[發(fā)明專利]一種消除冷軋硅鋼連續(xù)退火爐無氧化水印缺陷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210005179.0
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN102560070A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴潤奇;郭華;郭巖;羅玉田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/56
• 分類號(hào): C21D9/56;C21D1/26;C21D11/00
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明屬于冶金企業(yè)中高牌號(hào)無取向硅鋼退火技術(shù)，具體涉及一種消除冷軋硅鋼連續(xù)退火爐無氧化水印缺陷的方法。

背景技術(shù)

冷軋硅鋼連續(xù)退火爐無氧化爐段因其升溫快、可提高磁性能而在硅鋼連續(xù)退火線上廣泛應(yīng)用。無取向硅鋼連續(xù)退火機(jī)組均使用NOF（無氧化爐）爐段，但在生產(chǎn)高牌號(hào)無取向硅鋼的過程中，出現(xiàn)無氧化水印的缺陷。

為了克服這一缺點(diǎn)，避免在NOF爐段產(chǎn)生的水印缺陷，目前國內(nèi)各硅鋼生產(chǎn)企業(yè)成功應(yīng)用的主要方法有以下幾種：

⑴將無氧化爐段改造為輻射管隔焰加熱爐段（RTF）（備注：具有NOF爐段的連續(xù)退火線僅生產(chǎn)50W470以下中低牌號(hào)硅鋼）。該方法設(shè)備改造投資大，周期長(zhǎng)，短期效益損失大。

⑵減小水冷輥的水流量。僅靠該法不能徹底消除無氧化水印缺陷，且較難調(diào)整到合適的水流量（既減少無氧化缺陷同時(shí)保證水冷輥的正常冷卻）。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述設(shè)備、技術(shù)的局限性，生產(chǎn)出表面光潔、沒有無氧化爐段水印缺陷且磁性能優(yōu)良的無取向硅鋼產(chǎn)品，本發(fā)明提供一種消除冷軋硅鋼連續(xù)退火爐無氧化水印缺陷的方法。

無氧化水印缺陷形成機(jī)理：硅鋼尤其高牌號(hào)硅鋼，硅含量高，在氧化氣氛（含有O₂、CO₂、H₂O等）氣氛中極易氧化，因?yàn)楣璞辱F更容易氧化，而且硅的氧化反應(yīng)是不可逆的。NOF爐一般采用的空燃比＜1，煤氣沒有充分燃燒，爐內(nèi)的氣氛中既有還原性氣體又有氧化性氣體。在這種高溫氣氛中發(fā)生內(nèi)氧化還是外氧化，決定于氧原子通量的大小。如果氧原子的通量大于Si的原子通量，氧原子滲入基體金屬內(nèi)將發(fā)生內(nèi)氧化。在上述無氧化燃燒狀態(tài)下，Si比Fe更易氧化，在選擇氧化作用下，其氧化方式將以內(nèi)氧化為主。通過內(nèi)氧化形核和長(zhǎng)大過程逐漸發(fā)展。當(dāng)內(nèi)氧化達(dá)到一定極限濃度時(shí)，就向外擴(kuò)展形成一個(gè)連續(xù)的SiO₂膜，使內(nèi)氧化終止。

鋼板表面形成FeO?·SiO₂膜的地方與未形成的地方顏色不一致，便成為表面缺陷。因此種缺陷是冷凝水附著在帶鋼表面形成的，故稱作無氧化水印缺陷。

（1）硅鋼退火爐PH+NOF段共有6段，其中PH段，NOF段5段，爐長(zhǎng)42.3m。

（2）無氧化采用明火燃燒，直接加熱帶鋼。焦?fàn)t煤氣的主要成分：甲烷CH₄占20—30%、氫氣H₂占50—60%。

?2CH₄+3O₂=2CO₂+2H₂O

?2H₂+O₂=2H₂O

無氧化段煤氣燃燒產(chǎn)生大量水。

（3）PH/NOF段共有21支爐輥，具體爐段與爐輥對(duì)應(yīng)如下：

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（4）形成原因

ⅰ、當(dāng)NOF段爐溫較高時(shí)，需要更多的焦?fàn)t煤氣；焦?fàn)t煤氣燃燒形成大量水；水汽在溫度較低的水冷輥表面凝結(jié)，帶鋼通過水冷輥時(shí)沾在帶鋼表面形成“無氧化水印”；

ⅱ、硅鋼尤其高牌號(hào)硅鋼，硅含量高（1.5%—3.2%），在氧化氣氛（含有O₂、CO₂、H₂O等）氣氛中極易氧化，因?yàn)楣璞辱F更容易氧化，而且硅的氧化反應(yīng)是不可逆的。NOF爐一般采用的空燃比＜1，煤氣沒有充分燃燒，爐內(nèi)的氣氛中既有還原性氣體又有氧化性氣體。?

ⅲ、50TW800以下低牌號(hào)硅鋼表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

???????????Fe+O₂→FeO

???????????Fe+H₂O→FeO

?????????50TW600以上中高牌號(hào)表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

???????????Fe+O₂→FeO

???????????SiO₂+2Fe+2H₂O?→2?FeO?·SiO₂+2H₂

????低牌號(hào)硅鋼表面化學(xué)成分一致，顏色均勻；中高牌號(hào)表面有部分FeO?·SiO₂，與帶鋼基板顏色不一致，產(chǎn)生色差即為“無氧化水印”缺陷。