JPH028327A - 磁気特性の良好な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】 く産業上の利用分野〉 本発明は（１１０）＜００１＞方位を主方位とする方向
性珪素鋼板の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 方向性珪素鋼の成分としてＣｕを添加し磁気特性を向上
させる製造方法としては特公昭５７−４５８１８号公報
．特公昭５８−１３６０５号公報．特公昭５Ｂ−、４３
４４３号公報が公知であるが、これらはＡＩＮ＋！：　
ＭｎＳ及びＣｕＳを析出分散相として用い、最終冷延を
８０％以上の強圧下で行う方向性珪素鋼板の製造方法で
ある。

これらの方法では二次再結晶粒径が粗大になり鉄損値は
劣化し、磁区細分化技術を用いない限り回復しない。

また特公昭６０−５７２０７号公報．特開昭５８−４２
７２７号公報，特開昭６１−１２８２２号公報．特公昭
５４−、３２４１２号公報にはＣｕを添加し、最終冷延
圧下率が５０〜８０％である冷延２回法の技術が開示さ
れているが、これらは析出分散相の性質を考慮した成分
および熱延条件の検討がなされておらず磁気特性の向上
が不十分であった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、析出分散相の性質及び挙動と熱延条件
を検討することにより、さらに良好な磁気特性を有する
方向性珪素鋼板の製造方法を提供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、Ｃ：　０．０２〜０．０７ｗｔ％　Ｓｔ　：
　２．０〜４．０ｗｔ％を含む珪素鋼スラブを加熱炉に
て加熱し、粗圧延機及び仕上圧延機にて熱間圧延して熱
延板とした後、１回又は中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延
により最終板厚とし、その後脱炭・一次再結晶焼鈍とこ
れに続く高温最終仕上焼鈍を施す一連の工程からなる（
１１０）＜００１＞方位を主方位とする方向性珪素鋼板
を製造する方法において、上記珪素鋼スラブの成分とし
て、さらにＭｎ　：　０．０２〜０．０８１１ｔ％。

Ｃｕ　：　０．０５−０．３０ｗｔ％　Ｓｃ　：　　０
．０１２〜０．０５０　ｗｔ％を含有させ、かつＳの含
有用を０．００５ｗｔ％以下に規制し、さらに必要に応
してＺｎ　：　　０．００２〜０．０５讐ｔ％及び／又
はＳｎ　：　０．０２〜０．２　ｗｔ％を加え、該珪素
鋼スラブの粗圧延機入側の温度を１０５０〜１１５０’
Ｃとすることを特徴とする磁気特性の 鋼板の製造方法である。

〈作　用〉 本発明者等は、析出分散相と熱延条件が方向性珪素鋼の
磁気特性に及ぼず影響に関して研究を行った。

実験として、まず１３５０゜ＣまでＭｎＳｅを析出分散
相として含むスラブを加熱して粗圧延で３５ｍｍ厚のシ
ートバーとした後、仕上圧延を行い２．０ｍｍ厚の熱延
板にして、中間焼鈍を挾む２回の冷延により０、２３ｍ
ｍ厚とし、脱炭・一次再結晶焼鈍を行った後、最終仕上
焼鈍を行い製品板を得た。

このときの粗圧延機に入る時の温度と、シートバーの頭
部をシャーで切り落とし急冷して断面をマクロエッヂし
て求めたシートバー断面の再結晶率との関係を第１図に
、粗圧延に入る時の温度と磁気特性との関係を第２図に
示す。この第１図第２図によると、粗圧延入側温度が１
２００〜１３００’Ｃの温度においてはシートバーの再
結晶率が高いほど磁気特性（鉄損）が良好になっている
が、粗圧延温度が１０５０’Ｃ−１１５０゜Ｃの温度範
囲ではシートバー再結晶率が８０％以上になっているの
に、磁気特性は悪化している。

一方第３図は、この実験で得られた熱延板の表面から中
心への集合組織をＸ線回折によって調べ、主方位が（１
１０）＜００１＞方位である領域が表面からどのくらい
の深さまで侵透しているかを調査した結果と粗圧延入側
温度との関係を示したものである。

この第３図によると、シートバー再結晶率の高い粗圧延
入側温度１０５０℃〜１１５０゜Ｃの範囲で（１１０）
＜００１＞方位の板厚内部への侵透距離が深くなってお
り、熱延板段階で（１１０）＜００１＞方位を形成する
のにシートバー段階で再結晶させておくことが有利であ
ることを見出した。

この熱延板表層の（ｔｌＯ）＜００１＞組織が冷間圧延
で（１１１）＜１１２＞方位へ変化し、さらに脱炭焼鈍
で（１　１０）　＜００１＞方位へ戻る、ストラフチャ
ーメモリーの機構により二次再結晶核が形成されること
が、鉄と鋼（１９８４）　１５第２０３３〜２０４０頁
で解説されている。これによれば熱延板表層の先鋭化し
た（１１０）＜００１＞方位を多く形成することにより
、磁気特性を向上することができることが予想される。

従って、（１１０）＜００１＞方位が主方位である領域
が板厚内部へ侵透することが、結果的に先鋭化した（１
１０）＜００１＞方位を増やし磁気特性が向上すること
につながると本発明者等は考えた。

二次再結晶を左右するもう一つの要因である析出分数層
の平均粒径と粗圧延入側温度との関係を第４図に示す。

これによると粗圧延入側温度が低くなるほど平均粒径は
粗大化し、粒成長の抑制力が低下し二次再結晶に不利と
なる。そのために熱延組織的には有利な条件であるはず
の粗圧延入側温度１０５０゜Ｃ〜１ｌ５０゜Ｃの範囲で
特性が最良にならずに、析出分散相の粗大化条件とのか
ね合いで、粗圧延入側温度が１２００゜Ｃのときに磁気
特性が最良になると考察した。

以上の考察の上に立って、熱延組織的に最良になるはず
の粗圧延温度が、析出分散相が粗大化する温度でもある
ために磁気特性が悪化してしまうという問題を、本発明
者等は析出分散相としてＣｕ、Ｓｅを用いることによっ
て解決した。

本発明者等は次の成分による小型鋼塊を溶製した。

したのが第５図である。また同じ試料で１１００°Ｃで
１８０秒保持したものについて化学分析により析出量を
定量したのが次の表である。

これらの鋼塊を熱延して熱延板とし、それらより試料を
採取し、１３５０°Ｃ２時間の焼鈍後１１００°Ｃに６
０秒から１８０秒保持した。この試料より電子顕微鏡用
薄膜の試料を採取し、析出物の平均粒径を示第５図によ
るとＭｎＳｅを析出分散相として利用するＡの素材の析
出物の成長速度が最も速＜、Ｃｕを添加しＭｎを低減し
たＤの析出物の成長速度が最も遅かった。

Ｓｅの代りにＳを加え、Ｍｎを低減したＥについては鋼
塊から熱延する際に熱間割れを生じた。

次に表によるとＳｅ０代りにＳを使用しＣｕを添加した
Ｃ、Ｅについては析出物としてはＭｎＳおよびＣｕイＳ
が存在する二ｋがわかる。これに対しＳｅとＣｕを使用
したＢは析出Ｍｎがほとんど存在せずＤでは全く存在し
ない。

ＳｅまたはＳの固定率を析出（ＳｅまたはＳ）／全（Ｓ
ｅまたはＳ）量とすると、Ｍｎを低減したＥではＳの固
定率が小さく粒界割れを起こしやすくなったと考えられ
る。

このようにＳｅおよびＣｕを添加しＭｎを低減したＤで
は、その析出物はＣｕｘＳｅであり成長速度は遅く、か
つＭｎを低減してもＳｅの固定能力には差が無く熱間圧
延で割れを生じることもなかった。よってＳｅ。

Ｃｕを用いＳを低減し、析出分散相として主にＣｕ、Ｓ
ｅを利用して、熱延組織的に有利な温度域でより微細な
分散を保ったまま熱延することにより磁気特性を改善す
る可能性のあることを見い出した。

本発明はこのような作用を有するものであり、このよう
な考案の上に構成されたものである。

次に本発明の構成要件の限定理由について説明する。

Ｃの含有量は０．０７ｗｔ％を超えると脱炭焼鈍で完全
に除去することができず磁気特性が悪化し、方０．０２
ｗＬ％未満では熱延組織の改善が不十分であるので０．
０２〜０．０７ｗｔ％の範囲に限定される。

Ｓｉに関しては４ｗｔ％を超えると圧延が不可能であり
、２．０ｗｔ％未満では電気抵抗が小さく鉄損が大きい
ので２．０〜４．Ｑｗｔ％に限定される。

Ｍｎの含有量は通常と異なり０．０２〜０．１０ｗｔ％
と低目に規制される。Ｍｎが０．０８ｗｔ％を超すと析
出分散相としてＭｎＳｅが混じるために、析出物が熱延
中に粗大化しやすくなり磁気特性は悪化する。一方０．
０２ｗｔ％未満では熱間圧延中に割れを生じるので０．
０２〜０．０８讐ｔ％に限定される。

Ｃｕの含有量は０．０５ｗｔ％未満では析出分散相形成
のための量が不十分であり、０．３０ｉｙｔ％を越える
と酸洗性、脱炭性が悪くなるので０．０５〜０．３０ｗ
ｔ％に限定される。

Ｓｅの含有量は０．０１２ｗｔ％未満では析出分散相形
成のための量が不十分であり０．０５０ｗｔ％を越える
と表面外観が悪化するので０．０１２〜０．０５０ｗｔ
％に限定される。

その他、本発明における特徴のひとつは、Ｓ含有量を極
力低減することであり、０．００５ｗｔ％以下にする。

０．００５−１％を超えるとＭｎＳ、　ＣｕＸ５を形成
し、析出分散相の微細分散が妨げられ良好な磁気特性は
得られない。

粗圧延入側の温度を１０５０〜１１５０°Ｃに制限した
理由は、この温度範囲でシートバー段階での再結晶率が
高く、かつ熱延板での（１１０）＜００１＞方位を有す
る組織の板厚方向における厚みを増加させ磁気特性が良
好になるからである。

また熱延前のスラブ加熱温度はＣｕＸＳｅの溶体化温度
（１２００〜１３００°Ｃ）で十分である。このことは
経済的に有利である。

また本発明における析出分散相はＣｕｘＳｅに限られる
が、これを補強する元素としてＺｎおよび／又はＳｎを
微量添加することにより一層磁気特性を向上させること
ができる。添加量はＺｎ　Ｏ，００２〜０．０５−１％
、Ｓｎは０．０２〜０．２ｗｔ％が好ましい。Ｚｎは０
．００２ｗｔ％未満では磁気特性改善効果がなく、０．
０５ｗｔ％を越えると磁束密度が低くなり、またＳｎは
０．０２ｗｔ％未満では磁気特性改善効果がなく、０．
２ｗｔ％を越えると脆性が悪化する。また、冷延の最終
圧下率は５０〜８０％が好適である。

この発明の条件で熱延された以後の工程は通常と変るこ
となく１回又は中間焼鈍を含む２回の冷延工程と脱炭・
一次回結晶焼鈍およびこれに続く高温箱焼鈍で最終製品
厚の方向性珪素鋼板を製造することができる。

〈実施例〉 実施例Ｉ Ｃ：　　０．０４１ｗｔ％、　Ｓｉ　：　　３．２ｗｔ
％、　Ｍｎ　：　０．０３ｗｔ％。

Ｓｅ　：　　０．０２２ｗｔ％、　Ｃｕ　：　０．１２
ｗｔ％、　　Ｓ　：　　０．００２ｗｔ％を含み残部実
質的にＦｅよりなる（成分Ａとする）珪素鋼スラブを１
２５０°Ｃに加熱し、ｉ■圧延入側温度を１０００°Ｃ
−１２００’Ｃにして熱間圧延を行い２．０ｍｍ厚の熱
延コイルとした。比較材としてＣ：　　０．０４０ｗｔ
％　Ｓｉ　：　　３．０ｗｔ％　Ｍｎ　：　０１１０呵
％　Ｓｅ　：　　０．０２１ｗｔ％を含み残部実質的に
Ｆｅよりなる珪素鋼スラブ（成分Ｂとする）を１３５０
°Ｃで加熱し、粗圧延入側工１ の温度を１０５０〜１２５０°Ｃにして熱間圧延を行い
２．０ｍｍ厚の熱延コイルとした。

次にそれぞれ１次冷延で０．６０ｍｍ厚とじ１０００°
Ｃ４分の中間焼鈍を行い２次冷延で０．２３ｍｍ厚の製
品厚に仕上げた。次いで８５０°Ｃ４分間の脱炭焼鈍を
湿水素中で行い？ＩｇＯを塗布してＮ２中での８５０°
Ｃの２次再結晶焼鈍とＮ２中での１２００°Ｃでの純化
焼鈍からなる仕上焼鈍を行った。このようにして得られ
た最終製品の電磁特性は第１表の通りである。

第１表に表わされるように、析出分散相としてＣｕ、Ｓ
ｅを利用したＡの成分で粗圧延入側温度を１０５０〜１
１５０°Ｃにしたものの磁気特性が良好である。

ＭｎＳｅを析出分散相として利用するＢの成分ではＡの
成分に匹敵する特性は得られない。

■２ 第１表 実施例２ 第２表で表わされる成分を含み残部実質的にＦｅよりな
る珪素鋼スラブ１２５０°Ｃに加熱し粗圧延入側の温度
を１１００℃にして熱間圧延を行い２　、０　＋＋＋ｍ
厚の熱延コイルとした。そして実施例１と同様な冷延以
後の工程により０．２３ｍｍ厚の製品を得た。この製品
の磁気特性は第２表のとうりである。

第２表で表わされるようにＣｕ）（Ｓの他にＭｎＳを形
成するようなＳ量となると良好な磁気特性は得られない
ことがわかる。

実施例３ 第３表で表わされる成分を含み残部実質的にＦｅよりな
る珪素鋼スラブについて実施例２と同様な工程を用いて
得られた製品の１を磁特性は第３表のとうりである。

ＺｎおよびＳｎを添加することにより一層の磁気特性の
向上が見られる。

〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明により析出分散相としてＣｕ
ＸＳｅを用いることで、結晶組織的に最も有利な温度域
で熱延することができ、磁気特性の極めて良好な方向性
珪素鋼板を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭｎＳｅを析出分散相とする方向性珪素鋼のシ
ートバー再結晶率と粗圧延入側温度の関係を示すグラフ
、第２図は磁気特性と粗圧延入側の温度との関係を示す
グラフ、第３図は熱延板での（１１０）＜００１＞が主
方位である領域の厚さと粗圧延入側温度との関係を示す
グラフ、第４図は脱炭焼鈍後の析出物の平均粒径と粗圧
延入側温度との関係を示すグラフ、第５図は１１００’
Ｃで各時間保持した鋼塊の析出物の平均粒径である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０２〜０．０７ｗｔ％、Ｓｉ：２．０〜４
   ．０ｗｔ％を含む珪素鋼スラブを加熱炉にて加熱し、粗
   圧延機及び仕上圧延機にて熱間圧延して熱延板とした後
   、１回又は中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延により最終板
   厚とし、その後脱炭・一次再結晶焼鈍とこれに続く高温
   最終仕上焼鈍を施す一連の工程からなる（１１０）〈０
   ０１〉方位を主方位とする方向性珪素鋼板を製造する方
   法において、上記珪素鋼スラブの成分として、さらにＭ
   ｎ：０．０２〜０．０８ｗｔ％、Ｃｕ：０．０５〜０．
   ３０ｗｔ％、Ｓｅ：０．０１２〜０．０５０ｗｔ％を含
   有させ、かつＳの含有量を０．００５ｗｔ％以下に規制
   し、該珪素鋼スラブの粗圧延機入側の温度を１０５０〜
   １１５０℃とすることを特徴とする磁気特性の良好な方
   向性珪素鋼板の製造方法。 ２、請求項１記載の珪素鋼スラブの成分としてさらにＺ
   ｎ：０．００２〜０．０５ｗｔ％及び／又はＳｎ：０．
   ０２〜０．２ｗｔ％を加えたことを特徴とする磁気特性
   の良好な方向性珪素鋼板の製造方法。