JPH1046250A - 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無方向性電磁鋼板の磁気特性を損なうことな
く、リジングの発生を防止する。 【解決手段】 Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．０５％
以上３．５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上４．０
％以下、かつ（Ｓｉ＋Ａｌ）が５％以下で、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる無方向性電磁鋼の連続鋳
造スラブを、９５０℃以上１１５０℃以下に加熱し、熱
間圧延での粗圧延時にスラブ幅方向に１５％以上５０％
以下の圧下を加えると共に、最終パスで厚み方向に４０
％以上８５％以下の圧下を加え、次いで仕上圧延して得
た熱延コイルを、６００℃以上１１００℃以下で熱延板
焼鈍しあるいは熱延ままで冷間圧延し、７００℃以上１
１００℃以下で連続焼鈍することによって、磁気特性に
優れたリジングのない無方向性電磁鋼板を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速電動機の回転
子や固定子の鉄心に最適なリジングの少ない磁気特性に
優れた無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】無方向性電磁鋼板は、電動機の回転子の
鉄心や変圧器の鉄心に使用されているが、近年インバー
タの進歩によって１００Ｈｚを超える高周波領域で使用
される電動機が多くなり、鉄損の小さい鋼板の需要が高
まってきている。鉄損の低減には、Ｓｉ、Ａｌ等の鋼の
電気抵抗を高める元素の添加が有効であるが、これらの
元素はフェライト生成元素であり、Ｃ：０．０１％以下
の領域では、（Ｓｉ＋Ａｌ）：１．５％以上となると鋼
はフェライト単相となり、連続鋳造で形成される凝固組
織（柱状晶）が変態することなく熱間圧延され、引き続
き行われる熱延板焼鈍、冷間圧延後の鋼板表面に柱状晶
の痕跡が圧延方向と平行な線状に起伏するリジングと呼
ばれる欠陥が発生することが知られている。リジングが
発生した無方向性電磁鋼板は、外観上の商品価値を損な
うばかりでなく、積層鉄心等に成形した場合の占積率の
低下等は避けられない。

【０００３】上記リジングを防止する方法としては、古
くから熱延板に焼鈍を施し、再結晶させることによりリ
ジングを緩和することが行われているが、連続鋳造で生
成した柱状晶起因のリジングに対しては有効ではない。
また、微量なＴｉ、Ｚｒ等の元素を添加し、連続鋳造時
の柱状晶を低減して等軸晶を増加させ、リジングを軽減
する方法（特公昭５３−２１９９４号公報）が提案され
ているが、磁気特性の劣化を招き実用的ではない。

【０００４】また、リジングを防止する他の方法として
は、例えば、連続鋳造時に電磁力により未凝固溶鋼を撹
拌し、熱延条件から決まる熱延時の非再結晶中心領域に
相当するスラブ中心領域以上の範囲を等軸晶化すること
によってリジングを軽減する方法（特公昭５７−１５９
６９号公報）、熱間圧延での粗圧延最終パスを９００℃
以上で、かつ５０〜７０％の強圧下圧延で終了し、続く
仕上圧延を８５０〜７２０℃の低温度領域で終えること
により、製品板のリジングを消失せしめる方法（特公昭
５６−４３０９１号公報）、鋼中不純物の混入を極力抑
制してそのうちＴｉ、Ｚｒのうちの少なくとも一種につ
き、ＳｉおよびＡｌの合計量に応じて、 ｛Ｔｉ（％）＋０．５Ｚｒ（％）｝≦０．０２２／｛Ｓ
ｉ（％）＋Ａｌ（％）｝ の制限範囲内に低減することによりリジングを抑制する
方法（特公昭５６−３１８４６号公報）が提案されてい
る。

【０００５】

【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では、１００％等軸晶スラブ
を製造することは極めて困難であり、また、柱状晶が残
存する連続鋳造スラブでは、リジングを完全に無くすこ
とは不可能である。また、特公昭５６−４３０９１号公
報に開示の方法は、リジングを完全に解消するには至っ
ていない。さらに、特公昭５６−３１８４６号公報に開
示の方法は、前記特公昭５３−２１９９４号公報に開示
の方法と同様に、磁気特性の劣化を招き実用的ではな
い。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、磁気特性を劣化させることなく、リジングを解消
できる磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【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、熱間粗
圧延時に所定温度で幅方向と厚み方向の両方に所定量の
圧下を加えることによって、粗圧延完了時、連続鋳造ス
ラブの柱状晶が破壊されて再結晶組織が生成すること、
この領域の温度は、磁気特性の劣化を引き起こさず、逆
に良好となることを見い出した。さらに、所定Ｓｉ＋Ａ
ｌ量においては、従来リジング防止対策のために熱延板
焼鈍が必要であったが、熱延板焼鈍がなくても磁気特性
が良好で、かつリジングも発生しないことを究明し、こ
の発明に到達した。

【０００８】本発明の請求項１の磁気特性に優れた無方
向性電磁鋼板の製造方法は、Ｃ：０．０１％以下、Ｓ
ｉ：３．５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：４．０％以下、かつ
（Ｓｉ＋Ａｌ）が５％以下で、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなる無方向性電磁鋼の連続鋳造スラブを、
９５０℃以上１１５０℃以下に加熱し、熱間圧延での粗
圧延時にスラブ幅方向に１５％以上５０％以下の圧下を
加えると共に、最終パスで厚み方向に４０％以上８５％
以下の圧下を加え、次いで仕上圧延して熱延コイルとな
し、酸洗したのち、６００℃以上１１００℃以下で熱延
板焼鈍を行なうかあるいは熱延のままで冷間圧延し、７
００〜１１００℃で連続焼鈍による仕上焼鈍を施すこと
としている。このように、請求項１の熱延コイルを、酸
洗したのち、６００℃以上１１００℃以下で熱延板焼鈍
を行なうかあるいは熱延のままで冷間圧延し、７００〜
１１００℃で連続焼鈍による仕上焼鈍を施すことによっ
て、熱延コイルは粗圧延完了時、連続鋳造スラブの柱状
晶が破壊されて再結晶組織が生成しているため、冷間圧
延時にリジングが発生することがなく、磁気特性に優れ
たリジングのない無方向性電磁鋼板を製造することがで
きる。

【０００９】本発明の請求項２の磁気特性に優れた無方
向性電磁鋼板の製造方法は、Ｃ：０．０１％以下、Ｓ
ｉ：３．５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：４．０％以下、かつ
（Ｓｉ＋Ａｌ）が５％以下で、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなる無方向性電磁鋼の連続鋳造スラブを、
９５０℃以上１１５０℃以下に加熱し、熱間圧延での粗
圧延時にスラブ幅方向に１５％以上５０％以下の圧下を
加えると共に、最終パスで厚み方向に４０％以上８５％
以下の圧下を加え、次いで仕上圧延して得られた熱延コ
イルを、６００℃以上１１００℃以下で熱延板焼鈍を行
なうかあるいは熱延のままで、１回または２回以上の中
間焼鈍を挟んで冷間圧延し、７００〜１１００℃で連続
焼鈍による仕上焼鈍を施すこととしている。このよう
に、請求項１の熱延コイルを、６００℃以上１１００℃
以下で熱延板焼鈍を行なうかあるいは熱延のままで、１
回または２回以上の中間焼鈍を挟んで冷間圧延し、７０
０〜１１００℃で連続焼鈍による仕上焼鈍を施すことに
よって、熱延コイルは粗圧延完了時、連続鋳造スラブの
柱状晶が破壊されて再結晶組織が生成しているため、冷
間圧延時にリジングが発生することがなく、中間焼鈍に
よりさらに磁気特性に優れたリジングのない無方向性電
磁鋼板を製造することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明において鋼の化学成分を
限定した理由は、下記のとおりである。Ｃは０．０１％
を超えて含有させると、磁気時効を引き起こし、磁気特
性を劣化させるため、０．０１％以下とした。

【００１１】Ｓｉは磁気特性の改善に必須の元素である
が、０．０５％未満ではその効果が十分でなく、また、
３．５％を超えて含有させると延性が劣化し、冷間圧延
時に圧延材の破断等のトラブルを惹起するため、０．０
５％以上３．５％以下とした。

【００１２】Ｓｏｌ．Ａｌは磁気特性を改善するのに重
要な元素であるが、０．１％未満では微細なＡｌＮを生
成し、逆に磁気特性を劣化させることなり、また、４．
０％を超えて添加すると熱間圧延時に発火等の危険があ
るため、０．１％以上４．０％以下とした。

【００１３】（Ｓｉ＋Ａｌ）は５％を超えると、冷間圧
延性が著しく劣るため、５％以下とした。

【００１４】上記成分の連続鋳造スラブは、９５０℃以
上１１５０℃以下の温度に加熱し、熱間圧延における粗
圧延時にサイジングプレス等の幅圧下手段を用いてスラ
ブ幅方向に１５％以上５０％以下の圧下を加えると共
に、最終パスで厚み方向に４０％以上８５％以下の圧下
を加えたのち、仕上圧延して熱延コイルとする。

【００１５】上記連続鋳造スラブの加熱温度は、９５０
℃未満では仕上温度の確保が困難となり、磁気特性が劣
化し、１１５０℃を超えると鋼中のＭｎＳ等の析出物が
再溶解し、磁気特性の劣化を招くので９５０℃以上１１
５０℃以下とした。また、図１に示すとおり、スラブ幅
圧下は、柱状晶を破壊するために必須であり、幅圧下率
が１５％未満ではリジング防止に効果がなく、５０％を
超えると幅圧延が困難となるため、熱間粗圧延における
幅圧下率は１５％以上５０％以下とした。さらに、熱間
粗圧延における最終パスでの厚み方向の圧下率は、４０
％未満ではリジング防止に効果がなく、８５％を超える
と圧延が困難となるため、粗圧延における最終パスでの
厚み方向の圧下率は４０％以上８５％以下とした。

【００１６】上記熱延コイルは、酸洗したのち、６００
℃以上１１００℃以下の温度で熱延板焼鈍を行うかある
いは熱延のままで冷間圧延し、あるいは１回または２回
以上の中間焼鈍を挟んで冷間圧延し、７００〜１１００
℃で連続焼鈍による仕上焼鈍を施す。熱延板の焼鈍温度
は、６００℃未満では効果がなく、１１００℃を超える
と結晶粒が粗大化し、冷間圧延時に圧延材の破断等のト
ラブルを惹起するため、６００℃以上１１００℃以下と
した。冷間圧延における中間焼鈍温度は、６００℃未満
では効果がなく、１１００℃を超えると結晶粒が粗大化
し、圧延材の破断等のトラブルを惹起する。また、連続
焼鈍による仕上焼鈍温度は、７００℃未満では再結晶組
織が十分に得られず磁気特性が不良となり、１１００℃
を超えると表層から粒界酸化が起こり、逆に磁気特性が
劣化するので、７００℃以上１１００℃以下とした。

【００１７】仕上焼鈍された冷延鋼帯は、用途によって
は両面に無機質あるいは半有機質の絶縁皮膜を施す。絶
縁皮膜は、絶縁ワニス、変圧器油、機械油などに侵され
ないものであればよく、特に限定されないが、樹脂ある
いは樹脂と無機バインダーの混合物等をスプレー塗装、
ロールコータ、カーテンフローコート等により鋼帯両面
に皮膜形成する。

【００１８】

【実施例】表１に示す試験Ｎｏ．１〜９の本発明鋼およ
び＊印の化学成分が本発明の範囲外である試験Ｎｏ．１
０〜２１の比較鋼の厚さ２２７ｍｍ、幅１０００ｍｍの
連続鋳造スラブを、表２に示す加熱条件で加熱し、表２
に示す熱間圧延条件で熱間圧延を行って２．３ｍｍ厚の
熱延コイルとしたのち、表３に示すとおり、熱延板を焼
鈍しあるいは焼鈍することなく酸洗したのち、表３に示
す条件で冷間圧延して板厚０．５０ｍｍの冷延鋼帯とな
し、その後、表３に示す仕上焼鈍温度で連続焼鈍により
再結晶焼鈍したのち、冷延鋼帯両面にアクリル樹脂エマ
ルジョン、クロム酸マグネシウム、ほう酸よりなる膜厚
０．４μｍの絶縁皮膜をロールコータ方式により形成さ
せた。得られた各電磁鋼板から試験片を採取し、ＪＩＳ
Ｃ２５５０に規定の電磁鋼板試験方法に準じて２５ｃ
ｍエプスタイン試験器を用いて磁気特性を評価すると共
に、ＪＩＳ Ｂ ０６１０表面うねりに規定されている
表面うねりの測定法により測定した表面うねりによって
リジングを評価した。その結果を表４に示す。なお、熱
間粗圧延における幅圧下は、サイジングプレスを用い
た。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】表４に示すとおり、試験Ｎｏ．１〜９の本
発明例は、いずれも鉄損、磁束密度共にＪＩＳ Ｃ２５
５２の無方向性電磁鋼帯で規定されている種類５０Ａ２
７０〜５０Ａ４７０の規定を満たしている。これに対
し、Ｃの含有量が本発明の範囲外の試験Ｎｏ．１０の比
較例では、磁気時効により磁気特性が劣化している。ま
た、Ｓｉ含有量が本発明の上限を超える試験Ｎｏ．１１
の比較例では、冷間圧延時に板破断により冷間圧延が不
可能であった。さらに、Ｓｏｌ．Ａｌの含有量が本発明
の上限を超える試験Ｎｏ．１２の比較例では、熱間圧延
時に発火して熱間圧延は不可能であった。さらにまた、
連続鋳造スラブ加熱温度が本発明の上限を超える試験Ｎ
ｏ．１３の比較例では、鉄損が本発明例に比較して４．
５７Ｗ／ｋｇと大きくなっている。また、熱間圧延時の
粗圧延における幅圧下率が本発明の下限以下の試験Ｎ
ｏ．１４の比較例および粗圧延最終パスでの厚さ圧下率
が本発明の下限以下の試験Ｎｏ．１５の比較例では、う
ねりが本発明例の約２倍となっており、リジングの発生
が顕著であった。さらに、Ｓｉ＋Ａｌが本発明の上限を
超える試験Ｎｏ．１６の比較例では、冷間圧延時に板破
断により冷間圧延が不可能であった。さらにまた、熱間
圧延時の粗圧延における幅圧下率が本発明の下限以下
で、かつ粗圧延最終パスでの厚さ圧下率が本発明の下限
以下の試験Ｎｏ．１７の比較例および連続鋳造スラブ加
熱温度が本発明の上限を超え、かつ粗圧延最終パスでの
厚さ圧下率が本発明の下限以下の試験Ｎｏ．１８の比較
例では、うねりが本発明例の約２倍あるいはそれ以上と
なっており、リジングの発生が顕著であった。また、熱
延板焼鈍温度が本発明の上限を超える試験Ｎｏ．１９の
比較例では、冷間圧延時に板破断により冷間圧延が不可
能であった。さらに、仕上焼鈍温度が本発明の上限を超
える試験Ｎｏ．２０の比較例では、磁気特性の劣化が認
められた。さらにまた、仕上焼鈍温度が本発明の下限以
下の試験Ｎｏ．２１の比較例では、鉄損が本発明例より
大幅に上昇する磁気特性の不良が認められた。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１の無方向性電磁鋼板の
製造方法は、連続鋳造スラブを９５０℃以上１１５０℃
以下に加熱し、粗圧延時にスラブ幅方向に１５％以上５
０％以下の圧下を加えると共に、最終パスで厚さ方向に
４０％以上８５％以下の圧下を加えた熱延コイルを酸洗
し、６００℃以上１１００℃以下で熱延板焼鈍しあるい
は熱延のままで冷間圧延し、７００〜１１００℃で連続
焼鈍による仕上焼鈍を施すことによって、磁気特性に優
れたリジングのない電磁鋼板を製造することができる。

【００２５】また、本発明の請求項２の無方向性電磁鋼
板の製造方法は、連続鋳造スラブを９５０℃以上１１５
０℃以下に加熱し、粗圧延時にスラブ幅方向に１５％以
上５０％以下の圧下を加えると共に、最終パスで厚さ方
向に４０％以上８５％以下の圧下を加えた熱延コイルを
酸洗し、６００℃以上１１００℃以下で熱延板焼鈍しあ
るいは熱延のままで、１回または２回以上の中間焼鈍を
挟んで冷間圧延し、７００〜１１００℃で連続焼鈍によ
る仕上焼鈍を施すことによって、さらに磁気特性に優れ
たリジングのない電磁鋼板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱間粗圧延における幅圧下量と最終パ
スでの厚み圧下量の範囲を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：３．５％以
   下、Ｓｏｌ．Ａｌ：４．０％以下、かつ（Ｓｉ＋Ａｌ）
   が５％以下で、残部がＦｅおよび不可避的不純物からな
   る無方向性電磁鋼の連続鋳造スラブを、９５０℃以上１
   １５０℃以下に加熱し、熱間圧延での粗圧延時にスラブ
   幅方向に１５％以上５０％以下の圧下を加えると共に、
   最終パスで厚み方向に４０％以上８５％以下の圧下を加
   え、次いで仕上圧延して熱延コイルとなし、６００℃以
   上１１００℃以下で熱延板焼鈍しあるいは熱延のままで
   冷間圧延し、７００〜１１００℃で連続焼鈍による仕上
   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。
2. 【請求項２】 Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：３．５％以
   下、Ｓｏｌ．Ａｌ：４．０％以下、かつ（Ｓｉ＋Ａｌ）
   が５％以下で、残部がＦｅおよび不可避的不純物からな
   る無方向性電磁鋼の連続鋳造スラブを、９５０℃以上１
   １５０℃以下に加熱し、熱間圧延での粗圧延時にスラブ
   幅方向に１５％以上５０％以下の圧下を加えると共に、
   最終パスで厚み方向に４０％以上８５％以下の圧下を加
   え、次いで仕上圧延して得られた熱延コイルを、６００
   ℃以上１１００℃以下で熱延板焼鈍しあるいは熱延のま
   まで、１回または２回以上の中間焼鈍を挟んで冷間圧延
   し、７００〜１１００℃で連続焼鈍による仕上焼鈍を施
   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。