JPH0643613B2 - セミプロセス電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

セミプロセス電磁鋼板の製造方法

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JPH0643613B2
JPH0643613B2 JP61248231A JP24823186A JPH0643613B2 JP H0643613 B2 JPH0643613 B2 JP H0643613B2 JP 61248231 A JP61248231 A JP 61248231A JP 24823186 A JP24823186 A JP 24823186A JP H0643613 B2 JPH0643613 B2 JP H0643613B2
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裕義 屋鋪
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄損および磁束密度が共に優れたセミプロセ
ス電磁鋼板の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
無方向性電磁鋼板は製造後、ユーザー側でI形、E形等
の複雑な形状に打ち抜いて使用されることが多く、打ち
抜き後は歪取り焼鈍の施されることが多い。この歪取り
焼鈍は一般に750℃×2h程度の条件で実施され、結
晶粒の粗大化も可能なことから、鉄損特性の向上に利用
できる。また、電磁鋼板の打ち抜き性は結晶粒が小さい
ほど良好であるころから、打ち抜き前の段階にあっては
結晶粒の成長を抑えた方が好ましい。
そこで従来から、この歪取り焼鈍の実施を前提とした無
方向性電磁鋼板、すなわち歪取り焼鈍の実施によって始
めて所定の鉄損得性が得られる無方向性電磁鋼板が製造
されている。これはセミプロセス電磁鋼板と呼ばれ、歪
取り焼鈍を前提としないフルプロセス電磁鋼板と区別さ
れる。
このセミプロセス電磁鋼板は、従来はその鉄損を低下さ
せるため、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍の後に3〜15%
のスキンパス圧延を行って製造されることが多かった。
このようにして製造された電磁鋼板は歪取り焼鈍によっ
て結晶粒が粗大化し、確かに鉄損は低下するが、反面、
磁束密度が低下する問題を有していた。磁束密度も電磁
鋼板の重要な特性であり、その値は高いほど良い。
このようなことから、最近になって鉄損が低くしかも磁
束密度の高いセミプロセス電磁鋼板の開発が進められる
ようになり、既に有効な製造方法も提案されている。そ
の1つは、特公昭61−7446号公報に記載された方
法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この製造方法はC0.005以下、Si0.1〜1.
0、Mn0.75〜1.5%含有の熱延鋼板を使用する
ものであるが、スキンパス圧延を行わない場合には十分
な鉄損の低下が実現できず、逆にスキンパス圧延を行う
場合は鉄損は十分に低下させることができるものの、磁
束密度の低下が避けられず、十分な磁束密度を得るまで
には至らない。
鉄損低下については又、S量とのバランスを図った上で
Caを適量添加することの有効なことが、特公昭58−
17249号公報によって知られているが、この手段で
は鉄損は十分に低下するものの、磁束密度に対しては悪
影響を与えることが、本発明者らの調査により確認され
ている。
すなわち、従来にあっては、セミプロセス電磁鋼板にお
いて、十分な鉄損の低下と高磁束密度の確保を同時に達
成することは、不可能なことであった。
本発明は、上記実状に鑑みなされたものであって、ユー
ザー側での打抜き、歪取り焼鈍後において、十分に低い
鉄損値と高い磁束密度とを実現できるセミプロセス電磁
鋼板の製造方法の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記した従来公知の技術事項を踏まえ、
鉄損と磁束密度の2特性の両立を可能にする方法を見い
出すべく、鋭意実験、研究を進めた結果、C0.005
%以下、Si0.1〜1.0%、Mn0.75〜1.5
%に更に適量のCaを含有させるなら、スキンパス圧延
を省略して磁束密度の低下を回避する製造プロセスを採
用しても、歪取り焼鈍により十分に粒成長をさせてきわ
めて良好な鉄損値が得られることを知見した。
すなわち本発明は、C≦0.005%、Si0.1〜
1.0%、Mn0.75〜1.50%、P≦0.150
%、S≦0.005%、Sol.Al≦0.002%を含み、
更にCa/S0.3〜2.0の範囲内でCa≧0.00
01%を含み、残部Feおよび不可避的不純物よりなる
熱延鋼板を用い、これを脱スケール後、冷間圧延、焼鈍
を行うか、または脱スケールの前か、後に700〜85
0℃で30秒以上焼鈍をしたのち冷間圧延、焼鈍を行う
ことを特徴とするセミプロセス電磁鋼板の製造方法を要
旨とする。
上記本発明の方法は、原理的には、 鋼中の不純物成分としてのSを所定の低いレベルに
抑えるとともに、そのS量に対し一定の関係を満たす条
件下でCaを添加して、熱力学的に安定な硫化物を形成
させることにより、歪取り焼鈍磁の粒成長性を改善す
る。
またMnの適量添加により磁束密度に悪影響を及ぼ
すことなく、固有抵抗の増加を図る、 の2点により、スキンパス圧延なしで、歪取り焼鈍後に
おいて十分に低い鉄損値を実現しようというもので、ス
キンパス圧延を行わないことによって、磁束密度につい
ても良好なものが確保され、更に製造工程も簡略化され
る等、その派生効果は甚大である。
以下、本発明の構成要件について、具体的かつ詳細に説
明する。
○ まず、熱延鋼板の化学成分限定の理由は、次のとお
りである。
C:Cは鉄損低下の観点から、少ない方がよい。とく
に、磁気時効による鉄損増加は、C>0.005%にお
いて顕著となることから、0.005%以下とした。な
お、下限については、Cは少ないほど好ましいので、特
に限定しない。
Si:Siは固有抵抗を増加させ、鉄損低下に有効に寄
与する元素であるが、反面磁束密度の低下をもたらす。
1%をこえると、この磁束密度の低下が著しく、本発明
の目的の1つである鋼磁束密度が達成不可能となる。ま
た0.1%未満では、鉄損の面で十分な効果が期待でき
ない。よって、Siは0.1〜1.0%の範囲とした。
Mn:Siと同様固有抵抗の増加により鉄損低下に寄与
する効果がある。MnはSiのように磁束密度を低下さ
せるという弊害はなく、むしろ集合組織を改善し磁束密
度にとっても有利に働く。このような効果はしかし、
0.75%未満では十分に得られず、また1.5%をこ
えると、加工性悪化の問題を生じる。したがって、Mn
は0.75〜1.5%に限定した。
P:Pは鋼板の強度を高め打抜き性を改善するに有効な
元素であるが、0.150%をこえると鋼板の脆化が避
けられず、このため0.150%以下に限定した。な
お、下限については、歪取り焼鈍時の粒成長性はPが少
ないほど良好となる傾向があり、低P化は鉄損にとって
好ましいことである。したがって下限はとくに限定しな
かった。
S:SはMnSを形成して粒成長性を劣化させ、鉄損の
低下を阻む有害な元素である。本発明においては、この
ようなMnSとしての有害作用を、CaでSを優先的に
固定することにより排除するのであるが、Sが0.00
5%をこえるとCaによる固定が十分に達成され難く、
MnSの影響が残る。よって、Sは0.005%以下と
した。Sの下限については、特性の点からその制限は不
要である。ただし実際上は、製鋼技術、経済性の面から
可能な範囲は自ずと決まる。
Sol.Al:AlNの析出により粒成長性を悪化させ
鉄損を増加させる有害な元素であり、その意味におい
て、0.002%を上限とした。下限については、So
l.Alが少ないほど、歪取り焼鈍時の粒成長性はより
良好となって鉄損低下に有利であり、脱酸可能な範囲で
できるだけ少なくするのが好ましく、このようなことか
ら下限については特に限定を付さない。
Ca:Caは鋼中Sと化合して熱力学的に安定な硫化物
を形成し、MnSの生成を抑えてその悪影響を取り除く
効果があり、鉄損の低下に有効に寄与する。
第1図は、Ca添加の効果を示す実験データで、種々の
鋼中S量に対しCa添加材と無添加材の鉄損値をプロッ
トしたものである。実験の供試材はCa、S以外の鋼成
分は本発明条件を満たすもの(0.020〜0.005
0%C−0.2〜0.3%Si−0.95〜1.02%
Mn−0.65〜0.080P−0.0003〜0.0
01%Sol.Al,Ca添加材のCa/S:0.4〜
1.0)で、後述実施例に示すプロセス(熱延板焼鈍)
を適用した0.5mm厚の冷延板である。なお鉄損値は、
実施例に示す方法で測定した歪取り焼鈍後の値である。
同付から、S≦0.005%の領域において、Caが鉄
損の低減に有効に寄与することが明らかである。
ただし、添加量として、少なくとも0.0001%ない
と、このような鉄損に対する効果の発現は期待できな
い。
Ca量についてはまた、S量とのバランスが重要で、C
a/Sの比の値で0.3以上を確保しないと、鋼中Sの
固定が十分に行われず、効果的な鉄損改善が望み得ず、
またこの値が2.0をこえると、鉄損が悪化する傾向が
みられる。よって、Ca/S0.3〜2.0に限定し
た。
○ 次に、製造プロセスについて述べる。
熱延板焼鈍 本発明の方法は、基本的には上記のような成分組成にな
る熱間圧延鋼板を用い、これに脱スケール後、冷間圧
延、焼鈍(以下、最終焼鈍という)を施すものである
が、この際必要に応じ、脱スケールの前または後に焼鈍
(熱延板焼鈍)を実施する。この焼鈍は、とくに磁束密
度の上昇を狙いとするもので、条件としては700〜8
50℃×30秒以上、が採用される。すなわち、加熱温
度が700℃未満では、上記の目的が十分に達成され
ず、また850℃をこえると結晶粒が粗大化して冷間圧
延性の悪化や著しい肌荒れを来すことがある。一方保持
時間についても、これが30秒未満では十分な焼鈍効果
が期待できないことになる。保持時間は、原則的にはい
くら長くとっても差し支えないので、上限はとくに規定
しないが、長時間保持は経済的に不利なばかりで、効果
の上でもメリットはなく、実際的には20時間程度まで
に止めることが好ましい。
なお、熱延板を得る工程については、とくに制限するも
のでない。転炉溶製−連続鋳造−熱間圧延のプロセスを
経るのが常法であるが、本発明の場合にも、これと同じ
プロセスによることができる。
脱スケール、冷間圧延、最終焼鈍 何れも、通常どおりでよい。脱スケールは、酸洗処理が
一般で、冷間圧延は1回を原則とする。最終焼鈍につい
ては、鋼板の硬さ調整が主な目的で、条件としては、6
50〜800℃程度での焼鈍が好ましい。
なお、電磁鋼板を製造す場合、通常はさらに絶縁コーテ
ィングを付与する工程が入ってくるが、本発明の場合に
も、製造の最終工程としてこのコーティングの工程を実
施することは可能であり、本発明はこのようなケースを
も含むものとする。
〔実施例〕
第1表に示す各成分組成の鋼を転炉で溶製し、これを連
続鋳造により鋳片(250mm厚さ×1000mm幅)とな
し、続いて熱間圧延を行って厚み2.3mmの熱延板を得
た。次いでこの熱延板に酸洗−冷間圧延(2.3mm→
0.5mm)−最終焼鈍(700℃×30秒)を施した。
この際、No.2,3,5,9,14,15については、
酸洗後の段階で同表に示す条件の熱延板焼鈍を行い、ま
たNo.13,14については、最終焼鈍後に同表の条件
のスキンパス圧延を実施した。
こうして得た各供試鋼板について、750℃×2hの乾
中での歪取り焼鈍を行い、磁気特性(鉄損、磁束
密度)を調査した。特性調査は、30mm×280mmのエ
プスタイン試験片を、圧延方向とその直角方向から8枚
ずつ採取して行った。
結果を第1表から右欄に示す。
同表の結果について説明する。
・No.1〜3をみると、これらは鋼成分が本発明条件を
満たす同一のものであり、熱圧板焼鈍なしのNo.1に対
し、同焼鈍を本発明条件で行ったNo.3は、鉄損磁束密
度ともよりすぐれたものとなっている。これに対しNo.
2は、熱延板焼鈍は行っているがその条件が本発明範囲
外のものであり、No.1に対し磁気特性の改善は実質的
にみられない。
・No.4,5はそれぞれNo.1,No.3に対し実質的には
Ca添加のない点のみ異なるもので、これらは各々No.
1,No.3と比較して、鉄損の点で劣っている。
・No.6はSol.Al量が高く本発明範囲外である点
を除きNo.1と実質的差異のないものであるが、So
l.Al量が高い分だけNo.1に対し鉄損が悪くなって
いる。
・No.10,11は、それぞれCa/S値が本発明範囲
より高い点、Mnが本発明範囲を下廻る点を除き、本発
明例としてのNo.8と略同一条件のものであるが、これ
らはNo.8に対し、何れも鉄損の面で劣っており、No.1
1については更に磁束密度も劣っている。
・No.12,13は、Ca添加なしの条件(他の成分は
本発明範囲内)の下で、スキンパス圧延の影響をみたも
ので、スキンパス圧延なしのNo.12はとくに鉄損が劣
っており、これに対しスキンパス圧延を行ったNo.13
は、鉄損の点では改善がみられるものの、磁束密度の方
が低下している。
・No.14については、Caの有無以外は略同一条件の
本発明例No.9と比較すると、とくに磁束密度が低い値
となっている。
・No.17は、C量が本発明の範囲をオーバーするもの
で、C量以外は実質的に差異のない本発明例16と比べ
て、鉄損が高くなっている。
・No.18は、Si量が本発明範囲をこえるもので、S
i量以外は略同一条件の本発明例15に対し、磁束密度
が低くなっている。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明はセミプロセス電
磁鋼板の製造において、磁束密度を低下させるスキンパ
ス圧延を行うことなく、歪取り焼鈍後の特性として十分
に低い鉄損を実現することを可能にし、相反傾向をもつ
磁束密度と鉄損の両立を可能ならしめる効果があり、し
かもスキンパス圧延を行わず、また高価な元素の使用も
不要であることから、工数の節減のみならず、コスト面
でも有利であり、その実用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は鉄損に対するCaの効果を示す実験データであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C≦0.005%、Si0.1〜1.0
    %、Mn0.75〜1.50%、P≦0.150%、S
    ≦0.005%、Sol.Al≦0.002%を含み、更にC
    a/S0.3〜2.0の範囲内でCa≧0.0001%
    を含み、残部Feおよび不可避的不純物よりなる熱延鋼
    板を脱スケール後、冷間圧延、焼鈍することを特徴とす
    るセミプロセス電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】C≦0.005%、Si0.1〜1.0
    %、Mn0.75〜1.50%、P≦0.150%、S
    ≦0.005%、Sol.Al≦0.002%を含み、更にC
    a/S0.3〜2.0の範囲内でCa≧0.0001%
    を含み、残部Feおよび不可避的不純物よりなる熱延鋼
    板を脱スケールの前または後に700〜850℃で30
    秒以上焼鈍し、次いで冷間圧延、焼鈍することを特徴と
    するセミプロセス電磁鋼板の製造方法。
JP61248231A 1986-10-17 1986-10-17 セミプロセス電磁鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0643613B2 (ja)

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JPH0689402B2 (ja) * 1989-03-31 1994-11-09 新日本製鐵株式会社 磁性焼鈍後の磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS5524942A (en) * 1978-08-09 1980-02-22 Kawasaki Steel Corp Non-oriented electromagnetic steel plate less in ion depletion
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JPS617446A (ja) * 1984-06-21 1986-01-14 Toshiba Corp 線状体表面測定装置

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