JPS6171104A - 方向性けい素鋼板の熱間圧延方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、一方向性けい素鋼板の製造技術の分野におけ
る熱間圧延技術の改良に関し、方向性けい素鋼スラブを
高温加熱するときに生ずる熱間圧延時の耳荒れ、耳割れ
の如き耳きずを有効ＫＧＩ止して主として磁気特性の良
好な方向性けい素鋼板を高い製品歩留りの下で製造する
方法についての提案である。

（従来の技術） 方向性けい素鋼板は、高い磁束密度と低い鉄損を示す優
れた磁気特性により変圧器などの鉄心材料として広く用
いられている。近年、磁気特性に優れた安価な方向性け
い素鋼板を供給することが大きな課題となっており、製
造コストを如何に低減させるかが当業者にとって大きな
関心である。

一般に、磁気特性の優れた方向性けい素鋼板を得るため
には、最経焼鈍に際して、（１１０）＜００１＞方位（
ゴス方位）が選択成長する２次再結晶現象を制御し、ゴ
ス方位の高度に集積した均一な２次再結晶組織を得るこ
とが重要である。ゴス方位の再結晶集合組織を得るには
、適切な析出分散相を活用することが有効であり、その
ためにはＭｎＳやＭｎＳｅ　、　Ａｌｌ！Ｎ等のインヒ
ビターと呼ばれる不純物の導入が広く利用されている。

この技術は、まずスラブ加熱時にＭｎＳ等を十分解離固
溶させた後の適切な熱間圧延を施すことにより、インヒ
ビターとして好ましい分散相を得ることが重要である。

インヒビターの解離固溶（溶体化処理）に要するスラブ
加熱温度は、１２５０〜１４５０℃という高温域で長時
間行われるのが普通である。

しかしながら、１２５０℃以上の高温域での長時間加熱
は、スラブ結晶粒の異常成長を誘発し、粗大化した結晶
粒が熱間圧延段階で十分に再結晶せず、粗い結晶粒を残
したままとなり、しばしばホットコイルの耳部の割れに
代表される耳きずの原因となっていた。かようなホット
コイルの耳部ずは、次工程の冷間圧延で破断の原因とも
なり、冷間圧延前にその耳荒れ部を耳切り除去しなけれ
ばならず、歩留りの大きな低下を招き、製造コストアッ
プの主因となっていた。

上述した現象は、連鋳スラブの場合にとりわけ顕著に見
られるが、それは連鋳スラブの特徴である急速凝固に伴
う柱状晶組織に起因している。すなわち、柱状晶組織は
、通常造塊材に軟べて異常成長しやすく、粗圧延後に未
再結晶粒として残りやすい傾向をもつからである。そし
て粗大未再結晶粒は、靭性に乏しいので熱間仕上圧延中
に際してこれが耳きずとなるのである。

従来、かかる耳きず防止技術については、特公昭５７−
４６９０号公報として開示された「粗圧延時の圧下スケ
ジュールを変更することにより粗大粒の再結晶を促進す
る方法」、あるいは特開昭５５−６２１２４号公報とし
て開示された「仕上圧延時の開始と終了の温度差を制御
する方法」、特開昭５７−１６５１０２号公報として開
示された［仕上圧延前の被圧延材の長手方向、幅方向の
温度差を少なくする方法コなどの方法が提案されている
。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来技術にあって、まず粗圧延時の圧下スケジュ
ールを変更する方法の場合、この提案は水平ロールだげ
Ｋよるものであるために被圧延材の側面に十分な応力が
加わらず、効果が乏しいという問題点がある。一方、上
述した残る８つの主として温度制御を行う既知技術は、
いずれも温度的不均一性を排除することで耳きず防止を
図るものであるが、ストリップ両側線部（耳部）の現象
に対しては、むしろ消極的な方法であり、根本的な解決
手段を与えるまでには至っていないのが実情である。

本発明は、従来の技術がいずれも耳きずな根本的に解決
する手段になっていないとい５問題点を克服することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、１耳きず”を効果的に防止するために、 Ｓｉ　：　２．５〜４．１％を含有するけい素鋼スラブ
を、１２５０〜１４５０　℃の温度に加熱し、その後粗
圧延に引続く圧延開始温度が９５０〜１１５０℃である
仕上圧延を経ることにより方向性けい素鋼用熱間圧延鋼
帯を得る方法において、 上記熱間圧延に当り、粗圧延機の最経スタンド出側と仕
上圧延機第１スタンド入側との間にエツヂヤーを配置し
て５〜６０ｒＩＬ／ｒｒＬの範囲テシートバー巾圧下を
行い、かつ仕上圧延前のシートバー側面温度を１１５０
−１２５０℃の範囲に保持する手段を採用する。

このとき、シートバー側面温度を上記範囲に維持するた
めに、単に保熱するのみならず加熱手段を採用してその
目的を達成させ、上述の技術的課題を解決するようにし
たのである。

（作用） さて、本発明者らは、耳荒れ等がどの時点で起き、どの
ように発展してゆくかＫついて圧延途中の現象を追跡調
査した。その結果以下に述べるような知見を得た。すな
わち、粗圧延を終了したシートバ一段階での幅方向の両
側耳部は、加熱により粗大成長したスラブの結晶粒が十
分再結晶せず、粗大延伸粒と細かな再結晶粒の混ざり合
った状態にある。これは、加熱後の粗大粒が粗圧延の段
階において側面からの抗力が小さいと完全く再結晶させ
得るに足りる十分な応力が伝達されず、その結果として
未再結晶粒として残るものと考えられる。この場合のシ
ートバー両側面部の形状は、粗大粒が不連続に飛び出し
て複雑なうねりを生じたものとなっている。

通常、被圧延材は、圧延に際しその両側縁部に、８軸応
力が作用してストリップは幅拡がりを起こす。

このときシートバーの側面すなわち耳部の形状が不規則
に５ねっていると、不均一な幅拡がりと局部的な応力集
中が起こり、８軸応力下にある耳部の内部にクラックが
生じ、やがて耳割れへと発展してゆ（のである。

かかる内部クラックの発生は、スラブの加熱によって固
溶させたＭｎＳ等が、温度低下の際に析出するとき温度
低下の大きい耳部で粗大成長した析出物の周囲にボイド
を生成し、８軸応力下でボイドがクランクへと発展する
ものと考えられる。

貴ＪｎＳ等の解離平衡温度は、通常の成分範囲では１２
５０℃前後であり、この温度以下になるとＭｎ８等の析
出が始まり低温であるほど析出物の粗大化が進み耳割れ
罠不利な状況となる。特に析出物の大きさが１μｍ以上
になると耳割れの原因となるばかりでなく、インヒビタ
ーとしての機能まで失われて磁気特性も捕われるため、
ＭｎＳ等の析出後の成長を防止する必要があり、温度の
下りゃすい耳部で特に温度を制限する必要がある。

本発明はかような知見により、磁気特性の向上を目的と
して熱間圧延法を施す際、ホットコイルの耳きずを効果
的に防止するために、仕上圧延前にシートバーの両側面
形状をエッヂャーロール罠て機械的に矯正する際仕上圧
延前シートバー両側部の温度を１１５０〜ｌ　２５０　
℃とすることを提案する。

すなわち、本発明にかかる方向性けい素鋼板のＮ造ハ、
Ｓｉ　：２．５〜４．１％を含有する鋼を造塊法あるい
は連続鋳造法によりスラブとしたものを素材とし、これ
を熱間圧延を施してホットコイルとする。次に１回ある
いは中間焼鈍を挾む２回以上の冷間圧延により最経板厚
とした後、脱炭焼鈍及び仕上焼鈍を施す工程から成る。

このような工程にあって本発明の特徴とするところは、
スラブの再加熱、粗圧延後の工程にある。すなわち、シ
ートバーの側面形状を平担に矯正する際、仕上圧延前の
シートバ一温度を９５０〜１１５０℃でかつ側面温度を
１１５０〜１２５０℃とすることである。

以下に上記製造工程における各条件限定の理由を述べる
。

本発明で用いる鋼の成分組成は、重量％でＳに２．５〜
４．１％を必須成分とし、その他Ｃ：　０．０１〜０．
０８％、ｋＡｎ　：　０．０８〜０．１％、Ｓ及び／又
はＳａ　：　０．００５〜０．１％を含有させ、残り鉄
および若干の不可避成分からなるものを代表例とする。

この５ちＳｉｔは、２．５％より少ないと磁気特性が十
分得られず４．１％より多いと冷間圧延が困難となるた
め上記の範囲とした。Ｃｉは、０．０１％より少ないと
熱延時に十分な量のｒ相が生成せず、熱延組織や冷延組
織に悪影響を及ぼし、０，０８％より多いと後工程の脱
炭に長時間を要するのでＣ：０．０１〜０．０８％に限
定した。Ｍｎ　ｌ　ＳおよびＳｅは析出分散相として使
用するインヒビターを形成するので、それぞれの含有量
がＭｎ　＝０．０３　％　ＸＳ及び／又はＳｅ　：　０
．００５％より少ないと析出分散相の・量的不足を生じ
、一方それぞれ０．１％を越えるとスラブ加熱時の溶体
化不足が生じ適切な分散相が得られないので、Ｍｎ　二
〇、０３〜０．１％、Ｓ及び／又はＳｅ　：　０．００
５〜０．１％に限定した。その他Ｃｒ。

Ｎｉ　、　Ｃｕ　、　Ｍｏ　＋　Ｓｂ　、　ＰおよびＳ
ｎなどの溶質原子を意識的に添加する場合があるが、こ
の場合も本発明の効果は失なわれない。

上記成分組成を含有するスラブは、プッシャーあるいは
ウオーキングビームタイプのスラブ加熱炉にて１２５０
〜１４５０℃の温度に加熱するが、これはスラブの加熱
温度が１２５０　℃より低いと析出分散相として使用す
る不純物の固溶が不十分となり１４５０℃より高すぎる
と膨大なスケールの発生による歩留り、炉寿命の低下を
招くため、１２５０〜１４５０℃の範囲が好ましい。そ
の後、粗圧延機にて複数パス圧延し２０〜６０　ｍＷＬ
程度の板厚のシートバーとする。

本発明の特徴の１つであるシートバーの幅圧下は、５〜
６０　ｒｒＬｍの矯正圧下とする。この幅圧下の範囲は
、第１図に示すように５　ｒｒＬｍより少ないと形状矯
正の効果が少なく、一方６０　ｍｍ’を越えると形状不
良が生じるため、５〜６０ｍｍＫ限定した。

次に仕上圧延開始前温度を９５０〜１１５０℃としたの
は、本発明者らが先に提案した％願昭５８−０８８６４
０号でも詳細に述べたように、熱延集合組織を改善して
磁気特性の向上を目的とするためであり、またこのとき
の側面温度を１１５０〜１２５０℃としたのは、被圧延
材耳部の温度が低下しやすいため、１１５０℃より低い
と析出物が粗大化しやすく形状矯正の効果が十分得られ
ず、１２５０℃以上にしても特に効果は変らず必要以上
に温度を上げる必要は無い。耳部は通常のエッヂバーナ
ーあるいは方射式の保熱カバー等によって加熱あるいは
保熱により１１５０〜１２５０℃に制御することができ
る。

次いで１回あるいは中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延
を行い成品厚とした後、７８０〜８５０℃の湿水素雰囲
気中で１次再結晶を兼ねる脱炭焼鈍を３〜１５分程度行
い１２００℃前後の最経仕上焼鈍を行って製品とする。

（実施例） 重量％で、Ｃ：　０．０４％、Ｓｉ　：　３．２０％、
Ｍｎ：０．０７％、Ｓ　：　０．０１８％およびＳｌ：
＋　：　０．０２０％を含有し、残部が実質的ＫＦｅか
らなる組成の鋼を溶製し、連続鋳造により、２００　％
厚のスラブとし、１８２０〜１８８０℃の温度で加熱し
た後、最経圧下率５０％の粗圧延を行って４０Ｖ７ｒＬ
のシートパーとし、その後下記の（ａ）〜（ｄ）の４条
件で熱間圧延し、厚さ２．５　％のホットコイルとした
。

熱間圧延の条件として仕上圧延前温度を１０２０〜１０
８０℃とし、エツジヤ−での幅圧下を全く行わない条件
を（ａ）とし、２０　ｍｌ、の幅圧下を施したものを（
ｂＪとし、エツジバーナーにてシートバー側面を１２０
０℃に加熱し、２０ＶＬと５０Ｙ□の幅圧下を施したも
のを、それぞれ（Ｃ１、（ｄ）とした。

得られたホットコイルは、約７０％の１次冷延を行い、
９５０℃で８分間の中間焼鈍後約８０％の２次冷延を施
し、ｏ−ａ　ｒＶｒＬの成品厚とした。その後８２０℃
の湿水素中にて４分間脱炭焼鈍を施した。次いでＭｇＯ
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、１２００℃で最経
仕上焼鈍を行なった。

その結果を表１に示す。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、ホットコイルの耳
きずが効果的に防止でき、磁気特性忙優れた一方向性け
い素鋼板を高歩留りで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、二ツジャー幅圧下量と耳割れ深さとの関係を
示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｓｉ：２．５〜４．１％を含有するけい素鋼スラブ
   を、１２５０〜１４５０℃の温度に加熱し、その後粗圧
   延に引続く圧延開始温度が９５０〜１１５０℃である仕
   上圧延を経ることにより方向性けい素鋼用熱間圧延鋼帯
   を得る熱間圧延に際し、 上記熱間圧延に当り、粗圧延機の最経スタ ンド出側と仕上圧延機第１スタンド入側との間にエツヂ
   ヤーを配置して５〜６０ｍ／ｍの範囲でシートバーの巾
   圧下を行い、かつ仕上圧延前のシートバー側面温度を１
   １５０〜１２５０℃の範囲に保持することを特徴とする
   耳荒れの少ない方向性けい素鋼板の熱間圧延方法。