JPH11199933A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間圧延を高能率化のためにタンデム圧延機
により施す方向性電磁鋼板の製造方法において、冷延時
のオイルピットを抑制して、表面性状が良好で磁気特性
に優れる方向性けい素鋼板を得る。 【解決手段】 第２回目の冷間圧延におけるタンデム圧
延機の第１スタンドに表面粗さ1.0 〜3.0 μm Raのワー
クロールを用いる。かつ、第２スタンド以降の１つ以上
のスタンドに表面粗さ0.05〜0.5 μm Raの傾斜研磨ワー
クロールを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄損値が低く、
磁束密度が高い方向性電磁鋼板を得るための製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一方向性電磁鋼板は、主に変圧器及び電
気機器の鉄芯として使用され、優れた磁化特性（高い磁
束密度）及び低い鉄損が要求される。特に、高い磁束密
度をそなえる一方向性電磁鋼板は、変圧器や電気機器の
小型化、高性能化に有利なため、製品特性として磁束密
度の更なる向上が要求されている。かかる要求に応える
ためには、材質的には、仕上げ焼鈍後に結晶の方向性を
極めて高くそろえること、すなわち、ゴス方位；｛１１
０｝〈００１〉方位の結晶粒を圧延方向に高度に集積さ
せる必要がある。

【０００３】加えて、特開昭５９−３７８３２６号、同
６２−２９４１３１号、同１２７４２１号各公報に開示
されているように、最終冷間圧延板の表面粗さ（Ra）を
小さくすることも必要である。というのは、最終冷間圧
延板の表面粗さが大きいと、製品板の表面凹凸が大きく
なるとともに、板表面に形成される絶縁被膜も厚膜で粗
いものとなるため、製品板を磁化したときの磁壁の移動
が妨げられて鉄損が増加するからである。また、表面粗
さが大きくなると比表面積が増加するが、かような比表
面積の増加に伴ってインビターとして作用するMnS やMn
Se等の表面濃化量が増大することから、その分だけ二次
再結晶焼鈍時における鋼板内部のインヒビター効果が弱
まり、その結果、二次再結晶の成長が不十分となるから
である。そのため、最終冷延板の表面粗さは一般に0.35
μm 以下とするのが好適とされている。

【０００４】ところで、けい素鋼熱延板に中間焼鈍を挟
む２回の冷間圧延を施して最終板厚とした後、脱炭焼
鈍、次いで焼鈍分離剤を塗布してから仕上焼鈍を施す一
連の一方向性電磁鋼板の製造工程における冷間圧延に際
して、従来より使用されている冷間圧延設備としては大
きく分けて２つある。一つは小径ワークロールを適用す
る多段圧延機であって、なかでもゼンジマー圧延機が多
く使用されている。もう一つはタンデム圧延機であっ
て、これは特開昭６１−１３２２０５号公報に開示され
ているように、電磁鋼板を高能率で製造することができ
る。

【０００５】このようにタンデム圧延は、高能率で製造
できるというメリットがあるものの、圧延速度が速くな
ると、圧延油のロールバイトへの導入量が増大し、これ
に起因して圧延油が鋼板とロールとの間に封入され、圧
延時に鋼板表面を押しつぶす。このことにより、鋼板表
面にはオイルピットと呼ばれる局所的な凹凸が発生し、
鋼板の表面性状を劣化させることになる。したがって、
タンデム冷間圧延は、表面粗さの低減にとっては好まし
いとはいえない。

【０００６】また、中間焼鈍後の電磁鋼板には、サブス
ケールが鋼板表面に存在するため、中間焼鈍後の冷間圧
延の際に表面粗さ（Ra）の小さいロールを用いた場合に
は、前段スタンドのワークロールの摩耗が大きな問題に
なる。この問題を解決するために前段スタンドに表面粗
さの大きいロールを用いるとワークロールの摩耗は抑制
されるが、圧延板の表面粗さが増加して表面性状が劣化
してしまう。

【０００７】かかる問題を解決するために、特開平３−
１３０３２０号公報では、中間焼鈍後、最終冷延前に中
間焼鈍板の表面を研掃してからタンデム冷間圧延を行う
ことによって、ワークロールの摩耗を軽減し、鋼板の表
面粗さを低減する方法が開示されている。しかしなが
ら、この方法のように鋼板表面の研削工程を設けること
は、設備費が嵩むのみならず表面研削のためのランニン
グコストもかかるので、製品コストの上昇を招き不利で
ある。

【０００８】この問題を解決するために、特開平２−１
７５０１０号公報では、第１スタンドのロール表面粗さ
を0.3 〜0.6 μm とするこよにより、サブスケールを破
砕除去するとともに出側鋼板表面の粗度を小さくする方
法が開示されている。しかしながら、この方法に従って
タンデム圧延した電磁鋼板は、ゼンジミアミル等に小径
ワークロールで圧延した電磁鋼板よりも電磁特性が劣る
という問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電磁
鋼板を製造する際の冷間圧延段階において、生産性向上
のためにタンデム圧延を行う場合には、圧延板の表面粗
さが大きくなり、磁気特性が低下する問題及び磁気特性
がゼンジミアミルを用いた小径圧延に比べて劣っている
という問題があった。この発明は磁気特性に優れた方向
性電磁鋼板の製造方法、特に中間焼鈍後の最終タンデム
冷間圧延後に表面粗度が小さく、かつ、小径圧延時と同
等な電磁特性を有する鋼板の製造方法を提案することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、発明者らは、タンデム圧延機による場合とゼ
ンジマー（小径）圧延機による場合とで磁気特性が異な
るのは、ワークロール径の違いによりロールバイト内で
の変形が異なるために、特に摩擦の影響がゼンジマー圧
延機では大きく、タンデム圧延機では小さいことが原因
であると考え、この発明に至った。

【００１１】この発明の方法は、Ｃ及びSiを含み、更に
インヒビター成分を含有するけい素鋼熱延板に中間焼鈍
を挟む２回の冷間圧延をタンデム圧延機により施して最
終板厚とした後、脱炭焼鈍、次いで焼鈍分離剤を塗布し
てから仕上焼鈍を施す一連の工程による方向性電磁鋼板
の製造方法において、第２回目の冷間圧延におけるタン
デム圧延機の第１スタンドに表面粗さ1.0 〜3.0 μm Ra
のワークロールを用い、かつ、第２スタンド以降の１つ
以上のスタンドに表面粗さ0.05〜0.5 μm Raの傾斜研磨
ワークロールを用いることを特徴とする方向性電磁鋼板
の製造方法である。

【００１２】この発明において、傾斜研磨ロールとは、
ワークロールの研磨時にワークロールの回転軸と研磨砥
石の回転軸とを傾斜させたものである。すなわち、従来
のロール研磨では、ロール研磨目がロール周方向に入る
のに対して、傾斜研磨ロールではロール研磨目がロール
周方向から一定の角度を持って入る。極端な場合には研
磨目がほぼロール軸方向に入る場合も含むものである。
また、従来からのワークロールの表面粗度Raの測定は、
ロール軸方向に測定した結果であり、この発明の傾斜研
磨ワークロールの表面粗度Raの測定はその研磨目に垂直
に測定した結果である。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明に従い、(1) 第２回目の
冷間圧延工程において第１スタンドにRaで1.0 〜3.0 μ
m といった表面粗さの大きいワークロールを用いること
により、中間焼鈍時に鋼板表面に生成する酸化スケール
を効果的に破砕するので、該スケールを容易に剥離で
き、更に高い摩擦係数を確保でき、(2) 第２スタンド以
降のスタンドにおいて傾斜研磨ワークロールを用いるこ
とにより、第１スタンドのワークロールで圧延方向にス
クラッチ目が転写された鋼板と、第２スタンド以降のス
タンドの傾斜研磨ロールの傾斜ロールスクラッチとの組
み合わせが圧延油のロールバイト内での封入を防止し、
オイルピットの生成を抑制することができ、表面粗さの
小さい性状の優れた鋼板を得ることができると同時に通
常のスクラッチロールよりも摩擦係数が高い圧延がで
き、磁気特性に優れた鋼板を得ることができる。

【００１４】ここに、第２回目の冷間圧延における第１
スタンドのロール表面粗度は、1.0μm Ra以上であるこ
とが必要である。というのは、ロール表面粗度が1.0 μ
m Raに満たない場合、摩擦係数が十分大きくならないか
らである。また、第１スタンドのワークロール表面粗さ
が3.0 μm Raより大きいと圧延荷重が大きくなり、圧延
困難となる。

【００１５】第２スタンド以降に用いる傾斜研磨ロール
表面粗さは、0.05μm Raに満たないと圧延油を封入して
オイルピットを多く生成してしまい、圧延板の粗さが大
きくなってしまう。また、0.5 μm Raを超えた場合、傾
斜研磨ロール自身の表面粗さの転写により最終スタンド
出側の圧延板の粗さが大きくなってしまう。傾斜研磨ロ
ールにおけるロール研磨目のロール周方向からの角度
は、45°〜90°の範囲が好適である。45°よりも角度が
小さい場合、第１スタンドで板に転写したスクラッチ目
とのなす角が小さくなるために、オイルピットの抑制効
果が十分に得られないためである。

【００１６】傾斜研磨ロールは、第２回目の冷間圧延
（最終冷間圧延）の第２スタンド以降のいずれのスタン
ドにも適用できる。また適用スタンド数も問わない。第
１スタンド及び傾斜研磨ロールを使用するスタンド以外
のスタンドのワークロールは、最終冷延板の目標表面荒
さが0.35μm Ra以下であることから、従来から用いられ
ている0.1 〜0.4 μm Raの粗さのワークロールを用いる
のが適している。

【００１７】なお、この発明における冷間圧延を適用す
る含けい素鋼熱延板は、結晶組織の改善のためにＣを、
また、電気抵抗を高めるためにSiを含み、更に仕上焼鈍
の際に磁気特性に有利な方位に二次再結晶させるための
インヒビター成分を含有するものであり、Ｃ、Siの含有
量は特に限定するものではなく、一般的な方向性けい素
鋼板における量を含有することができる。代表的な含有
量としてはＣ：0.02〜0.1 wt％、Si：2.5 〜4.0 wt％で
ある。また、インヒビター成分も、従来公知のインヒビ
ターであるAlN 、MnS 、MnSe等を用いることができ、更
に補助インヒビターを添加することもできる。

【００１８】

【実施例】Ｃ：0.07wt％、Si：3.2 wt％、Mn：0.07wt
％、Al：0.02wt％を含有し、残部はFe及び不可避的不純
物の組成になる厚み：2.8 mmの方向性けい素鋼熱延板を
0.7mmまで一次冷間圧延した後、975 ℃、3 分の中間焼
鈍を施した。なお、この実施例においては中間焼鈍後の
研掃は省略した。

【００１９】次いで、ワークロール径が350 〜380 mmの
４スタンドタンデムミルにおいて、粘度15cst/50℃、濃
度3 ％の圧延油を使用して700 mpm の４スタンド出側圧
延速度で最終冷間圧延を施し、厚み0.3 mmの最終冷延板
とした。最終冷延板は、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤を塗布し
てから仕上げ焼鈍、絶縁被膜コーティングの焼き付けを
行い製品板とした。

【００２０】これらの製造工程を施すに際し、まず、上
記の最終冷間圧延において、表１に示す実験条件のごと
く、第１スタンドを表面粗度1.5 μm Raの通常の周方向
研磨ワークロール、第２スタンド以降の１スタンドを表
面粗度0.2 μm Raの傾斜研磨ワークロールとし、その他
のスタンドを表面粗度0.2 μm Raとした本実施例１〜
３、及び、第１スタンドを表面粗度1.5 μm Raの通常研
磨ワークロールを用い、その他のスタンドを表面粗度0.
2 μm の傾斜研磨ワークロールとした本実施例４の圧延
を行った。

【００２１】また、比較のために、特開平３−１３０３
２０号公報の如く、中間焼鈍後に板面の研掃を行い全ス
タンド共に表面粗度0.2 μm Raの通常研磨ロークロール
を用いる従来法の比較例１と、特開平２−１７５０１０
号公報の如く中間焼鈍後の板面の研掃は行わず、第１ス
タンドに表面粗度0.6 μm Raの通常研磨ロールとした比
較例２のそれぞれの圧延機の板面粗さを比較した。

【００２２】

【表１】

【００２３】これらの本実施例、比較例に係る最終冷間
圧延後コイルほぼ中央部よりサンプリングした結果を図
１に示す。本実施例１〜４の冷延板の表面粗さは、比較
例１の特開平３−１３０３２０号公報の従来の方法と同
様である。また、比較例２の結果と本実施例とを比較す
ると、第１スタンドのワークロール表面粗さが粗い本実
施例よりも比較例２の方が冷延板表面粗度が大きいこと
から、傾斜研磨ロールを第２スタンド以降に用いること
が有効であることが分かる。

【００２４】前記の本実施例、比較例１及び比較例２の
製品板の鉄損値を調べた結果を図２に示す。本実施例１
〜４は、比較例１に比べ、鉄損値が優れていることが分
かる。比較例１に比べて本実施例の方が鉄損が優れる理
由は、傾斜研磨ロールでは圧延時の板とロール間の摩擦
状態が通常研磨ロールと異なるために、集合組織が変化
したためと考えている。

【００２５】次に、第１スタンドのワークロールの表面
粗さを種々に変更し、第２スタンドを0.2 μm Raの傾斜
研磨ロールとし、第３、第４スタンドを0.2 μm Raの通
常研磨ロールとした場合について、図３を用い説明す
る。図３は、第１スタンドの表面粗さと鉄損との関係を
示した図である。同図より、表面粗さが1.0 μm Ra未満
の場合及び3.0 μm Raを超える場合に、鉄損値が増大し
ていることが分かる。これは、表面粗さが1.0 μm Ra未
満の場合には、摩擦係数が小さいために鉄損が大きくな
ったと考えられ、3.0 μm Raを超える場合には、冷延後
の鋼板の表面粗さが粗くなったために鉄損が大きくなっ
たと考えられる。

【００２６】次に、第１スタンドを表面粗度1.5 μm Ra
のワークロールとし、第２スタンドの傾斜研磨ワークロ
ールの表面粗さを種々に変更し、第３、第４スタンドの
ワークロールを0.2 μm Raの通常研磨ロールとした場合
について、図４を用い説明する。図４は、第２スタンド
の表面粗さと最終冷間圧延板の表面粗さとの関係を示し
た図である。第２スタンドの傾斜研磨ワークロールの表
面粗度が、0.05μm よりも小さくなると、傾斜研磨ワー
クロークの効果が十分でなく、オイルピットが発生する
ために、冷延板の表面粗さが大きくなってしまう。ま
た、0.5 μm Raよりも大きい場合は、傾斜研磨ロールの
自身のスクラッチ目の転写の影響で冷延板の表面粗さが
大きくなってしまう。したがって、傾斜研磨ワークロー
ルの表面粗度は0.05〜0.5 μm Raが好適である。

【００２７】

【発明の効果】この発明の方法は、方向性電磁鋼板の製
造工程における中間焼鈍後の最終冷間圧延において、冷
間タンデム圧延機を用いて高能率に、かつ中間焼鈍後に
鋼板表面に研掃を施さずに、最終冷間圧延板の表面粗さ
の優れた鋼板を得ることができる。また、製品板の鉄損
値が従来の研掃を施したものよりも優れるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例、比較例の最終冷間圧延板の
表面粗さを示す図である。

【図２】この発明の実施例、比較例の製品板の鉄損値を
示す図である。

【図３】図３は、第１スタンドのワークロール表面粗さ
と製品板の鉄損値との関係を示した図である。

【図４】第２スタンドの表面粗さと最終冷間圧延板の表
面粗さとの関係を示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ及びSiを含み、更にインヒビター成分
   を含有する含けい素鋼熱延板に中間焼鈍を挟む２回の冷
   間圧延をタンデム圧延機により施して最終板厚とした
   後、脱炭焼鈍、次いで焼鈍分離剤を塗布してから仕上焼
   鈍を施す一連の工程による方向性電磁鋼板の製造方法に
   おいて、 第２回目の冷間圧延におけるタンデム圧延機の第１スタ
   ンドに表面粗さ1.0 〜3.0 μm Raのワークロールを用
   い、かつ、第２スタンド以降の１つ以上のスタンドに表
   面粗さ0.05〜0.5 μm Raの傾斜研磨ワークロールを用い
   ることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。