一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统
阅读：173发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种取向 硅 钢 带卷罩式炉内高温 退火 的布气系统，布气系统包括供气管道、 水 汽通道和回气管道。供气管道由罩式炉底部中心 位置 伸入罩式炉内部，并升高至罩式炉内最高 钢带 卷的顶部，其管壁的径向和轴向都均匀地钻布了出气通孔；水汽通道是在罩式炉内部用于承载每层钢带卷的水平承载支板本体上设置水汽通孔；回气管道是布设在炉内底部靠近外罩内壁的一环形管道。本布气系统是炉内气氛均匀，长期保持进气与出气的平衡状态，揭罩时炉内氢气被用尽，消除安全隐患，防止钢带表面 氧 化，保证炉内安全性，产品 质量 高。，下面是一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统专利的具体信息内容。
1.一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，包括供气管道、水汽通道和回气管道，其特征在于所述供气管道由罩式炉底部中心位置伸入罩式炉内部，并升高至罩式炉内最高钢带卷的顶部，供气管道在罩式炉内的管道部分，其管壁排布能使罩式炉内的各层钢带卷完全接受气氛的出气孔道，供气管道顶部为盲孔；所述水气通道，是在罩式炉内部用于承载每层钢带卷的水平承载支板本体上设置水汽通孔；所述回气管道是布设在炉内底部靠近罩式炉外罩内壁的一环形管道，所述环形管道的管壁上，在水平径向内侧，均匀布钻通孔，所述回气管道的内径大于供气管道的内径。
2.如权利要求1所述的一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，其特征在于所述出气孔道均匀分布在供气管道的管壁的径向和轴向位置。
3.如权利要求1或2所述的一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，其特征在于所述出气孔道总截面积之和小于或等于供气管道的内孔截面积。
4.如权利要求1所述的一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，其特征在于所述水汽通孔是分布在承载支板上的若干长槽。
5.如权利要求4所述的一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，其特征在于所述长槽是分布在承载支板的不同圆周上。
6.如权利要求4或5所述的一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，其特征在于所述长槽的长度方向为承载支板的径向。
7.如权利要求1所述的一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，其特征在于所述回气管道上的通孔总截面积之和小于或等于回气管道的内孔截面积。
一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统
技术领域
背景技术
[0002] 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。
[0003] 取向硅钢带的生产工艺是：
[0004] 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％。
[0006] 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。
[0008] 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。
[0009] 6.脱碳退火涂氧化镁：在钢带表面涂一层氧化镁隔离层。
[0010] 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。
[0011] 8.热拉伸退火涂漆：钢带表面涂绝缘漆及钢带拉伸平整。
[0012] 9.包装：按要求包装。
[0013] 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：
[0014] 1.把钢带卷以50℃/h的升温速率加热到650℃-700℃，气氛为氮气。
[0015] 2.钢带卷在650℃-700℃温度下保温，气氛为氮氢混合气。
[0016] 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。
[0017] 4.钢带卷在1180℃-1200℃温度下保温，气氛为氢气。
[0018] 5.钢带卷随炉降温至700℃，气氛为氮氢混合气。
[0019] 6.钢带卷随炉继续降温至300℃，气氛为氮气。
[0020] 7.钢带卷出炉在环境中冷却至环境温度。
[0021] 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。
[0022] 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：
[0023] 1.罩式炉内的钢带卷的支承板是一块盲板。
[0024] 2.气氛从炉底中心集中供入，从炉底外缘四周回出。
[0025] 上述工艺存在以下几方面缺点：
[0026] 一.炉内布气不均匀。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0030] 钢带卷在罩式炉内进行高温处理的过程中，炉内的气氛安排是：氮气-氮氢混合气-氢气-氮氢混合气-氮气，钢带卷装入罩式炉后进行升温的过程中，起始向炉内供氮气，目的是在向炉内供氮氢混合气之前，把炉内的氧气洗净。同样，钢带卷在罩式炉内进行高温处理结束后准备揭开罩子之前，向炉内供氮气，目的是把炉内的氮氢混合气中的氢气洗净。但在同一状况下，氮气比重比氢气重，按上述罩式炉的供回气工艺，因无法保证氮气能供到炉顶，致使装入罩式炉内进行高温退火的钢带卷高温退火结束后，罩式炉揭罩时，罩顶仍积聚着氢气，而这时，罩内已有氧气，如遇明火，就会爆炸。
[0031] 三.钢卷内部的水汽排不净，影响产品质量
[0032] 装入罩式炉内进行高温退火的钢带卷是取向硅钢带卷，是在钢带表面涂了氧化镁(MgO)后再把它卷成钢卷的，氧化镁(MgO)施涂时，氧化镁(MgO)中加入了水(H2O)，因此，虽涂后进行了烘干处理，但仍有大量的氧化镁(MgO)就会被水解成氢氧化镁Mg(OH)2，钢带卷装入罩式炉后进行高温退火的过程中，氢氧化镁Mg(OH)2在350℃-450℃时，就会分解出化合水，氢氧化镁Mg(OH)2重新分解成氧化镁(MgO)，而分解生成的水必须排出炉外。
[0033] 但按上述钢带卷的支承板是一块盲板，因钢带卷层间形成的水汽，比罩式炉内气氛的比重大，钢带卷层间的水汽不会向上走，而应该向下走，但向下又无通路，致使水汽积聚中钢带卷的层间，在高温下，水使钢带表面氧化，造成产品质量恶化。
发明内容
[0034] 本发明提供一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，能够使炉内气氛均匀，长期保持进气与出气的平衡状态，防止钢带表面氧化，保证炉内安全性，产品质量高。
[0035] 本发明是通过以下的技术方案实现的：
[0036] 一种取向硅钢带卷罩式炉内高温退火的布气系统，包括供气管道、水汽通道和回气管道，所述供气管道由罩式炉底部中心位置伸入罩式炉内部，并升高至罩式炉内最高钢带卷的顶部，供气管道在罩式炉内的管道部分，其管壁排布能使罩式炉内的各层钢带卷完全接受气氛的出气孔道，供气管道顶部为盲孔；所述水气通道，是在罩式炉内部用于承载每层钢带卷的水平承载支板本体上设置水汽通孔；所述回气管道是布设在炉内底部靠近罩式炉外罩内壁的一环形管道，所述环形管道的管壁上，在水平径向内侧，均匀布钻通孔，所述回气管道的内径大于供气管道的内径。
[0037] 所述出气孔道均匀分布在供气管道的管壁的径向和轴向位置。
[0038] 所述出气孔道总截面积之和小于或等于供气管道的内孔截面积。
[0039] 所述水汽通孔是分布在承载支板上的若干长槽。
[0040] 所述长槽是分布在承载支板的不同圆周上。
[0041] 所述长槽的长度方向为承载支板的径向。
[0042] 所述回气管道上的通孔总截面积之和小于或等于回气管道的内孔截面积。
[0043] 本发明的有益效果为：
[0044] 1.罩式炉内的气氛均匀。
[0045] 2.罩式炉揭罩时，罩内的氢气被洗净，消除了安全隐患。
[0047] 图1是现有技术的罩式炉高温处理钢带的示意图
[0048] 图2是本发明布气系统的示意图
[0049] 图3是本发明一种实施方式的示意图
[0050] 1-支承内筒，2-支承外筒，3-炉外罩，4-回气管，5-底座，6-供气管道，601-出气孔道，7-承载支板，701-长槽，8-取向硅钢带卷；
[0051] I-长槽宽度。
具体实施方式
[0052] 以下结合附图，对本发明做进一步说明。
[0053] 如图2，是本发明布气系统的示意图，包括供气管道6、水汽通道和回气管道。
[0054] 炉内上、中、下装取向硅钢带卷8钢卷共三卷。供气管道6由罩式炉底部中心位置伸入罩式炉内部，并升高至罩式炉内最上一卷钢带的上表面。供气管道在罩式炉内的管道部分，其管壁的径向和轴向都均匀地钻布了出气通孔601，管道顶部为盲孔。供气管道在罩式炉内的管道部分，其管壁上所钻布的出气的通孔总截面积之和小于或等于供气管道的内孔截面积。供气管道的材质为Cr25Ni35。
[0055] 水气通道，是在罩式炉内部用于承载每层钢带卷8的水平承载支板本体7上设置水汽通孔。水汽通孔是分布在承载支板上的若干长槽701。长槽是分布在承载支板的不同圆周上，在同一圆周上分布的相邻两个长槽之间弧长的距离在600～800mm之间。长槽的宽度I为10～30mm之间。长槽的长度方向为承载支板的径向。
[0056] 回气管道4是布设在炉内底部靠近外罩内壁的一环形管道。环形管道的管壁上，在水平径向内侧，均布钻通孔，通孔总截面积之和小于或等于回气管道的内孔截面积，回气管道的内径大于供气管道的内径。
[0057] 回气管道的材质为Cr25Ni35。
[0059] 实施例1
[0060] 具体采用以下工艺步骤：
[0061] (1)、罩式炉内取向硅钢带卷的装载量为3卷。
[0062] (2)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的炉内总长度为2500mm。
[0063] (3)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的材质为Cr25Ni35。
[0064] (4)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的规格为￠25mm×2.0mm。
[0065] (5)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道轴向每隔100mm在同一个直径方向上两端开设出气孔道，轴向上下相邻出气孔道的径向夹角为180℃。
[0066] (6)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道顶端为盲孔。
[0067] (7)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管上所开出气孔道为￠3.0mm。
[0068] (8)、钢带卷的承载支板上开14个长槽，同一圆周上相邻的两个长槽之间的距离在弧长距离的800mm两端。
[0069] (9)、长槽的长度为200mm，长槽通孔的分布为径向三排，本实施例的14个长槽能达到每排都在其圆周上均布。
[0070] (10)、长槽通孔的宽度为20mm。
[0071] (11)、长槽通孔的长度方向为承载支板的径向。
[0072] 实施例2
[0073] 具体采用以下工艺步骤：
[0074] (1)、罩式炉内取向硅钢带卷的装载量为1卷。
[0075] (2)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的炉内总长度为850mm。
[0076] (3)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的材质为Cr25Ni35。
[0077] (4)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的规格为￠8mm×1.0mm。
[0078] (5)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道轴向每隔30mm在同一个直径方向上两端开设出气孔道，轴向上下相邻出气孔道的径向夹角为180℃。
[0079] (6)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道顶端为盲孔。
[0080] (7)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管上所开出气孔道为￠1.0mm。
[0081] (8)、钢带卷的承载支板上开14个长槽，同一圆周上相邻的两个长槽之间的距离在弧长距离的600mm两端。
[0082] (9)、长槽的长度为200mm，长槽通孔的分布为径向三排，本实施例的14个长槽能达到每排都在其圆周上均布。
[0083] (10)、长槽通孔的宽度为10mm。
[0084] (11)、长槽通孔的长度方向为承载支板的径向。
[0085] 实施例3
[0086] 具体采用以下工艺步骤：
[0087] (1)、罩式炉内取向硅钢带卷的装载量为2卷。
[0088] (2)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的炉内总长度为1300mm。
[0089] (3)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的材质为Cr25Ni35。
[0090] (4)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道的规格为￠12mm×2.0mm。
[0091] (5)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道轴向每隔65mm在同一个直径方向上两端开设出气孔道，轴向上下相邻出气孔道的径向夹角为180℃。
[0092] (6)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管道顶端为盲孔。
[0093] (7)、罩式炉的炉内工艺气氛供气管上所开出气孔道为￠2.0mm。
[0094] (8)、钢带卷的承载支板上开14个长槽，同一圆周上相邻的两个长槽之间的距离在弧长距离的700mm两端。
[0095] (9)、长槽的长度为200mm，长槽通孔的分布为径向三排，本实施例的14个长槽能达到每排都在其圆周上均布。
[0096] (10)、长槽通孔的宽度为20mm。
[0097] (11)、长槽通孔的长度方向为承载支板的径向。
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