JPH0610052A - 電磁鋼板用スラブの誘導加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 所定長さに達しない電磁鋼板用スラブを堅型
誘導加熱炉で加熱する際、スラブが短いことによって生
じる炉内空間に、スラブ端面に近接して断熱材を装入す
る。 【効果】 長期間にわたってスラブ端部まで十分な加熱
ができ、これを製品板とした場合、端部まで磁気特性が
劣化することなく、歩止りが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、方向性電磁鋼板用ス
ラブの製造時に必然的に発生する端材の製品化に当っ
て、所定長さに達しないスラブ端材を堅形誘導加熱炉で
加熱するに際し、所定長さより短いことによって生じる
スラブ端部の加熱不足を効果的に防止する方法を提案す
るものであり、かくすることにより、最終製品でのスラ
ブ端相当部の電磁特性の劣化を防止し、歩止りの向上を
はかろうとするものである。

【０００２】一般に知られているように、Si : 2.0wt％
以上を含有する一方向性電磁鋼板の優れた磁気特性は、
板面に(110) 面、圧延方向に＜001 ＞軸の２次再結晶粒
を、最終焼鈍により選択発達さはることにより得られ
る。そのためは、鋼中にインヒビターとよばれる微細な
析出物、たとえば、MnS ,MnSe , AlN などを微細に析
出させることが肝要であり、このインヒビターの分散形
態のコントロールは、熱間圧延に先立つスラブ加熱中
に、これらの析出物を一旦固溶させた後、熱間圧延を施
すことによって行われる。

【０００３】このような目的で行われるスラブ加熱は、
インヒビターを十分に固溶させるため、通常 1300 ℃以
上の加熱温度で行なわれるが、逆に、この加熱温度が高
くなり過ぎると多量のスケールが発生し、加熱炉の操業
に支障をきたすだけでなく、へげ等の表面疵が発生して
表面性状が損なわれるとともに、製品の磁気特性のバラ
ツキも大きくなる。したがって、いたずらに高温長時間
の加熱を行うことなく、短時間でインヒビター固溶に必
要な温度をスラブ全長にわたって均一に確保することが
重要になる。

【０００４】

【従来の技術】誘導加熱によるスラブ全長にわたる均一
加熱に関しては、これまで多くの手段が提案されてい
る。

【０００５】たとえば、特公昭52-47179号公報には、被
加熱材端部を耐火断熱材で覆う誘導加熱装置が提案開示
されているが、これは、被加熱材端部からの熱放散の防
止を意図したものであるものの、炉内空間が大きい場合
耐火断熱材背面からの炉内空間への放散熱が生じ、やは
り加熱不足となり、かつ、被加熱材は誘導加熱効率を上
げるため予め1000℃〜1200℃に予備加熱されていて、こ
の方法をとると、装入時により低温の耐火断熱材を覆う
ことによる端部温度の低下を生じて、かえって温度むら
を助長することになる。さらに、実公昭52−50447 号公
報には、加熱コイルの外側に鉄心を置き誘起磁束を集束
させて被加熱材端部を加熱する誘導加熱装置が、また、
実開昭61−39149 号公報には、被加熱材の隅部に近接し
て抵抗発熱体やラジアントチューブなどの発熱体を配設
する誘導加熱装置が、それぞれ提案開示されているが、
これらは、端部加熱補助装置、すなわち、鉄心または発
熱体の配設位置が固定されているため、スラブ長さがそ
れぞれの加熱炉の最適長さ（以下単に所定長さという）
に対し短く変化した場合には、スラブ端部の温度を安定
して確保することができなかった。

【０００６】なお、連鋳スラブの製造に当っては、スラ
ブ長さを所定長さに合せて切断する方法をとっている
が、鋳込み後部では、必ずしも上記所定長さにはなら
ず、これに達しない端材スラブが必然的に発生する。

【０００７】そして、上記の所定長さに未達のスラブも
歩止り向上のため製品化されるが、誘導加熱炉でこのス
ラブを加熱する場合、前記したようにスラブ端での加熱
不足が生じると、これを最終製品とした場合磁気特性が
劣化し、歩止りを低下させるという問題が発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、発明会社は、
スラブ長さが変化しても対応できる手段として、特開平
３−31422 号公報に、スラブ端部に近接して移動自在な
導電性の発熱保温板を配置する方向性けい素鋼用スラブ
の加熱方法および加熱炉を提案開示した。この手段によ
り、かなりの改善が見られるものの、スラブが所定長さ
より短い場合、発熱保温板背面からの炉内空間への放熱
量が多くなるためスラブ端部の加熱がやはり不十分とな
り最終製品としたときの磁気特性がスラブ端相当部で劣
るという問題があった。

【０００９】これに対し、この発明者は誘導発熱板の背
面の空間へさらに断熱材のスペーサーを装入することに
よる放散熱を削減する電磁鋼板用スラブの誘導加熱方法
を特願平3-156128号明細書に提案している。この提案は
それなりの効果が得られているものの、金属製の誘導発
熱板の熱変形などにより、炉の側壁部の断熱材が脱落す
るトラブルによる不均一加熱や、金属製誘導発熱板が長
期使用期間中の酸化により重量が減少し、発熱量不足に
よる不均一加熱が生じるといった問題が懸念された。

【００１０】したがって、この発明は、それらの問題を
有利に解決しようとするもので、所定長さに達しないス
ラブの誘導加熱に際し、長期間にわたる安定操業がで
き、短時間でインヒビターの固溶に必要、かつ、好適な
温度をスラブ全長にわたって確保し得る電磁鋼板用スラ
ブの加熱方法を提案することを目的とするものであり、
ひいては歩止りの向上をはかろうとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定長さに
未達の電磁鋼板用スラブを堅型誘導加熱炉で加熱するに
際し、該スラブ全長にわたって十分な加熱を行うために
は、スラブ端部の空間に断熱材を配置することが有効で
あることを見出したことによるものである。

【００１２】すなわち、この発明の要旨は、Si : 2.0wt
％以上を含有する電磁鋼板用スラブを素材として特定の
結晶方位を有する方向性電磁鋼板を製造するに当って、
所定長さに達しない電磁鋼板用スラブ端材を堅型誘導加
熱炉により加熱するに際し、該スラブ長さが短いことに
よって生じる炉内空間に、該スラブ端面に近接して断熱
材を配置する電磁鋼板用スラブの誘導加熱方法である。

【００１３】ここに、所定長さとは、この長さのスラブ
を用いた場合、スラブ両端面とそれぞれ対向する炉側壁
との間隔が好適で、スラブ端部も中央部と同様に加熱で
きる（スラブ全長にわたり均一な加熱ができる）誘導加
熱炉によって定まる固有の長さをいうものとする。

【００１４】

【作用】この発明を以下に具体的に説明する。堅型誘導
加熱炉により所定長さのスラブを加熱する場合には、ス
ラブをスラブ両端面とこれに対向する炉側壁及び加熱コ
イルとの間隔が好適となることにより、スラブ全長にわ
たり十分な加熱が行われる。

【００１５】しかしながら、所定長さに未達のスラブを
加熱する場合には、炉内空間が広がることによって、ス
ラブ端面からの放熱量が多くなること、スラブ端面とこ
れに対向する誘導加熱コイルとの距離が長くなることな
どにより、スラブ端部において加熱不足が生じる。ま
た、スラブ端部の加熱不足を補うため、端部補助加熱用
誘導発熱板をスラブ端面に近接配置しても、誘導発熱板
背面からの炉内空間への放熱があって誘導発熱板の補助
加熱作用が低減し、スラブ端の加熱がなお不足する場合
が生じる。

【００１６】そして、この欠点を補うため誘導発熱板背
面からの放熱を削減するため誘導発熱板背面の炉内空間
へ断熱材のスペーサーを装入することにより、スラブ全
長にわたり均一な加熱ができるようになる。しかし誘導
発熱板を用いる方法は前記したように誘導発熱板の熱変
形などによる炉側壁の断熱材の脱落や、長期使用期間中
の誘導発熱体の酸化による発熱不足により不均一加熱が
生じる懸念がある。

【００１７】したがって、この発明は、所定長さに未達
のスラブの加熱にあたって、スラブ端面に近接して断熱
材を配置することにより炉内空間の解消を図り、放熱量
を減少させるものであり、かくすることにより長期間の
操業にも十分対応でき、スラブ端部においても十分な加
熱が達成されることになる。

【００１８】なお、上記の所定長さに未達のスラブを加
熱する場合のスラブの炉内配置位置は、所定長さのスラ
ブを配置した場合の両端の炉内位置（以下所定位置とい
う）の範囲内にあればよいが、上記所定位置の片側に寄
せて配置することが実用的である。

【００１９】ここに、断熱材は放熱量を他部材と同等と
するため耐火物製で加熱炉側壁と同等の性質を有するも
のが好ましく、その厚さ（スラブ長さ方向）は、加熱炉
側壁と同等以上とすることが好ましい。

【００２０】つぎに、この発明を実験例にもとづいて説
明する。堅型誘導加熱炉で以下の図１，２及び３に示す
方法でスラブ加熱を行ない２回冷延法で板圧0.23mmの製
品板を製造した。ここに、図１，２及び３はスラブを堅
型誘導加熱炉の片側（Ｂ側）を所定位置に合わせて配置
した状態の横断面図を示すもので、これらはそれぞれ以
下のとおりである。

【００２１】図１は、スラブ１のみを装入した場合の比
較例を示す。図２は、スラブ１のＡ端に近接して誘導発
熱板２を配置した場合の従来例を示す。図３は、スラブ
１のＡ端に近接して誘導発熱板２を配置し、さらに、誘
導発熱板２の背面に断熱材３を配置した場合の従来例を
示す。図４は、スラブ１のＡ端に近接して、断熱材３を
配置した場合で、この発明の適合例を示す。

【００２２】なお、これらの図において、４は誘導加熱
コイル、５は炉側壁、Ｌは所定長さを示す。このように
して得られた方向性電磁鋼板について、スラブにおける
Ａ端相当部から長さ方向に測定した鉄損の変化を図５に
示す。

【００２３】図５から明らかなように、Ａ端側におい
て、比較例は誘導発熱板及び断熱材がないため、スラブ
端部の発熱不足に加え、放熱量が多いことによる加熱不
足が生じ、このため鉄損が大幅に劣化しており、また、
図２の従来例でも断熱材がないため誘導発熱板背面から
の放熱量が多いことによりスラブ端部の加熱が不足し鉄
損が劣化している。

【００２４】これらに対し、適合例及び図３の従来例は
鉄損の劣化はほとんど見られず、断熱材又は誘導発熱板
と断熱材を用いた効果が如実にあらわれている。しかし
ながら、誘導発熱板を用いた場合には、前記したように
長期間の操業時に不均一加熱が生じるので好ましくな
い。さらに、この発明による電磁鋼板用スラブの誘導加
熱を行うにあたっての、各部材の炉内装入手順について
説明する。

【００２５】図６は、堅形誘導加熱炉へのスラブ、断熱
材の装入手順を示す説明図で、所定長さに未達のスラブ
を誘導加熱するにあたって、スラブの一端を炉内所定位
置に合致させて装入する場合について述べる。図６にお
いて、１はスラブ、３はスラブ１のＡ端面に近接配置す
る断熱材、５は炉側壁、６は炉床、７はスラブ１及び断
熱材３を炉床上に配置するためのエクストラクターであ
る。

【００２６】各部材の炉内装入にあたっては、まず、ガ
ス加熱タイプの炉から抽出したスラブをローラーテーブ
ルで炉前まで移送し、エキストラクター７上に置く。こ
のときスラブ１は、そのＢ端を、スラブ１が炉内に装入
されたとき炉内所定位置に合致するように、前もってエ
キストラクター７上の定めた位置に合せる。つぎに、断
熱材置場より、スラブ１の長さに適する厚さ（炉内に装
入したときのスラブ長さ方向）の断熱材３を選択し、こ
の断熱材３をクレーンなどの搬送手段により搬送してエ
キストラクター７上のスラブ１のＡ端側に、スラブとの
間隔が、最適となる位置に置く。

【００２７】スラブ１と断熱材３をエキストラクター７
上に配置した後、エキストラクター７を移動して上記ス
ラブ１と断熱材３の位置関係をそのままにして炉床６上
に同時に移す。

【００２８】このようにした後、炉床６を上方に移動す
ることにより誘導加熱炉内に、スラブ１、断熱材３がそ
れぞれ好適位置に配置されることになる。また、本例で
は片側に寄せることとしたが、スラブ１を中央寄りとし
て、その両端部に断熱材をそれぞれ配置しても同等の効
果を有することはもちろんである。

【００２９】

【実施例】転炉で溶製したＣ：0.06wt％、Si : 3.40 wt
％、Mn : 0.08 wt％、Se : 0.029wt％を含有する電磁鋼
板用連鋳スラブ (スラブ厚：215 mm )を、スラブ長さ８
ｍに切断し、所定長さ10ｍの堅型誘導加熱炉に断熱材と
ともに装入した。

【００３０】これら、配置位置は、前掲図４に示すよう
に、片側に寄せてスラブＢ端側を炉内所定位置に合致さ
せて配置し、スラブＡ端側には厚さ (スラブ長さ方向)
1700mmの高Al₂O₃ レンガにセラミックファイバを表面被
覆した脱熱材をスラブとの間隔が 50mm になるようにそ
れぞれ配置した。

【００３１】このようにして、堅型導加熱炉により加熱
を行った後、熱延により板厚2.5 mmの熱延板とした。そ
の後１次冷延で板厚0.7 mmとしたのちの中間焼鈍を行っ
てから２次冷延により0.23mmの製品板厚とした。つい
で、脱炭焼鈍を行ったのち、MgO を主成分とする焼鈍分
離剤を塗布し、仕上げ焼鈍を行った。かくして得られた
製品板について、スラブＡ端から 0.1ｍ 及び 2.0ｍの
位置に相当する部分の電磁特性を調査した。これらの結
果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、スラブ端におい
ても優れた磁気特性を有していることがわかる。

【００３４】つぎに、図３に示した誘導発熱板（鋼製）
と断熱材 (Al₂O₃ レンガにセラミッスファイバを表面被
覆) を用いた従来例と、図４に示した断熱材のみを用い
た適合例とにより、それぞれ３ケ月間にわたり操業し、
炉壁断熱材の脱落および端部発熱板の発熱不足による加
熱むらの発生頻度（粗圧延出側でのシートバー長手方向
の表面温度差が20℃以上の発生頻度）を調査した。これ
らの結果を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】なお、上記は、誘導発熱材に発熱不足が生
じた場合にはこれを廃却し新品を用いることとしたもの
である。表２から明らかなように、この発明の適合例は
長期間の操業を行っても安定して均一な加熱ができる。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、スラブの製造時に必然的に
発生する所定長さに達しない電磁鋼板用スラブを堅型誘
導加熱炉で加熱するに際し、スラブ端面に近接して断熱
材を配置することによりスラブ端部の加熱不足を解消す
るものであり、かくすることにより、長期間にわたって
安定して最終製品でのスラブ端相当部の磁気特性の劣化
が防止され、歩止り向上に大きく寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】堅型誘導加熱炉に所定長さに未達のスラブを片
側に寄せて装入した場合の横断図である。

【図２】堅型誘導加熱炉に所定長さに未達のスラブを片
側に寄せて装入し、かつ、スラブ端面に近接して誘導発
熱板を配置した場合の横断面図である。

【図３】堅型誘導加熱炉に所定長さに未達のスラブを片
側に寄せて装入し、かつ、スラブ端面に近接して誘導発
熱板を配置し、さらに、その誘導発熱板背面に近接して
断熱材を装入した場合の横断面図である。

【図４】竪型誘導炉に所定長さに未達のスラブを片側に
寄せて装入し、かつスラブ端面に近接して断熱材を装入
した場合の横断面図である。

【図５】方向性電磁鋼板について、その端部から長さ方
向に測定した鉄損の変化を示すグラフである。

【図６】堅型誘導加熱炉へのスラブ、誘導発熱板、断熱
材の装入手順を示す説明図である。

【符号の説明】

１ スラブ ２ 誘導発熱板 ３ 断熱材 ４ 誘導加熱コイル ５ 炉側壁 ６ 炉床 ７ エキストラクター Ｌ 所定長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Si : 2.0wt％以上を含有する電磁鋼板用
   スラブを素材として特定の結晶方位を有する方向性電磁
   鋼板を製造するに当って、 所定長さに達しない電磁鋼板用スラブ端材を堅型誘導加
   熱炉により加熱するに際し、該スラブ長さが短いことに
   よって生じる炉内空間に、該スラブ端面に近接して断熱
   材を配置することを特徴とする電磁鋼板用スラブの誘導
   加熱方法。