[发明专利]一种获得优良取向电工钢硅酸镁底层和板型质量的方法

说明书

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℃。

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SiO₂的氧化层，表面涂敷MgO隔离剂后卷曲，钢卷经高温退火处理，在高温退火过程中，SiO₂和MgO形成硅酸镁底层。关于如何获得优良的硅酸镁底层，在日本方面有很多研究，主要从取向硅钢脱碳退火过程，控制炉内的温度、露点和分压比，控制脱碳退火后表面形成氧化层结构，获得优良的硅酸镁底层结构，氧化层中氧含量较少，形成的硅酸镁底层较薄，硅酸镁底层形成的张力小，附着性较差，磁性能不理想。氧化层中氧含量较多，形成硅酸镁底层较厚，张力大，附着性好，表面容易形成针孔状亮点缺陷。关于氧化镁隔离剂的研究内容也比较多，大多从MgO的CAA值，含水率以及MgO添加剂对硅酸镁底层的影响方面研究，从而获得优良的硅酸镁底层。

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。