JP2021138984A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1/3×Se(mass%)<S(mass%)<2/3×Se(mass%)
・・・(1)
を満たして含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを1300℃以上の温度に再加熱し、熱間圧延して熱延板とし、該熱延板に熱延板焼鈍を施した後、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延して最終板厚の冷延板とし、脱炭焼鈍を兼ねた一次再結晶焼鈍を施し、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、その後、二次再結晶させた後、純化処理を行う仕上焼鈍を施し、平坦化焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法を提案する。
C:0.052mass%、Si:3.20mass%、Mn:0.08mass%を含有し、さらに、Sを0.001〜0.170mass%の範囲で種々に変化して含有し、Seを0.0100mass%および0.0150mass%および0.0200mass%の3水準で含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼素材を、1420℃の温度に再加熱した後、熱間圧延して板厚2.0mmの熱延板とし、最高到達温度1000℃の熱延板焼鈍を施した後、1回目の冷間圧延で中間板厚1.4mmとし、1100℃の温度で中間焼鈍を施した後、2回目の冷間圧延で最終板厚0.20mmの冷延板とした。次いで、上記冷延板に、50vol%H2−50vl%N2、露点55℃の湿潤雰囲気下で、830℃×200秒の脱炭を伴う一次再結晶焼鈍を施した後、MgOを主体とする焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布した後、水素雰囲気下で、再結晶させた後、1200℃の温度に5時間保持する純化処理を行う仕上焼鈍を施した。この際、仕上焼鈍における加熱過程の800〜1000℃間の昇温速度は15℃/hrとした。
まず、上記実験に用いた鋼素材の成分系では、MnSとMnSeがインヒビターである。インヒビターの核生成においては、S量が増加するほどインヒビターの数密度が増加する。これにより一次再結晶粒径が微細化することで二次再結晶駆動力が増加すると考えられる。S量が増加するほどインヒビター数密度が増加する原因としては、SはSeに比べて拡散速度が速いため、Sの含有量を増加することで、核生成におけるMnSの核生成頻度が増加する。S含有量が少ないと、インヒビターとなるMnSの核生成数が減少することで二次再結晶不良が生じ易くなり、一方、S含有量が多くなり過ぎると、駆動力が過多となってGoss方位の先鋭性が却って低下すると考えられる。
したがって、SとSeの含有量との関係を適正化し、インヒビターの核生成とオストワルド成長を制御することで、二次再結晶の発現に有効な効果が得られたものと考えている。本発明は、上記の新規な知見に、さらに検討を加えて開発したものである。
C:0.02〜0.10mass%
Cは、0.02mass%に満たないと、組織がα単相となり、鋳造時や熱延時に鋼が脆化し、スラブに割れが生じたり、熱延後の鋼板エッジに耳割れが生じたりして、製造に支障を来たす欠陥を生ずるようになる。一方、0.10mass%を超えると、脱炭焼鈍で、磁気時効の起きない0.005mass%以下に低減することが困難となる。よって、Cは0.02〜0.10mass%の範囲とする。好ましくは0.025〜0.08mass%の範囲である。
Siは、鋼の比抵抗を高め、鉄損を低減するのに必要な元素である。上記効果は、2.0mass%未満では十分ではなく、一方、5.0mass%を超えると、加工性が低下し、圧延して製造すること困難となる。よって、Siは2.0〜5.0mass%の範囲とする。好ましくは2.5〜4.0mass%の範囲である。
Mnは、鋼の熱間加工性を改善するために必要な元素である。上記効果は、0.01mass%未満では十分ではなく、一方、1.0mass%を超えると、製品板の磁束密度が低下するようになる。よって、Mnは0.01〜1.0mass%の範囲とする。好ましくは0.02〜0.30mass%の範囲である。
Sは、Mnと結合してインヒビターとなるMnSを形成する。Sの拡散速度は、Seよりも速いため、MnSは、MnSeに比べて長時間焼鈍中の正常粒成長を抑制する力は劣るものの、核生成密度がMnSeよりも高くなるため、一次再結晶粒を微細化し、駆動力を高めることで、二次再結晶の発現を安定化する。しかし、S含有量が0.005mass%未満では、インヒビターの核密度の増加効果が十分に得られない。一方、0.015mass%を超えると、二次再結晶を起こすための駆動力が過多となり、Goss方位の先鋭性が低下し、磁気特性が劣化する。よって、Sの含有量は0.005〜0.015mass%の範囲とする。好ましくは0.050〜0.010mass%の範囲である。
Seは、Mnと結合してインヒビターとなるMnSeを形成する。MnSeは、MnSに比べて長時間焼鈍中の正常粒成長を抑制する力が大きいため、磁気特性を向上するのに有効なインヒビターである。しかし、Se含有量が0.007mass%未満では、上記インヒビター効果が十分に得られない。一方、0.028mass%を超えると、オストワルド成長の進行が速く、正常粒成長の抑制力が不足する。よって、Seの含有量は、0.007〜0.028mass%の範囲とする。好ましくは0.010〜0.025mass%の範囲である。
SおよびSeは、上述したように、Mnと結合してインヒビターとなるMnSとMnSeを形成する。MnSおよびMnSeは、単独でもインヒビターとしては十分な効果があるが、複合析出することでオストワルド成長がより抑制され、Goss方位先鋭性が向上し、磁気特性がより向上する。そのためには、SおよびSeの含有量は、上述した組成範囲を満たすことに加えてさらに、下記(1)式;
1/3×Se(mass%)<S(mass%)<2/3×Se(mass%)
を満たして含有することが必要であり、これによりMnSとMnSeのインヒビター効果を最大限に引き出すことができる。
Alは、インヒビターとなるAlNを形成して析出し、二次再結晶を起こさせる仕上焼鈍において正常粒成長を抑制する元素である。しかし、Al含有量が、酸可溶性Al(sol.Al)で0.01mass%に満たないと、インヒビターの絶対量が不足し、正常粒成長の抑制力が不足する。一方、0.04mass%を超えると、AlNがオストワルド成長して粗大化し、やはり正常粒成長の抑制力が不足する。そのため、Alはsol.Alで0.01〜0.04mass%の範囲で含有するのが好ましい。より好ましくは0.012〜0.030mass%の範囲である
Nは、Alと結合して、上述したインヒビターとなるAlNを形成する元素である。しかし、Nの含有量が0.004mass%未満では、インヒビターの絶対量が不足し、正常粒成長の抑制力が不足する。一方、含有量が0.020mass%を超えると、熱間圧延時にスラブが膨れを引き起こすおそれがある。そのため、Nは0.004〜0.020mass%の範囲で含有するのが好ましい。より好ましくは0.006〜0.010mass%の範囲である。
本発明の方向性電磁鋼板の製造に用いる鋼素材(スラブ)は、常法の製造方法、すなわち、上述した成分組成を満たす鋼を常法の精錬プロセスで溶製した後、常法の連続鋳造法または造塊−分塊圧延法で製造することができる。なお、100mm以下の厚さの薄鋳片を直接鋳造法で製造してもよい。
Claims (5)
- C:0.02〜0.10mass%、Si:2.0〜5.0mass%、Mn:0.01〜1.0mass%、S:0.003〜0.015mass%およびSe:0.007〜0.028mass%を含有し、かつ、SおよびSeが下記(1)式を満たして含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを1300℃以上の温度に再加熱し、熱間圧延して熱延板とし、該熱延板に熱延板焼鈍を施した後、中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延して最終板厚の冷延板とし、脱炭焼鈍を兼ねた一次再結晶焼鈍を施し、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、その後、二次再結晶させた後、純化処理を行う仕上焼鈍を施し、平坦化焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法。
記
1/3×Se(mass%)<S(mass%)<2/3×Se(mass%)
・・・(1) - 上記最終板厚を0.20mm以下と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。
- 上記仕上焼鈍の加熱過程における800〜1000℃間の昇温速度を12℃/hr以上とすることを特徴とする請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 上記鋼スラブは、上記成分組成に加えてさらに、sol.Al:0.01〜0.04mass%およびN:0.004〜0.020mass%を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 上記鋼スラブは、上記成分組成に加えてさらに、Cr:0.01〜0.50mass%、Cu:0.01〜0.50mass%、Ni:0.01〜0.50mass%、Bi:0.005〜0.50mass%、B:0.0002〜0.0025mass%、Nb:0.0010〜0.0100mass%、Sn:0.010〜0.400mass%、Sb:0.010〜0.150mass%、Mo:0.010〜0.200mass%、P:0.010〜0.150mass%、V:0.0005〜0.0100mass%およびTi:0.0005〜0.0100mass%のうちから選ばれる少なくとも1種の成分を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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