JPH0649902B2 - 方向性けい素鋼板の鉄損改善方法 - Google Patents
方向性けい素鋼板の鉄損改善方法Info
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- JPH0649902B2 JPH0649902B2 JP60291846A JP29184685A JPH0649902B2 JP H0649902 B2 JPH0649902 B2 JP H0649902B2 JP 60291846 A JP60291846 A JP 60291846A JP 29184685 A JP29184685 A JP 29184685A JP H0649902 B2 JPH0649902 B2 JP H0649902B2
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- C21D8/12—Modifying 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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- C21D—MODIFYING 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
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、方向性けい素鋼板の鉄損改善方法に関し、
とくに該鋼板を鉄心として使用する変圧器等の電気機器
における効率の有利な向上を図ろうとするものである。
とくに該鋼板を鉄心として使用する変圧器等の電気機器
における効率の有利な向上を図ろうとするものである。
方向性けい素鋼板の鉄損を低減させるには、鋼板の二次
再結晶組織を(110)〔001〕方位に近づけることやSi量を
増量させる等の冶金学的方法が主に採用されてきた。し
かしながらこれ等の方法では、例えば、0.30mm厚の鋼板
では1.7テスラ、50Hzにおける鉄損W17/50を1.00W/kg以
下にすることが難しく、鉄損低減には自ら限度があっ
た。
再結晶組織を(110)〔001〕方位に近づけることやSi量を
増量させる等の冶金学的方法が主に採用されてきた。し
かしながらこれ等の方法では、例えば、0.30mm厚の鋼板
では1.7テスラ、50Hzにおける鉄損W17/50を1.00W/kg以
下にすることが難しく、鉄損低減には自ら限度があっ
た。
この他の方法としては鋼板厚を薄くする方法があり、現
在では0.20mm厚の鋼板も製造され使用されている。しか
しながら鋼板厚を薄くしても、例えば0.23mm厚の鋼板で
はW17/50が0.90W/kg程度が限界であった。
在では0.20mm厚の鋼板も製造され使用されている。しか
しながら鋼板厚を薄くしても、例えば0.23mm厚の鋼板で
はW17/50が0.90W/kg程度が限界であった。
（従来の技術） そこで冶金学的な手法以外に鉄損を改良する方法が種々
提案されている。
提案されている。
かかる冶金学的方法以外のうち主なものとしては、特公
昭57-2252号公報等に開示されているレーザービームを
照射する方法がある。この方法を用いることにより、従
来に較べ鉄損の大幅な低減が可能になったけれども、コ
スト高、作業性および安全性の点に問題があった。
昭57-2252号公報等に開示されているレーザービームを
照射する方法がある。この方法を用いることにより、従
来に較べ鉄損の大幅な低減が可能になったけれども、コ
スト高、作業性および安全性の点に問題があった。
（発明が解決しようとする問題点） ところで発明者らは先に、これらの問題を解決する手段
として、鋼板にプラズマ炎を放射する方法を開発し、特
願昭60-236271号において開示した。
として、鋼板にプラズマ炎を放射する方法を開発し、特
願昭60-236271号において開示した。
この発明は、上記したプラズマ炎放射による鉄損低減技
術をもう一歩押し進めた末に開発されたもので、良好な
鉄損低減効果を安定して得ることができる方法を提案す
ることを目的とする。
術をもう一歩押し進めた末に開発されたもので、良好な
鉄損低減効果を安定して得ることができる方法を提案す
ることを目的とする。
すなわち、この発明は、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素
鋼板の圧延方向に、引張応力σT(kg/mm2）および曲げ応
力σR(kg/mm2）のうちいずれか一方あるいはこれらの合
成応力を加えながら、鋼板の圧延方向と交わる方向に線
状にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ炎の放射ノ
ズルと鋼板との相対速度をS(mm/s)、プラズマ炎の電流
密度をI(A/mm2)とした場合に、次の関係式 を満足する条件下にプラズマ炎の放射を施すことを特徴
とする方向性けい素鋼板の鉄損改善方法である。
鋼板の圧延方向に、引張応力σT(kg/mm2）および曲げ応
力σR(kg/mm2）のうちいずれか一方あるいはこれらの合
成応力を加えながら、鋼板の圧延方向と交わる方向に線
状にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ炎の放射ノ
ズルと鋼板との相対速度をS(mm/s)、プラズマ炎の電流
密度をI(A/mm2)とした場合に、次の関係式 を満足する条件下にプラズマ炎の放射を施すことを特徴
とする方向性けい素鋼板の鉄損改善方法である。
ここで、相対速度Ｓとは、鋼板の圧延方向を横切る向き
において、次式 Ｓ＝ｖ１−Ｖ２cosθ ｖ１：放射ノズルの移動速度 ｖ２：鋼板の移動速度 θ ：放射ノズル移動方向と鋼板移動方向のなす角度 で表わされる速度である。即ち、放射ノズル又は鋼板の
いずれか一方のみが移動する場合は、その速度が相対速
度Ｓとなり、また、放射ノズルと鋼板が同一方向に移動
する場合は、 Ｓ＝ｖ１−ｖ２、逆方向に移動する場合は、 Ｓ＝ｖ１＋ｖ２となる。
において、次式 Ｓ＝ｖ１−Ｖ２cosθ ｖ１：放射ノズルの移動速度 ｖ２：鋼板の移動速度 θ ：放射ノズル移動方向と鋼板移動方向のなす角度 で表わされる速度である。即ち、放射ノズル又は鋼板の
いずれか一方のみが移動する場合は、その速度が相対速
度Ｓとなり、また、放射ノズルと鋼板が同一方向に移動
する場合は、 Ｓ＝ｖ１−ｖ２、逆方向に移動する場合は、 Ｓ＝ｖ１＋ｖ２となる。
以下、この発明を由来するに到った実験結果に基づき説
明する。
明する。
0.23mm、0.30mmの板厚をもつ仕上げ焼鈍済みの方向性け
い素鋼板を、半径60mmから6000mmのロール上に鋼板の圧
延方向をロールの円周方向に合わせて添わせることによ
って鋼板に曲げ応力σR(kg/mm2）を加えると共に、鋼板
の圧延方向に０〜30kg/mm2の引張応力σT(kg/mm2）を加
えつつ、プラズマ炎を鋼板の圧延方向に対し直角の向き
に放射間隔7.5mmで放射した。
い素鋼板を、半径60mmから6000mmのロール上に鋼板の圧
延方向をロールの円周方向に合わせて添わせることによ
って鋼板に曲げ応力σR(kg/mm2）を加えると共に、鋼板
の圧延方向に０〜30kg/mm2の引張応力σT(kg/mm2）を加
えつつ、プラズマ炎を鋼板の圧延方向に対し直角の向き
に放射間隔7.5mmで放射した。
このとき、ロール半径が小さい場合は張力を低くし、ま
た張力が高い場合はロール径を大きくすることにより鋼
板が塑性変形しない範囲でロール径、張力を選定した。
さらに平面上で引張応力だけを加える実験も行った。ロ
ールによる曲げ応力σＲは で与えられる。ここにＥは鋼板のヤング率(kg/mm2)、ｔ
は鋼板の板厚（mm）、Ｒはロール半径（mm）である。
た張力が高い場合はロール径を大きくすることにより鋼
板が塑性変形しない範囲でロール径、張力を選定した。
さらに平面上で引張応力だけを加える実験も行った。ロ
ールによる曲げ応力σＲは で与えられる。ここにＥは鋼板のヤング率(kg/mm2)、ｔ
は鋼板の板厚（mm）、Ｒはロール半径（mm）である。
またプラズマ炎は、0.05〜2.0mmのノズル穴径を持つノ
ズルから放射させ、ガスはArを用いた。プラズマ炎の出
力電流は、ノズル穴径が大きい程大きな電流を流せる
が、1A〜300Aの範囲で変えた。またノズルと鋼板との相
対速度Ｓは１mm/s〜4000mm/sの範囲で変化させた。これ
らの値を変えることにより相対速度Ｓとプラズマ電流密
度I(A/mm2)との比Ｓ／Ｉを0.001〜100の範囲で変化させ
て実験を行った。ここに電流密度とは、出力電流をノズ
ル穴断面積で除した値である。
ズルから放射させ、ガスはArを用いた。プラズマ炎の出
力電流は、ノズル穴径が大きい程大きな電流を流せる
が、1A〜300Aの範囲で変えた。またノズルと鋼板との相
対速度Ｓは１mm/s〜4000mm/sの範囲で変化させた。これ
らの値を変えることにより相対速度Ｓとプラズマ電流密
度I(A/mm2)との比Ｓ／Ｉを0.001〜100の範囲で変化させ
て実験を行った。ここに電流密度とは、出力電流をノズ
ル穴断面積で除した値である。
鋼板のプラズマ炎放射前後における鉄損W17/50を単板磁
器測定装置により測定し、プラズマ炎放射の効果を調べ
た。
器測定装置により測定し、プラズマ炎放射の効果を調べ
た。
得られた結果を第１図に示す。図中〇印は鉄損が0.02W/
kg以上向上した場合、一方×印は鉄損が変わらないか劣
化した場合を示している。
kg以上向上した場合、一方×印は鉄損が変わらないか劣
化した場合を示している。
同図より明らかなように、プラズマ炎放射による鉄損低
減効果はＳ／Ｉと引張張りないし曲げ応力の和σR＋σT
に依存し、Ｓ／ＩとσR＋σTとが次の関係式 の範囲を満足する場合にとりわけ優れたプラズマ炎放射
効果があることが判明した。
減効果はＳ／Ｉと引張張りないし曲げ応力の和σR＋σT
に依存し、Ｓ／ＩとσR＋σTとが次の関係式 の範囲を満足する場合にとりわけ優れたプラズマ炎放射
効果があることが判明した。
（作用） この発明のプラズマ炎放射に用いられる方向性けい素鋼
板は、仕上げ焼鈍済みであれば鋼板表面被膜の有無にか
かわらず用いることができる。即ち通常、仕上げ焼鈍後
の鋼板は仕上げ焼鈍中に生成されるフオルステライトを
主成分とする被膜でおおわれているが、この被膜の有
無、さらにはフオルステライト被膜上に塗布するりん酸
塩等を含む上塗りコーチングの有無にかかわらず用いる
ことができる。プラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向とほ
ぼ直角方向が望ましいが、直角方向に対し45゜以内なら
ばづれていてもかまわない。線状に放射する場合の線の
間隔は２mm〜30mmの範囲が好ましく、この範囲をはずれ
ると効果が小さいかかえって特性の劣化をまねく場合が
ある。応力を加える場合は、曲げ応力、引張応力さらに
はそれらの和が鋼板の降伏点を超える応力にならないよ
うに注意する必要がある。降伏点を超えた場合は特性の
著しい劣化を招く。
板は、仕上げ焼鈍済みであれば鋼板表面被膜の有無にか
かわらず用いることができる。即ち通常、仕上げ焼鈍後
の鋼板は仕上げ焼鈍中に生成されるフオルステライトを
主成分とする被膜でおおわれているが、この被膜の有
無、さらにはフオルステライト被膜上に塗布するりん酸
塩等を含む上塗りコーチングの有無にかかわらず用いる
ことができる。プラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向とほ
ぼ直角方向が望ましいが、直角方向に対し45゜以内なら
ばづれていてもかまわない。線状に放射する場合の線の
間隔は２mm〜30mmの範囲が好ましく、この範囲をはずれ
ると効果が小さいかかえって特性の劣化をまねく場合が
ある。応力を加える場合は、曲げ応力、引張応力さらに
はそれらの和が鋼板の降伏点を超える応力にならないよ
うに注意する必要がある。降伏点を超えた場合は特性の
著しい劣化を招く。
プラズマ炎の発生にはAr等の不活性ガスを用いるのが一
般的であるが、その他のガスを用いても良い。プラズマ
炎放射ノズルのノズル穴径は２mm以下が好適であり、ま
たプラズマ電流およびノズルと鋼板との相対速度はノズ
ルの寿命等を考慮して、前記した関係式を満足する範囲
のなかから適宜選ぶ。
般的であるが、その他のガスを用いても良い。プラズマ
炎放射ノズルのノズル穴径は２mm以下が好適であり、ま
たプラズマ電流およびノズルと鋼板との相対速度はノズ
ルの寿命等を考慮して、前記した関係式を満足する範囲
のなかから適宜選ぶ。
プラズマ炎放射により鉄損の低減する理由は、プラズマ
が放射された部分が磁気的に硬質になり、磁区の細分化
をおこしているためと推察される。
が放射された部分が磁気的に硬質になり、磁区の細分化
をおこしているためと推察される。
（実施例） 実施例１ 0.23mm厚の仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板を、半径
100mmのロール上に添わせ、かつ鋼板の圧延方向に５kg/
mm2の引張応力を付加しつつ、表１に示した電流密度Ｉ
およびノズルと鋼板との相対速度Ｓの条件下に、鋼板の
圧延方向に対し直角の向きに線状にプラズマ放射を施し
た。
100mmのロール上に添わせ、かつ鋼板の圧延方向に５kg/
mm2の引張応力を付加しつつ、表１に示した電流密度Ｉ
およびノズルと鋼板との相対速度Ｓの条件下に、鋼板の
圧延方向に対し直角の向きに線状にプラズマ放射を施し
た。
ここに鋼板のヤング率を用いて計算した合計応力は約21
kg/mm2であった。またプラズマトーチのノズル径は0.15
mm、電圧は30Ｖであった。ガスはArを使用した。
kg/mm2であった。またプラズマトーチのノズル径は0.15
mm、電圧は30Ｖであった。ガスはArを使用した。
表１に、プラズマ炎放射前後における鉄損特性について
調べた結果を併記する。
調べた結果を併記する。
同表より明らかなように、前掲の関係式を満足する条件
下にプラズマ炎放射を行った場合にとりわけ良好な低損
の低減が達成された。
下にプラズマ炎放射を行った場合にとりわけ良好な低損
の低減が達成された。
実施例２ 0.23mm厚の仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板を、半径
200mmのロール上に貼り付け、この鋼板に対し鋼板の圧
延方向と直角方向に線状にプラズマ炎を放射した。この
時鋼板表面の曲げ応力は８kg/mm2であった。また同種の
鋼板を曲げることなく、８kg/mm2の引張応力を加えまた
は加えずに、同様のプラズマ炎を放射した。
200mmのロール上に貼り付け、この鋼板に対し鋼板の圧
延方向と直角方向に線状にプラズマ炎を放射した。この
時鋼板表面の曲げ応力は８kg/mm2であった。また同種の
鋼板を曲げることなく、８kg/mm2の引張応力を加えまた
は加えずに、同様のプラズマ炎を放射した。
プラズマトーチのノズル径は0.1mmでガスはAr+H2を使用
した。ノズルと鋼板との相対速度Ｓおよび電流密度Ｉは
表２に示したとおりである。また放射間隔は８mmであ
る。
した。ノズルと鋼板との相対速度Ｓおよび電流密度Ｉは
表２に示したとおりである。また放射間隔は８mmであ
る。
表２に、放射前後の磁気特性を単板磁気試験装置で測定
した結果を併記する。
した結果を併記する。
同表に示したとおり、この発明に従う放射条件を満足す
る場合（試料No.２，６）にとりわけ優れた鉄損低減効
果が得られている。
る場合（試料No.２，６）にとりわけ優れた鉄損低減効
果が得られている。
（発明の効果） かくしてこの発明によれば、方向性けい素鋼板の鉄損を
著しく低減させることができ、ひいてはトランス等にお
ける鉄心のエネルギー損を格段に低減することが可能と
なった。
著しく低減させることができ、ひいてはトランス等にお
ける鉄心のエネルギー損を格段に低減することが可能と
なった。
第１図は、プラズマ炎放射による鉄損低減効果をＳ／Ｉ
とσR＋σTとの関係で示した図である。
とσR＋σTとの関係で示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 厚人 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板の圧延
方向に、引張応力σＴ（kg/mm2）および曲げ応力σ
Ｒ（kg/mm2）のうちいずれか一方あるいはこれらの合成
応力を加えながら、鋼板の圧延方向と交わる方向に線状
にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ炎の放射ノズ
ルと鋼板との相対速度をS(mm/s)、プラズマ炎の電流密
度をI(A/mm2)とした場合に、次の関係式 を満足する条件下にプラズマ炎の放射を施すことを特徴
とする方向性けい素鋼板の鉄損改善方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291846A JPH0649902B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 方向性けい素鋼板の鉄損改善方法 |
| US06/921,523 US4772338A (en) | 1985-10-24 | 1986-10-21 | Process and apparatus for improvement of iron loss of electromagnetic steel sheet or amorphous material |
| CA000521084A CA1325372C (en) | 1985-10-24 | 1986-10-22 | Process and apparatus for improvement of iron loss of electromagnetic steel sheet or amorphous material |
| DE8686308239T DE3678099D1 (de) | 1985-10-24 | 1986-10-23 | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der eisenverluste von blechen aus elektromagnetischem stahl oder aus amorphem material. |
| EP86308239A EP0220940B1 (en) | 1985-10-24 | 1986-10-23 | Process and apparatus for improvement of iron loss of electromagnetic steel sheet or amorphous material |
| KR1019860008936A KR910000009B1 (ko) | 1985-10-24 | 1986-10-24 | 전자기 강판 또는 비정질 재료의 철손 개선방법 및 장치 |
| US07/209,845 US4846448A (en) | 1985-10-24 | 1988-06-22 | Apparatus for improvement of iron loss of electromagnetic steel sheet or amorphous material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291846A JPH0649902B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 方向性けい素鋼板の鉄損改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62151516A JPS62151516A (ja) | 1987-07-06 |
| JPH0649902B2 true JPH0649902B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=17774171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60291846A Expired - Lifetime JPH0649902B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-12-26 | 方向性けい素鋼板の鉄損改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649902B2 (ja) |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP60291846A patent/JPH0649902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62151516A (ja) | 1987-07-06 |
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