JPS6261644B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、無方向性電磁鋼板の高級グレードの
製造に関連して、とくに熱間圧延での仕上圧延条
件のコントロールにより再結晶化を促進すること
によつて、熱延板焼鈍を省略して、リジングの無
い、低鉄損・高磁束密度の無方向性電磁鋼板を得
るための熱延板を製造する方法を提供するもので
ある。 〔従来の技術〕 通常、無方向性電磁鋼板の高級グレード（JIS
S18以上）を熱間圧延する際、1100℃〜1300℃で
スラブ加熱され、２〜６パスの粗圧延、４〜７パ
スの仕上圧延を経て、巻取られて、熱延板とな
る。その操業条件は、使用する熱間圧延機によつ
て違つてくるが、スラブ厚は120〜250mm、仕上圧
延温度は750℃〜900℃、巻取温度は600℃〜700
℃、熱延板厚は1.6mm〜2.5mmが普通である。 その後、いわゆるリジングの発生を防止して、
製品の磁気特性を改善させるために、熱延板焼鈍
を付加し、酸洗，冷間圧延，焼鈍、そして必要に
応じて、コーテイングし、製品をつくる。 すなわち、高級グレード（JIS S18以上）で
は、Si量が多く再結晶温度が高温となるため、冷
延板の一回焼鈍だけでは、所定の磁気特性を付与
せしめることが困難である。更に、かかるSi量の
多い素材の熱延板では、一部表面層のみが再結晶
して、中心層は圧延組織と有する未再結晶組織か
ら構成されている場合が普通である。 したがつて、熱延板をそのまま冷延して焼鈍し
た場合には、磁気特性の確保が難しいのみなら
ず、いわゆるリジングが圧延方向と平行な縦じま
として現れ易いために、通常、熱延板焼鈍を付加
した工程が必要であつた。 熱延板焼鈍を付加する場合、連続加熱式あるい
はバツチ加熱式の違いに応じて、均熱温度700℃
〜1050℃で、１〜10分から10時間程度の範囲で処
理されるのが普通である。しかし、この熱延板焼
鈍を採用することにより、製造価格の上昇のみな
らず、製造工程の延長に伴う納期管理、工程管理
の煩雑さを避けることが出来なかつた。 そこで、この熱延板焼鈍を省略する方法とし
て、特公昭57−43132号公報記載の方法が提案さ
れている。この方法は、熱間圧延での巻取温度を
高温にすることによつて、巻取つたコイル状態そ
のままでの自己熱によつて自己焼鈍し、熱延板焼
鈍工程の代わりを行うものである。 しかしながら、この方法は、引続く熱延板の酸
洗段階において、酸洗性が著しく劣化すること、
自己焼鈍時にコイル内の各位置における冷却速度
の差からコイル幅方向と長手方向に均一な磁気特
性が得難い事などの重大な問題点があり、熱延板
焼鈍の代替え技術として、工業的な利用に障害が
ある。 さらにその２として、特開昭56−33436号公報
には、珪素鋼スラブを熱間圧延した後に高温でコ
イル状に巻取り、その後そのコイルの保温カバー
をかぶせて自己焼鈍させる方法が記載されてい
る。この方法によれば、製造される珪素鋼板の長
手方向および幅方向両方向で均一に再結晶が施さ
れ、鋼板全体でほぼ均一な磁気特性がえられる。
しかし、この方法を行う場合コイルが高温に保持
される時間はさらに長時間となり、処理後の熱延
板を酸洗する際の脱スケール性は、前述の例に比
較しても、さらに悪化するという問題があつた。 一方、最近、これらの問題を解決することを意
図して、特開昭60−138014号公報記載の方法が提
案された。この提案の方法の特徴とするところ
は、Si≦4.0％、Al≦1.0％のスラブを熱間圧延し
た後コイル状に巻取る前に800℃以上の温度で30
秒以上５分以下の時間保持し、その後600℃未満
の温度でコイル状に巻取ることを特徴とする無方
向性珪素鋼板の製造方法であり、上記長時間の高
温保持のために、保温テーブルを使用することが
記載されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記特開昭60−138014号公報で提案
されている方法は、以下に記載する理由により、
実際の設備での工業的実施は不可能である。 周知のごとく、現状の連続熱間圧延設備では、
仕上圧延機でのライン速度は、1000mpmにも達
し、仕上圧延機から巻取機の間のホツトランテー
ブルを通過する時間は僅か数秒〜十数秒しか、か
からないのが現状である。かかる現状の設備に於
いて、上記特開昭60−138014号にもとずいて、ホ
ツトランテーブル上で800℃以上の温度で30秒以
上もの長時間保持することは、安定な操業条件下
においては、全く不可能であり、従つて特開昭60
−138014号公報記載の方法は現実的な方法とは言
い難い。 これに対して、本発明に従つた方法は、熱間仕
上圧延後の積極的な長時間の保温は全く不要のみ
ならず、仕上圧延後に僅か数秒間の無注水で再結
晶を行わせることができ、その後は十分な時間注
水冷却が行なえて、脱スケール性を良好ならしめ
る低温巻取りの実施が可能な無方向性電磁鋼板の
製造方法である。 すなわち、本発明は、現状の連続熱間圧延設備
において、確実に実施でき、そして、安定して所
期の効果が得られる技術の開発に成功したもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、〔Ｃ〕0.008％以下、1.8％≦
（〔Si〕＋２〔Al〕）≦５％、〔Mn〕0.02〜0.5％
〔Ｓ〕0.0015％以下、〔Ｎ〕0.0020％以下、残部鉄
よりなる無方向性電磁鋼スラブを熱間圧延するに
際して、熱間仕上温度を少なくとも1000℃以上と
すると共に、熱間仕上圧延後１秒〜７秒間無注水
とし、しかる後、注水冷却して700℃以下の温度
で巻取ることを特徴とする高級無方向性電磁鋼板
用熱延板の製造方法である。 以下この発明を詳細に説明する。 成分組成 この発明において、成分組成を上記の範囲に限
定した理由について、説明する。 先づ本発明の前提条件で〔Ｃ〕，〔Si〕，〔Al〕に
ついては、〔Ｃ〕が多量に含有されると、熱間圧
延中にオーステナイト・フエライト２相域範囲が
広がり、さらに脱炭焼鈍に長時間を要するだけで
なく、磁気特性の面からも不利であるので、
0.008％以下とした。 次に、〔Si〕＋２〔Al〕が1.8％以上で且つ
〔Ｃ〕0.01％以下であれば、熱延中オーステナイ
ト相が発生せず、結晶粒が成長し易い。また、低
鉄損を得るため、固有抵抗を上げる必要から、
〔Si〕＋２〔Al〕は1.8％以上とした。更に、〔Si〕
＋２〔Al〕が５％を越えると冷延性が劣化する
ため、５％以下に制限する必要がある。 〔Mn〕は0.02〜0.5％含有させる。これは、
Mn／Ｓを15以上とし赤熱脆性を防止するために
下限を0.02％とした。一方上限の0.5％を越える
と固溶体硬化をもたらし、打抜加工性が劣化する
ため上限は0.5％とした。 次に本発明において、清浄鋼を構成する
〔Ｓ〕，〔Ｎ〕については、〔Ｓ〕は微細な硫化物あ
るいは酸硫化物をつくり、１次再結晶温度を高め
る有害な作用を演ずるため、極力少ない方が望ま
しい。さらに、本発明においては、熱間仕上温度
を高目に確保するため、必然的にスラブ加熱温度
を例えば、1200℃以上といつた高目に保持する必
要があり、その分だけ〔Ｓ〕の固溶量が多くなる
ため、予め少なくしておくことが必須であり、
0.0015％以下で目的が達成できる。 〔Ｎ〕は熱延中でのAlN析出を最小限にし、
〔Ｓ〕と同様に、１次再結晶粒のインヒビター効
果を弱めるためには、極力少ない方が望ましく、
0.0020％以下で目的が達成出来る。 本発明者等は無方向性電磁鋼素材中の〔Ｓ〕，
〔Ｎ〕量と１次再結晶温度との関係について実験
を行つた結果、〔Ｓ〕0.0015％以下、〔Ｎ〕0.0020
％以下と減少させることにより、通常の〔Ｓ〕，
〔Ｎ〕含有鋼（例えば〔Ｓ〕0.0040％、〔Ｎ〕
0.0030％）に対して、少なくとも50℃以上１次再
結晶温度を低下させることができ、これによつ
て、後述のごとく、仕上圧延温度が最低1000℃、
数秒間の無注水で効果的に再結晶を行なわせるこ
とができ、工業的実施が極めて容易となるもので
ある。 熱間圧延 上記の如く成分調整されたスラブは、通常加熱
炉中で均熱された後、粗圧延、仕上圧延を経て、
熱延板となる。この際に、仕上温度を1000℃以上
に確保することにより、熱延板の金属組織を、再
結晶を促進させた組織に変えることができ、これ
により磁気特性を熱延板焼鈍材並に向上させるこ
とが出来る。 なお、仕上温度の上限については、本発明の目
的の点から、特に限定する理由はないが、加熱炉
操炉の観点から約1150℃が上限であろう。これら
の仕上温度を確保した際にも、仕上圧延直後に水
冷を施すと、未再結晶組織である圧延組織が残り
易く、所定の目的を達成できない。従つて、仕上
圧延後少なくとも再結晶促進に必要な時間、即ち
１秒以上を無注水で極力保温に努める必要があ
る。この場合の無注水時間は、秒単位の極短時間
で十分再結晶促進の目的は達成できるが、酸洗性
を問題とする場合には、短時間で無注水を中止し
て、その後強制冷却しながら巻取れば良い。即
ち、本発明の一つの特徴は、前述の自己焼鈍法の
場合と異なり、高温巻取りする必要が全くないの
で、所定時間無注水後に強冷却して、低温巻取り
が可能となる点である。巻取温度は、700℃以
下、好ましくは650℃以下であり、これにより酸
洗性の良好なホツトコイルを得ることが出来るも
のである。 この場合、無注水時間が７秒を超えると、その
分だけ注水時間が短縮され、700℃以下で巻取る
ことが工業的に困難となるものである。 第１図は、仕上温度及び保持時間（無注水時
間）とリジング発生の有無、磁性との関係の一例
を示したものである。本実験に供した素材の成分
組成は〔Ｃ〕は0.0015％以下、〔Si〕は2.20％、
〔Mn〕は0.25％、〔Al〕は0.30％、〔Ｓ〕0.0010
％、〔Ｎ〕は0.0015％で、1280℃に加熱後に種々
な仕上温度で熱延して、板厚2.5mmとなし、仕上
圧延後に種々の無注水時間をとり、その後水冷し
てコイルの巻取り、所定の冷延工程を経て、板厚
0.50mmの製品を得た結果である。 この第１図から、S18クラスの場合、リジング
の発生を防止し、熱延板焼鈍材並（B₅₀で1.69T以
上）の磁性を得る場合には、第１図の破線で囲む
如く、仕上温度を約1000℃以上とし、且つ無注水
時間を少なくとも１秒以上取ればよい。 次に第２図の写真ａは、上記実験において、仕
上温度950℃×無注水１秒（その後注水冷却、以
下同じ）の場合の熱延板組織の顕微鏡写真（×
30）を示し、写真ｂは、仕上温度1050℃×無注水
1.5秒間の場合の写真ａと同様な顕微鏡写真を示
す。尚、写真ｃは、通常材の熱延板組織を示した
ものである。写真ａでは、圧延組織が若干残つて
いる。一方写真ｂでは、十分な粒成長が見られ、
本発明の効果が確認出来る。 上記熱延条件を達成するために、スラブ加熱温
度を高目に、例えば、1200℃以上に確保する必要
があるが、あくまでも付随的な条件である。しか
し、1300℃以上で高温・長時間加熱すると、スラ
ブ結晶粒が粗大化し、それらの粗大粒が熱延板ま
で圧延組織として残存しやすくなり、製品でリジ
ングが発生することになるため、仕上温度確保に
必要な以上まで高温・長時間加熱するのは、好ま
しくない。さらに、粗圧延後の板厚および熱延板
の板厚を厚目、例えば熱延板2.5〜3.5mm厚にする
のも、好ましい方向であるが、絶対的な条件では
ない。 一方、仕上温度を高目に確保する上で重要なこ
とは、板幅の温度ばらつきを極力低減させること
である。圧延中の冷却水の制御、圧延圧下スケジ
ユールの改善、さらには、エツジ・ヒーターの如
き設備で積極的に板幅端部を加熱することも効果
がある。 また、どうしても板幅端部の仕上温度低下が避
けられない時には、巻取り後、コイル端部を再結
晶させるに十分な条件で、短時間加熱することを
採用しても良い。 本発明の方法は、従来のコイルの自己熱による
自己焼鈍ではないために、高温巻取りは全く不要
であるが、無注水で巻き取つた後に、例えば水中
に急冷しても効果は消失しない。 第３図は、巻取温度と脱スケール性の関係を示
したものである。巻取温度は700℃以下、好まし
くは650℃以下である。 以下この発明の実施例について、説明する。 〔実施例〕 第１表に示す２種類の成分を含む溶鋼を、連続
鋳造により、250mm厚のスラブとなした後、スラ
ブ加熱し、第２表に示す種々の条件で熱延を行
い、630℃で巻取り、熱延板として、酸洗後、80
％の圧下率で冷延し、次いで、880℃×１分の仕
上焼鈍を行つた。その結果を第２表に示す。

【表】

【表】

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、従来技術に見られ
た種々の難点を伴うこと無く、熱延板焼鈍工程を
省略することができるものであり、無方向性電磁
鋼板の製造に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱延仕上温度及び仕上直後の保持時
間と、リジング発生の有無、磁気特性との関係の
一例を示すグラフ、第２図ａ，ｂ，ｃは、熱延板
組織の金属顕微鏡写真図（×30）、第３図は、熱
延巻取温度と熱延板の脱スケール性の関係を示す
グラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 〔Ｃ〕0.008％以下、1.8％≦（〔Si〕＋２
   〔Al〕）≦５％、〔Mn〕0.02〜0.5％、〔Ｓ〕0.0015％
   以下、〔Ｎ〕0.0020％以下、残部鉄よりなる無方
   向性電磁鋼スラブを熱間圧延するに際して、熱間
   仕上温度を少なくとも1000℃以上とすると共に熱
   間仕上圧延後１秒〜７秒間無注水とし、しかる
   後、注水冷却して700℃以下の温度で巻取ること
   を特徴とする高級無方向性電磁鋼板用熱延板の製
   造方法。