JPH051324A - 一方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブの熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、生産性を向上し、良好な磁気特性
と表面性状を有した一方向性電磁鋼板を得るために、雰
囲気制御型の電気式加熱炉を用いて、多量の溶融スケー
ルおよびスラブ組織の粗大化を防止しようとした時に新
たに生じるスラブ内部開孔を起因とする成品表面のフク
レ状欠陥が発生しない熱間圧延方法を提供する。 【構成】一方向性電磁鋼板用連鋳スラブを、ガス燃焼型
加熱炉で900 〜1250℃の範囲に予備加熱し、その後非酸
化性雰囲気の電気式加熱炉で1300〜1450℃の範囲に加熱
した後、熱間圧延を施す一連の工程において、(1) 予備
加熱後のスラブ内長手方向の温度差を50℃以下とし、
(2) 該スラブの電気加熱を、1000〜1300℃の領域での昇
温速度を2.5 〜20.0℃／分とすること、尚、電気式加熱
前１パス50mm以下の幅大圧下圧延を行ってより効果を挙
げ得る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方向性電磁鋼板を製
造する工程において、連続鋳造により製造したスラブの
熱間圧延方法に関し、特に生産性に優れ、成品の表面欠
陥が少なく、磁気特性向上を図る熱間圧延方法に係わる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は、高い磁束密度と低い
鉄損を持つ優れた磁気特性により変圧器などの鉄芯材料
として広く用いられている。その製造方法の特徴とし
て、〔１１０〕〈００１〉のいわゆるゴス方位が高度に
集積した二次再結晶粒を得るために、ＭｎＳ，ＡｌＮと
いった粒方向性を制御するインヒビター元素が用いられ
ている。このインヒビター元素が適性に意図した作用を
もたらすためには、熱間圧延に先立つスラブ加熱時に充
分に解離固溶（以下溶体化と呼ぶ）させた後、適切な条
件での熱間圧延と次いで行う冷却によって微細かつ均一
分散析出させることが非常に重要であり、かかるインヒ
ビターの溶体化には、例えば１３００℃以上のスラブ高
温加熱を行っている。

【０００３】このスラブ高温加熱を行う方法として、ガ
ス燃焼型加熱炉を用いた場合には、加熱炉内で多量の溶
融スケールが発生し、歩留の悪化が生じるだけでなく、
加熱炉の安定した操業性を損なうと共に、成品表面欠陥
や幅方向端部のいわゆる耳割れ欠陥の発生原因となる。
加えて、この種の加熱炉で目標とする温度まで到達させ
るには極めて長時間を要することから、その間にスラブ
組織の粗大化が生じ、その後の圧延で巨大延伸粒を発現
させることになり、その結果成品磁気特性を不安定にさ
せる原因にもなっている。

【０００４】上記の問題点に対して、特開昭６３−１０
９１１５号公報、特開平１−１６２７２５号公報等で
は、スラブを１２５０℃程度までガス燃焼型加熱炉で予
備加熱し、その後の高温加熱を、不活性雰囲気に制御さ
れた誘導加熱炉で短時間行うことが提案されている。し
かしながら、これらの方法によれば熱延段階での歩留、
操業性、磁気特性の点では改善が図れるものの、スラブ
内部高温発熱に伴う新たな問題点として、連続鋳造スラ
ブの特徴であり、しかも一方向性電磁鋼板の場合、他の
材料に比べ更に顕著であるスラブの中心偏析および内部
割れ部分の粒界溶融によるスラブ内部開孔が生じてしま
う。この内部開孔は成品段階まで残り、二次再結晶を発
現させる高温焼鈍時に内部気体が膨脹し成品表面にフク
レ状欠陥として現れることもある。

【０００５】また近年、特公昭５９−４２５６１号公報
で提案されているように、連続鋳造の生産性を向上させ
るためにスラブ段階で、竪型大径ロール等を用いて幅大
圧下圧延を行い、所望製品幅の作り込みを実施してい
る。しかし、このスラブの幅大圧下圧延方法では、スラ
ブ厚方向に張力が働き内部開孔させやすい応力を残存さ
せるため、フクレ状欠陥の発生確率を更に高めて生産性
の阻害要因にもなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、一方向性電
磁鋼板の製造過程で、上記した従来技術の問題点を解消
するものである。すなわち、連続鋳造工程の生産性を向
上させるため必要に応じて幅大圧下圧延を行い、且つ良
好な磁気特性と表面性状を有する一方向性電磁鋼板を得
るために、雰囲気制御型で且つ内部発熱型の電気式加熱
炉を用いて、多量の溶融スケールおよびスラブ組織の粗
大化を防止しようとした時に新たに生じるスラブ内部開
孔を起因とする成品表面のフクレ状欠陥が発生しない熱
間圧延方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の通りの構成とする。すなわち、 １．Ｃ：０．０２〜０．０８５％、Ｓｉ：２〜４．５％
を含む連続鋳造により製造した一方向性電磁鋼板用スラ
ブを、ガス燃焼型加熱炉で９００〜１２５０℃の範囲に
予備加熱し、その後非酸化性ガス雰囲気にした電気式加
熱炉で１３００〜１４５０℃の範囲に加熱し所定の時間
均熱保持した後、熱間圧延を施す一連の工程において、
（１）予備加熱後のスラブ内長手方向の温度差を５０℃
以下とし、（２）該スラブを前記電気加熱するに際し、
１０００〜１３００℃の領域での昇温速度を２．５〜２
０．０℃／分とすることを特徴とする一方向性電磁鋼板
用連続鋳造スラブの熱間圧延方法、及び ２．Ｃ：０．０２〜０．０８５％、Ｓｉ：２〜４．５％
を含む連続鋳造により製造した一方向性電磁鋼板用スラ
ブを、ガス燃焼型加熱炉で９００〜１２５０℃に予備加
熱した後、６０mm以上の幅大圧下圧延を行い、次いで非
酸化性ガス雰囲気にした電気式加熱炉で１３００〜１４
５０℃の範囲に加熱し所定の時間均熱保持した後、熱間
圧延を施す一連の工程において、 （１）予備加熱後のスラブ内長手方向の温度差を５０℃
以下とすること （２）スラブの予備加熱後に行う幅大圧下圧延を、一回
パスでの幅方向圧下量を５０mm以下とする複数パスで実
施すること、 （３）幅大圧下圧延の後、スラブを前記電気加熱するに
際し、１０００〜１３００℃の領域での昇温速度を２．
５〜２０．０℃／分とすること を特徴とする一方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブの熱間
圧延方法を要旨とする。以下に本発明の内容を詳細に説
明する。連続鋳造された一方向性電磁鋼板用スラブの中
心部には、Ｓ，Ｐ等の不純物の濃厚偏析帯が生じる。こ
れは一方向性電磁鋼板用スラブの熱伝達係数が小さいた
めに生じる避けられない現象である。

【０００８】この様な濃厚偏析帯を持つスラブ内部に１
３００〜１４５０℃という高温加熱を施した場合に、Ｓ
濃化部が低融点であるために粒界溶融が生じ、その後の
粗圧延段階で内部開孔が発生する。図１は通常の方法で
製造した一方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブにおけるＳ
の偏析状況を模式的に示したもので、（ａ），（ｂ）図
の様にＳはスラブ中心部に濃化している。本発明者等の
調査によると溶鋼分析で０．２４％のＳ含有量のもの
が、スラブ段階で中心部には１．６０％濃化していた。
また、本発明が解決しようとする課題であるフクレ状欠
陥の板厚方向発生位置は（Ｃ）図のような分布となって
おり、スラブ段階でのＳ偏析位置とよく対応していた。

【０００９】一般に一方向性電磁鋼板の良好な磁気特性
発現のためには、スラブ段階での１３００℃以上の高温
加熱が必須である。この際にスラブ内部発熱型の電気式
加熱炉を用いた場合、その後の加工で前記したような内
部開孔が生じ、これが鋼板フクレの原因になる。特に、
生産性向上のためにスラブ幅を集約し、幅大圧下圧延を
行う場合には、この内部開孔が助長される。

【００１０】本発明者等はかかる内部開孔の発生につい
て鋭意検討した結果、内部開口に基づくフクレ状の表面
欠陥は、予備加熱後スラブのスキッド等支持部材に接触
していた部分と、他の部分（非接触部分）とに焼き上が
り温度偏差が生じ、このような偏差は続いて行われる誘
導加熱炉での高温加熱に際してそのまま持続され、スキ
ッド接触位置では低くなるためこの部分を所定の高い溶
体化温度にすれば同時に非接触部はより高温となり、こ
の部分の中心偏析帯である抵融点部分が溶融化するため
に発生すること、また、水平方向の幅圧下圧延において
１パスの圧下量が大きいと、中心偏析帯に対して押し広
げ力が働くため、フクレ状欠陥が多発する傾向となるこ
とが分かった。そして連続鋳造スラブの低温予備加熱条
件とその後の高温溶体化処理条件を特定すること、或い
は幅大圧下圧延条件を選択実施することによりこれを防
止できることを見出した。

【００１１】図２は予備加熱後におけるスラブ長手方向
での温度偏差と、その後の誘導加熱での溶体化処理にお
ける加熱速度との関係でフクレの発生状況を調べたもの
である。すなわち、調査対象試料は、組成が、Ｃ：０．
０７％、Ｓｉ：３．２５％、Ｍｎ：０．０７％、Ｐ：
０．０１％、Ｓ：０．０２４％、Ａｌ：０．０２４％、
Ｎ：０．００９０％、Ｃｕ：０．０５％、Ｓｎ：０．１
０％を含有し、残部実質的にＦｅからなり、２５０mm厚
×１２００mm幅サイズの一方向性電磁鋼板用スラブ（２
５０mm厚×１２００mm幅）を使用し、該スラブをガス加
熱炉で１１５０℃の予備加熱を行い、長手方向の温度差
が１０〜１００℃範囲の各温度になるように焼き上げた
後、Ｎ₂ 雰囲気にした電気誘導加熱炉に導入して１３５
０℃に加熱するに当たり１０００℃から１３００℃まで
各種の加熱速度で高温加熱を施した。その後熱間圧延し
２．３mm厚のホットコイルとした工程を採用して一方向
性電磁鋼板を製造したときの結果を図２に示している。
図から明らかの様に、フクレ欠陥の発生は、予備加熱の
スラブ長手方向温度偏差は小さいほど、即ち５０℃以下
になればなくなり、又、誘導加熱の昇温速度が遅いほ
ど、即ち２０℃／分以下にすれば、前記５０℃の温度偏
差の場合にも殆ど抑制することができる。尚、昇温速度
はあまり遅くすることは生産性を低下させるので２．５
℃／分以上とする。又、その昇温範囲を１０００〜１３
００℃としたのは、１０００℃は予備加熱されたスラブ
が抽出後電気式加熱炉に装入される平均的装入温度であ
り、１３００℃は、Ｍｎ，Ｓ等のインヒビター形成元素
を十分に溶体化するために必要な最低温度であるからで
ある。

【００１２】図３には、幅大圧下圧延時のパス毎幅圧下
量とフクレ発生率の関係を示す。即ち、図２の場合と同
組成のスラブを、予備加熱後スラブ長手方向の温度偏差
４０℃とし、幅圧下圧延を各種パス毎の圧下量で、全幅
圧下量が１２０mmになるように行い、生じたドッグボー
ンを水平ロールで圧下しスラブ整形した後非酸化性ガス
雰囲気の誘導加熱炉で１５℃／分の加熱速度で１０００
℃から１３００℃まで加熱し、２０分均熱してから熱間
圧延し２．３mm厚のホットコイルとした工程を採用して
一方向性電磁鋼板を製造したときの結果である。図３に
おいてパス毎圧下量が７０mm以上の場合は、１２０mm圧
下する各パスにおける最大圧下量で示している。図から
明らかなように、水平方向の幅圧下圧延において１パス
圧下量が５０mmをこえて大きくなるほどフクレ状欠陥が
多発する。これは、前述のように水平方向の大きな圧下
に因って中心偏析に対して押し広げの力がより大きく働
くことによるものである。従って、１パスを軽圧下と
し、これを多パス化すれば、応力は分散されフクレ状欠
陥を抑制することができる。このような理由から本発明
は、予備加熱に続く幅大圧下圧延における１パスの圧下
量を５０mm以下に制限する。本発明では、上記一方向性
電磁鋼板用連続鋳造スラブを、ガス燃焼型加熱炉で予備
加熱を行う。この加熱は、９００〜１２５０℃という比
較的低温で行うため、溶融ノロの発生が少なく、既存加
熱炉を利用して効率の良い操業を可能にする。 予備加
熱後の長手方向温度偏差の少ないスラブは雰囲気制御型
電気加熱（誘導加熱）炉に搬送する。必要な場合には誘
導加熱前に、幅大圧下圧延を前記したようなフクレ状欠
陥が生じさせない条件下で行う。即ち、この種のスラブ
の鋳造サイズは、鋳造安定性−から制約される最大幅の
一定のものとし、これを所望の製品幅となるように幅圧
下を行うことにより、連続鋳造工程の生産性を向上す
る。幅圧下の手段は特に限定するものではないが、例え
ば特公昭５９−４２５６１号公報で提案されている竪型
大径ロールが使用できる。

【００１３】誘導加熱炉では、Ｎ₂ やＡｒガス等の非酸
化性雰囲気にし炉中でスラブを高温溶体化処理する。こ
れはスラブに含有されているＭｎＳやＡＩＮ等の固溶を
図り、冷延、仕上焼鈍等を経た最終製品に優れた磁気特
性を付与するために必要な手段である。このために所定
の温度（１３００℃）までの加熱速度を２０℃／分以下
に制限して１３００〜１４５０℃の温度範囲に加熱す
る。加熱手段として、例えば誘導コイル内にスラブを竪
型に装入し、雰囲気を非酸化性にできる炉を、オンライ
ン或はオンライン近傍に、しかも、粗圧延機に近接して
設置することが好ましい。

【００１４】高温加熱されたスラブは、速やかに粗圧延
機に噛み込まれこれ以降常法に従って粗一仕上圧延さ
れ、コイルに巻き取って一方向性電磁鋼板用熱延鋼板と
なる。そして、この熱延鋼板を冷延、焼鈍等通常の一方
向性電磁鋼板の製造法で処理し、表面性状および磁気特
性の優れた最終製品を安定して得ることができる。

【００１５】

【実施例１】重量でＣ：０．０８％、Ｓｉ：３．２２
％、Ａｌ：０．０２６％、Ｎ：０．００８０％、Ｓｎ：
０．１２％、Ｃｕ：０．０５％、Ｍｎ：０．０８％、
Ｓ：０．０２５％を含み、残部実質的Ｆｅよりなる連鋳
スラブの各試片を、ガス加熱炉にて１１５０℃に加熱し
た。この時のスラブ内長手方向温度差３０、７０℃の２
水準であった。その後、竪形圧延機により２パスおよび
５パスで１５０ｍｍの幅圧下圧延を行い、続いて非酸化
性雰囲気に制御された誘導加熱炉に装入し、１０００℃
から１３００℃の領域を１５℃／分及び２５℃／分の２
水準の昇温速度で加熱した後、１３５０℃で２０分間均
熱処理を施し、誘導加熱炉から抽出し、直ちに粗圧延、
仕上圧延を行って２．３ｍｍのトットコイルを得た。

【００１６】これら予備加熱条件の異なるホットコイル
を酸洗した後、１．６０ｍｍの板厚に予備冷延してか
ら、ホットコイル焼鈍を施し、ついで最終冷延により
０．２３ｍｍ厚の鋼帯とした。この冷延鋼帯を更に８３
５℃で脱炭焼鈍を行い、焼鈍分離剤を塗布した後１２０
０℃の仕上焼鈍を行い、張力コーティングを施して高磁
束密度方向性電磁鋼板を得た。これら最終製品のフクレ
状欠陥を表１に示す。表から明らかのように、本発明の
領域で製造したものはフクレ状欠陥の発生は無く良好で
ある。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明法によれば、フク
レ状欠陥を発生することなく、幅大圧下圧延および雰囲
気制御された内部高温発熱型の誘導加熱炉で方向性電磁
鋼板用スラブを加熱することが可能となり、これによっ
て表面性状および磁気特性の優れた製品を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スラブの中心偏析およびフクレ欠陥の割れ起点
分布を模式的に示す図。

【図２】フクレ欠陥に対する予備加熱後におけるスラブ
長手方向での温度偏差と、その後の誘導加熱での溶体化
処理における加熱速度戸の関係を示す図。

【図３】フクレ欠陥に対する幅大圧下圧延時のパス毎幅
圧下量とフクレ発生率の関係を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．０２〜０．０８５％、Ｓｉ：２
   〜４．５％を含む連続鋳造により製造した一方向性電磁
   鋼板用スラブを、ガス燃焼型加熱炉で９００〜１２５０
   ℃の範囲に予備加熱し、その後非酸化性ガス雰囲気にし
   た電気式加熱炉で１３００〜１４５０℃の範囲に加熱し
   所定の時間均熱保持した後、熱間圧延を施す一連の工程
   において、（１）予備加熱後のスラブ内長手方向の温度
   差を５０℃以下とし、（２）該スラブを前記電気加熱す
   るに際し、１０００〜１３００℃の領域での昇温速度を
   ２．５〜２０．０℃／分とすることを特徴とする一方向
   性電磁鋼板用連続鋳造スラブの熱間圧延方法。
2. 【請求項２】 Ｃ：０．０２〜０．０８５％、Ｓｉ：２
   〜４．５％を含む連続鋳造により製造した一方向性電磁
   鋼板用スラブを、ガス燃焼型加熱炉で９００〜１２５０
   ℃に予備加熱した後、６０mm以上の幅大圧下圧延を行
   い、次いで非酸化性ガス雰囲気にした電気式加熱炉で１
   ３００〜１４５０℃の範囲に加熱し所定の時間均熱保持
   した後、熱間圧延を施す一連の工程において、 （１）予備加熱後のスラブ内長手方向の温度差を５０℃
   以下とすること （２）スラブの予備加熱後に行う幅大圧下圧延を、一回
   パスでの幅方向圧下量を５０mm以下とする複数パスで実
   施すること、 （３）幅大圧下圧延の後、スラブを前記電気加熱するに
   際し、１０００〜１３００℃の領域での昇温速度を２．
   ５〜２０．０℃／分とすること を特徴とする一方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブの熱間
   圧延方法。