JP2002160004A - 耳割れが少なくかつ被膜特性が良好な磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インヒビター形成成分と共に、BiとCrを併せ
て含有する方向性電磁鋼板を製造する場合において、熱
間圧延時に懸念される耳割れの発生を効果的に防止し
て、被膜特性が良好でかつ磁気特性に優れた高磁束密度
方向性電磁鋼板を生産歩留り良く製造する。 【解決手段】 方向性電磁鋼板の製造工程中、熱間圧延
における粗圧延開始前に、鋼スラブを1350℃以上に加熱
後、仕上げ圧延における最初の水平圧下に先立ち、鋼板
幅方向端部の温度が950 ℃以上、かつ板幅端部での圧下
速度を遅くして、合計圧下量が50mm以上のロールによる
幅圧下を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変圧器や発電機
等の鉄心として用いられる高磁束密度方向性電磁鋼板の
製造方法に関し、特に被膜特性の有利な改善を図ると共
に、熱間圧延における耳割れの発生を効果的に防止しよ
うとするものである。

【０００２】

【従来の技術】Siを含有し、かつ製品の結晶方位が｛１
１０｝＜００１＞方位いわゆるゴス方位に配向した方向
性電磁鋼板は、優れた軟磁気特性を示すことから、変圧
器や発電機等の鉄心として多用されている。かかる電磁
鋼板の特性として基本的に重要なことは、鉄損値が低い
ことである。特に最近では、省エネルギー化への要請が
一段と高まったこともあって、方向性電磁鋼板の特性改
善に対する要求はますます強まりつつある。

【０００３】一般に電磁鋼板の鉄損を低減するには、渦
電流損の低減に有効なSiの含有量を増加して電気抵抗を
高める方法、鋼板板厚を薄くする方法、製品の結晶粒径
を小さくする方法、さらには結晶方位の集積度を高めて
磁束密度を向上させる方法等が知られている。

【０００４】しかしながら、現状では、Si含有量を増加
させる方法は、Siを過度に含有させると圧延性や加工性
の劣化を招くことから限界となっており、また鋼板板厚
を薄くする方法や結晶粒径を小さくする方法も、製造コ
ストの極端な増大を招くため限界となっている。

【０００５】残る磁束密度を向上させる方法について
は、これまでにもよく研究されていて、インヒビターと
呼ばれる析出物の種類の選定とその形態の制御によっ
て、二次再結晶粒におけるゴス方位の集積度を高めると
いったものが主である。ここに、インヒビターとして
は、Cu_2-x Ｓ, MnＳ, Cu_2-x Se, MnSe, AlＮ, ＢＮ等の
ような硫化物、セレン化物および窒化物で、一般に鋼中
への溶解度が極めて小さい物質が用いられている。

【０００６】また、最近では、インヒビター機能の一層
の増強を目的として、例えば特公昭60−48886 号公報に
は鋼中にCuやSnを添加する方法が、また特開平２−1153
19号公報にはSbやMoを添加する方法が、それぞれ提案さ
れている。インヒビターの形態としては、均一に微細分
散させることが重要である。このため、従来、熱間圧延
前のスラブ加熱を高温加熱としてインヒビターを完全に
固溶させ、熱間圧延工程以降、二次再結晶までの過程で
このインヒビターを微細に分散析出させる方法が採られ
ている。

【０００７】ところで、特開昭51−41624 号公報に開示
されているように、インヒビターの機能強化に極めて効
果の高い元素として古くからBiが知られているが、この
Biは、インヒビター機能の強化元素としての効果は優れ
るものの、方向性電磁鋼板に固有のフォルステライト被
膜の生成を阻害するという欠陥があった。

【０００８】かかる被膜欠陥の改善方法としては、特開
2000−96149 号公報に記載されているように、鋼中にCr
を添加することが有効であり、この方法により被膜特性
を良好にすることが可能となった。しかしながら、Biを
含有する鋼中にCrを含有させると、熱間圧延における耳
割れが極度に増加するという新たな問題が生じた。

【０００９】方向性電磁鋼板は、磁気特性ばかりでな
く、安価な供給も強く望まれていて、生産歩留り良く製
造することも重要な課題である。そして、この生産歩留
り向上という観点からは、熱間圧延における板端部の耳
割れの発生を如何に防止するかは重要な課題である。

【００１０】Biを添加した方向性電磁鋼板における耳割
れ低減技術としては、例えば特開平６−179918号公報お
よび特開平８−246055号公報等に記載の方法がある。特
開平６−179918号公報は、Ｓ量を少なくし、かつスラブ
加熱温度を1280℃以下にすることを特徴としているが、
この方法では特開平８−246055号公報にも記載されてい
るようにインヒビターの調整が不適切となり、優れた磁
気特性が得られない。

【００１１】また、特開平８−246055号公報は、スラブ
加熱において1250℃以上の温度域での昇温速度を速く
し、異常粒成長を抑制することによって耳割れを低減し
ようとするものであるが、この方法では、多少の耳割れ
低減効果が認められるものの、十分に満足のいく効果を
得ることはできなかった。なお、これらの技術はいずれ
も、Crを添加していない場合のものであり、BiとCrを複
合添加した場合においては耳割れの低減効果は認められ
なかった。

【００１２】一方、Bi、Crを特に含有しない方向性電磁
鋼板における耳割れの低減技術として、例えば特開昭60
−200916号公報には、粗圧延時の複数パス間で５〜40％
の幅圧下を行うことが提案されている。同様に、特開平
９−70602 号公報には、粗圧延の最終圧下以前に幅圧下
を行って材料側面の形状を整え、かつ粗圧延の最終圧下
後から仕上げ圧延開始までの間に幅圧下を行い、板幅端
部の厚みを厚くしてエッジアップ形状にすることが、提
案されている。これらの方法により、Bi、Crを含有して
いない方向性電磁鋼板における耳割れは低減したが、Bi
を含有する方向性電磁鋼板では耳割れを安定して低減す
ることが不可能であった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
問題を有利に解決するもので、公知のインヒビターと共
に、BiとCrを併せて含有する方向性電磁鋼板を製造する
場合において、熱間圧延時に懸念される耳割れの発生を
効果的に防止して、被膜特性が良好な磁気特性に優れた
方向性電磁鋼板を生産歩留り良く製造する方法につい
て、提案することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、BiとCrを複
合含有する鋼スラブにおいて耳割れの発生を防止するに
は、スラブを1350℃以上に加熱した後、仕上げ圧延にお
ける最初の水平圧下に先立ち、鋼板幅方向端部の温度が
950 ℃以上、かつ鋼板幅方向端部での歪み速度を遅くし
て、合計圧下量が50mm以上のロールによる幅圧下を行う
ことが有効であることの知見を得た。この発明は、上記
の知見に立脚するものである。

【００１５】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 (1) Ｃ：0.03〜0.10mass％、Si：2.5 〜4.5 mass％、B
i：0.005 〜0.100 mass％およびCr：0.010 〜0.500 mas
s％と、その他のインヒビター形成元素とを含有する組
成になる鋼スラブを、熱間圧延、冷間圧延および熱処理
を組み合わせた一連の工程によって処理することからな
る方向性電磁鋼板の製造方法において、熱間圧延におけ
る粗圧延開始前に、鋼スラブを1350℃以上に加熱後、仕
上げ圧延における最初の水平圧下に先立ち、鋼板幅方向
端部の温度が950 ℃以上、かつ下記式を満足する条件に
て、合計圧下量が50mm以上のロールによる幅圧下を行う
ことを特徴とする、耳割れが少なくかつ被膜特性が良好
な磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法。 記 ｖ／｛（４Ｒ／Δｈ）−１｝^1/2 ≦1000（mm／ｓ） ここで、ｖ：幅圧下速度（mm／ｓ） Ｒ：エッジャーロール半径（mm） Δｈ：幅圧下量（mm）

【００１６】(2) Ｃ：0.03〜0.10mass％、Si：2.5 〜4.
5 mass％、Mn：0.05〜1.5 mass％、Bi：0.005 〜0.100
mass％およびCr：0.010 〜0.500 mass％を含有し、また
インヒビター形成元素として、ＳおよびSeのいずれか１
種または２種：0.010 〜0.040 mass％、sol.Al：0.015
〜0.050 mass％およびＢ：0.001 〜0.01mass％のいずれ
か１種または２種、そしてＮ：0.005 〜0.015 mass％を
含み、さらにインヒビター補強元素として、Ni：0.05〜
0.5 mass％、Cu：0.05〜0.5 mass％、Sn：0.05〜0.5 ma
ss％、Sb：0.005 〜0.10mass％、As：0.005 〜0.10mass
％、Mo：0.005〜0.10mass％、Te：0.005 〜0.10mass％
およびＰ：0.005 〜0.10mass％のうちから選んだ１種ま
たは２種以上を含有する組成になる鋼スラブを、熱間圧
延、冷間圧延および熱処理を組み合わせた一連の工程に
よって処理することからなる方向性電磁鋼板の製造方法
において、熱間圧延における粗圧延開始前に、鋼スラブ
を1350℃以上に加熱後、仕上げ圧延における最初の水平
圧下に先立ち、鋼板端部の温度が950 ℃以上、かつ下記
式を満足する条件にて、合計圧下量が50mm以上ロールに
よる幅圧下を行うことを特徴とする、耳割れが少なくか
つ被膜特性が良好な磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の
製造方法。 記 ｖ／｛（４Ｒ／Δｈ）−１｝^1/2 ≦1000（mm／ｓ） ここで、ｖ：幅圧下速度（mm／ｓ） Ｒ：エッジャーロール半径（mm） Δｈ：幅圧下量（mm）

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の基礎となった
実験およびその結果について説明する。実験１ 熱間圧延工程において、幅圧下は水平圧下と異なり、耳
割れが発生する板幅方向端部を直接加工するため、耳割
れの発生に及ぼす影響は大きい。そこで、BiおよびCrを
含有する鋼スラブの熱間圧延工程における、耳割れに及
ぼす幅圧下条件の影響を明らかにするために、次の実験
を行った。 Ｃ：0.07mass％、Si：3.30mass％、Mn：0.06mass％、C
u：0.10mass％、Se：0.02mass％、Ｎ：0.0085mass％、s
ol.Al（酸可溶Al）：0.027 mass％を含有する厚さ：220
mmの連続鋳造スラブと、上記の成分組成に、さらにC
r：0.20mass％およびBi：0.030 mass％を含有する厚
さ：220 mmの連続鋳造スラブとを、ガス加熱炉で1200
℃, 60分間加熱した後、厚さを200 mmとする水平圧下を
施し、引き続き誘導加熱炉にて1360℃に加熱した。次い
で、幅圧下と水平圧下とを順次各３回繰り返した後、さ
らに幅圧下を施して厚さ45mmのシートバーとした。ここ
で、幅圧下はエッジャーロールで行い、幅圧下量を前段
から順に５mm、10mm、20mmおよび30mmとした。その後、
厚さ：45mmのシートバーを、仕上げ圧延によって2.5 mm
厚とした熱延板について、耳割れの発生状況を観察し
た。

【００１８】この観察結果を、幅圧下速度と熱延板の耳
割れとの関係に整理して、表１に示す。同表に示すよう
に、BiおよびCrの無添加鋼では、幅圧下による耳割れの
低減効果が得られたが、BiおよびCrの添加鋼では、耳割
れが減少する場合もあれば増加する場合もあった。すな
わち、BiおよびCrの添加鋼では、幅圧下時における圧延
材の幅圧下速度が速いと、耳割れが増加することが判明
した。ここで、幅圧下速度とは、幅圧下直前の材料の搬
送速度を示し、表１中の幅圧下速度は、幅圧下速度が最
も高かった４回目の幅圧下における値を採用している。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に示された幅圧下による、耳割れの低
減機構については、次のように考えられる。耳割れは、
熱間圧延の主に仕上げ圧延中に板端部に長手方向の引張
張力が作用することによって発生するが、仕上げ圧延以
前の幅圧下により耳割れが低減するのは、圧延材の端部
における引張応力が小さくなるためか、あるいは圧延材
の幅方向端面の形状が整えられことにより耳割れの起点
が減少するため、と考えられる。

【００２１】また、BiおよびCrの添加鋼において、幅圧
下速度を遅くすると耳割れが低減する機構は、同一の幅
圧下量で耳割れ低減効果が得られていることから、歪速
度が関係していると考えられる。ここに、Biは粒界に偏
析し易い元素であり、従ってBiおよびCrの添加鋼では粒
界が脆弱になる。そして、粒界が脆弱な鋼では、高速変
形において延性が悪化すること（例えば、日本金属学会
会報 まてりあ 第33巻第８号1082 参照）から、Biお
よびCrの添加鋼に施す幅圧下の速度が高いと、板幅端部
の歪速度が高くなり、粗圧延中に板幅端部の亀裂が生
じ、それを起点として仕上げ圧延中に耳割れが発生する
ものと考えられる。従って、板幅端部での歪速度を遅く
することによって、耳割れの発生抑制が期待できる。

【００２２】そこで、板幅端部での歪速度に着目して、
次の実験を行った。実験２ Ｃ：0.07mass％，Si：3.40mass％，Mn：0.08mass％，C
u：0.12mass％，Se：0.02mass％，Ｎ：0.0080mass％，s
ol.Al：0.027 mass％，Cr：0.20mass％およびBi：0.040
mass％を含有する厚さ：220mm 、幅：1300mmの連続鋳
造スラブを、ガス加熱炉で1120℃、80分間加熱し、その
後10％の圧下率で水平圧下を施したのち、誘導加熱炉に
装入して1420℃に加熱した。

【００２３】その後、水平圧下および種々の条件の幅圧
下からなる粗圧延により、厚さ：35mmのシートバーとし
た後、仕上げ圧延によって2.3 mm厚の熱延板とした。か
くして得られた熱延板の耳割れの発生状況について調査
し、その結果を、耳割れの最大深さと、板幅端部での歪
み速度の指針となる、板幅片側端部における端部減幅速
度との関係において整理した。

【００２４】なお、板幅片側端部における端部減幅速度
は、次のように定義される。まず、図２(a) に示す幅圧
下において、端部減幅速度（mm／ｓ）は、次式(1) で表
すことができる。 端部減幅速度＝（Δｈ／２）／Ｓ----(1) ただし、Δｈ：幅圧下量(mm)｛幅圧下直前の板幅）−
（幅圧下直後の板幅）｝ Ｓ：圧延材１とエッジャーロール２との接触時間（ｓ） ここで、上記接触時間Ｓを、図２(b) に示す距離Ｌを圧
延材１が速度（幅圧下速度）ｖ（mm／ｓ）で通過した時
間とすると、上記式(1) は （Δｈ／２）／（Ｌ／ｖ）＝（Δｈ・ｖ）／２Ｌ----(2) となる。さらに、距離Ｌは、 Ｌ＝｛Ｒ・Δｈ−（Δｈ² ／４）｝^1/2 ＝Δｈ／２・（４Ｒ／Δｈ−１）^1/2 ただし、Ｒ：エッジャーロール半径（mm）であるから、
このＬを上記式(2) に代入すると、 ｖ／（４Ｒ／Δｈ−１）^1/2 ----(3) が得られる。従って、この発明では、端部減幅速度を上
記(3) 式によって定義することとした。

【００２５】図１に、粗圧延中に行った、複数回の幅圧
下の内で最大の端部減幅速度と耳割れとの関係を示すよ
うに、最大端部減幅速度が1000mm／ｓをこえると、耳割
れ深さが増大することがわかる。

【００２６】ただし、幅圧下直前の板幅端部における温
度が950 ℃以下では、最大端部減幅速度が1000mm／ｓ以
下であっても耳割れを抑制することは難しい。この原因
としては、幅圧下直前の板幅端部における温度が950 ℃
以下では、逆に変形抵抗が大きいために粒界に大きな応
力が働き、そのため幅圧下が耳割れの抑制に対して不利
に働いたことが、考えられる。

【００２７】次に、この発明で対象とする方向性電磁鋼
板の好適製造条件について述べる。まず、代表的な成分
組成範囲を挙げると次のとおりである。 Si：2.5 〜4.5 mass％ Siは、鋼板の比抵抗を高め、鉄損を低減するのに有効な
成分であるが、4.5 mass％を上回ると冷延性が損なわ
れ、一方 2.5mass％に満たないと比抵抗が低下するだけ
でなく、二次再結晶および純化のために行われる最終仕
上焼鈍中にα→γ変態によって結晶方位のランダム化を
生じ、十分な鉄損低減効果が得られなくなるので、Si量
は 2.5〜4.5 mass％の範囲に限定した。

【００２８】Ｃ：0.03〜0.10mass％ Ｃ量を0.10mass％以下とすることをこの発明の特徴とす
る。すなわち、Ｃ量が0.10mass％を超えるとγ変態量が
過剰となり、熱間圧延中に析出するMnSe, MnＳなどのイ
ンヒビターの分布の均一性が阻害される。また、脱炭焼
鈍の負荷が増大し脱炭不良が発生し易くなる。一方0.03
mass％未満では組織改善効果が得られず２次再結晶が不
完全となって同じく磁気特性が劣化する。従って、Ｃ量
は0.03〜0.10mass％の範囲に限定した。

【００２９】Bi：0.005 〜0.100 mass％ この発明の特徴の一つであるBi添加において、Biが 0.0
05mass％未満では期待する効果が得られず、一方 0.100
mass％を超えると均一分散が困難となる。従って、Biは
0.005〜0.100 mass％の範囲で含有させることとする。

【００３０】Cr：0.010 〜0.500 mass％ Bi添加材はフォルステライト被膜の生成を阻害するの
で、その改善のためにCrを添加する。その効果は 0.010
mass％未満では十分でなく、一方 0.500mass％を超えて
添加しても効果は飽和し、コスト高となるため、Cr量は
0.010〜0.500 mass％の範囲に限定した。

【００３１】Mn：0.05〜1.5 mass％ Mnは、熱間脆性を防止するためには少なくとも0.05mass
％程度を必要とするが、Mn量があまりに多すぎると磁気
特性の劣化を引き起こすので、上限は 1.5massmass％程
度にするのが望ましい。

【００３２】インヒビター形成元素については、次のと
おりである。 Ｓおよび／またはSe：0.010 〜0.040 mass％ インヒビター成分として、Se, Ｓを単独または複合して
含有させることができる。これらの成分は鋼中にMn化合
物あるいはCu化合物として析出するが、抑制効果を維持
するには合計で 0.010mass％以上の含有が必要である。
一方 0.040mass％を超えると高温のスラブ加熱でも完全
に固溶させることができず粗大な析出物となるためかえ
って有害である。従って、Ｓおよび／またはSeは 0.010
〜0.040mass％の範囲とする。この時、Mn／（Se＋Ｓ）
が 2.5より小さいと熱間圧延中に粒界割れや耳荒れが著
しく増加するため、Mn／（Se＋Ｓ）≧2.5 とすることが
実用上必要である。

【００３３】sol.Al：0.015 〜0.050 mass％および／ま
たはＢ：0.001 〜0.010 mass％ 最終冷延圧下率が80％以上の場合、２次再結晶温度が非
常に高くなるため、鋼中にはこれらの元素の他に高温で
安定なインヒビター形成成分の含有が必要であり、かよ
うなインヒビター形成成分としてはAlやＢと、Ｎが適し
ている。

【００３４】このうち、Alはsol.Al（酸可溶Al）として
0.015〜0.050 mass％含有させることが必要である。こ
こでsol.Alの含有量が 0.015mass％に満たない場合、析
出するAIＮの量が不足し良好な２次再結晶を得ることが
できない。逆に、0.050 mass％を超えると、インヒビタ
ーとして機能するサイズに均一に分散することが困難と
なるため好ましくない。

【００３５】また、Ｂは 0.001〜0.01mass％含有させる
ことが必要である。ここで、Ｂの含有量が0.001 mass％
未満の場合、析出するＢＮの量が不足し良好な２次再結
晶を得ることができない。逆に 0.010mass％を超える
と、インヒビターとして機能するサイズに均一に分散す
ることが困難となるため好ましくない。

【００３６】Ｎ：0.005 〜0.015 mass％ Ｎは、インヒビターを形成する主成分としてのAlＮおよ
び／またはＢＮを構成する成分であり、0.005 mass％以
上の含有が必要である。しかしながら、0.015mass％を
超えて含有すると鋼中でガス化しフクレなどの欠陥の原
因となるので、Ｎは 0.005〜0.015 mass％を含有させる
こととする。

【００３７】また、インヒビター補強元素については次
のとおりである。すなわち、Ni，Cu，Sn，Sb，Mo，As，
TeおよびＰ等は、公知のインヒビターの抑制力を強化す
る補助的働きを有するため、鋼中に随時含有させること
が好ましい。このために必要な好適添加量については、
Ni，Cu，Snが0.05〜0.50mass％、Sb，Mo，Te，As，Ｐが
0.005〜0.10mass％である。その他の添加元素について
は、例えばGe, Coなどは鋼板の表面性状の改善効果があ
るので適宜含有させることは好ましい。

【００３８】次に、この発明に従う製造条件について具
体的に説明する。上述した好適成分に調整された溶鋼
は、通常、連続鋳造法または造塊−分塊法によって鋼ス
ラブとする。次いで、この鋼スラブは加熱されたのち、
熱間圧延により熱延コイルとされるが、この時スラブ加
熱温度を1350℃以上とすることが重要である。というの
は、スラブ加熱温度が1350℃に満たないとインヒビター
成分の固溶が十分でなく、Mn（Se，Ｓ），AlＮ等のイン
ヒビターの微細均一な分散析出が得られないからであ
る。

【００３９】しかしながら、スラブを1350℃以上で加熱
することは、結晶粒の粗大化をまねいて耳割れを生じや
すくさせる。そのため幅圧下を行うことにより、圧延材
の端部を厚くして端部の引張張力を軽減し、また端面の
形状を整えて耳割れを低減する事が肝要である。すなわ
ち、幅圧下による耳割れ低減効果を得るには、スラブを
1350℃以上に加熱した後、仕上げ圧延における最初の水
平圧下の前までの間に行う、全ての幅圧下の圧下量の合
計がスラブ両端で50mm以上とする、必要がある。

【００４０】また、幅圧下における各幅圧下は、その板
幅端部減幅速度を十分に遅くすることも肝要である。具
体的には、上述したように、上記(3) 式で定義される片
端当たりの板幅端部減幅速度を1000mm／ｓ以下とする。

【００４１】さらに、板幅端部の温度が950 ℃未満での
幅圧下は、変形抵抗が大きく粒界に大きな応力が働い
て、逆に耳割れが発生し易くなるため、幅圧下は板幅端
部の温度が950 ℃以上として行う必要がある。なお、幅
圧下に用いるロールは、カリバーロールまたはフラット
ロールのいずれでもよい。ここで、カリバーロールで幅
圧下する場合のような板幅端部が曲面となる場合は、最
大板幅部をもって、幅圧下量、板幅端部減幅速度を決定
する。

【００４２】かくして、BiおよびCrを添加する場合に懸
念された熱間圧延における耳割れの発生を効果的に防止
することができ。

【００４３】冷延工程については、熱延板焼鈍後、１回
の冷間圧延により最終板厚とする冷延１回法、あるいは
必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、中間焼鈍を挟む
２回以上の冷間圧延を施す冷延２回法を採用できる。冷
間圧延における圧下率については、従来公知なように冷
延２回法の第１回目の圧延は15〜60％程度とすることが
好ましい。というのは、圧下率が15％未満の場合は圧延
再結晶の機構が作用せず結晶組織の均一化が図れず、一
方60％を超えると集合組織の集積化が起こり第２回目の
圧延の効果が得られなくなるからである。また、最終圧
延の圧下率は80〜90％程度とするのが好ましい。という
のは、圧下率が90％を超えた場合、２次再結晶が困難と
なり、一方80％未満では良好な２次再結晶粒の方位が得
られず製品の磁束密度が低下するからである。

【００４４】また、熱延板焼鈍および中間焼鈍におい
て、焼鈍温度が過度に低い場合、圧延後の再結晶組織に
おいて２次再結晶の核となる（１１０）粒の頻度が不足
し、良好な方位の２次再結晶組織が得られなくなる。
（１１０）粒の強度を得るためには熱延板焼鈍後の結晶
組織を一定サイズ以上に粗大化する必要があり、このた
めには800 ℃以上の温度まで昇温することが不可欠であ
る。一方、焼鈍温度の上限については微細に析出したMn
（Se，Ｓ），AlＮ等のインヒビターを再固溶あるいはオ
ストワルド成長させないことが肝要なため、1200℃以下
の焼鈍が好ましい。

【００４５】なお、かような焼鈍の冷却過程について
は、特に制限されることはないが、焼鈍後の鋼中の固溶
Ｃを増加させるために急冷処理を行ったり、鋼中に微細
カーバイトを析出させるために、急冷後、300 ℃程度で
低温保持処理を行ったりすることは、製品の磁気特性を
向上させる上で有効である。また、焼鈍雰囲気の酸化性
を高めて鋼板表層部を脱炭する公知の手段も有効であ
る。また、最終冷間圧延を、公知のように 100〜350 ℃
での温間圧延としたり、また 100〜350 ℃で10〜60分間
のパス間時効処理を付加することによって、１次再結晶
の集合組織を一層改善することができる。さらに、最終
冷間圧延後、公知のように磁区細分化のため、鋼板表面
に線状の溝を設ける処理を行うことも可能である。

【００４６】次に、最終板厚とした鋼板は、公知の手法
による脱炭焼鈍を施したのち、MgＯを主成分とする焼鈍
分離剤を鋼板表面に塗布してから、最終仕上げ焼鈍に供
されるが、その時Ti化合物を添加したり、CaやＢを焼鈍
分離剤中に含有させることは磁気特性をさらに向上させ
る効果があり、好ましい。

【００４７】最終仕上げ焼鈍において、昇温途中少なく
とも1050℃以上、好ましくは 900℃以上の温度域につい
ては、H₂を含有する雰囲気中で昇温することが必要であ
る。すなわち、H₂雰囲気は、最終仕上げ焼鈍中に形成さ
れる被膜中の酸化物や窒化物の形成に重要な作用を及ぼ
し、 900℃以上の焼鈍の中期から後期において特に還元
性を強めておくことが有効である。最終仕上げ焼鈍後
は、未反応の焼鈍分離剤を除去したのち、鋼板表面に絶
縁コーティングを塗布して製品とするが、必要に応じて
コーティング塗布前に鋼板表面を鏡面化しても良いし、
また絶縁コーティングとして張力コーティングを用いて
も良い。さらに、コーティングの塗布焼付処理を平坦化
処理と兼ねてもよい。

【００４８】また、２次再結晶後の鋼板に対し、一層の
鉄損低減効果を得るために、公知の磁区細分化処理すな
わちプラズマジェットやレーザ照射を線状領域に施した
り、突起ロールによる線状のへこみ領域を設けたりする
処理を施すこともできる。

【００４９】

【実施例】実施例１ Ｃ：0.07mass％, Si：3.30mass％, Mn：0.06mass％, C
u：0.10mass％, Se：0.02mass％, Ｎ：0.0085mass％お
よびsol.Al：0.027 mass％を含有し、残部はFeおよび不
可避的不純物の組成になる厚さ：220 mmおよび幅：1200
mmの連続鋳造スラブと、この成分組成にさらにCr：0.20
mass％およびBi：0.030 mass％を含有する同サイズの連
続鋳造スラブとを、ガス加熱炉に装入し、酸素濃度が５
vol％の雰囲気中にて1200℃、70分間加熱した。その
後、プレス機により幅圧下を施したのち、水平ロールに
より水平圧下を施し、ついで誘導加熱炉で1400℃に加熱
した。

【００５０】その後、粗圧延として、水平圧下および幅
圧下の順でそれぞれ３回づつ行い、厚さ40mmのシートバ
ーとし、引き続き仕上げ圧延により2.2 mm厚の熱延板と
した。以上の幅圧下は、種々の条件で行った。なお、エ
ッジャーロール（幅圧下ロール）には、フラットロール
を用いた。かくして得られた各熱延板コイルの耳割れの
発生状況について観察した結果を表２に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２に示したように、BiおよびCrの無添加
鋼は、幅圧下量の合計が50mm以上であれば耳割れの発生
は低減するが、BiおよびCrの添加鋼は、幅圧下量の合計
が50mm以上で、かつ端部減厚速度が1000mm／ｓ以下であ
れば、耳割れの発生が低減することがわかる。このよう
に、この発明に従う熱間圧延条件を経て得られた熱延板
では、耳割れの発生が抑制される。

【００５３】次いで、これらの熱延板に1110℃、50秒間
の焼鈍を施し、35℃/sの速度で急冷後、酸洗し、１回目
の冷間圧延で1.5mm 厚に仕上げた。引き続き、1130℃で
70秒間の中間焼鈍を行い、30℃/sの速度で急冷したの
ち、240 ℃の温間圧延で0.22mm厚に仕上げた。

【００５４】その後、脱脂処理を施したのち、840 ℃で
２分間、露点：57℃、水素濃度：50vol％、窒素濃度：5
0 vol％の雰囲気中で脱炭焼鈍を施した。ついで、MgＯ
に Sr(OH)₂を２％、TiO₂を５mass％、 SrSO₄を２mass％
添加した焼鈍分離剤を鋼板の両面に、片面の塗布量を７
g/m²として塗布し、最終仕上げ焼鈍として、850 ℃まで
をN₂ガス中で30℃/hの速度で、また 850℃から1050℃ま
でをN₂：25 vol％、H₂：75 vol％の混合ガス中で12.0℃
/hの速度で、その後はH₂ガス中で25℃/hの速度で1200℃
まで昇温し、1200℃で８時間保持したのち、600 ℃まで
H₂ガス中で降温し、600 ℃からはArガス中で降温した。

【００５５】上記の最終仕上げ焼鈍後、未反応の焼鈍分
離剤を除去したのち、50％のコロイダルシリカを含有す
るリン酸マグネシウムを張力コーティングして塗布して
から、840 ℃で30秒間焼き付け、ついで磁区細分化処理
としてレーザを 7.5mm間隔で照射し製品板とした。かく
して得られた製品板の磁気特性および被膜特性について
調べた結果、磁気特性および被膜特性とも極めて良好で
あった。

【００５６】実施例２ Ｃ：0.06mass％，Si：3.2 mass％，Mn：0.08mass％，C
u：0.10mass％，Se：0.02mass％，Ｎ：0.0080mass％，s
ol.Al：0.028 mass％，Cr：0.02mass％およびBi：0.02m
ass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成
になる厚さ：210mm、幅：1300mmの連続鋳造スラブを、
ガス加熱炉に装入し、1150℃、70分間加熱したのち、プ
レス機による幅圧下でスラブ幅を1100mmにした。つい
で、誘導加熱炉で1400℃まで加熱した。

【００５７】その後、粗圧延として、第１回目の幅圧下
（ロール半径：400mm ，幅圧下速度：667mm ／ｓ，幅圧
下量：５mm）、第１回目の水平圧下、第２回目の幅圧下
（ロール半径：400mm ，幅圧下速度：1250mm／ｓ，幅圧
下量：10mm）、第２回目の水平圧下、第３回目の幅圧下
（ロール半径：400mm ，幅圧下速度：2333mm／ｓ，幅圧
下量：20mm）、第３回目の水平圧下、第４回目の幅圧下
（ロール半径：400mm，幅圧下速度：3333mm／ｓ，幅圧
下量：50mm）を行って、厚さ40mmのシートバーとしたの
ち、仕上げ圧延を行って2.2mm 厚の熱延板とした。以上
の幅圧下における端部減幅速度は1000mm／ｓ以下とし
た。なお、エッジャーロールには、カリバーロールを使
用した。上記の粗圧延の工程において、板幅端部の加熱
および第４回目の幅圧下の開始時間の変更により、第４
回目の幅圧下直前の板幅端部温度を種々に変更した。か
くして得られた熱延板コイルの耳割れの発生状況につい
て観察した結果を表３に示す。

【００５８】次いで、これらの熱延板に1140℃、80秒間
の焼鈍を施し、30℃/sの速度で急冷後、酸洗し、冷間圧
延と 250℃の温間圧延を組み合わせて0.22mm厚に仕上げ
た。その後、脱脂処理を施したのち、 840℃, ３分間の
脱炭焼鈍を施した。その後、MgＯに SrSO₄を２mass％、
TiO₂を５mass％添加した焼鈍分離剤を鋼板の両面に、片
面の塗布量を８g/m²として塗布し、最終仕上げ焼鈍とし
て、850 ℃までをN₂ガス中で30℃/hの速度で、また 850
℃から1050℃までをN₂：25 vol％、H₂：75 vol％の混合
ガス中で12.5℃/hの速度で、その後はH₂ガス中で25℃/h
の速度で1200℃まで昇温し、1200℃で８時間保持した
後、600 ℃までH₂ガス中で降温し、600 ℃からはArガス
中で降温した。

【００５９】上記の最終仕上げ焼鈍後、未反応の焼鈍分
離剤を除去したのち、50％のコロイダルシリカを含有す
るリン酸マグネシウムを張力コーティングして塗布して
から、840 ℃で30秒間焼き付けて製品板とした。かくし
て得られた製品板の磁気特性について調べた結果を、表
３に示すように、製品板の磁気特性は良好であった。な
お、磁気特性は、800 Ａ／ｍで磁化したときの磁束密度
Ｂ₈ （Ｔ）および周波数50Hz、磁束密度1.7 Ｔにおける
鉄損Ｗ_{17 /50} （Ｗ／kg）にて評価した。

【００６０】

【表３】

【００６１】実施例３ 表４に示す成分組成になる溶鋼を、連続鋳造により厚
さ：230 mm、幅：1300mmのスラブとした。このスラブ
を、ガス加熱炉で酸素濃度が５ vol％の雰囲気中で1120
℃、90分間加熱し、その後プレス機による幅圧下でスラ
ブ幅を1100mmをし、ついで水平圧下により210 mm厚とし
たのち、誘導加熱炉で酸素濃度が0.5vol％の雰囲気中で
1390℃まで加熱した。

【００６２】その後、粗圧延として、第１回目の幅圧下
（ロール半径：425mm ，幅圧下速度：667mm ／ｓ，幅圧
下量：５mm）、第１回目の水平圧下、第２回目の幅圧下
（ロール半径：400mm ，幅圧下速度：1333mm／ｓ，幅圧
下量：10mm）、第２回目の水平圧下、第３回目の幅圧下
（ロール半径：390mm ，幅圧下速度：2333mm／ｓ，幅圧
下量：30mm）、第３回目の水平圧下、第４回目の幅圧下
（ロール半径：380mm，幅圧下速度：3333mm／ｓ，幅圧
下量：30mm）を行って、厚さ35mmのシートバーとしたの
ち、仕上げ圧延を行って2.4 mm厚の熱延板とした。以上
の幅圧下における端部減幅速度は1000mm／ｓ以下とし
た。なお、エッジャーロールには、フラットロールを使
用した。

【００６３】次いで、熱延板に1100℃、50秒間の焼鈍を
施し、40℃/sの速度で急冷後、酸洗し、１回目の冷間圧
延で1.7 mm厚に仕上げた。ついで、1120℃で70秒の中間
焼鈍を行い、30℃/sの速度で急冷した。その後、 250℃
の温間圧延で0.22mm厚に仕上げた。その後、脱脂処理を
施したのち、820 ℃で３分間、露点：60℃、水素濃度：
60 vol％、窒素濃度：40 vol％の雰囲気中で脱炭焼鈍を
施した。

【００６４】次に、MgＯに Sr(OH)₂を２mass％、TiO₂を
５mass％、 SrSO₄を２mass％添加した焼鈍分離剤を鋼板
の両面に、片面の塗布量を６g/m²として塗布し、最終仕
上げ焼鈍として、850 ℃までをN₂ガス中で30℃/hの速度
で、また 850℃から1050℃までをN₂：25 vol％、H₂：75
vol％の混合ガス中で12.0℃/hの速度で、その後はH₂ガ
ス中で25℃/hの速度で1200℃まで昇温し、1200℃で８時
間保持したのち、600℃までH₂ガス中で降温し、600 ℃
からはArガス中で降温した。

【００６５】上記の最終仕上げ焼鈍後、未反応の焼鈍分
離剤を除去したのち、50％のコロイダルシリカを含有す
るリン酸マグネシウムを張力コーティングして塗布して
から、840 ℃で30秒間焼き付け、ついで磁区細分化処理
としてレーザを 7.5mm間隔で照射し製品板とした。かく
して得られた製品板の磁気特性および被膜特性について
調べた結果を、表５に示す。なお、被膜特性の評価は、
50％のコロイダルシリカを含有するリン酸マグネシウム
をコート剤として塗布してから、850 ℃で焼き付けた
後、鋼板を丸棒に巻き付ける屈曲試験により被膜の剥離
限界直径を測定して行った。

【００６６】

【表４】

【００６７】

【表５】

【００６８】表５に示したように、この発明に従い得ら
れた製品板の磁気特性および被膜特性はいずれも、極め
て良好であった。

【００６９】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、極めて優
れた磁気特性を有し、また熱間圧延における耳割れの発
生が軽微で、かつ被膜特性が良好な高磁束密度電磁鋼板
を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 最大端部減幅速度が熱間圧延における耳割れ
に及ぼす影響を示した図である。

【図２】 端部減幅速度の定義を説明するための図であ
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） Ｃ２２Ｃ 38/60 Ｃ２２Ｃ 38/60 (72)発明者 高宮 俊人 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 黒沢 光正 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K033 AA02 BA02 CA01 CA02 CA03 CA06 CA08 CA09 FA01 FA03 FA04 5E041 AA11 AA19 CA02 CA04 HB05 HB07 HB11 NN01 NN17 NN18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：0.03〜0.10mass％、Si：2.5 〜4.5
   mass％、Bi：0.005 〜0.100 mass％およびCr：0.010 〜
   0.500 mass％と、その他のインヒビター形成元素とを含
   有する組成になる鋼スラブを、熱間圧延、冷間圧延およ
   び熱処理を組み合わせた一連の工程によって処理するこ
   とからなる方向性電磁鋼板の製造方法において、 熱間圧延における粗圧延開始前に、鋼スラブを1350℃以
   上に加熱後、仕上げ圧延における最初の水平圧下に先立
   ち、鋼板幅方向端部の温度が950 ℃以上、かつ下記式を
   満足する条件にて、合計圧下量が50mm以上のロールによ
   る幅圧下を行うことを特徴とする、耳割れが少なくかつ
   被膜特性が良好な磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製
   造方法。 記 ｖ／｛（４Ｒ／Δｈ）−１｝^1/2 ≦1000（mm／ｓ） ここで、ｖ：幅圧下速度（mm／ｓ） Ｒ：エッジャーロール半径（mm） Δｈ：幅圧下量（mm）
2. 【請求項２】 Ｃ：0.03〜0.10mass％、Si：2.5 〜4.5
   mass％、Mn：0.05〜1.5mass％、Bi：0.005 〜0.100 mas
   s％およびCr：0.010 〜0.500 mass％を含有し、またイ
   ンヒビター形成元素として、ＳおよびSeのいずれか１種
   または２種：0.010 〜0.040 mass％、sol.Al：0.015 〜
   0.050 mass％およびＢ：0.001 〜0.01mass％のいずれか
   １種または２種、そしてＮ：0.005 〜0.015 mass％を含
   み、さらにインヒビター補強元素として、Ni：0.05〜0.
   5 mass％、Cu：0.05〜0.5 mass％、Sn：0.05〜0.5 mass
   ％、Sb：0.005 〜0.10mass％、As：0.005 〜0.10mass
   ％、Mo：0.005 〜0.10mass％、Te：0.005 〜0.10mass％
   およびＰ：0.005 〜0.10mass％のうちから選んだ１種ま
   たは２種以上を含有する組成になる鋼スラブを、熱間圧
   延、冷間圧延および熱処理を組み合わせた一連の工程に
   よって処理することからなる方向性電磁鋼板の製造方法
   において、 熱間圧延における粗圧延開始前に、鋼スラブを1350℃以
   上に加熱後、仕上げ圧延における最初の水平圧下に先立
   ち、鋼板端部の温度が950 ℃以上、かつ下記式を満足す
   る条件にて、合計圧下量が50mm以上ロールによる幅圧下
   を行うことを特徴とする、耳割れが少なくかつ被膜特性
   が良好な磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法。 記 ｖ／｛（４Ｒ／Δｈ）−１｝^1/2 ≦1000（mm／ｓ） ここで、ｖ：幅圧下速度（mm／ｓ） Ｒ：エッジャーロール半径（mm） Δｈ：幅圧下量（mm）