JPH01198427A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

Ｓｌ　８１　４以上含む素材を熱間圧延した場合、その
熱延板は表層のみが再結晶し，中心層は圧延加工組織を
有する未再結晶組織により構成されるのが普通である．
この熱延板をそのまま冷延して焼鈍した場合、磁気特性
に好ましい集合組織の発達が不十分であるため、磁気特
性の確保が困崩となる。冷延・焼鈍後の磁気特性を確保
するためには、熱延板組織を完全に再結晶させることが
必要であり，このような目的で熱延巻取後にバッチ焼鈍
や連続焼鈍による熱延板焼鈍を実施する技術が例えば特
開昭５４−６８７１７号公報、特開昭５５−９７４２６
号公報等において開示されている。

このような熱延板焼鈍において、熱延板を表面にスケー
ルが付着したままの状態で再結晶処理すると，不十分な
非酸化雰囲気にて焼鈍した場合には，熱延板に付着して
いたスヶ−ルが発達して表層スケールが厚く生成すると
ともに、鋼板表層部に内部酸化層が生成し、処理後の酸
洗性が著しく劣化してしまう。−方、非酸化雰囲気であ
っても窒素を含んだ雰囲気で焼鈍を行うと、鋼板表層部
での窒化反応が促進され、鋼中のｋｌと結合して、鋼板
表面下においてＡｔＮの析出をもたらす。このためこの
ＡｊＮ粒子が最終焼鈍時にフェライト組織の粒成長性を
著しく低下させ、この結果、鋼板表層部に厚さ１００μ
ｍ程度憂こ亘って粒径２０μ馬程度の微細フェライト粒
の領域が形成し、鉄損および低磁場特性を著しく劣化さ
せてしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなことから１例えば特開昭５７−３５６２７号
公報において高温巻取径酸洗し、しかる後バッチ焼鈍す
る技術が開示されているが、７００℃を超える巻取温度
では１表層スケールが厚（生成するだけでなく％１チ以
上のｓｔ量ではフェライト粒内の酸化が起こる。

このフェライト粒内の酸化層は熱延板焼鈍前の酸洗にて
完全に除去することが不可能であり、上述したような磁
気特性の劣化を招く。

また、熱延板焼鈍では、最終焼鈍時のスエライト粒成長
性を良好にするためＡｔＮを完全に析出させ、且つ凝集
粗大化させる必要があり、このため熱延板焼鈍時の均熱
時間を十分とる必要がある。すなわち均熱時間が短かく
ＡｔＮの凝集粗大化が十分でないと、　Ｍ３Ｎ３チによ
る粒界移動抑制効果により最終焼鈍時の粒成長が阻害さ
れてしまう。

本発明はこのような問題に鑑み、最終焼鈍時の良好な粒
成長性が得られ、これにより優れた磁気特性が得られる
無方向性電磁鋼板の製造方法を提供せんとするものであ
る＠〔課題を解決するための手段〕 このため本発明は、特定の鋼成分の下で。

（１）低温巻取を実施することによってスケール生成量
を抑えるとともに、熱延抜脱スケールを実施することに
より、スケールを完全に除去し、この熱延板を非酸化性
雰囲気中で焼鈍することにより、熱延板焼鈍時の酸化や
窒化を最小限に抑える。

（２）熱間圧延時の加熱温度を高目とすることにより、
最終製品の磁気特性（磁束密度）の向上を図るとともに
、この加熱により再固溶したＡｍ粒子を完全析出させ且
つ十分に凝集粗大化させるため、熱延板焼鈍をオープン
焼鈍により実施し、且つその焼鈍条件を規制する。

ことにより、最終焼鈍時のフェライト粒の粒成長性を良
好にし、優れた磁気特性が得られるようにしたものであ
る・ すなわち本発明は、ｃ：ｏ、ｏｏｓｏｗｔ％以下。

Ｓｌ　：　１．０〜４．Ｏｗｔ　％　、　ＡＬ：　０．
１〜２．Ｏｗｔ％　％残部Ｆｅ及び不可避不純物からな
るスラブを、１１５０℃以上％１２５０℃以下に加熱し
、熱間圧延した後、該熱延板を７００℃以下で巻取り、
脱スケール後、非酸化雰囲気中にて熱延板焼鈍温度Ｔ（
”Ｃ）が７５０〜９００℃で、且つ均熱時間ｔ（分）と
の関係で。

Ｔ＞−１２８，５乃ｏｇ　ｔ　＋　１０７８．５を満足
する条件で熱延板をオープン焼鈍し。

１回の冷間圧延または中間焼鈍をはさむ２回以上の冷間
圧延を施した後％　８００−１０５０℃で仕上げ焼鈍す
るようにしたことをその基本的特徴とする。

以下１本発明の製造条件をその限定理由とともに説明す
る。

本発明において、熱延されるスラブは、Ｃ：０．Ｏ０５
０ｗｔｅｓ以下、　　Ｓｔ　：　１．０〜４．Ｏｗｔ％
　、　Ａｔ：　０．１〜２．Ｏｗｔ％　、残部Ｆｅ及び
不可避的不純物の組成からなる。

これらの成分のうち、Ｃは、０．Ｏ０５Ｑｗｔチを超え
ると磁気特性が劣化し、また磁気時効上も問題を生じ、
このため、　０．００５０ｗｔ％を上限とする。

Ｓｌは％ｘ、ｏｗｔ＊未溝では固有抵抗の低下により十
分な低鉄損値が得られない。一方、４．０ｗｔ％を超え
ると冷間加工性が著しく悪くなり、このため、１．０〜
４．　Ｏｗｔチとする。

ｋｌは、ｏ、１ｗｔ％未満テハＡＡＮが微ｍｔｃ析出し
てしまい、最終焼鈍時に良好な粒成長性が得られず、磁
気特性が劣化してしまう。一方。

２．０ｗｔ％を超えると、冷間加工性が劣化する。

このためＡｔは０．１〜２．０ｗｔ％とする。

以上の成分のスラブは、１１５０〜１２５０℃に加熱さ
れた後、熱間圧延される。スラブ加熱温度を高くすると
、仕上温度が高くされる等の関係で材質の均一性が増す
だけでなく、磁束密度も向上する。また、加熱温度が低
いと仕上げ圧延終了温度が低くなるためミル負荷が増大
し、熱延形状の確保が難しくなる。

以上の理由からスラブ加熱温度の下限を１１５０℃とし
た。

また、スラブ加熱温度が１２５０℃を超えると、　ｋＬ
Ｎの再固溶が進むとともに１スラブ表面スケールの溶融
が起こり、熱延板の狭面性状を悪くする。

本発明における最重要技術の１つとして、熱延板は熱間
圧延後７００℃以下で巻取られる。巻取温度が７’００
℃を超えると、熱延板に表層スケールが厚く生成し、熱
延板焼鈍前に酸洗等の脱スケールを実施しても１表層の
スケールは除去できたとしても、高Ｓｉ鋼にて形成され
る内部酸化層を除去することが層しくなる。後述するよ
うに熱延板焼鈍時にスケールが残存してい°ると、スケ
ールを触媒として焼鈍時に窒化反応が促進され、これに
より鋼板表層下にＡｊＮの析出層が形成される。この結
果最終焼鈍時に鋼板表層部における粒成長性が抑制され
、鉄損の上昇を引き起こす。

第１図は巻取温度と熱延板焼鈍後の窒化層の深さとの関
係を示すもので１巻取源度が７００℃を超えると、残存
したスケールにより窒化反応が大きく促進されているこ
とが判る。

本発明におけるもう１つの最重要技術として、熱延板は
続く熱延板焼鈍の前に脱スケール処理がなされる。熱延
板表面にスケールが存在した状態で、窒素を含んだ非酸
化性雰囲気で熱延板焼鈍を行うと、鋼板表層部での窒化
反応が促進され、鋼板の窒素含有量が増大する。そのた
め微細なＡｔＮ粒子が最終焼鈍時のフェライト組織の粒
成長性を著しく低下させてしまい、鋼板表層部に厚い微
細フェライト粒の層を形成し、鉄損及び低磁場特性を著
しく劣化させてしまう。このため、熱延板焼鈍前にスケ
ール除去することにより、熱延板焼鈍時の窒化反応を抑
えるのが本発明の狙いとするところである。

脱スケール処理は１通常酸洗により行われるが、メカニ
カルな処理を実施することもでき、その具体的方法につ
いては特に制限はない１本発明では、上述した低温巻取
によりスケールの生成が少なく抑えられるため、上記脱
スケール処理によりスケールをほぼ完全に。

除去することができる。

熱延板は脱スケール後、非酸化雰囲気中にて熱延板焼鈍
温度Ｔ　（℃）が７５０〜９００℃で、且つ均熱時開ｔ
（分）との関係で。

Ｔ≧−１２８．５ｌｏｇｔ　＋　１０７８．５を満足す
る条件でオープン焼鈍される。

上述したように、１ｗｔ％以上のＳｉを含む素材は、熱
間圧延後の熱延板において、一部表層のみが再結晶し、
中心層は圧延組織を有する未再結晶組織から構成されて
いる。このため、熱延板とそのまま冷延して焼鈍しても
磁気特性の確保は難しく、最終焼鈍後の磁気特性を向上
させ、且つ均一性を確保するためには、熱延板を焼鈍す
ることにより板厚方向及びコイル巾方向と長手方向に均
一な再結晶をさせる必要がある。また、鉄損値と最終焼
鈍後のフェライト粒径の間には密接な関係があり、１０
０〜１５０　ｐｍ程度で鉄損値が最小になる。そこで、
最終焼鈍時のフェライト粒成長性を良好にするためには
ＡｔＮ粒子による粒界移動抑制効果を減じるために、熱
延板焼鈍時にＡｔＮを完全に析出させ、且つ凝集′粗大
化させる必要がある。

本発明は、この熱延板焼鈍をオープン暁鈍で行う。本発
明では、焼鈍時間を比較的長くとる必要があり、連続焼
鈍で実施した場合、ラインスピードを極度に低下させね
ばならず、非効率的である。また、バッチ焼鈍を行う場
合、タイト焼鈍ではコイル内周部と外周部における熱履
歴が異なってくるため、コイル長手方向及び幅方向で均
一な磁気特性が得られない。

熱延板焼鈍の均熱温度が７５０℃未満であると、熱延板
を完全に再結晶させるためには５時間以上の均熱が必要
であり非効率的である。一方、９００℃を遥えると、熱
延板の再結晶後のフェライト粒の粒界移動速度が大きい
ため％ｋｔＮ粒子が凝集粗大化した時に、既にフェライ
ト粒径が５００μｍ以上の粗大な組織となるため、次工
程での冷延性に劣り、且つ冷延後の表面性状が劣化する
ことになる。

上述したように鉄損値を低くするためには。

熱延板焼鈍により熱延板のＡｔＮ粒子を十分凝集粗大化
させるこ、とが必要である。熱延板焼鈍における熱延板
の再結晶は、　ＡＩＮ粒子の凝集粗大化よりも早く完了
するため、　Ａ／ＩＮ粒子の凝集粗大化が熱延板焼鈍に
おける最大の狙いとなる。熱延板焼鈍時のＡｔＮ粒子の
凝集粗大化完了時間はスラブ加熱温度により異ってくる
。すなわち、鋳造されたスラブの凝固時に析出した粗大
なＡｔＮ粒子のスラブ加熱時での再溶解量が多いほど、
熱延板焼鈍時でのＡｔＮ粒子の粗大化完了時間が長くな
る。

第２図は、熱延板焼鈍における均熱温度及び均熱時間が
最終焼鈍後の磁気特性に及ぼす影響を示すもので、第３
図は、その結果を基に本発明における均熱条件をまとめ
たものである。これによれば、その均熱条件は均熱温度
及び均熱時間との関係で決まる。すなわち、熱延板の凝
集粗大化を図るには。

Ｔ≧−１２８，５Ｊｏｇ　ｔ　＋　１０７８．５の条件
を満足させる必要がある。

熱延板焼鈍は窒化を引き起こすスケールの形成を抑制す
るため非酸化性雰囲気中で行われる０例えば、５１以上
の水素を含んだ窒素。

水素混合雰囲気中で焼鈍することが望ましい。

以上のように熱延板焼鈍された鋼板は必要に応じて酸洗
された後、１回の冷間圧延または中間焼鈍をはさむ２回
以上の冷間圧延が施され、しかる後、８００〜１０５０
℃で仕上げ焼鈍される。

ここで、仕上焼鈍の均熱温度が８００℃未満では、焼鈍
の目的である鉄損と磁束密度の向上が十分図れず、一方
、１０５０℃を超える温度では、コイル通板上やエネル
ギーコスト上実用的でなく、また、磁気特性上でも、フ
ェライト粒の異常粒成長により鉄損値が増大してしまう
。

〔実施例〕

実施例　１゜ 第１表の組成の鋼から以下の条件で無方向性電磁鋼板を
製造したー 第２表にその最終焼鈍後の磁気特性を示す。

熱延板焼鈍（８５０℃ｘ３ｈ、７５チＨｚ　＋　２５チ
Ｎｓ　）焼鈍（品ビ、２ｒ４ｎ、２５憾Ｈｚ＋７５％Ｎ
＊　、　）第　　　　１　　　　表 第　　　　２　　　　表　　　゛ ＊　磁気特性は２５．エプスタイン試験機にて測定実施
例　２゜ 第１表中のＢ鋼から、以下の条件及び第３表に示す条件
で無方向性電磁鋼板を製造したー得られた鋼板の加熱温
度を第３表に合せて示す。

、　　Ｍ（９，５ｒ１２．ｍ、ｉｎ、２５％）ｂ＋７５
１Ｎｓ中、

【図面の簡単な説明】

第１図は熱延巻取温度が熱延板焼鈍後の窒化層深さに及
ぼす影響を示したものである。第２図は熱延板焼鈍にお
ける均熱温度及び均熱時間が最終焼鈍後の磁気特性に及
ぼす影響を示すものである。第３図は本発明における熱
延板焼鈍条件を示すものである。 特許出願人　　日本鋼管株式会社 発　明　　者　　　西　　　本　　　昭　　　彦同　　
　　　　　　　細　　　谷　　　佳　　　仏間　　　　
　　　　　　富　　　１）　　邦　　　相同　　　　　
　　　　占　　　部　　　俊　　　切回　　　　　　　
　実　　　川　　　正　　　治代理人弁理士　　　吉　
　　原　　　省　　　三同　同　　苫米地　正　敏 簀１図 巻取り温度（’ｃ） 手続補正書（０劃 平成元年４月−８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．００５０ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．０〜４．０ｗ
   ｔ％、Ａｌ：０．１〜２．０ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
   避不純物からなるスラブを１１５０℃以上、１２５０℃
   以下に加熱し、熱間圧延した後、該熱延板を７００℃以
   下で巻取り、脱スケール後、非酸化雰囲気中にて熱延板
   焼鈍温度 Ｔ（℃）が７５０〜９００℃で、且つ均熱時間ｔ（分）
   との関係で、 Ｔ≧−１２８．５ｌｏｇｔ＋１０７８．５ を満足する条件で熱延板をオープン焼鈍し、１回の冷間
   圧延または中間焼鈍をはさむ２ 回以上の冷間圧延を施した後、８００〜１０５０℃で仕
   上げ焼鈍することを特徴とする磁気 特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。