(57)【要約】【課題】本発明は、仕上げ焼鈍時に生じる鋼板の「縦じわ」を従来より抑制可能な方向性電磁鋼板の焼鈍方法及び方向性電磁鋼板のバッチ焼鈍用インナーカバーを提供することを目的としている。【解決手段】コイル状に巻いた方向性電磁鋼板を、該コイルの軸を鉛直にしてバッチ焼鈍炉内に装入、載置し、インナーカバーで覆って加熱する方向性電磁鋼板の焼鈍方法を改善した。その内容は、加熱された前記コイルの温度分布が均一になるように、前記インナーカバーの側壁側から前記コイルの外周面側へ向けての輻射伝熱を、インナーカバーの内壁面に断熱板を内張りしてできるだけ抑制することである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状に巻いた電磁鋼板を、該コイルの軸を鉛直にしてバッチ焼鈍炉内に装入、載置し、インナーカバーで覆って加熱する方向性電磁鋼板の焼鈍方法において、
前記インナーカバーとして、側壁部と天井部とを有し、前記側壁部の内壁側に接して断熱材を設置したインナーカバーを用いて焼鈍することを特徴とする方向性電磁鋼板の焼鈍方法。
【請求項２】
バッチ焼鈍炉内に、軸を鉛直にして載置された方向性電磁鋼帯のコイルを覆うインナーカバーであって、
前記インナーカバーが、側壁部と天井部とを有し、前記側壁部の内壁側に接して断熱材を設置してなることを特徴とする方向性電磁鋼板のバッチ焼鈍炉用インナーカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向性電磁鋼板の焼鈍方法及び方向性電磁鋼板のバッチ焼鈍用インナーカバーに係わり、特に、方向性電磁鋼板の最終仕上げ焼鈍時に、該鋼板に「縦じわ」が発生するのを抑制し、製品歩留りを向上させる技術である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、方向性電磁鋼板は、以下のようにして製造される。まず、製鋼工程で該方向性電磁鋼板用に成分調整された溶鋼を溶製する。そして、該溶鋼を連続鋳造機等で鋳造して鋼鋳片を製造する。得られた鋼鋳片は、圧延工程に移送されて一旦熱間圧延してから、１回又は中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して最終板厚にまで圧延される。次に、該最終板厚とされた方向性電磁鋼板は、脱炭焼鈍が施され、さらに表面に焼鈍分離剤を塗布してからコイル状に巻き取られる。そのコイルは、引き続き、図４に示すような「バッチ焼鈍炉（ボックス焼鈍炉ともいう）」と称される炉１に、コイル軸を鉛直にして装入、載置され、炉内を所定のガス雰囲気にすると共に高温（例えば、９００〜１２００℃）に加熱することで所謂「仕上げ焼鈍」が施され、最終製品となる。
【０００３】
また、該バッチ焼鈍炉１は、図４に示したように、上部にガスバーナ２又は電熱源を配置してコイル３を上方から輻射伝熱で加熱する構造であり、該コイル３には、インナーカバー（インナーケースともいう）４と称し、側壁部と天井部とからなる覆いが被せられている。
【０００４】
ところで、バッチ焼鈍炉１を利用しての前記仕上げ焼鈍は、インナーカバーからの輻射熱による加熱のため、昇温に際してコイル３の位置によって入熱量に差が生じ、温度分布（特に高さ方向）が均一にならないという問題がある。つまり、インナーカバーに近い部分が過加熱になり、製品に「耳歪（耳伸び）」、「腹伸び」、「縦じわ」等の欠陥が発生し、製品歩留りを低減する。なお、ここで、「耳歪」とは、バツチ焼鈍時、コイル下部エッジに出来る形状不良、「耳伸び」とは、バッチ焼鈍時、コイル上部に出来る形状不良、「腹伸び」とは、コイルの幅方向中央部が伸びる形状不良、「縦じわ」とは、コイル外巻き側に発生する形状不良のことである。
【０００５】
また、前記温度分布は、ゆっくりと昇温すれば、前記温度差を小さくできてある程度解消できる。しかしながら、最近は、生産量を増加させる必要性から、少しでも加熱時間を短縮して操業する傾向にある。
【０００６】
そこで、対策として、インナーカバーの外周面のうちで焼鈍炉の４隅に対応する部分に、断熱材を貼り付ける技術が開示されている（特許文献１参照）。また、ボックス焼鈍炉ではなく、回転炉床式の連続焼鈍炉を用い、インナーカバーをさらに断熱材製カバーで覆うようにした焼鈍技術も開示されている（特許文献２参照）。
【０００７】
ところが、特許文献１記載の技術では確かに「耳伸び」、「腹伸び」が、特許文献２記載の技術では「耳歪（耳伸び）」が抑制されるが、「縦じわ」については何ら言及がないし、また実際に対策にならなかった。
【特許文献１】実開昭６１−０４３２６０号公報
【特許文献２】特開平０５−２７１７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、仕上げ焼鈍時に生じる鋼板の「縦じわ」を従来より抑制可能な方向性電磁鋼板の焼鈍方法及び方向性電磁鋼板のバッチ焼鈍用インナーカバーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【００１０】
すなわち、本発明は、コイル状に巻いた電磁鋼帯を、該コイルの軸を鉛直にしてバッチ焼鈍炉内に装入、載置し、インナーカバーで覆って加熱する方向性電磁鋼板の焼鈍方法において、前記インナーカバーとして、側壁部と天井部とを有し、前記側壁部の内壁側に接して断熱材を設置したインナーカバーを用いて焼鈍することを特徴とする方向性電磁鋼板の焼鈍方法である。
【００１１】
また、本発明は、バッチ焼鈍炉内に、軸を鉛直にして載置された方向性電磁鋼帯のコイルを覆うインナーカバーであって、前記インナーカバーが、側壁部と天井部とを有し、前記側壁部の内壁側に接して断熱材を設置してなることを特徴とする方向性電磁鋼板のバッチ焼鈍炉用インナーカバーである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コイル端面側の過加熱を抑制し、コイル内の温度分布を低減できるようになる。その結果、コイルの最外巻き寄りの形状不良が抑制されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の最良の実施形態を説明する。
【００１４】
まず、発明者は、コイル最外巻き寄りの鋼帯層に多発する「縦じわ」の発生メカニズムを検討した。そして、該メカニズムは、以下のような現象が順次起きることに基づいていると考えた。
（１）コイルの外周面より主に入熱する
（２）最外巻き寄りの鋼板層はインナーカバーの側壁方向からの加熱により過加熱となる
（３）最外巻き寄りの鋼板層が膨張する
（４）最外巻き寄りの鋼板層が自重及び温度差でクリープ変形し、水平方向に伸びる所謂「縦じわ」が発生する
つまり、従来、バッチ焼鈍炉では、図５のように、電磁鋼板からなるコイル３にインナーカバー４を被せて焼鈍している。加熱は、インナーカバーの４上方に設けたガスバーナー２での燃焼で行われ、コイル３はその輻射熱で昇温する。インナーカバー４の外周面に断熱材５を巻くと、インナーカバー４の外側からのコイル３への入熱はある程度抑制できる。ところが、上方からの輻射熱は、インナーカバー４の上部を加熱し、その熱は側壁面まで熱伝導で伝熱する。その結果、コイル３の外周面から主に入熱することになり、最外巻き寄りが過加熱され、コイル３内の径方向の温度分布を低減する程度は期待するほど大きくない（コイル３のホットポイントとコールドポイントの差が、Ｍａｘ：５５０℃あった）。
【００１５】
かかるメカニズムで「縦じわ」が発生するとすれば、コイル外周面の過加熱を防止し、コイル３内の温度分布を低減するには、インナーカバー４の側壁方向からの加熱、つまり輻射伝熱を抑制することが必要と考えられる。つまり、インナーカバー４の内壁面（側壁部の内壁側）に断熱材５を内張りすると、コイル３への入熱は上記（１）と同じだが、インナーカバー４の側壁面の温度が熱伝導で上昇しても、輻射熱の放出がないので、コイル外周面の過加熱は抑制される。
【００１６】
そこで、発明者は、図１に示すように、インナーカバー４の内壁面に断熱材５として厚み２５ｍｍのセラミックスファイバーを内張りして、上記インナーカバー４の側壁方向からの輻射伝熱を抑えてコイル外周面の過加熱を防止し、該コイル３の温度分布の均一化を図った。その結果、温度分布は、ホットポイントとコールドポイントとの差がＭａｘ：３５０℃に減少でき、「縦じわ」の発生が抑制できるようになったので、この輻射伝熱の抑制を要件に本発明を完成させたのである。
【００１７】
本発明では、インナーカバー４の内壁面に内張りする断熱材５の種類及び厚みを特に限定するものではない。いかなる断熱材５の種類及び厚みであっても、断熱効果があれば良いからである。ただし、断熱効果は大きい方が望ましいので、断熱材としてはセラミックスファイバー等の焼鈍温度域に耐えるものを、厚みとしては１５〜４０ｍｍを推奨する。厚みを１５〜４０ｍｍとしたのは、１５ｍｍ未満では、断熱効果が低く過ぎるし、４０ｍｍ超えでは断熱効果が飽和して経済的に無意味だからである。
【実施例】
【００１８】
Ｓｉを３質量％含有し、厚み０．３ｍｍ×幅１１６０ｍｍ×長さ約３０００ｍの方向性電磁鋼板からなる多数本のコイルを、図１に示したように、バッチ焼鈍炉１を用いて順次に仕上げ焼鈍した。その際、インナーカバー４に厚み：２５ｍｍで、材質：セラミックスファイバーの断熱材５を内壁面全体に内張りした本発明に係る焼鈍方法（発明例）及び断熱材を一切内張りしない焼鈍方法（比較例、図４参照）の２種類を実施した。また、コイルの昇温速度も２水準の異なる場合で行った。焼鈍の結果は、電磁鋼板に発生した「縦じわ」の長さで評価したが、該「縦じわ」は、その有無を目視により判定して長さを計測した。なお、焼鈍温度は１２００℃、雰囲気は水素ガス、焼鈍時間は１０時間である。
【００１９】
図２及び図３に、コイル焼鈍速度を（ａ）５００℃〜１０００℃の温度域を２０〜３０℃／ｈｒ（急熱パターンという）及び（ｂ）５００℃〜１０００℃の温度域を１０〜２０未満℃／ｈｒ（徐熱パターンという）とした場合の電磁鋼板に生じた「縦じわ」の長さをそれぞれ示す。
【００２０】
これらの図より、比較例では、「縦じわの長さ」が平均値で急熱パターンの場合：１２６．７ｍ、徐熱パターンの場合：７８．７ｍであったが、発明例では、それぞれ５６．３ｍ及び０ｍに低減していることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る方向性電磁鋼板の焼鈍方法を説明する横断面図である。
【図２】５００〜１０００℃の温度領域を２０〜３０℃／ｈｒの昇温速度で実施した本発明法及び比較法の電磁鋼板に生じた「縦じわ」の長さを比較した図である。
【図３】５００〜１０００℃の温度領域を1０〜２０℃未満／ｈｒの昇温速度で実施した本発明法及び比較法の電磁鋼板に生じた「縦じわ」の長さを比較した図である。である。
【図４】従来のバッチ焼鈍炉での電磁鋼板コイルを焼鈍する方法を説明する横断面図である。
【図５】インナーカバーの外周面に断熱材を貼った従来のバッチ焼鈍炉での電磁鋼板コイルを焼鈍する方法を説明する横断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    バッチ焼鈍炉
２    ガスバーナ
３    電磁鋼板のコイル
４    インナーカバー
５    断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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