JP7276502B2 - 方向性電磁鋼板の製造方法及び設備列 - Google Patents
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Description
このような高い方位集積度を実現するために、例えば、特許文献1では、冷間圧延中に鋼板を低温で熱処理(時効処理)する方法が提案されている。
特許文献2では、熱延板焼鈍又は仕上げ冷間圧延(最終冷間圧延)前焼鈍時の冷却速度を30℃/s以上とし、さらに仕上げ冷間圧延中に鋼板温度150~300℃で2分間以上のパス間時効処理を2回以上行う技術が開示されている。
特許文献3では、冷間圧延中に鋼板温度を高温とする(温間圧延)手段が提案されている。
[1]質量%で、
C:0.01~0.10%、
Si:2.0~4.5%、
Mn:0.01~0.5%、
Al:0.0100%未満、
S:0.0070%以下、
Se:0.0070%以下、
N:0.0050%以下及び
O:0.0050%以下を含有し、
残部がFe及び不可避的不純物の成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧延して熱延板とし、前記熱延板を焼鈍して熱延板焼鈍板とし、前記熱延板焼鈍板に1回又は中間焼鈍を挟んだ2回以上の冷間圧延を施して最終板厚の冷延板とし、前記冷延板に一次再結晶焼鈍及び二次再結晶焼鈍を施すことを含む、方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記冷間圧延は、少なくとも1回の圧下率が80%以上であり、かつ圧延速度が設定値R0(mpm)である間の鋼板温度T0(℃)と、圧延速度が0.5×R0(mpm)以下である間の鋼板温度T1(℃)が、
式:T1≧T0+10℃ (1)
を満たす冷間圧延を含む、方向性電磁鋼板の製造方法。
[2]冷間圧延をタンデム圧延機で行う、上記[1]の方向性電磁鋼板の製造方法。
[3]前記タンデム圧延機の入側で熱延板焼鈍板を加熱することにより、圧延速度が設定値R0(mpm)である間の鋼板温度T0(℃)と、圧延速度が0.5×R0(mpm)以下である間の鋼板温度T1(℃)が、
式:T1≧T0+10℃ (1)
を満たすようにする、上記[2]記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[4]鋼スラブが、さらに、質量%で、
Ni:0.005~1.50%、
Sn:0.01~0.50%、
Sb:0.005~0.50%、
Cu:0.01~0.50%、
Mo:0.01~0.50%、
P:0.0050~0.50%
Cr:0.01~1.50%、
Nb:0.0005~0.0200%、
B:0.0005~0.0200%及び
Bi:0.0005~0.0200%
からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含有する、上記[1]~[3]のいずれかの方向性電磁鋼板の製造方法。
[5]加熱装置及び冷間圧延機をこの順に備えた設備列であって、前記加熱装置による加熱が、前記冷間圧延機の圧延速度に連動して変動する、設備列。
[6]前記加熱装置の加熱が、前記冷間圧延機の圧延速度が設定値R0(mpm)である間の鋼板温度T0(℃)と、圧延速度が0.5×R0(mpm)以下である間の鋼板温度T1(℃)が、
式:T1≧T0+10℃ (1)
を満たすように、前記冷間圧延機の圧延速度に連動して変動する、上記[5]の設備列。
[7]加熱装置が、誘導加熱、通電加熱又は赤外加熱のいずれかの加熱方式を利用する、上記[5]又は[6]に記載の設備列。
<鋼スラブ>
本発明の製造方法で使用する鋼スラブは、公知の製造方法によって、製造されたものであることができ、製造方法としては、例えば製鋼-連続鋳造、造塊-分塊圧延等が挙げられる。
Cは圧延集合組織改善のために必要な元素である。0.01%未満では集合組織改善に必要な微細炭化物の量が少なく十分な効果が得られず、また、0.10%超では脱炭が困難となる。
Siは電気抵抗を高めることで鉄損を改善する元素である。2.0%未満ではこの効果に乏しく、また、4.5%超では冷間圧延が著しく困難になる。
Mnは熱間加工性を向上させる点で有用な元素である。0.01%未満ではこの効果に乏しく、また、0.5%超では一次再結晶集合組織が劣化し、Goss方位に高度に集積した二次再結晶粒を得るのが難しくなる。
本発明の製造方法はインヒビターレス法であり、インヒビター形成元素であるAl、S、Seは、それぞれ、Al:0.0100%未満、S:0.0070%以下、Se:0.0070%以下に抑制される。Al、S、Seが過剰に存在すると、鋼スラブ加熱によって粗大化したAlN、MnS、MnSe等が一次再結晶組織を不均一にし、二次再結晶が困難となる。Al、S、Seの量は、それぞれ、Al:0.0050%以下、S:0.0050%以下、Se:0.0050%以下が好ましい。Al、S、Seの量は、それぞれ0%でもよい。
Nは、インヒビターとしての作用を防止し、純化焼鈍後にSi窒化物の生成を防止するために、0.0050%以下に抑制される。Nの量は0%でもよい。
Oは、インヒビター形成元素とされることもあり、0.0050%超では粗大な酸化物に起因して二次再結晶を困難にするため、0.0050%以下に抑制される。0の量は0%でもよい。
Niは、熱延板組織の均一性を高めることにより、磁気特性を改善する働きがある。Niを含有させる場合、十分な添加効果を得る点から、0.005%以上とすることができ、また、二次再結晶の不安定化により磁気特性が劣化することを回避するため、1.50%以下とすることができる。
これらの元素はいずれも、鉄損の改善に有効に寄与する。これらの元素を含有させる場合、十分な添加効果を得る点から、それぞれの下限値以上で含有させることができ、また、二次再結晶粒を十分に発達させる点から、それぞれの上限値以下で含有させることができる。中でも、Sn、Sb、Cu、Nb、B、Biは補助インヒビターとみなされることもある元素であり、上限値を超えて含有させることは好ましくない。
本発明の製造方法は、上記の成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧延して熱延板とし、前記熱延板を焼鈍して熱延板焼鈍板とし、前記熱延板焼鈍板に1回又は中間焼鈍を挟んだ2回以上の冷間圧延を施して最終板厚の冷延板とし、前記冷延板に一次再結晶焼鈍及び二次再結晶焼鈍を施すことを含む。冷間圧延の前に酸洗を施してもよい。
それ以外の熱間圧延条件は特に限定されず、公知の条件を適用することができる。
式:T1≧T0+10℃ (1)
を満たすことで、同一コイル内の集合組織の変動を抑制し、二次再結晶挙動を安定化させるものである。
同一コイル内の集合組織の均一化の点からは、好ましくは
式:T1≧T0+15℃ (1’)
を満たすこととする。
T1(℃)は、上記式(1)を満たし、かつT0+100℃以下であることができる。
減速部の圧延速度は、設定値と同様の位置での速度である。減速部は設定値R0(mpm)の半分(0.5×R0)以下の速度に低下する部分であり、通常、0.1×R0(mpm)以上0.5×R0(mpm)以下である。
質量%で、C:0.04%、Si:3.2%、Mn:0.05%、Al:0.005%、Sb:0.01%及びS、Se、N、Oをそれぞれ50ppm以下にまで低減させ、残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブを1180℃に加熱し、熱間圧延により2.0mmの熱延コイルとした後、1050℃50秒の熱延板焼鈍を施した。次いで、タンデム圧延機(ロール径300mmφ、4スタンド)を用いて板厚0.23mmまで圧下し、冷延板とした。
この際、圧延速度の設定速度は350mpmであり(定常部)、先尾端では圧延速度を100mpmに低下させた(減速部)。先尾端は、コイルの長手方向の全長1800mに対して、両端からそれぞれ200mの部分である。
冷間圧延においては、圧延機初パス入側に誘導加熱装置を配した圧延機を使用し、圧延速度の変更に合わせ、誘導加熱装置への出力を変更し、鋼板温度を制御した。ここで、鋼板温度は加熱装置を出た直後の温度である。具体的には、減速部では、誘導加熱装置により積極的な加熱を行うことにより鋼板温度を50℃とした。一方、定常部は室温(25℃)で圧延を行った。
得られた一次再結晶焼鈍板に、MgOを主剤とする焼鈍分離剤を塗布し、焼鈍の最高到達温度1190℃、最高温度での保持時間6時間の二次再結晶焼鈍を施した。
得られた二次再結晶焼鈍板にリン酸塩を主剤とするコーティング液を塗布し、焼付けと共に歪取りを兼ねた900℃、120秒の焼鈍を行なった。得られた鋼板の圧延時の減速部(100mpm)と、定常部(350mpm)との最大鉄損差(ΔW17/50(W/kg)は、0.008W/kgであった。
質量%で、C:0.05%、Si:3.3%、Mn:0.06%、Al:0.005%、Cr:0.01%、P:0.01%を含有し、S、Se、Oを各々50ppm未満、Nを35ppm未満に抑制し、残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブを1100℃に加熱後、熱間圧延により板厚2.0mmの熱延コイルとした後、1050℃、60秒の熱延板焼鈍を施した。次いで、タンデム圧延機(ロール径380mmφ、4スタンド)を用いて、0.25mmまで圧下し冷延板とした。
一次再結晶焼鈍板から、冷間圧延時に誘導加熱によって鋼板温度を変更した部位(減速部)から、30mm×30mmの試験片を10枚切り出し、X線インバース強度測定を行なった。
得られた二次再結晶焼鈍板にリン酸塩-クロム酸塩-コロイダルシリカを重量比3:1:2で含有する塗布液を塗布し、800℃、30秒の焼き付け処理を行った。さらに800℃、3時間の歪取り焼鈍を行なった後、定常部と減速部のそれぞれから30mm×280mmの試験片10枚を切り出し、エプスタイン試験により、鉄損W17/50(W/kg)を測定した。
表1には、1スタンド(初パス)後の鋼板温度の計算値を示してあるが、発明例では定常部と減速部とで温度差が小さいことがわかる。ここで、鋼板温度の計算値は、圧延によって鋼板内で生じる「加工発熱」及びロールと鋼板間で生じる「摩擦発熱」と、接触しているロールによって生じる「ロール抜熱」とを考慮したものである。
表2に示す成分を含有した鋼スラブを1200℃に加熱後、熱間圧延により板厚2.2mmの熱延コイルとした後、950℃、30秒の熱延板焼鈍を施した。次いで、タンデム圧延機(ロール径280mmφ4スタンド)を用いて、0.27mmまで圧下し冷延板とした。
一次再結晶焼鈍板にMgOを主剤とする焼鈍分離剤を塗布し、焼鈍の最高到達温度1210℃、最高温度での保持時間3時間の二次再結晶焼鈍を施した。
得られた二次再結晶焼鈍板に、リン酸塩-クロム酸塩-コロイダルシリカを重量比3:1:2で含有する塗布液を塗布し、850℃、30秒の平坦化焼鈍を行なった後、定常部と減速部のそれぞれから、30mm×280mmの試験片を総重量が500g以上となるように切り出し、エプスタイン試験により、鉄損W17/50(W/kg)を測定した。結果を表2に示す。
Claims (4)
- 質量%で、
C:0.01~0.10%、
Si:2.0~4.5%、
Mn:0.01~0.5%、
Al:0.0100%未満、
S:0.0070%以下、
Se:0.0070%以下、
N:0.0050%以下及び
O:0.0050%以下を含有し、
残部がFe及び不可避的不純物の成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧延して熱延板とし、前記熱延板を焼鈍して熱延板焼鈍板とし、前記熱延板焼鈍板に1回又は中間焼鈍を挟んだ2回以上の冷間圧延を施して最終板厚の冷延板とし、前記冷延板に一次再結晶焼鈍及び二次再結晶焼鈍を施すことを含む、方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記冷間圧延は、タンデム圧延機による圧下率が80%以上である冷間圧延であり、かつ
前記タンデム圧延機の入側で熱延板焼鈍板を加熱することにより、圧延速度が設定値R0(mpm)である間の鋼板温度T0(℃)と、圧延速度が0.5×R0(mpm)以下である間の鋼板温度T1(℃)が、
式:T1≧T0+10℃ (1)
を満たす冷間圧延を含み、
ここで、前記圧延速度は、前記タンデム圧延機の出側の速度であり、
前記タンデム圧延機による冷間圧延では、前記タンデム圧延機の入側でのみ加熱が行われる、
方向性電磁鋼板の製造方法。 - 鋼スラブが、さらに、質量%で、
Ni:0.005~1.50%、
Sn:0.01~0.50%、
Sb:0.005~0.50%、
Cu:0.01~0.50%、
Mo:0.01~0.50%、
P:0.0050~0.50%
Cr:0.01~1.50%、
Nb:0.0005~0.0200%、
B:0.0005~0.0200%及び
Bi:0.0005~0.0200%
からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含有する、請求項1記載の方向性電磁鋼板の製造方法。 - 加熱装置及び冷間圧延機をこの順に備え、さらに圧延速度の変動が加熱装置出力制御へ反映される機構を備えた設備列であって、前記加熱装置による入熱量が、前記機構による制御により、前記冷間圧延機の圧延速度が設定値R 0 (mpm)である間の鋼板温度T 0 (℃)と、圧延速度が0.5×R 0 (mpm)以下である間の鋼板温度T 1 (℃)が、
式:T 1 ≧T 0 +10℃ (1)
を満たすように、前記冷間圧延機の圧延速度に連動して変動し、
ここで、前記冷間圧延機はタンデム圧延機であり、
前記圧延速度は、前記タンデム圧延機の出側の速度である、
設備列。 - 前記加熱装置が、誘導加熱、通電加熱又は赤外加熱のいずれかの加熱方式を利用する、請求項3に記載の設備列。
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