JPH0550185A - 無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既設設備の大幅な改造を必要とせず、安価に
リジングを防止でき無方向性電磁鋼板を製造する。 【構成】 けい素鋼の溶鋼をタンディッシュから連続鋳
造鋳型へ鋳込むに際し、重量％で、Ｃ≦０．０１％、
１．３％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦５．０％、Ｍｎ≦１．５％を含
有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼とな
るよう、粒径５μｍないし５ｍｍの金属粉または合金粉
を溶鋼流の０．１〜５％の割合で添加しながら連続鋳造
し、得られた鋼片を熱間圧延したのち、中間焼鈍しまた
はすることなく冷間圧延し、ついで仕上焼鈍を施して耐
リジング性に優れた無方向性電磁鋼板を製造する。 【効果】 溶鋼に含有される成分と同一元素からなる金
属粉の添加によって、耐リジング性に優れた電磁鋼板を
安価に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐リジング性に優れ
た無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】無方向性電磁鋼板は、その用途として電
動機、変圧器等の鉄心として積層されることが多く、優
れた磁気特性を有するばかりでなく、占有率、層間抵抗
などに大きく影響する表面性状も優れていることが要求
される。一般に電磁鋼板でＳｉが１．５重量％を超えス
ラブの熱間圧延前の加熱段階においてフェライト−オー
ステナイト変態を起こさないＣ含有量が０．０１重量％
未満のものは、鋳造組織の巨大柱状粒に起因するリジン
グと呼ばれる表面の凹凸欠陥が熱間圧延や冷間圧延後に
発生する。このリジング欠陥は、電磁鋼板をモーター、
トランスの鉄心として積層して使用する際、占有率の低
下を招き、モーター、トランスの特性を悪化させるとい
う問題がある。

【０００３】上記無方向性電磁鋼板におけるリジングを
防止する方法としては、連続鋳造時に電磁攪拌を施す方
法（特公昭５７−１５９６９号公報）、連続鋳造時の鋳
込み温度を低下させる方法が知られている。また、鋼中
不純物の混入を極力抑制してそのうちＴｉ、Ｚｒについ
ては少くとも一種につき、ＳｉおよびＡｌの合計量に応
じて｛Ｔｉ（％）＋０．５Ｚｒ（％）｝≦０．０２２／
｛Ｓｉ（％）＋Ａｌ（％）｝の制限範囲内に低減する方
法（特公昭５６−３１８４６号公報）、Ｃ：０．０３％
以下、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ａ
ｌ：０．１０％以下、Ｃｒ：１０〜２０％、Ｎ：０．０
１５％以下、ＴｉまたはＮｂの一種または二種を０．５
％以下含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる
スラブを１０００〜１２００℃に加熱し、異径比を１５
％以上とした直径の異なる作動ロールからなる異径ロー
ル圧延機を有する連続熱延機により、当該異径ロール圧
延機において圧下率２０％以上の熱間圧延を施し、かく
して得られた熱延板を１℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で８
５０〜９５０℃の温度に加熱し、該温度で１０分以下の
保定を行う連続焼鈍を施す方法（特公昭５７−６１０９
５号公報）、粗圧延最終パスを９００℃以上で、かつ５
０〜７０％の強圧下圧延で終了し、続く仕上圧延を８５
０〜７２０℃の低温度領域で終えることにより、成品板
のリジングを消失せしめる方法（特公昭５６−４３０９
１号公報）、熱間仕上温度を少くとも１０００℃以上と
すると共に、熱間仕上圧延後１〜７秒間無注水とし、し
かるのち注水冷却して７００℃以下の温度で巻き取る方
法（特公昭６２−６１６４４号公報）等多くの提案が行
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特公昭５７−１５
９６９号公報に開示の方法は、大掛かりな設備改造を必
要とするため、既設設備に適用することは容易でない。
連続鋳造時の鋳込み温度を低下させる方法は、鋳込み時
ノズル詰り等のトラブルを引起こすため現実的でない。
また、特公昭５６−３１８４６号公報、特公昭５７−６
１０９５号公報に開示の方法は、リジング防止には有効
であるが、添加した元素が再結晶を阻害する介在物を形
成し、製品の磁気特性の劣化を招く欠点がある。さら
に、特公昭５６−４３０９１号公報、特公昭６２−６１
６４４号公報に開示の方法は、リジングを完全に解消す
るまでには至らない。

【０００５】この発明の目的は、上記従来法の欠点を解
消し、既設設備の改造を必要とせず、しかも安価にリジ
ングを防止できる無方向性電磁鋼板の製造方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、タンデ
ィッシュから鋳型への溶鋼流に溶鋼に含まれる成分と同
一の元素からなる微細な金属粉または合金粉（以下単に
金属粉という）を添加することによって、これらの金属
粉が溶鋼が凝固する際に核となり、等軸晶の発達が促進
されること、この等軸晶が多いほどリジングの発生が減
少し、等軸晶の体積比率が６０％を超えると、リジング
は山高さ３μｍ程度と極めて軽微なものとなり、さらに
等軸晶の体積比率が８０％を超えると、リジングの発生
は見られないことを究明し、この発明に到達した。

【０００７】すなわちこの発明は、けい素鋼の溶鋼をタ
ンディッシュから連続鋳造鋳型へ鋳込むに際し、重量％
で、Ｃ≦０．０１％、１．３％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦５．０
％、Ｍｎ≦１．５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなる鋼となるよう、粒径５μｍないし５ｍ
ｍの金属粉を溶鋼流の０．１〜５％の割合で添加しなが
ら連続鋳造し、得られた鋼片を引続き熱間圧延したのち
冷間圧延し、ついで仕上焼鈍を施すのである。

【０００８】また、けい素鋼の溶鋼をタンディッシュか
ら連続鋳造鋳型へ鋳込むに際し、重量％で、Ｃ≦０．０
１％、１．３％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦５．０％、Ｍｎ≦１．５
％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼となるよう、粒径５μｍないし５ｍｍの金属粉を溶鋼
流の０．１〜５％の割合で添加しながら連続鋳造し、得
られた鋼片を引続き熱間圧延したのち中間焼鈍を施し、
ついで冷間圧延したのち仕上焼鈍を施すのである。

【０００９】

【作用】一般に熱間圧延より後工程で、冷間圧延と焼鈍
を組合わせることによって、リジングの発生を軽減する
ことができる。しかしながら、冷間圧延と焼鈍を組合わ
せても連続鋳造鋳片の等軸晶の体積比率が３０％以下の
場合は、リジングの発生を防止することはできない。こ
の発明においては、けい素鋼の溶鋼をタンディッシュか
ら連続鋳造鋳型へ鋳込むに際し、重量％で、Ｃ≦０．０
１％、１．３％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦５．０％、Ｍｎ≦１．５
％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼となるよう、平均粒径５μｍないし５ｍｍの金属粉を
溶鋼流の０．１〜５％の割合で添加しながら連続鋳造す
るから、溶鋼が凝固する際に添加した金属粉が核とな
り、等軸晶の発達が促進される。この結果、得られる連
続鋳造鋳片の等軸晶の体積比率が５０％以上となり、リ
ジングの発生が極めて軽微か、または発生しなくなるの
である。

【００１０】この発明においてタンディッシュから連続
鋳造鋳型へけい素鋼の溶鋼を鋳込む際に添加する金属粉
としては、Ｆｅ、Ｓｉ、ＦｅとＳｉ合金粉、ＭｎとＳｉ
合金粉など、溶鋼に含有される成分と同一元素からなる
金属粉を使用することができる。また、金属粉の平均粒
径は、５μｍ以下ではリジングの発生防止の効果がな
く、また、５ｍｍを超えると金属粉が未溶解となって残
留し、鋳造鋳片の欠陥を生じて製品に穴明、ヘゲ疵等の
表面疵が発生するので、金属粉の粒径は５μｍないし５
ｍｍとした。さらに金属粉の添加量は、溶鋼流れに対し
て０．１％未満では良好な等軸晶の鋳片を得ることがで
きず、逆に５％を超えると鋼板のコストアップを招くこ
ととなるので、金属粉の添加量は０．１〜５％とした。
金属粉の添加方法としては、例えば中空ストッパーを用
いて金属粉をＡｒ等の不活性ガスにて加圧しながらタン
ディッシュからの溶鋼流へ添加するのがよい。

【００１１】この発明における溶鋼は、リジングを発生
させるフェライト−オーステナイト変態を持たないけい
素鋼である。けい素鋼中のＣは、０．０１重量％を超え
ると磁気特性を悪化させるため、０．０１重量％以下と
した。金属粉添加後の鋼中の化学成分が上記限定範囲と
なるよう、溶鋼に含有される成分と同一元素からなる金
属粉または合金粉を添加する。この場合、オーステナイ
ト生成元素であるＭｎは、１．５重量％未満の含有は磁
気特性改善に有効であるが、過度の含有は逆に有害とな
るため、１．５重量％以下とした。フェライト生成元素
であるＳｉとＡｌの合計含有量は、１．３重量％を超え
るとフェライト−オーステナイト変態を持たない鋼とな
るが、５％を超えると冷間圧延が不可能となるため、
１．３重量％以上５重量％以下とした。なお、Ａｌは、
低融点のためタンディッシュからの溶鋼流へ添加不可で
ある。

【００１２】

【実施例】以下実施例および比較例について説明する
が、説明中のリジング評点Ａ〜Ｄは、表面荒さ計で測定
した山高さと、ＪＩＳ Ｃ２５５０に規定の占積率を測
定し、表１に基いて評価した。

【００１３】

【表１】

【００１４】実施例１ 重量％で、Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：３．１％、Ａｌ：
０．５％、Ｍｎ：０．６％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる溶鋼をタンディッシュから連続
鋳造鋳型に鋳込むに際し、純度９９％、平均粒径１０μ
ｍのＦｅ粉を重量比０．５％で連続的に投入した。得ら
れた鋳片の等軸晶の体積比率は６０％であった。この鋳
片は熱片のままで熱間圧延を実施し、仕上温度８００℃
で厚さ２．３ｍｍ、幅１０００ｍｍの熱延鋼板に仕上げ
た。引続き酸洗したのち８００℃で連続焼鈍を行った。
ついで冷間圧延により０．５ｍｍ厚に仕上げ、１０００
℃で仕上連続焼鈍および絶縁被膜コーティングを施し
た。仕上がった製品からＪＩＳＣ２５５０に準じて試験
片を切出し、ＪＩＳ Ｃ２５５０に規定のエプスタイン
試験枠を用いて鉄損（Ｗ１５／５０）を測定したとこ
ろ、２．８Ｗ／ｋｇであった。また、リジングの程度を
表面荒さ計で測定したところ山高さ２〜３μｍで、ＪＩ
Ｓ Ｃ２５５０（１９８６）に規定の占有率９９％で、
リジング評点はＢに相当し、モーターあるいはトランス
の鉄心として使用可能であった。また、比較のため、金
属粉を投入しない以外は同一条件で試験を行った。得ら
れた鋳片の等軸晶の体積比率は５％で、製品の鉄損Ｗ１
５／５０は、２．９Ｗ／ｋｇで、占有率９５％、山高さ
７μｍ以上で、リジング評点はＤに相当し、モーターあ
るいはトランスの鉄心として使用不可能であった。

【００１５】実施例２ 重量％で、Ｃ：０．００１％、Ｓｉ：２．２％、Ａｌ：
０．３％、Ｍｎ：０．２％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる溶鋼をタンディッシュから連続
鋳造鋳型に鋳込むに際し、純度９８％、平均粒径５００
μｍのＳｉ粉を重量比１％の割合で連続的に投入した。
得られた鋳片の等軸晶の体積比率は７５％であった。こ
の鋳片は熱片のままで熱間圧延を実施し、仕上温度８０
０℃で厚さ２．３ｍｍ、幅１０００ｍｍの熱延鋼板に仕
上げた。引続き酸洗したのちオープンコイル箱焼鈍方式
により８００℃で１０時間の焼鈍を施した。ついで冷間
圧延で１．１ｍｍ厚に圧延し、９８０℃で連続焼鈍を行
い、さらに冷間圧延で０．５ｍｍ厚に仕上げたのち、１
０００℃で連続焼鈍および絶縁被膜コーティングを施し
た。仕上がった製品からＪＩＳ Ｃ２５５０に準じて試
験片を切出し、ＪＩＳＣ２５５０に規定のエプスタイン
試験枠を用いて鉄損（Ｗ１５／５０）を測定したとこ
ろ、２．７Ｗ／ｋｇであった。また、リジングの程度を
表面荒さ計で測定したところ山高さ２μｍ以下で、ＪＩ
Ｓ Ｃ２５５０（１９８６）に規定の占有率９９．５
％、リジングは全く発生せずリジング評点はＡに相当
し、モーターあるいはトランスの鉄心として使用可能で
あった。また、比較のため、金属粉を投入しない以外は
同一条件で試験を行った。得られた鋳片の等軸晶の体積
比率は１０％で、製品の鉄損Ｗ１５／５０は、３．６Ｗ
／ｋｇで、山高さ３〜７μｍで、占有率９７％、リジン
グ評点はＣに相当し、モーターあるいはトランスの鉄心
として使用不可能であった。

【００１６】実施例３ 重量％で、Ｃ：０．００５％、Ｓｉ：１．５％、Ａｌ：
０．４％、Ｍｎ：０．８％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる溶鋼をタンディッシュから連続
鋳造鋳型に鋳込むに際し、Ｆｅ７５％、Ｓｉ２４％を含
有し、平均粒径１ｍｍのＦｅ−Ｓｉ粉を重量比３．５％
の割合で連続的に投入した。得られた鋳片の等軸晶の体
積比率は９５％であった。この鋳片は熱片のままで熱間
圧延を実施し、仕上温度８００℃で厚さ２．３ｍｍ、幅
１０００ｍｍの熱延鋼板に仕上げた。引続き酸洗したの
ち、冷間圧延で０．５ｍｍ厚に仕上げ、９００℃の仕上
連続焼鈍および絶縁被膜コーティングを施した。仕上が
った製品からＪＩＳ Ｃ２５５０に準じて試験片を切出
し、ＪＩＳ Ｃ２５５０に規定のエプスタイン試験枠を
用いて鉄損（Ｗ１５／５０）を測定したところ、３．５
Ｗ／ｋｇであった。また、リジングの程度を表面荒さ計
で測定したところ山高さ２μｍ以下で、ＪＩＳＣ２５５
０（１９８６）に規定の占有率９９．５％、リジングは
全く発生せずリジング評点はＡに相当し、モーターある
いはトランスの鉄心として使用可能であった。また、比
較のため、金属粉を投入せず、代りに連続鋳造時に電磁
攪拌を施した以外は同一条件で試験を行った。得られた
鋳片の等軸晶の体積比率は４５％で、製品の鉄損Ｗ１５
／５０は、３．８Ｗ／ｋｇで、山高さ３〜７μｍで、占
有率９７％、リジング評点はＣに相当し、モーターある
いはトランスの鉄心として使用不可能であった。

【００１７】実施例４ 重量％で、Ｃ：０．００７％、Ｓｉ：１．０％、Ａｌ：
１．５％、Ｍｎ：０．２％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる溶鋼をタンディッシュから連続
鋳造鋳型に鋳込むに際し、Ｓｉ６０％、Ｍｎ４０％を含
有し、平均粒径３ｍｍのＳｉ−Ｍｎ合金粉を重量比１％
の割合で連続的に投入した。得られた鋳片の等軸晶の体
積比率は９５％であった。この鋳片を熱片のままで熱間
圧延を実施し、仕上温度８００℃で厚さ２．３ｍｍ、幅
１０００ｍｍの熱延鋼板に仕上げた。引続き酸洗したの
ち、冷間圧延で０．５ｍｍ厚に仕上げ、９００℃の仕上
連続焼鈍および絶縁被膜コーティングを施した。仕上が
った製品からＪＩＳ Ｃ２５５０に準じて試験片を切出
し、ＪＩＳ Ｃ２５５０に規定のエプスタイン試験枠を
用いて鉄損（Ｗ１５／５０）を測定したところ、３．８
Ｗ／ｋｇであった。また、リジングの程度を表面荒さ計
で測定したところ山高さ２μｍ以下で、ＪＩＳＣ２５５
０（１９８６）に規定の占有率９９．５％、リジングは
全く発生せずリジング評点はＡに相当し、モーターある
いはトランスの鉄心として使用可能であった。また、比
較のため、金属粉を投入しない以外は同一条件で試験を
行った。得られた鋳片の等軸晶の体積比率は３０％で、
製品の鉄損Ｗ１５／５０は、４．５Ｗ／ｋｇで、占有率
９５％、山高さ７μｍ以上で、リジング評点はＤに相当
し、モーターあるいはトランスの鉄心として使用不可能
であった。

【００１８】上記実施例１〜４および比較例１〜４の結
果をまとめて表２〜表４に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、大幅な既設設備の改造を必要とせず、溶鋼に含有さ
れる成分と同一元素からなる金属粉または合金粉を添加
することによって、耐リジング性に優れた無方向性電磁
鋼板を安価に製造できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/06 Ｈ０１Ｆ 1/16 7371−5Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 けい素鋼の溶鋼をタンディッシュから連
   続鋳造鋳型へ鋳込むに際し、重量％で、Ｃ≦０．０１
   ％、１．３％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦５．０％、Ｍｎ≦１．５％
   を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
   となるよう、粒径５μｍないし５ｍｍの金属粉または合
   金粉を溶鋼流の０．１〜５％の割合で添加しながら連続
   鋳造し、得られた鋼片を引続き熱間圧延したのち冷間圧
   延し、ついで仕上焼鈍を施すことを特徴とする無方向性
   電磁鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 けい素鋼の溶鋼をタンディッシュから連
   続鋳造鋳型へ鋳込むに際し、重量％で、Ｃ≦０．０１
   ％、１．３％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦５．０％、Ｍｎ≦１．５％
   を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
   となるよう、粒径５μｍないし５ｍｍの金属粉または合
   金粉を溶鋼流の０．１〜５％の割合で添加しながら連続
   鋳造し、得られた鋼片を引続き熱間圧延したのち中間焼
   鈍を施し、ついで冷間圧延したのち仕上焼鈍を施すこと
   を特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。