JP2815904B2 - 方向性けい素鋼用スラブの加熱方法および加熱炉 - Google Patents

方向性けい素鋼用スラブの加熱方法および加熱炉

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JP2815904B2 JP1163719A JP16371989A JP2815904B2 JP 2815904 B2 JP2815904 B2 JP 2815904B2 JP 1163719 A JP1163719 A JP 1163719A JP 16371989 A JP16371989 A JP 16371989A JP 2815904 B2 JP2815904 B2 JP 2815904B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、方向性けい素綱用スラブの加熱方法およ
び加熱炉に関し、とくにスラブ加熱時におけるスラブ端
部からの熱放射による温度低下を効果的に防止すること
によって、最終製品板の電磁特性の向上を図ろうとする
ものである。
一方向性けい素鋼板の優れた磁気特性は、最終焼鈍に
おいて、板面に(110)面、圧延方向に[100]軸が揃っ
た2次再結晶粒を発達させることによって得られること
が知られている。そのためには鋼中に、インヒビターと
よばれる微細な析出物、例えばMnS,MnSe,A1N等を微細に
分散させることが必要である。インヒビターの分散形態
のコントロールは、熱間圧延に先立つスラブ加熱中に、
これらの析出物を一旦固溶させた後、適当な冷却パター
ンの下に熱間圧延を施すことによって得られる。かかる
要求に応えるべく行われるスラブ加熱は、通常1300℃以
上の高温を採用しており、インヒビターを十分固溶させ
るためにはスラブ最冷点がこの条件を満たすことが必要
である。しかしながら一方で、加熱温度が高くなり過ぎ
ると、多量の溶融スケールが発生し、加熱炉の操業に支
障をきたすだけなく、ヘゲ等の表面疵が発生して表面性
状が損はわれると共に、製品の磁性バラツキも大きくな
る。従っていたずらに高温、長時間の加熱を行うことは
好ましくなく、短時間でインヒビター固溶に必要な温度
をスラブ全長にわたって確保することが肝要である。
(従来の技術) 上記の要件を満足する加熱方法として、発明者らは先
に、竪型スラブ加熱炉を用い、非酸化性雰囲気でけい素
鋼スラブを加熱する方法を提案した(特開昭60〜145318
号公報)。この方法は、短時間で高温加熱を可能ならし
め、ノロ発明を伴うことなくインヒビターの解離固溶を
可能にしたことで顕著な改善効果が得られた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら上記の方法では、スラブ長さが規定より
も短かい場合には、スラブの端部が熱放散によって所定
の温度まで上昇せず、端部に磁気特性不良を生じる場合
があった。
なおスラブ誘導加熱炉におけるスラブ端部の温度確保
に関しては、例えば特公昭52−47179号公報には被加熱
材の端部を耐火物で覆う方法が、また実公昭52−50447
号公報にはコイルの外側に鉄心を置き誘起磁束を集束さ
せて材料端部を加熱する方法がそれぞれ提案されている
が、これらの方法では、端部温度降下防止装置の設置位
置が固定されているため、スラブ長さが変化した場合に
は、やはり端部温度を安定して確保することはできなか
った。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、ス
ラブの長さ如何にかかわらず、短時間でインヒビター固
溶に必要な温度をスラブ全長にわたって確保し得る方向
性けい素鋼用スラブの有利な加熱方法を、その実施に直
接用いて好適な加熱炉と共に提案することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) すなわちこの発明は、方向性けい素鋼用スラブを、誘
導加熱方式によって1300℃以上に加熱するに際し、導電
性の発熱保温板を、該スラブの端部から200mm以内に近
接設置した状態で加熱処理することからなる方向性ケイ
素鋼用スラブの加熱方法(第1発明)である。
また、この発明は、方向性けい素鋼用スラブの加熱に
用いる竪型誘導加熱炉であって、炉内に導入されたスラ
ブの端部に対し、前進、後退移動自在に、該スラブ端部
からの熱放射による温度低下を防止する導電性発熱保温
板を設置したことを特徴とする方向性けい素鋼用スラブ
の加熱炉(第2発明)である。
以下、この発明を具体的に説明する。
第1図に、この発明に従う加熱炉の要部を模式で示
し、図中番号1はスラブ、2はコイル、そして3が導電
性の発熱保温板であり、4はこの発熱保温板3の支持棒
である。ここに発熱保温板3の吊り手にはめねじを、一
方支持棒4にはおねじを設け、かつ支持棒4については
その中心を境としてねじのリードの向きを逆にしておけ
ば、単に支持棒4を回すだけで発熱保温板3同士を互い
に接近させたり、離隔させたりすることができる。そし
てこのように移動自在な保温板3を誘導加熱炉内に設置
し、かかる保温板3をスラブ端部に近接させた状態で誘
導加熱を行えば、保温板3も併せて加熱されることか
ら、スラブ端部における放熱は効果的に防止され、この
結果スラブ端部の温度低下が防止されるわけである。
ここに発熱保温板3は、外周コイルからの誘起電流に
よって発熱するものでなければならないから、その材料
としては、導電性と耐熱性を併せもつ鉄ベースの金属な
いし導電性を有する物質を含むセラミック材料などが有
利に適合する。発熱量をコントロールするためには、適
切な厚さを選ぶ必要がある。またスラブ端部の熱放散を
効果的に防止するにはスラブと発熱保温板との距離を制
御する必要がある。
次に第2図に、発熱板とスラブ端部との距離を種々に
変化させて加熱したときのコイル端部の磁性劣化度(コ
イル中央部の鉄損と端部の鉄損との差)を示す。
試料は、(A1N+MnS)をインヒビターとする方向性け
い素鋼用スラブを、誘導加熱炉にて1420℃で10分間加熱
し、2.4mmの熱圧板に仕上げた後、最終強圧下、温間圧
延による冷延2回法で、0.23mm厚に仕上げたものであ
る。
同図より明らかなように、発熱板とスラブとの距離が
200mm以内であればスラブ端部の磁性劣化が完全に解消
されている。
次に、スラブ端部を発熱保温板によってどの程度加熱
することが均一な磁性を得る上で必要かを知るため、発
熱板の材質や厚さをかえ、発熱量をコントロールして、
磁性との関係を調べた。
なおスラブ端部の温度を正確に測温することは極めて
難しいことから、粗圧延終了後の鋼片温度(RDT)によ
って判断するものとし、加熱程度は、鋼片端部(鋼片端
部から約0.5mに相当する位置)と中央部のRDTの平均値
との温度差で評価した。
第3図に、熱延時の後端部に相当する位置と長さ方向
中央部に相当する位置との鉄損差を、RDTの端部と中央
部との差に対して示した。
試料は、(MnSe+Sb)をインヒビターとするもので、
誘導加熱炉で1420℃10分加熱したのち、2.4mm厚の熱延
板とし、ついで冷延2回法によって0.23mm厚に仕上げた
ものである。
第3図から明らかなように、スラブ端部発熱板によっ
て、端部RDTが長手方向中央部の平均温度に対し、±10
℃の範囲内であれば、均一な磁性を示すことが判明し
た。
(作 用) この発明における方向性けい素鋼用スラブの好適組成
は、 Si:4.5wt%(以下単に%に示す)以下 Mn:0.02〜0.10% を含む他、インヒビター成分としてS,Se,Alのうちから
選ばれる少なくとも一種を0.005〜0.10%の範囲におい
て含有するものである。
ここにSiの上限は加工性の限界から定めたものであ
り、またMnの範囲はMnS,MnSeの形でインヒビター機能を
もたせる必要量として定めた。さらにインヒビター量の
規制理由は、0.005%を下回るとインヒビターの絶対量
が不足し、2次再結晶の発達が不十分になるからで、上
限は主に経済的理由に基づく。インヒビターとしてはこ
の他に、Sb,Sn,Cu,Mo,B等の粒界偏析元素が知られてい
るが、これ等を上記成分に加えて添加することは何ら差
し支えない。
上記成分を有するスラブは、インヒビター固溶を目的
として竪型誘導加熱炉にて1300゜以上好ましく1400〜14
50℃の温度域に加熱されるが、この際スラブ温度を全長
にわたって均一に加熱することがこの発明の目的とする
ところである。通常スラブをこの種の竪型誘導加熱炉に
て加熱する場合、スラブ長さが炉長より短くなるに従っ
て、両端部は熱放散によって十分加熱されず、インヒビ
ター固溶不足によって磁性不良を生ずることがしばしば
ある。
これの防止策として、スラブ長に応じて移動可能なス
ラブ端部発熱保温板を設置し、スラブと発熱板との距離
を両者が接触しない範囲で200mm以内とすることがこの
発明の特長である。なおスラブ温度を均一にする上で誘
導加熱炉に装入する前に予め、通常のガス加熱炉等で予
熱する方法あるいは鋳造後熱片状態で直ちに誘導加熱炉
に装入する方法との組合せは、スラブ温度均一化には更
に有効である。スラブ誘導加熱炉から抽出されたスラブ
は直ちに粗圧延機と仕上げタンデムミルによって1.5〜
3.0mm厚の熱延板に仕上げられるが、スラブ端部の温度
降下が端部発熱保温板によってどの程度防止できたか
は、粗圧延出側温度(RDT)で評価できる。すなわちス
ラブ両端部(スラブで両端から500mmまでを端部と定義
する)に相当する粗圧延後のシートバー温度が、スラブ
中央部平均値に対し±10℃以内となるよう加熱すること
が、最終製品で全長にわたり均一良好な特性を得る上で
重要である。
かくして得られた熱延鋼帯は公知の方法に従って1回
ないし中間焼鈍を含む2回冷延法工程によって0.15〜0.
35mm厚の冷延板とし、ついで脱炭・1次再結晶焼鈍後、
最終仕上げ焼鈍を経て方向性けい素鋼板に仕上げられ
る。
(実施例) 実施例1 Si:3.15%、C:0.075%、Mn:0.080%、S:0.020%、Al:
0.025%、N:0.0085%およびCu:0.080%を含有する組成
になる200mm厚のけい素鋼用スラブ(20ton)を、燃焼型
加熱炉で1200℃、3時間加熱したのち、竪型スラブ誘導
加熱炉にて1450℃、10分加熱保持した。この際、肉厚15
0mmのステンレス製端部発熱板をスラブエッジから50mm
の位置に設置したもの(A)と、使用しないもの(B)
の2条件を比較した。加熱後のスラブは粗圧延と仕上げ
圧延とによって2.4mm厚の熱延板に仕上げた。その後1
次冷延で1.5mm厚としたのち、1130℃、3分の中間焼鈍
を行なってから、2次冷延を200℃の温間圧延で行い、
0.23mm厚の製品板厚とした。ついで湿水素中で850℃、
3分の脱炭焼鈍を行ったのち、MgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布してから、H2雰囲気中で1200℃、10時間の
仕上げ焼鈍を行った。さらに分離剤除去後、張力コート
を施した。
かくして得られた最終製品の磁気特性(長手方向5ヶ
所)について調べた結果は、表1に示したとおりであ
り、この発明の条件でスラブ加熱処理を行ったものはい
ずれも、全長にわたって均一な磁性を示していた。
実施例2 Si:3.30%、C:0.050%、Mn:0.075%、Se:0.021%およ
びSb:0.030%を含有する組成になる200mm厚のけい素綱
用スラブを、連続鋳造後、スラブ温度が800℃を下回ら
ないうちに竪型誘導加熱炉に装入し、表面温度で1440
℃、10分加熱した。この際、肉厚120mmのステンレス製
炭部発熱板をスラブエッジから100mmの位置と250mmの位
置(B)に設置したものの2種類を比較した。その後、
熱間圧延で2.4mm厚の熱延板に仕上げた後、1次冷延で
0.6mm厚とし、1000℃、3分の中間焼鈍に続き、2次冷
延で0.23mmとした。ついて湿水素中で800℃、5分の脱
炭焼鈍を行い、MgOを塗布してから、1200℃、10時間の
仕上げBOX焼鈍を行った。さらに分離剤除去後、張力コ
ートを施した。
かくして得られた最終製品コイルの長さ方向5ヶ所の
磁性は表2に示すとおりであり、この発明に従い得られ
たものはいずれも、全長にわたって均一な特性を呈して
いた。
(発明の効果) かくしてこの発明によれば、方向性けい素鋼用スラブ
の加熱に際し、スラブの長さ如何にかかわりなく、スラ
ブ全長にわたり短時間でインヒビターの固溶に必要な温
度まで加熱することができ、ひいては製品板における磁
気特性のバラツキ解消に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に従う加熱炉の要部を模式で示した
図、 第2図は、スラブ端部と保温板との間の距離とΔW
17/50との関係を示したグラフ、 第3図は、ΔRDTとΔW17/50との関係を示したグラフで
ある。 1……スラブ、2……コイル 3……発熱保温板、4……支持棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−77894(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 8/12 C21D 9/00 101

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】方向性けい素綱用スラブを、誘導加熱方式
    によって1300℃以上に加熱するに際し、導電性の発熱保
    温板を、該スラブの端部から200mm以内に近接設置した
    状態で加熱を施すことを特徴とする方向性けい素鋼用ス
    ラブの加熱方法。
  2. 【請求項2】方向性けい素綱用スラブの加熱に用いる竪
    型誘導加熱炉であって、炉内に導入されたスラブの端部
    に対し、前進、後退移動自在に、該スラブ端部からの熱
    放射による温度低下を防止する導電性発熱保温板を設置
    したことを特徴とする方向性けい素鋼用スラブの加熱
    炉。
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JP2863351B2 (ja) * 1991-08-19 1999-03-03 新日本製鐵株式会社 方向性電磁鋼スラブの加熱方法
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