JPH0841542A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

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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JPH0841542A
JPH0841542A JP6177297A JP17729794A JPH0841542A JP H0841542 A JPH0841542 A JP H0841542A JP 6177297 A JP6177297 A JP 6177297A JP 17729794 A JP17729794 A JP 17729794A JP H0841542 A JPH0841542 A JP H0841542A
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steel sheet
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annealing
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Takahide Shimazu
高英 島津
Kenji Kosuge
健司 小菅
Hiroaki Sato
浩明 佐藤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な鉄スクラップを製鋼で利用出来、且
つ、磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を製造する技術
を提供する。 【構成】 重量%で、C≦0.005%、Si≦2%、
Mn≦1.5%、P≦0.2%、S≦0.01%、Al
≦1%、Sn≦0.2%、Cu≦0.3%、Ni≦0.
2%、Cr≦0.3%、V≦0.01%、B≦0.00
6%、N≦0.004%とし、残部Feおよび不可避的
成分を含有し、SiO2 ,Al2 3 ,MnOの3種の
介在物の総量に対するMnOの重量の割合が、15%以
下である冷延板を、α+γの2相域で焼鈍することを特
徴とする磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無方向性電磁鋼板の製
造に関わる。即ち、電気産業分野でのモータのコアに利
用される磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板である。
【0002】
【従来の技術】近年、地球環境の観点から、スクラップ
のリサイクルが大きな課題となってきた。このため、製
鉄業でいえば、鉄鉱石を高炉で還元した溶銑を製鋼原料
として使用する方法から自動車や空き缶などのスクラッ
プを多量消費する製鋼法に大きく転換する動きが始まっ
ている。このため、今後、市場の鉄スクラップを多量に
消費しようとする場合、不純物の混入はある程度避けら
れない。とくに安価なスクラップを利用しようとする
と、例えば、電気製品からCu、食缶からSn、ステン
レス鋼板からNi、Crなどが混入する。即ち、これら
不純物を、機能商品としての無方向性電磁鋼板に対して
有効利用しなければならない。
【0003】一方、省エネルギーの観点からは、モータ
効率の改善が求められており、特に全周方向の磁束密度
向上要請が強い。従来、この技術として、例えば、特公
昭57−14411号公報がある。しかし、この技術は
高温のγ相まで温度を上げる必要があること、また例え
ば冷却温度をC:0.001%では6℃/min以下と
非常に遅くする必要があり、連続焼鈍炉では不能なため
コストアップとなった。また、特開平2−54720号
公報では、同様にγ相で焼鈍するが昇温・冷却速度を速
める技術が開示されている。しかし、この技術もγ相ま
での高温加熱と均熱15秒以上が必要なため、炉にとっ
て過酷な条件が必要なため、コストアップになる問題が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、安価スクラップを多量消費する道を切り開き、且
つ、優れた磁束密度と鉄損を有する無方向性電磁鋼板を
提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、重量%で、C :0.005%以下、 S
i:2%以下、Mn:1.5%以下、 P :0.
2%以下、S :0.01%以下、 Al:1%以
下、Sn:0.2%以下、 Cu:0.3%以下、
Ni:0.2%以下、 Cr:0.3%以下、V
:0.01%以下、 B :0.006%以下、N
:0.004%以下とし、残部Feおよび不可避的成
分を含有し、SiO2 ,Al2 3 ,MnOの3種の介
在物の総量に対するMnOの重量の割合が、15%以下
である冷延鋼板を、α+γの2相域で焼鈍することを特
徴とする磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
である。
【0006】本発明のポイントは、4点ある。まず第1
に、Cu,Sn,Ni,Crを含む系ではV量規制によ
り、磁気特性の劣化を防止すること。第2に、仕上げ焼
鈍をα+γ2相域で実施することにより、全周方向の磁
束密度を向上させること。第3に、結晶粒成長を阻害す
る低融点介在物を作らないように製鋼で脱酸制御を行う
ことで鉄損を大きく改善できること。第4にこのCu,
Sn,Ni,Cr,Vを含み、且つ、介在物制御を実施
した系において、α+γ2相域焼鈍の磁気特性への効果
が大きいことである。本発明は、これらの技術を総合す
ることによって初めて、実行される。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。C量を
0.005%以下としたのは、これ以上のC量では磁気
時効による変化が大きいためである。Si量を2%以下
に制限する。本発明は変態鋼を前提としているので、α
+γ相が発生する2%以下のSi量とする。Mn量を
1.5%以下とする。Mnは熱延での赤熱脆性を防止し
て熱延板の耳荒れを改善するのに有効であるが、多すぎ
るとコストアップの問題があるので、1.5%以下とす
る。
【0008】Pは客先での打ち抜きを容易にする。即
ち、鋼板のカエリやダレを少なくする。但し、添加コス
トの問題があるので、0.2%以下とする。S量を0.
01%以下に規制する。これ以上ではMnSの析出物が
生じ易く、鉄損を劣化させるためである。Al量を1%
以下とする。本発明は変態鋼を前提としているので、α
+γ相が発生する1%以下のAl量とする。
【0009】Sn量は0.2%以下に限定する。0.2
%超ではスクラップ以外のSn原料を添加する必要があ
ってコストがかかるためである。Cu量を0.3%以下
に限定する。0.3%超ではスクラップ以外のCu原料
を添加する必要がありコストアップになるため0.3%
を上限とする。
【0010】Ni量を0.2%以下に限定する。0.2
%超では添加コストの問題があるため0.2%以下とす
る。Cr量を0.3%以下に限定する。0.3%超では
添加コストの問題があるため0.3%以下とする。
【0011】V量は0.01%以下に限定する。従来、
Sn,Cu,Ni,Crを含む成分系では、磁気特性が
著しく劣化する。しかし、V量が0.01%以下では、
この磁気特性の劣化が見られない。またV量が0.01
%を超えると、とくに(Mn,Cu)x Sが微細析出し
て結晶粒成長を阻害して、鉄損が劣化する。このため、
V量を0.01%以下に規制しなければならない。従
来、これら上述のSn,Cu,Ni,Cr,V等の複合
含有は磁気特性を劣化させるものとして知られていた元
素であるが、後述の冷延板に対する本発明の熱処理サイ
クルにより、逆に磁気特性を向上させるものである。
【0012】B量は0.006%以下に制限する。Bは
従来より、磁気特性を改善させる元素として知られてい
るが、0.006%以上では添加コストの問題があるの
で規制する。N量は0.004%以下に制限する。0.
004%以上では、ブリスターと称されるフクレ状の表
面欠陥が生じるためである。
【0013】鋼中の介在物は重量比で以下の組成配分を
満足している必要がある。 MnO/(SiO2 +Al2 3 +MnO)≦0.15 MnO/(SiO2 +Al2 3 +MnO)が0.15
超では、スペサライトなどの低融点酸化物が形成し、熱
延板で圧延方向に伸びた介在物となり製品の磁束密度を
劣化させる。一方、上記介在物組成比率が0.15以下
では球形の介在物しか形成しないので、優れた鉄損特性
を得ることが出来る。この介在物制御をしなくても、後
述の本発明での焼鈍条件で処理すると、磁束密度は大幅
に向上するが、鉄損特性が不満となるので避けなければ
ならない。
【0014】製鋼の段階では、食缶、モータ、ダライ
粉、自動車のプレス屑など所謂、市中の安価スクラップ
を鉄原料として用いることが出来る。しかし、V量には
注意する必要がある。即ち、建材用の鉄にはVが含まれ
ていることがあるので、スクラップの選別使用または製
鋼で処理段階での制御が望ましい。採用される製造プロ
セスはとくに制限しないが例えば、公知の製鋼−熱延−
冷延−連続焼鈍、製鋼−熱延−熱延板焼鈍−冷延−連続
焼鈍、または製鋼−熱延−冷延−連続焼鈍−冷延−連続
焼鈍などである。
【0015】本発明のα+γ2相域焼鈍の処理は、上記
工程の冷延後の連続焼鈍工程で、一回もしくは二回採用
される。焼鈍条件としては、α+γ2相域で焼鈍するこ
とが重要である。即ち、焼鈍時の高温部分がα+γ2相
域に入っている必要があり、α短相でもγ短相でも望み
の磁気特性が得られない。昇温速度は急速な方がα+γ
2相域が拡大するので、工業的にはそのα+γ2相の温
度域範囲に制御し易くなる。従って、昇温速度は20℃
/s以上が好ましい。また、到達した最高温度での均熱
時間は短い方が、例えば30秒以下が生産性の面から好
ましい。更に均熱なしが好ましい。また冷却速度は同じ
く、生産性の面から1℃/s以上が好ましい。このα+
γ2相域焼鈍のメタラジーは更に研究しなければならな
いが、現時点ではCu,Sn,Ni,Cr,V複合含有
による変態核生成位置の変化による集合組織の改善と準
平衡α+γ2相域での介在物制御の結晶粒成長性への寄
与が互いに関連して、磁気特性に対する効果として現れ
たものと考えている。加熱の方法は、公知の電気ヒー
タ、ガス加熱、通電加熱、誘導加熱などで、冷却として
はガス冷却、水冷、ロール冷却などが利用できる。ま
た、フローティング炉なども採用できる。また、通常の
無方向性電磁鋼板のように焼鈍後、絶縁皮膜や接着皮膜
が塗布・焼き付けされる。
【0016】本鋼板は、通常フルプロセスと呼ばれる客
先での焼鈍省略工程の材料ではあるが、打ち抜き歪みの
除去のため客先での焼鈍を実施するセミプロセスにも可
能である。以下に、本発明の実施例について具体的に説
明する。
【0017】
【実施例】
[実施例−1]各種成分組成に溶解してから鋳造し、熱
延を1000℃で加熱し、仕上げ温度を830℃、巻取
温度750℃、厚み2.0mmの熱延板を作成した。次い
で、酸洗後、0.5mmまで冷延した。この冷延板の成分
を表1に示す。この時のMnO/(SiO2 +Al2
3 +MnO)重量比率は、0.08と一定である。この
冷延板に対して、常温から970℃までの平均昇温速度
を100℃/sとし、970℃で2Sの均熱を実施後、
15℃/sの平均冷速で冷却した。なお、フォーマスタ
試験(熱膨張測定装置)によって、これら成分系に関し
てのこの熱処理サイクルでは、α+γ2相域に到達して
いることを確認した。この試料を外径120mm×内径8
0mmのリング状に打抜、20枚積層して一次捲線、二次
捲線をそれぞれ200ターン施して、磁気特性を測定し
た。結果を表2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】本発明成分範囲の実験No.,で、優れ
た磁気特性が得られた。一方、本発明成分に対して、V
量とS量が外れているそれぞれ実験No.とは磁気特
性が不満足であった。
【0021】[実施例−2] C:0.0041%、Si:0.35%、Mn:0.5
5%、P:0.15%、S:0.0006%、Al:
0.15%、N:0.0015%、Sn:0.033
%、Cu:0.13%、Ni:0.10%、Cr:0.
18%、V:0.003%とし、MnO/(SiO2
Al2 3 +MnO)比率を変更して溶解、鋳造して鋳
片を製造した。この介在物組成比率を表3に示す。鋳片
を1050℃で30分加熱し、3mm厚に熱延した。これ
を酸洗してから、0.50mmまで冷延した。この冷延板
の成分は上記の鋳片と同一であった。これを960℃ま
で40℃/sで昇温し、均熱0S後、6℃/sで冷却し
た。なお、フォーマスタ試験によって、この条件では全
てα+γ2相域に到達していることを確認した。この試
料を外径120mm×内径80mmのリング状に打抜、20
枚積層して一次捲線、二次捲線をそれぞれ200ターン
施して、磁気特性を測定した。結果を表3に示す。
【0022】
【表3】
【0023】表3に示す如く、MnO/(SiO2 +A
2 3 +MnO)比率が本発明の範囲を満足する材料
で、優れた鉄損特性が得られた。
【0024】[実施例−3]溶解して鋳造し、熱延を1
100℃で加熱し、仕上げ温度を800℃、捲取温度7
00℃、厚み2.0mmの熱延板を作成した。次いで、酸
洗後、0.5mmまで冷延した。この冷延板の成分を表4
に示す。この時のMnO/(SiO2 +Al2 3 +M
nO)重比率=0.03であった。この冷延板に対し
て、表5に示す条件の昇温速度、到達温度、均熱時間と
冷却速度を振って実験した。この資料を外径120mm×
内径80mmのリング状に打抜、20枚積層して一次捲
線、二次捲線をそれぞれ200ターン施して、磁気特性
を測定した。結果を表5に示す。なお、表5の相はフォ
ーマスタ試験によって確認したものである。
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】表5に示す如く、本発明のα+γ2相域で
焼鈍したもののみで優れた磁気特性が得られた。また、
α単相域とγ単相域では、ややγ単相域で焼鈍したほう
が磁気特性が良かったが本発明のα+γ2相域焼鈍には
及ばない。なお、昇温速度が早いと同じ温度でもα+γ
2相域に入りやすいことが実験No.との比較から分
かる。
【0028】
【発明の効果】以上の如く、本発明の成分組成範囲を含
む無方向性電磁鋼板で、α+γ2相域焼鈍を施すことに
より優れた磁気特性を有するものが得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 1/16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.005%以下、 Si:2%以下、 Mn:1.5%以下、 P :0.2%以下、 S :0.01%以下、 Al:1%以下、 Sn:0.2%以下、 Cu:0.3%以下、 Ni:0.2%以下、 Cr:0.3%以下、 V :0.01%以下、 B :0.006%以下、 N :0.004%以下とし、残部Feおよび不可避的
    成分を含有し、SiO2 ,Al2 3 ,MnOの3種の
    介在物の総量に対するMnOの重量の割合が、15%以
    下である冷延板を、α+γの2相域で焼鈍することを特
    徴とする磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方
    法。
JP6177297A 1994-07-28 1994-07-28 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH0841542A (ja)

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