JPH02173211A - 磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法 - 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】 く産業上の利用分野〉 この発明は、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造
方法に関するものである。

く従来の技術〉 周知のように一方向性珪素鋼板は主として変圧器その他
の電気機器に使用されるものであり、その磁気特性とし
ては磁化特性が優れていること、すなわちＢ　１０値で
代表される磁束密度が高いこと、および鉄損値が小さい
ことが要求される．最近ではこの種の方向性珪素＃Ｒｊ
Ｊｉ．の製造技術も進歩して、磁化特性としてＢ１０値
が１．８９Ｔ　（テスラ）を越える高磁束密度のものが
得られるようになり、また鉄損特性としては、板厚０．
３０ｍｍの一方向性珪素鋼仮においてＷ，、、、、値、
すなわち磁束密度１．７Ｔ、周波数５０Ｉ１ｚで磁化し
た場合の鉄を貝が材料１．０ｋｇ当たりｉ、ｉｏｗ以下
の低鉄ｔｉが得られるようになり、変圧器の小形化、低
騒音化、効率化に大きく寄与している。

このように優れた磁気特性を有する一方向性珪素鋼板を
得るためには、最終焼鈍過程において［１１０）　＜ｏ
ｏ】＞方位の２次再結晶粒を充分に発達させることが必
要である。そしてそのためには、２次再結晶過程で（１
１０｝｛００１＞方位以外の好ましくない結晶方位を有
する結晶粒の成長を強く抑制するインヒビターを存在さ
せておくこと、および先鋭に揃った＋１１０１　＜００
１＞方位の２次再結晶粒が充分に発達するに好適な集合
組織を予め形成しておくことが必要である。インヒビタ
ーとしては一般にはＭｎＳ、　ＭｎＳｅ＋　ＡＩＮ等の
微細析出物が用いられており、また必要に応じて粒界偏
析型元素であるＳｂ＋　Ａｓ＋　８１．　Ｐｂｔ　Ｓｎ
等を添加してインヒビターの効果を補強することも行わ
れている。一方適切な集合組織の形成に関しては、従来
から熱延、冷延の各工程条件を適切に組合わせる方法が
採用されており、またこの目的から、中間焼鈍を挟む２
回の冷間圧延を施すような？ｙ雑な工程も採用されてい
る。

ところで、従来好適な集合組織を予め形成しておくため
の手段として、最終冷間圧延前で中間焼鈍後のＣ含有量
を制’＜ＴＪすることが有効であることが特開昭５９−
１５７２２４号公報に開示されている。これは中間焼鈍
後のＣ含有量を鋼板表面から板厚３５％までを０．０１
０〜０．０３０％の範囲とし、かつ残部中心層を０．０
２５〜０．１０％の範囲とするものである。

しかしながらこの技術は板表面層及び中心層のＣ′ａ度
を板厚にかかわらず一律に限定しており、最適範囲に必
ずしも制御されているとは言えない。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、板ｊ７を考慮して中間焼鈍後のＣ含有
量を制御することにより、特開昭５９−１５７２２４号
公報で開示されたものより、−層優れた磁気特性を有す
る一方向性珪素鋼板の安定した製造方法を従業するもの
である。

く課題を解決するための手段〉 本発明１よ、重量％で、Ｃ：　０．０１〜０．０６％、
Ｓｉ：３．１〜４．５％、　Ｍｎ　：　０．０６〜Ｏ，
１１％を含み、かつＳｂ：　　ｏ、ｏｏｓ〜０．２％と
ともにＳ、Ｓｅのいずれか又は両方を合計でｏ、ｏｏｓ
〜０．１％含有する珪素鋼スラブを熱延し、次に均一化
焼鈍をしたのち、中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を
施し最終製品厚とし、次に脱炭を兼ねた１次再結晶焼鈍
を施し、さらに最終仕上げ焼鈍を施して＋１１０）　＜
００１＞方位の２次再結晶粒を発達させる一連の工程よ
りなる一方向性珪素鋼板の製造方法において、最終冷間
圧延前の中間焼鈍において脱炭処理を施し、処理後の貫
通分析による炭素濃度Ｃ（％）を中間板厚Ｌ（ｍ）に対
して、 の範囲に制御することを特徴とする特許れな一方向性珪
素鋼板の製造方法で、 但し、　Ｃｏ：脱炭前Ｃ濃度（％）。

ＤＥＣの拡散係数（ｃｄ／就） Ｔ：焼鈍時間（箪）　である。

〈作　用〉 一般に、最終焼鈍の２次再結晶時において、ゴス方位粒
は、板厚の１　／１０あるいはｌ／５厚より優先再結晶
すると考えられている．このゴス方位粒は、熱延時にで
きた［１１０１　＜００１＞が冷間圧延により｛１１１
１　＜１１２＞となり、更に焼鈍により再び（１１０１
　＜ｏｏｌ＞となると考えられている．従ってこの焼鈍
時に十分に（１１０）　＜００１＞を発達させるために
は、（１１１）　＜１１２＞からの再結晶を十分に行う
必要があるが、これは冷間圧延時に導入された転位が重
要な役割を果たす。そしてこの転位は（Ｃ）の析出状態
によって左右される．すなわち、（ｆｉｌｌ　＜１１２
＞→（１１０１　＜００１＞への転換を行うためには、
適切な（Ｃ）析出サイズが必要であり、これは（Ｃ）濃
度と冷却速度によって決定される。

この中でも、板厚方向の（Ｃ３　ｉｌｌｌ度分布が重要
であり、本発明は板厚に応じて最適な分布にすることが
重要であることを明らかにしたものである。

Ｃ濃度分布の指標として本発明の場合、Ｃ／Ｃｏを採用
した．ここでＣは中間焼鈍後の貫通分析によるＣ濃度を
重量％で表したものであり、ＣＯは中間焼鈍前のｃ１度
を１計％で表したものである。

同じＣ濃度でも板厚が変われば、冷却時の例えば１　／
ＩＯＪ￥あるいはｌ　１５１７での冷却速度が異なるた
め、同一の（Ｃ）析出サイズとはならないと考えられる
。

従って本発明では仮ｆｉｔ　（ｗ）に応じて、脱炭焼鈍
後のＣ濃度、即ちＣ／Ｃｏを、 （０，０５５ｔ、／　Ｊア丁＋０．４５）以上、かつ（
０，０５５ｔ／　ＪＴｆＴ＋０．５５）以下に限定する
ものである。但しＤはＣの拡散係数（ｃｄ１式）、Ｔは
焼鈍時間（−Ｂ）である。

Ｃ／Ｃｏが、 （ｏ、ｏ５５ｔ／　ＪＴｆＴ　＋０．４５）　未満、あ
るいは（０，０５５ｔ／　ＪＴ５Ｔ＋０．５５）超の場
合、いずれも磁気特性が劣化する。

第１図は中間厚での貫通分析値比Ｃ／Ｃｏと中間一中間
Ｗ−ｔで測定した鉄ｍ値のベスト値からのすれを表示し
たものである。

次に、本発明の出発素材である珪素鋼片（素材）の含有
成分の限定理由について述べる。

Ｃは０．０１％（重量％以下同じ）より少ないと熱延集
合＆１１織制御が困難で大きな伸長粒が形成されるため
磁気特性が劣化し、またＣが０．０６％より多いと脱炭
工程で脱炭に時間がかかり経済的でないので０．０６％
以下にする必要がある。

Ｓｉは３．１％より少ないと電気抵抗が低く渦流ｔＵ失
増大に基づく鉄…失が大きくなり、一方４．５％より多
いと冷延の際に脆性割れを生じ易いため、３．１〜４゜
５％の範囲にすることが必要である。

Ｍｎ量は、一方向性珪素鋼板の二次再結晶を左右する分
散析出相のＭｎＳあるいはｎｎ５ｅを決定する重要な成
分である６　Ｍｎｆｉｔが０．０６％を下廻ると２次再
結晶を起こさせるのに必要なＭｎＳ等の絶対量が不足し
、不完全２次再結晶を起こすと同時に、ブリスターと呼
ばれる表面欠陥が増大する。一方Ｍｎｌが０．１１％を
越えると、鋼片加熱時においてＭｎＳなどの解離固溶が
困難になる。またかりに解離固溶が行われたとしても、
熱延時に析出する分散析出相は粗大化しやすく、抑制剤
として望まれる最適サイズ分布は損なわれ、磁気特性は
劣化するので、Ｍｎは０．０６〜０．１１％にする必要
がある。

ｓｂはｖ＆量のＳｅまたはＳとともに含有されることに
より、１次粒の成長が抑制されることが知られている。

Ｓｂは０．００５％より少ないと１次結晶粒抑制効果が
少なく、一方０．２％より多いと、磁束密度が低下し始
めて磁気特性を劣化させるのでｓｂはｏ、ｏｏｓ〜０．
２％の範囲内にする必要がある。

Ｓ、Ｓｅはいずれもインヒビター成分として添加され、
最終焼鈍において１次再結晶粒の成長を抑制し、＋１１
０１　＜００１＞方位の２次再結晶粒を先鋭に発達させ
るに必要な元素であり、Ｓ、Ｓｅのいずれか１種または
２種の合計量で０．００５〜０．１％の範囲が必要であ
り、これ以外では充分なインヒビターの効果が得られな
くなる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を記す。

素材成分中のＳｉ、　Ｃを表１のケース隘７．８．９の
ような値で、かつインヒビターとしてＭｎ０．０７３％
、Ｓｂ　Ｏ，０２０％、Ｓ　　０．００３％、Ｓｅ　Ｏ
，０２％を含む２００ｍ厚さの珪素鋼片をいずれも１３
８０°Ｃに１時間加熱後、２．５ｍに熱延し、コイルに
巻き取った０次いでこれらの熱延コイルを９８０℃に３
０秒焼鈍後、表１に示す中間板厚に冷延し、引き続き９
５０℃×８０秒間の中間焼鈍時にその連続焼鈍雰囲気を
公知の方法でＰＨ！Ｏ／ＰＨ１−０，００３〜０．３５
の範囲で変化させて処理して、脱炭後の貫通分析による
炭素濃度を中間板厚Ｌ（ｆｉＩｍ）に対して上限をむ うに制御した。但しＣｏ：脱炭前の〔Ｃ）濃度、Ｄ：拡
散係数−０，０００３ｃ＋ｉ／ｓｅｃ、Ｔ：中間焼鈍脱
炭時間−８０就である。その後さらに表１に示すような
板厚に最終冷延圧下率６０％で冷延した０次いで８００
°Ｃ湿水素中で脱炭焼鈍を施した後、）’ＩｇＯを主体
とする焼鈍分離剤を塗布し、最終焼鈍として昇温過程の
８６０’Ｃで３０時間保定を、引続き１２００℃×１０
時間の焼鈍を行い、その後絶縁コーティングを塗布して
一方向性電磁鋼板の製品を得た。これらの製品の磁気特
性の測定結果を表１に示す。

次に従来例を示す。

素材成分中のＳｉ、　Ｃを表１のケースＮ（１１，２，
３に示す値にし、かついずれもインヒビターとしてＭｎ
　：　ｏ、ｏ７％、Ｓｅ　：　０．０３％、Ｓｂ　：　
０．０３％を含む２００ｍ厚さの連鋳スラブを、いずれ
も１３８０°Ｃに１時間加熱後、２．５Ｍ厚に熱延し、
コイルに巻きとった０次いでこれらの熱延コイルを９８
０’Ｃに３０秒焼鈍後、表１に示す中間板厚に冷延し、
引き続き９５０″ＣＸ２分間の中間焼鈍時にその連続焼
鈍雰囲気を公知の方法で円＋ｔＯ／Ｐ１１□−０，００
３〜０．３５の範囲で変化させて処理して、鋼板表面か
ら板厚３５％の範囲のｃｌを０．００４〜０．０５２％
に、中心層のＣ量を０．００８〜０．０５５％となるよ
うに調整し、その後さらに最終冷延圧下率６０％で冷延
した。最終仕上げ焼鈍は前述の実施例と同様に行った０
表１にそれぞれのＣ濃度と、磁気特性を示した。

次に他の従来例を示す。

素材成分中のＳｉ、　Ｃを表１のケースＮα４．５．６
に示す値にし、かついずれもインヒビターとしてＭｎ　
Ｏ，０７％およびＳ　０．０２５％を含む２００ｍｎ１
Ｗさの連鋳スラブを溶製し、いずれも１３６０°Ｃに１
時間加熱後、２．５鵬厚に熱延し、コイルに巻取った。

次いでこれらの熱延コイルを酸洗後０．７５ａｍ厚に冷
延し、引続き９００’ＣＸ　Ｓ分間の中間焼鈍時にその
連続焼鈍雰囲気を公知の方法でＰＭ！Ｏ／ｐＨ！”０．
００３〜０．３５の範囲で変化させて処理して、鋼板表
面から板厚３５％の範囲のＣ量を０．０４４〜０．０５
０％、残部中心層のＣ量を０．００６〜０．０５２％と
なるように調整し、その後さらに０．３０ａｕ＊Ｉ！さ
に最終冷延して最終冷延圧下率を６０％とした６次いで
８００“Ｃ湿水素中で脱炭焼鈍を施した後、ＭｇＯを主
体とする焼鈍分離剤を塗布し、箱焼鈍にて直ちに１１５
０°Ｃに昇温しで１５時間保定する最終焼鈍を施して一
方向性珪素鋼板の製品を得た。これらの製品について磁
気特性を調べた結果をそれぞれの０％と共に第１表に示
す。

またこれら実施例を中間板厚ｔに対応させて貫通分析値
比Ｃ／Ｃｏをプロットしたものが第２図である。

表１によると、本発明の場合は従来例と比較して磁気特
性が確実に優れていることが明らかであ〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように本発明によれば、Ｇｉ１気
特性の優れた一方向性型ｍ　＃Ｆｉ、を確実かつ安定し
て得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は中間厚での貫通分析値と、中間厚をも重ねたグ
ラフ、第２図は中間焼鈍前後の炭素濃度比Ｃ／　Ｃｏを
中間焼鈍時の板厚ｔとの関係について表１のケースにつ
いてプロットしたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．０６％、Ｓｉ：３．１〜
   ４．５％、Ｍｎ：０．０６〜０．１１％を含み、かつＳ
   ｂ：０．００５〜０．２％とともにＳ、Ｓｅのいずれか
   又は両方を合計で０．００５〜０．１％含有する珪素鋼
   スラブを熱延し、次に均一化焼鈍をしたのち、中間焼純
   を挟む２回以上の冷間圧延を施し最終製品厚とし、次に
   脱炭を兼ねた１次再結晶焼鈍を施し、さらに最終仕上げ
   焼鈍を施して｛１１０｝｛００１｝方位の２次再結晶粒
   を発達させる一連の工程よりなる一方向性珪素鋼板の製
   造方法において、最終冷間圧延前の中間焼純において脱
   炭処理を施し、処理後の貫通分析による炭素濃度Ｃ（％
   ）を中間板厚ｔ（ｍｍ）に対して、 ０．０５５ｔ／√（ＤＴ）＋０．４５≦Ｃ／Ｃｏ≦０．
   ０５５ｔ／√（ＤＴ）＋０．５５ の範囲に制御することを特徴とする磁気特性の優れた一
   方向性珪素鋼板の製造方法。 但し、Ｃｏ：脱炭前Ｃ濃度（％）、 Ｄ：Ｃの拡散係数（ｃｍ＾２／ｓｅｃ）、 Ｔ：焼鈍時間（ｓｅｃ）である。