JP2666626B2 - 低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents

低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Info

Publication number
JP2666626B2
JP2666626B2 JP26628591A JP26628591A JP2666626B2 JP 2666626 B2 JP2666626 B2 JP 2666626B2 JP 26628591 A JP26628591 A JP 26628591A JP 26628591 A JP26628591 A JP 26628591A JP 2666626 B2 JP2666626 B2 JP 2666626B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
iron loss
less
oriented electrical
electrical steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26628591A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05105993A (ja
Inventor
裕義 屋鋪
輝雄 金子
隆 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP26628591A priority Critical patent/JP2666626B2/ja
Publication of JPH05105993A publication Critical patent/JPH05105993A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2666626B2 publication Critical patent/JP2666626B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は変圧器や発電機、電動機
の鉄心材料として広く用いられる鉄損が極めて小さい無
方向性電磁鋼板およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】無方向性電磁鋼板の磁気的性能は一般に
鉄損と磁束密度で代表されるが、特に、鉄損の大小で材
料としてのグレードがほぼ決定される。鉄損の低い電磁
鋼板を鉄心材料として使用することにより、鉄心の発熱
に起因する電気機器の温度上昇が抑えられ、機器の効率
も向上するので、低鉄損材料に対する要望は極めて強
い。
【0003】一般に鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損
の2つの鉄損成分に分けられる。これらの鉄損成分は鋼
板の結晶粒径、析出物量、集合組織および鋼板の電気抵
抗(固有抵抗)等の冶金的因子により変化することが知
られており、鉄損を低減させるためには、以下のようの
な冶金的因子の制御が行われている。
【0004】結晶粒径に関しては、粒径が大きくなるほ
どヒステリシス損が減少するが、渦電流損は増加するの
で、鉄損が最小になる適正粒径が存在する。但し、適正
粒径は励磁周波数により変化することが知られており、
使用される周波数に応じて適正粒径が選定される。例え
ば、50〜60Hzの商用周波数で励磁する場合には、 100〜
200 μm前後の結晶粒径が適正粒径と言われており、鉄
損の低い高級無方向性電磁鋼板ではこの範囲の粒径にな
るように仕上げ焼鈍条件が選定される。
【0005】析出物は磁壁移動の障害となりヒステリシ
ス損を増加させると共に、仕上げ焼鈍で結晶粒が適正粒
径まで成長するのを妨げて、鉄損の増加を引き起こす。
このため、硫化物や窒化物等の析出物を形成するSやN
を極力低減させる努力が払われてきた。
【0006】また、集合組織に関しては、板面内に磁化
容易軸を含む{100}、{110 }方位の集積を増やし、
磁化容易軸を含まない{111}、{211 }方位を減少さ
せることによりヒステリシス損の減少を図っている。
【0007】鋼板の固有抵抗の増加は、渦電流損を減少
させるので鉄損の低減に極めて有効である。一般にはSi
の添加により鋼板の固有抵抗を増加させているが、3重
量%(以下、「%」は「重量%」を意味する)を超えて
含有させると、鋼板の加工性が劣化して冷間圧延時に破
断を起こし易く、Si含有量が3%を大きく超える鋼板の
製造は極めて困難である。Alも固有抵抗を増加させる効
果の大きい元素であるが、やはりSi同様に加工性を劣化
させるので添加量には限界がある。従って、現状では、
Si(%)+Al(%)≦4% の範囲内でSiとAlを含有させて
鋼板の固有抵抗を増加させ、鉄損の低減を図っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
電気機器の高効率化の趨勢の中で、無方向性電磁鋼板の
低鉄損化への要望は益々強くなってきており、前述のよ
うな結晶粒径の適正化、析出物の低減、固有抵抗の増加
など、従来行われてきた冶金的因子の制御では、その要
望に応えるには十分とは言えない。鋼板の固有抵抗の増
加は渦電流損を低減させ、確実に鉄損の低減を実現でき
る有効な手段であるが、SiやAlの含有量の増加による固
有抵抗の増加については、冷間圧延性の観点から限界に
きている。
【0009】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、鉄損が極めて低く、かつ、冷間加工性にも優
れた無方向性電磁鋼板とその製造方法を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、加工性を
劣化させずに固有抵抗を増加して鉄損を低減する方法に
ついて種々検討し、以下の知見を得た。
【0011】 鋼板が3%を超えるSiを含有し、Si
(%)+Al(%)が4%以上の場合でも、Si(%)+Al
(%)− 0.5×Mn(%)≦2.0 の範囲でMnを添加するこ
とにより加工性の劣化が抑えられ、鉄損が極めて低い無
方向性電磁鋼板の製造が可能である。
【0012】 しかも、MnはSiと同様に鋼板の固有抵
抗を増加させる元素で、鉄損の低減にも有効であり、Si
(%)+Al(%)が4%未満においても、Si(%)+Al
(%)− 0.5×Mn(%)≦2.0 の範囲でMnを添加するこ
とにより従来の高級無方向性電磁鋼板に比べて低鉄損
で、しかも冷間圧延時に加工性の劣化に起因する破断等
のトラブルのない無方向性電磁鋼板を製造することがで
きる。
【0013】本発明は、上記の新たな知見に基づいてな
されたもので、下記 (1)の無方向性電磁鋼板ならびに
(2) のその製造方法を要旨とする。
【0014】(1) C: 0.005%以下、Si:3.0 〜 4.0
%、Mn:2.2 〜 8.0%、P: 0.020%以下、S: 0.005
%以下、Al:0.10〜2.00%、N: 0.005%以下で、かつ
Si(%)+Al(%)− 0.5×Mn(%)≦2.0 で、残部は
Feおよび不可避的不純物からなる低鉄損無方向性電磁鋼
板。
【0015】(2) C: 0.005%以下、Si:3.0 〜 4.0
%、Mn:2.2 〜 8.0%、P: 0.020%以下、S: 0.005
%以下、Al:0.10〜2.00%、N: 0.005%以下で、かつ
Si(%)+Al(%)− 0.5×Mn(%)≦2.0 で、残部は
Feおよび不可避的不純物からなる組成のスラブを熱間圧
延し、熱間圧延のまま、あるいは熱間圧延後に焼鈍して
から、1回または中間焼鈍を挟んだ2回以上の冷間圧延
を行い、次いで連続焼鈍を行う低鉄損無方向性電磁鋼板
の製造方法。
【0016】なお、特開昭64−225 号公報で、C:0.01
%以下、Si: 2.0〜3.5 %Mn: 0.1〜10.0%、P:0.20
%以下、Al:0.10〜1.50%、B: 0.008%以下を含有す
る、即ち、本発明の電磁鋼板と同様に、Si、AlおよびMn
の含有量の高い、高抗張力無方向性電磁鋼板の製造方法
が提案されている。しかし、この鋼板は高強度化を目的
としたもので、P、Bのような鉄損の低減にあまり有効
ではない元素を添加しており、鉄損は中低級無方向性電
磁鋼板のレベルである。また、冷間圧延性が悪い。
【0017】
【作用】以下に、本発明の構成用件ごとに作用効果を説
明する。
【0018】I. 鋼スラブまたは製品の組成 CおよびN:製品中のCおよびN量は鉄損に悪影響を及
ぼすため、C、Nのいずれも 0.005%以下、望ましくは
0.003%以下にする必要がある。その理由は、製品段階
で残存したC、Nは炭窒化物として磁壁移動の障害とな
り、鉄損が増加するためである。
【0019】Cに関しては、鋼スラブの段階で 0.005%
を超えても、仕上げ焼鈍を脱炭焼鈍とすることによりC
含有量を 0.005%以下にすることができる。しかし、脱
炭焼鈍時に鋼板表層部に酸化層が形成されて磁気特性が
劣化するので、製鋼段階で脱炭を行い、鋼スラブのC含
有量を 0.005%以下にするのが有効である。
【0020】Si:Siは磁気特性に大きな影響を与える元
素であり、含有量が増加するほど鋼板の固有抵抗は上昇
し、渦電流損が低下して鉄損が低減する。しかし、 4.0
%を超える含有量では、加工性が著しく低下して冷間圧
延が困難となる。一方、 3.0%未満の含有量では鋼板の
固有抵抗が低く、低鉄損の無方向性電磁鋼板を製造する
ことができない。従って、Si含有量は 3.0〜4.0 %とす
る。
【0021】Al:Alは、Si同様に鋼板の固有抵抗を高め
るのに有効な元素であり、鉄損を低減させる効果を有し
ている。しかし、 2.0%を超える含有量では鋼板の加工
性が劣化し、また、 0.1%未満の含有量では鉄損低減効
果が少なく、Nと化合してできるAlN が微細に析出し、
結晶粒の成長を抑制したり磁壁移動の障害となって鉄損
の低下を妨げるので、その含有量は 0.1〜 2.0%とす
る。
【0022】Mn:Mnは本発明材のような高Si、高Al鋼に
おいてα−γ変態を生じさせるのに有効な元素である。
変態の発生が熱延中の組織の微細化と均質化を促進し、
この結果として冷間圧延時の加工性が改善される。前記
のα−γ変態の発生はフェライト形成元素であるSiおよ
びAlとオーステナイト形成元素であるMnの含有量のバラ
ンスで決まり、Si(%)+Al(%)− 0.5Mn(%)≦
2.0 となるようにMnを含有させることが、熱延板の変
態発生に必要である。この式を満たすためには、SiとAl
の含有量がそれぞれ本発明で定める下限値である場合
は、Si(%)+Al(%)= 3.1% となるので、 2.2%
以上のMnを含有させることが必要となり、SiとAlの含有
量がそれぞれ本発明で定める上限値である場合は、必要
なMn含有量は 8.0%以上となる。一方、MnはSiやAlと同
様に鋼板の固有抵抗を上昇させるのに有効な元素であ
り、鉄損低減の目的からも 2.2%以上のMnの含有が必須
である。また、Mn含有量が8.0%を超えると 冷間加工
性が劣化する。従って、Mn含有量は2.2〜8.0 %で、か
つ、Si(%)+Al(%)− 0.5Mn(%)≦ 2.0 とす
る。
【0023】P:Pは粒界に偏析して鋼板を脆化させ易
い元素で、本発明のような加工性の悪いSi、AlおよびMn
の含有量の高い鋼では、Pの含有量は 0.020%以下に抑
えることが必要である。できれば、0.015%以下とする
のが望ましい。
【0024】S:SはMnとともにMnS を形成し、最終の
連続焼鈍時における結晶粒の成長を阻害したり、磁壁移
動の障害となって鉄損の低減を妨げる元素で、 0.005%
を超えるとその悪影響が大きい。従って、その含有量は
0.005%以下、望ましくは 0.002%以下とする。
【0025】II. 熱間圧延 素材のスラブは前記の組成を持つものである。これは、
転炉、電気炉等で溶製し、必要があれば真空脱ガス等の
処理を施した溶鋼を、連続鋳造法でスラブにしたもの、
インゴットにして分塊圧延したもののいずれでもよい。
【0026】熱間圧延条件については特に制約はない
が、望ましいのは、加熱温度1100〜1250℃、仕上げ温度
700〜900 ℃である。
【0027】III.冷間圧延、熱延板焼鈍および中間焼鈍 熱延板を1回または複数回の冷間圧延によって、所定の
製品板厚まで圧延する。この時、冷間圧延前に焼鈍(い
わゆる熱延板焼鈍)を行ってもよい。この熱延板焼鈍
は、最終製品の集合組織を改善し良好な磁気特性を得る
のに有効である。
【0028】熱延板焼鈍を連続焼鈍で行う場合は 700〜
1000℃の温度域での均熱、箱焼鈍で行う場合は 650〜95
0 ℃の温度域での均熱が望ましい。
【0029】複数回の冷間圧延を行う場合は中間に焼鈍
工程を挟む。この中間焼鈍は、 700〜1000℃の温度で行
うのが望ましい。
【0030】IV. 冷間圧延後の連続焼鈍 良好な集合組織を発達させるためには、急速加熱による
一次再結晶が必要であり、このために連続焼鈍が有効で
ある。焼鈍温度としては、 700〜1050℃が望ましい。
【0031】なお、連続焼鈍後の工程としては通常の無
方向性電磁鋼板と同様に、必要に応じて絶縁コーティン
グを施すことが一般的である。
【0032】
【実施例1】転炉で溶製し、真空処理で成分調整をした
後連続鋳造して得た表1に示す組成の鋼スラブを、加熱
温度1200℃、仕上げ温度 830℃で熱間圧延し、 2.3mm厚
に仕上げた。これらの供試鋼は、低鉄損化するために一
般の高級無方向性電磁鋼板(固有抵抗が約50〜60μΩ・
cm)に比べ大幅に固有抵抗を増加させており、しかも、
ほぼ同一の固有抵抗を持つようにSi、Al、Mnのバランス
を種々に変えてある。
【0033】但し、比較のために試験番号6の供試鋼の
みは固有抵抗が一般の高級無方向性電磁鋼板並みのもの
とした(表1参照)。
【0034】次に、酸洗により脱スケールを行い、 800
℃で5時間均熱する箱焼鈍方式の熱延板焼鈍を行った
後、更に0.50mm厚まで冷間圧延して加工性の良否を調べ
た。
【0035】その結果、本発明で規定する組成範囲を外
れる試験番号1〜3の熱延板は、冷延中に鋼板エッジ部
より亀裂が入ったり、破断に至ったため所定の板厚まで
冷間圧延することができなかった。これに対し、本発明
で規定する組成範囲内の試験番号4および5の熱延板
は、破断することなく所定の板厚に冷延できた。また、
固有抵抗の低い比較材の試験番号6の熱延板も冷間圧延
は可能であった。
【0036】
【表1】
【0037】
【実施例2】実施例1の試験番号4、5および6の冷延
板(0.50mm厚)を、 970℃で1分間均熱する連続焼鈍を
行った後、磁気特性を測定した。その結果を表2に示
す。
【0038】表2に示すとおり、本発明で定める組成範
囲内の試験番号4および5の冷延板は、比較材である試
験番号6の冷延板に比べ、固有抵抗を増加させたことに
対応してより良好な鉄損値を示した。
【0039】
【表2】
【0040】
【実施例3】表3に示すような4鋼種のスラブを実施例
1と同じ条件で熱間圧延して 2.3mm厚に仕上げた。この
熱延板を酸洗して脱スケールし、冷間圧延により0.80mm
厚とした。この冷間圧延時に、試験番号1および3の比
較材は破断を生じたので圧延を中止した。
【0041】冷間圧延を行った試験番号2および4の冷
延板を 950℃で30秒間均熱する連続焼鈍により再結晶さ
せた後、再度冷間圧延により0.50mm厚に仕上げた。次い
で、970℃で1分間均熱する連続焼鈍した後、磁気測定
を行った。その結果を表4に示す。
【0042】表4に示すとおり、本発明で定める組成範
囲からSが高めに外れた試験番号4の冷延板では鉄損が
大きく、良好な磁気特性が得られなかったが、本発明の
電磁鋼板の例に相当する試験番号2の冷延板では極めて
良好な磁気特性を示した。
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】
【発明の効果】本発明の無方向性電磁鋼板は鉄損が極め
て小さく、変圧器や発電機、電動機の鉄心材料として好
適である。この電磁鋼板は加工性に優れ、冷間圧延時に
破断等のトラブルを生じることなく製造することが可能
である。
【0046】

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、C: 0.005%以下、Si:3.0 〜
    4.0%、Mn:2.2 〜 8.0%、P: 0.020%以下、S:
    0.005%以下、Al:0.10〜2.00%、N: 0.005%以下
    で、かつSi(%)+Al(%)− 0.5×Mn(%)≦2.0
    で、残部はFeおよび不可避的不純物からなる低鉄損無方
    向性電磁鋼板。
  2. 【請求項2】重量%で、C: 0.005%以下、Si:3.0 〜
    4.0%、Mn:2.2 〜 8.0%、P: 0.020%以下、S:
    0.005%以下、Al:0.10〜2.00%、N: 0.005%以下
    で、かつSi(%)+Al(%)− 0.5×Mn(%)≦2.0
    で、残部はFeおよび不可避的不純物からなる組成のスラ
    ブを熱間圧延し、熱間圧延のまま、あるいは熱間圧延後
    に焼鈍してから、1回または中間焼鈍を挟んだ2回以上
    の冷間圧延を行い、次いで連続焼鈍を行う低鉄損無方向
    性電磁鋼板の製造方法。
JP26628591A 1991-10-15 1991-10-15 低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法 Expired - Fee Related JP2666626B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26628591A JP2666626B2 (ja) 1991-10-15 1991-10-15 低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26628591A JP2666626B2 (ja) 1991-10-15 1991-10-15 低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05105993A JPH05105993A (ja) 1993-04-27
JP2666626B2 true JP2666626B2 (ja) 1997-10-22

Family

ID=17428831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26628591A Expired - Fee Related JP2666626B2 (ja) 1991-10-15 1991-10-15 低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2666626B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5417689B2 (ja) * 2007-03-20 2014-02-19 Jfeスチール株式会社 無方向性電磁鋼板

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05105993A (ja) 1993-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1627086B1 (en) Improved method for production of non-oriented electrical steel strip
US4773948A (en) Method of producing silicon iron sheet having excellent soft magnetic properties
JP2970423B2 (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
KR100293140B1 (ko) 일방향성 전자강판 및 그 제조방법
JP3378934B2 (ja) 磁気特性と表面性状の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
KR930004849B1 (ko) 자기특성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2861787B2 (ja) 鉄損の低い無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH059666A (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP7245325B2 (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2666626B2 (ja) 低鉄損無方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR950004933B1 (ko) 자기특성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법
JPH1161257A (ja) 鉄損が低く且つ磁気異方性の小さい無方向性電磁鋼板の製造方法
JPH0443981B2 (ja)
US5425820A (en) Oriented magnetic steel sheets and manufacturing process therefor
JP2005002401A (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
JP4288801B2 (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP3533655B2 (ja) 磁気異方性の小さな低級電磁鋼板の製造方法及び磁気異方性の小さな低級電磁鋼板
JP4281119B2 (ja) 電磁鋼板の製造方法
JPH0657332A (ja) 磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法
JP3434936B2 (ja) 超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法
JP3952762B2 (ja) 鉄損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板
JP3178270B2 (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
WO2024080140A1 (ja) 無方向性電磁鋼板とその製造方法
JP4288811B2 (ja) 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH05186825A (ja) 低鉄損無方向性電磁鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees