JP2956507B2 - 浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法 - Google Patents
浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、浸珪処理法による高珪
素鋼帯の製造方法に関する。
素鋼帯の製造方法に関する。
【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号等に示される浸珪処理法が知られている。この製
造方法は、加熱されたＳｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼帯を浸
珪処理炉に導き、ＳｉＣｌ4を含む処理ガスを鋼帯面に
吹き付けることによりＳｉを鋼帯に浸透させ、次いで、
拡散均熱炉において熱処理することで鋼帯表面に浸透し
たＳｉを板厚方向に拡散させることにより高珪素鋼帯を
連続的に製造する方法であり、通常、浸珪処理炉では炉
長方向で間隔をおいて複数のスリットノズルが配置さ
れ、これらのスリットノズルから通板する鋼帯の両面に
処理ガスが吹き付けられる。
を工業的に製造する方法として、特開昭６２−２２７０
７８号等に示される浸珪処理法が知られている。この製
造方法は、加熱されたＳｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼帯を浸
珪処理炉に導き、ＳｉＣｌ4を含む処理ガスを鋼帯面に
吹き付けることによりＳｉを鋼帯に浸透させ、次いで、
拡散均熱炉において熱処理することで鋼帯表面に浸透し
たＳｉを板厚方向に拡散させることにより高珪素鋼帯を
連続的に製造する方法であり、通常、浸珪処理炉では炉
長方向で間隔をおいて複数のスリットノズルが配置さ
れ、これらのスリットノズルから通板する鋼帯の両面に
処理ガスが吹き付けられる。
【０００３】しかし、このようにスリットノズルから処
理ガスを吹き付ける方式の浸珪処理では、スリットノズ
ルから吹き出される処理ガスの流速分布に起因して、浸
珪処理後の鋼帯幅方向でのＳｉ濃度が不均一になるとい
う問題がある。このような板幅方向でのＳｉ濃度の不均
一化は、Ｓｉ量の差による格子定数差よって板形状不良
を引き起こしたり、Ｓｉ量の違いによる磁気特性のむら
を生じさせたりする。このような問題を解決するため特
開平５−９７０４号では、炉長方向で間隔をおいて配さ
れたスリットノズルに対してその片側端部から処理ガス
を供給するとともに、炉長方向で隣接するスリットノズ
ルに対して交互に異なる端部側から処理ガスを供給する
ことで、板幅方向でのＳｉ濃度の均一化を図るようにし
た高珪素鋼帯の製造方法が提案されている。
理ガスを吹き付ける方式の浸珪処理では、スリットノズ
ルから吹き出される処理ガスの流速分布に起因して、浸
珪処理後の鋼帯幅方向でのＳｉ濃度が不均一になるとい
う問題がある。このような板幅方向でのＳｉ濃度の不均
一化は、Ｓｉ量の差による格子定数差よって板形状不良
を引き起こしたり、Ｓｉ量の違いによる磁気特性のむら
を生じさせたりする。このような問題を解決するため特
開平５−９７０４号では、炉長方向で間隔をおいて配さ
れたスリットノズルに対してその片側端部から処理ガス
を供給するとともに、炉長方向で隣接するスリットノズ
ルに対して交互に異なる端部側から処理ガスを供給する
ことで、板幅方向でのＳｉ濃度の均一化を図るようにし
た高珪素鋼帯の製造方法が提案されている。
【０００４】この製造方法は、片側端部から処理ガスを
供給するタイプのスリットノズルを使用した場合、ノズ
ルのスリットから吹き出される処理ガスの流速分布が鋼
帯幅方向の浸珪量分布にほぼ一致することに着目し、隣
接するスリットノズルに対し交互に異なる端部側から処
理ガスを供給することで、それぞれの浸珪量分布を重ね
合せ、板幅方向にほぼ均一なＳｉ濃度分布を得ようとす
るものである。
供給するタイプのスリットノズルを使用した場合、ノズ
ルのスリットから吹き出される処理ガスの流速分布が鋼
帯幅方向の浸珪量分布にほぼ一致することに着目し、隣
接するスリットノズルに対し交互に異なる端部側から処
理ガスを供給することで、それぞれの浸珪量分布を重ね
合せ、板幅方向にほぼ均一なＳｉ濃度分布を得ようとす
るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らの
検討によれば、上記の方法で鋼帯面に処理ガスを供給し
ても板幅方向のＳｉ濃度の均一化は必ずしも十分ではな
く、場合によっては板幅方向でのＳｉ濃度のバラツキが
０．５ｗｔ％以上にも達する山形状の濃度分布を生じて
しまうことが判明した。
検討によれば、上記の方法で鋼帯面に処理ガスを供給し
ても板幅方向のＳｉ濃度の均一化は必ずしも十分ではな
く、場合によっては板幅方向でのＳｉ濃度のバラツキが
０．５ｗｔ％以上にも達する山形状の濃度分布を生じて
しまうことが判明した。
【０００６】本発明者らはこのようなＳｉ濃度分布を解
消する方法について検討を重ね、その結果、板幅方向で
のＳｉ濃度を均一化させるためには、スリットノズルか
らのガス吹き出し角度の適正化が重要であること、ま
た、このガス吹き出し角度はスリットノズルのスリット
開口面積とスリット内側におけるガス流路のノズル管径
方向断面積との比を特定の範囲に規制することにより適
正化できることが判った。すなわち、図１および図２に
示すようにスリット２を備えたスリットノズル１に対し
てその片側端部から処理ガスを供給した場合、スリット
２からのガス吹き出し角度θ（ノズル長手方向に対する
ガスの吹き出し角度）は９０°よりも小さく、特に、ガ
ス供給側のスリット端部に近い位置でのガス吹き出し角
度θが極端に小さくなる。そして、この部分でガス吹き
出し角度θが極端に小さくなると、鋼帯の一方のエッジ
部側でのガス流速が小さくなり、この結果、当該エッジ
部側の浸珪量が板幅中央部側の浸珪量よりも少なくなる
ため板幅方向でのＳｉ濃度分布が生じる。
消する方法について検討を重ね、その結果、板幅方向で
のＳｉ濃度を均一化させるためには、スリットノズルか
らのガス吹き出し角度の適正化が重要であること、ま
た、このガス吹き出し角度はスリットノズルのスリット
開口面積とスリット内側におけるガス流路のノズル管径
方向断面積との比を特定の範囲に規制することにより適
正化できることが判った。すなわち、図１および図２に
示すようにスリット２を備えたスリットノズル１に対し
てその片側端部から処理ガスを供給した場合、スリット
２からのガス吹き出し角度θ（ノズル長手方向に対する
ガスの吹き出し角度）は９０°よりも小さく、特に、ガ
ス供給側のスリット端部に近い位置でのガス吹き出し角
度θが極端に小さくなる。そして、この部分でガス吹き
出し角度θが極端に小さくなると、鋼帯の一方のエッジ
部側でのガス流速が小さくなり、この結果、当該エッジ
部側の浸珪量が板幅中央部側の浸珪量よりも少なくなる
ため板幅方向でのＳｉ濃度分布が生じる。
【０００７】したがって、スリットからのガス吹き出し
角度θを適正化すること、特に、ガス供給側のスリット
端部に近い位置でのガス吹き出し角度θを大きくするこ
とにより板幅方向Ｓｉ濃度を均一化することができる。
そして、ガス吹き出し角度θはスリットノズルのスリッ
ト開口面積とスリット内側におけるガス流路のノズル管
径方向断面積との比に依存しており、この面積比を特定
の範囲とすることにより、ガス吹き出し角度θを適正化
して板幅方向Ｓｉ濃度を均一化することができる。
角度θを適正化すること、特に、ガス供給側のスリット
端部に近い位置でのガス吹き出し角度θを大きくするこ
とにより板幅方向Ｓｉ濃度を均一化することができる。
そして、ガス吹き出し角度θはスリットノズルのスリッ
ト開口面積とスリット内側におけるガス流路のノズル管
径方向断面積との比に依存しており、この面積比を特定
の範囲とすることにより、ガス吹き出し角度θを適正化
して板幅方向Ｓｉ濃度を均一化することができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような知見
に基づきなされたもので、その特徴とする構成は以下の
通りである。 （１） 浸珪処理炉内に炉長方向で間隔をおいて複数の
スリットノズルを配し、このスリットノズルから通板す
る鋼帯の両面に処理ガスを吹き付けることにより、鋼帯
にその表面からＳｉを浸透させる浸珪処理を施し、次い
で拡散均熱炉においてＳｉを板厚方向に拡散させる熱処
理を施すことで高珪素鋼帯を連続的に製造する方法にお
いて、浸珪処理炉内に、スリットの開口面積ａ1とスリ
ット内側におけるガス流路のノズル管径方向断面積ａ2
との比ａ1／ａ2を０．５５以下としたスリットノズルを
配し、各スリットノズルに対してその片側端部から処理
ガスを供給することを特徴とする浸珪処理法による高珪
素鋼帯の製造方法。
に基づきなされたもので、その特徴とする構成は以下の
通りである。 （１） 浸珪処理炉内に炉長方向で間隔をおいて複数の
スリットノズルを配し、このスリットノズルから通板す
る鋼帯の両面に処理ガスを吹き付けることにより、鋼帯
にその表面からＳｉを浸透させる浸珪処理を施し、次い
で拡散均熱炉においてＳｉを板厚方向に拡散させる熱処
理を施すことで高珪素鋼帯を連続的に製造する方法にお
いて、浸珪処理炉内に、スリットの開口面積ａ1とスリ
ット内側におけるガス流路のノズル管径方向断面積ａ2
との比ａ1／ａ2を０．５５以下としたスリットノズルを
配し、各スリットノズルに対してその片側端部から処理
ガスを供給することを特徴とする浸珪処理法による高珪
素鋼帯の製造方法。
【０００９】（２） 上記（１）の製造方法において、
スリットを有する外管と一端側から処理ガスが供給さ
れ、他端側が外管内部で開放した内管とからなる二重管
構造であって、ガス流路のノズル管径方向断面積ａ2が
内管と外管間のガス流路断面積であるスリットノズルを
用いることを特徴とする浸珪処理法による高珪素鋼帯の
製造方法。 （３） 上記（１）または（２）の製造方法において、
炉長方向で隣接するスリットノズルまたはスリットノズ
ル群に対して交互に異なる端部側から処理ガスを供給す
ることを特徴とする浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造
方法。
スリットを有する外管と一端側から処理ガスが供給さ
れ、他端側が外管内部で開放した内管とからなる二重管
構造であって、ガス流路のノズル管径方向断面積ａ2が
内管と外管間のガス流路断面積であるスリットノズルを
用いることを特徴とする浸珪処理法による高珪素鋼帯の
製造方法。 （３） 上記（１）または（２）の製造方法において、
炉長方向で隣接するスリットノズルまたはスリットノズ
ル群に対して交互に異なる端部側から処理ガスを供給す
ることを特徴とする浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造
方法。
【００１０】
【作用】以下本発明の詳細と限定理由について説明す
る。図３および図４は浸珪処理炉内に配される単管構造
のスリットノズルの一構造例を示しており、このような
スリットノズル１が浸珪処理炉内の炉長方向で間隔をお
いて配置され、図１に示すように各スリットノズル１の
スリット２から通板する鋼帯の両面に処理ガスが吹き付
けられる。図３および図４において、３はノズル管内の
ガス流路、Ｌはスリット長さ、Ｗはスリット幅、Ｄはノ
ズル管内径を示し、したがって、スリット２の開口面積
ａ1はａ1＝Ｌ×Ｗにより、また、スリット内側における
ガス流路３のノズル管径方向断面積ａ2は、ａ2＝π（Ｄ
／２）2によりそれぞれ求められる。
る。図３および図４は浸珪処理炉内に配される単管構造
のスリットノズルの一構造例を示しており、このような
スリットノズル１が浸珪処理炉内の炉長方向で間隔をお
いて配置され、図１に示すように各スリットノズル１の
スリット２から通板する鋼帯の両面に処理ガスが吹き付
けられる。図３および図４において、３はノズル管内の
ガス流路、Ｌはスリット長さ、Ｗはスリット幅、Ｄはノ
ズル管内径を示し、したがって、スリット２の開口面積
ａ1はａ1＝Ｌ×Ｗにより、また、スリット内側における
ガス流路３のノズル管径方向断面積ａ2は、ａ2＝π（Ｄ
／２）2によりそれぞれ求められる。
【００１１】また、図５および図６は二重管構造のスリ
ットノズルの一構造例を示しており、スリットノズル１
はスリット２を有する外管１０と、一端側から処理ガス
が供給され、他端側が外管１０の内部で開放１１０した
内管１１とから構成されている。図において、Ｄ1は外
管１０の内径、Ｄ2は内管１１の外径であり、この場合
のスリット内側におけるガス流路３は内管１１と外管１
０との間の空間部である。したがって、この二重管構造
のスリットノズルの場合には、スリットの開口面積ａ1
はａ1＝Ｌ×Ｗにより、また、スリット内側におけるガ
ス流路３のノズル管径方向断面積ａ2は、ａ2＝π（Ｄ1
／２）2−π（Ｄ2／２）2によりそれぞれ求められる。
ットノズルの一構造例を示しており、スリットノズル１
はスリット２を有する外管１０と、一端側から処理ガス
が供給され、他端側が外管１０の内部で開放１１０した
内管１１とから構成されている。図において、Ｄ1は外
管１０の内径、Ｄ2は内管１１の外径であり、この場合
のスリット内側におけるガス流路３は内管１１と外管１
０との間の空間部である。したがって、この二重管構造
のスリットノズルの場合には、スリットの開口面積ａ1
はａ1＝Ｌ×Ｗにより、また、スリット内側におけるガ
ス流路３のノズル管径方向断面積ａ2は、ａ2＝π（Ｄ1
／２）2−π（Ｄ2／２）2によりそれぞれ求められる。
【００１２】本発明では上記スリットの開口面積ａ1と
スリット内側におけるガス流路３のノズル管径方向断面
積ａ2との面積比ａ1／ａ2を０．５５以下とし、スリッ
トノズル１に対してその片側端部から処理ガスを供給す
る。スリット２からのガス吹き出し角度θとガス流速分
布は上記面積比ａ1／ａ2に依存しており、この面積比ａ
1／ａ2が０．５５を超えると、ガス供給側のスリット端
部に近い位置でのガス吹き出し角度θが８０°未満とな
ってガス流速が小さくなり、この部分を通板する鋼帯エ
ッジ部の浸珪量が板幅中央部に較べて極端に低くなる。
なお、図５および図６に示す二重管構造のスリットノズ
ルの場合には、ガス供給側のスリット端部とは内管１１
の開放端１１０側のスリット端部である。
スリット内側におけるガス流路３のノズル管径方向断面
積ａ2との面積比ａ1／ａ2を０．５５以下とし、スリッ
トノズル１に対してその片側端部から処理ガスを供給す
る。スリット２からのガス吹き出し角度θとガス流速分
布は上記面積比ａ1／ａ2に依存しており、この面積比ａ
1／ａ2が０．５５を超えると、ガス供給側のスリット端
部に近い位置でのガス吹き出し角度θが８０°未満とな
ってガス流速が小さくなり、この部分を通板する鋼帯エ
ッジ部の浸珪量が板幅中央部に較べて極端に低くなる。
なお、図５および図６に示す二重管構造のスリットノズ
ルの場合には、ガス供給側のスリット端部とは内管１１
の開放端１１０側のスリット端部である。
【００１３】図７は上記面積比ａ1／ａ2が０．５５超の
場合における、スリット２からのガス吹き出し角度θお
よびガス流速分布と鋼帯幅方向における浸珪量分布を示
すもので、この場合には同図（イ）に示すようにガス供
給側のスリット端部に近い位置でのガス吹き出し角度θ
が８０°未満となるため、この部分でガス流速が極端に
小さくなり、Ｘｃで示すようなガス流速分布となる。ガ
ス流速分布と浸珪量分布とは略比例関係にあるため、ガ
ス流速分布Ｘｃによって鋼帯幅方向の浸珪量分布はＹｃ
1となる。また、スリットノズル１に対して図７（イ）
に示す場合と反対側の端部から処理ガスを供給した場合
には、浸珪量分布はＹｃ2となる。先に述べた特開平５
−９７０４号の製造方法はこのような対称的な浸珪量分
布を交互に生じさせ、これらを重ね合わせることにより
板幅方向での浸珪量を均一化させることを狙いとしてい
るが、図７（イ）のＹｃ1とＹｃ2の浸珪量分布を重ね合
せても、同図（ロ）のＺｃで示されるような鋼帯エッジ
部のＳｉ量が低い浸珪量分布しか得られない。
場合における、スリット２からのガス吹き出し角度θお
よびガス流速分布と鋼帯幅方向における浸珪量分布を示
すもので、この場合には同図（イ）に示すようにガス供
給側のスリット端部に近い位置でのガス吹き出し角度θ
が８０°未満となるため、この部分でガス流速が極端に
小さくなり、Ｘｃで示すようなガス流速分布となる。ガ
ス流速分布と浸珪量分布とは略比例関係にあるため、ガ
ス流速分布Ｘｃによって鋼帯幅方向の浸珪量分布はＹｃ
1となる。また、スリットノズル１に対して図７（イ）
に示す場合と反対側の端部から処理ガスを供給した場合
には、浸珪量分布はＹｃ2となる。先に述べた特開平５
−９７０４号の製造方法はこのような対称的な浸珪量分
布を交互に生じさせ、これらを重ね合わせることにより
板幅方向での浸珪量を均一化させることを狙いとしてい
るが、図７（イ）のＹｃ1とＹｃ2の浸珪量分布を重ね合
せても、同図（ロ）のＺｃで示されるような鋼帯エッジ
部のＳｉ量が低い浸珪量分布しか得られない。
【００１４】図８は面積比ａ1／ａ2が０．５５以下の場
合における、スリット２からのガス吹き出し角度θおよ
びガス流速分布と鋼帯幅方向における浸珪量分布を示す
もので、この場合には同図（イ）に示すようにガス供給
側のスリット端部に近い位置でもガス吹き出し角度θが
８０°以上となるため、この部分もガス流速は十分に大
きく、このためＸｉで示すようなガス流速分布となる。
したがって、鋼帯幅方向の浸珪量分布はＹｉ1となり、
また、スリットノズル１に対して図８（イ）に示す場合
と反対側の端部から処理ガスを供給した場合には、浸珪
量分布はＹｉ2となる。このため特開平５−９７０４号
の製造方法に従ってＹｉ1，Ｙｉ2の浸珪量分布を重ね合
せると、同図（ロ）のＺｉで示されるような板幅方向で
均一な浸珪量分布が得られる。
合における、スリット２からのガス吹き出し角度θおよ
びガス流速分布と鋼帯幅方向における浸珪量分布を示す
もので、この場合には同図（イ）に示すようにガス供給
側のスリット端部に近い位置でもガス吹き出し角度θが
８０°以上となるため、この部分もガス流速は十分に大
きく、このためＸｉで示すようなガス流速分布となる。
したがって、鋼帯幅方向の浸珪量分布はＹｉ1となり、
また、スリットノズル１に対して図８（イ）に示す場合
と反対側の端部から処理ガスを供給した場合には、浸珪
量分布はＹｉ2となる。このため特開平５−９７０４号
の製造方法に従ってＹｉ1，Ｙｉ2の浸珪量分布を重ね合
せると、同図（ロ）のＺｉで示されるような板幅方向で
均一な浸珪量分布が得られる。
【００１５】本発明者らによる試験結果では、面積比ａ
1／ａ2を０．５５以下とし、上記のＹｉ1，Ｙｉ2のよう
な対称的な浸珪量分布を重ね合わせることにより、鋼帯
幅方向のＳｉ量のバラツキを略０．２ｗｔ％以下に抑え
ることができた。これに対し、面積比ａ1／ａ2が０．７
の場合には、鋼帯幅方向のＳｉ量のバラツキは０．５ｗ
ｔ％以上にも達した。面積比ａ1／ａ2の下限は特に限定
しないが、面積比ａ1／ａ2を０．１程度とすれば８５°
以上のガス吹き出し角度θが得られること、また、面積
比ａ1／ａ2を０．１未満とするためにはノズル径を大き
くする必要があり、設備コストが高く且つスリットノズ
ルが不必要に炉内スペースを占領する結果となること等
の観点から、面積比ａ1／ａ2は０．１以上とすることが
好ましい。
1／ａ2を０．５５以下とし、上記のＹｉ1，Ｙｉ2のよう
な対称的な浸珪量分布を重ね合わせることにより、鋼帯
幅方向のＳｉ量のバラツキを略０．２ｗｔ％以下に抑え
ることができた。これに対し、面積比ａ1／ａ2が０．７
の場合には、鋼帯幅方向のＳｉ量のバラツキは０．５ｗ
ｔ％以上にも達した。面積比ａ1／ａ2の下限は特に限定
しないが、面積比ａ1／ａ2を０．１程度とすれば８５°
以上のガス吹き出し角度θが得られること、また、面積
比ａ1／ａ2を０．１未満とするためにはノズル径を大き
くする必要があり、設備コストが高く且つスリットノズ
ルが不必要に炉内スペースを占領する結果となること等
の観点から、面積比ａ1／ａ2は０．１以上とすることが
好ましい。
【００１６】また、図５および図６に示されるようにス
リットノズル１を二重管構造とすることにより、鋼帯幅
方向のＳｉ量のバラツキをより均一化することができ
る。すなわち、図５および図６に示されるような二重管
構造のスリットノズル１では、処理ガスが内管１１を通
過する過程で予熱される。一般に、処理ガスは炉外であ
る程度の温度まで予熱されてから炉内に供給されるが、
このように炉外で予熱された処理ガスであっても内管１
１を通過する過程でさらに昇温する。そして、このよう
に処理ガスが効果的にすることが、鋼帯幅方向のＳｉ量
の均一化に次のように寄与する。
リットノズル１を二重管構造とすることにより、鋼帯幅
方向のＳｉ量のバラツキをより均一化することができ
る。すなわち、図５および図６に示されるような二重管
構造のスリットノズル１では、処理ガスが内管１１を通
過する過程で予熱される。一般に、処理ガスは炉外であ
る程度の温度まで予熱されてから炉内に供給されるが、
このように炉外で予熱された処理ガスであっても内管１
１を通過する過程でさらに昇温する。そして、このよう
に処理ガスが効果的にすることが、鋼帯幅方向のＳｉ量
の均一化に次のように寄与する。
【００１７】まず内管１１内での昇温により処理ガスの
体積が増すため、スリットノズル１のスリット２から吹
き出される際の見かけ上のガス流速が増大する。そし
て、後に説明する図１３に示されるように、ガス流速が
高い程、吹き出し角度θは高位安定化するとともに、ガ
ス流速が比較的高い領域の中でも、微増ではあるがガス
流速の増加に応じてガス吹き出し角度θが増大する。こ
の結果、図８に示すガス流速分布Ｘｉの傾きがより小さ
くなるため、鋼帯幅方向での浸珪量分布がより均一化す
る。
体積が増すため、スリットノズル１のスリット２から吹
き出される際の見かけ上のガス流速が増大する。そし
て、後に説明する図１３に示されるように、ガス流速が
高い程、吹き出し角度θは高位安定化するとともに、ガ
ス流速が比較的高い領域の中でも、微増ではあるがガス
流速の増加に応じてガス吹き出し角度θが増大する。こ
の結果、図８に示すガス流速分布Ｘｉの傾きがより小さ
くなるため、鋼帯幅方向での浸珪量分布がより均一化す
る。
【００１８】次に、スリットノズル１から吹き出される
処理ガスの温度が相対的に低い場合、処理ガスと鋼板と
の反応性は低くなる。特に鋼帯のエッジ部は温度が低下
し易いため板中央部に較べて処理ガスとの反応量が小さ
くなる傾向があり、このことも鋼帯幅方向での浸珪量分
布の不均一化に拍車をかける要因となっている。したが
って、内管１１内で処理ガスを十分に昇温させることが
できる図５および図６のスリットノズルでは、相対的に
高い温度の処理ガスを鋼帯に吹き付けることができるた
め、特に鋼帯エッジ部での反応性の低下を防止し、鋼帯
幅方向での反応性を均一化させることができる。
処理ガスの温度が相対的に低い場合、処理ガスと鋼板と
の反応性は低くなる。特に鋼帯のエッジ部は温度が低下
し易いため板中央部に較べて処理ガスとの反応量が小さ
くなる傾向があり、このことも鋼帯幅方向での浸珪量分
布の不均一化に拍車をかける要因となっている。したが
って、内管１１内で処理ガスを十分に昇温させることが
できる図５および図６のスリットノズルでは、相対的に
高い温度の処理ガスを鋼帯に吹き付けることができるた
め、特に鋼帯エッジ部での反応性の低下を防止し、鋼帯
幅方向での反応性を均一化させることができる。
【００１９】したがって、以上の２つの作用により、図
５および図６のスリットノズルは、鋼帯幅方向でのＳｉ
量の均一化により効果的に実現することができる。ま
た、このように処理ガスを内管内で昇温させて炉温（通
常、約１２００℃）に近付けた状態で炉内に供給できる
ことにより、ガス密度差による鋼帯上下での対流の非対
称性を緩和することができる。
５および図６のスリットノズルは、鋼帯幅方向でのＳｉ
量の均一化により効果的に実現することができる。ま
た、このように処理ガスを内管内で昇温させて炉温（通
常、約１２００℃）に近付けた状態で炉内に供給できる
ことにより、ガス密度差による鋼帯上下での対流の非対
称性を緩和することができる。
【００２０】上述したように本発明の基本的な作用は、
ガス供給側のスリット端部に近い位置でのガス流速を高
めることで、鋼帯エッジ部における浸珪量の極端な低下
を改善することにあるが、このような基本的な作用を利
用して鋼帯幅方向でのＳｉ濃度の均一化を実現する最も
合理的な方法は、炉長方向で隣接するスリットノズルま
たはスリットノズル群に対して交互に異なる端部側から
処理ガスを供給することである。
ガス供給側のスリット端部に近い位置でのガス流速を高
めることで、鋼帯エッジ部における浸珪量の極端な低下
を改善することにあるが、このような基本的な作用を利
用して鋼帯幅方向でのＳｉ濃度の均一化を実現する最も
合理的な方法は、炉長方向で隣接するスリットノズルま
たはスリットノズル群に対して交互に異なる端部側から
処理ガスを供給することである。
【００２１】図９は炉長方向で隣接するスリットノズル
１に対して交互に異なる端部側から処理ガスを供給する
場合を示しており、図８に示した対称的な浸珪量分布の
重ね合わせにより、最終的に板幅方向で均一なＳｉ濃度
分布を有する高珪素鋼帯が得られる。また、図１０は炉
長方向で隣接するスリットノズル群Ｉに対して交互に異
なる端部側から処理ガスを供給する場合を示しており、
この場合でも各スリットノズル群Ｉにより得られる浸珪
量分布の重ね合わせにより、最終的に板幅方向で均一な
Ｓｉ濃度分布を有する高珪素鋼帯が得られる。なお、１
つのスリットノズル群Ｉを構成するスリットノズル数は
任意である。
１に対して交互に異なる端部側から処理ガスを供給する
場合を示しており、図８に示した対称的な浸珪量分布の
重ね合わせにより、最終的に板幅方向で均一なＳｉ濃度
分布を有する高珪素鋼帯が得られる。また、図１０は炉
長方向で隣接するスリットノズル群Ｉに対して交互に異
なる端部側から処理ガスを供給する場合を示しており、
この場合でも各スリットノズル群Ｉにより得られる浸珪
量分布の重ね合わせにより、最終的に板幅方向で均一な
Ｓｉ濃度分布を有する高珪素鋼帯が得られる。なお、１
つのスリットノズル群Ｉを構成するスリットノズル数は
任意である。
【００２２】板幅方向で均一なＳｉ濃度分布を得る方法
としては、図９や図１０に示すように炉長方向で隣接す
るスリットノズル１またはスリットノズル群Ｉに対して
交互に異なる端部側から処理ガスを供給することが最も
好ましい。この理由は、処理ガスの供給方向が同じであ
るスリットノズルを何本も連続して配置した場合、板幅
方向でのＳｉ濃度分布の度合いが累積的に増大し、浸珪
処理中の板変形の原因となり易いからである。しかし、
スリットノズル１本当りの浸珪量が比較的少ない場合に
は、このような問題は生じにくく、したがって、本発明
では処理ガスの供給方向が異なるスリットノズル１また
はスリットノズル群Ｉを炉長方向でランダムに配置する
場合を排除するものではない。この場合には、浸珪処理
炉内に配される複数のスリットノズル１またはスリット
ノズル群Ｉについて、略半数づつ異なる端部側から処理
ガスを供給するようにすることが好ましい。なお、本発
明では図１に示すように鋼帯両側にスリットノズル１を
配置する場合において、この１対のスリットノズルに対
してそれぞれ異なる端部側から処理ガスを供給すること
を妨げない。
としては、図９や図１０に示すように炉長方向で隣接す
るスリットノズル１またはスリットノズル群Ｉに対して
交互に異なる端部側から処理ガスを供給することが最も
好ましい。この理由は、処理ガスの供給方向が同じであ
るスリットノズルを何本も連続して配置した場合、板幅
方向でのＳｉ濃度分布の度合いが累積的に増大し、浸珪
処理中の板変形の原因となり易いからである。しかし、
スリットノズル１本当りの浸珪量が比較的少ない場合に
は、このような問題は生じにくく、したがって、本発明
では処理ガスの供給方向が異なるスリットノズル１また
はスリットノズル群Ｉを炉長方向でランダムに配置する
場合を排除するものではない。この場合には、浸珪処理
炉内に配される複数のスリットノズル１またはスリット
ノズル群Ｉについて、略半数づつ異なる端部側から処理
ガスを供給するようにすることが好ましい。なお、本発
明では図１に示すように鋼帯両側にスリットノズル１を
配置する場合において、この１対のスリットノズルに対
してそれぞれ異なる端部側から処理ガスを供給すること
を妨げない。
【００２３】
〔実施例１〕図３および図４に示すような単管構造であ
って、表１に示すような面積比ａ1／ａ2が異なる種々の
スリットノズルを、浸珪処理炉内に炉長方向で間隔をお
いて８本配置し、これらスリットノズルに対して交互に
異なる端部側から処理ガス（ＳｉＣｌ4：１５ｍｏｌ
％，残部実質的にＮ2）を５Ｎｍ3／ｈ／本の供給量で供
給しつつ、板厚０．１ｍｍ、板幅６００ｍｍの３％Ｓｉ
鋼板に浸珪処理を施し、次いで、Ｓｉを板厚方向に拡散
させる拡散熱処理を施すことにより、板幅方向の平均Ｓ
ｉ濃度が６．５ｗｔ％の高珪素鋼板を製造した。
って、表１に示すような面積比ａ1／ａ2が異なる種々の
スリットノズルを、浸珪処理炉内に炉長方向で間隔をお
いて８本配置し、これらスリットノズルに対して交互に
異なる端部側から処理ガス（ＳｉＣｌ4：１５ｍｏｌ
％，残部実質的にＮ2）を５Ｎｍ3／ｈ／本の供給量で供
給しつつ、板厚０．１ｍｍ、板幅６００ｍｍの３％Ｓｉ
鋼板に浸珪処理を施し、次いで、Ｓｉを板厚方向に拡散
させる拡散熱処理を施すことにより、板幅方向の平均Ｓ
ｉ濃度が６．５ｗｔ％の高珪素鋼板を製造した。
【００２４】得られた高珪素鋼板の板幅方向でのＳｉ濃
度最大偏差ΔＳｉを表１に示す。これによれば、面積比
ａ1／ａ2が０．５５以下の場合には、ΔＳｉは０．２０
ｗｔ％以下に抑えられているのに対し、面積比ａ1／ａ2
が０．５５を超えるとエッジ部のＳｉ量が極端に少なく
なり、特に、面積比ａ1／ａ2が０．７０ではΔＳｉは
０．５ｗｔ％を超えている。
度最大偏差ΔＳｉを表１に示す。これによれば、面積比
ａ1／ａ2が０．５５以下の場合には、ΔＳｉは０．２０
ｗｔ％以下に抑えられているのに対し、面積比ａ1／ａ2
が０．５５を超えるとエッジ部のＳｉ量が極端に少なく
なり、特に、面積比ａ1／ａ2が０．７０ではΔＳｉは
０．５ｗｔ％を超えている。
【００２５】
【表１】
【００２６】〔実施例２〕図５および図６に示すような
二重管構造であって、表２に示すような面積比ａ1／ａ2
が異なる種々のスリットノズルを、浸珪処理炉内に炉長
方向で間隔をおいて８本配置し、これらスリットノズル
に対して交互に異なる端部側から処理ガス（ＳｉＣ
ｌ4：１５ｍｏｌ％，残部実質的にＮ2）を５Ｎｍ3／ｈ
／本の供給量で供給しつつ、板厚０．１ｍｍ、板幅６０
０ｍｍの３％Ｓｉ鋼板に浸珪処理を施し、次いで、Ｓｉ
を板厚方向に拡散させる拡散熱処理を施すことにより、
板幅方向の平均Ｓｉ濃度が６．５ｗｔ％の高珪素鋼板を
製造した。
二重管構造であって、表２に示すような面積比ａ1／ａ2
が異なる種々のスリットノズルを、浸珪処理炉内に炉長
方向で間隔をおいて８本配置し、これらスリットノズル
に対して交互に異なる端部側から処理ガス（ＳｉＣ
ｌ4：１５ｍｏｌ％，残部実質的にＮ2）を５Ｎｍ3／ｈ
／本の供給量で供給しつつ、板厚０．１ｍｍ、板幅６０
０ｍｍの３％Ｓｉ鋼板に浸珪処理を施し、次いで、Ｓｉ
を板厚方向に拡散させる拡散熱処理を施すことにより、
板幅方向の平均Ｓｉ濃度が６．５ｗｔ％の高珪素鋼板を
製造した。
【００２７】得られた高珪素鋼板の板幅方向でのＳｉ濃
度最大偏差ΔＳｉを表２に示す。また、図１１に各高珪
素鋼板の板幅方向でのＳｉ濃度分布を示す。この実施例
では面積比ａ1／ａ2が０．５５以下の場合には、ΔＳｉ
は０．１５ｗｔ％以下に抑えられているのに対し、面積
比ａ1／ａ2が０．５５を超えるとエッジ部のＳｉ量が極
端に少なくなり、面積比ａ1／ａ2が０．６８ではΔＳｉ
は０．４０ｗｔ％となっている。
度最大偏差ΔＳｉを表２に示す。また、図１１に各高珪
素鋼板の板幅方向でのＳｉ濃度分布を示す。この実施例
では面積比ａ1／ａ2が０．５５以下の場合には、ΔＳｉ
は０．１５ｗｔ％以下に抑えられているのに対し、面積
比ａ1／ａ2が０．５５を超えるとエッジ部のＳｉ量が極
端に少なくなり、面積比ａ1／ａ2が０．６８ではΔＳｉ
は０．４０ｗｔ％となっている。
【００２８】
【表２】
【００２９】〔実施例３〕実施例２と同様のスリットノ
ズルを用い、スリット長手方向各位置におけるガス吹き
出し角度θを測定した。その結果を図１２に示す。同図
によれば、断面積比ａ1／ａ2が０．５５以下のものは、
ガス供給側のスリット端部の極く一部分を除きガス吹き
出し角度θは８０°以上であり、ガス吹き出し角度θの
分布も略単一勾配であり、したがって、例えば、図中Ａ
の範囲を鋼帯の通板部とすれば、所望の浸珪量分布が得
られることになる。これに対し、断面積比が０．６８の
ものでは、ガス供給側におけるガス吹き出し角度θが極
めて小さく、また、ガス吹き出し角度θの分布は２段階
の勾配をもっており、図中Ａの範囲を鋼帯の通板部とし
ても図７に示すような浸珪量分布しか得られないことが
判る。
ズルを用い、スリット長手方向各位置におけるガス吹き
出し角度θを測定した。その結果を図１２に示す。同図
によれば、断面積比ａ1／ａ2が０．５５以下のものは、
ガス供給側のスリット端部の極く一部分を除きガス吹き
出し角度θは８０°以上であり、ガス吹き出し角度θの
分布も略単一勾配であり、したがって、例えば、図中Ａ
の範囲を鋼帯の通板部とすれば、所望の浸珪量分布が得
られることになる。これに対し、断面積比が０．６８の
ものでは、ガス供給側におけるガス吹き出し角度θが極
めて小さく、また、ガス吹き出し角度θの分布は２段階
の勾配をもっており、図中Ａの範囲を鋼帯の通板部とし
ても図７に示すような浸珪量分布しか得られないことが
判る。
【００３０】〔実施例４〕スリットから吹き出されるガ
ス流速がガス吹き出し角度θに及ぼす影響を調べた。こ
の実施例では、図５および図６に示すような二重管構造
であって、表３に示すような面積比ａ1／ａ2のスリット
ノズルを用い、スリットから吹き出されるガスの流速を
変化させて、ガス供給側のスリット端部からスリット中
央部側に１００ｍｍ寄った位置でのガス吹き出し角度θ
の変化を調べた。その結果を図１３に示す。同図によれ
ば、面積比ａ1／ａ2を０．５５以下とすれば、０．２５
ｍ／ｓｅｃ以上のガス流速であればガス吹き出し角度を
８０°以上にできることが判る。
ス流速がガス吹き出し角度θに及ぼす影響を調べた。こ
の実施例では、図５および図６に示すような二重管構造
であって、表３に示すような面積比ａ1／ａ2のスリット
ノズルを用い、スリットから吹き出されるガスの流速を
変化させて、ガス供給側のスリット端部からスリット中
央部側に１００ｍｍ寄った位置でのガス吹き出し角度θ
の変化を調べた。その結果を図１３に示す。同図によれ
ば、面積比ａ1／ａ2を０．５５以下とすれば、０．２５
ｍ／ｓｅｃ以上のガス流速であればガス吹き出し角度を
８０°以上にできることが判る。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、浸珪処理法
により高珪素鋼帯を製造するに際し、各スリットノズル
による浸珪量分布を適正化することができ、このため板
幅方向でＳｉ濃度が均一な高珪素鋼帯を安定して製造す
ることができる。また、スリットノズルを二重管構造と
することにより、処理ガスがノズル内を通過する過程で
予熱されるため、炉外における処理ガスの予熱温度を低
く抑え、また、予熱装置を簡素化することができる。
により高珪素鋼帯を製造するに際し、各スリットノズル
による浸珪量分布を適正化することができ、このため板
幅方向でＳｉ濃度が均一な高珪素鋼帯を安定して製造す
ることができる。また、スリットノズルを二重管構造と
することにより、処理ガスがノズル内を通過する過程で
予熱されるため、炉外における処理ガスの予熱温度を低
く抑え、また、予熱装置を簡素化することができる。
【図１】浸珪処理炉内に配されるスリットノズルの構成
を示す説明図
を示す説明図
【図２】図１に示すスリットノズルのスリットからのガ
ス吹き出し方向を示す説明図
ス吹き出し方向を示す説明図
【図３】本発明の実施に供される単管構造のスリットノ
ズルの一構造例を示す平面図
ズルの一構造例を示す平面図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図
【図５】本発明の実施に供される二重管構造のスリット
ノズルの一構造例を示す縦断面図
ノズルの一構造例を示す縦断面図
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図
【図７】面積比ａ1／ａ2が０．４５超のスリットノズル
を用いた場合のガス吹き出し角度θおよびガス流速分布
と浸珪量分布を示す説明図
を用いた場合のガス吹き出し角度θおよびガス流速分布
と浸珪量分布を示す説明図
【図８】面積比ａ1／ａ2が０．４５以下のスリットノズ
ルを用いた場合のガス吹き出し角度θおよびガス流速分
布と浸珪量分布を示す説明図
ルを用いた場合のガス吹き出し角度θおよびガス流速分
布と浸珪量分布を示す説明図
【図９】炉長方向で隣接したスリットノズルに対して交
互に異なる端部側から処理ガスを供給する場合を示す説
明図
互に異なる端部側から処理ガスを供給する場合を示す説
明図
【図１０】炉長方向で隣接したスリットノズル群に対し
て交互に異なる端部側から処理ガスを供給する場合を示
す説明図
て交互に異なる端部側から処理ガスを供給する場合を示
す説明図
【図１１】実施例２において得られた高珪素鋼帯の板幅
方向Ｓｉ濃度分布を示すグラフ
方向Ｓｉ濃度分布を示すグラフ
【図１２】実施例３において測定されたスリット長手方
向各位置におけるガス吹き出し角度θを示すグラフ
向各位置におけるガス吹き出し角度θを示すグラフ
【図１３】実施例４において得られた面積比ａ1／ａ2お
よびガス流速とガス吹き出し角度θとの関係を示すグラ
フ
よびガス流速とガス吹き出し角度θとの関係を示すグラ
フ
１…スリットノズル、２…スリット、３…ガス流路、Ｉ
…スリットノズル群 １０…外管、１１…内管、１１０…開放端
…スリットノズル群 １０…外管、１１…内管、１１０…開放端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 拝司 裕久 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 岡田 和久 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 笠井 勝司 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 10/06,10/08 C23C 10/14,10/16
Claims (3)
- 【請求項１】 浸珪処理炉内に炉長方向で間隔をおいて
複数のスリットノズルを配し、このスリットノズルから
通板する鋼帯の両面に処理ガスを吹き付けることによ
り、鋼帯にその表面からＳｉを浸透させる浸珪処理を施
し、次いで拡散均熱炉においてＳｉを板厚方向に拡散さ
せる熱処理を施すことで高珪素鋼帯を連続的に製造する
方法において、浸珪処理炉内に、スリットの開口面積ａ
1とスリット内側におけるガス流路のノズル管径方向断
面積ａ2との比ａ1／ａ2を０．５５以下としたスリット
ノズルを配し、各スリットノズルに対してその片側端部
から処理ガスを供給することを特徴とする浸珪処理法に
よる高珪素鋼帯の製造方法。 - 【請求項２】 スリットを有する外管と一端側から処理
ガスが供給され、他端側が外管内部で開放した内管とか
らなる二重管構造であって、ガス流路のノズル管径方向
断面積ａ2が内管と外管間のガス流路断面積であるスリ
ットノズルを用いることを特徴とする請求項１に記載の
浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法。 - 【請求項３】 炉長方向で隣接するスリットノズルまた
はスリットノズル群に対して交互に異なる端部側から処
理ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に
記載の浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33376694A JP2956507B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33376694A JP2956507B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176793A JPH08176793A (ja) | 1996-07-09 |
| JP2956507B2 true JP2956507B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=18269722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33376694A Expired - Fee Related JP2956507B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 浸珪処理法による高珪素鋼帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956507B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4549081B2 (ja) * | 2004-03-11 | 2010-09-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 化学蒸着処理の原料ガス供給用ノズル |
| JP5924336B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2016-05-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 化学蒸着処理の原料ガス供給用ノズル |
| DE102014106135A1 (de) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | Thyssenkrupp Ag | Düseneinrichtung und Verfahren zur Behandlung eines Stahlflachproduktes |
| US20220008938A1 (en) | 2018-10-26 | 2022-01-13 | Jfe Steel Corporation | Slit nozzle and method for manufacturing high-silicon steel strip |
| CN116288136B (zh) * | 2023-03-23 | 2023-10-20 | 首钢智新迁安电磁材料有限公司 | 一种取向硅钢的渗氮装置及渗氮方法 |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP33376694A patent/JP2956507B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08176793A (ja) | 1996-07-09 |
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