JP7231888B2 - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
2MgO+SiO2→Mg2SiO4
MgO+FeCr2O4→Mg1-xFexO+Mg1-xFexCr2O4
特許文献2によれば、このMg1-xFexOはフォルステライトの生成を促進させる。また、上記スピネル型のCr酸化物は、鋼板表面よりもやや内側に生成され、この位置でのフォルステライトの生成を促進することによって、被膜特性を改善する効果もある。
記
・A群;S:0.002~0.03mass%およびSe:0.002~0.025mass%の内から選ばれる少なくとも1種
・B群;Al:0.005~0.04mass%およびN:0.003~0.012mass%
・C群;S:0.002~0.03mass%およびSe:0.002~0.025mass%の内から選ばれる少なくとも1種、Al:0.005~0.04mass%およびN:0.003~0.012mass%
C:0.03mass%、Si:3.2mass%、Mn:0.06mass%、Cr:0.05mass%を含有し、さらに、インヒビター形成成分としてS:0.003mass%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを1380℃の温度に30min間加熱した後、熱間圧延して熱延板とした。この際、仕上圧延の最終スタンドのワークロール径を種々に変更し、上記スタンドのワークロールと鋼板間の摩擦係数を0.35とした。次いで、上記熱延板を1回目の冷間圧延して中間板厚1.7mmの冷延板とし、雰囲気のPH2O/PH2が0.30の湿潤水素雰囲気下で、1050℃×1minの中間焼鈍した後、2回目の冷間圧延して最終板厚0.23mmの冷延板とし、その後、PH2O/PH2が0.30の湿潤水素雰囲気下で840℃×2minの一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した。
方位差角が15~45°の粒界は、高エネルギー粒界であり、元素の高速拡散経路となる。従って、この粒界頻度が高い場合には、体拡散ではなく、粒界拡散が支配的になる。また、一般的な脱炭焼鈍雰囲気下では、Crは内部酸化を起こす。従って、上記粒界の頻度が80%以上の場合は、酸素の粒界拡散によってCrの内部酸化が促進される結果、鋼板表面よりもやや内側に、スピネル型のCr酸化物が生成されたと推察される。
本発明は、上記の新規な知見に基づき開発したものである。
C:0.01~0.1mass%
Cは、一次再結晶集合組織を改善するために重要な成分であるが、含有量が0.01mass%に満たないと上記効果が十分に得られない。一方、0.1mass%超えると、脱炭焼鈍で磁気時効を起こさない0.003mass%以下までCを低減するのが難しくなる。また、脱炭に酸素が消費される分、酸素目付量が少なくなり、被膜特性の劣化を招くおそれもある。よって、Cは0.01~0.1mass%の範囲に限定する。好ましくは0.02~0.08mass%の範囲である。
Siは、鋼の比抵抗を高め、渦電流損を低減するために必須の成分であるが、含有量が2.0mass%に満たないと上記効果が十分に得られない。一方、5.0mass%を超えると、冷延性を著しく損なう。よって、Siは2.0~5.0mass%の範囲に限定する。好ましくは2.5~4.5mass%の範囲である。
Mnは、Siと同様、鋼の比抵抗を高めて、渦電流損を低減する効果がある。また、熱延性を改善するのに重要な成分であるが、含有量が0.01mass%に満たないと、上記効果が十分に得られない。一方、1.0mass%を超えると、γ変態を誘起し、磁気特性の劣化を招く。よって、Mnは0.01~1.0mass%の範囲とする。好ましくは0.01~0.50mass%の範囲である。
Crは本発明において重要な成分であり、鋼スラブ中に添加することによって、脱炭焼鈍の際、鋼板表層に形成される酸化膜にスピネル型のCr酸化物を生成させることができる。しかしながら、含有量が0.01mass%未満では、上記効果が十分に得られず、一方、0.2mass%を超えると、不均一酸化を促し、かえって被膜特性が劣化する。よって、Crは0.01~0.2mass%の範囲とする。好ましくは0.01~0.1mass%の範囲である。
上記インヒビター形成成分としては、インヒビターの種類によって異なり、例えば、インヒビターとしてMnSおよび/またはMnSeを用いる場合には、上述したMnに加えて、S:0.002~0.03mass%およびSe:0.002~0.025mass%の内から選ばれる少なくとも1種を含有する必要がある。また、インヒビターとしてAlNを用いる場合には、Al:0.005~0.04mass%およびN:0.003~0.012mass%を含有することが必要である。なお、インヒビターは、MnSおよび/またはMnSeとともにAlNを用いてもよく、その場合は、S:0.002~0.03mass%およびSe:0.002~0.025mass%の内から選ばれる少なくとも1種と、Al:0.005~0.04mass%およびN:0.003~0.012mass%を含有することが必要である。
まず、本発明の方向性電磁鋼板の鋼素材(スラブ)は、通常公知の精錬プロセスで、上述した本発明に適合する成分組成を有する鋼を溶製した後、常法の連続鋳造法あるいは造塊-分塊圧延法で製造することができる。
次いで、上記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、MgOを主体とし、TiO2を2.0mass%添加した焼鈍分離剤を塗布、乾燥した後、850℃の温度に50hr保持する条件で二次再結晶を発現させた後、水素雰囲気下で1150℃の温度に5hr保持して純化処理する仕上焼鈍を施した後、上記仕上焼鈍後の鋼板表面に、りん酸マグネシウムとコロイダルシリカを主体とする絶縁コーティングを施した。
次いで、上記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、MgOを主体とし、TiO2を2.0mass%添加した焼鈍分離剤を塗布、乾燥した後、850℃の温度に50hr保持する条件で二次再結晶を発現させた後、水素雰囲気下で1150℃の温度に5hr保持して純化処理する仕上焼鈍を施し後、上記仕上焼鈍後の鋼板表面に、りん酸マグネシウムとコロイダルシリカを主体とする絶縁コーティングを施した。
Claims (3)
- C:0.01~0.10mass%、Si:2.0~5.0mass%、Mn:0.01~1.0mass%およびCr:0.01~0.068mass%を含有し、さらに、インヒビター形成成分として下記A~C群のうちから選ばれるいずれか1群の成分を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを熱間圧延し、1回の冷間圧延または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延して最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍し、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、上記脱炭焼鈍後の鋼板最表層に、方位差角が15~45°の粒界を80%以上の頻度で生成させることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
記
・A群;S:0.002~0.03mass%およびSe:0.002~0.025mass%の内から選ばれる少なくとも1種
・B群;Al:0.005~0.04mass%およびN:0.003~0.012mass%
・C群;S:0.002~0.03mass%およびSe:0.002~0.025mass%の内から選ばれる少なくとも1種、Al:0.005~0.04mass%およびN:0.003~0.012mass% - 上記脱炭焼鈍後の鋼板最表層に、方位差角が15~45°の粒界を80%以上の頻度で生成させる方法が、上記熱間圧延の仕上圧延におけるワークロール径を600mm以下とする、上記熱間圧延の仕上圧延における摩擦係数を0.40以上とする、および、上記中間焼鈍における雰囲気の酸素ポテンシャルPH2O/PH2を0.10~0.25の範囲とする、のうちのいずれか1以上の手段であることを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 上記鋼スラブは、上記成分組成に加えてさらに、B:0.0002~0.0025mass%、P:0.005~0.08mass%、Ti:0.001~0.01mass%、Ni:0.01~1.5mass%、Cu:0.01~0.5mass%、Nb:0.002~0.08mass%、Mo:0.005~0.1mass%、Sn:0.005~0.5mass%、Sb:0.005~0.5mass%およびBi:0.002~0.08mass%のうちから選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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