JP3873292B2

JP3873292B2 - Method for producing grain-oriented silicon steel sheet with excellent surface properties

Info

Publication number: JP3873292B2
Application number: JP23696494A
Authority: JP
Inventors: 道郎小松原; 宏威石飛; 隆史鈴木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: JPH08100218A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、表面性状に優れた、詳しくはフォルステライト被膜の厚みが薄く、かつ均一で密着性に優れた方向性珪素鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性珪素鋼板は変圧器や発電機等の鉄芯材料として使用される。これらの機器は電気エネルギー間の交換や、力学エネルギーの電気エネルギーへの交換に使用されるもので、方向性珪素鋼板としては磁束密度が高いことと鉄損が低いことが要求される。
【０００３】
すなわち、磁束密度が高い場合、これらの機器のサイズを小型化することが可能となり、鉄損が低い場合には、これらの機器によって無駄に消費されるエネルギー損失を抑えることが可能となる。
方向性珪素鋼板の鉄損はその板厚に大きく依存するので、板厚の薄い方向性珪素鋼板を製造して鉄芯の形に打抜いたり、切断した後、積層して鉄芯の形に組み上げることがなされている。
【０００４】
方向性珪素鋼板の表面にはフォルステライト（Mg₂SiO₄）からなる結晶質の被膜とさらにその上にリン酸塩系のコーティング被膜が存在しており、これらの被膜によって絶縁性が保たれている。すなわち鋼板間の絶縁性が不良の場合、これらの機器の稼働時において、鋼板間に大電流が流れる結果機器の破損を招き、これらの機器を使用している発電所、変電所の機能が停止し、地域に対し重大な悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
このためには、これらの絶縁被膜の均一性と密着性が良好なことが必要である。すなわち、絶縁被膜の均一性が悪い場合、機器組立て後の実機稼働の際に、絶縁被膜の不良部より鋼板間に大電流が流れ、機器の損傷を招く。また絶縁被膜の密着性が悪い場合、方向性珪素鋼板の打抜や切断加工の際、被膜が剥落し、同じく機器の損傷をもたらす。
【０００６】
二層の被膜のうち、下層に存在するフォルステライト被膜は脱炭焼鈍および最終仕上焼鈍工程で形成され、被膜特性の制御が極めて困難であるのに対し、上層に存在するリン酸塩系コーティング被膜は、最終仕上焼鈍後の鋼板に塗布し焼付けるのみであるので被膜特性の制御が比較的容易である。そこで、方向性珪素鋼板の表面被膜の均一性および密着性は、主にフォルステライト被膜の特性で決定される。
【０００７】
フォルステライト被膜は、脱炭焼鈍時に鋼板表層に形成されるサブスケール中のシリカ（SiO₂）が鋼板表面に塗布された焼鈍分離剤中のマグネシア（MgO ）と、最終仕上焼鈍中に主として下式のような固相反応により形成される。
２MgO ＋SiO₂→Mg₂SiO₄
ここで、フォルステライト被膜の均一性および密着性を損う要因のひとつとして、脱炭焼鈍時に鋼板表面に粗大な鉄酸化物の塊が付着し、かかる付着物の存在する場所の鋼板表面に押きず状のへこみが形成されることが挙げられる。これは、脱炭焼鈍時に鋼板表面にわずかに生成するFeO やFe₂SiO₄の鉄酸化物がハースロール表面に堆積し、長時間連続脱炭焼鈍炉の操業を続けていくとロール表面に付着推積した鉄酸化物が成長し、高温熱処理のため軟化している鋼板表面に逆に付着したり、押きずを発生させるためで、ピックアップと一般に呼称されている。
【０００８】
こういったピックアップが脱炭焼鈍後の鋼板表面に発生した場合、ピックアップ発生の場所ではフォルステライト被膜の密着性が劣化したり、点状に被膜が欠落した点状被膜欠陥が生成し被膜の均一性を害する結果となる。
このため脱炭焼鈍において、ピックアップの発生を抑制することが必要であるが、従来は脱炭焼鈍炉のハースロールの材質にのみ研究の主眼が注がれていた。
【０００９】
すなわち、特公昭44−3694号公報には、黒鉛質炭素材料をロール材料として使用することによりピックアップのない良好な製品を得る技術が開示されており、特開昭57−137419号公報には、黒鉛化度0.6 以上で気孔率５〜15％、ショア硬度50〜100 の黒鉛質炭素材料をロール材料として使用する技術が開示されており、また特公昭60−9989号公報には黒鉛質炭素材料のロール表面の気孔部にMg、Ca、Zn、Alのリン酸塩にコロイド状シリカを配合した薬剤を含浸させたロールをハースロールとして使用する技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述のようなロール材質を改良する手法も一定の成果は得られたが鋼板を連続的に長時間にわたって処理した場合、通板コイルの延べ通板距離が長くなると急激にピックアップが発生するという欠点を有していた。
本発明は、方向性珪素鋼板の連続脱炭焼鈍時の延べ通板距離が長距離化するに伴い急激に発生するピックアップを防止し、表面性状に優れた方向性珪素鋼板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、方向性珪素鋼板の製造方法において、その連続脱炭焼鈍に際し、方向性珪素鋼板の延べ長さにして少なくとも100km 通板ごとに、0.5km 以上の長さを有し、片面または両面に複数個の溝を配設した鋼板の該溝配設面を連続脱炭焼鈍炉内のハースロールと接触させて通板することを特徴とする方向性珪素鋼板の製造方法であり、望ましくは、前記溝の深さを５μｍ以上、溝の幅を20μｍ以上、溝と溝との間隔を100mm 以下とし、溝の方向を鋼板幅方向に対し５〜70°の線状の溝としたものであり、また、さらに望ましくは、溝配設鋼板の通板速度と連続脱炭焼鈍炉内のハースロールの周速度を非同期化した方向性珪素鋼板の製造方法である。
【００１２】
【作用】
本発明者らは、鋼板片面に深さ20μｍ、幅１mmの溝で、溝と溝との間隔が５mm、溝の方向が鋼板幅方向の溝を有する長さ約１kmのコイル（以下溝配設鋼板または溝を配設した鋼板と呼称する）を、その溝面が連続脱炭焼鈍炉のハースロールと接触する側に設置して、脱炭焼鈍する方向性珪素鋼の冷間圧延板間に挿入して通板し、ピックアップ発生状況を調査した。
【００１３】
連続脱炭焼鈍炉の雰囲気の酸素ポテンシャルPH₂O／PH₂を0.55に設定して、延べ通板コイルの距離1000kmを通板して、鋼板表面のピックアップの発生を調査しピックアップ発生率｛（ピックアップが発生した鋼板の距離／全通板距離）×100 ｝を求めた。この時、ａ）溝配設鋼板を挿入しない、ｂ）約500km 通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｃ）約400km 通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｄ）約300km 通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｅ）約200km 通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｆ）約100km 通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｇ）約80km通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｈ）約50km通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、ｉ）約25km通板ごとに溝配設鋼板を挿入する、の各条件で実験を行った。この実験結果を図１に示すが、溝配設鋼板の挿入の間隔が100km 通板ごと以下であれば、脱炭焼鈍におけるピックアップの発生を急激に低減することが可能であるとの知見を得た。
【００１４】
溝配設鋼板の連続脱炭焼鈍炉への通板によってピックアップの発生が低減できる理由は下記の機構によるものと思われる。
すなわち、表面研磨後の新しいハースロールを使用した後、脱炭焼鈍板表面にわずかに形成したFeO やFe₂SiO₄といった鉄酸化物がハースロールに転写し徐々に堆積され、ある一定量を超えると焼鈍中の軟化した鋼板を圧迫し、脱炭焼鈍板にへこみを生じたり、圧縮したりしてピックアップとなる。図２に示すように溝配設鋼板２の溝配設面をハースロール１との接触する側にして通板した場合、図３に示されるようにハースロール１に堆積した鉄酸化物３が鋼板の溝により擦過され、ハースロール１から剥落する。このことによりハースロール１が自動研磨され、ピックアップの発生を抑止するものである。このことは、溝配設鋼板通板後のハースロール１を取り出して検査した結果、ロール表面が清浄化していた事実により確認された。なお、図２、図３においてｖは溝配設鋼板２の通板速度、Ｖはハースロール１の周速度を示す。
【００１５】
次に、挿入する溝配設鋼板の長さについて検討した。すなわち、連続脱炭焼鈍炉で延べ1000kmの方向性珪素鋼板を脱炭焼鈍するに際し、100km 通板ごとに溝配設鋼板を挿入し、挿入する溝配設鋼板の長さを0.2 、0.3 、0.4 、0.5 、0.7 、0.9 、1.21、1.8 、2.3km と変更し、ピックアップ発生率を評価した。その結果を図４に示す。図４より溝配設鋼板の長さを0.5km 以上とすることにより、ピックアップの発生率を急激に低減することが可能である。
【００１６】
上記知見のもとに、本発明者らはさらに溝配設鋼板に設ける溝の位置、溝の最適形状と間隔、および溝の方向について検討を加え、次に溝配設鋼板を連続脱炭焼鈍炉に通板する際の通板速度ｖmpm とハースロールの周速度Ｖmpm との適正な関係について調査した。
まず溝の位置であるが図５に示されるように、（ａ）点状に規則正しく並んだもの、（ｂ）点状に無秩序に並んだもの、（ｃ）線状に規則正しく並んだもの、（ｄ）線状に不規則に並んだもの、いずれの場合でも本発明のピックアップ低減効果はあったが、100km 通板ごとに0.8km の長さの溝配設鋼板を挿入する前出と同様の実験を行ったところ、ピックアップ発生率は、図５（ａ）では8.9 ％、（ｂ）では7.4 ％、（ｃ）では4.2 ％、（ｄ）では5.9 ％と線状の溝Ａで規則正しい間隔に溝Ａを配設した場合が最も効果が大きかった。
【００１７】
またさらに線状の溝Ａを配設した場合でも図５（ｅ）のように、溝Ａを圧延方向に傾け溝の交絡密度を高めた方がピックアップの発生率として3.5 ％で良好な結果を得た。
次に、線状で等間隔に溝を配設した場合について、溝の深さと幅を変更して、0.6km の長さの溝配設鋼板を用いて同様の実験を行いピックアップ発生率を求めた結果を図６に示す。図６から溝の幅20μｍ以上、溝の深さ５μｍ以上においてピックアップ発生率の低減効果が大きいことがわかる。
【００１８】
次に線状で等間隔に溝を配設した場合について、溝の間隔と溝の方向（鋼板幅方向となす角度θで定める）について、0.6km の長さの溝配設鋼板を用いて同様の実験を行いピックアップ発生率を求めた結果を図７に示す。図７から溝の間隔100mm 以下で溝の方向を鋼板幅方向に対し５〜70°の角度とすると、ピックアップ発生率の低減効果が大きいことがわかる。
【００１９】
最期に、溝配設鋼板の通板速度と連続脱炭焼鈍炉内のハースロールの周速度との相対関係について調査した。使用した溝配設鋼板の溝は最初の実験と同じく、深さ20μｍ、幅１mmの溝で、溝と溝との間隔を５mmとし、溝の方向は鋼板の幅方向から10°の角度とした。溝配設鋼板の長さは0.8km で100km 通板するごとに連続脱炭焼鈍炉に挿入し、1000km延べ通板時のピックアップ発生率で評価しハースロールの周速度Ｖmpm は常に一定に保ち、溝配設鋼板の通板速度ｖmpm を変更することにより両者の相対速度（Ｖ−ｖ）mpm を変えた。この実験の結果を図８に示す。
【００２０】
図８から溝配設鋼板の通板速度とハースロールの周速度を非同期化することにより、さらにピックアップ発生率が低減することがわかる。しかしながら両者が同期化した場合にもピックアップ発生率の増加は少ない。これは各ハースロールについて詳細にみれば微妙に溝配設鋼板の通板速度とずれを生じていて、これがピックアップの発生を低減しているものと思われる。
【００２１】
上述したように本発明においては、連続脱炭焼鈍炉に溝を配設した鋼板を通板してハースロール表面に堆積する鉄酸化物を除去し、ピックアップの発生を抑える。
溝の配設面としては片面もしくは両面のいずれも可能であるが、溝配設面４を連続脱炭焼鈍炉内のハースロールと接触する側に配置して通板することが必要である。すなわち、これによってハースロール面に堆積した鉄酸化物が溝によってハースロール面から研磨、除去される。
【００２２】
また通板する溝を配設した鋼板の長さは0.5km 以上であることが必要である。0.5km 未満である場合は、ハールロール面に堆積した鉄酸化物を除去するのに十分でなくハースロール面に堆積した鉄酸化物によってピックアップが発生する。
さらに溝を配設した鋼板の通板間隔としては連続脱炭焼鈍を通板した方向性珪素鋼板の延べ長さにして、少なくとも100km 通板ごととすることが必要である。すなわち溝を配設した鋼板の通板間隔が100km を超える場合はハースロール面に鉄酸化物が堆積してピックアップの発生をもたらす結果となる。
【００２３】
溝配設鋼板の種類としては、特に限定されないが同一の材質である珪素鋼板が望ましい。
また溝を配設する面における溝の位置について点状に規則正しく並んだものでも、点状に無秩序に並んだものでも、線状に規則正しく並んだものでも線状に不規則に並んだものでも、溝の存在によってハースロールに堆積した鉄酸化物の除去は可能であるので効果を有するが、特に線状に規則正しく並んだ場合が最もピックアップの発生の抑制作用を有するので望ましい。
【００２４】
この時、最も適正な溝の深さは５μｍ以上で溝の幅は20μｍ以上であり、溝と溝との間隔は100mm 以下である。また溝の方向としては鋼板の幅方向に対して５〜70°の角度とすることが、溝によるハースロールに堆積した鉄酸化物の除去能力に最も優れピックアップの発生を抑制することが可能で優れている。
さらに溝を配設した鋼板の連続脱炭焼鈍炉の通板速度については、炉内のハースロールの周速度と同期化されていない方がハースロールに堆積した鉄酸化物の除去作用に優れ、ピックアップの発生をよりよく低減することが可能となる。
【００２５】
かかる方法によって連続脱炭焼鈍された方向性珪素鋼板は表面に生成するピックアップの発生が極めて少ないので、その後の焼鈍分離剤塗布と最終仕上焼鈍によって形成されたフォルステライト被膜においても点状欠陥の発生が低く、表面性状に優れた方向性珪素鋼板の製品が得られる。
【００２６】
【実施例】
実施例１
Ｃ：0.036 ％、Si：3.20％、Mn：0.073 ％、Se：0.016 ％を含有する0.22mm厚の方向性珪素鋼板を連続脱炭焼鈍炉で脱炭焼鈍した。
焼鈍はコイルを連結して連続して行い、雰囲気としてＨ₂50 ％、露点60°、残余Ｎ₂バランスの状態で850 ℃、２分間行った。ピックアップ防止用の溝を配設した鋼板としては0.35mm厚のSUS304の鋼板でハースロール面側に、深さ50μｍ、直径２mmの溝を無秩序に配設した鋼板を用い、方向性珪素鋼板を延べ25km通板するごとに、溝を配設したSUS304の鋼板をハースロールの回転と同期させないで 0.6km通板し、通板距離として延べ1000km脱炭焼鈍処理をし実施例とした。
【００２７】
一方、同一の方向性珪素鋼板を連続して延べ1000km処理し、比較例とした。
両者は、TiO₂を２％、SrSO₄を２％含有するMgO を焼鈍分離剤として塗布した後、各コイル単位でコイル状に巻きとり850 ℃で50時間Ｎ₂中で保持した後、25％Ｎ₂と75％Ｈ₂の雰囲気で20℃／hrの昇温速度で1200℃まで昇温した後、Ｈ₂で1200℃５時間保持する最終仕上焼鈍を施した。この時の脱炭焼鈍後のピックアップ発生率と、最終仕上焼鈍後の点状被膜欠陥発生率を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
実施例２
Ｃ：0.065 ％、Si：3.36％、Mn：0.070 ％、Al：0.022 ％、Se：0.018 ％、Sb：0.023 ％を含有する0.22mm厚の方向性珪素鋼板を連続脱炭焼鈍炉で脱炭焼鈍した。
焼鈍はコイルを連結して連続して行い、雰囲気としてＨ₂45％、露点53℃、残余Ｎ₂バランスの状態で850 ℃、２分間行った。ピックアップ防止用の溝を配設した鋼板としては、同じ材料の0.22mm厚の方向性珪素鋼板でハースロール面側に深さ25μｍ、幅200 μｍの線状の溝で板幅方向となす角10°の鋼板を50km通板ごとにハースロールの周速度と同期させた通板速度で 2.2km通板し、通板距離として延べ1000km脱炭焼鈍処理をし実施例とした。
【００３０】
一方、同一の方向性珪素鋼板を連続して延べ1000km処理し比較例とした。
両者は10％TiO₂、Sr(OH)₂、８H₂O を２％含有するMgO を焼鈍分離剤として塗布した後、各コイル単位でコイル状に巻きとり850 ℃で20時間Ｎ₂中で保持した後、25％Ｎ₂と75％Ｈ₂の雰囲気で15℃／hrの昇温速度で1200℃まで昇温した後、Ｈ₂で1200℃５時間保持する最終仕上焼鈍を施した。この時の脱炭焼鈍後のピックアップ発生率と最終仕上焼鈍後の点状被膜欠陥発生率を表２に示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、方向性珪素鋼板の連続脱炭焼鈍に伴い発生するピックアップを炉操業を中断することなく、ハースロールに堆積する鉄酸化物を取除くことによってその発生を抑制し、製品の点状被膜欠陥の発生を低減し、表面性状に優れた方向性珪素鋼板を有利に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続脱炭焼鈍下のピックアップ発生率に及ぼす溝配設鋼板の繰返し挿入間隔の影響を示すグラフ。
【図２】溝配設鋼板の溝配設面と連続焼鈍炉内のハースロールとの位置関係を示す説明図。
【図３】ハースロールに堆積した鉄酸化物が溝配設鋼板によって剥落することを示した模式図。
【図４】ピックアップ発生率に及ぼす溝配設鋼板の長さの影響を示すグラフ。
【図５】溝配設鋼板の溝配設面における種々の溝の配設例を示す説明図。
【図６】ピックアップ発生率に及ぼす溝の深さと溝の幅の影響を示すグラフ。
【図７】ピックアップ発生率に及ぼす溝の間隔と溝の方向の影響を示すグラフ。
【図８】ピックアップ発生率に及ぼす溝配設鋼板の通板速度とハースロール周速度との相対速度差の影響を示すグラフ。
【符号の説明】
１ハースロール
２溝配設鋼板
３堆積した鉄酸化物
４溝配設面
Ａ溝[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing a grain-oriented silicon steel sheet having excellent surface properties, specifically, a thin forsterite film having a uniform thickness and excellent adhesion.
[0002]
[Prior art]
Directional silicon steel sheets are used as iron core materials for transformers and generators. These devices are used for exchanging electrical energy or exchanging mechanical energy for electrical energy, and a directional silicon steel sheet is required to have a high magnetic flux density and a low iron loss.
[0003]
That is, when the magnetic flux density is high, it is possible to reduce the size of these devices, and when the iron loss is low, it is possible to suppress energy loss that is wasted by these devices.
Since the iron loss of grain-oriented silicon steel depends greatly on the thickness of the steel sheet, a thin grain-oriented silicon steel sheet is manufactured and punched into the shape of the iron core, or after being cut and laminated, the iron core shape is obtained. It is made up.
[0004]
There is a crystalline film of forsterite (Mg ₂ SiO ₄ ) on the surface of the grain-oriented silicon steel sheet and a phosphate-based coating film on it, and these films maintain insulation. Yes. In other words, if the insulation between steel plates is poor, when these devices are in operation, a large current flows between the steel plates, resulting in damage to the devices, and the functions of the power plant and substation that use these devices stop. And could have a serious adverse effect on the region.
[0005]
For this purpose, it is necessary that the uniformity and adhesion of these insulating coatings be good. That is, when the uniformity of the insulating coating is poor, a large current flows between the steel plates from the defective portion of the insulating coating during operation of the actual machine after assembling the equipment, resulting in equipment damage. In addition, when the adhesion of the insulating coating is poor, the coating peels off when the grain-oriented silicon steel sheet is punched or cut, which also causes damage to the equipment.
[0006]
Of the two layers, the forsterite coating that exists in the lower layer is formed in the decarburization annealing and final finishing annealing processes, and it is extremely difficult to control the coating properties, whereas the phosphate coating film that exists in the upper layer Is only applied and baked on the steel sheet after the final finish annealing, so that the control of the film properties is relatively easy. Therefore, the uniformity and adhesion of the surface coating of the grain-oriented silicon steel sheet are mainly determined by the characteristics of the forsterite coating.
[0007]
The forsterite film consists of magnesia (MgO) in the annealing separator in which silica (SiO ₂ ) in the subscale formed on the steel sheet surface during decarburization annealing is applied to the steel sheet surface, and the following formula during final finish annealing: It is formed by solid phase reaction like
2MgO + SiO ₂ → Mg ₂ SiO ₄
Here, as one of the factors that impair the uniformity and adhesion of the forsterite film, coarse iron oxide lumps adhere to the surface of the steel sheet during decarburization annealing, and the steel sheet surface where such deposits are present is pressed. It is mentioned that a flaw-like dent is formed. This is because FeO and Fe ₂ SiO ₄ iron oxide slightly formed on the surface of the steel plate during decarburization annealing accumulates on the hearth roll surface, and adheres to the roll surface if the continuous decarburization annealing furnace is operated for a long time. It is generally called a pickup because the deposited iron oxide grows and adheres to the surface of the steel plate that has been softened due to high-temperature heat treatment, or generates flaws.
[0008]
If these pickups occur on the surface of the steel plate after decarburization annealing, the adhesion of the forsterite film deteriorates at the location where the pickups are generated, or point film defects are generated due to the lack of film in the form of dots. The result is harmful to sex.
For this reason, it is necessary to suppress the occurrence of pick-up in decarburization annealing. Conventionally, research has been focused only on the material of the hearth roll of the decarburization annealing furnace.
[0009]
That is, Japanese Patent Publication No. 44-3694 discloses a technique for obtaining a good product without pickup by using a graphitic carbon material as a roll material, and Japanese Patent Laid-Open No. 57-137419, A technique using a graphitic carbon material having a graphitization degree of 0.6 or more, a porosity of 5 to 15%, and a Shore hardness of 50 to 100 as a roll material is disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-9989. A technique is disclosed in which a roll in which colloidal silica is mixed with phosphates of Mg, Ca, Zn, and Al is impregnated in pores on the surface of the roll as a hearth roll.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of improving the roll material as described above has achieved a certain result. However, when the steel plate is continuously processed for a long time, the pick-up occurs suddenly when the total plate distance of the plate coil becomes long. Had drawbacks.
The present invention provides a method for producing a grain-oriented silicon steel sheet having excellent surface properties by preventing pick-up that occurs suddenly as the total plate distance during continuous decarburization annealing of the grain-oriented silicon steel sheet increases. It is for the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a method for producing a grain-oriented silicon steel sheet, and in the continuous decarburization annealing, the total length of the grain-oriented silicon steel sheet is at least 100 km, and has a length of 0.5 km or more. the groove disposition surface of the steel plate which is disposed a plurality of grooves in contact with hearth rolls in a continuous decarburization annealing furnace is a method for producing tropism silicon steel towards you, characterized in that passing the plate to, Desirably, the groove depth is 5 μm or more, the groove width is 20 μm or more, the distance between the grooves is 100 mm or less, and the groove direction is a linear groove of 5 to 70 ° with respect to the steel plate width direction. are those, also, more desirably, a method for producing tropism silicon steel better to desynchronized the peripheral speed of the hearth rolls of Mizohai設鋼plate strip running speed and continuous decarburization annealing furnace.
[0012]
[Action]
The present inventors have formed a coil having a length of 20 μm and a width of 1 mm on one side of a steel sheet, a distance between the grooves of 5 mm, and a groove having a length in the width direction of the steel sheet of about 1 km (hereinafter referred to as groove arrangement). Between the cold rolled sheets of directional silicon steel to be decarburized and annealed by placing the groove surface on the side in contact with the hearth roll of the continuous decarburization annealing furnace. Inserted and passed through, and investigated the pickup occurrence.
[0013]
The oxygen potential PH ₂ O / PH ₂ of the atmosphere of the continuous decarburization annealing furnace is set to 0.55, and the distance of the plate coil is 1000 km, the occurrence of pickup on the steel sheet surface is investigated, and the pickup occurrence rate {( The distance of the steel plate from which the pickup was generated / the total sheet passing distance) × 100} was determined. At this time, a) Do not insert the grooved steel plate, b) Insert the grooved steel plate for every about 500 km through plate, c) Insert the grooved steel plate for every about 400 km through plate, d) About 300 km through Insert a grooved steel plate for each plate, e) Insert a grooved steel plate for each about 200 km plate, f) About 100 km Insert a grooved steel plate for each plate, g) About 80 km each plate The experiment was performed under the following conditions: h) Inserting the grooved steel plate for every approximately 50 km through-plate, i) Inserting the grooved steel plate for every about 25 km through-plate. The results of this experiment are shown in FIG. 1, and the knowledge that the occurrence of pick-up in decarburization annealing can be drastically reduced if the interval between insertion of grooved steel plates is 100 km or less for each through plate is obtained. It was.
[0014]
The reason why the generation of pickup can be reduced by passing the grooved steel sheet through the continuous decarburization annealing furnace is considered to be due to the following mechanism.
That is, after using a new hearth roll after surface polishing, iron oxides such as FeO and Fe ₂ SiO ₄ slightly formed on the surface of the decarburized annealed plate are transferred to the hearth roll and gradually deposited, exceeding a certain amount Then, the softened steel plate is pressed during annealing, and the decarburized and annealed plate is dented or compressed to become a pickup. As shown in FIG. 2, when the grooved steel sheet 2 is passed through with the grooved surface of the grooved steel plate 2 in contact with the hearth roll 1, the iron oxide 3 deposited on the hearth roll 1 as shown in FIG. It is scraped off by the groove of the steel plate and peels off from the hearth roll 1. As a result, the hearth roll 1 is automatically polished to prevent pickup. This was confirmed by the fact that the surface of the roll was cleaned as a result of taking out and inspecting the hearth roll 1 after passing the grooved steel plate. 2 and 3, “v” indicates the plate passing speed of the grooved steel plate 2, and “V” indicates the peripheral speed of the hearth roll 1.
[0015]
Next, the length of the grooved steel sheet to be inserted was examined. That is, when decarburizing and annealing directional silicon steel sheets with a total length of 1000 km in a continuous decarburization annealing furnace, groove-equipped steel sheets are inserted every 100 km through-plate, and the length of the groove-equipped steel sheets to be inserted is 0.2, 0.3, 0.4 , 0.5, 0.7, 0.9, 1.21, 1.8, 2.3km, and the pickup occurrence rate was evaluated. The result is shown in FIG. From FIG. 4, it is possible to sharply reduce the occurrence rate of the pickup by setting the length of the grooved steel plate to 0.5 km or more.
[0016]
Based on the above knowledge, the present inventors further examined the position of the groove provided on the grooved steel sheet, the optimum shape and interval of the groove, and the direction of the groove, and then continuously decarburized and annealed the grooved steel sheet. The proper relationship between the plate feed speed vmpm and the hearth roll peripheral speed Vmpm during the passage through the furnace was investigated.
First, as shown in FIG. 5, the positions of the grooves are as follows: (a) regularly arranged in a dotted pattern, (b) randomly arranged in a dotted pattern, (c) regularly arranged in a linear pattern, ( d) Lines irregularly arranged, in any case, the pickup reduction effect of the present invention was effective, but the same as the previous case of inserting a grooved steel plate having a length of 0.8 km for every 100 km passing plate When the experiment was conducted, the pickup occurrence rate was 8.9% in FIG. 5 (a), 7.4% in (b), 4.2% in (c), and 5.9% in (d), with regular intervals in the linear groove A. The effect was greatest when the groove A was provided.
[0017]
In addition, even when a linear groove A is provided, the pick-up rate is 3.5% with a better result when the groove A is tilted in the rolling direction and the groove entanglement density is increased as shown in FIG. 5 (e). Obtained.
Next, in the case where the grooves are arranged at regular intervals in a linear shape, the depth and width of the grooves are changed, and a similar experiment is performed using a groove-equipped steel plate having a length of 0.6 km to determine the pickup occurrence rate. The results are shown in FIG. FIG. 6 shows that the effect of reducing the pickup occurrence rate is great when the groove width is 20 μm or more and the groove depth is 5 μm or more.
[0018]
Next, in the case of linearly arranged grooves, the groove interval and groove direction (determined by the angle θ made with the steel plate width direction) are the same using a grooved steel plate having a length of 0.6 km. FIG. 7 shows the result of obtaining the pickup occurrence rate by performing the above experiment. It can be seen from FIG. 7 that when the groove interval is 100 mm or less and the groove direction is an angle of 5 to 70 ° with respect to the steel plate width direction, the effect of reducing the pickup occurrence rate is great.
[0019]
Lastly, the relative relationship between the passing speed of the grooved steel sheet and the peripheral speed of the hearth roll in the continuous decarburization annealing furnace was investigated. As in the first experiment, the grooved steel plate used was a groove with a depth of 20 μm and a width of 1 mm, the distance between the grooves was 5 mm, and the groove direction was an angle of 10 ° from the width direction of the steel plate. . The length of the grooved steel plate is 0.8km and it is inserted into a continuous decarburization annealing furnace every time 100km is passed, and the peripheral speed Vmpm of the hearth roll is always kept constant by evaluating the pick-up rate at the time of 1000km. The relative speed (Vv) mpm of both was changed by changing the plate passing speed vmpm of the grooved steel plate. The result of this experiment is shown in FIG.
[0020]
It can be seen from FIG. 8 that the pickup generation rate is further reduced by making the sheet feeding speed of the grooved steel sheet and the peripheral speed of the hearth roll desynchronized. However, even when both are synchronized, the increase in the pickup occurrence rate is small. If it sees in detail about each hearth roll, it will generate | occur | produce slightly and the deviation | shift with the plate | board speed of a groove | channel arrangement | positioning steel plate, and it seems that this has reduced generation | occurrence | production of a pick-up.
[0021]
As described above, in the present invention, a steel plate having grooves disposed in a continuous decarburization annealing furnace is passed through to remove iron oxide deposited on the hearth roll surface, thereby suppressing the occurrence of pickup.
Either one side or both sides are possible as the groove disposition surface, but it is necessary to dispose the groove disposition surface 4 on the side in contact with the hearth roll in the continuous decarburization annealing furnace. That is, the iron oxide deposited on the hearth roll surface is polished and removed from the hearth roll surface by the groove.
[0022]
In addition, the length of the steel plate provided with a groove to pass through must be 0.5 km or more. If the distance is less than 0.5 km, it is not sufficient to remove the iron oxide deposited on the Haar roll surface, and pick-up occurs due to the iron oxide deposited on the Hearth roll surface.
Further, the interval between the passing plates of the steel plates provided with the grooves is required to be at least 100 km for each passing plate as the total length of the directional silicon steel plates subjected to continuous decarburization annealing. That is, when the interval between the steel plates provided with grooves exceeds 100 km, iron oxide is deposited on the hearth roll surface, resulting in pickup.
[0023]
The type of the groove-equipped steel plate is not particularly limited, but silicon steel plates made of the same material are desirable.
Also, the positions of the grooves on the surface on which the grooves are arranged are regularly arranged in a dotted manner, irregularly arranged in a dotted manner, regularly arranged in a linear fashion, or irregularly arranged in a linear fashion, This is effective because it is possible to remove the iron oxide deposited on the hearth roll due to the presence of the grooves, but it is particularly desirable that the grooves are regularly arranged in a line because it has the action of suppressing the occurrence of pickup most.
[0024]
At this time, the most appropriate groove depth is 5 μm or more, the groove width is 20 μm or more, and the distance between the grooves is 100 mm or less. In addition, the direction of the groove is set to an angle of 5 to 70 ° with respect to the width direction of the steel sheet, which is the most excellent ability to remove iron oxide deposited on the hearth roll by the groove and can suppress the occurrence of pickup. Are better.
Furthermore, with regard to the plate feed speed of the continuous decarburization annealing of the steel plate with grooves, the one that is not synchronized with the peripheral speed of the hearth roll in the furnace is superior in the action of removing iron oxide deposited on the hearth roll, It is possible to better reduce the occurrence of pickup.
[0025]
The grain-oriented silicon steel sheet that has been continuously decarburized and annealed by such a method generates very little pick-up on the surface. Therefore, even in the forsterite film formed by the subsequent application of the annealing separator and final finish annealing, the occurrence of point defects Is obtained, and a product of a grain-oriented silicon steel sheet having excellent surface properties can be obtained.
[0026]
【Example】
Example 1
A 0.22 mm thick directional silicon steel sheet containing C: 0.036%, Si: 3.20%, Mn: 0.073%, Se: 0.016% was decarburized and annealed in a continuous decarburization annealing furnace.
Annealing was performed continuously by connecting coils, and the atmosphere was H ₂ 50%, dew point 60 °, balance N ₂ balance at 850 ° C. for 2 minutes. A steel plate with a groove for preventing pick-up is a SUS304 steel plate with a thickness of 0.35 mm, and a steel plate with a 50 μm deep groove with a diameter of 2 mm placed randomly on the hearth roll surface. Each time 25 km passed, a SUS304 steel plate with grooves was passed 0.6 km without synchronizing with the rotation of the hearth roll, and a total 1000 km decarburization annealing treatment was performed as the passing distance.
[0027]
On the other hand, the same directional silicon steel sheet was processed for a total of 1000 km and used as a comparative example.
In both cases, after applying MgO containing 2% TiO ₂ and 2% SrSO ₄ as an annealing separator, each coil was wound in a coil shape and held at 850 ° C. for 50 hours in N ₂ , then 25% After raising the temperature to 1200 ° C. at a rate of 20 ° C./hr in an atmosphere of N ₂ and 75% H ₂ , a final finish annealing was carried out at H ₂ at 1200 ° C. for 5 hours. Table 1 shows the pickup occurrence rate after decarburization annealing and the dot film defect occurrence rate after final finish annealing.
[0028]
[Table 1]

[0029]
Example 2
Decarburization annealing of 0.22mm thick directional silicon steel sheet containing C: 0.065%, Si: 3.36%, Mn: 0.070%, Al: 0.022%, Se: 0.018%, Sb: 0.023% in a continuous decarburization annealing furnace did.
Annealing was performed continuously by connecting coils, and was performed at 850 ° C. for 2 minutes in an atmosphere of H ₂ 45%, dew point 53 ° C., balance N ₂ balance. The steel plate provided with a groove for preventing pick-up is a 0.22 mm thick directional silicon steel plate made of the same material. The angle between the direction of the plate width with a linear groove of 25 μm depth and 200 μm width on the hearth roll surface side is 10 A steel plate of ° C was fed for 2.2 km at a feeding speed synchronized with the peripheral speed of the hearth roll every 50 km, and a decarburization annealing treatment was carried out for a total of 1000 km as the feeding distance.
[0030]
On the other hand, the same directional silicon steel sheet was continuously processed for 1000 km to make a comparative example.
Both of them were coated with MgO containing 10% TiO ₂ , Sr (OH) ₂ , 8% H ₂ O as an annealing separator, then wound in a coil shape for each coil and held at 850 ° C for 20 hours in N ₂ after, after heating to 1200 ° C. at a heating rate of 15 ° C. / hr at a 25% N ₂ and 75% H ₂ atmosphere and subjected to a final annealing for holding in H ₂ 1200 ° C. 5 hours. Table 2 shows the pickup occurrence rate after decarburization annealing and the dot film defect occurrence rate after final finish annealing.
[0031]
[Table 2]

[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, the pick-up generated with continuous decarburization annealing of grain-oriented silicon steel sheets can be suppressed by removing the iron oxide deposited on the hearth roll without interrupting the furnace operation. Generation of point film defects can be reduced, and a grain-oriented silicon steel sheet having excellent surface properties can be advantageously produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the influence of repeated insertion intervals of a grooved steel sheet on the pickup occurrence rate under continuous decarburization annealing.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a groove-disposed surface of a groove-disposed steel sheet and a hearth roll in a continuous annealing furnace.
FIG. 3 is a schematic view showing that iron oxide deposited on a hearth roll is peeled off by a grooved steel plate.
FIG. 4 is a graph showing the influence of the length of a groove-equipped steel plate on the pickup occurrence rate.
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of arrangement of various grooves on the groove arrangement surface of the groove arrangement steel plate.
FIG. 6 is a graph showing the influence of groove depth and groove width on the pickup occurrence rate.
FIG. 7 is a graph showing the influence of groove spacing and groove direction on the pickup occurrence rate.
FIG. 8 is a graph showing the influence of the relative speed difference between the plate passing speed of the grooved steel sheet and the hearth roll peripheral speed on the pickup occurrence rate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hearth roll 2 Groove arrangement steel plate 3 Deposited iron oxide 4 Groove arrangement surface A Groove

Claims

In the method for producing grain-oriented silicon steel sheets, the continuous decarburization annealing has a total length of the grain-oriented silicon steel sheets of at least 100 km, and has a length of 0.5 km or more. method for producing tropism silicon steel towards you, characterized in that the groove disposition surface of the steel plate which is disposed a groove in contact with hearth rolls in a continuous decarburization annealing furnace passing plate.

The groove depth is 5 μm or more, the groove width is 20 μm or more, the distance between the grooves is 100 mm or less, and the groove direction is a linear groove of 5 to 70 ° with respect to the sheet width direction. method for producing tropism silicon steel towards claim 1 wherein the.

Claim 1 or 2 method for producing tropism silicon steel who, wherein the asynchronously the peripheral speed of the hearth rolls of Mizohai設鋼plate strip running speed and continuous decarburization annealing furnace.