JPH0365429B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は方向性珪素鋼板の製造方法に関し、
特にそのスラブの熱間圧延方法に関するものであ
る。 周知のように方向性珪素鋼板は変圧器その他の
各種電気機器に使用されるものであり、その磁気
特性としては、例えば磁化力が1000A／ｍのとき
の磁束密度B₁₀値が高いこと、また磁束密度1.7テ
スラ、周波数50Hzにおける鉄損値W_17/50値が低い
ことが要求される。このような方向性珪素鋼板は
２次再結晶現象によつて（110）［001］方位すな
わち所謂ゴス方位に近い方位の結晶粒を揃えたも
のであるが、より優れた磁気特性を得るために
は、２次再結晶粒が可及的にゴス方位に揃つてい
ることが要求される。 上述のように２次再結晶粒をゴス方位に揃える
ためには、一般にはインヒビターと称される
MnS、MnSeあるいはAlN等の微細析出分散相に
よつて、磁気特性に悪影響を与える方位の１次再
結晶粒の成長を抑制するとともに、ゴス方位の２
次再結晶粒が優先的に成長するに適した集合組織
を２次再結晶開始前に形成しておくことが必要で
ある。 ところでゴス方位の結晶組織を有する鋼板を冷
間圧延した後再結晶させれば、再びゴス方位の結
晶組織が生成されることが知られている。したが
つて熱間圧延によつて得られる珪素鋼熱延母帯の
集合組織がその後の工程における集合組織の出発
点となる。そこで本発明者等は熱延母帯の集合組
織を最善ならしめるべく鋭意研究を重ねたとこ
ろ、熱延条件を従来とは変えて、熱間粗圧延終了
温度を950〜1150℃、粗圧延最終バスの圧下率を
30％以上とすることによつて、従来の熱延方法で
は得られなかつた強いゴス方位への集積を有する
熱延母帯が得られ、その結果製品の磁気特性を従
来よりも改善し得ることを見出し、既に特許出願
として提案している。 すなわち、珪素鋼スラブに対する熱間圧延前の
加熱処理は、インヒビター形成元素を充分に解離
固溶させるために、1250℃程度以上の高温で加熱
する必要があり、一方スラブ加熱炉から抽出され
た加熱スラブは、通常は粗圧延機と称される１ス
タンドのミル１基で可逆的にまたは複数スタンド
のミルで連続的もしくは可逆的に圧延した後、仕
上げ圧延機と称される数スタンドのミルで所定厚
さまで連続的に圧延するのが最も一般的である
が、従来このような熱間圧延においては主として
生産性の面からの要請により可及的に高速で圧延
することが好ましいとされ、スラブの加熱炉抽出
から圧延終了まではわずか２〜５分程度の短い時
間となつており、そのため熱間圧延中のスラブ温
度降下量も少なく、従来は粗圧延終了時のスラブ
表面温度が1180℃以上の高い温度となつているの
が実情であつた。しかるに本発明者等は熱延集合
組織の改善を図るべく熱延条件を綿密に検討した
結果、粗圧延終了時のスラブ表面温度が低いほど
熱延母帯の（110）面強度が強くなること、そし
て特に粗圧延終了時のスラブ表面温度を従来より
も低い950〜1150℃の範囲内となるように制御す
ることが磁気特性改善に極めて有利であること、
但しその場合に実際に優れた磁気特性を得るため
には粗圧延の最終パスを30％以上の圧下率とする
必要があることを新規に知見し、前記提案をなし
たのである。 しかしながら本発明者等が上記方法を実操業に
適用すべくさらに実験・検討を進めたところ、熱
延時のスラブ後端部に相当するコイルで磁気特性
が劣化する現象が生じる場合があることが判明し
た。そしてその原因を調査したところ、特に大型
のスラブを素材として用いた場合に生じる現象で
あることが判明し、さらに調査を進めたところ、
熱間粗圧延開始後、粗圧延終了温度を950〜1150
℃に制御するために圧延速度を低下させたり圧延
途中での放冷を行なつたりした際に、その粗圧延
工程期間中に特に大型スラブの後端部でインヒビ
ターの粗大化が進行してそのインヒビターの機能
が低下することが原因であると判明した。 すなわち本発明者等は、大型スラブを1250℃以
上に加熱して熱間圧延するにあたり、粗圧延終了
温度を950〜1150℃の範囲内に制御するべく熱間
粗圧延速度を低下させた場合における熱延鋼帯の
先端および後端についてインヒビターの析出状況
を調べたところ、先端では第１図Ａに示すように
微細かつ均一に析出しているのに対し、後端では
第１図Ｂに示すように粗大な析出物が生じること
が判明し、またその熱延鋼帯から得られた最終製
品板では熱延時スラブ後端位置に対応する部分で
磁気特性が実際に低下していることが確認され
た。一方、本発明者等の研究によれば、素材スラ
ブの温度が1100℃程度以下になればインヒビター
の析出が開始され、時間の経過とともに粗大化が
進行することが判明している。これらの事実か
ら、前述の現象の発生原因は、スラブ先端部と後
端部における粗圧延開始から仕上げ圧延終了まで
の熱延所要時間の差が大型スラブでは著しく大き
くなり、特に熱延所要時間の長い後端部ではイン
ヒビターの粗大化が進行し、インヒビターの機
能、すなわち２次再結晶時における１次再結晶粒
成長抑制機能が低下することにあることが判明し
た。そしてこのような知見に基いてさらに検討を
進めた結果、粗圧延終了温度を950〜1150℃の範
囲に制御するに際して、素材が大型のスラブであ
つても熱延所要時間を４分以内とすることによつ
て熱延時の素材スラブ後端のインヒビターの粗大
化を防止して、その後端に対応する製品部位の磁
気特性低下を防止し得ることを見出し、この発明
をなすに至つたのである。 したがつてこの発明は、前記提案の方向性珪素
鋼板の製造方法を改良して、素材として大型スラ
ブを用いた場合でも熱延時後端に対応する製品部
位の磁気特性低下を防止する方法を提供すること
を目的とするものである。 すなわちこの発明の方法は、Si2〜4.5重量％を
含有する方向性珪素鋼板用スラブを1250℃以上の
温度に加熱して、粗圧延およひ仕上げ圧延により
熱間圧延し、次いで１回または２回以上の冷間圧
延を施して最終板厚とした後脱炭焼鈍し、さらに
最終仕上げ焼鈍を施す方向性珪素鋼板の製造方法
において、前記粗圧延の最終パスの圧下率を30％
以上とするとともに粗圧延終了温度を950〜1150
℃の範囲内とし、かつ粗圧延開始から仕上げ圧延
終了までの熱間圧延所要時間を４分以内とするこ
とを特徴とするものである。 以下この発明の方法をさらに詳細に説明する。 この発明の方法で使用される方向性珪素鋼板用
素材としては、Siを２〜4.5％含有することが必
要である。Siが２％未満では充分な磁気特性が得
られず、4.5％を越えれば冷間圧延が困難となり、
好ましくない。また素材は、インヒビター形成元
素として、Mn、Ｓ、Se、Al、Ｎ、Sb、Ｂ、Bi
およびCuなどのうちから適宜選んで少量含有さ
せておく。 上述のような素材スラブに対しては、熱間圧延
に先立つて1250℃以上の高温に加熱する。このよ
うに1250℃以上に加熱する理由は、前述したよう
にインヒビター形成元素を充分に解離固溶させて
おくためである。 1250℃以上に加熱された素材スラブは、熱間圧
延に供される。この熱間圧延は前述したように粗
圧延と仕上げ圧延とを組合わせて行なうのが通常
であるが、この発明の方法では前記提案の方法と
同様に粗圧延段階での最終パスの圧下率を950〜
1150℃の範囲内とする。これらの条件は最も優れ
た磁気特性を得るために必要なものであつて、本
発明者等の詳細な実験の結果得られたものであ
る。粗圧終了労温度が950℃未満では次の仕上げ
圧延過程で適切なインヒビターの分散析出相が得
られず、そのため製品磁気特性が劣化する。一方
1150℃を越えれば熱延母帯の集合組織の（110）
方位への集積が1150℃以下の場合よりも弱くな
る。また粗圧延終了温度を950〜1150℃に制御し
ても、粗圧延最終パスの圧下率が30％未満では優
れた製品磁気特性が得られない。 ところで上記粗圧延終了温度条件および粗圧延
最終パス圧下率条件を満足している場合でも、前
述したようにスラブ長さが長い大型スラブを用い
た場合、熱延時後端における磁気特性が低下する
ことができる。すなわち第２図はスラブ長さの異
なる３グループ、計５本のスラブ、すなわち一般
的なスラブよりも長いスラブＡ、通常の長さスラ
ブＢおよびＣ、一般的なスラブよりも短いスラブ
ＤおよびＥについて、種々の熱延条件で熱延して
得た熱延板を用いて製造した方向性珪素鋼板の磁
束密度を粗圧延終了温度と対応して示すものであ
り、第２図に示すように従来知られている熱延条
件で粗圧延を行なつたスラブＥと比べて、この発
明で規定する950〜1150℃の温度範囲で粗圧延を
行なつた各スラブは全般的に磁気特性が良好とな
つているが、特に長大なスラブＡの場合は粗圧延
終了温度が950〜1150℃の範囲を満足しているに
もかかわらず後端において磁気特性が低下してい
る。大型スラブ使用によるコイル単重増加は歩留
りを向上させる上において有効な手段であり、し
たがつて大型スラブ使用時の上述の現象は工業的
に好ましくない。そこで本発明者等が研究を重ね
た結果、前述したように大型スラブ使用時の前述
の現象はその後端で熱延所要時間が長時間となる
ことに起因していることが判明し、さらに研究を
進めたところ、次に示すようにスラブ後端をも４
分以内で熱延を終了させることにより上述の現象
を防止し得ることを見出したのである。 第３図に、粗圧延終了温度を980℃もしくは
1000℃としたコイルについて、熱延所要時間と製
品磁束密度B₁₀値との関係を調べた結果を示す。
第３図から明らかなように、熱延所要時間が４分
を越えた場合に磁気特性が低下する。したがつて
スラブ後端をも熱延所要時間が４分以内となるよ
うに制御することによつて後端の磁気特性低下を
防止し得ることが明らかである。 上述のようにスラブ後端の熱延所要時間を大型
スラブにおいても４分以内に押え、しかも粗圧延
終了温度を従来よりも低い950〜1150℃の範囲内
とするためには、例えば熱間圧延における圧延速
度（好ましくは粗圧延の圧延速度）を後端側が先
端側よりも遠くなるように圧延パス途中で増速さ
せれば良い。すなわち、粗圧延終了温度を従来よ
りも低い1150℃以下となるように制御する方法の
１つとして、粗圧延の圧延速度を従来の一般的な
圧延速度よりも遅くする方法が考えられるが、こ
の場合速度を均一に遅くすれば後端の圧延所要時
間が著しく長くなつて４分を越えてしまうことが
あり、このような場合に圧延速度を上述のように
先端側と後端側とにおいて変化させれば、粗圧延
終了温度と圧延所要時間の両者を同時に満足する
ことが可能である。 以上のようにして４分以内で粗圧延および仕上
げ圧延を終了して所定の板厚となつた熱延鋼帯に
対しては、必要に応じてノルマライジング焼鈍を
施し、以上常法に従つて１回の冷間圧延、あるい
は中間焼鈍を挟んでの２回以上の冷間圧延を施し
て最終板厚とし、その冷延板に対し脱炭焼鈍を施
した後、焼鈍分離剤を塗布して２次再結晶および
純化のための最終仕上げ焼鈍を施し、方向性珪素
鋼板製品板とする。 以下にこの発明の実施例を記す。 実施例 １ Si2.95％、Mn0.07％、Si0.018％、Sb0.020％を
含有し、残部実質的にFeからなる組成の鋼を溶
製し、連続鋳造によつて15本の供試スラブを作成
した。これらの供試スラブのうち、５本は長さ
6500mm、10本は長さ5500mmとした。各供試スラブ
は1320〜1380℃の温度に加熱した後、次の条件下
で熱間圧延を施した。すなわち、粗圧延は５回圧
下を加え、最終パスの圧下率は50％とした。そし
た長さ5500mmのスラブ10本のうち５本は粗圧延各
パス毎のデスケーリングの水冷を強化するととも
に粗圧延速度を通常の速度より低下させて粗圧延
終了温度が950〜1150℃の範囲内に納まるように
制御した（条件）。また長さ6500mmのスラブ５
本は前記条件に準じて粗圧延を行なつた（条件
）。残りの5500mm長さのスラブ５本については、
デスケーリングの水冷強化を特に行なわず、また
圧延速度も通常の速度とした（条件）。これら
の粗圧延が終了したスラブについて、続いて仕上
げ圧延を熱延鋼帯とした後、中間焼鈍を挟む２回
冷延法によつて0.3mm厚の最終板厚の冷延板とし、
さらに常法に従つて脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗
布してコイルに巻取り、２次再結晶焼鈍を施して
方向性珪素鋼板製品とした。 この実施例１における熱間圧延工程中のスラブ
前端および後端の粗圧延終了時の温度、およびス
ラブ前端および後端の熱延開始（粗圧延開始）か
ら熱延終了（仕上げ圧延終了）までの熱延所要時
間を各粗圧延条件〜ごとに調べ、かつ最終製
品の磁気特性として熱延時の先端部に対応する部
分および後端部に対応する部分について磁束密度
B₁₀値を調べた。その結果を第１表に示す。

【表】 第１表に示すように、条件の場合は熱延所要
時間がスラブ後端で４分を越えてしまつたため、
製品磁束密度がスラブ後端対応部で抵下してしま
つたが、条件の場合は熱延所要時間が４分以内
で納まり、そのめ後端でも殆んど磁束密度の低下
が生じなかつた。なお条件の場合は熱延終了温
度が前後とも1150℃を越える高温となり、この場
合後端での磁束密度低下は生じなかつたが、全体
的にこの発明の条件範囲内（条件）よりも磁気
特性が低い。 実施例 ２ Si2.09％、Mn0.69％、Se0.020％、Sb0.018％を
含有し、残部実質的にFeからなる組成の鋼を溶
製し、連続鋳造によつて長さ6500mmのスラブ10本
鋳造した。次いで各供試スラブを加熱炉で1320〜
1380℃の温度に加熱した後、次の条件下で熱間圧
延を施した。すなわち、粗圧延は５パスで行な
い、最終パスの圧下率は50％とした。そして10本
の供試スラブのうち、７本は粗圧延最終パスの圧
延速度を通常速度（従来の一般的な圧延速度）の
１／４の速度から通常速度まで増速しながら行なつ
た（変速圧延）。残りの３本の供試スラブ３本に
ついては、通常速度の1/4の速度のまま圧延した
（等速圧延）。これらの粗圧延が終了した後、続い
て仕上げ圧延を行なつて熱延鋼帯とし、さらに実
施例１と同様な方法で最終製品とした。 この実施例２における粗圧延終了時の前後端の
温度、前後端の熱延所要時間、製品板の磁速密度
B₁₀値を第２表に示す。

【表】 第２表から明らかなように、粗圧延最終パスに
おける圧延速度を変速させることによつて、粗圧
延終了温度を950〜1150℃の範囲内に納めると同
時に熱延所要温度をスラブ後端でも４分以内とす
ることにより熱延時のスラブ後端対応位置の製品
磁気特性の低下を有効に防止することができた。 以上の説明で明らかなようにこの発明の方法に
よれば、大型スラブを素材として用いた場合で
も、熱延時スラブ後端に対応する製品部位の磁気
特性低下を招くことなく、全体的に均一に優れた
磁気特性を有する方向性珪素鋼板を得ることが可
能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂはそれぞれ熱延鋼帯における析出
物（インヒビター）の析出状況を示す電子顕微鏡
写真、第２図は各種長さのスラブの先端および後
端について粗圧延終了温度と製品磁束密度B₁₀値
との関係を示すグラフ、第３図は粗圧延開始から
仕上げ圧延終了までの熱延所要時間と製品磁束密
度との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Si2〜4.5重量％を含有する方向性珪素鋼板用
   スラブを1250℃以上の温度に加熱して、粗圧延お
   よび仕上げ圧延により熱間圧延し、次いで１回ま
   たは２回以上の冷間圧延を施して最終板厚とした
   後脱炭焼鈍し、さらに最終仕上げ焼鈍を施す方向
   性珪素鋼板の製造方法において、 前記粗圧延における最終パスの圧下率を30％以
   上とするとともに粗圧延終了温度を950〜1150℃
   の範囲内とし、かつ粗圧延開始から仕上圧延終了
   までの熱間圧延所要時間を４分以内となるように
   制御することを特徴とする方向性珪素鋼板の製造
   方法。 ２ 前記熱間圧延においてスラブ先端側の圧延速
   度よりもスラブ後端側の圧延速度が高くなるよう
   に圧延途中で圧延速度を制御することによつて、
   熱間圧延所要時間を４分以内に抑える特許請求の
   範囲第１項記載の製造方法。