JPH08288115A - 鉄損の低い方向性電磁鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 最終仕上げ焼鈍を経た含けい素鋼板につき、
鋼板表面の下地被膜中にAl成分を 0.1〜0.7 g/m²、Ti成
分を 0.1〜0.8 g/m²含有し、２次再結晶粒の圧延方向の
長さと板幅方向の長さとの平均アスペクト比が0.10〜0.
95であり、かつ磁化力800 A/m における磁束密度Ｂ₈ が
1.89 T以上であることを特徴とする鉄損の低い方向性電
磁鋼板。 【効果】 鋼板内の磁束密度分布の不均一をを低減する
ことができ、従来にも増して低鉄損を達成した方向性電
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】この発明は、変圧器その他の電気
機器の鉄心に用いて好適な低鉄損方向性電磁鋼板に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は、変圧器やその他の電
気機器用鉄心として利用され、磁気特性に優れること、
なかでも鉄損の低いことが要求される。この鉄損は概ね
ヒステリシス損と渦電流損の和で表すことができ、この
ヒステリシス損は強い抑制力をもつインヒビターを用い
ることにより、結晶方向をゴス方位、すなわち（１１
０）〈００１〉方位に高度に集積させること、磁化した
とき磁壁移動の際のピンニング因子の生成原因となる不
純物元素を低減させること、等により大幅に低減されて
きた。一方、渦電流損については、Si含有量を増加して
電気抵抗を増大させること、鋼板板厚を薄くすること、
鋼板地鉄表面に地鉄と熱膨張係数の異なる被膜を形成し
て地鉄に張力を付与すること、結晶粒の微細化により磁
区幅を縮小すること、等によって低減が図られてきた。

【０００３】さらに渦電流損を低減すべく鋼板の圧延方
向とほぼ垂直な方向に磁極を導入し、180 度磁区を細分
化する方法が開発されており、非耐熱型磁区細分化法と
してレーザー光（特公昭57-2252 号公報）、プラズマ炎
（特開昭62-96617号公報）等を照射する方法、耐熱型磁
区細分化法としては、２次再結晶後の鋼板に機械的加工
により溝を形成する方法（特公昭50-35679号公報）、仕
上焼鈍前に圧延方向と直交する方向に線状の刻み目を導
入する方法（特公平３-69968号公報）などがそれぞれ開
示されている。

【０００４】また、特開昭54-40223号公報には結晶の
［００１］方位の圧延面からの傾斜角を適正に制御する
ことで渦電流損を低減する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は、ヒ
ステリシス損低減のためには結晶方位のゴス方位への集
積が、また渦電流損の低減のためには圧延方向の磁区幅
の低減が主に図られてきたが、これらの方法のみでは今
まで以上の大幅な鉄損の改善は期待できなくなってき
た。

【０００６】この発明は、上記鉄損低減の要請に有利に
適合するものであり、方向性電磁鋼板の鉄損要因とし
て、新たに鋼板内の磁束密度分布の不均一に着目し、２
次再結晶の形状を規定することにより、このような不均
一を低減し、その結果、従来にも増して低鉄損を達成し
た方向性電磁鋼板を提案することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、最終仕上げ
焼鈍を経た含けい素鋼板につき、鋼板表面の下地被膜中
にAl成分を 0.1〜0.7 g/m²、Ti成分を 0.1〜0.8 g/m²含
有し、２次再結晶粒の圧延方向の長さと板幅方向の長さ
との平均アスペクト比が0.10〜0.95であり、かつ磁化力
800 A/m における磁束密度Ｂ₈ が1.89 T以上であること
を特徴とする鉄損の低い方向性電磁鋼板である。

【０００８】ここに、平均アスペクト比は、下記の式
(1)もしくは式(2) にて定めることができる。

【数１】

【０００９】前述したように方向性電磁鋼板の鉄損は、
ヒステリシス損及び渦電流損の二者に分けられる。前者
は磁壁移動の妨げとなる不純物元素量と、結晶方位［０
０１］の圧延方向への集積度とによって決まり、後者は
板厚、比抵抗、磁区幅によって決まるとされている。こ
れらの因子は、鋼板中の局所的な磁束密度の分布が均一
だとするならば、鋼板の磁気特性と良い対応を示し、こ
れらの因子の制御のみで鉄損低減が図られる。

【００１０】しかしながら、現実の多結晶鋼板、特に方
向性電磁鋼板のような結晶粒の大きな鋼板では、励磁状
態における磁束密度は不均一に分布している。この点に
着目して発明者らは、前述のような従来より知られる鉄
損決定因子の他に、鋼板内の局所局所の磁束密度の不均
一が電磁鋼板の鉄損を劣化させる一要因であることを明
らかにした。それゆえ、局所磁束密度分布の不均一度を
軽減した場合、詳しくは次の式(3) で定義される局所磁
束密度分布の不均一度ｒが0.15以下であるような場合
に、特に優れた磁気特性の鋼板が得られるのである。こ
の知見をもとに発明者らは、２次再結晶粒の形状を適正
化することによって、このような磁束密度分布の均一性
を制御できることを明らかにし、この発明に至ったので
ある。

【数２】

【００１１】以下、この発明を完成するために発明者ら
が行った、上述の２次再結晶粒の形状に関する種々の実
験及びその結果について述べる。Siを 3.3％含有する鋼
スラブを熱間圧延し、中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を
施して最終板厚としたのち脱炭、１次再結晶焼鈍を施
し、しかるのちに２次再結晶焼鈍、次いで純化焼鈍を施
す一連の工程によって一方向性けい素鋼板を製造するに
当たり、脱炭焼鈍後の鋼板表面に、Al₂O₃ を０〜10％、
TiO₂を０〜15％、SnO₂を０〜10％の範囲で種々に含有さ
せたMgO スラリーを塗布した種々の鋼板を、板幅方向に
０℃/cm , ５℃/cm , 10℃/cm , 20℃/cm , 30℃/cm 及
び40℃/cm の各条件になる温度勾配を与えながら昇温し
て２次再結晶を完了させ、次いで1200℃、10時間の純化
焼鈍を行った。

【００１２】その結果、２次再結晶焼鈍時の板幅方向へ
の温度勾配とMgO 中へのSnO₂の添加によって、鋼板平面
内で圧延方向に直交する方向へ長い２次再結晶粒形状の
鋼板が得られた。

【００１３】次に、以上のようにして得られた鋼板（板
厚0.23mm）を、圧延方向に長さ 280mm、これと直交する
方向に幅 100mmになる試片に剪断し、得られた試片の鉄
損W_{1 7/50}（最大磁束密度 1.7 T、周波数50Hzにおける損
失）を単板磁気試験器によって測定した。さらに、消磁
状態における各試片の平均的な磁区幅を磁区観察によっ
て求めた。

【００１４】その結果、鋼板表面の下地被膜中にAl及び
Tiを含有しないものは、平均の磁区幅が0.40〜0.50mmと
広く、またAlを 0.1 g/m² 未満、Tiを 0.1 g/m² 未満で
下地被膜中に含有する鋼板は磁区幅が0.30〜0.40mmとや
や広かった。これに対し、下地被膜中にAlを0.1 g/m²以
上、Tiを0.1 g/m²以上含有するものは平均磁区幅が0.30
mm未満と狭かった。なお、SnO₂のMgO への添加による磁
区幅の変化は認められなかった。

【００１５】次に、上述の各試片に酸洗マクロエッチン
グを施して２時再結晶組織を露わにし、各結晶粒の圧延
方向の平均長さＬ_i , 圧延方向と直交する方向の平均長
さＣ _i を計測し、前記式(1) により、各試片の平均アス
ペクト比ａ₁ を求めた。ここでＬ_{i ,} Ｃ_i はそれぞれ圧
延方向、圧延方向と直交する方向に５mmごとの直線を引
き、各結晶粒と交差する部分の長さの平均として求め
た。板幅方向の温度勾配と平均アスペクト比ａ₁ との関
係を、SnO₂添加量で層別して図１に示す。図１から判る
ように、板幅方向温度勾配が大きくなるに従い、ａ₁ の
最大値は小さくなっている。またSnO₂の添加量が多いほ
ど２次再結晶粒は板幅方向に成長し、小さいアスペクト
比の鋼板が得られている。

【００１６】かかる平均アスペクト比ａ₁ と前述した鉄
損W_17/50との関係をグラフ化して図２に示す。図２にお
いては、３水準の平均磁区幅及び下地被膜中Al, Ti含有
量についての結果を示している。すなわち、Al, Tiを下
地被膜中に0.50 g/m² 含有する鋼板では、0.15〜0.20mm
の狭い磁区幅が得られているが、このとき、特に平均ア
スペクト比ａ₁ が0.10〜0.95の範囲にある場合には、極
めて良好な鉄損値が得られている。このように、磁区幅
が細分化された状態において、平均アスペクト比ａ₁ が
適合範囲内にあれば、磁区幅、平均アスペクト比それぞ
れの効果によって予想される以上の、鉄損低減効果があ
ることが分かる。

【００１７】次に、かかる鉄損低減効果が得られる条件
を見極めるために、鉄損特性に及ぼす下地被膜中のAl,
Ti成分量の影響についてより詳しく調べた。すなわち、
平均アスペクト比ａ₁ が 0.1〜0.95の２次再結晶粒形状
の試料について、下地被膜中のAl, Ti成分量を種々に変
化させて、鉄損W_17/50に及ぼす影響を調べた。その結果
を図３に示す。図３より、Al, Tiの下地被膜中含有量が
それぞれ 0.1〜0.7 g/m², 0.1 〜0.8 g/m²のとき、W
_17/50が0.80W/kgを下回る優れた磁気特性が得られてい
ることがわかる。

【００１８】このように、下地被膜中にAl, Tiを所定量
で含有させることにより磁区細分化効果が現れて鉄損低
減効果が得られる理由は、Al₂O₃ 及び／又は MgO・Al₂O
₃ 並びにTiO₂及び／又は MgO・TiO₂が被膜中に形成さ
れ、下地被膜の張力効果を高めたためだと考えられる。

【００１９】以上のような実験結果から、下地被膜中の
Al成分量及びTi成分量を特定すること、及び２次再結晶
の形状を圧延方向に直交する方向に長くすることによ
り、極めて低い鉄損を得られることが明らかとなり、こ
の発明に至ったのである。なお、いずれの実験において
も MgO中に添加したSnO₂中のSnは全量鋼中に拡散均一化
していた。

【００２０】

【作用】この発明の方向性電磁鋼板において、圧延方向
と直交する方向に長い結晶粒群が良好な磁気特性を与え
る理由につき、鋼板の局所的な磁気特性の分布を測定す
ることにより、さらに詳しく解析した。

【００２１】発明者らは、実験により得られた平均アス
ペクト比の異なる鋼板の局所的な磁束密度分布を「探針
法」と呼ばれる方法を用いて測定した。ここで「探針
法」とは、鋼板の磁化方向と直交する方向にならぶ２本
の針を地鉄部分に接触させることにより、サーチコイル
と同様の局所的な磁束密度を非破壊で測定することので
きる方法である。測定は、鋼板全体の最大磁束密度が
1.7 Tになるように励磁した際に、鋼板の圧延方向に直
交する方向の10mm幅を通過する磁束における圧延方向の
成分について行った。また測定点は圧延方向、圧延方向
に直交する方向にそれぞれ10mmの間隔をおいて設定し、
鋼板の圧延方向中央の約 200点に対して測定を行った。
かくして得られた数値から、局所領域の磁束密度分布を
前記式(3) に従って定量化した。

【００２２】図４に示すのは平均磁区幅0.10mm〜0.20mm
になる試料の平均アスペクト比ａ₁と局所磁束密度分布
の不均一度ｒの関係である。図４には平均アスペクト比
ａ₁の増加に伴って、ｒも増大するという関係が示され
ている。したがって、ａ₁ が減少し、圧延方向と直交す
る方向に長い粒となることで局所磁束密度が均一にな
り、低鉄損が得られることがわかる。

【００２３】かかる平均アスペクト比が局所磁束密度分
布に及ぼす影響についてそのメカニズムを考えると次の
ようになる。図５は、モデル的に２つの結晶粒からなる
鋼板の磁束の流れを示し、図５ (A)は、平均アスペクト
比が大きい結晶粒のモデルであり、図５(B) は平均アス
ペクト比が小さい結晶粒のモデルである。磁束は、磁極
が生成し得るようなα角（結晶方位［００１］の板面内
での回転角）に差のある粒界や鋼板エッジを避けて通る
傾向があるため、粒ごとにα角の差がある場合は、図５
にハッチングで示したような磁束の流れにくい部分が生
じる。単純にはこのような部分の鋼板中に占める割合が
大きい程、局所的な磁束密度は鋼板内で不均一に分布す
るといって良い。

【００２４】ここで図５の (A)と(B) を比較すると、平
均アスペクト比の大きい図５ (A)よりも平均アスペクト
比の小さい図５(B) の方が磁束の通りにくい部分の面積
が小さくなっている。しかもこのような効果は、(B) の
ような圧延方向と直交する方向に延びる粒界を増やして
いけばさらに顕著になる。したがって、結晶方位の平均
値が同一であれば平均アスペクト比を小さくするほど励
磁下における鋼板内の磁束密度はより均一に分布し、ひ
いては鉄損特性が向上するといえる。

【００２５】局所磁束密度分布が不均一だと鉄損特性が
劣化するのは、鋼板の内部で磁束密度が不均一に分布し
た場合、局所的な磁束波形の歪みが増大し、渦電流損の
増加が起こるため、全体の鉄損が劣化するのだと考えら
れる。

【００２６】以上のことから、この発明では、平均アス
ペクト比を0.95以下にすることによって鋼板中の磁束密
度の均一性が充分に保たれるため、鉄損の低い方向性電
磁鋼板が得られるといえる。

【００２７】なお、以上の実験では前記式(1) を用い、
各粒のＲＤ（圧延方向），ＴＤ（圧延方向に直交する方
向）の長さについては平均長さを用いる方法を採用した
が、式(1) では各粒の平均長さに限らず、最大長さを用
いる方法であっても良い。また、式(1) ばかりでなく、
前記式(2) のようにＲＤ，ＴＤ方向それぞれの平均粒径
長から平均アスペクト比を算出する方法でも同様に平均
アスペクト比を求めることができ、この場合でも平均ア
スペクト比が0.95より小さい範囲で、良好な鉄損特性を
有する鋼板が得られる。

【００２８】図６，図７には前記(2) 式の定義による平
均アスペクト比と、式(1) において各粒のＲＤ，ＴＤ方
向平均長さを用いて算出した平均アスペクト比ａ₁ の関
係を示す。なお、図６, 図７で示したａ₃,ａ₄ は(2) 式
に従い、下記のような式(4),(5) によってそれぞれ導い
たものである。

【数３】

【００２９】図６，図７ではａ₁ が 0.1〜0.95の範囲は
ａ₃,ａ₄ においても 0.1〜0.95に対応しており、式(4),
(5) のようなアスペクト比の定義によっても同様の結果
が得られることがわかる。ここで式(2) のＲＤ，ＴＤ方
向の結晶粒径長の平均長さの算出法としては、鋼板のＲ
Ｄ，ＴＤ方向にメッシュ状に直線を引き、これと交差す
る粒界の数を計数し、平均アスペクト比を算出する方法
や、各粒のＲＤ，ＴＤ方向の長さの最大値を測り取り、
これらの単純平均から〈Ｌ〉，〈Ｃ〉を求める方法など
がある。

【００３０】以上の説明から、この発明の方向性電磁鋼
板ではアスペクト比ａとして、0.1〜0.95の範囲に限定
する。アスペクト比が 0.1未満の場合（例えば圧延直角
方向にわたって結晶粒界が存在しないような場合）、結
晶粒界に生成する磁極によって、磁壁の方向を圧延方向
に矯正するという効果が失われ、図２のように鉄損が劣
化したものと考えられる。この意味から圧延直角方向に
も多少の結晶粒界が存在するほうが好ましく、アスペク
ト比として0.1 を下限とすることが必要である。逆に0.
95より大きい場合、磁束密度の不均一を招き、鉄損が劣
化する。より好ましい範囲は、0.15〜0.80である。

【００３１】この平均アスペクト比の他、下地被膜中の
Al及びTiの含有量を規制することが必要であり、このAl
含有量が 0.1g/m²未満の場合、十分な磁区細分化効果が
得られず、逆に0.7 g/m²を超える場合は下地被膜の形成
を阻害する。したがって、Al含有量は 0.1〜0.7 g/m²の
範囲とする。同様にTi含有量が0.1 g/m²未満の場合も、
十分な磁区細分化効果が得られず、逆に0.8 g/m²を超え
る場合には鋼中にTiが侵入して鉄損を劣化させる。した
がってTi含有量は 0.1〜0.8 g/m²の範囲とする。より好
適な範囲はAl、Tiがそれぞれ0.30〜0.7 g/m²、 0.4〜0.
8 g/m²である。

【００３２】また、Ｂ₈ が1.89 Tより小さいような鋼板
では、ヒステリシス損の占める割合が大きくこの発明の
ようなアスペクト比、磁区幅の適正化による鉄損低減効
果が埋没し勝ちなために、Ｂ₈ は、1.89 T以上に限定す
る。

【００３３】次に、この発明の方向性電磁鋼板の製造方
法について述べる。まず、電磁鋼板の成分組成範囲であ
るが、従来公知の成分系の電磁鋼板のいずれも、特に制
限が加えられることなく、この発明の方向性電磁鋼板と
することができる。代表的な成分及びそれら含有量につ
いて述べると次のようになる。Ｃは0.02〜0.10wt％、Si
は2.0 〜4.5 wt％程度が好ましい。さらにインビビター
にはMnS , MnSe系及びAlN 系があり、いずれか一方の使
用又は併用が可能である。MnS , MnSe系の場合は、Mn：
0.02〜0.20wt％並びにＳ及びSeのうち少なくとも一種を
単独又は合計量で0.010 〜0.040 wt％程度を含有させ
る。AlN 系の場合には、Al：0.010 〜0.065 wt％、Ｎ：
0.001 〜0.0150wt％の範囲で含有させる。さらに、必要
に応じて、Sb：0.01〜0.20wt％、Cu：0.02〜0.20wt％、
Mo：0.01〜0.05wt％、Sn：0.01〜0.30wt％、Ge：0.005
〜0.30wt％、Ni：0.01〜0.20wt％の範囲で含有させるこ
とができる。

【００３４】Ｃは、0.02wt％未満の含有量では良好な一
次再結晶組織を得られず、0.10wt％を超えると脱炭不良
となり磁気特性が劣化するので0.02〜0.10wt％程度が好
ましい。。Siは、製品の電気抵抗を高め渦電流損を低減
させるために必要な成分であり、2.0 wt％未満では最終
仕上焼鈍中にα−γ変態によって結晶方位が損なわれ、
4.5 wt％を超えると冷延性に問題が生ずるために2.0 〜
4.5 wt％程度が好ましい。

【００３５】Mn並びにＳ及びSeの１種又は２種は、イン
ヒビターとして機能するものであり、Mn量が0.02wt％未
満又はＳ及びSeを単独又は合計で0.010 wt％未満の場合
はインヒビター機能が不十分であり、また、Mn量が0.20
wt％を超えたりＳ及びSeを単独又は合計で0.040 wt％を
超えるとスラブ加熱のために必要とする温度が高くなり
すぎて実用的ではないので、Mnは0.02〜0.20wt％、Ｓ及
びSeの１種又は２種は単独又は合計として0.010 〜0.04
0 wt％程度とする。

【００３６】AlN系インビビターの場合は、良好な鉄損
を得るためにはAlは0.010 〜0.065 wt％、Ｎは0.010 〜
0.150 wt％の範囲とするのが望ましい。かかるAl、Ｎの
それぞれの上限値を超える含有量ではAlN の粗大化を招
き抑制力を失い、下限値を下回る含有量ではインビビタ
ーとしてのAlN の量が不足する。

【００３７】さらに磁束密度を向上させるためにSb及び
／又はCuを添加させることは可能である。Sbは、0.20wt
％を超えると脱炭性が悪くなり、0.01wt％未満では効果
がないので0.01〜0.20wt％が好ましい。Cuは、0.20wt％
を超えると酸洗性が悪化し、0.01wt％未満では効果がな
いので0.01〜0.20wt％が好ましい。表面性状を改善する
ためにMoを添加することもできる。Mo量が0.05wt％を超
えると脱炭性が悪くなり、0.01wt％に満たないと効果が
ないので0.01〜0.05wt％の範囲が好ましい。

【００３８】加えて鉄損を向上させるためにSn、Ge、及
びNiを単独又は複合して添加することができる。Snは0.
30wt％を超える含有量では脆化し、0.01wt％に満たない
量では効果がないので0.01〜0.30wt％が好ましい。Ge
は、0.30wt％を超える含有量では良好な一次再結晶組織
が得られず、0.005 wt％に満たないと効果がないので0.
005 〜0.30wt％が好ましい。Niは、0.20wt％を超える含
有量では熱間強度が低下し、0.01wt％に未満では効果が
ないので0.01〜0.20wt％が好ましい。

【００３９】上述した成分を含有する溶鋼に調製した
後、常法に従い溶鋼を連続鋳造法あるいは造塊法で鋳造
し、必要に応じて分塊圧延工程を挟んでスラブを得、こ
のスラブに1300〜1500℃程度に加熱してから熱間圧延を
し、必要に応じて熱延板焼鈍を行った後、１回ないしは
中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷
延板とする。

【００４０】最終冷延の後は、湿水素雰囲気中、 800〜
1000℃で１〜10 min程度の脱炭焼鈍を行い、焼鈍分離剤
（例えばMgO を主成分とするもの）を鋼板表面に塗布し
てから、1200℃、５時間以上の二次再結晶・純化焼鈍を
行う。その後、下地被膜上に必要に応じてコロイダルシ
リカ等張力コーティングを塗布して製品とする。

【００４１】製品となった方向性電磁鋼板が、この発明
の平均アスペクト比を満足させるために、かかる製造工
程中、脱炭焼鈍直前に２次再結晶粒成長阻止材としてSn
SO₄等を圧延方向と直交する方向に線状に塗布したり
（線間隔５〜50mm程度）、焼鈍分離剤中に２次再結晶粒
成長阻止材としてSnO₂等を添加したり（添加量３〜15％
程度）、二次再結晶焼鈍中に板幅方向に温度勾配をつけ
ること（０〜50℃/cm 程度）は好適である。また、鋼板
下地被膜中のAl、Ti含有量を満足させるために、焼鈍分
離剤中にAl₂O₃ やTiO₂等を添加すること（添加量はAl₂O
₃ が５％程度以下、TiO₂が２〜10％程度）は好適であ
る。なお、Alについては、焼鈍分離剤中に添加しなくと
も、鋼中成分としてあらかじめ含有させられており、純
化焼鈍において被膜中のAl₂O₃ となるために、それで足
りる。

【００４２】なお、この発明の方向性電磁鋼板は、この
ような製造方法を用いて得られたものに限られず、この
発明を満足するのであれば製造方法は限定されない。

【００４３】

【実施例】

実施例１ Ｃ：0.07wt％、Si：3.25wt％、Mn：0.07wt％、Ｓ：0.02
5 wt％、Al：0.025 wt％、Ｎ：0.007 wt％、Cu：0.13wt
％、Sb：0.023 wt％を含有するけい素鋼スラブを1430℃
で30分加熱後、熱間圧延して2.2mm の板厚の熱延板と
し、1000℃，１分の焼鈍を施した後、冷間圧延により板
厚1.5mm にし、1100℃，２分間の中間焼鈍を施し、冷間
圧延により0.23mmの最終板厚とした。次に 840℃，２分
間の脱炭焼鈍を行った後、引張りにより５％の均一歪を
導入し、TiO₂を５％、SnO₂を６％添加したMgO を塗布後
コイルに巻き取り、板幅方向に０℃/cm , 10℃/cm , 20
℃/cm , 30℃/cm の温度勾配を与えながら昇温して２次
再結晶を完了させ、1200℃，10時間の純化焼鈍を行っ
た。この後、未反応MgO を除去し、張力コーティングを
800℃, 90秒Ｎ₂ 中にて焼付けた。

【００４４】このようにして得られた製品を圧延方向に
長さ280mm 、これと直交する方向に幅100mm の試験片と
して切り出し、単板磁気試験器によってW_17/50及びＢ₈
を測定した。さらに、下地被膜中のAl及びTi含有量を分
析した。この後、酸によって張力コーティング及びフォ
ルステライト被膜を除去し、マクロ組織の観察を行い、
式(1) に従って平均アスペクト比を算出した。

【００４５】表１にエプスタイン測定枠で測定した各コ
イルの長手方向中心部（中巻部）の磁気特性（W_17/50，
Ｂ₈ ）と平均アスペクト比ａ₁ について、２次再結晶焼
鈍昇温時の板幅方向温度勾配０℃/cm , 10℃/cm , 20℃
/cm , 30℃/cm それぞれによって得られる製品のうち、
ａ₁ のもっとも高いものと低いものについての結果を示
してある。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１では２次再結晶焼鈍昇温時の板幅方向
温度勾配の増大に従って鉄損は改善される傾向にある
が、これは２次再結晶の形状が変化し、平均アスペクト
比が小さくなったことによる効果であることがわかる。

【００４８】実施例２ Ｃ：0.069 wt％、Si：3.31wt％、Mn：0.069 wt％、Ｓ：
0.023 wt％、Al：0.021 wt％、Ｎ：0.0083wt％、Cu：0.
13wt％、Sb：0.023 wt％を含有するけい素鋼スラブを実
施例１と同様の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延により0.
23mmまで圧延し、最終板厚としたのち、圧延方向と直交
する方向に幅50μｍで SnSO₄粉を線状に塗布してから脱
炭焼鈍を施し、TiO₂を10％添加したMgO を塗布し、次い
で最終仕上げ焼鈍を施した。この後未反応 MgOを除去
し、張力コーティングを焼付け製品とした。

【００４９】以上のような工程において、SnSO₄ 粉の線
状塗布の間隔を10cm, 20cm, 30cm,40mmと変化させた４
種の製品を得た。また同じ素材を用いてSnSO₄ 粉を塗布
せず脱炭焼鈍、最終仕上げ焼鈍を施した製品を作製し
た。

【００５０】以上のようにして得た鋼板の磁気特性をエ
プスタイン測定枠によって測定した。この後、磁化力10
000 A/m まで磁化し、50Hzにて消磁してから、磁性コロ
イドを用いた磁区観察を行い、鋼板の平均磁区幅を求め
た。さらに下地被膜中のAl及びTi分析を行った。またマ
クロエッチングにより、２次再結晶粒組織を露わにし、
平均アスペクト比ａ₁ を求めた。その結果、 SnSO₄粉を
塗布した部分では微細な２次再結晶粒が現れているか、
あるいはこの部分において周囲から２次再結晶粒成長し
た粒が止まり、結晶粒界となっていた。また、W_17/50，
Ｂ₈ 平均アスペクト比、平均磁区幅の測定結果を表２に
示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２には、 SnSO₄粉の塗布間隔を変えて得
られた試料群のうち、ほぼ同等の平均磁区幅であった試
料についての結果を記載している。 SnSO₄の線状塗布す
ると、圧延方向と直交する方向に延びる微細粒群や、結
晶粒界が生じるから、これらに生成する磁極によって磁
区が細分化され、その結果、鉄損が改善されたとも考え
られる。しかしながら、表２に記載したのは同等磁区幅
の試料であるから、このような磁区細分化の影響は除去
されている。したがって、表２の結果は SnSO₄粉の線状
塗布によって２次再結晶粒の平均アスペクト比が小さく
なり、磁束の分布が均一化したことが原因であるといえ
る。

【００５３】

【発明の効果】この発明は、下地被膜中のAl及びTiの含
有量及び２次再結晶粒の形状を適正化した鉄損の低い方
向性電磁鋼板であって、この発明による鋼板をトランス
等の鉄心に使用することで多大な電力エネルギーが節約
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２次再結晶時の板幅方向の温度勾配と２次再結
晶粒の平均アスペクト比の関係を示すグラフである。

【図２】平均アスペクト比ａ₁ と鉄損W_17/50の関係を示
すグラフである。

【図３】下地被膜中Al, Ti含有量と鉄損W_17/50の関係。
(0.1≦ａ₁ ≦0.95)

【図４】平均アスペクト比ａ₁ と磁束密度分布不均一度
ｒの関係を示すグラフである。

【図５】平均アスペクト比の大小と磁束密度分布の均一
度の関係についての説明図である。

【図６】式(1) による平均アスペクト比ａ₃ と式(4) に
よる平均アスペクト比ａ₁ の関係を示すグラフである。

【図７】式(1) による平均アスペクト比ａ₄ と式(5) に
よる平均アスペクト比ａ₂ の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最終仕上げ焼鈍を経た含けい素鋼板につ
   き、鋼板表面の下地被膜中にAl成分を 0.1〜0.7 g/m²、
   Ti成分を 0.1〜0.8 g/m²含有し、２次再結晶粒の圧延方
   向の長さと板幅方向の長さとの平均アスペクト比が0.10
   〜0.95であり、かつ磁化力800 A/m における磁束密度Ｂ
   ₈ が1.89T 以上であることを特徴とする鉄損の低い方向
   性電磁鋼板。