方向性電磁鋼板的氮化處理方法及氮化處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及適用于對(duì)方向性電磁鋼板實(shí)施氮化處理的方向性電磁鋼板的氮化處 理方法及氮化處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 方向性電磁鋼板是被用作變壓器、發(fā)電機(jī)的鐵巧材料的軟磁性材料，要求其磁化 特性優(yōu)異，特別是要求其鐵損低。該鋼板具有作為鐵的易磁化軸的<001 >取向在鋼板的 軸制方向上高度集中的織構(gòu)。并且，該樣的織構(gòu)可通過所謂的二次再結(jié)晶而形成，即，在方 向性電磁鋼板的制造工序中的二次再結(jié)晶退火時(shí)，使（110)〔001)取向（其被稱為高斯 佑OSS)取向）的晶粒優(yōu)先高度生長(zhǎng)。
[0003] W往，上述方向性電磁鋼板是如下制造而成的；將含有4. 5質(zhì)量％W下的Si、和 MnS、MnSe、A1N等抑制劑成分的板巧加熱至1300°CW上，使抑制劑成分暫時(shí)固溶后，進(jìn)行熱 串L根據(jù)需要實(shí)施熱軸板退火后，通過1次冷軸或隔著中間退火的2次W上的冷軸而制成最 終板厚，接著在濕潤(rùn)氨氣氛中實(shí)施一次再結(jié)晶退火，進(jìn)行一次再結(jié)晶及脫碳，接著涂布W氧 化儀（MgO)為主劑的退火分離劑，然后于1200°C進(jìn)行化左右的最終退火W進(jìn)行二次再結(jié)晶 和抑制劑成分的純化（例如，專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。
[0004] 然而，就板巧的高溫加熱而言，不僅在實(shí)現(xiàn)加熱方面設(shè)備成本增加，而且存在由于 熱軸時(shí)生成的氧化皮量也增大而導(dǎo)致成品率降低、W及設(shè)備的維護(hù)變得復(fù)雜等問題，存在 無法適應(yīng)近年來對(duì)制造成本降低的要求的問題。
[0005] 因此，針對(duì)在板巧中不含抑制劑成分的情況下使二次再結(jié)晶出現(xiàn)的技術(shù)，不斷進(jìn) 行了各種開發(fā)。例如，提出了下述技術(shù)，即，即使在板巧中不含抑制劑成分的情況下，通過在 一次再結(jié)晶退火后、二次再結(jié)晶結(jié)束前增加鋼基體（steelmatrix)中的S量，也能夠使二 次再結(jié)晶穩(wěn)定地出現(xiàn)的技術(shù)（"增硫法"）（專利文獻(xiàn)4)。
[0006] 此外，提出了下述技術(shù)；通過在脫碳退火之前或之后實(shí)施氣體氮化，即使在板巧中 不含抑制劑成分的情況下，也能夠在一次再結(jié)晶退火后、二次再結(jié)晶結(jié)束前強(qiáng)化抑制劑，從 而使二次再結(jié)晶穩(wěn)定地出現(xiàn)的技術(shù)（專利文獻(xiàn)5);在氮化區(qū)域前設(shè)置用于對(duì)鋼板表面的氧 化層賦予還原作用的還原區(qū)域的技術(shù)（專利文獻(xiàn)6)。
[0007] 此外，為了在上述氣體氮化工序中在帶鋼（strip)整體范圍內(nèi)均勻地氮化，提出 了將通過噴嘴或噴霧裝置供給的氮化氣體在鋼板中央部和鋼板兩端部分開進(jìn)行調(diào)整的方 法（專利文獻(xiàn)7)。
[000引專利文獻(xiàn)1 ;美國(guó)專利第1965559號(hào)說明書
[0009] 專利文獻(xiàn)2 ;日本特公昭40-15644號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)3 ;日本特公昭51-13469號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)4 ;日本專利4321120號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)5 ;日本專利2771634號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)6 ;日本特開平03-122227號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)7 ;日本專利3940205號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 然而，就上文記載的專利文獻(xiàn)4所公開的技術(shù)而言，存在下述情況；卷材（coil)加 熱時(shí)的溫度不均、氣氛不均使得卷材內(nèi)的增硫量發(fā)生變化，在二次再結(jié)晶行為方面產(chǎn)生差 異，結(jié)果在磁特性方面產(chǎn)生偏差。
[0016] 此外，就專利文獻(xiàn)5~7所公開的技術(shù)而言，因?yàn)槠涫菍⒌詺怏w吹噴在鋼板上 從而進(jìn)行氮化的方法，所W存在下述情況：由于爐內(nèi)溫度的時(shí)間上及/或位置上的不均勻、 由熱引起的管道中的氮化性氣體的分解量的差異等，使得氮化增量根據(jù)帶鋼的部位不同而 不同，結(jié)果存在二次再結(jié)晶變得不均勻而導(dǎo)致磁特性的惡化的情況。
[0017] 本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而開發(fā)的，其目的在于：提供一種極其有用的方向性電磁 鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在方向性電磁鋼板的制造時(shí)，即使在板巧中不 含抑制劑成分的情況下，通過在二次再結(jié)晶前實(shí)施適當(dāng)?shù)牡幚?，使抑制劑形成元素?帶鋼的全長(zhǎng)和全寬范圍內(nèi)均勻分散，也能夠獲得沒有偏差的優(yōu)異的磁特性；并且提供一種 適用于實(shí)施所述氮化處理方法的氮化處理裝置。
[0018] 于是，本申請(qǐng)發(fā)明人為解決上述課題而反復(fù)進(jìn)行了深入研究。
[0019] 結(jié)果，在對(duì)帶鋼（鋼板）進(jìn)行氮化時(shí)，獲得了下述發(fā)現(xiàn)：
[0020] (1)在利用從氣相的反應(yīng)進(jìn)行的氮添加中，由于顯著受到處理時(shí)的溫度、表面的反 應(yīng)性等的影響，因此無法避免偏差的發(fā)生；
[0021] (2)在該一點(diǎn)上，通過使氮化處理自身為從液相的反應(yīng)，具體而言，通過在烙融鹽 中進(jìn)行氮化處理，能夠使作為產(chǎn)生偏差的原因的上述因子的影響停留在最小限度，結(jié)果能 夠在帶鋼整體內(nèi)穩(wěn)定地獲得優(yōu)異的磁特性。
[0022] 需要說明的是，上述使用烙融鹽的氮化處理被利用于分批處理（其用于汽車部件 等的表層硬化）中。但是，就方向性電磁鋼板而言，由于與上述部件的表層硬化相比，必需 的氮化量顯著少，并且最佳氮化量的范圍極窄，因此需要W高精度來控制浸潰時(shí)間。
[0023] 作為浸潰時(shí)間的精密控制，本來分批處理是較為有利的，但是在方向性電磁鋼板 的情況下，需要對(duì)總重量為數(shù)噸甚至數(shù)十噸的帶鋼連續(xù)進(jìn)行氮化處理。此外，在使帶鋼連 續(xù)通板時(shí)，需要根據(jù)帶鋼的厚度、必需的氮化量來變更氮化量、或在通板過程中變更通板速 度，因此，對(duì)上述情況的應(yīng)對(duì)成為必要。
[0024] 關(guān)于能夠簡(jiǎn)便且恰當(dāng)?shù)貞?yīng)對(duì)在將烙融鹽浴處理實(shí)際利用于上述連續(xù)進(jìn)行的帶鋼 處理時(shí)成為問題的、必需的浸潰時(shí)間及/或通板速度的變化的方法，本申請(qǐng)發(fā)明人獲得了 下述發(fā)現(xiàn)：
[0025] (3)使設(shè)置于烙融鹽浴內(nèi)部的沉沒漉（sinkroll)能夠移動(dòng)、從而調(diào)整帶鋼在烙 融鹽浴中的移動(dòng)距離的方法是有利的；
[0026] (4)此外，在烙融鹽中進(jìn)行氮化時(shí)，能夠通過通電來控制氮化量，并且在利用該通 電時(shí)，能夠謀求氮化所需時(shí)間的縮短。
[0027] 本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)而完成的。
[002引即，本發(fā)明的構(gòu)成要點(diǎn)如下所述。
[0029] 1. 一種方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在方向性電磁鋼 板的制造工序中，在冷軸后、二次再結(jié)晶退火前的階段，將帶鋼浸潰于烙融鹽浴中，由此對(duì) 該帶鋼連續(xù)實(shí)施氮化處理。
[0030] 2.如上述1所述的方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在上 述烙融鹽浴的內(nèi)部設(shè)置能夠上下移動(dòng)或水平移動(dòng)的沉沒漉，通過使該沉沒漉移動(dòng)而能夠調(diào) 整帶鋼在烙融鹽浴內(nèi)的浸潰時(shí)間。
[0031] 3.如上述1或2所述的方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在 上述帶鋼的烙融鹽浴浸潰時(shí)，使烙融鹽浴的溫度為400~700°C，使浸潰時(shí)間為5~1000s。
[0032] 4. 一種方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在方向性電磁鋼 板的制造工序中，在冷軸后、二次再結(jié)晶退火前的階段，一邊將帶鋼浸潰于電解質(zhì)的烙融鹽 浴中，一邊在該帶鋼與對(duì)電極之間施加電壓從而進(jìn)行電解處理，由此對(duì)該帶鋼連續(xù)實(shí)施氮 化處理。
[0033] 5.如上述4所述的方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，通過 變更上述電解處理中的電流密度來調(diào)整對(duì)帶鋼的氮化量。
[0034] 6.如上述4或5所述的方向性電磁鋼板的氮化處理方法，所述氮化處理方法中，在 上述帶鋼的烙融鹽浴浸潰時(shí)，使烙融鹽浴的溫度為300~700°C，使浸潰時(shí)間為3~300s。
[0035] 7. -種方向性電磁鋼板的氮化處理裝置，所述氮化處理裝置是用于實(shí)施上述1~ 3中任一項(xiàng)所述的方向性電磁鋼板的氮化處理方法的裝置，所述氮化處理裝置具有；保持 烙融鹽浴的容器；用于對(duì)烙融鹽浴進(jìn)行加熱并將其保持在規(guī)定的溫度的加熱/溫度調(diào)整裝 置；和支承在烙融鹽浴內(nèi)通板的帶鋼的沉沒漉。
[0036] 8.如上述7所述的方向性電磁鋼板的氮化處理裝置，所述氮化處理裝置中，使配 置于烙融鹽浴內(nèi)的沉沒漉能夠上下移動(dòng)或水平移動(dòng)，從而使帶鋼在烙融鹽浴內(nèi)的浸潰距離 能夠變更。
[0037] 9.如上述7或8所述的方向性電磁鋼板的氮化處理裝置，所述氮化處理裝置中，在 烙融鹽浴內(nèi)配置多個(gè)可上下移動(dòng)或水平移動(dòng)的沉沒漉，通過使各沉沒漉移動(dòng)而使帶鋼在烙 融鹽浴內(nèi)的浸潰距離能