JPH0551640A - 珪素鋼板のゴス方位結晶粒の高密度化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は厳密な製造管理、選定あるいは製造価
格の著しい上昇もなく、比較的容易に従来の方向性珪素
鋼板あるいは先行の発明鋼板の磁気特性を顕著に改善す
ることを目的とする。 【構成】先ず、約３％の珪素量を含有する熱間圧延鋼帯
を中間焼鈍しながら１ないし２回冷間圧延し、７５０か
ら８５０℃で脱炭焼鈍する。しかる後に、本発明である
誘導あるいは通電により、鋼板を２０℃／ｍｉｎ以上の
加熱速度で１０％以下の引っ張り歪みを与えながら８６
０℃から９８０℃に加熱し、６０秒間以内の保持後、１
０℃／ｍｉｎ以上の速度で冷却する。その後、通常の最
終焼鈍において、高密度のゴス方位二次再結晶粒を生成
させ、高磁束密度方向性珪素鋼板とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は方向性珪素鋼板の製造過
程中の脱炭焼鈍に引き続く短時間の急速加熱により、最
終焼鈍中にゴス方位二次再結晶粒を優先的に生成せしめ
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性珪素鋼板はゴスによる製造法の発
明以来、長い研究開発の歴史がある。通常、当鋼板はそ
の熱間圧延鋼板を中間焼鈍しながら１ないし２回冷間圧
延し、連続脱炭焼鈍の後にＭｇＯを主成分とする懸濁液
が塗布され、１１５０から１２００℃の高温で焼鈍さ
れ、製造される。最終の高温焼鈍においては、二次再結
晶と称し、ゴス方位を有する結晶粒が著しく高い速度で
成長する。そのため鋼板の圧延方向の磁気特性が著しく
優れている。このような珪素鋼板が変圧器に使用される
と、鉄心の効率が向上するため、電力の損失が著しく減
少する。それ故高密度のゴス方位結晶粒を有する珪素鋼
板の研究、開発は極めて重要であり、多数の発明が成さ
れてきた。発明の多くは最終高温焼鈍におけるゴス方位
二次再結晶粒を有効に誘発せしめるための特殊な第二相
粒子に関する。例えば特許公報昭５３−２８３７５はＡ
ｌＮ、特許公報昭５１−１３４６９はＭｎＳｅ、ＵＳ
ＰａｔＮｏ．４０９６００１ではＢの添加によって、ゴ
ス方位二次再結晶粒の高密度化を達成しようとしてい
る。これらの技術により、方向性珪素鋼板の性能は格段
に向上したことは事実である。しかし、その性能は理論
的に可能な限界には遠く、その改善余地は多々残されて
いる。多大の努力にもかかわらず、近年では同技術の発
展は極めて少ない。元より、同技術は容易に実施出来る
ものではない。その為、極めて厳密な製造管理が要求さ
れ、製造原価の著しい上昇は免れず、主に需要量の少な
い最高級品質の方向性珪素鋼板の製造に限られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は厳密な製造
管理、選定あるいは製造価格の著しい上昇もなく、比較
的容易に従来の方向性珪素鋼板あるいは先行の発明鋼板
の磁気特性を顕著に改善することを目的とする。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明を図面にもとず
いて説明すれば次のとおりである。図１は本発明による
方向性珪素鋼板の製造工程を模式的に示す。本発明の特
徴は工程６で示されるように脱炭焼鈍後に誘導あるいは
電導による当該珪素鋼板の加熱装置の導入である。その
他の工程は従来法あるいは先行発明法と異なるところは
ない。本発明によって導入された新しい炉を急速瞬間加
熱炉と称する（以後急熱炉と略す）。次に急熱炉の金属
学的効果について説明する。表１は本発明で使用した珪
素鋼板の化学成分を示す。まず、０．１８ｍｍの冷間圧
延鋼板を８００℃で６分間、再結晶および脱炭焼鈍し
た。その後、本発明の急熱炉にて当該鋼板を８００℃／
ｍｉｎの昇温速度で種々の温度に加熱し、５秒間保持の
後４００℃／ｍｉｎの速度で室温まで冷却した。しかる
後に、この珪素鋼板を純水素雰囲気中の最終焼鈍炉にて
７時間保持した。このような熱処理をした珪素鋼板の磁
気特性を調べた。

【０００５】

【表１】

【０００６】図２は最終焼鈍後の当該鋼板の磁気オリエ
ンテーションパーセントと急熱炉における温度との関係
をしめす。脱炭焼鈍のまま最終焼鈍した鋼の磁気オリエ
ンテーションは低いが、急加熱処理を施した鋼のそれは
その温度の増加とともに著しく上昇している。これは脱
炭焼鈍後の多数の一次再結晶粒のうちゴス方位結晶粒が
急熱炉処理により二次再結晶粒の成長核として著しく活
性化されたことに起因する。この活性化は理論的には高
温に加熱されるほど顕著になるはずであるが、事実上９
１０℃への急加熱により磁気特性は最高となり、これ以
上の高温度への加熱は磁気特性の低下をきたす。著しい
高温への急加熱は逆に有害となる。これは急熱炉の温度
上昇にともない、ＭｎＳなどの第二相粒子が粗大化し、
またその数が減少するため、最終高温焼鈍における二次
再結晶に必要な正常結晶粒成長の抑止力が低下し、ゴス
方位二次再結晶粒を生成させるための駆動力が消失する
からである。図２中の曲線１および２は急加熱中にそれ
ぞれ５％および１０％の引っ張り加工を鋼板に導入した
場合の最終焼鈍後の磁気オリエンテーションと急加熱温
度との関係を示す。この場合の磁気特性も急加熱温度の
上昇とともに増加している。その効果の存在する温度範
囲は加工しない場合に比べて拡大している。

【０００７】

【作用】表２には表１に示した珪素鋼に脱炭焼鈍後本発
明法である９１０℃で１０秒間の急加熱処理を施した最
終製品の磁気特性を従来法鋼のそれと比較して示す。

【０００８】

【表２】

【０００９】発明法による珪素鋼板の磁気特性は従来法
鋼に比べて、著しく優れている事が分かる。結論とし
て、本発明による脱炭焼鈍直後の急速瞬間加熱の適用は
珪素鋼製品の磁気特性を顕著に向上させる。なお、本発
明は脱炭焼鈍温度を通常より上昇せしめることを規定し
ているＵＫ．Ｐａｔ．１５２１６８０と混同される恐れ
がある。その発明が示したことは脱炭焼鈍温度の上昇に
より軽微の磁気特性の向上が得られ、ＪＩＳ規格Ｇ１０
程度の中品質の珪素鋼板の製造に適用されうるにすぎな
い。また、同法は確実に有効な方法として一般には使用
されていないことは周知の事実である。これは脱炭が完
了する以前に温度を上昇させても正常結晶粒の成長があ
まねく促進されるだけで、特定のゴス方位結晶粒を活性
化することにはならないからである。脱炭を確実に完了
し、しかる後に急速に本発明の温度範囲に加熱、保持す
ることが肝要である。また、本発明では脱炭焼鈍温度は
ＵＫ．Ｐａｔ．１５２１６８０とは逆に低く規定してい
る。これは脱炭後の平均結晶粒径の増加を抑止するもの
である。なぜならば、平均結晶粒が小さい方が急加熱に
よるゴス方位結晶粒の活性化がより顕著になるからであ
る。

【００１０】

【発明の効果】本発明は従来法あるいは先行発明法によ
って製造される方向性珪素鋼板のいかんに拘らず、最終
高温焼鈍においてゴス方位二次再結晶粒の優先成長を容
易成らしめ、その磁気特性を著しく改善するものであ
る。また、本発明法の効果は生来磁気特性の低い珪素鋼
に対してより顕著である。そのため、製品内での磁気特
性変動の減少すなわち品質の安定化および品質管理の容
易化に寄与するところが極めて大きい。本発明の設備で
ある急速瞬間加熱炉はスズメッキ鋼板のリフロウー炉に
見られるように安価であり、容易に既存設備への付加も
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の急速瞬間加熱炉の設置位置を模式的に
示す。工程１は熱間圧延珪素鋼帯の均質化焼鈍、工程２
は第一次冷間圧延、工程３は中間焼鈍、工程４は第二次
冷間圧延、工程５は脱炭焼鈍、工程６は本発明の急速瞬
間加熱、工程７は最終高温焼鈍を示す。

【図２】本発明の急速瞬間加熱の金属学的効果を示す。
曲線１，２および３は加熱中にそれぞれ引き張り歪みを
０％，５％，および１０％”付加した珪素鋼板の磁気オ
リエンテーシヨンと５秒間の急速瞬間加熱温度との関係
を示す。曲線４は曲線１で示される０％の引張り歪みを
付加した珪素鋼の二次再結晶粒の粒度番号（原寸のま
ま）を急速瞬間加熱炉の温度の関数として示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項 １】約３％の珪素量を含有する方向性珪素鋼
   板を製造するにあたり、１ないし２回の冷間圧延後、７
   ５０から８５０℃での脱炭焼鈍に引き続いて、誘導ある
   いは通電により、鋼板を２０℃／ｍｉｎ以上の加熱速度
   で１０％以下の引っ張り歪みを与えながら８６０から９
   ８０℃に加熱し、６０秒間以内保持後、１０℃／ｍｉｎ
   以上の速度で冷却することにより、その後の最終高温焼
   鈍において、高密度のゴス方位二次再結晶粒を生成さ
   せ、高磁束密度方向性珪素鋼板を製造する方法。