JPS58100627A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼板の圧延方向に磁化容易軸＜１００＞を持つ
、いわゆる方向性電磁鋼板の製造方法に関するものであ
る。

従来、連続鋳造スラブを素材とし、熱延以降の工程を一
回冷延法で処理する方向性電磁鋼板は、特公昭４０−１
５６４４号公報に記載されている如く通常は約０．０２
５％以上の炭素を有する連続鋳造スラブを１３００℃以
上の温度に加熱してＡｔＮ　＋ＭｎＳを溶体化して熱延
した後、熱延板焼鈍し、次いで冷延し得られた冷延板を
脱縦焼鈍し、焼鈍分離剤の塗布後、パッチ焼鈍炉で二次
再結晶化と脱硫、脱窒処理を行なって製造している。

との方法によれば、圧延方向における磁性の優れた方向
性電ａｔｔ１４黴を製造することが可能であるが、次に
述べる如き問題がある。

（１）　　ＡｔＮ　＋　ＭｎＢを二次再結晶を生じさせ
るに必要な析出分散相として適した分散状態にするため
に、スラブを約ｉ　３００℃という高温に加熱して、Ａ
ｔＮ　＋　Ｎ！Ｉｓを溶体化する必要があシ、このため
スラブ高温加熱に起因するスラブきずの発生、ノロ発生
に伴う歩留低下、生産性の低下及び加熱炉のトラブルの
発生等の問題がある。また、専用高温加熱炉が必要であ
るからエネルギーコストも増大する。

（２）二次再結晶に必要な析出分散相としてのｋＬＮ　
、　Ｍｉｓ等の不純物及び二次再結晶の安定化のための
Ｃが最終製品に残留すると磁性が劣化するため熱延以降
の工程で脱炭、脱硫する必要がある。

しかしてとの脱炭のために脱炭焼鈍工程を必要とし、ま
た脱硫のために、高温長時間のパッチ　焼鈍工程が必要
である。また、このパッチ焼鈍工程を実施するためヒー
トフラット焼鈍が必要である。

即ち、熱延以降の工程が被雑であシがっ工程条件も過酷
である。

（３）　　冷延素材は多量の炭素を含有しているため冷
延性が劣っている。

本発明は上述の諸問題を可能な限シ解決し、より合理的
な方向性電磁鋼板の製造方法を提供することを目的とし
てなされたものである。

す々わち、本発明の最大の目的はスラブ加熱温度を低下
させることによって、高温スラブ加熱に伴表う上述の問
題点を解決し、併せて磁性の極めて優れた方向性電磁鋼
板を製造することにある。

従来、連続鋳造スラブを素材として、熱延以降の工程を
一回冷延法で処理する方向性電磁鋼板の製造にあたシ、
炭素を約０．０２５％以上含有するスラブを用いた理由
は、炭素含有量を少なくすると、二次再結晶が困難とな
り、細粒が発生することによる。

炭素を０．０２５−以上含有する方向性電磁鋼板用スラ
ブは、凝固から熱延までの間に部分的にγ変態を経由す
るが、とのγ変態を経由することが、熱延板の結晶粒度
や集合組織、インヒビターの制御に有効とされていた。

又熟姑板焼＠Ａ時のｒ父悪が二次再結晶に必要な析出分
散相の適正分散に効果があることが知られている。炭素
含有量を少くすると、γ変態の量が少くなり、ついには
γ変態がなくなって、γ変態に基く結晶粒度や集合組織
、インヒビターの制御が困難になる。

本発明者らは、低炭素スラブを素材として、低温スラブ
加熱によシ方向性電磁鋼板を製造する方法の提供を課題
として、鋭意研究した結果、本発明において規定される
ように、上記スラブ中のｋｌ含有量を０．０１〜０．０
８％、Ｓ含有量を０．０１５−以下とすれば低温スラブ
加熱の場合でも二次再結晶することが確められ、この知
見を特開昭５５−５８３３２号公報、および特開昭５５
−７３８１８号公報て開示した。

しかしながら、この知見に基づく技術の問題点は磁束密
度が従来の方向性電磁鋼板とほぼ同一であることおよび
二次再結晶不良が出ることであった・ この問題点を解決するため、鋼板板面へ平行に所定の温
度差を与えつつ二次再結晶焼鈍を行えば、二次再結晶方
位が良く、かつ、磁束密度の高い製品を得ることができ
ることを見出した。

本発明はかかる知見にもとづいて構成されたもので、そ
の％像とするところは、Ｃ０，０２１以下、８１５−以
下、８０．０１５優以下、ＡＬＯ，０１〜００８チ、Ｎ
ｏ０１％以下を含有する方向性電磁鋼板用スラブを１２
７０℃以下に加熱１７、熱間圧延し、次いで熱延板焼鈍
を行った後、−回冷延し、得られた鋼板に一次再結晶焼
鈍を施しさらに、皺鍋板板面へ平行なｌｃＲ当シ２℃以
上の温度差を与えた条件下で、二次再結晶粒成長を完了
させる熱処理を含む高温仕上焼鈍を施こすことを％黴と
する方向性電磁鋼板の製造方法にある。

以下、本発明の限定理由を述べる。

本発明の出発素材である熱延板ＦｉＣ０，０２１以下、
８１５ｊＧ以下、８０．０１５１以下、Ａｔｏｏｌ〜ｏ
、　ｏ　８　％、Ｎｏ−０１％以下含有する分塊圧延に
よるスラブあるいは連続鋳造スラブを１２７０１１：：
以下に加熱して熱延することによって得られる。

訓を５怪以下とした理由は、５ｓを超えると冷延が困−
になるためである０％に本発明ではＣが従来よυ低いた
め冷延性が優れておシ、従来のＳｉ含有量以上の場合で
も冷延は可能であるが、５チを超えると冷延は困難であ
る。Ｃを０．０２　％以下としたのＵ、０．０２％を超
えると二次再結晶しない不良部の発生が多くなるからで
ある。

Ａｔカ０．０１０〜０．０８０　Ｌｓノ範囲内ニないと
きは二次再結晶に必Ｉｎ析出分散相としてのＡｔＮ量が
確保できないので高い磁束密度が得られなくなる。Ｎ量
は酸可溶性ＡＬと同様にＡ／、Ｎを形成する元素である
が鋼中に通常含有しているＯ、　ＯＯ３０４以上あれば
充分であるので特に下限は規定しない。

しかし、Ｎｔ−０，０１％を超えて含有するとスラブに
きずが発生し易く、歩留を低下するので上限は０．０１
０１とする。

次に、本発明の大きな特徴はＳ含有量を００１５−以下
に規定したことである。

ここで製品の磁束帯［Ｂ８（Ｔ’ｌと二次再結晶発生率
とに及はすＳ含有量の影響を第１図に示す。Ｓ含有量が
０．０１５係を超えた場合、二次再結晶が１００嘔発生
しないか、又は１００チニ次再結晶しても磁束密度が低
い。これに対し本発明の限定条件であるＳ含有量が０．
０１５％以下の場合には高い磁束密度が安定して得られ
ることがわかる。

従来から８は、特公昭４Ｏ−ｉ５６４４号公製、製分昭
４７−２５２５０号公報に示されているように、二次再
結晶を生じさせる析出分散相であるＭｎ８を形成させる
ととＫよって、方向性電磁鋼板を製造するのに有用であ
った・ しかし本発明では、低温スラブ加熱を基本条件としてお
り、かかる条件下ではむしろＳ量を少くすることが高い
磁束密度を得るためと、二次再結晶を安定させるうえで
効果的である事を見出した。

かかる成分を含有するスラブを１２７０℃を超えて加熱
するとスラブの結晶粒が粗大化し、熱延板の組織（集合
組織、結晶粒の不均一）が不適切になるために圧延方向
に連続した二次再結晶不良　　　　１部が発生する。更
に、高温スラブ加熱によるノロの発生及びスラブきすの
発生等の不都合が生ずる。

従って、本発明では１２７０℃以下のスラブ加熱とした
。この時、スラブ加熱温度が１０５０℃よシ低温になる
と、連続仕上熱延時の必要動３力が大きくなり、又鋼板
形状も悪くなシ問題があるので、望ましくは１０５０℃
以上に加熱するのが好ましい、かかる温度であれば、上
述の如く、スラブの結晶粒が粗大化しないため、−次男
結晶粒が微細で均一になり、二次再結晶不良部が発生し
ない。

％に本発明のように温度差を付与した条件下で二次再結
晶焼鈍を施す場合にこの低温スラブ加熱は効果的である
。即ち、二次再結晶不良部の原因となる金Ｊ１組織（集
合組織と組織の不均一）位置で、二次再結晶粒の成長が
止まるため、温度差を付与して二次再結晶成長を行表わ
せる本発明の特徴が減殺されるからである。

本発明に従いスラブを熱延後、熱延板焼鈍を施す理由は
熱延板焼鈍によって熱延板中の組織や析出物をコイル幅
方向および長手方向にわたって均質にする必要があるか
らである。特に連続焼鈍の場合は、熱延板の巾方向及び
長手方向においてよシ均質にでき、また、焼鈍後のスケ
ールの酸洗性が箱型焼鈍に比べてよい。望ましい条件と
して、７５０〜１０５０℃の短時間熱延板焼鈍としたの
は１０５０℃を超えると結晶粒が粗大化して望ましくな
く、７５０℃未満では再結晶組織や析出物をコイル幅方
向および長手方向にわたって均質にし難いことによる。

かくして得られた熱延板を、次いで一回冷延し、−次男
結晶焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布して積層状態にし、そし
て、鋼板の板面へ平行な１ｃＲ当り２℃以上の温度差を
与えた条件下で二次再結晶粒成長を完了させる熱処理を
含む仕上焼鈍を行う。

前記の如く一次再結晶焼鈍を行う理由は、−次男結晶焼
鈍すれば焼鈍分離剤を塗布する際に、焼鈍分離剤の塗布
性がよくなることおよびスラブ中のＣ含有量が０．００
３−以上の場合に一次再結晶焼鈍により脱炭する必要が
あるからである。−次昇結晶焼鈍として箱型焼鈍ま九は
連続焼鈍のいずれでも採用できるが、金属組織を均一に
できる連続焼鈍が望ましい。この時の条件は通常行なわ
れている８００〜９００℃の温度でよい。

次に、１１当シ２℃以上の温度差を与えつつ二次再結晶
焼鈍を施す理由を説明する。

先ず、鋼板を下記の条件で製造し、該鋼板の一次再結晶
領域と二次再結晶領域の境界部位に、下記温度差を与え
つつ二次再結晶焼鈍を行った結果を第２図に示す。

Ｃ０，００３９６，８１３，２％、Ｍｎ　０．１０　’
Ｉｔ、Ｓｏ、００３１　Ｎｏ、００８０％、酸可溶性Ａ
ｔ０．０２８〜０．０３６　憾の４種類の溶鋼について
、連続鋳造法でスラブとし、１．１８．．０℃に加熱後
、５５０’Ｃで巻＊Ｃ１この熱延板を１０５ｏ℃ｘｒ、
５分間均熱で連続焼鈍後０．３０■に冷延し、８５０℃
Ｘ１分間乾水素中で焼鈍し、ＭｇＯ焼鈍分離剤を塗布、
乾燥した。

この鋼板を切断し積層した抜３帯に分かれた炉長１ｍの
炉に装入し、２０℃／ｈｒの昇温速度で加熱し、６帯の
温度を制御することによシ圧延方向に対し直角方向にＯ
℃／ｃｓ、１℃／ｃｔｓ、２℃／ｃｍ、５１．７℃／ｃ
ｍの温度差がつくようにし、引続いて純Ｈ２中で１２０
０℃×１０時間の純化焼鈍を行った。

以上の工程によって得られた製品の磁束密度Ｂ　８（Ｔ
５を示す第２図から明らかなように１１当シ２℃以上の
温度差で１．９４７以上の高い磁束密度Ｂ８が得られる
ので、温度差として１１当シ２℃以上に限定した。温度
差を高くすると二次再結晶が安定し、磁束密度Ｂ８は高
位になる傾向があるが、一方温度差が大きくなるほど二
次再結晶粒が大きく成長し、このため１８０ｏ磁区巾を
大きくして、鉄損特性が劣化することがある。従って、
１８０°ａ区巾の分割処理が可能な場合には、温度差を
＾くとって磁束密度を高位に安定させることが好ましい
が、１８０ｏ磁区分割処理が困難な場合には可能な範囲
で最低鉄損値が得られる温度差を採用すれば良い。以上
の理由から、温度差の上限は特に規定しない。

なお、鋼板に付与する温度差の方向は、鋼板の巾方向、
長手方向、あるいは不特定の方向いすね　　□でも良く
、ま九一定の温度差でなく、与える温度差の方向で連続
的に変化していても一次再結晶領域と二次再結晶領域の
境界部位におけるその最低ｍ度差として１１当シ２℃以
上が満足されていれば良い。

本発明のように１２７０℃以下の低温スラブ加熱処理で
良い磁束密度が得られるならけ次のような利点のある熱
処方法を容易に用い得る。

最近の連ＩＩｌ！２！ｐＩ造技術の進歩により連続鋳造
の生産性が連続熱延機の能力に匹敵するほど大きくなっ
たため、連続鋳造機と連続熱延機を直結して材料を流し
−Ｃも、途中で材料が停滞することが無くなった。そこ
で、連続鋳造後にスラブを冷却することなく、スラブ顕
熱を利用して直接に熱延する方法、あるいけ、スラブ温
度特に表面温度が若干下がった場合には復熱炉に装入す
るかごく簡単な普通−用の加熱炉で短時間加熱した後、
熱延する方法である。

このような熱延方法は省エネルギーを目的に普通鋼の製
造において、盛んに行なわれつつある。

しかしながら、従来から一方向性電磁鋼板においては高
ｇｊＡ度、長時間のスラブ加熱が必要であったため、方
向性゛電磁銅板専用の高温スラブ加熱炉を設置する必敦
があシ、連続鋳造と連続熱延の直結工程の採用が出来な
かった。本発明のように低温スラブ加熱で良いというこ
とになると、直結工程の採用が容易になシ、普通鋼なみ
に安価な大量生産が可能になる。さらに、直結工程にな
ると珪素鋼特有の次のような利点がある。すなわち、Ｓ
ｉを含有するスラブは熱伝導が悪いため、スラブ冷却中
に表面部と中心部の温度差が大きくなり、熱応力が発生
し、スラブ内部割れが生じ、歩留り低下になるが、直結
工程のようにスラブ冷却をしない場合にはこのスラブ内
部割れの問題が解消する・このように、連続鋳造スラブ
低温加熱は種々な効果を有するが、本発明は勿論連続鋳
造スラブに限られることなく、分塊圧延法によるスラブ
を出発材として使用することもできることは自明であろ
う。

次に本発明の実施工程を具体的に説明する。

Ｃを０．０２−以下、Ｓを０．０１５チ以下にし、Ｓｉ
　、　Ａｔ、　Ｍｎ吟の合金を添加し成分調整した溶鋼
を連続鋳造によりスラブとし、之を出発素材とする。

極低膨化方法と′しては、ＲＨ１ＤＨ勢の真空脱がス処
理あるいはＡＯＤ法のようなＡｒ−０吹錬法等任意に選
択されうる。

スラブは高温のままあるいは冷却後、加熱炉に装入され
、１０５０〜１２７０℃に加熱され１，５熱延される。

熱延板焼鈍は連続焼鈍で行う。冷延は連続圧延、可逆圧
延のいずれでも良い。

得られた冷延板の一次再結晶焼鈍は連続焼鈍炉によって
、水素を含む湿がス中でするのが望ましい、かくして得
られた一次男結晶焼鈍稜の冷延板に焼鈍分離剤を塗布し
たタイトコイルをコイルの幅方向が垂直になるように焼
鈍炉内に置くとともに、骸コイルの外周および内周を断
熱剤でおおい、鋼板面に対し垂直な方向からの加熱を防
ぐようにしてコイル上下、又は上あるいは下から加熱、
焼鈍し、順次骸断熱剤を堆除きつつ、該コイル内外周を
炉内へ露出し、鋼板の板面と平行な方向に２℃以上の温
度差がつくように二次再結晶焼鈍を行う。この焼鈍後に
純化焼鈍を行い、必要に応じて絶縁被覆を施したシ、磁
区細分化処理を行って製品にする。

本発明の方法による方向性電磁鋼板は、高い磁束密度が
安定して得られ、特に、変圧器用に適している。

次に本発明の実施例について述べる。

実施例ｌ ５１３．１％、Ｃ０，００５１１ｇ、Ｍｎ　０．０８％
、ＡｔＯ，０３３チ、ＮＯ，００８１６，８０，００５
−を含む溶鋼を連続鋳造法でスラブに鋳造し、１１８０
℃に加熱後、熱延によシ２．３■に圧延し５５０℃で巻
取った。この熱延板を９５０℃×１．５分間均熱で連続
焼鈍後、０．３０　ｗｍに冷延し、８５０℃×１．５分
間湿水素中で焼鈍し、ＭｇＯ焼鈍分離剤を塗布、乾燥し
た。この鋼板について鋼板板面へ平行な温度差を与えた
条件下で二次再結晶焼鈍を行なった。仁の時の焼鈍方法
は、３帯に分かれた炉長１ｍの炉に、切断した鋼板を積
層し２０℃／ｈｒの昇温速度で加熱し、６帯の温度を制
御することによシニ次再結晶温度域である８５０〜１０
００℃の温度域にある試片部分に５℃／ｃＩＲの温度差
がつくようにした。この場合の温度差の方向は圧延方向
に平行である。鋼板は引続き純化を目的に純Ｈ２中で１
２００℃Ｘ２０時間焼鈍した。この結果、得られた製品
の磁束密度はＢ８で１．９８　Ｔであった。

実施例２ 第１表に示す成分を含有する５種類の溶鋼を連続鋳造法
でスラブに鋳造し、１１８０℃に加熱後、熱延により２
．３蛎に圧延し、５５０℃で巻取った。

この熱延板を９５０℃×１．５分間均熱で連続焼鈍後、
０．３０　ｍに冷延し、８５０℃×３分間湿水素中で腕
脚焼鈍し、ＭざＯ焼鈍分離剤を塗布、乾燥した。この鋼
板について鋼板板面へ平行な温度差を与えた条件下で二
次再結晶焼鈍を行なった。焼鈍方法は実施例１と同様で
ある。得られた製品の磁束密度を第１表に示す。本発明
の限定成分を満足する材料Ａは高い磁束密度が得られて
いるが、Ａ／ｌ。

含有量の外れている材料Ｂ、材料Ｃ２Ｃ含有量の外れて
いる材料りいずれも磁束密度が悪い。

【図面の簡単な説明】

第１ＷＪは熱延板のＳ含有量と二次再結晶発生率および
磁束密度との関係を示す図、５２ｖ４は仕上焼鈍に際し
ての温度勾配と磁束密度□との関係を示す図、第３図は
極低炭スラブ（Ｃ０，００３％）を素材とした場合の二
次再結晶におよぼすスラブ中Ａ／（４）の効果（鋼板板
幅方向への温度差２℃／（ＩＩ　）を示すマク田組織写
真である。 特許出願人　新日本製鐵株式全社 欅／回 第８図 Ａｌ　　＋％）　　　　　０．００５　　　　　　　　
０．０２　　　　　　　　　　　　’）、０４０．０６
　　　　　　　　　０．１０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｃ０，０２参以下、８１５チ以下、８０．０
   １５％以下、Ａｔ０．０１〜０．０８１１Ｇ、ＮＯ，０
   １１以下を含有する方向性電磁鋼板用スラブを１２７０
   ℃以下に加熱し、熱間圧延し、次いで熱延板焼鈍を行っ
   た後、−回冷延し、得られた鋼板に一次再結晶焼鈍を、
   施しさらに、該鋼板板面へ平行な１ｃｌｔ当り２℃以上
   の温度差を与えた条件で二・次男結晶粒成長を完了させ
   る熱処理を含む高温仕上焼鈍を施こすことを特許とする
   方向性電磁鋼板の製造方法。
2. （２）　　熱延板焼鈍として、７５０〜１０５０℃で１
   ０分間以内の短時間連続型熱延板焼鈍を行う特許請求の
   範囲第１項記載の方法。
3. （３）　　−次男結晶焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布した積
   層状態の鋼板に高温仕上焼鈍を行う特許請求の範囲第１
   項記載の方法。
4. （４）連続鋳造スラブを冷却することなく、スラブ顕熱
   を利用して直接熱間圧延する特ｔ！Ｆ請求の範囲第１項
   記載の方法。
5. （５）連続鋳造スラブを冷却することなく、加熱炉に装
   入し、スラブ内の温度分布を均一化させた後に熱間圧延
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。