JPH01290718A - 熱処理温度の制御方法 - Google Patents
熱処理温度の制御方法Info
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- JPH01290718A JPH01290718A JP11713388A JP11713388A JPH01290718A JP H01290718 A JPH01290718 A JP H01290718A JP 11713388 A JP11713388 A JP 11713388A JP 11713388 A JP11713388 A JP 11713388A JP H01290718 A JPH01290718 A JP H01290718A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/62—Continuous furnaces for strip or wire with direct resistance heating
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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。
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〕
本発明はケイ素鋼帯などの鋼帯の熱処理方法に係り、特
にケイ素鋼の薄板からなるケイ素鋼帯を、高速で加熱昇
温しで高温に保持し、しかも熱処理温度を極めて正確に
制御することのできるケイ素鋼帯の磁気特性改善のため
の熱処理方法に関する。
にケイ素鋼の薄板からなるケイ素鋼帯を、高速で加熱昇
温しで高温に保持し、しかも熱処理温度を極めて正確に
制御することのできるケイ素鋼帯の磁気特性改善のため
の熱処理方法に関する。
従来、被熱処理材として、例えばケイ素鋼帯に、その両
端から直接通電し、ケイ素鋼帯自身を発熱体として、高
速昇温で高温に加熱保持して冷却する熱処理を施し、磁
気特性の改善をはかるケイ素鋼帯の熱処理方法において
、従来はケイ素鋼帯の温度制御のための温度検出には、
通常熱電対による検出手段が用いられていた。すなわち
、被熱処理材であるケイ素鋼帯の表面に熱電対を接触さ
せ、被熱処理材の温度を検出して、被熱処理材に対する
通ＴＩｔ電力を増減することにより温度制御を行ってい
た。
端から直接通電し、ケイ素鋼帯自身を発熱体として、高
速昇温で高温に加熱保持して冷却する熱処理を施し、磁
気特性の改善をはかるケイ素鋼帯の熱処理方法において
、従来はケイ素鋼帯の温度制御のための温度検出には、
通常熱電対による検出手段が用いられていた。すなわち
、被熱処理材であるケイ素鋼帯の表面に熱電対を接触さ
せ、被熱処理材の温度を検出して、被熱処理材に対する
通ＴＩｔ電力を増減することにより温度制御を行ってい
た。
本発明者らは、先に、方向性の優れた、鉄損の低いケイ
素鋼帯を得るために種々検討した結果、方向性ケイ素鋼
帯を冷間圧延したのち、昇温速度を１．５〜ｂ で昇温し、その後１０００〜１４００℃の高温で３時間
以上保持することにより、良好な磁気特性が得られるこ
とを見出し、特願昭６２−３２７０号において発明を提
案した。
素鋼帯を得るために種々検討した結果、方向性ケイ素鋼
帯を冷間圧延したのち、昇温速度を１．５〜ｂ で昇温し、その後１０００〜１４００℃の高温で３時間
以上保持することにより、良好な磁気特性が得られるこ
とを見出し、特願昭６２−３２７０号において発明を提
案した。
しかしながら、従来の熱処理方法、あるいは本発明者ら
による上記先願発明においては、熱処理温度を制御する
温度検出手段として熱電対を使用していたため１次に示
すような欠点があった。
による上記先願発明においては、熱処理温度を制御する
温度検出手段として熱電対を使用していたため１次に示
すような欠点があった。
（１）熱伝導により温度検出に遅れが生じ、高速な温度
変化に対して温度制御の追随性が極めて悪い。
変化に対して温度制御の追随性が極めて悪い。
（２）局部的な温度検出であるため、被熱処理材の全体
的な平均温度のコントロールが難しい。
的な平均温度のコントロールが難しい。
（３） １２００℃以上の高温加熱の場合には、熱電対
の消耗が激しく経時劣化を起こすと共に、使用される熱
電対、例えば白金−白金ロジウム素線は高価格である。
の消耗が激しく経時劣化を起こすと共に、使用される熱
電対、例えば白金−白金ロジウム素線は高価格である。
本発明の目的は、上記従来技術における熱処理方法にお
いて熱電対を熱処理温度の検知手段とする欠点を解消し
、高価な熱雷対を使用することなく、高速加熱を行って
も温度検出に時間遅れの生じない、極めて正確に被熱処
理材の加熱温度を制御することのできるケイ素鋼帯など
の鋼帯の直接通電加熱法による熱処理温度の制御方法を
提供することにある。
いて熱電対を熱処理温度の検知手段とする欠点を解消し
、高価な熱雷対を使用することなく、高速加熱を行って
も温度検出に時間遅れの生じない、極めて正確に被熱処
理材の加熱温度を制御することのできるケイ素鋼帯など
の鋼帯の直接通電加熱法による熱処理温度の制御方法を
提供することにある。
上記本発明の目的は、被熱処理材である鋼帯を、該鋼帯
の両端部から直接通電して上記鋼帯自身の抵抗熱により
高速に加熱昇温し、高温に保持したあと冷却して鋼帯の
熱処理を行う熱処理温度の制御方法において、上記鋼帯
に施す設定の熱処理温度を鋼帯の比抵抗値に換算したも
のを温度基準となし、上記鋼帯の熱処理過程における比
抵抗値を計測して上記温度基準とした比抵抗値との差を
求め、該比抵抗値の差に応じて上記鋼帯に加える電力を
増減して鋼帯の温度制御を行うことにより、達成される
。
の両端部から直接通電して上記鋼帯自身の抵抗熱により
高速に加熱昇温し、高温に保持したあと冷却して鋼帯の
熱処理を行う熱処理温度の制御方法において、上記鋼帯
に施す設定の熱処理温度を鋼帯の比抵抗値に換算したも
のを温度基準となし、上記鋼帯の熱処理過程における比
抵抗値を計測して上記温度基準とした比抵抗値との差を
求め、該比抵抗値の差に応じて上記鋼帯に加える電力を
増減して鋼帯の温度制御を行うことにより、達成される
。
上記本発明の熱処理温度の制御方法を、例えばケイ素鋼
帯の磁気特性の改善に適用する場合には、上記ケイ素鋼
帯を非酸化性の雰囲気中で、１．５〜ｂ １４００℃の高温で、３時間以上保持したあと所定の速
度で冷却することにより、達成される。
帯の磁気特性の改善に適用する場合には、上記ケイ素鋼
帯を非酸化性の雰囲気中で、１．５〜ｂ １４００℃の高温で、３時間以上保持したあと所定の速
度で冷却することにより、達成される。
例えば、ケイ素鋼の比抵抗は第２図に示すように、温度
によって直線的に変化する。ここで、比抵抗には、 Ｒ＝に−・・・・・・（１） で定義される値であって、図に示すごとく、温度に比例
して増加し、 Ｋ＝に０（１＋αｔ） ・・・・・（２）で示さ
れる。ここで、Ｒは抵抗（Ω）、Ｋはｔ’Ｃにおける比
抵抗（Ω・ｍ）、Ｑは材料の長さ（ｍ）。
によって直線的に変化する。ここで、比抵抗には、 Ｒ＝に−・・・・・・（１） で定義される値であって、図に示すごとく、温度に比例
して増加し、 Ｋ＝に０（１＋αｔ） ・・・・・（２）で示さ
れる。ここで、Ｒは抵抗（Ω）、Ｋはｔ’Ｃにおける比
抵抗（Ω・ｍ）、Ｑは材料の長さ（ｍ）。
Ａは材料の断面積（ｍ ２） ＊ Ｋｏは０℃における
比抵抗（Ω・ｍ ） Ｆ αは温度係数を表す。
比抵抗（Ω・ｍ ） Ｆ αは温度係数を表す。
したがって、通電する電流および電圧値より、材料の平
均温度における抵抗および比抵抗を算出することができ
、これを温度に換算することにより時間遅れのない被熱
処理材の温度制御を行うことができる。
均温度における抵抗および比抵抗を算出することができ
、これを温度に換算することにより時間遅れのない被熱
処理材の温度制御を行うことができる。
以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、本発明の熱処理温度制御方法を実施するため
の温度制御ブロック図である。図において、被熱処理材
である冷間圧延後のケイ素鋼帯１は、ボルト１５で通電
端子２，３に接続される。通電端子２，３には１通電ケ
ーブル４，５により交流電源１４から電流が、電力制御
部１３を経由して供給される。また通電端子２，３には
、電圧測定ケーブル６．７が接続され、その他端に電圧
計８が接続されている。また、通電ケーブル５の途中に
は、電流計９が接続される。電圧計８および電流計９の
信号は、比抵抗演算部１０へ接続され、温度演算部１１
、温度時間プログラム部１２を通り、電力制御部１３に
送られる。
の温度制御ブロック図である。図において、被熱処理材
である冷間圧延後のケイ素鋼帯１は、ボルト１５で通電
端子２，３に接続される。通電端子２，３には１通電ケ
ーブル４，５により交流電源１４から電流が、電力制御
部１３を経由して供給される。また通電端子２，３には
、電圧測定ケーブル６．７が接続され、その他端に電圧
計８が接続されている。また、通電ケーブル５の途中に
は、電流計９が接続される。電圧計８および電流計９の
信号は、比抵抗演算部１０へ接続され、温度演算部１１
、温度時間プログラム部１２を通り、電力制御部１３に
送られる。
以上の構成による直接通電加熱方式において交流電源１
４からの電流は、電力制御部１３で電力を増減させなが
ら、通電端子２，３を通り、ケイ素鋼帯１に供給される
。ケイ素鋼帯１は通電により、ジュール熱を発生し、自
らの発熱によって温度が上昇する。その時の電流および
電圧値が、電流計９および電圧計８によって計測され、
比抵抗演算部１０へ送られることにより、次に示される
（３）式およびあらかじめ入力された断面積Ａ、長さＱ
と、上述の（１）式から比抵抗Ｋが演算される。
４からの電流は、電力制御部１３で電力を増減させなが
ら、通電端子２，３を通り、ケイ素鋼帯１に供給される
。ケイ素鋼帯１は通電により、ジュール熱を発生し、自
らの発熱によって温度が上昇する。その時の電流および
電圧値が、電流計９および電圧計８によって計測され、
比抵抗演算部１０へ送られることにより、次に示される
（３）式およびあらかじめ入力された断面積Ａ、長さＱ
と、上述の（１）式から比抵抗Ｋが演算される。
Ｒ＝Ｅ／Ｉ ・・・・・・（３）ここで
、Ｅは電圧（Ｖ）、Ｉは電流（Ａ）、Ｒは被熱処理材の
抵抗（Ω）である。
、Ｅは電圧（Ｖ）、Ｉは電流（Ａ）、Ｒは被熱処理材の
抵抗（Ω）である。
次に、この比抵抗には温度演算部１１に送られ、上述の
（２）式により温度ｔが計算される。この温度あるいは
比抵抗が温度時間プログラム部１２において、設定値と
の偏差に応じて供給電力の増減信号を発し、電力制御部
１３において、電力を増減し被熱処理材の温度を制御す
る。
（２）式により温度ｔが計算される。この温度あるいは
比抵抗が温度時間プログラム部１２において、設定値と
の偏差に応じて供給電力の増減信号を発し、電力制御部
１３において、電力を増減し被熱処理材の温度を制御す
る。
次に、本実施例について図面を参照しながら。
さらに詳細に説明する。第３図は、本発明の実施例にお
いて用いた直接通電加熱方式の熱処理炉の断面構造を示
し、第４図は第３図の熱処理炉のＩ−Ｉ断面図を示す。
いて用いた直接通電加熱方式の熱処理炉の断面構造を示
し、第４図は第３図の熱処理炉のＩ−Ｉ断面図を示す。
なお、第５図に、熱処理温度−時間設定プログラム曲線
に対する実際の熱処理温度−時間曲線を示す。
に対する実際の熱処理温度−時間曲線を示す。
コイル状に巻かれた被熱処理材である冷間圧延後のケイ
素鋼帯１は、帯状の断熱性絶縁体１８を、その隙間に巻
き込んだ状態で、耐熱性の断熱材よりなる台２５上に配
置され、その両端はそれぞれ通電端子２，３に接続され
る。断熱性絶縁体１８は、帯状アルミナファイバを使用
した。これらは、釣鐘形状の炉蓋１７および炉床２６に
よって構成されている熱処理炉１６中に収容される。通
電端子２，３は絶縁シール材２１により、それぞれ炉床
２６と電気的に絶縁される。絶縁シール材２１は気密材
としての役割も果たす。
素鋼帯１は、帯状の断熱性絶縁体１８を、その隙間に巻
き込んだ状態で、耐熱性の断熱材よりなる台２５上に配
置され、その両端はそれぞれ通電端子２，３に接続され
る。断熱性絶縁体１８は、帯状アルミナファイバを使用
した。これらは、釣鐘形状の炉蓋１７および炉床２６に
よって構成されている熱処理炉１６中に収容される。通
電端子２，３は絶縁シール材２１により、それぞれ炉床
２６と電気的に絶縁される。絶縁シール材２１は気密材
としての役割も果たす。
熱処理炉１６のフランジ１９の気密はＯリングパツキン
２０により保持される。そして、ガス供給バルブ２２、
ガス排出バルブ２３が設けられていて、それぞれガスの
供給および排出が行われる。
２０により保持される。そして、ガス供給バルブ２２、
ガス排出バルブ２３が設けられていて、それぞれガスの
供給および排出が行われる。
被熱処理材としては、厚さ０．３０ｍｍの市販の方向性
ケイ素鋼帯を０．１１ＩＩＩ１１の厚さに冷間圧延して
、幅５０ｍｍ 、長さ５ｍのものを１幅１００ｎｕ＋＋
、厚さ３ｍｍの帯状のアルミナファイバで挟み、コイル
状に巻いて、その両端を通電端子２，３に接続して熱処
理炉１６内に収納した。炉内の雰囲気としては、Ｈ２ガ
スをガス供給バルブ２２より１０ Ｑ ／ ｍｉｎ供給
し、ガス排出バルブ２３より熱処理炉１６外に排出した
。
ケイ素鋼帯を０．１１ＩＩＩ１１の厚さに冷間圧延して
、幅５０ｍｍ 、長さ５ｍのものを１幅１００ｎｕ＋＋
、厚さ３ｍｍの帯状のアルミナファイバで挟み、コイル
状に巻いて、その両端を通電端子２，３に接続して熱処
理炉１６内に収納した。炉内の雰囲気としては、Ｈ２ガ
スをガス供給バルブ２２より１０ Ｑ ／ ｍｉｎ供給
し、ガス排出バルブ２３より熱処理炉１６外に排出した
。
これらの条件の下で被熱処理材は、第１図に示した温度
制御回路により、第５図の曲線Ａに示す熱処理温度−時
間設定プログラム曲線に基づいて。
制御回路により、第５図の曲線Ａに示す熱処理温度−時
間設定プログラム曲線に基づいて。
昇温速度ｌＯ℃／Ｓで１２００℃まで昇温し、その温度
で７時間保持した。その結果、第５図の曲ａＢに示すご
とく、時間遅れに起因するオーバシュートも少なく、極
めて良好な熱処理温度制御を行うことができた。
で７時間保持した。その結果、第５図の曲ａＢに示すご
とく、時間遅れに起因するオーバシュートも少なく、極
めて良好な熱処理温度制御を行うことができた。
以上詳細に説明したごとく、本発明における被熱処理材
の熱処理温度の制御方法によれば、従来の熱雷対を用い
た場合のような熱伝導による温度計測の時間遅れがなく
、即座に被熱処理材の温度検出が可能で、これにより高
速昇温（例えば、３°Ｃ／ ｓ以上）に対し、全く遅れ
のない温度制御が可能となり、直接通電加熱による熱処
理炉において、例えば、磁気特性にすぐれたケイ素鋼帯
を極めて容易に生産性よく製造することができる。
の熱処理温度の制御方法によれば、従来の熱雷対を用い
た場合のような熱伝導による温度計測の時間遅れがなく
、即座に被熱処理材の温度検出が可能で、これにより高
速昇温（例えば、３°Ｃ／ ｓ以上）に対し、全く遅れ
のない温度制御が可能となり、直接通電加熱による熱処
理炉において、例えば、磁気特性にすぐれたケイ素鋼帯
を極めて容易に生産性よく製造することができる。
第１図は本発明の実施例において例示した温度制御ブロ
ック図、第２図はケイ素鋼の比抵抗と温度の関係を示す
グラフ、第３図は本発明の実施例において用いた直接通
電加熱方式の熱処理炉の断面構造を示す模式図、第４図
は第３図に示す熱処理炉のＩ−Ｉ断面図、第５図は本発
明の実施例における熱処理温度−時間設定プログラム曲
線と、実際の熱処理温度−時間曲線を示す図である。 １・・ケイ素鋼帯 ２．３・・・通電端子 ４．５・・・通電ケーブル ６．７・・・電圧測定ケーブル ８・・・電圧計 ９・・・電流計１０・・・比
抵抗演算部 １１・・・温度演算部１２・・・温度時
間プログラム部 １３・・・電力制御部 １４・・・交流電源１５・
・・ボルト １６・・・熱処理炉１７・・・炉
蓋 １８・・断熱性絶縁体１９・・・フラン
ジ ２０・・・Ｏリングパツキン２１・・・絶縁
シール材 ２２・・・ガス供給バルブ２３・・・ガス
排出バルブ ２５・・・台２６・・・炉床 代理人弁理士 中 村 純之助 第１図 第２図 第３図 １−・ケイ素４ｇ口ψ ２．３−一一ゑ乍壕チ 第４図 ヨ舟閏（分） 第５図
ック図、第２図はケイ素鋼の比抵抗と温度の関係を示す
グラフ、第３図は本発明の実施例において用いた直接通
電加熱方式の熱処理炉の断面構造を示す模式図、第４図
は第３図に示す熱処理炉のＩ−Ｉ断面図、第５図は本発
明の実施例における熱処理温度−時間設定プログラム曲
線と、実際の熱処理温度−時間曲線を示す図である。 １・・ケイ素鋼帯 ２．３・・・通電端子 ４．５・・・通電ケーブル ６．７・・・電圧測定ケーブル ８・・・電圧計 ９・・・電流計１０・・・比
抵抗演算部 １１・・・温度演算部１２・・・温度時
間プログラム部 １３・・・電力制御部 １４・・・交流電源１５・
・・ボルト １６・・・熱処理炉１７・・・炉
蓋 １８・・断熱性絶縁体１９・・・フラン
ジ ２０・・・Ｏリングパツキン２１・・・絶縁
シール材 ２２・・・ガス供給バルブ２３・・・ガス
排出バルブ ２５・・・台２６・・・炉床 代理人弁理士 中 村 純之助 第１図 第２図 第３図 １−・ケイ素４ｇ口ψ ２．３−一一ゑ乍壕チ 第４図 ヨ舟閏（分） 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被熱処理材である鋼帯を、該鋼帯の両端部から直接
通電して上記鋼帯自身の抵抗熱により高速に加熱昇温し
、高温に保持したあと冷却して鋼帯の熱処理を行う熱処
理温度の制御方法において、上記鋼帯に施す設定の熱処
理温度を鋼帯の比抵抗値に換算したものを温度基準とな
し、上記鋼帯の熱処理過程における鋼帯の比抵抗値を計
測して上記温度基準とした比抵抗値との差を求め、該比
抵抗値の差に応じて上記鋼帯に加える電力を増減して鋼
帯の温度制御を行うことを特徴とする熱処理温度の制御
方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、被熱処理材として
ケイ素鋼帯を用い、非酸化性の雰囲気中で、１．５〜３
℃／ｓ以上の高速で通電加熱昇温して、１０００〜１４
００℃の高温で、３時間以上保持したあと冷却すること
を特徴とする熱処理温度の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11713388A JPH01290718A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 熱処理温度の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11713388A JPH01290718A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 熱処理温度の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01290718A true JPH01290718A (ja) | 1989-11-22 |
Family
ID=14704265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11713388A Pending JPH01290718A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 熱処理温度の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01290718A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994004708A1 (de) * | 1992-08-21 | 1994-03-03 | Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur regelung der heizleistung in einer durchlauf-glühanlage für metallisches stranggut |
| WO2010127646A3 (en) * | 2009-05-04 | 2011-04-14 | Institute Of Physics As Cr, V. V. I. | A method of heat treatment and/or inspection of functional mechanical properties, particularly transformation strain and/or strength, of shape memory alloy filaments and apparatus for the application of this method |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP11713388A patent/JPH01290718A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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