JPWO2006051777A1 - カラー陰極線管用磁気シールド鋼板 - Google Patents

カラー陰極線管用磁気シールド鋼板 Download PDF

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Abstract

スクラップ由来の不純物元素を含有しても高透磁率を安定して示す磁気シールド冷延鋼板は、質量％で、Ｃ：0.002〜0.01％、Si：0.5％以下、Mn：2.0％以下、Ｐ：0.4％以下、Ｓ：0.001〜0.1％、Al：0.001〜２％、Ｎ：0.01％以下、Ti：0.01％以下、Ｖ：0.01％以下、Nb：0.01％以下、Cu：0.4％以下、Sn：0.2％以下、Ni：0.1％以下、Cr：0.1％以下、Mo：0.1％以下、Ｂ：0.001％以下の鋼組成を有し、かつ介在物が(1)MnO／(Al2O3＋SiO2＋MnO＋CaO)≦0.5、(2)Al2O3／(Al2O3＋SiO2＋MnO＋CaO)≦0.1、および(3)鋼中介在物総量≦0.01質量％を満たす。冷間圧延組織を有する鋼板では結晶粒の平均扁平率が0.15〜0.5の範囲内であり、焼鈍組織を有する鋼板では平均結晶粒径が15〜40μｍである。

Description

本発明は、カラー陰極線管用磁気シールド鋼板に関する。より詳しくは、本発明は、製鋼原料の一部にスクラップを使用した場合にも高透磁率を安定して確保することができる、フルハードタイプまたは焼鈍軟質タイプの磁気シールド冷延鋼板に関する。
カラー陰極線管の基本構成は、電子ビームを発生する電子銃と電子ビームを映像に変える蛍光面とから成る。その内部の側面は、電子ビームが地磁気の作用により偏向するのを防ぐ磁気シールド（磁気シールド部材）により覆われている。この陰極線管内に配置された磁気シールドは、インナー磁気シールドまたは単にインナーシールドと称される。さらに外部磁気シールド（アウターシールドとも呼ばれる）を陰極線管の外部に設置する場合もある。本発明では、これらの内部磁気シールドおよび外部磁気シールドを総称して磁気シールドという。
磁気シールドの素材は、一般に厚み０.１〜０.４ｍｍの極薄鋼板である。電機メーカーの工場で、この素材鋼板をプレス成形した後、５００℃〜６５０℃の温度で黒化処理と呼ばれる熱処理を施して、鋼板表面にＦｅ3Ｏ4からなる酸化膜を形成した後、陰極線管に組み込む。黒化処理は、錆び防止、熱放射率の向上、電子乱反射の防止などの目的で行われる。
近年、家庭用ＴＶは、画面の大型化、ワイド化、および平面化が進んでいる。その結果、電子銃から発生した電子線は、走行距離および走査距離が大きくなったため、地磁気による影響を受けやすくなっている。即ち、地磁気により偏向した電子線の蛍光面到達地点の、地磁気がない場合に本来到達すべき地点からのずれ（地磁気ドリフトと称される）が大きくなっている。そのため、磁気シールドには、この地磁気ドリフトの制御が要望されている。また、パーソナルコンピュータ等のモニタ用の陰極線管では、より高精細の静止画が求められるため、地磁気ドリフトによる色ずれは極力抑制しなければならない。
このような理由から、地磁気ドリフトによる色ずれを効果的に防止できる、高性能の磁気シールド性を有する磁気シールド鋼板が強く求められている。このような高磁気特性の鋼板を製造するため、従来は、製鋼段階で高精度の成分調整を行っていた。しかし、近年の環境問題に対する社会の要請から資源の有効利用を推進していくことが求められ、製鋼におけるスクラップ鉄の使用量の増加が見込まれている。そうなると、鋼中のトラップエレメント（混入元素）とも呼ばれる不純物元素の量や種類が必然的に増大する。従って、高性能磁気シールド素材となる高透磁率の鋼の製造は困難になりつつある。
この問題に関して、特開平１１−９２８８６号公報（以下、特許文献１という）には、スクラップ鉄からトラップエレメントとして混入しうる元素の割合を一定以下に抑えた上で、さらに介在物と呼ばれる鋼中酸化物の中で全介在物に対するＡｌ2Ｏ3の質量比を０.１以上にすることが提案されている。同様の提案は特開２００２−１８０２１４号公報（以下、特許文献２という）にも見られる。
しかし、上記特許文献１および２では、鋼中のＡｌ2Ｏ3以外の介在物の影響や全介在物の量についての検討がされておらず、そこに記載の内容のみでは安定して優れた磁気特性を持つ鋼板を必ず得ることは難しい。そのため、鋼組成が同じであっても、必ずしも高透磁率の鋼板とならず、製品の歩留まり及び生産性が低くなる。
磁気シールドには、その形状、設置場所、用途などに応じて、加工性に優れた軟質タイプの鋼板と強度に優れた硬質タイプの鋼板が使い分けられている。例えば、大画面の陰極線管の磁気シールドのように製造工程の面から剛性が必要とされる場合には通常は硬質タイプの鋼板が使用される。一方、リブ加工などの加工が必要な場合には通常は軟質タイプの鋼板が使用される。しかし、上記特許文献１、２には、焼鈍したまま、あるいはその後に軽微の調質圧延を施した軟質タイプの鋼板が記載されているだけであり、焼鈍後に冷間圧延を行って強度を高めたフルハードタイプの鋼板に関する検討はなされていない。
本発明は、スクラップ鉄の多量消費という時代要請に応え、不純物元素の量や種類が増えても高透磁率を安定して示すことができる磁気シールド冷延鋼板を提供するものである。
本発明はまた、冷間圧延組織を有するフルハードタイプの鋼板と焼鈍組織を有する軟質タイプの鋼板の各タイプごとに高透磁率となる条件を定めることにより、いずれのタイプについても良好な磁気特性を示す磁気シールド冷延鋼板を提供する。
本発明に係る磁気シールド冷延鋼板は、質量％で、Ｃ：０.００２〜０.０１％、Ｓｉ：０.５％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｐ：０.４％以下、Ｓ：０.００１〜０.１％、Ａｌ：０.００１〜２％、Ｎ：０.０１％以下、および場合により、Ｔｉ：０.０１％以下、Ｖ：０.０１％以下、Ｎｂ：０.０１％以下、Ｃｕ：０.４％以下、Ｓｎ：０.２％以下、Ｎｉ：０.１％以下、Ｃｒ：０.１％以下、Ｍｏ：０.１％以下、およびＢ：０.００１％以下から選ばれた１種または２種以上を含有する鋼組成を有し、かつ介在物が下記の式（１）〜（３）を満たす：
ＭｎＯ／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)≦０.５・・・・・（１）、
Ａｌ2Ｏ3／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)≦０.１・・・・・（２）、
鋼中の介在物総量≦０.０１質量％・・・・・（３）。
鋼組成の残部はＦｅおよび不純物である。
鋼板が高透磁率を示すためには、上記の鋼組成および介在物の条件に加えて、結晶粒が下記の条件を満たすことが必要となる。
(Ａ）冷間圧延組織を有するフルハードタイプの鋼板の場合：
結晶粒の平均扁平率が０.１５〜０.５である。ここで、結晶粒の平均扁平率とは、鋼板の圧延方向における板厚断面を光学顕微鏡で観察することにより求めた、鋼板の圧延方向で測定された結晶粒の平均長さＬ1に対する圧延方向に垂直の方向（板厚方向）で測定された結晶粒の平均長さＬ2の比（Ｌ2／Ｌ1）であると定義される。
（Ｂ）焼鈍組織を有する軟質タイプの鋼板の場合：
結晶粒の平均結晶粒径が１５〜４０μｍである。
本発明によれば、製鋼時のスクラップ鉄の混入により多様なトラップエレメントを含有する鋼板でも透磁率が高い磁気特性に優れた磁気シールド冷延鋼板を安定して確実に提供することができる。また、本発明では、フルハードタイプの高強度の鋼板と加工性に優れた軟質タイプの鋼板のいずれについても高透磁率の冷延鋼板を得ることができるので、そのシールドの用途、形状、設置場所などに応じて適切な種類の冷延鋼板を用いて磁気シールドを作製することが可能となる。
図１(a)および(b)は鋼板の板厚方向断面において圧延方向および板厚方向（圧延方向と垂直方向）の結晶粒の平均長さを測定する方法を説明する模式図である。
本発明の磁気シールド冷延鋼板は、インナー磁気シールド、すなわち、カラー陰極線管の内部にあって電子線の通過方向に対し側面から覆うように配置される磁気シールドに適しているが、アウター磁気シールドにも適用可能である。
（１）鋼組成
本発明の磁気シールド鋼板は、原料の一部として多量のスクラップを使用して製造される鋼板を想定しているので、以下に示すように、スクラップから鋼中に混入しうる可能性のある不純物元素の含有量も規定している。以下の説明において、鋼組成に関する％は、特に指定しない限り、すべて質量％である。
Ｃ量：０.００２％〜０.０１％、好ましくは０.００２〜０.００５％
Ｃは、０.０１％より増えると、冷延鋼板の製造工程で冷間圧延の後に行われる焼鈍工程において結晶粒の成長を阻害するため、鋼板の磁気特性が低下する。一方、Ｃ量を０.００２％未満まで極度に低下させようとすると鋼板の生産性が悪くなる。
Ｓｉ量：０.５％以下、好ましくは０.３％以下
Ｓｉは、鋼板の剛性を高めるのに有効で、焼鈍時の鋼板破断や磁気シールド材のハンドリング時の折れなどを防止するのに効果がある。しかし、Ｓｉがあまりに多く含有されると、黒化処理時にＳｉＯ2への選択酸化によりＦｅの酸化膜が形成しにくくなり、錆びやすくなって、電子線の吸収等にも問題を生じる。この限界のＳｉ量が０.５％である。
Ｍｎ量：２.０％以下、好ましくは１.０％以下
Ｍｎは鋼板剛性を高める。Ｍｎがあまり多くなると添加コストの問題があるので、Ｍｎ量を２.０％以下とする。
Ｐ量：０.４％以下、好ましくは０.２％以下
Ｐも鋼板剛性を高めるのに有効である。しかし、Ｐが０.４％を超えて存在すると偏析によって鋼板の製造中に割れが発生しやすくなる。
Ｓ量：０.００１％〜０.０１％、好ましくは０.００２〜０.００７％
Ｓは、過剰に存在すると鋼中に微細な硫化物が増え、素材の製造工程における焼鈍時に結晶粒の成長を阻害し磁気特性を低下させる。一方、適当な鋼片加熱温度で、適度なＳ量にすれば、大きな硫化物となって、結晶粒の成長を阻害しなくなる。以上を考慮したＳの適量が０.００１〜０.０１％である。
Ａｌ量：０.００１％〜２.０％、好ましくは０.００１％〜１.０％
鋼中に溶解したＡｌは、鋼板剛性を高めるのに有効である。しかし、Ａｌがあまり多くなると、介在物中のＡｌ2Ｏ3の比率が多くなって、高透磁率とならない。一方、Ａｌ量を下げすぎると、鋼中のＯ量の制御がしにくくなり、生産性を阻害する。以上を考慮した適量が０.００１〜２.０％である。なお、鋼組成におけるＡｌ量とは、酸可溶性Ａｌ（ｓｏｌ.Ａｌと言われる）量のことである。
Ｎ量：０.０１％以下、好ましくは０.００７％以下
Ｎは、０.０１％を超えると、鋼板表面にふくれ欠陥を生じる。
以下の元素は、スクラップから鋼に混入する可能性のある元素である。これらの元素は本発明の磁気シールド鋼板の鋼組成中に含有される必要はない。従って、これらの各元素の含有量の下限は０％であり、それぞれの元素の上限だけを次のように規定する。
Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ量：それぞれ０.０１％以下
Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂは、いずれも炭化物や窒化物を形成し、透磁率を劣化させるので、それぞれ０.０１％以下とする。
Ｃｕ量：０.４％以下
Ｃｕは、例えば自動車の廃車スクラップ中のモーター銅線などから鋼中に混入する元素である。高炉銑主体の従来の普通鋼組成では、Ｃｕ量は一般に０.００５％未満である。Ｃｕは、あまり多くなると、鋼板表面に濃化して、陰極線管の中で一部蒸発し、蛍光面と反応して色調を変える。この限界のＣｕ量が０.４％である。
Ｓｎ量：０.２％以下
Ｓｎは食缶用のブリキ屑などから鋼中に混入する。従来の普通鋼組成ではＳｎ量は一般に０.００１％未満である。Ｓｎも多くなると表面に濃化して、電機メーカーでの鋼板取り扱い中の耐指紋性を劣化させる。この限界のＳｎ量が０.２％である。
Ｎｉ量、Ｃｒ量：それぞれ０.１％以下
従来の普通鋼組成では、Ｎｉ量は０.００５％未満、Ｃｒ量は０.００４％未満である。Ｎｉ、Ｃｒはステンレス鋼のスクラップから混入する。いずれの元素も、多くなっても品質問題は見られないが、添加コストの面から、それぞれ０.１％以下とする。
Ｍｏ量：０.１％以下
Ｍｏが増えると、透磁率および保磁力が低下する。この限界のＭｏ量が０.１％である。
Ｂ量：０.００１％以下
Ｂは、過度に添加すると、再結晶温度を上昇させたり、鋼板が過度に硬化するなどの問題を生じる。その限界のＢ量が０.００１％である。好ましいＢ量は０.０００３％以下である。
（２）鋼中介在物
本発明の磁気シールド鋼板では、鋼中介在物について、Ａｌ2Ｏ3のみならず、ＭｎＯおよび介在物総量についても、次のように規定する：
ＭｎＯ／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)≦０.５・・・・・（１）
Ａｌ2Ｏ3／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)≦０.１・・・・・（２）
鋼中の介在物総量≦０.０１質量％・・・・・（３）。
鋼中の介在物総量（介在物総量の鋼に対する質量比）は、磁気特性に大きく影響し、この質量比が増えると磁気特性が劣化する。このため、鋼中介在物総量を１×１０-2％以下（＝０.０１％以下）とする。望ましくは、これは７×１０-3％以下（＝０.００７％以下）である。
介在物の総量に加えて、介在物の組成も磁気特性に影響する。まず、ＭｎＯ／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)の比率（以下ではＭｎＯ比率ともいう）が磁気特性に大きく影響し、この比率が増えると磁気特性が劣化する。この限界のＭｎＯ比が０.５である。また、Ａｌ2Ｏ3／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)の比率（以下ではＡｌ2Ｏ3比率ともいう）が増えても磁気特性が劣化する。更に、Ａｌ2Ｏ3比率は表面品質にも影響し、最悪の場合、冷間圧延時に鋼板に穴があくといった問題も発生する。磁気特性および表面品質の観点から、Ａｌ2Ｏ3比率は０.１以下とする。
（３）結晶粒
冷圧鋼板では、結晶粒は圧延方向に引き延ばされて薄くなり、平たくなった扁平形状をとる。その後に焼鈍すると、結晶粒は再結晶化して、新たな結晶粒が生成するため、結晶粒の形状は扁平ではなくなる。焼鈍後に再び冷間圧延すると、焼鈍で新たに生成した結晶粒が引き延ばされ、再び扁平になる。従って、鋼の結晶粒の形状は、結晶粒が扁平である冷間圧延組織と、焼鈍による再結晶によって形成された結晶粒が扁平ではない焼鈍組織とでは大きく異なる。冷間圧延により結晶粒が引き延ばされて扁平になると、鋼板は硬くなって、高強度になる。本発明では、冷間圧延組織と焼鈍組織のそれぞれについて、良好な磁気特性を確保するための結晶粒の形状を次のように規定する。
（３−１）冷間圧延組織
例えば、フルハードタイプの鋼板のように、結晶粒が圧延により引き延ばされたままである冷間圧延組織を有する鋼板では、結晶粒の平均扁平率が０.１５〜０.５の範囲になるようにする。これは、焼鈍後に冷間圧延を行って、組織が冷間圧延組織になった場合、結晶粒の扁平の程度が黒化処理後の磁気特性に影響するためである。即ち、冷間圧延組織を持つ鋼板の結晶粒の平均扁平率が０.５より大きくても、逆に０.１５より小さくても、黒化処理後の鋼板の透磁率が低下することが判明した。平均扁平率は好ましくは０.１５以上、０.４５以下である。
結晶粒の平均扁平率は冷間圧延の程度（圧下率）に依存する。従って、冷間圧延組織を有する本発明の磁気シールド鋼板では、焼鈍後に行う冷間圧延を、冷間圧延後の結晶粒の平均扁平率が０.１５〜０.５となるような条件で行う。この結晶粒の平均扁平率を満たすための冷間圧延の圧下率は、鋼組成によっても異なるので、一概には規定できないが、目安として冷間圧延の圧下率は２５％以上とすることが好ましい。
焼鈍した鋼板は、鋼板の平坦度を出すために調質圧延を行うのが普通である。この調質圧延も冷間圧延の１種である。しかし、通常の調質圧延では、本発明で規定する結晶粒の平均扁平率を有する冷間圧延組織を生ずることはない。
結晶粒の平均扁平率は、図１(ａ)および(ｂ)に示すように、鋼板の圧延方向の板厚断面を光学顕微鏡で観察することにより求めることができる。
冷間圧延組織を有する鋼板の圧延方向の板厚断面を観察すると、図１(ａ)に示すように、圧延方向に引き延ばされた扁平形状の結晶粒が観察される。この板厚断面の顕微鏡観察視野において、図１(ｂ)に示すように、ある長さａ1を持つ第１の圧延方向の線Ａ1-1を引き、この線Ａ1-1上にある結晶粒の個数を数える。線Ａ1-1の長さａ1は１０個以上の結晶粒がその上に存在するような長さとすることが適当である。次に板厚方向にずらして同じ長さａ1の第２の圧延方向の線Ａ1-2（図示せず）を引き、同様に結晶粒の個数を数える。この作業を、最後の圧延方向の線Ａ1-nまでｎ回繰り返す。ｎの値は３以上とすることが適当である。ｎ回の測定値から圧延方向の長さａ1上の結晶粒の個数の平均値ｎ1を算出する。圧延方向の結晶粒の平均長さＬ1は、
Ｌ1＝ａ1／ｎ1
ここで、ｎ1＝圧延方向長さａ1上の結晶粒個数のｎ回の測定での平均値
として算出される。
次に、同じ顕微鏡観察視野において、ある長さａ2を持つ板厚方向（圧延方向と垂直の方向）の第１の線Ａ2-1を引き、この線Ａ2-1の上にある結晶粒の個数を数える。冷間圧延組織では板厚方向の結晶粒の長さは圧延方向の結晶粒の長さより小さいので、板厚方向の線Ａ2-1の長さａ2は圧延方向の線Ａ1-1の長さａ1より短くてもよいが、鋼板の板厚に対して３／４以上の長さとすることが適当である。圧延方向にずらして同じ長さａ2の第２の板厚方向の線Ａ2-2（図示せず）を引き、同様に結晶粒の個数を数える。この作業を、圧延方向に線をずらしながら最後の板厚方向の線Ａ2-nまでｎ回繰り返し、ｎ回の測定値から、板厚方向の長さａ2上の結晶粒の個数の平均値ｎ2を算出する。板厚方向の結晶粒の平均長さＬ2は、
Ｌ2＝ａ2／ｎ2
ここで、ｎ2＝板厚方向長さａ2上の結晶粒個数のｎ回の測定での平均値
として算出される。
こうして求めたＬ1およびＬ2の値から、結晶粒の平均扁平率は
平均扁平率＝Ｌ2／Ｌ1
として算出される。
従って、この扁平率の値が小さいほど、結晶粒は扁平度がより高くなる。例えば、扁平率０.５とは結晶粒の圧延方向の長さが板厚方向の長さの２倍であることを意味し、扁平率０.１５とは結晶粒の圧延方向の長さが板厚方向の長さの約６.７倍であることを意味する。
本発明では、こうして求めた結晶粒の平均扁平率が０.１５以上、０.５以下である。結晶粒の平均扁平率がこの範囲であれば、結晶粒の平均粒径は特に制限されず、例えば、５０μｍ以上であってもよい。従って、冷間圧延前の焼鈍条件を広い範囲から選択することができるので、例えば、数時間〜数十時間の均熱時間をとる一般的な焼鈍条件を採用することが可能となる。平均偏平率の好ましい範囲は０.１６上、０.３５以下である。
（３−２）焼鈍組織
本発明において、焼鈍組織とは、焼鈍中の再結晶により新たに形成された結晶粒を有する組織を意味するが、その後に調質圧延または冷間圧延を受けて結晶粒がいくらか扁平になったが、その平均扁平率がなお０.５より大きい組織をも包含する。
本発明では、焼鈍組織の結晶粒の平均粒径は１５〜４０μｍの範囲内とする。結晶粒の平均粒径が大きな鋼板ほど、磁気特性が良くなる。しかし、大きくなりすぎると、鋼板を取り扱う際に折れ易くなり、取り扱いが困難となる。磁気特性と取り扱い易さの観点から適正な平均結晶粒径の範囲は１５〜４０μｍであることが判明した。
つまり、結晶粒の扁平率が０.５より大きい焼鈍組織を持つ鋼板（これは、焼鈍ままの鋼板とその後に調質圧延または比較的圧下率の低い冷間圧延を受けた鋼板を含む）の場合、結晶粒の平均結晶粒径が１５〜４０μｍの範囲になるように再結晶焼鈍行う。このような平均結晶粒径は、例えば、短時間の高温焼鈍により得ることができる。焼鈍後に調質圧延を施すことも可能である。平均結晶粒径は、好ましくは２０〜４０μｍの範囲である。
結晶粒の平均扁平率が０.５より大きい焼鈍組織を持つ鋼板は、上述したように、平均結晶粒径が４０μｍより大きくなると折れ易くなる。これに対し、前述した平均扁平率が０.５以下と扁平な結晶粒を持つ冷間圧延組織をもつ鋼板の場合には、平均結晶粒径が４０μｍより大きくなっても、結晶粒が相互に重なることにより鋼板は折れにくくなり、高強度になるため、平均結晶粒径は４０μｍを超えてもよい。
結晶粒の平均粒径（平均結晶粒径）Ｄは、平均扁平率の測定方法に関して説明したのと同様にして求めた、圧延方向において測定された結晶粒の平均長さＬ1および結晶粒の平均個数ｎ1と、板厚方向（圧延方向と垂直な方向）において測定された結晶粒の平均長さＬ2および結晶粒の平均個数ｎ2とから、次式に従って算出される：
Ｄ＝（２／π1/2）×[(Ｌ1×Ｌ2)／(ｎ1×ｎ2)]1/2。
以下の実施例は本発明の例示を目的とするものであり、本発明をいかなる意味でも制限するものではない。
表１（本発明例）および表２（比較例）に示した鋼の化学組成を有する溶鋼を真空精錬し、鋳造して鋼塊とし、これを１０００℃で熱間圧延して２.３ｍｍ厚のホットコイルを製造した。各鋼の鋼中介在物のＡｌ2Ｏ3／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)の質量比(Ａｌ2Ｏ3比率）とＭｎＯ／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)の質量比（ＭｎＯ比率）、および介在物総量は、溶鋼への合金元素添加順序、即ち、Ａｌを添加する時期をＳｉやＭｎで脱酸する前と後のいずれにするか、更には脱酸後のフリー酸素量を制御することによって、表１および表２に示す値に調整した。
熱間圧延で得られたホットコイルを酸洗してから０.５ｍｍに冷間圧延した。この鋼板を６５０℃で２４時間均熱の条件により窒素雰囲気中で焼鈍を行い、焼鈍後に更に０.１５ｍｍまで冷間圧延した。こうして得られた冷延鋼板はいずれも平均扁平率が０.１５〜０.５０の範囲内の冷間圧延組織を有していた。この焼鈍条件では再結晶により形成された結晶粒の平均粒径はおよそ２０〜５０μｍの範囲である。
各冷間圧延鋼板の磁気シールド用磁気特性を評価するための、その透磁率を次のようにして測定した。
各供試鋼板からリング形状試料（外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍ）を切り出し、黒化処理相当の熱処理（Ｎ2雰囲気中、５９０℃で１５分保持）を施した後、直流磁化特性、具体的にはＢＨヒステリシス曲線（磁化曲線）を測定した。磁気特性の１つの指標として、外部磁場強さＨｍ＝２８Ａ／ｍを試料に印加して測定したＢＨヒステリシス曲線において、最大磁束密度をこの印加した外部磁場強さで割った値を比透磁率として表に併記した。この値はＣＧＳ単位系では比透磁率の値に等しい。
Figure 2006051777
Figure 2006051777
表１に示すように、冷間圧延組織を有する鋼板について、鋼の化学組成と介在物の組成が本発明で規定する範囲内である本発明例の供試鋼板では、２８Ａ／ｍでの比透磁率が１０００を大きく超える優れた磁気特性を得ることができた。但し、Ｂの含有量が０.００３％より多くなるか、または介在物総量が７×１０-３％を超えると、磁気特性がいくらか低下し、比透磁率は１０００よりやや低くなった。
これに対し、表２に示すように、鋼組成または介在物の組成が本発明の範囲外となる比較例の供試鋼板では、結晶粒の平均扁平率が本発明の範囲内であるにもかかわらず、比透磁率が著しく低くなり、優れた磁気特性を得ることができなかった。
実施例１で作製した厚さ２.３ｍｍのホットコイルのうち、表１の鋼種Ｎｏ.１４に示した鋼の化学組成および介在物の組成を有する本発明例のホットコイルを使用し、酸洗、１回目の冷間圧延、焼鈍、２回目の冷間圧延に順に供して、０.１５ｍｍ厚の冷延鋼板を得た。焼鈍は６５０℃で２４時間均熱の同一条件で行った。１回目の冷問圧延による板厚を変えることで、２回目の冷間圧延後の結晶粒の扁平度を変化させた。得られた供試鋼板の結晶粒の平均扁平率を上述した方法で求めた結果を表３に示す。
こうして得られた、鋼の化学組成および介在物組成が本発明の範囲内で同一であり、結晶粒の平均扁平率が異なる供試鋼板の比透磁率を、実施例１に記載した方法で測定した。その結果も表３に併記する。
Figure 2006051777
表３からわかるように、鋼の化学組成および介在物組成がいずれも本発明の範囲内であっても、結晶粒の平均扁平率が０.１５より小さいか、０.５より大きくなると、比透磁率は著しく低下した。即ち、冷間圧延組織を有する鋼板において優れた磁気特性を確保するには、鋼板の化学組成と介在物組成を本発明で規定する範囲内になるように制御するだけでは不十分であって、結晶粒の平均扁平率が０.１５〜０.５の範囲になるように冷間圧延を行う必要がある。
表４（本発明例）および表５（比較例）に示した鋼の化学組成を有する溶鋼を真空精錬して鋼塊に鋳造し、これを１０００℃で熱間圧延して２.３ｍｍ厚のホットコイルを製造した。鋼中介在物のＡｌ2Ｏ3／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)の質量比(Ａｌ2Ｏ3比率）とＭｎＯ／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)の質量比（ＭｎＯ比率）、および介在物総量の鋼に対する質量比は、溶鋼への合金添加順序、即ち、Ａｌを添加する時期をＳｉやＭｎで脱酸する前と後のいずれにするか、更には脱酸後のフリー酸素量を制御することによって、表４および表５に示す値に調整した。
熱間圧延で得られたホットコイルを酸洗してから０.１５ｍｍに冷間圧延し、７５０℃で２０秒間均熱の条件で窒素中での連続焼鈍を行って、再結晶焼鈍組織を有する供試鋼板を得た。当然、各鋼板の結晶粒は非扁平であり、その結晶粒の平均扁平率は０.５０を大きく超える。７５０℃で２０秒の均熱という焼鈍条件では、結晶粒の平均粒径はいずれの鋼種でも２０〜３５μｍの範囲内であり、本発明で焼鈍組織に対して規定する平均結晶粒径の条件を満たしていた。
これらの各供試鋼板の２８Ａ／ｍでの比透磁率を実施例１に記載した方法により測定した。その結果を表４および表５に併記する。
Figure 2006051777
Figure 2006051777
表４に示すように、結晶粒が非扁平の再結晶焼鈍組織を有する鋼板の場合も、鋼の化学組成と介在物の組成が本発明で規定する範囲内である本発明例の供試鋼板では、２８Ａ／ｍでの比透磁率が１０００を大きく超える優れた磁気特性を得ることができた。但し、Ｂの含有量が０.００３％より多くなるか、または介在物総量が７×１０-３％を超えると、磁気特性がいくらか低下し、比透磁率は１０００よりやや低くなった。
これに対し、表５に示すように、鋼組成または介在物の組成が本発明の範囲外となる比較例の供試鋼板では、結晶粒の平均粒径が本発明の範囲内であるにもかかわらず、比透磁率が著しく低くなり、優れた磁気特性を得ることができなかった。
実施例３で作製した厚さ２.３ｍｍのホットコイルのうち、表４の鋼種Ｎｏ.１０に示した鋼の化学組成および介在物の組成を有する本発明例のホットコイルを使用し、酸洗してから０.１５ｍｍまで冷間圧延した後、表６に示す異なる温度で２０秒間均熱の窒素中連続焼鈍を実施した。各供試鋼板の結晶粒の平均粒径を上述した方法で求めた結果を表６に併記する。
こうして得られた、鋼の化学組成および介在物組成が本発明の範囲内で同一であり、結晶粒の平均粒径が異なる供試鋼板の比透磁率を、実施例１に記載した方法で測定した。その結果も表６に併記する。
Figure 2006051777
表６からわかるように、鋼の化学組成および介在物組成がいずれも本発明の範囲内であっても、結晶粒の平均粒径が１５μｍより小さくなると比透磁率は著しく低下した。即ち、結晶粒の平均扁平率が０.５より大きい、非扁平または扁平度の小さな結晶粒からなる組織を持つ鋼板の場合、優れた磁気特性を確保するには、鋼板の化学組成と介在物組成を本発明で規定する範囲内になるように制御するだけでは不十分であって、平均結晶粒径が１５μｍ以上になるように焼鈍を行う必要がある。

Claims (4)

  1. 質量％で、Ｃ：０.００２〜０.０１％、Ｓｉ：０.５％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｐ：０.４％以下、Ｓ：０.００１〜０.１％、Ａｌ：０.００１〜２％、Ｎ：０.０１％以下、Ｔｉ：０〜０.０１％、Ｖ：０〜０.０１％、Ｎｂ：０〜０.０１％、Ｃｕ：０〜０.４％、Ｓｎ：０〜０.２％、Ｎｉ：０〜０.１％、Ｃｒ：０〜０.１％、Ｍｏ：０〜０.１％、およびＢ：０〜０.００１％を含有する組成を有する鋼板からなるカラー陰極線管用磁気シールド冷延鋼板であって、
    鋼中の介在物が下記式（１）〜（３）式を満たし：
    ＭｎＯ／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)≦０.５・・・・・（１）、
    Ａｌ2Ｏ3／(Ａｌ2Ｏ3＋ＳｉＯ2＋ＭｎＯ＋ＣａＯ)≦０.１・・・・・（２）、
    鋼中の介在物総量≦０.０１質量％・・・・・（３）、
    かつ（a)結晶粒の平均扁平率Ｌ2／Ｌ1（鋼板圧延方向における平均結晶粒長さＬ1に対する圧延方向に垂直方向の平均結晶粒長さＬ2の比）が０.１５〜０.５の範囲内である冷間圧延組織、および(b)平均結晶粒径が１５〜４０μｍの範囲内である焼鈍組織から選ばれたいずれかの組織を有することを特徴とする、カラー陰極線管用磁気シールド冷延鋼板。
  2. Ｂ含有量が０.０００３％以下である、請求項１に記載の磁気シールド冷延鋼板。
  3. 鋼中の介在物総量が０.００７質量％以下である、請求項１または２に記載の磁気シールド冷延鋼板。
  4. ２８Ａ／ｍでの比透磁率の値が１０００より大である、請求項１または２に記載の磁気シールド冷延鋼板。
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