JPH03274230A - 磁気シールド用熱延鋼板の製造方法 - 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、核磁気共鳴断層撮影装置等の如き“強磁場
を発生する装置”を外部磁場からシールドしたり、発生
した磁気が外部へ漏洩するのを防止したりするための“
磁気シールド用熱延鋼板“の製造方法に関するものであ
る。

〈従来技術とその課題〉 近年、医療４１器の分野では、超電導磁石を用いて人体
の各部位を強力な磁場中に置き、この際の水素原子の核
磁気共鳴を利用することによって人体各部値の断層写真
を撮り画像診断を行う“核磁気共鳴断層撮影装置”が着
目を浴びている。

ところが、この装置では強力な磁場が発生するために外
部への漏洩磁気が問題となり、この漏洩磁気のシールド
対策が重要な課題となっている。

また、この装置では高精度の画像処理が行われる関係上
、同辺からの変動磁場を十分にシールドする必要があり
、この点からも高透磁率の磁気シルト材が必要とされて
いた。

そして、このような観点から、これまで種々の磁気シー
ルド材の検討がなされてきたが、コスト的な制約もあり
、結局は比較的透磁率の高い鋼板を断面寸法の大きい厚
板材として使用することが一般的に行われている。

しかし、厚板銅板では重量が非常に大きくなるため磁気
シールド施工作業が困難であるばかりか、例えばシール
ドルームの構造自体を既存建築物のそれとは異なる形態
としなければならないなど、大きな不利を余儀無くされ
ていた。

もっとも、これまでにも磁気シールド材としての薄板鋼
板も幾つか開発され、例えばＴＶブラウン管用シールド
材（特開昭６０−２５５９２４号）や電気機器用コアー
、リレー材（特開昭６２−７７４２０４号）等の形で具
体的な提案も見られるが、前者は０．１５ｍｍ厚の冷延
極薄孔であるため前記核磁気共鳴断層撮影装置のシール
ド材としては使用できず、一方、後者は超高純度鋼を素
材とするものであるため製造コストが非常に高くて大型
部材への通用は実用的でないと言う問題があった。

その他にも、特開平１−１０８３１５号として同様用途
の薄鋼板に係わる提案がなされているが、この方法では
所望の磁気特性を得るための熱処理温度を薄鋼板の製造
方法にしては一段高い範囲に設定する必要があり、薄鋼
板の製造時に問題となる焼付の懸念や、平坦度の確保が
困難であるといった不都合が指摘されるなど、実生産化
するに当っての大きな障害になると考えられた。

このようなことから、本発明が目的としたのは、前記問
題を解決し、板厚が比較的小さくても核磁気共鳴断層撮
影装置の磁気シールド材として十分に適用可能な磁気シ
ールド用熱延鋼板を経済的にかつ安定して製造できる手
段を確立することであった。

く課題を解決するための手段〉 そこで、本発明者等は上記目的を達成すべく、特に「磁
気シールド性は透磁率に依存し、良好な磁気特性を有し
ていて低磁場域での磁束密度が高い高透磁率材はど優れ
た磁気シールド性を発揮する」ことを踏まえて、通常の
薄鋼板製造工程でもって十分に高い透磁率を示す熱延鋼
板の製造が可能か否かについて種々検討した結果、 ！ａｌ　　高透磁率を得るには熱間圧延後の熱処理にお
いて鋼板の結晶粒を均一に超粗大化させる必要があるが
、そのためには素材鋼として“＾１脱酸を行ったもの“
ではなく　“極低炭Ｓｉキルド鋼”を用いる必要がある
こと。

（ｂ）　　また、結晶粒の均一粗大化を安定に進行させ
るためには、熱延工程終了時の結晶粒をも出来るだけ均
一粗大化させておく必要があること。

（Ｃ）　　更に、薄鋼板の熱処理時に問題となる焼付を
防止したり平坦度を確保するためには熱処理温度を高く
しないことが必要となるが、低い熱処理温度でもって十
分な磁気特性を確保するには熱処理前に特定条件の調質
圧延を施すことが有効であること 等の新しい知見を得るに至った。

本発明は、上記知見事項等に基づいてなされたものであ
り、 ｒ　Ｃ：　０．００５％以下（以降、成分割合を表わす
％は重量％とする）。

Ｓｉ　：　０．２０％以下、　　　　Ｍｎ　：　０．０
５〜０．４０％。

Ａｉ　：　０．００５〜０．０３０％、　　Ｎ　：　０
．００５０％以下を含むと共に残部がＢｅ及び不可避的
不純物から成る熱鋼片を一旦Ａｒ＝点以下の温度に降温
した後、１１００℃を上回らない温度に再加熱して仕上
温度：Ａｒ、点以上９巻取温度：　６００　”ｃ以上の
条件で熱間圧延し、次いで伸び率；５〜１８％の調質圧
延を施してから処理温度二６６０〜７８０’Ｃの熱処理
を施すことにより、核磁気共鳴断層撮影装置の磁気シー
ルド材としても十分に満足できる優れた磁気特性を有し
た磁気シールド用熱延鋼板をコスト安く安定して製造し
得るようにした点」に特徴を有するものである。

以下、本発明法において“素材鋼の成分組成”並びに“
熱延銅板の製造条件“を上記の如くに限定した理由を、
その作用と共に詳述する。

く作用〉 Ａ）素材鋼の成分組成 鋼中に含まれるＣは熱処理時に結晶粒が均−粗火花する
のを阻む好ましくない元素であり、その含有量は低いほ
ど良好な磁気的性能を得られるが、０．００５％以下の
含有量であれば熱処理時における結晶粒均一粗大化の容
易性が確保されることから、Ｃ含有量は０．００５％以
下と定めた。しかし、出来れば０．００３％以下に抑え
るのが好ましい。

Ｓｉ Ｓｔは脱酸元素とてし添加されるが、０．２０％を超え
て含有させると鋼板の表面性状が劣化することから、Ｓ
ｉ含有量を０．２０％以下と定めた。

Ｍｎ Ｍｎは鋼材の熱間脆化を防止するために必要な成分であ
るが、０．０５％未満では上記効果が不十分であり、一
方、０．４０％を超えて含有させると、Ｍｎ自体が固溶
元素であることから磁気特性の劣化を招く恐れがある。

従って、Ｍｎ含有量は０．０５〜０．４０％と定めたが
、望ましくは０．０５〜０．２０％に調整するのが良い
。

ｆｆ１ ＡＩも脱酸元素として添加される成分であるが、その含
有量が０．００５％未満では所望の脱酸効果が確保でき
ない。一方、後述する如く、ＡｆにはＡｆＮを生成して
熱延巻取時或いは熱処理時の粒成長性を劣化させる作用
があり、特にＡｆｆｉ含有量が０．０３０％を超えると
熱処理後の鋼板に所望の均−超粗大粒ａｍを実現するこ
とができなくなる。従って、＾ｌ含有量はｏ、ｏｏｓ〜
０．０３０％と定めた。

Ｎも、Ｃと同様、含有量が低いほど熱処理時におけル結
晶粒の均一粗大粒化が容易となるので可能な限り抑制す
るのが好ましい不純物元素である。

しかし、Ｎ含有量が０．００５０％以下であれば実用上
問題がないことから、その含有量を０．００５０％以下
と定めたが、好ましくは０．００３％以下に抑えるのが
良い。

Ｂ）熱延条件 奥然条仕 本発明法で使用される如きＡｆキルド鋼では、通常の鋼
板製造法を適用すると熱処理時にＡｉ’Ｎが生成して粒
成長性を劣化し、所期の磁気特性を確保することができ
ない。しかし、゛熱延の加熱条件を制御することによっ
て上記弊害を除去することができる。このＡｆＮ生戒生
成る弊害を除く条件が、熱鋼片を一旦Ａｒ３点以下の温
度に降温し八１をＡｆＮとして析出させることである。

そして、熱間圧延を施すに際しては、析出した、ＡｌＮ
が再固溶しない温度域内で再加熱する必要があるが、そ
の温度域が１１００”Ｃ以下である。

従って、熱間圧延は、熱鋼片を一旦Ａｒ３点以下の温度
に降温した後１１００℃を上回らない温度に再加熱して
実施することと定めた。

仕上温度 Ａｒ３変態点を下回る温度域で熱間圧延を行った場合に
は熱延のままの組織が混粒Ｍｉ織となってしまい、その
後に施される熱処理によっても均一組織が得られないた
め、良好な磁気特性を確保するすることができない。従
って、熱延の仕上温度をＡｒ２点以上と限定した。

巻取温度 先にも述べたように、熱処理後の鋼板に均一超粗大Ｍｉ
織を得るためには熱延のままで粗大組織を実現しておく
必要があるが、巻取温度が６００℃を下回ると組織が微
細となって所望の磁気特性を確保できなくなる。従って
、巻取温度は６００”Ｃ以上と定めた。

なお、巻取温度の上限には格別な制約はないが、巻取温
度が高すぎるとスケールの発生量が多くなる等の問題が
懸念されることから、７５０℃以下とするのが好ましい
。

Ｃ）調質圧延条件 調質圧延は熱処理温度を実用的に問題のない温度域まで
低下させるのに非常に重要な役割を担っており、鋼板に
適度の転位密度を付与して上記効果を確保するためには
伸び率：５％以−Ｌの調質圧延を施す必要がある。一方
、伸び率が高すぎると熱処理時に再結晶が生し、均一超
粗大組織が得られなくなることから、調質圧延での伸び
率の上限を１８％と定めた。

Ｄ）熱処理温度 前記調質圧延によって適度の転位密度を付与した鋼板に
粒成長を促す熱処理を施すことで均一超粗大組織が実現
されるが、熱処理温度が６６０℃未満では所望の均一超
粗大組織を得ることができず、一方、熱処理温度が７８
０℃を超えると鋼板の焼付問題が出て来ることから、上
記熱処理温度は６６０〜７８０℃と定めた。

なお、熱処理方法として“コイルのままでの焼鈍”及び
“切り板状前での焼鈍”があるが、磁気シールド材とし
ては最終的な用途が切り板であり、コイルのままで熱処
理したのではその後に切り板とするための矯正／シャー
工程を経なければならず、その各工程で鋼板に歪が付与
され磁気特性が劣化し易いため、望ましくは“切り板状
前での熱処理”を採用するのが良い。

続いて、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説
明する。

〈実施例） 実施例　ｌ 第１表に示す各成分組成の熱鋼片（スラブ厚：２５０ｍ
ｍ）を準備し、これを−旦６５０℃まで降温した後１０
８０℃に再加熱し、同しく第１表に示す条件の熱間圧延
を施して巻取った後、更に１０％の伸び率で調質圧延を
行い、続いて７３０℃に４時間加熱保持する熱処理を施
して２、３　＊＊＊厚の熱延鋼板を製造した。

そして、得られた熱延鋼板の磁気特性を調査したが、そ
の結果を第１表に併せて示す。

なお、磁気特性の評価は、ＪＩＳ規格に規定された方法
に従って直流磁気特性を調査し、その最大透磁率（Ｇ１
０ｅ）、保磁力（Ｏｅ）を目安に実施した。

第１表に示される結果からも、本発明で規定される条件
に従った場合には透磁率が高くて磁気シルト性に優れた
熱延鋼板を安定して製造できるのに対して、素材鋼の成
分組成や熱延条件が本発明の規定範囲から外れている比
較法では、十分な磁気特性を確保できないことが明らか
である。

実施例　２ 第２表に示す成分組成Ａ及びＢの熱鋼片（スラブ厚：２
５Ｏｎ）を−旦降温した後、第３表に示す温度で加熱炉
に装入して同表に示す温度にまで再加熱し、同じく第３
表に示す条件で熱間圧延してから巻取り、調質圧延、熱
処理を施して２．０關厚の熱延鋼板を製造した。

そして、このようにして得られた熱延鋼板の磁気特性並
びに熱処理による焼付状況を調査し、その結果を第３表
に併せて示した。

なお、磁気特性の評価は、実施例１と同様、ＪＩＳ規格
に規定された方法に従って直流磁気特性を調査し、その
最大透磁率（Ｇ１０ｅ）、保磁力（Ｏｅ）を目安に実施
した。

第３表に示される結果からも、本発明で規定される条件
に従った場合には透磁率が高くて磁気シルト性に優れた
熱延鋼板を焼付等の支障なく安定して製造できるのに対
して、鋼片加熱条件や調質圧延条件が本発明の規定に沿
わない場合や熱処理温度が本発明の規定範囲より低かっ
た場合には十分な磁気特性が得られず、また熱処理温度
が本発明の規定範囲よりも高い場合には焼付が住して、
何れも所望の製品を得られなかったことが分かる。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、高透磁率を有
していて磁気シールド性に優れた熱延銅板を簡単かつ安
価に製造することができ、従来の厚板鋼板から成る磁気
シールド材を熱延薄□板に置き換えることが可能となっ
て、部相の軽量化による施工作業の容易化のみならず、
重量が非常に太きかった従来の磁気シールドルームを格
段に軽量化し、建築物の構逍その４．）のを簡素化して
既存建屋−１の核磁気共明断層装置の導入等をも容易化
できるなど、産業上極めてｎ用な効果がもたらされる。

出廓人　住友金属工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量割合で Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：０．２０％以下、Ｍｎ：
   ０．０５〜０．４０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３０
   ％、Ｎ：０．００５０％以下 を含むと共に残部がＦｅ及び不可避的不純物から成る熱
   鋼片を一旦Ａｒ＿３点以下の温度に降温した後、１１０
   ０℃を上回らない温度に再加熱して仕上温度：Ａｒ＿３
   点以上、巻取温度：６００℃以上の条件で熱間圧延し、
   次いで伸び率：５〜１８％の調質圧延を施してから処理
   温度：６６０〜７８０℃の熱処理を施すことを特徴とす
   る、磁気シールド用熱延鋼板の製造方法。