JPH02258924A - 一方向性珪素鋼板の製造方法 - 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） 本発明は、Ｓｉを２．５〜６．５重量％含有し、優れた
低鉄損特性の得られる（１１０１＜００１＞方向に極め
て集積度の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法に関する
。

（従来の技術） 従来の（１１０｝＜ｏｏｔ＞一方向性珪素鋼板の製造方
法は、１００〜３００ｍａ＋厚の連続鋳造片をインヒビ
ター成分の溶体化を目的とする高温加熱をした後の熱間
加工により１．５〜３１１１１の熱延板を得、その後２
回以上の焼鈍と１回以上の冷延を行なうものであった。

これらの工程は、最終的に（１１０｝＜００１＞方位の
二次再結晶粒を得るために必要なものである。

かかる二次再結晶を起こさせるためには、鋼中に硫化物
、窒化物、セレン化物、炭化物等の単独又は複合析出物
がインヒビターとして微細分散していることが必要であ
る。上記の如く鋳片厚みが１００〜３００［１１１１１
の場合には、冷却が非常に遅いため冷却期間中に粗大化
してしまい、インヒビターとしての効果が殆どなくなっ
てしまっているので、再度高温に加熱して、かかる粗大
析出物を一旦溶解せしめ、熱延以降に微細に析出させる
必要があり、従来方法はこの様に工程数の多いものであ
った。また、かかる方法では熱延板を１．０園以下の厚
みにすると、実質上析出物が微細析出できなくなるため
、薄い熱延板による一方向性珪素鋼板の製造は不可能で
あった。また、一般にＳｉ含を量が増加すると磁気的性
質は改善されるが、３．５％以上のＳｔ量になると脆く
なり冷間圧延が不可能である。もっとも、この脆化は、
冷延素材となるべき熱延板の厚さが減少するにつれ改善
される方向にあり、Ｓｔの増加も可能となるが、前記の
如く熱延板の厚さカ月、Ｏｍｍ以下にできないと云う理
由から、従来法ではＳ＋含有量は４％以下に制限されて
いた。

以上の問題を解決しようとして、例えば特開昭５５−６
９２２３号公報及び特公昭６０−３８４６２号公報に開
示されている様に、Ｓｉ　４〜１０重量％等を含有する
溶湯をそのまま冷却面が移動更新する冷却体に連続供給
して急冷し、得られた数１００趨厚以下の鋳片を出発材
とする冷間圧延可能な高珪素鋼板の製造法が提案されて
いる。また同様な方法が特開昭６３−１１６１９号公報
に開示されているが、これは０．７〜２．０　ｍｍの鋳
片厚みに関するものである。

これらの改善法による珪素鋼板はいずれも高Ｓｉ含有域
でも優れた機械的特性を示すものであるが磁気特性の高
度性、およびかかる高度の特性確保の安定再現性の点で
不満足なものであった。

（発明が解決しようとする課題） 急速冷却凝固法の採用による薄鋳片又は鋳薄帯化工程を
前提とした一方向性珪素鋼板の製造に関しては、熱延工
程の省力化、高Ｓｔ化を可能とする有利性が存在する。

しかし、通常の熱延工程材に比較し、特性の確保、安定
再現性の点で劣っている。また、高Ｓｉ材に関しては充
分な冷延性が得られていなかった。

本発明は、かかる差異は熱延工程の省力、すなわち、冷
延素材として通常の様な熱延材では無く、鋳造組織材を
用いることによる問題として捉え、かかる本質的な問題
を解決することにより（１１０）　＜００１＞二次再結
晶粒の集積度並びに結晶粒サイズを適正サイズに向上さ
せた低鉄損一方向性珪素鋼を安定して製造する方法を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、かかる従来技術の問題点を解決すべく種
々検討を重ねたところ薄鋳片又は鋳薄帯の鋳造組織の改
善には、表層部の特定の加工と引続いての加熱焼鈍に基
づく冷延性素材鋼板表層部の微細再結晶粒化が有効であ
ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の要旨とするところは、重量％でＳｉ
２．５〜６．５％並びに、一方向性珪素鋼板に必要なイ
ンヒビター成分、残部がＦｅ及び不可避的不純物から成
る溶湯を、一面又は二面から成る冷却面が移動更新する
冷却体上に連続的に供給して急冷凝固し、０．５〜２５
Ｍ厚の鋳片を得ること、得られた鋳片に剛体小粒を衝突
させて表面部を加工し、それに引き続く６５０〜１３０
０℃で３０分以下の加熱焼鈍により該衝突加工表面部を
微細再結晶層となすこと、および得られた鋳片に、必要
に応じ圧延・中間焼鈍を施したのち、圧下率８０〜９５
％の最終焼鈍と６００〜１３００℃の温度の焼鈍を１回
以上行うことからなることを特徴とする低鉄損特性を有
する集積度の高い（１１０｝＜ｏｏ　１＞一方向性珪素
鋼板の製造方法にある。

かくして、後述のデータに基づいて説明するように、本
発明によれば、高Ｓｉかつ薄手材であっても二次再結晶
を著しく安定化させることができかつ結晶粒サイズも小
さいものが得られる結果、従来より約５％以上鉄損値の
優れた一方向性珪素鋼板を得ることが可能となる。

さらに、本発明による冷延素材鋼板表面部の微細再結晶
化の作用は二次再結晶粒の改善のみならず、冷延性を著
しく改善する効果を有するため、公知の急速冷却凝固法
、例えば特開昭６３−１１６１９号公報記載の発明にお
ける鋳片厚上限が２．０　ｍｍであるのに比し、本発明
によれば鋳片上限２．５　ｒＩＩＩｌの高Ｓｔ材に対し
ても冷延が可能であるという利点を有する。

かくの如く、本発明よれば、熱延省略によるコスト低限
のみならず、急速冷却凝固による組織の微細化並びに表
面部の微細再結晶化による従来以上の脆化回避、さらに
は本発明の主体を成す表面部微細再結晶花材を冷延出発
材とすることによる良好な方位とサイズを有する二次再
結晶粒成長という効果が奏される。

（作用） 次に、本発明における製造条件の限定理由を説明する。

先ず鋼組成についてであるが、Ｓｔは２．５％未満では
高温時にγ相となるため、例えば二次再結晶の成長のた
めの最終焼鈍温度を１０００℃以上にとれず、実際上磁
気的性質が確保出来ないため、本発明では２．５％以上
とした。また６、５％を越えると脆化が激しくなり、冷
延性が著しく劣化するため６．５％を上限とした。

尚本発明の効果は既知のいかなるインヒビター成分を含
有する一方向性珪素鋼板についても有効であり、特に対
象鋼板の成分を特定するものではないが、通常はＣ：０
．０Ｏ０５〜０．１０％、　Ｍｎ：０．０２〜０．３５
％、　ｓｏｌ、　ｋｌ：０．０００５〜０．０４０％、
　　Ｓ：０．０００５〜０．０４％、　　Ｎ：０．００
０５〜０．０１２％の他に０．０４％以下のＳｅ　、　
０．４％以下のＳｎ　、　　Ｓｂ　、　Ａｓ　、　　Ｂ
ｉ＋Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉの１種又は２種以上が含まれるこ
とがある。

次いで、本発明に従い、かかる鋼組成を有する溶湯を移
動更新する一面又は二面から成る冷却体上に連続的に供
給して冷却凝固し、０．５〜２．５　ｍｍ厚の鋳片を製
造するが、その場合、２．５　ｍｍよりも厚い時には冷
却速度が不足し、他方０．５　ｍｍ厚未満では本発明の
最終冷延圧下率８０〜９５％まで冷間圧延が困難となる
ので０．５〜２．５１ＩＩＩ１１とした。また一面又は
二面から成る移動更新する冷却体とは順次繰り出される
新しい冷却面をもった冷却体、例えばロール状の冷却体
であり、このロール状冷却体を用いるが故に、通常単ロ
ール法並びに双ロール法と称されているものである。か
かる方法で０．５〜２．５ｍｍ厚の鋳片を製造した場合
、その冷却速度は凝固後、１０００℃程度まで大体１０
２〜１０４°（／ｓｅｃであり、この後鋳片は冷却体か
ら離れることが多いが、その場合には水あるいは温水を
噴霧するなどして冷却することが好ましい。

かくして得られた鋳片に本発明の中核をなす工程として
剛体小粒を衝突させ表面部を加工する。

この工程の目的は、引続く加熱焼鈍により加工部を微細
再結晶化するに足る加工でなければならない。発明者ら
はかかる検討を多々実施した。例えば凹凸のあるロール
で、表面部を複数回通板させても再結晶化し得るが微細
な再結晶粒を得るためには通板回数を多くせねばならず
、さらに鋳片厚みが場所により必ずしも一定でないこと
からあまり良好な結果とならなかった０種々検討の結果
、例えば除錆とか表面部の加工硬化などに用いられるグ
リッドプラスチング、ショットプラスチング等、砂とか
鋼の小粒を高速回転するインペラーから投射するとか、
または高速気体流、場合によっては高速液体流と共に吹
付けるなどの方法が一番好ましいことを見出した。剛体
小粒の適性サイズは、粒の形とか衝突する時の速度、入
射角等により異なるが、鋳片板厚の０．２〜２倍程度が
好ましい。粒の形については球状より角のある方が好ま
しい。鋳片表面は、かかる小粒の衝突圧痕で覆われねば
ならない。

かかる鋳片を６５０〜１３００℃で３０分以下の再結晶
化焼鈍を行う。６５０より低温では再結晶が困難である
こと、１３００℃より高温ではインヒビター並びに組織
が劣化すること、さらに３０分より長時間では実際的で
ないことから上記の如くに限定された。尚、加熱温度が
低温の時には例えば７００℃×２５分の如く、時間は長
く、高温の時には例えば１２５０’ＣＸ１０秒の如く短
くすべきである。

かくして得られた鋳片を必要に応じて中間焼鈍等をはさ
み複数回冷間圧延を繰り返したのち、最終冷延として圧
下率８０〜９５％の冷間圧延を行なう。８０％未満の圧
下率では、最終焼鈍後に得られる二次再結晶粒の方位は
（１１０｝＜００１＞方位の集積度が不十分となり易＜
、９５％より高い冷延圧下率では二次再結晶を確保する
のが困難となる。

得られた冷延板は次いで６００〜１３００℃の温度で１
回以上の焼鈍を行う、比較的薄い鋳片の場合には、例え
ばＣが０．００３０％以下でも二次再結晶が得られので
、かかる場合には、９００〜１３００℃での１回のみの
二次再結晶焼鈍でも良いが、通常はｏ、ｏｏｓｏ％以上
のＣを含むため先ず７５０〜９００℃１湿潤Ｈ２気流中
で脱炭焼鈍を行なった後、２回目の焼鈍として９００〜
１３００℃での最終焼鈍を行う。

ここに、本発明における冷延素材鋼板の裏面部微細再結
晶粒化による（１１０１＜００１＞方位粒の集積度並び
に二次再結晶サイズの改善機構は以下の２様の如くに考
えられる。

一つはゴス核の形成、他の一つは一次再結晶マトリック
スの均質化である。一般に、一方向性珪素鋼板製品の（
１１０１＜００１＞方位二次再結晶粒は一次再結晶粒の
中の（１１０）　＜００１＞方位粒が周囲の一次再結晶
を侵食して成長したものであり、かかる−武勇結晶組織
に存在する、いわゆるゴス核の形成由来は熱延板の表面
層にいわばゴス核原粒として存在する七の見方が最近の
研究から一般的である。ところが、本発明のように薄鋳
片を冷延素材とする場合には、熱延板の場合と異なって
一般にはゴス核形成に適した方位の粒が少なく、主体は
（１１０）　＜ｏ　ｖｗ＞方位粒から成る。かかる鋳片
に本発明の如く加工再結晶化させることによりゴス核原
粒相当方位粒が導入されると考えられる。他の特性向上
改善機構は、例えば鋳片あるいは中間焼鈍時の加熱処理
によって結晶粒が粗大化する場合があるが、本発明の場
合の如く表面部に微細結晶粒が存在すると、鋼板中央の
粒の粗大化が制限され、結果的には一次再結晶マトリッ
クスが均質化されるものである。−成典結晶マトリック
スが均質化されることはより良好な方位の（１１０）　
＜００１＞ゴス核の円滑な成長を意味し、磁気特性が改
善されることを意味する。

以上の如（、本発明によれば産業上重要な（１１０｝＜
００１＞方位の一方向性珪素鋼板を低コストでしかも安
定的に高位の特性を確保しつつ製造することが可能にな
る。

（実施例） 以下に本発明の実施例について説明する。

実施例１ Ｃ：０．０６％、　Ｓｉ：３．２％、　Ｍｎ：０．７１
％、Ｓ−０，０２５％、　ｓｏｌ、Ａ！　：　０．０１
９％、　Ｎ：０．００８％、　Ｓｎ：０、１５％、残部
実質的にＦｅからなる２、５　ｍｓ、　１．３ｍｍ、　
０．９　ａｍ厚の薄鋳片を、回転する直径３００Ｉの金
属性双ロールの間隙に溶湯を注ぎ、しかも出側で水冷す
る方法により製造した。これ等薄鋳片材の両表面を、小
さい砂粒を圧縮空気による高速流に乗せて鋼板に衝突さ
せる、いわゆるエアーグリフトブラスチングマシーンに
より、各種の回数走査させた。尚砂粒の平均直径は、鋳
片厚２．５閣では１　ｍｍ、　１．３　ｍｍでは０．７
　ｔｒｒｔｘ、　０．９閣では０．５脇を用いた。この
ように走査した鋼板を１１００℃で２分間焼鈍した後、
酸洗して８６％の冷延圧下率により最終板厚となした。

この鋼板を湿潤Ｈ２気流中で脱炭焼鈍した後、ＭｇＯを
焼鈍分離剤として塗布し、乾燥Ｈ２気流中１１８０℃で
１５時間の二次再結晶・純化焼鈍を行なった。第１表に
、プラスチング条件（加工程度を変えるための走査回数
）、並びにプラスチング後の１１００℃の焼鈍後におけ
る鋼板表面の微細再結晶化程度、並びに最終磁性を示す
。

（発明の効果） 本発明により製造された急冷凝固薄鋳片を素材とする一
方向性珪素鋼板は、従来の急冷凝固薄鋳片を素材とする
一方向性珪素鋼板よりも磁気的性質のみならず冷延性、
等にも優れており、熱延工程省略としての急冷凝固薄鋳
片板を素材とするプロセスの実用性を拡大することがで
きるので、本発明は省エネルギー、省設備投責額などの
点で工業上極めて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＳｉ２．５〜６．５％並びに、一方向性
   珪素鋼板に必要なインヒビター成分、残部がＦｅ及び不
   可避的不純物から成る溶湯を、一面又は二面から成る冷
   却面が移動更新する冷却体上に連続的に供給して急冷凝
   固し、０．５〜３．０ｍｍ厚の鋳片得ること、得られた
   鋳片に剛体小粒を衝突させて表面部を加工し、それに引
   続く６５０〜１３００℃で３０分以下の加熱焼鈍により
   該衝突加工表面部を微細再結晶層となすこと、および得
   られた鋳片に、圧下率５０％〜９５％の最終冷間圧延と
   ６００〜１３００℃の温度の焼鈍を１回以上行うことか
   らなることを特徴とする低鉄損特性を有する集積度の高
   い｛１１０｝＜００１＞一方向性珪素鋼板の製造方法。
2. （２）最終冷間圧延前に、圧延と中間焼鈍を施す請求項
   １記載の低鉄損特性を有する集積度の高い｛１１０｝＜
   ００１＞一方向性珪素鋼板の製造方法。