JPS59116326A - 方向性珪素鋼板の製造設備 - 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】 この発明は方向性珪素鋼板を製造するための一連の製造
設備に関し、特にその脱炭焼鈍から焼鈍分離剤塗布、お
よび仕上焼鈍までの製造設備に関するものである。

一般に方向性珪素鋼板は、磁気特性として磁化特性およ
び鉄損特性が優れていることが要求されており、これら
の磁気特性が優れた方向性珪素銅板を得るためには、圧
延方向に（１１０）［００１］方位の２次再結晶が先鋭
に揃った２次再結晶集合組織、すなわち所謂ゴス組織を
形成することが必要不可欠である。このように（１１０
）［００１］方位の先鋭な２次再結晶粒を発達さけるた
めには、一般にインヒビターとしてＭｎＳ、１．４ｎ　
Ｓ　８等の微細析出物が使用され、必要に応じて粒界偏
析型元Ｉ’ｉ　テアルＳ　１１　、△ｓ、Ｂｌ、Ｐｂ、
Ｓｎなどが併用されている。

ところで上述のような方向性珪素鋼板を製造するにあた
っては、先ずインヒビターを均一に微細分散させるため
にスラブ加熱を１２５０℃以上の高温で行ってインヒビ
ターを隔離固溶させておく必要があるとされている。そ
して適切な集合組織の形成のために適当量のＣを含有さ
せておき、上記スラブ加熱に引続く熱延工程と、１回の
冷間圧延、または中間焼鈍を挾む２回以上の冷間圧延に
よって適切な集合組織の形成を図り、また必要に応じて
熱延板の焼鈍を行うこともある。上記冷間圧延により最
終板厚となった珪素鋼板に対しては、ｍ性に有害なＣの
除去と１次再結晶を目的としだ脱炭焼鈍を施し、次いで
１４９０を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してこれを乾
燥させた後、２次再結晶と絶縁性のグラス被膜生成のた
めの長時間仕上焼鈍を行う。この後には、余分な焼鈍分
離剤を除去し、必要に応じて張力コーティングの付与や
形状の矯正を行い、製品とする。

上）本のように方向性珪素鋼板の製造にあたっては極め
て複雑な工程を必要とし、特に加熱を伴う工程が多い。

すなわち加熱を伴う工程としては、少なくとも熱延前の
高温スラブ加熱、冷延後の脱炭焼鈍、塗布した焼鈍分離
剤の加熱乾燥、および最終長時間仕上焼鈍が必要であり
、このほか熱延板の焼鈍や、２回以上の冷間圧延を行う
場合の中間焼鈍等の工程もある。このように多数の加熱
を伴う工程を要するに加え、従来の方向性珪素鋼板の製
造設備においては焼鈍や乾燥のための設備が別個独立の
設備となっており、一つの工程を終了した鋼板は常温ま
で一旦冷却されてから次の工程に付されるのが通常であ
るから、焼鈍や乾燥などの各工程では鋼板を常温から必
要温度まで再加熱しているのが現状である。したがって
従来の方向性珪素鋼板の製造においてはエネルギー消費
量が著しく多く、そのためエネルギーコストが高騰しつ
つある近年においては方向性珪素鋼板の製造に占めるエ
ネルギーコストのウェイトが著しく大きくなっているか
ら、そのエネルギー消費量の低減が極めて重要な課題と
なっている。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、方向性
珪素鋼板の製造におけるエネルギーコストを従来よりも
格段に低減し得る製造設備を提供することを目的とする
ものである。

本発明者等は、前述のように従来設備では一つの工程を
終了した鋼板は常温まで一旦冷却されてから次の工程に
付され、改めて次工程で常温力）ら必要温度まで加熱し
ていることに着目し、各工程での冷却過程について検討
した結果、脱炭焼鈍やその後の各工程では冷却過程が特
に方向性珪素鋼板の特性に大きな影響を及ぼさないこと
、また脱炭焼鈍後の焼鈍分離剤の塗布は、必ずしも常温
まで冷却した状態で行う必要がなく、焼鈍分離剤を乾燥
状態のまま塗布することによって脱炭焼鈍後の冷却過程
を不要となし１ｑることを見出し、この発明をなづに至
ったのである。

すなわちこの発明の製造設備は、珪素鋼の熱延板を１回
または中間焼鈍を挾む２回以上の冷間圧延により最終板
厚とした後脱炭焼鈍を行（Ｘ、さらに焼鈍分離剤を塗布
した後、仕上焼鈍を行うための一連の方向性鋼板の製造
設備において、焼鈍分離剤を塗布するための塗布装置を
、焼鈍分離剤粉末を乾燥状態で直接塗布する乾燥塗布装
置で構成し、かつ脱炭焼鈍を行うための焼鈍炉出口から
塗布装置出口までの間の一連の設備列を保温するととも
にその設備列を気密に構成したことを特徴とするもので
あり、このように構成することによって鋼板温度を少な
くとも焼鈍分離剤塗布後まで高温に保持して、塗布後の
乾燥や焼付けのための加熱を不要として省エネルギーを
図ったものである。

さらにこの発明の設備列は、前記同様に焼鈍分離剤塗布
装置として乾燥塗布装置を用い、脱炭焼鈍炉出口から仕
上焼鈍炉入口までの間の一連の設備列のすべてを保湿し
、かつその設備列をすべて気密に構成し、これによって
脱炭焼鈍により鋼板に与えられた顕熱を仕上焼鈍にも有
効利用し、仕」二焼鈍のエネルギー消費間の低減をも図
ったものである。

以下この発明の設備についてさらに具体的に説明する。

第１図はこの発明の一連の方向性珪素鋼板の製造設備の
一例を示すものであり、冷間圧延によりＪＮＩ？板厚に
仕上げられた鋼板１はペイオフリール２から繰出されて
溶接機３により連続化され、さらにルーパー４を軽てＩ
ＩＲ炭焼鈍炉５に連続的に装入される。この脱炭焼鈍炉
５は、連続炉にて構成されており、その出口側にはルー
パー６および塗布装置７がその順に配列されている。こ
こで前記脱炭焼鈍炉５の出口とルーパー６の入口との間
、およびルーパー６の出口と塗布装置７の入口との間は
それぞれ保温・気密カバー８Ａ、８Ｂによって取囲まれ
ており、またルーパー６および塗布装＠７自体もそれぞ
れ保温・気密カバー８ｃ、８Ｄによって覆われている。

的記塗布装置７は、焼鈍分離剤の粉末を乾燥状態のまま
、すなわち水スラリーとせずにｍ板表面に付着させるよ
うに構成されている。

前記塗布装置７によって焼鈍分離剤粉末が連続的に塗布
された網板は、剪断機〇を経て所定長さごとにテンショ
ンリール１０により巻取られ、その巻取られたコイル１
１はリール１０ごとコイルカー１２により支持されて搬
送され、コイル反転装置１３によってコイル１０が直立
覆るように反転され、さらにインナーカバー着装櫟１４
により± コイル１０にインナーカバー１５が被せられ、仕上焼鈍
炉１６の入口１６Ａに至る。ここで塗布装Ｗ７の出口か
ら仕上焼鈍炉１６の入口１６Ａまでの間の諸設備は、そ
の外側が連続一体化した保湿壁１７によって覆われてお
り、この保温壁１７により保温および気密化されている
。なお前記テンションリール１０は、耐熱鋼あるいはセ
ラミック等の耐熱材料で形成されたものであり、巻取っ
たコイルの中心部を保持するための変形防止芯の酌きを
兼ねたカセット式のもので構成され、巻取ったコイルご
と後工程へ搬送されて仕上焼鈍後のペイオフリールと兼
用される。

前記仕上焼鈍炉１６にはコイルカー１２上に載１２上に
載置された状態で出口１６Ｂから搬出され、インナーカ
バー１１１２却場１８においてインナーカバー１５が除
去され、ざらにコイルカー１２により張力付加コーディ
ングや矯正等の後工程へ搬送され、その後工程では前記
テンションリール１０がペイオフリールとして１能する
。

以上の設備において、脱炭焼鈍炉５の出口から仕上焼鈍
炉１６の入口１６Ａまでの間の諸設備はいずれも保温さ
れているから、脱炭焼鈍がなされた鋼板は冷却されるこ
となく高温に保持されたまま仕上焼鈍炉１６に至る。

脱炭焼鈍は前述の如く鋼中のＣの除去と鋼板表面へのサ
ブスケールの付与および１次再結晶組織の形成を目的と
しており、その昇温速度、焼鈍温度および雰囲気が方向
性珪素ｍ板の磁気特性に影響を及ばすことは良く知られ
ているところであるが、脱炭焼ｔ’Ｖ！後に鋼板を常温
まで冷却する過程は方向性珪素鋼板の特性に特に影響を
与えず、したがって脱炭焼鈍後の冷却は省略できる。ま
た脱炭焼鈍後の焼鈍分離剤の鋼板表面への塗布は、従来
は銅板が常温まで冷却されているため水スラリーを用い
て塗布後乾燥させる工程が採用されているが、必ずしも
鋼板が常温に冷却された状態で塗布覆る必要はない。さ
らに仕上焼鈍も脱炭焼鈍と同一温度までは単に昇温すれ
ば良く、特に方向性珪素鋼板の特性に影響を与えないか
ら、この昇温過程は必要不可欠ではなく、省略できる、
そこで第１図に示される設備では、前述のように脱炭焼
鈍後、鋼板を冷却することなく保温したまま焼鈍分離剤
の塗布を行いかつその冷却を行わない鋼板をそのまま仕
上焼鈍に付すことによって、脱炭焼鈍後の冷却による無
駄なエネルギーロスを避け、焼鈍分離剤塗布後の乾燥や
焼付けのための加熱エネルギーおよび仕上焼鈍における
Ｍｌのためのエネルギーの一部を不要とし、これにより
従来の設備と比して格段の省エネルギーを図ることがで
きたのである。

ここで焼鈍分離剤の塗布については、従来は水スラリー
を塗布後乾燥させて行うのが通常であったが、脱炭焼ｔ
Ｉ！ｌ後冷却を行わない高温の鋼板上に水スラリーを塗
布した場合、鋼板上でスラリーが沸騰し、均一な焼鈍分
離剤の塗布が困難となる。

そこでこの発明の設備においては粉末状の焼鈍分゛　鎖
側を乾燥状態のまま直接ｍ板表面上に付着させることと
したのである。このように粉末状の焼鈍分離剤を直接ｔ
Ｐｌ板表面に付着させることによって高温のｔ１４１表
面上に焼鈍分離剤を均一に塗布することができ、またも
ちろん塗布後の乾燥も不要でり、しかも高温の円板表面
に塗布するため特に別工程で焼付けを行うことも不要で
ある。なお粉末状の焼鈍分離剤を直接ＷＩ板表面に付着
させるための具体的手段としては、特公昭３９−１２２
１１号公報、あるいは特開昭５４−１０６００９号公報
記載の手段など、公知の静電粉体塗装手段その他いずれ
の手段を用いても良く、この発明は特にその具体的手段
を限定するものではない。

第１図に示される設備を用いて実際に珪素鋼板の脱炭焼
鈍から仕上焼鈍までの工程を行う場合には、脱炭焼鈍か
ら仕上焼鈍開始までの間の雰囲気をアルゴンガスあるい
は窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に保持する。すなわち
、第１図に示される設備を用いる場合、前述の如く脱炭
焼鈍後の鋼板を冷却せず１円板を高温に保持するから、
従来法の如く空気中に鋼板を曝した場合には空気との反
応により１板が酸化され、被膜不良や磁性不良を生じが
、脱炭焼鈍から仕上焼鈍開始までを不活性雰囲気で行う
ことにより酸化を６効に防止すことができる。このよう
に不活性雰囲気に保持し得るように第１図の設備では前
述の如く脱炭焼鈍炉５の出口から仕上焼鈍炉１６の入口
１６Ａまでの各設備が気密に構成されている。

脱炭焼鈍炉５の出口から仕上ｇＡｔｉＩ！炉入口１６Ａ
までの綱板の保温の程度は、その間において綱板温度が
常に１００℃以上を保つように設定することが望ましい
。仕上焼鈍前に１００℃未満の低温に降温してしまった
場合には、従来と比較しての省エネルギー効果がさほど
大きくなくなるからである。またこのように１００℃以
上の鋼板温度を保つためには、脱炭焼鈍終了から仕上焼
ＫＡ開始までに要する時間を可及的に短くすることが望
ましく、具体的には脱炭焼鈍終了時から仕上焼鈍炉入口
までの時間を２４時間以内とすることが望ましい。

第２図には第１図に示されるこの発明の設備を用いて脱
炭焼鈍から仕上焼鈍までを行った場合の鋼板温度の変化
の一例を、従来設備を用いた場合と比較して示ず。

第２図から、第１図に示されるこの発明の設備を用いた
場合には、脱炭焼鈍終了温して仕上焼鈍に付すこによっ
て従来と比較して格段の省エネルギーが図られることが
明らかである。

なお、第１図の例においては、脱炭焼鈍炉５の出口から
仕上焼鈍炉１６の入口１６Ａまでの一連の設備列をすべ
て保温し、かつその一連の設備列をすべて気密に構成し
たが、脱炭焼鈍炉５の出口から塗布装置７の出口までの
間の設備列を保温しただけでもかなりの省エネルギーが
図られる。すなわち、塗布装置７の出口までを保温した
だけでも、従来のような脱炭焼鈍終了直後の冷却を行わ
ないことにより、従来塗布後の乾燥・焼付けのための加
熱に要したエネルギーが不要となり、その分省エネルギ
ーが図られる。したがって本願では塗布装置７の出口ま
で保温することを第１発明とし、仕上焼鈍炉入口１６Ａ
まで一連に保温することを第２発明とした。なおまた、
第１発明の如く塗布装置７ま出口まで保温する場合、脱
炭焼鈍炉５の出口から塗布装置７の出口までを気密に構
成し、その間を非酸化性雰囲気に保つことは勿論である
。

第１図の例においては粉末状焼鈍分離剤塗布後の巻取り
手段として、耐熱材料からなる変形防止芯を有するカセ
ット式テンションリール１０を、用い、これにコイルを
巻取ったまま後工程へ搬送することとしたが、その理由
は次の通りである。

すなわち、この発明の設備の場合には高温の鋼板を巻取
り、しかも高温を保ったままコイルを搬送するため、コ
イル中心にスリーブとなる芯が存在しなければコイルが
変形してしまうおそれがある。

また従来一般に使用されているテンションリールはコイ
ルを脱着するためリール径を変化させる複雑なａ造をと
っており、また高温で巻取るためにはリールの冷却が必
要となるから、リールからの放熱が大きくなってコイル
の温度が低下してしまうおそれがある等の理由から従来
一般のテンションリールはこの発明の設備には）り当で
はない。−そこでこの発明の設備では前述のように巻取
り直後にリールをコイルからＦｌｌｔ脱させず、耐熱材
料からなる変形防止芯の役目を兼ねるリールをコイルご
と搬送することにより高温コイルの変形を防止し、しか
も耐熱材ｒ１を使用することによりリールの冷却を不要
としてコイルの放熱を防止することとしたのである。

以下に第１図に示されるこの発明の設備を用いて方向性
珪素ｎ板を製造した具体例を記す。

Ｓｉ　３．４５％、ＣＯ，０７０％、ＩＡｎ　０　、０
８５％、３ｅ０゜０２５％、３ｂＯ，０１５％、残部実
質的に「ｅからなる珪素ｍ熱延横板を１０００℃×１０
分の中間焼鈍を挾む２回の冷間圧延により板厚０．３０
ｍｍに仕上げた。次いでその冷延板を試料Ａについては
、本発明設備により、８５０℃の湿潤水素中において３
分間脱炭焼鈍した後冷却せずに直ちに静電塗布法により
Ｍ（Ｉ　Ｏを主成分とする粉末焼鈍分離剤を塗布してコ
イル状に巻取り、前述の脱炭焼鈍の完了後１時間経過し
て鋼板温度が５ｏｏ℃となった時点で仕上焼鈍を開始し
た。仕上焼鈍は、アルゴンガス雰囲気中で９００℃Ｘ７
０時間焼鈍した後、水素ガス中にて１２００℃×１０時
間焼鈍した。

一方前記冷延板の試料Ｂについては、従来設備により、
８５０℃の湿潤水素中において３分間脱炭焼鈍した後一
旦常温まで鋼板を冷却し、ＭＩＩＯを主成分とする水ス
ラリーを焼鈍分離剤として塗布し、次いで鋼板温度が２
５０℃となるまで加熱して焼鈍分離剤を乾燥させ、コイ
ル状に巻き取った。さらに前述の脱炭焼鈍完了後３０時
間を経過して鋼板温度が再度常温となったコイルに対し
アルゴンガス雰囲気中での９００℃Ｘ７０時間の焼鈍お
よび水素ガス中での１２００℃ｘｌ　０時間の焼鈍から
なる仕上焼鈍を施した。これらの各試料Ａ、Ｂについて
磁気特性を調べた結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように本発明設備により脱炭焼鈍後
冷却せずに短時間で仕上焼鈍に付した試料Δは、従来設
備により脱炭焼鈍後冷却して焼鈍分離剤を塗布しさらに
加熱乾燥後常温まで冷却してから仕上焼鈍に付した試料
Ｂと比較して、磁気特性はなんら遜色なく、優れた特性
を示すことが確認された。

以上の説明で明らかなように第１発明の設備によれば、
焼鈍分前剤の塗布後の乾燥、焼付けのために要するエネ
ルギーが不要どなり、また第２発明の設備によれば、焼
鈍分断剤の塗布後の乾燥、焼付けのために要するエネル
ギーが不要となるばかりでなく、仕上焼鈍時の昇温に要
するエネルギーの一部が不要となり、いずれの場合も脱
炭焼鈍により与えられた鎖板の顕熱が有効利用されるか
ら、従来と比較して格段の省エネルギーが図られ、した
がって方向性珪素銅板の製造コストが低減される顕著な
効果が轡られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の設備の一例を示す略解図、第２図は
第１図に示される設備および従来の設備により鋼板を処
理した場合のｎ板の温度と経過時間との関係を示すグラ
フである。 １・・・鋼板、　５・・・ｌ１５２炭焼鈍炉、　７・・
・乾燥塗布装置、　１６・・・仕上焼鈍炉。 出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　　弁理士　豊田底入 （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪素鋼熱延板を、１回または中間焼鈍を挾む２回
   以上の冷間圧延により最終板厚とした後、脱炭焼鈍を行
   い、さらに焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を行うた
   めの一連の方向性珪素ｍ板の製造設備において、 焼鈍分離剤を塗布するための塗布装置を、その焼鈍分離
   剤の粉末を乾燥状態で鋼板表面に付着させる乾燥塗布装
   置で構成し、かつ前記脱炭焼鈍を行うための脱炭焼鈍炉
   の出口から少なくとも前記塗布装置出口までの間の設備
   列を保温するとともにその設備列を気密に構成したこと
   を特徴とする方向性珪素鋼板の製造設備。
2. （２）珪素円熟延板を、１回または中間焼鈍を挾む２回
   以上の冷間圧延により最終板厚とした後、脱炭焼鈍を行
   い、さらに焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍を行うた
   めの一連の方向性珪素鋼板の製造設備において、 焼鈍分離剤を塗布するための塗布装置を、その焼鈍分離
   剤の粉末を乾燥状態で鋼板装置に付着させる乾燥塗布装
   置で構成し、かつ前記脱炭焼鈍を行うための脱炭焼鈍炉
   の出口から仕上焼鈍を行うための仕上焼鈍炉入口までの
   間の設備列を保温するとともにその設備列を気密に構成
   したことを特徴とする方向性珪素鋼板の製造設備。