JPH06235026A - 磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH06235026A
JPH06235026A JP2307593A JP2307593A JPH06235026A JP H06235026 A JPH06235026 A JP H06235026A JP 2307593 A JP2307593 A JP 2307593A JP 2307593 A JP2307593 A JP 2307593A JP H06235026 A JPH06235026 A JP H06235026A
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JP
Japan
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steel sheet
flux density
magnetic flux
iron loss
annealing
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JP2307593A
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Inventor
Ryutaro Kawamata
竜太郎 川又
Kunihide Takashima
邦秀 高嶋
Tadashi Nakayama
正 中山
Takeshi Kubota
猛 久保田
Tomoji Kumano
知二 熊野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電気機器の鉄心材料として用いら
れる無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。 【構成】 鋼中に重量%でSi≦2.50%、Al≦
1.00%かつ(Si+2Al)≦2.50%、および
残部がFeならびに不可避不純物からなるスラブを用
い、熱間圧延し熱延板とし、1回の冷間圧延工程で最終
板厚とし、ついで、仕上げ焼鈍を施す無方向性電磁鋼板
の製造方法において、熱間圧延後の巻取温度をAr3
以上とし、その後、Ar3 点以下(Ar3 +Ar1 )/
2点以上の温度で自己焼鈍し、この熱延板を酸洗後、圧
下率60〜90%の冷延を施すことを特徴とする磁束密
度が高く、鉄損が低い優れた磁気特性を有する無方向性
電磁鋼板の製造方法。 【効果】 本発明によれば無方向性電磁鋼板の磁束密度
を向上させかつ鉄損の低い材料を得ることが可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機器の鉄心材料と
して用いられる、磁束密度が高く、鉄損の低い優れた磁
気特性を有する無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】近年、省エネルギーの観点から無方向性
電磁鋼板の品質向上のニーズは高まってきている。これ
まで高磁束密度無方向性電磁鋼板としては低級グレード
の無方向性電磁鋼板が広く用いられてきている。これら
の無方向性電磁鋼板の特性向上のためには溶製段階での
高純化、鋼中のSi,Al含有量を多くする、仕上げ焼
鈍温度、時間の確保等が行われてきたが、高磁束密度と
低鉄損値を同時に得ることが困難であり、高磁束密度か
つ低鉄損材を得ることには限界があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おけるこのような問題点を解決し、低鉄損かつ高磁束密
度の無方向性電磁鋼板を得る方法を提供することを目的
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは以下の通りである。すなわち、(1)鋼中に重量%
でSi≦2.50%、Al≦1.00%かつ(Si+2
Al)≦2.50%を含有するスラブを用い、熱間圧延
し熱延板とし、1回の冷間圧延工程で最終板厚とし、つ
いで、仕上げ焼鈍を施す無方向性電磁鋼板の製造方法に
おいて、熱間圧延後の巻取温度をAr3 点以上とし、そ
の後、Ar3 点以下、(Ar3 +Ar1 )/2点以上の
温度にて2分以上3時間以内自己焼鈍することを特徴と
する磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製
造方法、ならびに、(2)前項(1)記載の無方向性電
磁鋼板の製造方法において、自己焼鈍処理した熱延板を
酸洗後、圧下率60〜90%の冷延を施すことを特徴と
する磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製
造方法である。
【0005】以下に、本発明を詳細に説明する。発明者
らは、従来技術における課題を解決すべく鋭意検討を重
ねた結果、変態を有する無方向性電磁鋼にあって、熱間
圧延時のいわゆる自己焼鈍条件および冷延条件を適切に
採ることによって、仕上げ焼鈍後の製品における磁気特
性が極めて高く、鉄損が良好な(鉄損値が低い)無方向
性電磁鋼板を得ることに成功した。すなわち、熱間圧延
条件(高温仕上げ、高温巻取および高温保持)を規定す
ることにより、仕上げ焼鈍後の製品における集合組織を
制御し、磁束密度が極めて高く鉄損が良好な(鉄損が低
い)無方向性電磁鋼板を製造するようにしたものであ
る。
【0006】無方向性電磁鋼板製造プロセスにおける高
温仕上げ、高温巻取それ自体は、自己焼鈍とよばれ、た
とえば特開昭54−76422号公報に開示されている
ように、既知である。発明者らは、鉄損値が低くかつ、
磁束密度が高い無方向性電磁鋼板を得るべく鋭意研究を
重ねた結果、α−γ変態を有する無方向性電磁鋼板の熱
間圧延工程において、巻取温度をAr3 点以上と十分高
くし、その後、Ar3 点以下、(Ar3 +Ar1 )/2
点以上の温度にて2分以上3時間以内自己焼鈍し、これ
を適切な圧下率にて冷延することによって仕上げ焼鈍後
の製品における集合組織を制御し、磁束密度が極めて高
く鉄損が良好な(鉄損値が低い)無方向性電磁鋼板を製
造し得ることを見いだした。
【0007】まず、成分について説明すると、製品の機
械的特性の向上、磁気的特性、耐錆性の向上あるいはそ
の他の目的のために、Mn,P,B,Ni,Cr,S
b,Sn,Cuの1種または2種以上を鋼中に含有させ
ても本発明の効果は損なわれない。
【0008】Cは0.050%以下であれば本発明の目
的を達成することができる。低級グレードの無方向性電
磁鋼板は主として小型回転機であり、使用中の磁気特性
の劣化、すなわち磁気時効を回避することが重要であ
る。このためには、通常は鋼中のCの含有量を低濃度に
制限する必要があるが、本発明においては、熱間圧延工
程のストリップ巻取温度をAr3 点以上とし、その後、
Ar3 点以下、(Ar3 +Ar1 )/2点以上の温度に
て自己焼鈍することから、炭化物その他の析出物、介在
物は十分に凝集析出するため磁気時効は減少する。従っ
て、磁気時効防止のため極低炭素とすることは要求され
ず、Cは0.050%以下であれば良い。
【0009】Sは鋼の溶製段階で不可避的に混入する元
素であり、Nは含有量が多いと、熱間圧延工程における
スラブ加熱中に一部再固溶し、熱間圧延中にMnS,A
lN等の析出物を形成し、仕上げ焼鈍時に再結晶粒の成
長を妨げたり製品が磁化されるときに磁壁の移動を妨げ
るいわゆるピニング効果を発揮し製品の低鉄損化を妨げ
る原因となる。従って、従来S≦0.010%、N≦
0.010%とすべきところであるが、本発明において
はCと同様の理由により析出物の粗大凝集化による無害
化がはかられるため、S≦0.020%、N≦0.01
0%であれば良い。
【0010】Si,Alは鋼板の固有抵抗を増大させ渦
流損を低減させるために添加される。C≦0.02%の
条件下では、(Si+2Al)が2.50%を超える
と、変態を生じなくなるので、(Si+2Al)≦2.
50%でなくてはならない。
【0011】Mnはその含有量が0.1%より少ないと
熱間加工性が悪化するため含有させるが、2.0%以上
になると鉄損が悪化するため、2.0%以下とする。P
は、製品の打ち抜き性を良好ならしめるために0.1%
までの範囲内において添加される。P≦0.2%であれ
ば、製品の磁気特性の観点から問題がない。BはNを無
害化させるために添加される。Nとの量のバランスが必
要であるから最大含有量を0.005%とする。本発明
においては熱延後に析出物の粗大凝集化が行われるか
ら、B添加の必要性は少ない。
【0012】次に本発明のプロセス条件について説明す
る。従来から、相変態を有する無方向性電磁鋼板の熱間
圧延工程においては、製品の磁気特性向上の観点から、
熱延板結晶粒径の制御が行われてきた。これらは、熱延
板すなわち冷延前の結晶粒径を極力粗大化することに主
眼がおかれており、熱延後のγ相からα相への変態は熱
延板の結晶粒径を微細化するために有害であるとみなさ
れ、これまで本発明のごとき高温巻取およびそれに続く
自己焼鈍工程によるγ相からα相への変態の利用は省み
られなかった。
【0013】しかし発明者らは鋭意検討を進めた結果、
熱間圧延工程においてγ相で当該ストリップを巻取り、
その自己焼鈍温度および自己焼鈍時間を適切に選定し、
γ相からα相への変態を制御することにより製品におけ
る磁気特性が著しく改善され得ることを知見し本発明の
完成に至った。しかして、本発明によれば、仕上げ焼鈍
時の条件を従来の焼鈍条件よりも高温にし時間を長くし
て粒成長させ製品の鉄損を改善しても、磁束密度が低く
なることはない。本発明においては、熱間圧延工程にお
ける巻取後、自己焼鈍をAr3 点以下、(Ar3 +Ar
1 )/2点以上の温度にて行うから、α相での溶解度が
小さい不純物の析出が十分に行われ、従って、仕上げ焼
鈍時の結晶粒成長が妨げられなくなり(不純物の無害
化)、従来の仕上げ焼鈍条件で処理しても鉄損が低くか
つ、磁束密度の高い製品を得ることができる。
【0014】前記成分からなる鋼スラブは、転炉で溶製
され連続鋳造あるいは造塊−分塊圧延により製造され
る。鋼スラブは公知の方法で加熱される。このスラブに
熱間圧延を施し所定の厚みとし、Ar3 点以上の温度に
て巻取った後、必要に応じこのコイルを保熱カバー等の
公知の方法にて保熱あるいはコイルの温度制御のため補
助加熱等の手段を用いることによりAr3 点以下、(A
3 +Ar1 )/2点以上の温度にて自己焼鈍する。こ
こで、巻取温度がAr3 点以下では自己焼鈍に入る前に
γ−α変態によりα相が多数核生成し熱延板の結晶粒が
十分成長せず磁束密度、鉄損ともに優れた製品が得られ
ない。このため、巻取温度はAr3 点以上とする必要が
ある。
【0015】本発明においては、自己焼鈍中にγ相から
α相への変態を行わしめると同時に、γ相、α相の粒成
長をも行わしめることが肝要であり、γ相域での自己焼
鈍ではこの過程を経ることができず、高磁束密度かつ低
い鉄損値を得ることができない。また、自己焼鈍温度が
(Ar3 +Ar1 )/2点を下回ると、自己焼鈍前にγ
−α変態によりα相が過度に核生成し、巻取温度をAr
3 点以下とした場合と同様な理由で製品の優れた磁気特
性発現に適した熱延板金属組織を得ることが不可能とな
るので(Ar3 +Ar1 )/2点以上とする。自己焼鈍
時間は2分未満では自己焼鈍の効果が十分でなく、高磁
束密度を得ることができない。また、3時間より自己焼
鈍時間が長くなるとその効果が飽和し、逆に生産性が低
下し、さらに高温保持中の過度の酸化により後工程での
酸洗性が著しく悪化し実用的でないので3時間以内とし
た。
【0016】自己焼鈍の際、後工程での酸洗性を良好に
するため、保熱カバー内をN2 等不活性ガス雰囲気ある
いは減圧下とするか、もしくは減圧後N2 等不活性ガス
雰囲気充填を行うことが好ましい。
【0017】また、巻取後所定の自己焼鈍を経た後のコ
イルは特段の処置なく放冷しても差し支えないが、後工
程での酸洗性を向上させるため、所定の熱履歴を経た
後、温度が低下した時点、好ましくはAr1 点以下すな
わちγ相からα相への変態が終了した時点でコイルを水
槽へ浸漬させる等の手段により冷却することも本発明の
効果を何等損なうものではない。
【0018】冷延率は60%以上90%以下、好ましく
は73%以上90%以下である。60%未満では磁束密
度が低下し、また磁束密度のL方向とC方向の差も大き
い。さらに、熱延板の仕上げ板厚が薄くなりすぎ、熱延
工程での生産性の低下をもたらすので、60%以上とし
た。一方、90%超では、(111)集合組織が急激に
増加し、磁束密度の急激な低下をもたらすので90%以
下とした。本発明においては、圧下率は73〜90%に
おいては特に、磁束密度が高いのみならず、磁束密度の
L方向とC方向の差が著しく小さいという無方向性電磁
鋼板にとって極めて優れた特徴をも合わせ持っている。
【0019】
【実施例】次に、本発明の実施例について述べる。 〔実施例1〕表1に示した成分を含有し、表2に示した
Ar1 ,Ar3 変態点をもつ無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて加熱し、熱延により2.5mmに仕上げ
た。この時、熱延終了温度を1150℃とし980℃付
近の温度で巻取った。この後コイルを直ちに保熱カバー
内に挿入し、920℃で60分自己焼鈍した。その後、
酸洗を施し、冷間圧延により0.50mmに仕上げた。こ
れを連続焼鈍炉にて、800℃で30秒間焼鈍し、磁気
特性を測定した。また、比較材として850℃付近の温
度にて巻取り、その後800℃で60分の保持を行い、
他の条件は同様にして磁気特性を測定した。表3および
表4に実施例中で述べた本発明と比較例の巻取温度、自
己焼鈍温度と磁気測定結果をあわせて示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】このように本発明の方法を用いると、磁束
密度の値が高く、鉄損値の低い材料が得られるだけでな
く、磁束密度B50のL方向の値とC方向の値との差が著
しく小さい製品板が得られることがわかる。
【0025】〔実施例2〕表5に示した成分および表6
に示したAr3 ,Ar1 変態点をもつ無方向性電磁鋼用
スラブを通常の方法にて加熱し、熱延により1.1〜
5.0mmに仕上げた。この時、熱延終了温度を約115
0℃とし980℃付近の温度で巻取った。表6に熱延終
了温度、巻取温度をあわせて示す。この後コイルを直ち
に保熱カバー内に挿入し、920℃で60分自己焼鈍し
た。その後、酸洗を施し、冷間圧延により0.50mm、
0.35mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて、800
℃で30秒間焼鈍し、磁気特性を測定した。表7,表8
に磁気測定結果を示す。
【0026】
【表5】
【0027】
【表6】
【0028】
【表7】
【0029】
【表8】
【0030】このように本発明の方法を用いると、冷延
率60〜90%にて磁束密度の値が高く、鉄損値の低い
材料が得られるだけでなく、特に冷延率73〜90%に
おいては磁束密度B50のL方向の値とC方向の値との差
が著しく小さい製品板が得られることがわかる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明法によれば
熱延時の巻取、自己焼鈍条件を、さらには冷延条件を適
切にすることにより磁束密度が極めて高く、かつ鉄損も
優れた無方向性電磁鋼板を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 猛 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 熊野 知二 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼中に重量%で、Si≦2.50%、A
    l≦1.00%かつ(Si+2Al)≦2.50%を含
    有するスラブを、熱間圧延して熱延板とし、1回の冷間
    圧延工程で最終板厚とし、ついで、仕上げ焼鈍を施す無
    方向性電磁鋼板の製造方法において、熱間圧延後の巻取
    温度をAr3 点以上とし、その後、Ar3 点以下、(A
    3 +Ar1 )/2点以上の温度にて2分以上3時間以
    内自己焼鈍することを特徴とする磁束密度が高く、鉄損
    の低い無方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の無方向性電磁鋼板の製造
    方法において、自己焼鈍処理した熱延板を酸洗後、圧下
    率60〜90%の冷延を施すことを特徴とする磁束密度
    が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法。
JP2307593A 1993-02-10 1993-02-10 磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH06235026A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996000306A1 (fr) * 1994-06-24 1996-01-04 Nippon Steel Corporation Procede de fabrication de tole d'acier electromagnetiquement non orientee presentant une densite elevee de flux magnetique pour un niveau faible de perte dans le noyau

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996000306A1 (fr) * 1994-06-24 1996-01-04 Nippon Steel Corporation Procede de fabrication de tole d'acier electromagnetiquement non orientee presentant une densite elevee de flux magnetique pour un niveau faible de perte dans le noyau
US5803989A (en) * 1994-06-24 1998-09-08 Nippon Steel Corporation Process for producing non-oriented electrical steel sheet having high magnetic flux density and low iron loss

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JPH02415B2 (ja)

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