JPH0641640A - 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH0641640A
JPH0641640A JP4195376A JP19537692A JPH0641640A JP H0641640 A JPH0641640 A JP H0641640A JP 4195376 A JP4195376 A JP 4195376A JP 19537692 A JP19537692 A JP 19537692A JP H0641640 A JPH0641640 A JP H0641640A
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JP
Japan
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final
annealing
grain
steel sheet
oriented silicon
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JP4195376A
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English (en)
Inventor
Atsuto Honda
厚人 本田
Keiji Sato
圭司 佐藤
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 【構成】 方向性電磁鋼板の製造方法において、最終冷
間圧延後で最終仕上焼鈍前又は最終仕上焼鈍後に、鋼板
表面に線状溝を、繰り返し間隔5〜15mmでかつ圧延方向
とほぼ直角方向に形成し、この線状溝を形成した鋼板に
最終仕上焼鈍後、700 ℃以下の温度にて、温度T(℃)
との関係で次式 【数1】8−0.006 T≦F≦30−0.02T(kgf/mm2 ) を満足する張力Fを圧延方向に付与する。 【効果】 従来より低鉄損の電磁鋼板を、工業的に簡便
な方法で得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、変圧器その他の電気
機器の鉄心としての使途に用いて好適な、低鉄損方向性
電磁鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】方向性電磁鋼板は、主として変圧器の鉄
心材料として用いられ、その磁気特性が良好であること
が要求される。特に鉄心として使用した場合のエネルギ
ー損即ち鉄損が低いことが重要である。そこで従来から
鉄損を低減させるために、結晶方位を(110) 001 方位に
より高度に揃えること、Si含有量を増すことによって鋼
板の電気抵抗を増加させること、不純物を低減するこ
と、そして板厚を薄くすることなどが種々試みられてき
た。その結果板厚が0.23mm以下の鋼板では、鉄損W17/50
(磁束密度1.7 T,50Hzの場合の鉄損)が0.9 W/kg以下
のものが製造されるようになった。しかしながら、これ
ら冶金学的な方法では、これ以上大幅な鉄損の改善は期
待できない。
【0003】そこで近年、鉄損の大幅な低減を達成する
ための手段として、人為的に磁区を細分化する方法が種
々試みられるようになった。その中で現在工業化されて
いる方法としては、特公昭57-2252 号公報で提案されて
いるような仕上焼鈍済みの鋼板表面にレーザーを照射す
る方法がある。しかしながらこの方法は、鉄損低減に効
果があるとはいうものの、歪取り焼鈍によって鉄損の劣
化を来すという欠点があり、歪取り焼鈍を必須とする巻
鉄心用としては適用できない。
【0004】一方、歪取り焼鈍が可能な技術として特公
昭62-54873号公報には、仕上焼鈍済みの鋼板につき、レ
ーザーや機械的手段によって局所的に絶縁被膜を除去し
た後この被膜除去部を酸洗したり、ナイフなどにより機
械的に直接地鉄までけがく等の方法により、線状の溝を
局部的に形成し、この溝を充てんするようにりん酸塩径
の張力付与被膜処理を施す方法が提案され、また特公昭
62-53579号公報には、仕上焼鈍済みの鋼板に90〜220 kg
f/mm2 の荷重で地鉄部分に深さ5μm 超の溝を形成した
のち、750 ℃以上の温度で加熱処理する方法が提案され
ている。また特開昭59-19520号公報、特開昭63-42332号
公報には、最終冷延板に線状の溝を形成することで、歪
取り焼鈍に耐える低鉄損方向性電磁鋼板を得る方法が提
案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した各種方法によ
る電磁鋼板は、低鉄損であって、しかも歪取り焼鈍によ
っても特性が劣化しないものである。しかしながら、電
磁鋼板の鉄損特性は、ある程度の値であれば満足できる
ようなものではなく、エネルギー損をできるだけ低減す
るために、鉄損特性のさらなる改善が望まれているので
あり、また、その製造プロセスにおいては、より簡便
で、しかも安定して製造できることが望まれている。そ
こでこの発明は、上記の要請に対して、歪取り焼鈍によ
って特性劣化のない低鉄損の電磁鋼板を、より簡便な手
法により安定して製造することのできる方法を提案する
ことをその目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは、歪取り焼鈍
に耐えることはもちろん、従来よりもさらに低鉄損な方
向性電磁鋼板を得べく、鋭意実験と研究とを重ねた結
果、最終焼鈍の前又は後に、予め鋼板表面に圧延方向と
ほぼ直角方向に溝を形成しておき、しかる後の最終焼鈍
後に、鋼板全体を圧延方向に引っ張ることが、所期した
目的の達成に極めて有効であることの知見を得た。この
発明は、上記の知見に立脚するものである。
【0007】すなわちこの発明は、方向性電磁鋼素材に
熱間圧延を施した後、1回又は中間焼鈍を挟む2回の冷
間圧延を施して最終板厚とし、その後脱炭焼鈍、次いで
最終仕上焼鈍を施す一連の工程により方向性電磁鋼板を
製造するにあたり、最終冷間圧延後で最終仕上焼鈍前又
は最終仕上焼鈍後に、鋼板表面に線状溝を、繰り返し間
隔5〜15mmでかつ圧延方向とほぼ直角方向に形成し、こ
の線状溝を形成した鋼板に最終仕上焼鈍後、700 ℃以下
の温度にて、温度T(℃)との関係で次式
【数2】8−0.006 T≦F≦30−0.02T(kgf/mm2 ) を満足する張力Fを圧延方向に付与することを特徴とす
る低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法である。
【0008】
【作用】レーザー印加、プラズマ印加又はけがき等によ
って行われる従来の鉄損低減策は、基本的には鋼板表面
に微小歪域を導入し、その領域に生じる90°磁区が、反
磁場エネルギーを高め、磁区を細分化して渦電流損を低
減しているものと考えられる。また、鋼板表面に溝を導
入する方法は、90°磁区を形成させることなく、その溝
部周辺の反磁場エネルギーの増加により渦電流損を低減
するものと考えられる。したがって、上記のような局所
歪及び溝の両者を鋼板表面に存在させ、しかもこのよう
な状況を簡単に形成し得る方法があれば、工業的にさら
なる低鉄損化が達成できると考えたのがこの発明の発端
である。
【0009】この発明では、最終焼鈍後、鋼板に圧延方
向の張力を付与する前に、鋼板表面には、圧延方向の繰
り返し間隔が5〜15mmで、圧延方向とほぼ直角方向の溝
が導入されていなければならない。かかる溝の繰り返し
間隔が鉄損特性に及ぼす影響を調べるために、C:0.07
wt%、Si:3.2 wt%、Mn:0.06wt%、Al:0.025wt%、
N:85ppm を含み、残部は鉄の組成になるけい素鋼スラ
ブを、1400℃に加熱して熱間圧延を行い、次いで圧下率
90%の冷間圧延を施して最終板厚0.20mmとした後、圧延
方向に直角方向に幅:200 μm 、深さ20μm で繰り返し
間隔を種々に変化させた線状溝を導入し、しかる後に湿
水素雰囲気、850 ℃、1分の脱炭焼鈍を施し、ついで焼
鈍分離剤を鋼板表面上に塗布してから、最終仕上焼鈍を
1200℃、10時間行ったのち300 ℃にて20kgf/mm2 の張力
で圧延方向に引っ張った鋼板について、その鉄損特性を
調べた。
【0010】その結果を図1に示す。図1から、圧延方
向の繰り返し間隔が5mmに満たないと、鉄損が劣化し、
また15mmを超えると鉄損特性の向上が見られないことが
わかる。また、線状幅の形成方向は、圧延方向に対して
直角方向が良く、約20°程度のずれであれば問題はな
い。さらに、溝の形状は特に規定するものではないが、
好ましくは、溝幅:50〜300 μm 、溝深さ:5〜40μm
程度である。
【0011】上述したような線状溝の導入は、最終冷延
後で、仕上焼鈍前又は仕上焼鈍前のいずれでも良く、そ
の導入法は、仕上焼鈍前の場合は、最終冷延板にエッチ
ングレジスト膜を選択的に形成して電解または化学エッ
チングする方法やロール表面に線状の突起を有する凸ロ
ールを用いる方法等があり、また仕上焼鈍の場合は、最
終焼鈍板に上記凸ロールを用いる方法等があり、いずれ
にせよ、線状溝形成のための既知の方法を用いることが
できる。
【0012】次にこの発明で線状溝を形成した最終仕上
焼鈍後の鋼板に張力を付与する際は、700 ℃以下の温度
で行う必要がある。700 ℃を超えると、鉄損低減効果が
小さくなる。
【0013】またその張力は、温度との関係で次式
【数3】8−0.006 T≦F≦30−0.02T(kgf/mm2 ) を満足させる必要がある。この張力と温度との関係につ
いて調べるために、C:0.065 wt%、Si:3.15wt%、M
n:0.06wt%、Al:0.023wt%、N:87ppm を含み、残部
は鉄の組成になるけい素鋼スラブを、1400℃に加熱して
熱間圧延を行い、次いで圧下率90%の冷間圧延を施して
最終板厚0.20mmとした後、圧延方向に直角方向に幅:15
0 μm 、深さ20μm で繰り返し間隔7.5 mmにした線状溝
を導入し、しかる後に湿水素雰囲気、850 ℃、1分の脱
炭焼鈍を施し、ついで焼鈍分離剤を鋼板表面上に塗布し
てから、最終仕上焼鈍を1200℃、10時間行ったのち、種
々の温度、引張応力で圧延方向に引っ張った鋼板につい
て、その鉄損特性を調べた。
【0014】その結果を図2に示す。図2においては、
鋼板表面に線状溝有りで張力を付与しない比較例に比べ
て、1.7 T,50Hzでの鉄損値が0.02W/kg以上低下した場
合は○印を、0.02W/kg低下しなかった場合は×印を示し
てある。図2から明らかなように、引張応力が8−0.00
6 T≦F≦30−0.02T(kgf/mm2 )を満足する場合にの
み、良好な鉄損改善特性が得られた。この張力の付与方
向は、圧延方向に平行でなければならない。
【0015】この発明において、対象とする方向性電磁
鋼素材の成分組成は、特に限定するものではなく、従来
公知の成分組成範囲のいずれもが適合する。その代表組
成について掲げると、例えば、C:0.01〜0.08wt%、S
i:2.0 〜4.0 wt%を含み、かつインヒビターとしてMnS
e、MnS 、AlN 、BNのうち1種又は2種以上を含む組
成である。なお、インヒビター成分としては、上記以外
に、Sb、Sn、Cu、Bi等を含むものもこの発明では適合す
る。
【0016】
【実施例】C:0.070 wt%、Si:3.25wt%、Mn:0.068
wt%、Se:0.021 wt%、Al:0.026 wt%及びN:0.0084
wt%を含み、残部Feの組成になるけい素鋼スラブを、熱
間圧延し、次いで1000℃、1分の中間焼鈍を挟む2回の
冷間圧延を施して最終板厚0.23mmの冷延板とした。かか
る冷延コイルを、グラビアオフセット印刷によるレジス
ト塗布処理後、電解エッチングを施して鋼板表面に線状
溝を形成した。この際、レジストとしてはエポキシ系樹
脂を主成分とするインキを用い、電解液はNaCl液を用
い、電流密度10 A/dm3で20秒間エッチング処理して表面
の線状幅を約200 μm 、溝深さを約20μm にしたもので
ある。このように線状溝を形成したコイルを湿水素雰囲
気中で850 ℃、1分間の脱炭焼鈍後、MgO を主成分とす
る焼鈍分離剤を塗布してから、乾水素雰囲気中で1200
℃、5時間の最終仕上焼鈍を施し、その後種々の温度、
引張応力で鋼板を圧延方向に引っ張った。かくして得ら
れた製品コイルの磁気特性について調べた結果を表1に
示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1から明らかなように、この発明に従う
適合例は、著しい鉄損低減が図られている。
【0019】
【発明の効果】この発明の低鉄損方向性電磁鋼板の製造
方法は、最終冷間圧延後で最終仕上焼鈍前又は最終仕上
焼鈍後に、鋼板表面にあらかじめ線状溝を形成し、この
線状溝を形成した鋼板に最終仕上焼鈍後、700 ℃以下の
温度にて、温度との所定の関係を満足するように張力F
を圧延方向に付与することにより、従来に比べてより一
層の低鉄損の方向性電磁鋼板を、工業的に簡便な方法に
より得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、電磁鋼板の鉄損特性に及ぼす線状溝の
繰り返し間隔の影響を調べたグラフである。
【図2】図2は、電磁鋼板の鉄損改善効果に及ぼす引張
応力及びその時の温度の影響を調べたグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 方向性電磁鋼素材に熱間圧延を施した
    後、1回又は中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して最
    終板厚とし、その後脱炭焼鈍、次いで最終仕上焼鈍を施
    す一連の工程により方向性電磁鋼板を製造するにあた
    り、 最終冷間圧延後で最終仕上焼鈍前又は最終仕上焼鈍後
    に、鋼板表面に線状溝を、繰り返し間隔5〜15mmでかつ
    圧延方向とほぼ直角方向に形成し、 この線状溝を形成した鋼板に最終仕上焼鈍後、700 ℃以
    下の温度にて、温度T(℃)との関係で次式 【数1】8−0.006 T≦F≦30−0.02T(kgf/mm2 ) を満足する張力Fを圧延方向に付与することを特徴とす
    る低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
JP4195376A 1992-07-22 1992-07-22 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 Pending JPH0641640A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100515461B1 (ko) * 1997-04-03 2005-11-25 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 초저철손일방향성규소강판
JP2008060353A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Jfe Steel Kk 積鉄心変圧器およびその製造方法
WO2024111639A1 (ja) * 2022-11-22 2024-05-30 日本製鉄株式会社 方向性電磁鋼板

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