JPH06184640A - 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH06184640A JP4342922A JP34292292A JPH06184640A JP H06184640 A JPH06184640 A JP H06184640A JP 4342922 A JP4342922 A JP 4342922A JP 34292292 A JP34292292 A JP 34292292A JP H06184640 A JPH06184640 A JP H06184640A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、磁束密度の高い一方向性電磁鋼板
を製造する方法を提供するものである。 【構成】 特定成分を含有する連続鋳造スラブにスラブ
加熱を施した後、熱延し、予備冷延、析出焼鈍、最終強
冷延により0.25mm以下の最終板厚とし、脱炭・一
次再結晶焼鈍し、最終仕上焼鈍によって高磁束密度一方
向性電磁鋼板を製造する方法において、予備冷延をワー
クロール径/熱延板厚≧60のワークロールで20〜5
0%の圧下率で行うことを特徴とする高磁束密度一方向
性電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は変圧器等の鉄心に使用さ
れる高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一方向性電磁鋼板は主に変圧器や発電機
の鉄心材料に使用されるが、省エネルギー化が要求され
ている昨今、更に磁束密度が高く、鉄損の少ない鋼板が
市場から要求されている。低鉄損を達成するためには、
鋼板のSi含有量を極力高め、素材の固有抵抗を上げて
渦電流損を下げる方法と、製品板厚を極力薄くし、渦電
流損を下げる方法が知られている。また、最近、製品の
鋼板表面にレーザ照射したり、歯形ロールにより鋼板表
面に溝を形成するというような磁区制御技術が開発さ
れ、実用化されており、鉄損を著しく少なくすることが
可能となっている。この場合、磁区制御後の鉄損は磁区
制御前の磁束密度が高いほど少なくなることが知られて
おり、磁束密度の高い鋼板を製造することが非常に重要
となっている。
【0003】磁束密度の高い一方向性電磁鋼板を得るに
は、{110}<001>方位いわゆるゴス方位に高度
に集積した二次再結晶組織を得ることが必要である。二
次再結晶には、インヒビターと一次再結晶集合組織が大
きく影響することが知られている。インヒビターについ
ては、仕上焼鈍を行うまでに鋼中に100〜1000Å
程度の析出分散相を均一微細に存在させることが必要
で、AlN、MnS、MnSeなどが一般的に知られて
いる。更には、結晶粒界に粒界偏析元素のSb、Sn、
Cu、Mo、Ge、B、Te、As、Biなどを偏析さ
せることが有用である。一方、一次再結晶集合組織につ
いては、従来から熱延、冷延、焼鈍の各工程条件を適切
に組み合わせることにより制御されてきた。
【0004】しかし、Si含有量を高め、かつ製品板厚
を薄くすると、仕上焼鈍での二次再結晶方位制御は難し
くなり、磁束密度の高い0.25mm以下の板厚の製品
を得ることは容易ではなかった。製品板厚が薄くなると
二次再結晶方位制御が難しくなる原因の一つは、同一熱
延板からより薄い製品を得るにはより大きい冷延圧下を
施すところとなり、集合組織上の不利が生じるためであ
る。また、製品板厚に応じて熱延板の板厚を減少させる
方法が考えられるが、熱延板を薄くすることは必然的に
熱延終了温度が低くなり、MnS、MnSeなどの析出
状態が不適切となり、磁気特性が劣化するという欠点が
生じ、この方法には限界がある。かかる問題の解決策と
して、熱延板に熱延板焼鈍を施した後、予備冷延する方
法がある。ところで、冷延工程については、冷延率、ワ
ークロール径、ワークロールの粗度などが磁気特性に影
響を及ぼすことが知られている。特に予備冷延における
ワークロール径の影響については、特開平4−2891
21号に、熱延板を(ロール径)/(板厚)≧50の圧
延機によって圧下率0.5〜15%で圧下した後、70
0〜1100℃の温度域で熱延板焼鈍し、中間焼鈍を挟
む2回以上の冷間圧延によって最終板厚に仕上げること
を特徴とする方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−28912
1号公報に提案されている方法は、予備冷延、熱延板焼
鈍に加えて、2回以上の冷間圧延を行う方法であり、製
造コストが高くなり、また工程管理が煩雑になるという
問題がある。また、インヒビターとしてAlNを用いて
おらず、最終強冷延の圧下率が80%未満の製造工程に
関するものであり、磁束密度B8 は1.92T前後しか
得られていない。本発明はインヒビターとしてAlNを
使用し、熱延板に予備冷延し、析出焼鈍し、81〜95
%の圧下率の最終強冷延するという工程で、予備冷延を
ワークロール径/熱延板厚≧60の冷延機で20〜50
%の圧下率で行う方法を提案するもので、磁束密度が高
く、製造コストが安く、工程管理が煩雑でない高磁束密
度一方向性電磁鋼板を製造する方法を提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、重量%で、C:0.015〜0.100%、S
i:2.0〜4.0%、Mn:0.03〜0.12%、
Sol.Al:0.010〜0.065%、N:0.0
040〜0.0100%、SおよびSeのうちから選ん
だ1種または2種合計:0.005〜0.050%、更
にSb、Sn、Cu、Mo、Ge、B、Te、As、お
よびBiから選ばれる1種または2種以上を0.003
〜0.3%含有し、残部は実質的にFeの組成になる連
続鋳造スラブにスラブ加熱を施した後、熱延し、予備冷
延を施し、析出焼鈍し、81〜95%の圧下率の最終強
冷延により0.25mm以下の最終板厚とし、脱炭・一
次再結晶焼鈍、最終仕上焼鈍、コーティング塗布によっ
て高磁束密度一方向性電磁鋼板を製造する方法におい
て、予備冷延をワークロール径/熱延板厚≧60の冷延
機で20〜50%の圧下率で行うことを特徴とする高磁
束密度一方向性電磁鋼板の製造方法にある。
【0007】本発明者は、磁気特性の優れた高磁束密度
一方向性電磁鋼板を製造する方法を検討したところ、予
備冷延のワークロール径をワークロール径/熱延板厚≧
60とすることが非常に有効であることを見出した。図
1は、本発明者が行った実験結果の一例である。本発明
に従った成分範囲にあるC:0.077%、Si:3.
29%、Mn:0.073%、S:0.021%、So
l.Al:0.030%、N:0.0074%、Sn:
0.10%を含有し、残部は実質的にFeからなる鋳片
を連続鋳造し、スラブ加熱後、板厚を2.30mmに熱
延した。そして種々のワークロール径の冷延機で1.8
0mmに22%の圧下率で予備冷延し、1000℃で2
分均熱後、急冷する析出焼鈍をし、100mmφのワー
クロール径の冷延機で0.22mmに87.8%の圧下
率で最終強冷延し、製品板厚とした。そして、冷延板に
脱炭・一次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍そしてコー
ティングを施す工程によって製品となした。この時の予
備冷延のワークロール径/熱延板厚と磁束密度との関係
を図1に示す。これより、ワークロール径/熱延板厚が
≧60の場合に特に高い磁束密度を得られることが分か
る。
【0008】本発明の構成要件およびその限定理由につ
いて述べる。Cは、下限0.015%未満では二次再結
晶が不安定となり、上限の0.100%は、これよりC
が多くなると脱炭所要時間が長くなり経済的に不利とな
るために限定した。Siは、下限2.0%未満では良好
な鉄損が得られず、上限4.0%を超えると冷延性が著
しく劣化する。
【0009】Mnは、下限0.03%未満では熱間脆化
を起こし、上限0.12%を超えると磁性不良を起こ
す。S、Seは、MnS、MnSeを形成するために必
要な元素で、これらの1種または2種の合計が下限0.
005%未満ではMnS、MnSeの絶対量が不足し、
上限0.050%を超えると熱間割れを生じ、また、最
終仕上焼鈍での純化が困難となる。
【0010】Sol.Alは、AlNを形成するために
必要な元素で、下限0.010%未満ではAlNの絶対
量が不足し、上限0.065%を超えるとAlNの適当
な分散状態が得られない。Nは、AlNを形成するため
に必要な元素で、下限0.0040%未満ではAlNの
絶対量が不足し、上限0.0100%を超えるとAlN
の適当な分散状態が得られない。
【0011】Sb、Sn、Cu、Mo、Ge、B、T
e、AsおよびBiは粒界に偏析させ、二次再結晶を安
定化させるが、これらから選ばれる1種または2種以上
の含有量が下限0.003%未満では偏析量が不足し、
上限0.3%は経済的理由と脱炭性の悪化によるもので
ある。予備冷延のワークロール径はワークロール径/熱
延板厚≧60とする。これよりも小さいと磁束密度を高
くできない。
【0012】予備冷延は1回または2回以上のパスで施
し、全圧下率で20〜50%とする。20%未満では、
線状細粒による磁性不良を起こす。予備冷延率が50%
を超えると集合組織が不適当となり、磁束密度の低下が
著しい。最終強冷延の圧下率については、81%未満で
も95%を超えても集合組織が不適当になるので二次再
結晶が不安定となる。
【0013】製品板厚を0.25mm以下と限定したの
は、最近の需要ニーズに対応して低鉄損の製品を得るた
めである。
【0014】
【実施例】
実施例1 C:0.068%、Si:3.19%、Mn:0.07
8%、S:0.021%、Sol.Al:0.021
%、N:0.0079%、Sn:0.14%、Cu:
0.07%を含有し、残部は実質的にFeからなる鋳片
を連続鋳造し、スラブ加熱し、熱間圧延して2.1mm
厚のホットコイルとした。次いで、種々のワークロール
径で1.30mmに38%の圧下率で予備冷延し、10
50℃×2分の均熱後急冷するという析出焼鈍をし、1
00mmφのワークロール径の冷延機で86.9%の圧
下率で最終冷延し、板厚を0.17mmとした。次い
で、得られた冷延板に脱炭・一次再結晶焼鈍を行い、最
終仕上焼鈍し、最終コーティングを施す工程を経て製品
となした。この時の予備冷延のワークロール径、ワーク
ロール径/熱延板厚と得られた製品の磁束密度B8 を表
1に示す。これより、本発明例は比較例と比べ高い磁束
密度が得られることが分かる。
【0015】
【表1】
【0016】実施例2 種々の成分を含有する鋳片を連続鋳造し、スラブ加熱し
た後、熱間圧延し、1.8mm厚の熱延板を得た。熱延
板焼鈍は1120℃で2分間の均熱後、急冷し、ワーク
ロール径/熱延板厚=38.9となるワークロール径7
0mmφの冷延機と、ワークロール径/熱延板厚=33
3.3となるワークロール径600mmφの冷延機で
1.10mmに39%の圧下率で予備冷延し、1000
℃で2分均熱後、急冷する析出焼鈍を行い、0.15m
mに70mmφのワークロール径の冷延機で86.4%
の圧下率で最終強冷延した。その後、得られた冷延板に
脱炭・一次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍し、最終コ
ーティングを施す工程を経て製品となした。この時の鋳
片の成分、予備冷延のワークロール径と製品の磁束密度
8 を表2、表3(表2のつづき−1)、表4(表2の
つづき−2)に示す。これより、本発明例は比較例に比
べ高い磁束密度を得られることが分かる。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、磁気特性の
優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板を製造でき、その工
業的効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】予備冷延のワークロール径/熱延板厚と製品の
磁束密度B8 の関係図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】しかし、Si含有量を高め、かつ製品板厚
を薄くすると、仕上焼鈍での二次再結晶方位制御は難し
くなり、磁束密度の高い0.25mm以下の板厚の製品
を得ることは容易ではなかった。製品板厚が薄くなると
二次再結晶方位制御が難しくなる原因の一つは、同一熱
延板からより薄い製品を得るにはより大きい冷延圧下を
施すところとなり、集合組織上の不利が生じるためであ
る。また、製品板厚に応じて熱延板の板厚を減少させる
方法が考えられるが、熱延板を薄くすることは必然的に
熱延終了温度が低くなり、MnS、MnSeなどの析出
状態が不適切となり、磁気特性が劣化するという欠点が
生じ、この方法には限界がある。かかる問題の解決策と
して、熱延板を予備冷延する方法がある。ところで、冷
延工程については、冷延率、ワークロール径、ワークロ
ールの粗度などが磁気特性に影響を及ぼすことが知られ
ている。特に予備冷延におけるワークロール径の影響に
ついては、特開平4−289121号に、熱延板を(ロ
ール径)/(板厚)≧50の圧延機によって圧下率0.
5〜15%で圧下した後、700〜1100℃の温度域
で熱延板焼鈍し、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延に
よって最終板厚に仕上げることを特徴とする方法が開示
されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】実施例2 種々の成分を含有する鋳片を連続鋳造し、スラブ加熱し
た後、熱間圧延し、1.8mm厚の熱延板を得た。ワー
クロール径/熱延板厚=38.9となるワークロール径
70mmφの冷延機と、ワークロール径/熱延板厚=3
33.3となるワークロール径600mmφの冷延機で
1.10mmに39%の圧下率で予備冷延し、1000
℃で2分均熱後、急冷する析出焼鈍を行い、0.15m
mに70mmφのワークロール径の冷延機で86.4%
の圧下率で最終強冷延した。その後、得られた冷延板に
脱炭・一次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍し、最終コ
ーティングを施す工程を経て製品となした。この時の鋳
片の成分、予備冷延のワークロール径と製品の磁束密度
8 を表2、表3(表2のつづき−1)、表4(表2の
つづき−2)に示す。これより、本発明例は比較例に比
べ高い磁束密度を得られることが分かる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.015〜0.100
    %、Si:2.0〜4.0%、Mn:0.03〜0.1
    2%、Sol.Al:0.010〜0.065%、N:
    0.0040〜0.0100%、SおよびSeのうちか
    ら選んだ1種または2種合計:0.005〜0.050
    %、更にSb、Sn、Cu、Mo、Ge、B、Te、A
    sおよびBiから選ばれる1種または2種以上を0.0
    03〜0.3%含有し、残部は実質的にFeの組成にな
    る連続鋳造スラブにスラブ加熱を施した後、熱延し、予
    備冷延を施し、析出焼鈍し、81〜95%の圧下率の最
    終強冷延により0.25mm以下の最終板厚とし、脱炭
    ・一次再結晶焼鈍、最終仕上焼鈍、コーティング塗布に
    よって高磁束密度一方向性電磁鋼板を製造する方法にお
    いて、予備冷延をワークロール径/熱延板厚≧60の冷
    延機で20〜50%の圧下率で行うことを特徴とする高
    磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
JP34292292A 1992-12-22 1992-12-22 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JP3331478B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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