CN109371213B - 取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法 - Google Patents

取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，属于冶金技术领域。该控制方法在由配液灌和循环罐组成的氧化镁涂层系统中进行，其中，每个配液灌的液温和每个循环罐的液温均由冷冻机控制，在冷冻机与每个配液灌连接的管路上设有第一温度调节阀，在冷冻机与每个循环灌连接的管路上设有第二温度调节阀，打开冷冻机并将温度设定为‑10～0℃，打开第一温度调节阀并调整阀门开度为20～80％以控制配液灌内液温为0～15℃，打开第二温度调节阀并调整阀门开度为20～100％以控制循环灌内液温为5～20℃，至取向硅钢表面涂层结束。本发明设计的控制方法实现了氧化镁涂液含水率在一定程度上的控制。

Description

取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法
技术领域
本发明涉及取向硅钢氧化镁涂液，属于冶金技术领域，具体地涉及一种取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法。
背景技术
取向硅钢又称冷轧变压器钢，是一种应用于制造变压器铁芯的重要硅铁合金，由于其生产工艺复杂，制造技术严格、工序长、影响因素多，一直是钢铁行业中的塔尖产品，素有钢铁艺术品之称。取向硅钢在连续炉中进行脱碳退火后高温退火前，需要在带钢的上下表面均匀涂覆氧化镁涂液，其中，氧化镁起隔离剂的作用，以防止带钢在高温阶段粘连，同时在高温退火过程中，氧化镁涂层和钢带表面的二氧化硅薄膜发生化学反应，生成成分以硅酸镁为主的玻璃质薄膜，该玻璃质薄膜不仅具有很好的绝缘和防锈能力，而且其膨胀系数比硅钢小，能对钢带表面形成一定的张力，可以显著提高钢带的磁性，此外，这层玻璃膜硬度高，与钢带结合牢固，是硅钢绝缘层的理想底层。
其中，硅酸镁底层的质量受较多因素影响，如原材料化学成分、钢带表面氧化膜、氧化镁纯度、氧化镁水化率及氧化镁涂层中的添加剂等，氧化镁水化是指氧化镁具有吸水性，其与水反应得到氢氧化镁，生成的氢氧化镁在高温退火过程中分解析出结晶水，炉内结晶水多，炉内露点就过高，使钢带过度氧化形成大量铁的氧化物，并被保护气氛中的氢还原，使底层变化、磁性变差和绝缘电阻下降，炉内露点过高，还会导致钢卷板形变坏。因此，要尽可能的控制进炉氧化镁涂液中水分含量，又因为氧化镁水化程度与液温、放置时间等有关，因此在控制水分含量的基础上还要控制氧化镁涂液的温度。
现有的氧化镁涂层系统是在配液罐中配好涂液，再通过相关管道添加至循环灌中以补充循环罐内，涂液通过喷管喷到涂辊上涂覆到钢带上，涂覆上的涂液损耗，未涂覆的涂液经过回流管道回流到循环罐继续使用；对于配液罐和循环罐内涂液温度都是采用人工统一控制冷冻机阀门的方法，然而，因为涂液有一个回流到循环罐的过程，回流的部分涂液温度较高，所以循环罐的冷却需求大于配液罐；仅满足配液罐冷却要求则循环罐的冷却要求就达不到，满足循环罐冷却要求，配液罐冷却就会有过度的风险，所以统一的温控系统没有办法同时保证配液罐和循环罐的冷却要求，容易造成循环罐内氧化镁溶液温度不稳定，实际生产要适宜的涂液温度范围很窄，另一方面还容易引起配液罐内冷却管道外壁结冰，给实际的生产带来不必要的麻烦。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，该控制方法能够精确的控制配液罐和循环罐内的涂液温度，尽量将制得的硅钢片含水率控制在对实际生产有利的范围。
为实现上述目的，本发明公开了一种取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，所述控制方法在由配液灌和循环罐组成的氧化镁涂层系统中进行，每个所述配液灌的液温和每个所述循环罐的液温均由冷冻机控制，在所述冷冻机与每个所述配液灌连接的管路上设有第一温度调节阀，在所述冷冻机与每个所述循环灌连接的管路上设有第二温度调节阀，涂覆操作时打开冷冻机并将温度设定为-10～0℃，打开所述第一温度调节阀并调整阀门开度为20～80％以控制配液灌内液温为0～15℃，打开所述第二温度调节阀并调整阀门开度为20～100％以控制循环灌内液温为5～20℃，至取向硅钢表面涂覆结束。
优选的，氧化镁涂层系统包括配液灌、循环罐、用于控制配液灌及循环罐内氧化镁涂液液温的温控系统及实际具体涂覆的涂层机。
进一步地，取表面涂覆后的取向硅钢表面的氧化镁粉末样经干燥8～10秒后取样测定含水率，具体的操作过程为首先将氧化镁粉末从钢板上刮下来称重，作为分母重量；然后将刮下来的氧化镁粉末进行200℃烘烤至恒定重量，该作为分子重量，(1-分子重量/分母重量)得出的结果就是含水率，经过温度分开控制后得出的含水率小于2％。
实验探究发现，将含水率控制在2％以下，能有效降低后工序板型类缺陷的产生，因此，控制含水率能有效提高取向硅钢成品质量。
进一步地，涂覆操作时将冷冻机的温度设定为-5～0℃，打开所述第一温度调节阀并调整开度为50～80％以控制配液灌内液温为2～5℃。
进一步地，打开所述第二温度调节阀并调整开度为60～100％以控制循环灌内液温为5～10℃，至取向硅钢表面涂覆结束。
进一步地，每个所述配液灌内壁、每个所述循环灌内壁均设有用于测定液温的热电偶。
进一步地，所述配液灌内的氧化镁涂液由如下质量百分比的各组分组成：首先将水加入空置的配液罐内进行冷却，同时加添加剂，在涂液需要使用前1个小时左右倒入氧化镁粉末进行搅拌均匀，完成氧化镁涂液配置。
本发明优选，所述配液灌内的氧化镁涂液由如下质量百分比的各组分组成：
氧化镁粉末：8～12％，添加剂：0.4～0.6％，余下为水。
实际的氧化镁涂液配置过程中，一方面由于氧化镁溶于水是放热过程，另一方面为保证混合涂液均匀，需要采用高速搅拌，这些操作都是有利于氧化镁与水发生化合反应，生成的化合水在后期硅钢片干燥中不易去除，而在高温退火中对高温分解的水蒸气会对产品质量产生不利的影响。
上述调整过程是在春季到秋季生产过程中，对相关工艺及工序的控制，当冬季外部环境温度降低时，相应的冷冻机的温度需要重新设定，具体过程为：
将冷冻机的温度设定为-5～5℃，打开所述第一温度调节阀并调整开度为20～80％以控制配液灌的温度为0～15℃，打开所述第二温度调节阀并调整开度为20～100％以控制循环灌的温度为5～20℃，至取向硅钢表面涂层结束。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
1、本发明设计采用冷冻机分别控制配液灌和循环灌的液温，通过将配液灌和循环灌的温度分开控制，实现了各系统独立温控的目的；同时，通过对各系统温度的精确控制，不仅保证取向硅钢涂层工艺的顺利推行，而且对硅钢片的含水率也在一定程度上进行了控制，具体的将硅钢片的含水率控制为≤2％，以防止硅钢涂层在后续高温退火中发生质量恶化；
2、本发明设计的控制方法通过单独控制配液灌的温度，不会出现因循环系统降温而使配液灌的管道结冰的问题，节省了实际生产成本。
附图说明
图1为本发明控制方法采用的系统控制示意图；
其中，图1中各部件标号如下：
配液灌1、循环罐2、冷冻机3、第一温度调节阀4、第二温度调节阀5。
具体实施方式
如1所示，本发明设计的控制方法在图1所示的系统中进行，其中，配液灌1主要用来配置氧化镁涂液，为保证实际生产的顺利推行，配液灌1的个数至少包含两个，本发明图1上显示有三个配液灌，但并不限于三个，结合图1可知，配液灌1中的氧化镁涂液通过输液管道输送补充至循环罐2中，循环罐2内的氧化镁涂液由于实际的涂覆生产不断的被消耗，需要配液灌1实时补充；本发明图1设计循环罐2的个数为两个，同理，其个数也不限于两个。
本发明还采用图1所示的冷冻机3分别对配液灌1和循环罐2实现温控，具体的是，在每个配液灌1与冷冻机3相连接的管路上设有第一温度调节阀4，通过调整第一温度调节阀4的开度实现对配液灌1的温控，同理，在每个循环灌2与冷冻机3相连接的管路上设有第二温度调节阀5，通过调整第二温度调节阀5的开度实现对循环灌2的温控。而在每个配液灌1和每个循环灌2内部均设置有用于测量液温的热电偶，从而实现对每个配液灌1和每个循环灌2的液温的精确控制。
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
夏天，打开冷冻机3并将其温度设定为-5～0℃，通过调整第一温度调节阀4的开度实现配液罐1的温度控制为0～10℃，通过调整第二温度调节阀5的开度实现循环罐2的温度控制为5～10℃，与此同时，本实施例优选将300kg的氧化镁粉末、2500kg的水、15kg添加剂混合，控制搅拌速度为每分钟200～800转，搅拌超过1.5小时制得氧化镁涂液，至取向硅钢表面涂覆结束，取涂覆后经过干燥的氧化镁粉末进行含水率测定。测定硅钢片的含水率为1.93％。
实施例2
冬天，打开冷冻机3并将其温度设定为-2～3℃，通过调整第一温度调节阀4的开度实现配液罐1的温度控制为0～10℃，通过调整第二温度调节阀5的开度实现循环罐2的温度控制为5～10℃，与此同时，本实施例优选将300kg的氧化镁粉末、2500kg的水、15kg的添加剂混合，控制搅拌速度为每分钟300～800转，搅拌超过1.5小时制得氧化镁涂液，至取向硅钢表面涂覆结束，取涂覆后经过干燥的氧化镁粉末进行含水率测定。测定硅钢片的含水率为1.72％。
实施例3
打开冷冻机3并将其温度设定为-10～0℃，配液罐1的温度实际为-2～5℃，通过调整第二温度调节阀5的开度实现循环罐2的温度设定为5～15℃，与此同时，本实施例优选将300kg的氧化镁粉末、2500kg的水、15kg添加剂混合，控制搅拌速度为每分钟300～800转，搅拌超过1.5小时制得氧化镁涂液，至取向硅钢表面涂覆结束，取涂覆后经过干燥的氧化镁粉末进行含水率测定。测定硅钢片的含水率3.6％；此外，当配液罐温度低于0℃，内壁冷却导致管道结冰，使得氧化镁涂液搅拌不均匀结垢还会影响涂液配比和质量。
取实施例1～3的硅钢片分别经过后续工艺，得到的钢板分别进行表面及板型质量的分析，结果发现含水率在2％以下的钢卷板型缺陷率大幅下降。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，其特征在于：所述控制方法在由配液灌和循环罐组成的氧化镁涂层系统中进行，每个所述配液灌的液温和每个所述循环罐的液温均由冷冻机控制，在所述冷冻机与每个所述配液灌连接的管路上设有第一温度调节阀，在所述冷冻机与每个所述循环灌连接的管路上设有第二温度调节阀；
其中，春季到秋季生产过程中涂覆操作时打开冷冻机并将温度设定为-10~0℃，而冬季生产过程中涂覆操作时打开冷冻机并将温度设定为-5~5℃；
打开所述第一温度调节阀并调整阀门开度为20~80%以控制配液灌内液温为0~15℃，打开所述第二温度调节阀并调整阀门开度为20~100%以控制循环灌内液温为5~20℃，至取向硅钢表面涂覆结束。
2.根据权利要求1所述取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，其特征在于：取表面涂覆后的取向硅钢，刮取表面氧化镁粉末样经干燥后测定含水率≤2%。
3.根据权利要求1或2所述取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，其特征在于：春季到秋季生产过程中涂覆操作时将冷冻机的温度设定为-5~0℃，打开所述第一温度调节阀并调整开度为50~80%以控制配液灌内液温为2~5℃。
4.根据权利要求1或2所述取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，其特征在于：打开所述第二温度调节阀并调整开度为60~100%以控制循环灌内液温为5~10℃，至取向硅钢表面涂覆结束。
5.根据权利要求1或2所述取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，其特征在于：每个所述配液灌内壁、每个所述循环灌内壁均设有用于测定液温的热电偶。
6.根据权利要求1或2所述取向硅钢氧化镁涂液温度的控制方法，其特征在于：所述配液灌内的氧化镁涂液由如下质量百分比的各组分组成：
氧化镁粉末：8~12%，添加剂：0.4~0.6%，余下为水。
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