JPH02133525A - 磁気特性の優れた薄手方向性電磁鋼板の製造法 - 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） 本発明は磁気特性の優れた薄手方向性電磁鋼板の製造法
に関する。

（従来の技術） 方向性電磁鋼板はトランス等の電気機器の鉄心材料とし
て用いられ、磁気特性としての励磁特性と鉄損特性が良
好でなければならない。

この鋼板はインヒビター、例えば、ＡＩ　Ｎ　、　Ｍｎ
Ｓ　。

ＭｎＳｅ、　Ｃｕｂ、　ＢＮ等を活用して、仕上焼鈍で
二次再結晶を生じせしめ、圧延面に（１１０）面、圧延
方向に＜００１＞軸をもったゴスｍ織と称される結晶粒
を発達させることにより得られている。良好な磁気特性
を得るには、磁化容易軸の＜００１＞軸を圧延方向に高
度に揃えることが重要である。

また、板厚、結晶粒の大きさ、固有抵抗、表面被膜、鋼
板の純度なども磁気特性、なかでも鉄損特性に大きな影
響を及ぼす。

方向性は／ＶＮ、ＭｎＳをインヒビターとして利用し最
終冷間圧延を高圧下とすることを特徴とする方法により
大幅に向上し、それに伴って鉄損特性も著しく向上して
きた。

ところで、昨今の省エネルギーの要請に対応するため、
方向性電磁鋼板はさらに鉄損を低下させる検討がなされ
ている。鉄損は周知のように渦流損とヒステリシス損の
和であるが、鉄損の大半を占める渦流損を減らすため、
板厚が薄い方向性電磁鋼板の開発検討が行なわれ、一部
実用化されている。

前記／ＶＮ、ＭｎＳをインヒビターとする方向性電磁鋼
板の製造は高磁束密度化に極めて有効であるが、板厚が
薄くなると二次再結晶の発現が不安定化する問題がみら
れる。

この対策として、熱延板焼鈍では２段階の加熱温度で加
熱後、急速冷却して、インヒビターをより微細に分散析
出させ、また冷間圧延では少な（とも２回以上１５０〜
３００℃で３０秒加熱して圧延を行ない、ゴス組織を生
じゃすい冷延ｍ織とする方法が提案されている（特開昭
６０−５９０４４号公報）。また、インヒビターの析出
焼鈍前に熱延板を１５〜４０％の圧下率で予備冷延を行
なって線状細粒の発生を防ぎ鉄損特性を向上させること
が、特開昭５９−１２６７２２号公報に提案されている
。

また、インヒビター析出焼鈍の冷却速度を特定するとと
もに、圧下率８０％超９５％以下の弾圧下最終冷延を含
む２回以上の冷間圧延をバス間時効して行なって、固溶
Ｃ，Ｎまたは、微細炭化物、窒化物により、冷延集合組
織に影響を与え、その後の中間焼鈍での再結晶挙動を変
え（１１０）方位粒を増加させ、（１００）方位粒を滅
しる整粒化を行ない、これにより二次再結晶を安定化さ
せることが、特開昭６２−２０２０２４号公報に提案さ
れている。これらにより、二次再結晶の発現が改善され
、鉄損の低い高磁束密度薄手方向性電磁鋼板が得られる
ようになっている。

（発明が解決しようとする課８） ところで、方向性電磁鋼板の磁気特性の向上はこれで十
分というものでなく、さらに改善していく必要がある。

方向性型％ｆＨＩ’ｊｌ板は、スラブ加熱時にインヒビ
ター形成成分を鋼中に完全に固ン容させるために、般に
１２８０　”Ｃ超の高温に加熱される。この際、スラブ
の結晶粒は連続鋳造材を用いることからも粗大化する。

これに起因して、スラブの熱延板に（１００）＜Ｑｌｌ
）方位の伸延粒が存在する。

これが薄手方向性電磁鋼板を製造する場合に二次再結晶
の発現を阻害し、とくに最終板厚が０．２０ｍｍ以下の
薄手になると線状細粒を誘起する。

本発明はこのような問題を冷間圧延回数を増やすことな
く、製造コストの低下を回りながら解決せんとするもの
で、Ａ７Ｎを主インヒビターとする薄手方向性電磁鋼板
の製造において、二次再結晶を完全に発現させ、鉄損が
極めて低い高磁束密度の薄手方向性電磁鋼板を得ること
を目的をする。

（課題を解決するための手段） 本発明者達は前記目的を達成すべく、ＡＺＮを主インヒ
ビターとし、熱間圧延の後にインヒビター析出焼鈍し、
最終冷延を圧下率７５％超９２％以下の弾圧下にて行な
う板厚０．１５〜０．２３　ｍｍの薄手方向性電磁鋼板
の製造について、種々の実験を行ない検討した。

その結果、電磁鋼スラブを仕上熱間圧延終了後、急速冷
却し低温巻取すし、巻取コイルを短時間内に水冷すると
、熱延板の結晶粒に炭化物が微ｍに析出し、また固溶Ｃ
もふえ、該コイルを予備冷延し、次いでインヒビター析
出焼鈍すると、前記予備冷延では、微細炭化物が転位の
移動を妨げ、スラブ加熱時の粗大化粒に起因する熱延板
の伸延粒にも加工歪が多く蓄積され、インヒビター析出
焼鈍で伸延粒は再結晶して、細かな整粒となり、またイ
ンヒビターは微細に分散析出され、これによって、最終
冷延しその後、脱炭焼鈍し仕−ヒ焼鈍をおこなった時、
二次再結晶が完全に発現することを知見した。また、イ
ンヒビター析出焼鈍後の冷間圧延は中間焼鈍を要しない
１回の冷間圧延でよいことを知見した。

本発明はこの知見に基づきなされたものであり、以下に
詳細に説明する。

本発明が適用される電磁鋼スラブの成分組成は重量％で
、Ｃ：　０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：２．０〜４．０
％、Ｍｎ：０１０２〜０．１０％、Ｓ：０．０１〜０．
０４％、酸可溶Δ！（以下ｓｏｌへ／）　　：　０．０
１０〜０、０６５％、Ｎ：０．００３０〜０．０１００
％、さらに必要に応じて、０．０３〜０．５０％のＳｎ
、　０．０８％以下（７）Ｃｕ、　０．１０％以下ノ台
。、０．１０％以下のＳｂ、　０．１０％以下のＣｒの
１種または２種以上を含み、残部が鉄および不可避的不
純物からなる。

Ｃはその含有量が少なくなると、仕上熱間圧延終了後の
急冷時に析出させる微細炭化物が少なく、二次再結晶が
不安定となるので０．０２％以上とする。一方、含有量
が多くなると脱炭焼鈍の時間が長くなるので０．１０％
を上限とする。

Ｓｉは２．０％未満では良好な鉄損特性が得られない。

一方、その含有量が多くなると冷延性が劣化するので４
．０％以下とする。

ＭｎはＳと結合し、インヒビターＭｎＳを形成して、二
次再結晶発現に寄与する成分であり、インヒビターＭｎ
Ｓの作用を奏させるために、Ｍｎば０．０２％以上０．
１０％以下、Ｓは０．０１％以上０．０４％以下必要で
ある。

ｓ　ｏｌ、　Ａ／はＮと結合し、インヒビクーＡｉ’Ｎ
を形成する成分であり、その効果を奏させるためには、
Ｓ　ａｔ八へは０．０１０％以上０．０６５％以下、Ｎ
は０、　ＯＯ３０％以」−０，０１００％以下とする必
要がある。

前記成分の他に、必要に応じて、Ｓｎ、　Ｃｕ、　Ｍｏ
。

Ｓｂ、　Ｃｒの１種または２種以」−に含有させる。Ｓ
ｎはＳｉ含有量が多くなった時の二次再結晶の不安定を
防ぐ作用があり、また粒界偏析成分として磁気特性を良
好とする作用がある。この効果を奏するためには、０．
０３〜０．５０％必要である。Ｃｕはフォルステライ［
被膜の劣化防止を介して磁気特性を改善する効果があり
、この効果を奏させるためには０．０８％以下の範囲で
含有させる必要がある。

Ｍｏ、　ＳｂおよびＣｒは粒界に偏析し二次再結晶を安
定化させて、磁気特性を向上させる効果がある。この効
果を奏するには、門０は０．１０％以下、ｓｂは０、１
０％以下、Ｃｒは０．１０％以下の範囲で含有させる必
要がある。

前記、鋼成分組成を含み、残部が鉄および不可避的不純
物からなる電磁鋼スラブ己よ、公知の方法で溶製され、
例えば連続鋳造により製造される。

該スラブは公知の１２８０　℃超の温度に加熱後、熱間
圧延される。熱間圧延の仕上圧延は仕上温度を９００℃
以上として行なう。この温度が低いとインヒビターＡＩ
Ｎの析出サイズが大きくなり、その作用がなくなるので
９００　℃以上とする。」−眼は特定の必要はないが、
スラブ加熱の経済性等がら１１５０℃とすることが望ま
しい。仕上熱間圧延終了後の冷却条件は重要であり、こ
の点については実験データを参照して述べる。

第１表に示ず鋼成分組成の電磁鋼スラブを供試材とし、
ｌ　３５０　”Ｃでスラブ加熱し、仕上温度１０００℃
で熱間圧延した。

第　　　１　　　表 仕上熱間圧延終了後の冷却は、第２表に示すように冷却
速度を３０〜５０”Ｃ／秒に変え、巻取温度を３００〜
６００℃とし、巻取後の冷却は水冷または放冷（空冷）
とした。その後予備冷延し、インヒビター析出焼鈍を行
ない、続いて圧下率８６％で冷間圧延し板厚０．１７ｍ
ｍとし８４０℃で脱炭焼鈍し、ＭｇＯを主成分とする焼
鈍分離剤を塗布し、１２００″Ｃ×２０時間の仕上焼鈍
を行なった。その鋼板について、磁束密度Ｂ、。と鉄ｆ
ｆ４　Ｗ　１ｑｙｓ。を測定し、その結果を第２表に一
緒に示す。

この結果にて認められる如く、仕上熱間圧延終了後に、
４０℃／秒超で、急速冷却し、３００〜５００　℃で低
温巻取すし、巻取後６０分以内に短時間内に水冷したも
の（１−Ａ　、　１−８　、１−Ｃ）　は磁束密度Ｂ、
。、鉄損Ｗ、、、、。が優れている。また、このように
して得られた熱延板からインヒビター析出焼鈍後に１同
席間圧延により、本発明の目的とする薄手材が製造され
、製造コストの大幅な低下が図れる。このように磁気特
性が優れるのは、次のように考察される。即ち、仕上熱
間圧延後に急冷し、低温巻取すし、その後短時間内に巻
取コイルを水冷することにより、炭化物が粗大化するこ
となく、微細に析出した状態を維持し、一方この熱延板
段階では大きなサイズのＡ７Ｎの析出がなく、該熱延板
を予備冷延すると、微細炭化物が転位の移動を妨げ、熱
延板の伸延粒にも加工歪が多く蓄積され、次いで行なわ
れるインヒビター析出焼鈍で伸延粒は再結晶して細粒と
なり、併せてインヒビターは微細に分散析出される。こ
れによりその後、弾圧下冷間圧延し、脱炭焼鈍し、仕上
焼鈍を行なうときに、二次再結晶が完全に発現し、線状
細粒のない、磁気特性が優れた薄手材が得られる。

前述の条件を１つでも外れると磁気特性は劣化する。従
って、本発明では４０℃／秒超の速度で仕上熱間圧延終
了後に冷却し、３００℃以上５００℃以下の温度で巻取
り、６０分以内に水冷する。

冷却されたコイルは予備冷延される。この圧下率は１０
〜５０％で行なうことが好ましい。次いでインヒビター
析出焼鈍が行なわれる。この焼鈍は１０５０〜１１５０
’ｃＸ３０〜２００秒に加熱し、その後２０〜１００℃
／秒で冷却することが好ましい。

その後、最終冷延を行なうが、圧下率７５％超９２％以
下の弾圧下にて行なう。この圧下率が７５％以下では磁
束密度が劣化し、一方、９２％超では、二次再結晶が不
良化する。

最終冷延により、板厚は０．１５〜０．２３ｍｍとする
が、０．２３ｍｍ超では鉄損の低下作用が小さく、また
、本発明のような工程は必ずしも必要でない。

一方、０．１５ｍｍ未満でば二次再結晶が不安定となる
。

次いで、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍す
るが、これには公知の方法が採用される。

実施例について述べる。

第３表に示す電磁鋼スラブを用いて、第４表に示す条件
で熱間圧延し予備冷延し、インヒビター析出焼鈍し、最
終冷延圧下率を８８％とし最終板厚０．２０ｍ１１１と
する冷間圧延を行なった。次いで、８４０℃で脱炭焼鈍
し、ＭｇＯを塗布し、１２００℃Ｘ　２０時間の仕上焼
鈍を行なった。その鋼板の磁束密度Ｂ　Ｉ　Ｏ＋鉄損Ｗ
ｌ？／、。を測定し、その結果も第４表に示す。

（発明の効果） 以上のように、本発明によると、インヒビター析出焼鈍
後は１回合間圧延によっても、線状細粒がなく、二次再
結晶が十分に発現し、磁気特性の優れた薄手方向性電磁
鋼板が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：２
   ．０〜４．０％、Ｍｎ：０．０２〜０．１０％、Ｓ：０
   ．０１〜０．０４％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０〜０．
   ０６５％、Ｎ：０．００３０〜０．０１００％、残部が
   鉄および不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、熱間
   圧延し、インヒビター析出焼鈍し、圧下率７５超〜９２
   ％の弾圧下最終冷延を含む冷間圧延をし、最終板厚０．
   １５〜０．２３ｍｍとし、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗
   布し、仕上焼鈍することからなる方向性電磁鋼板の製造
   法において、仕上熱間圧延を９００℃以上で終了後、４
   ０℃／秒超の冷却速度で冷却して３００〜５００℃の温
   度で巻取り、該巻取コイルを６０分以内に水冷し、予備
   冷延し、インヒビター析出焼鈍することを特徴とする磁
   気特性の優れた薄手方向性電磁鋼板の製造法。
2. （２）重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：２
   ．０〜４．０％、Ｍｎ：０．０２〜０．１０％、Ｓ：０
   ．０１〜０．０４％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０〜０．
   ０６５％、Ｎ：０．００３０〜０．０１００％、さらに
   、Ｓｎ：０．０３〜０．５０％、Ｃｕ：０．０８％以下
   、Ｍｏ：０．１０％以下、Ｓｂ：０．１０％以下、Ｃｒ
   ：０．１０％以下の１種または２種以上を含み、残部が
   鉄および不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、熱間
   圧延し、インヒビター析出焼鈍し、圧下率７５超〜９２
   ％の弾圧下最終冷延を含む冷間圧延をし最終板厚０．１
   ５〜０．２３ｍｍとし、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布
   し、仕上焼鈍することからなる方向性電磁鋼板の製造法
   において、仕上熱間圧延を９００℃以上で終了後、４０
   ℃／秒超の冷却速度で冷却して３００〜５００℃の温度
   で巻取り、該巻取コイルを６０分以内に水冷し、予備冷
   延し、インヒビター析出焼鈍することを特徴とする磁気
   特性の優れた薄手方向性電磁鋼板の製造法。