JPH07310165A - 連続ラインによる珪素鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続浸珪ラインでの珪素鋼帯の製造におい
て、急激な局所的浸珪反応による鋼帯の座屈変形を防止
し、且つ反応効率を向上させること 【構成】 浸珪処理炉内の鋼帯通板部の上下に配された
複数の吹付ノズルから鋼帯に処理ガスを吹き付ける方法
において、炉長方向における各吹付ノズル間に鋼帯とほ
ぼ平行な仕切板を設け、吹付ノズルから鋼帯面に吹き付
けられた処理ガスを仕切板と鋼帯面間に導いて処理ガス
が鋼帯に沿って流れるようにすることで、浸珪反応領域
を拡大して急激な局所的浸珪反応を解消するとともに、
反応効率を高める。また、鋼帯通板部を挾んで炉内ロー
ルと対向する位置にガス流に対する障害物を設け、鋼帯
上面側において鋼帯に沿って流れる処理ガスの流れを障
害物により鋼帯から遠ざけ、鋼帯上下面での浸珪反応領
域を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モータやトランスの
鉄芯材料等に使用される珪素鋼帯を連続浸珪処理ライン
において製造するための方法に関する。

【従来の技術】高珪素鋼帯の製造方法として気相浸珪処
理方法が知られている。この方法は、圧延が容易なＳｉ
含有量の比較的少ない鋼帯に気相浸珪処理することでＳ
ｉを富化し、磁気特性等に優れた高珪素鋼帯を得る方法
であり、特開昭６２−２２７０９１号等には連続浸珪処
理ラインによる浸珪処理方法として、浸珪処理炉内にラ
イン方向で適当な間隔をおいて複数の吹付ノズルを配置
し、この吹付ノズルから処理ガス（反応ガスを含む無酸
化性ガス）を鋼帯面に吹き付けることにより、短時間で
浸珪処理を行うことができる方法が開示されている。

【０００２】ところで、このように処理ガスを吹付ノズ
ルから鋼帯面に吹き付ける方法で浸珪処理を実施した場
合、必要なＳｉ量を富化するための浸珪処理時間が短け
れば短いほど鋼帯の座屈変形が発生し易く、この座屈変
形が板形状不良の原因となるという問題がある。このよ
うな板の座屈変形が生じるのは次のような理由による。
すなわち、浸珪処理炉内では通板する鋼帯のＳｉ濃度が
連続的に増加するため鋼帯長手方向でＳｉの濃度分布が
生じるが、鋼帯中のＳｉの増加により格子定数が減少す
るため、処理炉内において鋼帯の収縮が生じる。このた
め、連続体である鋼帯には板幅方向に応力が働き、その
応力値が臨界応力値を超えると、鋼帯は浸珪処理中に板
絞りやエッジめくれなどの変形を起こす。

【０００３】このような問題を解決するため特開平４−
３５４８６１号では、炉内における鋼帯長手方向でのＳ
ｉ増加勾配に着目し、炉長方向でのノズル間隔を１ｍ以
下とするとともに、浸珪量、鋼帯の板厚および板幅に応
じて浸珪処理帯の長さ（反応炉長）を規定することによ
り、鋼帯長手方向での浸珪処理によるＳｉ増加勾配（ｗ
ｔ％／ｍ）を所定の値以下に抑えることで鋼帯の形状不
良を防止する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らが
検討したところによれば、上記の方法は炉長単位でのＳ
ｉ濃度勾配による板形状の変形に対しては有効ではある
が、局所的に生じるＳｉ濃度分布による板形状の変形に
対しては必ずしも有効ではないことが明らかとなった。
すなわち、処理ガスを単に吹付ノズルから鋼帯面に吹き
付ける従来の浸珪処理法では、浸珪反応を生じる領域が
吹付ノズル直下の極く狭い範囲に限定されてしまい、こ
のような局所的な浸珪反応によっても座屈変形が生じて
しまう。特開平４−３５４８６１号では、ノズル間で浸
珪反応が生じない領域を無くすため、炉長方向でのノズ
ル間隔を１ｍ以下とすることを要件としているが、この
ようにノズル間隔を狭めても得られる効果には限度があ
り、局所的な浸珪反応による座屈変形は避けがたい。ま
た、浸珪処理炉では設備上の制約から吹付ノズルの間隔
を狭めることには一定の限界があり、また、吹付ノズル
を密に設けることは付帯設備を含めた設備コストの増大
を招くため好ましくない。

【０００５】また、本発明者らは、処理ガスを単に吹付
ノズルから鋼帯面に吹き付ける従来の浸珪処理法では、
上記のように浸珪反応領域が吹付ノズル直下の極く狭い
範囲に限定されるため、供給された反応ガスが浸珪処理
に十分有効に使用されておらず、反応効率が低いという
事実も見い出した。本発明はこのような従来の問題を解
決するためになされたもので、必要なＳｉ量の富化を短
時間処理で行っても鋼帯の座屈変形等を適切に防止する
ことができ、しかも、高い反応効率で浸珪処理を行うこ
とができる珪素鋼帯の製造方法を提供しようとするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ノズル吹
き付けによる浸珪処理法において吹付ノズルから吐出さ
れた処理ガスのその後の流れの状態について検討を加
え、その結果、浸珪反応領域が吹付ノズル直下の極く狭
い範囲に限定されるのは、吹付ノズルから鋼帯面に吹き
付けられた処理ガスが一旦鋼帯面に接触した後、直ぐに
鋼帯面から離れるためであり、したがって、吹付ノズル
から吐出され鋼帯面に接触した処理ガスが引き続き鋼帯
面に沿って流れるようにガスの流れを制御することによ
り、浸珪反応領域がノズル直下だけでなくその下流領域
まで拡大し、これによって局所的に急激な浸珪反応が生
じることによる鋼帯の座屈変形が防止でき、しかも反応
効率も向上するという事実を見い出した。本発明はこの
ような知見に基づきなされたもので、その構成は以下の
通りである。

【０００７】（１） 図１に示すように、水平式浸珪処
理炉１内の鋼帯通板部の上下に炉長方向で適宜間隔をお
いて配された複数の吹付ノズル２から処理ガスを吹き付
けることにより、鋼帯Ｓにその表面からＳｉを浸透させ
る浸珪処理を施し、このＳｉを板厚方向に拡散させるこ
とにより珪素鋼帯を製造する方法において、炉長方向に
おける各吹付ノズル２間の位置に通板する鋼帯Ｓとほぼ
平行に仕切板３を設けることにより、吹付ノズル２から
鋼帯面に吹き付けられた処理ガスを仕切板３と鋼帯面間
に導き、処理ガスが鋼帯Ｓに沿って流れるようにしたこ
とを特徴とする連続ラインによる珪素鋼帯の製造方法。

【０００８】（２） 上記（１）において、鋼帯通板部
を挾んで炉内ロール５と対向する位置にガス流に対する
障害物４を設け、鋼帯上面側において鋼帯Ｓに沿って流
れる処理ガスの流れを前記障害物４により鋼帯Ｓから遠
ざけるようにすることを特徴とする連続ラインによる珪
素鋼帯の製造方法。 （３） 上記（１）において、炉長方向において隣り合
う２つの吹付ノズル２間において、ガス流れ方向下流側
の吹付ノズル２に近接した位置にガス流に対する障害物
を設け、鋼帯Ｓに沿って流れる処理ガスの流れを前記障
害物により鋼帯Ｓから遠ざけるようにすることを特徴と
する連続ラインによる珪素鋼帯の製造方法。

【０００９】（４） 上記（３）において、鋼帯下面側
に設けられる障害物の一部または全部が炉内ロール５で
あることを特徴とする連続ラインによる珪素鋼帯の製造
方法。 （５） 上記（１）、（２）、（３）または（４）にお
いて、通板する鋼帯Ｓと仕切板３との間隔を１２５ｍｍ
以下とすることを特徴とする連続ラインによる珪素鋼帯
の製造方法。

【００１０】

【作用】図１に示されるように、水平式浸珪処理炉１内
には鋼帯通板部の上下に炉長方向で適宜間隔をおいて複
数の吹付ノズル２が配されており、これら吹付ノズル２
から鋼帯Ｓに吹き付けられた処理ガスは、仕切板３と鋼
帯Ｓとの間に導かれることにより、ノズル直下の下流側
においても鋼帯Ｓに沿って流れ、この結果、浸珪反応が
ノズル直下だけでなくその下流側でも持続し、反応効率
が大幅に改善する。また、このような浸珪反応領域の拡
大により、局所的な浸珪反応により生じる板変形も防止
される。

【００１１】処理ガスは、炉の排気部の位置に応じて炉
長方向で任意の方向に流れる。したがって、処理ガスの
流れ方向は、鋼帯Ｓの通板方向と並流、向流のいずれで
もよい。なお、本発明法では図１に示すように吹付ノズ
ル２から鋼帯面に対して斜めに処理ガスを吹き付けたほ
うが、仕切板３と鋼帯Ｓとの間に処理ガスを円滑に導く
上で有利である。また、吹付ノズル２の構成等に特別な
制約はないが、鋼帯幅方向で均一な浸珪反応を生じさせ
るためには、鋼帯幅方向に沿ったノズルスリットを備え
たスリットノズルを用いることが最も好ましい。

【００１２】図２は、仕切板を設けない従来の浸珪処理
において上下吹付ノズルから鋼帯に吹き付けられた処理
ガス（ガス温度：１０００℃、ガス吹き出し流速：２ｍ
／ｓ、ガス流量：１０Ｎｍ³／ｈ、ガス吹き出し角度：
０°）の流れベクトル線図であり、図３はその流線を表
したものである。これによれば、従来の浸珪処理では吹
付ノズルから鋼帯面に吹き付けられた処理ガスはノズル
直下部の鋼帯面に接触した後、直ぐに鋼帯面から離れて
いることが判る。一方、図４は仕切板を設けた場合（鋼
帯と仕切板との距離：７５ｍｍ）において上下吹付ノズ
ルから鋼帯面に吹き付けられた処理ガス（ガス温度：１
０００℃、ガス吹き出し流速：２ｍ／ｓ、ガス流量：１
０Ｎｍ³／ｈ、ガス吹き出し角度：０°）の流れベクト
ル線図であり、図５はその流線を表したものである。こ
れによれば、仕切板を設けた場合には図２および図３と
は明らかにガス流線が異なり、吹付ノズルから鋼帯面に
吹き付けられた処理ガスは、ノズル直下部の下流側にお
いても鋼帯面に沿って流れていることが判る。

【００１３】図６および図７は、仕切板を設けない場合
（図６）と仕切板を設けた場合（図７）について、鋼帯
長手方向における鋼帯表面でのＳｉ反応量（ｍ²当り鋼
帯内に浸透したＳｉ量）を調べたものである。これによ
れば、図６の仕切板を設けない場合では浸珪反応領域
（有効反応長）がノズル直下近傍の狭い範囲に限定さ
れ、この範囲での局所的な浸珪反応が生じているのに対
し、図７の仕切板を設けた場合には、浸珪反応領域（有
効反応長）が大幅に拡大して図６のような局所的な浸珪
反応が解消され、また、反応効率も約１５％程度高くな
っていることが判る。なお、図２〜図７に記載したガス
吹き込み位置は、吹付ノズルからガスが吐出される位置
を示している。

【００１４】また、処理ガスは炉外の処理ガス発生装置
から炉内に送気されるが、通常、炉内に導入される際の
処理ガスの温度は炉温よりも低く、このため従来の浸珪
処理では、対流の影響により上部吹付ノズルからの処理
ガスと下部吹付ノズルからの処理ガスが鋼帯に対して異
なるガス流れを示すことが判った。すなわち、図３に示
すように上部吹付ノズルから吹き付けられた処理ガスは
ある程度鋼帯表面に沿うように流れるのに対し、下部吹
付ノズルから吹き付けられた処理ガスは鋼帯表面から離
れようとする。この結果、図６に示すように鋼帯の上面
と下面とではＳｉ反応量に差を生じてしまう。これに対
して、本発明のように仕切板を設けることにより、処理
ガスは図５に示すように鋼帯の上下において鋼帯に沿う
ようにして略対称的に流れ、このため図７に示すように
高い反応効率が得られるとともに、鋼帯上面、下面のＳ
ｉ反応量の差も小さい。

【００１５】上述したように仕切板の作用は吹付ノズル
から吹き付けられた処理ガスをその下流側において鋼帯
に沿って流れるようにガスの流れを制御することにあ
る。ここで、同じような作用を得る手段として図１に示
す炉壁と鋼帯との距離を十分に小さくすることが考えら
れる。しかし、炉壁と鋼帯との間の空間はバルクガス流
（雰囲気ガス流）の流路でもあるため、炉壁と鋼帯との
距離を過度に小さくすると吹付ノズルから吹き出された
処理ガスがバルクガス流によって影響を受け、反応効率
の低下や浸珪反応の不均一化等の問題を生じる。したが
って、図１の仕切板３と炉壁との間の空間は確保する必
要があり、上記のような手段を採ることはできない。

【００１６】また、鋼帯通板部を挾んで炉内ロール５と
対向する位置（炉内ロール５の略直上位置）にガス流に
対する障害物４を設け、鋼帯上面側において鋼帯Ｓに沿
って流れる処理ガスの流れを前記障害物４により鋼帯Ｓ
から遠ざけるようにするのには、次のような意味があ
る。すなわち、浸珪処理炉１内には通板する鋼帯Ｓの下
面を支持する炉内ロール５が適当な間隔をおいて配置さ
れているため、鋼帯下面側において鋼帯Ｓに沿って流れ
るガス流は、この炉内ロール５の位置で鋼帯Ｓから遠ざ
けられる。これに対して鋼帯上面側では炉内ロール５の
ような障害物がないため、鋼帯Ｓが炉内ロール５で支持
されている場所でも、ガス流は仕切板３によって鋼帯Ｓ
に沿って流れる。このため鋼帯上面側と下面側とで有効
反応長（処理ガスの流れが鋼帯長手方向で鋼帯に沿って
流れる長さ）に差を生じ、これが鋼帯上下面の浸珪量に
差を生じさせる一因となる。そこで、鋼帯通板部を挾ん
で炉内ロール５と対向する位置にガス流に対する障害物
４を設け、鋼帯下面側において炉内ロール５がガス流に
及ぼす作用と同様に、この障害物４により鋼帯上面側の
ガス流を鋼帯Ｓから遠ざけることにより、鋼帯上下面の
有効反応長を略一致させ、鋼帯上下面の浸珪量を均一化
させることができる。

【００１７】また、炉長方向において隣り合う２つの吹
付ノズル２間において、ガス流れ方向下流側の吹付ノズ
ル２に近接した位置にガス流に対する障害物を設け、鋼
帯Ｓに沿って流れる処理ガスの流れを前記障害物により
鋼帯Ｓから遠ざけるようにするには、次のような意味が
ある。すなわち、吹付ノズル２から供給された処理ガス
は鋼帯Ｓとの反応により生成した副生成ガス（ＦｅＣｌ
₂）を伴って下流側に流れるが、このような副生成ガス
を伴う処理ガスが下流側の次の吹付ノズル２によるガス
供給位置まで鋼帯面に沿って流れた場合、副生成ガスが
当該吹付ノズル２から供給される新鮮な処理ガスと混合
し、反応効率の低下と浸珪反応の不均一化を招くおそれ
がある。このような問題を解決するためには、ガス流れ
方向上流側の吹付ノズル２から供給され鋼帯Ｓに沿って
流れてきた処理ガスを下流側の次の吹付ノズル２の直前
で障害物により鋼帯Ｓから遠ざけ、下流側の吹付ノズル
２から供給される処理ガスに影響を及ぼさないようにす
ることが好ましい。また、先に述べたように炉内ロール
５はガス流に対する障害物となり得るため、鋼帯下面側
において吹付ノズル２に近接して設けられる障害物の一
部または全部を炉内ロール５により構成してもよい。

【００１８】したがって、炉長方向において隣り合う任
意の２つの吹付ノズルを２ａ（上流側吹付ノズル），２
ｂ（下流側吹付ノズル）とした場合、これら吹付ノズル
２ａ，２ｂ間に炉内ロール５が設置される場合には、炉
内ロール５をガス流れ方向下流側の吹付ノズル２ｂに近
接した位置（吹付ノズル２ｂの直前位置）に設置し、且
つ鋼帯通板部を挾んで炉内ロール５と対向する位置に前
記障害物４を設け、これら炉内ロール５および障害物４
で処理ガスの流れを鋼帯Ｓから遠ざけることにより、先
に述べた鋼帯上下面の有効反応長を略一致させることで
鋼帯上下面の浸珪量を均一化させるという効果に加え
て、上流側から流れてきた処理ガスが下流側の吹付ノズ
ル２ｂから供給される処理ガスによる浸珪反応に悪影響
を与えることを防止できる。また、上記のように炉内ロ
ール５および障害物４をガス流れ方向下流側の吹付ノズ
ル２ｂの直前に設けることは、吹付ノズル２ａから供給
された処理ガスによる有効反応長を最大限確保できると
いう意味においても好ましいことである。

【００１９】また、炉長方向において隣り合う任意の２
つの吹付ノズル２ａ，２ｂ間に炉内ロール５が設けられ
ない場合には、鋼帯Ｓの上面側および下面側それぞれに
おいて、ガス流れ方向下流側の吹付ノズル２ｂに近接し
た位置（吹付ノズル２ｂの直前位置）に障害物４を設
け、これらの障害物４で処理ガスの流れを鋼帯Ｓから遠
ざけるようにすることが好ましい。したがって、上述し
た２つの効果を同時に得るための本発明の最も好ましい
構成は以下のようになる。

【００２０】（イ） 先に述べた本発明の（１）の構成
において、炉長方向において隣り合う任意の２つの吹付
ノズル２間に炉内ロール５が設置される場合には、炉内
ロール５をガス流れ方向下流側の吹付ノズル２に近接し
た位置（吹付ノズル２の直前位置）に設置し、且つ鋼帯
通板部を挾んで炉内ロール５と対向する位置に障害物４
を設け、これら炉内ロール５および障害物４で処理ガス
の流れを鋼帯Ｓから遠ざけるようにする連続ラインによ
る珪素鋼帯の製造方法。

【００２１】（ロ） 先に述べた本発明の（１）の構成
において、炉長方向において隣り合う任意の２つの吹付
ノズル２間に炉内ロール５が設けられない場合には、鋼
帯Ｓの上面側および下面側それぞれにおいて、ガス流れ
方向下流側の吹付ノズル２に近接した位置（吹付ノズル
２の直前位置）に障害物４を設け、これらの障害物４で
処理ガスの流れを鋼帯Ｓから遠ざけるようにする連続ラ
インによる珪素鋼帯の製造方法。

【００２２】前記障害物４は鋼帯Ｓに沿って流れるガス
流を鋼帯Ｓから遠ざけることができるものであればその
構成は問わないが、通常は図１に示されるような板材等
により構成するのが最も簡単である。この障害物４は、
通板する鋼帯Ｓと接触する危険がない限度で、鋼帯Ｓに
なるべく近接して配置することが好ましい。仕切板３お
よび障害物４の材質は浸珪処理温度（通常、１０５０〜
１２５０℃）下でも十分な強度を有し、且つ四塩化珪素
等の反応ガスと反応しないものであればよく、例えば、
Ｓｉ₃Ｎ₄やカーボン等で構成することができる。

【００２３】以下、本発明法を実施する場合の好ましい
製造条件について説明する。上記のように吹付ノズルか
ら吹き出された処理ガスがバルクガス流によって影響を
受けないようにするため、吹付ノズルの先端（ノズルス
リット等）と鋼帯との間の距離はノズル孔径（スリット
ノズルの場合にはスリット幅）の１５倍以下とすること
が好ましい。吹付ノズルからの吹き出しガスの流速に関
しては、これが０．５ｍ／ｓｅｃ未満ではバルク流の影
響を受け易く、一方、３．５ｍ／ｓｅｃを超えると炉内
への供給ガス量が膨大となり、この場合も吹き付けガス
に影響するため、ガス流速は０．５〜３．５ｍ／ｓｅｃ
とすることが好ましい。

【００２４】反応ガスとしては四塩化珪素等の珪素化合
物ガスが用いられる。処理ガス中の反応ガス濃度は、５
ｖｏｌ％未満では反応量が極めて小さいため、十分な浸
珪反応を得ることができず、一方、４０ｖｏｌ％を超え
るとノズル直下部での反応量が増加するため、局部的に
急激な反応が生じ板変形が発生するおそれがある。この
ため、反応ガス濃度は５ｖｏｌ％〜４０ｖｏｌ％とする
ことが好ましい。また、反応ガスのキャリアガスとして
は、通常、Ｎ₂や不活性ガス（Ａｒ，Ｈｅ等）等の無酸
化性ガスが用いられる。鋼帯の浸珪処理温度は、１０５
０℃未満では十分な反応が生ぜず、一方、１２５０℃を
超えると鋼帯表面に蒸着したＳｉ層が溶解してしまうた
め、１０５０〜１２５０℃の範囲とすることが好まし
い。

【００２５】本発明法において素材（原板）として使用
される鋼帯は、一般に、普通鋼の鋼帯または比較的低い
Ｓｉ含有量（通常、Ｓｉ：４ｗｔ％以下）の無方向性若
しくは方向性珪素鋼帯である。このような素材鋼帯の成
分は特に限定されるものではないが、優れた磁気特性を
得るために以下のように規定することが好ましい。

【００２６】まず、非金属元素について説明すると、 Ｃ：Ｃは初透磁率および最大透磁率を低下させ、Ｈｃを
増し、鉄損を増大させる。この影響は、０．０１ｗｔ％
を超えると顕著になることが知られており、したがっ
て、Ｃは０．０１ｗｔ％以下とすることが好ましい。但
し、結晶方位改善を目的として製鋼段階でＣを０．０１
ｗｔ％を超えて含有させ、圧延することも可能である
が、この場合には、時効および特性劣化を防止するため
脱炭焼鈍を実施し、Ｃを０．０１ｗｔ％以下とすること
が好ましい。すなわち、Ｃ濃度の調整は溶製段階で行っ
てもよく、また、脱炭焼鈍を実施することにより行なっ
てもよい。

【００２７】Ｏ：Ｏは鉄損を高め、ＳｉＯ₂のようなコ
ロイド状微粒子として存在する場合には、磁気特性を著
しく劣化させる元素として知られている。また、ＯはＣ
とどの程度共存するかによっても磁気特性に及ぼす影響
が異なる。特に、Ｏ含有量とＣ含有量とがほぼ同等の場
合、鉄損値が最小になることも知られており、上記Ｃ含
有量の適正範囲と同様に、Ｏ含有量も０．０１ｗｔ％以
下とすることが好ましい。

【００２８】Ｎ，Ｓ：共に時効の原因となるため極力低
減することが好ましく、これらの成分もそれぞれ０．０
１ｗｔ％以下とすることが好ましい。 Ｐ：Ｐは酸素による磁性劣化を軽減し、鉄損を減少させ
る作用があり、また、最大透磁率の改善および磁束密度
の改善を目的として若干の添加が可能であるが、その添
加量の上限は０．１ｗｔ％程度までである。 以上のように非金属元素については、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓ等
を極力低く抑え、且つＣとＯの比率を適正化することが
望ましい。

【００２９】次に金属元素について説明すると、 Ｍｎ：熱間圧延時の展延性の改善と、脱硫作用および規
則−不規則変態における磁性改善効果を考慮すると、Ｍ
ｎは０．５ｗｔ％以下の範囲で添加することが好まし
い。 Ｃａ：Ｃａは多量に含有すると透磁率を低下させるた
め、０．３ｗｔ％以下とすることが好ましい。 Ｖ：若干のＶを添加することにより、Ｈｃが改善される
ことが知られている。すなわち、Ｖは０．０５ｗｔ％程
度添加することにより、結晶粒の発達が促進され、磁性
が改善される。このため、Ｖは０．１ｗｔ％を上限とし
て添加することができる。

【００３０】Ｔｉ：０．０５ｗｔ％程度添加することで
Ｖと同様の効果を期待でき、このため０．１ｗｔ％を上
限として添加することができる。Ｂｅ，Ａｓ：若干の磁
気特性改善効果が期待でき、それぞれ０．１ｗｔ％を上
限として添加することができる。 Ｃｕ：０．７ｗｔ％程度までの含有量では磁性を大きく
劣化させることはないが、０．７ｗｔ％を超えて含有す
ると鉄損が増大する。このため、Ｃｕは０．７ｗｔ％以
下、好ましくは０．１ｗｔ％以下とすることが望まし
い。 Ｃｒ：鉄損を増大させる傾向があり、０．０３ｗｔ％以
下とすることが好ましい。

【００３１】Ｎｉ：磁気特性を著しく悪化させるため極
力低減させることが好ましく、０．０１ｗｔ％以下とす
ることが好ましい。 Ａｌ：従来の珪素鋼帯では、Ａｌの電気抵抗を高める効
果と展延性の改善効果とを利用して、Ｓｉの一部をＡｌ
で置き換える方法を採っている。例えば、４ｗｔ％Ｓｉ
とする代わりに、Ｓｉを３ｗｔ％、Ａｌを１ｗｔ％と
し、加工性を維持させる配慮がなされている。本発明法
では、浸珪処理によりＳｉを必要な含有量まで高めるこ
とができるため磁気特性改善のためにＡｌを添加する必
要はなく、溶製段階における脱酸促進および展延性の改
善という観点から、０．５ｗｔ％以下とすることが好ま
しい。

【００３２】また、浸珪処理およびその後の拡散処理を
Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ₂などの無酸化性雰囲気中で行う場合に
は、Ａｌが上記の量程度含まれていても特に問題はな
い。しかしながら、Ｎ₂を含んだ雰囲気中で処理を行う
場合には、高温処理のためＡｌが窒化し、冷却条件が適
切でない場合には、その冷却過程において磁気特性に有
害なＡｌＮが析出する。したがって、Ｎ₂を含んだ雰囲
気中で処理を行う場合には、ＡｌＮの析出を極力防止す
る観点から、Ａｌは８０ｐｐｍ以下とすることが好まし
い。

【００３３】

【実施例】

〔実施例１〕図８に示す構造の試験炉において、板厚
０．１ｍｍ、板幅２００ｍｍの３％Ｓｉ鋼帯（成分組
成；Ｃ：０．００２ｗｔ％、Ｓｉ：３．０ｗｔ％、Ｍ
ｎ：０．０１６ｗｔ％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．００３ｗｔ
％、Ｐ：０．００２ｗｔ％、Ｓ：０．０００９ｗｔ％、
Ｎ：０．００２３ｗｔ％、Ｃｕ：０．００７ｗｔ％、Ｎ
ｉ：０．０３１ｗｔ％、Ｃｒ：０．０５２ｗｔ％、Ｍ
ｏ：０．０１ｗｔ％、Ｖ：０．０７ｗｔ％未満、Ｔｉ：
０．０１ｗｔ％未満、Ｎｂ：０．０１ｗｔ％）を、反応
ガスとして四塩化珪素を用いて下記の条件で浸珪処理
し、６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。この試験炉では、各
炉内ロールの間に上下１対の吹付ノズル（スリットノズ
ル）を計４対設け、各吹付ノズル間には通板する鋼帯と
の間隔を調整可能とした仕切板を設けた。 炉長方向での吹付ノズル配置間隔 ：１ｍ 吹付ノズルと鋼帯間の距離 ：５０ｍｍ 吹付ノズルからのガス吹出し流速 ：２ｍ／ｓｅｃ 吹付ノズルからのガス吹出し角度 ：３０° 吹付ノズルのスリット幅 ：５ｍｍ 処理温度 ：１２００℃ 処理ガス中の四塩化珪素濃度 ：２０ｖｏｌ％

【００３４】本実施例では、仕切板と鋼帯との距離を種
々変えた浸珪処理と仕切板を設けない状態での浸珪処理
を実施し、各浸珪処理における反応効率を調べた。反応
効率は、単位時間当りの四塩化珪素の供給量と６．５％
Ｓｉ鋼帯の生産量とから反応した四塩化珪素量とを求
め、四塩化珪素の反応量／供給量で表した。図９に仕切
板を設けない場合の反応効率および仕切板と鋼帯との距
離と反応効率との関係を示す。これによれば仕切板を通
板する鋼帯に対して適当な距離に配置することにより、
反応効率が著しく高まることが判る。また、反応効率は
仕切板と鋼帯との距離が小さい程高くなる傾向にあり、
仕切板と鋼帯との距離が１２５ｍｍ以下（より好ましく
は１００ｍｍ）であれば十分な反応効率が得られること
が判る。仕切板と鋼帯との最適距離は鋼帯のカテナリ量
や通板時の作業性、仕切板のサポート方法等を勘案して
決定されるが、図９の結果からして３０〜１００ｍｍ程
度が最適距離と考えられる。

【００３５】〔実施例２〕図８に示す試験炉において、
板厚０．１ｍｍで板幅１００〜８００ｍｍの３％Ｓｉ鋼
帯（成分組成は実施例１と同じ）を、反応ガスとして四
塩化珪素を用い、浸珪領域長（反応炉）を変えて下記の
条件で浸珪処理し、６．５％Ｓｉ鋼帯を製造した。 炉長方向での吹付ノズル配置間隔 ：０．５ｍ 吹付ノズルと鋼帯間の距離 ：２５ｍｍ 吹付ノズルからのガス吹出し流速 ：１．５ｍ／ｓｅｃ 吹付ノズルからのガス吹出し角度 ：０°（垂直） 吹付ノズルのスリット幅 ：５ｍｍ 処理温度 ：１１８０℃ 処理ガス中の四塩化珪素濃度 ：１５〜２０ｖｏｌ
％

【００３６】本実施例では鋼帯と仕切板の距離を１００
ｍｍとした場合と仕切板を設けない場合について、処理
する鋼帯の板幅及び反応炉長と浸珪処理時の板変形（座
屈変形）との関係を調べた。図１０（仕切板ありの場
合）および図１１（仕切板なしの場合）はその結果を示
すもので、板形状の評価は、鋼板を平坦面に置き、板幅
方向の多数の箇所において、板幅方向に平行な３０ｍｍ
間隔の２本のピンで鋼板を平坦面に押し付け、この２本
のピン間における平坦面と鋼板間の間隙を測定した。そ
して、板幅方向で測定された間隙の最大値をｙとした場
合、ｙ≦０．２ｍｍの場合を◎、０．２ｍｍ＜ｙ≦０．
４ｍｍの場合を○、ｙ＞０．４ｍｍの場合を×として評
価した。

【００３７】図１０および図１１から判るように、仕切
板がない場合、例えば板幅６００ｍｍの鋼帯を板形状不
良を生じさせることなく連続浸珪処理するには、約３．
５ｍ程度の反応炉長が必要であるのに対し、仕切板を設
けた場合には、同じ板幅の鋼帯を約２ｍ程度の反応炉長
で板形状不良を生じさせることなく連続浸珪処理するこ
とができる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、連続浸珪処
理による珪素鋼帯の製造において、浸珪処理時に生じる
板変形を適切に防止でき、また、高い反応効率で浸珪処
理を行うことができるため、従来の製造方法に較べより
薄物・広幅の珪素鋼帯をより低コストで製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図

【図２】従来の浸珪処理において上下吹付ノズルから吹
き付けられた処理ガスの流れベクトル線図

【図３】図２のガス流れの流線を表した説明図

【図４】本発明法の浸珪処理において上下吹付ノズルか
ら吹き付けられた処理ガスの流れベクトル線図

【図５】図４のガス流れの流線を表した説明図

【図６】従来の浸珪処理における鋼帯長手方向でのＳｉ
反応量を示すグラフ

【図７】本発明法における鋼帯長手方向でのＳｉ反応量
を示すグラフ

【図８】実施例で用いた試験炉の構造の一部を示す説明
図

【図９】仕切板・鋼帯間距離と浸珪処理の反応効率との
関係を示すグラフ

【図１０】実施例２で本発明法により製造された高珪素
鋼帯の形状の良否を、鋼帯板幅と反応炉長との関係で示
すグラフ

【図１１】実施例２で従来法により製造された高珪素鋼
帯の形状の良否を、鋼帯板幅と反応炉長との関係で示す
グラフ

【符号の説明】

１…浸珪処理炉、２…吹付ノズル、３…仕切板、４…障
害物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 守弘 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡田 和久 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 拜司 裕久 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 笠井 勝司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平式浸珪処理炉内の鋼帯通板部の上下
   に炉長方向で適宜間隔をおいて配された複数の吹付ノズ
   ルから処理ガスを吹き付けることにより、鋼帯にその表
   面からＳｉを浸透させる浸珪処理を施し、このＳｉを板
   厚方向に拡散させることにより珪素鋼帯を製造する方法
   において、炉長方向における各吹付ノズル間の位置に通
   板する鋼帯とほぼ平行に仕切板を設けることにより、吹
   付ノズルから鋼帯面に吹き付けられた処理ガスを仕切板
   と鋼帯面間に導き、処理ガスが鋼帯に沿って流れるよう
   にしたことを特徴とする連続ラインによる珪素鋼帯の製
   造方法。
2. 【請求項２】 鋼帯通板部を挾んで炉内ロールと対向す
   る位置にガス流に対する障害物を設け、鋼帯上面側にお
   いて鋼帯に沿って流れる処理ガスの流れを前記障害物に
   より鋼帯から遠ざけるようにすることを特徴とする請求
   項１に記載の連続ラインによる珪素鋼帯の製造方法。
3. 【請求項３】 炉長方向において隣り合う２つの吹付ノ
   ズル間において、ガス流れ方向下流側の吹付ノズルに近
   接した位置にガス流に対する障害物を設け、鋼帯に沿っ
   て流れる処理ガスの流れを前記障害物により鋼帯から遠
   ざけるようにすることを特徴とする請求項１に記載の連
   続ラインによる珪素鋼帯の製造方法。
4. 【請求項４】 鋼帯下面側に設けられる障害物の一部ま
   たは全部が炉内ロールであることを特徴とする請求項３
   に記載の連続ラインによる珪素鋼帯の製造方法。
5. 【請求項５】 通板する鋼帯と仕切板との間隔を１２５
   ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１、２、３また
   は４に記載の連続ラインによる珪素鋼帯の製造方法。