JPS6131164B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6131164B2
JPS6131164B2 JP2696982A JP2696982A JPS6131164B2 JP S6131164 B2 JPS6131164 B2 JP S6131164B2 JP 2696982 A JP2696982 A JP 2696982A JP 2696982 A JP2696982 A JP 2696982A JP S6131164 B2 JPS6131164 B2 JP S6131164B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strain relief
annealing
relief annealing
silicon steel
steel sheet
Prior art date
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Expired
Application number
JP2696982A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58144425A (ja
Inventor
Toshihiko Funabashi
Masao Iguchi
Toshiro Ichida
Isao Ito
Hiroshi Shimanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP2696982A priority Critical patent/JPS58144425A/ja
Publication of JPS58144425A publication Critical patent/JPS58144425A/ja
Publication of JPS6131164B2 publication Critical patent/JPS6131164B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明法は鉄損劣化のない一方向性珪素鋼板の
歪取焼鈍方法に関する。 一方向性珪素鋼板は主として変圧器その他の電
気機器の鉄心として使用され、磁気特性として磁
束密度、鉄損特性および磁気歪特性が良好である
ことが要求される。 従来の一方向性珪素鋼板の製造方法について説
明する。インヒビターとして添加するSもしくは
Seのほか通常Si:4.0%以下を含有する珪素鋼塊
を熱間圧延し焼鈍と冷延を繰返し、最終板厚の冷
延鋼板とし、冷延鋼板を脱炭焼鈍し、次に鋼板の
表面にマグネシヤ(MgO)を塗布して最終仕上
焼鈍時の鋼板の焼付を防止する。このMgOを塗
布した鋼板は箱焼鈍とも称される最終仕上焼鈍工
程で処理されるが、これは2次再結晶段階と最終
的に1200℃前後まで昇温する純化段階とから成
り、次の3目的のために実施される。 第1の目的は2次再結晶のためで、脱炭焼鈍後
鋼中に微細に分散した析出相MnS、MnSeがイン
ヒビターとして正常粒成長を抑制する作用をして
通常ゴス方位と称される(110)〔001〕晶組織と
なり圧延方向にすぐれた磁気的特性を示す材料と
なる。 第2の目的は材料の純化のためで、インヒビタ
ーとして前記の如く作用したMnS、MnSeは最終
製品となつた後も鋼中に残留していると磁気特性
特に鉄損特性を劣化させるので最終仕上段階で
1200℃前後まで昇温し水素中で純化焼鈍を実施
し、析出相MnS、MnSeは一部が分解してS、Se
の形で気相中に逸散したり、MnS、MnSeの状態
でフオルステライト質被膜中にあるいはフオルス
テライト質被膜と地鉄の界面に濃縮したりして鋼
中から除去される。 第3の目的は通常グラス被膜と呼ばれるフオル
ステライト質(2MgO、SiO2)被膜の形成であ
る。この被膜は脱炭焼鈍中に鋼板表面に形成した
SiO2からなるサブスケールと仕上焼鈍工程の焼
付防止のため塗布されたマグネシアとの間の固相
反応によつて絶縁抵抗を有する被膜を形成したも
のである。 最終仕上焼鈍後、鋼板表面の末反応のマグネシ
アの水洗が行なれる。しかし未反応のマグネシア
の焼付が甚しい場合には除去のためりん酸あるい
は硫酸による軽酸洗が行なわれる。 鋼板表面のマグネシア除去後、さらに層間の絶
縁抵抗を増加するため、りん酸塩系のコーテイン
グ処理液を塗布、焼付けて上塗り絶縁コーテイン
グを形成させる。りん酸塩系コーテイングとして
は従来から知られているりん酸マグネシウム系の
コーテイング以外に、近年開発された圧延方向に
特に結晶集合組織がよく揃つた高磁束密度方向性
珪素鋼板用に適用されている特開昭50−79442あ
るいは特開昭52−25296、特開昭53−28043に開示
されているコロイド状シリカ、りん酸マグネシウ
ムあるいはりん酸アルミニウム、無水クロム酸か
らなる低熱膨張性の張力付加型のりん酸塩系コー
テイングがある。 上記の工程によつてコーテイング処理された一
方向性珪素鋼板は通常、電力用変圧器の鉄心とし
て所定の大きさに剪断され、積鉄心あるいは巻鉄
心として使用される。変圧器の鉄心を組立てる工
程においては不可避的に鋼板に機械的歪が導入さ
れ磁気的特性、特に鉄損特性を劣化させる。この
機械的歪を除去するため通常800℃前後で歪取焼
鈍を行う。積鉄心用の素材は単板にて、巻鉄心用
の素材は曲げ加工した後のコイル状態で焼鈍され
る。しかるにこの歪取焼鈍によつて機械的歪を除
去しても鉄損が焼鈍前の素材の特性まで回復しな
い事態がしばしば発生している。特にコイル状で
長時間焼鈍する巻鉄心の場合には劣化が大きいこ
とが認められる、この劣化が変圧器としての素材
特性を最大限に発揮できない大きな理由である。
一方向性珪素鋼板の鉄損特性は近年のエネルギー
コストの高騰の影響による省エネルギーの立場か
らますます重要視されるようになつており、歪取
焼鈍による鉄損の劣化は非常に大きな問題となつ
ている。 本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決
し、歪取焼鈍による鉄損劣化のない一方向性珪素
鋼板の歪取焼鈍方法を提供するにある。 本発明の要旨とするところは次のとおりであ
る。すなわち、SもしくはSeを含む珪素鋼板素
材を熱間圧延および中間焼鈍を含み冷間圧延する
工程と、前記冷延鋼板を脱炭焼鈍および最終仕上
焼鈍する工程と、前記最終仕上鋼板表面に形成さ
れたフオルステライト質被膜上にりん酸塩系被膜
を形成するコーテイング処理工程とを有して成る
一方向性珪素鋼板の製造時における前記コーテイ
ング処理した鋼板を加工処理した後歪取焼鈍する
一方向性珪素鋼板の歪取焼鈍方法において、前記
フオルステライト質被膜を含む最終仕上鋼板中の
SおよびSeの分析値の合計量が重量比にて0.02%
以上の場合、0.01%以上0.02%未満の場合、およ
び0.01%未満の場合に応じて前記歪取焼鈍温度を
それぞれ650℃以上700℃未満、700℃以上750℃未
満および750℃以上850℃未満に制御することを特
徴とする鉄損劣化のない一方向性珪素鋼板の歪取
焼鈍方法である。 本発明者らは歪取焼鈍による鉄損劣化の原因を
究明するため鋭意検討を行い、最終仕上焼鈍時の
純化段階において鋼中から除去されたS,Seが
歪取焼鈍時に鋼中に戻つていくことによつて鉄損
が増大し、かつ歪取焼鈍による鉄損の増大はりん
酸塩系コーテイングが施されている場合に限ら
れ、最終焼鈍後のフオルステライ質被膜のみの場
合には認められないことがわかつた。この歪取焼
鈍に注目して種々実験を行つた結果、フオルステ
ライト質被膜を含む(以下単に膜つきと称する)
鋼板のS、Seの分析値の合計値によつて歪取焼
鈍温度の範囲、特に上限温度を制御することによ
つて歪取焼鈍時のS、Seの鋼中侵入を防止し、
鉄損の増大を効果的に抑制できることを見出だし
本発明を完成した。 本発明の基礎実験について説明する。Si:2.95
%、Mn:0.55%、S:0.004%、Se:0.017%、
Sb:0.020%の化学組成を有する鋼塊を熱間圧
延、冷間圧延により0.30mmの板厚とし、脱炭焼
鈍、最終仕上焼鈍を施し次に下記第1表に示す工
程によつて処理しそれぞれの工程後のS、Seの
鋼中侵入を調査し第1図に結果を示した。
【表】 調査方法はフオルステライト質被膜および直下
の地鉄の表面を化学研磨し深さ0、5、10、15、
20μの各研磨表面について螢光X線によるSと
Seの定量分析値の合計量を求めた。 第1図から最終仕上焼鈍工程のみの〇印曲線に
比し、りん酸塩系コーテイングー歪取焼鈍をした
場合のS、Seの鋼中侵入の増加は明らかであ
り、歪取焼鈍温度が高い程その傾向は著しい。こ
れらのS、Seの鋼中侵入が多い程、歪取焼鈍後
の鉄損劣化が大きかつた。なお、第1図における
りん酸塩系コーテイング後の珪素鋼板のS、Se
の膜つき分析値はそれぞれ0.002、0.013%であつ
た。 りん酸塩系コーテイングがある場合に限つて歪
取焼鈍時にS、Seの鋼中侵入により鉄損劣化が
起こるが、その確たる理由は明らかでなく、多分
フオルステライト質被膜直下に存在するMnS、
MnSeがりん酸塩系コーテイグのある成分によつ
て分解され、その結果S、Seが鋼中に侵入して
いくものと推測される。S、Seが鋼中に侵入す
ると鋼中においてFe、Mnの硫化物、Se化物等の
鋼中析出物を形成し、鉄損を劣化させるものと考
えられる。 次にSとSeの膜つき合計分析値と歪取焼鈍温
度と歪取焼鈍後の鉄損劣化の関係を調査した。す
なわちSi:2.8〜3.1%、Mn:0.05〜0.07%、S:
0.004〜0.25%、Se:<0.001〜0.020%、Sb:<
0.001〜0.020%残部が実質的にFeから成る各種の
珪素鋼塊を通常の工程で熱延、冷延を行い0.3mm
の最終板厚とし、次いで脱炭焼鈍、最終仕上焼鈍
を施しフオルステライト質被膜を有する一方向性
珪素の焼鈍板を得た。さらに一部の仕上焼鈍板を
りん酸塩系コーテイング前にりん酸あるいは硫酸
で酸洗を行ないSとSeの膜つき合計分析値の異
なる多種類の焼鈍材を準備した。これらのSと
Seの膜つき合計分析値の異なるフオルステライ
ト質被膜を有する仕上焼鈍板に特開昭50−79442
で開示さたコロイド状シリカ、りん酸マグネシウ
ム、無水クロム酸からなるコーテイング処理液を
塗布し焼付けた。上記のコーテイング処理材を多
数枚結束してN2で650〜900℃の温度で歪取焼鈍
を行なつた。歪取焼鈍の時間は実際に剪断等の歪
が除去できることを考慮して650℃では20時間、
700℃では10時間、750℃以上では3時間とした。
これらの歪取焼鈍板の鉄損を調査しその結果をま
とめて第2図に示した。なお第2図おける各記号
は下記第2表のとおりの意味である。
【表】 第2図から明らかな如くSとSeの膜つき合計
分析値が多い程より低温でS、Seの鋼中侵入が
起こり鉄損劣化を招来するので、歪取焼鈍温度の
上限を決めることによつて鉄損の増加を効果的に
防止できることがわかる。従つてSとSeの膜つ
き合計分析値によつて歪取焼鈍温度を制御できる
ことが判明した。然し低温の場合は機械歪を十分
除去できないおそれがあり、かつ低温長時間の歪
取焼鈍は生産性を著しく阻害するのべなるべく回
避し第2図に示した斜線領域が好ましい焼鈍範囲
となり、これを表示すると第3表のとおりとな
る。
【表】 一方向性珪素鋼板の歪取焼鈍条件はJISC2553
において鉄損、磁束密度の測定のために780〜820
℃で1時間以上保持し冷却、雰囲気などについて
は適切な条件で焼鈍することになつているが、本
発明によりSとSe膜つき分析値によつて歪取焼
鈍温度を制御でき、具体的には上記第3表の如く
設定することによつて鉄損のない歪取焼鈍法を得
ることができた。 実施例 第4表に示す化学組成の珪素鋼塊を熱間圧延後
0.30mmまで冷間圧延し、脱炭焼鈍し最終仕上焼鈍
を行つた。 次に第5表に示す供試材No.1〜14については
【表】 直ちにコーテイング処理工程に、供試材No.15〜21
については50℃、10%りん酸溶液中に30秒間浸漬
する酸洗工程を経て同じくコーテイング処理工程
に移つた。コーテイング処理工程はいずれも特開
昭52−25296に開示されているコロイド状シリ
カ、りん酸マグネシウム、無水クロム酸系のコー
テイング処理液を片面2μの膜厚となるように塗
布し800℃1分間N2中で焼付けた、次に30mm×
280mmの試験片に剪断加工し第5表に示す条件で
歪取焼鈍をそれぞれ行なつた。 いずれの供試材も最終仕上焼鈍後および歪取焼
鈍前後に磁束密度B10および鉄損W1750を測定
し、その結果をコーテイング後のSおよびSeの
膜つき分析値と共に第5表に示した。
【表】 第5表からS+Se=Se=0.024%の場合には歪
取焼鈍温度が650℃以上700℃未満の時鉄損劣化が
ないが、供試材No.5の比較例は600℃×20時間で
も剪断歪が完全に除去されていない。S+Se=
0.016Cの場合には歪取焼鈍温度700℃以上750℃
未満、S+Se=0.004%の場合には750℃以上850
℃未満においていずれも鉄損劣化を防止できる
が、この歪取焼鈍温度を外れた比較例においては
すべて磁気特性が劣化している。 上記実施例からも明らかな如く本発明法は一方
向性珪素鋼板のSとSeの膜つき分析値の合計量
が重量比にて0.02%以上の場合、0.01%以上0.02
%未満の場合、および0.0.1%未満の場合に応じ
て歪取焼鈍温度をそれぞれ650℃以上700℃未満、
700℃以上750℃未満および750℃以上850℃未満に
制御することによつて鉄損劣化のない一方向性珪
素鋼板の効果的製造を可能とし、変圧器鉄心の鉄
損劣化を防止し省エネルギーの効果をあげること
ができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は歪取焼鈍温度別の珪素鋼板地金の表面
深さとS、Seの合計分析値との関係を示す相関
図、第2図は珪素鋼板の歪取焼鈍温度とSとSe
の膜つき合計分析値と歪取焼鈍による鉄損劣化と
の相互関係を示す相関図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 SもしくはSeを含む珪素鋼板素材を熱間圧
    延および中間焼鈍を含み冷間圧延する工程と、前
    記冷延鋼板を脱素焼鈍および最終仕上焼鈍する工
    程と、前記最終仕上鋼板表面に形成されたフオル
    ステライト質被膜上にりん酸塩系被膜を形成する
    コーテイング処理工程と、を有して成る一方向性
    珪素鋼板の製造時における前記コーテイング処理
    した鋼板を加工処理した後歪取焼鈍する一方向性
    珪素鋼板の歪取焼鈍方法において、前記フオルス
    テライト質被膜を含む最終仕上鋼板中のSおよび
    Seの分析値の合計量が重量比にて0.02%以上の場
    合、0.01%以上0.02%未満の場合、および0.01%
    未満の場合に応じて前記歪取焼鈍温度をそれぞれ
    650℃以上700℃未満、700℃以上750℃未満および
    750℃以上850℃未満に制御することを特徴とする
    鉄損劣化のない一方向性珪素鋼板の歪取焼鈍方
    法。
JP2696982A 1982-02-22 1982-02-22 鉄損劣化のない一方向性珪素鋼板の歪取焼鈍方法 Granted JPS58144425A (ja)

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JP2696982A JPS58144425A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 鉄損劣化のない一方向性珪素鋼板の歪取焼鈍方法

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JPS58144425A JPS58144425A (ja) 1983-08-27
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