JP2012012661A - 方向性電磁鋼板の鉄損改善装置および鉄損改善方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板の表面にレーザーを照射して電磁鋼板の鉄損を減少させるに当り、前記レーザーの照射装置におけるレーザー放射点と前記鋼板上におけるレーザー照射点との距離をL(mm)、前記レーザー放射点と前記レーザー照射点とを結ぶ直線が鉛直方向となす角度をθ(°)とするとき、Lを50以上とし、かつ
L≦100の場合は、60−0.3L≦θ≦60
100<L≦400の場合は、40−0.1L≦θ≦60
400<Lの場合は、θ≦60
となる位置に、前記レーザー放射点を配する。
【選択図】図1
Description
そのためには、鋼板中の二次再結晶粒を、(110)[001]方位(いわゆる、ゴス方位)に高度に揃えることや、製品鋼板中の不純物を低減することが重要である。しかしながら、結晶方位を制御することや、不純物を低減することは、製造コストとの兼ね合い等で限界がある。そこで、鋼板の表面に対して物理的な手法で不均一性(歪)を導入し、磁区の幅を細分化して鉄損を低減する技術、すなわち磁区細分化技術が開発されている。
そこで、方向性電磁鋼板へのレーザー照射時に発生する粉塵の拡散状況を鋭意検討したところ、レーザー照射による鉄損改善効果を損ねることなく、拡散した粉塵の影響を受けない位置を、レーザーの放射点と鋼板上の照射点との距離と、レーザーの照射角度との相関から導き出せることを知見し、本発明を完成するに到った。
(1)仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板の表面にレーザーを照射して電磁鋼板の鉄損を減少させる鉄損改善装置であり、前記レーザーの照射装置におけるレーザー放射点と前記鋼板上におけるレーザー照射点との距離をL(mm)、前記レーザー放射点と前記レーザー照射点とを結ぶ直線が鉛直方向となす角度をθ(°)とするとき、Lを50以上とし、かつ
L≦100の場合は、60−0.3L≦θ≦60
100<L≦400の場合は、40−0.1L≦θ≦60
400<Lの場合は、θ≦60
となる位置に、前記レーザー放射点を配することを特徴とする方向性電磁鋼板の鉄損改善装置。
(2)仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板の表面にレーザーを照射して電磁鋼板の鉄損を減少させるに当り、前記レーザーの照射装置におけるレーザー放射点と前記鋼板上におけるレーザー照射点との距離をL(mm)、前記レーザー放射点と前記レーザー照射点とを結ぶ直線が鉛直方向となす角度をθ(°)とするとき、Lを50以上とし、かつ
L≦100の場合は、60−0.3L≦θ≦60
100<L≦400の場合は、40−0.1L≦θ≦60
400<Lの場合は、θ≦60
となる位置に、前記レーザー放射点を配することを特徴とする方向性電磁鋼板の鉄損改善方法。
すなわち、レーザー照射によって鋼板S表面で発生する粉塵は、大きな初速度で飛散するため、粉塵発生源との距離が50mm未満では、照射方向を変えたとしても照射装置5の汚染を完全に抑制することが困難になる。
すなわち、
L≦100の場合は、60−0.3L≦θ≦60
100<L≦400の場合は、40−0.1L≦θ≦60
400<Lの場合は、θ≦60
となるように、照射装置を距離Lが近いほどレーザー照射点6からの仰角が大きく傾く位置に配することにより、照射装置5の汚染を防止する。
各々の下限角度よりも角度θが小さい場合は、粉塵が照射装置5のレーザー放射点7(一般的には照射装置を保護するカバーガラスとなる)に付着しやすくなり、頻繁な清掃が必要になる。一方、いずれの場合も、角度θが60°を超えると照射点6のビーム形状は楕円状に引き伸ばされ、レーザー照射による歪導入領域が過大になって鉄損が劣化しやすくなるため、θは60°以下とする。
また、磁区細分化処理を施した方向性電磁鋼板の鉄損は、二次再結晶の方位集積が高い方がより小さいことが知られている。この方位集積の目安として、B8(800A/mで磁化した際の磁束密度)がよく用いられるが、本発明に用いる方向性電磁鋼板はB8が1.88T以上、より好ましくは1.92T以上のものが好適である。
本発明の好適な照射条件の例は、Qスイッチパルス型YAGレーザの出力を1パルス当たり4mJとし、焦点径0.3mmに集光し、圧延方向に直交する方向に点線状に0.4mm間隔で照射したラインを圧延方向に5mm間隔で繰り返すものである。
Si:2.0〜8.0質量%
Siは、鋼の電気抵抗を高め、鉄損を改善するのに有効な元素であるが、含有量が2.0質量%に満たないと十分な鉄損低減効果が達成できず、一方、8.0質量%を超えると加工性が著しく低下し、また磁束密度も低下するため、Si量は2.0〜8.0質量%の範囲とすることが好ましい。
C:0.08質量%以下
Cは、熱延板組織の改善のために添加をするが、0.08質量%を超えると製造工程中に磁気時効の起こらない50質量ppm以下までCを低減することが困難になるため、0.08質量%以下とすることが好ましい。なお、下限に関しては、Cを含まない素材でも二次再結晶が可能であるので特に設ける必要はない。
Mnは、熱間加工性を良好にする上で必要な元素であるが、含有量が0.005質量%未満ではその添加効果に乏しく、一方1.0質量%を超えると製品板の磁束密度が低下するため、Mn量は0.005〜1.0質量%の範囲とすることが好ましい。
さらに、本発明は、Al、N、S、Seの含有量を制限した、インヒビターを使用しない方向性電磁鋼板にも適用することができる。
この場合には、Al、N、SおよびSe量はそれぞれ、Al:100 質量ppm以下、N:50 質量ppm以下、S:50 質量ppm以下、Se:50 質量ppm以下に抑制することが好ましい。
Ni:0.03〜1.50質量%、Sn:0.01〜1.50質量%、Sb:0.005〜1.50質量%、Cu:0.03〜3.0質量%、P:0.03〜0.50質量%、Mo:0.005〜0.10質量%およびCr:0.03〜1.50質量%のうちから選んだ少なくとも1種
Niは、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させるために有用な元素である。しかしながら、含有量が0.03質量%未満では磁気特性の向上効果が小さく、一方1.5質量%を超えると二次再結晶が不安定になり磁気特性が劣化する。そのため、Ni量は0.03〜1.5質量%の範囲とするのが好ましい。
なお、上記成分以外の残部は、製造工程において混入する不可避的不純物およびFeである。
1 ペイオフリール
2 テンションリール
3 ピンチロール
4 支持ロール
5 照射装置
6 レーザー照射点
7 レーザー放射点
Claims (2)
- 仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板の表面にレーザーを照射して電磁鋼板の鉄損を減少させる鉄損改善装置であり、前記レーザーの照射装置におけるレーザー放射点と前記鋼板上におけるレーザー照射点との距離をL(mm)、前記レーザー放射点と前記レーザー照射点とを結ぶ直線が鉛直方向となす角度をθ(°)とするとき、Lを50以上とし、かつ
L≦100の場合は、60−0.3L≦θ≦60
100<L≦400の場合は、40−0.1L≦θ≦60
400<Lの場合は、θ≦60
となる位置に、前記レーザー放射点を配することを特徴とする方向性電磁鋼板の鉄損改善装置。 - 仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板の表面にレーザーを照射して電磁鋼板の鉄損を減少させるに当り、前記レーザーの照射装置におけるレーザー放射点と前記鋼板上におけるレーザー照射点との距離をL(mm)、前記レーザー放射点と前記レーザー照射点とを結ぶ直線が鉛直方向となす角度をθ(°)とするとき、Lを50以上とし、かつ
L≦100の場合は、60−0.3L≦θ≦60
100<L≦400の場合は、40−0.1L≦θ≦60
400<Lの場合は、θ≦60
となる位置に、前記レーザー放射点を配することを特徴とする方向性電磁鋼板の鉄損改善方法。
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