JPH09256118A - 冷間圧延性に優れた珪素鋼板およびその製造方法 - Google Patents

冷間圧延性に優れた珪素鋼板およびその製造方法

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JPH09256118A
JPH09256118A JP6272096A JP6272096A JPH09256118A JP H09256118 A JPH09256118 A JP H09256118A JP 6272096 A JP6272096 A JP 6272096A JP 6272096 A JP6272096 A JP 6272096A JP H09256118 A JPH09256118 A JP H09256118A
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JP
Japan
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less
inclusions
steel sheet
silicon steel
steel
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JP6272096A
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Hideyuki Tokuda
秀之 徳田
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定して高精度の板厚制御が可能な冷間圧延
性に優れた珪素鋼板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 下記の条件を満足することを特徴とする
冷間圧延性に優れた珪素鋼板など。(イ)重量%で、
C:0.01%以下、Si:3.5%以下、Mn:0.
1〜0.8%、S:0.02%以下、Al:0.1〜1
%からなる鋼であって、かつ(ロ)鋼中に含まれる介在
物の数を顕微鏡観察により単位面積当たりの個数として
求めたとき、直径0.2〜0.5μmの介在物が50〜
1000個/mm2 、直径0.5μmを超える介在物が
200個/mm2 以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層して使用され
るため高い板厚精度が要求される珪素鋼板およびその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】発電機、電動機、変圧器などの電気機器
に用いられている珪素鋼板には、積層して使用される場
合が多いため、板厚変動±5μm以下の厳しい板厚精度
が要求されている。
【0003】板厚精度を向上させる方法としては、特開
昭51ー74923号公報や特開平4ー180522号
公報に記載されているγ/α変態を避けて圧延する方
法、特開平6ー220537号公報に記載されている低
圧下率、高圧下速度で圧延する方法などの熱延鋼板の板
厚精度向上を図り、その結果として最終製品である冷延
鋼板の板厚精度を向上させる方法がある。
【0004】また、熱延鋼板の局部的な板厚変動を冷間
圧延で矯正する特開平5ー123725号公報、特開平
5ー123726号公報、特開平5ー123727号公
報、特開平5ー123728号公報などに記載された方
法、バックアップロール径、スタンド間距離、圧下率を
制御しながら冷間圧延する特開平6ー126314号公
報に記載された方法、圧延速度を一定に制御しながら冷
間圧延する方法、圧延油、圧延温度、コンタミなどを最
適化してロールと被圧延材の摩擦を制御しながら冷間圧
延する方法など最終製品である冷延鋼板の板厚精度を直
接的に向上させる方法も検討されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
51ー74923号公報、特開平4ー180522号公
報、特開平6ー220537号公報に記載された熱延鋼
板の板厚精度向上を図る方法だけでは冷間圧延時の板厚
変動を回避できず、積層して使用される珪素鋼板に要求
されるような板厚精度を達成することができない。
【0006】最終製品である冷延鋼板の板厚精度を直接
的に向上させる方法においても、特開平5ー12372
5号公報、特開平5ー123726号公報、特開平5ー
123727号公報、特開平5ー123728号公報な
どに記載された方法では、熱延鋼板の局部的な板厚変動
の矯正はできるが、ストリップ全長にわたる板厚精度向
上には繋がらない。特に、熱延鋼板同士の溶接部などで
は冷間圧延時に大きな板厚変動が生じる場合が多い。
【0007】特開平6ー126314号公報に記載され
た方法では、バックアップロール径やスタンド間距離を
変えなければならず、既存の圧延機では対応できない。
【0008】圧延速度を一定に制御する方法には、高速
で一定にすると溶接部で破断が起き、低速で一定にする
と著しく生産性を阻害するという問題がある。
【0009】圧延油、圧延温度、コンタミなどを最適化
してロールと被圧延材の摩擦を制御する方法では、常に
安定して圧延油、圧延温度、コンタミなどの最適化を図
るのは至難のことである。
【0010】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、安定して高精度の板厚制御が可能な冷
間圧延性に優れた珪素鋼板およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題は、下記の条件
を満足することを特徴とする冷間圧延性に優れた珪素鋼
板により解決される。
【0012】(イ)重量%で、C:0.01%以下、S
i:3.5%以下、Mn:0.1〜0.8%、S:0.
02%以下、Al:0.1〜1%からなる鋼であって、
かつ(ロ)鋼中に含まれる介在物の数を顕微鏡観察によ
り単位面積当たりの個数として求めたとき、直径0.2
〜0.5μmの介在物が50〜1000個/mm2、直
径0.5μmを超える介在物が200個/mm2 以下で
ある。
【0013】本発明者等が冷間圧延時の板厚精度を向上
させるべく検討したところ、以下に示すように、鋼中に
含まれる介在物の分布状態が板厚精度に大きな影響を及
ぼしていることが明らかになった。
【0014】試料として、Si量が0.5%と1.3%
で、他の成分は本発明範囲内にある2種類の珪素鋼を用
い、介在物の分布状態を溶鋼の脱ガス処理時間や鋳造後
凝固時の冷却速度を変えて調整し、冷間圧延時の板厚変
動を調査した。介在物の分布状態は、その個数を顕微鏡
観察によりサイズ別にカウントし、単位視野面積(1m
2 )当たりの数で評価した(以後、介在物の数はこの
定義による)。
【0015】図1に、珪素鋼の介在物の分布状態と冷間
圧延時の板厚変動の関係を示す。0.5%Si鋼、1.
3%Si鋼ともに、直径0.2〜0.5μmの介在物を
50〜1000個/mm2 、直径0.5μmを超える介
在物を200個/mm2以下に調整すると、積層して使
用される珪素鋼板に要求されている±5μm以下の板厚
変動を達成できる。なお、直径0.2μm未満の大きさ
の介在物は板厚変動に影響を及ぼしていなかった。
【0016】このように介在物の分布状態が板厚精度に
大きな影響を及ぼす原因は必ずしも明らかでないが、次
のように考えられる。すなわち、上記のような介在物の
分布状態は、鋼板表面あるいはその近傍でも維持され、
圧延中におけるロールと鋼板の摩擦係数の変動を極力抑
制するような表面性状や表面近傍の強度を鋼板に与える
ことができ、そのためロールと鋼板の摩擦力も一定とな
り板厚変動の低減が可能となる。
【0017】以上のように、介在物の分布状態を制御す
ることが本発明の核心であるが、その効果を有効に引き
出し、また、珪素鋼板として必要な他の特性を満足させ
るには、以下のように成分を限定する必要がある。
【0018】C:0.01%を超えると、鉄損値の増大
や磁束密度の低下を招くので0.01%以下とする。な
お、0.005%以下にすると、溶接部の強度が母材の
強度とほとんど変わらなくなるので板厚変動の低減にと
ってより好ましい。
【0019】Si:3.5%超えると、脆くなり冷間圧
延が困難になるばかりか、SiO2の数が著しく増大し
本発明である介在物の分布状態の効果が得られなくなる
ので3.5%以下とする。
【0020】Mn:0.1%未満だと、熱間圧延時に赤
熱脆性を引き起こす恐れがあり、0.8%を超えると、
本発明である介在物の分布状態の制御が困難になるばか
りか磁束密度の低下も招くので0.1〜0.8%とす
る。
【0021】S:0.02%を超えると、硫化物の数が
著しく増大し本発明の効果が得られなくなるので0.0
2%以下とする。
【0022】Al:1%を超えると、磁束密度が低下
し、0.1%未満だと、微細なAlNが増え鉄損値の増
大を招くので0.1〜1%とする。
【0023】上記成分元素の含有量に加えて、P:0.
2%以下、N:0.005%以下にすることが下記の理
由で好ましい。
【0024】P:鋼板の打抜き性を向上させる成分であ
るが、多量に添加すると鋼板が脆くなるので0.2%以
下にすることが好ましい。
【0025】N:0.005%を超えると、上記のAl
量の範囲であっても微細なAlNが増え鉄損値の増大を
招くので0.005%以下することが好ましい。
【0026】溶鋼に10分以上の脱ガス処理を行い、鋳
造後凝固時の冷却速度を10〜30℃/秒にすることに
より、鋼中の介在物の分布状態を、直径0.5μmを超
えるものを200個/mm2 以下、直径0.2〜0.5
μmのものを50〜1000個/mm2 にすることがで
きる。
【0027】
【発明の実施の形態】O含有量については、本発明であ
る介在物の分布状態をより安定して制御する上で0.0
05%以下にすることが望ましい。
【0028】磁気特性向上のためにSb、Sn、B、Z
rを添加しても、本発明の効果が損なわれることはな
い。
【0029】直径0.5μmを超える介在物の数の調整
は脱ガス処理時間を変えることにより可能であるが、こ
の他に鋳造中の溶鋼の流れや電磁撹拌を調整することに
よっても可能である。なお、このような方法では5〜2
00個/mm2 の範囲が限界で、安定して5個/mm2
未満にすることは困難である。こうした溶鋼は、転炉あ
るいは電炉によって製造できる。
【0030】直径0.2〜0.5μmの介在物の個数は
鋳造後凝固時の冷却速度を変えることにより可能であ
る。また、冷却速度を変えるには、冷却スプレーの量や
鋳片の厚みを調整することによって容易に行える。
【0031】こうした介在物は硫化物系以外の酸化物、
窒化物、炭化物などに対しても本発明の効果が得られ
る。
【0032】鋳造は造塊鋳造、連続鋳造どちらでもよ
い。鋳造後は、造塊鋳造の場合は分塊圧延を経て、連続
鋳造の場合は再加熱後あるいは再加熱されずに、熱間圧
延され、さらに冷間圧延後焼鈍される通常の珪素鋼板と
同様な工程で製造できる。
【0033】
【実施例】表1に示す主としてSi量の大きく異なる成
分系の鋼1〜鋼3の珪素鋼を溶製し、表2に示す脱ガス
処理時間と鋳造後凝固時の冷却速度を変えてその介在物
の分布状態を変えたスラブを製造した。なお、鋼1〜鋼
3の成分はいずれも本発明範囲内にある。
【0034】これらのスラブを1200℃に加熱後、仕
上温度810℃、巻取温度670℃の条件で熱間圧延
し、板厚2.3mmの熱延コイルを製造した。
【0035】これらの熱延コイルを酸洗後、合成エステ
ル系潤滑油を用いて板厚0.5mmまで冷間圧延した。
【0036】そして、熱延コイルから切り出した試料を
走査型電子顕微鏡で観察して介在物の分布状態を測定し
た。また、冷延コイルの長手方向にわたって数10か所
で板厚測定を行い各コイルの板厚変動値を求めた。
【0037】結果を表2に示す。鋼中の介在物の分布状
態が本発明範囲内にある試料では、いずれも±5μm以
下の極めて小さい板厚変動値を得られることがわかる。
【0038】なお、直径0.5μmを超える介在物が2
00個/mm2 を超えて観察された試料には、酸洗によ
り結晶粒界がエッチングされている箇所が多数観察され
たが、こうした箇所における潤滑油の付着程度が異なり
摩擦係数が変わって、大きな板厚変動が引き起こされた
ものと思われる。
【0039】また、直径0.2〜0.5μmの介在物が
1000個/mm2 を超えて観察された試料には、表面
近傍にも多数の介在物が観察されたが、このために圧延
中の変形抵抗が変わり、大きな板厚変動が生じたものと
思われる。こうした介在物が50個/mm2 未満でも板
厚変動が大きくなる原因は不明だが、こうした介在物は
硫化物系のものが多いため、固溶Sが増加しそれが表面
性状を変え摩擦係数の変動を大きくしていると推察され
る。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、安定して高精度の板厚制御が可能な冷間圧延
性に優れた珪素鋼板およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】珪素鋼の介在物の分布状態と冷間圧延時の板厚
変動の関係を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の条件を満足することを特徴とする
    冷間圧延性に優れた珪素鋼板。 (イ)重量%で、C:0.01%以下、Si:3.5%
    以下、Mn:0.1〜0.8%、S:0.02%以下、
    Al:0.1〜1%からなる鋼であって、かつ(ロ)鋼
    中に含まれる介在物の数を顕微鏡観察により単位面積当
    たりの個数として求めたとき、直径0.2〜0.5μm
    の介在物が50〜1000個/mm2、直径0.5μm
    を超える介在物が200個/mm2 以下である。
  2. 【請求項2】 上記C量が0.005重量%以下で、か
    つ上記成分元素の含有量に加えて、重量%で、P:0.
    2%以下、N:0.005%以下であることを特徴とす
    る請求項1に記載の冷間圧延性に優れた珪素鋼板。
  3. 【請求項3】 溶鋼に10分以上の脱ガス処理を行い、
    かつ鋳造後凝固時の冷却速度を10〜30℃/秒にする
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷間
    圧延性に優れた珪素鋼板の製造方法。
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