JP2001303123A - Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法 - Google Patents
Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法Info
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- JP2001303123A JP2001303123A JP2000125873A JP2000125873A JP2001303123A JP 2001303123 A JP2001303123 A JP 2001303123A JP 2000125873 A JP2000125873 A JP 2000125873A JP 2000125873 A JP2000125873 A JP 2000125873A JP 2001303123 A JP2001303123 A JP 2001303123A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチングむら品位を低下することなく、コ
スト低減可能なシャドウマスク用等のFe−Ni系合金材料
製造用鋳塊の製造方法の提供。 【解決手段】 特定量のNiを含みエッチング処理される
Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法であり、真空誘
導加熱精錬法でArの吹き込みを含む脱酸精錬をした溶湯
を、鋳造して鋳塊とする。Arの吹き込み終了以前に脱酸
剤を溶湯1t当たり、Alで0.1kg/t以下添加とすると
よい。
スト低減可能なシャドウマスク用等のFe−Ni系合金材料
製造用鋳塊の製造方法の提供。 【解決手段】 特定量のNiを含みエッチング処理される
Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法であり、真空誘
導加熱精錬法でArの吹き込みを含む脱酸精錬をした溶湯
を、鋳造して鋳塊とする。Arの吹き込み終了以前に脱酸
剤を溶湯1t当たり、Alで0.1kg/t以下添加とすると
よい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてシャドウ
マスク材等エレクトロニクス関連製品の分野で使用さ
れ、質量で20−80%のNiを含む、とりわけフォト
エッチング(以下エッチングと記す)による加工を行っ
て使用される際に、優れた性能を発揮するFe−Ni系
合金材料製造用鋳塊の鋳造方法の技術分野に属する。
マスク材等エレクトロニクス関連製品の分野で使用さ
れ、質量で20−80%のNiを含む、とりわけフォト
エッチング(以下エッチングと記す)による加工を行っ
て使用される際に、優れた性能を発揮するFe−Ni系
合金材料製造用鋳塊の鋳造方法の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】質量で20−80%、特に30−50%
のNiを含むFe−Ni系合金は、エッチング処理を経
て、シャドウマスク材、リードフレーム材等に広く使用
されている。シャドウマスクは、Fe−Ni系合金材料
製造用鋳塊を分塊、熱間圧延、冷間圧延を経て薄板材と
し、該薄板材をエッチングにより所定の間隔、形状の多
数の微細孔を穿孔し、軟化焼鈍後所定の3次元曲面形状
にプレス成形して製造される。
のNiを含むFe−Ni系合金は、エッチング処理を経
て、シャドウマスク材、リードフレーム材等に広く使用
されている。シャドウマスクは、Fe−Ni系合金材料
製造用鋳塊を分塊、熱間圧延、冷間圧延を経て薄板材と
し、該薄板材をエッチングにより所定の間隔、形状の多
数の微細孔を穿孔し、軟化焼鈍後所定の3次元曲面形状
にプレス成形して製造される。
【0003】エッチング後のシャドウマスク薄板材を反
射光または透過光で観察すると、「スジむら」と呼ばれ
る圧延方向に平行な多数のエッチングむらによるスジ模
様が見える場合がある。また該スジむら以外にも種々の
エッチングむらが知られている。これらのむらの部分
は、微細孔が所定の径あるいは形状から偏倚したり、エ
ッチング面の荒れ等を呈しており、これらは、画像の部
分的な色調や明るさの乱れを生じたり電子線を散乱する
等の原因となる。特に近年普及の著しいコンピュータの
モニタ用に使用される高精細なブラウン管では、これら
のエッチングむらによる乱れ等の影響が顕著となる。こ
のエッチングむらの原因としては、Al2O3やMnS
等の非金属介在物およびNi、Mn等の成分のミクロ偏
析が考えられている。
射光または透過光で観察すると、「スジむら」と呼ばれ
る圧延方向に平行な多数のエッチングむらによるスジ模
様が見える場合がある。また該スジむら以外にも種々の
エッチングむらが知られている。これらのむらの部分
は、微細孔が所定の径あるいは形状から偏倚したり、エ
ッチング面の荒れ等を呈しており、これらは、画像の部
分的な色調や明るさの乱れを生じたり電子線を散乱する
等の原因となる。特に近年普及の著しいコンピュータの
モニタ用に使用される高精細なブラウン管では、これら
のエッチングむらによる乱れ等の影響が顕著となる。こ
のエッチングむらの原因としては、Al2O3やMnS
等の非金属介在物およびNi、Mn等の成分のミクロ偏
析が考えられている。
【0004】シャドウマスク用Fe−Ni系合金は、低
熱膨張特性、エッチング速度およびエッチングむら品
位、プレス成形性等の関係から、質量で例えば、Ni3
4〜38%、C≦0.005%、Mn:0.25〜0.
35%、S≦0.0025%、O≦0.0050%、残
部がFeおよび不可避的不純物等の組成とされる。この
ように組成的にC、O、Sが極度に低いため、製造方法
としては、特許第2795703号が述べているよう
に、従来、真空誘導加熱精錬法(以下VIMと記す)に
よりCを下げ、さらに真空アーク再溶解炉(以下VAR
と記す)でOを下げて溶製されていた。しかし、VIM
においてはSを下げることができないため、極低Sの原
料を用いなければならなかった。
熱膨張特性、エッチング速度およびエッチングむら品
位、プレス成形性等の関係から、質量で例えば、Ni3
4〜38%、C≦0.005%、Mn:0.25〜0.
35%、S≦0.0025%、O≦0.0050%、残
部がFeおよび不可避的不純物等の組成とされる。この
ように組成的にC、O、Sが極度に低いため、製造方法
としては、特許第2795703号が述べているよう
に、従来、真空誘導加熱精錬法(以下VIMと記す)に
よりCを下げ、さらに真空アーク再溶解炉(以下VAR
と記す)でOを下げて溶製されていた。しかし、VIM
においてはSを下げることができないため、極低Sの原
料を用いなければならなかった。
【0005】特許第2795703号は、この極低Sの
原料は非常に高価格のため、コスト低減の目的から、第
1工程:脱硫を主目的とする溶解でSが質量で20pp
m以下のNi−Fe系合金の母材を造塊する工程、第2
工程:前記母材を用いて脱炭を主目的とし消耗電極を溶
製する工程および第3工程:前記消耗電極を用いてVA
Rにより再溶解する工程からなるFe−Ni系合金の溶
製方法を提案している。この方法は、高価格である極低
Sの原料を必要としない点で有効な方法である。また、
特開平6−128662号は、シャドウマスク用等のF
e−Ni系合金インゴットの造塊方法として、Cが50
質量ppm以下の消耗電極を作る第1の工程と、最終的
な鋳塊のSが20質量ppm以下、Oが50質量ppm
以下の再溶解鋳塊を作る第2の工程からなる方法を提案
しており、該第1および2の工程の望ましい方法とし
て、それぞれVIMおよびエレクトロスラグ再溶解法
(以下ESRと記す)を挙げている。また、特開平5−
222541号は、特定組成のNi−Fe系合金の製造
方法として、VIMで溶解、脱炭、脱酸し、真空中で鋳
造する方法を開示している。
原料は非常に高価格のため、コスト低減の目的から、第
1工程:脱硫を主目的とする溶解でSが質量で20pp
m以下のNi−Fe系合金の母材を造塊する工程、第2
工程:前記母材を用いて脱炭を主目的とし消耗電極を溶
製する工程および第3工程:前記消耗電極を用いてVA
Rにより再溶解する工程からなるFe−Ni系合金の溶
製方法を提案している。この方法は、高価格である極低
Sの原料を必要としない点で有効な方法である。また、
特開平6−128662号は、シャドウマスク用等のF
e−Ni系合金インゴットの造塊方法として、Cが50
質量ppm以下の消耗電極を作る第1の工程と、最終的
な鋳塊のSが20質量ppm以下、Oが50質量ppm
以下の再溶解鋳塊を作る第2の工程からなる方法を提案
しており、該第1および2の工程の望ましい方法とし
て、それぞれVIMおよびエレクトロスラグ再溶解法
(以下ESRと記す)を挙げている。また、特開平5−
222541号は、特定組成のNi−Fe系合金の製造
方法として、VIMで溶解、脱炭、脱酸し、真空中で鋳
造する方法を開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】シャドウマスク用Fe
−Ni系合金において、最近、特に高精細のブラウン管
への要求からエッチングむらに関するより高い品質的要
求や、コスト低減等の要求が強くなってきた。本発明
は、エッチングむら品位を低下することなく、コスト低
減可能なシャドウマスク用等のFe−Ni系合金製造用
鋳塊の製造方法を提供することを課題とする。
−Ni系合金において、最近、特に高精細のブラウン管
への要求からエッチングむらに関するより高い品質的要
求や、コスト低減等の要求が強くなってきた。本発明
は、エッチングむら品位を低下することなく、コスト低
減可能なシャドウマスク用等のFe−Ni系合金製造用
鋳塊の製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来、実施または提案さ
れてきたVARやESRの再溶解工程の役割は、脱酸、
脱硫、非金属介在物の低減等である。そこで、本発明者
等は、VIM工程でArガス吹き込み精錬をすることに
より、上記従来の再溶解工程の省略に成功した。
れてきたVARやESRの再溶解工程の役割は、脱酸、
脱硫、非金属介在物の低減等である。そこで、本発明者
等は、VIM工程でArガス吹き込み精錬をすることに
より、上記従来の再溶解工程の省略に成功した。
【0008】すなわち、本発明は、質量%で20−80
%のNiを含みエッチング処理されるFe−Ni系合金
材料製造用鋳塊の製造方法において、真空誘導加熱精錬
法でArの吹き込みを含む脱酸精錬をした溶湯を鋳造し
て鋳塊とするFe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方
法である。本発明において、真空誘導加熱精錬法でAr
の吹き込みを含む脱酸精錬をした後、必要に応じて、温
度変更、鎮静、フラックスの添加もしくはフィルタによ
る濾過等を行なうことができる。なお、本発明において
鋳塊とは、インゴットケースへの鋳造によるもののみな
らず、連続鋳造のスラブも含まれる。
%のNiを含みエッチング処理されるFe−Ni系合金
材料製造用鋳塊の製造方法において、真空誘導加熱精錬
法でArの吹き込みを含む脱酸精錬をした溶湯を鋳造し
て鋳塊とするFe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方
法である。本発明において、真空誘導加熱精錬法でAr
の吹き込みを含む脱酸精錬をした後、必要に応じて、温
度変更、鎮静、フラックスの添加もしくはフィルタによ
る濾過等を行なうことができる。なお、本発明において
鋳塊とは、インゴットケースへの鋳造によるもののみな
らず、連続鋳造のスラブも含まれる。
【0009】また、本発明でいうFe−Ni系合金と
は、Feと少なくともNiが20−80%、望ましくは
30−50%、さらに望ましくは34−48%含まれて
いるものであり、その合金薄板がエッチング加工される
ものに限定される。但し、Niが上記の範囲であれば、
合金の脱酸や強化等のために添加される、例えばSi、
Mn、Al、Ti、Ca、Mg、B、Cr、Mo、V、
Co、Nbなどの他の元素が含まれても良いものとす
る。
は、Feと少なくともNiが20−80%、望ましくは
30−50%、さらに望ましくは34−48%含まれて
いるものであり、その合金薄板がエッチング加工される
ものに限定される。但し、Niが上記の範囲であれば、
合金の脱酸や強化等のために添加される、例えばSi、
Mn、Al、Ti、Ca、Mg、B、Cr、Mo、V、
Co、Nbなどの他の元素が含まれても良いものとす
る。
【0010】本発明において、VIMは、溶湯の冷却を
防止して精錬に必要な十分な時間に亘り必要な温度保持
または昇温を可能とし、また加熱手段からの汚染がな
い。本発明は、このVIMで、Arガスの吹き込みによ
り、C−O反応の十分なレベルまでの進行と非金属介在
物の浮上分離を行い、最終的に脱酸生成物が非金属介在
物として残留する恐れのあるSi、Mn、Al、Ti、
Ca、Mg等の脱酸剤を使用するにしても、Alで0.
1kg/t(溶湯)以下、Al以外の脱酸剤では0.1
kg/t×当量比(当該脱酸剤の当量/Alの当量)以
下の少量とし、該の脱酸剤の添加後にArガスの吹き込
みを終了することで、該添加による脱酸生成物も十分に
凝集、浮上させることにより、VAR、ESR等による
非金属介在物除去を不必要としたものである。なお、当
量とは酸素の1/2グラム原子と化合する他の元素の量
である。
防止して精錬に必要な十分な時間に亘り必要な温度保持
または昇温を可能とし、また加熱手段からの汚染がな
い。本発明は、このVIMで、Arガスの吹き込みによ
り、C−O反応の十分なレベルまでの進行と非金属介在
物の浮上分離を行い、最終的に脱酸生成物が非金属介在
物として残留する恐れのあるSi、Mn、Al、Ti、
Ca、Mg等の脱酸剤を使用するにしても、Alで0.
1kg/t(溶湯)以下、Al以外の脱酸剤では0.1
kg/t×当量比(当該脱酸剤の当量/Alの当量)以
下の少量とし、該の脱酸剤の添加後にArガスの吹き込
みを終了することで、該添加による脱酸生成物も十分に
凝集、浮上させることにより、VAR、ESR等による
非金属介在物除去を不必要としたものである。なお、当
量とは酸素の1/2グラム原子と化合する他の元素の量
である。
【0011】脱炭方法等として、AOD(アルゴン−酸
素吹き脱炭法)法、VOD(真空−酸素吹き脱炭法)法
等が公知である(例えば、特開昭62−174351号
等)が、これらの方法では酸素ガスを使用するため、そ
の後の脱酸剤の使用により非金属介在物となる可能性が
ある脱酸生成物を多量に発生することになる。本発明の
VIMでのArガス吹き込みの効果は、大気圧下で取鍋
底からArガスを送入するAOD法に対して、真空中で
溶湯にガスを吹き込むことにより少量のガスで大きな攪
拌効果が期待され、C−O反応促進や脱ガス効果の点で
大きく優れる。また、取鍋精錬法として、ASEA−S
KF法、VAD法、LF法等が知られているが、これら
の方法は、黒鉛電極による電弧加熱を行うものであるた
め、本発明の対象材料である極低C材料に対してはCの
ピックアップが懸念される。
素吹き脱炭法)法、VOD(真空−酸素吹き脱炭法)法
等が公知である(例えば、特開昭62−174351号
等)が、これらの方法では酸素ガスを使用するため、そ
の後の脱酸剤の使用により非金属介在物となる可能性が
ある脱酸生成物を多量に発生することになる。本発明の
VIMでのArガス吹き込みの効果は、大気圧下で取鍋
底からArガスを送入するAOD法に対して、真空中で
溶湯にガスを吹き込むことにより少量のガスで大きな攪
拌効果が期待され、C−O反応促進や脱ガス効果の点で
大きく優れる。また、取鍋精錬法として、ASEA−S
KF法、VAD法、LF法等が知られているが、これら
の方法は、黒鉛電極による電弧加熱を行うものであるた
め、本発明の対象材料である極低C材料に対してはCの
ピックアップが懸念される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明において、Arガスの吹き
込み方法は、ポーラスプラグを用いる等による炉底吹き
込み法が、攪拌による反応促進効果、非金属介在物の浮
上効果、Ar使用効率等の点で有効である。また、高価
なArガスの吹き込みのみで十分に脱酸することはコス
ト上不利となるから、Al等の脱酸剤を併用するのが望
ましく、その際は脱酸剤の添加後Arガスの吹き込みを
継続または再開することで、脱酸剤添加による脱酸生成
物の浮上分離を図る。
込み方法は、ポーラスプラグを用いる等による炉底吹き
込み法が、攪拌による反応促進効果、非金属介在物の浮
上効果、Ar使用効率等の点で有効である。また、高価
なArガスの吹き込みのみで十分に脱酸することはコス
ト上不利となるから、Al等の脱酸剤を併用するのが望
ましく、その際は脱酸剤の添加後Arガスの吹き込みを
継続または再開することで、脱酸剤添加による脱酸生成
物の浮上分離を図る。
【0013】
【実施例】36%NiのFe−Ni合金塊をVIMで再
溶解し、圧力を133Pa以下に保持しつつ、Arガス
を吹き込み(本発明)および吹き込まず(比較例)、真
空精錬により脱C、脱Oし、脱酸剤としてAlを添加し
た後真空中で鋳造し、該鋳塊を分塊、熱間および冷間圧
延を経て薄板とし、エッチングテストに供した。なお、
本発明でのAlの添加はArガス吹き込み継続中に行な
った。表1にAr吹き込みの有無、Al添加前の残留酸
素量、Al添加量、圧延途中のスラブ段階での清浄度
(d(a+b+c))および薄板状態でのエッチングむ
ら品位を示す。
溶解し、圧力を133Pa以下に保持しつつ、Arガス
を吹き込み(本発明)および吹き込まず(比較例)、真
空精錬により脱C、脱Oし、脱酸剤としてAlを添加し
た後真空中で鋳造し、該鋳塊を分塊、熱間および冷間圧
延を経て薄板とし、エッチングテストに供した。なお、
本発明でのAlの添加はArガス吹き込み継続中に行な
った。表1にAr吹き込みの有無、Al添加前の残留酸
素量、Al添加量、圧延途中のスラブ段階での清浄度
(d(a+b+c))および薄板状態でのエッチングむ
ら品位を示す。
【0014】表1から、本発明のNo.1および2、特
に1は、十分なAr吹き込みにより十分に脱酸され、A
lの添加を少量としても残留酸素量は低いため、その後
のスラブ段階での清浄度が高く、薄板でのエッチングむ
ら品位も高いこと、これに対して、比較例のNo.3お
よび4は、Ar吹き込みが無いため残留酸素が多く、脱
酸剤としてのAl添加量も多くなり、スラブ段階での清
浄度も、薄板でのエッチングむら品位も低いことが分
る。
に1は、十分なAr吹き込みにより十分に脱酸され、A
lの添加を少量としても残留酸素量は低いため、その後
のスラブ段階での清浄度が高く、薄板でのエッチングむ
ら品位も高いこと、これに対して、比較例のNo.3お
よび4は、Ar吹き込みが無いため残留酸素が多く、脱
酸剤としてのAl添加量も多くなり、スラブ段階での清
浄度も、薄板でのエッチングむら品位も低いことが分
る。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明は以上に述べたように、VIMで
Arの吹き込みを含む脱酸精錬を行いC−O反応による
脱炭、脱酸を高度に進行させることにより、脱酸後非金
属介在物となる可能性がある脱酸剤の使用量を少量と
し、しかもこれらの脱酸生成物をArの吹き込みにより
十分に浮上させることで高度に清浄化して鋳造するもの
であり、エッチングむら品位を低下することなく、精錬
工程を短縮して大幅なコスト低減を可能とするものであ
る。
Arの吹き込みを含む脱酸精錬を行いC−O反応による
脱炭、脱酸を高度に進行させることにより、脱酸後非金
属介在物となる可能性がある脱酸剤の使用量を少量と
し、しかもこれらの脱酸生成物をArの吹き込みにより
十分に浮上させることで高度に清浄化して鋳造するもの
であり、エッチングむら品位を低下することなく、精錬
工程を短縮して大幅なコスト低減を可能とするものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C21C 7/06 C21C 7/06
Claims (2)
- 【請求項1】 質量%で20−80%のNiを含みエッ
チング処理されるFe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製
造方法において、真空誘導加熱精錬法でArの吹き込み
を含む脱酸精錬をした溶湯を鋳造して鋳塊とすることを
特徴とするFe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方
法。 - 【請求項2】 Arの吹き込み終了以前に脱酸剤を添加
するもので、該脱酸剤の添加量は溶湯1t当たり、Al
で0.1kg/t以下、Al以外の脱酸剤では0.1k
g/t×当量比(当該脱酸剤の当量/Alの当量)以下
である請求項1のFe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000125873A JP2001303123A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000125873A JP2001303123A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001303123A true JP2001303123A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18635747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000125873A Pending JP2001303123A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Fe−Ni系合金材料製造用鋳塊の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001303123A (ja) |
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2000
- 2000-04-26 JP JP2000125873A patent/JP2001303123A/ja active Pending
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