JP2826005B2 - 一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製造方法 - Google Patents
一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２．０〜８．０％のＳ
ｉを含み、靭性に優れた一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製
造方法に関するものである。
ｉを含み、靭性に優れた一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一方向性電磁鋼板はトランス等の電気機
器の鉄心材料として利用されており、磁気特性として励
磁特性と鉄損特性が良好でなくてはならない。しかも近
年、特にエネルギーロスの少ない低鉄損素材への市場要
求が強まっている。しかし、従来の製造方法では、熱
延、冷延、焼鈍などの複雑な工程処理が必要なため、製
造コストが非常に高いという問題がある。そこで最近、
電磁鋼の溶鋼を急冷凝固法で直接薄帯にする技術が開発
された。この方法によれば、溶鋼から直接成品または半
成品ができるので、製造コストを大幅に下げることが可
能である。
器の鉄心材料として利用されており、磁気特性として励
磁特性と鉄損特性が良好でなくてはならない。しかも近
年、特にエネルギーロスの少ない低鉄損素材への市場要
求が強まっている。しかし、従来の製造方法では、熱
延、冷延、焼鈍などの複雑な工程処理が必要なため、製
造コストが非常に高いという問題がある。そこで最近、
電磁鋼の溶鋼を急冷凝固法で直接薄帯にする技術が開発
された。この方法によれば、溶鋼から直接成品または半
成品ができるので、製造コストを大幅に下げることが可
能である。
【０００３】急冷凝固法で一方向性電磁鋼板を製造する
方法は、磁気特性向上のため開示されているものが主流
である。たとえば、特公昭５６−５１２１６号公報およ
び特公昭５６−４３２９５号公報では、いずれも溶鋼を
鋳型の中心部の凝固冷却速度が１℃／秒以上となるよう
に冷却し、凝固後も少なくとも６００℃までを０．０５
℃／秒以上で急冷することにより、硫化物、窒化物、炭
化物などの析出物を殆ど固溶させた鋳片を得、以降の工
程で析出処理することにより、微細分散させるようにし
ている。
方法は、磁気特性向上のため開示されているものが主流
である。たとえば、特公昭５６−５１２１６号公報およ
び特公昭５６−４３２９５号公報では、いずれも溶鋼を
鋳型の中心部の凝固冷却速度が１℃／秒以上となるよう
に冷却し、凝固後も少なくとも６００℃までを０．０５
℃／秒以上で急冷することにより、硫化物、窒化物、炭
化物などの析出物を殆ど固溶させた鋳片を得、以降の工
程で析出処理することにより、微細分散させるようにし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来開
示されてきた急冷凝固法による一方向性電磁鋼板の製造
方法は、いずれも望ましい磁気特性を得ることを目的と
したものである。しかしながら、本発明者らは、従来技
術による急冷凝固法で鋳片を工業的に生産する場合、後
工程での薄鋳片の靭性を解決することが必要である問題
点に直面した。つまり、従来技術による急冷凝固鋳片で
は繰り曲げ回数が非常に悪く、連続焼鈍ライン、冷延時
などに鋳片割れが発生し通板性が非常に悪いという、工
業上の大きな問題点を有している。
示されてきた急冷凝固法による一方向性電磁鋼板の製造
方法は、いずれも望ましい磁気特性を得ることを目的と
したものである。しかしながら、本発明者らは、従来技
術による急冷凝固法で鋳片を工業的に生産する場合、後
工程での薄鋳片の靭性を解決することが必要である問題
点に直面した。つまり、従来技術による急冷凝固鋳片で
は繰り曲げ回数が非常に悪く、連続焼鈍ライン、冷延時
などに鋳片割れが発生し通板性が非常に悪いという、工
業上の大きな問題点を有している。
【０００５】本発明者らは、かかる一方向性電磁鋼板用
薄鋳片の脆性問題を、あまり設備的な負担をかけること
なく解決することを課題に取り組んできた。
薄鋳片の脆性問題を、あまり設備的な負担をかけること
なく解決することを課題に取り組んできた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
達成すべく検討を重ねた結果、重量でＳｉ：２．０〜
８．０％および一方向性電磁鋼の公知のインヒビター、
その他電磁鋼として必要な成分元素を含み、残部実質的
にＦｅからなる溶鋼を、移動更新する冷却体表面により
急冷凝固せしめて薄鋳片にする方法において、薄鋳片の
凝固完了から７００℃までの温度域で圧延するに際し、
圧延開始温度Ｔ（℃）が７００〜１１００℃の場合、下
記（１）式に圧延開始温度Ｔを代入して計算される圧下
率以上で４５％以下の減厚を行い、圧延開始温度が１１
００℃を超える場合、圧下率５％以上４５％以下の減厚
を行うと、靭性に優れた一方向性電磁鋼板用薄鋳片が得
られることを見出した。
達成すべく検討を重ねた結果、重量でＳｉ：２．０〜
８．０％および一方向性電磁鋼の公知のインヒビター、
その他電磁鋼として必要な成分元素を含み、残部実質的
にＦｅからなる溶鋼を、移動更新する冷却体表面により
急冷凝固せしめて薄鋳片にする方法において、薄鋳片の
凝固完了から７００℃までの温度域で圧延するに際し、
圧延開始温度Ｔ（℃）が７００〜１１００℃の場合、下
記（１）式に圧延開始温度Ｔを代入して計算される圧下
率以上で４５％以下の減厚を行い、圧延開始温度が１１
００℃を超える場合、圧下率５％以上４５％以下の減厚
を行うと、靭性に優れた一方向性電磁鋼板用薄鋳片が得
られることを見出した。
【０００７】
【数２】 以下に本発明を詳細に説明する。本発明者らは、繰り曲
げ試験後の破断面を観察した結果、いずれも粒内破断で
あることが判明した。このことから、一方向性電磁鋼板
用薄鋳片の脆化の原因として、従来の熱延プロセスの熱
延板と比較して薄鋳片での結晶粒径が大きいことの他
に、Ｓｉ添加によりフェライト地そのものの靭性が低下
し、薄鋳片繰り曲げ時の交差すべりが困難になっている
ことを見出した。さらに、急冷凝固された薄鋳片では、
通常の連続鋳造材に比べて、溶湯の大きな収縮率または
冷却時の熱応力により導入される鋳物中の欠陥が多いこ
とも見出した。これは、急冷凝固法では０．１秒オーダ
の瞬時に凝固が起こることに起因しているものと思われ
る。そこで対策を重ねた結果、所定の温度において加工
歪みを与えることにより、交差すべりを容易にし、鋳片
に内蔵される欠陥も減少するので、靭性が改善されるこ
とを見出し、本発明を完成した。以下に本発明を詳細に
説明する。
げ試験後の破断面を観察した結果、いずれも粒内破断で
あることが判明した。このことから、一方向性電磁鋼板
用薄鋳片の脆化の原因として、従来の熱延プロセスの熱
延板と比較して薄鋳片での結晶粒径が大きいことの他
に、Ｓｉ添加によりフェライト地そのものの靭性が低下
し、薄鋳片繰り曲げ時の交差すべりが困難になっている
ことを見出した。さらに、急冷凝固された薄鋳片では、
通常の連続鋳造材に比べて、溶湯の大きな収縮率または
冷却時の熱応力により導入される鋳物中の欠陥が多いこ
とも見出した。これは、急冷凝固法では０．１秒オーダ
の瞬時に凝固が起こることに起因しているものと思われ
る。そこで対策を重ねた結果、所定の温度において加工
歪みを与えることにより、交差すべりを容易にし、鋳片
に内蔵される欠陥も減少するので、靭性が改善されるこ
とを見出し、本発明を完成した。以下に本発明を詳細に
説明する。
【０００８】
【作用】次に本発明において、鋼組成および製造条件を
前記のように限定した理由を、詳細に説明する。この鋼
成分の限定理由は下記のとおりである。Ｓｉは鉄損を良
くするために下限を２．０％とするが、多すぎると冷間
圧延の際に割れ易く加工が困難となるので上限を８．０
％とする。
前記のように限定した理由を、詳細に説明する。この鋼
成分の限定理由は下記のとおりである。Ｓｉは鉄損を良
くするために下限を２．０％とするが、多すぎると冷間
圧延の際に割れ易く加工が困難となるので上限を８．０
％とする。
【０００９】さらに、一方向性電磁鋼板を製造するため
に、以下の成分元素を添加することが好ましい。Ｍｎは
ＭｎＳを形成するために必要な元素で、適当な分散状態
を得るため０．０２〜０．１５％が好ましい。ＳはＭｎ
Ｓ，（Ｍｎ・Ｆｅ）Ｓを形成するために必要な元素で、
適当な分散状態を得るため０．００１〜０．０５％が望
ましい。さらに、硫化物に加えてＡｌＮを利用する場合
は、酸可溶性ＡｌとＮを添加する。ＡｌＮの適当な分散
状態を得るため、Ａｌは０．０１〜０．０４％、Ｎは
０．００３〜０．０２％が好ましい。その他、Ｃｕ，Ｓ
ｎ，Ｓｂ，Ｓｅはインヒビターを強くする目的で１．０
％以下において少なくとも１種添加しても良い。Ｃにつ
いては、０．１０％以下が望ましい。上限０．１０％
は、これより多くなると脱炭所要時間が長くなり、経済
的に不利となるからである。
に、以下の成分元素を添加することが好ましい。Ｍｎは
ＭｎＳを形成するために必要な元素で、適当な分散状態
を得るため０．０２〜０．１５％が好ましい。ＳはＭｎ
Ｓ，（Ｍｎ・Ｆｅ）Ｓを形成するために必要な元素で、
適当な分散状態を得るため０．００１〜０．０５％が望
ましい。さらに、硫化物に加えてＡｌＮを利用する場合
は、酸可溶性ＡｌとＮを添加する。ＡｌＮの適当な分散
状態を得るため、Ａｌは０．０１〜０．０４％、Ｎは
０．００３〜０．０２％が好ましい。その他、Ｃｕ，Ｓ
ｎ，Ｓｂ，Ｓｅはインヒビターを強くする目的で１．０
％以下において少なくとも１種添加しても良い。Ｃにつ
いては、０．１０％以下が望ましい。上限０．１０％
は、これより多くなると脱炭所要時間が長くなり、経済
的に不利となるからである。
【００１０】次に、この溶鋼を双ロール法等により急冷
凝固し薄鋳片を得るが、その時の板厚は０．５〜３．５
mmが好ましい。上限３．５mmは、これ以上では、凝固シ
ェルが鋳片の自重により不安定になるので限定した。下
限０．５mmは、これ以下では生産効率が悪いため限定し
た。
凝固し薄鋳片を得るが、その時の板厚は０．５〜３．５
mmが好ましい。上限３．５mmは、これ以上では、凝固シ
ェルが鋳片の自重により不安定になるので限定した。下
限０．５mmは、これ以下では生産効率が悪いため限定し
た。
【００１１】さらに凝固直後から７００℃までの温度域
で所定の圧下率で熱延を行う理由は次の通りである。圧
延温度の下限７００℃は、これ以下では熱間変形抵抗が
高くなるため熱間圧延が困難となるので限定した。図１
は圧延開始温度１１００℃における熱間圧延率と繰り曲
げ回数の関係を示す。これは半径８mmの９０°曲げ試験
機にて破断するまでの回数を示した。回数は９０°曲が
った時を１回とする。この図から、靭性を良好にするに
は、圧下率５％以上が必要である。また、４５％以上は
靭性の向上効果が飽和している。この傾向は、７００℃
以上の温度範囲において共通して見られる傾向である。
したがって、設備が巨大なものとなり工業化が難しいた
め、上限を４５％に限定した。さらに、図２は、それぞ
れの圧延開始温度と圧下率における繰り曲げ回数の変化
を示す。この図から、薄鋳片の凝固完了から７００℃ま
での温度域で圧延するに際し、圧延開始温度Ｔ（℃）が
７００〜１１００℃の場合、下記（１）式に圧延開始温
度Ｔを代入して計算される圧下率以上で４５％以下の減
厚を行い、圧延開始温度が１１００℃を超える場合、圧
下率５％以上４５％以下の減厚を行うことに限定した。
で所定の圧下率で熱延を行う理由は次の通りである。圧
延温度の下限７００℃は、これ以下では熱間変形抵抗が
高くなるため熱間圧延が困難となるので限定した。図１
は圧延開始温度１１００℃における熱間圧延率と繰り曲
げ回数の関係を示す。これは半径８mmの９０°曲げ試験
機にて破断するまでの回数を示した。回数は９０°曲が
った時を１回とする。この図から、靭性を良好にするに
は、圧下率５％以上が必要である。また、４５％以上は
靭性の向上効果が飽和している。この傾向は、７００℃
以上の温度範囲において共通して見られる傾向である。
したがって、設備が巨大なものとなり工業化が難しいた
め、上限を４５％に限定した。さらに、図２は、それぞ
れの圧延開始温度と圧下率における繰り曲げ回数の変化
を示す。この図から、薄鋳片の凝固完了から７００℃ま
での温度域で圧延するに際し、圧延開始温度Ｔ（℃）が
７００〜１１００℃の場合、下記（１）式に圧延開始温
度Ｔを代入して計算される圧下率以上で４５％以下の減
厚を行い、圧延開始温度が１１００℃を超える場合、圧
下率５％以上４５％以下の減厚を行うことに限定した。
【００１２】
【数３】 以上の条件で熱間圧延を施すことにより、靭性に優れた
一方向性電磁鋼板用薄鋳片を得ることができる。さら
に、必要な磁気特性を得るためには、急冷凝固された鋳
片は、凝固直後に気水冷却等により鋳片冷却することが
望ましい。
一方向性電磁鋼板用薄鋳片を得ることができる。さら
に、必要な磁気特性を得るためには、急冷凝固された鋳
片は、凝固直後に気水冷却等により鋳片冷却することが
望ましい。
【００１３】次に、インヒビターとして窒化物も必要と
する場合は、ＡｌＮ等の析出のために９５０〜１２００
℃で３０秒〜３０分の中間焼鈍を行うことが望ましい。
次に、１回ないし、中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延
を施す。この時の最終冷延圧下率は高いゴス集積度をも
つ製品を得るため、圧下率５０％以上が必要となる。こ
の後は、湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を行い、さらにＭｇ
Ｏ等の焼鈍分離剤を塗布して、二次再結晶と純化のため
１１００℃以上の仕上げ焼鈍を行うことで、磁気特性が
良好な一方向性電磁鋼板が製造される。次に本発明の実
施例を挙げて説明する。
する場合は、ＡｌＮ等の析出のために９５０〜１２００
℃で３０秒〜３０分の中間焼鈍を行うことが望ましい。
次に、１回ないし、中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延
を施す。この時の最終冷延圧下率は高いゴス集積度をも
つ製品を得るため、圧下率５０％以上が必要となる。こ
の後は、湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を行い、さらにＭｇ
Ｏ等の焼鈍分離剤を塗布して、二次再結晶と純化のため
１１００℃以上の仕上げ焼鈍を行うことで、磁気特性が
良好な一方向性電磁鋼板が製造される。次に本発明の実
施例を挙げて説明する。
【００１４】
（実施例１）表１に示す成分組成を含む溶鋼を、双ロー
ル急冷凝固法により、（Ａ）２．７mm、（Ｂ）２．３m
m、（Ｃ）２．０mm厚の薄鋳片に鋳造した。鋳造条件
は、ロール径が３００mmφ、溶鋼のロール接触時間は約
０．３秒である。鋳造直後は、双ロール直下から気水冷
却を実施し、（Ａ），（Ｂ）については１１００℃にお
いて熱間圧延を施し、２．０mm厚とした。それぞれの圧
下率を表２に示す。また表２に、得られた鋼帯の繰り曲
げ回数を示す。これは半径８mmの９０°曲げ試験機にて
破断するまでの回数を示した。条件（Ａ），（Ｂ）で良
好な靭性が得られた。
ル急冷凝固法により、（Ａ）２．７mm、（Ｂ）２．３m
m、（Ｃ）２．０mm厚の薄鋳片に鋳造した。鋳造条件
は、ロール径が３００mmφ、溶鋼のロール接触時間は約
０．３秒である。鋳造直後は、双ロール直下から気水冷
却を実施し、（Ａ），（Ｂ）については１１００℃にお
いて熱間圧延を施し、２．０mm厚とした。それぞれの圧
下率を表２に示す。また表２に、得られた鋼帯の繰り曲
げ回数を示す。これは半径８mmの９０°曲げ試験機にて
破断するまでの回数を示した。条件（Ａ），（Ｂ）で良
好な靭性が得られた。
【００１５】ついで、得られた鋼帯を１１２０℃で５分
間焼鈍を行い、さらに酸洗した後、冷間圧延を行い０．
２９mm厚にした。次に湿潤水素中で脱炭焼鈍し、ＭｇＯ
粉を塗布した後、１２００℃に１０時間、水素ガス雰囲
気中で高温焼鈍を行った。この時、得られた製品の磁気
特性を併せて表２に示す。
間焼鈍を行い、さらに酸洗した後、冷間圧延を行い０．
２９mm厚にした。次に湿潤水素中で脱炭焼鈍し、ＭｇＯ
粉を塗布した後、１２００℃に１０時間、水素ガス雰囲
気中で高温焼鈍を行った。この時、得られた製品の磁気
特性を併せて表２に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】（実施例２）表３に示す成分組成を含む溶
鋼を、双ロール急冷凝固法により、（Ｄ）３．０mm、
（Ｅ）２．５mm、（Ｆ）２．２mm厚の薄鋳片に鋳造し
た。鋳造条件は、ロール径が３００mmφ、溶鋼のロール
接触時間は約０．３秒である。（Ｄ），（Ｅ）について
は、１０５０℃において熱間圧延を施し、２．２mm厚と
した。この時の圧下率を表４に示す。また表４に、得ら
れた鋼帯の繰り曲げ回数を示す。条件（Ｄ），（Ｅ）で
良好な靭性が得られた。ついで、得られた鋼帯を酸洗し
た後、冷間圧延を行い０．８mm厚にした。次に湿潤水素
中で焼鈍し、再度、冷間圧延を施し、０．２９mm厚にし
た。次に湿潤水素中で脱炭焼鈍し、ＭｇＯ粉を塗布した
後、１２００℃に１０時間、水素ガス雰囲気中で高温焼
鈍を行った。得られた製品の磁性は、表４に示す通りで
あった。
鋼を、双ロール急冷凝固法により、（Ｄ）３．０mm、
（Ｅ）２．５mm、（Ｆ）２．２mm厚の薄鋳片に鋳造し
た。鋳造条件は、ロール径が３００mmφ、溶鋼のロール
接触時間は約０．３秒である。（Ｄ），（Ｅ）について
は、１０５０℃において熱間圧延を施し、２．２mm厚と
した。この時の圧下率を表４に示す。また表４に、得ら
れた鋼帯の繰り曲げ回数を示す。条件（Ｄ），（Ｅ）で
良好な靭性が得られた。ついで、得られた鋼帯を酸洗し
た後、冷間圧延を行い０．８mm厚にした。次に湿潤水素
中で焼鈍し、再度、冷間圧延を施し、０．２９mm厚にし
た。次に湿潤水素中で脱炭焼鈍し、ＭｇＯ粉を塗布した
後、１２００℃に１０時間、水素ガス雰囲気中で高温焼
鈍を行った。得られた製品の磁性は、表４に示す通りで
あった。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、急冷凝固法により良好
な靭性を有し、通板性に優れた珪素鋼薄鋳片を得ること
ができ、一方向性電磁鋼板を、安価かつ省エネルギーに
製造することができるので、産業上の貢献するところが
極めて大である。
な靭性を有し、通板性に優れた珪素鋼薄鋳片を得ること
ができ、一方向性電磁鋼板を、安価かつ省エネルギーに
製造することができるので、産業上の貢献するところが
極めて大である。
【図１】薄鋳片の減厚率と、得られた鋼帯の繰り曲げ回
数との関係を示す。
数との関係を示す。
【図２】それぞれの圧延開始温度と圧下率における、繰
り曲げ回数の変化を示す。
り曲げ回数の変化を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−121704（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258149（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258924（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 3/02 B21B 1/46 C21D 8/12 B22D 11/06 330
Claims (2)
- 【請求項１】 重量でＳｉ：２．０〜８．０％および一
方向性電磁鋼の公知のインヒビター、その他電磁鋼とし
て必要な成分元素を含み、残部実質的にＦｅからなる溶
鋼を、移動更新する冷却体表面により急冷凝固せしめて
薄鋳片にする方法において、薄鋳片の凝固完了から７０
０℃までの温度域で圧延するに際し、圧延開始温度Ｔ
（℃）が７００〜１１００℃の場合、下記（１）式に圧
延開始温度Ｔを代入して計算される圧下率以上で４５％
以下の減厚を行い、圧延開始温度が１１００℃を超える
場合、圧下率５％以上４５％以下の減厚を行うことを特
徴とする、靭性に優れた一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製
造方法。 【数１】 - 【請求項２】 溶鋼から薄鋳片に急冷凝固する際、板厚
を０．５〜３．５mmにすることを特徴とする請求項１記
載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34508691A JP2826005B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34508691A JP2826005B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253602A JPH05253602A (ja) | 1993-10-05 |
| JP2826005B2 true JP2826005B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=18374192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34508691A Expired - Lifetime JP2826005B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 一方向性電磁鋼板用薄鋳片の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826005B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1316030B1 (it) * | 2000-12-18 | 2003-03-26 | Acciai Speciali Terni Spa | Procedimento per la fabbricazione di lamierini a grano orientato. |
| JP6607176B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2019-11-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34508691A patent/JP2826005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05253602A (ja) | 1993-10-05 |
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