JPH062042A - Production of grain-oriented silicon steel sheet with low iron loss for laminated iron core - Google Patents

Production of grain-oriented silicon steel sheet with low iron loss for laminated iron core

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JPH062042A
JPH062042A JP15679592A JP15679592A JPH062042A JP H062042 A JPH062042 A JP H062042A JP 15679592 A JP15679592 A JP 15679592A JP 15679592 A JP15679592 A JP 15679592A JP H062042 A JPH062042 A JP H062042A
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JP
Japan
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steel sheet
electron beam
silicon steel
optical system
electron
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JP15679592A
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Inventor
Masao Iguchi
征夫 井口
Kazuhiro Suzuki
一弘 鈴木
Eiji Hina
英司 日名
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH062042A publication Critical patent/JPH062042A/en
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Abstract

PURPOSE:To surely and stably scan an electron beam and to obtain a high quality product by adopting a beam optical system of single stage diaphragm for electron beam irradiation equipment and also controlling the range of a working distance. CONSTITUTION:The surface of a grain-oriented silicon steel sheet on which an insulating film is formed after finish annealing is irradiated with an electron beam in a direction intersecting a rolling direction. At this time, a beam optical system of single stage diaphragm is adopted for a beam passage from the generation of beam from an electron gun to a deflection coil. Further, the working distance of the beam optical system is set at a value in the range of 300 to 700mm. The working distance means the distance between the center of a focusing coil converging the electron beam and the position of the steel sheet. Because the breakage of the film on the steel sheet due to electron beam irradiation is prevented, the necessity of recoating can be obviated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電子ビームの照射を
利用する低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法において、
磁区細分化効果の安定化のほか、特に積鉄芯とした際の
磁歪(以下単に磁歪と示す)、トランスとして使用した
際の騒音(以下単に騒音と示す)及び鋼板形状の改善を
図ったもので、この一方向性珪素鋼板は、トランスや電
気機器の鉄心用材料として有利に使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet using electron beam irradiation,
In addition to stabilizing the magnetic domain subdivision effect, the improvement of the magnetostriction when used as a laminated iron core (hereinafter simply referred to as magnetostriction), the noise when used as a transformer (hereinafter simply referred to as noise), and the shape of steel plate Then, this unidirectional silicon steel sheet is advantageously used as a material for an iron core of a transformer or electric equipment.

【0002】一方向性珪素鋼板は製品の2次再結晶粒を
ゴス方位に高度に集積させること、その鋼板表面上にフ
ォルステライト被膜を被成し、さらにその上に熱膨張係
数の小さい絶縁被膜を被成して鋼板に張力を付与するこ
と、などにより磁気特性の向上を計るもので、厳格な制
御を必要とする複雑、多岐にわたる工程を経て製造され
ている。
In a unidirectional silicon steel sheet, secondary recrystallized grains of a product are highly integrated in a Goss orientation, a forsterite coating is formed on the surface of the steel sheet, and an insulating coating having a small thermal expansion coefficient is further formed on the forsterite coating. It is intended to improve the magnetic properties by, for example, applying a tension to the steel sheet by applying the above method, and is manufactured through complicated and various processes that require strict control.

【0003】このような一方向性珪素鋼板は、主として
変圧器、その他電気機器の鉄心として使用されており、
磁気特性として製品の磁束密度(B8 値で代表される)
が高く、鉄損(W17/50 値で代表される) が低いこと、
さらに表面性状が良好な絶縁被膜を被成していることな
どが要求されている。とくにエネルギー危機を境にして
電力損失の低減を至上とする要請が著しく強まり、変圧
器用鉄心材料としての鉄損のより低い一方向性珪素鋼板
の必要性はますます高まってきている。そして、この一
方向性珪素鋼板の鉄損改善の歴史は、ゴス方位2次再結
晶集合組織の改善の歴史であると云っても過言ではな
い。
Such a unidirectional silicon steel sheet is mainly used as an iron core of a transformer and other electric equipment,
Magnetic flux density of products as magnetic characteristics (represented by B 8 value)
High, and low iron loss (represented by the W 17/50 value),
Further, it is required to form an insulating film having a good surface property. In particular, the demand for reduction of power loss has been remarkably strengthened at the border of the energy crisis, and the need for unidirectional silicon steel sheet with lower iron loss as an iron core material for transformers has been increasing more and more. It is no exaggeration to say that the history of improving iron loss of this unidirectional silicon steel sheet is the history of improving the Goss-oriented secondary recrystallization texture.

【0004】[0004]

【従来の技術】2次再結晶粒を制御する方法として、Al
N ,MnS 及び MnSe 等の1次再結晶粒成長抑制剤、いわ
ゆるインヒビターを用いてゴス方位2次再結晶粒を優先
成長させる方法が実施されている。
2. Description of the Related Art As a method for controlling secondary recrystallized grains, Al
A method of preferentially growing secondary recrystallized Goss grains using a primary recrystallized grain growth inhibitor such as N 2, MnS and MnSe, a so-called inhibitor, has been implemented.

【0005】一方、上記の2次再結晶集合組織を制御す
る冶金的手段とは異なる鉄損改善技術も種々開発されて
いる。すなわち、市山 正:鉄と鋼、69(1983), P. 89
5、特公昭57−2252号公報、特公昭57−53419 号公報、
特公昭58−26405 号公報、及び特公昭58−26406 号公報
などにはレーザーを、又特開昭62−96617 号公報、特開
昭62−151511号公報、特開昭62−151516号公報、及び特
開昭62−151517号公報などにはプラズマを、それぞれ鋼
板表面に照射することにより、鋼板に局部微小歪を導入
して磁区を細分化し、鉄損を低下させる画期的な方法が
提案開示されている。しかしながら、これらの方法はい
ずれもエネルギー効率が5〜20%と低いため、鉄損の低
下にはコスト増を余儀なくされる不利があった。
On the other hand, various iron loss improving techniques different from the metallurgical means for controlling the secondary recrystallization texture have been developed. That is, Tadashi Ichiyama: Iron and Steel, 69 (1983), P. 89.
5, JP-B-57-2252, JP-B-57-53419,
Japanese Patent Publication No. 58-26405 and Japanese Patent Publication No. 58-26406 disclose lasers, and JP-A-62-96617, JP-A-62-151511, and JP-A-62-151516. JP-A-62-151517 and the like propose an epoch-making method of irradiating plasma on the surface of a steel sheet to introduce local microstrain into the steel sheet to subdivide magnetic domains and reduce iron loss. It is disclosed. However, all of these methods have a low energy efficiency of 5 to 20%, so that there is a disadvantage in that cost reduction is inevitable in reducing iron loss.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで発明者らは、エ
ネルギー効率が高い磁区細分化の手法について、特開昭
63−186826号、特開平2−118022号及び同2−277780号
各公報にて提案した。すなわち鋼板の表面に、高電圧及
び小電流で発生した電子ビームを圧延方向と交わる鋼板
の幅方向へ局所的に断続照射し、被膜を地鉄に圧入する
方法である。しかしながらこれらの方法は磁気特性の向
上は達成されるものの、磁歪、騒音及び鋼板形状のばら
つきが大きく、製品としての品質を備える鋼板の安定生
産が難しいところに問題を残していた。これは電子ビー
ムの鋼板表面から内部への侵入深さが、レーザー等の他
の手法と比較して深いためと考えられる。
Therefore, the inventors of the present invention have proposed a technique for domain division into domains having high energy efficiency.
63-186826, JP-A-2-118022 and JP-A-2-277780. That is, it is a method of locally and intermittently irradiating the surface of a steel sheet with an electron beam generated by a high voltage and a small current in the width direction of the steel sheet intersecting the rolling direction, and press-fitting the coating into the base metal. However, although these methods achieve improvement in magnetic properties, they have a problem that it is difficult to stably produce a steel sheet having quality as a product because of large variations in magnetostriction, noise and steel sheet shape. It is considered that this is because the penetration depth of the electron beam from the surface of the steel sheet to the inside is deeper than in other methods such as laser.

【0007】一方、電子ビーム照射による磁区細分化に
関し、米国特許第4199733 号及び同4195750 号各明細書
には、積鉄芯用では60J/in2 以上のエネルギー密度
で、及び巻鉄芯用では150 〜4000J/in2 のエネルギー
密度で行うことが開示されているが、電子ビームの侵入
深さに関しての配慮はなく、またエネルギー密度および
ビーム径は電子ビーム照射装置の種類や照射法によって
変化するため、製品の安定生産は難しい。
On the other hand, regarding magnetic domain subdivision by electron beam irradiation, US Pat. No. 4,1997,33 and US Pat. No. 4,195,750 each describe an energy density of 60 J / in 2 or more for a laminated iron core and a wound iron core. Although it is disclosed that the energy density is 150 to 4000 J / in 2 , no consideration is given to the penetration depth of the electron beam, and the energy density and the beam diameter vary depending on the type of electron beam irradiation device and the irradiation method. Therefore, stable production of products is difficult.

【0008】この発明は、上記の問題を解消し、高品質
の製品を安定に製造する方法について提案することを目
的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and propose a method for stably producing high quality products.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】発明者らは、電子ビーム
照射による積鉄芯用の一方向性珪素鋼板の磁区細分化処
理を、工業的に安定して行うための手法について検討し
たところ、電子ビームを確実にかつ安定して走査するこ
とが肝要で、これらの実現には電子ビームの収束や偏向
を司るビーム光学系が重要な役目を担っていることを知
見した。そこで、図1に使用目的および用途別に示し
た、現行の電子ビーム利用技術に関して詳細に検討し
た。
Means for Solving the Problems The inventors have studied a method for industrially stably performing magnetic domain subdivision of a unidirectional silicon steel sheet for laminated iron cores by electron beam irradiation. It was found that the electron beam must be reliably and stably scanned, and the beam optical system that controls the electron beam focusing and deflection plays an important role in realizing these. Therefore, the current electron beam utilization technology, which is shown in FIG. 1 according to the purpose of use and the purpose of use, was examined in detail.

【0010】すなわち、従来は細く絞った電子ビームを
容易にかつ長時間安定して使用するには、図1の左側に
示した、電子顕微鏡技術で多用されている3段、2段絞
りのビーム光学系を適用することが最適と考えられてい
た。電子顕微鏡に使用されている電子銃のフィラメント
は、W製の細いヘアーピン(0.1〜0.3mm φ) あるいは先
端が尖ったLaB6の単結晶であり、この方法は極めて細い
ビームの使用目的に最良と考えられるが、電子ビームを
容易かつ安全に使用ができないこと、さらに、高電圧ビ
ーム、ヘアーピン・フィラメントおよび数段絞りの光学
系を採用して高速極細ビームとなっているため、電子ビ
ーム照射の際は珪素鋼板上の絶縁被膜を破壊し、絶縁を
確保することが困難となることなどの問題点があり、こ
のため照射後再コートが必要となり、コスト・アップに
なるとともに、珪素鋼板の占積率が低下する不利があ
る。
That is, in order to easily and stably use a finely focused electron beam for a long time, a beam with a three-stage or two-stage aperture shown in the left side of FIG. It was considered optimal to apply an optical system. The filament of the electron gun used in the electron microscope is a thin hairpin (0.1-0.3 mmφ) made of W or a single crystal of LaB 6 with a sharp tip, and this method is the best for the purpose of using an extremely thin beam. It is conceivable that the electron beam cannot be used easily and safely, and the high voltage beam, the hairpin filament and the optical system of several stages are adopted to make it a high-speed ultrafine beam. Has a problem in that the insulation coating on the silicon steel sheet is destroyed and it is difficult to secure insulation. Therefore, recoating is required after irradiation, which increases the cost and occupies the space of the silicon steel sheet. There is a disadvantage that the rate drops.

【0011】また、図1の右側に示す、電子溶接、加熱
および溶解に使用する電子ビームは、1段絞りの電子光
学系を使用しているが、ここで使用される電子銃のフィ
ラメントは太い線状あるいは棒状のWのフィラメント
で、 0.5〜10mmφのビーム径であるため、珪素鋼板の磁
区細分化処理には不向きである。
The electron beam used for electron welding, heating and melting shown on the right side of FIG. 1 uses an electron optical system with a single-stage aperture, but the filament of the electron gun used here is thick. Since it is a linear or rod-shaped W filament and has a beam diameter of 0.5 to 10 mmφ, it is not suitable for magnetic domain subdivision processing of a silicon steel sheet.

【0012】そこで、電子ビーム照射を容易にかつ長時
間安定して使用可能な電子光学系について、原点に立ち
返って数多くの試行実験を行った。その結果、ビーム光
学系を一段絞りとし、かつ、そのワーキング・ディスタ
ンスを調節することによって、磁区特性、磁歪、騒音お
よび鋼板形状の優れた積鉄芯用磁区細分化一方向性珪素
鋼板を極めて安定に製造し得ることを新たに見出した。
また、電子銃のフィラメントについても検討したとこ
ろ、リボンフィラメントが有利であることが判明した。
Therefore, with respect to an electron optical system which can be easily and stably used for electron beam irradiation for a long time, many trial experiments were conducted by returning to the origin. As a result, by using the beam optical system as a single stop and adjusting the working distance, it is possible to obtain an extremely stable magnetic domain subdivision unidirectional silicon steel sheet with excellent magnetic domain characteristics, magnetostriction, noise and steel sheet shape. It was newly found that it can be manufactured.
Also, when the filament of the electron gun was examined, it was found that the ribbon filament is advantageous.

【0013】すなわちこの発明は、仕上焼鈍後に絶縁被
膜を被成した一方向性珪素鋼板の表面に、電子銃から射
出した電子ビームを、ビーム光学系にて収束および偏向
して、圧延方向と交わる向きへ照射するに当たり、該ビ
ーム光学系を1段絞りとするとともに、そのワーキング
・ディスタンスを 300〜700 mmとしたことを特徴とす
る、積鉄芯用低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法であ
る。
That is, according to the present invention, an electron beam emitted from an electron gun is converged and deflected by a beam optical system on the surface of a unidirectional silicon steel sheet coated with an insulating film after finish annealing to intersect with the rolling direction. A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet for a laminated iron core, characterized in that the beam optical system has a single-stage aperture upon irradiating in a direction, and the working distance thereof is 300 to 700 mm. Is.

【0014】ここに、ワーキング・ディスタンスとは、
図2で後述するところの、電子ビーム5を集束させる集
束コイル7の中心から、鋼板9の位置(電子ビーム照射
板)までの距離を云う。
Here, the working distance is
As will be described later with reference to FIG. 2, it refers to the distance from the center of the focusing coil 7 that focuses the electron beam 5 to the position of the steel plate 9 (electron beam irradiation plate).

【0015】また、実施に当たり、電子銃にリボン状フ
ィラメントを用いることが有利である。
In practice, it is advantageous to use ribbon filaments in the electron gun.

【0016】さて図2に、この発明に直接使用する電子
ビーム照射装置を示す。同図における番号1は排気口1
a,1bを備え真空槽を形成するするためのケーシング、
好ましくは10-2Torr以下の高真空としたケーシング1内
において、高圧インシュレータ2、電子を放出する電子
銃3及び電子銃3より放出された電子を加速するために
電子銃3と対向して配置したアノード4にて、電子ビー
ム5の射出を行う。さらに6は上記の電子線発生部を常
に高真空に維持するためのコラム弁、7は電子ビーム5
を集束させる集束コイル、そして8は集束させた電子ビ
ーム5を鋼板9の幅方向に走査するための偏向コイルで
ある。
FIG. 2 shows an electron beam irradiation apparatus used directly in the present invention. Number 1 in the figure is exhaust port 1
a casing for forming a vacuum chamber including a and 1b,
A high pressure insulator 2, an electron gun 3 for emitting electrons and an electron gun 3 arranged to face the electron gun 3 for accelerating the electrons emitted from the electron gun 3 in a casing 1 having a high vacuum of preferably 10 −2 Torr or less. The electron beam 5 is emitted from the anode 4. Further, 6 is a column valve for always maintaining the above electron beam generator in a high vacuum, and 7 is an electron beam 5
Is a focusing coil, and 8 is a deflection coil for scanning the focused electron beam 5 in the width direction of the steel plate 9.

【0017】この電子ビーム照射装置は、図2の装置に
おいて、電子銃3のビーム発生から偏向コイル8までの
ビーム通路に、一段絞りのビーム光学系を採用している
のが特徴で、加速電圧は60〜500kV の高電圧および加速
電流は5mA以下の低電流で発生した電子ビームを細く絞
り、さらに長時間の安定使用を達成するため、ビーム光
学系のワーキング・ディスタンスを 300〜700 mmの範囲
に設定して用いることが肝要である。また、電子銃3に
は、リボン状フィラメントを用いることが好ましい。
This electron beam irradiation apparatus is characterized in that, in the apparatus shown in FIG. 2, a beam optical system with a single-stage aperture is adopted in the beam path from the beam generation of the electron gun 3 to the deflection coil 8, and the acceleration voltage is increased. Is a high voltage of 60 to 500 kV and an accelerating current is a narrow current of 5 mA or less, and the working distance of the beam optical system is in the range of 300 to 700 mm in order to narrow down the electron beam generated and to achieve stable use for a long time. It is essential to set and use. Further, it is preferable to use a ribbon filament for the electron gun 3.

【0018】[0018]

【作用】次に、この発明の基礎となった実験結果につい
て、説明する。図2に示した電子ビーム照射装置を用い
て、仕上げ焼鈍後に絶縁被膜を施した一方向性珪素鋼板
の表面に、電子ビームを6mm間隔で圧延方向に直角に照
射するに当たって、ビーム光学系のワーキング・ディス
タンスを 100mmから1000mmまで変化させたときの、鉄損
の変化を、図3(a) に示す。なお、このときの電子ビー
ムの発生条件は、加速電圧:150kV 、加速電流:0.7mAお
よび真空度:3×10-4 Torr とした。また、図3の(b)
は、電子ビーム照射した後の製品の板形状(C反り量)
をワーキング・ディタンスに対してプロットしたもので
ある。同時に、同図(b) には電子ビーム照射後の製品に
ついて、再コートの必要があるか否かを調査した結果
も、併記する。
Next, the experimental results which are the basis of the present invention will be described. Using the electron beam irradiation device shown in FIG. 2, when irradiating the surface of a unidirectional silicon steel sheet having an insulating coating after finish annealing with an electron beam at intervals of 6 mm at right angles to the rolling direction, the working of the beam optical system was performed.・ The change in iron loss when the distance is changed from 100 mm to 1000 mm is shown in Fig. 3 (a). The electron beam generation conditions at this time were: acceleration voltage: 150 kV, acceleration current: 0.7 mA, and vacuum degree: 3 × 10 −4 Torr. Also, FIG. 3 (b)
Is the plate shape (C warpage amount) of the product after electron beam irradiation
Is plotted against working distance. At the same time, Fig. 2 (b) also shows the results of an investigation on whether or not the product after electron beam irradiation needs to be recoated.

【0019】図3(a) および(b) から明らかなように、
一方向性珪素鋼板製品の磁気特性が向上する領域は、ワ
ーキング・ディスタンスが 200〜700mm の範囲である
が、C反り量が少なく、かつ再コートが不要の領域は、
ワーキング・ディスタンスが 300mm以上の範囲であるこ
とがわかる。すなわち、ワーキング・ディスタンスが 3
00mm未満の場合は磁気特性は良好であるが、C反り量が
極端に悪くなるとともに、絶縁被膜の再コーティングが
必要となる。これはワーキング・ディスタンスが300mm
未満になると、ビーム径が小さくなり過ぎて、鋼板の局
所歪が大きくなるために、製品における板形状が劣化
し、かつ絶縁被膜の再コーティングが必要となるものと
考えられる。従って、ワーキング・ディスタンスを 300
〜700 mmの範囲に設定することによって、長時間の安定
使用が可能になるのである。
As is apparent from FIGS. 3 (a) and 3 (b),
The working distance is in the range of 200 to 700 mm in the area where the magnetic properties of the unidirectional silicon steel sheet are improved, but the area where the amount of C warpage is small and recoating is unnecessary is
It can be seen that the working distance is in the range of 300 mm or more. That is, the working distance is 3
If it is less than 00 mm, the magnetic properties are good, but the amount of C warpage is extremely poor, and it is necessary to recoat the insulating film. This has a working distance of 300mm
If it is less than the above range, the beam diameter becomes too small and the local strain of the steel sheet increases, so that the plate shape of the product deteriorates, and it is considered necessary to recoat the insulating film. Therefore, the working distance is 300
By setting in the range of ~ 700 mm, stable use for a long time becomes possible.

【0020】なお、電子ビーム照射条件としてワーキン
グ・ディスタンスを 300〜700mm の範囲に制御すること
によって、鋼板上の被膜は具体的には0.01〜5 μm の深
さまで圧入することができる。また、このときの電子ビ
ームの発生条件は、加速電圧を60〜500kV 、加速電流を
5mA以下とするのが望ましいことは既に述べた通りであ
るが、さらに照射エネルギー密度は2〜9J/cm2
し、これらの条件下で発生させたビーム径: 0.2〜0.45
mmの電子ビームを、スポット中心間隔:50〜500μm で
断続して、あるいは連続して照射することが好ましい。
By controlling the working distance in the range of 300 to 700 mm as the electron beam irradiation condition, the coating film on the steel sheet can be press-fitted to a depth of 0.01 to 5 μm. As described above, the electron beam generation condition at this time is preferably such that the acceleration voltage is 60 to 500 kV and the acceleration current is 5 mA or less, but the irradiation energy density is 2 to 9 J / cm 2 And the beam diameter generated under these conditions: 0.2 to 0.45
It is preferable to irradiate the electron beam of mm intermittently or continuously with the spot center interval: 50 to 500 μm.

【0021】ちなみに、この発明の方法の適用に関し一
方向性珪素鋼板の成分組成については、従来公知の成分
組成のものいずれもが適合するが、代表組成をあげると
以下の通りである。 C:0.01〜0.10wt% 熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみならず、
ゴス方位の発達に有用な成分であり、少なくとも0.01wt
% 以上の含有が好ましい。しかしながら0.10wt% を越え
て含有するとかえってゴス方位に乱れが生じるので上限
は0.10wt% が好ましい。
Incidentally, with respect to the application of the method of the present invention, as for the component composition of the grain-oriented silicon steel sheet, any of the conventionally known component compositions is suitable, and the representative compositions are as follows. C: 0.01 to 0.10 wt% Not only the refinement of the structure during hot rolling and cold rolling but also
It is a useful component for the development of Goss orientation, at least 0.01wt.
It is preferable that the content be at least%. However, if the content exceeds 0.10 wt%, the Goss orientation is rather disturbed, so the upper limit is preferably 0.10 wt%.

【0022】Si : 2.0〜4.5 wt% 鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与するが、2.
0 wt% に満たないと比抵抗が低下するだけでなく、2次
再結晶・純化のために行われる最終高温焼鈍中にα−γ
変態によって結晶方位のランダム化が生じ、十分な鉄損
改善効果が得られず、また、4.5 wt% を越えると冷延性
が損なわれる。従って、下限を4.5 wt%とすることが好
ましい。
Si: 2.0 to 4.5 wt% Increases the specific resistance of the steel sheet and effectively contributes to the reduction of iron loss.
If the content is less than 0 wt%, not only the resistivity decreases, but also α-γ during the final high-temperature annealing for secondary recrystallization and purification.
The transformation causes randomization of the crystal orientation, so that a sufficient iron loss improving effect cannot be obtained, and if it exceeds 4.5 wt%, cold ductility is impaired. Therefore, it is preferable to set the lower limit to 4.5 wt%.

【0023】Mn : 0.02 〜0.12wt% 熱間脆化を防止するため少なくとも0.02wt% を必要とす
るが、あまり多すぎると磁気特性を劣化させるので、上
限は0.12wt% が好ましい。
Mn: 0.02 to 0.12 wt% At least 0.02 wt% is required to prevent hot embrittlement, but if it is too much, the magnetic properties deteriorate, so the upper limit is preferably 0.12 wt%.

【0024】インヒビターとしては、大別してMns, mnS
e 系とAlN 系とがある。MnS, MnSe系の場合は、S:0.0
05 〜0.06wt% およびSe : 0.005〜0.06wt% のうちから
選ばれる少なくとも1種 S,Seはいずれも方向性珪素鋼板の2次再結晶を制御す
るインヒビターとして有力な成分である。ともに抑制力
確保の観点からは、少なくとも0.05wt% 程度を必要とす
るが、0.06wt% を越えるとその効果が損なわれるので、
その下限を0.005 wt% 、上限を0.06wt% とすることが好
ましい。
The inhibitors are roughly classified into Mns and mnS.
There are e type and AlN type. In case of MnS, MnSe system, S: 0.0
At least one selected from 05 to 0.06 wt% and Se: 0.005 to 0.06 wt% S and Se are both effective components as inhibitors that control the secondary recrystallization of grain-oriented silicon steel sheet. Both require at least about 0.05 wt% from the viewpoint of securing suppression, but if it exceeds 0.06 wt%, the effect will be impaired.
The lower limit is preferably 0.005 wt% and the upper limit is preferably 0.06 wt%.

【0025】AlN 系の場合は、 Al:0.005〜0.10wt% およびN:0.004 〜0.015 wt% AlおよびNの範囲についても、上述したMnS 系、MnSe系
の場合と同様の理由により上限の範囲とすることが好ま
しい。
In the case of AlN system, Al: 0.005 to 0.10 wt% and N: 0.004 to 0.015 wt% Al and N ranges are set to the upper limit range for the same reason as in the case of MnS system and MnSe system described above. Preferably.

【0026】インヒビター成分としては上記したS,S
e, Alの他に、Cr, Mo, Cu, Sn, Ge,Sb, Te, BiおよびP
などについても有利に適合するもので、それぞれ少量併
せて含有させてもよい。ここに上記成分の好適添加範囲
はそれぞれCr, Cu, Sn : 0.01 wt% 以上、0.5 wt% 以
下、Mo, Ge, Sb, Te, Bi : 0.005wt% 以上、0.1 wt% 以
下、P:0.01wt% 以上、0.2 wt% 以下であり、これら各
インヒビター成分についても単独使用および複合使用の
いずれの場合もが適合する。
As the inhibitor component, S and S described above are used.
In addition to e and Al, Cr, Mo, Cu, Sn, Ge, Sb, Te, Bi and P
These are also suitable, and may be contained together in small amounts. The preferred addition ranges of the above components are Cr, Cu, Sn: 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less, Mo, Ge, Sb, Te, Bi: 0.005 wt% or more, 0.1 wt% or less, P: 0.01 wt. % Or more and 0.2 wt% or less, and these inhibitor components are suitable for both single use and combined use.

【0027】次にこの発明の製造工程について述べる。
上記のように成分調整された溶鋼は連続鋳造によってス
ラブとされた後、1250℃以上の温度で加熱される。この
加熱は鋼中のインヒビターを解離・固溶するのに不可欠
である。加熱処理されたスラブは次に熱間圧延されて
1.5〜3.5mm 厚の熱延板とされる。その後均一化焼鈍を
行い、途中で中間焼鈍をはさむ1回以上の冷間圧延を施
して0.15〜0.35mm厚の最終冷延板とされる。その後鋼板
表面を脱脂し、 750〜850 ℃の温度範囲で湿水素中で脱
炭を兼ねる1次再結晶焼鈍が施される。その後この鋼板
表面上に MgOを主成分とする焼鈍分離剤がスラリー塗布
される。その後ゴス方位に高度に集積した2次再結晶粒
を発達させるために2次再結晶焼鈍が 830℃以上の温度
において焼鈍される。このとき一定の温度に30〜50時間
の長時間保定あるいは徐熱焼鈍が採用される。その後鋼
板を純化するために1150℃以上で3〜10時間乾H2中で焼
鈍される。その後鋼板表面上にリン酸塩とコロイダルシ
リカを主成分とする張力絶縁被膜が施される。次に、こ
のように処理された鋼板表面上に磁区細分化を行うため
電子ビーム照射が施される。
Next, the manufacturing process of the present invention will be described.
The molten steel whose components have been adjusted as described above is made into a slab by continuous casting and then heated at a temperature of 1250 ° C. or higher. This heating is indispensable for dissociation and solid solution of the inhibitor in steel. The heat treated slab is then hot rolled
It is a hot-rolled sheet with a thickness of 1.5 to 3.5 mm. After that, homogenizing annealing is performed, and at least one cold rolling is performed with intermediate annealing interposed therebetween to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.15 to 0.35 mm. After that, the surface of the steel sheet is degreased, and a primary recrystallization annealing that also serves as decarburization is performed in wet hydrogen in the temperature range of 750 to 850 ° C. After that, an annealing separator containing MgO as a main component is slurry-coated on the surface of the steel sheet. After that, the secondary recrystallization annealing is annealed at a temperature of 830 ° C or higher to develop highly integrated secondary recrystallized grains in the Goss orientation. At this time, long-term holding at a constant temperature for 30 to 50 hours or slow heat annealing is adopted. Then, in order to purify the steel sheet, it is annealed at 1150 ° C. or higher for 3 to 10 hours in dry H 2 . After that, a tension insulating coating containing phosphate and colloidal silica as main components is applied on the surface of the steel sheet. Next, electron beam irradiation is performed on the surface of the steel plate treated in this manner to subdivide magnetic domains.

【0028】電子ビーム照射処理においては、図2に示
したような、1段絞りのビーム光学系の電子ビーム照射
装置が好適に使用される。特にこの発明においては、図
2におけるビーム光学系のワーキング・ディスタンスを
300〜700mm の範囲にすることを必須条件とする。
In the electron beam irradiation process, an electron beam irradiation device of a beam optical system having a one-stage aperture as shown in FIG. 2 is preferably used. Particularly, in the present invention, the working distance of the beam optical system in FIG.
It is indispensable to set it in the range of 300 to 700 mm.

【0029】このような電子ビーム照射は、通常エア・
トウ・エア(Air-to-Air)方式の連続ラインを用いて行
われるが、バッチタイプのものも好適であり、そのとき
の真空度は5×10-6〜5×10-2 Torr が推奨される。
Such electron beam irradiation is usually performed by air
It is carried out using a continuous line of air-to-air system, but batch type is also suitable, and the vacuum degree at that time is recommended to be 5 × 10 -6 to 5 × 10 -2 Torr. To be done.

【0030】[0030]

【実施例】【Example】

(A) C:0.044 wt% 、Si:3.38 wt% 、Mn:0.066wt% 、Mo:
0.012wt% 、Se:0.018wt%およびSb:0.023wt% (B) C:0.068 wt% 、Si:3.35 wt% 、Mn:0.078wt% 、Mo:
0.012wt% 、Se:0.019wt%、Cu:0.08 wt% 、Sn:0.009wt%
およびAl:0.026wt% をそれぞれ含有する珪素鋼スラブを、1350℃で4時間加
熱後、熱間圧延して 2.3mm厚の熱延板とした後、1050℃
で3分間の中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延を施して0.
23mm厚の最終冷延板とした。ついで 835℃の湿水素中で
脱炭・1次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面上に MgOを
主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、その後10℃
/hで昇温して 850℃で50時間の2次再結晶焼鈍を行って
ゴス方位2次再結晶粒を優先成長させた後、1220℃の乾
水素中で5時間の純化焼鈍を施した。次いで鋼板表面上
にリン酸塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜
を被成した。
(A) C: 0.044 wt%, Si: 3.38 wt%, Mn: 0.066 wt%, Mo:
0.012wt%, Se: 0.018wt% and Sb: 0.023wt% (B) C: 0.068wt%, Si: 3.35wt%, Mn: 0.078wt%, Mo:
0.012wt%, Se: 0.019wt%, Cu: 0.08wt%, Sn: 0.009wt%
And a silicon steel slab containing Al: 0.026wt% are heated at 1350 ℃ for 4 hours, hot rolled into a 2.3mm thick hot-rolled sheet, then 1050 ℃
After performing cold rolling twice with intermediate annealing for 3 minutes at 0.
The final cold rolled sheet had a thickness of 23 mm. Then, after decarburizing and primary recrystallization annealing in wet hydrogen at 835 ° C, an annealing separator containing MgO as a main component is applied on the surface of the steel sheet by slurry, and then 10 ° C.
After performing secondary recrystallization annealing at 850 ° C for 50 hours at a temperature of / h to preferentially grow Goss-oriented secondary recrystallized grains, then perform purification annealing in dry hydrogen at 1220 ° C for 5 hours. . Next, an insulating coating containing phosphate and colloidal silica as main components was formed on the surface of the steel sheet.

【0031】その後、図2に示した装置を用いて、電子
ビーム〔電圧:150kV,電流:0.7mA、ワーキング・ディ
スタンス:500mm 、ビーム径:0.32mmφ(ナイフエッジ
法測定による)、真空度:5×10-4Torr〕を鋼板の圧延
方向と直交する方向に、照射幅:0.18mmおよび走査間
隔:6mmでジグザグ状に照射する処理を行った。かくし
て得られた製品の磁気特性および鋼板形状について調べ
た結果を、表1に示す。
Thereafter, using the apparatus shown in FIG. 2, an electron beam [voltage: 150 kV, current: 0.7 mA, working distance: 500 mm, beam diameter: 0.32 mmφ (by knife edge method measurement), vacuum degree: 5 X 10 -4 Torr] was irradiated in a zigzag shape in a direction orthogonal to the rolling direction of the steel sheet with an irradiation width of 0.18 mm and a scanning interval of 6 mm. Table 1 shows the results of examining the magnetic properties and the steel sheet shape of the product thus obtained.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【発明の効果】電子ビーム照射された一方向性珪素鋼板
はそのまま切断されて積鉄芯用のトランス材料として使
用されるが、この発明による、鋼板の被膜は電子ビーム
照射によって破壊されていないため、再コーティングは
不要である。またこの発明範囲に従う電子ビーム照射条
件を用いることによって、積鉄芯用に用いる製品の磁気
特性および鋼板形状を優れたものにでき、高品質の積鉄
芯用鋼板を提供し得る。
EFFECTS OF THE INVENTION A unidirectional silicon steel sheet irradiated with an electron beam is cut as it is and used as a transformer material for a laminated iron core, but the coating of the steel sheet according to the present invention is not destroyed by the electron beam irradiation. No recoating required. Further, by using the electron beam irradiation conditions according to the scope of the present invention, the product used for the laminated iron core can have excellent magnetic characteristics and the shape of the steel sheet, and a high-quality laminated steel sheet for the laminated iron core can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】現行の電子ビーム利用技術を使用目的および用
途別に示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a current electron beam utilization technique for each purpose and use.

【図2】この発明で用いる電子ビーム照射装置を示す模
式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electron beam irradiation device used in the present invention.

【図3】ワーキング・ディスタンスと鉄損または鋼板形
状および絶縁被膜の質との関係を示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between working distance and iron loss or steel plate shape and insulating coating quality.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 1a 排気口 1b 排気口 2 高圧インシュレータ 3 電子銃 4 アノード 5 電子ビーム 6 コラム弁 7 集束コイル 8 偏向コイル 9 鋼板 1 Casing 1a Exhaust port 1b Exhaust port 2 High-pressure insulator 3 Electron gun 4 Anode 5 Electron beam 6 Column valve 7 Focusing coil 8 Deflection coil 9 Steel plate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仕上焼鈍後に絶縁被膜を被成した一方向
性珪素鋼板の表面に、電子銃から射出した電子ビーム
を、ビーム光学系にて収束および偏向して、圧延方向と
交わる向きへ照射するに当たり、該ビーム光学系を1段
絞りとするとともに、そのワーキング・ディスタンスを
300〜700 mmとしたことを特徴とする、積鉄芯用低鉄損
一方向性珪素鋼板の製造方法。
1. An electron beam emitted from an electron gun is converged and deflected by a beam optical system onto a surface of a unidirectional silicon steel sheet coated with an insulating film after finish annealing, and irradiated in a direction intersecting the rolling direction. In doing so, the beam optical system has a single-stage aperture and its working distance is
A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet for a laminated iron core, which is characterized in that the thickness is 300 to 700 mm.
【請求項2】 電子銃にリボン状フィラメントを用い
る、請求項1記載の製造方法。
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein a ribbon-shaped filament is used in the electron gun.
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