專利名稱：一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)夤に?，具體地說(shuō)是應(yīng)用于罩式爐內(nèi)取向硅鋼帶卷的高溫?zé)崽幚?，屬功能性磁性材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
取向硅鋼帶是一種新型的功能性磁性材料，由于它電阻大，所以，運(yùn)行過(guò)程中，鐵芯上消耗的電能?。挥捎谒拇呕哂袕?qiáng)烈的方向性，所以，所需方向上的磁感高，鐵芯的利用率高，運(yùn)行效率高，冷軋取向硅鋼帶是變壓器、互感器等電磁定向轉(zhuǎn)換產(chǎn)品中最關(guān)鍵最主要的鐵芯材料，冷軋取向硅鋼帶的生產(chǎn)技術(shù)水平，直接關(guān)系到國(guó)家大量變壓器的升級(jí)換代，直接關(guān)系到國(guó)家能源的利用效率，它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活息息相關(guān)。根據(jù)中國(guó)金屬學(xué)會(huì)電工鋼分會(huì)《2010中國(guó)電工鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度報(bào)告》披露，2010年國(guó)內(nèi)共消耗取向硅鋼帶78. 6萬(wàn)噸，其中進(jìn)口 23. 6萬(wàn)噸，進(jìn)口占國(guó)內(nèi)總消耗量的30%，冷軋取向硅鋼帶是國(guó)家長(zhǎng)期政策扶持的產(chǎn)品。冷軋取向硅鋼帶生產(chǎn)工藝復(fù)雜、參數(shù)窗口窄、工序過(guò)程長(zhǎng)、技術(shù)含量高而被譽(yù)為鋼鐵產(chǎn)品中的工藝品。取向硅鋼帶的生產(chǎn)工藝是1.熱軋卷(原料)規(guī)格通常為厚 X 寬=(2. Omm-2. 5mm) X (1300mm-1350mm)，卷重20-25噸，含碳量為0. 03-0. 05 %，含硅量為2. 8-3. 4 %，含錳量為0. 05-0. 1 %，含硫量為 0. 02-0. 03%。2.酸洗去掉鋼帶表面的氧化鐵。3. 一次冷軋從厚度2. Omm-2. 5mm軋到0. 6mm-0. 7mm,通常軋3-4道次。4.中間退火去除一次冷軋的內(nèi)應(yīng)力、部分脫碳及表面生成二氧化硅(SiO2)。5. 二次冷軋從厚度0. 6mm-0. 7mm軋到0. 28mm-0. 3mm,通常軋2-3道次。6.脫碳退火涂氧化鎂在鋼帶表面涂一層氧化鎂隔離層。7.高溫退火鋼帶的最高工藝溫度為1180°C，在1000°C-1100°C之間，前面工藝中在鋼帶表面生成的二氧化硅(SiO2)與鋼帶表面涂的氧化鎂進(jìn)行反應(yīng)，在鋼帶表面生成了一層絕緣的硅酸鎂(Mg2SiO4)底層。8.熱拉伸退火涂漆鋼帶表面涂絕緣漆及鋼帶拉伸平整。9.包裝按要求包裝。為達(dá)到各種工藝目的，取向硅鋼帶卷需要進(jìn)行上述的高溫退火，其工藝為1.把鋼帶卷以50°C /h的升溫速率加熱到650°C -700°C，氣氛為氮?dú)狻?.鋼帶卷在650°C _700°C溫度下保溫，氣氛為氮?dú)浠旌蠚狻?.把鋼帶卷以15°C /h的升溫速率加熱到1180°C -1200°C，氣氛為氮?dú)浠旌蠚狻?.鋼帶卷在1180°C-1200°C溫度下保溫，氣氛為氫氣。5.鋼帶卷隨爐降溫至700°C，氣氛為氮?dú)浠旌蠚狻?.鋼帶卷隨爐繼續(xù)降溫至300°C，氣氛為氮?dú)狻?.鋼帶卷出爐在環(huán)境中冷卻至環(huán)境溫度。
鋼帶卷的高溫退火有二種方式，一種是在環(huán)形連續(xù)爐中退火，一種是在罩式爐中退火。因罩式爐占地面積小，工藝控制可靠而被廣泛應(yīng)用。通常的罩式爐內(nèi)的鋼帶卷支承板形式及罩式爐內(nèi)的氣氛供回氣工藝如圖1所示， 通常的鋼帶卷的支承板及罩式爐內(nèi)的氣氛供回氣工藝示意圖1.罩式爐內(nèi)的鋼帶卷的支承板是一塊盲板。2.氣氛從爐底中心集中供入，從爐底外緣四周回出。上述工藝存在以下幾方面缺點(diǎn)一.爐內(nèi)布?xì)獠痪鶆?。因?yàn)闅夥菔菑臓t底中心集中供入爐內(nèi)，從爐內(nèi)底部外緣四周回出爐外，而爐內(nèi)氣氛是有背壓的，這就無(wú)法保證供入的氣氛會(huì)到達(dá)爐頂，又因爐內(nèi)溫度很高，最高時(shí)達(dá) 1180°C -1200°C，在這樣高的溫度下，在爐內(nèi)是無(wú)法安裝機(jī)械使?fàn)t內(nèi)的氣氛進(jìn)行強(qiáng)制機(jī)械循環(huán)的，因此，供入爐內(nèi)的氣氛就會(huì)在爐內(nèi)高度較低的地方直接走短路進(jìn)入回氣孔排出爐外。由于氣氛的不均勻，使得爐內(nèi)的溫度也不均勻，這就使得爐內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量不一致。二 .存在安全風(fēng)險(xiǎn)鋼帶卷在罩式爐內(nèi)進(jìn)行高溫處理的過(guò)程中，爐內(nèi)的氣氛安排是氮?dú)?氮?dú)浠旌蠚?氫氣-氮?dú)浠旌蠚?氮?dú)?，鋼帶卷裝入罩式爐后進(jìn)行升溫的過(guò)程中，起始向爐內(nèi)供氮?dú)?，目的是在向爐內(nèi)供氮?dú)浠旌蠚庵?，把爐內(nèi)的氧氣洗凈。同樣，鋼帶卷在罩式爐內(nèi)進(jìn)行高溫處理結(jié)束后準(zhǔn)備揭開(kāi)罩子之前，向爐內(nèi)供氮?dú)?，目的是把爐內(nèi)的氮?dú)浠旌蠚庵械臍錃庀磧?。但在同一狀況下，氮?dú)獗戎乇葰錃庵?，按上述罩式爐的供回氣工藝，因無(wú)法保證氮?dú)饽芄┑綘t頂，致使裝入罩式爐內(nèi)進(jìn)行高溫退火的鋼帶卷高溫退火結(jié)束后，罩式爐揭罩時(shí)，罩頂仍積聚著氫氣，而這時(shí)，罩內(nèi)已有氧氣，如遇明火，就會(huì)爆炸。三.鋼卷內(nèi)部的水汽排不凈，影響產(chǎn)品質(zhì)量裝入罩式爐內(nèi)進(jìn)行高溫退火的鋼帶卷是取向硅鋼帶卷，是在鋼帶表面涂了氧化鎂 (MgO)后再把它卷成鋼卷的，氧化鎂(MgO)施涂時(shí)，氧化鎂(MgO)中加入了水(H2O),因此， 雖涂后進(jìn)行了烘干處理，但仍有大量的氧化鎂(MgO)就會(huì)被水解成氫氧化鎂Mg (OH)2,鋼帶卷裝入罩式爐后進(jìn)行高溫退火的過(guò)程中，氫氧化鎂Mg (OH)2在3501 -450°C時(shí)，就會(huì)分解出化合水，氫氧化鎂Mg(OH)2重新分解成氧化鎂(MgO)，而分解生成的水必須排出爐外。但按上述鋼帶卷的支承板是一塊盲板，因鋼帶卷層間形成的水汽，比罩式爐內(nèi)氣氛的比重大，鋼帶卷層間的水汽不會(huì)向上走，而應(yīng)該向下走，但向下又無(wú)通路，致使水汽積聚中鋼帶卷的層間，在高溫下，水使鋼帶表面氧化，造成產(chǎn)品質(zhì)量惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，能夠使?fàn)t內(nèi)氣氛均勻，長(zhǎng)期保持進(jìn)氣與出氣的平衡狀態(tài)，防止鋼帶表面氧化，保證爐內(nèi)安全性，產(chǎn)品質(zhì)量高。本發(fā)明是通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，包括供氣管道、水汽通道和回氣管道，所述供氣管道由罩式爐底部中心位置伸入罩式爐內(nèi)部，并升高至罩式爐內(nèi)最高鋼帶卷的頂部，供氣管道在罩式爐內(nèi)的管道部分，其管壁排布能使罩式爐內(nèi)的各層鋼帶卷完全接受氣氛的出氣孔道，供氣管道頂部為盲孔；所述水氣通道，是在罩式爐內(nèi)部用于承載每層鋼帶卷的水平承載支板本體上設(shè)置水汽通孔；所述回氣管道是布設(shè)在爐內(nèi)底部靠近罩式爐外罩內(nèi)壁的一環(huán)形管道，所述環(huán)形管道的管壁上，在水平徑向內(nèi)側(cè)，均勻布鉆通孔，所述回氣管道的內(nèi)徑大于供氣管道的內(nèi)徑。所述出氣孔道均勻分布在供氣管道的管壁的徑向和軸向位置。所述出氣孔道總截面積之和小于或等于供氣管道的內(nèi)孔截面積。所述水汽通孔是分布在承載支板上的若干長(zhǎng)槽。所述長(zhǎng)槽是分布在承載支板的不同圓周上。所述長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度方向?yàn)槌休d支板的徑向。所述回氣管道上的通孔總截面積之和小于或等于回氣管道的內(nèi)孔截面積。本發(fā)明的有益效果為1.罩式爐內(nèi)的氣氛均勻。2.罩式爐揭罩時(shí)，罩內(nèi)的氫氣被洗凈，消除了安全隱患。3.確保鋼帶卷層間的水汽向下有透水汽的通道，減輕了鋼帶卷表面的氧化，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量的一致。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的罩式爐高溫處理鋼帶的示意2是本發(fā)明布?xì)庀到y(tǒng)的示意3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的示意圖1-支承內(nèi)筒，2-支承外筒，3-爐外罩，4-回氣管，5-底座，6_供氣管道，601-出氣孔道，7-承載支板，701-長(zhǎng)槽，8-取向硅鋼帶卷；I-長(zhǎng)槽寬度。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2，是本發(fā)明布?xì)庀到y(tǒng)的示意圖，包括供氣管道6、水汽通道和回氣管道。爐內(nèi)上、中、下裝取向硅鋼帶卷8鋼卷共三卷。供氣管道6由罩式爐底部中心位置伸入罩式爐內(nèi)部，并升高至罩式爐內(nèi)最上一卷鋼帶的上表面。供氣管道在罩式爐內(nèi)的管道部分，其管壁的徑向和軸向都均勻地鉆布了出氣通孔601，管道頂部為盲孔。供氣管道在罩式爐內(nèi)的管道部分，其管壁上所鉆布的出氣的通孔總截面積之和小于或等于供氣管道的內(nèi)孔截面積。供氣管道的材質(zhì)為Cr25N、。水氣通道，是在罩式爐內(nèi)部用于承載每層鋼帶卷8的水平承載支板本體7上設(shè)置水汽通孔。水汽通孔是分布在承載支板上的若干長(zhǎng)槽701。長(zhǎng)槽是分布在承載支板的不同圓周上，在同一圓周上分布的相鄰兩個(gè)長(zhǎng)槽之間弧長(zhǎng)的距離在600 800mm之間。長(zhǎng)槽的寬度I為10 30mm之間。長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度方向?yàn)槌休d支板的徑向?；貧夤艿?是布設(shè)在爐內(nèi)底部靠近外罩內(nèi)壁的一環(huán)形管道。環(huán)形管道的管壁上， 在水平徑向內(nèi)側(cè)，均布鉆通孔，通孔總截面積之和小于或等于回氣管道的內(nèi)孔截面積，回氣管道的內(nèi)徑大于供氣管道的內(nèi)徑?；貧夤艿赖牟馁|(zhì)為Cr25N、。
以下結(jié)合圖3和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖3，是本發(fā)明一種實(shí)施方式的示意圖，承載支板的陰影部分即為取向硅鋼帶卷與承載支板的接觸部分。實(shí)施例1具體采用以下工藝步驟(1)、罩式爐內(nèi)取向硅鋼帶卷的裝載量為3卷。(2)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的爐內(nèi)總長(zhǎng)度為2500mm。(3)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的材質(zhì)為Cr25N、。0)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的規(guī)格為C 25mmX2.0mm。(5)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道軸向每隔IOOmm在同一個(gè)直徑方向上兩端開(kāi)設(shè)出氣孔道，軸向上下相鄰出氣孔道的徑向夾角為180°C。(6)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道頂端為盲孔。(7)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管上所開(kāi)出氣孔道為C 3.0mm。(8)、鋼帶卷的承載支板上開(kāi)14個(gè)長(zhǎng)槽，同一圓周上相鄰的兩個(gè)長(zhǎng)槽之間的距離在弧長(zhǎng)距離的800mm兩端。(9)、長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度為200mm，長(zhǎng)槽通孔的分布為徑向三排，本實(shí)施例的14個(gè)長(zhǎng)槽能達(dá)到每排都在其圓周上均布。(10)、長(zhǎng)槽通孔的寬度為20mm。(11)、長(zhǎng)槽通孔的長(zhǎng)度方向?yàn)槌休d支板的徑向。實(shí)施例2具體采用以下工藝步驟(1)、罩式爐內(nèi)取向硅鋼帶卷的裝載量為1卷。(2)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的爐內(nèi)總長(zhǎng)度為850mm。(3)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的材質(zhì)為Cr25N、。0)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的規(guī)格為C 8mmX 1.0mm。(5)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道軸向每隔30mm在同一個(gè)直徑方向上兩端開(kāi)設(shè)出氣孔道，軸向上下相鄰出氣孔道的徑向夾角為180°C。(6)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道頂端為盲孔。(7)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管上所開(kāi)出氣孔道為C 1.0mm。(8)、鋼帶卷的承載支板上開(kāi)14個(gè)長(zhǎng)槽，同一圓周上相鄰的兩個(gè)長(zhǎng)槽之間的距離在弧長(zhǎng)距離的600mm兩端。(9)、長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度為200mm，長(zhǎng)槽通孔的分布為徑向三排，本實(shí)施例的14個(gè)長(zhǎng)槽能達(dá)到每排都在其圓周上均布。(10)、長(zhǎng)槽通孔的寬度為10mm。(11)、長(zhǎng)槽通孔的長(zhǎng)度方向?yàn)槌休d支板的徑向。實(shí)施例3具體采用以下工藝步驟(1)、罩式爐內(nèi)取向硅鋼帶卷的裝載量為2卷。(2)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的爐內(nèi)總長(zhǎng)度為1300mm。(3)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的材質(zhì)為Cr25N、。
0)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道的規(guī)格為C 12mmX2.0mm。 (5)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道軸向每隔65mm在同一個(gè)直徑方向上兩端開(kāi)
設(shè)出氣孔道，軸向上下相鄰出氣孔道的徑向夾角為180°C。(6)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管道頂端為盲孔。(7)、罩式爐的爐內(nèi)工藝氣氛供氣管上所開(kāi)出氣孔道為C 2.0mm。(8)、鋼帶卷的承載支板上開(kāi)14個(gè)長(zhǎng)槽，同一圓周上相鄰的兩個(gè)長(zhǎng)槽之間的距離在弧長(zhǎng)距離的700mm兩端。(9)、長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度為200mm，長(zhǎng)槽通孔的分布為徑向三排，本實(shí)施例的14個(gè)長(zhǎng)槽能達(dá)到每排都在其圓周上均布。(10)、長(zhǎng)槽通孔的寬度為20mm。(11)、長(zhǎng)槽通孔的長(zhǎng)度方向?yàn)槌休d支板的徑向。
權(quán)利要求
1.一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，包括供氣管道、水汽通道和回氣管道，其特征在于所述供氣管道由罩式爐底部中心位置伸入罩式爐內(nèi)部，并升高至罩式爐內(nèi)最高鋼帶卷的頂部，供氣管道在罩式爐內(nèi)的管道部分，其管壁排布能使罩式爐內(nèi)的各層鋼帶卷完全接受氣氛的出氣孔道，供氣管道頂部為盲孔；所述水氣通道，是在罩式爐內(nèi)部用于承載每層鋼帶卷的水平承載支板本體上設(shè)置水汽通孔；所述回氣管道是布設(shè)在爐內(nèi)底部靠近罩式爐外罩內(nèi)壁的一環(huán)形管道，所述環(huán)形管道的管壁上，在水平徑向內(nèi)側(cè)，均勻布鉆通孔，所述回氣管道的內(nèi)徑大于供氣管道的內(nèi)徑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，其特征在于所述出氣孔道均勻分布在供氣管道的管壁的徑向和軸向位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，其特征在于所述出氣孔道總截面積之和小于或等于供氣管道的內(nèi)孔截面積。
4.如權(quán)利要求1所述的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，其特征在于所述水汽通孔是分布在承載支板上的若干長(zhǎng)槽。
5.如權(quán)利要求4所述的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，其特征在于所述長(zhǎng)槽是分布在承載支板的不同圓周上。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，其特征在于所述長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度方向?yàn)槌休d支板的徑向。
7.如權(quán)利要求1所述的一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，其特征在于所述回氣管道上的通孔總截面積之和小于或等于回氣管道的內(nèi)孔截面積。
全文摘要
本發(fā)明提供一種取向硅鋼帶卷罩式爐內(nèi)高溫退火的布?xì)庀到y(tǒng)，布?xì)庀到y(tǒng)包括供氣管道、水汽通道和回氣管道。供氣管道由罩式爐底部中心位置伸入罩式爐內(nèi)部，并升高至罩式爐內(nèi)最高鋼帶卷的頂部，其管壁的徑向和軸向都均勻地鉆布了出氣通孔；水汽通道是在罩式爐內(nèi)部用于承載每層鋼帶卷的水平承載支板本體上設(shè)置水汽通孔；回氣管道是布設(shè)在爐內(nèi)底部靠近外罩內(nèi)壁的一環(huán)形管道。本布?xì)庀到y(tǒng)是爐內(nèi)氣氛均勻，長(zhǎng)期保持進(jìn)氣與出氣的平衡狀態(tài)，揭罩時(shí)爐內(nèi)氫氣被用盡，消除安全隱患，防止鋼帶表面氧化，保證爐內(nèi)安全性，產(chǎn)品質(zhì)量高。
文檔編號(hào)C21D9/67GK102534181SQ20121002078
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者章偉興, 龔建達(dá) 申請(qǐng)人:無(wú)錫華精新型材料有限公司