JPH11229036A - 超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法Info
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- JPH11229036A JPH11229036A JP10034992A JP3499298A JPH11229036A JP H11229036 A JPH11229036 A JP H11229036A JP 10034992 A JP10034992 A JP 10034992A JP 3499298 A JP3499298 A JP 3499298A JP H11229036 A JPH11229036 A JP H11229036A
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Abstract
磁鋼板の一次被膜を安定して得る。 【解決手段】 重量%で、C:0.03〜0.15%、
Si:2.5〜4.0%、Mn:0.02〜0.30
%、S及びSeの一方若しくは双方:0.005〜0.
040%、酸可溶性Al:0.015〜0.040%、
N:0.0030〜0.0150%、Bi:0.000
5〜0.05%を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなるスラブを出発材とし、このスラブを加熱し
た後熱延して製造した熱延板を、熱延板焼鈍後仕上げ冷
延をし、あるいは中間焼鈍を含む複数の冷延をし、ある
いは熱延板焼鈍後中間焼鈍を含む複数の冷延をすること
によって製品板厚に仕上げ、脱炭焼鈍した後、鋼板表面
にMgOを主成分とした焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼
鈍する一方向性電磁鋼板の製造方法において、仕上焼鈍
開始時に焼鈍分離剤塗膜の含水率を0.3〜3%とする
ことを特徴とする超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造
方法。
Description
として用いられる{110}<001>方位集積度を高
度に発達させた超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造に
関する。
他の電気機器の鉄心材料として使用されており、励磁特
性、鉄損特性当の磁気特製が優れていることが要求され
ている。励磁特性を表す数値としては、通常800A/
mの磁場における磁束密度B(これをB8 と以下示す)
が使用される。また鉄損特性を表す代表的数値として
は、W17/50 (周波数50Hzにおいて1.7Tまで磁
化させた時の単位kgあたりの鉄損)が用いられる。
り、一般的にいって磁束密度が高いほど鉄損は良い。た
だし、あまり磁束密度が高くなると、二次再結晶粒が大
きくなることに起因して異常渦電流損失が大きくなり鉄
損を悪くすることがある。これに対しては、磁区制御す
ることによって二次再結晶粒に関係なく鉄損を改善する
ことができる。
において、二次再結晶を起こさせて鋼板面に{11
0}、圧延方向に<001>を有するいわゆるGoss
組織を発達させることによって得られる。そのなかでB
8 ≧1.88Tの優れた励磁特性を持つものは高磁束密
度一方向性電磁鋼板と呼ばれている。
方法としては、田口らによる特公昭40−15644号
公報、および特公昭51−13469号公報が挙げられ
る。Goss組織の二次再結晶を起こさせる主なインヒ
ビターとして前者においては、MnSおよびAlNを、
後者ではMnS,MnSe,Sb等を用いている。上記
特許に基づく製品は現在、世界的規模で生産されてい
る。特公昭40−15644号公報によればその製造方
法は、熱延板焼鈍を施した後、冷延率80〜95%の一
回冷延を行うことを特徴としている。
的に絶縁性を有する被膜が形成されていることが要求さ
れる。この被膜は絶縁性を保持する役割の他に、鋼板に
張力を付与し鉄損を低減させるといった役割も担ってい
る。そのため、この被膜を均一に形成させることは極め
て重要である。
次被膜と二次被膜の二段構成である。そのうち一次被膜
は、製造工程の脱炭焼鈍において鋼板表面に形成された
SiO2 がその後に塗布された焼鈍分離剤と反応して得
られる。一般的に焼鈍分離剤はMgOを主成分としたも
のが用いられ、仕上焼鈍時にSiO2 と反応してMg2
SiO4 となり、これが一次被膜となる。
1.95Tの極めて優れた励磁特性を持つ超高磁束密度
一方向性電磁鋼板が報告されている。その代表的例とし
ては、特開平6−89805号公報が挙げられる。また
その製造方法の代表的例としては、特開平6−8817
1号公報が挙げられる。いずれもスラブ中にBiを含む
ことを特徴としているが、その他は特段、田口らによる
特公昭40−15644号公報で述べられている製造方
法と変わりなく、大きな制約もない。
むことによると考えられる一次被膜密着性の劣化や、一
次被膜形成不良により、製品にならない場合が少なくな
い。
束密度の高い一方向性電磁鋼板の一次被膜の安定製造を
可能にし、一次被膜密着性の劣化や、一次被膜形成不良
を改善することを目的とする。
通りである。 (1) 重量%で、 C :0.03〜0.15%、 Si:2.5〜4.0%、 Mn:0.02〜0.30%、 S及びSeの一方若しくは双方:0.005〜0.040%、 酸可溶性Al:0.015〜0.040%、 N :0.0030〜0.0150%、Bi:0.0005〜0.05% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるス
ラブを出発材とし、このスラブを加熱した後熱延して製
造した熱延板を、熱延板焼鈍後仕上げ冷延をし、あるい
は中間焼鈍を含む複数の冷延をし、あるいは熱延板焼鈍
後中間焼鈍を含む複数の冷延をすることによって製品板
厚に仕上げ、脱炭焼鈍した後、鋼板表面にMgOを主成
分とした焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍する一方向性
電磁鋼板の製造方法において、仕上焼鈍開始時に焼鈍分
離剤塗膜の含水率を0.3〜3%とすることを特徴とす
る超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
ラブを出発材としたことを特徴とする前記(1)記載の
超高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。
ラブを出発材としたことを特徴とする前記(1)記載の
超高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。
ラブを出発材としたことを特徴とする前記(1)記載の
超高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。
る。本発明者はいわゆる超高磁束密度一方向性電磁鋼板
の一次被膜を、更に安定して得るべく種々の研究を鋭意
重ねた結果、Biを含んだMnSとAlNを主インヒビ
ターとする一方向性電磁鋼板用スラブ出発材として加熱
した後熱延し、熱延板焼鈍後仕上冷延、あるいは中間焼
鈍を含む複数の冷延、あるいは熱延板焼鈍後中間焼鈍を
含む複数の冷延によって製品板厚に仕上げた後に、脱炭
焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布後、仕上焼鈍をする超高磁束
密度一方向性電磁鋼板の製造方法において、仕上焼鈍開
始時のMgOを主成分とする焼鈍分離剤中の含水率を
0.3〜3%とすることによって極めて磁束密度の高い
超高磁束密度一方向性電磁鋼板の一次被膜を安定製造す
ることに成功した。
る。Cは0.03%未満では、熱延に先立つスラブ加熱
時において結晶粒が異常粒成長し、製品において線状細
粒と呼ばれる二次再結晶不良を起こすので好ましくな
い。一方0.15%を超えた場合では、冷延後の脱炭焼
鈍において脱炭時間が長時間必要となり経済的でないば
かりでなく、脱炭が不完全となりやすく、製品での磁気
時効と呼ばれる磁性不良を起こすので好ましくない。
構成する渦電流損失を低減するのに極めて有効な元素で
あるが、2.5%未満では製品の渦電流損失を抑制でき
ない。また4.0%を超えた場合では、加工性が著しく
劣化して常温での冷延が困難になるので好ましくない。
と呼ばれるMnS、MnSeを形成する重要な元素であ
る。0.02%未満では、二次再結晶を生じさせるのに
必要なMnS等の絶対量が不足するので好ましくない。
一方、0.30%を超えた場合は、スラブ加熱時の固溶
が困難になるばかりでなく、熱延時の析出サイズが粗大
化しやすくインヒビターとしての最適サイズ分布が損な
われて好ましくない。
たはMnSeを形成する重要な元素である。0.005
〜0.040%の範囲を逸脱すると充分なインヒビター
効果が得られないので、この範囲で添加することとし
た。
鋼板のための主要インヒビター構成元素であり、0.0
15%未満では量的に不足してインヒビター強度が不足
するので好ましくない。一方、0.040%超ではイン
ヒビターとして析出させるAlNが粗大化し、結果とし
てインヒビター強度を低下させるので好ましくない。
る重要な元素である。上記範囲を逸脱すると充分なイン
ヒビター効果が得られないので0.0030〜0.01
50%に限定する必要がある。
を安定して得る元素として有効であり、また二次再結晶
粒径を小さくする作用もあるので必要に応じて添加す
る。この効果を得るためには、0.05%以上の添加が
必要であり、0.50%を超えた場合にはその作用が飽
和するのでコストアップの点から0.50%以下に限定
する。
元素として有効であるので必要に応じて添加する。0.
01%未満では効果が少なく、0.10%を超えると製
品の磁束密度が低下するので好ましくない。
晶を安定して得る元素として有効であるので必要に応じ
て添加する。この効果を得るためには、0.0030%
以上の添加が必要であり、0.30%を超えた場合には
その作用が飽和するのでコストアップの点から0.30
%以下に限定する。
高磁束密度一方向性電磁鋼板の安定製造において、その
出発材であるスラブ中に必須の元素である。すなわち、
磁束密度向上効果がある。0.0005%未満ではその
効果が充分に得られず、また0.05%を超えた場合は
磁束密度向上効果が飽和するだけでなく、熱延コイルの
端部に割れが発生するので好ましくない。
る密着性の向上と鉄損改善の方法について説明する。上
記のごとく成分を調整した超高磁束密度一方向性電磁鋼
板製造用溶鋼は、通常の方法で鋳造する。特に鋳造方法
に限定はない。次いで通常の熱間圧延によって熱延コイ
ルに圧延される。
るいは中間焼鈍を含む複数の冷延、あるいは熱延板焼鈍
後中間焼鈍を含む複数の冷延によって製品板厚に仕上げ
るわけであるが、仕上げ冷延前の焼鈍では結晶組織の均
質化と、AlNの析出制御を行う。
鈍する前に、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布す
る。
板に塗布し、しかる後に乾燥して仕上焼鈍を実施する
が、本発明は仕上げ焼鈍開始時の焼鈍分離剤塗膜中の含
水率を0.3〜3%とすることを特徴としている。
被膜塗布および焼き付けを行う。更に必要に応じてレー
ザー照射、溝形成等の磁区細分化処理を施す。
製造における一次被膜形成については特に言及されてい
なかった。例えば、特開平6−88171号公報では、
全く述べられていない。それにもかかわらず、一次被膜
不良になる場合があり、安定製造には至っていないのが
現状である。
とする焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍開始時の焼鈍分
離剤の含水率を0.3〜3%とすることによって、{1
10}<001>方位集積度が極めて優れた一方向性電
磁鋼板の一次被膜の安定形成に極めて重要であることが
判明した。
%、Mn:0.08%、S:0.027%、酸可溶性A
l:0.025%、N:0・0080%、Bi:0〜
0.00500%を含有するスラブを通常工程で脱炭焼
鈍まで行い、その後MgOを主成分とする焼鈍分離剤を
鋼板片面あたり6g/m2 塗布し、仕上げ焼鈍開始時の
含水率を0.1〜5%とし、後工程処理した時の、Bi
含有量と仕上げ焼鈍開始時の焼鈍分離剤の含水率と一次
被膜評点を示す。評点は以下のようにして決めた。20
mm径の丸棒にそって製品を曲げても剥離しない場合を
A、30mm径の丸棒に沿って製品を曲げても剥離しない
場合をB、30mm径の丸棒に沿って製品を曲げると剥離
する場合をCとした。すなわち評点Aが最も良好で、以
下B、Cと続く。
合は、仕上げ焼鈍開始時の焼鈍分離剤の含水率が0.3
%未満や3%を超えても一次被膜の評点がAであるが、
Bi含有量が5ppm以上の場合は、0.3〜3%で一
次被膜評点がAであり、この範囲外ではB、Cであるこ
とがわかる。
8%、Mn:0.08%、S:0.024%、酸可溶性
Al:0.025%、N:0・0088%、Bi:0.
0087%を含有するスラブを通常工程で脱炭焼鈍まで
行い、その後MgOを主成分とする焼鈍分離剤を鋼板片
面あたり6g/m2 塗布し、仕上げ焼鈍開始時の含水率
を0.1〜5%とし、1200℃の仕上げ焼鈍、二次被
膜塗布、さらにはレーザー照射による磁区制御を施した
時の、含水率と一次被膜量と鉄損W17/50 を示す。含水
率を0.3〜3%とすることによって、一次被膜量が
2.5g/m以上得られるため、付与張力も充分となり
優れた鉄損が得られていることがわかる。
る。仕上げ焼鈍は一般的にコイル状で行われるが、Mg
Oを主成分とする焼鈍分離剤によって持ち込まれた水分
によって必要を超えて酸化度が高まると、Bi系酸化物
とSi系酸化物やAl系酸化物との間に低融点複合酸化
物が生成し、一次被膜形成不良が生じる。逆にMgOを
主成分とする焼鈍分離剤によって持ち込まれた水分によ
る酸化度が必要未満に下がると、一次被膜の主化合物と
なるMg2 SiO4 の形成反応が進まず、一次被膜形成
不良が生じる。
含水率を適正に制御することによって、一次被膜形成が
安定して行われたと考えられる。仕上げ焼鈍開始時の焼
鈍分離剤塗膜の含水率は、スラリー状の焼鈍分離剤を鋼
板に塗布した後の乾燥時の板温、乾燥後仕上げ焼鈍開始
時までの経過時間やMgOのIg−loss等によって
異なる。例えば、スラリー状の焼鈍分離剤を塗布し乾燥
する際の板温が低ければ含水率が増加する。また、乾燥
後仕上げ焼鈍開始時までの経過時間が長くなると焼鈍分
離剤塗膜は吸湿し含水率が増加する傾向にある。従っ
て、これらを適度に制御することにより仕上げ焼鈍開始
時の含水率を本発明範囲内とすることが重要となる。
て、一次被膜を安定的に形成させる方法は、これまでに
様々述べられている。例えば、特開昭59−56582
号公報、特開昭62−54085号公報、特開平2−2
59017号公報が挙げられる。これらはいずれも焼鈍
分離剤中の成分を規定したり、焼鈍分離剤塗布量を規定
したり、脱炭焼鈍によって形成された表面酸化層の性質
を規定するものである。
大な影響を及ぼす地鉄中のBiに着眼して、その酸化物
がSi系酸化物やAl系酸化物との低融点複合酸化物生
成することにより一次被膜形成不良を生じさせると考え
ているところが大きく違う。そしてその挙動を仕上げ焼
鈍開始時の焼鈍分離剤塗膜の含水率によって制御しよう
とするものであり、従来技術とはまったく異なる。
26%、Mn:0.08%、S:0.027%、酸可溶
性Al:0.025%、N:0・0080%、Bi:
0.0087%を含有するスラブを1360℃で加熱後
直ちに熱延して2.3mm厚の熱延コイルとした。次いで
得られた熱延コイルに1080℃の焼鈍を施し、一回冷
延で0.220mm厚とした後、850℃で脱炭焼鈍を行
った。
焼鈍分離剤を鋼板に塗布後、乾燥する際の板温を変更す
ることにより含水率を0.1〜4.8%として、120
0℃の仕上げ焼鈍、二次被膜塗布、さらにはレーザー照
射による磁区制御を行った。仕上げ焼鈍後に一次被膜量
測定、レーザー照射による磁区制御後に鉄損測定を実施
した。一次被膜量と鉄損W17/50 を表1に示す。
〜3%で、2.5g/m2 以上の良好な一次被膜量が形
成されている。またこのことによって、0.70W/k
g以下の極めて優れた鉄損が得られている。
3.22%、Mn:0.08%、S:0.027%、酸
可溶性Al:0.025%、N:0・0080%、B
i:0.046%を含有するスラブを1360℃で加熱
後直ちに熱延して2.3mm厚の熱延コイルとした。得ら
れた熱延コイルを酸洗後1.60mmに予備冷延し、10
00℃の焼鈍後0.200mmとした。その後MgOにT
iO2 が10%、Na2 B4 O7 が0.6%添加された
焼鈍分離剤を塗布後、乾燥する際の板温を変更すること
により仕上げ焼鈍開始時の含水率を0.1〜5.0%と
して、1200℃の仕上げ焼鈍、二次被膜塗布、さらに
はレーザー照射による磁区制御を行った。仕上げ焼鈍後
に一次被膜測定、レーザー照射による磁区制御後に鉄損
測定を実施した。
を表2に示す。評点は以下のようにして決めた。20mm
径の丸棒にそって製品を曲げても剥離しない場合をA、
30mm径の丸棒に沿って製品を曲げても剥離しない場合
をB、30mm径の丸棒に沿って製品を曲げると剥離する
場合をCとした。すなわち評点Aが最も良好で、以下
B、Cと続く。
〜3%で、2.5g/m2 以上の一次被膜量と一次被膜
密着性評点Aが得られている。またこのことによって、
0.70W/kg以下の極めて優れた鉄損が得られてい
る。
3.30%、Mn:0.08%、S:0.025%、酸
可溶性Al:0.029%、N:0・0084%、S
n:0.14%、Cu:0.060%を含有する溶鋼に
Biを0.0122%添加含有したスラブを1350℃
で加熱後直ちに熱延して2.0mm厚の熱延コイルとし
た。次いで、得られた熱延コイルに1050℃の焼鈍を
施し、二回冷延で0.220mm厚とした後、840℃で
脱炭焼鈍を行った。
O4 )3 が0.1%添加されたMgO焼鈍分離剤を鋼板
に塗布後、乾燥する際の板温を変更することにより仕上
げ焼鈍開始時の含水率を0.1〜5.3%として118
0℃の仕上げ焼鈍を行った。水洗後、一次被膜測定を実
施した。一次被膜密着性評点と一次被膜量を表3に示
す。評点は実施例2の評価方法と同一である。
〜3%で、2.5g/m2 以上の良好な一次被膜量で一
次被膜密着性評点Aが得られている。
3.30%、Mn:0.08%、Se:0.025%、
酸可溶性Al:0.025%、N:0・0084%、S
b:0.022%、Mo:0.014%、Bi:0.0
080%を含有するスラブを1350℃で加熱後直ちに
熱延して2.3mm厚の熱延コイルとした。得られた熱延
コイルを1000℃の中間焼鈍を含む二回冷延で0.2
20mm厚とした後、860℃で脱炭焼鈍を行った。
0.3%添加されたMgO焼鈍分離剤を鋼板に塗布後、
乾燥する際の板温を変更することにより仕上げ焼鈍開始
時の含水率を0.1〜5.5%として1200℃の仕上
げ焼鈍を行った。水洗後、一次被膜測定を実施した。一
次被膜密着性評点と一次被膜量を表4に示す。評点は実
施例2の評価方法と同一である。
〜3%で、2.5g/m2 以上の良好な一次被膜量で一
次被膜密着性評点Aが得られている。
スラブから得た熱延コイルを、熱延板焼鈍後仕上げ冷
延、あるいは中間焼鈍を含む複数の冷延、あるいは熱延
板焼鈍後中間焼鈍を含む複数の冷延によって製品板厚に
仕上げた後に、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布後、仕上
げ焼鈍をする超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法
において、仕上焼鈍開始時のMgOを主成分とする焼鈍
分離剤の含水率を0.3〜3%とすることによって、一
次被膜の良好な超高磁束密度一方向性電磁鋼板が得られ
るとともに、磁区細分化処理後の鉄損特性も極めて優れ
ており、工業的に非常に価値の高い有益なものといえ
る。
の含水率と、一次被膜密着性評点との関係を示す図表で
ある。
次被膜量と、レーザー照射による磁区制御後の鉄損W
17/50 との関係を示す図表である。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%で、 C :0.03〜0.15%、 Si:2.5〜4.0%、 Mn:0.02〜0.30%、 S及びSeの一方若しくは双方:0.005〜0.04
0%、 酸可溶性Al:0.015〜0.040%、 N :0.0030〜0.0150%、 Bi:0.0005〜0.05% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるス
ラブを出発材とし、このスラブを加熱した後熱延して製
造した熱延板を、熱延板焼鈍後仕上げ冷延をし、あるい
は中間焼鈍を含む複数の冷延をし、あるいは熱延板焼鈍
後中間焼鈍を含む複数の冷延をすることによって製品板
厚に仕上げ、脱炭焼鈍した後、鋼板表面にMgOを主成
分とした焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍する一方向性
電磁鋼板の製造方法において、仕上焼鈍開始時に焼鈍分
離剤塗膜の含水率を0.3〜3%とすることを特徴とす
る超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 重量%で、 C :0.03〜0.15%、 Si:2.5〜4.0%、 Mn:0.02〜0.30%、 S及びSeの一方若しくは双方:0.005〜0.04
0%、 酸可溶性Al:0.015〜0.040%、 N :0.0030〜0.0150%、 Sn:0.05〜0.50%、 Bi:0.0005〜0.05% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるス
ラブを出発材としたことを特徴とする請求項1記載の超
高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 重量%で C :0.03〜0.15%、 Si:2.5〜4.0%、 Mn:0.02〜0.30%、 S及びSeの一方若しくは双方:0.005〜0.04
0%、 酸可溶性Al:0.015〜0.040%、 N :0.0030〜0.0150%、 Sn:0.05〜0.50%、 Cu:0.01〜0.10%、 Bi:0.0005〜0.05% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるス
ラブを出発材としたことを特徴とする請求項1記載の超
高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項4】 重量%で、 C :0.03〜0.15%、 Si:2.5〜4.0%、 Mn:0.02〜0.30%、 S及びSeの一方若しくは双方:0.005〜0.04
0%、 酸可溶性Al:0.015〜0.040%、 N :0.0030〜0.0150%、 Sb及びMoの一方若しくは双方:0.0030〜0.
3%、 Bi:0.0005〜0.05% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるス
ラブを出発材としたことを特徴とする請求項1記載の超
高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。
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JP03499298A JP3397293B2 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | 超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 |
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JP03499298A JP3397293B2 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | 超高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 |
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JPH11229036A true JPH11229036A (ja) | 1999-08-24 |
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1998
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