JPH06336611A - 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH06336611A
JPH06336611A JP12633193A JP12633193A JPH06336611A JP H06336611 A JPH06336611 A JP H06336611A JP 12633193 A JP12633193 A JP 12633193A JP 12633193 A JP12633193 A JP 12633193A JP H06336611 A JPH06336611 A JP H06336611A
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grain
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Hodaka Honma
穂高 本間
Katsuro Kuroki
克郎 黒木
Yasunari Yoshitomi
康成 吉冨
Hiroaki Masui
浩昭 増井
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Nippon Steel Corp
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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板
の製造方法を提案するものである。 【構成】 C,Si,Mn,Al,Nを含みS又はSe
を単独或いは複合で0.017〜0.050%を含有
し、必要に応じてSn,Cuを添加し、残部Feおよび
不可避的不純物からなるスラブを1280℃未満で加熱
熱延し、必要に応じて熱延板焼鈍をし、1回又は中間焼
鈍をはさむ2回の冷間圧延で最終圧延率80%以上と
し、脱炭焼鈍をし、脱炭焼鈍から仕上焼鈍昇温過程の二
次再結晶開始温度域の間で〔S〕含有量に応じた窒化を
施すものである。 【効果】 低温スラブ加熱で磁気特性の優れた一方向性
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】本発明は磁気特性の優れた一方向
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、主として変圧器、
発電機その他の電気機器の鉄芯材として用いられ、鉄芯
材が有する磁気特性として励磁特性と鉄損特性が良好で
あることの他、良好な被膜を有するものでなければなら
ない。一方向性電磁鋼板は二次再結晶現象を利用して圧
延面に{110}面、圧延方向に〈001〉を持ついわ
ゆるゴス方位を有する結晶粒を発達させることによって
得られる。
【0003】前記二次再結晶現象は、よく知られている
ように、仕上焼鈍昇温過程で生じるが、二次再結晶の発
現を十分なものとするためには、仕上焼鈍昇温過程にお
ける二次再結晶発現温度域まで一次再結晶粒の成長を抑
制する、AlN,MnS,MnSe等の微細な析出物、
いわゆるインヒビターを鋼中に存在させる必要がある。
従って、電磁鋼スラブはインヒビター形成元素、例えば
Al,Mn,S,Se,N等を完全に固溶させるため
に、1300〜1400℃といった高温に加熱される。
而して、電磁鋼スラブ中に完全に固溶せしめられたイン
ヒビター形成元素は、熱延板或いは最終冷間圧延前の中
間板厚の段階での焼鈍によってAlN,MnS,MnS
eとして微細に析出せしめられる。
【0004】現在、工業化されている一方向性電磁鋼板
の製造プロセスは、成分とプロセッシングの組み合わせ
で幾通りかあり、得られる製品特性もそれぞれ特徴を有
している。例えば、MnSをインヒビターとして機能せ
しめる製造プロセスは、2回冷間圧延法であって、得ら
れる製品の磁束密度(B8 値)は1.84〜1.86T
程度である。AlNを主インヒビターとして機能せしめ
る製造プロセスは1回冷間圧延での製造法であり、得ら
れる製品の磁束密度は1.89T以上と高く鉄損特性も
優れているが、1回冷間圧延法即ち高圧延率の問題は二
次再結晶粒が大きく、B8 特性の割には低鉄損が得られ
にくいという難点があった。
【0005】これを解決するために、例えば特公昭60
−48886号公報に記載された発明では二次再結晶の
小粒化を果たし、更に薄手化に成功し高B8 、低鉄損の
材料を得るにいたった。ところが、この製造方法におい
てはスラブ加熱温度を1350℃以上と極めて高い温度
で行うためスラブ加熱時の使用エネルギーの増大、ノロ
の発生による歩留まり低下及び加熱炉補修頻度の増大に
起因する設備稼働率の低下等が生じる。しかしこのよう
なコスト上の問題以上に重要なことは、鉄損向上のため
にSi含有量を多くし、製品板厚を薄くする、といった
手段を採ると線状の二次再結晶不良の発生が増大し、高
温スラブ加熱を前提とした製造法の限界をきたしてい
る。
【0006】これを解決する一つの方法として特開昭6
2−40315号公報に開示されている技術がある。こ
れは二次再結晶に必要なインヒビターは、脱炭焼鈍完了
以降から仕上焼鈍時の二次再結晶発現以前までに造り込
むものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は更に、スラブ
加熱温度を1280℃未満とし製造上のコスト低減及び
線状の二次再結晶不良部をなくし、高Si化を達成する
ことにより、磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造
方法を提供するものである。
【0008】
【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%として、C:0.100%以下、Si:
2.5〜4.5%、Mn:0.03〜0.15%、S又
はSeを単独或いは複合で0.017〜0.050%、
酸可溶性Al:0.010〜0.050%、N:0.0
020〜0.012%、必要に応じてSn:0.03〜
0.3%、Cu:0.02〜0.3%を含有し、残部F
e及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを1280
℃未満で加熱した後熱延し、必要に応じて熱延板焼鈍を
施し、1回又は中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延で最終
圧延率を80%以上とし、次いで脱炭焼鈍、及び仕上焼
鈍を行い、かつ、脱炭焼鈍から仕上焼鈍昇温過程の二次
再結晶開始温度域の間で窒化処理を施すものである。
【0009】以下本発明を詳細に説明する。本発明にお
いて出発材料とする電磁鋼スラブの成分組成の限定理由
は以下の通りである。Cはその量が0.100%を超え
ると熱延時の耳割れ及び脱炭時の時間が長くなり好まし
くない。下限は特に限定しないが0.025%程度がよ
い。Siはその含有量が2.5%未満になると低鉄損の
製品を得がたく、一方4.5%を超えて多くなりすぎる
と冷間圧延時に割れ、破断が多発する。MnはMnSを
形成しインヒビターとしての働きをする元素であるが、
その量が0.03%未満では二次再結晶が不安定となり
また熱延性も劣ってくる。一方0.15%を超えても磁
気特性上効果はない。S又はSeは前記Mnと結合して
MnS又はMnSeを形成するがその量は単独又は複合
で0.017%未満になると、高磁束密度鋼板が得られ
にくくなり、一方0.05%を超えても磁気特性上の効
果は望めない。好ましい範囲は0.020〜0.030
%である。
【0010】AlはNと結合してAlNを形成するが、
その量は酸可溶性Alとして、0.010〜0.050
%がよい。0.010%未満でも0.050%超でも良
好な二次再結晶粒は発達しない。Nは0.0010〜
0.012%にする必要がある。0.0010%未満で
は二次再結晶粒を発達させるのが困難になり、一方0.
012%を超えるとブリスターと呼ばれる鋼板表面の膨
れが発生する。Mnはその量が少なすぎると二次再結晶
が不安定になり、一方多すぎると高い磁束密度をもつ製
品を得にくくなる。好ましい含有量は0.050〜0.
10%である。
【0011】Snは一次再結晶集合組織を改善、つまり
ゴス核を付加しひいては二次再結晶粒の小粒化を図るに
有効な元素である。その適正な含有量は0.03〜0.
3%である。CuはSnとの複合添加において被膜の改
善を図る元素で適正な量は0.02〜0.3%である。
【0012】次にS含有量に応じて窒化量を決める理由
について説明する。本発明はスラブ加熱温度を1280
℃未満と低くしているため、AlN,MnS等は十分固
溶した状態にはなく、そのため最終冷間圧延前の鋼板に
は二次再結晶発現に有効なインヒビターが不足した状態
にあり、仕上焼鈍後に二次再結晶不良となり高磁束密度
鋼板が得られない。これは〔S〕含有量の少ないもの程
顕著である。これを解決する手段として脱炭焼鈍から仕
上焼鈍の二次再結晶発現直前の間に、〔S〕含有量に応
じて窒化する方法を見いだした。つまり、その窒化量を 65−0.12×〔S〕≦〔N〕≦120−0.21×
〔S〕 の範囲規制するものである。
【0013】図1にこの関係を得るにいたったデーター
を示す。C:0.075%、Si:3.27%、Mn:
0.075%、酸可溶性Al:0.028%、N:0.
0080%、Sn:0.10%、Cu:0.07%を含
み、Sの添加量は130,170,210,260,3
20,400,450,490ppm と変化させ残部Fe
及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを準備した。
これを1250℃で加熱後熱延し、2.3mm厚みの熱延
板とした。次いで1120℃×2.5min +900℃×
2min の焼鈍をした後急冷却し、酸洗し、冷間圧延して
0.23mm厚みにした。この後、脱炭焼鈍を840℃×
30sec.、湿窒素、水素雰囲気中で行った後、750℃
で窒化処理を水素、窒素、アンモニア混合ガス中で行っ
た。窒化量はアンモニアの添加量で変化させた。この後
MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し1200℃×
20hrs の仕上焼鈍を行った。図1から 65−0.12×〔S〕≦〔N〕≦120−0.21×
〔S〕 の関係にある範囲において高B8 が得られることが判
る。
【0014】次に、本発明の製造プロセスについて説明
する。電磁鋼スラブは、転炉あるいは電気炉等の溶解炉
で鋼を溶解し、必要に応じて真空脱ガス処理し、次いで
連続鋳造によって或いは造塊後分解圧延することによっ
て得られる。スラブ加熱温度は1280℃未満とする。
1280℃以上となると本発明の目的とする磁気特性の
優れた一方向性電磁鋼板が得られにくくなる。熱延板の
焼鈍は公知の方法で良いが、通常は900〜1170℃
の温度で行った後急冷却する。冷間圧延は、1回又は中
間焼鈍をはさむ2回以上で行い、最終回(1回法の場は
それ自身)の圧下率は高いB8 値を得るため80%以上
とする。脱炭焼鈍は脱炭を行う他に一次再結晶組織の調
整及び被膜形成に必要な酸化層を生成させる役割があ
る。これは通常800〜900℃の温度域で湿水素、窒
素ガス中で行う。窒化処理は脱炭焼鈍以降、仕上焼鈍の
二次再結晶発現直前までの間に行えばよい。脱炭焼鈍後
ストリップを走行せしめる状態下で行う場合は650〜
850℃の温度範囲で水素、窒素、アンモニアの混合ガ
ス中で行うのがよい。焼鈍分離剤はMgOを主成分とす
るスラリーを塗布し1100℃以上の温度で仕上焼鈍を
公知の方法で行う。
【0015】
【実施例】
(実施例1)C:0.062%、Si:3.05%、M
n:0.075%、S:0.025%、酸可溶性Al:
0.028%を含む鋼塊を1220℃で加熱した後、熱
延し2.3mm厚の熱延板にした。次に熱延板焼鈍を11
50℃で2分間行った後、100℃の湯中に急冷した。
この後酸洗し、次いで0.30mmまで冷間圧延を行っ
た。この冷間圧延に際しては各パス間で250℃、5分
間の時効処理をした。次いで脱炭焼鈍を840℃、15
0秒、露点60℃の水素、窒素混合ガス中で行った。こ
の後、750℃、30秒の窒化処理を水素75%、窒素
25%の混合ガス中にアンモニアの添加量を変えて行っ
た。更にMgOとTiO2 を主成分とする焼鈍分離剤を
塗布し1200℃、20時間の仕上焼鈍を行った。窒化
量と磁気特性の関係を表1に示す。本発明の範囲におい
て磁気特性の優れた材料が得られた。
【表1】
【0016】(実施例2)C:0.080%、Si:
3.25%、Mn:0.073%、:0.023%、酸
可溶性Al:0.026%、Sn:0.10%、Cu:
0.07%を含む鋼塊を1250℃で加熱した後、熱延
し2.3mm厚の熱延板にした。次に熱延板焼鈍を100
0℃、2分間行った後、酸洗し、次いで1.6mmまで冷
間圧延を行った。この後1120℃×2分+900℃×
2min の焼鈍を行った後、100℃の湯中に急冷した。
この後酸洗し0.23mm厚に冷間圧延した。この冷間圧
延に際しては各パス間で250℃、5分間の時効処理を
した。次いで脱炭焼鈍を840℃、90秒、露点60℃
の水素、窒素混合ガス中で行った。この後、750℃、
30秒の窒化処理を水素75%、窒素25%の混合ガス
中にアンモニアの添加量を変えて行った。更にMgOと
TiO2 を主成分とする焼鈍分離剤を塗布し1200
℃、20時間の仕上焼鈍を行った。窒化量と磁気特性の
関係を表2に示す。本発明の範囲において優れた磁気特
性の材料が得られている。
【0017】
【表2】
【0018】(実施例3)C:0.082%、Si:
3.52%、Mn:0.076%、S:0.030%、
酸可溶性Al:0.027%、Sn:0.12%、C
u:0.08%を含む鋼塊を1250℃で加熱した後、
熱延し2.3mm厚の熱延板にした。次に熱延板を酸洗
し、次いで1.55mmまで冷間圧延を行った。この後1
120℃×2分+900℃×2min の焼鈍を行った後、
100℃の湯中に急冷した。次いで酸洗し0.23mm厚
に冷間圧延した。この冷間圧延に際しては各パス間で2
50℃、5分間の時効処理をした。次いで脱炭焼鈍を8
40℃、90秒、露点60℃の水素、窒素混合ガス中で
行った。この後、750℃、30秒の窒化処理を水素7
5%、窒素25%の混合ガス中にアンモニアの添加量を
変えて行った。更にMgOとTiO2 を主成分とする焼
鈍分離剤を塗布し1200℃、20時間の仕上焼鈍を行
った。窒化量と磁気特性の関係を表3に示す。本発明の
範囲で磁気特性の優れた材料が得られている。
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば1
280℃未満の低温スラブ加熱で安定して磁気特性の優
れた一方向性電磁鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】〔S〕量、窒化量と磁気特性の関係を示す図表
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増井 浩昭 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 (4)

    【特許請求の範囲】 更に
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.100%以下、 Si:2.5〜4.5%、 Mn:0.03〜0.15%、 S又はSeを単独或いは複合で0.017〜0.050
    %、 酸可溶性Al:0.010〜0.050%、 N :0.0020〜0.012% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる電磁鋼
    スラブを1280℃未満で加熱した後熱延し、1回又は
    中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延で最終圧延率を80%
    以上とし、次いで脱炭焼鈍及び仕上焼鈍を行い、かつ脱
    炭焼鈍から仕上焼鈍昇温過程の二次再結晶開始温度域の
    間で窒化処理を施すことを特徴とする磁気特性の優れた
    一方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 重量%で、 C :0.100%以下、 Si:2.5〜4.5%、 Mn:0.03〜0.15%、 S又はSeを単独或いは複合で0.017〜0.050
    %、 酸可溶性Al:0.010〜0.050%、 N :0.0020〜0.012% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる電磁鋼
    スラブを1280℃未満で加熱した後熱延し、熱延板焼
    鈍をし、1回又は中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延で最
    終圧延率を80%以上とし、次いで脱炭焼鈍及び仕上焼
    鈍を行い、かつ脱炭焼鈍から仕上焼鈍昇温過程の二次再
    結晶開始温度域の間で窒化処理を施すことを特徴とする
    磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1、又は請求項2記載の鋼成分
    に、更に Sn:0.03〜0.5%、 Cu:0.02〜0.3% を含有することを特徴とする磁気特性の優れた一方向性
    電磁鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 脱炭焼鈍後にストリップを走行せしめる
    状態下で水素、窒素、アンモニアの混合ガス中で、窒化
    を施しその窒化量を〔N〕とし、鋼のS又はSeの含有
    量を〔S〕とした場合、 65−0.12×〔S〕≦〔N〕≦120−0.21×
    〔S〕 の関係が成り立つ条件で窒化することを特徴とする請求
    項1,2又は3の何れかに記載の磁気特性の優れた一方
    向性電磁鋼板の製造方法。
JP12633193A 1993-05-27 1993-05-27 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH06336611A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008987A1 (en) * 1996-08-30 1998-03-05 Acciai Speciali Terni S.P.A. Process for the production of grain oriented electrical steel strip having high magnetic characteristics, starting from thin slabs
WO1998028451A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-02 Acciai Speciali Terni S.P.A. Process for the production of grain oriented silicon steel sheet
KR100501005B1 (ko) * 2000-12-08 2005-07-18 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 제조방법
WO2019132134A1 (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그의 제조방법

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