JPS5810445B2 - 鉄損の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄損の低い冷間圧延無方向性電磁鋼板の製造方
法に関するものである。

無方向性電磁鋼板にはＪＩＳ規定（Ｃ２５５２゜２５５
４）されているように８６０級からＳ９級才でと広い鉄
損の範囲がある。

Ｓ６０級は鉄損が１．０Ｔの磁束密度で５０服で測定し
約６．０ｗａｔｉｓ／に７、Ｓ９級では約０．９ｗａｔ
ｔｓ／Ｋｇである。

このように、無方向性電磁鋼板は鉄損によって分級され
、品質向上を企図する場合、鉄損改善が大きな課題とな
る。

ところで、無方向性電磁鋼板の鉄損に及ぼす因子として
は、鋼板の厚み、比抵抗、不純物、結晶粒度等が知られ
ている。

そのため従来から鉄損を下げるためにこのような因子を
制御する努力が数数なされて来た。

一例をあげると、比抵抗を増すために鋼中Ｓｉ量が高め
られている。

例えば、８６０クラスでは零に近いがＳ２３クラスでは
約１．５％、８１８クラスでは約２％、Ｓ１０クラス以
上では約３係である。

不純物については溶解時の介在物の減少あるいはＳ含有
量の低減等の手段がとられて来た。

また結晶粒を大きくすることは高級品になる程重要であ
るが、このため溶鋼中へのＡｌの添加、あるいは製造工
程において高い温度での処理等が工夫されて来た。

上述した各々の手段は、それなりに鉄損を改善している
が、これらの事項をふまえ、本発明者らは更に鉄損向上
について研究した結果、無方向性電磁銅板の表面状態に
大きな要因があり、鉄損に及ぼす因子として表面の酸化
層及び粗度が重要であることを見出した。

すなわち本発明は仕上げ焼鈍後の鋼板表面を被っている
酸化層を除去することそしてその表面粗度を０．４μｍ
未満の平滑面とすることに特徴がある。

その結果１〜２クラスすぐれた製品を得ることができる
。

この酸化層及び表面粗度の影響に関しては一方向性電磁
鋼板についてすでに特公昭５２−２４４９９号公報で開
示されている。

しかしながら本発明は結晶方位がランダムで、しかも結
晶粒が非常に小さい無方向性電磁鋼板に関するものであ
る。

この無方向性電磁鋼板において最終焼鈍で形成される表
面の酸化物は鉄損改善の面から非常に有害であること、
いいかえればこの酸化層の形成は、それ自体が鉄損の改
善を阻止するのみならず、その酸化物により表面に微細
な結晶粒の生成を１わき結果として結晶粒の成長を阻害
している事実に着目したものであり、この現象を除去す
ることを基本的な条件の一つとしたものである。

本発明において、この酸化層の形成を抑制するには最終
焼鈍時の雰囲気ガスの露点を下げることは勿論であるが
、この他冷延鋼板の表面粗度をできるだけ小さく、すな
わち平均あらさ０．４μｍ未満とすることが重要である
。

この粗度を下げる手段としては一般に鏡面研磨が知られ
ている。

これは電解研磨あるいは化学研磨によって達成される。

このような処理をしたものは最終焼鈍後において酸化層
が形成されにくく従って表面に微細な結晶粒も生成しな
いため特に高級な鋼板において鉄損が大巾に向上する。

一方、冷延前あるいは最終焼鈍時に特別の注意を払わず
に処理された鋼板は表面に形成した酸化層及び微細結晶
粒を板面を粗さない様な酸洗あるいは鏡面研磨で除去す
ることで前述したものと同様な結果がもたらされる。

本発明はこのような表面処理を行なうことによって現在
より更に１〜２クラス優れた製品を容易に作り得るもの
である。

以下本発明の詳細について述べる。

転炉、電気炉等の溶解炉で精錬し、更に低炭素とするた
め真空精錬炉で精錬を行い〔Ｃ〕を０．０１０％以下、
好ましくは０．００５％以下とする。

これに、必要に応じて珪素、アルミニウム、マンガン等
を加えて成分調整後連続鋳造によってスラブを得るか、
あるいは鋳型へ注入して凝固させ鋼塊とし、分塊圧延に
よってスラブとする。

次いでこのスラブを１１００℃〜１３００°Ｃに加熱し
た後、熱延し１．５ｎｍ〜２．３ｍｍとする。

熱延された鋼板は必要に応じて焼鈍されつづいて酸洗さ
れる。

この後−回の冷延により最終厚みまで圧延される。

１１００℃以下の温度での中間焼鈍を含む皿回圧延で処
理して最終厚みとしてもよい。

なお必要に応じて之を脱炭焼鈍してもよい。

最終厚みとなった鋼板は磁気特性を得るため最終焼鈍さ
れ、その後絶縁被膜が施されるものである。

本発明はこの工程の中で最終厚みとなった冷延板に前述
した表面処理を行うことを特徴とするものである。

この表面処理を行う行程の違いによって最終的な効果に
は変りないが内容は異なるものである。

つまり冷延板の表面処理は表面の酸化層及び微細結晶粒
の生成を防止するものであり、一方最終焼鈍後の鋼板に
行うものは形成したものを除去するものである。

冷延板の表面処理について述べる。

熱延板は必要に応じて焼鈍され次いで鋼板表面の酸化物
は機械的あるいは化学的に除去される。

この場合機械的には、例えばショツトブラストの利用が
あり、化学的には酸洗によるものである。

酸洗液には塩酸、硫酸、硝酸あるいは弗酸等が用いられ
る。

酸化物を除去された鋼板は一回の圧延または焼鈍をはさ
んで皿回の圧延で最終厚みとされるが、この時の冷延板
の表面粗度は平均粗さ０．５〜０．６μｍである。

この表面を鏡面にするため電解研磨あるいは化学研磨等
の研磨手段を用いる。

この鏡面研磨はその手段及び条件には限定されないが、
一般に電解研磨液としてはリン酸液に無水クロム酸を過
飽和にとかしたもの、また化学研磨液としては過酸化水
素水に弗化水素水を５〜１０％混合したものあるいは過
酸化水素水とリン酸液を１：１で混合したもの等を用い
る。

この鏡面研磨による表面粗度は小さくなる程特性はよく
なる。

第１図はＳ１０相当の冷延板の表面粗度をかえて焼鈍し
た場合の鉄損値を示す。

この場合の粗度は圧延方向に直角な方向で測定した。

冷延後の平均粗さは略々０，６μｍ程度であるがこれを
電解研磨によって順次小さくしていったものを１０５０
℃、３０秒の仕上げ焼鈍をＮ２７５％、Ｎ２２５％の乾
燥雰囲気ガス中で行なった。

図から粗度が小さくなる程鉄損が改善されていることが
判るが、特に０．４μｍより小さくなると大巾に改善さ
れている。

こうした理由から表面処理後の表面の平均粗さは０．４
μｍ未満とした。

このような表面処理をした後、連続炉で最終焼鈍を行な
う。

この場合の雰囲気ガスは特にこだわるものではないが、
露点は１０℃以下、好ましくは０°Ｃ以下がよい。

第２図はＳＩＯ相当の鋼板について冷延後の鋼板を電解
研磨で鏡面に仕上げた鋼板（ａ）と冷延そのままの鋼板
（ｂ）を１０５０℃、３０秒（雰囲気ガス：アンモニア
分解ガス、露点０℃）の焼鈍を行なった後の断面の組織
を示す。

（ｂ）では表面に内部酸化層が形成され、また政細な結
晶粒が生成しているが、（ａ）ではそれらが全くないこ
とがわかる。

この鉄損特性は（ｂ）がＷ１５１５０で２．３５ｗａｔ
ｔＳ／Ｋｐニ対シて（ａ）が２．０３ｗａｔｔｓ７．と
約０．３ｗａｔｔＳ／に、優しテいる。

このように最終焼鈍前に鏡面にしておくと焼鈍時での酸
化が抑えられ、その結果結晶粒の成長も容易に行なわれ
、鉄損が大巾に向上する。

このような処理をした鋼板は最後に絶縁被膜が施され製
品となる。

以下実施例について述べる。

実施例 １ 転炉で溶製した後、真空槽で精錬を行ない低炭素とし、
次いで合金を添加し、Ｓｉ：３０５％、Ｍｎ：０．１５
％、Ｐ：００１５％、ＡＣｏ、５８％、Ｃ：０．００３
％、Ｓ：０００５％の成分に調整した溶鋼を連続鋳造に
より厚さ１８０ｒｎｍの連鋳スラブとした。

これを１１５０℃の加熱を行なった後、２．３朋に熱延
した。

この後９５０℃の熱延板焼鈍を行なった後、酸洗し、次
いで０．３５ｍｍ厚みに冷延した。

この冷延板を清浄した後、一方は冷延その−１１（平均
粗さ０．５μｍ）、他方はこれを電解研磨によって鏡面
に仕上げた。

この時の板厚は０．３４ｍｍであり表面の平均粗さは０
．２μｍ以下であった。

尚電解研磨液にはリン酸に無水クロム酸を過飽和に溶か
したものを使用した。

次いで二通りの冷延板を乾いた分解アンモニア雰囲気で
１０５０℃、３０秒の焼鈍を行なった。

焼鈍後の磁気特性は次の如くであった。

実施例 ２ 転炉と真空槽で精錬し、連続鋳造でスラブとした後、１
１５０℃でスラブ加熱し、次いで２．３ｍｍ厚みに熱延
した。

この時の化学分析値はＳｉ：３．００％Ｊ而：０面１３
％、Ｐ：０．０１５％、Ａ７：０．３２％、Ｃ：０．０
０３％、Ｓ：０．００７％であった。

この熱延板を９５０℃で焼鈍した後、９．３５ｍ＋＋＋
の厚みに冷延した。

この冷延板を清浄した後、一つは電解研磨により表面の
平均粗さを０．２μｍ以下にした。

また一つは硝酸酸洗により表面の平均粗さを１μｍの粗
さにした。

尚冷延その１捷の表面の平均粗さは約０，５μｍであっ
た。

この後転いた分解アンモニア雰囲気中で９５０°Ｃ１２
分間の焼鈍を行なった。

焼鈍後の磁気特性は次の如くであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷延板の表面粗度と鉄損の関係を示すグラフ、
第２図はＳＩＯ相当の鋼板について冷延後の鋼板を電解
研磨で鏡面仕上げした鋼板（ａ）と冷延そのままの鋼板
（ｂ）を１０５０℃、３０秒（雰囲気ガス：アンモニア
分解ガス、露点０℃）の焼鈍を行なった後の断面の金属
組織を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ｓｉ３．５％以下、その他必要に応じてＭｎ、Ａ
   ｌなどを含有する鋼スラブを、熱間圧延すること、−回
   或いは中間焼鈍を含む皿回以上の冷間圧延すること、冷
   延鋼板を最終仕上焼鈍することからなる無方向性電磁鋼
   板を製造する工程において、前記冷間圧延後に鋼板を酸
   洗あるいは鏡面研磨による表面処理を施してその平均粗
   さを０．４μｍ未満にするこさを特徴とする鉄損の優れ
   た無方向性電磁鋼板の製造方法。