JP2023507435A - 無方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[式1]
0.005≦([P]+[As])≦0.015
(式1中、[P]および[As]はそれぞれ、PおよびAsの含有量(重量%)を示す)
[式2]
[STD]≦0.7×[GS]
([GS]は、鋼板の表面で5~500μmの粒径を有する結晶粒10,000個以上を観察した時に測定される平均結晶粒の粒径(μm)であり、STDは、その時の標準偏差(μm)を示す。)
[式3]
鉄損(W5/50)/鉄損(W15/50)≦0.15
[式4]
鉄損(W10/50)/鉄損(W15/50)≦0.45
[式5]
磁束密度(B1)/磁束密度(B50)≧0.65
[式1]
0.005≦([P]+[As])≦0.015
(式1中、[P]および[As]はそれぞれ、PおよびAsの含有量(重量%)を示す)最終焼鈍する段階で、焼鈍炉入側の張力が0.15~0.31kgf/mm2であり、焼鈍炉出側の張力が0.36~0.62kgf/mm2であり、均熱後、冷却時に700℃までの冷却速度が30℃/s以下であってもよい。
シリコン(Si)は、鋼の比抵抗を増加させて鉄損中の渦流損失を低くするために添加される主な元素である。Siが過度に少なく添加されると、低鉄損特性を得にくいことがある。一方、Siが過度に多く添加されると、磁束密度が大きく減少し、脆性増加によって商業的な工程で生産が困難になりうる。したがって、Siを2.5~4.0重量%含むことができる。さらに具体的には、2.7~3.9重量%含むことができる。さらに具体的には、2.9~3.7重量%含むことができる。
マンガン(Mn)は、Si、Alなどと一緒に比抵抗を増加させて鉄損を低くする元素でかつ集合組織を向上させる元素である。Mnが過度に少なく添加される場合、微細な硫化物を形成することができる。Mnが過度に多く添加される場合、磁束密度が大きく減少することができる。したがって、Mnを0.10~1.00重量%含むことができる。さらに具体的には、0.20~0.95重量%含むことができる。
アルミニウム(Al)は、Siと共に比抵抗を増加させて鉄損を減少させる重要な役割を果たし、また、磁気異方性を減少させて圧延方向と圧延垂直方向の磁性偏差を減少させるため添加される。Alが過度に少なく添加される場合、前述した効果が十分に得られない。逆に、Alが過度に多く添加される場合、磁束密度が大きく減少することができる。したがって、Alを0.50~1.50重量%含むことができる。さらに具体的には、0.60~1.30重量%含むことができる。
リン(P)は、粒界および表面偏析元素で鋼の集合組織を改善する効果を有している。Pが過度に少なく添加される場合、前述した効果が十分に得られない。Pが過度に多く添加される場合、偏析効果によって結晶粒成長性も抑制され、圧延性に劣って生産性が低下しうる。したがって、Pを0.002~0.015重量%含むことができる。さらに具体的には、0.003~0.013重量%含むことができる。
砒素(As、アーセニック)も、Pと同様に、粒界および表面偏析元素で鋼の集合組織を改善する効果を有している。Asが過度に少なく添加される場合、前述した効果が十分に得られない。Asが過度に多く添加される場合、結晶粒成長性が抑制され、圧延性に劣って生産性が低下しうる。したがって、Asを0.002~0.010重量%含むことができる。さらに具体的には、0.002~0.009重量%含むことができる。
[式1]
0.005≦([P]+[As])≦0.015
(式1中、[P]および[As]はそれぞれ、PおよびAsの含有量(重量%)を示す)
炭素(C)は、Ti、Nbなどと結合して炭化物を形成して磁性を劣らせ、最終製品から電気製品に加工後、使用時、磁気時効によって鉄損が高くなって電気機器の効率を減少させるため、0.005重量%以下含むことができる。さらに具体的には、0.003重量%以下含むことができる。
硫黄(S)は、磁気的特性に有害なMnS、CuSおよび(Cu、Mn)Sなどの硫化物を形成する元素であるので、できるだけ低く添加することができる。したがって、上限を0.005重量%に制限することができる。Sを過度に少なく含む場合、むしろ集合組織の形成に不利であり、微細な硫化物の形成が促進されて磁性が低下しうるため、0.001重量%以上含有させることも考えられる。つまり、Sをさらに含む場合、0.005重量%以下、さらに具体的には、0.001~0.005重量%含むことができる。
窒素(N)は、Al、Ti、Nbなどと強く結合することによって窒化物を形成して結晶粒成長を抑制するなど、磁性に有害な元素であるので、少なく含有させることができる。したがって、Nをさらに含む場合、0.005重量%以下含むことができる。さらに具体的には、0.003重量%以下含むことができる。
チタン(Ti)は、C、Nと結合することによって微細な炭化物、窒化物を形成して結晶粒成長を抑制し、多く添加されるほど増加した炭化物と窒化物によって集合組織も劣って磁性が悪くなる。したがって、Tiをさらに含む場合、0.005重量%以下に制限する。さらに具体的には、0.003重量%以下含むことができる。
Sn、Sbは、集合組織を改善する効果があり、追加的な磁性改善のために添加することができる。ただし、添加量が過度に多い場合、結晶粒成長性を抑制させ、生産性を低下させる問題があるので、その添加量がそれぞれ0.2重量%以下に制限することができる。
本発明の一実施例において、結晶粒は、下記式2を満足する。
[式2]
[STD]≦0.7×[GS]
([GS]は、鋼板の表面で5~500μmの粒径を有する結晶粒10,000個以上を観察した時に測定される平均結晶粒の粒径(μm)であり、STDは、その時の標準偏差(μm)を示す。)
また、本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、標準偏差([STD])が60~100μmであってもよい。前述した範囲で磁性がさらに向上する。
結晶粒の粒径は、板面(ND面)を基準とし、結晶粒の面積と同じ仮想の円を仮定して、その円の直径を粒径とする。
具体的には、本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、鉄損(W15/50)が2.0W/Kg以下であってもよい。
[式3]
鉄損(W5/50)/鉄損(W15/50)≦0.15
[式4]
鉄損(W10/50)/鉄損(W15/50)≦0.45
[式5]
磁束密度(B1)/磁束密度(B50)≧0.65
A6は、Asが過剰含まれ、[P]+[As]を満足せず、[STD]/[GS]の範囲を満足せず、その結果、鉄損W15/50およびB50に劣ることが分かった。A9は、[P]+[As]を満足せず、[STD]/[GS]の範囲を満足せず、その結果、鉄損W15/50およびB50に劣ることが分かった。A11は、PおよびAsが過度に少なく含むことで、鉄損W15/50およびB50に劣ることが分かった。
Claims (11)
- 重量%で、Si:2.5~4.0%、Mn:0.1~1.0%、Al:0.5~1.5%、P:0.002~0.015%、およびAs:0.002~0.01%を含み、残部はFeおよび不可避不純物からなり、下記式1および式2を満足することを特徴とする無方向性電磁鋼板。
[式1]
0.005≦([P]+[As])≦0.015
(式1中、[P]および[As]はそれぞれ、PおよびAsの含有量(重量%)を示す)
[式2]
[STD]≦0.7×[GS]
([GS]は、鋼板の表面で5~500μmの粒径を有する結晶粒10,000個以上を観察した時に測定される平均結晶粒の粒径(μm)であり、STDは、その時の標準偏差(μm)を示す。) - C:0.005重量%以下、S:0.005重量%以下、N:0.005重量%以下、およびTi:0.005重量%以下のうちの1種以上をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- Sn:0.2重量%以下、およびSb:0.2重量%以下のうちの1種以上をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- Cu:0.05重量%以下、Ni:0.05重量%以下、Cr:0.05重量%以下、Zr:0.01重量%以下、Mo:0.01重量%以下、およびV:0.01重量%以下のうちの1種以上をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- 平均結晶粒の粒径([GS])は、90~200μmであることを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- 標準偏差([STD])は、60~100μmであることを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- 常温での比抵抗(ρ)が60μΩcm以上であることを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- 鉄損(W15/50)が2.0W/Kg以下であることを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- 下記式3~式5を満足することを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
[式3]
鉄損(W5/50)/鉄損(W15/50)≦0.15
[式4]
鉄損(W10/50)/鉄損(W15/50)≦0.45
[式5]
磁束密度(B1)/磁束密度(B50)≧0.65 - 重量%で、Si:2.5~4.0%、Mn:0.1~1.0%、Al:0.5~1.5%、P:0.002~0.015%、およびAs:0.002~0.01%を含み、残部はFeおよび不可避不純物からなり、下記式1を満足するスラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階、
前記熱延板を冷間圧延して冷延板を製造する段階、および
前記冷延板を最終焼鈍する段階を含み、
前記最終焼鈍する段階で、焼鈍炉入側の張力が0.15~0.31kgf/mm2であり、焼鈍炉出側の張力が0.36~0.62kgf/mm2であり、均熱後、冷却時に700℃までの冷却速度が30℃/s以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
[式1]
0.005≦([P]+[As])≦0.015
(式1中、[P]および[As]はそれぞれ、PおよびAsの含有量(重量%)を示す) - 前記焼鈍炉出側の張力(TS2)および前記焼鈍炉入側の張力(TS1)の差(TS2-TS1)が0.20~0.40kgf/mm2であることを特徴とする請求項10に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
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