JPH09143559A - 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH09143559A
JPH09143559A JP7295117A JP29511795A JPH09143559A JP H09143559 A JPH09143559 A JP H09143559A JP 7295117 A JP7295117 A JP 7295117A JP 29511795 A JP29511795 A JP 29511795A JP H09143559 A JPH09143559 A JP H09143559A
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JP
Japan
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annealing
surface layer
cold rolling
steel sheet
secondary recrystallization
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JP7295117A
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English (en)
Inventor
Isao Iwanaga
功 岩永
Katsuro Kuroki
克郎 黒木
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Plant Designing Corp
Original Assignee
Nittetsu Plant Designing Corp
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表層部に低C領域を有する素材を用いた、高
磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 重量比で、C:0.03〜0.10%、
Si:2.5〜4.5%、Mn:0.02〜0.15
%、S:0.01〜0.05%、酸可溶性Al:0.0
1〜0.04%、N:0.003〜0.015%を含
み、残部Fe及び不可避的不純物からなるスラブを素材
とし、熱延、析出焼鈍後、最終冷延圧下率50%以上の
1回ないし中間焼鈍を含む2回以上の冷間圧延を施し、
さらに脱炭焼鈍と仕上げ焼鈍を行う一方向性電磁鋼板の
製造方法において、0.005%≦内層C−表層C≦
0.03%、その他元素は上記同様に含有する鋳片表層
部を片面5%以上、25%以下両面に有することを特徴
とする高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。 【効果】 鋳片表層部に片面5%以上、30%以下両面
に十分な低C領域を有することにより、2次再結晶前の
ゴス核が増えることで、2次再結晶が安定し磁気特性が
改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表層部に低C領域
を有する素材を用いた一方向性電磁鋼板の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一方向性電磁鋼板は、トランス等の電気
機器の鉄心材料として使用されており、磁気特性として
励磁特性と鉄損特性が良好でなくてはならない。しかも
近年特にエネルギーロスの少ない低鉄損素材への市場要
求が強まっている。
【0003】磁束密度の高い鋼板は、鉄損が低くまた鉄
心を小さく出来るので、極めて重要な開発目標である。
この高い磁束密度を有する一方向性電磁鋼板は、適切な
冷延と焼鈍とにより熱延板から最終板厚にした鋼板を仕
上げ焼鈍して{110}〈001〉方位(ゴス方位)を
有する1次再結晶粒を選択成長させる、いわゆる2次再
結晶によって得られる。
【0004】2次再結晶は、2次再結晶前の鋼板中に微
細な析出物、例えばMnS,AlN,MnSe,Cu2
S,BN,(Al,Si)N等が存在すること、あるい
はSn,Sb等の粒界偏析型の元素が存在することによ
って達成される。これら析出物、粒界偏析型の元素は、
J.B.May and Tnrnbull(Trans.Met.Soc.AIME 212(1958)
P.769/781)によって説明されているように、仕上げ焼
鈍工程で{110}〈001〉方位以外の1次再結晶粒
の成長を抑え、{110}〈001〉方位粒を選択的に
成長させる機能を持つ。
【0005】この様な粒成長の抑制効果は、一般にはイ
ンヒビター効果と呼ばれている。従って当該分野の研究
開発の重点課題は、いかなる種類の析出物、あるいは粒
界偏析型の元素を用いて2次再結晶を安定させるか、そ
して正確な{110}〈001〉方位粒の存在割合を高
めるために、それらの適切な存在状態をいかに達成する
かにある。
【0006】特に最近では、一種類の析出物による方法
では{110}〈001〉方位の高度の制御に限界があ
るため、各析出物について長所、短所を深く解明するこ
とにより、いくつかの析出物を有機的に組み合わせて、
より磁束密度の高い製品を安定に、且つコストを安く製
造できる技術の開発が進められている。
【0007】現在、工業生産されている代表的な一方向
性電磁鋼板の製造方法として3種類あるが、各々につい
ては長所、短所がある。第一の技術は、M.F.Littmnann
による特公昭30−3651号公報に示されたMnSを
用いた二回冷延工程であり、得られる2次再結晶粒は安
定して発達するが、高い磁束密度が得られない。
【0008】第二の技術は、田口等による特公昭40−
15644号公報に示された、AlN+MnSを用いた
最終冷延を80%以上の高圧下率とするプロセスであ
り、高い磁束密度は得られるが、工業生産に際しては製
造条件の厳密なコントロールが要求される。
【0009】第三の技術は、今中等による特公昭51−
13469号公報に示された、MnS(及び/又はMn
Se)+Sbを含有する珪素鋼を二回冷延工程によって
製造するプロセスであり、比較的高い磁束密度は得られ
るが、Sb,Seのような有害でかつ高価な元素を使用
し、しかも二回冷延法であることから製造コストが高く
なる。
【0010】また上記3種類の技術においては、共通し
て次のような問題がある。すなわち上記技術はいずれも
析出物を微細・均一に制御する技術として、熱延に先立
つスラブ加熱温度を、第一の技術では1260℃以上、
第二の技術では特開昭48−51852号公報に示すよ
うに、素材Si量によるが3%Siの場合で1350
℃、第三の技術では特開昭51−20716号公報に示
すように1230℃以上、高い磁束密度の得られた実施
例では1320℃といった、極めて高い温度にすること
によって粗大に存在する析出物を一旦固溶させ、その後
の熱延中あるいは熱処理中に析出させている。
【0011】スラブ加熱温度を上げることは、加熱時の
使用エネルギーの増大やノロの発生による歩留り低下及
び加熱炉の補修頻度の増大に起因する設備稼働率の低
下、さらには特公昭57−41526号公報に示される
ように、線状2次再結晶不良が発生するため、連続鋳造
スラブを使用できないという問題がある。
【0012】しかし、このようなコスト上の問題以上に
重要なことは、鉄損向上のためにSiを多く、製品板厚
を薄くといった手段をとると、この線状2次再結晶不良
の発生が増大し、高温スラブ加熱法を前提にした技術で
は将来の鉄損向上に希望を持てない。
【0013】これに対し、特公昭61−60896号公
報に示されている技術では、鋼中のSを少なくすること
によって2次再結晶が極めて安定し、高Si薄手製品を
可能にした。しかしこの技術は、量産規模で工場生産す
る上で磁束密度の安定性に問題があり、例えば特開昭6
2−40315号公報に開示されているような改良技術
が提案されているが、今まで完全に解決するには至って
いない。
【0014】一方、熱延後冷延前までに脱炭焼鈍を施
し、板表層部再結晶領域を増やすことで1次再結晶板で
のゴス核量の多い層を増やし、2次再結晶の安定化、磁
性向上を図ることが、特開昭59−232227号公報
及び特開昭61−117215号公報に開示されてい
る。しかしこのような冷延前の厚い板で、しかも連続ラ
インで脱炭するのは効率が悪いため、脱炭が不十分か又
は生産性が著しく下がるという問題がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のように製造が困難であった一方向性電磁鋼板(特に薄
手材)の、安定して磁気特性の優れた製造方法を提供す
ることである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決すべく検討を重ねた結果、スラブに公知のインヒ
ビター元素を含む一方向性電磁鋼板の製造方法におい
て、鋳片表層部に片面5%以上、30%以下両面に十分
な低C領域を有することにより、2次再結晶前のゴス核
が増えることで、2次再結晶が安定し磁気特性が改善さ
れることを見いだした。
【0017】本発明の要旨は次の通りである。 (1) 重量比で、C:0.03〜0.10%、Si:
2.5〜4.5%、Mn:0.02〜0.15%、S:
0.01〜0.05%、酸可溶性Al:0.01〜0.
04%、N:0.003〜0.015%を含み、残部F
e及び不可避的不純物からなるスラブを素材とし、熱
延、析出焼鈍後、最終冷延圧下率50%以上の1回ない
し中間焼鈍を含む2回以上の冷間圧延を施し、さらに脱
炭焼鈍と仕上げ焼鈍を行う一方向性電磁鋼板の製造方法
において、0.005%≦内層C−表層C≦0.03
%、その他元素は上記同様に含有する鋳片表層部を片面
5%以上、25%以下両面に有することを特徴とする高
磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
【0018】(2) 前記素材の最終冷延圧下率が80
%以上である(1)記載の方法。 (3) 重量比で、C:0.03〜0.10%、Si:
2.5〜4.5%、Mn:0.02〜0.15%、酸可
溶性Al:0.01〜0.04%、N:0.003〜
0.015%で、さらにSb:0.01〜0.15%お
よびS,Se:0.01〜0.05%を少なくとも1種
含有する溶鋼を用いる(1)記載の方法。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
一般に一方向性電磁鋼板を製造するに際して、仕上げ焼
鈍中に板厚表面付近から2次再結晶することが知られて
いる。これは2次再結晶に際して、ゴス方位粒が成長す
るまで他の方位粒の成長を抑制するインヒビター(Al
N,MnS等の析出物)が、仕上げ焼鈍中に析出物のオ
ストワルド成長、脱N・S等により板厚表面付近から劣
化するためと考えられている。
【0020】この板表面からのインヒビター劣化は界面
律速であるため、2次再結晶焼鈍前のインヒビター強度
が同じ場合、より薄手材ほど板厚表面付近でのインヒビ
ターが劣化し易く、良好なゴス方位粒2次再結晶が困難
になる。一方、2次再結晶時の板表面付近のインヒビタ
ー強度を適正にしようとすると、板内部のインヒビター
強度が強すぎて2次再結晶が困難になる。
【0021】そこで検討を重ねた結果、鋳片表層部に片
面5%以上、25%以下両面に十分な低C領域を有する
ことにより、2次再結晶前のゴス・リッチ層を増やすこ
とで、工業的に2次再結晶が安定し磁気特性が改善され
ることを見いだした。なおこの効果は製品薄手材ほど顕
著である。図1は、上記の表層部低C化による磁性改善
効果を示す。
【0022】次に、本発明において鋼組成及び製造条件
を上述のように限定した理由を説明する。2次再結晶前
の板厚表層付近のゴス・リッチ層を増やし、特に製品薄
手材の2次再結晶が安定化して優れた磁気特性が得られ
るように、0.005%≦内層C−表層C≦0.03
%、その他元素は内層同様に含有する鋳片表層部を両面
に有することを規定した。
【0023】内層部のCはγ相を適当に生じ析出物の微
細分散が良いように下限を0.03%とし、また脱炭が
困難とならない限り高めとし、その上限を0.10%と
する。また脱炭スラブ表層部分の厚み比は、2次再結晶
が発現する領域付近である片面5%以上、25%以下両
面に限定する。
【0024】一方、以下に述べる元素については、スラ
ブ内・表層とも同一成分量とした。Siは、鉄損を良く
するため下限を2.5%とするが、多すぎると冷間圧延
の際に割れ易く加工が困難となるので、上限を4.5%
とする。
【0025】更に以下の成分は、2次再結晶のための析
出分散相として使用する不純物であり、効果的作用のた
めには適当量含有させる必要がある。すなわちMn:
0.02〜0.15%、S:0.01〜0.05%、酸
可溶性Al:0.01〜0.04%、N:0.003〜
0.015%、Sb:0.01〜0.15%、Se:
0.01〜0.05%を2種以上適宜組み合わせること
で、Goss方位粒集積度の高い2次再結晶を得ること
が出来る。その他Cu,Snはインヒビターを強くする
目的で1.0%以下となるように少なくとも1種添加し
ても良い。
【0026】次にこの鋳造スラブを熱延し、更に950
〜1200℃で30秒〜30分の焼鈍を行った後、最終
冷延圧下率が80%以上になる1回ないし中間焼鈍を含
む2回以上の冷間圧延を施し、厚み200μm以下の最
終板厚とする。
【0027】この後湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を行い、
更にMgO等の焼鈍分離剤を塗布して、2次再結晶と純
化のため1100℃以上の仕上焼鈍を行うことで、高い
磁束密度を有する薄手一方向性電磁鋼板が製造される。
【0028】
【実施例】
(実施例1)鋳造方向に垂直に鋳片全幅に静磁場を形成
させ、これを境界として表1に示す鋼成分を含有する溶
鋼を供給することで、表層厚み比10%なる連続鋼塊
A,B,Cを得た。また鋼塊Dは、単一成分の溶鋼を供
給する通常の方法で作成した。次にこれらの鋼塊を13
50℃で1時間加熱した後熱延し、2.3mm、1.7m
m、1.2mm厚の熱延板とした。
【0029】次いでこれらの熱延板を1050℃で5分
間焼鈍を行い、更に酸洗した後冷間圧延を行い、0.3
0〜0.15mm厚(冷延圧下率87.0%)にした。次
にこの冷延板を湿潤水素中で脱炭焼鈍し、MgO粉を塗
布した後、1200℃に10時間水素ガス雰囲気中で高
温焼鈍を行った。この製品板の磁気測定を行った結果
は、表2に示すように、特に0.22mm以下の薄手材で
は本発明材A,Bの方が、比較材C,Dよりも良好な磁
気特性が得られた。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】(実施例2)鋳造方向に垂直に鋳片全幅に
静磁場を形成させ、これを境界として表3に示す鋼成分
を含有する溶鋼を供給することで、連続鋼塊E,F,G
を得た。また鋼塊Hは、単一成分の溶鋼を供給する通常
の方法で作成した。次にこれらの鋼塊を加熱し熱間圧延
で2.3mm、1.7mm、1.2mm厚の熱延板とした。
【0033】次いでこれらの熱延板を1050℃で5分
間焼鈍を行い、更に酸洗した後冷間圧延を行い、0.3
0〜0.15mm厚(冷延圧下率87.0%)にした。次
にこの冷延板を湿潤水素中で脱炭焼鈍し、MgO粉を塗
布した後、1200℃に10時間水素ガス雰囲気中で高
温焼鈍を行った。この製品板の磁気測定を行った結果
は、表4に示すように、特に0.22mm以下の薄手材で
は本発明材E,Fの方が、比較材G,Hよりも良好な磁
気特性が得られた。
【0034】
【表3】
【0035】
【表4】
【0036】(実施例3)鋳造方向に垂直に鋳片全幅に
静磁場を形成させ、これを境界として表5に示す鋼成分
を含有する溶鋼を供給することで、連続鋼塊I,J,K
を得た。また鋼塊Lは、単一成分の溶鋼を供給する通常
の方法で作成した。次にこれらの鋼塊を加熱し熱間圧延
で1.7mm厚の熱延板とした。
【0037】次いでこれらの熱延板を1050℃で5分
間焼鈍を行い、更に酸洗した後冷間圧延を行い、0.3
0〜0.15mm厚(冷延圧下率90.0%)にした。次
にこの冷延板を湿潤水素中で脱炭焼鈍し、MgO粉を塗
布した後、1200℃に10時間水素ガス雰囲気中で高
温焼鈍を行った。この製品板の磁気測定を行った結果
は、表6に示すように、特に0.22mm以下の薄手材で
は本発明材I,Jの方が、比較材K,Lよりも良好な磁
気特性が得られた。
【0038】
【表5】
【0039】
【表6】
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、スラブに公知のインヒ
ビター元素を含む一方向性電磁鋼板の製造方法におい
て、鋳片表層部に片面5%以上、30%以下両面に十分
な低C領域を有することにより、2次再結晶前のゴス核
が増えることで、2次再結晶が安定し磁気特性が改善さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】板厚0.15mm薄手材での表層部低C化と磁気
特性との関係を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 1/16 H01F 1/16 B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で、 C :0.03〜0.10%、 Si:2.5〜4.5%、 Mn:0.02〜0.15%、 S :0.01〜0.05%、 酸可溶性Al:0.01〜0.04%、 N :0.003〜0.015%を含み、残部Fe及び
    不可避的不純物からなるスラブを素材とし、熱延、析出
    焼鈍後、最終冷延圧下率50%以上の1回ないし中間焼
    鈍を含む2回以上の冷間圧延を施し、さらに脱炭焼鈍と
    仕上げ焼鈍を行う一方向性電磁鋼板の製造方法におい
    て、0.005%≦内層C−表層C≦0.03%、その
    他元素は上記同様に含有する鋳片表層部を片面5%以
    上、25%以下両面に有することを特徴とする高磁束密
    度一方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記素材の最終冷延圧下率が80%以上
    である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 重量比で、 C :0.03〜0.10%、 Si:2.5〜4.5%、 Mn:0.02〜0.15%、 酸可溶性Al:0.01〜0.04%、 N :0.003〜0.015% で、さらに Sb:0.01〜0.15%およびS,Se:0.01
    〜0.05%を少なくとも1種含有する溶鋼を用いる請
    求項1記載の方法。
JP7295117A 1995-11-14 1995-11-14 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH09143559A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341218B1 (ko) * 2005-10-28 2013-12-12 노벨리스 인코퍼레이티드 주조 금속의 균질화 및 열처리 방법

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