JP2757719B2

JP2757719B2 - 磁気特性と表面性状が優れた無方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2757719B2
Application number: JP4311334A
Authority: JP
Inventors: 清治中村; 圭司岡本; 勉和田
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH06136444A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気機器の鉄芯材料等に
使用される無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無方向性電磁鋼板の磁気特性を向
上させる方法として、以下のものが開示されている。（１）熱間圧延後に高温で巻取を行い、鋼板の保有する
潜熱を利用して自己焼鈍を行い、磁気特性を向上させる
方法（２）熱間圧延後、熱延板に箱焼鈍または連続焼鈍を施
す方法（３）中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延を施す方法

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のうち（１）の方
法は、新たに製造工程を追加することなく、エネルギー
を有効に利用して磁気特性の改善を図るものであり、磁
気特性を改善するという面では有効な方法である。しか
し、Ｓｉを含む鋼を単に高温巻取した場合には鋼板表面
が非常に酸化し易すく、このため表層のスケール厚が増
加するだけでなく、鋼板内部の粒界が酸化する所謂内部
酸化が進行する。そして、このような熱延板を酸洗およ
び冷間圧延した場合、内部酸化した粒界部にクラックが
生じて、冷間圧延後の表面は鱗片状のクラックを呈し、
著しく凹凸を持った表面となる。この結果、最終製品に
おける積層後の占積率が低下するという問題がある。ま
た、表面に鱗片状クラックがある場合、冷間圧延時の潤
滑状態が不安定となるため、安定した板厚精度が得られ
ない。さらに、これら鱗片状クラックが仕上焼鈍中に剥
離して焼鈍炉内ロールに堆積し、ピックアップと呼ばれ
る押し疵の原因となる。

【０００４】（２）の方法は、熱間圧延時の巻取を低温
で行うため表面酸化の問題は回避でき、且つ良好な磁気
特性を得ることは可能である。しかし、製造工程が増す
ため大幅なコスト増加は免れ得ない。（３）の方法につ
いても、磁気特性と表面性状を両立させることは可能で
あるが、工程の増加によりコストは著しく増加する。こ
のように、いずれの製造方法においても優れた磁気特性
と表面性状を兼備えた無方向性電磁鋼板を安価に製造す
ることは困難であった。

【０００５】この発明は以上のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、優れた磁気特性と表面性
状を有する無方向性電磁鋼板を、高い板厚精度でしかも
押し疵の発生を効果的に抑えつつ極めて低コストに製造
することができる方法の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、巻取後の
鋼板の酸化防止対策について種々の検討を重ねた結果、
巻取温度を低下させて酸化防止を図るのではなく、巻取
後の鋼板表面への酸素の供給を断つことにより上記の目
的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明の構成は以下の通りである。

【０００７】（１）Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：
０．１〜１．０ｗｔ％、Ｓｉ：０．１〜３．０ｗｔ％、
Ａｌ：１．０ｗｔ％以下、Ｐ：０．３ｗｔ％以下、Ｓ：
０．０１ｗｔ％以下、Ｎ：０．００５ｗｔ％以下を含む
組成からなる鋼を、熱間圧延および冷間圧延し、次いで
仕上焼鈍を施す一連の工程により無方向性電磁鋼板を製
造するに当り、熱間圧延後の巻取工程において鋼板を６
５０℃以上で巻取り、巻取後直ちに無機系塗料をコイル
端面に塗布して端面シールを行うことを特徴とする磁気
特性と表面性状が優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。

【０００８】（２）上記（１）に記載の製造方法にお
いて、巻取時に鋼板表面に窒素または不活性ガス若しく
はこれら混合ガスを吹付けることにより、巻取後の鋼板
間空気層を除去することを特徴とする磁気特性と表面性
状が優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。

【０００９】

【作用】以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説
明する。まず、この発明において素材となる鋼の成分組
成の限定理由は以下の通りである。Ｃ：鉄損改善のためにはＣ量は低いほうが好ましい。特
に、Ｃが多いと磁気時効により鉄損が著しく上昇するた
め、上限を０．０１ｗｔ％とする。

【００１０】Ｍｎ：ＭｎＳの析出制御による粒成長性向
上と鉄損低減効果を得るため、下限を０．１ｗｔ％とす
る。また、Ｍｎの上限は磁気特性に悪影響を及ぼさない
限界として１．０ｗｔ％とする。Ｓｉ：Ｓｉは鉄損改善に非常に有効な元素であり、その
作用効果を得るために下限を０．１ｗｔ％とする。但
し、多量に含有させると圧延性が低下するため、上限を
３．０ｗｔ％とする。

【００１１】Ａｌ：Ａｌも鉄損改善に有効な元素である
が、圧延性の観点から上限を１．０ｗｔ％とする。Ｐ：Ｐの添加は硬度上昇により打ち抜き性を向上させる
が、０．３ｗｔ％を超えると磁気特性と圧延性を低下さ
せるため、０．３ｗｔ％を上限とする。Ｓ：ＭｎＳの析出制御の観点からＳ量は低いほうが好ま
しく、このため上限を０．０１ｗｔ％とする。Ｎ：ＡｌＮ析出に伴う磁気特性の低下という観点から、
上限を０．００５ｗｔ％とする。

【００１２】上述のような成分の鋼を公知の方法で精
錬、鋳造しスラブとする。このスラブを熱間圧延する
が、この熱延後の巻取温度は６５０℃以上とする。この
ように熱延板を高温で巻取ることにより、熱延板段階で
の集合組織の改善と析出物の粗大化が図られ、最終製品
での磁束密度と鉄損が大きく改善される。巻取温度が低
いと上記のような効果はあまり期待できず、このため巻
取温度の下限は６５０℃とする。

【００１３】このような熱延鋼板の巻取後、直ちにコイ
ル端面に無機系塗料を塗布する。このように塗料を塗布
する目的は、コイル端面における鋼板間の隙間から空気
が浸入するのを防ぎ、巻取後の鋼板表面の酸化を防止す
るためである。また、浸入空気の減少により巻取後の冷
却速度が遅くなり、高温巻取による自己焼鈍効果を高め
ることも期待できる。

【００１４】シール用の塗料としては、無機系塗料の他
に有機系塗料も考えられるが、本発明では６５０℃以上
で使用されるため、このような高温下での造膜性の観点
から無機系塗料をシール材として用いる。有機系塗料で
は４００〜５００℃程度が限界であり、良好なシール膜
とはなり得ない。塗布方法としては、塗料をスプレー塗
布して鋼板の保有熱で硬化させ造膜する方法、予めフィ
ルム状にした膜をコイル端面に貼り付けて造膜する方法
等がある。任意に膜厚が設定できる点、作業のしやすさ
の点からは前者の方が優れているが、塗布方法は適宜選
択される。

【００１５】端面シールのタイミングは、巻取後早けれ
ば早いほど良い。シールのタイミングが遅れると、その
時点までに浸入した空気により酸化が進行するため、巻
取後１０分以内にシールを施すことが好ましく、これに
よってより適切な酸化防止効果が期待できる。なお、無
機系塗料の塗布はコイル全長の巻取が完了してから行っ
てもよいし、また、巻取進行中に巻取られたコイル部分
に対して順次実施してもよい。無機系塗料としては、ア
ルミナ、クロム酸、シリカ等の酸化物系、窒化ホウ素、
窒化アルミ等の窒化物系、或いは炭化物系、ホウ化物系
等が使用できる。塗料は造膜性、耐熱性、作業性、コス
ト等の観点から適宜選択されるが、特に本発明のように
高温下で使用される場合の耐熱性という観点からは酸化
物系の塗料が優れている。

【００１６】また、巻取直後に端面シールを行っても、
巻取時にある程度の空気が持ち込まれ鋼板間に空気層が
生成する。これに対し、巻取時に窒素ガスやＡｒ等の不
活性ガス或いはこれらの混合ガスを鋼板に吹付ける方法
では、鋼板表面の空気を除去することで鋼板間に空気層
が生成することを防止でき、より完全な酸化防止を図る
ことができる。なお、本発明では上述した鋼成分以外
に、ＳｎまたはＳｂを０．０２〜０．２ｗｔ％、若しく
はＢを０．００２〜０．００４ｗｔ％程度添加すること
により、高温巻取および酸化防止による効果と相俟っ
て、より一層優れた磁気特性でしかも優れた表面性状の
無方向性電磁鋼板が得られる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明法において巻取直後に行われる
コイル端面への無機系塗料塗布の実施状況の一例を示す
もので、この例では巻取りが完了したコイルの両端面４
に塗料吹付ノズル３から塗料が吹付けられている。な
お、先に述べたように塗料の吹付けは、巻取進行中に巻
取られたコイル部分に対して順次行うこともできる。ま
た、図２はコイル端面への塗料の吹付けとともに、窒素
ガスやＡｒ等の不活性ガスを鋼板表面に吹付ける方法の
実施状況の一例を示しており、この例では巻取の進行中
に巻取られたコイル部分の端面４に対して順次塗料吹付
ノズル３から塗料が吹付けられるとともに、鋼板１のコ
イル入側に配されたガス吹付ノズル２から鋼板面に窒素
ガスやＡｒ等の不活性ガスが吹付けられる。

【００１８】表１に示す成分を含み、残部鉄及び不可避
的不純物からなる３種類のスラブを熱間圧延し、種々の
巻取条件で巻取った。まず、鋼Ａについては２．６ｍｍ
厚に熱間圧延し、巻取温度：６３５〜７６０℃で巻取を
行った。本発明例では巻取後１分以内にコイル端面に無
機系塗料（シリカ系であるアルコキシラン）をスプレー
法により付着量を変えて塗布した。また、一部の本発明
例では、巻取中鋼板に窒素ガスを約６０〜８０Ｎｍ³／
ｍｉｎ吹付けた。次いで、熱延板を０．５０ｍｍ（ブラ
イト表面）に冷間圧延した後、７４０℃で仕上焼鈍を施
し、各鋼板の表面性状と磁気特性を調べた。その結果を
巻取条件とともに表２に示す。なお、表面性状の良否は
冷間圧延後の表面粗さで判定したもので、Ｒａ≦０．２
を◎、０．２＜Ｒａ≦０．３を○、０．３＜Ｒａを×と
して示している。○，◎であれば製造上および品質上問
題はない。また、焼鈍後の磁気特性はエプスタイン法で
測定した。

【００１９】表２に示されるように巻取温度が６５０℃
以上では鉄損（Ｗ₁₅／₅₀）が６ｗ未満で、しかも磁束密
度（Ｂ₅₀）が１．７４以上と磁気特性が向上しており、
高温巻取が磁気特性上有利であることが判る。また、巻
取温度を７２０℃以上とすることにより、この効果がよ
り顕著になっていることが判る。しかし、Ｎｏ．２，Ｎ
ｏ．３の比較例のように単に巻取温度を高めただけでは
表面が著しく粗くなり、冷間圧延時のゲージ変動が焼鈍
時の押し疵を引き起こした。これに対して、巻取後に端
面シールを実施した本発明例では表面性状が改善されて
いる。また、巻取時に窒素ガスを吹付けた本発明例で
は、酸化防止がより効果的に行われるため、より良好な
表面性状となっており、コイル端面への塗料の塗布と窒
素ガス等の吹付けの併用が表面性状改善のために好まし
いことが判る。

【００２０】また、表１に示す鋼Ｂ、鋼Ｃについても上
記と同様に、熱間圧延、冷間圧延及び仕上焼鈍を実施し
た。各実施例は熱延板板厚：２．０ｍｍ、冷延板板厚：
０．５ｍｍとし、仕上焼鈍は鋼Ｂについては８４０℃、
鋼Ｃについては８７０℃で実施した。また、本発明例に
おいてコイル端面に塗布される無機系塗料、その塗布方
法及び鋼板への窒素ガスの吹付条件、表面性状および磁
気特性の評価方法等は上述した実施例と同様とした。得
られた鋼板の表面性状と磁気特性を巻取条件とともに表
２に示す。表２によれば、鋼中のＳｉ量が増加しても端
面シールと窒素ガス吹付による酸化防止効果は同様に認
められる。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、大幅なコス
ト上昇を招くことなく、磁気特性と表面性状に優れた無
方向性電磁鋼板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施状況の一例を示す説明図

【図２】本発明の実施状況の他の例を示す説明図

【符号の説明】

１…熱延鋼板、２…ガス吹付用ノズル、３…塗料吹付用
ノズル、４…コイル端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 8/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．１
〜１．０ｗｔ％、Ｓｉ：０．１〜３．０ｗｔ％、Ａｌ：
１．０ｗｔ％以下、Ｐ：０．３ｗｔ％以下、Ｓ：０．０
１ｗｔ％以下、Ｎ：０．００５ｗｔ％以下を含む組成か
らなる鋼を、熱間圧延および冷間圧延し、次いで仕上焼
鈍を施す一連の工程により無方向性電磁鋼板を製造する
に当り、熱間圧延後の巻取工程において鋼板を６５０℃
以上で巻取り、巻取後直ちに無機系塗料をコイル端面に
塗布して端面シールを行うことを特徴とする磁気特性と
表面性状が優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】巻取時に鋼板表面に窒素または不活性ガ
ス若しくはこれら混合ガスを吹付けることにより、巻取
後の鋼板間空気層を除去することを特徴とする請求項１
に記載の磁気特性と表面性状が優れた無方向性電磁鋼板
の製造方法。