JP3319898B2 - コイル内で磁気特性の均一な無方向性電磁鋼帯の製造方法 - Google Patents
コイル内で磁気特性の均一な無方向性電磁鋼帯の製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気特性及び磁気特
性のコイル内均一性に極めて優れた無方向性電磁鋼帯の
製造方法に関する。
性のコイル内均一性に極めて優れた無方向性電磁鋼帯の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無方向性電磁鋼帯は、モーター、発電
機、変圧器の鉄心等に使用されるものであり、これらの
機器のエネルギー効率を高めるため、この無方向性電磁
鋼帯の磁気特性として鉄損が低く、かつ磁束密度が高い
ことが重要である。
機、変圧器の鉄心等に使用されるものであり、これらの
機器のエネルギー効率を高めるため、この無方向性電磁
鋼帯の磁気特性として鉄損が低く、かつ磁束密度が高い
ことが重要である。
【０００３】かかる無方向性電磁鋼帯の磁気特性は、製
品の集合組織を改善すること、すなわち、｛１１１｝方
位粒を減少させ、｛１００｝方位粒を増加させることに
よって向上させることができる。このような製品の集合
組織は、熱間圧延板の金属組織から強い影響を受けるこ
とが良く知られていて、結局のところ、熱間圧延終了温
度及び巻き取り温度によって熱延鋼帯の金属組織、ひい
ては製品板集合組織を介した磁気特性が変化することが
広く認識されている。
品の集合組織を改善すること、すなわち、｛１１１｝方
位粒を減少させ、｛１００｝方位粒を増加させることに
よって向上させることができる。このような製品の集合
組織は、熱間圧延板の金属組織から強い影響を受けるこ
とが良く知られていて、結局のところ、熱間圧延終了温
度及び巻き取り温度によって熱延鋼帯の金属組織、ひい
ては製品板集合組織を介した磁気特性が変化することが
広く認識されている。
【０００４】このような認識に基づいて磁気特性の向上
を図った従来技術には、特開昭５１−７４９２３号公報
がある。この技術は、Ａ3 変態点を算出する式として
を図った従来技術には、特開昭５１−７４９２３号公報
がある。この技術は、Ａ3 変態点を算出する式として
【数１】 となることを示し、厚みむらがなく、かつ電磁特性の良
好な低けい素電磁鋼帯の製造するために式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝℃ で算出される温度以上でかつ式 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝℃ で算出される温度以下の温度範囲で熱間仕上圧延を完了
することが提案されている。ところが、前記特開昭５１
−７４９２３号公報によって提案されて温度範囲内で熱
間圧延を終了させたとしても、得られた製品の磁気特性
は磁束密度Ｂ40値で判断すると、この材料Ｂ40値は1.72
(Wb/m2)であり、従来法による材料のＢ40値1.71 (Wb/m
2)に比し、わずかな向上に過ぎない。
好な低けい素電磁鋼帯の製造するために式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝℃ で算出される温度以上でかつ式 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝℃ で算出される温度以下の温度範囲で熱間仕上圧延を完了
することが提案されている。ところが、前記特開昭５１
−７４９２３号公報によって提案されて温度範囲内で熱
間圧延を終了させたとしても、得られた製品の磁気特性
は磁束密度Ｂ40値で判断すると、この材料Ｂ40値は1.72
(Wb/m2)であり、従来法による材料のＢ40値1.71 (Wb/m
2)に比し、わずかな向上に過ぎない。
【０００５】そこで、磁気特性のさらなる向上を図った
方法として特開昭５６−３８４２０号公報には、Ar3 及
びAr1 変態点を算出する式として
方法として特開昭５６−３８４２０号公報には、Ar3 及
びAr1 変態点を算出する式として
【数２】 となることを示したうえで、（Ar3 ＋Ar1 ）／２以下、
750 ℃以上の温度で熱間圧延を終了し、かつ捲取温度を
680 ℃以上とすることが提案されている。ところが、前
記特開昭５６−３８４２０号公報にて提案された方法で
は、捲取温度を680 ℃以上とする必要があることから、
熱延鋼帯にスケールが厚く形成され、酸洗性が著しく悪
く、コストも大幅にアップするという問題点があった。
750 ℃以上の温度で熱間圧延を終了し、かつ捲取温度を
680 ℃以上とすることが提案されている。ところが、前
記特開昭５６−３８４２０号公報にて提案された方法で
は、捲取温度を680 ℃以上とする必要があることから、
熱延鋼帯にスケールが厚く形成され、酸洗性が著しく悪
く、コストも大幅にアップするという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
技術は、磁気特性に関して十分とはいえず、また、生産
性の面でも問題が残されていた。
技術は、磁気特性に関して十分とはいえず、また、生産
性の面でも問題が残されていた。
【０００７】ところで、近年のモーターの分野では、集
積回路（ＩＣ）の利用により高い制御性を有するモータ
ーが開発されたのに伴って、モーター特性のばらつきを
小さくすることが重要となってきた。そのため、モータ
ーの鉄心材料として使用される無方向性電磁鋼帯におい
ても、磁気特性が優れるばかりでなく、製品コイル内で
磁気特性が均一であることへの要求が高まってきてい
る。
積回路（ＩＣ）の利用により高い制御性を有するモータ
ーが開発されたのに伴って、モーター特性のばらつきを
小さくすることが重要となってきた。そのため、モータ
ーの鉄心材料として使用される無方向性電磁鋼帯におい
ても、磁気特性が優れるばかりでなく、製品コイル内で
磁気特性が均一であることへの要求が高まってきてい
る。
【０００８】この点について、上述した従来技術では、
製品コイル内での磁気特性の均一性について考慮されて
いないために、全く不十分なものであった。特に前掲特
開昭５６−３８４２０号公報にて提案された方法では、
捲取温度が680 ℃以上であるため、コイルにしたときの
外側と内側では冷却状態が顕著に相違し、コイル内の磁
気特性は非常に不均一なものであった。
製品コイル内での磁気特性の均一性について考慮されて
いないために、全く不十分なものであった。特に前掲特
開昭５６−３８４２０号公報にて提案された方法では、
捲取温度が680 ℃以上であるため、コイルにしたときの
外側と内側では冷却状態が顕著に相違し、コイル内の磁
気特性は非常に不均一なものであった。
【０００９】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、熱延圧延の仕上圧延条件と圧延温度との関係で
熱延鋼帯の金属組織及び製品磁気特性を調査した結果に
基づいて、磁気特性の向上とこの磁気特性のコイル内均
一性を改善を可能にした無方向性電磁鋼帯の製造方法を
提案することを目的とする。
もので、熱延圧延の仕上圧延条件と圧延温度との関係で
熱延鋼帯の金属組織及び製品磁気特性を調査した結果に
基づいて、磁気特性の向上とこの磁気特性のコイル内均
一性を改善を可能にした無方向性電磁鋼帯の製造方法を
提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨構成は、
次のとおりである。１． Ｃ：0.03wt％（以下、単に％で示す）以下、Si：３
％以下及びAl：２％以下を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブを熱間圧延し、ついで冷間圧延を行う無方向性
電磁鋼帯の製造方法において、熱間粗圧延機と熱間仕上
圧延機との間で、粗圧延を経たシートバーの先端部とこ
のシートバーに先行して仕上圧延に供するシートバーの
後端部とを接合して、各シートバーを連続的に熱間仕上
圧延するものとし、 その際、熱間圧延の仕上圧延最終ス
タンドにつき、圧延ロールの周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下 で圧延を行い、しかも ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上かつα相温度域内で熱間圧
延を完了させることを特徴とするコイル内で磁気特性の
均一な無方向性電磁鋼帯の製造方法。
次のとおりである。１． Ｃ：0.03wt％（以下、単に％で示す）以下、Si：３
％以下及びAl：２％以下を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブを熱間圧延し、ついで冷間圧延を行う無方向性
電磁鋼帯の製造方法において、熱間粗圧延機と熱間仕上
圧延機との間で、粗圧延を経たシートバーの先端部とこ
のシートバーに先行して仕上圧延に供するシートバーの
後端部とを接合して、各シートバーを連続的に熱間仕上
圧延するものとし、 その際、熱間圧延の仕上圧延最終ス
タンドにつき、圧延ロールの周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下 で圧延を行い、しかも ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上かつα相温度域内で熱間圧
延を完了させることを特徴とするコイル内で磁気特性の
均一な無方向性電磁鋼帯の製造方法。
【００１１】２． Ｃ：0.03％以下、Si：３％以下及びAl：２％以下
を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブを熱間圧延し、ついで冷間圧延を行う無方向性
電磁鋼帯の製造方法において、熱間粗圧延機と熱間仕上
圧延機との間で、粗圧延を経たシートバーの先端部とこ
のシートバーに先行して仕上圧延に供するシートバーの
後端部とを接合して、各シートバーを連続的に熱間仕上
圧延するものとし、 その際、熱間圧延の仕上圧延最終ス
タンドにつき、圧延ロールの周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下を満足する条件で圧延を行い、しかも熱間圧延完了
温度Ｔf が、次式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上、 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以下を満足する条件で熱間圧延
を完了させることを特徴とするコイル内で磁気特性の均
一な無方向性電磁鋼帯の製造方法。
を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブを熱間圧延し、ついで冷間圧延を行う無方向性
電磁鋼帯の製造方法において、熱間粗圧延機と熱間仕上
圧延機との間で、粗圧延を経たシートバーの先端部とこ
のシートバーに先行して仕上圧延に供するシートバーの
後端部とを接合して、各シートバーを連続的に熱間仕上
圧延するものとし、 その際、熱間圧延の仕上圧延最終ス
タンドにつき、圧延ロールの周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下を満足する条件で圧延を行い、しかも熱間圧延完了
温度Ｔf が、次式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上、 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以下を満足する条件で熱間圧延
を完了させることを特徴とするコイル内で磁気特性の均
一な無方向性電磁鋼帯の製造方法。
【００１２】３．冷間圧延後に仕上焼鈍を行うことを特
徴とする上記１又は２記載の方法。４．仕上焼鈍後にス
キンパス圧延を行うことを特徴とする上記３記載の方
法。
徴とする上記１又は２記載の方法。４．仕上焼鈍後にス
キンパス圧延を行うことを特徴とする上記３記載の方
法。
【００１３】５．最高ロール周速と最低ロール周速との
差が100mpm以下であることを特徴とする上記１〜４のい
ずれかに記載の方法。
差が100mpm以下であることを特徴とする上記１〜４のい
ずれかに記載の方法。
【００１４】
【作用】まず、この発明の解明経緯について述べる。発
明者らは、磁気特性のコイル内変動が、熱間圧延条件に
影響されているのではないかという推測を基に、磁気特
性のコイル内変動に及ぼす熱間圧延条件の影響を詳細に
研究した。その結果、磁気特性のコイル内変動の大なる
原因として、仕上圧延時における圧延速度の変動がある
ことを見出した。以下、その実験及び結果に基づいて説
明する。
明者らは、磁気特性のコイル内変動が、熱間圧延条件に
影響されているのではないかという推測を基に、磁気特
性のコイル内変動に及ぼす熱間圧延条件の影響を詳細に
研究した。その結果、磁気特性のコイル内変動の大なる
原因として、仕上圧延時における圧延速度の変動がある
ことを見出した。以下、その実験及び結果に基づいて説
明する。
【００１５】Ｃ：0.003 ％、Si：0.3 ％、Mn：0.15％及
びAl：0.2 ％を含む鋼スラブを、1150℃に加熱してから
従来法に従って６回の粗圧延及び７スタンドのタンデム
ミルよりなる仕上圧延により熱間圧延して厚み2.0mm の
熱延鋼帯とした。この熱間圧延の際、熱延終了温度は80
0 ℃、巻取温度は550 ℃であった。
びAl：0.2 ％を含む鋼スラブを、1150℃に加熱してから
従来法に従って６回の粗圧延及び７スタンドのタンデム
ミルよりなる仕上圧延により熱間圧延して厚み2.0mm の
熱延鋼帯とした。この熱間圧延の際、熱延終了温度は80
0 ℃、巻取温度は550 ℃であった。
【００１６】このような従来の熱間圧延方法の場合にお
ける仕上最終スタンドロール周速の変化を調査した結果
を図１に示す。まず、仕上圧延最終スタンドを出た熱延
鋼帯の先端がコイラーに巻きつくまでは（図１の(A) の
領域）、熱延鋼帯に張力が働かず、圧延操業が不安定と
なり勝ちであるため、圧延速度は低く抑えられる。特に
仕上圧延中にγ−α変態する低Si無方向性電磁鋼帯で
は、普通鋼より圧延は不安定であるため、コイラーに巻
付くまでの圧延速度は、普通鋼より低く設定されてい
る。次いで、コイラーに巻付いた後（図１の(B) の領
域）では、生産効率を高めるために加速され、圧延速度
は次第に高くなる。
ける仕上最終スタンドロール周速の変化を調査した結果
を図１に示す。まず、仕上圧延最終スタンドを出た熱延
鋼帯の先端がコイラーに巻きつくまでは（図１の(A) の
領域）、熱延鋼帯に張力が働かず、圧延操業が不安定と
なり勝ちであるため、圧延速度は低く抑えられる。特に
仕上圧延中にγ−α変態する低Si無方向性電磁鋼帯で
は、普通鋼より圧延は不安定であるため、コイラーに巻
付くまでの圧延速度は、普通鋼より低く設定されてい
る。次いで、コイラーに巻付いた後（図１の(B) の領
域）では、生産効率を高めるために加速され、圧延速度
は次第に高くなる。
【００１７】また、かかる従来の熱延法による製品磁気
特性のコイル内変動について調査した結果を図２に示
す。同図から、磁気特性は熱間圧延の圧延速度の変化に
従うように変動していて、図１との対比によって特に仕
上圧延の最終スタンドのロール周速が500 mpm 未満であ
る場合に、磁気特性が著しく劣化していることが判明し
た。
特性のコイル内変動について調査した結果を図２に示
す。同図から、磁気特性は熱間圧延の圧延速度の変化に
従うように変動していて、図１との対比によって特に仕
上圧延の最終スタンドのロール周速が500 mpm 未満であ
る場合に、磁気特性が著しく劣化していることが判明し
た。
【００１８】このようにロール周速が500 mpm 未満であ
る場合に、磁気特性が劣化する理由を明らかにするた
め、仕上圧延後の熱延鋼帯断面の金属組織観察をした。
この仕上圧延後における熱延鋼帯断面の金属組織写真を
図３に、仕上圧延の最終スタンドのロール周速が400 mp
m 場合（図３(a) ）及び800 mpm （図３(b) ）である場
合でそれぞれ示す。図３の写真から、仕上圧延最終スタ
ンドのロール周速が400mpm の場合では、未再結晶部分
が多く認められ、その一方で、ロール周速が800mpm の
場合は未再結晶部がほとんどなく、粗大な再結晶粒とな
っていることが判明した。したがって、最終スタンドの
ロール周速が500 mpm 未満である場合は、このような未
再結晶部の残留が、磁気特性を劣化させたものと推定さ
れる。
る場合に、磁気特性が劣化する理由を明らかにするた
め、仕上圧延後の熱延鋼帯断面の金属組織観察をした。
この仕上圧延後における熱延鋼帯断面の金属組織写真を
図３に、仕上圧延の最終スタンドのロール周速が400 mp
m 場合（図３(a) ）及び800 mpm （図３(b) ）である場
合でそれぞれ示す。図３の写真から、仕上圧延最終スタ
ンドのロール周速が400mpm の場合では、未再結晶部分
が多く認められ、その一方で、ロール周速が800mpm の
場合は未再結晶部がほとんどなく、粗大な再結晶粒とな
っていることが判明した。したがって、最終スタンドの
ロール周速が500 mpm 未満である場合は、このような未
再結晶部の残留が、磁気特性を劣化させたものと推定さ
れる。
【００１９】また、図１及び図２に示した実験結果より
明らかなように、仕上圧延最終スタンドのロール周速が
500 mpm 以上の場合であっても、ロール周速の変動に伴
うとみられる磁気特性の変動が認められる。
明らかなように、仕上圧延最終スタンドのロール周速が
500 mpm 以上の場合であっても、ロール周速の変動に伴
うとみられる磁気特性の変動が認められる。
【００２０】以上のことから、製品の磁気特性及びこの
磁気特性のコイル内均一性に優れる無方向性電磁鋼帯を
製造するためには、熱間圧延の際に、熱間圧延速度を速
く、特に仕上圧延最終スタンドのロール周速を500 mpm
以上とし、かつこのロール周速の変動を抑制して一定速
度で圧延することが、特に有効であることが示唆され
た。
磁気特性のコイル内均一性に優れる無方向性電磁鋼帯を
製造するためには、熱間圧延の際に、熱間圧延速度を速
く、特に仕上圧延最終スタンドのロール周速を500 mpm
以上とし、かつこのロール周速の変動を抑制して一定速
度で圧延することが、特に有効であることが示唆され
た。
【００２１】そこで発明者らは、上記のように仕上圧延
最終スタンドのロール周速を速くかつ一定にするような
熱間圧延を実現するための具体的手段について研究を進
め、熱間粗圧延機と仕上圧延機との間において、粗圧延
を経たシートバーの先端部とこのシートバーに先行して
仕上圧延に供するシートバーの後端部とを接合して、各
シートバーを連続的に熱間仕上圧延することを試みた。
この方法によれば、コイル当たりの鋼帯に仕上圧延の最
初から張力をかけることができるため、圧延速度を一定
かつ高速とすることが可能である。かかる仕上げ圧延前
での接合実験は次のとおりである。
最終スタンドのロール周速を速くかつ一定にするような
熱間圧延を実現するための具体的手段について研究を進
め、熱間粗圧延機と仕上圧延機との間において、粗圧延
を経たシートバーの先端部とこのシートバーに先行して
仕上圧延に供するシートバーの後端部とを接合して、各
シートバーを連続的に熱間仕上圧延することを試みた。
この方法によれば、コイル当たりの鋼帯に仕上圧延の最
初から張力をかけることができるため、圧延速度を一定
かつ高速とすることが可能である。かかる仕上げ圧延前
での接合実験は次のとおりである。
【００２２】Ｃ：0.003 ％、Si：0.3 ％、Mn：0.15％、
Al：0.2 ％を含む６本のスラブを、1150℃に加熱してか
ら６回の熱間粗圧延によりシートバーとなし、次いで仕
上圧延するにあたり、先に仕上圧延中の先行材の後端部
と、この先行材に追随して仕上圧延に供する後行材の先
端部とを良好な接合が得られるように切断した後、両者
を溶接により接合し、しかる後に７スタンドのタンデム
仕上圧延機により仕上圧延を行って、厚み2.0mm の熱延
コイルとした。この仕上圧延の際、熱延終了温度は800
℃、巻き取り温度は550 ℃、圧延速度は最終スタンドロ
ール周速で300〜1500mpm の種々の速度に設定して１コ
イル当たりの先端から後端までの一定の圧延速度とし
た。これらの熱延鋼帯を酸洗したのち、冷延圧延により
厚み0.5 mmとし、次いで780 ℃で30s の仕上焼鈍を施し
てから、連続的に磁気特性の測定を行った。
Al：0.2 ％を含む６本のスラブを、1150℃に加熱してか
ら６回の熱間粗圧延によりシートバーとなし、次いで仕
上圧延するにあたり、先に仕上圧延中の先行材の後端部
と、この先行材に追随して仕上圧延に供する後行材の先
端部とを良好な接合が得られるように切断した後、両者
を溶接により接合し、しかる後に７スタンドのタンデム
仕上圧延機により仕上圧延を行って、厚み2.0mm の熱延
コイルとした。この仕上圧延の際、熱延終了温度は800
℃、巻き取り温度は550 ℃、圧延速度は最終スタンドロ
ール周速で300〜1500mpm の種々の速度に設定して１コ
イル当たりの先端から後端までの一定の圧延速度とし
た。これらの熱延鋼帯を酸洗したのち、冷延圧延により
厚み0.5 mmとし、次いで780 ℃で30s の仕上焼鈍を施し
てから、連続的に磁気特性の測定を行った。
【００２３】かかる製品の磁気特性と、熱間圧延時の仕
上圧延速度（最終スタンドのロール周速）との関係を図
４に、また、この仕上圧延速度と熱延鋼帯の再結晶率、
結晶粒径との関係を図５に、それぞれ示す。さらに、図
６に示すように最終スタンドのロール周速を800 mpm と
一定にした場合のコイル内における磁気特性の変動を図
７に示す。図４，５から、熱延鋼帯組織は、圧延速度と
ともに変化していて、磁気特性に影響を及ぼすことが分
かる。そして、図６，７より、仕上圧延速度を一定とす
ることにより、コイル内にわたって均一な磁気特性が得
られることが分かる。
上圧延速度（最終スタンドのロール周速）との関係を図
４に、また、この仕上圧延速度と熱延鋼帯の再結晶率、
結晶粒径との関係を図５に、それぞれ示す。さらに、図
６に示すように最終スタンドのロール周速を800 mpm と
一定にした場合のコイル内における磁気特性の変動を図
７に示す。図４，５から、熱延鋼帯組織は、圧延速度と
ともに変化していて、磁気特性に影響を及ぼすことが分
かる。そして、図６，７より、仕上圧延速度を一定とす
ることにより、コイル内にわたって均一な磁気特性が得
られることが分かる。
【００２４】すなわち、仕上圧延に先立ってシートバー
の後端及び先端を相互に接合して複数本のシートバーを
連続して仕上圧延に供することにより、圧延速度を速く
かつ一定にすることができ、ひいては磁気特性及びその
コイル内の均一性に優れた無方向性けい素鋼帯の製造を
実現化できたのである。
の後端及び先端を相互に接合して複数本のシートバーを
連続して仕上圧延に供することにより、圧延速度を速く
かつ一定にすることができ、ひいては磁気特性及びその
コイル内の均一性に優れた無方向性けい素鋼帯の製造を
実現化できたのである。
【００２５】このように、最終スタンドのロール周速で
示される仕上圧延速度の変化によって、熱延組織が変化
する機構については明らかでないが、以下のようなもの
と推定される。
示される仕上圧延速度の変化によって、熱延組織が変化
する機構については明らかでないが、以下のようなもの
と推定される。
【００２６】熱延鋼帯の再結晶時における再結晶核の生
成頻度は、熱延時に鋼帯内に蓄えられる歪の量の影響を
強く受けるものと考えられる。すなわち、蓄えられた歪
の量が大きいほど、再結晶核の生成頻度は大きくなる。
したがって、圧延速度が速いほど蓄えられる歪の量も多
くなる一方で、圧延速度が小さいとき（500 mpm 未満）
には、蓄積歪が小さいため、再結晶核生成頻度が小さ
く、再結晶率は小さくなるものと考えられる。他方、圧
延速度が再結晶率100 ％になるのに十分な速度（500 mp
m 以上）のときには、圧延速度が大きいほど再結晶核生
成頻度が増すため、再結晶粒の粒径は小さくなると推定
される。
成頻度は、熱延時に鋼帯内に蓄えられる歪の量の影響を
強く受けるものと考えられる。すなわち、蓄えられた歪
の量が大きいほど、再結晶核の生成頻度は大きくなる。
したがって、圧延速度が速いほど蓄えられる歪の量も多
くなる一方で、圧延速度が小さいとき（500 mpm 未満）
には、蓄積歪が小さいため、再結晶核生成頻度が小さ
く、再結晶率は小さくなるものと考えられる。他方、圧
延速度が再結晶率100 ％になるのに十分な速度（500 mp
m 以上）のときには、圧延速度が大きいほど再結晶核生
成頻度が増すため、再結晶粒の粒径は小さくなると推定
される。
【００２７】以上のように、発明者らが圧延速度と熱延
鋼帯組織及び磁気特性との関係を明確にできたのは、シ
ートバー接合による連続的な仕上圧延を行うことを初め
て電磁鋼帯に適用し、電磁鋼帯における高速、一定速度
による熱間圧延技術を確立できたことによるものであ
る。
鋼帯組織及び磁気特性との関係を明確にできたのは、シ
ートバー接合による連続的な仕上圧延を行うことを初め
て電磁鋼帯に適用し、電磁鋼帯における高速、一定速度
による熱間圧延技術を確立できたことによるものであ
る。
【００２８】以下、この発明の無方向性電磁鋼帯の製造
方法をより具体的に説明する。まず、常法に従う製鋼法
とそれに引き続く造塊−分塊又は連続鋳造法により、、
Ｃ：0.03％以下、Si：：３wt％以下及びAl：２wt％以下
を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブとなす。このように出発材であるスラブのＣ含
有量が0.03％を超えると、磁気時効による磁気特性の劣
化が著しい。そのためＣ含有量は0.03％以下とする。ま
た、Si、Alは、比抵抗を上げ、鉄損特性を改善するため
に添加する重要な成分であるが、過度に添加させると飽
和磁束密度が低下するので、それぞれSi：３％以下、A
l：２％以下とした。
方法をより具体的に説明する。まず、常法に従う製鋼法
とそれに引き続く造塊−分塊又は連続鋳造法により、、
Ｃ：0.03％以下、Si：：３wt％以下及びAl：２wt％以下
を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブとなす。このように出発材であるスラブのＣ含
有量が0.03％を超えると、磁気時効による磁気特性の劣
化が著しい。そのためＣ含有量は0.03％以下とする。ま
た、Si、Alは、比抵抗を上げ、鉄損特性を改善するため
に添加する重要な成分であるが、過度に添加させると飽
和磁束密度が低下するので、それぞれSi：３％以下、A
l：２％以下とした。
【００２９】さらに、この発明の目的が、熱間圧延中に
γ−α変態する低Si無方向性電磁鋼帯の特性向上にある
ので、対象を明確にするために 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で表される値を０から２の範囲とした。すなわち、０未
満の場合にはγ→α変態点が低く、熱延完了後にγ→α
変態する。２を超える場合には、いかなる温度域におい
てもα単相であり、熱間圧延中にγ→α変態しない。し
たがって、これらの場合は対象とならない。
γ−α変態する低Si無方向性電磁鋼帯の特性向上にある
ので、対象を明確にするために 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で表される値を０から２の範囲とした。すなわち、０未
満の場合にはγ→α変態点が低く、熱延完了後にγ→α
変態する。２を超える場合には、いかなる温度域におい
てもα単相であり、熱間圧延中にγ→α変態しない。し
たがって、これらの場合は対象とならない。
【００３０】次いで上記の成分組成範囲を満足する鋼ス
ラブに熱間圧延を行って熱延コイルにする。この熱間圧
延の際、仕上圧延の最終スタンドについて圧延ロールの
周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下 を満足する条件で圧延を行うことが肝要である。この最
高ロール周速が500 mpmに満たないと、熱延鋼帯の再結
晶が十分に進まず、磁気特性は劣化する。一方、最高ロ
ール周速が1500mpm を超えると、圧延荷重が高すぎて圧
延操業自体が困難となる。したがって最高ロール周速：
1500mpm 以下、最低ロール周速：500 mpm以上とする。
ロール周速のより好ましい範囲は550 〜1000mpm であ
る。
ラブに熱間圧延を行って熱延コイルにする。この熱間圧
延の際、仕上圧延の最終スタンドについて圧延ロールの
周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下 を満足する条件で圧延を行うことが肝要である。この最
高ロール周速が500 mpmに満たないと、熱延鋼帯の再結
晶が十分に進まず、磁気特性は劣化する。一方、最高ロ
ール周速が1500mpm を超えると、圧延荷重が高すぎて圧
延操業自体が困難となる。したがって最高ロール周速：
1500mpm 以下、最低ロール周速：500 mpm以上とする。
ロール周速のより好ましい範囲は550 〜1000mpm であ
る。
【００３１】しかもこの最高ロール周速と最低ロール周
速との差が300 mpm を超えると、前述のようにコイル内
の金属組織のばらつきが大きく、磁気特性が均一になら
ないために、最高ロール周速と最低ロール周速との差は
300 mpm 以下とする。より好適には、このようなコイル
内のロール周速の変動を100mpm以下とする。
速との差が300 mpm を超えると、前述のようにコイル内
の金属組織のばらつきが大きく、磁気特性が均一になら
ないために、最高ロール周速と最低ロール周速との差は
300 mpm 以下とする。より好適には、このようなコイル
内のロール周速の変動を100mpm以下とする。
【００３２】最終スタンドのロール周速を上記の範囲に
する具体的手段としては、熱間粗圧機と熱間仕上圧延機
との間において、粗圧延を経たシートバーの先端部とこ
のシートバーに先行して仕上圧延に供するシートバーの
後端部とを接合して、各シートバーを連続的に熱間仕上
圧延することが挙げられる。この場合、先行シートバー
と後行シートバーとの接合手段は、直接通電加熱や誘導
加熱等、従来公知の加熱法による溶接を行えばよい。特
に、シートバーの先・後端部を近接配置しておき、シー
トバーの板厚方向に交番磁界を印加して誘導加熱する方
法は、シートバーと加熱装置とが非接触のままで短時間
で加熱することができるために有利である。
する具体的手段としては、熱間粗圧機と熱間仕上圧延機
との間において、粗圧延を経たシートバーの先端部とこ
のシートバーに先行して仕上圧延に供するシートバーの
後端部とを接合して、各シートバーを連続的に熱間仕上
圧延することが挙げられる。この場合、先行シートバー
と後行シートバーとの接合手段は、直接通電加熱や誘導
加熱等、従来公知の加熱法による溶接を行えばよい。特
に、シートバーの先・後端部を近接配置しておき、シー
トバーの板厚方向に交番磁界を印加して誘導加熱する方
法は、シートバーと加熱装置とが非接触のままで短時間
で加熱することができるために有利である。
【００３３】さらに、熱間圧延の完了温度はα相温度域
とする。熱間圧延完了温度がγ相域になると、熱延組織
が微細化して磁気特性が劣化するためである。但し、α
相温度域であっても、あまりに低い温度で仕上圧延を完
了させると、圧延荷重が増大し、場合によっては圧延が
不可能となる。特にこの発明では熱間仕上圧延速度を高
めているために圧延荷重が高まる不利益は顕著にある。
このため、α温度域での仕上げるときの完了温度は、 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ ℃以上とする。
とする。熱間圧延完了温度がγ相域になると、熱延組織
が微細化して磁気特性が劣化するためである。但し、α
相温度域であっても、あまりに低い温度で仕上圧延を完
了させると、圧延荷重が増大し、場合によっては圧延が
不可能となる。特にこの発明では熱間仕上圧延速度を高
めているために圧延荷重が高まる不利益は顕著にある。
このため、α温度域での仕上げるときの完了温度は、 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ ℃以上とする。
【００３４】この発明における好適な圧延完了温度につ
いて、別の見方をすれば、熱間圧延完了温度Ｔf が、次
式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上、 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以下を満足する条件で熱間圧延
を完了させることである。この｛750 ＋30（〔Si％〕＋
３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝は、圧延荷重の上限できめ
られる熱延完了温度の下限を意味する。したがって、こ
の熱間圧延完了温度Ｔf が｛750 ＋30（〔Si％〕＋３
〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝よりも低い場合には、圧延に
大きなエネルギーを必要とし、コスト面で不利となり、
また、磁気特性も劣る。
いて、別の見方をすれば、熱間圧延完了温度Ｔf が、次
式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上、 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以下を満足する条件で熱間圧延
を完了させることである。この｛750 ＋30（〔Si％〕＋
３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝は、圧延荷重の上限できめ
られる熱延完了温度の下限を意味する。したがって、こ
の熱間圧延完了温度Ｔf が｛750 ＋30（〔Si％〕＋３
〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝よりも低い場合には、圧延に
大きなエネルギーを必要とし、コスト面で不利となり、
また、磁気特性も劣る。
【００３５】また、上記｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al
％〕−６〔Ｃ％〕）｝は、変態点の経験式｛820 ＋30
（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝より10℃低い
温度を意味する。このように、変態点より10℃低い値に
上限を設定する理由は、変態点直下では、スキッド、板
厚、板幅方向の温度むらにより鋼板の一部がγ相で熱間
圧延を完了し、その部分での磁気特性が劣化する可能性
があるからである。巻き取り温度は特に限定しないが、
680 ℃未満とすることが望ましい。というのは、巻き取
り温度が高すぎると、コイルの内外での熱延鋼帯の冷却
具合に顕著なばらつきが生じ、磁気特性がコイル内で均
一とはなり難いためである。なお、680 ℃以上で巻き取
る場合には、保温ボックス等により、コイル外側の冷却
を抑える手段を講じることが望ましい。
％〕−６〔Ｃ％〕）｝は、変態点の経験式｛820 ＋30
（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝より10℃低い
温度を意味する。このように、変態点より10℃低い値に
上限を設定する理由は、変態点直下では、スキッド、板
厚、板幅方向の温度むらにより鋼板の一部がγ相で熱間
圧延を完了し、その部分での磁気特性が劣化する可能性
があるからである。巻き取り温度は特に限定しないが、
680 ℃未満とすることが望ましい。というのは、巻き取
り温度が高すぎると、コイルの内外での熱延鋼帯の冷却
具合に顕著なばらつきが生じ、磁気特性がコイル内で均
一とはなり難いためである。なお、680 ℃以上で巻き取
る場合には、保温ボックス等により、コイル外側の冷却
を抑える手段を講じることが望ましい。
【００３６】以上のようにして得られた熱延鋼帯に、必
要に応じて酸洗を行ったのち、冷間圧延により所定（例
えば0.5 mm）の厚さとする。なお、フルプロセス無方向
性電磁鋼帯の場合には、さらに冷延板に仕上焼鈍を施し
て製品とする。この仕上焼鈍は、生産性、経済性の理由
から連続焼鈍とすることが好ましい。この仕上焼鈍の後
に、従来公知の絶縁被膜を被成しても良いことは勿論で
ある。
要に応じて酸洗を行ったのち、冷間圧延により所定（例
えば0.5 mm）の厚さとする。なお、フルプロセス無方向
性電磁鋼帯の場合には、さらに冷延板に仕上焼鈍を施し
て製品とする。この仕上焼鈍は、生産性、経済性の理由
から連続焼鈍とすることが好ましい。この仕上焼鈍の後
に、従来公知の絶縁被膜を被成しても良いことは勿論で
ある。
【００３７】かかる仕上焼鈍、あるいは絶縁被膜を被成
した後、スキンパス圧延を施し、セミプロセス電磁鋼板
とすることもできる。このスキンパス圧延によって、需
要家での歪取焼鈍により、低鉄損化できるという効果が
ある。圧下率としては１％以上15％以下がのぞましい。
というのは圧下率が１％に満たない場合又は15％を超え
る場合には、磁気特性の向上が小さいためである。な
お、セミプロセス電磁鋼板は上記の他、熱間圧延に引続
く冷間圧延の段階を終えた段階で製品とすることによっ
ても得られる。
した後、スキンパス圧延を施し、セミプロセス電磁鋼板
とすることもできる。このスキンパス圧延によって、需
要家での歪取焼鈍により、低鉄損化できるという効果が
ある。圧下率としては１％以上15％以下がのぞましい。
というのは圧下率が１％に満たない場合又は15％を超え
る場合には、磁気特性の向上が小さいためである。な
お、セミプロセス電磁鋼板は上記の他、熱間圧延に引続
く冷間圧延の段階を終えた段階で製品とすることによっ
ても得られる。
【００３８】
【実施例】転炉及び真空脱ガス装置によって成分調整を
行ったのち、連続鋳造を行って、表１に示す成分組成に
なるスラブを得た。次いで、スラブを1100℃に再加熱し
てから熱間粗圧延を行い、得られたシートバーにつき仕
上圧延に先立って先行材の後端部と後行材の先端部とを
溶接によって接合したのち、７スタンドの仕上圧延機で
表１に示す圧延条件にて仕上圧延を行い、厚み2.5mm の
熱延鋼帯とした。その後、かかる熱延鋼帯を酸洗してか
ら、0.5 mm厚まで冷間圧延を行い、さらに800 ℃、１分
の連続仕上焼鈍を施したのち、15m ごとに磁気測定を行
った。また、一部の試料については、仕上焼鈍後さらに
軽圧延を施し、750 ℃で２h の歪取り焼鈍を行ったのち
に磁気測定を行った。
行ったのち、連続鋳造を行って、表１に示す成分組成に
なるスラブを得た。次いで、スラブを1100℃に再加熱し
てから熱間粗圧延を行い、得られたシートバーにつき仕
上圧延に先立って先行材の後端部と後行材の先端部とを
溶接によって接合したのち、７スタンドの仕上圧延機で
表１に示す圧延条件にて仕上圧延を行い、厚み2.5mm の
熱延鋼帯とした。その後、かかる熱延鋼帯を酸洗してか
ら、0.5 mm厚まで冷間圧延を行い、さらに800 ℃、１分
の連続仕上焼鈍を施したのち、15m ごとに磁気測定を行
った。また、一部の試料については、仕上焼鈍後さらに
軽圧延を施し、750 ℃で２h の歪取り焼鈍を行ったのち
に磁気測定を行った。
【００３９】かくして得られた無方向性電磁鋼帯につい
て磁気特性及びそのコイル内均一性を調べた結果を表１
に併記する。表１中、No. １〜７はスキンパス圧延を施
すことのなかった例であり、No. ８〜17はスキンパス圧
延を施した例である。表１より、この発明に従う発明例
No. １，２，８，９，11，12及び17は、コイル内で均一
かつ良好な磁気特性が得られていることが分かる。
て磁気特性及びそのコイル内均一性を調べた結果を表１
に併記する。表１中、No. １〜７はスキンパス圧延を施
すことのなかった例であり、No. ８〜17はスキンパス圧
延を施した例である。表１より、この発明に従う発明例
No. １，２，８，９，11，12及び17は、コイル内で均一
かつ良好な磁気特性が得られていることが分かる。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
【発明の効果】この発明によれば、製品の磁気特性及び
そのコイル内均一性に優れた無方向性電磁鋼帯を得るこ
とができる。
そのコイル内均一性に優れた無方向性電磁鋼帯を得るこ
とができる。
【図１】従来の熱延法による仕上圧延最終スタンドロー
ル周速の変化を示す図である。
ル周速の変化を示す図である。
【図２】従来の熱延法による製品コイルの磁束密度を示
す図である。
す図である。
【図３】熱間圧延後における熱延鋼帯断面の金属組織写
真である。
真である。
【図４】最終スタンドのロール周速と磁束密度との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図５】最終スタンドのロール周速と熱延板の再結晶率
及び結晶粒径との関係を示す図である。
及び結晶粒径との関係を示す図である。
【図６】最終スタンドのロール周速を800 mpm に設定し
た場合の熱延コイル内でのロール周速変化を示す図であ
る。
た場合の熱延コイル内でのロール周速変化を示す図であ
る。
【図７】最終スタンドのロール周速を800 mpm に設定し
た場合の製品コイル内の磁束密度変化を示す図である。
た場合の製品コイル内の磁束密度変化を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−74923（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−38420（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 8/12 C22C 38/00 303 C22C 38/06 H01F 1/16
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃ：0.03wt％以下、Si：３wt％以下及び
Al：２wt％以下を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブを熱間圧延し、ついで冷間圧延を行う無方向性
電磁鋼帯の製造方法において、熱間粗圧延機と熱間仕上圧延機との間で、粗圧延を経た
シートバーの先端部とこのシートバーに先行して仕上圧
延に供するシートバーの後端部とを接合して、各シート
バーを連続的に熱間仕上圧延するものとし、 その際、 熱間圧延の仕上圧延最終スタンドにつき、圧延
ロールの周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下 で圧延を行い、しかも ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上かつα相温度域内で熱間圧
延を完了させることを特徴とするコイル内で磁気特性の
均一な無方向性電磁鋼帯の製造方法。 - 【請求項２】 Ｃ：0.03wt％以下、Si：３wt％以下及び
Al：２wt％以下を、 〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕 で算出される値が０以上２以下の範囲において含有する
鋼スラブを熱間圧延し、ついで冷間圧延を行う無方向性
電磁鋼帯の製造方法において、熱間粗圧延機と熱間仕上圧延機との間で、粗圧延を経た
シートバーの先端部とこのシートバーに先行して仕上圧
延に供するシートバーの後端部とを接合して、各シート
バーを連続的に熱間仕上圧延するものとし、 その際、 熱間圧延の仕上圧延最終スタンドにつき、圧延
ロールの周速が コイル当たりの最高ロール周速：1500mpm 以下、 コイル当たりの最低ロール周速：500 mpm 以上でかつ この最高ロール周速と最低ロール周速との差：300 mpm
以下 を満足する条件で圧延を行い、しかも熱間圧延完了温度
Ｔf が、次式 ｛750 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以上、 ｛810 ＋30（〔Si％〕＋３〔Al％〕−６〔Ｃ％〕）｝ で計算される温度（℃）以下を満足する条件で熱間圧延
を完了させることを特徴とするコイル内で磁気特性の均
一な無方向性電磁鋼帯の製造方法。 - 【請求項３】 冷間圧延後に仕上焼鈍を行うことを特徴
とする請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 仕上焼鈍後にスキンパス圧延を行うこと
を特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 最高ロール周速と最低ロール周速との差
が100mpm以下であることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載の方法。
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