(57)【要約】【課題】最終仕上焼鈍中の含珪素鋼コイルの底部端面にかかる自重と高温に伴う鋼板の軟化とによる、コイル変形を防止する手法について提案する。【解決手段】巻取軸が鉛直方向となる向きに配置したコイルに施す、最終仕上焼鈍の初期段階に、コイル下端からの距離がコイル軸長の１／５以下の範囲にある、コイルの外周部分において、その円周複数分箇所を集中的に加熱するに当たり、上記巻取軸を中心とする円の弧を集中加熱箇所相互の間隔としたとき、中心角が２０〜１５０°の弧に対応する間隔の下に、集中加熱箇所を配する。【選択図】　　　　図３
2004091800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含珪素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延板に、１回もしくは中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、その後焼鈍分離剤を塗布した後コイルに巻き取り、その巻取軸が鉛直方向となる向きに配置したコイルに、最終仕上焼鈍を施す、一連の工程にて方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
最終仕上焼鈍の初期段階に、コイル下端からの距離がコイル軸長の１／５以下の範囲にある、コイルの外周部分において、その円周複数分箇所を集中的に加熱するに当たり、上記巻取軸を中心とする円の弧を集中加熱箇所相互の間隔としたとき、中心角が２０〜１５０°の弧に対応する間隔の下に、集中加熱箇所を配することを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】
中心角が４５〜１２０°の弧に対応する間隔の下に、集中加熱箇所を配することを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項３】
集中加熱が電気ヒーターによる加熱であることを特徴とする請求項１または２に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
集中加熱を、回転式炉床の最終仕上焼鈍炉において行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】
二次再結晶温度が９５０℃以上である含珪素鋼を用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項６】
Ｂｉを０．００５〜０．１ｍａｓｓ％含む含珪素鋼を用いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変圧器などの電気機器の鉄心に用いられる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】
方向性電磁鋼板は、含珪素スラブを熱間圧延して得られた熱延板に、必要に応じて熱延板焼鈍を施し、１回もしくは中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍を行い、その後焼純分離剤を塗布した後コイルに巻取り、最終仕上焼鈍を施すことにより製造されるのが、一般的である。
【０００３】
方向性電磁鋼板の形成に必須の二次再結晶は、最終仕上焼鈍中に生じる。このときの二次再結晶開始温度が一般に８００℃以上であり、素材によっては二次再結晶開始温度が９５０℃を超えるものもある。
【０００４】
この最終仕上焼鈍は、一般に、図１に示すように、コイル１の巻取軸１ａを鉛直方向とする直立状態でコイル１の一端面をコイル受け台２に置いた状態で行われる。なお、符号３は、焼鈍炉のインナーカバーである。
この最終仕上焼鈍においては、図１に示すように、コイル１の底部が変形４することがあり、その後工程である連続歪取焼鈍とコーティングのための通板が困難になることから、この変形部分をスリットして製品としていた。従って、歩留りが低くなるという、問題があった。
【０００５】
ここで、最終仕上焼鈍中のコイル底部の変形は、コイルの底部端面にかかる自重と高温に伴う鋼板の軟化に起因して、コイル形状の維持が困難になることにより生じる。このコイル変形には、焼鈍最中の結晶組織が大きく影響する。粒界が多い、即ち粒径が小さい程コイルの変形に対する抵抗が弱く、粒界が少ない即ち粒径が大きい程コイルの変形に対する抵抗は強くなる。最終仕上焼鈍中において二次再結晶が生じる以前はコイル変形に対する抵抗が弱く、温度の上昇に伴いコイルの変形に対する抵抗がますます低下するが、二次再結晶が進行すると、粒界数が極端に少なくなるので、コイル変形に対する抵抗は充分に大きくなる。
【０００６】
従って、コイル変形を防止するためには、低温で二次再結晶する成分系を選ぶことが一つの方法になるが、この場合は二次再結晶開始温度が高い成分と比較してゴス方位への集積が不充分であるため、磁性に劣ることが問題となる。
また、コイル底部を早期に二次再結晶させるべく底部外周を集中的に加熱する方法も考えられるが、この方法では集中加熱中にコイル底部が変形してしまう可能性が大きい。
【０００７】
特許文献１には、最終仕上焼鈍の前に塗布する焼鈍分離剤の量をコイル端部にて増大させることによって、コイル端部の変形を少なくする方法が提案されている。しかしながら、コイル端部の焼鈍分離剤の量が多いと、この端部の磁気特性の劣化を招きやすい。また、焼鈍分離剤の量が多いと、製品に被膜欠陥ができ易くなる問題がある。
【０００８】
特許文献２には、コイル受け台上に、焼鈍される鋼板コイルと同じ素材の敷板を置き、その上に鋼板コイルを設置して、鋼板コイルの底側端部における歪発生を防止する方法が提案されている。この方法では、被処理材が珪素鋼の場合には、敷板の材質も珪素鋼となるが、珪素鋼をはじめとするフェライト鋼は高温での熱間強度が低く、そのため高温での最終仕上焼鈍時にコイル端面が敷板に食いこみやすいことから、コイルと敷板が拘束され、焼鈍後にコイルと敷板を剥離することが困難になり、またその際に歪が生じる。
【０００９】
特許文献３には、コイルとコイル受け台との間に該コイルよりも固く巻いたフープコイルを設置する方法が提案されている。この方法もそれなりに有効ではあるが、フープコイルはわずか数回の焼鈍で座屈するため頻繁なとりかえが必要とし、コストの上昇が著しいことと、焼鈍中フープコイルが座屈すると、製品コイルに大きな歪が発生するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献４には、最終仕上焼鈍以前の工程で、通板中の鋼帯の端部を連続的に加熱し、平均粒径を１５μｍ以上とすることで、コイルの底部の変形を防止する方法が提案されているが、このようにして成長させた端部の結晶粒は最終仕上焼鈍時の良好な二次再結晶粒の成長を妨げ、コイル底部の磁気特性が著しく劣化してしまう。
【００１１】
さらに、特許文献５には、鋼帯の一端部の任意幅について残りの幅と異なる熱処理を行って、相対的組成変形を生じさせ、鋼帯の長さの相違により相対的に強い張力で巻取る方法が提示されているが、この方法により幅方向の巻取り張力を変化させると、コイルの巻取りが難しく、むしろコイル形状を劣化させてしまう。
【００１２】
特許文献６には、最終仕上焼鈍前の工程で鋼板端部に予歪を導入して、この部分の二次再結晶温度を引き下げる方法が開示されている。ただし、この方法では、予歪で二次再結晶温度を引下げた部分の結晶組織のゴス方位への集積が不充分であるため、この部分の磁気特性は劣化してしまう。よって、その部分はスリット削除することになり、材料の歩留りとしては不利である。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭５５−１１０７２１号公報
【特許文献２】
特開昭５８−６１２３１号公報
【特許文献３】
特開昭６２−５６５２６号公報
【特許文献４】
特開平２−９７６２２号公報
【特許文献５】
特公昭５９−１４５２２号公報
【特許文献６】
特開２０００−３８６１６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、最終仕上焼鈍中の含珪素鋼コイルの底部端面にかかる自重と高温に伴う鋼板の軟化とによる、コイル変形を防止する手法について提案することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、最終仕上焼鈍中のコイルの底部端面にかかる自重と高温に伴う鋼板の軟化とによるコイル変形を防止するためには、自重がかかるコイル底部の強度を上げる必要があり、そのためには、最終仕上焼鈍時に、コイルの底部が軟化し始める前に、二次再結晶を引き起こす加熱を施すのが有効であることを見出し、この発明を完成するに到った。
【００１６】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）含珪素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延板に、１回もしくは中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、その後焼鈍分離剤を塗布した後コイルに巻き取り、その巻取軸が鉛直方向となる向きに配置したコイルに、最終仕上焼鈍を施す、一連の工程にて方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
最終仕上焼鈍の初期段階に、コイル下端からの距離がコイル軸長の１／５以下の範囲にある、コイルの外周部分において、その円周複数分箇所を集中的に加熱するに当たり、上記巻取軸を中心とする円の弧を集中加熱箇所相互の間隔としたとき、中心角が２０〜１５０°の弧に対応する間隔の下に、集中加熱箇所を配することを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【００１７】
（２）中心角が４５〜１２０°の弧に対応する間隔の下に、集中加熱箇所を配することを特徴とする上記（１）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【００１８】
（３）集中加熱が電気ヒーターによる加熱であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【００１９】
（４）集中加熱を、回転式炉床の最終仕上焼鈍炉において行うことを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２０】
（５）二次再結晶温度が９５０℃以上である含珪素鋼を用いることを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２１】
（６）Ｂｉを０．００５〜０．１ｗｔ％含む含珪素鋼を用いることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を導くに到った経緯を具体的に説明する。
すなわち、従来の最終仕上焼鈍中のコイルの底部端面にかかる自重と高温に伴う鋼板の軟化とによるコイル変形について、詳細に調査した結果、コイルの変形は、高温ではあるが二次再結晶開始温度よりも低温域において、二次再結晶開始以前の細かい結晶粒で構成されるコイルが軟化し、自重により形状が維持できなくなることに起因している。これを防ぐには、上記現象が生じる以前に、二次再結晶させれば良いことが考えられる。
【００２３】
ここで、二次再結晶したコイルが高温強度に富むのは、次のように説明できる。
すなわち、室温のような温度の低い領域においては粒界の強度が高く、単位体積あたりの粒界面積の大きい細粒なものほど、その強度が高いが、これが高温になると粒界強度が低下し、特に９００℃以上になると粒界すべりが起きやすくなる。この場合は、単位面積あたりの粒界面積はできるだけ小さい方が良く、それが極端に小さくなる二次再結晶後のコイルは、二次再結晶前と比べて飛躍的に高温での強度が高くなるのである。
【００２４】
ただし、二次再結晶開始温度は低くとも８００℃以上であり、特に高度にゴス方位の揃った二次再結晶粒が成長する材料においては、その二次再結晶開始温度は９５０℃を超えることが多い。この温度の近傍では、二次再結晶開始以前の小さな結晶粒ではコイル自重による変形には耐えられない。
【００２５】
次に、焼鈍炉内に配置したコイルの温度分布を調査したところ、コイルの受け台に接しているコイル底部の温度上昇が他の部分よりも遅れる傾向にあることが分った。この調査結果によると、図１に示すように、コイル１の上部が二次再結晶領域５であり、一方コイル１の底部は二次再結晶温度より低温であるため二次再結晶していない領域６であるが、コイルが最も変形しやすいのは、二次再結晶開始前であってコイルを軟化させるのに充分な温度にある場合、であることが推定できる。
【００２６】
そこで、図２に示すように、コイル１の上部は軟化していない領域７とするとともに、コイル１の底部を軟化するよりも早く二次再結晶させるために、コイルの底部が早く高温になるように制御すべく、コイル１の底部外周を多数のバーナーで取り囲み加熱８を行ってみたが、二次再結晶開始前にコイル１の底部が軟化して自重による変形４が発生してしまった。
【００２７】
これを受けて、さらに詳細な調査を行った結果、コイルの底部外周の集中加熱箇所に温度分布が生じていることが分った。即ち、取り囲んだ多数のバーナーで加熱したコイル底部外周のうち、バーナー直射部の温度と隣接する直射部の間の温度とには少なからず差異が生じていることが分った。
【００２８】
次に、図３に示すように、コイル１底部の外周を取り囲むバーナーを間引きし、隣接するバーナー直射部の間隔を広げて加熱８を行ったところ、バーナー直射部が軟化を経て二次再結晶するまでに、直射部相互問の低温領域に、未だ軟化していない部分が残存し、コイル底部の変形が抑制され得ることが判明した。
【００２９】
そこで、コイルの下端からの距離がコイル高さの１／５以下であるコイル底部の外周において、加熱８箇所相互の間隔を種々に変化して加熱を行うことを付加した、数通りの最終仕上焼鈍を実施したところ、図４（ａ）〜（ｄ）に典型例を示すように、所定範囲内の間隔を持って加熱した場合に、コイルの変形が生じないことがわかった。
【００３０】
すなわち、コイル１の巻取軸１ａを中心とする円の弧を加熱８箇所相互の間隔としたとき、その間隔を種々に変化させてコイル変形との関係を調査したところ、図５に示すように、中心角が２０〜１５０°の範囲にある弧に対応する間隔の下に集中加熱を行えば、最終仕上焼鈍時のコイル変形を未然に防げることが判明した。より好ましい範囲は、図４に示した中心角が４５〜１２０°の範囲にある間隔に設定するとよい。
【００３１】
ここで、上記した間隔に従う集中加熱による効果のメカニズムは、次の様に解釈できる。
さて、コイル１の底部の集中加熱箇所の間隔を充分に広くすると、最終仕上焼鈍の初期段階、すなわちコイル全体が未だ低温であり、コイル中の全ての箇所において、未だ二次再結晶が開始していない段階において、図６に示すように、まず集中加熱部は高温になり軟化してしまうが、加熱部の間の低温領域が未だ軟化せずにコイルの自重に充分に耐え、その形状を維持している。次に、加熱部の間の領域も高温になり軟化するのであるが、その時点では図７に示すように、既に加熱部が二次再結晶（領域５）しており、今度はこの部分がコイルの自重に充分に耐え得るため、その形状を維持するのである。
【００３２】
そして、このコイル底部の集中加熱箇所の充分な間隔とは、上記した図５に示した結果から明らかなように、上記中心角が２０゜の弧に対応する間隔以上とすればよいことが分った。
すなわち、コイル底部の集中加熱箇所の間隔が中心角２０°未満の弧になると、集中加熱部が二次再結晶する前に、加熱部の間の領域が高温になり軟化してしまい、この時点でコイル底部全周が軟化状態にあるので、コイルの自重に耐えられずに変形してしまう。なお、２０゜以上の間隔で充分であるが、より確実にコイル変形を防止するためには４５゜以上の間隔があることが望ましい。
【００３３】
従って、コイル底部の集中加熱箇所の間隔は充分に広くすれば良く、原理的には１２０゜等間隔の３箇所集中加熱でも充分である。しかしながら、２箇所集中加熱は不可である。この場合、図８に示すように、集中加熱部の二次再結晶後、加熱間の領域が軟化している時点で、コイル自重が広間隔部に偏り、この軟化している広間隔部がコイル自重に耐えられずに変形してしまう。
【００３４】
なお、３箇所以上の加熱箇所の間隔は必ずしも等間隔でなくとも良いが、コイルの対称性を考えると等間隔であることが望ましい。特に、非等間隔加熱の場合、広間隔部の間隔に上限があり、図５に示した実験の結果、１５０゜が上限であることが分った。なぜなら、非等間隔加熱の場合、広間隔部の間隔が１５０゜を超えると、集中加熱部の二次再結晶後、加熱問の領域が軟化している時点で、コイル自重が広間隔部に偏る場合のみではあるが、軟化している広間隔部がコイル自重に耐えられずに変形してしまうからである。
【００３５】
また、集中加熱箇所のコイル下端からの距離はコイル軸長の１／５以下とする必要があり、望ましくは１／１０以下の底にきわめて近い部分を加熱するのが良い。なぜなら、集中加熱部の二次再結晶は他の部分に比べゴス方位からのずれが大きくなる傾向にあるため、集中加熱部分は目標となる磁気特性に未達となる可能性がある。よって、集中加熱箇所のコイル下端からの距離は必要最小限とするべきであり、コイルの底に極めて近い部分を加熱することが望ましい。
【００３６】
なお、集中加熱の方法に制限は無く、狭い箇所を集中的に加熱できるという条件を満たせば良い。バーナー加熱よりは電気ヒーター加熱の方が望ましい。なぜなら、バーナー加熱では、炎の拡がりが生じるため、狭い箇所を集中的に加熱するには、電気ヒーター加熱の方が比較的容易である。加熱範囲が必要以上に拡がると、集中加熱箇所での二次再結晶が開始する前に、その周辺部の軟化が進行してしまい、コイル変形につながる、おそれがあるからである。
【００３７】
以上述べた、この発明の方法は、特に二次再結晶温度が９５０℃以上である含珪素鋼において有効である。すなわち、二次再結晶温度が９５０℃に満たない素材では、この方法を用いなくとも、コイル全体の鋼板の軟化による変形が進行する前に、変形が進行してしまうからである。
【００３８】
また、Ｂｉを０．００５〜０．１ｍａｓｓ％含む含珪素鋼においても有効である。すなわち、Ｂｉを含む材料は、特に二次再結晶温度が高くなる傾向にあり、二次再結晶開始前の鋼板の高温による軟化を防ぐためには、この発明の方法が有効である。
【００３９】
次に、この発明の方向性電磁鋼板の成分組成および製造方法に関して述べる。まず、この発明の素材における好適成分組成について説明する。
Ｃ：０．０１〜０．１０ｍａｓｓ％
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、ゴス方位結晶粒の発生にも有用な元素であり、０．０１ｍａｓｓ％以上を含有させることが好ましく、一方０．１０ｍａｓｓ％を超えると脱炭焼鈍において脱炭不良を起こすため、Ｃは０．０１〜０．１０ｍａｓｓ％の範囲とすることが好ましい。
【００４０】
Ｓｉ：１．０〜５．０ｍａｓｓ％
Ｓｉは、電気抵抗を高めて鉄損を低下させるだけでなく、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、１．０ｍａｓｓ％以上の含有が好ましいが、５．０ｍａｓｓ％を超すと冷間圧延が困難となるため、Ｓｉは１．０〜５．Ｏｍａｓｓ％の範囲が好ましい。
【００４１】
Ｍｎ：０．０３〜０．２０ｍａｓｓ％
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ーとしての機能を発揮する。Ｍｎの含有量が０．０３ｍａｓｓ％より少ないと上記の効果が不十分であり、一方０．２０ｍａｓｓ％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ーとしての効果が失われるため、Ｍｎは０．０３〜０．２０ｍａｓｓ％の範囲が好ましい。
【００４２】
Ｎ：０．００１５〜０．０１３０ｍａｓｓ％
Ｎは、ＡｌやＢと同時に鋼中に添加することによってＡＩＮやＢＮを形成させるために必要な元素である。しかしながら、含有量が０．００１５ｍａｓｓ％を下回るとＡｌＮやＢＮの析出が不十分となって十分なインヒピター効果が得られず、一方０．０１３０ｍａｓｓ％を超えて含有されるとスラブ加熱時にふくれ等を生じるため、Ｎは０．００１５〜０．０１３０ｍａｓｓ％の範囲とすることが好ましい。
【００４３】
次に、この発明では、インヒビター成分として、Ａｌ、Ｂ、Ｓｅ、ＳおよびＢｉのいずれか１種または２種以上を用いることが好ましい。
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１５〜０．０３５ｍａｓｓ％
Ａｌは、鋼中でＡＩＮを形成して分散第二相としてインヒビターの作用をする有用元素であるが、含有量が０．０１５ｍａｓｓ％に満たないと十分な析出量が確保できず、一方０．０３５ｍａｓｓ％を超えるとＡＩＮが粗大に析出してインヒピターとしての作用が失われるため、ｓｏｌ．Ａｌとして０．０１５〜０．０３５ｍａｓｓ％の範囲で含有させることが好ましい。
【００４４】
Ｂ：０．００１０〜０．０１５０ｍａｓｓ％
Ｂは、鋼中でＢＮを形成して分散第二相としてインヒビターの作用をする有用元素である。ＢＮは、ＡｌＮに匹敵する強いインヒビター効果を有する析出物であり、高い磁束密度の製品を得ることが可能である。しかしながら、Ｂの含有量が０．００１０ｍａｓｓ％に満たないとＢＮの析出量を十分に確保できず、一方０．０１５０ｍａｓｓ％を超えるとＢＮが粗大に析出してインヒピターとしての作用が失われるため、Ｂは０．００１０〜０．０１５０ｍａｓｓ％の範囲が好ましい。
【００４５】
Ｓおよび／またはＳｅ：０．０１０〜０．０３０ｍａｓｓ％
ＳｅおよびＳは、ＭｎやＣｕと結合してＭｎＳｅ，ＭｎＳ，Ｃｕ２−ＸＳｅ，Ｃｕ２−ＸＳを形成し、鋼中の分散第二相としてインヒビターの作用を発揮する有用成分である。しかしながら、これらＳｅ，Ｓの含有量が０．０１０ｍａｓｓ％に満たないとその添加効果に乏しく、一方０．０３０ｍａｓｓ％を超えるとスラブ加熱時の固溶が不完全となるだけでなく、製品表面の欠陥の原因ともなるため、単独添加または複合添加いずれの場合も０．０１０〜０．０３０ｍａｓｓ％の範囲で含有させることが好ましい。
【００４６】
Ｂｉ：０．００５〜０．１０ｍａｓｓ％
Ｂｉは、一次再結晶粒の粒界に優先的に濃化し、焼鈍中における粒界の移動を抑制することによって二次再結晶開始温度を上昇させ、磁束密度を向上させる作用がある。Ｂｉは鉄に対する溶解度が特に低く、かつ融点が２７１℃と非常に低いため、粒界上に偏在する傾向が強く、しかも最終仕上焼鈍の高温域で鋼中から抜け出るために、通常のインヒビター成分と比較して強い抑制力を付与することが可能である。またＢｉは、単独で含有させてもよいが、粒界偏析型の抑制力強化元素であるためにＭｎＳｅ，ＭｎＳ，Ｃｕ２−ＸＳｅ，Ｃｕ２−ＸＳ，ＡＩＮ，ＢＮのような析出分散型のインヒビターと同時に鋼中に存在させることで、さらなる磁気特性の向上作用を有する。ここに、Ｂｉの含有量については、０．００５ｍａｓｓ％に満たないと上記の粒界への濃化による正常粒成長抑制効果が発揮されず、一方０．１０ｍａｓｓ％を超えるとこの発明の技術をもってしても被膜外観の劣化が防止できないので、Ｂｉは０．００５〜０．１０ｍａｓｓ％の範囲で含有させることが好ましい。
【００４７】
以上のインヒビターを適宜添加し、二次再結晶温度が９５０℃となる素材においては、二次再結晶前にコイル下端部が軟化しやすいため、この発明は有効に作用する。また、特にＢｉを含有させる場合には、二次再結晶温度が高温となるため、この発明は特に有効である。
【００４８】
Ｃｕ，Ｓｂ，Ｓｎのうちから選んだ１種または２種以上：０．０５〜０．５０ｍａｓｓ％
Ｃｕは、鋼中でＣｕ２−ＸＳｅ、Ｃｕ２−ＸＳを形成し、鋼中の分散第二相としてインヒビターの作用を発揮する有用な元素であり、二次再結晶の安定化に寄与する。また、Ｓｂ，Ｓｎは結晶粒界に偏析することによって副次的にインヒビター効果を強化する働きがあり、二次再結晶を安定化させる作用を有する。ここに、これらの元素の合計量が０．０５ｍａｓｓ％を下回ると、インヒビターの強化作用が十分でなく、一方０．５０ｍａｓｓ％を超えると熱延板の割れや製品の表面性状の劣化といった問題が生じるため、これらの元素は単独添加または複合添加いずれの場合においても０．０５〜０．５０ｍａｓｓ％の範囲で含有させることが好ましい。
【００４９】
また、鋼中には上記した成分の他、インヒビター元素として、ＮｉやＧｅを単独または複合して含有させることができる。ここで、ＮｉやＧｅがインヒビター機能を有するための含有量は０．００１０〜１．３０ｍａｓｓ％である。というのは、この範囲より少ない場合は十分な抑制力を付与することができず、一方上記の範囲を超えた場合には熱間圧延や冷間圧延で割れが入り易くなり、製品の歩留りが低下する。なお、上記の元素の他にも、Ｔｅ，Ｐ，Ｚｎ，Ｉｎなど公知のインヒビター元素を添加することもできる。
【００５０】
次に、この発明の製造方法について述べる。上記の好適成分組成に調整した鋼スラブを加熱し、ついで熱間圧延後、必要に応じて熱延板焼鈍を施し、焼鈍処理と冷間圧延を組み合わせて最終板厚とし、必要に応じて脱炭焼鈍ついで最終仕上焼鈍を施したのち、絶縁張力コーティングを焼き付けて製品とする。
【００５１】
ここで、焼鈍処理と冷間圧延を組み合わせて最終板厚にする方法としては、
１）熱間圧延後、熱延板焼鈍を施したのち、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延で最終板厚とする方法、
２）熱間圧延後、熱延板焼鈍を施したのち、１回の冷間圧延で最終板厚とする方法、
３）熱間圧延後、熱延板焼鈍を施さずに、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延で最終板厚とする方法、
等があるが、この発明ではこれらいずれの工程を採ることも可能である。また、熱延板焼鈍や中間焼鈍で焼鈍雰囲気を酸化性にして、表層を弱脱炭する処理を施したり、焼鈍の冷却過程を急冷として鋼中の固溶Ｃを増加させる処理や、これに引き続き鋼中に微細炭化物を析出させるための低温保持処理を行うことは、製品の磁気特性を向上させるために有効である。また、冷間圧延を１００〜３００℃の温間で行ったりパス間での時効処理を施すことも磁気特性を向上させるのに有利に作用する。さらに、磁区細分化のために鋼板の圧延方向とほぼ直交する線状の溝を複数本設けることも、鉄損の一層の向上を図る上で有効である。
【００５２】
また、脱炭・一次再結晶焼鈍後、二次再結晶開始までの間に鋼中に３００ｐｐｍ以下の範囲でＮを含ませる窒化処理を施す技術も、公知のように抑制力補強のために有効であり、この発明と組み合わせることで被膜特性と磁気特性の一層の向上を図ることができる。
【００５３】
ついで、必要に応じて脱炭焼鈍を施すが、素材段階でＣ量を低くして脱炭焼鈍を省略することも可能である。その後、焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上焼鈍を行ったのち、絶縁コーティングを塗布し、焼き付けと平坦化を兼ねた焼鈍を施して製品とする。その際、焼鈍分離剤の主成分や添加物の調整により、フォルステライトの形成を抑制してもよい。
【００５４】
この最終仕上焼鈍の初期段階において、コイル下端からの距離がコイル軸長の１／５以下の範囲にある、コイルの外周部分において、その円周複数分箇所を集中的に加熱するに当たり、上記巻取軸を中心とする円の弧を集中加熱箇所相互の間隔としたとき、中心角が２０〜１５０°の弧に対応する間隔の下に、集中加熱箇所を配することが、肝要である。
【００５５】
上記の最終仕上焼鈍の後、必要に応じて張力付与コーティングや絶縁コーティングを鋼板表面に焼き付けたのち平坦化焼鈍を施して製品とする。また、磁区細分化による鉄損低減を目的として、平坦化焼鈍後の鋼板にプラズマジェットやレーザー照射を線状に施したり、突起ロールによる線状に凹みを設けたりする処理、さらには最終冷延後にエッチングなどにより圧延方向とほぼ直行する向きに線状溝を形成させる処理を施すこともできる。また、最終仕上焼鈍後、必要に応じて表面の酸化物を除去した後、ゾル−ゲル法、ＴｉＮ蒸着など公知の方法で張力被膜を形成させる技術を組み合わせることも鉄損低減のために有効である。
【００５６】
【実施例】
実施例１
Ｃ：０．０７ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．４ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０７ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０２３ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００９ｍａｓｓ％、Ｓ：０．０２２ｍａｓｓ％を含み、残部はＦｅからなる含珪素鋼材を、熱間圧延後に、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延で、板厚０．２３ｍｍおよび板幅１２００ｍｍの冷間圧延板とした後、連続脱炭焼鈍炉にて脱炭焼鈍を行ってから巻き取った、コイル（８トン）を９個（コイルＮｏ．１〜９）用意した。
【００５７】
最終仕上焼鈍炉にて、コイルの下端からの距離がコイル軸長の１／１０となるコイル底部の外周において、上記中心角１０゜の弧に対応する間隔で３６箇所、同様に、１５゜間隔で２４箇所、２０゜間隔で１８箇所、４５゜間隔で８箇所、９０゜間隔で４箇所、１２０゜間隔で３箇所、１５０゜〜１２０゜〜９０゜間隔で３箇所、１６０゜〜１１０゜〜９０間隔で３箇所、１８０゜間隔で２箇所の９通りのバーナー加熱を実施した。
【００５８】
すなわち、各々のコイルを最終仕上焼鈍する際、その初期段階において、コイル底部を上記配置で集中加熱した。その底部集中加熱位置以外は、最終仕上焼鈍の条件は全て同一で、窒素雰囲気および水素雰囲気で、１２００℃まで加熱、保持後に、Ａｒ雰囲気で炉冷した。この最終仕上焼鈍後のコイル変形の有無を、表１と図５に示す。
【００５９】
その結果、２０゜以上、１５０゜以下の間隔における３箇所以上の集中加熱を行った最終仕上焼鈍後のコイルＮｏ．３、４、５、６、７には変形は見られなかったが、２００°未満の間隔で集中加熱を行った最終仕上焼鈍後のコイルＮｏ．１、２および１５０゜を超えるの間隔で集中加熱を行った最終仕上焼鈍後のコイルＮｏ．８、９ではコイル底部に変形が見られた。
【００６０】
【表１】
2004091800.tif 000003
【００６１】
実施例２
Ｃ：０．０６ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０８ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０２３ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００９０ｍａｓｓ％、Ｓ：０．０２ｍａｓｓ％、Ｂｉ：０．０５ｍａｓｓ％を含み、残部はＦｅからなる含珪素鋼材を、熱間圧延後に、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延で、板厚０．２３ｍｍおよび板幅１２００ｍｍの冷間圧延板とした後、連続脱炭焼鈍炉にて脱炭焼鈍を行ってから巻き取った、コイル（８トン）を６個（コイルＮｏ．１０〜１５）用意した。
【００６２】
最終仕上焼鈍炉にて、コイルの下端からの距離がコイル高さの１／１５となるコイル底部の外周において、上記中心角１５゜の弧に対応する間隔で２４箇所、同様に、２０°間隔で１８箇所、６０°間隔で６箇所、１２０°間隔で３箇所、１５０°〜１２０°〜９０°間隔で３箇所、１６０°〜１１０°〜９０°間隔で３箇所の６通りの電気ヒーター加熱を実施した。
すなわち、各々のコイルを最終仕上焼鈍する際、その初期段階において、コイル底部を上記配置で集中加熱した。その底部集中加熱位置以外は最終仕上焼鈍の条件は全て同一で、窒素雰囲気および水素雰囲気で、１２００℃まで加熱、保持後に、Ａｒ雰囲気で炉冷した。最終仕上焼鈍後のコイル変形の有無を、表１と図５に示す。
【００６３】
その結果、２０°以上１５０°以下の間隔における３箇所以上の集中加熱を行った最終仕上焼鈍後のコイルＮｏ．１１、１２、１３、１４には変形は見られなかったが、２０°未満の間隔で集中加熱を行った最終仕上焼鈍後のコイルＮｏ．１０および１５０°を超えるの間隔で集中加熱を行った最終仕上焼鈍後のコイルＮｏ．１５ではコイル底部に変形が見られた。
【００６４】
【表２】
2004091800.tif 000004
【００６５】
【発明の効果】
この発明に従って、最終仕上焼鈍の初期にコイル底部外周の所定間隔を隔てた複数箇所を集中的に加熱することにより、コイル底部外周全域が軟化するよりも早く加熱箇所を二次再結晶させ、焼鈍後のコイルの変形を防ぐことが可能になった。従って、特に二次再結晶開始温度の高い材料における最終仕上焼鈍のコイル変形についての問題が有利に解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の最終仕上焼鈍中におけるコイルの底部変形の様子を示す図である。
【図２】コイル底部外周の加熱箇所の間隔が狭い場合に、コイル底部が変形している様子を示す図である。
【図３】コイル底部外周の間隔を隔てた複数箇所を適正に加熱する様子を示す図である。
【図４】この発明におけるコイル底部外周の加熱箇所の典型例を示す図である。
【図５】コイル底部外周の加熱箇所の間隔とコイル変形との関係を示す図である。
【図６】この発明におけるコイル底部外周の加熱箇所が軟化し、加熱箇所の間の領域が未だ軟化していない様子を示す図である。
【図７】この発明におけるコイル底部外周の加熱箇所が二次再結晶している様子を示す図である。
【図８】コイル底部外周の加熱箇所が本発明の下限よりも少ない２箇所加熱の場合に、コイル底部が変形している様子を示す図である。
【符号の説明】
１　コイル
２　焼鈍炉のコイル受け台
３　焼鈍炉のインナーカバー
４　コイルの変形
５　二次再結晶領域
６　軟化して二次再結晶していない領域
７　軟化していない領域
８　加熱
【図１】
2004091800.tif 000005
【図２】
2004091800.tif 000006
【図３】
2004091800.tif 000007
【図４】
2004091800.tif 000008
【図５】
2004091800.tif 000009
【図６】
2004091800.tif 000010
【図７】
2004091800.tif 000011
【図８】
2004091800.tif 000012