JPS5830927B2 - 無方向性電磁鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無方向性電磁鋼板、特に磁気特性の安定した高
級無方向性電磁鋼板の製造法に関するものである。

無方向性電磁鋼板は、電気機器、例えば発電機、電動機
、小型変圧器などの鉄心に使用され、ＪＩＳ（Ｃ２５５
２，２５５４）にＳ９〜Ｓ６０と分級されているように
高級から低級１でかなり広い範囲のものが使用され、通
常８９〜１４１でか高級品として取扱われている。

無方向性電磁鋼板製造用のスラブは、転炉等の製鋼炉で
溶製され、必要に応じて脱ガス処理及び成分調整された
溶鋼から造塊、分塊を経て製造されるが、近時連続鋳造
法が採用され、これによってスラブが製造されている。

連続鋳造による鋳片（連続スラブ）は後述するように製
品の磁性に対して影響を及ぼす因子が数多く存在してお
ジ、そのために高級品の製造においては種々の方策がと
られている。

すなわち連鋳スラブは鋳造組織として柱状晶組織が著し
く発達しており、このスラブを常法により熱間圧延を施
しても、熱延鋼帯の板厚方向中心部に鋳造組織がその１
寸残り、かかる状態が熱延鋼帯を冷延後、再結晶焼鈍を
施しても、正常成長結晶粒の十分な発達が阻止され、そ
の結果製品の磁気特性、とくに鉄損が劣化する。

かかる難点を解決するために、連続鋳造に際して低温鋳
込みとか、モールド内の溶鋼を物理的に攪拌する等の手
段が提案されているが、これらの手段の適用にあたって
は工業的な適正条件設定に困難さがあり、前記した柱状
晶組織の生成を十分になくするには至っていない。

一方、スラブは先づ熱間圧延工程で２〜３ｍｍの中間ケ
ージの熱延鋼帯とされる。

通常熱間圧延の仕上出口温度は８００〜１０００℃であ
り、その後鋼帯は冷却されながら低温（６３０℃以下）
で巻取られるが高級品質の製品を得るためには、冷延に
先たちとの熱延鋼帯を焼鈍処理することが必須の条件で
あった。

との熱延鋼帯の焼鈍は、銅帯組織の均質化をはかり冷間
圧延後に行なう再結晶焼鈍において正常再結晶粒の成長
が有効に行なわれるようにするためおよび冷間圧延を容
易にすべく軟化するために実施されるものである。

かくして焼鈍された熱延鋼帯は１段階の冷間圧延あるい
は中間焼鈍を挿む２段階の冷間圧延工程を経た後、最終
再結晶焼鈍を施されて製品となる。

ところで近時、省エネルギー、省工程の要請が経済的環
境から強く叫ばれており、かかる事情から電磁鋼板の製
造にあたっても冷間圧延前の熱延鋼帯焼鈍工程の省略が
はかられているが、製品の磁気特性の劣化をもたらすこ
となしに、焼鈍工程を省略しうる製造方法は未だ確立さ
れていない。

本発明の目的は、前記したスラブ鋳造組織にともなう問
題点ならびに熱延鋼帯焼鈍工程の省略による問題点を解
決して、磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を安定して
製造しうる省エネルギー、省工程型の製造方法を提供し
ようとするものである。

本発明のかかる目的はＣ０，０５％以下、Ｓ１２、Ｏ〜
４．５多、Ａ１１．０％以下を含む鋼スラブを、熱間圧
延、冷間圧延及び焼鈍の各工程を経て無方向性電磁鋼板
を製造するにあたジ、熱間圧延の工程で、上側および下
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パス行ない、熱間圧延終了後に高温巻取すした
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高級無方向性電磁鋼板の製造方法
によって達成されうる。

以下本発明の詳細な説明する。

先づ本発明における出発鋼片は、目的とする製品の等級
に応じてＳｉ、ＡＡ等を添加して成分調製された溶鋼か
ら、造塊法もしくは連続鋳造法により製造される。

本発明の出発鋼片においてＳｉ。Ａｌ、Ｃの含有量を前
記の如く限定した理由は以下のとおりである。

本発明に従って製造される無方向性電磁鋼板は、比較的
高級な電磁鋼板（ＪＩＳ規格で８１８以上）であり、Ｓ
ｉ及びＡｌを添加する。

すなわちＳｉ及びＡｌは比抵抗を高め、鉄損を下げるた
めにＳｉは２．０〜４．５多、ＡＡは１．０俤以下の範
囲で添加する。

なお之等の上限値を超えて添加しても本発明の顕著な効
果が得られないばかってなく、特にＳｉが上限値を超え
ると冷間圧延が困難となり好寸しくない。

また本発明において、Ｃを０．０５％以下と限定した理
由は、所望の磁性を得るためであって、好１しくは０．
０５％以下のできるだけ低い量、すなわち０．００５％
以下にするのが有利である。

本発明の出発鋼片においては、上記以外その他の成分は
特に有効成分としては添加せず、通常の工程に従って含
有される程度でよいが、不可避不純元素である０、Ｓ、
Ｎはできるだけ低減させておくのが好ましい。

本発明に従って成分調整された溶鋼は造塊法または連続
鋳造法により鋼塊または連鋳片とされ、鋼塊の場合は分
塊圧延を経て必要なサイズの鋼片もしくは鋳片（以下単
にスラブという）とされる。

これらのスラブ、特に連続鋳造によるスラブは鋳造組織
（柱状晶組織）が発達し易く、この組織が以後の熱延工
程において破壊されることなく熱延板に引継がれあるい
は残留すると、再結晶焼鈍時における正常成長結晶粒の
生成を妨げ、製品板の磁性、就中鉄損特性の劣化を招く
原因となる。

無方向性電磁鋼の製造に際しての通常の熱間圧延工程で
は、各パスにおける圧下量は現状の圧延機の能力、パス
スケジュール等によって自ら制限があり、スラブの鋳造
組織を中心部１で完全に破壊することはできず、後述す
るように熱延板の板厚方向中央部は鋳造組織（柱状晶）
が圧延方向に伸びた状態で残留する。

本発明においてはかかる状態を避けるべく、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咬で破
壊するかあるいは破壊しない１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結晶粒が鋼帯全体に亘
って成長しやすい状態にしておくことを第１の特徴とし
、これによう低鉄損値特性を有する高級無方向性電磁鋼
板を安定して製造しようとするものである。

本発明のかかる目的は、本発明に従って熱延工程におい
て、上側ワークロールの周速と下側ワークロールの周速
とを互いに異ならせた異周速圧延を行なうことによって
達成される。

さらに詳しくは、高周速（ｖ２）側ワークロールと低周
速（Ｖ、）側ワークロールとの異周速率（（−−１）Ｘ
１００多〕Ｖ！ が１０多以上である異周速圧延を少なくとも１パス行な
うことによって、鋼帯板厚方向の中央部１で加工歪が与
えられ、従って鋳造組織は銅帯中央部１で破壊されるか
あるいは歪が与えられて、再結晶焼鈍において鋼帯全体
に亘っての正常成長結晶粒の形成が十分に行なわれうる
。

通常の等周速の上、下ワークロールによる熱間圧延にお
いては、被圧延材の上下面に対称のメタルフローが見ら
れ（第１図イ参照）、その結果被圧延材の板厚方向中心
部に鋳造組織が延伸した状態でその′＝！１残る。

之に対して本発明による異周速圧延の場合には、第１図
口に示す如く非対称なメタルフローが発生し、このため
に延伸された鋳造組織が破壊される結果となり、従って
最終冷延鋼帯の再結晶焼鈍時に、鋳造組織の影響なしに
十分に発達した正常成長結晶粒が銅帯全体に亘って生成
し、優れた磁気特性、就中より低い鉄損値を有する無方
向性電磁鋼板を得ることができる。

本発明に従って、異周速の熱間圧延を行なうにあた９、
異周速率を好１しくは１０％以上にした理由は、前記し
た如く熱延鋼帯の板厚方向中心部に形成される延伸鋳造
組織の完全な破壊又は十分な歪付与が行なわれるからで
、その上限は、この異周速圧延が可能である限９特に限
定されるものではないが、現用圧延機では可能な異周速
率は高高５０％であって、製造上の条件からは３０多以
下とするのが好ましい。

この異周速熱間圧延ば１パス以上行なうことが必要であ
り、それによって非対称メタルフローの効果が−そう助
長されうる。

本発明に従って異周速圧延を２回以上実施するにあた９
、例えば高周速ロールを上、下ワークロールの何れか一
方のワークロールとして使用することなく、ワークロー
ルとして高周速ワークロールと低周速ワークロールとを
上、下交互に入れ変えた圧延機列を用いると一層良好な
効果を発揮し製品鋼板の鉄損特性が一層向上する。

本発明の第２の特徴は、前記め如くして熱間圧延された
銅帯を高温巻取すして得られた熱延鋼帯コイルを７５０
℃以上、好１しくは８００℃以上の温度に１０分間以上
保持することである。

熱延仕上の出口温度は通常はぼ８００〜１０００℃であ
り、従来は生産性をあげるためにホラトラ／テーブルで
急速に冷却し６５０℃以下の温度で巻取っている。

かくして得られた熱延鋼帯コイルは放冷または水冷され
た後、次工程の冷間圧延前に焼鈍処理される。

本発明においてはかかる熱延鋼帯焼鈍工程を省略するた
めに、前記した如く、熱延後に高温巻取ジした熱延鋼帯
コイルを７５０℃以上の温度に１０分以上保持すること
によって銅帯材質の均質化ならび軟質化をはかり、焼鈍
処理による効果とほぼ同一の効果を銅帯に付与しようと
するものである。

本発明を実施するにあたっては、仕上熱間圧延後のホッ
トランテーブル上での冷却液の使用を制限するかあるい
はできるだけ高速で好１しくば７５０℃以上の銅帯温度
でコイルに捲取り、熱延鋼帯の顕熱を利用して所謂自己
焼鈍を行なわしめるが、巻取り後のコイルの温度降下を
防ぐためにコイルに保熱カバーをかぶせるかあるいは簡
単な加熱手段を用いてコイルを所望温度に保持してもよ
い。

しかして保持温度が７５０℃未満でかつ保持時間が１０
分未満では本発明の目的が達成されない。

なおコイル巻取開始を８００℃以上の銅帯温度で実施す
れば、コイルの復熱作用と相１って７５０℃以上のコイ
ル温度を容易に獲得することができる。

本発明の第１の特徴である異周速熱間圧延の効果は、前
記した熱延鋼帯コイルの高温捲取後の保持により発揮さ
れる。

すなわち通常の熱延工程によって得られた熱延鋼帯を本
発明の第２の特徴に従って高温巻取すし、コイル状で７
５０℃以上の温度に１０分間以上保持したとしても、コ
イル全体に亘っての組織の均質化ならびに軟質化は達成
されず、コイルのトップ（頭部）とボトム（尾部）はコ
イルの中心部に比較して冷却が早いので之等両部分の不
均質化は免れ得す、このため、最終製品における磁性は
中央部に比較して、ポト、ムあるいはトップ相当部分が
劣る。

之に対して本発明に従って熱延工程において少なくとも
１パスの異周速圧延が施された熱延鋼帯の場合には、後
記の実施例からも明らかなように、最終製品におけるト
ップとボトム相当部分の劣化が無く中央部と同等である
。

これは異周速熱間圧延によって銅帯に十分な剪断歪が導
入され、このためコイルの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が促進されるものと
推定される。

従って本発明は前記した第１の特徴と第２の特徴の組合
せに特徴がある。

以下本発明を実施例にもとすいて説明する。

Ｃ０，００４％、Ｓｉ２．８係、ＡＩｏ、３係を含む２
００ｍｍ厚の連鋳鋼スラブを熱間圧延して２．３ ｍ
”厚の熱延鋼帯を得た。

熱延、捲取、コイル保熱、熱延鋼帯焼鈍の条件は下記第
１表の５通りで実施した。

得られた熱延鋼帯を通常の無方向性電磁鋼板の製造方法
に従って冷間圧延し、１０００℃で１分間焼鈍して、０
．３５ｍｍ厚の製品を得た。

結果は下記第２表に示すとおりである。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱延方法の相違による被圧延材の塑性フローの
差異を示す説明図でイは通常圧延、異周速圧延を示す。 口は

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｃ０，０５係以下、Ｓｉ ２．４〜４．５％、Ａ
   １１．０多以下を含む鋼スラブを、熱間圧延、冷間圧延
   及び焼鈍の各工程を経て無方向性電磁鋼板を製造するに
   あたり、熱間圧延の工程で、上側および下側ワークロー
   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
   行ない、熱間圧延終了後に高温巻取すした熱延鋼帯コイ
   ルを７５０℃以上の温度で１０分以上保持することを特
   徴とする高級無方向性電磁鋼板の製造方法。 ２ 前記異周速圧延を１０％以上の異周速率で行なう特
   許請求の範囲１記載の方法。 ３ 熱延鋼帯の巻取温度を７５０℃以上とする特許請求
   の範囲１記載の方法。 ４ 熱延鋼帯コイルの保持温度を８００℃以上とする特
   許請求の範囲１記載の方法。