JPH0394046A

JPH0394046A - 磁気シールド用電磁鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0394046A
Application number: JP1232413A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Ogata; 緒方　龍二
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-04-18
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPH0613747B2

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、例えば漏洩磁気を遮断するのに好適な、優れ
た磁気特性を有ずる磁気シールド用電磁鋼板およびその
製造方法に関する。

（従来の技術）近年の著しい科学技術の進展に伴って、たとえば医療機
器の分野においては核磁気共鳴現象を利用した磁気共鳴
断層撮影装置（ＭＲＩ）が実用化され、積極的に導入さ
れている。

しかし、この磁気共鳴断層撮影装置の使用に際しては、
発生する多量の漏洩磁気を遮断ずる必要がある。したが
って、この磁気共鳴断層撮影装置の構造部材として用い
られる鋼板には磁気遮断特性が求められており、その鋼
板の板厚も装置としての強度を具備する必要性から２０
ｍｍ以上であることが多い。

一方、優れた磁気遮断特性すなわち高透磁率を有する厚
板用電磁軟鉄は、前述の磁気共鳴断層撮影装置のみなら
ず、ザイクロトロン等の大型科学実験装置、核融合装置
あるいは医療機器等のカハ一・構造部材として、磁気シ
ールドにも使用される材料である。

そこで、近年の科学技術の威果をさらに進展させるため
には、かかる磁気シールド用電磁鋼板について、透磁率
、磁束密度等に代表される磁気特性を充分に満足するこ
とが各分野から強く望まれている。

このような磁気遮断特性を有する鋼板としては電磁軟質
鋼板があり、一般的に変圧器に使用される薄板が周知で
ある。これは従来から磁気特性の優れた鋼材として、Ｊ
ＩＳ　Ｃ　２５０３またはＪＩＳ　Ｃ　２５０４に規定
される電磁軟鉄棒、電磁軟鉄板である。ＪＴＳ　Ｃ　２
５０３に規定されるものは１．０〜１６ｍｍの直径の棒
材であり、またＪＩＳ”Ｃ　２５０４に規定されるもの
は０．６〜４．５ｍｍ厚の薄板であり、いずれもリレー
用または電磁石用としての小型部品への適用を対象とし
たものである。

また、磁気用としては分類されていないＪＩＳ　Ｇ４０
５１に規定される機械構造用炭素鋼材であるＳＩＯＣを
用い、２５０　ｍｍ幅に熱間加工し、磁性材料として使
用している例がある。

さらに、特開昭６０　＝　９６７４９号公報、特公昭６
３４５４４２号公報または特公昭６３　−　４５４４３
号公報により開示されているように、ｓｏｌ．Ｍの量を
０．００５〜１．００重量％と多く含有し、Ｓｉをある
程度低減したＡｌ脱酸型極低炭素鋼である直流磁化用厚
板が近年提案されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、これらの公知方法では、たとえば磁気共鳴断層
撮影装置の使用の際の漏洩磁気を遮断することができる
ような、優れた磁気特性を有する磁気シールド用電磁ｊ
ＩＡ板を提供することはできない。すなわち、（　ｉ　）　ＪＩＳ　Ｃ　２５０３またはＪＩＳ　Ｃ　
２５０４に示されている電磁軟鉄棒または電磁軟鉄板は
、前述したように、小型の部品を適用の対象にしており
、構造用部材としての機械特性がまったく考慮されてい
ない。したがって、例えば前述の磁気共鳴断層撮影装置
にこの電磁軟鉄板を適用する場合には、装置の強度を確
保するために、この電磁軟鉄板を数１０枚程度積層する
必要があり、製造コスト、製品の品質の観点からは、現
実には実施化を図ることができない。また、（　ｉｉ　）　ＪＩＳ　Ｇ　４０５１に示される機械構
造用炭素鋼材を用いた例では、磁気特性についての考慮
が何らなされていないため、最大透磁率μ．８８が１８
００以下と極めて低い値しか得られていない。したがっ
て、やはり所望の磁気シールド用電磁鋼板を提供するこ
とはできない。また、（　ｉｉｉ　）特開昭６０　−　９６７４９号公報に開
示された電磁鋼板は、最大透磁率の値が１２８５０から
４２６０までとばらついた値となっており、またその値
も磁気シールド用電磁鋼板としては充分な値ではない。

さらに、（ｉｖ）特公昭６３−４５４４２号公報または特公昭６
３４５４４３号公報により開示された方法は、確かに最
大透磁率を２０００〜５０００程度に高めることが可能
な方法であるが、たとえばこの方法により得られる電磁
鋼板を前述の磁気共鳴断層撮影装置に適用する場合を考
えると充分な値とはいえず、一層の向上が望まれる。

以上のように、これらの公知の手段では、例えば磁気共
鳴断層撮影装置に用いる鋼板として好適な、優れた磁気
特性を有する磁気シールド用電磁鋼板を得ることはでき
なかったのである。

ここに、本発明の目的は、例えば漏洩磁気を遮断するの
に好適な、優れた磁気特性を有する磁気シールド用電磁
鋼板およびその製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者は、上記の課題を解決するため種々検討を重ね
た結果、磁気特性の良好な磁気シールド用電磁鋼板の製
造に関して重要な点は、減磁率を大きくする戒分の含有
量を極力低減すること、および結晶粒を著しく粗大化さ
せることであることを知見した。

つまり、第１のＮＩｊｉ磁率を大きくする威分元素とし
ては、Ｃ，　Ｓ，　ｓｏｌ．Ａｌ等があるが、これらの
元素、とりわけｓｏｌ．Ｍの含有量を低減することが重
要であることを知見した。

また、第２の結晶粒を著しく粗大化させることは、熱間
加工時の加工終了温度の制御と熱間力１１工後の熱処理
条件の制御とにより可能であることを知見して、本発明
を完或するに至った。

ここに、本発明の要旨とするところは、重量％で、Ｃ　：０．０２％以下、　　Ｓｉ：０．１０％以下、ｓ
ｏｌ．Ａ（！：０．００５％未満、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、フェライト結晶粒度番号が１以下であること
を特徴とする磁気シールド用電磁鋼板である。

さらに、別の面からは本発明ぱ、重量％で、Ｃ　：０．
０２％以下、　　Ｓｉ：０．１０％以下、ｓｏｌ．Ａ（
！：０．００５％未満、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼組或を有する鋼片をオーステナイト域で熱間
圧延を完了して、板厚がｔ（ｍｍ）の鋼板とし、８５０
℃以上肚，点以下の温度に、（ｔ／２５．４　＋０．８
）時間以上保持ずることを唱徴とずる磁気シールド川電
磁鋼板の製造方法である。

（作用）以下、本発明を作用効果とともに詳述する。なお、本明
細書において、「％Ｊは特にことわりがない限り「重量
％」を意味するものとする。

まず、本発明にかかる磁気シールド用電磁鋼板の組戒を
上述のように制限した理由について説明する。

Ｃは、その含有により減磁率を最も増加させる元素であ
り、極力低減することが望ましい。しかしながら、Ｃの
低減化は多くの工程を要することから製造コストの上昇
につながるため、その含有量を０．０２％以下に制限す
る。

Ｓｉは、その含有により鋼の脱酸作用を生じるとともに
、優れた磁気特性を生しる元素であるが、その含有量が
増加するにつれて結晶の整粒化を促し、またＡｃｌ変態
点、Ａｃ３変態点の上昇をもたらすことにより結晶粒の
戒長を抑制するため、０．１０％以下に制限する。

Ｍは、鋼中にあっては減磁率を大きくする元素？ある。

また、鋼中のＮと結合して窒化アルミを形威して鋼の混
粒化を促進する。したがって、本発明の作用効果を充分
に確保するためには、その含存量は少ないことが望まし
い。具体的には、八Ｑを０．００５％以」二含有すると
、最大透磁率μ■８Ｘおよび磁場１０ｅの際の磁束密度
Ｂ１がともに低下し、所望の磁気特性が得られなくなる
。よって、Ａｌの含有量は０．００５％未満と制限する
。

旧もＣと同様に、減磁率の観点からはその含有量を低減
することが望ましいが、構造用厚板材として使用される
場合には、磁気特性以外にも必要最低限の強度の確保を
行う為に、その含有量の上限を０．５０％と制限するこ
とが望ましい。

Ｐ，Ｓはともに非金属介在物を鋼中に形威し易いため、
その含有量は少ないことが望ましいが、しかしこれらの
元素の低減にはコスト上昇を伴うことから、Ｐは０．１
０％以下、Ｓは０．０１％以下と制限することが好まし
い。

本発明にかかる磁気シールド用電磁鋼板は、上記の組或
を有するとともに、フェライト結晶粒度番号が１以下で
あることが必要である。すなわち、フェライト結晶粒度
番号が１を超える細粒であると、所望の磁気特性が得ら
れなくなるからである。

なお、フェライト結晶粒度番号は、本発明においては、
イモ意の線分によって切断されるフェライト粒の数を測
定し、これを倍率１００倍の顕微鏡による２５ｍｍ平方
中の結晶粒の数に換算して粒度番号を決める方法、すな
わちＪＩＳ　Ｇ　０５５２に規定されるいわゆる切断法
により求めることが望ましい。フェライト結晶粒が著し
く粗大化しているからである。

ただし、比較法により測定してもよいことはいうまでも
なく、この場合も、フェライト結晶粒度番号はｌ以下で
あることが必要である。

かかる組威およびフェライト結晶粒度番号を有する本発
明にかかる磁気シールド用電磁鋼板は極めて優れた磁気
特性を有する。すなわち、磁気特性は磁気シールド用電
磁鋼板が具備すべき最も重要な性質であって、磁気特性
の具体的な指標としては最大透磁率１１ｍｍＫが挙げら
れるが、前述したように近年の科学技術の急速な進展に
伴って、高いｉ３ｉ磁率が要求されてきており、その必
要最低値としてはμ。８≧２００００を具備することが
望ましいが、本発明にかかる磁気シールド用電磁鋼板は
この値を優に越えた、極めて高い透磁率を有する。

また、磁場１０ｅの際の磁束密度（以下’Ｂ＋　Ｊとす
る。）も最大透磁率μｍ８。と同様に、Ｂ１≧１４００
０であることが望ましいが、本発明にかかる磁気シール
ド用電磁鋼板はこの値をも充分に越えた、極めて高い磁
束密度を有する。

さらに、本発明にかかる磁気シールド用電磁鋼板の製造
方法について詳述する。

鋼の溶製は転炉溶製法あるいは電気炉熔製法のいずれの
溶製法でもよく、さらに必要に応して取鍋精錬あるいは
真空脱ガス等の精錬工程を経て、減磁率を大きくさせる
元素（Ｃ，Ｍ等）を極力低減するとともに、非金属介在
物の生成および偏析を極力少なくさせるために、Ｐ，Ｓ
を減少させる。

次に、熱間加工においては、加工前には胱，変態温度以
上に加熱し、圧延機を用いて圧延、もしくは鍛造機によ
る鍛圧等により加工して、仕」二げ１ｌ温度を９００℃以上もしくはフェライト域下での圧下比
を０として熱間加工を行う。すなわち、フェライト域で
の加工を行わずにオーステナイト域で圧延を完了し、熱
間加工終了時のフェライト結晶粒度番号を望ましくは５
以下の細粒とするのである。このようにして、オーステ
ナイト域で圧延を完了することにより、後続して行われ
る熱処理時に結晶粒の粗大化を促進することができるの
である。

次に、熱間加工に引き続き、結晶粒の調整および加工歪
を除去し、透磁率等の磁気特性を向上させるために熱処
理を施す。かかる熱処理としては磁気特性を十分に確保
するという観点から焼鈍を行うことが最も望ましい。

焼鈍条件は、熱延綱板の板厚をｔ　（ｍｍ）とした場合
、８５０℃以上ＡＣ，点以下の温度に、（ｔ／２５．４
　＋０．８）時間以上保持することが必要である。焼鈍
温度が８５０℃未満、またはＡｃ＋点超であると磁気特
性が低下するからである。また、保持時間が（１／２５
．４＋０．８）時間未満であると、やはり、結晶粒或１
２長が不充分となって、所望の磁気特性が得られないから
である。例えば、その条件は板厚方向の中心まで熱が均
一にいきわたり、均熱状態になってから１時間程度、８
８０℃に保持することが望ましい。

この熱処理により、結晶粒を粗大化させてフェライ１〜
結晶粒度番号が１以下の粗粒にすることが可能となる。

以上、詳述してきた本発明により、極めて優れた透磁率
を有する磁気シールド用電磁鋼板を容易にしかも確実に
提供できる。

さらに、本発明を実施例とともに詳述するが、これは本
発明の例示であり、これにより本発明が限定されるもの
ではない。

実施例第１表に供試材の組或と実測した変態温度を示す。また
、この供試材に種々の圧延条件（圧延開始温度、仕上げ
温度およびフェライト域圧下比）で熱間圧延を施して、
板厚８ＩＩＩＩＩ１の熱延鋼板とした。

その条件を第２表に示す。Ｎｏ．１が本発明例、Ｎｏ．
　２ないしＮｏ．　４が比較例である。なお、フェライ
ト域における圧下比は各バス間における鋼板の温度を非
接触式温度計（サーモアナライザー）を用い測温しつつ
圧下率を求めることにより求めた。

第１表第２表（注）＊は本発明の範囲外これらの熱延鋼＋５．Ｎｏ．１ないしＮｏ．　４につい
て、第３表に示す６水準の熱処理温度で熱処理を行った
。

このようにし”で１：１・た臥料Ｎｏ．　Ｉないし絨料
Ｎｏ．２　４について、フェライト結晶粒度番号を切断
法により測定するとともに、最大透磁率μｍｍｘと磁東
密度Ｂ１とを測定した。

測定結果を第３表にまとめて示す。

第３表】　５（？Ｄ＊は本発明の範囲外１６？１図に、熱延鋼板Ｎｏ．　１を用いた場合（フェライ
ト域における圧下比がＯの場合）の、　熱処理温度と最
大透磁率または磁束密度との関係をグラフで示す。

第１図から明らかなように、熱処理温度の極めて狭い範
囲（８５０　’Ｃ以上Ａｃｔ点以下）で、目標値（μ■
８≧２００００　，　Ｂ．≧１４０００）を越えた優れ
た磁気特性を示すことが分かる。

また第２図に、４水準の熱処理条件について、圧延条件
（フェライト域における圧下比）のフェライト結晶粒度
に及ぼす影響を、第３図に、８８０℃で熱処理を行った
場合の、圧延条件（フェライト域における圧下比）の磁
気特性に及ばず影響をそれぞれグラフで示す。

第２図および第３図から明らかなように、フェライト域
下で圧延した場合、熱処理条件をどのように変化させて
も、フェライト結晶粒度番号が１以下の粗粒にはならず
、所望の磁気特性を得ることができないことがわかる。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明により、例えば漏洩磁気を
遮断するのに好適な、極めて優れた磁気特性を有する磁
気シールド用電磁鋼板を容易にしかも確実に提供できる
こととなった。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて署し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気特性に及ぼす熱処理条件の影響を示すグ
ラフ；第２図は、４水準の熱処理条件について、圧延条件のフ
ェライ１・結晶粒度に及ぼす影響を示すグラフ；および第３図は、８８０　’Ｃで熱処理を行った場合の、圧延
条件の磁気特性に及ぼす影響を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．１０％以下、ｓｏｌ．
Ａｌ：０．００５％未満、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、フェライト結晶粒度番号が１以下であること
を特徴とする磁気シールド用電磁鋼板。
（２）重量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．１０％以下、ｓｏｌ．
Ａｌ：０．００５％未満、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有する鋼片をオーステナイト域で熱間
圧延を完了して、板厚がｔ（ｍｍ）の鋼板とし、８５０
℃以上Ａｃ＿１点以下の温度に、（ｔ／２５．４＋０．
８）時間以上保持することを特徴とする磁気シールド用
電磁鋼板の製造方法。