JPS62130217A - 電磁特性の良好な方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

電磁特性の良好な方向性けい素鋼板の製造方法

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JPS62130217A
JPS62130217A JP27063485A JP27063485A JPS62130217A JP S62130217 A JPS62130217 A JP S62130217A JP 27063485 A JP27063485 A JP 27063485A JP 27063485 A JP27063485 A JP 27063485A JP S62130217 A JPS62130217 A JP S62130217A
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    • 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
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、電磁特性の良好な方向性けい素鋼板の製造方
法に関し、特に圧延方向にすぐれた磁気特性を有する一
方向性(プい素鋼板の磁気特性のさらなる改善を実現し
、この明III Rて−は変圧器の鉄心材料としてより
すぐれた性τ1を与えるための方策として熱延前のスラ
ブ加熱をより効果的に行う方法について述べる。
一方向性(Jい素鋼板は、板面に(iio>面、圧延方
向に(100)軸が揃った2次再結晶粒によって構成さ
れ、圧延方向に沿う方向ですぐれた磁気特性を有するこ
とから変圧器の鉄心材料として広く使用される。
このような結晶方位の2次再結晶粒を発達させるために
は、インヒビターとよばれる微細な不純物(Mn s、
Mn Se 、A I N、BN等)を鋼中に分散析出
させて、高温仕上焼鈍中に弛の方位の結晶粒の成長を効
果的に抑制することが必要である。
上記インヒビター分散形態のコント[1−ルとしては、
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の下に熱間圧延を
施す方法が知られている。
かかる要請に応えるべく行われるスラブ加熱は、通常1
300℃以上の高温を採用しているが、スラブ中心部ま
で十分に加熱するためには、通常のガス燃焼型加熱炉で
は、スラブ表面温度が1350℃をこえることになる。
その結果、多量の溶融スケールが発生し、これが加熱炉
の操業を損うばかりでなく、粒界酸化に伴う表面欠陥や
耳割れの原因になっている。
(従来の技術) 上述の点につき、従来技術;例えば特公昭47−146
27号では、1300℃以下のスラブ加熱では必要な磁
気特性が得られないとして、そのようなスラブ加熱に加
えて1350℃〜1400℃、とくに1380 ’Cの
温度に電気的方法による誘導加熱又は抵抗加熱を行うこ
とを提案している。
また、特開昭60−145318号では、誘導加熱炉に
よるスラブ加熱をより効果的に行う方法として、まずガ
ス燃焼型加熱炉にてスラブ中心部の温度が1ooo〜1
230℃に達するまで加熱し、その後不活性ガス雰囲気
に制御可能な誘導加熱炉によって、スラブ中心部の温度
を1250℃以上1350℃以不に導いて、10分以上
、保持するという方法を提案している。
しかしながら1掲の従来技術は、効率の良い加熱はでき
てもスラブ表面の温度を高くしすぎるので表面層の結晶
粒の粗大化を招き、これが熱間圧延で粗大伸長粒となっ
て最終製品の帯状細粒による磁性不良をもたらした。さ
らに、同種技術にかかる特公昭47−14627号で提
案の方法では、多量のノロが発生し、表面疵や加熱炉の
操業性に問題があった。
これに対して、特開昭60−145318号においては
、スラブ温度の上限を1350℃に抑えて解決をはかろ
うとしている。しかし、この技術も磁性の向上を図るの
には有効であっても、上記した結晶粒粗大化の問題に対
する解決にはなっていなかった。
(発明が解決しようとする問題点) 上述の問題点を解決する方法とじて1本発明者は先に1
5〜50%の予備熱延を施したけい素鋼の連鋳スラブを
、誘導加熱炉で高温加熱することにより、加熱後の結晶
粒の粗大化を生じさせることなく、インヒビター増量に
伴う磁性改善が可能になることを示した。しかし、この
方法は予備熱延を行うための予Ift加熱を行う工程が
余分に加わることと、スラブのハンドリングに手間がか
かるなどの問題点を残していた。要するに本発明はかか
る問題点の克服を目指すところにその目的がある。
(問題点を解決するための手段) 上述した解決を必要とする課題に対し、本発明は、鋳造
後のスラブを、まずガス燃焼型スラブ加熱炉でスラブ中
心部の温度が900〜1250℃の温度域に達するまで
加熱してから10〜50%圧下率の熱間圧延を行い、そ
の後直ちに、誘導加熱炉にてスラブ中心部の温度が13
50℃を超え1420℃以下になる温度域にて10分間
以上保持することによって工程の簡略化と磁気特性の改
善を同時に実現することとしたのである。
なお、連続鋳造スラブの場合高温加熱する萌に予め5〜
50%ないし30〜70%の圧延を施した後、通常の方
法で1260〜1400℃に加熱してから仕上げの熱間
圧延を行う方法としては特公昭50−37009号や特
公昭54−27820号公報に提案されている既知の方
法に従があり、連鋳スラブの鋳造組織を破壊し、加熱後
の結晶粒の粗大化をかなり抑える効果があることが知ら
れている。
しかしながら、インヒビターの債を増やし、かつより高
温でのスラブ加熱によって磁性改善をはかろうとする場
合、従来のスラブ加熱方式のままででは、1350℃以
上という高温の長い滞留時間を要するため、スラブ結晶
粒の粗大化による製品での帯状細粒の発生がみられ、期
待どうりの磁性改善効果がえられないだけでなく、すで
に触れたように、多量の溶融スケールの発生によって表
面欠陥が多発する。この点、非酸化雰囲気に制御可能な
誘導加熱炉の採用は、高温における滞留時間を短くでき
ることから、これらの問題解決に特に有効である。
(作用) 本発明を適用する鋼索材は、重1%で、C:0.020
〜0.OHwt%(以下は単に「%」で示す)、3i 
 :  2.0〜4.5%、Mn :  Q、02〜Q
、15%、インヒごター成分としてはS、Se 、Al
およびBのうちから選ばれる1種またはそれらのうちの
2種以上を総量で0.010〜0,15%含むけい素鋼
スラブである。
Cの範囲を0.020〜0.080%としたのは、熱間
圧延中にα+γ域を通過させることによって熱延集合組
織の改善をはかることを意図したちまであり、その適正
範囲として限定したものである。
5iftは、鋼板の比抵抗を高め鉄損低減に有効である
が、4.5%を上回ると冷延性が損われ、2.0%を下
まわると鉄追改善効果が弱まること、および純化と2次
再結晶のために行われる最終高温焼鈍において、α−γ
変態による結晶方位のランダム化を生じ、十分1.1特
性が得られない。
Mnfiは、熱間脆性による割れを生じない下限の闇と
して0.02%が必要であり、上限はMnSやMnSe
の解離固溶温度を高めないために、0.15%に制限さ
れる。
S、Se 、A℃およびBは、Mn S、Mn SOA
λNまたはBNの形で鋼中に微細に分散し、インヒビタ
ーとして作用するもので、これら総♀の下限0.010
%はインヒビターとして機能する最低角であり、上限の
0.15%は主に経済的理由から決まる。
インヒビターとしては、上記元素の池、SbやSn、A
s、Pb、Bi、Cu、Mo1(7)粒界偏析型元素が
知られており、これらの使用も可能である。なお、A℃
やBをインヒビター成分とする場合、これにバランスす
るNmが必要になるのは云うまでもない。
次に本発明においては、上記成分組成からなるけい素鋼
スラブを、まずガス燃焼型加熱によってスラブ中心部の
温度が900℃以上1250℃以下になるまで加熱する
。この温度範囲の限定理由は、その後に行う熱間変形を
好適にすることによって組織改善をはかるための適正温
度を確保することを第1の目的としており、下限を下ま
わると変形荷重が増え、上限を超えると動的回復がおこ
り、効果的な組織改善が行われなくなる。また、表面で
のノロ発生が著しくなり、表面疵の原因になることもか
かる制限の理由である。
次いで、ガス燃焼炉で加熱したスラブは、直ちに10〜
50%の熱間圧延に供するが、この圧下範囲の規制理由
は、第1図に示すところから明らかである。この第1図
は、実験至規模のスラブ誘導加熱炉で柱状晶からなる5
!l!鋳スラブを、その中心部の温度が1380℃到達
後15分加熱した際の加熱+リスラブの平均結晶粒径を
スラブ誘導加熱前に加えた熱延圧下率に対して示したも
のである。ここで平均結晶粒径の定義は、結晶が全て球
形であると仮定して、観察面の結晶粒個数と総面積から
算出したものである。一般に熱延前のスラブ平均結晶粒
径が20111111を超えると、最終製品で帯状細粒
が発生し、磁性劣化を生じるといわれているが、この図
から判るように誘導加熱炉によるスラブ高温加熱前の熱
延圧下率が10%以上であると、平均粒径は20+nm
を下まわることが分る。
本発明で圧下率の上限を50%としたのは、これ以上圧
下率が高くなるとスラブ厚が薄くなり、誘導加熱におけ
る加熱効率が悪くなるからである。
なお、ガス燃焼型スラブ加熱炉で、予熱したスラブは、
その復誘導加熱炉でインヒビター固溶のための高温加熱
を行うが、両側熱の間に110える上記圧下率の熱間圧
延は、一連の熱延設備として配置される粗圧延別を用い
ることが、スラブのハンドリング上、効率的である。ま
た、誘導加熱炉では、スラブは垂直保持されて、加熱さ
れることから、上記粗圧延に際しては、スラブ側面形状
が崩れ垂直保持が困難とならないよう、エツジング処理
等によってフラットな側面形状をつくることが望ましい
かくして10〜50%圧下率の熱間圧延を施したスラブ
は、誘導加熱炉にて高温加熱に供せられるがこのときス
ラブ最冷点の温度はキューリ一点を下まわらないことが
本発明では必要である。この理由はキューリ一点以下で
は透磁率が温度に依存して変わることから、スラブ温度
がキューリ一点以下であると誘導加熱においてスラブ温
度を均一にするのに時間がかかるためである。なお本発
明の対象鋼ではキュ・・・り一点はほぼ740〜785
℃の範囲である。
また、この誘導加熱炉によるスラブ加熱は、インヒビタ
ーの量に応じ、スラブ中心部の温度が1350℃を超1
420℃以下になる範囲内の温度に10分間以上保持さ
れる。この点特開昭60−145318号ではスラブ中
心部の温度が1250℃以上1350℃以下に規制され
ていたが、本発明では誘導加熱前の熱間圧延によって柱
状晶が破壊されるため、高温加熱しても結晶粒の粗大化
が防止できる。従って上記の上限温度を1420℃まで
高めることができ、その結果インヒビター増量による磁
性向上が実現できるのである。この上限温度を1420
℃と規制したのはこれ以上高温になるとスラブの軟化に
より、加熱炉でのスラブの垂直保持が困難となるためで
りある。なお、このような高温加熱に対しては、低酸化
性ガス雰囲気でのスラブ加熱が、ノロ発生による表面疵
発生防止の点から重要であり、本発明ではノロ流動性が
増す1250℃以上において、誘導加熱炉の02パーセ
ントが1%以下程度の低酸化に制御できる加熱炉である
ことが好ましい。また、本発明の方法で加熱されたけい
素鋼スラブは、その後、熱間圧延によって 1.5〜3
.5+nm厚の熱延鋼帯に仕上げられる。熱延以降の工
程は、特に変わるところはなく、インヒビターの通や種
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0.15〜0.50 
mm厚の一方向性けい素鋼板を製造する。
(実適例) 連続鋳造を経て得られた、C:0,048%、S13.
28%、 1yln  :  0,080%、 3e 
 :  0.030%:Sb二0.030%を含有する
260mm厚のけい素鋼スラブを熱間圧延するに際し、
まずガス燃焼式加熱炉にてスラブ中心部の温度が115
0℃に達するまで加熱した。次いでこのスラブをテーブ
ルローラー上を粗圧延機まで搬送し、ここで約30%の
圧下率で180mmまで1パスで圧延した。このときの
、圧延仕上温度は1045℃であった。その後、テーブ
ルローラー上を逆送させて誘導加熱炉に装入し、N2ガ
ス雰囲気で、スラブ中心部の温度が1400℃に達する
まで20分で昇熱し、均熱温度に到達後は15分間保持
して抽出し、先のテーブルローラー上を搬送し、粗圧延
と仕上圧延とによって2 、3mm厚の熱延鋼帯に仕上
げた。次いで0.60 mmの中間厚まで冷延し、10
00℃3分の水素窒素混合ガス中で中間焼鈍を行った竣
、二次冷延により0.23mm厚に仕上げた。その後8
00℃−3分湿水素中で脱炭し、M2Oを塗布してから
1200℃−10時間水素中で箱焼鈍を行った。
上述のようにして得られた最終製品コイル両端の電磁特
性は、W、15o:  0,83v/kg、 810 
’1.924Tを示し、鉄損の良好な高磁束密度方向性
けい素鋼板が得られた。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、高温加熱によって
も結晶粒粗大化を招くことなく、低鉄損−高磁束密度を
有する電磁特性に擾れた方向性けい素鋼板が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、方向性けい素鋼連鋳スラブを誘導加熱炉で加
熱する前に加える熱延圧下率(%)と加熱後のスラブ平
均結晶粒径(mm)の関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、C:0.020〜0.080wt%、 Si:2.0〜4.5wt%、 Mn:0.02〜0.15wt%のほか、 S、Se、AlおよびBのうちから選ばれる1種または
    2種以上からなるインヒビター成分を総量で、0.01
    0〜0.15wt%含有する組成よりなるけい素鋼スラ
    ブを、熱間圧延により熱延鋼帯となし、次いで1回ない
    し2回の冷間圧延を施して最終板厚にし、脱炭焼鈍と、
    これに続く高温仕上焼鈍とを施す一連の工程によって(
    110)〔001〕方位を主方位とする方向性けい素鋼
    板を製造する方法において、上記の熱間圧延に先立つス
    ラブ加熱を、ガ ス燃焼型加熱炉でスラブ中心部の温度が900℃〜12
    50℃の温度域に達するまで加熱し、その後10%以上
    50%以下の圧下率で熱間変形を加え、次いで該スラブ
    最冷点の温度がキュリー点を下廻らのないうちに誘導加
    熱炉に導きスラブ中心部の温度が1350℃を超え14
    20℃以下になる温度範囲にて、10分間以上保持する
    ことを特徴とする電磁特性の良好な方向性けい素鋼板の
    製造方法。 2、前記10〜50%の熱間変形の付与を、一連の熱間
    圧延設備の中の粗圧延機で行なうことを特徴とする特許
    請求の範囲1に記載の方法。 3、上記加熱を非酸化性雰囲気の誘導加熱炉で行うこと
    を特徴とする特許請求の範囲1に記載の方法。
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