JPH0718334A - 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number
JPH0718334A
JPH0718334A JP5167620A JP16762093A JPH0718334A JP H0718334 A JPH0718334 A JP H0718334A JP 5167620 A JP5167620 A JP 5167620A JP 16762093 A JP16762093 A JP 16762093A JP H0718334 A JPH0718334 A JP H0718334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
annealing
steel sheet
rolling
magnetic properties
electromagnetic steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5167620A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2819993B2 (ja
Inventor
Hiroyoshi Yashiki
裕義 屋鋪
Takashi Tanaka
隆 田中
Mitsuyo Doi
光代 土居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP5167620A priority Critical patent/JP2819993B2/ja
Publication of JPH0718334A publication Critical patent/JPH0718334A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2819993B2 publication Critical patent/JP2819993B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気特性に異方性が少ない電磁鋼板の製造方法
を提供する。 【構成】C:0.010%以下、Si:1.5〜4.0 %、Mn:1.0〜4.
0 %、S: 0.01%以下、sol.Al:0.003〜0.030 %、N:
0.001〜0.010 %を含む鋼スラブを、下記〜の工程
で処理する、鉄損が低く圧延方向と圧延直角方向の磁気
特性のバランスに優れた電磁鋼板の製造方法。 熱間圧延を行う工程 熱間圧延のまま、または熱間圧延後に焼鈍してから、
冷間圧延を行う工程 連続焼鈍により一次再結晶を起こさせる工程 H2雰囲気中で 800〜1000℃の温度域に4〜100 時間保
持して二次再結晶を起こさせる工程 【効果】鉄損の異方性が2.0 以下で、しかも圧延方向と
圧延直角方向の鉄損がともに低い電磁鋼板を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大型回転機用の鉄心材
料として優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】発電機や大型モーターのような大型の回
転機用鉄心には、鋼板の圧延方向(L方向)と圧延直角
方向 (C方向)の磁気特性のバランスが重要である。一
般には、ハイグレードの無方向性電磁鋼板と方向性電磁
鋼板が使用されている。
【0003】しかし、無方向性電磁鋼板を用いるとL方
向の磁気特性が十分とは言えず、この特性改善が課題と
なっている。一方、方向性電磁鋼板を用いると磁気特性
の異方性が強く、L方向の磁気特性は優れているがC方
向の磁気特性が極端に悪いため、やはり現状では十分に
満足できる磁気特性とはなっていない。加えて、方向性
電磁鋼板の製造には脱炭焼鈍や1200℃前後の高温での仕
上焼鈍が必要であるため、極めてコストが高いものとな
る。
【0004】以上のような問題を解決するために、いく
つかの提案がなされている。例えば特開平5−9666号公
報には、C:0.01 %以下、Si:1.5〜3.0 %、Mn:1.0〜3.
0 %、酸可溶性Al:0.003〜0.015 %を含有する鋼スラブ
から製造された鋼板を用い、二次再結晶のための焼鈍を
窒素含有雰囲気で行うことにより、脱炭焼鈍や1050℃を
超える高温焼鈍を施すことなく低コストで、良好な磁気
特性を有する方向性電磁鋼板を製造する方法が示されて
いる。
【0005】しかしこの方法は、C方向の磁気特性が極
端に悪いという方向性電磁鋼板の欠点の解消を目的とす
るものではない。
【0006】特開平5−70833 号公報には、スラブ加熱
温度1150〜1250℃で熱間圧延を行い、次いで中間焼鈍を
含む1〜2回の冷間圧延を行った後、脱炭焼鈍を施し、
その後必要に応じて 0.5〜5.0 %の圧下率で冷間圧延を
施した後、連続焼鈍を行う磁気特性の異方性のバランス
に優れた電磁鋼板の製造方法が示されている。
【0007】しかしこの場合も、一般の方向性電磁鋼板
に比べると異方性は減少しているが、鉄損のC/L(C
方向の鉄損W15/50 をL方向のそれで割った値)が2倍
を超えるレベルにあり、異方性の改善が十分に行われて
いるとは言えない。しかも、この方法では脱炭焼鈍や場
合により2〜3回の冷間圧延が必要であり、十分なコス
ト低減効果がない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鉄損
のC/Lが2.0 以下で極度の異方性がなく、しかもL方
向とC方向の鉄損がともに低いレベルにある、回転機用
の鉄心材料として優れた磁気特性を有する電磁鋼板を低
コストで製造する方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の製造
方法にある。
【0010】重量%で、C:0.010%以下、Si:1.5〜4.0
%、Mn:1.0〜4.0 %、S: 0.01%以下、酸可溶性Al:0.0
03〜0.030 %、N:0.001〜0.010 %を含有し、残部はFe
および不可避的不純物からなる鋼スラブを、下記〜
の工程で処理することを特徴とする、鉄損が低く圧延方
向と圧延直角方向の磁気特性のバランスに優れた電磁鋼
板の製造方法。
【0011】熱間圧延を行う工程 熱間圧延のまま、または熱間圧延後に焼鈍してから、
冷間圧延を行う工程 連続焼鈍により一次再結晶を起こさせる工程 H2雰囲気中で 800〜1000℃の温度域に4〜100 時間保
持して二次再結晶を起こさせる工程 本発明が狙いとする適度の磁気特性の異方性は、焼鈍時
の二次再結晶により形成された集合組織の影響によるも
のである。この二次再結晶は、一般にインヒビターと呼
ばれる析出物により、結晶粒の成長が抑制された状況下
で、ミラー指数の{110}<001>で表示されるゴ
ス方位の結晶粒が選択的に成長する現象である。
【0012】通常の方向性電磁鋼板においては、析出物
のインヒビター効果が極めて強く、ゴス方位集積度の高
い二次再結晶が発生する。このため、この場合はL方向
の磁気特性は著しく良好になるが、C方向のそれは極端
に劣化する。
【0013】本発明は次の知見に基づくものである。す
なわち、Si、Mn、Alの各含有量の制御と二次再結晶焼鈍
の雰囲気の制御により、比較的弱いインヒビター析出物
を生成させ、二次再結晶のゴス方位への集積度を適正化
すると、L方向とC方向の磁気特性の差が小さく、かつ
L方向とC方向の平均の磁気特性は高水準のものが得ら
れる。
【0014】
【作用】本発明の方法の対象となる鋼スラブの化学組
成、製造工程および製造条件を前記のように限定した理
由を説明する。以下、%は重量%を意味する。
【0015】(1)スラブの組成 C:0.010 %以下 製品中のCは鉄損に悪影響を及ぼすため、C含有量はス
ラブの段階で 0.010%以下、望ましくは0.005 %以下と
する必要がある。製品段階で残存したCは炭化物を生成
し、これが磁壁移動の障害物となり、鉄損が増加するか
らである。
【0016】Si: 1.5〜4.0 % Siは磁気特性に大きな影響を与える元素であり、その含
有量が増加するほど鋼板の電気抵抗が上昇して渦電流損
が低下し、結果として鉄損が減少する。しかし、Si含有
量が4.0 %を超えると加工性が劣化して冷間圧延が困難
となる。一方、1.5 %未満では鋼板の電気抵抗が低く、
鉄損の低減ができない。よって、Si含有量の範囲は 1.5
〜4.0 %とした。
【0017】Mn: 1.0〜4.0 % MnはSiと同様に鋼板の電気抵抗を上昇させるのに有効な
元素であるが、Mn含有量が1.0 %未満ではその効果が小
さい。
【0018】またMnは、インヒビター析出物である(A
l、Si、Mn)窒化物を形成し、二次再結晶焼鈍で、本発
明の狙いとする適度の異方性を有する磁気特性が得られ
る集合組織の形成に不可欠な元素である。この作用もMn
含有量が1.0 %以上で顕著となるので、この面からも1.
0 %以上とした。
【0019】一方、Mn含有量が4.0 %を超えると鋼中に
生成する(Al、Si、Mn)窒化物の分散状態が不適切にな
り、良好な磁気特性が得られない。よって、Mn含有量の
範囲は、 1.0〜4.0 %とした。
【0020】S:0.01%以下 SはMnと結合してMnS を形成する。本発明では焼鈍時の
集合組織を制御する主要なインヒビター析出物として、
(Al、Si、Mn)窒化物を用いる。したがって、一般の方
向性電磁鋼板のようにMnS をインヒビターとして使用し
ないので、Sを多量に含有させる必要はない。製品段階
で多量のMnS 粒子が鋼中に残存すると鉄損の劣化をもた
らす。このため、S含有量は0.01%以下とした。なお、
鉄損低減の観点から望ましいのは0.005 %以下である。
【0021】酸可溶性Al(sol.Al): 0.003〜0.030 % Alは、二次再結晶で適度な磁気特性の異方性を有する集
合組織を形成させるために必要なインヒビター析出物
〔(Al、Si、Mn)窒化物〕の生成に重要な役割を果たす
元素である。sol.AlとしてAl含有量が0.003 %未満では
十分なインヒビター効果が得られない。一方、0.030 %
を超えるとインヒビター量が多くなりすぎるとともに、
その分散状態が不適切になり、安定した二次再結晶が生
じない。よって、sol.Al含有量の範囲は 0.003〜0.030
%とした。
【0022】N: 0.001〜0.010 % Nはインヒビター窒化物を形成するために必要な元素で
ある。N含有量がスラブ段階で0.001 %未満では窒化物
の析出量が不足し、所望のインヒビター効果が得られな
い。一方、0.010 %を超えるとその効果は飽和する。よ
って、スラブ段階でのN含有量の範囲は 0.001〜0.010
%とした。
【0023】(2)製造工程および製造条件 素材の鋼スラブは上記の組成を持つものである。これは
転炉、電気炉などで溶製し、必要があれば真空脱ガスな
どの処理を施した溶鋼を、連続鋳造でスラブとしたも
の、またはインゴットにして分塊圧延しスラブとしたも
ののいずれでもよい。
【0024】(a)第の工程(熱間圧延) 熱間圧延の条件については特に制約はないが、望ましい
のは、加熱温度1100〜1270℃、仕上温度 700〜950 ℃で
ある。
【0025】(b)第の工程(熱延板焼鈍、冷間圧延) 熱延板は、所定の製品板厚まで冷間圧延する。このと
き、冷間圧延開始前に焼鈍(いわゆる熱延板焼鈍)を行
ってもよい。この熱延板焼鈍は、析出物の分散状態の適
正化と熱延板の再結晶によるミクロ組織の均質化を促進
し、二次再結晶の発生を安定化するのに有効である。
【0026】熱延板焼鈍を連続焼鈍で行う場合は 750〜
1100℃で10秒から5分の均熱、箱焼鈍で行う場合は 600
〜850 ℃で30分〜24時間の均熱とするのが望ましい。
【0027】(c)第の工程(仕上焼鈍前の連続焼鈍、
一次再結晶焼鈍) 後述する仕上焼鈍で安定した二次再結晶を発生させるた
めには、急速加熱による一次再結晶が必要である。この
ために連続焼鈍が有効であり、焼鈍温度は 700〜1000℃
とするのが望ましい。
【0028】(d)第の工程(二次再結晶のための仕上
焼鈍) 仕上焼鈍の目的は、適度のゴス方位集積度を持つ二次再
結晶を発生させることにある。このためには、二次再結
晶の発生する温度域でインヒビター強度を適切に制御す
ることが重要である。
【0029】仕上焼鈍において、 800〜1000℃の温度域
で4〜100 時間保持するのは、この温度域で最も適切な
インヒビター強度が得られ、適度にゴス方位へ集積した
二次再結晶が発生するからである。800 ℃未満ではイン
ヒビターの効果、すなわち粒成長抑制力が強すぎて二次
再結晶が発生しない。一方、1000℃を超える温度は二次
再結晶に必要なく、いたずらに製造コストを上昇させる
だけである。
【0030】800〜1000℃の温度域での保持時間が4時
間未満では、二次再結晶の発生に十分ではない。一方、
100 時間を超える保持は意味がなく、経済的にも不利で
ある。これらの理由で、仕上焼鈍の条件を 800〜1000℃
の温度域で4〜100 時間保持とした。
【0031】仕上焼鈍の雰囲気は、100 %のH2(工業的
な意味での純水素雰囲気)とする必要がある。窒素含有
ガスの場合には、雰囲気ガスによる鋼板の窒化が生じて
インヒビター効果が上昇し、ゴス方位への集積度が高す
ぎる二次再結晶が発生するからである。この場合には、
L方向の磁気特性は良好であるが、C方向のそれは劣化
し、所望の磁気特性のC/Lバランスが得られない。
【0032】100 %H2雰囲気の場合には、二次再結晶が
発生する 800〜1000℃の温度域で脱窒反応が進行してイ
ンヒビター窒化物が徐々に減少し、比較的弱いインヒビ
ター効果が生じて、適度なゴス方位への集積度を持つ二
次再結晶が発生する。
【0033】なお、仕上焼鈍の前に焼鈍時の焼付防止の
ために焼鈍分離剤を塗布することは、通常の方向性電磁
鋼板の製造の場合と同じである。仕上焼鈍後の工程とし
てはやはり同様に、焼鈍分離剤を除去した後、必要に応
じて絶縁コーティングを施したり、平坦化焼鈍を行うこ
とになる。
【0034】
【実施例】
(試験1)転炉で溶製し、真空処理で成分調整した後、
連続鋳造して得たC:0.0035 %、Si:2.66 %、Mn:2.14
%、S:0.005%、sol.Al:0.010%、N:0.0055 %を含有
し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブ
を、1220℃に加熱して仕上温度835 ℃で熱間圧延し、板
厚2.3mm に仕上げた。
【0035】次に、酸洗により脱スケールしてから、70
0 ℃で1時間均熱の箱焼鈍方式の熱延板焼鈍を行った
後、0.35mmに冷間圧延し、875 ℃で30秒均熱の連続焼鈍
で一次再結晶させた。次いで、焼鈍分離剤を塗布してか
ら、表1に示す条件で二次再結晶のための仕上焼鈍(加
熱・冷却速度:40℃/h、均熱時間:24h )を行った。
【0036】次に、焼鈍分離剤を除去後、800 ℃で30秒
均熱の平坦化のための連続焼鈍を行い、コーティングを
施して製品とした。これらの製品からエプスタイン試験
片を採取し、L方向とC方向の磁気測定を行った。エプ
スタイン試験片は一般のフルプロセス無方向性電磁鋼板
と同様に、応力除去焼きなましを実施せずに磁気測定に
供した。これらの測定結果を表1に併せて示す。
【0037】
【表1】
【0038】仕上焼鈍の均熱温度が本発明で定める条件
よりも低い試験番号1では、二次再結晶しなかったため
にC/L比は小さいが、L方向の磁気特性は改善されて
おらず、L、C両方向平均の磁気特性も劣っている。
【0039】仕上焼鈍の雰囲気が本発明で定める範囲外
の試験番号5では、L方向の磁気特性は良好であるが、
C方向のそれが極めて悪く、異方性の大きなものとなっ
ている。これに対して、本発明で定める条件を満たす試
験番号2〜4では、L、C両方向の磁気特性の差が小さ
く、両方向平均の磁気特性も良好である。
【0040】(試験2)表2に示す化学組成の5種類の
鋼を対象として試験1と同様の方法で板厚2.3mm の熱延
板に仕上げた。これらの板を860 ℃で1分均熱の連続焼
鈍方式の熱延板焼鈍を行ってから酸洗して脱スケールし
た後、冷間圧延により板厚0.35mmにした。
【0041】これらの冷延板を875 ℃で30秒均熱の連続
焼鈍で一次再結晶させた後、焼鈍分離剤を塗布して仕上
焼鈍を施した。仕上焼鈍は、100 %H2雰囲気中で加熱速
度40℃/hで890 ℃に昇温し、24時間の均熱後炉冷した。
【0042】このようにして得られた鋼板に、焼鈍分離
剤を除去後、800 ℃で30秒均熱の平坦化のための連続焼
鈍を行い、コーティングを施して製品とした。これらの
製品を用いて試験1と同じ方法で磁気特性を調査した。
結果を表3に示す。
【0043】
【表2】
【0044】
【表3】
【0045】Mn、Siの含有量が本発明で定める範囲外
の、それぞれ試験番号6、8、およびAlの含有量が本発
明で定める範囲外の試験番号10、11では、二次再結晶が
発生せず、異方性は小さいが、L方向の磁気特性が劣っ
ている。一方、本発明で定める条件を満たす試験番号
7、9では、磁気特性の異方性が比較的小さく、L、C
各方向の磁気特性がともに良好な優れたものとなってい
る。
【0046】(試験3)転炉で溶製し、真空処理で成分
調整した後、連続鋳造して得たC:0.0015 %、Si:3.06
%、Mn:2.54 %、S:0.003%、sol.Al:0.007%、N:0.0
045 %を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からな
る鋼スラブを、1240℃に加熱して仕上温度845 ℃で熱間
圧延し、板厚2.1mm に仕上げた。
【0047】次に、酸洗により脱スケールしてから、0.
50mmに冷間圧延し、875 ℃で30秒均熱の連続焼鈍で一次
再結晶させた。次いで、焼鈍分離剤を塗布してから、表
4に示す条件で二次再結晶のための仕上焼鈍(加熱・冷
却速度:40℃/h、均熱時間:24h )を行った。
【0048】次に、焼鈍分離剤を除去後、800 ℃で30秒
均熱の平坦化のための連続焼鈍を行い、コーティングを
施して製品とした。これらの製品を用いて試験1と同じ
方法で磁気特性を調査した。測定結果を表4に併せて示
す。
【0049】
【表4】
【0050】仕上焼鈍の雰囲気が本発明で定める条件外
の試験番号13では、L方向の磁気特性は良好であるが、
C方向のそれが極めて悪く、異方性の大きなものとなっ
ている。これに対して本発明で定める条件を満たす試験
番号12では、L、C両方向の磁気特性の差が小さく、両
方向平均の磁気特性も良好である。
【0051】
【発明の効果】本発明の方法によれば、鉄損のC/Lが
2.0 以下で極度の異方性がなく、しかもL方向とC方向
の鉄損がともに低いレベルにある電磁鋼板を低コストで
製造することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、C:0.010%以下、Si:1.5〜4.0
    %、Mn:1.0〜4.0 %、S: 0.01%以下、酸可溶性Al:0.0
    03〜0.030 %、N:0.001〜0.010 %を含有し、残部はFe
    および不可避的不純物からなる鋼スラブを、下記〜
    の工程で処理することを特徴とする、鉄損が低く圧延方
    向と圧延直角方向の磁気特性のバランスに優れた電磁鋼
    板の製造方法。 熱間圧延を行う工程 熱間圧延のまま、または熱間圧延後に焼鈍してから、
    冷間圧延を行う工程 連続焼鈍により一次再結晶を起こさせる工程 H2雰囲気中で 800〜1000℃の温度域に4〜100 時間保
    持し、二次再結晶を起こさせる工程
JP5167620A 1993-07-07 1993-07-07 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JP2819993B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5167620A JP2819993B2 (ja) 1993-07-07 1993-07-07 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5167620A JP2819993B2 (ja) 1993-07-07 1993-07-07 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0718334A true JPH0718334A (ja) 1995-01-20
JP2819993B2 JP2819993B2 (ja) 1998-11-05

Family

ID=15853168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5167620A Expired - Lifetime JP2819993B2 (ja) 1993-07-07 1993-07-07 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2819993B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170029632A (ko) 2014-09-01 2017-03-15 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 방향성 전자 강판

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170029632A (ko) 2014-09-01 2017-03-15 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 방향성 전자 강판
US10604818B2 (en) 2014-09-01 2020-03-31 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet
US11377705B2 (en) 2014-09-01 2022-07-05 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet

Also Published As

Publication number Publication date
JP2819993B2 (ja) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3172439B2 (ja) 高い体積抵抗率を有する粒子方向性珪素鋼およびその製造法
US4938807A (en) Process for production of grain oriented electrical steel sheet having high flux density
KR20240035911A (ko) 방향성 전자 강판의 제조 방법
JPH0885825A (ja) コイル全長にわたり磁気特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法
CN111417737A (zh) 低铁损取向性电磁钢板及其制造方法
JP2639226B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP3928275B2 (ja) 電磁鋼板
CN114829657A (zh) 取向电工钢板及其制造方法
JP2819994B2 (ja) 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法
JP2819993B2 (ja) 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法
JPH05186828A (ja) 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法
JP6228956B2 (ja) 低鉄損高磁束密度方向性電気鋼板及びその製造方法
JP2713028B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2712913B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH0762437A (ja) 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法
JP2671717B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JPH10183249A (ja) 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造方法
WO2022210504A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
KR101459730B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
EP4317471A1 (en) Production method for grain-oriented electrical steel sheet
JPH04362138A (ja) 磁気特性の優れた厚い板厚の一方向性電磁鋼板の製造方法
JPH09157747A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JPH10158740A (ja) 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造方法
JPH1180835A (ja) 磁束密度が高く、鉄損が極めて低い方向性電磁鋼板の 製造方法
JPH10273725A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法