JP2947107B2 - 高珪素鋼帯の連続製造方法 - Google Patents
高珪素鋼帯の連続製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体浸珪処理法による
高珪素鋼帯の連続製造方法に関する。
高珪素鋼帯の連続製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｉ含有量が４ｗｔ％以上の高珪素鋼帯
を工業的に製造する方法として、特開昭６２−２２７０
７８号等に示される気体浸珪処理法が知られている。こ
の製造方法は、Ｓｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼帯をＳｉＣｌ
4と高温で反応させることによりＳｉを浸透させ、浸透
したＳｉを板厚方向に拡散させることにより高珪素鋼帯
を得る方法であり、上記特開昭６２−２２７０７８号で
は、鋼帯をＳｉＣｌ4が５〜３５ｗｔ％含まれる無酸化
性雰囲気中において１０２３℃〜１２００℃の温度で連
続的に浸珪処理し、コイル状の高珪素鋼帯を得ている。
を工業的に製造する方法として、特開昭６２−２２７０
７８号等に示される気体浸珪処理法が知られている。こ
の製造方法は、Ｓｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼帯をＳｉＣｌ
4と高温で反応させることによりＳｉを浸透させ、浸透
したＳｉを板厚方向に拡散させることにより高珪素鋼帯
を得る方法であり、上記特開昭６２−２２７０７８号で
は、鋼帯をＳｉＣｌ4が５〜３５ｗｔ％含まれる無酸化
性雰囲気中において１０２３℃〜１２００℃の温度で連
続的に浸珪処理し、コイル状の高珪素鋼帯を得ている。
【０００３】通常、この浸珪処理では浸珪用の原料ガス
としてＳｉＣｌ4が使用され、このＳｉＣｌ4は下記の反
応式により鋼帯と反応してＳｉが鋼帯表層に浸透する。 ＳｉＣｌ4＋５Ｆｅ→Ｆｅ3Ｓｉ＋２ＦｅＣｌ2 このようにして鋼帯表層に浸透したＳｉは、ＳｉＣｌ4
を含まない無酸化性ガス雰囲気中で鋼帯を均熱処理する
ことにより板厚方向に拡散される。
としてＳｉＣｌ4が使用され、このＳｉＣｌ4は下記の反
応式により鋼帯と反応してＳｉが鋼帯表層に浸透する。 ＳｉＣｌ4＋５Ｆｅ→Ｆｅ3Ｓｉ＋２ＦｅＣｌ2 このようにして鋼帯表層に浸透したＳｉは、ＳｉＣｌ4
を含まない無酸化性ガス雰囲気中で鋼帯を均熱処理する
ことにより板厚方向に拡散される。
【０００４】このようなプロセスにより鋼帯を連続的に
浸珪処理するために、図１に示されるような連続浸珪処
理ラインが用いられている。この連続浸珪処理ラインは
入側から加熱帯１、浸珪処理帯２、拡散均熱帯３および
冷却帯４を備え、鋼帯を加熱帯１において処理温度まで
連続的に加熱した後、浸珪処理帯２でＳｉＣｌ4と反応
させることによりＳｉを浸透させ、次いで、拡散均熱帯
３においてＳｉを板厚方向に拡散させるための熱処理を
連続的に施した後、冷却帯４で冷却することでコイル状
の高珪素鋼帯が製造される。
浸珪処理するために、図１に示されるような連続浸珪処
理ラインが用いられている。この連続浸珪処理ラインは
入側から加熱帯１、浸珪処理帯２、拡散均熱帯３および
冷却帯４を備え、鋼帯を加熱帯１において処理温度まで
連続的に加熱した後、浸珪処理帯２でＳｉＣｌ4と反応
させることによりＳｉを浸透させ、次いで、拡散均熱帯
３においてＳｉを板厚方向に拡散させるための熱処理を
連続的に施した後、冷却帯４で冷却することでコイル状
の高珪素鋼帯が製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な連続浸珪処理ラインで高珪素鋼帯を製造する場合、製
造中の鋼帯に押し疵が生じ、製品鋼帯の品質が損なわれ
るという問題がある。本発明者らは、このような問題を
生じる原因について検討を重ね、その結果、原料ガスで
あるＳｉＣｌ4が炉内雰囲気中の酸素や水分と反応する
ことによってシリカが生成し、このシリカがロールに付
着することによって鋼帯に押疵を生じさせていることが
判った。
な連続浸珪処理ラインで高珪素鋼帯を製造する場合、製
造中の鋼帯に押し疵が生じ、製品鋼帯の品質が損なわれ
るという問題がある。本発明者らは、このような問題を
生じる原因について検討を重ね、その結果、原料ガスで
あるＳｉＣｌ4が炉内雰囲気中の酸素や水分と反応する
ことによってシリカが生成し、このシリカがロールに付
着することによって鋼帯に押疵を生じさせていることが
判った。
【０００６】すなわち、Ｓｉを浸透させるための浸珪処
理帯には反応ガスであるＳｉＣｌ4が大量に供給される
が、このＳｉＣｌ4は非常に活性なガスであるため、鋼
帯と直接反応する以外に、炉内雰囲気中の微量酸素や水
分と下式に示すように反応してシリカ（ＳｉＯ2）を生
成する。 ＳｉＣｌ4＋Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｃｌ2 ＳｉＣｌ4＋２Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋４ＨＣｌ
理帯には反応ガスであるＳｉＣｌ4が大量に供給される
が、このＳｉＣｌ4は非常に活性なガスであるため、鋼
帯と直接反応する以外に、炉内雰囲気中の微量酸素や水
分と下式に示すように反応してシリカ（ＳｉＯ2）を生
成する。 ＳｉＣｌ4＋Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｃｌ2 ＳｉＣｌ4＋２Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋４ＨＣｌ
【０００７】このシリカは上記の反応により気相中や鋼
帯表面で生成し、粉状若しくは薄膜状態で鋼帯に付着す
るが、鋼帯下面に付着したシリカ粉は炉内に設けられた
鋼帯搬送用のハースロールの表面に付着する。そして、
このシリカ粉の付着によりハースロール表面に凹凸が生
じ、この凹凸が高温に加熱されている鋼帯に押し疵を生
じさせていることが判った。また、気相中で発生したシ
リカ粉は炉内の耐火材表面などに付着、堆積して炉内を
汚染するとともに、耐火材表面に付着したシリカ粉が鋼
帯やハースロール上に落下し、鋼帯に疵を与えてしまう
こと、さらに、鋼帯表面に付着した粉状若しくは薄膜状
のシリカが絶縁皮膜の密着性を劣化させていることも判
った。
帯表面で生成し、粉状若しくは薄膜状態で鋼帯に付着す
るが、鋼帯下面に付着したシリカ粉は炉内に設けられた
鋼帯搬送用のハースロールの表面に付着する。そして、
このシリカ粉の付着によりハースロール表面に凹凸が生
じ、この凹凸が高温に加熱されている鋼帯に押し疵を生
じさせていることが判った。また、気相中で発生したシ
リカ粉は炉内の耐火材表面などに付着、堆積して炉内を
汚染するとともに、耐火材表面に付着したシリカ粉が鋼
帯やハースロール上に落下し、鋼帯に疵を与えてしまう
こと、さらに、鋼帯表面に付着した粉状若しくは薄膜状
のシリカが絶縁皮膜の密着性を劣化させていることも判
った。
【０００８】また、高珪素鋼帯は非常に脆く加工性が劣
るため、製品コイルをスリット加工や打ち抜き加工する
際に割れが生じ易いという問題がある。このような問題
について検討した結果、高珪素鋼帯の加工性は鋼帯の表
面や粒界の酸化の度合いに大きく依存していること、そ
して、浸珪処理ラインの炉内雰囲気中に含まれる微量酸
素や水分によって鋼帯の表面や粒界が酸化し、これが製
造される高珪素鋼帯の加工性を劣化させていることが判
明した。すなわち、高珪素鋼帯の粒界や表面が酸化する
と酸化物の脆化層が形成されるため、この部分から割れ
が入り易くなり、この部分を起点としたクラックが発生
して鋼帯に割れが生じてしまう。したがって、このよう
な割れの原因となる酸化物の脆化層を形成させないため
には、炉内での鋼帯の酸化を防止することが必要とな
る。
るため、製品コイルをスリット加工や打ち抜き加工する
際に割れが生じ易いという問題がある。このような問題
について検討した結果、高珪素鋼帯の加工性は鋼帯の表
面や粒界の酸化の度合いに大きく依存していること、そ
して、浸珪処理ラインの炉内雰囲気中に含まれる微量酸
素や水分によって鋼帯の表面や粒界が酸化し、これが製
造される高珪素鋼帯の加工性を劣化させていることが判
明した。すなわち、高珪素鋼帯の粒界や表面が酸化する
と酸化物の脆化層が形成されるため、この部分から割れ
が入り易くなり、この部分を起点としたクラックが発生
して鋼帯に割れが生じてしまう。したがって、このよう
な割れの原因となる酸化物の脆化層を形成させないため
には、炉内での鋼帯の酸化を防止することが必要とな
る。
【０００９】以上のことから、浸珪処理法による高珪素
鋼帯の製造では、鋼帯の押し疵の原因となるシリカの生
成を防止し、且つ鋼帯の酸化を防止して高珪素鋼帯の加
工性劣化を防止するために、炉内雰囲気中の酸素濃度お
よび露点を極力低減する必要がある。
鋼帯の製造では、鋼帯の押し疵の原因となるシリカの生
成を防止し、且つ鋼帯の酸化を防止して高珪素鋼帯の加
工性劣化を防止するために、炉内雰囲気中の酸素濃度お
よび露点を極力低減する必要がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を炉内の酸素や水分をＳｉＣｌ4や鋼帯以外の物質と
反応させて消費させるという方法により解決したもの
で、その特徴とする構成は以下の通りである。 (1) 入り側から加熱帯、浸珪処理帯、拡散均熱帯および
冷却帯を備えた連続浸珪処理ラインでＳｉ：４ｗｔ％未
満を含有する鋼帯を気体浸珪処理することにより高珪素
鋼帯を連続的に製造する方法において、少なくとも加熱
帯、浸珪処理帯及び拡散均熱帯の内部にカーボン材を配
置することを特徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。
題を炉内の酸素や水分をＳｉＣｌ4や鋼帯以外の物質と
反応させて消費させるという方法により解決したもの
で、その特徴とする構成は以下の通りである。 (1) 入り側から加熱帯、浸珪処理帯、拡散均熱帯および
冷却帯を備えた連続浸珪処理ラインでＳｉ：４ｗｔ％未
満を含有する鋼帯を気体浸珪処理することにより高珪素
鋼帯を連続的に製造する方法において、少なくとも加熱
帯、浸珪処理帯及び拡散均熱帯の内部にカーボン材を配
置することを特徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。
【００１１】(2) 上記(1)の方法において、炉内壁面の
一部または全部にカーボン材を内張りまたはコーティン
グすることを特徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。 (3) 上記(1)または(2)の方法において、カーボン材とし
て嵩密度が１ｇ／ｃｍ3以下のカーボン材を用いること
を特徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。 (4) 上記(1)、(2)または(3)の方法において、カーボン
材としてカーボンファイバ材を用いることを特徴とする
高珪素鋼帯の連続製造方法。
一部または全部にカーボン材を内張りまたはコーティン
グすることを特徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。 (3) 上記(1)または(2)の方法において、カーボン材とし
て嵩密度が１ｇ／ｃｍ3以下のカーボン材を用いること
を特徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。 (4) 上記(1)、(2)または(3)の方法において、カーボン
材としてカーボンファイバ材を用いることを特徴とする
高珪素鋼帯の連続製造方法。
【００１２】
【作用】以下、本発明の詳細を説明する。図１に示すよ
うな連続浸珪処理ラインにおける高珪素鋼帯の製造で
は、浸珪処理帯に原料ガスであるＳｉＣｌ4が供給さ
れ、ＳｉＣｌ4と鋼帯を高温で反応させることによりＳ
ｉを鋼帯内部に浸透させる。一般の連続焼鈍炉では、鋼
帯の酸化を防ぐために或いは鋼帯表面に生成している酸
化層を還元するために、還元性ガスである水素が炉内に
供給されるが、浸珪処理ラインでは原料ガスとしてＳｉ
Ｃｌ4を炉内に供給している関係上、炉内に水素を供給
することができない。これは、浸珪処理ラインの炉内に
水素が供給されると、水素がＳｉＣｌ4や反応副生成ガ
スであるＦｅＣｌ2と下式のように反応して金属Ｓｉや
金属Ｆｅが生成し、これが鋼帯表面に付着して表面性状
を劣化させるとともに、炉内を汚染してしまうからであ
る。 ＳｉＣｌ4＋２Ｈ2→Ｓｉ＋４ＨＣｌ ＦｅＣｌ2＋Ｈ2→Ｆｅ＋２ＨＣｌ
うな連続浸珪処理ラインにおける高珪素鋼帯の製造で
は、浸珪処理帯に原料ガスであるＳｉＣｌ4が供給さ
れ、ＳｉＣｌ4と鋼帯を高温で反応させることによりＳ
ｉを鋼帯内部に浸透させる。一般の連続焼鈍炉では、鋼
帯の酸化を防ぐために或いは鋼帯表面に生成している酸
化層を還元するために、還元性ガスである水素が炉内に
供給されるが、浸珪処理ラインでは原料ガスとしてＳｉ
Ｃｌ4を炉内に供給している関係上、炉内に水素を供給
することができない。これは、浸珪処理ラインの炉内に
水素が供給されると、水素がＳｉＣｌ4や反応副生成ガ
スであるＦｅＣｌ2と下式のように反応して金属Ｓｉや
金属Ｆｅが生成し、これが鋼帯表面に付着して表面性状
を劣化させるとともに、炉内を汚染してしまうからであ
る。 ＳｉＣｌ4＋２Ｈ2→Ｓｉ＋４ＨＣｌ ＦｅＣｌ2＋Ｈ2→Ｆｅ＋２ＨＣｌ
【００１３】特に、金属Ｓｉが鋼帯表面に付着した場
合、表面のＳｉが鋼帯内部へ拡散するする際に、Ｓｉと
Ｆｅとの拡散速度の差から生じるカーケンダル効果によ
って鋼帯とＳｉ付着層との界面にボイドが発生し、この
結果、表面剥離が生じて表面に凸凹が生じ、高珪素鋼帯
の表面性状が著しく損なわれることになる。したがっ
て、浸珪処理ラインでは還元性ガスとして水素を用いる
ことはできない。一方、還元性ガスとしてＣＯガスを用
いることも考えられるが、ＣＯガスを炉内雰囲気中に過
剰に供給すると鋼帯自体がＣＯガスにより浸炭されると
いう問題がある。
合、表面のＳｉが鋼帯内部へ拡散するする際に、Ｓｉと
Ｆｅとの拡散速度の差から生じるカーケンダル効果によ
って鋼帯とＳｉ付着層との界面にボイドが発生し、この
結果、表面剥離が生じて表面に凸凹が生じ、高珪素鋼帯
の表面性状が著しく損なわれることになる。したがっ
て、浸珪処理ラインでは還元性ガスとして水素を用いる
ことはできない。一方、還元性ガスとしてＣＯガスを用
いることも考えられるが、ＣＯガスを炉内雰囲気中に過
剰に供給すると鋼帯自体がＣＯガスにより浸炭されると
いう問題がある。
【００１４】そこで、本発明では浸珪処理ラインの炉内
に酸素や水分と反応してＣＯを生成するカーボン材を設
置し、このカーボン材と炉内の酸素や水分を反応させる
ことで、炉内雰囲気中の酸素濃度と露点を低減させるよ
うにした。カーボンは、浸珪処理温度である１２００℃
前後の温度域ではＳｉＣｌ4とは全く反応しないため、
炉内の酸素分だけを選択的に消費することができる。図
２に示すような小型バッチ炉を用い、炉内にカーボン材
を設置した場合とカーボン材を設置しない場合につい
て、それぞれ露点−７０℃のＮ2ガスを供給しつつ炉内
を１２００℃まで加熱し、均熱開始後からの炉内露点の
経時的変化を測定した。なお、炉内に配置したカーボン
材としては、表１に示す各カーボン材を用いた。
に酸素や水分と反応してＣＯを生成するカーボン材を設
置し、このカーボン材と炉内の酸素や水分を反応させる
ことで、炉内雰囲気中の酸素濃度と露点を低減させるよ
うにした。カーボンは、浸珪処理温度である１２００℃
前後の温度域ではＳｉＣｌ4とは全く反応しないため、
炉内の酸素分だけを選択的に消費することができる。図
２に示すような小型バッチ炉を用い、炉内にカーボン材
を設置した場合とカーボン材を設置しない場合につい
て、それぞれ露点−７０℃のＮ2ガスを供給しつつ炉内
を１２００℃まで加熱し、均熱開始後からの炉内露点の
経時的変化を測定した。なお、炉内に配置したカーボン
材としては、表１に示す各カーボン材を用いた。
【００１５】
【表１】
【００１６】図３はその測定結果を示すもので、炉内に
カーボン材を設置した場合には、カーボン材を設置しな
い場合に較べて露点が大幅に低減していることが判る。
また、同じカーボン材でも、黒鉛板（材料Ｎｏ．１）の
ような緻密で嵩密度の大きいカーボン材よりも、カーボ
ンファイバ材（材料Ｎｏ．３、材料Ｎｏ．４）のように
嵩密度が小さいカーボン材の方が露点の低減効果が大き
い。これは、カーボンと炉内の酸素分の反応は固体と気
体の反応であるために、嵩密度が小さくガスと接触でき
る表面積が大きいカーボン材の方が、反応が効率的に生
じるからである。
カーボン材を設置した場合には、カーボン材を設置しな
い場合に較べて露点が大幅に低減していることが判る。
また、同じカーボン材でも、黒鉛板（材料Ｎｏ．１）の
ような緻密で嵩密度の大きいカーボン材よりも、カーボ
ンファイバ材（材料Ｎｏ．３、材料Ｎｏ．４）のように
嵩密度が小さいカーボン材の方が露点の低減効果が大き
い。これは、カーボンと炉内の酸素分の反応は固体と気
体の反応であるために、嵩密度が小さくガスと接触でき
る表面積が大きいカーボン材の方が、反応が効率的に生
じるからである。
【００１７】したがって、炉内に設置するカーボン材と
しては板材、塊材、粒子、粉末、ファイバ材等のあらゆ
る形態のものが適用できるが、炉内の酸素分との効率的
な反応を得るという観点からは、粒子状または粉末状の
カーボン材若しくはカーボンファイバ材（所謂、カーボ
ンファイバフェルト等）等のような嵩密度が１ｇ／ｃｍ
3以下のカーボン材を用いるのが好ましく、その中でも
特に、嵩密度が非常に小さくガスと接触できる表面積が
大きいカーボンファイバ材が最も好ましい。
しては板材、塊材、粒子、粉末、ファイバ材等のあらゆ
る形態のものが適用できるが、炉内の酸素分との効率的
な反応を得るという観点からは、粒子状または粉末状の
カーボン材若しくはカーボンファイバ材（所謂、カーボ
ンファイバフェルト等）等のような嵩密度が１ｇ／ｃｍ
3以下のカーボン材を用いるのが好ましく、その中でも
特に、嵩密度が非常に小さくガスと接触できる表面積が
大きいカーボンファイバ材が最も好ましい。
【００１８】このようなカーボン材は、連続浸珪処理ラ
イン中の少なくとも加熱帯、浸珪処理帯及び拡散均熱帯
の内部に配置される。浸珪処理帯前後の加熱帯と拡散均
熱帯ではＳｉＣｌ4は存在しないものの、鋼帯はこれら
の帯域内でも高温状態にあるため酸素や水分が存在する
と鋼帯の酸化が生じる。また、鋼帯の酸化は８００℃以
上の温度において生じ易いことから、連続浸珪処理ライ
ンの構成に拘りなく、鋼帯温度が８００℃以上となる処
理帯域にカーボン材を配置することが最も好ましい。
イン中の少なくとも加熱帯、浸珪処理帯及び拡散均熱帯
の内部に配置される。浸珪処理帯前後の加熱帯と拡散均
熱帯ではＳｉＣｌ4は存在しないものの、鋼帯はこれら
の帯域内でも高温状態にあるため酸素や水分が存在する
と鋼帯の酸化が生じる。また、鋼帯の酸化は８００℃以
上の温度において生じ易いことから、連続浸珪処理ライ
ンの構成に拘りなく、鋼帯温度が８００℃以上となる処
理帯域にカーボン材を配置することが最も好ましい。
【００１９】カーボン材の各処理帯内への配置方法に特
別な制限はなく、カーボン材を炉底に置いたり或いは粒
子若しくは粉状のカーボン材を炉底に散布する方法、カ
ーボン材を炉内壁面に内張りまたはコーティングする方
法等、適宜な方法を採用できる。但し、炉内の酸素分の
低減化に最も効果があるのは、カーボン材を炉内壁面に
内張りまたはコーティングする方法である。これは、炉
内雰囲気中に含まれる酸素や水分の多くが、炉壁耐火物
の内部から炉内空間に浸出してくる酸素や水分だからで
ある。すなわち、炉壁耐火物には炉開放時に酸素や水分
が吸収され、また、炉の操業中においても炉壁の鉄皮
（ロール軸貫通部等）を通じて空気が炉壁耐火物内に浸
入し、このようにして炉壁耐火物中に吸収された酸素や
水分は、長い時間をかけて徐々に炉内空間に浸出するこ
とになる。したがって、カーボン材を炉内壁面に内張り
またはコーティングすれば、炉壁耐火物内部の酸素や水
分を炉内空間に浸出する前にカーボン材と反応させるこ
とができ、したがって、炉内雰囲気中の酸素や水分を最
も効率的に低減させることができる。
別な制限はなく、カーボン材を炉底に置いたり或いは粒
子若しくは粉状のカーボン材を炉底に散布する方法、カ
ーボン材を炉内壁面に内張りまたはコーティングする方
法等、適宜な方法を採用できる。但し、炉内の酸素分の
低減化に最も効果があるのは、カーボン材を炉内壁面に
内張りまたはコーティングする方法である。これは、炉
内雰囲気中に含まれる酸素や水分の多くが、炉壁耐火物
の内部から炉内空間に浸出してくる酸素や水分だからで
ある。すなわち、炉壁耐火物には炉開放時に酸素や水分
が吸収され、また、炉の操業中においても炉壁の鉄皮
（ロール軸貫通部等）を通じて空気が炉壁耐火物内に浸
入し、このようにして炉壁耐火物中に吸収された酸素や
水分は、長い時間をかけて徐々に炉内空間に浸出するこ
とになる。したがって、カーボン材を炉内壁面に内張り
またはコーティングすれば、炉壁耐火物内部の酸素や水
分を炉内空間に浸出する前にカーボン材と反応させるこ
とができ、したがって、炉内雰囲気中の酸素や水分を最
も効率的に低減させることができる。
【００２０】そして、カーボン材の中でも、嵩密度が非
常に小さくガスと接触できる表面積が大きいこと、内張
り材としての取扱や施工が容易なこと等の理由から、カ
ーボンファイバ材を炉内壁面に内張りすることが最も好
ましい。図４はカーボンファイバ材を炉内壁面に内張り
した場合の炉断面構造を示すもので、５は炉内耐火物、
６は鉄皮、７は炉内壁面に内張りされたカーボンファイ
バ材である。また、カーボン材を炉内壁面にコーティン
グする場合には、例えば、粒子状または粉状のカーボン
材を有機系のバインダーと混合して炉内壁面に塗布した
後、バインダーを炭化させてカーボン材のコーティング
層を形成する。バインダーを炭化させるのは、バインダ
ーを構成する炭化水素が操業中に炉内に放出され排ガス
中に混入すると、排ガス処理装置に悪影響を及ぼす恐れ
があるからである。
常に小さくガスと接触できる表面積が大きいこと、内張
り材としての取扱や施工が容易なこと等の理由から、カ
ーボンファイバ材を炉内壁面に内張りすることが最も好
ましい。図４はカーボンファイバ材を炉内壁面に内張り
した場合の炉断面構造を示すもので、５は炉内耐火物、
６は鉄皮、７は炉内壁面に内張りされたカーボンファイ
バ材である。また、カーボン材を炉内壁面にコーティン
グする場合には、例えば、粒子状または粉状のカーボン
材を有機系のバインダーと混合して炉内壁面に塗布した
後、バインダーを炭化させてカーボン材のコーティング
層を形成する。バインダーを炭化させるのは、バインダ
ーを構成する炭化水素が操業中に炉内に放出され排ガス
中に混入すると、排ガス処理装置に悪影響を及ぼす恐れ
があるからである。
【００２１】同様の理由で、カーボン材の種類や形態に
拘りなく、カーボン材は炭素以外の不純物成分、特に水
素の含有量を極力少なくすることが好ましい。これはカ
ーボン材中に水素が炭素と結合した状態で存在している
と、これが炭化水素の形で離脱して有機系の物質が生成
される可能性があり、このような物質が排ガス中に混入
すると排ガス処理装置に悪影響を及ぼす恐れがあるから
である。上述のようにして加熱帯、浸珪処理帯及び拡散
均熱帯の各炉内に配置されたカーボン材は、炉内の酸素
及び水分と反応してＣＯを生成し、この結果、炉内雰囲
気中の酸素濃度及び露点が効果的に低減し、炉内でのシ
リカの生成を抑制できるとともに、鋼板の酸化も防止さ
れる。
拘りなく、カーボン材は炭素以外の不純物成分、特に水
素の含有量を極力少なくすることが好ましい。これはカ
ーボン材中に水素が炭素と結合した状態で存在している
と、これが炭化水素の形で離脱して有機系の物質が生成
される可能性があり、このような物質が排ガス中に混入
すると排ガス処理装置に悪影響を及ぼす恐れがあるから
である。上述のようにして加熱帯、浸珪処理帯及び拡散
均熱帯の各炉内に配置されたカーボン材は、炉内の酸素
及び水分と反応してＣＯを生成し、この結果、炉内雰囲
気中の酸素濃度及び露点が効果的に低減し、炉内でのシ
リカの生成を抑制できるとともに、鋼板の酸化も防止さ
れる。
【００２２】
〔実施例１〕図１に示すような構成の連続浸珪処理ライ
ンであって、炉内にカーボン材を配置しない従来方式の
浸珪処理ラインと、加熱帯１、浸珪処理帯２及び拡散均
熱帯３の各炉内壁面の全面に図４に示すようにカーボン
ファイバ材を内張りした浸珪処理ラインとを用い、３％
Ｓｉ鋼帯を連続的に浸珪処理して６．５％Ｓｉ鋼帯（板
厚０．３ｍｍ）を製造し、炉立上時から２０日間の拡散
均熱帯内の露点の変化を測定した。その結果を図５に示
す。また、製造された高珪素鋼帯の加工性を評価するた
めに、炉立上時から２０日間に製造された鋼帯から３０
ｍｍ×１５０ｍｍの試料を切り出し、これらの試料を半
径の違うパイプに順次巻き付けることで許容曲げ半径を
測定した。その結果を図６に示す。図５及び図６によれ
ば、炉内壁面にカーボンファイバ材を内張りした本発明
法では、カーボン材を設置しない従来法に較べて露点が
効果的に低下し、またこの結果、鋼帯の酸化も効果的に
防止され、許容曲げ半径が小さい加工性に優れた高珪素
鋼帯が製造できることが判る。
ンであって、炉内にカーボン材を配置しない従来方式の
浸珪処理ラインと、加熱帯１、浸珪処理帯２及び拡散均
熱帯３の各炉内壁面の全面に図４に示すようにカーボン
ファイバ材を内張りした浸珪処理ラインとを用い、３％
Ｓｉ鋼帯を連続的に浸珪処理して６．５％Ｓｉ鋼帯（板
厚０．３ｍｍ）を製造し、炉立上時から２０日間の拡散
均熱帯内の露点の変化を測定した。その結果を図５に示
す。また、製造された高珪素鋼帯の加工性を評価するた
めに、炉立上時から２０日間に製造された鋼帯から３０
ｍｍ×１５０ｍｍの試料を切り出し、これらの試料を半
径の違うパイプに順次巻き付けることで許容曲げ半径を
測定した。その結果を図６に示す。図５及び図６によれ
ば、炉内壁面にカーボンファイバ材を内張りした本発明
法では、カーボン材を設置しない従来法に較べて露点が
効果的に低下し、またこの結果、鋼帯の酸化も効果的に
防止され、許容曲げ半径が小さい加工性に優れた高珪素
鋼帯が製造できることが判る。
【００２３】〔実施例２〕図１に示すような構成の連続
浸珪処理ラインであって、炉内にカーボン材を配置しな
い従来方式の浸珪処理ラインと、加熱帯１、浸珪処理帯
２及び拡散均熱帯３の各炉内壁面の全面に図４に示すよ
うにカーボンファイバ材を内張りした浸珪処理ラインと
を用い、３％Ｓｉ鋼帯を連続的に浸珪処理して６．５％
Ｓｉ鋼帯（板厚０．３ｍｍ）を製造し、炉立上時から２
０日間の浸珪処理帯内の露点の変化を測定した。図７は
その結果を示すもので、炉内壁面にカーボンファイバ材
を内張りした本発明法では、カーボン材を設置しない従
来法に較べて浸珪処理帯内の露点が効果的に低下してい
ることが判る。
浸珪処理ラインであって、炉内にカーボン材を配置しな
い従来方式の浸珪処理ラインと、加熱帯１、浸珪処理帯
２及び拡散均熱帯３の各炉内壁面の全面に図４に示すよ
うにカーボンファイバ材を内張りした浸珪処理ラインと
を用い、３％Ｓｉ鋼帯を連続的に浸珪処理して６．５％
Ｓｉ鋼帯（板厚０．３ｍｍ）を製造し、炉立上時から２
０日間の浸珪処理帯内の露点の変化を測定した。図７は
その結果を示すもので、炉内壁面にカーボンファイバ材
を内張りした本発明法では、カーボン材を設置しない従
来法に較べて浸珪処理帯内の露点が効果的に低下してい
ることが判る。
【００２４】また、浸珪処理帯内で生成するシリカ量を
定量的に評価するため、炉を立上してから５日目に鋼帯
面に付着して出てくるシリカ粉を接着テープを用いて採
取し、その質量を測定して浸珪処理により発生するシリ
カ量の評価を行った。また、同時に押し疵の発生状況も
調べた。その結果、炉内にカーボン材を配置しない従来
法では、シリカ量：２０ｇ／ｈ、押し疵発生量：１２０
個／ｍ2であったのに対し、炉内壁面にカーボンファイ
バ材を内張りした本発明法では、シリカ量：２ｇ／ｈ、
押し疵発生量：５個／ｍ2に過ぎず、従来法に較べシリ
カの生成量及び押し疵の発生量ともに大幅に低減してい
ることが確認できた。
定量的に評価するため、炉を立上してから５日目に鋼帯
面に付着して出てくるシリカ粉を接着テープを用いて採
取し、その質量を測定して浸珪処理により発生するシリ
カ量の評価を行った。また、同時に押し疵の発生状況も
調べた。その結果、炉内にカーボン材を配置しない従来
法では、シリカ量：２０ｇ／ｈ、押し疵発生量：１２０
個／ｍ2であったのに対し、炉内壁面にカーボンファイ
バ材を内張りした本発明法では、シリカ量：２ｇ／ｈ、
押し疵発生量：５個／ｍ2に過ぎず、従来法に較べシリ
カの生成量及び押し疵の発生量ともに大幅に低減してい
ることが確認できた。
【００２５】
【発明の効果】以上述べた本発明法によれば、炉内雰囲
気中の酸素濃度と露点を効果的に低減させることがで
き、このため浸珪処理帯内でのシリカの生成を抑制して
鋼帯の押し疵の発生を防止することができ、また、ライ
ン内での鋼帯の酸化が防止できるため、加工性の良好な
高珪素鋼帯を製造することができる。
気中の酸素濃度と露点を効果的に低減させることがで
き、このため浸珪処理帯内でのシリカの生成を抑制して
鋼帯の押し疵の発生を防止することができ、また、ライ
ン内での鋼帯の酸化が防止できるため、加工性の良好な
高珪素鋼帯を製造することができる。
【図１】連続浸珪処理ラインを示す説明図
【図２】小型バッチ炉にカーボン材を配置して行った試
験方法を示す説明図
験方法を示す説明図
【図３】図２に示す試験で得られた結果を示すもので、
炉内にカーボン材を配置した場合とカーボン材を配置し
ない場合について、炉内露点の経時変化を示したグラフ
炉内にカーボン材を配置した場合とカーボン材を配置し
ない場合について、炉内露点の経時変化を示したグラフ
【図４】炉内壁面にカーボンファイバ材を内張りした場
合の炉断面構造を示す説明図
合の炉断面構造を示す説明図
【図５】実施例１における拡散均熱帯内の露点の経時変
化を示したグラフ
化を示したグラフ
【図６】実施例１で製造された高珪素鋼帯の許容曲げ半
径を示したグラフ
径を示したグラフ
【図７】実施例２における浸珪処理帯内の露点の経時変
化を示したグラフ
化を示したグラフ
１…加熱帯、２…浸珪処理帯、３…拡散均熱帯、４…冷
却帯、５…炉内耐火物、６…鉄皮、７…カーボンファイ
バ材
却帯、５…炉内耐火物、６…鉄皮、７…カーボンファイ
バ材
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 敏夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 絋之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−212397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 10/06 - 10/08
Claims (4)
- 【請求項１】 入り側から加熱帯、浸珪処理帯、拡散均
熱帯および冷却帯を備えた連続浸珪処理ラインでＳｉ：
４ｗｔ％未満を含有する鋼帯を気体浸珪処理することに
より高珪素鋼帯を連続的に製造する方法において、少な
くとも加熱帯、浸珪処理帯及び拡散均熱帯の内部にカー
ボン材を配置することを特徴とする高珪素鋼帯の連続製
造方法。 - 【請求項２】 炉内壁面の一部または全部にカーボン材
を内張りまたはコーティングすることを特徴とする請求
項１に記載の高珪素鋼帯の連続製造方法。 - 【請求項３】 カーボン材として嵩密度が１ｇ／ｃｍ3
以下のカーボン材を用いることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の高珪素鋼帯の連続製造方法。 - 【請求項４】 カーボン材としてカーボンファイバ材を
用いることを特徴とする請求項１、２または３に記載の
高珪素鋼帯の連続製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6338381A JP2947107B2 (ja) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | 高珪素鋼帯の連続製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6338381A JP2947107B2 (ja) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | 高珪素鋼帯の連続製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08188867A JPH08188867A (ja) | 1996-07-23 |
| JP2947107B2 true JP2947107B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=18317624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6338381A Expired - Fee Related JP2947107B2 (ja) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | 高珪素鋼帯の連続製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947107B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102401344B1 (ko) * | 2017-09-12 | 2022-05-23 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 침규 처리로용 내화물 |
-
1994
- 1994-12-29 JP JP6338381A patent/JP2947107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08188867A (ja) | 1996-07-23 |
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