JP3309862B2 - 最終冷間圧延前の方向性電磁鋼帯の連続焼鈍装置 - Google Patents

最終冷間圧延前の方向性電磁鋼帯の連続焼鈍装置

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JP3309862B2 JP13163592A JP13163592A JP3309862B2 JP 3309862 B2 JP3309862 B2 JP 3309862B2 JP 13163592 A JP13163592 A JP 13163592A JP 13163592 A JP13163592 A JP 13163592A JP 3309862 B2 JP3309862 B2 JP 3309862B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は方向性けい素鋼帯(以下、方向性
けい素鋼板ということもある)の連続焼鈍装置に係り、
特に従来以上に厳密炭化物の析出を制御し得る恒温帯
を有する最終冷間圧延前の方向性けい素鋼帯の連続焼鈍
装置に関する。
【0002】方向性けい素鋼板は従来一般に次のような
工程によって製造されている。すなわち、Si:2.5〜4.5
%のほかにS、Se、Al、Sb等のインヒビターを含有する方
向性けい素鋼素材を熱間圧延した後の熱延鋼帯を均一化
焼鈍に引き続き、1回の冷間圧延、または中間焼鈍を挟
む2回の冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍後、焼鈍分離
剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施す。この工程に
おいて最終冷間圧延前の焼鈍における均熱処理後の冷却
条件は、炭化物の析出を制御するという役割を果たして
おり、磁束密度の向上に大きく寄与している。
【0003】例えば、特公昭56−3892号公報に
は、2回の冷間圧延において、最終冷間圧延前の焼鈍後
の冷却で、600℃から300℃までの間を150℃/
min以上の冷却速度で冷却することにより、冷却後の固
溶Cを増加させる方法が開示されている。すなわち、こ
の方法により鋼中の固溶Cを増加させ、かつ冷間圧延時
のパス間での時効効果を有効に作用させることにより磁
気特性を向上させることができるとしている。
【0004】また、特公平2−41565号公報には、
100オングストロームから500オングストロームま
での微細炭化物を中間焼鈍後の冷却時に多数析出させる
技術が開示されている。この方法は、中間焼鈍後300
℃まで急冷し、300℃から150℃までの温度域を8
〜30秒間で徐冷することにより、100オングストロ
ームから500オングストロームまでのサイズの微細炭
化物を析出させ、これにより再結晶後の(110)強度
を増加し、磁気特性が向上するとしている。
【0005】更に急冷到達温度後の炭化物の析出制御処
理として、一定温度に保持するか、もしくは徐冷するこ
とにより、カーバイドの析出量およびサイズを制御する
ことにより磁束密度の一層の向上を図ることができるこ
とが判明した。しかし、徐冷の場合は2℃/sec以下の
冷却速度とする必要がある。これは冷却速度が2℃/se
cを越えるとカーバイドの析出サイズの制御が困難とな
るからである。
【0006】上記した如く、従来の方向性けい素鋼板の
製造においては、いずれの場合も、冷却工程を急冷もし
くは徐冷と、温度を変化させて行っているものであっ
て、冷却過程の途中で鋼帯温度を一定に保持するとか、
場合によつては鋼帯温度を若干昇温するという技術がな
く、そのためより厳密な炭化物の析出を制御することが
できなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、方向
性けい素鋼板の連続焼鈍工程において、従来以上に厳密
な炭化物の析出を制御することができる好適な連続焼鈍
装置を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の如くである。 (1) 加熱帯、冷却帯および乾燥帯を有して成る
終冷間圧延前の方向性けい素鋼の連続焼鈍装置であっ
、前記冷却帯を第1冷却帯および第2冷却帯の2箇所
に分離し、該第1冷却帯および第2冷却帯の中間に恒温
帯を設け、前記第1冷却帯および第2冷却帯にほぼ水平
方向に通過する鋼帯の上面に水を散布する水スプレーを
設け、前記第1冷却帯と恒温帯および前記恒温帯と第2
冷却帯の間にはそれぞれ前記恒温帯への水の侵入を防止
するリンガーロールを設けたことを特徴とする最終冷間
圧延前の方向性けい素鋼の連続焼鈍装置。 (2) 前記第1および第2冷却帯の出側に放射温度計
と、前記加熱帯、第1冷却帯、恒温帯、第2冷却帯およ
び乾燥帯内を通過する鋼帯の温度を制御する制御装置
と、前記放射温度計の検出値により前記制御装置を介し
て前記第1、第2冷却帯へ水量を調節する電動バルブ
と、前記恒温帯を通過する鋼帯の温度を測定するサーモ
カップルと、前記サーモカップルの検出値により前記制
御装置を介して出力を調節する恒温帯加熱用ヒーター
と、第2冷却帯で最終冷却を終了した鋼帯を乾燥する乾
燥帯と、を有することを特徴とする請求項1に記載の
終冷間圧延前の方向性けい素鋼帯の連続焼鈍装置。
【0009】本発明による方向性けい素鋼板の連続焼鈍
装置を図1に示された実施例を参照して説明する。図1
は方向性けい素鋼板2がリンガーロール3に案内されて
左方から右方へ連続焼鈍装置4内を通過して連続焼鈍さ
れる際に使用する本発明装置の配列ならびに、これを制
御する制御装置を示す配置系統図である。けい素鋼帯2
を1000℃〜1100℃に均一加熱する焼鈍帯6の加
熱方式は、本実施例では電熱によるものであるが、熱源
は電熱に限ることなく、その他の方式でもよい。要は非
酸化性または弱酸化性雰囲気で均一加熱できればよい。
また本実施例では独立した焼鈍炉6となっているが、使
用ならびに付帯装置等の関係から厚い仕切り壁を有する
加熱帯として構成してもよい。
【0010】次に鋼帯2は冷却帯8に入るが、本発明に
よる冷却帯は、これを2箇所に分離し第1冷却帯8A、
第2冷却帯8Bとし第1冷却帯8Aと第2冷却帯8Bと
の中間に恒温帯10を設けたことが特徴である。なお、
本発明においては、冷却帯は第1冷却帯8A、第2冷却
帯8Bのいずれも冷却方式は水冷によるもので、通過鋼
帯2に水スプレー5により水を散布する方式であるの
で、第1冷却帯8Aと恒温帯10の間、恒温帯10と
第2冷却帯の間および第2冷却帯と乾燥帯もしくは乾燥
炉14との間には、それぞれリンガーロール3を設け、
恒温帯10および乾燥帯14への水の侵入を防止してい
る。なお、恒温帯10の熱源は、本実施例では電熱方式
であるが、その他の熱源でもい。従って連続焼鈍される
鋼帯2は、第2冷却帯8Bを出た後リンガーロールによ
って水切り行われた後乾燥炉にて乾燥される。
【0011】次に本発明による連続焼鈍装置4の制御装
置18について説明する。第1冷却帯8Aおよび第2冷
却帯8Bの出側には、それぞれ放射温度計20A、20
Bが設けられており、それぞれの検出値により制御装置
18を介して電動バルブ22により水スプレー5の水量
を調節し、鋼帯2に所定の温度を付与することができ
る。また恒温帯10を通過する鋼帯2の温度を測定する
サーモカップル24の検出値により、制御装置18を介
して加熱用ヒーター26の出力を調整し、恒温帯10の
温度を所定の温度に保持させることができ、これにより
鋼帯2の恒温保持のみならず、超徐冷もしくは場合によ
っては昇温も可能である。なお、上記サーモカップル2
4の代わりに恒温帯10の出側に放射温度計20Cを設
け、その検出値により制御装置18を介して鋼帯2を所
定温度の制御することも可能である。かくの如く、第2
冷却帯8Bで最終冷却を終了した鋼帯2は、リンガーロ
ール3によって水切りされた後、乾燥炉14にて乾燥さ
れて次工程へ移行させる。
【0012】本発明によれば、従来の冷却帯を2分して
第1冷却帯8A、第2冷却帯8Bとし、これらの中間に
恒温帯10を設け、第1冷却帯8Aと恒温帯10との
間、および恒温帯10と第2冷却帯8Bの間にそれぞれ
リンガーロール3を設けたので、冷却工程の途中で、処
理鋼帯2の一定温度保持、超徐冷もしくは昇温も可能と
なったので、従来技術よりも格段に安定した厳密な炭化
物の析出制御が可能となった。例えば、方向性けい素鋼
の製造工程において、最終冷却前の焼鈍において、均
熱処理後、15〜500℃/secの冷却速度で450
〜200℃の温度まで急冷し、次いで (イ)急冷到達温度で10〜90秒間保持した後、急冷
する。 (ロ)もしくは、急冷到達温度から2℃/sec以下の
冷却速度で冷却する徐冷処理を、10〜90秒間行う。
上記(イ)、(ロ)いずれかの炭化物析出制御処理を行
うことにより著しく磁束密度を向上せしめることができ
ることが判明している。この場合、急冷到達温度が45
0℃をえると、カーバイドが粒界に粗大析出するの
で、1次再結晶集合組織の改善効果がなく、一方、20
0℃未満ではCが固溶するか、またはカーバイドとして
析出してもサイズが小さいため、やはり1次再結晶集合
組織の改善が少ない。また、急冷到達温度までの冷却速
度が15℃/secに満たないと、温でカーバイドの
析出が始まるので、やはり1次再結晶組織を十分に改善
することができないことが判明している。かくの如き、
方向性けい素鋼板の製造工程における厳密な炭化物制御
は、本発明による連続焼鈍装置において、初めて可能と
なったものであって、従来の焼鈍装置では不可能であ
る。
【0013】
【実施例】
C : 0.070% (重量比) Si : 3.25% Mn : 0.077% Al : 0.028% Se : 0.019% の化学成分を有する方向性けい素鋼素材を、熱間圧延し
たのち、均一化焼鈍に引続き、圧下率が80〜95%の
1回の冷間圧延または最終冷延の圧下率が80〜95%
である中間焼鈍を挾む2回の冷間圧延を施し、次いで脱
炭、1次再結晶焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布してから最終
仕上焼鈍を施す製造工程における、最終冷延前の焼鈍に
おける1000℃の均熱処理後の冷却工程において、表
1に示す如き第1冷却帯、恒温帯、第2冷却帯を有する
本発明による連続焼鈍装置を用いた冷却過程で300℃
にて約30秒間恒温保持した後、急冷した場合と、従来
の恒温帯を有しない連続焼鈍装置にて、1000℃から
100℃まで45℃/secの冷却速度で冷却した比較材
とについて、磁束密度B8〔T〕を比較する試験を行っ
た。
【0014】
【表1】 なお、表1にて示した本発明の連続焼鈍装置は、第1冷
却帯8Aと恒温帯10間および恒温帯10と第2冷却帯
8Bにはいずれも厚さ1mの仕切り壁を有するものであ
り、焼鈍炉6、乾燥炉14は独立して設置された構成を
とっている。上記比較試験における本発明の焼鈍温度1
000℃からの冷却曲線Aは図2の実線で示すとおりで
あり、比較材の冷却曲線Bは鎖線で示すとおりであっ
た。また本発明材および比較材の磁束密度B〔T〕の
測定結果は図3に示すとおりである。図3から明かなと
おり、本発明装置を使用した場合は比較材に比し、磁束
密度が著しく向上している。
【0015】
【発明の効果】本発明による方向性電磁鋼の連続焼鈍
装置は冷却帯を2分し、第1冷却帯、第2冷却帯とし、
その中間に恒温帯を設け、第1冷却帯と恒温帯との間お
よび恒温帯と第2冷却帯との間にそれぞれリンガーロー
ルを設けたので、制御装置により自動制御する構成とし
たので、次の如き効果を挙げることができた。すなわち
方向性けい素鋼の製造工程において、均熱処理後の冷
却工程の途中で、鋼帯温度の一定保持、超徐冷、もしく
は昇温等も可能となったので、従来装置における製造工
程よりも厳密な炭化物の析出制御が可能となり、その結
果著しく磁束密度を向上させることができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方向性けい素鋼板の連続焼鈍装置
の実施例の配置を示す平面図である。
【図2】本発明装置による最終冷延前の焼鈍における均
熱処理後の冷却工程の冷却曲線Aと、従来の連続焼鈍装
置による焼鈍の冷却工程の冷却曲線Bとを比較する線図
である。
【図3】本発明装置による本発明材と、恒温帯を有しな
い従来の連続焼鈍装置による比較材との最終成品におけ
る磁束密度(B8〔T〕)を比較する線図である。
【符号の説明】
2 方向性けい素鋼板 4 連続焼鈍装置 5 水スプレー 6 焼鈍炉(加熱帯) 8 冷却帯 8A 第1冷却帯 8B 第2冷却帯 10 恒温帯 14 乾燥炉、(乾燥帯) 18 制御装置 20A、20B、20C 放射温度計 22 電動バルブ 24 サーモカップル 26 加熱用ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 嘉明 岡山県倉敷市川崎通一丁目(番地なし) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 審査官 後藤 政博 (56)参考文献 特開 昭56−33421(JP,A) 特開 平3−122222(JP,A) 特開 平3−79727(JP,A) 特開 平2−125819(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/56 101 C21D 9/46 501

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱帯、冷却帯および乾燥帯を有して成
    最終冷間圧延前の方向性けい素鋼の連続焼鈍装置
    あって、前記冷却帯を第1冷却帯および第2冷却帯の2
    箇所に分離し、該第1冷却帯および第2冷却帯の中間に
    恒温帯を設け、前記第1冷却帯および第2冷却帯にほぼ
    水平方向に通過する鋼帯の上面に水を散布する水スプレ
    ーを設け、前記第1冷却帯と恒温帯および前記恒温帯と
    第2冷却帯の間にはそれぞれ前記恒温帯への水の侵入を
    防止するリンガーロールを設けたことを特徴とする最終
    冷間圧延前の方向性けい素鋼の連続焼鈍装置。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2冷却帯の出側に放射
    温度計と、前記加熱帯、第1冷却帯、恒温帯、第2冷却
    帯および乾燥帯内を通過する鋼帯の温度を制御する制御
    装置と、前記放射温度計の検出値により前記制御装置を
    介して前記第1、第2冷却帯へ水量を調節する電動バル
    ブと、前記恒温帯を通過する鋼帯の温度を測定するサー
    モカップルと、前記サーモカップルの検出値により前記
    制御装置を介して出力を調節する恒温帯加熱用ヒーター
    と、第2冷却帯で最終冷却を終了した鋼帯を乾燥する乾
    燥帯と、を有することを特徴とする請求項1に記載の
    終冷間圧延前の方向性けい素鋼帯の連続焼鈍装置。
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