JPH05255753A - 無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

無方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH05255753A
JPH05255753A JP3125292A JP3125292A JPH05255753A JP H05255753 A JPH05255753 A JP H05255753A JP 3125292 A JP3125292 A JP 3125292A JP 3125292 A JP3125292 A JP 3125292A JP H05255753 A JPH05255753 A JP H05255753A
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健司 小菅
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の無方向性電磁鋼成分からなる溶鋼を急
冷凝固して得た薄鋳片を用いて、磁気特性が良好な無方
向性電磁鋼板の製造方法を提供する。 【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に冷延および仕上げ焼鈍を施
す無方向性電磁鋼板の製造方法において、冷却体表面を
離脱してから、1200℃から600℃までの薄鋳片の
平均冷却速度を30℃/秒以下とすることを特徴とす
る、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気特性に優れた、無
方向性電磁鋼板の製造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
型変圧器等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集合組織の改善に着目して
いるものがある。たとえば、特開平2−194123号
公報は、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
法が開示されている。
【0004】さらに、薄鋳片の結晶粒径の改善に着眼し
ているものがある。特開昭62−240714号公報
は、急冷凝固時の冷却体表面間隙の条件と急冷凝固後の
鋳片の冷却条件を選ぶことにより、連続体の平均粒径を
0.05mm以上とすることを特徴とする、磁気特性に優
れた無方向性電磁鋼板の製造方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の、従来開示され
てきた急冷凝固法による一方向性電磁鋼板の製造方法
は、たとえば特開平2−194123号公報では、圧下
率を60%以下とすることによる集合組織の改善に着目
したものであるが、これには急冷凝固直後の冷却時にお
ける析出分散相の析出挙動が制御されておらず、最終製
品の結晶粒成長が抑制されてしまい、磁気特性が不十分
であるという問題がある。
【0006】また、特開昭62−240714号公報で
は、連続体(薄鋳片)の平均粒径を0.05mm以上とす
ることに着眼しており、急冷凝固時の冷却体表面の間隙
の設定と、凝固直後の冷却条件の二つの制御が必要とさ
れている。しかし、上記発明では急冷凝固直後の冷却時
における冷却速度、温度範囲による析出分散相の制御が
不十分で、析出分散相が微細に分散され、最終製品の結
晶粒成長が抑制されてしまい、磁気特性が不十分である
という問題がある。
【0007】以上のように本発明者らは、従来技術によ
る急冷凝固法を工業的に生産する場合、磁気特性が不十
分であり、この原因は最終製品での結晶粒サイズが整粒
化されず不均一で、結晶粒成長が阻害されるという問題
点に直面した。
【0008】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、析出分散相の分散状態に着眼し、特に、急冷凝固直
後の薄鋳片の冷却を制御することにより最終製品での粒
成長の阻害要因を解消する磁気特性に優れた無方向性電
磁鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、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に冷延および仕上げ焼鈍を
施す無方向性電磁鋼板の製造方法において、冷却体表面
を離脱してから、1200℃から600℃までの鋳片の
平均冷却速度を30℃/秒以下とすることを特徴とす
る、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法であ
る。
【0010】以下に本発明を詳細に説明する。本発明者
らが、鋳片中の析出分散相等の介在物を観察した結果に
よると、従来技術による急冷凝固法では、通常の熱延プ
ロセスの熱延板に比べて非常に多くの微細析出物が存在
していることが明らかになった。このことから、無方向
性電磁鋼板の最終製品での粒成長の阻害原因として、析
出分散相に着目し、従来の熱延プロセスの熱延板と同等
の析出分散相の分布を得ることに目標を置いた。そこ
で、本発明者らは検討を重ねた結果、従来技術による急
冷凝固法では、板厚が2〜3mmと非常に薄いため、通常
の熱延プロセスでの連続鋳造スラブの冷却速度1℃/秒
オーダに比べて、凝固後の鋳片冷却速度が数10℃/秒
オーダと非常に早く、硫化物、炭化物等が析出した場
合、それが凝集粗大化する余裕がないため、得られた鋳
片中に微細な析出物が残存してしまうと考えた。
【0011】一般に析出分散相として代表的な硫化物は
800〜1200℃付近の温度で析出すると言われてい
る。また、炭化物は700℃付近のAr1 点で析出す
る。これをもとに、1200℃から600℃までの温度
域での鋳片の冷却速度を変化させ、徐冷する方法につい
て取り組んだ。図1に、1200℃から600℃までの
温度域での鋳片の平均冷却速度と析出分散相の存在個数
の関係を示す。この図から、1200℃から600℃の
温度域での鋳片平均冷却速度を30℃/秒以下とする
と、従来の熱延プロセスの熱延板とほぼ同等の析出分散
相の分布が得られることがわかる。この結果、製品段階
での粒成長が抑制されることなく、均一な結晶組織が得
られ、本発明を完成するに至った。
【0012】図2に、(a)従来の急冷凝固法による析
出分散相と、(b)本発明による析出分散相の観察結果
を示す。1200℃から600℃までの平均冷却速度が
(a)は60℃/秒、(b)は10℃/秒の場合であ
る。図(b)から明らかなように30℃以下の低い冷却
速度で析出分散相が凝集粗大化された鋳片が得られるこ
とがわかる。さらに、図3に、これらにより得られた製
品に結晶組織写真を示す。(a)と(b)は図2での条
件と同様である。(b)から明らかなように、本発明法
により粒成長し、均一な結晶組織が得られている。
【0013】なお、特開昭63−119951号公報に
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6
00〜1200℃に保持し、或る範囲の外歪み及び歪み
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又は圧延機ま
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、上記公報記載の発明では急冷凝固を行なう
ものではなく、プロセスの面で本発明とは異なる。さら
に、上記公報記載の発明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、本発明の目的とは異なる。さ
らに、特開昭63−115658号公報に対しても同様
なことが言える。
【0014】
【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。この鋼
成分の限定理由は下記のとおりである。Siは鉄損を良
くするために添加し、α−γ変態を避けるため、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,Ni,Cr,Sb,Sn,C
uの一種または二種以上を0.01〜10%含有させて
も良い。
【0015】次に、この溶鋼を双ロール法等により急冷
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、良好な二次再結晶を得るためには
0.3mm未満では冷延圧下率が不足であり、4.0mm超
では冷延圧下率は過剰となるからである。
【0016】さらに1200℃から600℃までの平均
冷却速度を30℃/秒以下になるよう制御する。上限の
30℃/秒は、これを超えると硫化物、炭化物等が凝集
粗大化せず、微細に析出してしまうので限定した。ま
た、温度域の上限1200℃から下限600℃は、この
範囲外では、硫化物、炭化物などが析出することがない
ので限定した。なお、この冷却速度を制御する方法とし
ては、保温カバーを使用する方法、鋳片を高温で巻き取
り徐冷する方法などが考えられる。また、得られた薄鋳
片には、常温靭性の向上、板厚精度向上、板形状矯正の
ため、5〜50%の熱間圧延を、上記冷却過程において
同時に施しても良い。
【0017】
【実施例】次に本発明の実施例を挙げて説明する。 (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、溶鋼のロール接触時間は約0.3秒であ
る。凝固後、(A)では常温水をかけて冷却し、(B)
では空冷、(C)では1050℃の高温に巻き取り放冷
した。この時の1200℃から600℃までの平均冷却
速度は、(A)では100℃/秒、(B)では30℃/
秒、(C)では12℃/秒であった。ついで、得られた
薄鋳片を酸洗した後、冷間圧延を行い0.35mm厚にし
た。次に、1000℃で30秒間、連続仕上げ焼鈍を施
し、磁気特性を測定した。この時、得られた製品の磁気
特性を表2に示す。表から明らかなように凝固後の薄鋳
片の冷却速度が、30℃/秒以下で良好な磁気特性が得
られている。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】(実施例2)表3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、溶鋼のロール接触時間は約
0.3秒である。凝固後、(D)では常温水をかけて冷
却し、(E)では空冷、(F)では1050℃の高温に
巻き取り放冷した。この時の1200℃から600℃ま
での平均冷却速度は、(D)では100℃/秒、(E)
では30℃/秒、(F)では12℃/秒である。つい
で、得られた薄鋳片を酸洗した後、冷間圧延を行い0.
50mm厚にした。次に、950℃で20秒間、連続仕上
げ焼鈍を施し、磁気特性を測定した。得られた製品の磁
気特性は、表4に示すように、凝固後の薄鋳片の冷却速
度が、30℃/秒以下で良好な磁気特性が得られてい
る。
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、磁気特性が良好な無方
向性電磁鋼板を、安価かつ省エネルギーに製造すること
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】1200℃から600℃までの温度域での鋳片
の冷却速度と析出分散相の存在個数の関係を示す。
【図2】鋳片の析出分散相の観察結果であり、(a)は
従来の急冷凝固法による析出分散相を示す5000倍金
属組織写真、(b)は本発明による析出分散相を示す5
000倍金属組織写真。
【図3】図2により得られた製品の結晶組織であり、
(a)は従来の急冷凝固法による製品の100倍結晶金
属組織写真、(b)は本発明による製品の100倍結晶
金属組織写真である。

Claims (1)

    【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薄鋳片に、冷延および仕上げ焼鈍
    を施す無方向性電磁鋼板の製造方法において、冷却体表
    面を離脱してから、1200℃から600℃までの薄鋳
    片の平均冷却速度を30℃/秒以下とすることを特徴と
    する、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011094233A (ja) * 2002-05-08 2011-05-12 Ak Steel Properties Inc 無方向性電磁鋼ストリップの連続鋳造方法

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