(57)【要約】【課題】３００℃以上に加熱された電磁鋼板が、リサーキュレーション潤滑方式の圧延機にて圧延される際に、該電磁鋼板の潤滑性を確保して、焼付を防止する。【解決手段】３００℃以上の耐熱性を有する被膜を電磁鋼板の表面に形成する被膜処理装置と、前記被膜が形成された前記電磁鋼板を加熱する加熱装置と、前記加熱装置に対して圧延方向下流側に配置され、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式であって複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機と、を有し、前記加熱装置は、前記冷間タンデム圧延機の入側において前記電磁鋼板の板温度が３００℃以上５００℃以下となるように前記電磁鋼板を加熱し、前記冷間タンデム圧延機は、前記電磁鋼板を少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延する、圧延潤滑設備が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３００℃以上の耐熱性を有する被膜を電磁鋼板の表面に形成する被膜処理装置と、
前記被膜が形成された前記電磁鋼板を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置に対して圧延方向下流側に配置され、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式であって複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機と、
を有し、
前記加熱装置は、前記冷間タンデム圧延機の入側において前記電磁鋼板の板温度が３００℃以上５００℃以下となるように前記電磁鋼板を加熱し、
前記冷間タンデム圧延機は、前記電磁鋼板を少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延する、圧延潤滑設備。
【請求項２】
前記被膜処理装置は、二硫化モリブデンを含む二硫化モリブデン被膜を形成する、請求項１に記載の圧延潤滑設備。
【請求項３】
前記被膜処理装置は、被膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下となるように前記電磁鋼板の表面に前記二硫化モリブデン被膜を形成する、請求項２に記載の圧延潤滑設備。
【請求項４】
前記被膜処理装置は、リン酸塩被膜を形成する電解リン酸塩処理装置である、請求項１に記載の圧延潤滑設備。
【請求項５】
前記電解リン酸塩処理装置は、被膜厚が０．９μｍ以上、２．１μｍ以下となるように前記電磁鋼板の表面に前記リン酸塩被膜を形成する、請求項４に記載の圧延潤滑設備。
【請求項６】
被膜処理装置を用いて、電磁鋼板の表面に３００℃以上の耐熱性を有する被膜を形成し、
前記被膜が形成された前記電磁鋼板を、加熱装置を用いて、３００℃以上５００℃以下に加熱し、
加熱された前記電磁鋼板を、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式であって複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機を用いて、少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延する、圧延方法。
【請求項７】
前記冷間タンデム圧延機の圧延方向最上流側の第１スタンドにおける圧延荷重、ワークロール速度、及び、出側通板速度の実測値に基づいて、前記第１スタンドのワークロールと前記電磁鋼板との間の摩擦係数を算出し、
算出した前記摩擦係数が、予め設定された所定の摩擦係数範囲内に収まるように、前記被膜処理装置により前記電磁鋼板の表面に形成される前記被膜の被膜厚さを制御する、請求項６に記載の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延潤滑設備及び圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁鋼板は、変圧器や発電機、電動機の鉄心材料として広く用いられている。近年、特に無方向性電磁鋼板は、自動車の燃費向上のためにハイブリッドカー用のモータ素材として使用され、需要が急速に高まっている。このようなハイブリッドカーに用いられる無方向性電磁鋼板には、品質と価格が求められる。品質としては鉄損が低いこと、価格としては当然ながら廉価であることが求められる。
【０００３】
鉄損の低い電磁鋼板を鉄心材料として使用することにより、鉄心の発熱に起因する電気機器の温度上昇が抑えられ、機器の効率も向上するので、低鉄損材料に対する要望は極めて強い。一般に鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損との２つの鉄損成分に分けられる。これらの鉄損成分は、鋼板の結晶粒径、析出物量、集合組織及び鋼板の電気抵抗（固有抵抗）等の冶金的因子により変化することが知られており、鉄損を低減させるために冶金的因子の制御が行われている。
【０００４】
冶金的因子の制御は、焼鈍条件または合金の成分条件等の圧延以外の冶金的因子の制御と圧延における冶金的因子の制御とに大別される。例えば、特許文献１には、温間圧延による冶金的因子の制御技術が開示されており、特許文献１に開示の技術では、冶金的因子の制御を冷間圧延工程での温間圧延により行い得る。特許文献１に記載の冷間圧延工程では、タンデム圧延機の圧延方向の最上流側に配置されたスタンドの入側において、鋼板を２００℃以上５００℃以下に予備加熱して温間圧延する。これにより、鋼板表層近傍の集合組織を制御し、板厚方向の磁束分布（つまり集合組織）を均一化する。すなわち、鋼板表層の｛１００｝面近傍の集積度を増加させ、板厚方向の磁束分布（つまり集合組織）を均一化することにより、ヒステリシス損を低減している。さらに、特許文献１には、ヒステリシス損の低減効果が最大となる鋼板の温度は３００℃程度であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１２５２４９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７２３８２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１６０７０２号公報
【特許文献４】特開２００５−９５９２８号公報
【特許文献５】特開昭５９−１２５２０２号公報
【特許文献６】特開２０１０−１１６５８８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】西谷伸、外３名、「塗装下地用電解リン酸塩化成処理技術」、デンソーテクニカルレビューｖｏｌ．７，Ｎｏ．２、２００２年、ｐ３５−ｐ３８
【非特許文献２】白石利幸、外３名、「塑性と加工：先進率の負挙動を含む板厚セットアップモデルの開発-高速安定圧延技術の研究」、日本塑性加工学会誌、１９９５年１１月２０日、第３６巻４１８号、ｐ．１２６９−１２７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電磁鋼板においては、上記特許文献１に開示されているように３００℃以上に加熱した後圧延機にて圧延すると、潤滑不足により電磁鋼板に焼付が生じる場合がある。
【０００８】
電磁鋼板に焼付を生じさせないように圧延時の潤滑性を確保するために、例えば、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式の圧延機を用いて電磁鋼板を圧延することも考えられる。しかし、リサーキュレーション潤滑方式の圧延機では、圧延前に電磁鋼板を加熱しても、潤滑剤の供給によって加熱された電磁鋼板が冷却されたり、加熱されてから圧延される前までに空冷されたりする。このため、ヒステリシス損の低減効果を高めるために電磁鋼板を３００℃以上に加熱して圧延する場合には、温度低下分も考慮して、圧延前により高い温度で電磁鋼板を加熱する必要がある。特に、リサーキュレーション潤滑方式の圧延機では、加熱された電磁鋼板に対する潤滑剤の供給による冷却の影響は大きいので、供給された潤滑剤が加熱された電磁鋼板にかからないようにする必要がある。このため、温間圧延する圧延スタンドの潤滑はワークロールに供給された潤滑剤のみとなり、従来のように板に供給された潤滑剤の効果はなくなる。このため、潤滑不足が生じ安い。このような理由から、リサーキュレーション潤滑方式の圧延機で３００℃以上に加熱して圧延する際に、電磁鋼板の潤滑性を確保することが求められていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、３００℃以上に加熱された電磁鋼板が、リサーキュレーション潤滑方式の圧延機にて少なくとも第１スタンドにおいて圧延される際に、該電磁鋼板の潤滑性を確保して、焼付を防止することが可能な、新規かつ改良された圧延潤滑設備及び圧延方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、３００℃以上の耐熱性を有する被膜を電磁鋼板の表面に形成する被膜処理装置と、前記被膜が形成された前記電磁鋼板を加熱する加熱装置と、前記加熱装置に対して圧延方向下流側に配置され、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式であって複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機と、を有し、前記加熱装置は、前記冷間タンデム圧延機の入側において前記電磁鋼板の板温度が３００℃以上５００℃以下となるように前記電磁鋼板を加熱し、前記冷間タンデム圧延機は、前記電磁鋼板を少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延する、圧延潤滑設備が提供される。
【００１１】
前記被膜処理装置は、二硫化モリブデンを含む二硫化モリブデン被膜を形成してもよい。
【００１２】
前記被膜処理装置は、被膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下となるように前記電磁鋼板の表面に前記二硫化モリブデン被膜を形成してもよい。
【００１３】
前記被膜処理装置は、リン酸塩被膜を形成する電解リン酸塩処理装置であってよい。
【００１４】
前記電解リン酸塩処理装置は、被膜厚が０．９μｍ以上、２．１μｍ以下となるように前記電磁鋼板の表面に前記リン酸塩被膜を形成してもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被膜処理装置を用いて、電磁鋼板の表面に３００℃以上の耐熱性を有する被膜を形成し、前記被膜が形成された前記電磁鋼板を、加熱装置を用いて、３００℃以上５００℃以下に加熱し、加熱された前記電磁鋼板を、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式であって複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機を用いて、少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延する、圧延方法が提供される。
【００１６】
前記冷間タンデム圧延機の圧延方向最上流側の第１スタンドにおける圧延荷重、ワークロール速度、及び、出側通板速度の実測値に基づいて、前記第１スタンドのワークロールと前記電磁鋼板との間の摩擦係数を算出し、算出した前記摩擦係数が、予め設定された所定の摩擦係数範囲内に収まるように、前記被膜処理装置により前記電磁鋼板の表面に形成される前記被膜の被膜厚さを制御してもよい。
【００１７】
上記構成により、電磁鋼板の表面上に３００℃以上で耐熱性を有する被膜が形成されることで、該電磁鋼板を３００℃以上に加熱しても、十分な潤滑性を確保しつつ、圧延機において圧延する際に鋼板に焼付が発生しない効果が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、３００℃以上に加熱された電磁鋼板が、リサーキュレーション潤滑方式の圧延機にて少なくとも第１スタンドにおいて圧延される際に、該電磁鋼板の潤滑性を確保して、焼付を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る鋼板製造プロセスの一例を示す図である。
【図２】同実施形態に係る冷間タンデム圧延機の第１スタンドの詳細を示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
＜１．背景＞
（１．１．鉄損の低減）
本発明は、温間圧延された電磁鋼板をリサーキュレーション潤滑方式の圧延機により圧延する技術に関するものである。電磁鋼板、特にハイブリッドカーに用いられる無方向性電磁鋼板には、低鉄損であることが望ましい。一般に鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損との２つの鉄損成分に分けられる。これらの鉄損成分は、鋼板の結晶粒系、析出物量、集合組織および鋼板の電気抵抗（固有抵抗）等の冶金的因子により変化する。
【００２２】
結晶粒径は、粒径が大きくなるほどヒステリシス損は減少し、渦電流損は増加する。そのため、鉄損が最小となる適正粒径が存在する。適正粒径は、励磁周波数により変化し、周波数が高くなるほど適正粒径は小さくなることが知られている。よって、使用される励磁周波数に応じて、適正粒径が選定される。所望の適正粒径が得られるように、例えば、仕上げ焼鈍の条件が選定される。
【００２３】
析出物は、磁壁移動の障害となりヒステリシス損を増加させるとともに、仕上げ焼鈍において結晶粒が適正粒径まで成長するのを妨げて、鉄損の増加を引き起こす。このため、硫化物または窒化物等の析出物を形成する要因となる硫黄成分Ｓまたは窒素成分Ｎの鋼板製造プロセスへの混入を極力低減させている。
【００２４】
また、電磁鋼板の製造においては、インヒビターと呼ばれる析出物を使用して、最終の仕上げ焼鈍中に好ましい方位の結晶粒を優先的に２次再結晶させる方法が一般的に使用されている。
【００２５】
集合組織に関しては、板面内に磁化容易軸を含む｛１００｝、｛１１０｝方位の集積を増やし、磁化容易軸を含まない｛１１１｝、｛２１１｝方位を減少させることにより、ヒステリシス損を減少させている。
【００２６】
電磁鋼板の固有抵抗の増加は、渦電流損を減少させるので、鉄損の低減にきわめて有効である。一般には、Ｓｉの添加により電磁鋼板の固有抵抗を増加させているが、Ｓｉ添加量が増加すると電磁鋼板の加工性が劣化して、冷間圧延時に破断を起こしやすくなる。また、Ａｌの添加により固有抵抗を増加させる方法もあるが、Ｓｉと同様に加工性を劣化させる。
【００２７】
このため、ＳｉとＡｌとの添加量の合計が３％を超えると、圧延時に板破断が多発して、生産性の低下および製造コストの上昇を引き起こす。
【００２８】
また、上述のような焼鈍条件または合金成分条件以外の冶金的因子の制御として、例えば上記特許文献１に記載のように、冷間圧延工程において温間圧延を行うことによる手法がある。特許文献１では、電磁鋼板を３００℃以上に加熱した後に圧延機にて圧延すると、潤滑不足により電磁鋼板に焼付が生じる場合がある。
【００２９】
このように電磁鋼板の特性を向上するために、様々な取り組みが行われている。特に、タンデム圧延機を用いた温間圧延方法は、ゼンジマー圧延機を用いた圧延方法よりも生産性を飛躍的に高めて、製造コストも低減できる。
【００３０】
（１．２．電磁鋼板の温間圧延）
タンデム圧延機で電磁鋼板を圧延する際、電磁鋼板は、脆性材料であるために、通常、ホットバスと呼ばれる浴槽での加熱、もしくは、蒸気による加熱の後、圧延される。いずれの加熱方法でも、加熱された電磁鋼板の温度は１００℃未満である。この方法は、脆性対策としては有効であることが公知である。
【００３１】
このようなホットバスまたは蒸気による電磁鋼板の加熱は、脆性対策としては有効である一方で、加熱温度が１００℃未満であるために、加熱後の電磁鋼板の温度は、特許文献１に記載されているようなヒステリシス損の低減効果が高まる３００℃まで到達しない。よって、鋼板表層の｛１００｝面近傍の集積度を増加させて、板厚方向の磁束分布（つまり集合組織）を均一化して、ヒステリシス損を低減する効果は得られない。
【００３２】
ところで、冷間圧延工程において使用されるタンデム圧延機は、潤滑剤の供給及びワークロールの冷却に関し、ダイレクト潤滑方式とリサーキュレーション潤滑方式との２種類に大きく分類される。
【００３３】
ダイレクト潤滑方式は、いわゆるかけすて方式である。ダイレクト潤滑方式では、圧延機の入側にて、鋼板およびワークロールに対して潤滑油をエマルションにして供給し、圧延機の出側にて、ワークロールに対して冷却水を供給する。これらの潤滑油および冷却水は、回収されて再生利用される。
【００３４】
一方、リサーキュレーション潤滑方式は、圧延潤滑油と水を混合したエマルションをタンクに貯めておき、圧延機の入側にて、鋼板およびワークロールに対してエマルションを供給し、圧延機の出側でも入側と同様に、ワークロールに対してエマルションを供給する。これらのエマルションは、上記タンクに回収されて再び使用される。リサーキュレーション潤滑方式では、圧延潤滑油と水とが混合されたエマルションが、ワークロールと鋼板との潤滑及びワークロールの冷却の役割を担っている。
【００３５】
このような冷間タンデム圧延機の圧延方向上流側に加熱装置を配備して、鋼板を予備加熱して温間圧延する場合、鋼板にエマルションがかかると鋼板が冷却されてしまう。例えば、タンデム圧延機の圧延方向最上流側にある第１スタンドは、通板速度が他のスタンドよりも遅く、鋼板の温度低下が与える板への影響が大きい。このような鋼板の冷却を防止するために、例えば、特許文献２には、圧延機の上ロールに供給するクーラントが鋼板にかからないように、水切り板を設ける技術が開示されている。
【００３６】
特許文献２に記載されているように水切り板を設けることは板温度低減防止のためには有効であるものの、ワークロールに供給されたエマルションの鋼板へのプレートアウトが確保できないために、潤滑不足が生じやすい。特許文献２には、このような潤滑不足を解消するために、エマルションを高濃度にして鋼板に少量供給することも開示されている。
しかしながら、圧延機入側でエマルションを鋼板に供給すると、鋼板が冷却され、鋼板の温度が低下する。そのため、加熱装置を使用する加熱圧延においては、鋼板の温度低下分を加味した加熱装置の温度制御が必要となる。加熱量の増加に伴い加熱装置の電力も増加するため、製造コストも上昇する。
【００３７】
また、エマルションを高濃度にして鋼板に少量供給する方法では、温間圧延用に高濃度のエマルションを鋼板に少量供給する設備が別途必要となる。さらに、高濃度のエマルションと低濃度のエマルションとは同時に回収されて、同一タンクに送液されるため、タンク内のエマルション濃度が上昇する。このため、鋼板がスリップしないように、タンク内のエマルションを頻繁にダンプアウトしてエマルション濃度を一定に保つ必要があり、製造コストが上昇する。
【００３８】
また、温間圧延用に高濃度のエマルションを鋼板に少量供給することを行わない場合には、ロールバイト内に導入されるエマルションは、ワークロールに供給したエマルションのみとなるため、潤滑不足が生じて鋼板に焼付が発生する。焼付が発生すると、鋼板の表面品位が低下するため、鋼板はスクラップ処理されることになる。
【００３９】
このような潤滑不足による鋼板の焼付を防止するための方法として、例えば特許文献３には、防錆および潤滑性を確保するために圧延機入側のコイル（鋼板）に圧延潤滑油の原液をプレコートする技術が開示されている。しかしながら、プレコートされた鋼板を２００℃以上５００℃以下に予備加熱した場合、発火の恐れがある。
【００４０】
また、特許文献４には、タンデム圧延機の圧延方向最上流側の第１スタンドでの潤滑を補うために、鋼板の表面にテフロン（登録商標）を含むパウダーを噴霧または塗布する技術が開示されている。しかしながら、この技術では、鋼板の温度が３００℃未満では潤滑性が満たされるものの、鋼板の温度が３００℃以上では、テフロン（登録商標）が熱分解して潤滑性が確保できない。
【００４１】
さらに、特許文献５には、テフロン（登録商標）を含むパウダーではなく、エマルションにリン酸塩またはシュウ酸塩を混入させて、リン酸塩被膜またはシュウ酸塩被膜を鋼板の表面に形成する技術が開示されている。かかる方法では、インラインで圧延中に被膜を形成する。しかし、この方法では、エマルションの乳化安定性が低下しやすく、頻繁にタンク内のエマルションを頻繁にダンプアウトして交換する必要がある。
【００４２】
また、特許文献６には、タンデム圧延機最上流側の第１スタンドの潤滑を補うためにリン酸塩処理を鋼板に対して行うことが開示されている。かかる方法も有効ではあるが、該リン酸塩処理は、処理工程が多く、多大な処理時間も要するため、インラインに組み込むには非常に長いスペースが必要であり、実用的とは言えない。
【００４３】
このように、タンデム圧延機で電磁鋼板を３００℃以上で圧延をする場合には、潤滑不足が課題として存在していた。特に、ダイレクト潤滑方式よりも潤滑剤の濃度の調整が難しいリサーキュレーション潤滑方式のタンデム圧延機は、３００℃未満では、テフロン（登録商標）等を用いて、潤滑性の確保が可能であるものの、電磁鋼板を３００℃以上で圧延をする場合に、潤滑性を十分確保できる技術が求められていた。
【００４４】
そこで、本発明者らは、リサーキュレーション潤滑方式のタンデム圧延機を有する鋼板製造プロセスにおいて、電磁鋼板を３００℃以上に加熱した後圧延しても焼付を防止することが可能な圧延潤滑設備及びこれによる圧延方法を想到した。以下、本発明の一実施形態に係る延潤滑設備及びこれによる圧延方法について説明する。
【００４５】
＜２．鋼板製造プロセスの構成＞
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る鋼板製造プロセスを説明する。図１は、本実施形態に係る鋼板製造プロセスの一例を示す図である。
【００４６】
鋼板製造プロセス１は、図１に示すように、ホットコイル焼鈍装置３０と、酸洗装置４０と、予備処理装置１００を有する冷間タンデム圧延機５０と、連続焼鈍装置６０と、を有する。なお、本実施形態では、便宜上、ホットコイル焼鈍装置３０の圧延方向上流にて鋼板を処理する熱間圧延装置２０を、鋼板製造プロセス１に包含して説明する。
【００４７】
本実施形態においては、無方向性電磁鋼板（以下、単に電磁鋼板Ｓとも称する。）を製造する設備を例に挙げて説明する。なお、本実施形態において、無方向性電磁鋼板は、質量％で、２．５％≦Ｓｉ≦５．０％、０．１％≦Ａｌ≦２．０％、０．１％≦Ｍｎ≦２．０％、Ｐ≦０．０２％、０．００１％≦Ｃ≦０．００５％、０．００１％≦Ｎ≦０．００５％、Ｓ≦０．００５％、Ｃｕ≦０．１％、Ｎｉ≦０．１％を含有し、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する。ただし、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉの各元素を含まない鋼板も含む。また、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｃｕ、およびＮｉを上記範囲で含有し、かつ残部がＦｅおよび不純物元素からなる鋼板であることが望ましい。
【００４８】
熱間圧延装置２０は、電磁鋼板Ｓを熱間圧延する圧延装置である。熱間圧延装置２０は、鋳造設備により製造された電磁鋼板Ｓを熱間圧延する。熱間圧延では、粗圧延機および仕上げ圧延機等の複数の圧延機を通過して、所望の板厚に圧延される。熱間圧延された電磁鋼板Ｓは冷却装置（図示せず。）等により冷却され、巻取機によってコイル状に巻き取られる。
【００４９】
（ホットコイル焼鈍装置）
ホットコイル焼鈍装置３０は、熱間圧延装置２０にてコイル状に巻き取られた電磁鋼板Ｓを、板状に払い出して焼鈍することにより、電磁鋼板Ｓに所望の性質を与える。電磁鋼板Ｓは、ホットコイル焼鈍装置３０にて処理された後にコイル状に巻き取られ、酸洗装置４０にてコイル状の電磁鋼板Ｓが払い出されることにより、不連続にホットコイル焼鈍装置３０から酸洗装置４０へ搬送されてもよい。あるいは、電磁鋼板Ｓは連続的にホットコイル焼鈍装置３０から酸洗装置４０へ送り出されてもよい。
【００５０】
（酸洗装置）
酸洗装置４０は、電磁鋼板Ｓに形成されたスケールを溶削除去する。酸洗装置４０の酸洗槽には酸洗液が収容されている。酸洗液は、例えば塩酸または硫酸等の水溶液であり、スケールを溶削可能な酸洗液である。酸洗装置では、電磁鋼板Ｓを酸洗槽にて酸洗液に浸漬しながら搬送することにより、電磁鋼板Ｓの表面に形成されたスケールを溶削する。なお、酸洗の溶削効率を上昇させるために、鋼板製造プロセスの酸洗装置の上流には、電磁鋼板Ｓの表面に形成されるスケールにクラックを付与する圧延機、レベラー装置、テンションレベラー、乾式または湿式のショットブラスト、またはグラインダー等を備えてもよい。酸洗装置４０にて酸洗された電磁鋼板Ｓは、酸洗処理後にコイル状に巻き取られ、冷間タンデム圧延機５０にてコイル状の電磁鋼板Ｓが払い出されることにより、不連続に酸洗装置４０から冷間タンデム圧延機５０へ搬送されてもよい。あるいは、電磁鋼板Ｓは連続的に酸洗装置４０から冷間タンデム圧延機５０へ送り出されてもよい。ここで、電磁鋼板Ｓは冷間タンデム圧延機５０が有する予備処理装置１００へ、まず送り出される。
【００５１】
（冷間タンデム圧延機）
冷間タンデム圧延機５０は、予備処理装置１００と、複数のスタンド５１〜スタンド５６を有する圧延機と、制御部と、を有する圧延機である。冷間タンデム圧延機５０は、制御部に制御された予備処理装置１００により予備処理された電磁鋼板Ｓを、圧延する。冷間タンデム圧延機５０は、電磁鋼板Ｓを複数のスタンドを連続的に通過させて、所望の板厚に圧延する。予備処理装置１００を説明する前に、まずは冷間タンデム圧延機５０に関して説明する。
【００５２】
冷間タンデム圧延機５０は、例えば、図１に示すような６つのスタンド５１〜５６を有してもよい。例えば、最上流側の第１スタンド５１と、第２スタンド５２と、第３スタンド５３と、第４スタンド５４と、第５スタンド５５とは、４重圧延機であってもよく、第６スタンド５６は、６重圧延機であってもよい。冷間タンデム圧延機５０では、例えば入側板厚３ｍｍの電磁鋼板Ｓが０．３ｍｍまで圧延される。後述する予備処理を行った電磁鋼板Ｓを板温度が３００℃以上５００℃以下となるように加熱し、冷間タンデム圧延機では、電磁鋼板Ｓを少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延することにより、電磁鋼板Ｓの鋼板表面近傍の｛１００｝面を増加させ、磁束密度向上による鉄損低減ができる。
【００５３】
４重圧延機のワークロール径は、例えば、５００ｍｍ〜７９９ｍｍであり、バックアップロール径は１３００ｍｍ〜１６００ｍｍであり、胴長はいずれも２０００ｍｍであってもよい。６重圧延機のワークロール径は４５０ｍｍ〜５００ｍｍであり、中間ワークロール径は５００ｍｍ〜６５０ｍｍであり、バックアップロール径は１３００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、胴長はいずれも２０００ｍｍであってもよい。
【００５４】
冷間タンデム圧延機５０は、リサーキュレーション潤滑方式のタンデム圧延機である。図２を参照して、リサーキュレーション潤滑方式の冷間タンデム圧延機の詳細を説明する。図２は、リサーキュレーション潤滑方式の冷間タンデム圧延機の構成の一例を示した図である。図２では、最上流側に設けられる第１スタンド５１を例示しているが、他のスタンドについても同様に構成し得る。
【００５５】
リサーキュレーション潤滑方式では、各スタンドの入側と出側にて、圧延潤滑油を水に混入させたエマルションが鋼板およびワークロールに対して供給されている。供給されたエマルションは、タンクに回収されて、再び、各スタンドに供給される。
【００５６】
図２を参照して詳しく説明すると、第１スタンド５１は、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂと、上ワークロール５１ａ及び下ワークロール５１ｂを支持する上バックアップロール５１ｃおよび下バックアップロール５１ｄとを有している。
【００５７】
第１スタンド５１の入側には、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂに対してエマルションを供給する入側上エマルション供給ノズル５１１および入側下エマルション供給ノズル５１２が配備されている。入側上エマルション供給ノズル５１１および入側下エマルション供給ノズル５１２は、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂに対してエマルションを供給して、ワークロールにプレートアウトさせて上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂと電磁鋼板Ｓとの間の潤滑性を確保する。また、潤滑性の確保と共に、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂの冷却も行う。
【００５８】
エマルションは、例えば、合成エステル（ヒンダードコンプレックスエステル）をベース油とした圧延潤滑油であってもよい。かかるエマルションは、例えば濃度２％、温度６０℃で、各スタンドに供給される。各スタンドでは、入側と出側の供給量として、エマルションを１〜３ｍ３／ｍｉｎ程度供給している。これにより、圧延潤滑およびワークロールの冷却が行われる。
【００５９】
第１スタンド５１の入側には、さらに、上水切り板５１５および下水切り板５１６が配備される。上水切り板５１５は、電磁鋼板Ｓと入側上エマルション供給ノズル５１１との間に配備され、下水切り板５１６は、電磁鋼板Ｓと入側下エマルション供給ノズル５１２との間に配備される。上水切り板５１５および下水切り板５１６を配備することにより、入側上エマルション供給ノズル５１１および入側下エマルション供給ノズル５１２から供給されたエマルションが電磁鋼板Ｓにかかり板温度の低下を引き起こすことを防止でき、さらに、板の冷却により板幅方向に生じる温度むらを抑制できる。温度むらが抑制されることにより、タンデム圧延機５０にて形状不良が発生して、絞りによる板破断または蛇行等を誘発することを抑制できる。また、例えば、鉄損等の最終製品の品質に生じるバラツキを抑制できる。
【００６０】
なお、上水切り板５１５および下水切り板５１６が配備されず、エマルションにより板温度が低下する場合には、加熱装置１２０にて、エマルションによる温度低下分を考慮して、板温度をさらに加熱する必要がある。
【００６１】
第１スタンド５１の出側には、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂに対してエマルションを供給する出側上エマルション供給ノズル５１３および出側下エマルション供給ノズル５１４が入側と同様に配備されている。出側上エマルション供給ノズル５１３および出側下エマルション供給ノズル５１４からエマルションが供給されることで、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂの冷却が行われている。また、第２スタンドでも温間圧延を行う場合には第１スタンドの入側と同様に電磁鋼板Ｓにエマルションがかからないように水切り板を設けても良い。
【００６２】
第１スタンド５１の入側および出側にて、上ワークロール５１ａおよび下ワークロール５１ｂに供給されたエマルションは、当該スタンド下に設置されたパン５１７により回収される。回収されたエマルションは、配管を通り、エマルション回収タンク（図示せず。）へ回収される。エマルション回収タンクへ回収されたエマルションは、再び、エマルションとして、冷間タンデム圧延機５０の各スタンドに供給される。
【００６３】
なお、図２に示す冷間タンデム圧延機５０の第１スタンド５１では、入側および出側にて、ワークロールに対して、エマルションを供給する構成を示したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、第１スタンド５１の入側および出側にて、バックアップロール５１ｃ、５１ｄに対してエマルションを供給するエマルション供給ノズルがさらに配備されてもよい。
【００６４】
冷間タンデム圧延機５０のうち少なくとも第１スタンド５１は、圧延荷重を測定する荷重測定装置（図示せず。）を備え、後述する制御部に測定した圧延荷重を出力する。また。冷間タンデム圧延機５０のうち少なくとも第１スタンド５１では、ワークロールの回転速度（ワークロール速度）が測定される。測定されたワークロール速度の実測値は、後述する制御部に出力される。さらに、冷間タンデム圧延機５０の少なくとも第１スタンド５１の出側には、板速度を計測する板速度計が設置され得る。実測された板速度も後述する制御部に出力される。
【００６５】
（（予備処理装置））
予備処理装置１００は、被膜処理装置１１０と、加熱装置１２０と、を有する。
【００６６】
［被膜処理装置］
被膜処理装置１１０は、電磁鋼板Ｓの表面に、３００℃以上の耐熱性を有する被膜を形成する。被膜処理装置１１０により電磁鋼板Ｓの表面に被膜を形成することで、冷間タンデム圧延機５０での第１スタンドでの焼付を防止することができる。被膜処理装置１１０は、例えば、二硫化モリブデン被膜、リン酸塩被膜等の被膜を電磁鋼板Ｓの表面に形成する。
【００６７】
［［二硫化モリブデン被膜］］
例えば被膜処理装置１１０は、二硫化モリブデン被膜を形成する被膜処理装置であってもよい。被膜処理装置１１０は、例えば二硫化モリブデンを含む潤滑剤をスプレー塗布する装置であって、電磁鋼板Ｓの上面及び下面と対向するように上下に設置される。被膜処理装置１１０は、該潤滑剤のスプレー塗布量を変更することにより電磁鋼板Ｓの表面に形成される被膜の被膜厚さを変化させることが可能である。これにより、潤滑性を変化させることができる。スプレー塗布方法として、エアスプレー、エアレススプレー、静電スプレー等の公知の方法が使用される。
【００６８】
二硫化モリブデン被膜を形成するための潤滑剤としては、例えば、二硫化モリブデンを主成分とする成分を、樹脂バインダーに分散させた乾燥被膜潤滑剤が用いられる。また、潤滑剤には、グラファイトが混入されていてもよい。
【００６９】
被膜処理装置１１０により、二硫化モリブデン被膜を形成する場合には、該被膜の厚さは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下とするのが好ましい。被膜厚さが０．１μｍ以上であれば、潤滑効果を十分に得ることができる。また、被膜厚さが０．５μｍ以下であれば、潤滑効果は飽和していないため、過剰に潤滑剤を用いることがなく経済的である。
【００７０】
［［リン酸塩被膜］］
あるいは、被膜処理装置１１０は、電解リン酸塩処理を用いたリン酸塩被膜を形成する被膜処理装置であってもよい。被膜処理装置１１０は、例えば、処理液が収容された被膜処理槽を有する。被膜処理装置１１０は、被膜処理槽の処理液に電磁鋼板Ｓを浸漬させて電解リン酸塩処理を施すことで、電磁鋼板Ｓの表面にリン酸塩被膜を形成する。電磁鋼板Ｓの表面に形成される被膜の被膜厚さは、被膜処理槽にて通電される電気量を制御することにより、変化させることができる。被膜処理装置１１０は、例えば、非特許文献１に記載される公知の電解リン酸塩化成処理技術を適用してもよい。
【００７１】
被膜処理装置１１０により、電解リン酸塩処理を用いて被膜を形成する場合には、該被膜の厚さは、０．９μｍ以上２．１μｍ以下とするのが好ましい。被膜厚さが０．９μｍ以上であれば、潤滑効果を十分に得ることができる。また、被膜厚さが２．１μｍ以下であれば、潤滑効果は飽和していないため、過剰に潤滑剤を用いることがなく経済的である。
【００７２】
［加熱装置］
加熱装置１２０は、被膜処理装置１１０により被膜が形成された電磁鋼板Ｓを加熱する。加熱装置１２０は、冷間タンデム圧延機５０の入側の板温度が、３００℃以上５００℃以下になるように電磁鋼板Ｓを加熱する。この温度範囲となるように電磁鋼板Ｓを加熱することで、電磁鋼板Ｓのヒステリシス損の低減効果を高めることができる。加熱装置１２０の出側であって、かつ、冷間タンデム圧延機５０の入側には、加熱装置１２０により加熱された電磁鋼板Ｓの温度を得るために、板温度計１２１が設置される。加熱装置１２０は、板温度計１２１により測定される電磁鋼板Ｓの温度が３００℃以上５００℃以下になるように制御する。本実施形態では、加熱温度を３００℃以上５００℃以下としたが、加熱装置１２０は、３００℃より低い温度に加熱してもよい。
【００７３】
加熱装置１２０において設定される加熱温度は、加熱装置１２０と冷間タンデム圧延機５０との距離等に基づき決定されてもよい。例えば、加熱装置１２０と冷間タンデム圧延機５０との距離が１０ｍである場合、通板速度が１５０ｍ／ｍｉｎでは、約５０℃程度の板温度の低下が生じる。この場合、加熱装置１２０は、該板温度の低下を考慮して、３５０℃に電磁鋼板Ｓを加熱してもよい。このように加熱装置１２０は、加熱装置１２０と冷間タンデム圧延機５０との間において低下する板温度を考慮して、加熱温度を決定してもよい。
【００７４】
加熱装置１２０として、例えば、誘導加熱装置を用いてもよい。なお、加熱装置１２０は、電磁鋼板Ｓを加熱できれば、加熱形態は特に限定されない。加熱装置１２０にて加熱された電磁鋼板Ｓは、冷間タンデム圧延機５０に送り出される。
【００７５】
（（制御部））
冷間タンデム圧延機５０には、上述した予備処理装置１００を制御する制御部が、さらに備えられる。制御部は、具体的には、被膜処理装置１１０と、加熱装置１２０と、を制御する。制御部が被膜処理装置１１０を制御する場合、制御部では、冷間タンデム圧延機５０の最上流側の第１スタンド５１における圧延荷重と、ワークロール速度と、スタンド５１の出側の電磁鋼板Ｓの板速度の実測値を取得する。制御部は、これらの実測値に基づいて、最上流側のスタンド５１におけるワークロールと電磁鋼板Ｓとの間の摩擦係数を算出する。
【００７６】
制御部は、具体的には、先進率、または、先進率および圧延荷重から第１スタンドの摩擦係数を算出する。なお、先進率は、実測されるワークロール周速とスタンド５１の出側の板速度に基づいて算出される。
【００７７】
制御部は、例えば、非特許文献２に開示されるＢｌａｎｄ＆Ｆｏｒｄの簡易先進率式から、摩擦係数を求めてもよい。また、制御部は、上記Ｂｌａｎｄ＆Ｆｏｒｄの簡易先進率式から求めた摩擦係数と、先進率と、の回帰式を作成し、該回帰式を用いて、実測から求められた先進率を代入して摩擦係数を求めてもよい。
【００７８】
制御部は、上述のように、摩擦係数を算出して、摩擦係数が予め設定された所定の摩擦係数範囲内に収まるように、被膜処理装置１１０を用いて形成される被膜量を制御する。例えば、所定の摩擦係数範囲として、０．０７〜０．０９の範囲が好ましい。摩擦係数は、０．０９以下であることにより、潤滑剤の原単位の上昇を回避できる。一方、摩擦係数が、０．０７以上であることにより、潤滑性を確保し、焼付を防止できる。
【００７９】
以上までで、予備処理装置１００を有する冷間タンデム圧延機５０の説明を行った。冷間タンデム圧延機５０にて圧延された電磁鋼板Ｓは連続焼鈍装置６０に送り出される。
【００８０】
（連続焼鈍装置）
連続焼鈍装置６０は、冷間タンデム圧延機５０にて圧延された電磁鋼板Ｓを焼鈍して、圧延などの加工により生じたひずみ等を除去する。
【００８１】
以上、本実施形態の鋼板製造プロセス１の一構成例に関して説明を行った。
【００８２】
（その他の構成）
図１に示した鋼板製造プロセス１は、ホットコイル焼鈍装置３０と、酸洗装置４０と、冷間タンデム圧延機５０と、連続焼鈍装置６０と、により電磁鋼板Ｓの処理を連続的に行う場合に、図１に示した構成に加えて、以下の構成が追加され得る。
（（コイル払い出し機））
熱間圧延装置２０と、ホットコイル焼鈍装置３０との間には、コイル払い出し機が、配備されてよい。コイル払い出し機は、２以上のコイル払い出し機を有してよく、コイル状に巻き取られている電磁鋼板Ｓを、コイル毎に順次圧延方向下流に送り出す。コイル状の電磁鋼板Ｓの一つのコイルの払い出しが終了すると、他のコイルの電磁鋼板Ｓが順次圧延方向下流に送り出される。
【００８３】
（（溶接機））
コイル払い出し機の圧延方向下流には、溶接機（図示せず。）が配備される。溶接機では、コイル払い出し機により払い出された先行コイルの尾端と後行コイルの先端とが溶接されて、連続化された電磁鋼板Ｓが形成される。
【００８４】
（（ルーパー））
溶接機の圧延方向下流には、さらにルーパー（図示せず。）が配備されてもよい。ルーパーは、複数のローラーを有しており、ローラーの位置が変化することで、ルーパーを介した電磁鋼板Ｓの搬送方向長さが可変となる。ルーパーでは、ローラーの位置が変化することで、電磁鋼板Ｓの搬送方向長さを変えて、圧延方向下流の工程で電磁鋼板Ｓの供給に停滞が発生しないように制御する。つまり、溶接機にて先行コイルと後行コイルの接合中にコイルの払い出しが滞り、電磁鋼板Ｓの送り出しが停止している時でも、ルーパーの位置が変化することにより、電磁鋼板Ｓを送り出すために、鋼板製造プロセス１では、下流工程で連続して電磁鋼板Ｓを処理できる。
【００８５】
上述したコイル払い出し機と、溶接機と、ルーパーとにより、鋼板製造プロセス１で連続的な電磁鋼板Ｓの処理が可能となる。つまり、コイル状に巻き取られていた不連続な電磁鋼板Ｓが、コイル払い出し機により順次送り出され、溶接機により各コイル状であった電磁鋼板Ｓが連続化する。溶接機にて各コイルが連続化される際には、溶接に所定の時間を要するため、ルーパーにより、電磁鋼板Ｓの搬送方向長さを変えて、ルーパーよりも圧延方向下流の工程に対して、一定量の電磁鋼板Ｓを供給できるようにしている。
【００８６】
（（切断機））
また、連続焼鈍装置６０の圧延方向下流には、連続化した電磁鋼板Ｓを切断する切断機（図示せず。）が配置されている。これにより、連続的に処理した電磁鋼板Ｓを切断分割して、コイル状に巻き取って搬出等することができる。切断機の圧延方向下流には、電磁鋼板Ｓを巻き取るカローゼルリール（図示せず。）が配置されている。カローゼルリールにて巻き取られたコイル状の電磁鋼板Ｓは、ロールから払い出されて、コンベア等に積載されて次工程へ搬出される。
【００８７】
＜４．処理工程＞
以下、図１に示した鋼板製造プロセス１により行われる各工程を説明する。
【００８８】
まず、熱間圧延装置２０にて熱間圧延された電磁鋼板Ｓは、ホットコイル焼鈍装置３０にて、焼鈍され、所望の電磁特性が付与される。
【００８９】
次に、ホットコイル焼鈍装置３０にて焼鈍された電磁鋼板Ｓは、酸洗装置４０にて酸洗され、電磁鋼板Ｓの表面のスケールが除去される。
【００９０】
酸洗装置４０により酸洗された電磁鋼板Ｓは、冷間タンデム圧延機５０による圧延前に、予備処理装置１００にて処理される。
【００９１】
ここではまず、被膜処理装置１１０により電磁鋼板Ｓの表面に被膜が形成される。この際に電磁鋼板Ｓの表面には、３００℃以上の耐熱性を有する物質が被膜として形成される。例えば、被膜として、二硫化モリブデン被膜もしくは電解リン酸塩被膜が電磁鋼板Ｓの表面に形成される。
【００９２】
被膜処理装置１１０により電磁鋼板Ｓの表面に被膜を形成する際には、冷間タンデム圧延機５０に設けられる制御部が、冷間タンデム圧延機５０の最上流側の第１スタンド５１の圧延荷重と、ワークロール速度と、最上流側の第１スタンド５１の出側の電磁鋼板Ｓの板速度と、の実測値に基づいて、摩擦係数を算出する。
【００９３】
制御部は、上述した実測値から、最上流側の第１スタンド５１におけるワークロールと電磁鋼板Ｓとの間の摩擦係数を算出し、摩擦係数が、予め設定された所定の摩擦係数範囲内に収まるように、被膜処理装置１１０を用いて、電磁鋼板Ｓの表面に形成される被膜厚さを制御する。所定の摩擦係数範囲は、例えば０．０７以上０．０９以下の範囲であってもよい。制御部は、算出された摩擦係数が０．０７よりも低下すると、被膜厚さを薄くするように、被膜処理装置１１０による被膜の量を制御してもよく、０．０９よりも上昇すると、被膜厚さを厚くするように、被膜処理装置１１０による被膜の量を制御してよい。
【００９４】
例えば、被膜処理装置１１０が、二硫化モリブデンを含む二硫化モリブデン被膜を形成する場合には、制御部は被膜の塗布量を変更制御し、被膜処理装置１１０が、電解リン酸塩処理装置である場合には、制御部は被膜処理槽にて通電される電気量を変更制御して被膜の厚さを制御する。
【００９５】
次いで、被膜処理された電磁鋼板Ｓは、加熱装置１２０にて加熱される。加熱装置１２０は、制御部により、冷間タンデム圧延機５０の最上流側の第１スタンド５１の入側に設けられた板温度計１２１により測定された板温度に基づいて制御される。制御部は、板温度計１２１により測定される板温度が３００℃以上５００℃以下となるように加熱装置１２０を制御する。
【００９６】
加熱装置１２０により加熱された電磁鋼板Ｓは、冷間タンデム圧延機５０にて圧延される。冷間タンデム圧延機５０は、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式で複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機であり、該冷間タンデム圧延機５０にて、第１スタンドでは圧下率３０％以上圧延され、他のスタンドの圧延も合わせて電磁鋼板Ｓは所望の板厚まで圧延される。
【００９７】
圧延された電磁鋼板Ｓは、その後、連続焼鈍装置６０にて連続焼鈍され、ひずみ等が除去されて次工程へ搬出される。
【００９８】
以上、本実施形態における鋼板製造プロセスの詳細に関して説明を行った。本実施形態にて説明したリサーキュレーション潤滑方式の冷間タンデム圧延機を有する鋼板製造プロセスにおいて、該冷間タンデム圧延機の圧延方向上流に、被膜処理装置および加熱装置を含む予備処理装置を配備し、電磁鋼板の表面に被膜処理を行い、該冷間タンデム圧延機にて３００℃以上５００℃以下で圧延を行うことで、電磁鋼板の板温度が３００℃以上であっても、該冷間タンデム圧延機にて焼付を生じさせずに圧延を行うことができる。さらには、板温度が３００℃以上にて、所望の電磁特性が得られるため、鉄損の低い電磁鋼板を製造することができる。
【実施例】
【００９９】
本実施例では、本発明の効果を確認するために、図１に示した鋼板製造プロセスを用いて、電磁鋼板を圧延した。本実施例では、板厚２．３ｍｍ、板幅１２００ｍｍの無方向性電磁鋼板を冷間タンデム圧延機にて板厚０．３ｍｍまで圧延した。
【０１００】
冷間タンデム圧延機の第１スタンド入側での板温度は３００℃とし、冷間タンデム圧延機では圧下率３８％で電磁鋼板を圧延した。なお、加熱装置を通過後、冷間タンデム圧延機にて圧延されるまでの間に電磁鋼板が冷却されることを考慮して、加熱装置における加熱温度は３５０℃に設定した。
【０１０１】
圧延速度は、コイル切り替え時の最終スタンドの圧延速度が２５０ｍ／ｍｉｎ、最終スタンドの最高圧延速度が１１００ｍ／ｍｉｎとした。また、下記表１に示すように、各スタンド間における張力は２０〜３５０ＭＰａとした。
【０１０２】
【表１】
2020040082.tif 000003
【０１０３】
エマルションは、合成エステル（ヒンダードコンプレックスエステル）をベース油とした圧延潤滑油であり、濃度２％、温度６０℃で、各スタンドのワークロールに対して供給された。各スタンドでは、入側と出側の供給量として、エマルションを１〜３ｍ３／ｍｉｎ程度供給した。
【０１０４】
実施例１〜３の冷間タンデム圧延機の第１スタンドは、図２に示した冷間タンデム圧延機の第１スタンド５１と同様の構成を有する。第１スタンドには、１〜３ｍ３／ｍｉｎのエマルションが供給され、圧延潤滑とワークロール冷却が行われた。
【０１０５】
実施例１の鋼板製造プロセスでは、被膜処理装置にて潤滑剤の塗布が行われ、潤滑剤として二硫化モリブデンが用いられた。塗布量は、被膜厚さ平均０．２μｍとなるように制御された。
【０１０６】
実施例２の鋼板製造プロセスでは、被膜処理装置にて電解リン酸塩処理を用いた被膜の形成が行われた。鋼板表面に形成されたリン酸塩被膜は、被膜厚さ平均１．１μｍとなるように制御された。
【０１０７】
実施例３の鋼板製造プロセスでは、被膜処理装置にて潤滑剤の塗布が行われ、潤滑剤として二硫化モリブデンが用いられた。被膜処理装置では、圧延時に実測されるワークロール速度および出側の板速度と上述したＢｌａｎｄ＆Ｆｏｒｄの簡易先進率式とから、摩擦係数をリアルタイムで算出した。実施例３の被膜処理装置では、算出された摩擦係数が、０．０７〜０．０９の範囲となるように、被膜量を制御した。
【０１０８】
比較例１は、鋼板製造プロセスの全体構成が図１に示したように実施例１〜３と同様であるが、被膜処理装置による被膜の形成は行わなかった。また、冷間タンデム圧延機の第１スタンドにおいて、実施例１〜３と同様に、ワークロールに対して１〜３ｍ３／ｍｉｎのエマルションが供給され、圧延潤滑とワークロール冷却が行われた。比較例１と実施例１〜３との構成の違いは、比較例１では図２に図示された上水切り板５１５および下水切り板５１６を取り外した構成としていることである。
【０１０９】
比較例２の鋼板製造プロセスの全体構成は図１に示した実施例１〜３と同様である。冷間タンデム圧延機の第１スタンドは、図２に示した冷間タンデム圧延機の第１スタンド５１と同様の構成を有する。第１スタンドには、ワークロールに対して１〜３ｍ３／ｍｉｎのエマルションが供給され、圧延潤滑とワークロール冷却が行われた。比較例２の鋼板製造プロセスでは、被膜処理装置により鋼板の表面に潤滑剤を塗布した。実施例１〜３との違いとして、潤滑剤としてテフロン（登録商標）を含むパウダーを用いた。潤滑剤の塗布量は、コーティング膜厚平均が０．２μｍとなるように制御された。
【０１１０】
実施例１〜３と比較例１および比較例２との構成の差異と結果は、下記表２にまとめた。表２では、第１スタンドの入側に水切り板が設置された場合には○、水切り板を設置していない場合には×を記した。電磁鋼板の表面に被膜を形成しない場合も×を記した。また、製造された鋼板に対する評価は、電磁特性の評価と板の形状および焼付に関する評価の２種類行った。なお、電磁特性の評価は、ヒステリシス損に関する評価である。以下、実施例１〜３と比較例１および比較例２との結果を説明する。
【０１１１】
実施例１および実施例２の鋼板製造プロセスでは、電磁鋼板に焼付は発生せず、第１スタンド出側の板形状も良好であった。圧延速度も１１００ｍ／ｍｉｎであり、高速に圧延することができた。
【０１１２】
実施例３の鋼板製造プロセスは、実施例１および実施例２と同様に焼付は発生せず、第１スタンド出側の板形状は良好であり、圧延速度１１００ｍ／ｍｉｎで圧延できた上、塗布量を摩擦係数に基づいて制御することで、塗布量を実施例１の７３％に低減できた。
【０１１３】
比較例１では、加熱装置にて消費される電力が実施例１の２倍となった。これは、水切り板がないことにより、鋼板にエマルションがかかり鋼板が冷却され、冷間タンデム圧延機の入側にて板温度を３００℃とするために、消費電力が増加したことが要因と考えられる。また、比較例１の第１スタンド入側での鋼板の板温度は、板中央部では３００℃±１０℃であったが、板端部では３００℃±５０℃であり、鋼板の板幅方向に温度のバラつきが生じた。このため、第１スタンド出側の板形状は中伸び形状となり、絞りが発生して、安定した圧延ができなかった。このため圧延速度は平均５３０ｍ／ｍｉｎとなり、低速での圧延となった。
【０１１４】
比較例２では、第１スタンドの出側の板形状は良好であった一方で、加熱装置により３５０℃まで鋼板を加熱したことにより、潤滑剤として塗布したテフロン（登録商標）を含むパウダーが熱分解した。このため、十分な潤滑効果が得られず、焼付が発生した。
【０１１５】
さらに、実施例１〜実施例３の鋼板製造プロセスにて製造された無方向性電磁鋼板について、電磁特性の評価を行った。電磁特性の評価では、５５ｍｍ角磁気測定試験と実施し、５０００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ５０と、２００Ｈｚ、１．５Ｔにおける鉄損Ｗ１５／２００と、４００Ｈｚ、１．５Ｔにおける鉄損１５／４００と、を測定した。磁束密度Ｂ５０、鉄損Ｗ１５／２００、鉄損Ｗ１５／４００は、Ｌ方向（圧延方向）およびＣ方向（圧延方向に直交する方向）の平均値として求めた結果、鋼板を加熱せずに圧延する場合に比べて、ヒステリシス損は１３％程度低減した。
【０１１６】
【表２】
2020040082.tif 000004
【０１１７】
以上のことから、本発明のリサーキュレーション潤滑方式の冷間タンデム圧延機を有する鋼板製造プロセスを用いて電磁鋼板を圧延する際に、電磁鋼板の表面に、３００℃以上の耐熱性を有する被膜を電磁鋼板の表面に形成し、冷間タンデム圧延機の第１スタンドの入側で板温度が３００℃以上５００℃以下に加熱し、少なくとも第１スタンドにおいて圧下率３０％以上で圧延することで、電磁鋼板の特性を満足した上で、生産性の向上と焼付を防止と、を可能とすることが確認された。
【０１１８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１９】
例えば、上記実施形態では、電磁鋼板を対象としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ハイテン鋼を対象としてもよい。鋼板製造プロセスによりハイテン鋼を温間圧延することで、圧延時の荷重を低減することができ、板破断を防止することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
２０      熱間圧延装置
３０      ホットコイル焼鈍装置
４０      酸洗装置
５０      冷間タンデム圧延機
５１      第１スタンド
５１ａ    上ワークロール
５１ｂ    下ワークロール
５１ｃ    上バックアップロール
５１ｄ    下バックアップロール
５１１    入側上エマルション供給ノズル
５１２    入側下エマルション供給ノズル
５１３    出側上エマルション供給ノズル
５１４    出側下エマルション供給ノズル
５１５    上水切り板
５１６    下水切り板
５１７    パン
６０      連続焼鈍装置
１００    予備処理装置
１１０    被膜処理装置
１２０    加熱装置
【図１】
2020040082.tif 000005
【図２】
2020040082.tif 000006