JPH10273725A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鉄損が低く磁束密度の高い方向性電磁鋼板を、
低コストで安定して製造する方法を提供すること。 【解決手段】Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．５〜４
％、Ｍｎ：１〜５％、Ｓ：０．０１％以下、Ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．００３〜０．０３％、Ｎ：０．００１〜０．０
１％を含み、かつ、ＳｉとＭｎがＳｉ（％）−０．５×
Ｍｎ（％）≦２の関係を満たす鋼を、熱間圧延し、圧下
率４０〜９０％の１回冷延法または中間焼鈍を含み２回
目の圧下率が５５〜８０％である２回冷延法で冷延し、
一次再結晶焼鈍し、８２５〜１０５０℃で４〜２００時
間仕上焼鈍する製造方法であって、仕上焼鈍温度への加
熱の途中で、２％以上の窒素を含有する非酸化性雰囲気
中において７００〜８２５℃の範囲の温度で２〜４８時
間保持する製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器、発電機、
電動機等の鉄心材料及び磁気シールド材等に広く用いら
れる方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は、ゴス方位と呼ばれる
｛１１０｝＜００１＞方位を主方位とする結晶配向を持
ち、圧延方向に優れた励磁特性と鉄損特性を有する軟磁
性材料である。

【０００３】方向性電磁鋼板は一般には、Ｓi を３重量
％（以下、化学組成の％表示は重量％を意味する）程度
含有する鋼のスラブを１３００℃以上に加熱して熱間圧
延し、そのままあるいは焼鈍（熱延板焼鈍）を施した
後、１回または中間焼鈍を挟んだ２回以上の冷間圧延を
施して最終板厚とする。その後脱炭処理を伴う連続焼鈍
を施して一次再結晶させた後、焼付き防止のための焼鈍
分離剤を塗布してコイル状に巻取り、高温で仕上焼鈍を
おこななう（以下、コイル状に巻いた鋼板を単に「コイ
ル」と記す）。

【０００４】ここで、一次再結晶焼鈍の目的は、仕上焼
鈍時にゴス方位への集積度が高い集合組織を形成し易い
一次再結晶集合組織を形成することであり、８００〜８
５０℃前後で焼鈍される。仕上焼鈍の目的は、一次再結
晶した鋼板をさらに二次再結晶させてゴス方位に集積し
た集合組織を形成することと、インヒビターと呼ばれる
析出物を除去することにある。インヒビターは、一般的
には微細に分散させた硫化物や窒化物であり、二次再結
晶時にゴス方位を持つ結晶粒を選択的に成長させるため
に用いる。最終製品においてはこれらの析出物は磁気特
性を悪くするので、二次再結晶終了後に高温焼鈍を施し
てインヒビターを除去する。インヒビターを除去するた
めの高温焼鈍は純化焼鈍とも呼ばれ、良好な磁気特性を
得るためには必須の工程である。

【０００５】こうして製造される方向性電磁鋼板は、そ
の製造過程で１３００℃以上の高温でのスラブ加熱や、
最終の冷間圧延後の連続脱炭焼鈍、さらには１１００℃
以上の高温での仕上焼鈍などの特殊な製造工程が必要で
あるので極めてコストが高くなる。これらの特殊な製造
工程に起因したコスト問題を解決すべく、従来から種々
の研究開発が進められている。

【０００６】例えば、Ｓｉ：１．５〜３％、Ｍｎ：１〜
３％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００３〜０．０１５％で、か
つ、Ｓｉ（％）−０．５×Ｍｎ（％）≦２．０およびＣ
＋Ｎ≦０．００２０％、Ｓ≦０．０１％であることを特
徴とする方向性電磁鋼板と、Ｃ≦０．０１％、Ｎ：０．
００１〜０．０１０％で、ＣとＮ以外は上記と同じ成分
である鋼を窒素含有雰囲気中で８２５〜９２５℃で４〜
１００時間保持し、さらに水素雰囲気中で９２５℃を超
え、１０５０℃以下の温度域で４〜１００時間の仕上焼
鈍を施す方向性電磁鋼板の製造方法とが特開平５−９６
６６号公報に提案されている。

【０００７】また、一層の低鉄損を狙った、Ｓｉ：３．
０％を超えて４．０％以下、Ｍｎ：２．０％を超えて
４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００３〜０．０１５
％で、かつＳｉ（％）−０．５×Ｍｎ（％）≦２．０で
あることを主な特徴とする方向性電磁鋼板と、上記の組
成の鋼を窒素含有雰囲気中で８２５〜９２５℃で４〜１
００時間保持し、さらに水素雰囲気中で９２５℃を超え
１０５０℃以下の温度域で４〜１００時間焼鈍する製造
方法が特開平５−５１７０５号公報に提案されている。
いずれの方法も脱炭連続焼鈍を必要とせず、インヒビタ
ーには窒化物を用い、スラブ加熱や仕上焼鈍が低温で可
能であることなどが示されており、方向性電磁鋼板の製
造コスト低減に有効な方法である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、省エネルギ−の
気運が一段と高まってきており、方向性電磁鋼板に対し
てはその鉄損の低減や磁束密度の向上など、磁気特性の
改善が強く要望されている。特開平５−９６６６号公報
や、特開平５−５１７０５号公報に記載されている方法
は製造コストを低減するのに有効な方法である。しかし
この方法では、コイルの一部に磁気特性が劣る部分が局
部的に発生して、磁気特性が良好な製品の歩留まりがよ
くない場合があるのが問題である。

【０００９】本発明が解決しようとする課題は、磁気特
性の変動を抑制して、鉄損が低く磁束密度の高い方向性
電磁鋼板を、低コストで安定して製造する方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は下記
（１）おおび（２）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法
にある。 （１）重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．５〜
４．０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｓ：０．０１％以
下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００３〜０．０３％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％を含み、かつ、ＳｉとＭｎがＳｉ
（％）−０．５×Ｍｎ（％）≦２．０の関係を満たし、
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成のス
ラブを、熱間圧延のまま、または熱間圧延後に焼鈍した
後、圧下率４０〜９０％で冷間圧延し、さらに６５０〜
１０００℃の焼鈍温度までの加熱を１℃／秒以上で急速
加熱する一次再結晶焼鈍および８２５〜１０５０℃の焼
鈍温度で４〜２００時間保持する仕上焼鈍をおこなう方
向性電磁鋼板の製造方法であって、仕上焼鈍温度への加
熱の途中で、２体積％以上の窒素を含有する非酸化性雰
囲気中において７００℃以上８２５℃未満で２〜４８時
間保持することを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方
法。

【００１１】（２）冷間圧延が、中間焼鈍を挟む２回の
冷間圧延でおこなわれ、２回目の冷間圧延の圧下率が５
５〜８０％であることを特徴とする上記（１）に記載の
方向性電磁鋼板の製造方法。

【００１２】方向性電磁鋼板はコイル状で製造され、需
要家で種々の寸法に裁断されて使用される。磁気特性
は、コイル全長における特性変動を含めて評価されるの
で、磁気特性向上のためには、コイル内での磁気特性の
変動を少なくすることが重要な課題となる。

【００１３】本発明者らは、方向性電磁鋼板の磁気特性
を向上させるために、方向性電磁鋼板製造時にコイル内
で磁気特性が変動する原因と改善策を検討した。その結
果、二次再結晶時に生じるゴス方位への集積度に大きく
影響するインヒビター効果がコイル内で変動することが
磁気特性変動の原因になっていることが判明した。イン
ヒビターは、二次再結晶時にゴス方位を持つ結晶粒を選
択的に成長させるために用いるものであるから、二次再
結晶初期段階において適切な状態のインヒビターを均一
に分布させることが磁気特性の変動を抑制するのに重要
である。

【００１４】本発明の製造方法では、インヒビターとし
てＡｌＮ等の窒化物を用いる。窒化物となるＮとしては
主としてスラブ段階で鋼に含有されているＮが用いられ
るが、インヒビター効果を強めるために、仕上焼鈍時に
雰囲気ガスから鋼板に吸収させたＮも活用する。したが
ってインヒビターを均一に分布させるには、鋼板表面で
の吸窒反応とＡｌＮの析出反応が焼鈍時にコイル全体で
均一におこなわれるようにすることが重要となる。この
ためには、吸窒反応が生じる時の鋼板の温度や雰囲気ガ
スの組成がコイル全体を通じて同一の状態になるように
するのが望ましい。

【００１５】仕上焼鈍は質量の大きいコイルを箱焼鈍炉
で加熱して施される。加熱時には外部の熱源からコイル
に熱が供給される。このため、コイルの外周部分、内周
部分あるいはコイルの端面等では急速に加熱されるが、
コイルの巻き厚方向中央部でかつ鋼板の幅方向中央部
（以下、この部分を単に「コイル中心部」と記す）では
昇熱が遅れる。このためコイル内の温度分布が不均一に
なる。また、鋼の熱膨張現象によりコイルの中心部では
鋼板間の面圧が高くなり、鋼板間の隙間が小さくなるの
でこの部分での雰囲気ガスとしての窒素ガスの拡散が阻
害され、鋼板への吸窒反応性が低下する。昇温の遅れと
吸窒反応性の低下が影響してコイルの中心部ではインヒ
ビターの形成が不十分になりやすい。

【００１６】本発明の製造方法では、仕上焼鈍時にコイ
ルを昇温する途中で所定の時間、温度を一定に保持して
コイル内の温度分布と鋼板間の面圧を均一にさせる。こ
れにより、鋼板表面での吸窒反応と鋼板内部での窒化物
形成反応が均一におこなえるようになるのでコイル内の
インヒビター効果が均一になり、磁気特性の変動が抑制
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の詳細を以下
に述べる。なお、以下に記す化学組成の％表示は重量％
を意味する。

【００１８】（Ａ）スラブの化学組成 Ｃ：製品に残存すると鉄損を損なうのでＣ含有量は少な
いほど好ましい。素材となる鋼のＣ含有量がスラブの段
階で０．０１％以下であれば、連続焼鈍による一次再結
晶焼鈍を脱炭焼鈍としなくても磁気特性への悪影響は小
さい。このため、Ｃ含有量は０．０１％以下とする。望
ましくは０．００５％以下である。

【００１９】Ｓｉ：鋼板の固有抵抗を高め、渦電流損を
低下させて鉄損を低減させる作用がある。本発明が狙い
とする低鉄損を得るために１．５％以上Ｓｉを含有させ
る。他方、４．０％を超えて含有させると加工性が著し
く低下して冷間圧延が困難となる。このため、Ｓｉ含有
量は１．５〜４．０％の範囲とする。

【００２０】Ｍｎ：Ｓｉと同様に鋼板の固有抵抗を高
め、渦電流損を低下させて鉄損を低減させるのに有効な
元素である。本発明では鉄損を低減させるためにＭｎを
１．０％以上含有させる。他方、過剰に含有させると冷
間圧延性を損なうのでその上限を５．０％とする。

【００２１】さらに本発明では、Ｍｎ含有量とＳｉ含有
量とを関連させて規制する。優れた磁気特性を実現する
には、仕上焼鈍の段階でゴス方位への集積度の高い二次
再結晶を安定して実現させることが重要である。このた
めには、熱延鋼板の結晶組織を微細化し、均質化する必
要がある。その手段として、結晶構造の再配列にともな
って組織の微細化と均質化が促進されるα−γ変態を活
用する。

【００２２】α−γ変態の発生はフェライト形成元素で
あるＳｉ含有量とオーステナイト形成元素であるＭｎ含
有量とのバランスで決まるから、Ｍｎの含有量はＳｉ含
有量と関連させて決める必要がある。本発明では、Ｓｉ
（％）−０．５×Ｍｎ（％）≦２．０となるようにＭｎ
を含有させる。この値が２．０を超えるとフェライト単
相鋼となり、α−γ変態が生じない。

【００２３】Ｓ：Ｍｎと結合してＭｎＳを形成する。製
品段階で多量のＭｎＳ粒子が鋼中に残存すると鉄損が劣
化する。このため、Ｓは少ないほど好ましく、その含有
量は０．０１％以下とする。なお、鉄損低減の観点から
０．００５％以下であればなお好ましい。

【００２４】ｓｏｌ．Ａｌ：ゴス方位の結晶を発達させ
るのに重要なインヒビターとなるＡｌＮ、（Ａｌ、Ｓ
ｉ）Ｎ、（Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ）Ｎ等の窒化物を形成させ
るために添加する。ｓｏｌ．Ａｌの含有量が０．００３
％に満たない場合には十分なインヒビター効果が得られ
ない。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０３％を超えるとイン
ヒビター量が過剰になり、その分散状態も不適切になる
ので二次再結晶挙動が不安定になる。このため、ｓｏ
ｌ．Ａｌの含有量は０．００３〜０．０３％の範囲とす
る。

【００２５】Ｎ：インヒビタ−となる窒化物を形成する
ので、２次再結晶が完了するまでは必要な元素である。
スラブ段階でのＮ含有量が０．００１％に満たない場合
には窒化物の析出量が少なすぎて所望のインヒビタ−効
果が得られず、０．０１％を超えて含有させてもその効
果は飽和する。このため、Ｎ含有量の範囲は０．００１
〜０．０１％とする。

【００２６】製品段階で窒化物が存在すると磁気特性は
悪くなる。スラブ段階でのＮ含有量が０．０１％以下で
あれば、仕上焼鈍時に吸収されるＮ分を含めて、純化焼
鈍時に、磁気特性への悪影響が少ない０．００６％以下
にまで鋼のＮ含有量を低減できる。

【００２７】（Ｂ）製造方法 本発明の製造方法では、上記（Ａ）に記載した化学組成
を有するスラブを熱間圧延して熱延鋼板とする。この熱
延鋼板はショットブラスト、酸洗等の手段で表面の酸化
皮膜を除去された後冷間圧延され、一次再結晶焼鈍およ
び仕上焼鈍が施される。

【００２８】スラブは、転炉、電気炉等で製造した溶鋼
に、必要に応じて真空脱ガス等の処理を施した後、連続
鋳造法または鋼塊にした後分塊圧延する方法などにより
製造される。

【００２９】熱間圧延条件については特別な制約はな
い。しかし、スラブ加熱時のスケールロスを低減するた
めにスラブの加熱温度は１２７０℃以下とするのが好ま
しい。冷間圧延前に、熱延鋼板に焼鈍を施してもよい。
冷間圧延前に熱延鋼板を焼鈍すれば、窒化物の分散状態
が適切になり結晶組織も再結晶により均質になるので、
二次再結晶時にゴス方位が安定して形成される。熱延鋼
板を焼鈍する時期は、酸化皮膜の除去前、除去後、いず
れでもかまわない。熱延鋼板の焼鈍方法は連続焼鈍法、
箱焼鈍法いずれでも構わない。

【００３０】冷間圧延は１回の冷間圧延または、中間焼
鈍を挟む２回の冷間圧延でおこなう（それぞれの冷間圧
延方法を、以下、単に「１回冷延法」または「２回冷延
法」と記す）。冷間圧延はいずれの方法でも構わない
が、板厚が薄い方向性電磁鋼板を製造する場合には２回
冷延法で圧延するのが経済性に優れるので好ましい場合
がある。また、磁気特性も２回冷延法の方が安定して良
好な場合がある。しかし、板厚がそれほど薄くない場合
には１回冷延法の方が製造工程が短いので経済性に優れ
る。

【００３１】１回冷延法：酸洗と、必要により焼鈍を施
した熱延鋼板を１回の冷間圧延によって、所定の製品板
厚まで圧延する。この時の冷間圧延の圧下率は４０〜９
０％の範囲とする。圧下率が４０％に満たない場合、お
よび、９０％を超える場合には、一次再結晶焼鈍の時に
良好な一次再結晶集合組織が得られない。また、９０％
を超えて圧延するのは、圧延荷重が過大になって圧延作
業が困難になり、作業能率や歩留まりが低下して経済性
に欠ける。良好な一次再結晶集合組織を得るには圧下率
を６０〜９０％とするのがより好ましい。

【００３２】２回冷延法：酸洗と、必要により焼鈍を施
した熱延鋼板を、中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延で所定
の製品板厚まで圧延する。２回冷延法における１回目の
圧延時の圧下率に特段の制限はない。ただ、２回目の圧
延時の圧下率は、以下に述べるような理由で５５〜８０
％の範囲とするのが好ましいので、１回目の圧延後の板
厚は２回目の圧下率が上記の範囲になるように決める必
要がある。１回目の圧延の後におこなう中間焼鈍の方法
は、連続焼鈍法でも箱焼鈍法でもよい。中間焼鈍条件
は、連続焼鈍法であれば焼鈍温度：７７０〜１０００
℃、焼鈍時間：１０秒〜５分が好ましく、箱焼鈍法であ
れば、焼鈍温度：６５０〜７７０℃、焼鈍時間：５〜２
０時間とすろのがよい。

【００３３】中間焼鈍に引き続いて２回目の冷間圧延を
おこない、所定の製品板厚に圧延する。２回目の冷間圧
延においては、１回目の圧延後の板厚に対して５５〜８
０％の圧下率で圧延するのが好ましい。２回目の冷間圧
延の圧下率が５５％に満たない場合には２次再結晶組織
のゴス方位への集積度が不十分になり磁気特性が好まし
くない。８０％を超えると一次再結晶後の結晶粒径が小
さすぎて２次再結晶焼鈍後の磁束密度が好ましくない。

【００３４】冷間圧延に引き続き一次再結晶焼鈍を施
す。仕上焼鈍でゴス方位への集積度が高く、しかも二次
再結晶不良部が生じない安定した二次再結晶を生じさせ
るためには、一次再結晶焼鈍の焼鈍温度までの加熱速度
を１℃／秒の急速加熱でおこななう必要がある。加熱速
度が遅すぎると一次再結晶集合組織の中のゴス方位の量
が少なくなるので良好な二次再結晶集合組織が得られな
い。この意味で、仕上焼鈍前の一次再結晶焼鈍は連続焼
鈍方式でおこななうのが好適である。

【００３５】一次再結晶焼鈍の焼鈍温度は６５０〜１０
００℃の範囲とする。一次再結晶焼鈍の焼鈍温度が６５
０に満たない場合には一次再結晶が完了しないか、完了
したとしても結晶粒径が小さすぎて２次再結晶後の磁束
密度が低くて好ましくない。焼鈍温度が１０００℃を超
える場合には一次再結晶後の結晶粒径が大きくなりすぎ
て２次再結晶が生じにくくなる。一次再結晶焼鈍温度の
より好ましい範囲は８５０〜９５０℃である。焼鈍時間
は、一次再結晶後の結晶粒径を適正な範囲にするために
３０秒以上５分以下とするのがよい。一次再結晶焼鈍時
の雰囲気ガスの組成は非酸化性雰囲気が望ましい。

【００３６】一次再結晶焼鈍の後、８２５〜１０５０℃
で４〜２００時間焼鈍する仕上焼鈍をおこなう。この仕
上焼鈍温度への加熱の途中で、７００℃以上８２５℃未
満で２〜４８時間保持する（以下、この温度域での保持
を単に「低温保持」と記す）。そして、少なくともこの
低温保持の間の雰囲気ガスの組成は、窒素を２体積％以
上含有する非酸化性雰囲気とする（以下、雰囲気ガスの
組成を表す％表示は体積％を意味する）。

【００３７】加熱の途中で低温保持する目的は、昇温時
に生じるコイル内の温度分布の変動を減少させることに
よって焼鈍雰囲気から鋼板へのＮの吸収と鋼板内での窒
化物の形成をコイル全体にわたって均一におこなわせる
ためである。この処理を施すことによって、引き続きお
こなわれる２次再結晶次焼鈍時のインヒビター効果がコ
イル全体において均一に発揮され、ゴス方位がコイル全
体にわたって安定して形成され、磁気特性が良好な水準
に保たれる。

【００３８】コイル状で焼鈍される鋼板の温度は、通
常、熱電対をコイル表面（コイルの内外周部、コイルの
底面またはコイルの上面）に接触させたり、コイルに挟
み込んで測定される。本発明の製造方法では、温度の測
定方法は一般的におこなわれる方法でよく、特に限定す
るものではない。

【００３９】低温保持の温度が７００℃に満たない場合
には、鋼板表面での焼鈍雰囲気からのＮの吸収が遅くな
るので好ましくない。インヒビターは二次再結晶が始ま
る前に形成させておく必要があるので、低温保持する温
度は８２５℃未満とする。低温保持する時間が２時間に
満たない場合にはコイル内の温度が均一にならないう
え、Ｎの吸収量が不十分となり、インヒビター効果を良
好に均一に発揮させることが出来ない。保持時間が４８
時間を超えると低温保持する効果が飽和するので４８時
間を超えて保持するのは経済性を損なう。

【００４０】低温保持する時の雰囲気ガスの組成は、窒
素を２％以上含有する非酸化性雰囲気とする。雰囲気中
の窒素の含有率が２％に未たない場合には吸窒反応が不
十分なために２次再結晶に必要なインヒビタ−としての
窒化物を十分形成させることができない。望ましくは、
窒素を２％以上含み残りが水素で構成されている混合雰
囲気がよい。また、望ましくは加熱開始時から２次再結
晶完了までの間は上述の混合雰囲気とするのがよい。

【００４１】低温保持を施した後に仕上焼鈍温度である
８２５〜１０５０℃まで加熱し、４〜２００時間焼鈍す
る。焼鈍温度が８２５℃未満、または焼鈍時間が４時間
未満の場合には２次再結晶が不十分になり、良好な磁気
特性が得られない。焼鈍温度が１０５０℃を超えると結
晶の成長速度が速くなってインヒビタ−効果が発揮でき
なくなり、ゴス方位に集積した２次再結晶が生じにく
い。また、本発明が規定する化学組成の鋼はα−γ変態
現象があり、鋼の温度が１０５０℃を超えるとγ相に変
態する場合がある。このため、焼鈍温度の上限は１０５
０℃とする。焼鈍時間が２００時間を超えると磁気特性
改善効果が飽和する。これ以上焼鈍しても経済性を損な
うので焼鈍時間は２００時間以下とする。

【００４２】仕上焼鈍時の雰囲気ガスの組成は窒素を含
有する非酸化性雰囲気であればよい。望ましくは還元性
雰囲気がよいので、加熱開始から２次再結晶完了まで窒
素を２％以上含む水素との混合雰囲気がよい。さらに望
ましくは、２次再結晶完了後は還元性でかつ非窒化性の
雰囲気とするのがよく、１００％水素雰囲気中で焼鈍す
ればなお好ましい。

【００４３】なお、仕上焼鈍の前に焼鈍時の焼付きを防
止するための焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布することは、
通常の方向性電磁鋼板の製造法と同じである。焼鈍分離
材の組成や塗布量などは特に限定するものではない。仕
上焼鈍後の工程としては通常の方向性電磁鋼板と同様
に、焼鈍分離剤を除去した後必要に応じて絶縁コ−テイ
ングを施したり平坦化焼鈍をおこなう。

【００４４】

【実施例】

（実施例１）表１に示す化学組成からなるスラブを１２
００℃に加熱し、８５０℃の仕上温度で熱間圧延して重
量３トン、幅１０００ｍｍ、厚さ２．９ｍｍおよび２．
３ｍｍの熱延鋼板を得た。

【００４５】

【表１】

【００４６】これらの熱延鋼板を酸洗した後、２回冷延
法および１回冷延法によって方向性電磁鋼板を製造し
た。

【００４７】２回冷延法の場合は、厚さ２．９ｍｍの酸
洗済みの熱延鋼板を用いて、１回目の冷間圧延を圧下率
５２％で冷間圧延して厚さ１．３９ｍｍの板とし、７０
０℃で１０時間保持する中間焼鈍を箱焼鈍法で施し、２
回目の冷間圧延を圧下率７５％で施して厚さ０．３５ｍ
ｍの冷間圧延板を得た。１回冷延法の場合は、厚さ２．
３ｍｍの酸洗済みの熱延鋼板に６５０℃で１０時間保持
する熱延板焼鈍を施した後、１回の冷間圧延で厚さ０．
３５ｍｍに圧延した。圧下率は８４．８％である。

【００４８】これらの冷間圧延鋼板に、一次再結晶焼鈍
として５℃／秒で９００℃に加熱して４０秒間焼鈍する
連続焼鈍をおこなった。その後鋼板表面に焼鈍分離剤を
塗布してコイルに巻取り、窒素１５体積％、残り水素か
らなる混合雰囲気中で４０℃／時で昇温し、コイル外周
表面の温度が８００℃に達した後１５時間保持した。そ
の後２０℃／時で昇温して８８０℃で２４時間保持し、
雰囲気を水素１００％の雰囲気に変更して２０℃／時で
９５０℃に加熱して２４時間保持し、４０℃／時で常温
まで冷却した。その後、鋼板表面の焼鈍分離材を除去
し、８００℃での連続焼鈍による平坦化焼鈍をおこな
い、絶縁コーティングを施した。

【００４９】これらの鋼帯の両端部分を含む長さ方向合
計５個所から得た鋼板の各々の幅方向８個所から磁気測
定用の試験片を採取した。これらの試験片についてＪＩ
ＳＣ ２５５０に規定される方法で磁束密度Ｂ₈ （磁化
力８００Ａ／ｍにおける磁束密度、単位：Ｔ）と鉄損Ｗ
_17/50 （周波数５０Ｈ_Z 、最大磁束密度１．７Ｔの時の
鉄損、単位：Ｗ／ｋｇ）とを測定した。各コイル毎に得
られた４０個の測定値を平均した値を表１に示した。

【００５０】本発明の製造方法に規定する化学組成範囲
を満たす鋼Ａ〜Ｄは、磁束密度Ｂ₈が１．８０Ｔ以上、
鉄損Ｗ_17/50 が１．５０Ｗ／ｋｇ以下で良好である。鋼
ＤはＳi 、Ｍn 含有量が高いので鉄損が特に低い。これ
に対し、鋼ＥはＣ含有量が高すぎて２次再結晶が起こら
なかった。鋼ＦはＡｌ含有量が高すぎて２次再結晶が生
じなかった。鋼ＧはＳ含有量が高いために２次再結晶が
生じても鉄損が悪い。鋼ＨはＡｌが低すぎて２次再結晶
が不十分であった。鋼Ｉは、鋼Ｄよりも高合金の化学組
成であるにもかかわらず、Ｓｉ含有量とＭｎ含有量のバ
ランスが悪いために、純化焼鈍時にγ相が生成し磁気特
性が好ましくなかった。

【００５１】（実施例２）表１に記載の鋼Ａと同一の化
学組成のスラブを１１００℃に加熱し、仕上温度９００
℃で熱間圧延して重量７トン、厚さ２．３ｍｍ、幅８５
０ｍｍ厚の熱延鋼板を得た。これを酸洗し、６５０℃で
１０時間保持する熱延板焼鈍し、１回の冷間圧延で板厚
０．３５ｍｍの冷間圧延板を得た（圧下率：８４．８
％）。続いて、９２０℃で４０秒間焼鈍する連続焼鈍を
一次再結晶焼鈍としておこない、焼鈍分離剤を鋼板表面
に塗布し、窒素２５体積％、残り水素からなる雰囲気中
で４０℃／時で表２に記載の保持温度まで加熱して表２
に記載の時間その温度に保持した。その後２０℃／時で
９００℃に加熱して１０時間保持し、雰囲気ガスの組成
を１００体積％水素に変更してさらに３０時間保持した
後、４０℃／時で常温まで冷却した。その後焼鈍分離剤
を除去し、７５０℃での連続焼鈍による平坦化焼鈍をお
こない絶縁コーティングを施した。実施例１と同様の方
法で各コイルからそれぞれ４０個所から磁気測定用の試
験片を採取した。これらの試験片についてＪＩＳ Ｃ
２５５０に規定される方法に従って磁気特性を測定し
た。各コイル毎に得られた合計４０個の測定値の平均値
とＢ₈ が１．８０Ｔ以上である比率を表２に示した。

【００５２】

【表２】

【００５３】本発明の製造方法に規定する条件の範囲内
で製造した試番１〜４のコイルの特性平均値はいずれも
良好である。また、コイル内４０個所の測定位置の内９
５％以上が１．８０Ｔ以上の磁束密度（Ｂ₈ ）を有して
おり良好である。これに対し、試番５のように低温保持
をおこなわなかった場合や、試番６のように保持温度が
低すぎた場合等、本発明の規定する範囲を外れる場合に
は磁束密度（Ｂ₈ ）が１．８０Ｔ以上になる比率が低
く、好ましくない。

【００５４】（実施例３）表１に記載した鋼Ｂと同一の
化学組成からなるスラブを１２００℃に加熱し、８５０
℃の仕上温度で熱間圧延して重量３トン、幅１０００ｍ
ｍ、厚さ２．９ｍｍ熱延鋼板を得た。これらの熱延鋼板
を酸洗した後、実施例１に記載した２回冷延法と同一の
条件で冷間圧延し、同一の条件で連続焼鈍する一次再結
晶焼鈍を施した。その後、焼鈍分離剤を塗布し、表３に
記載した雰囲気中で４０℃／時で８００℃に加熱し１５
時間保持し、同じ組成の雰囲気中で２０℃／時で９００
℃に加熱して１０時間保持し、雰囲気ガスの組成を１０
０体積％水素に変更してさらに３０時間保持した後、４
０℃／時で常温まで冷却した。その後焼鈍分離剤を除去
し、７５０℃での連続焼鈍による平坦化焼鈍をおこなっ
た。実施例１と同様の方法で、各コイルの４０個所から
磁気測定用の試験片を採取した。これらの試験片につい
て実施例１と同様の方法で磁気特性を測定した。各コイ
ル毎に得られた４０個の測定値の平均値とを表３に示し
た。

【００５５】

【表３】

【００５６】本発明の製造方法に規定する条件の雰囲気
で保持した場合には、何れも良好な２次再結晶組織を示
し、磁気特性も良好な値を示した。一方、試番ｅの１０
０％Ａｒ雰囲気および試番ｆの１００％Ｈ₂では窒化が
起こらないために２次再結晶が不十分であり、磁気特性
が悪かった。

【００５７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、磁気特性が
優れ、かつ、特性変動が少ない方向性電磁鋼板が製造で
きる。本発明の製造方法は、高温のスラブ加熱、脱炭焼
鈍、高温の仕上焼鈍などの特殊な製造条件や設備を必要
としない。また、製造条件も厳しくないので製造歩留も
良く、極めて経済性に富む。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：
   １．５〜４．０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｓ：０．
   ０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００３〜０．０３％、
   Ｎ：０．００１〜０．０１％を含み、かつ、ＳｉとＭｎ
   がＳｉ（％）−０．５×Ｍｎ（％）≦２．０の関係を満
   たし、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組
   成のスラブを、熱間圧延のまま、または熱間圧延後に焼
   鈍した後、圧下率４０〜９０％で冷間圧延し、さらに６
   ５０〜１０００℃の焼鈍温度までの加熱を１℃／秒以上
   で急速加熱する一次再結晶焼鈍および８２５〜１０５０
   ℃の焼鈍温度で４〜２００時間保持する仕上焼鈍をおこ
   なう方向性電磁鋼板の製造方法であって、仕上焼鈍温度
   への加熱の途中で、２体積％以上の窒素を含有する非酸
   化性雰囲気中において７００℃以上８２５℃未満で２〜
   ４８時間保持することを特徴とする方向性電磁鋼板の製
   造方法。
2. 【請求項２】冷間圧延が、中間焼鈍を挟む２回の冷間圧
   延でおこなわれ、２回目の冷間圧延の圧下率が５５〜８
   ０％であることを特徴とする請求項１に記載の方向性電
   磁鋼板の製造方法。