JPH0325513B2 - - Google Patents

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JPH0325513B2
JPH0325513B2 JP58110742A JP11074283A JPH0325513B2 JP H0325513 B2 JPH0325513 B2 JP H0325513B2 JP 58110742 A JP58110742 A JP 58110742A JP 11074283 A JP11074283 A JP 11074283A JP H0325513 B2 JPH0325513 B2 JP H0325513B2
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JP
Japan
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annealing
alkaline earth
steel sheet
magnetic properties
earth metal
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JP58110742A
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JPS602625A (ja
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Yasuhiro Kobayashi
Masao Iguchi
Isao Ito
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼板の圧延方向に磁化容易軸<001
>が十分に揃つた結晶粒を持つ磁束密度が高く、
鉄損の低い一方向性珪素鋼板の製造方法に関する
ものである。 主として変圧器等の鉄心用材料として用いられ
る一方向性珪素鋼板に要求される特性は、一定の
磁化力において得られる磁束密度が高いこと、お
よび一定の磁束密度を与えた場合にその鉄損が低
いことである。その代表値として、磁化力
1000A/mにおける磁束密度(B10、テスラ)、お
よび磁束密度1.7テスラ、周波数50Hzにおける鉄
損(W17/50、W/Kg)によつて表わされる。 従来の一方向性珪素鋼板は、通常2.0〜4.0%の
Siを含む低炭素鋼に微量のMn、S、Se等のイン
ヒビター成分元素を含ませて溶製した素材を熱間
圧延した後、中間焼鈍を含む2回以上もしくは1
回の冷間圧延により所定の板厚に仕上げ、該冷延
鋼板に脱炭をかねた1次再結晶焼鈍を施し、この
脱炭鋼板の表面にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布した後、2次再結晶および鋼板中の不純
物除去のための最終仕上げ焼鈍をすることにより
製造されている。すなわち、最終仕上げ焼鈍によ
つて2次再結晶粒を{110}<001>方位に揃つて
発達させるとともに、鋼中の不純物が除去されて
良好な磁気特性が得られる。 通常、磁気特性を向上させるための手法とし
て、各種の工程、例えば、熱間冷間圧延時のパス
スケジユール、1次再結晶焼鈍および2次最結晶
焼鈍時のヒートパターンなどの改善が考えられ、
多くの提案がなされ、それぞれに成果が得られて
いる。しかしながら、いずれも工程改善による手
法は、各種の含有成分が一定の範囲に変動して溶
製される一方向性珪素鋼素材の全てに効果がある
とは限らず、極端な場合には、かえつて磁気特性
を劣化させることもある。すなわち、工程改善に
よる手法には、ある程度の不安定性は避け得ない
のである。この不安定性を無くするためには、素
材組成と工程条件の極めて厳密な管理が要求さ
れ、経済的な面あるいは生産効率の面から実現す
ることは困難である。 本発明はこのような従来の製造方法上の欠点を
克服し、操業上に何ら支障なく、高磁束密度、低
鉄損の一方向性珪素鋼板を製造する方法を提供し
ようとするものである。 本発明によれば、上述した1次再結晶焼鈍を行
う前に、アルカリ土類金属化合物を鋼板に所定量
固着するという簡便な手法により、上記目的を達
成することができる。アルカリ土類金属化合物の
鋼板への固着は、アルカリ土類金属化合物をアル
カリ土類金属に換算して1.0〜0.0001mol/含む
電解槽中での、1〜15coulomb/dm2の電解処理
法によるのが好適である。 次に本発明による磁気特性のすぐれた一方向性
珪素鋼板の製造方法につき詳細に説明する。 一般に一方向性珪素鋼板の製造においては、イ
ンヒビターと呼ばれる1次再結晶粒の正常な粒成
長を抑制するMnS、MnSe等の析出物、あるいは
Sbなどの粒界偏析元素の働きによつて、最終仕
上げ焼鈍中に形成される2次再結晶粒の{110}<
001>方位を圧延方向に揃えて磁気特性のよい成
品を得ている。 本発明者等は検討の結果、この2次再結晶の核
となりうる起源は、熱間圧延板の表層から厚さの
1/10程度に存在する{110}<001>方位を持つ未
再結晶粒であることという知見を得ている。すな
わち、2次再結晶は鋼板の極く表層から起るので
あり、表層の{110}<001>方位の1次再結晶粒
が多いほど2次再結晶の核発生が容易となり、2
次再結晶が円滑に進むために磁気特性が向上する
ものと考えられる。表層の{110}<001>方位を
強めるためには、熱延時に表層の{110}<001>
方位を強めておくか、または1次再結晶焼鈍時に
強めるかのいずれかが考えられる。前者の場合
は、熱延仕上げ温度を低下させることが考えられ
るのであるが、あまりに低温に過ぎると表面欠陥
が多発し、限界がある。従つて、通常工程を用い
たままで1次再結晶焼鈍時に{110}<001>方位
を強めることが容易な手法であり、かつ安定的な
ものであるとの判断から、本発明者等は各種の手
法で実験を繰り返した。その結果、1次再結晶焼
鈍前に鋼板表面にアルカリ土類金属化合物をアル
カリ土類金属に換算して1.0〜0.0001mol/含む
電解槽における1〜15coulomb/dm2の電解処理
により固着させるという極めて簡便な手法によ
り、磁毅特性の向上が達成できた。 この原因について、集合組織、脱炭反応の面か
ら検討を行なつた結果、Transaction ISIJ,
vol.15(1975)、P324に開示されるように、低炭素
鋼の再結晶焼鈍前にSなどの化合物を塗布するこ
とにより、表層の黒鉛析出が抑制されること、ま
た逆に、アルカリ土類金属化合物によつて黒鉛析
出が促進されることから、本発明に係わる素材に
関してもアルカリ土類金属化合物の鋼板表面への
固着によつて、表面の脱炭が急速に進行したこと
が推察される。この急速な表層の脱炭によつて、
表層の{110}<001>方位の1次再結晶粒が通常
より発生しやすい状況になり、結果的に表層
{110}<001>方位が強まつたことが、磁気特性向
上に結びついたものと考えられる。 前述の電解処理法における電解(脱脂)槽の電
極の配置の1例は、第4図に示すように、通板さ
れる鋼板の上下に電解用の対極が並列に位置し、
初めの対極が陽極であれば次の対極が陰極という
ようにして、鋼板を相対的に陽、陰極交互に交換
させて電解する方法で良いが、必ずしもこの方法
に限定する必要はない。第4図において、1は鋼
板、2は電解槽、3は電源、4は陽極、5は陰極
である。 上述の電解処理法は、アルカリ土類金属化合物
を鋼板表面に固着させることを目的とするもので
ある。電解処理による場合、電解液中の化合物の
イオン化による帯電状態に応じて鋼板表面にアル
カリ土類金属化合物の電着が起り、塗布乾燥法ま
たは浸漬法に比べてより強固な付着状態となると
考えられる。従つて、後工程における鋼板とロー
ル等の接触によつて剥離したり、削り落ちたりす
ることが少ないが、鋼板に付与する電気量の管理
が必要である。 本発明者等は、磁気特性改善効果のあるアルカ
リ土類金属化合物の固着量について検討したとこ
ろ、電解処理による方法においては、アルカリ土
類金属に換算して0.0001〜1.0mol/の濃度の電
解槽において、電解時に1〜15coulomb/dm2
電気量に制御することにより、磁気特性を改善し
うることを見出した。電解液の温度はアルカリ土
類金属化合物の濃度の条件が満足されていればよ
く、特に限定する必要はないが、電解脱脂と同時
に化合物の固着を行う場合、脱脂の効果を上げる
ためには25〜100℃程度の液温が望ましい。 次に、本発明におけるアルカリ土類金属化合物
水溶液の濃度、電解電気量などの限定理由につい
て、本発明者等の実施した実験例によつて説明す
る。 第1図および第2図は、それぞれアルカリ土類
金属化合物の代表例としてMgCl2,Sr(NO32
選び、アルカリ土類金属イオンに換算した濃度と
磁気特性の関係を示す図である。供試材の組成お
よび工程は後述する実施例3と同一である。単に
浸漬した場合、電解処理した場合とも、
0.0001mol/以上で効果が見られる。
0.05mol/程度の濃度が最も効果が大きく、そ
れ以上濃度を増加させても変化は少ない。
1.0mol/を越える場合はフオルステライト質
被膜形成を阻害するので好ましくない。以上の結
果から、濃度を0.0001〜1.0mol/の範囲に限定
した。 第3図は、電解脱脂時に電気量を変えた時の磁
気特性の変化を示す図である。液温は80℃、アル
カリ土類金属化合物のアルカリ土類金属換算濃度
は0.05mol/とした。供試材の組成および工程
は後述する実施例3と同一である。無電解時に比
較して、1coulomb/dm2以上の電気量で電解処
理することにより磁気特性の向上が見られる。電
解電気量の上限を15coulomb/dm2とした理由
は、電解槽の長大化、通板速度の低下、また電解
用電源の大容量化を必要とし、生産能率および経
済性の面から好ましくないためである。従つて、
1〜15coulomb/dm2の電解電気量に限定した。
電解処理は水溶液浸漬と本質的に変わりはないた
め、電気量が低い場合にも効果はある。しかしな
がら、脱脂を同時に目的とする場合はあまりに低
い電気量では好ましくないのは自明である。 次に、本発明で用いる鋼素材の成分限定理由に
ついて説明する。 Cは、0.02%より少ないと熱延時に粗大バンド
組織が板厚中央に残存し、2次再結晶が不完全に
なり、0.06%より多いと脱炭に長時間を要し、脱
炭不良を招き磁気特性上好ましくないので、0.02
〜0.06%の範囲がよい。 Siは、2.0%より少ないと素材の電気抵抗が低
く、渦電流損失に基づく鉄損値が大きくなり、
4.0%より多いと冷延時に板割れを生じやすいた
め、2.0〜4.0%の範囲がよい。 SとSeは共にMnと結合してMnS,MnSeを形
成し、インヒビターとして作用させるために添加
するもので、Sは0.008%未満、Seは0.003%未満
の場合には、生成するMnS,MnSeの1次再結晶
粒の成長抑制効果が弱く、また、いずれも0.1%
を越すと圧延加工性が著しく劣化するので、Sは
0.008〜0.1%、Seは0.003〜0.1%の範囲にするの
が良い。 次に、本発明を実施例につき具体的に説明す
る。 実施例 1 C0.040%、Si2.95%、Mn0.062%、S0.018%を
含有する鋼塊を、熱間圧延、均一化焼鈍および1
回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経て0.3mm
の最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再結晶焼鈍
前に、第1表に示すような条件で、Mg(NO32
CaCl2、Sr(NO32、BaCl2を表面に付着させ、そ
の後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗布工程を経て、
820℃から3℃/hrの加熱速度で1000℃まで昇温
した後、1180℃の水素雰囲気中で5時間純化焼鈍
を行なつて得た一方向性珪素鋼板の磁気特性を第
1表に示す。 実施例 2 C0.041%、Si3.05%、Mn0.066%、Se0.017%を
含有する鋼塊を、熱間圧延、均一化焼鈍および1
回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経て0.3mm
の最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再結晶焼鈍
前に、第2表に示すような条件で、MgCl2、Ca
(NO32、Sr(OH)2、Ba(NO32を表面に固着さ
せ、その後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗布工程を
経て、850℃からで50時間保持する2次再結晶焼
鈍を行なつた後、1180℃の水素雰囲気中で5時間
純化焼鈍を行なつて得た一方向性珪素鋼板の磁気
特性を第2表に示す。 実施例 3 C0.045%、Si3.35%、Mn0.064%、Se0.018%、
Sb0.025を含有する鋼塊を熱間圧延、均一化焼鈍
および1回の中間焼鈍を含む2回の冷間圧延を経
て0.3mmの最終板厚とし、湿水素中の脱炭1次再
結晶焼鈍前に、第3表に示すような条件で、
MgCl2、Ca(OH)2、Sr(NO32、Ba(OH)2を表面
に固着させ、その後、脱炭焼鈍、MgO分離剤塗
布工程を経て、850℃から50時間保持する2次再
結晶焼鈍を行なつた後、1180℃の水素雰囲気中で
5時間純化焼鈍を行なつて得た一方向性珪素鋼板
の磁気特性を第3表に示す。 以上の実施例の結果から明らかなように、電解
処理した場合、アルカリ土類金属化合物の鋼板表
面への固着によつて、磁束密度で約0.01T、鉄損
で約0.03〜0.05W/Kg程度の改善が見られる。 以上のように、鋼板表面にアルカリ土類金属化
合物を固着させることにより、極めて簡便に磁気
特性の向上が得られ、操業上困難な点あるいは不
安定な点が全くないことは、経済性、安定性の両
面から本発明の寄与は大きい。
【表】
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は添加するアルカリ土類金
属化合物の濃度と磁気特性との関係を示すグラ
フ、第3図は電解処理時の電気量と磁気特性との
関係を示すグラフ、第4図は電解槽の電極の1つ
の配置例を示す線図である。 符号の説明、1……鋼板、2……電解槽、3…
…電源、4……陽極、5……陰極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 C0.02〜0.06%、Si2.0〜4.0%を含有する低炭
    素鋼にS0.008〜0.1%およびまたはSe0.003〜0.1%
    を含有させた一方向性珪素鋼素材を熱間圧延する
    工程と、前記熱延鋼板を中間焼鈍を含む2回以
    上、もしくは1回の冷間圧延により所定の板厚に
    仕上げる工程と、前記冷延鋼板に脱炭をかねた1
    次再結晶焼鈍を施す工程と、前記脱炭鋼板の表面
    に焼鈍分離剤を塗布した後、最終仕上げ焼鈍する
    工程を有する一方向性珪素鋼板の製造方法におい
    て、前記1次再結晶焼鈍を行う前に、アルカリ土
    類金属に換算して1.0〜0.0001mol/のMg、
    Ca、Sr、Baのアルカリ土類金属の化合物を含む
    電解槽中で、鋼板に1〜15coulomb/dm2の電解
    処理を施すことを特徴とする磁気特性のすぐれた
    一方向性珪素鋼板の製造方法。
JP58110742A 1983-06-20 1983-06-20 磁気特性のすぐれた一方向性珪素鋼板の製造方法 Granted JPS602625A (ja)

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