KR101662971B1

KR101662971B1 - 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법 및 질화 처리 장치

Info

Publication number: KR101662971B1
Application number: KR1020157024706A
Authority: KR
Inventors: 히로시 마츠다; 히데유키 다카하시; 히로이 야마구치; 유키히로 신가키; 야스유키 하야카와; 다카시 데라시마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2016-10-05
Also published as: US10214793B2; EP2957651B1; US20150368732A1; CN104995327A; EP2957651A1; RU2015139583A; KR20150119124A; WO2014125840A8; WO2014125840A1; EP2957651A4; CN104995327B; RU2620403C2

Abstract

방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 냉간 압연 후, 2 차 재결정 어닐링 전의 단계에 있어서, 스트립을 용융염욕에 침지시킴으로써, 그 스트립에 대하여 연속적으로 질화 처리를 실시하고, 따라서 인히비터 형성 원소를 스트립의 전장ㆍ전폭에 걸쳐 균일하게 분산시킴으로써, 편차가 없는 우수한 자기 특성을 얻는데 있어서 매우 유용한 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을 제공한다.

Description

방향성 전기 강판의 질화 처리 방법 및 질화 처리 장치{METHOD AND DEVICE FOR NITRIDING GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET}

본 발명은 방향성 전기 강판에 대하여 질화 처리를 실시하기 위해 바람직한 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법 및 질화 처리 장치에 관한 것이다.

방향성 전기 강판은 변압기나 발전기의 철심 재료로서 사용되는 연자성 재료로, 그 자화 특성이 우수한 것, 특히 철손이 낮은 것이 요구되고 있다. 이 강판은 철의 자화 용이축인 <001> 방위가 강판의 압연 방향으로 고도로 일치하는 집합 조직을 갖고 있다. 그리고 이러한 집합 조직은, 방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 2 차 재결정 어닐링시에 고스 (Goss) 방위로 불리는 (110) 〔001〕방위의 결정립을 우선적으로 거대 성장시키는, 이른바 2 차 재결정을 통하여 형성된다.

종래, 이러한 방향성 전기 강판은, 4.5 mass％ 이하의 Si 와 MnS, MnSe, AlN 등의 인히비터 성분을 함유하는 슬래브를 1300 ℃ 이상으로 가열하여, 인히비터 성분을 일단 고용시킨 후, 열간 압연하고, 필요에 따라서 열연판 어닐링을 실시한 후, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 둔 2 회 이상의 냉간 압연에 의해 최종 판두께로 하고, 이어서 습윤 수소 분위기 중에서 1 차 재결정 어닐링을 실시하여, 1 차 재결정 및 탈탄을 실시하고, 이어서 마그네시아 (MgO) 를 주제 (主劑) 로 하는 어닐링 분리제를 도포한 다음, 2 차 재결정 및 인히비터 성분의 순화를 위해 1200 ℃ 에서 5 h 정도의 최종 마무리 어닐링을 실시함으로써 제조되어 왔다 (예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3).

그러나, 슬래브의 고온 가열은 가열을 실현함에 있어서 설비 비용이 증가할 뿐만 아니라, 열연시에 생성되는 스케일량도 증대되기 때문에 수율이 저하되고, 나아가서는 설비의 메인터넌스가 번잡해지는 등의 문제가 있어, 최근의 제조 비용 저감의 요구에 부응할 수 없다는 문제가 있었다.

이 때문에, 슬래브에 인히비터 성분을 함유시키지 않고서 2 차 재결정을 발현시키는 기술에 대해서 여러 가지 개발이 진행되어져 왔다. 예를 들어, 슬래브에 인히비터 성분을 함유시키지 않은 경우라도, 1 차 재결정 어닐링 후, 2 차 재결정 완료 전에 지철 (地鐵) 중의 S 량을 증가시킴으로써 안정적으로 2 차 재결정을 발현시킬 수 있는 기술 (「증황법 (增硫法)」) 이 제안되어 있다 (특허문헌 4).

또한, 탈탄 어닐링 전 또는 후에 가스 질화를 실시함으로써, 슬래브에 인히비터 성분을 함유시키지 않은 경우라도, 1 차 재결정 어닐링 후, 2 차 재결정 완료 전에 인히비터를 강화하여 안정적으로 2 차 재결정을 발현시킬 수 있는 기술 (특허문헌 5) 이나, 질화 존의 앞에 강판 표면의 산화층에 환원 작용을 부여하기 위한 환원대 (帶) 를 설치하는 기술 (특허문헌 6) 이 제안되어 있다.

그리고, 이러한 가스 질화 공정에 있어서 스트립 전체에 걸쳐 균일하게 질화하기 위해서, 노즐 또는 스프레이에 의해 공급하는 질화 가스를 강판 중앙부와 강판 양단부에서 분할하여 조정하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 7).

미국 특허 제1965559호 명세서 일본 특허공보 소40-15644호 일본 특허공보 소51-13469호 일본 특허 제4321120호 일본 특허 제2771634호 일본 공개특허공보 평03-122227호 일본 특허 제3940205호

그러나 위에 게재한 특허문헌 4 에 개시된 기술에서는, 코일 가열시의 온도나 불균일한 분위기로 인해 코일 내에서의 증황량이 변화하여 2 차 재결정 거동에 차이가 생기는 결과, 자기 특성에 편차가 생기는 경우가 있었다.

또한, 특허문헌 5 ∼ 7 에 개시된 기술에서는, 질화성 가스를 강판에 분사하여 질화하는 방법이기 때문에, 노내 온도의 시간적ㆍ위치적 불균일이나 열로 인한 배관 중에서의 질화성 가스의 분해량의 차이 등에 의해, 질화 증량이 스트립의 부위 장소에 따라 다른 경우가 있어, 결과적으로 2 차 재결정이 불균일해지고 자기 특성의 악화로 이어지는 경우가 있었다.

본 발명은 상기한 현상황을 감안하여 개발된 것으로, 방향성 전기 강판의 제조시에 있어서, 슬래브에 인히비터 성분을 함유시키지 않은 경우라도, 2 차 재결정 전에 적절한 질화 처리를 실시하여 인히비터 형성 원소를 스트립의 전장 (全長)ㆍ전폭에 걸쳐 균일하게 분산시킴으로써, 편차가 없는 우수한 자기 특성을 얻는 데 있어서 매우 유용한 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을, 그 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치와 함께 제공하는 것을 목적으로 한다.

그래서 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭하였다.

그 결과, 스트립 (강판) 에 대하여 질화를 실시하는 경우,

(1) 기상으로부터의 반응에 의한 질소 첨가에서는, 처리시의 온도나 표면의 반응성 등에 크게 영향을 받기 때문에 편차의 발생을 피할 수 없고,

(2) 이 점에서 질화 처리 자체를 액상으로부터의 반응으로 함으로써, 구체적으로는 용융염욕 중에서 실시함으로써, 편차를 일으키는 원인이 되는 상기 서술한 인자의 영향을 최소한으로 막을 수 있어, 그 결과, 우수한 자기 특성이 전체 스트립 내에서 안정적으로 얻어진다는 지견을 얻었다.

또, 이 용융염을 사용한 질화 처리는, 자동차 부품 등의 표층 경화를 위해 배치 처리에서 이용되고 있다. 그러나, 방향성 전기 강판은 그러한 부품들의 표층 경화와 비교하여 필요 질화량은 현저히 적으며, 또한 최적 질화량의 범위는 매우 좁기 때문에, 침지 시간을 고정밀도로 제어할 필요가 있다.

침지 시간의 정밀 제어로는 종래 배치 처리쪽이 유리하지만, 방향성 전기 강판의 경우, 질화 처리를 총 중량이 수 톤에서 수십 톤에 이르는 스트립에 대하여 연속적으로 실시할 필요가 있다. 또한, 스트립을 연속해서 통판시키는 경우에는, 스트립의 두께나 필요 질화량에 따라서 질화량을 변경시키거나, 통판 중에 통판 속도를 변경시킬 필요가 생기기 때문에, 그들에 대한 대응이 필요하게 된다.

발명자들은 이러한 용융염욕 처리를 연속적인 스트립의 처리에 활용하는 경우에 문제가 되는, 필요 침지 시간이나 통판 속도의 변화에 간편하면서 또한 적확하게 대응할 수 있는 방법으로는,

(3) 용융염욕의 내부에 설치하는 싱크 롤을 이동 가능하게 하여, 용융염욕 중에 있어서의 스트립의 이동 거리를 조정하는 방법이 유리하고,

(4) 또한, 용융염욕 중에서 질화를 실시하는 경우에는, 통전에 의해 질화량을 제어할 수 있으며, 더구나 이 통전을 이용하는 경우에는 질화에 걸리는 시간의 단축화를 꾀할 수 있다는 지견을 얻었다.

본 발명은 상기한 지견에 기초하여 완성된 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 냉간 압연 후, 2 차 재결정 어닐링 전의 단계에 있어서, 스트립을 용융염욕에 침지시킴으로써, 그 스트립에 대하여 연속적으로 질화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.

2. 상기 용융염욕의 내부에 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 싱크 롤을 설치하고, 이 싱크 롤을 이동시킴으로써, 스트립의 용융염욕 내에 있어서의 침지 시간을 조정 가능하게 하는 상기 1 에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.

3. 상기 스트립의 용융염욕 침지시에 있어서, 용융염욕의 온도를 400 ∼ 700 ℃, 침지 시간을 5 ∼ 1000 s 로 하는 상기 1 또는 2 에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.

4. 방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 냉간 압연 후, 2 차 재결정 어닐링 전의 단계에 있어서, 스트립을 전해질의 용융염욕에 침지시키면서, 그 스트립과 대극 (對極) 사이에 전압을 인가하여 전해 처리함으로써, 그 스트립에 대하여 연속적으로 질화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.

5. 상기 전해 처리에 있어서의 전류 밀도를 변경함으로써, 스트립에 대한 질화량을 조정하는 상기 4 에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.

6. 상기 스트립의 용융염욕 침지시에 있어서, 용융염욕의 온도를 300 ∼ 700 ℃, 침지 시간을 3 ∼ 300 s 로 하는 상기 4 또는 5 에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.

7. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을 실시하기 위한 장치로서, 용융염욕을 유지하는 용기와, 용융염욕을 가열하여 소정의 온도로 유지하기 위한 가열ㆍ온도 조정 장치와, 용융염욕 내를 통판하는 스트립을 지지하는 싱크 롤을 갖는 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

8. 상기 7 에 있어서, 용융염욕 내에 배치한 싱크 롤을 상하 이동 또는 수평 이동 가능하게 하여, 스트립의 용융염욕 내에 있어서의 침지 거리를 변경 가능하게 한 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

9. 상기 7 또는 8 에 있어서, 용융염욕 내에 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 싱크 롤을 복수개 배치하고, 각 싱크 롤을 이동시킴으로써 스트립의 용융염욕 내에 있어서의 침지 거리를 변경 가능하게 한 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

10. 상기 7 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 용융염욕 내에 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 싱크 롤을 복수개 배치함과 함께, 용융염욕 밖에도 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 디플렉터 롤을 복수개 배치하고, 스트립을 이들 싱크 롤과 디플렉터 롤 사이를 둘러 걸쳐지게 함으로써, 용융염욕 내에 있어서의 침지 거리를 변경 가능하게 한 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

11. 상기 4 내지 6 중 어느 하나에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을 실시하기 위한 장치로서, 용융염욕을 유지하는 용기와, 용융염욕을 가열하여 소정의 온도로 유지하기 위한 가열ㆍ온도 조정 장치와, 용융염욕 내를 통판하는 스트립을 지지하는 싱크 롤와, 용융염욕 내를 통판하는 스트립에 대하여 전압을 인가하기 위한 전극을 갖는 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

12. 상기 11 에 있어서, 상기 싱크 롤을, 스트립에 대하여 전압을 인가하는 전극을 겸한 전극 롤로 하고, 이것에 대향시켜 용융염욕 내에 대극을 형성한 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

13. 상기 11 에 있어서, 스트립에 대하여 전압을 인가하는 대극을, 용융염욕 내를 통판하는 스트립의 양측에 설치한 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

14. 상기 13 에 있어서, 스트립에 대한 급전 (給電) 을 용융염욕 밖에 설치한 전극 롤을 통하여 실시하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.

본 발명에 의하면, 질화 처리의 편차를 억제하여 전체 스트립 내에서 균일한 질화량을 안정적으로 확보할 수 있기 때문에, 우수한 자기 특성을 스트립의 전장ㆍ전폭에 걸쳐 안정적으로 얻을 수 있고, 또한 필요 침지 시간이나 통판 속도의 변화에 대해서도 간편하면서 또한 적확하게 대응할 수 있기 때문에, 그 산업적 이용 가치가 매우 크다.

또한, 특히 통전에 의해 질화량을 제어하는 경우에는, 생산 효율에 직접 영향을 주는 질화 시간의 단축도 가능하다.

도 1 은 제 1 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 일례 (싱크 롤 1 개) 를 나타낸 도면이다.
도 2 는 제 1 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 다른 예 (싱크 롤 3 개) 를 나타낸 도면이다.
도 3 은 제 1 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 다른 예 (싱크 롤 4 개) 를 나타낸 도면이다.
도 4 는 제 1 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 다른 예 (싱크 롤 2 개와 디플렉터 롤 2 개) 를 나타낸 도면이다.
도 5 는 제 2 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 일례 (싱크 롤이 반침지 롤) 을 나타낸 도면이다.
도 6 은 제 2 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 다른 예 (싱크 롤이 완전 침지 롤) 을 나타낸 도면이다.
도 7 은 제 2 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 다른 예 (용융염욕 밖에 전극 롤을 배치) 를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 발명에 있어서, 스트립을 용융염욕에 단순히 침지시켜 질화 처리를 실시하는 경우를 제 1 실시양태로 부르고, 또한 스트립을 용융염욕에 침지시키면서, 전해 처리를 행하여 질화 처리를 실시하는 경우를 제 2 실시양태로 부르기로 하고, 이하, 각 실시양태를 각각 개별적으로 설명한다.

제 1 실시양태

도 1 에, 제 1 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 일례를 나타낸다. 도면 중, 부호 1 은 용융염욕, 2 는 용융염욕 (1) 을 수용한 용기, 3 은 싱크 롤, 4 는 가열ㆍ온도 조정 장치, 그리고 5 가 스트립 (강판) 이다.

본 발명에 있어서, 용융염욕 (전해질의 용융염욕) 으로는 시안산염을 주성분으로 하는 염욕, 예를 들어 시안산알칼리와 시안화알칼리와 탄산알칼리의 혼합 염욕이나, 시안산알칼리와 시아누르산알칼리와 탄산알칼리의 혼합 염욕 등이 유리하게 적합하지만, 이것에만 한정되는 것은 아니고, 스트립에 대하여 질화가 가능한 염욕 (전해질의 염욕) 이라면 어느 것이나 사용 가능하다.

또한, 용기 (2) 내의 용융염욕 (1) 은, 가열ㆍ온도 조정 장치 (4) 에 의해서 원하는 온도로 가열ㆍ유지할 수 있다. 또, 도 1 에서는 가열ㆍ온도 조정 장치를 용기 (2) 의 외측 바닥부에 설치한 예를 나타내었지만, 그 설치 위치는 이 위치에 한정되는 것이 아니라, 용기 (2) 안팎의 적절한 위치에 필요한 수만큼 배치하면 된다.

그리고, 이러한 용융염욕 (1) 내에 싱크 롤 (3) 을 통해서 스트립 (5) 을 침지시킴으로써, 안정적인 통판 하에 스트립 (5) 의 표면에 대하여 질화를 실시하는 것이다.

여기에, 용융염욕의 온도는 400 ∼ 700 ℃ 정도, 또한 침지 시간은 5 ∼ 1000 s 정도로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 질화 처리에 의한 질화량은, 50 ppm 이상 3000 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이는, 질화량이 50 ppm 미만에서는, 그 효과를 충분히 얻을 수 없고, 한편 3000 ppm 을 초과하면 질화 규소 등의 석출량이 과다해져 2 차 재결정이 일어나기 어려워지기 때문이다. 바람직한 질화량은 150 ppm 이상 1000 ppm 이하의 범위이다.

또한 본 실시양태에서는, 용융염욕 (1) 내에 침지시켜 형성한 싱크 롤 (3) 을 적어도 상하 이동 또는 수평 이동 가능 (도 1 에서는 상하 이동) 하게 함으로써, 스트립 (5) 의 용융염욕 내에 있어서의 침지 거리, 나아가서는 침지 시간을 조정할 수 있다.

따라서, 통판 중에 통판 속도의 변경이 필요하게 된 경우에는, 싱크 롤을 적절히 상하 방향 또는 수평 방향으로 이동시켜 스트립의 침지 거리를 조정함으로써, 침지 시간을 일정하게 유지할 수 있고, 또한 스트립마다 침지 시간을 변경하는 것이 필요하게 된 경우에 있어서도 용이하게 대응이 가능하다.

또, 싱크 롤의 이동은 상하 방향 또는 수평 방향에 한정되는 것이 아니라, 비스듬한 방향 등 그 밖의 방향으로 이동시켜도 되는 것은 물론이다.

도 1 은 싱크 롤 (3) 을 용융염욕 (1) 내에 한 개 배치한 경우이지만, 이 싱크 롤 (3) 은, 도 2 나 도 3 에 나타내는 바와 같이 용융염욕 내에 복수개 배치할 수도 있고, 이러한 싱크 롤 (3) 을 욕 내에서 적절히 이동시킴으로써, 통판 속도를 변경시킬 필요가 생긴 경우에 있어서도 침지 시간을 일정하게 하는 것이 가능한 범위를 확대시킬 수 있어, 침지욕의 크기를 확대시키지 않고 적절한 대응이 가능해져, 러닝코스트의 억제가 가능해진다.

또한, 도 4 는, 용융염욕 내에 싱크 롤 (3) 을 배치함과 함께, 용융염욕 밖에 디플렉터 롤 (6) 을 배치한 경우로, 스트립 (5) 을 용융염욕 내의 싱크 롤 (3) 과 인접하는 용융염욕 밖의 디플렉터 롤 (6) 사이를 둘러 걸쳐지게 하는 것에 의해서도 침지 시간의 조정이 가능하다.

실제의 설비에서는, 필요한 침지 시간이나 그 조정량 등에 따라서 이들 수법을 적절히 선택하여 적용하면 된다.

제 2 실시양태

도 5 에, 제 2 실시양태의 실시에 사용하기에 바람직한 질화 처리 장치의 일례를 나타낸다. 도면 중, 부호 1 은 용융염욕, 2 는 용융염욕 (1) 을 수용한 용기, 3 은 싱크 롤, 4 는 가열ㆍ온도 조정 장치, 5 는 스트립 (강판), 그리고 7 이 대극이다.

이 예에서는 싱크 롤 (3) 을, 도시한 바와 같이 롤의 하반부분이 용융염욕 (1) 내에 침지된 반침지 롤 (3a) 로 하고 있다. 또한, 이 반침지 롤 (3a) 은, 스트립에 대하여 전압을 인가하는 전극을 겸한 전극 롤로서도 기능시킨다.

본 실시양태에 있어서도, 바람직한 용융염욕은 제 1 실시양태의 경우와 동일하다.

또한, 용기 (2) 내의 용융염욕 (1) 을 가열ㆍ온도 조정 장치 (4) 에 의해서 원하는 온도로 가열ㆍ유지하는 점에서도 제 1 실시양태의 경우와 동일하다.

그리고, 이러한 용융염욕 (1) 내에, 반침지 롤 (3a) 를 통해서 스트립 (5) 을 침지시키고, 그 사이에 반침지 롤 (3a) (전극 롤) 과 이 반침지 롤 (3a) 에 대향시켜 형성한 대극 사이에 전압을 인가하여 전해 처리를 실시함으로써, 안정적인 통판 하에 또한 단시간 내에 스트립 (5) 의 표면에 대하여 질화를 실시하는 것이다.

또, 도 5 에 나타낸 질화 처리 장치에서는, 스트립의 편면에밖에 질화 처리를 실시할 수 없기 때문에, 스트립의 양면에 질화를 실시하는 경우에는, 또 한 쌍의 질화 처리 장치가 필요하게 된다.

여기서, 용융염욕의 온도는 300 ∼ 700 ℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 400 ∼ 600 ℃ 의 범위이다. 또한, 침지 시간은 3 ∼ 300 s 정도로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 3 ∼ 100 s 의 범위이다. 질화시에 있어서, 침지 처리뿐만 아니라 전해 처리도 병용하는 본 발명에서는, 이러한 전해 처리를 실시하지 않은 경우와 비교하여 질화 시간을 1/2 정도까지 단축시키는 것이 가능하다.

또한, 상기한 질화 처리에 의한 질화량을 50 ppm 이상 3000 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다는 것은, 제 1 실시양태에 있어서 설명한 경우와 동일하다.

그리고 본 실시양태에서는, 통판 중에 통판 속도의 변경이 필요해진 경우나 스트립마다 질화량을 변경하는 것이 필요해진 경우에는 인가 전압, 즉 전류 밀도를 변경함으로써 간편하면서 또한 신속한 대응이 가능하다.

여기에, 상기한 필요 질화량을 얻기 위해서는, 통전시에 있어서의 전류 밀도는 1 ∼ 20 A/dm² 정도로 하는 것이 바람직하고, 이 범위 내에서 전극 수명이나 질화 효율 등을 감안하여 적절히 전류 밀도를 조정하면 된다.

도 5 는 싱크 롤 (3) 을 반침지 롤 (3a) 로 한 경우 이지만, 도 6 은 이 싱크 롤 (3) 을 완전 침지 롤 (3b) 로 하고, 이 완전 침지 롤 (3b) 을 통해서 용융염욕 내에 도입ㆍ배출되는 스트립 (5) 에 대하여 그 양측에 전압을 인가하는 대극 (7) 을 형성하여, 스트립 (5) 의 양면에 전해 처리에 의한 질화를 실시하는 경우이다. 또, 이 예에서도 완전 침지 롤 (3b) 이 전극 롤을 겸하고 있다.

이 경우에는, 스트립 (5) 의 양측에 대극 (7) 이 배치되어 있어, 스트립의 양면을 한번에 균일하게 처리할 수 있기 때문에, 보다 단시간에 의한 질화가 가능해진다.

또한, 도 7 은, 스트립 (5) 에 대한 급전을 용융염욕 밖에 설치한 전극 롤 (8) 로부터 실시하도록 한 것이다. 이 통전 방식에 의하면, 용융염욕 (1) 내에서의 전극 롤 (8) - 스트립 (5) 사이의 통전 상태 안정화 등을 고려할 필요가 없어지므로, 침지된 전극 롤을 사용하는 경우와 비교하여 관리가 용이해지고, 또한 비용의 저감도 가능해진다.

또, 상기한 예에서는, 스트립에 대하여 질화 처리를 실시하는 경우에 관련해서 주로 설명하였지만, 본 발명의 처리 방법 및 처리 장치는 질화 처리뿐만 아니라, 침탄ㆍ질화 처리나 침황ㆍ질화 처리를 실시하는 경우에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 장치는, 질화 처리 등을 연속적으로 실시하는 독립된 설비로 해도 되지만, 다른 처리를 실시하는 공정 라인에 설치해도 되고, 연속 라인이라면 효율면을 포함하여 최적의 장소에 설치하고 있으면 된다.

그리고, 본 발명에 있어서 피처리재인 스트립에 관해서는 특별히 제한은 없으며, 방향성 전기 강 스트립이면, 종래부터 공지된 스트립 중 어느 것이나 적합하다.

또한, 본 발명에서는 방향성 전기 강 스트립의 제조 공정 중, 용융염욕을 사용한 질화 처리 공정 이외의 공정에 관해서는 특별히 제한은 없고, 종래부터 공지된 제조 공정을 어느 것이나 적용할 수 있다.

실시예

실시예 1 (제 1 실시양태)

Si 를 3.3 질량％ 함유하는 방향성 전기 강판용 연속 주조 슬래브를, 슬래브 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.5 ㎜ 의 열연판으로 하고, 이어서 열연판 어닐링 후, 냉간 압연에 의해 판두께 : 0.22 ㎜ 의 최종 판두께로 하고, 이어서 1 차 재결정 어닐링을 실시한 스트립에 대하여, 표 1 에 나타내는 조건으로 용융염욕을 사용한 질화 처리를 실시하였다.

이렇게 해서 얻어진 질화 처리 후의 스트립의 표리면 각각에 대해 질화량을 측정하여, 표리면에 있어서의 질화량의 차를 조사하였다. 또, 질화량의 측정은, 50 ㎜ × 30 ㎜ 의 질화량 측정용 샘플을 잘라내어, 측정면의 반대측을 판두께 중앙부까지 연삭ㆍ연마한 후, 화학 분석에 의해 실시하였다.

얻어진 결과를 표 1 에 병기한다.

동 표에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라서 용융염욕을 사용하여 질화 처리를 실시한 경우에는, 표리면에서의 질화량의 차가 7 ％ 미만으로 매우 작고, 이로써 질화량의 편차가 작은 스트립이 안정적으로 얻어지는 것을 알 수 있다.

실시예 2 (제 2 실시양태)

Si 를 3.3 질량％ 함유하는 방향성 전기 강판용의 연속 주조 슬래브를, 슬래브 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.5 ㎜ 의 열연판으로 하고, 이어서 열연판 어닐링 후, 냉간 압연에 의해 판두께 : 0.22 ㎜ 의 최종 판두께로 하고, 이어서 1 차 재결정 어닐링을 실시한 스트립에 대하여, 표 2 에 나타내는 조건으로 용융염욕을 사용한 전해 처리에 의한 질화를 실시하였다.

얻어진 결과를 표 2 에 병기한다.

1 : 용융염욕
2 : 용기
3 : 싱크 롤
4 : 가열ㆍ온도 조정 장치
5 : 스트립 (강판)
6 : 디플렉터 롤
7 : 대극
8 : 전극 롤

Claims

방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 냉간 압연 후, 2 차 재결정 어닐링 전의 단계에 있어서, 스트립을 용융염욕에 침지시킴으로써, 그 스트립에 대하여 연속적으로 질화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법으로서,
상기 용융염욕의 내부에 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 싱크 롤을 복수개 설치하고, 이 싱크 롤을 이동시킴으로써, 스트립의 용융염욕 내에 있어서의 침지 시간을 조정하는, 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 스트립의 용융염욕 침지시에 있어서, 용융염욕의 온도를 400 ∼ 700 ℃, 침지 시간을 5 ∼ 1000 s 로 하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.
방향성 전기 강판의 제조 공정 중, 냉간 압연 후, 2 차 재결정 어닐링 전의 단계에 있어서, 스트립을 전해질의 용융염욕에 침지시키면서, 그 스트립과 대극 사이에 전압을 인가하여 전해 처리함으로써, 그 스트립에 대하여 연속적으로 질화 처리를 실시하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법으로서,
상기 스트립은, 하반 부분이 상기 용융염욕에 침지된 반침지 롤을 통해서 그 용융염욕에 침지되고,
상기 대극은, 상기 반침지 롤에 대향하여 형성되어 있고,
상기 전압의 인가는, 상기 반침지 롤과 상기 대극 사이에서 실시되는, 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 전해 처리에 있어서의 전류 밀도를 변경함으로써, 스트립에 대한 질화량을 조정하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 스트립의 용융염욕 침지시에 있어서, 용융염욕의 온도를 300 ∼ 700 ℃, 침지 시간을 3 ∼ 300 s 로 하는 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을 실시하기 위한 장치로서, 용융염욕을 유지하는 용기와, 용융염욕을 가열하여 소정의 온도로 유지하기 위한 가열ㆍ온도 조정 장치와, 용융염욕 내를 통판하는 스트립을 지지하는 싱크 롤을 갖는 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치로서,
상기 용융염욕 내에 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 싱크 롤을 복수개 설치하고, 각 싱크 롤을 이동시킴으로써 스트립의 용융염욕 내에 있어서의 침지 거리를 변경 가능하게 한, 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.
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제 7 항에 있어서,
용융염욕 내에 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 싱크 롤을 복수개 배치함과 함께, 용융염욕 밖에도 상하 이동 또는 수평 이동이 가능한 디플렉터 롤을 복수개 배치하고, 스트립을 이들 싱크 롤과 디플렉터 롤 사이를 둘러 걸쳐지게 함으로써, 용융염욕 내에 있어서의 침지 거리를 변경 가능하게 한 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을 실시하기 위한 장치로서, 용융염욕을 유지하는 용기와, 용융염욕을 가열하여 소정의 온도로 유지하기 위한 가열ㆍ온도 조정 장치와, 용융염욕 내를 통판하는 스트립을 지지하는 반침지 롤과, 용융염욕 내를 통판하는 스트립에 대하여 전압을 인가하기 위한 대극을 갖고,
상기 반침지 롤은, 상기 스트립에 대하여 전압을 인가하는 전극 롤을 겸하고 있고,
상기 대극은, 상기 반침지 롤에 대향하여 형성되어 있는, 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.
제 6 항에 기재된 방향성 전기 강판의 질화 처리 방법을 실시하기 위한 장치로서, 용융염욕을 유지하는 용기와, 용융염욕을 가열하여 소정의 온도로 유지하기 위한 가열ㆍ온도 조정 장치와, 용융염욕 내를 통판하는 스트립을 지지하는 반침지 롤과, 용융염욕 내를 통판하는 스트립에 대하여 전압을 인가하기 위한 대극을 갖고,
상기 반침지 롤은, 상기 스트립에 대하여 전압을 인가하는 전극 롤을 겸하고 있고,
상기 대극은, 상기 반침지 롤에 대향하여 형성되어 있는, 방향성 전기 강판의 질화 처리 장치.
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