JP3948285B2 - 方向性電磁鋼板の最終仕上焼鈍後のコイル払い出し方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、方向性電磁鋼板のバッチ焼鈍炉での最終仕上焼鈍後のコイル払い出し方法に関し、特に従来、最終仕上焼鈍後のコイルの払い出し時に懸念された、フォルステライト被膜の板幅方向にわたる亀裂の発生を効果的に防止しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性電磁鋼板は、主として変圧器およびその他の電気機器の鉄心材料として使用されるもので、磁束密度や鉄損等の電磁特性および絶縁性や密着性等の被膜特性に優れることが基本的に重要とされる。
【０００３】
かかる方向性電磁鋼板は、２次再結晶に必要なインヒビター、例えばMnＳ，MnSe，AlＮ等を含む鋼スラブを、熱間圧延したのち、必要に応じて熱延板焼鈍を行い、ついで１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延によって最終板厚としたのち、脱炭焼鈍を行い、ついで鋼板の表面にMgＯなどの焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上焼鈍を行って製造される。なお、この方向性電磁鋼板の表面には、特殊な場合を除いて、フォルステライト（Mg₂SiO₄)質の絶縁被膜が形成されているのが一般的である。
【０００４】
このフォルステライト質絶縁被膜は、鋼板を積層して使用する場合に、その層間を電気的に絶縁し、渦電流を低減するのに有効に寄与するが、該鋼板表面の絶縁被膜が不均一であったり、巻き鉄心作製時に被膜剥離が生じたりすると、商品価値が低下するだけでなく、占積率が低下し、さらには鉄心組立て時の締め付けにより絶縁性が低下して局所的な発熱を起こし、変圧器における事故の原因ともなる。
【０００５】
また、このフォルステライト質絶縁被膜は、鋼板表面の電気的絶縁だけでなく、その低熱膨張性を利用して引張応力を鋼板に付与することにより、鉄損さらには磁気歪の改善に寄与している。
さらに、このフォルステライト質絶縁被膜は、二次再結晶が完了して不要となったインヒビター成分を被膜中に吸い上げ、鋼を純化することによっても、磁気特性の向上に寄与している。
従って、均一かつ平滑なフォルステライト質絶縁被膜を形成することは、方向性電磁鋼板の製品品質を左右する重要なポイントの一つである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
方向性電磁鋼板の製造工程において、最終仕上焼鈍（バッチ焼鈍）後のコイルを焼鈍炉から取り出したのち、次工程へ通板するために、コイルを払い出した際、フォルステライト被膜に板幅方向の亀裂が発生する場合があった。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、最終仕上焼鈍後、コイルの払い出し時に懸念された、板幅方向にわたるフォルステライト被膜の亀裂の発生を効果的に防止して、欠陥のない優れたフォルステライト被膜を得ることができる方向性電磁鋼板の最終仕上焼鈍後のコイル払い出し方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、この発明の解明経緯について説明する。
さて、発明者らは、まず、どのような場合に上記したような板幅方向にわたるフォルステライト被膜の亀裂が発生し易いかについて調査を行った。
その結果、かかるフォルステライト被膜の亀裂は、コイルをバッチ焼鈍炉から取り出したのち、次工程の平滑化焼鈍に供するためにコイルを払い出すまでの時間（冷却時間）と密接な関係があることが判明した。
【０００８】
図１に、厚みや取り出し温度が種々に異なる数多くの方向性電磁鋼板コイルについて、上記の冷却時間とコイルの亀裂発生頻度との関係について調べた結果を示す。
同図に示したとおり、亀裂の発生頻度は、バッチ焼鈍炉から取り出したのち、コイルを払い出すまでの冷却時間と密接な関係があり、この冷却時間が短いほど亀裂が発生し易いことが判明した。
【０００９】
ところで、上記の実験において、コイルの亀裂発生頻度は、鋼板の厚みとも関係があることが判明した。
そこで、次に、発明者らは、種々の板厚のコイルについて、コイル払い出し温度が亀裂の発生に及ぼす影響について調査した。
得られた結果を図２に示す。
同図に示したとおり、亀裂の発生し易さは、鋼板の厚みと密接な関係があり、板厚が薄いほど亀裂が発生し易く、さらにコイルの払い出し温度が高いすなわち冷却が不十分であるほど亀裂が発生し易いことが判明した。
【００１０】
しかしながら、図２に示したとおり、コイルの払い出しが可能となる温度（ｙ）を、板厚（ｘ）との関係で、次式(1)
ｙ≦1000ｘ＋100 --- (1)
ここで、ｙ：コイル払い出しが可能となる温度（℃）
ｘ：コイル板厚（mm）
により求め、該 (1) 式を満足する範囲にコイル払い出し温度を定めれば、コイルの払い出し時における亀裂の発生を完全に防止できることが究明されたのである。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。
【００１１】
すなわち、この発明は、含けい素鋼スラブを、熱間圧延したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、ついで脱炭焼鈍後、コイルに巻き取ってからバッチ焼鈍炉にて最終仕上焼鈍を施したのち、該焼鈍炉からコイルを取り出し、ついで次工程に供給するためにコイルを払い出すに際し、このコイル払い出しが可能となる温度を、鋼板板厚との関係で、次式(1)
ｙ≦1000ｘ＋100 --- (1)
ここで、ｙ：コイル払い出しが可能となる温度（℃）
ｘ：鋼板板厚（mm）
により求め、該 (1) 式を満足する範囲にコイル払い出し温度を定める（但し、コイル払い出し温度が常温の場合を除く）ことを特徴とする、方向性電磁鋼板の最終仕上焼鈍後のコイル払い出し方法である。
【００１２】
この発明に従い、コイルの板厚に応じてコイル払い出し温度を調整することによって、フォルステライト被膜における亀裂の発生が防止される理由は、次のとおりと考えられる。
すなわち、コイルを払い出すと、それに伴い鋼板は急激に冷却されるが、図３に示すように、コイルの払い出し温度が高い場合（Ａ）は、当該温度が低い場合（Ｂ）に比べて、地鉄と被膜との収縮量の差が大きい（ΔＡ＞ΔＢ）。このように地鉄と被膜の収縮量の差が大きい場合には、図４に示すように、両者の収縮量の差に起因して、はく離亀裂が発生し易いものと考えられる。特に、板厚が薄い場合には、コイル払い出し時における冷却速度が大きいため、かようなはく離亀裂が発生が助長されるものと考えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体的に説明する。
まず、この発明で対象とする方向性電磁鋼板の成分組成については特に制限はなく、従来公知のもの何れもが適合する。
また、方向性電磁鋼板の製造条件についても特に制限はなく、従来公知の方法何れでもかまわない。
すなわち、スラブの製造から、バッチ焼鈍炉による最終仕上焼鈍までは、従来公知の方法いずれもが適合する。
【００１４】
さて、上記の最終仕上焼鈍後、コイルを焼鈍炉から取り出したのち、次工程の平坦化焼鈍に供されるわけであるが、この発明では、この払い出し温度が重要である。
すなわち、前掲図２に示したように、コイル払い出し温度が、鋼板板厚（ｘ）との関係で、
コイル払い出し温度＞1000ｘ＋100
となると、はく離亀裂の発生が懸念されるので、このコイル払い出し温度は、次式(1)
コイル払い出し温度≦1000ｘ＋100 --- (1)
を満足する範囲（但し、コイル払い出し温度が常温の場合を除く）に制御することが重要なのである。
【００１５】
【発明の効果】
かくして、この発明によれば、従来、最終仕上焼鈍後のコイルの払い出し時に懸念されたフォルステライト被膜の板幅方向にわたる亀裂の発生を完全に防止して、欠陥のない優れたフォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 コイルをバッチ焼鈍炉から取り出したのち払い出すまでの時間（冷却時間）とコイルの亀裂発生頻度との関係を示したグラフである。
【図２】 種々の板厚のコイルについて、コイル払い出し温度が亀裂の発生に及ぼす影響を示したグラフである。
【図３】 コイルの払い出し温度が異なる場合における、地鉄と被膜との収縮量の差の違いを示した図である。
【図４】 地鉄と被膜の収縮量の差に起因してはく離亀裂が発生する状況を説明した図である。

Claims (1)

1. 含けい素鋼スラブを、熱間圧延したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、ついで脱炭焼鈍後、コイルに巻き取ってからバッチ焼鈍炉にて最終仕上焼鈍を施したのち、該焼鈍炉からコイルを取り出し、ついで次工程に供給するためにコイルを払い出すに際し、このコイル払い出しが可能となる温度を、鋼板板厚との関係で、次式(1)
   ｙ≦1000ｘ＋100 --- (1)
   ここで、ｙ：コイル払い出しが可能となる温度（℃）
   ｘ：鋼板板厚（mm）
   により求め、該 (1) 式を満足する範囲にコイル払い出し温度を定める（但し、コイル払い出し温度が常温の場合を除く）ことを特徴とする、方向性電磁鋼板の最終仕上焼鈍後のコイル払い出し方法。

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