JPH0647716B2 - 鋼帯の連続式滲珪処理設備における排ガスの処理設備 - Google Patents

鋼帯の連続式滲珪処理設備における排ガスの処理設備

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JPH0647716B2
JPH0647716B2 JP21921586A JP21921586A JPH0647716B2 JP H0647716 B2 JPH0647716 B2 JP H0647716B2 JP 21921586 A JP21921586 A JP 21921586A JP 21921586 A JP21921586 A JP 21921586A JP H0647716 B2 JPH0647716 B2 JP H0647716B2
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正広 阿部
和久 岡田
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日本鋼管株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼帯の連続式滲珪処理設備における排ガスの
処理設備に関する。
〔従来の技術〕
電磁鋼板として高珪素鋼板が用いられている。この種の
鋼板はSiの含有量が増すほど鉄損が低減され、Si:6.5
%では、磁歪が0となり、最大透磁率もピークとなる等
最も優れた磁気特性を呈することが知られている。
従来、高珪素鋼板を製造する方法として、圧延法、直接
鋳造法及び滲珪法があるが、このうち圧延法はSi含有量
4%程度までは製造可能であるが、それ以上のSi含有量
では加工性が著しく悪くなるため冷間加工は不可能とな
る。また直接鋳造法、所謂ストリツプキヤステイングは
圧延法のような加工法の問題は生じないが、Siが4.5%
程度以上となると得られるストリツプが形状不良を起こ
し易く、このため6.5%Siというような高珪素鋼板の製
造は困難である。
これに対し滲珪法は、低珪素鋼を溶製して圧延により薄
板とした後、表面からSiを浸透させることにより高珪素
鋼板を製造するもので、これによれば加工性や形状不良
の問題を生じることなく高珪素鋼板を得ることができ
る。
この滲珪法では、鋼板をSiCl4を含む無酸化法ガス雰囲
気中で化学気相蒸着(以下CVDと称す)処理し、次いで
無酸化性ガス雰囲気中で拡散熱処理を施し、鋼材表層に
蒸着したSiを鋼板内部に均一に拡散させるという処理が
なされるが、従来これらの処理はいずれもバツチ方式の
密閉炉を利用して行われていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このようなバツチ方式による滲珪処理は、生産
性が非常に悪いという根本的な問題があり、このため本
発明者等は滲珪処理の連続プロセスについての検討を進
めている。このような連続ラインによる処理では、加熱
処理帯、滲珪処理帯、拡散処理帯及び冷却帯を入側から
順に備えた連続ラインにより鋼帯を加熱−CVD処理−
拡散処理−冷却するもので、本発明者等が検討したとこ
ろでは、CVD処理及び拡散処理を特定の条件で行うこ
とにより、短時間での処理が可能であり、この種の処理
を連続ラインで行うことが可能となる。
しかし、このような連続式滲珪処理では、処理条件自体
の問題とともに、滲珪処理帯からの排ガスの処理という
もう一つの問題がある。すなわち、まず連続式滲珪処理
では、必要なSi蒸着量を得るために蒸着Si量の6倍以上
に相当するSiCl4を滲珪処理帯内に供給する必要があ
り、この結果、滲珪処理帯内に供給されたSiCl4の多く
は鋼帯と反応しないまま系外に排出される。そして、こ
のSiCl4は有毒性であり、しかも高価なガスであるた
め、これを滲珪処理に再利用(循環使用)することがこ
の種の連続処理プロセスを工業規模で実施する上での必
須の条件となる。また、滲珪処理ではSiCl4と鋼帯との
反応によりFeCl2が副生する。このFeCl2は反応過程にお
いては気相状であるが、その沸点(1023℃)以下に
なると液相さらには固相となり、プロセスライン内に付
着するなどして処理に悪影響を与えるという問題があ
る。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、鋼帯の
連続式滲珪処理ラインにおいて、滲珪処理帯からの排ガ
スを適切に処理し、連続滲珪処理を円滑且つ経済的に行
わせることができる設備の提供をその目的とする。
〔問題を解決するための手段及び作用〕
このため本発明の第1の特徴は、加熱処理帯、滲珪処理
帯、拡散処理帯及び冷却帯を入側から順に備えた鋼帯の
連続式滲珪処理設備における排ガスの処理整備におい
て、前記滲珪処理帯からの排ガス回収路に、FeCl2回収
用の1次クーラ及びFeCl2回収用のフイルタ装置を上流
側から順に設け、FeCl2回収後のガスを滲珪処理用ガス
供給系に循環させるための供給路を設けたことにある。
また本発明の第2の特徴は、滲珪処理帯からの排ガス回
収路に、FeCl2回収用の1次クーラ、FeCl2回収用のフイ
ルタ装置SiCl4回収用の2次クーラを上流側から順に設
け、回収されたSiCl4及び上記各回収装置を経たガスを
滲珪処理用ガス供給系に循環させるための供給路を設け
たことにある。
さらに本発明の第3の特徴は、磁気SiCl4回収用の2次
クーラの下流側に、さらにHCl回収用のHCl吸着塔を設け
たことにある。
滲珪処理帯には反応ガスたるSiCl4と通常不活性ガスか
らなるキヤリアガスとの混合ガスが導入される。滲珪処
理帯内では、SiCl4の一部と鋼帯が反応して鋼帯面にFe3
Si層が形成されるとともに、FeCl2が気相状態で副生す
る。処理帯内のキヤリアガス、未反応のSiCl4及び反応
副生生物たるFeCl2を含む排ガスは、排ガス回収路に排
出され、まずFeCl2回収用の1次クーラでFeCl2の沸点1
023℃以下の温度(通常600℃以下。但しSiCl4
沸点57℃以上の温度)まで急冷されてFeCl2が微粉状
に析出し、回収される。次いで排ガスはフイルタ装置を
通されてガス中に含まれているFeCl2粉が除去された
後、供給路を通じ滲珪処理用ガス供給系に送られる。こ
のようにして循環使用されるガスには滲珪処理帯で消費
されたSiCl4ガスが補給される。
また、処理用ガス中のSiCl4濃度管理を精度良く行いた
い場合には、排ガス回収路に排出された排ガスは上記1
次クーラ及びフイルタ装置でガス中のFeCl2が除去され
た後、SiCl4回収用の2次クーラに導入され、ここでSiC
l4の沸点57℃以下に強冷される。これにより気相状の
SiCl4が液化し、これが回収される。このようにしてFeC
l2,SiCl4が回収された後のガスはほぼキヤリアガスそ
のものであり、このガスは滲珪処理帯で再使用するため
滲珪処理用ガス供給系に供給路を通じて送られ、また回
収されたSiCl4も別途供給路を通じて滲珪処理ガス供給
系に送られる。この場合も滲珪処理帯の消費されたSiCl
4ガスが補給される。
また、加熱処理帯や拡散処理帯の無酸化性雰囲気として
ガスを用いるような場合、処理帯間のシールが十分
でないと滲珪処理帯にHガスが流入することがあり、
流入したHとSiCl4とが反応してHClが生成する。この
ようにHClが生成する可能性がある処理設備では、2次
クーラの下流側にHCl吸着塔が設けられ、2次クーラで
のSiCl4回収後、ガスをHCl吸着塔を通すことによりHCl
を除去し、しかる後ガスを滲珪処理用ガス供給系に送る
ようにする。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すものである。図におい
て、(1)は加熱処理帯、(2)は滲珪処理帯、(3)は拡散処
理帯、(4)は冷却帯であり、鋼帯Sは加熱処理帯(1)でC
VD処理温度まで無酸化加熱された後、滲珪処理帯(2)
に導かれてCVD処理される。次いで鋼帯Sは拡散処理
帯(3)に導かれ、無酸化性ガス雰囲気中で拡散処理さ
れ、冷却帯(4)で冷却後、捲取られる。前記滲珪処理帯
(2)には不活性ガス(Ar,He,N2等)等のキヤリアガス
と反応ガスたるSiCl2の混合ガスが滲珪処理用ガス供給
系(5)から供給され、反応後の排ガスは排ガス回収路(6)
に排出されるように構成されている。
このような構成において本発明では、排ガス回収路(6)
の途中に、FeCl2回収用の1次クーラ(7)及びFeCl2回収
用のフイルタ装置(8)を上流側から順に設けている。
前記1次クーラ(7)は排ガスを急冷しガス中に含まれるF
eCl2を微粉状に凝集させるもので、この回収した微粉Fe
Cl2を排出するための排出部(10)を備えている。
前記フイルタ装置(8)はガス中に残存するFeCl2を除去す
るためのもので、通常バツクフイルタ等が用いられる。
図中(11)はFeCl2の排出部である。
2次クーラ(9)のガス排出側には供給路(15)が設けら
れ、これが前記滲珪処理用ガス供給系(5)に導かれてい
る。
第2図は他の実施例を示すもので、処理用ガス中のSiCl
4濃度の管理を精度良く行うため、排ガス中のSiCl4を一
旦回収するようにした設備例を示している。
この設備では、排ガス回収路(6)に設けられたフイルタ
装置(8)の下流側にSiCl4回収用の2次クーラ(9)が設け
られている。この2次クーラ(9)は排ガスをさらに強冷
し、SiCl4を液化して回収するもので、本実施例では2
段階の冷却器からなつている。
2次クーラ(9)のガス排出側には供給路(12)が設けら
れ、これが前記滲珪処理用ガス供給系(5)に導かれてい
る。また、2次クーラ(9)からは、回収されたSiCl4用の
供給路(13)が前記滲珪処理用ガス供給系(5)に導かれて
いる。
第3図は他の実施例を示すもので、滲珪処理帯内でHCl
が生成する可能性のある処理設備の例を示している。上
述したように、加熱処理帯や拡散処理帯の無酸化性雰囲
気としてHガスを用いるような場合、処理帯間のシー
ルが十分でないと滲珪処理帯にHガスが流入すること
があり、流入したHとSiCl4とが反応してHClが生成
し、これが排ガス中に含まれることになる。このため、
2次クーラ(9)の下流側にHCl吸着塔(14)が設けられ、2
次クーラ(9)でのSiCl4回収後、ガスをこのHCl吸着塔(1
4)を通すことによりHClを除去し、しかる後、供給路(1
2)を通じガスを滲珪処理用ガス供給系(5)に送るように
構成している。
本実施例ではHCl吸着塔(14)は2段階で設けられてい
る。
以上の処理装置のうち、第1図の装置では、滲珪処理帯
(2)内のキヤリアガス、未反応のSiCl4及び反応副生物た
るFeCl2を含む排ガスが排ガス回収路(6)に排出され、ま
ずFeCl2回収用の1次クーラ(7)でFeCl2の沸点1023
℃以下の温度(但し、SiCl4の沸点57℃以上の温度)
まで急冷される。これによりFeCl2が微粉状に凝集して
回収され、排出部(10)から系外に排出される。次いで排
ガスはフイルタ装置(8)を通されてガス中に含まれてい
るFeCl2粉が除去された後、滲珪処理用ガス供給系(5)に
供給路(12)を通じて送られる。
滲珪処理用ガス供給系(5)では、ガスに必要に応じ新た
なSiCl4、さらにはキヤリアガスが加えられ、滲珪処理
帯(2)に導入される。
また第2図に示す装置では、フイルタ装置(8)を通され
たガスはSiCl4回収用の2次クーラ(9)に導入され、ここ
でSiCl4の沸点57℃以下の温度に強冷される。これに
より気相状のSiCl4が液化して回収され、このように回
収されたSiCl4は供給路(13)を通じて滲珪処理用ガス供
給系(5)に送られる。
このようにしてFeCl2,SiCl4が回収され、ほぼキヤリア
ガスそのものとなつた排ガスは、滲珪処理用ガス供給系
(5)に供給路(12)を通じて送られる。
滲珪処理用ガス供給系(5)では、回収されたSiCl4及びキ
ヤリアガスに、必要に応じ新たなSiCl4,キヤリアガス
が加えられ、混合ガスとして滲珪処理帯(2)に導入され
る。
また、第3図に示す装置では、2次クーラ(9)でのSiCl4
回収後、ガスはHCl吸着塔(14)を通されてそのHClが除去
され、しかる後供給管(12)を通じ滲珪処理用ガス供給系
(5)に送られる。
なお、1次クーラ(7)及びフイルタ装置(8)で回収される
FeCl2は空気に触れると酸化してHClを発生させるため、
その排出部(10)(11)からの排出は真空或は非酸化性雰囲
気で行うことが好ましい。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明によれば、滲珪処理帯からの排ガスを
適切に処理し、SiCl4及びキヤリアガスを循環再使用さ
せることができ、このため連続式滲珪処理を円滑且つ経
済的に行わしめることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す説明図である。第2図
は本発明の他の実施例を示す説明図である。第3図は本
発明の他の実施例を示す説明図である。 図において、(6)は排ガス回収路、(7)は1次クーラ、
(8)はフイルタ装置、(9)は2次クーラ、(12)(13)(15)は
供給路、(14)はHCl吸着塔を各示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱処理帯、滲珪処理帯、拡散処理帯及び
    冷却帯を入側から順に備えた鋼帯の連続式滲珪処理設備
    における排ガスの処理設備において、前記滲珪処理帯か
    らの排ガス回収路に、FeC2回収用の1次クーラ及びFe
    C2回収用のフイルタ装置を上流側から順に設け、FeC
    2回収後のガスを滲珪処理用ガス供給系に循環させる
    ための供給路を設けたことを特徴とする鋼帯の連続式滲
    珪処理設備における排ガスの処理設備。
  2. 【請求項2】加熱処理帯、滲珪処理帯、拡散処理帯及び
    冷却帯を入側から順に備えた鋼帯の連続式滲珪処理設備
    における排ガスの処理設備において、前記滲珪処理帯か
    らの排ガス回収路に、FeC2回収用の1次クーラ、FeC
    2回収用のフイルタ装置及びSiC4回収用の2次クー
    ラを上流側から順に設け、回収されたSiC4及び上記各
    回収装置を経たガスを滲珪処理用ガス供給系に循環させ
    るための供給路を設けたことを特徴とする鋼帯の連続式
    滲珪処理設備における排ガスの処理設備。
  3. 【請求項3】加熱処理帯、滲珪処理帯、拡散処理帯及び
    冷却帯を入側から順に備えた鋼帯の連続式滲珪処理設備
    における排ガスの処理設備において、前記滲珪処理帯か
    らの排ガス回収路に、FeC2回収用の1次クーラ、FeC
    2回収用のフイルタ装置、SiC4回収用の2次クーラ
    及びHC回収用のHC吸着塔を上流側から順に設け、回
    収されたSiC4及び上記各回収装置を経たガスを滲珪処
    理用ガス供給系に循環させるための供給路を設けたこと
    を特徴とする鋼帯の連続式滲珪処理設備における排ガス
    の処理設備。
JP21921586A 1986-03-28 1986-09-19 鋼帯の連続式滲珪処理設備における排ガスの処理設備 Expired - Lifetime JPH0647716B2 (ja)

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