JP2011190485A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】mass%で、C:0.01〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.02〜0.12%、Al:0.005〜0.10%、N:0.004〜0.015%を含有し、さらにSe:0.005〜0.06%およびS:0.005〜0.06%のうちから選ばれる1種または2種を含有する方向性電磁鋼板を製造する方法において、熱間圧延における仕上圧延終了後の冷却時におけるコイル全長の鋼板温度が、T(t)<FDT−(FDT−700)×t/6(ここで、T(t):鋼板温度(℃)、FDT:仕上圧延終了温度(℃)、t:仕上圧延終了からの経過時間(秒))を満たし、かつ、コイル先端側10%長さ部分について、熱間圧延終了から3秒後の鋼板温度が650℃以上となるよう制御する。
【選択図】図2
Description
T(t)<FDT−(FDT−700)×t/6 ・・・(1)
ここで、T(t):鋼板温度(℃)、FDT:仕上圧延終了温度(℃)、t:熱間圧延の仕上圧延終了からの経過時間(秒)
を満足するように処理し、700℃以下で巻き取る方法である。
しかしながら、この技術を駆使したとしても、熱間圧延における先端部分、特に、コイル全長の先端側5〜10%長さに相当する部分における磁気特性、特に鉄損特性が、コイル中央部に比べて約10%程度劣る傾向があり、解決すべき品質課題として残されていた。
上記熱間圧延における仕上圧延終了後の冷却時におけるコイル全長の鋼板温度が、下記(1)式;
T(t)<FDT−(FDT−700)×t/6 ・・・(1)
ここで、T(t):鋼板温度(℃)、FDT:仕上圧延終了温度(℃)、t:仕上圧延終了からの経過時間(秒)
を満たし、かつ、コイル先端側10%長さ部分について、熱間圧延終了から3秒後の鋼板温度が650℃以上となるよう制御することを特徴とする磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法である。
本発明の製造方法は、後述するように、熱間圧延終了後の冷却条件を適正化したところに特徴があり、熱延後の冷却条件を後述する適正範囲に制御すること以外、特に制限はない。したがって、その他の製造工程、例えば、製鋼、熱間圧延、熱延板焼鈍、酸洗、中間焼鈍、冷間圧延、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤塗布および仕上焼鈍などの各工程における製造条件については、それぞれ公知の方法にしたがって行えばよい。
先述したように、発明者らの調査の結果では、1コイルずつ圧延しているバッチ式の熱間圧延では、コイル先端部の板厚は、10%程度目標板厚から外れることが多いこと、また、コイル先端部は、コイル先端がコイラーに巻き付くまでの間、低速で圧延されるため、高速圧延されるコイル中央部と比較して過冷状態となることが多いことが確認された。
特許文献1の従来技術では、仕上圧延終了後2〜6秒後の鋼板温度の上限温度を規制することにより、インヒビターが粗大化するのを抑制し、磁気特性の低下を防止している。しかしながら、逆に、仕上圧延終了後の鋼板を冷却し過ぎた場合には、インヒビターの析出が微細になり過ぎて、インヒビターとしての抑制力が強くなり過ぎること、また、仕上圧延後の鋼板を急冷した場合には、動的再結晶が進行しないため、二次再結晶する際にゴス方位が蚕食して成長するために必要な(111)方位が減少し、有害な(200)方位が増加するため、二次再結晶が安定して起こり難くなり、その結果、鉄損特性が低下してしまう。すなわち、コイル全長の上限温度を規制しようとすると、比較的鋼板温度が低くなる熱延コイルの先端部は冷却し過ぎることになり、かえって問題が生じることが見出されたのである。
T(t)<FDT−(FDT−700)×t/6 ・・・(1)
ここで、T(t):鋼板温度(℃)、FDT:仕上圧延終了温度(℃)、t:仕上圧延終了からの経過時間(秒)
を満たすよう、また、熱延コイルの先端部(コイル全長の10%長さ部分)の冷却時の鋼板温度の下限温度は、熱間圧延終了後から3秒後の鋼板温度が650℃以上となるよう、すなわち、熱延コイル先端部の冷却時の鋼板温度が、図2に示した斜線部を通過するよう冷却条件を制御することで、熱延コイル先端部の磁気特性の劣化を防止するものである。
本発明の製造方法に適合する方向性電磁鋼板は、インヒビターとして、AlNとMnSe、MnSを複合添加したものであることが必要であり、その有すべき成分組成は以下のとおりである。
C:0.01〜0.10mass%
Cは、熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみならず、ゴス方位の発達にも有用な元素であり、少なくとも0.01mass%を含有させる必要がある。一方、0.10mass%を超えて添加すると、焼鈍工程で脱炭することが困難となり、却ってゴス方位に乱れが生じ、磁気特性が低下するので、上限は0.10mass%とする。好ましいC含有量は0.03〜0.08mass%の範囲である。
Siは、鋼板の比抵抗を高め、鉄損の低減に寄与する必須の元素である。Si含有量が2.5mass%未満では、鉄損低減効果が十分ではなく、また、二次再結晶と純化のために行われる高温での仕上焼鈍において、α−γ変態による結晶方位のランダム化が生じて、十分な磁気特性が得られなくなる。一方、4.5mass%を超えると、冷間圧延性が損なわれ、製造することが困難となる。よって、Si含有量は2.5〜4.5mass%の範囲とする。好ましくは3.0〜3.5mass%の範囲である。
Mnは、Sに起因した熱間圧延時の割れを防止するのに有効な元素であるが、0.02mass%未満ではその効果は得られない。一方、0.12mass%を超えて添加すると磁気特性が劣化する。よって、Mn含有量は0.02〜0.12mass%の範囲とする。好ましくは0.05〜0.10mass%の範囲である。
Alは、NとAlNを形成してインヒビターとして作用する元素である。Al含有量が0.005mass%未満では、インヒビターとしての抑制力が十分ではなく、一方、0.10mass%を超えると、析出物が粗大化して、その効果が損なわれる。よって、Alの添加量は0.005〜0.10mass%の範囲とする。好ましくは0.01〜0.05mass%の範囲である。
Nは、AlとAlNを形成してインヒビターとして作用する元素である。N含有量が0.004mass%未満では、インヒビターとしての抑制力が十分ではなく、一方、0.15mass%を超えると、析出物が粗大化して、その効果が損なわれる。よって、Nの添加量は0.004〜0.15mass%の範囲とする。好ましくは0.006〜0.010mass%の範囲である。
Seは、MnとMnSeを形成してインヒビターとして作用する有力な元素である。Se含有量が、0.005mass%未満では、インヒビターとしての抑制力が十分ではなく、一方、0.06mass%を超えると、析出物が粗大化して、その効果が損なわれる。よって、Seの添加量は、単独添加する場合およびSと複合添加する場合のいずれとも0.005〜0.06mass%の範囲とする。好ましくは0.010〜0.030mass%の範囲である。
Sは、MnとMnSを形成してインヒビターとして作用する有力な元素である。S含有量が0.005mass%未満では、インヒビターとしての抑制力が十分ではなく、一方、0.06mass%を超えると、析出物が粗大化して、その効果が損なわれる。よって、Sの添加量は、単独添加する場合およびSeと複合添加する場合のいずれとも0.005〜0.06mass%の範囲とする。好ましくは0.015〜0.035mass%の範囲である。
{100(%)×(先端部板厚−目標板厚)/(目標板厚)}
で定義される各コル先端部の板厚の目標板厚に対する外れ率を併記した。
上記熱延板は、その後、熱延板焼鈍を施した後、酸洗し、1回の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延で最終板厚が0.23mmの冷延板とし、磁区細分化のための溝をエッチングにより形成した後、上記冷延板を、湿水素雰囲気中で850℃×2分の脱炭焼純を施し、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、その後、水素雰囲気中で1200℃×10時間の最終仕上焼鈍を施し、成品(方向性電磁鋼板)とした。
かくして得られた成品について、熱間圧延のコイル先端部(最先端部分)と中央部に相当する位置から試験片を採取し、鉄損W17/50(周波数50Hz、最大磁束密度1.7Tのときの鉄損)を測定した。
Claims (2)
- C:0.01〜0.10mass%、Si:2.5〜4.5mass%、Mn:0.02〜0.12mass%、Al:0.005〜0.10mass%、N:0.004〜0.015mass%を含有し、さらにSe:0.005〜0.06mass%およびS:0.005〜0.06mass%のうちから選ばれる1種または2種を含有する鋼スラブを1280℃以上の温度に加熱後、熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍し、1回または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延により最終板厚とし、その後、脱炭焼鈍および仕上焼鈍を施す一連の工程を経て方向性電磁鋼板を製造する方法において、
上記熱間圧延における仕上圧延終了後の冷却時におけるコイル全長の鋼板温度が下記(1)式を満たし、かつ、コイル先端側10%長さ部分について、熱間圧延終了から3秒後の鋼板温度が650℃以上となるよう制御することを特徴とする磁気特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法。
記
T(t)<FDT−(FDT−700)×t/6 ・・・(1)
ここで、T(t):鋼板温度(℃)、FDT:仕上圧延終了温度(℃)、t:仕上圧延終了からの経過時間(秒) - 鋼スラブが、上記成分組成に加えてさらに、Cu:0.01〜0.15mass%、Sn:0.01〜0.15mass%、Sb:0.005〜0.1mass%、Mo:0.005〜0.1mass%、Te:0.005〜0.1mass%およびBi:0.005〜0.1mass%うちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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