JPS6296615A - 熱間圧延での耳割れが少なく磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

熱間圧延での耳割れが少なく磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS6296615A
JPS6296615A JP60234633A JP23463385A JPS6296615A JP S6296615 A JPS6296615 A JP S6296615A JP 60234633 A JP60234633 A JP 60234633A JP 23463385 A JP23463385 A JP 23463385A JP S6296615 A JPS6296615 A JP S6296615A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランス等の鉄心に用いられる、熱間圧延で
の耳割れが少な(鉄損特性の優れた高磁束密度一方向電
磁鋼板の製造に関するものである。
〔従来の技術〕
一方向性電磁鋼板は、軟磁性材料として主にトランスそ
の他の電気機器の鉄心材料に使用されているものであり
、その磁気特性としては励磁特性と鉄損特性が良好でな
くてはならない。
この励磁特性を表わす数値として通常Bll (磁場の
強さ800A/mにおける磁束密度)を用い、鉄損特性
を表わす数値としてW17150  (50Hzで1.
77まで磁化させた時の1 kg当りの鉄損)を用いて
いる。
この一方向電磁11板は通常2次再結晶現象を利用して
鋼板面に(110)面、圧延方向に<001 >軸をも
ったいわゆるゴス組織を発達させることによって得られ
ている。良好な磁気特性を得るためには磁化容易軸であ
る<001>軸を圧延方向に高度に揃える事が重要であ
る。又板厚、結晶粒度、固有抵抗、表面被膜、鋼板の純
度等も磁気特性に太き影響を及ぼす。
方向性については、^IN、 MnSをインヒビターと
して利用する方法(特公昭40−1566号公報)およ
びMnSeあるいはMnSとsbをインヒビターとして
利用する方法(特公昭51−1349号公報)によって
大巾に向上し、それに伴って鉄損特性も著しく向上して
きた。また他のインヒビター構成元素としてPb、 S
b、 Nb+ Teを利用する方法(特公昭38−82
14号公報) 、Zr、 Tt+ a、 Nb+ Ta
、 V+ Cr+ M。
を利用する方法(特開昭52−24116号公報) 、
Nb。
Tiを利用する方法(特開昭55−14858号公報)
Snを利用する方法(特公昭57−9419号公報)等
が提案されている。
一方近年エネルギー価格の高騰を背景として、トランス
メーカーは低鉄損トランス用素材への指向を一段と強め
ている。低鉄損素材としてアモルファス合金や6.5%
Si鋼等の開発も進められているが、トランス用材料と
して工業的に使用するには解決すべき問題を残している
。そこで低鉄横比の方法として方向性電磁鋼板の板厚を
薄くすることや固有抵抗を高めるためSi量を増すこと
によって鉄損を減少させることなどに努力が払われてき
た。
鋼板の板厚を薄くすることや鋼中のSi量を高めること
が鉄損を減少させる上で有効であることは以前から知ら
れていたことであるが、この2つの方法とも2次再結晶
の不安定をひきおこす等の理由で、板厚とSi量は制限
をうけてきた。AIN。
MnSをインヒビターとして利用する製造方法において
Snを添加する方法(特公昭57−9419号公報)は
2次再結晶の安定化に極めて有効であり、板厚を薄くす
ることやSi量を高めることに伴う欠点を改善し、従来
の板厚0.30〜0.35 vaを0.15〜0.23
鶴に、従来のSi量2.9〜3.1%を3.2〜3.5
%とした鉄損特性の優れた成品を製造することを可能と
した。
しかしながら、Si量を高める場合、適切な熱延板組織
を得るためSi量に応じてC景が高められており、熱間
圧延中の鋼板中のT量はSi量が低い場合とほぼ同じで
あるがSi量が増した状態となっている。Si はαと
Tで溶解度が異なり、α−γ変態、T−α変態が生じる
熱間圧延中、粒界近傍に偏析する傾向を有し、内部割れ
の原因となり熱延板端部の削れ(耳割れ)を生じさせる
またSnは粒界に偏析するため耳割れを助長する傾向が
ある。つまりSnを添加しSi量を高めて鉄損特性を向
上させる方法は熱間圧延時の耳割れを増し歩留低下を引
き起こすという欠点をもっている。
c本発明が解決しようとする問題点〕 本発明はAIN、 MnSを主インヒビターとする高磁
束密度を有する電磁鋼板を、Si量を増加させる方法に
よって鉄損特性を改善しようとする場合、二次再結晶の
安定のためSnを添加するので熱間圧延での耳割れが一
層増加し、歩留が低下するという問題点を解決する方法
を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、Sn添加によってSiの増量、板厚の減少に
よる鉄を員低減策を容易にすると同時に、Nb添加によ
って熱間圧延時の耳割れを減少させ歩留りを向上させる
ことに成功した一方向性電磁鋼板の製造方法を提供する
ものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明者らは、Snを添加することがSiの増量、板厚
の減少による鉄損低減策を容易にする有効な手段である
ことに着目し、その欠点である熱間圧延時の耳割れ増加
を解決する手段について模索した結果微量のNbを鋼中
に添加することにより、所期の目的を達し、熱間圧延で
の耳割れが少なく磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板を
製造できることを見出し、本発明を完成したのである。
以下、本発明において出発素材であるスラブの成分を規
定した理由について説明する。
Stは4%を超すと脆化が激しく冷間圧延が困難となり
好ましくない。一方2.5%未満では電気抵抗が低く良
好な鉄損特性を得難い。
Cは0.04%未満では適切な1次再結晶m織が得るこ
とが難しいため2次再結晶組織が不完全なものとなる。
一方0.10%を超えると脱炭不良となり好ましくない
Snは、0,04%未満ではMnS等を微細に析出させ
て析出分散相を改善するという効果が十分でない。一方
、0.4%を超えるとフォルステライト被膜が劣化して
好ましくない。
Nbは本発明の特徴をなす元素であるが、その添加量が
0゜06%を超すと2次再結晶の不安定が生じ、0.0
02%未満では熱間圧延片の耳割れ減少の効果が十分で
ない。
酸可溶性AI、Nは本発明において高磁束密度を得るた
めに必須の主インヒビター^INを得るための基本成分
であり、上記範囲を外れると2次再結晶が不安定となり
好ましくないので酸可溶性Alは0.015〜0.04
0%、Nは0.0040〜0.0100%とする。
また、MnおよびSはインヒビターMnSを形成するた
めに必要な元素であり、上記範囲を外れると2次再結晶
が不安定となり好ましくないのでMnは0.030〜0
.150%、Sは0.015〜0.040%と定める。
更に本発明において0.005〜0.04%のSe。
0.001〜0.4%のCr + N i 1Mo 、
S b r Cu +As、Bi等の1種又は2種以上
を本発明の素材に含有することは許容される。
上記成分の溶鋼を造塊−分塊圧延又は連続“鋳造で10
0〜400 ta−厚のスラブとし、ひき続く熱間圧延
において、Mns等の溶体化のため1300〜1400
℃に数時間保持した後粗圧延で20〜60++v+厚に
し、ひき続く仕上圧延によって1〜5II11厚の熱延
板とする。熱延の仕上り温度は900〜1100℃であ
る。この熱延板に700〜1200℃の焼鈍を必要に応
じて行い、圧下率80%超の強圧下最終冷延を含む1回
以上の冷間圧延とその間に中間焼鈍を行う。最終冷間圧
延に先立つ中間焼鈍は必要に応じて900〜1200℃
に30秒から30分保持した後急冷しAINの析出コン
トロールを行う、冷間圧延工程での複数パス間に50〜
400℃の時効処理を行うと、一層優れた磁気特性が得
られる。最終冷間圧延後は公知の脱炭焼鈍を施し、Mg
Oを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、ひき続く最終仕
上焼鈍ではNt。
N2又はその混合ガス中で鋼板を1ooo℃以上に昇温
し数時間保持する。最終仕上焼鈍後、張力付加を目的と
した焼鈍を行うことによって一層優れた磁気特性が得ら
れる。
本発明者らは次に延べる実験により上記Nb量の適性範
囲を決定した。
先ず本発明者らは真空溶解によって St =3.25
%、C=0.07%、 5olA l 0.027%、
N=0.008%、 Mn =0.08%、S=0.0
27%、5n=0.12%、 Nb =0.002〜0
.094%又は< 0.001%を含有し残余Feなる
インゴットを作成し、分塊圧延によって素材を40鶴厚
に調整した後、加熱炉に入れ1350℃に90分保持し
、01150℃圧延スタート、1パスで15m(圧下率
63%)に仕上げる。■1200℃圧延スタート後6バ
スで2.3鶴に仕上げる(仕上げ出口温度1050℃)
という2通りの熱間圧延の実験を行った。第1図に1パ
ス圧下材の耳割れ最大深さとNb量との関係を示す。
第1図に示すようにNb量0.002%で耳割れが減少
していることがわかる。6パス圧下2.3mm仕上げの
熱延板に関してはひき続きN290%、  N210%
の混合ガス中で1130℃に30秒保持後、900℃に
1分間保持し急冷し、酸洗しかかる後約90%冷間圧延
して0.225 mとした。得られた冷延板を公知の方
法で脱炭焼鈍し、焼付分離剤を塗布し仕上焼鈍した後張
力コーティングを施して一方向性電磁鋼板を得た。製品
の磁気特性を第2図に示す、第2図に示すようにNb>
0.06%となると磁性が劣化することがわかる。第1
図、第2図の結果よりNb量は0.002〜0.06%
とすべきことがわかる。
Nbが耳割れ減少に有効であるという新知見の理由に関
しては必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下の
如く推察している。熱間圧延での耳割れ発生のメカニズ
ムを考える上で重要な点の1つにα−γ変態がある。S
、Stの固溶度はα相がT相より大きいため、熱間圧延
中のα−γ変態、γ−α変態はS、Stの偏析を生ずる
大きな原因の1つと考えられる。S、Stの偏析は変態
を経た相あるいはその近傍に生じ、粒界はどその傾向が
顕著と思われる。粒界あるいは粒界近傍のS、Stの偏
析は内部割れの原因となると思われる。またα相とγ相
で変形態が異なることも応力の不均一性、メタルフロー
の不均一性を生む原因となると考えられる。一方巾方向
端部(耳)は圧延方向に張力がかけられた状態となって
いるため、内部割れや不均一なメタルフローが生じた場
合割れに連がる可能性が高くなっている。結局熱間圧延
前に1350〜1400℃に保持されα単相であった鋼
に熱間圧延中にα−γ変態が部分的に生じ、α。
γの2相状態となりつつ加工を加えられること自体端部
に割れを生じる原因となると考えられる。
他方Nbはα安定化元素であり、α−γ変態に影響を与
え、αを安定化させることを通じて熱間圧延中のメタル
フローを均一化し、その結果として熱間圧延での耳割れ
減少に有効に働いたと推察される。第3図に本実験6パ
ス熱延材の耳割れとNb量の関係を示す。第3図かられ
かるようにNb添加は耳割れ低減に非常に有効である。
またNbは窒化物生成元素であり、第2図に示すように
Nb>0.06%となるとNbNの析出がr+lN析出
に悪影響を与えることによって磁性が劣化すると考えら
れる。
以下実施例について述べる。
〔実施例1〕 真空溶解によって Si =3.26%、 C=0.0
69%、酸可溶性A l = 0.026%、 N=0
.0080%。
Mn =0.076%、 S=0.028%、 Sn 
=0.12%。
Cu =0.077%、 Nb =0.019.0.0
40.0.090又は< 0.001%を含有し、残余
Feなるインゴットを作成し、分塊圧延によって素材を
40鶴厚に調整した後、加熱炉に入れ、素材を1350
℃に90分保持した後空冷し、1200℃から6バスの
熱間圧延を行い2.3fl厚の熱延板を得た。熱間圧延
の仕上げ温度は1000〜1100℃であった。熱延板
をひき続き次の3つの条件で工程処理し一方向性電磁鋼
板を得た。
(1)  熱延板焼鈍(1130℃に30秒像保持後0
0℃に1分保持し急冷)−強圧下冷間圧延(0,285
am仕上げ)−脱炭焼鈍(850℃に150秒保持)−
焼鈍分離剤塗布−最終仕上焼鈍(1200℃に20時間
保持)−張力コーティング (2)強圧下冷間圧延の仕上げ板厚が0.225m■で
あり、他の条件は(11に同じ (3)熱延板焼鈍(1000℃に3分間保持後急冷)−
冷間圧延(1,25mn仕上げ)−中間焼鈍(1130
℃に30秒保持後850℃に1分間保持し急冷)−強圧
下冷間圧延(0,175w5仕上げ)−ひき続く処理の
条件は(11に同じ 熱延板での耳割れと成品の磁気特性の結果を第1第  
 1   表 〔実施例2〕 真空溶解によって Si =3.50%、  C=0.
078%、酸可溶性A tt = 0.027%、 N
=0.0083%。
Mn −0,080%、  S = 0.026%、 
 Sn =0.10%。
Cr = O,050%、 Cu = 0.070%、
 Nb =Q、OIQ。
0.080又は<0.001%を含有し、残余Feなる
インゴットを作成し、分塊圧練によって素材を401謹
厚に調整した後、加熱炉に入れ素材を1380℃に60
分保持した後空冷し1200℃から6パ不の熱間圧延を
行い、2.3削厚の熱延板を得た。熱間圧延の仕上げ温
度は1050〜1100℃であった。熱延板をひき続き
次の2つの条件で処理し一方向性電磁鋼板を得た。
(1)  熱延板焼鈍(1125℃に30秒保持後85
0℃に1分間保持し急冷)−強圧下冷間圧延(0,22
5m仕上げ)−脱炭焼鈍(850℃に150秒保持)→
焼鈍分離剤塗布−最終仕上焼鈍(1200℃に20時間
保持)→張カコーティング (2)冷間圧延(1,55fl仕上げ)→中間焼鈍(1
125℃に30秒保持後1分間保持し急冷)−強圧下冷
間圧延(0,225m仕上げ)→ひき続く処理条件は(
11に同じ 熱延板での耳割れと成品の磁気特性の結果を第2表に示
す。
第   2   表 〔発明の効果〕 以上のとおり、本発明によれば、一方向性珪素鋼中に少
量のNbを添加することで、優れた磁気特性を保ったま
ま熱間圧延での耳割れによる歩留り低下を防ぐことがで
きるので、その工業的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Nb量と熱間圧延での耳割れの関係図、第2
図は、Nb量と磁気特性との関係図、第3図は、Nb量
と熱間圧延での耳割れとの関係を示す金属mm写真であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量としてSi:2.5〜4.0%、C:0.04〜0
    .10%、Sn:0.04〜0.4%、Nb:0.00
    2〜0.06%、酸可溶性Al:0.015〜0.04
    0%、N:0.0040〜0.0100%、Mn:0.
    030〜0.150%、S:0.015〜0.040%
    を含有する珪素鋼素材スラブを熱間圧延し、圧延率80
    %超の強圧下最終冷間圧延を含む1回以上の冷間圧延と
    その間に行なう中間焼鈍と最終冷間圧延後の脱炭焼鈍、
    最終仕上焼鈍を施すことを特徴とする熱間圧延での耳割
    れが少なく磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方
    法。
JP60234633A 1985-10-22 1985-10-22 熱間圧延での耳割れが少なく磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0663031B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004044252A1 (en) * 2002-11-11 2004-05-27 Posco Method for manufacturing high silicon grain-oriented electrical steel sheet with superior core loss property
CN100430493C (zh) * 2002-11-11 2008-11-05 Posco公司 具有优良铁损性能的高硅晶粒取向电工钢板的制造方法
JP2011111653A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Jfe Steel Corp 方向性電磁鋼板の製造方法

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