CN102560070A - 一种消除冷轧硅钢连续退火炉无氧化水印缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

一种消除冷轧硅钢连续退火炉无氧化水印缺陷的方法，包括无氧化炉，其特征是将无氧化炉的1～6#炉辊采用材质为Cr25Ni20的耐热合金钢辊，无氧化炉的1段、2段、3段不通焦炉煤气，4段、5段通入流量是150m3/h的焦炉煤气；无氧化炉的1段、2段的炉温为800℃，4段、5段的炉温为950℃；后部辐射管（RTF）段的温度为920～940℃。本发明减少了炉内水蒸气，降低该炉段露点，彻底消除了无氧化炉内产生的水印缺陷，同时保证了其产品的磁性能。

Description

一种消除冷轧硅钢连续退火炉无氧化水印缺陷的方法
技术领域:
本发明属于冶金企业中高牌号无取向硅钢退火技术，具体涉及一种消除冷轧硅钢连续退火炉无氧化水印缺陷的方法。
背景技术
冷轧硅钢连续退火炉无氧化炉段因其升温快、可提高磁性能而在硅钢连续退火线上广泛应用。无取向硅钢连续退火机组均使用NOF（无氧化炉）炉段，但在生产高牌号无取向硅钢的过程中，出现无氧化水印的缺陷。
为了克服这一缺点，避免在NOF炉段产生的水印缺陷，目前国内各硅钢生产企业成功应用的主要方法有以下几种：
⑴将无氧化炉段改造为辐射管隔焰加热炉段（RTF）（备注：具有NOF炉段的连续退火线仅生产50W470以下中低牌号硅钢）。该方法设备改造投资大，周期长，短期效益损失大。
⑵减小水冷辊的水流量。仅靠该法不能彻底消除无氧化水印缺陷，且较难调整到合适的水流量（既减少无氧化缺陷同时保证水冷辊的正常冷却）。
发明内容
为了克服上述设备、技术的局限性，生产出表面光洁、没有无氧化炉段水印缺陷且磁性能优良的无取向硅钢产品，本发明提供一种消除冷轧硅钢连续退火炉无氧化水印缺陷的方法。
无氧化水印缺陷形成机理：硅钢尤其高牌号硅钢，硅含量高，在氧化气氛（含有O2、CO2、H2O等）气氛中极易氧化，因为硅比铁更容易氧化，而且硅的氧化反应是不可逆的。NOF炉一般采用的空燃比＜1，煤气没有充分燃烧，炉内的气氛中既有还原性气体又有氧化性气体。在这种高温气氛中发生内氧化还是外氧化，决定于氧原子通量的大小。如果氧原子的通量大于Si的原子通量，氧原子渗入基体金属内将发生内氧化。在上述无氧化燃烧状态下，Si比Fe更易氧化，在选择氧化作用下，其氧化方式将以内氧化为主。通过内氧化形核和长大过程逐渐发展。当内氧化达到一定极限浓度时，就向外扩展形成一个连续的SiO2膜，使内氧化终止。
钢板表面形成FeO ·SiO2膜的地方与未形成的地方颜色不一致，便成为表面缺陷。因此种缺陷是冷凝水附着在带钢表面形成的，故称作无氧化水印缺陷。
（1）硅钢退火炉PH+NOF段共有6段，其中PH段，NOF段5段，炉长42.3m。
（2）无氧化采用明火燃烧，直接加热带钢。焦炉煤气的主要成分：甲烷CH4占20—30%、氢气H2占50—60%。
 2CH4+3O2=2CO2+2H2O
 2H2+O2=2H2O
无氧化段煤气燃烧产生大量水。
（3）PH/NOF段共有21支炉辊，具体炉段与炉辊对应如下：
                                                 
Figure 439246DEST_PATH_IMAGE001
。
（4）形成原因
ⅰ、当NOF段炉温较高时，需要更多的焦炉煤气；焦炉煤气燃烧形成大量水；水汽在温度较低的水冷辊表面凝结，带钢通过水冷辊时沾在带钢表面形成“无氧化水印”；
ⅱ、硅钢尤其高牌号硅钢，硅含量高（1.5%—3.2%），在氧化气氛（含有O2、CO2、H2O等）气氛中极易氧化，因为硅比铁更容易氧化，而且硅的氧化反应是不可逆的。NOF炉一般采用的空燃比＜1，煤气没有充分燃烧，炉内的气氛中既有还原性气体又有氧化性气体。 
ⅲ、50TW800以下低牌号硅钢表面发生的化学反应
           Fe+O2→FeO
           Fe+H2O→FeO
         50TW600以上中高牌号表面发生的化学反应
           Fe+O2→FeO
           SiO2+2Fe+2H2O →2 FeO ·SiO2+2H2
    低牌号硅钢表面化学成分一致，颜色均匀；中高牌号表面有部分FeO ·SiO2，与带钢基板颜色不一致，产生色差即为“无氧化水印”缺陷。
通过上述无氧化水印缺陷产生原因的分析，本发明采用下述技术方案来消除无氧化水印缺陷：
本发明包括无氧化炉，其特征是将无氧化炉的1～6#炉辊采用材质为Cr25Ni20的耐热合金钢辊，无氧化炉的1段、2段、3段不通焦炉煤气，4段、5段通入流量是150 m3/h的焦炉煤气；无氧化炉的1段、2段的炉温为800℃， 4段、5段的炉温为950℃；后部辐射管（RTF）段的温度为920～940℃。
通过将1～6#水冷炉辊更换为耐热合金钢辊，并对高牌号硅钢的退火工艺进行调整，便可生产出表面光洁、没有无氧化水印缺陷且磁性能优良的产品。本发明工艺路线简单，生产效率高，制造成本低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。
实施例：本实施例是在目前冶金企业生产设备水冷辊的基础上进行改进的，即将无氧化炉的1～6#炉辊由水冷钢辊改进为耐热钢辊，材质：Cr25Ni20。
生产硅钢的化学成份为：
Figure 494927DEST_PATH_IMAGE002
。
机组速度：100m/min
工艺调整
NOF炉段燃烧煤气量（m3/h）
Figure 249256DEST_PATH_IMAGE003
。
NOF炉段的工艺温度（℃）
Figure 986268DEST_PATH_IMAGE004
。
辐射管炉段的工艺温度（℃）
Figure 571970DEST_PATH_IMAGE005
。
通过减少NOF段的煤气量，适当降低NOF段炉温，减少水生成量；将NOF前段炉辊更换为耐热钢辊，避免在辊子表面生成冷凝水；同时提高后部辐射管（RTF）段和均热段炉温，弥补NOF段降温对性能的不良影响，保证磁性能。
本发明可以生产出表面光洁、没有无氧化水印缺陷、性能优良的冷轧无取向高牌号硅钢产品。 

Claims (1)

1. 一种消除冷轧硅钢连续退火炉无氧化水印缺陷的方法，其特征是无氧化炉的1～6#炉辊采用材质为Cr25Ni20的耐热合金钢辊，无氧化炉的1段、2段、3段不通焦炉煤气，4段、5段通入流量是150 m3/h的焦炉煤气；无氧化炉的1段、2段的炉温为800℃，4段、5段的炉温为950℃；后部辐射管（RTF）段的温度为920～940℃。
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