JPH01306524A - 磁束密度の高い無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方法に
関し、さらに詳しくは、電気機器鉄心材料として使用さ
れる鉄損が低く、磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製
造方法に関するものである。

［従来技術］ 近年、電気機器の高性能化は、電力およびエネルギーを
節約することが世界的な情勢になってきていることから
強く要望されてきている。

特に、連続使用される回転機等の技術分野においては、
高効率化や省エネルギー化が積極的に推進されている。

そして、高効率化や省エネルギー化を図るためには、鉄
損が低いことと共に磁束密度の高い材料を使用すること
が必要がある。

しかして、従来の電磁綱板においては、鉄損を低くする
ためには一般に、固有抵抗増加による過電流損低下の点
から、Ｓｉ或いはＡｌ等の含有量を多くすることが行な
われてきた。その結果として、高級綱板はど磁束密度は
低い傾向を示していた。

この磁束密度を支配する要因としては集合組織が挙げら
れるが、無方向性綱板の場合、集合組織を改良して磁束
密度を向上させる方法は殆ど知られていない。この無方
向性綱板としては（１００）面が板面に平行な、所謂、
面内無方向性が理想的であり、この製造方法が政多く提
案されているが、工業的生産には製造コストか高いとい
う問題があり適用されていない。

上記した集合組織の改善による磁束密度を向上させる方
法について、特開昭５４−０６８７１６号公報において
ｓｂを含有させた珪素鋼のポットコイルを８００℃の温
度において５時間ＨＮ　Ｘガス中で焼鈍を行ない、冷間
圧延以降の工程は公知の方法で処理することによって、
（１００）　（ｕ、ｖ、ｗ）近傍の集積が強くなる方法
か説明されている。また、特公昭６１〜００４８９２号
公報、特公昭６１〜００７４４４６号公報等にも磁束密
度を向」ニさせることについての説明かある。

しかし、これらの公報記載の技術においても、未だ充分
に磁束密度の向上は期待することはできなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は従来の電磁綱板における高珪素鋼の磁束密度が
低いという問題点に鑑み、本発明者が鋭Δ研究を行ない
、検討を重ねた結果、集合組織を改良することにより、
熱延板焼鈍後の熱延綱板の集合組織の板厚方向における
変化を無くすることにより、最終焼鈍板の集合組織を磁
区向上に有効な方向に抑制することができる磁束密度の
高い無方向性電磁綱板の製造方法を開発したのである。

［課題を解決ずろための手段］ 本発明に係る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方
法の特徴とするところは、 Ｃ＜　０．０１ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜３．０ｗｔ％、Ｍ
ｎ　０．１〜Ｌ、５ｗｔ％、Ｐ　０．００５〜０．１０
ｗｔ％、Ｓ　＜　０．００５ｗｔ％、Ａ　Ｉ　０．ｌ−
１，０ｗｔ％を含存し、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる鋼スラブを圧延荷重か３％以上低下する潤滑圧延
による仕上熱間圧延を行なった後、８５０〜１０００℃
の温度において０．５〜１０分或いは７５０〜８５０℃
の温度において１〜１０時間の熱延板焼鈍を行ない、次
いで、５０％以上の冷間圧延を行ない、さらに、８００
〜１０００℃の温度において１０秒〜３分の最終焼鈍を
行なうことにある。

本発明に係る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方
法について、以下詳細に説明する。

通常、無潤滑の熱間圧延においては、圧延方向へのロー
ルの拘束によって熱間圧延綱板の表層（ｔ／４程度まで
）に剪断歪領域が存在する。この剪断歪領域は中心層に
比べて高い歪が付与されており、そのため板厚方向に歪
分布か存在するばかりか、集合組織ら板厚方向の位置に
よって異なる。

そして、熱間圧延後、オーステナイト−フェライト変態
する＊［では変態に際してランダム化するため、このよ
うな板厚方向における分布は略消滅するが、高５１ｗ４
ではオーステナイトリフエライト変態がないため（何れ
の温度域でもフェライト単相）、圧延における状態が巻
取後に持ち来される。

高品位の無方向性電磁綱板は良好な磁気特性とするため
、冷間圧延前に熱間圧延が行なわれているが、上記に説
明したように板厚方向における歪や集合組織が異なると
、熱間圧延板焼鈍後の組織もその影響を受けるため板厚
方向において異なる。

例えば、表層部においては粒径か微細であるのに対し、
中心層では展伸した粗大粒である。

従って、冷間圧延→焼鈍後、焼鈍板の粒径は温度等の調
節により最適の粒径に調整することができるため、鉄損
は低い値か得られるのに対して、集合組織が磁束密度に
対して都合の良い方位（軸）を有しないために低い磁束
密度しか得られない。

しかして、熱間圧延に際して、潤滑を行なうことにより
、圧延歪が板厚方向に均一に加わり、そのため、熱延板
焼鈍後、板厚方向に均一な粒径分布を示すと共に冷間圧
延−焼鈍後、容易磁化軸である＜Ｏａｔ＞や＜０１１＞
が板面に多く存在するようになり、熱延板集合組織を板
厚の各位置でしめすらのが得られた。そま結果、最終焼
鈍材における磁気特性は低鉄損であり、かつ、高磁束密
度である。

次に、本発明に係る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の
製造方法において使用する鋼スラブの含有成分および含
有割合について説明する。

Ｃは磁気特性を保持するためには有害な元素であり、含
有量は０．０１ｗｔ％以下とする必要があり、少ないほ
ど好ましく、そのため最終焼鈍時に脱炭するか、溶鋼脱
炭により低減するのがよく、さらに磁気時効を防止する
ためには０．００５ｗｔ％以下とするのがよい。よって
、Ｃ含有量は０．０１ｗｔ％以下とする。

Ｓｔは固有抵抗増加による鉄損改善のために必要な元素
であり、含有量が０．５ｗｔ％未満では効果が少なく、
また、３．０ｗｔ％を越えると磁束密度の効果がなくな
る。よって、Ｓｉ含有量は０．５〜３．０ｗｔ％とする
。

Ｍｎは熱間圧延時の赤熱防止および集合組織の改善によ
る磁性向上に効果のある元素であり、含有量が０．１ｗ
ｔ％未満では効果が少なく、また、１．５ｗｔ％を越え
ると磁性特性を劣化させる。よって、Ｍｎ含有量は０．
１〜１．５ｗｔ％とする。

Ｐは鉄損改善に効果のある元素であり、含有量が０．０
０５ｗｔ％未満ではこの効果が少なく、また、０、１ｗ
ｔ％を越えて含有されると磁束密度が低下する。よって
、Ｐ含有量は０．００５〜０．１ｗｔ％とする。

Ｓは磁性向上に有害なＭｎＳ等の非金属介在物を生成さ
せる元素であり、少ないほど好ましく、０．００５ｗｔ
％以下でなければ安定した磁性改善効果は得られない。

よって、Ｓ含有量は０．００５ｗｔ％以下とする。

ＡＩは（１００）結晶方向の成分を発達させること、お
よび、Ｓｉと同様に比抵抗を増加させること以外に、無
方向性珪素綱板の磁性特性上有害なＮを固定させる元素
であり、含有量が０．１ｗｔ％未満ではこの効果が少な
く、また、１．０ｗｔ％を越えて含有されると磁束密度
が低下する。よって、ＡＩ含有量は０．１〜１．Ｏｖｔ
％とする。

本発明に係る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方
法について説明する。

即ち、本発明に係る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の
製造方法においては、上記に説明した含有成分および含
有割合の組成のＦｅを通常の方法により溶製してから、
連続鋳造に上り鋼スラブに鋳造するか、または、従来の
造塊法に上り鋼塊を作製し、これを分塊圧延により鋼ス
ラブに形成してもよい。

このようにして作製された鋼スラブを熱間圧延により、
厚さ１．５〜３．０＋ｎｍの熱間圧延板を製造し、この
粗圧延後の仕上圧延に際して、各スタンドにおける圧延
荷重が３％以上低下するように潤滑を行なうのであるが
、この潤滑の具体的な方法としては特に限定的ではなく
、圧延油をロールに直接塗布、噴霧する方法でもよいし
、また、ロール冷却用の冷却水に潤滑油を混合すること
により行なってもよい。

工業的に元々良好な潤滑を行なった場合の圧延荷重の低
下は、１０％程度であり、ロールの拘束による不均一変
形が完全になくなるが、３％以上を圧延荷重が低下する
潤滑の程度でも不均一変形がかなり緩和されて磁気特性
が向上する。

次いで、このようにして得られた熱延板は、そのまま酸
洗後、冷間圧延を行なっても充分に磁性は向上するが、
熱延板焼鈍を行なうことにより、集合組織が改善され、
かつ、磁性はさらに向上する。

そして、焼鈍条件は８５０〜１０００℃の温度において
０．５〜１０分の間保持する連続焼鈍を行なうか、また
、７５０〜８５０℃の温度において１〜１０時間の間保
持する箱焼鈍を行なうのである。

この焼鈍条件において、８５０℃未満の低温度では連続
焼鈍において熱延板の組織が改善されず焼鈍効果が期待
できず、また、１０００℃を越える高温焼鈍では以後の
工程における酸洗性および冷間圧延性の劣化を招来する
。よって、連続焼鈍の場合の焼鈍温度は８５０〜ｔｏｏ
ｏ℃とする。

また、保持時間については、焼鈍時間は温度に応じて適
宜に決定すればよいのであるが、０．５分未満の短時間
では熱延板の組織が改善されず、また、１０分を越える
長時間の保持は連続焼鈍炉のラインスピードを遅らせる
結果となる。よって、連続焼鈍における保持時間は０．
５〜ＩＯ分とする。

次に、箱焼鈍の場合には、７５０℃未満の低温度では熱
延板の組織が改善されず箱焼鈍の効果が期待できず、ま
た、８５０°Ｃの高温焼鈍を行なうと酸洗性が劣化する
と共に冷間圧延性も悪化する。

よって、箱焼鈍における焼鈍温度は７５０〜８５０℃と
する。。

また、箱焼鈍における保持時間は、１時間未満では熱延
板の組織が改善せれす、また、１０時間を越える長時間
の箱焼鈍では結晶粒の過度の成長を招来し、冷間圧延性
を悪化させ、さらに、エネルギーの消費が過多となる。

よって、箱焼鈍の焼鈍時間は１〜１０時間とする。

この熱延板焼鈍を終了した熱延板は、通常の方法により
スケール除去のために酸洗を行なった後、圧下率５０％
以上の冷間圧延を行なう。なお、鉄損や磁束密度に対し
て最適な焼鈍板粒径と集積の高い（１００）＜ｕ、ｖ、
ｗ＞集合組織を得ろためには５０％以上の冷間圧延率が
必要である。

冷間圧延された冷間圧延板は８００〜１０００℃の温度
において、１０秒〜３分の最終焼鈍を行なうことによっ
て、集合組織が発達し、磁気特性が改善される。

この場合、最終焼鈍温度が８００°Ｃ未満では焼鈍時の
粒成長が悪く、磁性が改善されず、また、１０００℃を
越えると逆に磁束密度が低下し、連続焼鈍炉の炉温の過
度の上昇は不利である。よって、最終焼鈍温度は８００
〜１０００°Ｃとする。

この最終焼鈍の保持時間は温度によって適宜に選択すれ
ばよいが、１０秒未満では再結晶組織が得られず、さら
に、磁性不良を招来するという問題があり、また、保持
時間が３分を越えると連続焼鈍炉の操業においてライン
スピードが過度に遅くなる。よって、最終焼鈍保持時間
は１０秒〜３分とする。

［実　施　例］ 本発明に係る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方
法の実施例を説明する。

実施例１ 真空溶解炉において、第１表に示す含有成分、含有割合
の鋼のｌｏＯＫｇを溶製して鋼塊とした後、１１５０℃
の温度に加熱してから２０ｍｍの厚さのシートバーを作
製した。

このシートバーを１＋５０°Ｃの温度に加熱して、２　
、０　ｍｍ厚まで熱間圧延を行なった。

この熱間圧延に際して、通常通り無潤滑で圧延するか、
或いは、ロール表面に圧延油を塗布して圧延を行なった
。その後、９５０°Ｃの温度において２分間の熱間圧延
板焼鈍を行なった。

さらに、酸洗後０．５ｍｍ厚まで冷間圧延を行ない、こ
の冷間圧延板を９５０°Ｃの温度において１．５分間の
連続焼鈍を行なった。

製造された焼鈍板からエプスタイン試験片を剪断により
採取して磁気特性を測定した。

第１表にその結果を示す。

第１表において、３．５．７．９．１．１は本発明に係
る磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方法により製
造された本発明の例であ。

この第１表から明らかなように、本発明の例によると、
鉄損を低下させながら、磁束密度を高くできることがわ
かる。即ち、鉄損が低く、磁束密度の高い無方向性電磁
綱板か製造することができる。第１表において冷間圧延
率は７５％である。

実施例２ 第２表に示す含有成分および含有割合の鋼を連続鋳造法
により製造された鋳造片から、（フルプロセス）無方向
性電磁綱板を製造した。

最終製品の厚さは０　、５　ｍｍである。

熱間圧延に際して、３０ｍｍから仕上圧延のスタンドの
ロールの全てにスプレ一方式により、潤滑油を供給した
。この潤滑による圧延荷重の低下は４〜５％であった。

熱延板焼鈍条件および最終焼鈍条件を第２表に示す。さ
らに、焼鈍後の鉄損Ｗ１５１５０および磁束密度Ｅ３ｓ
ｏをも示す。

この第２表より明らかなように、本発明に係る磁束密度
の高い無方向性電磁綱板の製造方法の例ＡＳＢは、比較
材Ｃに比べて鉄損および磁束密度共に優れていることが
わかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る磁束密度の高い無方
向性電磁綱板の製造方法は上記のような構成であるから
、電磁綱板としての鉄損が低く、かつ、磁束密度が高い
という優れた効果を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ＜０．０１ｗｔ％、Ｓｉ０．５〜３．０ｗｔ％、Ｍｎ
   ０．１〜１．５ｗｔ％、Ｐ０．００５〜０．１０ｗｔ％
   、Ｓ＜０．００５ｗｔ％、Ａｌ０．１〜１．０ｗｔ％を
   含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼スラブ
   を圧延荷重が３％以上低下する潤滑圧延による仕上熱間
   圧延を行なった後、８５０〜１０００℃の温度において
   ０．５〜１０分或いは７５０〜８５０℃の温度において
   １〜１０時間の熱延板焼鈍を行ない、次いで、５０％以
   上の冷間圧延を行ない、さらに、８００〜１０００℃の
   温度において１０秒〜３分の最終焼鈍を行なうことを特
   徴とする磁束密度の高い無方向性電磁綱板の製造方法。