JPH0776735A

JPH0776735A - 板幅方向の磁気特性が均一で、かつ熱間圧延時に耳割れ発生がない方向性けい素鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0776735A
Application number: JP5162822A
Authority: JP
Inventors: Makoto Watanabe; 渡辺　　誠; Fumihiko Takeuchi; 文彦竹内; Michiro Komatsubara; 道郎小松原
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】方向性けい素鋼板の製造に際し、熱間圧延時
における耳割れの発生を防止すると共に、板幅方向にわ
たる磁気特性を均一化とする。【構成】熱間仕上げ圧延の前までに、鋼片の両縁部
近傍を、線状熱プラズマ処理により表面温度で1300℃以
上の温度に10秒間以上加熱保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、方向性けい素鋼板の
製造方法に関し、特に熱間仕上げ圧延開始前における鋼
片の取扱いに工夫を加えることによって、板幅方向にわ
たる磁気特性の均一化及び熱間圧延時における耳割れの
防止を図ろうとするものである。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は、鋼スラブを、熱間圧
延ついで冷間圧延した後、脱炭焼鈍し、その後２次再結
晶のための最終仕上げ焼鈍を行う一連の工程によって製
造されるのが一般的である。上記の２次再結晶は、イン
ヒビターと呼ばれる微細なMnＳ，MnSe等の析出物が１次
再結晶粒の正常成長を抑制することにより達成される。
良好な２次再結晶を起こさせるためには、インヒビター
を均一に微細分散させることが必要であるが、このため
には熱間圧延前にインヒビター成分を十分に固溶させる
必要がある。従って、けい素鋼スラブは熱間圧延前に13
00℃以上の高温に加熱することが必要となる。しかしな
がら、スラブ端部は、中央部に比べて温度上昇が不十分
になり易いため、インヒビターの固溶が不完全となり、
これが熱間圧延後粗大な析出物となって磁気特性の低下
を招く原因となる。

【０００３】とはいえ、インヒビターを十分に解離固溶
させるために、スラブを高温で長時間加熱すると結晶粒
が粗大化し、この粗大粒は靭性が乏しいので仕上げ圧延
中に耳割れが発生する。この耳割れは、冷間圧延時に鋼
板の破断原因となるため、冷間圧延前に除去しなければ
ならず、大幅な歩留り低下の原因となる。

【０００４】上記の問題を解決するために、従来から種
々の方法が検討されている。例えば特開平１−176032号
公報では、スラブ抽出から熱間圧延終了までの間に鋼片
の両縁部を保熱または加熱し、1100℃以上の温度で熱間
圧延を終了させることによって、鋼片端部における磁気
特性の向上を図る方法を提案している。この方法によっ
て、鋼片端部におけるインヒビターの粗大析出が解消
し、鋼板全面にわたって均一な磁気特性が得られるよう
になった。しかしながら上記の方法では、鋼片端部に未
再結晶粗大粒が残存し、この粗大未再結晶粒はやはり靭
性に乏しいので、熱間仕上げ圧延中に割れ易く、その結
果耳割れが激しくなるという問題があった。

【０００５】また特開平４−157118号公報には、スラブ
温度が1300℃以上の熱間粗圧延段階で10〜30mmの幅圧下
を加えると共に、仕上げ圧延に先立ってシートバーエッ
ジ部を加熱し、仕上げ圧延後の該エッジ部の温度を 800
℃以上とすることによって、耳割れの発生を防止する方
法が提案されている。この方法によれば、耳割れは低減
するものの、粗圧延時に既にエッジ部ではインヒビター
が析出段階に入っているため、シートバーエッジ部を加
熱する際に、これが粗大化して磁気特性の劣化が助長さ
れるという問題があった。

【０００６】その他にも特開昭57−165102号公報では、
仕上げ圧延前にバー加熱を行う方法を提案しているが、
この方法では端部で析出したインヒビターが粗大化し、
やはり端部の磁気特性が低下するという欠点がある。上
述したとおり、端部の磁気特性低下と耳割れとを同時に
防止する技術は、現在までのところまだ開発されていな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の事
情に鑑みてなされたもので、熱間圧延時に耳割れの発生
がなく、また同時に板幅方向の磁気特性が均一な方向性
けい素鋼板の有利な製造方法を提案することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】さて発明者らは、けい素
鋼の熱間圧延時の耳割れの発生を防止し、かつ幅方向に
わたる磁気特性の均一化を達成する手段として、熱プラ
ズマに着目し、種々検討を加えた結果、熱間仕上げ圧延
前の鋼片に対して線状熱プラズマを活用することによ
り、所期した目的が有利に達成されることの知見を得
た。この発明は、上記の知見に立脚するものである。な
お、熱プラズマは、従来からよく知られていて、プラズ
マ溶射、金属加工等にはすでに応用されているが、連続
処理プロセスの鋼板に対して熱プラズマ処理を適用した
例はない。

【０００９】すなわち、この発明は、含けい素鋼スラブ
を、1300℃以上に加熱後、熱間圧延し、ついで１回又は
複数回の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げた後、脱炭
焼鈍し、その後焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ
焼鈍を行う一連の工程からなる方向性けい素鋼板の製造
方法において、熱間仕上げ圧延の前までに、鋼片の両縁
部近傍を、線状熱プラズマ処理により表面温度で1300℃
以上の温度に10秒間以上加熱することを特徴とする、板
幅方向の磁気特性が均一で、かつ熱間圧延時に耳割れ発
生がない方向性けい素鋼板の製造方法である。

【００１０】

【作用】プラズマ照射は、大きく熱プラズマ処理と低温
プラズマ処理とに分けられる。熱プラズマ処理とは、ア
ーク放電あるいは高周波放電により発生し、電子と気体
原子、イオンの温度がほぼ等しく、局所熱平衡状態にあ
るプラズマによる処理をいう。一方、低温プラズマと
は、直流グロー放電、高周波放電により発生し、気体原
子、イオンは数百度と低い温度のプラズマによる処理を
いう。

【００１１】従来のプラズマ発生装置は、図１（ａ）に
示すように、その先端が円筒状になっており、発生する
熱プラズマも円筒状でプラズマ内の温度分布が大きい。
これに対し、図１（ｂ）に示すように、熱プラズマ発生
装置の先端を矩形の陰極２及び陽極３とし、その周囲に
磁場発生装置を配設し、先端のある一点から発生する熱
プラズマを磁界により走査させることによって、熱プラ
ズマをスリット状のジェットとして発生させることがで
き、かようなプラズマを線状熱プラズマと呼称する。

【００１２】このような線状熱プラズマを用いて、熱間
圧延前の方向性けい素鋼スラブの両縁部近傍を加熱処理
すると、通常のプラズマ加熱装置による場合よりも均一
に処理でき、熱歪の発生が少なくなる。また、通常の加
熱方式によるものでは、鋼中のSiやAlが表面に拡散し
て、内部酸化層や外部酸化層を形成し、これが圧延中に
ロールに噛み込まれることによって耳きずが発生する。
これに対し、線状熱プラズマ照射ではプラズマが鋼板表
面をエッチングする働きがあるために、かような酸化層
は除去される。また、照射ガスが鋼中に侵入し、粒界に
偏析することにより粒結晶粒成長を妨げ、粗大粒の発生
も効果的に防止する。さらに急速加熱できるため、イン
ヒビターが途中段階で粗大化することなく固溶が速かに
行われる。このような効果により、板幅方向に均一な磁
気特性を有すると共に、熱間圧延後の鋼板両縁部の耳き
ずを防止することができるのである。なお、プラズマ走
査は端部のＣ方向に行うことが好ましい。またプラズマ
を走査、制御する手段としては磁界を用いるのが一般的
である。

【００１３】以下、この発明を実験結果と共に具体的に
説明する。Ｃ：0.045 wt％（以下単に％で示す）、Si：
3.25％、Mn：0.07％及びSe：0.02％を含有し、残部は実
質的にFeよりなるけい素鋼スラブを、1380℃で30分間加
熱後、５パスの粗圧延機で30mm厚のシートバーに圧延し
たのち、７パスの仕上げ熱間圧延機で仕上げ圧延して2.
2 mmの板厚にしたのち、両エッジ部を20mm除去後、980
℃, １分間の中間焼鈍を挟んで0.22mm厚の最終板厚に冷
延圧延し、ついで脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布、乾燥
してから２次再結晶焼鈍を施し、引き続き乾Ｈ₂中で12
00℃, 10ｈの純化焼鈍を施す一連の工程によって方向性
けい素鋼を製造した。このとき、スラブ抽出から仕上げ
圧延までの間に、次に述べる各処理を施した。 (a) スラブを熱間仕上げ圧延する前に、鋼片両縁部近傍
に、保温や線状熱プラズマ処理、幅圧下などを全く加え
ずに熱延鋼帯に仕上げた。 (b) スラブを熱間仕上げ圧延する前に、その両縁部に10
mmづつの幅圧下を加えたのち、熱延鋼帯に仕上げた。 (c) スラブを熱間仕上げ圧延する前に、その両縁部を10
0 mmにわたって保温し、熱延鋼帯に仕上げた。 (d) スラブを熱間仕上げ圧延する前に、その両縁部に線
状熱プラズマ処理を100mmにわたって加えたのち、熱延
鋼帯に仕上げた。

【００１４】得られた各コイル（幅：1010mm）につき、
両縁部10mmを除去したのち、幅方向に30mm幅でサンプル
33枚を切り出し磁気特性を測定した。このときの磁束密
度及び熱延後の両エッジ部における耳割れ状況について
調べた結果を図２に、また鉄損値の測定結果を図３に示
す。この結果から明らかなように、両端部を保熱した
(c) は従来法(a) に比べると端部の磁性不良は少なく、
幅方向で磁気特性がほぼ均一になっているものの、耳割
れは大きくなった。逆に幅圧下を加えた(b) は耳割れは
ほとんど発生しなかったけれども、磁気特性は幅方向で
かなり不均一となり、端部に著しい磁性不良をもたらし
た。この磁性不良は従来法よりもむしろ激しくなってい
る。これに対し、鋼片エッジ部に線状熱プラズマ処理を
した発明法(d) は、コイル端部における磁気特性不良が
少なく、両側の最エッジ部30mmを除けばほとんど均一で
良好な磁気特性が得られている。また耳割れも鋼帯全長
にわたってほとんど発生しないという良好な結果が得ら
れた。

【００１５】通常の保熱によってエッジ部のインヒビタ
ーを固溶させようとすると、結晶粒が大きくなり、粒界
割れの発生が避けられないが、線状熱プラズマ処理は、
鋼片端部を急速に加熱してインヒビターを十分固溶させ
ることができ、また鋼片の結晶粒界に対するプラズマ構
成元素の作用によって、粗大粒の発生や粒界割れを効果
的に防止できるので、上記のような結果が得れたものと
考えられる。

【００１６】次に、プラズマ照射による温度条件につい
て説明する。上記の実験に用いたサンプルと同一の組成
になるスラブを、1300℃に加熱したのち、鋼片端部を線
状熱プラズマ照射により種々の温度に加熱し、ついで熱
間圧延を施したのち、上記実験と同一の方法で最終仕上
げ焼鈍まで施した。各製品コイル（幅：1010mm）につ
き、両縁部10mmを除去したのち、幅方向に30mm幅でサン
プル33枚を切り出し磁気測定を行った。この磁気特性の
結果と熱板後の両エッジ部における耳割れ状況について
調べた結果を、図４〜６に示す。この結果から、均一な
磁気特性を得ると共に、耳割れを防止するには、線状熱
プラズマ照射による鋼片端部の加熱温度は、表面温度で
1300℃以上とする必要があることが判る。すなわち、線
状熱プラズマ照射を利用した加熱処理であっても、処理
温度が1300℃に満たないとインヒビターの析出、粗大化
が進む結果、良好な磁気特性は得られず、また耳割れに
対してもさほど効果は現れない。また加熱時間について
は、加熱時間が10秒未満では、スラブ内部温度が十分に
は上昇せず、所期した効果が得られないので、加熱時間
は10秒以上とした。

【００１７】次に、この発明の素材である含けい素鋼の
組成については、従来公知の成分組成いずれもが適合す
るが、代表組成を掲げると次のとおりである。Ｃ：0.02〜0.10％Ｃは、組織の改善に有効に寄与するが、上記の範囲外で
は良好な集合組織が形成されないので、上記の範囲とす
るのが好ましい。

【００１８】Si：２〜4.5 ％ Siは、２％未満では鉄損の低減効果に乏しく、一方 4.5
％を超えると冷延性が損なわれるので、２〜4.5 ％とす
るのが好ましい。

【００１９】上記の元素の他にインヒビター構成元素を
添加する。インヒビターとしては、主にMnＳやMnSe、さ
らにはAlＮを用いるが、この発明ではいずれを用いて
も、また併用しても良い。なおこれらの他に、Cu, Sn,
Cr, Sb, Ge, Mo, Te, Bi, Ｐ及びＶなどを使用すること
ができ、これらの各元素は単独使用、複合使用いずれも
が可能である。

【００２０】上記の成分組成を満足するスラブは、イン
ヒビターを固溶させるために1300℃以上に加熱する必要
がある。というのは、この温度未満ではインヒビターの
固溶不足となり良好な磁気特性が得られないからであ
る。上記の固溶処理後、熱延仕上げ圧延の前までに、鋼
片の端部に線状熱プラズマ処理を施す。これにより鋼片
端部のインヒビターを固溶させると共に、耳割れを予防
するのである。その後、熱間圧延、ついで１回又は中間
焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を行ったのち、脱炭焼鈍、
焼鈍分離剤塗布、ついで仕上げ焼鈍を施す。これらの各
処理は、常法に従って施せば良い。

【００２１】

【実施例】

実施例１Ｃ：0.05％，Si：3.32％，Mn：0.07％，Se：0.02％及び
Sb：0.027 ％を含み、残部は実質的にFeの組成になるス
ラブを、1350℃に加熱したのち、表１に示す種々の条件
で2.2 mm厚に熱延した。ついで、この熱延鋼帯の両端部
を20mmづつ切り落としたのち、 950℃, ２分間の中間焼
鈍を挟んで0.22mm厚まで冷延し、脱炭焼鈍後、焼鈍分離
剤を塗布したから、２次再結晶焼鈍を施した。かくして
得られた幅：830 mmのコイルから、両縁部10mmを除去し
たのち、30mm幅のサンプルを27枚切り出し、磁気特性及
び耳割れ発生状況について調べた結果を表１に併記す
る。なお、プラズマ照射条件は、電圧：30Ｖ、電流：40
000 Ａ、出力：1200kW、磁束密度：5000ガウス、N₂流
量：400 m³／ｈである。同表から明らかなように、この
発明法に従い、熱間仕上げ圧延前に、鋼片の両端部近傍
に線状熱プラズマ処理を施した場合には、端部における
磁気特性不良が少なく、また耳割れも少なくなってい
る。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例２Ｃ：0.07％，Si：3.41％，Mn：0.07％，Se：0.02％，S
b：0.027 ％, Al：0.02％及びＮ：0.009 ％を含み、残
部は実質的にFeの組成になるスラブを、1350℃に加熱し
たのち、表２に示す種々の条件で2.2 mm厚に熱延した。
ついで、この熱延鋼帯の両端部を20mmづつ切り落とした
のち、1100℃, ２分間の中間焼鈍を挟んで0.22mmまで冷
延し、脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布してから、２次再
結晶焼鈍を施した。かくして得られた幅：830 mmのコイ
ルから、両縁部10mmを除去したのち、30mm幅のサンプル
を27枚切り出し、磁気特性及び耳割れ発生状況について
調べた結果を表２に併記する。同表から明らかなよう
に、インヒビターとしてAlＮを用いた場合であっても、
この発明法に従えば、端部における磁気特性の低下及び
耳割れの発生とも抑制されている。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】かくしてこの発明に従い、スラブの熱間
仕上げ圧延の前までに、スラブ両縁部近傍に線状熱プラ
ズマ処理を施すことによって、板幅方向における磁気特
性を均一にすることができるだけでなく、鋼片端部にお
ける耳割れを格段に低減することができ、製品品質及び
歩留り向上に大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】円筒状プラズマの発生状況と線状プラズマの発
生状況を示した図である。

【図２】スラブを種々の条件で処理した場合の製品コイ
ルの幅方向にわたる磁束密度と熱延コイルの耳割れ状況
を示した図である。

【図３】スラブを種々の条件で処理した場合の製品コイ
ルの幅方向にわたる鉄損値を示した図である。

【図４】スラブを熱延するまでに種々の条件で線状熱プ
ラズマ処理した場合の製品コイルの幅方向にわたる磁束
密度を示した図である。

【図５】スラブを熱延するまでに種々の条件で線状熱プ
ラズマ処理した場合の製品コイルの幅方向にわたる鉄損
値を示した図である。

【図６】スラブを熱延するまでに種々の条件で線状熱プ
ラズマ処理した場合の製品コイルの幅方向にわたる熱延
コイルの耳割れの状況を示した図である。

【符号の説明】

１金属帯板２陰極３陽極４直流電源５処理ガス供給孔６冷却孔７熱プラズマ７′線状熱プラズマ８磁界発生装置９交流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含けい素鋼スラブを、1300℃以上に加熱
後、熱間圧延し、ついで１回又は複数回の冷間圧延を施
して最終板厚に仕上げた後、脱炭焼鈍し、その後焼鈍分
離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を行う一連の工程
からなる方向性けい素鋼板の製造方法において、熱間仕上げ圧延の前までに、鋼片の両縁部近傍を、線状
熱プラズマ処理により表面温度で1300℃以上の温度に10
秒間以上加熱することを特徴とする、板幅方向の磁気特
性が均一で、かつ熱間圧延時に耳割れ発生がない方向性
けい素鋼板の製造方法。