JPS5996227A - 珪素鋼板用連続焼鈍設備 - 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の一選の―造うインにおける
最終絶縁被膜の塗布後の乾燥および歪取り焼鈍を行うた
めの連続焼鈍設備に関するものである。

周知のように珪素鋼板は変圧器の鉄芯等として積層して
使用されるのが通常であり、その場合層間絶縁を筋す必
要があることから、珪素鋼板の製造工程の最終段階では
その表面に絶縁被膜を形成するのが通常である。ところ
で一般に珪素銅板はコイル状の達続訂帯として製造し、
変圧器等に使用する際にそれらの用途に応じた寸法に切
断するが、切断時によって生じた切断部歪を解消するた
めに通常は重塁ガス中で８００〜９００°Ｃで焼鈍する
から、コイル状の３１続珪素鋼帯を製造する際には、そ
の焼鈍時の高温により劣化することのない耐熱性の高い
絶縁被膜を形成する必要がある。

一方珪素ｎ板を変圧器に使用した場合に磁歪により騒音
が発生することを防止するためには、高温でガラス化し
た波膜を形成せしめておくことが有効である。そこで最
近では高温でガラス化した耐熱性の高いぐ３縁検膜を形
成するため、絶縁被膜液を円帯褒面に塗布して加熱乾燥
させた後、引続いて歪取り焼鈍と同時に被膜をガラス化
させる工程が開発されている。

従来、上述の如く絶縁被膜液の塗布、乾爆、焼鈍を行う
設備としては、第１図に示す如くコイル払出し装置１か
ら払出されたね帯２を鋼帯貯蔵装置３を経て塗布装置４
に汚き、この塗布装置４において銅帯表面に絶縁被膜液
を塗布した後、乾燥炉５において絶縁被膜液を乾燥焼付
けし、引続いて焼鈍炉加熱帯６および同均熱帯７で焼鈍
し、さらに冷却帯８および目帯貯蔵装置９を経てコイル
巻取り装置１０で巻取るようにした設備が知られている
。さらに第２図に上述の従来設備における乾燥炉５およ
び焼鈍炉加熱帯６を拡大して示す。

塗布装置４により両面に絶縁被膜液が塗布された鋼帯２
は、その絶縁被膜か完全に転帰、焼付【プされるまで表
面に何らかの物体が接触することを避ける必要があり、
そのため第２図に示すようにく布袋［４から乾燥炉５の
出口近くの支持ロー５１１に至るまでの間はローラ等に
より支持されず、自重により垂れ下がった状態で走行す
る。すなわち乾燥′Ｐ５はいわゆるカテナリー炉となっ
ている。

また第２図において、焼鈍炉加熱帯６では燃料を無酸化
燃焼（空気比０．９〜１．０）させ、その焼鈍炉加熱帯
６で不完全燃焼した排ガスがダンパー１２により圧力調
整されながら乾燥炉５へ送られ、その乾燥炉５内の空気
供給口１３から吹出されて旋回運動を与えられた空気と
前記焼鈍炉加熱帯６からの排ガスとが反応して燃焼する
。

上述のような従来の設備においては、乾燥炉５における
鋼帯２の垂れ下がった部分（以下これをカテナリ一部と
記″’Ｊ−）−（７）自重による張力が焼鈍炉加熱帯６
および均熱俗７における鋼帯にも加わり、そのため歪取
り焼鈍としては張力が過大となり、製品特性を劣化させ
る間ｍがある。すなわち珪素鋼の歪取り焼鈍において適
切な張力は０．３〜０．７ｋ（１／ｒイ程度、望ましく
は０．５ｋｇ／−程度以下であり、これよりも張力が過
大となれば製品の鉄損値が大きくなるが、カテナリーを
有する炉では単位張力は通常１〜２　ｋｇ／−程度に達
し、０．５ｋｇ／ｉ程度以下で操業することは極めて困
難であり、そのため前述の設備を使用した場合には歪取
り焼鈍時における鉄損特性の劣化を避け（ぴないのが実
情であった。

また一般に珪素鋼に塗布、乾燥および焼付けされる絶縁
被膜はぜいぜい２〜５声程度の極めて薄いものであり、
しかも焼鈍炉加熱帯６では絶縁被膜は未だガラス化して
いないから、その段苅での炉内雰囲気が酸化性であれば
雰囲気のに素が被膜中を拡散して地鉄を儲化させるおそ
れがある。しかるに焼鈍炉加熱帯６における燃料の焼鈍
過程では酸素が存在し、またその排ガス中には燃焼で生
成した水分が多量に存在（露点で４０〜６０℃）すると
ともに乾燥炉から絶縁被膜液の蒸発による水分も侵入し
、そのため焼鈍炉加熱帯６においては酸素や水分の存在
により鋼帯表面の地鉄がｍ化し、酸化物による発色が生
じて製品の外観を著しく損なうとともに粒界酸化により
曲げに対し脆くなる問題がある。そしてまた焼鈍炉加熱
帯６から乾燥炉５へ送られる排ガスは温度が１０００〜
１２００℃にも達するため、乾燥炉５内における銅帯の
板温の上昇が不安定となり、大気中加熱において酸化防
止のために必要とされる６００℃以下の板温を保持でき
なくなって、乾燥炉５においても地鉄の酸化が生じ、発
色や脆化を招くおそれがある。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、絶縁技
ｒ、１液の乾燥、焼付は時の鋼帯張力と歪取り焼鈍時の
纏帯張力とを独−立に制御し得るようになし、これによ
って焼鈍時の張力過大により鉄損特性が低下することを
防止することを基本的な目的と財、併せて畠帯口熱の有
効利用を図るとともに、呂帯表面の地鉄の【〉化を可及
的に防止することを目的とするものである。

すなわちこの発明は、珪素５！Ｉ板の表面に絶縁被膜を
塗布乾爆使、焼鈍するための連続焼鈍設備において、乾
燥炉と焼鈍炉とを離隔して配設し、かつ乾ｊ急炉と焼鈍
炉との間に、乾爆炉側の鋼帯と焼鈍炉側のζ］帯とに張
力差を与えるだめの張力差付与装置と、Ｅ３帯を保温す
るための保滉装口とを配設したことを特徴とするもので
ある。

以下この発明のｊダ続焼鈍設備の一例について第３図を
参照して詳細に説明する。なお第３図において、第１図
に示される要素と同一の要素については同一の符号を付
し、その説明は省略する。

第３図にＪ３いて、（ｊ帯２に絶縁被膜液を塗布するた
めの塗布装置４の次には、Ｍ１図の場合と同様に乾燥′
ｉＰ５が設けられている。但しこの乾燥炉５は、加熱帯
６、均熱帯７および冷却帯８からなる焼鈍炉１４とは別
体に（３成されている。すなわち乾燥炉５と焼鈍炉１４
は相互に離隔して設置され、それぞれ独立に加熱制御さ
れるように構成されでいる。そして乾燥炉５と焼鈍炉加
熱帯６との間には、乾燥炉側における銅帯の張力と焼鈍
炉側における銅帯の張力とに差を持たせて、両張力の影
響を遮断するための張力差付与装置１５、例えばプライ
ドルロールが設けられており、乾燥炉側の張力が塗布装
置４の前に設けられた張力設定装置１６により、また乾
燥炉１４の側の張力が冷却帯８の後に設けられた張力設
定装置１７により、それぞれ独立に制御されるように構
成されている。

さらに張力差付与装置１５と焼鈍炉加熱帯６との間は、
鋼帯を焼鈍炉１４に先導するためのスレッディングバー
を装入するに必要な間隔が保持されており、この間隔部
分には、その部分を通過する銅帯を保温するための開閉
可能な保温装置１８が設置されている。

以上の実広例において、乾燥炉５と焼鈍炉１４との間に
は前述のように張力差付与装置１５が設けられており、
乾燥炉５の側の門帯張力と焼鈍炉１４の側の２１令張力
とは独立に制ｒＤ可能である。すなわち、焼鈍炉１４の
例の鋼帯張力を、乾燥炉５におけるカテナリ一部の張力
の影響を受けることなく、適切な俺に設定することがで
きる。ここで本発明者等が素材務種Ｇ８の板厚０　、３
ｏｍｍの珪素鋼帯について、歪取り焼鈍時の張力と製品
の鉄損値〜’１’　１７　／　５０との関係を調べたと
ころ、第４図に示すような結果が得られた。第４図から
、焼鈍時の張力が０．５１（ｇ／　ｒ４Ｊをパえる付近
から鉄損値＼Ｖ１７１５０が急酒に大きくなり、したが
って低鉄損の製品を得るためには、焼鈍炉における鋼帯
張力を０．５に！＋／−以下に抑えることが好ましいこ
とが明らかである。従来の第１図、第２図に示される設
備の場合には、前述の如く乾燥炉５におけるカテナリ一
部の自重が焼鈍炉側にも影響し、焼鈍炉側でも張力が１
〜２　ｋｏ／　ｒｈａにも達していたが、この発明の場
合にはカテナリ一部を有する乾燥炉５の側の張力とは無
関係に焼鈍炉側の張力を０．５に！ＩＩ／−行度以下の
小さい値に押えることが実際に可能となり、その結果製
品の特性、特に鉄損特性を向上させることが可能となっ
たのである。

また張力差付与装置１５と焼鈍炉１４との間の間隔は、
前述のようにスレッディングバーを装入するに充分な距
にだけ保持されているが、この間隔部分には開閉可能な
保温装置１８が設けられているから、乾燥炉５において
得られたＢｔｙ１顕熱が無駄に放散されずに次の焼鈍炉
加熱帯６において有効利用され、焼鈍炉でのエネルギー
０派を図ることができる。すなわち珪素鋼板における絶
縁被膜の乾燥温度は４００〜６００’Ｃ稈度が適当とさ
れ、また被膜のガラス化および歪取り焼鈍の温度は８０
０〜８５０℃が適当とされており、この場合乾燥炉で得
られた顕熱の５０％がｂｉ散されることなく焼鈍炉で利
用されたと仮定すれば、焼鈍炉では約２０％のエネルギ
ー節減が図れることになる。

前記乾燥炉５は、第１図、第２図に示される従来の設５
の場合の如く焼鈍炉加熱帯の排ガスを利用しないから、
別に４）源を必要とする。この乾燥炉５における加熱方
式は、ガス燃焼加熱、電気加ｎ１ラジアントチューブ加
熱等、任意の方式を用いることができるが、いずれの場
合も焼鈍炉加熱帯の排ガスを利用する場合と比較して格
段に安定した板温を９ｑることかできる。ここで本発明
者等が前記同様に余材ニ１　（Ｚｆ　Ｇ　８　、板ｉ　
０−３０ｍｍの珪素８帯について絶縁被朦液の塗布袋の
乾燥焼付は時における板温と口品の外観との関係を調べ
たところ、第１表に示す結果が１ｑられた。

第１表から乾Ω焼付は時の板厚が８００℃となれば外観
不良が生じ、６００℃程度以下に抑えることによって良
好な外ａを維持できることが明らかである。従来の設備
では焼鈍炉排ガスを乾燥炉に８人しているため乾燥炉に
導入していたため板温が不安定で外観不良が生じること
があったが、この発明の場合には乾燥時の板厚を安定し
て６００℃程度以下に抑えて、外観不良の発生を確実に
防止することが可能どなった。

一方、焼鈍炉加熱帯６における加熱方式としては、従来
設備の如く燃焼排ガスを乾燥炉５に８人する必要がない
から、雰囲気内の酸素および水分を可及的に少なくする
べく、ラジアントデユープ加熱あるいは電熱加熱を用い
ることが望ましい。

これらの加熱方式を用いることによって炉内雰囲気中に
おける酸素や水分の存在を防止し、母帯地鉄の酸化を防
止することができる。また焼鈍炉加熱帯６に対して乾燥
炉５が阻隔して設けられているため、乾燥炉５における
絶縁被膜液の蒸発による水分が焼鈍炉加熱帯６に侵入す
ることも有効に防止される。ここで本発明者等が素拐１
１種Ｇ８の珪素鋼帯について焼鈍時雰囲気が製品の耐繰
返し曲げ性および外観に及ぼす影響を調べた結果を第２
表に示す。但し焼鈍条件は８００℃Ｘ２０秒間とした。

第２表がら：闇’　ｌＨｊの燃焼によって生じる排ガス
中のΩ魚釣５０’Ｃ程度よりも低い露点４０℃で、ある
いは’ａｆｆ１１％でいずれも耐紛返し曲げ性および外
観が劣化し、露点が２０℃でしかも酸素が２０％と両者
共に低い場合にのみ、耐繰返し曲げ性および外観か良好
となる。このような条件は、炉内で直接燃料を燃焼させ
ないラジアントチューブ加熱や電熱加熱によってはじめ
て１ｑることかできるのである。

なお前述の例においては乾燥炉５と焼鈍炉１４との間の
張力差付与装置１５および保ｍ装画１８とが、乾燥炉５
の側に張力差付与装置１５が位置するように配列されて
いるが、場合によっては逆に保温装置１８が乾燥炉５の
何に位置し、張力差付与装置１５が焼鈍炉１４の何に位
置するように配列しても良い。

以上の説明で明らかなようにこの発明の焼鈍設備におい
ては、絶縁被膜液を乾燥、焼付けするための乾燥炉と、
絶縁被膜のガラス化および歪取り焼鈍を行うための焼鈍
炉とが１隔して設けられ、かつその間に張力差付与装置
が設けられているから、焼鈍か側の鋼帯の張力を乾燥炉
におけるカテナリ一部の宙吊による張力に影響されるこ
となく適切な小さい値に設定することができ、そのため
焼鈍時の鋼帯張力が過大となって製品の特性を劣化させ
ることを有効に防止でき、また乾燥炉と焼鈍炉との間に
張力差付与装置と並んで保温装置が設けられているため
、乾燥時に与えられたｎ帯顕熱を無駄に放散させること
なく焼鈍炉で有効利用することができ、したがって熱エ
ネルギー消費口も低減される効果も得られる。そしてま
たこの発明の焼鈍設備によれば、焼鈍炉と乾燥炉が離隔
して設けられているため、乾燥炉において蒸発したｔ３
終被ね液の水分が焼鈍炉に侵入するおそれがなく、また
焼鈍炉の排ガスを乾燥炉に送り込む必要がないため焼鈍
炉における加膿手段としてラジアン１〜デユープ加ｎや
電熱加熱のごとき手段を用いて焼鈍炉雰囲気中００素や
水分の存在を防止できるから、焼鈍炉加熱帯における銅
帯地鉄の酸化を防止してｎ化による製品外観や耐紛返し
曲げ性の劣化を防止することも可能となり、さらには前
記同梯に焼鈍炉の烏溌の排ガスを乾燥炉に８人する８匹
がないため、乾燥炉にＪ３ける板温を安定に保って、乾
燥炉におけるεゴ帯地鉄のｍ化をも防止することが可（
：ヒとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従寮の珪崇口板用５■続焼鈍設信の一例を示す
賂解図、第２図は第１図の設備の要部拡大口面図、第３
０はこの発明の連続焼鈍段陥の一例を示す洛ｔ７図、第
４図は焼鈍時のｅ１帝張力が製品の鉄ｊ１値〜Ｖ　１７
　／　５０に及ぼす影響を示すグラフである。 ２・・・鋼帯、　４・・・ぐ’ｌ’（ｉ装置、　５・・
・乾；１″：炉、　６・・・焼鈍炉加熱帯、　１４・・
・焼鈍炉、　１５・・・張力差付与装置、　１８・・・
保温装置。 出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　　弁理士　ワ田武久 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 珪素鋼板の表面に絶縁被膜を塗布乾ツ２後焼釘するため
   の連続焼鈍設備において、 乾燥炉と焼鈍炉とを隔離して設け、かつ乾燥炉と焼鈍炉
   との間に、乾燥炉側の銅帯と焼鈍炉側の銅帯とに張力差
   を与えるための張力外付与装置と、銅帯を保温するため
   の保温装置とを配設したことを特徴とする珪素鋼板用連
   続焼鈍設備。