JP4828057B2 - 無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備および連続熱処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の無方向性珪素鋼、所謂フルプロセス低中級無方向性珪素鋼板、フルプロセス高級無方向性珪素鋼板、および、セミプロセス無方向性珪素鋼板、を１式の冷延板の熱処理設備で製造することが可能な連続熱処理設備および連続熱処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無方向性珪素鋼板には、各種の製品種類があり、主たるものは、（１）中低級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ＜１．８％）、（２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ≧１．８％）、（３）セミプロセス無方向性珪素鋼板からなる。
【０００３】
これらの製品は、従来、異なるプロセス（ライン）で製造されているが、以下にそれぞれについて、最新の製造プロセスを記載する。
（１）の製品は、以下のもっとも簡単なプロセスで製造される。
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆・・・・・・・・・プロセスＩ
（２）の製品は、鉄損確保のため多量のＳｉ、Ａｌ等を含有するが、α−γ変態がなくなり、これの影響で、連続鋳造法では、リジングを発生する。これを回避する手段として、連続鋳造時に、鋳型直下での電磁攪拌が必要である。また、Ｓｉ、Ａｌ等の成分を多量に含み、磁束密度が低下するため、これを回避する手段として熱延板焼鈍が必要である。その結果、製造プロセスは、以下となる。
製鋼−連続鋳造（電磁攪拌つき）−熱間圧延−連続熱延板焼鈍・酸洗−タンデム冷間圧延−冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆・・・・・プロセスII−１また、以下の別のプロセスである、所謂、２回冷延法でも製造される。
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム中間冷間圧延−中間冷延板焼鈍−リバースミル仕上冷間圧延−冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆・・・・・・・プロセスII−２
尚、通常、リバースミル仕上冷間圧延は、ワークロールが小径のモノブロック型２０段圧延機が使用され、２パス仕上げである。
（３）の製品は、最終製品に加工後、焼鈍するが、焼鈍後の鉄損向上（結晶粒成長）の観点から、冷間圧延後、圧下率５〜１５％のスキンパス圧延されることが必要である。その結果、製造プロセスは、以下となる。
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−冷延板焼鈍−スキンパス圧延−絶縁皮膜被覆・・・・・・・プロセスIII
尚、通常、スキンパス圧延は、ワークロールが大径の４Ｈｉ圧延機が使用される。また、連続酸洗とタンデム冷間圧延を結合した酸洗・冷間圧延直結ラインを使用することもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらのやり方には幾つかの欠点がある。即ち、各種の無方向性珪素鋼板を製造するには、多種類の設備を必要とするとともに、リバースミル冷間圧延機を必要とし、著しく製造工程を長くし、また、生産性を阻害する。
このように、各種の無方向性珪素鋼板を製造することは、多数の設備と、長い製造工期を必要とし、実際には、理想的に各種製品を製造することは、困難であり、一部代用品に代えざるを得ない状況であった。
【０００５】
本発明は、従来の冷延板の焼鈍工程の下流に、１台の冷間圧延機で、大圧下の冷間圧延とスキンパス圧延が両方可能な冷間圧延工程を付与し、各種の無方向性珪素鋼板を、最小限の設備で、且つ、理想的プロセスで製造し、高い品質と高い生産性・短い製造工期をも備えた冷延板の連続熱処理設備と方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、
（１）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、
冷間圧延されたコイルを巻き出していくペイオフリールと、
冷間圧延されたストリップを焼鈍させるための炉部と、
前記炉部から出た焼鈍されたストリップに対して、冷間圧延、スキンパス圧延、又は、不使用での通過を同一の圧延機で行う圧延部と、
前記焼鈍後に冷間圧延、スキンパス圧延、又は、不使用での通過を施されたストリップに、絶縁皮膜を塗布・焼付けまたは不使用で通過させる絶縁皮膜被覆部と、
前記絶縁皮膜被覆部で前記絶縁皮膜を被覆されたか、又は、不使用で通過したコイルの再巻きつけをおこなうテンションリールとを、
含むことを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
（２）前記（１）に記載の無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、前記圧延機は分割型２０段圧延機、又は１２段圧延機からなるクラスター型圧延機から選択されることを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
（３）前記（１）１又は（２）に記載の無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、前記圧延機の上流に、ストリップの表面に圧延油を塗布する設備を配設することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
（４）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、
（１）〜（３）に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対して圧延機を不使用で通過させる工程と、
前記焼鈍されたストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で、
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
（５）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、α−γ変態を有しない成分系において、（１）〜（３）に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを前記ペイオフリールから１回目の巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを前記炉部で１回目の焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対して板厚減少率５０％以下の冷間圧延する工程と、
前記無方向性珪素鋼の冷間圧延したストリップに対して絶縁皮膜塗布装置及び焼付け装置を不使用で通過させてテンションリールに１回目の再巻きつけする工程と、
前記再巻き付けされたコイルを前記ペイオフリールに戻して２回目の巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを２回目の焼鈍する工程と、
前記冷間圧延機を不使用で通過させる工程と、
前記絶縁皮膜塗布装置及び焼付け装置を使用して前記ストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの２回目の再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で、
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
（６）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、
前記（１）〜（３）に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対してスキンパス圧延を行う冷間圧延工程と、
前記焼鈍後スキンパス圧延されたストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
（７）前記（５）又は（６）に記載の無方向性珪素鋼板の冷延板の連続熱処理方法において、前記ラインの中の前記冷間圧延工程の上流に、ストリップの表面に圧延油を塗布する工程を含むことを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための代表的な従来技術による連続熱処理設備の準概略的な等角投影図である。このようなラインは、実際には図示したものよりもっと複雑であることは理解できるはずである。例えば、炉部１２は一般的に加熱領域、均熱領域、および冷却領域からなる。また、絶縁皮膜塗布装置１６は、コータ、塗布液循環装置、塗布液作液装置等から構成されているし、絶縁皮膜焼付装置１７も、加熱領域、均熱領域、および冷却領域からなる。
【０００８】
その様なラインの主な要素は、冷間圧延加工された無方向性珪素鋼のコイルを装荷して、そこから巻出していくためのペイオフリール１、コイルの端部を切断して溶接のための準備をするための入側剪断機２、連続的にコイルの端部を結合するための溶接機３、コイルの溶接準備および溶接中に入側洗浄装置１１・炉部１２・出側洗浄装置１５・絶縁皮膜塗布装置１６・絶縁皮膜焼付装置１７を減速・停止することなく通板可能とするストリップをストレージする入側ストレージルーパー４、ストリップの表面を洗浄し、圧延油や鉄分等の汚れを除去するための入側洗浄装置１１、ストリップを焼鈍するために用いられる加熱・均熱・冷却領域からなる炉部１２、炉部から出た焼鈍されたストリップ表面を洗浄し、炉内汚れを除去するための出側洗浄装置１５、絶縁皮膜塗布装置１６、絶縁皮膜焼付装置１７、コイルの再巻付けが完了した時に出口剪断機８が作動している時に、コイルが入側洗浄装置１１・炉部１２・出側洗浄装置１５・絶縁皮膜塗布装置１６・絶縁皮膜焼付装置１７を減速停止することなく通板可能とするストリップをストレージする出側ストレージルーパー７、出側剪断機８、および、コイルの再巻きつけをおこなうためのテンションリール９とからなっている。
【０００９】
炉部１２の前後のストリップ６０の張力は、テンションメータ４１、４２で測定され、絶縁皮膜焼付装置１７でのストリップ６０の張力は、テンションメータ４４で測定され、通過するブライドルロール２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂにフィードバックされ、ブライドル前後のストリップ張力が確保されている。
【００１０】
図２は本発明の１つの実施例である、無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための連続熱処理設備の準概略的な等角投影図であり、作図上２段に分離したが実際にはラインとして連続したものである。
図１の従来ラインに比べ、ラインの中の炉部１２の下流のブライドルロール２４ａ、２４ｂと出側洗浄装置１５との間の位置において、中央ストレージルーパー５、テンションメータ４３、ストリップ表面に圧延油を塗布するプレコート装置１３、冷間圧延機１４、テンションメータ併設形状計５１、中央ストレージルーパー６、および、ブライドルロール２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２６ａ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２７ａ、２７ｂが設置されている点が異なる。
【００１１】
入側ストレージルーパー４と中央ストレージルーパー５との間の位置においては、ストリップ６０は入側溶接機３が作動している時にもライン停止することなく熱処理されているし、また、冷間圧延機１４のワークロール等はロールの磨耗、あるいは、キズ入りのとき、交換されるが、このときも、ライン停止あるいは減速することなく熱処理が可能である。同様に、中央ストレージルーパー６と出側ストレージルーパー７の間の位置においては、ストリップ６０は出側剪断機８が作動している時にも停止することなく絶縁皮膜塗布・焼付けがなされているし、また、冷間圧延機１４のワークロール等の交換のときも、ライン停止あるいは減速することなく絶縁皮膜塗布・焼付けがなされている。さらに、中央ストレージルーパー５と中央ストレージルーパー６の間の位置においては、ストリップ６０は、入側溶接機３が作動している時にも、出側剪断機８が作動しているときも、連続して、冷間圧延が可能である。
【００１２】
尚、テンションメータ４３、５１が冷間圧延機１４の前後に設置され、冷間圧延機１４前後のストリップ６０の張力が制御されている。また、形状計５１が冷間圧延機１４の下流に設置され、冷間圧延機１４のストリップの形状制御に使用されている。
なおまた、図２に示すラインのその他の部分は、図１のラインと類似しており、同一の部品或いは装置については同一の符号が付けられている。
【００１３】
冷間圧延機１４としての条件は、（ｉ）高級フルプロセス珪素鋼板の２回冷延法において、焼鈍板の板厚を４０〜６０％減少させることが可能であり、（ii）セミプロセスの材料において、焼鈍板を形状よく、板厚を５〜１５％減少させるスキンパス圧延が可能であり、(iii）冷間圧延後の板厚変動値が小さく、加えて、（iv）ロール交換が容易であることが必要である。
【００１４】
（ｉ）を効率よく満足するには、圧延機のワークロール径は、望ましくは６０〜１２０mmの範囲である。ワークロール径が６０mm未満では、圧延機のワークロールの磨耗が短時間で発生し、数コイル毎のワークロール交換となり現実的でない。一方、ワークロール径が１５０mm超では、圧延機の容量が大きくなるとともに、高圧下率をとることが難しくなり、１台の冷間圧延機では圧延困難となり、非効率である。
(ii)を効率よく満足するには、圧延機のワークロール径は、望ましくは、９０mm以上である。ワークロール径が９０mm未満では、上下ワークロールのオフセットの影響を受けやすく、冷延形状が不安定となる。
(iii）を改善する手立てとしてもっとも有効なのは、ミル剛性の高い冷間圧延機である。望ましくは、３００トン／mm以上のミル剛性である。３００トン／mm未満では、原板の板厚変動、たとえば、熱延のスキッドマークの影響、を解消出きず、コイル全長にわたり板厚を均一にすることが出来なくなるからである。
（iv）を満足させる冷間圧延機として、ワークロール交換時に、上ハウジング、及び、下ハウジングの少なくとも一方が大きく、上下方向に移動可能な分割型冷間圧延機が有効である。
【００１５】
以上のことより、上記冷間圧延機１４は、使用可能なワークロール径の範囲が広く、高ミル剛性を有する分割型２０段圧延機又は１２段式圧延機が望ましい。
また、冷間圧延機１４の台数を、１台で可能とするのには、２回冷延法において、冷間圧延時の潤滑性を向上させる目的で、冷間圧延機１４の上流に、ストリップ表面に圧延油を塗布するプレコート装置１３を設置することが望ましい。プレコート装置１３で使用する圧延油は、冷間圧延機１４の圧延油より、より高い潤滑性を有することが望ましく、圧延油の油分濃度の高いものが、特に、好ましい。
尚、板厚０．２０〜０．７０mmの無方向性珪素鋼板の製造には、ワークロール径６０〜１５０mmの分割型２０段冷間圧延機が望ましい。
【００１６】
本発明による無方向性珪素鋼板の冷延板の連続熱処理設備を使用することにより、前出の各種の無方向性珪素鋼板を、連続鋳造設備における電磁攪拌装置なしに、以下のように製造可能となる。［］で括ったものが、本発明による無方向性珪素鋼板の連続熱処理設備である。
（１）中低級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ＜１．８％）
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−［冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆］・・・・・・・・・プロセスＩ
（２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ≧１．８％）
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム中間冷間圧延−［中間冷延板焼鈍−中間冷間圧延］−［冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆］・・・・・・・プロセスII−２
（３）セミプロセス無方向性珪素鋼板
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−［冷延板焼鈍−スキンパス圧延−絶縁皮膜被覆］・・・・・・・プロセスIII
【００１７】
このように、各種の無方向性珪素鋼板の製造工程・ライン数は、熱間圧延後、
（１）中低級フルプロセス無方向性珪素鋼板
３工程・３ライン → ３工程・３ライン
（２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板
３工程・３ライン ｏｒ ５工程・４ライン→４工程・３ライン
（３）セミプロセス無方向性珪素鋼板
５工程・４ライン → ３工程・３ライン
上記製品すべてを生産するためには、５ ｏｒ ６ライン → ３ライン となり、特に連続熱処理装置は１ラインとなるとともに、リバースミルによるバッチ圧延の冷間圧延をなくすることが可能となった。
このように、本発明による冷延板の連続熱処理設備１式で、各種の無方向性珪素鋼板を、高品位、且つ、効率的にで製造可能となった。
【００１８】
【実施例】
［実施例１］
（１−１）低中級フルプロセス無方向性珪素鋼板の製造
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：１．６５％、Ｍｎ：０．４０％、Ｐ：０．０２０％、Ｓ：０．００２５％、Ａｌ：０．１６０％、および、Ｎ：０．００２０％を含有する無方向性珪素鋼のスラブを、１１５０℃の低温スラブ加熱した後、板厚２．３mmの熱延コイルとした。
【００１９】
この熱延コイルをタンデム冷間圧延で、板厚０．５０mmまで圧延したあと、図２で示す本発明による冷延板の連続熱処理設備で処理をした。９５０℃で焼鈍後、冷間圧延機を不使用で通過させ、半有機系の絶縁皮膜をストリップ表面に塗布し、焼付けを行い、テンションリールで再巻きつけをおこない、最終製品とした。製品品質は、従来設備で製造したものと、同じであった。
【００２０】
（１−２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板の製造
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：３．０５％、Ｍｎ：０．２０％、Ｐ：０．０１５％Ｓ：０．００１８％、Ａｌ：０．５６０％、および、Ｎ：０．００１５％を含有する無方向性珪素鋼のスラブを、１１５０℃の低温スラブ加熱した後、板厚１．８mmの熱延コイルとした。
【００２１】
この熱延コイルをタンデム冷間圧延で、板厚０．７０mmまで圧延したあと、図２で示す本発明による冷延板の連続焼鈍設備で１回目の処理をした。１０００℃で焼鈍後、高濃度な圧延油（油分３０％）をプレコートし、ワークロール径６５mmの分割型２０段圧延機１台（圧延油油分１０％）で、板厚０．３５mmまで板厚を減少（板厚減少率５０％）し、絶縁皮膜塗布装置・焼付け装置を不使用で通過させ、テンションリールに再巻きつけをした。
尚、ミル剛性は、３２０トン／mmであった。
【００２２】
その後、再度、図２に示す本発明による冷延板の連続処理設備で２回目の処理をした。１０５０℃で焼鈍後、冷間圧延機を不使用で通過させ、半有機系の絶縁皮膜をストリップ表面に塗布し、焼付けを行い、テンションリールで再巻きつけをおこない、最終製品とした。製品品質は、リジングは皆無であり、磁気特性は、仕上げ圧延をリバースミルで２パス圧延したものにくらべ、最高特性は同じであったが、平均特性は向上した。また、オフゲージの量は僅少となるとともに、熱間圧延後の製造日数は、半減した。
【００２３】
（１−３）セミプロセス無方向性珪素鋼板の製造
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：１．０５％、Ｍｎ：０．５０％、Ｐ：０．１５０％、Ｓ：０．００５０％、Ａｌ：０．１０５％、および、Ｎ：０．００３５％を含有する無方向性珪素鋼のスラブを、１１５０℃の低温スラブ加熱した後、板厚２．８mmの熱延コイルとした。
【００２４】
この熱延コイルをタンデム冷間圧延で、板厚０．５５mmまで圧延したあと、図２で示す本発明による冷延板の連続熱処理設備で処理をした。８００℃で焼鈍後、ワークロール径１５０mmの分割型２０段圧延機で、板厚０．５０mmまで板厚を減少（板厚減少率１０％）した後、半有機系の絶縁皮膜をストリップ表面に塗布し、焼付けを行い、テンションリールで再巻きつけをおこない、最終製品とした。製品品質は、磁気特性は、スキンパス圧延をリバースミルで圧延したものに比べ、最高特性は同じであったが、平均特性は向上した。また、オフゲージの量は僅少となるとともに、熱間圧延後の製造日数は半減した。
【図面の簡単な説明】
【図１】無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための代表的な従来技術による連続熱処理設備の準概略的な等角投影図（上下段は連続している）。
【図２】本発明の１つの実施例である無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための連続熱処理設備の準概略的な等角投影図（上下段は連続している）。
【符号の説明】
１ ペイオフリール
２ 入側剪断機
３ 溶接機
４ 入側ストレージルーパー
５ 中央ストレージルーパーＩ
６ 中央ストレージルーパーII
７ 出側ストレージルーパー
８ 出側剪断機
９ テンションリール
１１ 入側洗浄装置
１２ 炉部
１３ プレコート装置
１４ 冷間圧延機
１５ 出側洗浄装置
１６ 絶縁皮膜塗布装置
１７ 焼付装置
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、
３０ａ、３０ｂ ブライドルロール
４１、４２、４３、４４ テンションメータ
５１ テンションメータ併設形状計
６０ ストリップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の無方向性珪素鋼、所謂フルプロセス低中級無方向性珪素鋼板、フルプロセス高級無方向性珪素鋼板、および、セミプロセス無方向性珪素鋼板、を１式の冷延板の熱処理設備で製造することが可能な連続熱処理設備および連続熱処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無方向性珪素鋼板には、各種の製品種類があり、主たるものは、（１）中低級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ＜１．８％）、（２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ≧１．８％）、（３）セミプロセス無方向性珪素鋼板からなる。
【０００３】
これらの製品は、従来、異なるプロセス（ライン）で製造されているが、以下にそれぞれについて、最新の製造プロセスを記載する。
（１）の製品は、以下のもっとも簡単なプロセスで製造される。
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆・・・・・・・・・プロセスＩ
（２）の製品は、鉄損確保のため多量のＳｉ、Ａｌ等を含有するが、α−γ変態がなくなり、これの影響で、連続鋳造法では、リジングを発生する。これを回避する手段として、連続鋳造時に、鋳型直下での電磁攪拌が必要である。また、Ｓｉ、Ａｌ等の成分を多量に含み、磁束密度が低下するため、これを回避する手段として熱延板焼鈍が必要である。その結果、製造プロセスは、以下となる。
製鋼−連続鋳造（電磁攪拌つき）−熱間圧延−連続熱延板焼鈍・酸洗−タンデム冷間圧延−冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆・・・・・プロセスII−１また、以下の別のプロセスである、所謂、２回冷延法でも製造される。
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム中間冷間圧延−中間冷延板焼鈍−リバースミル仕上冷間圧延−冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆・・・・・・・プロセスII−２
尚、通常、リバースミル仕上冷間圧延は、ワークロールが小径のモノブロック型２０段圧延機が使用され、２パス仕上げである。
（３）の製品は、最終製品に加工後、焼鈍するが、焼鈍後の鉄損向上（結晶粒成長）の観点から、冷間圧延後、圧下率５〜１５％のスキンパス圧延されることが必要である。その結果、製造プロセスは、以下となる。
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−冷延板焼鈍−スキンパス圧延−絶縁皮膜被覆・・・・・・・プロセスIII
尚、通常、スキンパス圧延は、ワークロールが大径の４Ｈｉ圧延機が使用される。また、連続酸洗とタンデム冷間圧延を結合した酸洗・冷間圧延直結ラインを使用することもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらのやり方には幾つかの欠点がある。即ち、各種の無方向性珪素鋼板を製造するには、多種類の設備を必要とするとともに、リバースミル冷間圧延機を必要とし、著しく製造工程を長くし、また、生産性を阻害する。
このように、各種の無方向性珪素鋼板を製造することは、多数の設備と、長い製造工期を必要とし、実際には、理想的に各種製品を製造することは、困難であり、一部代用品に代えざるを得ない状況であった。
【０００５】
本発明は、従来の冷延板の焼鈍工程の下流に、１台の冷間圧延機で、大圧下の冷間圧延とスキンパス圧延が両方可能な冷間圧延工程を付与し、各種の無方向性珪素鋼板を、最小限の設備で、且つ、理想的プロセスで製造し、高い品質と高い生産性・短い製造工期をも備えた冷延板の連続熱処理設備と方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、
（１）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、
冷間圧延されたコイルを巻き出していくペイオフリールと、
冷間圧延されたストリップを焼鈍させるための炉部と、
前記炉部から出た焼鈍されたストリップに対して、冷間圧延、スキンパス圧延、又は、不使用での通過を同一の圧延機で行う圧延部と、
前記焼鈍後に冷間圧延、スキンパス圧延、又は、不使用での通過を施されたストリップに、絶縁皮膜を塗布・焼付けまたは不使用で通過させる絶縁皮膜被覆部と、
前記絶縁皮膜被覆部で前記絶縁皮膜を被覆されたか、又は、不使用で通過したコイルの再巻きつけをおこなうテンションリールとを、
含むことを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
（２）前記（１）に記載の無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、前記圧延機は分割型２０段圧延機、又は１２段圧延機からなるクラスター型圧延機から選択されることを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
（３）前記（１）１又は（２）に記載の無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、前記圧延機の上流に、ストリップの表面に圧延油を塗布する設備を配設することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
（４）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、
（１）〜（３）に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対して圧延機を不使用で通過させる工程と、
前記焼鈍されたストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で、
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
（５）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、α−γ変態を有しない成分系において、（１）〜（３）に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを前記ペイオフリールから１回目の巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを前記炉部で１回目の焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対して板厚減少率５０％以下の冷間圧延する工程と、
前記無方向性珪素鋼の冷間圧延したストリップに対して絶縁皮膜塗布装置及び焼付け装置を不使用で通過させてテンションリールに１回目の再巻きつけする工程と、
前記再巻き付けされたコイルを前記ペイオフリールに戻して２回目の巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを２回目の焼鈍する工程と、
前記冷間圧延機を不使用で通過させる工程と、
前記絶縁皮膜塗布装置及び焼付け装置を使用して前記ストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの２回目の再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で、
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
（６）無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、
前記（１）〜（３）に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対してスキンパス圧延を行う冷間圧延工程と、
前記焼鈍後スキンパス圧延されたストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
（７）前記（５）又は（６）に記載の無方向性珪素鋼板の冷延板の連続熱処理方法において、前記ラインの中の前記冷間圧延工程の上流に、ストリップの表面に圧延油を塗布する工程を含むことを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための代表的な従来技術による連続熱処理設備の準概略的な等角投影図である。このようなラインは、実際には図示したものよりもっと複雑であることは理解できるはずである。例えば、炉部１２は一般的に加熱領域、均熱領域、および冷却領域からなる。また、絶縁皮膜塗布装置１６は、コータ、塗布液循環装置、塗布液作液装置等から構成されているし、絶縁皮膜焼付装置１７も、加熱領域、均熱領域、および冷却領域からなる。
【０００８】
その様なラインの主な要素は、冷間圧延加工された無方向性珪素鋼のコイルを装荷して、そこから巻出していくためのペイオフリール１、コイルの端部を切断して溶接のための準備をするための入側剪断機２、連続的にコイルの端部を結合するための溶接機３、コイルの溶接準備および溶接中に入側洗浄装置１１・炉部１２・出側洗浄装置１５・絶縁皮膜塗布装置１６・絶縁皮膜焼付装置１７を減速・停止することなく通板可能とするストリップをストレージする入側ストレージルーパー４、ストリップの表面を洗浄し、圧延油や鉄分等の汚れを除去するための入側洗浄装置１１、ストリップを焼鈍するために用いられる加熱・均熱・冷却領域からなる炉部１２、炉部から出た焼鈍されたストリップ表面を洗浄し、炉内汚れを除去するための出側洗浄装置１５、絶縁皮膜塗布装置１６、絶縁皮膜焼付装置１７、コイルの再巻付けが完了した時に出口剪断機８が作動している時に、コイルが入側洗浄装置１１・炉部１２・出側洗浄装置１５・絶縁皮膜塗布装置１６・絶縁皮膜焼付装置１７を減速停止することなく通板可能とするストリップをストレージする出側ストレージルーパー７、出側剪断機８、および、コイルの再巻きつけをおこなうためのテンションリール９とからなっている。
【０００９】
炉部１２の前後のストリップ６０の張力は、テンションメータ４１、４２で測定され、絶縁皮膜焼付装置１７でのストリップ６０の張力は、テンションメータ４４で測定され、通過するブライドルロール２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂにフィードバックされ、ブライドル前後のストリップ張力が確保されている。
【００１０】
図２は本発明の１つの実施例である、無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための連続熱処理設備の準概略的な等角投影図であり、作図上２段に分離したが実際にはラインとして連続したものである。
図１の従来ラインに比べ、ラインの中の炉部１２の下流のブライドルロール２４ａ、２４ｂと出側洗浄装置１５との間の位置において、中央ストレージルーパー５、テンションメータ４３、ストリップ表面に圧延油を塗布するプレコート装置１３、冷間圧延機１４、テンションメータ併設形状計５１、中央ストレージルーパー６、および、ブライドルロール２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２６ａ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２７ａ、２７ｂが設置されている点が異なる。
【００１１】
入側ストレージルーパー４と中央ストレージルーパー５との間の位置においては、ストリップ６０は入側溶接機３が作動している時にもライン停止することなく熱処理されているし、また、冷間圧延機１４のワークロール等はロールの磨耗、あるいは、キズ入りのとき、交換されるが、このときも、ライン停止あるいは減速することなく熱処理が可能である。同様に、中央ストレージルーパー６と出側ストレージルーパー７の間の位置においては、ストリップ６０は出側剪断機８が作動している時にも停止することなく絶縁皮膜塗布・焼付けがなされているし、また、冷間圧延機１４のワークロール等の交換のときも、ライン停止あるいは減速することなく絶縁皮膜塗布・焼付けがなされている。さらに、中央ストレージルーパー５と中央ストレージルーパー６の間の位置においては、ストリップ６０は、入側溶接機３が作動している時にも、出側剪断機８が作動しているときも、連続して、冷間圧延が可能である。
【００１２】
尚、テンションメータ４３、５１が冷間圧延機１４の前後に設置され、冷間圧延機１４前後のストリップ６０の張力が制御されている。また、形状計５１が冷間圧延機１４の下流に設置され、冷間圧延機１４のストリップの形状制御に使用されている。
なおまた、図２に示すラインのその他の部分は、図１のラインと類似しており、同一の部品或いは装置については同一の符号が付けられている。
【００１３】
冷間圧延機１４としての条件は、（ｉ）高級フルプロセス珪素鋼板の２回冷延法において、焼鈍板の板厚を４０〜６０％減少させることが可能であり、（ii）セミプロセスの材料において、焼鈍板を形状よく、板厚を５〜１５％減少させるスキンパス圧延が可能であり、(iii）冷間圧延後の板厚変動値が小さく、加えて、（iv）ロール交換が容易であることが必要である。
【００１４】
（ｉ）を効率よく満足するには、圧延機のワークロール径は、望ましくは６０〜１２０mmの範囲である。ワークロール径が６０mm未満では、圧延機のワークロールの磨耗が短時間で発生し、数コイル毎のワークロール交換となり現実的でない。一方、ワークロール径が１５０mm超では、圧延機の容量が大きくなるとともに、高圧下率をとることが難しくなり、１台の冷間圧延機では圧延困難となり、非効率である。
(ii)を効率よく満足するには、圧延機のワークロール径は、望ましくは、９０mm以上である。ワークロール径が９０mm未満では、上下ワークロールのオフセットの影響を受けやすく、冷延形状が不安定となる。
(iii）を改善する手立てとしてもっとも有効なのは、ミル剛性の高い冷間圧延機である。望ましくは、３００トン／mm以上のミル剛性である。３００トン／mm未満では、原板の板厚変動、たとえば、熱延のスキッドマークの影響、を解消出きず、コイル全長にわたり板厚を均一にすることが出来なくなるからである。
（iv）を満足させる冷間圧延機として、ワークロール交換時に、上ハウジング、及び、下ハウジングの少なくとも一方が大きく、上下方向に移動可能な分割型冷間圧延機が有効である。
【００１５】
以上のことより、上記冷間圧延機１４は、使用可能なワークロール径の範囲が広く、高ミル剛性を有する分割型２０段圧延機又は１２段式圧延機が望ましい。
また、冷間圧延機１４の台数を、１台で可能とするのには、２回冷延法において、冷間圧延時の潤滑性を向上させる目的で、冷間圧延機１４の上流に、ストリップ表面に圧延油を塗布するプレコート装置１３を設置することが望ましい。プレコート装置１３で使用する圧延油は、冷間圧延機１４の圧延油より、より高い潤滑性を有することが望ましく、圧延油の油分濃度の高いものが、特に、好ましい。
尚、板厚０．２０〜０．７０mmの無方向性珪素鋼板の製造には、ワークロール径６０〜１５０mmの分割型２０段冷間圧延機が望ましい。
【００１６】
本発明による無方向性珪素鋼板の冷延板の連続熱処理設備を使用することにより、前出の各種の無方向性珪素鋼板を、連続鋳造設備における電磁攪拌装置なしに、以下のように製造可能となる。［］で括ったものが、本発明による無方向性珪素鋼板の連続熱処理設備である。
（１）中低級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ＜１．８％）
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−［冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆］・・・・・・・・・プロセスＩ
（２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板（重量％でＳｉ≧１．８％）
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム中間冷間圧延−［中間冷延板焼鈍−中間冷間圧延］−［冷延板焼鈍−絶縁皮膜被覆］・・・・・・・プロセスII−２
（３）セミプロセス無方向性珪素鋼板
製鋼−連続鋳造−熱間圧延−連続酸洗−タンデム冷間圧延−［冷延板焼鈍−スキンパス圧延−絶縁皮膜被覆］・・・・・・・プロセスIII
【００１７】
このように、各種の無方向性珪素鋼板の製造工程・ライン数は、熱間圧延後、
（１）中低級フルプロセス無方向性珪素鋼板
３工程・３ライン → ３工程・３ライン
（２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板
３工程・３ライン ｏｒ ５工程・４ライン→４工程・３ライン
（３）セミプロセス無方向性珪素鋼板
５工程・４ライン → ３工程・３ライン
上記製品すべてを生産するためには、５ ｏｒ ６ライン → ３ライン となり、特に連続熱処理装置は１ラインとなるとともに、リバースミルによるバッチ圧延の冷間圧延をなくすることが可能となった。
このように、本発明による冷延板の連続熱処理設備１式で、各種の無方向性珪素鋼板を、高品位、且つ、効率的にで製造可能となった。
【００１８】
【実施例】
［実施例１］
（１−１）低中級フルプロセス無方向性珪素鋼板の製造
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：１．６５％、Ｍｎ：０．４０％、Ｐ：０．０２０％、Ｓ：０．００２５％、Ａｌ：０．１６０％、および、Ｎ：０．００２０％を含有する無方向性珪素鋼のスラブを、１１５０℃の低温スラブ加熱した後、板厚２．３mmの熱延コイルとした。
【００１９】
この熱延コイルをタンデム冷間圧延で、板厚０．５０mmまで圧延したあと、図２で示す本発明による冷延板の連続熱処理設備で処理をした。９５０℃で焼鈍後、冷間圧延機を不使用で通過させ、半有機系の絶縁皮膜をストリップ表面に塗布し、焼付けを行い、テンションリールで再巻きつけをおこない、最終製品とした。製品品質は、従来設備で製造したものと、同じであった。
【００２０】
（１−２）高級フルプロセス無方向性珪素鋼板の製造
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：３．０５％、Ｍｎ：０．２０％、Ｐ：０．０１５％Ｓ：０．００１８％、Ａｌ：０．５６０％、および、Ｎ：０．００１５％を含有する無方向性珪素鋼のスラブを、１１５０℃の低温スラブ加熱した後、板厚１．８mmの熱延コイルとした。
【００２１】
この熱延コイルをタンデム冷間圧延で、板厚０．７０mmまで圧延したあと、図２で示す本発明による冷延板の連続焼鈍設備で１回目の処理をした。１０００℃で焼鈍後、高濃度な圧延油（油分３０％）をプレコートし、ワークロール径６５mmの分割型２０段圧延機１台（圧延油油分１０％）で、板厚０．３５mmまで板厚を減少（板厚減少率５０％）し、絶縁皮膜塗布装置・焼付け装置を不使用で通過させ、テンションリールに再巻きつけをした。
尚、ミル剛性は、３２０トン／mmであった。
【００２２】
その後、再度、図２に示す本発明による冷延板の連続処理設備で２回目の処理をした。１０５０℃で焼鈍後、冷間圧延機を不使用で通過させ、半有機系の絶縁皮膜をストリップ表面に塗布し、焼付けを行い、テンションリールで再巻きつけをおこない、最終製品とした。製品品質は、リジングは皆無であり、磁気特性は、仕上げ圧延をリバースミルで２パス圧延したものにくらべ、最高特性は同じであったが、平均特性は向上した。また、オフゲージの量は僅少となるとともに、熱間圧延後の製造日数は、半減した。
【００２３】
（１−３）セミプロセス無方向性珪素鋼板の製造
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：１．０５％、Ｍｎ：０．５０％、Ｐ：０．１５０％、Ｓ：０．００５０％、Ａｌ：０．１０５％、および、Ｎ：０．００３５％を含有する無方向性珪素鋼のスラブを、１１５０℃の低温スラブ加熱した後、板厚２．８mmの熱延コイルとした。
【００２４】
この熱延コイルをタンデム冷間圧延で、板厚０．５５mmまで圧延したあと、図２で示す本発明による冷延板の連続熱処理設備で処理をした。８００℃で焼鈍後、ワークロール径１５０mmの分割型２０段圧延機で、板厚０．５０mmまで板厚を減少（板厚減少率１０％）した後、半有機系の絶縁皮膜をストリップ表面に塗布し、焼付けを行い、テンションリールで再巻きつけをおこない、最終製品とした。製品品質は、磁気特性は、スキンパス圧延をリバースミルで圧延したものに比べ、最高特性は同じであったが、平均特性は向上した。また、オフゲージの量は僅少となるとともに、熱間圧延後の製造日数は半減した。
【図面の簡単な説明】
【図１】無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための代表的な従来技術による連続熱処理設備の準概略的な等角投影図（上下段は連続している）。
【図２】本発明の１つの実施例である無方向性珪素鋼の冷延板を焼鈍・絶縁皮膜被覆するための連続熱処理設備の準概略的な等角投影図（上下段は連続している）。
【符号の説明】
１ ペイオフリール
２ 入側剪断機
３ 溶接機
４ 入側ストレージルーパー
５ 中央ストレージルーパーＩ
６ 中央ストレージルーパーII
７ 出側ストレージルーパー
８ 出側剪断機
９ テンションリール
１１ 入側洗浄装置
１２ 炉部
１３ プレコート装置
１４ 冷間圧延機
１５ 出側洗浄装置
１６ 絶縁皮膜塗布装置
１７ 焼付装置
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、
３０ａ、３０ｂ ブライドルロール
４１、４２、４３、４４ テンションメータ
５１ テンションメータ併設形状計
６０ ストリップ
Claims (7)
- 無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、
冷間圧延されたコイルを巻き出していくペイオフリールと、
冷間圧延されたストリップを焼鈍させるための炉部と、
前記炉部から出た焼鈍されたストリップに対して、冷間圧延、スキンパス圧延、又は、不使用での通過を同一の圧延機で行う圧延部と、
前記焼鈍後に冷間圧延、スキンパス圧延、又は、不使用での通過を施されたストリップに、絶縁皮膜を塗布・焼付け又は不使用で通過させる絶縁皮膜被覆部と、
前記絶縁皮膜被覆部で前記絶縁皮膜を被覆されたか、又は、不使用で通過したコイルの再巻きつけをおこなうテンションリールとを、
含むことを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。 - 請求項１に記載の無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、前記圧延機は分割型２０段圧延機、又は１２段圧延機からなるクラスター型圧延機から選択されることを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
- 請求項１又は２に記載の無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備において、前記圧延機の上流に、ストリップの表面に圧延油を塗布する設備を配設することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理設備。
- 無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、
請求項１〜３に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対して圧延機を不使用で通過させる工程と、
前記焼鈍されたストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で、
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。 - 無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、α−γ変態を有しない成分系において、請求項１〜３に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを前記ペイオフリールから１回目の巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを前記炉部で１回目の焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対して板厚減少率５０％以下の冷間圧延する工程と、
前記無方向性珪素鋼の冷間圧延したストリップに対して絶縁皮膜塗布装置及び焼付け装置を不使用で通過させてテンションリールに１回目の再巻きつけする工程と、
前記再巻き付けされたコイルを前記ペイオフリールに戻して２回目の巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを２回目の焼鈍する工程と、
前記冷間圧延機を不使用で通過させる工程と、
前記絶縁皮膜塗布装置及び焼付け装置を使用して前記ストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの２回目の再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で、
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。 - 無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法において、
請求項１〜３に記載のいずれかの冷延板の熱処理設備を用いて、
１つの連続処理ラインの中で、冷間圧延されたコイルを巻き出していく工程と、
前記冷間圧延されたストリップを焼鈍する工程と、
前記焼鈍されたストリップに対してスキンパス圧延を行う冷間圧延工程と、
前記焼鈍後スキンパス圧延されたストリップに絶縁皮膜を塗布・焼付けをする工程と、
前記絶縁皮膜を被覆されたコイルの再巻きつけをする工程とを、含む製造方法で
製造することを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。 - 請求項５又は６に記載の無方向性珪素鋼板の冷延板の連続熱処理方法において、前記ラインの中の前記冷間圧延工程の上流に、ストリップの表面に圧延油を塗布する工程を含むことを特徴とする無方向性珪素鋼の冷延板の連続熱処理方法。
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