JP2684860B2 - 連続ラインにおける高珪素鋼帯の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拡散浸透法による高珪
素鋼帯の連続製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】珪素鋼板は優れた軟磁気特性を持つた
め、トランスやモータのコア材として広く用いられてい
る。この種の鋼板はＳｉ含有量が増すほど鉄損が低減さ
れ、Ｓｉが６．５ｗｔ％では磁歪が０となり、最大透磁
率もピークとなるなど優れた磁気特性を呈することが知
られている。従来、高珪素鋼板を製造する方法として、
圧延法、直接鋳造法および拡散浸透法があるが、このう
ち圧延法はＳｉ含有量４ｗｔ％程度までは製造可能であ
るが、それ以上のＳｉ含有量では加工性が著しく悪くな
るため、冷間圧延が困難となる。また、直接鋳造法は圧
延法のような加工性の問題は生じないが、形状不良を起
し易く、また、厚物材や幅広材が製造できない等、多く
の問題点がある。

【０００３】これに対し、拡散浸透法は低珪素鋼をあら
かじめ溶製して圧延により薄板化した後、表面からＳｉ
を浸透させることにより高珪素鋼帯を製造するもので、
この方法によれば加工性の問題を生じることなく高珪素
鋼帯を得ることができる。この拡散浸透法による高珪素
鋼板の製造は、一般に、普通鋼板または低珪素鋼板（通
常、Ｓｉ：４ｗｔ％以下）に対して、ＳｉＣｌ₄等のＳ
ｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中でＳｉの浸透処理
（浸珪処理）を施して鋼板の表面からＳｉを浸透させ、
次いで、Ｓｉ化合物を含まない無酸化性ガス雰囲気中で
鋼板に対して拡散熱処理を施して、浸透させた珪素を鋼
板中に拡散させ、Ｓｉを均質に含有させた高珪素鋼板を
得るものである。従来、この種の製造方法に関しては、
鋼帯を連続的に処理する場合の諸条件が十分検討されて
おらず、処理時間が３０分以上と長いことや、処理温度
が１２３０℃と極めて高くエッジ部が溶解するおそれが
あるなど、処理条件が事実上連続ラインには適用でき
ず、鋼帯の連続ラインでの安定製造が期待できないとい
う問題があった。

【０００４】このような問題に対し、本出願人は先に、
拡散浸透法を連続ラインに適用した高珪素鋼板の製造法
を、特開昭６２−２２７０７８号および特開昭６２−２
２７０９１号として提案した。これらの方法は、鋼帯を
加熱し、ＳｉＣｌ₄を含む無酸化性ガス雰囲気中で化学
気相蒸着法により連続的に浸珪処理した後、ＳｉＣｌ₄
を含まない無酸化性ガス雰囲気で拡散均熱処理してＳｉ
を均一化し、冷却後コイル状に巻取る一連のプロセス
を、連続ライン化し、珪素鋼帯を効率よく製造する方法
に関するもので、連続ラインにおいて浸珪処理する際の
反応ガス濃度、反応時間、均熱拡散処理時間および処理
温度等を詳細に検討且つ特定し、連続ラインでの拡散浸
透処理による高珪素鋼帯の製造を可能ならしめたもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし本発明者らのそ
の後の検討によれば、上記のように処理条件を特定した
製造法は、従来連続ライン化の障害とされていた問題を
解消し、原理的には高珪素鋼帯の効率的な製造が可能で
あるものの、浸珪処理に起因して鋼帯に著しい形状不良
が生じるという新たな問題があることが判明した。従
来、このような製品鋼帯の形状制御に関しては、その詳
細な検討がなされた例はない。本発明は、このようなＳ
ｉの連続拡散浸透処理による高珪素鋼帯の製造方法にお
いて、形状不良のない高品質の高珪素鋼帯を連続的に安
定して製造するための方法の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、処理
炉内で鋼帯を連続的に浸珪処理する際、鋼帯長手方向の
Ｓｉ濃度増加勾配を所定の値以下に抑えることを骨子と
するもので、その特徴とするところは、浸珪処理中にお
ける鋼帯の長手方向での、 Ｓｉ濃度増加勾配〔ｗｔ％／ｍ〕＝（鋼板長手方向の任
意の２点間における板厚方向平均Ｓｉ濃度の増加量）÷
（任意の２点間の距離） で定義されるＳｉ濃度増加勾配を、処理炉内にある鋼帯
の全長において下式で定義される限界Ｓｉ濃度増加勾配
値Ｓ以下に抑えるようにすることにある。

【０００７】

【数２】

【０００８】本発明法において素材（原板）として使用
される鋼帯は、一般に、普通鋼板または比較的低いＳｉ
含有量（通常、Ｓｉ：４ｗｔ％以下）の無方向性若しく
は方向性珪素鋼帯である。また、本発明が対象する浸珪
処理は、ＳｉＣｌ₄等のＳｉ化合物を含む雰囲気中で処
理を行なう場合のほか、固体状のＳｉ粉やＳｉ化合物粉
中で鋼帯を連続的に浸珪処理する場合を含む。

【０００９】

【作用】以下、本発明の詳細を説明する。図１に示すよ
うな浸珪処理炉での連続浸珪処理においては、図示する
ように連続的に鋼帯中のＳｉ濃度（板厚方向での平均濃
度、以下同様）が増加し、鋼帯長手方向でＳｉの濃度分
布が生じる。鋼帯中のＳｉ濃度が増加すると、図２に示
すように格子定数が減少するため、処理炉内において鋼
帯の収縮が生じる。このため、連続体である鋼帯には板
幅方向に応力が働き、その応力値が臨界応力値を超える
と、鋼帯は浸珪処理中に板絞りやエッジめくれ等の変形
を起す。したがって、連続浸珪処理では、この鋼帯の収
縮で発生する板幅方向の圧縮応力を変形が生じない程度
に緩和し、鋼帯の変形を防止することが非常に重要とな
る。

【００１０】この鋼帯の形状不良の原因となる幅方向応
力（特に圧縮応力）は、鋼帯の単位長さ当りの板幅収縮
量に依存する。したがって、この応力を緩和するために
は、浸珪処理を鋼帯長手方向に十分な長さを取って徐々
に行なうこと、つまり鋼帯長手方向での、 Ｓｉ濃度増加勾配〔ｗｔ％／ｍ〕＝（鋼板長手方向の任
意の２点間における板厚方向平均Ｓｉ濃度の増加量〔ｗ
ｔ％〕）÷（任意の２点間の距離〔ｍ〕） で定義されるＳｉ濃度増加勾配を小さく取ることが必要
であり、その勾配が小さければ小さいほど変形の確率は
小さくなる。本発明者らは応力理論、機械物性試験およ
び浸珪処理試験等に基づき、下記（１）式に示すような
鋼帯の形状不良を防止し得る鋼帯長手方向の限界Ｓｉ濃
度増加勾配値Ｓ（板厚方向平均Ｓｉ濃度の限界増加勾配
値、以下同様）を求めた。

【００１１】

【数３】

【００１２】すなわち、浸珪処理炉内にある鋼帯の全長
において、上記Ｓｉ濃度増加勾配（ｗｔ％／ｍ）を
（１）式で定義される限界Ｓｉ濃度増加勾配値Ｓ以下に
抑えることにより、鋼帯の形状不良の原因となる幅方向
応力を適切に抑え、鋼帯の形状不良を生じることなく安
定した連続浸珪処理が可能となることが判った。（１）
式によれば、板幅Ｗが大きいほど、また、板厚ｔが小さ
いほどＳｉ濃度増加勾配を小さくする必要がある。ここ
で、上記（１）式が得られた根拠を説明する。 鋼帯のよ
うな矩形平板に対してその幅方向に圧縮応力が作用した
場合を考えると、平板が幅方向で座屈（鋼帯で言えば板
幅方向での板絞り等）しないための最大応力（臨界座屈
応力Ｐｃ）は、下式に示すように曲げ剛性Ｄ、平板の板
厚ｔおよび板幅Ｗの関数で表わされる。

【数４】 一方、浸珪処理により鋼帯の格子定数が減少して収縮し
た場合の板幅方向に発生する圧縮圧力σは、下式に示す
ように鋼帯長手方向でのＳｉ濃度増加勾配Ｓｏ、ヤング
率Еおよび鋼帯板幅Ｗの関数で表わされる。

【数５】 したがって、鋼帯が座屈変形（板絞り等）を生じない条
件は、板幅方向で発生する圧縮圧力σが臨界座屈応力Ｐ
ｃを超えないこと、つまり、Ｐｃ≧σを満足することで
ある。 ここで、上記各式中の曲げ剛性Ｄとヤング率Ｅは
材料固有の物性値であることから、鋼帯の板厚ｔと板幅
Ｗが決まった場合、鋼帯が板幅方向での圧縮応力で座屈
するか否かはＳｉ濃度増加勾配Ｓｏのみに依存し、Ｓｏ
の大きさにより座屈するかしないかが決まることにな
る。そこで、この座屈する場合としない場合の臨界値と
なるＳｏを限界Ｓｉ濃度増加勾配Ｓｃとし、このＳｃが
鋼帯の板厚ｔおよ び板幅Ｗとの関係で下記（ａ）式

【数６】 で表わされると仮定し、図４ないし図９に示されるよう
な試験データに基づき、以下に述べるような手法により
上記（１）式を導いた。 すなわち、図４は板厚０．１ｍ
ｍ（０．１×１／１０ ³ ｍ）の鋼帯に関する試験データ
であるが、上記（ａ）式にこの板厚ｔ＝０．１×１／１
０ ³ （ｍ）を代入すると、

【数７】 となり、図４中において鋼帯変形の有無を示す境界曲線
（実線）に基づき回帰分析すると、上記（ａ）式におけ
るＷの指数ｘはほぼｘ＝２．６４となる。また、図７は
板厚０．３ｍｍ（０．３×１／１０ ³ ｍ）の鋼帯に関す
る試験データであるが、上記（ａ）式にこの板厚ｔ＝
０．３×１／１０ ³ （ｍ）を代入すると、

【数８】 となり、図７中において鋼帯変形の有無を示す境界曲線
（実線）に基づき回帰分析すると、上記（ａ）式におけ
るＷの指数ｘはほぼｘ＝２．６４となる。また、図５
（鋼帯板厚：０．１ｍｍ）、図６（鋼帯板厚：０．１ｍ
ｍ）、図８（鋼帯板 厚：０．３ｍｍ）、図９（鋼帯板
厚：０．３ｍｍ）に示される試験データに関しても同様
の値が得られる。 次に、板厚ｔに関しては、先ず上記
（ａ）式の両辺の対数をとると、下式のようになる。

【数９】 上記式においてｘ＝２．６４でＷが一定になると、下式
のようになる。

【数１０】 ここで、上述した板厚０．１ｍｍの鋼帯について図４に
示される鋼帯変形の有無を示す境界曲線（実線）と、板
厚０．３ｍｍの鋼帯について図７に示される鋼帯変形の
有無を示す境界曲線に基づき、各図の横軸に示された鋼
帯の各板幅毎にlog ｔとlog Ｓｃの関係をとると図１５
（図中の直線）のようになる。同図に示される直線の傾
きはいずれも同じ１．５６であり、図５、図６、図８、
図９に示される試験データに関しても同様の値が得られ
る。したがって、この結果から上記（ａ）式におけるｔ
の指数ｙをｙ＝１．５６とした。 また、図４ないし図９
に示される鋼帯変形の有無を示す境界曲線に基づき回帰
分析した結果から、上記（ａ）式中の定数Ａは４．５８
×１０ ⁵ となる。 以上の結果から、Ｓｃ（＝限界Ｓｉ濃
度増加勾配値Ｓ）と板厚ｔおよび板幅Ｗとの関係式であ
る上記（１）式が得られた。

【００１３】本発明者らはこの計算結果を検証するた
め、図３に示すような製造ラインを使用して種々の板
厚、幅寸法の鋼帯に対し連続浸珪処理試験を行った。こ
の結果、どのようなサイズの鋼帯に対しても、本式で計
算される限界Ｓｉ濃度増加勾配値Ｓ以下で浸珪処理を行
えば鋼帯形状は良好であり、一方、上記限界Ｓｉ濃度増
加勾配値Ｓを超えると鋼帯の形状不良が発生することが
確認できた。また、（１）式は通常製造される程度の幅
の鋼帯（通常，最大幅１８００ｍｍ）について、問題な
く適用できることも確認できた。

【００１４】上述したように本発明法において素材（原
板）として使用される鋼帯は、一般に、普通鋼板または
比較的低いＳｉ含有量（通常、Ｓｉ：４ｗｔ％以下）の
無方向性若しくは方向性珪素鋼帯である。このような素
材鋼板の成分は特に限定されるものではないが、優れた
磁気特性を得るために以下のように規定することが好ま
しい。

【００１５】まず、非金属元素について説明すると、 Ｃ：Ｃは初透磁率、最大透磁率を低下させ、Ｈｃを増
し、鉄損を増大させる。この影響は、図１３に示すよう
に０．０１ｗｔ％を超えると顕著になることが知られて
おり、したがって、Ｃは０．０１ｗｔ％以下とすること
が好ましい。但し、結晶方位改善を目的として製鋼段階
でＣを０．０１ｗｔ％を超えて含有させ、圧延すること
も可能であるが、この場合には、時効および特性劣化を
防止するため脱炭焼鈍を実施し、Ｃを０．０１ｗｔ％以
下とすることが好ましい。すなわち、Ｃ濃度の調整は溶
製段階で行ってもよく、また、脱炭焼鈍を実施すること
により行なってもよい。

【００１６】Ｏ：Ｏは鉄損を高め、ＳｉＯ₂のようなコ
ロイド状微粒子として存在する場合には、磁気特性を著
しく劣化させる元素として知られている。また、ＯはＣ
とどの程度共存するかによっても磁気特性を変化させ
る。特に、図１４に示すようにＯ含有量とＣ含有量とが
ほぼ同等の場合、鉄損値が最小になることも知られてお
り、上記Ｃ含有量の適正範囲と同様に、Ｏ含有量も０．
０１ｗｔ％以下とすることが好ましい。

【００１７】Ｎ、Ｓ：共に時効の原因となるため極力少
なくすることが好ましく、これらの成分もそれぞれ０．
０１ｗｔ％以下とすることが好ましい。 Ｐ：Ｐは酸素による磁性劣化を軽減し、鉄損を減少させ
る作用があり、また、最大透磁率の改善および磁束密度
の改善を目的として若干の添加が可能であるが、その添
加量の上限は１ｗｔ％程度までである。 Ｈ：Ｈは鋼板を著しく脆くさせるため、高圧下でＨを含
有させる等、積極的な含有は避けるべきである（通常ｐ
ｐｍレベル以下）。 以上のように非金属元素については、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓ等
を極力低く抑え、且つＣとＯの比率を適正化することが
好ましい。

【００１８】次に金属元素について説明すると、 Ｍｎ：熱間圧延時の展延性の改善と、脱硫作用および規
則−不規則変態における磁性改善効果を考慮すると、Ｍ
ｎは０．５ｗｔ％以下の範囲で添加することが好まし
い。 Ｃａ：Ｃａは多量に含有すると透磁率を低下させるた
め、０．３ｗｔ％以下とすることが好ましい。 Ｖ：若干のＶを添加することにより、Ｈｃが改善される
ことが知られている。すなわち、Ｖは０．０５ｗｔ％程
度添加することにより、結晶粒の発達が促進され、磁性
が改善される。このため、Ｖは０．１ｗｔ％を上限とし
て添加することができる。

【００１９】Ｔｉ：０．０５ｗｔ％程度添加することで
Ｖと同様の効果を期待でき、このため、０．１ｗｔ％を
上限として添加することができる。 Ｂｅ、Ａｓ：若干の磁気特性改善効果が期待でき、それ
ぞれ０．１ｗｔ％を上限として添加することができる。 Ｃｕ：０．７ｗｔ％程度までは、磁性を大きく劣化させ
ることはないが、０．７ｗｔ％を超えて含有すると鉄損
が増大する。このため、Ｃｕは０．７ｗｔ％以下、好ま
しくは０．１ｗｔ％以下とすることが望ましい。 Ｃｒ：鉄損を増大させる傾向があり、０．０３ｗｔ％以
下とすることが好ましい。 Ｎｉ：磁気特性を著しく悪化させるため、極力低減させ
ることが好ましく、０．０１ｗｔ％以下とすることが好
ましい。

【００２０】Ａｌ：従来の珪素鋼板では、Ａｌの電気抵
抗を高める効果と展延性の改善効果とを利用して、Ｓｉ
の一部をＡｌで置き換える方法を採っている。例えば、
４ｗｔ％Ｓｉとする代わりに、Ｓｉを３ｗｔ％、Ａｌを
１ｗｔ％とし、加工性を維持させる配慮がなされてい
る。本発明法では、Ｓｉ含有量を６．５ｗｔ％以上とで
きるため、磁性改善のために新たにＡｌを添加する必要
はなく、溶製段階における脱酸促進および展延性の改善
という観点から、０．５ｗｔ％以下とすることが好まし
い。また、Ｓｉの拡散処理をＡｒ、Ｈｅ、Ｈ₂などの無
酸化性雰囲気中で行う場合には、Ａｌが上記の量程度含
まれていても特に問題はない。しかしながら、Ｎ₂を含
んだ雰囲気中で処理を行う場合には、高温処理のためＡ
ｌが窒化し、冷却条件が適切でない場合には、その冷却
過程において磁気特性に有害なＡｌＮが析出する。した
がって、Ｎ₂を含んだ雰囲気中で処理を行う場合には、
ＡｌＮの析出を極力防止する観点から、Ａｌは８０ｐｐ
ｍ以下とすることが好ましい。

【００２１】また、以上のような元素の他に、下記のよ
うな目的で他の元素を添加しても本発明の効果を損なう
ものではない。 ・結晶粒成長抑制元素：Ｓｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｂ、
Ｔｅ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ等 ・結晶方位改善元素：Ｂ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ等 ・機械特性改善元素 加工性改善：Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ等 強度改善 ：Ｗ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｚｒ、Ｈｆ等

【００２２】

【実施例】

〔実施例１〕図３に示す製造ラインにおいて、表１の鋼
種Ａの化学成分を有し、板厚０．１ｍｍ、板幅１６０〜
８００ｍｍの３％Ｓｉ鋼帯を、浸珪処理領域長を変える
ことによりＳｉ濃度増加勾配を種々変化させて連続浸珪
処理し、６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。このようにして
得られた各鋼帯について、その形状を調べた。この測定
では、製品鋼帯を平坦な基盤面に置き、板幅方向のあら
ゆる位置において、板幅方向に平行な３０ｍｍ間隔の２
本のピンで鋼帯を基盤面に押し付け、その２本のピン間
における基盤面と鋼帯面間の間隙を測定した。そして、
この各箇所の間隙測定における間隙の最大値ｙに応じ、
鋼帯の形状性を以下のように評価した。ここで、ｙが小
さいほど鋼帯形状は良好であり、◎では実質的に板変形
は生じていない。 ◎ ｙ：０．２ｍｍ以下 ○ ｙ：０．２ｍｍ超え、０．４ｍｍ以下 × ｙ：０．４ｍｍ超え 図４は、上記測定結果を鋼帯板幅とＳｉ濃度増加勾配で
整理して示したものである。これによれば、鋼帯長手方
向でのＳｉ濃度増加勾配が図中実線で示される限界Ｓｉ
濃度増加勾配値以下になるよう浸珪処理を実施すること
により、板形状が良好な高珪素鋼帯が製造できることが
判る。したがって、例えば、板厚０．１ｍｍ×板幅６０
０ｍｍの３％Ｓｉ鋼帯から連続浸珪処理により６．５％
Ｓｉ鋼帯を製造する場合、Ｓｉ濃度増加勾配は、１．０
１ｗｔ％／ｍ以下とする必要がある。換言すれば、上記
寸法の３％Ｓｉ鋼帯から連続浸珪処理により６．５％Ｓ
ｉ鋼帯を製造する場合、水平パスライン、縦型パスライ
ンに拘りなく、浸珪処理領域長を３．５ｍ以上とする必
要がある。

【００２３】〔実施例２〕図３に示す製造ラインにおい
て、板厚０．１ｍｍ、板幅１６０〜６００ｍｍの３．２
％Ｓｉ方向性珪素鋼帯に、浸珪処理領域長を種々変える
ことでＳｉ濃度増加勾配を変化させた連続浸珪処理を施
し、４．５％Ｓｉ方向性珪素鋼帯を製造した。得られた
各鋼帯について、上記実施例１と同様の方法により板形
状を評価した。図５はその結果を示したもので、これら
の測定結果からも、鋼帯長手方向でのＳｉ濃度増加勾配
が図中実線で示される限界Ｓｉ濃度増加勾配値以下にな
るよう浸珪処理を実施することにより、板形状が良好な
高珪素鋼帯が製造できることが判る。

【００２４】〔実施例３〕図３に示す製造ラインにおい
て、表１の鋼種Ｂの化学成分を有し、板厚０．１ｍｍ、
板幅１６０〜８００ｍｍの普通鋼帯を、浸珪処理領域長
を変えることによりＳｉ濃度増加勾配を種々変化させて
連続浸珪処理し、６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。得られ
た各鋼帯について、上記実施例１と同様の方法により板
形状を評価した。図６はその結果を示したもので、これ
らの測定結果から、鋼帯長手方向でのＳｉ濃度増加勾配
が図中実線で示される限界Ｓｉ濃度増加勾配値以下にな
るよう浸珪処理を実施することにより、板形状が良好な
高珪素鋼帯が製造できることが判る。したがって、例え
ば、板厚０．１ｍｍ×板幅６００ｍｍの普通鋼帯から連
続浸珪処理により６．５％Ｓｉ鋼帯を製造する場合、Ｓ
ｉ濃度増加勾配は、１．０１ｗｔ％／ｍ以下とする必要
がある。換言すれば、上記寸法の普通鋼帯から連続浸珪
処理により６．５％Ｓｉ鋼帯を製造する場合、水平パス
ライン、縦型パスラインに拘りなく、浸珪処理領域長を
６．５ｍ以上とする必要がある。

【００２５】〔実施例４〕図３に示す製造ラインにおい
て、表１の鋼種Ａの化学成分を有し、板厚０．３ｍｍ、
板幅１６０〜８００ｍｍの３％Ｓｉ鋼帯を、浸珪処理領
域長を変えることによりＳｉ濃度増加勾配を種々変化さ
せて連続浸珪処理し、６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。得
られた各鋼帯について、上記実施例１と同様の方法によ
り板形状を評価した。図７はその結果を示したもので、
これらの測定結果から、鋼帯長手方向でのＳｉ濃度増加
勾配が図中実線で示される限界Ｓｉ濃度増加勾配値以下
になるよう浸珪処理を実施することにより、板形状が良
好な高珪素鋼帯が製造できることが判る。したがって、
例えば、板厚０．３ｍｍ×板幅６００ｍｍの３％Ｓｉ鋼
帯から連続浸珪処理により６．５％Ｓｉ鋼帯を製造する
場合、Ｓｉ濃度増加勾配は、５．６ｗｔ％／ｍ以下とす
る必要がある。換言すれば、上記寸法の３％Ｓｉ鋼帯か
ら連続浸珪処理により６．５％Ｓｉ鋼帯を製造する場
合、水平パスライン、縦型パスラインに拘りなく、浸珪
処理領域長を０．６２ｍ以上とする必要がある。

【００２６】〔実施例５〕図３に示す製造ラインにおい
て、表１の鋼種Ｂの化学成分を有し、板厚０．３ｍｍ、
板幅１６０〜８００ｍｍの普通鋼帯を、浸珪処理領域長
を変えることによってＳｉ濃度増加勾配を種々変化させ
て連続浸珪処理し、４％Ｓｉ鋼帯を製造した。得られた
各鋼帯について、上記実施例１と同様の方法により板形
状を評価した。図８はその結果を示したもので、これら
の測定結果から、鋼帯長手方向でのＳｉ濃度増加勾配が
図中実線で示される限界Ｓｉ濃度増加勾配値以下になる
よう浸珪処理を実施することにより、板形状が良好な高
珪素鋼帯が製造できることが判る。したがって、例え
ば、板厚０．３ｍｍ×板幅６００ｍｍの普通鋼帯から連
続浸珪処理により４％Ｓｉ鋼帯を製造する場合、Ｓｉ濃
度増加勾配は、５．６ｗｔ％／ｍ以下とする必要があ
る。換言すれば、上記寸法の普通鋼帯から連続浸珪処理
により４％Ｓｉ鋼帯を製造する場合、水平パスライン、
縦型パスラインに拘りなく、浸珪処理領域長を０．７ｍ
以上とする必要がある。

【００２７】〔実施例６〕図３に示す製造ラインにおい
て、表１の鋼種Ｂの化学成分を有し、板厚０．３ｍｍ、
板幅１６０〜８００ｍｍの普通鋼帯を、浸珪処理領域長
を変えることによりＳｉ濃度増加勾配を種々変化させて
連続浸珪処理し、６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。得られ
た各鋼帯について、上記実施例１と同様の方法により板
形状を評価した。図９はその結果を示したもので、これ
らの測定結果から、鋼帯長手方向でのＳｉ濃度増加勾配
が図中実線で示される限界Ｓｉ濃度増加勾配値以下にな
るよう浸珪処理を鋼帯に施すことにより、板形状が良好
な高珪素鋼帯が製造できることが判る。したがって、例
えば、板厚０．３ｍｍ×板幅６００ｍｍの普通鋼帯から
連続浸珪処理により６．５％Ｓｉ鋼帯を製造する場合、
Ｓｉ濃度増加勾配は、５．６ｗｔ％／ｍ以下とする必要
がある。換言すれば、上記寸法の普通鋼帯から連続浸珪
処理により６．５％Ｓｉ鋼帯を製造する場合、水平パス
ライン、縦型パスラインに拘りなく、浸珪処理領域長を
１．２ｍ以上とする必要がある。

【００２８】〔実施例７〕板厚０．１ｍｍ、板幅１６０
ｍｍの３％Ｓｉ鋼板について、図１０に示すように上下
にノズルを配置した炉において、鋼板を固定した状態で
ＳｉＣｌ₄とＮ₂の混合ガスを吹き付け、板幅方向で均一
な浸珪処理を行った。この浸珪処理では、ノズルと鋼板
間の距離を変え、各々の条件について浸珪部のＳｉ分布
を計測するとともに浸珪処理後の板形状を評価した。図
１１は、得られたいくつかの鋼帯について、ノズル直下
部を中心とした板長手方向でのＳｉ濃度分布を示したも
ので、ノズル、鋼帯間の距離に応じて、〜のような
Ｓｉ濃度分布が生じている。図１２は、上記図１１に示
すようにノズル、鋼帯間の距離に応じて異なるＳｉ濃度
分布を示す各鋼帯の最大Ｓｉ濃度勾配とこれら鋼帯の板
変形の有無をプロットしたものであり、○は変形がなか
った場合、×は変形を生じた場合である。また、図中の
破線は上記（１）式から計算した限界Ｓｉ濃度勾配値で
ある。同図によれば、限界Ｓｉ濃度勾配値（破線）より
も下の領域にある鋼帯には変形がなく、一方、限界Ｓｉ
濃度勾配値よりも上の領域にある鋼帯には変形を生じて
おり、（１）式で規定される限界Ｓｉ濃度増加勾配値が
妥当であることが判る。したがって、ノズルによりＳｉ
化合物を含むガスを鋼帯に吹き付け連続浸珪処理する場
合、ノズルによる吹付条件（ノズルの構造、配置等の条
件、ガス吹付条件等）を適正化することにより鋼帯長手
方向のＳｉ濃度増加勾配が（１）式で計算される値以下
になるように制御することが必要である。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、連続ライン
による鋼帯の連続浸珪処理により、板形状が良好な高珪
素鋼帯を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】浸珪処理炉と浸珪処理中の鋼帯の長手方向Ｓｉ
濃度勾配を示す説明図である。

【図２】Ｓｉ鋼のＳｉ量よる格子定数変化を示すグラフ
である。

【図３】実施例に供された拡散浸透処理法による高珪素
鋼帯の連続製造ラインを示す説明図である。

【図４】実施例１で得られた鋼帯の形状の良否を、鋼帯
板幅とＳｉ濃度増加勾配との関係で示したものである。

【図５】実施例２で得られた鋼帯の形状の良否を、鋼帯
板幅とＳｉ濃度増加勾配との関係で示したものである。

【図６】実施例３で得られた鋼帯の形状の良否を、鋼帯
板幅とＳｉ濃度増加勾配との関係で示したものである。

【図７】実施例４で得られた鋼帯の形状の良否を、鋼帯
板幅とＳｉ濃度増加勾配との関係で示したものである。

【図８】実施例５で得られた鋼帯の形状の良否を、鋼帯
板幅とＳｉ濃度増加勾配との関係で示したものである。

【図９】実施例６で得られた鋼帯の形状の良否を、鋼帯
板幅とＳｉ濃度増加勾配との関係で示したものである。

【図１０】実施例７における鋼板へのガス吹付状態を示
す説明図である。

【図１１】実施例７における処理鋼板のノズル直下部を
中心とした鋼板長手方向Ｓｉ濃度分布を示したものであ
る。

【図１２】実施例７における、各鋼板の最大Ｓｉ濃度勾
配とこれら鋼板の板変形の有無をプロットしたものであ
る。

【図１３】高珪素鋼板の不純物元素含有量が鉄損に及ぼ
す影響を示すグラフである。

【図１４】高珪素鋼板の〔炭素含有量−酸素含有量〕が
鉄損に及ぼす影響を示すグラフである。

【図１５】 図４と図７に示された鋼帯変形の有無を示す
境界曲線に基づき、板厚ｔと限界Ｓｉ濃度増加勾配Ｓｃ
との関係を示したグラフ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理炉内で鋼帯にその表面からＳｉを浸
   透させる浸珪処理を施すことにより高珪素鋼帯を連続的
   に製造する方法において、浸珪処理中における鋼帯の長
   手方向での、 Ｓｉ濃度増加勾配〔ｗｔ％／ｍ〕＝（鋼板長手方向の任
   意の２点間における板厚方向平均Ｓｉ濃度の増加量〔ｗ
   ｔ％〕）÷（任意の２点間の距離〔ｍ〕） で定義されるＳｉ濃度増加勾配を、処理炉内にある鋼帯
   の全長において下式で定義される限界Ｓｉ濃度増加勾配
   値Ｓ以下に抑えることを特徴とする連続ラインにおける
   高珪素鋼帯の製造方法。 【数１】