(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の条件を満足することを特徴とする無方向性電磁鋼板。
（イ）重量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１〜０．８％、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００４％以下、Ｎ：０．００５％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる無方向性電磁鋼板であって、かつ（ロ）鋼中に含まれる第二相粒子の数を顕微鏡観察により単位面積当たりの個数として求めたとき、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数が５０〜１０００個／ｍｍ2 、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が５〜２００個／ｍｍ2である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延に起因するスケール性欠陥の少ない表面性状に優れた無方向性電磁鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、発電機、モーター、小型変圧器などの電気機器に使用される無方向性電磁鋼板は、鋼板製造後ロールコーターで絶縁皮膜がコーティングされ、スリット、打抜きおよび剪断加工等が施される。
【０００３】
したがって、その表面性状が劣悪な場合には、一般の鋼板と同様に歩留りの低下を引き起こすばかりでなく、絶縁皮膜をロールコーターでコーティングする際のロール損傷、スリット加工時のナイフの刃こぼれ、打抜き加工時のパンチとダイスの損傷等の問題を引き起こす。
【０００４】
無方向性電磁鋼板において多発する表面欠陥としては、熱間圧延に起因するスケール性欠陥が挙げられるが、その低減方法として、例えば、特開平３ー１６６３１６号公報や特開昭６３ー４１８号公報に記載された方法が開示されている。
【０００５】
特開平３ー１６６３１６号公報に記載の方法は、熱間圧延時のスラブ加熱温度と粗圧延温度を規定し、一次スケールと地鉄の温度差によってスケール剥離性を向上させる方法である。特開昭６３ー４１８号公報に記載の方法は、スラブ加熱を誘導加熱炉にて１％以下の酸素雰囲気で実施し、一次スケールの生成を抑制する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３ー１６６３１６号公報に記載の方法では、圧延温度の低温化を指向しているため熱間圧延性が低下し、割れの発生が問題となる。また、特開昭６３ー４１８号公報に記載の方法では、一次スケールの発生が過度に抑制されるためスケール厚が減少し、デスケーリング時の熱衝撃によるスケール剥離性の劣化を招き、逆にスケール性欠陥が増加する。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、熱間圧延に起因するスケール性欠陥が発生し難い表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、下記の条件を満足することを特徴とする無方向性電磁鋼板により解決される。
【０００９】
（イ）重量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１〜０．８％、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００４％以下、Ｎ：０．００５％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる無方向性電磁鋼板であって、かつ（ロ）鋼中に含まれる第二相粒子の数を顕微鏡観察により単位面積当たりの個数として求めたとき、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数が５０〜１０００個／ｍｍ2 、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が５〜２００個／ｍｍ2である。
【００１０】
以下にその限定理由を説明する。
Ｃ：０．００５％を超えると、鋼のＡｃ3 変態点が低下して熱延板粒径が微細化するのでスケールによる粒界酸化が起こりやすくなり欠陥Ｃ（後述の「酸洗時のスケール剥離不良に起因したコイルエンド部で発生するスケール残り」）を増加させる。
【００１１】
Ｓｉ：１％超えると、スラブ加熱時にファイアライトの生成が促進され、スケール性欠陥が多発する。
【００１２】
Ｍｎ：０．１％未満だと、熱間圧延時に赤熱脆性による割れの生じる恐れがあり、０．８％を超えると、スラブ加熱時に内部酸化が促進されスケール性欠陥の原因となる。
【００１３】
Ｐ：０．２％を超えると、スラブ中にＰの濃厚偏析が生じ、圧延時に不均一変形が起こり帯状ムラが発生する。
【００１４】
Ｓ：０．０１％を超えると、熱間延性の劣化による割れを引き起こす。
【００１５】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００４％を超えると、微細なＡｌＮが増加し熱延板の結晶粒は微細化するが、そのためスケールによる粒界酸化を増長させスケール性欠陥の原因となる。
【００１６】
Ｎ：０．００５％を超えると、微細なＡｌＮが増えて熱延板粒径が微細化するのでスケールによる粒界酸化が起こりやすくなり欠陥Ｃ（後述の「酸洗時のスケール剥離不良に起因したコイルエンド部で発生するスケール残り」）を増加させる。
【００１７】
こうした成分限定に加えて、本発明者等は鋼中に含まれる第二相粒子もスケール性欠陥の発生率に大きな影響をおよぼすことを見出した。鋼中の第二相粒子とスケール性欠陥の発生率との関係については、これまで報告された例がなく本発明の核心部分であるので以下に詳述する。
【００１８】
表１に示す主としてＳｉ量の異なる成分系の鋼ａ、ｂ、ｃを用い、その溶製条件や鋳造条件を変えて鋼中に含まれる第二相粒子の大きさや数を種々変化させた無方向性電磁鋼板を作製し、第二相粒子の大きさや数とスケール性欠陥の発生率との関係を調査した。このとき試料は、スラブ加熱温度：１２００℃、仕上温度：８３０℃、巻取温度：６８０℃（鋼ａ）、６３０℃（鋼ｂ、鋼ｃ）の条件で板厚２．３ｍｍまで熱間圧延された後、酸洗されて板厚０．５ｍｍまで冷間圧延され、次いで連続焼鈍されている。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
鋼中に含まれる第二相粒子は、焼鈍後の試料を走査型電子顕微鏡で観察し、単位視野中における特定の直径の粒子数で分類した。
【００２１】
スケール性欠陥の発生率は、鋼板面の欠陥を目視観察により３種類に大別して、それぞれについて以下のように定義した。なお、この分類に属さない欠陥もあるが、それらはこの３種類の欠陥のいずれかと発生率が同様な傾向にあったので省略した。
【００２２】
欠陥Ａ：巾２ｍｍ以上、長さ５０ｍｍ以上の線状欠陥を対象とし、その発生率を、欠陥１個当たり１ｍとしてコイル当たりの総欠陥長さを求め、コイルの全長で割った値で表した。
【００２３】
欠陥Ｂ：巾２ｍｍ未満、長さ１０ｍｍ以下の粒状欠陥を対象とし、その発生率を、コイル長手方向の両端部より１０ｍの位置およびコイル中央部の３か所で、それぞれ長さ１０ｍにわたって欠陥数を計測し、鋼板表面の単位面積あたりの欠陥個数で表した。
【００２４】
欠陥Ｃ：酸洗時のスケール剥離不良に起因したコイルエンド部で発生するスケール残りで、その発生を目視による有無で評価した。
【００２５】
欠陥Ａ、Ｂ、Ｃともに鋼板の表裏面で観察して、発生率を求めた。
図１に、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ａの発生率の関係を示す。図で、黒色のマークは欠陥Ｃの発生があったもの、白色のマークは欠陥Ｃの発生がなかったものを表している。
【００２６】
直径０．５μｍを超える第二相粒子の数を２００個／ｍｍ2 以下にすることにより、著しく欠陥Ａの発生率が低下することがわかる。
【００２７】
図２に、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ｂの発生率の関係を示す。図で、黒色のマークは欠陥Ｃの発生があったもの、白色のマークは欠陥Ｃの発生がなかったものを表している。
【００２８】
直径０．５μｍを超える第二相粒子の数を５個／ｍｍ2 以上にすることにより、著しく欠陥Ｂの発生率が低下することがわかる。
【００２９】
したがって、欠陥Ａ、欠陥Ｂを低減するには、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数を５〜２００個／ｍｍ2 にする必要がある。
【００３０】
このような欠陥Ａ、欠陥Ｂに対する結果の原因は必ずしも明らかでないが、次のように考えられる。直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が多くなると、それがスラブ加熱時の内部酸化の核として働き、粒界酸化を促進してアンカー効果による一次スケールの剥離性を劣化させ、圧延方向に長く伸びた欠陥Ａとなる。一方、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が少なくなると、二次スケールのデスケーリング時にスケール／地鉄界面に生ずるクラックの起点が減少するため二次スケールの剥離性を劣化させ粒状の欠陥Ｂとなる。
【００３１】
なお、図１、図２の結果から明らかなように、欠陥Ｃの発生と直径０．５μｍを超える第二相粒子の数には、特に相関が認められない。
【００３２】
図３に、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数と欠陥Ｃの発生の有無の関係を示す。
【００３３】
直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数を５０〜１０００個／ｍｍ2 にすることにより、欠陥Ｃが全く発生しないことがわかる。
【００３４】
この原因も明らかでないが、次のように考えられる。一次スケール、二次スケールの剥離性と同様のメカニズムではあるが、酸洗時のような低温（室温〜１００℃）では、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子がスケール剥離性を支配し、この粒子数が少ないとスケール／地鉄界面におけるスケール剥離の起点が減少し、多いと粒界酸化が進みそのアンカー効果によりスケール剥離性を劣化させる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明における第二相粒子とは、硫化物、酸化物、炭化物、窒化物、あるいはこれらの二元、三元の複合体などからなる介在物、析出物、晶出物などの総体を表している。
【００３６】
直径０．５μｍを超える第二相粒子は主として鋼の溶製時に生成する粒子であるため、脱ガス時間を長くしたり、スラグ組成の調整によりスラグからの再酸化を防止することなどによりその大きさや数を制御できる。
【００３７】
直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子は主として鋼の鋳造時に生成する粒子であるため、鋳造速度、鋳造時の溶鋼温度、鋳片サイズ、鋳片の冷却条件を調整することなどによりその大きさや数を制御できる。
【００３８】
溶鋼の製造は、転炉または電炉などにより行い、必要に応じて脱ガス処理を施してもよい。
鋳造は造塊鋳造、連続鋳造いずれでもよい。
【００３９】
こうして製造された鋳片は、直接あるいは再加熱後に熱間圧延され、酸洗後冷間圧延を経て、連続焼鈍あるいは箱焼鈍される。
【００４０】
【実施例】
表２、表３に示す成分系のＮｏ．１〜２９の鋼を溶製し、取鍋スラグの塩基度、脱ガス時間、鋳造速度、鋳片の冷却条件を変化させて表２、表３に示すような鋼中の第二相粒子の大きさと個数を有する鋳片を連続鋳造した。この鋳片を１１００〜１２００℃に再加熱後あるいは直接熱間圧延し板厚２ｍｍの熱延板を作製し、酸洗後０．５ｍｍまで冷間圧延して６５０〜８５０℃で連続焼鈍した。
【００４１】
こうして作製した鋼板表面を目視観察し、上記した欠陥Ａ、Ｂ、Ｃの発生率を求めた。結果を表２、表３に示す。
【００４２】
本発明の成分系を有し、第二相粒子の大きさと数が制御された試料は、欠陥発生が少なく表面性状に優れた無方向性電磁鋼板であることがわかる。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
【表３】
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【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、熱間圧延に起因するスケール性欠陥が発生し難い表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ａの発生率の関係を示す図である。
【図２】直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ｂの発生率の関係を示す図である。
【図３】直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数と欠陥Ｃの発生の有無の関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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