[发明专利]一种连续制备高硅硅钢薄带的方法及装置

权利要求书

1.一种连续制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，制备改性铁-硅颗粒，将其加入到镀铁电镀液中；以硅含量为0-3wt%的低硅硅钢薄带为阴极，在没有加入改性铁-硅颗粒的电镀液中在低硅钢薄带表面上电镀一层纯铁层；

然后，对电解区施加强度为0.001～0.2T的磁场，采用0.05～0.5mm厚的纯铁薄带或者硅含量为0-3wt%的低硅硅钢薄带为阴极，以纯铁片或者硅含量为0-3wt%的低硅钢板为阳极，利用复合镀方法，在阴极上镀覆一层硅含量大于10wt%的复合镀层；

最后，将上述得到的阴极干燥烘干后放入带保护气体的电炉中进行连续热处理扩散处理，得到平均硅含量为6.5wt％且分布均匀的高硅硅钢薄带；

所述改性铁-硅颗粒的制备方法如下：按比例将纯铁粉和纯硅粉混合均匀，混合粉中硅含量控制在10wt%Si～99wt%Si范围，然后，在高能球磨机抽真空后充氩气的条件下，采用酒精作为溶剂进行充分混合，使得铁粉和硅粉粘结在一起，获得改性铁-硅颗粒；

所述电镀液以酒精为溶剂，其成分包括0.01～10mol/L FeSO₄, 0.01～10mol/L FeCl₂,0.01～10mol/L Na₂SO₄, 0.01～10mol/LNH₄Cl和还原铁粉0.1～10g/L,并加入含改性铁-硅颗粒的酒精溶剂到电镀液中，其中改性铁-硅颗粒在复合电镀液中的浓度为0.1～500g/L。

2.根据权利要求1所述一种连续制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：电镀时，搅拌电镀液，将电极放入电解槽中，通入0.1A～1000A/dm²直流电流进行复合电镀，将作为阴极的低硅硅钢薄带连续地通过对应两阳极间的间隙，阴极走带速度控制在1μm-10m/s；阴极和阳极间距保持在0.5-50cm；通过控制阴极走带速度、电流密度、电镀液中改性铁-硅颗粒浓度、颗粒中硅含量、磁场强度来控制复合镀层中的硅含量，复合镀层中的硅含量控制在10-99wt%之间；复合镀层的厚度为5-500微米；作为阴极的低硅硅钢薄带采取放卷和收卷的方式，实现成卷高硅硅钢薄带的制备。

3.根据权利要求1所述一种连续制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：均匀化扩散退火：将上述步骤得到的平均含硅量为6.5wt％的铁-硅铁合金颗粒复合镀层钢带，经干燥烘干后放入带惰性气体，或为还原气体或者为惰性气体与还原气体混合气保护的管状电炉中进行连续热处理扩散处理,得到平均硅含量为6.5wt％且分布均匀的高硅硅钢薄带，热处理温度控制在800-1350℃，热处理时间为0.1-10小时。

4.根据权利要求1所述一种连续制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：上述电镀用电源为占空比和频率可调的脉冲电源。

5.根据权利要求1所述方法所需的一种连续制备高硅硅钢薄带的电镀装置，其特征在于：包括磁场发生器（8）、电镀槽（10）、机械搅拌装置（19）和电镀电源（26），电镀槽（10）内设置有将电镀槽（10）密封分割为两部分的镀槽隔板（36），镀槽隔板（36）上设置有防漏阀（37），镀槽隔板（36）一侧的电镀槽（10）内设置有电镀液（12），另一侧的电镀槽（10）内设置有纯铁镀液（35），以纯铁片或者硅含量为0-3wt%的低硅钢板与电镀电源（26）相连作为阳极，阳极包括设置于电镀液（12）内的第一阳极（14）和第二阳极（15），以及设置于纯铁镀液（35）内的第三阳极（32）和第四阳极（33），0.05～0.5mm厚的纯铁薄带或者硅含量为0-3wt%的低硅硅钢薄带与电镀电源（26）相连作为阴极（34），阴极（34）依次穿过纯铁镀液（35）内的第三阳极（32）和第四阳极（33）之间、防漏阀（37）、电镀液（12）内的第一阳极（14）和第二阳极（15）之间，所述电镀槽（10）设置于聚四氟乙烯底座（17）上，电镀槽（10）的上端设置有电镀槽盖（11），所述磁场发生器（8）作用于电镀槽（10）的电镀区，机械搅拌装置（19）上的机械搅拌桨（18）穿过聚四氟乙烯底座（17）并伸至电镀槽（10）内。

6.根据权利要求5所述一种连续制备高硅硅钢薄带的电镀装置，其特征在于：还包括有低硅钢输送机构，低硅钢输送机构包括有用于阴极的放料和收料的放料辊（25）和收料辊（16），放料辊（25）的出料端设置有阴极电夹辊（24），阴极（34）由放料辊（25）引出后依次穿过阴极电夹辊（24）、纯铁镀液（35）内的第三阳极（32）和第四阳极（33）之间、防漏阀（37）、电镀液（12）内的第一阳极（14）和第二阳极（15）之间，并引入收料辊（16），镀槽隔板（36）的两侧对应设置有引导阴极（34）的第一导向定滑轮（22）和第二导向定滑轮（23），收料辊（16）的收料端还设置有用于引导阴极（34）的第三导向定滑轮（13），所述电镀槽（10）的外侧设置有防护层（9），电镀槽（10）内机械搅拌桨（18）的外侧罩设有网格挡板（20）。