JPH0772301B2 - 方向性けい素鋼板の鉄損低減方法 - Google Patents
方向性けい素鋼板の鉄損低減方法Info
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- JPH0772301B2 JPH0772301B2 JP60291848A JP29184885A JPH0772301B2 JP H0772301 B2 JPH0772301 B2 JP H0772301B2 JP 60291848 A JP60291848 A JP 60291848A JP 29184885 A JP29184885 A JP 29184885A JP H0772301 B2 JPH0772301 B2 JP H0772301B2
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- plasma flame
- grain
- nozzle
- steel sheet
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- 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
- C21D8/1294—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 involving a localised treatment
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- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、変圧器等に使用される方向性けい素鋼板の
鉄損を有利に低減させる方法に関するものである。
鉄損を有利に低減させる方法に関するものである。
方向性けい素鋼板は、主として変圧器その他の電気機器
の鉄心として用いられ、その磁気特性が良好であること
が要求される。特に鉄心として使用した際のエネルギー
損失すなわち鉄損が低いことが重要であり、近年のエネ
ルギー事情の悪化から特に鉄損の低い方向性けい素鋼板
に対する要求は一段と高まりつつある。
の鉄心として用いられ、その磁気特性が良好であること
が要求される。特に鉄心として使用した際のエネルギー
損失すなわち鉄損が低いことが重要であり、近年のエネ
ルギー事情の悪化から特に鉄損の低い方向性けい素鋼板
に対する要求は一段と高まりつつある。
これまでにも鉄損を減少させるために、結晶方位を（11
0）〔001〕方位により高度に揃えること、Si含有量を上
げることにより鋼板の電気抵抗を増加させること、さら
には不純物を低減させることなどが種々試みられてき
た。
0）〔001〕方位により高度に揃えること、Si含有量を上
げることにより鋼板の電気抵抗を増加させること、さら
には不純物を低減させることなどが種々試みられてき
た。
しかしながら、これらの治金学的な方法による鉄損の低
減は、近年の技術の向上によりほぼ限界に達している。
減は、近年の技術の向上によりほぼ限界に達している。
（従来の技術） そこで、治金学的な方法以外に鉄損を改善する方法が種
々提案されている。これらのなかで現在工業化されてい
るものは、特行昭57−2252号公報等に開示されているレ
ーザー照射による鉄線低減法である。この方法により、
鉄損の大幅な低減が可能とはなったが、装置が高価なこ
と、レーザー励起用ランプの寿命が短いこと等によるイ
ニシャルコスト及びランニングコストの増加が避げがた
い。また使用するレーザーは可視光でない場合が多く、
安全上の対策も欠かせない。
々提案されている。これらのなかで現在工業化されてい
るものは、特行昭57−2252号公報等に開示されているレ
ーザー照射による鉄線低減法である。この方法により、
鉄損の大幅な低減が可能とはなったが、装置が高価なこ
と、レーザー励起用ランプの寿命が短いこと等によるイ
ニシャルコスト及びランニングコストの増加が避げがた
い。また使用するレーザーは可視光でない場合が多く、
安全上の対策も欠かせない。
（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、上記のような欠点がなく、生
産性、作業性、安全性およびコストの面でより有利な手
段で著しく鉄損を低減させ得る方法として、プラズマ炎
の放射による方向性けい素鋼板の鉄損低減方法を特願昭
60−236271号において提案した。
産性、作業性、安全性およびコストの面でより有利な手
段で著しく鉄損を低減させ得る方法として、プラズマ炎
の放射による方向性けい素鋼板の鉄損低減方法を特願昭
60−236271号において提案した。
この発明は、上記の方法の実用性をさらに押し進めたも
ので、かかるプラズマ炎放射による鉄損低減技術を実際
に工場生産ラインに適用した場合に、安定した鉄損改善
効果を得るための方法を提案することを目的とする。
ので、かかるプラズマ炎放射による鉄損低減技術を実際
に工場生産ラインに適用した場合に、安定した鉄損改善
効果を得るための方法を提案することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、特願昭60−236271号において、ノズル
穴径2.0mm以下のノズルから、プラズマ炎の出力電流及
びプラズマ炎と鋼板との相対速度を適切に選び、鋼板の
圧延方向とほぼ直角方向にプラズマ炎を放射することに
より大幅な鉄損の低減が得られることを開示した。
穴径2.0mm以下のノズルから、プラズマ炎の出力電流及
びプラズマ炎と鋼板との相対速度を適切に選び、鋼板の
圧延方向とほぼ直角方向にプラズマ炎を放射することに
より大幅な鉄損の低減が得られることを開示した。
そこで発明者らはさらに、実操業においても安定した鉄
損の低減を図り得る条件を見出すべく、鋭意実験検討を
重ねた結果、プラズマ炎を放射するノズル先端と鋼板表
面との距離の変動をできるだけ小さくすることが、所期
した目的の達成に有効であることを新たに見出し、この
発明を完成するに至ったのである。
損の低減を図り得る条件を見出すべく、鋭意実験検討を
重ねた結果、プラズマ炎を放射するノズル先端と鋼板表
面との距離の変動をできるだけ小さくすることが、所期
した目的の達成に有効であることを新たに見出し、この
発明を完成するに至ったのである。
すなわちこの発明は、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼
板に、連続的にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ
炎を放射するノズル先端と該鋼板表面との距離の変動を
3mm以下に抑制することから成る方向性けい素鋼板の鉄
損低減方法である。
板に、連続的にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ
炎を放射するノズル先端と該鋼板表面との距離の変動を
3mm以下に抑制することから成る方向性けい素鋼板の鉄
損低減方法である。
以下、この発明を由来した実験結果に基づき具体的に説
明する。
明する。
板厚0.23m,0.30mmの仕上げ焼鈍済み方向性けい素鋼板の
表面に、ノズル穴径0.05〜2.0mmのトーチよりプラズマ
炎を放射した。プラズマ炎発生のためのガスはArを用
い、またプラズマ出力電流、ノズルと鋼板との相対速度
ならびにノズル先端と鋼板表面との距離を広範囲に変化
させた。なお、プラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向とほ
ぼ直角な向きに連続な線状に放射し、圧延方向における
放射間隔は7.5mmとした。
表面に、ノズル穴径0.05〜2.0mmのトーチよりプラズマ
炎を放射した。プラズマ炎発生のためのガスはArを用
い、またプラズマ出力電流、ノズルと鋼板との相対速度
ならびにノズル先端と鋼板表面との距離を広範囲に変化
させた。なお、プラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向とほ
ぼ直角な向きに連続な線状に放射し、圧延方向における
放射間隔は7.5mmとした。
鋼板のプラズマ炎放射前後における磁束密度1.7テス
ラ、周波数50Hzでの鉄損W17/50を単板磁気測定装置によ
り測定し、プラズマ炎放射の効果を調べた。
ラ、周波数50Hzでの鉄損W17/50を単板磁気測定装置によ
り測定し、プラズマ炎放射の効果を調べた。
上記した広範囲な実験結果から、プラズマ炎の出力電流
およびノズルと鋼板との相対速度を適切に選ぶことによ
って、大幅な鉄損低減が得られることが見出されたが、
発明者らはさらに考察をすすめたところ、鉄損低減効果
はノズル先端と鋼板面との距離にも依存し、最適距離か
らの変動が大き過ぎる場合には、十分な鉄損低減効果が
得られないことを新規に見出した。
およびノズルと鋼板との相対速度を適切に選ぶことによ
って、大幅な鉄損低減が得られることが見出されたが、
発明者らはさらに考察をすすめたところ、鉄損低減効果
はノズル先端と鋼板面との距離にも依存し、最適距離か
らの変動が大き過ぎる場合には、十分な鉄損低減効果が
得られないことを新規に見出した。
第１図に、ノズル穴径、出力電流およびノズルと鋼板と
の相対速度は異なるけれども、ノズル先端と鋼板表面と
の距離が最適の場合に、鉄損低減分ΔW17/50が0.05w/kg
以上となる各場合について、ノズル先端と鋼板表面との
距離の変動分（Δｌ）が鉄損低減効果（ΔW17/50）に及
ぼす影響について調べた結果を示す。ここにΔｌは最も
大きな鉄損低減効果の得られた距離を基準とし、この基
準点よりもノズルが鋼板に近づく場合は（−）符号で、
一方遠ざかる場合は（＋）符号で表した。なおΔW17/50
はプラズマ炎放射前の鉄損ΔW17/50（1.7T,50Hzにおけ
る鉄損）と放射後の鉄損W17/50との差である。
の相対速度は異なるけれども、ノズル先端と鋼板表面と
の距離が最適の場合に、鉄損低減分ΔW17/50が0.05w/kg
以上となる各場合について、ノズル先端と鋼板表面との
距離の変動分（Δｌ）が鉄損低減効果（ΔW17/50）に及
ぼす影響について調べた結果を示す。ここにΔｌは最も
大きな鉄損低減効果の得られた距離を基準とし、この基
準点よりもノズルが鋼板に近づく場合は（−）符号で、
一方遠ざかる場合は（＋）符号で表した。なおΔW17/50
はプラズマ炎放射前の鉄損ΔW17/50（1.7T,50Hzにおけ
る鉄損）と放射後の鉄損W17/50との差である。
鉄損低減効果が最大となる距離すなわち基準点は、プラ
ズマ放射に用いたノズルの穴径、出力電流およびノズル
と鋼板との相対速度により異なるけれども、第１図に示
したとおり、いずれの場合においても基準点からの距離
の変動が±3mm以内であればば0.02W/kg以上の鉄損低減
効果が得られることが判明した。
ズマ放射に用いたノズルの穴径、出力電流およびノズル
と鋼板との相対速度により異なるけれども、第１図に示
したとおり、いずれの場合においても基準点からの距離
の変動が±3mm以内であればば0.02W/kg以上の鉄損低減
効果が得られることが判明した。
一般に工場生産ラインにおいてプラズマ炎放射を実現す
る場合、鋼板のばたつきのため、放射ノズルと鋼板表面
との距離がある程度変動することは避けられないが、安
定した鉄損低減効果を得るためには、上記の実験結果よ
り、この変動幅を3mm以下に抑制する必要がある。
る場合、鋼板のばたつきのため、放射ノズルと鋼板表面
との距離がある程度変動することは避けられないが、安
定した鉄損低減効果を得るためには、上記の実験結果よ
り、この変動幅を3mm以下に抑制する必要がある。
ここに変動幅を3mm以下に抑制するためには、鋼板の圧
延方向に引張応力、曲げ応力のいずれかの応力あるいは
これらの合成応力を加えながらプラズマ炎を放射する方
法が有効である。その他、鋼板とノズル間距離をレーザ
ー等のセンサーで検出し、その信号をフィードバックし
てノズルを適正位置に移動させ、鋼板とノズル間距離を
一定に保つ方法もある。
延方向に引張応力、曲げ応力のいずれかの応力あるいは
これらの合成応力を加えながらプラズマ炎を放射する方
法が有効である。その他、鋼板とノズル間距離をレーザ
ー等のセンサーで検出し、その信号をフィードバックし
てノズルを適正位置に移動させ、鋼板とノズル間距離を
一定に保つ方法もある。
（作 用） プラズマ炎放射によって鉄損が低減する理由は、プラズ
マ炎が放射された部分が磁気的に硬質になり、それによ
って磁区が細分化されたためと考えられる。
マ炎が放射された部分が磁気的に硬質になり、それによ
って磁区が細分化されたためと考えられる。
この発明に用いる方向性けい素鋼板は、Mn S,Mn Se,AlN
及びSbなどをインヒビターとして含む熱延鋼板を、１回
または中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延により最終板厚
とした後、脱炭焼鈍を施し、次しでMg O主成分とする焼
鈍分離剤を塗布してから約1200℃の高温で仕上げ焼鈍を
施した鋼板であり、二次再結晶が完了している鋼板であ
る。
及びSbなどをインヒビターとして含む熱延鋼板を、１回
または中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延により最終板厚
とした後、脱炭焼鈍を施し、次しでMg O主成分とする焼
鈍分離剤を塗布してから約1200℃の高温で仕上げ焼鈍を
施した鋼板であり、二次再結晶が完了している鋼板であ
る。
通常、仕上げ焼鈍済みの鋼板はフォルステライト被膜で
覆われているが、この発明におけるプラズマ放射はかか
るフォルステライト被膜上からでもまたフォルステライ
ト被膜が無い状態、さらにはフォルステライト被膜上に
上塗りするりん酸塩を主成分とするコーチング被膜上か
ら行なっても良い。
覆われているが、この発明におけるプラズマ放射はかか
るフォルステライト被膜上からでもまたフォルステライ
ト被膜が無い状態、さらにはフォルステライト被膜上に
上塗りするりん酸塩を主成分とするコーチング被膜上か
ら行なっても良い。
またプラズマ炎の放射は鋼板の圧延方向と直角は方向が
望ましいが、その方向に対し45゜以内であればずれてい
てもかまわない。さらに圧延方向における放射間隔は2m
m〜30mmが望ましく、それ以外では効果が小さいか、む
しろ鉄損の劣化をまねく場合がある。
望ましいが、その方向に対し45゜以内であればずれてい
てもかまわない。さらに圧延方向における放射間隔は2m
m〜30mmが望ましく、それ以外では効果が小さいか、む
しろ鉄損の劣化をまねく場合がある。
なおプラズマ炎を発生するためのガスとしては、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
及び混合ガスを用いても構わない。プラズマ炎放射ノズ
ルのノズル穴径は2.0mm以下が好適である。
不活性ガスを用いるのが一般的であるが、その他のガス
及び混合ガスを用いても構わない。プラズマ炎放射ノズ
ルのノズル穴径は2.0mm以下が好適である。
（実施例） 実施例１ 板厚0.23mmの２つの仕上げ焼鈍済み方向性けい素鋼板コ
イル（Ａ），（Ｂ）の鉄損を連続鉄損測定装置を用いて
10mごとに測定した。その後、コイル（Ａ）について
は、半径100mmのロール上に添わせ、かつ鋼板の圧延方
向に5kg/mm2の引張応力を加えながら、このコイルヘプ
ラズマ炎をロール上で鋼板の圧延方向と直角な方向に線
状に放射した。この時、プラズマ炎放射ノズルと先端と
鋼板表面との距離の変動は最大0.8mmであった。
イル（Ａ），（Ｂ）の鉄損を連続鉄損測定装置を用いて
10mごとに測定した。その後、コイル（Ａ）について
は、半径100mmのロール上に添わせ、かつ鋼板の圧延方
向に5kg/mm2の引張応力を加えながら、このコイルヘプ
ラズマ炎をロール上で鋼板の圧延方向と直角な方向に線
状に放射した。この時、プラズマ炎放射ノズルと先端と
鋼板表面との距離の変動は最大0.8mmであった。
プラズマトーチのノズル径は0.15mmであり、ガスはArを
使用した。プラズマ炎の出力電流は7A、電圧は30Vであ
った。また、ノズルの走査速度は200mm/s、圧延方向の
放射間隔は8mmとした。
使用した。プラズマ炎の出力電流は7A、電圧は30Vであ
った。また、ノズルの走査速度は200mm/s、圧延方向の
放射間隔は8mmとした。
このようにしてプラズマ炎を放射したコイル（Ａ）をさ
らに、連続鉄損測定装置にかけ、プラズマ炎放射炎前に
測定した位置と同一位置についての鉄損を測定した。
らに、連続鉄損測定装置にかけ、プラズマ炎放射炎前に
測定した位置と同一位置についての鉄損を測定した。
プラズマ炎放射による鉄炎損減少分ΔW17/50（w/kg）の
最大値、最小値及び平均値を表１に示す。
最大値、最小値及び平均値を表１に示す。
一方、コイル（Ｂ）についても、コイル（Ａ）と同様な
方法でプラズマ炎を放射したが、ロールの真円度が悪
く、ノズル先端と鋼板表面との距離の変動は最大4.5mm
であった。この時のΔW17/50を比較例として表１に合せ
て示す。
方法でプラズマ炎を放射したが、ロールの真円度が悪
く、ノズル先端と鋼板表面との距離の変動は最大4.5mm
であった。この時のΔW17/50を比較例として表１に合せ
て示す。
表１に示した通り、Δlmaxが4.5mmと大きい場合には、
場所によるプラズマ炎放射の鉄損減少分のバラツキが大
きく、鉄損が減少しない部分もあったのに対し、Δlmax
を0.8mmとした発明例の場合、プラズマ炎放射を施すこ
とにより、鉄損はどの位置でも0.09W/kg以上減少し、平
均値も0.14W/kgと大幅な鉄損減少を示した。
場所によるプラズマ炎放射の鉄損減少分のバラツキが大
きく、鉄損が減少しない部分もあったのに対し、Δlmax
を0.8mmとした発明例の場合、プラズマ炎放射を施すこ
とにより、鉄損はどの位置でも0.09W/kg以上減少し、平
均値も0.14W/kgと大幅な鉄損減少を示した。
実施例２ 板厚0.23mmの２つの仕上げ焼鈍済み方向性けい素鋼板コ
イル（Ｃ），（Ｄ）の鉄損を連続鉄損測定装置により測
定したのち、鋼板に次のようにしてプラズマ炎の放射を
施した。放射は２台のロール間の平坦部で行なったが、
コイル（Ｃ）はレーザーセンサーを用いその信号をノズ
ル移動装置にフィードバックして鋼板表面とノズル先端
との距離を一定に保つようにした。この時の距離の変動
は最大0.5mmであった。
イル（Ｃ），（Ｄ）の鉄損を連続鉄損測定装置により測
定したのち、鋼板に次のようにしてプラズマ炎の放射を
施した。放射は２台のロール間の平坦部で行なったが、
コイル（Ｃ）はレーザーセンサーを用いその信号をノズ
ル移動装置にフィードバックして鋼板表面とノズル先端
との距離を一定に保つようにした。この時の距離の変動
は最大0.5mmであった。
一方、コイル（Ｄ）はセンサーを用いずにノズルは固定
して放射を行った。その結果、ノズル先端と鋼板表面と
の距離の変動は最大5.3mmであった。
して放射を行った。その結果、ノズル先端と鋼板表面と
の距離の変動は最大5.3mmであった。
プラズマトーチのノズル径は0.15mmであり、ガスはArを
使用した。プラズマ炎の出力電流は7A,電圧は30Vであっ
た。また、ノズルの操作速度は200mm/s、圧延方向にお
ける放射間隔は8mmとした。
使用した。プラズマ炎の出力電流は7A,電圧は30Vであっ
た。また、ノズルの操作速度は200mm/s、圧延方向にお
ける放射間隔は8mmとした。
このようにしてプラズマ炎を放射したコイル（Ｃ），
（Ｄ）をさらに、連続鉄損測定装置にかけ、プラズマ炎
放射前の測定位置と同一位置の鉄損を測定した。
（Ｄ）をさらに、連続鉄損測定装置にかけ、プラズマ炎
放射前の測定位置と同一位置の鉄損を測定した。
プラズマ炎放射による鉄損減少分ΔW17/50（W/kg）の最
大値、最小値及び平均値を表２に示す。
大値、最小値及び平均値を表２に示す。
表２に示した通り、Δlmaxが5.3mmと大きい場合には、
場所によるプラズマ炎放射の鉄損減少分のバラツキが大
きく鉄損が減少しない位置もあったのに対し、Δlmaxを
0.5mmとした発明例の場合は、プラズマ炎放射を施すこ
とにより鉄損はどの位置でも0.07W/kg以上減少し、平均
値も0.12W/kgと大幅な鉄損の低減が達成された。
場所によるプラズマ炎放射の鉄損減少分のバラツキが大
きく鉄損が減少しない位置もあったのに対し、Δlmaxを
0.5mmとした発明例の場合は、プラズマ炎放射を施すこ
とにより鉄損はどの位置でも0.07W/kg以上減少し、平均
値も0.12W/kgと大幅な鉄損の低減が達成された。
（発明の効果） かくして発明によれば、実際の工場生産ラインにおいて
も方向性けい素板の鉄損を安定して低減させることがで
きる。
も方向性けい素板の鉄損を安定して低減させることがで
きる。
第１図は、プラズマ炎放射ノズル先端と鋼板面との距離
の変動（Δ１）が鉄損低減効果（ΔW17/50）に及ぼす影
響を示したグラフである。
の変動（Δ１）が鉄損低減効果（ΔW17/50）に及ぼす影
響を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 甫朋 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 (56)参考文献 特開 昭59−229419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−56605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−89523（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、連
続的にプラズマ炎を放射するに際し、プラズマ炎を放射
するノズル先端と該鋼板表面との距離の変動を3mm以下
に抑制することを特徴とする方向性けい素鋼板の鉄損低
減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291848A JPH0772301B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 方向性けい素鋼板の鉄損低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291848A JPH0772301B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 方向性けい素鋼板の鉄損低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62151518A JPS62151518A (ja) | 1987-07-06 |
| JPH0772301B2 true JPH0772301B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17774198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60291848A Expired - Lifetime JPH0772301B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 方向性けい素鋼板の鉄損低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772301B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04307108A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Ebara Corp | 動圧軸受装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5656605A (en) * | 1979-10-13 | 1981-05-18 | Inoue Japax Res Inc | Treatment of magnetic material |
| JPS59229419A (ja) * | 1983-06-11 | 1984-12-22 | Nippon Steel Corp | 方向性電磁鋼板の鉄損特性改善方法 |
| GB8324643D0 (en) * | 1983-09-14 | 1983-10-19 | British Steel Corp | Production of grain orientated steel |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP60291848A patent/JPH0772301B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62151518A (ja) | 1987-07-06 |
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