JPH04120215A - 磁気特性および表面性状に優れ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） この発明は、磁気特性の優れた方向性けい素鋼板の製造
方法に関し、とくに冷間圧延工程に工夫を加えることに
より、生産性の向上と共に磁気特性ならびに表面性状の
一層の改善を図ろうとするものである。

（従来の技術） 方向性けい素鋼板には、磁気特性として、磁束密度が高
いことと、鉄損が低いことが要求される。

近年、製造技術の進歩により、たとえば０．２３ｍの板
厚の鋼板では、磁束密度Ｂｌ　（磁化力８００＾／Ｉｌ
ｌにおける値）　　：１．９２Ｔのものが得られ、また
鉄損特性’Ａ＋ｔｙｓｏ　（５０Ｈｚで１．７Ｔの最大
磁化のときの値）が０．９０Ｗ／ｋｇのような優れた製
品の工業的規模での生産も可能となっている。

かかる優れた磁気特性を有する材料は、鉄の磁化容易軸
である＜００１＞方位が鋼板の圧延方向に高度に揃った
結晶組織で構成されるものであり、かような集合組織は
、方向性けい素鋼板の製造工程中、最終仕上げ焼鈍の際
にいわゆるゴス方位と称される（１１０）　［００１］
方位を有する結晶粒を優先的に巨大成長させる２次再結
晶と呼ばれる現象を通じて形成される。この（１１０）
　［００１］方位の２次再結晶粒を十分に成長させるた
めの基本的な要件としては、２次再結晶過程において（
１１０）　［００１］方位以外の好ましくない方位を有
する結晶粒の成長を抑制するインヒビターの存在と、（
１１０）　［００１１方位の２次再結晶粒が十分に発達
するのに好適な１次再結晶組織の形成とが不可欠である
ことは周知の事実である。

ここにインヒビターとしては、−ａにＭｎＳ、　ＭｎＳ
ｅ。

ＡＩＮ等の微細析出物が利用され、さらにこれらに加え
て特公昭５１−１３４６９号公報や特公昭５４−３２４
１２号公報に開示されたようなＳｂ、　Ｓｎなどの粒界
偏析型の元素を複合添加してインヒビターの効果を補強
することも行われている。

一方、適切な１次再結晶組織の形成に関しては、従来か
ら熱延・冷延の各工程で種々の対策が講しられていて、
たとえばＡＩＮをインヒビターとじて用いる強冷延性に
関しては、特公昭５０〜２６４９３号公報、特公昭５４
−１３８４６号公報および特公昭５４−２９１８２号公
報等に開示されているような温間圧延あるいはパス間時
効などの冷間圧延時における熱効果付与が特に有効とさ
れている。この技術は、鋼中の固溶元素であるＮ、Ｃと
転位の相互作用を利用して、圧延時における材料の変形
機構を変えることによって、好適な集合組織を形成させ
ようとするものである。

しかしながら上記の技術では、その最適条件がＣ，Ｎの
含有量や転位密度等によって大きく変動することから、
最適処理条件を決定することが極めて困難であった。

また圧延中、複数回のパス間時効を施すことは、生産性
を考慮した場合に有利な方法とは言い難く、しかもかよ
うな方法によって必ずしも良好な磁気特性が安定して得
られるわけではなかった。

さらに、上記した従来技術はいずれも１スタンドのリバ
ース圧延機を対象としたものであったが、最近では生産
性を向上させるために、複数スタンドからなるタンデム
圧延機を利用する技術が主流となりつつある。タンデム
圧延機による圧延は、リバース圧延機と異なり、バス間
の圧下配分と圧延速度が整合していなければならず、必
然的に引張変形よりも圧縮変形が主体となる。したがっ
て、従来とは圧延の変形機構が大幅に異なるため、従来
の時効処理法では満足いく程の効果を得ることができず
、特に＾ｌを含有する高磁束密度けい素鋼板のタンデム
圧延化の障害となっていた。

例えば特開昭６１−１２４５２６号公報では、実施例２
にＡＩを含有する方向性けい素鋼板のタンデムによる冷
間圧延の技術が示されているが、圧延温度の制御がなさ
れていないので磁気特性の安定性に欠ける欠点があった
。

タンデム圧延におけるＡＩ含有方向性けい素鋼板の圧延
において、圧延温度の制御に言及した技術としては特開
平１−２１５９２５号公報に開示の技術がある。

ところでＡＩ含有方向性けい素鋼板の冷間圧延における
時効処理はＣ，Ｎの拡散現象を利用しているので、タン
デム圧延のように各パス間の通過時間が０．５〜２秒間
程度と短い場合には必然的に温度を上昇させて拡散速度
を増加させる必要がある。

例えば特公昭５４−１３８４６号公報には５０〜３５０
℃の温度で１分以上時効する技術が開示されているが、
特公昭５４−２９１８２号公報によれば、１〜３０秒間
の短時間時効処理では温度は３００〜６００℃が必要で
あり、３００℃未満では、時効の効果が認められないと
している。

この点、前掲した特開平１−２１５９２５号公報でも、
ワークロールにかみ込む圧延板の温度が３００〜５００
℃となるように圧延スタンド入側で圧延板を加熱する技
術が開示されていて、基本的には、特公昭５４−２９１
８２号公報における技術思想と同じで３００〜５００℃
といった高温圧延を指向している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる高温度でタンデム圧延を行った場
合には、以下に述べる種々の理由により極めて表面性状
の悪い製品しが製造できなかった。

すなわち、圧延される鋼板の表面温度が３００″Ｃを超
えると、圧延油が局所的に鋼板表面に焼付き、圧延時の
まさつ係数が局所的に変化するので、仕上げ厚みの局所
的変化をもたらす。またその表面では、次工程の脱炭・
１次再結晶焼鈍において、脱炭や内部酸化の進行が妨げ
られるので、最終製品の表面に白い模様になって現われ
、その部分の被膜密着性が劣化するし、さらに磁気特性
も残留Ｃが高くなるため劣化する。

加えてこのような高温度に耐えられる冷間圧延ロールが
ないため、圧延途中において、圧延ロールの表面が次第
に軟化していき、所期した最終板厚が得られないばかり
か、ロール表面の局部損耗によって、圧延後の鋼板表面
に突起部が形成される。この突起部は、製品の占績率を
大きく低減させ、ひいてはこれを鉄芯として使用した変
圧器の能力を大幅に低下させる。

しかも３００℃以上の高温で圧延した場合、ロールクー
ラントや圧延油と綱板との温度差が大きいため、綱板表
面が瞬間的にこれらによって冷却された際、鋼板の板厚
方向に瞬間的に温度差が生し、スタンド間の張力と連動
して鋼板に固有の振動（０，１〜数Ｈｚ）が発生する。

この振動がワークロールにも伝播し、圧下率の微少な変
動が周期的に発生する結果、圧延後の板厚が周期的に変
化するという問題が生じる。

上記の諸問題を回避するためには、圧延温度を３００℃
未満に規制する必要があるが、圧延温度を３００℃未満
とした場合は、前述したようにタンデム圧延では時効時
間が十分とれないため、時効処理が満足とはいえず磁気
特性が劣化するという問題があった。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、タン
デム圧延機を利用して生産性の向上を図った場合であっ
ても、優れた磁気特性ならびに表面性状を得ることがで
きる新規な方向性けい素鋼板の製造方法を提案すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） さて発明者は、磁気特性および表面性状をさらに安定し
て向上させ、しかも生産性を飛躍的に向上させるという
双方の観点から種々の検討を加えた結果、タンデム圧延
のバス間の温度が３００℃未満であっても、圧延前の鋼
板の表面性状に工夫を加えることによって、所期した目
的が有利に達成できることを知見し、この発明を完成さ
せるに至ったのである。

すなわちこの発明は、 Ｃ：　０．０３５〜０．０９０ｗｔ％（以下単に％で示
す）Ｓｉ　：　２．５〜４．５％、 ５ｏｌＡ１　：　０．０１（１−０，１５％およびＮ　
：　０．００３０〜０．０２０％ を含むけい素鋼素材を、熱間圧延し、得られた熱延鋼帯
に、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して
最終板厚とし、このとき最終冷間圧延前の焼鈍を９５０
〜１２００″Ｃの温度範囲における焼鈍および引き続く
急冷処理とし、かつ最終冷間圧延の圧下率を８０〜９５
％の強冷間圧延とし、その後脱炭・１次再結晶焼鈍を施
したのち、焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍
を施す一連の工程よりなる方向性けい素鋼板の製造方法
において、上記の強冷間圧延に先立ち、少なくとも最終
処理として圧延方向の研削を含むスケール除去処理によ
り ａ）片面当たりの酸素目付量７０．５　ｇ／＠”以下、
ｂ）圧延直角方向の平均粗度：０．５〜３．５μｍ、に
仕上げ、ついで引き続く強冷間圧延を、タンデム圧延機
により、 Ｃ）少なくとも１つのスタンドでワークロールにかみ込
む際の圧延板の温度：１５０〜３００℃１ｄ）全てのス
タンド入側における鋼板表面温度：３００℃未満、 の条件下に行うことからなる磁気特性および表面性状に
優れた方向性けい素鋼板の製造方法である。

この発明では、 ■最終冷間圧延前の前処理として研削を行なうものとし
、この時の研削は、表面の酸化膜が酸素目付量で片面当
たり０．５　ｇ／ｙａ”以下となるよう除去するだけで
なく圧延方向に研削することにより圧延直角方向に中心
線平均粗さＲａで０．５〜３．５μｍの粗さを与え、 ■さらにタンデム圧延機の少なくとも１つのパスでワー
クロールにかみ込む際の圧延板の温度が１５０〜３００
℃となるようにすることによって時効処理を行い、かつ
すべてのスタンドの入側鋼板温度を３００℃未満とする ことによって、所期した目的を達成するものである。

なおこの発明においては、脱炭・１次再結晶焼鈍に先立
ち、鋼板表面にけい素化合物をＳｉ換算で片面当たり０
．３〜９．０　ｍｇ／＋ｎ”の範囲で付着させることが
、被膜密着性を高める上で極めて有利である。

以下、この発明を由来するに至った実験結果に基づき、
この発明を具体的に説明する。

Ｃ：　０．０６５％、Ｓｔ　：　３．２５％、Ｍｎ　：
　０．０６８％、Ｐ：０．００４％、Ｓ　：　０．０２
５％、ｓｏｌＡｌ　：　０．０２５％およびＮ：　０．
０８％を含み、残部実質的にＦｅより成る方向性けい素
鋼素材を、高温加熱した後、通常の熱間圧延によって２
．２ｍｍの板厚とした。ついで酸洗後、冷間圧延によっ
て１．５１の中間板厚としたのち、１１００℃で１分間
の中間焼鈍とＡＩＮの析出のための急冷処理とを施した
。急冷処理は鋼板表面にミストを吹き付けることにより
行ない、９５０〜４００℃間の冷却速度を４０℃／ｓと
した。

栄、冷処理後の鋼帯には、酸化によって片面当たり約２
　ｇ／ａ＋２の酸素目付量相当の酸化膜が形成されてい
た。この調帯の一部について、７０℃１１５％塩酸溶液
による酸洗時間を変えて、表面の酸化膜の除去程度を種
々に変化させ、残存酸素目付量が片面当たり、Ｏｇ／＋
”、　０．２ｇ／ｍ”、　０．３ｇ／＊ｔ、　０．５ｇ
／＋ｎ”。

０．８ｇ／ｍ”および１．２ｇ／ｍ”となる銅帯（これ
を酸洗材と称す）を用意した。この時、綱板表面の粗度
は圧延方向および圧延直角方向ともほぼ同一で、それぞ
れ平均粗度２．５μ■、２．１μｍ、１．８μｍ、　１
．３μｍ。

０．７μ輸および０．６μ簡であった。

また同一の銅帯の一部については、弾性砥石ロールで両
面を研削し、このとき研削の程度を種々に変化させて、
残存酸素目付量が片面当たり、Ｏｇ／ａ″、　０．２ｇ
／ｍ”、　０．４ｇ７ｍ”、　０．５ｇ／１１１”、　
０．７ｇ／ｍ”および１．３ｇ／ｍ”の銅帯（これを研
削材と称す）を用意した。この時の粗度は圧延方向と圧
延直角方向とで大きく異なり、それぞれ、圧延方向（Ｒ
１）圧延直角方向（Ｒｔ）に、 Ｒｔ　：　０．２μｍ、　Ｒｔ　：　２．４ａｍ　。

Ｒ１：　０．２．！／ＩＩＩ、　Ｒｔ　：　１．７μｍ
、ＲＬ　：　０．３μｍ、　Ｒｔ　：　０．８．ｃｚｍ
　。

ＲＬ　：　０．３μｍ、　Ｒｔ　：　０．５μｍ　。

ＲＬ　：　０．５μｍ、　Ｒｔ　：　０．７μｓ、ＲＬ
　：　０．８．ｃｒｍ、　Ｒｔ　：　０．９μｍであっ
た。

さらに同一の調帯の一部について、１５％塩酸溶液中で
酸洗し、残存酸素目付量を片面当たり０．９ｇ　／　ｍ
　Ｚとし、さらに弾性砥石ロールによって両面を研削し
、このとき研削の程度を種々に変化させて、残存酸素目
付量が片面当たり、Ｏｇ／ｍ”＋　　Ｏｇ／ｍ２゜０．
１ｇ／Ｉ１１”、　０．２ｇ／ｍ”、　０．３ｇ／ｍ２
および０．５ｇ／ｍ”の銅帯（これを酸洗＋研削材と称
す）を用意した。この時の粗度も圧延方向（Ｒ４）と圧
延直角方向（ｌとで大きく異なり、それぞれ、 ＲＬ　：　０．５．Ｃ／ｍ、　Ｒｚ　：　４，２μｍ　
。

ＲＬ　：　０．４ｕｍ、Ｒｔ　：　３．５μｍ　。

ＲＬ　　：　　０．４μｍ　　Ｒｔ　　：　　１．４μ
ｍ　　。

ＲＬ　　：　　０．３μｍ　　ＲＬ　　：　　０．５μ
ｍ　　。

ＲＬ　　：　　０．１．！／ＩＩ　　Ｒｔ　　：　　０
．２μｓ　　。

ＲＬ　　：　　０．２μｍ　　ＲＬ　　：　　０．４ｇ
ｍであった。

ついでこれら３種の鋼帯を４スタンドを有するタンデム
冷間圧延機で圧延した。圧延機のワークロール径は３５
０ｍｍ、また各スタンド間の距離は６＋＋＋である。こ
の時各コイルとも、第１表に示すように、通常の冷間圧
延（ａ）と、スタンド入側板温を１５０〜３００℃の間
に入れた時効圧延（ｂ）を行った。

なおスタンド入側の板温を上昇させる手段としては、バ
ーナーによるスタンド間の加熱や、ロールクーラントの
減量又は停止、圧延の加工発熱などを利用した。またス
タンド入側の板温測定は、高感度放射温度計のエミシビ
テイ−を予め２００℃や３００℃の板温で較正しておき
、行った。なおこれらの板温を、別途、熱収支計算で推
定したところ、測定値とほとんど一致することから、こ
のような低温での放射温度計による測定も十分高精度で
あることか確かめられている。

その後これらの鋼板に、脱脂処理を施したのち、湿水素
中で８５０℃１２分間の脱炭・１次再結晶焼鈍後、Ｍｇ
Ｏを主成分とする焼鈍分離材を塗布してから、２次再結
晶と純化とを兼ねる最終仕上げ焼鈍を施した。

かくして得られた製品板の磁気特性について調べた結果
を第２表に示す。

／ ／ 第２表の結果は、焼鈍急冷処理後の綱板の表面を研削に
よって酸化膜を除去し、このとき圧延直角方向の平均粗
度を適正値とし、かつ１５Ｑ〜３００℃の時効圧延を施
すことによって磁気特性が飛躍的に向上することを示し
ている。しかも焼鈍急冷処理後の鋼板表面の酸化膜の除
去は、最終的に研削で調整すれば良（、途中、他の手段
で酸化膜の除去を行っても良いことがわかる。

また研削後の鋼板の適正な表面状態としては、第２表よ
り、片面当たりの残存酸素目付量が０．５ｇ／ｍ２以下
、圧延直角方向の平均粗度（Ｒ３）が０．５μｍ〜３．
５μｍである必要があることが示されている。

ここに焼鈍急冷処理後の鋼板の表面状態を上記の状態に
調整することによって、１５０〜３００℃と低温でかつ
１．５秒と短時間の時効圧延の処理によっても優れた磁
気特性が得られる理由は、次のとうりと考えられる。

そもそも時効処理の目的は、圧延板に導入された転位に
Ｃ原子やＮ原子を拡散固着させ、その結果、その後の圧
延における変形モードを変える点にある。この発明の場
合、加工変形を受けながら（すなわち転位が導入されな
がら）ＣやＮが拡散するという、いわゆる動的時効を起
こしていることの他に、圧延時の表面状態に異方性があ
ることによる変形モードの変化が大きく作用しているも
のと考えられる。

すなわち圧延方向に向かって研削した場合、鋼板表面は
圧延方向に伸びた微細な多数の溝が高密度に存在した状
態となる。圧延途中では、この溝のなかに圧延油が入り
、潤滑が促進されるが、この溝は圧延方向に伸びている
ため、ワークロールにより圧延方向に付加される静水圧
は、圧延方向前後に緩和される結果、大幅に減少する。

従ってワークロールにより鋼板表面に付加される圧力は
、単純な圧延前後方向のものとなり、銅板内の結晶方位
の回転としては、圧延直角方向を回転軸とした単純な回
転となる。これに対し、鋼板表面の凹凸に異方性がない
場合、圧延時においてワークロール直下の圧延板とロー
ルに挟まれた凹部内の圧延油は逃げ路がないため、著し
い高圧の静水圧となり、かつこの静水圧は等方的に鋼板
に作用する。

これが、すなわち、鋼板内の結晶方位の回転として、鋼
板表面に垂直方向を回転軸とした面内回転を引き起こす
ことになると思われる。この作用は鋼板表層付近で特に
強（なると思われるが、鋼板表層付近は、２次再結晶の
核となる（１１０）　［００１］粒が集積しているので
とくに重要な場所である。

この様な回転作用が、２次再結晶の核となる（１１０）
　［００１］方位やそれに蚕食されやすいマトリックス
（１１１）　＜１１２＞方位を圧延方向からゆがめる結
果になるものと思われる。ちなみに圧延前の鋼板の表面
に残存している酸化膜も、本質的に異方性がないので、
同等の結果を与える。かかる方位のずれた２次粒とマト
リックスによる２次再結晶は（１１０）　［００１］方
位が圧延方向からずれるため、磁気特性が良くない。

このように圧延前の表面状態の異方性が磁気特性の向上
に格段の効果があることは、従来の理論では全く予想し
得なかった現象であり、この発明で初めて解明されたも
のである。

正な　　Ｓ日声　　の　−１ 前述の中間焼鈍−急冷処理後の銅帯の一部を用いて、弾
性砥石ロールで両面を研削し、表面の酸素目付量を片面
当たり、０．３ｇ／ｎ”まで低減した。

この時圧延方向の平均粗度は０．５μｍであり、圧延直
角方向の平均粗度は０．９μ網であった。これらの調帯
を４スタンドを有するタンデム冷間圧延機の３スタンド
を用いて冷間圧延した。圧延機のワークロール径は４０
抛−であり、各スタンド間の距離は６ｍである。

各スタンドの圧下配分は同一とし、また圧延温度はバー
ナーや、加工発熱、ロールクーラントの減量又は停止な
どの手法によって変え、第３表のように通常圧延温度か
ら４４８℃まで変更した。

第 表 ついでこれらの鋼板に、脱脂処理を施した後、湿水素中
で８４０℃１２分間の脱炭・１次再結晶焼鈍後、ＭｇＯ
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、２次再結晶
と純化とを兼ねる最終仕上げ焼鈍を施した。

その後、張力コーティング処理、ついで平坦化焼鈍を施
した。

かくして得られた製品の磁気特性、被膜特性および表面
外観について調べた結果を第４表に示す。

第４表 第４表の結果は、焼鈍・急冷処理後の鋼板の表面を研削
によって酸化膜を除去し、かつ圧延直角方向の平均粗度
を適性化した鋼板について、ワークロール入側の板温を
少なくとも１スタンド間は１５０〜３００″Ｃとするこ
とで、磁気特性が飛躍的に向上することがわかる。さら
にワークロール入側の板温が３００″Ｃ以上になるよう
な圧延をすると、磁気特性が不安定になることに加えて
、被膜外観の劣化、占積率の大幅な低下ならびに被膜の
曲げ密着性の劣化を招くことがわかる。

以上のことより、スタンド間の板温として、少なくとも
１スタンド間は１５０〜３００℃とすることが必要であ
ること、かつ３００℃以上としてはならないことの知見
を得ることができた。なおこの圧延条件内で若干、被膜
曲げ密着性が劣化する傾向がみられたが、最小曲げはく
離径２５〜３０ｍＩＩｌφというのは実用上差しつかえ
ないレベルである。

宙　　　上のための しかしながら発明者らは、上述の被膜密着性の若干の劣
化をも回避する手段についてさらに研究を進めた。

さて高温で冷間圧延を行った鋼板の表面は脱炭・１次再
結晶焼鈍によって、一般に酸化されにくい傾向があり、
こうした素材の被膜は密着性が劣る。酸化されにくい素
材に関し、良好な被膜を形成させる技術としては特公昭
５Ｂ−４６５４７号公報に開示の技術が知られている。

これは脱炭・１次再結晶焼鈍前の鋼板表面にけい素化合
物を付着させる技術である。

そこで、この技術を前述の実験材に適用した。

素材は前述の冷間圧延実験の際に圧延条件Ｖ：２８９℃
で示した冷間圧延実験材である。二〇鋼帯を分割して３
％オルトけい素ナトリウム水溶液中で、電解脱脂を行っ
たがその際、電流密度を変化させて、鋼板表面へのけい
素化合物の付着量をＳｉ換算で、０．１．０．２．０．
３．０．６．１．４．３．５．７．４．９．０゜１１．
２および１３．Ｏｗａｇ／ｎ”　（いずれも片面当たり
）と変化させた。

ついでこれらの鋼板を、湿水素中で８５０”Ｃ１２分間
のの脱炭・１次際結晶焼鈍後、ＭｇＯを主成分とする焼
鈍分離剤を塗布してから、１次階結晶と純化とを兼ねる
最終仕上げ焼鈍を施した。その後張力コーティング処理
、ついで平坦化焼鈍を施した。

かくして得られた製品の磁気特性と被膜の曲げ密着性に
ついて調べた結果を第５表に示す。

第５表から明らかなように、 ９．０ｍｇ／ｍ”のＳｉ化合物を脱炭・１綱板に付着さ
せることにより、 に改善された。

片面当たり０．３〜 次際結晶焼鈍前の 被膜密着性が大幅 （作　用） この発明における方向性けい素鋼素材の成分組成を前記
の範囲に限定したのは次の理由による。

Ｃ：　０．０３５〜０．０９０％ Ｃは、熱延組成の改善に必要な元素であるが、多過ぎる
と脱炭が困難となるので、０．０３５〜０．０９０％と
する。

Ｓｉ　：　２．５〜４．５％ Ｓｉは、あまりに少ないと電気抵抗が小さくなって良好
な鉄損特性が得られず、一方多過ぎると冷間圧延が困難
になるので、２．５〜４．５％とする。

５ｏｌＡ］　：　０．０１０〜０．１５％、Ｎ　：　０
．００３０〜０．０２０％インヒビター成分として含有
させる成分に関しては、酸可溶Ａ　ＩとＮを含有させる
ことが不可欠であり、一定収上の添加を必要とするが、
あまりに多過ぎると微細析出が困難となるため、ｓｏｌ
Ａｌ　：０．０１０〜０．１５％、Ｎ　：　０．００３
０〜０．０２０％の範囲とした。

なおこの場合に、Ｓ、Ｓｅをインヒビター形成元素とし
て複合含有させても良い。

ＳやＳｅは、ＭｎＳ又はＭｎＳｅなどのインヒビター形
成元素として有効で、かようなＭｎＳ、　ＭｎＳｅを微
細析出させるのに好適なＳやＳｅの範囲は単独および併
用いずれの場合も０．０１〜０．０４％程度である。な
おＭｎは、上記したとおりインヒビター成分として必要
であるが、多過ぎると溶体化が困難であるので０．０５
〜０．１５％の範囲が好適である。

以上の他さらに、磁気特性の向上のために、Ｓｂ。

Ｃｕ、　Ｃｒ＋　Ｂｉ＋　Ｓｎ、　Ｂ、　Ｇｅ等のイン
ヒビター補強元素を適宜添加することができ、その範囲
は公知の範囲でよい。また熱間脆化に起因した表面欠陥
防止のために、ｏ、ｏｏｓ〜０．０２０％程度のＭＯを
添加することは有利である。

さてかかる鋼素材の製造工程に関しては公知の製法を適
用し、製造されたインゴット又はスラブを、必要に応じ
て再生し、サイズを合わせた後、加熱し、熱延する。熱
延後の調帯は１回の冷間圧延、あるいは中間焼鈍を挟む
２回の冷間圧延によって最終板厚とする。

このとき最終冷延前の焼鈍は、ＡＩＮの溶体化のため９
５０〜１２００℃の高温が必要で、さらに焼鈍後、ＡＩ
Ｎの析出のための急冷処理が必要である。焼鈍温度が９
５０℃未満の場合にはＡＩＮの溶体化が十分とはいえず
、一方１２００℃を超える場合は再結晶粒が急激に粒成
長して、いずれも磁気特性を劣化させる。

ＡＩＮの析出のための急冷処理としては、たとえば特公
昭４６−２３８２０号公報に開示されているような７５
０〜９５０℃以下を急冷する技術や、４００℃までを２
〜２００秒で急冷する技術が公知であり、かような技術
を適用すればよい。

ＡＩＮの析出のため焼鈍急冷された鋼板表面は、最終冷
延に先立ち、少なくとも最終処理としては圧延方向の研
削によって表面酸化膜を除去し、片面当たりの酸素目付
量をＬ５　ｔｒ＋ｇ／ｌａ２以下にすると共に、圧延直
角方向の平均粗度を０．５〜３．５μｍとする。鋼板表
面に残存する酸化膜の酸素目付量が、０．５ｍｇ／ｍ”
を超えた場合は圧延時の表面異方性が少なく磁気特性の
向上効果が少ない。同様に、圧延直角方向の平均粗度が
０．５μｍより低い場合および３．５μ−より大きい場
合も磁性の向上効果が得られない。

かかる研削は冷間圧延前の最終処理として施すものであ
って、研削前に軽度の酸洗など他の処理を付加しても良
いことは前述の実験で示したとおりである。

研削の手法としては、弾性砥石、砥粒入すブラシ、研削
盤およびショツトブラストなどいずれの方法でも良いが
、圧延方向に向って研削する必要がある。例えばショツ
トブラストを用いる場合は、投射角度を低くして圧延方
向に向けて投射する必要がある。

ここで酸素目付量の定義について述べる。けい素鋼の酸
化は、よく知られているように主として鋼中のＳｔの選
択酸化によって担われる。これは鋼板表層の内部酸化層
や、外部酸化層として存在しているので、通常の鋼の酸
素分析（酸素含有量）では評価できない。すなわち、同
一の表面酸化状態であっても、鋼板板厚が厚くなれば、
鋼の酸素含有量は、はぼ反比例して減少する。（「はぼ
」と云う言葉の意味は鋼中に存在する酸素が１０ｐｐ＋
ｅ程度であり、これは板厚によらず一定だからである。

）このような不具合を回避するため、一般に酸素目付量
を用いて、鋼板表層の酸化の程度を評価する。すなわち
鋼板Ｘｃｘの鋼板の酸素含有量がＷ％であるとき、鋼板
表層の酸化物層を完全に除去した時の（バルクの）酸素
含有量がＷＯ％であれば、３％けい素鋼の比重７．６５
を用いて、酸素目付量Ａ　（ｇ／閘２）は Ａ＝７６５　（Ｗ−Ｗｏ）　Ｘ で表される。

ただし通常、鋼板は両面に酸化層を有するので、これは
両面の値である。片面側の酸素目付量を知りたい場合に
は、片面を均一の厚みに研削して、酸化膜を除去したも
のを試料として用いれば良い。

さらに上式でのＷｏはＷに比較して極めて少ないので省
略することも可能であるが、この発明のように酸素目付
量の少ないものを対象にしている場合には、影響は無視
できないので、必ず測定すべきである。

最終圧延の圧下率は８０〜９５％とする必要がある。

というのは８０％より少ないと高磁束密度が得られず、
一方９５％を超えると２次再結晶が困難になるからであ
る。

この最終圧延をタンデム圧延機列により１回の圧延で行
う点がこの発明の最も重要なポイントである。この時、
スタンド間で鋼板を加熱する、圧延油の量を制限する、
ロールクーラント水量を絞る又は停止するなどして、少
なくとも１つのスタンドについてワークロールにかみ込
む圧延板の温度が１５０〜３００℃となるようにし、か
つ全てのスタンド入側で鋼板表面温度が３００℃未満で
あることが必要である。というのはワークロールにかみ
込む圧延板の温度が１５０℃未満では、期待する磁性向
上の効果が得られず、一方３００℃を超える場合には、
磁気特性が不安定になるほか、ヘゲや白筋が最終製品に
発生して表面外観を損ない、さらに占積率の大幅な劣化
をもたらすからである。

圧延後の鋼板は脱脂処理され、脱炭・１次再結晶焼鈍に
供されるが、この時、製品の被膜密着性をさらに高める
ためには脱炭・１次再結晶焼鈍前の鋼板の表面にけい素
化合物をＳｉ換算で片面当たり０．３〜９．０　ｍｇ／
ｍ”の範囲で付着させることが好ましい。Ｓｉ化合物の
付着量が、この範囲を逸脱すると製品の被膜密着性がや
や劣化する傾向がある。

ついでＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから
、コイルに巻いて最終仕上げ焼鈍に供され、その後必要
に応じて絶縁コーティングを施されるが、ときにレーザ
ーや、プラズマ、その他の手法によって磁区細分化処理
を施すことも可能であることは云うまでもない。

（実施例） 実施例１ 第６表に示す鋼塊Ａ、　Ｂ、　ＣおよびＤを、常法に従
って熱間圧延し、板厚２．７ｍｍ０熱延コイルとした。

その後１０００℃で１分間の焼鈍を施した後、酸洗し、
タンデムでの通常の冷間圧延により１．５０１１ＩＩＩ
ｌの中間板厚にした。ついで１１００℃で２分間の中間
焼鈍後、ガスジェットを吹きつけることによって急冷し
てから、砥粒入すプラシを用いて圧延方向に研削し、片
面当たりの表面酸素目付量を０．２ｇ　／　ｍ２とし、
かつ圧延直角方向の平均粗度を０．８μ顛とした。

その後コイルを３分割し、一つは４スタンドのタンデム
圧延機で通常の冷間圧延を行って０．２２＋ａｍの板厚
まで圧延し、比較例とした。他の一つは、ロールクーラ
ントの水を切ることによって第２スタンド入側のワーク
ロールかみ込み時の圧延板の温度を４２０℃とし、０．
２２ｍｍの板厚まで圧延し、比較例とした。残る一つは
、ロールクーラントの水量を絞って、第２スタンド、第
３スタンド、第４スタンドのワークロールかみ込み時の
圧延板の温度をそれぞれ１２０℃，２３３℃，２５２℃
（したがって最高温度２５２℃）とし、かつすべてのス
タンド入側で鋼板表面温度が３００℃未満となっている
ことを確認し、０　、２２ｍｍの最終板厚に仕上げ実施
例とした。これら３種の鋼板に、電解脱脂によってＳｉ
化合物を鋼板表面に片面当たり０．６ｇ／ｍ”付着させ
、ついで湿水素中で８４０℃１２分間の脱炭焼鈍を施し
たのち、５％ＴｉＯ２を含むＭｇＯを塗布してから、１
２００℃１１０時間の最終仕上げ焼鈍を行った。

かくして得られた鋼板の磁気特性、占積率、表面外観お
よび被膜密着性について調べた結果を第７表に示す。

第 表 実施例２ 前掲第６表に示したＥ、Ｆ、Ｇ、ｌ（、Ｉ、ＪおよびＫ
の鋼塊を、常法に従い熱間圧延して２．２■厚の熱延コ
イルとし、酸洗後、タンデムでの通常の圧延により１．
６ｍの中間厚まで冷間圧延を施し、ついで１０５０℃１
１分間の中間焼鈍後、ウォータージェットを吹きつける
ことにより急冷した。

ついで各コイルを２分割し、一つは酸洗によって表面被
膜を除去し、比較冷とした。他の一つは弾性砥石ロール
によって表面研削し、酸化膜を除去し実施例とした。各
コイルの片面当たりの酸素目付量と圧延直角方向の平均
粗度を第８表に示す。

その後４スタンドのタンデム圧延機で、０．２抛−の板
厚まで圧延した。このとき第３〜４スタンド間のコイル
を加熱して第４スタンドワークロールかみ込み時の圧延
板の温度を２０５℃としたが、加熱部の板温は２３０〜
２６０　’Ｃで、３００℃を超えることはなかった。つ
いでこれらの冷間圧延コイルに、脱脂処理を施した後、
８４０℃１２分間の脱炭・１次再結晶焼鈍を行い、７％
ＴｉＯ□を含有するＭｇＯを塗布してから、１２００℃
１１０時間の最終仕上げ焼鈍を施した。

その後、張力コーティング処理、ついで平坦化焼鈍を行
った。

かくして得られた各鋼板の磁気特性、占積率、表面外観
および被膜密着性について調べた結果を第８表に併記す
る。

実施例３ 前掲第６表に示したり、Ｍの鋼塊を、常法に従い熱間圧
延して２．４ｍｍ厚の熱延コイルとしたのち、１１５０
℃で１分間の熱延板焼鈍に続いてミストを吹きつけるこ
とによって２、冷処理を行った。その後表面を１０％の
塩酸水溶液で酸洗し、表面の酸化膜を除去した後、圧延
方向への投射角２５°のショツトブラストで表面研削し
た。このとき表面の酸素目付量は０．１ｇ／ｍ”　　（
片面あたり）であり、圧延直角方向の平均粗度は１．２
μ鞘であった。

ついでこの銅帯を２分割し、一つは４スタンドのタンデ
ム圧延機で通常の冷間圧延を行って０．３０ｍｍの板厚
とし、比較材とした。他の一つは、ロールクーラントの
水量を制限することによって、第２スタンド、第３スタ
ンド、第４スタンドのワークロールかみ込み時の圧延板
の温度をそれぞれ１４５”Ｃ，２３９℃，２８２℃（従
って最高温度２８２℃）とし、かつすべてのスタンド入
側で鋼板表面温度が３００℃未満となっていることを確
認し、０．３０ｍｍの最終板厚に仕上げ実施例とした。

その後両者を電解脱脂によって鋼板表面にＳｉ化合物を
片面当たり０．９ｇ／ｍ”付着させたのち、湿水素中で
８５０℃１２分間の脱炭・１次再結晶焼鈍を施し、つい
で５％Ｔｉ０ｚを含むＭｇＯを塗布してがら、１２００
℃，１０時間の最終仕上げ焼鈍を行った。

その後張力コーティング処理、ついで平坦化焼鈍を行っ
た。

かくして得られた各鋼板の緒特性について調べた結果を
第９表に示す。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、磁気特性に優れかつ表面性
状の良好な方向性けい素鋼板をタンデム圧延により安定
して製造することができ、その工業的意義は極めて大き
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０３５〜０．０９０ｗｔ％、 Ｓｉ：２．５〜４．５ｗｔ％、 ｓｏｌＡｌ：０．０１０〜０．１５ｗｔ％およびＮ：０
   ．００３０〜０．０２０ｗｔ％ を含むけい素鋼素材を、熱間圧延し、得られた熱延鋼帯
   に、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して
   最終板厚とし、このとき最終冷間圧延前の焼鈍を９５０
   〜１２００℃の温度範囲における焼鈍および引き統く急
   冷処理とし、かつ最終冷間圧延の圧下率を８０〜９５％
   の強冷間圧延とし、その後脱炭・１次再結晶焼鈍を施し
   たのち、焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を
   施す一連の工程よりなる方向性けい素鋼板の製造方法に
   おいて、 上記の強冷間圧延に先立ち、少なくとも最 終処理として圧延方向の研削を含むスケール除去処理に
   より ａ）片面当たりの酸素目付量：０．５ｇ／ｍ＾２以下、
   ｂ）圧延直角方向の平均粗度：０．５〜３．５μｍ、に
   仕上げ、ついで引き続く強冷間圧延を、タンデム圧延機
   により、 ｃ）少なくとも１つのスタンドでワークロールにかみ込
   む際の圧延板の温度：１５０〜３００℃、 ｄ）全てのスタンド入側における鋼板表面温度：３００
   ℃未満、 の条件下に行うことを特徴とする磁気特性および表面性
   状に優れた方向性けい素鋼板の製造方法。 ２、脱炭・１次再結晶焼鈍に先立ち、鋼板表面にけい素
   化合物をＳｉ換算で片面当たり０．３〜９．０ｍｇ／ｍ
   ＾２の範囲で付着させることを特徴とする請求項１記載
   の方向性けい素鋼板の製造方法。