JPS5837367B2

JPS5837367B2 - 鉄損の低い一方向性珪素鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPS5837367B2
Application number: JP55148131A
Authority: JP
Inventors: 庸伊藤; 洋清水; 嘉明飯田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1980-10-24
Publication date: 1983-08-16
Also published as: JPS5773126A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は鉄損の低い一方向性珪素鋼板の製造方法に関し
、特に鉄損が著しく低い一方向性珪素鋼板を工業的に安
定して製造する方法の提案を目的とするものである。

Ｓｉ含有量を高めることは、一方向性珪素鋼板の鉄損特
性を改善する有効な手段の一つであるが、Ｓｉ含有量が
高くなると、それに伴って冷間加工性が劣化して、工業
的規模での生産が困難になること、および、ゴス方位を
有する二次再結晶粒の戒長が十分行われ難く、所望の成
品特性を安定して得ることが出来ないこと、主としてこ
の二つの理由から、従来、Ｓｉ含有量が３．２％程度を
越える一方向性珪素鋼板は、工業的に殆んど生産されて
いない。

冷間加工性を損なわずに、戒品の鉄損特性を改善するこ
との出来る、上記問題点の解決手段として、Ｓｉ濃度が
外層から内層に行くに従い高くなっている鋼塊を素材と
して用いる、高珪素一方向性珪素鋼板の製造方法が、特
開昭５４−１２７８２９号に提案されている。

この方法によれば、外層部のＳｉ濃度が低いため、冷間
加工は確かに容易であるが、鉄損の低い戒品を、工業的
に安定して生産することは、やはり困難である。

このように、Ｓｉ含有量が増加すると、鉄損の低い成品
が安定して得られなくなる原因は以下の如く考えられる
。

Ｓｉ含有量が多くなると、熱延過程でのα一γ変態量が
減少する結果、熱延組織中に、粗い伸長粒組織が形成さ
れる。

このような伸長粒組織は、以後の冷延・焼鈍工程を通っ
た後も均一な等軸粒とはならず、粗大伸長粒として残留
する。

内層のＳｉ濃度が高い場合、上述の粗大伸長粒より戒る
不均質な一次再結晶組織が内層に形成されるため、外層
のＳｉ含有量の如何に拘わらず、外層に生成したゴス方
位の二次再結晶粒は、これに阻まれて十分に発達できず
、他の方位の結晶粒の戒長を許すことになる。

その結果、戒品の磁束密度は低くなり、履歴損が増加す
るため、所望の鉄損改善が果たされない。

上記欠点を改善するためには、内層の一次再結晶組織を
微細・均一化する必要があるが、Ｃ濃度を高めて、熱延
過程におけるα一γ変態量を増加することにより、目的
を達成することができる。

しかし、α−γ変態量の増加は、一方では、一次再結晶
集合組織中のゴス方位成分を減少させるため、二次再結
晶核が発生する外層領域においてαγ変態量が増加する
ことは望ましくない。

すなわち、ゴス方位の二次再結晶粒発達のためには、熱
延過程におけるα一γ変態量が外層において少なく、内
層において多いことが望ましい。

本発明は内層にＣおよびＳｉを富化した鋼塊または連鋳
スラブを出発素材とし、冷間加工性を損わずに、鉄損の
低い一方向性珪素鋼板を製造することを目的とするもの
であり、前記特許請求の範囲に記載の一方向性珪素鋼板
の製造方法について上記目的を達成するに至ったのであ
る。

次に本発明の方法を詳細に説明する。

前述のように、Ｓｉ含有量を高めたときにもコス方位の
二次再結晶粒が容易に発達できるためには、内層の一次
再結晶組織が微細で均一なものであることが必要である
。

本発明者らは上記目的のため、内層のＣ濃度を高めるこ
とにより熱延過程において適量のα→γ変態を生起させ
ることが有効であることを知見した。

Ｃ濃度の増加は、同時に、ゴス方位の二次再結晶粒が蚕
食して発達するために都合のよい（２２２）成分を、一
次再結晶集合組織中に増加させるので、この点において
も有利である。

一方外層のＣ濃度が高いと、一次再結晶集合組織中のゴ
ス取位成分が減少するため、二次再結晶粒の発達が十分
であっても、ものゴス方位集積度は低下する。

従って成品の磁束密度が低下し、履歴損が増加するため
、本発明の目的とする低鉄損を実現できないので、外層
のＣ濃度を低くする必要がある。

一方Ｓｉ濃度も、冷間加工性の点から外層では低くする
ことが有利である。

以上述べたように、従来は困難であった、冷間加工性を
損わずに鉄損の低い一方向性珪素鋼板を製造することを
、内層にＣおよびＳｉを富化した鋼塊または連鋳スラブ
を素材とすることによって工業的に安定な製造の実現を
可能としたのである。

以下具体的な実施態様に基づいて説明する。

内層にＣおよびＳｉを富化した素材とする鋼塊または連
鋳スラブは公表されている任意の方法、例えは下記の方
法で得ることができる。

（イ）鋳型中央に高炭素高珪素含有鋳塊を設置し、その
周囲に低炭素低珪素の溶鋼を注入する方法。

（口）普通造塊または連続鋳造において、低炭素低珪素
の溶鋼を注入後、中心部にＣおよび金属ＳｉまたはＦｅ
−Ｓｉ合金を添加する方法。

（ハ）低炭素低珪素の外枠内に、高炭素高珪素の溶鋼を
注入する方法。

本発明による出発素材の内層部が全厚に占める割合を１
５〜９０％に限定する。

内層の厚さを限定する理由は以下のとおりである。

第１図は、Ｃ０．０６％、Ｓｉ３．９％、Ｍｎ０．０７
％、ＳＯ．０３％、ＳｂＯ．０８を含む（５０ｋ
ｇ）鋼塊を種々の寸法に成形した後、５０ｋｇ用鋳型の
中央に吊るし、その周囲に、Ｃｏ、０２５％、Ｓｉ３．
０％、Ｍｎ０．０７、８０．０３％、Ｓｂ０．
０８％の溶鋼を注入して得られた、内層の厚さが異
なる数種の５０ｋｇ鋼塊を、熱延、冷延・熱処理して、
０．３０間厚の一方向性珪素鋼板にしたときの内層の厚
さと鉄損の関係を示すものである。

図から判るように内層の厚さが、全厚の１５〜９０％の
範囲でＷｌ７／５０が１．１ｗ／ｋｇ以下の低い鉄損が
得られている。

内層の厚さが、９０％を越えると鉄損が劣化する原因は
、二次再結晶核の発生する外層の一次再結集合組織がゴ
ス方位戊分の少ない不都合なものとなることにあり、内
層の厚さが１５％未満のときに鉄損が劣化する原因は、
内層の一次再結晶組織が十分微細・均一化されないこと
にある。

以上により、内層の厚さは、全厚の１５〜９０％に限定
する。

外層部のＣおよびＳｉ含有量は、平均濃度でＣ：０．０
０５〜０．０４％、Ｓｉ：１．８〜３．５％であり、内
層部のＣおよびＳｉ含有量は外層部よりＣ濃度で０．０
０５〜０．０５０％、Ｓｉ濃度で０．２〜７．０％それ
ぞれ高めることが好適である。

Ｃ，Ｓｉ濃度の範囲は、上記のように限定されるが
その理由を以下に述べる。

外層部のＳｉ濃度が１．８％未満であると熱延過程にお
けるα−γ変態のために望ましい一次再結晶集合組織が
得られず、他方３．５％超になると、冷間加工性が著る
しく劣化するので、外層部の平均Ｓｉ濃度を１．８〜３
．５％の範囲に限定する。

外層部のＣは、冷延工程で微細に析出して、結晶組織を
均質化するために適量含有することが必要であるが、０
．０４％を越えると熱延過程でのα−γ変態が著るしく
なるため外層部の平均Ｃ濃度を０．００５〜０．０４％
に限定する。

内層部のＳｉ濃度は、高い程成品の鉄損を低減し得るが
、あまりに高いと、仕上焼鈍で板厚方向のＳｉ濃度を均
一化するために多犬の時間を要すること、および、Ｃ濃
度も著るしく高めなければならなくなり、工業生産が可
能な条件で脱炭焼鈍することができなくなるため、内層
に富化するＣおよびＳｉ濃度の上限をそれぞれ０．０５
％および７．０％に制限する。

他方、内層に富化するＳｉ量が０．２％未満では、所
望の低鉄損を得ることができず、実質的に富化しない場
合と同じであるので内層に富化するＳｉ量の下限を０．
２％に限定する。

これに対応して、Ｃ量の下限を０．００５％に限定する
。

なお本発明の鋼塊または連鋳スラブには、一次再結晶粒
の戒長を抑制して二次再結晶粒の発達を促すいわゆるイ
ンヒビターと呼ばれる元素を適当量含有させる必要があ
る。

鋼塊または連鋳スラブは通常の方法で加熱され１．５〜
３．５ｍｍの厚さに熱間圧延される。

熱延コイルは１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷延
によって或品板厚に圧延され、脱炭焼鈍を施される。

次いで焼鈍分離剤を塗布された後、高温仕上焼鈍が施さ
れる。

仕上焼鈍は、内層のＳｉが外層に拡散して、厚さ方向の
Ｓｉ濃度がほぼ一定になるに要する温度と時間条件で行
われることが必要である。

４木次に本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１Ｃ０．０３５％、Ｓｉ２．９５％、Ｍｎ０．０７３％、
Ｓｅ０．０２０％、Ｓｂ０．０２８％の成分を有する溶
鋼を連続鋳造した。

鋳造の途中、ＣとＦｅ−Ｓｉ合金の混合紛をステンレス
鋼で皮覆したワイヤーを鋳型中心部に添加し、スラブ内
層、全厚の６０％の領域で、Ｃ０．０５５％、Ｓｉ３．
７０％となるようにした。

次いで、Ｆｅ−Ｓｉ紛のみを皮覆したワイヤーを添加し
、スラブ内層、全厚の６０％の領域でＳｉ３．７０％と
なるようにした。

最後に、タンデイシュに金属Ｓｉを投入して、Ｓｉ３．
４０％にし、鋳造した。

ワイヤー無添加のスラブ、ワイヤー添加した２種のスラ
ブおよびＳｉを高めたスラブを熱延し２．４ｍｍ厚
とした。

熱延コイルを１０００’Ｃ５分連続焼鈍後０．８ｍ
ｍ厚に冷延し、９５０８０３分中間焼鈍後０．３７
ｎｒＩＬ厚に最終冷延した。

その後、８５００Ｃで０．００１％まで脱炭し、ＭｇＯ
を塗布し、８６００Ｃ３０Ｈｒの二次再結晶焼鈍
を経て１２０００Ｇ２０Ｈｒ（７）仕一ヒ焼鈍を
施した。

第２図に、ワイヤー添加スラブのＣとＳｉの濃度分布を
示す。

ＣとＳｉを内層に富化した本発明例の成品特性は、第１
表に示すように比較例に比べ優れ、かつ、その冷延歩止
りも、同じ平均Ｓｉ濃度の比較例より著しく高く、内層
にＣとＳｉを富化した効果が顕著である。

実施例２Ｃ０．０３０％、Ｓｉ２．８５％、Ｍｎ０．０９％、８０．０２６％、Ｓｏｌ，Ｉ’−１２０．０２
８％、ＮＯ．００５８％を含む溶鋼を連続鋳造した。

その途中、Ｃと金属Ｓｉの混合紛をＣｕ板で皮覆したワ
イヤーを鋳型中心部へ添加し、スラブ内層、全厚の４０
％の領域で、Ｃ０．０６０％、Ｓｉ３．８５％となるよ
うにした。

ワイヤー無添加のスラブとワイヤー添加のスラブを熱間
圧延して２．３間厚とした。

１１００℃で連続加熱後０．３５ｍｍ厚に冷間圧延した
。

その後、８５０’Ｃで脱炭焼鈍しＭｇＯを塗布し、１２
００’Ｃ２５Ｈｒ仕上焼鈍した。

成品の磁性は、ワイヤー添加ありｗ１７／５０−０．９２
Ｗ／ｋｇＢ１ｏ＝１．９２Ｔワイヤー添加なしＷ１７／５ｏ−１．１０Ｗ
／ｋｇＢ１０＝１．９５Ｔであり、ワイヤー添加により内層にＣ，Ｓｉを富化した
効果が顕著に認められた。

本発明において、一方向性珪素鋼板の鉄損を改善するた
めのＳｉ含有量を増加する場合に生ずる冷間加工性の劣
化および二次再結晶の不完全性の欠点を、素材内層にＣ
およびＳ１を富化することによって克服することができ
、従来は上記欠点のために最高約３．２％に制約されて
いたＳｉ濃度を更に高め得るようにして、鉄損の著しく
低い一方向性珪素鋼板を製造する方法の提供を実現する
に到ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣおよびＳｉを富化した内層の全厚に対する割
合と鉄損との関係を示す図、第２図はスラブにおけるＣ
およびＳｉの濃度分布を示す図面である。

Claims

【特許請求の範囲】１珪素含有鋼塊または連鋳スラブに熱間圧延・冷間圧
延・熱処理を施して一方向性珪素鋼板を製造する方法に
おいて、内層にＣおよびＳｉを富化した鋼塊または連鋳
スラブを用いることを特徴とする鉄損の低い一方向性珪
素鋼板の製造方島２ＣおよびＳｉを富化すべき内層の
厚さが、全厚の１５〜９０パーセントであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の鉄損の低い一方向性
珪素鋼板の製造方法。３外層のＣおよびＳｉ濃度がそれぞれ０．００５〜０
．０４パーセントおよび１．８〜３．５パーセントであ
り、内層へのＣおよびＳｉの富化量がそれぞれ０．００
５〜０．０５パーセントおよび０．２〜７．０パーセン
トであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の鉄損の低い一方向性珪素鋼板の製造方法。