JPH02433B2

JPH02433B2 -

Info

Publication number: JPH02433B2
Application number: JP11954984A
Authority: JP
Inventors: Masao Iguchi; Chizuko Maeda; Tomoo Tanaka
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-06-11
Filing date: 1984-06-11
Publication date: 1990-01-08
Also published as: JPS60262981A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野鉄損の低い一方向性けい素鋼板の製造方法に関
して、この明細書で述べる技術内容は、該鋼板の
上塗リコーデイング処理工程における焼付けの際
の引張り力に工夫を加えることにより、該処理工
程における鉄損特性の劣化の防止を図ることに関
連している。

技術背景一方向性けい素鋼板は主として変圧器、その他
の電気機器の鉄芯として利用され、その磁化特性
が優れていること、すなわち鉄損（W17／50で代
表される）が低ことが要求されている。

このためには、第１に鋼板中の２次再結晶粒の
〈001〉方位粒を圧延方向に高度に揃えることが必
要であり、第二には、最終製品の鋼中に存在する
不純物や折出物をできるだけ減少させる必要があ
る。かかる配慮の下で製造させる一方向性けい素
鋼板は今日まで多くの改善努力によつてその鉄損
値も年を追つて改善され、最近では板厚0.30mmの
製品でW17／50の値が1.05W／Kgの低鉄損値もの
が製造されている。しかし数年前のエネルギー危
機を境にして電力損失のより少ない電気機器を求
める傾向が一段と強まり、それらの鉄芯材料とし
てさらに鉄損の低い一方向性けい素鋼板の製造が
要請されるようになつている。

従来技術とその問題点ところで一方向性けい素鋼板の鉄損を下げるに
は、 (1) Si含有量を高める (2) 製品板厚を簿くする (3) ２次再結晶粒を細かくする (4) 不純物含有量を低減する (5) ｛110｝〈001〉方位の２次再結晶粒をより高
度に揃えるなど、主に冶金学的な方法が一般に
知られているが、これらの手法は現行の生産手
段での限界に達し、もはやそれ以上の改善は極
めて難しく、たとえ多少の改善が認められたと
しても、その努力の割には鉄損改善の実効は僅
かとなるような状況になつている。

これらの方法とは別に特公昭54−23647号公報
に開示されているように、鋼板表面に２次再結晶
粒阻止領域を形成させることにより、２次再結晶
粒を細粒化させることが提案されている。しかし
この技術は２次再結晶粒径の制御が安定していな
いため実用的とは言いがたい。

一方特公昭58−5968号公報には、２次再結晶後
の鋼板の表面にボールペン状小球によつて微小歪
を導入することにより磁区の幅を微細化し、鉄損
を低減する技術、さらに特公昭57−2252号公報に
は最終製品板表面に圧延方向とほぼ直角にレーザ
ービームを数mm間隔に照射し、鋼板表面に高転位
密度領域を導入することにより磁区の幅を微細化
し、鉄損を低減する技術も続いて提案されてい
る。そしてまた特公昭57−188810号公報では放電
加工により鋼板表層に微小歪を導入して磁区幅を
微細化し、鉄損を低減する同様な技術が堤案され
ている。これら３種類の方法はいずれも２次再結
晶後の鋼板の地鉄表面に微小な塑性ひずみを導入
することにより、磁区幅を微細化して鉄損の低減
を図るものであつて、均しく実用的でありかつ損
低減効果も優れているが、鋼板の打抜き加工、剪
断加工や巻き加工後の歪取り焼鈍やその他コーデ
イングの焼付け処理の如き熱処理によつて塑性ひ
ずみ導入による効果が減殺される欠点を伴う。な
おコーデイング処理後に微小な塑性ひずみを導入
する場合は、絶縁性を維持するために絶縁コーデ
イングを再塗装せねばならず、ひずみ附与工程、
再塗装工程と、工程の大幅増加になりコストアツ
プをもたらす。

ところで一方向性けい素鋼板表面には絶縁被膜
が被成されているが、かかる被膜は確実な絶縁を
保証するだけでなく、鉄損あるいは磁歪特性を改
善する役割も担う。この絶延被膜は、最終仕上げ
焼鈍中に鋼板表面形成されるフオルステライト係
下地被膜とこの被膜上に重ねて被成される熱膨張
係数の小さいガラス質のコーデイング被膜とから
なるが、かかるコーデイング被膜は非常に簿いた
め下地被膜がおもに製品の品質を決定する。この
点下地被膜の厚みを簿くすることができれば磁気
特性の向上が期待されるわけであるが、外観が良
好でかつ密着性および均一性にも優れた簿型被膜
を製造工程において安定に形成させることは非常
に困難であつた。

さらに最近では、省エネルギーの観点から、通
常の製品板厚である0.30、0.85mm厚の製品に加え
て製品板厚のより簿い0.23、0.20mm厚の製品がさ
かんに使用されるようになつてきた。

このような状況下において一方向性けい素鋼板
の鉄損特性を改善するためには、素材成分から最
終の被膜処理工程に至る各工程全般にわたる根本
的な再検討が必要となつてきたわけである。

発明の端緒そこで発明者らは、鉄損特性の一層優れた一方
向性けい素鋼板を開発すべく、成分組成ならびに
各処理工程について綿密な再検討を行つたとこ
ろ、上塗りコーデイング処理工程における焼付け
中に、鋼板に加える引張り力によつて生じる鋼板
の伸びに新たな制限を加えることにより、従来か
かる焼付け処理において不可壁とされた鉄損の劣
化を効果的に防止でき、ひいては鉄損のより低い
一方向性けい素鋼板が得られることを、新たに見
出したのである。

発明の構成この発明は、上記の知見に由来するものであ
る。

すなわちこの発明は、含けい素鋼熱板延板に、
１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を
施したのち、脱炭を兼ねる１次再結晶焼鈍を施
し、ついで鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布してから２次再結晶焼鈍および純化
焼鈍を施し、しかるのち得られたフオルステライ
ト係被膜上にさらに低熱膨張数を有する上塗りコ
ーテイング液を塗布ついで連続焼鈍炉でラインテ
ンシヨン下に焼付ける一連の工程によつて一方向
性けい素鋼板を製造するに当り、上記上塗りコーデイング処理を、焼付け中の鋼
板の伸びが0.5％以下となる低ラインテンシヨン
下で行うことからなる、鉄損の低い一方向性けい
素鋼板の製造方法である。

以下この発明を由来するに至つた実験結果に基
き、この発明を具体的に説明する。

Ｃ：0.045重量％（以下単に％で示す）、Si：
3.36％、Mo：0.013％、Se：0.018％およびSb：
0.025％を含有する組成になる鋼スラブに熱間圧
延を施して厚み2.4mmの熱延板とした。ついでこ
の熱延板に900℃、３分間の均一化焼鈍を施した
ち、900℃、３分間の中間焼鈍を挟む２回の冷間
圧延を施して、0.20、0.23、0.27、0.30および0.35
mm厚の最終冷延板とした。その後820℃の湿水素
中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施したのち、850℃
で50時間の２次再結晶焼鈍を施し、ついで1180℃
の乾水素中で５時間の純化焼鈍を行なうと同時に
鋼板表面にフオルステライト係絶縁被膜を形成さ
せた。その後さらにこのフオルステライト係絶縁
被膜上にコロイド状シリカ（20％）とりん酸マグ
ネシウム（30％）を主成分とするコーデイング液
（特公昭56−52117号公報参照）を塗布した。その
後300℃ついで800℃でのコーデイング焼付け処理
途中で鋼板に付与する圧延方向の引張り張力を
種々に変更して、上塗りコーデイング被膜付きの
一方向性けい素鋼板を製造した。得られた各製品
の鋼板の伸びと鉄損特性との関係について調べた
結果を第１図に示す。

第１図から明らかなように、鋼板の伸びが大き
くなるにつれて鉄損の劣化が顕著になつてくる。
とくに製品板厚が簿いほど鋼板の伸びの小さい時
期から早く劣化が起こつてる。しかしながら鋼板
の伸びが0.5％以下では製品板厚が簿くても大き
な鉄損劣化が起こつていないことが注目される。

一方向性けい素鋼板コーデイング被膜は前述し
たように確実な絶縁性の確保と鉄損特性および磁
歪特性を改善する目的で一般に低熱膨張係数を有
するコーデイング液が使用されている。

従来仕上げ焼鈍後のフオルステライト係絶縁被
膜上へのコーデイング処理については、仕上げ焼
鈍中のコイル・セツト（コイルの巻きぐせ）を除
去するためおよび磁歪特性および鉄損特性改善の
ため、コーデイング後の熱処理中においては鋼板
張力をかける方がよいとされていた。しかしなが
ら実際には、上掲第１図にも示したとおり、従来
考えられていた状況とは全く異なり、鋼板の伸び
が0.5％以下において良好な鉄損が得られること
が判明したのである。

次にこの発明を製造工程順に説明する。

まず素材の成分については従来公知の一方向性
けい素鋼素材成分、たとえば (1) Si2.0〜4.0％、Mo0.005〜0.05％、Sb0.005〜
0.25％、ＳあるいはSeを0.005〜0.05％含有する
組成になるもの、 (2) Si2.0〜4.0％、Ａ0.01〜0.05％、S0.005〜
0.05％、N0.001〜0.01％を含有する組成になる
もの (3) Si2.0〜4.0％、ＳあるいはSeを0.005〜0.05
％、B0.0003〜0.0040％、Cu0.1〜1.0％、
N0.001〜0.01％を含有する組成なるもの、 (4) Si2.0〜4.0％、C0.001〜0.015％、S0.001〜
0.015％、Al0.01〜0.05％、N0.001〜0.01％を含
有する組成になるもの、 (5) Si2.0〜4.0％、Sb0.005〜0.25％、Ｓあるいは
Seを0.005〜0.05％含有する組成なるもの、お
よび (6) Si2.0〜4.0％、ＳあるいはSeを0.005〜0.05％
含有する組成になるもの、などいずれもが適用可能である。

上記の好適組成に調整された鋼スラブは、公知
の方法で加熱し、熱延して通常２〜４mm厚程度の
熱延板とする。

次に熱延板は通常800〜1100℃で均一化焼鈍し
たあと、冷延される。冷延は１回の圧延で最終板
厚とする１回冷延法か、または850〜1050℃の中
間焼鈍をはさんで２回の冷延による方法すなわち
最初の圧下率は50〜80％程度で0.2mmから0.35mm
厚の最終厚とする２回冷延法のいずれでもよい。
なお、通常仕上り板厚は0.3mmとされることが多
い。

最終冷延を終り、製品板厚に仕上げた鋼板は、
表面脱脂後750〜800℃の温度範囲の湿水中で脱
炭・１次再結晶焼鈍を施される。脱炭・１次再結
晶焼鈍後、鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布してから２次再結晶焼鈍が施され
る。この２次再結晶焼鈍は（110）〔001〕方位の
２次再結晶粒を充分達させるため施されるもの
で、通常箱焼鈍炉によつて直ちに1000℃程度に昇
温し、その温度に保持することによつて行なわれ
る。この２次再結晶焼鈍は（110）〔001〕方位に
高度に揃つた２次再結晶粒を発達させるために
は、820℃から900℃の低温で保定する方が有利で
あるが、その他たとえば0.5〜15℃／ｈ程度の昇
温速度での徐熱焼鈍でも良い。

このような２次再結晶焼鈍後、鋼板中のＳ、
Se、Ｃ、Ｎなどの不純物元素を除去するため、
1100℃〜1250℃の高温で純化焼鈍を施すと同時
に、この最終仕上げ焼鈍時に鋼板表面に形成され
たSiO₂を主成分とするサブスケールと、MgOを
主成分とする焼鈍分離剤とを反応させることよつ
てフオルステライト（Fe₂SiO₄）係の下地被膜を
形成させる。その後鋼板表面のMgO焼鈍分離剤
を除去し、低熱膨張係数を有する上塗りコーデイ
ング液の塗布、焼付け処理が行なわれる。このコ
ーテイング液としては、、たとえば発明者らが特
公昭56−52117号公報に開示したコロイド状シリ
カ：20％、、りん酸マグネシウム：30％を主成分
とするコーデイング液が有利に適合し、かかる液
を塗布した後300〜850℃の温度範囲で焼付焼鈍処
理が施される。この発明では、この焼付焼鈍の際
の鋼板の伸びを0.5％以内とすることを必須条件
とする。鋼板の焼付焼鈍は連続焼鈍炉を用いて行
なうが、このとき鋼板の伸びが0.5％以内になる
ように引張り脹力をできる限り小さくすることが
必要であり、好適には連続ラインの両側または片
側に設けた張力付加用のダンサーロール重量を軽
減することなどにより、ラインテンシヨンをゆる
めて鋼板の伸びを0.5％以下に抑制する。

実施例実施例１ C0.046％、Si3.36％、Se0.019％、Mo0.025％お
よびSb0.023％を含有する組成になる連鋳スラブ
を熱延して2.6mm厚の熱延板とした。この熱延板
に900℃で３分間の均一化焼鈍を施したのち、950
℃で３分間の中間焼鈍をはさんで２回の冷間圧延
を行なつて0.23および0.30mm厚の最終冷延板に仕
上げた。その後820℃の湿水素中で脱炭・１次再
結晶焼鈍を施したのち、850℃、50時間の２次再
結晶焼鈍と水素中で1180℃、５時間の純化焼鈍を
施すと同時に鋼板表面にフオルステライト系下地
被膜を形成させた。その後この下地被膜上にコロ
イド状シリカ30％水分散液100c.c.とりん酸マグネ
シウム35％水溶液80c.c.、無水クロム酸３ｇの組成
のコーテイング液を塗布してから、窒素中で800
℃、１分間の焼付焼鈍を施した。なおかかる焼付
焼鈍においては、連続炉のラインテンシヨンを、
板厚0.23および0.30mmそれぞれにつき0.30および
0.40Kg／mm²と低くして、鋼板の伸びが0.3％以内
におさまるように制御した。

得られた製品の磁気特性は次のとおりであつ
た。

製品板厚 0.30mm B₁₀：1.91T、W17／50：0.98W／Kg 0.23mm B₁₀：1.90T、W17／50：0.88W／Kg 実施例２ C0.044％、Si3.12％、Mn0.074％、S0.023％、
Al0.023％およびCu0.11％を含有する組成になる
連鋳スラブを熱延して2.0mm厚の熱延板とした。
その後1050℃で３分間の均一化焼鈍後、急冷処理
を施したのち、約300℃で温間圧延して0.23およ
び0.3mm厚の最終冷延板とした。ついで850℃の湿
水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板
表面にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し
てから、860℃から５℃／ｈの昇温速度で1050℃
まで昇温して２次再結晶させたのち、乾水素中で
1200℃、８時間の純化焼鈍を施すと同時に、鋼板
表面にフオルステライト系下地被膜を形成させ
た。その後この下地被膜上にコロイド状シリカ20
％水分散液100c.c.、りん酸マグネシウム50％水溶
液60c.c.、無水クロム酸６ｇ、硼酸２ｇの組成コー
テイング液を塗布してから、窒素中で820℃、１
分間の焼付焼鈍を施した。なおかような焼付焼鈍
においては連続炉のラインテンシヨンを、板厚
0.23および0.30mmそれぞれにつき0.35および0.45
Kg／mm²と低くして、鋼板の伸びが0.4％以内にな
るように制御した。

得られた製品の磁気特性は次のとおりであつ
た。

製品板厚 0.30mm厚B₁₀：1.93T、W17／50：0.99W／Kg 0.23mm厚B₁₀：1.94T、W17／50：0.89W／Kg 発明の効果かくしてこの発明によれば、低熱膨張係数を有
する上塗りコーテイング処理の焼付け工程におい
て従来不可避であつた鉄損特性の劣化を効果的に
防止することができ、従つて一方向性けい素鋼板
の鉄損特性向上に偉効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、上塗りコーテイング処理中における
鋼板の伸びと鉄損との関係を示したグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１含けい素鋼熱延板に、１回または中間焼鈍を
挟む２回以上の冷間圧延を施したのち、脱炭を兼
ねる１次再結晶焼鈍を施し、ついで鋼板面に
MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから
２次再結晶焼鈍および純化焼鈍を施し、しかるの
ち得られたフオルステライト係被膜の上にさらに
低熱膨張係数を有する上塗りコーデイング液を塗
布ついで連続焼鈍炉でラインテンシヨン下に焼付
ける一連の工程によつて一方向性けい素鋼板を製
造するに当り、上記上塗コーデイング処理を、焼付け中の鋼板伸
びが0.5％以下となる低ラインテンシヨンの下で
行なうことを特徴とする、鉄損の低い一方向性け
い素鋼板の製造方法。