JPH04362128A - 磁気特性の優れたセミプロセス無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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転機器等に用いて
好適なセミプロセス無方向性電磁鋼帯の製造法に関し、
特に板面各方向にわたり高い磁束密度を一様に付与しよ
うとするものである。

【０００２】静止機器や回転機器等の鉄心材料に用いら
れる電磁鋼板には、省エネルギーの観点から、磁束密度
が高く、鉄損が低いことが望まれている。かような回転
機器用材料は板面の各方向に磁化されることから、磁性
が優れ、かつ異方性が小さいいわゆる面内無方向性電磁
鋼板が適している。ここに無方向性電磁鋼板には、フル
プロセス品とセミプロセス品がある。セミプロセス品は
、需要者側で材料を打抜き、ついで　７５０℃、２時間
程度の歪取り焼鈍を施した後の磁気特性を保証したもの
である。なおこの回転機器用材料の磁性の評価はエプス
タイン試料よりも回転機器の励磁状態に近いリング試料
の方が好ましいとされる。

【０００３】

【従来の技術】回転機器用材に適した面内無方向性電磁
鋼板の製造法については、例えば特公昭５１−９４２号
公報に、冷間圧延に当たり、圧下率：８５％以上の強冷
延により厚み：０．３５ｍｍ以下の製品とする方法が開
示されている。しかしこの方法は、製品厚みが０．３５
ｍｍ以下程度と実用的でなく、しかも冷延圧下率が８５
％以上と高圧下のため冷延に困難が伴う不利があった。 また特公平２−１８９３号公報には、熱間圧延終了温度
と巻取り温度を低くして冷間圧延を７５〜８５％の圧下
率で行って異方性の小さい材料の製造方法が開示されて
いる。以上の方法はいずれもフルプロセス品であり、セ
ミプロセス品については全く言及されていない。

【０００４】特開昭６１−３８３８号公報には、中間焼
鈍後の再結晶率を制御し最終スキンパスを行って焼鈍を
施すことにより異方性の小さい無方向性電磁鋼板の製造
方法を開示している。上記公報にはセミプロセス品につ
き触れるところがあるとはいえ、主にフルプロセス品を
対象とし、また磁気特性が改善されているとはいうもの
の、まだ十分とは言い難かった。

【０００５】一方、セミプロセス品で鉄損と磁束密度が
優れた面内無方向性材料の製造技術としては、例えば特
開昭２−１７９８２３号公報に熱間圧延終了温度を低く
して、中間焼鈍の再結晶粒の大きさを制御したのち、最
終スキンパスを施す方法が開示されている。しかしなが
らこの方法においても、磁束密度は必ずしも十分とは言
えなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回転機器の小型化の観
点からとくに磁束密度が高い材料が効果的なため、異方
性が小さくてより高い磁束密度を有する回転機器用の電
磁鋼板の要求が強まっている。この発明は、上記の要請
に応えるもので、板面いずれの方向においても高い磁束
密度を有するセミプロセス無方向性電磁鋼帯の有利な製
造法を提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】さて発明者らは、上述し
た現状に鑑み、回転機器用材料に適した｛１００　｝面
内無方向性セミプロセス電磁鋼板を開発すべく、とくに
中間焼鈍及び最終スキンパスについて綿密な検討を行っ
た。 すなわち回転機器用に適した材料は、前述したとおり、
製品の板面に平行に磁化容易軸を有する｛１００　｝面
内無方向性電磁鋼板が望ましいが、このためには製品製
造の前工程においても即ち中間焼鈍後や熱間圧延後（冷
間圧延前）　の段階でも、リングでの磁束密度向上に有
利な｛１００　｝面が多いほうが有利と考えられる。

【０００８】そこで、熱間圧延板については、発明者ら
が前掲特公平２−１８９３号公報において開示したよう
に、熱間圧延で熱間圧延終了温度を　６００〜７００　
℃としかつ巻取り温度を　５００℃以下にすれば未再結
晶組織となり（００１）［１１０］を主方位とした熱間
圧延板が得られることに着目し、この集積度の強い｛１
００　｝面を有する熱間圧延板について冷間圧延に続く
中間焼鈍での再結晶率を制限したところ、中間焼鈍で再
結晶粒の主方位となる磁性に不利な｛１１１　｝面の発
生が抑えられ、その結果製品の歪取り焼鈍後において（
１００）　面の集積強度が効果的に高まることが究明さ
れたのである。この発明は、上記の知見に立脚するもの
である。

【０００９】すなわちこの発明は、Ｃ≦０．０２５　ｗ
ｔ％（以下、単に％で示す）、（Ｓｉ＋Ａｌ）≦１．５
　％、Ｍｎ：０．１　〜１．０　％及びＰ≦０．２　％
を含み、残部は実質的にＦｅの組成になるスラブを、仕
上げ圧延終了温度：　６００〜７００　℃、巻取り温度
：５００　℃以下の条件で熱間圧延した後、冷間圧延を
施し、ついで　６００〜７００　℃、３０秒未満の条件
下に再結晶率：２０〜６０％を導く焼鈍を行い、しかる
のち圧下率：３〜１５％の最終スキンパス冷延を施すこ
とからなる磁気特性の優れたセミプロセス無方向性電磁
鋼板の製造法である。

【００１０】以下、この発明の製造工程について具体的
に説明する。まず熱間圧延条件については、熱間圧延終
了温度と巻取り温度以外は通常でよい。熱間圧延終了温
度は　６００〜７００　℃に限定したが、その理由は、
　７００℃を超えると鋼板表層部から再結晶が進行し未
再結晶部が減少するので｛１００　｝面の集積が弱くな
り、その結果リングで高い磁束密度が得られず、一方　
６００℃に満たないと未再結晶部を得るためには有利で
あるが、圧延機の負荷が増大したり、鋼板形状が不良と
なり、工業生産上、困難を伴うからである。また熱間圧
延での巻取り温度が　５００℃を超えると保有熱による
自己焼鈍により再結晶が起こり好ましくないことから、
　５００℃以下に限定した。なお、磁性向上のために冷
間圧延前に熱延鋼帯焼鈍を施して結晶粒の成長を図るこ
とがあるが、この発明では必要ない。熱延鋼帯の冷間圧
延は通常で良く、製造厚さと中間焼鈍後の最終スキンパ
スを考慮して冷間圧延により中間厚さに仕上げればよい
。

【００１１】次に、中間焼鈍について説明すると、この
発明ではこの中間焼鈍での再結晶率を２０〜６０％に制
御することに大きな特徴がある。即ち、再結晶率が６０
％を超えると再結晶粒の主方位となる｛１１１　｝面が
多くなり、ひいては最終スキンパスに続く歪取り焼鈍後
において異方性の強い｛１１０　｝面が発達し易くなる
。また再結晶率が２０％に満たないと圧延組織が強くな
り過ぎ、さらに次の最終スキンパスで一層圧延組織が増
すため、歪取り焼鈍後に｛１１１　｝面が優先的に成長
し高い磁束密度が得られなくなる。それ故、中間焼鈍に
おける再結晶率は２０〜６０％に限定したのである。な
お、材料の化学成分や冷延圧下率によって再結晶温度が
異なるため、中間焼鈍での再結晶率を制御するためには
、焼鈍温度や時間を厳密に管理する必要があるが、この
発明における素材の場合、中間焼鈍での再結晶率を２０
〜６０％にするには、焼鈍温度：　６００〜７００　℃
、時間：３０秒未満の範囲で処理条件を適宜に定めるこ
とにより達成される。たとえば焼鈍温度が上記の範囲内
で高温の場合には比較的短時間、一方低温の場合には比
較的長時間の処理を施すわけである。

【００１２】次に最終スキンパスにおける圧下率が３％
未満では、引続く歪取り焼鈍で歪量が不足し十分な粒成
長が図れなくなり、一方圧下率が１５％を超えると再結
晶核が増加し歪取り焼鈍時に細粒となり鉄損の向上が少
なくなるばかりでなく異方性も強くなることから、最終
スキンパスにおける圧下率は３〜１５％とした。なお最
終スキンパス後に鋼板の硬度調整や形状強制のための低
温焼鈍を施しても、歪取り焼鈍をすればこの発明の効果
に変化はない。

【００１３】

【作用】この発明において出発材料の成分組成を前記の
範囲に限定した理由について、以下に述べる。 Ｃ≦０．０２５　％ Ｃは、磁性に有害なだけでなく、時効劣化を伴うことか
ら極力低減することが好ましいが、中間焼鈍で幾分脱炭
可能なので、０．０２５　％以下の範囲であれば許容で
きる。

【００１４】（Ｓｉ＋Ａｌ）≦１．５　％Ｓｉ及びＡｌ
はいずれも、固有抵抗を増加させ鉄損低減には有利であ
るが、飽和磁束密度の低下を招き、リングで高い磁束密
度が得られなくなるばかりでなく、コスト高となるので
、合計量で　１．５％以下の範囲に限定した。

【００１５】Ｍｎ：０．１　〜１．０　％Ｍｎは、赤熱
脆性防止に有効であり、そのためには少なくとも　０．
１％を必要とするが、　１．０％を超えるとコスト高と
なるので　０．１〜１．０　％の範囲で含有させるもの
とした。

【００１６】Ｐ≦０．２　％ Ｐは、硬度調整のため添加されるが、　０．２％を超え
ると脆くなり加工が難しくなるので　０．２％以下の範
囲で含有させるものとした。

【００１７】なおＳ，Ｏ及びＮなどの不純元素のため少
ないほうが好ましい。またＳｂ，　Ｓｎなど公知の磁性
改善元素を、この発明に適用してもかまわない。

【００１８】

【実施例】実施例１ Ｃ：０．００８　％、Ｓｉ：０．１０％、Ｍｎ：０．２
５％、Ｐ：０．０８％及びＡｌ：０．０００９％を含有
し、残部は実質的にＦｅの組成になる溶鋼を、連続鋳造
によってスラブとした後、１１３０℃に加熱してから、
熱間圧延終了温度：６００　〜８００　℃、巻取り温度
：４５０　〜７００　℃の範囲で熱間圧延を行って２．
３ｍｍ厚の熱延鋼帯とした。ついで酸洗後、冷間圧延に
より０．５４ｍｍ厚に仕上げたのち、引き続き湿潤雰囲
気中で　６７０℃、２５秒間の中間焼鈍を施した。この
中間焼鈍後における再結晶率は２０〜６０％であった。 その後圧下率：８％の最終スキンパスを施したのち、リ
ングに打ち抜き、Ｎ２中で　７５０℃，２ｈの歪取り焼
鈍を行ったのちの磁気特性について調べた結果を表１に
示す。

【００１９】

【００２０】同表より明らかなように、この発明に従い
得られたものは、比較例に比べてリング磁性に優れてい
る。

【００２１】実施例２ Ｃ：０．００５　％、Ｓｉ：０．４５％、Ｍｎ：０．２
６％、Ｐ：０．０７％及びＡｌ：０．０００７％を含有
し、残部は実質的にＦｅの組成になる溶鋼を、連続鋳造
によってスラブとした後、１１５０℃に加熱してから、
熱間圧延終了温度：６５０　℃、巻取り温度：４８０　
℃の条件で熱間圧延を行って２．３　ｍｍ厚の熱延鋼帯
とした。ついで酸洗後、冷間圧延により０．５６ｍｍ厚
に仕上げたのち、湿潤雰囲気中にて　５８０〜７５０　
℃，　１０〜６０秒間保持の条件下に中間焼鈍を施した
。その後圧下率：１０％の最終スキンパスを施したのち
、リングに打ち抜き、Ｎ２中で　７５０℃，２ｈの歪取
り焼鈍を行ったのちの磁気特性について調べた。図１に
、磁気特性と中間焼鈍後の再結晶率との関係について調
べた結果を示す。

【００２２】同図より明らかなように、中間焼鈍での再
結晶率が２０〜６０％の範囲においてとりわけ優れた磁
束密度が得られている。

【００２３】実施例３ 表２に示す成分組成になる溶鋼から、スラブを鋳造し、
そのスラブを１１６０℃に加熱したのち、熱間圧延終了
温度と巻取り温度を種々に変更して熱間圧延を行い、２
．５　ｍｍ厚の熱延鋼帯とした。ついで酸洗後、冷間圧
延を施したのち、表２に示す種々の条件で中間焼鈍を施
し、しかるのち最種々の圧下率で最終スキンパスを行っ
て０．５０ｍｍ厚に仕上げた。その後リングに打ち抜き
、Ｎ２中で　７５０℃，２ｈの歪取り焼鈍を行ったのち
の磁気特性について調べた結果を、表２に併記する。

【００２４】

【表２】

【００２５】同表から明らかなように、この発明に従い
得られた場合にのみ良好な磁束密度がえられている。

【００２６】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、リングで高
い磁束密度を有し、回転機器用に適用して好適なセミプ
ロセス無方向性電磁鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気特性と中間焼鈍後の再結晶率との関係を示
したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｃ≦０．０２５　ｗｔ％、（Ｓｉ＋Ａ
   ｌ）≦１．５　ｗｔ％、Ｍｎ：０．１　〜１．０　ｗｔ
   ％及びＰ≦０．２ｗｔ％を含み、残部は実質的にＦｅの
   組成になるスラブを、仕上げ圧延終了温度：　６００〜
   ７００　℃、巻取り温度：５００　℃以下の条件で熱間
   圧延した後、冷間圧延を施し、ついで　６００〜７００
   　℃、３０秒未満の条件下に再結晶率：２０〜６０％を
   導く焼鈍を行い、しかるのち圧下率：３〜１５％の最終
   スキンパス冷延を施すことを特徴とする磁気特性の優れ
   たセミプロセス無方向性電磁鋼板の製造法。