JPS6229107A - 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法

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JPS6229107A
JPS6229107A JP16664185A JP16664185A JPS6229107A JP S6229107 A JPS6229107 A JP S6229107A JP 16664185 A JP16664185 A JP 16664185A JP 16664185 A JP16664185 A JP 16664185A JP S6229107 A JPS6229107 A JP S6229107A
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annealing
unidirectional silicon
recrystallization annealing
steel plate
silicon steel
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Masao Iguchi
征夫 井口
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Kawasaki Steel Corp
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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】 (産業上の利用分野) 一方向性珪素鋼板の電気・磁気的特性の改善、なかでも
、鉄損の低減に係わる極限的な要請を満たそうとする近
年来の目覚ましい開発努力は、逐次その実を挙げつつあ
るが、その実施に伴う重大な弊害として、一方向性珪素
鋼板の使用に当たっての加工、組立てを経たのち、いわ
ゆるひずみ取り焼鈍がほどこされた場合に、特性劣化の
随伴を不可避に生じて、使途についての制限を受ける不
利が指摘される。
この明細書では、ひずみ取り焼鈍のような高温の熱履歴
を経ると否とに拘わらず、上記要請を有利に充足し得る
新たな方途を拓くことについての開発研究の成果に関連
して以下に述べる。
さて一方向性珪素鋼板は、よく知られているとおり製品
の2次再結晶粒を(110) Cool )] 、すな
わちゴス方位に、高度に集積させたもので、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電気・磁気
的特性として製品の磁束密度(B、o値で代表される)
が高く、鉄損(WIT/!iQ値で代表される)の低い
ことが要求される。
この一方向性珪素鋼板は複雑多岐にわたる工程を経て製
造されるが、今までにおびただしい発明改善が加えられ
、今日では板厚0.30mmの製品の磁気特性がB+o
 1.90T以上、wlff1501.05W/kg以
下、また板厚0.23+nmの製品の磁気特性がB、。
1.89T以上、W+tzso O,90111/kg
以下の超低鉄損一方向性珪素鋼板が製造されるようにな
って来ている。
特に最近では省エネの見地から電力損失の低減を特徴と
する請が著しく強まり、欧米では損失の少ない変圧器を
作る場合に鉄損の減少分を金額に換算して変圧器価格に
上積みする「ロス・エバリユエーション」 (鉄損評価
)制度が普及している。
(従来の技術) このような状況下において最近、一方向性珪素鋼板の仕
上焼鈍後の鋼板表面に圧延方向にほぼ直角方向でのレー
ザ照射により局部微小ひずみを導入して磁区を細分化し
、もって鉄損を低下させることが提案された(特公昭5
7−2252号、特公昭57−53419号、特公昭5
8−26405号及び特公昭58−26406号各公報
参照)。
この磁区細分化技術はひずみ取り焼鈍を施さない、積鉄
心向はトランス材料として効果的であるが、ひずみ取り
焼鈍を施す、主として巻鉄心トランス材料にあっては、
レーザー照射によって折角に導入された局部微小ひずみ
が焼鈍処理により解放されて磁区幅が広くなるため、レ
ーザー照射効果が失われるという欠点がある。
一方これより先に特公昭52−24499号公報におい
ては、一方向性珪素鋼板の仕上げ焼鈍後の鋼板表面を鏡
面仕上げするか又はその鏡面仕上げ面上に金属薄めっき
やさらにその上に絶縁被膜を塗布焼付けすることによる
、超低鉄損一方向性珪素鋼完成したものである。
この発明の成功が導かれた具体的実験に従って説明を進
める。
C:0.048重量%(以下単に%で示す)、si:3
.38%、Mn : 0.063%、 Se :0.0
22%、Sb : 0.025%及び、MO: 0.0
26%を含有する珪素鋼連鋳スラブ(A)およびC:0
.056%、Si:3.41%、Mn : 0.062
%、S:0.022%、八1:0.030%、N : 
0.0067%を含有する珪素鋼連鋳スラブ(B)を何
れも1360℃で4時間加熱後熱間圧延して2.0mm
厚の熱延板とした。
その後(A)の試料は900 ℃で3分間の均一化焼鈍
後、950℃で3分間の中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧
延を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。
一方、(B)の試料は1050℃で3分間の均−化焼鈍
後急冷処理を施した後1回の強冷延を施して0゜23化
厚の最終冷延板とした。この場合、冷間圧延途中では3
00℃の温間圧延を施した。
その後(A)および(B)の試料はともに830℃の湿
水素中で脱炭・1次再結晶焼鈍を施した後最高温度が9
80℃で炉の内側に向って急激な温度勾配(約100℃
/ cm )を有する炉の中へ10mm/hrの速度で
試料を圧延方向にほぼ直角方向(C方向)を挿入方向と
して挿入し、2次再結晶させた。
また比較のために別の(A)および(B)の各試料は、
通常の処理法、すなわち(A)の試料は850℃で50
時間の2次再結晶焼鈍を施し、また(B)の試料は85
0℃から5℃/hrで1050℃まで除熱する2次再結
晶焼鈍を行った。
これらの試料はいずれも1200℃で10時間乾水素中
で純化焼鈍を施した後、酸洗により表面上の酸化物を除
去し、さらに3%IPと)+20□液中で化学研摩した
後、鋼板表面上にCVD法と、イオンプレーティング法
により、TiN極薄張力被膜(0,6μm厚)を形成さ
せた。
なおCVDは750 ℃で2Qhr、 TiC1+ と
N2とN2の混合ガス雰囲気中で500 mbの減圧下
で処理を行った。
一方イオンプレーティングはマグネトロン方式の装置を
用い加速電圧300v、電流密度50mA/m”、イオ
ン電流30mAで5分間の処理を行った。
これらの試料の製品の磁気特性を表1に示す。
表1から製品の磁気特性は2次再結晶条件によって極端
に異なることがわかる。すなわち圧延方向に直角方向(
C方向)に極端な温度勾配を与えて2次再結晶焼鈍を施
した試料においてCVDおよびイオンプレーティングに
よりTiNの極薄張力被膜を形成させた場合(A)およ
び(B)の試料は共に、W17/S。が0.60〜0.
62111/kgの極端な超低鉄損を示し、通常の2次
再結晶焼鈍にくらべて0.1〜0.15W/kgもの著
しい鉄損低下となることを示している。
(作 用) 上に述べた磁気特性の向上の理由は次のように考えられ
る。最近仕上焼鈍の際にコイルの上下方向(圧延方向と
直角方向)に温度勾配を与え、2次再結晶粒を圧延方向
と直角方向に成長させることによって鋼板と若干の傾斜
角(2°〜3°)をもつ2次再結晶粒を発達させる試み
が行われている(野沢忠生、中山正、牛神義行、山本孝
明:日本金属学会講演概要(1985・4月) 、P、
342参照)が、この方法と同様に仕上焼鈍中の2次再
結晶粒を圧延方向に直角方向に発達させることによって
鉄損の低下を図ると同時にこれら従来法がフォルステラ
イト下地被膜を使用しているため低鉄損化に限界があっ
たのに反しこの発明ではこれとは別にTiN等の極薄張
力被膜を施すことによって鋼板に弾性引張り張力を効果
的に付与することができ、上記の限界を越えてさらに低
鉄損の一方向性珪素鋼板の製造が可能となったものであ
る。
次に、一方向性珪素鋼板の製造工程について一般的な説
明を含めてより詳しく述べる。
まず出発素材は従来公知の一方向性珪素鋼板素材成分、
例えば ■C:0.03〜0.050%、Si:0.25〜4.
5%、Mn : 0.01〜0.2%、 Mo : 0
.003〜0.1%、Sb : 0.005〜0.2 
%、SあるいはSeの1種あるいは2種合計で、0.0
05〜0.05%を含有する組成 ■C:0.03〜0.08%、  Si:2.0〜4.
0  %、S:0.005〜0.05%、N:0.00
1 〜0.01%、Al : 0.01〜0.06%、
  Sn : 0.01〜0.5  %、Cu : O
,Ql 〜0.3%、 Mn : 0.01〜0.2%
を含有する組成 ■C:σ、03〜0.06%、 Si:2.0〜4.0
%、S:0.005〜0.05%、B : 0.000
3〜0.0040%、N : 0.001〜0.01%
、Mn : 0.01〜0.2%を含有する組成 の如きにおいて適用可能である 次に熱延板は必要に応じて800〜1100℃の均一化
焼鈍を経て1回の冷間圧延で最終板厚とする1回冷延法
か又は、通常850℃から1050℃の中間焼鈍をはさ
んでさらに冷延する2回冷延法にて、後者の場合最初の
圧下率は50%から80%程度、最終の圧下率は50%
から85%程度で0.15mmから0.35mm厚の最
終冷延板厚とする。
最終冷延を終わり製品板厚に仕上げた鋼板は・表面脱脂
後750℃から850℃の湿水素中で脱炭・1次再結晶
焼鈍処理を施す。
その後2次再結晶焼鈍を施すが、この発明ではとくに2
次再結晶粒を圧延方向と直角方向に成長(C方向に優先
成長)させることを必須条件とする。すなわちC方向に
2次再結晶粒を優先成長させるためには急激な温度勾配
をもつ炉の中にC方向が試料の挿入と同一方向になるよ
うに挿入することにより成長させる方法、またはコイル
ボ、ソクスに上下方向に温度勾配を施す(コイル板幅方
向に温度勾配)ことにより2次再結晶粒を発達させる方
法等従来公知のいずれの方法を用いても良い。
このような方法により2次再結晶させた後は吃水素中で
1000℃以上で1〜20時間焼鈍を行って鋼板の純化
を達成することが必要である。
この純化焼鈍後に鋼板表面の酸化物被膜を公知の酸洗な
どの化学的方法や切削、研削などの機械的方法により除
去する。
さらには必要に応じてこの酸化物除去処理の後、化学新
暦、電解新暦等の化学的新暦法やパフ研磨などの機械的
研磨法などの従来の手法により鋼板表面を鏡面状態つま
り中心線平均粗さ0.4μm以下に仕上げる。
これらの酸化物除去処理あるいは鏡面研磨処理後イオン
プレーティング、CVO、もしくはイオンインプランテ
ーションによりTi、 Zr、  V、  Nb、 T
a 。
Cr、 Mo、 lil、 p’4n、 Co、 Ni
、 AI、 B、 Siの窒化物及び/又は炭化物並び
にAI、 Ni、 Cu、 W、 Si およびZnの
酸化物のうちから選ばれる少なくとも1種から成る極薄
張力被膜を形成させる。
さらにこのように生成した極薄張力被膜上に、りん酸塩
とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜の塗布焼付
を行うことが、100万KVAにも上る大容量トランス
の使途において当然に必要であり、この絶縁性塗布焼付
層の形成の如きは、従来公知の手法をそのまま用いて良
い。
(実施例) 実施例I C:0.043%、Si:3.45%、Mn : 0.
066%、Mo : 0.025%、Se : 0.0
24%、Sb : 0.026%を含有する熱延板を、
900℃で3分間の均一化焼鈍後、950℃の中間焼鈍
をはさんで2回の冷間圧延を行って0.23mm厚の最
終冷延板とした。
その後820℃で3分間の脱炭・1次再結晶焼鈍を施し
た後、最高温度が950℃で炉の内側に向って急激な温
度勾配(約50℃/ cm )を有する炉の中へ10m
m/hrの速度で試料を圧延方向にほぼ直角方向(C方
向)を、挿入方向として挿入し、2次再結晶させた。そ
の後1200℃で8時間抱水素中で純化焼鈍を行った後
、酸洗により酸化被膜を除去後、イオンプレーティング
装置を使用してTiNを0.7μm厚で形成させた後、
鋼板表面上にりん酸塩とコイダルシリカを主成分とする
絶縁被膜を形成させた。そのときの製品の磁気特性は次
のようである。
B+o :1.92 TSIIB7ysa  :0.6
1 W/kg。
実施例2 C:0.063%、Sに3゜36%、Mn : 0.0
86%、Al:0.024%、S:0.028%、N 
: 0.0068%、を含有する熱延板を、900℃で
3分間の均−化焼鈍後急冷処理を行い、その後300℃
の温間圧延を施して0.20mm厚の最終冷延板とした
その後850℃の湿水素中で脱炭焼鈍後、表面にA l
 203 (60%)、Mg0(40%)を主成分とす
る焼鈍分離剤を塗布してコイルとした。この後コイル」
二面から下面の板幅方向に温度勾配(20℃/ am 
)を与えて850. tから1100℃まで昇温し、C
方向に2次再結晶水素中で純化焼鈍を行った。
その後酸洗により酸化被膜を除去し、ついで3%HFと
820□液中で化学研磨して鏡面仕上げした。
次にCVD法によりTiCl4(7Q%)ガス雰囲気中
極薄のTiN(0,611m厚)をまた一部はA l 
2[]3 (0,5μm厚)をイオンプランテーション
により形成した。
その後この表面上にりん酸塩とコロイダルシリカを主成
分とするコーテイング液を塗布して製品とした。そのと
きの製品の磁気特性は次のようであった。
TINコーティング B+o1.94T、 Ls7so
O,591’l/kgAβ203 コーティング[3,
ol、95T、W+t7so 0.61W/kg実施例
3 coo、 051%、Si:3.39%、1.ln:Q
、Q55%、AI2:0.03%、S:0.03%、N
:0.0063%を含有する熱延板を1100℃で3分
間の均−化焼鈍後急冷を行い、その後300℃の温間圧
延を施して0.20+nm厚の最終冷延板とした。
その後820℃の湿水素中で脱炭・1次再結晶焼鈍後、
表面に12(]* (60%) 、MgD (40に)
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してコイルとした。そ
の後コイル上面から下面の板幅方向に温度勾配(30℃
/cm)を与えて850℃から1100℃まで昇温し、
C方向に2次再結晶粒を成長させた後、1210℃で1
0時間乾水素中で純化焼鈍を行った。
その後酸洗により酸化被膜を除去し、3%HFとH2O
2液中で化学研磨して鏡面仕上げした。
その後者2の処理条件に示すように(1)〜(5)の条
件ではイオンプレーティング法、(6)〜αOの条件で
はCVD法により極薄張力被膜を形成させた。そのとき
の製品の磁気特性を表2にまとめて示す。
: S 9 l;″ 3:8 g 9 S 1(発明の
効果) この発明によれば、純化焼鈍に先立つ2次再結晶焼鈍に
際して圧延方向と直角方向に温度差を与えておくことに
より、純化処理後の板表面への極薄張力被膜の形成によ
る鉄損低減への付与を著しく増進することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一方向性珪素鋼の最終冷延板の、脱炭を兼ねる1次
    再結晶焼鈍についで圧延方向にほぼ直角方向に温度差を
    与えつつ2次再結晶焼鈍を施した上で純化処理すること
    と、 その鋼板表面の酸化物を除去した後CVD、イオンプレ
    ーティングあるいはイオンインプランテーションにより
    窒化物、炭化物あるいは酸化物の極薄張力被膜を形成さ
    せることと、の結合を特徴とする超低鉄損一方向性珪素
    鋼板の製造方法。 2、一方向性珪素鋼の最終冷延板の脱炭を兼ねる1次再
    結晶焼鈍についで圧延方向にほぼ直角方向に温度差を与
    えつつ2次再結晶焼鈍を施した上で純化処理することと
    、その鋼板表面の酸化物を除去し、中心線平均粗さ0.
    4μm以下の鏡面状態に仕上げた後CVD、イオンプレ
    ーティングあるいはイオンプランテーションにより窒化
    物、炭化物あるいは酸化物の極薄張力被膜を形成させる
    ことと、の結合を特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板
    の製造方法。
JP16664185A 1985-07-30 1985-07-30 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 Granted JPS6229107A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4909864A (en) * 1986-09-16 1990-03-20 Kawasaki Steel Corp. Method of producing extra-low iron loss grain oriented silicon steel sheets
JP2011063829A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Jfe Steel Corp 方向性電磁鋼板の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4909864A (en) * 1986-09-16 1990-03-20 Kawasaki Steel Corp. Method of producing extra-low iron loss grain oriented silicon steel sheets
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