JPH0770655A - 方向性珪素鋼の仕上焼鈍装置 - Google Patents

方向性珪素鋼の仕上焼鈍装置

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JPH0770655A
JPH0770655A JP21642393A JP21642393A JPH0770655A JP H0770655 A JPH0770655 A JP H0770655A JP 21642393 A JP21642393 A JP 21642393A JP 21642393 A JP21642393 A JP 21642393A JP H0770655 A JPH0770655 A JP H0770655A
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豊 小坂
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Abstract

(57)【要約】 【目的】方向性珪素鋼帯コイルの焼鈍時において、該コ
イル端部に座屈歪や所謂モイスチャ・パターンを生じさ
せない焼鈍装置の提供を目的とする。 【構成】コイルとベースプレートの間に、相互に間隔を
あけて置く小片ブロック(鋼製)と、多数の貫通孔を有
するスペーサとを配設したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、方向性珪素鋼帯コイル
(以下、コイルという)の仕上焼鈍装置に関し、特に仕
上焼鈍時に発生するコイル下端部での絶縁被膜の所謂モ
イスチャーパターン及び座屈歪を同時に抑制する技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、一般に使用されている鋼帯コイル
の仕上焼鈍装置を図3に示す。それは、コイル1を炉床
6上の支持金物2、コイル受台であるベースプレート
3、スペーサ金物4を重ねて敷いた上にアップエンド状
に載置し、インナケース5をかぶせて加熱、冷却するも
のである。ところで、この装置でコイル1を昇温する際
には、直接加熱されるベースプレート3の下面は、巨大
な吸熱源のコイル1が載っている上面より早く加熱され
るため、ベースプレート3上面の熱膨張量が下面より小
さくなり、ベースプレート3が上反りする(上面が
凹)。そのため、コイル1は外巻部のみで自重を支える
ことになるので、コイル1下面が不均一にベースプレー
ト3に接触し、その部分(図3に丸で囲む)が図4
(A)に示すように座屈して、所謂耳歪と言われる座屈
歪を生じる(図4(B))。この座屈歪は、コイルの製
品歩留を低下させることになるので、鋼帯コイル製造上
の大きな問題となっている。
【0003】この対策は、従来より多数の研究がなさ
れ、本出願人自身も、特願平4−311099号でベー
スプレート3上下面の温度差を規制して焼鈍する方法を
提案している。また、ベースプレート3の上反りを吸収
する方法としては、特公昭62−15615号公報でセ
ラミック繊維からなる下敷板の使用を開示した技術があ
り、さらに、ベースプレート3上に載せるスペーサ4を
特殊な形状にする特開平4−272137号公報記載の
技術もある。
【0004】以上のように、コイル外巻部下端の座屈歪
抑制に関しては完璧とは言えないが、一応の効果を期待
できる技術が存在するし、今後も研究が続けられると思
われる。一方、本特許出願の別の狙いは、方向性珪素鋼
に固有の問題で、コイル中巻部の下端に発生する絶縁被
膜のモイスチャーパターンの発生抑止であり、それは上
記の座屈歪抑制処置を施しても不十分である。何故なら
ば、コイル外巻部下端の座屈歪とコイル中巻部下端のモ
イスチャーパターンの発生機構がまったく異なるためで
ある。
【0005】ここで、モイスチャーパターンについて一
言のべておく。一般に、方向性珪素鋼板は、通常2〜4
wt%Siを含む熱間圧延素材を用いて、最終製品厚に
冷間圧延された鋼板を脱炭1次再結晶処理し、この鋼板
表面にMgOからなる焼鈍分離材のスラリーを塗布して
からコイルに巻取る。その後、最終2次再結晶及び仕上
焼鈍処理をして製品とされる。焼鈍分離材を塗布する理
由は、最終2次再結晶、仕上焼鈍時に、コイル状に成層
された鋼板の相互密着を防止することと、脱炭1次再結
晶処理後に鋼板表面に生成したSiO2 と下記反応でガ
ラス様の絶縁被膜を作ることである。この絶縁被膜は、
方向性珪素鋼板に均一に密着している必要があり、さも
ないと鋼板の磁気特性に悪影響を及ぼす示すのである。
【0006】SiO2 +2MgO→2MgO・SiO2
(フォルステライト) ところで、この絶縁被膜は、上式により900〜110
0℃の温度範囲で形成されるが、その反応速度は雰囲気
ガスの種類に依存している。すなわち、H2 ガス中で
は、反応は早く進むが、N2 ガス中では遅くなる。通常
方向性珪素鋼の仕上焼鈍においては、900℃近辺まで
は、インヒビタとしてのMnSの分解を押さえ、円滑に
2次再結晶を完了させるためN2 ガスが使われる。そし
て2次再結晶完了後、H2 ガスに切り換えられるが、ガ
スの通気性の悪いコイル中巻ではN2 →H2 の置換が遅
れる。そのため、コイル下端部と、その30〜100m
m内側の領域とでH2 分圧に差が生じ、フォルステライ
ト粒の成長速度に差が生ずる。その結果、フォルステラ
イト粒径の差が視覚上で他の部分と異なり、所謂モイス
チャーパターンと言われる模様になって表われる。
【0007】このモイスチャーパターンが生じると、前
記のように絶縁被膜としては不十分で磁気特性等に悪い
影響を与え、製品にとって重大な問題になる。それゆ
え、従来より多くの研究がなされており、モイスチャパ
ターンを抑制するには、焼鈍時の雰囲気ガスとコイルが
接触する量をアップする必要のあることが知られてい
る。つまり、コイル中巻部の下端での通気性が良いこと
が必須なのである。
【0008】この雰囲気ガスとコイルの接触量up対策
としては、実公昭62−14126号公報、コイル内巻
部の鋼板相互間に通気性のある耐火シートを巻き込む特
開平3−20411号公報、焼鈍分離材の塗布方法に改
善を加えた特開昭60−18016号公報記載の技術等
が提示されている。しかしながら、これらの技術は具現
化において問題があり、実用されていないのが現状であ
る。また、本特許出願の技術に近いものとして実公平1
−177262号公報記載のものがあるが、これはコイ
ルの下に幅の広いスリットを有する板を敷くため、コイ
ルの載置が不安定で、比較的低温で実施する冷延鋼板に
使用できても、1200℃の高温で仕上焼鈍する方向性
珪素鋼帯コイルには適用できないという問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたものであって、アップエンド
状に載置して高温で焼鈍する方向性珪素鋼帯コイルの下
端部に、所謂モイスチャーパターン及び座屈歪を生じさ
せない焼鈍装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、種々の試行、検討を行い、コイル下端部で
の通気性の確保と面圧力の低減により、発生機構の異な
る上記2つの問題を解決できる確信を得た。本発明は、
その検討結果に基づきなされたもので、方向性珪素鋼帯
のコイルをベースプレート上にアップエンド状に載置し
て仕上焼鈍する焼鈍炉において、上記コイルとベースプ
レート間に、相互に間隔をあけて置く多数の小片ブロッ
クと、該小片ブロック上に重ねる多数の貫通孔を有する
スペーサとを配設したことを特徴とする方向性珪素鋼の
仕上焼鈍装置である。さらに、具体的には、上記スペー
サ貫通孔の開口率が50〜80%であることを特徴とす
る請求項1記載の方向性珪素鋼の仕上焼鈍装置である。
【0011】この場合、小片ブロックの材質は、鋼材が
好ましいが、特に定める必要がなく、またその形状も通
常は正方形、長方形のものを使用すれば足りる。しか
し、円形、楕円等でも良いので特に限定はしない。但
し、厚みに関しては、小片ブロック及びスペーサともに
10〜20mm程度が好ましい。
【0012】
【作用】本発明では、焼鈍装置のベースプレート上に相
互に間隔をあけて小片ブロックを置き、さらにその上に
多数の貫通孔を有する鋼製のスペーサを敷いて、コイル
を載置するようにしたので、コイル下端部での通気性が
良好になると共に、コイルがスペーサから受ける面圧も
緩和できるようになる。その結果、焼鈍時コイル下端部
に生じるモイスチャーパターン及び座屈歪の発生が抑制
できるようになった。
【0013】以下、図1〜2に基づき、本発明の内容を
説明する。図1は、本発明の1例を示す縦断面図であ
る。そこでは、インナケース5内のベースプレート3上
に、複数の小片ブロック8が相互に一定の間隔を開けて
配置され、その上に多数の貫通孔を有するスペーサ4を
置き、さらにその上にコイル1を載置している。この配
置をとっているので、雰囲気ガス9はベースプレート3
中心の空間部を経た後は、ベースプレート3表面上で多
くの自由空間を持つことになり、所謂通気性を十分に確
保できている。また、小片ブロック8の間隔が実公昭6
2−14126のように広幅スリットでないので、コイ
ル1自重に対して高温度でも耐えられ、スペーサ4貫通
孔の開口面積をスペーサ4平面積の50%以上とし、コ
イル1下面の50%以上がスペーサ4の非開口部と接触
して、コイル1の安定支持を確保している。
【0014】図2は、スペーサ4に開けた貫通孔の平面
図であり、以下で述べる実施例はこれらのスペーサ4を
用いて行っている。実施成績については後述する。
【0015】
【実施例】3.0%Siを含む方向性珪素鋼を0.30
mm厚までに冷間圧延し、しかるのち脱炭焼鈍を施し
た。その鋼帯表面に、所謂焼鈍分離材として、スラリー
状のMgOを表面に塗布し、コイル状に巻取った。次
に、これをアップエンド状にベースプレート3に載置
し、1200℃で仕上焼鈍を施した。
【0016】その際、勿論本発明を適用し、スペーサ4
には、20mm厚の鋼板で、径10mmの穴を開口部面
積80%になるよう明けたものを使用し(図2のB)、
小片ブロック8には、20mm厚、一辺が50mmの正
方形状の鋼材を166枚使用した。小片ブロック8をベ
ースプレート3上に置く方法は、相互にモザイク状を形
成するようにし、2枚の正方形の角間距離が50mmに
なるように間隔を設けた。
【0017】一方、比較のため表1に示す3つの条件で
スペーサ4(図2のA,C及び図示していない開口な
し)を用いた実験も行った。その際、小片ブロック8は
上記と同様な状態で置いてある。その結果も表1に同時
に示してあるが、本発明を適用した装置での焼鈍では、
コイル1下端部の座屈歪はなく、モイスチャーパターン
も発生しなかった。これに対して、3つの比較例では、
いずれも頭初の目的を十分に達成できなっかった。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明は、方向性珪素鋼の仕上焼鈍にお
いて、コイル1下端部の通気性改善及び面圧の低減によ
り、モイスチャーパターンを抑制し、尚かつ、座屈歪を
発生させることなく、製品の歩留りが向上し資源の有効
利用が図れた。また、スペーサに貫通孔を明けたり、小
片鋼板を敷くという簡単な技術を採用したので、大幅な
設備変更の必要もなく、経済的に実現可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示す縦断面図である。
【図2】本発明に係る多数の貫通孔を有するスペーサの
例示であり、(A)は開口率95%、(B)は80%、
(C)は50%の場合の平面図である。
【図3】従来の方向性珪素鋼帯コイルの仕上焼鈍装置の
縦断面図である。
【図4】(A)はコイルにおける座屈歪の発生位置を、
(B)は発生状況を示す説明図である。
【符号の説明】
1 コイル 2 支持金物 3 ベースプレート 4 スペーサ
(無孔又は有孔) 5 インナケース 6 炉床 7 加熱用ヒータ 8 小片ブロッ
ク 9 雰囲気ガス(窒素又は水素)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 方向性珪素鋼帯のコイルをベースプレー
    ト上にアップエンド状に載置して仕上焼鈍する焼鈍炉に
    おいて、 上記コイルとベースプレート間に、相互に間隔をあけて
    置く多数の小片ブロックと、該小片ブロック上に重ねる
    多数の貫通孔を有するスペーサとを配設したことを特徴
    とする方向性珪素鋼の仕上焼鈍装置。
  2. 【請求項2】 上記スペーサ貫通孔の開口率が50〜8
    0%であることを特徴とする請求項1記載の方向性珪素
    鋼の仕上焼鈍装置。
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