JPH09194942A

JPH09194942A - 方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブ

Info

Publication number: JPH09194942A
Application number: JP526096A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Kurosaki; 洋介黒崎; Nobuo Tachibana; 伸夫立花
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-07-29
Anticipated expiration: 2016-01-16
Also published as: JP3368411B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、スラブ加熱を雰囲気制御された誘
導加熱炉、抵抗加熱炉などの電気加熱炉で行った場合に
起こるヘゲの発生を解決するものである。【解決手段】連続鋳造機機端出口の切断機で切断して
得られ、特定成分を含有し、熱間圧延に際して雰囲気制
御型の電気式加熱炉で加熱される方向性電磁鋼板用連続
鋳造スラブにおいて、（１）連続鋳造スラブの切断面の凝固酸化物層と再凝固
母材層の合計の厚さが０．８mm以下であることを特徴と
する方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブ。（２）連続鋳造スラブの切断面に凝固酸化物層と再凝固
母材層が存在しないことを特徴とする方向性電磁鋼板用
連続鋳造スラブ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変圧器などの鉄心に
使用される方向性電磁鋼板の鋳片に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一方向性電磁鋼板は主に変圧器や発電機
の鉄心材料に使用されるが、省エネルギー化が要求され
ている昨今、更に磁束密度が高く、鉄損の少ない鋼板が
市場から要求されている。磁束密度の高い一方向性電磁
鋼板を得るには、｛１１０｝＜００１＞方位いわゆるゴ
ス方位に高度に集積した２次再結晶組織を得ることが必
要である。２次再結晶には、インヒビターと１次再結晶
集合組織が大きく影響することが知られている。インヒ
ビターについては、仕上焼鈍を行うまでに鋼中に１００
〜１０００Ａ程度の析出分散相を均一微細に存在させる
ことが必要で、ＡｌＮ，ＭｎＳ，ＭｎＳｅなどが一般的
に知られている。これらは、連続鋳造において粗大に析
出してしまうので、スラブを１２５０℃以上の高温に加
熱し、十分溶体化させた後、熱延でＭｎＳ，ＭｎＳｅを
均一微細に析出させ、熱延板焼鈍、析出焼鈍でＡｌＮを
均一微細に析出させ、更には、熱延から脱炭・１次再結
晶焼鈍までに結晶粒界に粒界偏析元素のＳｂ，Ｓｎ，Ｃ
ｕ，Ｍｏ，Ｇｅ，Ｂ，Ｔｅ，Ａｓ，Ｂｉなどを偏析させ
ることが有効である。

【０００３】従来、スラブ加熱はガス加熱炉で行われる
のが一般的であった。しかし、この方法では長時間のス
ラブ加熱が必要なため、スラブ結晶粒の異常粒成長に起
因する線混と呼ばれる磁気特性不良を起こす場合があっ
た。また、スラブ表面が酸化溶融しノロと呼ばれる溶融
酸化物がガス加熱炉炉床に凝固堆積し、定期的にこれを
除去する作業が必要であり、多大な労力を必要としてい
た。スラブの異常粒成長を解決する方法としては、スラ
ブ加熱を誘導加熱や抵抗加熱の如き電気加熱により急速
加熱することが特公昭５６−１８６５４号に提案されて
いる。また、ノロの発生を防止する方法として、Ｏ₂濃
度が１０％以下に制御された誘導加熱炉でスラブ加熱を
行う方法が特公平５−２４２０２号に提案されている。
これらの方法により磁気特性不良やノロの除去作業の問
題は解決された。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スラブを雰囲気制御さ
れた電気式加熱炉でスラブ加熱し、熱延したところ、新
たな問題として製品板の端部近傍にヘゲが多発した。本
発明は、スラブ加熱を雰囲気制御された誘導加熱炉、抵
抗加熱炉などの電気加熱炉で行った場合に特有に起こる
ヘゲの発生を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は以下の構成を要旨とする。（１）連続鋳造機機端出口の切断機で切断して得られる
重量％で、Ｃ：０．０１５〜０．１００％、Ｓｉ：２．
０〜４．０％、Ｍｎ：０．０３〜０．１２％、Ｓおよび
Ｓｅのうちから選んだ１種または２種を合計：０．００
５〜０．０５０％含有し、残部は実質的にＦｅの組成を
有し、かつ、熱間圧延に際して雰囲気制御型の電気式加
熱炉で加熱される方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブにお
いて、上記連続鋳造スラブの切断面の凝固酸化物層と再
凝固母材層の合計の厚さが０．８mm以下であることを特
徴とする。（２）連続鋳造機機端出口の切断機で切断して得られる
重量％で、Ｃ：０．０１５〜０．１００％、Ｓｉ：２．
０〜４．０％、Ｍｎ：０．０３〜０．１２％、Ｓおよび
Ｓｅのうちから選んだ１種または２種を合計：０．００
５〜０．０５０％含有し、残部は実質的にＦｅの組成を
有し、かつ、熱間圧延に際して雰囲気制御型の電気式加
熱炉で加熱される方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブにお
いて、上記連続鋳造スラブの切断面に凝固酸化物層と再
凝固母材層が存在しないことを特徴とする。（３）前項（１）または（２）に記載の方向性電磁鋼板
用連続鋳造スラブが、さらにSol.Ａｌ：０．０１０〜
０．０６５％、Ｎ：０．００４０〜０．０１００％を含
有することを特徴とする。（４）前項（１）または（２）または（３）に記載の方
向性電磁鋼板用連続鋳造スラブが、さらにＳｂ，Ｓｎ，
Ｃｕ，Ｍｏ，Ｇｅ，Ｂ，Ｔｅ，Ａｓ、およびＢｉから選
ばれる１種または２種以上を各々の元素量で０．００３
〜０．３％を含有することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明者は、まず製品のヘゲの発
生状況を調査した。ヘゲは製品の最トップ部、最ボトム
部に発生し、一部の製品では最トップ部、最大ボトム部
に加え幅方向の片側の端部近傍にも発生していた。とこ
ろで、連続鋳造の生産性を上げる方法として、熱延コイ
ルの要求幅に対し、２倍の幅でスラブを鋳造したり、複
数の熱延コイル要求幅を組合せたスラブ幅で鋳造し、こ
れらのスラブをガス切断で縦切断し、所要の幅のスラブ
を得る方法が行われている。

【０００７】調査を進めたところ、ヘゲが幅方向の片側
の端部近傍に発生した製品は、スラブを縦切断したもの
であり、ヘゲはスラブを縦切断した側の製品の端部近傍
に発生することが判明した。これらの調査結果より、ス
ラブを切断した箇所に相当する製品の部位にヘゲが発生
することが明らかになった（図１参照）。更に熱延板の
ヘゲの発生状況を調査したところ、製品と全く同様の結
果であった。

【０００８】そこで、本発明者は、Ｃ：０．０６％、Ｓ
ｉ：３．０１％、Ｍｎ：０．０５％、Ｓ：０．０２０％
を含み、連続鋳造後スラブをガス切断で縦切断し、Ｏ₂
濃度が１％以下に雰囲気制御された誘導加熱炉でスラブ
加熱をしてから、熱延された熱延板に観察されたヘゲを
調査した。図２にヘゲの観察位置を示す。図３にはヘゲ
の金属組織を示す。ヘゲは母材と異なる非常に微細な結
晶粒からなる組織を有し、この部分をＥＰＭＡで分析し
たところ、Ｓｉを約１％含有していた。また、ヘゲの内
部に鉄シリコン酸化物を巻き込んでいる箇所も存在し
た。

【０００９】一方、母材は溶製したとおりの約３％のＳ
ｉを含有していた。次に、スラブの縦切断した側の端部
近傍にヘゲが発生することから、スラブの縦切断面（ガ
ス切断面）と鋳造のままの面を調査した。図４には、ス
ラブのガス切断面と鋳造のまま面の観察部位(a),(b) を
示す。図５にはスラブのガス切断面(a) と鋳造のままの
面(b) の金属組織を示す。ガス切断面には、表層に１mm
程度の変質層が観察され、これをＥＰＭＡで詳細に分析
したところ、最表面０．１mmが鉄シリコン酸化物層、そ
の内側０．９mm程度がＳｉを１〜２％程度含む脱珪層で
あることが分かった。一方、鋳造のままの面には変質層
は観察されなかった。

【００１０】ガス切断部は図６（出典／最新切断技術総
覧編集委員会：最新切断技術総覧，（１９８５．３．２
０），ｐ．３４３，〔産業技術サービスセンター〕）に
示すように、切断面の最表層には凝固酸化物、その内側
に再凝固母材が生成することが知られている。なお、図
６の(a) は切断ガス噴流、(b) は凝固酸化物、(c) は再
凝固母材である。これより、調査したスラブ切断面の鉄
シリコン酸化物層は凝固酸化物層、脱珪層は再凝固母材
層であることが判明した。再凝固母材層のＳｉが１〜２
％であるのは母材のＳｉの一部が酸化物となって消費さ
れたためである。

【００１１】以上の調査より、ヘゲがスラブが切断され
た部位の製品の端部近傍に発生し、Ｓｉを約１％含み、
酸化物を巻き込んでいる箇所があることから、ヘゲの発
生原因は、スラブのガス切断面の凝固酸化物層と再凝固
母材層が熱延中に熱間形能の違いにより剥離し、噛みこ
んだものであることが分かった。スラブがガス加熱炉で
加熱された場合にヘゲが発生しないのは、凝固酸化物層
と再凝固母材層がスラブ加熱中に溶融し、ノロとなって
除去されていたためである。

【００１２】次に、本発明者はスラブをガス切断した面
の凝固酸化物層と再凝固母材層の合計の厚さとヘゲの発
生について調査した。Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：３．０３
％、Ｍｎ：０．０６％、Ｓ：０．０２１％を含むスラブ
を連続鋳造し、スラブをガス切断でスラブの長さ調整の
ためのトップ部、ボトム部の切断および幅調整のため縦
切断した。ガス切断はＬＮＧと酸素の混合ガスで行い、
ＬＮＧと酸素の混合比率、ガス圧力、ガス流量を変えて
凝固酸化物層と再凝固母材層の合計の厚さを変化させ
た。その後、Ｏ₂濃度が１％以下に雰囲気制御された誘
導加熱炉でスラブ加熱し、熱延し、熱延板でヘゲの発生
の有無を調査した。スラブのガス切断面の凝固酸化物層
と再凝固母材層の合計の厚さとヘゲの有無の関係を表１
に示す。これより、凝固酸化物層と再凝固母材層の合計
の厚さが０．８mm以下であるとヘゲが発生しないことが
分かる。

【００１３】

【表１】

【００１４】〔本発明の諸条件および限定理由〕Ｃは、
下限０．０１５％未満であれば２次再結晶が不安定とな
り、上限の０．１００％は、これよりＣが多くなると脱
炭所要時間が長くなり経済的に不利となるために限定し
た。Ｓｉは、下限２％未満では良好な鉄損が得られず、
上限４％を超えると冷延性が著しく劣化する。

【００１５】Ｍｎは、下限０．０３％未満であれば熱間
脆化を起こし、上限０．１２％を超えるとかえって磁気
特性を劣化させる。Ｓ，Ｓｅは、ＭｎＳ，ＭｎＳｅを形
成するために必要な元素で、これらの１種または２種の
合計が下限０．００５％未満ではＭｎＳ，ＭｎＳｅの絶
対量が不足し、上限０．０５０％を超えると熱間割れを
生じ、また、最終仕上焼鈍での純化が困難となる。

【００１６】Sol.Ａｌは、ＡｌＮを形成するために必要
な元素で、下限０．０１０％未満ではＡｌＮの絶対量が
不足し、上限０．０６５％を超えるとＡｌＮの適当な分
散状態が得られない。Ｎは、ＡｌＮを形成するために必
要な元素で、下限０．００４０％未満ではＡｌＮの絶対
量が不足し、上限０．０１００％を超えるとＡｌＮの適
当な分散状態が得られない。

【００１７】Ｓｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｇｅ，Ｂ，Ｔ
ｅ，Ａｓ、およびＢｉは粒界に偏析させ、２次再結晶を
安定化させるが、各々の元素量が下限０．００３％未満
では偏析量が不足し、上限０．３％は経済的理由と脱炭
性の悪化によるものである。添加する元素は１種でもよ
いし、２種以上添加してもよい。

【００１８】連続鋳造スラブの切断面の凝固酸化物層と
再凝固母材層の合計の厚さが０．８mm以下であると雰囲
気制御された電気式加熱炉でスラブ加熱を行っても製品
にヘゲを生じない。ガス切断、アーク切断では、切断条
件を選定し、凝固酸化物層と再凝固母材層の合計の厚さ
を０．８mm以下とする。レーザ切断、電子ビーム切断、
プラズマ切断では、凝固酸化物層と再凝固母材層は存在
するが極めて薄いので、通常０．８mm以下となる。連続
鋳造スラブの切断面に凝固酸化物層と再凝固母材層がな
いと雰囲気制御された電気式加熱炉でスラブ加熱を行っ
ても製品にヘゲを生じない。ノコ切断、ワイヤカット放
電切断、ウォータージェット切断、プレス切断では、凝
固酸化物層と再凝固母材層が存在しない。

【００１９】切断された連続鋳造スラブは、そのまま電
気式加熱炉で加熱される場合や、高温での電気式加熱炉
で加熱される前に、予備ガス加熱、幅圧下圧延、厚み圧
下圧延などが施される場合があるが、これらは本発明の
効果を損なうものではない。

【００２０】

【実施例】

〔実施例１〕〔Ｃ〕０．０７０〜０．０７４％、〔Ｓ
ｉ〕３．３５〜３．３８％、〔Ｍｎ〕０．０６４〜０．
０６６％、〔Ｓ〕０．０２２〜０．０２４％、〔Sol.Ａ
ｌ〕０．０３３〜０．０３４％、〔Ｎ〕０．００７２〜
０．００７９％、〔Ｓｎ〕０．１２％、〔Ｃｕ〕０．０
６％を含有する鋳片を２５０mm厚、２１００mm幅に連続
鋳造し、長さ調整の切断、幅方向を２分割（１０４５mm
幅を２本、１０mmは切り代）に切断するに際し、ＬＮＧ
と酸素の混合ガスを用い、ＬＮＧと酸素の混合比率、ガ
ス圧力、ガス流量を変えて凝固酸化物層と再凝固母材層
の合計の厚さを変化させた。また、縦切断面の反対側の
鋳造のままの面はそのまま利用した。その後、１０８０
℃×３ｈガス加熱炉でスラブ加熱し、次いで２００mmに
熱間加工し、一部のスラブは１０４５mmを１０２０mm幅
に幅圧下圧延した。その後、Ｏ₂濃度が１％以下に雰囲
気制御された誘導加熱炉で１３５０℃×３５分スラブ加
熱し、２．１０mm厚に熱延した。そして、１．７０mmに
予備冷延、析出焼鈍、０．２２mmに最終冷延、脱炭・１
次再結晶焼鈍を行い、次いで焼鈍分離剤を塗布した後、
最終仕上焼鈍を行い、コーティング液を塗布し製品とし
た。

【００２１】この時の凝固酸化物層と再凝固母材層の合
計の厚さと製品のヘゲ発生有無の関係を表２に示す。こ
れより、凝固酸化物層と再凝固母材層の合計の厚さを
０．８mm以下とするとヘゲが発生しないことが分かる。
また、鋳造のままの面の側に相当する製品の幅方向端部
近傍にはヘゲが発生しなかった。

【００２２】

【表２】

【００２３】〔実施例２〕〔Ｃ〕０．０７９〜０．０８
２％、〔Ｓｉ〕３．３９〜３．４２％、〔Ｍｎ〕０．０
７０〜０．０７１％、〔Ｓ〕０．０１０％、〔Ｓｅ〕
０．０１８〜０．０１９％、〔Sol.Ａｌ〕０．０２２〜
０．０２３％、〔Ｎ〕０．００９０〜０．００９５％、
〔Ｓｂ〕０．０１７％、〔Ｍｏ〕０．０１２％を含有す
る鋳片を真空溶解し、これから４０mm厚×１００mm幅×
２００mm長の試験片を作成した。試料の長さ、厚さ調整
の切断はノコ切断し、幅調整の切断は種々の方法で切断
した。これを、Ｏ₂濃度が０．２％以下に雰囲気制御さ
れた誘導加熱炉で１４００℃×３０分スラブ加熱し、
２．５０mm厚に熱延した。この時の切断方法と熱延板の
ヘゲ発生有無の関係を表３に示す。これより、ガス切
断、アーク切断し凝固酸化物層と再凝固母材層の合計の
厚さを０．８mm以下とした場合やノコ切断、レーザ切
断、電子ビーム切断、ワイヤカット放電切断、ウォータ
ージェット切断、プレス切断、プラズマ切断された面は
ヘゲが発生しないことが分かる。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、スラブ加
熱を雰囲気制御された誘導加熱炉、抵抗加熱炉などの電
気加熱炉で行った場合に特有に起こるヘゲの発生を解決
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】製品版のヘゲ発生状況とスラブ切断部位との関
係を示す。

【図２】熱延板のヘゲ観察位置を示す。

【図３】ヘゲの拡大金属組織写真を示す。

【図４】スラブのガス切断面と鋳造のまま面の観察部位
を示す。

【図５】スラブのガス切断面と鋳造のまま面の拡大金属
組織写真を示す。

【図６】ガス切断部の生成物を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造機機端出口の切断機で切断して
得られる重量％で、Ｃ：０．０１５〜０．１００％、Ｓ
ｉ：２．０〜４．０％、Ｍｎ：０．０３〜０．１２％、
ＳおよびＳｅのうちから選んだ１種または２種を合計：
０．００５〜０．０５０％、残部は実質的にＦｅの組成
を有し、かつ、熱間圧延に際して雰囲気制御型の電気式
加熱炉で加熱される方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブに
おいて、上記連続鋳造スラブの切断面の凝固酸化物層と
再凝固母材層の合計の厚さが０．８mm以下であることを
特徴とする方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブ。
【請求項２】連続鋳造機機端出口の切断機で切断して
得られる重量％で、Ｃ：０．０１５〜０．１００％、Ｓ
ｉ：２．０〜４．０％、Ｍｎ：０．０３〜０．１２％、
ＳおよびＳｅのうちから選んだ１種または２種を合計：
０．００５〜０．０５０％、残部は実質的にＦｅの組成
を有し、かつ、熱間圧延に際して雰囲気制御型の電気式
加熱炉で加熱される方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブに
おいて、上記連続鋳造スラブの切断面に凝固酸化物層と
再凝固母材層が存在しないことを特徴とする方向性電磁
鋼板用連続鋳造スラブ。
【請求項３】請求項１または２に記載のスラブに、さ
らにSol.Ａｌ：０．０１０〜０．０６５％、Ｎ：０．０
０４０〜０．０１００％を含有することを特徴とする方
向性電磁鋼板用連続鋳造スラブ。
【請求項４】請求項１または２または３に記載のスラ
ブに、さらにＳｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｇｅ，Ｂ，Ｔ
ｅ，Ａｓ、およびＢｉから選ばれる１種または２種以上
を各々の元素量で０．００３〜０．３％を含有すること
を特徴とする方向性電磁鋼板用連続鋳造スラブ。