JPS62278227A - けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

けい素鋼板の製造方法

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JPS62278227A
JPS62278227A JP1515287A JP1515287A JPS62278227A JP S62278227 A JPS62278227 A JP S62278227A JP 1515287 A JP1515287 A JP 1515287A JP 1515287 A JP1515287 A JP 1515287A JP S62278227 A JPS62278227 A JP S62278227A
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Kazuhide Nakaoka
中岡 一秀
Kenji Araki
健治 荒木
Yoshiichi Takada
高田 芳一
Junichi Inagaki
淳一 稲垣
Akira Hiura
日裏 昭
Hironori Ninomiya
弘憲 二宮
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • 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
    • C21D8/1216Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
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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、例えば回転機や発電機等の磁心に用いられる
軟磁気tp性の優れた高けい素鋼板の製造方法に関する
〔従来の技術〕
けい素鋼板は優れた軟磁気特性を有するものとして、従
来から電力用の磁心や回転機用の材料として多量に使用
されているが、近年、省エネルギー、省資源の観点から
変圧器や回転機などの電気機器の効率化、小型化が強く
要請され、それに伴ってその鉄心用材料であるけい素鋼
板にもより醍れた軟磁気特性および鉄損特性が要求され
つつある。
このけい素鋼板の軟磁気特性は、けい素の添加量ととも
に向上し、特に6.5w1%近傍で、最高の透磁率を示
し、さらに固有′電気抵抗も高いことから、鉄損も小さ
くなることが知られている。しかしながら、けい素含有
量が4憾を超えると急激に加工性が劣化するために従来
の圧延方法による工業的規模での薄板製造は極めて困雌
とされていた。
この問題点を解決するため本発明者らは4々研究を重ね
た結果、上記の44を超える高けい素含有鋼についても
適切な圧延条件を選ぶことによって冷間加工性に優れた
高けい素熱延鋼板を連続的に製造出来ることを知見し、
特願昭60−128323号においてその基本的製造方
法について提示した。
すなわち、この方法は、インゴットあるいは連続鋳造ス
ラブを分塊圧延または粗圧延する際、適切な圧延条件を
選ぶことによって結晶粒の微細化を達成し、それらを比
較的低温で連続仕上熱延し、熱延板板厚方向の平均結晶
粒界間隔を81添加量に応じて調整することによって優
れた冷間圧延性を付与することに特徴を有するものであ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、その後さらに試験、研究を積重ねた結果
、以下の事実が判明した。すなわち、連続仕上熱延工程
において上記方法によって板厚方向の結晶粒径を81添
加量に応じた臨界値以下に調整するために、仕上熱延方
法径から推定される必要素積王下率lζ応じた歪を加え
ても、冷間加工性に優れた高けい素鋼板を安定的に製造
出来ない事例があるということである。
〔問題を解決するための手段〕   ゛本発明者らは、
上記問題点を解決すべくその後釧意実験、研究を重ねた
結果、仕上熱延時に厳密なコントロールをしなければ熱
延板板厚方向の組織が不均一となり、冷延性の劣化を招
くことを新たに知見し、これを改善するため、上記高け
い素鋼板製造法における仕上熱延方法について、連続仕
上熱延時に熱間潤滑剤を使用すること、あるいはこれに
加えて適切なロール径を有する熱間圧延機を使用するこ
とによって、板厚方向でより均一な熱延板組織が得られ
、冷間加工性に優れた高けい素熱延鋼板を安定且つ効率
的に製造し得るとの結論に至ったものである。
すなわち、この発明はC:1wt%以下、Si: 4.
0〜7.Owt4、Mn 二〇、5 wt 4以下、 
Al:2wt%以下、残部不可避不純物及び鉄からなる
合金を溶製後、造塊もしくは連続鋳造により鋳造し、分
塊圧延・粗圧延後もしくは°阻圧延後仕上熱延し、表面
酸化膜を除去した後、冷間圧延及び焼鈍を行うことによ
りけい素鋼板を製造するに当り、仕上熱延時に、熱間潤
滑剤を用いて圧延することを基本的な特徴とするもので
ある。さらにまた仕上熱延時に、熱間潤滑剤を用い、加
えて装入板厚の20倍以上の直径を有するロールを用い
て圧延することを他の基本的な特徴とするものである。
以下本発明法を詳述する。
まず、成分の限定理由を説明する。
Cは、鉄損を高める有害な成分であり、磁気時効の原因
となるので少ない方が望ましい。しかしながら、CはF
e−8t系平衡状態図のγループ拡大元素であるため、
けい素含有量によって決まる一定量添加されると冷却途
中にα−γ変態点が現われるようになり、それを利用し
た熱処理が可能となるため、ある程度Cを添加すること
が望ましい場合がある。本発明では加工性の観点からC
が1wt4 以下と限定する。
Siは、固有電気抵抗を高めて渦電流損を減らし、鉄損
を低下させるのに有効な元素である。本発明ではS14
.0wt1以上を含有する高けい素鉄合金をその対象と
し、これを下限とする。一方、Si含有量が7.0wt
%を超えると%!造ココスト上昇するほか、磁気特性、
特に最大透磁率が劣化するためこれを上限とする。以上
の理由から81の限定範囲を4.0〜7.Owt’1と
する。
Mnは、Sによる熱間脆性を抑制するために必要である
が、0.5Wt4を超えると固溶硬化により加工性が劣
化するため、0.5wt4  以下の範囲とする。
Alは、鋼の脱酸及び磁気特性を劣化させるNを固定す
るのに有効に作用するほか、st と同様、固有電気抵
抗を高めて、鉄損を低下させる上でも有用な元素である
しかしながら、多量に添加すると冷間圧延性の劣化及び
コストの上昇を招くため、その上限を2wt4  とす
る。
とし、このスラブを再結晶による組織の微細化を図りな
がら粗熱延し、その後、本発明によって所定の板厚まで
仕上熱延する。この仕上熱延に際し、本発明では熱間潤
滑剤を使用する。ここで熱間潤滑剤を使用するのは、仕
上熱延前粒径に応じた未再結晶温度域での好ましくはt
ioo〜500’0での強圧下熱延により生じ易い板厚
方向の組織の不均一を改善するためである。この本発明
方法によれば、板厚方向に均一に上記温度域での累積圧
下率に応じた歪を加えることが可能となるため優れた冷
間加工性を有する熱延板組織の形成が容易となり、得ら
れる熱延板の冷延性も極めて良好となる。
熱間潤滑剤については、500〜1100℃の温度範囲
において10〜10000ポアズ徨度の粘性特性が発揮
されるものであれば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱
油、芳香族系油、油脂、脂肪酸、合成エステル、アミン
・アミド錯体、メタ及びピロリン酸塩、ガラス質系など
の有機質、無機質を問わずその化学組成、形状、材質等
の限定、また原体、混合。
希釈の限定は特に設けない。また圧延時に塗布されるも
のでも事前でも良く、ロール、鋼材、冷却水の使用、不
使用lこより作用効果に差がない。
また装入板厚(仕上熱延前板厚)の20倍以上の直径を
有するロールを用いて圧延すれば、上記の熱間nf¥I
剤によると同様効率的均一化効果が期待される。装入板
厚の20倍未満の直径を有するロールを用いた仕上熱延
では、板厚方向の歪分布が不均一になるために熱延板板
厚方向の組織が不均一となり、冷間圧延性も劣化する。
−従って、かかる観点から第2発明においては熱間潤滑
剤を使用し、さらに装入板厚の20倍以上の直径を有す
るロールを用いて仕上熱延するものとする。これにより
冷延性の良好な熱延板組織の制御がより効率的に行える
。すなわち、冷間圧g6ζよって高けい素鋼の薄板を夷
造するためには、本発明法によって仕上熱延し熱延板組
織を板厚方向に関して均一な組、ll&とすれば極めて
良好な冷延性を付与することが可能となる。
〔実施例〕
実施列1゜ 第1表に示す化学成分からなる厚さ150種の連続鋳造
スラブを1250 ℃で3時間加熱後、直ちに厚さ30
萌まで粗圧延し、その後、ロール径4805gの2段式
熱間圧延機によって、仕上熱間圧延する際、第2表に示
すような4(類の熱間潤滑剤を用いて6パスで熱延し2
■厚とした。この時の仕上入側温度は1100℃、出側
温度は850“0であった。
なお、比較例として熱間潤滑剤を使用せずに、上記パス
スケジュールと同様の熱延を行った。
得られた熱延板を酸洗してから0.35■まで冷間圧延
し、その冷間圧延性(5点評価による冷間圧延性)を判
定した。結果を第3表に示す。これによれば、いずれも
熱間潤滑剤を使用した場合には極めて優れた冷間圧延性
を示すことが明らかである。
M1表 供試鋼の化学成分  (wt%)第2表  熱
間潤滑剤の種類の性状 第3表 実施例1 第1表と同様の化学成分からなる厚さ150■の分塊圧
延スラブを用いて、加熱後30■厚まで粗圧延した後、
それぞれ300■、480■、600■、820■のロ
ール径を有するロールを用いて第2表のガラス質粉末を
使用して、仕上熱延しく仕上出側温度810℃)、 2
++w厚の熱延コイルとした。
酸洗後、0.35gg厚まで冷間圧延し、その冷延性(
実施例1と同様)を評価した。結果を第1図に示す。こ
れによれば、装入板厚(仕上熱延前板厚)の20倍以上
のロール径を用い、さらに熱間潤滑剤を用いた場合の冷
間圧延性は、無潤滑の場合と比較して・より唆れた冷間
加工性を示すことがわかる。
実施例3゜ stを6.5Wt4(目襟値)含む鉄合金に、C、Al
 、 Mn 、 P を各々添加し、且つFe 。
Si、C,Mn、P、A2 以外の不純物元素総量を0
.05wt4以下としたインゴットを作成した。これを
均熱炉に熱塊装入して1100〜1250 ℃で均熱し
、60〜804の圧下率の分塊圧延を行った。この圧延
後、加熱炉に熱片装入してttoo〜1250’o  
に加熱し、60〜90%  の圧下率で粗圧延を行って
、厚さ30m++の板とした。そして板温がttoo〜
900 ℃の時に仕上熱延を開始し、2鴫の熱延板に仕
上げた。この仕上熱延は、ロール径が300〜t500
−のロールを用い、第2表中種類(1)のガラス質粉末
を熱間潤滑剤として使用して行い、また比較のため同様
のロールを用い熱間潤滑剤を使用しないで圧延を行った
。熱延板の脱ス゛ケールを行った後、75憾の圧下率で
冷間圧延を行い、冷間圧延性を実施例(11と同じ基準
で評価した。なお、冷間圧延は板温が20〜25G℃の
範囲で行った。
第2図に冷間圧延性(第1図における5点評価による冷
間圧延性)が「評点5」となる(仕上熱延ロール径/板
厚)比を示す。
これによれば、Al、 C、Mn 、 P の各含有量
が増すと良好な冷延性を得るに必要なロール径が増大す
る傾向があるが、本発明に従い仕上圧延に熱間潤滑剤を
用い且つ(ロール径/板厚)比を20以上とすることに
より良好な冷間圧延性が得られることが判る。
実施例4゜ 第4表の組成範囲の鉄−けい素合金を溶解した。そして
この際、F’s、!91.C,Mn、P。
Al の各成分値を分析してその他の不純物元素(主な
ものとしては、Cy p T1 + W * ” yC
o 、 Cu 、 S 、 B 、 As )  のa
量を求め、その総量を変化させて不純物元素総量の異な
る種々のインゴットを作った。このインゴットを均熱炉
に熱塊装入してl Lot)〜1250℃で均熱し、6
0〜80%の圧下率の分塊圧延を行った。圧延後、加熱
炉に熱片装入して1100〜1250 °Oに加熱し、
圧下率60〜90qbの粗圧延を行い、厚さ30mの板
とした。そして板温か1100〜900℃の段階で仕上
熱延を開始して2mの熱延板とした。この仕上熱延は直
径700mのロールを用い、第2表中種類(1)のガラ
ス質粉末を熱間潤滑剤として使用して行い、また比較の
ため同様のロールを用い熱間潤滑剤を使用しないで圧延
を行った。
第3図は合金中の不純物元素afと冷間加工性(5点評
価による冷間圧延性)との関係を示すもので、不純物元
素総量が増すと冷延性が若干劣化する傾向があるが、本
発明によって熱間潤滑剤を用い且つ(ロール径/板厚)
比を20以上とすることにより良好な冷間加工性が得ら
れることが示されている。
〔発明の効果〕
以上述べたようにこの発明によれば、仕上熱延時の熱延
組織制御が容易となり飛躍的に冷間加工性に優れた高け
い素鋼板を安定且つ効率的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は(ロール径/装入板厚)比と冷間圧延性の関係
を示すグラフである。第2図は仕上Ff延に熱間潤滑剤
を使用した場合と使用しない場合fごついて、合金中に
おける添加元素別の濃度と冷間圧延性が良好となる(ロ
ール径/装入板厚)比との関係を示したものである。第
3図は仕上圧延ζζ熱間潤滑剤を使用した場合と1吏用
しない場合について、合金中の不純物総量と冷間圧延性
との関係を示したものである。 特許出願人  日本鋼管株式会社 発  明  者    中    岡    −方間 
        荒   木   健   治第  1
  図 ロール径/狭入根序 第  2  図 s加rC,奉i1 K   (wt ’/−)不純物聡
l   (wtヌa

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:1wt%以下、Si:4.0〜7.0wt%
    、Mn:0.5wt%以下、Al:2wt%以下、残部
    鉄及び不可避不純物からなる合金を溶 製後、造塊もしくは連続鋳造により鋳造 し、分塊圧延・粗圧延後もしくは粗圧延 後仕上熱延し、表面酸化膜を除去した後、 冷間圧延及び焼鈍を行うことによりけい 素鋼板を製造するに際し、仕上熱延時に 熱間潤滑剤を用いることを特徴とするけ い素鋼板の製造方法。
  2. (2)500〜1100℃の温度範囲で熱間潤滑剤を用
    いることを特徴とする特許請求 の範囲(1)記載のけい素鋼板の製造方法。
  3. (3)500〜1100℃の温度範囲で10〜1000
    0ポアズの粘性を有する熱間潤滑 剤を用いることを特徴とする特許請求の 範囲(2)記載のけい素鋼板の製造方法。
  4. (4)C:1wt%以下、Si:4.0〜7.0wt%
    、Mn:0.5wt%以下、Al:2wt%以下、残部
    鉄及び不可避不純物からなる合金を溶 製後、造塊もしくは連続鋳造により鋳造 し、分塊圧延・粗圧延後もしくは粗圧延 後仕上熱延し、表面酸化膜を除去した後、 冷間圧延及び焼鈍を行うことによりけい 素鋼板を製造するに際し、仕上熱延時に、 熱間潤滑剤を用いると共に、装入板厚の20倍以上の直
    径を有するロールを用いて圧 延することを特徴とするけい素鋼板の製 造方法。
  5. (5)500〜1100℃の温度範囲で熱間潤滑剤を用
    いることを特徴とする特許請求 の範囲(4)記載のけい素鋼板の製造方法。
  6. (6)500〜1100℃の温度範囲で10〜1000
    0ポアズの粘性を有する熱間潤滑 剤を用いることを特徴とする特許請求の 範囲(5)記載のけい素鋼板の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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