JP2013545885A - 高磁束密度の方向性ケイ素鋼製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
方向性ケイ素鋼製品の磁気性能が定められた基準を満たすか否かを判断する際、窒素の含有量が極めて重要であるので、製錬時に適量のNbを添加することにより、高温焼鈍処理において鋼板が窒素をより吸収し易くなる。窒素含有化合物をMgO分離剤に添加し、得られたMgO分離剤を鋼板の表面に塗布することにより、高温焼鈍処理において熱分解され窒素を放出し、鋼板を完全に窒化する。高温焼鈍処理において、鋼中のNb含有量、二次昇温前の窒素含有量および二次昇温開始温度によって昇温速度を調整することにより、二次再結晶を完全に進行させることができ、その結果、優れた磁気性能を有する高磁束密度の方向性ケイ素鋼が得られる。
方向性ケイ素鋼の成分は、重量百分率で、C:0.035〜0.065%、Si:2.9〜4.0%、Mn:0.05〜0.20%、S:0.005〜0.012%、Als:0.015〜0.035%、N:0.004〜0.009%、Sn:0.005〜0.090%、Nb:0.200〜0.800%、および残部としてのFeおよび不可避不純物を含み、ケイ素鋼を回転炉または電気炉で溶融し、溶融ケイ素鋼が二次精錬および連続鋳造を経てスラブに形成される。
スラブを加熱炉内で1090〜1200℃に加熱し、1180℃の開始温度〜860℃の終了温度の間において熱間圧延して鋼板を形成してから、層流冷却水で650℃以下に冷却してコイル状の鋼板に巻く。
コイル状の鋼板に対して、温度1050〜1180℃で1〜20秒間の焼きならしおよび温度850〜950℃で30〜200秒間の焼きならしを施してから、10〜60℃/秒の冷却速度で冷却する。
焼きならしの後、鋼板を、75%以上の冷間圧延率で冷間圧延して製品厚さを有する薄鋼板を形成する。
薄鋼板を、15〜35℃/秒の昇温速度で昇温した800〜860℃の脱炭温度で脱炭し、この温度で90〜160秒間保温する。高温焼鈍時に窒化処理を施すため、脱炭焼鈍時に脱炭されればよいので、脱炭工程を簡略化した。
薄鋼板の表面に、主成分がMgOであって、重量百分率で0.1〜10%のNH4Cl、0.5〜30%のP3N5および残部としてのMgOを含む塗料を塗布する。
薄鋼板の温度を、700〜900℃に一次昇温してから9〜17℃/時間の二次昇温速度V二次昇温で1200℃に二次昇温し、前記薄鋼板を1200℃で20時間保温して精製および焼鈍を施す。
高温焼鈍ステップを施した薄鋼板に対し、表面に絶縁層の塗布、熱間伸長、平坦化および焼鈍を施すことにより、優れた磁気性能を有する高磁束密度の方向性ケイ素鋼を製造する。
実施例1
表1に示される化学配合を有する方向性ケイ素鋼の製鋼原料を溶融して、スラブに鋳造した。異なる化学配合のスラブを加熱炉の中で1155℃で1.5時間保温して、厚さ2.3mmの鋼板に熱間圧延した。熱間圧延の開始温度および終了温度は各々、1062℃および937℃にした。熱間圧延した鋼板に対し、二段階の焼きならしを施し:(1120℃×15秒)+(870℃×150秒)、その後−15℃/秒の速度で鋼板を冷却した。酸洗してから、鋼板を製品厚さ0.30mmに冷間圧延した。その後、25℃/秒の昇温速度で昇温した820℃の脱炭温度で脱炭し、この温度で140秒間保温することにより、脱炭焼鈍を行った。次に、主成分がMgOであって、4.5%のNH4Clおよび15%のP3N5を含む分離剤を塗布した。高温焼鈍時、まず温度を800℃に昇温し、二次昇温前の窒素含有量bを得てから、1200℃に二次昇温し、そこで20時間保温して精製および焼鈍を行った。コイル状の鋼板を伸ばして、表面に絶縁層を塗布してから、熱間伸長、平坦化および焼鈍を行った。二次昇温前の窒素含有量bおよび製品の磁気性能は表1に示される。
方向性珪素スラブの配合および重量百分率は、C:0.050%、Si:3.25%、Mn:0.15%、S:0.009%、Als:0.032%、N:0.005%、Sn:0.02%、Nb:0.5%であって、残部がFeおよび不可避不純物であった。スラブを1155℃の加熱炉内に1.5時間保温してから、厚さ2.3mmの鋼板に熱間圧延した。圧延開始温度および圧延終了温度は各々、1080℃および910℃にした。熱間圧延した鋼板に対し、二段階の焼きならしを施し:(1110℃×10秒)+(910℃×120秒)、次に−35℃/秒の速度で鋼板を冷却した。酸洗してから、鋼板を製品厚さ0.30mmに冷間圧延した。その後、25℃/秒の昇温速度で昇温した840℃の脱炭温度で脱炭し、この温度で130秒間保温することにより、脱炭焼鈍を行った。次に、主成分がMgOであって、異なる含有量のNH4ClおよびP3N5を添加した分離剤を塗布した。高温焼鈍時、まず温度を800℃に昇温し、二次昇温前の窒素含有量bを得てから、1200℃に二次昇温し、そこで20時間保温して精製および焼鈍を行った。コイル状の鋼板を伸ばして、表面に絶縁層を塗布してから、熱間伸長、平坦化および焼鈍を行った。二次昇温前の窒素含有量bおよび製品の磁気性能は表2に示される。
方向性珪素スラブの配合および重量百分率は、C:0.050%、Si:3.25%、Mn:0.15%、S:0.009%、Als:0.032%、N:0.005%、Sn:0.02%、Nb含有量(a):0.2〜0.8%であり、残部がFeおよび不可避不純物であった。スラブを1115℃の加熱炉内に2.5時間保温してから、厚さ2.3mmの鋼板に熱間圧延した。圧延開始温度および圧延終了温度は各々、1050℃および865℃であった。熱間圧延した鋼板に対し、二段階の焼きならしを施し:(1120℃×15秒)+(900℃×120秒)、次に−25℃/秒の速度で鋼板を冷却した。酸洗してから、鋼板を製品厚さ0.30mmに冷間圧延した。その後、25℃/秒の昇温速度で昇温した850℃の脱炭温度で脱炭し、この温度で115秒間保温することにより、脱炭焼鈍を行った。次に、主成分がMgOであって、7.5%のNH4Clおよび12.5%のP3N5を添加した分離剤を塗布した。高温焼鈍時、まず温度を700〜900℃に昇温して、この温度を二次昇温の開始温度(c)とし、二次昇温前の窒素含有量(b)を得る。その後、一定の二次昇温速度(V)で1200℃に昇温し、そこで20時間保温して精製および焼鈍を行った。コイル状の鋼板を伸ばして、表面に絶縁層を塗布してから、熱間伸長、平坦化および焼鈍を行った。
Claims (1)
- 高磁束密度の方向性ケイ素鋼製品の製造方法であって、
1)製錬および鋳造ステップを備え、
ここで、方向性ケイ素鋼の成分は重量百分率で、C:0.035〜0.065%、Si:2.9〜4.0%、Mn:0.05〜0.20%、S:0.005〜0.012%、Als:0.015〜0.035%、N:0.004〜0.009%、Sn:0.005〜0.090%、Nb:0.200〜0.800%、および残部としてのFeおよび不可避不純物を含み、ケイ素鋼を回転炉または電気炉で溶融し、溶融ケイ素鋼が二次精錬および連続鋳造を経てスラブに形成され、
2)熱間圧延ステップを備え、
ここで、前記スラブを加熱炉内で1090〜1200℃に加熱し、1180℃の開始温度〜860℃の終了温度の間において熱間圧延して鋼板を形成してから、層流冷却水で650℃以下に冷却してコイル状の鋼板に巻き、
3)焼きならしステップを備え、
ここで、前記コイル状の鋼板に対して、温度1050〜1180℃で1〜20秒間の焼きならしおよび温度850〜950℃で30〜200秒間の焼きならしを施してから、10〜60℃/秒の冷却速度で冷却し、
4)冷間圧延ステップを備え、
ここで、焼きならしの後、前記鋼板を、75%以上の冷間圧延率で冷間圧延して製品厚さを有する薄鋼板を形成し、
5)脱炭焼鈍ステップを備え、
ここで、前記薄鋼板を、15〜35℃/秒の昇温速度で昇温した800〜860℃の脱炭温度で脱炭し、この温度で90〜160秒間保温し、
6)MgO層塗布ステップを備え、
ここで、前記薄鋼板の表面に、主成分がMgOであって、重量百分率で0.1〜10%のNH4Cl、0.5〜30%のP3N5および残部としてのMgOを含む塗料を塗布し、
7)高温焼鈍ステップを備え、
ここで、前記薄鋼板の温度を、700〜900℃に一次昇温してから9〜17℃/時間の二次昇温速度V二次昇温で1200℃に二次昇温し、前記薄鋼板を1200℃で20時間保温して精製および焼鈍を施し、
8)絶縁層塗布ステップを備え、
ここで、高温焼鈍ステップを施した前記薄鋼板に対し、表面に絶縁層の塗布、熱間伸長、平坦化および焼鈍を施すことにより、優れた磁気性能を有する高磁束密度の方向性ケイ素鋼を製造する、高磁束密度の方向性ケイ素鋼製品の製造方法。
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