JPS5974212A - 鉄損の少ない無方向性電磁鋼板の製造に供する溶鋼の取鍋精錬方法 - 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、鉄損の少ない無方向性電磁鋼板の製造に供す
る溶鋼の取鍋精錬法に関するものであり、とくに冷間圧
延２回法で８７級相当の高級材の製造を目指すのに、窒
素（Ｎ）、いおう（Ｓ）、酸素（０）の極めて少ない鋼
素材の溶製に有利な難還元性脱硫フラックスを使う取鍋
精錬法について提案する。 一般に無方向性電磁鋼板の最も重要な特性は、鉄損の低
いことであり、この鉄損は冷間圧延後の仕上焼鈍によっ
て得られる再結晶粒径に依存し、最も低い鉄損は再結晶
粒径が１５０〜２５０μのときに得られることが知られ
ている。かかる粒径に再結晶させるためには、窒化物、
硫化物の如き微細な析出物を極度に少なく管理すること
が有効である。それら析出物のうち、まず窒化物につい
ては、鋼中に０．１５％以上のＡｊを含有させることに
よりＡｊＮを比較的大きな粒径で析出させることができ
るので、仕上焼鈍に際して再結晶の粒成長を妨げること
は少ない。一方、硫化物については、希土類元素あるい
はＣａ、の添加により硫化物を熱力学的に安定な状態に
して固溶再析出することがないようにする方法、あるい
は比較的大きな析出物として固定することにより鉄損値
の＆善を目指す方法等が、特開昭１４１−６２１１５号
あるいは同５ｆｉ−２４９４２号公報により知られてい
る。 ところで、高級電磁鋼板においては、さらに鉄損を改善
する必要があり、そのためには通常最適、の再結晶粒径
に調整するとともに基地組織中の介在物や析出物を極力
低減することが必要である。 無方向性高級電磁鋼板の鉄損値は、磁気的履歴損失（ヒ
ステリシス損失）と渦電流損失とからなるが、その比率
は６〜７：４〜８でヒステリシス損失の影響の方が大き
い。 その鉄損に影響を及ぼす両因子のうち渦電、流損失を低
減するには、ＳｉやＡＩの含有量を増加して鋼板基地の
電気抵抗を低減することが有効である。 しかし、ｓｉ　＋　ＡＩの含有量が４％を越えると冷延
時に割れが生じるため、渦電流損失の低減には限界があ
る。一方、ヒステリシス損失は、基地組織中の介在物や
析出物によって増加する。すなわち、磁壁の移動に際し
、これらの介在物や析出物が障学となってヒステリシス
損失を増加させるのである。従って、このような介在物
や析出物を形成するのは、前記窒化物や硫化物とともに
酸化物であるから、高級無方向性電磁鋼板を得るために
鉄損値を現在水準以上に改善するためには、素材中のＮ
、Ｓ、０を極力低減することが必要であると言える。 そこで、本発明は、上述した従来技術の実情に鑑みそう
した問題点の克服を目的として、難還元性脱硫フラック
スの添加による特殊取鍋精錬法の実施により、極低鉄損
値を示す高級材：例えば１回冷延法でも８１０級相当の
もの、２回冷延法で８７〜８級相当の無方向性珪素鋼板
を容易に製造するのに有利な鋼素材を提供することがで
きる方法である。以下に本発明取鍋精錬法の詳細につい
て説明する。 無方向性電磁鋼板用素材の溶製は、脱硫溶銑を製鋼炉で
脱０精錬した後、さらに取鍋精錬炉に上り脱Ｃ処理して
行うのが普通である。取鍋精錬処理は、真空処理が多く
用いられており、まずリムド処理により十分脱０し、そ
の後ＳｉおよびＡＩを・添加してさらに脱酸しながら溶
鋼を十分攪拌し、脱酸生成物の浮上分離を図る。 溶鋼中のＳは、溶銑脱硫により十分低くしておくことが
必要であるが、製鋼炉段階での汚染により復硫する場合
もあり、がならずしも満足のゆく低硫溶鋼が得られてい
ないのが現状である。このことから、８１匁ひＡＩによ
る脱酸の後で、脱硫フラックスを添加して脱硫を図る試
みもあるが、８７級に相当するような高級無方向性電磁
鋼板の鉄損値を確保するＳＩＡ度（８＜１５　Ｐｐｍ　
）を得るためには、大量の脱硫フラックスの添加が必要
である。ところがこの方法の場合、脱酸が阻害されて十
分に進行しないという欠点があった。 こうした各種の技術的な問題点の検討のもとで、本発明
は、Ｓｉおよびｈｔの添加による脱酸・成分調整の後に
、希土類元素またはそれらの同効の合金を添加して溶存
Ｓを一旦低減させた後、さらに楚還元性脱硫フラックス
を添加して溶存Ｓを脱硫するとともに、上記希土類元素
の添加によって生成し、溶鋼中に浮遊している希土類元
素の硫化物・あるいはその硫酸化物を該脱硫フラックス
の作用によって浮上分離を促進させることにより、効果
的に脱硫脱酸する方法を考えたのである。 以下かかる本発明をさらに詳細に説明する。一般に、希
土類元素は、酸素との親和力が強く、脱硫を有効に行う
ためには、あらかじめ溶−を十分に脱酸し、脱酸生成物
は予め県外に除去しておくことが必要である。したがっ
て、希土類元素の添加に先立ち、溶鋼中にＳｉおよびＡ
Ｉを添加し十分脱酸した後で希土類元素を添加する。希
土類元素の添加は溶鋼中の溶存Ｓを平衡５Ｉ１１度に低
減するために必要な添加量を確保することが大切で、具
体的には０．１〜２ｋＩｉ／ｌの希土類元素を添加する
。 通常無方向性電磁鋼板の製造においては、溶銑脱硫にお
いて溶鋼のＳ濃度を１００　ｐｐｍ程度以下ニ下げてか
ら取鍋精錬を行うので、希土類元素ノＳとの反応効率を
約５０％と見込んで２　ｋｇ／　を以下の添加が必要で
ある。一方、溶−の初期８４度が低い場合でも、０．１
１ｃ９／を以下の添加量では本性における効果は期待で
きない。 希土類元素を添加した後、溶存Ｓとの反応を完全に行わ
せるために溶鋼を十分攪拌する。希土類元素は、溶存Ｓ
および溶鋼中に浮遊する酸化物と反応し、硫化物（Ｏｅ
Ｓ　、　ＬａＳ　ｌあるいは酸硫化物（Ｏｅ、０．Ｓ　
Ｉ　Ｌａ２Ｏ２Ｓ　）を形成するが、これらの硫化物あ
るいは酸硫化物は密度が大きく、溶鋼に対する密麿差が
小さいためあまり浮上分離が期待できず溶鋼中に浮遊し
てい、る。 次いで、上記希土類元素の添加によって溶存Ｓの低下し
た溶鋼に対し、さらに脱硫フラックスを添加し、該希土
類元素と未反応のままで残った鋼中溶存Ｓを脱硫する。 この脱硫フラックスの添加によって新らたに生成した硫
化物あるいは過剰に存在するフラックスは、先に形成さ
れ密度が大きく浮上できずに溶鋼中に浮遊している希土
類元素の硫化物や酸硫化物と吸着合体し、その結果見掛
は上の密度を低下させて浮上性の向」；を招いて溶鋼か
らの脱硫を急激に促進するようになる。ここで使用する
脱硫フラックスは、石灰（ＯａＯ）、弗化カルシラＡ　
（ＯａＦ、　）　、ソーダ灰（Ｎａ、Ｃｏ、　）など通
常使用される公知の種類のもの、あるいはそれらを複合
したものでもよいが、石灰（ＯａＯ）など溶鋼温度にお
いて固体の７ラツクスを使用する場合、溶鋼温度におい
て滓化溶融を促進するため、弗化カルシラＡ（ＯａＦ、
）、酸化鉄（Ｆ８＄１０８　）などの１種類以上を添加
したものを混合して使用する。 ただ、こうした石灰やソーダ灰等の脱硫フラックスの場
合次のような欠点があって、本発萌法の場合好ましくな
い。すなわち、第１・２図は、希土類元素と脱硫フラッ
クスとの複合添加において、脱硫フラックスの成分を変
えたときの、〔％Ｓ〕　。 〔％０〕とフラックス添加量との関係を示すものである
。この図から判るように、石灰（ＯａＯｉに弗化カルシ
ウム（ＯａＦ、　）を滓化溶融促進剤として混合した脱
硫フラックス（図中・印）の場合、高級無方向性電磁鋼
板の鉄損値を確保するための（Ｓ）１度（Ｓ＜１５　Ｐ
ｐｍ　）　ラフ１ルタメに：ハ７５ツクス添加量は５　
ｋｇ　／　を以上が必要となる。一方

〔０〕濃度はフラ
ックス添加量の増加に伴って増加しており５ｋｇ／を以
上の添加量では高級無方向性電磁鋼板の鉄損値を確保す
るための

〔０〕濃度（Ｏ＜２０　ｐｐｍ　）が得られな
い。 これは弗化カルシウム原料中に１％をこえて５１０２を
含有するため、フラックス添加量が多くなるほど、これ
らＳｉｎｇがＯインプット源となり脱酸が十分進行しな
いためである。 これに対し、該フラックス中の５ｉｎ１１を極力減らし
、かつＯａＦｇの混合量も抑え、そして滓化溶融促進剤
としてＡ／、０８を用いたＳｉｎ、含有量１％以下の難
還元性脱硫フラックス（図中○印）を使用した場合、到
達（Ｓ）６度は、前述した通常の脱硫フラックスとほぼ
同じで脱硫能には全く差がない。ところが、到達

〔０〕
濃度の方は、前述した通常の脱硫フラックスを用いる場
合と比較すると著しく低い値を示し、フラックス添加量
２０に９／ｌでも低鉄損の高級無方向性電磁鋼板製造上
要諸される極低の溶鋼中

〔０〕濃度（０＜２　Ｑｌ）ｐ
ｍ　）が達成される。この場合の到達（Ｓ）濃度は、４
ｐｐｍと高級無方向性電磁鋼板製造のために必須とされ
ている溶鋼のＳ濃度（Ｓ＜１５　ｐｐｍ　）以下の値を
示した。 以上説明したように、低鉄損の高級無方向性電磁鋼板を
製造するのに必要な溶鋼の確保、即ちＳ＜１５　ｐＩ）
ｍ、　Ｏ＜２０１）りｍの溶鋼を得るためには、希土類
元素と脱硫フラックスを複合添加する取鍋精錬おいて、
少なくとも該フラックス中に含有させるＳｉＯ２の量を
１％以下に規制した難還元性脱硫フラックスを、脱硫を
促進するうえで必要な量添加することが必要である。具
体的には２〜２０に９／ｌの脱硫フラックスを添加する
。 本発明者らの試験したところによれば、２　ｋｇ／ｊ。 未満の７ラツクス添加量では前記の脱硫効果が十分でな
い。また、２０１ｃ９／ｌより多い該脱硫フラックス添
加では溶鋼温度の低下により操業管理上好ましくなく、
かえって製品の電磁特性が劣化する。 以下に本発明の実施例について説明する。 実施例１ （Ｓ）１度カ０．００４％＋７）脱硫溶銑ヲ２８０　）
ン底吹き転炉で吹錬し、Ｏｎ　０．００８〜０．０６％
、ｓｉ：　ｔｒ　、　ａｎ　：　０．１０〜０．２０％
、Ｐ　：　０．００７〜０．０１５％、Ｓ　ｊ　０．０
０２〜０．００４％、０：４００〜６００　ｐｐｍの成
分組成の鋼を３チャージ分溶製し、この溶鋼をＲＨ脱ガ
ス装置を用い脱炭処理とともに表１に示すＡ、Ｂ、Ｇの
３つの方法で精錬し、同じく表１に示した成分の溶鋼を
得た。 その溶鋼を連続鋳造してスラブとなし、熱間圧延して熱
延板とし、酸洗後、連続焼鈍とはさむ２回冷間圧延によ
り０．３５１ｕ＋の仕上厚の冷延板とした後仕上げ連続
焼鈍を施した。Ａ、Ｂ、０８ｉ類のＮ１磁鋼板について
得られた電磁特性を表２に示した。この表から本発明例
である希土類元素合金と８１０、含有量が１％以下の勢
還元性脱硫フラックスとを複合添加したＡ法が、比較例
である希土類元素合金あるいは非難還元性の通常の脱硫
フラックスをそれぞれ単独添加したＢｉ、Ｇ法に比較し
、鉄損値が低いことがわかる。 実施例２ 実施例１と同じ脱硫溶銑９０トンを上底吹転炉′で吹錬
し、実施例１で得られたのと同じ溶鋼をＲＨ脱ガス装置
に導いて脱炭および合金添加を行い精錬した。その後、
表８に示すＤ〜工の方法について以下の処理を夫々実施
した。ます、ＤとＥは、ＲＨ脱ガスで希土類元素をｏ、
４に９／を添加した後、取鍋上次ランスを用いて５１０
２含有量を１％以下難還元性フラックスを２．１５に９
／を吹き込み、ＦとＧは通常フラックスを２，１２１ｃ
ｇ／を吹き込んだ。一方、■と工は通常材で、ＲＨ脱ガ
スでの希土類元素の添加は行わす、ＲＨ精錬後取鍋上吹
ランスを用いて従来フラックスを２．】５に９／を吹き
込んだ。 このようにして得られた溶鋼を連続鋳造してスラブとな
し、以下常法に従って熱間圧延、１回冷間圧延によりＱ
、５Ｑｍ仕上厚の冷延板として仕上焼鈍を行った。Ｄ〜
工の成分組成および製品の雷１磁特性を表８に示した。 これより、希土類元素と雛還元性フラックスとを複合添
加した本発明材が従来のフラックス添加の比較材や通常
材に比べて著しく低い鉄損値が得られるこＩ、とがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は希土類元素と脱硫フラックスの複合添加におい
て、脱硫フラックス成分を変えて実験した際の到達Ｓ濃
度におよぼすフラックス添加量の影響を示すグラフ、 第２図は第１図と同じ状態下での到達Ｏｓ度におよぼす
フラックス添加量の影響を示すグラフである。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　鉄損の少ない無方向性電磁鋼板の製造に供される製
   鋼炉で溶製された溶鋼の取鍋精錬に当り、まずＳｉおよ
   びＡｊを使う脱酸剤を添加して十分脱酸し、その脱酸溶
   鋼中に希土類元素の１種または２種以上からなるその合
   金とこれに複合させて用いるＳ　ｉｏ　ｇを１重量％以
   下の範囲で含有する難還元性フラックスを一緒に添加し
   て脱ガス処理の精錬を行うことにより、（Ｓ）　＋　（
   ０）　＜ｏ、ｏ　ｏ　８５％の溶鋼を得ることを特徴と
   する鉄損の少ない無方向性電磁−板の製造に供する溶鋼
   の取鍋精錬法。