JPH066745B2 - 方向性けい素鋼板の鉄損改善方法 - Google Patents

方向性けい素鋼板の鉄損改善方法

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JPH066745B2
JPH066745B2 JP29184785A JP29184785A JPH066745B2 JP H066745 B2 JPH066745 B2 JP H066745B2 JP 29184785 A JP29184785 A JP 29184785A JP 29184785 A JP29184785 A JP 29184785A JP H066745 B2 JPH066745 B2 JP H066745B2
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    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、変圧器等に使用される方向性けい素鋼板の
鉄損特性の有利な改善方法に関するものである。
方向性けい素鋼板は、主として変圧器その他の電気機器
の鉄心として用いられ、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際のエネルギー
損失すなわち鉄損が低いことが重要であり、近年のエネ
ルギー事情の悪化から特に鉄損の低い方向性けい素鋼板
に対する要求は一段と高まりつつある。
これまでにも鉄損を減少させるために、鋼板の結晶方位
を(110)＜001＞方位により高度に揃えること、Si含有量
を上げることにより鋼板の電気抵抗を増加させること、
そして不純物を低減させることなどが種々試みられた。
しかしながらこれらの冶金学的方法による鉄損の低減
は、近年の技術の向上によりほぼ限界に達している。
（従来の技術） そこで冶金学的な方法以外に鉄損を改良する方法が種々
提案されている。これらのなかで現在工業化されている
ものは、特公昭57-2252号公報等に示されているパルス
レーザー照射による鉄損低減法である。この方法を用い
ることにより従来に較べ鉄損の大巾な低減が可能になっ
たが、装置が高価なこと、レーザー励起用ランプの寿命
が短いことによるイニシアルコスト及びランニングコス
ト増が避けがたい。また使用するレーザーは可視光でな
い場合が多く安全上の対策もかかせない。
（発明が解決しようとする問題点） ところで発明者らは先に、上記のような欠点がなく、生
産性、作業性、安全性およびコストの面でより有利な手
段で著しく鉄損を低減させ得る方法として、プラズマ炎
の放射による方向性けい素鋼の鉄損低減方法を特願昭60
-236271号において提案した。
この発明は、上記のプラズマ炎を放射する方法におい
て、特に有利に鉄損を低減し得る方法を提案することを
目的とする。
（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、プラズマ炎の最適放射条件を見出すべ
く鋭意実験検討を重ねた結果、プラズマ炎放射のための
ノズルの穴径、出力電流及びノズルと鋼板との相対速度
が鋼板の鉄損低減効果と強い相関を有することを新たに
知見し、この発明を完成させるにいたったのである。
すなわちこの発明は、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼
板の表面に、ノズル穴径が2.0mm以下のトーチを用いて
プラズマ炎を放射するに際し、出力電流の電流密度W(A/
mm2)およびノズルと鋼板との相対速度v(mm/s)が、次
式、 を満足する条件下に、圧延方向と交わる方向にプラズマ
炎の放射を施すことから成る方向性けい素鋼板の鉄損改
善方法であり、かかる改善法の実施においては、プラズ
マ炎の放射間隔を２〜30mmとすことが好ましい。
以下この発明を由来した実験結果に基づき具体的に説明
する。
仕上げ焼鈍済みの0.23mm厚の鋼板に、ノズル穴径0.05〜
２．５mmを持つトーチよりプラズマ炎を放射した。
プラズマ発生はタングステンを主成分とする陰極と陽極
間に電圧を印加しアルゴン又はアルゴンと水素の混合ガ
スを流すことにより発生させた。
出力電流はノズル穴径が大きい程大電流を流せるが1A〜
300Aの範囲で変えた。
プラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向とほぼ直角な向きに
連続な線状に放射し、圧延方向の放射間隔は6.35mmとし
た。プラズマ炎の放射滞留時間を決めるノズルと鋼板と
の相対速度は１mm/s〜4000mm/sの範囲で変化させた。こ
の相対速度とは、鋼板を静止させておきノズルを圧延方
向と直角方向に移動させながらプラズマ炎を放射する時
はそのノズルの移動速度であり、他方ノズルを固定し鋼
板をその圧延方向と直角方向に移動させる場合には鋼板
の移動速度に当る。
上記の広範囲にわたる実験の結果、ノズル穴径が2.0mm
を超える場合を除いて各ノズル穴径でプラズマ放射条件
を適切に選べは著しい鉄損の低減が達成されることが見
出された。
そこでさらに発明者らは、ノズル穴径が2.0mm以下の場
合について良好な鉄損減効果が得られる条件を詳細に検
討した結果、出力電流の電流密度及びノズルと鋼板との
相対速度が鉄損低減効果に大きく影響することを見出し
た。ここで電流密度とは出力電流をノズル穴断面積で除
した値である。
第１図に、プラズマ炎の電流密度W(A/mm2)およびノズル
と鋼板との相対速度v(mm/s)の比W/vと、鉄損低減分ΔW
(W/Kg)との関係を示す。使用したノズル穴径は、それぞ
れ0.1mm，0.5mm，1mmおよび2mmの４種類であり、図では
これらの結果をまとめて示してある。
同図より明らかなように、鉄損低減はW/vに依存し、W/v
が次式、 の範囲を満足する場合に効果的な節損の低減が達成され
ることが判明した。
次に、ノズル穴径：0.15mm、W/v＝２の条件の下にプラ
ズマ炎を放射した場合の、圧延方向の放射間隔と鉄損低
減効果との関係について調べた結果を第２図に示すが、
放射間隔は２〜30mmが望ましいことがわかる。それ以外
では鉄損はむしろ劣化する場合がある。
プラズマ炎の放射の方向は圧延方向に垂直な方向にて最
も鉄損の低減をもたらすが、その方向より45°までづれ
ていても鉄損低減効果が認められた。
さらに連続した線状ではなく非連続な直線あるいは曲線
状に放射してもかまわない。
（作 用） プラズマ炎放射によって鉄損の減少する理由は、プラズ
マ炎が放射された部分が磁気的に硬質になり、それによ
って磁区が細分化されたものと推定される。
この発明のプラズマ炎放射に用いる鋼板は、MnS，MnS
e，ＡｌＮ及びSbなどをインヒビターとして含むけい素
鋼熱延板を１回または中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延
により最終板厚とした後、脱炭焼鈍を施し、次いでMg0
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから約1200℃の高
温で仕上げ焼鈍した鋼板であり、二次再結晶が完了して
いる方向性けい素鋼板である。
通常、仕上げ焼鈍済み鋼板には仕上げ焼鈍時に生成する
フオルステライト被膜で覆われているが、プラズマ炎放
射はこのフオルステライト被膜上からでもまたフオルス
テライト被膜が無い状態、さらには通常フオルステライ
ト被膜上に上塗りするりん酸塩を主成分するコーチング
被膜上から行っても良い。
又プラズマ放射後、再コーチングしても良い。
プラズマ炎の放射は非移行型、移行型どちらでも良いが
非移行型の方が放射が容易である。
プラズマ炎発生のためのガスは、Ar，N2，H2等の不活性
及び非酸化性ガスならびにこれ等の混合ガスが望ましい
が、酸化性ガスおよびこれらの混合でもかまわない。
（実施例） 実施例１ 最終焼鈍を施した0.23mm厚の方向性けい素鋼板の表面
に、０．１mm及び２．５mmのノズル穴径を持つトーチに
より、プラズマ炎を、電流密度W(A/mm2)ならびにノズル
と鋼板との相対速度v(mm/s)を種々に変化させながら放
射した。ガスはアルゴンガスを用い、その時の電圧は30
Vとした。放射の方向は圧延方向と垂直な方向で連続な
線状に放射し、圧延方向の間隔は10mmとした。
放射前後における磁気特性を単板磁気試験装置で測定し
た結果を表１に示す。
同表より明らかなように０．１mmのノズル穴径で、 を満足する条件下に放射を施した場合には、大幅な鉄損
向上が見られた。
実施例２ 最終焼鈍済みの0.23mm厚の方向性けい素鋼板の表面に、
0.15mmのノズル穴径を持つトーチによりプラズマ炎を放
射した。このときの出力電流の電流密度は400A/mm2，電
圧は30V，ノズルと鋼板との相対速度は200mm/sであり、
圧延方向の放射間隔を１〜50mmまで変化させた。ガスは
アルゴンガスを用い、放射の方向は圧延方向と垂直な方
向で連続な線状に放射した。
放射前後の磁気特性を単板磁気試験装置で測定した結果
を表２に示す。
放射間隔が２〜30mmの範囲でとりわけ良好な鉄損の向上
が見られた。
（発明の効果） かくしてこの発明によれば、プラズマ炎放射による方向
性けい素鋼板の大幅な鉄損低減が安定して実現される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、プラズマ炎の電流密度W(A/mm2)およびノズル
と鋼板との相対速度v(mm/s)の比W/vと、鉄損低減分ΔW
17/50(W/Kg)との関係を示したグラフ、 第２図は、プラズマ炎の放射間隔とΔW17/50との関係を
示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 甫朋 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板の表面
    に、ノズル穴径が2.0mm以下のトーチを用いてプラズマ
    炎を放射するに際し、出力電流の電流密度W(A/mm2)およ
    びプラズマ炎放射ノズルと鋼板との相対速度v(mm/s)
    が、次式、 を満足する条件下に、圧延方向と交わる方向にプラズマ
    炎の放射を施すことを特徴とする方向性けい素鋼板の鉄
    損改善方法。
  2. 【請求項２】プラズマ炎の放射間隔が、２〜30mmである
    特許請求の範囲第１項記載の方法。
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