JPH03126845A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電気機器鉄心材料として使用される磁気特性の
優れた無方向性電磁鋼板に関するものである。

（従来の技術） 近年、電気機器の高効率化は、世界的な電力・エネルギ
ー節減の動きの中で強く要望されている。

このため、回転機および中小型変圧機等の鉄心材料に広
く使用されている無方向性電磁鋼板においても、磁気特
性が優れていること、特に低鉄損であることへの要請が
ますます強まってきている。

無方向性電磁鋼板の鉄損に影響する重要な因子の一つと
して、鋼中の析出物の存在があることは良く知られてい
る。すなわち、鋼中に析出物が多数存在する場合には、
無方向性電磁鋼板の仕上焼鈍時あるいは需要家での歪取
焼鈍時の結晶粒成長を阻害し、鉄損を著しく劣化させる
。このため、ＭｎＳやＡＩＮ等の析出物は、できるだけ
低減するよう製造プロセス上の工夫がなされてきている
。

ＭｎＳについては、鋼の溶製段階でＳを極力低減させる
ことが効果的で、例えば、溶銑予備処理から二次精練工
程において高純度精練を施す方法があるが、必然的に溶
製コストの上昇を招く。また、二次精練工程での脱硫は
ＡＪ７脱酸が前提となるが、この場合、群落状に１成す
るＡｌ２Ｏ３等のＢ系介在物も鉄損を劣化させる一因に
なる。

また、特開平１（５２２３９’５公報に記載されている
ように、鋼中介在物のうち、Ｓ　ｉｏ　２の比率を高く
することにより、ＭｎＳの析出を抑制する方法があるが
、この場合にはＳ［脱酸が前提となり、脱酸の目的のＡ
ρはもちろんのこと、電気抵抗を高め渦電流損を低下さ
せる目的でのＡｌ添加ができなくなるという問題点があ
った。さらに、鋼の清浄性の観点からも、Ｓｌ脱酸はＡ
ｆＩ脱酸に比べて劣る。

一方、ＡＩＮについても、鋼の溶製段階でＮを高純度化
する方法があるが、やはりＳと同様に、必然的に溶製コ
ストの上昇を招く。また、特開昭５４−１８３７２０号
公報に記載されているように、Ｂを添加することにより
、ＮをＢＮとして固定し、ＡＩＮの微細析出を抑制する
方法があるが、ＢＮ自体が磁性劣化の原因となる場合が
懸念される。

またさらには、特開昭６１−１１９６５２号公報に記載
されているように、ＡＩを０．Ｉ５〜０．６０％と多量
添加することにより、ＡＩＮの微ｗＪ析出を抑制する方
法があるが、Ａｌｌ添加によるコスト上昇および磁束密
度の低下は避は得ない。

（発明が解決しようとする課題） 上記に鑑み本発明は、ＭｎＳおよびＡＮＮの析出を、コ
スト、介在物等への影響も考慮して効果的に抑制した、
磁気特性、特に鉄損の優れた無方向性電磁鋼板を提供す
るものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、無方向性電磁鋼板における脱酸元素と硫
化物形成元素等との組み合わせにより、効果的にＭｎＳ
とＡＩＩＮの析出を抑制し、仕上焼鈍時や需要家での歪
取焼Ｓ屯時の結晶粒成長を促進することにより、低鉄損
化が図れないかとの観点から鋭意研究を重ねてきた。

その結果、脱酸元素としてＡＩを用い９．同時に、硫化
物形成元素としてＣａをＳとの重量比である一定範囲内
で含有させることにより、ＭｎＳとＡＩＮの析出を同時
に抑制し、かつ、Ａｌ２Ｏ３系のＢ系介在物の形態制御
もでき、磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板が得られる
ことを究明した。

尚、無方向性電磁鋼板において、Ｃａを添加することに
より磁気特性を向上させる方法としては、特公昭５８−
１７２４９号公報にも記載されているが、この場合には
、ＣａはＭｎＳの析出抑制に対してのみ効果があり、Ａ
ｊｌＮに対しては、別にＡＩを０．１５〜１．０％と多
量に添加することにより微細析出を抑制する必要がある
。しかし、このようにＡｆＩ含有量を高めることは、す
でに述べたようにコスト上昇を招き、また、磁束密度の
低下をもたらす。

これに対し本発明では、Ａρは脱酸元素として少量用い
るのみで、Ｃａ添加によりＭｎＳとＡＩＩＮの析出が同
特に抑制されている。加えて、Ａｌ２Ｏ３系のＢ系介在
物の形態制御もなされ、磁気特性の優れた無方向性電磁
鋼板が得られている。

本発明はこれらの知見に基いてなされたものであり、そ
の要旨は、重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓ　１：
０．１％以上２．０％以下、Ｍ　ｎ　：　０　、１％以
上１．５％以下、Ａｌ　：０．００５％以上０．１％以
下を含有し、さらに、Ｃａ：０．００１％以上０．００
５％以下、Ｓ二０．０１０％以下で、かつ、ＣａとＳの
重量比Ｃａ／Ｓが０．１−１．５の範囲にＣａを含有し
、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素より成る磁気特性の
優れた無方向性電磁鋼板にある。また、前記の鋼成分の
他に、Ｐ　：　０．１５％以下を含有する磁気特性の優
れた無方向性電磁鋼板にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、本発明の鋼成分の限定理由について述べる。

Ｃは鉄損を高める有害な成分で、磁気時効の原因となる
ので、０．０１０％以下とする。

Ｓｌは周知のように鉄損を低下させる作用のある成分で
あり、この作用を奏するためには、０．１％以上含有さ
せる必要がある。一方、その含有量が増えると磁束密度
が低下し、また圧延作業性が劣化し、さらにはコスト高
ともなるので、２．０％以下とする。

Ｍｎも固有抵抗を高めて鉄損を下げる効果があり、この
ためには０．１％以上含有させる必要がある。一方、そ
の含有量が増えるとフェライト−オーステナイト変態温
度が低下するため、熱延板焼鈍や仕上焼鈍の焼鈍時の温
度を十分に高くとることができず、比較的低温での長時
間焼金１が必要となり、生産性が劣化する。また、製鋼
での作業性を劣化させ、さらにはコスト高ともなるので
、１．５％以下とする。

Ａｐは脱酸のために必要な成分で、この作用のためには
０．００５％以上含右させることが必要である。一方、
その含Ｈｍが０．１％を超えると脱酸効果が飽和し、ま
たすでに述べたように磁束密度の低下やコスト高を招く
ので、０１１％以下とする。

ＣａはＳとの蜆和力がＭｎよりもはるかに大きいため、
溶鋼段階でＳをＣａＳとして固定し、ＭｎＳの微細析出
を抑制する効果を有する。さらに、このＣａＳを核とし
てＡＪＮを析出、凝果させ、実質的にＡ［Ｎの微細析出
を抑制する効果を有する。また、磁性に有害なＡ　Ｍ　
２　Ｏａ系のＢ系介在物をＡｌ２０３−ＣａＯ系のＣ系
介在物に形態制御する効果も有する。これらの作用を為
するためには、Ｃａは０．００１％以上含有させる必要
があり、かつＣａとＳの重量比Ｃａ／Ｓを０．１〜１．
５の範囲にする必要がある。一方、Ｃａの含６１２が０
．００５％を超えると、耐火物中の酸化物とＣａが反応
して、微細ＣａＯによる磁性劣化が生じると同時に、耐
火物が溶損され、安定な操業が阻害される恐れがあり、
またコスト高ともなるので０．００５％以下とする。

尚、Ｓは、０．０１０％を超えると、上に述べたＣａに
よるＭｎＳの析出抑制効果が飽和し、ＭｎＳの微細析出
が生じ、磁性が劣化するので０．０１０％以下とする。

Ｐは鋼の硬度を高め、打抜性を高める場合に必要な成分
であるが、その含有量が０．１５％を超えると、鋼が脆
化し、圧延作業性、加工性が劣化するので０．１５％以
下とする。

上述の成分以外は鉄および不可避不純物元素である。

次に本発明の特徴とするＣａ添加によるＭｎＳとＡ４７
Ｎの析出抑制効果および磁気特性の改善について説明す
る。

第１表に示した成分の鋼のスラブを熱間圧延後、０．５
０ｍ＋ｓ厚みに冷間圧延した後、７５０℃で３０秒間、
連続仕上焼ｊｌｔ＋を施し、その後エプスタイン試料に
切断し、磁気特性を測定した。

その結果を第２表に示す。

第　　２　　表 ＷＢ５０ 鋼ｋ　　　　　１５１５Ｇ （Ｗ　／　ｋｇ　）　　　　　（Ｔｅｓｌａ）１　　　
　　　　　　ｇ、８　　　　　　　　１．７６２　　　
　　　　７．８　　　　　　　　１．７７３　　　　　
　　　ｇ、０　　　　　　　　１．７Ｂ４　　　　　　
　７．３　　　　　　　　１．７７Ｓを０．００７０％
含有する鋼１に比べて、Ｓ含有量を０．００１５％に低
下させた鋼２では鉄損が低減されていることがわかる。

析出物を調査した結果、鋼２では、鋼１に比べて、直径
０．１−程度の微細なＭｎＳの析出が少ないことがわか
った。また、Ｂを含有する鋼３とＢを含有しないｗ４１
とを比較すると、鋼３の方が鉄損が低減されており、析
出物調査の結果、鋼３ではＮはＢＮとして固定されてお
り、鋼１に比べて、微細なＡＩＮの析出が少ないことが
わかった。一方、Ｃａを含有した鋼４の場合には、Ｓ含
有量が鋼１とほぼ同量の０．００７１％と高く、またＢ
を含有していないにもかかわらず、Ｓ含有量の低い鋼２
、また、Ｂを含有した鋼３のいずれの鋼よりもさらに一
層、鉄損が低減されている。析出物調査の結果、ｆｖ４
４では、ＳはＣａＳとして固定されており、、さらに、
このＣａＳを核としてＡＩＮが析出、凝集しており、鋼
１〜鋼３に存在するような微細なＭｎＳ、あるいは微細
なＡＩＩＮは著しく少ないことが判明した。

このように、本発明の特徴は、Ｃａ添加によりＭｎＳと
ＡＩＮの析出を同時に抑制した、磁気特性、特に鉄損の
低い無方向性電磁鋼板にある。また、本発明では、Ｓｉ
脱酸に比べて鋼の清浄性の高いＡｆｉ脱酸を前提とし、
これにＣａ添加を行っているため、介在物の形態制御も
同時になされており、この点からも磁気特性の優れた無
方向性電磁鋼板が得られている。

（実施例１） 第３表に示した成分の鋼を、熱間圧延後、０６５０關厚
みに冷間圧延した後、８５０℃で３０秒間、連続仕上焼
鈍を施し、その後、エプスタイン試料に切断し、磁気特
性を測定した。

そのδｐ１定結果を第４表に示す。

この結果から、本発明は、磁気特性、特に鉄損の低い無
方向性電磁鋼板であることが明らかである。

第４表 Ｗ　　　　　　　　　　　Ｂ 鋼Ｎｏ、　　　　１５１５０　　　　５０　　　備　考
（Ｗ　／　ｋｇ）　　　（Ｔｅｓｌａ）１１　　　　　
Ｂ、０　　　　１．．７３　　　比較例１２　　　　５
．４　　　　１．７４　　　本発明１３　　　　５．３
　　　　１．７４　　　本発明（実施例２） 第５表に示した成分の綱を、熱１ｉ５）圧延後、０．５
０加厚みに冷間圧延した後、８００℃で２０秒間、連続
仕上焼鈍を施し、その後、エプスタイン試料に切断し、
磁気特性を測定した。

その測定結果を第６表に示す。

これより、本発明は、磁気特性、特に鉄損の優れた無方
向性電磁ｙ４板であることが明らかである。

第　　６　　表 Ｗ　　　　　　　　　　Ｂ ｍ恥　１５１５０　　５０　　（ｉｉｉ考（Ｗ／ｋｇ）
　　　（Ｔｅｓｌａ） ２１　　　　６．７　　　　１．７４　　　比較例２２
　　　　５．６　　　　１．７５　　　本発明２３　　
　　５．５　　　　１．７５　　　本発明（発明の効果
） 以上のように本発明は、磁気特性の優れた無方向性電磁
鋼板であり、電気機器の高効率化に伴い、その鉄心材料
として用いられる無方向性電磁鋼板に対する要請に十分
応えることができ、その工業的効果は非常に大きい。

代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量％で、 Ｃ：０．０１０％以下、 Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下、 Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、 Ａｌ：０．００５％以上０．１％以下 を含有し、さらに、 Ｃａ：０．００１％以上０．００５％以下、Ｓ：０．０
   １０％以下 かつ、Ｃａ、Ｓの重量比Ｃａ／Ｓが０．１〜１．５の範
   囲のＣａ、 残部Ｆｅおよび不可避不純物元素より成ることを特徴と
   する磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板。 ２、重量％でＰ：０．１５％以下を含有する特許請求の
   範囲第１項記載の磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板。