JPH05279740A - 磁気特性が極めて優れた高珪素無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性が極めて優れた高珪素無方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH05279740A
JPH05279740A JP7799292A JP7799292A JPH05279740A JP H05279740 A JPH05279740 A JP H05279740A JP 7799292 A JP7799292 A JP 7799292A JP 7799292 A JP7799292 A JP 7799292A JP H05279740 A JPH05279740 A JP H05279740A
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electrical steel
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JP7799292A
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Inventor
Tomoji Kumano
知二 熊野
Takeshi Kubota
猛 久保田
Hiroaki Masui
浩昭 増井
Hodaka Honma
穂高 本間
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動更新する冷却体表面によって凝固せしめ
た鋳造鋼帯を用いて高珪素無方向性電磁鋼板を製造する
場合の最適冷間圧延率を規定する。 【構成】 4.0%<Si≦8.0wt%、Al≦2.0
wt%の高珪素無方向性電磁鋼板の溶鋼を移動更新する冷
却体表面によって凝固せしめ、酸洗、冷間圧延、仕上げ
焼鈍をする工程において、冷間圧延率を5%以上40%
未満とする。このように冷間圧延率が比較的低い場合、
仕上げ焼鈍後の製品板の集合組織が柱状晶のそれで先鋭
化される。この方法によると無方向性電磁鋼板にとって
理想とも言える集合組織ランダムキューブ({100}
〈0vw〉)が製品板で得られる。 【効果】 本方法によると磁気特性が極めて優れた高珪
素無方向性電磁鋼板が得られるので新製品となり得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束密度が極めて高
く、鉄損が低い高珪素無方向性電磁鋼板の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、回転機用磁芯材料としての無方向
性電磁鋼板に対する品質向上の要求は省エネルギーの観
点から、益々強くなっている。電磁鋼板製造メーカーの
側においても、この要望に応えるべく鋭意無方向性電磁
鋼板の磁気特性の向上のための研究開発が進められてき
ており、工業的には、JISに規定されている数々の無
方向性電磁鋼板が製造されている。
【0003】無方向性電磁鋼板の製造プロセスにおい
て、鉄損値が低い製品を得るためには、従来、鋼をその
溶製段階で高純度化する、鋼中のSi含有量を多くす
る、仕上げ焼鈍において温度・時間を十分に採る等の手
段が採られてきたが、後工程の作業性を考慮して従来S
iの含有量は、上限は4%と規定されていた。
【0004】しかしながら、これらの技術的手段による
ときは、製品の鉄損値は、低くなるけれど、集合組織の
観点から磁束密度が低くなると言う問題がある。又、S
iが請求範囲の如く高い場合は、通常の製造方法では、
熱間圧延以降の工程では、脆性のため作業性が実際的で
ない。この困難を克服するために、温間圧延、浸珪素処
理等の方法が考案されている。
【0005】一方近年移動更新する冷却体表面によって
凝固せしめる方法が開発され、無方向性電磁鋼板分野に
も適用されはじめている。しかし、これまでの場合は、
Si%が4重量%以下、冷間圧延率が40%以上であっ
た。冷間圧延圧下率が40%以上では、仕上げ終焼鈍後
の集合組織は、鋼板面に平行な面指数としては、{10
0}のみでなく{111}面もかなり強く、磁気特性、
特に磁束密度の向上に限界があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術における問題を解決するものであって、高Si化によ
る磁束密度の低下を補償し、更に向上させるために、移
動更新する冷却体表面に凝固せしめる鋼帯鋳造法を採用
し、全周方位での鉄損が低くかつ、磁束密度が極めて高
い高珪素無方向性電磁鋼板を供給することができる製造
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意開発
を行ったところ、Si含有量が、4重量%を超え、且つ
冷間圧延圧下率が、40未満の場合に優れた磁気特性を
持つ無方向性電磁鋼板製造方法を見つけ出した。すなわ
ち本発明はこのような知見に基づくものであって、その
特徴とする処は、重量%で、4.0%<Si≦8.0
%、Al≦2.0%を含有する溶鋼(いわゆる非変態
鋼)を、移動更新する冷却体表面によって凝固せしめて
鋳造鋼帯とし、次いで、該当鋳造鋼帯を冷間圧延して所
定の厚さ(最終板厚)とした後、仕上げ焼鈍する無方向
性電磁鋼板の製造方法において、冷間圧延に際し圧延率
を5%以上40%未満(好ましくは、30%未満)とす
る磁気特性が極めて優れた高珪素無方向性電磁鋼板の製
造方法である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。発明者等
は、本発明における技術的課題を解決すべく鋭意検討を
重ねた結果、溶鋼から直接的に鋳造薄帯を得、その後の
冷間圧延率を適切にとることによって、仕上げ焼鈍後の
製品における集合組織を制御することができ、これによ
って磁束密度が極めて高く鉄損が良好な(鉄損値が低
い)無方向性電磁鋼板を得るに成功した。
【0009】先ず、成分系について説明すると、製品の
機械特性の向上、磁気特性、耐錆性等の向上或いは、そ
の他の目的のために、Mn,P,B,Ni,Cr,S
b,Sn,Cuを1種または、2種以上含有させても本
発明の効果は損なわれない。また本発明は次の成分が含
まれる。Cは、0.050%以下であれば、本発明の目
的を達することができる。無方向性電磁鋼板の用途は、
主に回転機であり、磁気特性の安定という観点からは、
無方向性電磁鋼板の使用中に磁気特性の劣化(磁気時
効)を起こさないことが要求される。Sは、鋼の溶製段
階で不可避的に混入する元素であり、凝固後の冷却中に
Mnと結合してMnSを形成するため、0.0100%
以下とすべきである。Nは、0.010%以下であれば
よい。Nは、Sと同様に、移動更新する冷却体表面によ
って急速に凝固する場合、鋼帯中に固溶され、更に冷却
中にAlN,MnS等の析出物を形成し、仕上げ焼鈍時
に再結晶粒の成長を妨げたり製品が磁化されるときに磁
壁の移動を妨げるいわゆるピニング効果を発揮し製品の
低鉄損化を妨げる要因になる。このため、N≦0.01
0%以下とすべきである。
【0010】Siは、従来からよく知られているように
鋼板の固有抵抗を増加させ渦流損を低減するため添加さ
れる。4.0%を超えてSiを添加すると、加工性が極
端に劣化し、冷間圧延が困難なものとなる。しかし、1
00℃〜300℃での温間処理の適用、及び鋳込み鋳片
の厚みを薄くする等の方法により、酸洗、冷間圧延がで
きるようになった。このため、ただ単にSi含有量が多
いことは、高珪素無方向性電磁鋼板製造に関して大きな
問題ではなくなった。また、従来よりよく知られている
ように、Fe−Si合金では、6.5%Siで磁歪が極
めて小さくなるため、電気機器での騒音改善になる。A
lもSiと同様に、鋼板の固有抵抗を増加させ渦流損を
低減するため添加される。この目的のため従来から変態
を有しない無方向性電磁鋼板には、最大2.0%のAl
が添加されている。さらに添加量を増加することは、原
理的には可能であるが、Si含有量が既に多いため製造
コストを考慮して、最大2.0%とする。
【0011】尚Mnは、その含有量が、0.1%より少
ないと製品の加工性が劣化するからまた、Sの無害化さ
せるために添加される。しかしながら、Mnの添加量
が、2.0%を超えると製品の磁束密度が、著しく劣化
するからMn≦2.0%でなければならない。またB
は、Nを無害化のために必要に応じて添加される。すな
わち添加する場合は、Nの量とのバランスが必要である
から最大含有量を0.005%とする。極低窒素鋼を溶
製すれば、Nは、無害化できるので、この場合添加の必
要性は少ない。
【0012】次に、本発明の製造プロセス条件につい
て、説明する。移動更新する冷却体表面によって凝固せ
しめて得られる鋳造鋼帯を比較的高い冷間圧延率で圧延
する場合は、磁束密度は高くなるが、凝固過程で形成さ
れた柱状晶は、この高い圧延率でかなり破壊され、製品
板の再結晶集合組織は、鋼板法線‖〈111〉軸密度と
鋼板法線‖〈100〉軸密度は同程度であり無方向性電
磁鋼板にとって理想的な集合組織ではない。本発明者ら
は、鋭意研究を続けたところ、40%未満(好ましくは
30%未満)の冷延圧下率では、鋳造時に形成された柱
状晶を核として、仕上げ焼鈍後の再結晶集合組織は、ほ
ぼ完全な、{100}〈0vw)(ランダムキューブ)
となることを見い出した。この理由は、未だ明確ではな
いが、柱状晶の集合組織である{100}〈0vw〉
(ランダムキューブ)は相対的に加工歪が蓄積し難いた
め軽度の冷延圧下率では、圧延集合組織も、ランダムキ
ューブのまま温存され、仕上げ焼鈍時の再結晶段階で、
それが再結晶及び粒成長し(むしろ、歪誘起粒界移動と
言うべき)、ランダムキューブが先鋭化するためと考え
られる。また、冷延圧下率が5%未満であると、鋳造時
の表面性状がそのまま残存し製品に適さないので5%以
上とする。更に、冷間圧延性の観点からも、高珪素材の
このような軽圧下(5〜40%好ましくは5〜30%)
は、70%前後の従来の冷間圧延率よりも、実生産に適
している。図1は、Si:6.3〜6.7%(重量)を
含む溶鋼を移動更新する冷却体表面によって凝固せしめ
て鋳造鋼帯とし、次いで、該当鋳造鋼帯を冷間圧延して
所定の厚さとした後、仕上げ焼鈍する無方向性電磁鋼板
の製造方法において、冷間圧延率と磁束密度(B50
(T))の関係を示した。この図から上記したように圧
下率が5〜40%がよいことがわかる。更に、製品厚み
で鋳造することが考えられるが、この場合は、5%未満
の冷延圧下率の場合と同様に表面性状が製品に適さない
ばかりでなく図1に示すように、磁気特性自体もあまり
良好でない。
【0013】図2に本発明で得られた仕上げ焼鈍後製品
板の集合組織を示す。図のように非常に素晴らしいいわ
ゆるランダムキューブが得られている。これは、高珪素
無方向性電磁鋼板にとって理想的とも言える。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施態様を述べる。表1の成
分の溶鋼(残部Fe及び不可避的不純物からなる)を移
動更新する冷却体表面にて凝固せしめて直接0.56mm
及び0.62mmの鋼帯を得た。その後、酸洗を施し、
0.50mmの厚みに冷間圧延をした。冷間圧延された鋼
板を脱脂し、連続焼鈍炉にて1050℃で30秒焼鈍し
た。その後、磁気特性(22.5度毎の平均)をエプシ
ュタイン法にて測定した。これらの値を、比較法である
冷間圧延率40%以上の場合(鋼の厚を2.0mm、及び
1.5mm)と比較した。
【0015】
【表1】
【0016】このように移動更新する冷却体表面によっ
て凝固せしめて鋳造鋼帯とし、次いで、該当鋳造鋼帯を
冷間圧延して所定の厚さとした後、仕上げ焼鈍する高珪
素無方向性電磁鋼板の製造方法において、冷間圧延に際
し圧延率を5%以上40%未満とすると冷延圧延率が高
い場合と比べて磁気特性が極めて優れた高珪素無方向性
電磁鋼板が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば高Si含有
の無方向性電磁鋼板を、移動更新する冷却体表面に凝固
せしめ、低い適正な冷間圧延率で圧延して得ることによ
り、磁気特性の極めて優れた製品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷間圧延率と磁束密度との関係を示す図であ
る。
【図2】本発明仕上げ焼鈍材の{100}正極点図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/06 (72)発明者 本間 穂高 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、4.0%<Si≦8.0%、
    Al≦2.0%、残部Fe及び不可避的不純物からなる
    溶鋼を、移動更新する冷却体表面によって凝固せしめて
    鋳造鋼帯とし、次いで、該当鋳造鋼帯を冷間圧延して所
    定の厚さとした後、仕上げ焼鈍する高珪素含有無方向性
    電磁鋼板の製造方法において、冷間圧延に際し圧延率を
    5%以上40%未満とすることを特徴とする磁気特性が
    極めて優れた高珪素無方向性電磁鋼板の製造方法。
JP7799292A 1992-03-31 1992-03-31 磁気特性が極めて優れた高珪素無方向性電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05279740A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009091213A1 (ko) * 2008-01-16 2009-07-23 로테이티드 큐브 집합조직의 형성방법 및 이를 이용하여 제조된 전기강판
US8911565B2 (en) 2009-10-28 2014-12-16 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Fe-based metal plate and method of manufacturing the same
WO2019182022A1 (ja) 2018-03-23 2019-09-26 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板

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