JPH04362136A - 急冷凝固プロセスによる一方向性電磁鋼板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２．５〜４．５％のＳ
ｉを含む急冷凝固法による薄鋳片を素材とした高磁束密
度一方向性電磁鋼板を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に一方向性電磁鋼板の製造方法は、
インゴット又は連鋳スラブ（ＣＣスラブ）を素材とし、
２次再結晶をおこさせるために必要なＡｌＮ，ＭｎＳ等
のインヒビターの固溶微細分散のための高温加熱熱延を
必要工程としている。かかる熱間圧延工程の省略を目的
として、特開昭５３−９７９２３号公報及び特開昭５４
−８３６２０号公報にては急冷凝固法で薄鋳片を製造す
る方法が提案された。その後、特開昭６３−１１６１９
号公報，特開昭６３−１７６４２７号公報などにより急
冷凝固による鋳片結晶の微細化などによる磁気特性の改
善方法の提案がなされた。

【０００３】また特開昭５６−１５８８１６号公報には
、Ｓｉ４．５重量％以下等を含有する溶湯を連続鋳造し
て３〜８０ｍｍ厚の薄鋳片とした後、７００℃を下廻ら
ぬ間に圧下率５０％以上の熱間圧延を終了し、１．５〜
３．５ｍｍ厚の熱間鋼帯にすることからなる一方向性電
磁鋼帯の製造方法が開示されている。この特許文献によ
れば、前記熱間圧延を施さなければＧｏｓｓ核が不足し
、満足な２次再結晶（磁気特性）が得られないとしてい
る。

【０００４】これら従来開示されているインヒビターを
活用した急冷凝固法による一方向性珪素鋼板の製造方法
では、熱延工程を含まない場合における、良好な２次再
結晶（磁気特性）に必要な薄鋳片の適正条件については
明確でなかったため、磁気特性の確保が不十分であった
。かかる観点に着眼し、本発明者らは先きに特願平１−
７９９８４号にて、急冷凝固法における２次冷却条件な
らびに鋳片結晶方位と冷間圧延条件の組み合せの適正化
により、｛１１０｝＜００１＞方位に極めて集積度の高
い磁気特性の良好な一方向性電磁鋼板の製造方法を提供
し、高度の磁気特性が安定して得られるようになった。

【０００５】しかしながら、かかる実験を行って行く過
程で、下記の如き実用上重要な別の課題が内在すること
が判明した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】急冷凝固法の採用によ
り、熱延省略型の磁性の優れた一方向性電磁鋼板が得ら
れるようになったが、従来技術による急冷凝固鋳片を工
業的に冷延を行う場合、割れが発生し易いため安定して
冷延を行うことができない場合が発生した。本発明は、
かかる一方向性電磁鋼板用鋳片の脆性課題の解決策を提
供することを目的とする。

【０００７】尚、同一の課題に対する解決策として、本
発明者らは、先願として２次冷却途中１０００℃から４
００℃までの間に圧延により１５％以上５０％未満の減
厚を行うことを提案した。本発明は溶鋼組成成分に関す
る点で先願とは手段が異なるものであるが、本発明と先
願との組み合わせ手法によれば、目的とする脆化対策は
より効果的となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく種々検討した結果、脆化の一因として、鋳
片の結晶粒サイズが大きいことにあることを見出した。 さらにかかる鋳片結晶粒サイズは、公知の一方向性電磁
鋼板用の溶鋼中に、コバルト、モリブデン、ニッケルな
どのような酸素と親和力が鉄のそれと同等か、より小な
る金属の酸化物、すなわち溶鋼中で分解可能な金属酸化
物、ないし金属酸化物を含有する化合物または混合物を
添加することにより、微細化され、しかも鋳片の脆化を
改善することができることを見出し、本発明を完成した
ものである。

【０００９】本発明の要旨とするところは、重量で、Ｓ
ｉ２．５〜４．５％，Ｃ０．０３〜０．１０％および一
方向性電磁鋼の公知のインヒビター、その他電磁鋼とし
て必要な成分元素を含み、残部は実質的にＦｅからなる
溶鋼を、鋳造後板厚中心部の冷却速度が５０℃／秒以上
となるように急速凝固し、さらに凝固後１３００〜９０
０℃間を１０℃／秒以上で冷却し、得られた１．０〜３
．０ｍｍの薄鋳片を素材として最終冷延圧下率８５％以
上の１回ないし中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延を施
し、さらに脱炭焼鈍、ＭｇＯ焼鈍分離剤塗布、１２００
℃での仕上焼鈍を行う一連の工程からなる一方向性電磁
鋼板の製造方法において、前記溶鋼中に、溶鋼中で分解
可能な金属酸化物ないし、該金属酸化物を含有する化合
物または混合物を溶鋼１トンあたり、該金属分換算で１
０ｇｒ以上１０００ｇｒ以下を添加することを特徴とす
る急冷凝固プロセスによる一方向性電磁鋼板の製造方法
にある。

【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。インヒビ
ターを活用した急冷凝固法による熱延工程を含まない一
方向性電磁鋼の製造方法における出発素材の薄鋳片の製
造法としては、主に双ロール法と単ロール法があるが、
これらの方法で１．０〜３．０ｍｍ厚の鋳造を行った場
合、ロール面を鋳片が離れた直後の板温は１４００℃以
上あり、２次冷却を水スプレー等で急冷しないと析出物
は粗大化しインヒビターとして弱くなり、又再結晶粒が
粗大化して圧延焼鈍後も不均一結晶組織になり易くなる
ため、満足な２次再結晶が得られない。

【００１１】従って良好な磁気特性を得るためには、本
発明者等が特願平１−７９９８４号にて提案したように
凝固後１３００℃から９００℃間を１０℃／秒以上で急
冷する必要がある。本発明の最大の特徴とするところは
、溶鋼にコバルト、モリブデン、ニッケルなどのように
酸素との親和力が鉄のそれと同等か、それより小なる金
属の酸化物、すなわち溶鋼中で分解可能な金属酸化物、
ないし金属酸化物を含有する化合物または混合物を添加
することである。

【００１２】かかる方法により、急冷凝固された１．０
〜３．０ｍｍ板厚の薄鋳片の結晶粒サイズは小さく改善
される。この効果の機構に関してはまだ明らかではない
が、添加酸化物の分解熱等により凝固結晶化核の発生点
が増えるためなどが考えられる。更にこの効果は、酸化
珪素、酸化硼素等を併用することにより、より一層促進
されるものである。かかる金属酸化物又はこれを含有す
る化合物若しくは混合物の具体例としては、コバルト、
モリブデン、ニッケル、タングステン等の酸化物、又は
これらの酸化物を含有するボロン、チタン、ニオブ等の
化合物若しくは混合物である。

【００１３】本発明の方法における溶鋼添加剤の添加時
期については、取鍋、タンデイッシュ、双ロール上の溶
湯プールへの添加などが考えられるが、凝固に近い時期
に添加する程その効果は大きい。本発明の方法における
添加剤の量に関しては、該金属分換算で溶鋼１トンあた
り１０ｇｒ以上が必要で、添加量が１０ｇｒ未満では量
が少なく、脆性改善効果が見られない。又、添加量の上
限については、圧延性向上の点から特に限定する根拠は
ないが、ただ添加量があまり多くなると介在物が増加し
、磁気的性質を劣化するので好ましくない。かかる点か
ら添加量の上限は溶鋼１トン当り１０００ｇｒに限定す
る。

【００１４】なお、本発明の効果は薄鋳片の脆性改善の
みならず、鋳片の微細粒化による２次再結晶粒成長の安
定化、ひいては磁気特性の特性向上等の付加的な効果を
併せ持つことは、実施例にも挙げてあるように明らかで
ある。次に、本発明におけるその他の製造条件を前記の
ように限定した理由を説明する。

【００１５】Ｃはγ相が適当に生じ圧延再結晶粒が均一
になるのに必要であり、その有効下限値に基づいて下限
を０．０３％とし、また脱炭が困難とならないようにそ
の上限を０．１０％とする。Ｓｉは鉄損をよくするため
下限を２．５％とするが、多過ぎると冷間圧延の際に割
れ易く、加工が困難となるので上限を４．５％とする。

【００１６】本発明におけるその他の含有成分について
は、一方向性電磁鋼の公知のインヒビター構成基本成分
並びに電磁鋼として必要なその他の成分でよく、特に限
定するものではない。例えば、以下の成分は、２次再結
晶のための析出分散相として使用する不純物であり、効
果的作用のためには、適当量含有させる必要がある。す
なわち、Ｍｎ：０．０２〜０．１５％，Ｓ：０．１０〜
０．０５％，酸可溶性Ａｌ：０．０１〜０．０４％，Ｎ
：０．００３〜０．０１５％，Ｓｂ：０．０１〜０．１
５％，Ｓｅ：０．０１〜０．０５％，を２種以上を適宜
組み合わせることで良好な２次再結晶が得られる。その
他Ｃｕ，Ｓｎはインヒビターを強くする目的で１．０％
以下となるように少くとも１種添加してもよい。

【００１７】本発明では１．０〜３．０ｍｍ厚の薄鋳片
圧延材を製造するが、この場合良好な２次再結晶のため
には冷延出発材の厚さが１．０ｍｍ未満では圧延率不足
となり、また３．０ｍｍ超では圧延率が過剰となり、ま
た冷延工程までの通板、加工が困難となるので１．０〜
３．０ｍｍと規定した。急速凝固後の２次冷却について
は、粗大析出物の発生を抑制するために急速冷却が好ま
しく、析出物をインヒビターとして有効かつゴス核確保
上ランダム組織とするには、１３００〜９００℃間を少
くとも１０℃／秒以上で冷却すればよいことは先願の特
願平１−７９９８４号と同じである。凝固時の冷却速度
は、１．０〜３．０ｍｍ厚の薄鋳片を製造した場合、５
０℃／秒以上になる。

【００１８】このあと、必要に応じて行う薄鋳片冷延板
焼鈍処理工程を経て、最終冷延圧下率８５％以上の１回
ないし中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延にて最終板厚
となす。次いで湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を行い、さら
にＭｇＯ等の焼鈍分離剤を塗布して２次再結晶の純化の
ため１１００℃以上の仕上焼鈍を行うことで、一方向性
高磁束密度電磁鋼板が製造される。

【００１９】

【実施例】次に本発明の実施例を挙げて説明する。 実施例１ Ｃ：０．０６５％，Ｓｉ：３．１５％，Ｍｎ：０．０７
５％，Ｓ：０．０３０％，Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２５％
，Ｎ：０．００７３％，Ｓｎ：０．１２％，Ｃｕ：０．
０７％を含み、残部は実質的にＦｅからなる溶鋼を、双
ロールを用いて鋳造し、１．０〜３．０ｍｍ板厚の鋳片
を得た。その際、鋳造直後に水スプレーにて７００℃ま
で冷却した。この際１３００℃から９００℃までの２次
冷却速度は毎秒２００℃であった。かかる鋳片を製造す
る際、半数量に対しては、本発明法に準じ、上記溶鋼が
入っている取鍋中に、ＮｉＯ：４５．５％，Ｂ２　Ｏ５
　：３７％，ＳｉＯ２　：１．０％からなる化合物を溶
鋼１トンに対して２０００ｇ（Ｎ：７２０ｇｒ）の割合
で投入した。

【００２０】かくして得られた鋳片を、１０５０℃で５
分間焼鈍を行い、さらに酸洗した後、圧下率８９％で冷
間圧延を行い、各種の板厚からなる最終冷延材を得た。 次いで、湿潤水素中で脱炭焼鈍し、ＭｇＯ粉を塗布した
後、１２００℃で１０時間水素ガス雰囲気中で高温焼鈍
を行った。得られた製品の磁性、ならびに薄鋳片を半径
５ｍｍの９０°曲げ試験機にて破断するまでの曲げ回数
を、表１に一覧する。表１からわかる如く、本発明によ
る場合には従来法に比較して磁気的性質、曲げ回数共に
改善されているのがわかる。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例２ Ｃ：０．０５８％，Ｓｉ：３．３％，Ｍｎ：０．０８５
％，Ｓｅ：０．０３％，Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２８％，
Ｎ：０．００８２％，Ｓｂ：０．２％を含み、残部は実
質的にＦｅからなる溶鋼を、双ロールを用いて薄鋳片と
なし、双ロール出側直後から水スプレーで７００℃まで
３秒間で冷却した。その後空冷途上７００〜６００℃の
間に圧下率約３０％の圧延を行い、板厚１．９ｍｍの薄
鋳片圧延材を得た。かかる薄鋳片圧延材を製造する際、
本発明例として上記溶鋼が入っているタンデイッシュ中
に、ＣｏＯ：１４．３％，Ｂ２　Ｏ３　：３８％，Ｓｉ
Ｏ２　：２５％からなる化合物を、金属（Ｃｏ）分換算
で各種量添加した。かくして得られた各種薄鋳片圧延材
に、１１００℃での焼鈍加熱、酸洗、８８％圧下率での
冷延、脱炭焼鈍、ＭｇＯ塗布、１２００℃での高温焼鈍
を施した。表２には、かくして得られた製品の磁気的性
質並びに薄鋳片圧延材の脆さ程度（半径５ｍｍの９０°
曲げ回数）を示す。

【００２３】この表から明らかなように、本発明によれ
ば、磁性、脆さ共に改善効果のあることが判る。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、工業化上
問題となる曲げ破断、冷延破断等が改善され、しかも磁
気特性のよい急冷凝固による一方向性電磁鋼板を製造す
ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量で、Ｓｉ２．５〜４．５％，Ｃ０
   ．０３〜０．１０％および一方向性電磁鋼の公知のイン
   ヒビター、その他電磁鋼として必要な成分元素を含み、
   残部は実質的にＦｅからなる溶鋼を、鋳造後板厚中心部
   の冷却速度が５０℃／秒以上となるように急速凝固し、
   さらに凝固後１３００〜９００℃間を１０℃／秒以上で
   冷却し、得られた１．０〜３．０ｍｍの薄鋳片を素材と
   して最終冷延圧下率８５％以上の１回ないし中間焼鈍を
   含む２回以上の冷間圧延を施し、さらに脱炭焼鈍、Ｍｇ
   Ｏ焼鈍分離剤塗布、１２００℃での仕上焼鈍を行う一連
   の工程からなる一方向性電磁鋼板の製造方法において、
   前記溶鋼中に、溶鋼中で分解可能な金属酸化物ないし、
   該金属酸化物を含有する化合物または混合物を溶鋼１ト
   ンあたり、該金属分換算で１０ｇｒ以上１０００ｇｒ以
   下を添加することを特徴とする急冷凝固プロセスによる
   一方向性電磁鋼板の製造方法。