JPH06240358A - 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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JPH06240358A
JPH06240358A JP2451293A JP2451293A JPH06240358A JP H06240358 A JPH06240358 A JP H06240358A JP 2451293 A JP2451293 A JP 2451293A JP 2451293 A JP2451293 A JP 2451293A JP H06240358 A JPH06240358 A JP H06240358A
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JP
Japan
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steel sheet
magnetic flux
hot
flux density
iron loss
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JP2451293A
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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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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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、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、熱間圧延工程におけるストリップ巻取温
度をAr3 点以上の温度域とし、その後Ar3 点からA
1 点までの平均冷却速度を50℃/秒以下としてスト
リップコイルを冷却しα相へ変態せしめ、これに圧下率
60〜90%の冷延を施すことを特徴とする磁気特性の
極めて優れた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
して用いられる軟磁性材料である磁束密度が高く、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鉄損値の低減のために溶製段階で
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。しかしなが
ら、これらの技術的手段による時は、高磁束密度と低鉄
損値を同時に達成することが困難であり、近年要請され
てきている高効率(省エネルギー)化には限界があっ
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。即ち、重量%でSi≦2.50
%、Al≦1.00%かつ(Si+2Al)≦2.50
%を含有するスラブを、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、熱間圧延工程
におけるストリップ巻取温度をAr3 点以上の温度域と
し、その後Ar3 点からAr1 点までの平均冷却速度を
50℃/秒以下としてストリップコイルを冷却しα相へ
変態せしめ、これに圧下率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。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却
条件ならびに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。
【0005】すなわち、熱間圧延条件(高温仕上げ、高
温巻取およびその後の徐冷)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
くしかつ、冷却速度を小さくすること、ならびに適切な
圧下率にてこれを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、Ar3
からAr1 点までの範囲を50℃/秒以下の平均冷却速
度で冷却するから、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工程およびそれ
に続く冷却速度制御による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相でストリップを巻取り、変態
通過時の材料の冷却速度を制御することによって製品の
磁気特性が改善されることを発見した。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の自己焼鈍での冷却
速度が低いから、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する。この際、ストリップ
の巻取温度をAr3 点以上の温度域とし、その後Ar3
点からAr1 点までの平均冷却速度を50℃/秒以下と
して、ストリップコイルを冷却しα相へと変態せしめ
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る。このため、巻取後
の冷却速度を50℃/秒以下に制御する必要がある。ま
た、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。
【0016】本発明の高温巻取、徐冷処理は、熱間圧延
工程において行われるから、変態点(Ar3 )が低い材
料が好ましいが、変態点(Ar3 点)が高い材料である
場合には、熱間圧延機列の最終スタンドの直後に巻取機
(リール)を設置することによって、Ar3 点以上の温
度域で巻取ることができる。ただし、材料(ストリップ
コイル)の平均冷却速度を50℃/秒以下とするために
は、巻取後のストリップコイルに保温カバーを設置した
り、軽度の加熱手段を設けることが必要になる場合があ
る。その際、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。
【0017】また、巻取後所定の自己焼鈍を経た後のコ
イルは特段の処理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、α+γ2相域よりも温
度が低下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の成分および変態点を有するスラブを
通常の方法にて加熱し、熱延により2.5mmに仕上げ、
1150〜1000℃で熱延を終了し1100〜950
℃で巻取り、便宜的に巻取温度から850℃までの平均
冷却速度を500℃/秒(常温水に焼き入れ)、5
0℃/秒(強制空冷)、10℃/秒(空冷)、1℃
/秒(保温カバー使用)、0.07℃/秒(保温カバ
ー内で弱く加熱)の各冷却速度で冷却した。その後、酸
洗を施し、0.50mmの厚みに冷間圧延をした。冷間圧
延された鋼板を脱脂し、連続焼鈍炉にて、800℃で3
0秒焼鈍した。その後、磁気特性(L+Cの平均、L:
圧延方向、C:Lの90°方向)を測定した。これらの
値を比較法である(a)熱延750℃巻取、熱延板焼鈍
なし、(b)熱延800℃巻取後2時間保定の自己焼鈍
(特開昭54−76422号公報参照)材、(c)前記
(a)材を925℃で150秒の連続熱延板焼鈍した材
料と比較して表2,表3に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】このように本発明の方法を用いると、高磁
束密度でありながら鉄損が低い無方向性電磁鋼板を製造
することが可能である。
【0024】〔実施例2〕表4の成分からなるスラブを
通常の方法にて加熱し、熱延により1.2〜4.6mmに
仕上げ、約1150℃で熱延を終了し980℃付近の温
度で巻取り、便宜的に巻取温度から800℃までの平均
冷却速度を0.07℃/秒(保温カバー内で弱く加熱)
に制御した。その後、酸洗を施し、0.50mm、0.3
5mmの厚みに冷間圧延をした。冷間圧延された鋼板を脱
脂し、連続焼鈍炉にて、800℃で30秒焼鈍した。そ
の後、磁気特性(L+Cの平均、L:圧延方向、C:L
の90°方向)を測定した。表5に熱延終了温度、巻取
温度を、表6,表7に磁気特性の測定結果を示す。
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】
【表6】
【0028】
【表7】
【0029】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。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明法によれば鉄
損が極めて優れ、しかも圧延方向(L)およびそれと直
交方向(C)の差が著しく少なく、かつ高い値の磁束密
度を有する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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%でSi≦2.50%、Al≦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、熱間圧延工程におけるスト
    リップ巻取温度をAr3 点以上の温度域とし、その後A
    3 点からAr1 点までの平均冷却速度を50℃/秒以
    下としてストリップコイルを冷却してα相へ変態せし
    め、これに圧下率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。
JP2451293A 1993-02-12 1993-02-12 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 JPH06240358A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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