(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱脂された鋼板を所定温度まで加熱する加熱炉と、この鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中で珪浸処理する浸珪処理炉と、珪浸処理された鋼板を冷却する冷却炉と、絶縁皮膜塗布装置と、乾燥・焼付装置とを順に配置し、かつ、冷却炉出側以降に配置した鉄損計と、この鉄損計の測定値に基づいて製造条件を制御する制御装置とを備え、前記鉄損計は、それぞれ異なる励磁条件で鉄損を測定する２又はそれ以上配置されており、第１の鉄損計は、測定周波数条件が４００Ｈｚ以下、測定磁束密度が０．５Ｔ以上で鉄損を測定するものであり、第２の鉄損計は、５ｋＨｚ以上、０．５Ｔ以下で鉄損を測定するものである、板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続して製造する製造装置。
【請求項２】
浸珪処理炉と冷却炉との間に拡散処理炉を有することを特徴とする請求項１に記載の板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造装置。
【請求項３】
冷却炉出側から絶縁皮膜塗布装置までの間に配置した製品表層Ｓｉ量を測定するための蛍光Ｘ線装置と、この蛍光Ｘ線装置の測定値に基づいて製造条件を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランス、リアクトルやモータのコアとして使用される残留磁束密度が低く、かつ鉄損特に高周波鉄損の低い、板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続的に製造する製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のけい素鋼板は残留磁束密度が高いため大きな突入電流を引き起こす欠点を有していた。軟磁気特性を損なわないで、この高い残留磁束密度を低下させるには特開平９−１８４０５１号公報に開示したようにＳｉの濃度勾配を形成することが有効である。Ｓｉの濃度勾配により残留磁束密度は低下し、高周波鉄損の低い材料が得られる。このＳｉの濃度勾配は種々の方法で形成できるが、例えば化学気相蒸着法や浸珪法で表面からＳｉを浸透させることで実現できる。
しかし、板厚方向に所望のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続的にかつ再現性よく製造する製造装置はいまだ提案されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、板厚方向に所望のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続的にかつ再現性よく製造することができる製造装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、（１）脱脂された鋼板を所定温度まで加熱する加熱炉と、この鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中で珪浸処理する浸珪処理炉と、珪浸処理された鋼板を冷却する冷却炉と、絶縁皮膜塗布装置と、乾燥・焼付装置とを順に配置し、かつ、冷却炉出側以降に配置した鉄損計と、この鉄損計の測定値に基づいて製造条件を制御する制御装置とを備え、前記鉄損計は、それぞれ異なる励磁条件で鉄損を測定する２又はそれ以上配置されており、第１の鉄損計は、測定周波数条件が４００Ｈｚ以下、測定磁束密度が０．５Ｔ以上で鉄損を測定するものであり、第２の鉄損計は、５ｋＨｚ以上、０．５Ｔ以下で鉄損を測定するものである、板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続して製造する製造装置。
【０００５】
（２）  浸珪処理炉と冷却炉との間に拡散処理炉を有することを特徴とする（１）に記載の板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造装置。
（３）  冷却炉出側から絶縁皮膜塗布装置までの間に配置した製品表層Ｓｉ量を測定するための蛍光Ｘ線装置と、この蛍光Ｘ線装置の測定値に基づいて製造条件を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする、（１）又は（２）に記載の板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図１に示す装置は、鋼板の脱脂装置（図示せず）と、脱脂された鋼板を加熱する加熱炉１と、この鋼板を反応性Ｓｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中で珪浸処理する浸珪処理炉２と、拡散処理炉３と、冷却炉４と、絶縁皮膜塗布装置（コータ）１２と、乾燥・焼付装置（オーブン）１３とを順に配置している。更に、冷却炉出側と絶縁皮膜塗布装置１２の入側との間に製品表層Ｓｉ量を測定するための蛍光Ｘ線装置５を配置している。蛍光Ｘ線装置５からの出力信号は、演算器９、１０、１１に入力しており、演算器９からの制御信号は、上面ＳｉＣｌ2 供給流量調整装置６へ、演算器１１からの制御信号は、均熱炉ヒータ調整装置８に出力するようになっている。
【０００９】
次に図１の装置の作用を説明する。鋼板は、例えば、図３に示すように、加熱炉１で１２００℃まで加熱される。次いで浸珪炉２で反応性Ｓｉ化合物（特に、SiCl4 ）を含む無酸化性ガス雰囲気中で１２００℃で加熱処理されて珪素が鋼板表面から拡散される。次いで、拡散処理炉４で所望の珪素濃度勾配となる条件下で拡散処理される。その後鋼板両表面は、絶縁皮膜塗布装置１２で絶縁皮膜塗布され、乾燥・焼付装置１３で加熱乾燥されて、鉄損の改善と安定化が図られる。
【００１０】
冷却炉４の出側に設けられた蛍光エックス線装置５では、表層から内層までの幾つかの水準、例えば１０，２０，３０μｍまでの３水準の平均珪素濃度を測定する。この内、例えば３０μｍ値を演算器９，１０に出力し、各演算器９，１０では、それぞれ上面ＳｉＣｌ4 供給流量装置６、下面ＳｉＣｌ4 供給流量装置７の流量制御を行う。このことにより、珪浸速度が所望の値となるようにする。また、測定された１０，２０，３０μｍまでの３水準の平均珪素濃度値をそれぞれ演算器１１に入力し、演算器１１ではこれら値からＳｉの濃度分布を推測し、拡散処理炉３の処理温度を制御する。このことにより、所望のＳｉ濃度勾配が得られるようにする。
【００１１】
図２に示す装置は、図１の蛍光Ｘ線装置に代えて、それぞれ異なる励磁条件で鉄損を測定する２つの鉄損計５ａ，５ｂを配置したものである。他の機器の構成及び接続関係は図１の場合と同じなので、ここでの説明は省略する。
【００１２】
次に図２の装置の作用を説明する。本発明に係る珪素濃度勾配を有する鋼板を、測定周波数条件が１kHz 以下の鉄損計で測定すると、この条件ではヒステリシス損が支配的であるため、均一な珪素濃度の鋼板よりも鉄損が高くなる。他方、測定周波数条件が５kHz 以上の鉄損計で測定すると、この条件では渦電流損が支配的であるため、均一な珪素濃度の鋼板よりも鉄損が低くなる。また、ある高周波励磁の場合に、低磁束密度領域では磁束が表層の高Ｓｉ部に集中するが、高磁束密度領域では鋼板内部まで磁束か流れる。このため、本発明に係る珪素濃度勾配を有する鋼板は、低磁束密度領域では均一な珪素濃度の鋼板よりも低鉄損特性を示し、高磁束密度領域では逆に均一な珪素濃度の鋼板よりも高鉄損特性を示す。これらの知見に基づけば、同一磁束密度で周波数の異なる２条件のの鉄損及び／又は同一周波数で磁束密度の異なる２条件の鉄損を測定することにより、本発明で対しようとしている珪素濃度勾配を有する鋼板の珪素濃度勾配を求めることができる。この例では、第１の鉄損計５ａは、測定周波数条件が４００Ｈｚ以下、測定磁束密度が０．５Ｔ以上、第２の鉄損計５ｂは、５ｋＨｚ以上、０．５Ｔ以下とするのがよい。鉄損計５ａ，５ｂからの測定値は、演算器９，１０，１１に入力される。演算器９では、鉄損計５ａからΔＳｉを求め、残留磁束密度を求める。また、鉄損計５ａ，５ｂからΔＳｉと表層Ｓｉを求め、高周波低鉄損を得る条件を求める。これから演算器９，１０が所定の値、例えば鉄損計５ａが１０Ｗ／ｋｇ超え、演算器１０が所定の値、例えば鉄損計５ｂが８Ｗ／ｋｇ未満となるようにＳｉＣｌ4 流量を制御しながら、製造する。鉄損計５ａ，５ｂの値から演算器１１を通して拡散処理温度を均熱炉ヒータ調整器８で制御し、ΔＳｉの最適化を図る。
【００１３】
【発明の効果】
以上に様に、本発明によれば、板厚方向に所望のＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料を連続的にかつ再現性よく製造することができる製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造装置の一例を示す概略説明図。
【図２】本発明に係る板厚方向にＳｉ濃度勾配を有する傾斜磁性材料の製造装置の他の例を示す概略説明図。
【図３】この装置の炉温パターンの１例を示す図。
【符号の説明】
１．．．加熱炉，
２．．．浸珪処理炉，
３．．．拡散処理炉，
４．．．冷却炉，
５．．．蛍光エックス線装置，
５ａ．．．第１の鉄損計，
５ｂ．．．第２の鉄損計，
６．．．上面ＳｉＣｌ4 供給流量装置，
７．．．下面ＳｉＣｌ4 供給流量装置，
８．．．均熱炉ヒータ調整装置，
９〜１１．．．演算器，
１２．．．絶縁皮膜塗布装置
１３．．．乾燥・焼付装置
【図１】
0003900667.tif 000002
【図２】
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【図３】
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