JPH05179353A - 方向性電磁鋼板の仕上げ焼鈍方法 - Google Patents

方向性電磁鋼板の仕上げ焼鈍方法

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JPH05179353A
JPH05179353A JP162492A JP162492A JPH05179353A JP H05179353 A JPH05179353 A JP H05179353A JP 162492 A JP162492 A JP 162492A JP 162492 A JP162492 A JP 162492A JP H05179353 A JPH05179353 A JP H05179353A
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coil
steel sheet
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finish annealing
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Toshito Takamiya
俊人 高宮
Takashi Obara
隆史 小原
Yasunari Koga
泰成 古賀
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 方向性電磁鋼板の製造に際し、高温仕上げ焼
鈍を、コイルとコイル受け台との間に、0.2 %以上のC
を含有し、かつ変態点を有する鋼材を敷板として介挿さ
せた状態で行う。 【効果】 コイル受け台と接する側のコイル端部におけ
る側歪の発生を著しく軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、方向性電磁鋼板の仕
上げ焼鈍方法に関し、とくに方向性電磁鋼板をコイル状
態で高温仕上げ焼鈍する場合に懸念された、コイル受け
台と接する側のコイル端部における歪みの発生を効果的
に軽減するための技術についての提案である。
【0002】
【従来の技術】方向性電磁鋼板は、所定の成分組成に調
整された熱延板に、1回又は中間焼鈍を挟む2回以上の
冷間圧延を施し、ついで脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布
してから、乾燥し、巻き取り張力の付与下にコイル状に
巻き取り、その後所定の雰囲気ガス中で高温仕上げ焼鈍
することによって製造される。上記の高温仕上げ焼鈍
は、コイルを、その巻き取り軸を垂直にして焼鈍炉内に
載置した状態で、長時間実施することから、コイル受け
台と接する側のコイル端部には側歪と呼ばれる歪みが発
生する。この傾向は特に厚みが0.30mm以下の薄手材の場
合に大きい。
【0003】ところで、かかるコイル側縁部の歪みは、
方向性電磁鋼板が積層されて使用されることから、磁気
特性および加工性の両面で大きな障害となるため、この
歪部分については焼鈍後にトリミングされるのが普通で
ある。しかしながら、このトリミングは、製品歩留りを
低下させるものであり、仕上げ焼鈍において生じるかよ
うなコイル側縁部の歪みは極力軽減する必要がある。
【0004】従来、かかるコイル側縁部の歪みの軽減策
として、例えば特開昭55−110721号公報では、ボックス
焼鈍の前に塗布する焼鈍分離剤の量をコイル側縁部で増
大させることによって、側縁部の変形を小さくする方法
を提案している。しかしながら、コイル側縁部の焼鈍分
離剤量が多いと、端部磁気特性の劣化を招く。
【0005】また、特開昭58-61231号公報では、コイル
受け台上に焼鈍される鋼板コイルと同じ材質の敷板を置
き、その上に鋼板コイルを載置して、鋼板コイルの下端
部における歪発生を防止する方法を提案している。上記
の方法では、被処理材が珪素鋼の場合には敷板の材質
は、Si鋼となるが、Si鋼をはじめとするフェライト鋼は
高温での熱間強度が非常に低く、そのため、高温での焼
鈍時にコイル端面が敷板に食い込み易いことから、コイ
ルと敷板との僅かな熱膨張係数の差に起因して依然とし
て歪みが発生する。
【0006】さらに、特開昭62-56526号公報では、コイ
ルとコイル受け台との間に該コイルよりも固く巻いたフ
ープコイルを載置する方法を提案している。この方法も
それなりに有効ではあるが、フープコイルはわずか数回
の焼鈍で座屈するため、頻繁な取り替えを必要とし、コ
ストの上昇が著しい。
【0007】またさらに、特開平2-97622号公報では、
コイル端面の焼鈍前の結晶粒度を15μm 以上とすること
によって、歪みの発生を防止する方法を提案している。
この方法では、下端面の座屈歪を軽減することはできる
けれども、コイル端部の磁気特性を著しく劣化させてし
まう。そのため製品歩留りを向上させる本来の目的を達
成することができない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、各従
来法はいずれも、実用上かなりの問題を残していた。本
発明は、上記の問題を有利に克服するもので、コイル状
態での高温焼鈍において懸念された、コイル下端部にお
ける歪みの発生を有利に回避し、ひいては製品歩留りを
大幅に向上させることができる方向性電磁鋼板の仕上げ
焼鈍方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】さて発明者らは、コイル
エッジ部の歪み発生機構を明らかにするため種々の実験
を行った。その結果、コイルエッジ部の歪みは、単にコ
イルと敷板との熱膨張の差のみに起因して生じるのでは
なく、高温における強度が大きく影響していることの知
見を得た。すなわち、例えば敷板としてSi鋼を用いた場
合、このSi鋼は高温強度が低いため、コイル端面が敷板
表面に食い込み、その結果コイルとの熱膨張のわずかな
差でもコイル端に歪みが発生することを新たに見出した
のである。
【0010】本発明は、上記の知見に立脚するものであ
る。すなわち本発明は、Si:4.0 wt%(以下単に%で示
す)以下を含む方向性電磁鋼熱延板に、1回または中間
に焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施し、ついで脱炭焼
鈍後、コイルに巻き取ってから高温仕上げ焼鈍を施す一
連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
上記高温仕上げ焼鈍を、コイルとコイル受け台との間
に、0.2 wt%以上のCを含有しかつ変態点を有する鋼材
を敷板として介挿させた状態で行う、ことを特徴とする
方向性電磁鋼板の高温仕上げ焼鈍方法である。
【0011】まず、本発明の基礎となった実験結果につ
いて説明する。図1に、代表的なバッチ式焼鈍炉を模式
で示し、図中番号1はコイル、2はコイル受け台、3は
インナーカバー、4はベース、5は雰囲気ガス供給管、
6はインナーカバー裾部のサンドシールである。従来
は、コイル1とコイル受け台2との間に、コイル1と同
材質すなわちSi鋼で種々の厚みになる敷板7がコイル1
とコイル受け台2の熱膨張差を吸収させるために設置さ
れていた。しかし、この状態では、コイルエッジ部にお
ける歪みの発生を防止することができなかったことは、
前述したとおりである。
【0012】そこで、Si鋼より高温で強度の高い鋼種を
敷板に加工し、実際にコイルとコイル受け台との間に介
挿させてコイル焼鈍を行った。その結果、著しくコイル
のエッジ部の歪みが解消される場合とそうでない場合と
が観察された。そこでその原因について調査したとこ
ろ、敷板に使用した鋼の成分による相違、とくにC量の
違いによって、コイルエッジ部の歪みの程度が異なるこ
とが判明した。
【0013】すなわち、C量が 0.2%以上の鋼種を敷板
に用いた場合には、エッジ部の歪みが著しく軽減された
の対し、C量が低い場合には歪みはほとんど減少しなか
ったのである。この現象は、図2に示すC含有量と熱膨
張係数との関係から理解できる。すなわち、熱膨張係数
はC量に強くに依存し、特にC量が 0.2%以上であると
実線のようにゆるやかに伸びの変化が起こるのに対し、
C量が少ないと変態が狭い温度範囲で急激に生じ、伸び
が急激に変化することによる。
【0014】さらに、コイル焼鈍中のコイルと敷板の動
きを観察したところ、コイルと敷板間でコイルの食い込
みが起こりにくい敷板の場合には、熱膨張係数が多少異
なってもコイルと敷板は比較的自由に動き、コイルエッ
ジ部の歪みは発生しにくいことが確認された。しかしな
がら、この時敷板のC量が 0.2%より少ない敷板では、
熱膨張係数が急激に変化するため、敷板が急に縮むのが
観察された。ゆっくりとした運動であれば、この時コイ
ルの受ける歪みは解放されるけれども、急激な変化であ
るためコイルはまともに歪みを受けることとなる。
【0015】これに対し、C量が 0.2%以上ある敷板を
用いた場合、コイルと敷板との相対的な動きはやはり観
察されるものの、その動きは非常に遅く、コイルはその
受ける歪みを解放していくことが判った。従って本発明
では、Cを 0.2%以上含有し、かつ変態点を有する鋼を
敷板としてコイルとコイル受け台との間に介挿させた上
で、高温仕上げ焼鈍を行うものとしたのである。これに
よりコイルエッジ部の歪みは極めて少なくなる。
【0016】
【作用】敷板素材としては、C以外の合金元素について
は特に規定しないけれども、熱膨張率が珪素鋼と著しく
異なるような合金元素の多量添加は、コイルエッジ部の
歪みを増大するので好ましくない。また、α−γ変態を
有しない鋼は、高温強度の観点から好ましくないので、
変態点を有する鋼に限定した。なお素材である含珪素鋼
としては、従来公知のものいずれもが使用できるのは言
うまでもない。
【0017】
【実施例】3.0%Si, 0.07%Mn, 0.015%S, 0.04%C
の組成になる含珪素鋼素材を、熱間圧延後、中間焼鈍を
挟む2回の冷間圧延によって、板厚:0.20mm、板幅:10
00mmの冷延板としたのち、連続脱炭焼鈍炉で脱炭焼鈍
後、焼鈍分離剤を塗布してからコイルに巻き取った。次
いで巻き取ったコイルを、コイル受け台に設置する際
に、コイル受け台との間に、 0.3%C鋼(他の成分 Si:
0.2%, Mn:0.5 %) および 3.0%Si鋼(他の成分 Mn:
0.065%)をそれぞれ敷板として介挿させ、1180℃,20
時間の高温仕上げ焼鈍を行った。得られたコイルの全長
にわたり、歪み発生深さについて調べた結果を図3に示
す。
【0018】同図より明らかなように、3.0 %Si鋼を敷
板に使用した場合よりも、この発明に従う0.3 %C鋼を
用いた場合の方がはるかに効果が大きかった。具体的に
は、本発明では10mm以上の歪みを全長の 1/4以下までに
抑えることができ、かつ最大の歪み量を20mm以下に抑制
することができた。
【0019】
【発明の効果】かくして本発明によれば、方向性電磁鋼
板をコイル状態で高温仕上げ焼鈍するに際して、コイル
受け台と接する側のコイル端部における側歪の発生を著
しく軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】代表的なバッチ式コイル焼鈍炉の模式図であ
る。
【図2】C量の違いによる熱膨張変化を比較して示した
図である。
【図3】敷板として 0.3%C鋼および 3.0%Si鋼を用い
た場合のコイル下端に生じた歪み量を比較して示したグ
ラフである。
【符号の説明】
1 コイル 2 コイル受け台 3 インナーカバー 4 ベース 5 雰囲気ガス供給管 6 サンドシール 7 敷板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si:4.0 wt%以下を含む方向性電磁鋼熱
    延板に、1回または中間に焼鈍を挟む2回以上の冷間圧
    延を施し、ついで脱炭焼鈍後、コイルに巻き取ってから
    高温仕上げ焼鈍を施す一連の工程からなる方向性電磁鋼
    板の製造方法において、 上記高温仕上げ焼鈍を、コイルとコイル受け台との間
    に、0.2 wt%以上のCを含有しかつ変態点を有する鋼材
    を敷板として介挿させた状態で行う、ことを特徴とする
    方向性電磁鋼板の高温仕上げ焼鈍方法。
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