JPH02107719A - リング試料での磁束密度が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〉 この発明は発電機、電動機等の回転機器に通した、優れ
た磁気特性を示す無方向外電１（ｉ鋼板の製造方法に関
し、特に板面各方向に一様に磁束密度が高い無方向外電
（ｆｉ鋼板を低コストで製造する方法を提供するもので
ある。

〈従来の技術〉 一般に無方向外電ｉｎ　ｔｒＡ板の用途は、小型変圧器
や安定器等のいわゆる静止機器の鉄芯材料と、電動機や
発電機等のいわゆる回転機器の鉄芯材料とに大別される
が、これらの電気機器に対してはいずれも近年の省エネ
ルギー化の要請から小型化もしくは高効率化が益々必要
とされており、そのため電磁鋼板としては磁束密度が高
く、かつ鉄損が低いことが要求されている。

ところで無方向性電磁鋼板鋼板のうちでも、静止機器の
鉄芯材料としては磁化の方向が限定されることから機器
の特性向上には磁性に方向性を付与した方が有利である
が、回転機器の鉄芯材料としては板面の各方向に磁化さ
れることから、磁性に方向性がないいわゆる面内無方向
性材料が要求される。

周知のように無方向性電磁鋼板の磁気特性は、ＪＩＳ−
Ｃ−２５５０に定められている如く圧延方向（以下りと
記す）と、圧延方向に対し直角な方向（以下Ｃと記す）
から等量ずつ採取した２５ｃｍのエプスタイン試材の測
定値で評価している。このようにＬ十Ｃの２５ｃｍエプ
スタイン試材により評価される無方向性電磁＠板の６ｎ
気特性は磁化方向が限定される静止機器の特性には反映
されるが、回転機器の電磁鋼板の磁気特性としては、Ｌ
＋Ｃの２５ｃ＋ｎエプスタイン試材により測定される磁
気特性よりも、回転機器の励磁状態に近いリング試料で
の磁気特性が優れていることが要求される。

回転機器用に適したいわゆる＋１００１面内無方向性材
の製造方法としては、特公昭５１−９４２号公報に、２
．０〜５　、０　ｍｍの熱間圧延材に８５％以上の１回
の強冷間圧延を施して０．３５＋ｎ＋ｎ以下の板厚に仕
上げた後、脱炭を兼ねた焼鈍を施す方法が提案されてい
る。しかしながらＪＩＳ規格の５−３０以下の板厚は０
．５０ｍｍと０．６５ｍｍであること、また通常の回転
機器材料としては０゜５０ｍｍが多く使用されているこ
とから、製品板厚を０．３５ｍｍ以下とする上記提案の
方法は実用には不向きである。

しかし回転ａ器用に適した（１００１面内無方向性電磁
＠板を経済的に有利な冷延１回法で造るには、前述の特
公昭５１−９４２号公報にもあるように冷延圧下率を高
くすればよいことが通説となっている。すなわち冷延圧
下率８５％以上にすればｆ（ｉ性に有害な（１１１１面
が減少して（１００１面が増加して磁性が向上する。し
かしながらこの方法によれば、例えば（１００１面が発
生し易い冷延圧下率９０％以上にするには最終仕上板厚
が０．５０ｍｍの場合、熱延鋼板のＩｆさは５飾以上が
必要となり、熱延鋼板のハンドリングや冷間圧延に困難
が伴うため、実際には工業的規模の生産には不適当であ
る。

また特公昭４８−１９７６７号公報には、適切な成分よ
りなる熱延板を中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延後に高温
の長時間焼鈍を施し、二次再結晶を利用して板面上に＋
１００１面を有する材料を製造する方法も提案されてい
るが、この方法は工程が複Ｘｔで製造コストが高く、か
つ量産に適当ではない等の欠点がある。

また本願出願人は、既に特開昭（ｉｏ−１２５３２５号
公報において、熱間圧延工程における仕上圧延開始温度
を８００℃以下、圧延終了１．’：Ａ度ヲ６００〜７０
０℃１巻取温度を５００℃以下とし、さらに１回の冷間
圧延における圧下率を７５〜８５％の範囲内とする、リ
ング試料での磁気性特性が優れた無方向性＋４料の製造
法を提案している。

〈発明が解決しようとする課題〉 この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、リング
Ｒｓ口：１での磁束密度が本願出願人の既出願のものよ
り高い、回転機器に適した無方向性電磁鋼板であってし
かも実用に適した厚みを有する電ＵｆｆｆｇＩ板を量産
的規模で容易かつ低コストで製造し得る方法を提供する
ことを目的とするものである。

く課題を解決するだめの手段〉 本発明者等は冷延圧下率たりてなく、熱間圧延条件につ
いても検討し、種々実験・（σ［究を重ねた結果、スラ
ブの結晶粒および熱間圧延における熱延終了温度をある
適正な温度範囲内に制御し、かつごれに適正な冷延圧下
率を組合せることによって上述の目的を達成し得ること
を見出し、この発明を完成するに至った。０″Ｔニーあ
橘−すなわち本発明は、重油％でＳｉとＩｆを合計で４
．５％以下、　Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．２％以下
を含存し、残部は実質的にＦｅより成る素材スラブを１
３００〜１５０００Ｃの温度で１０〜１２０分加熱し、
ついで仕」二温度６００〜８００℃の熱間圧延を施した
後、圧下率４０〜８５％の１回の冷間圧延により最終板
厚とし、再結晶焼鈍を施すことを特徴とするリング試料
での６５１束密度が高い無方向性電磁鋼板の製造方法で
ある。

く作用〉 以下この発明の方法をさらに詳細に説明する。

先ずこの発明の方法に使用される珪素鋼素材の成分につ
いて説明する。

素材中のＳｉおよびＡｆは固有抵抗を高めて渦電流損を
減少せしめることにより製品の鉄）貝を低くするのに有
効であるが、合計量で４．５％を超えると、冷間圧延に
おいて、板破断が著しくなるので不都合である。

Ｍｎ、　　Ｐは鋼板を硬化し打抜性などの加工性を向上
させるので、各々１．０％、０．２％を上限として添加
できる。

その他Ｃ，Ｓ、Ｎ、０等の不純物成分は介在物やＭｎＳ
、　　Ａｊ！Ｎ等の析出物を形成し、冷延後に行う焼鈍
において結晶粒の成長を阻害し、ひいては鉄損を増加さ
せることから、可能な限り少なくすることが望ましくＣ
は０．０１０％以下、Ｓはｏ、ｏｔ。

％以下、Ｎはｏ、　ｏｏｓ％以下、０は０．０２０％以
下に抑えることが望ましい。

上述のような成分の珪素鋼素材は、電気炉、平炉、転炉
等の公知の方法で溶製し、公知の造塊−分塊圧延法もし
くは連続鋳造法によってスラブとする。

このスラブを既知の方法で、平均結晶粒径が５ｍｍ以上
になる様に加熱する。この際の加熱条件としては、スラ
ブの平均温度が１３００〜１５０００Ｃの範囲で１０〜
１２０ｍ１ｎ間とする必要がある。温度と時間の下限は
、必要な結晶粒径を得る点から、また上限はエネルギー
コストを抑える点から規制される。

従来、スラブ加熱は、特公昭５０−３５８８５号公報に
記載の如く、磁気特性の点から最高１２００”ｃ望まし
くは１１００℃以下、また特公昭６１−４８７６１号公
報に記載の如＜　１２００℃を超えると、Ｓ、Ｎが固溶
した状態となりやすく熱処理の段階で結晶粒の成長を阻
害するので注意を要する、など比較的低温で行うことが
好適であるとされている。これに対し、本発明では必要
な結晶粒径を得る点から、従来技術より、高温域でスラ
ブ加熱を行うことが、有利であることを新規に見出した
ものである。

そして加熱後のスラブに対し熱間圧延を施して酸洗し、
１回の冷間圧延を施す。これらの工程において、この発
明では特に熱間圧延終了温度を６００〜８００℃の範囲
とし、さらに冷間圧延におりる圧下率を４０〜８５％の
範囲内とする。

上述のようなこの発明におけるスラブ加熱条件、熱間圧
延条件と、冷延圧下率の限定理由について、本発明者等
の実験結果に基いて以下に説明する。

重量％でＳｉ　：３．０％、　八ｆｆｉ　：０．５％、
　Ｍｎ：０．３％、Ｐ：　０．０５％を含み、残部実質
的にＦｅより成る２５０ｍｍ厚の珪素鋼連鋳スラブを第
１表に示す条件で加熱。

熱延、冷延し、次いで１０００°６２分乾夏１　ｔ　　
Ｎ　ｚ混合ガス中で焼鈍した。これらの鋼板から、内径
６５ｍｍ、外径８５ＩＩＩＩ１１のリングを打抜き、各
リング試料の磁束密度Ｂ、。値を測定した。

その結果は、同表に併せて示すが、スラブ加熱後の結晶
粒が大きく、熱延工程における仕上温度が６００〜８０
０℃の範囲にある場合には巻取温度の如何に拘わらず、
従来法に比べ格段に高い磁束密度が得られていることが
わかる。

仕上温度が６００℃未満ではホットコイルの形状不良が
発生しやすく、また８００”Ｃを超えると粒成長が進ん
で好ましい集合組織が得られないので仕上温度は６００
〜８００℃とした。

巻取温度は高くても良く、前述の特開昭６０−１２５３
２５号公報に示されるような５００℃以下の低温に制御
する必要がないので、本発明によれば熱延の操業性が格
段に向上するというメリットがある。

次いで、熱延板焼鈍を行わずに１回の冷延で最終板厚に
仕上げる。この際の圧下率に関し、磁束密度の点からは
規制されないが、８５％を超えると、圧延負荷が過大に
なること、あるいは熱延仕上厚が過大になり、Ｓｉ、八
ρの多い材料では破断し易くなることから、圧下率の上
限を８５％とし、また圧下率が４０％未満ではｖ１延仕
上厚が過小になるので、熱延負荷が過大になること、あ
るいは良好な形状が得られなくなることから、圧下率の
下限を４０％とする。

その後の最終焼鈍は、再結晶温度以上γ変態温度以下の
範囲で、さらに無変ｆＩ！４鋼組成を含めると具体的に
は５００〜１１００℃程度で１０秒〜３０分の条件で行
えば良い。

〈実施例〉 実施例１ 重量％でＣ：０．００４％、　Ｓｉ：０．１２％、　Ｍ
ｎ：０．０２％。

Ｐ　：ｏ、ｏａ％、　八ｆ　：０．０００７％を含有し
残部実質的にＦｅよりなる連鋳スラブ２枚を１つは本発
明の条件すなわち、スラブ加熱１４５０℃ＩＯ分（加熱
後平均粒径１８ｍｍ）、熱延仕上温度７８０℃１冷延圧
下率８３％で最終板厚０．５０ｍｍにした後、８５０℃
１分乾Ｈｚ−Ｎ、中で焼鈍し、他の１つは従来法の条件
すなわち、スラブ加熱１１６０℃ｌ２Ｏ分（加熱後平均
粒径３ｍｍ）、熱延仕上温度６５０’Ｃ１巻取温度４５
０℃１冷延圧下率８３％で最終板１￥　０　、５０　ｍ
ｍにした後、８５０’ＣＩ分乾１（、−Ｎ、中で焼鈍し
、２種類の成品を作り、外径８５ｍｍ、内径６５ｍｍの
リング試料を打抜き、磁束密度Ｂ、。を測定した。

その結果、本発明法では、１．７８５Ｔ、従来法では、
１．７７１Ｔであった。

実施例２ 重量％でＣ：０．００５％、　Ｓｉ　：　Ｌ、０１％、
　＾（！、：０．２５％、　Ｍｎ　：　０．２０％、　
　Ｐ　：　０．０２％を含有し残部実質的にＦｅよりな
る連鋳スラブ２枚を１つは本発明の条件ずなわら、スラ
ブ加り、さ１４３０℃３０分く平均粒径１２ｍｍ）、熱
延仕上温度７５０℃１冷延圧下率７５％で最終仕上厚０
．５０ｍｍにした後、乾１１□−Ｎ２混合ガス中、９５
０’Ｃ３０秒焼鈍、他の１つは従来法の条件、すなわち
、スラブ加熱１２００℃２時間（平均粒径３ｍｍ）、熱
延仕上温度６７０’Ｃ１巻取温度４５０’Ｃ１冷延圧下
率７５％で最終板Ｊ￥０．５０ｍｍにした後、乾Ｈ。

Ｎア混合ガス中、９５０℃３０秒焼鈍の条件で２種類の
成品を作り、リング試Ｆ−Ｊを打抜き、磁束密度Ｂ、。

を測定した。

その結果、本発明法では、１．７７４’Ｆ、従来法では
、１．７５８Ｔであった。

実施例３ 重□ｈ千％でＣ：０．００３％、Ｓｉ：３．２％、　　
八ｆｆｉ　：ｏ、ｓ％Ｍｎ：０．２％、　　Ｐ：　０．
０１％を含有し残部実質的にＦｅよりなる連鋳スラブ２
木を、１つは本発明の条件すなわち、スラブ加熱１４５
０℃２０分（平均粒径２５ｍｍ）、熱延仕上温度７３０
℃１冷延圧下率５０％又は７５％で最終仕上厚０．５０
ｎｕｎにした後、乾Ｈｚ−Ｎｚ混合ガス中、１１００℃
３０秒焼鈍、他の１つは従来法の条件すなわら、スラブ
加熱１２００℃２時間（平均粒径４ｍｌ１１）、熱延仕
上温度６８０’Ｃ，巻取温度４８０℃１冷延圧下率７５
％で最終板１７０　、５０　＋ｎｍにした後、乾Ｈ２−
Ｎ２混合ガス中、１１００℃３０秒焼鈍の条件で３種類
の成品を作り、リング試料を打抜き、磁束密度Ｂ、。を
測定した。その結果、本発明法では、冷延圧下率５０％
のとき１．７０２Ｔ冷延圧下率７５％１．７０９Ｔ、従
来法では、１．Ｇ３５Ｔであった。

〈発明の効果〉 以上のように本発明により、簡単な工程でリング試料で
のＥｌｉ束密度が高い、回転機器に適した無方向外電Ｅ
ｌｉ　ｆ’Ａ板を低いコストで製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％でＳｉとＡｌを合計で４．５％以下、Ｍｎ：１．
   ０％以下、Ｐ：０．２％以下を含有し、残部は実質的に
   Ｆｅより成る素材スラブを１３００〜１５０００Ｃの温
   度で１０〜１２０分加熱し、ついで仕上温度６００〜８
   ００℃の熱間圧延を施した後、圧下率４０〜８５％の１
   回の冷間圧延により最終板厚とし、再結晶焼鈍を施すこ
   とを特徴とするリング試料での磁束密度が高い無方向性
   電磁鋼板の製造方法。