JPS602625A - 磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法

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JPS602625A
JPS602625A JP58110742A JP11074283A JPS602625A JP S602625 A JPS602625 A JP S602625A JP 58110742 A JP58110742 A JP 58110742A JP 11074283 A JP11074283 A JP 11074283A JP S602625 A JPS602625 A JP S602625A
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alkaline earth
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康宏 小林
Masao Iguchi
征夫 井口
Isao Ito
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼板の圧延方向に磁化容易軸<001>が十
分に揃った結晶粒を持つ磁束密度が高く、鉄損の低い一
方向性珪素鋼板の製造方法に関するものである。
主として変圧器等の鉄心用材料として用いられる一方向
性珪素鋼板に要求される特性は、一定の磁化力において
得られる磁束密度が高いこと、および一定の磁束密度を
与えた場合にその鉄損が低いことである。その代表値と
して、磁化力1000A/mにおける磁束密度(Ih 
a 、テスラ)、および磁束密度1.7テスラ、周波数
50Hzにおける鉄損(W17 /5 o 、 W/K
g)によって表わされる。
従来の一方向性珪素鋼板は,通常2.0〜4−0%のS
iを含む低炭素鋼に微量のMn, S. Se等のイン
ヒビター成分元素を含ませて溶製した素材を熱間圧延し
た後、中間焼鈍を含む2回以上もしくは1回の冷間圧延
により所定の板厚に仕−ヒげ、該冷延鋼板に脱炭をかね
た1次再結晶焼鈍を施し、この脱炭鋼板の表面にMgO
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後、2次再結晶お
よび鋼板中の不純物除去のための最終仕上げ焼鈍をする
ことにより製造されている。すなわち、最終仕上げ焼鈍
によって2次再結晶粒を(110)<001>方位に揃
っ・で発達させるとともに、鋼中の不純物が除去されて
良好な磁気特性が得られる。
通常、磁気特性を向上させるための手法として、各種の
工程、例えば、熱間冷間圧延時のパススケジュール、1
次再結晶焼鈍および2次最結晶焼鈍時のヒートパターン
などの改善が考えられ、多くの提案がなされ、それぞれ
に成果が得られている。しかしながら、いずれも工程改
善による手法は、各種の含有成分が一定の範囲に変動し
て溶製される一方向性珪素鋼素材の全てに効果があると
は限らず、極端な場合には、かえって磁気特性を劣化さ
せることもある。すなわち、工程改善による手法には、
ある程度の不安定性は避は得ないのである。この不安定
性を無くするためには、素材組成と工程条件の極めて厳
密な管理が要求され、経済的な面あるいは生産効率の面
から実現することは困難である。
本発明はこのような従来の製造方法上の欠点を克服し、
操業」二に何ら支障なく、高磁束密度、低鉄損の一方向
性珪素鋼板を製造する方法を提供しようとするものであ
る。
本発明によれば、」−述した1次再結晶焼鈍を行う前に
、アルカリ土類金属化合物を鋼板に所定量固着するとい
う簡便な手法により、」−2目的を達成することができ
る。アルカリ土類金属化合物の鋼板への固着は、アルカ
リ土類金属化合物をアルカリ土類金属に換算しテ1.0
 ” 0.0001 mol#L含む電解槽中での、1
〜15 coulomb/dm2の電解処理法によるの
が好適である。
次に本発明による磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板
の製造方法につき詳細に説明する。
一般に一方向性珪素鋼板の製造においては、インヒビタ
ーと呼ばれる1次再結晶粒の正常な粒成長を抑制するM
nS、 MnSe等の析出物、あるいはsbなどの粒界
偏析元素の働きによって、最終仕上げ焼鈍中に形成され
る2次再結晶粒の(ill< OO1>方位を圧延方向
に揃えて磁気特性のよい成品を得ている。
本発明者等の検討の結果、この2次再結晶の核となりう
る起源は、熱間圧延板の表層から厚さの1710程度に
存在する(110)<001>方位を持つ未再結晶粒で
あることという知見を得ている。すなわち、2次再結晶
は鋼板の極〈表層から起るのであり、表層の(110)
 <001>方位の1次再結晶粒が多いほど2次再結晶
の核発生が容易となり、2次再結晶が円滑に進むために
磁気特性が向上するものと考えられる。表層の(110
)<001>方位を強めるためには、熱延時に表層の(
110)<001>方位を強めておくか、または1次再
結晶焼鈍時に強めるかのいずれかが考えられる。前者の
場合は、熱延仕上げ温度を低下させることが考えられる
のであるが、あまりに低温に過ぎると表面欠陥が多発し
、限界がある。従って、通常工程を用いたままで1次再
結晶焼鈍時に(110) <001>方位を強めること
が容易な手法であり、かつ安定的なものであるとの判断
から、本発明者等は各種の手法で実験を繰り返した。そ
の結果、1次再結晶焼鈍前に鋼板表面にアルカリ土類金
属化合物をアルカリ土類金属に換算して1.0〜0.0
001 mol/u含む電解槽における1 〜15 c
oulomb/dm2の電解処理により固着させるとい
う極めて簡便な手法により、磁気特性の向上が達成でき
た。
この原因について、集合組織、脱炭反応の面から検討を
行なった結果、Transactions l5IJ、
vol。
15(1975)、 P324に開示されるように、低
炭素鋼の再結晶焼鈍前にSなどの化合物を塗布すること
により、表層の黒鉛析出が抑制されること、また逆に、
アルカリ土類金属化合物によって黒鉛析出が促進される
ことから、本発明に係わる素材に関してもアルカリ土類
金属化合物の鋼板表面への固着によって、表面の脱炭が
急速に進行したことが推察される。この急速な表層の脱
炭によって、表層の(110) <001>方位の1次
再結晶粒が通常より発生しやすい状況になり、結果的に
表層(110)<001>方位が強まったことが、磁気
特性向上に結びついたものと考えられる。
前述の電解処理法における電解(脱脂)槽の電極の配置
の1例は、第4図に示すように、通板される鋼板の上下
に電解用の対極が並列に位置し、初めの対極が陽極であ
れば次の対極が陰極というようにして、鋼板を相対的に
陽、陰極交互に交換させて電解する方法で良いが、必ず
しもこの方法に限定する必要はない。第4図において、
1は鋼板、2は電解槽、3は電源、4は陽極、5は陰極
である。
−に述の電解処理法は、アルカリ土類金属化合物を鋼板
表面に固着させることを目的とするものである。電解処
理による場合、電解液中の化合物のイオン化による帯電
状態に応じて鋼板表面にアルカリ土類金属化合物の電着
が起り、塗布乾燥法または浸漬法に比べてより強固な刺
着状態となると考えられる。従って、後工程における鋼
板とロール等の接触によって剥離したり、削り落ちたり
することが少ないが、鋼板に付与する電気量の管理が必
要である。
本発明者等は、磁気特性改善効果のあるアルカリ土類金
属化合物の固着量について検討したところ、電解処理に
よる方法においては、アルカリ土類金属に換算してo、
oooi〜1.Omol/文の濃度の電解槽において、
電解時に1〜l 5 coulomb/d112の電気
量に制御することにより、磁気特性を改善しうろことを
見出した。電解液の温度はアルカリ土類金属化合物の濃
度の条件が満足されていればよく、特に限定する必要は
ないが、電解脱脂と同時に化合物の固着を行う場合、脱
脂の効果を上げるためには25〜lOO℃程度の液温か
望ましい。
次に、本発明におけるアルカリ土類金属化合物水溶液の
濃度、電解電気量などの限定理由について、本発明者等
の実施した実験例によって説明する。
第1図および第2図は、それぞれアルカリ土類金属化合
物の代表例としてMgCl2 、 ’3r(NO3) 
2を選び、アルカリ土類金属イオンに換算した濃度と磁
気特性の関係を示す図である。供試材の組成および工程
は後述する実施例3と同一である。単に浸漬した場合、
電解処理した場合とも、0.0001mol/文以上で
効果が見られる。0.05 mol/ l程度の濃度が
最も効果が大きく、それ以」−濃度を増加させても変化
は少ない。1.0 mol#Lを越える場合はフォルス
テライト質被膜形成を阻害するので好ましくない。以」
−の結果から、濃度を0.0001〜1.0 mo+/
立の範囲に限定した。
第3図は、電解脱脂時に電気量を変えた時の磁気特性の
変化を示す図である。液温は80℃、アルカリ土類金属
化合物のアルカリ土類金属換算濃度は0.05 mol
/ KLとした。供試材の組成および工程は後述する実
施例3と同一である。無電解時に比較して、1 cou
lomb/dm2以−Lの電気量テfi解処理すること
により磁気特性の向」−が見られる。電解電気量の上限
を15 coulomb/d112とした理由は、電解
槽の長大化、通板速度の低下、また電解用電源の大容量
化を必要とし、生産能率および経済性の面から好ましく
ないためである。従って、1〜15 coulomb/
dm2の電解電気量に限定した。
電解処理は水溶液浸漬と本質的に変わりはないため、電
気量が低い場合にも効果はある。しかしながら、脱脂を
同時に目的とする場合はあまりに低い電気量では好まし
くないのは自明である。
次に、本発明で用いる鋼素材の成分限定理由について説
明する。
Cは、0.02%より少ないと熱延時に粗大バンド組織
が板厚中央に残存し、2次再結晶が不完全になり、0.
06%より多いと脱炭に長時間を要し、脱炭不良を招き
磁気特性上好ましくないので、0.02〜0.06%の
範囲がよい。
Siは、2.0%より少ないと素材の電気抵抗が低く、
渦電流損失に基づく鉄損値が大きくなり、4.0%より
多いと冷延時に板割れを生じやすいため、2.0〜4.
0%の範囲がよい。
SとSeは共にMnと結合してMnS 、 MnSeを
形成し、インヒビターとして作用させるために添加する
もので、Sは0.008%未満、Seは0.003%未
満の場合には、生成するMnS 、 MnSeの1次再
結晶粒の成長抑制効果が弱く、また、いずれも0.1%
を越すと圧延加工性が著しく劣化するので、Sは0.0
08〜0.1%、Seは0.003〜0.1%ノ範囲に
するのが良い。
次に、本発明を実施例につき具体的に説明する。
〔実施例1〕 c o、oao%、Si 2.95%、Nn O,0f
32%、So、018%を含有する鋼塊を、熱間圧延、
均一化焼鈍および1回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延
を経て0.3 mmの最終板厚とし、湿水素中の脱炭1
次再結晶焼鈍前に、第1表に示すような条件で、Lg(
NO3) 2 、CaCl2 、!3r(NO3) 2
 、BaCl2 を表面に付着させ、その後、脱炭焼鈍
、MgO分離剤塗布工程を経て、820℃から3℃/h
rの加熱速度で1000℃まで昇温した後、1180℃
の水素雰囲気中で5時間純化焼鈍を行なって得た一方向
性珪素鋼板の磁気特性を第1表に示す。
〔実施例2〕 CO,041%、Si3.05%、Mn O,088%
、SeO,017%を含有する鋼塊を、熱間圧延、均−
化焼1 鈍および1回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経て0
.3mmの最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再結晶焼
鈍前に、第2表に示すような条件で、Mg(12、Ca
(NO3) 2 、 Sr(OH)2 、 Ba(NO
3) 2を表面に固着させ、その後、脱炭焼鈍、MgO
分離剤塗布工程を経て、850℃で50時間保持する2
次再結晶焼鈍を行なった後、1180℃の水素雰囲気中
で5時間純化焼鈍を行なって得た一方向性珪素鋼板の磁
気特性を第2表に示す。
〔実施例3〕 CO,045%、Si 3.35%、Mn O,084
%、SeO,018%、Sb O,025%を含有する
鋼塊を熱間圧延、均一化焼鈍および1回の中間焼鈍を含
む2回の冷間圧延を経て0.3 amの最終板厚とし、
湿水素中の脱炭1次再結晶焼鈍前に、第3表に示すよう
な条件で、MgCl2 、 Ca(OH)2 、 Sr
(NO3) 2、Ba (OH) 2を表面に固着させ
、その後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗布工程を経て、8
50℃で50時間保持する2次再結晶焼鈍を行なった後
、1180℃の水素雰囲気中で5時間純化焼鈍を行なっ
て得lま た一方向性珪素鋼板の磁気特性を第3表に示す。
以上の実施例の結果から明らかなように、電解処理した
場合、アルカリ土類金属化合物の鋼板表面への固着によ
って、磁束密度で約0.01T、鉄損で約0.03〜0
.05 W/Kg程i■の改善が見られる。
以上のように、鋼板表面にアルカリ土類金属化合物を固
着させることにより、極めて簡便に磁気特性の向上が得
られ、操業上困難な点あるいは不安定な点が全くないこ
とは、経済性、安定性の両面から本発明の寄与は大きい
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は添加するアルカリ土類金属化合物
の濃度と磁気特性との関係を示すグラフ、第3図は電解
処理時の電気量と磁気特性との関係を示すグラフ、第4
図は電解槽の電極の1つの配置例を示す線図である。 符号の説明 1・・・鋼板、2・・・電解槽、3・・・電源、4・・
・陽極、5・・・陰極 (1’ot日) J 藝ζ )ド yゴ(6M M ’
os/LIM) *+ ¥9’(1’01日)l 田屯
 )ド マr (6珂/M ’ Is/IA〜軒 響

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CO,02〜0.06%、Si 2.0〜4.0%を含
    有する低炭素鋼にs o、oos〜0.1%およびまた
    はSeQ、003〜0.1%を含有させた一方向性珪素
    鋼素材を熱間圧延する工程と、前記熱延鋼板を中間焼鈍
    を含む2回以上、もしくは1回の冷間圧延により所定の
    板厚に仕上げる工程と、前記冷延鋼板に脱炭をかねた1
    次再結晶焼鈍を施す工程と、前記脱炭鋼板の表面に焼鈍
    分離剤を塗布した後、最終仕上げ焼鈍する工程を有する
    一方向性珪素鋼板の製造方法において、前記1次再結晶
    焼鈍を行う前に、アルカリ土類金属に換算して1.0〜
    0.0001mo I/ lのNg、 Ca、 Sr、
     Baのアルカリ土類金属の化合物を含む電解槽中で、
    鋼板に1〜15 coulomb/dm2の電解処理を
    施すことを特徴とする特許のすぐれた一方向性珪素鋼板
    の製造方法。
JP58110742A 1983-06-20 1983-06-20 磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法 Granted JPS602625A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63103098A (ja) * 1986-10-20 1988-05-07 Nippon Steel Corp 非晶質合金材料の表面処理方法
JP2002104375A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Asahi Printing & Packaging Co Ltd 包装箱
CN103525999A (zh) * 2013-09-13 2014-01-22 任振州 一种高磁感取向硅钢片的制备方法

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