JPS6046324A - 連続焼なまし炉設備 - Google Patents

連続焼なまし炉設備

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JPS6046324A
JPS6046324A JP15319483A JP15319483A JPS6046324A JP S6046324 A JPS6046324 A JP S6046324A JP 15319483 A JP15319483 A JP 15319483A JP 15319483 A JP15319483 A JP 15319483A JP S6046324 A JPS6046324 A JP S6046324A
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JP
Japan
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heating
steel plate
temperature
continuous annealing
temp
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Application number
JP15319483A
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English (en)
Inventor
Kazuo Shimada
一男 島田
Masao Iguchi
征夫 井口
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Priority to JP15319483A priority Critical patent/JPS6046324A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 連続焼なまし炉設備に関しとくに、一方向性けい素鋼板
の製造過程、それも冷間圧延段階の中間焼なまし中、鋼
板の酸化、脱炭を伴うことlよく、その昇温速度を早め
る炉内設備に関連してこの明細書に述べる技術内容は、
上記の圧延段階を経てつくられる一方向性けい素鋼板製
品の磁束密度および鉄損の改善に及ぼす、上記昇温過程
の挙動の解明に由来し、一方向性けい素鋼板の冷間圧延
に限局をした連続焼なまし炉を立脚基礎とするものであ
る。
背景技術 一般的に一方向性けい素鋼板は、以下の一連の工程を経
て製造される。
連続鋳造又は造塊後分塊圧延をしたけい素鋼禦片を熱間
圧延する工程、 次に必要に応じて均−化焼なましを施した後、冷間圧延
と、これに引続く中間部なま1〜を経る冷間圧延を適宜
の回数で繰返して最終成品厚の冷延板を得る工程、 この冷延板に、脱炭を兼ねる1次再結晶焼なましを施し
、更に最終焼なましとして、2次再結晶および純化焼な
ましを施す工程、 がそれてあシ、かくして(:tto)<oot>方位の
2次再結晶粒を発達させる。
発明者らは、さきにかかる一方向性けい素鋼板の製造の
際の冷間圧延工程において、その中間部なましに当り、
500°Cから900°Cまでの昇温速度を毎秒5℃以
上、好ましくば10’C以上とすることが、磁束密度の
高く、鉄損も低い一方向性けめ素鋼板の製造に有利に適
合することに関連し、すでに特願昭57−142128
号の発明の開示をしたが、このような昇温条件を簡便、
有利に達成するには、冷間圧延のための中間部なまし用
連続焼なまし炉設備として加熱帯の改良を必要とする。
従来技術 一般用の冷延鋼板につき、その連続焼なまし設備で、高
温燃焼ガス及び/又はフレームを用い、鋼板加熱速度を
早めることによって、とくに加工性を改善することが、
例えば特開昭55−97422号公報などで提案され、
またステンレス鋼帯板の焼なましに関しても、トンネル
バーナーからの燃焼ガスジェットを噴射することによっ
て加熱速度を早め、生産設備のコンパクト化あるいは生
産性向上を目指した設備が、特公昭52−27606号
公報で提案されている。
しかしこれらの急速加熱設備は、いずれも直火型の設備
であシ、その故にこの発明の生産対象である一方向性け
い素鋼板の中間部なまし設備としては適合しない。
すなわち直火型加熱方式にあっては、かりに弱酸化性で
ある空燃比m = 1.0程度の操業条件で燃料ガスを
燃焼させたとしても、鋼中に2〜4重量%もの81を含
有するけい素鋼板ではSlが酸化される速度が極めて早
いし、また中間部なまし後、微細に析出分散させるを要
する鋼中Cが、中間部なまし中に脱炭されてしまうから
である。
もちろん空燃比m<<0.5のごとき操業条件を採用す
るとすれば、上述した酸化、脱炭の問題は解消するであ
ろうが、燃焼効率が極端に低下し、非現実的である。
一方向性けい素鋼板の中間部なましにおいて、上記のよ
うな表面酸化、脱炭が好ましくない理由については次の
とおシである。
中間部なまし後の鋼板は、普通第2次冷間圧延をへて最
終成品厚みにされるが、その後の脱炭1次再結晶焼なま
しの際に、鋼板表面に形成されたS io 2と、該脱
炭1次再結晶後に鋼板表面へ塗布されるMyOを主体と
する焼鈍分離剤とが最終仕上焼なよし中に反応して、フ
ォルステライト(2M、O・5iO3)被膜を鋼板表面
に生成する。
このフォルステライト被膜は、主としてトランス川鉄芯
として積層使用される際に絶縁被膜としての役割がある
ため均−微細でかつ、密着性の良好なことが要求される
ところが、かりに上記中間部なまし時に酸化膜が生成さ
れたとすると、2次冷間圧延でその酸化膜は破壊され、
ポーラスな状態となって残存し、従って良好なフォルス
テライト被膜の形成を妨げるのは明らかである。もちろ
ん中間部なまし後に生成した酸化膜を酸洗などの手段に
よって除去する方法も考えられるが、元来強固なシリカ
膜を均一に除去するのは困難であって、歩留の低下や2
次冷間圧延性の低下、酸化膜除去のための処理費用など
問題が多い上、とくに2次冷間圧延後に酸化膜が残存し
たとすると、2次冷間圧延後における脱炭、1−次男結
晶処理工程において、脱炭不良の原因となシ、製品の磁
気特性は、極端に劣化する問題も見のがし得ない。
ここに中間部なまし後における酸化機+1Qについては
、不都合、不利とは云え酸洗などの手法によシ、多くの
不利益を伴うにしても〜一応は回避できるけれども、し
かし上述酸化性雰囲気中における中間部なましでの脱炭
現象は、回避することができない。
そして中間部なまし時に過早な脱炭が起ると、その中間
部なまし後に不均一な再結晶集合組織が形成されると同
時に、中間部なまし均熱後の冷却によって、微細に析1
43分散するカーバイド量が不足し、その結果良好な磁
気特性が得られない。
この中間部なまし後のCと磁気特性の詳細については特
開昭56−9as23@公報にも述べられているとおり
、2次冷間圧延前、素材中にカーバイドが微細、均一に
析出分散しているとき、2次冷間圧延の際、転位の移動
に対する障壁としての働きが増大して、転位の局部堆積
を促進し、セル購情が61!、細均−化する。その結果
状の脱炭も兼ねる1次再結晶組織形成の際に、再結晶の
早い結晶方位、即ち(1]、 O) < 001ンや(
111)<112>方位のセルが優先的に再結晶するよ
うになり、他方(100)〜(1123〜(l l 1
)<011>方位などゴス方位の2次再結晶粒の発達を
阻害する<011>繊維組織成分は、セル形成し難いと
同時に再結晶も遅れるので、これらの不都合な組織成分
も減少させることができると考えられている。
従って中間部なまし中に過早脱炭を起すと、微細に析出
分散したカーバイドを利用することができないので、冷
延集合組織に及ぼす影響により、良好な磁気特性を有す
る製品が得られないわけである。
ところで、一方向性けい素鋼板の中間部なましは、一般
にラジアントチューブ、電熱ヒーターなどの間接加熱に
よる雰囲気ガス中でのいわゆる光i4焼なまし方式が採
用され、先に述べた酸化、脱炭などの不都合を生じない
ように処Jψさitている。
この方式で急速加熱処理をしようとしても、炉壁材料の
高温部での使用制限により、雰囲気温度を、目標とする
加熱速度が達成される稈(σまで高めるのは困難であり
、発明者らの調査によると、現在技術では500〜90
0°Cの湯度範囲において毎秒7〜8 ”Cの加熱速度
を得るのがほぼ上限である。
またこのように加熱帯の雰囲気温度もほぼ極限まで高め
ることによって、よしんば毎秒7〜8°Cの加熱速度を
達成したとしても、鋼板処理速度(ラインスピード)変
動に対する応答性が悪いことから、ラインスピード低下
、ライン停止などのトラブル発生時に@叛破断などの2
次トラブルを発生するおそれがあシ、これらの問題を解
消するため、とくに冷却ガスの吹込みによって、炉内温
度を急速に下げるなどの処理を必要とするなど明らかな
不利を伴う。
急、運加熱に関して、さきに触れたように中間部なまし
の500〜900°Cへの昇温速度を毎秒lO°C以上
にも達しきせることの要請を満たすことは、実生産規模
での実現が困難とされたのである。
発明の目的 一方向性けい素鋼板の製造に関連して冷間圧延工程の中
間部なましにおける昇温速度を、酸化、脱炭といった不
都合を伴うことな(、又ライン減速、停止時に伴われ、
るトラブルやそれに由来した2次トラブルを生じないで
、500〜900 ”Cへの鋼板昇温速度を毎秒10°
C以上、とくに好ましくは15℃以上のごとき急速加熱
を達成できる連続焼なまし設備を与えること−がこの発
明の目的である。
この目的は、従来の主として直火による急速加熱処理設
備が、単に冷延鋼板の深絞り性、Ellち(111)集
合組織を発達させるために行なわれたのに反し、一方向
性けい素鋼板での中間部なまし時の急速加熱処理は、(
IIOJ<001>方位、即ちゴス方位の有効利用を図
るためであって、これを達成することの狙いについては
、上4F’−+ した従来技術における発想とは無関係
であり、効果も全く別異である。
発明の構成 上記の目的は、次の事項を骨子とする什&lJみにて有
利に充足される。
一方向性けい素鋼板のS造の際に冷間圧延の中間部なま
し工程に供する、連続焼なまし7炉で力)つて、その加
熱帯に、500 ”Cかも900″Cにわたる温度域に
て鋼板を毎秒10゛C以上の昇温速度で加熱するに足る
高温加熱雰囲気ガスの鋼板表面への噴射を司るジェット
ノズルを配置して成る連続焼なまし炉設備。
この連続焼なまし設備は、加熱帯で噴射させた雰囲気ガ
スを、加熱帯の鋼板入口側にて隣設する予熱帯へ、そこ
での鋼板昇侶速度の調節に役立つ制御流jAで導くシス
テムをそなえ、また加熱帯で噴射させた雰囲気ガスを回
収し、再度高温に加熱したのちに−fI+1吏用する循
環システムをそなえることがのぞましい。
上記ジェットノズルから、噴射する高温加熱雰囲気ガス
は、中間焼なまし処理のために連続焼なまし炉の加熱帯
に導入された鋼板に、その酸化や脱炭を伴うことのない
急速加熱を適切に実現する。
さて第1図には一方向性けい素鋼板を製造する中間焼な
まし用連続焼なまし炉とその通板ラインを示した。図中
Wは1次冷延を経た被処理鋼板であり、また1は、ペイ
オフリール、2は入側シャー、8は溶接器、4は入側ル
ープカー、5は予熱帯、6は加熱帯、そしてizは均熱
帯、13は冷却帯、■4は鋼板清浄装置、15は出側ル
ープカー、16は出側シャーを示し、17はテンション
リールである。
一方向性けい素鋼板の中間焼なましは、一般的に第1図
に示すような連続焼なましラインで処理される。
ここに連続光輝焼なましを施す場合には、一般的に、雰
囲気ガスは炉内圧力を正圧に保つ程度の借しか供給され
ていないので、その排カスを回収し、精製後再使用する
ようなシステムは採用されない。
なぜならこのようなシステム設備の建設、維持費用のた
めに再生ガスのコストがフレッシュガスコストと比較し
て高価となるからである。
しかしこの発明につき以下のべろように高温に加熱され
た雰囲気ガスを鋼板表面に多電噴射する場合には、排ガ
スの回収再使用設備のpl−設、維持費用を勘案しても
、このようなシステムを採用する方がメリットがあるこ
とが明らかとなった。
次にこの発明の急速加熱を達成する加熱帯のしくみにつ
いては、第2図に図解した。
第1図に従い予熱帯5を通って再結晶開始温度付近にま
で予熱された被処理犠板Wは、通常間接加熱源たとえば
ラジアンチューブが配置される加熱帯6内にとくに配置
した高温加熱雰囲気ガスを噴射するジェットノズル8か
らの衝流によって均熱湯度近くまで急速加熱される。
即ち900″C程度の高温雰囲気ガスのジェット術前か
らの直接的な伝導熱が、間接加熱源7による輻射り・へ
の作用環境(炉温800″C程度)下に加えられること
により、被処理鋼板Wは、500〜900℃の温度域に
て毎秒10℃以上の昇温速度にて加熱される。なお間接
加熱源7については、ラジアントチューブのほか1LL
熱ヒ一タ一方式など、これまでに用いられている設備で
もよい。
ジェットノズル8は、ファーネスロール9上を走行する
被処理鋼、[wの進行方向と直角方向に、その上下にて
間接加熱源8と交互に配置するととが好ましい。
ジェットノズル8から、噴射する雰囲気ガスは、前もっ
て目標とする被処理鋼板の昇温速度を達成することがで
きるように、炉外にて加熱するが、その加熱に際しては
加熱前後にわたり、雰囲気ガス組成が実質的に変化しな
いような注怠が必要であり、間接的な熱交換方式はその
例である。
ここに雰囲気ガス組成は、通常光輝焼なましに使用され
るAXガスとN、又はH,ガスとの混合ガスで十分であ
るが;高温に加熱された後においても鋼板の酸化、脱炭
作用を及ぼさないように例えばPH2VPH2(水蒸気
、水素分圧比)が管埋されるべきである。
加熱帯で倉、速加熱のために使用した雰囲気ガスは、予
熱帯5へ導入し、被処理鋼板Wを予イガh的に加熱する
のに利用する。
この予熱帯5での加熱は、前工程冷間圧延で生じた加工
歪を解放させるいわゆる回復熱処理に役立てるわけであ
るが、通常2〜手本m%のSiを含有する一方向性けい
素鋼板の場合、この予熱中の昇温速度が急敏すぎると鋼
板破断というトラブルが生じろこともある。
したがって予熱帯5での加熱は、加熱帯6から導いた雰
囲気ガスの余熱にて被処理鋼帯Wの接触によるゆるやか
な除熱処理とすることが望ましい。5このような排熱利
用については、例えば上掲特公昭58−22524号公
報などにも開示されてはいるが、その趣旨は単なる省エ
ネルギーのために燃1焼排ガスを有効利用するのに対し
て、この発明では加熱帯6から予熱帯5へ導かれるガス
流量を管理することによって予熱帯5での上記昇温速度
を、鋼板破断の生じない比較的ゆるやかな除熱をする管
理を行う。
すなわち第2図のように予熱帯5に雰囲気ガスの排出用
ダンパー10を設け、その開度の加減にて、予熱帯5の
炉内圧をかえ、予熱帯での鋼板昇熱速度の調節に役立つ
制御流量をもって加熱帯6からの高温雰囲気ガスを導(
とともに、予熱帯5に煙道11を取付け、適宜ダンパー
(図示せず)を介して雰囲気ガスをストレージタンクに
回収し、図示は省略したが、適宜M製の上、あらためて
熱交換器に通して再度高温に加熱したのちに加熱帯6へ
の噴射ガスとしてリサイクルさせる循環システムとする
のがよい。
加熱帯0における雰囲気温度(間接加熱源7にて設定さ
れる)、雰囲気ガスの温度およびl’(t g:t 流
量、そして予熱帯5でのダンパー10の開度調整の結果
として達成された被処理鋼板Wの予熱帯5−加熱帯6−
および均熱帯12にわたる温度推移の1例を第8図に示
すように、予熱帯5では、ゆるやかに徐加熱されている
が、加熱帯6において平均毎秒20°Cにも達する急速
加熱が実現された。
発明の効果 この発明により、一方向性けい素鋼板の叶能に著大な影
響を及ぼす冷間圧延過程中の中間焼なましの昇温過程と
くに予熱−均熱の間つまり500〜900 ”Cの温度
域にて、毎秒10゛C以上の昇温速度での急速加熱を、
鋼板の酸化はもちろん脱炭を伴うことなく、実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は連続焼なましラインをあられすスケルトン図、 第2図は予熱帯、加ハクf)の要部構成を示すスケルト
ン図であわ、 第8図は上記焼なましラインにおけるこの発明に従う外
淵加熱推移の1例を示すグラフである。 5・・・予熱帯 6・・・加熱帯 8・・・ジェットノズル。 特許出願人 川崎製鉄株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方向性けい素鋼板の製造の際に冷間圧延の中聞焼
    なまし工程に供する、連続焼なまし炉であって、その加
    熱帯に、500 ’Cから900’Cにわたる温度域に
    て鋼板を毎秒10゛C以上の昇温速度で加熱するに足る
    、高温加熱雰囲気ガスの鋼板表面への噴射を司るジェッ
    トノズルを配置して成る、連続焼なまし炉設備。 ス 加熱帯で噴射させた雰囲気ガスを、加熱帯の鋼板入
    口側にて隣設する予熱帯へ、そこでの鋼板昇温速度の調
    節に役立つ制御流産で導くシステムをそなえる特許請求
    の範囲第1項記載の連続焼なまし炉設備。 & 加熱帯で噴射させた雰囲気ガスを回収し、再度品温
    に加熱したのちに再使用する循環システムをそなえる特
    許請求の範囲第1項記載の連続焼なまし炉設備。
JP15319483A 1983-08-24 1983-08-24 連続焼なまし炉設備 Pending JPS6046324A (ja)

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