一种获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法

摘要

本发明公开了获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法，根据热量传递和流体运动的基本理论，采用有限元软件，建立环形炉温度场模型；针对现有加热工艺，利用温度场模型，计算该工艺下不同时刻的钢卷顶底温差情况，分析造成结果的原因，制定多种优化方向，使用温度场模型进行迭代计算分析比较，最终输出最佳优化方案；根据最佳优化方案优化进行现场改进。钢卷温差缩小，采用工艺仿真模型和生产现场工艺试验相结合的模式，确定最佳的工艺方案，使得钢卷板宽方向在升温过程中温差降低100℃。

说明书

技术领域

本发明涉及晶粒取向电工钢制造技术领域，尤其涉及一种获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法。

背景技术

取向电工钢经脱碳退火后，表面形成富含SiO

取向硅钢的生产过程中，为了获得理想的晶体取向，获得单一(110)[001]织构(即Goss织构)，必须进行高温二次再结晶退火。环型炉高温退火技术是目前在取向硅钢工业化生产中应用广泛且较为成熟的一项技术，具有产量高、能耗低、维护简单等特点。原料钢卷在环形炉膛内以金属内罩覆盖，高速烧嘴布置在炉膛侧壁，以高速高温的烟气搅动炉内气氛以达到对内罩的均匀加热，再通过内罩对钢卷进行辐射加热。尽量在设备设计上进行了诸多优化，以尽可能达到均匀加热的目的，但整卷退火的形式所带来的大温差却是不可避免的,导致在升温阶段不均匀，层间隔离涂层所释放的结晶水造成钢卷卷层间气氛和露点的不均匀性，所形成的硅酸镁底层颜色出现不均匀，在支撑底板测长期出现月牙形氧化色。

钢卷在高温退火过程中，最高经历1200℃的高温净化处理较长时间的热处理，钢卷本身由于自身的重量而蠕变变形，或者热膨胀受到限制，从而造成各种形状缺陷，导致成品率降低。在最严重的情况下，钢板在高温退火后不能再进入下工序涂层平整退火设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法，以克服上述现有技术中的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法，包括如下步骤：

S100、根据热量传递和流体运动的基本理论，采用有限元软件，建立环形炉温度场模型；

S200、针对现有加热工艺，利用温度场模型，计算该工艺下不同时刻的钢卷顶底温差情况，分析造成结果的原因，制定多种优化方向，使用温度场模型进行迭代计算分析比较，最终输出最佳优化方案；

S300、根据最佳优化方案优化进行现场改进。

进一步，温度场模型包括内罩、导流盖板、垫板、底板、进气套管和立柱，内罩内从上至下依次布置导流盖板、钢卷、垫板、底板和支柱；立柱为空心柱，其内布置有进气套管；垫板与底板相接触的面上开设导流槽，以对经进气套管进入的气体进行切割，改变气流路径；钢卷外距垫板预设高度处缠绕隔热材料。

进一步，隔热材料为多晶莫来石隔热棉。

进一步，垫板上所开设的导流槽的深度为25mm，宽为50mm；垫板上所开设的导流槽的数量为多个，每道导流槽均沿垫板的径向进行布置，且每道导流槽的两端分别贯穿垫板的内圆周面和外圆周面。

进一步，垫板上相邻两道导流槽之间的夹角为45°。

进一步，隔热材料距离垫板的高度为400mm～600mm。

进一步，隔热材料距离垫板的高度为500mm。

进一步，隔热材料接头处通过捆带锁扣锁紧，周向通过铁丝进行固定。

进一步，导流盖板为小于钢卷直径100mm-200mm的钢板，距离钢卷顶部50mm。

进一步，进气套管内通过隔板分隔进气通路和出气通路。

本发明的技术方案具有如下有益效果：钢卷温差缩小，采用工艺仿真模型和生产现场工艺试验相结合的模式，确定最佳的工艺方案，使得钢卷板宽方向在升温过程中温差降低100℃，从而改善层间气氛均匀性，减少氧化色的发生，减少热变形过程的各种板型缺陷，从而提高成材率。

附图说明

图1为温度场模型的四分之一结构拆除隔热材料的结构图；

图2为温度场模型的四分之一结构拆除垫板的结构图；

图3为内罩内改进前后气流模型图，其中左为改进前，右为改进后；

图4为内罩内改进前后升温过程H

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

为解决上述问题，经对环型炉全工艺进行仿真研究，初步分析为环型炉钢卷经不均匀升温，导致加热过程热膨胀和冷却过程热收缩的不均匀性，导致钢卷层间气氛的不均匀性和受力不均匀性造成的，在此基础上，开发新型支撑垫板，在钢卷外围加隔热材料，降低钢卷上下最大温差控制在100℃，从而改善层间气氛均匀性，减少氧化色的发生，减少热变形过程的各种板型缺陷，从而提高成材率。

实施例1

一种获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法，包括如下步骤：

S100、根据热量传递和流体运动的基本理论，采用有限元软件，建立环形炉温度场模型；

S200、针对现有加热工艺，利用温度场模型，计算该工艺下不同时刻的钢卷顶底温差情况，分析造成结果的原因，制定多种优化方向，使用温度场模型进行迭代计算分析比较，最终输出最佳优化方案；

S300、根据最佳优化方案优化进行现场改进。

实施例2，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

如图1、图2所示，温度场模型包括内罩1、导流盖板2、垫板3、底板4、进气套管5和支柱6，内罩1内从上至下依次布置导流盖板2、钢卷7、垫板4、底板5和支柱6；立柱6为空心柱，其内布置有进气套管5；垫板3与底板4相接触的面上开设导流槽310，以对经进气套管5进入的气体进行切割，改变气流路径；钢卷7外距垫板3预设高度处缠绕隔热材料8。

实施例3，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

隔热材料8为多晶莫来石隔热棉。

实施例4，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

垫板3呈环状结构，垫板3上所开设的导流槽310的深度为25mm，宽为50mm；垫板3上所开设的导流槽310的数量为多个，每道导流槽310均沿垫板3的径向进行布置，且每道导流槽310的两端分别贯穿垫板3的内圆周面和外圆周面。

另外，垫板3上相邻两道导流槽310之间的夹角为45°。

实施例5，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

隔热材料8距离垫板3的高度为400mm～600mm，具体优选为：500mm。

实施例6，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

隔热材料8接头处通过捆带锁扣锁紧，周向通过铁丝进行固定，缩小隔热棉与钢卷间隙。

实施例7，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

导流盖板2为小于钢卷直径100mm-200mm的钢板，距离钢卷7顶部50mm。

实施例8，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，具体方案如下：

进气套管内通过隔板分隔进气通路和出气通路。

现场采用电偶实测结果如下表所示：

钢卷气流稳定，露点均匀，见图3，图4。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。