JP2001098325A - 磁束密度の高い無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁束密度が高く、鉄損の低い無方向性電磁鋼
板を製造する。 【解決手段】 重量％でSi：０．１〜７％、Mn：０．１
〜１．５％、Ｃ：０．００５％以下、Ｎ：０．００５％
以下、Ｓ：０．００５％以下、適宜Al：０．１〜２．５
％を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼ス
ラブを熱延板とし、これに１回の冷延を施し、次いで仕
上焼鈍を施すか、もしくは、その後更にスキンパス圧延
を施す無方向性電磁鋼板の製造において、仕上熱延後、
７５０℃以上１０５０℃以下で巻き取り、３０秒以上９
０分以下保持した後、巻き戻し冷却を施し、再度５５０
℃以下で巻取る。この時、少なくとも１パスにおける熱
延ロールと鋼板との摩擦係数を０．２５以下、最終パス
の歪み速度を１５０ｓ^-1以上、最終２スタンド間の張力
を１．５kgf ／mm² 以上、最終スタンドと近接コイル間
の張力σ（kgf ／mm² ）を、２−Ｔ^0.3 ＋lnＴ（Ｔは熱
延終了温度）以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の鉄心材
料として用いる、磁束密度が高い無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】近年、電気機器、特に無方向性電磁鋼板
を鉄心材料として使用する回転機および中・小型変圧器
等の分野においては、世界的な電力・エネルギーの節
減、さらには、フロンガス規制等の地球環境保全の動き
の中で、高効率化を求める動きが急速に広まりつつあ
る。このためには、使用時のエネルギーロスである鉄損
を少しでも低くして高効率化を図る必要があるが、この
ような、低鉄損電磁鋼板に対する需要家の要求は増して
きている。

【０００３】一方で、回転機では、鉄心を小型化して同
一出力を得るには動作磁束密度を高める必要があり、こ
のため、高磁束密度の無方向性電磁鋼板が求められてい
る。そして、このような回転機の小型化は、それが架装
される移動体（自動車、電車等）の軽量化につながるの
で、移動体自身が消費するエネルギーの節約にもつなが
るという利点がある。このため、昨今では、需要家から
低鉄損かつ磁束密度の高い無方向性電磁鋼板が強く求め
られるようになっている。

【０００４】また、世界的な大競争時代に突入している
現代にあって、需要家からの無方向性電磁鋼板へのコス
トダウンの要求は厳しく、前述の電気機器の高効率化の
趨勢と相まって、需要家は、価格が同一であれば磁気特
性が少しでも優れた無方向性電磁鋼板を選択するのが実
情である。ところで、無方向性電磁鋼板においては、従
来、低鉄損化の手段として、一般に、電気抵抗増大によ
る渦電流損低減の観点から、SiあるいはAl等の含有量を
高める方法がとられてきた。しかし、この方法では、反
面、磁束密度の低下は避け得ないという問題点があり、
この問題点の克服のため、熱延板の結晶粒径を粗大化
し、主として、磁束密度を改善する方法がとられてき
た。

【０００５】従来、Si含有量が高い無方向性電磁鋼板に
おいては、仕上熱延後の結晶組織の成長が不十分であ
り、高磁束密度でかつ低鉄損の鋼板材料を提供するため
には、仕上熱延終了後、何らかの方法で熱延板焼鈍を施
し、結晶組織の粗大化を図ることが必須であるとされて
きた。しかしながら、熱延板焼鈍を施すことによって、
製品磁気特性の多少の改善が可能となったとしても、高
磁束密度でかつ低鉄損の無方向性電磁鋼板に係る需要家
の要求に応えるには不十分であった。

【０００６】このような問題点に鑑み、高Si系無方向性
電磁鋼板の磁気特性を改善する手段として、特開昭５９
−７４２２４号公報には、Si含有量２．５〜４．０％の
鋼に係る一回冷延法において、不純物Ｓ、ＯおよびＮ
を、それぞれ、Ｓ≦１５ppm 、Ｏ≦２０ppm およびＮ≦
２５ppm に制限するとともに熱延板焼鈍条件を規定し、
かつ、冷間圧延率を６５％以上に規定する技術が開示さ
れ、また、特開昭５９−７４２２５号公報には、上記鋼
に係る二回冷延法において、Ｓ≦１５ppm 、Ｏ≦２０pp
m およびＮ≦２５ppm の規定に加えて中間焼鈍条件を規
定し、かつ、二回目の冷間圧延率を７０％以上に規定す
る技術が開示されている。

【０００７】しかしながら、これら鋼の高純化を中心と
する技術では、鉄損が改善されても磁束密度の向上が十
分でなく、高Si系無方向性電磁鋼板に特有の問題の解決
には至らなかった。また、特開昭５４−７６４２２号公
報には、無方向性電磁鋼板における冷延前の結晶組織を
安価に粗大化して磁束密度を高める技術として、仕上熱
延後の熱延板を７００℃から１０００℃の高温で巻き取
り、これをコイルの保有熱で焼鈍する自己焼鈍法が開示
されている。

【０００８】しかしながら、仕上熱延後の熱延板を高温
で巻き取るプロセスには、コイル内で磁気特性の変動が
生じやすいという問題があった。また、再結晶および粒
成長の進行の緩慢な高Si系成分のハイグレード無方向性
電磁鋼板の磁気特性を制御熱延により改善する技術とし
て、特開昭５９−７４２２２号公報には、仕上熱延にお
ける最終スタンドでの圧下率を２０％以上として、熱延
板の巻取温度を７００℃以上とする技術が開示されてい
る。この技術においては、最終スタンドでの圧下率を高
めて巻取温度を上昇させることにより、熱延終了後の熱
延組織における再結晶および粒成長を促進し、結果とし
て、磁気特性を改善することを狙っている。

【０００９】しかしながら、鋼板中のSi含有量が高い場
合、その後の粒成長が不十分であり、やはり、磁束密度
の向上が十分でなく、高Si系無方向性電磁鋼板に特有の
問題の解決には至らなかった。一方で、特開昭５６−３
８４２０号公報には、変態を有するローグレード無方向
性電磁鋼板の磁気特性改善を目的として、αγ２相域の
中間温度以下かつ７５０℃以上の温度で仕上熱延を終了
する制御熱延技術が開示されている。

【００１０】しかしながら、熱延終了温度を高めるだけ
では、磁束密度の向上が十分でなく、需要家の要求する
高磁束密度でかつ低鉄損の無方向性電磁鋼板を供給する
に至ってないのが現状である。以上のように、従来技術
では、Si含有量の低いローグレード、および、Si含有量
の高いハイグレード無方向性電磁鋼板の何れにおいて
も、磁束密度が十分に高くかつ鉄損が低い無方向性電磁
鋼板を製造できるには至っておらず、無方向性電磁鋼板
に対する需要家の前記要請に十分応えることはできてい
ない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の無方
向性電磁鋼板の制御熱延に見られるような、熱延終了温
度の管理、ならびに、この観点からのパススケジュール
管理の思想とは異なり、仕上熱延後、一旦高温で巻き取
り、所定時間保持した後、コイルを巻き戻して冷却を施
し、再度、低温で巻き取ることにより、磁性を改善する
のみならず、コイル内における磁性の変動をも低減する
ことが可能であるという新知見に基づくものであり、無
方向性電磁鋼板において、高磁束密度でかつ低鉄損を達
成する安価な製造法を提供し、需要家の前記要請に十分
応えることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、以下の（１）〜（６）のとおりである。 （１）重量％で、Si：０．１〜７％、Mn：０．１〜１．
５％、Ｃ：０．００５％以下、Ｎ：０．００５％以下、
および、Ｓ：０．００５％以下、を含有し、残部がFeお
よび不可避的不純物からなる鋼スラブを熱延して熱延板
とし、これに、１回の冷延を施し、次いで、仕上焼鈍を
施すか、もしくは、その後更に、スキンパス圧延を施す
無方向性電磁鋼板の製造方法において、仕上熱延の後
に、１回目の巻取温度を７５０℃以上、１０５０℃以下
として巻き取り、３０秒以上、９０分以下の時間保持し
た後、巻き戻し、冷却を施した後、再度、５５０℃以下
の温度で巻き取ることを特徴とする磁束密度の高い無方
向性電磁鋼板の製造方法。

【００１３】（２）前記仕上熱延において、少なくとも
１パスにおける熱延ロールと鋼板との摩擦係数を０．２
５以下とすることを特徴とする前記（１）に記載の磁束
密度の高い無方向性電磁鋼板の製造方法。 （３）前記仕上熱延において、最終パスの歪み速度を１
５０ｓ^-1以上とし、かつ最終２スタンド間の張力を１．
５kgf ／mm² 以上とすることを特徴とする前記（１）ま
たは（２）に記載の磁束密度の高い無方向性電磁鋼板の
製造方法。

【００１４】（４）前記仕上熱延において、最終スタン
ドと近接コイラ間の張力σを、下記式（１）を満たす値
に調整することを特徴とする前記（１）〜（３）のいず
れかに記載の磁束密度の高い無方向性電磁鋼板の製造方
法。 σ（kgf ／mm² ）≧２−Ｔ^0.3 ＋lnＴ（ここで、Ｔは熱延終了温度）……（１） （５）前記鋼スラブが、更に、重量％で、Al：０．１〜
２．５％、を含有することを特徴とする前記（１）〜
（４）のいずれかに記載の磁束密度の高い無方向性電磁
鋼板の製造方法。

【００１５】（６）前記仕上熱延の前に、粗圧延後のシ
ートバーを、先行するシートバーに接合し、該連結され
たシートバーを連続して仕上熱延に供することを特徴と
する前記（１）〜（５）のいずれかに記載の磁束密度の
高い無方向性電磁鋼板の製造方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。まず、本発明に係る鋼スラブの成分組成を所定の範
囲に規定する理由について説明する。Siは、鋼板の固有
抵抗を増大させ渦流損を低減させ、鉄損値を改善するた
めに添加される。Si含有量が０．１％未満であると固有
抵抗が十分に得られないので、０．１％以上の量を添加
する必要がある。

【００１７】一方、Si含有量が７％を越えると圧延時の
耳割れが著しく増加し、圧延が困難になるとともに、コ
スト増ともなるので、７％以下とする必要がある。鋼中
のAlは、不純物レベルであってもなんら問題はないが、
Siと同様に、鋼板の固有抵抗を増大させ渦電流損を低減
させる効果を有するので、特に低鉄損を得たい場合に
は、０．１％以上２．５％以下添加するのが好ましい。
多量にAl添加した場合には、磁束密度が低下し、コスト
高ともなるので、２．５％以下とする。

【００１８】Mnは、Al、Siと同様に、鋼板の固有抵抗を
増大させ渦電流損を低減させる効果を有する。この効果
を得るため、Mn含有量は０．１％以上とする必要があ
る。一方、Mn含有量が１．５％を越えると、熱延時の変
形抵抗が増加し熱延が困難となるとともに、熱延後の結
晶組織が微細化しやすくなり、磁気特性が悪化するの
で、Mn含有量は１．５％以下とする必要がある。

【００１９】また、Mn含有量は、仕上熱延前の高温のシ
ートバー接合部の強度確保の点からもきわめて重要であ
る。なぜなら、低融点の硫化物が結晶粒界に存在するこ
とによるシートバー接合部における熱間脆化を防止する
ために、MnとＳの重量濃度比（Mn／Ｓ）を、２０以上と
することが必要であるからである。本発明において規定
する成分組成の範囲では、Mn含有量が０．１％以上であ
り、Ｓ含有量が０．００５％以下であるので、上記比Mn
／Ｓの値は２０以上に保たれていて、この観点からは問
題がない。

【００２０】また、製品の機械的特性の向上、磁気特性
の向上、耐錆性の向上、あるいは、他の目的のために、
Ｐ、Ｂ、Ni、Cr、Sb、Sn、Cuの１種または２種以上を鋼
中に含有せしめても、本発明の効果は損なわれない。Ｃ
は、その含有量が０．００５％を越えると使用中の磁気
時効により鉄損が悪化して使用時のエネルギーロスが増
加するので、０．００５％以下、好ましくは、０．００
３％以下に制御することが必要である。

【００２１】Ｓ、Ｎは、熱延工程におけるスラブ加熱中
に一部再固溶し、熱延中に、MnＳ等の硫化物、AlＮ等の
窒化物を形成する。これらが存在することにより、熱延
組織の粒成長が妨げられ、鉄損が悪化するので、Ｓは
０．００５％以下に、また、Ｎは０．００５％以下にす
る必要がある。次に本発明のプロセス条件について説明
する。

【００２２】本発明の特徴は、熱延−巻き取りのプロセ
ス条件にある。基本とする技術思想は、１回目の巻き取
り時に適正な大きさの熱延板結晶粒径にして、冷延、焼
鈍後に所望の磁気特性を得るに好ましい集合組織を形成
すること、さらに、２回目の巻き取りを低温で行うこと
により、鋼板表層のスケール層や内部酸化層の形成を抑
制し、鉄損の改善を図るとともに、コイルを巻きほどい
て冷却することにより、コイル長手方向における熱履歴
の差を小さくし、コイル内での磁気特性を均一化するこ
とにある。

【００２３】１回目の巻取温度は１０５０℃以下、７５
０℃以上とし、巻き取り後、３０秒以上、９０分以下の
時間保持するという条件は、適正な熱延板結晶粒径を得
るのに必要な条件である。１回目の巻取温度の上限を１
０５０℃に、ならびに、保持時間の上限を６０分に限定
したのは、熱延板結晶粒が大きくなり過ぎて製品形状を
悪化させないためである。また、１回目の巻取温度の下
限を７５０℃に、ならびに、保持時間の下限を３０秒に
限定したのは、これら下限より低い温度および短い時間
では、熱延板の粒径が小さいままに残り、製品の磁気特
性が十分に改善されないためである。

【００２４】第２回目の巻取温度を５５０℃以下に限定
したのは、これ以下の温度において鋼板の酸化が抑制さ
れるからである。このような熱延−巻き取りのプロセス
は、仕上圧延機に比較的近接したコイラで巻き取り、例
えば、それからＲＯＴ（Run-out-Table ）へ巻き戻し、
再び、従来のコイラで巻き取ることで実現できる。そし
て、このプロセスは、磁気特性を改善するだけでなく、
従来の高温巻き取り時の問題点であるスケールが厚くな
るという欠点も回避することができる。

【００２５】次に、仕上熱延時の熱延ロールと鋼板との
摩擦係数を０．２５以下に限定する理由について説明す
る。本発明者らは、この摩擦係数の製品磁気特性に対す
る影響を調査するため、下記の実験を行った。表１に示
す成分組成の鋼を溶製しスラブとし、これに熱延を施し
た。仕上熱延時の最終パスの摩擦係数を、ロール冷却水
中の油脂含有量を変えることにより変化させた。摩擦係
数は当該スタンドにおける実測の先進率より計算した。
一方、最終スタンド以外のロールと鋼板の摩擦係数は
０．３０以上に保った。

【００２６】仕上熱延終了温度は８６０℃で一定とし、
２．０mm厚の熱延板に仕上げた。仕上熱延後の熱延板
を、１回目、８００℃で巻き取り、次いで、８００℃に
て６０分保持した後、巻きほどいて冷却し、再度、５０
０℃で巻き取った。これを、酸洗後、冷延して、０．３
５mm厚の鋼板とし、脱脂した後、９００℃で３０秒焼鈍
し、焼鈍後、鋼板からエプスタイン試料を切断して磁気
特性を測定した。

【００２７】仕上熱延時の最終スタンドの摩擦係数に対
する製品磁束密度の依存性を図１に示す。最終スタンド
の摩擦係数が０．２５以下であると、製品磁束密度が上
昇することがわかる。以上の実験からわかるように、仕
上熱延時、熱延ロールと鋼板との摩擦係数は、少なくと
も１パスにおいて、０．２５以下であればよい。この摩
擦係数が０．２５を越えると、前述のように再結晶粒の
発生により、特に、熱延板表層付近の結晶組織が細粒化
して、製品磁束密度が低下する。

【００２８】

【表１】

【００２９】前述のごとく仕上熱延を低摩擦率で行う場
合、仕上熱延機へのシートバーの噛み込み時、シートバ
ーの噛み込み不良が発生したり、また、仕上熱延中に、
熱延ロールと鋼板との間にスリップが生じたりして、熱
延ロールの寿命を著しく縮めるとともに、鋼板表層に深
い圧延疵を生じせしめる場合がある。このような低摩擦
率に起因する仕上熱延における問題点を解決し、安定し
た操業を行うには、粗圧延後のシートバーを、仕上熱延
前に、先行するシートバーに接合し、当該シートバーを
連続して仕上熱延に供することが特に有効である。

【００３０】前記成分組成の鋼スラブは、転炉で溶製さ
れ連続鋳造あるいは造塊−分塊圧延により製造される。
そして、鋼スラブは公知の方法にて加熱される。この鋼
スラブに熱延を施し所定の厚みとする。この際、仕上熱
延の終了温度は８００℃以上であることが好ましい。熱
延ロールと鋼板との摩擦係数を０．２５以下にするに
は、公知の方法を適用すればよく、例えば、仕上熱延時
に、ロール冷却水に混入する油脂の量を、体積比で０．
５％以上２０％以下とする。油脂とロール冷却水が分離
することを防止するために、必要に応じ、界面活性剤を
加えてもよい。ロール冷却水中の油脂量が０．５％未満
ではその効果が得られず、２０％を越えるとその効果は
飽和し不経済であるので、ロール冷却水に混入する油脂
の量は０．５％以上２０％以下とする。

【００３１】また、仕上熱延時の最終パスの歪み速度と
最終２スタンド間の張力が製品磁気特性に及ぼす影響を
調査するため、下記の実験を行った。まず、表２に示す
成分組成の鋼を溶製しスラブとし、これに熱延を施し
た。

【００３２】

【表２】

【００３３】仕上熱延時の最終パスの歪み速度と最終２
パスのスタンド間の張力を変えるため、パススケジュー
ルを変更して試験を行った。仕上熱延終了温度は８６０
℃とし、２．５mm厚の熱延板に仕上げ、８００℃で巻き
取った。これを、８００℃で６０分保持し、巻きほどい
て、２回目の巻き取りを４５０℃で行った。その後、酸
洗し、冷延し０．５０mm厚の鋼板とし、脱脂した後、こ
れに、７５０℃、３０秒の焼鈍、もしくは、９５０℃、
３０秒の焼鈍を施してから、鋼板からエプスタイン試料
を切断して磁気特性を測定した。

【００３４】仕上熱延時の最終パスの歪み速度に対する
製品磁束密度の依存性を図２に示す。この時の最終２ス
タンド間の張力は３．１kgf ／mm² とした。図２によれ
ば、歪み速度１５０ｓ^-1以上で製品磁束密度が上昇して
いることがわかる。なお、歪み速度の計算は下記の式に
よって行った。ここで、ｒは圧下率％／１００、ｎはロ
ールの回転数（rpm ）、Ｒは圧延ロール半径（mm）、Ｈ
₀ は圧延前の板厚（mm）である。 歪み速度＝（２πｎ／（６０ｒ^0.5 ））（Ｒ／Ｈ₀ ）
^0.5 ln（１／（１−ｒ）） 次に、仕上熱延の最終スタンドにおける歪み速度を３１
０ｓ^-1として、最終２スタンド間の張力を変え、他の条
件は上記実験と同一として実験を行った。仕上熱延時の
最終２スタンド間の張力と製品磁束密度の関係を図３に
示す。図３から、仕上熱延の最終２スタンド間の張力が
１．５kgf ／mm² 以上で、製品磁束密度が上昇している
ことがわかる。

【００３５】このように、本発明者等は、最終パスの歪
み速度と最終２スタンド間の張力を高めることにより、
無方向性電磁鋼板の磁気特性を改善する手段を開発する
ことに成功した。以上の実験結果から、仕上熱延時の最
終パスの歪み速度は１５０ｓ^-1以上で、最終２スタンド
間の張力は１．５kgf ／mm² 以上であればよいことがわ
かる。

【００３６】歪み速度の上限は特に設けない。これは、
熱延機の設備能力および熱延板の形状制御性から、歪み
速度の上限はおのずから決まるからである。すなわち、
歪み速度は圧延速度、熱延ロール径、圧下量によって決
まり、圧延速度、圧下量を大きくすれば歪み速度は増大
するが、熱延板の形状制御は困難となる。無方向性電磁
鋼板は積層して使用に供されるから、その形状に対して
は厳しい管理が必要であり、歪み速度を増加させること
には、おのずから限界がある。この観点からすると、歪
み速度は８００ｓ^-1程度が限界である。

【００３７】また、最終２スタンド間の張力についても
上限を設けないが、これもおのずから決まるからであ
る。すなわち、スタンド間の張力が大きくなると、通板
時に変形が生じ板幅が狭くなるので、これを補償するた
めに、スラブ幅を広める必要があるが、スラブ幅の増に
は当然限度がある。この観点から、張力の限界は、１０
kgf ／mm² 程度である。

【００３８】更に、仕上熱延終了後、最終スタンドとコ
イラ間の張力が製品磁束密度に及ぼす影響を調査するた
め、下記の実験を行った。まず、表３に示す成分組成の
鋼を溶製しスラブとし、これに熱延を施した。

【００３９】

【表３】

【００４０】仕上熱延終了後、最終スタンドとコイラ間
の張力を変更して試験を行い、当該張力、熱延仕上温度
および製品磁束密度との関係を詳細に調査した。熱延仕
上温度は１０００℃以下で８００℃以上の範囲で変化さ
せ、２．５mm厚の熱延板に仕上げた。仕上熱延後のコイ
ルは、１回目、８６０℃で巻き取り、８５０℃で６０分
保持し、その後、巻きほどいて水冷し、５００℃で２回
目の巻き取りを行った。

【００４１】その後、酸洗し、冷延し０．５０mm厚の鋼
板とし、これを脱脂した後、７５０℃、３０秒の焼鈍を
施した後、鋼板からエプスタイン試料を切断して磁気特
性を測定した。仕上熱延時の熱延終了温度、および、最
終スタンドとコイラ間の張力との関係を図４に示す。図
４によれば、最終スタンドとコイラ間の張力が、式
（１）で示す境界線以上にある場合、製品磁束密度が上
昇していることがわかる。

【００４２】なお、ここでの最終スタンドとコイラ間の
張力とは、一般的には、最終スタンドからコイラまでの
間の張力をいうが、コイラの直前に巻き取りを安定して
行うためのピンチロール等が設置されている場合は、最
終スタンドとピンチロール間の張力をいう。また、シー
トバーの最後端が仕上熱延機を通過した後の仕上抜け後
の場合、最終スタンドとピンチロール間に張力は作用し
ていないので、上記張力は、ピンチロールとマンドレル
間の張力、あるいは、マンドレル自身が熱延板を引き込
む力をいう。

【００４３】以上の実験結果から、仕上熱延において、
仕上熱延終了後の最終スタンドとコイラ間の張力（σ）
と熱延終了温度（Τ）が式（１）を満たしていれば、製
品磁束密度が上昇することがわかる。また、本発明で
は、冷延し、次いで、連続焼鈍を施した後、スキンパス
圧延を施して製品としてもよい。スキンパス圧延におけ
る圧延率は、２％未満ではその効果が得られず、２０％
超では磁気特性が悪化するので、２％から２０％とす
る。

【００４４】

【実施例】以下に本発明の実施例について述べる。 実施例１ 重量％で、Ｃ：０．００１５％、Si：２．０１％、Mn：
０．２５％、Ｓ：０．００１９％、Al：０．２５％、
Ｎ：０．００１６％を含有する無方向性電磁鋼板用スラ
ブを通常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み３５mm
のシートバーに仕上げ、その後、仕上圧延を施し、２．
５mm厚の熱延板に仕上げた。

【００４５】この際、熱延仕上温度を９５０℃とし、８
３０℃で巻き取った。その後、これを、８３０℃で１時
間保持し、その後、このコイルを巻きほどいて冷却帯で
冷却し、再度、５００℃で巻き取った。比較例１とし
て、熱延仕上温度を９５０℃とし、仕上熱延後、直ちに
冷却帯で冷却し、５００℃で巻き取った。また、比較例
２として、熱延仕上温度を９５０℃とし、仕上熱延後冷
却帯で冷却し、８３０℃で巻き取った。その後、このコ
イルを８３０℃で１時間保持し、放冷した。

【００４６】これらのコイルに酸洗を施し、冷延により
０．５０mm厚の鋼板に仕上げた。これを連続焼鈍炉に
て、９００℃で３０秒焼鈍した。この鋼板からエプスタ
イン試料を切断し、磁気特性を測定した。表４に、発明
例と比較例における磁気特性の測定結果を示す。表４か
ら、本発明の製造方法によれば、磁束密度が高く、鉄損
の低い無方向性電磁鋼板が得られることがわかる。

【００４７】

【表４】

【００４８】実施例２ 表５に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通常
の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バー
に仕上げ、その後、仕上７スタンドのタンデム熱延機で
２．０mm厚の熱延板に仕上げた。仕上熱延機の各スタン
ドのロール冷却水に油脂をエマルジョン状態で混入し、
その混入量を変えることにより摩擦係数を調整した。こ
の際、各パスの摩擦係数を各スタンドにおける実測の先
進率より計算した。

【００４９】各スタンドの摩擦係数については、最終ス
タンドを０．２０〜０．３５とし、他のスタンドが０．
３５となるように、各スタンドのロール冷却水の油脂混
入量を調節した。また、仕上熱延時に、鋼板とワークロ
ールとの間にスリップが生じ、鋼板の表面に疵が形成さ
れることを防止するために、粗圧延後のシートバーを先
行するシートバーに溶接し、仕上熱延を連続して行っ
た。

【００５０】この時、熱延仕上温度は８６０℃とした。
仕上熱延後の鋼板は、一旦８３０℃で巻き取り、８３０
℃で６０分保持した後、これを巻きほどいて冷却し、再
び、４５０℃で巻き取った。また、従来技術である熱延
板焼鈍を前提とする一回法として、熱延仕上温度を８６
０℃として無潤滑で仕上熱延し、冷却して４５０℃で巻
き取った熱延板に、熱延板焼鈍を連続焼鈍炉で９００
℃、２分間施した。

【００５１】その後、酸洗を施し、冷延により０．５０
mm厚の鋼板に仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃
で３０秒間焼鈍した。その後、この鋼板からエプスタイ
ン試料を切断し、磁気特性を測定した。表６に、発明例
と比較例における磁気特性の測定結果を示す。このよう
に、仕上熱延時、少なくとも１パスの摩擦係数を０．２
５以下に低減すれば、磁束密度が高く、鉄損の低い磁気
特性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることができる。

【００５２】

【表５】

【００５３】

【表６】

【００５４】実施例３ 表７に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通常
の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バー
に仕上げ、その後、仕上熱延機により２．０mm厚の熱延
板に仕上げた。仕上熱延機のロール冷却水に油脂をエマ
ルジョン状態で混入し、その混入量を変えることにより
各パスの摩擦係数を調整した。摩擦係数は各スタンドに
おける実測の先進率より計算した。

【００５５】各スタンドの摩擦係数については、最終ス
タンドを０．２１〜０．３６とし、他のスタンドが０．
３５となるように各スタンドのロール冷却水の油脂混入
量を調節した。また、仕上熱延時に、鋼板とワークロー
ルとの間にスリップが生じ、鋼板の表面に疵が形成され
ることを防止するために、粗圧延後のシートバーを先行
するシートバーに溶接し、仕上熱延を連続して行った。

【００５６】この時、熱延仕上温度は８６０℃とした。
仕上熱延後の鋼板は、一旦８３０℃で巻き取り、８３０
℃で６０分保持した後、これを巻きほどいて冷却し、再
び、４５０℃で巻き取った。また、従来技術である熱延
板焼鈍を前提とする一回法として、熱延仕上温度を８６
０℃とし、各スタンドの摩擦係数を０．３５として仕上
熱延し、冷却して４５０℃で巻き取った熱延板に、熱延
板焼鈍を連続焼鈍炉で９００℃、２分間施した。

【００５７】その後、酸洗を施し、冷延により０．３５
mm厚の鋼板に仕上げた。これを連続焼鈍炉にて９００℃
で３０秒間焼鈍した。その後、この鋼板からエプスタイ
ン試料を切断し、磁気特性を測定した。表８に、発明例
と比較例における磁気特性の測定結果を示す。このよう
に、仕上熱延時、少なくとも１パスの摩耗係数を０．２
５以下に低減すれば、磁束密度が高く、鉄損の低い磁気
特性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることができる。

【００５８】

【表７】

【００５９】

【表８】

【００６０】実施例４ 表９に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通常
の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バー
に仕上げ、その後、仕上７スタンドのタンデム熱延機で
２．０mm厚の熱延板に仕上げた。仕上熱延機の各スタン
ドのロール冷却水に油脂をエマルジョン状態で混入し、
その混入量を変えることにより摩擦係数を調整した。こ
の際、各パスの摩擦係数を各スタンドにおける実測の先
進率より計算した。

【００６１】この時、熱延仕上温度は８６０℃とした。
仕上熱延後の鋼板は、一旦８３０℃で巻き取り、８３０
℃で３０分保持した後、これを巻きほどいて冷却し、再
び、４５０℃で巻き取った。その後、酸洗を施し、冷延
により０．５０mm厚の鋼板に仕上げた。これを連続焼鈍
炉にて９００℃で３０秒間焼鈍した。その後、この鋼板
からエプスタイン試料を切断し、磁気特性を測定した。
表１０に、発明例と比較例における磁気特性の測定結果
を示す。

【００６２】このように、仕上熱延時、少なくとも１パ
スの摩擦係数を０．２５以下に低減すれば、磁束密度が
高く、鉄損の低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を
得ることができる。

【００６３】

【表９】

【００６４】

【表１０】

【００６５】実施例５ 表１１に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４５mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、７スタンドのタンデム仕上熱延機
により２．３mm厚の熱延板に仕上げた。この際、スタン
ド間の張力制御を容易にするため、シートバーを先行す
るシートバーに接合して、連続して仕上熱間圧延を行っ
た。この時、熱延仕上温度は８６０℃とした。

【００６６】仕上熱延最終２スタンド間の張力を２．７
kgf ／mm² から２．９kgf ／mm² に保って熱延を行っ
た。これを近接コイラにより８４０℃で巻き取り、８３
０℃１時間保持した。その後、このコイルを巻きほどい
て冷却を施し、再び、４５０℃で巻き取った。その後、
酸洗を施し、冷延により０．５０mm厚の鋼板に仕上げ
た。これを連続焼鈍炉にて８５０℃で３０秒間焼鈍し
た。その後、この鋼板からエプスタイン試料を切断し、
磁気特性を測定した。表１２に、発明例と比較例におけ
る磁気特性の測定結果を示す。

【００６７】このように、仕上熱延時、最終スタンドの
歪み速度を１５０ｓ^-1以上に高めれば、磁束密度が高
く、鉄損の低い磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得
ることができる。

【００６８】

【表１１】

【００６９】

【表１２】

【００７０】実施例６ 表１３に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み５０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、６スタンドのタンデム仕上熱延機
により２．５mm厚の熱延板に仕上げた。仕上熱延最終パ
スの歪み速度を、コイル全長にわたり２９０〜３１０ｓ
^-1に制御した。また、仕上熱延時に、鋼板とワークロー
ルとの間にスリップが生じ、鋼板の表面に疵が形成され
ることを防止するために、粗圧延後のシートバーを先行
するシートバーに溶接し、仕上熱延を連続して行った。
この時、熱延仕上温度は８６０℃とした。これを、近接
コイラにより８４０℃で巻き取り、８３０℃で１時間保
持した。その後、このコイルを巻きほどいて冷却を施
し、再び、４５０℃で巻き取った。

【００７１】その後、酸洗を施し、冷延により０．５０
mm厚の鋼板に仕上げた。これを連続焼鈍炉にて７５０℃
で３０秒間焼鈍した。その後、この鋼板からエプスタイ
ン試料を切断し、磁気特性を測定した。表１４に、発明
例と比較例における磁気特性の測定結果を示す。このよ
うに、仕上熱延時、最終２スタンド間の張力を１．５kg
f ／mm² 以上に高めれば、磁束密度が高く、鉄損の低い
磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることができ
る。

【００７２】また、最終２スタンド間の張力が１．５kg
f ／mm² 以下の比較例では、熱延板のエッジから２０mm
とセンターとの間の板厚偏差のコイル全長の平均が５０
μｍを超えているのに対し、最終２スタンド間の張力が
１．５kgf ／mm² 以上の発明例では、いずれも５０μｍ
以下におさまっていて、最終２スタンド間の張力を制御
することにより、熱延板の板厚精度が向上していること
がわかる。

【００７３】

【表１３】

【００７４】

【表１４】

【００７５】実施例７ 表１５に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上熱延機により２．５mm厚の熱
延板に仕上げた。この時、最終スタンドとコイラ間の張
力を安定して制御するために、粗圧延後のシートバーを
先行するシートバーに溶接し、仕上熱延を連続して行っ
た。

【００７６】熱延仕上温度は８６０℃とし、一回目の巻
き取りを８３０℃で行い、８３０℃で１時間保持した
後、このコイルを巻きほどいて、冷却を施し、再び、５
００℃で巻き取った。なお、熱延終了温度が８６０℃の
場合、式（１）から計算できる最終スタンドとコイラ間
の張力の最低値は１．１７kg／mm² である。

【００７７】比較例として、同じ成分組成の無方向性電
磁鋼板用スラブを、それぞれ最終スタンドとコイラ間の
張力以外は同一条件として仕上熱延に供した。これらの
鋼板を酸洗後、鋼Ｈは７５０℃、鋼Ｉは８３０℃、鋼Ｊ
は９５０℃で、それぞれ３０秒焼鈍を行い、エプスタイ
ン試料を切り出して磁束密度を測定した。

【００７８】これらの試料については、圧延中の鋼板長
手方向の張力を測定し、試料採取位置の張力が特定でき
るようにした。表１６に、発明例と比較例における磁気
特性の測定結果を示す。このように、最終スタンドとコ
イラ間の張力を式（１）に従って制御することにより、
磁束密度が高い無方向性電磁鋼板を得ることができる。

【００７９】

【表１５】

【００８０】

【表１６】

【００８１】実施例８ 表１７に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み４０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上熱延機により２．０mm厚の熱
延板に仕上げた。熱延仕上温度は９００℃とし、一回目
の巻き取りを８６０℃で行い、８３０℃で１時間保持し
た後、このコイルを巻きほどいて、冷却を施し、再び、
５００℃で巻き取った。

【００８２】なお、熱延終了温度が９００℃の場合、式
（１）から計算できる最終スタンドとコイラ間の張力の
最低値は１．１１kg／mm² である。その後、酸洗を施
し、冷延により０．５０mm厚の鋼板に仕上げた。これを
連続焼鈍炉にて９００℃で３０秒間焼鈍した。その後、
この鋼板からエプスタイン試料を切り出し、磁気特性を
測定した。

【００８３】さらに、酸洗までは同一条件とし、その
後、冷延の仕上板厚を０．５５mmにした。これを連続焼
鈍炉にて９００℃で３０秒間焼鈍した。その後、スキン
パス圧延を施し、０．５０mm厚の鋼板に仕上げ、エプス
タイン試料を切断し、７５０℃２時間の歪取り焼鈍を施
し、磁気特性を測定した。表１８に、鋼Ｋの発明例と比
較例における磁気特性の測定結果を示す。

【００８４】このように、最終スタンドとコイラ間の張
力を式（１）に従って制御することにより、磁束密度が
高い無方向性電磁鋼板を得ることができる。

【００８５】

【表１７】

【００８６】

【表１８】

【００８７】実施例９ 表１９に示す成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを通
常の方法にて加熱し、粗圧延機により厚み５０mmの粗バ
ーに仕上げ、その後、仕上熱延機により２．３mm厚の熱
延板に仕上げた。また、仕上熱延時、鋼板とワークロー
ルとの間にスリップが生じ、鋼板の表面に疵が形成され
ることを防止するために、粗圧延後のシートバーを先行
するシートバーに溶接し、仕上熱延を連続して行った。
この時、熱延仕上温度は９００℃とし、これを近接コイ
ラにより８６０℃で巻き取り、８３０℃で１時間保持し
た。その後、このコイルを巻きほどいて、冷却を施し、
再び、４５０℃で巻き取った。

【００８８】熱延仕上温度が９００℃の場合、式（１）
から計算できる最終スタンドとコイラ間の張力の最低値
は１．１１kg／mm² である。このため、最終スタンドと
コイラ間の張力を２．５kg／mm² に保って熱延を行っ
た。一方、比較例では、熱延仕上温度、保持温度は同一
ながら、巻き取りは近接コイラによらず、また、巻きほ
どいて冷却することを行わず、放冷した。

【００８９】その後、酸洗を施し、冷延により０．５０
mm厚の鋼板に仕上げた。これを連続焼鈍炉にて８５０℃
で３０秒間焼鈍した。その後、製品コイルの先頭、中
間、後端から、エプスタイン試料を切断し、磁気特性を
測定した。表２０に、発明例と比較例における磁気特性
の測定結果を示す。このように、本発明の製造方法によ
れば、コイル長手方向の磁気特性が安定した無方向性電
磁鋼板を得ることができる。

【００９０】

【表１９】

【００９１】

【表２０】

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、仕上熱延後、一旦高温
で巻き取り、所定時間保持した後、コイルを巻き戻して
冷却を施し、再度、低温で巻き取ることを通じて、磁束
密度を従来よりも高くできるだけでなく、コイル内の磁
気特性の変動も低減することができる。

【００９３】したがって、本発明の製造方法は、需要家
の厳しい要請に十分応えることができる無方向性電磁鋼
板を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】仕上熱延時の摩擦係数と製品磁束密度の関係を
示す図である。

【図２】仕上熱延時の最終スタンドの歪み速度と製品磁
束密度の関係を示す図である。

【図３】仕上熱延時の最終２スタンド間張力と製品磁束
密度の関係を示す図である。

【図４】仕上熱延時の熱延終了温度、最終スタンドとコ
イラ間の張力および製品磁束密度の関係を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/06 Ｈ０１Ｆ 1/16 Ａ (72)発明者 久保田 猛 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4K033 AA01 CA09 FA04 FA07 FA10 FA12 HA01 RA03 SA03 5E041 AA02 AA11 AA19 CA02 CA04 HB05 HB07 HB11 NN01 NN06 NN17 NN18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Si：０．１〜７％、Mn：０．
   １〜１．５％、Ｃ：０．００５％以下、Ｎ：０．００５
   ％以下、および、Ｓ：０．００５％以下、を含有し、残
   部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを熱延し
   て熱延板とし、これに、１回の冷延を施し、次いで、仕
   上焼鈍を施すか、もしくは、その後更に、スキンパス圧
   延を施す無方向性電磁鋼板の製造方法において、仕上熱
   延の後に、１回目の巻取温度を７５０℃以上、１０５０
   ℃以下として巻き取り、３０秒以上、９０分以下の時間
   保持した後、巻き戻し、冷却を施した後、再度、５５０
   ℃以下の温度で巻き取ることを特徴とする磁束密度の高
   い無方向性電磁鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記仕上熱延において、少なくとも１パ
   スにおける熱延ロールと鋼板との摩擦係数を０．２５以
   下とすることを特徴とする請求項１に記載の磁束密度の
   高い無方向性電磁鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記仕上熱延において、最終パスの歪み
   速度を１５０ｓ^-1以上とし、かつ、最終２スタンド間の
   張力を１．５kgf ／mm² 以上とすることを特徴とする請
   求項１または２に記載の磁束密度の高い無方向性電磁鋼
   板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記仕上熱延において、最終スタンドと
   近接コイラ間の張力σを、下記式（１）を満たす値に調
   整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
   記載の磁束密度の高い無方向性電磁鋼板の製造方法。 σ（kgf ／mm² ）≧２−Ｔ^0.3 ＋lnＴ（ここで、Ｔは熱延終了温度）……（１）
5. 【請求項５】 前記鋼スラブが、更に、重量％で、Al：
   ０．１〜２．５％、を含有することを特徴とする請求項
   １〜４のいずれか１項に記載の磁束密度の高い無方向性
   電磁鋼板の製造方法。
6. 【請求項６】 前記仕上熱延の前に、粗圧延後のシート
   バーを、先行するシートバーに接合し、該連結されたシ
   ートバーを連続して仕上熱延に供することを特徴とする
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁束密度の高い無
   方向性電磁鋼板の製造方法。