JPH02182831A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - 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無方向性電磁鋼板の製造方
法に係わり、とくに磁束密度が高く、鉄損の低い無方向
性を磁鋼板の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 無方向性ｆｔ　ｉｆｆ　Ｍ板は各種のモーターなどの回
転機や変圧器，安定器などの静止器の鉄心材料に用いら
れ、これらの電気機器の小型化．高効率化には、使用さ
れる電磁鋼板の磁束密度の向上および鉄損の低減が必要
である。

ところで、無方向性１を磁鋼板の磁性を向上させるため
には冷間圧延前の素材の結晶粒径を大きくすればよいこ
とは公知である。

発明者らは先に特開昭５７−３５６２８号公報において
電磁鋼スラブを熱間圧延する際、熱間圧延終了温度をそ
の鋼の化学成分に応じて（１）式において表わされるＡ
ｒり変態点温度、 以上となし、ついで、二〇熱延綱板を＾、変態点温度以
下の温度で３０秒〜１５分の焼鈍を施して、冷間圧延前
の結晶粒の粗大化を図って磁気特性を向上させる方法を
提案した。この方法は現象的にみて、γ相で熱間圧延す
ることにより非常に微細な結晶粒を有する熱延鋼板が得
られ、つぎに施す熱延鋼板焼鈍により異常粒成長が容易
に起こることを利用して冷間圧延前の結晶粒の粗大化を
図り、とくに磁束密度を向上させる方法である。この方
法における熱延板焼鈍の冷却速度はとくに制御せず大気
放冷（＝１０℃／秒）であった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は先の特開昭５７−３５６２８号公報の発
明の特徴を有利に活用し、素材のＣ量と熱延鋼板焼鈍に
おける冷却速度について検討することにより、単に結晶
粒を粗大化させた場合よりもさらに優れた磁束密度を有
するフルプロセスおよびセミプロセス無方向性電磁鋼帯
の製造方法を提案することである。

〈課題を解決するための手段〉 すなわち本発明は、低炭素鋼スラブを熱間圧延し、つい
で、この熱延鋼帯に焼鈍を施し、１回または中間焼鈍を
挟む２回の冷間圧延により製品厚としたのち焼鈍を施す
無方向性電磁鋼帯の製造方法において、該スラブの組成
を重量％で、Ｃ：ｏ、ｏｏｓ〜０．０２０％、　Ｓｉも
しくはＳｉ＋Ｎ：　　１．５％以下、　Ｍｎ：　　１．
０％以下、ｐ：ｏ、２ｏ％以下、　ｓｂおよびＳｎの何
れか１種または２種の合計が１．０％以下を含み、残部
実質的にＦｅよりなるものとし、該熱間圧延を該スラブ
の鋼中成分に応じて定まる次式のＡｒ３変態点温度：　
　（８９１−９００（Ｃ％）　＋５０　（Ｓｉ％）−８
Ｂ　（ｌｌｎ％ン　＋１９０（Ｐ％）　＋３８０（ｆｉ
Ｊ％）｝℃より５０℃を越えて高くはない範囲内のγ相
領域で終了させ、ついで、咳熱延鋼帯をＡ、変態点温度
以下で３０秒〜１５分保持し、ついでＡｒ２変態点温度
からＡｒ＋変態点温度までを２〜１０℃／秒の速度で冷
却するか、もしくはＡｒ３変態点温度以上でそれより５
０℃の範囲内に５〜３０秒保持するかして、ついでＡｒ
ｔ変態点温度から１００℃までを１０℃／秒以上の速度
で冷却することを特徴とする特許 方向性電！ｆｔ綱板の製造方法である。

〈作　用〉 次に本発明を実験結果に基づいて説明する。

Ｃ　：　　０．０１７％，　Ｓｔ　：　０．３２％，　
Ｍｎ　：０．２５％，Ｐ２Ｏ、０８％，　　Ｓ　ｊ　　
０．００３％．　Ａｔ　：　０．０００８％を含む溶鋼
から造られたスラブを１２５０゜Ｃに加熱し、熱間圧延
終了温度を鋼中化学成分に従い計算式（１）により求め
たＡ？３変態点温度８８４゜Ｃよりｌ６゜Ｃ高い９００
℃のγ相領域にして２．３鰭の熱延鋼帯とした．その凌
の熱延鋼帯焼鈍を施すに際し、＾３変態点温度９５０゜
Ｃより５０゛Ｃ低い９００゜Ｃで４５秒間保持し、その
後の冷却過程においてＡｒ．変態点温度からＡｒｔ変態
点温度までを冷却速度２〜４０゜Ｃ／秒で、またＡｒ．
変態点温度からＡｒ．変態点温度までの範囲での保持温
度を（　Ａｒ＋変態点温度＋１０゜Ｃ》から（　Ａｒｌ
変態点温度＋８０゜Ｃ）まで変えた後、へｒｌ変態点温
度から１００℃までを冷却速度を２゜Ｃ／秒から水冷ま
で冷却速度を変更した熱延鋼帯焼鈍を施した．なお＾ｒ
．変態点温度は８１０゜Ｃであった。

これらの熱延鋼帯を酸洗したのち、１回の冷間圧延で０
．５０ｍ厚さに仕上げ、引続き湿潤雰囲気で８００℃７
５秒の脱炭と再結晶を兼ねた連続焼鈍を施してフルプロ
セス成品を造った。

これらの成品の磁束密度と熱延鋼帯焼鈍での冷却条件の
関係を第１図に示す．この図から分かるように、熱延鋼
帯焼鈍の冷却過程において＾ｒ，変態点温度から＾ｒ，
変態点温度までを２〜ｌＯ゜Ｃ／秒の冷却速度で冷却す
るかもしくはＡｒ＋変態点温度から（　Ａｒ，変態点温
度＋５０℃）の範囲で保持し、かつ＾ｒ，変態点温度か
ら１００゜Ｃまでを１０℃／秒以上の冷却速度で冷却し
た成品の磁束密度Ｂ，。がその他の冷却条件で処理した
成品のものより高いことが明らかである。

以上のように、熱延鋼帯焼鈍の冷却過程においてＡｒｓ
変態点温度からＡｒ＋変態点温度までを徐冷するかまた
はＡｒ＋変態点温度以上で５０℃の範囲内で保持し、か
つａ　ｒ　ｌ’Ｉｉｉ　ＬＱ点湿温度ら１００’Ｃまで
を急冷した場合に磁束密度ＢＳ、が著しく向上するのは
、熱間圧延温度をγ相領域にし、引続く熱延鋼帯焼鈍に
よる結晶粒の粗大化に加えて熱延鋼帯焼鈍の冷却過程に
おいて固溶Ｃ景が増したことによる集合組織の改善が図
れたためと推定される。

つぎに本発明において素材の化学成分を限定した理由に
ついて説明する。

本発明ば冷間圧延前の結晶粒の粗大化に加えて固溶Ｃを
有効に活用する観点から、Ｃ量が０．００５％未満だと
その効果が少な（なり、またＣが０．０２％を超えても
固溶Ｃは増えないことおよび最終焼鈍時に脱炭不良とな
り、非時効化に対して不利となることからＣはｏ、ｏｏ
ｓ〜０．０２０％とした。

本発明は熱間圧延終了温度をＴ相ｊｌ域とするがここに
ＳＩまたはＳｒ＋ＡＩが１．５％を超えて多量になると
γ相が存在する温度が高くなって熱延を終了する温度が
必然的に高温になることから熱間圧延が事実上困難にな
る。したがってＳｉまたはＳｉ＋Ａｆ量を１．５％以下
とする。

ＦＩｎは脱酸剤として、またはＳによる熱間飽性を抑制
するために添加されるが、１．０％を超えるとコストの
上昇を招くのでＭｎは１．０％以下とする。

Ｐは電磁鋼板の硬度を高め、打抜性を向上させるために
添加されることがあるが、０．２０％より多いと板が胞
くなるので０．２０％以下にする必要がある。

ｓｂおよびＳｎは集合組織改善により磁束密度を向上さ
せるが、ｓｂおよびＳｎの１種または２種の合計が０．
１０％を趙えるとかえって磁気特性を劣化させるので、
いずれか単独または併用する場合でも含有量は０．１０
％以下に限定した。

この発明では熱間圧延終了温度をその鋼の化学成分に応
じて算出されるＡｒ２変態点温度より５０℃を超えて高
くはない範囲内のｒ　Ｉ！ｌ５Ｊｌ域とする。熱間圧延
終了温度をその鋼のｒｔ１ｗｉ域のできるだけ低温域と
することで熱間加工を容易にし、同時に熱間圧延に引続
く熱延鋼帯焼鈍により結晶粒を粗大化できる。この理由
は上述のγ相領域の低温域で熱間加工することで変態に
より生ずるα粒の核生成個所であるγ粒界や変形帯をよ
り多く存在せしめて、変態後のα粒を著しく微細にする
ことにより熱延鋼帯焼鈍で粗大粒成長が起こるためであ
る。

熱間圧延終了温度がＡｒｓ変態点温度より低いα＋Ｔ相
域またはα相領域になると、それがたとえ８５０℃以上
の高温域であっても熱間圧延後に微細な結晶粒は得られ
ず熱延鋼帯焼鈍後に本発明のような粗大粒を得ることは
できない。

熱延鋼帯焼鈍の下限温度は特に限定しなかったが、比較
的短時間焼鈍なので＾、変態点直下付近の温度が好適で
ある。保持時間は３０秒未満では、結晶粒成長が不足で
あり、１５分超では結晶粒成長は十分であるが経済的に
不利なので３０秒〜１５分の間に限定される。

次に冷却過程でへｒ３変態点温度からへｒ＋変態点温度
までの冷却速度を２〜１０℃／秒に限定する理由は、冷
却速度は遅いほど固溶Ｃ量が増すので、２゛Ｃ／秒より
遅くても構わないが２℃／秒より遅いと生産性が悪くな
る。また１０℃／秒を超えると固溶Ｃ量が少なくなり、
集合組織改善による磁性向上がなくなるからである。ま
たＡｒｌ変態点温度以上でそれより５０℃の範囲内に５
〜３０秒保持する理由は、固溶Ｃを増すためであるがへ
ｒｌ変態点未満だと固溶Ｃ景が減り、また同じ（Ａｒ、
変態点温度＋５０℃を超えても固溶ｃｌが減り、固溶Ｃ
の効果が少なくなるためである。またその保持時間を５
秒未満にすると固溶Ｃ量が不足し、３０秒を超えると生
産性が悪くなったり、設備が長大となり不経済になるた
めである。

つぎに＾ｒ１変態点温度から１００℃までをｌθ℃／秒
以上秒速上で冷却する理由は、１０℃／秒未満だとＣの
過飽和度が下がり、［ｉｆｌ溶Ｃの効果が少なくなるた
めである。

なお、熱延鋼帯焼鈍における冷却過程で＾ｒ１変態点温
度からの急冷の下限温度を１００”Ｃとしたのは、１０
０℃未満の温度域まで急冷しても固溶Ｃの利用による磁
束密度の向上が認められなかったため急冷の下限温度を
１００℃とした。

つぎに、本発明の実施例について説明する。

〈実施例〉 実施例１ 転炉で溶製し、真空脱ガス処理した溶鋼を連続鋳造し、
Ａ−Ｈまでのスラブを造った。それらの化学成分はＣ！
　０．０１５％、　Ｓｌ　Ｆ　０．１５％、　Ｍｎ　：
　０．２５％、　　Ｐ　：　　０．０７５％、　／Ｖ　
：　０．０００７％、　Ｓｂ　：　０．０２％。

Ｓｎ　：　０．０２％を含み残部実質的にＦｅであった
。この化学成分に従い計算式（１）にて求めた＾ｒｓ変
態点温度は８７８℃であった。またＡ、変態点温度は９
５８℃で、ＡｒＩ変態点温度は８０９℃であった。

上記各スラブを１２５０’Ｃに加熱し、第１表に示した
如く熱間圧延終了温度を変えて２．３閣厚さの熱延鋼帯
とし、つぎに同じ（第１表に併記の如く熱延鋼帯焼鈍条
件を変更して処理した。しかるのち１回の冷間圧延で０
．５０ｍ厚さに仕上げ、引続いて湿潤雰囲気で７９０℃
８０秒の脱炭兼再結晶焼鈍を施して成品にした。

これらの成品および７５０℃，２１１ｒの歪取焼鈍後の
磁性をエプスタイン試片で測定した結果を第１表に併記
した。これらから本発明の適合例のように、熱延圧延終
了温度と熱延鋼帯焼鈍の冷却過程を制御することにより
、冷間圧延前の粗粒化と固溶Ｃの有効活用が図れ、とく
に磁束密度Ｂ、。が向上することが明らかである。

実施例２ 実施例１と同様な方法でＣ：　０．０１１％、Ｓｉ：１
．０％、　Ｍｎ　：　０，６０％、ｐ：ｏ、ｏ６％、　
ＡＺ　ｉ　０．０００９％、　ｓｂ：　０．０２％、を
含み残部実質的にＦｅよりなるスラブ１−Ｍを造った。

これらの化学成分に従い計算式（１）より求めたＡｒ３
変態点温度は８９０℃であった。

またＡ、変態点温度は９７０℃で、Ａｒ、変態点温度は
８３７℃であった。これらのスラブを第２表に示した熱
間圧延終了温度で２．０ｍ厚さの熱延鋼帯とし、その後
同じく第２表の如くの熱延鋼帯焼鈍を施し、しかるのち
１回の冷間圧延で０．５０ｎｕｍ厚さに仕上げ、引続い
て湿潤雰囲気で８８０″Ｃ９０秒の脱炭兼再結晶焼鈍を
施して成品とした。これらの成品の磁気特性を第２表に
併記した。これらから、本発明の適合例は比較例に比し
磁束密度が優れていることが明らかである。

実施例３ 実施例１と同様にＣ：　０．０１９％、　Ｓｔ　：　０
．２７％。

Ｍｎ　：　０．２５％、ｐ：ｏ、ｏｓ％、　／Ｖ　！　
０．０００７％を含むスラブＮ−Ｒを造った。これらの
化学成分より計算式（１）から求めたＡｒ３変態点温度
は９１７℃であった。

またＡｓ変態点温度は９９７℃で、Ａｒ３変態点温度は
８００℃であった。これらのスラブを第３表の如（の熱
間圧延終了温度で２．３ｍｍ厚さの熱延鋼帯とした。

つづいて同じく第３表に示すような熱延鋼帯焼鈍を施し
、つづいて１回目の冷間圧延により０．５４３ａａした
のち、湿潤雰囲気で７５０℃８０秒の焼鈍を施し、引続
き２回目の冷間圧延により０．５０ｍ厚さに仕上げてセ
ミプロセス成品とした。これらの成品の７５０℃、２１
１ｒの歪取焼鈍後の磁気特性を第３表に示した。これら
から、本発明の適合例が比較例より優れた磁束密度Ｅａ
ｓｅが得られることが明らかである。

〈発明の効果〉 以上の如く、熱間圧延終了温度をＡｒ３変態点温度より
５０℃を超えて高くはない範囲にし、この熱延鋼帯を＾
、変態点温度以下で焼鈍し、その冷却過程でＡｒｓ変態
点温度からＡｒ、変態点温度までの冷却速度を２〜１０
℃／秒にするか、もしくはＡｒ、変態点温度から（Ａｒ
、変態点温度＋５０℃）の範囲内で５〜３０秒保持し、
その後ＡｒＩ変態点温度から１００℃までを１０℃／秒
以上の冷却速度で冷却することにより、冷間圧延前の結
晶粒の粗大化と、固溶Ｃの存効利用による集合組織改善
により優れた磁束密度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱延鋼帯焼鈍の冷却過程における冷却速度の磁
束密度に及ぼす影響を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低炭素鋼スラブを熱間圧延し、ついで、この熱延鋼帯に
   焼鈍を施し、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延
   により製品厚としたのち焼鈍を施す無方向性電磁鋼帯の
   製造方法において、該スラブの組成を重量％で、Ｃ：０
   ．００５〜０．０２０％、ＳｉもしくはＳｉ＋Ａｌ：１
   ．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．２０％以下
   、ＳｂおよびＳｎの何れか１種または２種の合計が１．
   ０％以下を含み、残部実質的にＦｅよりなるものとし、
   該熱間圧延を該スラブの鋼中成分に応じて定まる次式の
   Ａｒ＿３変態点温度：｛８９１−９００（Ｃ％）＋５０
   （Ｓｉ％）−８８（Ｍｎ％）＋１９０（Ｐ％）＋３８０
   （Ａｌ％）｝℃より５０℃を越えて高くはない範囲内の
   γ相領域で終了させ、ついで、該熱延鋼帯をＡ＿３変態
   点温度以下で３０秒〜１５分保持し、ついでＡｒ＿３変
   態点温度からＡｒ＿１変態点温度までを２〜１０℃／秒
   の速度で冷却するか、もしくはＡｒ＿１変態点温度以上
   でそれより５０℃の範囲内に５〜３０秒保持するかして
   、ついでＡｒ＿１変態点温度から１００℃までを１０℃
   ／秒以上の速度で冷却することを特徴とする磁気特性の
   優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。