JPS607689B2 - 配向珪素鋼の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はキューブオンェツジ組織を有する結晶粒配向珪
素鋼の製造方法に関するものであり、更に詳しくは均一
な高い透磁率（メータあたり８００アンペアターンで測
定）と低鉄損（通常、１．５テスラおよび以上でキログ
ラム当りワット数で測定）を生じる様に熱間圧延素材を
熱処理する方法に関するものである。

キューブオンェッジ配向珪素鋼（１１０）〔００１〕は
多年の間、変圧器の鉄心および類似物の製造に使用され
てきた。

もっとも通常の型の配向珪素鋼は一般に規則的（ｒｅ則
ｌａｒ）結晶粒配向珪素鋼と呼ばれるものであって、ス
トリップ厚さが０．２９５肋の場合、一般に７９Ｍ／の
における１８５０以下の透磁率と、１．汀および６０Ｈ
Ｚにおける０．７００Ｗ／ｌｂより大きい鉄損とを有す
る。この種の鋼は一般に３．２５％の珪素を含有し、結
晶粒成長抑制剤として硫化マンガンを使用し、また別々
の２冷間圧延段階において最終厚さまで圧延される。近
年、当業者は新規な組成と処理法を開発し、その結果、
磁気特性が著しく改良された。これらの製品は、普通に
高透磁率結晶粒配向珪素鋼と呼ばれ、ストリップ厚さが
０．２９５肋の場合、一般に１８５０以上の透磁率（７
９解／肌において）と０．７００Ｗ／ｌｂ以下の鉄損（
１．汀と６０ＨＺにおいて）とを有する。これらの鋼は
一般に３．０％の珪素を含有し、二種の相異なる結晶粒
成長抑制剤、例えば硫化マンガンと窒化アルミニウムを
使用し、１冷間圧延段階をもって最終ゲージまで圧延さ
れる。変圧器などの製造者は、現今の悪いエネルギー事
情故に、変圧器中のエネルギーロスをできるだけ低くし
なければならない。

変圧器中のエネルギーロスを低下させる１つの手段は、
高透磁率を有し従って低鉄損を示す鉄心素材を使用する
にある。高透磁率珪素鋼においては、所望の方向特性と
磁気特性とを発展させるため結晶粒成長抑制剤として硫
化マンガンとセレン化マンガンの両方またはそのいずれ
か一方「および窒化アルミニウムが信頼される。

硫化マンガン析出物の所望の形状と分布は、融成工程中
にマンガンと硫黄を所望の範囲内に制御し「 スラブ再
熱工程中に析出物を融解し、次に熱間圧延中の冷却速度
を制御することによって得られる。窒化アルミニウムの
所望の形状と分布も、融成工程中にアルミニウム窒素を
所望の範囲内に制御し、スラブ再熱工程中に窒化アルミ
ニウム化合物を融解することによって得られる。しかし
ながら、熱間圧延ののちに実質的に完成する硫化マンガ
ン析出物と異り、熱間圧延中には窒化アルミニウム析出
物の小部分のみが形成される。窒化アルミニウム析出物
の残分は、熱間圧延珪素鋼帯と鋼板の冷間圧延に先立つ
初暁なまし処理と急冷工程に際して形成される。また初
期燐なまし中に、硫化マンガン析出物のある程度の変化
も生じる様である。これらの処理段階は、高譲導で高透
磁率を示す素材の製造によって必要である。商業的製造
においては、最適磁気特性を得る様に鋼全体に亘つて窒
化アルミニウムを析出させるために必要とされる狭い範
囲内に全アルミニウム含有量と全窒素含有量とを制御す
ることはきわめて困難である。アルミニウム水準と窒素
水準が前記の狭い範囲の外にあっても、なお高透磁率の
製品は得られるが、鉄損は今日の市場で競争できるほど
に低くはならないと思われる。高透磁率鋼を製造する際
に使用される組成範囲において、より均一な磁気特性を
得る方法が先行開示に記述されている。

これらの方法は、米国特許第３９３３０２４号に記載の
様に１０び０〜３５０００の温度でストリップを袷間圧
延する段階を含み、あるいは米国特許第４１２３２９８
号に記載の様に、１９秒乃至５分間の時間、９５び〜１
１７５℃の温度で鋼の脱炭に続いて暁なましを実施する
段階を含む。これらの特許およびその他の特許に記載の
方法は処理費用が過度に高いが故に、商業的製造に使用
するには一般に不適当である。従って、本発明の改良法
夕は、冷間圧延に先立って、簡単な費用のかからない工
程によって珪素鋼全体の窒化アルミニウム析出物を制御
するものであって、真の要求に答えるものである。本発
明は、熱間圧延された珪素鋼に加えられる熱処理条件の
変動がアルミニウム含有０量と窒素含有量の変動を補償
し、この様にして、鉄損と透磁率に悪い影響を与えない
でアルミニウムと窒素の範囲を拡大することができると
いう発見にある。本発明に先立って、出願人による標準
実施法夕は、熱間圧延された珪素鋼を１１１５ｑｏ（２
０４００Ｆ）で９硯砂間、均熱し、鋼を８７０℃（１６
０００Ｆ）まで空冷し、次に４００午○以下まで水冷（
Ｗａにｒ ｑ雌ｎｃｈ）乃至急冷（ｑｕｅｍｈ）するに
あった。

この方法は、所定のアルミニウム範囲０．０２母重量％
〜０．０３６０重量％（全アルミニウム−とりべ試料）
と所定の窒素範囲０．００５５重量％〜０．００８の重
量％（とりべ試料）の範囲内では不変であった。融解ヒ
ートのアルミニウムおよび窒素の含有量の変動に対する
銃なまし／冷却工程の調整は全く行われなかった。米国
特許第３６３６５７ｙ或ま、熱間圧延された珪素鋼帯お
よび鋼板に対して７５００ 〜１２００ｏｏで３栃秒〜
３０分間、初焼なましを実施する段階と、次に窒素分を
窒素アルミニウムとして析出させるために急冷を実施す
る段階とを含む高磁気譲導珪素鋼の製造方法を開示して
いる。競なまし温度は珪素含有量と炭素含有量に応じて
変動させられ、また急冷は、２秒〜２０の砂で４００ｑ
ｏ以下の温度まで鋼板を冷却する様に実施される。アル
ミニウム含有量は０．０１％〜０．０６５％、珪素含有
量は０〜４％、炭素含有量は０．０８５％以下であった
。米国特許第３９５９０３３号は、熱間圧延された珪素
鋼板を１０５０ｏ 〜１１７０ｑｏ、好ましくは１１２
ぴ０〜１１７０℃の温度範囲で、１０〜６の砂間、初燐
なましし、次にこのストリップを毎秒１０こＣ以下の速
度で緩冷する方法を開示している。

これに続いて、毎秒１５０乃至１５０ｑｏの速度で急冷
する。この処理の目的は、高硬度相を発展させるにあり
、この相は、高透磁率製品を生じるために必要であると
記載されている。いずれにせよ、鋼組成の変動に対応し
て競なまし条件と急冷条件が変動されることはない。米
国特許第４０１４７１７号は、ストランド鋳造スラブが
直接圧延される時に高透磁率素材を製造する方法を開示
している。

熱間圧延鋼帯の初暁なましは、１０５０ｏ 〜１１５０
ｑｏの温度での５〜３０秒の均熱と、７５０ｏ 〜８５
０ｑ０の温度まで空気中冷却とを含む。次に鋼を毎秒１
０午○〜１００ｏｏの速度で４００ｑｏ以下の温度まで
急冷する。この急冷速度は炭素含有量および珪素含有量
と共に変動する。米国特許第３８５５０１叫号‘ま、１
現趣から２時間、７６０℃〜９２７０での初嫌なましと
、次に空中放冷に相当する冷却速度とを開示している。

炭素は０．０２％〜０．０７％の範囲、珪素は２．６％
〜３．５％の範囲、マンガンは０．０５％〜０．２７％
の範囲、硫黄は０．０１％乃至０．０５％の範囲、アル
ミニウムは０．０１５％〜０．０４％の範囲、窒素は０
．００３％〜０．００９％の範囲、銅は０．１％〜０．
３％の範囲である。またマンガンは、下記に等しいマン
ガン等量と定義されるものによって制約される。％Ｍｎ
＋（０．１〜０．２５）×％Ｃｕ またこの特許は、銅の添加が初焼なまし温度を低下させ
、圧延性を改良し、融解を単純化し、暁なまし雰囲気の
要件を緩和すると述べている。

米国特許第３８５５０２ぴ号‘ま、空中放冷より急速で
ない速度での７６０午０〜９２７０の暁なましと、これ
に続く空中放冷より急速な速度での２６０ｑｏ以下の温
度までの冷却とを開示している。この暁なましは、少く
とも８０％の最終冷間圧延に先行する。組成範囲は米国
特許第３８５５０１９号に使用されたものと同一である
。米国特許第３８５５０２１号は、１５砂から２時間の
範囲、７６０ｑＣ〜９２７０での燈なましと、これに続
く空中放冷と同等の速度での冷却とを開示している。

この焼なまいま、少くとも８０％の最終冷間圧延に先行
する。その組成範囲は米国特許第３８５５０１９号に記
載のものと同様である。本発明の主目的は、アルミニウ
ム含有量と窒素含有量の変動に対応する様に、冷間圧延
前に熱間圧延珪素鋼帯に加えられる熱処理を変動させる
ことによって、不完全二次結晶粒成長と、大型および／
または配向不良の二次結晶粒の問題を解決するにある。

本発明の他の目的は、高透磁率物質を商業的にうまく製
造することのできるアルミニウム範囲と窒素範囲を実質
的に拡大するにある。

本発明によれば、０．０７％までの炭素、２．７％〜３
．３％の珪素、０．０５％〜０．１５％のマンガン、０
．０２％〜０．０３５％の硫黄および／またはセレン、
０．０２４％〜０．０４％の全アルミニウム、０．００
５０％〜０．００９０％の窒素、および残分の鉄と通常
の不純物を含有する鋼を熱間圧延する段階と、熱間圧延
された鋼に対して初嫌なまし（ｉｎｊｔｉａｉａｎｎｅ
ａｌｉｎｇ、第２図においてはＩＡと略記）を実施する
段階と、鋼を冷却する段階と、２０硯趣、以内で４００
℃以下の温度まで水冷する段階と、最終厚さまで冷間圧
延する段階と、鋼を脱炭する段階と、焼なましセパレー
タを適用する段階と、還元性雰囲気中において銅に対し
て最終燐なましを加える段階を含む鉄損と圧延方向透磁
率の改善された配向珪素鋼の製造方法において、全アル
ミニウ含有量と全窒素含有量が第２図において窒素％＝
０．００９０％と窒素％＝０．８３×アルミニウム％−
０．０２２％とによって限定される直線の右下にある時
に前記の初嘘なましを１０４００乃至１１１５ｏｏ以下
の範囲内の温度で実施また水冷を７０００ 乃至８７０
ｑｏの範囲内の温度で開始する段階と、全アルミニウム
含有量と全窒素含有量が第２図において窒素％＝０．０
０６０％と窒素％＝０．８３×アルミニウム％−０．０
１８４％として定義される直線の左上方にある時に前記
の初競なましを１１１５午○乃至１１７５００の範囲内
の温度で実施しまた前記の水冷を８７００以上乃至１０
９０ｏｏの範囲内の温度で開始する段階とを含むことを
特徴とする方法が提案される。

最適磁気特性を得る問題の解決には多くの相互依存変数
が含まれ、これらの変数の効果はまだ完全には理解され
ていない。

しかし、初競なまし温度が１０４０ｏ乃至１１７５ｑｏ
の範囲内であり、また急冷開始温度が鋼全体に亘つて均
一に微細分散形で適当量の窒化アルミニウムを析出させ
る様に選定させるなら、最高度の配向が得られることが
発見された。もしこれらの条件においてアルミニウム含
有量が比較的高ければ、不完全二次成長の可能性がある
。他方「同一条件において、アルミニウム含有量が低け
れば、大粒度およびノまたは配向不良の危険がある。０
．００２％の含有量の全アルミニウムは「酸素と結合し
て酸化アルミニウムを成すので不溶であり、従って窒化
アルミニウムの形成には役立たない。

この明細書におけるアルミニウム水準は、特記なき限り
全アルミニウム含有量である。第１図について述べれば
、与えられたアルミニウム水準と窒素水準に対して、高
い初焼なまし温度と低い水冷開始温度およびその逆の組
合せによって最良の磁気特性が保証されることは明かで
ある。

第１図において定量的に示される様に、最適磁気特性の
得られる最広区域は、与えられたアルミニウム水準に対
する初暁なまし温度範囲と急冷開始温度範囲のそれぞれ
のほぼ中点にある。鋼中に存在するアルミニウム量およ
び／または窒素量が最適初嫌なまし温度範囲および／ま
たは急冷開始温度範囲を変動させることは重要である。
一般に、窒素水準が一定の場合、アルミニウム量の少し
、ヒートでは、最適磁気特性のためには、アルミニウム
量の多いヒートのときよりも高い初暁なまし温度および
／または高い急冷開始温度を必要とする。水冷中の冷却
速度は、水冷開始から４００つ０以下の温度に達するま
での水冷時間が２０硯砂以下、好ましくは１０乃至５硯
砂の範囲内であることが好ましい。

本発明の方法の好ましい実施例においては、蓬秦鋼融成
物は通常の方法で作られ、次にインゴット状に鋳造され
、または連続鋳造される。

連続鋳造法が実施される場合、米国特許第３７６４４０
６号に記載の方法が好ましい。熱間圧延に先立ってイン
ゴツトまたはスラブを１２８０ｏ〜１４３０ｏｏの範囲
内で再熱し、熱間圧延工程は好ましくはまず粗延を実施
し、次に１．８〜２．５側のホットバンド厚さまで仕上
げ圧延する。

熱間圧延された鋼帯に対して１０４００ 〜１１７５ｑ
０の範囲内で初連続競なましを実施する。

この温度はあとで詳述する様に鋼のアルミニウム含有量
および窒素含有量によって変動し、均熱時間は３の砂〜
３分の範囲とし、これに続いて、鋼が７００ｏ〜１０９
０ｑｏの温度に達するまで空冷する。次に鋼を４０００
０以下の温度まで水冷する。競なまされた鋼帯に対して
スケール除去を実施し、少くとも１段階で最終厚さまで
冷間圧延する。

袷間圧延工程中の鋼の温度は一般に１５０ｑｏ以下であ
る。１段以上の冷間圧延が使用される場合、前記の燐な
ましと急冷に続いて、少くとも８０％の冷間圧延を実施
しなければならない。

最終厚さ（０．２０乃至０．４５肌より大とすることが
できる）まで冷間圧延したのち、好ましくは０．００３
％以下の炭素水準までストリップを脱炭する。

脱炭のために、８２０００〜８５０ｑｏの湿潤水素を使
用する。次にト脱炭されたストリップを焼なましセパレ
ータで被覆し、次に乾燥水素含有雰囲気中で３筋時間ま
で、少くとも１０９０００、好ましくは１１５０ｏ乃至
１２２０午０の温度範囲で最終燐なましを実施して鉄酸
化物を還元し、これによって二次再結晶を実施する。最
終競なましの一部は窒素雰囲気中、または窒素−水素雰
囲気中で実施される。前記の方法は、熱間圧延鋼帯に対
する初焼なまし条件および急冷条件以外は通常の方法で
ある。

アルミニウムが０．０２４％〜０．０４０％全アルミニ
ウムの範囲（とりべ分析）の上部にある時、および／ま
たは窒素が０．００５０％〜０．００９０％の範囲（と
りべ分析）の下部にある時、初連続嫌なまし後の水冷は
７００ｏ 〜８７０午０以下の温度範囲で開始される。
更に詳細に述べれば、第２図について、アルミニウム含
有量と窒素含有量が窒素％＝０．００９０％と窒素％＝
０．８３×ＡＩ％−０．０２２％とによって定義される
直線の右下にあるとき、初競なまし温度は１０４びｏか
ら１１１５ｑｏの範囲内にあり、また水冷は７００ｏ乃
至８７０ｑｏの温度で開始される。アルミニウムが０．
０２４％〜０．０４０％全アルミニウムの範囲の下部に
ある時、および／または窒素が０．００５０％〜０．０
０９０％窒素の上部にある時、初焼なまし後の水冷は８
７０午０以上１０９０３０までの温度範囲で開始される
。更に詳細に述べれば、同じく第２図において、アルミ
ニウムと窒素の結合含有量が窒素％＝０．００６０％、
また窒素含有量＝０．８３×ＡＩ％−０．０１８４％に
よってそれぞれ定義される直線の左上にある時、初燐な
まし温度は１１１５℃以上、１１７５℃までの範囲であ
り、また水冷は８７０℃以上１０９０℃までの温度で開
始される。第２図において窒素％＝０．８３×ＡＩ％一
０．０２２％と窒素％＝０．８３×ＡＩ％−０．０１８
４％とによって定義される煩斜直線は下記の傾斜方程式
から譲導される。

ｙニｍは十ｂ ここにｍは傾斜度、またｂはｙの切片である。

第２図から明かな様に、区域ＡＢＣＤは、すぐれた磁気
特性を得るために初焼なまし条件を変動することなく前
記の標準実施法を採用することのできる唯一のアルミニ
ウム範囲と窒素範囲を限定している。前述した様に、出
願人による実施法は、熱間圧延された鋼帯に対して、９
町砂間、１１１５ｑｏで初達続焼なましを実施し、次に
８７０午０まで空冷し、次に室温まで水袷を実施するに
あった。市販ヒート試料に対して、初燐なまし条件と水
冷条件とを変動させながら実験的処理を実施した。これ
ら二重のヒート（４６０６２ＡＶおよび３６０７７４Ａ
Ｖ）の冷間圧延と最終燐なまし後のアルミニウム含有量
と窒素含有量、および磁気特性を、各ヒート試料の受け
た熱処理条件と共に第１表に示した。その処理法は下記
の通りであった。厚さ２．３６肌の熱鋼帯試料を第１表
において表示の様に窒素雰囲気中で、全部で、４．３分
間、焼なましした。各試料を第１表に示された時間、空
冷し、次に温水中で急冷した。厚さ０．２９２肋の厚さ
まで冷間圧延したのち、約６０００の霧点を有する水素
中で８３０千○で各試料を脱炭した。次にこれらの試料
をマグネシアで被覆し、乾燥水素中で３０分間、１２０
０ｏｏで最終暁なましした。その際、２既容量％〜７５
容量％雰囲気中で、５９０℃から１２００二Ｃまで、毎
時４０午０の加熱速度を使用した。これらのヱプスタイ
ン（Ｅｐｓｔｅｉｎ）試料を鯛断したのち、テスト前に
ひずみ取り競なましを実施した。前記のすべての初燐な
まし処理は前出の米国特許第３６３６５７ｙ号もこ記載
の限界内にある。

テスト結果は、Ｈ＝７９Ｍ／ｍにおける透磁率によって
測定された磁気特性が初暁なまし温度と水冷に先立って
試料を空冷する時間と共に大中に変動することを示して
いる。二，三の処理は高透磁率製品を生じることなく、
今日の市場において競争力があるとみなされる製品を生
じた処理は少数であった。第２表、第３表および第４表
は、最適磁気特性を得るには初焼なまし条件と急冷条件
の調節が望ましいことを示している。

第２表と第３表はそれぞれ１ヒートに関するデータを含
み、アルミニウム含有量と窒素含有量に関するこれら２
種のヒートの位置、初焼なまし温度および急冷開始温度
をそれぞれ第２図に示す。

第２表と第３表のデータは、各表に記載の組成をそれぞ
れ有する市販のヒートから得られたホットバンド試料に
ついて得られたものである。これらの試料は実験室の中
で下記の様に処理される。初焼なましを１０５０ｏｏ、
１１００午○、および１１６５ｑ０で実施し、炉中全時
間はそれぞれ５−１／４時間、温度保持時間は９Ｍ砂で
あった。第２表と第３表の二種のヒートの各試料につい
て、水冷を早期温度（１０６５℃）、標準温度（８７０
℃）または後期温度（７１５ｑｏ）から開始した。次に
各試料を１１．２ミルまで冷間圧延し、脱炭し、マグネ
シアで被覆し、乾燥水素中で１２０５℃で２餌時間、箱
焼きなましし、最後にひずみ取り暁なましした。次に、
鉄損と透磁率について各試料をテストした。これらのテ
スト結果を第２表と第３表に示し、また第３図、第４図
、第５図および第６図にプロットした。まず、第２表と
第３図および第５図のヒート２７１３２７について考察
すれば、初健なまし温度が１１００００から１１６５０
０まで増大するに従って鉄損の増大が見られる。

また、第５図に見られる様に、急冷開始温度が上昇する
に従って、鉄損が増大した。次に、第３表と第４図およ
び第６図に示されたヒート４８０３６のＤについて考察
すれば、８７０℃の急冷開始温度に対して初暁なまし温
度が増大するに従って鉄損が減少した。

また１０５０ｑｏと１１１０ｑｏの初暁なまいこ対して
水冷開始温度が増大するに従って鉄損が減少した。この
ヒートの全体磁気特性は良好ではないが、これは好まし
い範囲外にある低アルミニウム含有量によるものである
。第２表と第３表および第３図〜第６図にまとめられた
テスト結果は、前述の一般原則、すなわち、高アルミニ
ウムおよび／または低窒素は低い初蛾なまし温度および
／または低い急冷開始温度によって、よりよい磁気特性
を生じ、また低アルミニウムおよび／または高窒素は高
い初燐なまし温度およびノまたは急袷開始温度によって
、よりよい磁気特性を生じるという一般原則を確認する
ものである。

再び市販のヒートから得られたホットバンド試料を使用
して追加テストを実施し、その結果を第４表にまとめた
。

アルミニウム含有量と窒素含有量に関するこれらのヒー
トの位置も第２図においてプロツトしてある。第４表に
は初焼なまし均熱温度と急冷開始温度が記載されている
。

他のすべての処理変数は第２表および第３表の場合と同
機である。まずヒート８６２１について考察すれば、そ
のアルミニウム水準と窒素水準の組合せは、本発明の方
法によって処理される場合の標準初焼なまし温度と標準
急冷開始温度に対応する様である。

また第４表は、１１２０午０の均熱温度において、二，
三の水準の急冷開始温度で比較的均一な磁気特性の得ら
れることが示され、これは本発明の方法の理論を確認す
るものである。ヒート８７３０と８７３６は、本発明の
方法により１１１５００〜１１７５ｑ０の初暁なまし温
度と、８７０ｏ 〜１０９０℃の急冷開始温度とを要求
するアルミニウム／窒素含有量組合せを有する。

第４表の１１２０００での初燐なましの結果がこれを確
認している。ヒート８７３０の場合、１１０５℃の均熱
温度と８４５ｑｏの急冷開始温度に対する磁気特性は予
想よりよかった。この様な予想外の変動は常に生じるの
であるが、本特許の主旨はこの様な変動を最小限に成す
ことであって、変動をなくすことではない。ヒート８８
３４は本発明の方法により１０４００〜１１１５℃の初
焼なまし温度と７０００ 〜８７０ｏ０の急冷開始温度
で処理されなければならない。

１１２０００の均熱温度に対して得られる結果は、７６
０ＣＯの急冷開始温度で最良の磁気特性が得られたこと
を示している。

しかしながら、これより低い１１０５『０の初競なまし
温度と少し高い８４５ｑｏの急冷開始温度は、なおすぐ
れた磁気特性を生じた。とりべ分析により０．０３８％
の全アルミニウムと０．００７９％の窒素とを含有する
ヒート８８３４で作られた２個のコイルに対して、完全
プラント処理を実施した。

両方のコイルに対して１１１５ｑ０で初暁なましを実施
し、一方のコイル（２１７５６）は約８７０ｑｏの標準
温度から水冷され、また他方のコイル（２１７５４）は
７９０ｏＣから水冷された。

二次コーティングを実施したのちプラント処理ラインに
おいて、両方のコイルの長さに沿って鉄損を測定した。
これらのコイルの長さは沿った鉄損値を第７図にプロッ
トした。第Ｔ図から明かな様に「７９０００から水冷さ
れたコイル２１７５４の鉄損は、８７０ｑｏから水冷さ
れたコイル２１７５６の鉄損よりも低いだけでなく「遥
かに均一であることが第７図から明かである。他の市販
のヒート８９３２から作られたコイルに対してプラント
テストを実施した。

ヒート８９３２のとりべ分析は０．０４３％炭素、０．
０９４％マンガン、０．０２５％硫黄、２．９０％珪素
「 ０．０４０％アルミニウム、および０．００６８％
窒素であった。すべての％は重量％とする。初焼なまし
均熱温度は１０９５００であった。このコイルの前端部
は７６０ｑｏから水冷されたが、後部は８４５ｑ０から
水冷された。このコイルの前端部と後端部の鉄損と透磁
率は第５表に示してある。１０９５）○の初焼なましと
７６０ｑｏの水袷温度を受け、最終厚さ０．２６７肌ま
で圧延された前端部がすぐれた磁気特性を示したことが
注意される。従来、この様なアルミニウム水準と窒素水
準の組合せについて、標準的初焼なまし条件と水冷条件
をもって、この様な高い磁気特性を得ることは不可能で
あった。他の市販ヒート９９０６について、早期水冷と
標準水冷の効果を比較するためのプラントテストを実施
した。

ヒート９９０６は、０．０４５％炭素、０．０９２％マ
ンガン、０．０２７％硫黄、２．８９％珪素、０．０３
１％アルミニウム、および０．００７３％窒素（いずれ
も重量％）のとりべ分析を有していた。１１個のコイル
に対して１１１５００の初焼なまし温度を加え、そのう
ち７個のコイルについて９８２０○から水冷し、他の４
個のコイルについては８７０ｑ○から水冷した。

これらのコイルについての鉄損と透磁率を第５表に示し
たが、この場合には、９８２０の開始温度からの早期水
冷の結果、この様なアルミニウム／窒素水準組合せにつ
いてすぐれた磁気特性が得られた。故に、第２図におい
てアルミニウム含有量と窒素含有量の組合せが窒素％＝
０．００９０％と窒素％＝０．８３×アルミニウム％−
０．０２２％によって限定される直線の右下にある時、
初焼なまし温度は１０４０ｏ〜１１１５ｏ以下の範囲と
し、水冷は７００ｏ〜８７０ｑｏ以下の温度で開始され
なければならないことが前記のデータによって経験的に
確認された。また、第２図においてアルミニウム／窒素
含有量組合せが窒素％＝０．００６０％と窒素％＝０．
８３×アルミニウム％−０．０１８４％によってそれぞ
れ定義される直線の左上方にある時に初蛇なまし温度が
１１１ｙ〜１１７５ｏｏの範囲とし、水冷開始温度が８
７０ｏ 〜１０９０ｑｏの範囲内になければならない。

非限定的実施例によれば、０．０３２％と同等またはこ
れ以上の全アルミニウムと０．００５０％の窒素の場合
、または０．０３７％と同等またはこれ以上の全アルミ
ニウムと０．００９５％の窒素の場合、初燐なまし温度
は１０４０ｏ〜１１１５ｑ０の範囲内、また水袷開始温
度は７００ｏ〜８７０ｑｏ以下の範囲内になければなら
ない。他方の極端の場合、全アルミニウムが０．０２９
％以下、窒素が０．００６％、又は全アルミニウムが０
．０３３％以下、窒素が０．００９％の時、初燐なまい
ま１１１５ｑ０以上で１１７５ｑ０までの温度でなくて
はならず、水冷は８７０ｏｏ以上で１０９０ｑｏまでの
温度でなくてはならない。かつて用いられた標準実施法
は１１１５ｑ０での初焼なましであり、水冷は８７０ｑ
ｏで開始するのであるから、これらの二つの温度は添付
の特許請求の範囲においては除外されている。本発明に
よる初焼なまし条件と急袷開始条件の変動は磁気特性を
そこなうことなくアルミニウムと窒素の使用可能範囲を
拡大することは明白である。狭い範囲内におけるアルミ
ニウム水準と窒素水準の制御が永い間、高透磁率珪素鋼
の製造上の問題点を成していたのであるから、本発明は
より低い生産コイルで同等の磁気特性の保持を可能とす
る。また熱処理条件の変動がアルミニウムと窒素のとり
べ試料に塞いているのであるから、制御はきわめて簡単
化され、また生産工程の初期段階において磁気特性の予
想が容易になる。なお、窒素が０．００５％以上、０．
００６％未満でかつ％ＡＩが、％窒素＝０．８３×％Ａ
Ｉ−０．０１８４％で与えられる直線の左側にあるとき
、その結果生ずる結合アルミニウム、窒素含有量は特許
請求の範囲外にある。

いいかえれば窒素とアルミニウムがともに極めて低いと
きは、改良された鉄損と透磁率を与えるためには、初焼
なまし温度や水冷開始温度に依存しない。たとえば窒素
含有量０．００５０％で全アルミニウム含有量０．０２
６％は特許請求の範囲に規定された初焼なましと水冷開
始の範囲外となること第２図より明らかであろう。特許
請求の範囲第１項における組成の範囲はこれらの範囲を
カバーするのに十分広いが、アルミニウムが比較的高い
、例えば０．０３５％（ヒート２７１３２７）ならば低
い窒素含量（０．００５〜０．）００６％）を用いうろ
ことは明らかであろう。同機に「 ヒート４８０３６４
の場合のように、アルミニウムが低く窒素が高いときは
本発明で規定された初焼なまし範囲と水冷開始温度範囲
を適用することができる。第１表 第２表 第３表 第４表 第５表

【図面の簡単な説明】

第１図は種々のアルミニウム水準について、磁気特性に
対する初競なまし温度と水冷開始温度の効果を示すグラ
フ、第２図はアルミニウム含有量と窒素含有量の変動に
対する初凝なまし温度と急冷開始温度の変動を示すグラ
フ、第３図と第４図は鉄損に対する初焼なまし温度の作
用を示すグラフ、第５図と第６図は鉄損に対する水冷開
始温度の作用を示すグラフ、また第７図は比較試料コイ
ルの長さに沿った鉄損を示すグラフである。 力協＠ 〃コ紐の鶴 母 忌 言 ７冊■ ■ Ｚ盤職８ ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ０．０７％までの炭素、２．７％乃至３．３％の珪
   素、０．０５％乃至０．１５％のマンガンと、０．０２
   ％乃至０．０３５％の硫黄および／またはセレン、０．
   ０２４％乃至０．０４０％の全アルミニウム、０．００
   ５０％乃至０．００９０％の窒素および残分の鉄と通常
   の不純物を含有する鋼を熱間圧延する段階と、熱間圧延
   された鋼に対して初焼なましを実施する段階と、鋼を冷
   却する段階と、４００℃以下の温度まで２００秒以内に
   水冷する段階と、最終厚さまで冷間圧延する段階と、鋼
   を脱炭する段階と、焼なましセパレータを適用する段階
   と、還元性雰囲気中において鋼に対して最終焼なましを
   実施する段階とを含む方法において、第２図において全
   アルミニウム含有量と窒素含有量が窒素％＝０．００９
   ０％と窒素％＝０．８３×アルミニウム％−０．０２２
   ％によって限定される直線の右下方にある時に前記の初
   焼なましを１０４０°乃至１１１５℃以下の範囲内の温
   度で実施しまた前記の水冷を７００°乃至８７０℃の範
   囲内の温度で開始する段階と、第２図において全アルミ
   ニウム含有量と窒素含有量が窒素％＝０．００６０％と
   窒素％＝０．８３×アルミニウム％−０．０１８４％に
   よって限定される直線の左上方にある時に前記の初焼な
   ましを１１１５°以上１１７５℃の範囲内の温度で実施
   しまた前記の水冷を８７０°以上１０９０℃の範囲内の
   温度で開始する段階とを含むことを特徴とする鉄損と圧
   延方向透磁率の改良された配向珪素鋼の製造方法。 ２ 前記の熱間圧延された鋼は前記の初焼なましののち
   、４００℃以下の温度まで１０秒乃至５０秒で水冷され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項による方法。 ３ 初焼なましは連続焼なましであり、均熱時間は３０
   秒乃至３分間とすることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項による方法。４ 前記の鋼は少くとも
   ８０％の少くとも１段の冷間圧延で最終厚さまで冷間圧
   延され、また前記の最終焼なましは、鉄酸化物を還元す
   る乾燥水素含有雰囲気中において、３６時間までの時間
   、少くとも１０９０℃の温度で実施されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかによる
   方法。