JPH08209246A - 磁気特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 方向性けい素鋼板の製造に際し、最終冷延前
の焼鈍時にＣを 0.005〜0.015 wt％弱脱炭させると共
に、その冷却時、鋼板温度が70〜170 ℃の時に酸洗を開
始し、60℃以上の酸水溶液中にて３〜60秒間の短時間酸
洗処理を行う。 【効果】 薄方向性けい素鋼板の製造に伴う磁気特性の
劣化を有利に解決し、安定して高磁束密度の材料を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気特性に優れた方
向性けい素鋼板の製造方法に関し、特に磁束密度の有利
な向上を図ろうとするものである。

【０００２】

【従来の技術】方向性けい素鋼板は、変圧器や発電機等
の鉄心として使用されるもので、磁気特性として、磁束
密度（ 800 A/mの磁場の強さでの値Ｂ₈ で示される）が
高く、かつ鉄損（ 1.7Ｔの最大磁束密度における50Hz交
番鉄損値Ｗ_17/50 で示される）が低いことが必要とされ
る。この種材料の低鉄損化への努力はこれまで精力的に
進められ、(1) 鋼板の板厚を薄くする、(2) Si含有量を
高める、(3) 最終製品の結晶粒径を低減するといった改
善の結果、Ｗ_17/50 で0.90W/kgの鉄損の材料も得られる
ようになった。しかしながら、現状以上に鉄損を低減す
ることは容易ではない。というのは、鋼板の板厚を現状
以上に薄くすると後述する２次再結晶不良を惹起し鉄損
が逆に劣化し、またSi含有量を高めると冷間圧延が困難
となり、さらに結晶粒径を低減する方法も現状の平均粒
径４〜８mm以上に低減した場合、やはり２次再結晶が不
良となってかえって鉄損の劣化を招くからである。

【０００３】ところが、近年、鋼板表面に局部的に歪を
導入したり溝を形成する、いわゆる磁区細分化技術が開
発され、これによって大幅な鉄損の改善が可能となっ
た。すなわち、前述のＷ_17/50 で0.90W/kgの鉄損材料の
場合、鋼板表面にプラズマジェット等で適正な局部歪を
導入することにより、鉄損を0.80W/kgまで低減すること
が可能となった。かかる手法によって優れた鉄損材料を
得るためには、従来と異なり、最終製品の結晶粒径を低
減する必要はなく、専ら板厚とSi含有量と磁束密度に依
存する。現状では、Si含有量をこれ以上増加することは
加工性の面から制約を受けるので、鉄損向上は、如何に
板厚の薄い材料の磁束密度を向上させ得るかという技術
課題の解決にかかっている。

【０００４】方向性けい素鋼板の磁束密度を向上させる
ためには、製品の結晶粒方位を（１１０）〔００１〕方
位、いわゆるゴス方位に高度に集積させる必要がある。
方向性けい素鋼板のゴス方位の結晶粒は、最終仕上焼鈍
において、２次再結晶現象によって得られる。この２次
再結晶では、（１１０）〔００１〕方位に近い結晶粒の
みを成長させて他の方位の結晶粒の成長を抑制する、い
わゆる選択成長をさせる必要があるため、この時、他の
方位の結晶粒の成長を抑制するための抑制剤（インヒビ
ター）の添加が必要である。このインヒビターは鋼中に
析出分散相を形成し、粒成長の抑制作用として機能す
る。

【０００５】インヒビターとしては、抑制作用が強いも
のほど選択成長効果が強く、磁束密度の高い材料が得ら
れるので、この点についても、これまで多くの研究がな
されてきたが、最も高い抑制力が得られるのはAlＮであ
った。すなわち、特公昭46-23820号公報に開示されてい
るように、Alを含有する鋼板において、最終冷延前の焼
鈍を急冷処理にすると共に、最終冷延の圧下率を80〜95
％の高圧下率とすることにより、その実施例５に示され
ているように、0.35mmの板厚で、Ｂ₁₀：1.981Ｔ (Ｂ₈
では約1.95Ｔ）という高磁束密度の材料が得られてい
る。しかしながら、鋼板の板厚が薄くなった場合には、
上記の技術では高磁束密度が得られないという問題が発
生した。すなわち、２次再結晶粒の核となる（１１０）
〔００１〕方位の粒は板厚方向に均一に存在しているの
ではなく板厚の表層付近に存在しているのであるが、板
厚が薄くなった場合、最終仕上焼鈍時の雰囲気の影響を
受け易くなるため、２次再結晶が不安定になるという問
題が生じ、磁気特性の安定化が緊急の課題となってい
た。

【０００６】板厚の低下に伴うこれらの問題を解決する
ため、特公昭62-56925号公報では、Alを含有する鋼の冷
延２回法において、中間焼鈍時の冷却を室温まで大気放
冷よりも速い速度で冷却すること、さらに酸洗を鋼板の
スケールが完全に除去されるまで十分に行うことおよび
最終冷間圧延においてパス間の時効を少なくとも１パス
以上行うことからなる技術を提案している。しかしなが
ら、この技術によっても、磁気特性の安定化は十分とは
いい難く、薄方向性けい素鋼板の安定生産は到底望み得
なかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
実情に鑑み開発されたもので、工業的生産において、薄
方向性けい素鋼板の生産に伴う磁気特性の劣化を有利に
解決し、安定して高磁束密度の材料を得ることができる
方向性けい素鋼板の新規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、上記
の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、中間焼鈍に
おいて弱脱炭を実施すると共に、酸洗開始の際の鋼板の
温度ならびに酸水溶液の温度および液浸漬時間を特定す
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。

【０００９】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 １．Ｃ：0.050 〜0.100 wt％、Si：2.0 〜5.5 wt％、A
l：0.005 〜0.040 wt％を含有する方向性けい素鋼用ス
ラブを、熱間圧延後、必要に応じて熱延板焼鈍を施した
のち、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施
し、ついで脱炭焼鈍および最終仕上焼鈍を施す一連の工
程によって方向性けい素鋼板を製造するに当たり、最終
冷間圧延前の焼鈍時にＣを 0.005〜0.015 wt％弱脱炭さ
せると共に、その冷却時、鋼板温度が70〜170 ℃の時に
酸洗を開始し、60℃以上の酸水溶液中にて３〜60秒間の
短時間酸洗処理を行うことを特徴とする磁気特性に優れ
た方向性けい素鋼板の製造方法（第１発明）。

【００１０】２．上記の第１発明において、最終冷間圧
延前の焼鈍の冷却時、少なくとも 900℃から酸洗開始温
度まで平均冷却速度：10℃／s 以上の速度で冷却するこ
とを特徴とする磁気特性に優れた方向性けい素鋼板の製
造方法（第２発明）。

【００１１】３．上記の第１発明において、最終冷間圧
延前の焼鈍の冷却時、少なくとも 900℃から 200〜400
℃間の冷却停止点まで10℃／s 以上の速度で冷却し、該
冷却停止点に15〜300 秒間保持するか、または該冷却停
止点から 1.0℃／s 以下の速度で冷却することを特徴と
する磁気特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法（第
３発明）。

【００１２】以下、この発明を具体的に説明する。ま
ず、この発明の基礎となった実験結果について説明す
る。なお、実験に供した素材には、Ｃ，SiおよびAlを必
須成分として含有させた。ここに、Ｃは熱延、冷延にお
ける組織改善に有用な元素であり、またSiは電気抵抗を
高めて鉄損を向上させるのに有用な元素であり、さらに
Alはインヒビター成分として２次再結晶粒方位の向上、
すなわち磁束密度の向上に有用な元素である。

【００１３】実験１ Ｃ：0.065 wt％、Si：3.35wt％、Mn：0.075 wt％、Al：
0.025 wt％、Se：0.018 wt％およびSb：0.025 wt％を含
有する方向性けい素鋼スラブを、熱間圧延後、1000℃で
１分間の熱延板焼鈍を施したのち、第１回目の冷間圧延
で1.40mmの板厚とし、中間焼鈍として1100℃で60秒間の
焼鈍を施したのち、ミスト水を用いて、40℃／s の冷却
速度が常温まで冷却した。この時、中間焼鈍の雰囲気ガ
スとしては、N₂：25％、H₂：75％のアンモニア分解ガス
を用い、昇温時の雰囲気を、露点（dp）が10℃、25℃、
35℃、45℃、50℃および70℃の湿水素−窒素雰囲気とし
て、鋼板の表層部を脱炭した。この中間焼鈍による脱炭
量はそれぞれ、0.002 ％（dp：10℃) 、0.004 ％（dp：
25℃) 、0.006 ％（dp：35℃) 、0.010 ％（dp：45℃)
、0.015 ％（dp：50℃) 、0.021 ％（dp：70℃) であ
った。中間焼鈍後の鋼板は、15％の HCl水溶液で酸洗
し、その後、第２回目の冷間圧延で0.20mmの最終板厚と
した。その後、幅：0.1 mmで圧延方向から80°方向に深
さ：20μm 、間隔：５mmの溝を形成したのち、電解脱脂
で鋼板表面にSi化合物を電着させてから、湿水素中で85
0 ℃、２分間の脱炭焼鈍を施した。ついで、TiO₂を５wt
％、 Sr(OH)₂・８H₂O を２wt％含有する MgOを主成分と
する焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で最終仕上焼鈍
を施した。

【００１４】かくして得られた鋼板の磁気特性と中間焼
鈍での脱炭量との関係について調べた結果を、図１に示
す。同図に示したとおり、中間焼鈍時に 0.005〜0.015
wt％程度脱炭した場合に、優れた磁気特性が得られた。
また、脱炭焼鈍後の集合組織を調べたところ、良好な磁
性が得られた鋼板では（１１０）〔００１〕強度が増大
しており、集合組織の改善が認められた。

【００１５】実験２ 次に、中間焼鈍後に行う酸洗条件について調査した。通
常、酸洗は室温まで冷却した後に行われるが、この実験
では、冷却途中の鋼板を酸洗し、磁性に及ぼす影響につ
いて調べた。実験１と同じ材料で、第１回目の冷間圧延
を行って1.40mmの板厚とした鋼板を９個用意し、中間焼
鈍として1100℃で60秒間の焼鈍を水素−窒素雰囲気で行
ったのち、ミスト水を用い、平均冷却速度：40℃／s で
冷却した。この時、雰囲気ガスとしてN₂：25％、H₂：75
％のアンモニア分解ガスを用い、昇温時の雰囲気露点を
45℃として 0.011wt％の弱脱炭を行った。引き続く冷却
時、各鋼板について、板温がそれぞれ 300℃、 250℃、
200℃、170℃、 140℃、100 ℃、70℃、50℃の時およ
び室温まで冷却後に、80℃の15％HCl水溶液中に20秒間
浸漬して表面スケールを除去し、ついで水洗した。その
後、実験１と同じ条件で冷間圧延、脱炭焼鈍、焼鈍分離
剤の塗布および最終仕上焼鈍を施した。

【００１６】かくして得られた鋼板の磁気特性と中間焼
鈍後の酸洗開始鋼板温度との関係について調べた結果
を、図２に示す。同図に示したとおり、酸洗開始鋼板温
度が70〜170 ℃の間で顕著な磁気特性の改善が認められ
た。

【００１７】上記のような処理によって磁気特性が向上
する理由は、まだ明確に解明されたわけではないが、高
温度からの酸洗の場合、次工程の冷間圧延、脱炭焼鈍後
の集合組織の改善効果が顕著に認められ、しかもこの効
果は、所定量のＣを弱脱炭した鋼板にのみ特徴的に認め
られることから、おそらく鋼中に固溶するＣの析出が促
進されたことによるものと推定される。

【００１８】実験３ 上記の効果は、酸洗浴中での浴温や滞留時間にも影響さ
れることが予想されるので、次に第３の実験として、酸
洗液の浴温や酸洗浴での滞留時間を種々に変更して、そ
の影響について調査した。実験２と同じ材料を用い、そ
れを多数分割して実験２と同一の条件で中間焼鈍を施
し、その冷却時、鋼板温度が 150℃となった時点で、浴
温がそれぞれ30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃およ
び90℃の15％の酸洗浴に、それぞれ１，２，３，５，1
0, 40, 60, 80, 110 および 150秒間浸漬し、ついで水
洗した。その後、実験１と同じ条件で冷間圧延、脱炭焼
鈍、焼鈍分離剤の塗布および最終仕上焼鈍を施した。

【００１９】かくして得られた鋼板の鉄損特性と酸洗条
件との関係について調べた結果を、図３に示す。同図に
示したとおり、60℃以上の液温の酸水溶液にて３〜60秒
間の短時間の酸洗を行うことによって、良好な磁気特性
が得られることが判明した。

【００２０】このような酸洗条件の変更による磁気特性
の向上効果は、前述の炭化物の析出効果もさることなが
ら、高温の鋼板が酸浴と高温で激しく反応することによ
る酸洗後の鋼板表面の肌荒れが関係していることが判明
した。すなわち、酸洗後の鋼板の地鉄表面が一定範囲の
粗度を呈することにより、次工程での冷間圧延の摩擦力
が高まり、集合組織の改善効果が得られるものと考えら
れる。なお、このような効果は、酸濃度にある程度は無
関係に得られるものである。

【００２１】実験４ 次に、かかる発明の効果をさらに高めるのに有効な冷却
条件について行った実験について述べる。前述の酸浴中
での炭化物の析出については、冷却が急冷である程、析
出前の固溶Ｃ量が増加して析出効果が高まることが予想
される。そこで第４の実験として、実験１と同じ材料を
用い、実験２と同じ中間焼鈍条件で、 900℃からの平均
冷却速度を 2.1℃／s 、 4.5℃／s 、10.2℃／s 、15.7
℃／s 、23.8℃／s および32.4℃／s と種々に変化させ
て 150℃まで冷却し、ついで80℃の18％ HCl水溶液中に
20秒間浸漬した。その後、実験１と同じ条件で冷間圧
延、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤の塗布および最終仕上焼鈍を
施した。

【００２２】かくして得られた鋼板の磁気特性と中間焼
鈍後の平均冷却速度との関係について調べた結果を、図
４に示す。同図から明らかなように、中間焼鈍後の平均
冷却速度が10℃／s 以上であれば磁気特性が安定して向
上することが判明した。

【００２３】実験５ さらに、酸洗後の鋼板表面を有効に荒らす方法として
は、冷却時、一定温度に保持もしくは徐冷する方法が考
えられる。すなわち、かかる処理により、鋼板表面がさ
らに酸化されて、酸洗後の鋼板表面の凹凸がさらに増大
することが予想される。そこで、かかる効果を確認する
ために、実験５として、実験１と同じ材料を用い、実験
２と同じ中間焼鈍条件で均熱温度から30℃／s の平均冷
却速度で 350℃まで急冷し、冷却を停止した。この 350
℃の冷却停止時点で、２，５，10, 15,60, 100, 200, 3
00, 500秒間保持し、ついで80℃の15％ HClの水溶液に1
0秒間浸漬して酸洗した。その後、実験１と同じ条件で
冷間圧延、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤の塗布および最終仕上
焼鈍を施した。

【００２４】かくして得られた鋼板の磁気特性と 350℃
での保持時間との関係について調べた結果を、図５に示
す。同図から明らかなように、中間焼鈍後、急冷し、冷
却途中 350℃で冷却を停止し、この温度に15〜300 秒間
保持することにより、磁気特性が安定して向上すること
が判明した。

【００２５】ついでさらに、かかる効果を得るために好
適な冷却停止温度範囲についても調査したところ、冷却
停止温度としては 200〜400 ℃の範囲が好ましいことが
判明した。すなわち、冷却停止温度が 200℃未満では鋼
板の酸化のための温度としては十分でなく、一方 400℃
を超える場合には酸化が過剰になるため酸洗後も過剰の
スケールが残存する不利が生じた。また、冷却停止温度
での保持は、徐冷処理としてもその効果は同等であり、
この場合に冷却速度が1.0 ℃／s 以下の徐冷とすれば良
いことも併せて究明された。

【００２６】上述したとおり、この発明は、所定量の
Ｃ，Si, Alを含有する方向性けい素鋼板の製造工程にお
いて、最終冷間圧延前の焼鈍において、Ｃを所定量脱炭
し、かつかかる焼鈍の冷却途中において、鋼板温度が高
い時点で高温度の酸水溶液にて短時間の酸洗処理を行う
ことにより、一つは、鋼中の炭化物の析出促進、他の一
つは、鋼板表面の性状の改質を得て、圧延時の集合組織
の改善効果をもたらし、最終的に製品の磁気特性を向上
させるものである。

【００２７】

【作用】以下、この発明で素材成分を前記の組成範囲に
限定した理由について説明する。 Ｃ：0.050 〜0.100 wt％ Ｃは、熱延、冷延における組織改善に有用な元素である
が、含有量が 0.050wt％に満たないと、この発明の意図
する炭化物析出効果が十分には得られず、一方0.100 wt
％を超えると脱炭不良となり磁気特性の劣化を招くの
で、Ｃ量は 0.050〜0.100 wt％の範囲に限定した。

【００２８】Si：2.0 〜5.5 wt％ Siは、製品の電気抵抗を高め渦電流損を低減させる上で
重要な成分であるが、2.0 wt％未満では最終仕上焼鈍中
に変態して結晶方位が損われる不利が生じ、一方 5.5wt
％を超えると冷間圧延性が劣化するので、Si量は 2.0〜
5.5 wt％の範囲に限定した。

【００２９】Al：0.005 〜0.040 wt％ Alは、鋼中でAlＮとして析出し、インヒビターとしての
機能を果すために必須であり、その目的のためには 0.0
05wt％以上の含有が必要であるが、0.040 wt％を超える
とAlＮの粗大化を招き、抑制力が低下するので、 0.005
〜0.040 wt％の範囲で含有させるものとした。

【００３０】その他、必要に応じて、熱間圧延性を高め
るために、Mnは 2.5wt％、Moは0.05wt％まで含有させる
こともできる。さらにインヒビター成分として、Ｓ, S
e, Ge, Ｐ，Ｖ，Sn, Sb, Bi, Ｂ，Ｎ等を添加すること
は可能である。この目的のためには、Ｓ，Se, Ge, Ｐ，
Ｖ，Ｎについては 0.005〜0.040 wt％、Sn, Sbについて
は0.005 〜0.2 wt％、Bi, Ｂについては0.0003〜0.0100
wt％程度が適切である。なお、Ｎについては、製造工程
の途中で添加することもできる。

【００３１】次に、この発明に従う製造方法について説
明する。上記の好適成分になる方向性けい素鋼スラブ
は、従来用いられている製鋼法で鋳造し、必要に応じて
再圧延を行い、熱間圧延によって熱延鋼板とする。かか
る熱延鋼板は１回もしくは中間焼鈍を挟む２回の冷間圧
延によって最終板厚とするが、この発明の対象とする最
終冷延前の焼鈍とは、冷間圧延が１回のみの場合は熱延
板焼鈍であり、２回の冷間圧延を行う場合は中間焼鈍で
ある。

【００３２】かかる最終冷間圧延前の焼鈍において、Ｃ
を 0.005〜0.015 wt％の範囲で脱炭することが、この発
明の必須要件の一つである。すなわち、鋼板からＣを若
干除くことによって熱間圧延時に析出した粗大炭化物を
減少させ、固溶Ｃを増加させることができる。この目的
のためには、前掲図１にも示したとおり、脱炭は少なく
とも 0.005wt％以上行う必要があり、逆に 0.015wt％を
超えると過度にＣ量が固渇して鋼板の結晶組織を細粒化
するＣの作用が劣化する。そこでＣの脱炭量は 0.005〜
0.015wt％として、集合組織を改善するものとした。

【００３３】上記の範囲に弱脱炭した鋼板の焼鈍後の酸
洗を、70〜170 ℃の鋼板温度でかつ、60℃以上の液温で
３〜60秒間の短時間の間、酸水溶液中で行うことが、こ
の発明の第２の必須要件である。すなわち、前述の弱脱
炭の作用と相乗して、一つには、鋼中での炭化物の析出
効果を得、いま一つには、鋼板表面の粗度の増大による
圧延再結晶集合組織の改善効果を得るのである。この効
果を得るためには、前掲図２にも示したとおり、酸洗開
始鋼板温度を70〜170 ℃の間とすることが不可欠で、70
℃未満の場合、十分な炭化物の析出と鋼板表面の粗度増
大効果が得られず、一方 170℃を超えると、鋼板表面が
過度に荒れて集合組織が劣化する。

【００３４】また、酸水溶液の液温は、60℃以上とする
ことが必要である。というのは、60℃未満の場合は、鋼
板が冷却されて前述の炭化物の析出および鋼板表面の粗
度の増大作用が得られず、集合組織の改善効果に乏しい
からである。さらに、酸水溶液中での酸洗時間は３〜60
秒間の間とすることが必要である。というのは、この時
間より短いと、酸洗によって FeOやFe₂O₃ 等の外部スケ
ールすら除去されず、一方これより長いと鋼板表面が過
度に荒れて、集合組織の改善効果が少なくなるからであ
る。なお、酸洗後の鋼板は水洗滌して次工程の最終冷間
圧延に供されるが、この時、一旦室温まで冷却しても、
また冷却せずに高温度のまま次工程に送っても、この発
明の効果には差異はない。

【００３５】ところで、発明者らの研究によれば、上記
のような最終圧延前の焼鈍処理において、均熱後の冷却
処理に工夫を加えれば、さらに磁気特性の改善が望み得
ることが究明された。すなわち、焼鈍後、酸洗開始まで
の冷却に際し、その速度を平均冷却速度で10℃／s 以上
とすることにより、一層安定してこの発明の効果を得る
ことができることが判明した。この理由は、冷却速度を
高めることによって固溶Ｃの増大が促進され、ひいては
酸水溶液中での炭化物析出作用が増進することによるも
のと考えられるが、この効果を得るには冷却を、平均冷
却速度：10℃／s 以上で行う必要がある。ここに、上記
のような制御冷却は、少なくとも 900℃から開始する必
要がある。というのは、鋼中に存在するγ結晶粒がα変
態を開始する温度が、約 900℃であり、この温度から、
Ｃの鋼中での可溶量が激減し、炭化物の析出のための駆
動力が増加するからである。

【００３６】さらに、酸洗後の鋼板表面を有効に荒らす
方法として、焼鈍後の冷却時に、一定温度で加熱保持す
るか、または加熱徐冷する方法が考えられる。すなわ
ち、かかる処理により、鋼板表面がさらに酸化されて、
酸洗後の鋼板表面の凹凸が増加させるのである。このた
めには、上述したように、平均冷却速度：10℃／s 以上
での急冷処理の冷却停止温度を 200〜400 ℃とし、この
停止温度で一定時間で加熱保持するか、またはこの温度
から加熱徐冷すれば良い。ここに、冷却停止温度が 200
℃未満では鋼板の酸化のための温度が十分でなく、一方
400℃を超える場合は酸化が過度に進行して、酸洗後も
過剰のスケールが残存し、集合組織を逆に劣化させる。
なお、冷却停止点からの加熱保持は、加熱冷却でも 1.0
℃／s 以下の徐冷であれば同等で、かかる処理に要する
時間としては15〜300 秒間が適正である。すなわち、15
秒間より短いと冷却停止の効果が十分得られず、一方 3
00秒間よりも長いと、表面酸化が進行して酸洗後も過剰
のスケールが残存し、逆に集合組織の劣化を招く。

【００３７】かかる焼鈍後に最終の冷間圧延を行うが、
この最終冷間圧延は公知のいかなる圧延法であっても良
い。すなわち、通常の冷間圧延は勿論のこと、 150〜35
0 ℃の間での温間圧延であっても良く、またさらにはか
かる温間圧延において圧延パス毎に時効処理を施すこと
も可能である。最終冷間圧延後は、脱炭焼鈍を行い、つ
いで焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃程度の温度で最
終仕上焼鈍を行い、最終成品とする。なお、必要に応じ
て、絶縁コーティングを施し、平坦化処理を行って製品
とすることもできる。

【００３８】

【実施例】

実施例１ 表１に示すＡ〜Ｋの鋼スラブを、熱間圧延で 2.0mmの板
厚のコイルとした後、２分割した。分割コイルの一方に
ついては、1000℃，30分間の熱延板焼鈍を施したのち、
第１回目の冷間圧延を施して1.40mmの板厚としてから、
露点：45℃の湿水素−窒素雰囲気中で1100℃、60秒間の
中間焼鈍を施した。その後の冷却は、ミスト水を用いて
平均冷却速度：35℃／s の急冷とし、板温が 100℃の時
に、80℃の HCl水溶液中に20秒間浸漬して酸洗を行った
のち、ブラシ水洗して乾燥した。この時の脱炭量は、鋼
種Ａは0.012 wt％、Ｂは0.013 wt％、Ｃは0.006 wt％、
Ｄは0.008 wt％、Ｅは0.009 wt％、Ｆは0.006 wt％、Ｇ
は0.008 wt％、Ｈは0.009 wt％、Ｉは0.006 wt％、Ｊは
0.006 wt％、Ｋは0.014 wt％であった。ついで 150℃の
温間圧延により、0.20mmの最終板厚に仕上げたのち、鋼
板表面に、深さ：20μm 、幅：100 μm で圧延方向に80
°傾斜した線状の溝を圧延方向での間隔：４mmピッチで
形成した。その後、 850℃での湿水素中で脱炭焼鈍し、
焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で最終仕上焼鈍を施
した。その後、 800℃で平坦化処理を兼ねて張力コーテ
ィングを塗布焼付け、適合例とした。得られた各製品板
の磁気特性について調べた結果を表２に示す。

【００３９】他方、残る分割コイルは、1000℃で30秒間
の熱延板焼鈍を施した後、第１回の冷間圧延を施して1.
40mmの鋼板板厚とし、ついで乾水素−窒素雰囲気中で11
00℃、60秒間の中間焼鈍を施した。この時、冷却は、ミ
スト水を用いた平均冷却速度：35℃／s の急冷として室
温まで冷却した後、50℃の HCl水溶液に30秒間浸漬して
酸洗を行い、その後ブラシ水洗して乾燥した。これらの
鋼板の脱炭量は、鋼種Ａは0.003 wt％、Ｂは0.002wt
％、Ｃは０wt％、Ｄは0.001 wt％、Ｅは0.001 wt％、Ｆ
は０wt％、Ｇは0.001wt％、Ｈは0.001 wt％、Ｉは０wt
％、Ｊは０wt％、Ｋは0.002 wt％であった。ついで上記
の適合例の場合と同じ条件で温間圧延、溝形成、脱炭焼
鈍、焼鈍分離剤塗布、最終仕上焼鈍、張力コーティング
塗布、平坦化処理を施し、比較例とした。かくして得ら
れた製品の磁気特性について調べた結果を同じく表２に
示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】表２から明らかなように、この発明に従っ
て製造した場合には、従来法に比べて磁束密度および鉄
損とも優れた製品板を得ることができた。

【００４３】実施例２ 表１中、鋼種Ｃの組成になる鋼スラブ２本を、熱間圧延
により2.30mmの板厚とした。ついで、一方のコイルは、
1150℃，１分間の熱延板焼鈍を露点：40℃、H₂：50％−
N₂バランスの雰囲気中で行い（脱炭量：0.009 wt％）、
その後ミスト水を用いて平均冷却速度：40℃／s で急冷
し、板温が 250℃となったところで60秒間加熱保持し、
その後、板温が 100℃となった時点で、80℃の18％ HCl
水溶液に10秒間浸漬して酸洗し、ブラシ水洗後、乾燥し
た。ついで、 250℃の温間圧延により0.30mmの板厚まで
圧延し、脱脂後、脱炭焼鈍を施したのち、焼鈍分離剤を
塗布してから、1200℃, ５時間の最終仕上焼鈍を施し
た。その後、未反応分離剤を除去した後、張力コーティ
ングを施し、800 ℃で平坦化処理を施し、適合例とし
た。

【００４４】他方、残りの熱延コイルは、1150℃で１分
間の熱延板焼鈍を乾（H₂：50％、N₂：50％）雰囲気中で
行い、冷却は、ミスト水を用いた平均冷却速度：40℃／
s の急冷として室温まで冷却したのち、50℃の18％ HCl
水溶液に30秒間浸漬して酸洗し、その後ブラシ水洗して
乾燥した。ついで、上記の適合例の場合と同じ条件で、
温間圧延、溝形成、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤塗布、最終仕
上焼鈍、張力コーティング塗布および平坦化処理を施
し、比較例とした。かくして得られた製品板の磁気特性
について調べた結果は、下記のとおりであった。

【００４５】実施例３ 表１中、鋼種Ｊの組成になる鋼スラブ２本を、熱間圧延
により2.40mmの板厚とした。ついで、一方のコイルは、
酸洗後、第１回目の冷間圧延で1.80mmの中間板厚とした
のち、1125℃，60秒間の中間焼鈍施した。この時、冷却
は自然放冷とし、板温が 120℃となった時点で、90℃の
HCl水溶液中に５秒間浸漬して酸洗した後、ブラシ水洗
して乾燥した。この時の脱炭量は 0.009wt％であった。
ついで、 150℃から 200℃のパス毎時効を伴う冷間圧延
により、0.23mmの最終板厚に仕上げた後、鋼板表面に深
さ：25μm 、幅：150 μm で、圧延方向に85°傾斜した
線状の溝を圧延方向での間隔：５mmピッチで形成した。
その後、 850℃の湿水素窒素中で脱炭焼鈍し、焼鈍分離
剤を塗布してから、1200℃で最終仕上焼鈍を施した。つ
いで、800 ℃で平坦化処理を兼ねて張力コーティングを
塗布焼付けて適合例とした。

【００４６】他方、残りのコイルは酸洗後、第１回目の
冷間圧延で1.80mmの中間板厚とし、乾水素−窒素雰囲気
中で1125℃、60秒間の中間焼鈍を施した。この時、冷却
は自然放冷とし、室温まで冷却後、50℃のHCl 水溶液に
20秒間浸漬して酸洗を行った後、ブラシ水洗して乾燥し
た。このコイルの脱炭量は0.001wt％であった。つい
で、上記の適合例と同じ条件でパス毎時効を伴う冷間圧
延、溝形成、脱炭焼鈍、焼鈍分離剤塗布、最終仕上焼
鈍、張力コーティング塗布および平坦化処理を施し、比
較例とした。かくして得られた製品板の磁気特性につい
て調べた結果は、下記のとおりであった。

【００４７】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、磁束密度お
よび鉄損とも著しく優れた方向性けい素鋼板を安定して
製造することができ、その効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】中間焼鈍時の脱炭量と磁気特性との関係を示し
たグラフである。

【図２】中間焼鈍後の酸洗開始鋼板温度と磁気特性との
関係を示したグラフである。

【図３】酸洗時間および酸洗浴温度と鉄損特性との関係
を示したグラフである。

【図４】中間焼鈍後の平均冷却速度と磁気特性との関係
を示したグラフである。

【図５】中間焼鈍後、急冷途中 350℃での加熱保持時間
と磁気特性との関係を示したグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：0.050 〜0.100 wt％、Si：2.0 〜5.
   5 wt％、Al：0.005〜0.040 wt％を含有する方向性けい
   素鋼用スラブを、熱間圧延後、必要に応じて熱延板焼鈍
   を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧
   延を施し、ついで脱炭焼鈍および最終仕上焼鈍を施す一
   連の工程によって方向性けい素鋼板を製造するに当た
   り、 最終冷間圧延前の焼鈍時にＣを 0.005〜0.015 wt％弱脱
   炭させると共に、その冷却時、鋼板温度が70〜170 ℃の
   時に酸洗を開始し、60℃以上の酸水溶液中にて３〜60秒
   間の短時間酸洗処理を行うことを特徴とする磁気特性に
   優れた方向性けい素鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、最終冷間圧延前の焼
   鈍の冷却時、少なくとも 900℃から酸洗開始温度まで平
   均冷却速度：10℃／s 以上の速度で冷却することを特徴
   とする磁気特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、最終冷間圧延前の焼
   鈍の冷却時、少なくとも 900℃から 200〜400 ℃間の冷
   却停止点まで10℃／s 以上の速度で冷却し、該冷却停止
   点に15〜300 秒間保持するか、または該冷却停止点から
   1.0℃／s 以下の速度で冷却することを特徴とする磁気
   特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法。