JPH0663032B2 - 磁気特性と表面性状の良好な方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性と表面性状の良好な方向性珪素鋼板の製造方法

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JPH0663032B2
JPH0663032B2 JP61245596A JP24559686A JPH0663032B2 JP H0663032 B2 JPH0663032 B2 JP H0663032B2 JP 61245596 A JP61245596 A JP 61245596A JP 24559686 A JP24559686 A JP 24559686A JP H0663032 B2 JPH0663032 B2 JP H0663032B2
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧延方向にすぐれた磁気特性を有し、かつ、表
面性状のすぐれた方向性珪素鋼板の製造方法に関する。
方向性珪素鋼板は周知の如く変圧器その他の電気機器の
鉄心材料として使用され、板面に{110}面、圧延方向
に〈100〉軸が揃った2次再結晶粒によって構成され
る。
このような結晶方位の2次再結晶粒を発達させるために
はインヒビターとよばれる微細なMnS,MnSe,AlNのごと
き析出物が鋼中に分散していて高温仕上げ焼鈍中に他の
方位の結晶粒の成長を効果的に抑制することが必要であ
る。そのためのインヒビター分散形態のコントロールは
熱間圧延に先立つ、スラブ加熱中にこれら析出物を一た
ん固溶させ、この後適当な冷却パターンの熱間圧延を施
すことが必要である。
ここでスラブ加熱はインヒビターの量によって異なるも
のの通常1300℃以上の高温で行われるが、スラブ中心ま
で十分な加熱を実現するためには、通常のガス燃焼型加
熱炉の場合、スラブ表面温度は1350℃をこえるのが通例
でその際、多量の溶融スケールが発生し、これが加熱炉
の操業性を損うと共にへげや耳割れなどの発生原因にな
った。
(従来の技術) 例えば特公昭47-14627号公報によると、1300℃以下のス
ラブ加熱では必要な磁気特性が得られないとして、スラ
ブ加熱に際し1350℃〜1400℃とくに1380℃の温度に電気
的方法による誘導加熱又は抵抗加熱を行うことを提案し
ている。
また特開昭60-145318号公報では誘導加熱炉によるスラ
ブ加熱をより効果的に行う方法として、まずガス燃焼型
加熱炉にてスラブ中心部の温度が1000〜1230℃に達する
まで加熱し、その後不活性ガス雰囲気に制御可能な誘導
加熱炉によって、スラブ中心部の温度を1250℃以上1350
℃以下にして10分以上保持する方法を提案している。
しかしながら、これらの方法においてもスラブ抽出時の
表面温度が高いことによって表面層の粒界に固溶したSe
やSが、この後の粗圧延段階で粒界剥離を引きおこし線
状へげの如き表面欠陥をつくって製品の品質を著しく損
うことが問題になった。
特公昭61-10530号公報には電気加熱方式で高温加熱した
珪素鋼スラブの表面欠陥低減法として、スラブ表面をプ
ラズマ溶融後溶融物を再凝固させる方法を提案している
が、この場合に問題としているのは連続鋳造の過程で鋳
型との融着防止に用いられるパウダーが原因となるよう
なへげの防止策であってこのような処理は粒界剥離に起
因するへげの防止には何等効果を示さなかった。
(発明が解決しようとする問題点) 上に述べた線状へげの如き表面欠陥に由来した製品の品
質劣化のうれいのない有利な一方向性珪素鋼板の製造を
可能ならしめようとするものである。
(問題点を解決するための手段) 上述した問題を解決するために本発明者らは抽出時のス
ラブ表面温度と粗圧延までの時間をいろいろ変え、粒界
剥離に起因するへげの発生率や電磁特性を調査した結
果、抽出時のスラブ表面温度に応じ、抽出から粗圧延ま
での時間を制御することが、表面疵の防止と電磁特性の
向上の両方に有効であることを見出し、本発明を完成さ
せるに至った。
本発明は C:0.02〜0.080wt% Si:2.0〜4.5wt% Mn:0.02〜0.10wt% のほかインヒビター成分として S,Se,Alのうちから選ばれる少なくとも1種を合計0.
010〜0.080wt%にて含有する組成の珪素鋼スラブを素材
として熱間圧延と引続く、冷間圧延とを含む工程によっ
て0.10〜0.50mm厚の方向性珪素鋼板を製造するに当り、 熱間圧延に先立つスラブ加熱を低酸化雰囲気に制御した
誘導加熱炉にて、スラブ中心部温度が1300℃以上1450℃
以下に10分以上保持した後、 粗圧延を開始するまでの時間t(min)を抽出時のスラブ
表面温度T(℃)の関数として次式の条件で決定するこ
とを特徴とする磁気特性と表面性状の良好な一方向性珪
素鋼板の製造方法 0.01T(℃)−12t(min)0.015T(℃)−15 但し 1250℃T1450℃ である。
第1図はSi 3.25wt%、Mn 0.058wt%、Se 0.028wt%及
びSb 0.030wt%を含有する珪素鋼スラブを1200℃3Hrガ
ス燃焼型加熱炉で加熱した後、直ちに誘導加熱炉に装入
し、N2ガス雰囲気中で中心部温度が1330〜1380℃の温度
範囲に20min保持し、このとき抽出時の表面温度を投入
電力を制御することによって1250〜1450℃の範囲でいく
つか変え、更に抽出から粗圧延開始までの時間を変える
ことによって通常の2回冷延法で0.30mm厚に仕上げたと
きの製品のへげ発生率と磁束密度を示したものである。
製品の磁束密度B10が1.90T以上で、へげ発生率を1%
以下に抑えることのできる条件としてスラブ抽出から粗
圧延開始までの時間t(min)が抽出時のスラブ表面温度
T(℃)の関数として次式で与えられることは第1図よ
り明らかである。
0.01T(℃)−12t(min)0.015T(℃)−15 但し、1250℃T1450℃ (作用) 本発明を適用する鋼素材は、C:0.020〜0.080wt%、S
i:2.0〜4.5wt%、Mn:0.02〜0.10wt%、インヒビター
成分としてはS,Se,Alのうちから選ばれる1種また
は、それらのうちの2種以上を総量で0.010〜0.080wt%
含むけい素鋼スラブである。
Cの範囲を0.020〜0.080wt%としたのは熱間圧延中にα
+γ域を通過させることによって熱延組織の改善をはか
ることを意図したものであり、その適正範囲として限定
したものである。
Si量は鋼板の比抵抗を高め鉄損低減に有効であるが、4.
5%を上廻ると冷延性が損われ、2.0%を下まわると鉄損
改善効果が弱まること、および純化と2次再結晶のため
に行われる最終高温焼鈍においてα−γ変態によって結
晶方位のランダム化を生じ、十分な特性が得られないこ
とによる。
Mn量は熱間ぜい性による割れを生じない下限の量として
0.02%が必要であり、上限はMnSやMnSeの解離固溶温度
を高めないため、およびスラブ抽出から粗圧延に至る時
間規制の過程でインヒビターの粗大化をおこさせないた
め0.10%に制限される。
S,Se,AlはMnS,MnSe,AlNの形で鋼中に微細に分散
し、インヒビターとして作用するものでこれらの総量の
下限0.010wt%はインヒビターとして機能する最低量で
あり、上限の0.080wt%は、Mnの場合と同様インヒビタ
ー解離固溶をはかり易くすることと熱延中の粗大化防止
の点から定めた。
インヒビターとしては上記元素の他にSbやSn,As,Pb,
Bi,Cu,Mo,B等の粒界偏析元素が知られており、これ
らを使用することも可能である。なおAlをインヒビター
成分として用いる場合、これにバランスするN量が必要
になるのは云うまでもない。
次に、本発明においては上記成分組成からなるけい素鋼
スラブを直接誘導加熱炉に装入し加熱するか、あるいは
スラブ温度が低い場合は、一たんガス燃焼型加熱炉で表
面にノロが発生しない程度の温度、例えば1200℃まで加
熱し、この後、直ちに低酸化性雰囲気に制御した、スラ
ブ誘導加熱炉に装入し、スラブ中心部温度が1300℃以上
1450℃以下の温度に10min以上保持されるように加熱す
る。
上記加熱温度はインヒビターの種類や量によって異な
り、含有されるインヒビターが全て固溶出来るように、
インヒビター量が多いほど高温で加熱されることにな
る。
誘導加熱炉においてスラブ中心温度は、インヒビターの
必要量固溶のための下限温度が少なくとも1300℃であ
り、一方1450℃よりも高温になると、スラブの結晶粒の
粗大化による磁性への悪影響が現れる。
一般に誘導加熱炉でスラブを加熱する場合スラブ表層部
の方が加熱され易いためスラブ中心部が上記温度に達し
たとき表層部温度はそれ以上に高温になっている。この
ためスラブ中心部温度を所定に保ちながら投入電力をパ
ワーダウンし均熱終了時のスラブ表面温度を制御するこ
とになるが、抽出時のスラブ表面温度に応じ粗圧延開始
までの時間をコントロールするのが本発明の要点であ
り、その条件は前記した通り 0.01T(℃)−12t(min)0.015T(℃)−15 但し、1250℃T1450℃ であり、磁気特性と表面の線状へげをつくらない条件と
して定められる。
ここで抽出時スラブ表面温度は、1250℃未満では、熱延
中の温度降下によってインヒビターが粗大化しコイル全
長にわたる均一な磁性が確保出来なくなると共に、熱延
仕上温度が下り過ぎることによる表面欠陥の発生を生
じ、又、1450℃を越えると抽出から粗圧延までの保持時
間が長くなり生産性、経済性の点で好ましくない。
この後の熱間圧延条件は通常と特に変るところはなく、
数パスの粗圧延とタンデムによる仕上げ熱延とによって
1.5〜3.5mm厚の熱延鋼帯に仕上げられる。熱延以降の工
程はインヒビターの量や種類、最終製品板厚に応じて1
回ないし中間焼鈍をはさむ2回の冷延と脱炭焼鈍、およ
び、これに続く高温箱焼鈍で0.15〜0.50mm厚の一方向性
けい素鋼板を製造出来る。
(実施例1) C 0.051wt%、Si 3.18wt%、Mn 0.075wt%、Al 0.028
wt%、S 0.021wt%、Cu 0.11wt%及びSn 0.12wt%を
含有する230mm厚珪素鋼スラブをまずガス燃焼炉にて118
0℃3Hrにわたり加熱した後直ちにスラブ誘導加熱炉に
てN2ガス雰囲気中で中心部温度が1350℃に達してから15
〜30min加熱し、投入電力を徐々に落して抽出時の表面
温度を1340℃と1280℃の2条件に変えた。次いで夫々の
条件に対し粗圧延を行うに際し、抽出から粗圧延までの
時間を25secで行ったものと120secで行ったものの2条
件を組合わせた。この後粗圧延で40mm厚のシートバーを
つくった後、仕上げタンデムミルで2.3mm厚の熱延鋼板
に仕上げた。
この熱延鋼板を酸洗後1次冷延で1.5mm厚にし、1100℃
2minの中間焼鈍をH2+N2雰囲気で行い、800℃以下を急
冷して炭化物の形態制御を行った後、2次冷延で0.23mm
の製品厚に仕上げた。
次いで800℃4minの脱炭焼鈍を湿水素雰囲気で行い焼鈍
分離剤としてMgOを塗布した後1200℃10Hrの箱焼鈍をH2
+N2雰囲気で行った。このようにして得られた最終製品
の磁気特性と線状へげの発生率(製品コイル100m毎の
線状へげの有無で発生率を算出)を表1に示した。
本発明の条件を満すものが、磁気特性良好で線状へげの
発生は皆無であった。
(実施例2) C 0.040wt%、Si 3.29wt%、Mn 0.056wt%、S 0.02
4wt%及びSb 0.030wt%を含有する215mm厚の連続鋳造ス
ラブをまず通常のガス燃焼型加熱炉にて1180℃3Hr加熱
した後直ちに誘導加熱炉に装入し、N2雰囲気中で中心部
温度が1270℃に達してからこの温度をキープしつつ投入
電力を徐々に落しながら約20min均熱し、抽出時の表面
温度を1320℃まで下げた。抽出後のスラブは、テーブル
ローラ上を動かしながら60〜240sec保持し加熱炉抽出か
ら90secで粗圧延を開始したものと350sec後に粗圧延を
開始したものの2種類をつくった。
粗圧延と仕上げ熱延とによって2.4mm厚の熱延鋼帯に仕
上げた後、1次冷延で0.65mm厚にし、950℃3minの中間
焼鈍の後、2次冷延で0.30mmの製品厚に仕上げた。この
後800℃4min湿水素中で脱炭焼鈍を行いMgOを塗布した
後1200℃5Hr乾燥水素中で仕上げ焼鈍を行った。
こうして得られた最終製品の磁気特性とへげ発生率は表
2のとおりで、本発明の条件で処理されたものが、すぐ
れた磁気特性を示した。
(実施例3) C 0.048wt%、Si 3.35wt%、Mn 0.080wt%、Se 0.030
wt%、Sb 0.030wt%を含有する215mm厚連続鋳造スラブ
を鋳造後中心部温度が900℃を下廻らない間に誘導加熱
炉に装入しN2雰囲気中で中心部温度が1380℃に達してか
らのこの温度をキープしつつ10〜20min均熱し、表面温
度を1450℃に合わせて抽出した。抽出後のスラブはテー
ブルローラー上で保持し抽出から粗圧延開始までの時間
を60〜210secの範囲で3種類として粗圧延と仕上圧延と
によって2.3mm厚の熱延鋼板に仕上げた。この後1次冷
延で0.65mm厚にし、1000℃、5minの中間焼鈍をH2+N2
雰囲気で行ったのち2次冷延で0.23mmの製品厚に仕上げ
た。次いで800℃4minの脱炭焼鈍を湿水素雰囲気で行
い、MgOを塗布した後1200℃、10Hrの箱焼鈍をH2雰囲気
で行った、このようにして得られた最終製品の磁気特性
と線状ヘゲの発生率を表3に示した。本発明の条件を満
たすののヘゲ発生率は皆無で磁気特性は良好であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、抽出時のスラブ表面温度(℃)と誘導加熱炉
からスラブを抽出後粗圧延を開始するまでの時間(min)
の変化によって最終製品の磁束密度B10(T)やへげ発
生率(製品コイル100毎のへげの有無により判定)の関
係を示した図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C:0.02〜0.080wt% Si:2.0〜4.5wt% Mn:0.02〜0.10wt% のほかインヒビター成分として S,Se,Alのうちから選ばれる少なくとも1種を合計0.
    010〜0.080wt%にて含有する組成の珪素鋼スラブを素材
    として熱間圧延と引続く、冷間圧延とを含む工程によっ
    て0.10〜0.50mm厚の方向性珪素鋼板を製造するに当り、 熱間圧延に先立つスラブ加熱を低酸化雰囲気に制御した
    誘導加熱炉にて、スラブ中心部温度が1300℃以上1450℃
    以下の範囲に10分以上保持した後、 粗圧延を開始するまでの時間t(min)を抽出時のスラブ
    表面温度T(℃)の関数として次式の条件で決定するこ
    とを特徴とする磁気特性と表面性状の良好な一方向性珪
    素鋼板の製造方法。 0.01T(℃)−12t(min)0.015T(℃)−15 但し 1250℃T1450℃
JP61245596A 1986-06-30 1986-10-17 磁気特性と表面性状の良好な方向性珪素鋼板の製造方法 Expired - Fee Related JPH0663032B2 (ja)

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