JPH02159318A - 磁気特性の安定した方向性けい素鋼板の製造方法 - 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） 圧延方向に優れた磁気特性を有する方向性けい素鋼板の
製造方法に関し、とくに含けい素鋼スラブに施す高温加
熱に伴う問題点の有利な解決についての開発研究の成果
を提供しようとするものである。

（従来の技術） 方向性けい素鋼板は、ゴス方位と呼ばれる（１１０）（
００１）方位に高度に揃った２次再結晶粒を仕上焼鈍に
おいて形成させるものであり、仕上焼鈍に先立ち、■正
常粒の成長を抑制させるためにインヒビターと呼ばれる
ＭｎＳ，　ＭｎＳｅおよびｉＮなどの微細な析出物を均
一に析出分散させておくことおよび、■（１１０）　（
００１）方位以外の結晶組織は細粒化しておくこと、特
に繊維状組繊をつくり易い（１００｝　＜ｌｍｎ＞組織
を破壊しておくことが必要である。そしてこれらを満足
させるに当って熱間圧延工程の影響を無視することはで
きず、特に、連続鋳造により得られた含けい素鋼スラブ
を用いる場合は、スラブ加熱の影響が極めて大きい。す
なわち、インヒビターを微細に析出分散させるには、イ
ンヒビターを、スラブ加熱時に完全に固溶させておかね
ばならないため、スラブを高温まで加熱するとスラブの
結晶組織が粗大化して、結晶組織に（１００）　＜ｉ！
ｍｎ＞の繊維組織が出現する不利をまねく。

そこでスラブ加熱は、特開昭６０−１９０５２０号公報
に開示のように、１３００℃以上１４５０℃未満の高温
で短時間の加熱を行う方式が主流になりつつある。

またスラブの加熱は、実公昭５８−２４３９７号公報や
、特開昭６０−１４５３１８号公報に開示されている誘
導加熱法や通電加熱法によって行うことが効率的ではあ
るが、これらの加熱法では、スラブの位置によって加熱
にむらが生じ、加熱温度が不均一となって製品の磁気特
性が、コイルの幅方向や長手方向で大きく変動するとい
う問題が生じていた。

誘導加熱法において、スラブ端部の温度低下を防止する
方法として特公昭５２−４７１７９号公報には、スラブ
端部の放熱による温度低下を抑え、スラブ温度の均一性
を図るものが記載されているが、この種の手法を試みて
も、依存として磁気特性の不均一性は残存しており、そ
の解決が望まれている。

（発明が解決しようとする課題） そこでＭｎＳ又はＭｎＳｅやＡｊ２Ｎ等をインヒビター
として含有するけい素鋼連鋳スラブに対する磁気特性の
不均一性を解消した有利な加熱方法を与えることが、こ
の発明の目的である。

（課題を解決するだめの手段） 発明者らは急速加熱が有利とされていたスラブの昇温過
程について新たに検討したところ、所定の温度域に一定
時間保持することが磁気特性をコイルでの位置に拘わら
ず均一化するのに有効であることを新規に知見し、この
発明を完成するに至った。

すなわちこの発明は、連続鋳造法によって得られた含け
い素鋼スラブを１４００”Ｃ以上の温度に加熱した後、
熱間圧延を栴し、その後１回もしくは中間焼鈍を挾む２
回の冷間圧延を施したのち、脱炭焼鈍を施し、次いで鋼
板表面に焼鈍分離剤を塗布してから仕上焼鈍を施す一連
の工程により方向性けい素鋼板を製造するに当り、上記
スラブの加熱段階において１２３０〜１３１０℃の温度
域に１〜３時間保持することを特徴とする特許 向性けい素鋼板の製造方法である。

さてこの発明における出発材は、連続鋳造された方向性
けい素鋼スラブが対象であり、その成分組成は、次の各
成分が有利に適合する。なお連鋳スラブを対象とするの
は、連続鋳造された方向性けい素鋼スラブは特に、スラ
ブ加熱の影響が大きく熱間圧延で繊維状組織をつ《り易
いため、１４００゜Ｃ以上のスラブ加熱によって磁気特
性の不均一が発生し、問題となっているからである。

Ｃは鋼板の結晶組織を改善するため必要で、０．０２ｗ
ｔχ　（以下単に％と示す）未満では効果がなく、逆に
０．０８％を越えると脱炭性が劣化するので、通常は０
．０２〜０．０８％の範囲とする。

Ｓｔは鋼板の比抵抗を高め鉄損を下げるために必要で、
２％未満ではα一Ｔ変態となって仕上焼鈍で結晶方位が
揃わず、一方４．５％を越えると冷延性が劣化するので
通常は２〜４．５％の範囲とする。

Ｍｎは、インヒビターとして作用させるためには０、０
２％以上は必要であり、０．１２％を越えると、固溶温
度が上がって、スラブ加熱温度が高くなり過ぎるので、
通常は０．０２〜０，１２％の範囲とする。

鋼は上記した他にインヒビター成分として、Ｓ。

Ｓｅ，八ｌ，　Ｃｕ，　Ｓｎ，　Ｓｂ．　Ｍｏ＋　Ｐ，
　Ｃｒ＋　ＴｅおよびＢｉのうちから選ばれる１種また
は２種以上を含有することが好ましい。なおスラブは、
連続鋳造されたものを対象とするが、連続鋳造された後
に、分塊再圧されたスラブも対象に含まれることはいう
までもない。

上記成分を有する連鋳スラブは、通常はまず従来型のガ
ス燃焼炉で加熱された後、誘導加熱炉に装入され、ここ
で１４００〜１４７０゜Ｃの温度まで加熱してこの温度
域で１０分間から１時間保持される。

さらにこの加熱の昇温途中でスラブを１２３０〜１３１
０゜Ｃの温度域で１〜３時間保持することが肝要である
。この保持は一定温度での保定であることが好ましいが
、上記の温度域を徐々に昇温しでもさしつかえない。

なおガス燃焼炉は通常１２００″Ｃ以下の温度で常用さ
れているので、上述した所定温度での保持は通常誘導加
熱炉や通電加熱炉で行われることが望ましいが、ガス燃
焼炉の加熱能力と、処理能率上の余力がある場合は、ガ
ス燃焼炉中で行っても良いことは勿論である。

ここで保持温度が１２３０℃未満である場合は磁気特性
の均一化効果に乏しく、逆に１３１０℃を越えるとイン
ヒビターが固溶し、１４００℃以上のスラブ加熱処理に
よってスラブ組織が急激に粗大化し磁気特性が劣化する
。また保持時間が１時間未満の場合は、磁気特性の均一
化効果に乏しく、逆に３時間を越える場合はスラブ加熱
後組織の粗大化が生じて磁気特性が劣化する。

次いで保持後スラブは、誘導加熱炉および／または通電
加熱炉において、インヒビターの固溶のために高温度ま
で加熱される。なおここでの昇温は、スラブ内の温度の
均一性を保つためにあまり急速でない方が有利といえる
が、従来のように昇温速度には太き（影響されない。イ
ンヒビターの固溶には１４００℃以上の均熱温度が必要
であるが、実用的には１４００〜１４７０″Ｃが慣用さ
れる。均熱時間としては１０〜６０分が望ましいが、均
熱温度によって決定されるべきものである。

そして加熱後のスラブに常法に従う熱間圧延を施した後
、必要に応じて焼ならし焼鈍を施し、その後１回又は中
間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して最終目標の板厚と
する。この後、脱炭１次再結晶焼鈍を施し、鋼板表面に
焼鈍分離剤を塗布した後、１２００’Ｃ近傍での最終仕
上焼鈍にて２次再結晶および純化を行った後、絶縁コー
ティングを被成して製品とする。

（作　用） スラブに高温加熱を施す理由は上述したように、インヒ
ビターを固溶するためであり、鋼中に含有されるＭｒｌ
Ｓ、　ＭｎＳｅおよびＡｊ２Ｎ等が固溶するためには十
分に高温とする必要がある一方、スラブ加熱温度が、高
くなりすぎるとスラブ結晶粒の粗大化によって帯状細粒
が発生し、磁気特性が逆に劣化する。すなわち管理され
るべきスラブ加熱温度の適正範囲は実質的に狭い。また
誘導加熱炉における加熱はスラブ内を貫通する磁束の変
化による渦電流によってなされるものであるから、スラ
ブ内の加熱不均一は必然的に発生するものであり、この
弱点を取除き、温度を均一化する努力は当然なされ、か
なりの成功を収めているが、磁気特性が均一化されたと
は未だいえないのが現状である。

次にこの発明に従うスラブ加熱と従来のスラブ加熱とを
比較した実験結果について述べる。

まず３．１５％のＳｔを含有し、Ｍｎ　：　　０．０８
％Ｓｅ：０．０２０％およびＳｂ　　：０．０２０％を
含有するけい素鋼スラブを、従来の加熱方式に従って、
１２００℃に到達するまでガス燃焼炉で加熱した後、誘
導加熱炉に装入して１４３０″Ｃまで９０分間かけて昇
温し、次いで１４３０’Ｃで３０分間の均熱焼鈍を施し
、熱間圧延に供した。一方向一組成のスラブをこの発明
の方法に従って、ガス燃焼炉で１２００’Ｃに到達する
まで加熱した後、誘導加熱炉に装入して１２８０℃まで
２０分間で昇温してから２時間均熱保持し、さらに５０
分間かけて１４３０℃まで昇温し、次いで１４３０℃で
３０分間の均熱焼鈍を施した後、熱間圧延に供した。

その後両コイルは、公知の冷延２同法工程で、０．３０
膜厚の製品に仕上げた。最終製品の磁気特性をコイル長
手方向に４００ｍごとに測定した結果について、従来法
と、この発明に従う加熱法とを比較して第１図に示す。

同図から明らかなように、この発明に従う方法において
は、全体の平均特性もさることながら、磁気特性の不均
一性が解消されている点がわかる。

ちなみに同図における２０ケ所の測定値の平均値と標準
偏差を比較すると表１のようになる。

上表からこの発明の適用によって、均一な磁気特性を有
する最終製品のコイルが得られたことがわかる。

次に、スラブ加熱における有効な保持温度および保持時
間を見極めるために、上記した組成と同一のスラブを用
いて上記と同様の実験を行った。

結果について、各製品コイルの２０点の磁気特性の標準
偏差として第２図に示す。同図から保持温度域１２３０
〜１３１０”Ｃで保持時間１〜３時間の範囲が、磁気特
性の均一化のためには有効であることがわかる。

このような磁気特性の均一化効果は、１４００℃以上の
インヒビター固溶のためのスラブ加熱において、スラブ
温度の均一性をいかように高めても得られないものであ
った。すなわち発明者らは誘導加熱炉への電力の投入の
しかた、周波数を変更するなどの手段によって、１４０
０℃以上でのスラブ温度の均一化に成功したが、製品の
磁気特性の均一性は改善されないままであった。

また上記と同一組成のスラブを１３００℃の温度に２時
間保持した後熱間圧延したところ未固溶のＭｎＳｅの粗
大析出物が存在し、その後上記した方法で０゜３０飾厚
の製品としてその磁気特性を測定した結果は、Ｂ、値が
１．８２０ＴおよびＷＩＴ／Ｓ。値が１．４８Ｗ／ｋｇ
と劣った値を示した。

以上のことより、スラブを加熱するに当たって、１２３
０〜１３１０℃の温度域に長時間保持することはスラブ
温度の均一化を高めたり、インヒビターを均一に固溶さ
せる従来の技術とは全く異なる技術であると結論できる
。すなわち発明者らの推測ではこの温度域で長時間、保
持することはＳｉやＭｎ等の拡散に関係しており、所定
温度の長時間保持ＧこよってＳｔやＭｎ等が、スラブ内
部において均一に拡散される結果、熱間圧延においてＭ
ｎＳ、　ＭｎＳｅやＡｌＮがこれらの偏析サイトを核に
して不均一に析出するのを抑制するためと考えられる。

このような効果は、発明者らが前述の実験で新規に見出
したものである。

（実施例） 尖旅貫上 連続鋳造によって得られたＣ　：　０．０３５％、Ｓｉ
：３．２４％、Ｍｎ　：　０．０７７％およびＳ　：　
０．０２０％を含有する、厚さ２００順で重さｌ０ｔｏ
ｎのけい素鋼スラブを熱間圧延するに際し、ガス燃焼式
加熱炉で１２００℃まで加熱した後、直ちにスラブ誘導
加熱炉にて、２０分間かけて１２８０’Ｃまで加熱した
後この温度に２時間保持し、その後１４１０℃まで４０
分間かけて昇温し、この温度に４０分間保持し、次いで
常法に従って２．６胴厚の熱延鋼帯に仕上げた（適合例
）。−方、同じ組成のけい素鋼スラブをガス燃焼式加熱
炉で１２００’Ｃまで加熱した後、直ちにスラブ誘導加
熱炉に装入し、８０分間かけて１４１０’Ｃまで昇温し
た後この温度に４０分間保持し、次いで同様の熱間圧延
を行って２．６聴厚の熱延鋼帯（比較例）とした。

そして両者を酸洗後、冷間圧延で０．８０ｍｍの中間厚
となし、次いで９００　’Ｃで２分間の中間焼鈍を行っ
た後、冷間圧延で０．３０ｍｍの最終板厚に仕上げた。

その後、８００℃で３分間の湿水素中での脱炭焼鈍を行
ったのち、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を綱板表面
に塗布し、水素中で工２００“Ｃ１５時間の仕上焼鈍を
施した。

かくして得られた最終製品の磁気特性についてコイルの
位置による変動を評価するため、コイルの長手方向で４
００ｍごとにサンプルを採取し、これらの平均値と標準
値差を求めた。その結果を表２に示す。

表　　２ 表２から、この発明に従って得られた製品の磁気特性は
コイルの位置によらず均一でかつ優れたものであること
がわかる。

劃Ｌ［Ｍ２ 連続鋳造によって得られたＣ　：　０．０５Ｑ％、Ｓｉ
：３．０５％、Ｍｎ　：　０．０８０％、Ｓ　；　０．
０２０％、Ｓｂ　：　０．０２％、Ｃｕ　：　０．０８
％、Ａ　ｆ　：　０．０２５％およびＮ　：　０．００
８１％を含有する、厚さ２５０順で重さ８トンのけい素
鋼スラブを、分塊圧延によって２００　ｍｍの厚さに再
圧延した後、ガス燃焼炉に装入して１１５０’Ｃまで加
熱し、直ちにスラブ誘導加熱炉にて３０分間かけて１３
００”Ｃに昇温し、ついでこの温度に３時間保持した後
１４６０’Ｃまで４０分間かけて昇温し、この温度に１
５分間保持した後熱間圧延を施して２．８　ｍｍ厚の銅
帯に仕上げた（適合例）。一方、同組成の分塊再圧延し
たスラブをガス燃焼炉に装入して、１１５０℃まで加熱
した後、直ちにスラブ誘導加熱炉にて６０分間かけて１
４６０℃まで昇温し、この温度に１５分間保持した後、
熱間圧延を施して２．８閣厚の銅帯とした（比較例）。

次に各熱延ｗ４帯を酸洗した後、１．５０ｍｍ厚に冷間
圧延し、１１２０℃で２分間の焼鈍後、急冷した。その
後０．２３　ｍｍの最終板厚まで冷間圧延した後、８４
０℃×３分間の脱炭焼鈍を施し、ＭｇＯにＴｉ（ｈを添
加した焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布し、水素気流中で１
２００℃×２０時間の仕上焼鈍を施した。得られた銅帯
にコロイダルシリカ、無水クロム酸およびリン酸マグネ
シウムを主成分とするコーテイング液を塗布してから、
平坦化焼鈍を行った。かくして得られた最終製品の磁気
特性について、コイルの位置による変動を評価するため
、コイルの長手方向で４００　ｍごとにサンプルを採取
し、これらの平均値と標準偏差を求めた。その結果を表
３に示す。

表３ 連続鋳造によって得られたＣ　：　０．０３８％、Ｓｉ
：３．３５％、Ｍｎ　：　０．０７０％、Ｓｅ　：　０
．０２０％、Ｓｂ　：　０．０２５％、Ｍｏ　：　０．
０１０％およびＣｕ　：　０．００５％を含有する、厚
さ２００　ｍｍで重さ１０ｔｏｎのけい素鋼スラブを熱
間圧延するに際し、ガス燃焼式加熱炉で１２．ＯＯ″Ｃ
まで加熱した後、直ちにスラブ誘導加熱炉にて、１５分
間かけて１２５０℃に昇温した後、この温度に３時間保
持し、さらに１４５０℃まで４０分間かけて昇温し、こ
の温度・に３０分間保持し、常法に従って、２．２　ｗ
ｎ厚の熱延鋼帯に仕上げた（適合例）。一方、同組成の
けい素鋼スラブをガス燃焼式加熱炉で１２００℃まで加
熱した後、直ちにスラブ誘導加熱炉に装入し、８０分間
かけて１４５０℃まで昇温し、この温度に３０分間保持
し、常法に従って２．２胴厚の熱延綱帯に仕上げた（比
較例）。

次いで両者を１１００℃で３０秒間の焼ならし処理を施
した後、０．６０＋ｎｍの中間厚となし、１０００℃で
２分間の中間焼鈍を行った後、冷間圧延で０．２３ａｎ
ｏの最終板厚に仕上げた。

その後、８４０℃で２分間の湿水素中での脱炭焼鈍を施
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、水素中で１２００℃５１０時間の仕上焼鈍を
行った。

得られた銅帯にコロイダルシリカ、無水クロム酸および
リン酸マグネシウムを主成分とするコーテイング液を塗
布し、平坦化焼鈍を行った。

かくして得られた最終製品の磁気特性について、コイル
の位置による変動を評価するため、コイルの長手方向で
４００ｍごとにサンプルを採取し、これらの平均値と標
準偏差を求めた。この結果を表４に示す。

表４ 表４から、この発明に従って得られた製品の磁気特性は
コイルの位置によらず均一でかつ優れたものであること
がわかる。

スｌ已生先 連鋳鋳造によって得られたＣ　：　０．０６５％、Ｓｉ
：３．１２％、Ｍｎ　：　０．０７８％、Ｓｅ　：　０
．０２４％、ｓｂ　：　０．０３５％、　Ｃｕ　：　０
．０４％、Ａｆｆｉ　：　０．０３５％、Ｍｏ　：　０
．００８％およびＮ　：　０．００７５％を含有する厚
さ１８０冊のけい素鋼スラブを、分塊圧延によって８０
ｍｍの厚さに圧延した後、１０ｋｇの綱片を３本採取し
た。このうち１本は、直接通電炉にて１時間かけて、１
３００℃に昇温し、ついでこの温度に２時間保持した後
１４２０℃まで５０分間かけて昇温し、この温度に６０
分間保持した後熱間圧延を施して、３．４　ａｎｎ厚の
熱延板に仕上げた（適合例）。一方、他の１本は、直接
通電炉にて、１時間４０分かけて１４２０℃まで昇温し
、この温度に６０分間保持した後、熱間圧延を施して、
３．４　ｍｍ厚の熱延板に仕げた（比較例Ａ）。

残る１本は、直接通電炉にて１時間で１３００℃に昇温
し、ついでこの温度に２時間保持した後熱間圧延を施し
て、３．４　ｍｍ厚の熱延板に仕上げた（比較例Ｂ）。

次に各熱延板を１１５０”Ｃで２分間焼鈍した後、８０
℃の湯中において急冷した。その後、０．３５ｍｍの最
終板厚まで冷間圧延した後、８４０℃Ｘ３分間の脱炭焼
鈍を施し、ＭｇＯにＴｉＯ□を添加した焼鈍分離剤を鋼
板表面に塗布し、水素気流中で１２００℃×２０時間の
仕上焼鈍を施した。かくして得られた鋼板から圧延方向
に３００Ｍ、圧延と直角方向に１００胴の鋼板を長手方
向に連続的に切出し、歪取焼鈍を施した後、磁気特性を
測定して、この値の変動量を評価した。この平均値と標
準偏差を表５に示す。

表５ 表５から、この発明に従って得られた鋼板の磁気特性は
均一でかつ優れたものであることがわかる。

（発明の効果） この発明によればけい素鋼スラブの加熱に由来する製品
のコイルでの位置による磁気特性の変動を有利に抑制し
、高品質の方向性けい素鋼板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スラブを誘導加熱炉で加熱したときのコイル
長手方向における磁気特性の変動を示すグラフ、 第２図はコイル内磁気特性の変動の標準偏差とスラブの
保持時間および保持温度との関係についての実験結果を
示すグラフである。 第１図 Ｏ従来項 ０発８射ス 特 許 出 願 人 川崎製鉄株式会社 （Ｘ４００笥） コイルＩｉ今乃ｌ′８Ｆｌの距離 ９７一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続鋳造法によって得られた含けい素鋼スラブを１
   ４００℃以上の温度に加熱した後、熱間圧延を施し、そ
   の後１回もしくは中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施し
   たのち、脱炭焼鈍を施し、次いで鋼板表面に焼鈍分離剤
   を塗布してから仕上焼鈍を施す一連の工程により方向性
   けい素鋼板を製造するに当り、 上記スラブの加熱段階において１２３０〜１３１０℃の
   温度域に１〜３時間保持することを特徴とする磁気特性
   の安定した方向性けい素鋼板の製造方法。