JPH0819464B2

JPH0819464B2 - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0819464B2
Application number: JP2016750A
Authority: JP
Inventors: 昭彦西本; 佳弘細谷; 克己谷川
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1990-01-27
Filing date: 1990-01-27
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH03223425A

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。

〔従来の技術および解決すべき課題〕

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示されている。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回以上行うことにより
磁気特性上好ましい集合組織へと淘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うことによ
る磁束密度の改善を試みたものである。

ところで、グルーブロール（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）面上位方集合
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」63（1977）P.82
8、P.1838、P.2335、「鉄と鋼」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うこと
によって、再結晶焼鈍後に｛100｝＜011＞〜｛100｝＜0
vw＞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％、Al:20ppm）
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
性電磁鋼板の重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
圧延時の集合組織形成を、従来のフラット圧延における
平面歪状態から、幅拡がり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。

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:0.1〜7.0％、Mn:0.1〜1.5％、P:0.1
％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およ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、若しくは焼鈍するこ
となく、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った後、焼鈍を行うことにより無
方向性電磁鋼板を製造するに際し、上記冷間圧延または
温間圧延において、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、ロール周方向に縦溝を有するロ
ールにて行い、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にて行うよう
にしたことにある。

また、このような本発明においては、上記縦溝付ロー
ル圧延を下式を満足するような条件で行うことが好まし
い。

但し、Ai:i番目の縦溝付ロール圧延後の縦溝ピッチｌ
当りの被圧延材の断面積（mm²）Ａ′i:i番目の縦溝付ロール圧延後の、ロール溝内に流
入した被圧延材部分の溝ピッチｌ当りの断面積（mm²） l:縦溝のピッチ（mm） t:被圧延材の初期板厚（mm）〔作用〕本発明の作用効果を明らかにするため、実験室冷間圧
延機を用いて以下のような実験を行った。

第１表に示す成分の鋳片を第２表に示す条件で熱間圧
延した後、該熱延板について下記に示すような工程で、
縦溝付きロール圧延−平滑化圧延−焼鈍を実施し、この
際の縦溝ロール圧延によるメタルフロー、平坦化圧延後
および最終焼鈍後の断面ミクロ組織、最終焼鈍後の集合
組織、および磁気特性を調べた。その結果を第１図ない
し第４図に示す。なお、縦溝付きロール圧延では、第５
図に示すような溝形状を有するロールを用いた。

本実験において、縦溝付きロール圧延−平坦化圧延の
実施により次のような作用効果が認められた。

第１図に示す写真は、縦溝付きロール圧延後の鋼板Ｃ
方向断面のメタルフローを示すもので、（Ａ）〜（Ｄ）
の写真はそれぞれ縦溝付ロール圧延を１パス、２パス、
３パス、４パスで行った場合の鋼板Ｃ方向断面を示して
いる。これによれば、縦溝付きロール圧延により、鋼板
Ｃ方向断面のメタルフローは各パス毎に溝ピッチに対応
したうねりを呈し、パス回数の増加に伴って、より複雑
なうねりとなる。

第２図の（Ａ−１）〜（Ｄ−１）の写真は、それぞれ
第１図の（Ａ）〜（Ｄ）の鋼板を平滑ロールにより平坦
化圧延した後の、鋼板断面ミクロ組織を示している。こ
れによれば、平坦化圧延により第１図に示すような鋼板
表面の凹凸は完全に消失している。しかし、縦溝付ロー
ル圧延によるメタルフローのうねりは、平坦化圧延後も
残存しており、明らかに従来の冷間圧延組織とは異って
いる。

第２図（Ａ−２）〜（Ｄ−２）の写真は、それぞれ第
２図（Ａ−１）〜（Ｄ−１）に示す鋼板の最終焼鈍後の
ミクロ組織を示している。また、第３図は最終焼鈍の集
合組織を示すもので、（Ｉ）は１パスの縦溝付ロール圧
延（無潤滑、潤滑）後、平坦化圧延を行ったもの、（I
I）は４パスの縦溝付ロール圧延（無潤滑、潤滑）後、
平坦化圧延を行ったものである。比較のため平滑ロール
だけで圧延を行った場合（従来法）の集合組織を（II
I）に示した。また、第４図は、縦溝付ロール圧延−平
坦化圧延−焼鈍を行った鋼板の、磁束密度に及ぼす縦溝
付ロール圧延のパス回数、圧延温度および潤滑の効果を
示したものである。

これらによれば、まず、第２図（Ａ−２）〜（Ｄ−
２）に示すように、焼鈍後ではフェライト組織上の有意
差は認められなくなる。しかし、第３図に示すように再
結晶組織上は、縦溝付ロール圧延を付加することによ
り、（111）＜112＞近傍の集積が｛100｝＜uvw＞系の集
積に移行する。そして、焼鈍後の磁気特性に関しては、
第４図に示すように縦溝付ロール圧延を付加することに
より、顕著な磁束密度の向上が認められる。その程度
は、冷間圧延より温間圧延のほうが、また無潤滑より潤
滑を行ったほうが顕著である。また、圧延条件によって
も異なるが、縦溝付ロール圧延は、２〜４パスで行った
場合にその効果が最も大きくなっている。

第４図に示されるように、縦溝付ロール圧延のパス回
数は、良好な磁束密度を得るために好ましい範囲が存在
し、圧延温度、潤滑条件とともに、本発明の効果をより
具体的なものとする上で重要なプロセス因子である。パ
ス回数は、本質的には縦溝付ロール圧延による総圧下量
を規制するもので、第６図に示される結果から、溝のピ
ッチをｌ、被圧延材の元厚をｔとした時、各縦溝付ロー
ル圧延（各パス）後に板幅方向の単位溝ピッチｌで評価
した被圧延材の総断面積Aiと、その時ロール溝部内に流
入した材料（凸部）の断面積Ａ′ｉにより規定されると、各縦溝ロール圧延過程における原板長さに対する伸
び率εｉとから導かれるの総和、が以下の範囲である時、本発明の効果が顕著に現われ
る。

また、上述したように縦溝付ロール圧延は、潤滑を行
い、しかも温間圧延（通常、400℃以下）で実施するこ
とが、磁束密度を向上させる上で最も好ましい。

次に、本発明の鋼成分の限定理由について説明する。

C:本発明は、製鋼脱炭を行うことによる利点を最大限に
享受し、その上で、冷間圧延磁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0.01％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。

Si:本発明は、磁束密度の低下が問題となる高Si電磁鋼
板に適用されるべき技術である。従って、（Si＋Al）量
でほほ1.6％以上の組成におけるフェライト単相領域の
鋼種に対してより有効となる。しかし本発明の技術は、
実用上はSi量にかかわらず有効であり、このため0.1％
をその下限とする。上限に関しては、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S
i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と同様に、フェライト安定化元素であり、単
独で添加した場合、ほぼ2.0％でα単相組成となる。本
発明は実質的には（Si＋Al）1.6％の鋼に対して有効
な技術であり、一般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、Alが微量に
添加された場合、微細に析出したAlN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Al量は0.001％超〜0.05％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
0.1％、Ｓ0.01％、Ｎ0.005％に規定する。

本発明では縦溝付ロール圧延で使用されるロールの溝
形状は特に規定しない。後述する実施例でも明らかなよ
うに、溝の断面形状、間隔、溝深さにより、その作用効
果は変化するが、従来のフラット圧延材に比べて、いず
れの条件においても磁束密度向上効果が認められるから
である。

しかし、その効果との関係であえて好適な条件を限定
するならば、ロールの縦溝は溝ピッチｌ5mm、溝深さ
0.3mmが好ましい。

溝ピッチが5mmを超えると、一般的な電磁鋼板の熱延
板板厚（1.6〜2.5mm）に対して２倍以上のピッチとな
り、板幅方向に均一に且つ周期的なメタルフローのうね
りを縦溝付ロール圧延で導入することが困難になる。ま
た溝深さが0.3mm未満では、平滑ロールによる圧延に較
べて有意なメタルフローのうねりを発生させることが困
難となる。その結果、いずれの場合でも、本発明の効果
を十分に発揮することができない。

溝の断面形状は、Ｖ型、Ｕ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。

また、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）面立体
集合組織を有する電磁鋼板の構造技術においては、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。

なお、本発明法における冷間圧延は、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えばよく、他のパスに
ついては特に限定はない。

〔実施例〕

本発明の作用効果を確認するため、下記条件にて実機
試験を行った。供試鋼の化学組成を第３表に示す。供試
鋼は、いずれも転炉溶製後、RH脱ガス設備にて所定の炭
素量まで脱炭した後、連続鋳造にて200mm^tのスラブとし
た。該スラブを鋼番−１については1200℃に、鋼番−２
〜４については1140℃に加熱後、粗圧延と仕上げ圧延工
程を経て2.0mm^tの熱延板とし、鋼番−１については700
℃で、鋼番−２〜４については640℃で巻取りを行っ
た。

鋼番−２の一部と鋼番−３、４について熱延板焼鈍を
実施し、鋼番−１は巻き取りまま材、鋼番−２は巻き取
りまま材と焼鈍材、鋼番−３、４は焼鈍材について、そ
れぞれ酸洗によるスケール除去を行い、しかる後、本発
明が規定する冷間圧延（0.5mm^t）に供し、最終焼鈍後の
磁気特性を測定した。なお上記熱延板焼鈍は鋼−Ｚは75
0℃、鋼−３、４は850℃で箱焼鈍（BA）を用いて実施し
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、鋼−３、４においては、950℃での連続焼鈍（AP）
も併せて実施した。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冷間圧延を行い、こ
れら鋼板の磁気特性の測定も併せて行った。

第４表および第５表にその結果を示す。

このうち、第４表として示した実施例−（Ｉ）では冷
間圧延または温間圧延に５スタンド連続圧延機を使用
し、本発明例では、No.1〜No.3スタンドで縦溝付ローウ
圧延を、またNo.4、No.5スタンドで平滑ロールによる平
坦化圧延を実施した。

また、第５表として示した実施例−（II）では、同じ
く５スタンド連続圧延機を使用したが、この実施例で
は、縦溝付ロールの溝形状と縦溝付ロール圧延のパス回
数を変えて例間圧延を実施した。

また、本実施例では、鋼番−３を用いて２回冷圧を実
施し、その効果についても確認した。その結果を第６表
に示す。

なお、この実施例−（III）では、鋼番−３のスラブ
を上述したと同様の条件で熱延板とした後、熱延焼鈍
し、酸洗によるスケール除去を行った後、本発明が規定
する条件の下で中間焼鈍をはさむ２回冷圧を実施し、最
終焼鈍後の磁気特性を測定したものである。

また、この実施例では冷間圧延を５スタンド連続圧延
機とシングルスタンドリバース圧延機で実施した。

第６表からも明らかなように、２回冷圧法においても
１回冷圧法と同様の効果が認められた。

実施例−（Ｉ）実施例−（II）実施例−（III）

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は、縦溝付ロール圧延後の鋼板Ｃ
方向断面の金属組織を示す顕微鏡拡大写真である。第２
図は、縦溝付ロール圧延−平坦化圧延後の鋼板断面図の
金属組織、および最終焼鈍後の鋼板断面の金属組織をそ
れぞれ示す顕微鏡拡大写真である。第３図（Ｉ）〜（II
I）は、最終焼鈍後の鋼板の集合組織を示す極点図であ
り、このうち（Ｉ）、（II）は本発明法による鋼板、
（III）は従来法による鋼板の各集合組織を示すもので
ある。第４図は、縦溝付ロール圧延−平坦化圧延−焼鈍
を行った鋼板の磁束密度に及ぼす、縦溝付ロール圧延の
パス回数、圧延温度および潤滑の影響を示すグラフであ
る。第５図は、実験で用いた縦溝付ロールの溝断面形状
を示す説明図である。第６図は縦溝付ロール圧延におけ
る圧延条件と磁束密度上昇量（通常平滑ロール材のB₅₀に対する上
昇量）との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、C:0.01％以下、Si:0.1〜7.0
％、Mn:0.1〜1.5％、P:0.1％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F
eおよ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、焼鈍し若しくは焼鈍することなく、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
行った後、焼鈍を行うことにより無方向性電磁鋼板を製
造するに際し、上記冷間圧延または温間圧延において、
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、ロール周方向に縦溝を有するロールにて行い、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にて行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。
【請求項２】ロール周方向に縦溝を有するロールによる
圧延を下式を満足する条件で行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。但し、Ai: ｉ番目の縦溝付ロール圧延後の縦溝ピッチ
ｌ当りの被圧延材の断面積（mm²）Ａ′i: ｉ番目の縦溝付ロール圧延後の、ロール溝内に
流入した被圧延部材の溝ピッチｌ当りの断面積（mm²） l: 縦溝のピッチ（mm） t: 被圧延材の初期板厚（mm）