專利名稱:中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及冷軋硅鋼片,尤其涉及冷軋硅鋼片的熱處理,特別為一種中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,屬于中小型冶金加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
近年來,隨著家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展,中小型電機的需求量大為增長;同時在自動化系統(tǒng)中,也需要大量應用中小型電機及微電機。在此背景下,硅鋼片的市場需求大幅度上揚。由于普通熱軋硅鋼片電磁性能差,制成的電機效率低,而一般大型鋼廠生產(chǎn)的冷軋硅鋼片供應偏緊,且價格高,目前很大程度上依賴于進口。若采用大型鋼廠的生產(chǎn)方式來生產(chǎn)硅鋼片以滿足市場,不僅投資大——尤其是脫碳重結(jié)晶退火工序,需采用300多米長的連續(xù)退火爐,而且必須連續(xù)生產(chǎn),年產(chǎn)規(guī)模不能低于一百萬噸,否則生產(chǎn)成本無法承受。另一方面,如采用一般井式爐加工硅鋼片,當升溫到工藝所需溫度時,鋼片會產(chǎn)生嚴重貼連,表面粗糙,電磁性能低下,不能滿足后續(xù)產(chǎn)品的加工要求。
因此,如何對中小型冷軋硅鋼片進行有效的熱處理,已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)需要迫切解決的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,提供一種中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其特征在于包含以下步驟①用開平機將冷軋硅鋼片切成中小型規(guī)格,堆架后裝入鐘罩爐內(nèi);
②爐內(nèi)先抽真空,然后充氮氣;③升溫,0℃~510℃升溫速度為80℃~90℃/小時,550℃~810℃升溫速度為20℃~25℃/小時;④在810~820℃下充分保溫6小時以上;⑤隨爐冷卻,810℃~650℃降溫速度控制在5℃~10℃/小時,650℃~500℃降溫速度控制在10℃~15℃/小時;⑥降溫到100℃時先抽真空,然后放入空氣;⑦100℃以下出爐。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的進一步的技術(shù)解決方案是前述的中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其中,步驟③在升溫至150℃之前,向爐內(nèi)同時通入干氫和水蒸汽。
再進一步地,前述的中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其中,步驟③~步驟⑤當中,從升溫到450℃開始一直到降溫至650℃,向爐內(nèi)通入濕氫,控制濕氫當中氫氣分壓與水蒸汽分壓的比例為0.5~1。
更進一步地,前述的中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其中,步驟⑤當中,降溫至450℃時先換冷風罩進行風冷,進一步降溫至300℃時,再換水冷。
這樣,本發(fā)明采用普通鐘罩式電爐,在裝爐后抽真空、充氮氣,升溫時通入氮、氫混合氣,再通入水蒸汽,在爐內(nèi)形成水汽使硅鋼片片與片之間形成隔膜,保持不粘結(jié);同時,在爐堂內(nèi)一步脫碳,形成全部鐵素體,杜絕滲碳體,使硅鋼片能真正達到超低碳,減少磁滯損失及降低磁阻。脫碳完畢,在充分的緩慢冷卻條件下,使得硅鋼片在奧氏體狀態(tài)下析出完全[100]晶向的鐵素體晶體,從而增加導磁率μ,增加磁通量B,降低鐵耗P15/50。該技術(shù)方案熱處理效果良好,制得的硅鋼片完全滿足中小型電機的加工要求。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及中小型冶金加工技術(shù)領(lǐng)域,是對預冷普通硅鋼帶進行合理的脫碳,再結(jié)晶熱處理,以期獲得低磁阻、高磁通、低鐵損的高性能無取向冷軋硅鋼片,滿足中小電機的生產(chǎn)需要。
本發(fā)明一種典型的實施過程是(1)用進廠的50WW560冷卷通過開平機切成2米長規(guī)格,堆在270mm左右高的架子上,使硅鋼片基本上按其自然狀態(tài)形成弧形,以減小冷卷片與片之間的壓力,防止貼結(jié)。
(2)將裝料架裝入鐘罩爐內(nèi),先抽真空,后充氮氣。
(3)開始升溫,同時通氨分解氣(干氫),并通入適量的水蒸汽,一直到150℃。升溫速度為0℃~510℃范圍內(nèi),85℃/小時;550℃~810℃范圍內(nèi),25℃/小時。通入干氫一方面是用于保護爐底的強對流電機不積水,更主要保護硅鋼片不氧化及去銹,其反應原理是——Fe2O3+3H2→2Fe+H2O(4)在810℃溫度下充分保溫8小時,使硅鋼片全部奧氏體化,硅鋼片冷軋過程中的不規(guī)則晶格以及鋼中的硅錳等元素,在此過程中能夠充分而均勻地熔于奧氏體中。
(5)通水蒸汽。從升溫到450℃開始到降溫至650℃,向爐內(nèi)通入濕氫,控制濕氫當中氫氣分壓與水蒸汽分壓的比例為0.5~1,以保護硅鋼片不氧化及去銹,同時還可以起到脫碳效果,其反應原理是——C+H2O→CO+H2這樣可以進一步降低硅鋼片的碳含量,使硅鋼片能真正達到超低碳,減少磁滯損失及降低磁阻。據(jù)檢測,此步驟能夠使硅鋼片的碳含量從0.08%降至0.04%。
(6)隨爐冷卻。在810℃~650℃之間,降溫速度控制在5℃~10℃/小時;650℃~500℃之間,降溫速度控制在10℃~15℃/小時。這樣的降溫過程有利于使硅鋼片均勻結(jié)晶,且絕大部分是按[100]晶向排列。
(7)降溫到450℃時換冷風罩進行風冷,進一步降溫至300℃時,換水冷進行快速冷卻。
(8)降溫至100℃時抽真空,然后放入空氣。抽真空的目的是防止爐內(nèi)殘留氫氣,以防爆炸。
(9)100℃以下出爐,即可獲得表面光亮平整的硅鋼片。經(jīng)檢測,其磁通量B50為1.6~1.7,鐵耗P15/50為5.1~5.9W/Kg。
可見,本發(fā)明很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中“成熱工藝必須規(guī)模特大,一般中小企業(yè)上不了;而如果采用一般井式爐,又不能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品”的矛盾,形成了一條切實可行的中小型冷軋硅鋼片的熱處理工藝路線。其技術(shù)特點在以下幾方面得到充分體現(xiàn)1、該方法采用普通鐘罩式電爐,設備通用性強,適合于一般中小型企業(yè)加工生產(chǎn),投資省、占地少、見效快;2、采用惰性氣體氮及還原性氣體氫,使硅鋼片在810℃高溫下保持不氧化。同時熱處理過程中,爐內(nèi)充水蒸汽,使硅鋼片在高溫下形成片間汽膜,硅鋼片片與片之間不粘結(jié),而且,水蒸汽中的氧與硅鋼片中的微量碳產(chǎn)生氧化脫碳,進一步降低了硅鋼片中的碳含量;3、采用合理的冷卻過程,使硅鋼片在奧氏體狀態(tài)下析出完全的[100]晶向的鐵素體晶體,有利于增加磁導、降低磁滯損失。
當然,以上描述的僅僅是本發(fā)明技術(shù)方案的一種典型范例,對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡對操作條件進行等同替換或等效變換而形成的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其特征在于包含以下步驟①用開平機將冷軋硅鋼片切成中小型規(guī)格,堆架后裝入鐘罩爐內(nèi);②爐內(nèi)先抽真空,然后充氮氣;③升溫,0℃~510℃升溫速度為80℃~90℃/小時,550℃~810℃升溫速度為20℃~25℃/小時;④在810~820℃下充分保溫6小時以上;⑤隨爐冷卻,810℃~650℃降溫速度控制在5℃~10℃/小時,650℃~500℃降溫速度控制在10℃~15℃/小時;⑥降溫到100℃時先抽真空,然后放入空氣;⑦100℃以下出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其特征在于步驟③在升溫至150℃之前,向爐內(nèi)同時通入干氫和水蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其特征在于步驟③~步驟⑤當中,從升溫到450℃開始一直到降溫至650℃,向爐內(nèi)通入濕氫,控制濕氫當中氫氣分壓與水蒸汽分壓的比例為0.5~1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法,其特征在于步驟⑤當中,降溫至450℃時先換冷風罩進行風冷,進一步降溫至300℃時,再換水冷。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種中小型冷軋硅鋼片的熱處理方法。采用普通鐘罩式電爐,在裝爐后抽真空、充氮氣,升溫時通入氮、氫混合氣,再通入水蒸汽,在爐內(nèi)形成水汽使硅鋼片片與片之間形成隔膜,保持不粘結(jié);同時,在爐膛內(nèi)一步脫碳,形成全部鐵素體,杜絕滲碳體,使硅鋼片能真正達到超低碳,減少磁滯損失及降低磁阻。脫碳完畢,在充分的緩慢冷卻條件下,使得硅鋼片在奧氏體狀態(tài)下析出完全[100]晶向的鐵素體晶體,從而增加導磁率μ,增加磁通量B,降低鐵耗P
文檔編號C21D9/54GK1986845SQ200610161268
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者姜榮華, 姜忠熙 申請人:蘇州金海機電科技有限公司