JP2008308729A

JP2008308729A - 鋼帯の連続誘導加熱炉およびそれを用いた鋼帯の連続熱処理方法

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Publication number: JP2008308729A
Application number: JP2007157522A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Koga; 重信古賀; Takeharu Kataoka; 毅晴片岡
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-14
Also published as: JP4833922B2

Abstract

【課題】Ｈ₂を含む高温の雰囲気中でも安定して誘導加熱することのできる、鋼帯の連続誘導加熱炉およびそれを用いた鋼帯の連続熱処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の鋼帯の連続誘導加熱炉は、誘導加熱コイルの内側に雰囲気ガスシール殻を有し、該雰囲気ガスシール殻は、体積抵抗率１０⁶ＭΩｃｍ以上の絶縁性構造材料からなり、誘導加熱コイルと鋼帯との電位差の所定値をβｋＶとするとき、誘導加熱コイルの内面との離間距離α（ｍｍ）がα／β≦１０を満たす位置に配設され、さらに、雰囲気ガスシール殻の内側に体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性断熱材が配設されていることを特徴とする。また、本発明の鋼帯の連続熱処理方法は、前記加熱炉を用い、雰囲気ガスシール殻内を、Ｈ₂を１％以上含む５００℃以上の高温の雰囲気に制御し、誘導加熱コイルに通電するコイル電流の鋼帯に対する電位を５ｋＶ以上とすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼帯の連続誘導加熱炉およびそれを用いた鋼帯の連続熱処理方法に関するものであり、特に、Ｈ₂を１ｖｏｌ％（ドライガス換算）以上含む５００℃以上の雰囲気温度での鋼板の熱処理に好適な炉構造を有する鋼帯の連続誘導加熱炉、およびそれを用いた鋼帯の連続熱処理方法に関するものである。

誘導加熱炉の炉構造としては、特許文献１には、誘導加熱コイルの内側に、誘導加熱コイルと接触した断熱材、耐火ライニングの順に配置した例が示されている。また、特許文献２には、誘導加熱コイルの内側には、誘導加熱コイルと接触した絶縁板、ガイドレールにより分割された耐火材の順に配置した例が示されている。いずれの場合も、誘導加熱コイル内に設置された断熱材・耐火ライニング、あるいは、断熱材は、被加熱物からの熱輻射から誘導加熱コイルを保護する目的で設置されている。また、いずれも、誘導加熱コイルとその内側に設置された断熱材、絶縁材は直接接触している。
また、特許文献３には、誘導加熱コイルの内側に非導電性の構造材料を用いて形成された炉殻を設置し、当該炉殻の内側に断熱材を設置し、当該断熱材の内側に被加熱物が配置される誘導加熱炉の炉壁構造が開示されている。
実公昭５３−０３９６８６号公報特開２００１−３４２５１８号公報特開２００５−２２１１３２号公報

しかしながら、上記の特許文献１あるいは２に記載の発明においては、誘導加熱コイルと被加熱物の間は、空気層から形成されており、被加熱物と誘導加熱コイルの間における放電抑制策については何ら具体的な記載がなされていない。これらの文献に記載の発明について、さらに技術常識を踏まえて検討すれば、この構造においては、誘導加熱コイルと被加熱物との間の放電を防止する手段は、あくまでも空気層であるため、所定の誘導加熱条件下で、いわゆる「放電防止の為の離間距離」を確保されているものと推定される。しかし、このように推定したとしても、所定の誘導加熱条件を超えて、誘導加熱コイルと被加熱体の電位の差を大きくしようとする場合は、必要な「放電防止の為の離間距離」が大きくなりすぎて、現実的に使用可能な誘導加熱炉を実現するのが困難であるという問題がある。

また、特許文献３に記載の発明においては、誘導加熱コイルの内側に非導電性の構造材料を用いて形成された炉殻と記載されており、被加熱物の周囲の雰囲気はＨ₂含有との記載が見受けられるが、被加熱物と誘導加熱コイルの間における放電については何ら具体的には記載されていない。さらに、被加熱物の周囲にＨ₂を含む５００℃以上の高温の雰囲気が存在する場合には、この雰囲気層は、常温の空気層に比べ、放電抑制に対する効果は著しく、低下し、有効な空間（離間距離）の一部と考えることが難しくなるという問題がある。また、被加熱物の透磁率が小さいとき、たとえば、強磁性体のキュリー点（Curie Temperature）付近での被加熱物の加熱、あるいは、被加熱物の板厚の薄いときの加熱等には、誘導加熱コイルのコイル電流の周波数が高いことが要求される。このような場合、被加熱物と誘導加熱コイルの電位差が大きくなり、この被加熱物と誘導加熱コイルの間の放電抑制に必要な空間（誘導加熱コイル内側と炉殻外側）は大きくなる。そうすると、誘導加熱コイルの開口部（被加熱物の垂直方向）が大きくなり、さらに、誘導加熱コイルと被加熱物の電位差がいっそう大きくなって、被加熱物の周囲にＨ₂を含む高温の雰囲気が存在する場合には、高い周波数で使用可能な誘導加熱炉を実現することは困難であった。
そこで、本発明は、上記の課題を有利に解決して、Ｈ₂を含む高温の雰囲気中でも安定して誘導加熱することのできる、鋼帯の連続誘導加熱炉およびそれを用いた鋼帯の連続熱処理方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上述の課題の解決に向け、Ｈ₂を含む高温の雰囲気に囲まれた被加熱体を加熱する誘導加熱装置に必要な炉殻構造について鋭意検討を進めるうちに、
（１）被加熱物である鋼板の周囲の雰囲気と誘導加熱コイルの周囲の雰囲気を遮断する機能、（２）誘導加熱コイルと鋼板の間の放電を防止する機能、（３）鋼板及び鋼板周囲の雰囲気から誘導加熱コイルへの熱伝導を抑制する機能
に分離して検討すべきことを着想するに至った。これらの機能について、さらに詳細な検討を進めた結果、（１）、（２）の機能を誘導加熱コイルの内側に設置する炉殻に保持させるととともに、（３）の機能を炉殻の内側の断熱材に保持させることにより、上記の課題を解決できることを見出した。
本発明は、以上の知見に基づき、さらに検討を進めて初めて成されたものであり、その要旨は以下のとおりである。
［１］誘導加熱コイルの内側に雰囲気ガスシール殻を有し、雰囲気制御された該雰囲気ガスシール殻内で被加熱材である鋼帯を連続的に搬送しながら加熱する鋼帯の連続誘導加熱炉であって、前記雰囲気ガスシール殻は、体積抵抗率１０⁶ＭΩｃｍ以上の絶縁性構造材料からなり、誘導加熱コイルと鋼帯との電位差の所定値をβｋＶとするとき、誘導加熱コイルの内面との離間距離α（ｍｍ）が０＜α／β≦１０を満たす位置に配設され、さらに、該雰囲気ガスシール殻の内側に体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性断熱材が配設されていることを特徴とする、鋼帯の連続誘導加熱炉。
［２］前記雰囲気ガスシール殻の内側に吊具懸架溝が配設され、該吊具懸架溝に、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の紐状絶縁材が連結された体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性フックが懸架され、該紐状絶縁材により前記絶縁性断熱材が締着されていることを特徴とする、上記［１］に記載の鋼帯の連続誘導加熱炉。
［３］前記絶縁性断熱材の内側に、鋼帯による絶縁性断熱材の損傷を防止する、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性プロテクタが配設されていることを特徴とする、上記［１］または［２］に記載の鋼帯の連続誘導加熱炉。

［４］上記［１］ないし［３］のいずれか１項に記載の鋼帯の連続誘導加熱炉を用いた鋼帯の連続熱処理方法であって、前記雰囲気ガスシール殻内を、Ｈ₂を１％以上含む５００℃以上の高温の雰囲気に制御し、誘導加熱コイルに通電するコイル電流の鋼帯に対する電位を５ｋＶ以上とすることを特徴とする、鋼帯の連続熱処理方法。
［５］前記雰囲気ガス温度を７５０℃以上とすることを特徴とする、上記［４］に記載の鋼帯の連続熱処理方法。
［６］前記鋼帯が、Ｓｉ≦４．５質量％を含有する冷間圧延された方向性電磁鋼板であることを特徴とする、上記［４］または［５］に記載の鋼帯の連続熱処理方法。
［７］前記鋼帯が、Ｃｒ≦１８質量％を含有する冷間圧延されたフェライト系ステンレス鋼板またはマルテンサイト系ステンレス鋼板であることを特徴とする、上記［４］または［５］に記載の鋼帯の連続熱処理方法。

本発明によれば、被加熱物を、Ｈ₂を含む高温の雰囲気中で、しかも、高い周波数や、被加熱物に対する高い誘導加熱コイルの電位の場合でも、安定して誘導加熱することができることから、その産業上の効果は計り知れない。

本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら以下に説明する。
まず、［１］に記載の本発明は、誘導加熱コイルの内側に雰囲気ガスシール殻を有し、雰囲気制御された該雰囲気ガスシール殻内で被加熱材である鋼帯を連続的に搬送しながら加熱する鋼帯の連続誘導加熱炉であって、前記雰囲気ガスシール殻は、体積抵抗率１０⁶ＭΩｃｍ以上の絶縁性構造材料からなり、誘導加熱コイルと鋼帯との電位差の所定値をβｋＶとするとき、誘導加熱コイルの内面との離間距離α（ｍｍ）が０＜α／β≦１０を満たす位置に配設され、さらに、該雰囲気ガスシール殻の内側に体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性断熱材が配設されていることを特徴とする。

本発明による鋼帯の連続誘導加熱炉の炉壁構造の一例を、鋼帯搬送方向に平行で鋼帯面に垂直な断面について、図１に示す。被加熱物は、本実施例では鋼帯１であり、図１の左から右へ向かって誘導加熱炉内を通過することによって、鋼帯の連続熱処理が行われる。
鋼帯１を高周波誘導加熱するための誘導加熱コイル２は、鋼帯１を取り囲むように設置されている。誘導加熱コイル２には、誘導加熱用電源装置（記載せず）から所定の電力が投入され、これにより鋼帯１が誘導加熱される。

被加熱物１と誘導加熱コイル２の間には、誘導加熱コイル２を高温の炉内雰囲気ガスから保護し、かつ、誘導加熱コイル２と鋼帯１の間の放電抑制に有効な絶縁を確保するため、雰囲気ガスシール殻３を設置する。さらに、雰囲気ガスシール殻３の外側と誘導加熱コイル２の内側との間には、離間距離αｍｍがとられている。誘導加熱コイル２は、通常、内部に冷却水を通すことで強制冷却されているＣｕ管から構成されているが、コイル状に巻き回されたＣｕ管の巻き管相互の間の印加電圧の差により発生する雰囲気ガスシール殻３の表面を伝播しての沿面放電を抑制するため、α＞０とする必要があり、雰囲気ガスシール殻３と誘導加熱コイル２は非接触とする。特に、誘導加熱コイル２が２巻き（ターン）以上で構成される場合には特に重要である。

また、誘導加熱コイル２と鋼板１との電位差をβｋＶとするとき、α／β＞１０では、誘導加熱コイル２の開口部（鋼帯面に垂直な方向）が大きくなり、結果として、誘導加熱コイル２の鋼帯１に対する電位が高くなりすぎて実用的でないので、α／β≦１０とする。

誘導加熱コイル２と雰囲気ガスシール殻３の間には、空気、または、不活性ガスが満たされる。また、鋼帯１の周囲は、Ｈ₂含有雰囲気に制御され、雰囲気ガスシール殻３にて誘導加熱コイル２周辺の雰囲気とは遮断されている。
雰囲気ガスシール殻３を形成する材料としては、雰囲気の遮断と絶縁性を兼ね備えたものが必要であり、特に、絶縁性を確保するため、体積抵抗率１０⁶ＭΩｃｍ以上の絶縁性構造材料からなるものとする。絶縁性構造材料の体積抵抗率が１０⁶ＭΩｃｍ未満では、誘電加熱コイルとの間の放電を回避できなくなるため、絶縁性構造材料の体積抵抗率は１０⁶ＭΩｃｍ以上とする必要がある。具体的な絶縁性構造材料としては、無機系のＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯを主成分とするものが、絶縁性と耐火性の点で好ましい。また、炉殻の構成の強度確保の観点から、上記主成分からなる素材をガラス繊維にしたのち織物とし、ポリイミドを含む溶液を含浸させ、熱間プレスで高圧成形して、高圧熱間成形後の比重を１．８以上としたものが好ましい。この比重が１．８未満では、絶縁性、強度は満たすものの、雰囲気を遮断するのに十分なシール性が得られるとは言い難いからである。

雰囲気ガスシール殻３の内側には、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性断熱材４が、誘導加熱コイル２への鋼帯１、あるいは、鋼帯１周辺の雰囲気からの熱輻射（熱伝導）を抑制する目的で、さらに、絶縁性断熱材４の鋼帯１による損傷を防止するため、鋼帯１からＬの距離を隔てて設置されている。絶縁性断熱材４の体積抵抗率が１０²ＭΩｃｍ未満では、鋼帯１が断熱材に２点接触した場合、断熱材を通して、鋼帯１に局部電流が流れ、場合によっては放電の危惧があるため、絶縁性断熱材の体積抵抗率は、１０²ＭΩｃｍ以上とする必要がある。また、断熱性を確保するため、繊維構造とし、成形後の嵩比重は、０．２以下とするのが好ましい。これは、嵩比重が０．２超では、絶縁性を有するものの、断熱に必要な厚みが大きくなり、結果として、誘導加熱コイル２の開口部が大きくなり（鋼板の垂直方向）、ますます、誘導加熱コイル２の鋼板１に対する電位が高くなりすぎ、実用的でないからである。具体的な体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性無機系としては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂を主成分とするものが、絶縁性と耐火性の点で好ましい。なお、絶縁性断熱材４と鋼帯１との離間距離δは、鋼帯１の通材の際の位置変動により鋼帯１と絶縁性断熱材４とが接触することのない距離で、かつ、誘導加熱コイル２の開口部（鋼帯面に垂直な方向）が大きくならないような距離として、必要最小限の距離が確保される。

本発明は、Ｈ₂を含む高温の雰囲気中での、かつ、高い周波数（この場合、被加熱物に対する高い誘導加熱コイルの電位を確保）の誘導加熱装置での鋼帯の加熱、例えば、板厚の薄い鋼帯の加熱、あるいは、透磁率が小さくなるキュリー点（Curie Temperature）近傍の鋼帯の加熱、に特に適する。

また、本発明は、横型の誘導加熱、縦型の誘導加熱にともに有効である。
次に、［２］に記載の本発明は、前記雰囲気ガスシール殻の内側に吊具懸架溝が配設され、該吊具懸架溝に、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の紐状絶縁材が連結された体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性フックが懸架され、該紐状絶縁材により前記絶縁性断熱材が締着されていることを特徴とする。

図２に、図１における炉壁構造のうちの絶縁性断熱材の固定部を局部拡大図で模式的に示す。雰囲気ガスシール殻３に適用される材料は、接着剤等を適用しようとしても、表面がミクロ的に滑らかでかつ接着剤等が吸収されるような多孔体でもなく、接着剤等で絶縁性断熱材４と接合することができない場合がある。そこで、本発明者らが試行を続けた結果、雰囲気ガスシール殻３の内側にフック方式の吊具懸架溝１１を加工し、絶縁性断熱材４を貫通した断熱材固定用の紐状絶縁材１３が結び付けられた絶縁性フック１２を前述の吊具懸架溝１１に引掛けて、絶縁性断熱材４を固定する方案を見出した。なお、吊具懸架溝１１は、鋼板１と誘導加熱コイル２との間の放電を抑制する観点から、雰囲気ガスシール殻３を貫通してはならない。

なお、断熱材固定用の紐状絶縁材１３、及び、絶縁性フック１２はいずれも絶縁性、耐熱性を有することが必要であり、無機系のＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂を主成分とし、繊維としたものから作られている。体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性が必要なのは、鋼帯１が断熱材に２点接触した場合、断熱材を通して、鋼帯に局部電流が流れ、場合によっては放電の危惧があるからである。
次に［３］に記載の本発明は、前記絶縁性断熱材の内側に、鋼帯１による絶縁性断熱材４の損傷を防止する、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性プロテクタ５が配設されていることを特徴とする。

絶縁性プロテクタ５も、絶縁性、耐熱性を有することが必要であり、無機系のＡｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂、ＣａＯを主成分とし、鋼板による損傷を小さくするため板状で成形されたものである。体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性が必要なのは、鋼帯１が断熱材に２点接触した場合、断熱材を通して、鋼板に局電流が流れ、場合によっては放電の危惧があるからである。なお、プロテクタ５は、鋼帯１の誘導加熱炉の通板方法により、必要に応じて適宜設置される。

次に［４］に記載の本発明は、上記［１］ないし［３］のいずれかの鋼帯の連続誘導加熱炉を用いた鋼帯の連続熱処理方法であって、前記雰囲気ガスシール殻内を、Ｈ₂を１ｖｏｌ％（ドライガス換算）以上含む５００℃以上の高温の雰囲気に制御し、誘導加熱コイルに通電するコイル電流の鋼帯に対する電位を５ｋＶ以上とすることを特徴とする。

雰囲気ガスシール殻内の鋼帯１の周辺の雰囲気のＨ₂濃度は、１ｖｏｌ％（ドライガス換算）未満では、爆発限界からの安全基準未満となるとともに、鋼帯と誘導加熱コイルの間の放電抑制のための効果の低減が大きくはないので、Ｈ₂の濃度は１ｖｏｌ％（ドライガス換算）以上とする。雰囲気ガスシール殻内の鋼板１の周辺の雰囲気温度は、５００℃未満では、誘導加熱コイル２と鋼帯１の電位差の間の放電抑制に必要な条件が緩和される。本発明の効果が特に得られるのは、この雰囲気温度が５００℃以上の場合である。また、誘導加熱コイル２に通電する誘導加熱コイルの鋼板１に対する電位は、５ｋＶ未満では、誘導加熱コイル２と鋼帯１の電位差の間の放電抑制に必要な条件が緩和される。本発明の効果が特に得られるのは、この電位が５ｋＶ以上の場合である。

次に［５］に記載の本発明は、前記雰囲気ガス温度を７５０℃以上とすることを特徴とする。

雰囲気ガス温度は、Ｈ₂の爆発限界からの安全性確保の観点からは、７５０℃以上とするのが好ましい。ただし、加熱炉の出入側に加熱炉の外部からの大気等の侵入がないように十分に安全対策がとられた加熱炉では、この雰囲気温度を７５０℃以上とする必要はない。

次に［６］に記載の本発明は、前記鋼帯が、Ｓｉ≦４．５質量％を含有する冷間圧延された方向性電磁鋼板であることを特徴とする。

本発明が処理対象とするＳｉ≦４．５質量％を含有する方向性電磁鋼板としては、例えば、特開２００２−０６０８４２号公報や特開２００２−１７３７１５号公報等で開示されている方向性電磁鋼板のような成分系のものであればよく、本発明でその成分系を特に限定するものではない。本発明により、放電起因欠陥を有利に回避して、方向性電磁鋼帯に、脱炭焼鈍等の熱処理を施すことができるようになった。
次に［７］に記載の本発明は、前記鋼帯が、Ｃｒ≦１８質量％を含有する冷間圧延されたフェライト系ステンレス鋼板またはマルテンサイト系ステンレス鋼板であることを特徴とする。

本発明が処理対象とするＣｒ≦１８質量％を含有するフェライト系ステンレス鋼板としては、ＪＩＳＧ４３０５のＳＵＳ４３０やＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ等の規格鋼種や、特開平０５−２９３５９５号公報、特開平０６−００２０４４号公報、特開平０７−１１８７５４号公報等で開示されているフェライト系ステンレス鋼板のような成分系のものであればよく、本発明でその成分系を特に限定するものではない。
また、本発明が処理対象とするＣｒ≦１８質量％を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼板としては、ＪＩＳＧ４３０５のＳＵＳ４１０やＳＵＳ４２０Ｊ１等の規格鋼種や、特開平０７−２６８５６１号公報、特開平０８−１９９３１０号公報等で開示されているマルテンサイト系ステンレス鋼板のような成分系のものであればよく、本発明でその成分系を特に限定するものではない。
本発明により、放電起因欠陥を有利に回避して、フェライト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼板の冷延板の光輝焼鈍等の熱処理を施すことができるようになった。なお、本発明が処理対象とする鋼帯としては、ここで例示した方向性電磁鋼板の冷間圧延鋼帯やフェライト系ステンレス鋼板またはマルテンサイト系ステンレス鋼板の冷間圧延鋼帯に限定されることなく、キュリー点を有する鋼帯について全て有効である。

図１に、本発明による鋼帯の連続誘導加熱炉の一実施例の炉壁構造を、鋼帯通材方向縦断面図で模式的に示す。
被加熱物である鋼帯１と誘導加熱コイル２の間の雰囲気ガスシール殻３は、ＳｉＯ₂：６５質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１０質量％、ＣａＯ：１５質量％を主成分とし、ガラス繊維にしたものを織物とし、ポリイミドを含む溶液を含浸し、重ねあわせたものを熱間プレスで成形したものであり、成形後の嵩比重は２．０、厚みは１０ｍｍであった。また、雰囲気ガスシール殻の体積抵抗率は１０⁷ＭΩｃｍ、コイルへの印加電圧は１５ｋＶであった。
雰囲気ガスシール殻３の外側と誘導加熱コイル２の内側との距離αは１５ｍｍとした。絶縁性断熱材４は、Ａｌ₂Ｏ₃：７０質量％、ＳｉＯ₂：３０質量％を主成分とし、繊維としたもので、嵩比重は０．２、厚みは６０ｍｍであった。また、絶縁性断熱材の体積抵抗率は１０³ＭΩｃｍであった。また、雰囲気ガスシール殻３の外側は、空気層であった。
また、絶縁性断熱材の固定用の紐状絶縁体１３及び絶縁性フック１２は、いずれもＡｌ₂Ｏ₃：６０質量％、ＳｉＯ₂：４０質量％を主成分とし、繊維にしたものから作られている。また、紐状絶縁体の体積抵抗率は１０³ＭΩｃｍ、絶縁性フックの体積抵抗は１０³ＭΩｃｍであった。

横型炉であるので、絶縁性断熱材４の下部には、珪酸カルシウムを主成分とする板状の絶縁性プロテクタ５を配置した。なお、絶縁性プロテクタの比重は０．２、厚みは１０ｍｍ、体積抵抗率は１０²ＭΩｃｍであった。
また、鋼帯１の周辺の雰囲気ガスの組成は、Ｈ₂：７５ｖｏｌ％（ドライガス換算）、露点６５℃、残部不活性ガスであり、雰囲気ガスの温度は、８５０℃であった。
また、被加熱物は、Ｓｉ：３．３質量％、Ｃ：０．０６質量％、酸可溶性Ａｌ：０．０２８質量％、Ｎ：０．００８質量％、Ｍｎ：０．１質量％、Ｓ：０．００８質量％、Ｃｒ：０．１質量％、Ｐ：０．０３質量％を含有するスラブを１１５０℃の温度で加熱した後、２．３ｍｍ厚に熱間圧延して鋼帯コイルとし、その後、焼鈍温度１１２０℃および９２０℃の二段焼鈍を施し、さらに、板厚０．２２ｍｍまで冷間圧延した鋼板である。
このような条件で、鋼板を通板し、誘導加熱コイルに鋼板１に対する電位１５ｋＶで加圧し（α／β＝１）、鋼板の炉入口の目標温度は、５００℃、出側の目標温度は７２０℃であった。
鋼板と誘導加熱コイルとの間に放電は起こらず、入側の鋼板の温度５０２℃、出側の鋼板の温度７２３℃を得た。

実施例１と同じ炉を使用し、以下の条件でＳＵＳ４３０の鋼帯を通板した。
鋼帯１の周辺の雰囲気ガスの組成は、Ｈ₂：１００ｖｏｌ％（ドライガス換算）、露点−６０℃であり、雰囲気ガスの温度は、９５０℃であった。
また、被加熱物は、Ｃ：０．００５質量％、Ｓｉ：０．１質量％、Ｍｎ：０．１質量％、Ｃｒ：１５質量％、Ｐ：０．０２質量％、Ｓ：０．０１質量％、Ｎ：０．０１質量％を含有するスラブを１２００℃の温度で加熱した後、５．０ｍｍ厚に熱間圧延して鋼帯コイルとし、その後、焼鈍温度９００℃の焼鈍を施し、さらに、板厚２ｍｍまで冷間圧延した鋼板である。このような条件で、鋼板を通板し、誘導加熱コイルに鋼板１に対する電位１０ｋＶで加圧し（α／β＝１．５）、鋼板の炉入口の目標温度は、５３０℃、出側の目標温度は８００℃とした。鋼板と誘導加熱コイルとの間に放電は起こらず、入側の鋼板の温度５３５℃、出側の鋼板の温度８０１℃を得た。

実施例１と同様の構成の炉を使用し、誘導加熱コイルから雰囲気ガスシール殻までの距離、絶縁物の材料を変更して、鋼板の出側板温度、放電有無を確認した。その試験結果を表１に、示す。
被加熱物は、Ｓｉ：３．３質量％、Ｃ：０．０６質量％、酸可溶性Ａｌ：０．０２８質量％、Ｎ：０．００８質量％、Ｍｎ：０．１質量％、Ｓ：０．００８質量％、Ｃｒ：０．１質量％、Ｐ：０．０３質量％を含有するスラブを１１５０℃の温度で加熱した後、２．３ｍｍ厚に熱間圧延して鋼帯コイルとし、その後、焼鈍温度１１２０℃および９２０℃の二段焼鈍を施し、さらに、板厚０．２２ｍｍまで冷間圧延した鋼板である。
また、鋼帯１の周辺の雰囲気ガスの組成は、Ｈ₂：７５ｖｏｌ％（ドライガス換算）、露点６５℃、残部不活性ガスであり、雰囲気ガスの温度は、８５０℃であった。
このような条件で、鋼板を通板し、誘導加熱コイルに鋼板１に対する電位１５ｋＶで加圧し、鋼板の炉入口の目標温度は、５００℃、出側の目標温度は７２０℃であった。
本発明であるＮｏ．１では、放電は全く起こらず、また、出側板温は到達目標を達成した。

比較例であるＮｏ．２（誘導加熱コイルから雰囲気ガスシール殻までの距離０）では、コイル間同士に沿面放電が発生し、電源地絡を招き、鋼板の加熱に至らなかった。
また、比較例であるＮｏ．３（誘導加熱コイルから雰囲気ガスシール殻までの距離３００ｍｍ）では、放電は発生しなかったが、必要な鋼板の加熱を得ることができなかった。
更に、比較例であるＮｏ．１１（雰囲気シール殻の体積抵抗率が低い）では、コイルと鋼板の間に放電が発生し、電源地絡を招き、鋼板の加熱に至らなかった。
加えて、比較例であるＮｏ．１２、１３（断熱材・プロテクタの体積抵抗率が低い）では、断熱材・プロテクタと鋼板が接触したとき、断熱材・プロテクタと鋼板の間に放電が発生し、電源地絡にはならなかったものの、鋼板の到達板温がやや低めになるとともに、鋼板に放電痕が認められた。

本発明による鋼帯の連続誘導加熱炉の炉壁構造の一実施例を、鋼帯搬送方向の縦断面図で模式的に示す図である。図１における炉壁構造のうちの絶縁性断熱材の固定部を局部拡大図で模式的に示す図である。

符号の説明

１鋼帯
２誘導加熱コイル
３雰囲気ガスシール殻
４絶縁性断熱材
５絶縁性プロテクタ
１１吊具懸架溝
１２絶縁性フック
１３断熱材固定用紐状絶縁材

Claims

誘導加熱コイルの内側に雰囲気ガスシール殻を有し、雰囲気制御された該雰囲気ガスシール殻内で被加熱材である鋼帯を連続的に搬送しながら加熱する鋼帯の連続誘導加熱炉であって、前記雰囲気ガスシール殻は、体積抵抗率１０⁶ＭΩｃｍ以上の絶縁性構造材料からなり、誘導加熱コイルと鋼帯との電位差の所定値をβｋＶとするとき、誘導加熱コイルの内面との離間距離α（ｍｍ）が０＜α／β≦１０を満たす位置に配設され、
さらに、該雰囲気ガスシール殻の内側に体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性断熱材が配設されていることを特徴とする、鋼帯の連続誘導加熱炉。
前記雰囲気ガスシール殻の内側に吊具懸架溝が配設され、該吊具懸架溝に、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の紐状絶縁材が連結された体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性フックが懸架され、該紐状絶縁材により前記絶縁性断熱材が締着されていることを特徴とする、請求項１に記載の鋼帯の連続誘導加熱炉。
前記絶縁性断熱材の内側に、鋼帯による絶縁性断熱材の損傷を防止する、体積抵抗率１０²ＭΩｃｍ以上の絶縁性プロテクタが配設されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼帯の連続誘導加熱炉。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の鋼帯の連続誘導加熱炉を用いた鋼帯の連続熱処理方法であって、前記雰囲気ガスシール殻内を、Ｈ₂を１ｖｏｌ％（ドライガス換算）以上含む５００℃以上の高温の雰囲気に制御し、誘導加熱コイルに通電するコイル電流の鋼帯に対する電位を５ｋＶ以上とすることを特徴とする、鋼帯の連続熱処理方法。
前記雰囲気ガス温度を７５０℃以上とすることを特徴とする、請求項４に記載の鋼帯の連続熱処理方法。
前記鋼帯が、Ｓｉ≦４．５質量％を含有する冷間圧延された方向性電磁鋼板であることを特徴とする、請求項４または５に記載の鋼帯の連続熱処理方法。
前記鋼帯が、Ｃｒ≦１８質量％を含有する冷間圧延されたフェライト系ステンレス鋼板またはマルテンサイト系ステンレス鋼板であることを特徴とする、請求項４または５に記載の鋼帯の連続熱処理方法。