JP3805799B2 - 方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法に関し、とくに被膜特性及び電磁特性の向上を意図したものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性けい素鋼板のフォルステライト被膜は、絶縁性や磁気特性に影響を及ぼすことから、密着性ならびに外観等に優れることを要求され、これまでにも被膜特性の向上を目指した種々の提案がなされている。
例えば、特開平４−337033号公報では、脱炭焼鈍中の炉温、雰囲気を制御して鋼板の放射率を制御する方法が提案されている。
しかしながら、この方法では、一般的な炉況管理には有効ではあるが、結果を見ながら制御するという致命的な欠陥があるため、板面の性状変化に即応した制御は不可能である。
【０００３】
また特開平４−289124号公報では、焼鈍時の加熱帯で、単位鋼板重量当たりの投入電力量等を一定とすることによって、昇温時間を一定化した方法が示されている。
しかしながら、この方法では、板面の放射率が変化し、それに対応して炉温が変動するため、表面酸化反応状況が変化し、さらに板表面の放射率は一定であっても、油焼け等が生じると焼鈍時の表面酸化物組成に差異が生じるため、皮膜外観は良好であっても、インヒビター酸化のバラツキに起因して電磁特性が変動するという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、被膜外観は勿論のこと、電磁特性にも優れた一方向性けい素鋼板を得るために有利な脱炭焼鈍方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
実際の操業ラインで脱炭焼鈍に供される方向性電磁鋼板の表面放射率は、圧延時の粗度変化等によって変化する。
また、板表面に油焼け等の汚れが生じた場合、放射率は同一でも脱炭焼鈍時の表面酸化膜性状が変化し、それに伴って仕上げ焼鈍時におけるインヒビター酸化状況が変化するために、電磁特性が変動する。
【０００６】
発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、焼鈍前の鋼板表面に酸洗又は研削を施すことによって、板面表面の汚れを除去すると共に放射率を 0.2以上にしてやれば、その後の焼鈍時における加熱帯の雰囲気酸化性及び炉温を所定の範囲に制御することにより、良好な被膜外観及び電磁特性が得られることの知見を得た。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。
【０００７】
すなわち、この発明は、含けい素鋼鋼片を、熱間圧延後、冷間圧延し、ついで湿潤雰囲気中にて脱炭焼鈍を施すに際し、
上記脱炭焼鈍に先立ち、酸洗又は表面研削によって、鋼板の表面放射率を0.2以上に調整したのち、Ｐ(H2O)/Ｐ(H2)が 0.6以下の酸化性雰囲気中にて、炉温：800 〜900 ℃の条件下に、 800 ℃までの昇温時間を 26 ｓ以内として脱炭焼鈍を施すことを特徴とする方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法である。
【０００８】
【作用】
方向性電磁鋼板のフォルステライト被膜は、脱炭焼鈍時に形成されるSiO2を主成分とする一次酸化層と焼鈍分離剤中のMgＯが仕上げ焼鈍時に反応して形成される。従って、良好な被膜を形成するには、適正な一次酸化層を脱炭焼鈍時に形成させる必要がある。
【０００９】
この酸化層の形成に影響を及ぼす因子の一つに、鋼板の昇温速度があるが、発明者らの研究によれば、鋼板の放射率が異なる場合に炉温を調整して昇温速度を一定にしたとしても、板表層部の酸化反応は必ずしも同一ではないことが判明した。
【００１０】
表１に、Ｃ：0.060 wt％（以下単に％で示す）, Si：3.25％, Mn：0.018 ％,Al：0.023 ％, Se：0.015 ％, Ｎ：0.008 ％及びSn：0.07％を含み、残部は実質的にFeの組成になる板厚：0.23mmの冷延鋼板を、種々の条件で脱炭焼鈍した後、MgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施して得た方向性電磁鋼板の、脱炭焼鈍時における放射率と、製品の表面外観及び電磁特性について調べた結果を、まとめて示す。
なお、鋼板の放射率は、熱電対を取り付けた板の放射温度計出力を測定し、プランクの式を用いて算出した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
同表から明らかなように、昇温時間だけでは、説明できない現象が発生している。
また、同一の放射率でも、圧延後のままと鋼板表面を酸洗又は研削したものでは、表層外観及び電磁特性に差が生じており、上記のような表面処理を施したものの方が特性が良い。
【００１３】
そこで次に、上記と同一の材料を、同様の条件で製造するに際し、脱炭焼鈍に先立ち、10％HCl による酸洗又は♯100 サンドペーパーによる表面研削を施して、油焼け等の汚れを除去した場合の製品の表面外観及び電磁特性について調査した。
得られた結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】
同表から明らかなように、脱炭焼鈍前の鋼板表面を酸洗又は研削することによって、表面被膜及び電磁特性の改善効果が認められる。この理由は、板面性状の均一化により、酸化膜の不均一性が低減したことによるものと考えられる。
しかしながら、酸洗・研削処理を施せば必ずしも良好な結果が得られるというわけではなく、特性改善には脱炭焼鈍時における処理温度及び雰囲気酸化度が重要な意味を持つことが判る。
【００１６】
すなわち、炉温が 900℃を超えてしまうと、被膜外観及び電磁特性とも劣化する。この理由は、処理温度が高いと、加熱帯での酸化被膜がFeＯリッチとなってしまい、引き続く仕上げ焼鈍時にインヒビター酸化が早く起きてしまうことによるものと考えられる。
なお、この反応は従来、板温で説明されていたが、発明者らの研究によれば、板面最表層の反応に関しては焼鈍炉温との関係の方が大きいことが判明した。そこでこの発明では、脱炭焼鈍時における処理温度につき、炉温で 900℃以下の温度に制限したのである。とはいえ、炉温があまりに低いと所望の脱炭が実現されないので、 800℃以上とする必要がある。
【００１７】
また、被膜外観や電磁特性は、雰囲気酸化度の影響も強く受ける。
すなわち、Ｐ(H2O)/Ｐ(H2)で表した雰囲気酸化度が 0.6を超えると、FeＯへの反応が促進されるために被膜・電磁特性が共に劣化する。従ってＰ(H2O)/Ｐ(H2)は 0.6以下とする必要がある。
【００１８】
さらに、たとえ酸洗・研削処理を施しても、放射率が 0.2未満では、被膜外観と電磁特性を共に改善することはできない。。というのは、放射率が低いと、炉温が一定の場合には昇温速度が低下し、その結果電磁特性が劣化するので、これを解消するためには設定炉温を 900℃超と高くする必要が生じるが、炉温が 900℃を超えると、上述した理由により、加熱帯での酸化被膜の問題が発生するからである。
なお、放射率の調整は、冷延ロール特に最終パスの冷延ロールの表面粗度調整、冷延後の表面研削又は酸洗時間調整によって適宜行うことができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
Ｃ：0.065 ％, Si：3.25％, Al：0.025 ％, Mn：0.18％, Se：0.008 ％, Ｎ：0.007 ％及びSn：0.09％を含有し、残部は実質的にFeの組成になるけい素鋼スラブを、熱間圧延し、熱延板焼鈍後、冷間圧延を施して板厚：0.23mmの冷延板とした。その後、必要に応じて脱炭焼鈍前処理を施したのち、種々の条件下で脱炭焼鈍を施し、ついで 830℃, 120 ｓ保持後、窒化処理したのち、MgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた製品板の被膜外観及び電磁特性について調べた結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】
同表から明らかなように、この発明に従い脱炭焼鈍した場合には、良好な被膜外観のみならず、優れた電磁特性が併せて得られている。
【００２２】
実施例２
Ｃ：0.058 ％, Si：3.20％, Al：0.026 ％, Mn：0.019 ％, Se：0.016 ％及びＮ：0.008 ％を含有し、残部は実質的にFeの組成になるけい素鋼スラブを、熱間圧延し、熱延板焼鈍後、冷間圧延を施して板厚：0.23mmの冷延板とした。なお、この冷間圧延は、タンデムとゼンジミアミル（Ｚｒ型）の２種類で実施し、２種類の放射率を得た。その後、必要に応じて前処理を施したのち、種々の条件下で脱炭焼鈍を施し、ついで 840℃, 90ｓ保持後、MgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた製品板の被膜外観及び電磁特性について調べた結果を表４に示す。
【００２３】
【表４】
【００２４】
同表から明らかなように、この発明に従い脱炭焼鈍した場合にのみ、良好な被膜外観と共に優れた電磁特性が得られている。
【００２５】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、脱炭焼鈍時における鋼板表面の酸化膜を安定化することができ、ひいては電磁特性及び被膜外観に優れた電磁鋼板を安定して得ることができる。
【産業上の利用分野】
この発明は、方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法に関し、とくに被膜特性及び電磁特性の向上を意図したものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性けい素鋼板のフォルステライト被膜は、絶縁性や磁気特性に影響を及ぼすことから、密着性ならびに外観等に優れることを要求され、これまでにも被膜特性の向上を目指した種々の提案がなされている。
例えば、特開平４−337033号公報では、脱炭焼鈍中の炉温、雰囲気を制御して鋼板の放射率を制御する方法が提案されている。
しかしながら、この方法では、一般的な炉況管理には有効ではあるが、結果を見ながら制御するという致命的な欠陥があるため、板面の性状変化に即応した制御は不可能である。
【０００３】
また特開平４−289124号公報では、焼鈍時の加熱帯で、単位鋼板重量当たりの投入電力量等を一定とすることによって、昇温時間を一定化した方法が示されている。
しかしながら、この方法では、板面の放射率が変化し、それに対応して炉温が変動するため、表面酸化反応状況が変化し、さらに板表面の放射率は一定であっても、油焼け等が生じると焼鈍時の表面酸化物組成に差異が生じるため、皮膜外観は良好であっても、インヒビター酸化のバラツキに起因して電磁特性が変動するという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、被膜外観は勿論のこと、電磁特性にも優れた一方向性けい素鋼板を得るために有利な脱炭焼鈍方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
実際の操業ラインで脱炭焼鈍に供される方向性電磁鋼板の表面放射率は、圧延時の粗度変化等によって変化する。
また、板表面に油焼け等の汚れが生じた場合、放射率は同一でも脱炭焼鈍時の表面酸化膜性状が変化し、それに伴って仕上げ焼鈍時におけるインヒビター酸化状況が変化するために、電磁特性が変動する。
【０００６】
発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、焼鈍前の鋼板表面に酸洗又は研削を施すことによって、板面表面の汚れを除去すると共に放射率を 0.2以上にしてやれば、その後の焼鈍時における加熱帯の雰囲気酸化性及び炉温を所定の範囲に制御することにより、良好な被膜外観及び電磁特性が得られることの知見を得た。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。
【０００７】
すなわち、この発明は、含けい素鋼鋼片を、熱間圧延後、冷間圧延し、ついで湿潤雰囲気中にて脱炭焼鈍を施すに際し、
上記脱炭焼鈍に先立ち、酸洗又は表面研削によって、鋼板の表面放射率を0.2以上に調整したのち、Ｐ(H2O)/Ｐ(H2)が 0.6以下の酸化性雰囲気中にて、炉温：800 〜900 ℃の条件下に、 800 ℃までの昇温時間を 26 ｓ以内として脱炭焼鈍を施すことを特徴とする方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法である。
【０００８】
【作用】
方向性電磁鋼板のフォルステライト被膜は、脱炭焼鈍時に形成されるSiO2を主成分とする一次酸化層と焼鈍分離剤中のMgＯが仕上げ焼鈍時に反応して形成される。従って、良好な被膜を形成するには、適正な一次酸化層を脱炭焼鈍時に形成させる必要がある。
【０００９】
この酸化層の形成に影響を及ぼす因子の一つに、鋼板の昇温速度があるが、発明者らの研究によれば、鋼板の放射率が異なる場合に炉温を調整して昇温速度を一定にしたとしても、板表層部の酸化反応は必ずしも同一ではないことが判明した。
【００１０】
表１に、Ｃ：0.060 wt％（以下単に％で示す）, Si：3.25％, Mn：0.018 ％,Al：0.023 ％, Se：0.015 ％, Ｎ：0.008 ％及びSn：0.07％を含み、残部は実質的にFeの組成になる板厚：0.23mmの冷延鋼板を、種々の条件で脱炭焼鈍した後、MgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施して得た方向性電磁鋼板の、脱炭焼鈍時における放射率と、製品の表面外観及び電磁特性について調べた結果を、まとめて示す。
なお、鋼板の放射率は、熱電対を取り付けた板の放射温度計出力を測定し、プランクの式を用いて算出した。
【００１１】
【表１】
同表から明らかなように、昇温時間だけでは、説明できない現象が発生している。
また、同一の放射率でも、圧延後のままと鋼板表面を酸洗又は研削したものでは、表層外観及び電磁特性に差が生じており、上記のような表面処理を施したものの方が特性が良い。
【００１３】
そこで次に、上記と同一の材料を、同様の条件で製造するに際し、脱炭焼鈍に先立ち、10％HCl による酸洗又は♯100 サンドペーパーによる表面研削を施して、油焼け等の汚れを除去した場合の製品の表面外観及び電磁特性について調査した。
得られた結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
同表から明らかなように、脱炭焼鈍前の鋼板表面を酸洗又は研削することによって、表面被膜及び電磁特性の改善効果が認められる。この理由は、板面性状の均一化により、酸化膜の不均一性が低減したことによるものと考えられる。
しかしながら、酸洗・研削処理を施せば必ずしも良好な結果が得られるというわけではなく、特性改善には脱炭焼鈍時における処理温度及び雰囲気酸化度が重要な意味を持つことが判る。
【００１６】
すなわち、炉温が 900℃を超えてしまうと、被膜外観及び電磁特性とも劣化する。この理由は、処理温度が高いと、加熱帯での酸化被膜がFeＯリッチとなってしまい、引き続く仕上げ焼鈍時にインヒビター酸化が早く起きてしまうことによるものと考えられる。
なお、この反応は従来、板温で説明されていたが、発明者らの研究によれば、板面最表層の反応に関しては焼鈍炉温との関係の方が大きいことが判明した。そこでこの発明では、脱炭焼鈍時における処理温度につき、炉温で 900℃以下の温度に制限したのである。とはいえ、炉温があまりに低いと所望の脱炭が実現されないので、 800℃以上とする必要がある。
【００１７】
また、被膜外観や電磁特性は、雰囲気酸化度の影響も強く受ける。
すなわち、Ｐ(H2O)/Ｐ(H2)で表した雰囲気酸化度が 0.6を超えると、FeＯへの反応が促進されるために被膜・電磁特性が共に劣化する。従ってＰ(H2O)/Ｐ(H2)は 0.6以下とする必要がある。
【００１８】
さらに、たとえ酸洗・研削処理を施しても、放射率が 0.2未満では、被膜外観と電磁特性を共に改善することはできない。。というのは、放射率が低いと、炉温が一定の場合には昇温速度が低下し、その結果電磁特性が劣化するので、これを解消するためには設定炉温を 900℃超と高くする必要が生じるが、炉温が 900℃を超えると、上述した理由により、加熱帯での酸化被膜の問題が発生するからである。
なお、放射率の調整は、冷延ロール特に最終パスの冷延ロールの表面粗度調整、冷延後の表面研削又は酸洗時間調整によって適宜行うことができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
Ｃ：0.065 ％, Si：3.25％, Al：0.025 ％, Mn：0.18％, Se：0.008 ％, Ｎ：0.007 ％及びSn：0.09％を含有し、残部は実質的にFeの組成になるけい素鋼スラブを、熱間圧延し、熱延板焼鈍後、冷間圧延を施して板厚：0.23mmの冷延板とした。その後、必要に応じて脱炭焼鈍前処理を施したのち、種々の条件下で脱炭焼鈍を施し、ついで 830℃, 120 ｓ保持後、窒化処理したのち、MgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた製品板の被膜外観及び電磁特性について調べた結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
同表から明らかなように、この発明に従い脱炭焼鈍した場合には、良好な被膜外観のみならず、優れた電磁特性が併せて得られている。
【００２２】
実施例２
Ｃ：0.058 ％, Si：3.20％, Al：0.026 ％, Mn：0.019 ％, Se：0.016 ％及びＮ：0.008 ％を含有し、残部は実質的にFeの組成になるけい素鋼スラブを、熱間圧延し、熱延板焼鈍後、冷間圧延を施して板厚：0.23mmの冷延板とした。なお、この冷間圧延は、タンデムとゼンジミアミル（Ｚｒ型）の２種類で実施し、２種類の放射率を得た。その後、必要に応じて前処理を施したのち、種々の条件下で脱炭焼鈍を施し、ついで 840℃, 90ｓ保持後、MgＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた製品板の被膜外観及び電磁特性について調べた結果を表４に示す。
【００２３】
【表４】
同表から明らかなように、この発明に従い脱炭焼鈍した場合にのみ、良好な被膜外観と共に優れた電磁特性が得られている。
【００２５】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、脱炭焼鈍時における鋼板表面の酸化膜を安定化することができ、ひいては電磁特性及び被膜外観に優れた電磁鋼板を安定して得ることができる。
Claims (1)
- 含けい素鋼鋼片を、熱間圧延後、冷間圧延し、ついで湿潤雰囲気中にて脱炭焼鈍を施すに際し、
上記脱炭焼鈍に先立ち、酸洗又は表面研削によって、鋼板の表面放射率を0.2以上に調整したのち、Ｐ(H2O)/Ｐ(H2)が 0.6以下の酸化性雰囲気中にて、炉温：800 〜900 ℃の条件下に、 800 ℃までの昇温時間を 26 ｓ以内として脱炭焼鈍を施すことを特徴とする方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15696993A JP3805799B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15696993A JP3805799B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711332A JPH0711332A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3805799B2 true JP3805799B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=15639288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP15696993A Expired - Fee Related JP3805799B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 方向性けい素鋼板の脱炭焼鈍方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3805799B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08318506A (ja) * | 1995-03-23 | 1996-12-03 | Toppan Printing Co Ltd | エンボス化粧板とその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5322529B2 (ja) * | 1973-10-30 | 1978-07-10 | ||
| JPS62156221A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Nippon Steel Corp | グラス皮膜の密着性がよく、かつ鉄損の低い方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JPH02274813A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-09 | Nippon Steel Corp | 窒化能の優れた酸化層をつくる一次再結晶焼鈍法 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15696993A patent/JP3805799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0711332A (ja) | 1995-01-13 |
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