CN103147085A - 一种电工钢及其替代品dd750冷轧钢带在线发蓝工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热处理工艺，公开了一种电工钢及其替代品DD750牌号冷轧钢带在线发蓝工艺，利用现有的连续退火炉，增设发蓝装置，设置发蓝介质站，来自发蓝介质站的发蓝介质，通过介质管道通入快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛，控制调节阀、放散阀的开口度，调节快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛炉气氧含量在0.04%～0.95%。本发明将发蓝钢带的退火、发蓝二个工序在连续退火炉内一次完成，因而节省了设备投资和后续热处理能耗；可实现连续大生产，生产成本低，产品性能稳定，表面发蓝效果好，生产效率高。

Description

一种电工钢及其替代品DD750冷轧钢带在线发蓝工艺

技术领域

本发明涉及一种热处理工艺，尤其涉及一种电工钢及其替代品DD750冷轧钢带在线发蓝工艺。

背景技术

电工钢通常用来制造电机、变压器铁芯。目前执行的国家标准是GB/T 2521-2008《冷轧取向和无取向电工钢带（片）》。随着我国经济发展，电工钢市场需求也越来越大，在铁芯制造前，出于铁芯减少涡流耗电、发热的需要，在冷轧硅钢钢带生产中，要求涂绝缘材料，或硅钢冲片制成铁芯后，发蓝处理。此外，随着人民生活水平的不断提高，中小型家电市场需求日益增长，因此，中小型电机制造商对无取向电工钢的需求也大大增长。由于电工钢生产控制要求高，表面要求涂层，所以，市场价格相对普通冷轧钢带要高400～600元/吨。中小型电机制造企业为了降低制造成本，逐渐采用Q195牌号碳素结构钢来替代50W1300牌号无取向电工钢，冲片后发蓝处理做中小型电机中的磁路铁芯。Q195牌号碳素结构钢虽然价格低，但由于碳及杂质元素含量高，铁损高（实际值在11.0～14.0W/kg），制成的磁路铁芯电磁性能差，铁损高（铁损低可减少铁芯涡流耗电、减少芯片发热），造成电器的能耗高、性能差、使用寿命短等问题，增加了用户的负担，阻碍了技术进步。鉴于此，申请人开发了一种铁损≤7.50W/kg，磁极化强度在≥1.73T，质量达到50W800牌号无取向电工钢的低成本DD750牌号低碳钢冷轧钢带，带来替代低牌号无取向电工钢，满足了中小型电机生产企业进一步降低制造成本的需求。这种钢带的化学成分的按质量百分数为：C≤0.015%，Mn 0.20%～0.45%，Si 0.15%～0.60%，P 0.040%～0.100%，S ≤0.015%，其余是铁Fe和不可避免的杂质元素。

 在电工用冷轧钢带产品中，钢带（冲片）表面出于绝缘、防锈的需要，会进一步发蓝处理，以致在钢带（冲片）表面形成一层致密的氧化膜。目前钢带（冲片）的发蓝处理是在专用的发蓝设备或退火-发蓝设备中进行，需要增加设备投资。专利文献公开号CN 101082075A“无涂层电工钢退火与发蓝工艺和装置”和公开号CN 101871041A“一种冷轧硅钢片冲片工件连续退火发蓝工艺”对专用退火-发蓝设备的发蓝工艺进行了介绍，这些工艺所存不足之处在于：1）对钢带的深加工产品--冲片二次加热退火+发蓝处理，能耗大；2）工序复杂，生产作业时间长，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有电工用钢带（冲片）的发蓝处理需要在专用的发蓝设备或退火-发蓝设备中进行所存在的不足，提供一种电工钢及其替代品DD750冷轧钢带在线发蓝工艺，将发蓝钢带的退火、发蓝二个工序在连续退火炉内一次完成，节省了设备投资和后续热处理能耗，并且在退火生产线连续生产的发蓝钢带机械性能稳定、表面发蓝质量好，生产效率高。

通过下述方案可实现本发明的目的：

一种电工钢及其替代品DD750冷轧钢带在线发蓝工艺，包括连续退火炉内的快冷段、过时效段、终冷段，炉内充满3.0%～5.0%的氢气和余量为氮气构成的保护气体，其特征在于，来自发蓝介质站的发蓝介质，通过介质管道通入快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛，控制调节阀、放散阀的开口度，调节快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛炉气氧含量在0.04%～0.95%。

所述发蓝介质为空气、氧气、水蒸气或它们的混合气体。

 本发明的优点是：

    1、利用现有的连续退火炉，只需增加发蓝装置，不需要设置专用的发蓝设备或退火-发蓝设备，发蓝钢带的退火、发蓝二个工序在连续退火炉内一次完成，因而节省了设备投资和后续热处理能耗；

2、避免钢带或钢带的深加工产品--冲片二次加热，在快冷段、过时效段或终冷段炉膛通入发蓝介质，调控快冷段、过时效段或终冷段炉内气氛，利用钢带退火快冷结束后的带温及退火工序在过时效段本身所需要的电加热保温系统，实施钢带发蓝，不增加能耗；

3、连续在生产线发蓝，工艺简单，生产成本低，产品性能稳定，表面发蓝效果好。生产周期短、生产效率高；

    4、采用申请人开发的低成本DD750牌号冷轧低碳钢发蓝钢带，虽然生产成本比普通冷轧钢带高100～150元/吨，但是保证了高质量，并且下游中小型电机生产企业不需要发蓝处理，节省150～200元/吨发蓝费用，相比低牌号无取向电工钢，仍然给下游中小型电机生产企业留有进一步降低制造成本的空间；避免了中小型电机生产企业选用不当的替代品造成电机质量的下滑。

附图说明

图1是实施本发明的连续退火炉增设发蓝装置的结构示意图。

图中：1、钢带，2、放散阀，3、炉气分析仪，4、调节阀，5、流量阀，6、发蓝介质站，7、保护气体站。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步阐述：

如图1所示，一种立式连续退火炉增设发蓝装置后，包括预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段，过时效段、终冷段炉膛，各段炉膛上部或下部连通，炉内充满3.0%～5.0%的氢气和余量为氮气构成的保护气体，各段炉膛顶部安装有放散阀2和管道连接炉气分析仪3，下部设有管道与保护气体站7连通。设置发蓝介质站6，通过介质管道与快冷段、过时效段、终冷段炉膛连通，控制调节阀4、放散阀2的开口度，调节快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛炉气氧含量在0.04%～0.95%。

实施例：参见图1，酸洗-轧制后的冷硬卷电工用钢带或DD750牌号冷轧钢带1，在立式连续退火机组经上卷-矫平-切头尾-焊接-表面清洗、烘干-立式活套，进入立式连续退火炉内退火，此时整个炉内各段炉膛均通有3.0%～5.0%的氢气和余量为氮气的保护气体，残余氧含量控制在0.02%以下，以防止表面氧化。炉内气氛的控制通过各段炉膛顶部安装的放散阀2和管道连接的炉气分析仪3及保护气体管道上的调节阀4实现自动检测和调节，维持微正压，检测数据在操作室显示屏上实时显示。钢带1进入炉内预热—加热—均热（均热温度：700℃～850℃）—缓冷—快冷，在快冷段钢带温度到了400℃～500℃，由快冷段进入过时效段，利用钢带余热和炉室内电加热保温系统，维持钢带1在过时效段温度350℃～500℃，在过时效段后，钢带1进入终冷段炉膛内，冷却至190℃以下，实现退火。发蓝工序则在缓冷段后增加如下操作：单独或组合打开空气、氧气或水蒸气流量阀5，发蓝介质通过支流管道流向快冷段，过时效段、终冷段炉膛，再打开支流管道上的一个或两个或全部调节阀4，可实现向快冷段，过时效段、终冷段炉膛中的一个或两个或全部通入发蓝介质，调节阀4开启的个数根据发蓝钢带所需要的氧化膜厚度而定。发蓝介质为空气、氧气、水蒸气或它们的混合气体，由发蓝介质站6内的压缩空气泵、制氧站、蒸汽锅炉提供。提供发蓝介质时，发蓝炉膛中炉气氧含量控制在0.04%～0.95%，由炉膛顶部通过管道连接的炉气分析仪3实时检测，并在操作室显示屏上实时显示。通过发兰介质供气管道的流量开关控制调节介质流量，保证发兰介质中氧含量在设定范围内。当发蓝炉膛中炉气氧含量低于0.04%，开大调节阀4、加大发蓝介质供给量，增加炉气氧含量；反之，当发蓝炉膛中炉气氧含量高于0.95%，关小调节阀4、减少发蓝介质供给量，降低炉气氧含量；当然，发蓝炉膛中炉气氧含量还可综合调节放散阀2、调节阀4的开口度，实现发蓝炉膛中炉气氧含量的有效控制。发蓝反应机理是：在300℃～560℃温度范围内，空气、氧气或水蒸气中的氧与钢带表面接触反应生成一层蓝黑色或蓝色的氧化膜，主要成分是Fe₃O₄或Fe₂O₃或它们的混合层。 空气、氧气或水蒸气中的氧与钢带的基铁反应如下：

空气、氧气与基铁反应式： 

      2Fe+O₂→2FeO  ……………………………………（1） 

      6FeO+O₂→2Fe₃O₄    ………………………………（2）

      4Fe₃O₄ +O₂→6Fe₂O₃    ……………………………（3）

水蒸气与基铁反应式：

      Fe+H₂O→FeO+H₂ ↑   ……………………………（4）

      3FeO+H₂O→Fe₃O₄+H₂ ↑  …………………………（5）

      2Fe₃O₄+H₂O→3Fe₂O₃+H₂ ↑  ………………………（6）。

现有的快冷段，过时效段、终冷段炉膛温度均具备钢带发蓝反应温度，实践证明，单一或组合发蓝，均可在钢带表面形成氧化膜，从而实现在线发蓝。

Claims (2)

1.一种电工钢及其替代品DD750冷轧钢带在线发蓝工艺，包括连续退火炉内的快冷段、过时效段、终冷段，炉内充满3.0%～5.0%的氢气和余量为氮气构成的保护气体，其特征在于，来自发蓝介质站的发蓝介质，通过介质管道通入快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛，控制调节阀、放散阀的开口度，调节快冷段和/或过时效段和/或终冷段炉膛炉气氧含量在0.04%～0.95%。

2. 根据权利要求1所述的一种电工钢及其替代品DD750冷轧钢带在线发蓝工艺，其特征在于，所述发蓝介质为空气、氧气、水蒸气或它们的混合气体。

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