JP2003527483A - 無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
無方向性電磁鋼板の製造方法Info
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Abstract
Description
方向性電磁鋼板」とは、DIN EN 10106(「最終焼鈍した電磁鋼板」
およびDIN EN 10165(「最終焼鈍していない電磁鋼板」)に規定さ
れた電磁鋼板を言い、更に、方向性電磁鋼板と認められない限り、無方向性がよ
り強いタイプの電磁鋼板も含む。
け作動するタイプのモーターの製造に用いられる。典型的には、この種のモータ
ーは家電製品用やモーター車両の補助駆動装置用に用いられる。この種のモータ
ーは高性能を意図しており、エネルギー消費は副次的な問題である。
により知られている。この公知方法では、組成(質量%)がC:0.001〜0
.1%、Si:0.05〜3.0%、Al:0.85%以下、ただし%Si+2
%Al≦3.0%、Mn:0.5〜2.0%、残部:鉄および通常の不純物であ
る素材を、鋳造状態から直接かまたは再加熱してから、900℃以上の温度まで
熱間圧延する。熱間圧延中に、オーステナイト/フェライト共存領域で2回以上
の成形パスを行なう。その際、必要なら、時間短縮・省エネルギー型の方式で、
従来のこのタイプのものに比べて磁気特性の高い電磁鋼板であって、冷間圧延し
最終処理した状態のものを製造できる。
された方法では、特定組成の鋼のスラブまたは薄スラブを粗圧延して粗ストリッ
プを得る。次いで、粗ストリップを数パスで熱間圧延する。必要なら、熱間圧延
ストリップを焼鈍し、その後巻き取ってコイルにする。コイル巻き取り後は、普
通どおりに、ホットストリップを酸洗し、更に焼鈍し、その後、1工程または中
間焼鈍を介した数工程で最終冷間圧延して最終厚さにする。必要なら、更にスキ
ンパス圧延を行なう。エンドユーザが必要とする場合には、冷間圧延ストリップ
にも最終焼鈍を施す。
かまたは鋳造粗ストリップを用いて、直接電磁鋼板を製造することも可能である
。鋳造粗ストリップを用いる場合には、ホットストリップとほぼ同じ寸法の極薄
ストリップを鋳造する方法もある。このような粗ストリップの鋳造と、このスト
リップの熱間圧延とを一体の連続プロセスで行なうことは、技術的にもコスト的
にも利点がある。
。例えばそのために、鋼組成で決まる鋼の変態挙動に応じて、圧延パス手順と個
々の圧延パス中におけるホットストリップのミクロ組織の状態とを、圧延開始温
度および各圧延パス間の冷却によって熱間圧延中に設定することにより、所望の
磁気特性を有する最終製品を得るようにしている。同様に、最終製品の特性は、
焼鈍温度、コイル巻き取り温度、冷間圧延中の変形によって決まる。
もかかる。特に、鋼板の板厚が大きくなるほどこの点で不利になる。
経済的に製造する方法を提供することを目的とする。
法であって、鋳造されたスラブ、ストリップ、粗ストリップ、または薄スラブな
どを素材とし、この素材は下記組成(質量%): C:0.0001〜0.05%、 Si: ≦1.5%、 Al: ≦0.5%、ただし[%Si]+2[%Al]≦1.8、 Mn:0.1〜1.2%、 残部:鉄および通常の不純物 を有する鋼から成り、 仕上圧延ラインにおいて、Ar1温度より高い温度で、厚さ≦1.5mmのホ
ットストリップを圧延し、その際に、少なくとも熱間圧延の最終成形パスをオー
ステナイト/フェライト共存領域で行い、かつ、このオーステナイト/フェライ
ト共存領域での圧延における総変形量εHを<35%とする方法を提供する。本
発明に用いる鋼は、P、Sn、Sb、Zr、V、Ti、N、Ni、Co、Nbお
よび/またはBのような合金添加物を、総量で1.5%以下含有できる。
、鋳造状態から直接用い、圧延によりホットストリップとする。熱間圧延の圧延
条件は、圧延完了時にフェライト変態が完了していないようにする。すなわち、
少なくとも最終パスはオーステナイト/フェライト共存領域で行い、他のパスは
全てオーステナイト状態で行なう。
れる無方向性電磁鋼板は、改めて通常の冷間圧延により厚さ低減する必要なくエ
ンドユーザに出荷できる薄さである。
リップを素材として用い、この素材の製造に引き続く連続プロセスとして熱間圧
延を行なった場合である。すなわち、鋳造―圧延プラントで製造した素材を連続
して次工程で処理して得られたホットストリップは優れた特性を持つ。
、ホットストリップを従来のように冷間圧延した電磁鋼板と少なくとも同等の特
性を有することが分かった。本発明の方法によれば更に、従来必要であった費用
と時間を費やす工程を省略して、良好な磁気特性を有する高品位の電磁鋼板を製
造することができる。
イルに巻き取る。巻き取り温度は700℃以上が望ましい。経験によると、この
巻き取り温度を維持すれば、完全もしくは少なくとも実質的に、ホットストリッ
プ焼鈍ができる。その理由は、ホットストリップはコイルの状態で既に軟化して
おり、ホットストリップの特性を決定するパラメータ、すなわち粒径、テクスチ
ャ、析出等のパラメータが好ましい影響を受けているからである。この観点から
、ホットストリップにコイルの保有熱を利用した自己焼鈍を施すと、特に有利で
ある。高温で巻き取って実質的な冷却を行なわなかったホットストリップは、こ
のようにコイル保有熱によりインラインで焼鈍が行なわれるので、従来必要とし
ていたフード型焼鈍は全く不要になる。このようにして、磁気特性および技術特
性の優れた焼鈍済ストリップが製造できる。電磁鋼板の特性を向上させるために
従来行なわれていたホットストリップ焼鈍に比べて、必要な時間とエネルギーが
大幅に低減する。所要特性上必要な場合には、コイルの状態で行なわれる自己焼
鈍の代わりに、またはその補完として、コイル巻き取り後に焼鈍を行なうことが
できる。ホットストリップ焼鈍をどのような形で行なう場合でも、従来のように
酸素低減雰囲気中で焼鈍を行なうことが有利である。
適した方法として、仕上圧延ラインでの圧延後に、ホットストリップを600℃
未満、特に550℃未満でコイルに巻き取る。この組成の場合は、上記温度で巻
き取りを行なうことによって、ホットストリップが強化される。この組成の電磁
鋼板の磁気特性は、コイル巻き取り後直ちに加速冷却を施すことにより更に向上
させることができる。
とにより、特に良好な特性が得られることが分かった。すなわち、本発明のもう
1つの実施形態はこの結果を利用したものであり、圧延中にオーステナイト/フ
ェライト共存領域で行う変形量εHを10%〜15%に限定する。
止のための温度管理は、成形速度に対する成形度の比率を適当に選定することに
より、すなわち変形により生ずる熱を利用することにより行なうことが可能であ
り、それによって、完全にフェライトに変態することを防止できる。
プ厚さに対する各相領域での圧延による厚さ減少量の比率を指す。
オーステナイト領域での圧延を終えた時点での厚さをh0とし、引き続き2相共
存領域で行う圧延でホットストリップの厚さがh1に減少したとすると、2相共
存領域での総変形量εHは(h0−h1)/h0となり、ここでh0はオーステナイ
ト/フェライト共存領域で最初に圧延スタンドに入るときの厚さであり、h1は
この2相共存領域で最後に圧延スタンドから出るときの厚さである。
洗することが望ましい。
プを酸洗した後に、740℃以上の焼鈍温度で焼鈍して最終焼鈍済電磁鋼板を得
ることが望ましい。一方、酸洗後の最終焼鈍をこれより低く650℃以上の温度
で行なうと、最終焼鈍未完了の電磁鋼板が得られ、これをエンドユーザ側で最終
焼鈍することができる。
フード型炉または連続炉のいずれでも行なうことができる。
後のホットストリップに変形量3%以下の平滑化圧延を行なうことができる。こ
の圧延により、熱間圧延で形成されたミクロ組織に実質的な影響を及ぼすことな
く、ストリップ表面の凹凸部分を平滑化することができる。
本発明により製造したホットストリップの寸法精度と表面品質を更に高めるため
に、酸洗後のホットストリップに変形量が3%を超え15%以下のスキンパス圧
延を行なうことができる。この再圧延においても、通常の冷間圧延で高い変形量
により生ずる変化に匹敵するようなミクロ組織上の変化は全く生じない。
潤滑を行なう。潤滑しながら熱間圧延することにより、剪断変形が低減するので
、圧延後のストリップは断面組織の均一性が高まる。また、潤滑は圧延負荷も低
減するので、各圧延パスでの厚さ減少量を増加させることが可能になる。
的な製造により低廉化したこの厚さのストリップに対する需要が大きいからであ
る。
ている。この組成にするとオーステナイト相の生成傾向が高いので、オーステナ
イト単相からオーステナイト/フェライト共存組織への変態の制御を特に正確に
行なうことができる。
脱炭媒体中でホットストリップを焼鈍することが望ましい。
2500A/m、5000A/m、10000A/mでの固有磁束密度(磁気分
極)を表す。
、1.5Tでのヒステレシス損を表す。
ものである。
のある合金成分の含有量(質量%)を示す。
リップとし、これを数スタンドから成る別個の熱間圧延ラインに供した。
3、B1〜B3について、各磁気特性J2500、J5000、J10000、P1.0、P
1.5をそれぞれ示す。
分をオーステナイト領域で行った。そして、1パスのみをオーステナイト/フェ
ライト共存領域で行った。このプロセスで行なった総変形量εHは35%未満で
あり、特に30%であった。
理して、通常市販形態でエンドユーザへの出荷前の状態の電磁鋼板とした。サン
プルA2、B2(表2b)は、ホットストリップを酸洗した後、更に平滑化圧延
パスを施して、エンドユーザへの出荷前の状態とした。この平滑化圧延パスは、
最大変形量εHが3%であった。ストリップA3、B3(表2c)は、出荷前に
、酸洗した後にスキンパス圧延を施した。
により熱間圧延および冷間圧延して製造した場合とを比較した結果、本発明の方
法により製造した電磁鋼板の固有磁束密度の達成値および比ヒステレシス損の達
成値は、従来法により製造した電磁鋼板のこれらの値と狭い範囲で一致していた
。
造した電磁鋼板dの固有磁束密度を磁界強度に対して対数表示した曲線を示す。
鋼板aはそのまま試験し、鋼板bは平滑化パスを施してあり、鋼板cはスキンパ
ス圧延を施してある。
造した電磁鋼板dの比ヒステレシス損を固有磁束密度に対して対数表示した曲線
を示す。
b、cの特性は、従来法により製造した電磁鋼板dの特性とほんの僅かに異なる
だけである。すなわち、本発明による熱間圧延における圧延条件を最適化するこ
とにより、費用のかかる冷間圧延を省いて、高品位で市販性のある電磁鋼板が得
られる。
造した電磁鋼板dの固有磁束密度を磁界強度に対して対数表示した曲線を示すグ
ラフである。
造した電磁鋼板dの比ヒステレシス損を固有磁束密度に対して対数表示した曲線
を示すグラフである。
Claims (25)
- 【請求項1】 無方向性熱間圧延電磁鋼板の製造方法であって、鋳造された
スラブ、ストリップ、粗ストリップ、または薄スラブなど素材とし、この素材は
下記組成(質量%): C:0.0001〜0.05%、 Si: ≦1.5%、 Al: ≦0.5%、ただし[%Si]+2[%Al]≦1.8、 Mn:0.1〜1.2%、 残部:鉄および通常の不純物、 を有する鋼から成り、 仕上圧延ラインにおいて、Ar1温度より高い温度で、厚さ≦1.5mmのホ
ットストリップを圧延し、その際に、少なくとも熱間圧延の最終成形パスをオー
ステナイト/フェライト共存領域で行い、かつ、このオーステナイト/フェライ
ト共存領域での圧延における総変形量εHを<35%とする方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法において、前記鋼が、P、Sn、Sb、
Zr、V、Ti、N、Ni、Co、Nbおよび/またはBのような合金添加物を
総量で1.5%以下含むことを特徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の方法において、前記素材が薄鋳造ス
ラブまたは鋳造ストリップとして製造され、かつ、該素材の製造後に引き続き熱
間圧延を行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項4】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、前記ホ
ットストリップをコイルに巻き取ることを特徴とする方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の方法において、前記巻き取りの温度が700
℃以上であることを特徴とする方法。 - 【請求項6】 請求項5記載の方法において、コイルの保有熱を利用して、
前記ホットストリップに自己焼鈍を施すことを特徴とする方法。 - 【請求項7】 請求項5記載の方法において、前記ホットストリップをコイ
ルに巻き取った後に焼鈍することを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項4から7までのいずれか1項記載の方法において、ホ
ットストリップの焼鈍を酸素低減雰囲気中で行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項4記載の方法において、巻き取り温度が≦600℃で
あることを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項9記載の方法において、ホットストリップをコイル
巻き取り後直ちに加速冷却することを特徴とする方法。 - 【請求項11】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、オー
ステナイト/フェライト共存領域で行う圧延における総変形量εHが10%〜1
5%であることを特徴とする方法。 - 【請求項12】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、前記
ホットストリップを巻き取り後に酸洗することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、前記
ホットストリップを740℃以上の焼鈍温度で焼鈍することにより最終焼鈍済電
磁鋼板を得ることを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項1または12記載の方法において、前記ホットスト
リップを650℃以上の焼鈍温度で焼鈍することにより、最終焼鈍していない電
磁鋼板を得ることを特徴とする方法。 - 【請求項15】 請求項13または14記載の方法において、焼鈍をフード
型炉で行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項16】 請求項13または14記載の方法において、焼鈍を連続炉
で行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項17】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、ホッ
トストリップを冷間圧延せずに仕上げて出荷することを特徴とする方法。 - 【請求項18】 請求項1から16までのいずれか1項記載の方法において
、ホットストリップに変形度≦3%の平滑化圧延を施すことを特徴とする方法。 - 【請求項19】 請求項18記載の方法において、平滑化圧延したストリッ
プを仕上げて出荷することを特徴とする方法。 - 【請求項20】 請求項1から16までのいずれか1項記載の方法において
、ホットストリップに変形度>3%〜15%のスキンパス圧延を施すことを特徴
とする方法。 - 【請求項21】 請求項20記載の方法において、前記スキンパス圧延した
ストリップを仕上げて出荷することを特徴とする方法。 - 【請求項22】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、前記
ホットストリップの最終厚さが0.65〜1mmであることを特徴とする方法。 - 【請求項23】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、共存
領域における熱間圧延の際に潤滑を行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項24】 先行する請求項のいずれか1項記載の方法において、前記
鋼のSi含有量が1質量%以下であることを特徴とする方法。 - 【請求項25】 請求項17、19および21のいずれか1項記載の方法に
おいて、前記鋼のC含有量が0.005質量%より大であり、かつ、前記ホット
ストリップを仕上および出荷の前に脱炭媒体中で焼鈍することを特徴とする方法
。
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