JPS62151516A - 方向性けい素鋼板の鉄損改善方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、方向性けい素鋼板の鉄損改善方法に関し、
とくに該鋼板を鉄心として使用する変圧器等の電気機器
における効率の有利な向上を図ろうとするものである。

方向性けい素鋼板の鉄損を低減させるには、鋼板の二次
再結晶組織を（１１０）　Ｃ００Ｌ）方位に近づけるこ
とやＳｉ量を増量させる等の冶金学的方法が主に採用さ
れてきた。しかしながらこれ等の方法では、例えば、０
．３０ｍｍ厚の鋼板では１．７テスラ、５０Ｈｚにおけ
る鉄損Ｗ　＋　７／Ｓ　Ｏを１．００１１１／ｋｇ以下
にすることが難しく、鉄損低域には自ら限度があった。

この他の方法としては鋼板厚を薄くする方法があり、現
在では０．２０ｍｍ厚程度０鋼板も製造され使用されて
いる。しかしながら鋼板厚を薄くしても、例えば０．２
３ｍｍ厚の鋼板ではｌ’１１７７５ｏが０．９０Ｗ／ｋ
ｇ程度が限界であった。

（従来の技術） そこで冶金学的な手法以外に鉄損を改良する方法が種々
提案されている。

かかる冶金学的方法以外のうち主なものとしては、特公
昭５７−２２５２号公報等に開示されているレーザービ
ームを照射する方法がある。この方法を用いることによ
り、従来に較べ鉄損の大幅な低減が可能になったけれど
も、コスト高、作業性および安全性の点に問題があった
。

（発明が解決しようとする問題点） ところで発明者らは先に、これらの問題を解決する手段
として、鋼板にプラズマ炎を放射する方法を開発し、特
願昭６０−２３６２７１号において開示した。

この発明は、上記したプラズマ炎放射による鉄損低減技
術をもう一歩押し進めた末に開発されたもので、良好な
鉄損低減効果を安定して得ることができる方法を提案す
ることを目的とする。

すなわち、この発明は、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素
鋼板の圧延方向に、引張応力σア（ｋｇ／ｍｍ２）およ
び曲げ応力σＲ（ｋｇ／ｍｍ２）のうちいずれか一方あ
るいはこれらの合成応力を加えながら、鋼板の圧延方向
と交わる方向に線状にプラズマ炎を放射するに際し、プ
ラズマ炎の放射ノズルと鋼板との相対速度をＳ　（ｍｍ
／ｓ）　、プラズマ炎の電流密度を１（Ａ／ｍｍ２）と
した場合に、次の関係式％式％ を満足する条件下にプラズマ炎の放射を施すことを特徴
とする方向性けい素鋼板の鉄損改善方法である。

以下、この発明を由来するに到った実験結果に基づき説
明する。

０、２３＋＋ｏｎ、　０．３０ｍｍの板厚をもつ仕上げ
焼鈍済みの方向性けい素鋼板を、半径６０ｍｍから６０
００ｍｍのロール上に鋼板の圧延方向をロールの円周方
向に合わせて添わせることによって鋼板に曲げ応力σ。

（ｋに７ｍｍ２）を加えると共に、鋼板の圧延方向にＤ
〜３０ｋｇ／ｍｍ２の引張応力（７７（ｋｇ／ｍｍ２）
を加えつつ、プラズマ炎を鋼板の圧延方向に対し直角の
向きに放射間隔７．５ｍｍで放射した。

このとき、ロール半径が小さい場合は張力を低くし、ま
た張力が高い場合はロール径を大きくすることにより鋼
板が塑性変形しない範囲でロール径、張力を選定した。

さらに平面上で引張応力だけを加える実験も行った。ロ
ールによる曲げ応力Ｒはロール半径（ｍｍ）である。

またプラズマ炎は、０．０５〜２．Ｏｎ＋ｍのノズル穴
径を持つノズルから放射させ、ガスは后を用いた。

プラズマ炎の出力電流は、ノズル穴径が大きい程大きな
電流を流せるが、ＩＡ〜３００Ａの範囲で変えた。

またノズルと鋼板との相対速度Ｓはｌ　＋ｎ＋ｎ　／　
ｓ〜４０００ｍｍ　／　ｓの範囲で変化させた。これら
の値を変えることによりｔ目対速度Ｓとプラズマ電流密
度１（Ａ／＋ｎｍ”）との比Ｓ／Ｉを０．００１〜１０
０の範囲で変化させて実験を行った。ここに電流密度と
は、出力電流をノズル穴断面積で除した値である。

鋼板のプラズマ炎放射前後における鉄損ＩＬｉｚｓ。

を単板磁器測定装置により測定し、プラズマ炎放射の効
果を調べた。

得られた結果を第１図に示す。図中○印は鉄損が領０２
Ｗ／ｋｇ以上向上した場合、一方Ｘ印は鉄損が変わらな
いか劣化した場合を示している。

同図より明らかなように、プラズマ炎放射による鉄損低
減効果はＳ／Ｉと引張りないし曲げ応力の和σ３＋σ、
に依存し、Ｓ／Ｉとσ、＋σ、とが次の関係式 ％式％ の範囲を満足する場合にとりわけ優れたプラズマ炎放射
効果があることが判明した。

（作　用） この発明のプラズマ炎放射に用いられる方向性けい素鋼
板は、仕上げ焼鈍済みであれば鋼板表面被膜の有無にか
かわらず用いることができる。即ち通常、仕上げ焼鈍後
の鋼板は仕上げ焼鈍中に生成されるフォルステライトを
主成分とする被膜でおおわれてしでるが、この被膜の有
無、さらにはフォルステライト被膜上に塗布するりん酸
塩等を含む上塗りコーチングの有無にかかわらず用いる
ことができる。プラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向とほ
ぼ直角方向が望ましいが、直角方向に対し４５゜以内な
らばつれていてもかまわない。線状に放射する場合の線
の間隔は２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲が好ましく、この範囲
をはずれると効果が小さいかかえって特性の劣化をまね
く場合がある。応力を加える場合は、曲げ応力、引張応
力さらにはそれらの和が鋼板の降伏点を超える応力にな
らないように注意する必要がある。降伏点を超えた場合
は特性の著しい劣化を招く。

プラズマ炎の発生にはＡｒ等の不活性ガスを用いるのが
一般的であるが、その他のガスを用いても良い。プラズ
マ炎放射ノズルのノズル穴径は２　ｍｍ以下が好適であ
り、またプラズマ電流およびノズルと鋼板との相対速度
はノズルの寿命等を考慮して、前記した関係式を満足す
る範囲のなかから適宜に選ぶ。

プラズマ炎放射により鉄損の低減する理由は、プラズマ
が放射された部分が磁気的に硬質、ごなり、磁区の細分
化をおこしているためと推察される。

（実施例） 実施例１ ０．２３ｍｍ厚の仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板を
、半径１００化のロール上に添わせ、かつ鋼板の圧延方
向に５ｋｇ／ｍｍ２の引張応力を付加しつつ、表１に示
した電流密度■およびノズルと綱板との相対速度Ｓの条
件下に、鋼板の圧延方向に対し直角の向きに線状にプラ
ズマ放射を施した。

ここに鋼板のヤング率を用いて計算した合計応力は約２
１ｋｇ／ｍｍ２であった。またプラズマトーチのノズル
径は０．１５ｍｍ、電圧は３０Ｖであった。ガスはＡｒ
を使用した。

表１に、プラズマ炎放射前後における鉄損特性について
調べた結果を併記する。

同表より明らかなように、前掲の関係式を満足する条件
下にプラズマ炎放射を行った場合にとりわけ良好な低損
の低減が達成された。

実施例２ ０．２３ｍ１［ｌ厚の仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼
板を、半径２００　ｍｍのロール上に貼り付け、この鋼
板に対し鋼板の圧延方向と直角方向に線状にプラズマ炎
を放射した。この時鋼板表面の曲げ応力は８ｋｇ／ｍｍ
２であった。また同種の鋼板を曲げることなく、８ｋｇ
／＋ｎｍ２の引張応力を加えまたは加えずに、同様にプ
ラズマ炎を放射した。

プラズマトーチのノズル径は０．１ｍｍでガスはＡｒ十
Ｈ２を使用した。ノズルと鋼板との相対速度Ｓおよび電
流密度Ｉは表２に示したとおりである。また放射間隔は
３ｍｍである。

表２に、放射前後の磁気特性を単板磁気試験装置で測定
した結果を併記する。

同表に示したとおり、この発明に従う放射条件を満足す
る場合（試料Ｎｏ、２．６）にとりわけ優れた鉄損低減
効果が得られている。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、方向性けい素鋼板の鉄損を
著しく低減させることができ、ひいてはトランス等にお
ける鉄心のエネルギー損を格段に低減することが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プラズマ炎放射による鉄損低減効果をＳ／Ｉ
とσ、＋σＴとの関係で示した図である。 第１図 σ★すσア（Ｋ９／漬ｍす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板の圧延方向に、
   引張応力σ＿Ｔ（ｋｇ／ｍｍ＾２）および曲げ応力σ＿
   Ｒ（ｋｇ／ｍｍ＾２）のうちいずれか一方あるいはこれ
   らの合成応力を加えながら、鋼板の圧延方向と交わる方
   向に線状にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ炎の
   放射ノズルと鋼板との相対速度をＳ（ｍｍ／ｓ）、プラ
   ズマ炎の電流密度をＩ（Ａ／ｍｍ＾２）とした場合に、
   次の関係式−２＋０．０３３（σ＿Ｔ＋σ＿Ｒ）≦ｌｏ
   ｇＳ／Ｉ≦１を満足する条件下にプラズマ炎の放射を施
   すことを特徴とする方向性けい素鋼板の鉄損改善方法。