JPH0331421A - 方向性けい素鋼スラブの加熱方法 - Google Patents

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） この発明は、圧延方向にすぐれた磁気特性を有する一方
向性けい素鋼板の製造に関連して、該鋼板素材としての
けい素鋼スラブの高温加熱について以下に述べる。

周知のごとく一方向性けい素鋼板は、板面に（１１０）
面、圧延方向に＜００１＞軸が揃った２次再結晶粒によ
って構成され、最終焼鈍中に上記方位の結晶粒を選択成
長させることが肝要であり、そのためには微細なＭｎＳ
、　ＭｎＳｅ、　ＡＩＮなどのいわゆるインヒビターが
仕上焼鈍前に、均一に分散していて（１１０）　（００
１）方位の２次再結晶粒が選択成長できるよう他の結晶
粒の成長を抑制することが必要である。

そのような分散形態のコントロール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
当な冷却パターンで熱間圧延することによって得られる
ことは既によく知られているところである。

かかる目的で行なわれるスラブ加熱は通常１３００℃以
上の高温で行われるが、中心部まで十分加熱を行うため
に表面温度は１３５０℃以上に加熱されるのが通例であ
る。

（従来の技術） スラブの高温加熱については、特公昭４７−１４６２７
号や特開昭６０−１４５３１８号公報に記載されている
ように、所定温度（１２５０〜１３００℃）までの１回
目のスラブ加熱を行った後、スラブを一旦加熱炉゛から
出し、それを直ちに別の加熱炉に装入して１３５０℃以
上に加熱する方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが１回目のスラブ加熱中に発生したスケール（Ｆ
ｅＯやＳｉｎ、等の酸化物）が完全に除去されないまま
２回目のスラブ加熱が施されると、たとえ無酸化雰囲気
で加熱を行っても、スケール残留部の酸化がさらに促進
され、局部的にＳｔのない純鉄に近い層が形成される。

その後の冷間圧延工程で行われる焼鈍処理中では、鋼板
表面に数μｍ厚さのサブスケール層が形成されるが、純
鉄に近い層からなる部分は、周囲の健全な部分にファイ
アライト（ｎＦｅＯ３ｉｏｔ）が形成されるのに対し、
ＦｅＯ単体に近い周囲よりも薄い酸化層が形成される。

そしてこのような表層部のサブスケールの組成や厚みの
差が製品段階でヘゲ状の模様として残り、外観上の欠陥
となる。

なお２回目のスラブ加熱での部分的過酸化の防止には、
２回目のスラブ加熱での酸素濃度を極力低く（例えば０
．５％以下）したり、長時間加熱を回避することも有効
であるが、操業性および設備のメンテナンスを悪化する
ため実施されるに到っていない。

そこでこの発明は、と（に２回目のスラブ加熱での部分
的な過酸化を防止し得る有利なけい素鋼スラブの加熱方
法について提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 発明者らは、鋼板表面のヘゲ模様欠陥の発生を防止する
には、２回目のスラブ加熱段階において地鉄中のＳｔを
酸化するＦｅＯ等の酸化源のないことが不可欠であると
の知見を得、この発明を完成するに到った。

すなわちこの発明は、含けい素鋼スラブを加熱後熱間圧
延し、次いで１回または中間焼鈍をはさむ２回以上の冷
間圧延によって最終板厚にしたのち、脱炭焼鈍とこれに
続く最終仕上焼鈍によって一方向性けい素鋼板を製造す
るに当り、該含けい素鋼スラブを１３００″Ｃをこえな
い温度に加熱後、鋼板表面に生成したスケールを除去し
、次いで１３５０〜１４９０℃の温度域に加熱すること
を特徴とする方向性けい素鋼スラブの加熱方法で、とく
に２回目のスラブ加熱を酸素濃度が１％以下の不活性雰
囲気下で行うことが有利である。

この発明を適用し得る素材は、Ｓｉ　：　２．０〜４．
５ｎｔ％（以下単に％と示す）を含む方向性けい素鋼板
用のスラブあり、連続鋳造や、鋼塊を分塊圧延してえら
れ、ここにインヒビターとしてＳ、Ｓｅ。

＾ｌのうちから選ばれる１種ないし２種以上を合計で０
．０１〜０．０６％と、Ｍｎ　：０．０２〜０．１０％
含むものとすることが好ましい。

すなわちＳｔは鋼板の比抵抗を高め鉄損を下げるために
添加され、２％を下田るとα−Ｔ変態によって最終高温
焼鈍で結晶方位が損われ、一方４．５％の上限は冷延性
の点から決められる。

またＳ、　Ｓｓ、　ＡＩの総量の下限を０．００５％と
したのはこれらＭｎＳ、　ＭｎＳｅ＋　ＡＩＮの形で鋼
中に微細に分散してインヒビターとして機能するための
最低量としてであり、また上限を０．０６０％としてい
るのはこれ以上増えるとスラブ加熱中にそれらを固溶さ
せ、インヒビターとして利用するのに、この発明の範囲
をこえる高温加熱が必要になり、酸化をより促進するた
め不利である。

Ｍｎ量に関しても同様にインヒビター量確保のため０．
０２％を下限とし、ＭｎＳ、　ＭｎＳｅ解離固溶のため
のスラブ加熱温度を高（しないという点で０．１％の上
限規制を要する。

なおインヒビターとしてはこの他にＳｂ、　Ｓｎ、　Ａ
ｓ。

Ｐｂ＋　Ｂｉ＋　Ｃｕ、　Ｍｏなどの粒界偏析型元素や
ＢＮ、　ＶＮなと、他の窒化物形成元素を同時に含有さ
せることも知られているが、この発明の方法で加熱する
場合にもこれらの成分添加による品質改善効果を損うも
のではなく、これらを添加した場合についてもこの発明
の範囲に含まれる。

（作　用） 上記成分を有するスラブは、まず従来型のガス燃焼型ス
ラブ加熱炉で加熱されるが、このときスラブ温度が１３
００℃をこえない範囲で加熱した後、−たん炉から抽出
し、鋼板表面のスケールを除去し、次いでスラブ誘導加
熱炉に装入し、スラブ温度が１３５０℃以上１４９０℃
以下の範囲に加熱する。ここで云うスラブ温度とはスラ
ブ厚み方向の最も温度の低い部分の温度（表面温度の測
定値をもとに伝熱計算で求めたもの）を云う。

一般にスラブ中心部は温度が上り難く、スラブ内の最冷
点の温度を上記範囲に規制することが最終製品の磁気特
性の安定化に重要である。ここにスラブ中心温度が、上
記の各温度領域に納まっているかどうかは、スラブ厚み
の中心部に熱電対を装入することにより測温し確認した
。

予備加熱に当るガス燃焼型スラブ加熱炉でのスラブ温度
を１３００℃以下としたのは、これ以上高くするとガス
燃焼炉内のノロ発生が急激に進み始めるからである。な
お下限は２回目加熱で均一加熱が得られにくくなる１１
００℃とすることが好ましい。

この１回目のスラブ加熱後に、鋼板表面に生成したスケ
ールを、例えば高圧スプレー水により表面を急冷した後
に機械的に（例えばブラッシング等）除去する。

次いで誘導加熱炉に装入しスラブ温度を１３５０℃〜１
４９０℃の範囲に加熱する。２回目のスラブ加熱をこの
範囲に限定した理由は次の通りである。

始めに述べたようにスラブ高温加熱を必要とする理由は
インヒビターの固溶であり、鋼中に含有されるＭｎＳ、
　ＭｎＳｅ、　ＡＩＮの量に応じ、必要量をインヒビタ
ーとして機能させるための解離固溶条件として下限が決
まる。一方、スラブ加熱温度が高くなりすぎるとスラブ
結晶粒の粗大化による製品の帯状細粒の発生が磁性を劣
化させ、さらにエネルギーコストが高くなることから上
限が規制される。

第１図は、誘導加熱炉におけるスラブ中心部の適正温度
を示すものでインヒビターとしてＳｅ：０．０２２％、
　Ｍｎ　：　０．０８％、　Ｓｂ　：　０．０２５％を
含有する３、４５％けい素鋼スラブをこの発明の方法に
従ってガス燃焼型のスラブ加熱炉と、スラブ誘導加熱炉
とによる複合加熱で加熱した後、２．５　ｍｍ厚のホッ
トコイルとなし、公知の冷延２同法工程で０．３０鵬厚
の製品に仕上げた際の最終製品磁気特性を、スラブ誘導
加熱炉における加熱時、均熱中のスラブ中心温度に対し
て示したものであり、いずれのスラブも各均熱温度で１
０〜５ｍ１ｎ保持をした。

加熱温度が１５０℃〜１３５０℃の範囲で製品の磁束密
度Ｂ１゜値は１．８９７と安定した値かえられた。

第２図は誘導加熱における雰囲気の酸素含有量およびス
ラブ加熱時の表面温度によって酸化減量が変化する様子
を示したもので、前記組成のけい素鋼スラブをこの発明
の方法によってガス燃焼型スラブ加熱炉でスラブ中心温
度が１１５０℃になるまで加熱した後、スラブ誘導加熱
炉にて２０〜４０ｍ１ｎ加熱し、表面温度が図に指示さ
れている温度に達してから１０ｍ１ｎ保持した後、抽出
し酸化減量を調べたものである。

加熱雰囲気中の０２量をスラブ表面温度が１３５０℃以
上において１．０％以下に抑えることで、酸化減量を著
しく減らし得ることが明らかである。

また２回目のスラブ加熱を、酸素濃度が１％以下の不活
性雰囲気で行うことによって、第３図に示すように、ヘ
ゲ模様の発生を極めて低くすることが可能である。なお
雰囲気調整は例えば２回目加熱炉の開口部を極力減らし
、加えてＮ２ガス等の不活性ガスを封入して炉内圧を大
気圧よりも高めに維持する方法が有利である。

この発明の条件で加熱されたスラブに対する熱間圧延以
降の工程は特に通常と変わるところはなく、インヒビタ
ーの量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
〜０．５０ｍｍ厚の一方向性けい素鋼板を製造すること
ができる。

（実施例） 実施盤上 連続鋳造によって溶製した、Ｃ：　０．０３％、　Ｓｉ
：　３．０５％、　Ｍｎ　：０．０７１％、　Ａｍ　；
　０．００１％、Ｐ：０．００４％、　　Ｓ　：０．０
１８％を含有する厚さ２１５鵬で重さ約８むの含けい素
鋼スラブを熱間圧延するに際し、スラブ厚みの中心部に
熱電対を装入測温できるようにし、まずガス燃焼式ウオ
ーキングビーム型のスラブ加熱炉にてスラブ中心部温度
が１２００℃に達するまで３ｈ加熱した後スラブを一旦
炉外に抽出し、スラブ表裏面に高圧スプレー水を吹きつ
けた後ピンチロールで０．５〜１ｍｓ圧下してから表面
をワイヤブラシで研削するデスケーリングを施し、次い
でスラブ誘導加熱炉にてスラブ中心部温度が、１４５０
℃になるまで約３０ｍ１ｎ昇温し、この温度で１５ａ＋
ｉｎ保持してから熱間圧延し、２．５　ｍの熱延鋼帯に
仕上げた。

次いで熱延鋼帯の表面酸化層を酸洗除去した後、冷間圧
延によって０．６５ｍｍの中間厚となし、９５０℃３ｓ
ｉｎの中間焼鈍を水素窒素混合ガス中で行なった後、冷
間圧延で０．３０ｍａ＋の製品板厚に仕上げた。

この後、８５０℃＋　　３ａ＋ｉｎ湿水素中で脱炭焼鈍
を行なったのち、焼鈍分離材としてＭｇＯを塗布し、水
素中で１２００℃、　１０ｈの仕上焼鈍を行った。

かくして得られた最終製品の磁気特性はコイル長手方向
５ケ所において測定した結果、ＷＢ７ｓ。：ｌ、２０±
０．０１　Ｗ／ｋｇ、　ａｔｏ　ｎ　１．８８±０．０
０５Ｔと一船的な方向性けい素鋼としては磁性ばらつき
も少なくすぐれたものであった。

また製品の表面観察の結果について、１回目と２回目と
のスラブ加熱の間にデスケーリングを行わない場合との
比較において第４図に示す。同図から、この発明に従っ
て得られた製品は、デスケーリングを行わない場合と比
較してヘゲ状模様の発生が極めて少ないことがわかる。

実１」レー 実施例１と同様の素材を同様に処理するにあたり、スラ
ブ誘導加熱炉をＮｔガスでシールし雰囲気中の酸素濃度
を０．１〜０．３％としたところ、同様にヘゲ状模様の
全くない製品が得られた。なお磁気特性は、実施例１と
同様であった。

（発明の効果） この発明によればけい素鋼スラブの高温加熱に由来する
製品の表面欠陥の回避の下に、高品質の方向性けい素鋼
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラブを誘導加熱炉で加熱したときの均熱炉の
スラブ中心温度（℃）と最終製品の磁束密度Ｂ、。値（
Ｔ）との関係を示すグラフ、第２図は誘導加熱炉でスラ
ブを加熱した場合のスラブ表面温度（℃）および加熱中
の炉内雰囲気の０２含有量（％）が、スラブ加熱前後の
酸化減量（％）におよぼす影響を示すグラフ、 第３図はヘゲ模様発生率と炉内酸素濃度との関係を示す
グラフ、 第４図はヘゲ模様発生率を示すグラフである。 第１図 スラブζｐｔじ：Ｊ１度（゛ご） 第２図 第３図 ２回目力Ｏ＠時・炉内〔％０２〕 手 続 補 正 書 平成 元年 ８月 １日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含けい素鋼スラブを加熱後熱間圧延し、次いで１回
   または中間焼鈍をはさむ２回以上の冷間圧延によって最
   終板厚にしたのち、脱炭焼鈍とこれに続く最終仕上焼鈍
   によって一方向性けい素鋼板を製造するに当り、 該含けい素鋼スラブを１３００℃をこえない温度に加熱
   後、鋼板表面に生成したスケールを除去し、次いで１３
   ５０〜１４９０℃の温度域に加熱することを特徴とする
   方向性けい素鋼スラブの加熱方法。 ２、含けい素鋼スラブを加熱後熱間圧延し、次いで１回
   または中間焼鈍をはさむ２回以上の冷間圧延によって最
   終板厚にしたのち、脱炭焼鈍とこれに続く最終仕上焼鈍
   によって一方向性けい素鋼板を製造するに当り、 該含けい素鋼スラブを１３００℃をこえない温度に加熱
   後、鋼板表面に生成したスケールを除去し、次いで酸素
   濃度が１％以下の不活性雰囲気下で１３５０〜１４９０
   ℃の温度域に加熱することを特徴とする方向性けい素鋼
   スラブの加熱方法。