JPH08199242A - 優れた磁気特性を有する方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた磁気特性を持つゴス方位に集積した集
合組織をもつ方向性珪素鋼板を安価にかつ安定して製造
することができる方法を提供する。 【構成】 Ｓｉ：２．５〜７．０ｗｔ％を含む高珪素鋼
スラブを加熱して、１３００〜１０００℃の温度範囲で
の圧延率が５０％以下、１０００〜７５０℃の温度範囲
での圧延率が７０％以上、７５０℃以下の温度範囲での
圧延率が４０％以下となるよう熱延仕上圧延を施し、次
いで７００℃以下の温度で巻取り、その後圧延率が４０
％以上の一次冷間圧延を施し、しかる後に６００〜９０
０℃の温度で焼鈍を施し、さらに圧延率が５０〜９０％
の二次冷間圧延を施し、引続き１０００〜１３００℃の
温度で還元性雰囲気若しくは酸素分圧が０．５Ｐａ以下
の非酸化性雰囲気または酸素分圧が０．５Ｐａ以下の真
空中で焼鈍する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はゴス（Ｇｏｓｓ）方位
に集積した集合組織を有する方向性珪素鋼板の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性珪素鋼板は、無方向性珪素鋼板よ
りも優れた磁気特性を有しており、主としてトランスそ
の他の電気機器の鉄芯として使用されている。この方向
性珪素鋼板は、｛１１０｝面が鋼板板面に平行で、かつ
磁化容易軸＜１００＞が圧延方向と一致している所謂ゴ
ス方位に集積した集合組織を有している。

【０００３】従来から、前記の方向性珪素鋼板につい
て、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｓ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｎ等のインヒビター
を添加してこれらの元素およびその微細析出物による結
晶粒成長抑制作用を利用して二次再結晶を行わせてゴス
方位に集積した集合組織とする方法が知られている。

【０００４】例えば、特公昭５１−１３４６９号公報に
示される技術は、インヒビターとしてＭｎ、Ｓを用いた
２回冷圧法による技術であり、Ｃ：０．０２〜０．０８
ｗｔ％、Ｓｉ：２．０〜４．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．２ｗ
ｔ％程度、Ｓ：０．００５〜０．０５ｗｔ％の成分を持
つ鋼塊を溶製し熱間圧延によって板厚２．０〜３．０ｍ
ｍの熱延板に圧延後、熱延板焼鈍を施し、次いで圧延率
７０％程度の冷間圧延を施し、引続き８５０〜１０５０
℃の中間焼鈍を施し、さらに圧延率６０〜７０％で冷間
圧延を施し、８００〜８５０℃で脱炭焼鈍後、１１００
℃以上の温度で５〜５０時間焼鈍して二次再結晶および
インヒビターの除去（純化焼鈍）を行い、ゴス方位に集
積した集合組織を成長させている。

【０００５】また、特公昭４０−１５６４４号公報に示
される技術は、Ａｌ、Ｎをインヒビターとして使用し１
回冷圧法により、前記の技術によるものよりさらにゴス
方位の集積度を高めたものであり、Ｃ：０．０２〜０．
０８ｗｔ％、Ｓｉ：２．０〜４．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．
２ｗｔ％程度、Ｎ：０．０１〜０．０５ｗｔ％、Ａｌ：
０．１ｗｔ％程度の成分を持つ鋼塊を溶製し熱間圧延に
よって板厚２．０〜３．０ｍｍの熱延板に圧延後、熱延
板焼鈍を施してＡｌＮ析出処理を施し、次いで圧延率８
０〜９５％の冷間圧延を行った後、脱炭焼鈍を施し、し
かる後、１２００℃で２０時間の高温焼鈍によって二次
再結晶及びインヒビターの除去（純化焼鈍）を行い、ゴ
ス方位に集積した集合組織を成長させている。

【０００６】これらのインヒビターを用いる方法は、複
雑な製造工程が必要であり、また、長時間の最終焼鈍を
必要とするなど経済的にみて不利である。また、鉄損の
低減には珪素鋼板の厚さを薄くすることが有利である
が、鋼板の厚さを薄くすると、二次再結晶現象が不安定
となり、ゴス方位に集積した集合組織を得ることが困難
になる。このため、現状では板厚は０．２３ｍｍ程度が
製造限界である。

【０００７】このような問題を解決するために、インヒ
ビターを用いることなく、冷間圧延とその後の焼鈍を組
み合わせ、表面エネルギーの助けをかりて異常粒成長を
促進させることによりゴス方位に集積した集合組織とす
る方法が提案されている。

【０００８】例えば、特開平５−１８６８３０号公報に
開示される技術は、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：
２．５〜７．０ｗｔ％、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ａ
ｌ：０．０１ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下を含
む鋼材を準備し、この鋼材を１０００℃以上に保持した
後、仕上温度が７００〜９５０℃になるような熱間圧延
を施し、次いで圧延率４０％以上の一次冷間圧延を施し
た後、６００〜９００℃の温度で一次焼鈍し、さらに、
圧延率５０〜８０％の二次冷間圧延を施し、引続き還元
性雰囲気若しくは酸素分圧が０．５Ｐａ以下の非酸化性
雰囲気、又は酸素分圧が０．５Ｐａ以下の真空中で１０
００〜１３００℃の温度で二次焼鈍することにより、ゴ
ス方位に集積した集合組織を有するようにしたものであ
る。

【０００９】また、特開平５−１８６８２９号公報に開
示される技術は、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：２．
５〜７．０ｗｔ％、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ａｌ：
０．０１ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下を含む鋼
材を準備し、この鋼材を１０００℃以上に保持した後、
仕上温度が７００〜９５０℃になるような熱間圧延を施
し、次いで圧延率３５〜８５％の一次冷間圧延を施した
後、６００〜９００℃の温度で一次焼鈍し、さらに、圧
延率４０〜８０％の二次冷間圧延を施し、その後６００
〜９００℃の温度で焼鈍し、さらに圧延率５０〜７５％
の三次冷間圧延を施した後、還元性雰囲気若しくは酸素
分圧が０．５Ｐａ以下の非酸化性雰囲気、又は酸素分圧
が０．５Ｐａ以下の真空中で１０００〜１３００℃の温
度で三次焼鈍することにより、ゴス方位に集積した集合
組織を有するようにしたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の冷間圧
延と中間焼鈍の組み合わせによる技術について追試を行
ったところ、最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性のばらつ
きが大きく、高い磁気特性を安定して得ることが困難で
あった。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、インヒビターを用いることなく優れた磁気
特性を有するゴス方位に集積した集合組織を有する方向
性珪素鋼板を安定して製造することができる方法を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した磁
気特性のばらつきの原因が熱間圧延工程にあるのではな
いかと考え、熱間圧延工程での製造条件について詳細に
検討を進めた。その結果、熱延板の集合組織のゴス方位
の集積度と最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性との間に密
接な相関があり、熱延板の集合組織のゴス方位の集積度
を高くすると最終焼鈍後の珪素鋼板で安定して高い磁気
特性が得られること、さらに熱延仕上圧延の圧延率およ
び巻取り温度を適正な範囲に規定することにより最終焼
鈍後の珪素鋼板で高い磁気特性を安定して得ることがで
きることを見出した。

【００１３】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、その特徴とする構成は以下のとおりである。

【００１４】（１）Ｓｉ：２．５〜７．０ｗｔ％を含む
高珪素鋼スラブを加熱し、１３００℃以下１０００℃超
えの温度範囲での圧延率が５０％以下、１０００℃以下
７５０℃以上の温度範囲での圧延率が７０％以上、７５
０℃未満の温度範囲での圧延率が４０％以下となるよう
熱延仕上圧延を施し、次いで７００℃以下の温度で巻取
り、その後圧延率が４０％以上の一次冷間圧延を施し、
しかる後に６００〜９００℃の温度で焼鈍を施し、さら
に圧延率が５０〜９０％の二次冷間圧延を施し、引続き
１０００〜１３００℃の温度で還元性雰囲気若しくは酸
素分圧が０．５Ｐａ以下の非酸化性雰囲気、または酸素
分圧が０．５Ｐａ以下の真空中で焼鈍する方向性珪素鋼
板の製造方法。

【００１５】（２）Ｓｉ：２．５〜７．０ｗｔ％を含む
高珪素鋼スラブを加熱し、１３００℃以下１０００℃超
えの温度範囲での圧延率が５０％以下、１０００℃以下
７５０℃以上の温度範囲での圧延率が７０％以上、７５
０℃未満の温度範囲での圧延率が４０％以下となるよう
熱延仕上圧延を施し、次いで７００℃以下の温度で巻取
り、その後圧延率が３０〜８５％の一次冷間圧延を施
し、しかる後に６００〜９００℃の温度で焼鈍を施し、
さらに圧延率が４０〜８０％の二次冷間圧延を施し、し
かる後に６００〜９００℃の温度で焼鈍を施し、さらに
圧延率が５０〜７５％の三次冷間圧延を施し、引続き１
０００〜１３００℃の温度で還元性雰囲気若しくは酸素
分圧が０．５Ｐａ以下の非酸化性雰囲気、または酸素分
圧が０．５Ｐａ以下の真空中で焼鈍する方向性珪素鋼板
の製造方法。

【００１６】

【作用】以下、本発明を詳述する。

【００１７】表１に示す組成のＦｅ−３％Ｓｉ鋼スラブ
を加熱、熱間圧延し熱延鋼板を得た。この熱延板を酸洗
後、圧延率８０％の一次冷間圧延を施した後に８００℃
の真空中で焼鈍を施し、さらに圧延率４０％の二次冷間
圧延を施した後に８００℃の温度で真空中で焼鈍を施
し、さらに圧延率６７％の三次冷間圧延を施した後に１
２００℃の温度で水素雰囲気中で焼鈍（最終焼鈍）を施
して、厚さ０．１０ｍｍの珪素鋼板を得た。熱延板のゴ
ス方位の集積度と最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性との
関係を調査した。調査結果を図１に示す。横軸は熱延板
のゴス方位の集積度、縦軸は最終焼鈍後の珪素鋼板に８
００Ａ／ｍの直流磁界を印加したときの磁束密度Ｂ₈ で
ある。熱延板のゴス方位の集積度は、熱延板の厚さ方向
の集合組織を極点図により測定し、ゴス方位の集積度を
ランダム方位により規格化したものである。図１から、
熱延板のゴス方位の集積度が高い場合、最終焼鈍後の珪
素鋼板の磁気特性が向上していることが判った。

【００１８】引続き、最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性
に及ぼす熱延条件の影響について詳細に検討した。表１
と同様の組成のＦｅ−３％Ｓｉ鋼スラブを加熱し、熱延
条件をいろいろに変えて熱延板を作成した。この熱延板
について、前記したと同様の条件で酸洗後、３回の冷間
圧延、３回の焼鈍を施して珪素鋼板を得た。最終焼鈍後
の珪素鋼板の磁気特性と熱延条件との関係について調査
したところ、特定範囲の仕上圧延温度での圧延率、巻取
り温度と最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性との間に密接
な相関があることが判った。この結果を図２〜図５に示
す。

【００１９】図２は、１０００℃以下７５０℃以上の温
度範囲での圧延率が７０％以上、７５０℃未満の温度範
囲での圧延率が４０％以下、巻取り温度が７００℃以下
の場合の１３００℃以下１０００℃超えの温度範囲での
圧延率と磁束密度との関係を示す。図３は、１３００℃
以下１０００℃超えの温度範囲での圧延率が５０％以
下、７５０℃未満の温度での圧延率が４０％以下、巻取
り温度が７００℃以下の場合の１０００℃以下７５０℃
以上の温度範囲での圧延率と磁束密度との関係を示す。
図４は、１３００℃以下１０００℃超えの温度範囲での
圧延率が５０％以下、１０００℃以上７５０℃以下の温
度範囲での圧延率が７０％以上、巻取り温度が７００℃
以下の場合の７５０℃未満の温度範囲での圧延率と磁束
密度との関係を示す。図５は、１３００℃以下１０００
℃超えの温度範囲での圧延率が５０％以下、１０００℃
以下７５０℃以上の温度範囲での圧延率が７０％以上、
７５０℃未満の温度での圧延率が４０％以下の場合の巻
取り温度と磁束密度との関係を示す。

【００２０】２回の冷間圧延、２回の焼鈍を施した場合
（以下、２回冷圧法という）について同様の調査を行っ
た。前記した３回の冷間圧延、３回の焼鈍（以下、３回
冷圧法という）の場合と同様の熱延板を用いて酸洗後、
圧延率６０％の一次冷間圧延を施した後に８００℃の温
度で真空中で焼鈍を施し、さらに９０％の二次冷間圧延
を施した後に１２００℃の温度で水素雰囲気中で焼鈍
（最終焼鈍）して珪素鋼板を得た。最終焼鈍後の珪素鋼
板の磁気特性と熱延条件との関係について調査したとこ
ろ、磁気特性は３回冷圧法に比べて幾分低いものの３回
冷圧法の場合と同様の傾向であった。その結果を図６〜
図９に示す。なお、図６〜図９の熱延条件はそれぞれ図
２〜図５に対応した熱延条件である。

【００２１】図２、図６から１３００℃以下１０００℃
超えの温度範囲での磁束密度は圧延率が５０％以下では
高いが、５０％を超えると低下する。図３、図７から１
０００℃以下７５０℃以上の温度範囲での磁束密度は圧
延率が７０％以上では高いが、７０％を下回ると低下す
る。図４、図８から７５０℃未満の温度範囲での磁束密
度は圧延率が４０％以下では磁束密度が高いが、４０％
を超えると低下する。図５、図９から巻取り温度が７０
０℃以下では磁束密度が高いが、７００℃を超えると磁
束密度が低下する。

【００２２】仕上圧延温度、圧延率あるいは巻取り温度
が最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性に影響する理由は、
これらの条件により熱延板のゴス方位の集積度が変化
し、これに対応して最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性が
変化したものと考えられる。また、前記した熱延条件が
熱延板のゴス方位の集積度に影響する理由は以下のよう
に考えられる。

【００２３】仕上圧延では、圧延温度が高い場合、鋼板
表層部で剪断歪による変形が支配的となり、これにより
ゴス方位の形成が促進される。一方、仕上圧延温度が低
い場合には、平面歪による変形が支配的となり、剪断歪
による変形が抑制され、ゴス方位の形成が阻害されると
考えられる。

【００２４】仕上圧延温度が１０００℃より高い場合、
鋼板表層部での剪断歪による変形が支配的となるのでゴ
ス方位の形成に有利である。しかし、圧延率が５０％を
超える場合、鋼板表層部でゴス方位が一旦形成されるも
のの、過剰な歪の蓄積により再結晶が促進され、ゴス方
位のランダム化が進行し、結果としてゴス方位の集積度
が低下したものと考えられる。

【００２５】仕上圧延温度が１０００℃以下７５０℃以
上の場合、剪断歪による変形が優位であるとともに過剰
な歪の蓄積による再結晶が抑制されるため、ゴス方位の
形成が圧延率の増加にともない累積され、圧延率が７０
％以上で特に顕著になったものと考えられる。

【００２６】仕上圧延温度が７５０℃を下回ると、剪断
変形は鋼板の極表層部のみで生じ、残りの部分では平面
歪による変形が進行すると考えられる。このためこの温
度範囲での圧延はゴス方位の形成に不利である。また、
仕上圧延前段の７５０℃以上の圧延温度範囲で一旦形成
されたゴス方位の被圧延材について、７５０℃の温度範
囲でさらに圧延加工を行うと加工変形に伴う結晶回転に
よりゴス方位は他の面方位に変わり、ゴス方位の集積度
が減少する。圧延率が４０％を超えるとこの現象が特に
顕著になったものと考えられる。

【００２７】巻取り温度が７００℃を超えると、巻取り
後に鋼板表層部で再結晶方位がランダム化する。その結
果ゴス方位の集積度が減少したものと考えられる。

【００２８】次に本発明の限定理由について説明する。
本発明ではＳｉは優れた磁気特性を得るために必須の成
分である。しかし、Ｓｉが７．０ｗｔ％を超えると磁歪
が増加し磁気特性が悪化するとともに鋼板が脆くなり実
用的でないため、Ｓｉは７．０ｗｔ％以下にする必要が
ある。また、本発明では熱延仕上圧延時の圧延温度およ
び圧延率を制御することにより、熱延板にゴス方位の高
い集合組織を形成することが必要である。このために、
金属学的変態による集合組織変化の影響を排除すること
が必要であり、スラブを変態のないフェライト単相とす
ることが必要である。スラブをフェライト単相とするた
めには、Ｓｉを２．５ｗｔ％以上とする必要がある。従
って、Ｓｉは２．５〜７．０ｗｔ％とする必要がある。
特に、Ｓｉが６．５％付近の場合、磁歪がゼロとなるた
め極めて優れた軟磁気特性が得られる。

【００２９】上記のように成分調整された鋼を溶製、鋳
造してスラブとする。鋳造は連続鋳造法、普通造塊法の
いずれによってもよい。

【００３０】次いで、このスラブを加熱後、熱間圧延を
施す。スラブは常法により加熱される。スラブの加熱は
冷スラブの再加熱保持であってもよいし、鋳造後の熱ス
ラブをそのままあるいは必要に応じて軽い再加熱保持を
施してもよい。熱間圧延では、粗圧延後を施した後に仕
上圧延が施される。粗圧延は常用の条件により施すこと
ができる。粗圧延後の被圧延材の厚さは仕上圧延以降の
圧延スケデユールに応じて必要な厚さに圧延される。

【００３１】仕上圧延では、１３００℃以下１０００℃
超えの温度範囲での圧延率を５０％以下とする必要があ
る。圧延率が５０％を超えると、熱延板のゴス方位の集
積度が低下し、最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性が低下
するためである。磁気特性の観点からは、この温度範囲
での圧延は行わなくてもよいが、この温度範囲では圧延
負荷が小さいので、仕上圧延機の負荷バランスの観点か
ら若干の圧延率で圧延を施すことが好ましい。

【００３２】１０００以下７５０℃以上の温度範囲での
圧延率は７０％以上とする必要がある。圧延率が７０％
を下回ると、熱延板のゴス方位の集積度が低下し、最終
焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性が低下するためである。ま
た、この温度範囲での圧延率が９５％を超えると仕上圧
延機に多大な負荷がかかり、実用上好ましくない。従っ
て、圧延率は９５％以下に抑えることが好ましい。

【００３３】７５０℃未満の温度範囲での圧延率は４０
％以下とする必要がある。圧延率が４０％を超えると、
熱延板のゴス方位の集積度が低下し、最終焼鈍後の珪素
鋼板の磁気特性が低下するためである。この温度範囲で
の圧延は仕上圧延機の圧延負荷が過大となり、実用上好
ましくないのでできるだけ低い方が好ましい。

【００３４】熱間圧延された鋼板は常法により巻取られ
る。巻取り温度は７００℃以下とする必要がある。この
温度が７００℃を超えると熱延板のゴス方位の集積度が
低下し、最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性が低下するた
めである。

【００３５】熱延板の板厚は最終製品の所望板厚によっ
て異なるが、概ね１．６ｍｍ程度から５．０ｍｍ程度で
ある。

【００３６】このようにして得られた熱延板は２回冷圧
法あるいは３回冷圧法により所望の板厚の最終製品にさ
れる。

【００３７】２回冷圧法の場合は以下に記載する条件に
よる。まず熱延板を酸洗後常法に従って圧延率が４０％
以上の一次冷間圧延を施す。圧延率が４０％未満では、
通常の熱延板の板厚から最終製品板厚（通常１．０ｍｍ
以下）まで圧延することが難しく、また表面エネルギー
の効果も相対的に小さくなってしまうため、引続き行わ
れる焼鈍によっても十分な結晶粒成長を引き起こすこと
ができない。通常、冷間圧延は潤滑材を使用するが潤滑
材を使用せず無潤滑で圧延を行っても同様の効果が得ら
れる。

【００３８】このようにして得られた一次冷延板は、６
００〜９００℃で焼鈍（一次焼鈍）される。焼鈍温度が
６００℃未満では、焼鈍による完全再結晶を行わせるこ
とができない。一方、焼鈍温度が９００℃を超えると、
完全再結晶は達成できるが、焼鈍コストが高価となる。

【００３９】また、短時間で再結晶を行わせ、かつ経済
性も確保するには、特に６８０〜８００℃の温度で焼鈍
することが好ましい。この焼鈍では、鋼板表面が若干酸
化されたとしても、後に行われる冷間圧延前の酸洗によ
りその除去が可能であるため、最終焼鈍時に集合組織を
ゴス方位に集積させるという面では大きな問題はない。
しかし、酸化膜を過度に生成しないようにするという観
点から、極力酸素分圧の低い非酸化性雰囲気または真空
中で行うことが好ましい。また、焼鈍時間は通常２分以
上であれば問題がない。このような焼鈍処理は箱型炉に
よるバッチ焼鈍又は連続焼鈍によることができる。

【００４０】焼鈍における加熱条件は、連続焼鈍では加
熱速度２００〜５００℃／分、保持時間が２〜５分間程
度が適当であり、バッチ焼鈍では加熱速度４〜２０℃／
分、保持時間が１〜１０時間が適当である。冷却速度
は、熱収縮による歪が鋼板内部に残留しないなら、通常
採用される冷却速度で構わない。例えば、６００℃まで
１３．５℃／秒、３００℃まで１２℃／秒の冷却速度が
採用される。

【００４１】上記の一次焼鈍された鋼板は、圧延率５０
〜９０％で二次冷間圧延される。圧延率が５０％未満あ
るいは９０％超えでは最終焼鈍後の集合組織のゴス方位
への集積が十分でない。この冷間圧延は、一次冷間圧延
と同様、潤滑、無潤滑のいずれでも実施可能である。

【００４２】このようにして得られた二次冷延板は１０
００〜１３００℃で焼鈍（最終焼鈍）される。焼鈍温度
が１０００℃未満では、表面エネルギーを利用した結晶
粒成長の駆動力が十分でないため所望のゴス方位の集合
組織を得ることができない。一方、焼鈍温度が１３００
℃を超えると、高温加熱のためのエネルギーコストが大
きくなり、実用上の問題がある。

【００４３】この最終焼鈍は水素が必要以上含まれてい
る実質的に還元性の雰囲気中、実質的に窒素、アルゴン
等の不活性ガスなどからなる酸素分圧が０．５Ｐａ以下
の非酸化性雰囲気、または酸素分圧が０．５Ｐａ以下の
真空中で行う必要がある。これは、集合組織のゴス方位
への集積を阻害する鋼板表面への酸化膜の形成を防止す
るためである。真空中又は不活性ガス雰囲気中に酸素分
圧で０．５Ｐａを超える酸素が含有される場合は、鋼板
表面に酸化膜が形成され、集合組織のゴス方位への集積
を阻害する。焼鈍時間は一次焼鈍と同様２分以上あれば
問題ない。

【００４４】上記の最終焼鈍により得られた珪素鋼板は
優れた磁気特性を示す。しかし、後記する３回冷圧法に
よりさらに優れた磁気特性とすることができる。

【００４５】３回冷圧法の場合は、以下に記載する方法
による。まず、熱延板は酸洗後常法に従って圧延率３０
〜８５％で一次冷間圧延される。冷間圧延率が３０％未
満あるいは８５％超えでは、最終焼鈍の際に結晶粒の選
択的な成長によるゴス方位の形成に好ましい集合組織が
形成されないため、最終焼鈍後に十分成長したゴス方位
に集積した集合組織が得られないためである。通常、冷
間圧延は潤滑材を使用するが、潤滑材を使用せず無潤滑
で圧延を行っても同様の効果が得られる。

【００４６】一次冷延板は６００〜９００℃の温度で焼
鈍（一次焼鈍）される。焼鈍温度が６００℃未満では、
焼鈍による完全再結晶を行わせることができない。一
方、焼鈍温度が９００℃を超えると、再結晶は達成でき
るが、焼鈍コストが不可避的に高くなってしまう。ま
た、短時間で再結晶を行わせ、かつ経済性も確保するに
は、特に６８０〜８００℃の温度で焼鈍することが好ま
しい。この焼鈍では、鋼板表面が若干酸化されたとして
も、後に行われる冷間圧延前の酸洗によりその除去が可
能であるため、最終焼鈍時に集合組織をゴス方位へ集積
するという面では大きな問題はない。しかし、酸化膜を
過度に生成しないようにするという観点から、極力酸素
分圧の低い非酸化性雰囲気または真空中で行うことが好
ましい。焼鈍時間は通常２分以上であれば問題はなく、
バッチ焼鈍あるいは連続焼鈍によることができる。

【００４７】上記一次焼鈍が施された鋼板は、圧延率４
０〜８０％で二次冷間圧延される。圧延率が４０％未満
あるいは８０％超えでは、上述した一次冷間圧延の場合
と同様な理由で最終焼鈍後の集合組織のゴス方位への集
積が十分でない。この冷間圧延は一次冷間圧延と同様、
無潤滑、潤滑のいずれでも実施可能である。

【００４８】このようにして得られた二次冷延板は、再
び６００〜９００℃の温度で焼鈍（二次焼鈍）される。
焼鈍温度が６００℃未満では、焼鈍による完全再結晶を
行わせることができない。一方、焼鈍温度が９００℃を
超えると、再結晶は達成できるが、焼鈍コストが不可避
的に高くなってしまう。また、短時間で再結晶を行わ
せ、かつ経済性も確保するには、特に６８０〜８００℃
の温度で焼鈍することが好ましい。この焼鈍でも、一次
焼鈍と同様の理由で鋼板表面の若干の酸化が許容される
が、この場合も酸化膜を過度に生成しないようにすると
いう観点から、極力酸素分圧の低い非酸化性雰囲気また
は真空中で行うことが好ましい。焼鈍時間は通常２分以
上であれば問題はなく、バッチ焼鈍あるいは連続焼鈍に
よることができる。

【００４９】この二次焼鈍板は、さらに圧延率５０〜７
５％で三次冷間圧延される。圧延率が５０％未満あるい
は７５％超えでは、上述した一次および二次冷間圧延と
同様な理由で最終焼鈍後のゴス方位への集積が十分でな
い。この冷間圧延も、一次および二次冷間圧延と同様、
無潤滑、潤滑のいずれでも実施可能である。

【００５０】この三次冷延板は、さらに１０００〜１３
００℃の温度で焼鈍（最終焼鈍）される。焼鈍温度が１
０００℃未満では、表面エネルギーを利用した結晶粒成
長の駆動力が十分でないため所望のゴス方位へ集積した
集合組織を得ることができない。一方、焼鈍温度が１３
００℃を超えると、実質的にこのような高温加熱のため
に必要なエネルギーコストが大きくなり過ぎ、実用上の
問題を生じる。この焼鈍は、水素が必要量以上含まれて
いる実質的に還元性の雰囲気中か、実質的に窒素、アル
ゴン等の不活性ガスなどからなる酸素分圧が０．５Ｐａ
以下の非酸化性雰囲気若しくは酸素分圧が０．５Ｐａ以
下の真空中で行う必要がある。これは、集合組織のゴス
方位への集積を阻害する鋼板表面への酸化膜の形成を防
止するためである。真空あるいは非酸化性雰囲気中に酸
素分圧で０．５Ｐａを超える酸素が含まれると、鋼板表
面に形成された酸化膜により、最終焼鈍時に集合組織の
ゴス方位への集積が阻害される。焼鈍時間は２分以上あ
れば問題ないが、長時間焼鈍すればより安定したゴス方
位への集積がなされる。

【００５１】上記の方法で製造された珪素鋼板はいずれ
もゴス方位への集積が安定しており優れた磁気特性を示
す。本発明により優れた磁気特性を有する珪素鋼板を安
定して製造できるのは、特定の組成の鋼を用いて特定の
条件で熱延板を製造することにより、熱延板がゴス方位
の集積度の高い集合組織となり、この集合組織がその後
の特定条件での冷間圧延条件、焼鈍条件との組み合わせ
により、最終焼鈍時に表面エネルギーの助けをかりて異
常粒成長を促進させゴス方位への集積が選択的に生じる
ことによるものと推定される。

【００５２】また、最終製品の板厚を薄くしても集合組
織を安定してゴス方位へ集積することができるので、従
来安定製造に問題があった板厚が０．２３ｍｍ以下の薄
い珪素鋼板の製造が可能である。

【００５３】

【実施例】表１に示す組成の鋼を真空溶解にて溶製し、
鋳造し、組織がフェライト単相のスラブとした。

【００５４】このスラブについて、粗圧延後、表２に示
す仕上圧延の圧延率、巻取り温度により熱延板を製造し
た。この熱延板を酸洗し、更に冷間圧延と焼鈍を繰り返
して、最終的に厚さ０．１ｍｍの珪素鋼板とした。２回
冷圧法の圧延、焼鈍条件を表３、３回冷圧法の圧延、焼
鈍条件を表４に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】この焼鈍板からエプスタイン試験片を採取
し、歪取り焼鈍後、８００Ａ／ｍの直流磁界を印加し、
磁気特性を調査した。調査結果を表２に示す。

【００６０】２回冷圧法の場合、本発明によるものは磁
束密度は１．８４Ｔ以上あるが、本発明の範囲を外れる
ものの磁束密度は１．８１Ｔ以下であり、本発明による
ものの磁束密度が高い。また、３回冷圧法の場合、本発
明によるものは磁束密度が１．８８Ｔ以上あるが、本発
明の範囲を外れるものの磁束密度は１．８４Ｔ以下であ
り、本発明によるものの磁束密度が高い。

【００６１】本実施例は最終焼鈍の雰囲気が水素雰囲気
の場合についての例であるが、雰囲気が所定酸素分圧の
非酸化性雰囲気または真空中の場合であっても同様の結
果が得られる。

【００６２】

【発明の効果】この発明によれば、安価な製造コストで
優れた磁気特性を有するゴス方位に集積した集合組織を
有する方向性珪素鋼板を安定して提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱延板のゴス方位の集積度と最終焼鈍後の珪素
鋼板の磁気特性との関係を示す図。

【図２】３回冷圧法において、１３００℃以下１０００
℃超えの温度範囲での仕上圧延率と最終焼鈍後の珪素鋼
板の磁気特性との関係を示す図。

【図３】３回冷圧法において、１０００℃以下７５０℃
以上の温度範囲での仕上圧延率と最終焼鈍後の珪素鋼板
の磁気特性との関係を示す図。

【図４】３回冷圧法において、７５０℃未満の温度範囲
での仕上圧延率と最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性との
関係を示す図。

【図５】３回冷圧法において、巻取り温度と最終焼鈍後
の珪素鋼板の磁気特性との関係を示す図。

【図６】２回冷圧法において、１３００℃以下１０００
℃超えの温度範囲での仕上圧延率と最終焼鈍後の珪素鋼
板の磁気特性との関係を示す図。

【図７】２回冷圧法において、１０００℃以下７５０℃
以上の温度範囲での仕上圧延率と最終焼鈍後の珪素鋼板
の磁気特性との関係を示す図。

【図８】２回冷圧法において、７５０℃未満の温度範囲
での仕上圧延率と最終焼鈍後の珪素鋼板の磁気特性との
関係を示す図。

【図９】２回冷圧法において、巻取り温度と最終焼鈍後
の珪素鋼板の磁気特性との関係を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓｉ：２．５〜７．０ｗｔ％を含む高珪
   素鋼スラブを加熱して、１３００℃以下１０００℃超え
   の温度範囲での圧延率が５０％以下、１０００℃以下７
   ５０℃以上の温度範囲での圧延率が７０％以上、７５０
   ℃未満の温度範囲での圧延率が４０％以下となるよう熱
   延仕上圧延を施し、次いで７００℃以下の温度で巻取
   り、その後圧延率が４０％以上の一次冷間圧延を施し、
   しかる後に６００〜９００℃の温度で焼鈍を施し、さら
   に圧延率が５０〜９０％の二次冷間圧延を施し、引続き
   １０００〜１３００℃の温度で還元性雰囲気若しくは酸
   素分圧が０．５Ｐａ以下の非酸化性雰囲気または酸素分
   圧が０．５Ｐａ以下の真空中で焼鈍することを特徴とす
   る優れた磁気特性を有する方向性珪素鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｓｉ：２．５〜７．０ｗｔ％を含む高珪
   素鋼スラブを加熱して、１３００℃以下１０００℃超え
   の温度範囲での圧延率が５０％以下、１０００℃以下７
   ５０℃以上の温度範囲での圧延率が７０％以上、７５０
   ℃未満の温度範囲での圧延率が４０％以下となるよう熱
   延仕上圧延を施し、次いで７００℃以下の温度で巻取
   り、その後圧延率が３０〜８５％の一次冷間圧延を施
   し、しかる後に６００〜９００℃の温度で焼鈍を施し、
   さらに圧延率が４０〜８０％の二次冷間圧延を施し、し
   かる後に６００〜９００℃の温度で焼鈍を施し、さらに
   圧延率が５０〜７５％の三次冷間圧延を施し、引続き１
   ０００〜１３００℃の温度で還元性雰囲気若しくは酸素
   分圧が０．５Ｐａ以下の非酸化性雰囲気または酸素分圧
   が０．５Ｐａ以下の真空中で焼鈍することを特徴とする
   優れた磁気特性を有する方向性珪素鋼板の製造方法。