JPH07122088B2 - 方向性けい素鋼用スラブの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、変圧器の鉄心材料な
どとして有用な、圧延方向に優れた磁気特性を有する方
向性けい素鋼板の素材となるスラブの製造方法に関し、
特にAlとＮとを主インヒビター成分として含有するスラ
ブにつき、つくろうとする方向性けい素鋼板の表面性状
を有利に改善できる製造方法を提案しようとするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】方向性けい素鋼板は、磁気特性として、
磁束密度が高いこと及び鉄損が低いことが要求される。
近年、製造技術の進歩により、例えば板厚0.23mmの鋼板
において磁束密度Ｂ₈ （磁化力800A/mにおける値）：1.
92Ｔのものが得られ、また鉄損特性W_17/50（50Hz、1.7
Ｔの最大磁化の時の値）が0.90 W/kg の如き優れた製品
の工業的規模での生産も可能となっている。かかる優れ
た磁気特性を有する材料は、鉄の磁化容易である〈001
〉方位が鋼板の圧延方向に高度に揃った結晶方位で構
成されるものであり、かような集合組織は、方向性けい
素鋼板の製造工程中、最終仕上げ焼鈍の際にいわゆるゴ
ス方位と称される｛110 ｝〈001 〉方位を有する結晶粒
を優先的に巨大成長させる二次再結晶と呼ばれる現象を
通じて形成される。この｛110 ｝〈001 〉方位の二次再
結晶粒を十分に成長させるための基本的な要件として
は、二時再結晶過程において｛110 ｝〈001 〉方位以外
の好ましくない方位を有する結晶粒の成長を抑制するイ
ンヒビターの存在と、｛110 ｝〈001 〉方位の二次再結
晶粒が十分に発達するのに好適な一次再結晶組織の形成
とが不可欠であることは周知の事実である。

【０００３】ここにインヒビターとしては、一般にMnS,
MnSe,AlN等のの微細析出物が利用され、さらにこれらに
加えて特公昭51-13469号公報や特公昭54-32412号公報に
開示された如きSb、Snなどの粒界偏析型の成分を複合添
加してインヒビターの効果を補強することが行われてい
る。ところでこれまで一般にMnS やMnSeを主要インヒビ
ターとするものは、二次再結晶粒径が小さいので、鉄損
の低減には有利であったが、近年、レーザー照射法やプ
ラズマジェット法など、人工的に擬似粒界を導入し、磁
区微細化が図れるようになって以来、二次再結晶粒径の
サイズが小さいことによる優位性は低下し、磁束密度が
高いことの優位性が高くなった。磁束密度の高い方向性
けい素鋼板を得る方法は古くから知られており、例えば
特公昭46-23820号公報に記載されているように、鋼中
にインヒビター成分としてAlN を含有させる、最終冷
延前の焼鈍の冷却を急冷にしてAlN を析出させる、最
終冷延の圧下率を80〜95％と高圧下率とする、以上の３
点の結合により製造できるとされている。

【０００４】しかしここにAlN をインヒビター成分とし
て含有する鋼板の製造にあっては、表面欠陥、具体的に
はブリスターが多発するという問題点があった。この表
面欠陥は、製品板厚が減少するに従い、ますます増加す
る傾向を呈し、近年のように鋼板板厚を薄くすることに
よって鉄損を低減しようとする場合に大きな問題となっ
ていた。

【０００５】この表面欠陥の成因は、鋳造前の溶鋼中に
多量に存在するＮ（窒素）が、凝固時にガスとして鋼中
に気泡を形成するためと考えられていて、このような表
面欠陥に対して、その防止策がいくつか提案されてい
る。例えば特公昭49-42208号公報には、けい素鋼の最終
製品にブリスターを発生させないためには溶鋼中のＨを
３ppm 以下、Ｎを〔Al(%) ×10³ ＋40〕ppm 以下とする
必要があることが開示されている。すなわちAlを含有す
るけい素鋼では、Ｎの含有量が高い場合にブリスターの
発生が認められ、それゆえAlの含有量に応じてＮの含有
量を制限する必要があることを示している。また特公昭
49-42211号公報には、鋼中のＮの含有量として｛Al(%)
×10³＋50｝ppm より高いとブリスターが発生するの
で、この値より以下に抑制することが開示されている。

【０００６】かかる観点から、AlN をインヒビターとし
て含有するけい素鋼板の製造においては、特別な加窒処
理を行わず、工業的に通常含有される程度のＮ含有量に
なる鋼スラブを用いるか、より高いＮ量を得ようとする
場合には、かかる工業的に通常含有される程度のＮ含有
量になる鋼スラブを用いて、冷延工程にて窒化焼鈍によ
る加窒処理を施したり（特公昭54-19189号公報参照）、
特開平２-200731 号公報の実施例１〜３に示されるよう
に60ppm 前後のＮを含有するブリスターの発生しないス
ラブを素材として用い、最終仕上げ焼鈍中にＮを鋼板中
に侵入させて加窒する方法が採用されている。

【０００７】しかしながら以上掲げたブリスター抑制策
のように、Ｎの含有量を抑制する手法や製造工程の途中
で加窒する手法は、AlN の析出量が不足したり、一定し
なくて磁気特性が不安定になりやすい。特にSbを含有す
る鋼組成では、焼鈍工程における加窒が極めて困難であ
る。このためスラブ素材から十分なＮ含有量を正確に制
御しておくことが必要とされていた。

【０００８】そこでブリスターの発生なしにけい素鋼の
溶鋼のＮ含有量を増加させる方法としては、従来窒化カ
ルシウムをインゴット内に前置して鋼塊のＮ含有量を制
御する技術が行われていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】造塊−分塊から連続鋳
造へとスラブ作製のための鋳造技術の変化に従い、連続
鋳造法においても、Alを含有する方向性けい素鋼板用の
スラブ製造のために、溶鋼中に窒化カルシウムを投入し
た後に連続鋳造して鋳込むことが試みられたが、かかる
方法では却ってブリスターが急増することが判明した。
そこで前述したＮ含有量をAl含有量に応じて規制する技
術が開発されたわけである。

【００１０】発明者らは、窒化カルシウムを投入して連
続鋳造したときに発生するブリスターの増加は、スラブ
表面近傍のCa系介在物が増加し、それを起点としてN₂ガ
スの気泡生成が増加することに起因することをつきとめ
た。すなわち溶鋼をインゴットで凝固させた場合は、凝
固するまで長時間がかかるためにCa系の介在物は十分に
鋼の系外に排出されるのに対して、連続鋳造で凝固させ
た場合は、極めて短時間で凝固するためにCa系介在物が
スラブ表面近傍にトラップされ、それゆえこのCa系介在
物を起点としてブリスターが発生するのである。この機
構から、製品板厚が薄くなるに従い、ブリスターの発生
量が増加する現象も理解できる。すなわち熱間圧延及び
冷間圧延の圧下率が増加するに従って鋼板表層下に潜在
していた欠陥が顕在化してくるためと理解される。

【００１１】そこで発明者らは、これらの問題点を回避
すべく、真空脱ガス設備における二次精錬においてN₂ガ
スを吹き込み、溶鋼中のＮ含有量を高めることを試み
た。しかしながらこの技術を実際に適用した場合、ブリ
スターは防止できるが、製品にふくれが多発し、甚だし
い場合には連続鋳造の次工程であるスラブ加熱段階とい
う早い時期からスラブ表面にふくれが発生するというト
ラブルが起きた。これは、1350〜1460℃といった高温に
加熱する方向性けい素鋼板製造に特有に現れる現象で、
例えばこのスラブを1250℃で加熱した場合にはこうした
欠陥は現れないが、当然磁気特性は劣悪となる。

【００１２】この発明は、高Ｎを含有するスラブにおい
て、つくろうとする方向性けい素鋼板にブリスターやふ
くれ等の表面欠陥がなく、表面性状が良好でかつ磁気特
性に優れる、方向性けい素用スラブの製造方法を提案す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、方向性けい
素鋼用の溶鋼を、転炉での一次精錬及び取鍋での二次精
錬によりSi：2.5 〜4.5 wt％、Al：0.010 〜0.040 wt
％、Ｎ：0.0050〜0.0130wt％を含む組成に溶製した後、
連続鋳造機に鋳込んでスラブを製造するにあたり、前記
二次精錬にて、N₂ガス吹込みと不活性ガス吹込みとの組
み合わせ、又は該N₂ガスと不活性ガスとの混合ガス吹込
みを行って加窒処理及び酸化物系介在物の除去処理を施
すことにより、溶鋼Ｎの含有量を上記の範囲に調整する
ことを特徴とする方向性けい素鋼用スラブの製造方法で
ある。

【００１４】ここに一次精錬の最終段階から二次精錬前
までに、N₂含有ガスを溶鋼中に供給して加窒を行うこと
が有利である。

【００１５】以下この発明を開発するに至った研究につ
いて説明する。発明者らは、ふくれの発生した製品を詳
細に調査したところ、SiO₂やAl₂0₃ の微細な介在物を確
認し、加窒処理を行っていない他の製品と比較して酸素
含有量が10 ppm程度増加しているという結果を得た。か
かる微細な酸化物は、方向性けい素鋼板特有のもので、
10ppm 程度の酸素の増加でも鋼中の存在個数は多数とな
る。そこでこの酸化物を核としてスラブ加熱においてＮ
が集合し、N₂の気泡として鋼中に発生したものと思われ
る。

【００１６】そこから発明者らは、かかる酸化物の除去
が、ふくれの防止に重要であることに思い至った。けい
素鋼の溶鋼中の酸化物は、極めて微細なため、除去が難
しく、二次精錬における溶鋼の十分な攪拌力と攪拌時間
とを必要とする。そこで発明者らは、真空脱ガス処理に
おいて、表１に示す種々の吹き込みパターンでN₂ガスと
Arガスとを吹き込み、Ｃ：0.08wt％（以下単に％で示
す）、Si：３％、Mn：0.07％、Al：0.020 ％、Se：0.02
0 ％及び約70ppm のＮを含有する鋼を溶製し、連続鋳造
した後、一連の工程を施して方向性けい素鋼の製品を製
造した。かくして得られた製品のふくれの発生率と鋼中
Ｏ含有量との測定結果を表１に併記した。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示されるように、Arを溶鋼中に吹き
込んだ製品については、鋼中Ｏとふくれ発生率がともに
低減しており、Arを吹き込むことがふくれの発生を防止
するのに効果があることがわかる。さらに着目すべきは
Arの吹き込み時期に関して、真空脱ガス処理の後期にAr
を吹き込んだ方が効果が大きく、しかも10分間以上吹き
込むと効果が著しいことが製品III 、Ｖ及びVIの比較か
らわかる。

【００１９】このように二次精錬中にN₂ガス吹き込みに
よる加窒処理の採用によって、連続鋳造で製造した製品
のブリスターの発生が効果的に抑制された加窒が行える
こと、またその際にArをも吹き込むことが、製品のふく
れ発生の防止に有効であること、さらにＮ含有量は、ス
ラブから高めていた方が磁気特性上からも有利であるこ
とを新規に見出したことが端緒となってこの発明は完成
されたものである。

【００２０】

【作用】この発明の方向性けい素鋼スラブの好適成分組
成について説明する。Siは、あまりに少ないと電気抵抗
が小さくなって製品の良好な鉄損特性が得られず、一方
多すぎると冷間圧延が困難になるので2.5 〜4.5％の範
囲とする。

【００２１】次にインヒビターについては、製品が高磁
束密度を得るためにはAlN がとりわけ有利であるので、
この発明でも主要インヒビターとしてAlN を用いるもの
とするが、多すぎるとかえって微細析出が困難となるた
め、0.01≦酸可溶Al≦0.04％とし、Ｎは、0.0050〜0.01
30％の範囲とする。酸可溶Alが0.01％未満の場合や、Ｎ
が0.0050％未満の場合は、インヒビターの量が不足して
磁気特性が劣化し、逆に酸可溶Alが0.04％を超える場合
や、Ｎが0.0130％を超える場合には、析出するAlN が粗
大化して逆にインヒビターとしての機能が劣化し、磁気
特性が劣化する。

【００２２】ここに主要インヒビターとは、これが欠け
ると二次再結晶粒の発現が不能になるものをいい、この
発明では、主要インヒビターに加えて、副次的なインヒ
ビターを併せて用いても良い。例えば、Ｓ、Seをインヒ
ビター形成成分として補助的に含有させてもよい。Ｓ、
Seは、MnS 又はMnSeとして析出し、インヒビターとして
有効で、このうちMnSeは特、に最終仕上げ板厚が薄くな
っても抑制効果が強いので好ましい。かようなMnS 、Mn
Seを微細析出させるために好適なＳやSeの範囲は、単独
及び併用いずれの場合も0.01〜0.04％程度である。

【００２３】Mnは、ぜい化防止のために有効な成分であ
り、その効果を発揮させるためには、0.05％以上含有さ
せることが好ましい。一方、上限については、Ｓ、Seを
インヒビター形成成分として補助的に含有しない場合に
は0.15％程度、含有する場合には0.10％程度とするのが
望ましい。

【００２４】またSb、Cu、Cr、Bi、Sn、Ｂ、Ge、Ｐ等の
インヒビター補強成分も、適宜添加することができ、そ
の範囲については、Sbは0.015 〜0.060 ％、Cuは0.03〜
0.30％、Crは0.02〜0.10％、Biは0.005 〜0.020 ％、Sn
は0.03〜0.20％、Ｂは0.0005〜0.0025％、Geは0.005 〜
0.060 ％、Ｐは0.010 〜0.090 ％とすることが好まし
い。上記成分の下限については、いずれもインヒビター
補強成分としての効果を発揮させるための最小限であ
り、また上限については鋼板のぜい化を回避し、加工性
を確保するための観点からである。

【００２５】Ｃは、熱延組織改善に有効に寄与する成分
であるが、多すぎると脱炭が困難となるので、0.035 〜
0.090 ％程度とすることが好ましい。

【００２６】また熱間ぜい化に起因した表面欠陥防止の
ためにはMoを、0.005 〜0.020 ％の範囲で含有させるこ
とが好ましい。

【００２７】かかる鋼組成のスラブの製造のために、ま
ず溶銑を転炉で一次精錬する。次いで転炉から出鋼した
溶鋼には、二次精錬すなわち炉外精錬を施す。

【００２８】この二次精錬に先立ち、シリコン合金によ
る脱酸処理を行うことが望ましい。これは、脱酸処理か
ら鋳込みまでの時間をできるだけ長時間とり、酸化物系
介在物の溶鋼からの分離浮上を図るためである。

【００２９】二次精錬においては、各種合金添加物を投
入して成分組成の調節を行う。この際、N₂ガスを用いて
加窒処理を、また不活性ガスを用いて酸化物系介在物の
分離浮上を行って、溶鋼中のＮ含有量の調節を行う。不
活性ガス吹き込みを行えば脱窒が行われるからＮ成分量
の調節も可能となる。加窒処理及び介在物の除去処理の
効果は、吹き込むガス流量や溶鋼温度、さらにAl添加の
有無、設備の真空度等によって変化するから、これらの
要素を勘案して処理を行う。

【００３０】N₂ガス及び不活性ガスの吹き込みの組み合
わせとしては、窒素を先に吹き込んだ後にArガスを吹き
込んでも、またその逆順で行っても、さらに交互に２回
以上行ってもよく、また断続して行ってもよい。

【００３１】さらにN₂ガスと不活性ガスとの混合ガスを
用いてもよい。かかる混合ガスの配合割合としては、加
窒のためには50％以上のN₂を含有させるのが好ましく、
また酸化物の浮上促進や、脱窒のためには50％以上の不
活性ガスを含有させるのが好ましい。

【００３２】ガス吹き込みの際は、二次精錬の終了前の
10分間以上を不活性ガスの吹込みとすることが、より好
適にこの発明の目的が達成できる。不活性ガスとして
は、Arが代表として掲げられるがこの他、He、Ne、CO等
を用いても良いことはいうまでもない。

【００３３】二次精錬の設備としては、真空又は減圧、
あるいは減圧加圧の繰り返しで、かつ溶鋼攪拌力として
ガス、雰囲気圧力、電磁力等を使用する、いわゆる真空
また減圧取鍋精錬用設備が適していて、例えばＲＨ，Ｄ
Ｈ，ＰＭ(pulse mixing)，ＶＯＤ，ＴＤ，ＴＮ，ＬＦ，
ＶＡＤ，ＶＣ，ＶＯＤＣ，ＡＳＥＡ−ＳＫＦ等が該当す
る。なかでも真空脱ガス設備が、効率的な加窒及び介在
物除去として好適である。

【００３４】上述した二次精錬に加えて、転炉における
一次精錬の最終段階から二次精錬までの間にN₂含有ガス
を用いて溶鋼の加窒処理を施しておくことが、二次精錬
での処理を容易にできることから望ましい。具体的には
転炉で加窒することが挙げられる。この転炉での加窒処
理の時期は、吹錬の末期でも吹錬終了後のリンス処理時
でもいずれでも良いが、吹錬の初期ではCOガスのバブリ
ングのためにＮの鋼中への歩留まりが極端に悪いので採
用しない。また出鋼後の二次精錬以前にN₂含有ガスを溶
鋼に吹き込んで加窒処理をしてもよい。かかる一次精錬
の最終段階から二次精錬までの間における加窒処理に用
いるガスは、N₂単独でも、プロパン等とN₂との混合ガス
でも良く、また吹き込むノズルとしては、転炉に吹き込
む場合、上吹き転炉ではサブランスが、また下吹きや上
下吹き転炉では底吹きノズルが挙げられるが、特に底吹
きノズルからの吹き込みが加窒促進上好適である。かか
る工程を経て溶製された溶鋼は、連続鋳造機によってス
ラブとされる。連続鋳造の際には公知の技術を適用すれ
ばよい。

【００３５】その後、かかるスラブは必要により再圧
し、サイズを合わせた後、加熱して熱間圧延を行う。熱
間圧延後の鋼帯は、１回の冷間圧延、あるいは中間焼鈍
を挟む２回以上の冷間圧延によって最終板厚とする。最
終冷延前の焼鈍は、AlN の溶体化のためには850 〜1200
℃の高温が必要であり、また焼鈍後、AlN の析出のため
500 ℃までの急冷処理が必要である。次に最終冷延の圧
下率については、公知のように高磁束密度を得るために
は高圧下率とする必要があり、したがって１回法の圧下
率及び２回法における最終冷延の圧下率はいずれも80〜
95％の範囲とする。というのは、圧下率が80％より少な
いと高磁束密度が得られず、一方95％を超えると２次再
結晶が困難となるからである。

【００３６】また冷延工程における焼鈍時の表面の酸化
によって失われる鋼中Ｎの補給を行う意味で、焼鈍前に
加窒促進剤を塗布して過剰の脱窒を防止することは、得
られる製品の磁気特性の安定のうえで好ましい。なお最
終冷延の途中で時効処理を行うことは、製品の鉄損を低
減するうえで有利である。特にSbを含有する成分系で
は、短時間のただ一回の時効処理によって磁束密度の格
段の向上が認められる点に優れた特徴がある。最終圧延
後の鋼板は脱脂処理を施した後、脱炭・一次再結晶焼鈍
に供される。

【００３７】次いでMgO を主成分とする焼鈍分離剤を塗
布してから、コイル状に巻かれて最終仕上げ焼鈍に供さ
れ、その後必要に応じて絶縁コーティングを施される
が、時にレーザーやプラズマ、その他の手法によって磁
区細分化処理を施すことも可能であることはいうまでも
ない。

【００３８】

【実施例】実施例１ 転炉で一次精錬した1585℃の溶鋼を、FeSi合金を前置き
してある取鍋中に200t 出鋼注入し、ＲＨ設備で流量800
Nl/ 分で30分間のN₂吹き込み処理と、引き続く120 Nl/
分で10分間のAr吹き込み処理を行った。また各種合金
添加物をＲＨ処理中に投入して表２のＡ〜Ｎで示される
各種の溶鋼を溶製した。

【００３９】

【表２】

【００４０】これらの溶鋼を連続鋳造により厚み250 mm
のスラブとし、再圧処理によって厚み220 mmにした後、
このスラブを1430℃に加熱して厚み2.0 mmまで熱間圧延
を施した。かくして得られた熱延コイルを、1000℃での
熱延板焼鈍の後、厚み1.50mmまで冷間圧延し、1100℃で
の中間焼鈍と引き続く急冷処理の後、再び冷間圧延を施
して厚み0.75mmにし、次いで連続焼鈍炉で300 ℃、１分
間の熱処理を施し、さらに冷間圧延を施して厚み0.23mm
の最終板厚とした。次いで脱脂処理を施したのち、脱炭
・一次再結晶焼鈍を850 ℃、2 分間施し、MgO を主成分
とする焼鈍分離剤を塗布してからコイル状に巻いて1200
℃、10時間の最終仕上げ焼鈍に供し、その後張力付与絶
縁コーティングを施した。かくして得られた製品につい
て、磁気特性と、表面欠陥率を調べた。なお表面欠陥率
は光学的表面欠陥連続測定機で測定した。得られた結果
を表３に示す。

【００４１】

【表３】

【００４２】実施例２ 転炉で一次精錬した1580℃の溶鋼を下記の３種類の方法
で二次精錬し、出鋼した。 FeSi合金を前置してある取鍋中に出鋼注入した。この
時の溶鋼中のＮ含有量は37 ppmであった。その後ＲＨ設
備で二次精錬を、N₂を流量560 Nl/ 分で25分間吹き込
み、さらに引き続きArガスを流量120 Nl/ 分で15分間吹
き込んで行った。二次精錬後のＮ含有量は87ppm であっ
た（実施例）。 FeSi合金とCaN₂を前置きしてある取鍋中に出鋼注入し
た。この時の溶鋼中のＮ含有量は98 ppmであった。次に
ＲＨ設備でArを流量80Nl/ 分で40分間吹き込み、二次洗
練を終了した。この時の溶鋼のＮ含有量は88 ppmであっ
た（比較例）。 FeSi合金を前置きしてある取鍋中に出鋼注入した。次
にＲＨ設備でN₂を流量350 Nl/ 分で40分間吹き込み二次
精錬を終了した。この時の溶鋼のＮ含有量は94 ppmであ
った（比較例）。 ，，いずれも二次精錬の間にSi、Mn、Ｃの含有量
を調整し、Se、Sb、Alを投入して溶鋼成分としてＣ：0.
068 〜0.070 ％、Si：3.30〜3.32％、Mn：0.068 〜0.07
0 ％、Al：0.027 〜0.030 ％、Ｓ：0.003 ％、Se：0.01
9 〜0.022 ％、Sb：0.022 〜0.026 ％、Ｐ：0.004 ％、
残部実質的にFeの組成を得た。これらの溶鋼は連続鋳造
以降、実施例１と同一の処理で製品にした。かくして得
られた製品の磁気特性及び表面欠陥率を表４に示す。

【００４３】

【表４】

【００４４】実施例３ 下記の条件で転炉で一次精錬した溶鋼の二次精錬を行っ
た。 FeSi合金を前置きしてある取鍋中に出鋼注入し（Ｎ含
有量32ppm ）、その後ＲＨ設備で二次精錬を行う際、N₂
ガスを流量450 Nl/ 分で20分間吹き込み、さらに引き続
いてArガスを流量100 Nl/ 分で10分間吹き込んで二次精
錬を終了した。終了時の溶鋼中のＮ含有量は105 ppmで
あった（条件Ｉ）。 条件と同様にFeSi合金を前置きしてある取鍋中に出
鋼注入し（Ｎ含有量 36ppm ）、その後ＲＨ設備で二次
精錬を行う際、Arを流量120 Nl/ 分で10分間吹き込んだ
後、N₂を流量480 Nl/ 分で20分間吹き込んで二次精錬を
終了した。終了時の溶鋼中のＮ含有量は105 ppmであっ
た（条件II）。 条件と同様にFeSi合金を前置きしてある取鍋中に出
鋼注入し（Ｎ含有量 28ppm ）、その後、ＰＭ設備で二
次精錬を行う際、N₂を流量400 Nl/ 分で20分間吹き込ん
だ後、Arを120 Nl/ 分で10分間吹き込んで二次精錬を終
了した。この時の溶鋼中のＮ含有量は102 ppmであった
（条件III ）。 出鋼時の出鋼流にFeSi合金を添加した。この時のＮ含
有量は23 ppmであった。その後ＲＨ設備で条件Ｉと同じ
条件で二次精錬を行った。終了時の溶鋼中のＮ含有量は
94 ppmであった（条件IV）。 出鋼後ＲＨ設備での二次精錬の初期にFeSi合金を投入
して脱酸処理を行った。二次精錬のガスの吹き込みは条
件Ｉと同様に行った。二次精錬終了時の溶鋼中のＮ含有
量は97 ppmであった（条件Ｖ）。 FeSiを前置きしてある取鍋中に出鋼注入し、次にＲＨ
設備で二次精錬を行う際、Arガスを流量60 Nl/分で30分
間吹き込んで二次精錬を終了して比較例とした。この場
合、二次精錬前後での溶鋼中のＮ含有量はそれぞれ32 p
pm、28 ppmであった（条件VI）。

【００４５】条件Ｉ〜VIはいずれも二次精錬の間にSi、
Mn及びＣの含有量を調整し、Se、Sb、Alを投入して、二
次精錬終了時に溶鋼成分としてＣ：0.072 〜0.079 ％、
Si：3.25〜3.30％、Mn：0.066 〜0.073 ％、Al：0.027
〜0.030 ％、Ｓ：0.003 〜0.007 ％、Se：0.018 〜0.02
1 ％、Sb：0.024 〜0.028 ％、Ｐ：0.005〜0.008 ％、
残部実質的にFeの組成を得た。さらに条件Ｉ〜VIの溶鋼
は連続鋳造以降、実施例１と同一の処理で製品とした。
これらの製品の磁気特性及び表面欠陥率を表５に示す。

【００４６】

【表５】

【００４７】実施例４ 上下吹き転炉を用いて吹錬した後、底吹きノズルよりプ
ロパン30％、N₂70％の混合ガスを２分間吹き込んでリン
スを行った。その後FeSi合金を前置きしてある取鍋中に
出鋼注入し、次いでＲＨ設備で流量200 Nl/ 分で30分間
のN₂吹き込み処理と、引き続く流量150 Nl/ 分で15分間
のAr吹き込み処理を行った。また各種合金添加物をＲＨ
処理中に投入して表６のＡ1〜Ｎ1 で示される各種の溶
鋼を溶製した。

【００４８】

【表６】

【００４９】これらの溶鋼を連続鋳造により厚み250 mm
のスラブとし、再圧処理によって厚み220 mmにして、そ
の後このスラブを1430℃に加熱した後、厚み2.0 mmまで
熱間圧延を施した。かくして得られた熱延コイルを、10
00℃での熱延板焼鈍の後、厚み1.50mmに冷間圧延し、11
00℃での中間焼鈍と引き続く急冷処理の後、さらに冷間
圧延を施して厚み0.75mmにし、次いで連続焼鈍炉で300
℃、１分間の熱処理を施し、さらに冷間圧延を施して厚
み0.23mmの最終板厚とした。次いで脱脂処理を施したの
ち、脱炭・一次再結晶焼鈍を850 ℃、2 分間施し、MgO
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してからコイル状に巻
いて1200℃、５時間の最終仕上げ焼鈍に供し、その後張
力付与絶縁コーティングを施した。かくして得られた製
品について、磁気特性と表面欠陥率を調べた。なお表面
欠陥率は光学的表面欠陥連続測定機で測定した。得られ
た結果を表７に示す。

【００５０】

【表７】

【００５１】実施例５ 下記の３種類の方法で、出鋼した。 上下吹き転炉を用いて吹錬した後、底吹きノズルより
N₂ガスを吹き込んで１分間リンスを行った。その後FeSi
合金を前置してある取鍋中に出鋼注入した。この時の溶
鋼中のＮ含有量は76 ppmであった。その後ＲＨ設備で二
次精錬を、N₂を流量180 Nl/ 分で25分間吹き込み、さら
に引き続きArを流量150 Nl/ 分で15分間吹き込んで行っ
た。二次精錬後のＮ含有量は93ppm であった（実施
例）。 上下吹き転炉を用いて通常の吹錬を行った後、FeSi合
金とCaN₂を前置きしてある取鍋中に出鋼注入した。この
時の溶鋼中のＮ含有量は106ppmであった。次にＲＨ設備
でArを流量80Nl/ 分で40分間吹き込み、二次洗練を終了
した。この時の溶鋼のＮ含有量は96ppmであった（比較
例）。 上下吹き転炉を用いて通常の吹錬を行った後、FeSi合
金を前置きしてある取鍋中に出鋼注入した。この時の溶
鋼中のＮ含有量は21 ppmであった。次にＲＨ設備でN₂を
流量250 Nl/ 分で40分間吹き込み二次精錬を終了した。
この時の溶鋼のＮ含有量は82 ppmであった（比較例）。 ，，とも二次精錬の間にSi、Mn、Ｃの含有量を調
整し、Se、Sb、Alを投入して溶鋼成分としてＣ：0.068
〜0.070 ％、Si：3.30〜3.32％、Mn：0.068 〜0.070
％、Al：0.027 〜0.030 ％、Ｓ：0.003 ％、Se：0.019
〜0.022 ％、Sb：0.022 〜0.026 ％、Ｐ：0.004 ％、残
部実質的にFeの組成を得た。これらの溶鋼は連続鋳造以
降、実施例１と同一の処理で製品にした。かくして得ら
れた製品の磁気特性及び表面欠陥率を表８に示す。

【００５２】

【表８】

【００５３】実施例６ 下記の条件で溶鋼を出鋼した。 上下吹き転炉を用いて吹錬したのち、底吹きノズルに
よりN₂ガスを吹き込んで１分間リンスを行った。この時
のN₂含有量は93 ppmであった。その後、FeSi合金を前置
きしてある取鍋中に出鋼注入した。その後ＲＨ設備で二
次精錬を行う際、N₂ガスを、流量150 Nl/ 分で20分間吹
き込み、さらに引き続きArガスを、流量80Nl/ 分で10分
間吹き込んで二次精錬を終了した。この時の溶鋼中のＮ
含有量は、101 ppmであった（条件Ｉ）。 条件と同様にN₂ガスを吹き込んでリンスを行い、Fe
Si合金を前置きしてある取鍋中に出鋼注入した。この時
の溶鋼中のＮ含有量は95ppmであった。その後ＲＨ設備
で二次精錬を行う際、Arを流量80Nl/ 分で10分間吹き込
んだ後、N₂を流量150 Nl/ 分で20分間吹き込んで二次精
錬を終了した。この時の溶鋼中のＮ含有量は102 ppmで
あった（条件II）。 条件と同様にN₂ガスを吹き込んでリンスを行い、Fe
Si合金を前置きしてある溶鋼中に出鋼注入した。この時
の溶鋼中のＮ含有量は90ppmであった。その後、ＰＭ設
備で二次精錬を行う際、N₂を流量190 Nl/ 分で20分間吹
き込んだ後、Arを流量70Nl/ 分で10分間吹き込んで二次
精錬を終了した。この時の溶鋼中のＮ含有量は98 ppmで
あった（条件III ）。 条件と同様にN₂ガスを吹き込んでリンスを行い、出
鋼時の出鋼流にFeSi合金を添加した。この時のＮ含有量
は93 ppmであった。その後ＲＨ設備で条件Ｉと同じ条件
で二次精錬を行った。この時の溶鋼中のＮ含有量は101p
pmであった（条件IV）。 条件と同様にN₂ガスを吹き込んでリンスを行い、出
鋼した。この時の溶鋼中のＮ含有量は96 ppmであった。
その後ＲＨ設備での二次精錬の初期にFeSi合金を投入し
て脱酸処理を行った。二次精錬のガスの吹き込みは条件
Ｉと同様に行った。二次精錬終了時の溶鋼中のＮ含有量
は103ppmであった（条件Ｖ）。 上下吹き転炉を用いて吹錬した。その後、FeSiを前置
きしてある取鍋中に出鋼注入した。この時の溶鋼中のＮ
含有量は24 ppmであった。次にフラッシング設備を用い
て溶鋼中にN₂ガスを注入して加窒処理を行い、溶鋼中の
Ｎ含有量を、113ppmまで高めた。その後ＲＨ設備で二次
精錬を行う際、N₂ガスを流量80 Nl/分で10分間吹き込ん
だ後、Arガスを流量100 Nl/ 分で20分間吹き込んで二次
精錬を終了した。この時の溶鋼中のＮ含有量は98 ppmで
あった（条件VI）。 上吹き転炉を用いて吹錬した後、FeSi合金を前置きし
てある取鍋中に出鋼注入した。この時の溶鋼中のＮ含有
量は35 ppmであった。次にＲＨ設備を用いて二次精錬を
行う際、Arを流量60Nl/ 分で30分間吹き込んで二次精錬
を終了し、比較例とした。この時の溶鋼中のＮ含有量は
32 ppmであった。（条件VII ）。

【００５４】条件Ｉ〜VII はいずれも二次精錬の間にS
i、Mn及びＣの含有量を調整し、Se、Sb、Alを投入し
て、二次精錬終了時に溶鋼成分としてＣ：0.067 〜0.07
1 ％、Si：3.31〜3.33％、Mn：0.070 〜0.073 ％、Al：
0.025 〜0.029 ％、Ｓ：0.003 〜0.005 ％、Se：0.020
〜0.022 ％、Sb：0.025 〜0.027 ％、Ｐ：0.002 〜0.00
4％、残部実質的にFeの組成を得た。さらに条件Ｉ〜VII
の溶鋼は連続鋳造以降、実施例１と同一の処理で製品
とした。また条件VII の溶鋼は実施例１とほぼ同一の処
理で製品としたが、中間焼鈍及び脱炭焼鈍で加窒処理を
施し、鋼中Ｎ含有量として95 ppmまで高めた。これらの
製品の磁気特性及び表面欠陥率を表９に示す。

【００５５】

【表９】

【００５６】

【発明の効果】この発明の方向性けい素鋼用スラブの製
造方法は、二次精錬にて、N₂ガス吹込みと不活性ガス吹
込みとの組み合わせ、又は該N₂ガスと不活性ガスとの混
合ガス吹込みを行って加窒処理及び酸化物系介在物の除
去処理を施すことにより、溶鋼Ｎの含有量を上記の範囲
に調整することにより、連続鋳造で製造した製品のブリ
スターの発生を効果的に抑制した上で、加窒処理を製品
のふくれ発生なく行なうことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 孝宏 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社 技術研究本部内 (72)発明者 飯田 嘉明 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方向性けい素鋼用の溶鋼を、転炉での一
   次精錬及び取鍋での二次精錬によりSi：2.5 〜4.5 wt
   ％、Al：0.010 〜0.040 wt％、Ｎ：0.0050〜0.0130wt％
   を含む組成に溶製した後、連続鋳造機に鋳込んでスラブ
   を製造するにあたり、 前記二次精錬にて、N₂ガス吹込みと不活性ガス吹込みと
   の組み合わせ、又は該N₂ガスと不活性ガスとの混合ガス
   吹込みを行って加窒処理及び酸化物系介在物の除去処理
   を施すことにより、溶鋼Ｎの含有量を上記の範囲に調整
   することを特徴とする方向性けい素鋼用スラブの製造方
   法。
2. 【請求項２】 一次精錬の最終段階から二次精錬前まで
   に、N₂含有ガスを溶鋼中に供給して加窒を行う請求項１
   記載の方向性けい素鋼用スラブの製造方法。