JPS597768B2 - 磁性の優れた一方向性電磁鋼板の製造法 - Google Patents

磁性の優れた一方向性電磁鋼板の製造法

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JPS597768B2
JPS597768B2 JP56083072A JP8307281A JPS597768B2 JP S597768 B2 JPS597768 B2 JP S597768B2 JP 56083072 A JP56083072 A JP 56083072A JP 8307281 A JP8307281 A JP 8307281A JP S597768 B2 JPS597768 B2 JP S597768B2
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rolling
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洋三 菅
正 中山
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B3/02Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel
    • 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
    • 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

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼板を構成する休心立方格子の結晶粒がミラー
指数で{ 1 1 0 }<O O 1>とじて表わさ
れる方位を有し、圧延方向に磁化され易い一方向性電磁
鋼板の製造法に関するものである。
周知のごとく、一方向性電磁鋼板は熱延板を1回または
2回の冷延と焼鈍を組合せて処理することにより最終成
品板厚とした鋼板について、仕上焼鈍を行なうことによ
り、{110}<001>方位を有する1次再結晶粒だ
けが選択的に成長する、いわゆる2次再結晶によって得
られる。
この2次再結晶のためには、仕上焼鈍前の鋼板に適当な
析出分散相が存在すること、また仕上焼鈍前の鋼板が金
属組織として適切な結晶粒径および集合組織を持つ必要
がある。
一方向性電磁鋼板の製造において、適当な析出分散相状
態を作ることが、成品の{110}<001>集積度を
高めるととすなわち磁束密度B8を向上させるために不
可欠である。
この望捷しい析出分散相の状態を作るために、まずスラ
ブを高温度に加熱することにより析出分散相を構成する
元素(例えばM n ,S ,A I,N ’,を充分
に固溶させた後、熱延を含む後工程で析出制御させるこ
とが通常行なわれている。
特開昭48−53919号公報で指摘されているように
このスラブ加熱は高温度であるためスラブ結晶粒が過度
に成長し、熱延板に大きな延伸粒が残存することになり
、2次再結晶不完全部(線状細粒と゛呼ぶ)が発生する
このような2次再結晶不完全部の発生は、特に連続鋳造
法の場合、あるいは素材のC含有量が低い場合に多い。
これらの対策として特開昭48−53919号公報は一
方向性電磁鋼板の特公昭50−37009号公報は高磁
束密度一方向性電磁鋼板の製造においてスラブから2回
の熱延工程を経て熱延板を作る技術を提案している。
しかしながら、これら先行技術はいずれも2回の熱延工
程で熱延板を作る技術であり、製造原価が高くなる問題
がある。
特開昭55−152123号公報には板厚方向に上下非
対称な塑性フローを生せしめる熱延が線状細粒の防止に
効果的であるとする技術が開示される。
しかしながら、との熱延技術は線状細粒の解消を狙った
ものであり、線状細粒が発生しない工程の場合の磁束密
度向上については言及していない。
一方向性電磁鋼板を製造する側にとっては上述の線状細
粒を発生させない製造技術が必要である。
一方、一方向性電磁鋼板を用いて変圧器を作る側にとっ
て変圧器の小型化は重要な問題であり、このために磁束
密度の高い一方向性電磁鋼板の開発が要望される。
本発明は新しい熱延方法を採用することにより、上述の
線状細粒を完全に解消すると同時に、磁束密度B8をも
高くすることを可能にするものである。
特に、最近は省エネルギーを目的に製品板厚を従来の0
.30mmから0. 2 8 mmあるいはそれ以下に
薄手化して鉄損値の改善を計る傾向にあるが、この薄手
化によって線状細粒は一層発生し易くなる。
本発明はこの薄手製品の線状細粒も解消可能にする画期
的な技術である。
本発明はケイ素2.0〜45%、炭素o.oso%以下
を含有する一方向性電磁鋼板用スラブを熱間圧延した後
、通常の1回圧延工程あるいは2回圧延工程で処理する
ことにより、一方向性電磁鋼板を製造する方法において
、熱間圧延中のいずれかの圧下パスにおいて、上部ワー
クロールと下部ワークロールとの軸線が互いに平行でな
い状態での熱延を少くとも1パス以上施すことを特徴と
する線状細粒のない、かつ磁束密度の高い一方向性電磁
鋼板の製造方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明を構成する溶鋼は、ケイ素2.0〜4.5%、炭
素o.oso%以下、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鈍物から成
っている。
ケイ素量は少なすぎると2次再結晶を目的とした仕上焼
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2.0〜4.5%に限定した。
析出分散相は仕上焼鈍時に2次再結晶を行なわせ、製品
の{ 1 1 0 }<0 0 1>集積度を高めるた
めに不可欠である。
析出分散相としてMnS単独、AIN単独、あるいはA
INおよびMnS併用が一般的に利用されているが、さ
らにMnSe,VN,TiN々どいかなる形態の析出分
散相でも本発明は適用できる。
その他、Cu ,Nx tCr ,MotSb,Pなど
の溶質原子を一方向性電磁鋼板の製造において意識的に
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。
上述した成分を含有する溶鋼は、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。
スラブの鋳造方法としては線状細粒の発生し易い連続鋳
造法に対し、本発明は特に効果的であるが、造塊一分塊
法によって得だスラブの処理についても線状細粒の発生
する場合があるので、本発明はこの造塊法による一方向
性電磁鋼板の製造にも適用出来る。
さらに、本発明の効果には線状細粒の発生しない正常な
2次再結晶が発生する工程処理について、製品の{11
0}<001>集積度を高める作用があり磁束密度B8
が向上するので全べての鋳造方法に適用出来る。
このようなスラブは、通常の場合、加熱後に熱延により
熱延板とする。
最近、省エネルギーのために、連続鋳造後、あるいは分
塊圧延後にスラブを冷却するとと々く、スラブ顕熱を利
用して直接に熱延する方法が盛んであるが、このよう々
直接熱延を採用しても良い,この熱延板は必要に応じて
焼鈍する。
その後、1回圧延工程、あるいは2回圧延工程で処理し
最終板厚とする。
引続く脱炭焼鈍、焼鈍分離剤の塗布、仕上焼鈍は公知の
方法をそのまま行なえば良い。
上記工程において本発明の特徴は既に述べたように熱延
方法にある。
熱延はスラブ厚が150〜300mmと厚い場合、複数
回のパスで行なう粗熱延と仕上熱延とから成るのが一般
的であり、所定温度にあるスラブを粗熱延により所定厚
みの鋼帯とした後、引続く仕上熱延で所定厚の熱延板と
する。
スラブ厚が30〜100mmと薄い場合、粗熱延は省略
され、直接に仕上熱延により熱延板とする。
従来から行なわれている熱延では上部ワークロールと下
部ワークロールとの軸線は水平面内で完全に一致させた
状態で作業していた。
これに対し、本発明では上部ワークロールと下部ワーク
ロールの軸線が互いに平行で々い状態、いわゆるロール
、クロス方式で熱延することに特徴がある。
このようなロール、クロス方式の圧延方法は例えば、特
公昭37−1568号公報あるいは特開昭55−649
08号公報に示されている如く公知の技術であるが、こ
れらの方法の目的とする所は、通常は中凸の板厚分布(
板幅中央部で厚く、板端部で薄い板厚分布)に々るもの
を、上下ロールを交叉させる事によって中凹あるいは板
幅方向に均一な板厚分布を得る事であって、上下ロール
を交叉させる事によって圧延機の材質がどのように変わ
るかという事については何ら開示されていない。
本発明者らは、上記のロール、クロス方式の圧延による
材質への影響について実験研究を行なった結果、以下に
説明する如く、一方向性電磁鋼板の熱間圧延にロール、
クロス方式の圧延を適用する事によって多犬の効果があ
る事を発見し、本発明をなしたものである。
このロール、クロス方式の熱延で磁束密度が向上し、か
つ線状細粒の発生が無くなる明確な冶金的理由はいまの
ところ不明であるが、ロール、クロス方式の圧延の特性
として圧延方向に対して直角方向の塑性歪が現われると
とにより、適切な金属組織が得られるためであろうと考
えられる。
交叉角が大きくなるほど磁性向上効果が大きく々るが、
圧延可能性からいうと約3゜以上の交叉角は困難になる
磁性向上効果と圧延性とを勘案すると交叉角10゜前後
が望ましい。
クロス、ロール方式の熱延を行なう際の材料温度はケイ
素含有鋼において熱延中に再結晶のし易い1160〜8
50°C程度の範囲が望ましく、との範囲であれば1パ
スだけのクロス、ロール熱延でも良い。
複数パスについてクロス、ロール熱延を行なうほどに磁
性向上効果は大きくなるが、その実施は熱延作業の実態
に即して行なう必要がある。
このロール、クロス方式の熱延と、さらに上部ワークロ
ールと下部ワークロールとの周速が互いに異なるいわゆ
る異周速熱延とを同一パス、あるいは異なったパスで組
合せて行なうと、線状細粒に対する防止効果は極めて大
きく、板厚0287nr/1以下の薄手製品においても
線状細粒の発生を防止する。
次に実験データによって本発明を説明する。
C:0.040%、Si:3.10%、Mn:o.o7
f0、S:0.030%、s o I A l ’00
35係、TN:0.008%を含有する40厚×200
長×100巾mmのケイ素鋼スラブを40枚準備した。
このスラブを1400゜Cに加熱後、各10枚ずつ4種
類の熱延、(1)通常(同周速十ロール、クロスなし)
、(2)異周速(上部ワークロールと下部ワークロール
の回転数に25係の差をつけた)十ロール、クロスなし
、(3)同周速十ロール、クロス(上部ワークロールと
下部ワークロールとの軸線を水平面内で互いに1゜交叉
させた)、(4)異周速(上部ワークロールと下部ワー
クロールの回転数に25%の差をつけた)十ロール、ク
ロス(上部ワークロールと下部ワークロールとの軸線を
水平面内で互いに1゜交叉させた)で3パスで2.2m
mの熱延板にした。
この時の1パス目は約1320℃、2パス目は約111
0゜C, 3パス目は約830°Cであり、それぞれ
の圧下率はほぼ等圧下率配分であった。
この熱延板を1120℃×2minの焼鈍後、10パス
の冷延で0.30mm、0.2 8mm, 0.2
5mmの板厚壕で冷延した。
この冷延各パス間で150℃X 3 m i nの加熱
を行なった。
さらに冷延板を840℃X4minだけ湿水素中で脱炭
焼鈍1〜、MgOを塗布、乾燥後、12000CX20
hrの仕上焼鈍を行なった。
この製品の線状細粒の発生程度を第1図に示す。
同図から判るように、通常熱延に比べロール、クロス方
式の熱延を行なったものは線状細粒が減少しており、特
に0.25mmの薄板厚の製品で異周速熱延とロール、
クロス方式の熱延との糾合せ効果が顕著である。
次に線状細粒の発生が無い場合の磁束密度B8Tに対す
る本発明の効果を実験データによって説明する。
c:o.o6o%、Si:2.90%、Mn:0。
08係、S : 0.030%, so IAI :0
.028%、TN:0.009%を含有する40厚×2
00長×100巾mynのケイ素鋼スラブを20枚準備
した。
このスラブを1330℃に加熱後、各10枚ずつ2種類
の熱延、(1)通常(同周速十ロール・クロスナシ)、
(2)同周速十ロール●クロス(上部ワークロールと下
部ワークロールとの軸線を水平面内で互いに1.5゜交
叉させた)、で3パスで2.2mmの熱延板にした。
この時の1パス目は1280°C、2パス目は1070
℃、3パス目は790°Cであり、それぞれの圧下率は
等圧下率配分であった。
この熱延板を1120゜CX2minの焼鈍後、10パ
スの冷延で0.30mmの板厚まで冷延した。
この冷延各パス間で200゜CX3minの加熱を行な
った。
さらに冷延板を840゜C×4minだけ湿水素中で脱
炭焼鈍し、MgOを塗布、乾燥後、■200℃X20b
rの仕上焼鈍を行なった。
この製品の磁束密度B8Tを第2図に示す。
同図から判るように、通常熱延に比べロール・クロス方
式の熱延を行なったものは磁束密度B8Tが高い。
ロール、クロス方式の圧延で板形状の改良を目的とした
技術は従来からあるが、一方向性電磁鋼板の製造におい
てロール.クロス方式の熱延が磁性向上に画期的効果を
持つことを見い出したのは本発明が最初であシ、本発明
が産業界に稗益するところは極めて犬である。
実施例 I C:0.050%,Si:3.10%、Mn:0.07
%% S: 0.030%,so IAI :0.03
0%,TN:0.007%を含有する4 0mmN×2
0 0mm?X 1 0 0mm巾のケイ素鋼スラブ
を1420℃で加熱後、3パスで板厚2.2關に熱延し
た。
この2パス目の材料温度1130℃点でロール・クロス
方式(上部ワークロールと下部ワークロールとの軸線を
水平面内で互いに1.5゜交叉させた)の熱延を1パス
目と3パス目を通常熱延で行なった。
この熱延板を1120℃X 2 m i nの焼鈍後、
10パスの冷延で0.30mmの板厚まで冷延した。
この冷延各パス間で200℃X3minの加熱を行なっ
た。
さらに冷延板を840゜CX4mi nだけ湿水素中で
脱炭焼鈍し、MgOを塗布、乾燥後、■200°C×2
0hrの仕上焼鈍を行なった。
この製品は線状細粒の発生もなく、正常な2次再結晶組
織であシ、138=1.94Tの高い値であった。
実施例 2 C:0.055%、S i : 3.1 0%. Mn
:0.07係、S:0.025%、s o IAI :
0.030%、TN : 0.0 0 8%を含有す
る40mm厚X2 0 oJX100mm巾のケイ素鋼
スラブを1420℃で加熱後、3パスで板厚2.2mr
nに熱延した。
この2パス目の材料温度1130゜C点でロール・クロ
ス方式(上部ワークロールと下部ワークロールとの軸線
を水平面内で1.5゜交叉させた)の熱延を、3パス目
の材料温度8540℃点で異周速熱延(上部ワークロー
ルと下部ワークロールの回転数に25係の差をつけた)
を、1パス目を通常熱延で行なった。
この熱延板を1120°CX2minの焼鈍後、10パ
スの冷延で0.25u+の板厚まで冷延した。
この冷延各パス間で200℃X 3 m i nの加熱
を行なった。
さらに冷延板を840℃X4minだけ湿水素中で脱炭
焼鈍し、MgOを塗布、乾燥後、1200℃X20hr
の仕上焼鈍を行なった。
この製品は線状細粒の発生もなく、正常な2次再結晶組
織であシ、B8=1.94T,W1/5o= 0. 9
2W/kgの優れた磁気特性を得た。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱延方法と線状細粒の巾との関係を示す図、第
2図は熱延方法と磁束密度B8Tとの関係を示す図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ケイ素2.0〜4.5係、炭素o.oso係以下を
    含有する一方向性電磁鋼板用スラブを熱間圧延した後、
    通常の1回圧延工程あるいは2回圧延工程で処理するこ
    とにより、一方向性電磁鋼板を製造する方法において、
    熱間圧延中のいずれかの圧下パスにおいて、上部ワーク
    ロールと下部ワークロールとの軸線が互いに平行でない
    状態での熱延を少くとも1パス以上施すことを特徴とす
    る線状細粒のない、かつ磁束密度の高い一方向性電磁鋼
    板の製造法。 2 上部ワークロールの軸線と下部ワークロールの軸線
    との交差角が0.3゜以上である特許請求の範囲第1項
    記載の方法。 3 ケイ素2.0〜45係、炭素o.oso係以下を含
    有する一方向性電磁鋼板用スラブを熱間圧延した後、通
    常の1回圧延工程あるいは2回圧延工程で処理す゛るこ
    とにより、一方向性電磁鋼板を製造する方法において、
    上部ワークロールと下部ワークロールの軸線が互いに平
    行でない状態での熱延と、上部ワークロールと下部ワー
    クロールとの周速が互いに異なる異周速熱延とを同一パ
    ス、あるいは異なったパスで、それぞれ少くとも1パス
    以上施すことを特徴とする線状細粒のない、かつ磁束密
    度の高い一方向性電磁鋼板の製造法。 4 上部ワークロールの軸線と下部ワークロールの軸線
    との交差角が0.3゜以上である特許請求の範囲第3項
    記載の方法。 5 上部ワークロールの周速vUと下部ワークロールの
    周速V,との比VRがVU>Vlの時■。 一■1J/v1≧1。 05、v1>?Uの時V, =V1 / VU≧1.0
    5となる特許請求の範囲第3項記載の方法。
JP56083072A 1981-05-30 1981-05-30 磁性の優れた一方向性電磁鋼板の製造法 Expired JPS597768B2 (ja)

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