[发明专利]一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气工艺，具体地说是应用于罩式炉内取向硅钢带卷的高温热处理，属功能性磁性材料技术领域。

背景技术

取向硅钢带是一种新型的功能性磁性材料，由于它电阻大，所以，运行过程中，铁芯上消耗的电能小；由于它的磁化具有强烈的方向性，所以，所需方向上的磁感高，铁芯的利用率高，运行效率高，冷轧取向硅钢带是变压器、互感器等电磁定向转换产品中最关键最主要的铁芯材料，冷轧取向硅钢带的生产技术水平，直接关系到国家大量变压器的升级换代，直接关系到国家能源的利用效率，它与国民经济的持续发展和人民生活息息相关。根据中国金属学会电工钢分会《2010中国电工钢产业发展年度报告》披露，2010年国内共消耗取向硅钢带78.6万吨，其中进口23.6万吨，进口占国内总消耗量的30％，冷轧取向硅钢带是国家长期政策扶持的产品。冷轧取向硅钢带生产工艺复杂、参数窗口窄、工序过程长、技术含量高而被誉为钢铁产品中的工艺品。

取向硅钢带的生产工艺是：

1.热轧卷(原料)：规格通常为厚×宽＝(2.0mm-2.5mm)×(1300mm-1350mm)，卷重20-25吨，含碳量为0.03-0.05％，含硅量为2.8-3.4％，含锰量为0.05-0.1％，含硫量为0.02-0.03％。

2.酸洗：去掉钢带表面的氧化铁。

3.一次冷轧：从厚度2.0mm-2.5mm轧到0.6mm-0.7mm，通常轧3-4道次。

4.中间退火：去除一次冷轧的内应力、部分脱碳及表面生成二氧化硅(SiO₂)。

5.二次冷轧：从厚度0.6mm-0.7mm轧到0.28mm-0.3mm，通常轧2-3道次。

6.脱碳退火涂氧化镁：在钢带表面涂一层氧化镁隔离层。

7.高温退火：钢带的最高工艺温度为1180℃，在1000℃-1100℃之间，前面工艺中在钢带表面生成的二氧化硅(SiO₂)与钢带表面涂的氧化镁进行反应，在钢带表面生成了一层绝缘的硅酸镁(Mg₂SiO₄)底层。

8.热拉伸退火涂漆：钢带表面涂绝缘漆及钢带拉伸平整。

9.包装：按要求包装。

为达到各种工艺目的，取向硅钢带卷需要进行上述的高温退火，其工艺为：

1.把钢带卷以50℃/h的升温速率加热到650℃-700℃，气氛为氮气。

2.钢带卷在650℃-700℃温度下保温，气氛为氮氢混合气。

3.把钢带卷以15℃/h的升温速率加热到1180℃-1200℃，气氛为氮氢混合气。

4.钢带卷在1180℃-1200℃温度下保温，气氛为氢气。

5.钢带卷随炉降温至700℃，气氛为氮氢混合气。

6.钢带卷随炉继续降温至300℃，气氛为氮气。

7.钢带卷出炉在环境中冷却至环境温度。

钢带卷的高温退火有二种方式，一种是在环形连续炉中退火，一种是在罩式炉中退火。因罩式炉占地面积小，工艺控制可靠而被广泛应用。

通常的罩式炉内的钢带卷支承板形式及罩式炉内的气氛供回气工艺如图1所示，通常的钢带卷的支承板及罩式炉内的气氛供回气工艺示意图：

1.罩式炉内的钢带卷的支承板是一块盲板。

2.气氛从炉底中心集中供入，从炉底外缘四周回出。

上述工艺存在以下几方面缺点：

一.炉内布气不均匀。

因为气份是从炉底中心集中供入炉内，从炉内底部外缘四周回出炉外，而炉内气氛是有背压的，这就无法保证供入的气氛会到达炉顶，又因炉内温度很高，最高时达1180℃-1200℃，在这样高的温度下，在炉内是无法安装机械使炉内的气氛进行强制机械循环的，因此，供入炉内的气氛就会在炉内高度较低的地方直接走短路进入回气孔排出炉外。

由于气氛的不均匀，使得炉内的温度也不均匀，这就使得炉内的产品质量不一致。

二.存在安全风险