JP4105780B2 - 方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、方向性電磁鋼板の製造過程における脱炭焼鈍工程での加熱時のオーバーシュートや加熱未達がなく、的確に昇温させる脱炭焼鈍方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性電磁鋼板は、圧延方向に (110)[001] 方位を有する結晶粒（ゴス方位粒）により構成される、通常４．５％以下のＳｉを含有する、板厚０．１０〜０．３５ｍｍの鋼板で、主にトランス用鉄心に使用される。
この目的のために、最近では前記方向性電磁鋼板の製造に際し、従来の１３５０℃以上の高温スラブ加熱をベースとした製造方法に替わり、特開平３−１２２２２７号公報に示されるような普通鋼レベルのスラブ加熱、即ち１２８０℃以下の温度によるスラブ加熱をベースとし、かつインヒビターであるＡｌＮ、（Ａｌ・Ｓｉ）Ｎ等の微細分散析出物を脱炭焼鈍後に行う窒化処理工程で造り込む方向性電磁鋼板の製造方法が開発されている。
【０００３】
しかしながら、上記１２８０℃以下の温度によるスラブ加熱をベースとした技術においては、脱炭焼鈍（一次再結晶焼鈍）の良否が以後の窒化処理および最終仕上焼鈍工程におけるグラス皮膜生成および二次再結晶の良否を左右する重要なキーを握る工程になることから従来からこの脱炭焼鈍工程、特に加熱工程について数多くの改善提案がなされてきた。
【０００４】
通常、この技術分野においては脱炭焼鈍の加熱帯には加熱能力の大きいガス加熱によるラジアントチューブによるガス加熱方式と均熱帯にはエレメントヒーター方式による加熱方式が採用されている。しかしながら、このラジアントチューブによるガス加熱は前述したように加熱能力が大きい反面、加熱温度のバラツキが発生し時として均熱温度への到達が遅れるという難点を有している。前記した均熱温度への到達遅れが発生すると、その分だけ脱炭にかける時間が少なくなり、脱炭性が悪くなるという問題が生じる。これに対応するために、最近では特開平１−２９０７１６号公報および特開平６−１２８６４６号公報に開示されているように二次再結晶粒径を微細化し、最終的な磁気特性を改善する目的から電磁誘導加熱、抵抗加熱、直接エネルギー加熱手段による１００℃／ｓｅｃ以上の超急速加熱技術や、直接通電加熱手段により５０℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で目標到達温度と昇温速度との関係をバランスさせた加熱技術等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した脱炭焼鈍工程において急速加熱によるオーバーシュートが起こると、極く短時間でも目標とする均熱温度を超えると早期段階で生成した酸化層が脱炭を阻害するために脱炭性が劣化するという問題がある。特に、前述した加熱帯において投入熱量の大きいガス加熱方式や、通電加熱方式等の急速加熱方式では、複雑な工程と高度な技術を要求される方向性電磁鋼板において広範囲の処理量変更を要求される設備において、少ない投入熱量が必要な場合には、前述した設備では高精度の加熱制御が困難である。
【０００６】
特に、方向性電磁鋼板の製造ラインでは、広い範囲で様々な板厚および板幅の製品を一つの炉で脱炭焼鈍する場合には、広範囲にわたる投入熱量において高精度な加熱制御が必要となる。このことは、脱炭焼鈍の加熱段階から均熱段階に移行する際に顕著に現れ、前述のガス加熱方式では燃焼バーナーの安定燃焼範囲を超えて煤詰まり等が生じて不安定燃焼となる可能性があり、前記移行領域での昇温安定性が要求される方向性電磁鋼板の製造の場合には余裕ある出力で操業することで品質の安定化を図る必要がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するために方向性電磁鋼板の製造過程における脱炭焼鈍工程での加熱時のオーバーシュートや加熱未達がなく、的確に昇温させる脱炭焼鈍方法とその装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、最終板厚に冷延されたＳｉ≦４．５％以下を含有する方向性電磁鋼板用ストリップを脱炭焼鈍するに際し、前記ストリップの加熱段階における鋼板温度が６００〜８００℃にある間に目標とする加熱推移に対する温度偏差を±１５℃以内に制御し、かつ前記ストリップの加熱段階における鋼板温度が５５０〜６５０℃までの加熱帯の前段をラジアントチューブによるガス加熱方式で加熱し、次いで前記温度以上で均熱温度到達までの加熱帯の後段をチューブ状ヒーターによる電気加熱方式で加熱し、均熱段階ではエレメントヒーターによる均熱を行うことを特徴とする方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍方法である。
【０００９】
また、上記脱炭焼鈍方法を実現するために、最終板厚に冷延されたＳｉ≦４．５％以下を含有する方向性電磁鋼板用ストリップの脱炭焼鈍装置において，加熱手段は加熱帯の前段がラジアントチューブによるガス加熱方式と加熱帯の後段がチューブ状ヒーターによる電気加熱方式の組み合わせ手段とエレメントヒーターによる均熱手段とで構成されたことを特徴とする方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に脱炭焼鈍炉において従来の１０本のラジアントチューブによるガス加熱方式による加熱帯のゾーン毎（便宜的に７ゾーンに分割して示す。）のバーナー容量と安定燃焼範囲を模式的に示した図である。この図１において、１〜４ゾーンまでの各バーナー容量は１２．０万ｋｃａｌ／Ｈｒを有し、５〜６ゾーンのバーナー容量は８．０万ｋｃａｌ／Ｈｒ、７ゾーンのバーナー容量は６．０万ｋｃａｌ／Ｈｒで操業した。前記態様において、１〜５ゾーンまではいずれも安定燃焼範囲内にあり目標加熱条件を満足しているが、６〜７ゾーンにおいては安定燃焼範囲を越えているため煤詰まりを生じて不安定燃焼状態が発生した。前記６〜７ゾーンは丁度均熱帯への移行区域に相当する区域であり、この移行区域を如何に厳密に温度管理するかが脱炭性牽いてはグラス皮膜の良否を決定する鍵となる。そこで、この移行区域の加熱を従来のラジアントチューブによるガス加熱方式に替えて、巾広く、しかも厳密な温度管理が可能な電気制御であるチューブ状ヒーターによる電気加熱方式にすることで脱炭性を損なうことなく脱炭焼鈍が可能になったものである。
【００１１】
図２に、図１に基づく昇温カーブを示す。図２において、脱炭焼鈍サイクルの目標昇温カーブを実線で示してあるが、従来のラジアントチューブによるガス加熱方式における加熱操業の場合には、６００℃近傍から時間の経過と共に目標昇温カーブから外れ、＋側（目標昇温カーブより高く外れる。一点鎖線カーブ）に変動した場合には前述したように酸化膜が先行して脱炭性が悪化し、一方、−側（目標昇温カーブより低く外れる。一点鎖線カーブ）に変動した場合には有効均熱時間が短くなり脱炭性が悪化するという現象が起きる。特に、この傾向は６００℃〜８００℃の加熱帯から均熱帯への移行区域で起こる傾向が強い。従って、この温度区域を本発明に従って温度変動が少なく、かつ厳密な昇温カーブがとれる加熱手段で、最大でも目標昇温カーブに対し±１５℃以内の温度範囲（点線カーブ）で加熱することにより脱炭性を許容範囲内に収めることができる。
【００１２】
表１に本発明による方法と従来のラジアントチューブによるガス加熱方式による方法での脱炭性についての評価結果を示した。なお、表１に示したデータはコイル１００本についての実績データである。
【００１３】
【表１】

【００１４】
また、本発明方法を実施するに当たっては、脱炭焼鈍装置内の加熱帯の手段の配列において装置長の約３／４をラジアントチューブによるガス加熱手段とし、加熱帯後半、ほぼ残り１／４の部位をチューブ状ヒーターによる電気加熱手段とで構成することにより達成させる。なお、前記ラジアントチューブによるガス加熱手段およびチューブ状ヒーターによる電気加熱手段は、何ら特別の仕様である必要はなく市販の設備仕様で十分対応可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、脱炭焼鈍の加熱帯後半の昇温推移を規定することで加熱のオーバーシュートやアンダーシュートが解消され、安定した脱炭焼鈍が可能であると共に、脱炭焼鈍の加熱帯後半の加熱方法を発熱密度の大きい、発熱抵抗体を密に配置したチューブ状ヒーターを用いることで処理能力の大きい炉にもかかわらず広範囲の鋼板サイズ変更に対しても柔軟な対応ができ、しかも安定した加熱昇温カーブを採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の脱炭焼鈍装置内における加熱手段の配置を示す模式図である。
【図２】脱炭焼鈍装置における目標昇温カーブ、従来方法のカーブおよび本発明カーブを示す図である。

Claims (2)

1. 最終板厚に冷延されたＳｉ≦４．５％以下を含有する方向性電磁鋼板用ストリップを脱炭焼鈍するに際し、前記ストリップの加熱段階における鋼板温度が６００〜８００℃にある間に目標とする加熱推移に対する温度偏差を±１５℃以内に制御し、かつ前記ストリップの加熱段階における鋼板温度が５５０〜６５０℃までの加熱帯の前段をラジアントチューブによるガス加熱方式で加熱し、次いで前記温度以上で均熱温度到達までの加熱帯の後段をチューブ状ヒーターによる電気加熱方式で加熱し、均熱段階ではエレメントヒーターによる均熱を行うことを特徴とする方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍方法。
2. 最終板厚に冷延されたＳｉ≦４．５％以下を含有する方向性電磁鋼板用ストリップの脱炭焼鈍装置において，加熱手段は加熱帯の前段がラジアントチューブによるガス加熱方式と加熱帯の後段がチューブ状ヒーターによる電気加熱方式の組み合わせ手段とエレメントヒーターによる均熱手段とで構成されたことを特徴とする方向性電磁鋼板の脱炭焼鈍装置。

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