TW201009861A - Cast slab of non-oriented magnetic steel and method for producing the same - Google Patents

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201009861 六、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關用於高頻率領域且適合於無方向性電磁 鋼板之無方向性電磁鋼鑄片及其製造方法。 【先前技術j 發明背景 近年來，為節省能源要求減低冷暖氣機之馬達及電動 >气車之主馬達等之電力料。該等之馬達以高旋轉使用為 。因此’對用於馬達鐵⑦之無方向性電磁鋼板，在高於 产 Λτ， — _ —

-·— -用低，你同 〜·率領域時’要求改善鐵損及 间-提局強度係用以避免高速旋轉時之變形及破壞。 在無方向性電磁鋼板之高頻率領域中的鐵損之改善， 方法已揭示有藉由㉟㈣―含量引起電阻上 昇’以錢少無方向性電罐鋼板本身之厚度。 仁疋石夕或紹之含量増加則脆性顯著地惡化。因此， 發鋼板之斷裂k作業異常’致生產性及成本顯 著地降低。又’使無方•電磁鋼板薄化時，則難於碟保 強度，局錢轉時有大幅度變形之情形。 再者，為改善無方向性電磁鋼板的高頻率範圍中之鐵 損，。添:鉻以提高電阻亦已被檢討。 但疋，當含絡之無方向性電磁鋼板’與不含鉻之無方 向性電磁鋼板’以同樣方法製造時，溶鋼中之溶解氮量增 加’於退火時易析出多量微細之氮化銘夹雜物 。該結果藉 3 201009861 由磁通釘孔效果阻礙結晶粒之成長，結晶粒成為微細之構 造。該結果’電阻雖上昇亦無法充分改善鐵損。 其原因是含鉻的熔鋼之氮溶解度，高於不含鉻的熔鋼 之氮溶解度。例如約含鉻5質量％的熔鋼之氮溶解度，高於 不含鉻的熔鋼達數10%。 為抑制溶解氮量之增加，被認為須防止大氣與熔鋼接 觸。但在製造不含鉻的無方向性電磁鋼板時，雖亦有採取 用以防止熔鋼與大氣接觸之對策，但難於完全防止接觸。 對於改良不含鉻之無方向性電磁鋼板的製造設備及製造方 法’加上強化氣體環境之調整，雖更可抑制接觸，但為達 到充分抑制須要龐大的成本。又，雖考慮到用以抑制微細 的氮化鋁夹雜物之析出而使退火溫度低溫化，因而發生長 時間進行退火之必要，且牽涉到生產性降低及成本提高。 【先行技術文獻】 【專利文獻】 【專利文獻1】特開平11-229095號公報 【專利文獻2】特開昭64-226號公報 【非專利文獻】 【非專利文獻1】日本鐵鋼協會編、鐵鋼便覧第 礎編、159頁 t發明内容3 發明揭示 【發明欲解決之課題】 本發明之目的在於提供一種無方向性電磁鋼板之高頻 201009861 率範圍中，可使鐵損及強度良好之無方向性電磁鋼鑄片及 其製造方法。 【用以解決課題之手段】 以下係本發明之要旨。 (1) 一種無方向性電磁鋼鑄片，其特徵在於以質量％計 係含有： 矽：0.1 °/〇以上、7.0%以下； 錳：0.1%以上； 鋁：0.2%以上、5.0%以下； 鉻：0.1%以上、10%以下；及 稀土類金屬：0.0005%以上、0.03%以下；且 含碳量為0.005%以下； 含填量為0.2%以下； 含硫量為0.005%以下； 含氮量為0.005%以下； 含氧量為0.005%以下； 殘餘部分係由鐵及不可避免的雜質所構成。 (2) 如第（1)項記載之無方向性電磁鋼鑄片，其含錳量 為2.0質量％以下。 (3) 如第（1)或（2)項記載之無方向性電磁鋼鑄片，其稀 土類金屬之含量為0.001質量％以上。 (4) 如第（1)或（2)項記載之無方向性電磁鋼鑄片，其稀 土類金屬之含量為0.002質量％以上。 (5) 如第（1)至（3)中任一項記載之無方向性電磁鋼鑄 5 201009861 片，其以質量％計更含有選自於由下述者所構成群組中之 至少1種元素： 銅：1.0%以下； 鈣及鎂：佔總量0.05%以下； 鎳：3.0%以下；及 錫及銻：佔總量0.3%以下。 (6) —種無方向性電磁鋼鑄片之製造方法，其特徵在於 包含： 製作熔鋼之步驟，該熔鋼以質量％計係含有： 矽：0.1%以上、7.0%以下； 猛：0.1%以上； 鋁：0.2%以上、5.0%以下；及 鉻：0.1%以上、10%以下；且 含碳量為0.005%以下； 含磷量為0.2%以下； 含硫量為0.005%以下； 含氮量為0.005%以下； 含氧量為0.005。/。以下； 且殘餘部分係由鐵及不可避免的雜質所構成； 對前述熔鋼添加0.0005%以上、0.03%以下之稀土 類金屬的步驟；及 將已添加有前述稀土類金屬之熔鋼進行鑄造的步 驟。 (7)如第（6)項記載之無方向性電磁鋼鑄片之製造方 201009861 法，其係於對前述熔鋼添加稀土類金屬的步驟與將前述熔 鋼進行鑄造的步驟之間，更具有：使已添加有前述稀土類 金屬之熔鋼從澆桶移動到餵槽之步驟。 (8) 如第（7)項記載之無方向性電磁鋼鑄片之製造方 法，其係於使已添加有前述稀土類金屬之熔鋼移動的步驟 前，預先使前述餵槽内之氮濃度在1體積％以下。 (9) 如第（7)或（8)項記載之無方向性電磁鋼鑄片之製造 方法，其中前述熔鋼之含錳量為2.0質量％以下。 (10) 如第（7)至（9)中任一項記載之無方向性電磁鋼鑄 片之製造方法，其中前述稀土類金屬之添加量為0.001質量 %以上。 (11) 如第（7)至（9)中任一項記載之無方向性電磁鋼鑄 片之製造方法，其中前述稀土類金屬之添加量為0.002質量 %以上。 (12) 如第（7)至（11)中任一項記載之無方向性電磁鋼鑄 片之製造方法，其中前述熔鋼以質量％計更含有選自於由下 述者所構成群組中之至少1種元素： 銅：1.0%以下； 鈣及鎂：佔總量0.05%以下； 鎳：3.0%以下；及 錫及銻：佔總量0.3%以下。 【發明效果】 根據本發明，由於含有適量之鉻，可藉由昇高電阻而 減低鐵損。又，即使含有鉻，亦因含有稀土類金屬，製造 7 201009861 過程中之氮侵入受到抑制。因此，即使對該無方向性電磁 鋼鑄片進行退火，仍可抑制阻礙結晶粒成長之氮化鋁夾雜 物。因此，不必進行會損及強度之薄板化，亦可得鐵損良 好之無方向性電磁鋼板。 圖式簡單說明 【第1圖】第1圖係顯示無方向性電磁鋼鑄板之製造設 備的示意圖。 【第2圖】第2圖係顯示實驗1之曲線圖。 【實施方式3 用以實施發明之形態 首先，說明有關用以製造無方向性電磁鋼鑄片之設 備。第1圖係顯示無方向性電磁鋼鑄片之製造設備的示意 圖。如第1圖所示，無方向性電磁鋼鑄片之製造設備中，設 置有澆桶1、餵槽2、鑄型3及移行輥4等。餵槽2中設置有延 長至鑄型3之浸嘴2a。在轉爐中之精鍊及2次精鍊裝置中進 行脫氣處理的無方向性電磁鋼之熔鋼11注入於洗桶1。然 後，從澆桶1排出熔鋼11於餵槽2，從餵槽2—面調整流量及 流速，一面藉介浸嘴2a供給熔鋼於鑄型3。然後，在鑄型3 中，熔鋼11凝固後排出無方向性電磁鋼之鑄片12。鑄片12 係藉由傳送滚輪移行輥4搬運。 在該類之製造裝置中，注入於澆桶1的熔鋼11之表面， 以被覆有熔融銲劑等被覆材料為佳。又，在餵槽2設有蓋， 餵槽2内之空間以填充氬氣等惰性氣體為佳。用以抑制熔鋼 11與大氣之接觸。但是，藉由該等仍無法防止熔鋼11與大 201009861 氣之接觸，而熔鋼11仍有吸收氮之情形。例如，熔鋼11之 流動發生亂流’藉由被覆材料被覆於熔鋼11之表面不充 分。又’澆桶1與餵槽2之間存有微小的空隙’由此大氣可 混入於饒槽2内。 因此’在先前的方法中，含鉻之無方向性電磁鋼的熔 鋼中之溶存氮量昇高。 特別是用以改善鐵損之含鋁2質量％以上的炼鋼製造 無方向性電磁鋼板時，退火時鋁與溶解氮結合，析出當量 圓直徑約為0.1微米起至10微米之微細的氮化鋁失雜物。所 謂0.2質量％以上之鋁濃度，係由於對氮化鋁夹雜物之析出 相當地高、故氮化鋁夾雜物之個數，支配性地影響到鋼中 之溶解氮量。因此，氮化鋁夾雜物多數析出時，由於磁通 釘孔效果，阻凝退火時的結晶粒之成長。 相對於此，本發明人等發現雖使用該類的製造設備 時，諸如後述，鑄造時於熔鋼中含有適量之稀土類金屬 (REM)時，脫氣處理後的溶解氮量之增加被抑制。即，發 現藉由抑制溶解氮量的增加，抑制氮化鋁夾雜物之析出， 可適切地使結晶粒成長。 為知·到良好之鐵損值，無方向性電磁鋼板之平均結晶 粒徑約以50微米〜200微米為佳。根據Zener，為進行 75〇〇1100 C、5秒鐘〜5分鐘之通常性退火，以得到約為5〇 微米〜20G微米之平均結晶粒徑起見，微細軌化銘失雜物 之個數密度以1011個/cm3為佳。 在此’無方向性電磁鑄片（包含壓延後者）中之全部溶解 9 201009861 氮用以生成微細的氮化鋁夾雜物時，為設成微細的氮化物 夾雜物之個數密度為i〇U個/cm3以下，鱗片中之溶解氮量須 為0.005質量％以下。 鑄片中之溶解氮’大致上可分為在脫氣處理前就存在 者’及脫氣處理後混入者。 根據先前的技術，亦可從脫氣處理前就溶解之氮量， 藉由脫氣處理顯著地降低。但，若要降低至小於0 001質量 % ’必須有龐大的成本。又，雖設成小於0.001質量％時， 誠·如前述，在此後熔鋼無法避免接觸大氣。特別是熔鋼含 有銘'時’藉由與大氣之接觸易於增加溶解氮。因此，避免 以藉由脫氣處理降低熔鋼中之溶解氮量至小於0.001質量％ 為佳。 另一方面，雖藉由脫氣處理使熔鋼中之溶解氮量為 0.001質量％，如能使混入於脫氣處理後起至鑄造之溶解氮 量抑制至0.004質量％以下時，則鑄片中之溶解氮量成為 〇.〇〇5質量％以下。即，脫氣處理後之溶解氮量的增加可抑 制至〇.0〇4質量％以下時，可不必花費魔大的成本實施脫氣 處理，抑制氮化鋁失雜物之析出，亦足於結晶粒之成長。 因此，本發明人等對於脫氣處理後之溶解氮量的增加 抑制於0.004質量％以下，經專心檢討的結果，誠如前述， 考慮到使熔鋼含有適量之稀土類金屬。稀土類金屬係指原 子序57之爛起至71之鎮等15元素，加上原子序1之銃及原子 序39之釔共計17元素之總稱。 稀土類金屬係強脫酸元素’溶鋼中含有適量的稀土類 10 201009861 金屬時，稀土類金屬之一部分於熔鋼中與氧結合成為稀土 類金屬氧化物，其他的一部分作為熔解稀土類金屬熔解於 熔鋼中。 該熔鋼與大氣接觸時，則熔解稀土類金屬於熔鋼的表 面結合大氣中之氧。該結果，溶鋼的表面形成氧化物皮膜。 因此，雖藉由熔融銲劑等被覆材料被覆不充分時，亦可抑制 來自大氣中之氮侵入於熔鋼n，即，本發明中藉由該類的稀 土類金屬之作用，可抑制脫氣處理後之溶解氮量之增加。 再者，為得到該類之作用，在易與脫氣處理後之大氣 接觸的時點，在熔鋼中必須熔解有稀土類金屬。特別在從 澆桶1注入於餵槽2之時點，熔鋼中以熔解有稀土類金屬為 佳。故熔鋼中稀土類金屬之含量，有下限值存在。 例如含鋁0.2質量％以上的熔鋼中之溶解氧量為〇 〇〇2 質量％以下。此時，為使稀土類金屬熔解於熔鋼中，根據 脫酸平衡關係，必須含有0.0005質量％以上之稀土類金屬。 熔解稀土類金屬之量雖未特別限定，期望是熔鋼中存在有 0.0002質量％以上之熔解稀土類金屬，更期望存在有〇〇〇〇5 質量°/〇以上之炼解稀土類金屬。 再者，為增加熔解稀土類金屬之量以提高阻礙氮侵入 之效果，稀土類金屬之含量以0.001質量％以上為佳，較佳 為0.002質量°/〇以上。 另一方面，稀土類金屬過多則成本提高。又，熔鋼之 流動性降低引起浸嘴閉塞，降低鑄造之穩定性。因此，稀 土類金屬之含量為〇.〇3質量％以下。又，考慮到稀土類金屬 11 201009861 之作用及成本，則稀土類金屬之含量為0.01質量％以下為 佳，較佳為0.005質量％以下。 其次，說明有關本發明相關之用以製造無方向性電磁 鋼鑄片的'熔鋼，其鑄造時的成分組成之限定理由。 碳：0.005質量％以下 碳不但有害於磁片特性，藉由碳析出引起之磁氣時效 顯著。因此，含碳量之上限為〇.〇〇5質量％。又，含碳量以 0.004質量％以下為佳，較佳為0.003質量％以下，更佳為 0.0025質量％以下。亦可完全不含碳。 矽：〇.1質量％〜7.0質量0/〇 矽係減少鐵損之元素，含矽量之下限小於0.1質量％ 時，無法得到良好的鐵損。因此，含矽量之下限為0.1質量 %。為更減少鐵損，含矽量以0_3質量％以上為佳，較佳為 0.7質量％以上，更佳為1.0質量％以上。另一方面，含矽量 大於7.0質量％，則加工性顯著降低。因此，含矽量之上限 為7.0質量％。特別考慮到冷軋壓延性時，含矽量以4.0質量 %以下為佳，較佳為3.0質量％以下，更佳為2.5質量％以下。 錳：0.1質量％以上 錳係增加無方向性電磁鋼板之硬度，改善衝孔性。為 得到該效果，含錳量之上限為0.1質量％以上。又，考慮到 成本，含錳量以2.0質量％以下為佳。 磷：0.2質量％以下 磷係提高無方向性電磁鋼板之強度，改善加工性。該 效果雖微量的含磷量亦可獲得。另一方面，含磷量大於0.2 201009861 質量％，則冷軋壓延性降低。因此，含磷量之上限為0.2質 量％。關於下限未特予訂定。 硫：0.005質量％以下 硫係必須元素與猛結合生成硫化猛夾雜物。又，含有 鈦時，與鈦結合生成硫化鈦夾雜物。又，亦與其他金屬結 合生成硫化物夾雜物。該結果，退火時之結晶粒的生長受 到阻礙，鐵損增大。因此，含硫量之上限為0.005質量％。 又，含硫量以0.003質量％以下為佳。亦可完全不含硫。 鋁：0.2質量％〜5.0質量％ 鋁係與矽同樣係減少鐵損之元素，含鋁量小於0.2質量 %，則無法得到良好之鐵損。因此，含鋁量之下限為0.2質 量°/〇。為更減低鐵損，含鋁量以0.3質量％以上為佳，較佳 為0.6質量％以上，更佳為1.0質量°/〇以上。另一方面，鋁含 量大於5.0質量％，則成本顯著地增加。因此，含鋁量之上 限為5.0質量％。又，為抑制氮化鋁夾雜物之析出，含鋁量 以低量為佳。例如，含紹量以4.0質量％以下為佳，較佳為 3.0質量°/〇以下。 鉻：0.1質量％〜10質量％ 鉻係提高電阻率以改善鐵損，又，增加無方向性電磁 鋼板之強度。含鉻量小於0.1質量％，則無法充分得到該等 效果。因此，含鉻量之下限為0.1質量％。又，為得到較高 之強度，含鉻量以0.2質量％以上為佳，較佳為0.3質量°/〇以 上，更佳為0.5質量％以上。又，由於含鉻量愈高增加熔鋼 之氮溶解度，隨著藉由稀土類金屬吸收氮之抑制效果顯 13 201009861 著。特別是含鉻量為0.5質量％以上時效果顯著 ，1.0質量％ 時較為顯著’ 2.0質量％以上時更為顯著。另一方面，含絡 量大於10質量％ ’則炫鋼之氡溶解度顯著增加氣被吸收 於熔鋼之速度顯著增加。因此，雖含有稀土類金屬，仍無 法充分抑制氮之吸收，故熔鋼中之含氮量易於增加。然後 於退火時，氮化鋁夾雜物大量析出，結晶粒之成長被阻礙。 因此，含鉻量之上限為10質量％。又，含鉻量為5質量％以 下時’由於氮之吸收速度較小，可較為穩定地抑制氮增加， 立可抑制磁通密度之降低。因此，含鉻量以5質量％以下為 參 佳，較佳為3質量°/◦以下。 氮：0.005質量％以下 氮係成為氮化鋁等之氮化物，藉由磁通釘孔效果阻礙 退火時之結晶粒的成長，惡化鐵損。又，誠如前述，微細 的氮化鋁夾雜物之個數密度設成1〇"個/cm3以下為佳。因 此，含氮量之上限為0.005質量％。又，為藉由減低氮化鋁 夹雜物之個數以促進結晶粒之成長，含氮量以0.003質量％ 以下為佳’較佳為0.0025質量％以下，更佳為0.002質量％以 ® 下。亦可完全不含氣。 稀土類金屬：0.0005質量％〜0.03質量％ 誠如前述，熔解稀土類金屬於熔鋼的表面與氧反應成 為氧化物’抑制氮被吸收到熔鋼。因此，誠如前述，稀土 類金屬含量之下限為0.0005質量％。又，稀土類金屬含量以 0.001質量％以上為佳，較佳為0.002質量％以上。又，期望 熔鋼中存在0.0002質量％以上之熔解稀土類金屬，更期望存 14 201009861 在0.0005質量％以上之熔解稀土類金屬。另— 两’稀土類 金屬含量之上限，誠如前述，自鑄造之穩定性等觀點古， 設為0.03質量％。又，稀土類金屬含量以〇〇1質量％以下為 佳’較佳為0.005質量％以下。 再者，稀土類金屬亦可以任何形態添加於_，例如， 以美鈽合金(mischmetal)等之合金形態添加亦可此時，作 $稀土類金屬例如麟馳添加。又，稀土類金屬只要其 • *於適宜的範圍内，不僅添加1種的元素，甚至添加2種以 上的元素’基本上可得填料之效果。 氧：0.0〇5質量％以下 氣於溶鋼中含有多飢005質量％時，核多數之氧化 物’藉由該氧化物阻礙磁壁之移動及結晶粒之成長。因此， 含氧量之上限為0.005質量％。亦可完全不合氧。 再者，熔鋼中亦可含有以下所示之元素。 敎：0.02質量％以下 • 又鈦係與微量含有之溶解氮結合生成氮化鈦夾雜物。 含有硫時，與硫結合生成硫化欽夾雜物。又亦與其 = = 素結合生成化合物失雜物。該結果，阻礙退火時之 〇粒的成長，鐵損增大。因此，含鈦量之上限以〇〇2質 X下為佳，較佳為0.01質量％，更佳為〇 〇〇5質量％以 下。亦可完全不含鈦。 鋼：1.0質量％以下 ^納係‘同無方向性電磁鋼板之耐钱性，又，提高電阻 :。鐵損。該效果在含鋼量微量時亦可得到。另一方面， 15 201009861 含銅量大於1.0質量％時，在無方向性電磁鋼板之表面發生 鑄疵而使表面品位降低之情形。因此，含銅量以1.0質量°/〇 以下為佳。有關下限未特予訂定。 鈣及鎂：以總量計為0.05質量％以下 鈣及鎂係脫硫元素，與熔鋼中之硫反應成為硫化物而 固定硫。鈣及鎂之含量愈多脫硫效果增高。該效果在鈣及 鎂之含量微量時亦可得到。另一方面，鈣及鎂之總含量大 於0.05質量％時，硫化物之數增多，發生結晶粒的成長受到 阻礙之情形。因此，鈣及鎂之含量係以總量計為〇.〇5質量％ 以下為佳。關於下限未特予訂定。 鎳：3.0質量％以下 鎳係發達有利於磁氣特性之聚集組織以改善鐵損。該 效果在含鎳量微量時亦可得到。但是，大於3.0質量％，則 成本越昇高，鐵損之改善效果才開始飽和。因此，含鎳量 以3.0質量％以下為佳。關於下限未特予訂定。 錫及銻：以總量計為〇_3質量％以下 錫及録係偏析元素，阻礙使磁氣特性惡化(III)面之聚集 組織以改善磁氣特性。為得到該效果，錫或銻之至少含有 一種為宜。又，該效果在錫及銻之含量微量時亦可得到。 另一方面，錫及銻之含量以總量計大於0.3質量％，則冷軋 壓延性降低。因此，錫及銻之含量以總量計為0.3質量％以 下為佳。關於下限未特予訂定。 锆：0.01質量％以下 鍅於微量時亦阻礙結晶粒之成長，惡化應變退火後之 16 201009861 鐵損。因此，含鍅量以儘可能低量為佳，特別以〇〇1質 量％以下為佳。亦可完全不含有錯。 釩：0.01質量◦/。以下 釩成為氮化合物及碳化合物，阻礙磁壁之移動及結晶 粒之成長。因此，含釩量以0.01質量％以下為佳。亦可完全 不含有釩。 鄉：0.005質量％以下 硼係偏析元素’又成為氮化物。生成氮化物則妨礙粒 界之移動，鐵損惡化。因此，含硼量以儘可能低量為佳， 特別以0.005質量％以下為佳。關於下限未特予訂定。 再者，對於本發明之效果無大妨礙時，該等之元素外 亦可含有種種之元素。例如，熔鋼中亦可含有改善磁氣特 性的元素之鉍及鍺等。 其次’關於用於則述’溶鋼之無方向性電磁鋼鎮片製造 方法的一例，一面參照第1圖一面說明。 首先’例如進行藉由使用轉爐之精鍊及使用2次精鍊爐 之脫氣處理，製造含有從前述的成分去除銘及稀土類金屬 之元素的熔鋼11。脫氣處理後之溶解氡量為〇〇〇5質量°/〇以 下，例如約設成0.001質量％為佳。 其次’添加鋁於熔鋼11中。在脫氣處理後進行添加脫 酸元素之鋁，目的在於獲得高成品率。誠如前述，鋁之添 加量為0.2質量°/〇〜5.0質量％。該結果，溶鋼u中溶解之氧 量，係由於鋁之脫酸平衡為0.002質量0/。以下。然後，熔鋼 11中添加稀土類金屬。該結果’稀土類金属之部分成為 17 201009861 氧化物，其他的一部分成為熔解稀土類金屬。 接著，注入該熔鋼11於澆桶1。其次，排出熔鋼11於餵 槽2。然後，藉介浸嘴2a供給熔鋼11於鑄型3内。然後，藉 由鑄模3進行鑄造以形成鑄片12。 進行此類的處理時，熔鋼11之組成仍為前述之情形 時，鑄造時之熔鋼11中的溶解氮量為0.005質量％以下，則 所得的鑄片12之溶解氮量亦為0.005質量％以下。其他成分 之含量於鑄造前後維持不變。因此，所製造的鑄片12之含 鋁量、含矽量、含鉻量及稀土類金屬含量等，與熔鋼11者 一致。 再者，誠如前述，餵槽2設有蓋，餵槽2内之空間以充 填氬氣等之惰性氣體為佳。此時，餵槽2内之氮濃度設成1 體積％以下為佳。 再者，為使鑄片12中之含氮量為0.005質量％以下，脫 氣處理後的熔鋼11中之溶解氮量設成0.005質量％以下。 再者，熔鋼中的稀土類金屬之含量，亦可調整成如次。 根據實驗等，首先求得熔鋼中之稀土類金屬含量與該熔鋼 中溶解氮之增加量的關係。然後，當鑄片製造時，測定用 於2次精鍊爐等之脫氣處理後的熔鋼中之溶解氮量，求得鑄 造為止所容許的溶解氮之增加量，以該容許增加量為基礎 調整稀土類金屬之含量。如此地調整則可避免消費必要以 上的高價之稀土類金屬。 再者，以誠如前述樣得到之無方向性電磁鋼鑄片製造 無方向性電磁鋼板時，例如，首先熱軋壓延鑄片，因應需 18 201009861 要進行退火，進行冷軋壓延。冷軋壓延亦可僅實施1次，亦 可夾在中間退火實施2次以上。然後，冷軋壓延後進行精加 工退火以形成絕緣皮膜。根據此類之方法，不會受到溶解 氮之影響而可得期望的大小之結晶粒，可製造具有良好鐵 損之無方向性電磁鋼板。 再者，無方向性電磁鋼鑄片及無方向性電磁鋼板中之 夾雜物(析出物）及結晶粒徑之調查方法，未特予限定。作為 一例可舉述如以下。在析出物之調查中，首先鏡面拋光試 樣(無方向性電磁鋼鑄片及無方向性電磁鋼板），根據黑澤等 之方法（黑澤文夫、田口勇、松本龍太郎：日本金屬學會誌、 43(1979)，1068頁），在非水溶性溶劑中電解腐蝕試樣。該 結果，僅使基材溶解’氮化鋁夾雜物被萃取。然後，以掃 描式電子顯微鏡(SEM)-能量色散X射線分析裝置(EDx)調 查被萃取之氮化鋁夾雜物。又，採取複製品，藉由場發射 型穿透式顯微鏡調查複印於複製品之夾雜物。結晶粒徑之 調查中，經鏡面拋光之試樣使用「拿塔爾」（音譯、一種含 有硝酸及乙醇之腐银液)姓刻，以光學顯微鏡觀察。 【實施例】 接著，說明有關本發明人等所進行之實驗。 (實驗1) 實驗1中，首先以轉爐及真空脫氣裝置製造熔鋼注入於 澆桶。作為熔鋼，以質量％計，係由含有碳：〇 〇〇2%、矽： 2·0%、猛：〇.3%、磷：0.05%、硫：0.0019%、銘：2.0%、 鉻：2.0%及氧：_1%、更含有種種之量的稀土類金屬、 19 201009861 殘餘部分為鐵及不可避免的不純物之構成物所製造。又， 稀土類金屬係使用鑭及铈。熔鋼中的稀土類金屬之量顯示 於第1表。澆桶内之熔鋼的含氮量為0.002質量％。 接著，藉由氬排除氣體作成氣體環境氮濃度為0.5體積 %之餵槽内注入熔鋼。此後，以浸嘴從餵槽供給熔鋼於鑄 型内，藉連續鑄造法製造鑄片。接著，熱軋壓延鑄片進行 退火。冷軋壓延成〇·3毫米之厚度。然後，在1000°C進行30 秒鐘之精加工退火，塗布絕緣皮膜。如此地製造無方向性 電磁鋼板。 然後，根據前述之方法調查無方向性電磁鋼板中之氮 化鋁夾雜物及結晶粒徑。又’亦測定無方向性電磁鋼板之 鐵損。在鐵損之測定中’係將無方向性電磁鋼板切成長度 25厘米之長度’藉由JIS_c_255〇中所示之愛波斯坦(Epstein) 法進行測定。又，倒數(countback)分析無方向性電磁鋼板 之含氮量。該結果顯示於第1表及第2圖。 第1表 試樣Ν〇· 熔鋼 無方向性電磁鋼板 稀土類金屬含 (質量％) 鑷造狀況 結晶粒徑 (微米） 鐵損 Wi〇/8〇〇 (W/kg) 含氮量 (質量％) 實施例 1 0.0012 完成 160 39.7 0.0040 2 0.0028 完成 120 39.0 0.0033 3 0.0050 完成 150 38.7 0.0025 ----- 4 0.0127 完成 120 38.9 0.0044 比較例 --------- 5 0.0000 完成 35 42.2 0.0069 ----- 6 0.0004 完成 40 43.5 0.0063 ______ 7 __^— 0.0330 中斷 180 39.1 0.0029 如第1表及第1圖所示’熔鋼之稀土類金屬含量於本發 明範圍内之實施例No.1〜至No.4中’無方向性電磁鋼板之含 2〇l〇〇9861 氧•量為0.0028質量。/。〜0.0044質量。/。及0.005質量。/。以下。因 此’無方向性電磁鋼板之平均結晶粒徑為120微米〜160微 米。鐵損Wio/sqo為38.7W/kg〜39.5W/kg且充分減低。又，可 穩定進行連續鑄造。 另一方面’溶鋼之稀土類金屬含量小於本發明範圍之 下限的比較例No.5及No.6中，無方向性電磁鋼板之含氮量 為0.0063質量％、0.0069質量％且增高。因此，觀察到多量 的當量圓直徑為0.1微米〜10微米之氮化鋁夾雜物，結晶粒 ® 徑顯著減小’鐵損W1G/8⑽顯著增大。由於係磁通釘孔效果 結晶粒之成長受到阻礙。又，熔鋼之稀土類金屬含量大於 本發明範圍之上限的Νο·7中，鑄造時發生浸嘴閉塞因而中 斷連續鑄造。 (實驗2) 1 實驗2中’首先使用轉爐及真空脫氣裝置製造熔鋼，注 入於澆桶。作為溶鋼，以質量°/。計，係由含有碳：0.002%、 矽：2.2。/〇、猛：〇.2〇/。、麟：〇.1。/〇、硫：0.002%、鋁：2.0〇/〇， ^ 更含有種種之量的鉻及稀土類金屬，殘餘部分為鐵及不可 避免的不純物之構成物所製造。又’稀土類金屬係使用鑭 及鈽。熔鋼中之鉻及稀土類金屬之量顯示於第2表。澆桶内 之熔鋼的含氮量為〇_〇〇2質量0/〇。 接著’在藉由氬排除氣體作成氣體環境氮濃度為0.5體積 %之餵槽内注入熔鋼。此後，以浸嘴從餵槽供給熔鋼於鑄型 内’藉由連續鑄造法製造鑄片。 再者’熱軋壓延鑄片，進行退火。冷軋壓延成0.3毫米 21 201009861 之厚度。然後，在l〇〇〇°C進行30秒鐘之精加工退火，塗布 絕緣皮膜。如此地製造無方向性電磁鋼板。然後，與實驗1 同樣地測定結晶粒徑，鐵損及含氮量。該結果顯示於 第2表。 第2表 試樣No_ 熔鋼 無方向性電磁鋼板 含鉻量 (質量％) 稀土類金屬含量 (質量％) 結晶粒徑 (微米） 鐵損 Wi 0/800 (W/kg) 含氮量 (質量％) 實施例 11 0.8 0.0034 170 40.4 0.0024 12 1.2 0.0035 100 39.8 0.0028 13 5.6 0.0031 130 37.1 0.0029 14 9.8 0.0055 90 36.5 0.0034 比較例 15 0.8 0.0000 50 49.1 0.0060 16 1.2 0.0000 40 48.2 0.0068 17 5.6 0.0000 30 45.2 0.0080 18 9.8 0.0000 25 44.3 0.0105 19 12.7 0.0060 38 44.5 0.0076 20 18.3 0.0048 24 45.0 0.0122 如第2表所示，熔鋼之含鉻量及稀土類金屬含量於本發 明範圍内之實施例No.11〜至No.14中，無方向性電磁鋼板之 含氮量為〇.〇〇5質量％以下。因此，無方向性電磁鋼板之平 均結晶粒徑增大，鐵損W1()/8(H)充分減低。 另一方面，熔鋼之含鉻量及/或稀土類金屬含量不在本 發明範圍内的比較例No. 15〜No.20中，無方向性電磁鋼板之 含氮量大於0.005質量％。因此，平均結晶粒徑縮小，鐵損 W10/800顯 著增大。 【產業上利用之可能性】 例如，本發明可利用製造馬達等高頻率範圍所使用之 無方向性電磁鋼板等。 201009861 【圖式簡單說明3 【第1圖】第1圖係顯示無方向性電磁鋼鑄板之製造設 備的示意圖。 【第2圖】第2圖係顯示實驗1之曲線圖。 【主要元件符號說明】 1…洗桶 4…移行輥 2…餵槽 11…熔鋼 2a…浸嘴 12…鑄片 3…鑄型 23

Claims (1)

1. 201009861 七、申請專利範圍： 1. 一種無方向性電磁鋼鑄片，其特徵在於以質量％計係含 有： 矽：0.1%以上、7.0%以下； 猛：0.1%以上； 鋁：0.2%以上、5.0%以下； 鉻：0.1%以上、10%以下；及 稀土類金屬：0.0005%以上、0.03%以上；且 含碳量為0.005%以下； 含磷量為0.2%以下； 含硫量為0.005%以下； 含氮量為0.005%以下； 含氧量為0.005%以下； ’ % 殘餘部分係由鐵及不可避免的雜質構成。 2. 如申請專利範圍第1項之無方向性電磁鋼鑄片，其含錳 量為2.0質量％以下。 鲁 3. 如申請專利範圍第1項之無方向性電磁鋼鑄片，其稀土 類金屬之含量為〇.〇〇1質量％以上。 4. 如申請專利範圍第1項之無方向性電磁鋼鑄片，其稀土 類金屬之含量為0.002質量％以上。 5. 如申請專利範圍第1項之無方向性電磁鋼鑄片，其以質 量％計，更含有選自於由下述者所構成群組中之至少1種 元素： 銅：1.0%以下； 24 201009861 鈣及鎂：佔總量0.05%以下； 鎳：3.0%以下；及 錫及銻：佔總量0.3%以下。 6. —種無方向性電磁鋼鑄片之製造方法，其特徵在於包含： 製作熔鋼之步驟，該熔鋼以質量％計係含有： 矽：0.1%以上、7.0%以下； 錳：0.1%以上； 鋁：0.2%以上、5.0%以下；及 ❹ 鉻：0.1%以上、10%以下；且 含碳量為0.005%以下； 含磷量為0.2%以下； 含硫量為0.005%以下； ' 含氮量為0.005°/。以下；及 ) 含氧量為0.005%以下； 且殘餘部分係由鐵及不可避免的雜質所構成； ©對前述熔鋼添加0.0005%以上、0.03%以下之稀土類金屬 的步驟；及 將已添加有前述稀土類金屬之熔鋼進行鑄造的步驟。 7.如申請專利範圍第6項之無方向性電磁鋼鑄片的製造方 法，其係於對前述熔鋼添加稀土類金屬的步驟與將前述 熔鋼進行鑄造的步驟之間，更具有：使已添加有前述稀 土類金屬之熔鋼從澆桶移動至餵槽的步驟。 8.如申請專利範圍第7項之無方向性電磁鋼鑄片的製造方 法，其係於使已添加有前述稀土類金屬之熔鋼移動的步 25 201009861 驟前，預先使前述餵槽内之氮濃度在1體積％以下。 9. 如申請專利範圍第7項之無方向性電磁鋼鑄片的製造方 法，其中前述熔鋼之含錳量為2.0質量％以下。 10. 如申請專利範圍第7項之無方向性電磁鋼鑄片的製造方 法，其中前述稀土類金屬之添加量為0.001質量％以上。 11. 如申請專利範圍第7項之無方向性電磁鋼鑄片的製造方 法，其中前述稀土類金屬之添加量為0.002質量％以上。 12. 如申請專利範圍第7項之無方向性電磁鋼鑄片的製造方 φ 法，其中前述熔鋼以質量％計更含有選自於由下述者所 構成群組中之至少1種元素： 銅：1.0%以下； 鈣及鎂：佔總量0.05%以下； 鎳：3.0%以下；及 · 錫及銻：佔總量0.3%以下。

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