JPH09111349A - 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH09111349A
JPH09111349A JP7268686A JP26868695A JPH09111349A JP H09111349 A JPH09111349 A JP H09111349A JP 7268686 A JP7268686 A JP 7268686A JP 26868695 A JP26868695 A JP 26868695A JP H09111349 A JPH09111349 A JP H09111349A
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annealing
steel sheet
magnetic flux
flux density
width direction
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JP7268686A
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Yosuke Kurosaki
洋介 黒崎
Kentarou Chikuma
顯太郎 筑摩
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 幅方向に磁気特性の安定した高磁束密度一方
向性電磁鋼板を製造する方法を提供する。 【構成】 特定成分を含有する連続鋳造スラブをスラブ
加熱したのち熱延し、所定の工程によって高磁束密度一
方向性電磁鋼板を製造する方法において、脱炭・一次再
結晶焼鈍が、酸化性雰囲気中において800℃〜870
℃で1〜10分間保持した後に、非酸化性雰囲気中にお
いて、幅方向センター部は890〜990℃で、幅方向
エッジ部は870℃以上幅方向センター部の温度以下
で、それぞれ20秒〜10分間保持する工程からなるこ
とを特徴とする高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器等の鉄心に
使用される超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】一方向性電磁鋼板は主に変圧器や発電機
の鉄心材料に使用されるが、省エネルギー化が要求され
ている昨今、更に磁束密度が高く、鉄損の少ない鋼板が
市場から要求されている。磁束密度の高い一方向性電磁
鋼板を得るには、{110}<001>方位いわゆるゴ
ス方位に高度に集積した2次再結晶組織を得ることが必
要である。2次再結晶には、インヒビターと1次再結晶
集合組織が大きく影響することが知られている。インヒ
ビターについては、仕上焼鈍を行うまでに鋼中に100
〜1000オングストローム程度の析出分散相を均一微
細に存在させることが必要で、AlN,MnS,MnS
eなどが一般的に知られている。これらは、連続鋳造に
おいて粗大に析出してしまうので、スラブを1250℃
以上の高温に加熱し、十分容体化させた後、熱延でMn
S,MnSeを均一微細に析出させ、熱延板焼鈍、析出
焼鈍でAlNを均一微細に析出させ、更には、熱延から
脱炭・一次再結晶焼鈍までに結晶粒界に粒界偏析元素の
Sb,Sn,Cu,Mo,Ge,B,Te,As,Bi
などを偏析させることが重要である。
【0003】一方、一次再結晶組織については、従来か
ら熱延、冷延、焼鈍の各工程条件を適切に組み合わせる
ことにより制御されてきた。特に、脱炭・一次再結晶焼
鈍工程における集合組織を制御する方法としては、特公
昭54−24686号公報に、脱炭焼鈍を750℃〜8
70℃の温度領域で行った後、890℃〜1050℃の
温度(以下、後段保持温度と記す)で10分以下の時
間、非酸化性雰囲気中で焼鈍を施す方法が開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の方法で
得られる製品は、幅方向の磁気特性の安定性という点で
は満足できるものではない。即ち、熱間圧延の際に幅方
向エッジ部は幅方向センター部と比べて温度が低下して
しまうが、これを解消することは工業的には困難であ
り、これによって熱延板の集合組織は影響を受け、幅方
向センター部と比べ幅方向エッジ部は集合組織が不適切
になりやすい。従って、上記従来技術を採用しても、こ
れに起因する製品の磁気特性不良を起こす場合があっ
た。
【0005】本発明は、脱炭・1次再結晶焼鈍における
センター部の後段保持温度とエッジ部の後段保持温度と
を異なる温度とすることで、幅方向の磁気特性の安定性
が高い超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法を提供
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは以下の通りである。 (1)重量%で、C :0.015〜0.100%、
Si:2.0〜4.0%、Mn:0.03〜0.1
2%、 Sol.Al:0.010〜0.065%、N
:0.0040〜0.0100%、S,Seの少なく
とも1種を合計で:0.005〜0.050%を含有
し、残部がFe及び不可避的不純物よりなる連続鋳造ス
ラブを出発材として、スラブ加熱したのち熱延し、熱延
板焼鈍してから最終強冷延する工程、予備冷延の後に析
出焼鈍してから最終強冷延する工程、熱延板焼鈍・予備
冷延の後に析出焼鈍してから最終強冷延する工程のいず
れかの工程の後、最終板厚とし、脱炭・1次再結晶焼鈍
を行い、最終仕上焼鈍によって高磁束密度一方向性電磁
鋼板を製造する方法において、脱炭・1次再結晶焼鈍
が、酸化性雰囲気中において800℃〜870℃で1〜
10分間保持した後に、非酸化性雰囲気中において、幅
方向センター部は890〜990℃で、幅方向エッジ部
は870℃以上幅方向センター部の温度以下で、それぞ
れ20秒〜10分間保持する工程からなることを特徴と
する高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
【0007】(2)重量%で、C :0.015〜0.
100%、 Si:2.0〜4.0%、Mn:0.
03〜0.12%、 Sol.Al:0.010〜0.
065%、N :0.0040〜0.0100%、
S,Seの少なくとも1種を合計で:0.005〜0.
050%を含有し、さらに、Sb,Sn,Cu,Mo,
Ge,B,Te,As及びBiの少なくとも1種を各元
素量で:0.003〜0.3%を含有し、残部がFe及
び不可避的不純物よりなる連続鋳造スラブを出発材とす
ることを特徴とする(1)記載の高磁束密度一方向性電
磁鋼板の製造方法。
【0008】本発明者は、工業的に幅方向に安定して磁
束密度の高い製品を得られる方法を検討した。通常、脱
炭・1次再結晶焼鈍では幅方向は均一な温度で処理され
るが、鋼板の幅方向の位置と、脱炭・1次再結晶焼鈍の
後段保持温度の磁気特性に及ぼす影響を調査したとこ
ろ、幅方向エッジ部の後段保持温度を幅方向センター部
の後段保持温度よりも低くすることが非常に有利である
ことを見いだした。
【0009】図1、図2は、本発明者が行った実験結果
の一例である。本発明に従った成分範囲であるC:0.
080%、Si:3.39%、Mn:0.066%、
S:0.027%、Sol.Al:0.029%、N:0.
0089%を含有する鋳片を連続鋳造し、スラブ加熱し
た後熱延し、板厚2.10mmの熱延板を作成した。熱延
板焼鈍は1080℃×60秒焼鈍した後に急冷した。そ
の後、0.30mmに冷間圧延した。そして、冷延板の幅
方向センター部と幅方向エッジ部からサンプルを採取し
て実験を行った。脱炭・1次再結晶焼鈍は、水素28
%、窒素72%、露点40℃の雰囲気中で850℃で1
00秒保持し、続いて露点−25℃の非酸化性雰囲気中
で種々の温度でセンター部とエッジ部を60秒保持する
という脱炭・1次再結晶焼鈍を行った。その後、最終仕
上焼鈍そして絶縁コーティングを施した。
【0010】この時の幅方向センター部と幅方向エッジ
部との双方における、後段保持温度とB8 1.88T以
上の製品の発生率の関係を図1に示す。また、幅方向セ
ンター部と幅方向エッジ部との双方における、後段保持
温度と1.88T以上のB8を達成した製品の鉄損値W
17/50 の平均値との関係を図2に示す。
【0011】図1に示すように、幅方向エッジ部におけ
る後段保持温度の上昇に伴うB8 1.88T以上の発生
率の低下は、幅方向センター部よりも低温側から発生し
ている。また、幅方向エッジ部の方が、幅方向センター
部よりもパス間保持温度の高さがB8 1.88T以上の
発生率に与える悪影響が強い。
【0012】そして、図2に示すように、幅方向センタ
ー部では後段保持温度が890℃未満になると、幅方向
エッジ部では後段保持温度が870℃未満になると、そ
れぞれ鉄損値W17/50 が悪化することが分かる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の出発材である連
続鋳造スラブの成分条件について説明する。Cは、0.
015%未満では2次再結晶が不安定となり、0.10
0%を超えると脱炭所要時間が長くなり経済的に不利と
なるため、0.015%以上0.100%以下に限定し
た。
【0014】Siは、2%未満では良好な鉄損が得られ
ず、4%を超えると冷延性が著しく劣化するので、2%
以上4%以下に限定した。Mnは、0.03%未満であ
れば熱間脆化を起こし、0.12%を超えるとかえって
磁気特性を劣化させるので、0.03%以上0.12%
以下に限定した。
【0015】S,Seは、MnS,MnSeを形成させ
るために必要な元素で、少なくとも1種を添加する。両
元素の合計量が0.005%未満ではMnS,MnSe
の絶対量が不足し、0.050%を超えると熱間割れを
生じ、また最終仕上焼鈍での鈍化が困難となるので、
0.005%以上0.050%以下に限定した。
【0016】sol.Alは、AlNを形成するために必要
な元素で、0.01%未満ではAlNの絶対量が不足
し、0.065%を超えるとAlNの適当な分散状態が
得られないため、0.01%以上0.065%以下に限
定した。Nは、AlNを形成するために必要な元素で、
0.0040%未満ではAlNの絶対量が不足し、0.
0100%を超えるとAlNの適当な分散状態が得られ
ないため、0.0040%以上0.0100%以下に限
定した。
【0017】Sb,Sn,Cu,Mo,Ge,B,T
e,As及びBiは粒界に偏析させ、2次再結晶を安定
化させる元素であり、少なくとも1種を添加する。各元
素量が0.003%未満では偏析量が不足し、0.3%
を超えると得られる鋼板の経済性と脱炭性を劣化させる
ので、0.003%以上0.3%以下に限定した。
【0018】以下に本発明における脱炭・1次再結晶焼
鈍の詳細について説明する。脱炭・1次再結晶焼鈍の前
段は、酸化性雰囲気中において800℃〜870℃で1
〜10分間保持して行う。保持温度が800℃未満では
Cの拡散速度が遅いため脱炭速度が著しく低下し、保持
温度が870℃を超えると脱炭が完遂する以前に鋼板表
面に酸化被膜を形成して脱炭速度が著しく低下する。ま
た、保持時間が1分未満では脱炭が完遂せず、10分を
超えると生産性が悪化する。そこで、前段の保持温度を
800℃〜870℃とし、保持時間を1分〜10分間と
した。
【0019】本発明の特徴である脱炭・1次再結晶焼鈍
の後段は、非酸化性雰囲気中において、幅方向センター
部は890〜990℃で、幅方向エッジ部は870℃以
上センター部の保持温度以下の温度で、それぞれ20秒
〜10分間保持して行う。ここで、幅方向エッジ部とは
鋼板両端からそれぞれ200mmの範囲の部分をいい、幅
方向センター部とは鋼板両端からそれぞれ200mmの範
囲の部分を除いた部分をいう。
【0020】幅方向センター部の保持温度を890〜9
90℃としたのは、図2に示すように890℃未満や9
90℃を超えると良好な磁気特性を得られないためであ
る。
【0021】幅方向エッジ部の保持温度を870℃以上
としたのは、図2に示すように870℃未満では良好な
磁気特性を得られないためである。また、図1に示すよ
うに、幅方向エッジ部における後段保持温度の上昇に伴
うB8 1.88T以上の発生率の低下は、幅方向センタ
ー部よりも低温側から発生しているため、幅方向エッジ
部の保持温度を幅方向センター部の保持温度以下とし
た。
【0022】また、保持時間が20秒未満では集合組織
を調整する効果が得られず、10分を超えると生産性を
悪化させるため、保持時間を20秒〜10分間とした。
【0023】図1に示すように、幅方向エッジ部の保持
温度を幅方向センター部の保持温度よりも低くすること
により、幅方向エッジ部のB8 1.88T以上の発生率
が高くなり、製品の歩留が向上する。好ましくは、幅方
向エッジ部の保持温度を幅方向センター部の保持温度よ
りも20℃以上低くするとよい。
【0024】幅方向エッジ部の保持温度を幅方向センタ
ー部の保持温度よりも低くする方法としては、焼鈍炉に
電気炉を用いる場合には炉内での発熱体の位置を調整す
ることにより可能である。また、幅方向エッジ部の鋼板
表面近傍に邪魔板を設置する方法、幅方向エッジ部をガ
ス冷却する方法なども採用できる。
【0025】
【実施例】
[実施例1]C:0.071%、Si:3.21%、M
n:0.066%、S:0.029%、sol.Al:0.
025%、N:0.0069%、Sn:0.10%、C
u:0.06%を含有する鋳片を連続鋳造、スラブ加熱
し、2.40mm厚に熱延した。その後1.60mmに予備
冷延し、析出焼鈍は1110℃×10秒焼鈍し急冷し
た。さらに0.22mmに最終強冷延して製品板厚とし
た。脱炭・1次再結晶焼鈍は、水素28%、窒素72
%、露点40℃の雰囲気中で850℃で100秒保持
し、続いて露点−25℃の非酸化性雰囲気中で、センタ
ー部は920℃で、エッジ部は種々の温度で、それぞれ
40秒保持して行った。この時、エッジ部の保持温度
は、電気炉の発熱体の位置を調整することによって変更
した。次いで焼鈍分離材を塗布した後、最終仕上焼鈍を
行い、コーティング液を塗布した。
【0026】ここで、製品として合格するのは、B
8 1.88T以上発現したものとする。センター部の製
品歩留は100%であり、平均鉄損値W17/50 は0.7
85W/kgであった。このときの脱炭・1次再結晶焼鈍後
段でのエッジ部の各保持温度におけるエッジ部の製品歩
留、製品として合格したエッジ部の平均鉄損値W17/50
を表1に示す。
【0027】表1より、エッジ部は、脱炭・1次再結晶
焼鈍後段における保持温度をセンター部よりも低くする
と製品歩留が高くなり、870℃よりも低くすると鉄損
が悪化することが分かる。
【0028】
【表1】
【0029】[実施例2]C:0.072%、Si:
3.35%、Mn:0.072%、S:0.015%、
Se:0.015%、sol.Al:0.025%、N:
0.0082%、Sb:0.016%、Mo:0.01
2%を含有する鋳片を連続鋳造、スラブ加熱し、2.4
0mm厚に熱延した。そして、1100℃×2分の焼鈍し
急冷するという熱延板焼鈍をし、1.50mmに予備冷延
し、析出焼鈍はセンター部を1100℃×90秒焼鈍し
急冷した。その後0.17mmに最終強冷延して製品板厚
とした。脱炭・1次再結晶焼鈍は、水素28%、窒素7
2%、露点40℃の雰囲気中で850℃で120秒保持
し、続いて露点−28℃の非酸化性雰囲気中で、センタ
ー部は940℃で、エッジ部は種々の温度で、それぞれ
60秒保持して行った。この時、エッジ部の保持温度
は、電気炉の発熱体の位置を調整することによって変更
した。次いで焼鈍分離材を塗布した後、最終仕上焼鈍を
行い、コーティング液を塗布した。
【0030】ここで、製品として合格するのは、B
8 1.88T以上発現したものとする。センター部の製
品歩留は100%であり、平均鉄損値W17/50 は0.7
55W/kgであった。このときの脱炭・1次再結晶焼鈍後
段でのエッジ部の各保持温度におけるエッジ部の製品歩
留、製品として合格したエッジ部の平均鉄損値W17/50
を表2に示す。
【0031】表2より、エッジ部は、脱炭・1次再結晶
焼鈍後段における保持温度をセンター部よりも低くする
と製品歩留が高くなり、870℃よりも低くすると鉄損
が悪化することが分かる。
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、工業的に幅方向に安定
して磁束密度の高い製品を製造でき、その工業的価値は
極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼板幅方向センター部及びエッジ部の脱炭・1
次再結晶焼鈍後段における保持温度とB8 1.88T以
上の発生率との関係を示す図面である。
【図2】鋼板幅方向センター部及びエッジ部の脱炭・1
次再結晶焼鈍後段における保持温度とB8 が1.88T
以上発現した試料の平均鉄損値W17/50 との関係を示す
図面である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.015〜0.100%、 Si:2.0〜4.0%、 Mn:0.03〜0.12%、 Sol.Al:0.010〜0.065%、 N :0.0040〜0.0100%、 S,Seの少なくとも1種を合計で:0.005〜0.
    050%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物より
    なる連続鋳造スラブを出発材として、スラブ加熱したの
    ち熱延し、熱延板焼鈍してから最終強冷延する工程、予
    備冷延の後に析出焼鈍してから最終強冷延する工程、熱
    延板焼鈍・予備冷延の後に析出焼鈍してから最終強冷延
    する工程のいずれかの工程の後、最終板厚とし、脱炭・
    1次再結晶焼鈍を行い、最終仕上焼鈍によって高磁束密
    度一方向性電磁鋼板を製造する方法において、脱炭・1
    次再結晶焼鈍が、酸化性雰囲気中において800℃〜8
    70℃で1〜10分間保持した後に、非酸化性雰囲気中
    において、幅方向センター部は890〜990℃で、幅
    方向エッジ部は870℃以上幅方向センター部の温度以
    下で、20秒〜10分間保持する工程からなることを特
    徴とする高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 重量%で、 C :0.015〜0.100%、 Si:2.0〜4.0%、 Mn:0.03〜0.12%、 Sol.Al:0.010〜0.065%、 N :0.0040〜0.0100%、 S,Seの少なくとも1種を合計で:0.005〜0.
    050%を含有し、さらに、 Sb,Sn,Cu,Mo,Ge,B,Te,As及びB
    iの少なくとも1種を各元素量で:0.003〜0.3
    %を含有し、残部がFe及び不可避的不純物よりなる連
    続鋳造スラブを出発材とすることを特徴とする請求項1
    記載の高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
JP7268686A 1995-10-17 1995-10-17 高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH09111349A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100480002B1 (ko) * 1999-12-28 2005-03-30 주식회사 포스코 자성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100480002B1 (ko) * 1999-12-28 2005-03-30 주식회사 포스코 자성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법

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