JPS602626A - 磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法

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JPS602626A
JPS602626A JP58110743A JP11074383A JPS602626A JP S602626 A JPS602626 A JP S602626A JP 58110743 A JP58110743 A JP 58110743A JP 11074383 A JP11074383 A JP 11074383A JP S602626 A JPS602626 A JP S602626A
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征夫 井口
Isao Ito
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    • C21DMODIFYING 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼板の圧延方向に磁化容易軸<ooi>が十
分に揃った結晶粒を持つ磁束密度が高く、鉄損の低い一
方向性珪素鋼板の製造方法に関するものである。
主として変圧器等の鉄心用材料として用いられる一方向
性珪素鋼板に要求される特性は、一定の磁化力において
得られる磁束密度が高いこと、および一定の磁束密度を
与えた場合にその鉄損が低いことである。その代表値と
して、磁化力1000A/mにおける磁束密度(Ih 
a 、テスラ)、および磁束密度1.7テスラ、周波数
50Hzにおける鉄損(W17’ / 5 0 、 W
/ Kg)によッテ表わされる。
従来の一方向性珪素鋼板は、通常2.0 − 4.0%
のSiを含む低炭素鋼に微量のIn. S. Se等の
インヒビター成分元素を含ませて溶製した素材を熱間圧
延した後、中間焼鈍を含む2回以上もしくは1回の冷間
圧延により所定の板厚に仕上げ、該冷延鋼板に脱炭をか
ねた1次再結晶焼鈍を施し,この脱炭鋼板の表面にMg
Oを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後、2次再結晶
および鋼板中の不純物除去のための最終仕上げ焼鈍をす
ることにより製造されている。すなわち、最終仕上げ焼
鈍によって2次再結晶粒を(l 10) <001>方
位に揃って発達させるとともに、鋼中の不純物が除去さ
れて良好な磁気特性が得られる。
通常、磁気特性を向上させるための手法として、各種の
工程1例えば、熱間冷間圧延時のパススケジュール、1
次再結晶焼鈍および2次最結晶焼鈍時のヒートパターン
などの改善が考えられ、多くの提案がなされ、それぞれ
に成果が得られている。しかしながら、いずれも工程改
善による手法は、各種の含有成分が一定の範囲に変動し
て溶製される一方向性珪素鋼素材の全てに効果があると
は限らず、極端な場合には、かえって磁気特性を劣化さ
せることもある。すなわち、工程改善による手法には、
ある程度の不安定性は避は得ないのである。この不安定
性を無くするためには、素材組成と工程条件の極めて厳
密な管理が要求され、経済的な面あるいは生産効率の面
から実現することは困難である。
本発明はこのような従来の製造方法上の欠点を克服し、
操業上に何ら支障なく、高磁束密度、低鉄損の一方向性
珪素鋼板を製造する方法を提供しようとするものである
本発明によれば、上述した1次再結晶焼鈍を行う前に、
アルカリ土類金属化合物を鋼板に所定量固着するという
簡便な手法により、上記目的を達成することができる。
アルカリ土類金属化合物の鋼板への固着は、アルカリ土
類金属化合物溶液への浸漬法によるのが好適である。
次に本発明による磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板
の製造方法につき詳細に説明する。
一般に一方向性珪素鋼板の製造においては、インヒビタ
ーと呼ばれる1次再結晶粒の正常な粒成長を抑制するM
nS、 MnSe等の析出物、あるいはsbなどの粒界
偏析元素の働きによって、最終仕上げ焼鈍中に形成され
る2次再結晶粒の(11(N<001>方位を圧延方向
に揃えて磁気特性のよい成品を得ている。
本発明者等の検討の結果、この2次再結晶の核となりう
る起源は、熱間圧延板の表層から厚さの1/10程度に
存在する(110)<001>方位を持つ未再結晶粒で
あることという知見を得ている。すなわち、2次再結晶
は鋼板の極く表層から起るのであり、表層の(110)
<001>方位の1次再結晶粒が多いほど2次再結晶の
核発生が容易となり、2次再結晶が円滑に進むために磁
気特性が向」ニするものと考えられる。表層の(11O
)<001>方位を強めるためには、熱延時に表層の(
110) <001>方位を強めておく\ か、または1次再結晶焼鈍時に強めるかのいずれかが考
えられる。前者の場合は、熱延仕上げ温度を低下させる
ことが考えられるのであるが、あまりに低温に過ぎると
表面欠陥が多発し、限界かある。従って、通常工程を用
いたままで1次再結晶焼鈍時に(110) <001>
方位を強めることが容易な手法であり、かつ安定的なも
のであるとの判断から、本発明者等は各種の手法で実験
を崩り返した。その結果、1次再結晶焼鈍前に鋼板表面
にアルカリ土類金属化合物を1.0〜0.0001mo
 ]/ fLの濃度の溶液として、塗布することにより
固着させるという極めて簡便な手法により、磁気特性の
向上が達成できた。
この原因について、集合組織、脱炭反応の面から検討を
行なった結果、Transactions l5IJ、
vol。
15(1975)、 P324に開示されるように、低
炭素鋼の再結晶焼鈍前にSなどの化合物を塗布すること
により、表層の黒鉛析出が抑制されること、また逆に、
アルカリ土類金属化合物によって黒鉛析出が促進される
ことから、本発明に係わる素材に関してもアルカリ土類
金属化合物の鋼板表面への固着によって、表面の脱炭が
急速に進行したことが推察される。この急速な表層の脱
炭によって、表層の(Ill<001>方位の1次再結
晶粒が通常より発生しやすい状況になり、結果的に表層
(1to)<oot>方位が強まったことが、磁気特性
向上に結びついたものと考えられる。
前述の塗布乾燥法は実施例にも示すような浸漬によって
もよく、所定量のアルカリ土類金属化合物が塗布されれ
ば良い。
」−述の塗布乾燥法は、アルカリ土類金属化合物を鋼板
表面に固着させることを目的とするものである。塗布乾
燥による場合、鋼板表面に上記化合物が巾に付着してい
るものと考えられる。
本発明者等は、磁気特性改善効果のあるアルカリ土類金
属化合物の固着量について検討したところ、水溶液とし
て塗布乾燥する場合は、アルカリ土類金属に換算して0
.0001〜1.0 mol/立の濃度の水溶液に浸漬
すればよいことを見出した。塗布液の温度はアルカリ土
類金属化合物の濃度の条件が満足されていればよく、特
に限定する必要はないが、25〜100℃程度の液温か
望ましい。なお、浸漬する時間は問題ではなく、所定濃
度の上記水溶液に浸漬した時、鋼板−Hに形成される水
溶液の膜は浸漬時間に無関係にほぼ一定であるからであ
る。要するに、水溶液の濃度が有効な範囲にあれば良い
次に、本発明におけるアルカリ土類金属化合物水溶液の
濃度などの限定理由について、本発明者等の実施した実
験例によって説明する。
第1図および第2図は、それぞれアルカリ土類金属化合
物の代表例としテMgcI2 、 Sr(NO3) 2
を選び、アルカリ土類金属イオンに換算した濃度と磁気
特性の関係を示す図である。供試材の組成および工程は
後述する実施例3と同一である。単に浸漬した場合、電
解処理した場合とも、0−0001Bol/J1以上で
効果が見られる。0.05 mol/ l程度の濃度が
最も効果が大きく、それ以上濃度を増加させても変化は
少ない。1.0 mol/41を越える場合はフォルス
テライト質被膜形成を阻害するので好ましくない。以上
の結果から、濃度をo、ooot〜1、Omol/文の
範囲に限定した。
次に、本発明で用いる鋼素材の成分限定理由について説
明する。
Cは、0.02%より少ないと熱延時に粗大バンド組織
が板厚中央に残存し、2次再結晶が不完全になり、0.
06%より多いと脱炭に長時間を要し、脱炭不良を招き
磁気特性上好ましくないので、0.02〜0,08%の
範囲がよい。
Siは、2.0%より少ないと素材の電気抵抗が低く、
渦電液損失に基づく鉄損値が大きくなり、4.0%より
多いと冷延時に板割れを生じやすいため、2.0〜4.
0%の範囲がよい。
SとSeは共にMnと結合してNnS 、 NnSeを
形成し、インヒビターとして作用させるために添加する
もので、Sは0.008%未満、Seは0.003%未
満の場合には、生成するMnS 、 Mn5eの1次再
結晶粒の成長抑制効果が弱く、また、いずれも0.1%
を越すと圧延加工性が著しく劣化するので、Sは0.0
08〜0.1%、Seは0.003〜0.1%の範囲に
するのが良い。
次に、本発明を実施例につき具体的に説明する。
〔実施例1〕 CO,040%、Si 2.95%、Mn O,082
%、So、018%を含有する鋼塊を、熱間圧延、均一
化焼鈍および1回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経
て0.3 m■の最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再
結晶焼鈍前に、第1表に示すような条件で、Mg(NO
3) 2 、 CaCl2 、 Sr(’NO3) 2
 、 BaCl2を表面に付着させ、その後、脱炭焼鈍
、)IgO分離剤塗布工程を経て、820℃から3℃/
hrの加熱速度で1000℃まで昇温した後、1180
℃の水素雰囲気中で5時間純化焼鈍を行なって得た一方
向性珪素鋼板の磁気特性を第1表に示す。
〔実施例2〕 CO,041%、Si 3.05%、Mn 0.088
%、SeO,017%を含有する鋼塊を、熱間圧延、均
一化焼鈍および1回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を
経て0.3 !amの最終板厚とし、湿水素中の脱炭1
次再結晶焼鈍前に、第2表に示すような条件で、MgC
l2. Ca(NO3) 2 、 Sr(’0H)2 
、8a(NO3) 2を表面に固着させ、その後、脱炭
焼鈍、MgO分離剤塗布工程を経て、850℃で50時
間保持する2次再結晶焼鈍を行なった後、1180℃の
水素雰囲気中で5時間純化焼鈍を行なって得た一方向性
珪素鋼板の磁気特性を第2表に示す。
〔実施例3〕 CO,045%、Si 3.35%、Nn O,084
%、Se0.018%、Sb O,025%を含有する
鋼塊を熱間圧延、均一化焼鈍および1回の中間焼鈍を含
む2回の冷間圧延を経て0.3 mmの最終板厚とし、
湿水素中の脱炭1次再結晶焼鈍前に、第3表に示すよう
な条件で、MgCl2 、Ca(OH)2 、 Sr(
NO3) 2、Ba (OH) 2を表面に固着させ、
その後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗布工程を経て、85
0℃で50時間保持する2次再結晶焼鈍を行なった後、
1180℃の水素雰囲気中で5時間純化焼鈍を行なって
得た一方向性珪素鋼板の磁気特性を第3表に示す。
以上の実施例の結果から明らかなように、アルカリ土類
金属化合物の水溶液に浸漬した場合、アルカリ土類金属
化合物の鋼板表面への固着によって、磁束密度で約0.
017、鉄損で約0.03〜0.05W/Kg程度の改
善が見られる。
以上のように、鋼板表面にアルカリ土類金属化合物を固
着させることにより、極めて簡便に磁気特性の向上が得
られ、操業上困難な点あるいは不安定な点が全くないこ
とは、経済性、安定性の両面から本発明の寄与は大きい
1 第 1
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は添加するアルカリ土類金属化合物
の濃度と磁気特性との関係を示すグラフである。 5 (1’ 019)■S革1 (6列/ M ’ Os/ LlM) 畦 ■(1・・
・9)■!−単式

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CO,02〜0.06%、Si 2.0〜4.0%を含
    有する低炭素鋼にs o、oos〜0.1%およびまた
    はSeO,003〜0.1%を含有させた一方向性珪素
    鋼素材を熱間圧延する工程と、前記熱延鋼板を中間焼鈍
    を含む2回以上、もしくは1回の冷間圧延により所定の
    板厚に仕上げる工程と、前記冷延鋼板に脱炭をかねた1
    次再結晶焼鈍を施す工程と、前記脱炭鋼板の表面に焼鈍
    分離剤を塗布した後、最終仕上げ焼鈍する工程を有する
    一方向性珪素鋼板の製造方法において、前記1次再結晶
    焼鈍を行う前に、アルカリ土類金属に換算して1.0〜
    o、oootmol/文のMg、 Ca、 Sr、 B
    aのアルカリ土類金属の化合物溶液に鋼板を浸漬するこ
    とを特徴とする特許
JP58110743A 1983-06-20 1983-06-20 磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法 Granted JPS602626A (ja)

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JPH032211B2 JPH032211B2 (ja) 1991-01-14

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