JPS6353214A - 磁気特性の優れた無方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、磁気特性の優れた無方向性けい素鋼板の製
造方法に関し、とくに該鋼板の表面性状ひいては磁気特
性の劣化を招くことなしに、効率よくしかも安価に無方
向性けい素鋼板を製造し得る有利な方法を提案しようと
するものである。

（従来の技術） 無方向性けい素鋼板は、主として発電機、電動機その他
の電気機器の鉄心として使用されていて、磁気特性とし
てはとくに磁化特性と鉄損特性に優れることが要求され
る。

ところで無方向性けい素鋼板の磁気特性は、単に材質だ
けでなくその表面性状にも強く影響され、表面粗さが小
さいほど磁気特性は良好であることから、半有機被膜材
の溶接性改善など特殊な用途を除いては、冷間圧延にお
いていわゆるブライト仕上げと呼ばれる、鋼板表面粗さ
が平均粗さＲａで０．４μｍ以下となるような圧延処理
が採用されている。

というのは、最終冷延板の表面粗さが粗いと、最終焼鈍
時の表面酸化が増大し、内部酸化が生じるため、表面近
傍の再結晶粒の粒成長を妨げるのみならず、製品板を磁
化したときの磁壁の移動を妨げ、磁気特性の劣化を招く
からである。さらに製品板を債層したときの占積率を低
下させる不利も生じる。

また無方向性けい素鋼板でもＳｉを１．５ｗｔ％（以下
単に％で示す）以上含む高けい素鋼は、他の一般冷延阪
に比べて極めてもろく破断し易い′だけでなく、圧延変
形抵抗も極めて高いため、最終冷間圧延は一般にゼンジ
ミアミルのようなレバースミルを用いて、７００ｍｐｍ
以下程度の低速圧延によって行われていた。

ところが近年、生産性の向上などの観点から、高効率の
タンデムミルによる無方向性けい素鋼板の冷間圧延が試
みられ、保温圧延など種々の新技術の開発により、Ｓ１
含有量１．５％以上の高けい素鋼においても破断を招く
ことなしに最終冷間圧延をタンデムミルで高速通板下に
行うことが実現しつつある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら無方向性けい素鋼板とくにＳｉ含有量１．
５％以上の高けい素無方向性けい素鋼板の最終冷間圧延
を、タンデムミルによって１０００１ＴＩＩ］ｍ以上の
高速圧延とした場合には、最終冷延後の板表面が粗くな
って磁気特性の劣化を招くところに問題を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、たと
えＳｉ含有量１．５％以上の高けい素鋼であっても表面
性状の劣化を招く不利なしに高速圧延を可能ならしめ、
生産性および製造コストの向上を図り得る無方向性けい
素鋼板の有利な製造方法を提案することを目的とする。

（問題点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、最終冷延をタンデムミルにて１００１００Ｏ
以上の高速で行う場合であっても、最終スタンドにおけ
る冷延条件とくに圧下率と圧延ロール径との関係をＳｉ
含有量に応じて適切な範囲に調整することよって、鋼板
表面をいわゆるブライト材の水準に維持できることの知
見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、Ｃ：０．０１０　％以下、Ｓｌ：
１．５〜４．０％、Ｍｎ：０，１〜１．０％およびＡＡ
：１．０％以下を含有する組成になるけい素鋼熱延板に
、１回又は２回以上の焼鈍と冷間圧延とを施して無方向
性けい素鋼板を製造するに当り、 上記冷間圧延工程の最終冷延をタンデム圧延で行うもの
とし、このタンデム圧延の最終スタンドにおける圧延を
、ロール周速Ｖが１００１００Ｏ以上でかつ圧下率Ｔが
次式、 γ≧０．０６Ｒ（０，１３×Ｓｉ＋０．５７　）　−２
０ここでＲ：圧延ロール直径（＋ｎｍ） Ｓｉ：　Ｓｉ含有量（ｗｔ％） を満足する条件下に行うことを特徴とする、磁気特性の
優れた無方向性けい素鋼板の製造方法である。

以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明において鋼板の素材成分を上記の範囲に限
定した理由について説明する。

Ｃ：０．０１０％以下 Ｃは、磁気特性の時効劣化をもたらす有害元素であるの
で、極力低減することが好ましい。とくに含有量が０．
０１０　％を超えると、最終製品が時効劣化を起さない
レベルまで脱炭するには、そのコストが大きくなり経済
的に不利になるので、Ｃ含有量は０．０１０％以下の範
囲に限定した。

Ｓｉ：１．５〜４．０％ Ｓｉは、電気抵抗を高めて鉄損を低減させるために製品
のグレードに応じて添加される元素である。

第１図に、ロール直径および圧下率を種々に変化させ最
終スタンドにおけるロール周速：　１００１００Ｏ以上
で冷間圧延を行った場合の、鋼板中のＳｌ量と製品板の
表面平均粗さＲａとの関係を第１図に示す。

な右同図中・印は、この発明の条件を満足するロール直
径：２５０ｍｍ　、圧下率：３５％で行った場合、一方
Ｏ印は、ロール直径：８００ｍｍ、圧下率５％の従来条
件で行った場合である。

同図より明らかなように、Ｓｉ含有量が１．５　％未満
のグレードでは、一般冷延鋼板並にタンデム圧延でき、
１００１００Ｏ以上の高速圧延でも表面粗度を中心線平
均粗さＲａで０．４μｍ以上に劣化させることなしに圧
延可能であり、とくに圧延条件が問題とされることはな
い。この点Ｓｉ含有量が１，５　％以上になると圧延条
件によって表面粗度は大きく変化する。そこでこの発明
では、圧延条件に太き（左右されるＳｉ含有量１．５％
以上のけい素鋼板を対象とした。

しかしながら含有量が４．０％を超えると現在の圧延技
術では、破断を招くことなしに高速圧延を実施すること
は極めて困難であるため、上限を４．０％に定めた。

Ｍｎ：Ｑ、１〜１．０％ Ｍｎは、靭性の改善に有用な元素であり、少なくとも０
．１％を必要とするが、１．０％を超えると磁気特性の
劣化を招くために０．１〜１．０％の範囲に限定した。

＾ｌ：１．０％以下 Ａｊ７もＳ１同様電気抵抗を高め、鉄損を低減させる有
用元素であるが、添加量が１．０　％を超えると冷間加
工性を悪化させるので１．０％以下の範囲に限定した。

さて、上記の好適成分組成に調整された溶鋼は、造塊−
分塊法または連続鋳造法によってスラブとされたのち熱
間圧延が施される。

ついでこの熱延板に、１回または２回以上の冷間圧延と
焼鈍とを施して最終板厚とする。

この発明では、かかる冷間圧延の最終冷延をタンデムミ
ルを用いて、ロール周速１００１００Ｏ以上の高速で行
うわけであるが、かような高速圧延において圧延板の表
面荒れを抑制するには、Ｓｌ量に応じて圧下率と圧延ロ
ール直径との関係を適切な範囲に調整することが肝要で
ある。

第２図および第３図に、圧延後の鋼板の表面性状に及ぼ
す最終スタンドにおける圧下率および使用ロール直径に
ついて調べた結果をそれぞれ示す。

第２〜３図に示した結果から明らかなように、冷間圧延
後の鋼板の表面粗さは、最終スタンドにおける圧下率と
圧延ロール径に大きく依存し、圧下率が小さいほど、ま
たロール径が大きいほど表面は粗くなる傾向にあること
が判明した。

そこで次に、Ｓｉ含有量３．３％の無方向性けい素鋼板
につき、ロール周速が１００１００Ｏ以上の高速圧延域
において板面粗さが最大となるところでの、坂の表面粗
さＲａと圧下率、圧延ロール径との関係について調べた
。

得られた結果を整理して第４図に示す。

同図に示したとおり、ロール周速が１００１００Ｏ以上
の場合に、阪の表面粗さＲａを０．４μｍ以下に抑える
ためには、次式の関係を満足する条件下に圧延を行うこ
とが肝要であることが判明した。

γ≧０．０６Ｒ（０，１３ＸＳｉ　＋０．５７＞−２０
ここでγ：圧下率（％） Ｒ：圧延ロール直径（ｍｍ） Ｓｉ：　Ｓｉ含有量（％） したがってこの発明における圧下率、ロール径の適正範
囲は、第５図に示したように高Ｓｉはど、大圧下、小径
の方向となる。

なおＳｉ含有量が減少すると前掲第１図に示したように
、低圧下率、大ロール径での最大表面粗さは小さくなる
。従ってこの発明で所期した目的を達成するには γ≧０．０６Ｒ（０，１３ＸＳｉ　＋０．５７）　−２
０の条件下に圧延を行えばよいわけである。

また上記の条件を満たす冷間圧延は、タンデムミルの最
終スタンドだけで充分であり、最終スタンドのみ上記の
条件を満足すれば、前段スタンドで生じた表面荒れは平
滑化されて、表面平均粗さＲａが０．４μｍ以下の平滑
表面が得られることも確かめられている。

（作　用） この発明によって鋼板表面が有利に改善される理由は、
次のとおりに推察される。

高速冷間圧延時における表面荒れの一因は、圧延時にロ
ールバイト部に巻き込まれる圧延油にあり、とくにＳｉ
含有量１．５％以上の無方向性けい素鋼板のように硬く
て変形抵抗が大きい鋼種にあっては圧延ロールの偏平率
も大きいので普通鋼に比べると多量の圧延油が巻き込ま
れると考えられるが、この発明に従い、Ｓｉ量が多くな
り変形抵抗が大きくなるに応じて圧延ロール径と圧下率
を適切に調整することにより、圧延油の巻込み量が低減
され、その結果表面性状が改善される。

（実施例） 実施例Ｉ Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：３．３％、Ｍｎ：０．３０％
およびｌ：０．７％を含有する１、９順厚のけい素鋼熱
延板に、１０００℃、１０秒の熱延板焼鈍を施し、脱ス
ケール後、タンデムミルにて、最終スタンドのロール周
速：　１５′００ｆｎｐｍで圧延するとき、試料Δにつ
いては、圧延ロール直径：３００ｍｍ、圧下率：２５％
の条件で、また試料已については、圧延ロール直径：６
００ｕ、圧下率：５％の条件下に行って、それぞれ０．
５０ｍｍの最終板厚に仕上げた。ついで１０５０℃、１
０秒の最終仕上げ焼鈍を施した。

かくして得られた各無方向性けい素鋼板の表面平均粗さ
Ｒａと、鉄損１’ｉｌＳ／Ｓ。、磁束密度Ｂ５ｏについ
て調べた結果を下表１に示す。

表　　１ 表１に示したとおり、この発明に従って得られた試料Ａ
は、比較例（試料Ｂ）に比べて、表面性状は勿論、磁気
特性の面でも大幅に優れていた。

実施例２ Ｃ：０．００４％、Ｓｉ：１，６％、Ｍｎ　：　０．３
２％および八ｎ：０．２４％を含有する２、３ｍｍ厚の
けい素鋼熱延板を、脱スケール後、タンデムミルにて最
終スタンドのロール周速：　１７００＋ｎｐｍで圧延す
るとき、試料Ｃについては、圧延ロール直径：　３５０
＋ｎｍ、圧下率：３０％の条件で、また試料りについて
は、圧延ロール直径−８００［［１ＩＩｌ、圧下率ニア
％の条件下に行って、それぞれ０．５０ｎ＋ｍの最終板
厚に仕上げた。ついで９５０℃、１０秒の最終仕上げ焼
鈍を施した。

かくして得られた各製品板の表面性状および磁気特性に
ついて調べた結果を表２に示す。

表　　２ （発明の効果） かくしてこの発明によれば、Ｓ１含有量１．５　％以上
の無方向性けい素鋼板を１００１００Ｏ以上の高速でタ
ンデム圧延する場合であっても、表面平均粗さＲａが０
．４μｍ以下の良好な表面性状を維持でき、ひいては優
れた磁気特性を有する無方向性けい素鋼板を高生産性の
下に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、冷間圧延後の鋼板の表面平均粗さに及ぼすＳ
ｉ含有量の影響を示したグラフ、第２図は、最終スタン
ドのロール周速と表面平均粗さとの関係を圧延ロール径
をパラメータとして示したグラフ、 第３図は、最終スタンドのロール周速と平均表面粗さと
の関係を圧下率をパラメータとして示したグラフ、 第４図は、Ｓｉを３．３％含有するけい素鋼板の表面平
均粗さに及ぼす、高速タンデム圧延における圧延ロール
直径と圧下率の影響を示したグラフ、第５図は、各Ｓ１
量てＲａ≦０．４　μｍを満足する圧下率と圧延ロール
径の領域を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０１０ｗｔ％以下 Ｓｉ：１．５〜４．０ｗｔ％ Ｍｎ：０．１〜１．０ｗｔ％および Ａｌ：１．０ｗｔ％以下 を含有する組成になるけい素鋼熱延板に、１回又は２回
   以上の焼鈍と冷間圧延とを施して無方向性けい素鋼板を
   製造するに当り、 上記冷間圧延工程の最終冷延をタンデム圧延で行うもの
   とし、このタンデム圧延の最終スタンドにおける圧延を
   、ロール周速ｖが１０００ｍｐｍ以上でかつ圧下率γが
   次式、γ≧０．０６Ｒ（０．１３×Ｓｉ＋０．５７）−
   ２０ここでＲ：圧延ロール直径（ｍｍ）Ｓｉ：Ｓｉ含有
   量（ｗｔ％） を満足する条件下に行うことを特徴とする、磁気特性の
   優れた無方向性けい素鋼板の製造方法。