JPH05179355A - 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents
低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法Info
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- JPH05179355A JPH05179355A JP31992A JP31992A JPH05179355A JP H05179355 A JPH05179355 A JP H05179355A JP 31992 A JP31992 A JP 31992A JP 31992 A JP31992 A JP 31992A JP H05179355 A JPH05179355 A JP H05179355A
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- electron beam
- silicon steel
- unidirectional silicon
- iron loss
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビームの照射を利用する低鉄損一方向性
珪素鋼板の製造方法において、磁区細分化効果の安定化
のほか、特に磁歪、トランスとして使用した際の騒音及
び鋼板形状の改善を図る。 【構成】 仕上焼鈍を施した後に絶縁被膜を被成した一
方向性けい素鋼板の表面に、カソード３a とグリッド３
b の開口とを対向させてそなえる電子銃から射出した電
子ビームを、圧延方向と交わる方向へ照射するに当た
り、上記電子銃のカソード３a の大きさｆに対するグリ
ッド３b の開口径ｄの比ｄ／ｆを、1.5 〜3.5 に設定す
る。
珪素鋼板の製造方法において、磁区細分化効果の安定化
のほか、特に磁歪、トランスとして使用した際の騒音及
び鋼板形状の改善を図る。 【構成】 仕上焼鈍を施した後に絶縁被膜を被成した一
方向性けい素鋼板の表面に、カソード３a とグリッド３
b の開口とを対向させてそなえる電子銃から射出した電
子ビームを、圧延方向と交わる方向へ照射するに当た
り、上記電子銃のカソード３a の大きさｆに対するグリ
ッド３b の開口径ｄの比ｄ／ｆを、1.5 〜3.5 に設定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子ビームの照射を
利用する低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法におい
て、磁区細分化効果の安定化のほか、特に磁歪、トラン
スとして使用した際の騒音（以下単に騒音と示す）及び
鋼板形状の改善を図ったもので、この一方向性けい素鋼
板は、トランスや電気機器の鉄心用材料として有利に使
用される。
利用する低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法におい
て、磁区細分化効果の安定化のほか、特に磁歪、トラン
スとして使用した際の騒音（以下単に騒音と示す）及び
鋼板形状の改善を図ったもので、この一方向性けい素鋼
板は、トランスや電気機器の鉄心用材料として有利に使
用される。
【０００２】一方向性けい素鋼板は製品の２次再結晶粒
をゴス方位に高度に集積させること、その鋼板表面上に
フォルステライト被膜を被成し、さらにその上に熱膨張
係数の小さい絶縁被膜を被成して鋼板に張力を付与する
こと、などにより磁気特性の向上を図るもので、厳格な
制御を必要とする複雑、多岐にわたる工程を経て製造さ
れている。このような一方向性けい素鋼板は、主として
変圧器、その他電気機器の鉄心として使用されており、
磁気特性として製品の磁束密度（Ｂ8 値で代表される)
が高く、鉄損（Ｗ17/50 値で代表される) が低いこと、
さらに表面性状が良好な絶縁被膜を被成していることな
どが要求されている。とくにエネルギー危機を境にして
電力損失の低減を至上とする要請が著しく強まり、変圧
器用鉄心材料としての鉄損のより低い一方向性けい素鋼
板の必要性はますます高まってきている。
をゴス方位に高度に集積させること、その鋼板表面上に
フォルステライト被膜を被成し、さらにその上に熱膨張
係数の小さい絶縁被膜を被成して鋼板に張力を付与する
こと、などにより磁気特性の向上を図るもので、厳格な
制御を必要とする複雑、多岐にわたる工程を経て製造さ
れている。このような一方向性けい素鋼板は、主として
変圧器、その他電気機器の鉄心として使用されており、
磁気特性として製品の磁束密度（Ｂ8 値で代表される)
が高く、鉄損（Ｗ17/50 値で代表される) が低いこと、
さらに表面性状が良好な絶縁被膜を被成していることな
どが要求されている。とくにエネルギー危機を境にして
電力損失の低減を至上とする要請が著しく強まり、変圧
器用鉄心材料としての鉄損のより低い一方向性けい素鋼
板の必要性はますます高まってきている。
【０００３】そして、この一方向性けい素鋼板の鉄損改
善の歴史は、ゴス方位２次再結晶集合組織の改善の歴史
であったと云っても過言ではなく、２次再結晶粒を制御
する方法として、AlN ，MnS 及び MnSe 等の１次再結晶
粒成長抑制剤、いわゆるインヒビターを用いてゴス方位
２次再結晶粒を優先成長させる方法が実施されている。
善の歴史は、ゴス方位２次再結晶集合組織の改善の歴史
であったと云っても過言ではなく、２次再結晶粒を制御
する方法として、AlN ，MnS 及び MnSe 等の１次再結晶
粒成長抑制剤、いわゆるインヒビターを用いてゴス方位
２次再結晶粒を優先成長させる方法が実施されている。
【０００４】
【従来の技術】一方、上記の２次再結晶集合組織を制御
する冶金的手段とは異なる鉄損改善技術も種々開発され
ている。すなわち、市山 正：鉄と鋼、69(1983), P. 8
95、特公昭57−2252号公報、特公昭57−53419 号公報、
特公昭58−26405 号公報、及び特公昭58−26406 号公報
などにはレーザーを、また特開昭62−96617 号公報、特
開昭62−151511号公報、特開昭62−151516号公報、及び
特開昭62−151517号公報などにはプラズマを、それぞれ
鋼板表面に照射することにより、鋼板に局部微小歪を導
入して磁区を細分化し、鉄損を低下させる画期的な方法
が提案開示されている。しかしながら、これらの方法は
いずれもエネルギー効率が５〜20％と低いため、鉄損の
低下にはコスト増を余儀なくされる不利があった。
する冶金的手段とは異なる鉄損改善技術も種々開発され
ている。すなわち、市山 正：鉄と鋼、69(1983), P. 8
95、特公昭57−2252号公報、特公昭57−53419 号公報、
特公昭58−26405 号公報、及び特公昭58−26406 号公報
などにはレーザーを、また特開昭62−96617 号公報、特
開昭62−151511号公報、特開昭62−151516号公報、及び
特開昭62−151517号公報などにはプラズマを、それぞれ
鋼板表面に照射することにより、鋼板に局部微小歪を導
入して磁区を細分化し、鉄損を低下させる画期的な方法
が提案開示されている。しかしながら、これらの方法は
いずれもエネルギー効率が５〜20％と低いため、鉄損の
低下にはコスト増を余儀なくされる不利があった。
【０００５】そこで発明者らは、エネルギー効率が高い
磁区細分化の手法について、特開昭63−186826号、特開
平２−118022号及び同２−277780号各公報にて提案し
た。すなわち鋼板の表面に、高電圧及び小電流で発生し
た電子ビームを圧延方向と交わる鋼板の幅方向へ局所的
に断続照射し、被膜を地鉄に圧入する方法である。
磁区細分化の手法について、特開昭63−186826号、特開
平２−118022号及び同２−277780号各公報にて提案し
た。すなわち鋼板の表面に、高電圧及び小電流で発生し
た電子ビームを圧延方向と交わる鋼板の幅方向へ局所的
に断続照射し、被膜を地鉄に圧入する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
電子ビームを照射する方法は、磁気特性の向上について
は達成されるものの、磁歪、騒音及び鋼板形状のばらつ
きが大きく、製品としての品質をそなえる鋼板の安定生
産が難しいところに問題を残していた。上記の問題を有
利に解決し、高品質の製品を安定に製造できる方法につ
いて提案することがこの発明の目的である。
電子ビームを照射する方法は、磁気特性の向上について
は達成されるものの、磁歪、騒音及び鋼板形状のばらつ
きが大きく、製品としての品質をそなえる鋼板の安定生
産が難しいところに問題を残していた。上記の問題を有
利に解決し、高品質の製品を安定に製造できる方法につ
いて提案することがこの発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、一方向性け
い素鋼板の上記した特性がばらつくのは、電子ビームの
鋼板表面から内部への侵入深さが、レーザー等の他の手
法と比較して、深いことに起因することを見出し、この
発明を完成するに到った。
い素鋼板の上記した特性がばらつくのは、電子ビームの
鋼板表面から内部への侵入深さが、レーザー等の他の手
法と比較して、深いことに起因することを見出し、この
発明を完成するに到った。
【０００８】上記の知見に立脚するこの発明は、仕上焼
鈍を施した後に絶縁被膜を被成した一方向性けい素鋼板
の表面に、カソードとグリッド開口とを対向させてそな
える電子銃から射出した電子ビームを、圧延方向と交わ
る方向へ照射するに当たり、上記電子銃のカソードの大
きさｆに対するグリッド開口径ｄの比ｄ／ｆを、1.5〜
3.5 に設定することを特徴とする低鉄損一方向性けい素
鋼板の製造方法である。
鈍を施した後に絶縁被膜を被成した一方向性けい素鋼板
の表面に、カソードとグリッド開口とを対向させてそな
える電子銃から射出した電子ビームを、圧延方向と交わ
る方向へ照射するに当たり、上記電子銃のカソードの大
きさｆに対するグリッド開口径ｄの比ｄ／ｆを、1.5〜
3.5 に設定することを特徴とする低鉄損一方向性けい素
鋼板の製造方法である。
【０００９】また実施に当たり、電子銃から射出する電
子ビームの、鋼板表面におけるエネルギー密度を２〜９
Ｊ／cm2 に設定することが好ましい。
子ビームの、鋼板表面におけるエネルギー密度を２〜９
Ｊ／cm2 に設定することが好ましい。
【００１０】、さて図１に、この発明に使用する電子ビ
ーム照射装置を模式で示す。同図における番号１は真空
ポンプ（図示せず）と連なる排気口１ａ，１ｂを具え真
空槽を形成するケーシングであり、このケーシング１内
を、好ましくは10-2Torr以下の高真空として、高圧イン
シュレータ２を介してケーシング１内に配置する電子ビ
ーム放出用の電子銃３と、この電子銃３と対向して配置
し電子銃３より放出された電子ビームを加速するアノー
ド４とで被処理材（鋼板）へ向かう電子ビーム５の射出
を行う。さらに６は上記の電子線発生部を常に高真空に
維持するためのコラム弁、７は電子ビーム５を集束する
ための集束コイル、そして８は集束コイル７にて集束さ
せた電子ビーム５の進行方向を変化させて鋼板９の所定
領域への照射を担う偏向コイルである。この電子ビーム
照射装置は、加速電圧が60kV〜500 kVの高電圧で、かつ
加速電流５mA以下の低電流で、電子ビームを細かく絞れ
るのが特徴である。
ーム照射装置を模式で示す。同図における番号１は真空
ポンプ（図示せず）と連なる排気口１ａ，１ｂを具え真
空槽を形成するケーシングであり、このケーシング１内
を、好ましくは10-2Torr以下の高真空として、高圧イン
シュレータ２を介してケーシング１内に配置する電子ビ
ーム放出用の電子銃３と、この電子銃３と対向して配置
し電子銃３より放出された電子ビームを加速するアノー
ド４とで被処理材（鋼板）へ向かう電子ビーム５の射出
を行う。さらに６は上記の電子線発生部を常に高真空に
維持するためのコラム弁、７は電子ビーム５を集束する
ための集束コイル、そして８は集束コイル７にて集束さ
せた電子ビーム５の進行方向を変化させて鋼板９の所定
領域への照射を担う偏向コイルである。この電子ビーム
照射装置は、加速電圧が60kV〜500 kVの高電圧で、かつ
加速電流５mA以下の低電流で、電子ビームを細かく絞れ
るのが特徴である。
【００１１】ここに上記電子銃３は、その要部を図２に
示すように、電子を放出するカソード３a と、このカソ
ード３a に近接配置になり電子を集束させるグリッド３
b とを具えるものである。このグリッド３b には電子ビ
ームを通過させる開口をそなえ、カソード３a に対向さ
せている。
示すように、電子を放出するカソード３a と、このカソ
ード３a に近接配置になり電子を集束させるグリッド３
b とを具えるものである。このグリッド３b には電子ビ
ームを通過させる開口をそなえ、カソード３a に対向さ
せている。
【００１２】この発明の方法においては、上記カソード
３a の大きさｆに対するグリッド３b の開口径ｄの比を
1.5 〜3.5 に設定する。このような発明の基礎となった
実験結果について説明する。 Ｃ：0.068 wt％, Si：3.35wt％, Mn：0.076wt ％, Mo：
0.012 wt％, sol.Al：0.023wt ％, Se：0.020 wt％、及
びSb：0.023 wt％を含有するけい素鋼スラブを、1380℃
で４時間加熱後、熱間圧延して2.2 mm厚の熱延板とした
後、1050℃で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延
を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。次いで850 ℃の
湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面
上に MgOを主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、
その後８℃/hで1080℃まで昇温してゴス方位２次再結晶
粒を優先成長させた後、1200℃の乾水素中で８時間の純
化焼鈍を施した。次いで鋼板表面上にりん酸塩とコロイ
ダルシリカを主成分とする絶縁被膜を被成した。この鋼
板表面に、図１に示した電子ビーム照射装置の、グリッ
ド開口とカソードの大きさとを種々変化させて、電子ビ
ーム照射処理を次の条件、真空度：５×10-4Torr、電子
ビームの加速電圧：150kV ，加速電流：0.8 mA、鋼板の
圧延方向と直交する方向に走査間隔：５mmで行った。
３a の大きさｆに対するグリッド３b の開口径ｄの比を
1.5 〜3.5 に設定する。このような発明の基礎となった
実験結果について説明する。 Ｃ：0.068 wt％, Si：3.35wt％, Mn：0.076wt ％, Mo：
0.012 wt％, sol.Al：0.023wt ％, Se：0.020 wt％、及
びSb：0.023 wt％を含有するけい素鋼スラブを、1380℃
で４時間加熱後、熱間圧延して2.2 mm厚の熱延板とした
後、1050℃で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延
を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。次いで850 ℃の
湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面
上に MgOを主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、
その後８℃/hで1080℃まで昇温してゴス方位２次再結晶
粒を優先成長させた後、1200℃の乾水素中で８時間の純
化焼鈍を施した。次いで鋼板表面上にりん酸塩とコロイ
ダルシリカを主成分とする絶縁被膜を被成した。この鋼
板表面に、図１に示した電子ビーム照射装置の、グリッ
ド開口とカソードの大きさとを種々変化させて、電子ビ
ーム照射処理を次の条件、真空度：５×10-4Torr、電子
ビームの加速電圧：150kV ，加速電流：0.8 mA、鋼板の
圧延方向と直交する方向に走査間隔：５mmで行った。
【００１３】かくして得られた鋼板の、磁気特性、磁
歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表１に示
す。なお磁歪は、励磁ＶＡ（通常ＶＡ／kgで表示する）
で評価し、騒音はdBで評価するが、このときの評価は通
常1.7 Ｔ／50Hzのときの値で示す。また鋼板の形状は照
射前後の鋼板のＣ方向（圧延方向に直角方向）の変形量
で、評価した。電子ビーム径はナイフエッジ法により測
定した。
歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表１に示
す。なお磁歪は、励磁ＶＡ（通常ＶＡ／kgで表示する）
で評価し、騒音はdBで評価するが、このときの評価は通
常1.7 Ｔ／50Hzのときの値で示す。また鋼板の形状は照
射前後の鋼板のＣ方向（圧延方向に直角方向）の変形量
で、評価した。電子ビーム径はナイフエッジ法により測
定した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１において、番号，はカソードとし
てヘアピンフィラメントを用い、〜は同じくリボン
フィラメントを使用した。同表から、磁気特性、磁歪、
騒音及び鋼板形状の全てにおいて良好な結果が得られた
のは、番号〜であることが注目される。すなわちカ
ソードの大きさｆに対するグリッド開口径ｄの比ｄ／ｆ
が3.8 以上の場合は磁気特性が良好といえども励磁VA、
騒音及びＣ反り量が悪い。これは電子ビーム径が0.15mm
φ以下と小さいために鋼板の局所歪が大きくなって、劣
化するものと推測される。一方、ｄ／ｆが1.4 以下の場
合は磁気特性が悪くなる。これは電子ビーム径が0.58mm
φ以上と大きいために鋼板上に局所歪を効率的に導入す
ることが不可能となって結果として磁区細分化すること
ができないためと推測される。
てヘアピンフィラメントを用い、〜は同じくリボン
フィラメントを使用した。同表から、磁気特性、磁歪、
騒音及び鋼板形状の全てにおいて良好な結果が得られた
のは、番号〜であることが注目される。すなわちカ
ソードの大きさｆに対するグリッド開口径ｄの比ｄ／ｆ
が3.8 以上の場合は磁気特性が良好といえども励磁VA、
騒音及びＣ反り量が悪い。これは電子ビーム径が0.15mm
φ以下と小さいために鋼板の局所歪が大きくなって、劣
化するものと推測される。一方、ｄ／ｆが1.4 以下の場
合は磁気特性が悪くなる。これは電子ビーム径が0.58mm
φ以上と大きいために鋼板上に局所歪を効率的に導入す
ることが不可能となって結果として磁区細分化すること
ができないためと推測される。
【００１６】以上の結果から明らかなように、電子ビー
ムを用いて磁区細分化するに際し、ｄ／ｆを制御するこ
とにより、鋼板上の被膜を破壊することなく、かつ磁気
特性は勿論のこと、磁歪、騒音及び鋼板形状を改善する
ことが可能になるのである。
ムを用いて磁区細分化するに際し、ｄ／ｆを制御するこ
とにより、鋼板上の被膜を破壊することなく、かつ磁気
特性は勿論のこと、磁歪、騒音及び鋼板形状を改善する
ことが可能になるのである。
【００１７】
【作用】上記の電子ビーム照射装置を用いて磁区の細分
化をはかるには、電子ビーム照射により、鋼板上のセラ
ミック被膜下の地鉄に有効に微少歪みを付加することが
不可欠であり、このとき上記のｄ／ｆを1.5 〜3.5 に調
節することによって、適切な電子ビーム径が得られ、電
子ビームの強くかつ安定した照射が実現し、磁気特性は
勿論、磁歪、騒音及び鋼板形状を改善することができ
る。ここにｄ／ｆが1.5 に満たないと電子ビーム径が大
きくなって鋼板上に局所歪を効率的に導入することが不
可能となって結果として磁区細分化することができず、
またｄ／ｆが3.5 を超えると電子ビーム径が小さくなっ
て鋼板の局所歪が大きくなって、励磁VA、騒音及びＣ反
り量が劣化する。
化をはかるには、電子ビーム照射により、鋼板上のセラ
ミック被膜下の地鉄に有効に微少歪みを付加することが
不可欠であり、このとき上記のｄ／ｆを1.5 〜3.5 に調
節することによって、適切な電子ビーム径が得られ、電
子ビームの強くかつ安定した照射が実現し、磁気特性は
勿論、磁歪、騒音及び鋼板形状を改善することができ
る。ここにｄ／ｆが1.5 に満たないと電子ビーム径が大
きくなって鋼板上に局所歪を効率的に導入することが不
可能となって結果として磁区細分化することができず、
またｄ／ｆが3.5 を超えると電子ビーム径が小さくなっ
て鋼板の局所歪が大きくなって、励磁VA、騒音及びＣ反
り量が劣化する。
【００１８】ここに電子銃のカソードとしては、図３
(a) 〜(e) に示す形状のものが有利に適合する。図３
(a) はヘアピンフィラメントであり、同図(b) はリボン
フィラメント、同図(c) は棒状フィラメントであり、ま
た同図(d) はリボンフィラメントの先端部をより小さく
もの、同図(e) は棒状フィラメントの先端部をより小さ
くものである。かかるこの発明に適合するカソードの大
きさｆは通常1.0 〜3.0 mm程度である。またグリッド開
口径ｄは通常、 30 〜 90 mm程度である。
(a) 〜(e) に示す形状のものが有利に適合する。図３
(a) はヘアピンフィラメントであり、同図(b) はリボン
フィラメント、同図(c) は棒状フィラメントであり、ま
た同図(d) はリボンフィラメントの先端部をより小さく
もの、同図(e) は棒状フィラメントの先端部をより小さ
くものである。かかるこの発明に適合するカソードの大
きさｆは通常1.0 〜3.0 mm程度である。またグリッド開
口径ｄは通常、 30 〜 90 mm程度である。
【００１９】なお被膜は具体的には 0.01 〜５μm の深
さまで圧入することが好ましく、このための電子ビーム
の発生条件は、加速電圧を60kVから500kV 、加速電流を
５mA以下とすることが好適であり、さらに照射径が0.2
〜 0.5mmφの電子ビームをスポット中心間隔：50〜500
μm 及び走査間隔：１〜20mmで照射することが好まし
い。
さまで圧入することが好ましく、このための電子ビーム
の発生条件は、加速電圧を60kVから500kV 、加速電流を
５mA以下とすることが好適であり、さらに照射径が0.2
〜 0.5mmφの電子ビームをスポット中心間隔：50〜500
μm 及び走査間隔：１〜20mmで照射することが好まし
い。
【００２０】また電子銃から射出する電子ビームの、鋼
板表面におけるエネルギー密度を２〜９Ｊ／cm2 に設定
することが好ましい。その理由は次のとおりである。発
明者らは、電子ビームのエネルギー密度に関する実験を
行った。すなわち表１に結果を示した実験と同様にして
得た絶縁被膜付きの鋼板に、図１に示した装置を用い
て、電子ビーム（電圧：150 kV，電流：0.3 〜1.5mA ，
ビーム径：0.2 〜0.3 mmφ）を鋼板の圧延方向と直交す
る方向に走査間隔：６mmで照射する処理を、カソードの
大きさｆに対するグリッド開口径ｄの比ｄ／ｆ：2.0 〜
3.3 の下に、エネルギー密度を0.5 〜50Ｊ／cm2 に変化
させて行った。また比較のため、磁区細分化処理を施さ
ない試料も作製した。かくして得られた鋼板の、磁気特
性、磁歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表２
に示す。これらの特性評価は、上記と同様である。
板表面におけるエネルギー密度を２〜９Ｊ／cm2 に設定
することが好ましい。その理由は次のとおりである。発
明者らは、電子ビームのエネルギー密度に関する実験を
行った。すなわち表１に結果を示した実験と同様にして
得た絶縁被膜付きの鋼板に、図１に示した装置を用い
て、電子ビーム（電圧：150 kV，電流：0.3 〜1.5mA ，
ビーム径：0.2 〜0.3 mmφ）を鋼板の圧延方向と直交す
る方向に走査間隔：６mmで照射する処理を、カソードの
大きさｆに対するグリッド開口径ｄの比ｄ／ｆ：2.0 〜
3.3 の下に、エネルギー密度を0.5 〜50Ｊ／cm2 に変化
させて行った。また比較のため、磁区細分化処理を施さ
ない試料も作製した。かくして得られた鋼板の、磁気特
性、磁歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表２
に示す。これらの特性評価は、上記と同様である。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から明らかなように、エネルギー密度
を2.0 〜20Ｊ／cm2 の範囲で磁気特性は向上するが、磁
歪、騒音及び鋼板形状は9.0 Ｊ／cm2 をこえると劣化し
た。従ってエネルギー密度を2.0 〜9.0 Ｊ／cm2 の範囲
とすることによって、磁気特性、磁歪、騒音及び鋼板形
状の全てをより改善することができる。この理由は必ず
しも明らかではないが、電子ビームの鋼板への照射強度
に最適値が存在すると考えられる。
を2.0 〜20Ｊ／cm2 の範囲で磁気特性は向上するが、磁
歪、騒音及び鋼板形状は9.0 Ｊ／cm2 をこえると劣化し
た。従ってエネルギー密度を2.0 〜9.0 Ｊ／cm2 の範囲
とすることによって、磁気特性、磁歪、騒音及び鋼板形
状の全てをより改善することができる。この理由は必ず
しも明らかではないが、電子ビームの鋼板への照射強度
に最適値が存在すると考えられる。
【００２３】またこの発明の方法の適用に関し一方向性
けい素鋼板の成分組成については、従来公知の成分組成
のものいずれもが適合するが、代表組成をあげると以下
のとおりである。 Ｃ：0.01〜0.10wt％ 熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみならず、
ゴス方位の発達に有用な成分であり、少なくとも 0.01
wt％以上の添加が好ましい。しかしながら0.10wt％を超
えて含有するとかえってゴス方位に乱れが生じるので上
限は0.10wt％が好ましい。 Si : 2.0〜4.5 wt％ 鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与するが、2.
0 wt％に満たないと比抵抗が低下するだけでなく、２次
再結晶・純化のために行なわれる最終高温焼鈍中にα−
γ変態によって結晶方位のランダム化を生じ、十分な鉄
損改善効果が得られず、また 4.5wt％を超えると冷延性
が損なわれる。したがって、下限を 2.0wt％、上限を
4.5wt％とすることが好ましい。 Mn : 0.02 〜0.12wt％ 熱間脆化を防止するため少なくとも0.02wt％を必要とす
るが、あまり多すぎると磁気特性を劣化させるので、上
限は0.12wt％が好ましい。
けい素鋼板の成分組成については、従来公知の成分組成
のものいずれもが適合するが、代表組成をあげると以下
のとおりである。 Ｃ：0.01〜0.10wt％ 熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみならず、
ゴス方位の発達に有用な成分であり、少なくとも 0.01
wt％以上の添加が好ましい。しかしながら0.10wt％を超
えて含有するとかえってゴス方位に乱れが生じるので上
限は0.10wt％が好ましい。 Si : 2.0〜4.5 wt％ 鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与するが、2.
0 wt％に満たないと比抵抗が低下するだけでなく、２次
再結晶・純化のために行なわれる最終高温焼鈍中にα−
γ変態によって結晶方位のランダム化を生じ、十分な鉄
損改善効果が得られず、また 4.5wt％を超えると冷延性
が損なわれる。したがって、下限を 2.0wt％、上限を
4.5wt％とすることが好ましい。 Mn : 0.02 〜0.12wt％ 熱間脆化を防止するため少なくとも0.02wt％を必要とす
るが、あまり多すぎると磁気特性を劣化させるので、上
限は0.12wt％が好ましい。
【００２４】インヒビターとしては、大別して MnS, Mn
Se系と AlN系とがある。MnS, MnSe系の場合は、Ｓ： 0.
005〜0.06wt％及びSe : 0.005〜0.06wt％のうちから選
ばれる少なくとも１種 Ｓ，Seはいずれも方向性けい素鋼板の２次再結晶を制御
するインヒビターとして有力な成分である。ともに抑制
力確保の観点からは、少なくとも 0.005wt％程度を必要
とするが、0.06wt％を超えるとその効果が損なわれるの
で、その下限を0.005 wt％、上限を 0.06 wt％とするこ
とが好ましい。AlN 系の場合は、 Al：0.005 〜0.10wt％及びＮ:0.004〜0.015 wt％ Al及びＮの範囲についても、上述した MnS系、MnSe系の
場合と同様の理由により上記の範囲とすることが好まし
い。
Se系と AlN系とがある。MnS, MnSe系の場合は、Ｓ： 0.
005〜0.06wt％及びSe : 0.005〜0.06wt％のうちから選
ばれる少なくとも１種 Ｓ，Seはいずれも方向性けい素鋼板の２次再結晶を制御
するインヒビターとして有力な成分である。ともに抑制
力確保の観点からは、少なくとも 0.005wt％程度を必要
とするが、0.06wt％を超えるとその効果が損なわれるの
で、その下限を0.005 wt％、上限を 0.06 wt％とするこ
とが好ましい。AlN 系の場合は、 Al：0.005 〜0.10wt％及びＮ:0.004〜0.015 wt％ Al及びＮの範囲についても、上述した MnS系、MnSe系の
場合と同様の理由により上記の範囲とすることが好まし
い。
【００２５】インヒビター成分としては上記したＳ，S
e, Alの他に、Cr, Mo, Cu, Sn, Ge,Sb, Te, Bi及びＰな
どについても有利に適合するもので、それぞれ少量併せ
て含有させることもよい。ここに上記成分の好適添加範
囲はそれぞれ、Cr, Cu, Sn :0.01wt％以上、0.50wt％以
下、Mo, Ge, Sb, Te, Bi : 0.005wt％以上、0.1 wt％以
下、Ｐ：0.01wt％以上、0.2 wt％以下であり、これら各
インヒビター成分についても単独使用及び複合使用いず
れの場合もが適合する。
e, Alの他に、Cr, Mo, Cu, Sn, Ge,Sb, Te, Bi及びＰな
どについても有利に適合するもので、それぞれ少量併せ
て含有させることもよい。ここに上記成分の好適添加範
囲はそれぞれ、Cr, Cu, Sn :0.01wt％以上、0.50wt％以
下、Mo, Ge, Sb, Te, Bi : 0.005wt％以上、0.1 wt％以
下、Ｐ：0.01wt％以上、0.2 wt％以下であり、これら各
インヒビター成分についても単独使用及び複合使用いず
れの場合もが適合する。
【００２６】上記のように成分調整された溶鋼は、連続
鋳造または造塊−分塊圧延によりスラブとされた後、12
50℃以下の温度で加熱される。この加熱は鋼中のインヒ
ビターを解離、固溶するのに不可欠なものである。加熱
処理されたスラブは次に熱間圧延が施されて厚み1.5 〜
3.5 mmの熱延板とされる。その後均一化焼鈍を行い、途
中で中間焼鈍を挟む１回以上の冷間圧延を施して厚み0.
15〜0.35mmの最終冷延板とされる。その後鋼板表面を脱
脂し、750 〜850 ℃の温度範囲で湿水素中で脱炭を兼ね
る１次再結晶焼鈍が施され、次いでこの鋼板表面にMgO
を主成分とする焼鈍分離剤がスラリー塗布される。その
後ゴス方位に高度に集積した２次再結晶粒を発達させる
ために２次再結晶焼鈍が830 ℃以上の高温において施さ
れる。この２次再結晶焼鈍には、一定の温度で30〜50時
間の長時間保定あるいは徐熱焼鈍が採用される。その後
鋼板を純化するために1150℃で３〜10時間乾H2中で焼鈍
された後、鋼板表面上にりん酸塩とコロイダルシリカを
主成分とする張力絶縁被膜が施される。
鋳造または造塊−分塊圧延によりスラブとされた後、12
50℃以下の温度で加熱される。この加熱は鋼中のインヒ
ビターを解離、固溶するのに不可欠なものである。加熱
処理されたスラブは次に熱間圧延が施されて厚み1.5 〜
3.5 mmの熱延板とされる。その後均一化焼鈍を行い、途
中で中間焼鈍を挟む１回以上の冷間圧延を施して厚み0.
15〜0.35mmの最終冷延板とされる。その後鋼板表面を脱
脂し、750 〜850 ℃の温度範囲で湿水素中で脱炭を兼ね
る１次再結晶焼鈍が施され、次いでこの鋼板表面にMgO
を主成分とする焼鈍分離剤がスラリー塗布される。その
後ゴス方位に高度に集積した２次再結晶粒を発達させる
ために２次再結晶焼鈍が830 ℃以上の高温において施さ
れる。この２次再結晶焼鈍には、一定の温度で30〜50時
間の長時間保定あるいは徐熱焼鈍が採用される。その後
鋼板を純化するために1150℃で３〜10時間乾H2中で焼鈍
された後、鋼板表面上にりん酸塩とコロイダルシリカを
主成分とする張力絶縁被膜が施される。
【００２７】次にこのような鋼板表面上に磁区細分化を
行うために電子ビーム照射が施される。電子ビーム照射
の条件については既に述べたとおりである。またこのよ
うな電子ビーム照射は、通常エアートゥーエアー(air t
o air)方式の連続ラインを用いて行われるが、バッチ式
のものも好適であり、そのときの真空度は５×10-6〜５
×10-2torr程度が用いられる。
行うために電子ビーム照射が施される。電子ビーム照射
の条件については既に述べたとおりである。またこのよ
うな電子ビーム照射は、通常エアートゥーエアー(air t
o air)方式の連続ラインを用いて行われるが、バッチ式
のものも好適であり、そのときの真空度は５×10-6〜５
×10-2torr程度が用いられる。
【００２８】
(A) Ｃ：0.045 wt％, Si：3.48wt％, Mn：0.069 wt％,
Mo：0.013 wt％, Se：0.020 wt％及びSb：0.025 wt％ (B) Ｃ：0.065 wt％, Si：3.38wt％, Mn：0.076 wt％,
Mo：0.013 wt％, Se：0.020 wt％, Cu：0.15 wt ％，S
n：0.008wt ％及びAl：0.026 wt％ をそれぞれ含有するけい素鋼スラブを、1350℃で４時間
加熱後、熱間圧延して2.3 mm厚の熱延板とした後、1050
℃で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延を施して
0.23mm厚の最終冷延板とした。ついで 835℃の湿水素中
で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面上に MgO
を主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、その後10
℃/hで昇温して 850℃で50時間の２次再結晶焼鈍を行っ
てゴス方位２次再結晶粒を優先成長させた後、1220℃の
乾水素中で５時間の純化焼鈍を施した。次いで鋼板表面
上にりん酸塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被
膜を被成した。その後図１に示した装置を用いて、電子
ビーム〔電圧：150 kV，電流：0.8 mA、ビーム径：0.25
〜0.45mmφ（ナイフエッジ法による）, 真空度：５×10
-4Torr〕を鋼板の圧延方向と直交する方向に照射幅：0.
5 mm、走査間隔：６mmでジグザグ状に照射する処理を、
カソードの大きさｆ：1.4 mm、グリッド開口径ｄ：45m
m、エネルギー密度を４〜６Ｊ／cm2 で行った。かくし
て得られた製品の磁気特性、磁歪、騒音及び鋼板形状に
ついて調べた結果を表３に示す。
Mo：0.013 wt％, Se：0.020 wt％及びSb：0.025 wt％ (B) Ｃ：0.065 wt％, Si：3.38wt％, Mn：0.076 wt％,
Mo：0.013 wt％, Se：0.020 wt％, Cu：0.15 wt ％，S
n：0.008wt ％及びAl：0.026 wt％ をそれぞれ含有するけい素鋼スラブを、1350℃で４時間
加熱後、熱間圧延して2.3 mm厚の熱延板とした後、1050
℃で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延を施して
0.23mm厚の最終冷延板とした。ついで 835℃の湿水素中
で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面上に MgO
を主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、その後10
℃/hで昇温して 850℃で50時間の２次再結晶焼鈍を行っ
てゴス方位２次再結晶粒を優先成長させた後、1220℃の
乾水素中で５時間の純化焼鈍を施した。次いで鋼板表面
上にりん酸塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被
膜を被成した。その後図１に示した装置を用いて、電子
ビーム〔電圧：150 kV，電流：0.8 mA、ビーム径：0.25
〜0.45mmφ（ナイフエッジ法による）, 真空度：５×10
-4Torr〕を鋼板の圧延方向と直交する方向に照射幅：0.
5 mm、走査間隔：６mmでジグザグ状に照射する処理を、
カソードの大きさｆ：1.4 mm、グリッド開口径ｄ：45m
m、エネルギー密度を４〜６Ｊ／cm2 で行った。かくし
て得られた製品の磁気特性、磁歪、騒音及び鋼板形状に
ついて調べた結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【発明の効果】この発明によれば、電子ビームを、圧延
方向と交わる方向へ照射する一方向性けい素鋼板の製造
方法において、電子銃のカソードの大きさｆに対するグ
リッド開口径ｄの比ｄ／ｆを、1.5 〜3.5 に設定するこ
とにより、磁気特性の良好な、特に鉄損の低い一方向性
けい素鋼板を、磁歪、騒音及び鋼板形状の劣化をまねく
ことなしに製造することができ、優れた製品を安定して
提供し得る。また得られた鋼板の被膜は電子ビーム照射
によって破壊されていないため、再コーティングは不要
である。
方向と交わる方向へ照射する一方向性けい素鋼板の製造
方法において、電子銃のカソードの大きさｆに対するグ
リッド開口径ｄの比ｄ／ｆを、1.5 〜3.5 に設定するこ
とにより、磁気特性の良好な、特に鉄損の低い一方向性
けい素鋼板を、磁歪、騒音及び鋼板形状の劣化をまねく
ことなしに製造することができ、優れた製品を安定して
提供し得る。また得られた鋼板の被膜は電子ビーム照射
によって破壊されていないため、再コーティングは不要
である。
【図１】この発明の方法に使用する電子ビーム照射装置
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図２】電子ビーム照射装置の電子銃の要部を示す模式
図である。
図である。
【図３】電子銃のカソード形状の例を示す模式図であ
る。
る。
１ ケーシング 1a 排気口 1b 排気口 ２ 高圧インシュレータ ３ 電子銃 ３a カソード ３b グリッド ４ アノード ５ 電子ビーム ６ コラム弁 ７ 集束コイル ８ 偏向コイル ９ 鋼板
Claims (2)
- 【請求項１】 仕上焼鈍を施した後に絶縁被膜を被成し
た一方向性けい素鋼板の表面に、カソードとグリッド開
口とを対向させてそなえる電子銃から射出した電子ビー
ムを、圧延方向と交わる方向へ照射するに当たり、 上記電子銃のカソードの大きさｆに対するグリッド開口
径ｄの比ｄ／ｆを、 1.5 〜3.5 に設定することを特徴とする低鉄損一方向性
けい素鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 電子銃から射出する電子ビームの、鋼板
表面におけるエネルギー密度を２〜９Ｊ／cm2 に設定す
る請求項１記載の低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31992A JPH05179355A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31992A JPH05179355A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179355A true JPH05179355A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=11470592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31992A Pending JPH05179355A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05179355A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012036442A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板 |
| JP2012052228A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板 |
| WO2013099160A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
| WO2014034128A1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄心用方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| WO2014068962A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板とその製造方法 |
| RU2620833C1 (ru) * | 2013-06-19 | 2017-05-30 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Лист текстурированной электротехнической стали и стальной сердечник трансформатора, в котором он используется |
-
1992
- 1992-01-06 JP JP31992A patent/JPH05179355A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9240266B2 (en) | 2010-08-06 | 2016-01-19 | Jfe Steel Corporation | Grain oriented electrical steel sheet |
| JP2012052228A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板 |
| US9799432B2 (en) | 2010-08-06 | 2017-10-24 | Jfe Steel Corporation | Grain oriented electrical steel sheet |
| JP2012036442A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板 |
| WO2013099160A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
| US9875832B2 (en) | 2011-12-26 | 2018-01-23 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet |
| RU2597190C1 (ru) * | 2012-08-30 | 2016-09-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Лист электротехнической текстурированной стали для железного сердечника и способ его изготовления |
| JPWO2014034128A1 (ja) * | 2012-08-30 | 2016-08-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄心用方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| CN104603309A (zh) * | 2012-08-30 | 2015-05-06 | 杰富意钢铁株式会社 | 铁芯用方向性电磁钢板及其制造方法 |
| WO2014034128A1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄心用方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| US10026533B2 (en) | 2012-08-30 | 2018-07-17 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet for iron core and method of manufacturing the same |
| KR20150060959A (ko) * | 2012-10-31 | 2015-06-03 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 방향성 전기 강판과 그 제조 방법 |
| WO2014068962A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板とその製造方法 |
| US10535453B2 (en) | 2012-10-31 | 2020-01-14 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same |
| RU2620833C1 (ru) * | 2013-06-19 | 2017-05-30 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Лист текстурированной электротехнической стали и стальной сердечник трансформатора, в котором он используется |
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