JPS581172B2 - 磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、Ａｌの使用量を少ベした高級無方向性珪素
鋼板、更に詳しくは珪素；２．Ｏ％を超え３．５％以下
（以下重量％で示す）においてＡｌ；≦０．１０％とし
て、無方向性珪素鋼板を安価に製造する方法に関する。

軟磁性材料としての珪素鋼板は、結晶学的には所謂１１
０，００１で示される再結晶集合組織をもつが、これに
は、圧延面に１１０面をもち圧延方向に００１方向が揃
った組織をもつ方向性珪素鋼板と、方向性がそれ程問題
とならない程度の組織をもつ無方向性珪素鋼板があり、
各々、その磁性、機械的性質、価格等の特性に応じて電
気機器の鉄心材科等に使用されている。

例えば、方向性珪素鋼板は、圧延方向即ち００１方向が
極めて磁化容易な方向であり、鉄損値も極めて低く、且
つ、透磁率が高い優れた磁気特性をもっているので、主
として大容量の変圧器、ポール・トランス等に使用され
ている。

一方、無方向性珪素鋼板は、珪素含有量がほとんど零の
ものから、約２．０％以下の所謂低級無方向性珪素鋼板
と珪素含有量が２．０％以上の所謂高級無方向性珪素鋼
板とからなり、高級品は、圧延方向の磁気特性は方向性
珪素鋼板よりも劣るものの、方向性が余り問題とならな
い位に小さいという特徴を生かし、大型回転機等に、ま
た低級品は、加工性が優れていることやその低廉な価格
から小型電動機、小型変圧器等に広範に使用されている
。

一般に、珪素の含有量が２．０係を超える、所謂高級無
方向性珪素鋼板においても磁性改善のために、Ａｌを多
量に添加することがなされる。

これは、ＡｌＮを高温析出させ、磁性改善を行なうもの
であるが、Ａｌの有効な添加量は、ＡＩ含有量として０
．１５０％以上とされ、また珪素含有量が高いもの程多
く必要とされている。

従って、優れた磁気特性を有する高級無方向性珪素鋼板
は、高価なＡｌをより多量に使うため、これによる価格
上昇は免れない。

一方、Ａｌの含有量が０．１５０％以下で高級無方向性
珪素鋼板は鉄損レベルが著しく不良となるものが発生す
る。

この様にＡｌの含有量を極力少くしながらも磁気特性、
特に鉄損の劣化しない安価な極低炭素無方向性磁性材科
を提供すべく種々研究を重ね、さきに珪素の含有量が２
．０％以下の所謂珪素を積極的に含ませない領域の磁性
材料について、Ｂを含有Ｎ量との量的バランスを一定範
囲にして添加することにより、含Ａｌ磁性材料と同等の
磁気特性を具備せしめ得ることを見出し、さきに特願昭
５３−７２０９７号（特開昭５４−１６３７２０号）と
して特許出願をしたが、更に２．０％を超える珪素含有
量領域の所謂無方向性珪素鋼について、Ａｌの含有量を
０．１０％以下に減じた場合の磁気特性の変化及びその
回復策について研究を続け、ＡＡ量が０．１０％以下で
ありながらも優れた磁気特性のある無方向性珪素鋼板を
得ることが出来ることを見出し本発明を完成した。

即ち、さきになした上記発明におけるＢ／Ｎの一定範囲
内においてＢを添加することによって本発明をなした。

本発明は、高価なＡｄの使用量が少ない安価な高級無方
向性珪素鋼板を安定して提供することを目的としてなさ
れたものであって、以下に詳細に述べる。

本発明は、珪素の含有量が２．０％を超え３．５％以下
の所謂高級無方向性珪素鋼板において、少量の硼素を添
加することにより、Ａｄの使用量を少なくすることに成
功し、より安価に、且つ安定して成品を製造することを
なし得たもので、Ｃ ；＜０．０１５％，Ｓｉ；２．０
％を超え３．５％以下，Ａｌ；＜０．１０％，０；＜０
．０１０％，Ｂ／Ｎ；０．５０〜２．００残部Ｆｅ及び
不可避不純物からなる鋼スラブを常法に従って加工処理
し、所定の磁気特性をもつ無方向性珪素鋼板を得ること
を特徴とする。

方向性珪素鋼板の製造過程においては、鋼中に硼素Ｂを
添加し、磁気特性を改善する方法が例えば、特開昭５２
−１５３８２５号等に見られる。

しかるに、これら公知の発表における硼素添加の目的は
、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板を得ることにある
と認められる。

すなわち、最終焼鈍における２次再結晶を促進し、（１
１０）〔００１〕集合組織を生成させることを狙いとし
たものである。

本発明者等は、高級無方向性珪素鋼板、すなわち、珪素
含有量２．０％を超え３．５％以下の磁性材料において
、安価な手段による磁性安定の方法について、種々の研
究を重ねた結果、硼素Ｂを添加含有させ、含有窒素と一
定の範囲内でバランスさせることにより、従来多量に使
っていたＡｌの使用量を非常に少なくして、尚かつ特性
の安定した高級無方向性珪素鋼板の製造に成功した。

なお、同一珪素含有量では、鉄損のレベルは若干劣るが
、Ａｌ低減により低下する固有抵抗値に見合う程度の珪
素分を少量増加してやることで、硼素添加鋼の鉄損レベ
ルは従来のＡｌ多量添加鋼と同等以上となる。

少量の珪素含有量の増加はあるが、Ａｌを大幅に低減す
ることが出来るため合金コストが低廉で且つ必要な磁気
特性をもつ高級無方向性電磁鋼板を得ることを見出し、
本発明を完成したものである。

本発明のための電磁材科としての鋼は、転炉、電気炉等
の鋼精錬炉で溶製され、更に必要に応じてＤＨ，ＲＨ等
の真空精錬炉で精錬を行い、炭素含有量を０．０１５％
以下に低減し、これに必要な珪素、硼素等を添加して本
発明が以下に特定する鋼スラブ成分に調整される。

鋼スラブの成分において、炭素は０．０１５％以下に制
限される。

鋼中の炭素は、磁気特性及び磁気時効に悪い影響を与え
るので、一般的には製鋼段階で出来るだけ低くするが、
所望の値より高いことが多く中間厚み又は最終厚みにお
いて脱炭されることが多いが、これ以上になると充分な
脱炭が困難となり、所望する値まで脱炭するのに多大な
る時間を要する。

珪素は、鉄損レベルに応じて所要量が加えられるが、珪
素含有量が２．０％を超える所謂高級無方向性珪素鋼板
を対象とする。

また、珪素含有量が３．５％を超えると冷延が困難とな
るのでその上限を３．５％とする。

Ａｌは、鋼の脱酸のために使用されるが、鋳造作業時の
トラブル、成品のヘゲ疵の増加等の問題を生じることが
ないよう、また、硼素の歩留を悪くすることのないよう
本発明の目的の範囲内で充分脱酸すべきである。

一方、ＡＡ含有量０．１０％以上では、価格の上昇を招
き本発明の主旨に反するとともに硼素の添加効果が薄ら
ぐ。

従って、ＡＡの含有量は、０．１０％以下とする。

酸素は、一般に磁気特性を劣化させると共に添加される
硼素の無用な消費を招くので、０．０１０％以下にコン
トロールされるべきである。

硼素は鋼中の窒素量と一定関係においてバランスさせる
べきで、硼素含有量／窒素含有量としてすなわちＢ／Ｎ
０．５０〜２．５０、望ましくは０．７０〜１５０の範
囲において含有させる。

第１図の含有珪素量約２％のクラスの例で示すが如く、
硼素含有量／窒素含有量の比が０．５０以下又は２．５
０以上では所定の焼鈍条件では磁気特性のレベルが不良
となる。

第１図はＢ／Ｎと磁気特性の関係を示したもので比較材
レベルｓ ， ｓ’と比べて何れも優れている。

本発明は上記の成分に溶製された鋼を連続鋳造により鋼
スラブにするか、或は鋳型にて鋼塊に鋳造され分塊圧延
にて鋼スラブに形成される。

この鋼スラブは、ついで中間寸法に熱間圧延されるが、
熱延条件に特別な条件を強いてつける必要はなく、普通
鋼の圧延条件でよく、例えば１１５０〜１３３０℃の温
度に加熱し圧延される。

この熱延板は、そのま５或は必要に応じては焼鈍したの
ちに、更に酸洗され、冷間圧延されるが、１回の冷間圧
延か或は中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延が施され最
終寸法になされる。

最終寸法になされた冷延板は更に焼鈍が施される。

本発明においては熱延板の焼鈍を行う場合も含まれるも
のとする。

上記溶製鋼の塊成化及びこの塊成鋼の加工は、上記した
如く本発明の目的を逸脱しない範囲内において任意に選
ぶことが出来る。

本発明の無方向性珪素鋼板の製造法は上記の如くである
が、本発明に係る無方向性珪素鋼板は、熱延の加熱温度
が比較的高くても良好な鉄損レベルを示しており、第２
図に示すが如く、本発明材は比較材に較べて高温域での
鉄損の劣化が少い。

実施例 １ 転炉で溶製し真空脱ガス槽で精錬し連鋳によりスラブと
した第１表の成分鋼スラブＡを加熱炉で１１５０℃に加
熱し、これを２．７ｍｍの厚さに熱延し、更に酸洗後０
．５０ｍｍの厚さに冷間圧延した。

この圧延板は、〔Ｃ〕≦２０ｐｐｍに脱炭後９２５℃の
温度で４５秒間連続焼鈍を行なった。

更に７５０℃で保定時間２時間の再焼鈍を行なった。

焼鈍後の磁性を測定して第２表の値を得た。

本発明による材科Ａは、高価なＡｌの使用量が少ないに
もかかわらず、高価なＡｌを多量に使用する比較材Ｂよ
り、いずれの熱処理の場合でも磁気特性が同等以上であ
る。

実施例 ２ 転炉で溶製し、真空脱ガス槽で精錬し、連鋳によりスラ
ブとした第３表の成分鋼スラブＣを加熱炉で１１５０℃
に加熱し、これを２．３ｍｍの厚さに熱延し、熱延板を
９２５℃で６０秒焼鈍後酸洗し、０．５０ｍｍの厚さに
冷間圧延した。

この冷延板を（Ｃ）≦２５ｐｐｍに脱炭後１０００℃の
温度で６０秒間連続焼鈍を行った。

この焼鈍後の磁性の測定を行なった結果第４表の値を得
た。

本発明による材料Ｃは、比較材Ｄに比べ、同等以上の磁
気特性を示している。

この様に本発明による材料は、高価なＡｌは、単に脱酸
のみに使用し、Ａｄ減少に伴なう固有抵抗の減少は安価
な珪素合金鉄類で補うことにより、合金鉄コストを低く
抑えているにもかかわらず、高価なＡＡを多量に使用し
た材料と同等以上の磁気特性を有する。

また、第２図で明らかなように熱延の加熱温度の上昇に
よる鉄損値の劣化性が小さく熱延での操業の許容範囲が
広く、操業が容易で安定した品質のものを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は（硼素含有景）／（窒素含有量）の比と、磁気
特性の関係を、第２図は熱延加熱温度と鉄損値の関係を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｃ；＜０．０１５％，Ｓｉ；２．０％を超え３．
   ５係以下、Ａｌ；＜０．１０％，０；＜０．０１０％，
   Ｂ／Ｎ ；０．５ ０〜２．５０、残部Ｆｅ及び不可避
   不純物からなる鋼スラブを熱間圧延して得た熱延板を１
   回の冷間圧延或は中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延に
   よって最終寸法となし、更に焼鈍を施すことを特徴とす
   る磁気特性の優れた無方向性珪素鋼板の製造法。