方向性电磁钢板的氮化处理设备以及氮化处理方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及适合于对方向性电磁钢板实施氮化处理的方向性电磁钢板的氮化处理设备以及氮化处理方法。
【背景技术】
[0002]方向性电磁钢板是作为变压器、发电机的铁芯材料而使用的软磁性材料，要求其磁化特性优异，特别要求铁损低。该钢板具有铁的易磁化轴即<001 >方位在钢板的乳制方向上高度一致的集合组织。而且，这样的集合组织是通过在方向性电磁钢板的制造工序中在二次再结晶退火时使被称作高斯(Goss)方位的(110)〔001〕方位的结晶粒优先巨大生长即所谓二次再结晶而形成的。
[0003]以往，这样的方向性电磁钢板能够通过如下方法进行制造，即，将含有4.5mass%以下的Si和MnS、MnSe, AlN等抑制剂成分的板坯加热至1300°C以上而使抑制剂成分暂时固溶后，进行热乳，根据需要实施热乳板退火后，通过一次或夹着中间退火的两次以上的冷乳来形成最终板厚，接着在湿润氢气氛中实施一次再结晶退火，进行一次再结晶以及脱炭，接着涂敷以氧化镁(MgO)为主剂的退火分离剂之后，为了二次再结晶以及抑制剂成分的纯化而以1200°C进行5h左右的最终精退火(例如专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
[0004]然而，板坯的高温加热不仅在实现加热方面增加设备成本，而且由于在热乳时生成的水锈量也增大而成品率降低，而且存在设备的维护变繁杂等问题，存在无法满足近年来的制造成本降低的要求这样的问题。
[0005]因此，对于在板坯中不含有抑制剂成分的情况下使二次再结晶显现的技术，进行了各种开发。例如，提出了如下技术，即，即使在板坯中不含有抑制剂成分的情况下，通过在一次再结晶退火后且二次再结晶完成前使基铁中的S量增加，也能够稳定地显现二次再结晶(“增硫法”)(专利文献4)。
[0006]另外，提出了如下技术，S卩，通过在脱炭退火之前或之后实施气体氮化，即使在板坯中不含有抑制剂成分的情况下，也能够在一次再结晶退火后且二次再结晶完成前对抑制剂进行强化而稳定地显现二次再结晶(专利文献5)、在氮化区域之前设置用于向钢板表面的氧化层施加还原作用的还原带(专利文献6)。
[0007]而且，为了在这样的气体氮化工序中遍及带钢整体均匀地进行氮化，提出了如下方法，即，在钢板中央部和钢板两端部分割并调整由喷嘴或喷雾器供给的氮化气体(专利文献7) ο
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:美国专利第1965559号说明书
[0011]专利文献2:日本特公昭40-15644号公报
[0012]专利文献3:日本特公昭51-13469号公报
[0013]专利文献4:日本专利4321120号公报
[0014]专利文献5:日本专利2771634号公报
[0015]专利文献6:日本特开平03-122227号公报
[0016]专利文献7:日本专利3940205号公报
【发明内容】
[0017]发明要解决的课题
[0018]然而，在上述的专利文献4公开的技术中，因线圈加热时的温度、气氛不均而线圈内的增硫量发生变化，从而在二次再结晶行为中产生差异，其结果是，存在磁特性产生偏差的情况。
[0019]另外，在专利文献5?7公开的技术中，由于是将氮化性气体吹向钢板来进行氮化的方法，因此存在有如下情况，即，由于炉内温度的时间上?位置上的不均匀、由热引起的配管中的氮化性气体的分解量的差异等，所以氮化增量因带钢的部位不同而不同，其结果是，存在二次再结晶变得不均匀而导致磁特性恶化的情况。
[0020]本发明鉴于上述的现状而开发，其目的在于提供一种在方向性电磁钢板的制造时即使板坯中不含有抑制剂成分的情况下也获得无偏差的优异的磁特性的方面极其有用的方向性电磁钢板的氮化处理设备和使用该氮化处理设备的氮化处理方法，该无偏差的优异的磁特性通过如下的方式获得，即，在二次再结晶前实施适当的氮化处理而使抑制剂形成元素遍及带钢的全长、全宽均匀地分散。
[0021]用于解决课题的手段
[0022]然后，发明者们为了解决上述的课题而反复进行了精心的研究。
[0023]其结果是，获得有如下见解，即，在对带钢(钢板)连续地进行氮化处理的情况下，通过利用辉光放电来实施氮化，能够进行氮化量的高精度的控制，同时其偏差也被消除，而且实现了处理时间的缩短，从而在全带钢内稳定地获得优异的磁特性。
[0024]并且，作为为了将上述那样的基于辉光放电进行的等离子氮化作为对带钢的氮化处理进行实施所需要的设备，发现了最佳的构造，从而完成本发明。
[0025]S卩，本发明的主要结构如下。
[0026]1.一种方向性电磁钢板的氮化处理设备，是在方向性电磁钢板的生产线中，在冷乳后且二次再结晶退火前对连续地通过的带钢连续地实施氮化处理的设备，其中，
[0027]所述方向性电磁钢板的氮化处理设备具有:
[0028]氮化处理区域，对带钢实施氮化处理；
[0029]冷却区域，对带钢进行冷却；以及
[0030]加热区域，根据需要而在该氮化处理区域之前对带钢进行加热，
[0031]在该氮化处理区域设置辉光放电用的电极，将该辉光放电用电极作为正极，对作为负极的带钢实施基于辉光放电进行的等离子氮化处理。
[0032]2.根据所述I记载的方向性电磁钢板的氮化处理设备，其中，在减压下保持所述氮化处理区域。
[0033]3.根据所述2记载的方向性电磁钢板的氮化处理设备，其中，
[0034]将所述加热区域及/或所述冷却区域保持为与大气压相比进行了减压且与所述氮化处理区域相比减压度较低的状态。
[0035]4.根据所述I?3中任一项记载的方向性电磁钢板的氮化处理设备，其中，
[0036]在所述加热区域与所述氮化处理区域之间设有前段气氛调整区域，并且在所述氮化处理区域与所述冷却区域之间设有后段气氛调整区域。
[0037]5.根据所述4记载的方向性电磁钢板的氮化处理设备，其中，
[0038]所述前段气氛调整区域及所述后段气氛调整区域分别划分为多个气室，该多个气室能够单独地进行减压度的调整。
[0039]6.根据所述5记载的方向性电磁钢板的氮化处理设备，其中，
[0040]在所述前段气氛调整区域中，随着朝向所述氮化处理区域而逐渐提高减压度，另一方面，在所述后段气氛调整区域中，随着朝向所述冷却区域而逐渐降低减压度。
[0041]7.根据所述I?6中任一项记载的方向性电磁钢板的氮化处理设备，其中，
[0042]将所述氮化处理区域的内部沿带钢的宽度方向分割为多个区域，在各分割区域内能够进行单独的氮化处理控制。
[0043]8.一种方向性电磁钢板的氮化处理方法，其中，
[0044]在方向性电磁钢板的制造工序中，在冷乳后且二次再结晶退火前的阶段中，使用所述I?7中任一项记载的氮化处理设备，对带钢实施基于辉光放电进行的等离子氮化处理。
[0045]发明效果
[0046]根据本发明，能够抑制氮化处理的偏差而在全带钢内稳定地确保均匀的氮化量，因此能够遍及带钢的全长、全宽稳定地获得优异的磁特性。
[0047]另外，根据本方法，能够使用氮气用作氮源，因此无需使用以往气体氮化时所需的氨气、进行盐浴氮化的情况下所需的氰系的盐等担心环境上的问题的氮源，因此其工业上的利用价值极大。
【附图说明】
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