(57)【要約】【課題】粒界偏析型元素を多量に含有する場合であっても、熱間脆性に起因した表面割れひいては製品板におけるヘゲ疵などの表面欠陥の発生を効果的に防止することができる方向性電磁鋼板の熱間圧延方法を提供する。【解決手段】粒界偏析型元素を総量で  ０．００５〜１．０  ｍａｓｓ％含有する方向性電磁鋼板用連鋳スラブを、１３００℃以上に加熱し、ついで熱間圧延を施すに当たり、該連鋳スラブのスラブ加熱に際し、少なくとも１１８０℃までは、該連鋳スラブを酸素濃度：１  ｖｏｌ％以上の雰囲気中にて加熱し、その後１３００℃以上に加熱し、該連鋳スラブを、加熱炉から抽出後、熱間粗圧延１パス目までの搬送テーブルでの搬送距離を８０ｍ以内とし、熱間粗圧延１パス目の圧下量を２０〜４０ｍｍとする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒界偏析型元素を総量で  ０．００５〜１．０  ｍａｓｓ％含有する方向性電磁鋼板用連鋳スラブを、１３００℃以上に加熱し、ついで熱間圧延を施すに当たり、
該連鋳スラブのスラブ加熱に際し、少なくとも１１８０℃までは、該連鋳スラブを酸素濃度：１  ｖｏｌ％以上の雰囲気中にて加熱し、その後１３００℃以上に加熱する、
該連鋳スラブを、加熱炉から抽出後、熱間粗圧延１パス目までの搬送テーブルでの搬送距離を８０ｍ以内とする、
熱間粗圧延１パス目の圧下量を２０〜４０ｍｍとする
ことを特徴とする方向性電磁鋼板の熱間圧延方法。
【請求項２】
請求項１において、熱間粗圧延１パス目前に、連鋳スラブに対して幅圧下を行う場合、幅圧下量を３０ｍｍ以内とすることを特徴とする方向性電磁鋼板の熱間圧延方法。
【請求項３】
請求項１または２において、連続鋳造に際し、連続鋳造機の湾曲部以降の水平部において、連鋳スラブに対して  ０．４〜１．０  ％の軽圧下を施すことを特徴とする方向性電磁鋼板の熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表面欠陥の少ない方向性電磁鋼板を製造するための熱間圧延方法に関し、特にヘゲ疵などの表面欠陥の発生を有利に阻止しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材の熱間圧延において表面割れが発生すると、この熱間割れはその後の冷間圧延でも解消することが難しく、製品板においてヘゲ疵の原因となることから、熱間割れの防止策については、従来から種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、高温加熱によるγ粒径の粗大化および低Ｍｎ／Ｓに伴うＦｅＳのγ粒界への析出による熱間脆性に起因した表面割れを防止するために、熱間粗圧延の１パス目を軽圧下にすると共に、加工後の動的再結晶を利用して細粒化させることにより、その後の圧延による表面割れの発生を防止する方法が提案されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２９４００１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平４−１９７５０２号公報（特許請求の範囲、第（２）  頁上右欄第３〜８行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上掲した特許文献１，２を含め、従来の技術では、粒界偏析型元素がγ粒界に析出することによって熱間脆性が生じるとしている。
ところで、この発明で対象とする方向性電磁鋼板は、粒界偏析型元素であるＳｅやＳｂ，  Ａｌ，  Ｓ，  Ｃｕなどを比較的多量に含有するだけでなく、熱間圧延前の加熱段階で１３００℃以上の高温まで加熱する。
従って、熱間粗圧延段階における熱間脆性のレベルが極めて高いことから、表面割れが発生する確率が高く、従来の対処策では十分とはいえなかった。
【０００６】
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、粒界偏析型元素を多量に含有する場合であっても、熱間脆性に起因した表面割れひいては製品板でのヘゲ疵などの表面欠陥の発生を効果的に防止することができる方向性電磁鋼板の熱間圧延方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、上記の課題を達成すべく、方向性電磁鋼板の製造工程全般にわたる操業因子について綿密な分析を行い、相関の因子を抽出し、検証実験を積み重ねた。
その結果、スラブ加熱雰囲気、加熱炉から抽出後、熱間粗圧延までの搬送テーブルでの搬送距離および熱間粗圧延１パス目の圧下率を適正に制御することにより、所期した目的が有利に達成され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。
【０００８】
すなわち、この発明の要旨構成は次のとおりである。
１．粒界偏析型元素を総量で  ０．００５〜１．０  ｍａｓｓ％含有する方向性電磁鋼板用連鋳スラブを、１３００℃以上に加熱し、ついで熱間圧延を施すに当たり、
該連鋳スラブのスラブ加熱に際し、少なくとも１１８０℃までは、該連鋳スラブを酸素濃度：１  ｖｏｌ％以上の雰囲気中にて加熱し、その後１３００℃以上に加熱する、
該連鋳スラブを、加熱炉から抽出後、熱間粗圧延１パス目までの搬送テーブルでの搬送距離を８０ｍ以内とする、
熱間粗圧延１パス目の圧下量を２０〜４０ｍｍとする
ことを特徴とする方向性電磁鋼板の熱間圧延方法。
【０００９】
２．上記１において、熱間粗圧延１パス目前に、連鋳スラブに対して幅圧下を行う場合、幅圧下量を３０ｍｍ以内とすることを特徴とする方向性電磁鋼板の熱間圧延方法。
【００１０】
３．上記１または２において、連続鋳造に際し、連続鋳造機の湾曲部以降の水平部において、連鋳スラブに対して  ０．４〜１．０  ％の軽圧下を施すことを特徴とする方向性電磁鋼板の熱間圧延方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体的に説明する。
連続鋳造機で製造されるスラブには、幅方向に線状の凹凸が一定のピッチで入るオシレーションマーク（深さ：１〜２ｍｍ程度）が発生する。このオシレーションマーク部には、偏析線が表層から数ｍｍ入っており、この領域に粒界偏析型元素が多量に分布していることが知られている。
【００１２】
通常、熱延前にガス炉でスラブ加熱が施されることにより、スラブ表層が酸化されてスケールが生成し、その後このスケールを剥離することでスラブの極表層部は除去されるが、スラブ段階でのオシレーションマーク部の凹凸が大きいと、偏析線が除去されずに残存する確率が高くなる。
これを防止するためには、連続鋳造機の湾曲部以降の水平部において、上下のセグメントロールにより連鋳スラブに軽圧下を加え、スラブ表面のオシレーションマーク部を平滑化して、ガス炉でのスケール剥離時における偏析線除去効率を高めることが有効である。
ここに、上記のスラブ軽圧下における圧下率としては  ０．４〜１．０  ％程度が好適である。
【００１３】
しかしながら、上述した連続鋳造機の湾曲部以降の水平部において、連鋳スラブに対して軽圧下を施しただけでは、製品板においてヘゲ疵を十分に軽減することはできなかった。
そこで、さらに研究を重ねた結果、スラブ加熱条件を調整することによって、熱間粗圧延における粒界割れひいては製品板におけるヘゲ疵の発生を大幅に軽減できることが判明した。
【００１４】
すなわち、Ｓｉを多量に含有する珪素鋼板は、スラブ加熱時に、スラブの表層にファイヤライト（２ＦｅＯ・ＳｉＯ２）が生成する。このファイヤライトの融点は１１８０℃付近であるので、１１８０℃以上に加熱することでスラブ表層のスケール除去効果が高まる。
また、粒界偏析型元素を多量に含有する方向性電磁鋼板では、表層に析出した偏析元素を除去することが極めて重要であり、またインヒビター元素を完全に固溶させるために、加熱炉からスラブを抽出際の温度は１３００℃以上とし、かつ加熱炉内の均熱帯での保持時間は６０分以上とすることで、表層スケールを十分に除去することができる。
さらに、加熱炉内においてスケールの生成に及ぼす影響としては、炉内雰囲気が重要であり、雰囲気酸素濃度を適正範囲に管理することによって、一層のスケール除去効果を挙げることができる。
【００１５】
そこで、スラブ加熱に際しては、少なくとも１１８０℃まですなわちファイヤライトが完全に溶解する温度までは、連鋳スラブを酸素濃度：１  ｖｏｌ％以上の雰囲気中にて加熱することとし、その後に１３００℃以上まで加熱することにした。
なお、スケール除去の観点からは、酸素濃度：１  ｖｏｌ％以上であれば濃度が高いほど効果は大きいが、５  ｖｏｌ％を超えると磁気特性が劣化するので、酸素濃度は５  ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。
【００１６】
上記のように、スラブ加熱条件を制御することにより、製品板におけるヘゲ疵の発生が大幅に軽減されたが、まだ十分とは言い難かった。
そこで、さらに研究を重ねた結果、熱間粗圧延における１パス目の圧下量を調整することが、熱間割れひいてはヘゲ疵の発生防止に有効であることが判明した。
【００１７】
すなわち、熱間粗圧延に際し、１パス目の圧下量を少なくとも２０ｍｍとすることで、表層の再結晶による細粒化が達成され、粒界強度が向上することによって表面割れが抑制され、一方１パス目の圧下量を最大４０ｍｍとして圧延による剪断を抑えることで表面割れが抑制されることが新たに知見されたのである。
【００１８】
なお、上記したように熱間粗圧延１パス目の圧下量を２０〜４０ｍｍの範囲に制御するには、粗圧延前に行うサイジングプレスやエッジャーロールによる幅圧下は、省略するか３０ｍｍ以内に制限して、エッジ部での局部隆起を抑制することが好ましい。
【００１９】
上記したように、スラブ加熱条件を制御すると共に、熱間粗圧延１パス目の圧下量を調整することにより、製品板におけるヘゲ疵の発生を大幅に軽減することができたが、まだ完全に防止することはできなかった。
そこで、さらに研究を重ねた結果、連鋳スラブを、加熱炉から抽出後、熱間粗圧延１パス目までの搬送テーブルでの搬送距離を短くすることが、熱間割れひいてはヘゲ疵の発生防止に極めて有効であることの知見を得た。
【００２０】
すわなち、方向性電磁鋼板は、熱延工場における加熱炉で１３００℃以上の高温に加熱することもあって、加熱炉から抽出後、熱間粗圧延第１スタンドまでスラブをテーブル搬送する間に、テーブルロールとスラブの接触時の衝撃により、スラブ下面の割れ発生確率が高くなる。
これを防止するには、加熱炉から熱間粗圧延第１スタンドまでのテーブル搬送距離を短くすることが有効であり、具体的にはテーブル搬送距離を８０ｍ以内に制限することによって、粗圧延時における粒界割れひいては製品板におけるヘゲ疵の発生を格段に低減することができたのである。
【００２１】
次に、本発明では、粒界偏析型元素を比較的多量に含有する方向性電磁鋼板を対象とする。というのは、粒界偏析型元素をほとんど含有しない場合には、熱間粗圧延段階において熱間割れが発生するおそれは少ないので、この発明のような厳しい製造条件の規制の必要としないからである。
ここに、粒界偏析型元素としては、Ｓ，Ｓｅ，Ｓｂ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｓｎ，ＢｉおよびＢなどが挙げられるが、これらは総量で  ０．００５〜１．０  ｍａｓｓ％の範囲に抑制することが重要である。
すなわち、粒界偏析型元素の総量が  ０．００５ｍａｓｓ％に満たないと、インヒビター効果が不十分で満足いくほどの磁気特性が得られず、一方  １．０ｍａｓｓ％超えるとこの発明をもってしても熱間脆性に起因した熱間割れの発生を十分に抑制することができず、製品板においてヘゲ疵の発生を余儀なくされるからである。
【００２２】
この発明の方向性電磁鋼板用スラブの成分は、以下の範囲とすることが好ましい。
Ｃ：０．０８ｍａｓｓ％以下
Ｃは、変態を利用して熱延組織を改善するのに有用な元素であるだけでなく、ゴス核の発生に有用な元素であるが、０．０８ｍａｓｓ％を超えると脱炭焼鈍において脱炭不良を起こすおそれがあるので、Ｃは０．０８ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
【００２３】
Ｓｉ：２．０  〜４．０  ｍａｓｓ％
Ｓｉは、電気抵抗を高めて鉄損を低下させると共に、鉄のα相を安定化させて高温の熱処理を可能とするために必要な元素であり、少なくとも  ２．０ｍａｓｓ％の含有を必要とするが、  ４．０ｍａｓｓ％を超えると冷延が困難となるので、Ｓｉは  ２．０〜４．０ｍａｓｓ％程度とすることが好ましい。
【００２４】
Ｍｎ：０．０２〜０．３  ｍａｓｓ％
Ｍｎは、鋼の熱間脆性の改善に有効に寄与するだけでなく、ＳやＳｅが混在している場合には、ＭｎＳやＭｎＳｅ等の析出物を形成しインヒビタとしての機能を発揮する。しかしながら、Ｍｎ量が０．０２ｍａｓｓ％より少ないと上記の効果が不十分であり、一方  ０．３ｍａｓｓ％を超えるとＭｎＳｅ等の析出物の粒径が粗大化してインヒビタとしての効果が失われるため，Ｍｎは０．０２〜０．３  ｍａｓｓ％程度とすることが好ましい。
【００２５】
また、この発明では、上記した成分の他、鉄損を向上させる目的で、公知の元素、例えばＮｉ，ＰおよびＣｒなどを併せて含有することができる。
【００２６】
また、この発明における製造条件については、前述したスラブ加熱条件、加熱炉から熱間粗圧延第１スタンドまでの搬送距離および熱間粗圧延１パス目の圧下量以外は、特に制限はなく、従来から公知の製造方法いずれもが適用できる。
【００２７】
【実施例】
実施例１
Ｃ：０．０４２  ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．０８ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０６９  ｍａｓｓ％を含み、かつＳｅ：０．０２１  ｍａｓｓ％およびＳｂ：０．０２５  ｍａｓｓ％（粒界偏析型元素の総量：０．０４６  ｍａｓｓ％）を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物の組成になる連鋳スラブを、スラブ加熱後、加熱炉から抽出し、搬送テーブルを介して熱間圧延機に送給し、熱間粗圧延ついで熱間仕上げ圧延を施した。この際、スラブ加熱雰囲気、加熱温度（抽出温度）、加熱炉から熱間粗圧延第１スタンドまでの搬送距離および熱間粗圧延１パス目の圧下量を、表１に示すように種々に変化させた。
【００２８】
ついで、中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して０．２３ｍｍの最終板厚に仕上げたのち、脱炭・一次再結晶焼鈍を施し、ついで最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた製品板のヘゲ疵の発生率について調べた結果を表１に併記する。
なお、ヘゲ疵の発生率は、コイル全長に対するヘゲ発生長さの総和で評価した。
【００２９】
【表１】
2004291051.tif 000002
【００３０】
同表から明らかなように、この発明に従い、スラブ加熱条件および熱間粗圧延条件を調整した得られた製品板はいずれも、従来に比較してヘゲ疵の発生を大幅に低減することができた。
【００３１】
【発明の効果】
かくして、この発明によれば、熱間脆性の原因となる粒界偏析型元素を多量に含有する場合であっても、表面欠陥の少ない方向性電磁鋼板を安定して得ることができる。