JP3013707B2 - 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、浸珪処理法による高珪
素鋼帯の連続製造方法に関する。
素鋼帯の連続製造方法に関する。
【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、Ｓｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼帯を無酸化性ガス
雰囲気（実質的に不活性ガスまたはＮ2からなる雰囲
気）の加熱帯において浸珪処理温度まで加熱した後、浸
珪帯において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、次いで無酸化
性ガス雰囲気の拡散均熱帯で熱処理することにより鋼帯
表層に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させ、しかる後、
冷却帯で冷却することでコイル状の高珪素鋼帯を連続的
に製造する方法である。
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、Ｓｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼帯を無酸化性ガス
雰囲気（実質的に不活性ガスまたはＮ2からなる雰囲
気）の加熱帯において浸珪処理温度まで加熱した後、浸
珪帯において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、次いで無酸化
性ガス雰囲気の拡散均熱帯で熱処理することにより鋼帯
表層に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させ、しかる後、
冷却帯で冷却することでコイル状の高珪素鋼帯を連続的
に製造する方法である。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な連続浸珪処理により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、加熱帯の雰囲気
中に微量に含まれる酸素や水分によって鋼帯が加熱中に
酸化され、この酸化物が浸珪帯においてＳｉＣｌ4と反
応することにより鋼帯表面にＳｉＯ2が生成すること、
そして、この鋼帯面に生成したＳｉＯ2が炉内ハースロ
ールに付着してロール表面に凹凸を生じさせ、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
ことを突き止めた。
な連続浸珪処理により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、加熱帯の雰囲気
中に微量に含まれる酸素や水分によって鋼帯が加熱中に
酸化され、この酸化物が浸珪帯においてＳｉＣｌ4と反
応することにより鋼帯表面にＳｉＯ2が生成すること、
そして、この鋼帯面に生成したＳｉＯ2が炉内ハースロ
ールに付着してロール表面に凹凸を生じさせ、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
ことを突き止めた。
【０００３】そこで、本発明の目的は、加熱帯において
鋼帯表面に酸化物が生成することを抑制することで、浸
珪帯において鋼帯表面にＳｉＯ2が生成することを防止
し、もって鋼帯の押し疵の発生を適切に防止することが
できる高珪素鋼帯の連続製造方法を提供することにあ
る。
鋼帯表面に酸化物が生成することを抑制することで、浸
珪帯において鋼帯表面にＳｉＯ2が生成することを防止
し、もって鋼帯の押し疵の発生を適切に防止することが
できる高珪素鋼帯の連続製造方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明は加熱帯の雰囲気中にＳｉＣｌ4を所定
の濃度で含有させることにより、加熱帯の雰囲気中に不
可避的に含まれる酸素や水分を気相中でＳｉＣｌ4と反
応させ、鋼帯の酸化を防止するようにしたもので、その
構成は、Ｓｉ：４ｗｔ％未満を含有する鋼帯を、入側か
ら加熱帯、浸珪帯、拡散均熱帯および冷却帯を備えた連
続浸珪処理ラインにおいて連続的に浸珪処理することで
Ｓｉ：５〜１０ｗｔ％の高珪素鋼帯を連続的に製造する
方法において、加熱帯内を、ＳｉＣｌ4を０．０２ｍｏ
ｌ％以上３５ｍｏｌ％以下含み、残部が実質的に不活性
ガスまたは／およびＮ2からなる雰囲気とすることを特
徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法である。
るため、本発明は加熱帯の雰囲気中にＳｉＣｌ4を所定
の濃度で含有させることにより、加熱帯の雰囲気中に不
可避的に含まれる酸素や水分を気相中でＳｉＣｌ4と反
応させ、鋼帯の酸化を防止するようにしたもので、その
構成は、Ｓｉ：４ｗｔ％未満を含有する鋼帯を、入側か
ら加熱帯、浸珪帯、拡散均熱帯および冷却帯を備えた連
続浸珪処理ラインにおいて連続的に浸珪処理することで
Ｓｉ：５〜１０ｗｔ％の高珪素鋼帯を連続的に製造する
方法において、加熱帯内を、ＳｉＣｌ4を０．０２ｍｏ
ｌ％以上３５ｍｏｌ％以下含み、残部が実質的に不活性
ガスまたは／およびＮ2からなる雰囲気とすることを特
徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法である。
【０００５】
【作用】以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説
明する。浸珪帯では鋼帯のＦｅとＳｉＣｌ4とが反応
し、Ｓｉ１原子が鋼帯表層に蒸着してＦｅ3Ｓｉを生成
するとともに、Ｆｅ２原子がＦｅＣｌ2となって気体状
態で鋼帯表面から放散される。この時の反応式を以下に
示す。 ５Ｆｅ＋ＳｉＣｌ4→Ｆｅ3Ｓｉ＋２ＦｅＣｌ2↑ しかし、加熱帯で鋼帯が酸化され、鋼帯表面にＦｅ2Ｏ3
層またはＦｅＯ層が存在している場合、鋼帯表面で下式
の反応が生じてＳｉＯ2が生成し、上述したような問題
を生じさせることになる。 ２Ｆｅ2Ｏ3＋３ＳｉＣｌ4→３ＳｉＯ2＋４ＦｅＣｌ3↑ ２ＦｅＯ＋ＳｉＣｌ4→ＳｉＯ2＋２ＦｅＣｌ2↑
明する。浸珪帯では鋼帯のＦｅとＳｉＣｌ4とが反応
し、Ｓｉ１原子が鋼帯表層に蒸着してＦｅ3Ｓｉを生成
するとともに、Ｆｅ２原子がＦｅＣｌ2となって気体状
態で鋼帯表面から放散される。この時の反応式を以下に
示す。 ５Ｆｅ＋ＳｉＣｌ4→Ｆｅ3Ｓｉ＋２ＦｅＣｌ2↑ しかし、加熱帯で鋼帯が酸化され、鋼帯表面にＦｅ2Ｏ3
層またはＦｅＯ層が存在している場合、鋼帯表面で下式
の反応が生じてＳｉＯ2が生成し、上述したような問題
を生じさせることになる。 ２Ｆｅ2Ｏ3＋３ＳｉＣｌ4→３ＳｉＯ2＋４ＦｅＣｌ3↑ ２ＦｅＯ＋ＳｉＣｌ4→ＳｉＯ2＋２ＦｅＣｌ2↑
【０００６】このような問題に対して本発明では、加熱
帯における鋼帯の酸化を防止するため、加熱帯の雰囲気
をＳｉＣｌ4：０．０２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以
下、残部が実質的に不活性ガスまたは／およびＮ2と
し、雰囲気中に不可避的に含まれる酸素および水分とＳ
ｉＣｌ4とを気相中で反応させる。この時の反応式を以
下に示す。 ＳｉＣｌ4＋Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｃｌ2↑ ＳｉＣｌ4＋２Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋４ＨＣｌ↑
帯における鋼帯の酸化を防止するため、加熱帯の雰囲気
をＳｉＣｌ4：０．０２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以
下、残部が実質的に不活性ガスまたは／およびＮ2と
し、雰囲気中に不可避的に含まれる酸素および水分とＳ
ｉＣｌ4とを気相中で反応させる。この時の反応式を以
下に示す。 ＳｉＣｌ4＋Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｃｌ2↑ ＳｉＣｌ4＋２Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋４ＨＣｌ↑
【０００７】加熱帯の雰囲気は、通常、鋼帯を浸珪処理
温度（１０２３℃以上）まで加熱するため１０００℃以
上の高温状態にあり、一方、ＳｉＣｌ4は非常に活性な
物質であるため、加熱帯のような高温下では酸素や水分
との反応速度は非常に大きい。このため加熱帯内に適当
な濃度でＳｉＣｌ4が存在していると、雰囲気中に含ま
れる微量の酸素や水分は鋼帯と反応する前にＳｉＣｌ4
と反応し、短時間でＳｉＯ2が生成される。このため、
加熱帯を通板する鋼帯は酸化されることなく続く浸珪帯
に導入される。
温度（１０２３℃以上）まで加熱するため１０００℃以
上の高温状態にあり、一方、ＳｉＣｌ4は非常に活性な
物質であるため、加熱帯のような高温下では酸素や水分
との反応速度は非常に大きい。このため加熱帯内に適当
な濃度でＳｉＣｌ4が存在していると、雰囲気中に含ま
れる微量の酸素や水分は鋼帯と反応する前にＳｉＣｌ4
と反応し、短時間でＳｉＯ2が生成される。このため、
加熱帯を通板する鋼帯は酸化されることなく続く浸珪帯
に導入される。
【０００８】また、上記反応によるＳｉＯ２の生成は気
相中で生じ、生成した粉状のＳｉＯ２は加熱帯内の気流
に随伴して炉排ガスとともに炉外に排出されるため、鋼
帯に付着することもなく、したがってＳｉＯ２が炉内ハ
ースロールの表面に付着・堆積して鋼帯に押し疵を生じ
させることもない。加熱帯の雰囲気中に含まれるＳｉＣ
ｌ４はｍｏｌ分率で０．０２〜３５％（すなわち、０．
０２〜３５ｍｏｌ％）の範囲とする。一般に、加熱帯の
露点は−３０℃（水分量で３７４ｐｐｍ）程度が標準で
あり、このような露点を前提とした場合、ＳｉＣｌ４濃
度が０．０２ｍｏｌ％未満では不十分であり、鋼帯表面
に酸化物を生じさせ、浸珪帯におけるＳｉＯ２生成の原
因となる。
相中で生じ、生成した粉状のＳｉＯ２は加熱帯内の気流
に随伴して炉排ガスとともに炉外に排出されるため、鋼
帯に付着することもなく、したがってＳｉＯ２が炉内ハ
ースロールの表面に付着・堆積して鋼帯に押し疵を生じ
させることもない。加熱帯の雰囲気中に含まれるＳｉＣ
ｌ４はｍｏｌ分率で０．０２〜３５％（すなわち、０．
０２〜３５ｍｏｌ％）の範囲とする。一般に、加熱帯の
露点は−３０℃（水分量で３７４ｐｐｍ）程度が標準で
あり、このような露点を前提とした場合、ＳｉＣｌ４濃
度が０．０２ｍｏｌ％未満では不十分であり、鋼帯表面
に酸化物を生じさせ、浸珪帯におけるＳｉＯ２生成の原
因となる。
【０００９】一方、ＳｉＣｌ4濃度が３５ｍｏｌ％を超
えると次のような問題を生じる。すなわち、通常、加熱
帯を通板中の鋼帯はある時点で浸珪処理温度（１０２３
℃以上）に達するため、加熱帯の雰囲気中に含まれるＳ
ｉＣｌ4により事実上の浸珪反応が生じることになる
が、この際、ＳｉＣｌ4濃度が３５ｍｏｌ％超では後に
行われる拡散熱処理によっても消失しないような大きさ
のボイドが生成し易く、このボイドは高珪素鋼帯の磁気
特性を大きく劣化させる。このためＳｉＣｌ4濃度の上
限は３５ｍｏｌ％とする。
えると次のような問題を生じる。すなわち、通常、加熱
帯を通板中の鋼帯はある時点で浸珪処理温度（１０２３
℃以上）に達するため、加熱帯の雰囲気中に含まれるＳ
ｉＣｌ4により事実上の浸珪反応が生じることになる
が、この際、ＳｉＣｌ4濃度が３５ｍｏｌ％超では後に
行われる拡散熱処理によっても消失しないような大きさ
のボイドが生成し易く、このボイドは高珪素鋼帯の磁気
特性を大きく劣化させる。このためＳｉＣｌ4濃度の上
限は３５ｍｏｌ％とする。
【００１０】加熱帯の雰囲気ガスの残部は、実質的に不
活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）またはＮ2若しくはこれらの
混合ガスである。先に述べたように、通常、加熱帯では
鋼帯を１０２３℃以上の浸珪処理温度まで加熱するた
め、加熱帯を通板中の鋼帯には不可避的に浸珪処理がな
されることになるが、このような浸珪処理は浸珪帯で有
意に実施される浸珪処理とは区別される。
活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）またはＮ2若しくはこれらの
混合ガスである。先に述べたように、通常、加熱帯では
鋼帯を１０２３℃以上の浸珪処理温度まで加熱するた
め、加熱帯を通板中の鋼帯には不可避的に浸珪処理がな
されることになるが、このような浸珪処理は浸珪帯で有
意に実施される浸珪処理とは区別される。
【００１１】以下、本発明の高珪素鋼帯の連続製造方法
の詳細及び好ましい条件を、図１に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施するための連続浸珪処理ラインを
示すもので、連続浸珪処理ラインは入側から加熱帯１、
浸珪帯２、拡散均熱帯３、冷却帯４を備えている。本発
明の製造法において用いられる素材鋼帯は、圧延による
製造が容易なＳｉ含有量：４ｗｔ％未満の鋼帯である。
この鋼帯Ｓは、上述したような雰囲気の加熱帯１におい
て浸珪処理温度（通常、１０２３〜１２００℃）まで加
熱された後、浸珪帯２に導入され浸珪処理が施される。
の詳細及び好ましい条件を、図１に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施するための連続浸珪処理ラインを
示すもので、連続浸珪処理ラインは入側から加熱帯１、
浸珪帯２、拡散均熱帯３、冷却帯４を備えている。本発
明の製造法において用いられる素材鋼帯は、圧延による
製造が容易なＳｉ含有量：４ｗｔ％未満の鋼帯である。
この鋼帯Ｓは、上述したような雰囲気の加熱帯１におい
て浸珪処理温度（通常、１０２３〜１２００℃）まで加
熱された後、浸珪帯２に導入され浸珪処理が施される。
【００１２】一般に、浸珪帯２では処理ガスを吹付ノズ
ル（例えば、スリットノズル）から鋼帯面に吹き付ける
ことにより浸珪処理を行う。処理ガスはＳｉＣｌ4とキ
ャリアガスである無酸化性ガスからなり、キャリアガス
としては不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）またはＮ2若しく
はこれらの混合ガスが使用できる。処理ガス中のＳｉＣ
ｌ4濃度は、通常５〜３５ｍｏｌ％程度である。鋼帯Ｓ
は浸珪帯２で浸珪処理された後、拡散均熱帯３に導か
れ、鋼帯表層に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させるた
めにＳｉＣｌ4を含まない無酸化性ガス雰囲気中で拡散
熱処理される。この拡散均熱帯３での無酸化性ガスとし
ても不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）またはＮ2若しくはこ
れらの混合ガスが使用できる。拡散熱処理された鋼帯Ｓ
は冷却帯４で冷却され、必要に応じて絶縁皮膜コーティ
ングされた後、巻き取られる。
ル（例えば、スリットノズル）から鋼帯面に吹き付ける
ことにより浸珪処理を行う。処理ガスはＳｉＣｌ4とキ
ャリアガスである無酸化性ガスからなり、キャリアガス
としては不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）またはＮ2若しく
はこれらの混合ガスが使用できる。処理ガス中のＳｉＣ
ｌ4濃度は、通常５〜３５ｍｏｌ％程度である。鋼帯Ｓ
は浸珪帯２で浸珪処理された後、拡散均熱帯３に導か
れ、鋼帯表層に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させるた
めにＳｉＣｌ4を含まない無酸化性ガス雰囲気中で拡散
熱処理される。この拡散均熱帯３での無酸化性ガスとし
ても不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）またはＮ2若しくはこ
れらの混合ガスが使用できる。拡散熱処理された鋼帯Ｓ
は冷却帯４で冷却され、必要に応じて絶縁皮膜コーティ
ングされた後、巻き取られる。
【００１３】
【実施例】図１に示した連続浸珪処理ラインにおいて、
板厚０．３２ｍｍ、板幅６００ｍｍ、Ｓｉ含有量３．０
ｗｔ％の鋼帯を素材とし、ラインスピード３．０ｍｐｍ
で６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。この実施例では加熱帯
１の雰囲気をＳｉＣｌ４：０〜３５ｍｏｌ％（＝ｍｏｌ
分率（％））、残部実質的にＮ２とし、ＳｉＣｌ４濃度
が異なる各雰囲気で製造された６．５％Ｓｉ鋼帯の表面
に付着したＳｉＯ２量を調べた。その結果を図２及び図
３に示す。なお、図３は図２中のＳｉＣｌ４濃度：０〜
１ｍｏｌ％（＝ｍｏｌ分率（％））の範囲を部分的に示
したものである。図２及び図３によれば、加熱帯の雰囲
気中のＳｉＣｌ４濃度が０．０２ｍｏｌ％以上となる
と、鋼帯表面へのＳｉＯ２付着量は激減している。ま
た、このように鋼帯面へのＳｉＯ２の付着が激減したこ
とに伴い、鋼帯の押し疵の発生もなくなったことが確認
できた。
板厚０．３２ｍｍ、板幅６００ｍｍ、Ｓｉ含有量３．０
ｗｔ％の鋼帯を素材とし、ラインスピード３．０ｍｐｍ
で６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。この実施例では加熱帯
１の雰囲気をＳｉＣｌ４：０〜３５ｍｏｌ％（＝ｍｏｌ
分率（％））、残部実質的にＮ２とし、ＳｉＣｌ４濃度
が異なる各雰囲気で製造された６．５％Ｓｉ鋼帯の表面
に付着したＳｉＯ２量を調べた。その結果を図２及び図
３に示す。なお、図３は図２中のＳｉＣｌ４濃度：０〜
１ｍｏｌ％（＝ｍｏｌ分率（％））の範囲を部分的に示
したものである。図２及び図３によれば、加熱帯の雰囲
気中のＳｉＣｌ４濃度が０．０２ｍｏｌ％以上となる
と、鋼帯表面へのＳｉＯ２付着量は激減している。ま
た、このように鋼帯面へのＳｉＯ２の付着が激減したこ
とに伴い、鋼帯の押し疵の発生もなくなったことが確認
できた。
【００１４】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、連続浸珪処
理ラインにおいて高珪素鋼帯を製造する際に、加熱帯で
の鋼帯の酸化を抑制することで浸珪帯において鋼帯表面
にＳｉＯ2が生成することを適切に防止することがで
き、このため炉内ハースロールにＳｉＯ2が付着、堆積
して鋼帯に押し疵を発生させることなく、優れた品質の
高珪素鋼帯を連続的に製造することができる。
理ラインにおいて高珪素鋼帯を製造する際に、加熱帯で
の鋼帯の酸化を抑制することで浸珪帯において鋼帯表面
にＳｉＯ2が生成することを適切に防止することがで
き、このため炉内ハースロールにＳｉＯ2が付着、堆積
して鋼帯に押し疵を発生させることなく、優れた品質の
高珪素鋼帯を連続的に製造することができる。
【図１】本発明の実施に供される鋼帯の連続浸珪処理ラ
インを示す説明図
インを示す説明図
【図２】加熱帯の雰囲気中のＳｉＣｌ4濃度と鋼帯面へ
のＳｉＯ2付着量との関係を示すグラフ
のＳｉＯ2付着量との関係を示すグラフ
【図３】加熱帯の雰囲気中のＳｉＣｌ4濃度と鋼帯面へ
のＳｉＯ2付着量との関係を示すグラフ
のＳｉＯ2付着量との関係を示すグラフ
１…加熱帯、２…浸珪帯、３…拡散均熱帯、４…冷却
帯、Ｓ…鋼帯
帯、Ｓ…鋼帯
フロントページの続き (72)発明者 拜司 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 山路 常弘 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.7，ＤＢ名) C23C 10/08
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉ：４ｗｔ％未満を含有する鋼帯を、
入側から加熱帯、浸珪帯、拡散均熱帯および冷却帯を備
えた連続浸珪処理ラインにおいて連続的に浸珪処理する
ことでＳｉ：５〜１０ｗｔ％の高珪素鋼帯を連続的に製
造するに際し、加熱帯内を、ＳｉＣｌ4を０．０２ｍｏ
ｌ％以上３５ｍｏｌ％以下含み、残部が実質的に不活性
ガスまたは／およびＮ2からなる雰囲気とすることを特
徴とする高珪素鋼帯の連続製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162866A JP3013707B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 高珪素鋼帯の連続製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162866A JP3013707B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 高珪素鋼帯の連続製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083724A JPH083724A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3013707B2 true JP3013707B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=15762756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6162866A Expired - Fee Related JP3013707B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 高珪素鋼帯の連続製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3013707B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-21 JP JP6162866A patent/JP3013707B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH083724A (ja) | 1996-01-09 |
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