JPH04274843A - 高Ｓｉ含有鋼の耳割れの無い鋳片の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、方向性電磁鋼板の熱間
圧延時のコイル端部の耳割れ発生を防止する連続鋳造用
鋳片の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板の連続鋳造鋳片は、熱間
圧延前に　ＭｎＳの固溶を目的として、高温（約１４０
０℃）で長時間（４〜６時間）加熱される。鋳造後の鋳
片端部の凝固組織が柱状晶となっている場合は、上記の
高温、長時間の加熱により、一層粗大な柱状晶となり、
その後の圧延によって、端部表層から割れが発生し、粒
界に沿って助長される。特に加熱炉の温度、時間が高温
、長時間側に推移すると割れは、より大きくなる。この
ため、熱延板端部のトリム代が増大し、歩留低下はもち
ろんのこと、工程負荷の増大等を含めたコストの上昇を
余儀なくされている。

【０００３】この耳割れを防止するために、例えば特開
昭６１−　７１１０４号公報に開示されているように、
加熱後の熱間圧延に当り、粗圧延機の最終スタンド出側
と仕上圧延機第１スタンド入側との間にエッジャーを配
置し、５〜６０ｍ／ｍの範囲でシートバーの幅圧下を行
い、更に仕上圧延前のシートバー側面温度を１１５０〜
１２５０℃の範囲に保持する方法、あるいは、特開昭６
１−３８３７号公報のように、鋳片幅方向両端部の厚み
が中央の厚みよりも厚い異形断面に適合させて異形断面
の凹形鋳片を鋳造し、鋳片両端部における圧下率を中央
部より大きくとって熱間圧延を施す方法等が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、これらの方法
においては種々の問題点がある。例えば、熱間圧延での
エッジャーによるシートバー端部の幅方向に圧下する方
法では、熱間圧延前の高温、長時間の加熱により、鋳片
凝固組織のチル晶、柱状晶は幅方向に長く粗大化してお
り、この様な組織の鋳片を粗圧延後、幅方向に圧下して
も、加熱中に鋳片端部にＳｉＯ２に富むスケールが生成
し、エッジャーロールによる幅圧下を行うと逆にＳｉＯ
２介在物が鋳片端面に噛み込み、その結果、鋳片端面部
の硬質な介在物に応力が集中して耳割れが発生しやすく
なることや、粗圧延完了から仕上圧延開始までが極短時
間の為、充分な再結晶時間が確保出来ず、また再結晶時
間を確保しようとすれば、仕上開始までに熱延粗シート
バーの温度が低下し、仕上圧延前に　ＭｎＳが析出し、
最終的に磁性を悪化させることになる。

【０００５】また、異形断面の凹形鋳片を鋳造し、加熱
後鋳片両端部の圧下率を中央部より大きくとって熱間圧
延する方法では、異形断面の鋳片を鋳造する際に、凝固
中に発生する熱応力、凝固収縮差等によるシェルに働く
力が不均一となり、鋳造中に過大な内部割れが発生し、
成品で二枚板欠陥（ブリスター）となる。本発明は、こ
れ等従来法の問題点である加熱中に発生するスケールの
悪影響を受けることなく、また、成品欠陥を発生するこ
となく、耳割れの発生しない鋳片の鋳造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、方向性電
磁鋼熱延板の耳割れは、連続鋳造時に形成される凝固組
織であるチル晶及び柱状晶が、その後の加熱により鋳片
幅方向に長く粗大化することに起因し、且つかかる耳割
れは鋳片端面を鋳片幅方向に所定量だけ加熱前に圧下す
ることにより、その後の加熱によっても柱状晶を長く粗
大化させることなく、微細な組織とすることにより抑制
し得ることを知見した。

【０００７】本発明は、これ等の知見を基になされたも
のであり、その特徴は重量割合でＣ：０．０３〜０．０
９％，Ｓｉ：２〜４．５％を含有する高Ｓｉ含有の方向
性電磁鋼を連続鋳造するに際し、鋳造速度を１．４ｍ／
分以上とし、かつ連続鋳造機の機端から鋳造鋳片を高温
出片せしめ、次いで該鋳片の端面を鋳片幅方向に圧下し
、然るのち、圧延加熱炉に装入することにより、圧延時
耳割れの無い鋳片を製造するところにある。

【０００８】ここで、鋳片の鋳造速度を１．４ｍ／分以
上とする理由は、高温状態の鋳片を出片することにより
、端部の圧下を所定の圧下力で、且つ圧下による鋳片歪
みに起因する鋳片割れを抑制しつつ効率の良い加工歪み
付与ができることから高速鋳造が重要である。更に高温
の鋳片を得るには、連続鋳造に際し、連鋳機の機端から
上流の少なくとも一部好ましくは連鋳機の水平部以降を
未注水鋳造するとともに、連鋳機内の鋳片をカバー保温
して熱損失を抑制するか、あるいはこの保熱に加えて、
ガス又は電気的加熱等の手段で鋳片加熱を単独又は組合
せて行ない鋳片の高温出片を図る。これ等は連続鋳造機
端から圧延加熱炉前までの間でも当然行ない得る。

【０００９】また、高Ｓｉ鋼としては、その主成分が重
量割合でＣ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：２〜４．５
％とするものでαとγの二層変態域を有し、脆性の大き
な鋼である。その組成の特定理由は、まずＣを０．０３
％以上とすることによりスラブ加熱による結晶粒粗大化
をα→γ変態により初晶α相から微細なγ層を析出させ
微細化を図って割れを防止するもので、上限を０．０９
％とする理由は、脱炭焼純工程での脱炭能力及びコスト
の面からであり、Ｃが高いと脱炭能力を低下し、コスト
の上昇を招く。

【００１０】一方、メタラジーとしては、脱炭時間が長
いと所定の磁束密度が得られない。この理由は長時間脱
炭により一次被膜組成、厚みが変化し、ＡｌＮ，ＭｎＳ
　等によるインヒビター効果が小さくなり、結果として
二次再結晶が不安定となり所定の磁束密度が得られなく
なるため、この理由からも上限は０．０９％とする。

【００１１】次に、鋼中のＳｉを２〜４．５％の範囲に
規定するが、下限は、磁性の面から固有抵抗を高め渦流
損を低減し、所定以下の鉄損値を得る為であり、上限は
、圧延工程での割れを防止する目的で規定されている。 また、鋳片を圧延加熱炉装入前に鋳片幅方向に行う圧下
は高温で出片された鋳片端面全域を幅圧下装置によって
鋳片端面から鋳片幅方向に少なくとも１０ｍｍ以上の圧
下量で行う。この圧下量は鋳片端部片側量であり、鋳片
としては両端を合せて２０ｍｍ以上を圧下する。更に好
ましくは高温状態の鋳片としては、該鋳片を幅方向圧下
直前の鋳片端部から１０〜５０ｍｍ点の断面平均温度を
８００〜１２００℃とする。

【００１２】この圧下条件の理由を以下に述べる。図１
にＦｅ−Ｓｉ−Ｃ系状態図を示す。鋳片が　８００℃以
下になると、凝固組織中にカーバイドが析出する。析出
したカーバイドにより組織は硬質化し、鋳片端面を圧下
しても内部にまで十分な歪が付与できない。また、１２
００℃以上になると、圧下容易となるが付与した歪はそ
の後の加熱までに、あるいは加熱中に回復し、再結晶が
困難となる。 次に幅方向の圧下量を１０ｍｍ以上とした理由は、加熱
前に圧下をしない場合に発生する耳割れ長さが約１０ｍ
ｍ以上であることから、鋳片端面から１０ｍｍ以上の組
織を再結晶させることを狙ったためである。

【００１３】この様に、高速鋳造された高温鋳片を加熱
する前に鋳片端面を幅方向に圧下することにより鋳片の
加熱圧延時に於て以下の作用が発現される。まず、熱間
圧延に当り、幅圧下された鋳片端面の凝固組織の初晶α
相は加圧歪を受け、再結晶し、延伸した柱状晶から、微
細な球状組織となる。この鋳片を高温（約１４００℃）
で長時間加熱した際に結晶粒成長を生ずる。しかし、こ
の組織は、従来の延伸した粗大な柱状晶とは異なり、微
細な球状に近い組織の為、応力集中が発生しにくく、か
つ応力が伝播しにくい特性を持つ。そこで、表層部の割
れが発生しにくく、表層部の割れが発生したとしても、
割れは伝播せず、割れ深さは浅くなる。

【００１４】耳割れを防止する為には、鋳片表層から内
部までの全厚みに対して圧下を加えて鋳片端部の厚み全
域を微細球状化する必要がある。鋳片厚みの平均的な圧
下の容易さ、歪の残存を考える場合には断面平均の菱形
抵抗及び歪を考慮すると前記の鋳片温度は断面平均温度
が好ましい。

【００１５】

【実施例】次に〔Ｃ〕＝０．０８％，〔Ｓｉ〕＝３．２
５％の方向性電磁鋼溶鋼を鋳込みサイズ厚み２５０ｍｍ
×幅１１１０ｍｍで鋳込みを行ない、この鋳片を加熱前
に鋳片端面を鋳片幅方向に片側で３０ｍｍ（両端で６０
ｍｍ）両側から圧下した。鋳片端部を圧下した時の鋳片
端面から４０ｍｍ点の断面平均温度は約１０００℃程度
である。図２に、上記圧下を施した鋳片から採取したサ
ンプルサイズ厚み　２５０ｍｍ×幅１０５０ｍｍ（６０
ｍｍ幅圧下した結果）と従来の鋳片から採取したサンプ
ルを１３７０℃で１時間加熱した後のマクロ組織写真を
示す。

【００１６】加熱後、従来の鋳片組織同図（ｂ）は表層
の粗大化したチル晶と延伸した柱状晶が観察されるのに
対し、本発明法での鋳片組織同図（ａ）は、微細な球状
組織となった。また、この鋳片を１３８０℃で６時間加
熱した後の鋳片をホットコイルに圧延し、従来のホット
コイルと耳割れ深さを比較した。その結果を表１に示す
。従来のホットコイル耳割れ深さの平均が３０ｍｍ以上
に対し、本発明法では、平均が１０ｍｍ以下と良好であ
った。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明は方向性電磁鋼
板の熱間圧延時の耳割れを、鋳造後加熱前に鋳片端部を
幅方向に圧下後加熱し、熱間圧延前の鋳片端部組織を微
細球状化することによって防止できることから、従来の
ような、熱間圧延条件をより厳しくすることなく、確実
に耳割れを低減し、トリムの減少による歩留の大幅な向
上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄−珪素状態図、炭素含有量のα，γ変態に及
ぼす影響を示す図である。

【図２】本発明法と従来法との鋳片加熱後の結晶状態の
比較を示す図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量割合でＣ：０．０３〜０．０９％
   、Ｓｉ：２〜４．５％を含有する方向性電磁鋼を連続鋳
   造するに際し、鋳造速度を１．４ｍ／分以上とし、かつ
   連続鋳造機の機端から鋳造鋳片を高温出片せしめ、次い
   で該鋳片の端面を鋳片幅方向に圧下し、然るのち、圧延
   加熱炉に装入することを特徴とする高Ｓｉ含有鋼の耳割
   れの無い鋳片の製造方法。
2. 【請求項２】　　連続鋳造機内で鋳造鋳片を緩冷却した
   のち、保温または加熱処理する請求項１記載の製造方法
   。
3. 【請求項３】　　連続鋳造機内で鋳造鋳片を緩冷却した
   のち、保温および加熱処理する請求項１記載の製造方法
   。
4. 【請求項４】　　連続鋳造機内で鋳造鋳片を緩冷却して
   出片せしめたのち、該鋳片に保温または加熱処理を施す
   請求項１記載の製造方法。
5. 【請求項５】　　連続鋳造機内で鋳造鋳片を緩冷却して
   出片せしめたのち、該鋳片に保温および加熱処理を施す
   請求項１記載の製造方法。