JPH032211B2 - - Google Patents

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JPH032211B2
JPH032211B2 JP58110743A JP11074383A JPH032211B2 JP H032211 B2 JPH032211 B2 JP H032211B2 JP 58110743 A JP58110743 A JP 58110743A JP 11074383 A JP11074383 A JP 11074383A JP H032211 B2 JPH032211 B2 JP H032211B2
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steel sheet
alkaline earth
earth metal
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JP58110743A
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JPS602626A (ja
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Yasuhiro Kobayashi
Masao Iguchi
Isao Ito
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02Extraction of non-metals
    • C21D3/04Decarburising

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼板の圧延方向に磁化容易軸<001
>が十分に揃つた結晶粒を持つ磁束密度が高く、
鉄損の低い一方向性珪素鋼板の製造方法に関する
ものである。 主として変圧器等の鉄心用材料として用いられ
る一方向性珪素鋼板に要求される特性は、一定の
磁化力において得られる磁束密度が高いこと、お
よび一定の磁束密度を与えた場合にその鉄損が低
いことである。その代表値として、磁化力
1000A/mにおける磁束密度(B10、テスラ)、お
よび磁束密度1.7テスラ、周波数50Hzにおける鉄
損(W17/50、W/Kg)によつて表わされる。 従来の一方向性珪素鋼板は、通常2.0〜4.0%の
Siを含む低炭素鋼に微量のMn、S、Se等のイン
ヒビター成分元素を含ませて溶製した素材を熱間
圧延した後、中間焼鈍を含む2回以上もしくは1
回の冷間圧延により所定の板厚に仕上げ、該冷延
鋼板に脱炭をかねた1次再結晶焼鈍を施し、この
脱炭鋼板の表面にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布した後、2次再結晶および鋼板中の不純
物除去のための最終仕上げ焼鈍をすることにより
製造されている。すなわち、最終仕上げ焼鈍によ
つて2次再結晶粒を{110}<001>方位に揃つて
発達させるとともに、鋼中の不純物が除去されて
良好な磁気特性が得られる。 通常、磁気特性を向上させるための手法とし
て、各種の工程、例えば、熱間冷間圧延時のパス
スケジユール、1次再結晶焼鈍および2次再結晶
焼鈍時のヒートパターンなどの改善が考えられ、
多くの提案がなされ、それぞれに成果が得られて
いる。しかしながら、いずれも工程改善による手
法は、各種の含有成分が一定の範囲に変動して溶
製される一方向性珪素鋼素材の全てに効果がある
とは限らず、極端な場合には、かえつて磁気特性
を劣化させることもある。すなわち、工程改善に
よる手法には、ある程度の不安定性は避け得ない
のである。この不安定性を無くするためには、素
材組成と工程条件の極めて厳密な管理が要求さ
れ、経済的な面あるいは生産効率の面から実現す
ることは困難である。 本発明はこのような従来の製造方法上の欠点を
克服し、操業上に何ら支障なく、高磁束密度、低
鉄損の一方向性珪素鋼板を製造する方法を提供し
ようとするものである。 本発明によれば、上述した1次再結晶焼鈍を行
う前に、アルカリ土類金属化合物を鋼板に所定量
固着するという簡便な手法により、上記目的を達
成することができる。アルカリ土類金属化合物の
鋼板への固着は、アルカリ土類金属化合物溶液へ
の浸漬法によるのが好適である。 次に本発明による磁気特性のすぐれた一方向性
珪素鋼板の製造方法につき詳細に説明する。 一般に一方向性珪素鋼板の製造においては、イ
ンヒビターと呼ばれる1次再結晶粒の正常な粒成
長を抑制するMnS,MnSe等の析出物、あるいは
Sbなどの粒界偏析元素の働きによつて、最終仕
上げ焼鈍中に形成される2次再結晶粒の{110}<
001>方位を圧延方向に揃えて磁気特性のよい成
品を得ている。 本発明者等の検討の結果、この2次再結晶の核
となりうる起源は、熱間圧延板の表層から厚さの
1/10程度に存在する{110}<001>方位を持つ未
再結晶粒であることという知見を得ている。すな
わち、2次再結晶は鋼板の極く表層から起るので
あり、表層の{110}<001>方位の1次再結晶粒
が多いほど2次再結晶の核発生が容易となり、2
次再結晶が円滑に進むために磁気特性が向上する
ものと考えられる。表層の{110}<001>方位を
強めるためには、熱延時に表層の{110}<001>
方位を強めておくか、または1次再結晶焼鈍時に
強めるかのいずれかが考えられる。前者の場合
は、熱延仕上げ温度を低下させることが考えられ
るのであるが、あまりに低温に過ぎると表面欠陥
が多発し、限界がある。従つて、通常工程を用い
たままで1次再結晶焼鈍時に{110}<001>方位
を強めることが容易な手法であり、かつ安定的な
ものであるとの判断から、本発明者等は各種の手
法で実験を繰り返した。その結果、1次再結晶焼
鈍前に鋼板表面にアルカリ土類金属化合物を1.0
〜0.0001mol/lの濃度の溶液として、塗布する
ことにより固着させるという極めて簡便な手法に
より、磁気特性の向上が達成できた。 この原因について、集合組織、脱炭反応の面か
ら検討を行なつた結果、Transactions ISIJ,
vol.15(1975),P324に開示されるように、低炭素
鋼の再結晶焼鈍前にSなどの化合物を塗布するこ
とにより、表層の黒鉛析出が抑制されること、ま
た逆に、アルカリ土類金属化合物によつて黒鉛析
出が促進されることから、本発明に係わる素材に
関してもアルカリ土類金属化合物の鋼板表面への
固着によつて、表面の脱炭が急速に進行したこと
が推察される。この急速な表層の脱炭によつて、
表層の{110}<001>方位の1次再結晶粒が通常
より発生しやすい状況になり、結果的に表層
{110}<001>方位が強まつたことが、磁気特性向
上に結びついたものと考えられる。 前述の塗布乾燥法は実施例にも示すような浸漬
によつてもよく、所定量のアルカリ土類金属化合
物が塗布されれば良い。 上述の塗布乾燥法は、アルカリ土類金属化合物
を鋼板表面に固着させることを目的とするもので
ある。塗布乾燥による場合、鋼板表面に上記化合
物が単に付着しているものと考えられる。 本発明者等は、磁気特性改善効果のあるアルカ
リ土類金属化合物の固着量について検討したとこ
ろ、水溶液として塗布乾燥する場合は、アルカリ
土類金属に換算して0.0001〜1.0mol/lの濃度の
水溶液に浸漬すればよいことを見出した。塗布液
の温度はアルカリ土類金属化合物の濃度の条件が
満足されていればよく、特に限定する必要はない
が、25〜100℃程度の液温が望ましい。なお、浸
漬する時間は問題ではなく、所定濃度の上記水溶
液に浸漬した時、鋼板上に形成される水溶液の膜
は浸漬時間に無関係にほぼ一定であるからであ
る。要するに、水溶液の濃度が有効な範囲にあれ
ば良い。 次に、本発明におけるアルカリ土類金属化合物
水溶液の濃度などの限定理由について、本発明者
等の実施した実験例によつて説明する。 第1図および第2図は、それぞれアルカリ土類
金属化合物の代表例としてMgCl2,Sr(NO32
選び、アルカリ土類金属イオンに換算した濃度と
磁気特性の関係を示す図である。供試材の組成お
よび工程は後述する実施例3と同一である。単に
浸漬した場合、電解処理した場合とも、
0.0001mol/l以上で効果が見られる。
0.05mol/l程度の濃度が最も効果が大きく、そ
れ以上濃度を増加させても変化は少ない。
1.0mol/lを越える場合はフオルステライト質
被膜形成を阻害するので好ましくない。以上の結
果から、濃度を0.0001〜1.0mol/lの範囲に限定
した。 次に、本発明で用いる鋼素材の成分限定理由に
ついて説明する。 Cは、0.02%より少ないと熱延時に粗大バンド
組織が板厚中央に残存し、2次再結晶が不完全に
なり、0.06%より多いと脱炭に長時間を要し、脱
炭不良を招き磁気特性上好ましくないので、0.02
〜0.06%の範囲がよい。 Siは、2.0%より少ないと素材の電気抵抗が低
く、渦電流損失に基づく鉄損値が大きくなり、
4.0%より多いと冷延時に板割れを生じやすいた
め、2.0〜4.0%の範囲がよい。 SとSeは共にMnと結合してMnS,MnSeを形
成し、インヒビターとして作用させるために添加
するもので、Sは0.008%未満、Seは0.003%未満
の場合には、生成するMnS,MnSeの1次再結晶
粒の成長抑制効果が弱く、また、いずれも0.1%
を越すと圧延加工性が著しく劣化するので、Sは
0.008〜0.1%、Seは0.003〜0.1%の範囲にするの
が良い。 次に、本発明を実施例につき具体的に説明す
る。 〔実施例 1〕 C0.040%、Si2.95%、Mn0.062%、S0.018%を
含有する鋼塊を、熱間圧延、均一化焼鈍および1
回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経て0.3mm
の最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再結晶焼鈍
前に、第1表に示すような条件で、Mg(NO32
CaCl2、Sr(NO32、BaCl2を表面に付着させ、そ
の後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗布工程を経て、
820℃から3℃/hrの加熱速度で1000℃まで昇温
した後、1180℃の水素雰囲気中で5時間純化焼鈍
を行なつて得た一方向性珪素鋼板の磁気特性を第
1表に示す。 〔実施例 2〕 C0.041%、Si3.05%、Mn0.066%、Se0.017%を
含有する鋼塊を、熱間圧延、均一化焼鈍および1
回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経て0.3mm
の最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再結晶焼鈍
前に、第2表に示すような条件で、MgCl2、Ca
(NO32、Sr(OH)2、Ba(NO32を表面に固着さ
せ、その後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗布工程を
経て、850℃で50時間保持する2次再結晶焼鈍を
行なつた後、1180℃の水素雰囲気中で5時間純化
焼鈍を行なつて得た一方向性珪素鋼板の磁気特性
を第2表に示す。 〔実施例 3〕 C0.045%、Si3.35%、Mn0.064%、Se0.018%、
Sb0.025%を含有する鋼塊を熱間圧延、均一化焼
鈍および1回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を
経て0.3mmの最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次
再結晶焼鈍前に、第3表に示すような条件で、
MgCl2、Ca(OH)2、Sr(NO32、Ba(OH)2を表面
に固着させ、その後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗
布工程を経て、850℃で50時間保持する2次再結
晶焼鈍を行なつた後、1180℃の水素雰囲気中で5
時間純化焼鈍を行なつて得た一方向性珪素鋼板の
磁気特性を第3表に示す。 以上の実施例の結果から明らかなように、アル
カリ土類金属化合物の水溶液に浸漬した場合、ア
ルカリ土類金属化合物の鋼板表面への固着によつ
て、磁束密度で約0.01T、鉄損で約0.03〜
0.05W/Kg程度の改善が見られる。 以上のように、鋼板表面にアルカリ土類金属化
合物を固着させることにより、極めて簡便に磁気
特性の向上が得られ、操業上困難な点あるいは不
安定な点が全くないことは、経済性、安定性の両
面から本発明の寄与は大きい。
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は添加するアルカリ土類金
属化合物の濃度と磁気特性との関係を示すグラフ
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 C0.02〜0.06%、Si2.0〜4.0%を含有する低炭
    素鋼にS0.008〜0.1%およびまたはSe0.003〜0.1%
    を含有させた一方向性珪素鋼素材を熱間圧延する
    工程と、前記熱延鋼板を中間焼鈍を含む2回以
    上、もしくは1回の冷間圧延により所定の板厚に
    仕上げる工程と、前記冷延鋼板に脱炭をかねた1
    次再結晶焼鈍を施す工程と、前記脱炭鋼板の表面
    に焼鈍分離剤を塗布した後、最終仕上げ焼鈍する
    工程を有する一方向性珪素鋼板の製造方法におい
    て、前記1次再結晶焼鈍を行う前に、アルカリ土
    類金属に換算して1.0〜0.0001mol/lのMg,
    Ca,Sr,Baのアルカリ土類金属の化合物溶液に
    鋼板を浸漬することを特徴とする磁気特性のすぐ
    れた一方向性珪素鋼板の製造方法。
JP58110743A 1983-06-20 1983-06-20 磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法 Granted JPS602626A (ja)

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