JPH05237606A - 無方向性電磁鋼板用急冷凝固薄鋳片の通板方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の無方向性電磁鋼成分の急冷凝固薄鋳片
を工業的に安定して通板する方法を提供する。 【構成】 重量でＳｉ：２．０〜７．０％を含有し、そ
の他電磁鋼として必要な成分元素を含み、残部実質的に
Ｆｅからなる溶鋼を、移動更新する冷却体表面により急
冷凝固せしめて得た薄鋳片を通板して巻き取ってコイル
にするに際し、巻き取り温度を１００℃以上とすること
を特徴とする、無方向性電磁鋼板用急冷凝固薄鋳片の通
板方法であり、前記薄鋳片よりなるコイルを巻き戻して
通板するに際し、また前記薄鋳片をロールに巻き付けて
通板するに際し、巻き戻しあるいは巻き付け温度を１０
０℃以上とすることを特徴とする、無方向性電磁鋼板用
急冷凝固薄鋳片の通板方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、急冷凝固法を用いて、
２．０〜７．０％のＳｉを含む無方向性電磁鋼板用薄鋳
片を工業的に安定して通板する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】無方向性電磁鋼板は回転機および中小型
変圧器などの鉄心材料として広く利用されており、磁気
特性として励磁特性と鉄損特性が良好でなくてはならな
い。しかも近年、特にエネルギーロスの少ない低鉄損素
材への市場要求が強まっている。しかし、従来の製造方
法では、熱延、冷延、焼鈍などの複雑な工程処理が必要
なため、製造コストが非常に高いという問題がある。そ
こで最近、電磁鋼の溶鋼を急冷凝固法で直接薄帯にする
技術が開発された。この方法によれば、溶鋼から直接成
品または半成品ができるので、熱延工程を省略できるな
ど、製造コストを大幅に下げることが可能である。

【０００３】急冷凝固法で無方向性電磁鋼板を製造する
方法は、磁気特性向上のため開示されているものが主流
である。たとえば、特開昭５６−３６２５号公報では、
急冷凝固法により直接的に薄帯となし、磁気特性上好ま
しい（１００）面内無方向性の集合組織を有する電磁鋼
薄帯を製造する方法が提案されている。また、特開平２
−１３３５２３号公報には、Ｓｉ：０．１〜２．０％重
量を含有する溶湯を急冷凝固して平均結晶粒径が０．０
５mm以上である鋼帯を製造し、次いで冷延および仕上げ
焼鈍を施すことを特徴とする磁気特性に優れた無方向性
電磁鋼板の製造方法について開示されている。

【０００４】さらに、特開平２−１９４１２３号公報に
は、Ｓｉ：０．１〜４．０％重量を含有する溶湯を急冷
凝固して、再加熱することなく圧下率６０％以下、圧延
仕上げ温度６００〜１０００℃で熱延し、次いで、得ら
れた熱延鋼帯に冷延および仕上げ焼鈍を施すことを特徴
とする磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法に
ついて開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来開
示されてきた急冷凝固法による電磁鋼板の製造方法は、
いずれも望ましい磁気特性を得ることを目的としたもの
である。しかしながら、本発明者らは、従来技術による
急冷凝固法を工業的に生産する場合、後工程での薄鋳片
の靭性を解決する必要がある、という問題点に直面し
た。つまり、Ｓｉを含んだ急冷凝固薄鋳片の繰り曲げ回
数が非常に悪く、酸洗ライン、圧延工程などで鋳片割れ
が発生し通板性が非常に劣るという、工業上の大きな問
題点に直面した。

【０００６】本発明は、かかる無方向性電磁鋼板用急冷
凝固薄鋳片の脆性問題を解決し、工業的に安定した通板
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】本発明は、上記目的を達
成すべく検討を重ねた結果完成したものであって、重量
でＳｉ：２．０〜７．０％を含有し、その他電磁鋼とし
て必要な成分元素を含み、残部実質的にＦｅからなる溶
鋼を、移動更新する冷却体表面により急冷凝固せしめて
得た薄鋳片を通板して巻き取ってコイルにするに際し、
巻き取り温度を１００℃以上とすることにより、また、
急冷凝固せしめて得た薄鋳片よりなるコイルを巻き戻し
て通板するに際し、巻き戻し温度を１００℃以上とする
ことにより、さらに、急冷凝固せしめて得た薄鋳片をロ
ールに巻き付けて通板するに際し、巻き付け温度を１０
０℃以上とすることにより、工業的に安定して、無方向
性電磁鋼板用急冷凝固薄鋳片を通板する方法である。

【０００８】以下に本発明を詳細に説明する。本発明者
らは、繰り曲げ試験後の破断面を観察した結果、いずれ
も粒内破断であることが判明した。このことから、無方
向性電磁鋼板用薄鋳片の脆化の原因として、従来の熱延
プロセスの熱延板と比較して薄鋳片での結晶粒径が大き
いことの他に、Ｓｉ添加によりフェライト地そのものの
靭性が低下し、薄鋳片繰り曲げ時の交差すべりが困難に
なっていることを見出した。さらに、急冷凝固された薄
鋳片では、通常の連続鋳造材に比べて、溶湯の大きな収
縮率または冷却時の熱応力により導入される鋳物中の欠
陥が多いことも見出した。これは、急冷凝固法では０．
１秒オーダという瞬時に凝固が起こることに起因してい
るものと考えられる。そこで対策を重ねた結果、所定の
温度に薄鋳片を保持することにより、交差すべりを容易
にし、鋳片に内蔵される欠陥も減少するので、靭性が改
善されることを見出し、本発明を完成した。図１にシャ
ルピー試験による衝撃破断エネルギーの温度変化を示し
たが、１００℃以上で、良好な靭性が得られることがわ
かる。

【０００９】なお、特開平３−３１４１９号公報では、
重量でＳｉ：０．０２〜１．２％などからなる鋼片を熱
間圧延、脱スケールした後、冷間圧延において１００〜
４００℃の温間で圧延し、仕上げ焼鈍することからなる
無方向性電磁鋼板の製造方法が開示されている。しか
し、この方法は熱延工程を必要としており、プロセスの
面で本発明とは異なる。さらに、この方法は磁気特性の
向上を狙うため、温間圧延を行うものであり、この点に
おいても本発明とは大きく相違する。

【００１０】さらに、特開昭６３−１１９９５１号公報
では、重量でＳｉ：４〜７％を含有する鋼を連続鋳造す
る方法において、鋳片の表面から１０mm以内の表面部の
凝固時の平均冷却速度を３℃／秒以上に保持し、二次冷
却帯およびその後の保熱断熱帯にて鋳片の表面の温度を
６００〜１２００℃に保持し、或る範囲の外歪みおよび
歪み速度を満足する冷却条件、および鋳片の切断後、鋳
片の表面温度を６００℃以上に保持して加熱炉または圧
延機まで搬送することを特徴とする連続鋳造方法を開示
している。しかし、この方法では急冷凝固を行ったもの
ではなく、プロセスの面で本発明とは異なる。さらに、
該方法は鋳造時の熱間脆性を解決することに主眼を置い
ており、本発明のように得られた薄鋳片の常温靭性を問
題としていることは明らかに異なる。

【００１１】また、特開平３−６１３２５号公報では、
電磁鋼などの難加工材を温間圧延するに際し、被圧延材
をコイル状にして低温加熱し、７０〜２００℃で温間圧
延することを特徴とする難加工材の温間圧延方法を開示
している。しかし、この方法では圧延加工時の脆性を問
題としており、急冷凝固薄鋳片におけるような、圧延工
程以外での、鋳造工程および酸洗工程での通板性は、特
に問題とはされていない。以下に本発明を詳細に説明す
る。

【００１２】

【作用】次に本発明において、鋼組成および製造条件を
前記のように限定した理由を、詳細に説明する。まずこ
の鋼成分の限定理由は次のとおりである。Ｓｉは鉄損を
良くするために下限を２．０％とする。さらに、上限
７．０％は、これ以上では磁気特性の向上が望めないの
で限定した。なお、本発明において、Ｓｉ以外の鋼成分
としては、磁気特性の向上、機械的性質の向上、耐銹性
の向上などの目的のために、Ａｌ，Ｍｎ，Ｐ，Ｂ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｃｕの一種または二種以上を
０．０１〜１０％含有させても良い。

【００１３】次に、この溶鋼を双ロール法などにより急
冷凝固するが、得られる鋼帯の板厚は０．３〜４．０mm
厚が好ましい。これは、最終板厚０．０３〜１．００mm
の製品を想定したとき、良好な磁気特性を得るためには
０．３mm未満では冷延圧下率が不足であり、４．０mm超
では冷延圧下率が過剰となるからである。得られた薄鋳
片のスケールを除去するため酸洗工程を施す。さらに、
最終製品板厚までの冷間圧延工程を施す。

【００１４】以上の連続鋳造工程、酸洗工程、冷間圧延
工程において通板される時、コイルなどに巻き取られる
際の薄鋳片は、鋳片温度を１００℃以上に保持しなけれ
ばならない。下限１００℃は、これ未満では鋳片の靭性
がないからである。なお、この時の薄鋳片の温度の上限
は５００℃が望ましい。上限５００℃は、これを超える
と省エネルギーの面からも好ましくなく、スケールなど
が発生するからである。

【００１５】あるいは、上記の連続鋳造工程、酸洗工
程、冷間圧延工程において通板される時、コイルなどか
ら巻き戻される際の薄鋳片は、鋳片温度を１００℃以上
に保持しなければならない。下限１００℃は、これ未満
では鋳片の靭性がないから限定した。また、この時の薄
鋳片の温度の上限は５００℃が望ましい。上限５００℃
は、これを超えると省エネルギーの面からも好ましくな
く、スケールなどが発生するからである。

【００１６】また、上記の連続鋳造工程、酸洗工程、冷
間圧延工程において通板される時、薄鋳片をロールなど
に巻き付けて通板する際、鋳片温度を１００℃以上に保
持しなければならない。下限１００℃は、これ未満では
鋳片の靭性がないから限定した。また、この時の薄鋳片
の温度の上限は５００℃が望ましい。上限５００℃は、
これを超えると省エネルギーの面からも好ましくなく、
スケールなどが発生するからである。なお、この鋳片温
度の保持期間は、薄鋳片を直接連続通板して次工程へ繋
ぐ過程でのルーパにおけるルーパロールに巻き付け通板
する際も含む。この後は仕上げ焼鈍を行うことで、磁気
特性が良好な無方向性電磁鋼が製造される。次に本発明
の実施例を挙げて説明する。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕表１に示す成分組成を含む溶鋼を、双ロー
ル急冷凝固法により、１．７mm厚の薄鋳片に鋳造した。
鋳造条件は、ロール径が３００mmφ、溶鋼のロール接触
時間は約０．３秒である。鋳造後はコイルに巻き取っ
た。この時のコイルの内径（直径）は１４０cmである。
またコイルの巻き取り温度は（Ａ）として２５℃で行
い、（Ｂ）として１２０℃で行った。その結果、（Ａ）
では巻き取り初期に、薄鋳片に破断が起こり、コイルに
できなかった。以下、（Ａ）の場合では工業的に生産す
ることは不可能であった。

【００１８】ついで、（Ｂ）では得られた薄鋳片を酸洗
した。以上の工程での入側でコイルを巻き戻すとき、あ
るいは出側でコイルに巻き取るとき、鋳片の温度は１３
０℃で行った。次に冷間圧延工程において、薄鋳片を製
品板厚０．３５mmにした。この工程での入側でコイルを
巻き戻すとき、鋳片の温度は１４０℃で行った。その
後、１０００℃で３０秒間、連続仕上げ焼鈍を施し、製
品を得ることができた。

【００１９】

【表１】

【００２０】（実施例２）表１に示す成分組成を含む溶
鋼を、双ロール急冷凝固法により、１．５mm厚の薄鋳片
に鋳造した。鋳造条件は、ロール径が３００mmφ、溶鋼
のロール接触時間は約０．３秒である。また得られた薄
鋳片を次の酸洗工程へ直接連続通板する際、ルーパでの
通板温度を、（Ｃ）として３５℃で行い、（Ｄ）として
１４０℃で行った。このとき、ルーパの折り返し点のロ
ール径は１５０cmである。その結果、（Ｃ）では通板中
に、薄鋳片に破断が起こり、通板できなかった。以下、
（Ｃ）では工業的に生産することは不可能であった。つ
いで（Ｄ）ではルーパを使用し連続して冷間圧延工程に
おいて、薄鋳片を製品板厚０．３５mmまで冷延した。こ
のときのルーパでの薄鋳片の温度は１４０〜１７０℃で
行った。

【００２１】次に、９５０℃で２０秒間、連続仕上げ焼
鈍を施し、製品を得ることができた。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、急冷凝固法により得ら
れた無方向性電磁鋼板用薄鋳片を、安定して通板するこ
とができるので、工業上の貢献するところが極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】板厚２．０mmの薄鋳片の各保持温度におけるシ
ャルピー衝撃試験結果を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量でＳｉ：２．０〜７．０％を含有
   し、その他電磁鋼として必要な成分元素を含み、残部実
   質的にＦｅからなる溶鋼を、移動更新する冷却体表面に
   より急冷凝固せしめて得た薄鋳片を通板して巻き取って
   コイルにするに際し、巻き取り温度を１００℃以上とす
   ることを特徴とする、無方向性電磁鋼板用急冷凝固薄鋳
   片の通板方法。
2. 【請求項２】 重量でＳｉ：２．０〜７．０％を含有
   し、その他電磁鋼として必要な成分元素を含み、残部実
   質的にＦｅからなる溶鋼を、移動更新する冷却体表面に
   より急冷凝固せしめて得た薄鋳片よりなるコイルを巻き
   戻して通板するに際し、巻き戻し温度を１００℃以上と
   することを特徴とする、無方向性電磁鋼板用急冷凝固薄
   鋳片の通板方法。
3. 【請求項３】 重量でＳｉ：２．０〜７．０％を含有
   し、その他電磁鋼として必要な成分元素を含み、残部実
   質的にＦｅからなる溶鋼を、移動更新する冷却体表面に
   より急冷凝固せしめて得た薄鋳片をロールに巻き付けて
   通板するに際し、巻き付け温度を１００℃以上とするこ
   とを特徴とする、無方向性電磁鋼板用急冷凝固薄鋳片の
   通板方法。