JPS6056021A

JPS6056021A - 一方向性珪素鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPS6056021A
Application number: JP58163708A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Iida; 飯田　嘉明; Ujihiro Nishiike; 西池　氏裕
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1983-09-06
Filing date: 1983-09-06
Publication date: 1985-04-01
Also published as: JPH0331764B2

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】この発明は圧延方向に優れた磁気特性を有する一方向性
珪素鋼板を効率的に製造する方法に関するものである。

従来一般に一方向性珪素鋼板は、約０．０２０％以上の
Ｃと３％程度の８１、および５ＪｃＤＳｅ等のインヒビ
ター形成元素を含有するスラブを、約１３００℃ρ上の
高温で長時間加熱し、熱間圧延後１回または中間焼鈍を
挾む２回以上の冷間圧延を施して最終板厚とし、脱炭焼
鈍を行なった後、焼鈍分離剤を塗布して高温仕上焼鈍を
施し、さらに絶縁コーティングを施すことにより製造す
るのが通常である。

上述の゛ごとき一方向性珪素鋼板は、高温仕上焼鈍の過
程にお１いて、（１１０１＜００１＞方位のいわゆるゴ
ス方位を有する結晶粒が２次再結晶することにより、圧
延方向に優れた磁気特性が与えられるものであるが、こ
のようなゴス方位の２次再結晶粒を先鋭かつ高集積度で
生成させるためには、微細かつ均一に分散したｕｎｓ、
ＭｎＳｅ、＾ＩＮＮなどの正常粒成長抑制剤、すなわち
インヒビターが適当量存在すること、および１次再結晶
組織が微細かつ均質であることが必要である。

従来上述のような必要条件を満足させるため、第１には
、スラブを約１３００℃以上の高温で長時間加熱して、
ｕｎＳＳ、Ｓｅ等のインヒビター形成元素を充分に固溶
させ、熱延から仕上焼鈍までの間においてインヒビター
を適切に析出分散させる方策、および第２には、Ｃを素
材に約０．０２０％以上含有せしめておき、熱延過程に
おいて局部的にオーステナイト層を生成させ、それによ
りスラブ加熱段階で数十ｍｍの大きさに粗大化した結晶
粒を分裂・破壊させて、熱延組織中の伸長粒の厚さを微
小にする方策、以上の２方策が組合せて用いられていた
。そしてこれらの方策により、磁気特性の優れた一方向
性珪素銅板の製造が可能となっていたのであるが、この
ような従来の方策では、素材にＣを約０．０２０％以上
含有させることから、次のような問題が生じた。

すなわち、素材のＣ含有量が多くなればそれに伴ってイ
ンヒビター形成元素を充分に解離固溶させるために必要
なスラブ加熱温度が高くなり、その結果燃料原単位が増
大し、またスケール発生量が多くなって集密りが低下し
、さらにはノロ堆積などにより加熱炉補修頻度が増加す
るなど、製造工程上の各種の問題が生じて、製造コスト
の大幅な増加を招い′ている。また品質面から見れば、
前述のようにスラブ加熱温度が高くなることによって、
高温加熱中の表面酸化や粒界酸化に起因するヘゲが発生
し易（なり、その結果製品外観を劣悪にすること、ある
いはＣ含有量が多ければ熱延中に局部的にではあるがα
−γ変態が生じて、熱延集合組織を、良好な製品磁気特
性を得るには不都合な、ゴス方位強度の弱いものとして
しまうなどの問題がある。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、上述の
ような諸問題を招くことなく、磁気特性が優れかつ外観
品質も優れた一方向性珪素鋼板を効率良く低コストで製
造する方法を提供することを目的とするものである。

本発明者等は、前述の問題を解決するためには、素材の
Ｃ含有量を減少させることが有効であると判断した。従
来は、前述のようにスラブの結晶粒な分裂・破壊させて
熱延組織中の伸長性を微細化せしめる手段として素材に
多量のＣを含有せしめることが行なわれており、低Ｃ素
材では良好な磁気特性を得ることが困難であったが、本
発明者等は種々実験・検討を重ねた結果、スラブ素材の
連続鋳造時の２次冷却水の注水比、スラブ加熱温度、お
よび粗圧延条件を適切に選ぶことによって、素材に多量
のＣを含有させることなく、適切な２次再結晶組織を有
する僅れた磁気特性の一方向性珪素鋼板が得られること
を見出し、この発明を完成するに至ったのである。

すなわちこの発明の一方向性珪ｊｌｌ！鋼板の製造方法
は、ＣＯ，０２０％以下、３ｉ２．５〜４．０％、ｕｎ
ｏ、ｏｉ　〜０．０２０％を含有しかつＳ、Ｓｅの少な
くとも１種を合計でｏ、ｏｏｓ〜ｏ、　ｉｏ％含有する
一方向性珪素鋼板用溶鋼を連続鋳造用鋳型に注入し、そ
の鋳型から出たスラブを注水比１．６１／ｋｏ以上で２
次冷却し、次いでスラブを１１００〜１３２０℃に加熱
した後、圧下率３０％以上でしかも歪速度２０ｓｅｃ−
１以下の圧延バスを少なくとも１バス以上含む粗圧延を
行ない、続いて仕上圧延を行なった後、１回の冷間圧延
もしくは中間焼鈍を挾む２回以上の冷間圧延を施して最
終板厚とし、必要に応じて脱炭焼鈍を行なった後、焼鈍
分離剤を塗布して仕上焼鈍を施すことを特徴とするもの
である。

以下この発明についてざらに具体的に説明する。

先ず本発明者等の実験による新規な知見について説明す
ると、本発明者等は、Ｓｉを２．９〜３．２％、ｕｎＪ
Ｉｆａ、（１０６〜０．００８％、８０．０２０〜０．
０３０％をそれぞれ含有する溶鋼を用いて連続鋳造によ
りスラブを作成するにあたり、タンディツシュに種々の
量のグラファイトを投入する方法によりＣ含有量を変化
させるとともに、２次冷却水の注水比を種々変化させて
、スラブ厚さ１５０１Ｉ１ｍ〜３００１１ｍにわたるス
ラブを製造し、その後Ｃ含有量が０．０２０％以下のス
ラブは１２５０℃で加熱し、Ｃ含有量が０．０２０％を
越えるスラブは従来と同様に１３５０℃で加熱し、以後
従来の常法にしたがって一方向性珪素鋼板の製品を製造
したー。得られた各１届の２次再結晶不良率に及ぼす２
次冷却水注水比の影響を調べた結果を第１図に示す。但
しここで２次再結晶不良率とは、粒径が１１以下の細粒
の占める面積率を指す。第１図から、Ｃ含有量が０．０
２０％を越えるスラブの場合には、連続鋳造２次冷却水
の注水比が２次再結晶不良率にほとんど影響を及ぼして
いない反面、Ｃ含有量が０．０２０％以下のスラブでは
２次冷却水の注水比が２次再結晶不良に大きく影響を及
ぼし、注水比が１．６Ｉｌ／Ｊ１以上で２次再結晶不良
率が低く、優れた製品が得られることが明らかである。

さらに本発明者等は、上記同様の方法で製造したスラブ
から切出した小鋼片を、１０００℃〜１４００℃の範囲
内の種々の温度で加熱し、小型圧延機で熱間圧延して、
以後常法にしたがって一方向性珪素鋼板の製品を製造し
た。得られた各製品の２次再結晶不良率に及ぼすスラブ
加熱温度の影響を第２図に示す。第２図から、Ｃ含有量
が０．０２０％を越えるスラブでは１３００’Ｃ＠度以
上の高温でスラブ加熱することが２次再結晶不良率を少
なくする上で必要であるが、Ｃ含有量が０．０２０％以
下のスラブでは、従来よりも低い１１００〜１３２０℃
の範囲内の温度でスラブ加熱することが好適であること
が明らかである。

また本発明者等は上記同様にして得られた小鋼片を１２
５０℃でスラブ加熱後、熱間圧延するに際して、１パス
の圧下率および歪速度を種々変化させ、かつ同一の銅片
に対しては同じ圧下率、歪速度のバスを１〜１４回繰返
して、粗圧延としての累積圧下率８５％の圧延を行なっ
た後、仕上げ圧延を行ない、以後常法にしたがって一方
向性珪素鋼板の製品を製造した。得られた各製品におけ
る２次再結晶不良率と熱延粗圧延条件との関係を調べた
結果を第３図に示す。但し第３図においてＯ印は素材中
のＣ含有量が０．０２０％以下で２次再結晶不良率が１
０％未満の場合、・印は同じく素材中のＣ含有量が０．
０２０％以下で２次再結晶不良率が１０％以上の場合、
Δ印は素材中のＣ含有量が０．０２０％を越え、２次再
結晶不良率が１０％未満の場合、ム印は同じく素材中の
Ｃ含有量が０．０２０％を越え、２次再結晶不良率が１
０％以上の場合をそれぞれ示す。第３図から、素材中の
Ｃ含有量が０．０２０％を越える場合には、粗圧延条件
の如何にかかわらず良好な製品が得られるが、素材中の
Ｃ含有量が０．０２０％以下の場合には、粗圧延におい
・て圧下率３０％以上でしかも歪速度２０ｓｅｃ４以下
の圧延バスを加えた場合にはじめて２次再結晶不良率の
低い、良好な製品が得られることが明らかである。なお
、粗圧延は一般には単に減厚することだけを目的として
おり、生産性、の点からは圧延速度を高めること、した
がって歪速度を臨めることが有利であり、そのため従来
は圧下率３０％以上、歪速度２０５ｅｃ−Ｉ　Ｊｘ下の
ごとき低速圧延は全く採用されておらず、このような低
速圧延条件はＣ含有量の少ない一方向性珪素鋼スラブに
おいてはじめて重要な意味を持つことを本発明者等が見
出したのである。

以上のように、Ｃ含有量が０．０２０％以下と従来より
も少ない素材を用いて良好な２次再結晶組織を有する一
方向性珪素鋼板を製造するためには、Ｃ含有量の多い素
材を用いていた従来の製造方法とは異なる方法、すなわ
ち連続鋳造における２次冷却水の注水比１．６１２／ｋ
Ｑ以上という高注水比と、スラブ加熱温度１１００〜１
３２０℃という低温スラブ加熱と、粗圧延における圧下
率３０％以上でかつ歪速度２０ｓｅｃ−を以下のバスと
いう低速圧延バスとを組合せた方法を適用する必要があ
ることを本発明者等は新規に知見し、かつこのような方
法によって良好な磁気特性および製品外観を有する一方
向性珪素鋼板を安価に製造することが可能となったので
ある。

なお熱間圧延における粗圧延段階のバスは通常数バス以
上となることが多く、この場合粗圧延段階のバスの全て
を前述のように３０％以上の圧下率、２０ｓｅｃ−１以
下の歪速度とすることが最も望ましいが、要は前記条件
を満たすバスが１パス以上含まれていれば良く、その場
合でもその条件範囲内のバス数に応じた効果が得られる
。

次にこの発明の方法における素材成分限定理由を説明す
る。

Ｃ：Ｃは０．０２０％を越えれば、インヒビター形成元
素を固溶させるために必要なスラブ加熱温度が高くなり
過ぎ、低コストで一方向性珪素鋼板を製造するというこ
の発明の目的から外れるから、Ｃを０．０２０以下に限
定した。

Ｓｉ：　Ｓｉは２．５％未満では充分に低い鉄損値が得
られず、逆に４．０％を越えれば脆くなって冷延での破
断が急増するから、２．５〜４．０％の範囲に限定した
。

一１ｓ、ｓｅ　：これらは２次再結晶段ＷＡにおいて正
常粒成長を抑ＩＩＩすることによりゴス方位の２次再結
晶粒の生成を促進するためのインヒビターとしてのｕｎ
ｓ、１Ｊｎｓｅを形成するに必要な元素であるが、ｕｎ
が０．０１％未満、Ｓおよび／または３ｅが合計量でｏ
、ｏｏｓ％未満では２次再結晶組織の発達に必要なイン
ヒビターの量が不足し、良好な２次再結晶組織が得られ
ず、一方ｕｎが０．２０％、Ｓおよび／またはＳｅの合
計量が０．１０％を越えればこれらの元素の完全固溶の
ためのスラブ加熱温度が高りケリ、この発明の目的に反
する。したがって＆ｊ口は０．０１〜０．２０％、Ｓお
よび／またはＳｅは合計量で０．００５〜０．１０％の
範囲に限定した。

なお前記各成分のほか、インヒビターの効果を補強する
目的で粒界偏析型元素、例えば５ｂ１Ａｓ、Ｂｉ、Ｐｂ
ＳＴｅ、ＬｊＯ，Ｗ等を単独または複合して添加するこ
とは差し支えない。

この発明の製造方法では、上述のような成分を含有する
一方向性珪素鋼板用溶鋼を達統縫造用鰻型に注入し、連
鋳スラブとする。この連続鋳造においては、鋳型から出
たスラブを２次冷却する際の注水比、すなわちスラブ１
ｋｇあたりの２次冷却水シャワー水量を前述のように１
，６１／ｋｌＪ以上とする。なおスラブ厚みは、１５ｏ
Ｉｌｌ〜３ｏｏＩｌｌｌ程度とする。また′この連自鋳
造に際しては、等軸晶率を高めて中心偏析を軽減するた
め、公知の方法で鋳型内溶鋼に対し電磁撹拌を施すこと
が望ましり・次いでスラブに対しては前述のように１１００〜１３２
０℃の温度に加熱し、粗圧延および仕上圧延からなる熱
間圧延を施して厚さ１．５〜３．５ｇ１ｍの熱延コイル
とする。ここで粗圧延段階は、前述のように圧下率３０
％以上で歪速度２０ｓｅｃ→以下のパスを少（とも１バ
ス以上含む圧延スケジュールで実施する。

上記の如く、連続鋳造における２次冷却水の注水比、ス
ラブ加熱側り粗圧延の圧下率および歪速度を設定するこ
とは、Ｃ含有量が０．０２０％以下の低Ｃ素材を用いて
２次再結晶不良率の少ない磁気特性の優れた製品を得る
ために必要である。

熱延コイルに対しては、７００℃〜１１００℃の温度で
短時間連続焼鈍後急冷してから冷間圧延を施すことが望
ましく、このように熱延コイルに焼鈍を施すことによっ
てより一層優れた磁気特性を得ることができる。冷間圧
延は、常法にしたがって１回あるいは７００〜１１００
℃での短ＩＩ鴎連続焼鈍による中間焼鈍を挾み２回以上
施し、最終板厚とする。

冷間圧延により最終板厚とした冷延板に対しては、７０
０〜９００℃の湿潤水素中にて脱炭を主目的とした連続
焼鈍を施すのが通常である。この焼鈍による１２炭およ
び表面酸化層生成の効果によって、製品の磁気特性およ
びグラ４皮躾生成を安定化させることができる。但しこ
の発明では素材中のＣ含有量が少ないから、場合によっ
てはこのような脱炭焼鈍を省くこともでき、したがって
脱炭焼鈍は必要に応じて行なえば良い。このように必要
に応じて脱炭焼鈍を行なった後、ｕ９０を主体するスラ
リー状の焼鈍分離剤をコイル両部に塗布乾燥し、次いで
水素気流中で１０００℃以上の温度で高温仕上焼鈍を行
ない、一方向性珪素鋼板の製品とする。

以下にこの発明の実施例を記す。

実施例１ｃ　ｏ、ｏｏｓ％、９ｉ　３．０５％、ｌｊｎ　ｏ、ｏ
ａ％、ＳＯ，０１５％を含有する溶鋼を２００１−厚の
スラブに連続鋳造し、かつその連続鋳造における２次冷
Ｗ水を注水比１．８１／ｋＱとしてスラブを２次冷却し
、次いで１１８０℃において３０分間スラブ加熱した後
、圧下率４０％、歪速度１０５ｅｃ−１のバスを４バス
繰返して粗圧延し、さらに仕上圧延して２．２Ｉ厚の熱
延コイルとした。次いで９５０’ＣｘＩ分間の中間焼鈍
を挾む２回の冷間圧延により０．３０ｇ１纏の最終板厚
とし、続いてＭ９０スラリーを塗布乾燥し、水素中にお
いて１２００℃で１０時間仕上焼鈍した。得られた製品
の磁気特性は、磁束密度Ｂ　ｓｏ値が１．８５テスラ、
鉄損Ｗ１フ１５０Ｉが１．３１ｗ／ｋｇと良好な値を示
し、かつ完全に再結晶していることが確認された。

実施例２Ｇ　Ｏ，０１５％、Ｓｉ　２．９５％、ｕｎ　Ｏ，０４
％、３ｅＯ００１５％を含有する溶鋼を、鋳型内のメニ
スカスから２．１ｍの位置で電磁撹拌を付加しつつ連続
鋳造し、かつ２次冷却水の注水比を１．８ｆ／Ｊｌとし
て２次冷却し、得られた２３０ｏｓ厚のスラブを１２５
０℃で３０分間加熱し、次いで粗圧延５バスのうち最終
バスが圧下率７０％、歪速度６５ｅｃ−１なる条件で粗
圧延を行ない、さらに仕上圧延を施して２．１Ｉ厚厚の
熱延コイルとした。次いで９００℃×２分間の連続焼鈍
を施した後、９５０℃×、１分間の中間焼鈍を挾む２回
の冷間圧延により最終板厚０．３５１１とし、さらに湿
水素中にて８００℃×１分間の脱炭焼鈍を行ない、ＬＩ
ＩＩＯスラリーを塗布乾燥後、水素中において１２００
℃で１０時間仕上焼鈍を施した。得られた製品の磁気特
性は、磁束密度Ｂ１０値が１．８７テスラ、鉄損Ｗｌフ
１５０値が１．３３ｗ／ｋｏと良好な値を示し、かつ完
全な２次再結晶組織が得られていることが確認された。

以上の説明で明らかなようにこの発明の一方向性珪素鋼
板の製造方法によれば、従来価れた磁気特性を得ること
が困難とされていたＣ含有量の少ない素材を用い、連続
鋳造における２次冷却水の注水比、スラブ加熱温度、お
よび熱延粗圧延のバス条件を適切に設定することにより
、従来と同等の優れた磁気特性を有する一方向性珪素鋼
板を得ることが可能となった。そしてこの発明の方法で
は上述のように素材中のＣ含有量が少なく、スラブ加熱
温度が１１００〜１３２０℃と従来よりも低いため、燃
料原単位が小さいとともにスケール発生量も少なく、さ
らにはスラブ加熱炉の耐久性も高いなど、製造コストを
従来よりも安価とすることができ、また外観品質も良好
となるなど、各種の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造における２次冷却水の注水比と２度再
結晶不良率との関係を示す相関図、第２図はスラブ加熱
温度と２次再結晶不良率との関係を示す相！ａ１図、第
３図は熱延粗圧延段階における１バスの圧下率および歪
速度が２次再結晶不良率に及ぼず影響を示ず相関図であ
る。出願人　川崎製鉄株式会社代理人　弁理士　豊田武久（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

ＣＧ、０２０％（重」％、以下同じ）以下、９ｉ　２．
５〜４．０％、ｌｌｉ　Ｏ，０１〜０．２０％を含有し
かツ５１Ｓｅの少くとも１種を合計でｏ、ｏｏｓ〜０．
１０％含有する一方向性珪素鋼板用溶鋼を連続鋳造用鋳
型に注入し、その鋳型から出たスラブを１．６１／ｋａ
以上の注水比で２次冷却し、次いでスラブを１１００〜
１３２０℃に加熱した後、圧下率３０％以上でしかも歪
速度２０ｓｅｃ−１以下のバスを少なくとも１パス以上
含む粗圧延を行ない、続いて仕上熱延を行なった後、１
回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挾む２回以上の冷間圧
延を施して最終板厚とし、必要に応じて脱炭焼鈍を行な
った後、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍を施すことを特
徴とする一方向性珪素鋼板の製造方法。