JPH0678572B2

JPH0678572B2 - 一方向性高磁束密度電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0678572B2
Application number: JP1079986A
Authority: JP
Inventors: 功岩永; 健三岩山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH02258926A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、2.5〜4.5％のSiを含む薄鋳片を素材とした高
い磁束密度を有する一方向性電磁鋼板の製造方法に関す
る。

（従来の技術）一方向性電磁鋼板は、トランス等の電気機器の鉄心材料
として使用されており、磁気特性として励磁特性と鉄損
特性が良好でなくてはならない。しかも近年特にエネル
ギーロスの少ない低鉄損素材への市場要求が強まってい
る。

しかし従来の製造方法では熱延、冷延、焼鈍などの複雑
な工程処理が必要なため、製造コストが非常に高いとい
う問題がある。そこで最近電磁鋼の溶鋼を急凝冷固法で
直接薄帯にする技術が開発された。この方法によれば、
溶鋼から直接成品または半成品が出来るので、製造コス
トを大幅に下げることができる。

この急冷凝固法で一方向性電磁鋼板を製造する方法は、
大きく分けて２つある。１つは例えば特開昭59−190326
号公報に開示されているように、３次再結晶と呼ばれる
表面エネルギーを利用した方法であるが、この方法は薄
帯の長手方向に｛110｝＜001＞方位の３次再晶を生じさ
せるために、真空またはH₂高純度雰囲気で焼鈍する必要
性から工業生産は難しく、また製品板厚も厚くできず極
薄材に限られるという問題がある。もう１つは従来熱延
法と同時に、インヒビターを活用する方法である。例え
ば熱延を完全に省略する方法としては特開昭53−97923
号、特開昭54−83620号、特開昭61−238939号、特開昭6
3−11619号、特開昭63−176427号、特開昭64−229号等
の各公報に開示されているように、インヒビターとして
AlN,MnS,MnSe,BN,Sbの活用が提案されている。

しかし急冷凝固法で熱延を完全に省略した場合、前記の
ような従来の方向性電磁鋼の溶鋼成分では、２次冷却速
度（凝固後の鋳片の冷却速度）を10℃/sec以上と十分大
きくしても0.1〜1.0μｍ位の粗大析出物が生じ易くイン
ヒビターとしての機能を発揮し難いことを本発明者らは
突き止めた。

（発明が解決しようとする課題）前記のように低コスト製造が可能な急冷凝固法におい
て、インヒビターを強化することで極めて磁気特性の優
れた製造方法を提供するのが本発明の目的である。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記問題を解決すべく検討を重ねた結
果、重量でC:0.03〜0.10％,Si:2.5〜4.5％,Mn:0.02〜0.
15％,S:0.01〜0.05％，酸可溶性Al:0.01〜0.04％,N:0.0
03〜0.015％を含み、残部実質的にFeからなる溶鋼にNb:
0.02〜0.20％を含有させると、２次再結晶が安定し磁気
特性が改善されることを見出した。これはNbが強力な炭
化物，窒化物形成元素であるため、Nb添加によって析出
が促進され、従って析出物の粗大化が抑制され微細分散
するためインヒビターが強化される効果と推定される。
このNb添加効果は、前記した従来公知の一方向性電磁鋼
素材成分一般に適用できる。

本発明の要旨は、重量で、C:0.03〜0.10％,Si:2.5〜4.5
％,Mn:0.02〜0.15％,S:0.01〜0.05％，酸可溶性Al:0.01
〜0.04％,N:0.003〜0.015％を含み、残部Fe及び不可避
的不純物からなる溶鋼を、連続的に急冷凝固して薄鋳片
を得、これを必要に応じて焼鈍した後、該鋳片に１回な
いし中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延を施し、さらに
脱炭焼鈍と仕上焼鈍を行う一方向性電磁鋼板の製造方法
において、前記薄鋳片がNb:0.02〜0.2％を含有すること
を特徴とする一方向性高磁束密度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。

インヒビターを活用した急冷凝固法による熱延工程を含
まない一方向性電磁鋼板では、前記したように従来の方
向性電磁鋼の溶鋼成分では、２次冷却速度（凝固分の鋳
片の冷却速度）を10℃/sec以上と十分大きくしても0.1
〜1.0μｍ位の粗大析出物が生じ易くインヒビターとし
ての機能を発揮し難いことを本発明者らは突き止めた。
この現象のメカニズムは明確ではないが、急冷凝固法で
得た鋳片が従来熱延法と比べて、加工歪みによる転位導
入が極端に少なくまた結晶粒も大きいので、析出サイト
が著しく少ないことが原因と推定される。このような析
出物の状態では従来熱延法と比べてインヒビターが弱い
ので、２次再結晶が不安定となるため冷間圧延の圧下率
を高くとれず、従って高磁束密度特性を得難い。

しかし通常の方向性電磁鋼の成分を含む溶鋼にNb:0.02
〜0.20％を含有させると、インヒビターが強化され前記
したように高圧延率まで２次再結晶が安定し磁束密度が
改善される。このNb添加は、２次再結晶が不安定な薄手
製品ほど有効である。

（作用）次に本発明において鋼組成および製造条件を前記のよう
に限定した理由を詳細に説明する。

本発明の出発素材は、重量で、C:0.03〜0.10％,Si:2.5
〜4.5％,Mn:0.02〜0.15％,S:0.01〜0.05％，酸可溶性A
l:0.01〜0.04％,N:0.003〜0.015％を含み、残部実質的
にFeからなる溶鋼を、連続的に急冷凝固して得た薄鋳片
を用いる。

この鋼成分の限定理由は下記のとおりである。

Ｃはγ相が適当に生じ析出物の微細分散が良いように下
限を0.03％とし、また脱炭が困難とならない限り高めと
し、その上限を0.10％とする。

Siは鉄損を良くするため下限を2.5％とするが、多すぎ
ると冷間圧延の際に割れ易く加工が困難となるので上限
を4.5％とする。

さらに以下の成分は、２次再結晶のための析出分散相と
して使用する不純物であり、効果的作用のためには適当
量含有させる必要がある。即ち、Mn:0.02〜0.15％,S:0.
01〜0.05％，酸可溶性Al:0.01〜0.04,N:0.003〜0.015％
を含有させることで析出集積度の高い２次再結晶を得る
ことが出来る。

その他Cu,Sn,Sbはインヒビターを強くする目的で1.0％
以下において少なくとも１種添加しても良い。

次にこの薄鋳片素材を950〜1200℃で30秒〜30分の焼鈍
を行った後、最終冷延圧下率が80％以上になる１回ない
し中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延を施す。この後湿
水素雰囲気中で脱炭焼鈍を行い、さらにMgO等の焼鈍分
散剤を塗布して、２次再結晶と純化のため1100℃以上の
仕上焼鈍を行うことで、高い磁束密度を有する極薄一方
向性電磁鋼板が製造される。

次に本発明の実施例を挙げて説明する。

実施例第１表に示す鋼の成分組成を含む溶鋼を、双ロールを用
いて2.0mm厚の薄鋳片にした。

次いで1050℃で５分間焼鈍を行い、さらに酸洗した後冷
間圧延を行い0.15mm厚にした。また同一素材で酸洗後冷
間圧延で1.2mm厚にしたものを1050℃で５分間中間焼鈍
し、さらに冷間圧延を行い、0.15mm厚にした。次に湿潤
水素中で脱炭焼鈍し、MgO粉を塗布した後、1200℃に10
時間水素ガス雰囲気中で高温焼鈍を行った。得られた製
品の磁性は、第２表に示すように、１回及び２回冷延と
も本発明であるNb添加材の方が良好な磁気特性が得られ
た。

（発明の効果）本発明によれば、急冷凝固法により得られた珪素鋼薄鋳
片を素材とし、熱延を省略しして高い磁束密度を有する
一方向性電磁鋼板を安価に製造することができるので、
産業上裨益するところが極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶鋼中のNb添加量と磁気特性B₁₀の関係を示
したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量で、C:0.03〜0.10％,Si:2.5〜4.5％,M
n:0.02〜0.15％,S:0.01〜0.05％，酸可溶性Al:0.01〜0.
04％,N:0.003〜0.015％を含み、残部Fe及び不可避的不
純物からなる溶鋼を、連続的に急冷凝固して薄鋳片を
得、該鋳片に１回ないし中間焼鈍を含む２回以上の冷間
圧延を施し、さらに脱炭焼鈍と仕上焼鈍を行う一方向性
電磁鋼板の製造方法において、前記薄鋳片がNb:0.02〜
0.2％を含有することを特徴とする一方向性高磁束密度
電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】前記薄鋳片が、Cu,Sn,Sbの少なくとも１種
を1.0％以下含む請求項１記載の一方向性高磁束密度電
磁鋼板の製造方法。
【請求項３】前記薄鋳片を焼鈍する請求項１または２記
載の一方向性高磁束密度電磁鋼板の製造方法。