(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０〜０．００５ｗｔ％、Ｐ：０〜０．１ｗｔ％、Ｎ：０〜０．００５ｗｔ％、Ｓｉ：１．５〜４．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．１〜１．０ｗｔ％、Ｓ：０〜０．００７ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成のスラブを熱間圧延した後、冷間圧延および仕上焼鈍を経て無方向性電磁鋼板を製造する方法であって、熱間圧延を行うに際し、スラブを１１５０℃以下の温度に加熱した後、粗圧延機にて６０％以上の圧下率で粗圧延し、引き続き該粗圧延材を１０００〜１１５０℃の温度に加熱してこの温度範囲に２〜１０秒間保持する加熱処理を施した後、仕上圧延を行い、６５０℃以上で巻き取ることを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、リジングの発生がない優れた表面性状を有し且つ鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無方向性電磁鋼板は、Ｓｉ含有量が１．５ｗｔ％以上になると冷間圧延後の製品にリジングと呼ばれる表面性状不良が発生し易くなるため、通常、Ｓｉ含有量が１．５ｗｔ％以上の無方向性電磁鋼板の製造では熱延板焼鈍を実施している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、熱延板焼鈍は製造コストの著しい上昇を招くため、これに代わる方法として、熱延コイルを高温で巻き取り、熱延板を自己焼鈍させる等の技術が検討されている。このような熱延板の自己焼鈍を行うためには、コイル巻取り後の温度確保のために熱延板を高温で仕上げる必要があり、そのためにはスラブ加熱温度を高める必要がある。しかし、このようにスラブ加熱温度を高めると鋼中の硫化物や窒化物が再固溶するため仕上焼鈍時の粒成長性が低下し、磁気特性が低下するという問題がある。
【０００４】
したがって本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、熱延板焼鈍を施さなくてもリジング発生がない優れた表面性状を有し且つ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、熱延板焼鈍を施さなくともリジング発生を適切に回避でき、且つ鉄損特性にも優れた無方向性電磁鋼板の製造条件について検討を行い、その結果、下記のような知見を得た。
(1) Ｃ：０〜０．００５ｗｔ％、Ｐ：０〜０．１ｗｔ％、Ｎ：０〜０．００５ｗｔ％、Ｓｉ：１．５〜４．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．１〜１．０ｗｔ％、Ｓ：０〜０．００７ｗｔ％、残部が実質的にＦｅからなる組成のスラブを素材として無方向性電磁鋼板を製造する場合、熱延板焼鈍を施すことなく仕上焼鈍後の鉄損を低下させるためには、スラブ加熱温度を低温加熱領域である１１５０℃以下にする必要がある。
【０００６】
(2) また、スラブを上記(1)のように低温加熱することによって、熱間圧延後に微細な析出物が析出せず、熱延板の再結晶温度が低下する。
(3) 但し、このようなスラブの低温加熱では、粗圧延後１０００℃以上の温度域への再加熱を実施しない限り、所定の巻取温度を確保することが極めて困難となる。
(4) 一方、粗圧延後の再加熱温度が１１５０℃を超えると、析出物が再固溶するため仕上焼鈍後の鉄損が低下する。
【０００７】
(5) リジングに対しては仕上圧延前組織を再結晶させることが重要であり、このためには、再結晶に必要な歪みエネルギーを粗圧延段階において与えるために、粗圧延で圧下率６０％以上の圧下を施し、しかる後に１０００℃以上、保持時間２秒以上の加熱処理を施すことが有効である。
(6) 但し、この加熱保持時間が１０秒を超えると一部に析出物の再固溶が起こり、最終の鉄損特性が劣化してしまうため、加熱保持時間は１０秒以下とし、その後、仕上圧延を行う必要がある。
(7) さらに、上記熱延板を６５０℃以上で巻き取ることによって熱延板が再結晶し、リジングの回避に有効に作用する。
【０００８】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は、Ｃ：０〜０．００５ｗｔ％、Ｐ：０〜０．１ｗｔ％、Ｎ：０〜０．００５ｗｔ％、Ｓｉ：１．５〜４．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．１〜１．０ｗｔ％、Ｓ：０〜０．００７ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成のスラブを熱間圧延した後、冷間圧延および仕上焼鈍を経て無方向性電磁鋼板を製造する方法であって、熱間圧延を行うに際し、スラブを１１５０℃以下の温度に加熱した後、粗圧延機にて６０％以上の圧下率で粗圧延し、引き続き該粗圧延材を１０００〜１１５０℃の温度に加熱してこの温度範囲に２〜１０秒間保持する加熱処理を施した後、仕上圧延を行い、６５０℃以上で巻き取ることを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説明する。
本発明では、特定の成分組成のスラブを素材とし、これを熱間圧延する際に、スラブを１１５０℃以下の温度に加熱した後、粗圧延機にて６０％以上の圧下率で粗圧延し、引き続き該粗圧延材を１０００〜１１５０℃の温度に加熱昇温してこの温度範囲に２〜１０秒間保持する加熱処理を施した後、仕上圧延を行い、６５０℃以上で巻き取る。
【００１０】
先ず、スラブ加熱温度および粗圧延後の加熱処理における加熱温度（再加熱温度）がリジングの発生および仕上焼鈍後の鉄損に及ぼす影響を調査するため、以下のような試験を行った。
Ｃ：０．００２２ｗｔ％、Ｓｉ：１．７６ｗｔ％、Ｍｎ：０．２９ｗｔ％、Ｐ：０．０５ｗｔ％、Ｓ：０．００３３ｗｔ％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．３４ｗｔ％、Ｎ：０．００２２ｗｔ％の組成の鋼を溶製し、これを鋳造してスラブを作製した。このスラブを常温から１１００℃と１２００℃にそれぞれに加熱して圧下率７０％で粗圧延した後、引き続き高周波加熱装置を用いて９００〜１２５０℃の範囲に加熱昇温し、その温度に５秒間保持する加熱処理を施した後、板厚２．０ｍｍまで仕上圧延を行い、７００℃で巻き取った。次いで、この熱延板を酸洗した後、板厚０．５ｍｍまで冷間圧延し、さらに２５％Ｈ2−７５％Ｎ2雰囲気中で９００℃×１分間の仕上焼鈍を行った。
【００１１】
このようにして得られた鋼板の鉄損とリジング発生の有無を図１に示す。これによれば、鉄損についてはスラブ加熱温度を１１００℃とし、粗圧延後の加熱処理における加熱温度を１１５０℃以下とした場合に優れた鉄損が得られている。これに対して、スラブ加熱温度を１２００℃とした場合には、粗圧延後の加熱処理による鉄損低減化効果は全く得られていない。粗圧延後の加熱処理による鉄損低減効果が得られるスラブ加熱温度についてさらに検討を行った結果、上記鉄損低減効果が得られるスラブ加熱温度の上限はほぼ１１５０℃であることが判った。一方、スラブ加熱温度を１１００℃とした場合のリジングの発生の有無については、粗圧延後の加熱温度が１０００℃以上の場合にリジングが減少する傾向があることが判る。
以上の理由から本発明では、スラブを常温から加熱する際のスラブ加熱温度を１１５０℃以下とし、且つ粗圧延後の加熱処理における加熱温度を１０００〜１１５０℃とする。但し、スラブ加熱温度が９５０℃未満では熱間圧延自体が困難となるため、スラブ加熱温度の下限は９５０℃とすることが好ましい。
【００１２】
次に、粗圧延後の加熱処理における加熱保持時間がリジングの発生および仕上焼鈍後の鉄損に及ぼす影響を調査するため、以下のような試験を行った。
Ｃ：０．００３０ｗｔ％、Ｓｉ：１．７９ｗｔ％、Ｍｎ：０．３４ｗｔ％、Ｐ：０．０４ｗｔ％、Ｓ：０．００２８ｗｔ％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．３２ｗｔ％、Ｎ：０．００２１ｗｔ％の組成の鋼を溶製し、これを鋳造してスラブを作製した。このスラブを常温から１１００℃に加熱して圧下率７０％で粗圧延した後、引き続き高周波加熱装置を用いて１１５０℃に加熱昇温し、この温度に１〜２０秒間保持する加熱処理を施した後、板厚２．０ｍｍまで仕上圧延を行い、７００℃で巻き取った。次いで、この熱延板を酸洗した後、板厚０．５ｍｍまで冷間圧延し、さらに２５％Ｈ2−７５％Ｎ2雰囲気中で９００℃×１分間の仕上焼鈍を行った。
【００１３】
このようにして得られた鋼板の鉄損とリジング発生の有無を図２に示す。これによれば、粗圧延後の加熱処理における保持時間が１０秒を超えると鉄損が劣化する傾向にあり、一方、保持時間が２秒未満ではリジングが発生する傾向があることが判る。
以上の理由から本発明では、粗圧延後の加熱処理における１０００〜１１５０℃での保持時間を２〜１０秒間とし、その後、仕上圧延を行うものとする。
【００１４】
さらに、粗圧延の圧下率がリジングの発生に及ぼす影響を調査するため、以下のような試験を行った。
図２の試験で用いたスラブと同じ組成のスラブを１１００℃に加熱して圧下率４０〜９０％で粗圧延した。引き続き、この粗圧延材を高周波加熱装置を用いて１１５０℃に加熱昇温し、この温度に５秒間保持する加熱処理を施した後、板厚２．０ｍｍまで仕上圧延を行い、７００℃で巻き取った。次いで、この熱延板を酸洗した後、板厚０．５ｍｍまで冷間圧延し、さらに２５％Ｈ2−７５％Ｎ2雰囲気中で９００℃×１分間の仕上焼鈍を行った。
表１は、粗圧延を各圧下率で実施した材料について仕上焼鈍後のリジングの有無を示したものであり、圧下率６０％以上においてリジング発生が回避されていることが判る。このため本発明では、粗圧延の圧下率を６０％以上とする。但し、粗圧延の圧下率が９０％を超えるとミルの負荷増大により熱間圧延が不可能となるため、粗圧延の圧下率の上限は９０％とすることが好ましい。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
次に、鋼組成の限定理由について説明する。
Ｓｉは鋼板の固有抵抗を上げるのに有効な元素であり、この作用を得るためには１．５ｗｔ％以上の添加が必要であるが、４．０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の低下に伴い磁束密度が低下する。このためＳｉは１．５〜４．０ｗｔ％とする。
ＡｌはＳｉと同様、固有抵抗を上げるために有効な元素であるが、Ｓｏｌ．Ａｌが１．０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の低下に伴い磁束密度が低下する。一方、Ｓｏｌ．Ａｌが０．１ｗｔ％未満ではＡｌＮが微細化し、粒成長性が低下する。このためＳｏｌ．Ａｌは０．１〜１．０ｗｔ％とする。
【００１７】
Ｃは磁気時効の問題があるため、０〜０．００５ｗｔ％（無添加の場合を含む）とする。
Ｍｎは熱間圧延時の赤熱脆性を防止するために０．０５ｗｔ％以上添加する必要があるが、１．０ｗｔ％超えると磁束密度を低下させるので、０．０５〜１．０ｗｔ％とする。
Ｐは鋼板の打ち抜き性を改善するために有効な元素であるが、０．１ｗｔ％を超えて添加すると鋼板が脆化するため、０〜０．１ｗｔ％（無添加の場合を含む）とする。
【００１８】
Ｓは微細な析出物を生成して磁気特性を劣化させるため、０〜０．００７ｗｔ％（無添加の場合を含む）とする。
Ｎは、その含有量が多いとＡｌＮの析出量が多くなり、ＡｌＮが粗大化したとしても粒成長性を低下させて鉄損を増大させる。このためＮは０〜０．００５ｗｔ％（無添加の場合を含む）とする。
残部は実質的にＦｅからなり、不可避不純物元素等の少量の成分元素を含むことを妨げない。
【００１９】
本発明の製造方法では、上述した製造条件以外は特別な制約はなく、したがって、通常の製造条件を採用して構わない。すなわち、転炉で吹練した溶鋼を脱ガス処理して所定の成分に調整した後、スラブに鋳造し、このスラブを上述した条件で熱間圧延する。本発明では、熱延板焼鈍を実施しなくてもリジング発生の防止と仕上焼鈍後の低鉄損化を達成できる。次いで、一回の冷間圧延若しくは中間焼鈍をはさんだ２回以上の冷間圧延により所定の板厚とした後に、仕上焼鈍を行う。
【００２０】
【実施例】
転炉吹錬および脱ガス処理を経て表２に示す組成の鋼を溶製し、これをスラブに鋳造し、このスラブを表３に示す条件で板厚２．０ｍｍまで熱間圧延した。次いで、この熱延板を酸洗した後、板厚０．５ｍｍまで冷間圧延し、さらに２５％Ｈ2−７５％Ｎ2雰囲気中で９００℃×１分間の仕上焼鈍を行った。このようにして得られた各鋼板の鉄損Ｗ15/50を２５ｃｍエプスタイン試験片を用いて測定するとともに、仕上焼鈍後のリジングの有無を調べた。その結果を、表３に併せて示す。
表３によれば、本発明例で製造された無方向性電磁鋼板はリジングの発生がない優れた表面性状を有し、しかも仕上焼鈍後の鉄損も十分に低減されていることが判る。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明法によれば、リジングの発生がない優れた表面性状を有し、且つ仕上焼鈍後の鉄損が低い無方向性電磁鋼板を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粗圧延後の加熱処理における加熱温度と仕上焼鈍後の鉄損およびリジング発生との関係を示すグラフ
【図２】粗圧延後の加熱処理における加熱保持時間と仕上焼鈍後の鉄損およびリジング発生との関係を示すグラフ
【図１】
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【図２】
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