JPS6256923B2

JPS6256923B2 -

Info

Publication number: JPS6256923B2
Application number: JP58167265A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Iwayama; Yasunari Yoshitomi; Katsuro Kuroki
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1983-09-10
Filing date: 1983-09-10
Publication date: 1987-11-27
Also published as: JPS6059045A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は変圧器等の電気機器の鉄心材料に用い
られるいわゆる｛110｝＜001＞ゴス組織をもつた
一方向性珪素鋼板の製造方法に関するものであ
る。（従来技術）かかる電気機器には、近年の厳しいエネルギー
事情の観点から、鉄損（50Hzで17kGまで磁化し
たときの１Kg当りの鉄損Ｗ_17/50で代表される）
値のより少ない珪素鋼板を用いようとする動きが
活発である。他方、機器の小型化などに関連して
磁束密度（1000A/mの磁場を加えた時の磁束密
度B₁₀で代表される。）の高い材料への改善努力も
なされて居り、B₁₀が1.90T以上の製品が市販され
ている。ところで、鉄損は一般に内容的に履歴損と渦流
損の二種に区分することが出来るが、かかる履歴
損に関わる物理的要因としては鋼板の結晶方位、
純度や内部歪があり、渦流損には鋼板の電気抵
抗、板厚、磁区の大きさ（結晶粒度）や鋼板に及
ぼす張力などがあることは良く知られているとこ
ろである。鉄損値のより少ない鋼板を得るため、
上記の要因に関わる各種の具体策が従来から多く
提案されそのうちのいくつかは工業的に実用化さ
れているが、Ｗ_17/50＜1.0w／Kgの様に低い鉄損
値を得る方法については稀であり、たとえ提案が
あつても工業化上、あるいは製品の使用上に本質
的に難点があつて実用化に限界が来ている。たと
えば、電気抵抗に関連してSi量を５、６％程度等
で増加させ、渦電流を減少させる方法があるが、
4.0％以上になると加工性が著るしく劣化するた
め上限がある。また鋼板に張力を付与する具体的
方法として、フオルステライト皮膜を改善する方
法（特公昭51−12451号公報）とか、特殊な上塗
コーテイングによる方法（特公昭53−28375号公
報）などが提案されて居り、かかる皮膜などの厚
みを大きくすれば、大きい張力効果が期待出来る
が、珪素鋼板が変圧器鉄心として用いられる場合
には積層する都合上、いわゆる占積率を低下させ
るため、皮膜などの厚みには上限が必要である。また最近、磁区の大きさを改善する方法として
ケガキ（特公昭58−5968号公報）、レーザー照射
（特公昭58−26405号公報）などによつて鋼板表面
から局所的なひずみ場を生ぜせしめる方法が提案
され、大巾な鉄損値減少を見たが、現状技術では
ひずみ取り焼鈍工程を経る場合には効果が無くな
るためひずみ取り焼鈍工程を前提としない用途に
限定されねばならないのが実情である。また鋼板
の鏡面化などの方法（特公昭58−14651号公報）
も大巾な低鉄損化に有効であるが、付随する工業
化上の課題が解決されないので実用化されていな
い。（発明の目的）本発明は、鉄損に関する新規な物理的要因を見
出し活用した方法で、実用性の高い低鉄損一方向
性珪素鋼板の製造方法を提供するものである。即ち、本発明者らは不純物元素を所定量以下に
規制し、所定量の張力が存在する0.15〜0.25mmの
板厚を有する高磁束密度一方向性珪素鋼板であつ
て、その二次再結晶粒のサイズと、各サイズの粒
の量、分布を規定することにより、極めて少ない
鉄損値が得られることを新たに見出して、前述従
来技術の欠点を解決したものである。つまり本発
明は従来の高レベル到達鉄損値Ｗ_17/50≒
1.00w／Kgより１割以上改善されたＷ_17/50≦
0.88w／Kgの極く少ない鉄損値を有する一方向性
珪素鋼板製品ならびにその製造方法を提供するも
のである。（発明の構成・作用）本発明の要旨とするところは下記のとおりであ
る。 (1) 重量％で、Si：2.5〜4.0％、Ｃ：0.02〜0.09
％、さらにインヒビター構成元素として酸可溶
性Al：0.013〜0.040％、Ｎ：0.0040〜0.0100
％、残余は実質的にFeを必須成分とし、選択
的に0.04％以下のＳ、Se、0.4％以下のMn、
Sn、Sb、Cuの１種或は２種以上を含有する一
方向性珪素鋼熱延板を、焼鈍し、冷間圧延を行
なつた後、最終冷間圧延前の熱処理工程とし
て、900〜1200℃の温度域に30〜600秒間保持す
るか或は1050〜1200℃の温度域に300秒間以下
保持した後、大気放冷より速く、30℃水中冷却
より遅い冷却速度で室温まで冷却し、次いで鋼
板表面が露出するまでスケールを酸洗により除
去し、然る後鋼板を圧下率：81〜92％でかつ、
３〜８回のパス数で最終板厚とするとともにこ
れらパスのうち少なくとも２回のパス間で鋼板
を180〜350℃の温度域に30秒間以上保持し、然
る後、800〜860℃の湿水素ガス中で脱炭焼鈍を
行ない、表面にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布して巻き取つた後、1150℃以上の温度
域で10時間以上の仕上焼鈍を行なつて、結晶粒
の数に関して、円相当直径が２mm以下の結晶粒
が全体の15〜70％存在し、かつこれら２mm以下
の結晶粒の最近接粒間距離の平均値（）
が、（）＝2.0〜8.0mm の珪素鋼板とすることを特徴とするＷ_17/50≦
0.88W／Kgの鉄損値の少ない一方向性珪素鋼板
の製造方法。 (2) 重量％で、Si：2.5〜4.0％、Ｃ：0.02〜0.09
％、さらにインヒビター構成元素として酸可溶
性Al：0.013〜0.040％、Ｎ：0.0040〜0.0100
％、残余は実質的にFeを必須成分とし、選択
的に0.04％以下のＳ、Se、0.4％以下のMn、
Sn、Sb、Cuの１種或は２種以上を含有する一
方向性珪素鋼熱延板を、焼鈍し、連関圧延を行
なつた後、最後冷間圧延前の熱処理工程とし
て、900〜1200℃の温度域に30〜600秒間保持す
るか或は1050〜1200℃の温度域に300秒間以下
保持した後、大気放冷より速く、30℃水中冷却
より遅い冷却速度で室温まで冷却し、次いで鋼
板表面が露出するまでスケールを酸洗により除
去し、然る後鋼板を圧下率：81〜92％でかつ、
３〜８回のパス数で最終板厚とするとともにこ
れらパスのうち少なくとも２回のパス間で鋼板
を180〜350℃の温度域に30秒間以上保持し、然
る後、800〜860℃の湿水素ガス中で脱炭焼鈍を
行ない、表面にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布して巻き取つた後、900〜1000℃の温
度域に１〜1000秒間保持し、次いで1150℃以上
の温度域で10時間以上の仕上焼鈍を行なつて、
結晶粒の数に関して、円相当直径が２mm以下の
結晶粒が全体の15〜70％存在し、かつこれら２
mm以下の結晶粒の最近接粒間距離の平均値
（）が、（）＝2.0〜8.0mm の珪素鋼板とすることを特徴とするＷ_17/50≦
0.88w／Kgの鉄損値の少ない一方向性珪素鋼板
の製造方法。以下本発明を詳しく説明する。先ず、Ｗ_17/50
≦0.88w／Kgを示す製品に具備すべき条件につい
て述べる。第１の条件は、成分に関する前提であり、Siは
2.3〜3.8％含有すること、Ｃ、ＮならびにＳは
各々0.0020％以下に制限することである。かかる
前提は、渦流損ならびに履歴損を下げるのに有効
であることは従来から定性的には知られていた
が、本発明の目的の如く、Ｗ_17/50≦0.88w／Kg
を得るためには限界値を明記して絶対に厳守すべ
き必要条件である。第２の条件は、鋼板に0.20〜1.5Kg／mm²の張力
成分から成る残留応力が存在せねばならないこと
である。渦流損を減少させる方法としての張力効
果については従来から知られるところであるが、
後述の板厚ならびに粒サイズ分布規制条件などと
相乗効果を示す鉄損確保上の重要な構成条件であ
る。第３の条件は鋼板板厚が0.15〜0.25mmと言う条
件である。板厚を小さくすれば渦流損を改善する
ことは従来より広く知られているが、従来材を単
に板厚を減少させたからと言つてＷ_17/50≦
0.88w／Kgの超低鉄損を得ることは困難であり、
他の条件が満足されて始めて有効となる。第４の条件は磁束密度値に関するもので、本発
明の目的を達するためにはB₁₀1.89Tが必要であ
る。B₁₀値が1.89Tより低い場合には履歴損の絶対
値が大きくなり、他の条件がいかに好ましいもの
であつてもＷ_17/50≦0.88w／Kgを得ることは極
めて困難である。第５の条件は本発明の最も中核を成す条件であ
り、しかも鉄損改善に関する従来から知られてい
る物理要因とは異つた新しい指導原理に基づいた
新規な要因を提案するものである。その内容は特
定サイズを有する粒の分散配置に関するものであ
る。つまり、製品結晶粒の数に関し、円相当直径
（結晶粒の面積を測定し、それを円の面積とした
時の直径）が２mm以下の結晶粒が全体の15〜70％
だけ存在し、しかもそれら２mm以下の結晶粒同志
の最近接粒間距離（ある着目粒に関し、その粒の
中心と、その隣接する粒の中心との距離のうち最
も小さい値）の平均値（）が、＝2.0〜8.0mm の間にあると言う条件である。かかる値の物
理的意味については後に詳述するが、本発明の目
的は、以上の５つの条件が同時に満足して始めて
達成されるものである。以下に上記５つの条件の
限定理由を説明する。本発明者らは、昨今の省エネルギー思想の徹底
化に基づく超低鉄損一方向性珪素鋼板の強い供給
要請に応えるべく、成分元素と各種工程条件につ
いて従来公知法のみならず巾広い探索研究実験を
展開し、0.10〜0.35mmの板厚から成る多数の一方
向性硅素鋼板製品を得た。かかる製品につき、磁
気的性質のみならず表面皮膜に由来する鋼板の残
留張力を測定したのち、塩酸水溶液中で加熱腐食
することによりフオルステライト皮膜などの表面
皮膜を除去すると共に二次再結晶組織（以下マク
ロ組織と呼ぶ）を観察出来るようにした。実験進
行の途上、特に板厚が0.25mm以下と薄くて、しか
も鉄損が極めて良い場合など、従来から知られて
いる様なマクロ組織のサイズと鉄損との関係では
整理出来ないような矛盾点が多く生じた。検討の
結果、本発明者らはマクロ組織の大きい粒と小さ
い粒との配置に関係することを定性的に把握し得
たので、その定量化を試みた。そこで、近年金属研究分野に於いても一般の研
究実験に使用されている市販のコンピユータに連
動された画像解析処理装置によつて、上記した多
数のマクロサンプルについてデータ処理を行な
い、円相当直径ｄの分布図ならびに円相当径が一
定値以下の結晶粒に関する最近接粒間距離の平均
値（）などを求めた。そのうち、かかるマク
ロ組織サンプルの化学分析を行なつてＣ、Ｎなら
びにＳの残留量を求めた。第１図は、かかる広範囲な探索研究実験により
得られた製品のうちＷ_17/50＜1.00（Ｗ／Kg）に
関するB₁₀とＷ_17/50との関係を示す図である。当
実験に用いられたサンプル群の鋼中成分（皮膜中
は含まない）は2.3〜4.3％Si、0.0002〜0.0057％
Ｃ、0.0003〜0.0046％Ｎ、0.003〜0.0038％Ｓを含
有して居るものである。また一部のサンプルには
0.7％以下のSnを含むものもあつた。また、表面
皮膜については、フオルステライト皮膜のみある
いは、フオルステライト皮膜とその上に塗布され
た張力コーテイング皮膜が形成されているが、か
かる皮膜系により約1.2Kg／mm²以下の張力が鋼板
に付与されて居るものであつた。第１図は、Ｃ、
Ｎ、Ｓ量についてはパラメーターとして区別した
が、Si、Sn、皮膜張力、板厚などについては区
別してないものである。しかし、この図からＷ₁₇
_／５０≦0.88W／Kgを得るにはB₁₀≧1.89T、ならび
にＣ、Ｎ、Ｓ全てが各々0.0020％以下であること
が必要なことが明らかである。Si含有量について
は、当実験に用いた範囲内で一般に高い方が良い
鉄損値が得られ易いが、最低値2.3％であつても
板厚、磁束密度、張力など他の条件が満足される
時、Ｗ_17/50が0.88W／Kg以下になる例が見られ
た。第２図は、Ｓ、Ｎ、Ｃ全てが≦0.002％、且つ
B₁₀≧1.89Tを満足するサンプルについて製品板厚
とＷ_17/50との関係を見たものである。また図中
の●印は皮膜張力が0.2Kg／mm²より小さいもの、
〇印は0.2Kg／mm²以上1.2Kg／mm²以下のものと区別
してある。この図から、Ｗ_17/50≦0.88W／Kgを
うるには、Ｃ、Ｎ、Ｓ成分量の規制、B₁₀1.89T
の他、板厚として0.10〜0.20mm、皮膜張力として
0.2〜1.2Kg／mm²なる４つの条件が必要であること
が判る。しかしながら、４つの条件を満足していてもま
だ例外があるので、板厚約0.21mmで、他の３つの
条件を満足するＡ、Ｂ、Ｃサンプルを第２図の中
に記号で示す様に選びだし、それらのマクロ組織
に関し、画像解析処理装置を用いて、各サンプル
に存在する個々の結晶粒の内、相当粒径とその出
現頻度との関係を測定した。その結果を第３図に
示す。この分布図と鉄損との関係について詳細に
検討を行なつたところ、Ｗ_17/50が本発明の目的
に入るＡサンプルでは、２mm以下の粒の数が全体
の43％と比較的多いにも拘らず、後に説明する如
く、このサンプルのB₁₀が高い理由と推定される
10〜20mm程の比較的大きい粒も存在すること、他
方Ｗ_17/50が0.92W／Kgと本発明目的からはずれ
るＢサンプルでは、２mm以下の粒が57％とかなり
多く、しかも全般的に大きい粒が無く、全て10mm
以下であること、さらにマクロ組織を良く観察し
たところ、２mm以下の小さい粒は各粒が散在する
のでは無く、いくつかづつ群れを成して存在して
いることが判つた。なお、先述のＡサンプルで
は、２mm以下の小さい粒が各々群れを成すこと無
く、大きい粒の間にほぼ均等な距離を保ちつつ散
在していることが判つた。Ｗ_17/50が劣るＣサン
プルについては２mm以下の粒が20％弱であり、他
方30mmの様な大きい粒も存在していることが判つ
た。これらのことから、２mm以下の小さい粒の存
在割合とか、かかる小さい粒の分散の仕方が重要
であることが判明したので、画像解析装置によ
り、先ず２mm以下の結晶粒の重心の位置を求め、
さらに最近接重心間の距離、すなわち最近接粒子
間距離の平均値を求めた。その結果を第１表
に、他の条件に関するデータと共に示す。

【表】第１表から判る毎く、値が小さいＢサンプ
ル、値が大きいＣサンプルではＷ_17/50≦
0.88W／Kgが得られ難い。これまでの結果から、Ｗ_17/50≦0.88W／Kgを
得るためには第５の条件として小さい粒の分布状
態が重要であることが判つたので、第１〜第４ま
での条件が得られ易い条件下で、さらに広範囲の
探索実験を展開して多くの製品を得た。即ち、第
１の純化の条件に関しては脱炭・仕上焼鈍工程で
は脱炭、脱窒、脱硫が十分行われる様に配慮し、
第２の張力に関しては脱炭焼鈍工程、MgO焼鈍
分離剤の塗布工程ならびに仕上焼鈍工程、さらに
は絶縁被膜塗布工程で配慮して、皮膜張力が所定
量生じる様にした。また第３の条件については全
ての実験のサンプル板厚を0.15〜0.25mmにした。
第４のB₁₀1.89Tに関しては、実験の主体を、イ
ンヒビターとしてAlNを用いる成分系にし、しか
も最終冷延の圧下率81％以上、且つ最終冷延前
に、急冷を判う焼鈍工程を採用した製造方法にし
た。かくして得られた条件１〜４を満足する製品に
関し、とＷ_17/50との関係をプロツトしたのが
第４図である。なお、いくつかの予備調査からｄ
２mmの粒の存在割合は約15〜70％が良いことを
把握していたので、この第４図にて区分してみた
ところ、正しいことが判つた。つまり、第４図か
ら、Ｗ_17/50≦0.88W／Kg材を得るにはは２〜
８mmの間になければならず、しかも２mm以下の粒
の数の割合は15〜70％である必要があることが判
つた。第５図には、本発明材Ａと従来法による比較材
Ｂのマクロ写真例を示す。本発明材Ａ＝4.3mm Ｗ_17/50＝0.82w／Kg Si＝3.4％、B₁₀＝1.93T 板厚＝0.20mm 皮膜張力＝0.7Kg／mm² 比較材Ｂ＝1.5mm（2.0mm）Ｗ_17/50＝0.97w／Kg Si＝3.4％、B₁₀＝1.90T 板厚＝0.20mm 皮膜張力＝0.72Kg／mm² 本発明材は大きい粒の間に小さい粒が散在して
いるのに対し、従来法材は小さい粒が群れを成し
て偏在しているのが判る。以上の様な条件１〜５を同時に満足する時、ど
の様な理由で良好な鉄損値が得られるかについて
は以下の如くに考えられる。先ず、本発明者らは一方向性珪素鋼板の同一製
品の中でも、一般に径の大きい粒は｛110｝＜001
＞理想方位により近いものつまりB₁₀の高いもの
が多く、逆に小さい粒は｛110｝＜001＞方位から
のへだたりが大い事実を見出している。さらに大
きい粒は軸幅が大きいが、小さい粒は一般に小さ
い。これは結晶方位の差の他に粒界のストレスが
関係しているものと考える。大きい粒の中に小さ
い粒が存在すること、特にかかる状態で鋼板に張
力が付与されると、小さい粒の粒界部が磁区を細
分化するに必要なひずみ発生個所となり大きい粒
の中の磁区まで小さくなることが考えられる。特
に、大きい粒、つまり高いB₁₀を有する粒の磁区
がかかる状態になる時、鉄損は大巾に改善される
が、張力に関しても板厚が薄いだけに、厚い板厚
の場合に比較して、フオルステライト皮膜さらに
は張力効果のある絶縁皮膜などの皮膜張力がより
有効に作用しやすいものと思われる。またＷ_17/
_５０の絶対値が少ないだけに、その構成成分である
履歴損に大きく悪影響する要因としての不純物
Ｃ、Ｎ、Ｓなどの不純物元素は所定量以上あつて
はならないものと理解される。次に、本発明に従つた鉄損値の優れた一方向性
珪素鋼板製品の製造方法について説明する。先ず第１の条件は成分に関してである。つま
り、Siは2.5〜4.0％、C0.02〜0.09％を含有し、イ
ンヒビター構成主要元素としての酸可溶性
Al0.013〜0.040％、N0.0040〜0.0100％を必須成
分としている。Siに関しては製品の渦流損の改善
に極めて有効であるが、2.5％より少ないと仕上
焼鈍などで変態相を生じ、２次再結晶が得難くな
るので好ましくない。また、4.0％以上では脆化
が激しくなるので好ましくない。なお前述の製品
のSi量に関してであるが、一般に仕上焼鈍時に鋼
板表面にSiがフオルステライトなどの酸化物とし
て濃縮するので、鋼中Siは0.1〜0.2％程減少する
のが普通である。Ｃについては、0.02％より少な
い場合には、脱炭工程までの変態量が極めて少な
くなり良好な１次再結晶粒が得難くなり、また
0.09％より多いと脱炭性が劣化するので0.02〜
0.09％は厳守されねばならない。本発明品の製造
にはAlNインヒビターを中心に用いた方がB₁₀が
高く且つ大きい粒と小さい粒から成るマクロ組織
が得られ易い。酸可溶性Alが0.013％より少な
く、またＮが0.0040％より少ないと所定量の有効
なAlNインヒビターが確保出来ず逆に酸可溶性Al
が0.040％より多く、Ｎが0.0100％より多いと溶
体化が不充分となる為に好ましくない。成分につ
いては、他のインヒビター構成成分その他従来公
知の有効成分が含有されて良い。例えば0.04％以
下のＳ、Se、0.4％以下のMn、Sn、Sb、As、
Bi、Cuの１種又は２種以上を含有しても良い。
上限値を限定したのは、これ以上含有せしめるこ
とは２次再結晶の成長などを阻害するからであ
る。成分的に以上の様な条件を満足する一方向性珪
素鋼板用素材熱延板は、必要に応じて焼鈍と冷延
を適宜行なつたあと、以下に述べる第２の条件を
満足せねばならない。つまり、第２の条件は、最
終冷延前の熱処理工程として、900゜〜1200℃に
30〜600秒間保持、あるいは1050゜〜1200℃に300
秒以下保持ののち800゜〜950℃に30〜600秒間保
持したあと、大気放冷より速く、30℃水中放冷よ
り遅い速度で室温まで冷却し、さらに該鋼板が完
全に露呈されるまで表面に形成されているスケー
ルを酸洗いにより十分に除去せしめる必要がある
ことである。この工程は、AlNインヒビターなど
に関する条件１と共に、製品のB₁₀が高く、しか
も好ましい結晶粒形状分布を得るのに極めて重要
である。つまり、この工程ではインヒビターを微
細に析出分散すると共に良好な下地を得るもので
あり、900゜〜1200℃に30〜600秒加熱の場合、
900℃より低くあるいは30秒より短かい場合には
インヒビターの析出が不完全であり、また1200℃
より高温あるいは600秒以上になると均一で微細
なインヒビターが得られ難い。特にSiが高い場合
には、1050゜〜1200℃に300秒以下保持ののち800
゜〜950℃に30〜600秒保持のパターンが有効であ
る。これは、前半でSi₃N₄などの分解を行なうに
有効な1050゜〜1200℃で短時間の加熱を行ない、
後半で微細なAlNその他のインヒビターの析出を
生ぜせしめるに有効な湿度・時間にしてある。そ
の後の冷却速度条件も２次再結晶確保と磁性確保
に重要である。例えば30℃水中放冷以上の冷速で
は最終時に２次再結晶が生せず、大気放冷より遅
い場合には製品で２mm以下の小さいサイズの粒が
得られ難くなる。またこの工程などで生じた表面
スケールは、従来法以上に充分に除去されねばな
らない。理由は明白でないが、酸洗が不充分であ
ると、板厚が薄い場合の２次再結晶の発達が著る
しく阻害される。なお、熱延板の板厚については
1.6〜2.5mmが好ましいが、Si量、冷延圧延回数、
製品板厚などにより最適値は異なる。つまりSi＞
3.5％などの場合には曲げ脆性の上から熱延板の
板厚は薄い方が良いし、製品板厚が0.15mm程度に
薄い場合には２回以上の冷延を行なうにふさわし
い熱延板厚みでなければならない。第３の条件
は、本発明の最も中心となる条件である。つま
り、最終冷延工程で0.15〜0.25mmの最終板厚に冷
延する際の圧下率は81〜92％であり、しかも３〜
８回のパス数で減厚されること、さらにそれらの
うち少くとも２回以上のパス間で、鋼板が180゜
〜350℃の温度範囲に30秒以上加熱されることで
ある。圧下率が80％以下の場合はB₁₀1.89Tが得
られ難くなり、また92％より大きい圧下率では２
次再結晶を確保するのが困難となる。３〜８回の
パス数と規定したのは、公知のいわゆるパス間時
効は本発明の如き製品の結晶粒分布を得るのに極
めて有効且つ必須条件なので規定した。パス回数
が多くなることは無駄であるので、上限を８回と
定めた。パス間時効は最小２回、しかも最も温度
的に効果の強い180゜〜350℃の範囲で30秒実行し
ないと良好な結果が得られ難い。そののちかかる
最終板厚まで減厚された冷延鋼板は800゜〜860℃
の公知の脱炭焼鈍を行ない、表面にMgOを主成
分とする焼鈍分離剤を塗布し、コイルに巻いて
1150℃以上の温度で10時間以上の仕上焼鈍を行な
う。この際製品のＣ量を、磁性に悪影響を与えな
い程度に充分脱炭する為に、板厚の割りには長時
間の脱炭が好ましい。また、Ｎ、Ｓの純化を充分
に行なうため、仕上焼鈍の均熱時間は通常より３
〜５割程長時間にする方が好ましい。また、必要に応じて行なわれる張力コーテイン
グは、その焼付け加熱などで鋼板に熱ひずみが入
らない様に充分注意して実行せねばならない。鋼
板板厚が薄く、特に冷却時に温度むらなどがある
と、鋼板の一部に圧縮応力成分が生じ、鉄損を著
るしくそこなうことがあるからである。以上、主
として条件１〜３を満足することにより本発明品
を製造することが出来るが、さらに第４の条件と
組合せることにより、その収率はさらに増加す
る。しかも鋼中に含まれる酸可溶性Alが0.027％
以上の場合に特に有効である。第４の条件とは仕
上焼鈍工程に先立つて、脱炭された鋼板を900゜
〜1100℃の温度範囲内に１〜1000秒保持せしめる
ことである。900℃より低く、且つ１秒以下の場
合には効果が生せず、また1100℃より高温あるい
は比較的高温域でしかも1000秒よりも長時間の場
合は仕上焼鈍時に２次再結晶が成長し難くなる。
この処理によつて、特に製品板厚の薄い0.15〜
0.25mmの場合に一般に生じやすい２次再結晶成長
の不安定現象はかなり解消され易くなり、また
B₁₀の高い値が得られ易くなる。この様な効果が
生じる理由については、脱炭焼鈍よりも高い温度
で加熱することにより、１次再結晶が整粒化し、
より安定な状態になるためと考えられる。ただ
し、あまり温度が高過ぎたり時間が長過ぎるとイ
ンヒビターに変質を生ぜせしめる、２次再結晶が
成長し難くなるので注意を要する。（実施例）次に本発明の実施例について説明する。実施例１ Si1.1〜3.6％、C0.055〜0.071％を含有し、イン
ヒビター主要成分としての酸可溶性Al、Ｎ、そ
の他Mn、Ｓ、Seなど含有量の異なる５ケのイン
ゴツトを真空溶解炉により得た。1350℃に加熱し
たのち、板厚2.0mmに熱間圧延した。その時の成
分値を第２表の左欄に示した。この段階で各々２
分割して、Ｘグループ、Ｙグループとし、一方の
Ｙグループは酸洗いののち1.4mmまで冷間圧延を
行なつた。Ｘ、Ｙグループを1140℃に設定してあ
る炉に入れ、鋼板の温度が1135℃になると同時
に、今度は930℃に設定してある炉の中に100秒間
投入した。そののち70℃の湯の中に投入し、冷却
した。この段階でさらに各々Ｕ、Ｖの２つのグル
ープに分け、２種類の酸洗を行なつた。Ｕグルー
プは、酸洗途中チエツクして外観上スケールが見
られなくなる迄の時間の２倍の時間だけ酸洗し
た。Ｖグループは逆にスケールが見られなくなる
迄の時間の約7/10の時間で酸洗を中止した。かか
る鋼板はＸグループ材は0.23mmまで、Ｙグループ
材は0.18mmまで最終板厚に冷延された。その際、
Ｘグループでは冷延途中0.17mm、0.12mm、0.07
mm、0.04mmのところで、Ｙグループでは1.1mm、
0.07mm、0.04mmのところで、250℃の恒温槽に20
分間入れて加熱した。圧延油をトリクレン脱脂し
たのち、湿潤水素気流中830℃、300秒の脱炭焼鈍
を行ない、室温に冷却ののちMgOを塗布した。
水素気流中、毎時20℃の昇温速度で1200℃まで加
熱し、1200℃で25時間純化焼鈍を行なつた。室温
まで炉冷したのち残余MgOを水洗し、後公昭53
−28375号公報にて公知の張力絶縁コーテイング
を塗布し、張力下で焼付をすると同時にコイルセ
ツトを除去し磁性測定に供した。そののち、フオ
ルステライト皮膜と絶縁コーテイング両方の皮膜
張力を測定し、さらにマクロ組織を調査して２mm
以下の粒の数の割合ならびにかかる小さい粒の最
近接粒間距離の平均値（）を測定し、さらに
鋼片の不純物量を化学分析を行なつて測定した。
その結果を第２表に示す。

【表】

【表】この表から判る如く、酸洗の不充分なＶ系列で
は仕上焼鈍の２次再結晶成長時ならびにフオルス
テライト皮膜形成時に、残留スケールが何らかの
影響を及ぼしたものと思われB₁₀が確保出来ない
とか皮膜張力が少ないなどで本発明が目的とする
鉄損値を得るのが困難であるに対し、本発明の諸
条件を満たしているＵ系列では良好な磁性が得ら
れていた。実施例２前記実施例１に於けるＣ成分のＵ系列と全く同
一実験であるが途中脱炭焼鈍直後に、乾窒素雰囲
気にしてある970℃の炉中に50秒保持する工程を
付加した。その時の諸データは以下の如くであつ
た。

【表】この結果を実施例１のＣ成分系Ｕ系列と比較す
ると、B₁₀が向上し、且つＷ_17/50が改善されるこ
とが判る。つまり、脱炭された鋼板の短時間高温
処理を付加することは低鉄損を得るのをより容易
にすることが判る。（発明の効果）以上詳細に述べた如く、本発明は従来の最高レ
ベルの鉄損値を１割以上も改善したＷ_17/50≦
0.88w／Kgなる極めて良好な鉄損を有する一方向
性珪素鋼板の製造方法を提供するものであり、板
厚が従来の鋼板に比して薄いと云うデメリツトを
内在するものの、近年の電気機器に強く要請され
ている省エネルギー系材としてのメリツトは多大
なるものがある。たとえば常時稼動されるトラン
ス用鉄心として使用される時には、電力の数％が
節約されることとなり、積算されれば莫大な省エ
ネルギーとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳ、Ｎ、Ｃなど不純物をパラメーター
としたB₁₀−Ｗ_17/50の関係図、第２図は皮膜張力
をパラメーターとした板厚とＷ_17/50との関係
図、第３図は第２図中のＡ、Ｂ、Ｃサンプルのマ
クロ組織の解析より得た円相当粒径ｄとその個数
頻度割合を示す図、第４図は小さい粒の数の割合
をパラメーターとした最近接粒間距離の平均
とＷ_17/50との関係を示す図、第５図は本発明材
Ａとその比較材Ｂのマクロ写真図である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Si：2.5〜4.0％、Ｃ：0.02〜0.09
％、さらにインヒビター構成元素として酸可溶性
Al：0.013〜0.040％、Ｎ：0.0040〜0.0100％、残
余は実質的にFeを必須成分とし、選択的に0.04
％以下のＳ、Se、0.4％以下のMn、Sn、Sb、Cu
の１種或は２種以上を含有する一方向性珪素鋼熱
延板を、焼鈍し、冷間圧延を行なつた後、最終冷
間圧延前の熱処理工程として、900〜1200℃の温
度域に30〜600秒間保持するか或は1050〜1200℃
の温度域に300秒間以下保持した後、大気放冷よ
り速く、30℃水中冷却より遅い冷却速度で室温ま
で冷却し、次いで鋼板表面が露出するまでスケー
ルを酸洗により除去し、然る後鋼板を圧下率：81
〜92％でかつ、３〜８回のパス数で最終板厚とす
るとともにこれらパスのうち少なくとも２回のパ
ス間で鋼板を180〜350℃の温度域に30秒間以上保
持し、然る後、800〜860℃の湿水素ガス中で脱炭
焼鈍を行ない、表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布して巻き取つた後、1150℃以上の温
度域で10時間以上の仕上焼鈍を行なつて、結晶粒
の数に関して、円相当直径が２mm以下の結晶粒が
全体の15〜70％存在し、かつこれら２mm以下の結
晶粒の最近接粒間距離の平均値（）が、（）＝2.0〜8.0mm の珪素鋼板とすることを特徴とするＷ_17/50≦
0.88W／Kgの鉄損値の少ない一方向性珪素鋼板の
製造方法。２重量％で、Si：2.5〜4.0％、Ｃ：0.02〜0.09
％、さらにインヒビター構成元素として酸可溶性
Al：0.013〜0.040％、Ｎ：0.0040〜0.0100％、残
余は実質的にFeを必須成分とし、選択的に0.04
％以下のＳ、Se、0.4％以下のMn、Sn、Sb、Cu
の１種或は２種以上を含有する一方向性珪素鋼熱
延板を、焼鈍し、冷間圧延を行なつた後、最後冷
間圧延前の熱処理工程として、900〜1200℃の温
度域に30〜600秒間保持するか或は1050〜1200℃
の温度域に300秒間以下保持した後、大気放冷よ
り速く、30℃水中冷却より遅い冷却速度で室温ま
で冷却し、次いで鋼板表面が露出するまでスケー
ルを酸洗により除去し、然る後鋼板を圧下率：81
〜92％でかつ、３〜８回のパス数で最終板厚とす
るとともにこれらパスのうち少なくとも２回のパ
ス間で鋼板を180〜350℃の温度域に30秒間以上保
持し、然る後、800〜860℃の温水素ガス中で脱炭
焼鈍を行ない、表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布して巻き取つた後、900〜1000℃の
温度域に１〜1000秒間保持し、次いで1150℃以上
の温度域で10時間以上の仕上焼鈍を行なつて、結
晶粒の数に関して、円相当直径が２mm以下の結晶
粒が全体の15〜70％存在し、かつこれら２mm以下
の結晶粒の最近接粒間距離の平均値（）が、（）＝2.0〜8.0mm の珪素鋼板とすることを特徴とするＷ_17/50≦
0.88W／Kgの鉄損値の少ない一方向性珪素鋼板の
製造方法。