JPH03267319A

JPH03267319A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH03267319A
Application number: JP2067759A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nishimoto; 昭彦西本; Yoshihiro Hosoya; 佳弘細谷; Katsumi Tanigawa; 谷川　克己
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-03-17
Filing date: 1990-03-17
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0823046B2

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〕本発明は優れた磁気特性、特に高い磁束密度を有する無
方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

〔従来技術及び発明が解決すべき課題〕従来、良好な磁
気特性を有する無方向性電磁鋼板を製造するために、数
々の製造技術が開発されている。磁気特性のなかでも磁
束密度は鋼板の集合組織と密接な関係があり、磁化容易
軸である（　１００）軸を鋼板表面にできるだけ集積さ
せることが必要である。そのために、熱延板焼鈍により
熱延板組織を改良する技術、冷圧率を適正化することに
より、続いて行なう焼鈍時の再結晶集合組織を制御する
技術、冷圧、焼鈍を２回以上行なうことにより磁気特性
上好ましい集合組織へと濁汰していく技術などが知られ
ているが、いずれも十分に満足できるような改善効果は
得られないのが実情である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、このような従来技術に鑑み、ロール周方向に
縦溝を有するロールを用いて冷間圧延を行なうことによ
り磁束密度の改善を試みたものである。

ところで、グループロール（溝付きロール）による電磁
鋼板の冷間圧延技術は、従来、方向性電磁鋼板と無方向
性電磁鋼板の特徴を兼ね備えた（１００）面上立方集合
組織を有する電磁鋼板を製造するための有力手段として
検討されてきた（例えば、「鉄と鋼Ｊ　６３（１９７７
）Ｐ、１８２８、Ｐ、１８３８、Ｐ、２３３５、「鉄と
鋼Ｊ　７０（１９８４）Ｐ、２０６５）。その技術思想
は、冷間圧延時に鋼板の幅出しを行なうことによって、
再結晶焼鈍後に（１００）　　（０１１＞〜（１００）
　　（Ｏｖす〉の集合組織を発達させることにある。こ
のような技術思想に基づくものとして、例えば、特公昭
５４−１０９２２号、特公昭５３−３００９８号が提案
されている。しかし、これら従来の報告では、圧延後に
脱炭焼鈍と１０００℃以上の温度での純化焼鈍が付加さ
れており、鋼組成（Ｃ＞　０．０３％、Ｓｉ：〜３％、
Ｍｎ：〜０．２％、Ｓ＞０．０１％、ｕ　：　〜２０ｐ
ｐｍ）から判断しても、明らかに二次再結晶集合組織の
制御を狙いとしたものである。これに対し、従来、一般
無方向性電磁鋼板の集合組織制御への縦溝ロール圧延の
適用について検討した例は見当らない。

本発明はこのような現状の下で、無方向性電磁鋼板の磁
束密度を向上させることを狙いとし、冷間圧延の一部に
縦溝付ロールによる圧延を適用することにより、冷間圧
延時の集合ｇ織形成を、従来の平滑ロール圧延における
ような平面歪状態から、板幅方向への材料の流れを伴う
変形状態に移行させることにより変化させるようにした
ものである。

本発明は、縦溝付ロールによる圧延が鋼板の磁気特性改
善に極めて有効であること、そしてさらに、その際使用
するロールの溝の配列、大きさ等が鋼板の磁気特性に大
きな影響を与えることを見い出し、かかる知見に基づき
なされたものである。

すなわち、本発明の特徴とするところは、重量％で、Ｃ
：　０．０１％以下、Ｓｉ　：　７．０％以下、Ｍｎ：
０．１〜１．５％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ　：　０．
０１％未満、Ａｌ二０．００１％以下または０．０５〜
１．０％、Ｎ　：　０．００５％以下、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物からなる組成を有する熱間圧延鋼帯を、必
要に応じて焼鈍し、１回または中間焼鈍をはさむ２回以
上の冷間圧延または温間圧延を行なった後、焼鈍を施す
一連の工程によって無方向性電磁鋼板を製造するに当た
り、上記冷間圧延または温間圧延工程において、その最
終パスを含まない１以上の圧延パスにおける圧延を、ロ
ール表面の周方向に、溝ピッチＱ（ｍｍ）、溝深さｄ（
ｍｍ）が、被圧延材の初期板厚ｔ（ａｎ）に対し、０．
５≦（ｌ／ｌ）≦２．５０．１≦（ｄ／ｌ）≦０．５であり、且つ、ロール軸を通る断面における溝ピッチＱ
当たりのロール溝部断面積５（ａｎ２）が、０．１５≦
［Ｓ／（ｌｄ））≦０．６５であるような縦溝をロール
長手方向で等間隔に配列させたロールを用いて行ない、
且つ、最終パスを含む１以上の圧延パスにおける圧延を
縦溝を有しない平滑ロールを用いて行なうようにしたこ
とにある。

また、このような本発明法においては、上記冷間圧延ま
たは温間圧延工程において、縦溝付ロールを用いて行な
う圧延の（２）縦溝を有するロールを、この圧延後の被
圧延材の凸部、すなわちロール溝内に流入した鋼板部分
の溝ピッチＱ（閣）当たりの断面積Ａ（ｍ２）が、溝ピ
ッチＱ当たりのロール溝部断面積Ｓ（■２）に対し、（Ａ／Ｓ）≧０．６を満足する条件で行なうことが好ましい。

〔作　　用〕

以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説明する。

まず、鋼成分の限定理由について説明する。

Ｃ；本発明は、製鋼脱炭を行なうことによる利点を最大
限に享受し、その上で、冷間圧延時の組織形成の問題を
解決することに主眼を置いているため、Ｃは最終製品に
おいて実用上許可される限界として、その上限を０．０
１％に限定する。磁気時効に関しては、Ｃは少ない方が
好ましく、下限は限定しないが、実質的には製鋼脱ガス
技術の限界がその下限となる。

Ｓｊ：本発明の技術は、実用上はＳｉ量にかかわらず有
効であり、このため下限は特に限定しない。

上限に関しても、実用的なＳｉ量の範囲では全てに適用
可能な技術であるが、７．０％を超えるＳｉ量の鋼は、
製造法の困難さに加えて利用技術に関するメリットが無
く、このため本発明では７．０％をＳｉの上限とする。

Ａｌ：ＡｌはＳｉと同様、固有抵抗を高め、鉄損を低減
する効果があるため、無方向性電磁鋼板に添加されるこ
とが多い。本発明では、−射的な無方向性電磁鋼板に添
加される限界として、その上限を１．０％に規定する。

下限に関しては、本発明の作用効果を発揮する上で何ら
制約はない。しかし、無方向性電磁鋼板においては八〇
が微量に添加された場合、微細に析出したＭＮが最終焼
鈍時の粒成長を阻害し、鉄損値の増大をもたらす。この
ような問題を生じるＡｆｌ量は０．００１％超〜０．０
５％未満の範囲であり、本発明では、この範囲のＡｌ量
を含まないことを必須とする。以上の理由からＡｌは０
．００１％以下または０，０５〜１．０％と規定した。

その他の元素に関しては、本発明の作用効果との関係で
特段の制限が加えられる必要はないが、磁気特性に関す
る成分元素本来の影響を配慮し、Ｍｎ　：　０．１〜１
．５％、Ｐ≦０．１５％、Ｓ＜０．０１％、Ｎ≦０．０
０５％に規定する。

次に、本発明の製造条件について説明する。本発明では
上記組成を有する熱間圧延鋼帯を必要に応じて焼鈍し、
１回または中間焼鈍をはさむ２回以上の冷間圧延または
温間圧延を行なった後、焼鈍を施す、一連の工程によっ
て無方向性電磁鋼板を製造するが、上記冷間圧延または
温間圧延工程が極めて重要であり、この圧延の一部を、
ロール表面の周方向にロール長手方向で等間隔に配列さ
れるよう形成された縦溝を有するロールを用いて行なう
ことを特徴としている。

本発明において、溝付きロール圧延に使用するロールの
溝は、ロール周方向に形成され、且つロール長手方向で
等間隔に配列されることを必須とする。溝付きロール圧
延時及び平坦化圧延時に板幅方向のメタルフローの大き
なうねりを形成させるためには、ロール表面の溝はロー
ル周方向の縦溝でなければならない。また、その間隔が
不規則であると、最終製品の磁気特性が板幅方向位置に
よって大きく変わる場合があり、好ましくない。

さらに、縦溝付ロールの縦溝の配列について、特に溝が
ロール周方向に対してなす角度が、表面欠陥（微小ヘゲ
）発生との関係で問題となる。

前述したような、従来提案されている（１００）両立方
集合組織を有する電磁鋼板の製造技術においては、縦溝
とともに横溝を有するロール、或いはロール周方向に対
して角度を付けた交差する２方向に溝を有するロールを
用いるものが主体となっている。しかし、このような溝
の交差したロールで板を圧延すると、転写された凸部が
平坦化圧延時にロールとの摩擦により潰れ、微小なラミ
ネーションが形成されてしまう。したがって、縦溝付ロ
ールとしては縦溝が交差しないものを使用することが好
ましい。ロール周方向に対して角度を有する溝を設ける
場合、通板上の要請から傾きが正反対の溝を対称的に設
ける必要がある。そして、このようにして溝を設ける場
合、傾き角度がある程度大きくなると溝どうしの交差が
不可避となる。

したがって、溝にロール周方向に対して角度を付する場
合でも、縦溝どうしが交差しない限度とすべきである。

縦溝間隔等との関係で、縦溝のロール周方向に対する角
度は５°以下とすることが好ましい。

本発明においては、縦溝付きロール圧延で使用されるロ
ールの溝断面形状は特に規定しない。断面形状は、Ｖ型
、Ｕ型、半円型、台形、正弦波形等のいずれにおいても
十分な効果が認められる。

第１図（Ａ）〜（Ｇ）に本発明で使用する縦溝付きロー
ルの溝断面形状の代表例を模式的に示す。

一方、溝ピッチＲ（ｍｍ）、溝深さｄ（ａｌ）、及びロ
ール軸を通る断面における溝ピッチＱ当たりのロール溝
部断面積（溝の相対的な大きさ）Ｓ（ｍｍ２）は、圧延
の作用効果に対して大きな影響を与える。

第２図に、ロールの溝ピッチＱ、溝深さｄを種々変化さ
せたときの磁束密度Ｂ５ｏについて調べた結果を示す。

図中ｔは被圧延材の初期板厚（閣）であり、また、ΔＢ
ｓ０は通常平滑ロール圧延材に対する縦溝付きロール圧
延材の磁束密度Ｂ５゜の上昇量を示している。各供試材
は、第１表の鋼Ａの組成を有する熱延板（板厚１．６ｍ
ｍ、２．０ｍ、３．２ｍの３種類）を種々の縦溝付きロ
ールを用いて圧延し、引き続き平滑ロールで平坦化圧延
した後、８００℃で焼鈍したものである。なお、溝断面
形状は板厚１．６ｍ材は第１図（Ａ）に示すようなＶ型
、２．０ｍ材は同図（Ｃ）に示すようなＵ型、３．２＋
ｓ材は同図（Ｆ）に示すような角型のものを用いた。

同図より明らかなように、溝ピッチＱが大きすぎる場合
や溝深さｄが小さすぎる場合は、磁束密度向上効果が小
さく、初期板厚が変わっても、Ｑ、ｄの初期板厚に対す
る比Ｑハ、ｄハが（ｌｔ）≦２．５で且つ（ｄ／ｌ）≧
０．１の範囲のとき、十分な磁束密度向上効果が得られ
ている。一方、溝ピッチＱが小さすぎる場合や溝深さｄ
が大きすぎる場合、すなわち、（ｌ／ｌ）＜　０．５あ
るいは（ｄ　／　ｔ　）〉０．５の場合は、平坦化圧延
時に鋼板凸部がロールとの摩擦によって潰れる際に微小
なラミネーションを形成し、表面欠陥（微小ヘゲ）を発
生させてしまうため好ましくない。以上のような理由か
ら、本発明においては、ロールの溝ピッチＱ（ｍｎ）、
溝深さｄ（ｍｍ）を被圧延材の初期板厚ｔ（ｇｎ）に対
して、０．５　≦　（ｌ／ｌ）≦　２．５０．１　　≦　（ｄ／ｌ）　　≦　０．５の範囲に限定
した。

次に、第３図にロール軸を通る断面における溝ピッチＱ
当たりのロール溝部断面積Ｓ　（ｍｎ２）と、溝ピッチ
Ｑ（ｍｍ）及び溝深さｄ（ｍｍ）で規定されるＳ／（ｆ
ｌｄ）（溝部の相対的な大きさ）をパラメータとした場
合の磁束密度の変化を示す。各供試材は、第１表の鋼Ａ
、Ｂの組成を有する熱延板（板厚２．０１ｆｆｉ（ｍｍ
）を種々の縦溝付きロールを用いて圧延し、弓き続き平
滑ロールで平坦化圧延した後、７８０℃で焼鈍したもの
である。溝のピッチＱ、深さｄが上述の最適範囲内であ
ったとしても、溝の断面形状や溝開口部の幅等の違いに
より溝部断面積Ｓは変化するわけであるが、第３図より
明らかなように、０．１５≦Ｃ８／ＣＱ　ｄ　））≦０
．６５の範囲において十分な磁束密度の向上が認められ
る。したがって、本発明においては溝部断面積Ｓを０．
１５≦〔Ｓ／（ｌｄ））≦０．６５の範囲に限定した。

このような縦溝付きロールは、通常、平滑ロールに機械
加工あるいはレーザー照射等によって溝を形成させるこ
とにより作製されるが、その他いかなる方法を用いて作
製してもよい。

また、本発明における縦溝付きロール圧延、平坦化圧延
は冷間圧延のみならず、温間圧延（通常：４００℃以下
）で実施してもその作用効果は十分に得られる。

また、本発明では、冷間圧延または温間圧延工程におけ
る最終パスの圧延は、鋼板表面の凹凸を完全に消失させ
るため平滑ロールを用いて行なうことを必須とするが、
その他の圧延パスについての縦溝付きロール圧延と平坦
化圧延の組み合わせは任意であり、縦溝付きロール圧延
と平坦化圧延を交互に繰り返しても、或いは縦溝付きロ
ール圧延を数パス実施した後、平坦化圧延を実施しても
よい。

しかし、本発明の効果をより顕著なものとするためには
、縦溝付ロールを用いた最終のパスの圧延については、
特定の圧延条件の下で実施することが好ましい。縦溝付
ロール圧延において、その圧延条件を種々変化させ、最
終の溝付きロールによる圧延後の被圧延材の凸部、すな
わちロール溝内に流入した部分の溝ピッチＱ当たりの断
面積Ａ（ｍ、２）と溝ピッチＱ当たりのロール溝部断面
積Ｓ（ｍ２）との比Ａ／Ｓと、磁束密度Ｂ５゜の通常圧
延材に対する上昇量ΔＢｆ０との関係を調べた。その結
果を第４図に示す。また、このとき使用したワークロー
ルの溝断面形状を第５図（Ｄ）に示す。なお、縦溝付ロ
ール圧延の溝断面形状と圧延条件以外の条件（供試材、
焼鈍条件等）は第３図の場合と同一とした。第４図に示
される結果より、Ａ／Ｓが０．６以上となるような圧延
条件のとき、本発明の効果がきわめて顕著となることが
判る。

なお、本発明法における冷間圧延または温間圧延は、タ
ンデム圧延に限らず、リバース圧延でも実施することが
できる。また、中間焼鈍をはさんだ２回以上の冷圧を実
施する場合でも、最終パス、すなわち最終回の冷圧の最
後のパスを含む１パス以上で平坦化圧延を行なえばよく
、他のパスについては特に限定はない。

第　　　　１　　　　表（１％）実施例　１゜第２表の調香１に示す組成の連続鋳造スラブを１２００
℃に加熱後、粗圧延と仕上圧延工程を経て２．０ａ＋ｔ
の熱延板とし、６７０℃で巻取りを行なった。酸洗後、
５スタンド連続圧延機のＮα１〜３スタンドで縦溝付ロ
ール圧延を、また、Ｎα４．５スタンドで平滑ロールに
よる平坦化圧延を実施した。縦溝付きロール圧延は、Ｎ
ＣＬＩ〜３スタンドの上ロールに第５図（Ａ）〜（Ｄ）
に示す４種類の溝形状のロールを取り付けて実施した。

また、比較例として走１〜５スタンドともに通常の平滑
ロールを用いた圧延も行なった。これらを８００°Ｃで
連続焼鈍した後、その磁気特性を測定した。また、これ
らの実機冷圧板を実験室にて６２５〜８５０℃の種々の
温度で均熱時間９０ｓｅｃの焼鈍を行ない、Ｘ線積分反
射強度を測定した。

第６図に、縦溝付ロール圧延後の鋼板Ｃ断面ミクロ組織
の写真を示す。同図の（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ第５
図（Ａ）〜（Ｄ）の溝形状の溝付ロールにより圧延した
ものである。

第７図（Ａ）に、第５図（Ａ）の溝形状を有する溝付ロ
ールによる圧延材の平坦化圧延後の（２００）極点図を
、また第７図（Ｂ）に、通常の平滑ロル圧延材の圧延後
の（２００）極点図を示す。さらに、第８図（Ａ）に第
７図（Ａ）の鋼板の８００℃連続焼鈍後の（２００）極
点図を、また第８図（Ｂ）に第７図（Ｂ）の鋼板の同じ
＜８００℃連続焼鈍後の（２００）極点図を示す。

また第９図（Ａ）〜（Ｆ）に、溝形状が第５図（Ｂ　）
（Ｃ）（Ｄ　）（７）溝付ロールニよル圧延材（７）　
（２００）面、（２２２）面のＸ線積分反射強度を、通
常平滑ロール圧延材と比較して示す。

これらの結果から、縦溝付ロール圧延材は通常平滑ロー
ル圧延材とは圧延時の変形状態が異なり、圧延集合組織
、−成典結晶集合組織が変化していることがわかる。

磁気特性の測定結果を第３表に示す。これによれば、縦
溝付ロール圧延材は、通常平滑ロール圧延材に比べ、磁
気特性特に磁束密度が優れていることが判る。

実施例　２゜第２表の調香２〜４の組成を有する連続鋳造スラブを１
１４０℃に加熱後、粗圧延、仕上圧延工程を経て２．０
ｍｍの熱延板とし、６４０℃で巻取りを行なった。

調香２の一部と調香３．４について熱延板焼鈍を実施し
、調香２は巻取りまま材と焼鈍材、調香３．４は焼鈍材
について、酸洗後、種々の条件で縦溝付ロール圧延を実
施し、引き続き０．５閣まで平坦化圧延を行なった後、
調香２は９００℃、調香３は９５０℃、調香４は９６０
℃の各温度で最終焼鈍を実施し、焼鈍後の磁気特性を測
定した。なお、上記熱延板焼鈍は、調香２は７５０℃、
調香３．４は８５０℃で箱焼鈍（ＢＡ）により実施した
。この焼鈍は、ＡＰライン等の連続焼鈍でも実施可能で
あり、調香３，４については９５０℃での連続焼鈍（Ａ
Ｐ）も併せて実施した。また、調香３については、８５
０℃Ｘ　３ｈｒの中間焼鈍をはさむ２回冷圧、調香４に
ついては圧延温度３００℃の温間圧延も実施した。また
、比較のため同様の供試材について、従来の平滑ロール
のみによる圧延を行ない、その磁気特性を測定した。

これらの結果を第４表に示す。

（智ｔ％）

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｇ）は、縦溝付きロールの溝断面形状
を示す説明図である。第２図は、ロールの溝ピッチＱ、
溝深さｄと磁束密度上昇量ΔＢｓｏとの関係を示す図で
ある。第３図は、縦溝の大きさを表わすパラメータＳ／
（ｌｄ）と磁束密度Ｂ、ａとの関係を示す図である。第
４図は、縦溝付ロール圧延における圧延条件Ａ／Ｓと磁
束密度の上昇量ΔＢ　ｓｎとの関係を示す図である。第５図は、縦溝付ロールの溝断面形状、寸法を示す説明
図である。第６図（Ａ）〜（Ｄ）は、縦溝付ロール圧延
後の鋼板Ｃ方向断面金属組織を示す顕微鏡拡大写真であ
る。第７図（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ本発明材及び従来
材の圧延集合組織を示す（２００）極点図である。第８
図（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ本発明材及び従来材の一次
再結晶集合組織を示す（２００）極点図である。第９図
（Ａ）〜（Ｆ）は１本発明材、従来材の集合組織を示す
図である。ｐｅ　ｎｔ　　　　ａＹｌ状１．６硼窄　　Ｖ型 × ４に面欠Ｆ！ｌ登生１．００３．０ｔＳ／ｆｌ・ｄ第４図０．０５０８１５８０Ａ／Ｓ第５図第図Ｄ第７図Ｄ第図Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：７．０％
以下、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｐ：０．１５％以下、
Ｓ：０．０１％未満、Ａｌ：０．００１％以下または０
．０５〜１．０％、Ｎ：０．００５％以下、残部Ｆｅ及
び不可避的不純物からなる組成を有する熱間圧延鋼帯を
、必要に応じて焼鈍し、１回または中間焼鈍をはさむ２
回以上の冷間圧延または温間圧延を行なった後、焼鈍を
施す一連の工程によって無方向性電磁鋼板を製造するに
当たり、上記冷間圧延または温間圧延工程において、そ
の最終パスを含まない１以上の圧延パスにおける圧延を
、ロール表面の周方向に、溝ピッチｌ（ｍｍ）、溝深さ
ｄ（ｍｍ）が、被圧延材の初期板厚ｔ（ｍｍ）に対し、０．５≦（ｌ／ｔ）≦２．５０．１≦（ｄ／ｔ）≦０．５であり、且つロール軸を通る断面における溝ピッチｌ当
たりのロール溝部断面積Ｓ（ｍｍ＾２）が、０．１５≦〔Ｓ／（ｌｄ）〕≦０．６５であるような縦溝をロール長手方向で等間隔に配列させ
たロールを用いて行ない、且つ、最終パスを含む１以上
の圧延パスにおける圧延を、縦溝を有しない平滑ロール
を用いて行なうことを特徴とする磁気特性の優れた無方
向性電磁鋼板の製造方法。
（２）縦溝を有するロールを用いて行なう圧延の最終の
パスにおける圧延を、該圧延によりロール溝内に流入し
た鋼板部分の溝ピッチｌ（ｍｍ）当たりの断面積Ａ（ｍ
ｍ＾２）が、溝ピッチｌ当たりのロール溝部断面積Ｓ（
ｍｍ＾２）に対し、（Ａ／Ｓ）≧０．６を満足する条件で行なうことを特徴とする請求項（１）
に記載の磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
。