JPH02282422A - 高磁束密度薄手一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

高磁束密度薄手一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH02282422A
JPH02282422A JP1102166A JP10216689A JPH02282422A JP H02282422 A JPH02282422 A JP H02282422A JP 1102166 A JP1102166 A JP 1102166A JP 10216689 A JP10216689 A JP 10216689A JP H02282422 A JPH02282422 A JP H02282422A
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昭郎 大栗
Masao Mukai
聖夫 向井
Takaharu Otsuka
隆治 大塚
Katsuro Kuroki
黒木 克郎
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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、鋼板の圧延方向に磁化容易軸<100>をも
っている、所謂、磁気特性のすぐれた高磁束密度薄手一
方向性電磁鋼板の製造法に関するものである。
(従来の技術) 一方向性電磁鋼板は、主としてトランス、その他、電気
機器の鉄心材料として使用されており、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。
この励磁特性を表わす数値として例えば磁場の強さ10
00^/roにおける磁束密度B1゜を用い、鉄損特性
は50ヘルツ(Hz)の交流磁束密度1.7テスラー(
T)における鉄損WIT/S。が用いられる。
ところで最近においては、省エネルギーが緊急の課題と
される現況から鉄損がより低いことが強く要望されてい
る。
一方向性電磁鋼板は、その製造における仕上焼鈍で(1
10)<001>方位をもった所謂ゴス組織を2次再結
晶現象を利用して成長させることによって製造される。
磁気特性を高めるには、<001>軸が圧延方向に高度
に揃い、(110)面が鋼板表面に平行な2次再結晶粒
を安定して発現させることが重要である。又、鉄損を大
幅に低減する方法として、磁区細分化技術があるが、こ
の鉄損改善効果を最も発揮させるために、2次再結晶後
の結晶粒径を大きくすることが重要である。
このためには、最終強圧下冷延時に、冷延圧下率を適正
化し、温間圧延を行なうことが必要であると言われてい
る。
この強圧下冷延の方法については、種々検討されている
。例えば、特公昭50−26493号公報記載の方法で
は、少量のC,AIを含んだ電磁鋼板の冷間圧延方法が
提案されている。これは、最終強冷延の圧下率が、81
〜95%において、材料温度が50〜350℃の範囲に
て行ない、その材料温度に応じて、熱効果継続時間が変
化することで、冷間圧延時のスベリ機構(SLip S
ystem)の僅かな変化が、1次再結晶粒の結晶方位
に変化を与え、これがAlNによる特定方位結晶粒の選
択的な成長、具体的には、(110)<001>方位の
結晶粒の成長を助長するとしている。この結果、高磁束
密度、低鉄損化が得られる。
ところで、鉄損を低減せしめるには、St含有量の増加
や、鋼板板厚の薄手化や、鋼板に張力を付加する方法や
、外的に歪を付与することで磁区細分化を行なう方法等
がある。しかし、St含有量を高めると、鋼は晩化し、
冷延性が著しく劣化するため実際の製造では問題をきた
す。一方、鋼板板厚を薄手化、例えば、0.18mm厚
にすると、仕上焼鈍での2次再結晶の発現が不安定とな
り、磁気特性が劣化することがある。又、張力付加は、
コーティングされた絶縁被膜による張力作用に限界があ
るので鉄損を大幅に低減することは期待出来ない。更に
、磁区細分化は、素材の2次再結晶粒径の大きさに大き
く影響されるので素材の2次再結晶粒径を大きくする技
術が必要である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、高磁束密度でかつ鉄損が著しく低減され、さ
らに磁区細分化効果に優れた薄手一方向性電磁鋼板の製
造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者達は、最近の低鉄損材に対する強い要望に応え
るべく、一方向性電磁鋼板の低鉄損化について種々の実
験と検討を行なった。その結果、AlNをインヒビター
として、高磁束密度の一方向性電磁鋼板を製造するにあ
たって、酸可溶性Mを含有する電磁鋼素材を熱延し、最
終強冷延部に950〜1200℃の範囲で高温連続焼鈍
後、急冷し、AlNを析出させ、81〜95%の圧下率
範囲で行う最終強冷延を含む1回もしくは2回以上の冷
延により0.15〜0.23−の最終板厚とし、脱炭し
、仕上焼鈍する薄手一方向性電磁鋼板の製造方法におい
て、上記強圧下率で行う冷延を30〜100圓径の小径
ロールにて、単位面積当りの圧延張力が10〜35kg
/−の高張力下で、前段パスを30%以上の高圧下率で
行ない、途中板厚が0.40m以下の後段パスの平均板
温を150〜230℃とすることにより、高磁束密度で
、鉄損が大幅に低減され更に、磁区細分化効果の優れた
薄手一方向性電磁鋼板が製造されることを確かめた。
この電磁鋼素材にはC: 0.025〜0.085%。
Si:2.5〜4.5%、酸可溶性A/(以下so1.
AIと言う)  : 0.010〜0.065%、Mn
:0.03〜0.15%、S:0.010〜0.050
%、N:0.0030〜0.0120%を含み、残部が
鉄及び不可避的不純物からなるものが適用される。これ
らの成分の他にCu + Sn + Cr + Moの
1種或は、2種以上を合計で1.5%以下含み得る。
以下に本発明の詳細な説明する。
まず、本発明の電磁鋼素材の鋼成分について述べる。
Cは、電磁鋼素材を加熱した際、Si量に応じて、少な
くとも鋼の一部にT変態を生じさせる必要がある。この
ため、C0,025%以上の含有を要する。一方、その
含有量が過多になると高磁束密度の成品が得られないの
で0. 085%以下とする。
Siは、鉄損を低減するためには、2.5%以上必要で
あり、一方4.5%を超えると、冷延性が劣化するので
、4.5%以下とする。
sol、AIは、最終強冷延部の焼鈍でNNを析出し、
高磁束密度の成品を得るためには0.010%以上の含
有が必要である。一方、その含有量が多(なると脆化し
、又、コスト的にも不利となるので、0、065%以下
とする。
Nは、前記so1.klと結合し、インヒビターとして
ARNを形成せしめるためニ0.0030〜0.012
0%の含有が必要である。
MnとSは、MnSを形成するために必要な元素であり
、このためMnは、0.03%以上含有させる。
一方その含有量が多くなると仕上焼鈍における純化時間
を長くするので0.15%以下とする。Sは、前記Mn
と同様の理由から0.010%以上必要であり、又、o
、 o s o%以下とする。
更に磁気特性を高めるためにCu + Sn + Cr
 + M。
の1種或は2種以上を含ませても差しつがえない。
このとき合計の含有量の上限は1.5%である。この上
限を超えた場合は冷延性が劣化し、又脱炭性が劣化する
前記成分を含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る珪素鋼スラブは、所定成分に溶製された溶鋼から、連
続鋳造により、或は造塊と分塊圧延により製造される。
この珪素鋼スラブは所定温度に加熱された後、或は連続
鋳造に次いで直ちに熱延される。この熱延条件は特別な
条件にする必要はない。得られた熱延板は熱延板焼鈍が
施された後、1回冷延されるか、あるいは必要に応じて
中間焼鈍をはさんで2回以上冷延されうる。最終冷延前
の焼鈍(1回冷延のときは熱延板焼鈍)で、インヒビタ
ー作用の強いAlNを析出させるために、950〜12
00℃の高温に加熱し、次いで急冷する連続焼鈍を行う
。冷延は81〜95%の圧下率で行う最終強圧下冷延を
含む1回または2回以上で行われるが、最終強圧下冷延
を81〜95%とするのは主たるインヒビターを7VN
とした鋼板において優れた磁気特性を得るためである。
冷延については、実験データを参照して詳細に説明する
第1表に示す鋼成分からなる熱延板焼鈍されたサンプル
を次の条件にて冷延を行った。
冷延条件 熱延板(原板)板厚     :2.3+um仕上板厚
       :0.20mm総圧下率       
:91.3% 圧延機ワークロール径 ニア0鵬φ 圧延張力       :25kg/+aj後段パス平
均板温  :20〜350℃熱延板焼鈍を施した熱延板
を、途中板厚が0.40鴫以下の後段パスの平均板温を
20〜350℃の範囲内で変更して冷延し、次いで85
0℃X150秒にて脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布乾燥
した後、1200℃で仕上焼鈍を行なった。
かくして得られた一方向性電磁鋼板サンプル1゜2,3
につき、鉄損WIT/S。、磁束密度B1゜、結晶粒径
、レーザー処理鉄損向上率を測定し、その結果を第1図
〜第4図に示す。
これらの図からも明らかな様に、最終冷延時に0.40
mm以下の後段パスの平均板温を150〜230”Cで
温間圧延したものは、鉄tjl W + ?15゜。
磁束密度BIGが、大幅に向上し、結晶粒径が大きくな
り、レーザー処理による鉄損向上率も優れている。
この様に、最終冷延時に、特に薄手時に温間圧延を行な
うと、磁気特性が向上し、結晶粒径が大きくなる理由は
次の様に考えられる。本成分系の特徴である高磁束密度
を得るには、特に板厚0.23飾以下の薄手材では、最
終冷延率が90%を超える。一方、最終製品の磁性を向
上させるには、1次再結晶後のマトリックスに(110
)粒が多数存在していることが望ましい。しかし、(1
10)粒の存在量は、冷延率80%以上で急減してしま
うため、高磁束密度と、(110)粒を存在させること
、とは一般に両立し難い。特にワークロール径が100
mφより小さい冷延機で、圧延張力10〜35kg/−
の高張力で冷延する場合、大径ワークロール、低張力圧
延に比べ変形形態が引抜傾向になり、相対的に(110
)粒が更に減少する。しかし、残った(110)粒は、
非常にシャープであり、2次再結晶をしたものは、高磁
束密度、低鉄損、結晶粒径大の傾向を示す。
特に薄手製品において、冷延途中の板厚が薄くなった場
合、冷延時の板温度を高めることにより、前述の様な(
110)粒の減少を防止するか或は富化することが出来
る。従って板厚0.23 InIn以下の製品を製造す
る場合、ワークロール(WR)径100mmφ以下の冷
延機を用い、10〜35kg/一の高張力を適用しない
と、所定の板厚まで薄くすることが困難である。この場
合、従来の圧延法に比べ(110)粒が相対的に減少す
るのに対し、特に薄手での冷延時の板温を150〜23
0℃に高めることで、減少する(110)粒を補うこと
ができ、従って、シャープな(110)粒が存在しうる
ので、高磁束密度、低鉄損、結晶粒径大なる製品が得ら
れる。ワークロール径が30a+mφ未満と小さくなる
と鉄損の劣化が生じ、またロール寿命も短かくなるので
3011II11φ以上とする。また途中板厚0.40
mm以下の後段パスでの平均板温が150℃未満では前
記のような作用効果は得られず、また、230 ’Cを
超えると、組織の回復が起こり、逆に(100)粒が減
少し、特性向上効果が消失する。
(実施例) 実施例1 第2表に示す珪素鋼スラブを熱延し、得られた板厚2.
3mmの熱延板を板厚1.5 mmへ冷延し、これにA
lNの析出焼鈍を施し、第3表に示す条件で最終冷間圧
延した。その後、850℃X120秒にて、脱炭焼鈍し
、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布、乾燥後、1
200℃×20時間の仕上焼鈍を行った。
この様にして製造された一方向性電磁鋼板の各サンプル
について鉄損WIT/S。と磁束密度B1゜を測定した
。その結果を仕上冷延における板温度と共に第4表に示
す。
第 表 実施例2 第5表に示す鋼成分からなる珪素鋼スラブを熱延し板厚
2.4 mmの熱延板とした。次いで、熱延板焼鈍を行
ない、第6表に示す条件で仕上冷延を行い、850”C
X120秒で脱炭焼鈍し、MgOを主成分とする焼鈍分
離剤を塗布、乾燥後1200℃×20時間の仕上焼鈍を
行なった。
製造された一方向性電磁鋼板の各サンプルについて鉄損
Wl’115゜、と磁束密度B1゜、結晶粒径。
レーザー処理時の鉄損向上率を測定した。この結果を第
7表に示す。
(発明の効果) 以上の実施例の結果から明らかなように、本発明による
と、鉄損が著しく低減され、かつ、レーザー処理効果に
優れた一方向性電磁鋼板が製造され得るので、産業上寄
与するところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、仕上冷延時の途中板厚0.40mm以下の平
均板温と鉄損の関係、第2図は、仕上冷延時の途中板厚
0.40onn以下の平均板温と磁束密度の関係、第3
図は、仕上冷延時の途中板厚0.40mm以下の平均板
温と結晶粒径の関係、第4図は、仕上冷延時の途中板厚
0.40[1111以下の平均板温とレーザー処理によ
る鉄損向上率の関係を示す図である。 第、2図 114040mm>1下平G!>ffi (’C)レー
サ°°−列埋【(コる鋏屓向上辛(′/、)結晶粒径(
ASTk4 No、 ) 炒 ÷ 帰

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、C:0.025〜0.085%、Si
    :2.5〜4.5%、酸可溶性Al:0.010〜0.
    065%、Mn:0.03〜0.15%、S:0.01
    0〜0.050%、N:0.0030〜0.0120%
    を含み、残部が鉄および不可避的不純物からなる電磁鋼
    スラブを熱延し、最終強冷延の前に950〜1200℃
    の範囲で連続焼鈍後急冷し、AlNを析出させ、81〜
    95%の圧下率範囲で行う最終強冷延を含む1回もしく
    は2回以上の冷延により0.15〜0.23mmの最終
    板厚とし、脱炭し、仕上焼鈍する薄手一方向性電磁鋼板
    の製造方法において、前記強圧下率で行う冷延を30〜
    100mm径の小径ロールにて、単位面積当りの圧延張
    力が10〜35kg/一の高張力下で、前段パスを30
    %以上の高圧下率で行い、途中板厚が0.40mm以下
    の後段パスの平均板温を150〜230℃とすることを
    特徴とする高磁束密度薄手一方向性電磁鋼板の製造方法
  2. (2)重量%で、C:0.025〜0.085%、Si
    :2.5〜4.5%、酸可溶性Al:0.010〜0.
    065%、Mn:0.03〜0.15%、S:0.01
    0〜0.050%、N:0.0030〜0.0120%
    を含み、さらにCu、Sn、Cr、Moの1種または2
    種以上を合計で1.5%以下含有し、残部が鉄および不
    可避的不純物からなる電磁鋼スラブを熱延し、最終強冷
    延の前に950〜1200℃の範囲で連続焼鈍後急冷し
    、AlNを析出させ、81〜95%の圧下率範囲で行う
    最終強冷延を含む1回もしくは2回以上の冷延により0
    .15〜0.23mmの最終板厚とし、脱炭し、仕上焼
    鈍する薄手一方向性電磁鋼板の製造方法において、前記
    強圧下率で行う冷延を30〜100mm径の小径ロール
    にて、単位面積当りの圧延張力が10〜35kg/mm
    ^2の高張力下で、前段パスを30%以上の高圧下率で
    行い、途中板厚が0.40mm以下の後段パスの平均板
    温を150〜230℃とすることを特徴とする高磁束密
    度薄手一方向性電磁鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100470652B1 (ko) * 2000-12-20 2005-03-07 주식회사 포스코 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법
WO2008133337A1 (ja) 2007-04-24 2008-11-06 Nippon Steel Corporation 一方向性電磁鋼板の製造方法

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