JPH02228425A - 高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH02228425A
JPH02228425A JP4769189A JP4769189A JPH02228425A JP H02228425 A JPH02228425 A JP H02228425A JP 4769189 A JP4769189 A JP 4769189A JP 4769189 A JP4769189 A JP 4769189A JP H02228425 A JPH02228425 A JP H02228425A
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JP
Japan
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annealing
less
electrical steel
hot
cold rolling
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JP4769189A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Mizuguchi
水口 政義
Yasumitsu Kondo
泰光 近藤
Youichi Mishima
美嶋 洋一
Takashi Kobayashi
尚 小林
Kenichi Yatsugayo
健一 八ケ代
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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) 本発明は高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法に関する
(従来の技術) 方向性電磁鋼板は主としてトランス、発電機、その他の
電気機器の鉄心材料に用いられ、磁気特性として励磁特
性と鉄損特性が良好でなければならない。
方向性電磁鋼板は二次再結晶現象を利用して圧延面に(
110)面、圧延方向に(001)軸を持ったいわゆる
ゴス方位を有する結晶粒を発達させることにより得られ
る。
二次再結晶は周知のように仕上焼鈍で生じるが、二次再
結晶の発現を十分に図るためには仕上焼鈍の二次再結晶
温度域まで一次結晶粒の成長を抑制する微細なAjNl
、 MnS、 MnSeなどの析出物いわゆるインヒビ
ターを存在させる必要がある。
このため、電磁鋼スラブは1350〜1400’C程度
の高温度に加熱され、インヒビターを形成する成分例え
ばAj + Mn + S + Se + N等を完全
に固溶させ、熱延板あるいは最終冷延前の中間板におい
てインヒビターを微細に析出させる焼鈍が行われている
このような処理を施すことにより磁束密度の高い方向性
電磁鋼板が製造されるようになっているが、電磁鋼スラ
ブの加熱は前述のように高温で行われるために、溶融ス
ケールの発生量が大で加熱炉の操業に支障をきたす。ま
た加熱炉のエネルギー原単位高や表面疵の発生等の問題
がある。
スラブ加熱温度を下げた方向性電磁鋼板の製造法が検討
されている。例えば特開昭52−24116号公報では
Mの他に、Zr、 Tt l BI Nb、 Ta、 
V、 Cr+ Mo等の窒化物形成元素を含有させるこ
とにより、スラブ加熱を1100〜1260℃で行う製
造法が開示されている。
特開昭59−190324号公報ではC含有量を0.0
1%以下の低炭素でS、SeさらにAZ、 Bを選択的
に含有させた電磁鋼スラブを素材とし、冷延後の一次再
結晶焼鈍時に鋼板表面を短時間繰り返し高温加熱するパ
ルス焼鈍を行うことにより、スラブ加熱温度を1300
℃以下とする製造法が開示されている。また特開昭59
−5622号公報ではMnを0.08〜0.060゜S
を0.007%以下とし、(Mn)  (S)積を下げ
、さらにAj、 P、Nを含有させた電磁鋼スラブを素
材とすることにより、スラブ加熱温度を1280℃以下
とする製造法を提案している。
(発明が解決しようとする課題) このように、方向性電磁鋼板の製造において、低温スラ
ブ加熱による方法が検討され、それなりの作用効果が奏
されているが、二次再結晶を工業的にさらに安定して発
現させるために、検討が必要である。
本発明は電磁鋼スラブの加熱を1200℃以下の低温と
して、溶融スケールの発生防止、表面疵防止や加熱エネ
ルギーの減少、コスト低減等の利点を得ながら、高磁束
密度の方向性電磁鋼板を工業的に安定して得ることを目
的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは、重量%でC;o、o2!
5〜O,,095%。
St ; 2.0〜4.0%。
Mn ; 0.08〜0.45%。
S  ;0.012%以下。
AZ ; 0.010〜0.060%。
N  、0.0030〜0.0130%を含み、また必
要に応じて、p ; o、oos%〜0.050%、 
Cr ; 0.05〜0.25%の1種又は2種、Mo
、シ、NbSb、 Sn+ Ti、 Te、 Bの1種
以上を合計で1.5%以下含有し、残部が鉄及び不可避
的不純物からなる電磁鋼スラブを、1200℃以下の温
度に加熱し、熱間圧延し、熱延まま又は熱延板焼鈍し、
1回又は中間焼鈍を挟んで2回以上の冷間圧延を行い、
脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍する方向性電
磁鋼板の製造法において、最終冷延前の中間焼鈍で60
0℃以上850℃以下の温度で、窒素化合物ガスの分解
下で2分未満の短時間窒化して(Af、 Si) Nを
主組成とするインヒビターを形成することを特徴とする
高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法にある。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明者達は電磁鋼スラブを、低温スラブ加熱を適用し
て、高磁束密度の方向性電磁鋼板を工業的にさらに安定
して製造すべく検討した。その結果、スラブ加熱の段階
ではインヒビターを形成する成分のNJln、5.Nな
どは固溶させず、特にMの鋼中での存在間隔を高温スラ
ブ加熱より大とし、最終冷間圧延前の中間焼鈍で、短時
間窒化を行うと、機能の高いインヒビター(AZ 、 
S i ) Nが鋼板に安定して形成され、磁束密度の
高い鋼板が得られることをつきとめた。
本発明が適用される電磁鋼スラブの成分組成は次のよう
である。
Cはその含有量が少なくなると二次再結晶が不安定とな
り、また二次再結晶した場合でも磁束密度が低いものと
なるので、0.025%以上とする。
一方、含有量が多くなると脱炭焼鈍時間が長くなるので
0.095%以下とする。
Siは鉄損の低下、インヒビター形成のために必要な成
分で2.0%以上必要である。一方、その含有量が多く
なると脆化がひどくなり冷間圧延時に板破断、耳割れ等
が多発するので4.0%以下とする。
Knは熱間脆性を防ぐとともに、グラス被膜を良質化す
る作用があり、これを奏するには0.08%以上必要で
ある。一方、その含有量が多くなると磁束密度が劣化す
るので0.45%以下とする。さらに本発明ではスラブ
加熱を1200℃以下の温度で行うので、該加熱時に例
えばSとの化合物MnSは固溶せずインヒビターとして
MnSを用いない点からもその上限は前述の通りとする
Sは偏析を生じやすく、また二次再結晶の発現に有害で
あるので、その含有量を0.012%以下とすると共に
、前記の如く低温スラブ加熱とする。
NはNあるいはSiと結合して(Af、 5t)Nを形
成し、二次再結晶発現とその安定に必要で、0.010
%以上含有させる。一方、スラブ加熱温度は1200℃
以下でMを不完全に固溶させることから、Mの含有量が
多くなると熱延板に不適切なIVNが形成され、磁気特
性が劣化するので0.060%以下とする。
NはAf 、 S i等と結合して二次再結晶の安定化
のために必要な(Aj、 5i)Nを形成させるために
、窒化前の鋼に0.003Q%以上含有させる。しかし
、その含有量が多くなるとブリスターと呼ばれる表面欠
陥が生じるので0.0130%以下とする。
さらに、必要に応じて、P、Crの1種又は2種を含有
させる。また、Mo+ L Nb、 Sb、 sn、 
ri 、 Te、 Bの1種以上を含有させる。
Pは低温スラブ加熱の場合に、磁束密度を高める作用が
あり、この作用を奏するためには0.005%以上必要
である。一方、その含有が多くなると冷延性が劣化する
ので0.050%以下とする。
Crは高磁束密度が得られる71+7量の範囲を拡げる
ことを介して磁気特性を高める作用があり、その効果を
奏するには0.05%以上必要である。一方、その含有
量が多くなると脱炭性が劣化するので0.25%以下と
する。
MO,V、Nb、Sb、5nlTi、Te、Bは磁気特
性を高めるために必要に応じて各成分につき0.30%
以内で、1種以上含有させうるが、これらの成分の含有
量の合計が1.5%を超えると磁束密度が劣化するので
合計量の上限は1.5%とする。
前記成分を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる
電磁鋼スラブは転炉あるいは電気炉などの溶解炉で溶製
され、必要に応じて真空脱ガス処理が施され、連続鋳造
、または造塊−分塊圧延により製造される。
電磁鋼スラブは熱間圧延に先立って加熱されるが、その
加熱温度はSの二次再結晶への有害をなくし、またスラ
ブ製造時に生じたAJNやMnSを完全固溶させず、後
の窒化でインヒビター(A/、 5i)Nを形成させる
ために、1200℃以下とする。このような加熱は省エ
ネルギーは勿論、溶融スケールの発生防止1表面疵防止
、コスト低減等の点からも非常に有効である。
スラブ加熱後は熱間圧延され、必要によっては焼鈍され
、あるいは焼鈍することなく、冷間圧延される。冷間圧
延は1回または中間焼鈍を挟んで2回以上行われ最終板
厚とされる。
本発明では前述の如く低温スラブ加熱であるから未だ鋼
板にインヒビターが存在していない。このため、二次再
結晶を発現させる仕上焼鈍以前に、鋼中にNを侵入させ
インヒビター(AI、 St) Nを形成する。
インヒビター作用の強い(jV、 5i)Nは、単に鋼
板へNを加えても得られない。そこで本発明者達はこの
課題を解決すべく研究したところ、最終冷延前の中間焼
鈍で鋼板を短時間窒化するとよく、このためには、中間
焼鈍の600℃以上850℃以下の温度で、窒素化合物
ガスの分解下で2分未満の短時間窒化を行うゆ窒化を6
00℃以上で行うのは、この温度が低いとインヒビター
作用の強い(k! 、 S i ) Nが形成されず、
また高温になりすぎると窒化量減り、さらにこの場合に
も、(N、 5i)Nが形成されないからである。窒化
を窒素化合物ガスの分解下で2分未満とするのは、2分
以上の時間をかけた窒化では製品の磁束密度は高くなら
ないからである。雰囲気の窒素化合物ガスの分解下とは
、雰囲気のすべてがそのようである必要はなく、例えば
I+ 、 、 N 、の雰囲気にNHiやNOなどの窒
素化合物ガスが0.1%以上含まれていればよく、窒化
量は90〜3’OOppmあればよい。
また、最終冷延前の中間焼鈍は1回冷延法の場合は、熱
延板の焼鈍がこれに相当する。
窒化後は冷延され、脱炭焼鈍され、焼鈍分離剤が塗布さ
れて、仕上焼鈍される。
次に、実施例について述べる。
実施例−1 第1表に示す成分組成のスラブを、同表に示す条件でス
ラブ加熱し、板厚2.3fflI11に熱間圧延し、熱
延まま、または熱延板焼鈍し、中間焼鈍を挟んで冷間圧
延し、0.30.0.25.0.20anの板厚とした
中間焼鈍では10%NH3を混じえたH、、N、雰囲気
で同表に示す条件で窒化した。その後に脱炭焼鈍を85
0℃X3分間、露点60℃のl(z;75%、 Hz;
25%からなる雰囲気で行い、次いで焼鈍分離−剤を鋼
板に塗布し、仕上焼鈍を1200℃で行った。
得られた鋼板の磁気特性と被膜特性を測定し、その結果
を第2表に示す。
(発明の効果) 実施例からも明らかなように、本発明に従い中間焼鈍で
鋼板を窒化して機能の高いインヒビター(Aj、 5t
)Nを形成することにより、高磁束密度を有する方向性
電磁鋼板を、低温スラブ加熱の利点を十分発揮して得る
ことができる。
(注) 1、被膜密着性;180度曲げで剥離しない直径λ被膜
欠陥;斑点状でグラス被膜の存在しない部分できらきら
光る金属光沢

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.012%以下、 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130% を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼ス
    ラブを、1200℃以下の温度に加熱し、熱間圧延し、
    熱延まま又は熱延板焼鈍し、1回又は中間焼鈍を挟んで
    2回以上の冷間圧延を行い、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を
    塗布して仕上焼鈍する方向性電磁鋼板の製造方法におい
    て、最終冷延前の中間焼鈍で600℃以上850℃以下
    の温度で、窒素化合物ガスの分解下で2分未満の短時間
    窒化して(Al、Si)Nを主組成とするインヒビター
    を形成することを特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板
    の製造方法。
  2. (2)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.012%以下、 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130% を含み、さらに、P;0.005〜0.050%、Cr
    ;0.05〜0.25%の1種又は2種を含有し、残部
    が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、12
    00℃以下の温度に加熱し、熱間圧延し、熱延まま又は
    熱延板焼鈍し、1回又は中間焼鈍を挟んで2回以上の冷
    間圧延を行い、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布して仕上
    焼鈍する方向性電磁鋼板の製造方法において、最終冷延
    前の中間焼鈍で600℃以上850℃以下の温度で、窒
    素化合物ガスの分解下で2分未満の短時間窒化して(A
    l、Si)Nを主組成とするインヒビターを形成するこ
    とを特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。
  3. (3)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.012%以下、 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130% を含み、さらに、Mo、V、Nb、Sb、Sn、Ti、
    Te、Bの1種以上を合計で1.5%以下含有し、残部
    が鉄及び不可避的不純物からなる電磁鋼スラブを、12
    00℃以下の温度に加熱し、熱間圧延し、熱延まま又は
    熱延板焼鈍し、1回又は中間焼鈍を挟んで2回以上の冷
    間圧延を行い、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布して仕上
    焼鈍する方向性電磁鋼板の製造方法において、最終冷延
    前の中間焼鈍で600℃以上850℃以下の温度で、窒
    素化合物ガスの分解下で2分未満の短時間窒化して(A
    l、Si)Nを主組成とするインヒビターを形成するこ
    とを特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板の製造方法。
  4. (4)重量%でC;0.025〜0.095%、Si;
    2.0〜4.0%、 Mn;0.08〜0.45%、 S;0.012%以下、 Al;0.010〜0.060%、 N;0.0030〜0.0130% を含み、さらに、P;0.005%〜0.050%、C
    r;0.05〜0.25%の1種又は2種、Mo、V、
    Nb、Sb、Sn、Ti、Te、Bの1種以上を合計で
    1.5%以下含有し、残部が鉄及び不可避的不純物から
    なる電磁鋼スラブを、1200℃以下の温度に加熱し、
    熱間圧延し、熱延まま又は熱延板焼鈍し、1回又は中間
    焼鈍を挟んで2回以上の冷間圧延を行い、脱炭焼鈍し、
    焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍する方向性電磁鋼板の製
    造方法において、最終冷延前の中間焼鈍で600℃以上
    850℃以下の温度で、窒素化合物ガスの分解下で2分
    未満の短時間窒化して(Al、Si)Nを主組成とする
    インヒビターを形成することを特徴とする高磁束密度方
    向性電磁鋼板の製造方法。
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