JP2898789B2 - 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法

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JP2898789B2 JP3154853A JP15485391A JP2898789B2 JP 2898789 B2 JP2898789 B2 JP 2898789B2 JP 3154853 A JP3154853 A JP 3154853A JP 15485391 A JP15485391 A JP 15485391A JP 2898789 B2 JP2898789 B2 JP 2898789B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気特性に優れた無方向
性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の無方向性電磁鋼板の冷延後の焼鈍
条件は連続焼鈍炉において10℃/s前後の速度で昇温
し、設定した温度で1分から2分間保持して焼鈍するの
が一般的な条件である。
【0003】一方、無方向性電磁鋼板の磁気特性を向上
させる手段の1つとして成品板の粒径をある範囲の大き
さに制御する方法がある。この大きさの範囲は一般に1
00μmから300μm程度である。上記に記したよう
な通常の焼鈍方法ではこのような大きさの粒径を得るの
は難しく、焼鈍後に強スキンパス圧延を行ない、ユーザ
ーで打ち抜き加工をした後、ひずみ取り焼鈍を行なって
適正な粒径の組織を得ている(特開昭60−17014
号公報参照)。しかし、ユーザーによっては、必要な設
備を有しないところもあり、また有していても工程が増
加するため生産性に不利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状にかんがみ焼鈍時間及び設備の大幅な短縮を可能にす
るメタラジーにより、かつひずみ取り焼鈍を前提にせず
に成品結晶粒径を適宜の大きさに調整し、優れた磁気特
性を有する無方向性電磁鋼板の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、再結晶挙
動ならびに集合組織形成に及ぼす焼鈍時の昇温速度の影
響を研究した結果、ある焼鈍温度範囲に急速に昇温する
ことにより、非常に短時間の焼鈍時間にもかかわらず焼
鈍によって生成した結晶粒が顕著に大きくなることを見
いだした。そして、そのとき形成される集合組織は{1
00}方位が多く無方向性電磁鋼板として優れた特性を
示すことが分かった。
【0006】本発明はこのような知見に基づくものであ
って、その要旨とするところは、重量比でC:0.01
%以下、N:0.01%以下、Si:3.5%以下、
P:0.15%以下、S:0.01%以下、Al:1.
0%以下とし、必要に応じてBをB/Nで1.5以下を
含む鋼を、冷延後の再結晶焼鈍において500℃から焼
鈍最高温度の間の平均昇温速度を300℃/s以上と
し、焼鈍最高温度を750℃以上、Si量とT(℃)=
910+50×Si(wt%)の関係にある温度T℃以下
とし500℃以上での焼鈍時間が10秒以下であること
を特徴とする磁気特性の優れた鋼板の製造方法にある。
【0007】以下に、本発明の構成要件の限定理由につ
いて詳細に説明する。まず、本発明鋼の化学成分におい
て、Cは鉄損改善のためには少ないほうが好ましく、か
つ時効による磁性劣化を生じないためには0.005%
以下が好ましい。しかし、本発明法のプロセスではCが
0.01%まで鉄損向上の効果が確認されたので、C量
の上限を0.01%とした。Nも鉄損改善のためには少
ないほうがよく、本発明鋼では上限を0.01%とし
た。特に、AlNの析出を抑制し、鉄損を下げる場合に
はBを添加してBNを析出させることが好ましいが、B
/Nが1.5超になると過剰Bが磁性を悪化させるの
で、B量の上限をB/Nで1.5と定めた。Siは鉄損
改善のために添加されるが、3.5%以上の添加は熱間
加工性を劣化させ、熱延に支障が生じるので、上限を
3.5とした。Pの添加は打ち抜き性を高め、鉄損の改
善にもなるが、0.15%以上の添加は熱間加工性を著
しく劣化し、熱間割れなどが発生する危険性が高いた
め、上限を0.15%とした。
【0008】Sは磁性向上に有害なMnSなどの非金属
介在物を生成するので0.01%以下にしなければ安定
した磁性改善効果が得られない。また、下記に示す焼鈍
条件で100μm以上の結晶粒径を得るにも、S量の低
下が必須であり、これらの条件よりS量の上限を0.0
1%とした。AlはSiと同様鉄損改善のために添加さ
れるが、1%以上になると熱間加工性が著しく劣化する
ので、添加量の上限を1%とする。強度を高める元素と
して、Mn,Cr,Mo,Niなどの添加は本発明の趣
旨を損するものではないが、これらの元素の総和が多過
ぎると磁性の劣化を招くので、総和の上限は2%以下が
好ましい。
【0009】次に、製造プロセスについて説明する。冷
延後の再結晶焼鈍において500℃から焼鈍最高温度の
間の平均昇温速度を300℃/s以上と限定したのは、
この温度範囲での平均昇温速度が300℃/s以下だと
焼鈍時に短時間で適正な結晶粒径にならず、それに従い
形成される集合組織も磁気特性の面からは好ましいもの
が得られないためである。この原因はまだ十分解明され
ていないが、昇温過程において回復のための時間を十分
とらせないことにより、再結晶の駆動力が大きくなり、
再結晶が爆発的に起きることにより結晶粒が粗大化する
ものと考えられる。焼鈍最高温度を750℃以上、Si
量とT(℃)=910+50×Si(wt%)の関係にあ
る温度T℃以下としたのは、この温度域での短時間焼鈍
で結晶粒の適正な粗粒化が起こるためである。また、5
00℃以上の温度域での焼鈍時間を10秒以下と限定し
たのは、焼鈍時間の短縮及び設備コストの低減からの限
定で、磁気特性からの限定ではない。従来技術では50
0℃以上の温度域での焼鈍時間は約100秒前後であ
り、通常の連続焼鈍炉では約700mぐらいの炉長が必
要となるが、本発明では10分の1で済むため大幅なコ
ストダウンが達成できる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
表1に本発明鋼と比較鋼の成分、プロセス条件、そして
成品板の磁気特性を示す。実験番号17,18は双ロー
ル法により直接鋳込みにより1.5mmの板に鋳造した材
料を冷延したが、他の材料は250mmの連続鋳造スラブ
を3mmの板に熱延した後、冷延した。熱延仕上温度は8
60℃〜900℃、巻取温度は700℃前後であった。
冷延板の板厚は0.5mmである。焼鈍方法は通電加熱に
よって行なった。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】本発明鋼である実験番号1,2,3,7,
8,9,13,14,15,17,18は磁束密度、鉄
損共に優れた値を示す。薄スラブより製造した実験番号
17,18は連続鋳造スラブより磁気特性が優れてい
る。冷延後の再結晶焼鈍において500℃から焼鈍最高
温度の間の平均昇温速度が250℃/sと本発明の範囲
外の材料は鉄損が高い。この原因は成品板の粒径が約6
0μmと適正な値より小さかったためと考えられる。焼
鈍最高温度が本発明の範囲より高い実験番号5,16は
共にγ域に入り変態が起こるため結晶粒が細かくなり、
本発明鋼より磁性が劣る。また、焼鈍最高温度が720
℃と本発明の範囲より低い実験番号6も同様に結晶粒が
細かくなり、本発明鋼より磁性が劣る。C量が本発明鋼
の範囲より多い実験番号10及びN量が本発明鋼の範囲
より多い実験番号11では時効の発生により鉄損が顕著
に劣化する。S量が本発明鋼の範囲より多い実験番号1
2ではMnSなどの非金属系介在物が多く生成し、それ
が結晶粒径の微細化をもたらし、本発明鋼より磁性が劣
る結果になっている。B量がB/Nで2.21と本発明
鋼の範囲を超えている実験番号19では結晶粒径の微細
化をもたらし、本発明鋼より磁性が劣る。
【0014】以上の実施例は500℃以上での焼鈍時間
がすべて10秒以下で実行されており、焼鈍時間の短縮
が図られているにもかかわらず本発明の範囲を満足して
いれば優れた特性が確保できることを示している。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、短時間焼鈍により、従
来より優れた磁気特性が得られ、設備費、ランニングコ
ストが低減できるばかりでなく、鉄損の低減によりモー
ター等のエネルギー損失を下げ、地球温暖化などの環境
問題の改善にも寄与する工業的に価値の高い発明であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比でC:0.01%以下、N:0.
    01%以下、Si:3.5%以下、P:0.15%以
    下、S:0.01%以下、Al:1.0%以下を含む鋼
    を、冷延後の再結晶焼鈍において500℃から焼鈍最高
    温度の間の平均昇温速度を300℃/s以上とし、焼鈍
    最高温度を750℃以上、Si量とT(℃)=910+
    50×Si(wt%)の関係にある温度T℃以下とし50
    0℃以上での焼鈍時間が10秒以下であることを特徴と
    する磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 BをB/Nで1.5以下含むことを特徴
    とする請求項1記載の磁気特性の優れた無方向性電磁鋼
    板の製造方法。
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