JPH11131196A - 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 - Google Patents

鉄損の低い無方向性電磁鋼板

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JPH11131196A
JPH11131196A JP9312899A JP31289997A JPH11131196A JP H11131196 A JPH11131196 A JP H11131196A JP 9312899 A JP9312899 A JP 9312899A JP 31289997 A JP31289997 A JP 31289997A JP H11131196 A JPH11131196 A JP H11131196A
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JP
Japan
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steel sheet
iron loss
sol
less
hot
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JP9312899A
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English (en)
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Yoshihiko Oda
善彦 尾田
Nobuo Yamagami
伸夫 山上
Yasushi Tanaka
靖 田中
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりも仕上焼鈍後の鉄損の低い電磁鋼板
を提供する。 【解決手段】 重量%で、C:0.005%以下、Si:1.5〜
3.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.2%以下、sol.Al:0.0
04%以下、S:0.001%以下を含有し、残部が実質的にF
eであることを特徴とする鉄損の低い無方向性電磁鋼
板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータコアやトラ
ンスの鉄心等に使用される鉄損の低い無方向性電磁鋼板
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気機器の省エネルギーの観点よ
り、より鉄損の低い電磁鋼板が求められるようになって
いる。この鉄損を低減するためには結晶粒の粗大化が効
果的であり、低鉄損が特に要求されるSi+Al量が1〜3
%程度の中・高級グレードの無方向性電磁鋼板において
は、仕上焼鈍温度を1000℃程度まで高めたり、焼鈍時の
ラインスピードを下げ、焼鈍時間を長くすることにより
結晶粒の粗大化を図っている。
【0003】この仕上焼鈍時の粒成長性を良好にするた
めには、鋼板中の介在物、析出物量を低減することが効
果的である。このため、これまで介在物、析出物を無害
化することが試みられており、特に高級材ではMnSの析
出防止の観点からS量を低減させる試みがなされてき
た。
【0004】例えば、特公昭56−22391号公報に
は、Si:2.5〜3.5%、Al:0.3〜1.0%の鋼においてSを
50ppm以下、Oを25ppm以下とすることにより鉄損を低下
させる技術が開示されている。
【0005】また、特公平2−50190号公報には、
Si:2.5〜3.5%、Al:0.25〜1.0%の鋼においてSを15p
pm以下、Oを20ppm以下、Nを25ppm以下とすることによ
り鉄損を低下させる技術が開示されている。
【0006】さらに特開平5−140647号公報に
は、Si:2.0〜4.0%、Al:0.10〜2.0%の鋼においてS
を30ppm以下、Ti、Zr、Nb、Vをそれぞれ50ppm以下とす
ることにより鉄損を低下させる技術が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、さらなる低鉄
損化を達成するためには、従来のような介在物、析出物
を低減する手法のみでは不可能であり、新たなる鉄損低
減技術が望まれているのが現状である。本発明はこのよ
うな事情に鑑みなされたものであり、新たなる技術によ
り、従来よりも仕上焼鈍後の鉄損の低い電磁鋼板を提供
することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、鋼板中
に含まれるS量と、sol.Al量を所定値に限定することに
より、鉄損の極めて低い無方向性電磁鋼板を得ることに
ある。
【0009】すなわち、前記課題は、重量%で、C:0.
005%以下、Si:1.5〜3.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.
2%以下、sol.Al:0.004%以下、S:0.001%以下を含
有し、残部が実質的にFeであることを特徴とする鉄損の
低い無方向性電磁鋼板により解決される。
【0010】ここに、「残部が実質的にFeである」と
は、本発明の作用効果を無くしない限りにおいて、不可
避不純物を始め、他の微量元素を含むものが本発明の範
囲に入ることを意味する。
【0011】(発明に至る経緯とS、Sol.Alの限定理
由)本発明者らは、S=10ppm以下の極低S材において
鉄損低減を阻害している要因を詳細に調査した。
【0012】最初に、鉄損に及ぼすSの影響を調査する
ため、C:0.0025%、Si:1.75%、Mn:0.20%、P:0.
01%、sol.Al:0.11%としS量をtr.〜15ppmの範囲で変
化させた鋼をラボ溶解し、熱延後、酸洗を行った。引き
続きこの熱延板に75%H2−25%N2雰囲気で800℃×3h
rの熱延板焼鈍を施し、その後、板厚0.5mmまで冷間圧延
し、10%H2−90%N2雰囲気で900℃×2min間の仕上焼
鈍を行った。図1に、このようにして得られたサンプル
のS量と鉄損W15/50の関係を示す(図中×印)。
【0013】図1より、Sを10ppm以下とした場合に大
幅な鉄損低減が達成されW15/50=3.2W/kgの材料が得
られることがわかる。これは、S低減により粒成長性が
向上したためである。以上のことより本発明に於いて
は、S量の範囲を10ppm以下に限定する。S量は、5ppm
以下とすることが望ましい。
【0014】しかし、S量が10ppm以下となると鉄損の
低下は緩やかとなり、S量をさらに低減したとしても鉄
損は3.1W/kg程度にしかならない。
【0015】本発明者らは、S≦10ppmの極低S材にお
いて鉄損の低減が阻害されるのは、MnS以外の未知の要
因によるものではないかと考え、光学顕微鏡にて組織観
察を行った。その結果、S≦10ppmの領域で鋼板表層に
顕著な窒化層が認められた。これに対し、S>10ppmの
領域では窒化層は軽微となっていた。この窒化層は窒化
雰囲気で行った熱延板焼鈍時および仕上焼鈍時に生じた
ものと考えられる。
【0016】このS低減に伴う窒化反応促進の原因に関
しては次のように考えられる。すなわち、Sは表面およ
び粒界に濃化しやすい元素であることから、S>10ppm
の領域では、Sが鋼板表面へ濃化し、熱延板焼鈍時およ
び仕上焼鈍時の窒素の吸着を抑制しており、一方、S≦
10ppmの領域ではSによる窒素吸着の抑制効果が低下し
たためと考えられる。
【0017】本発明者らは、この極低S材において顕著
に生じる窒化層が鋼板表層部の結晶粒の成長を妨げ、鉄
損の低下を抑制するのではないかと考えた。このような
考えの下に、本発明者らは窒化物形成元素であるAlを低
減することが、鉄損低減に効果的であることを発見し
た。
【0018】図1に、C:0.0025%、Si:1.75%、Mn:
0.20%、P:0.01%、tr.AlとしS量をtr.〜15ppmの範
囲で変化させた鋼を用い、前記×印で示したサンプルと
同一の条件で試験をした結果を○印で示す。S>10ppm
の領域では、Al低減により鉄損は0.02〜0.04W/kg程度
しか低下しないが、S≦10ppmの領域では、Al低減によ
り鉄損は0.20W/kg程度低下しており、S量が少ない場
合に鉄損低減効果は顕著に認められる。また、このサン
プルではS量によらず窒化層は認められなかった。
【0019】次にAlの上限を調査するため、C:0.0020
%、Si:1.87%、Mn:0.20%、P:0.01%、S:0.0003
%としsol.Al量をtr.〜0.006%の範囲で変化させた鋼を
ラボ溶解し、熱延後、酸洗を行った。引き続きこの熱延
板に75%H2−25%N2雰囲気で800℃×3hrの熱延板焼
鈍を施し、その後、板厚0.5mmまで冷間圧延し、10%H2
−90%N2雰囲気で900℃×2min間の仕上焼鈍を行っ
た。
【0020】図2に、sol.Al量と鉄損W15/50の関係を
示す。図2より、Al低減に伴い鉄損が低下し、sol.Al量
が0.004%以下の領域でW15/50=2.8W/kgが達成され
ることがわかる。以上のことより鋼中のsol.Al量は0.00
4%以下に限定する。
【0021】(その他の成分の限定理由)次に、その他
の成分の限定理由について説明する。 C: Cは磁気時効の問題があるため0.005%以下とし
た。 Si: Siは鋼板の固有抵抗を上げるために有効な元素で
あり、このため下限を1.5%とした。一方、3.5%を超え
ると飽和磁束密度の低下に伴い磁束密度が低下するため
上限を3.5%とした。 Mn: Mnは熱間圧延時の赤熱脆性を防止するために、0.
05%以上必要であるが、1.0%以上になると磁束密度を
低下させるので0.05〜1.0%とした。 P: Pは鋼板の打ち抜き性を改善するために必要な元
素であるが、0.2%を超えて添加すると冷間圧延性を低
下させるため0.2%以下とした。
【0022】(製造方法)本発明においては、S、sol.
Alが所定の範囲内であれば、製造方法は通常の無方向性
電磁鋼板を製造する方法でかまわない。すなわち、転炉
で吹練した溶鋼を脱ガス処理し所定の成分に調整し、引
き続き鋳造、熱間圧延を行う。熱間圧延時の仕上温度、
巻取り温度は特に規定する必要はなく、通常の温度でか
まわない。また、熱延後の熱延板焼鈍は行っても良いが
必須ではない。次いで一回の冷間圧延、もしくは中間焼
鈍をはさんだ2回以上の冷間圧延により所定の板厚とし
た後に、最終焼鈍を行う。
【0023】
【実施例】表1に示す鋼を用い、転炉で吹練した後に脱
ガス処理を行うことにより所定の成分に調整後鋳造し、
スラブを1160℃で1hr加熱した後、板厚2.0mmまで熱間
圧延を行った。熱延仕上げ温度は750℃とした。巻取り
温度は610℃とし、表1に示す条件で熱延板焼鈍を施し
た。その後、板厚0.5mmまで冷間圧延を行い、表1に示
す仕上焼鈍条件で焼鈍を行った。磁気測定は25cmエプス
タイン試験片を用いて行った。各鋼板の磁気特性を表1
に併せて示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1より、同一レベルのSi含有量の鋼板を
比較した場合に、鋼板成分を本発明の範囲に調整したN
o.1、No.5、No.6の鋼板において、仕上焼鈍後の鉄損の
非常に低い鋼板が得られることがわかる。
【0026】これに対し、Si含有量が1.8〜2.0%のレベ
ルにあるNo.1〜No.4の鋼板においては、No.2の鋼板はS
とsol.Al含有量が共に本発明の範囲を超え、No.3とNo.4
の鋼板はsol.Alの含有量が本発明の範囲を超えているの
で、共にNo.1の鋼板より鉄損W15/50が高くなってい
る。
【0027】また、Si含有量が2.7〜2.9%のレベルにあ
るNo.5〜No.10の鋼板においては、No.7の鋼板はSとso
l.Al含有量が共に本発明の範囲を超え、No.8の鋼板はS
含有量が本発明の範囲を超え、No.9とNo.10の鋼板はso
l.Alの含有量が本発明の範囲を超えているので、共にN
o.5、No.6の鋼板より鉄損W15/50が高くなっている。
【0028】No.11の鋼板は、C含有量が本発明の範囲
を超えているので、鉄損W15/50が高くなっているのみ
ならず、磁気時効の問題を有している。
【0029】No.12の鋼板は、Si含有量が本発明の範囲
を超えているため、鉄損W15/50は低いものの、磁束密
度B50が低くなっている。
【0030】No.13の鋼板は、Mn含有量が本発明の範囲
を下回っているため、鉄損W15/50が高くなっている。
【0031】No.14の鋼板は、Mn含有量が本発明の範囲
を超えているため、鉄損W15/50は低いものの、磁束密
度B50が低くなっている。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る無方
向性電磁鋼板は、重量%で、C:0.005%以下、Si:1.5
〜3.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.2%以下、sol.Al:
0.004%以下、S:0.001%以下を含有し、残部実質的に
Feであることを特徴とするものであるので、従来の無方
向性電磁鋼板に比して、鉄損を低くすることができる。
本発明に係る電磁鋼板は、トランスやモータ等、低い鉄
損が要求される電気材料に広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】S含有量と仕上焼鈍後の磁気特性との関係を示
す図である。
【図2】 sol.Al含有量と仕上焼鈍後の磁気特性との関
係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.005%以下、Si:1.5〜
    3.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.2%以下、sol.Al:0.0
    04%以下、S:0.001%以下を含有し、残部実質的にFe
    であることを特徴とする鉄損の低い無方向性電磁鋼板。
JP9312899A 1997-10-30 1997-10-30 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 Pending JPH11131196A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110121567A (zh) * 2017-01-16 2019-08-13 日本制铁株式会社 无方向性电磁钢板及无方向性电磁钢板的制造方法

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