JPH05345920A - 高珪素電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高珪素電磁鋼板の製造方法

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JPH05345920A
JPH05345920A JP17946092A JP17946092A JPH05345920A JP H05345920 A JPH05345920 A JP H05345920A JP 17946092 A JP17946092 A JP 17946092A JP 17946092 A JP17946092 A JP 17946092A JP H05345920 A JPH05345920 A JP H05345920A
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JP
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rolling
steel sheet
silicon
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JP17946092A
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Tetsuo Toyoda
代 田 哲 夫 十
Masato Matsumoto
本 正 人 松
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】C 0.01wt%以下、Si 4.0wt%を
越え5.5wt%未満、Mn 0.05〜1.0wt%、
P 0.005〜0.1wt%、S 0.01wt%以
下、Al 0.2〜1.0wt%を含有し、残部Feおよ
び不可避不純物からなる鋼片に対して熱間圧延を行った
後、[60×Si(wt%)−90]℃〜550℃の温
度において15%以上の圧下率により圧延を行い、引き
続いて冷間圧延、焼鈍を行うことにある。 【効果】加工性を低下させることがなく、また、圧延歩
留まりを低下させることもなく、さらに、磁束密度を充
分に高くでき、さらに、鉄損の低い電磁鋼板が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高珪素電磁鋼板の製造方
法に関し、さらに詳しくは、磁気特性の優れた高珪素電
磁鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】最近になって、電気機器の効率化を図るこ
とが行われるようになってきており、これは世界的な電
力、或いは、種々のエネルギーを節減するという動きが
強く要望されることからであると考えられる。そのた
め、モーターおよび中小小型変圧器等の鉄心材料に鉄損
が低いことへの要請が益々強くなって来ている。
【0003】従来から、無方向性電磁鋼板等において、
鉄損を低下させる技術として固有抵抗増加による渦電流
損失低下の観点から、Si等の含有量を高くすることが
行われている。例えば、5.5〜7wt%のSiを含有
する珪素鋼板が優れた磁気特性を有することは知られて
いるところである。しかし、この技術ではSi含有量が
増加すると延性が低下し、通常の冷間圧延を行うことが
困難であることは知られている。
【0004】この技術に対して、例えば、特開昭63−
036906号公報には、Si含有量が4〜7wt%の
高珪素鋼板を特定の温度(20×[Siwt%]−50
≦圧延温度≦400℃)に加熱することにより、圧延が
可能であることが示されている。
【0005】しかし、例えば、Siを6.5wt%含有
する鋼を400℃の温度に加熱して圧延を行った場合、
割れ発生率は鋼板1m2当たり3.0個(5mm以上の割
れ)と、多数の割れが発生し、工業的に生産する場合に
は圧延歩留まりが低くなり、従って、高効率、低損失さ
らに低価格の電磁鋼板の要求には充分に対応できないの
が現状である。
【0006】そこで、本出願人はSiおよびAlの含有
量を適切に調節することによって、また、冷間圧延時の
温度を制御することによって、磁気特性の優れた電磁鋼
板を製造することができることを知見して、既に出願を
完了している。しかし、この方法においても圧延温度の
範囲が狭いために冷間圧延中に圧延温度を維持する必要
があり、冷間圧延の途中において再加熱することが必要
になり、特に、電磁鋼板を0.5mm以下の薄い板厚に
仕上げるためには温度の保持が問題となる。
【0007】また、冷間圧延の前にα未再結晶域におい
て圧下を行う技術に関しては、加工用の冷間圧延鋼板に
おいて開発され、電磁鋼板においても冷間圧延の前にα
未再結晶域で圧下を行う技術が開示されており、例え
ば、特公平02−001893号公報においては、熱間
圧延終了温度を600〜700℃の温度に規定し、引き
続いて冷間圧延を行うことが示されている。しかしなが
ら、この技術は、難加工材に冷間加工性を行う技術であ
り、使用する材料の含有成分、成分割合および加工温度
も独特の数値に限定しており、普遍性のある技術という
ことはできない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来の珪素含有の電磁鋼板の製造方法の問題点を解決
するために、本発明者が鋭意研究を行った結果、高い磁
束密度を保持しながら、鉄損が低い高珪素電磁鋼板の製
造方法を開発したのである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高珪素電磁
鋼板の製造方法の特徴とするところは、C 0.01w
t%以下、Si 4.0wt%を越え5.5wt%未満、
Mn 0.05〜1.0wt%、P 0.005〜0.1w
t%、S 0.01wt%以下、Al 0.2〜1.0w
t%を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼
片に対して熱間圧延を行った後、[60×Si(wt
%)−90]℃〜550℃の温度において15%以上の
圧下率により圧延を行い、引き続いて冷間圧延、焼鈍を
行うことにある。
【0010】本発明に係る高珪素電磁鋼板の製造方法に
ついて、以下詳細に説明する。先ず、高珪素電磁鋼板の
製造方法において使用する鋼の含有成分および成分割合
について説明する。
【0011】このCの最終含有量が0.005wt%を
越えると磁気特性が劣化するので、脱炭焼鈍を行う必要
があるが、C含有量が0.01wt%を越えると、脱炭
時間が長くなり、生産性を悪くする。よって、C含有量
は0.01wt%以下とする。
【0012】MnはSによる熱間圧延中の問題を解消す
るために必要な元素であり、保持力を低くするためには
Mn含有量は低いことが望ましく、含有量が0.05w
t%未満ではこのような効果は期待できず、また、1.
0wt%を越えて含有させると保持力が高くなる。よっ
て、Mn含有量は0.05〜1.0wt%とする。
【0013】Pは鉄心の打ち抜き加工性を高くするため
に必要な元素であって、含有量が0.005wt%未満
ではこの効果は少なく、また、0.1wt%を越えて含
有させると冷間加工性が劣化する。よって、P含有量は
0.005〜0.1wt%とする。
【0014】SはMnS等の磁性に有害な非金属介在物
を生成するので、含有量は0.01wt%以下とする。
【0015】Alについて説明する。従来比抵抗を高く
するためにSiを含有させているが、Si含有量が増加
して6.5wt%程度になるとFe−Siの規則相が形
成され、圧延時に割れが発生する確立が高くなり、圧延
歩留まりが低下するため、工業的な材料ではSiのみを
含有させ、加工性を低下させることなく比抵抗を高くす
ることには限界ある。
【0016】従って、Siを単独に含有させるのではな
く、Siと他の元素の複合含有について、鉄に含有させ
ることによって比抵抗を高くする元素さしては、Siの
他にAl、Mn、Moが挙げられる。
【0017】純鉄にこれらの元素を含有させた場合、A
lを含有させた時の比抵抗はSiを含有させた時と略同
じであるが、Mn、Moを含有させた時の比抵抗はSi
およびAlを含有させた時の比抵抗よりも低い。
【0018】このことから、比抵抗の点から見た場合、
Siを含有する鋼に、さらに、Alを含有させた場合に
は、比抵抗の増加を期待することができる。また、純鉄
にAlを含有させる場合、含有量が12wt%未満では
規則相を形成せず、純鉄にAlを含有させても加工性は
劣化しない。従って、加工性を考慮した時には、Siを
含有する鋼に少量のAlを含有させた場合には、加工性
の劣化のないことが期待できる。
【0019】しかして、規則相を形成することなく、比
抵抗を高くするためには、Si含有量を4.0wt%を
越え5.5wt%未満とした電磁鋼板に、さらに、Al
を複合含有させることについて検討を行い、Alを0.
2wt%以上を含有させることによって鉄損の低い電磁
鋼板とすることができ、1.0wt%を越えて含有させ
ると磁束密度が低下するので工業的な材料としては不適
当である。
【0020】従って、本発明に係る高珪素電磁鋼板の製
造方法において使用する鋼においては、Si含有量を
4.0wt%を越え5.5wt%未満と規定した上で、A
l含有量を0.2〜1.0wt%とする。このように規定
することによって、加工性を低下させることがなく、ま
た、圧延歩留まりを低下させることもなく、さらに、磁
束密度を充分に高くでき、さらに、鉄損の低い電磁鋼板
が得られる。
【0021】次に、本発明に係る高珪素電磁鋼板の製造
方法における加工処理工程について説明する。
【0022】即ち、本発明に係る高珪素電磁鋼板の製造
方法においては、冷間圧延を前段階と後段階の二段階に
行い、前段階においては[60×Si(wt%)−9
0]℃以上、550℃以下の温度において15%以上の
圧延率により圧延を行い、後段階においては、通常の冷
間圧延温度において50%以上の圧延率により圧延を行
うことによって、割れの発生もなく、また、最終焼鈍後
の磁気特性の優れた電磁鋼板が製造できるものである。
【0023】そして、電磁鋼板の冷間圧延は、単に板厚
を揃えるだけではなく、その後の焼鈍によって磁気特性
に好ましい組織とするために重要な処理であり、冷間圧
延において単に割れ防止をするのであれば、圧延温度を
高くすればよいのであるが、焼鈍後に好ましい組織とす
るためには通常の冷間圧延温度において圧延を行う必要
がある。
【0024】また、この冷間圧延において割れを防止す
るためには、[60×Si(wt%)−90]℃以上、
550℃以下の温度において、15%以上の圧下率によ
る圧延を冷間圧延前に行うことが有効であり、前段階の
圧延において15%以上の圧下率の圧延を行った場合に
は、後段階の圧延の圧下率は50%以上とすることが有
効である。
【0025】このような圧延によって圧延割れを防止す
ることができ、さらに、優れた磁気特性が得られる原因
については未だ明確ではないが、次の理由によるものと
考える。即ち、本発明に係る高珪素電磁鋼板の製造方法
において使用する含有成分および成分割合の鋼は、55
0℃以下の温度で加工を行った場合には若干回復するこ
とがあるが、再結晶はしないため加工組織が得られる。
【0026】従って、加工率をある程度以上確保するこ
とにより加工組織が充分に発達して、冷間圧延時に割れ
の発生を抑制することができる。また、磁気特性の点か
ら見ると、回復を起こしていることは好ましくなく、仕
上げ焼鈍により好ましい組織とするためには、低温にお
ける冷間圧延を必要とするのである。
【0027】そのため、後段階における加工は回復を起
こしていない加工組織とするためであるが、前段階の加
工がある程度加算されるので、50%の圧下率で充分な
組織になるからである。
【0028】上記に説明した処理は、溶湯から直接熱間
圧延板を製造する場合に特に有効であり、例えば、双ロ
ール式のストリップキャスタ等において板厚精度を確保
するために、キャスタ出側に圧延機を設置することが多
い。この配置において、キャスタ出側圧延機において上
記した前段階の圧延を行うことは容易であり、また、そ
れによって後段階の冷間圧延による割れを防止すること
ができる。
【0029】従って、製造工程を増加することもなく、
製造歩留まりが上昇し、さらに、後段階の冷間圧延にお
いても、板温度を特別に管理する必要もなくなり、生産
性の向上にもつながることが期待できる。なお、この場
合、キャスタ出側において直接圧延を行うことは必須の
ことではなく、再加熱して前段階圧延を行うこともでき
る。
【0030】
【実 施 例】本発明に係る高珪素電磁鋼板の製造方法
の実施例を説明する。
【0031】
【実 施 例】表1に示す含有成分および成分割合の鋼を
15kg高周波溶解炉により溶解し、ストリップキャス
タにより300mmwの熱間圧延板相当材を製作した。
そして、キャスタ出側の圧延機により種々の条件により
直接圧延を行った。
【0032】この材料を酸洗いした後、ワークロール径
100φの冷間圧延機を使用して冷間圧延を行った。冷
間圧延可能な材料については焼鈍を行い、磁気特性の評
価を行った。磁気特性はJISに基づき測定を行った。
表2に鉄損W15/50、磁束密度B50この測定結果を示
す。
【0033】試験No.2、No.3、No.6、No.7
は、5.20wt%Si鋼において前段階の圧延温度を
変化させた場合の影響について調査したけっかを示して
あり、200℃の温度における圧延においては圧延割れ
が発生していること、また、圧延温度を600℃の温度
まで上昇させると、鉄損が増加することがわかる。
【0034】試験No.8、No.9、No.10、No.
11、No.13は、4.51wt%Si鋼において上記
と同様な試験を行った結果であり、この材料では前段階
の圧延温度を200℃まで低下させてもよいこと、ま
た、600℃の温度に上昇させると鉄損が増加すること
がわかる。
【0035】この2つの試験結果から、前段階の圧延に
おける下限の温度は、[60×Si(wt%)−90]
℃、上限温度は550℃とすればよいことがわかる。ま
た、試験No.1およびNo.14はこの条件を満足して
いるが、何れも割れを発生している。これは、Si、A
lの含有量が本発明に係る高珪素電磁鋼板の製造方法の
規定より多すぎるためである。
【0036】従って、Si含有量の上限は5.5wt%
未満、Alの上限は1.0wt%とする。また、試験N
o.15では充分な磁気特性が得られていないが、これ
は、Si含有量が3.2wt%と低すぎるためであるこ
とから、Siの下限は4.0wt%とした。試験Mo.
3、No.4、No.5を比較すると前段階の圧下率によ
って、磁気特性が変化することがわかる。
【0037】鉄損を充分に低く抑制するためには、15
%以上の圧下率が必要であり、また、後段階の圧下率も
影響を与えており、試験No.12から前段階の圧下率
が20%である場合においても、後段階の圧下率が不充
分であると充分な磁気特性を得ることができないことが
わかる。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る高珪
素電磁鋼板の製造方法は上記の構成であるから、冷間圧
延をおこなっても割れの発生はなく、加工性を低下させ
ることがなく、また、圧延歩留まりを低下させることも
なく、さらに、磁束密度を充分に高くでき、さらに、鉄
損の低い電磁鋼板が得られるという効果を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C 0.01wt%以下、Si 4.0wt
    %を越え5.5wt%未満、 Mn 0.05〜1.0wt%、P 0.005〜0.1w
    t%、 S 0.01wt%以下、Al 0.2〜1.0wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片に
    対して熱間圧延を行った後、[60×Si(wt%)−
    90]℃〜550℃の温度において15%以上の圧下率
    により圧延を行い、引き続いて冷間圧延、焼鈍を行うこ
    とを特徴とする高珪素電磁鋼板の製造方法。
JP17946092A 1992-06-12 1992-06-12 高珪素電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05345920A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11530462B2 (en) 2017-12-26 2022-12-20 Posco Holdings Inc. Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11530462B2 (en) 2017-12-26 2022-12-20 Posco Holdings Inc. Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method therefor

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Effective date: 19990831