CN108796178B - 取向硅钢退火用套筒以及取向硅钢退火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种取向硅钢退火用套筒以及取向硅钢退火方法，所述取向硅钢退火用套筒包括管状的套筒本体以及均匀设置在所述套筒本体外壁上的至少两个凹槽；所述凹槽的长度方向与所述套筒本体的轴向平行，且所述凹槽的一个端面与所述套筒本体的上端面位于同一平面内。所述取向硅钢退火方法包括：将所述取向硅钢退火用套筒作为内芯对取向硅钢进行卷取以获得钢卷；将所述钢卷入炉进行高温退火，在所述高温退火过程中所述套筒本体的上端面朝上；在所述高温退火结束后，将所述钢卷送至拉伸平整机组进行开卷，以取下所述取向硅钢退火用套筒。本实施例提供的取向硅钢退火用套筒以及取向硅钢退火方法，可以提高高温退火过程中钢卷温度的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及取向硅钢制造技术领域，具体涉及一种取向硅钢退火用套筒以及取向硅钢退火方法。
背景技术
取向硅钢也称冷轧变压器钢，是一种应用于变压器制造行业的重要硅铁合金。取向硅钢在冷轧脱碳退火后需涂布氧化镁隔离涂层，即将取向硅钢卧式卷取后翻转为立卷，送入环形炉进行高温退火，出炉后再次翻转为卧式卷，再到拉伸平整机组进行开卷和涂布绝缘涂层。取向硅钢高温退火温度达1200摄氏度，高温段均热时间达20小时以上，钢卷经受长时间高温退火后，因力学性能发生显著变化而极易变形。若钢卷内圈无耐热材料支撑，则在由立卷翻转为卧式卷时极易出现内圈变形或塌陷，影响钢卷在拉伸平整机组上线生产。因此，在钢卷高温退火过程中，通常采用套筒对钢卷内圈进行支撑。
高温退火炉特殊的结构设计、烧嘴布置、供热方式以及炉膛压力分布等，明显影响着高温退火炉内的温度场。再加之钢卷卷重一般为15吨以上，使得钢卷受热不均匀，内圈上端部温度高且梯度大，而下端部温度较低。在升温过程中，内圈上端部属于二维受热，炉内气氛一是通过套筒向其横向传热，二是从钢卷顶部沿其纵向传热。该区域钢卷一方面受到较大的内部热应力以及钢卷自身膨胀力，另一方面受到套筒向其施与的压应力，力的综合作用致使该区域钢卷层间隙变小、透气性变差，层间气体无法顺畅排出而聚集造成局部形变，形成表面鼓包的现象。同时，不平整的表面会造成取向硅钢二次再结晶发展受阻，导致磁性能恶化。
发明内容
本发明所要解决的是取向硅钢高温退火过程中受热不均匀的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种取向硅钢退火用套筒，包括管状的套筒本体以及均匀设置在所述套筒本体外壁上的至少两个凹槽；
所述凹槽的长度方向与所述套筒本体的轴向平行，且所述凹槽的一个端面与所述套筒本体的上端面位于同一平面内。
可选的，每个凹槽的长度均相等。
可选的，所述凹槽的长度为
其中，l0为所述套筒本体的长度。
可选的，所述凹槽的数量为至少四个，至少四个凹槽对应有至少两种长度。
可选的，所述至少四个凹槽包括至少两个第一凹槽和至少两个第二凹槽，所述第一凹槽的长度小于所述第二凹槽的长度。
可选的，所述第一凹槽的长度为
所述第二凹槽的长度为其中，l0为所述套筒本体的长度。
可选的，所述凹槽的深度为
其中，d为所述套筒本体的厚度。
可选的，所述第一凹槽和所述第二凹槽间隔排布，
可选的，所述凹槽为U型槽。
本发明还提供一种取向硅钢退火方法，包括：
将上述取向硅钢退火用套筒作为内芯对取向硅钢进行卷取以获得钢卷；
将所述钢卷入炉进行高温退火，在所述高温退火过程中所述套筒本体的上端面朝上；
在所述高温退火结束后，将所述钢卷送至拉伸平整机组进行开卷，以取下所述取向硅钢退火用套筒。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的取向硅钢退火用套筒，通过均匀设置在套筒本体外壁上的至少两个凹槽，可以将高温退火过程中钢卷内圈上端部的热能向下传导，降低套筒侧对钢卷内圈上端部的热传导性和钢卷内圈的升温速率，提高高温退火过程中钢卷温度的均匀性，从而控制取向硅钢表面鼓包的缺陷，有效地提高取向硅钢的磁性能均匀性。并且，本发明提供的取向硅钢退火用套筒制造简单、成本低，使用时操作简单，便于现场应用推广。
进一步，现有技术中高温退火后的钢卷在拉伸平整机组进行开卷时，由于经过高温退火后钢卷内圈与套筒之间的摩擦力减小，随着钢卷的卷径变小，钢卷层与层之间的错动会不断增大，出现塔形。尤其是到带尾部分，塔形量较大，最终无法开卷，必须卸除一定长度的剩余尾卷，导致该工序带钢成材率降低。同时，由于开卷过程中钢卷层与层之间的错动，会引起带钢边部出现边裂，在后续跑带过程中发生断带的风险较大。而本发明提供的取向硅钢退火用套筒，由于所述套筒本体外壁上设置有至少两个凹槽，增大了套筒与钢卷间的摩擦力，因而能够减少拉伸平整机组开卷剩余尾卷长度，提高该工序带钢成材率，并降低后续跑带过程中发生断带的风险。
本发明提供的取向硅钢退火方法，将取向硅钢退火用套筒作为内芯卷取到钢卷内部，然后随钢卷进行高温退火，高温退火结束后取下所述取向硅钢退火用套筒。因而所述取向硅钢退火用套筒使用时操作简单，并可以循环使用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明一种实施例的取向硅钢退火用套筒的主视图；
图2是图1所示的取向硅钢退火用套筒的仰视图；
图3是图1所示的取向硅钢退火用套筒的俯视图；
图4是图1所示的取向硅钢退火用套筒的局部俯视放大图；
图5是本发明另一种实施例的取向硅钢退火用套筒的主视图；
图6是本发明又一种实施例的取向硅钢退火用套筒的主视图；
图7是本发明又一种实施例的取向硅钢退火用套筒的主视图；
图8是本发明再一种实施例的取向硅钢退火用套筒的主视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
11-套筒本体，12-凹槽，121-第一凹槽，122-第二凹槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供一种取向硅钢退火用套筒，图1是所述取向硅钢退火用套筒的主视图，图2是所述取向硅钢退火用套筒的仰视图，图3是所述取向硅钢退火用套筒的俯视图，图4是图3的局部放大图。参考图1至图4，所述取向硅钢退火用套筒包括套筒本体11以及设置在所述套筒本体11外壁上的至少两个凹槽12。
具体地，所述套筒本体11呈管状。在本实施例中，所述套筒本体11内壁的水平截面为圆形。在其他实施例中，所述套筒本体11内壁的水平截面还可以为方形、菱形、三角形等几何形状，本发明对此不作限定。所述套筒本体11的长度可根据需要卷取的取向硅钢的宽度进行确定：需要卷取的取向硅钢的宽度越大，所述套筒本体11的长度设置得越大。在本实施例中，所述套筒本体11的长度为1000mm～1250mm。
所述至少两个凹槽12均匀分布在所述套筒本体11外壁上，即每相邻两个凹槽12之间的槽间距L相等。所述凹槽12的长度方向与所述套筒本体11的轴向平行，亦即所述凹槽12的长度方向与所述套筒本体11的长度方向为同一方向，且所述凹槽12的一个端面与所述套筒本体11的上端面位于同一平面内。进一步，所述凹槽12可以为U型槽、V型槽等。所述凹槽12的长度、所述凹槽12的宽度b、所述凹槽12的深度h以及每相邻两个凹槽12之间的槽间距L可根据所述套筒本体11的长度、所述套筒本体11的内直径D1、所述套筒本体11的厚度d以及实际需要传导热能的能力大小进行设置，在本实施例中，所述套筒本体11的厚度d为10mm～50mm，所述凹槽12的宽度b为5mm～50mm，每相邻两个凹槽12之间的槽间距L为5mm～50mm，所述凹槽12的长度为所述凹槽12的深度h为
其中，l0为所述套筒本体(11)的长度。进一步，为避免高温退火过程中所述取向硅钢退火用套筒对钢卷内圈造成划伤或硌伤，所述取向硅钢退火用套筒无变形，且表面光滑，无异物和裂痕。
所述取向硅钢退火用套筒应用于取向硅钢高温退火工序，在对取向硅钢进行高温退火前，将所述取向硅钢退火用套筒作为内芯卷取到钢卷内部，然后随钢卷进行高温退火，高温退火结束后取下所述取向硅钢退火用套筒。因而所述取向硅钢退火用套筒使用时操作简单，并可以循环使用。本实施例提供的取向硅钢退火用套筒，通过所述至少两个凹槽12，可以将高温退火过程中钢卷内圈上端部的热能向下传导，显著改善取向硅钢钢卷在高温退火过程中钢卷温度的不均匀性，避免由局部温度梯度差异和热应力过大造成的磁性能不均匀及表面质量缺陷。同时，所述凹槽12增大了所述套筒本体11与钢卷间的摩擦力，可以有效降低高温退火卷在开卷过程中剩余尾卷长度，因而提高了工序成材率。
在本实施例中，每个凹槽12的长度均相等。为了使钢卷内圈上端部至下端部的热传导率过渡更加平稳，使取向硅钢钢卷在高温退火过程中的钢卷温度更加均匀，所述凹槽12的数量可以为至少四个，所述至少四个凹槽12对应有至少两种长度。下面以所述至少四个凹槽12对应有两种长度为例，具体参见实施例2的描述。
实施例2
本实施例提供另一种取向硅钢退火用套筒，图5是所述取向硅钢退火用套筒的主视图，所述取向硅钢退火用套筒的仰视图、俯视图以及局部放大图可参考实施例1。与实施例1相比，本实施例的区别在于：所述凹槽12的数量为至少四个，所述至少四个凹槽12包括至少两个第一凹槽121和至少两个第二凹槽122，且所述第一凹槽121的长度小于所述第二凹槽122的长度。在本实施例中，所述第一凹槽121的长度为
所述第二凹槽122的长度为
其中，l0为所述套筒本体11的长度。所述第一凹槽121的深度和所述第二凹槽122的深度可以相同，也可以不同。
进一步，所述第一凹槽121和所述第二凹槽122间隔排布，即与所述第一凹槽121前后相邻的两个凹槽为所述第二凹槽122，与所述第二凹槽122前后相邻的两个凹槽为所述第一凹槽121。当然，在其他实施例中，所述第一凹槽121和所述第二凹槽122的排布方式并不限于间隔排布，例如也可以按照图6所示的方式排布，即每两个所述第一凹槽121和每两个所述第二凹槽122间隔排布，本发明对此不作限定。
本实施例提供的取向硅钢退火用套筒，通过设置两种长度的凹槽，可以使钢卷内圈上端部至下端部的热传导率过渡更加平稳，使取向硅钢钢卷在高温退火过程中的钢卷温度更加均匀。为更好地说明本实施例提供的取向硅钢退火用套筒的效果，本实施例提供一种具体尺寸的取向硅钢退火用套筒，并在取向硅钢高温退火过程中使用所述取向硅钢退火用套筒。所述取向硅钢退火用套筒各部分尺寸特征如表1所示：
表1
其中，l1为所述第一凹槽121的长度，l2为所述第二凹槽122的长度。统计使用表1尺寸的取向硅钢退火用套筒分别卷取100卷取向硅钢进行高温退火，拉伸平整机组尾卷长度平均降低90％，板宽方向磁性能差值P1.7/50改善0.02W/kg，且表面鼓包缺陷消失。
进一步，实施例2的取向硅钢退火用套筒包括两种长度的凹槽，其他实施例中所述取向硅钢退火用套筒也可以包括更多种长度的凹槽，例如图7和图8就提供了两种包括三种长度的凹槽的取向硅钢退火用套筒。
实施例3
本实施例提供一种取向硅钢退火方法，包括：
将取向硅钢退火用套筒作为内芯对取向硅钢进行卷取以获得钢卷，所述取向硅钢退火用套筒可以为实施例1或者实施例2提供的取向硅钢退火用套筒；
将所述钢卷入炉进行高温退火，在所述高温退火过程中所述套筒本体11的上端面朝上；
在所述高温退火结束后，将所述钢卷送至拉伸平整机组进行开卷，以取下所述取向硅钢退火用套筒。
可见，所述取向硅钢退火用套筒使用时操作简单，并可以循环使用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种取向硅钢退火用套筒，其特征在于，包括管状的套筒本体(11)以及均匀设置在所述套筒本体(11)外壁上的至少两个凹槽(12)；
所述凹槽(12)的长度方向与所述套筒本体(11)的轴向平行，且所述凹槽(12)的一个端面与所述套筒本体(11)的上端面位于同一平面内；
所述凹槽(12)的数量为至少四个，至少四个凹槽(12)对应有至少两种长度。
2.根据权利要求1所述的取向硅钢退火用套筒，其特征在于，所述至少四个凹槽(12)包括至少两个第一凹槽(121)和至少两个第二凹槽(122)，所述第一凹槽(121)的长度小于所述第二凹槽(122)的长度。
3.根据权利要求2所述的取向硅钢退火用套筒，其特征在于，所述第一凹槽(121)的长度为
所述第二凹槽(122)的长度为
其中，l0为所述套筒本体(11)的长度。
4.根据权利要求2所述的取向硅钢退火用套筒，其特征在于，所述第一凹槽(121)和所述第二凹槽(122)间隔排布。
5.根据权利要求1所述的取向硅钢退火用套筒，其特征在于，所述凹槽(12)的深度为
其中，d为所述套筒本体(11)的厚度。
6.根据权利要求1所述的取向硅钢退火用套筒，其特征在于，所述凹槽(12)为U型槽。
7.一种取向硅钢退火方法，其特征在于，包括：
将权利要求1至6任一项所述的取向硅钢退火用套筒作为内芯对取向硅钢进行卷取以获得钢卷；
将所述钢卷入炉进行高温退火，在所述高温退火过程中所述套筒本体(11)的上端面朝上；
在所述高温退火结束后，将所述钢卷送至拉伸平整机组进行开卷，以取下所述取向硅钢退火用套筒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 064400 No. 025 Zhao'an Street, Qian'an Economic Development Zone, Tangshan City, Hebei Province Patentee after: Shougang Zhixin Electromagnetic Materials (Qian'an) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 064400 No. 025, Zhao an street, western industrial area, Qian'an, Tangshan City, Hebei Patentee before: SHOUGANG ZHIXIN QIAN'AN ELECTROMAGNETIC MATERIALS Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| CP03 | Change of name, title or address |