JP3236604B2

JP3236604B2 - 無方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3236604B2
Application number: JP06969090A
Authority: JP
Inventors: 武彦港
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-03-22
Publication date: 2001-12-10
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH03271323A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、電動機や、発電機等の回転機器用の鉄心
材料として、特に優れた適性を示す無方向性電磁鋼板の
製造方法に関するものである。

（従来の技術）特開平１−92318号公報では、鋼帯の長さ方向と巾方
向の冷間圧延を行なうことにより、磁気異方性を低減す
る無方向性電磁鋼板の製造方向が開示されているが、巾
方向圧延を行なうことは実用的でなく、工業生産への応
用は難しい。

また、特開昭62−102507号公報では、仕上焼鈍時の通
板張力の適性範囲を仕上焼鈍温度と均熱時間の関数で規
定して、圧延方向とそれに直角な方向での磁性方向比が
小さな磁気特性の優れた無方向性けい素鋼板を短時間焼
鈍により得る方法が開示されている。しかしながらこの
方法は、通板張力の範囲を規定したものであって、更に
適格な最適通板張力を求めることは不可能であり、その
上、素材のＳ等不純物の変動などによっても焼鈍時の粒
成長が異ることなどあり、成分組成によって最適通板張
力が変動するが、この現象に対する考慮がなされていな
いなどの問題点がある。

（発明が解決しようとする課題）この発明は、無方向性電磁鋼板の製造方法において、
最終の仕上焼鈍を適切に行なうことにより磁気特性の改
善を計ることを目的とするもので、鉄損値に大きく影響
する仕上焼鈍時の長手方向鋼板張力を最適化すること、
さらには、成分組成、製造条件によって変動する最適鋼
板張力に対応可能とすることにある。

（課題を解決するための手段）この発明は、鋼板の長手方向とその横断方向との鉄損
の平均値が最小となるように、最終の仕上げ焼鈍におけ
る長手方向の鋼板張力を、成分組成および製造条件によ
り変動する最適鋼板張力に適合するよう調整制御するも
ので、その要旨は、 1.無方向性電磁鋼板用熱延板を素材として、１回又は中
間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して最終板厚に加工し
た後に、仕上げ焼鈍を鋼板の長手方向の張力下で施すに
あたって、仕上げ焼鈍を経た鋼板の鉄損を、該鋼板の長
手方向（Ｌ）とその横断方向（Ｃ）について計測したデ
ーターから鉄損比C/Lを求めること、仕上げ焼鈍中鋼板
に作用する張力を、成分組成および製造条件により、あ
らかじめ求められている該鋼板の仕上げ焼鈍後の各方向
鉄損の平均値が最小となる鉄損比C/Lに、上記計測に基
く鉄損比C/Lを一致させるように上記張力を制御するこ
とからなる無方向性電磁鋼板を製造方法。

である。

ここに、長手方向とその横断方向の鉄損の平均値、あ
るいは各方向鉄損の平均値は、長手方向鉄損値……IR L 長手方向と直角をなす横断方向……IR C₉₀ 長手方向と45゜の角をなす横断方向……IR C₄₅ とする場合、上記（１），（２）式の様に算出してもよく、さらに
は長手方向となす角度を変えた横断方向の鉄損値を用い
ること、角度を変えた横断方向の多くの鉄損値を用いて
もよい。

また、鉄損比C/Lは、横断方向鉄損÷長手方向鉄損を表わすもので、横断方向は長手方向となす角が90゜の
場合である。

この発明の方法は、無方向性電磁鋼板用熱延板の成分
組成に関し、Ｃ≦0.05wt％ Si＋Al≦4.5wt％,Mn≦1.5w
t％を含み、また場合によってはP:0.05〜0.20wt％を含
有して、残部はFe及び不可避不純物よりなるような素材
について有利に適合する。

ここにＣ＞0.05wt％のとき、Ｃによる磁気時効を防止
するための脱炭処理に長時間を要し、生産コスト、生産
能率等の実用上で不利があり、またSi＋Al＞4.5wt％で
は、冷間圧延時の加工性に問題があるため不適であり、
さらにMn＞1.5wt％では、電磁特性の向上よりも、生産
コストの上昇が大きく、実用上の問題によって適合しな
い。Ｐについては最終成品の硬度を調整する目的のた
め、0.05〜0.20wt％が好適である。

（作用）無方向性電磁鋼板の製造において、仕上焼鈍時の鋼板
張力は鉄損値に大きく影響し、長手方向に張力が作用す
る場合、長手方向の鉄損値は減少し、その横断方向、特
に長手方向に対し直角をなす方向の鉄損値は増加する傾
向を示す。そして長手方向とその横断方向との鉄損の平
均値が最小となる張力すなわち最適張力が存在する。第
２図はこれらの関係を示すもので、長手方向に対し直角
をなす横断方向の場合である。横軸に鋼板張力、縦軸に
鉄損値をとり、長手方向鉄損値（IR L）、横断方向鉄損
値（IR C₉₀）、鉄損の平均値（IR L＋IR C₉₀/2）をパラ
メーターとして示すもので、鉄損の平均値が最小となる
最適鋼板張力が存在することがわかる。

つぎに、長手方向とその横断方向の鉄損の平均値と、
鉄損比（C/L）の間にも、鉄損の平均値を最小とする鉄
損比（C/L）が存在する。第３図にこれらの関係を、長
手方向と長手方向に対し直角をなす横断方向の場合につ
いて示したものである。横軸に鉄損比:C₉₀/L、縦軸に鉄
損の平均値:IR L＋IR C₉₀/2をとったもので、鉄損の平
均値が最小となる鉄損比が存在している。

一方、前記したように鉄損値を低減するための最適鋼
板張力は、成分組成、製造条件などによって変動する。
したがって、最適鋼板張力で仕上焼鈍を行うためには、
仕上焼鈍を終えた鋼板の鉄損を測定し、この結果をフィ
ードバックすることが最も確実な方法である。

すなわち、鋼板張力を制御するにあたって、上記第２
図の関係から、仕上焼鈍直後にオンラインで測定した鉄
損の平均値を最低とするように、鋼板張力値をダイナミ
ックにフィードバック制御することによって効果的に達
成される。

また、上記第３図に示した関係から、鉄損の平均値が
最小となる鉄損比を用いて鋼板張力を制御することもで
きる。実際の生産設備におけるオンライン計測において
は、鉄損値の絶対値を求めることはその校正が困難であ
ることから、絶対値の校正不要な鉄損比を用いることが
有利である。

なお、無方向性電磁鋼板の特性として、回転機として
使用される場合が多く、回転むらを小さくするためには
鉄損比（C/L）を小さくすることが望ましいわけである
が、この発明においては鉄損の平均値を最小とする方法
をとっている。これは大型回転機や連続長時間運転する
回転機においては、回転むらもさることながらエネルギ
ーロスが重要である。鉄損比（C/L）最小が必ずしもエ
ネルギーロス最小でなく、このエネルギーロスを最小と
するためには鉄損の平均値を最小とすれば、達成できる
ためである。

以下、仕上げ連続焼鈍を、鉄損比を用いて張力制御す
る場合について述べる。

第１図は、制御系統を示す仕上げ連続焼鈍炉の側面図
である。最終板厚に冷延された鋼板は矢印の方向に左か
ら右に連続的に移動する。鋼板１は、仕上げ連続焼鈍炉
２を通過することにより仕上げ焼鈍が施される。そし
て、仕上げ連続焼鈍炉２の出側に設置した長手方向とそ
の横断方向の鉄損測定器４と５により鉄損が測定され
る。これらの測定データーは計算器６に送られ、ここで
鉄損比（C/L）が計算され、成分組成、製造条件などに
よって定まる鉄損平均値が最小となる最適鉄損比（C/
L）との差が検出される。そして、この検出結果をもと
に鋼板張力の増減指示が、張力制御回路７へ出力され、
この張力制御回路７から張力制御用ブライドルロール３
を介して鋼板張力が調整され、鉄損の平均値が最小とな
るように制御される。

（実施例）転炉で溶製した後、RH脱ガス処理を施して化学成分組
成を C :0.004wt％ Si:3.1 wt％ Mn:0.3 wt％ Al:0.4 wt％ S :0.005wt％ P :0.05 wt％に調整し、連続鋳造により製造した珪素鋼スラブを、熱
間圧延により板厚2.4mmの熱延板とし、1000℃の温度で
１分間の焼鈍を施した後、最終板厚0.5mmに冷間圧延を
行なった。

最終仕上焼鈍は、1000℃の温度で30秒間行なったもの
で、実際の生産工程に適用する場合に有利な鉄損比を用
いて、鋼板張力を調整制御した。

第３図は、成分組成、製造条件によって求まる該鋼板
の鉄損比:C₉₀/Lと、鉄損の平均値（W₁₅/₅₀）:L＋C₉₀/2
W/kgの関係を示しており、鉄損の平均値が最小となる最
適鉄損比は1.10となることを示している。

この最適鉄損比を用いて、鋼板張力を調整制御した。
すなわち、仕上焼鈍開始当初の鉄損比は1.21であったた
め、最適鉄損比1.10になるように鋼板張力を減少させ調
整制御した。さらに念のため鋼板張力を減少させ鉄損比
を1.06まで減少させた。これらの場合の鉄損の平均値、
鋼板張力を表１に示す。この表から明らかなように、最
適鉄損比1.10で鉄損の平均値は最小になっており、成分
組成、製造条件より求めた値とよい一致を示している。

（発明の効果）この発明は、鉄損値の優れた無方向性電磁鋼板の製造
において、仕上焼鈍時の鋼板張力を、成分組成と製造条
件により求まる鉄損の平均値が最小となる鉄損比を用
い、これを実測しながら上記張力を調整制御するもの
で、この技術は、今後の無方向性電磁鋼板の生産に有利
に活用できるものである。

【図面の簡単な説明】第１図は制御系統を示す仕上焼鈍炉側面図、第２図は鋼板張力と鉄損値の関係を示す。第３図は互に異なる方向の鉄損比と平均鉄損値の関係を
示す。１……鋼板、２……仕上連続焼鈍炉３……張力制御用ブライドルロール４……鉄損測定器（長手方向）５……鉄損測定器（横断方向）６……計算機、７……張力制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無方向性電磁鋼板用熱延板を素材として、
１回又は中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して最終板
厚に加工した後に、仕上げ焼鈍を鋼板の長手方向の張力
下で施すにあたって、仕上げ焼鈍を経た鋼板の鉄損を、
該鋼板の長手方向（Ｌ）とその横断方向（Ｃ）について
計測したデーターから鉄損比C/Lを求めること、仕上げ
焼鈍中鋼板に作用する張力を、成分組成および製造条件
により、あらかじめ求められている該鋼板の仕上げ焼鈍
後の各方向鉄損の平均値が最小となる鉄損比C/Lに、上
記計測に基く鉄損比C/Lを一致させるように上記張力を
制御することからなる無方向性電磁鋼板の製造方法。