JPS60145318A - 方向性けい素鋼スラブの加熱方法 - Google Patents

方向性けい素鋼スラブの加熱方法

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JPS60145318A
JPS60145318A JP59000728A JP72884A JPS60145318A JP S60145318 A JPS60145318 A JP S60145318A JP 59000728 A JP59000728 A JP 59000728A JP 72884 A JP72884 A JP 72884A JP S60145318 A JPS60145318 A JP S60145318A
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silicon steel
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洋 清水
Teruyuki Nishide
西出　輝幸
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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】 （技術分野） 圧延方向にすぐれた磁気特性を有する一方向性けい素鋼
板の製造に関連して、該鋼板素材としてのけい素鋼スラ
ブの加熱方法についてこの明細書で述べる技術内容はこ
こに必要な高温加熱に伴う問題点の有利な解決について
の開発成果を提供しようとするものである。
（背朔技術） 周知のごとく一方向性けい素鋼板は、板面に（１１０）
面、圧延方向に（００１）軸が揃った２次再結晶粒によ
って構成され、最終焼鈍中に上記方位の結晶粒を選択成
長させることが肝要であり、そのためには微細なＭｎ　
Ｓ、Ｍｎ　Ｓｅ　、ＡＩＮなどのいわゆるインヒビター
が仕上焼鈍前に、均一に分散していて（１１０）　（０
０１）方位の２次再結晶粒が選択成長できるよう他の結
晶粒の成長を抑制することが必要である。
そのような分散形態のコントロールは熱間圧延に先立つ
スラブ加熱中にこれら析出物を−たん固溶させた後、適
当な冷却パターンで熱間圧延することによって得られる
ことは既によく知られているところである。
かかる目的で行なわれるスラブ加熱は通常１３００℃以
上の高温で行われるが中心部まで十分加熱を行うために
表面温度は１３５０℃以上に加熱されるのが通例であり
、その際発生する多量の溶融スケールは加熱炉の操業性
を損うばかりでなく、粒界酸化に伴う表面欠陥、耳割れ
発生など多くの問題を含んでいた。
（従来技術と問題点） これを解決するために、成分含有量をかえることで低温
加熱を行う方法が種々提案されている。
例えば、素材のＣＭを低くし、インヒビターの量を減ら
す特開昭５８−１００６２７号公報や、素材のＭｎ量Ｘ
ＳＭの溶解積を減らすことで、ＭｎＳの固溶限を下げて
低温加熱を可能にする特開昭５０−１６０１２０Ｍ公報
などである。
しかしながらいずれの処置も完全な解決策にはなりえず
、それというのはインヒビターの量を減らすと磁性が安
定せず、またＭｎ量を減らすとスラブ低温加熱をしても
耳ワレや表面欠陥が多発するからで、何れも工業的に採
用されるにいたっていない。
（発想の端緒） これに対し発明者らは従来のガス燃焼型のスラブ加熱炉
とスラブ誘導加熱炉とを併用して高温域におけるスラブ
表面温度と中心温度の温度差を少なくすることで従来必
要以上にスラブ表面を高温加熱することで発生していた
種々の問題が有利に解決され、省エネと品質向上の両面
で卓効をもたらしくｑることを究明した。
なおスラブ加熱に誘導加熱を適用する方法自体はこれま
でいくつか報告されていて、例えば特公昭４４−１５０
４７号公報や特公昭５２−４７１７９号公報などがある
。前者はガス焼鈍炉との複合加熱における最適エネルギ
ー制御に関し、また後者は誘導加熱におけるスラブ端部
の温度低下を防止する方法である。
この他にもスラブ誘導加熱炉の設備に関するものもいく
つか知られているが、方向性けい素鋼のスラブ加熱に適
用したものとしては、特公昭４７−１４６２７号公報が
１件あるにすぎず、この場合方向性けい素鋼スラブを重
力製入炉（プッシャータイプの加熱炉）で１２５０〜１
３００℃の間に加熱した後つづいて１３５０〜１４００
℃の温度で誘導加熱又は抵抗加熱の如き電気的方法で高
温加熱し磁気特性を改善するというものであるが、しか
しこの方法に用いられる１３５０〜１４００℃という高
温での誘導加熱は磁気特性改善には有効であっても、こ
の間にスラブ表面に生成するノロは短時間加熱とはいえ
かなり多量にのぼり、これが加熱炉の操業性を損うばか
りでなく、表面疵発生をもたらした。さらにスラブ中心
まで上記温度に達するように加熱するとスラブ結晶粒の
粗大化をもたらし、製品での帯状細粒による局所的な磁
性劣化を生じたのである。
（発明の目的） Ｍｎ　Ｓ、Ｍｎ　ＳｅやＡＡＮをインヒビターとして、
１種ないし２種以上含有するけい素鋼スラブに対し、上
記トラブルを発生させない、スラブ誘導加熱力、法を検
討した結果に従いより有利なけい素鋼スラブの加熱方法
を与えることがこの発明の目的である。
（構成の骨子） Ｓ、Ｓｅ　、Ａｎの総量を０．００５〜０．Ｑ６ｗｔ％
（以下％で示す）に限定し、ざらにＭｎｉを０．０２〜
０．１０％として従来型のガス燃焼型加熱炉でスラブ中
心温度が１０００〜１２３０℃に達するまで加熱した後
、スラブ誘導加熱炉に装入し、スラブ中心温度が１２５
０〜１３５０℃の間に１０ｍ１ｎ以上保持し、さらには
この間スラブ表面温度が１２５０℃以上であるときの雰
囲気中の０２％を１％以下にすることによって、磁性、
外観品質共にすぐれた方向性けい素鋼板を、スラブ加熱
炉の操業性を損うことなしに得ることに成功したのであ
る。
この発明を適用し得る素材は、３ｉ２．０〜４．５％を
含む方向性けい素鋼用のスラブあり、連続鋳造や、鋼塊
を分塊圧延してえられ、ここにインヒビターとしてＳ、
Ｓｅ　、ＡＡのうらから選ばれる１種ないし２種以上を
合計で０．０７〜（１，０６％と、Ｍ　ｎｏ、０２〜０
．１０％含むものとする。
この限定理由は以下のとおりである。
３ｉは鋼板の比抵抗を高め鉄損を下げるために添加され
、２％を下廻るとα−γ変態によって最終高温焼鈍で結
晶方位が損われ、一方４．５％の上限は冷延性の点から
決められる。
Ｓ、Ｓｅ　、ＡＡの総量の下限を０．００５％としたの
はこれらがＭｎ　Ｓ、Ｍｎ　Ｓｅ　、ＡＡＮの形で鋼中
に微細に分散インヒビターとして機能するための最低量
としてであり、また上限を０．０６０％としているのは
これ以上増えるとスラブ加熱中にそれらを固溶させ、イ
ンヒビターとして利用するのに、この発明で規制する以
上の高温加熱が必要になり、加熱温度を出来るだけ低く
するというこの発明の本来の目的かはだせなくなるから
である。
Ｍｎ量に関しても同様にインヒビター団確保のだ？ｌ）
０．０２％の下限規制と、Ｍｎ　Ｓ、Ｍｎ　Ｓｅ解離固
溶のためのスラブ加熱温度を高くしないという点で０．
１％の上限規制を要する。
なおインヒどターとしてはこの他にＳｂ　、　Ｓｎ　。
Ａｓ、Ｐｂ、Ｂｉ　、Ｃｕ、Ｍｏなどの粒界偏析型元素
やＢＮ、ＶＮなど、他の窒化物形成元素を同時に含有さ
せることも知られているが、この発明の方法で加熱する
場合にもこれらの元素添加による品質改善効果を損うも
のではなく、これらを添加した場合についてもこの発明
の範囲に含まれる。
上記成分を有するスラブはまず従来型のガス燃焼型スラ
ブ加熱炉で加熱されるが、このとき、スラブ中心温度が
ｉ　ｏｏｏ〜１２３０℃に達するまで加熱した後、−た
ん炉から抽出し、次いでスラブ中心の温度がｉ　ｏｏｏ
℃を下廻らない間に、スラブ誘導加熱炉に装入し、スラ
ブ中心温度が１２５０℃以上３５０℃以下の範囲に１０
１ｎ以上保持させるように加熱することが、この発明の
重要な特徴である。ここで云うスラブ中心温度とは加熱
中湿度の最も上り難いスラブ中心層の温度のことで、必
ずしもスラブ厚の真中温度を意味するものではない。一
般にスラブ中心部は温度が上り難く、スラブ内の最冷点
の温度を上記範囲に規制することが最終製品の電磁特性
の安定化に重要であることからこのように表わしたので
ある。ここにスラブ中心温度が、上記の各温度領域に納
まっているかどうかは、スラブ厚みの中心部に熱電対を
挿入することにより測温し確認した。
予備加熱に当るガス燃焼型スラブ加熱炉でのスラブ中心
温度を１０００〜１２３０℃の範囲としたのは、１ｏｏ
ｏ℃以下では誘導加熱炉で必要温度まで高めるのに時間
がかかり、エネルギーコストが高くなるためで、上限の
１２３０℃規制はこれ以上高（するとガス燃焼炉内のノ
ロ発生が急激に進み始めるからである。
誘導加熱炉装入時のスラブ中心温度を１０００℃以上と
したのは同様にエネルギーコストの面からであり、そし
て誘導加熱炉によるスラブ高温加熱のスラブ中心温度の
適正範囲に関する１２５０℃〜１３５０℃の限定理由は
以下のとおりである。
始めに述べたようにスラブ高温加熱を必要とする理由は
インヒビターの固溶であり、鋼中に含有されるＭｎ　Ｓ
、Ｍｎ　Ｓｅ、Ａｌ２Ｎの量に応じ、必要量をインヒビ
ターとして機能させるための解離固溶条件として下限が
決まる。一方、スラブ加熱温度が高くなりすぎるとスラ
ブ結晶粒の粗大化による製品の帯状細粒の発生が磁性を
劣化させさらにエネルギーコストが高くなることから上
限が規制される。
第１図は、誘導加熱炉におけるスラブ中心部の適正温度
を示すものでインヒビターとして５ｅＯ００２２％、　
Ｍｎ　ｏ、ｏｓ％、　３ｂ　Ｏ，０２５％を含有する３
、１５％けい素鋼スラブをこの発明の方法に従ってガス
燃焼型のスラブ加熱炉と、スラブ誘導加熱炉とによる複
合加熱で加熱した後、２．５１１Ｉｌ厚のホットコイル
となし、公知の冷延２回法王程で０．３０１１ＩＩＩｌ
厚の製品に仕上げた際の最終製品磁気特性を、スラブ誘
導加熱炉における加熱時、均熱中のスラブ中心温度に対
して示したものであり、いずれのスラブも各均熱温度で
１０〜１５ｕ＋ｉｎ保持をした。
加熱温度が１５０℃〜１３５０℃の範囲で製品の磁束密
度ＢＩｏ、≧−１，８９Ｔが安定してえられたことがわ
かる。
第２図は誘導加熱における雰囲気の酸素含有量およびス
ラブ加熱時の表面温度によって酸化減量が変化する様子
を示したもので、前記組成のけい素鋼スラブをこの発明
の方法によってガス燃焼型スラブ加熱炉でスラブ中心温
度が１１５０℃になるまで加熱した後、スラブ誘導加熱
炉にて２０〜４０ｍ　ｉ　ｎ加熱し、表面温度が図に指
示されている温度に達してから１０ｍ１ｎ保持した後、
抽出し酸化減量を調べたものである。
加熱雰囲気中の０２１をスラブ表面温度が１２５０℃以
上において１％以下に抑えることで、酸化減量を著しく
減らし得ることが明らかである。
この発明の条件で加熱されたスラブに対する熱延以降の
工程は特に通常と変るところはなく、インヒビターの量
や種類に応じ中間焼鈍を含む１回ないし２回の冷延と脱
炭焼鈍およびこれに続く高温箱焼鈍で０．１５〜０．５
０１１１ｍ厚の一方向性けい素鋼板を製造することがで
きる。
実施例１ 連続鋳造によって溶製したＳｉ　３．２４％、ＭｎＯ，
０７５％、Ｓ　Ｏ，０２５％を含有する厚さ２２０ｍｍ
で重さ約ｓ　ｔｏｎのけい素鋼スラブを熱間圧延するに
際し、スラブ厚みの中心部に熱雷対を挿入測温できるよ
うにし、まずガス燃焼式ウオーキングビーム型のスラブ
加熱炉にてスラブ中心部温度が１２００℃に達するまで
２　Ｈｒ加熱した後、直ちにスラブ誘導加熱炉にてスラ
ブ中心部温度が、１３１０℃になるまで約２０ｍ　ｉ　
ｎで昇渇し、この温度で１５ｎ＋ｉｎ保持してから熱間
圧延し、２．５ｍｍ厚の熱延鋼帯に仕上げた。
次いで熱延鋼帯の表面酸化層を酸洗除去した後、冷間圧
延によって０．６５ｍｍの中間厚となし、９００℃３　
ｍｉｎの中間焼鈍を水素窒素混合ガス中で行なつた後、
冷間圧延で０．３Ｏｎ＋ｎ＋の製品板厚に仕上げた。
この後８００℃３　ｍｉｎ湿水素中で脱炭焼鈍を行なっ
たのち、焼鈍分離剤としてＭ（１０を塗布し、水素中で
１２００℃１０）（ｒの仕上焼鈍を行なった。
かくして得られた最終製品の磁気特性はコイル長手方向
５ケ所において測定した結果、Ｗ１７１５０：１．１２
±０．０１　Ｗ／　ｋｇ　、　Ｂ　１０　：　１．８８
±０．００５丁と一般的な方向性けい素鋼としては磁性
ばらつきも少なくすぐれたものであった。
実施例２ Ｓｉ　２．９５％、　Ｍｎ　０６０８１％、　Ｓｏ、０
２０％。
八β　０．０２２％、　Ｎ　Ｏ，００７５％を含有する
、連続鋳造された２２０ｍｍ厚けい素鋼スラブを、スラ
ブ厚みの中心部に熱雷対を挿入し測温しながら、ガス燃
焼式ウオーキングビーム型のスラブ加熱炉にてスラブ中
心温度が１１５０℃に達するまで約２Ｈｒ加熱した後、
抽出し、３　ｍｉｎの所要時間で誘導加熱炉に装入した
。
このときのスラブ中心温度は１１４５℃であった。
この後スラブ誘導加熱炉にてスラブ中心温度が１３３０
℃になるまでＮ２ガス雰囲気で加熱し、この温度に１０
ｍ１ｎ保持した後熱間圧延に供した。
２．３ｍｍ厚に仕上げた熱延鋼帯は１１００℃３　ｎ＋
ｉｎのノルマ処理を行なった後、１回冷延法によって０
．３０ｍｍ厚に仕上げ、８００℃３　ｍｉｎの脱炭焼鈍
後Ｍ（１０を塗布し、１２００℃ＩＯＨｒ水素中で仕上
焼鈍を行なった。かくして得られた一方向性けい素鋼帯
コイルの磁性を長手方向５ケ所において測定しＷ１７１
５０：　１．’０３±０．０２　Ｗ／　ｋｇｌＢ　Ｉｏ
　１．９３±０．００８Ｔの高磁束密度けい素鋼がえら
れた。
（発明の劾果） この発明によればけい素鋼スラブの高温加熱に由来する
加熱炉の損傷の有利な抑制の下に、高品質の方向性けい
素鋼を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はスラブを誘導加熱炉で加熱したときの均熱炉の
スラブ中心温度（℃）と最終製品の磁束密度Ｂ、、（Ｔ
）との関係を示すグラフ、第２図は誘導加熱炉でスラブ
を加熱した場合のスラブ表面温度（℃）および加熱中の
炉内雰囲気の０２含有量（％）が、スラブ加熱前後の酸
化減量（％）におよぼす影響を示すグラフである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 １５− １２００　１２５０　１３００　１３５０　１４１）０
スラグ中！ご１度（０ご） 第２図 ズラ１麦ｆ７謎を更（で）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　Ｓ　ｉ　２，０〜４，５ｗｔ％、　Ｍｎ　Ｏ，０
    ２〜０．１０ｗｔ％と、Ｓ、Ｓｅ　、ＡＩのうちから選
    ばれる１種ないし２種以上を合計で０．００５〜０．０
    ６ｗｔ％含有するけい素鋼スラブを加熱後熱間圧延によ
    って　１．４〜３．５ｍｎ１厚の熱延鋼帯となし、次い
    で１回ないしは中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延によっ
    て０．１５〜０．５０ｍｍの最終製品厚にし、脱炭焼鈍
    とこれに続く高温最終仕上焼鈍によって（１１０）　（
    ００１）方位を主方位とする方向性けい素鋼板を製造す
    るに当り、該けい素鋼スラブの中心温度が１０００〜１
    ２３０℃に達するまでガス燃焼型のスラブ加熱炉で加熱
    した後スラブ中心温度が１０００℃を下廻らない間にス
    ラブ誘導加熱炉に装入して中心温度が１２５０〜１３５
    ０℃の間に１Ｏｎ＋ｉｎ以上保持することを特徴とする
    方向性けい素鋼スラブの加熱方法。 ２、スラブ誘導加熱炉によるスラブの高温加熱を不活性
    ガス雰囲気で行い、スラブ表面温度が１２５０℃以上に
    おいて雰囲気中の０２含有聞を１％以下とすることを特
    徴とする特許請求の範囲１記載の方法。
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