JPH06240360A - 磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法

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JPH06240360A
JPH06240360A JP2452093A JP2452093A JPH06240360A JP H06240360 A JPH06240360 A JP H06240360A JP 2452093 A JP2452093 A JP 2452093A JP 2452093 A JP2452093 A JP 2452093A JP H06240360 A JPH06240360 A JP H06240360A
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JP
Japan
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silicon steel
steel sheet
cooling
cooling rate
sec
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Withdrawn
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JP2452093A
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Inventor
Tomoji Kumano
知二 熊野
Takeshi Kubota
猛 久保田
Hiroaki Masui
浩昭 増井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変態系の無方向性珪素鋼板において、冷延前
の熱履歴について、α+γ→α(Ar1 通過時まで)時
の平均冷却速度を50℃/秒以下することにより、磁気
特性が極めて優れた珪素鋼板を製造する。 【構成】 Si≦2.5wt%、Al≦1.0wt%で且つ
Si+2Al≦2.5wt%以下の無方向性珪素鋼に関し
て(1)熱延時の巻き取り温度をAr1 以上とし、Ar
1 点までの冷却速度を50℃/秒以下とする、(2)移
動更新する冷却体表面により凝固せしめて鋼帯を得る場
合、Ar1 点までの冷却速度を50℃/秒以下とする、
(3)通常の方法で得られた熱延鋼帯をAc1 点以上ま
で加熱しAr1 点までの平均冷却速度を50℃/秒以下
とすることにより磁性が極めて優れた無方向性電磁鋼板
が得られる。 【効果】 高磁束密度、低鉄損の無方向性電磁鋼板を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束密度が極めて高
く、鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、小型回転機用電磁鋼板としての無
方向性電磁鋼板に対する品質向上の要求は省エネルギー
の観点から、益々強くなっている。鉄鋼メーカーの側で
もこの要望に応えるべく鋭意その研究開発が進められて
おり、工業的には、JISに規定されている数々のいわ
ゆる低Siグレードの無方向性電磁鋼板の製造が行われ
ている。
【0003】この種のグレードの無方向性電磁鋼板の製
造においては、低鉄損を得るためには、高純度鋼の溶
製、珪素の含有量を増加させる、最終焼鈍温度時間を十
分に採ること等が従来行われてきている。しかし、これ
らの方法では、よく知られているように、鉄損は改善さ
れるものの、磁束密度は、低下する。このため、近年要
求されている、高効率化(省エネルギー化)には、限界
があった。
【0004】本発明者らは、既に特願平3−20441
9号、3−204420号、3−204421号で、変
態を有する無方向性電磁鋼の(1)熱間圧延の冷却時、
(2)移動更新する冷却体表面により凝固せしめて鋼帯
を得る場合の冷却時、(3)通常の熱間圧延にて得られ
た鋼帯の最終冷間圧延前焼鈍の冷却時において、その冷
却時のγ−α変態時の平均冷却速度を50℃/秒とする
ことにより、最終焼鈍後の製品板の集合組織を制御し
て、磁束密度が極めて高く、鉄損が良好な極めて優れた
無方向性電磁鋼を得る技術を出願した(この技術を以下
γ処理と略記する。)。
【0005】今回さらに鋭意検討したところ、γ→γ+
α→αの変態点の低い方(γ+α→α)のAr1 通過時
までの冷却速度を、50℃/秒以下とすることでも、最
終焼鈍後の製品板の集合組織を制御して、磁束密度が極
めて高く、鉄損が良好な極めて優れた無方向性電磁鋼板
の製造方法を見いだした(以後このγ+α→αの冷却速
度を50℃/秒以下とする処理をセミγ処理と略記す
る。)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術における問題を解決し、鉄損が低く、且つ磁束密度が
高い無方向性電磁鋼板を供給することができる製造方法
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、磁束
密度が極めて高く、鉄損が低い無方向性珪素鋼板(以下
無方向性電磁鋼板と云う)の製造方法に関し、(1)熱
間圧延の冷却時、(2)移動更新する冷却体表面により
凝固せしめて鋼帯を得る場合の冷却時、(3)通常の熱
間圧延にて得られた鋼帯の最終冷間圧延前焼鈍の冷却
時、以上3つの場合のγ+α→α変態(Ar1 点通過時
までの冷却速度)が生じる場合の冷却条件50℃/秒以
下と規定したものである。
【0008】以下に、本発明を詳細に説明する。まず本
発明の成分系について説明する。機械特性の向上、磁
性、耐錆性等の向上あるいは、その他の目的のために、
Mn,P,B,Ni,Cr,Sb,Sn,Cuを1種ま
たは2種以上含有させても本発明の効果は損なわれな
い。
【0009】C:更に、低級グレードの無方向性電磁鋼
板の用途は、主に小型回転機であり、特性の安定性の観
点から、その使用中に磁気特性の劣化(磁気時効)を起
こさないことが要求されるが、このセミγ処理により、
炭化物は、十分析出凝集するので、磁気時効現象は減少
する。このためには、従来言われているように極低炭素
は、要求されなく0.0500%以下であればよい。
【0010】S:硫黄は、溶製時に不可避的に混入する
元素である。0.0100%以下とすべきであるが、本
発明のセミγ処理の適用により無害化が可能であり、
0.020%以下であればよい。
【0011】N:従来の無方向性電磁鋼板の製造方法で
は、窒素は、硫黄と同様にその含有量が多いと、熱延の
スラブ加熱時に一部再固溶し、熱延中にAlN等の析出
物を形成し、仕上げ焼鈍時に再結晶粒の成長を妨げたり
製品板磁化時に磁壁移動のピニング効果のため、製品
で、低鉄損が得られなかった。しかし、本発明のセミγ
処理により、析出物は、粗大化し無害化が可能であり、
0.010%以下であればよい。
【0012】Si,Al:Si,Alは、鋼板の固有抵
抗を増加させ渦流損を低減するため添加されるが、炭素
が0.02%以下では、Si+Alが2.50%を超え
ると変態がなくなるので、2.50%以下とする。
【0013】Mn:0.1%より少ないと加工性が悪く
なり、またSの無害化のため一般的に添加されるが、
2.0%を超えると磁束密度が著しく劣化するので最高
2.0%を目安とする。 P:鋼板の打ち抜き性を高めるために0.1%まで添加
でき、0.2%以下であれば、磁気特性の点では問題が
ない。 B:ボロンは、Nの無害化のために、添加できる。Nの
量とのバランスが必要であるので最大0.005%とす
る。しかし、セミγ処理のため、添加の必要性は、少な
い。
【0014】次に本発明がプロセス条件について説明す
る。 (1)熱間圧延時の場合 特願平3−204420号では、γ→α変態時の平均冷
却速度(γ処理)を規定したが、γ+α→α変態時の平
均冷却速度(セミγ処理)を規定することにより、γ処
理と同様の効果があることを見いだした。この理由は、
γ処理の場合と同様と考えられる。すなわちセミγ処理
では、高温巻き取り後の冷却速度が遅いため、α相での
溶解度が小さい不純物の析出が充分行われ、最終焼鈍時
の結晶粒成長が妨げられなくなり(すなわち不純物の無
害化)従来の条件で最終焼鈍しても鉄損も低く磁束密度
も高い無方向性電磁鋼が得られる。この場合は、熱延で
行われるので、変態点(Ar1 )の低い材料が好まれる
が、変態温度(Ar1 )が高い場合は、熱延仕上げスタ
ンドの直後に巻き取り装置(リール)を設置する等によ
り実現できる。ただし、平均冷却速度50℃/秒以下を
実現することは、巻き取り後に保温カバーを設置した
り、弱い加熱装置を設置することによってできる。この
場合、後工程の酸洗性を改善するため、カバー内に、窒
素等の不活性ガスを注入する。保定温度時間は、α+γ
相となる温度(Ar1 以上)であるが、これは、鋼の成
分で異なる。実際の条件は、Ar1 点+20℃以上にお
いて90秒で実施すれば充分である。また、冷却速度
は、Ar1通過時までを平均50℃/秒以下で冷却すれ
ば充分である。実生産の場合、セミγ処理は、γ処理よ
り、巻き取り温度が低くなり、より実用的である。
【0015】 (2)移動更新する冷却体表面により凝固せしめる場合 この処理は、直接溶鋼より得られる鋼帯(3.5〜0.
5mm)の冷却速度を制御するものであるから、鋼帯をA
1 点で徐冷する手段としては、加熱装置の設置、保温
装置の設置、または、Ar1 +20℃以上の高温で巻き
取り後保温カバー等を用いて保温する方法等が考えられ
る。また、一度室温までかなり速く冷却して再びγ+α
域まで加熱して制御冷却をすることも可能である。
【0016】(3)通常の熱間圧延にて得られた鋼帯の
最終冷間圧延前の焼鈍時の場合 この処理は、連続焼鈍炉で行われてもよいし、箱型焼鈍
炉のどちらで行われてもよい。連続焼鈍炉でセミγ処理
を行う場合は、平均冷却速度50℃/秒以下を実現する
ためには、例えば特開昭57−198214号公報に開
示されている、高磁束密度一方向性電磁鋼板の二段サイ
クルでの焼鈍条件を適用してもよい。均熱条件は、γ+
α相とする温度(Ac1 以上)であるが、これは、鋼の
成分で異なる。焼鈍条件は、Ac1 点+20℃以上で9
0秒で充分である。また、冷却速度は、均熱後Ar1
過時までを平均50℃/秒以下で冷却すれば充分であ
る。尚変態点Ar1 は、鋼の成分、冷却速度に依存する
ので、実際の操業では、Ar1 ぎりぎりで行わず、Ar
1 +50℃程度を目安で行うのが望ましい。更に、Si
含有量が少ない低級無方向性電磁鋼板では、Ar1 とA
3 の差が30〜50℃であるため、実際の操業におい
ては、セミγ処理は、γ処理と厳密に区別できない場合
が生じる。
【0017】
【実施例1】
【表1】
【0018】上記成分のスラブ(残部Fe及び不可避的
不純物からなる珪素スラブ)を通常の方法で加熱し、
2.3mm厚とし、1050℃で熱延を終了し、980℃
で巻き取り、980〜950℃間の平均冷却速度を 500℃/秒(常温水に焼き入れ) 50℃/秒(強制空冷) 10℃/秒(空冷) 1℃/秒(保温カバー使用) 0.07℃/秒(保温カバー内で弱く加熱) の各冷却速度で冷却した。その後、酸洗を施し、0.5
0mmの厚みに冷間圧延を施した。冷間圧延された鋼板を
脱脂し、連続焼鈍炉にて、930℃で30秒焼鈍した。
その後、エプスタイン法により磁気特性(L+Cの平
均)を測定した。これらの値を、比較法である a)熱延板焼鈍なし b)熱延800℃巻き取り後2時間保定の自己焼鈍 c)a)材を900℃で150秒の連続熱延板焼鈍 した材料と比較し、下記表2に示す。なお、本実施例の
場合、Ar3 =1055℃、Ar1 =970℃である。
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】このように本発明の方法を用いると、磁束
密度、鉄損ともに優れた無方向性電磁鋼板の製造が可能
である。
【0022】
【実施例2】
【表4】
【0023】上記成分の溶鋼(残部Fe及び不可避的不
純物からなる珪素スラブ)を移動更新する冷却体表面に
て凝固せしめて直接2.2mmの鋼帯を得たが、1000
〜950℃間を次の条件で冷却した。すなわち平均冷却
速度を 500℃/秒(常温水を掛けて冷却) 50℃/秒(空冷) 10℃/秒(巻き取らず冷却時に保温カバー使用) 1℃/秒(990℃で巻き取りそのまま冷却) 0.07℃/秒(990℃で巻き取り保温カバーを掛
けて冷却) その後、酸洗を施し、0.50mmの厚みに冷間圧延をし
た。冷間圧延された、鋼板を脱脂し、連続焼鈍炉にて、
950℃で30秒焼鈍した。その後、エプスタイン法に
て磁気特性(L+Cの平均)を測定した。これらの値
を、水冷の場合と比較し下記表4に示した。なお、本
実施例の場合、Ar3 =1075℃、Ar1 =975℃
である。
【0024】
【表5】
【0025】このように本発明の方法を用いると、磁束
密度、鉄損ともに優れた無方向性電磁鋼板の製造が可能
である。
【0026】
【実施例3】
【表6】
【0027】上記成分のスラブ(残部Fe及び不可避的
不純物からなる珪素スラブ)を通常の方法で熱延し、
2.3mm厚とし、条件1)次に熱延板焼鈍を連続的に1
100℃で2分間行い、950〜920℃間の平均冷却
速度を 500℃/秒(常温水に焼き入れ) 50℃/秒(空冷) 10℃/秒(二段均熱) 1℃/秒(二段均熱) の各冷却速度で冷却した。条件2)箱焼鈍で1100
℃で10分焼鈍後、切電後炉中冷却した(冷却速度は、
0.07℃/秒であった)。その後、酸洗を施し、0.
50mmの厚みに冷間圧延を施した。冷間圧延された鋼板
を脱脂し、連続焼鈍炉にて、925℃で30秒焼鈍し
た。その後、エプスタイン法で磁気特性(L+Cの平
均)を測定した。これらの値を、比較法である a)熱延板焼鈍なし b)熱延800℃巻き取り後2時間保定のいわゆる自己
焼鈍材 と比較し、下記表6に示す。なお、本実施例の場合、A
1 =1070℃、Ar1 =940℃である。
【0028】
【表7】
【0029】
【表8】
【0030】このように本発明の方法を用いると、磁束
密度、鉄損ともに優れた無方向性電磁鋼板の製造が可能
である。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば磁束密度、
鉄損の優れた無方向性電磁鋼板を得ることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】次に本発明がプロセス条件について説明す
る。 (1)熱間圧延時の場合 特願平3−204420号では、γ→α変態時の平均冷
却速度(γ処理)を規定したが、γ+α→α変態時の平
均冷却速度(セミγ処理)を規定することにより、γ処
理と同様の効果があることを見いだした。この理由は、
γ処理の場合と同様と考えられる。すなわちセミγ処理
では、高温巻き取り後の冷却速度が遅いため、α相での
溶解度が小さい不純物の析出が充分行われ、最終焼鈍時
の結晶粒成長が妨げられなくなり(すなわち不純物の無
害化)従来の条件で最終焼鈍しても鉄損も低く磁束密度
も高い無方向性電磁鋼が得られる。この場合は、熱延で
行われるので、変態点(Ar1 )の低い材料が好まれる
が、変態温度(Ar1 )が高い場合は、熱延仕上げスタ
ンドの直後に巻き取り装置(リール)を設置する等によ
り実現できる。ただし、平均冷却速度50℃/秒以下を
実現することは、巻き取り後に保温カバーを設置した
り、弱い加熱装置を設置することによってできる。この
場合、後工程の酸洗性を改善するため、カバー内に、窒
素等の不活性ガスを注入する。保定温度時間は、α+γ
相となる温度(Ar1 以上)であるが、これは、鋼の成
分で異なる。実際の条件は、Ar1 点+20℃以上にお
いて90秒で実施すれば充分である。また、冷却速度
は、Ar1通過時までを平均50℃/秒以下で冷却すれ
ば充分である。実生産の場合、セミγ処理は、γ処理よ
り、巻き取り温度が低くなり、より実用的である。
た、セミγ処理、γ処理ともに連続式熱延機に限らず、
いわゆる“ステッケルミル”でも可能である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si≦2.5重量%、Al≦1.0重量
    %で且つ、Si+2Al:2.5重量%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物からなる珪素鋼スラブを通常の方法
    で溶製後、熱延し、一回の冷間圧延で、所定の板厚と
    し、次いで仕上げ焼鈍を行って得られる無方向性珪素鋼
    板の製造方法において、熱間圧延時のコイルの巻き取り
    温度をAr1 以上とし、その後冷却してAr1 通過時ま
    での冷却速度を50℃/秒以下とすることを特徴とする
    磁性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 Si≦2.5重量%、Al≦1.0重量
    %で且つ、Si+2Al:2.5重量%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物からなる溶鋼を、移動更新する冷却
    体表面により凝固せしめて鋼帯を製造し、次いで前記鋼
    帯を冷間圧延で、所定の板厚とし、次いで仕上げ焼鈍を
    行って得られる無方向性珪素鋼板の製造方法において、
    溶鋼より凝固させ直接に鋼帯を製造する時の冷却過程に
    おける2相領域(γ+α)→α変態時のAr1 通過時ま
    での平均冷却速度を50℃/秒以下とすることを特徴と
    する磁性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 Si≦2.5重量%、Al≦1.0重量
    %で且つ、Si+2Al:2.5重量%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物からなる珪素鋼スラブを通常の方法
    で溶製、熱間圧延して得られた熱延鋼帯を必要に応じて
    焼鈍し、一回または、焼鈍を挟んで二回以上の冷間圧延
    で、所定の板厚とし、次いで仕上げ焼鈍を行って得られ
    る無方向性珪素鋼板の製造方法において、最終冷間圧延
    の前の熱処理で、Ac1 以上まで加熱し、その後、冷却
    させてAr1 通過時までの冷却速度を50℃/秒以下と
    することを特徴とする磁性が極めて優れた無方向性珪素
    鋼板の製造方法。
JP2452093A 1993-02-12 1993-02-12 磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 Withdrawn JPH06240360A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803989A (en) * 1994-06-24 1998-09-08 Nippon Steel Corporation Process for producing non-oriented electrical steel sheet having high magnetic flux density and low iron loss

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803989A (en) * 1994-06-24 1998-09-08 Nippon Steel Corporation Process for producing non-oriented electrical steel sheet having high magnetic flux density and low iron loss

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