JP4200527B2

JP4200527B2 - Non-oriented electrical steel sheet

Info

Publication number: JP4200527B2
Application number: JP11992596A
Authority: JP
Inventors: 健英小池; 秀之徳田; 久喜柿本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: JPH09302448A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延に起因するスケール性欠陥の少ない表面性状に優れた無方向性電磁鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、発電機、モーター、小型変圧器などの電気機器に使用される無方向性電磁鋼板は、鋼板製造後ロールコーターで絶縁皮膜がコーティングされ、スリット、打抜きおよび剪断加工等が施される。
【０００３】
したがって、その表面性状が劣悪な場合には、一般の鋼板と同様に歩留りの低下を引き起こすばかりでなく、絶縁皮膜をロールコーターでコーティングする際のロール損傷、スリット加工時のナイフの刃こぼれ、打抜き加工時のパンチとダイスの損傷等の問題を引き起こす。
【０００４】
無方向性電磁鋼板において多発する表面欠陥としては、熱間圧延に起因するスケール性欠陥が挙げられるが、その低減方法として、例えば、特開平３ー１６６３１６号公報や特開昭６３ー４１８号公報に記載された方法が開示されている。
【０００５】
特開平３ー１６６３１６号公報に記載の方法は、熱間圧延時のスラブ加熱温度と粗圧延温度を規定し、一次スケールと地鉄の温度差によってスケール剥離性を向上させる方法である。特開昭６３ー４１８号公報に記載の方法は、スラブ加熱を誘導加熱炉にて１％以下の酸素雰囲気で実施し、一次スケールの生成を抑制する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３ー１６６３１６号公報に記載の方法では、圧延温度の低温化を指向しているため熱間圧延性が低下し、割れの発生が問題となる。また、特開昭６３ー４１８号公報に記載の方法では、一次スケールの発生が過度に抑制されるためスケール厚が減少し、デスケーリング時の熱衝撃によるスケール剥離性の劣化を招き、逆にスケール性欠陥が増加する。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、熱間圧延に起因するスケール性欠陥が発生し難い表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、下記の条件を満足することを特徴とする無方向性電磁鋼板により解決される。
【０００９】
（イ）重量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１〜０．８％、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００４％以下、Ｎ：０．００５％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる無方向性電磁鋼板であって、かつ（ロ）鋼中に含まれる第二相粒子の数を顕微鏡観察により単位面積当たりの個数として求めたとき、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数が５０〜１０００個／ｍｍ²、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が５〜２００個／ｍｍ²である。
【００１０】
以下にその限定理由を説明する。
Ｃ：０．００５％を超えると、鋼のＡｃ₃変態点が低下して熱延板粒径が微細化するのでスケールによる粒界酸化が起こりやすくなり欠陥Ｃ（後述の「酸洗時のスケール剥離不良に起因したコイルエンド部で発生するスケール残り」）を増加させる。
【００１１】
Ｓｉ：１％超えると、スラブ加熱時にファイアライトの生成が促進され、スケール性欠陥が多発する。
【００１２】
Ｍｎ：０．１％未満だと、熱間圧延時に赤熱脆性による割れの生じる恐れがあり、０．８％を超えると、スラブ加熱時に内部酸化が促進されスケール性欠陥の原因となる。
【００１３】
Ｐ：０．２％を超えると、スラブ中にＰの濃厚偏析が生じ、圧延時に不均一変形が起こり帯状ムラが発生する。
【００１４】
Ｓ：０．０１％を超えると、熱間延性の劣化による割れを引き起こす。
【００１５】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００４％を超えると、微細なＡｌＮが増加し熱延板の結晶粒は微細化するが、そのためスケールによる粒界酸化を増長させスケール性欠陥の原因となる。
【００１６】
Ｎ：０．００５％を超えると、微細なＡｌＮが増えて熱延板粒径が微細化するのでスケールによる粒界酸化が起こりやすくなり欠陥Ｃ（後述の「酸洗時のスケール剥離不良に起因したコイルエンド部で発生するスケール残り」）を増加させる。
【００１７】
こうした成分限定に加えて、本発明者等は鋼中に含まれる第二相粒子もスケール性欠陥の発生率に大きな影響をおよぼすことを見出した。鋼中の第二相粒子とスケール性欠陥の発生率との関係については、これまで報告された例がなく本発明の核心部分であるので以下に詳述する。
【００１８】
表１に示す主としてＳｉ量の異なる成分系の鋼ａ、ｂ、ｃを用い、その溶製条件や鋳造条件を変えて鋼中に含まれる第二相粒子の大きさや数を種々変化させた無方向性電磁鋼板を作製し、第二相粒子の大きさや数とスケール性欠陥の発生率との関係を調査した。このとき試料は、スラブ加熱温度：１２００℃、仕上温度：８３０℃、巻取温度：６８０℃（鋼ａ）、６３０℃（鋼ｂ、鋼ｃ）の条件で板厚２．３ｍｍまで熱間圧延された後、酸洗されて板厚０．５ｍｍまで冷間圧延され、次いで連続焼鈍されている。
【００１９】
【表１】

【００２０】
鋼中に含まれる第二相粒子は、焼鈍後の試料を走査型電子顕微鏡で観察し、単位視野中における特定の直径の粒子数で分類した。
【００２１】
スケール性欠陥の発生率は、鋼板面の欠陥を目視観察により３種類に大別して、それぞれについて以下のように定義した。なお、この分類に属さない欠陥もあるが、それらはこの３種類の欠陥のいずれかと発生率が同様な傾向にあったので省略した。
【００２２】
欠陥Ａ：巾２ｍｍ以上、長さ５０ｍｍ以上の線状欠陥を対象とし、その発生率を、欠陥１個当たり１ｍとしてコイル当たりの総欠陥長さを求め、コイルの全長で割った値で表した。
【００２３】
欠陥Ｂ：巾２ｍｍ未満、長さ１０ｍｍ以下の粒状欠陥を対象とし、その発生率を、コイル長手方向の両端部より１０ｍの位置およびコイル中央部の３か所で、それぞれ長さ１０ｍにわたって欠陥数を計測し、鋼板表面の単位面積あたりの欠陥個数で表した。
【００２４】
欠陥Ｃ：酸洗時のスケール剥離不良に起因したコイルエンド部で発生するスケール残りで、その発生を目視による有無で評価した。
【００２５】
欠陥Ａ、Ｂ、Ｃともに鋼板の表裏面で観察して、発生率を求めた。
図１に、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ａの発生率の関係を示す。図で、黒色のマークは欠陥Ｃの発生があったもの、白色のマークは欠陥Ｃの発生がなかったものを表している。
【００２６】
直径０．５μｍを超える第二相粒子の数を２００個／ｍｍ²以下にすることにより、著しく欠陥Ａの発生率が低下することがわかる。
【００２７】
図２に、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ｂの発生率の関係を示す。図で、黒色のマークは欠陥Ｃの発生があったもの、白色のマークは欠陥Ｃの発生がなかったものを表している。
【００２８】
直径０．５μｍを超える第二相粒子の数を５個／ｍｍ²以上にすることにより、著しく欠陥Ｂの発生率が低下することがわかる。
【００２９】
したがって、欠陥Ａ、欠陥Ｂを低減するには、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数を５〜２００個／ｍｍ²にする必要がある。
【００３０】
このような欠陥Ａ、欠陥Ｂに対する結果の原因は必ずしも明らかでないが、次のように考えられる。直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が多くなると、それがスラブ加熱時の内部酸化の核として働き、粒界酸化を促進してアンカー効果による一次スケールの剥離性を劣化させ、圧延方向に長く伸びた欠陥Ａとなる。一方、直径０．５μｍを超える第二相粒子の数が少なくなると、二次スケールのデスケーリング時にスケール／地鉄界面に生ずるクラックの起点が減少するため二次スケールの剥離性を劣化させ粒状の欠陥Ｂとなる。
【００３１】
なお、図１、図２の結果から明らかなように、欠陥Ｃの発生と直径０．５μｍを超える第二相粒子の数には、特に相関が認められない。
【００３２】
図３に、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数と欠陥Ｃの発生の有無の関係を示す。
【００３３】
直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数を５０〜１０００個／ｍｍ²にすることにより、欠陥Ｃが全く発生しないことがわかる。
【００３４】
この原因も明らかでないが、次のように考えられる。一次スケール、二次スケールの剥離性と同様のメカニズムではあるが、酸洗時のような低温（室温〜１００℃）では、直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子がスケール剥離性を支配し、この粒子数が少ないとスケール／地鉄界面におけるスケール剥離の起点が減少し、多いと粒界酸化が進みそのアンカー効果によりスケール剥離性を劣化させる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明における第二相粒子とは、硫化物、酸化物、炭化物、窒化物、あるいはこれらの二元、三元の複合体などからなる介在物、析出物、晶出物などの総体を表している。
【００３６】
直径０．５μｍを超える第二相粒子は主として鋼の溶製時に生成する粒子であるため、脱ガス時間を長くしたり、スラグ組成の調整によりスラグからの再酸化を防止することなどによりその大きさや数を制御できる。
【００３７】
直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子は主として鋼の鋳造時に生成する粒子であるため、鋳造速度、鋳造時の溶鋼温度、鋳片サイズ、鋳片の冷却条件を調整することなどによりその大きさや数を制御できる。
【００３８】
溶鋼の製造は、転炉または電炉などにより行い、必要に応じて脱ガス処理を施してもよい。
鋳造は造塊鋳造、連続鋳造いずれでもよい。
【００３９】
こうして製造された鋳片は、直接あるいは再加熱後に熱間圧延され、酸洗後冷間圧延を経て、連続焼鈍あるいは箱焼鈍される。
【００４０】
【実施例】
表２、表３に示す成分系のＮｏ．１〜２９の鋼を溶製し、取鍋スラグの塩基度、脱ガス時間、鋳造速度、鋳片の冷却条件を変化させて表２、表３に示すような鋼中の第二相粒子の大きさと個数を有する鋳片を連続鋳造した。この鋳片を１１００〜１２００℃に再加熱後あるいは直接熱間圧延し板厚２ｍｍの熱延板を作製し、酸洗後０．５ｍｍまで冷間圧延して６５０〜８５０℃で連続焼鈍した。
【００４１】
こうして作製した鋼板表面を目視観察し、上記した欠陥Ａ、Ｂ、Ｃの発生率を求めた。結果を表２、表３に示す。
【００４２】
本発明の成分系を有し、第二相粒子の大きさと数が制御された試料は、欠陥発生が少なく表面性状に優れた無方向性電磁鋼板であることがわかる。
【００４３】
【表２】

【００４４】
【表３】

【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、熱間圧延に起因するスケール性欠陥が発生し難い表面性状に優れた無方向性電磁鋼板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ａの発生率の関係を示す図である。
【図２】直径０．５μｍを超える第二相粒子の数と欠陥Ｂの発生率の関係を示す図である。
【図３】直径０．２〜０．５μｍの第二相粒子の数と欠陥Ｃの発生の有無の関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet having excellent surface properties with few scale defects caused by hot rolling.
[0002]
[Prior art]
For example, non-oriented electrical steel sheets used in electrical equipment such as generators, motors, and small transformers are coated with an insulating film with a roll coater after the steel sheet is manufactured, and subjected to slits, punching, shearing, and the like.
[0003]
Therefore, if the surface properties are poor, not only will the yield decrease as with normal steel plates, but also roll damage when coating the insulation film with a roll coater, knife blade spilling during punching, punching This causes problems such as damage to punches and dies during processing.
[0004]
Examples of surface defects that frequently occur in non-oriented electrical steel sheets include scale defects caused by hot rolling. Examples of methods for reducing such defects include, for example, JP-A-3-166316 and JP-A-63-418. Is disclosed.
[0005]
The method described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-166316 is a method in which the slab heating temperature and the rough rolling temperature during hot rolling are defined, and the scale peelability is improved by the temperature difference between the primary scale and the base iron. The method described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-418 is a method in which slab heating is performed in an induction heating furnace in an oxygen atmosphere of 1% or less to suppress the generation of primary scale.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method described in JP-A-3-166316 is aimed at lowering the rolling temperature, so that the hot rolling property is lowered and cracking becomes a problem. Further, in the method described in JP-A-63-418, the generation of primary scale is excessively suppressed, the scale thickness is reduced, and the scale peelability is deteriorated due to thermal shock during descaling. Scale defects increase.
[0007]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a non-oriented electrical steel sheet having excellent surface properties in which scale defects due to hot rolling are unlikely to occur.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
This problem is solved by a non-oriented electrical steel sheet you and satisfies the following conditions.
[0009]
(A) By weight%, C: 0.005% or less, Si: 1% or less, Mn: 0.1 to 0.8%, P: 0.2% or less, S: 0.02% or less, sol. Al: 0.004% or less, N: 0.005% or less, a non-oriented electrical steel sheet composed of the remaining Fe and inevitable impurities , and (b) the number of second phase particles contained in the steel. When the number per unit area is determined by microscopic observation, the number of second phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm is 50 to 1000 particles / mm ² , and the number of second phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm. 5 to 200 pieces / mm ² .
[0010]
The reason for limitation will be described below.
C: If it exceeds 0.005%, the Ac ₃ transformation point of the steel is lowered and the hot-rolled plate grain size is refined, so that grain boundary oxidation is likely to occur due to the scale, and defect C (described later, “scale during pickling”). Increase the scale residue ") that occurs at the coil end due to poor peeling.
[0011]
When Si exceeds 1%, the generation of firelite is promoted during slab heating, and scale defects frequently occur.
[0012]
If Mn is less than 0.1%, there is a risk of cracking due to red heat embrittlement during hot rolling. If it exceeds 0.8%, internal oxidation is promoted during slab heating, which causes scale defects.
[0013]
If P: more than 0.2%, concentrated segregation of P occurs in the slab, non-uniform deformation occurs during rolling, and band-like unevenness occurs.
[0014]
S: If it exceeds 0.01%, it causes cracking due to deterioration of hot ductility.
[0015]
sol. When Al exceeds 0.004%, fine AlN increases and the crystal grains of the hot-rolled sheet become finer. For this reason, grain boundary oxidation due to scale is increased, which causes a scale defect.
[0016]
N: If it exceeds 0.005%, fine AlN increases and the grain size of the hot-rolled sheet becomes finer. Therefore, grain boundary oxidation is likely to occur due to the scale, and defect C (described later due to “scaling failure during pickling” The scale residue generated at the coil end portion is increased.
[0017]
In addition to such component limitation, the present inventors have found that the second phase particles contained in the steel also have a great influence on the occurrence rate of scale defects. The relationship between the second-phase particles in steel and the rate of occurrence of scale defects will be described in detail below since there is no example reported so far and is the core part of the present invention.
[0018]
Using the steels a, b, and c mainly having different Si amounts shown in Table 1 and changing the melting conditions and casting conditions, the size and number of the second phase particles contained in the steel were variously changed. A grain-oriented electrical steel sheet was prepared, and the relationship between the size and number of second-phase particles and the incidence of scale defects was investigated. At this time, the sample was hot-rolled to a thickness of 2.3 mm under the conditions of slab heating temperature: 1200 ° C., finishing temperature: 830 ° C., coiling temperature: 680 ° C. (steel a), 630 ° C. (steel b, steel c). After being pickled, it is pickled, cold-rolled to a plate thickness of 0.5 mm, and then continuously annealed.
[0019]
[Table 1]

[0020]
The second phase particles contained in the steel were classified by the number of particles having a specific diameter in the unit visual field by observing the annealed sample with a scanning electron microscope.
[0021]
The rate of occurrence of scale defects was defined as follows for each of three types of defects on the steel sheet surface by visual observation. Although there are defects that do not belong to this classification, they were omitted because the incidence was similar to that of any of these three types of defects.
[0022]
Defect A: Targeting a linear defect having a width of 2 mm or more and a length of 50 mm or more, the occurrence rate is 1 m per defect, the total defect length per coil is obtained, and expressed by a value divided by the total length of the coil. .
[0023]
Defect B: For granular defects with a width of less than 2 mm and a length of 10 mm or less, the occurrence rate is 10 m from both ends in the coil longitudinal direction and the number of defects over a length of 10 m at three locations in the center of the coil. Was measured and represented by the number of defects per unit area of the steel sheet surface.
[0024]
Defect C: The scale residue generated at the coil end portion due to the scale peeling failure during pickling was evaluated by visual observation.
[0025]
The defects A, B, and C were observed on the front and back surfaces of the steel sheet, and the occurrence rate was determined.
FIG. 1 shows the relationship between the number of second-phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm and the occurrence rate of defects A. In the figure, a black mark indicates that a defect C is generated, and a white mark indicates that a defect C is not generated.
[0026]
It can be seen that when the number of second phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm is 200 particles / mm ² or less, the occurrence rate of defects A is significantly reduced.
[0027]
FIG. 2 shows the relationship between the number of second-phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm and the occurrence rate of defects B. In the figure, a black mark indicates that a defect C is generated, and a white mark indicates that a defect C is not generated.
[0028]
It can be seen that when the number of second phase particles having a diameter of more than 0.5 μm is 5 particles / mm ² or more, the incidence of defects B is significantly reduced.
[0029]
Therefore, in order to reduce the defects A and B, the number of second phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm needs to be 5 to 200 / mm ² .
[0030]
The cause of the result for such defects A and B is not necessarily clear, but is considered as follows. When the number of second-phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm increases, it acts as a core of internal oxidation during slab heating, promotes grain boundary oxidation, degrades the primary scale peelability due to the anchor effect, and the rolling direction The defect A extends for a long time. On the other hand, if the number of second phase particles exceeding 0.5 μm in diameter decreases, the starting point of cracks generated at the scale / base metal interface at the time of descaling of the secondary scale decreases, so that the peelability of the secondary scale is deteriorated and granular Defect B.
[0031]
As is clear from the results of FIGS. 1 and 2, there is no particular correlation between the occurrence of defects C and the number of second phase particles having a diameter of more than 0.5 μm.
[0032]
FIG. 3 shows the relationship between the number of second-phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm and whether or not defects C are generated.
[0033]
It can be seen that the defect C does not occur at all by setting the number of second phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm to 50 to 1000 particles / mm ² .
[0034]
The cause of this is not clear, but it is considered as follows. Although it is the same mechanism as the peelability of the primary scale and the secondary scale, the second phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm have scale peelability at a low temperature (room temperature to 100 ° C.) such as pickling. If the number of particles is small, the starting point of scale peeling at the scale / base metal interface decreases. If the number is large, grain boundary oxidation proceeds and the scale peeling property is deteriorated due to the anchor effect.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The second phase particles in the present invention represent the total of inclusions, precipitates, crystallized substances, etc. composed of sulfides, oxides, carbides, nitrides, or binary or ternary complexes thereof. Yes.
[0036]
Second-phase particles with a diameter of more than 0.5 μm are mainly produced when steel is melted. Therefore, the size of the second-phase particles can be increased by increasing the degassing time or preventing reoxidation from the slag by adjusting the slag composition. You can control the number of pods.
[0037]
Since the second phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm are mainly produced during the casting of steel, the casting speed, the molten steel temperature during casting, the slab size, the slab cooling conditions are adjusted, etc. Its size and number can be controlled.
[0038]
Molten steel may be produced in a converter or electric furnace, and degassed as necessary.
Casting may be either ingot casting or continuous casting.
[0039]
The slab manufactured in this way is hot-rolled directly or after reheating, and after cold pickling after pickling, is continuously annealed or box-annealed.
[0040]
【Example】
No. of component system shown in Table 2 and Table 3. 1 to 29 steel was melted, and the basicity of the ladle slag, the degassing time, the casting speed, and the cooling conditions of the slab were changed, and the second phase particles in the steel as shown in Table 2 and Table 3 were changed. A slab having a size and a number was continuously cast. The slab was reheated to 1100-1200 ° C or directly hot-rolled to produce a hot-rolled sheet having a thickness of 2 mm, cold-rolled to 0.5 mm after pickling, and continuously annealed at 650-850 ° C.
[0041]
The steel plate surface thus produced was visually observed, and the occurrence rates of the above-described defects A, B, and C were determined. The results are shown in Tables 2 and 3.
[0042]
It can be seen that the sample having the component system of the present invention, in which the size and number of the second phase particles are controlled, is a non-oriented electrical steel sheet with few defects and excellent surface properties.
[0043]
[Table 2]

[0044]
[Table 3]

[0045]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide a non-oriented electrical steel sheet having excellent surface properties in which scale defects due to hot rolling hardly occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the number of second phase particles having a diameter of more than 0.5 μm and the occurrence rate of defects A. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of second phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm and the occurrence rate of defects B.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the number of second phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm and whether or not defects C are generated.

Claims

Non-oriented electrical steel sheet you and satisfies the following conditions.
(A) By weight%, C: 0.005% or less, Si: 1% or less, Mn: 0.1 to 0.8%, P: 0.2% or less, S: 0.02% or less, sol. Al: 0.004% or less, N: 0.005% or less, a non-oriented electrical steel sheet composed of the remaining Fe and inevitable impurities , and (b) the number of second phase particles contained in the steel. When the number per unit area is determined by microscopic observation, the number of second phase particles having a diameter of 0.2 to 0.5 μm is 50 to 1000 particles / mm ² , and the number of second phase particles having a diameter exceeding 0.5 μm. 5 to 200 pieces / mm ² .