JP3485409B2 - 一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
一方向性電磁鋼板の製造方法Info
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Description
変圧器等の電気機器の鉄芯として用いられる結晶粒がミ
ラー指数で｛１１０｝＜００１＞方位に集積した、いわ
ゆる方向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
＞方位に集積した結晶粒により構成された通常４．８％
以下のＳｉを含有する鋼板である。この鋼板は、磁気特
性として励磁特性と鉄損特性が要求され、この要求に答
えるためには、結晶方位を高度に揃えることが重要であ
る。この結晶方位の集積化は二次再結晶とよばれるカタ
ストロフィックな粒成長現象を利用して達成される。
（１）二次再結晶前の一次再結晶組織の調整と、（２）
インヒビターとよばれる微細析出物もしくは粒界偏析元
素の調整を行うことが必要である。このインヒビター
は、一次再結晶組織のなかで、一般の粒の成長を抑制
し、特定の方位数のみを優先的に成長させる機能を持
つ。
がなされており、代表的な析出物としては、Ｍ．Ｆ．Ｌ
ｉｔｔｍａｎｎ（特公昭３０−３６５１号公報）及び
Ｊ．Ｅ．Ｔｕｒｎｂｕｌｌ（Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｔ．Ｓｏ
ｃ．ＡＩＭＥ２１２（１９５８年）ｐ７６９／７８１）
はＭｎＳを、田口等（特公昭４０−１５６４４号公報）
はＡｌＮを、今中等（特公昭５１−１３４６９号公報）
はＭｎＳｅを提示している。これらの析出物はその微細
析出制御として熱延前のスラブ加熱を１３００℃以上の
高温でおこない、これらの析出物を一旦容体化し、その
後の熱延及び熱延板焼鈍工程で微細析出処理を行ってい
る。例えば、高磁束密度方向性電磁鋼板を製造するため
に重要なＡｌＮは特公昭４６−２３８２０に開示される
ように、熱延板の熱サイクルを詳細に制御することによ
り達成されている。
造コストの増加を招くため、近年熱延板焼鈍を省略する
ことが検討されている。
二次再結晶に必須のインヒビターの制御を熱延板焼鈍工
程で行っているために、熱延板焼鈍を省略することは極
めて困難である。そこで、小松等（特公昭６２−４５２
８５号公報）、特開平１−９１９５６号公報が開示する
脱炭焼鈍後に窒化処理を行い（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを微細析
出させる技術を基に検討を行った。その結果、熱延板焼
鈍工程ではＡｌＮインヒビターを形成していないので二
次再結晶は安定的に達成するが、コイル長手方向での磁
気特性（磁束密度；Ｂ8 ）が大きく変動してしまうこと
が分かった。
調査を行い、コイル長手方向の磁気特性が大きく変動す
るのは、一次再結晶の粒組織が大きく変動することに起
因することを見いだした。二次再結晶に及ぼす二次再結
晶前の粒組織の影響に関しての研究は殆どなく、本発明
者等の一部は特開平２−１８２８６６号公報にその重要
性を指摘している。
可避的に析出するＡｌＮ等の析出物が、コイル長手方向
において熱延時の熱履歴が異なるためにその析出状況が
異なるためであると推察される。そこで、熱延工程の検
討を行い、重量でＳｉ：０．８〜４．８％、酸可溶性Ａ
ｌ：０．０１０〜０．０６５％、Ｎ：０．００４〜０．
０１２％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる珪素鋼
スラブを熱間圧延した後、一回もしくは焼鈍をはさむ二
回以上の冷間圧延により最終板厚として脱炭焼鈍、窒化
処理、仕上げ焼鈍を行う方向性電磁鋼板の製造方法にお
いて、熱延工程のスラブ加熱を１２８０℃以下で行い粗
圧延後、曲率半径１．５ｍ以下の曲げ加工を行い、コイ
ル状に鋼板を巻取り、以下に示す温度域、保持時間で保
持した後、巻戻し、仕上熱延を行うことにより、長手方
向の磁気特性の安定した方向性電磁鋼板を製造できるこ
とを見いだした。
９℃／sec 以上とすることで窒化物の再析出を容易にす
ることを見いだした。
熱延前のスラブ加熱温度としてはＡｌＮの完全溶体化し
ない１２８０℃以下で行うことが有効である。これは１
２８０℃以上の温度でＡｌＮを完全に溶体化した場合に
は熱延工程での析出サイズが全体的に小さくなるので鋼
板長手方向の熱履歴の違いによるインヒビターとしての
強度差が大きくなり、その後の脱炭焼鈍後の窒化処理に
より形成された（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎインヒビターでは均一
化できないためと推測される。スラブ加熱温度の下限
は、ＡｌＮの観点からは低めたほうがよいが熱間圧延時
の変形抵抗の観点より１０００℃以上が望ましい。
度で一定時間以上保持することが有効であるが、シート
バーのまま保持すると温度低下が速くその時間を確保す
ることができない。また、保熱炉に再挿入して保持する
と生産性に支障をきたす。そこでコイル状で巻取ること
により温度低下を抑制することを前提に実験を行った。
ｉ：３．０％、酸可溶性Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．０
６％、Ｃ：０．０５％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物か
らなる珪素鋼スラブを１１００〜１３５０℃で加熱した
後、粗圧延し４０mm厚とし、曲げ加工を施した。その後
１１５０〜８００℃の温度で保持し、仕上げ圧延を施し
２．３mm厚とした後水冷して５５０℃でコイル状に巻取
った。その後、板厚０．３mm厚に冷間圧延し８４０℃で
１５０秒脱炭焼鈍しその粒組織の調査を行った。また、
脱炭板に窒化処理を行い窒素量を０．０２％とした後、
仕上げ焼鈍を行った。
工を行い、１１００℃以下９００℃以上の温度域でコイ
ル状に鋼板を巻取り前記の温度域で一定時間以上保持す
ることが磁束密度（Ｂ8 ）の向上に極めて有効であると
いう知見を得た。保持温度が１１００℃より高いと、一
次再結晶粒径が大きく混粒組織となるのは析出物の析出
量が少ないためであると考えられる。
次再結晶粒径が大きく混粒組織となるのは低温で析出し
た析出物の粒径が小さいので、脱炭焼鈍中で析出物が変
化したためであると考えられる。曲率半径が大きい場合
にＡｌＮ挙動の析出挙動は若干おくれるが同様な析出挙
動を示すにもかかわらず磁気特性が落ちるのは、ある程
度の曲げ加工が他の金属学的因子、例えば再結晶挙動等
に影響したためであると考えられる。
条件を説明する。本発明においてスラブが含有する成分
としては、重量でＳｉ：０．８〜４．８％、酸可溶性Ａ
ｌ：０．０１０〜０．０６５％、Ｎ：０．００４〜０．
０１２％が必要である。Ｓｉは添加量を多くすると電気
抵抗が高くなり、鉄損特性が改善されるが４．８％を超
えると冷間圧延時に材料が割れ易くなり、圧延が困難に
なってしまう。一方０．８％以下になると仕上げ焼鈍時
にγ変態が生じ結晶方位が損なわれてしまい、鉄損特性
の向上が望めない。
てＡｌＮとして析出し、インヒビターとしての機能をは
たすために必須の元素である。磁束密度が高くなる０．
０１０〜０．０５０％を限定範囲とする。Ｎは０．０１
２％をこえるとブリスターとよばれる鋼板中の空孔を生
じるので、０．１２％を上限とする。また、ＡｌＮの量
的な観点より、０．００４％を下限とする。
ｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｓｅ，Ｂｉ，Ｎｂ，
Ｔｉ等を補助的に添加することもできる。珪素鋼スラブ
は、転炉または電気炉等により鋼を溶製し、必要に応じ
て溶鋼を真空脱ガス処理し、次いで連続鋳造もしくは造
塊後、分塊圧延することによって得られる。
た後に、一回もしくは中間焼鈍を含む二回以上の冷間圧
延を組み合わせて最終板厚とする。その際、集合組織を
調整するために、最終冷間圧延率を８０％超にすること
が必要である。その後、鋼中のＣの除去も兼ね湿潤雰囲
気ガス中で一次再結晶焼鈍をおこなう。
程で析出制御できなかった窒素もしくは熱的不安定なＳ
ｉ3 Ｎ4 等の窒化物は一次再結晶焼鈍の昇温過程で分解
し、ＡｌＮとして再析出する。この再析出が一次再結晶
完了前に行われると粒組織の調整に悪影響を及ぼすの
で、熱的不安定窒化物が分解を開始する５００℃から一
次再結晶が完了する７００℃までの昇温速度を高め、好
ましくは９℃／秒以上で昇温することが有効である。
ンヒビター量を確保するうえで、二次再結晶が発現する
前に窒化処理を行う必要がある。該鋼板に焼鈍分離剤を
塗布した後、仕上げ焼鈍を行う。
Ａｌ：０．０３％、Ｎ：０．００６％、Ｍｎ：０．１
％、Ｓ：０．０１％を含む珪素鋼スラブを１１００℃に
加熱し、４０mm厚に粗圧延したのち、一部はそのまま
２．３mm厚に仕上げ圧延し、一部は１．５mmの曲率で加
工を施して１０００℃で３分間保持したのちし仕上げ圧
延を施した。この熱延板を０．３mmに冷間圧延し、５〜
２８℃／ｓの昇温速度で昇温し８５０℃で３分間脱炭焼
鈍を施した。更に窒化処置を行い窒素量を０．０２％と
した後、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、１
２００℃で２０時間仕上げ焼鈍を施した。
てもコイル長手方向で磁気特性の安定した製品を工業的
に安定して製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量でＳｉ：０．８〜４．８％、酸可溶
性Ａｌ：０．０１０〜０．０６５％、Ｎ：０．００４〜
０．０１２％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる珪
素鋼スラブを熱間圧延した後、一回もしくは焼鈍をはさ
む二回以上の冷間圧延により最終板厚として脱炭焼鈍、
窒化処理、仕上げ焼鈍を行う方向性電磁鋼板の製造方法
において、 熱延工程のスラブ加熱を１２８０℃以下で行い粗圧延
後、曲率半径１．５ｍ以下の曲げ加工を行い、コイル状
に鋼板を巻取り、以下に示す温度域、保持時間で保持し
た後、巻戻し、仕上熱延を行うことを特徴とする板厚長
手方向の磁気特性の安定した方向性電磁鋼板の製造方
法。 ｔ［sec ］≧−０．１５Ｔ［℃］＋１９５ ９００≦Ｔ［℃］≦１１００ - 【請求項２】 脱炭焼鈍の５００℃〜８００℃までの昇
温速度を９℃／sec以上とすることを特徴とする請求項
１記載の板厚長手方向の磁気特性の安定した方向性電磁
鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00140596A JP3485409B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00140596A JP3485409B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09194940A JPH09194940A (ja) | 1997-07-29 |
| JP3485409B2 true JP3485409B2 (ja) | 2004-01-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00140596A Expired - Fee Related JP3485409B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3485409B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103695619B (zh) * | 2012-09-27 | 2016-02-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高磁感普通取向硅钢的制造方法 |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP00140596A patent/JP3485409B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09194940A (ja) | 1997-07-29 |
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