JPH10102147A - 磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気機器の鉄心材料に使用される磁束密度が
高く、鉄損の低く磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板を
製造する。 【解決手段】 鋼中に１．０％＜Ｓｉ≦７．０％、必要
に応じて０．１０≦Ａｌ≦２．０％を含有するスラブを
粗圧延後、熱間圧延の仕上げ圧延時に熱延ロールと鋼板
の平均摩擦係数を０．２５以下で熱間圧延して熱延板と
するか、或いは更にこの熱間圧延の仕上げ圧延時に少く
とも１パスの歪速度を１５０ｓ^-1で熱間圧延して熱延板
とし、該仕上げ圧延後、冷間圧延前に熱延板焼鈍を施す
か、あるいは施さず、冷間圧延、仕上げ焼鈍を施す。更
に、熱間仕上げ圧延時に、潤滑剤として熱延ロール冷却
水に０．５〜２０％の油脂をエマルジョン状態で混入す
ること、更に、粗圧延の実施に際し、粗圧延後のシート
バーを熱間圧延の仕上げ圧延前に先行する粗圧延された
シートバーに接合し連続して仕上熱延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の鉄心材
料として用いられる、磁束密度が高く、鉄損が低い優れ
た磁気特性を有する無方向性電磁鋼板の製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気機器、特に無方向性電磁鋼板
がその鉄心材料として使用される回転機および中、小型
変圧器等の分野においては、世界的な電力、エネルギー
節減、さらにはフロンガス規制等の地球環境保全の動き
の中で、高効率化の動きが急速に広まりつつある。従来
高Ｓｉ系無方向性電磁鋼板においては鉄損特性が重視さ
れ、磁束密度に対する要請があまり強いものでなかった
が、昨今は機器全体の小型化に伴い、高磁束密度材を使
用することにより回転機そのものも小型化しようとする
要請が高まっている。

【０００３】このため、高Ｓｉ系無方向性電磁鋼板に対
しても、低Ｓｉ系無方向性電磁鋼板と同様にその特性向
上、すなわち、高磁束密度かつ低鉄損化への要請がます
ます強まってきている。無方向性電磁鋼板においては低
鉄損化の手段として一般に、電気抵抗増大による渦電流
損低減の観点からＳｉあるいはＡｌ等の含有量を高める
方法がとられてきた。しかし、この方法では磁束密度が
低下するという問題点があった。このような問題点の克
服のために、熱延板結晶粒径を粗大化することで磁束密
度と鉄損の両方を改善させる方法が行われてきた。

【０００４】Ｓｉ含有量が高い非変態系の無方向性電磁
鋼板においては、仕上熱延後の結晶組織の成長が不十分
であり、高磁束密度低鉄損の材料を提供するためには、
仕上熱延終了後、箱焼鈍あるいは連続焼鈍による熱延板
焼鈍を施し、結晶組織の粗大化を図ることが必須とされ
てきた。しかしながら熱延板焼鈍による冷延前結晶粒径
の粗大化によっても、磁束密度の改善は低Ｓｉ成分系の
無方向性電磁鋼板には遠く及ばず、低鉄損と高磁束密度
を要求する昨今の市場の厳しい要請に応えるには不十分
であった。

【０００５】このような問題点に鑑み、Ｓｉ含有量が
２．５％〜４．０％である鋼において、特開昭５９−７
４２２４号公報には一回冷延法においてＳ≦１５ppm 、
０≦２０ppm 、Ｎ≦２５ppm に制限する規定に加えて熱
延板焼鈍条件を規定しかつ冷間圧延率を６５％以上に規
定する技術が、特開昭５９−７４２２５号公報には二回
冷延法においてＳ≦１５ppm 、Ｏ≦２０ppm 、Ｎ≦２５
ppm の規定に加えて中間焼鈍条件を規定しかつ二回目の
冷間圧延率を７０％以上に規定する技術がそれぞれ開示
されている。

【０００６】しかしながらいずれの技術においても、鉄
損が改善されても磁束密度の向上が十分でないという高
Ｓｉ系無方向性電磁鋼板特有の問題は解決に至らなかっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
昨今の市場の要請に対し、従来困難であった、Ｓｉ含有
量の高いハイグレード無方向性電磁鋼板において、高磁
束密度かつ低鉄損を達成する製造法を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁束密度が高
く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法を提供する
もので、その要旨は以下のとおりである。 （１）鋼中に重量％で、 １．０＜Ｓｉ≦７．０％ ０．１０≦Ｍｎ≦１．５％ Ｃ≦０．００５０％ Ｎ≦０．００５０％ Ｓ≦０．００５０％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるス
ラブを粗圧延後、熱間圧延の仕上げ圧延時に熱延ロール
と鋼板の平均摩擦係数を０．２５以下で熱間圧延し熱延
板とし、１回又は中間焼鈍工程をはさむ２回以上の冷間
圧延工程を施し、次いで仕上げ焼鈍を施すことを特徴と
する磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製
造方法。

【０００９】（２）鋼中に重量％で、 １．０＜Ｓｉ≦７．０％ ０．１０≦Ｍｎ≦１．５％ Ｃ≦０．００５０％ Ｎ≦０．００５０％ Ｓ≦０．００５０％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるス
ラブを粗圧延後、熱間圧延の仕上げ圧延時に熱延ロール
と鋼板の平均摩擦係数を０．２５以下で、かつ少なくと
も１パスの歪速度を１５０ｓ^-1以上で熱間圧延し熱延板
とし、１回又は中間焼鈍工程をはさむ２回以上の冷間圧
延工程を施し、次いで仕上げ焼鈍を施すことを特徴とす
る磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造
方法。

【００１０】（３）鋼中に重量％で、更に０．１０％≦
Ａｌ≦２．０％を含有することを特徴とする前記（１）
または（２）に記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方
向性電磁鋼板の製造法。 （４）熱間圧延の仕上げ圧延時に、潤滑剤として熱延ロ
ール冷却水に０．５〜２０％の油脂をエマルジョン状態
で混入することを特徴とする前記（１）、（２）または
（３）に記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電
磁鋼板の製造方法。

【００１１】（５）粗圧延後のシートバーを熱間圧延の
仕上げ圧延前に先行する粗圧延されたシートバーに接合
し、当該シートバーを連続して仕上熱延に供することを
特徴とする前記（１）〜（４）に記載の磁束密度が高
く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法。 （６）仕上熱延終了後、冷間圧延前に、８５０℃以上１
１５０℃以下の温度で２０秒以上５分未満の連続焼鈍で
熱延板焼鈍を行うことを特徴とする前記（１）〜（５）
に記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板
の製造方法。

【００１２】（７）仕上熱延終了後、冷間圧延前に、７
５０℃以上８５０℃未満の温度で５分以上３０時間以内
の箱焼鈍で熱延板焼鈍を行うことを特徴とする前記
（１）〜（５）に記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無
方向性電磁鋼板の製造方法。 （８）１回又は中間焼鈍工程をはさむ２回以上の冷間圧
延工程後、仕上げ焼鈍を施し、さらに２〜２０％のスキ
ンパス圧延を施すことを特徴とする前記（１）〜（７）
に記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板
の製造方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。無方向性電磁鋼板の磁気特性は冷延前結晶組織を粗
大化することで改善することが可能である。しかしなが
らＳｉ含有量が１．０％以上を上廻る高Ｓｉ成分系の無
方向性電磁鋼板においては、通常の熱延終了温度である
８００℃〜９５０℃付近では熱延板中に変形組織が残留
したままであり、冷延前粒径の粗大化による高磁束密度
化には限度があった。

【００１４】従来技術では、このような高Ｓｉ系無方向
性電磁鋼板の冷延前結晶組織をより粗大化するために、
連続焼鈍炉もしくは箱焼鈍による熱延板焼鈍を施すこと
が行われてきた。しかしながらこれらの従来技術では成
品磁束密度の改善はみられるものの、昨今の電気機器の
小型化の要請からくる高磁束密度化の要請は、一層強い
ものであった。一例をとればＳｉ含有量が２％程度の鋼
の場合、磁束密度を向上させるために熱延板焼鈍を施し
酸洗、冷延、焼鈍を施したとしても、成品の磁界強度５
０００Ａ／ｍでの磁束密度Ｂ５０の値は１．７１Ｔ以下
にとどまっている。しかし昨今の電気機器市場における
小型化の要請からは、高Ｓｉ系無方向性電磁鋼板におい
てもより一層の高磁束密度材の開発が求められていた。

【００１５】本発明者等は、このようなＳｉ含有量の高
い無方向性電磁鋼板の制御熱延の限界を打破すべく鋭意
検討を進めた結果、Ｓｉを１．０％を上廻り７．０％以
下、Ｍｎを０．１％以上１．５％以下およびＣ，Ｎ，Ｓ
の含有量を低減し、必要に応じてＡｌを０．１０％以上
２．０％以下を含有する鋼にあって、仕上げ熱延時の熱
延ロールと鋼板との平均摩擦係数を０．２５以下として
熱延するか、更に前記熱延において平均摩擦係数に加
え、歪速度（加工変形速度）を適切に制御することによ
り、熱延板表層部の再結晶により生じる細粒組織形成が
遅延し、鋼板の全厚にわたって粗大な回復組織が得られ
ることを見いだした。しかも、この回復組織は従来の摩
擦係数の高い熱延方法で得られた熱延板中心層に見られ
るような回復組織よりも粗大な組織であり、結果として
板厚全厚にわたり実質的に粗大な結晶組織が得られると
いう全く新しい知見を見いだした。

【００１６】更に、各種の熱延板焼鈍を前提とするプロ
セスにおいても、仕上熱間圧延時の熱延ロールと鋼板と
の平均摩擦係数を０．２５以下として熱延するか、更に
前記熱延において平均摩擦係数に加え、歪速度（加工変
形速度）を適切に制御することにより、熱延板焼鈍時に
おける鋼板の結晶粒成長が促進されるという知見も併せ
て得られた。

【００１７】このように、本発明における技術思想は、
仕上熱延時の摩擦係数を下げて回復組織の形成を積極的
に促し、併せて仕上熱延時の歪速度を一定以上に保つこ
とで、その効果を一層促進するという従来とは全く異な
る技術思想によるものである。また、本発明のような潤
滑圧延を行う手段として、熱延機のロール冷却水中に一
定量以上の潤滑油脂を混合してワークロールに噴射せし
めることが有効であることを見出した。

【００１８】さらに、本発明の様な低摩擦率の仕上熱間
圧延を安定的に行うために、粗圧延後のシートバーを、
先行するシートバーに接合し、仕上熱間圧延を連続的に
行うことが有効であることも見いだした。このような方
法により得られた熱延板を出発材とすることにより、更
に、８５０℃以上１１５０℃未満の温度で２０秒以上５
分未満の時間の連続焼鈍による熱延板焼鈍を施すか、あ
るいは箱焼鈍により７５０℃以上８５０℃以下の温度で
５分以上３０時間以下の熱延板焼鈍を施すことで、或い
は更に仕上げ焼鈍後に２〜２０％のスキンパス圧延を施
すことで仕上げ焼鈍後の製品における磁束密度が極めて
高く、鉄損が良好な（鉄損値が低い）無方向性電磁鋼板
を製造することに成功した。

【００１９】本発明の磁気特性向上効果のＳｉ含有量依
存性を調査するため、下記のような実験を行った。Ｓｉ
含有量の異なる無方向性電磁鋼の成分の鋼を溶製し仕上
げ熱延を実施した。Ｓｉ以外の成分の含有量としては、
Ｍｎ：０．１〜０．２％，ｓｏｌ−Ａｌ：２０ppm 以
下、Ｃ，Ｎ，Ｓはそれぞれ１０〜２０ppm に制御し、Ｓ
ｉの影響が明らかになるように鋼成分を調整した。

【００２０】まず本発明例として、仕上熱延時の平均摩
擦係数をロール冷却水中の油脂含有量を体積比で５％に
調整することにより０．２１とした。平均摩擦係数は各
スタンドにおける実測の先進率より計算し、その平均値
により求めた。仕上熱延終了温度は８６０℃で一定と
し、２．５ｍｍ厚に仕上げた。また、仕上熱延機の最終
スタンドの歪み速度は２８０ｓ^-1とした。

【００２１】また比較例として、各成分の鋼を、ロール
冷却水中の油脂含有量を体積比で０．３％に調整して仕
上熱延時の平均摩擦係数を０．３３とし、最大歪み速度
が最終スタンドとなるようにパススケジュールを調整
し、その値を１２０ｓ^-1に制御し２．５ｍｍ厚に仕上げ
た。これらを酸洗、冷延し０．５０ｍｍ厚とし、脱脂し
た後、連続焼鈍炉で焼鈍しエプスタイン試料を切断して
磁気特性を測定した。この実験の結果得られた製品磁束
密度のＳｉ依存性を図１に示した。低Ｓｉ領域でもわず
かな磁気特性向上効果が認められるが、Ｓｉ含有量が高
まるに従い、本発明の磁気特性改善効果は大きくなり、
Ｓｉ含有量が１％以上で顕著であることがわかる。先に
述べた鋼板の固有抵抗確保のほかに、本発明の熱延条件
が効果的に得られるＳｉ含有量である理由によっても、
本発明におけるＳｉ含有量規定範囲は１．０％以上と定
める。

【００２２】まず、成分について説明すると、Ｓｉは鋼
板の固有抵抗を増大させ渦流損を低減させ、鉄損値を改
善するために添加される。Ｓｉ含有量が１．０％以下で
あると本発明が目的とする低鉄損無方向性電磁鋼板に必
要な固有抵抗が十分に得られないので１．０％を上廻る
量を添加する必要がある。一方、Ｓｉ含有量が７．０％
を越えると圧延時の耳割れが著しく増加し、圧延が困難
になるので７．０％以下とする必要がある。

【００２３】Ａｌも、Ｓｉと同様に、鋼板の固有抵抗を
増大させ渦電流損を低減させる効果を有する。本発明が
目的とする低鉄損高磁束密度無方向性電磁鋼板を得るた
めには、０．１％以上添加する必要がある。一方、Ａｌ
含有量が２．０％を越えると、磁束密度が低下し、コス
ト高ともなるので２．０％以下とする。また、鋼中のＡ
ｌ含有量が０．１０％未満であっても本発明の効果はな
んら損なわれるものではない。

【００２４】Ｍｎは、Ａｌ，Ｓｉと同様に鋼板の固有抵
抗を増大させ渦電流損を低減させる効果を有する。この
目的のため、Ｍｎ含有量は０．１０％以上とする必要が
ある。本発明では従来技術よりも優れた高磁束密度かつ
低鉄損な無方向性電磁鋼板を供給することが可能である
ため、ある必要レベルの磁気特性と電気抵抗率を要求さ
れる用途に対しては通常Ｍｎ含有量は０．１％以上１．
０％以下で十分である。しかしながら、さらに優れた磁
気特性と電気抵抗率、特に高い磁束密度と低鉄損の両立
が要求される用途向けには、Ｍｎを１．０％以上１．５
％以下添加することが好ましい。一方、Ｍｎ含有量が
１．５％を越えると熱延時の変形抵抗が増加し熱延が困
難となるとともに、熱延後の結晶組織が微細化しやすく
なり、製品の磁気特性が悪化するので、Ｍｎ含有量は
１．５％以下とする必要がある。

【００２５】また、Ｍｎ添加量は仕上げ熱延前の高温の
シートバー接合部の強度確保の点からもきわめて重要で
ある。なぜなら、低融点の硫化物が結晶粒界に存在する
ことによるシートバー接合部の熱間脆化を防止するため
に、ＭｎとＳとの重量濃度の比であるＭｎ／Ｓの値を２
０以上とすることが必要であるからである。本発明の成
分範囲では、Ｍｎ含有量が０．１％以上であり、Ｓ含有
量は０．００５０％以下であるので、Ｍｎ／Ｓの値は２
０以上に保たれ、この観点からは問題がない。

【００２６】また、製品の機械的特性の向上、磁気的特
性、耐錆性の向上あるいはその他の目的のために、Ｐ，
Ｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種以
上を鋼中に含有させても本発明の効果は損なわれない。
Ｃ含有量が０．００５０％を越えると使用中の磁気時効
により鉄損が悪化して使用時のエネルギーロスが増加す
るため、０．００５０％以下に制御することが必要であ
る。なお、熱延板焼鈍時の結晶粒成長を促進して成品の
磁気特性を向上させるためならびに、仕上焼鈍時の結晶
粒成長を促進しさらに鉄損の改善（低減）をはかるため
には、Ｃ含有量は好ましくは０．００２０％以下、さら
に好ましくは０．００１０％以下であることが好まし
い。

【００２７】Ｓ，Ｎは熱間圧延工程におけるスラブ加熱
中に一部再固溶し、熱間圧延中にＭｎＳ等の硫化物、Ａ
ｌＮ等の窒化物を形成する。これらが存在することによ
り熱延組織の粒成長を妨げるとともに仕上げ焼鈍時の結
晶粒成長を妨げ鉄損が悪化するのでＳは０．００５０
％、Ｎは０．００５０％以下にする必要がある。なお、
熱延板焼鈍時の結晶粒成長を促進して成品の磁気特性を
向上させるためならびに、仕上焼鈍時の結晶粒成長を促
進しさらに鉄損の改善（低減）をはかるためには、好ま
しくはＳ，Ｎとも０．００２０％以下、さらに好ましく
は０．００１０％以下であることが好ましい。

【００２８】次に本発明のプロセス条件について説明す
る。前記成分からなる鋼スラブは、転炉で溶製され連続
鋳造あるいは造塊−分塊圧延により製造される。鋼スラ
ブは公知の方法にて加熱される。このスラブに熱間圧延
を施し所定の厚みとする。この際、仕上げ熱延の終了温
度は７５０℃以上であることが好ましい。

【００２９】仕上熱延において、仕上熱延機のワークロ
ールと鋼板との間の摩擦係数を低減するために、潤滑剤
として油脂をロール冷却水に混入する。油脂と冷却水が
分離することを防止するために必要に応じ界面活性剤を
加える。仕上熱延時にロール冷却水に混入する油脂の量
は体積比で０．５％以上２０％以下とする。ロール冷却
水中の油脂量が０．５％未満ではその効果が得られず、
２０％以上ではその効果が飽和し、不経済であるので２
０％未満とする。

【００３０】油脂としては、公知の仕上圧延機用熱間圧
延油を用いればよい。このような仕上圧延機用熱間圧延
油の一例として、キュードール５１４９、キュードール
０Ｂ０６８、キュードール４Ｂ３１３（いずれも共同油
脂商品名）があげられる。仕上熱延時の熱延ロールと鋼
板との平均摩擦係数の成品磁気特性に対する影響を調査
するため下記の様な実験を行った。表１に示す成分の鋼
を溶製し仕上げ熱延を実施した。

【００３１】

【表１】

【００３２】仕上熱延時の摩擦係数をロール冷却水中の
油脂含有量を変化させることにより０．１以下から０．
３以上まで変化させた。平均摩擦係数は各スタンドにお
ける実測の先進率より計算し、その平均値により求め
た。仕上熱延終了温度は９００℃で一定とし、２．０mm
厚に仕上げ、熱延終了後急冷し５００℃で巻き取った。
この熱延コイルを連続焼鈍炉で９５０℃で９０秒の焼鈍
を行った。これを酸洗、冷延し０．３５mm厚とし、脱脂
した後、９００℃、３０秒焼鈍しエプスタイン試料を切
断して磁気特性を測定した。

【００３３】仕上熱延時の平均摩擦係数に対する製品磁
束密度の依存性を図２に示した。平均摩擦係数として仕
上熱延機の各スタンドの実測値の平均を用いた。仕上熱
延時の平均摩擦係数が０．２５以下であると成品磁束密
度が上昇することがわかる。以上の実験から示されるよ
うに、仕上熱延の圧延ロールと鋼板との間の摩擦係数の
値は、仕上熱延全スタンドの平均値が０．２５以下であ
れば良い。０．２５以上ではその効果が不十分であり成
品磁束密度が低下する。

【００３４】摩擦係数の下限については特に設けない
が、その値が過度に小さくなると圧延中にスリップが生
じて安定して通板できなくなるので、０．０５以上であ
ることが好ましい。本発明のごとく仕上熱間圧延を低摩
擦率で行う場合、仕上熱延機へのシートバーへの噛み込
み時に、シートバーの噛み込み不良の発生や、仕上熱延
中にロールと鋼板の間にスリップが生じ、圧延ロールの
寿命を著しく縮めるとともに、鋼板表層に深い圧延疵を
生じせしめる場合がある。この様な低摩擦率の仕上熱間
圧延における問題点を解決し、安定的に操業を行う方法
として、粗圧延後のシートバーを、仕上熱間圧延前に先
行するシートバーに接合し、当該シートバーを連続して
仕上熱間圧延に供することが特に有効である。

【００３５】先行シートバーと後続シートバーを接合す
る方法としては、先行シートバーの後端部と後続シート
バーの先端とを突き合わせ、突き合わせ部に押圧力を加
えて圧接する方法や、突き合せ部に押圧力を加えつつレ
ーザー溶接する方法、突き合せ部を誘導加熱しながら圧
接する方法等がある。次に歪み速度が本発明の効果に与
える影響について説明する。

【００３６】仕上熱延時のパスの歪み速度の成品磁気特
性に対する影響を調査するため下記の様な実験を行っ
た。表２に示す成分の鋼を溶製し仕上げ熱延を実施し
た。

【００３７】

【表２】

【００３８】仕上熱延時の歪み速度を変えるため、圧延
速度、パススケジュールを変更して試験を行った。最大
歪速度は最終スタンドで得られるようにパススケジュー
ルを調整した。仕上熱延終了温度は８６０℃で２．５mm
厚に仕上げ水冷して６５０℃で巻き取った。仕上熱延時
の平均摩擦係数はロール冷却水中の油脂含有量を変化さ
せることにより０．２０に制御した。平均摩擦係数は各
スタンドにおける実測の先進率より計算し、その平均値
により求めた。

【００３９】得られた熱延板を酸洗、冷延し０．５０mm
厚とし、脱脂した後、９５０℃，３０秒焼鈍しエプスタ
イン試料を切断して磁気特性を測定した。仕上熱延時の
最終パスの歪み速度に対する製品磁束密度の依存性を図
３に示した。図３によれば歪み速度１５０ｓ^-1以上で成
品磁束密度が上昇することがわかる。

【００４０】なお、歪み速度の計算は下記の式によって
行う。ここで、ｒは圧下率％／１００、ｎはロールの回
転数(rpm）、Ｒは圧延ロール半径（mm）、Ｈ₀ は圧延前
の板厚（mm）である。 歪み速度＝（２πｎ／（６０ｒ^0.5))(Ｒ／Ｈ₀)^0.5 ｌｎ
（１／（１−ｒ)) 次に仕上熱延時の平均摩擦係数と最大歪み速度が同時に
本発明の効果に与える影響について説明するため、下記
のような実験を行った。表２に示す成分の鋼を溶製し仕
上げ熱延を実施した。

【００４１】仕上熱延時の歪み速度を変えるため、圧延
速度、パススケジュールを変更して試験を行った。最大
歪み速度は最終スタンドで得られるようにパススケジュ
ールを調整した。仕上熱延時の平均摩擦係数はロール冷
却水中の油脂含有量を変化させることにより制御した。
平均摩擦係数は各スタンドにおける実測の先進率より計
算し、その平均値により求めた。

【００４２】仕上熱延終了温度は８６０℃で２．５ｍｍ
厚に仕上げ水冷して６５０℃で巻き取った。得られた熱
延板を酸洗、冷延し０．５０ｍｍ厚とし、脱脂した後、
９５０℃、３０秒焼鈍しエプスタイン試料を切断して磁
気特性を測定した。図４に熱延時の仕上熱延時の平均摩
擦係数、歪み速度および製品の磁束密度の関係を示す。
図４から分かるとおり、本発明の規定範囲である平均摩
擦係数０．２５以下かつ最大歪み速度が１５０／ｓ以上
の領域において成品磁束密度が上昇することが分かる。

【００４３】以上の実験から示されるように、仕上熱延
において少なくとも１パスの歪み速度が１５０ｓ^-1以上
であればよい。歪み速度の上限は特に設けない。なぜな
ら、熱延機の設備能力および熱延板の形状制御性から、
歪み速度の上限は自ずから決まるからである。すなわ
ち、歪み速度は圧延速度、熱延ロール径、圧下量により
決まり、圧延速度、圧下量を大きくすれば歪み速度は増
大するが、熱延鋼板の形状制御は困難となる。無方向性
電磁鋼板は積層して使用に供されるため、その形状に対
しては厳しい管理が必要であるので、歪み速度を増加さ
せることにはおのずから限界がある。この観点からは歪
み速度は６００ｓ^-1程度が限界である。

【００４４】次に、連続焼鈍による熱延板焼鈍時間、熱
延板焼鈍温度が磁束密度に与える影響を調査するため、
以下の様な実験を行った。表１の成分１の鋼を溶製し仕
上げ熱延を実施した。仕上熱延時のロール冷却水中の油
脂含有量を調整して平均摩擦係数を０．１５とし、仕上
熱延終了温度は９００℃で一定として２．０mm厚に仕上
げ、熱延終了後急冷し５００℃で巻き取った。平均摩擦
係数は各スタンドにおける実測の先進率より計算し、そ
の平均値により求めた。この熱延コイルを連続焼鈍炉で
焼鈍温度は９５０℃一定で焼鈍時間を変えて焼鈍を行っ
た。また、一方で連続焼鈍による熱延板焼鈍の時間を９
０秒として焼鈍温度を変化させた。これを酸洗、冷延し
０．３５mm厚とし、脱脂した後、９００℃、３０秒焼鈍
しエプスタイン試料を切断して磁気特性を測定した。

【００４５】連続焼鈍による熱延板焼鈍時間の製品磁束
密度に対する影響を図５に示した。図５に示されるとお
り、焼鈍時間が２０秒以下では熱延板焼鈍による磁束密
度向上効果が得られず、焼鈍時間が５分以上では鋼板表
面に深いスケールが生成し酸洗不良が発生し、鋼板表層
に著しい肌荒れが生じた。このため、本発明では連続焼
鈍による熱延板焼鈍時間は２０秒以上５分以下とする。
焼鈍の効果、および経済性からみた好ましい熱延板焼鈍
時間は３０秒以上３分以下である。

【００４６】連続焼鈍による熱延板焼鈍温度の製品磁束
密度に対する影響を図６に示した。図６に示されるとお
り、焼鈍温度が８５０℃未満では連続焼鈍での熱延板焼
鈍による磁束密度向上効果が得られず、焼鈍温度が１１
５０℃以上では深いスケールの生成により酸洗不良が発
生し、鋼板表層に著しい肌荒れが生じた。このため、本
発明では連続焼鈍による熱延板焼鈍温度は８５０℃以上
１１５０℃以下とする。焼鈍の効果、および酸洗性等の
経済性からみた好ましい熱延板焼鈍温度は８５０℃以上
１０００℃以下である。

【００４７】本発明では熱延板焼鈍を箱焼鈍により行っ
ても良い。その際、熱延板焼鈍温度が７５０℃未満であ
ると製品磁気特性の改善に必要な焼鈍時間が著しく長く
なり、不経済である。また、焼鈍温度が８５０℃以上で
あると炉の設備投資に多額の費用を要するとともに、焼
鈍時にコイルが焼き付く現象が発生する。以上の理由で
箱焼鈍による熱延板焼鈍を実施する場合は、焼鈍温度の
下限を７５０℃、上限は８５０℃とする。熱延板焼鈍時
間が５分以下であると製品磁気特性の改善に必要な焼鈍
温度が著しく高くなり炉そのものの設備投資が過大とな
り不経済であるので焼鈍時間の下限は５分以上とする。
また、熱延板焼鈍時間が３０時間を越えると焼鈍温度が
過度に高い場合と同様にコイルの焼き付きが生じるので
箱焼鈍での熱延板焼鈍時間は３０時間以内とする。

【００４８】このようにして熱延板焼鈍を施した熱延板
は１回の冷間圧延工程を施し次いで仕上げ焼鈍を施す
か、その後必要に応じさらにスキンパス圧延工程を施し
て製品とする。仕上焼鈍は連続焼鈍により施すが、その
際に特開昭６１−２３１１２０号公報に開示されている
ごとく、前段で９５０℃〜１１００℃の温度範囲で５秒
〜１分間の短時間焼鈍し、後段で８００℃〜９５０℃で
１０秒〜２分間保定するなどの方法により仕上げ焼鈍を
行ってもよい。

【００４９】また、さらに連続焼鈍後または箱焼鈍後に
スキンパス圧延工程を付加して製品としてもよい。スキ
ンパス圧延率は２％未満ではその効果が得られず、２０
％以上では磁気特性が悪化するため２％から２０％とす
る。

【００５０】

【実施例】次に、本発明の実施例について述べる。 実施例１ 表３に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０mmに仕
上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂をエマルジ
ョン状態で混入し、その混入量を変えることにより摩擦
係数を調整した。平均摩擦係数は各スタンドにおける実
測の先進率より計算し、その平均値により求めた。この
時、仕上熱延終了温度は９００℃とした。得られた熱延
板に熱延板焼鈍を連続焼鈍炉で９００℃、２分間施し
た。

【００５１】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃で３
０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断し、
磁気特性を測定した。表４に本発明と比較例の成分と磁
気測定結果をあわせて示す。このように仕上げ熱延時の
平均摩擦係数を０．２５以下に低減すれば、磁束密度の
値が高く、鉄損値の低い磁気特性の優れた無方向性電磁
鋼板を得ることが可能である。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】実施例２ 表５に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み３０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により１．０mmに仕
上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂を混入し、
その混入量を変えることにより摩擦係数を調整した。平
均摩擦係数は各スタンドにおける実測の先進率より計算
し、その平均値により求めた。最終スタンドの歪み速度
は２７０ｓ^-1とした。熱延仕上げ温度は８６０℃とし
た。

【００５５】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９４０℃で３
０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断し、
磁気特性を測定した。表６に本発明と比較例の成分と磁
気測定結果をあわせて示す。このように仕上げ熱延時の
平均摩擦係数を低減すれば、磁束密度の値が高く、鉄損
値の低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得ること
が可能である。

【００５６】

【表５】

【００５７】

【表６】

【００５８】実施例３ 表７に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０mmに仕
上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂をエマルジ
ョン状態で混入し、その混入量を変えることにより摩擦
係数を調整した。平均摩擦係数は各スタンドにおける実
測の先進率より計算し、その平均値により求めた。この
時、仕上熱延終了温度は９００℃とした。最終スタンド
の歪み速度は３１５ｓ^-1とした。得られた熱延板に熱延
板焼鈍を箱焼鈍炉で８００℃、５時間施した。

【００５９】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて成分４は９０
０℃で３０秒間、成分５は９８０℃で３０秒間焼鈍し
た。その後、エプスタイン試料に切断し、磁気特性を測
定した。表８に本発明と比較例の成分と磁気測定結果を
あわせて示す。このように仕上げ熱延時の平均摩擦係数
を０．２５以下に低減するとともに、歪み速度を少なく
とも１パスは１５０ｓ^-1以上にすれば、磁束密度の値が
高く、鉄損値の低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板
を得ることが可能である。

【００６０】

【表７】

【００６１】

【表８】

【００６２】実施例４ 表９に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０mmに仕
上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂をエマルジ
ョン状態で混入し、その混入量を調整することにより平
均摩擦係数を変化させた。平均摩擦係数は各スタンドに
おける実測の先進率より計算し、その平均値により求め
た。また、仕上熱間圧延時に、鋼板とワークロール間に
スリップが生じ鋼板の表面に疵が形成されることを防止
するために、粗圧延後、先行シートバーの後端部と後続
シートバーの先端とを突き合わせ、突き合わせ部に押圧
力を加え、突き合せ部をレーザー溶接により接合し、仕
上熱間圧延を連続して行った。熱延仕上げ温度は９００
℃とし、圧延終了後直ちに冷却して５００℃で巻き取っ
た。得られた熱延板に熱延板焼鈍を連続焼鈍炉で９５０
℃２分間施した。

【００６３】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
３５mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて前段において
１０５０℃で１０秒保定し、後段は９００℃で３０秒保
定し焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断し、磁
気特性を測定した。表１０に本発明と比較例の成分と磁
気測定結果をあわせて示す。表５に示されるように、仕
上げ熱延時の平均摩擦係数を０．２５以下に低減すれ
ば、磁束密度の値が高く、鉄損値の低い磁気特性の優れ
た無方向性電磁鋼板を得ることが可能である。

【００６４】

【表９】

【００６５】

【表１０】

【００６６】実施例５ 表１１に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗
バーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０mmに
仕上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂をエマル
ジョン状態で混入し、その混入量を体積分率で５％とす
ることにより平均摩擦係数を０．２０とした。平均摩擦
係数は各スタンドにおける実測の先進率より計算し、そ
の平均値により求めた。熱延仕上げ温度は９００℃と
し、圧延終了後直ちに冷却して５００℃で巻き取った。
得られた熱延板に熱延板焼鈍を連続焼鈍炉で焼鈍温度、
焼鈍時間を変えて施した。

【００６７】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
３５mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃で３
０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断し、
磁気特性を測定した。表１２に熱延板焼鈍条件と磁気測
定結果をあわせて示す。表１２に示されるように、熱延
板焼鈍温度が８５０℃以上１１５０℃以下であれば、特
性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることが可能である
が、８５０℃未満であれば磁気特性の改善が不十分であ
り、１１５０℃以上となると酸洗不良が発生し成品の表
面性状が悪化するとともに、鉄損が悪化した。

【００６８】また、熱延板焼鈍時間は２０秒以上５分以
内で優れた磁気特性が得られていることがわかる。熱延
板焼鈍時間が５分以上の場合、酸洗不良が発生し、鉄損
がかえって悪化している。この様に、仕上熱延時の平均
摩擦係数の低減とともに、熱延板焼鈍条件を適切に制御
することにより、磁束密度の値が高く、鉄損値の低い磁
気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることが可能であ
る。

【００６９】

【表１１】

【００７０】

【表１２】

【００７１】実施例６ 表１３に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗
バーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０mmに
仕上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂をエマル
ジョン状態で混入し、その混入量を変えることにより摩
擦係数を調整した。平均摩擦係数は各スタンドにおける
実測の先進率より計算し、その平均値により求めた。こ
の時、仕上熱延終了温度は９００℃とした。得られた熱
延板に熱延板焼鈍を箱焼鈍炉で８００℃、５時間施し
た。

【００７２】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて成分６は９０
０℃で３０秒間、成分７は９８０℃で３０秒間焼鈍し
た。その後、エプスタイン試料に切断し、磁気特性を測
定した。表１４に本発明と比較例の成分と磁気測定結果
をあわせて示す。このように仕上げ熱延時の平均摩擦係
数を０．２５以下に低減すれば、磁束密度の値が高く、
鉄損値の低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得る
ことが可能である。

【００７３】

【表１３】

【００７４】

【表１４】

【００７５】実施例７ 表１５に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて１２００℃に加熱し、粗圧延機により厚
み３０mmの粗バーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機によ
り１．８mmに仕上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に
油脂をエマルジョン状態で混入し、その混入量を調整す
ることにより平均摩擦係数を変化させた。平均摩擦係数
は各スタンドにおける実測の先進率より計算し、その平
均値により求めた。最大歪み速度は最終スタンドにおい
て１７５ｓ^-1とした。熱延仕上げ温度は１０００℃と
し、圧延終了後冷却して６５０℃で巻き取った。その
後、板温を３００℃として０．８５mmまで圧延し、さら
にこれを９８０℃，３０秒の中間焼鈍を施し、その後２
００℃の温間圧延により０．２５mmに仕上げ、酸洗し
た。これを連続焼鈍炉にて８５０℃で３０秒保定し焼鈍
し、８％のスキンパス圧延により、０．２３mmに仕上げ
た。その後エプスタイン試料に切断し、８００℃２時間
の歪取り焼鈍後、磁気特性を測定した。表１６に本発明
と比較例の成分と磁気測定結果をあわせて示す。

【００７６】表１６に示されるように、仕上げ熱延時の
平均摩擦係数を０．２５以下に低減するとともに、歪み
速度を少なくとも１パスは１５０ｓ^-1以上にし、熱延板
焼鈍条件を適切に制御すれば、磁束密度の値が高く、鉄
損値の低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得るこ
とが可能である。

【００７７】

【表１５】

【００７８】

【表１６】

【００７９】実施例８ 表１７に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み３５ｍｍの
粗バーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．５ｍ
ｍに仕上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂を体
積分率で６％混入し、各スタンドの平均摩擦係数を０．
１９に調整した。平均摩擦係数は各スタンドにおける実
測の先進率より計算し、その平均値により求めた。ま
た、仕上熱間圧延時に鋼板とワークロール間にスリップ
が生じ鋼板の表面に疵が形成されることを防止するため
に、粗圧延後のシートバーを先行するシートバーに溶接
し、仕上熱間圧延を連続して行った。この時、熱延仕上
げ温度は８６０℃とし、直ちに水冷して６５０℃にて巻
き取った。最大歪速度は最終スタンドで得られるように
パススケジュールを調整し、最終スタンドの歪み速度は
１３１ｓ^-1から３２２ｓ^-1の間で変化させた。

【００８０】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０ｍｍに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃で
３０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断
し、磁気特性を測定した。表１８に本発明と比較例の成
分と磁気測定結果をあわせて示す。このように仕上げ熱
延時の平均摩擦係数を低減するとともに、少なくとも１
パスの歪み速度を１５０ｓ^-1以上に制御することによ
り、磁束密度の値が高く、鉄損値の低い磁気特性の優れ
た無方向性電磁鋼板を得ることが可能である。

【００８１】

【表１７】

【００８２】

【表１８】

【００８３】実施例９ 表１９に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０ｍｍの
粗バーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０ｍ
ｍに仕上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に潤滑油脂
を混入し、その混入量を変えることにより摩擦係数を調
整した。平均摩擦係数は各スタンドにおける実測の先進
率より計算し、その平均値により求めた。この時、仕上
熱延終了温度は９００℃とした。最終スタンドの歪み速
度は３２０ｓ^-1とした。得られた熱延板に熱延板焼鈍を
連続焼鈍炉で９００℃、２分間施した。

【００８４】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０ｍｍに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃で
３０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断
し、磁気特性を測定した。さらに、表１９に示した材料
を酸洗までは同一条件とし、その後冷間圧延の仕上板厚
を０．５５ｍｍにした。これを連続焼鈍炉にて９００℃
で３０秒間焼鈍した。その後、スキンパス圧延を施し
０．５０ｍｍに仕上げ、エプスタイン飼料に切断し、７
５０℃２時間の歪取り焼鈍を施し、磁気特性を測定し
た。

【００８５】表２０に本発明と比較例の成分と磁気測定
結果をあわせて示す。このように仕上げ熱延時の平均摩
擦係数を０．２５以下に低減するとともに、歪み速度を
少なくとも１パスは１５０ｓ^-1以下にし、熱延板焼鈍条
件を適切に制御すれば、磁束密度の値が高く、鉄損値の
低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることが可
能である

【００８６】

【表１９】

【００８７】

【表２０】

【００８８】実施例１０ 表２１に示した成分を有する無方向性電磁鋼用スラブを
通常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み３５mmの粗
バーに仕上げ、その後、仕上げ熱延機により２．０mmに
仕上げた。仕上げ熱延機のロール冷却水に油脂をエマル
ジョン状態で混入し、その混入量を変えることにより摩
擦係数を調整した。平均摩擦係数は各スタンドにおける
実測の先進率より計算し、その平均値により求めた。こ
の時、仕上熱延終了温度は９００℃とした。得られた熱
延板に熱延板焼鈍を連続焼鈍炉で８５０℃、２分間施し
た。

【００８９】その後、酸洗を施し、冷間圧延により０．
５０mmに仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃で３
０秒間焼鈍した。その後、エプスタイン試料に切断し、
磁気特性を測定した。表２２に本発明と比較例の成分と
磁気測定結果をあわせて示す。 このように仕上げ熱延
時の平均摩擦係数を０．２５以下に低減すれば、磁束密
度の値が高く、鉄損値の低い磁気特性の優れた無方向性
電磁鋼板を得ることが可能である。

【００９０】

【表２１】

【００９１】

【表２２】

【００９２】

【発明の効果】このように本願発明によれば、磁束密度
が高く鉄損の低い、磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板
を製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｉ含有量と磁束密度の関係を示す図である。

【図２】仕上げ熱延時の平均摩擦係数に対する磁束密度
の依存性を示す図である。

【図３】仕上げ熱延時の最終スタンドの歪速度と製品磁
束密度の関係を示す図である。

【図４】仕上げ熱延時の全スタンドの平均摩擦係数、最
大歪速度および製品の磁束密度の関係を示す図である。

【図５】熱延板焼鈍時間と製品磁束密度との関係を示す
図である。

【図６】熱延板焼鈍温度と製品磁束密度との関係を示す
図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼中に重量％で、 １．０＜Ｓｉ≦７．０％ ０．１０≦Ｍｎ≦１．５％ Ｃ≦０．００５０％ Ｎ≦０．００５０％ Ｓ≦０．００５０％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるス
   ラブを粗圧延後、熱間圧延の仕上げ圧延時に熱延ロール
   と鋼板の平均摩擦係数を０．２５以下で熱間圧延し熱延
   板とし、１回又は中間焼鈍工程をはさむ２回以上の冷間
   圧延工程を施し、次いで仕上げ焼鈍を施すことを特徴と
   する磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製
   造方法。
2. 【請求項２】 鋼中に重量％で、 １．０＜Ｓｉ≦７．０％ ０．１０≦Ｍｎ≦１．５％ Ｃ≦０．００５０％ Ｎ≦０．００５０％ Ｓ≦０．００５０％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるス
   ラブを粗圧延後、熱間圧延の仕上げ圧延時に熱延ロール
   と鋼板の平均摩擦係数を０．２５以下で、かつ少なくと
   も１パスの歪速度を１５０ｓ^-1以上で熱間圧延し熱延板
   とし、１回又は中間焼鈍工程をはさむ２回以上の冷間圧
   延工程を施し、次いで仕上げ焼鈍を施すことを特徴とす
   る磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造
   方法。
3. 【請求項３】 鋼中に重量％で、更に０．１０≦Ａｌ≦
   ２．００％を含有することを特徴とする請求項１または
   ２記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板
   の製造方法。
4. 【請求項４】 熱間圧延の仕上げ圧延時に、潤滑剤とし
   て熱延ロール冷却水に０．５〜２０％の油脂をエマルジ
   ョン状態で混入することを特徴とする請求項１、２また
   は３記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼
   板の製造方法。
5. 【請求項５】 粗圧延後のシートバーを熱間圧延の仕上
   げ圧延前に先行する粗圧延されたシートバーに接合し、
   当該シートバーを連続して仕上熱延に供することを特徴
   とする請求項１〜請求項４記載の磁束密度が高く、鉄損
   の低い無方向性電磁鋼板の製造方法。
6. 【請求項６】 仕上熱延終了後、冷間圧延前に、８５０
   ℃以上１１５０℃以下の温度で２０秒以上５分未満の連
   続焼鈍で熱延板焼鈍を行うことを特徴とする請求項１〜
   請求項５記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電
   磁鋼板の製造方法。
7. 【請求項７】 前記熱延板焼鈍が７５０℃以上８５０℃
   未満の温度で５分以上３０時間以内の箱焼鈍であること
   を特徴とする請求項１〜請求項５記載の磁束密度が高
   く、鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造法。
8. 【請求項８】 １回又は中間焼鈍工程をはさむ２回以上
   の冷間圧延工程後、仕上げ焼鈍を施し、さらに２〜２０
   ％のスキンパス圧延工程を施すことを特徴とする請求項
   １〜請求項７記載の磁束密度が高く、鉄損の低い無方向
   性電磁鋼板の製造法。