JPS60135522A - 磁気特性および打抜性のすぐれた無方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性および打抜性のすぐれた無方向性けい素鋼板の製造方法

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JPS60135522A
JPS60135522A JP24216783A JP24216783A JPS60135522A JP S60135522 A JPS60135522 A JP S60135522A JP 24216783 A JP24216783 A JP 24216783A JP 24216783 A JP24216783 A JP 24216783A JP S60135522 A JPS60135522 A JP S60135522A
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JP
Japan
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annealing
silicon steel
steel sheet
oriented silicon
hot
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JP24216783A
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English (en)
Inventor
Hiroto Nakamura
中村 広登
Yoshio Obata
小畑 良夫
Hiroshi Shimizu
洋 清水
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS60135522A publication Critical patent/JPS60135522A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 磁気特性および打抜性のすぐれた無方向性けい素鋼板の
製造方法に関連して、この明細書で述べる技術内容は゛
、大型発電機などの鉄芯材料の使途における独自の要請
を有利に成就する、板厚の厚い高級無方向性けい素鋼板
を得ることについての1・・開発成果を提案しようとす
るものである。
(背景技術) 一般に無方向性けい素鋼板は、鉄損により格付されてい
るが現在JIS規格で最高級のものは、1・S−9級(
板厚0.85(顛)でWl0/.。≦0.95。
Wl5/,o≦2.4 0 ( w/# ) ;板厚o
.ao(mi+)では、W 10/.o≦1. 1 5
 、 W 15/5 。≦2.90(W/匈))である
。このクラスの高級無方向性けい素鋼板は、鉄損がとく
に低いことから主に水車発電.、。
機やタービン発電機のごとき大型発電機の鉄芯材料とし
て使用されている。
(発明の課題) 上記のような大型発電機用鉄芯材は、まずその゛打抜加
工と打抜後のかえり除去、および成層組立てなどの作業
工程の削減を有利に図るためには、磁気特性の劣化を伴
なわずして、板厚がより厚く(具体的には0.6〜0.
65111程度)、かつ打抜性にすぐれることが強く要
請される。
ところで一般に鉄損Wは、ヒステリシス損(Wh)と渦
電流損(W8)の和 W−Wh十W。 ・・・・・・(1) で示され、Wh、Woと結晶粒径(D)の関係は、l・
Wh=aD−1+b・・・・・・(2)W、=CD ・
・・・・・(3) で表わされる。
なおa、Oは変数で、bは定数である。 !、1これま
でGこ用いられてきた015 、0.5 Own板l厚
の無方向性けい素鋼板では、鉄損の中に占めるヒステリ
シス損の割合が大きいため、鉄損は仕上げ焼鈍後の結晶
粒径を大きくすることにより改善され得たわけであるが
、ここに(1)〜(3)式より極小゛・の鉄損値を与え
る結晶粒径は で示されるところ、変数Cが板厚に比例するものである
ため、板厚が厚くなるとDは小さくなる。口)すなわち
0185顛、0.50朋材に比べ、0.6〜0.65m
m程度の厚材における最適結晶粒径は細粒側にずれるこ
ととなり、上に触れた従来の方策はもはや役立たぬこと
が明らかである。
−万人型発電機の鉄芯材料としては、低鉄損でj。
あることの他に1.5Tより高磁場での使用に適合する
ように磁束密度のより高い材料が要求されるのも、もち
ろんのことである。
以上の諸点については、先行技術Gこよる改善の類例を
見ることはできないが、このほか在来の−2、。
般的板厚に比してはるかに厚いとき、打抜性の確゛保も
重要であり、ただこの打抜性については従来技術として
、特公昭48−19049号公報に、Si 、 Alか
らなる薄くて緻密な酸化膜を板面に形成させること、ま
た特公昭49−6456号公報゛には、適度な硬度をも
たせること、さらには特公昭49−6781号公報にて
、S、Pなどの成分を板厚中央部に偏析させて混粒組織
にすることなどの開示を挙げることができるにしても、
板厚増加に随伴する鉄損の劣化回避と磁束密度の確保な
1・・どとの関連については何も教示されるところはな
し)0 発明者らは0.60〜0.65++n厚におけるWhと
Woの割合を調べて鉄損の極小値を得ると同時に高磁束
密度化を図り、ざらに打抜性改善もあわせ1・実現する
ことを目的として種々の実験を重ねた結果、世帯焼鈍条
件と冷延圧下率および仕上焼鈍後の鋼板の冷却速度およ
び結晶粒径を特定することによって板厚0.60〜0.
65鶴において、0.50絹の8−9級に匹敵し得るす
ぐれた磁気特性が良!・好な打抜性にあわせ得られるこ
との知見に達した01(発明の構成) この発明は、O:0,005重量%(成分量の多表示に
ついて以下同じ)以下、Si : 8.0〜4.0′チ
、Mn : 0.1〜1.0 %およびAl : 0.
4〜1.0 %を含み、残部不可避的不純物から成るけ
い素鋼素材を常法に従って熱間圧延し、次いで熱延板の
世帯焼鈍を行ったのち一回の冷間圧延によって最終板厚
とし、す1続き連続仕上焼鈍を行う無方向性け10い素
鋼板の製造方法において、 世帯焼鈍を850°C〜950°Cで1〜5分間実施す
る、 冷間圧延の圧下率を0.60〜0.65朋の最終板厚に
至る間をこ60%〜75%とする、連続仕上焼鈍時の鋼
板の冷却速度を700℃/min以上にし、該焼鈍後の
平均結晶粒径を140〜170μfn(より好ましくは
150μfn)とすることの結合から成る磁気特性およ
び打抜性のすぐれた無方向性けい素鋼板の製造方法であ
る0 2・・けい素鋼素材の成分範囲を限定する理由に
つい゛ては、この発明の成功を導いた実験の経緯を述べ
てから説明するが該素材の常法に従う熱間圧延というの
は、転炉もしくは電気炉にて、溶製した溶鋼の造塊、分
塊によるか又は連続鋳造で得られるスラブを1100℃
以上に加熱し圧延仕上げ温度900〜800℃、巻取り
温度750〜550℃をこて熱延板を得る工程を意味す
る。
またこの熱間圧延に引続く、世帯焼鈍は一般に連続焼鈍
によるものとする〇 以下、この発明による成果を得るに至った実験に基いて
、具体的に順次に説明を進める〇(板厚−磁気特性の関
係) G:0.0013%、Si : 8.60%、Mn:0
.24チ、Al:0.67%、S:O,001チ、0:
0.0014’チおよびN:o、ooza%を含むけい
素鋼熱延板に900℃で8分間の世帯焼鈍を施した後、
表面のスケールを酸洗で除去し、冷間圧延でそれぞれ厚
さ0.85am、0.45 III、 0.55 am
および0.66頷に仕上げた0次いで950℃、8分間
の連続仕7・・上げ焼鈍を施した0 得られた鋼板の板厚と磁気特性の関係について調べた結
果を第1図に示す0 第1図より板厚が厚くなるとWeが増加しとくに板厚0
.65mmにおいてはWh: We中50:50−・で
あって、Woの減少が鉄損の低減に大きく寄与すること
が判る0 第1図には鉄損W 1515oの板厚依存性が著しいこ
とをあわせ示した0 (世帯焼鈍温度および冷延圧下率の影響) l・・0:
O,008%、Si:8,60%、Mn : 0,24
チ、Al:0.60%およびS:0,001チを含むけ
い素鋼スラブを1160℃で1時間加熱した後、熱間圧
延により厚さ1.89fi、2.2 tlmmおよび2
.7011の熱延板とした0これらのけい素鋼熱延]−
・板をそれぞれ800℃、850℃、900℃、950
℃および975℃で8分間の世帯焼鈍を施した後、表面
スケールを酸洗で除去し、冷間圧延で厚さ0.65mm
に仕上げた0次いで950℃で8分間の連続仕上げ焼鈍
を施した。 7.。
得られた鋼板の世帯焼鈍温度および冷延圧下率゛が磁気
特性に及ぼす影響を第2図〜第4図に示す0第2図〜第
4図より世帯焼鈍温度をとくに850℃から950℃ま
での温度域で実施するとこの領域を逸れたときに比し、
磁気特性はより向上する゛が、鉄損および磁束密度のレ
ベルは冷延圧下率によって異なることが判る0 第2図および第8図を第4図と対比して明らかなように
冷延圧下率が64チおよび71%で冷延圧下率74チの
場合よりも磁気特性がすぐれ、いl・)ずれもとくに世
帯焼鈍を900℃近傍で施したものは板厚0.6511
1のように厚くとも W10/、。=1.20 W /
に411W ”15o= 2.75〜z、sow/Ic
g、B5o=1.70〜1.705 Tのように0.5
1厚のS−9級と同等のすぐれた磁気特性を示している
。I・世帯焼鈍温度が950℃を超えると磁気特性は劣
化する0 また第4図に示す如く、冷延圧下率が高すぎると世帯焼
鈍を最適条件にとっても磁気特性の著しい改善は望めな
い。
(結晶粒径と磁気特性の関係) 前述したO:O,003%、Si : 3,60%、M
n:0.24係、Al:o、67%、S:0.OO1係
、0:0.0014多およびN:O,0028%を含む
けい素鋼熱延板に900℃で3分間の世帯焼鈍を施し゛
た後、表面のスケールを酸洗で除去し、冷間圧延で厚さ
0.65mmに仕上げたものについて連続仕上げ焼鈍条
件につき、800℃から1050℃の温度まで、25℃
間隔で種々に違え、各々8分間の連続仕上げ焼鈍を施し
、遂−1得られた鋼板の磁10気特性と目視により結晶
粒径を調べた結果を、第5図に示す0図より板厚0.6
5i+iにおいて鉄損の極小値を示す結晶粒径は140
〜170μmなかでも約150μmであることが判る。
ここに結晶粒が粗大比する連続焼鈍条件にあつ15ては
鉄損が増加するばかりでなく磁束密度が低下し磁気特性
上好ましくない。
(結晶粒径と打抜性) 結晶粒の粗大化は機械的性質を劣化させる原因ともなり
、特に板厚が厚くなるとその傾向が顕著2.1になる。
c:o、ooa%、Si:8.40%、Mn:0.25
%、Al :0.60%% S:0.001 %、O:
O,0017チおよびN:0,0025%を含むけい素
鋼スラブを1150℃で1時間加熱した後、熱間圧延に
より2.0uの熱延板とし、この熱延板を900℃で8
分間の世帯焼鈍を施した後、表面のスケールを酸洗で除
去し、冷間圧延で0.65fiに仕上げた0冷問圧延後
コイルを2分割し、何れも950℃で8分間の連続仕上
げ焼鈍を施し、その時鋼板の1・・冷却速度(定温から
200℃まで)を840°C/minおよび720℃/
 minの2通りとした0得られた鋼板について連続打
抜試験を行ない打抜きによるかえり高さを測定した結果
を第6図に示す。
連続仕上焼鈍後の冷却速度の如何により打抜性が改侍さ
れることが判る0理由は明らかでないが鋼板が厚いと冷
却速度を速くすることによって板表面層と中心層で湿度
差を生じ、表面層が中心層に比べて若干より硬化される
ことによって打抜性、。
が改善されたものと考えられる。
次にこの発明で成分組成を限定した理由について述べる
Cはo、oo5%を超えて鋼中に残留すると磁気時効に
より磁気特性を劣化させるためO:0,005”チ以下
とした。
Siは固有抵抗を高め、Woの低減に効果があるが3%
未満では板厚0.65mmにおける高級品は望めない。
一方41 %を超えると冷間加工性が悪くなるのでSi
 : 8.0〜4.0 %とした0Mnは熱間脆性を抑
制するため添加されるが、0.1%より少ないと割れを
防止する効果に乏しく、一方l、o%を超えると磁気特
性が劣化するのでMn : 0.1〜1.0%とした0 AlはSiと同様に固有抵抗を上昇させるように13寄
与して、磁気特性を向上させるためには0.40チ以上
必要であるが、■、oo%を超えると冷間加工性が悪く
なるのでhl : 0,40〜1.00%としたO 上記の如く成分調整した溶鋼は連続鋳造により−・1゜
鋼スラブに鋳造するか、または造塊−分塊法によ1つで
鋼スラブとする。かくして得た鋼スラブを公知の方法で
熱間圧延し、1.6〜2.7龍の板厚に仕上げる。
次に冷延条件を限定した理由は下記のとおりで−・ある
一回冷延法において、850℃〜950℃で1〜5分間
の世帯焼鈍を施すのは熱延板組織の均一化と結晶粒の粗
大化を目的とするもので、世帯焼鈍が850℃未満の温
度あるいは1分未満の短詩1(・間焼鈍では熱延板組織
が充分に改善されず、一方950℃を超える温度あるい
は5分より長時間の世帯焼鈍では熱延板の結晶粒が過大
となり圧延時に板割れを起す原因となる。とくに磁気特
性に及ぼす影響を第2図〜第4図で示すように世帯焼鈍
1・温度が850℃未満あるいは950℃を超えると鉄
損、磁束密度とも劣化する傾向にあるので世帯焼鈍を8
60〜950℃に限定した0 次に冷延圧下率をO,60111〜0.651111仕
上板厚に至る間に60チ〜75チとしたのは、60%末
1,1満の圧下率の場合、例えば製品板厚を0.65朋
に1するには1.625m愚以下に鋼スラブを熱間圧延
する必要があるが、その際鋼板の形状不良や板切れなど
のトラブルが発生しやすいので下限を60%以上とした
。一方75チを超えると第4図につき5すでに述べたよ
うに磁気特性の著しい改善が望めないので、冷延圧下率
は60〜75qbに限定した。
仕上厚は通常0.85mm、0.50關であるがこの発
明の目的とするところが前述した如く、板厚を厚くした
場合の鉄芯材料の打抜、該打抜後のかえ10り除去およ
び積み作業などを通した一連の工程におけるコスト削減
であり、0.60mg未満ではその効果が小さく%0.
65+111を超すとベンド特性等の機械的性質が劣化
することから、仕上厚は0.60〜0.65朋に限定し
た0 次に仕上焼鈍後の結晶粒径を140〜170μmとした
のは第5図に示す如く、板厚が0.66朋程度にも厚く
なると粒径が140μm未満ではWhの増加が著しく、
一方170μ毒を超えるとW6の増加が著しく、従って
鉄損を極小にする最適粒径範2゜囲として仕」ニ焼鈍後
の平均結晶粒径は140〜170μ岳とした0鋼板の冷
却速度が7OO0C/min未満では板厚が厚い鋼板の
打抜性改善の効果が小さいため連続仕上焼鈍後の鋼板の
冷却速度は700℃/min以上とした。
(実施例) 次に実施例について説明する。
第1表に示す成分組成になり、2.0朋および3.21
1厚の熱延板に世帯焼鈍を施した後、−回の10冷間圧
延で0.65絹(冷延圧下率67.5チ、79.7チ)
に仕上げ、次いで950℃で乾燥した(H8十N2)ガ
ス雰囲中で焼鈍した。その後エプスタイン試験片を剪断
し、磁気特性を調べ、後に結晶粒径を調べた。それらの
結果を第1表に併記する0 li(15) (発明の効果) この発明によれば板厚0.65iz仕上げで0.50’
nの8−9級クラスの磁気特性が得られることが判る。
【図面の簡単な説明】
第1図は仕上焼鈍後の板厚と鉄損(W15o1Wh”1
50 t W6 ”15g ) r (W 15150
 )および、磁束密度(B6o’)の関係を示すグラフ
、第2図〜第4図は、冷延圧下率64チ、71%および
76%における、世帯焼鈍温度が鉄損W No15. 
’t W 1575.、ならびに磁束密度B50に及1
(・ぼす影響を示すグラフ、 第6図は連続仕上焼鈍後の結晶粒径の、鉄損(W 10
/6゜r Wh10/66 r W6 ”150 ) 
t(W”/、o)および磁束密度B、oとの関係を示す
グラフ、 第6図は連続仕上焼鈍後の鋼板の冷却速度の違いによる
打抜回数とかえり高さの関係を示すグラフである0 第1図 (C) 諸厚(−角) i’>9− (協7r)二二9’/+丁44

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L O:O,O05!it%以下、Si : 3.0〜
    4.0重量%、Mn : 0.1〜1.0重量%および
    Al: 0.4〜1.0重量%を含み残部不可避的不純
    物から成るけい素鋼素材を常法に従って熱間圧延し、次
    いで熱延板の世帯焼鈍を行つl・・たのち−回の冷間圧
    延によって最終板厚とし、引続き連続仕上焼鈍を行う無
    方向性けい素鋼板の製造方法において、 上記世帯焼鈍を860℃〜950℃で1〜5分間実施す
    る、 上記冷間圧延の圧下率を0.60〜0.’65 tny
    xの最終板厚に至る間に60%〜75チとする、上記連
    続仕上焼鈍時の鋼板の冷却速度を700°C/ min
    以上にし、該焼鈍後の平均結晶粒径を140〜170μ
    mとする、 ことの結合を特徴とする特許 性のすぐれた無方向性けい素鋼板の製造方法。
JP24216783A 1983-12-23 1983-12-23 磁気特性および打抜性のすぐれた無方向性けい素鋼板の製造方法 Pending JPS60135522A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02310316A (ja) * 1989-05-24 1990-12-26 Kobe Steel Ltd {100}〈uvw〉集合組織の発達した無方向性電磁鋼板の製造方法
US12298029B2 (en) 2021-08-17 2025-05-13 Guangdong Giwee Technology Co. Ltd. Double-sided uniform air discharge ceiling cassette

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02310316A (ja) * 1989-05-24 1990-12-26 Kobe Steel Ltd {100}〈uvw〉集合組織の発達した無方向性電磁鋼板の製造方法
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