス被膜の存在し、ない部分でき
らきら光る金属光訳 実施例−2 第3表に示す成分組成のスラブを、同表C示す条件でス
ラブ加熱し、2.3 ym厚みに熱間圧延し、。
熱延板まま、または熱延板焼鈍し、同表に示すように1
回または中間焼鈍を挟んで2間冷間圧延し2.0.30
mmの板厚とした。その後、850℃X3分間、露点6
0℃の11270%からなる雰囲気下で脱炭焼鈍し、同
表に示す条件で鋼板をストリップ状態にて走行させて酸
化層の除去を行い、4窒化処理し、た。
次いで、焼鈍分離剤をスラリー状として鋼板に塗布17
、乾燥し7、コイルに捲取り、該コイルをイトに焼鈍し
、たつ得られた鋼板の磁気特性と被膜”特性を測定し、
その結果を第4表に示イ゛。
(汀) 1゜被膜密着性1 180度曲げC剥離しない直径 2、被膜欠陥 ;斑点状でグラス被膜の存在しな い部分できらきら光る金属光沢 (発明の効果) 本発明は、従来、仕上焼鈍で行っていた鋼板の窒化処理
を、仕上焼鈍以前の脱炭焼鈍後に鋼板表面の酸化層を還
元また除去し、ストリップ状態ご短時間窒化するように
したので、磁気特性の優ねた方向性電磁鋼板が安定して
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は窒化処理に先立ち事111■に11□を含むガ
スC鋼板表面を還元した時の還元時間をパフメーターと
し、還元後の窒化処理における窒化時間と鋲1中窒素量
との関係をプロ;、l−した図、第2図は窒化処理に先
立し塩酸10%の溶液で脱炭焼鈍後の鋼板の酸化層除去
処理した時の処理時間をパンメーターとし5、処理後の
窒化処理における窒化時間と鋼中窒素量との関係をプロ
ットシ、た図、第3図はストリップ窒化なしプロセス、
ストリップ窒化(酸化層還元処理なし)プロセス、スト
リップ窒化(酸化層還元処理あり)プロセスの各ブ1コ
セスにより得られた方向性電磁鋼板の磁気特性を示4゛
図である。 第1図 第3図 プ 10トー−Hミ+−−−−−− Zり0 1り2   y、94    y、96湧禾餞B/ly
(T)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.015%以下 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130%、 を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼ス
    ラブを、1280℃未満の温度に加熱し、熱間圧延し、
    熱延まま又は熱延板焼鈍し、1回又は中間焼鈍を挟んで
    2回以上の冷間圧延し、脱炭焼鈍し、鋼板表面の酸化層
    を還元するか、除去した後、ストリップを走行せしめる
    状態下で500〜900℃の温度で2分未満の短時間窒
    化し、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍することを特徴と
    する磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造法。
  2. (2)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.015%以下 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130%、 を含み、さらに、P;0.005〜0.045%、Cr
    ;0.07〜0.25%の1種または2種を含有し、残
    部が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、1
    200℃未満の温度に加熱し、熱間圧延し、熱延まま又
    は熱延板焼鈍し、1回又は中間焼鈍を挟んで2回以上の
    冷間圧延し、脱炭焼鈍し、鋼板表面の酸化層を還元する
    か、除去した後、ストリップを走行せしめる状態下で5
    00〜900℃の温度で2分未満の短時間窒化し、焼鈍
    分離剤を塗布して仕上焼鈍することを特徴とする磁気特
    性の優れた方向性電磁鋼板の製造法。
  3. (3)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.015%以下 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130%、 を含み、さらに、Mo、V、Nb、Sb、Sn、Ti、
    Te、Bの1種以上を合計で1.5%以下含有し、残部
    が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、12
    80℃未満の温度に加熱し、熱間圧延し、熱延まま又は
    熱延板焼鈍し、1回又は中間焼純を挟んで2回以上の冷
    間圧延し、脱炭焼鈍し、鋼板表面の酸化層を還元するか
    、除去した後、ストリップを走行せしめる状態下で50
    0〜900℃の温度で2分未満の短時間窒化し、焼鈍分
    離剤を塗布して仕上焼鈍することを特徴とする磁気特性
    の優れた方向性電磁鋼板の製造法。
  4. (4)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.015%以下 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130%、 を含み、さらに、P;0.005〜0.045%、Cr
    ;0.07〜0.25%の1種または2種、Mo、V、
    Nb、Sb、Sn、Ti、Te、Bの1種以上を合計で
    1.5%以下含有し、残部が鉄及び不可避的不純物から
    なる電磁鋼スラブを、1280℃未満の温度に加熱し、
    熱間圧延し、熱延まま又は熱延板焼鈍し、1回又は中間
    焼鈍を挟んで2回以上の冷間圧延し、脱炭焼鈍し、鋼板
    表面の酸化層を還元するか、除去した後、ストリップを
    走行せしめる状態下で500〜900℃の温度で2分未
    満の短時間窒化し、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍する
    ことを特徴とする磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製
    造法。
JP1021963A 1989-01-31 1989-01-31 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造法 Expired - Lifetime JPH0717953B2 (ja)

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