JPS589125B2

JPS589125B2 - 一方向性電磁鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPS589125B2
Application number: JP53125590A
Authority: JP
Inventors: 塩崎守雄
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1983-02-19
Also published as: JPS5554520A; BE879367A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は鋼板を構成する体心立方格子の結晶粒がミラー
指数で（１１０）〔００１〕として表わされる方位を有
する磁性の優れた一方向性電磁鋼板を連続鋳造によって
、工業的に安価にかつ安定して製造する方法に関するも
のである。

近年、連続鋳造法の工業化が積極的に進められており、
連続鋳造に関する技術の進歩は著しい。

連続鋳造の利点として、製造工程の短縮による省力化、
歩留向上の外に化学成分の均一化による製品長手方向の
特性の安定化などが期待できる。

一方向性電磁鋼を鋼塊法で製造する場合には、鋼成分か
ら押湯付キルド鋼で製造することになる。

一般に押湯付キルド鋼は成分偏析が少ないことで知られ
ているが、一方向性電磁鋼では少しの成分偏析があって
も、最終製品の磁性に敏感に影響するために、押湯付キ
ルド鋼でも満足できる状態になかった。

このように、鋼塊法で製造した製品では、コイル長さ方
向およびコイル幅方向で成分偏析にもとづく磁性のばら
つきをしばしば発生させていた。

このために、化学成分の均一化が期待できる連続鋳造法
で一方向性電磁鋼を製造したとき、その製品でコイル長
さ方向およびコイル幅方向の磁性のばらつきが減少でき
ると考えるのは順当なところである。

しかしながら、鋼塊法と比較して連続鋳造法では取鍋中
に溶鋼を保持している時間が長くなる。

例えば、１００１溶鋼を鋼塊法で鋳型に注入する所要時
間は約５〜１０分程であるが、連続鋳造法では１スラン
ド鋳造で約１〜２時間稈要する。

その結果として、連続鋳造法では溶鋼が鋼滓と反応した
り、鋼滓が少ない場合には溶鋼と空気とが直接反応した
りして、鋳造後半に相当する溶鋼成分が変動し、そして
、１ヒート内のスラブ長手方向での成分変動が生じる。

特にＡ７成分とＳ成分とを一定量含有させる一方向性電
磁鋼の場合には、その成分変動のため、２次再結晶焼鈍
後の製品の磁気特性を著しく劣化させる。

これは、例えば、鋳造前半〜最終鋳片間でＳＯｌ，Ａｌ
０．００５％減少、Ｓ０．００５％減少することによる
。

以上の背景から、Ａｌ成分とＳ成分とを一定量含有させ
る一方向性電磁鋼では連続鋳造法の利点を活かして、歩
留向上および磁気特性の均一性を工業的に安定して製造
させることが出来なかった。

本発明者はＳｉ２．５〜３，５％、Ａｌ０．００１〜０
．０８０％、８０．０１０〜０．０６０％を含有させた
溶鋼を連続鋳造するに当り、当該溶鋼を保有する取鍋内
の鋼滓組成のうち、各ＣａＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３量
比率を一定範囲に調整することにより、溶鋼中Ａｌ，Ｓ
成分変動の低減、ひいてはスラブ中Ａｌ，Ｓ成分変動の
低減を計り、磁気特性の優れた、かつ工業的に安定した
一方向性電磁鋼板の製造できることを見出した。

本発明を構成する鋼の成分はＳｉ２．５〜３．５％，Ａ
ｌ０．００１〜０．０８０％，Ｓ０．０１０〜０．０６
０％を含んでいる必要があり、これら以外に通常Ｃ０．
２５〜０．０８５％程度および析出分散相をつくる元素
の適当量を含み、残余は鉄および若干の混入不純物から
成っている。

Ｓｉ量は少なすぎると２次再晶焼鈍時にフエライト単相
が得られないため、多すぎると冷間圧延時に破断するた
め、２．５〜３．５％と限定した。

Ａｌは溶鋼中で酸化物などの化合物の形態でなく、溶質
原子として存在している必要がある。

Ａｌ源を脱酸剤として使用する場合には若干量（０．０
０１〜０．０１０％程度）の金属Ａｌを溶鋼中に残すこ
とが磁気特性の安定のだめに必要である。

一方、Ａｌを２次再結晶のための析出分散相構成元素と
して使用する場合には、Ａｌ量０．０１０〜０．０８０
％範囲でＮ量０．００４〜０．０１２％と併用する。

こしたがって、Ａｌ量を０．００１〜０．０８０％と限
定した。

Ｓは２次再結晶のための析出分散相構成元素として使用
することを前提としている。

この場合、Ｓ量０．０１０〜０．０６０％と硫化物を形
成する元素（例えば、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕな
ど）の単独かまたは２種以上の適当量との組合せで実際
には使用する。

例えば、硫化物系析出分散相としてＭｎＳを単独使用す
る場合には、Ｓ量０．０１０〜０．０６０％とＭｎ量０
．０４〜０．２０％との組合せになる。

Ｓ量は０．０１０％より少ないと硫化物量が不足して、
鋭い２次再結晶か起こらなくなり、また０．０６０％を
越えると熱間圧延以前で硫化物の固溶が不十分になるた
め、これも２次再結晶が不安定になる。

したがって、Ｓ量を０．０１０〜０．０６０％と限定し
た。

本発明で析出分散相として使用するのは、Ａｌ脱酸した
場合の硫化物のみが、ＡｌＮおよび硫化物併用の各れか
に限定している。

勿論、こゝに限定した析出分散相に加えて、炭化物など
別の析出分散相を加えても本発明の効果は失なわない。

その他、Ｎｉ，Ｃｒ、Ｃｏ，Ｃｕ，Ｐなど溶質原子を一
方向性電磁鋼に意識的に添加する場合がしばしばあるが
、これらの場合においても本発明の効果は失なわない。

連続鋳造する溶鋼は転炉、電気炉、平炉など全ての精錬
法によるものが適用できる。

溶鋼の成分調整は精錬炉内、精錬炉から取鍋への出鋼時
、リレードル時、取鍋内Ａｒガスなどによるバブリング
時、真空脱ガス処理（ＲＨ，ＤＨなど）時の各れか、ま
たはこれらの併用で実際に行なわれる。

さらに、連続鋳造中タンディシュ内で成分調整すること
も試みられているが、微量のＡｌ成分調整などでは難し
いと考えられる。

前述のごとく、連続鋳造の場合、成分調整後から連続鋳
造を終えるまで長時間にわたり取鍋中に溶鋼が存在する
ことになる。

そして、溶鋼を約半分程鋳造した段階で、残り溶鋼中の
Ａｌ量とＳ量とが減少して行く。

この傾向は鋳造末期になるにつれて顕著になって行く。

このために、鋳造後半になるに従って、析出分散相量が
不足し、２次再結晶焼鈍時の（１１０）〔００１〕集積
度が低下するため、磁気特性の劣化か起こる。

製鋼炉では、その炉に応じて塩基性か酸性各れかの鋼滓
の下で精錬作業を進めるが、塩基性鋼滓の方が広く使用
されている。

塩基性炉での鋼滓成程に達する。

一方、酸性炉での鋼滓成分はＳｉＯ２かすぎない。

両者の鋼滓においても、Ａｌ２Ｏ３成分はほとんど含ま
れていない。

一方向性電磁鋼では鋼の精錬後、成分調整のために所定
の合金（または合金鉄）を適当量添加するので、溶鋼の
脱酸作用により、取鍋内に流出しだ鋼滓中のＳｉＯ２，
Ａｌ２Ｏ３％が若干増加する。

しかし、鋼滓中のＡｌ２Ｏ３量が１０％を越えることは
まずない。

このように、製鋼炉から取鍋に出鋼する際、溶鋼以外に
鋼滓も取鍋内に流出するのが普通である。

取鍋内に流出した鋼滓は溶鋼の保温のためにも重要な役
割を演じている。

さらに、成分調整した溶鋼と溶滓との反応を防ぐために
、出鋼後取鍋上に焼石灰を投入する場合がしばしばある
。

出鋼後の鋼滓成分としては、ＣａＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２
Ｏ３、ＭｇＯ，ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、Ｔ−Ｆｅ（ＦｅＯ，
Ｆｅ２Ｏ３など）などが含まれている。

鋼滓中のこれらの成分量は原料中での溶銑成分、溶銑使
用比率、造滓剤の種類・使用量、出鋼前成分、出鋼温度
などによって変動する。

こゝで重要なことは、鋼滓中のＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ
２Ｏ３成分構成比である。

通常の取鍋内鋼滓はＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３成分
中のＡｌ２Ｏ３比率で精々５〜１０％程度である。

本発明者は連続鋳造用の溶鋼中のＡｌ量とＳ量とを厳密
に特定範囲に制御するためには、研究の結果、取鍋内鋼
滓中のＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３比率を調整すれば
よいことを知るに至った。

たとえば、通常のＡｌ２Ｏ３比率の少ない鋼滓には、Ａ
ｌ２Ｏ３源を添加することにより、鋼滓と接する溶鋼中
の脱Ａｌ，Ｓ反応が事実上防止できることを見出した。

現在広く実施されている出鋼後取鍋内へ焼石灰を投入す
ることは、一般的に鋼滓の活性を低下さすのに効果があ
る。

しかし、一般的な塩基性精錬でＡｌ，Ｓを特定量含有さ
せる一方向性電磁鋼を製造する場合には、逆に脱Ａｌ，
Ｓ反応を促進させることになる。

本発明者等はかかる現象を整理することにより、Ｓｉ２
．５〜３．５％、Ａｌ０．００１〜０．０８０％、Ｓ０
．０１０〜０．０６０％を含有する溶鋼を連続鋳造する
場合に、取鍋内の鋼滓組成のうち、ＣａＯ，れば、溶鋼
一鋼滓反応による成分変動は事実上防止できることを見
出した。

さらに、これらの条件０．６〜１．５範囲に保持したと
きが、最も成分変動の少ないことを見出した。

〜２．０範囲を外れると、溶鋼の脱Ａｌ，Ｓ反応、脱Ａ
ｌ反応単独、あるいは復Ａｌ反応単独が発生したりする
。

さらに、Ａｌ２Ｏ３重、ＳｉＯ２量各れかが少なすぎる
場合には、鋼滓中のＭｎＯが還元され、溶鋼中のＭｎ量
が増加することも起こり、ＭｎＳ析出分散相量が変動し
たりする。

一方、取鍋内鋼滓中のＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３量
は鋼滓全体の５０％以上、望ましくは８０％以上占める
ようにする。

このように取鍋内鋼滓組成を制却することにより、磁気
特性の安定した一方向性電磁鋼板を連続鋳造法で工業的
に製造できるに至った。

取鍋内鋼滓中のＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３成分を調
整するために、精錬炉内の出鋼直前の溶滓組成、精錬炉
内溶滓の取鍋内への流出量、溶鋼の取鍋内での脱酸量お
よび脱酸生成物組成などを考慮する必要がある。

ＣａＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３調整源として銘柄を特に
限定する必要はないが、一般的な使用例を次に示す。

ＣａＯ源を添加する場合には、通常石灰石を焼成した焼
石灰を使用する。

ＳｉＯ２源を添加する場合には、通常硅砂を使用する。

Ａｌ２Ｏ３源を添加する場合には通常ボーキサイトを使
用する。

しかしボーキサイトはかなりの水分（約２０〜３０％）
を含有しており、多量を使用すると溶鋼中のＨ含有量の
増加、水蒸気爆発などの危険を伴なうため好ましくない
。

むしろ、耐火レンガの素材として広く利用されている焼
成ボーキサイトの方が優れている。

取鍋内のこれら鋼滓成分を調整する時期は精錬炉内ある
いは出鋼時、取鍋内パブリング時、真空脱ガス処理時な
ど如何なる場合であってもよく、鋼滓と鋼滓調整源を均
一に混合できる方法であればその調整手段は限定されな
い。

上述の特定組成の鋼滓で保護した、成分調整を終えた溶
鋼は取鍋から通常はタンデイシュを経て連続鋳造鋳型に
鋳込む。

鋳造後冷却し、望む長さに剪断し、鋳片を得る。

この連続鋳造する際の操業条件（例えば、鋳造温度、鋳
造速度、パウダー、冷却水量、鋳造寸法など）は本発明
では限定する必要はない。

例えば特公昭４９−２４７６７号公報、特開昭４８−４
７４３４号公報、特開昭５０−３３９２６号公報、特開
昭５３−１９９１３号公報など公知な一方向性電磁鋼の
連続鋳造条件においても本発明は適用できる。

本発明においては、鋳片を製造した後製品をつくるまで
のプロセツシング手段についても毛論限定する必要はな
い。

Ｓｉ２．５〜３．５％，Ａ４０．００１〜０．０８０％
，Ｓ０．０１０〜０．０６０％を含有する成分系の溶鋼
から連続鋳造した鋳片を出発材料として、一方向性電磁
鋼板を製造する方法であれば、如何なる場合も本発明の
効果は失わない。

以下に、本発明の実施例を説明する。

実施例１先ず本発明の比較例としてＳｉ２．９％、Ａｌ０．０２
６％、Ｓ０．０２６％を含んだ１００ｔ溶鋼を２００ｍ
ｍ厚鋳型に１５５０〜１５３５℃の温度で鋳造し、１１
枚の鋳片を作った。

出鋼以降で取鍋内鋼滓組成を調整する手段を採用しなか
った。

溶鋼成分調整後の鋼滓組成はＣａＯ３０％，Ｓｉｎ２２
３％，Ａｌ２Ｏ３％，その他４３％で量比＝１．３であ
った。

これら鋳片を１３６０℃の温度に加熱した後、熱間圧延
して２．３ｍｍ厚の熱延板を作った。

熱延板を１１００℃の温度で焼鈍した後、０．３０ｍの
最終板厚まで冷間圧延し、８５０℃の温度で脱炭焼鈍し
、さらに１２００℃で２次再結晶焼鈍をした。

鋳片毎のＡｌ，Ｓ量と製品の圧延方向における磁性は次
（第１表）のようであつた。

鋳片Ａ１〜５の製品の磁気特性は良好であった。

しかし、本発明の処理を実施しなかったため、鋳片Ａ６
以降でＡ４，Ｓ成分量が徐々に減少した。

即ち、ｓｏｌＡｌの変動は０．００５％，Ｓの変動は０
．００４％であった。

その結果として、取分け鋳片Ａ８以降の製品で磁気特性
の劣化が著しい。

次にＳｉ２．９％，Ａｌ０．０２９％，Ｓ０．０２６％を含
んだ１００ｔ溶鋼を２００ｍｍ厚鋳型に１５４０〜１５
３０℃の温度で鋳造し、１１枚の鋳片を作った。

出鋼時にボーキサイト５００ｋｇを添加し、取鍋内鋼滓
組成を調整した。

溶鋼成分調整後の鋼滓組成はＣａ０２８％，ＳｉＯ２３
１％，Ａ４Ｏ３ら鋳片を比較例と同じプロセツシングで
０．３０ｍｍ厚製品をつくった。

鋳片毎のＡｌ，Ｓ量と製品の圧延方向における磁性は次
（第２表）のとおりであった。

本発明の処理を実施したため、各鋳片のＡｌ，Ｓ成分量
が安定し、その結果として各製品で優れた磁気特性が安
定して得られたことを示している。

第１図は以上の結果のうち鋳片長手方向のＡｌ、Ｓ量の
推移を示しており、取鍋内鋼滓組成を調整することによ
って鋳片長手方向の成分が安定することを理解できよう
。

実施例２実施例１と同じ方法で処理した際の、出鋼時の添加物、
添加量を変えた時の実績を第３表に示す。

註１）良・・・Ｓｏｌ，Ａｌ，Ｓ変動０．０００〜０
．００２％範囲最良・・・Ｓｏｌ，Ａｌ，Ｓ変動０．
００２〜０．００４％範囲溶鋼と溶滓との化学反応によ
り精錬作業を遂行することは、広く一般に利用されてい
る方法であり、また溶鋼成分調整時に各種酸化物、各種
塩化物、各種希土類金属、ＣａＦ２等を適当に添加して
、溶鋼中の非金属介在物量やＳ量を減少させることも公
知な方法である。

しかし、成分調整後の溶鋼成分（殊にＡｌ、Ｓ量共）の
変動を積極的に防止するために，取鍋内鋼滓組成を調整
することは知られていない。

一般に鋼材中のＳは各種特性に悪影響があり、成分調整
後であっても溶鋼中でＳ量が減少するのは好ましいが、
２次再結晶のだめの折出分散相としてＳを利用する一方
向性電磁鋼の場合には、成分調整後の溶鋼中でＳ量の増
減があってはならない。

以上のとおり、本発明は特定量のＡｌ，Ｓを少なくとも
含有した一方向性電磁鋼を連続鋳造法で製造する際に、
取鍋内鋼滓組成を調整して、鋳片長手方向の成分変動を
防止し、かつ成分変動にともなう製品の磁気特性の変動
（劣化）を防止することを目的としており、全く新しい
技術であると言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造により製造した鋳片長手方向のＡｌ，
Ｓ量の推移を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｓｉ２．５〜３．５重量％、Ａｌ０．００１〜０．
０８０重量％、Ｓ０．０１０〜００６０重量％を含有す
る溶鋼を連続鋳造するに当り、当該溶鋼を保有する取鍋
内の鋼滓組成のうち、ＣａＯ，ることによりスラブ長手
方向の成分の均一化を計ることを特徴とする、一方向性
電磁鋼の連続鋳造方法。