JPS5945730B2 - 高磁束密度一方向性珪素鋼板の熱延方法 - Google Patents

高磁束密度一方向性珪素鋼板の熱延方法

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JPS5945730B2
JPS5945730B2 JP54106797A JP10679779A JPS5945730B2 JP S5945730 B2 JPS5945730 B2 JP S5945730B2 JP 54106797 A JP54106797 A JP 54106797A JP 10679779 A JP10679779 A JP 10679779A JP S5945730 B2 JPS5945730 B2 JP S5945730B2
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hot rolling
annealing
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hot
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D8/1233Cold rolling

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼板の構成する結晶が(110)<001>方
位を有し圧延方向に磁化され易い一方向性珪素鋼板の製
造に関するものである。
周知のごとく方向性珪素鋼板は二次再結晶により圧延方
向に優れた磁気特性をもつ成品を得るのであるが、この
場合にMnS、、AIN等のインヒビターが重要な役割
をはたす。このインヒビターを有効に制御することが高
磁束密度一方向性珪素鋼板製造の必須条件である。この
ため現状では熱延前にスラブを高温(例えば1300℃
以上)に加熱しインヒビター元素を充分溶体化させた後
、熱延工程では出来るだけAIN等の析出を抑制し、例
えば特公昭46一23820号公報にも示すように熱延
板焼鈍においてAINの析出処理を行つてインヒビター
を制御する方法がとられている。
このような方向性珪素鋼板は鋳造一熱延一焼鈍−冷延一
説炭一焼鈍のような主工程を経て製造され、多量のエネ
ルギーを必要としている。
近時多量のエネルギー消費をする製造工程においてその
見直しが行われ、工程、エネルギーの省略又は簡略化の
要請が強まつて来.た。
本発明者らもこの要請に適応すべく鋭意研究を重ねたが
、周知のように方向性珪素鋼板(特に高磁束密度材)の
製造においては極めて厳格な管理が要求されており、各
工程の微妙な差が成品の磁性に大きく影響を及ぼし、従
つて抜本的な変更は困難であつた。
前述したように方向性珪素鋼板においては、AlN.M
nSその他のインヒビターの制御が重要であり、これら
の挙動が従来の工程で製造された場合と同様に制御され
得るならば、工程変更又は省略が可能であることに着眼
し、その一つとして熱延板焼鈍工程について研究した結
果、これを省略しても熱延後高温捲取することによつて
その目的が達成されることを見出した。
すなわち本発明は熱延終了後の鋼板を700〜1000
℃の高温域で捲取ることを特徴とするものである。
更にこの高温捲取の効果はその温度に10分〜5時間保
熱すれば一層際だつたものになる。
又特に熱延板焼鈍を完全に省略する場合には一旦捲取つ
た後で急冷(例えばコイル状での水槽への浸漬)すれば
より好ましい結果が得られる。熱延後の高温捲取による
前記熱延板焼鈍工程の省略または簡略化がはかれる理由
について本発明者らは次の様に考える。Alを含有する
方向性珪素鋼板の製造工程において、2次再結晶焼鈍の
前にインヒビターとしてのAlNなどの微小析出物の存
在が重要である。
現在高磁束密度一方向性珪素鋼板の製造は一段階での冷
延が主流であり、その為熱延板を熱処理してAlNを鋼
板中に形成している。すなわち熱処理条件を特定するこ
とによつて4A1Nを一定量以上析出させること及び2
冷却中に析出する微細AlNを含むことが32次再結晶
を安定化させ、且つ結晶方位を規制すると考えられてい
る。本発明は前述したAlN等のインヒビジヨン効果を
付与する要素を鋼板中に形成させるために、熱延終了後
捲取を700〜1000℃の範囲内で行うものであり、
必要に応じてこの温度における保熱或いはその温度より
の急冷をすることによつて熱延板の焼鈍工程を省略或い
は簡略化しても高磁束密度材を得ることを可能にしたも
のである。即ち熱延終了後の高温捲取或いはその後の保
熱はAlNの析出量の面では上記4の条件を充分に満足
しているので、熱延板焼鈍を省略しても2次再結晶が完
全に発達する。高温捲取後急冷を行うと2及び3の条件
も或る程度満足するため特性も更に向上する。熱延板焼
鈍を実施する場合でも高温捲取材は1の条件は熱延板の
状態ですでに満しているので2及び3の条件のみを考慮
すればよく、従つて焼鈍時間を極端に短時間にするか又
は焼鈍温度を低温にすることが出来る。以上述べたよう
に熱延終了後の捲取温度を高磁束密度一方向性珪素鋼板
製造としては、従来とても考えられないような700〜
1000℃の高温に制御することにより従来必須工程で
あつた熱延板焼鈍工程が省略又は極く低温短時間で良好
な磁気特性の成品が得られるようになつたことはその工
業上のメリツトは著しいものと云える。
以下本発明について詳細に述べる。
本発明の素材は高磁束密度一方向性珪素鋼板製造用であ
ることから成分については以下の条件を満さなければな
らない。
CO.O3O〜0.085% Si2.5〜4% MnO.O5〜0.20% SO.OO5%〜0.040% 酸可溶性AlO.OlO〜0,065% NO.OO3O〜0.012% Cは0.030%未満では高温捲取後の組織が粗大化し
成分において線状細粒が発生するので好ましくない。
0.085%を超えると脱炭焼鈍に長時間を要するので
工業的に好ましくない。
Siは2.5%未満では磁気特性特に鉄損が劣化し、又
4%を超えると冷延が困難になる。
Mn.Sは1次再結晶粒の正常粒成長を抑えるためのイ
ンヒビターで上記範囲を外れると成品特性の劣化又は2
次再結晶が起らなくなるので好ましくない。
酸可溶性Alは高磁束密度の成品を得るための基本元素
で上記範囲を外れると高磁束密度材が得られなくなる。
Nは0.0030%以下ではインヒビターであるAlN
の析出量が不足し、又0.012%以上では成品にブリ
スタ一が発生するので好ましくない。
既に公知の製鋼方法、溶解方法で上記の規制範囲に調整
した溶湯を公知の方法で鋼塊或いは鋼片に鋳造した珪素
鋼素材は必要に応じて分塊圧延等によりスラブ状に熱間
粗圧延を行なう。次いで鋳造まX鋼片又は分塊圧延され
たスラブは高温度(例えば1300℃以上)に加熱後熱
間圧延により熱延コイルとされる。
本発明の特徴はこの熱間圧延の捲取工程及び捲取後のコ
イルの処理方法にある。即ち熱間圧延の仕上圧延迄の工
程は特公昭51−2290号公報で既に公知の方法で行
なうが、捲取温度は700〜1000℃と非常に高く制
御する必要がある。捲取温度が700℃未満では目的と
するAlNの析出量確保に長時間の保定を要し、長時間
保定すればミルスケールによる脱炭が進行し熱延板の組
織が破壊されるので良好な成品が得られなくなる。一方
1000℃を越えると捲取後コイル中央部は高温に長い
時間さらされることになり、この場合も熱延板の組織が
破壊され、成品において線状細粒が発生するようになる
ので好ましくない。
捲取温度を高くする方法は特に限定しないが、制御冷却
、放冷或いは近接コイラ一等の方法で上記規制範囲内に
制御すればよい。高温捲取の効果をより強化するために
は高温捲取後保熱炉又は保熱カバー等で10分〜5時間
程度保熱することはより好ましい。捲取後のコイルは室
温迄冷却されるわけであるが、その方法は特に限定しな
いが必要に応じて急冷(例えばコイル状のまX水槽等へ
の浸漬)することが出来る。
このようにして製造した熱延板は次いで既に公知の方法
で80%以上の強冷延を行つて成品板厚にするのである
が、必要に応じて熱延板でのAlN析出焼鈍を行なうこ
とも出来る。
熱延板焼鈍は既に公知の特公昭46−23820号公報
に記載の方法で行なえば良いが、本発明の高温捲取材で
はその焼鈍時間が30秒〜30分はもとより0秒〜30
秒と短時間でも良好な特性が得られ、又温度も700℃
以上であれば良好な結果が得られることがわかつた。成
品板厚に冷延されたコイルは次いで通常の方法で脱炭焼
鈍、焼鈍分離剤塗布、仕上焼鈍を行ない最終成品とする
以下実施例にもとづいて高温捲取条件の限定理由、熱延
板焼鈍の短縮、省略の効果について説明する。
実施例 1 C0.06%、Si3.O%、MnO.O8%、SO.
O25%、SOlAlO.O35%、NO.OO8%を
含む200muの珪素鋼スラブを1400℃でスラブ加
熱し、直ちに粗圧延、仕上圧延からなる連続熱延を行な
い2.5mTLに熱延した。
熱延仕上り後冷却水量を制御し、550〜1000℃の
温度範囲で捲取つた。捲取後はそのまX放冷した。熱延
板を引続いて酸洗後0,35mmに冷延し、850℃3
分間湿水素窒素雰囲気で脱炭後MgOを塗布し、120
0℃20時間の仕上焼鈍を行つた。捲取条件と得られた
成品の特性を表1に示す。700〜1000℃の温度範
囲で2次再結晶が完全に起り、且つ特性値も1.88T
es1a以上の高磁束密度材が得られることが判る。
実施例 2 C0.05%、Si2.9%、MnO.O7%、SO.
O25%、SOlAlO.O25%、NO.OO8%を
含む珪素鋼スラブを実施例1と同様の方法で熱延し、5
50℃及び850℃で捲取つた。
次いで熱延板を1100′CO秒〜120秒均熱後10
0℃の水中に焼入れた。引続いて実施例1と全く同一の
方法で冷延、脱炭焼鈍、仕上焼鈍を行ない最終成品とし
た。得られた成品の特性を表2に示す。
850℃の捲取材は熱延板焼鈍の均熱時間が30秒未満
でも優れた特性が得られることがわかる。
実施例 3 実施例2に用いた850℃捲取の熱延板を700℃〜1
100℃で60秒均熱後100℃の水中に焼入れた。
引続いて実施例1と同一の方法で処理し成品とした。得
られた成品の特性を表3に示す。
700℃の焼鈍で良好な磁気特性が得られることが明ら
かである。
実施例 4 実施例1に用いた珪素鋼スラブを実施例1と同様な方法
で熱延し、750℃で捲取り、捲取後直ちに保温カバー
をかぶせ、10分〜10時間保温した。
保温後1e0i1は大気中に放冷し、1c0i1は水槽
に浸漬した。熱延板を酸洗後実施例1と同様な方法で冷
延、脱炭、仕上焼鈍を行なつた。得られた成品の特性を
表4に示す。
捲取後10分〜5時間の保熱で磁束密度が向上するのが
判る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C0.030〜0.085wt%、Si2.5〜4
    wt%、酸可溶性Al0.010〜0.065wt%、
    N0.0030〜0.012wt%、Mn0.05〜0
    .20wt%、S0.005〜0.040wt%を含み
    残余はFe及び不可避不純物からなる珪素鋼スラブを熱
    延する工程、80%以上の強冷延を行ない成品板厚とす
    る工程、脱炭焼鈍する工程、最後に焼鈍分離剤を塗布し
    仕上焼鈍をする工程からなる一方向性珪素鋼板の製造方
    法において、前記熱延工程の仕上圧延後の捲取温度を7
    00〜1000℃の温度範囲にコントロールすることを
    特徴とする高磁束密度一方向性珪素鋼板の熱延方法。 2 C0.030〜0.085wt%、Si2.5〜4
    wt%、酸可溶性Al0.010〜0.065wt%、
    N0.0030〜0.012wt%、Mn0.05〜0
    .20wt%、S0.005〜0.040wt%を含み
    残余はFe及び不可避不純物からなる珪素鋼スラブを熱
    延する工程、熱延板焼鈍を行ない急冷する工程、80%
    以上の強冷延を行ない成品板厚とする工程、脱炭焼鈍す
    る工程、最後に焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍をする工程
    からなる一方向性珪素鋼板の製造方法において、前記熱
    延工程の仕上圧延後の捲取温度を700〜1000℃の
    温度範囲にコントロールすることを特徴とする高磁束密
    度一方向性珪素鋼板の熱延方法。 3 700〜1000℃の高温捲取後該コイルを10分
    〜5時間該捲取温度に保定することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2項記載の高磁束密度一方向性珪
    素鋼板の熱延方法。 4 700〜1000℃の高温捲取後該コイルを急冷す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の高磁束
    密度一方向性珪素鋼板の熱延方法。
JP54106797A 1979-08-22 1979-08-22 高磁束密度一方向性珪素鋼板の熱延方法 Expired JPS5945730B2 (ja)

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