JP2000073120A

JP2000073120A - 耳割れ、耳歪のない方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2000073120A
Application number: JP10245122A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Toge; 哲雄峠; Tsutomu Kami; 力上; Makoto Watanabe; 渡辺　　誠; Tadashi Nakanishi; 匡中西
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2000-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】耳割れや耳歪がなく、しかも磁気特性と被膜特
性も良好な一方向性珪素鋼板を安定して製造すること。【解決手段】酸可溶性Al：0.001 〜0.030 ％、Ｎ：0.00
3〜0.010 ％、Se＋2.47Ｓ≦0.035％にかかる成分組成を
有するスラブを用い、このスラブの加熱を1300℃以下の
温度にて行い、脱炭焼鈍に当たっては、焼鈍後の板の酸
素目付量が1.7 g/m²以下になるように焼鈍し、そして仕
上焼鈍においては、コイルの外巻き部分の最高到達温度
を1150℃未満にするか、または、この温度を1150℃以上
1200℃未満とし、かつで1150℃以上の温度に滞在させる
時間を30時間以内となるように焼鈍する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、方向性珪素鋼板の
製造方法に関し、とくに、耳割れや耳歪がなく、しかも
磁気特性と被膜特性も良好な一方向性珪素鋼板を安定し
て製造する方法を提案する。

【０００２】

【従来の技術】方向性珪素鋼板は、主として変圧器その
他の電気機器の鉄心材料として使用され、磁束密度およ
び鉄損値などの磁気特性に優れることが基本的に重要で
ある。そのため、厚さ100〜300mmのスラブを高温に加熱
した後熱間圧延し、次いで熱延板を１回または中間焼鈍
をはさむ２回以上の冷間圧延によって最終板厚とし、脱
炭を兼ねた１次再結晶焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布してか
ら二次再結晶および純化を目的とした高温長時間の仕上
焼鈍を行うという複雑な工程がとられている。磁気特性
を高めるためには、仕上焼鈍工程での二次再結晶で、磁
化容易軸である＜001＞軸が圧延方向にそろった｛110｝
＜001＞方位の結晶粒を成長させることが重要であるこ
とがわかっている。

【０００３】このような二次再結晶を効果的に促進させ
るためには、一次再結晶粒の成長を抑制するインヒビタ
ーと呼ばれる分散相を、均一かつ適正なサイズで分散さ
せることが重要である。かかるインヒビターとしては、
MnS 、MnSe、AlN およびBNのような硫化物、Se化合物や
窒化物等であって、鋼中への溶解度が極めて小さいもの
が主に用いられ、その他必要に応じてSb、Nb、Ge、Sn、
Cr等を必要に応じて添加したものが用いられてきた。こ
のような硫化物、Se化合物、窒化物等からなるインヒビ
ターの適正制御の方法としては、このインヒビターを熱
延前のスラブ加熱時にいったん完全に固溶させた後、熱
延工程以降に微細に析出させる方法がとられてきた。従
って、このインヒビターを十分に固溶させるためには、
1400℃を超えるような高い温度に加熱する必要があり、
それ故に方向性電磁鋼板のスラブ加熱の温度は、普通鋼
のスラブ加熱に比べて約200℃も高い温度で行われてい
る。

【０００４】また、二次再結晶を効果的に生じさせるた
めには、インヒビターの適正制御の他に、１次再結晶後
の結晶粒径、集合組織を適正に制御することも有効であ
る。即ち、１次再結晶粒径が大きいほど、仕上焼鈍時の
粒成長の駆動力が小さくなる。そして、粒成長の駆動力
とインヒビターの抑制力のバランスを適正に制御する
と、二次再結晶が効果的に生じる。また、｛110 ｝<001
> 方位に集積した粒のみが二次再結晶するためには、１
次再結晶後の段階で、｛110 ｝<001> 方位が成長しやす
い集合組織をもったマトリクスの中に、二次再結晶の核
になる｛110 ｝<001> 方位粒が散在していることが有効
である。このような方法の採用により、｛110 ｝<001>
方位に集積した二次再結晶を得ることが可能になり、高
磁束密度、低鉄損の製品が得られるようになる。

【０００５】ところで、最近の方向性電磁鋼板について
は、磁気特性だけでなく、安価な製品についての需要が
高まっている。そして、このような要請に応えるために
は、何よりもまず製品の歩留りを良くすることが重要で
ある。そのためには、熱間圧延時に発生するエッジ部の
形状不良、および、仕上焼鈍の際に生じるコイル下端の
折れ込みを如何に防止するかが重要な課題となる。

【０００６】一般に、熱延板のエッジ部においては、コ
イルの耳部が削りとられたり、耳部にのこぎり歯状の割
れが生じやすく、歩留まり低下の大きな要因となってい
る。このような熱延板の耳部の割れは、日本鉄鋼協会の
用語定義（ISIJ TR006）では“耳荒れ”とも称されてい
るが、ここでは、以下“耳割れ”と称する。また、仕上
焼鈍においては、コイルをアップエンド状に載置して高
温長時間の焼鈍を行うため、コイル下端の外周部に折れ
込みが入りやすく、歩留まり低下の大きな要因となって
いる。このような形状不良は、日本鉄鋼協会の用語定義
(ISIJ TR006)では“耳折れ”とも称されているが、ここ
では、以下“耳歪”と称する。

【０００７】さて、方向性電磁鋼板製造時の熱間圧延工
程における耳割れ防止の技術については、既に数多くの
提案がある。例えば、特開昭55−62142号公報では、仕
上熱間圧延中の温度低下を220℃以内にする方法が、特
開昭61−96032号公報では、仕上圧延以降の圧下率を制
御する方法を開示しているが、粗圧延時や仕上圧延前段
で発生する耳割れに対しては防止効果がない。また、特
開昭60−145204号公報、特開昭61−71104号公報、特開
昭60−200916号公報、特開昭62−196328号公報、特開平
５−138207号公報では、熱間圧延中のシートバーの側面
の形状を整えることで耳割れを防止する方法を開示して
いるが、これらの技術も、粗圧延時や仕上圧延前段で発
生する耳割れに対しては防止効果がほとんどないという
問題があった。

【０００８】その他、特開平９−70602号公報では、耳
割れが主に仕上圧延前段で発生していることに着目し
て、粗圧延後のシートバーの形状に関して、シートバー
の側縁部の厚みte（mm）とシートバー幅方向中央部の厚
みtc（mm）が、下記式； te−tc≧１（mm）を満足するような形状にする技術も提案している。この
提案技術は、粗圧延時に適切な幅圧下を行うという方法
であり、耳割れの発生頻度、耳割れ探さ（鋼板のエッジ
部から幅方向に測った割れの長さ）をかなり軽減させる
ことができたが、耳割れを確実に防止するには至らなか
った。

【０００９】その他、方向性電磁鋼板製造時の仕上焼鈍
段階での耳歪を防止する技術としては、どちらかという
と焼鈍装置についての改良技術が多く、例えば、特公昭
53−38683号公報ではコイルとベースプレートの間に入
れるスペーサを分割する方法を開示しており、特開昭60
−131928号公報では、ベースプレートの形状を改良する
方法を開示しており、特開平１−110255号公報では、ベ
ースプレートやスペーサをセラミックス製とする方法を
開示している。また、特開昭58−61231（特公昭62−156
15 ）号公報では、ベースプレートとスペーサの間にセ
ラミック繊維板を介在させる方法を開示し、さらに特開
平７−62453 号公報においては、そのセラミック繊維板
に多数の貫通孔を設けることで耳歪の発生を効果的に防
止する方法を提案している。しかしながら、これらの各
先行提案技術に共通していることは、高温, 長時間の焼
鈍を行うときに、耳歪を確実には防止ができないという
点に問題があった。

【００１０】一方で、仕上焼鈍を低温, 短時間で行うこ
とにより耳歪を低減する技術の提案もある。例えば、特
開平９−143526号公報では、最終冷間圧延前の焼鈍条件
を特定し、鋼板表面のサブスケールの状態と脱珪層の厚
みを制御することにより、仕上焼鈍時の純化を促進し、
もって仕上焼鈍時の低温, 短時間化を実現する方法を提
案している。たしかにこの技術は、耳歪の低減に有効で
あるが、冷延前の鋼板の表面状態は素材成分や熱延条件
の変動により大きく変動することから、適正な制御が難
しく、それ故に耳割れを低減するための熱延条件とは両
立しないという問題点を抱えていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術は、製品歩留りに影響する耳割れならびに耳歪の
発生をともに確実に防止するという点においてなお改善
の余地を残しており、とくに鉄損や被膜特性を全く犠牲
にすることなくこれらの発生を確実に阻止する有効な手
段についての提案に欠けていた。そこで、本発明の主た
る目的は、熱間圧延時の耳割れと仕上焼鈍時の耳歪をと
もに確実に防止することができる一方向性珪素鋼板の有
利な製造方法を提案することにある。本発明の他の目的
は、磁気特性と被膜特性が共に優れる一方向性珪素鋼板
の有利な製造方法を提案することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の研究者らは、従
来技術が抱えている上述した課題に対して鋭意研究を重
ねた結果、熱間圧延時のコイルに発生した耳割れと仕上
焼鈍時のコイルに発生した耳歪をともに防止することが
できると共に、磁気特性と被膜特性を良好に保つための
一方向性珪素鋼板製造方法の開発に成功した。すなわ
ち、本発明は、Ｃ：0.005 〜0.08wt％、Si：1.0 〜7.0
wt％、Mn：0.03〜2.5 wt％を含有する珪素鋼スラブを加
熱し、熱間圧延し、次いで熱延板焼鈍を施し、その後、
一回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を行い、
さらにその後、脱炭焼鈍と仕上焼鈍とを施して方向性電
磁鋼板を製造する方法において、酸可溶性Al：0.001 〜
0.030 ％、Ｎ：0.003〜0.010 ％、Se＋2.47Ｓ≦0.035
％にかかる成分組成を有するスラブを用い、このスラブ
の加熱を1300℃以下の温度にて行い、脱炭焼鈍に当たっ
ては、焼鈍後の板の酸素目付量が1.7 g/m²以下になるよ
うに焼鈍し、そして仕上焼鈍においては、コイルの外巻
き部分の最高到達温度を1150℃未満にするか、または、
この温度を1150℃以上1200℃未満とし、かつで1150℃以
上の温度に滞在させる時間を30時間以内となるように焼
鈍することを特徴とする、耳割れ、耳歪のない方向性電
磁鋼板の製造方法である。

【００１３】なお、本発明においては、脱炭焼鈍板の酸
素目付量を1.7 g/m²以下に制御するためには、脱炭焼鈍
を酸素ポテンシャルＰH₂O ／ＰH₂が0.50以下になる雰囲
気中で行うことが有効である。また、耳割れの防止とコ
イル幅方向全域にわたっての製品の磁性安定化のために
は、鋳造時に電磁攪拌を施すことも有効である。そし
て、必要に応じ、熱間圧延終了後、二次再結晶開始まで
の間に鋼板に窒化処理を施すことは、インヒビターの抑
制力が強化され、良好な二次再結晶を生じさせるので有
効である。

【００１４】以下に、本発明を開発するに至った経緯に
ついて、発明者らが行った実験, 検討に基づき説明す
る。発明者らは、まず、仕上焼鈍での耳歪発生を解消す
るために、仕上焼鈍の低温化、短時間化が有効であると
考え、この点について検討した。なお、この実験に先立
ち、仕上焼鈍の際の温度履歴が、コイルの部位によって
どの程度変わるかを調査した。その結果、コイルの外巻
き部分は昇熱過程での温度上昇が速いため、高温域に滞
在する時間が内巻き部分に比べて非常に長くなることが
わかった。これまで、仕上焼鈍の温度、時間を制御する
ことにより、耳歪の低減を図る技術はあったが、コイル
のどの部分の温度を制御すべきかは検討されていなかっ
た。そこで、本発明では、耳歪がコイルの外巻き部分で
激しく発生することから、コイル外巻き部の温度でもっ
て制御することにした。

【００１５】仕上焼鈍温度低下と時間短縮の影響に
ついて (実験１) 表１に示すａ (不適合成分例) の成分組成の200mm厚の
スラブを1400℃の温度に加熱後、熱間圧延して2.5 mmの
熱延コイルとし、引き続き、1000℃に60秒間保持する熱
延板焼鈍を施した。そして、酸洗後、0.34mmの厚みに冷
間圧延し、脱脂処理を行い、次いで、850 ℃で120秒間
の脱炭焼鈍を施した。その脱炭焼鈍後は焼鈍分離剤を塗
布して仕上焼鈍を施した。この仕上焼鈍は、均熱温度を
1225℃、1200℃、1175℃、1150℃、1125℃の５通りに変
化させ、均熱時間（コイル外巻き部が均熱温度ないし均
熱温度から10℃以内の温度域に滞在する時間：以後も同
じ）は10時間と40時間の２通りとして行った。そして、
この仕上焼鈍の後、耳歪の発生状況を調査し、鉄損（ｗ
17／50) の測定を行った。その結果を図１〜３に示す
が、仕上焼鈍の低温化、短時間化は、確かに耳歪の防止
に有効であった。しかし、鉄損の劣化を招いた。その
上、この実験においては、熱延コイルに多数の耳割れが
発生した。

【００１６】鉄損を改善するためのスラブの成分組
成 (Se、Ｓ) の検討 (実験２) スラブの成分組成に着目した理由は、実験１において鉄
損が劣化した試料について調べた結果によると、仕上焼
鈍後にもSe、Ｓの残留量が多いことがわかったからであ
る。つまり、耳歪が生じないような低温, 短時間の仕上
焼鈍では、Se,Ｓの残留量が多く純化が不十分となり、
その結果、鉄損が劣化したものと考えられる。そこで、
そのSeおよびＳの含有量を低減させてみることにした。
すなわち、この実験は、Se, Ｓ含有量の少ない、表１に
示すｂ (本発明適合成分例) の成分組成のスラブ (200m
m厚) を1400℃の温度に加熱し、実験１と同様の条件で
仕上焼鈍までの処理を行った。この実験でも、仕上焼鈍
については、均熱温度を1225℃、1200℃、1175℃、1150
℃、1125℃の５通りに変化させ、均熱時間は10時間と40
時間の２通りで行った。そして、この仕上焼鈍の後、耳
歪の発生状況を調査し、鉄損（ｗ17／50）を測定した。
その結果を図４〜６に示すが、Se, Ｓ含有量の少ないス
ラブを、仕上焼鈍に際して低温、短時間で処理すれば、
耳歪発生深さ (mm) と長手方向の歪長さ (ｍ)はともに
低下していた。しかし、鉄損（ｗ17／50）の方は、どの
仕上焼鈍条件についても1.5 W/kgを超え、良好な磁気特
性を示すものは得られなかったし、熱延コイルには相変
わらず耳割れが頻繁に発生した。

【００１７】スラブの加熱温度を低くする試み (実
験３) この実験は、上記実験２の仕上焼鈍後の鋼板をマクロ組
織を観察したところ、どの試料も二次再結晶は安定して
生じていたものの、二次粒が直径50mm以上に粗大化して
おり、また、二次粒の方位をＸ線回折により測定する
と、｛110 ｝<001> 方位からＮＤ軸回りに10度以上ずれ
た粒が多数観測された結果に基づいて行われたものであ
る。即ち、このような現象は、インヒビターの抑制力が
適正に制御されていないことを意味している。インヒビ
ターは、主に、熱延板焼鈍の昇温過程で微細析出するこ
とで抑制力を発揮する。従って、その抑制力を調節する
方法としては、まず、熱延板焼鈍条件を適正化すること
が有効であるとの考え方から、発明者らは、実験２と同
様の実験を熱延板焼鈍温度を800℃から1150℃まで変化
させて行ってみた。しかしその結果、鉄損（Ｗ17／50）
を1.4 Ｗ／kg以下にすることはできなかった。

【００１８】そこで、その抑制力をより大きく変化させ
る目的で、スラブ加熱温度の低温化を試みた。この点に
関し、一般的な方向性珪素鋼スラブの加熱は、インヒビ
ター成分として含有させている硫化物、Se化合物、窒化
物を十分に固溶させる目的で1400℃を超えるような高温
に加熱しているが、本発明スラブのようにSe、Ｓの含有
量を大幅に低減した場合には、かような高温加熱は必ず
しも必要ないとの考え方に基づくものである。このこと
はまた、熱延コイルの耳割れ防止の観点からも有効では
ないかとも考えられる。

【００１９】このような考え方の下で、発明者らは、表
１に示すｂ (本発明適合成分例) の成分組成のスラブ
(200mm厚) を1400℃、1350℃、1300℃、1250℃、1200
℃、1150℃の各温度に加熱後、実験１と同様の条件で仕
上焼鈍まで行った。ここでも、仕上焼鈍については、均
熱温度を1150℃、均熱時間は10時間とした。このような
条件で行った仕上焼鈍後の鉄損（Ｗ17／50）測定結果を
図７に示す。この図に示すように、スラブ加熱温度が13
00℃以下の場合、鉄損（Ｗ17／50）は1.3 Ｗ／kg以下を
示した。しかも、スラブ加熱温度が1300℃以下という低
温加熱の条件下では、熱延コイルでの耳割れも完全に防
止でき、仕上焼鈍後の耳歪も防止できた。しかしなが
ら、スラブ加熱温度が1300℃以下の条件下では、新たな
問題として被膜外観の劣化が生じた。即ち、仕上焼鈍
後、未反応分離剤を除去して表面を観察すると、フォル
ステライト被膜がはげ落ちた部分が多く発生していた。

【００２０】発明者らは次に、被膜を改善する方法
について検討した。 (実験４) 実験３での被膜不良の原因を調査したところ、被膜不良
材は非常に酸化されやすい性質があることがわかった。
図８に、実験３の試料の脱炭焼鈍後の酸素目付量を示
す。被膜不良であったスラブ加熱温度1300℃以下の試料
では、この酸素目付量が急激に高くなっている。つま
り、スラブ中のSe、Ｓの含有量が少なく、このスラブ加
熱温度が低い場合には、酸化されやすい傾向があること
がわかる。とくに脱炭焼鈍時に酸化されやすい試料とい
うのは、仕上焼鈍においてもまた酸化されやすい性質が
あり、それ故にフォルステライト被膜が過剰に形成され
ることとなって、鋼板表面からの剥落が助長されるもの
と考えられる。

【００２１】そこで、発明者らは、脱炭焼鈍板の酸素目
付量と仕上焼鈍後の被膜特性の関係についても調べてみ
た。その結果、Se、Ｓの含有量が少なく、スラブ加熱温
度が低い場合であっても、脱炭焼鈍時の雰囲気を適正に
制御して、該脱炭焼鈍板の酸素目付量を1.7 ｇ／m²以下
に抑えることができれば、良好なフオルステライト被膜
を得ることができることをつきとめた。

【００２２】このような実験、検討の結果から、本発明
では結論として、スラブ加熱温度の低下脱炭焼鈍板の酸素目付量の低減仕上焼鈍の低温短時間化を図ることが有効であるとの結論に達し、上記の課題解
決手段に想到したのである。以下に、本発明にかかる製
造方法の詳細につき、製造工程に従って説明する。

【００２３】

【発明の実施の形態】素材の成分組成；Ｃ：0.0050wt％以上、0.08wt％以下Ｃは、組織を改善し、二次再結晶を安定化させるために
必要な元素で、そのために0.005 wt％以上が必要であ
る。しかし、0.08wt％を超えて含有すると冷延時の破断
が増加すること、また、脱炭焼鈍の際に脱炭に要する時
間が長くなり生産性が落ちることから、0.08wt％以下に
限定する。

【００２４】Si：1.0 wt％以上、7.0 wt％以下 Siは、電気抵抗を増加させ鉄損を低減するために必須の
元素であり、このためには1.0 wt％以上含有させること
が必要であるが、7.0 wt％を超えて含有すると加工性が
劣化し、製造や製品の加工が極めて困難になるので、1.
0 wt％以上7.0wt％以下の範囲とする。

【００２５】Mn：0.03wt％以上、2.5 wt％以下 Mnは、同じく電気抵抗を高め、また、製造時の熱間加工
性を向上させるので必要な元素である。この目的のため
には、0.03wt％以上の含有が必要であるが、2.5 wt％を
超えて含有した場合、γ変態を誘起して磁気特性が劣化
するので、0.03wt％以上2.5 wt％以下の範囲とする。

【００２６】酸可溶性Al：0.001〜0.030 wt％ Alは、インヒビター成分として、0.0010wt％以上、0.03
0 wt％以下含有させることが必要である。AlはＮと結び
ついてAlＮとしてインヒビターの役割を果たすが、AlＮ
をスラブ加熱時に固溶させ、熱延板焼鈍の昇温過程で微
細析出させることにより、一次再結晶粒の成長抑制効果
が高まる。しかし、Alの含有量が0.001wt％未満の場合
は、熱延板焼鈍の昇温過程において析出するAlＮの量が
不足し、逆に0.030wt％を超える場合は、1300℃以下で
のスラブ加熱の際にAlＮの固溶が困難となるために熱延
板焼鈍の昇温過程において微細に析出するAlＮの量が不
足する。従って、インヒビターとしての効果を効果的に
発揮させるために、Alの含有量は0.001 wt％以上、0.03
0 wt％以下とする。

【００２７】Ｎ：0.0030〜0.0100wt％Ｎは、AlＮを形成し、インヒビターとして機能するので
0.0030wt％以上含有させることが必要である。しかしな
がら、0.0100wt％を超えて含有すると鋼中でガス化し、
膨れ等の欠陥をもたらすので、0.0030wt％以上、0.0100
wt％以下の範囲にしなければならない。

【００２８】SeおよびＳ：Se＋2.47Ｓ≦0.035 wt％ Se, Ｓは、MnあるいはCuと結びついてインヒビターとし
て機能するが、本発明では、Se，Ｓを過剰に含有した場
合、仕上焼鈍において純化に高温長時間を要するため耳
歪が発生しやすい。また、スラブ加熱温度を低くするた
め、Se，Ｓを過剰に含有した場合、MnSeあるいはMnＳを
核にしてAlＮの粗大析出物が出やすくなり、インヒビタ
ーの抑制力がかえって弱くなる。とくに、スラブ加熱温
度が1300℃以下であり、仕上焼鈍を上述したような本発
明に適合する条件で行う場合には、Se、Ｓは重量％でSe
＋2.47Ｓを0.035 wt％以下にすることが適切である。ま
た、Se、Ｓをこの範囲に制限することは、熱間圧延時に
析出Seや析出Ｓを起点とする亀裂の発生を抑え得るの
で、耳割れの防止にも有効である。

【００２９】本発明では、その他のインヒビター成分と
して、Sb、Sn、Cr、Ge、Nb、Ti、Ｂ等を必要に応じて添
加することもできる。特に、SbもしくはSnは粒界偏析し
やすく、粒成長抑制力の補強に格段の効果を有する。こ
れらの元素をインヒビターとして機能させるためのそれ
ぞれの含有量としては、Sb：0.001 wt％以上、Sn：0.00
1 wt％以上、Cr：0.001 wt％以上、Ge：0.001 wt％以
上、Nb：0.001 wt％以上、Ti：0.0005wt％以上、Ｂ：0.
0001wt％以上を必要とする。しかし、Sb：0.080 wt％超
え、Sn：0.30wt％超え、Cr：0.30wt％超え、Ge：0.30wt
％超え、Nb：0.30wt％超え、Ti：0.0020wt％超え、Ｂ：
0.0020wt％超えで含有した場合には、製品のベンド特性
など機械特性が劣化する。従って、これらの元素をイン
ヒビターとして利用する場合の含有量は、それぞれ、Sb
は0.001 〜0.080 wt％の範囲、Snは0.001 〜0.30wt％の
範囲、Crは0.001 〜0.30wt％の範囲、Geは0.001 〜0.30
wt％の範囲、Nbは0.001 〜0.30wt％の範囲、Tiは0.0005
〜0.0020wt％の範囲、Ｂは0.0001〜0.0020wt％の範囲と
する。

【００３０】スラブの鋳造；上述した成分組成にした
溶鋼を連続鋳造法あるいは造魂法で鋳造し、必要に応じ
て分塊工程を挟んでスラブとする。なお、鋳造時に電磁
攪拌を施すことは、スラブの柱状晶部分に起因する磁性
劣化を防止するので好ましい。

【００３１】熱間圧延；上記スラブは、通常の方法に
従い、熱間圧延に先立ち加熱された後、熱間圧延して熱
延コイルとされる。上記スラブの加熱は、熱間圧延時の
耳割れを防止するため、ならびにゴス方位からずれた２
次粒の発生を抑制するために1300℃以下の温度で行う。
スラブ加熱温度を低くすることは、エネルギーコスト低
減のためにも好ましい。なお、近年、スラブ加熱を行わ
ず、連続鋳造後、直接熱間圧延を行う方法が提案されて
いるが、この方法は、スラブ加熱温度を低くすることが
できるので、本発明においても好適に実施しうる。

【００３２】熱延板焼鈍；熱間圧延された鋼板は、引
き続いて、熱延板焼鈍が施される。この熱延板焼鈍の目
的は一般に、昇温過程でのインヒビターAlＮの微細析出
と組織の均一化にあるが、本発明ではスラブ加熱温度を
低くしているので後者の目的が充足されているため、イ
ンヒビターの微細析出に重点をおいて熱延板焼鈍を行
う。熱延板焼鈍の温度、時間は特に限定するものではな
いが、他の工程条件とも組み合わせて、インヒビターの
抑制力を強化すべく適正化された条件で熱延板焼鈍を行
うことが好ましい。

【００３３】冷間圧延；熱延板焼鈍を施した後、１回
または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板
厚とする。この冷間圧延は、ゼンジミア圧延機で行って
もタンデム圧延機で行っても良い。この場合、圧延温度
を常温よりも高く ( 200℃程度) し、圧延時の動的歪時
効あるいはパス間での静的歪時効により集合組織を制御
することは、本発明においても製品の磁気特性を向上さ
せる上で有効である。

【００３４】脱炭焼鈍、仕上焼鈍、コーティング；冷間
圧延後、脱炭焼鈍を施し、その後、焼鈍分離剤を塗布し
て仕上焼鈍を施す。この脱炭焼鈍では、製品の被膜特性
を良好にするために脱炭焼鈍板の酸素目付量が1.7 ｇ／
m²以下になるように制御する。その酸素目付量を制御す
る方法として本発明では、焼鈍雰囲気内に、酸化ポテン
シャルを示すＰH₂O ／ＰH₂が0.50以下となるような条件
の下で脱炭焼鈍を行うことが好ましい。また、仕上焼鈍
については、耳歪を確実に防止するために、コイル外巻
き部分の最高到達温度を1150℃未満に制御するか、また
はそのコイル外巻き部分の最高到達温度を1150℃以上12
00℃未満の範囲内であって1150℃以上に滞在する時間が
30時間以内となるように制御することが好ましい。な
お、上記仕上焼鈍後は、必要に応じて絶縁コーティング
を塗布焼き付け、更に平坦化焼鈍を施し、製品とする。

【００３５】

【実施例】（実施例１）表１に示すａ、ｂの成分組成を
有する200 mm厚のスラブ各９本を連続鋳造法により鋳造
した。次に、上記各スラブを３本ずつ、1180℃、1280
℃、1380℃の温度に加熱したのち熱間圧延して2.5 mmの
熱延コイルとし、引き続き、1000℃に30秒間保持する熱
延板焼鈍を施した。その後、酸洗してから冷間圧延し0.
34mmの厚みの冷延板とし、その冷延板を脱脂処理してか
ら850 ℃で120 秒間の脱炭焼鈍を施した。脱炭焼鈍を施
す際の炉内雰囲気の酸化ポテンシャルＰH₂O ／ＰH₂は0.
40に制御した。この脱炭焼鈍の後、焼鈍分離剤を塗布し
て仕上焼鈍を施した。この仕上焼鈍では25℃／h でＴ℃
まで昇温し、Ｘ時間均熱保持後、50℃／h で冷却するヒ
ートパターンとし、Ｔ、Ｘを以下の３条件に変化させ
た。イ：Ｔ＝1225℃ Ｘ＝10hr ロ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝40hr ハ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝10hr 次いで、仕上焼鈍の後、未反応分離剤を除去し、コロイ
ダルシリカを含有するリン酸マグネシウムを主成分とす
る絶縁コーティングを塗布し、800℃で焼き付けて製品
とした。次に、各製品から圧延方向に沿ってエプスタイ
ンサイズの試験片を切り出し、磁束密度Ｂ８とｗ17／50
（磁束密度1.7 Ｔにおける鉄損）とを測定し、かつ被膜
外観の検査を行った。そして、熱間圧延終了後に深さ３
mm以上の耳割れの発生状況を、脱炭焼鈍後に酸素目付量
を、仕上焼鈍後に耳歪の発生状況を調査した。その結果
を表２に示す。表２に示す結果から明らかなように、本
発明に係る製造方法に適合する例では、耳割れ、耳歪が
格段に防止され、かつ、磁気特性と被膜特性が良好であ
った。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】（実施例２）表１に示すｃ、ｄの成分組成
を有する200mm厚のスラブ各６本を連続鋳造法により鋳
造した。鋳造時には電磁攪拌を施した。次に、各成分組
成のスラブを1200℃に加熱したのち熱間圧延して2.5 mm
の熱延コイルとし、引き続き、950℃に60秒間保持する
熱延板焼鈍を施した。その後、酸洗してから冷間圧延し
0.34mmの厚みの冷延板とし、その冷延板を脱脂処理して
から、850 ℃で120秒間の脱炭焼鈍を施した。脱炭焼鈍
を施す際の炉内雰囲気の酸化ポテンシャルＰH₂O ／ＰH₂
は0.35、0.45、0.55の３通りに変化させた。この脱炭焼
鈍の後、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍を施した。この
仕上焼鈍では25℃／h でＴ℃まで昇温し、Ｘ時間均熱保
持後、50℃／h で冷却するヒートパターンとし、Ｔ、Ｘ
を以下の２条件に変化させた。イ：Ｔ＝1225℃ Ｘ＝10hr ハ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝10hr

【００３９】仕上焼鈍後、未反応分離剤を除去し、コロ
イダルシリカを含有するリン酸マグネシウムを主成分と
する絶縁コーティングを塗布し、800℃で焼き付け製品
とした。各製品から圧延方向に沿ってエプスタインサイ
ズの試験片を切り出し、磁束密度Ｂ８とｗ17／50（磁束
密度1.7 Ｔにおける鉄損）を測定し、かつ被膜外観の検
査を行った。そして、熱間圧延終了後に深さ３mm以上の
耳割れの発生状況を、脱炭焼鈍後に酸素目付量を、仕上
焼鈍後に耳歪の発生状況を調査した。結果を表３に示
す。表３に示す結果からわかるように、本発明の製造方
法を遵守した場合に、耳割れ、耳歪がなく、かつ、磁気
特性と被膜特性が良好であった。

【００４０】

【表３】

【００４１】（実施例３）表１に示すｅ、ｆの成分組成
を有する250 mm厚のスラブを各９本を連続鋳造法により
鋳造した。次に、各成分組成のスラブを３本ずつ、1150
℃、1250℃、1350℃の温度に加熱したのち、熱間圧延し
て2.8 mmの熱延コイルとし、引き続き、950 ℃に60秒間
保持する熱延板焼鈍を施した。その後、酸洗し、1.7 mm
の厚みまでの第１回目冷間圧延を施し、950 ℃の温度で
中間焼鈍を施した後、再び酸洗し、0.22mmの厚みまでの
第２回目の冷間圧延を施した。脱脂処理を行った後、85
0 ℃で120秒間の脱炭焼鈍を施したが、この脱炭焼鈍時
の炉内雰囲気の酸化ポテンシャルＰH₂O ／ＰH₂は0.40に
制御した。脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍
を施した。仕上焼鈍では850 ℃に15時間保持した後、25
℃／h でＴ℃まで昇温し、Ｘ時間均熱保持後、50℃／h
で冷却するヒートパターンとし、Ｔ、Ｘを以下の２条件
に変化させた。イ：Ｔ＝1225℃ Ｘ＝10hr ロ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝40hr ハ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝10hr

【００４２】次に、仕上焼鈍後、未反応分離剤を除去
し、コロイダルシリカを含有するリン酸マグネシウムを
主成分とする絶縁コーティングを塗布し、800℃で焼き
付け製品とした。各製品から圧延方向に沿ってエプスタ
インサイズの試験片を切り出し、磁束密度Ｂ８とｗ17／
50（磁束密度1.7 Ｔにおける鉄損）を測定、および被膜
外観の検査を行った。また、熱間圧延終了後に深さ３mm
以上の耳割れの発生状況を、脱炭焼鈍後に酸素目付量
を、仕上焼鈍後に耳歪の発生状況を調査した。その結果
を表４にまとめて示す。表４に示すように、本発明の製
造方法を遵守した場合に、耳割れ、耳歪がなく、かつ、
磁気特性と被膜特性が良好であった。

【００４３】

【表４】

【００４４】（実施例４）表１に示すｇ、ｈの成分組成
を有する200mm厚のスラブ各９本を連続鋳造法により鋳
造した。次に、各成分組成のスラブを３本ずつ、1180
℃、1280℃、1380℃の温度に加熱後、熱間圧延して2.5
mmの熱延コイルとし、引き続き、975 ℃に45秒間保持す
る熱延板焼鈍を施した。その後、酸洗した後、0.34mmの
厚みに冷間圧延し、脱脂処理を行った後、850 ℃で120
秒間の脱炭焼鈍を施した。脱炭焼鈍を施す際の炉内雰囲
気の酸化ポテンシャルＰH₂O ／ＰH₂は0.40に制御した。
脱炭焼鈍後、ストリップを走行せしめる状態で、750 ℃
×30秒の窒化処理を、水素75wt％、窒素25wt％と微量の
アンモニアの混合ガス中で行い、鋼板の窒素量を220ppm
とした。次いで、焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍を施
した。仕上焼鈍では25℃／h でＴ℃まで昇温し、Ｘ時間
均熱保持後、50℃／h で冷却するヒートパターンとし、
Ｔ、Ｘを以下の３条件に変化させた。イ：Ｔ＝1225℃ Ｘ＝10hr ロ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝40hr ハ：Ｔ＝1175℃ Ｘ＝10hr

【００４５】仕上焼鈍後、未反応分離剤を除去し、コロ
イダルシリカを含有するリン酸マグネシウムを主成分と
する絶縁コーティングを塗布し、800℃で焼き付け製品
とした。各製品から圧延方向に沿ってエプスタインサイ
ズの試験片を切り出し、磁束密度Ｂ８とｗ17／50（磁束
密度1.7 Ｔにおける鉄損）を測定、および被膜外観の検
査を行った。また、熱間圧延終了後に深さ３mm以上の耳
割れの発生状況を、脱炭焼鈍後に酸素目付量を、仕上焼
鈍後に耳歪の発生状況を調査した。結果を表５に示す。
表５に示すように、本願発明の製造方法を遵守した場合
に、耳割れ、耳歪がなく、かつ、磁気特性と被膜特性が
良好であった。

【００４６】

【表５】

【００４７】

【発明の効果】かくして本発明によれば、熱延コイルに
耳割れがなく、仕上焼鈍後に耳歪がなく、かつ、磁気特
性と被膜特性とを互いに他を犠牲にすることなく、良好
な一方向性電磁鋼板の製造が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】仕上焼鈍温度と耳歪発生深さの関係を示すグラ
フである。

【図２】仕上焼鈍温度と耳歪の長さの関係を示すグラフ
である。

【図３】仕上焼鈍温度と鉄損の関係を示すグラフであ
る。

【図４】仕上焼鈍温度と耳歪発生深さの関係を示すグラ
フである。

【図５】仕上焼鈍温度と耳歪の長さの関係を示すグラフ
である。

【図６】仕上焼鈍温度と鉄損の関係を示すグラフであ
る。

【図７】スラブ加熱温度と製品の鉄損の関係を示すグラ
フである。

【図８】スラブ加熱温度と脱炭焼鈍後の酸素目付量の関
係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺誠岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者中西匡岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内Ｆターム(参考） 4K033 AA02 BA01 BA02 FA01 JA04 MA01 MA02 5E041 AA02 AA11 AA19 BC01 CA02 HB05 HB07 HB11 NN01 NN05 NN17 NN18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.005 〜0.08wt％、Si：1.0 〜7.0 wt
％、Mn：0.03〜2.5 wt％を含有する珪素鋼スラブを加熱
し、熱間圧延し、次いで熱延板焼鈍を施し、その後、一
回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を行い、さ
らにその後、脱炭焼鈍と仕上焼鈍とを施して方向性電磁
鋼板を製造する方法において、酸可溶性Al：0.001 〜0.030 ％、Ｎ：0.003〜0.010
％、Se＋2.47Ｓ≦0.035％にかかる成分組成を有するス
ラブを用い、このスラブの加熱を1300℃以下の温度にて
行い、脱炭焼鈍に当たっては、焼鈍後の板の酸素目付量
が1.7 g/m²以下になるように焼鈍し、そして仕上焼鈍に
おいては、コイルの外巻き部分の最高到達温度を1150℃
未満にするか、または、この温度を1150℃以上1200℃未
満とし、かつで1150℃以上の温度に滞在させる時間を30
時間以内となるように焼鈍することを特徴とする、耳割
れ、耳歪のない方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】脱炭焼鈍を酸素ポテンシャルＰH₂O ／ＰH₂
が0.50以下となる雰囲気中で行うことにより、脱炭焼鈍
板の酸素目付量を1.7 g/m²以下に制御することを特徴と
する請求項１記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項３】鋳造時に電磁攪拌を施す、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】熱間圧延終了後、二次再結晶開始までの間
に、鋼板に窒化処理を施すことを特徴とする、請求項
１, ２または３に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。