JPH05295439A - 磁束密度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁束密度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH05295439A
JPH05295439A JP4102938A JP10293892A JPH05295439A JP H05295439 A JPH05295439 A JP H05295439A JP 4102938 A JP4102938 A JP 4102938A JP 10293892 A JP10293892 A JP 10293892A JP H05295439 A JPH05295439 A JP H05295439A
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穂高 本間
Hiroaki Masui
浩昭 増井
Munehiro Tsuchida
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温スラブ加熱によって方向性電磁鋼板を製
造する時、線状細粒発生を抑えることを目的とする。 【構成】 高温スラブ加熱によって結晶粒が粗大化し易
い等軸晶域を、二次再結晶核発生位置からずらすことに
よって線状細粒の発生を抑える。具体的には、スラブの
厚み方向に少くとも35%の柱状晶域を少くとも一方の
スラブ表面から有するスラブを出発材とする。また、水
平連鋳、湾曲型連鋳機を用いて、等軸晶域をスラブ中心
から一方の面にずらしたスラブを出発材とする。ゴス方
位粒の二次再結晶核は鋼板表面側から発生する。従って
前記のスラブを用いることによりゴス方位粒の健全な成
長が守られ、線状細粒が減少する。 【効果】 本発明により、高磁束密度電磁鋼板の線状細
粒が減少し、安定製造が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束密度の高い一方向
性電磁鋼板を安定に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】方向性電磁鋼板は、結晶構造が体心立方
格子である鉄系合金において、磁化容易軸である〈10
0〉方向が皆同一の方向に揃った鋼板である。工業的に
得られる一般の鋼板は多結晶体であり、結晶粒の向きは
粒毎によってまちまちである。この結晶粒の向きを、圧
延、再結晶を利用して、圧延方向にゴス方位と言われる
(110)〈001〉方向に揃えたものが方向性電磁鋼
板である。また、ここで利用する再結晶は、いわゆる二
次再結晶であって、結晶粒が通常の鋼板に比べて極端に
大きく成長する。その大きさは、数ミリから数センチメ
ートルにいたる。一般に、結晶構造を持つ強磁性金属
は、結晶軸の向きによって磁化特性の良否が異なり、
〈100〉軸が最も優れている。そのため方向性電磁鋼
板は、圧延方向への磁化特性が非常に優れている。さら
に結晶粒が大きいことと、磁化容易軸が圧延方向だけで
あることから、磁化の向きを区切る境界である磁壁はす
べてブロックタイプの180°磁壁となる。鋼板トータ
ルとしての磁化特性は磁壁の移動の迅速さで決まるが、
180°磁壁は移動が容易なので、方向性電磁鋼板は磁
化特性に優れた鋼板になるのである。磁化特性に優れて
いるということは、磁化過程においてエネルギー損失が
少ないということである。
【0003】ところで、外部からの磁化力によって、鋼
板の磁化の向きが変化すると、磁気誘導の法則にしたが
って鋼板内に磁化の変化を打ち消すように渦電流が流れ
て、磁化の変化を妨げようとする。また、磁壁の移動に
対しても同様で、磁壁周辺に微少な渦電流が生じる。こ
の渦電流によって生じるジュール熱は鋼板の磁化過程に
おいてエネルギー損失となる。この損失は渦電流損と呼
ばれる。渦電流損は磁壁の移動速度に比例するので、例
えば、電磁鋼板を高周波変圧器などに用いる際は渦電流
損が小さいことが特に要求される。渦電流損を減少させ
るには、鋼板の電気抵抗を大きくすればよく、そのため
に電磁鋼板ではSiを3%程度添加する。
【0004】電磁鋼板は、その磁化特性の良好さから、
軟磁性材料として変圧器の鉄心、モーターコア等、交流
磁化下での利用に多く供されてきた。電磁鋼板を軟磁性
材料として交流磁化した場合、エネルギー損失が熱とし
て現れる。エネルギー損失を少なくするためには、鋼板
の電気抵抗を大きくすると共に、二次再結晶で得られた
ゴス方位粒の向きをよりシャープに揃え、かつ、二次再
結晶を安定的に生じさせることが必須である。
【0005】二次再結晶を安定的に生じさせるために
は、二次再結晶に先立って生じる一次再結晶時に、集合
組織が理想的であることと、結晶粒径が適切で、かつ揃
っていることが必要である。一次再結晶集合組織は、熱
間圧延、冷間圧延及び焼鈍によって整えられる。このと
きわずかなゴス粒と、ゴス粒が粒成長するときに侵食さ
れる大量の(111)〈112〉方位粒が存在している
ことが望ましい。
【0006】一次再結晶粒径は、焼鈍温度と、粒成長を
抑える働きをするAlN,MnS等のインヒビターによ
って決定される。また、(100)粒のように、回復、
その場で再結晶が起こり易い粒や、変形前の結晶粒が大
きかったものは、一次再結晶後の結晶粒径が大きい。
【0007】1250℃以上の高温でスラブ加熱を行
い、電磁鋼板を製造する場合には、スラブ内の結晶粒
が、数cmにまで粗大化するものがあるために、熱延、冷
延後の再結晶挙動に場所的な不均一が生じ、二次再結晶
が不安定になることが多い。これについては(パス毎エ
ージング)等の発明によって解決された部分もあるが、
根本的な問題は素材である鋳造組織にあって、その面か
らの対策は成されておらず不十分であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した鋳
造組織の問題点を解決し、より安定した二次再結晶プロ
セスを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】1250℃以上のスラブ
加熱によって、スラブの結晶粒は粗大化するが、その程
度は鋳造組織によって異なり、等軸晶は柱状晶に比べて
優先的に成長する。大きな結晶粒は熱延、冷延を経た後
の再結晶後も結晶粒径が大きい。二次再結晶に際して
は、結晶粒径の小さなものほど侵食され易いので、大き
な一次再結晶粒が存在することは、二次再結晶の進行に
対して不利である。
【0010】ところで、二次再結晶粒の発生位置は、鋼
板の表面側であることが知られている。これは、集合組
織の影響である。熱間圧延において、表面側はせん断変
形をするために、集合組織は(110)面が主となる。
これが冷間圧延、一次再結晶されると、大量の(11
1)〈112〉とわずかなゴス方位が生成される。これ
は、二次再結晶に対して、理想的な集合組織である。一
方中心部は、熱延においても通常の冷延集合組織と変わ
らないので、(111)面と、(100)面の両者が存
在する集合組織となる。従って、集合組織的に表面側
が、二次再結晶に有利である。
【0011】二次再結晶粒の核が表面側に発生すると、
結晶粒は、板厚方向に板を貫通するまで成長する。板厚
中央部は集合組織的には余り有利ではないので、粒成長
には結晶粒径が影響を及ぼす。即ち、粒径の小さな結晶
粒が優先的に侵食されていく。だから、二次再結晶の核
に侵食される板厚中央部に、粗大な結晶粒が存在する
と、二次再結晶の進行が妨げられる。
【0012】ここで本発明の等軸晶率が35%以上の場
合と従来法の35%以下の場合を比較する。等軸晶率
は、図1に示すように電磁撹拌の有無にかかわらず、タ
ンディッシュ溶鋼温度により制御することができる。
【0013】本発明においては、スラブの中心層(熱延
後の集合組織の面からは、侵食に不利)は等軸晶である
か、又は比較的粒の小さい柱状晶であり、従って冷延、
焼鈍後の一次再結晶粒も小さい。これに対し、従来法の
スラブの中心層は比較的大きな粒の等軸晶であり、冷
延、焼鈍後の一次再結晶粒も比較的大きい。従って本発
明の方が二次再結晶に有利である。
【0014】上記のごとく、二次再結晶の核は板の表面
近くに発生し、二次再結晶粒は、板を貫通するので、柱
状晶域は、少くとも板の表面の少くとも一方に、ある比
率以上発生すれば良いものと考えられる。従って、同一
の等軸晶率であれば、湾曲型の連続鋳造機によって等軸
晶をスラブの中心よりずらしてやれば、等軸晶の位置が
集合組織的に有利な、表面層に近づくので、二次再結晶
にとって更に有利となる。二次再結晶を有利にせしめる
柱状晶率の比率は、実施例に見られるように、片側から
少くとも35%以上(条件A,B)である。
【0015】
【実施例】表1に、湾曲型連続鋳造機を用いて製造した
珪素鋼スラブを出発材として、二次再結晶工程をプロセ
ッシングさせたときの二次再結晶状況を示す。鋳造され
たスラブは表1に示された条件でスラブ加熱された後、
所定の厚さまで熱間圧延を施し、1120℃の焼鈍を行
って冷間圧延を行った。冷間圧延は1回或いは中間焼鈍
をはさんで2回行った。このときの1回目の冷間圧延の
圧延率を表中に示す。3種の連続鋳造スラブは、全て同
一成分であり、図1に従って鋳造時のタンディッシュ温
度を変えて、等軸晶率を変えた。
【0016】この場合は湾曲型連続鋳造機であり、等軸
晶は、スラブ中心より下側にずれた位置に存在する。本
実施例で用いた鋼片素材について、上側の柱状晶、等軸
晶、下側の柱状晶の比率(%)は、表中の記号を用い
て、それぞれA:70/10/20、B:40/30/
30、C:30/50/20である。実施例中、出発素
材にA及びB材を用いたものが本発明に相当する。
【0017】二次再結晶状況は、線状細粒発生率で表し
た。スラブ加熱温度が高く、スラブの結晶粒が30mm程
度に大きくなると、その部分だけ適正な圧延再結晶集合
組織形成が行われずに、線状細粒となる。線状細粒発生
率が低いほど二次再結晶が良好に行われており、本発明
の効果が現れていることを意味する。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明により、1250℃以上のスラブ
加熱による一方向性電磁鋼板の製造において、二次再結
晶がより良好に生じ、これまで以上の安定製造が可能と
なるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続鋳造法において、スラブを作成した際の、
タンディッシュ溶鋼温度と等軸晶の比率を示す図表であ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で、 C :0.01〜0.2%、 酸可溶性Al:0.010〜0.060%、 N :0.0030〜0.0130%、 S :0.01〜0.06%、 Mn:0.080〜0.45%、 残部Fe及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、
    1250℃以上の温度域に加熱した後熱間圧延し、冷間
    圧延、脱炭及び一次再結晶のための焼鈍を施し、焼鈍分
    離材を塗布した後仕上焼鈍する一方向性電磁鋼板の製造
    方法において、厚さ方向に少なくとも35%の柱状晶域
    を、少なくとも一方のスラブ表面から有する連続鋳造ス
    ラブを出発材とすることを特徴とする磁束密度の高い一
    方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 厚さ方向に少なくとも35%の柱状晶域
    を、少なくとも一方のスラブ表面から有する連続鋳造ス
    ラブが、水平連続鋳造法によって製造され、或は、湾曲
    型連続鋳造プロセスにおける非垂直部において凝固を完
    了せしめられ、等軸晶が厚さ方向中央部から片面側に偏
    位せしめられたことを特徴とする請求項1記載の磁束密
    度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 重量比で、 C :0.01〜0.2%、 酸可溶性Al:0.010〜0.060%、 N :0.0030〜0.0130%、 S :0.01〜0.06%、 Mn:0.080〜0.45%、 残部Fe及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、
    1250℃以上の温度域に加熱した後熱間圧延し、冷間
    圧延、脱炭及び一次再結晶のための焼鈍を施し、焼鈍分
    離材を塗布した後仕上焼鈍する一方向性電磁鋼板の製造
    方法において、厚さ方向に少なくとも35%の柱状晶域
    を、少なくとも一方のスラブ表面から有する連続鋳造ス
    ラブを出発材とするとともに、冷間圧延を1回だけ行
    う、或いは最終圧下率が85%以上であることを特徴と
    する磁束密度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 厚さ方向に少なくとも35%の柱状晶域
    を、少なくとも一方のスラブ表面から有する連続鋳造ス
    ラブが、水平連続鋳造法によって製造され、或は、湾曲
    型連続鋳造プロセスにおける非垂直部において凝固を完
    了せしめられ、等軸晶が厚さ方向中央部から片面側に偏
    位せしめられたことを特徴とする請求項3記載の磁束密
    度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5037009A (ja) * 1973-08-03 1975-04-07
JPS5427820A (en) * 1977-08-02 1979-03-02 Shoei Kikai Seisakusho Kk Device for preventing wrong entry of paper to blade of buckle folding machine
JPS60411A (ja) * 1983-06-16 1985-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザモジユ−ル装置
JPH0417617A (ja) * 1990-05-11 1992-01-22 Nippon Steel Corp 磁束密度の高い一方向性電磁鋼板の製造方法

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