CN101418367B - 无取向硅钢生产脱碳工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无取向硅钢生产脱碳工艺，它选用水基定量脱碳罩式光亮退火炉，采用20～30％氢气和70～80％的氮气通过温水加湿器带入水蒸汽入炉，在炉内保持水蒸汽分压和氢气分压比值范围为0.2～0.5，分段加热到800～850℃，在这种弱氧化性气氛中利用水蒸汽快速脱碳，脱碳时间控制在12～15小时之间。这种无取向硅钢生产脱碳工艺效果好，效率高，产品的质量显著地提高。

Description

无取向硅钢生产脱碳工艺

所属技术领域

本发明涉及一种硅钢生产工艺的改进，它主要用于无取向硅钢的生产。

技术背景

无取向硅钢在工业上得到广泛应用，对其性能要求也越来越高，要求碳元素的含量应尽可能低，因为碳会与铁形成间隙固溶体，使晶格畸变严重，内应力增大，磁性下降。为此，不断地有人提出相关技术的改进方案，例如中国专利CN200710068744.7号关于“钢带铅浴淬火回火生产线脱碳技术及设备”，它是在钢带连续淬火加热过程中，通过对保护气体加湿，使得保护气体含有一定量的水蒸汽，利用热蒸气中的氧与钢带表面层中的碳起氧化反应，达到钢带表面脱碳的目的，该技术应用于钢带铅浴淬火回火生产线，实现钢带表面脱碳的目标，获得钢带表面5微米厚度的脱碳层，改善钢带塑性，使钢带可经受180°弯折，但是这种产品的质量还有待于进一步改善和提高。

发明内容

本发明的任务是要提供一种无取向硅钢生产脱碳工艺，使硅钢在脱碳退火过程中将碳含量降至0.005％以下，使硅钢的磁性、铁损、硬度和磁时效达到要求，这种脱碳工艺比较先进，效果好、效率高，硅钢产品质量大为改善。

本发明的任务是以如下的方式完成，这种无取向硅钢生产脱碳工艺选用水基定量脱碳罩式光亮退火炉，采用20～30％的氢气和70～80％的氮气通过温水加湿器带入水蒸汽入炉，在炉中保持水蒸汽的分压与氢气的分压比值范围为0.2～0.5(弱氧化性气氛)，在这种保护气氛的前提下，进行多阶段加热到800～850℃，随着退火温度的升高，硅钢的碳扩散速度增加，脱碳速度加快，脱碳过程主要依靠保护气体中的水蒸汽作用

它所生成的一氧化碳随着流动的保护气体不断地排到炉外，碳也会由硅钢带的内部不断地向表面扩散，这样在特定条件下加湿(水基定量)脱碳将硅钢中的碳降到小于0.005％，而硅钢退火脱碳的目的是将碳含量脱到一定的范围，并通过再结晶消除冷轧产生的应变和促使晶粒长大，从而达到提高硅钢的产品质量。由于受到相变及表面的影响，退火温度也不能过高，否则会使钢带表面的氧化速度加快，表面形成含有二氧化硅的致密氧化膜，阻碍脱碳的顺利进行。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的无取向硅钢生产脱碳工艺流程及设备示意图。

图中1、硅钢卷，2、罩式退火炉，3、内罩，4、加热罩，5、温水加湿器，6、液氨分解炉，7、净化装置，8、脱氧装置，9、螺杆式空压机，10、双塔吸附器，11、制氮机，12、减压装置，13、氧化仪，14、比值调节仪，15、流量计，16、微机系统。

具体实施方式

从图中可知，首先将常温下冷轧后的硅钢卷(1)松卷后再把它们垛放在罩式退火炉(2)中，然后用厚壁高耐温的不锈钢内罩(3)罩住硅钢卷(1)，再将改进过的加热罩(4)扣在内罩(3)外，在内罩(3)内部充填氮气进行“赶气”处理，即用氮气替换空气，根据工艺需要分几个阶段在不同的气氛下将硅钢卷(1)加温到800～850℃，并保持恒温，碳在高温下扩散到表面与水蒸汽发生化学反应。在罩式退火炉(2)中，因为炉内气体的流动方向是朝着炉台底部流动的，很容易将脱碳反应形成的一氧化碳气体和水一起排出，使脱碳反应不断地进行，因此要控制好退火温度、时间和气氛(水蒸汽的分压和氢气的分压比，露点和氢含量)这三个因素，使脱碳反应在氧化反应之前进行，采用20～30％的氢气和70～80％的氮气通过水湿加湿器(5)带入水蒸汽入罩式退火炉(2)，露点控制在10℃～60℃，选取水蒸汽的分压与氢气的分压比值范围为0.2～0.5(弱氧化性气氛)，在这种弱氧化性气氛中利用水蒸汽快速脱碳，脱碳时间控制在12～15小时之内。由原有液氨分解炉(6)系统产生的氮气与氢气的氨分解气须经过一套净化装置(7)及脱氧装置(8)严格处理，由螺杆式空气压缩机(9)提供洁净的，稳定的原料气源，再经过冷却，多级滤清以除去空气中的水分、油和微粒，进入分子筛为吸附剂的双塔吸附器(10)中，在分子筛的作用下加压吸附、减压释放，两塔轮流使用的制氮机(11)产生粗氮气，经氨分解的氢气除氧干燥，过滤得到高纯度氮气，由减压装置(12)、氧化仪(13)、比值调节仪(14)和流量计(15)控制氢气与氮气的混合比，而水蒸汽与氢气的分压比采用微机系统(16)自动控制。

Claims (2)

1.一种无取向硅钢生产脱碳工艺，其特征是：首先将常温下冷轧后的硅钢卷(1)松卷后再把它们垛放在罩式退火炉(2)中，然后用厚壁高耐温的不透钢内罩(3)罩住硅钢卷(1)，再将改进过的加热罩(4)扣在内罩(3)外，在内罩(3)内部充填氮气进行“赶气”处理，根据工艺需要分几个阶段在不同的气氛下将硅钢卷(1)加温到800～850℃范围内，并保持恒温，采用20～30％的氢气和70～80％的氨气通过温水加湿器(5)带入水蒸汽入罩式退火炉(2)，露点控制在10～60℃，水蒸汽的分压与氢气的分压比值范围为0.2～0.5，在这种弱氧化性气氛中利用水蒸汽快速脱碳，脱碳时间控制在12～15小时之内。

2.按权利要求1所规定的无取向硅钢生产脱碳工艺，其特征是：由原有液氨分解炉(6)系统产生的氮气与氢气的氨分解气需要经过一套净化装置(7)及脱氧装置(8)严格处理，由螺杆式空压机(9)提供洁净的、稳定的原料气源，再经过冷却、多级滤清进入双塔吸附器(10)中，在分子筛的作用下加压吸附、减压释放，两塔轮流使用的制氮机(11)产生粗氮气，再经氨分解的氢气除氧干燥，过滤得到高纯度氮气，并由减压装置(12)、氧化仪(13)、比值调节仪(14)和流量计(15)控制氢气与氮气的混合比，水蒸汽与氢气分压比值采用微机系统(16)自动控制。

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