JPH11315366A - 傾斜磁性材料の製造方法 - Google Patents
傾斜磁性材料の製造方法Info
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- JPH11315366A JPH11315366A JP12461998A JP12461998A JPH11315366A JP H11315366 A JPH11315366 A JP H11315366A JP 12461998 A JP12461998 A JP 12461998A JP 12461998 A JP12461998 A JP 12461998A JP H11315366 A JPH11315366 A JP H11315366A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】傾斜磁性材料の高周波磁気特性及び残留磁化特
性を長手方向でバラツキなく制御することができる傾斜
磁性材料の製造方法を提供する。 【解決手段】鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガ
ス雰囲気中で珪浸処理して鋼板の板厚方向にＳｉ濃度勾
配を有する傾斜磁性材料を連続して製造する工程と、こ
の工程の後段に鉄損計を配置して、少なくとも２種類の
異なる励磁条件で鉄損を測定する工程と、これらの測定
値に基づいて珪浸処理工程での製造条件を制御する工程
とを備えたＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造方
法。
性を長手方向でバラツキなく制御することができる傾斜
磁性材料の製造方法を提供する。 【解決手段】鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガ
ス雰囲気中で珪浸処理して鋼板の板厚方向にＳｉ濃度勾
配を有する傾斜磁性材料を連続して製造する工程と、こ
の工程の後段に鉄損計を配置して、少なくとも２種類の
異なる励磁条件で鉄損を測定する工程と、これらの測定
値に基づいて珪浸処理工程での製造条件を制御する工程
とを備えたＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波磁気特性に
優れ、残留磁束密度の低い傾斜磁性材料、特に、高珪素
鋼板（鋼帯）の製造方法に関する。
優れ、残留磁束密度の低い傾斜磁性材料、特に、高珪素
鋼板（鋼帯）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】浸珪法等で高珪素鋼帯を製造する場合、
そのＳｉ含有量を制御することは鋼帯の長手方向の品質
管理において重要な項目である。従来、鋼板のＳｉ濃度
を連続的に測定する方法としては鋼板の電気抵抗を測定
し、これをＳｉ濃度に換算する方法がある。しかし、こ
の測定方法は、鋼板板厚方向のＳｉ濃度を平均した値を
測定してしまうため、板厚方向にＳｉ濃度分布が存在
し、かつそのＳｉ濃度分布が高周波磁気特性及び残留磁
束密度に影響を与えてしまう傾斜磁性材料においては、
上記の電気抵抗測定法では品質管理が不可能である。
そのＳｉ含有量を制御することは鋼帯の長手方向の品質
管理において重要な項目である。従来、鋼板のＳｉ濃度
を連続的に測定する方法としては鋼板の電気抵抗を測定
し、これをＳｉ濃度に換算する方法がある。しかし、こ
の測定方法は、鋼板板厚方向のＳｉ濃度を平均した値を
測定してしまうため、板厚方向にＳｉ濃度分布が存在
し、かつそのＳｉ濃度分布が高周波磁気特性及び残留磁
束密度に影響を与えてしまう傾斜磁性材料においては、
上記の電気抵抗測定法では品質管理が不可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、異な
る励磁条件下で鉄損値を測定し、これら測定値に基づい
て珪浸処理工程での製造条件を制御することにより、傾
斜磁性材料の高周波磁気特性及び残留磁化特性を長手方
向でバラツキなく制御することができる傾斜磁性材料の
製造方法を提供するものである。
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、異な
る励磁条件下で鉄損値を測定し、これら測定値に基づい
て珪浸処理工程での製造条件を制御することにより、傾
斜磁性材料の高周波磁気特性及び残留磁化特性を長手方
向でバラツキなく制御することができる傾斜磁性材料の
製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（１） 鋼板を反応性Ｓ
ｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中で珪浸処理して鋼
板の板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連
続して製造する工程と、この工程の後段に鉄損計を配置
して、少なくとも２種類の異なる励磁条件で鉄損を測定
する工程と、これらの測定値に基づいて珪浸処理工程で
の製造条件を制御する工程とを備えたＳｉ濃度勾配を有
する傾斜磁性材料の製造方法。
ｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中で珪浸処理して鋼
板の板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連
続して製造する工程と、この工程の後段に鉄損計を配置
して、少なくとも２種類の異なる励磁条件で鉄損を測定
する工程と、これらの測定値に基づいて珪浸処理工程で
の製造条件を制御する工程とを備えたＳｉ濃度勾配を有
する傾斜磁性材料の製造方法。
【０００５】（２） 少なくとも２種類の異なる励磁条
件は、周波数及び／又は磁束密度が異なる励磁条件であ
る（１）に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の
製造方法。
件は、周波数及び／又は磁束密度が異なる励磁条件であ
る（１）に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の
製造方法。
【０００６】（３） 少なくとも２台の鉄損計を設置
し、第１の鉄損計の測定周波数条件が１ｋＨｚ以下で、
かつ測定磁束密度が０．５Ｔ以上、第２の鉄損計の測定
周波数条件が５ｋＨｚ以上で、かつ測定磁束密度が０．
５Ｔ以下である（２）に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾
斜磁性材料の製造方法。
し、第１の鉄損計の測定周波数条件が１ｋＨｚ以下で、
かつ測定磁束密度が０．５Ｔ以上、第２の鉄損計の測定
周波数条件が５ｋＨｚ以上で、かつ測定磁束密度が０．
５Ｔ以下である（２）に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾
斜磁性材料の製造方法。
【０００７】（４） １台の鉄損計を設置し、この鉄損
計の測定周波数条件が５ｋＨｚ以上の高周波領域で、か
つ測定磁束密度が０．３Ｔ以下の低磁束密度である
（１）に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製
造方法。
計の測定周波数条件が５ｋＨｚ以上の高周波領域で、か
つ測定磁束密度が０．３Ｔ以下の低磁束密度である
（１）に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製
造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
細に説明する。図１に示す装置は、鋼板の脱脂装置（図
示せず）と、脱脂された鋼板を加熱する加熱炉１と、こ
の鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中
で珪浸処理する浸珪処理炉２と、拡散処理炉３と、冷却
炉４と、絶縁皮膜塗布装置１２、乾燥・焼付装置１３と
を順に配置している。更に、冷却炉出側と絶縁皮膜塗布
装置１２の入側との間に鉄損値を測定するための鉄損計
５ａ，５ｂを配置している。鉄損計５ａ，５ｂからの出
力信号は、演算器９、１０、１１に入力しており、演算
器９からの制御信号は、上面ＳｉＣｌ2供給流量調整装
置６へ、演算器１０からの制御信号は、下面ＳｉＣｌ2
供給流量調整装置７へ、演算器１１からの制御信号は、
均熱炉ヒータ調整装置８に出力するようになっている。
細に説明する。図１に示す装置は、鋼板の脱脂装置（図
示せず）と、脱脂された鋼板を加熱する加熱炉１と、こ
の鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中
で珪浸処理する浸珪処理炉２と、拡散処理炉３と、冷却
炉４と、絶縁皮膜塗布装置１２、乾燥・焼付装置１３と
を順に配置している。更に、冷却炉出側と絶縁皮膜塗布
装置１２の入側との間に鉄損値を測定するための鉄損計
５ａ，５ｂを配置している。鉄損計５ａ，５ｂからの出
力信号は、演算器９、１０、１１に入力しており、演算
器９からの制御信号は、上面ＳｉＣｌ2供給流量調整装
置６へ、演算器１０からの制御信号は、下面ＳｉＣｌ2
供給流量調整装置７へ、演算器１１からの制御信号は、
均熱炉ヒータ調整装置８に出力するようになっている。
【０００９】次に図１の装置の作用を説明する。鋼板
は、例えば、図２に示すように、加熱炉１で１２００℃
まで加熱される。次いで浸珪炉２で反応性Ｓｉ化合物
（特に、SiCl4）を含む無酸化性ガス雰囲気中で１２０
０℃で加熱処理されてＳｉが鋼板表面から拡散される。
次いで、拡散処理炉４で所望のＳｉ濃度勾配となる条件
下で拡散処理される。その後鋼板両表面は、絶縁皮膜塗
布装置１２で絶縁皮膜塗布され、乾燥・焼付装置１３で
加熱乾燥されて、鉄損の改善と安定化が図られる。
は、例えば、図２に示すように、加熱炉１で１２００℃
まで加熱される。次いで浸珪炉２で反応性Ｓｉ化合物
（特に、SiCl4）を含む無酸化性ガス雰囲気中で１２０
０℃で加熱処理されてＳｉが鋼板表面から拡散される。
次いで、拡散処理炉４で所望のＳｉ濃度勾配となる条件
下で拡散処理される。その後鋼板両表面は、絶縁皮膜塗
布装置１２で絶縁皮膜塗布され、乾燥・焼付装置１３で
加熱乾燥されて、鉄損の改善と安定化が図られる。
【００１０】冷却炉４の出側に設けられた鉄損計５ａ．
５ｂは、それぞれ異なる励磁条件で鉄損を測定するもの
である。すなわち、本発明に係るＳｉ濃度勾配を有する
鋼板を、測定周波数条件が例えば１kHz 以下の鉄損計で
測定すると、この条件ではヒステリシス損が支配的であ
るため、均一なＳｉ濃度の鋼板よりも鉄損が高くなる。
他方、測定周波数条件が例えば５kHz 以上の鉄損計で測
定すると、この条件では渦電流損が支配的であるため、
均一なＳｉ濃度の鋼板よりも鉄損が低くなる。また、あ
る高周波励磁の場合に、低磁束密度領域では磁束が表層
の高Ｓｉ部に集中するが、高磁束密度領域では鋼板内部
まで磁束か流れる。このため、本発明に係るＳｉ濃度勾
配を有する鋼板は、低磁束密度領域では均一なＳｉ濃度
の鋼板よりも低鉄損特性を示し、高磁束密度領域では逆
に均一なＳｉ濃度の鋼板よりも高鉄損特性を示す。これ
らの知見に基づけば、同一磁束密度で周波数の異なる２
条件のの鉄損及び／又は同一周波数で磁束密度の異なる
２条件の鉄損を測定することにより、本発明で対しよう
としているＳｉ濃度勾配を有する鋼板のＳｉ濃度勾配を
求めることができる。この例では、第１の鉄損計５ａ
は、測定周波数条件が４００Ｈｚ以下、測定磁束密度が
０．５Ｔ以上、第２の鉄損計５ｂは、５ｋＨｚ以上、
０．５Ｔ以下とするのがよい。鉄損計５ａ，５ｂからの
測定値は、演算器９，１０，１１に入力される。演算器
９では、鉄損計５ａからΔＳｉ（表層Ｓｉ濃度と中心部
のＳｉ濃度との差）を求め、残留磁束密度を求める。ま
た、鉄損計５ａ，５ｂからΔＳｉと表層Ｓｉを求め、高
周波低鉄損を得る条件を求める。これから演算器９,10
が所定の値、例えば鉄損計５ａが１０Ｗ／ｋｇ超え、演
算器１０が所定の値、例えば鉄損計５ｂが８Ｗ／ｋｇ未
満となるようにＳｉＣｌ4流量を制御しながら、本発明
に係る傾斜磁性材料を製造する。鉄損計５ａ，５ｂの値
から演算器１１を通して拡散処理温度を均熱炉ヒータ調
整器８で制御し、ΔＳｉの最適化を図る。
５ｂは、それぞれ異なる励磁条件で鉄損を測定するもの
である。すなわち、本発明に係るＳｉ濃度勾配を有する
鋼板を、測定周波数条件が例えば１kHz 以下の鉄損計で
測定すると、この条件ではヒステリシス損が支配的であ
るため、均一なＳｉ濃度の鋼板よりも鉄損が高くなる。
他方、測定周波数条件が例えば５kHz 以上の鉄損計で測
定すると、この条件では渦電流損が支配的であるため、
均一なＳｉ濃度の鋼板よりも鉄損が低くなる。また、あ
る高周波励磁の場合に、低磁束密度領域では磁束が表層
の高Ｓｉ部に集中するが、高磁束密度領域では鋼板内部
まで磁束か流れる。このため、本発明に係るＳｉ濃度勾
配を有する鋼板は、低磁束密度領域では均一なＳｉ濃度
の鋼板よりも低鉄損特性を示し、高磁束密度領域では逆
に均一なＳｉ濃度の鋼板よりも高鉄損特性を示す。これ
らの知見に基づけば、同一磁束密度で周波数の異なる２
条件のの鉄損及び／又は同一周波数で磁束密度の異なる
２条件の鉄損を測定することにより、本発明で対しよう
としているＳｉ濃度勾配を有する鋼板のＳｉ濃度勾配を
求めることができる。この例では、第１の鉄損計５ａ
は、測定周波数条件が４００Ｈｚ以下、測定磁束密度が
０．５Ｔ以上、第２の鉄損計５ｂは、５ｋＨｚ以上、
０．５Ｔ以下とするのがよい。鉄損計５ａ，５ｂからの
測定値は、演算器９，１０，１１に入力される。演算器
９では、鉄損計５ａからΔＳｉ（表層Ｓｉ濃度と中心部
のＳｉ濃度との差）を求め、残留磁束密度を求める。ま
た、鉄損計５ａ，５ｂからΔＳｉと表層Ｓｉを求め、高
周波低鉄損を得る条件を求める。これから演算器９,10
が所定の値、例えば鉄損計５ａが１０Ｗ／ｋｇ超え、演
算器１０が所定の値、例えば鉄損計５ｂが８Ｗ／ｋｇ未
満となるようにＳｉＣｌ4流量を制御しながら、本発明
に係る傾斜磁性材料を製造する。鉄損計５ａ，５ｂの値
から演算器１１を通して拡散処理温度を均熱炉ヒータ調
整器８で制御し、ΔＳｉの最適化を図る。
【００１１】
【実施例】（実施例１）連続浸珪ラインの炉出側、コー
タとの間に、１０ｋＨｚ，０．１Ｔでの鉄損を測定する
連続鉄損計を設置した。０．３ｍｍ，３％Ｓｉ鋼板に浸
珪処理し、連続的に鉄存置を測定した。
タとの間に、１０ｋＨｚ，０．１Ｔでの鉄損を測定する
連続鉄損計を設置した。０．３ｍｍ，３％Ｓｉ鋼板に浸
珪処理し、連続的に鉄存置を測定した。
【００１２】浸珪処理炉の温度は、１２００℃、均熱温
度は、１１５０，１０００，９００℃の３ゾーンに分け
て設置した。ライン速度は１０m ｐｍ一定とし、ＳｉＣ
ｌ4流量を徐々に挙げ、鋼板板厚方向のＳｉ分布を変化
させ、鉄損値を測定した。表１に作成した試料のＥＰＭ
Ａによる板厚方向Ｓｉ分布調査結果を示す。また、表１
に連続鉄損計及びエプスタイン測定値を示す。表１の表
層Ｓｉ値には蛍光Ｘ線分析値を用いた。
度は、１１５０，１０００，９００℃の３ゾーンに分け
て設置した。ライン速度は１０m ｐｍ一定とし、ＳｉＣ
ｌ4流量を徐々に挙げ、鋼板板厚方向のＳｉ分布を変化
させ、鉄損値を測定した。表１に作成した試料のＥＰＭ
Ａによる板厚方向Ｓｉ分布調査結果を示す。また、表１
に連続鉄損計及びエプスタイン測定値を示す。表１の表
層Ｓｉ値には蛍光Ｘ線分析値を用いた。
【００１３】
【表１】 高周波鉄損は、表層Ｓｉ量：６．５％付近で最小値を示
す。上記結果は、表層Ｓｉ量の変化に伴う材料の鉄損変
化を良好に捉えており、連続製造を行う上で本条件での
鉄損測定が有効であることが分かる。板中央部でのＳｉ
量は、何れも３％であった。
す。上記結果は、表層Ｓｉ量の変化に伴う材料の鉄損変
化を良好に捉えており、連続製造を行う上で本条件での
鉄損測定が有効であることが分かる。板中央部でのＳｉ
量は、何れも３％であった。
【００１４】ライン速度やヒートパターンを固定するこ
とにより、ΔＳｉ量分布がある程度予測できる場合に
は、高周波鉄損のみのオンライン測定で所定の製品を製
造できる。 （実施例２)ライン速度とヒートパターン及びＳｉＣｌ4
流量を変化させ、０．１ｍｍ、３％珪素鋼板に浸珪処理
し、連続的に鉄損値をオンラインで測定し、下記条件に
て製品製造を行った。
とにより、ΔＳｉ量分布がある程度予測できる場合に
は、高周波鉄損のみのオンライン測定で所定の製品を製
造できる。 （実施例２)ライン速度とヒートパターン及びＳｉＣｌ4
流量を変化させ、０．１ｍｍ、３％珪素鋼板に浸珪処理
し、連続的に鉄損値をオンラインで測定し、下記条件に
て製品製造を行った。
【００１５】炉出側に２台の鉄損計を配置し、１台の鉄
損計は４００Ｈｚ，１．０Ｔ（Ａ）、もう１台の鉄損計
は１０ｋＨｚ、０．１Ｔ（Ｂ）の条件で測定した。バッ
チの試料とオンラインで製造した試料の評価結果を表２
に示す。
損計は４００Ｈｚ，１．０Ｔ（Ａ）、もう１台の鉄損計
は１０ｋＨｚ、０．１Ｔ（Ｂ）の条件で測定した。バッ
チの試料とオンラインで製造した試料の評価結果を表２
に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２から、残留磁束密度は、ΔＳｉと相関
があり、Ｗ１０／４００の鉄損が大幅に増加する結果と
なって現れる。ΔＳｉと表層Ｓｉの値は、Ｗ１／１０k
の鉄損と相関があり表層Ｓｉが６．５％に近く、ΔＳｉ
の値が大きく、すなわちＷ１０／４００がある程度大き
いことが、均一な材料より高周波低鉄損材を得る条件と
いえる。
があり、Ｗ１０／４００の鉄損が大幅に増加する結果と
なって現れる。ΔＳｉと表層Ｓｉの値は、Ｗ１／１０k
の鉄損と相関があり表層Ｓｉが６．５％に近く、ΔＳｉ
の値が大きく、すなわちＷ１０／４００がある程度大き
いことが、均一な材料より高周波低鉄損材を得る条件と
いえる。
【００１８】（Ａ）での測定値が１０Ｗ／ｋｇ超え、
（Ｂ）での測定値が８Ｗ／ｋｇ未満となるようにオンラ
イン測定しながら製造した試料４は、目的の材料が得ら
れている。
（Ｂ）での測定値が８Ｗ／ｋｇ未満となるようにオンラ
イン測定しながら製造した試料４は、目的の材料が得ら
れている。
【００１９】
【発明の効果】以上に様に、本発明によれば、板厚方向
に所望のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続的に
かつ再現性よく製造することができる製造装置を提供す
ることができる。
に所望のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続的に
かつ再現性よく製造することができる製造装置を提供す
ることができる。
【図１】本発明に係る板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する
傾斜磁性材料の製造装置の一例を示す概略説明図。
傾斜磁性材料の製造装置の一例を示す概略説明図。
【図２】この装置の炉温パターンの１例を示す図。
１．．．加熱炉， ２．．．浸珪処理炉， ３．．．拡散処理炉， ４．．．冷却炉， ５．．．蛍光エックス線装置， ５ａ．．．第１の鉄損計， ５ｂ．．．第２の鉄損計， ６．．．上面SiCl4供給流量装置， ７．．．下面SiCl4供給流量装置， ８．．．均熱炉ヒータ調整装置， ９〜１１．．．演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浪川 操 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性
ガス雰囲気中で珪浸処理して鋼板の板厚方向にＳｉ濃度
勾配を有する傾斜磁性材料を連続して製造する工程と、
この工程の後段に鉄損計を配置して、少なくとも２種類
の異なる励磁条件で鉄損を測定する工程と、これらの測
定値に基づいて珪浸処理工程での製造条件を制御する工
程とを備えたＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造
方法。 - 【請求項２】 少なくとも２種類の異なる励磁条件は、
周波数及び／又は磁束密度が異なる励磁条件である請求
項１に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造
方法。 - 【請求項３】 少なくとも２台の鉄損計を設置し、第１
の鉄損計の測定周波数条件が１ｋＨｚ以下で、かつ測定
磁束密度が０．５Ｔ以上、第２の鉄損計の測定周波数条
件が５ｋＨｚ以上で、かつ測定磁束密度が０．５Ｔ以下
である請求項２に記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性
材料の製造方法。 - 【請求項４】 １台の鉄損計を設置し、この鉄損計の測
定周波数条件が５ｋＨｚ以上の高周波領域で、かつ測定
磁束密度が０．３Ｔ以下の低磁束密度である請求項１に
記載のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12461998A JPH11315366A (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | 傾斜磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12461998A JPH11315366A (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | 傾斜磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11315366A true JPH11315366A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14889909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12461998A Pending JPH11315366A (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | 傾斜磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11315366A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282102B2 (en) * | 2002-11-11 | 2007-10-16 | Posco | Method for manufacturing high silicon grain-oriented electrical steel sheet with superior core loss property |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP12461998A patent/JPH11315366A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282102B2 (en) * | 2002-11-11 | 2007-10-16 | Posco | Method for manufacturing high silicon grain-oriented electrical steel sheet with superior core loss property |
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