JPS6250528B2 - - Google Patents

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JPS6250528B2
JPS6250528B2 JP58107200A JP10720083A JPS6250528B2 JP S6250528 B2 JPS6250528 B2 JP S6250528B2 JP 58107200 A JP58107200 A JP 58107200A JP 10720083 A JP10720083 A JP 10720083A JP S6250528 B2 JPS6250528 B2 JP S6250528B2
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JP
Japan
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hot
annealing
rolled
steel sheet
sheet
Prior art date
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Application number
JP58107200A
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English (en)
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JPS59232227A (ja
Inventor
Akiro Ooguri
Akira Sakaida
Kazuaki Oshiumi
Keisuke Yamochi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6250528B2 publication Critical patent/JPS6250528B2/ja
Granted 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は磁気特性のすぐれた一方向性電磁鋼板
の製造方法に関する。 (従来技術) 一方向性電磁鋼板は主としてトランス、その
他、電気機器の鉄心材料として使用されており、
磁気特性として励磁特性と鉄損特性が良好でなけ
ればならない。 この励磁特性を表わす数値として例えば磁場の
強さ1000A/mにおける磁束密度B10を用い、鉄
損特性は50ヘルツ(Hz)の交流磁束密度1.7テス
ラー(T)における鉄損W17/50が用いられる。 ところで、最近においては、省エネルギーが緊
急の課題とされる現況から、鉄損がより低いこと
が強く要望されている。 一方向性電磁鋼板は、その製造における仕上焼
鈍で{110}<001>方位をもつたいわゆるゴス組
織を2次再結晶現象を利用して成長させることに
よつて製造される。磁気特性を高めるには<001
>軸が圧延方向に高度に揃い{110}面が鋼板板
面に平行な2次再結晶粒を安定して発現させるこ
とが重要である。 このためには熱延板あるいは最終冷延前の中間
板においてインヒビターと称せられる析出物、例
えばAlN、MnS、MnSe等を微細にしてかつ均一
に分散した状態で析出せしめる必要があるといわ
れている。 この析出の制御については種々検討されてい
る。 例えば特公昭46−23820号公報記載の方法で
は、少量のC、Alを含んだ電磁鋼板の析出焼鈍
方法が提案されている。これは熱延板あるいは最
終冷延前の中間板についてSi量に応じて950〜
1200℃の温度範囲で30秒〜30分間焼鈍した後、そ
の冷却過程において950〜400℃の温度範囲を2〜
200秒で急冷し、インヒビターとして好ましい
AlNを析出させることを特徴としている。また最
終冷間圧延の圧下率を65〜95%の範囲内において
Si量に応じて強圧下率をもつて行うことも特徴と
している。 これによると{110}<001>方位をもつ2次再
結晶粒が作られ、高い磁束密度を有する一方向性
電磁鋼板が製造される。また高磁束密度であるた
めに鉄損の低減も図られている。 ところて鉄損を低減せしめるには、Si含有量の
増加や、鋼板板厚の薄手化や、鋼板に張力を付加
する方法などがある。しかし、Si含有量を高める
と鋼は脆化し、冷延性が著るしく劣化するため実
際の製造では問題をきたす。一方鋼板板厚を薄手
化例えば0.2mm厚にすると、仕上焼鈍での2次再
結晶の発現が不安定となり磁気特性が劣化するこ
とがある。また鋼板の張力付加はコーテイングさ
れた絶縁被膜による張力作用に限界があるので鉄
損を大幅に低減することは期待できない。 (発明の目的) 本発明は高磁束密度でかつ鉄損が著しく低減さ
れた一方向性電磁鋼板の製造方法を提供すること
を目的とする。 (発明の構成・作用) 本発明者達は最近の低鉄損材に対する強い要望
に応えるべく、一方向性電磁鋼板の低鉄損化につ
いて種々の実験と検討を行つた。その結果、AlN
をインヒビターとして高磁束密度の一方向性珪素
鋼板を製造するにあたつて、酸可溶Alを含有す
る珪素鋼スラブを熱延し、次いでAlNを析出させ
る熱延板焼鈍を施し、1回あるいは中間焼鈍をは
さみ2回以上の冷間圧延を、最終冷間圧延の圧下
率を80%以上として行ない、脱炭焼鈍し、仕上焼
鈍を行なう一方向性電磁鋼板の製造において、前
記熱延板焼鈍に際して850〜1200℃の温度領域で
5分間以内保持するとともに、50〜250ppm脱炭
せしめ、次いで冷却水または気水により室温まで
急冷することにより、高磁束密度で鉄損が大巾に
低減された一方向性電磁鋼板が製造されることを
見出した。 この珪素鋼スラブにはC:0.02〜0.10%、Si:
2.5〜4.0%、酸可溶性Al(以下sol.Alと言う):
0.005〜0.050%、N:0.0030〜0.0120%、Mn:
0.03〜0.15%、S:0.010〜0.050%を含み、残部
が鉄および不可避的不純物からなるものが適用さ
れる。之等の成分のほかにさらにCu、Sn、Cr、
Moの1種あるいは2種以上を合計で1.5%以下含
みうる。 以下に本発明を詳細に説明する。 まず、本発明の珪素鋼スラブの鋼成分について
述べる。 Cは、珪素鋼スラブを加熱したさいSi量に応じ
て少なくとも鋼の一部にγ変態を生じせしめる必
要がある。このためにはC0.02%以上の含有を要
する。一方、その含有量が過多になると高磁束密
度の成品が得られないので0.10%以下とする。 Siは鉄損を低減するためには2.5%以上必要で
あり、一方4.0%を超えると冷延性が劣化するの
で、4.0%を超える含有はさける。 sol.Alは熱延板焼鈍でインヒビターAlNを析出
し、高磁束密度の成品を得るためには0.005%以
上の含有が必要である。一方、その含有量が多く
なると脆化し、またコスト的にも不利となるので
0.050%以下とする。 Nは、前記sol.Alと結合し、インヒビターとし
てAlNを形成せしめるために0.0030〜0.0120%の
含有が必要である。 MnとSはMnSを形成するために必要な元素で
あり、このため、Mnは0.03%以上含有させる。
一方その含有量が多くなると仕上焼鈍における純
化時間を長くするので0.15%以下とする。Sは前
記Mnと同様な理由から0.010%以上必要であり、
また0.050%以下とする。 さらにCu、Sn、Cr、Moの1種または2種以上
を含ませても差しつかえない。このとき合計の含
有量の上限は1.5%である。この上限を超えた場
合は冷延性が劣化し、また脱炭性が劣化する。 前記成分を含み、残部が鉄および不可避的不純
物からなる珪素鋼スラブは、溶製され、次いで連
続鋳造あるいは造塊と分塊圧延により製造され
る。所定温度に加熱された後、あるいは連続鋳造
に次いで直ちに熱延される。この熱延条件は特別
な条件にする必要はない。かくして熱延により得
られた熱延板には熱延板焼鈍が施される。 これについては実験データを参照して詳細に説
明する。 第1表に示す鋼成分からなる熱延板を、次の条
件にて熱延板焼鈍を施した。
【表】 熱延板焼鈍条件 加熱温度:1110℃ 均熱時間:100秒 冷 却 :900℃から冷却水により室温まで
急冷。 雰囲気ガスとしてN2を用い、露点を−30〜+
95℃の範囲内で変更し脱炭させた。 熱延板焼鈍の後、圧下率87%で冷延し、最終板
厚を0.30mmとし、次いで850℃×150秒にて脱炭焼
鈍し、焼鈍分離剤を塗布、乾燥した後、1200℃で
仕上焼鈍を行つた。 以上により製造された一方向性鋼板サンプル
1,2につき鉄損W17/50、磁束密度B10を測定
し、その結果を第1図、第2図に示す。 この図から明らかなように、熱延板焼鈍で脱炭
せしめ、その脱炭量が50〜250ppmのものは鉄損
17/50の値が大巾に低下することが認められ
る。磁束密度B10については若干ではあるが脱炭
により向上している。 このように、AlNを析出させる熱延板焼鈍で脱
炭すると、磁気特性が向上する理由は、次のよう
に考えられる。本成分系の特徴である高磁束密度
を得るには、最終冷延率80%以上が必要になる。
一方、最終製品の磁性を向上させるには、1次再
結晶後のマトリツクスに(110)粒が多数存在し
ていることが望ましい。しかし(110)粒の存在
量は、冷延率80%以上で急減してしまうため、高
磁束密度と多数の(110)粒を存在させることは
一般に両立しにくい。本発明(熱延板焼鈍中の脱
炭)は(110)粒の生成を適度に促進させること
により、上記問題点を解決したものである。 なお、図中における脱炭量が15ppm以下は、
従来の熱延板焼鈍に相当する。 これらの結果から本発明では熱延板焼鈍におけ
る脱炭量は50〜250ppmとする。50ppm未満の脱
炭では鉄損特性の向上が図れず、また脱炭量が多
くなり250ppm超では鉄損特性が同様に劣化す
る。 熱延板焼鈍での脱炭による磁気特性、とくに鉄
損の低減はCu、Sn、Cr、Moの選択元素を含ませ
た場合にも同様に認められた。 以上の作用は熱延板焼鈍における加熱パターン
に係わりなく生ずる。また雰囲気ガスはN2にか
ぎらず、N2にH2、Co等を加えたものでも採用し
得る。 熱延板の板面にK2CO3、KCl、Na2CO3等のア
ルカリ金属塩溶液を塗布し、熱延板焼鈍してもよ
い。 この熱延板焼鈍は850〜1200℃の温度で行なわ
れるが、その理由は850℃未満では磁気特性は良
好とならず、また1200℃超の高温になりすぎると
結晶粒の成長が著しく起り、磁気特性が劣化する
からである。該焼鈍温度での保持時間は結晶粒の
粗大化を避けるために5分以内とする。焼鈍後の
冷却は冷却水、または気水により室温まで急冷す
る。このように急冷するのはインヒビター効果の
強いAlNを析出させるためである。空冷などの緩
冷ではこの効果は得られない。この冷却の開始温
度は850〜980℃が好ましい。 熱延板焼鈍後は1回あるいは中間焼鈍をはさん
で2回以上の冷間圧延により最終板厚例えば0.15
〜0.35mmとされる。 冷間圧延はAlNをインヒビターとする高磁束密
度一方向性珪素鋼板の製造において、公知の最終
冷間圧延圧下率を80%以上として行なう。これ未
満の圧下率では磁束密度が低下する。 ところで、熱延工程と最終冷延工程の間の中間
焼鈍や熱延板のノルマライジング焼鈍にて脱炭せ
しめて、磁気特性を改善する試みが、例えば特開
昭58−55530号公報に記載の方法において提案さ
れているが、これはAlNをインヒビターとしない
MnS、MnSeをインヒビターとする方向性珪素鋼
板の製造に関するものであり、スラブを加熱した
とき結晶粒が異常に粗大化し、製品板に帯状細粒
組織を呈する原因となるのでこれを防ぐべく、ス
ラブ加熱から熱間圧延中においてはγ相を10〜30
%生成するようにC含有量を定め、該γ相の存在
により熱間圧延にて粗大化粒を細かく分裂させ、
磁気特性の改善を図る。しかし熱間圧延後は前記
γ相は粗大な塊状炭化物となり、結晶粒度の不均
一および(110)〔001〕集合組織の形成を弱める
ので脱炭するのである。 これに対して、本発明はAlNをインヒビターと
し、最終冷間圧延率80%以上を特徴とする高磁束
密度の一方向性珪素鋼板を製造するものであり、
AlNを析出せしめる急冷を施す熱延板焼鈍にて脱
炭せしめて、AlNのインヒビター効果をより改善
するとともに、熱延板表面の結晶粒の状態を改善
し、製品における鉄損を低下させるところにあ
り、新規な技術思想に立脚している。 熱延板焼鈍で脱炭すると鉄損が大幅に低下する
理由についてはすでに述べたように、板の表面あ
るいはその近傍に仕上焼鈍のさいゴス方位をもつ
2次再結晶核を生み出す結晶粒ができたためであ
ろうと推察される。 最終板厚にされた後は、脱炭焼鈍され、仕上焼
鈍が施されて製品とされる。 次に実施例を示す。 実施例 1 第2表に示す鋼成分からなる珪素鋼スラブを熱
延し、得られた板厚2.3mmの熱延板を第3表に示
す条件にて熱延板焼鈍した。 その後冷延して0.30mm板厚とし、次いで850℃
×120秒にて脱炭焼鈍し、MgOを主成分とする焼
鈍分離剤を塗布、乾燥後、1200℃×20時間の仕上
焼鈍を行つた。 このようにして製造された一方向性電磁鋼板の
各サンプルについて鉄損W17/50と磁束密度B10
測定した。その結果を熱延板焼鈍における脱炭量
とともに第4表に示す。 また、第3表におけるサンプルNo.3の熱延板を
板厚1.50mmの中間ゲージに冷延し、この中間板を
加熱温度980℃、均熱時間100秒で露点60℃N2100
%の脱炭雰囲気にて脱炭焼鈍した。この結果も第
4表にサンプルNo.3―1として示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 実施例 2 第5表に示す鋼成分からなる珪素鋼スラブを熱
延し、板厚2.5mmの熱延板とした。次いで熱延板
焼鈍を加熱温度1100℃、均熱時間90秒とし、900
℃から室温まで急冷した。この焼鈍ではN2雰囲
気中に水蒸気の吹き込み量をコントロールして脱
炭量を変えた。その後、圧下率88%で冷延し0.30
mm板厚とし、850℃×120秒にて脱炭焼鈍し、
MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布、乾燥後
1200×20時間の仕上焼鈍を行つた。 製造された一方向性電磁鋼板の各サンプルにつ
いて鉄損W17/50と磁束密度B10を測定した。その
結果を熱延板焼鈍における脱炭量とともに、第5
表に示す。
【表】 (発明の効果) 以上実施例の結果から明らかなように、本発明
によると鉄損が著しく低減され、かつ磁束密度の
高い一方向性電磁鋼板が製造されうるので、産業
上裨益するところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱延板焼鈍における脱炭量と鉄損の関
係を示す図、第2図は熱延板焼鈍における脱炭量
と磁束密度の関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.0%、酸可溶
    性Al:0.005〜0.050%、N:0.0030〜0.0120%、
    Mn:0.03〜0.15%、S:0.010〜0.050%を含み、
    残部が鉄および不可避的不純物からなる珪素鋼ス
    ラブを熱延し、次いでAlNを析出させる熱延板焼
    鈍を施し、1回あるいは中間焼鈍をはさんで2回
    以上の冷間圧延を最終冷間圧延圧下率を80%以上
    として行ない、脱炭焼鈍し、仕上焼鈍を行なう一
    方向性電磁鋼板の製造方法において、前記熱延板
    焼鈍に際して850〜1200℃の温度領域で5分間以
    内保持するとともに50〜250ppm脱炭せしめ、次
    いで冷却水または気水により室温まで急冷するこ
    とを特徴とする磁気特性のすぐれた一方向性電磁
    鋼板の製造方法。 2 C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.0%、酸可溶
    性Al:0.005〜0.050%、N:0.0030〜0.0120%、
    Mn:0.03〜0.15%、S:0.010〜0.050%および
    Cu、Sn、Cr、Moの1種又は2種以上を合計で
    1.5%以下を含み、残部が鉄および不可避的不純
    物からなる珪素鋼スラブを熱延し、次いでAlNを
    析出させる熱延板焼鈍を施し、1回あるいは中間
    焼鈍をはさんで2回以上の冷間圧延を、最終冷間
    圧延圧下率を80%以上として行ない、脱炭焼鈍
    し、仕上焼鈍を行なう一方向性電磁鋼板の製造方
    法において、前記熱延板焼鈍に際して、850〜
    1200℃の温度領域で5分間以内保持するととも
    に、50〜250ppm脱炭せしめ、次いで冷却水また
    は気水により室温まで急冷することを特徴とする
    磁気特性のすぐれた一方向性電磁鋼板の製造方
    法。
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KR101149792B1 (ko) * 2009-10-01 2012-06-08 주식회사 포스코 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판 및 그 제조방법

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