JP3456295B2 - Melting method of steel for non-oriented electrical steel sheet - Google Patents
Melting method of steel for non-oriented electrical steel sheetInfo
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- JP3456295B2 JP3456295B2 JP07519695A JP7519695A JP3456295B2 JP 3456295 B2 JP3456295 B2 JP 3456295B2 JP 07519695 A JP07519695 A JP 07519695A JP 7519695 A JP7519695 A JP 7519695A JP 3456295 B2 JP3456295 B2 JP 3456295B2
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄損特性の著しく優
れる低Si無方向性電磁鋼板用鋼の溶製に関するもので、
特に安定して歪取焼鈍後における粒成長性の向上を図
り、かつ、溶製時の鍋やタンディッシュのノズル詰まり
の防止が図れる溶製方法を提案するものである。
【0002】無方向性電磁鋼板は、モーター、発電機、
小型トランス等の電気機器の鉄心材料として、広く用い
られているが、近年、特にこれら電気機器の小型化、高
効率化のため、低鉄損化に対する要望が高まっている。
無方向性電磁鋼板の鉄損を決定する主な要因は、Si+Al
の含有量と結晶粒径である。
【0003】Si+Alの含有量についてはそれらを増量す
ると、比抵抗は増加し、鉄損は減少するがSi+Alの増量
は単なるグレードアップ(コストアップ)にすぎず、こ
の発明の目的とするところではない。
【0004】一方、成分組成が同一の場合には焼鈍後の
結晶粒径が大きいほど鉄損を小さくすることができる。
鉄損 (W15/50)が最も小さくなる結晶粒径は、100 〜15
0 μm の範囲であることが知られている。通常、低Si
(Si≦1.0 wt%)の無方向性電磁鋼板の出荷時における
結晶粒径は10〜30μm であるが、その後の歪取焼鈍(通
常750 ℃×2hr)によって結晶粒は成長し、鉄損は小さ
くなる。したがって、鉄損を低減させるためには歪取焼
鈍時における結晶粒の成長性を向上させることが重要で
ある。
【0005】
【従来の技術】Si:1.0 wt%以下の無方向性電磁鋼板の
結晶粒の成長を阻害する因子としては、鋼中の微細な硫
化物、窒化物、酸化物がある。このうち、硫化物につい
ては、Mnを0.1 wt%以上含有させて、MnS を粗大化させ
無害化を図るか、精錬時に脱硫用フラックスを使用して
Sを低減させることによって無害化を図っている。ま
た、窒化物については、鋼中にAlを 0.1〜1.0 wt%の範
囲で含有させることによって比較的大きなサイズのAlN
として析出させて結晶粒成長の抑制力を軽減している
(例えば、特開昭55−97426 号公報、特開昭50−98423
号公報、特開昭51−151215号公報参照)。
【0006】しかしながら、Si含有量が1.0 wt%以下の
低級な電磁鋼板の場合には、低価格が必須の条件である
ため上記のようなAlの添加はコストの上昇を招く。この
ため、Alの含有量を0.007 wt%以下に抑え、結晶粒界へ
の微細なAlN の析出を防止することによって鉄損の改善
を図る方法が提案されているが(例えば特公昭48−3055
号公報、特開昭53−109815号公報参照) 、Al含有量が少
ない場合、鋼中の酸素量が必然的に多くなるため多量の
酸化物系介在物が発生し、その介在物が低融点の延性介
在物の場合には介在物は圧延方向に延びた状態で存在し
結晶粒の成長を阻害するという問題がある。
【0007】このような酸化物については、特開昭63−
195217号公報(磁性焼鈍後の鉄損の少ない無方向性電磁
鋼板)や特開平1−152239号公報(磁性焼鈍後の鉄損特
性の優れた無方向性電磁鋼板)に、Siを0.1 〜1.0 wt
%、Mnを1.5 wt%以下、sol.Alを 0.001〜 0.005wt%含
む無方向性電磁鋼板において、鋼中介在物のSiO2, MnO,
Al2O3の3種の介在物の総重量に対するMnO の重量の割
合を15%以下、SiO2の重量割合を75%以上とすることに
より、介在物を非延性な介在物にして結晶粒成長の抑制
力を弱め、鉄損を低減する方法が提案開示されている。
【0008】しかし、介在物中のMnO 量を15 wt %以下
にするにはsol.Al, Si量を増加する必要があるが、Al量
が0.003 wt%以上存在する場合に、鋼中Nが20ppm 以上
あると結晶粒界に微細なAlN が析出するため、結晶粒の
成長を阻害し鉄損の低減がはかれなくなるという問題が
ある。一方、Alが0.001 wt%以上、0.003 wt%以下のよ
うに低い場合には、鋼中の酸素量が多いことにより多量
の酸化物系介在物が発生する。そしてSi濃度に対してAl
濃度が高い場合には、上記先願特許に示されているよう
に、鋼中の介在物が低融点組成で熱延時に延びる延性介
在物になるため、圧延方向に延びた介在物が多数存在
し、その介在物により結晶粒の成長が阻害される。
【0009】また、Si濃度に対するAl濃度を低下させて
非延性な介在物にする場合、溶製時のフェロシリコンを
添加したのちに溶鋼内に大量のSiO2が生成し、溶鋼鍋や
タンディッシュのノズルを詰まらせる原因となり、溶製
時に大きな支障を来たすという問題が生じる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な問題点の解決を図ったものであり、sol.Alを0.003 wt
%以下にして結晶粒界への微細なAlN の析出を防止し、
かつ、低融点の延性介在物の生成を防止することによっ
て、結晶粒の成長性を向上し、また、溶製時に溶鋼鍋や
タンディッシュのノズルを詰まらせることのない、歪取
焼鈍後に鉄損の小さい経済性に優れる無方向性けい素鋼
板用鋼の溶製方法を提案することを目的とするものであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明はか
かる問題点を解決するために成されたものでり、その要
旨構成は次のとおりである。
【0012】C:0.01wt%以下および
Si:0.05%以上、1.0 wt%以下
を含有し、かつ、MnがSiとの関係で、wt%であらわす含
有量につき(%Mn)2 /(%Si)≦0.30を満たす範囲で
含み、さらに
sol.Al:0.003 wt%以下、
P: 0.10 wt%以下、
S: 0.01 wt%以下、
totalO:0.020 wt%以下および
N: 0.01 wt%以下、
を含有する鋼の溶製時に、Si添加前溶鋼へのAl添加量の
調整により、Si添加前溶鋼のwt%であらわす酸素活量a
O を、0.015 未満で、かつ下記式 (1)を満たす範囲に制
御することを特徴とする無方向性電磁鋼板用鋼の溶製方
法。
〔記〕
0.7<(%Si)・aO 2 /10 -30110/(T+273)+11.4 -----(1)
ただし、
(%Si):wt%であらわす鋼のSi含有量
T:℃であらわすSi添加時の溶鋼温度
【0013】
【作用】以下に、この発明の基礎となった実験結果とそ
の作用について述べる。発明者らは、低Si(0.1 〜1.0
wt%) で低sol.Al(≦0.003 wt%)の無方向性電磁鋼板
のSi, MnおよびAl濃度や溶製時の操業条件と歪取焼鈍後
の鉄損について数多くの実験、調査を行い、以下に述べ
る結果を得た。
【0014】Siを0.10 wt %、0.40 wt %および0.80 w
t %とそれぞれ異なって含有し、かつN:0.010 〜0.00
2 wt%の範囲で、またMnを(%Mn)2 /(%Si)≦0.30
の関係を満たして含有し、さらにsol.Al含有量を変化さ
せたそれぞれの無方向性電磁鋼板について、温度:750
℃、時間:2時間の歪取焼鈍後の鉄損(W15/50 )を調
査した。これらの結果を図1にまとめて示す。図1はso
l.Al含有量と歪取焼鈍後の鉄損との関係を示すグラフで
ある。
【0015】図1から明らかなように、Al含有量が増加
し、sol.Al含有量が0.003 wt%を超えると、鉄損は大き
くなりかつバラツキが生じ、低鉄損を安定して得ること
はできなくなる。鉄損不良材(鉄損が大きいもの)には
多数のAlN が析出しており、また、歪取焼鈍後の平均結
晶粒を測定した結果、鉄損良好材(鉄損の小さいもの)
の平均結晶粒径が50μm 以上であるのに対して、鉄損不
良材の平均結晶粒径は20μm と小さくなっていて、歪取
焼鈍時の結晶粒の成長性の違いが鉄損に影響を与えるこ
とがわかる。
【0016】次に、Siを0.10 wt %、 0.40 wt%および
0.80 wt%とそれぞれ異なって含有し、かつ、sol.Al:
0.003 wt%以下およびN:0.010 wt%以下を含み、さら
に(%Mn)2 /(%Si)を変化させたそれぞれの無方向
性電磁鋼板について、温度:750 ℃、時間2時間の歪取
焼鈍後の鉄損(W15/50 )を調査した。これらの結果を
図2にまとめて示す。図2は(%Mn)2 /(%Si)と歪
取焼鈍後の鉄損との関係を示すグラフである。
【0017】図2から明らかなように、鉄損は(%Mn)
2 /(%Si)との相関が強く、(%Mn)2 /(%Si)が
増加し、特にその値が0.30を超えると、鉄損は著しく大
きくなることが判明した。鉄損不良材の介在物組成はMn
O 濃度の高い低融点延性介在物で、熱間圧延時に圧延方
向に大きく延伸された延性介在物として多数存在してい
る。また、歪取焼鈍後の平均結晶粒径を調査した結果、
鉄損良好材の平均結晶粒径が50μm 以上あるのに対し
て、鉄損不良材の平均結晶粒径は30μm 以下と小さくな
っており、歪取焼鈍時の結晶粒の成長性の違いが鉄損の
値に影響を与えていることがわかる。
【0018】通常、無方向性電磁鋼板用鋼の溶製段階に
おいては、無方向性電磁鋼板のC含有量が0.010 wt%以
下であるため真空脱ガス処理による脱炭処理後にフェロ
シリコンを添加し脱酸を行っている。
【0019】このため、フェロシリコン添加前の溶鋼中
の酸素活量が高い場合には、フェロシリコンの歩留りが
悪いだけでなく、大量のSiO2の介在物が生成し、その結
果、取鍋−タンディッシュ間や、タンディッシュ−モー
ルド間のノズルを詰まらせ、溶鋼が流れなくなり、操業
を阻害する原因となる。一方、sol.Al:0.003 wt%以下
を添加し酸素活量を低下させた場合、酸素活量を低下し
すぎると鉄損が大きくなるという問題点のあることが判
明した。そこで、これらの結果を鑑みて、さらに実験を
行った。以下それら実験結果について述べる。
【0020】Siを0.10wt%, 0.20wt%および0.30wt%と
それぞれ異なって含有し、(%Mn)2 /(%Si):0.30
wt%以下、sol.Al:0.003 wt%以下およびN:0.010 wt
%以下の無方向性電磁鋼板用鋼を溶製する段階におい
て、真空脱ガス処理による脱炭処理後にAlを添加し、つ
づいてフェロシリコン添加前の溶鋼中の酸素活量を固体
電解質を用いた酸素プローブで測定した。その後得られ
た鋼スラブを常法により熱間圧延、冷間圧延などを行っ
て無方向性電磁鋼板とし歪取焼鈍を施したのち鉄損(W
15/50 )を測定した。これらの結果を図3,4および5
に示す。図3はSi:0.10wt%材のフェロシリコン添加前
の酸素活量と750 ℃、2時間の歪取焼鈍後の鉄損との関
係およびノズル詰まり発生状況を示すグラフ、図4はS
i:0.20wt%材のフェロシリコン添加前の酸素活量と750
℃、2時間の歪取焼鈍後の鉄損との関係およびノズル
詰まり発生状況を示すグラフ、図5はSi:0.20wt%材の
フェロシリコン添加前の酸素活量と750 ℃、2時間の歪
取焼鈍後の鉄損との関係およびノズル詰まり発生状況を
示すグラフである。
【0021】これらの図からわかるように、いずれのSi
含有量でもA=
(%Si)・ao 2 /10 -30110/(T+273)+11.4
の値が0.7 を境に、大きくなると鉄損が著しく減少し、
また、ao が150 wtppm以上ではノズル詰まりが発生
し、鉄損もしだいに大きくなることが判明した。また、
上記溶製材のA=
(%Si)・ao 2 /10 -30110/(T+273)+11.4
が0.7 超えの鉄損良好材、0.7 以下の鉄損不良材につい
て、歪取り焼鈍後の平均結晶粒径を調査した結果、鉄損
良好材の平均結晶粒径は全ては80μm 以上と鉄損不良材
の50μm に比べて著しく大きくなっている。これは前に
も述べたように、鉄損良好材料は歪取焼鈍時の結晶粒の
成長が鉄損を大きく低減させたものと考えられる。
【0022】これらの鉄損不良材、鉄損良好材について
調査した介在物の形状および組成を図6および7に示
す。図6は鉄損不良材の介在物の形状および組成を示す
グラフ、図7は鉄損良好材の介在物の形状および組成を
示すグラフである。なお、介在物の形状はSEM観察よ
り、また、組成分析はエネルギー分散型のX線分析装置
(EDX)により、ランダムに介在物を選んで行い、介
在物を MnO−SiO2−Al2O 3 系としこれらの合計量を100
%として換算した。
【0023】これらの図から明らかなように、A=
(%Si)・ao 2 /10 -30110/(T+273)+11.4
が0.7 以下の鉄損不良材の介在物組成はMnO, Al2O3 濃
度が高く熱間圧延時に圧延方向に大きく延伸された低融
点の延性介在物として多数存在している。このため、こ
れらの介在物が歪取焼鈍時の結晶粒の成長を阻害したも
のと考えられる。
【0024】一方、A=
(%Si)・ao 2 /10 -30110/(T+273)+11.4
が0.7 超え鉄損良好材の介在物組成は全てSiO2濃度が高
い非延性の介在物で、微細な粒状の介在物として存在し
ている。このため、歪取焼鈍後の結晶粒の成長の抑制が
防止できたものと考えられる。
【0025】また、ao が150 wt ppm以上の場合、鍋−
タンディッシュ間や、タンディッシュ−モールド間のノ
ズル内を調査した結果、SiO2が大量に詰まっていた。こ
のため溶鋼が流れなくなったものと考えられる。
【0026】以上の結果より、C:0.010 wt%以下およ
びSi:0.05〜1.0 wt%を含み、かつ、MnがSiとの関係で
wt%であらわす含有量につき、(%Mn)2 /(%Si)≦
0.30を満たす範囲で含有し、さらに、sol.Al:0.003 wt
%以下、P:0.01 wt %以下、S: 0.01 wt%以下、to
tal O:0.020 wt%以下およびN:0.010 wt%以下を含
む無方向性電磁鋼板用鋼の溶製時にSi添加前溶鋼へのAl
添加量の調整により、その溶鋼のwt%であらわす酸素活
量ao を、0.015 未満で、かつ
0.7<(%Si)・ao 2 /10 -30110/(T+273)+11.4
の式を満たす範囲に制御することにより、鋳造中のノズ
ル詰まりの発生を防止でき、さらに安価で、かつ無方向
性電磁鋼板製品における歪取焼鈍後の鉄損を大幅に低減
できることが明らかとなった。
【0027】つぎに、上記説明以外のこの発明における
成分組成の限定理由について説明する。
【0028】C:0.010 wt%以下
Cは、0.010 wt%を超えると、Cの析出による磁気特性
の劣化が生じる。したがって、C含有量は0.010 wt%以
下とする。
【0029】Si:0.05〜1.0 wt%
Siは、比抵抗を増加し、鉄損を減少させる有用成分であ
るが、Siの増加はコストアップになる。したがって、こ
の発明ではその含有量を 0.05 wt%以上1.0 wt%以下と
する。
【0030】P:0.10 wt %以下
Pは、鋼板の強度を高めるのに有効な成分であるが0.10
wt%を超えると鋼板のぜい化が著しく進むため、その含
有量の上限を0.10wt%とする。
【0031】S:0.01wt%以下
Sは、Mnと共に微細析出し、粒成長を阻害するので、で
きるだけ少ない方が望ましい。この発明では許容できる
上限を 0.01 wt%とする。
【0032】total O :0.020 wt%以下
total Oは、ノズルづまりの防止から、真空脱ガス処理
による脱炭処理後の脱酸材(フェロシリコン)添加前の
溶存酸素濃度を低下させておくことが重要である。その
ため含有量は必然的に0.020 wt%以下となる。
【0033】N:0.010 wt%
歪取焼鈍後の結晶粒の成長を阻害する微細AlN の生成を
防止するには0.010 wt%以下が必要である。したがっ
て、その含有量は0.010 wt%以下とする。
【0034】
【実施例】Siをそれぞれ0.1 wt%、0.4 wt%、0.8 wt%
含有する無方向性電磁鋼板用スラブを、転炉−真空脱ガ
ス−連続鋳造のプロセスにより製造した。C:0.03wt
%、P:0.01wt%以下、S:0.01wt%以下の溶鋼200 to
n を転炉で溶製し、出鋼時、もしくは、真空脱ガス装置
にてフェロマンガンを添加しMn濃度の調整を行った。そ
の後、該溶鋼を真空脱ガス装置にてCO脱炭処理を行いC
濃度の調整を行った。つづいて、Al添加量を調整して溶
鋼の酸素活量を種々変化させたのち、フェロシリコンを
添加してSi濃度の調整し、連続鋳造機にてそれぞれスラ
ブに鋳造した。ついで、各スラブを熱間圧延機により板
厚:2.0mm まで圧延したのち、冷間圧延機により板厚:
0.5mm まで圧延し、温度:750 ℃、10秒間の仕上げ焼鈍
後、絶縁被膜を被成した。その後、温度:750 ℃、時
間:2時間の歪取焼鈍を施した。このようにして得られ
た各製品の成分、フェロシリコン添加前の酸素活量、歪
取焼鈍後の結晶粒径および磁気特性、ならびに鋳造時の
ノズル詰まり状況などの調査結果を表1にまとめて示
す。
【0035】
【表1】【0036】表1より明らかなように、この発明に適合
する適合例は鋳造時にノズル詰まりを発生させることな
く、製品の歪取焼鈍後の平均結晶粒径を80μm 以上にす
ることができ、したがって鉄損の小さい無方向性電磁鋼
板が得られることがわかる。
【0037】
【発明の効果】この発明は、成分組成を特定し、鋼の溶
製時のSi添加前のAl添加量の調整により溶鋼中の酸素活
量などを制御する無方向性電磁鋼板用鋼の溶製方法であ
って、この発明によれば、鋳造中のノズル詰まりを防止
でき、さらに安価で歪取焼鈍後に低鉄損の無方向性電磁
鋼板を得ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Related to the melting of low-Si non-oriented electrical steel sheets.
Particularly stable improvement of grain growth after strain relief annealing
And clogged nozzles in pots and tundishes during melting
The present invention proposes a smelting method that can prevent the occurrence of smelting.
[0002] Non-oriented electrical steel sheets are used for motors, generators,
Widely used as core material for electrical equipment such as small transformers
In recent years, in particular, these electric devices have
There is a growing demand for lower iron loss for efficiency.
The main factor that determines the iron loss of non-oriented electrical steel sheet is Si + Al
And the crystal grain size.
For the content of Si + Al, increase them
Then, the specific resistance increases and the iron loss decreases, but the amount of Si + Al increases
Is merely an upgrade (cost increase).
It is not the object of the invention.
On the other hand, when the component compositions are the same,
The larger the crystal grain size, the smaller the iron loss.
Iron loss (W15/50) Is 100 to 15
It is known to be in the range of 0 μm. Usually low Si
(Si ≦ 1.0 wt%) non-oriented electrical steel sheet at shipping
Although the crystal grain size is 10 to 30 μm, the subsequent strain relief annealing
The crystal grains grow by 750 ° C x 2 hours) and the iron loss is small.
It becomes. Therefore, in order to reduce iron loss,
It is important to improve the growth of crystal grains during dulling.
is there.
[0005]
[Prior Art] Si: 1.0 wt% or less of non-oriented electrical steel sheet
Factors that inhibit the growth of crystal grains include fine sulfur in steel.
There are compounds, nitrides and oxides. Of these, sulfides
In addition, Mn is contained at 0.1 wt% or more to make MnS coarser.
Detoxify or use desulfurizing flux during refining
S is made harmless by reducing S. Ma
As for nitrides, Al is contained in steel in the range of 0.1-1.0 wt%.
Relatively large size AlN
Precipitates as a crystal to reduce the suppression of grain growth
(For example, JP-A-55-97426, JP-A-50-98423)
JP, JP-A-51-151215).
However, when the Si content is 1.0 wt% or less,
In the case of low-grade electrical steel sheets, low price is an essential condition
Therefore, the addition of Al as described above causes an increase in cost. this
Therefore, the content of Al is suppressed to 0.007 wt% or less,
Iron loss by preventing precipitation of fine AlN
There has been proposed a method (for example, Japanese Patent Publication No. 48-3055).
JP-A-53-109815), the Al content is low.
If not, a large amount of oxygen in the steel is inevitably
Oxide-based inclusions are generated, and the inclusions have a low melting point
In the case of an existing object, the inclusion exists in a state of extending in the rolling direction.
There is a problem of inhibiting the growth of crystal grains.
[0007] Such oxides are disclosed in
No. 195217 (Non-directional electromagnetic with low iron loss after magnetic annealing
Steel plate) and JP-A-1-152239 (iron loss after magnetic annealing)
0.1 to 1.0 wt% Si
%, Mn 1.5 wt% or less, sol.Al 0.001 to 0.005 wt%
In non-oriented electrical steel sheets, the inclusion of SiOTwo, MnO,
AlTwoOThreeOf MnO weight to total weight of three types of inclusions
Less than 15%, SiOTwoWeight ratio of 75% or more
To reduce grain growth by making inclusions non-ductile
A method for weakening the force and reducing the iron loss has been proposed and disclosed.
However, the content of MnO in inclusions is reduced to 15 wt% or less.
To increase the amount of sol.Al and SiBut, Al amount
Is more than 0.003 wt%, N in steel is more than 20ppm
If fine AlN precipitates at the grain boundaries,
The problem that growth is hindered and iron loss cannot be reduced
is there. On the other hand, Al content is 0.001 wt% or more,0.003 wt% or less
If it is too low, the oxygen content in the steel must be highToMore
Oxide inclusions are generated. And Al with respect to Si concentration
If the concentration is high, as indicated in the above-mentioned prior application patent
In addition, the inclusions in the steel have a low melting point composition and extend during hot rolling.
Many inclusions extending in the rolling direction exist
However, the inclusions hinder the growth of crystal grains.
Also, by lowering the Al concentration with respect to the Si concentration,
When making non-ductile inclusions, use ferro silicon during melting.
After the addition, a large amount of SiOTwoIs produced,
It can cause clogging of the tundish nozzle
At times, there is a problem that a great hindrance occurs.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention
Sol.Al 0.003 wt
% Or less to prevent the precipitation of fine AlN at the grain boundaries,
Also, by preventing the formation of low melting point ductile inclusions,
To improve the growth of crystal grains,
Straightening without clogging the tundish nozzle
Non-oriented silicon steel excellent in economy with small iron loss after annealing
The purpose is to propose a smelting method for sheet steel.
You.
[0011]
That is, the present invention provides
This was done to solve the problem
The configuration is as follows.
C: 0.01 wt% or less and
Si: 0.05% or more, 1.0 wt% or less
And Mn is expressed in wt% in relation to Si.
Per amount (% Mn)Two /(%Si)≦0.30
Including and further
sol.Al: 0.003 wt% or less,
P: 0.10 wt% or less,
S: 0.01 wt% or less,
totalO: 0.020 wt% or less and
N: 0.01 wt% or less,
Of the amount of Al added to the molten steel before the addition of Si when smelting steel containing
By adjustment, oxygen activity a expressed in wt% of molten steel before Si addition
O To,Less than 0.015soAnd within the range satisfying the following equation (1).
Smelting method for non-oriented electrical steel sheet characterized by controlling
Law.
〔Record〕
0.7 <(% Si) ・ aO Two /Ten -30110 / (T + 273) +11.4 ----- (1)
However,
(% Si): Si content of steel expressed in wt%
T: Temperature of molten steel with Si added, expressed in ° C
[0013]
The following is a description of the experimental results on which the present invention is based and the results thereof.
The operation of will be described. The inventors have found that low Si (0.1 to 1.0)
(wt%) and low-sol.Al (≦ 0.003 wt%) non-oriented electrical steel sheet
, Mn and Al concentrations of steel, operating conditions during smelting and after strain relief annealing
A number of experiments and surveys were conducted on iron loss in
Results were obtained.
0.10 wt%, 0.40 wt% and 0.80 w% of Si
t% and eachReStrangeTsuAnd N: 0.010 to 0.00
Mn in the range of 2 wt% (% Mn)Two /(%Si)≦0.30
Satisfies the relationship ofLaSol.Al content changed
Temperature of each non-oriented electrical steel sheet: 750
° C, time: iron loss after strain relief annealing for 2 hours (W15/50 )
Inspected. These results are summarized in FIG. Figure 1 is so
l. Graph showing the relationship between Al content and iron loss after strain relief annealing
is there.
As is apparent from FIG. 1, the Al content increases.
However, when the sol.Al content exceeds 0.003 wt%, the iron loss increases.
Stable and low iron loss
Will not be able to. For poor iron loss materials (materials with large iron loss)
A large number of AlNs are precipitated, and the average
As a result of measuring the crystal grains, a material with good iron loss (material with small iron loss)
Has an average crystal grain size of 50 μm or more,
The average grain size of the good material is as small as 20 μm.
The difference in the growth of crystal grains during annealing affects iron loss.
I understand.
Next, 0.10 wt%, 0.40 wt% of Si and
0.80 wt% different from each other, and sol.Al:
0.003 wt% or less and N: 0.010 wt% or less
To (% Mn)Two/ Non-directional each with changed (% Si)
Temperature of 750 ° C for 2 hours
Iron loss after annealing (W15/50)investigated. These results
FIG. Figure 2 is (% Mn)Two/ (% Si) and strain
It is a graph which shows the relationship with the iron loss after annealing.
As is apparent from FIG. 2, the iron loss is (% Mn)
TwoStrong correlation with / (% Si), (% Mn)Two/ (% Si)
Increase, especially when the value exceeds 0.30, the iron loss is remarkably large.
It turned out to be harder. Inclusion composition of iron loss defective material is Mn
Low melting point ductile inclusions with high O concentration.
Exists as ductile inclusions that are largely stretched in the
You. Also, as a result of examining the average crystal grain size after strain relief annealing,
The average crystal grain size of iron loss good material is more than 50μm.
Therefore, the average crystal grain size of the iron loss defective material is as small as 30 μm or less.
The difference in crystal grain growth during strain relief annealing
It can be seen that the value is affected.
Normal,At the smelting stage of steel for non-oriented electrical steel sheets
The C content of non-oriented electrical steel sheet is 0.010 wt% or less.
Ferro after decarburization by vacuum degassing
Silicon is added for deoxidation.
Therefore, in the molten steel before the addition of ferrosilicon,
If the oxygen activity of the ferro silicon is high, the yield of ferrosilicon
Not only bad, but also a large amount of SiOTwoInclusions are formed,
Fruit, ladle-tundish or tundish-
Clogging of nozzles between fluids.
Cause inhibition. On the other hand, sol.Al: 0.003 wt% or less
If the oxygen activity is reduced by adding
It is found that there is a problem that too large
Revealed. Therefore, considering these results, further experiments
went. The results of these experiments are described below.
SiTo0.10wt%, 0.20wt% and 0.30wt%
Each containing different (% Mn)Two / (% Si): 0.30
wt% or less, sol.Al: 0.003 wt% or less and N: 0.010 wt%
% At the stage of melting steel for non-oriented electrical steel sheets
After the decarburization treatment by vacuum degassing treatment, Al is added and
The oxygen activity in molten steel before adding ferrosilicon
It was measured with an oxygen probe using an electrolyte. Then obtained
Hot rolled and cold rolled steel slabs
Non-oriented electrical steel sheet is subjected to strain relief annealing, and then iron loss (W
15/50 ) Was measured. These results are shown in FIGS.
Shown in Fig. 3 shows Si: 0.10wt% material before ferrosilicon addition
Between oxygen activity of steel and iron loss after strain relief annealing at 750 ° C for 2 hours
FIG. 4 is a graph showing the state of engagement and nozzle clogging, and FIG.
i: Oxygen activity and 750 before adding 0.20 wt% ferrosilicon
Relationship between iron loss after strain relief annealing for 2 hours and nozzle
FIG. 5 is a graph showing the state of clogging, and FIG.
Oxygen activity before ferrosilicon addition and strain at 750 ° C for 2 hours
Relationship between iron loss after annealing and occurrence of nozzle clogging
It is a graph shown.
As can be seen from these figures, any Si
Even in contentA =
(% Si) ・ ao Two /Ten -30110 / (T + 273) +11.4
As the value of 0.7 increases, the iron loss decreases significantly,
Also, ao Above 150 wtppm causes nozzle clogging
However, it was found that the iron loss gradually increased. Also,
Of the above ingotA =
(% Si) ・ ao Two /Ten -30110 / (T + 273) +11.4
With good iron loss exceeding 0.7 and poor iron loss below 0.7
As a result of investigating the average grain size after strain relief annealing,
The average crystal grain size of all good materials is 80μm or more, and iron loss is poor.
Is significantly larger than that of 50 μm. This was before
As mentioned above, the iron loss good material is the crystal grain during strain relief annealing.
It is considered that the growth greatly reduced iron loss.
About these poor iron loss materials and good iron loss materials
The shapes and compositions of the investigated inclusions are shown in FIGS.
You. FIG. 6 shows the shape and composition of inclusions of the iron loss defective material.
The graph and FIG. 7 show the shape and composition of inclusions of iron loss good material.
It is a graph shown. The shape of inclusions should be observed by SEM.
In addition, composition analysis is an energy dispersive X-ray analyzer
(EDX) to randomly select inclusions and perform
MnO-SiOTwo−AlTwoO ThreeThe total amount of these is 100
%.
As is clear from these figures,A =
(% Si) ・ ao Two /Ten -30110 / (T + 273) +11.4
The inclusion composition of iron loss defective material with a value of 0.7 or less is MnO, AlTwoOThree Dark
Low melting with high degree of stretching in hot rolling during hot rolling
Many exist as ductile inclusions of points. For this reason,
These inclusions hindered grain growth during strain relief annealing.
it is considered as.
On the other hand,A =
(% Si) ・ ao Two /Ten -30110 / (T + 273) +11.4
Inclusion exceeds 0.7TwoHigh concentration
Non-ductile inclusions that exist as fine, granular inclusions
ing. Therefore, growth of crystal grains after strain relief annealing is suppressed.
It is probable that this was prevented.
Also, aoIs more than 150 wt ppm
Between tundish and between tundish and mold
As a result of investigating the inside of theTwoWas packed in large quantities. This
It is considered that the molten steel stopped flowing.
From the above results, C: 0.010 wt% or less and
And Si: 0.05-1.0 wt%, and Mn is related to Si
For content expressed in wt%, (% Mn)Two / (% Si) ≦
Contained within the range satisfying 0.30, and sol.Al: 0.003 wt
%, P: 0.01 wt% or less, S: 0.01 wt% or less, to
tal O: 0.020 wt% or less and N: 0.010 wt% or less
Of Al to molten steel before Si addition during smelting of steel for non-oriented electrical steel sheets
By adjusting the amount of addition, the oxygen activity expressed in wt% of the molten steel
Quantity ao To,Less than 0.015so,And
0.7 <(% Si) ・ ao Two /Ten -30110 / (T + 273) +11.4
By controlling to a range that satisfies the formula
Can prevent clogging, and it is more inexpensive and non-directional
Core loss after strain relief annealing in conductive electrical steel products
It became clear what we could do.
Next, in the present invention other than the above description,
The reasons for limiting the component composition will be described.
C: 0.010 wt% or less
If C exceeds 0.010 wt%, the magnetic properties due to the precipitation of C
Degradation occurs. Therefore, the C content is 0.010 wt% or less.
Below.
Si: 0.05 to 1.0 wt%
Si is a useful component that increases specific resistance and reduces iron loss.
However, an increase in Si increases costs. Therefore,
In the invention of the above, the content is set to 0.05 wt% or more and 1.0 wt% or less.
I do.
P: 0.10 wt% or less
P is an effective component for increasing the strength of the steel sheet.
If the content exceeds wt%, brittleness of the steel sheet will increase markedly.
The upper limit of the amount is 0.10 wt%.
S: 0.01 wt% or less
Since S precipitates finely with Mn and inhibits grain growth,
It is desirable to have as little as possible. This invention is acceptable
The upper limit is 0.01 wt%.
Total O: 0.020 wt% or less
total O is vacuum degassing to prevent nozzle clogging
Before deoxidizing material (ferrosilicon) addition after decarburization
It is important to keep the dissolved oxygen concentration low. That
Therefore, the content is necessarily 0.020 wt% or less.
N: 0.010 wt%
Formation of fine AlN that inhibits grain growth after strain relief annealing
To prevent this, 0.010 wt% or less is required. Accordingly
And its content should be 0.010 wt% or less.
[0034]
[Examples] 0.1 wt%, 0.4 wt%, 0.8 wt% of Si
The slab for non-oriented electrical steel sheets
-Made by a continuous casting process. C: 0.03wt
%, P: 0.01 wt% or less, S: molten steel with 0.01 wt% or less
n in a converter, during tapping, or in a vacuum degassing unit.
The ferromanganese was added to adjust the Mn concentration. So
After that, the molten steel is subjected to CO decarburization treatment by a vacuum
The concentration was adjusted. Next, adjust the amount of Al
After various changes in the oxygen activity of steel, ferro silicon
And adjust the Si concentration.
And cast it into Next, each slab is stripped by a hot rolling mill.
Thickness: Rolled to 2.0mm, then cold rolled.
Rolled to 0.5 mm, finish annealing at 750 ° C for 10 seconds
Thereafter, an insulating coating was formed. After that, temperature: 750 ℃, hour
Period: Strain relief annealing was performed for 2 hours. Obtained in this way
Of each product, oxygen activity before addition of ferrosilicon, strain
Grain size and magnetic properties after pre-annealing,
Table 1 summarizes the results of surveys, such as nozzle clogging.
You.
[0035]
[Table 1]As is clear from Table 1, the present invention
A suitable example of this would be nozzle clogging during casting.
The average grain size of the product after strain relief annealing should be 80 μm or more.
Non-oriented electrical steel with low iron loss
It can be seen that a plate is obtained.
[0037]
According to the present invention, the composition of the components is specified,
Oxygen activity in molten steel by adjusting the amount of Al added before the addition of Si during manufacturing
This is a method of melting steel for non-oriented electrical steel sheets that controls
Thus, according to the present invention, nozzle clogging during casting is prevented.
Non-directional electromagnetic with low iron loss after strain relief annealing
Steel sheet can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図1】sol.Al含有量と歪取焼鈍後の鉄損との関係を示
すグラフである。
【図2】(%Mn)2 /(%Si)と歪取焼鈍後の鉄損との
関係を示すグラフである。
【図3】Si: 0.10 wt%材のフェロシリコン添加前の酸
素活量と750 ℃、2時間の歪取焼鈍後の鉄損との関係、
およびノズル詰まり発生状況を示すグラフである。
【図4】Si: 0.20 wt%材のフェロシリコン添加前の酸
素活量と750 ℃、2時間の歪取焼鈍後の鉄損との関係、
およびノズル詰まり発生状況を示すグラフである。
【図5】Si= 0.20 wt%材のフェロシリコン添加前の酸
素活量と750 ℃、2時間の歪取焼鈍後の鉄損との関係、
およびノズル詰まり発生状況を示すグラフである。
【図6】鉄損不良材の介在物の形状、および、組成を示
すグラフである。
【図7】鉄損良好材の介在物の形状、および、組成を示
すグラフである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the relationship between sol.Al content and iron loss after strain relief annealing. FIG. 2 is a graph showing a relationship between (% Mn) 2 / (% Si) and iron loss after strain relief annealing. Fig. 3 Relationship between oxygen activity of Si: 0.10 wt% material before ferrosilicon addition and iron loss after strain relief annealing at 750 ° C for 2 hours.
6 is a graph showing a state of occurrence of nozzle clogging. Fig. 4 Relationship between oxygen activity before addition of ferrosilicon of 0.20 wt% material and iron loss after strain relief annealing at 750 ° C for 2 hours.
6 is a graph showing a state of occurrence of nozzle clogging. Fig. 5 Relationship between oxygen activity before addition of ferrosilicon of Si = 0.20 wt% material and iron loss after strain relief annealing at 750 ° C for 2 hours,
6 is a graph showing a state of occurrence of nozzle clogging. FIG. 6 is a graph showing the shape and composition of inclusions of poor iron loss material. FIG. 7 is a graph showing the shape and composition of inclusions of a good iron loss material.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−73510(JP,A) 特開 平1−152239(JP,A) 社団法人日本金属学会,講座・現代の 金属学 精錬編1「鉄鋼精錬」,日本, 社団法人日本金属学会,1995年 6月25 日,14〜16 日本学術振興会製鋼第19委員会,製鋼 反応の推奨平衡値改訂増補,日本,日本 学術振興会製鋼第19委員会,1984年11月 1日,38、114、131 Slag atlas,ドイツ,1981 年,61 藤澤ら,Mn−Si−Al複合脱酸に おける溶鋼と脱酸生成物との平衡関係, 鉄と鋼,日本,1977年,第63年第9号, 1494〜1503 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/00 B22D 11/00 C22C 38/00 303 C22C 38/06 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-73510 (JP, A) JP-A-1-152239 (JP, A) The Japan Institute of Metals, Lecture / Modern Metallurgy Refining Edition 1 “Steel Refining” , Japan, The Japan Institute of Metals, June 25, 1995, 14-16, Japan Society for the Promotion of Science, Steelmaking 19th Committee, Revision and supplementation of recommended equilibrium values for steelmaking reactions, Japan, Japan Society for the Promotion of Science, Steelmaking 19th Committee, November 1, 1984, 38, 114, 131 Slag atlas, Germany, 1981, 61 Fujisawa et al., Equilibrium relationship between molten steel and deoxidation products in Mn-Si-Al complex deoxidation, Iron and steel, Japan , 1977, No. 63, No. 9, 1494-1503 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21C 7/00 B22D 11/00 C22C 38/00 303 C22C 38/06
Claims (1)
有量につき(%Mn)2 /(%Si)≦0.30を満たす範囲で
含み、さらに sol.Al:0.003 wt%以下、 P: 0.10 wt%以下、 S: 0.01 wt%以下、 totalO:0.020 wt%以下および N: 0.01 wt%以下、 を含有する鋼の溶製時に、 Si添加前溶鋼へのAl添加量の調整により、Si添加前溶鋼
のwt%であらわす酸素活量aO を、0.015 未満で、かつ
下記式(1) を満たす範囲に制御することを特徴とする無
方向性電磁鋼板用鋼の溶製方法。 〔記〕 0.7<(%Si)・aO 2 /10 -30110/(T+273)+11.4 -----(1) ただし、 (%Si):wt%であらわす鋼のSi含有量 T:℃であらわすSi添加時の溶鋼温度(57) [Claims] [Claim 1] C: 0.01% by weight or less and Si: 0.05% or more and 1.0% by weight or less, and Mn is represented by wt% in relation to Si. The amount is included in the range that satisfies (% Mn) 2 / (% Si) ≦ 0.30, and sol.Al: 0.003 wt% or less, P: 0.10 wt% or less, S: 0.01 wt% or less, totalO: 0.020 wt% or less and N: 0.01 wt% or less, in the step of melting the steel containing, by adjusting the amount of Al added to the Si-added before the molten steel, the oxygen activity a O expressed by wt% of Si added before the molten steel, less than 0.015, And a method for melting steel for non-oriented electrical steel sheets, wherein the steel is controlled so as to satisfy the following expression (1). [Symbol] 0.7 <(% Si) · a O 2/10 -30110 / (T + 273) +11.4 ----- (1) provided that, (% Si): Si content in steel expressed by wt% T : Temperature of molten steel with Si added, expressed in ° C
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