JPH02294428A - 高磁束密度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） 本発明は磁束密度が高い方向性電磁鋼板の製造法に関す
る。

（従来の技術） 方向性電ｆｅＬ鋼板は主としてトランス、発電機、その
他の電気機器の鉄心材料に用いられ、磁気特性として励
磁特性と鉄損特性が良好でなければならない。

方向性電磁鋼板は二次再結晶現象を利用して圧延面に（
１１０）面、圧延方向に（００１）軸をもったいわゆる
ゴス方位を有する結晶粒を発達させることにより得られ
る。

二次再結晶は周知のように仕上焼鈍で生じるが、二次再
結晶の発現を十分に図るためには仕上焼鈍の二次再結晶
温度域まで一次再結晶粒の成長を抑制する微細なＡｊＮ
，　ＭｎＳ　，　ＭｎＳｅなどの析出物いわゆるインヒ
ビターを存在させる必要がある。

このため、電磁鋼スラブは１３５０〜１４００℃程度の
高温度に加熱され、インヒビターを形成する成分たとえ
ば７Ｖ，　Ｍｎ，　ｓ，　Ｓｅ，　Ｎ等を完全に固溶さ
せ、熱延板あるいは最終冷延前の中間板においてインヒ
ビターを微細に析出させる焼鈍が行われている。

このような処理を施すことにより磁束密度の高い方向性
電磁鋼板が製造されるようになっているが、電磁鋼スラ
ブの加熱は前述のように高温で行われるために、溶融ス
ケールの発生量が大で加熱炉の操業に支障をきたす。ま
た加熱炉のエネルギー原単位高や表面疵の発生等の問題
がある。

スラブ加熱温度を下げた方向性電磁鋼板の製造法が検討
されている。例えば特開昭５２−２４１１６号公報では
Ｎの他に、Ｚｒ，　Ｔｉ，　　Ｂ，　Ｎｂ，　Ｔａ，　
　Ｖ，　Ｃｒ，Ｍｏ等の窒化物形成元素を含有させるこ
とにより、スラブ加熱を１１１０〜１２６０℃で行う製
造法が開示されている。特開昭５９−１９０３２４号公
報ではＣ含有量を０．０１％以下の低炭素でＳ，Ｓｅさ
らにＡｌ，　Ｂを選択的に含有させた電磁鋼スラブを素
材とし、冷延後の一次再結晶焼鈍時に鋼板表面を短時間
繰り返し高温加熱するパルス焼鈍を行うことにより、ス
ラブ加熱温度を１　３　０　０　’Ｃ以下とする製造法
が開示されている。また特開昭５９−５６５２２号公報
ではＭｎを０．０８　〜０．４５％、Ｓを０．　０　０
　７％以下とし、Ｄｉｎ）　　（Ｓ）積を下げ、さらに
Ａｌ，　　Ｐ，Ｎを含有させた電磁鋼スラブを素材とす
ることにより、スラブ加熱温度を１２８０℃以下とする
製造法を提案している。

（発明が解決しようとする課題） 二のように、方向性電磁網板の製造において、低温スラ
ブ加熱による方法が検討され、それなりの作用効果が奏
されているが、二次再結晶の発現に充分に効果的なイン
ヒビターを形成することが難しく高磁束密度のものを工
業的に安定して製造するには、さらなる検討が必要であ
る。

本発明は電磁鋼スラブの加熱を１２００℃以下の低温と
して、溶融スケールの発生防止、表面疵防止や加熱エネ
ルギーの減少等の利点を得ながら、磁束密度の高い方向
性電磁鋼板を工業的に安定して得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、重量％でＣ：０．０　２
　５　〜０．０　７　５％、Ｓｉ　：　２．　５　〜４
．　５％、Ｍｎ：０．０７〜０．４５％、Ｓ：０．０１
２％以下、酸可溶Ｍ：　０．０１０〜０．　０　６　０
％、Ｎ　：　０．００３０〜０．０１０％、Ｐ　：　０
．００７〜０．　０　４　５％を含み、また必要に応じ
て、Ｃｒ，　Ｍｏ，　Ｖ，　Ｎｂ，　Ｓｂ，　Ｓｎ，　
Ｔｉ，　Ｔｅ，　Ｂの１種界上を合計で１．５％以下含
有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラ
ブを、１２００℃以下の温度に加熱し、熱間圧延し、熱
延まま又は熱延板焼鈍し、１回又は中間焼鈍をはさんで
２回以上の冷間圧延し、脱炭焼鈍する際、湿潤雰囲気に
窒素化合物ガスを混じえて、脱炭とともに窒化し（ｊＶ
，Ｓｔ）Ｎを主組成とするインヒビターを形成し、焼鈍
分離剤を塗布し仕上焼鈍することを特徴とする高磁束密
度方向性電磁鋼板の製造法にある。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明者達は電磁鋼スラブを、ｌ２００℃以下の温度に
加熱する低温スラブ加熱を適用して、高磁束密度の方向
性電磁鋼板を工業的に安定して製造すべく検討した。そ
の結果、スラブ加熱の段階ではインヒビターを形成する
成分のＡｊ！，　Ｍｎ，　　Ｓ，Ｎなどを固溶させず、
冷間圧延後に脱炭焼鈍を行う際、湿潤雰囲気に窒素化合
物ガスを混じえた雰囲気とし、綱仮をストリップ状で走
行させ脱炭とともに窒化を行うと、窒化が容易で特公昭
６２−４５２８５号公報で開示されているインヒビター
機能の高い（７Ｖ．　Ｓｔ）Ｎを主組成とするものが形
成され磁束密度の高い方向性電磁鋼板が安定して得られ
ることをつきとめた。

本発明が適用される電磁鋼スラブの成分組成の限定理由
は次のとおりである。

Ｃは、その含有量が少な《なると二次再結晶が不安定と
なり、また二次再結晶した場合でも磁束密度が低いもの
となるので０．　０　２　５％以上とする。

一方、含有量が多くなると脱炭焼鈍時間が長くなり、ま
た脱炭時に行う窒化の量のコントロールが難しくなるの
で０．　０　７　５％以下とする。

Ｓｉは鉄損の低下、インヒビター形成のために必要な成
分でそのために、２．５％以上含有させる。

一方、その含有量が多くなると冷間圧延時に板破断、耳
割れ等が多発するので４．５％以下とする。

Ｍｎは熱間脆性を防ぐとともに、グラス皮膜を良質化す
る作用があり、これを奏するには０．０７％以上必要で
ある。一方、その含有量が多くなると磁束密度が劣化す
るので０．４５％以下とする。さらに本発明ではスラブ
加熱を１２００℃以下の温度で行うので、例えばＳとの
化合物ＭｎＳは完全固溶せずインヒビターとしてＭｎＳ
を用いない点からもその上限は前述の通りとする。

Ｓは偏折を生じやすく、正常な二次再結晶粒の成長を妨
げるために０．　０　１　２％以下とする。

ＭはＮあるいはＳｉと結合して（ＡＪ，　Ｓｉ）Ｎを形
成し、二次再結晶の発現と安定に必要で、そのために０
．　０　１　０％以上含有させる。一方、スラブ加熱温
度は１２００℃以下でＭを不完全に固熔させることから
、該Ｍの含有量が多くなると熱間圧延の段階で不適切な
ＡｌＮが形成されるので０．　０　６　０％以下とする
。

Ｎは前記ｊＶ，Ｓｉ等と結合して二次再結晶の安定化の
ために０．００３０％以上含有させる。しかし、その含
有量が多くなるとブリスターと呼ばれる表面欠陥が生じ
るのでｏ．　ｏ　ｉ　ｏ％以下とする。

Ｐは低温スラブ加熱の場合には、磁束密度を高める作用
があり、この作用を奏するためには０．００７％以上必
要である。一方、その含有量が多くなると冷延性が劣化
するので０．　０　４　５％以下とする。

さらに、必要に応じてＣｒ，　Ｍｏ．　　Ｖ，　Ｎｂ，
　Ｓｂ，　Ｓｎ，Ｔｉ，ＴｅＢの１種以上を含有させる
。

これらのＣｒ，　Ｍｏ，　　Ｖ，　Ｎｂ，　Ｓｂ，　Ｓ
ｎ，　Ｔｉ，　Ｔｅ，　　Ｂは磁気特性を高める作用が
あり、そのために各成分につき０．３０％以内で、１種
以上含有させるが、これらの合計の含有量が多くなると
磁束密度を劣化させるので上限は１．５％とする。

電磁鋼スラブは、転炉あるいは電気炉などの溶解炉で溶
製され、必要に応じて真空脱ガス処理が施された溶鋼を
連続鋳造するか、または造塊一分塊圧延することにより
製造される。

電磁鋼スラブは熱間圧延に先立って加熱されるが、その
加熱温度は１２００℃以下として省エネルギーや溶融ス
ケールの発生防止、表面疵防止が図られる。この加熱温
度では該電磁鋼スラブ中のＭは完全に固溶されず不完全
固溶となる。またさらに固溶温度の高いＭｎＳは当然な
がらより不完全固溶である。

スラブ加熱後は熱間圧延され、必要によっては焼鈍され
、あるいは焼鈍することなく、冷間圧延される。冷間圧
延は１回または中間焼鈍をはさんで２回以上行われ最終
板厚とされる。

本発明では前述の如く低温スラブ加熱であるから未だ鋼
板にインヒビターが存在していないので二次再結晶発現
以前に、鋼中にＮを侵入させ前記インヒビター（Ａｌ、
Ｓｉ）Ｎを形成する必要がある。

そこで本発明ではこの課題を解決すべく冷間圧延した後
の脱炭焼鈍を行うにあたり、鋼板をストリップ状で通板
して脱炭するのと併行して窒素化合物ガス例えばＮ｝＋
３ガスの分解下で窒化する。これによりインヒビター機
能の高い（Ａｊ，Ｓｔ）Ｎが量的にも容易にかつ短時間
で形成される。

脱炭焼鈍において脱炭と窒化をともに行うには、湿潤雰
囲気に前記窒素化合物ガス例えばＮＨ３を０．　０　５
　０％以上含ませ、その分解下で、また露点を−３０〜
＋７５℃とする雰囲気下で、温度５００〜９００℃で２
分間以内にて鋼板をストリップ状として通板することが
望ましい。また、このときの窒化量は３０〜３００ｐｐ
ｍであれば、磁束密度の高い方向性電磁鋼板が得られる
。

その後、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を鋼板に塗布
して、仕上焼鈍する。

次ぎに、実施例について述べる。

実施例ｌ． 重量で、Ｃ　：　０．　０　４　８％、Ｓｉ：３，ＱＱ
％、Ｍｎ＝０．０８％、ＡＺ　：　０．　０　２　５％
、Ｓ　：　０．　０　０　６％、Ｎ：　０．００７７％
、Ｐ　：　０．　０　２　６％、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物からなる電磁鋼スラブを１１５０℃に加熱した
後、熱間圧延し板厚２。３ｍｍの熱延板とした。

この熱延板を１１２０”ＣＸａ分間焼鈍した後、冷間圧
延し最終板厚０．３０Ｍとした。得られたストリップを
、次いで、露点６５℃，　５　０　０　０ｐｐｍ（　（
　（ＮＨ３）／（Ｈ！：７５％十Ｎｚ：２５％）〕＝体
積比｝のＮ１１，を含むＨｚ：７５％＋Ｎ！：２５％の
混合ガス雰囲気中、８５０℃　Ｘ　１．　５分間、脱炭
焼鈍し、脱炭とともに窒化した。このときの窒化量は２
４０ｐｐｍであった。

然る後、ストリップを冷却し、次いで焼鈍分離剤に水を
添加してスラリー状とし、ロールコーターで塗布した後
、乾燥炉でストリップ温度が１８０℃となるまで昇渇さ
せて水分を除去し、巻き取ってストリップコイルとした
。

このストリップコイルを仕上焼鈍炉に装入し、通常の仕
上焼鈍を行った。得られた製品の磁気特性、グラス皮膜
特性を第１表に示す。

比較材は、仕上焼鈍炉中で雰囲気ガスおよび焼鈍分離剤
中に添加した窒化源から窒素を供給して鋼板を窒化した
ものである。

実施例２． 重量で、Ｃ　：　０．　０　６　０％、Ｓｉ：３．３０
％、Ｍｎ＝０．１４％、Ａｊ：０．０３０％、Ｓ　：　
０．　０　１　０％、Ｎ：　０．００８５％、Ｐ　：　
０．　０　３　０％、Ｍｏ：０．００８％、Ｖ：０．０
０５％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる電磁鋼
スラブを１ｌ５０℃に加熱した後、熱間圧延し、板厚２
．ＯＩＩＩＩＩＩｏ熱延板とした。

この熱延板を１１２０℃Ｘ３分間焼鈍した後、冷間圧延
し最終板厚０．２３■とした。得られたストリップを、
次いで、露点５５℃，　８　０　０　０ｐｐｍ（　（　
（ＮＨａ）／（Ｈｚ：７５％十Ｎ２７２５％）〕＝体積
比｝のＮＦＩ．を含むＨｚ；７５％十Ｎ．：２５％の混
合ガス雰囲気中、８５０℃Ｘ２分間、脱炭焼鈍し、脱炭
とともに窒化した。窒化量は１　８　０　ｐｐｍであっ
た。

然る後、ストリップを冷却し、次いで焼鈍分離剤に水を
添加してスラリー状とし、ロールコーターで塗布した後
、乾燥炉でストリップ温度が１８０℃となるまで昇温さ
せて水分を除去し、巻き取ってストリップコイルとした
。

このストリップコイルを仕上焼鈍炉に装入し、通常の仕
上焼鈍を行った。得られた製品の磁気特性、グラス皮膜
特性を第２表に示す。

比較材は、仕上焼鈍炉中で雰囲気ガスおよび焼鈍分離剤
中に添加した窒化源から窒素を供給して鋼板を窒化した
ものである。

第１表 率）斑点状でフォルステライト皮膜の存在しない部分で
きらきら光り、金属光沢を有する。

（発明の効果） 本発明によれば、電磁鋼スラブの加熱を１２００℃以下
の低温として、溶融スケールの発生防止、表面疵防止、
加熱エネルギーの節減等の利益を得ながら、高磁束密度
の方向性電゜磁鋼板を工業的に安定して得ることができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃ：０．０２５〜０．０７５％、Ｓｉ
   ：２．５〜４．５％、Ｍｎ：０．０７〜０．４５％、Ｓ
   ：０．０１２％以下、酸可溶Ａｌ：０．０１０〜０．０
   ６０％、Ｎ：０．００３０〜０．０１０％、Ｐ：０．０
   ０７〜０．０４５％を含み、残部が鉄及び不可避的不純
   物からなる電磁鋼スラブを、１２００℃以下の温度に加
   熱し、熱間圧延し、熱延まま又は熱延板焼鈍し、１回又
   は中間焼鈍をはさんで２回以上の冷間圧延し、脱炭焼鈍
   をする際、湿潤雰囲気に窒素化合物ガスを混じえて、脱
   炭とともに窒化し（Ａｌ、Ｓｉ）Ｎを主組成とするイン
   ヒビターを形成し、焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍するこ
   とを特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。
2. （２）重量％で、Ｃ：０．０２５〜０．０７５％、Ｓｉ
   ：２．５〜４．５％、Ｍｎ：０．０７〜０．４５％、Ｓ
   ：０．０１２％以下、酸可溶Ａｌ：０．０１０〜０．０
   ６０％、Ｎ：０．００３０〜０．０１０％、Ｐ：０．０
   ０７〜０．０４５％を含み、さらに、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、
   Ｎｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔｅ、Ｂの１種以上を合計で
   １．５％以下含有し、残部が鉄及び不可避的不純物から
   なる電磁鋼スラブを、１２００℃以下の温度に加熱し、
   熱間圧延し、熱延まま又は熱延板焼鈍し、１回又は中間
   焼鈍をはさんで２回以上の冷間圧延し、脱炭焼鈍をする
   さい、湿潤雰囲気に窒素化合物ガスを混じえて脱炭とと
   もに窒化し（Ａｌ、Ｓｉ）Ｎを主組成とするインヒビタ
   ーを形成し、焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍することを特
   徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。