JPH0686626B2 - 高級無方向性電磁鋼板用熱延板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、無方向性電磁鋼板の高級グレードの製造に関
連して、熱延板焼鈍を省略して、熱延板焼鈍を付加した
製品と同等以上の磁気特性が得られ、かつ、耳割れがな
くて歩留りが良く、しかも酸洗性の良好な無方向性電磁
鋼板用熱延板を製造する方法を提供する。

（従来の技術） 通常、無方向性電磁鋼板の高級グレード（JIS50A470以
上）を熱間圧延するには、1100〜1300℃でスラブ加熱さ
れ、２〜６パスの粗圧延、４〜７パスの仕上圧延を経
て、巻取られて、熱延板となる。その操業条件は、使用
する熱間圧延機によって違ってくるが、スラブ厚は120
〜250mm、仕上圧延温度は750〜900℃、巻取温度は600〜
700℃、熱延板厚は1.6〜2.5mmが普通である。

その後、いわゆるリジングの発生の防止と、製品の磁気
特性を改善させるために、熱延板焼鈍を付加し、酸洗，
冷延，焼鈍、そして必要に応じて、コーティングし、製
品とする。しかし、この熱延板焼鈍を採用することによ
り、製造価格の上昇のみならず、製造工程の延長に伴う
納期管理，工程管理の煩雑さを避けることができなかっ
た。

そこで、この熱延板焼鈍を省略する方法として、特公昭
62-61644号公報記載の通り、〔Ｃ〕0.008％以下、1.8％
≦（〔％Si〕＋２×〔％Al〕）≦５％、〔Mn〕0.02〜0.
5％、〔Ｓ〕0.0015％以下、〔Ｎ〕0.0020％以下の無方
向性電磁鋼スラブを熱間圧延するに際して、熱間仕上温
度を少なくとも1000℃以上とすると共に、熱間仕上圧延
後１秒〜７秒間無注水とし、しかる後、注水冷却して70
0℃以下の温度で巻取る方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） この方法によれば、熱延板焼鈍を省略して熱延板焼鈍を
付加した製品と同等以上の磁気特性が得られると共に、
良好な酸洗性が得られるものである。しかしながら、こ
の方法では条件により耳割れが発生し、酸洗ラインで耳
切りを実施するため歩留りが悪化する場合があった。

本発明は、前記従来技術の欠点を解決し、熱延板焼鈍を
省略して、熱延板焼鈍を付加した製品と同等以上の磁気
特性を得られ、かつ、耳割れのない、酸洗性の良好な高
級無方向性電磁鋼板用熱延板の製造方法を提供すること
を目的とする。

（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、 〔Ｃ〕0.008％以下、1.8％≦（〔％Si〕＋２×〔％A
l〕）≦５％、〔Mn〕0.02〜0.5％、〔Ｓ〕0.0015％以
下、〔Ｎ〕0.0020％以下、残部不可避的不純物及び鉄よ
りなる無方向性電磁鋼スラブを1100〜1200℃でスラブ加
熱し、熱間仕上圧延するに際して、上側と下側のロール
の周速を少なくとも５％以上異ならせる異周速圧延を少
なくとも１パス実施し、熱間仕上温度を少なくとも950
℃以上とすると共に、熱間仕上圧延後１秒〜７秒間無注
水とし、しかる後、注水冷却して700℃以下の温度で巻
取ることを特徴とする、高級無方向性電磁鋼板用熱延板
の製造方法を要旨とするものである。

前記特公昭62-61644号公報により、熱延板焼鈍を省略し
て熱延板焼鈍を付加した製品と同等以上の磁気特性を得
られ、かつ、酸洗性の良好な高級無方向性電磁鋼板用熱
延板の製造方法が提案されている。しかしながら、条件
により熱延板に耳割れが発生し、歩留りが悪化する場合
があった。

そこで、この原因を調査した結果、スラブ加熱温度が高
い場合に耳割れが発生することを見出した。第１図は、
本発明者が行った実験結果である。すなわち、これは、
〔Ｃ〕0.002％、〔Si〕1.9％、〔Al〕0.3％、〔％Si〕
＋２×〔％Al〕＝2.5％、〔Mn〕0.22％、〔Ｓ〕0.0011
〜0.0014％、〔Ｎ〕0.0010〜0.0017％を含有する無方向
性電磁鋼スラブを種々の温度でスラブ加熱した。そし
て、熱間仕上温度は1000〜1012℃、熱間圧延後の無注水
時間は３〜４秒、巻取り温度は620℃、熱延板板厚2.5mm
という条件で熱間圧延を行い、スラブ加熱温度と耳割れ
の深さを調査した結果である。

これにより、スラブ加熱温度が1200℃以下の場合に耳割
れがなくなることが分かる。

しかし、耳割れの発生を防止するために、スラブ加熱温
度を1200℃以下とすると、熱間仕上温度が低くなり、磁
束密度が低めになるという欠点を生じた。このため、本
発明者は磁束密度を高くすべく鋭意研究を重ねた結果、
熱間仕上圧延時に上側と下側のロールの周速を少なくと
も５％以上異ならせる異周速圧延を少なくとも１パス実
施することにより、磁束密度が高くなることを新たに見
出したものである。

第２図の実験は、〔Ｃ〕0.002％、〔Si〕1.9％、〔Al〕
0.3％、〔％Si〕＋２×〔％Al〕＝2.5％、〔Mn〕0.20
％、〔Ｓ〕0.0009〜0.0015％、〔Ｎ〕0.0010〜0.0014％
を含有する無方向性電磁鋼スラブを1185℃でスラブ加熱
した。そして、熱間仕上温度は1009〜1011℃、熱間圧延
後の無注水時間は３〜４秒、巻取温度は620℃、熱延板
板厚2.5mmという条件で熱間圧延を行った。この時、６
スタンドからなる熱間仕上圧延機の第５スタンドで異周
速圧延を高周速(V₂)側ワークロールと低周速(V₁)側ワー
クロールとの異周速率〔（V₁／V₂−１）×100％〕０〜2
5％で行った。続いて、0.50mmに冷間圧延し、880℃×60
秒で連続焼鈍し、絶縁皮膜を塗布して製品とした。そし
て、異周速率と磁束密度の関係を調査した。

これより、異周速率５％以上の異周速圧延を行うことに
より、磁束密度が高くなることが分かる。

また、第３図の実験は、第２図の実験と同じ成分のスラ
ブを1180℃でスラブ加熱し、６スタンドからなる熱間仕
上圧延機の第４スタンドで異周速率０％と15％とし、種
々の熱間仕上温度で熱間圧延後、無注水時間は１秒、巻
取温度は620℃、熱延板板厚2.5mmという条件で熱間圧延
した。続いて、0.50mmに冷間圧延し、880℃×60秒の連
続焼鈍し、絶縁皮膜を塗布して製品とした。そして、熱
間仕上温度と磁束密度の関係を調査した。

これにより、異周速圧延を行った場合は異周速圧延を行
わない場合に比べ約100G磁束密度が高くなり、熱間仕上
温度が950℃以上で磁束密度B₅₀が1.69T（Si 1.9％、Al
0.3％という鋼組成の素材で、通常の熱延板焼鈍を付加
した製品の磁束密度）以上となることが分かる。

第４図には、第２図の実験の熱間仕上温度が1009℃の異
周速率15％の異周速圧延材（Ａ）と異周速圧延なし
（Ｂ）の熱延板の金相組織を示す。異周速圧延材（Ａ）
の方が結晶粒径が大きいことが分かる。

ところで、無方向性電磁鋼板の場合、熱延板焼鈍後の結
晶粒径が大きい方が磁束密度が高くなることが知られて
おり、異周速圧延の効果は熱延板の結晶粒径を大きくす
ることにより、磁束密度を高くするためと考えられる。

異周速圧延については、特開昭56-152923号公報の開示
がある。すなわち該公報には、C 0.05％以下、Si 2.4〜
4.5％、Al 1.0％以下を含む鋼片の熱間圧延において、
上側及び下側ワークロール間の周速を異ならせた異周速
圧延を少なくとも１パス行い、熱間圧延終了後に高温巻
取りした熱延鋼帯コイルを750℃以上の温度で10分以上
保持することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法
を提案しており、この目的は、スラブの鋳造組織を、
熱間圧延時において鋼帯板厚方向中心部まで破壊する
か、あるいは破壊しないまでも十分な歪を付与して、以
後、通常の工程に従って得られた最終板厚の冷延鋼帯の
再結晶焼鈍時において、正常成長粒が鋼帯全体にわたっ
て成長しやすい状態にしておくこと、異周速圧延によ
って鋼帯に十分な剪断歪を導入し、熱間圧延後のコイル
高温保持に際して、トップ部およびボトム部における組
織の均質化を促進し、最終製品におけるコイルのトッ
プ、ボトム相当部分の劣化を防止する、というものであ
る。

しかし、この方法では、巻取温度を750℃以上にしなけ
ればならず、これでは酸洗性が悪く、また、耳割れにつ
いての記載がない。

しかして本発明は、スラブ加熱温度を1100〜1200℃に規
制し、熱間仕上圧延で異周速圧延を実施し、熱間仕上温
度を950℃以上とし、熱間仕上圧延後１〜７秒無注水と
し、巻取温度を700℃以下とするという方法により、熱
延板焼鈍を省略でき、耳割れが無く、かつ、酸洗性の良
好な熱延板を製造することに成功したものであり、全く
異なる技術と解される。

以下に本発明の諸条件及び限定理由を述べる。

成分組成 本発明において、成分組成を上記の範囲に限定した理由
について説明する。

先づ本発明の前提条件である〔Ｃ〕〔Si〕〔Al〕につい
ては、〔Ｃ〕が多量に含有されると、熱間圧延中にオー
ステナイト・フェライト２相域範囲が広がり、さらに脱
炭焼鈍に長時間を要するだけでなく、磁気特性の面から
も不利であるので、0.008％以下とした。

次に、〔％Si〕＋２×〔％Al〕が1.8％以上で且つ
〔Ｃ〕0.008％以下であれば、熱延中オーステナイト相
が発生せず、結晶粒成長し易い。また、低鉄損を得るた
め、固有抵抗を上げる必要から、〔％Si〕＋２×〔％A
l〕は1.8％以上とした。更に、〔％Si〕＋２×〔％Al〕
が５％を超えると冷延性が劣化するため、５％以下に制
限する必要がある。

〔Mn〕は、0.02〜0.5％含有させる。これは、Mn/Sを15
以上とし赤熱脆性を防止するために下限を0.02％とし
た。一方上限の0.5％を超えると固溶体硬化をもらた
し、打抜加工性を劣化させる。

次に本発明において、清浄鋼を構成する〔Ｓ〕〔Ｎ〕に
ついては、〔Ｓ〕は微細な硫化物あるいは酸硫化物をつ
くり、１次再結晶温度を高める有害な作用を演ずるた
め、極力少ない方が望ましく、0.0015％以下とした。

〔Ｎ〕は熱延中でのAlN析出を最小限にし、〔Ｓ〕と同
様に、１次再結晶粒のインヒビター効果を弱めるために
は、極力少ない方が望ましく、0.0020％以下とした。

その他の成分元素については、特に限定する理由はな
い。しかしながら、鋼中に残留した微量〔Ｓ〕を安定化
するために、〔Ca〕あるいは希土類元素など添加するこ
とも有効である。

熱間圧延 （スラブ加熱温度） スラブ加熱温度は、1100℃より低いと950℃以上の熱間
仕上温度の確保が難しい。一方、1200℃を超えると熱延
板に耳割れが発生し、歩留りを下げるので、1100〜1200
℃とした。

（異周速圧延） 熱間仕上圧延時に実施する異周速圧延の異周速率の下限
を５％とした。これ未満の異周速率では磁束密度を高め
る効果が無いためである。なお異周速率が高過ぎると、
圧接荷重が高くなりすぎるため、上限は25％が望まし
い。

（熱間仕上温度） 熱間仕上温度を950℃以上としたのは、この温度以上で
異周速率５％以上の異周速圧延を実施する場合、約0.01
T（100G）磁束密度B₅₀を高くでき、熱間仕上温度950℃
以上で、熱延板焼鈍を省略しても、熱延板焼鈍を付加し
た製品と同等以上の磁束密度が得られるからである。

（熱間圧延後の無注水時間） 異周速率５％以上の異周速圧延を実施し、950℃以上の
熱間仕上温度で熱延した場合、再結晶、正常粒成長に少
なくとも１秒は要し、これ未満では磁束密度が低くなる
ため下限は１秒とし、上限の７秒は、無注水時間が７秒
を超えると、その分だけ注水時間が短縮され、700℃以
下で巻き取ることが工業的に困難となるためである。

（巻取温度） 700℃を超えると酸洗性が悪化するため700℃以下とし
た。好ましくは、650℃以下である。

（実施例） 〔Ｃ〕0.002％、〔Si〕2.2％、〔Al〕0.3％、〔％Si〕
＋２×〔％Al〕＝2.8％、〔Mn〕0.22％、〔Ｓ〕0.0009
〜0.0012％、〔Ｎ〕0.0008〜0.0015％を含有する無方向
性電磁鋼スラブをスラブ加熱温度、熱間仕上温度、異周
速圧延条件（６スタンドからなる仕上圧延機で実施し、
異周速圧延を行ったスタンドと異周速率を変更）、熱間
圧延後の無注水時間、を変更して熱間圧延した。巻取温
度は、620℃、熱延板板厚2.5mmである。続いて、880℃
×60秒の連続焼鈍し、絶縁皮膜を塗布して製品とした。
この時の熱延条件、磁束密度B₅₀、鉄損W_15/50を第１表
に示す。

No.1,2,3,6,7,14は、比較例で、No.1,2,14はスラブ加熱
温度が1200℃よりも高い例で、耳割れが発生している。
No.3,7は、スラブ加熱温度が1200℃以下で異周速圧延無
しと異周速率が低い例で磁束密度が低い。No.6は、熱間
仕上温度が低い例で、磁束密度が低い。一方、No.4〜5,
8〜13は本発明例で、本発明に従えば、磁気特性が良好
でしかも耳割れのない熱延板が得られることが分かる。

（発明の効果） 以上の如く本発明によれば、熱延板焼鈍を省略して、熱
延板焼鈍を付加した製品と同等以上の磁気特性を得ら
れ、かつ耳割れのない、酸洗性の良好な高級無方向性電
磁鋼板の熱延板を製造可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スラブ加熱温度と熱延板耳割れの関係を示
す。第２図は、熱間仕上圧延時に実施する異周速圧延の
異周速率と磁束密度B₅₀の関係を示す。第３図は、異周
速０％と15％の時の熱間仕上温度と磁束密度B₅₀の関係
を示す。第４図は、熱間仕上温度1000℃の（Ａ）異周速
圧延材、（Ｂ）異周速圧延無しの熱延板結晶粒の金属顕
微鏡組織である。

フロントページの続き (72)発明者 猿渡 康隆 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 東根 和隆 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭56−152925（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−61644（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】〔Ｃ〕0.008％以下、1.8％≦（〔％Si〕＋
   ２×〔％Al〕）≦５％、〔Mn〕0.02〜0.5％、〔Ｓ〕0.0
   015％以下、〔Ｎ〕0.0020％以下、残部不可避的不純物
   及び鉄よりなる無方向性電磁鋼スラブを1100〜1200℃で
   スラブ加熱し、熱間仕上圧延するに際して、上側と下側
   のロールの周速を少なくとも５％以上異ならせる異周速
   圧延を少なくとも１パス実施し、熱間仕上温度を少なく
   とも950℃以上とすると共に、熱間仕上圧延後１秒〜７
   秒間無注水とし、しかる後、注水冷却して700℃以下の
   温度で巻取ることを特徴とする、高級無方向性電磁鋼板
   用熱延板の製造方法。