JPS6187822A - 方向性けい素鋼板の製造方法 - 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） この発明は、変圧器、モータなどの電気機器の鉄芯材料
として使用する方向性けい素鋼板、とく−に鉄損に優れ
た方向性けい素鋼板の製造方法を技術内容とする。

鉄芯材料として使用する方向性けい素鋼板（以下鋼板と
いう）は、交流で磁化された場合、鉄損と呼ばれるエネ
ルギー消費が起こり、これは熱となって無駄に放散８れ
ている。したがって省エネルギーの観点から、低鉄損の
鉄芯材料への要求は年々高まりつつあり、米国では鉄損
の少ない変圧器の製造に当り、損失の減少分を金額に換
算して変圧器価格に上積みする「鉄損評価制度」といわ
れる商習慣が存在する程であろうこの評価額は年々上昇
しているため、変圧器の製造業者が鉄損のより低い醜板
を求める動きがここ数年来大変活発になっている。

ところで鋼板の鉄損は、主に渦電流損と履歴用とからな
り、高級品では渦電流による損失が全体の約７割を占め
ており、鉄損の低減には渦電流損を減少することが効果
的である、 渦を流用を減少する１つの方法として、鋼板自身の抵抗
を大きくすることが有効であり、鋼板に加工可能な範囲
でＳｉを添加して固有抵抗を亮めたり、成品板厚を極め
て薄く加工して砒気低抗を高める、などの方法が採られ
ている。しかしこれらの方法は、加工性及びコストの面
から、ｓｉの添加量、板厚の薄型化にも自ずと限界があ
るため、その他の方法として、鋼板の磁区構造を改善す
る、つまり磁区幅を狭くする手段が採られている。

（従来の技術） 磁区幅を狭くする方法としては、鋼板表面に２次再結晶
阻止領域を形成することにより、２次再結晶粒を細粒化
させる方法（特公昭５４−２３６４７号公報）、あるい
は最終成品板表面に圧延方向にほぼ直角にレーザービー
ムを照射しｌｔｌ板表層に塑性歪領域を導入する方法（
特公昭５７−２２５２号公報）、などがある。しかしな
がら前者は、２次再結晶粒径の制御が安定していないた
め実用的でなく、また後者は、鋼板の結晶粒の配向性を
変えず鉄損の改善効果は大きいが１例えば巻き鉄芯に用
いる場合には歪取り焼鈍が８斐なところ、この焼鈍によ
って塑性歪が解放されて磁区幅が広がるため、塑性歪を
導入した後では焼鈍を行えない不利がある。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、結晶方位を乱ぎずに結晶粒径を細かくし、
歪取り焼鈍にも影響を受けることなく鉄損を減少できる
鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは、冷間圧延に異径のワークロールを用いて圧
延を施したところ、圧延集合組織におけるゴス方位の集
積度が著しく改善されると共に、２次再結晶によって結
晶粒径も微細化し、鉄損の低減を図れることを見出した
。

どの発明は、上記知見に由来するものであろうすなわち
この発明は、含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた
熱延板に、１回または中間焼鈍を挾む２回の冷間圧延を
施して最終板厚としたのち、脱炭・１次再結晶焼鈍を施
し、ついで鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布してから２次再
結晶焼鈍および純化焼鈍を施す一連の工程よりなる方向
性けい素鋼板の製造方法において、上記冷開圧延の少な
くともｌバスを、異径のワークロールによる引張り曲げ
圧延とすることを特徴とする方向性けいスζ鋼板の製造
方法である。

ざらにこの発明を具体的に説明する。

この発明の素材は、公知の製鋼方法、例えば転炉、電気
炉などによって製鋼し、どらに造塊−分塊法または連続
鋳造法などによってスラブＣ鋼片）とし、１１００−１
４００℃に加熱後、熱間圧延によって１．０〜３．５悶
厚の熱延板とする。

この熱延板は、Ｓｉを２．Ｕ〜４．０％程度含有する組
成であるのが好ましい、というのは、Ｓｉが２．０％未
満では鉄損の劣化が大きく、また４、０％を超えると、
冷間加工性が劣化するからである。

その他の成分については方向性けい素鋼板の素材成分で
あれば、いずれも適用可能であるが、ゴス粒の２次再結
晶を発達だせるだめのインヒビターとシテ、ＭｎＳ　、
　ＭｎＳｅ　、　ｉＳｅ　、ＩＮ　、　Ｓｂ　、　ＢＮ
などから選ばれるｌａないし２種以上が公知の範囲で含
まれている心安がある。

次にこの熱延板を１回、または２回の冷間圧延を施し、
最終板厚とする。この際１次、または２次冷間圧延時の
少なくともｌバスを異径のワークロールによって行う。

異径のワークロールによる圧延は、第１図ないし第４図
に示す手段により達成される。

まず＠１図の手段は、同径のワークロール１゜３間に、
これらより小径のワークロールとなる浮動ロール２を配
置し、圧延する鋼板４をワークロールｌに巻さ酊けてワ
ークロールｌと浮動ロール２との間を通した後、浮動ロ
ール２に沿って逆方向に曲げ、浮動ロール２とワークロ
ール３とのｆＨＪを通してワークロール３に巻き付け、
ワークロール１と浮動ロール２との間、および浮動ロー
ル２とワークロール８との間で引張り曲げ圧延をｆテう
。

なお浮動ロール２は、ワークロール１，３の中心軸を結
ぶ線から、鋼板４へ与えられている張力によって浮動ロ
ール２に作用する刀の方向Ｆと逆の方向にずらして配置
しである。、また鋼板へは、浮動胃−ル２をワークロー
ル１．３側へ引き寄せるのに十分な張力が与えられてい
る。

またワークロール１，８の直径は浮動ロール２に比し大
径であれば任意であるが、浮動ロール２の直径は１０〜
４０６が好適である。これは径が小ざすぎると鋼板の曲
げ径が小どくなって破断を招きやすく、径が大きすぎる
と曲げによる効果が少なくなるためである。

なお鋼板は必ずしもワークロールに巻き付ける必要はな
く、例えば第２図に示すように、鋼板４ヲワークロール
ｌに巻き寸けずに浮動ロール２との間に通し、浮動ロー
ル２に沿って曲げた後、浮動ロール２とワークロール３
との間に通してワークロール８に巻き付けずに引き出す
ようにしてもよい。

ざらに１バスでの圧下率を極端に大さくすることは、製
品の磁気特性上での問題はないが、冷間圧延の８０１時
に発生する熱量が過大になって浮動ロールの冷却が困難
なことと相まってロールの湾曲、焼き汀きなどの間珈が
起こるため好ましくない。圧延による効果を高めるには
、ｌバスの圧下率を２０％以上、１回の冷間圧延での合
計が５０％以上の圧下を行うことが望ましい。またワー
クロール１，８は異なる周速で回転しているが、鋼板と
ロールとの間にすべりがない場合には、周速比によって
圧下率を決めることができる。

次いで第３図の手段は、大径のワークロール５に近接し
て配置する浮動ロール６をバックアップロール７により
支持し、鋼板４をワークロール５に巻言付けた後浮動ロ
ール６との間を通し、浮動ロール６に沿って曲げて下方
に引き出し、１１に張力を与えて浮動ロール６をワーク
ロール５側に押し付けて引張り曲げ圧延を行うものであ
る。

ざらに第４図の手段は、夫々独立に回転数を設定できる
大径のワークロール８と小径のワークロール９との間に
、ワークロール８に巻き付けた鋼板４を通し、次いでワ
ークロール９に沿って曲げることからなる。この場合、
鋼板の移動方向は第４図と逆でもよい。

なお第３図、第４図の圧延では、ｆ！４板の上下面に生
じる引張り曲げの応力が対称でないため、鉄損低域の効
果の点では第１１ｆｆｌおよび第２図の圧延がより好ま
しい。

第４図の圧延ではロールと鋼板との間の潤滑も気安であ
るが、圧延の安定性の面からロールと角板との間にすべ
りが生じない配慮が必要である。

また第１図の圧延では、圧延個所の前後での浮動ロール
の周速度と鋼板の移動速度とが著しく異なり、チャタリ
ング、またはスリップマークによる鋼板の表面性状の劣
化を招きやすいため、潤滑状態を良好に保つ必要がある
。

以上のような圧延を含む冷間圧延によって最終板厚とさ
れた冷延板に、８００°Ｃ以上の脱炭可能な湿水素雰囲
気による１次再結晶焼鈍を行う。次いで鋼板表向に、主
にＭｇＯからなる焼鈍分離剤を塗布し、１２００°Ｃ１
５時間以上の箱焼鈍を細して製品とする、 （作用） 上記の如く異径ロールにより引張り曲げ圧延された鋼板
は、圧縮応力をあまり受けずに、せん断変形する。この
結果、第５図ａに同図すの従来例と比較してその（２０
０）極点図を示したように、圧延板の集合組織では冷間
圧延の安定方位である（１００）（０１１）方位や（１
１１）［ｈｋｔｌ方位の組織などが弱くなる傾向がある
。なお第５図ａは、ワークロール径１０υ鴫、浮動ロー
ル径１５Ｍ、周速比ｌ　：　１．２８である第１図の圧
延により、０．８　ｍ厚の鋼板を３バスで０．３朋厚に
仕上げ。

表面から０．１５順研磨した面の（２００）極点図であ
り、同図ｂｃｉ％ワークロール径１０径間００門２段圧
延機を用い、等速圧延で同図ａと同様に０．８　ｔｌＪ
Ｉ厚の鋼板を８バスで０．３朋厚に圧延された圧延板を
上記と同様に研磨した面の（２００１極点図である。

ざらにこの発明方法の圧延を行なったものは、脱炭−次
再結晶焼鈍を施した後は第６図箋ａへに示すとおり、従
来圧延方法の同ａｂと比較すると（１００）［００１３
の減少が著しく、ゴス方位（１１０）（００１］が強く
集積していることがわかる。

なお第６図ａ、ｂはそれぞれ第５図ａ、ｂと同様の圧延
を施した後湿水素雰囲気中で８００°Ｃ５分間の一次再
結晶焼鈍を行ない、双方とも表面から３０μｍ研磨した
面の＋２００）極点図である。

１次再結晶後のゴス方位集積が強い場合、２次再結晶に
よって優先的に成長するゴス方位の核の数が多くなって
核生成の頻度が大きいため、最終工程の２次再結晶によ
り再結晶粒の数が増加し、その平均粒度は小ぎくなる。

第７図に、第５図の場合と同様の本発明方法により圧延
したものと、やはり第５図の場合と同様の従来方法によ
り圧延したモノとをマクロエツチングしてその２次再結
晶粒を写した写真を示す。

この発明方法による圧延を行ったものは、２次再結晶粒
が細粒化しているため鉄損は低減する。

この２次再結晶粒の細粒化による鉄損低減効果が配向性
の高い素材でより顕著に現われることは知られており、
したがって配向性の高い素材にこの発明方法を適用すれ
ば、極めて大きな鉄損低減効果を期待できる、 （実施例） 実施例１ ００．０４０　ｗｔ％ｌＳｉ　３．３　ｗｔ％、　Ｉｎ
　Ｌｌ、０６０　ｗｔ％。

、　ｓｅ　Ｏ，０２０ｗｔ％およびＳｂ　Ｏ，０２５ｗ
ｔ％を含有する３、０闘厚の熱延板を、１次冷間圧延で
、０．８調厚に仕上げて、連続焼鈍炉で１０００°Ｃ８
分間の中間焼鈍を行い、得られた鋼板を３等分した。そ
してそのうちの１枚をワークロール径Ｉ　Ｑ　Ｑ　ｎｍ
のリバースミルを用いて圧延し、残りの一方をワークロ
ール径１００朋、浮動ロール径２０ａｍである第１図の
圧延方法により圧延し、残りの他方を１００鯖径のワー
クロールと３５龍径のワークロールとからなる第４図の
圧延方法により圧延し、夫々ｏ、ａｏｗｔｍ厚に仕上げ
た、その後、８００℃で５分間の脱炭焼鈍を湿水素雰囲
気下で行い、鋼板表面にＭｇＯを塗布した後、１２００
°Ｃで５時間、水素気流中で箱焼鈍を行った。このよう
にして得られた成品板の磁気特性を表１に示す。

表　　１ 実施例２ ００．０５０　ｗｔ％、　Ｓｉ　ａ、１０　ｗｔ％、　
Ａ／　０．０２５　ｗｔ％、　Ｎ　Ｏ，００６５ｗｔ％
およびｓ　ｏ、口２５ｗｔ％を含有する２、３朋厚の熱
延板を、１１００″Ｃ１２分間の熱延板焼鈍した後、素
材を３等分し、上記実施例１と同様の３方法により圧延
を行ってｏＪローＪｌに仕上り′、ＭｇＯ塗布後１２０
０°Ｃ５時間、水素気流中で箱焼鈍を施したうこうして
得られた成品板の磁気特性を表２に示す。

表　　２ （効果） 以上説明したようにこの発明によれば、結晶方位を乱ざ
ずに結晶粒径を細かくでき、かつ歪取り焼鈍にも影響を
受けることなく鉄損の大幅低域を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の圧延を示す説明図、 第５図はこの発明と従来との方法によって圧延された銅
板の表面から１５０μｍ研磨した可の（２００）正極点
図。 第６図は、この発明と従来との方法によって圧延された
鋼板を１次再結晶焼鈍し、表向から３０μｍ研磨した面
の（２００）極点図、 第７図は最終焼鈍後の鋼板をマクロエツチングして示す
金属組織写真である。 １．３，５．６・・・ワークロール ２・・・浮動ロール ４．７・・・鋼板 第１図 Ａ 第３図 第２図 手続補正言 １１ｒ（和６０年　１　月　９　日 １、事件の表示 昭和５９年　特　許願第２０６９８０−号２、発明の名
称 方向性けい素鋼板の製造方法 λ補正をする者 事件との関係　特許出願人 ／１２Ｓ）川崎製鉄株式会社 １明細書第４貞第８行を次のとおり補正する。 「用いて圧延を施したところ、脱炭・１次再結晶後の集
合組織におけ」 ２、同第５頁第１６行を次のとおり補正する。 「とじて、ＭｎＳ　％　ＭｎＳｅ　ｓ　ム１Ｎ１Ｓｂ、
ＢＮな」３、同第７頁第１８行ないし第１９行を次のと
おり補正する。 「い。圧延による効果を高めるには、１回の冷間圧延で
の合計が５０」 代理人弁理士　　杉　　村　　暁　　秀　　　　ｔ：ゝ
外”名　　ら、′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延板に
   、１回または中間焼鈍を挾む２回の冷間圧延を施して最
   終板厚としたのち、脱炭１次再結晶焼鈍を施し、ついで
   鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布してから２次再結晶焼鈍お
   よび純化焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性けい素鋼
   板の製造方法において、 上記冷間圧延の少なくとも１バスを、異径 のワークロールによる引張り曲げ圧延とすることを特徴
   とする方向性けい素鋼板の製造方法。