JPS5834531B2 - 磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents
磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造方法Info
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- JPS5834531B2 JPS5834531B2 JP303079A JP303079A JPS5834531B2 JP S5834531 B2 JPS5834531 B2 JP S5834531B2 JP 303079 A JP303079 A JP 303079A JP 303079 A JP303079 A JP 303079A JP S5834531 B2 JPS5834531 B2 JP S5834531B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁束密度に優れ且鉄損の低い高級無方向性珪素
鋼板の製造方法に関する。
鋼板の製造方法に関する。
近年、大型回転機用電磁鋼板としての無方向性珪素鋼板
に対するグレードアップの要求は電気機器メーカー間に
おいて益々強くなって来ている。
に対するグレードアップの要求は電気機器メーカー間に
おいて益々強くなって来ている。
鉄鋼メーカーの間でもこれらの要望に答えるべく鋭意そ
の研究が進められており、工業的にもJISに規定され
ているS9迄の高級グレードの無方向性珪素鋼板の製造
が行なわれる様になった。
の研究が進められており、工業的にもJISに規定され
ているS9迄の高級グレードの無方向性珪素鋼板の製造
が行なわれる様になった。
この種の高級グレードの無方向性珪素鋼板の製造におい
ては磁気時効を起さない事と高磁場での急激な磁性劣化
を起さない様な製品を得る条件を選択することが不可欠
であり、この両者の特性が具備されないことには、大型
電気機器用としての価値はなくなってしまう。
ては磁気時効を起さない事と高磁場での急激な磁性劣化
を起さない様な製品を得る条件を選択することが不可欠
であり、この両者の特性が具備されないことには、大型
電気機器用としての価値はなくなってしまう。
例えば脱炭に際して、高磁場に悪い酸化層を如何にして
作らない様にするか等について種々の研究が行なわれ提
案されている。
作らない様にするか等について種々の研究が行なわれ提
案されている。
電磁鋼板の脱炭処理については熱延板の状態で磁気時効
のないC量即ちC : <0.0 0 3%に脱炭する
方法が例えば特公昭41−12339号公報或は特開昭
50−98423号公報において提案されているが、一
般的には冷延板の状態での脱炭処理が多く実施されてい
る。
のないC量即ちC : <0.0 0 3%に脱炭する
方法が例えば特公昭41−12339号公報或は特開昭
50−98423号公報において提案されているが、一
般的には冷延板の状態での脱炭処理が多く実施されてい
る。
此の様な公知の方法ではS8相当品を得ることは不可能
であり、例えば米国特許第3116179号明細書記載
の方法ではたかだかS12相当品が限界である。
であり、例えば米国特許第3116179号明細書記載
の方法ではたかだかS12相当品が限界である。
又、特開昭53−66816号公報には87〜8相当品
を得るには2回以上の冷延を行うことが不可欠であり、
而もこの場合、鋼スラブ中の硫黄と酸素は、極力低く却
制されるべきことが述べられているが、この様な磁性に
有害な元素を極力低含量に制限しても唯1回の冷延では
S7〜8相当品はおろか89〜10相当品さえも製造す
ることは不可能であるとされている。
を得るには2回以上の冷延を行うことが不可欠であり、
而もこの場合、鋼スラブ中の硫黄と酸素は、極力低く却
制されるべきことが述べられているが、この様な磁性に
有害な元素を極力低含量に制限しても唯1回の冷延では
S7〜8相当品はおろか89〜10相当品さえも製造す
ることは不可能であるとされている。
元来、高級グレードの無方向性珪素鋼板の製造において
は、窒素、硫黄、酸素等の磁性に有害な不純物を極力少
くシ、又処理工程で土族する窒化物、硫化物、酸化物に
ついても極力少く押えることが知られている。
は、窒素、硫黄、酸素等の磁性に有害な不純物を極力少
くシ、又処理工程で土族する窒化物、硫化物、酸化物に
ついても極力少く押えることが知られている。
しかし、之等の鋼中の不純物量を単に規制するのみでは
高級グレードの無方向性珪素鋼板をうることはできない
。
高級グレードの無方向性珪素鋼板をうることはできない
。
本発明者等は安価に88相当品を得る方法について種々
研究を重ねた結果、素材成分中の或る成分量を特定する
と共に、熱延板の焼鈍条件をも特定することにより唯一
回の冷延で、S9〜10相当品は勿論のことS8相当品
の無方向性電磁鋼板の製造を可能にした。
研究を重ねた結果、素材成分中の或る成分量を特定する
と共に、熱延板の焼鈍条件をも特定することにより唯一
回の冷延で、S9〜10相当品は勿論のことS8相当品
の無方向性電磁鋼板の製造を可能にした。
無方向性珪素鋼板においても特に高級グレードのもので
は、その結晶配列はランダムではなく、所謂ゴス方位と
称される結晶配列である方が有効であり、特に大型回転
機等セグメント状コアーにおいては圧延方向に平行な方
向に良い磁性を示すことを利用して機器の総合特性を高
める方法がとられている。
は、その結晶配列はランダムではなく、所謂ゴス方位と
称される結晶配列である方が有効であり、特に大型回転
機等セグメント状コアーにおいては圧延方向に平行な方
向に良い磁性を示すことを利用して機器の総合特性を高
める方法がとられている。
この場合、中間焼鈍を含む2回以上の冷延により製造さ
れるプロセスでは中間焼鈍及び最終冷延の圧下率を特定
する等の調整で圧延方向に良好な磁性を得ていることは
周知である。
れるプロセスでは中間焼鈍及び最終冷延の圧下率を特定
する等の調整で圧延方向に良好な磁性を得ていることは
周知である。
本発明の基本思想は特定された鋼素材を用いしかも熱延
板の焼鈍条件を規定することにより圧延方向と直角方向
の磁性バランスを最適にし良好な磁気特性を付与せしめ
んとするものである。
板の焼鈍条件を規定することにより圧延方向と直角方向
の磁性バランスを最適にし良好な磁気特性を付与せしめ
んとするものである。
大型回転電気機器用電磁材料としては、高磁場特性と優
れた非時効性を示すことが要求されることは前にも述べ
たが、非時効性の向上のために必要に応じて行う脱炭焼
鈍において鋼板表面への酸化層の生成を防止することに
苦慮しており、特に珪素、アルミニウムを含む鋼板の場
合にその対策に著しく苦慮している。
れた非時効性を示すことが要求されることは前にも述べ
たが、非時効性の向上のために必要に応じて行う脱炭焼
鈍において鋼板表面への酸化層の生成を防止することに
苦慮しており、特に珪素、アルミニウムを含む鋼板の場
合にその対策に著しく苦慮している。
本発明は唯一回の冷延で88〜9相当品を得べく鋼スラ
ブ成分中、特に窒素と硫黄の含有量を規定すると共に、
磁性が最適となる様な熱延板の焼鈍条件を明確に規定し
、更に仕上げ焼鈍に際しては鋼板表面に酸化層を形成し
ない様な条件を設定することにより、その目的を達成し
得たものである。
ブ成分中、特に窒素と硫黄の含有量を規定すると共に、
磁性が最適となる様な熱延板の焼鈍条件を明確に規定し
、更に仕上げ焼鈍に際しては鋼板表面に酸化層を形成し
ない様な条件を設定することにより、その目的を達成し
得たものである。
以下本発明について詳細に述べる。
本発明の出発珪素鋼は、例えば転炉溶製法等の種々の溶
製手段により溶製され、更に必要に応じて取鍋精錬成は
真空脱ガス等の精錬工程が附加されうる。
製手段により溶製され、更に必要に応じて取鍋精錬成は
真空脱ガス等の精錬工程が附加されうる。
かくして溶製された鋼はついで製塊法、或は連続鋳造法
等の塊成化手段により塊成化され、鋼スラブとされる。
等の塊成化手段により塊成化され、鋼スラブとされる。
この鋼スラブは、本発明に従ってC:≦0.020%、
Si:1.5〜3.5%、S:≦0.0 0 5 %、
AA : 0.1〜1.5%、N二<0.004優
、残部実質的にFeからなる。
Si:1.5〜3.5%、S:≦0.0 0 5 %、
AA : 0.1〜1.5%、N二<0.004優
、残部実質的にFeからなる。
鋼中のCは非時効性に影響があるので溶製段階で必要あ
らば真空脱ガス等の脱炭手段を用いて極低炭素含有量に
すべきである。
らば真空脱ガス等の脱炭手段を用いて極低炭素含有量に
すべきである。
C量が0.003%以下の場合は冷延板での仕上げ焼鈍
において脱炭を強いて行う必要はなく雰囲気を非酸化性
とし焼鈍するが、C量が0.003%以上の場合は脱炭
焼鈍が必要になる。
において脱炭を強いて行う必要はなく雰囲気を非酸化性
とし焼鈍するが、C量が0.003%以上の場合は脱炭
焼鈍が必要になる。
この場合鋼板表面に酸化層を生成することのない条件、
例えば本発明者等の一部によって開発された特願昭52
−132668号(特開昭54−66320号)明細書
に述べられている如き脱炭条件を用いて脱炭し、C量を
0.003%以下にすることができる。
例えば本発明者等の一部によって開発された特願昭52
−132668号(特開昭54−66320号)明細書
に述べられている如き脱炭条件を用いて脱炭し、C量を
0.003%以下にすることができる。
しかし、鋼スラブ中のC量が0.020%以上になると
以後の処理工程中において優れた非時効性を得る事は出
来なくなる。
以後の処理工程中において優れた非時効性を得る事は出
来なくなる。
鋼スラブ中のNは磁性に有害なklNの固溶を防止する
ために0.004%以下にしなければならない。
ために0.004%以下にしなければならない。
第1図はS、N含有量と鉄損値との関係を示したもので
あるが、Nが0.004%を超すと鉄損値が悪くなる。
あるが、Nが0.004%を超すと鉄損値が悪くなる。
これはA7Nの微小介在物の増加により結晶粒の生成が
阻害され鉄損値の劣化を示すものと思われる。
阻害され鉄損値の劣化を示すものと思われる。
鋼スラブ中のSはNの含有量の規制に関連して0.00
5%以下とすることが必要で、0.005%を超えると
磁性が劣化し本発明の目的とする高級グレードの成品が
得られなくなる。
5%以下とすることが必要で、0.005%を超えると
磁性が劣化し本発明の目的とする高級グレードの成品が
得られなくなる。
Siは1.5係未満になると固有抵抗の減少により鉄損
値の向上は少くなる。
値の向上は少くなる。
一方3.5饅を超えると冷延性が悪くなる。
Siの含有量を2.5〜3.2係とした場合最も好まし
い結果を得ることが出来る。
い結果を得ることが出来る。
Alは1.5饅を超えると冷延性が悪く、又0.1係未
満ではAANの固溶が増大するので0.1係以上にすべ
きである。
満ではAANの固溶が増大するので0.1係以上にすべ
きである。
又更に希土類元素又はCa等の元素を添加して介在物の
凝集無害化をはかることも出来る。
凝集無害化をはかることも出来る。
上記した成分の鋼スラブは1200℃以下の温度に加熱
され、中間寸法に熱間圧延されるがこれ以上の温度に加
熱されるとAlNの固溶化が進む。
され、中間寸法に熱間圧延されるがこれ以上の温度に加
熱されるとAlNの固溶化が進む。
本発明における最適の加熱温度は1150℃以下である
。
。
熱延板の厚みは特に限定されるものではないが最適の磁
気特性を有する製品を得るためには冷間圧延率を70〜
80%とするのが好ましく、このために製品板厚との関
係において適宜に定める。
気特性を有する製品を得るためには冷間圧延率を70〜
80%とするのが好ましく、このために製品板厚との関
係において適宜に定める。
上記の如くして得られた熱延板は非酸化性雰囲気で連続
焼鈍されるが製品のグレードにより所望の結晶粒が得ら
れる様に900〜1000℃の温度範囲で1〜7分間の
時間範囲で適宜の組合せにより焼鈍を行うが、一般に高
温側では短時間側を、低温側では長時間側を採用する。
焼鈍されるが製品のグレードにより所望の結晶粒が得ら
れる様に900〜1000℃の温度範囲で1〜7分間の
時間範囲で適宜の組合せにより焼鈍を行うが、一般に高
温側では短時間側を、低温側では長時間側を採用する。
しかしながら必ずしもこの組合せに限定される必要はな
い。
い。
焼鈍後の熱延板の結晶粒の大きさは限定されるものでは
ないが目標とする製品グレードによって変化し、例えば
S9相当品ならば粒径0.101m以上、S8相当品で
は0.13〜0.15mmとなる様に熱延板の焼鈍条件
を選択することが好ましい。
ないが目標とする製品グレードによって変化し、例えば
S9相当品ならば粒径0.101m以上、S8相当品で
は0.13〜0.15mmとなる様に熱延板の焼鈍条件
を選択することが好ましい。
第1表に熱延板の焼鈍条件と磁性との関係を例示した。
上記の如くして得られた熱延板はついで製品板厚まで一
回の冷間圧延により圧延されるが圧延方式はクンデム圧
延方式或はリバース圧延方式の倒れでもよい。
回の冷間圧延により圧延されるが圧延方式はクンデム圧
延方式或はリバース圧延方式の倒れでもよい。
この場合の冷延圧下率は特に限定はしないが70〜80
咎が最も好ましい。
咎が最も好ましい。
かくして唯一回の冷延により製品板厚とされた冷延板は
優れた磁気特性を付与するため焼鈍されるが、高級グレ
ードの製品とするために950℃〜t ioo℃の温度
範囲に1〜5分間の時間範囲で適宜の温度一時間の組合
せで焼鈍される。
優れた磁気特性を付与するため焼鈍されるが、高級グレ
ードの製品とするために950℃〜t ioo℃の温度
範囲に1〜5分間の時間範囲で適宜の温度一時間の組合
せで焼鈍される。
焼鈍温度が950°C未満では所望の再結晶組織が得ら
れず又鉄損値が劣化する。
れず又鉄損値が劣化する。
又焼鈍時間が1分未満では充分な焼鈍効果が得られなく
なり、他方5分を超える焼鈍時間は不経済であると共に
板面性状を劣化させる。
なり、他方5分を超える焼鈍時間は不経済であると共に
板面性状を劣化させる。
この焼鈍においては、特に製品の高磁場特性の劣化を招
くことがないように、鋼板表面に酸化層を形成させない
様にしなければならない。
くことがないように、鋼板表面に酸化層を形成させない
様にしなければならない。
従って製品ゲージで脱炭の必要のない例えば素材中C量
が0.003%以下の場合、この焼鈍雰囲気は非酸化性
、好ましくはP H20/ P H2< 0. を以下
(但しPH2o;水蒸気分圧、PH2;水素分圧)とな
る様な雰囲気とすることが望ましい。
が0.003%以下の場合、この焼鈍雰囲気は非酸化性
、好ましくはP H20/ P H2< 0. を以下
(但しPH2o;水蒸気分圧、PH2;水素分圧)とな
る様な雰囲気とすることが望ましい。
一方この焼鈍において脱炭を必要とする場合は鋼板表面
に酸化層が生じない様に脱炭焼鈍を行うべきで、例えば
特願昭52−132668号明細書に示されている如く
アルカリ金属塩溶液を鋼板面に予め塗布乾燥後、適当な
脱炭雰囲気で脱炭焼鈍を行う。
に酸化層が生じない様に脱炭焼鈍を行うべきで、例えば
特願昭52−132668号明細書に示されている如く
アルカリ金属塩溶液を鋼板面に予め塗布乾燥後、適当な
脱炭雰囲気で脱炭焼鈍を行う。
本発明の高級グレードの無方向性電磁鋼は上記の如くし
て得られるものであるが、以下更にその実施例について
述べる。
て得られるものであるが、以下更にその実施例について
述べる。
実施例 1゜
転炉溶製された溶鋼を真空脱ガス後連続鋳造により鋼ス
ラブとなした。
ラブとなした。
この鋼スラブは、C:0.0027%、Si:3.10
係、S:0.0019饅j kl : 0.66%、N
:0.0021%、残部Fe及び不可避不純物であった
。
係、S:0.0019饅j kl : 0.66%、N
:0.0021%、残部Fe及び不可避不純物であった
。
上記成分の□スラブを1150’Cで3時間加熱後1.
8mmの厚みの熱延板となし、連続焼鈍炉で950℃に
2.5分焼鈍し結晶粒径0.15mmとし、これを酸洗
したあと板厚0.5 mmに唯一回で冷間圧延し、つい
で非酸化性雰囲気中で1075℃に1分間焼鈍し鉄損(
W15/ 50 ) :2.53W/kgt磁束密度(
B50) :1.68TのS、8相当品が得られた。
8mmの厚みの熱延板となし、連続焼鈍炉で950℃に
2.5分焼鈍し結晶粒径0.15mmとし、これを酸洗
したあと板厚0.5 mmに唯一回で冷間圧延し、つい
で非酸化性雰囲気中で1075℃に1分間焼鈍し鉄損(
W15/ 50 ) :2.53W/kgt磁束密度(
B50) :1.68TのS、8相当品が得られた。
実施例 2゜
実施例1と同様にして溶製し塊成化した、C:0.00
4%、Si:3.04咎、S:0.0019饅。
4%、Si:3.04咎、S:0.0019饅。
Ag : 0.65%、N: o、oots%、残部F
e及び不純物からなる鋼スラブを、1150℃の温度に
3時間加熱後、1.8mm厚みの熱延板となし、連続焼
鈍炉で950℃に2.5分焼鈍して結晶粒径0.15間
とし、これを酸洗したあと唯一回の冷延で0.5關の冷
延板となし、その表面にアルカリ金属塩水溶液を塗布し
乾燥した後、D−P、300C、H2: 75φ、N2
:25%の酸化脱炭雰囲気中で980℃で2分間焼鈍し
、鉄損(W1515゜):2.53W/kg。
e及び不純物からなる鋼スラブを、1150℃の温度に
3時間加熱後、1.8mm厚みの熱延板となし、連続焼
鈍炉で950℃に2.5分焼鈍して結晶粒径0.15間
とし、これを酸洗したあと唯一回の冷延で0.5關の冷
延板となし、その表面にアルカリ金属塩水溶液を塗布し
乾燥した後、D−P、300C、H2: 75φ、N2
:25%の酸化脱炭雰囲気中で980℃で2分間焼鈍し
、鉄損(W1515゜):2.53W/kg。
磁束密度(B5o) : 1.68TのS、8相当品が
得られた。
得られた。
図は鋼中N、S含有量と鉄損値との関係を示す図表であ
る。
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C:≦0.020%、Si:1.5〜3.5%、S
:< 0.0 0 5 %、Ad 二 0.1〜1.
5%、N: ≦0.004優、残部実質的にFeからな
る珪素鋼スラブを1200°C以下の圧延温度に加熱し
、中間寸法に熱間圧延し、得られた熱延板を900〜1
000℃の温度にて1〜7分間焼鈍し、酸洗後、唯1回
の冷間圧延により最終寸法になし、ついで950〜11
00℃の温度で1〜5分間焼鈍することを特徴とする特
許 製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP303079A JPS5834531B2 (ja) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | 磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP303079A JPS5834531B2 (ja) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | 磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5597426A JPS5597426A (en) | 1980-07-24 |
JPS5834531B2 true JPS5834531B2 (ja) | 1983-07-27 |
Family
ID=11545910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP303079A Expired JPS5834531B2 (ja) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | 磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5834531B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS598049B2 (ja) * | 1981-08-05 | 1984-02-22 | 新日本製鐵株式会社 | 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造法 |
JPS59100218A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Nippon Steel Corp | 鉄損の低い無方向性珪素鋼板の製造法 |
JPH01198427A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-10 | Nkk Corp | 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 |
JPH01198426A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-10 | Nkk Corp | 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
1979
- 1979-01-17 JP JP303079A patent/JPS5834531B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5597426A (en) | 1980-07-24 |
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