JP3211724B2 - 板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法 - Google Patents
板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、浸珪処理法による
板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法に
関する。
板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｉ含有量が４ｗｔ％以上の高珪素鋼板
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％未満の薄鋼板を浸
珪処理炉に導き、塩化珪素ガス（通常、ＳｉＣｌ4）を
含む処理ガスを鋼板面に吹き付けることによりＳｉを鋼
板に浸透させ、次いで、拡散均熱炉において熱処理する
ことで鋼板表面に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させる
ことにより高珪素鋼板を連続的に製造する方法であり、
通常、浸珪処理炉内に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
ら通板する鋼板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％未満の薄鋼板を浸
珪処理炉に導き、塩化珪素ガス（通常、ＳｉＣｌ4）を
含む処理ガスを鋼板面に吹き付けることによりＳｉを鋼
板に浸透させ、次いで、拡散均熱炉において熱処理する
ことで鋼板表面に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させる
ことにより高珪素鋼板を連続的に製造する方法であり、
通常、浸珪処理炉内に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
ら通板する鋼板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、浸珪処理後の
鋼板幅方向でのＳｉ濃度が不均一化しやすいという問題
があり、この板幅方向でのＳｉ濃度の不均一化は、Ｓｉ
量の差による格子定数差に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。
理ガスを吹き付ける方式の浸珪処理では、浸珪処理後の
鋼板幅方向でのＳｉ濃度が不均一化しやすいという問題
があり、この板幅方向でのＳｉ濃度の不均一化は、Ｓｉ
量の差による格子定数差に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。
【０００４】このような問題を解決するため特開平５−
９７０４号では、［ノズルスリット長］／［鋼板幅］：
１．０５〜１．４のスリットノズルを用い、炉長方向で
間隔をおいて配置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
処理ガスを供給し、且つ鋼板のエッジ部がスリット端に
対して所定の位置を通過するよう鋼板を通板させること
で、板幅方向でのＳｉ濃度の均一化を図るようにした高
珪素鋼板の製造方法が提案されている。
９７０４号では、［ノズルスリット長］／［鋼板幅］：
１．０５〜１．４のスリットノズルを用い、炉長方向で
間隔をおいて配置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
処理ガスを供給し、且つ鋼板のエッジ部がスリット端に
対して所定の位置を通過するよう鋼板を通板させること
で、板幅方向でのＳｉ濃度の均一化を図るようにした高
珪素鋼板の製造方法が提案されている。
【０００５】また、特開平８−１７６７９３号では、片
側端部から処理ガスを供給するスリットノズルとして、
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０．５
５以下としたスリットノズルを用いることにより、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板
の製造方法が提案されている。
側端部から処理ガスを供給するスリットノズルとして、
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０．５
５以下としたスリットノズルを用いることにより、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板
の製造方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術はスリットノズルのスリット長さやスリットの開口
面積、ノズル管径を調整することにより板幅方向でのＳ
ｉ濃度の均一化を図るものであるため、一旦これらの設
定を行って炉を立ち上げてしまうと、スリットノズルの
修理・改造のために炉開放を行なわない限りそれらの再
調整を行うことは不可能である。このため例えば、通常
よりも板幅が著しく異なる鋼板の浸珪処理を行なう場
合、炉内生成物等によりノズルスリットの一部に異常
（例えば、スリットの一部閉塞）が発生した場合、板幅
方向での板厚が異なる鋼板を浸珪処理する場合などに
は、鋼板の板幅方向で均一なＳｉ添加が行うことができ
ず、Ｓｉ濃度が板幅方向で不均一な鋼板が製造されてし
まう。
技術はスリットノズルのスリット長さやスリットの開口
面積、ノズル管径を調整することにより板幅方向でのＳ
ｉ濃度の均一化を図るものであるため、一旦これらの設
定を行って炉を立ち上げてしまうと、スリットノズルの
修理・改造のために炉開放を行なわない限りそれらの再
調整を行うことは不可能である。このため例えば、通常
よりも板幅が著しく異なる鋼板の浸珪処理を行なう場
合、炉内生成物等によりノズルスリットの一部に異常
（例えば、スリットの一部閉塞）が発生した場合、板幅
方向での板厚が異なる鋼板を浸珪処理する場合などに
は、鋼板の板幅方向で均一なＳｉ添加が行うことができ
ず、Ｓｉ濃度が板幅方向で不均一な鋼板が製造されてし
まう。
【０００７】したがって本発明の目的は、設備上の変更
を加えることなく鋼板幅方向でのＳｉ添加量を容易に制
御することができ、これによりいかなる場合でもＳｉ濃
度が板幅方向で均一な鋼板を製造することができる高珪
素鋼板の製造方法を提供することにある。
を加えることなく鋼板幅方向でのＳｉ添加量を容易に制
御することができ、これによりいかなる場合でもＳｉ濃
度が板幅方向で均一な鋼板を製造することができる高珪
素鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋼板幅方向におけるＳｉ添加量を制御
し、板幅方向でのＳｉ濃度分布を解消させる方法につい
て検討を重ねた結果、炉長方向で隣接するスリットノズ
ルまたは２本以上のスリットノズルからなるスリットノ
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
することにより鋼板面に処理ガスを供給する方式におい
て、スリットノズルに供給する処理ガス流量を調整する
ことでスリットノズルからのガス吹き出し角度を調整す
ることにより、板幅方向におけるＳｉ添加量を容易に制
御することができ、これにより板幅方向のＳｉ濃度が均
一な高珪素鋼板を製造できることを見出した。
題を解決すべく鋼板幅方向におけるＳｉ添加量を制御
し、板幅方向でのＳｉ濃度分布を解消させる方法につい
て検討を重ねた結果、炉長方向で隣接するスリットノズ
ルまたは２本以上のスリットノズルからなるスリットノ
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
することにより鋼板面に処理ガスを供給する方式におい
て、スリットノズルに供給する処理ガス流量を調整する
ことでスリットノズルからのガス吹き出し角度を調整す
ることにより、板幅方向におけるＳｉ添加量を容易に制
御することができ、これにより板幅方向のＳｉ濃度が均
一な高珪素鋼板を製造できることを見出した。
【０００９】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その特徴は以下の通りである。 [1] 浸珪処理炉内に炉幅方向に沿って設けられるスリッ
トノズルを炉長方向で間隔をおいて複数配置し、各スリ
ットノズルにその一端側から塩化珪素ガスを含む処理ガ
スを供給するとともに、炉長方向で隣接するスリットノ
ズルまたは２本以上のスリットノズルからなるスリット
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
給し、各スリットノズルから連続通板する鋼板の表面に
処理ガスを吹き付けることにより鋼板の連続浸珪処理を
行う高珪素鋼板の製造方法において、各スリットノズル
に供給する処理ガス流量を調整することによりノズルス
リットからのガス吹き出し角度を調整し、該ガス吹き出
し角度の調整により鋼板幅方向でのＳｉ添加量を制御す
ることを特徴とする板幅方向での珪素濃度が均一な高珪
素鋼板の製造方法。
もので、その特徴は以下の通りである。 [1] 浸珪処理炉内に炉幅方向に沿って設けられるスリッ
トノズルを炉長方向で間隔をおいて複数配置し、各スリ
ットノズルにその一端側から塩化珪素ガスを含む処理ガ
スを供給するとともに、炉長方向で隣接するスリットノ
ズルまたは２本以上のスリットノズルからなるスリット
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
給し、各スリットノズルから連続通板する鋼板の表面に
処理ガスを吹き付けることにより鋼板の連続浸珪処理を
行う高珪素鋼板の製造方法において、各スリットノズル
に供給する処理ガス流量を調整することによりノズルス
リットからのガス吹き出し角度を調整し、該ガス吹き出
し角度の調整により鋼板幅方向でのＳｉ添加量を制御す
ることを特徴とする板幅方向での珪素濃度が均一な高珪
素鋼板の製造方法。
【００１０】[2] 上記[1]の製造方法において、浸珪処
理後の鋼板幅方向におけるＳｉ濃度分布を検出し、該検
出された鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布に基づき、下記
(1)及び(2)の制御を行うことを特徴とする板幅方向での
珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法。 (1) 鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＜
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を減少させる。 (2) 鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＞
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を増加させる。
理後の鋼板幅方向におけるＳｉ濃度分布を検出し、該検
出された鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布に基づき、下記
(1)及び(2)の制御を行うことを特徴とする板幅方向での
珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法。 (1) 鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＜
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を減少させる。 (2) 鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＞
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を増加させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、浸珪処理炉内の鋼板パス
ラインの上下に炉長方向で間隔をおいて配置される複数
のスリットノズル１を示しており、長手方向にスリット
２（ノズルスリット）が形成された各スリットノズル１
は炉幅方向に沿って設けられ、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
が供給される。特開平５−９７０４号に示されるよう
に、１本のスリットノズルにより得られる鋼板幅方向の
Ｓｉ添加量は、ノズルの終端側（閉塞端側）に大きなピ
ークを有する分布を形成し、このため図１のように隣接
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ことにより、隣接するノズル間でＳ
ｉ添加量分布を互いに相殺させ、これにより板幅方向で
のＳｉ添加量分布を低減させる。しかしながら、先に述
べたようにこのような処理ガスの供給方法だけでは板幅
方向でのＳｉ濃度の均一化は十分に達成できない。
ラインの上下に炉長方向で間隔をおいて配置される複数
のスリットノズル１を示しており、長手方向にスリット
２（ノズルスリット）が形成された各スリットノズル１
は炉幅方向に沿って設けられ、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
が供給される。特開平５−９７０４号に示されるよう
に、１本のスリットノズルにより得られる鋼板幅方向の
Ｓｉ添加量は、ノズルの終端側（閉塞端側）に大きなピ
ークを有する分布を形成し、このため図１のように隣接
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ことにより、隣接するノズル間でＳ
ｉ添加量分布を互いに相殺させ、これにより板幅方向で
のＳｉ添加量分布を低減させる。しかしながら、先に述
べたようにこのような処理ガスの供給方法だけでは板幅
方向でのＳｉ濃度の均一化は十分に達成できない。
【００１２】図３は浸珪処理炉内に配置されるスリット
ノズル１の断面を示すもので、このようなスリットノズ
ル１に対して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が小さくなりやすい。そして、このようにガス
の吹き出し角度θが小さくなると鋼板の一方のエッジ部
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Ｓｉ添加量が板幅方向中央部側のＳｉ添加量よりも
少なくなる。
ノズル１の断面を示すもので、このようなスリットノズ
ル１に対して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が小さくなりやすい。そして、このようにガス
の吹き出し角度θが小さくなると鋼板の一方のエッジ部
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Ｓｉ添加量が板幅方向中央部側のＳｉ添加量よりも
少なくなる。
【００１３】このガスの吹き出し角度と鋼板幅方向での
Ｓｉ添加量との関係をより詳細に検討した結果、ガスの
吹き出し角度はスリットノズルに供給する処理ガス流量
に依存すること、また、この処理ガス流量の調整を介し
てガス吹き出し角度の調整を行うことにより、鋼板幅方
向でのＳｉ添加量を自在に制御できることが判った。具
体的には、図１に示すように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
供給し、各スリットノズル１から鋼板面に処理ガスを吹
き付ける方法において、スリットノズル１に供給する処
理ガス流量を増加させると、板エッジ部分に較べて板幅
方向中央部分のＳｉ添加量が増加し、一方、スリットノ
ズル１に供給する処理ガス流量を低減させると、鋼板エ
ッジ部分に較べて板幅方向中央部分のＳｉ添加量が低下
することが判った。
Ｓｉ添加量との関係をより詳細に検討した結果、ガスの
吹き出し角度はスリットノズルに供給する処理ガス流量
に依存すること、また、この処理ガス流量の調整を介し
てガス吹き出し角度の調整を行うことにより、鋼板幅方
向でのＳｉ添加量を自在に制御できることが判った。具
体的には、図１に示すように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
供給し、各スリットノズル１から鋼板面に処理ガスを吹
き付ける方法において、スリットノズル１に供給する処
理ガス流量を増加させると、板エッジ部分に較べて板幅
方向中央部分のＳｉ添加量が増加し、一方、スリットノ
ズル１に供給する処理ガス流量を低減させると、鋼板エ
ッジ部分に較べて板幅方向中央部分のＳｉ添加量が低下
することが判った。
【００１４】図６は後述する実施例１において８〜１６
本（上下１対のノズルを１組として４〜８組）のスリッ
トノズルを用いて高珪素鋼板を製造した際の、各スリッ
トノズルに供給された処理ガス流量と浸珪処理後の板幅
方向でＳｉ濃度分布、すなわち、板幅方向でのＳｉ濃度
最大偏差ΔＳｉ（ΔＳｉ＝［板幅方向中央部分のＳｉ含
有量］−［板エッジ部分のＳｉ含有量］）との関係を示
しており、このＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉが“＋”の場合
は板幅方向中央部分に較べて板エッジ部分のＳｉ濃度が
低く、“−”の場合は板幅方向中央部分に較べて板エッ
ジ部分のＳｉ濃度が高いことを示している。
本（上下１対のノズルを１組として４〜８組）のスリッ
トノズルを用いて高珪素鋼板を製造した際の、各スリッ
トノズルに供給された処理ガス流量と浸珪処理後の板幅
方向でＳｉ濃度分布、すなわち、板幅方向でのＳｉ濃度
最大偏差ΔＳｉ（ΔＳｉ＝［板幅方向中央部分のＳｉ含
有量］−［板エッジ部分のＳｉ含有量］）との関係を示
しており、このＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉが“＋”の場合
は板幅方向中央部分に較べて板エッジ部分のＳｉ濃度が
低く、“−”の場合は板幅方向中央部分に較べて板エッ
ジ部分のＳｉ濃度が高いことを示している。
【００１５】図６によれば、スリットノズルに供給され
る処理ガス流量により板幅方向でのＳｉ濃度最大偏差Δ
Ｓｉが大きく変化しており、したがってスリットノズル
に供給される処理ガス流量を制御することで、スリット
からのガス吹き出し角度を調整することにより、鋼板幅
方向でのＳｉ添加量分布を改善し或いは自在に制御でき
ることが判る。また、図３に示すように炉長方向で隣接
する２本以上のスリットノズル１からなるスリットノズ
ル群に対して交互に異なる端部から処理ガスを供給する
方式においても、同様の結果が得られた。
る処理ガス流量により板幅方向でのＳｉ濃度最大偏差Δ
Ｓｉが大きく変化しており、したがってスリットノズル
に供給される処理ガス流量を制御することで、スリット
からのガス吹き出し角度を調整することにより、鋼板幅
方向でのＳｉ添加量分布を改善し或いは自在に制御でき
ることが判る。また、図３に示すように炉長方向で隣接
する２本以上のスリットノズル１からなるスリットノズ
ル群に対して交互に異なる端部から処理ガスを供給する
方式においても、同様の結果が得られた。
【００１６】このため本発明では、図１または図２に示
すような炉長方向で隣接するスリットノズル１または２
本以上のスリットノズル１からなる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し、各ス
リットノズルから鋼板面に処理ガスを吹き付けることに
より鋼板の連続浸珪処理を行う方式において、各スリッ
トノズル１に供給する処理ガス流量を制御することによ
りスリット２からのガス吹き出し角度θを調整し、この
ガス吹き出し角度θの調整により鋼板幅方向でのＳｉ添
加量を制御する。
すような炉長方向で隣接するスリットノズル１または２
本以上のスリットノズル１からなる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し、各ス
リットノズルから鋼板面に処理ガスを吹き付けることに
より鋼板の連続浸珪処理を行う方式において、各スリッ
トノズル１に供給する処理ガス流量を制御することによ
りスリット２からのガス吹き出し角度θを調整し、この
ガス吹き出し角度θの調整により鋼板幅方向でのＳｉ添
加量を制御する。
【００１７】このような本発明法によれば、定常的な操
業時においてはスリット２からのガス吹き出し角度θを
適正化し、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
向でのＳｉ添加量の均一化が可能となるが、何らかの原
因で板幅方向でのＳｉ添加量に分布を生じたり、或いは
板幅方向でのＳｉ添加量の分布を意図的に生じさせる必
要がある場合には、スリットノズル全体或いは個々のス
リットノズルに供給する処理ガス流量を調整することに
より、板幅方向におけるＳｉ添加量を適正且つ任意に制
御することができる。
業時においてはスリット２からのガス吹き出し角度θを
適正化し、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
向でのＳｉ添加量の均一化が可能となるが、何らかの原
因で板幅方向でのＳｉ添加量に分布を生じたり、或いは
板幅方向でのＳｉ添加量の分布を意図的に生じさせる必
要がある場合には、スリットノズル全体或いは個々のス
リットノズルに供給する処理ガス流量を調整することに
より、板幅方向におけるＳｉ添加量を適正且つ任意に制
御することができる。
【００１８】また、先に述べた特開平５−９７０４号に
示されるように［ノズルスリット長］／［鋼板幅］：
１．０５〜１．４のスリットノズルを用い、処理ガス流
量を小さくしてガスの吹き出し角度θを極力９０°に近
づけた場合には、鋼板両エッジ部の外方において上下の
スリットノズルから供給される処理ガスどうしの衝突に
より、その領域にガスの乱れを発生させ、このガスの乱
れによりエッジ部分のＳｉ添加量を板幅方向中央部分に
較べて特に顕著に増大させるような制御を行うことも可
能である。
示されるように［ノズルスリット長］／［鋼板幅］：
１．０５〜１．４のスリットノズルを用い、処理ガス流
量を小さくしてガスの吹き出し角度θを極力９０°に近
づけた場合には、鋼板両エッジ部の外方において上下の
スリットノズルから供給される処理ガスどうしの衝突に
より、その領域にガスの乱れを発生させ、このガスの乱
れによりエッジ部分のＳｉ添加量を板幅方向中央部分に
較べて特に顕著に増大させるような制御を行うことも可
能である。
【００１９】本発明法の定常的な実施形態では、浸珪処
理後の鋼板幅方向におけるＳｉ濃度分布を逐次検出し、
この検出された鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布に基づき、
下記(1)及び(2)の制御を行うことが好ましい。 (1) 板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＜
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を減少させる。 (2) 板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＞
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を増加させる。
理後の鋼板幅方向におけるＳｉ濃度分布を逐次検出し、
この検出された鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布に基づき、
下記(1)及び(2)の制御を行うことが好ましい。 (1) 板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＜
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を減少させる。 (2) 板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＞
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を増加させる。
【００２０】この場合、例えば板幅方向でのＳｉ濃度最
大偏差ΔＳｉ（ΔＳｉ＝［板幅方向中央部分のＳｉ含有
量］−［板エッジ部分のＳｉ含有量］）の許容値を予め
定めておき、検出されたＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉがこの
許容値を超えたときに、この偏差が許容値以下となるよ
う上記(1)及び(2)の制御を行うようにすることができ
る。
大偏差ΔＳｉ（ΔＳｉ＝［板幅方向中央部分のＳｉ含有
量］−［板エッジ部分のＳｉ含有量］）の許容値を予め
定めておき、検出されたＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉがこの
許容値を超えたときに、この偏差が許容値以下となるよ
う上記(1)及び(2)の制御を行うようにすることができ
る。
【００２１】図４は、そのような実施形態とその実施に
供される設備の一例を示すもので、３は加熱炉、４は浸
珪処理炉、５は拡散均熱炉、６は冷却炉、１ａ，１ｂは
浸珪処理炉内において鋼帯パスラインの上下にそれぞれ
複数配置されるスリットノズル、７ａ，７ｂはこれらス
リットノズル１ａ，１ｂに処理ガスを供給するための供
給管、８は冷却炉の出側に配置されるＳｉ含有量の検出
装置、９ａ，９ｂはスリットノズル１ａ，１ｂに供給さ
れる処理ガス流量を調整するために前記供給管７ａ，７
ｂにそれぞれ設けられる流量制御弁、１０はこの流量制
御弁９ａ，９ｂを制御するための制御装置、１１は処理
ガス供給設備である。
供される設備の一例を示すもので、３は加熱炉、４は浸
珪処理炉、５は拡散均熱炉、６は冷却炉、１ａ，１ｂは
浸珪処理炉内において鋼帯パスラインの上下にそれぞれ
複数配置されるスリットノズル、７ａ，７ｂはこれらス
リットノズル１ａ，１ｂに処理ガスを供給するための供
給管、８は冷却炉の出側に配置されるＳｉ含有量の検出
装置、９ａ，９ｂはスリットノズル１ａ，１ｂに供給さ
れる処理ガス流量を調整するために前記供給管７ａ，７
ｂにそれぞれ設けられる流量制御弁、１０はこの流量制
御弁９ａ，９ｂを制御するための制御装置、１１は処理
ガス供給設備である。
【００２２】前記検出装置８は鋼板のＳｉ含有量をオン
ラインで検出することができる適宜な装置により構成す
ることができ、例えば、オンライン蛍光Ｘ線装置で構成
することができる。前記制御装置１０は、前記検出装置
８による鋼板幅方向でのＳｉ含有量の検出結果に基づき
前記流量制御弁９ａ，９ｂの開度を調整し、スリットノ
ズル１ａ，１ｂに供給する処理ガス流量を制御する。
ラインで検出することができる適宜な装置により構成す
ることができ、例えば、オンライン蛍光Ｘ線装置で構成
することができる。前記制御装置１０は、前記検出装置
８による鋼板幅方向でのＳｉ含有量の検出結果に基づき
前記流量制御弁９ａ，９ｂの開度を調整し、スリットノ
ズル１ａ，１ｂに供給する処理ガス流量を制御する。
【００２３】このような高珪素鋼板の連続製造設備で
は、連続通板する鋼板Ｓは加熱炉３で浸珪処理温度（１
０２３〜１２００℃）またはその近傍まで加熱された
後、浸珪処理炉４に導入される。この浸珪処理炉４では
鋼板パスラインの上下に配されたスリットノズル１ａ，
１ｂから鋼板両面に塩化珪素ガスを含む処理ガスが吹き
付けられ、鋼板表面にＳｉが浸透する。次いで、鋼板Ｓ
は塩化珪素ガスを含まない無酸化性ガス雰囲気の拡散均
熱炉５に導入され、Ｓｉを板幅方向に拡散させる拡散熱
処理を施された後、冷却炉６で冷却されて浸珪処理を終
了する。
は、連続通板する鋼板Ｓは加熱炉３で浸珪処理温度（１
０２３〜１２００℃）またはその近傍まで加熱された
後、浸珪処理炉４に導入される。この浸珪処理炉４では
鋼板パスラインの上下に配されたスリットノズル１ａ，
１ｂから鋼板両面に塩化珪素ガスを含む処理ガスが吹き
付けられ、鋼板表面にＳｉが浸透する。次いで、鋼板Ｓ
は塩化珪素ガスを含まない無酸化性ガス雰囲気の拡散均
熱炉５に導入され、Ｓｉを板幅方向に拡散させる拡散熱
処理を施された後、冷却炉６で冷却されて浸珪処理を終
了する。
【００２４】冷却炉６の出側では検出装置８により鋼板
幅方向でのＳｉ含有量（例えば、板幅方向の数箇所での
Ｓｉ含有量）が検出され、この検出値が制御装置１０に
出力される。制御装置１０では、例えば次のような演算
と制御が行われる。すなわち、前記検出値に基づき板幅
方向でのＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉが演算され、このＳｉ
濃度最大偏差ΔＳｉが予め設定された許容値を超えたと
きに、この偏差が解消されるよう若しくは許容値以下と
なるよう流量制御弁９ａ，９ｂの開度が調整され、上記
(1)，(2)に従ってスリットノズル１ａ，１ｂに供給され
る処理ガス流量が制御される。
幅方向でのＳｉ含有量（例えば、板幅方向の数箇所での
Ｓｉ含有量）が検出され、この検出値が制御装置１０に
出力される。制御装置１０では、例えば次のような演算
と制御が行われる。すなわち、前記検出値に基づき板幅
方向でのＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉが演算され、このＳｉ
濃度最大偏差ΔＳｉが予め設定された許容値を超えたと
きに、この偏差が解消されるよう若しくは許容値以下と
なるよう流量制御弁９ａ，９ｂの開度が調整され、上記
(1)，(2)に従ってスリットノズル１ａ，１ｂに供給され
る処理ガス流量が制御される。
【００２５】なお、図４の実施形態では処理ガス流量の
制御は鋼板パスラインの上下にそれぞれ配置された複数
のスリットノズルの全部に対して同等に行われるように
なっているが、処理ガス流量は各スリットノズル毎に個
別に制御するようにしてもよい。特に、個々のスリット
ノズルのトラブルやＳｉ添加量を板幅方向で局所的に増
減させる必要がある場合等に適切に対応するためには、
各スリットノズルに対する処理ガス流量制御を個別に行
えるようにすることが好ましい。
制御は鋼板パスラインの上下にそれぞれ配置された複数
のスリットノズルの全部に対して同等に行われるように
なっているが、処理ガス流量は各スリットノズル毎に個
別に制御するようにしてもよい。特に、個々のスリット
ノズルのトラブルやＳｉ添加量を板幅方向で局所的に増
減させる必要がある場合等に適切に対応するためには、
各スリットノズルに対する処理ガス流量制御を個別に行
えるようにすることが好ましい。
【００２６】浸珪処理においてスリットノズルから鋼板
面に吹き付けられる処理ガスは、ボイド等のない適切な
品質の高珪素鋼板を効率的に製造するために塩素珪素ガ
ス濃度を約５〜３５ｍｏｌ％、温度を浸珪温度である１
０２３〜１２００℃、ガス流量を層流の範囲とすること
が好ましく、したがって、本発明法においてもこの範囲
において処理ガス流量の制御を行うことが好ましい。ま
た、製造される高珪素鋼板のＳｉ含有量は任意である
が、一般にはＳｉ：５〜１０ｗｔ％の高珪素鋼板が製造
される。
面に吹き付けられる処理ガスは、ボイド等のない適切な
品質の高珪素鋼板を効率的に製造するために塩素珪素ガ
ス濃度を約５〜３５ｍｏｌ％、温度を浸珪温度である１
０２３〜１２００℃、ガス流量を層流の範囲とすること
が好ましく、したがって、本発明法においてもこの範囲
において処理ガス流量の制御を行うことが好ましい。ま
た、製造される高珪素鋼板のＳｉ含有量は任意である
が、一般にはＳｉ：５〜１０ｗｔ％の高珪素鋼板が製造
される。
【００２７】
〔実施例１〕図５に示す連続浸珪処理設備において、素
材鋼板である３％Ｓｉ鋼板（板幅６４０ｍｍ、板厚０．
３ｍｍ）を浸珪処理して６．５％Ｓｉ鋼板を製造した。
浸珪処理炉内には、鋼板パスラインの上下に図３に示す
構造のスリットノズル（ノズルスリット長：７２０ｍ
ｍ）を炉長方向で等間隔に複数配置し、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
理ガスを供給し、連続通板する鋼板の両面に各スリット
ノズルから処理ガスを吹き付けた。
材鋼板である３％Ｓｉ鋼板（板幅６４０ｍｍ、板厚０．
３ｍｍ）を浸珪処理して６．５％Ｓｉ鋼板を製造した。
浸珪処理炉内には、鋼板パスラインの上下に図３に示す
構造のスリットノズル（ノズルスリット長：７２０ｍ
ｍ）を炉長方向で等間隔に複数配置し、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
理ガスを供給し、連続通板する鋼板の両面に各スリット
ノズルから処理ガスを吹き付けた。
【００２８】本実施例ではスリットノズルに対して種々
異なる流量で処理ガスを供給し、製造された高珪素鋼板
の板幅方向でのＳｉ濃度分布を調べた。表１に、板幅方
向でのＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉ（ΔＳｉ＝［板幅中央部
分のＳｉ含有量］−［板エッジ部分のＳｉ含有量］）
を、各スリットノズルに供給した処理ガス流量及び処理
ガス組成とともに示す。上述したようにこのＳｉ濃度最
大偏差ΔＳｉが“＋”の場合は板幅方向中央部分に較べ
て板エッジ部分のＳｉ濃度が低く、“−”の場合は板幅
方向中央部分に較べて板エッジ部分のＳｉ濃度が高いこ
とを示している。図６は、表１に示したＳｉ濃度最大偏
差ΔＳｉと処理ガス流量との関係を整理したもので、同
図によれば処理ガス流量に応じて板幅方向でのＳｉ濃度
最大偏差ΔＳｉが大きく変化しており、したがって処理
ガス流量を制御して図３に示すガス吹き出し角度を適正
化することにより、鋼板幅方向でのＳｉ添加量分布を改
善できることが判る。
異なる流量で処理ガスを供給し、製造された高珪素鋼板
の板幅方向でのＳｉ濃度分布を調べた。表１に、板幅方
向でのＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉ（ΔＳｉ＝［板幅中央部
分のＳｉ含有量］−［板エッジ部分のＳｉ含有量］）
を、各スリットノズルに供給した処理ガス流量及び処理
ガス組成とともに示す。上述したようにこのＳｉ濃度最
大偏差ΔＳｉが“＋”の場合は板幅方向中央部分に較べ
て板エッジ部分のＳｉ濃度が低く、“−”の場合は板幅
方向中央部分に較べて板エッジ部分のＳｉ濃度が高いこ
とを示している。図６は、表１に示したＳｉ濃度最大偏
差ΔＳｉと処理ガス流量との関係を整理したもので、同
図によれば処理ガス流量に応じて板幅方向でのＳｉ濃度
最大偏差ΔＳｉが大きく変化しており、したがって処理
ガス流量を制御して図３に示すガス吹き出し角度を適正
化することにより、鋼板幅方向でのＳｉ添加量分布を改
善できることが判る。
【００２９】
【表１】
【００３０】〔実施例２〕図５に示す連続浸珪処理設備
において、素材鋼板である３％Ｓｉ鋼板（板幅６４０ｍ
ｍ、板厚０．３ｍｍ）を浸珪処理して６．５％Ｓｉ鋼板
を製造した。浸珪処理炉内には、鋼板パスラインの上下
に図３に示す構造のスリットノズル（ノズルスリット
長：７２０ｍｍ）を炉長方向で等間隔に８組（計１６
本）配置し、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し、連続通板
する鋼板の両面に各スリットノズルから処理ガスを吹き
付けた。
において、素材鋼板である３％Ｓｉ鋼板（板幅６４０ｍ
ｍ、板厚０．３ｍｍ）を浸珪処理して６．５％Ｓｉ鋼板
を製造した。浸珪処理炉内には、鋼板パスラインの上下
に図３に示す構造のスリットノズル（ノズルスリット
長：７２０ｍｍ）を炉長方向で等間隔に８組（計１６
本）配置し、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し、連続通板
する鋼板の両面に各スリットノズルから処理ガスを吹き
付けた。
【００３１】本実施例でもスリットノズルに対して種々
異なる流量で処理ガスを供給し、製造された高珪素鋼板
の板幅方向でのＳｉ濃度分布を調べた。表２に、板幅方
向でのＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉをスリットノズルに供給
した処理ガス流量（全ノズル合計のガス流量）及び処理
ガス組成とともに示す。図７は、各処理ガス流量におけ
る板幅方向Ｓｉ濃度分布を示しており、これによれば処
理ガス流量を９２．０Ｎｍ3／ｈとした場合に較べて、
処理ガス流量を５２．０Ｎｍ3／ｈまたは４２．０Ｎｍ3
／ｈとした場合の方がＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉが小さ
く、板幅方向でのＳｉ濃度分布を改善できることが判
る。
異なる流量で処理ガスを供給し、製造された高珪素鋼板
の板幅方向でのＳｉ濃度分布を調べた。表２に、板幅方
向でのＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉをスリットノズルに供給
した処理ガス流量（全ノズル合計のガス流量）及び処理
ガス組成とともに示す。図７は、各処理ガス流量におけ
る板幅方向Ｓｉ濃度分布を示しており、これによれば処
理ガス流量を９２．０Ｎｍ3／ｈとした場合に較べて、
処理ガス流量を５２．０Ｎｍ3／ｈまたは４２．０Ｎｍ3
／ｈとした場合の方がＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉが小さ
く、板幅方向でのＳｉ濃度分布を改善できることが判
る。
【００３２】
【表２】
【００３３】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、設備上の変
更を加えることなく鋼板幅方向でのＳｉ添加量を容易に
制御することができ、これによりいかなる場合でもＳｉ
濃度が板幅方向で均一な高珪素鋼板を効率的に製造する
ことができる。
更を加えることなく鋼板幅方向でのＳｉ添加量を容易に
制御することができ、これによりいかなる場合でもＳｉ
濃度が板幅方向で均一な高珪素鋼板を効率的に製造する
ことができる。
【図１】浸珪処理炉内に配置される複数のスリットノズ
ルとこれらスリットノズルに対する処理ガスの供給方法
の一例を示す説明図
ルとこれらスリットノズルに対する処理ガスの供給方法
の一例を示す説明図
【図２】浸珪処理炉内に配置される複数のスリットノズ
ルとこれらスリットノズルに対する処理ガスの供給方法
の他の例を示す説明図
ルとこれらスリットノズルに対する処理ガスの供給方法
の他の例を示す説明図
【図３】浸珪処理炉内に配置されるスリットノズルの断
面とスリットからのガス吹き出し方向を示す説明図
面とスリットからのガス吹き出し方向を示す説明図
【図４】本発明の一実施形態及びその実施に供される設
備の一例を示す説明図
備の一例を示す説明図
【図５】実施例において使用した連続浸珪処理設備を示
す説明図
す説明図
【図６】実施例１における高珪素鋼板の製造例につい
て、スリットズルに供給した処理ガス流量と板幅方向で
のＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉとの関係を示すグラフ
て、スリットズルに供給した処理ガス流量と板幅方向で
のＳｉ濃度最大偏差ΔＳｉとの関係を示すグラフ
【図７】実施例２における高珪素鋼板の製造例につい
て、板幅方向でのＳｉ濃度分布をを示すグラフ
て、板幅方向でのＳｉ濃度分布をを示すグラフ
１，１ａ，１ｂ…スリットノズル、２…スリット、３…
加熱炉、４…浸珪処理炉、５…拡散均熱炉、６…冷却
炉、７ａ，７ｂ…供給管、８…検出装置、９ａ，９ｂ…
流量制御弁、１０…制御装置、１１…処理ガス供給設備
加熱炉、４…浸珪処理炉、５…拡散均熱炉、６…冷却
炉、７ａ，７ｂ…供給管、８…検出装置、９ａ，９ｂ…
流量制御弁、１０…制御装置、１１…処理ガス供給設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 高橋 淳 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８−176793（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−9704（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227078（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 10/08
Claims (2)
- 【請求項１】 浸珪処理炉内に炉幅方向に沿って設けら
れるスリットノズルを炉長方向で間隔をおいて複数配置
し、各スリットノズルにその一端側から塩化珪素ガスを
含む処理ガスを供給するとともに、炉長方向で隣接する
スリットノズルまたは２本以上のスリットノズルからな
るスリットノズル群に対して交互に異なる端部側から処
理ガスを供給し、各スリットノズルから連続通板する鋼
板の表面に処理ガスを吹き付けることにより鋼板の連続
浸珪処理を行う高珪素鋼板の製造方法において、各スリ
ットノズルに供給する処理ガス流量を調整することによ
りノズルスリットからのガス吹き出し角度を調整し、該
ガス吹き出し角度の調整により鋼板幅方向でのＳｉ添加
量を制御することを特徴とする板幅方向での珪素濃度が
均一な高珪素鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 浸珪処理後の鋼板幅方向におけるＳｉ濃
度分布を検出し、該検出された鋼板幅方向でのＳｉ濃度
分布に基づき、下記(1)及び(2)の制御を行うことを特徴
とする請求項１に記載の板幅方向での珪素濃度が均一な
高珪素鋼板の製造方法。 (1) 鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＜
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を減少させる。 (2) 鋼板幅方向でのＳｉ濃度分布が［板エッジ部分］＞
［板幅方向中央部分］の場合には、スリットノズルに供
給する処理ガス流量を増加させる。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15291297A JP3211724B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15291297A JP3211724B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330907A JPH10330907A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3211724B2 true JP3211724B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=15550868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15291297A Expired - Fee Related JP3211724B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 板幅方向での珪素濃度が均一な高珪素鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211724B2 (ja) |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP15291297A patent/JP3211724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10330907A (ja) | 1998-12-15 |
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