JPS62227032A - 連続ラインにおける高珪素鋼帯の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続ラインにおける化学気相蒸着（以下、Ｃ
ＶＤと称す）法による高珪素鋼帯の製造方法に関する。

〔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Ｓｌの含有量が増すほど鉄損が低減され、Ｓｉ：
６．５％では、鉄歪が０となり、最大透磁率もピークと
なる等量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Ｓｔ含有
量４チ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困難で
ある、また直接鉤造法、所謂ストリップキャスティング
は圧延法のような加工性の問題は生じないが、未だ開発
途上の技術であり、形状不良を起し易く、特に高珪素鋼
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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この滲珪法は、五弓、同郷により提案され。

三谷、大西らにより詳しく検討されたものであるが従来
提案された方法はいずれも浸透処理時間が３０分以上と
長く、事実上連続ラインには適用できないという根本的
な問題がある。また処理温度も１２３０℃程度と極めて
高いことから浸透処理後の薄鋼板の形状が極めて悪く、
加えて処理温度が高過ぎるためエツジ部が過加熱によっ
て溶解するおそれがあり、連続ラインでの安定通板が期
待できない。

また、３珪法では蒸着反応により鋼板面のＦｅがＦｅＣ
ｌ２等の形で放散され、これによって板厚が減少する。

しかしこの種の処理では、雰囲気ガス濃度分布の不均一
性等の原因で蒸着（膜厚）が不均一になり易く、この結
果板厚の減り方にバラツキを生じ、板厚が幅方向、長手
方向で不均一になり易いという問題がある・ 本発明はこのような従来技術の欠点を改善するためにな
されたもので、滲珪法を用い、連続ラインにおいて短時
間でしかも高品質の高珪素鋼帯を安定して製造すること
ができる方法の提供を目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

このため本発明の基本的特徴とするところは以下の通り
である。

（１）　　鋼帯を、ＳｉＣｌｔ４をｍｏｌ分率含まない
無酸化性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により１０２
３〜１２００℃の温度で連続略均−に拡散させる拡散処
理を施し、続く冷却過程において鋼帯を磁場中冷却する
と塑性加工することを特徴とする連続ラインにおける高
珪素鋼帯の製造方法。

（２）鋼帯を、ＳｉＣｌ４をｍｏｌ分率含まない無酸化
性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により１０２３〜１
２００℃の温度で連続略均−に拡散させる拡散処理を施
し、続く冷却過程の一部において鋼帯を磁場中冷却する
とともに、該磁場中冷却の前または後コーティング及び
焼付処理することを特徴とする連続ラインにおける高珪
素鋼帯の製造方法。

（３）鋼帯を、ＳｉＣｌ４をｍｏｌ分率含まない無酸化
性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により１０２３〜１
２００℃の温度で連続略均−に拡散させる拡散処理を施
し、続く縁皮膜コーティング及び焼付処理し、続く冷却
過程において磁場中冷却することを特徴とする連続ライ
ンにおける高珪素鋼板の製造方法。

（４）鋼帯を、ＳｉＣｌｚａをｍｏｌ分率含まない無酸
化性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により１０２３〜
１２００℃の温度で連続略均−に拡散させる拡散処理を
施し、続く冷却過程において鋼帯を磁場中冷却すると塑
性加工し、最終冷却後、絶縁皮膜コーティング及び焼付
処理し、続く冷却過程において磁場中冷却することを特
徴とする連続ラインにおける高珪素鋼板の製造方法。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、母材たる鋼帯（出発薄鋼帯）の成分組
成は、特に限定はないが、優れた磁気特性を得るため以
下のように定めるのが好ましい。

■３〜６．５％５ｉ−Ｆｅ合金の場合 Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０〜４．０％、Ｍｎ：２チ
以下、その他年可避不純物は極力低い方が望ましい。

■センダスト合金の場合 Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：４チ以下、Ａｔ：３〜８％
、Ｎｉ　：　４％以下、Ｍｎ　：　２％以下、Ｃｒ　。

ＴＬなどの耐食性を増す元素５チ以下、その他の不可避
不純物は極力低い方が望ましい。

鋼帯は熱間圧延−冷間圧延により得られるものに限らず
、直接鋳造・急冷凝固法により得られたものでもよい。

なお、上述したように鋼帯はＣＶＤ処理により板厚が減
少するものであり、このため最終製品版厚に対し減少板
厚分を付加した板厚のものを用いる必要がある。

本発明は、このような鋼帯にＣＶＤ法による滲珪処理−
拡散処理を施すことにより高珪素鋼帯を得るものである
。

第１図は本発明法を実施するための連続処理ラインを示
すもので、（１）は加熱炉、（２）はＣＶＤ処理炉、（
３）は拡散処理炉、（４）は冷却炉である。

鋼帯Ｓは加熱炉（１）でＣＶＤ処理温度またはその近傍
まで無酸化加熱された後、ＣＶＤ処理炉（２）に導かれ
、５ＩＣ１４を含む無酸化性ガス雰囲気中でＣＶＤ法に
よる滲珪処理が施される。ＳｉＣ２，を含む無酸化性ガ
スとは、中性或いは還元性ガスを意味し、ＳｉＣｌｔ４
のキャリアガスとしてはＡｒ　、　Ｎ鵞ｒ　ｎｅ　ｔ　
）ｂ　ｒ　ＣＨ４等を使用することができる。これらキ
ャリアガスのうち、排ガスの処理性を考慮した場合、Ｈ
２ｒＣＭ、等はＨＣｌを発生させその処理の必要性が生
じる難点があり、このような問題を生じないＡｒ　、　
Ｈｅ　、　Ｎｘが望ましく、さらに材料の窒化を防止す
るという観点からすればこれらのうちでも特にＡｒ、　
Ｈｅが最も好ましい＠ＣｖＤＣＶＤ処理る鋼帯表面の主
反応は、５　Ｆｅ＋ＳｉＣｌ２４４Ｆｅ３　Ｓｔ　＋２
　ＦｅＣＬ２↑である。Ｓｉｌ原子が！帯面に蒸着して
Ｆ’ｅ、Ｓｉ層を形成し、Ｆｅ　２原子がＦｅｃｚ２と
なりｓ　Ｆ　ｅＣＺ２の沸点１０２３℃以上の温度にお
いて気体状態で鋼帯表面から放散される。したがってＳ
ｔ原子量が２８．０８６．Ｆｅ原子量が５５．８４７で
あることから、鋼帯は質量減少し７、これに伴い板厚も
減少することになる。ちなみに、Ｓｉ３％鋼帯を母材と
し、ＣＶＤ処理でＳｉ６．５％鋼帯を製造すると、質致
は８．７チ減少し、板厚は約７．１多減少する。

従来法においてＣＶＤ処理に時間がかかり過ぎるのは、
そのＣＶＤ処理条件に十分な検討が加えられていなかっ
たことによるものと考えられる。本発明者等が検討した
ところでは、ＣＶＤ処理を迅速に行うための要素には次
のようなものかあることが判った。

■雰囲気ガス中のＳｉＣｌｔ、濃度の適正化。

■処理温度の適正化。

■Ｓ　ｉ　Ｃｔ、の鋼帯表面への拡散及びＦｅ　ｃｔ２
の鋼帯表面からの放散の促進。

このため本発明ではＣＶＤ処理における雰囲気ガス中の
Ｓｌ濃度及び処理温度を規定するものである。

まず、ＣＶＤ処理における無酸化性ガス雰囲気中の５Ｉ
Ｃｔ４濃度をｍｏｌ分率で５〜３５％に規定し、このよ
うな雰囲気中で鋼帯を連続的にＣＶＤ処理する。

雰囲気中の５ＩＣｔ４が５％未満であると期待するｓｉ
富化効果が得られず、また１例えば鋼帯のＳｉを１．０
％富化するために５分以上も必要となる等、処理に時間
がかかり過ぎ、連続プロセス化することが困難となる。

一方、ＳｉＣｌｔ４を３５％を超えて含有させても界面
における反応が律速になり、それ以上のＳｉ富化効果が
期待できなくなる。

またＣＶＤ処理では、ＳｉＣｌ４濃度が高いは２所謂カ
ーケンダールボイドと称する大きなボイドが生成し易い
。このボイドはＳ　Ｉ　Ｃｔ、濃度が１５％程度までは
ほとんど見られないが。

１５％を超えると生成しはじめる。しかし、ＳｉＣｌｔ
４９度が３５チ以下では、ボイドが生成してもＣＶＤ処
理に引き続き行われる拡散処理によりほぼ完全に消失さ
せることができる＠換言すればＳｉＣｌ４ａ度が３５％
を超えるとボイドの生成が著しく、拡散処理後でもボイ
ドが残留してしまう。第１２図はＳｊ、Ｃノ４２０　％
の雰囲気でＣＶＤ処理した直後の鋼帯断面を示すもので
、蒸着層にはボイドがみられ、る。

第１３図はこの鋼帯を１２００℃Ｘ２０ｍ１ｎの拡散処
理した後の断面を示すものであり、ＣＶＤ処理直後のボ
イドはほぼ完全に消失している。

これに対し第１４図は５ｉｃｔ、　４０％でＣＶＤ処理
し、その後拡散処理した鋼帯の断面を示すもので、ボイ
ドが層状に残留していることが判る。

ＣＶＤ処理温度は１０２３〜１２００℃の範囲とする・
ＣＶＤ処理反応は鋼帯表面における反応であるから、こ
の処理温度は厳密ｌこは鋼帯表面温度である。

ＣＶＤ処理による反応生成物であるＦｅ　ＣＬＨの沸点
は１０２３℃であり、この温度以下ではＦｅＣ１ｚが鋼
帯表面から気体状態で放散されず、鋼帯表面に液体状に
付着して蒸着反応を阻害してしまう。本発明者らが行っ
た基礎実験の結果では、このＦｅＣ２１の沸点を境に、
単位時間当りのｓｉの富化割合が著しく異なり、　１０
２３℃以下では蒸着速度が小さいため連続プロセスへの
適用は困難である。このため処理温度の下限は１０２３
℃とする。

一方、上限を１２００℃と規定する理由は次の通りであ
る。Ｆｅ３Ｓｉの融点は、第４図１こ示すＦｅ−８ｉ状
態図から明らかなように１２５０’Ｃであるが、発明者
等の実験によれば、１２５０℃より低い１２３０℃程度
で処理した場合でも、鋼帯表面が部分的に溶解し、また
、鋼帯エツジ部分が過加熱のため溶解する。このように
１２５０℃以下でも鋼帯が溶解するのは、鋼帯表面では
Ｆｅ３Ｓｉ相幽のＳｉａ度１４．５係以上にＳｔが蒸着
されているためであると推定される。

これ番こ対し処理温度が１２００℃以下であれば鋼帯表
面は溶解は全く認められず、また、エツジの過加熱も、
鋼帯中心部の平均温度を１２００℃とすることで、１２
２０℃程度におさえることが可能であり、微量な溶解で
済むことが実験的に確認できた。以上の理由から、ＣＶ
Ｄ処理温度は１０２３℃〜１２００℃と規定する。

以上のようにしてＣＶＤ処理された鋼帯Ｓは、引き続き
拡散炉（３）に導かれＳｉＣｌｔ、を含まない無酸化性
ガス雰囲気中で拡散処理される。

すなわち、ＣＶＤ処理直後では、鋼帯表面近くはＳｉ濃
度が高く、中心部分では母材Ｓ１＠度のままであり、こ
れを均熱・拡散処理し均−ｓｉ濃度とする必要がある。

この拡散処理は、鋼帯表面を酸化させない為に、無酸化
ｓｈ気気中行う必要があり、また高温で行うほど処理時
間が少なくて済む。

この拡散処理は、一定温度で行ってもよいが、第４図の
Ｆｅ　−ＳＬ状態図から判るように、拡散の進行ととも
に鋼帯表層部のＳｉ濃度が減少しその融点が上がること
から、拡散の進行に伴い鋼帯を溶解させない程度に徐々
に昇温させる（例えば複数段階で昇温させる）ことによ
り、拡散を促進させることができる。

例えば６．５％Ｓｔ鋼の場合、二′ツジ部の過加熱を考
慮しても１４００℃までの昇温か可能である。

このような拡散処理後、鋼帯Ｓは冷却炉（４）で冷却さ
れ、しかる後捲取られるが、本発明ではこの冷却過程に
おいて鋼帯を磁場中冷却するとともに、この磁場中冷却
前または磁場珪素鋼板は磁場中冷却を行うことによりそ
の磁気特性が著しく向上することが知られており、本発
萌では冷却過程の一部において鋼帯（ｓ）を磁場中に通
板し、磁場中冷却を実施する。

鋼帯（Ｓ）はキューリ一点以下の温度において磁気の影
響を受け、磁場中冷却はこのキューリ一点以下の温度で
実質的な効果を発揮する。特に、磁場中冷却を鋼帯温度
がＡ、変態点を通過する際に行うことにより著しく磁気
特性が向上する。第１５図は珪素鋼板の板温と磁場中冷
却効果との関係を示すもので１例えば６．５　ｗｔ　％
　Ｓｔ鋼帯の場合、温度ｔ１がキューリ一点、温度ｔ３
がＡ、変態点であり、磁場中冷却は通常温度１１より高
目の温度Ｔ３（例えば７５０℃）から開始され、温度ｔ
！を通過して温度ＴＦで終了する。

第１６図ないし第１８図は磁場中冷却設備の一構成例を
示すもので、冷却炉に設けられる磁場印加用コイル（８
）を中空の鋼管（９）により構成し、この銅管（９）内
に冷却媒体Ｃ１ｌを通すことにより、磁場印加用コイル
（８）内を通板する鋼帯（Ｓ）に磁場を印加しつつコイ
ル内側面から放射冷却を行うようにしている。なお、前
記鋼管（９）の外面には絶縁皮膜←υ（Ｓｉｎｇ等）が
形成される。

前記冷却媒体としては、水を用いることもできるが、電
気的な問題がある場合１例えば絶縁性の大きいフッ素系
不活性液体を使用することもできる。

第１９図は他の構成例を示すもので、磁場印加用コイル
（８）の鋼帯出側位置に冷却ガスをコイル内部に供給す
るためのノズル醤を設け、さらに、磁場印加用コイル（
８）の上部及び下部１こ冷却ガス導入ダク）　（ＬＥ９
及びフードα優を設はファン０により冷却ガスをコイル
外側に供給するよう構成したものである。

第２０図は第１６図ないし第１８図に示す方式の装置に
おいて、磁場印加用コイル（８）の却と磁場冷却効果の
向上を図るようにしたものである。すなわち、会Ｑ会十
譬９峠吟儒吋冷却体たるコイルが密であるほど鋼帯の冷
却速度が大きく、このため、このようなコイル内で鋼帯
（Ｓ）を通板させることにより、同図に示すように鋼帯
（Ｓ）を一定速度で冷却することが可能であり、これに
よって板厚方向に均一な冷却を行うことができ、この結
果変態をスムースに移行させ優れた磁気特性が得られる
。また、コイルが密であるほど鋼帯に強磁場をかけるこ
とができるが、上述したように、鋼帯はキューリ一点以
下の低温域、特にＡ、変態点て磁場の影響を強く受ける
ものであり、このため低温側でコイルを密にし、少なく
とも上記Ａ２変態点通過時に強磁場をかけることにより
大きな磁場中冷却効果を得ることができる。

なお場合によっては、上記とは逆に磁場印加用コイル（
８）の間隔を鋼帯（Ｓ）の入側で密にし、出側に向って
順次線にするような構造を採ることもできる。このよう
な構造では、鋼帯の急冷が可能であり、また少なくとも
鋼帯がＡ！変態点を通過するまでコイルを比較的密なも
のとしておくことにより、大きな磁場中冷却効果も確保
することができる。

さらに本発明では、このような磁場中冷却の前または後
、若しくは途中において鋼帯（Ｓ）を圧延により塑性加
工する。

上述したようにＣＶＤ処理では蒸着反応により鋼帯面の
ＦｅがＦｅＣｌ２の形で放散され、その分板厚が減少す
るこ−とになるが、ＣＶＤ処理炉（２）内での雰囲気ガ
ス濃度分布の不均−ｌこよりｓｉ蒸着が不均一になり易
く、このため、ＣＶＤ処理−拡散処理後の鋼帯（Ｓ）は
幅方向、長手方向で板厚にバラツキを生じている。そこ
で本発明では温間状態にある鋼帯（Ｓ）に圧延（スキン
パス圧延または通常圧延）を施すことにより、板厚を均
一化するものであり、かかる圧延により形状矯正と表面
粗さの調整も合せて行うことができる。なお、圧延はス
キンパス圧延のような軽圧下ではなく、板厚の減少を目
的としてより大きな圧下量（通常の圧延）で行ってもよ
い。本発明は高珪素鋼帯を製造対象とするもので、この
ため鋼＊＜Ｓ）の温度が２００〜６００℃程度の温間状
態で圧延を行う、すなわち鋼帯温度が２００℃未満では
所望の塑性加工性が得られない。

この圧延による塑性加工は、前記磁場中冷却の前または
後、若しくは途中のいずれで行ってもよい。前述したよ
う番こ、磁場中冷却は、鋼帯温度がＡｔ変態点（６，５
襲Ｓｉ鋼の場合には約３００℃）を通過する際に磁場を
印加しておくことにより磁気特性向上効果が特に大きい
性質があり、したがって冷却過程において鋼帯温度が少
なくともこのＡ、変態点を通過する際に磁場中冷却が行
われるよう、磁場中冷却と圧延による塑性加工を組み合
せることが好ましい。画処理の組み合せとしては、例え
ば次のようなものが考えられる。

■　−拡散処理−初期冷却　−磁場中冷却　−■　−Ｎ
　　　−＃　　　　−＃　　　　−まで冷却） まで冷却） ■　−ｌ　　−〃　　　−磁場中冷却　−■　　−／／
　　　　　　　　　　　Ｉ　　　　　　　　　　　　１
　　　　−ｍ圧延−最終冷却−冷間捲取 ｌ　　　　　　　　　　温間捲取 磁場中冷却（−電絡冷却）−冷間捲取 〃　　　　　　　　　　温間捲取 会中ヤータ圧延　−磁場中冷却（−最終冷却）−冷間捲
取〃−〃　　　□温間捲取 鋼帯（Ｓ）は通常、常温ないし３００℃までの温間状態
で巻取られ、一般にＳｔ含有量かには上記■、■、■の
ように、磁場中冷却。

行うための冷却炉の具体的な構造例を示すもので、冷却
炉（４）の途中には中間室ｔｔ６１が設けられ、この中
間室ａｅにスキンパスミル（１７）が配設されている。

この中間室前段の前部冷却室（４１）内には磁場印加用
コイル（８）が配設されている。

このような設備により、例えば上記■、■の工程を実施
する場合、拡散炉（３）を出た鋼帯（Ｓ）は冷却炉（４
）の前部冷却室（４１）で所定の温度まで冷却された後
、引き続き磁場印加用コイル（８）中を通板することに
より温間状態まで磁場中冷却され、次いで中間室傾のス
キンパスミルα力で圧延され、最終冷却されることなく
温間状態でそのまま捲取られるか、或いは引き続き後部
冷却室（４２）で室温まで冷却された後、捲取られる。

なお、実ラインにおいては　、＋　　１１　　ミルの上
流番こ板厚計、プロフィル計を設け、これによる板厚、
板針状の検出に基づき寿←≠−尭ミルが制御される。

コーティングを施し、焼付処理後捲取るようにすること
ができる。第２図はこのための連続処理ラインを示すも
ので、（６）はコーティング装置、（７）は焼付炉であ
る。

電磁鋼板は通常積層状態で使用され、この場合積層され
る各鋼板はそれぞれ絶縁される必要があるｉこのため電
磁鋼板には絶縁皮膜コーティングが施される。

Ｓｌ含有量が４．０％以上の鋼帯は、常温状態ではぜい
性材料であり、はとんど塑性変形しない。このため絶縁
皮膜コーティングをＣＶＤ処理ラインと別ラインで行っ
た場合、コイルの捲戻し、捲取り時に鋼帯が破断するお
それ置（６）で絶縁塗料を塗布し、次いで塗装焼付炉（
力で焼付処理する。

絶縁塗料としては、無機系、有機系の適宜なものを用い
ることができる。無機系塗料としては、例えばリン酸マ
グネシウム、無水クロム酸、シリカゾル等が、また有機
系塗料としてはプラスチック樹脂等が用いられる。塗料
はロールコータ方式、スプレ一方式等により鋼帯（Ｓ）
に塗布され、無機系塗料の場合には約８００℃程度、有
機系塗料の場合には２００〜３００℃程度で焼付処理す
る。

以上のような絶縁被膜コーティング−焼付処理を行う場
合、磁場中冷却を行う時期が問題となる。すなわち、コ
ーテイング後の焼付処理では塗膜を７００℃以上の高温
で焼付ける場合があり、このように高温焼付を行うと、
仮に前工程たるＣＶＤ処理−拡散処理後の冷却において
磁場中冷却を行ってもその効果が消失してしまう。

したがって絶縁被膜コーティング−焼付処理を伴う工程
では、磁場中冷却を、塗装焼付温度等に応じ、拡散処理
後の冷却過程または焼付処理後の冷却過程で行うことが
できる。

磁場中冷却の効果が消失する再加熱温度は約６５０℃前
後とされており、このため焼付処理温度が６５０℃以上
の場合には焼付処理後の冷却過程で、また焼付処理温度
が６５０℃未満の場合にはＣＶＤ処理−拡散処理後の冷
却過程でそれぞれ磁場冷却を行うようにすることが好ま
しい。

一般に、無機系塗料を焼付ける場合には、鋼帯を８００
℃程度まで加熱し、したがってこの場合にはコーティン
グ前に磁場中冷却しても意味がなく、焼付処理後の冷却
過程で磁場冷却することが好ましい。また有機系塗料の
場合には２００℃〜３００℃程度の焼付温度で済み、こ
の場合にはＣＶＤ処理−拡散処理後の冷却過程で磁場中
冷却を実施することができる。

また、磁場冷却は、場合によってはＣＶＤ処理−拡散処
理後の冷却過程とコーティング−焼付処理後の冷却過程
の両方で行うことができる。

このような絶縁皮膜コーティング−焼付処理のようなも
のが考えられる。

ＣＶＤ処理速度を鋼帯の連続処理を可能ならしめるまで
高めるには、上述したように雰囲気ガス中の５ｉｃｚ、
濃度と処理温度の適正化を図ることが必要であるが、こ
れに加え鋼帯表面へのＳ　ｉ　Ｃｔ、拡散とＦｅＣ４の
鋼帯表面からの放散とを促進することによりＣＶＤ処理
速度をより高めることが可能となる。

従来では、ＣＶＤ処理で反応ガスを大きく、流動させる
と、蒸着層にボイドが発生し、また蒸着層の純度も低下
するとされ、このためガス流動は必要最小限にとどめる
という考え方が定着していた。しかし本発明者等の研究
では、このようにガス流動が抑えられることにより、反
応ガスの母材界面への拡散移動、及び反応副生成物の界
面表層からの離脱がスムースに行われず、このため処理
に長時間を要すること、さらにはガス流動が抑えられる
ためＣＶＤ処理炉内の反応ガス濃度に分布を生じ、この
結果蒸着膜厚の不均一化を招くにとが判った。

そして、このような事実に基づきさらに検討を加えた結
果、ＣＶＤ処理炉において吹込ノズルにより雰囲気ガス
を被処理材に吹付け、或いはファン等により雰囲気を強
制循環させることによりｓ　ｉ　ｃｔ、の鋼帯表面への
拡散及び反応生成物たるＦｅＣ１，の鋼帯表面からの放
散を著しく促進し、高い蒸着速度でしかも蒸着膜の不均
一化を抑えつつＣＶＤ処理できるこ−とが判った。

このようなＣＶＤ処理性の向上は、吹付ノズルにより雰
囲気ガスを鋼帯表面に吹付ける方法が特に有効である。

第５図はこのノズル吹付方式による実施状況を示すもの
で、ＣＶＤ処理炉（２）内に鋼帯（Ｓ）に面して吹付ノ
ズル（５）が配置され、鋼帯表面にＳ　ｉ　Ｃｔ４を含
む雰囲気ガスが吹付けられる。第６図（イ）及び（ｑは
、吹付ノズル（５）による吹付状況を示すもので、げ）
に示すように鋼帯面に対して直角に、或いは仲）に示す
ように斜め方向から吹付けることができる。

このようなノズル吹付による単位時間当りのＳｌ富化割
合は、ガスの鋼帯表面に対する衝突流速の増大に比例し
て大きくなるが、流速を過剰に大きくしても界面におけ
る反応体なお、前記加熱炉（１）では無酸化加熱が行わ
れるものであり、このため電気間接加熱、誘導加熱、ラ
ジアントチューブ間接加熱、直火還元加熱等の加熱方式
を単独または適ａｔこ組み合せた加熱方法が採られる。

なお、間接加熱方式を採る場合、加熱に先立ち電気洗浄
等の前処理が行われる。前処理を含めた加熱方式として
例えば次のようなものを援用できる。

■前処理−〔予熱〕−電気間接加熱（または誘導加熱） ■前処理−〔予熱〕−ラジアントチューブ加熱−電気間
接加熱（または誘導加熱） ■〔予熱〕−直火還元加熱−電気間接加熱（または誘導
加熱） ■前処理−〔予熱〕−ラジアントチューブ間接加熱（セ
ラミックラジアントチューブ方式）％式％ また、冷却炉（４）での冷却方式に特に限定はなくガス
ジェット冷却、ミスト冷却、放射冷却等の各種冷却方式
を単独または組合せた形で採用することができる。

本発明は、６．５％Ｓｔ′ｉＡ帯のような珪素含有量が
極めて高い鋼帯の製造に好適なものであることは以上述
べた通りであるが、従来、圧延法で製造する場合に変形
が多く歩留りが悪かったＳｔ　：　２〜４チ程度の高珪
素鋼帯も容易に製造できる利点がある。

〔実施例〕

０実施例−１ 小型のＣＶＤ処理炉−拡散処理炉を用い、ＣＶＤ処理性
に対するＳｉＣム濃度及びＣｖＤ処理温度の影響を調べ
た。その結果を第７図及び第８図に示す・ 図中、Ａが雰囲気法、すなわちノズル吹付を行わないで
ＣＶＤ処理した場合、またＢがノズル吹付法、すなわち
第５図に示すように雰囲気ガスを鋼帯面に０．５　Ｆ”
　／　Ｂの流速で吹き付けつつＣＶＤ処理した場合を示
す。なお、Ｓｉ富化割合とは、母材当初のｓｔ濃度に対
するＣＶＤ処理−拡散処理後の８１増加分を示す。

これによれば、５ｉｃｚ、濃度５％以上、ＣＶＤ処理温
度１０２３℃以上において大きなＳｔ　富化効果が得ら
れている。また同じ条件でも、吹付ノズルにより雰囲気
ガスを吹付ける方法の場合、単に雰囲気中で鋼帯を通板
せしめる場合に較べ格段に優れたＳｉ富化効果（ＣＶＤ
処理性）が得られていることが判る。

第９図は同様のＣＶＤ処理炉−拡散処理炉を用い、雰囲
気法Ａとノズル吹付法Ｂの蒸着時間と鋼帯中Ｓｉ濃度（
拡散処理後のＳｔ濃度）との関係を、Ｓｔ　：　３％、
板厚０．５＃の鋼帯をＳ　ｉＣ４濃度２１チ、処理温度
１１５０℃でＣＶＤ処理した場合について調べたもので
ある。なお、ノズル吹付法では、スリットノズルにより
鋼帯に対し垂直方向から０．２　Ｎｍ　／　ｓｅｃ　　
の流速で雰囲気ガスを吹付けた。同図から判るように、
６．５％Ｓｉ鋼とするために雰囲気法人では７分かかる
のに対し、ノズル吹付＾は１．５分で処理することがで
きた。

第１０図はノズル吹付法に初ける衝突ガス流速と鋼帯の
Ｓｉ富化割合（拡散処理後の割合）との関係を示すもの
であり、所定レベルまでは衝突ガス流速に比例して鋼帯
のＳｉ富化割合が増大している。

０実施例−２ 第１図に示す連続プロセスで板厚０．３５ｍ＋ｍ、板幅
９００ｍ、Ｓｉ３．５％含有鋼帯を母材とし、ノズル方
式によりＡｒをキャリアガスとしたｓ　ｉ　ｃｔ、濃度
２０　ｍｏｌ％の雰囲気ガスを、鋼板に対し０．３　Ｎ
ｍ／　ｓｅｅのガス流速で吹き付けた。

第１１図はこの場合の熱サイクルを示すもので、本実施
例では拡散処理時に１２００℃から１３２０℃の２段昇
熱を実施した。この結果、Ｗ１Ｇ１５．　：　０．５５
ｗ／Ｋｑという極めて低鉄損の良質な６．５％Ｓｔ鋼帯
を製造できた。・ ０実施例−３ ＣＶＤ処理−拡散処理後の鋼帯をその冷却過程で磁場冷
却し、その磁気特性を調べた。

第２１図はその結果を示すもので、図中■が磁場冷却を
かけない場合、■が均等ピッチで巻き付けたコイルによ
り３００ｅの磁場をかけた場合、■が第２０図に示す装
置により同図ｉこ示すように段階的に磁場を強くして磁
場冷却した場合をそれぞれ示しており、特に入変態点通
過前後に強磁場がかかるようにした第２０図の方式によ
り磁場冷却を実施することにより極めて優れた磁気特性
が得られていることが判る。

０実施例−４ 第１図に示す連続プロセスに第３図のスキンパスミルを
組み込んだプロセスラインにおいて、板厚０．３３ｗの
Ｓｉ３．５％含有鋼帯を母材とし、２５　ｍｐｍのライ
ンスピード１こより、目標板厚０．３０■、幅９００ｍ
のＳｉ６．５チ含有鋼帯を製造した。この際、次の４条
件によりそれぞれ鋼帯を製造した。

Ａ）ＣＶＤ処理を、Ａｒ８０％、ＳｉＣｌｔ、　２０％
の雰囲気中で実施し、スキンパス圧延を実施しない。

Ｂ）　　Ａ）と同様のＣＶＤ処理を行いスキンパス圧延
を実施。

Ｃ）ＣＶＤ処理を、Ａｒ８０％、ＳｉＣｌｔ４２０％の
反応ガスをノズル吹付法で鋼帯に対し０．３Ｎｍ／Ｓの
ガス流速で衝突させることによす実施し、スキンパス圧
延を実施しない。

Ｄ）　ＣＶ　Ｄ処理をＣ）と同様に行い、スキンパス圧
延を実施。

第１表は、これらの各ケースのサンプルについて板厚偏
差（目標板厚に対する増減）及び表面粗さを測定した結
果を示したもので、スキンパス圧延を実施することによ
り板厚が精度良く均一化していることが判る。

第　　　　１　　　　表 〔発明の効果〕 以上述べた本発明番こよれば連続ラインにおいて短時間
でＣＶＤ処理を行うことができ、また１２００℃以下の
温度でＣＶＤ処理を行うため鋼帯の形状不良やエツジ部
溶解等の問題を生じさせることがなく、しかも優れた磁
気特性を有し且つ板厚が均一な鋼板を得ることができ、
このようなことから、ラインの長大化を招くことなく高
品質、高磁気特性の高珪素鋼板を能率的に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明法を実施するための
連続処理ラインを示す説明図である。第３図は第１図及
び第２図における冷却炉の具体的構成例を示す説明図で
ある。第４図はＦｅ−８ｌ系状態図である。 第５図及び第６図（イ）、（０）はノズル吹付方式によ
るＣＶＤ処理状況を示すもので、第５図は全体説明図、
第６図（イ）及び（０）はそれぞれノズル吹付方法を示
す説明図である。第７′図はＣＶＤ処理におけるガス中
Ｓ　ｉ　ｃ４濃度と鋼帯Ｓｔ富化割合との関係、第８図
はＣＶＤ処理温度と鋼帯Ｓｉ富化割合との関係をそれぞ
れ示すものである。第９図は本発明におけるＳｉ蒸着時
間と鋼帯中Ｓｔ濃度との関係を、雰囲気法及びノズル吹
付法で比較して示したものである。第１０図はノズル吹
付法によるＣＶＤ処理において、雰囲気ガスの鋼帯薔こ
対する衝突ガス流速と鋼帯Ｓｌ富化割合との関係を示す
ものである。第１１図は本発明実施例における袷巷熱サ
イクルを示すものである。 第１２図ないし第１４図は本発明材及び比較材たる鋼帯
断面の金属組織を示す顕微鏡拡大写真であり、第１２図
はＳｉＣ２，：　２０チの雰囲気でＣＶＤ処理した直後
の組織、第１３図はその鋼帯を拡散熱処理した後の組織
、第１４図はＳｉＣｌ４：　４０％でＣＶＤ処理し、ソ
ノ後拡散処理した後の組織を示している。第１５図は珪
素鋼板の板温と磁場中冷却効果との関係を示すものであ
る。第１６図ないし第１８図は磁場中冷却設備の一構成
例を示すもので、第１６図は斜視図、第１７図はコイル
の断面図、第１８図はコイルを構成する鋼管の断面図で
ある。第１９図は磁場中冷却設備の他の構成例を示す説
明図である。第２０図は磁場中冷却の好ましい設備及び
これによる磁場中冷却方法を示す説明図である。第２１
図は磁場冷却した場合の磁気特性を、単純冷却の場合と
比較して示すものである。 図において、（１）は加熱炉、（２）はＣＶＤ処理炉、
（３）は拡散処理炉、（４）は冷却炉、（６）はコーテ
ィング装置、（７）は焼付炉、（８）は磁場印加用コイ
ル、（９）はスキンパスミル、（Ｓ）は鋼帯である・ 特許出願人　　日本鋼管株式会社 発　　明　者　　　阿　　　部　　　正　　　広開　　
　　　　　　　　岡　　　１）　　和　　　入間　　　
　　　　　　有　　　泉　　　　　　　　孝同　　　　
　　　　　吉　　　野　　　雅　　　彦第３図 第５図 第６図 （４）　　　　　　　　　　　　　（ロ）第１１図 Ｓｉ畠くし蓄ｌｓ＊　　（ｗ？％） １ＥＩＩ部中Ｓｉ濃’ｆｆＬ　（ｗｔ％）。・１２　へ
： ＞’　　１３　　ｈ メ１′７′−・ 身ｔ１４　　し５ 第２１図 Ｓｉ１度　（ｗｔ％） 手続補正書（自発） 昭和　６１イ「６ＪＩ　　２５Ｌ１ 特１．↑片長１″ｆ宇賀道部　　殿 （持直）１灘１１ｉ’ｒ：　　　　　　　　　　　　　
　　　　殿）１、　　！ＩＧ件の表示 昭和６１　年　特　　許　願第　７１４８８号２、発明
の名称 四統ラインにおける高珪素鋼帯の製造方法（４１２）　
　Ｉ］本ｇｗ管株式会社 ４代理人 ＋＋７−’ ７　補正の内容　別紙のとおり 補　　　正　　　内　　　容 Ｚ本願明細畜牛第２４頁５行目中「板針状」とあるを「
板形状」と訂正する。 ユ同書第３１頁１４行目末尾に「援用できる・」とある
を「採用できる。」と訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼帯を、ＳｉＣｌ＿４をｍｏｌ分率で５〜３５％
   含んだ無酸化性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により
   １０２３〜１２００℃の温度で連続的に滲珪処理し、次
   いで、ＳｉＣｌ＿４を含まない無酸化性ガス雰囲気中で
   Ｓｉを鋼帯内部に略均一に拡散させる拡散処理を施し、
   続く冷却過程において鋼帯を磁場中冷却するとともに、
   該磁場中冷却の前または後若しくは途中において、鋼帯
   を温間状態で圧延により塑性加工することを特徴とする
   連続ラインにおける高珪素鋼帯の製造方法。
2. （２）鋼帯を、ＳｉＣｌ＿４をｍｏｌ分率で５〜３５％
   含んだ無酸化性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により
   １０２３〜１２００℃の温度で連続的に滲珪処理し、次
   いで、ＳｉＣｌ＿４を含まない無酸化性ガス雰囲気中で
   Ｓｉを鋼帯内部に略均一に拡散させる拡散処理を施し、
   続く冷却過程において鋼帯を磁場中冷却するとともに、
   該磁場中冷却の前または後若しくは途中において、鋼帯
   を温間状態で圧延により塑性加工し、最終冷却後、絶縁
   皮膜コーティング及び焼付処理することを特徴とする連
   続ラインにおける高珪素鋼帯の製造方法。
3. （３）鋼帯を、ＳｉＣｌ＿４をｍｏｌ分率で５〜３５％
   含んだ無酸化性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により
   １０２３〜１２００℃の温度で連続的に滲珪処理し、次
   いで、ＳｉＣｌ＿４を含まない無酸化性ガス雰囲気中で
   Ｓｉを鋼帯内部に略均一に拡散させる拡散処理を施し、
   続く冷却過程の途中または冷却後、鋼帯を温間状態で圧
   延により塑性加工し、最終冷却後、絶縁皮膜コーティン
   グ及び焼付処理し、続く冷却過程において磁場中冷却す
   ることを特徴とする連続ラインにおける高珪素鋼板の製
   造方法。
4. （４）鋼帯を、ＳｉＣｌ＿４をｍｏｌ分率で５〜３５％
   含んだ無酸化性ガス雰囲気中で、化学気相蒸着法により
   １０２３〜１２００℃の温度で連続的に滲珪処理し、次
   いで、ＳｉＣｌ＿４を含まない無酸化性ガス雰囲気中で
   Ｓｉを鋼帯内部に略均一に拡散させる拡散処理を施し、
   続く冷却過程において鋼帯を磁場中冷却するとともに、
   該磁場中冷却の前または後若しくは途中において、鋼帯
   を温間状態で圧延により塑性加工し、最終冷却後、絶縁
   皮膜コーティング及び焼付処理し、続く冷却過程におい
   て磁場中冷却することを特徴とする連続ラインにおける
   高珪素鋼板の製造方法。