JPH07331331A - 磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法

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JPH07331331A
JPH07331331A JP12141994A JP12141994A JPH07331331A JP H07331331 A JPH07331331 A JP H07331331A JP 12141994 A JP12141994 A JP 12141994A JP 12141994 A JP12141994 A JP 12141994A JP H07331331 A JPH07331331 A JP H07331331A
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silicon steel
steel sheet
cooling
rolled
atmosphere
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Tomoji Kumano
知二 熊野
Takeshi Kubota
猛 久保田
Ryutaro Kawamata
竜太郎 川又
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Abstract

(57)【要約】 【目的】変態を有する無方向性電磁鋼板(NO)の冷延前
鋼帯の熱処理においてα相に変態する場合の平均冷却速
度及び雰囲気を制御することにより磁気特性が極めて優
れたNOを製造する。 【構成】基本成分系Si≦2.5 、Al≦1.0 重量%で且つSi
+2Al ≦2.5 重量%の変態を有する無方向性電磁鋼板を
(1)熱間圧延時のコイルの巻き取り温度をAr1 以上とし
た後の (2)移動更新する冷却体表面により凝固せしめて
鋼帯を製造し、Ar1 通過時の (3)熱間圧延して得られた
熱延鋼帯を焼鈍する場合、Ac1 以上まで加熱した後の冷
却時に、α相に(再)変態する時の冷却速度(Ar1 通過
時の平均冷却速度)を50℃/秒以下とし、変態時の雰囲
気を分圧比(=P H2 O/P H2 )≦0.1 で且つN2 を含有
するガスとする。 【効果】本発明を適用すると、鉄損と磁束密度の両者の
磁気特性が極めて優れた無方向性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、磁束密度が極めて高
く、鉄損が低い無方向性珪素鋼板(以下無方向性電磁鋼
板と云う)の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、小型回転機用電磁鋼板としての無
方向性電磁鋼板に対する品質向上の要求は省エネルギー
の観点から、益々強くなっている。鉄鋼メーカーの側で
もこの要望に応えるべく鋭意その研究開発を進めてお
り、工業的には、JISに規定されている数々のいわゆ
る低Siグレードの無方向性電磁鋼板の製造が行われて
いる。
【0003】この種のグレードの無方向性電磁鋼板の製
造においては、低鉄損を得るためには、高純度鋼の溶
製、珪素の含有量を増加させる、最終焼鈍温度時間を十
分にとること等が従来行われてきている。しかし、これ
らの方法では、よく知られているように、鉄損は改善さ
れるものの、磁束密度は低下する。このため、近年要求
されている、高効率化(省エネルギー化)には、限界が
あった。
【0004】これらを解決する方法として本発明者ら
は、既に特願平3−204419号、特願平3−204
420号、特願平3−204421号において、変態を
有する無方向性電磁鋼板の(1)熱間圧延の冷却時、
(2)移動更新する冷却体表面により凝固せしめて鋼帯
を得る場合の冷却時、(3)通常の熱間圧延にて得られ
た鋼帯の最終冷間圧延前焼鈍の冷却時において、その冷
却時のγ→α変態時の冷却速度を50℃/秒以下とする
ことにより最終焼鈍後の製品板の集合組織を制御して、
磁束密度が極めて高く鉄損が優れた無方向性電磁鋼板を
得る技術を出願した(この技術を以下γ処理と略記す
る。)。
【0005】また特願平5−24520号において、γ
+αの2相域→αの冷却速度を50℃/秒以下とするこ
とにより最終焼鈍後の製品板の集合組織を制御して、磁
束密度が極めて高く鉄損が優れた無方向性電磁鋼板を得
る技術を出願した(この技術を以下セミγ処理と略記す
る。)。これらによって磁気特性の良好な無方向性電磁
鋼板が得られているが、近年の磁気特性向上の要請は更
に高まっており、更なる磁気特性の向上が期待されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、γ処理ある
いはセミγ処理を行うに際し、磁気特性を向上させる上
で、より望ましい製造条件を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は磁束密度
が極めて高く、鉄損が低い無方向性電磁鋼板を(1)熱
間圧延の冷却時、(2)移動更新する冷却体表面により
凝固せしめて鋼帯を得る場合の冷却時、(3)通常の熱
間圧延にて得られた鋼帯の最終冷間圧延前焼鈍の冷却時
の3つの場合のγ→αまたはγ+α→α変態が生じるま
で(Ar1 点通過時まで)の冷却速度を規定することに
よって製造するに際し、その雰囲気条件を規定すること
によって極めて磁気特性の良好な(磁束密度が高く鉄損
が低い)無方向性電磁鋼板を得るものである。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
鋼中に含有する成分は、以下のように特定するのが好ま
しい。 C:低Siグレードの無方向性電磁鋼板の用途は、主に
小型回転機であり、特性の安定性の観点から、その使用
中に磁気特性の劣化(磁気時効)を起こさないことが要
求されるが、γ処理により、炭化物は、十分析出凝集す
るので、磁気時効現象は減少する。このためには、従来
言われているように極低炭素は、要求されなくて0.0
500%以下であればよい。
【0009】S:硫黄は、溶製時に不可避的に混入する
元素である。通常の無方向性電磁鋼板においては0.0
100%以下とすべきであるが、本発明の場合γ処理の
適用により無害化されるので厳しく制約する必要はな
い。望ましくは0.020%以下である。 N:従来の無方向性電磁鋼板の製造方法では、窒素は硫
黄と同様にその含有量が多いと、熱延のスラブ加熱時に
一部再固溶し、熱延中にAlN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板磁化時に
磁壁移動のピニング効果のため、製品で低鉄損が得られ
なかった。しかし、γ処理により析出物は粗大化し無害
化が可能である。従って特に厳しく制約されるものでは
なく0.010%以下であればよい。
【0010】Si,Al:Si,Alは、鋼板の固溶抵
抗を増加させ渦流損を低減するため添加されるが、炭素
が0.05%以下では、Si+Alが2.50%を超え
ると変態がなくなるので、2.50%以下とする。 Mn:加工性改善のため、またSの無害化のため添加さ
れる場合がある。添加する場合0.1%以上が好まし
い。2.0%を超えると磁束密度が劣化する傾向にある
ので最高2.0%を目安とする。 P:鋼板の打ち抜き性を高めるために0.1%まで添加
でき、0.2%以下であれば、磁気特性の点では問題が
ない。
【0011】B:ボロンは、Nの無害化のために、添加
できる。Nの量とのバランスが必要であるので最大0.
005%とする。しかし、γ処理のため添加の必要性は
少ない。機械特性の向上、磁性、耐錆性等の向上あるい
はその他の目的のために、Mn,P,B,Ni,Cr,
Sb,Sn,Cuを1種または2種以上含有させても本
発明の効果は損なわれない。
【0012】次にプロセス条件について説明する。本発
明では、γ処理時(あるいはセミγ処理時)の雰囲気を
規定するものである。著者らは、この雰囲気が磁性に及
ぼす影響を鋭意検討した。先ず、雰囲気の酸化度につい
て述べる。γ処理時は、かなり長時間その雰囲気に鋼板
が曝されるので、雰囲気の酸化度が重要である。例え
ば、ウェット雰囲気とした場合は脱炭はできるが、この
場合、表面に緻密な酸化層が形成され、冷延前のデスケ
ーリング(酸洗等)が、非常に困難になる。そしてこの
ような緻密な酸化層は後述の雰囲気における窒素の効果
を低下させるため望ましくない。このため、雰囲気は水
素を基本とする非酸化成分とする。具体的には、分圧比
(=P H2 O /P H2 )≦0.1とする。
【0013】本発明(3)の冷間圧延前焼鈍の場合に
は、γ処理前に酸洗等のデスケーリングを施すが、この
分圧比では、再デスケーリングは基本的に不要である。
仮にγ処理後にデスケーリングする場合であっても、こ
の範囲であれば、酸化層は増大しない。
【0014】次に、雰囲気ガス成分について述べる。上
記のごとく、雰囲気ガスの主成分は水素であるが、発明
者らは、この水素に窒素を混合させることで磁気特性が
著しく向上することを知見した。即ち、僅かでも窒素が
存在することが必要であり、水素が100%では、磁
性、特に磁束密度が劣化することを知見したのである。
この理由は、明らかでないが、現在のところ鋼板表面か
ら侵入したNにより、AlN(窒化アルミ)が形成さ
れ、このAlNが、変態時の徐冷での集合組織制御に影
響するためと考える。窒素の含有量は、僅かでも存在す
ればよい。実生産設備での制御能力を考慮し、水素濃度
は98%以下が望ましい。更に、製造コスト低減のため
には、水素含有量が少ない方が望ましい。
【0015】本発明の条件を満足すれば、ガスの成分と
してはAr,He等の不活性ガス等を含有させても本発
明の主旨は損なわれるものではない。Ar1 点までの冷
却速度は、γ処理あるいはセミγ処理の効果を得るた
め、50℃/秒以下とすればよい。本発明は上記のごと
くγ処理あるいはセミγ処理時の雰囲気酸化度、雰囲気
ガス組成の組合せ効果によって、その磁気特性向上効果
を飛躍的に高めるものである。
【0016】
【実施例】
〔実施例1〕
【表1】
【0017】上記成分(残部Fe及び不可避的不純物か
らなる)の珪素鋼スラブを通常の方法で加熱し、2.5
mm厚とし、1050〜950℃で熱延を終了し条件10
00〜900℃で巻き取り、1000〜850℃間の平
均冷却速度を1℃/秒(保温カバー使用)とし、カバー
内の雰囲気をH2 :100%、N2 :0%、H2
95%、N2 :5%、H2 :50%、N2 :50%、
2 :5%、N2 :95%、H2 :0%、N2 :1
00%とし、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30秒焼鈍した。その後、磁気特性
(L+Cの平均)を測定しその結果を表2に示した。な
お、γ処理時の分圧比(=P H2 O /P H2 )≦0.0
5とした。
【0018】
【表2】
【0019】このように本発明の方法を用いると、γ処
理の効果が十分に発揮され、磁束密度、鉄損ともに優れ
た方向性電磁鋼板の製造が可能である。
【0020】〔実施例2〕
【表3】
【0021】上記成分の溶鋼(残部Fe及び不可避的不
純物)を移動更新する冷却体表面にて凝固せしめて直接
2.5mmの鋼帯を得た。この場合、Ar3 +50℃以上
で巻き取り保温カバーを掛けて冷却することにより、A
3 +50℃からAr1 −50℃間を平均冷却速度0.
07℃/秒で冷却した。カバー内の雰囲気をH2 :1
00%、N2 :0%、H2 :95%、N2 :5%、
2 :50%、N2 :50%、H2 :5%、N2 :9
5%、H2 :0%、N2 :100%とし、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30秒
焼鈍した。その後、磁気特性(L+Cの平均)を測定し
た。その後酸洗を施し、0.50mmの厚みに冷間圧延を
した。表4に測定結果を示す。なお、γ処理時の分圧比
(=P H2 O /P H2 )≦0.05とした。
【0022】
【表4】
【0023】〔実施例3〕
【表5】
【0024】上記成分(残部Fe及び不可避的不純物)
の珪素鋼スラブを通常の方法で熱延し、2.5mm厚と
し、箱焼鈍で1100℃10分焼鈍後、切電後炉中冷却
した。カバー内の雰囲気をH2 :100%、N2 :0
%、H2 :95%、N2 :5%、H2 :50%、N
2 :50%、H2 :5%、N2 :95%、H2 :0
%、N2 :100%とし、その後酸洗を施し、0.50
mm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)を測定した。その後酸洗
を施し、0.50mmの厚みに冷間圧延をした。この場合
冷却速度は、0.07℃/秒であった。測定結果を表6
に示す。なお、γ処理時の分圧比(=P H2 O /P
H2 )≦0.05とした。
【0025】
【表6】
【0026】このように本発明の方法を用いると、磁束
密度、鉄損ともに優れた無方向性電磁鋼板の製造が可能
である。
【0027】
【発明の効果】本発明のようにγ処理あるいはセミγ処
理の雰囲気を特定することで、極めて磁気特性の良好な
無方向性電磁鋼板を得ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si≦2.5重量%、Al≦1.0重量
    %で且つ、Si+2Al:2.5重量%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物からなる珪素鋼スラブを通常の方法
    で溶製後、熱延し、一回の冷間圧延で所定の板厚とし、
    次いで仕上げ焼鈍を行って得られる無方向性珪素鋼板の
    製造方法において、熱間圧延のコイルの巻き取り温度を
    Ar1 以上とし、その後冷却してAr1 通過時までの冷
    却速度を50℃/秒以下とし、その時の雰囲気をP H2
    O /P H2 ≦0.1で且つN2を含有するガスとするこ
    とを特徴とする磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼
    板の製造方法。
  2. 【請求項2】 Si≦2.5重量%、Al≦1.0重量
    %で且つ、Si+2Al:2.5重量%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物からなる溶鋼を、移動更新する冷却
    体表面により凝固せしめて鋼帯を製造し、次いで前記鋼
    帯を冷間圧延で、所定の板厚とし、次いで仕上げ焼鈍を
    行って得られる無方向性珪素鋼板の製造方法において、
    溶鋼より凝固させ直接に鋼帯を製造する時の凝固冷却過
    程におけるAr1 通過時までの平均冷却速度を50℃/
    秒以下とし、その時の雰囲気をP H2 O /P H2 ≦0.
    1で且つN2 を含有するガスとすることを特徴とする磁
    気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 Si≦2.5重量%、Al≦1.0重量
    %で且つ、Si+2Al:2.5重量%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物からなる珪素鋼スラブを通常の方法
    で溶製、熱間圧延して得られた熱延鋼帯を必要に応じて
    焼鈍し、一回または、焼鈍を挟んで二回以上の冷間圧延
    で、所定の板厚とし、次いで仕上げ焼鈍を行って得られ
    る無方向性珪素鋼板の製造方法において、最終冷間圧延
    の前の熱処理で、Ac1 以上まで加熱し、その後、冷却
    させてα相に再変態する時のAr1 通過時までの平均冷
    却速度を50℃/秒以下とし、変態時の雰囲気をP H2O
    /P H2 ≦0.1で且つN2 を含有するガスとするこ
    とを特徴とする磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼
    板の製造方法。
  4. 【請求項4】 冷却時Ar1 通過時までの雰囲気ガス中
    の水素の濃度を98%以下とすることを特徴とする請求
    項1,2または3のそれぞれに記載の磁気特性が極めて
    優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
JP12141994A 1994-06-02 1994-06-02 磁気特性が極めて優れた無方向性珪素鋼板の製造方法 Withdrawn JPH07331331A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101482312B1 (ko) * 2012-09-05 2015-01-13 주식회사 포스코 자기적 성질이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN107245564A (zh) * 2017-06-19 2017-10-13 武汉钢铁有限公司 一种无取向硅钢内氧化层的控制方法

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