一种提高取向硅钢层间电阻装置及其工艺
文献发布时间:2024-04-18 19:58:30
技术领域
本发明涉及取向硅钢制备技术领域,尤其涉及一种提高取向硅钢层间电阻装置及其工艺。
背景技术
取向硅钢是变压器制造中不可或缺的磁性材料,为了减少在变压器输送电能过程中造成的能量损失,需要在取向硅钢表面涂覆绝缘层,使得硅钢片与片之间相互绝缘。随着变压器输送的电压越来越大,对取向硅钢表面的绝缘电阻要求也越来越高。
目前国标中对取向硅钢片的表面电阻要求为15Ω·cm
目前最直接有效的方法是增加绝缘涂液的涂覆量,也就是涂更多的绝缘涂液,这种方法可以一定程度上提升电阻,但是提升幅度有限,另外会造成生产成本的大幅提升。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种提高取向硅钢层间电阻装置及其工艺。本发明所述装置占地面积小,能量利用率高,对取向硅钢表面进行微处理,表面膜层变得更加致密,层间电阻大幅提升;同时使用该装置并配合合适的工艺可进一步改善取向硅钢表面的绝缘层质量,显著提升了取向硅钢的表面电阻。
本发明的技术方案如下:
一种提高取向硅钢层间电阻的装置,包括进气支管、气体加热管4、进气总管5、进气分管6、出气总管11、热处理炉;所述进气支管包括氮气进气支管1、氢气进气支管2、氧气进气支管3;进气支管与进气分管6之间依次通过气体加热管4和进气总管5连通;进气分管6包括多根分管,多根分管均设置于热处理炉的进气端炉壁上;所述出气总管11设置于热处理炉出气端炉壁上;所述热处理炉包括炉体和炉盖12,所述炉体外部为炉壁;所述炉体内部设置有气流挡板10、放置架9;所述气流挡板10垂于设置于炉底板上,气流挡板10的一端与热处理炉炉体进气一侧炉壁接触;并与出气总管11所在一侧炉壁不接触。
在一个实施例中,所述炉盖12通过热处理炉炉体盖合。
在一个实施例中,所述气流挡板10设置于相邻进气分管之间。
在一个实施例中,所述热处理炉的两端为圆弧形。
在一个实施例中,所述热处理炉的进气端炉壁为连续的波浪形结构,进气分管6设置于每个波浪形凸起部分的中间位置;气流挡板10设置于相邻波浪交接部分,并从进气端向出气端的延长线上;所述热处理炉的出气端为圆弧形。
在一个实施例中,所述炉壁包括外炉壁7和内炉壁8;进气管道和出气管道上均安装有真空泵和控制阀门。
在一个实施例中,所述气流挡板10焊接于热处理炉上;所述放置架9设置于热处理炉的炉底板上;所述放置架9包括从高向低相向倾斜的底座16以及设置于底座16上的垫片15;所述底座的倾斜角度为20~35°,优选30°。
本发明还保护一种提高取向硅钢层间电阻的方法,包括如下步骤:
(1)将涂完绝缘涂层的取向硅钢卷14依次放入所述装置的放置架9的垫片15上,关闭炉盖12,保证密封性;用真空泵对炉内抽真空;
(2)然后通过控制气氛和温度对取向硅钢卷进行处理。
在一个实施例中,步骤(2)中,所述处理的具体过程为:
(2-1)打开氮气进气支管1、氧气进气支管3及出气总管11的阀门,将氮气及氧气进行混合并进入气体加热管4,用加热装置对混合气体进行加热,温度达到650~700℃时,将混合气体通入炉内,并连续通混合气体16~18h;
(2-2)关闭氧气进气支管3的阀门,将氮气加热至700~750℃,连续通入1~2h;
(2-3)将氮气加热至750~800℃后,打开氢气进气支管2的阀门,将氮气与氢气混合通入,并连续通入4~6h,排出的气体进行燃烧处理;
(2-4)关闭氢气进气支管2的阀门,将氮气加热到400~500℃,连续通1~2h,再将常温氮气通入炉内,至炉内温度降至180~200℃,关闭进气阀及出气阀;打开炉盖12,降至室温。
在一个实施例中,步骤(2-1)中,混合气体中,氧含量占混合气体0.2~0.4%;连续通混合气体时,气体流量12~20m
在一个实施例中,步骤(2-2)中,所述氮气的气体流量为16-20m
在一个实施例中,步骤(2-3)中,混合气体中氢气的含量为0.5~0.8%;所述氢气和氮气的通入量均为16~20m
在传统取向硅钢生产过程中,绝缘涂液涂覆在取向硅钢板上后,需要快速进行烘干、烧结,所花费时间不超1min。生成的涂层会存在大量的裂纹和孔隙,影响表面涂层的致密性,从而影响涂层的绝缘性。本发明中取向硅钢卷进行长时间高温处理,表面涂层在高温下缓慢愈合,最终取向硅钢表面的裂纹和孔隙极大减少,涂层的绝缘性也得到了很大提升。
本发明有益的技术效果在于:
(1)本发明通过设置分区,同时通过对热处理炉进行弧形构造,提高了装置内的气体流动性及利用效率,减少了气体流动死区。气体流动性的提高,会给气体进入钢卷内部,对钢卷进行微处理,提升涂层绝缘性起到极大的促进作用。
(2)现有取向硅钢表面绝缘涂层涂覆不是绝对地均匀,会存在一定的微区未被涂覆到,从而裸露在外,这些裸露点相对绝缘性较差,本发明在工艺的初期通入0.2~0.4%的氧气,使得取向硅钢银表面裸露出来的硅钢基体微区得到氧化,减少了低电阻区域,从而提升取向硅钢整体层间电阻。
(3)因为硅钢卷带与带之间张力极大,气体不易进入到钢卷中部,因此一般需要较长的时间完成气体的渗透,当氧气进入到钢卷中部进行反应时,钢卷边部已经开始过氧化,本发明通过在通入750~800℃氮气后通入一定的氢气对钢卷边部进行还原处理,保证板面无泛黄泛红,此处是通入氢气对过氧化区域进行还原,能消除氧化问题,但是无法提高边部的耐氧化性。
(3)本发明的涂层修复装置采用一炉多卷设置,可以一次性处理多卷取向硅钢,极大地提升了生产效率。
(4)本发明合理地利用了取向硅钢生产过程中产生的废气热量,对需加热气体进行热处理,极大地降低了能源的浪费。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明另一实施例的结构示意图。
图3为本发明一实施例的内部结构示意图。
图4为本发明含炉盖的示意图。
图5为本发明炉盖结构示意图。
图6为本发明放置架的结构示意图。
图7为本发明处理前表面形貌图。
图8为本发明处理后表面形貌图。
图中:1为氮气进气支管;2为氢气进气支管;3为氧气进气支管;4为气体加热管;5为进气总管;6、进气支管;7为外炉壁;8为内炉壁;9为放置架;10为气流挡板;11为出气总管;12为炉盖;13-1为连接片Ⅰ;13-2连接片Ⅱ;14为钢卷;15为垫片;16为底座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明进行具体描述。
如图1-6所示,本发明所述装置包括:包括进气支管、气体加热管4、进气总管5、进气分管6、出气总管11、热处理炉。所述进气支管包括氮气进气支管1、氢气进气支管2、氧气进气支管3;进气支管与进气分管6之间依次通过气体加热管4和进气总管5连通;进气分管6包括多根分管,多根分管均设置于热处理炉的进气端炉壁上;所述出气总管11设置于热处理炉出气端炉壁上。气体可通过进气支管与出入支管进入和排出热处理炉。通过设置多根分管,可以是气体更好的进入热处理炉分布有钢卷的不同区域,气体分布更均匀。
本发明中,气体流动是通过控制进气管的气体压力大于炉内,炉内的气体压力大于出气管,气体在气压的驱动下进行流动,所以出气总管与炉体连通即可。
在本发明一个实施例中,在进气管道中间有一段气体加热装置,通过在内置测温热电偶进行测温,对实际温度和设定温度进行反馈调节。
在本发明一个实施例中,所述进气支管,进气总管,进气分管及出气总管上均设置有阀门,用于控制气体的流量。
在本发明一个实施例中,进气总管5远离进气支管的一端设置进气分管6,通过进气分管6使得混合的气体通入炉体不同部位。即,氮气、氢气、氧气分别通过进气支管供给进气总管,进气总管再分流到进气支管,分流到每个区域,气体的选择通过阀门进行控制。
如图3-5所示,所述热处理炉包括炉体和炉盖12,所述炉体外部为炉壁;所述炉体内部设置有气流挡板10、放置架9。区域与区域之前通过气流挡板10隔开,保证气流的整体流动方向从进气端向出气端流动,另外减少炉内的气流流动死区。
在本发明一个实施例中,所述炉盖12通过炉盖上的连接片Ⅰ13-1与炉体上的连接片Ⅱ13-2通过螺栓连接,实现炉盖与热处理炉炉体盖合。
在本发明一个实施例中,氮气进气支管1、氢气进气支管2与氧气进气支管3中的气体可混合进入气体加热管4,然后经进气总管5及进气分管6进入热处理炉。
在本发明一个实施例中,所述气流挡板10垂于设置于炉底板上,气流挡板10的一端与热处理炉炉体进气一侧炉壁接触;并与出气总管11所在一侧炉壁不接触。
在本发明一个实施例中,所述气流挡板10设置于相邻进气分管之间,便于气体从对应的通道进入气流挡板形成的区域,避免整体通入气体会导致气体分散。通过设置不同的气流挡板与进气分管,气体可以更好的进入设置钢卷的位置,提高了处理效率,节约了资源。
在本发明一个实施例中,所述热处理炉的两端为圆弧形,因为所述涂层修复装置因为涉及氢气及高温,所以本发明在装置容易产生气体流动死区的地方(炉子接近进气支管的一侧,以及接近出气总管的一侧)设置圆角处理,防止存在死区内残留氧气。
在本发明一个实施例中,所述热处理炉的进气端炉壁为连续的波浪形结构,进气分管6设置于每个波浪形凸起部分的中间位置;气流挡板10设置于相邻波浪交接部分,并从进气端向出气端的延长线上;所述热处理炉的出气端为圆弧形。波浪形结构可以更好的实现气体分区与流动。
在本发明一个实施例中,所述炉壁包括外炉壁7和内炉壁8;所述内层炉壁7为耐材,外炉壁8所用材质为钢材。
在本发明一个实施例中,进气管道和出气管道上均安装有真空泵和控制阀门,用于实现对其他流量的控制。同时通过加热装置对管道加热,实现气体温度的改变。
如图5所示,所述气流挡板10焊接于热处理炉上。所述放置架9设置于热处理炉的炉底板上;所述放置架9包括从高向低相向倾斜的底座16以及设置于底座16上的垫片15;所述底座的倾斜角度为20~35°,优选30°,该倾斜角度可以更好的实现钢卷的取放,角度太大或太小钢卷都会不稳定,或拿取不便。钢卷14放置于垫片15上,为了利于气体渗入卷内,卷的轴向和气流方向一致。
在本发明一个实施例中,气流挡板10用耐材砌筑的,用于分隔开空间,使气流流动方向按照进气管向出气管的方向流动,与钢卷保持一定距离,与钢卷摆放平行。
本发明中,除进出气外,整个装置是一个密闭系统,吊装钢卷时打开炉盖,进行处理时关闭炉盖。
用本发明所述设备提高取向硅钢层间电阻的具体工作过程为:
(1)将涂完绝缘涂层的取向硅钢卷14依次放入所述装置的放置架9的垫片12上,关闭炉盖12,保证密封性;用真空泵对炉内抽真空;其中,真空泵在进出气管道上安装,可以控制各段的气压,即真空度。在抽真空时,关闭进气管阀门,打开出气管阀门,并打开出气管内泵,进行抽真空。
(2)通过控制气氛和温度对取向硅钢卷进行处理,即,进行4个阶段的气氛及温度处理:
(2-1)打开氮气进气支管1、氧气进气支管3及出气总管11的阀门,将氮气及氧气进行混合并进入气体加热管4,用加热装置对混合气体进行加热,温度达到650~700℃时,将混合气体通入炉内,并连续通混合气体16~18h;其中,加热是在进气支管内进行,有专门的气体加热装置,管状的,气体在其中进行加热。混合气体中,氧含量占混合气体0.2~0.4%;连续通混合气体时,气体流量12~20m
(2-2)关闭氧气进气支管3的阀门,将氮气加热至700~750℃,通入前在管道内进行加热,关闭氧气阀门就开始,连续通入1~2h,气体流量16-20m
(2-3)将氮气加热至750~800℃后,打开氢气进气支管2的阀门,将氮气与氢气混合通入,并连续通入4~6h,排出的气体进行燃烧处理;其中氢气常温混入氮气中;氢气混入比例也是后面提到的0.5~0.8%;持续通入,气体流量16~20m
(2-4)关闭氢气进气支管2的阀门,将纯氮气(此处的纯氮气指的是供气为纯氮气,目的就是带走管路和装置里面的氢气)加热到400~500℃(此处的温度是对通入氮气的要求,只要把氮气的加热温度降下来即可,降低加热功率),连续通1~2h,再将常温氮气通入炉内,至炉内温度降至180~200℃,关闭进气阀及出气阀;打开炉盖12,降至室温。其中,第一次将热氮气通入炉内,一方面是惰性气体保护带出氢气,一方面是加快温度降低,但又防止降温过快,第二次通入常温氮气是加速温度降低;不限制通入时间,温度到200℃即关闭阀门。
打开炉盖,加快降温速度;此处空冷可以加速降温。
所述的抽真空是将炉内的气压抽至100pa以下,保证空气气氛对涂层修复过程产生影响。
所述的氮气及氧气混合气体,其中氧气含量为0.2~0.4%,保证混合气体有一定的氧化性,但又不至于氧化性过高。
所述混入的氢气的量为0.5~0.8%,保证混合气体具有一定的还原性。
所述的气体加热需先经过CA(涂氧化镁氮气)、CT(涂绝缘层及热拉伸平整)废气进行预热,再通过CB(高温退火)炉排除的氢气废气燃烧进行进一步加热,最后再通过辐射加热至相应温度。
装置实施例1:
一种提高取向硅钢层间电阻的装置,包括进气支管、气体加热管4、进气总管5、进气分管6、出气总管11、热处理炉;所述进气支管包括氮气进气支管1、氢气进气支管2、氧气进气支管3;进气支管与进气分管6之间依次通过气体加热管4和进气总管5连通;进气分管6包括多根分管,多根分管均设置于热处理炉的进气端炉壁上;所述出气总管11设置于热处理炉出气端炉壁上;所述热处理炉包括炉体和炉盖12,所述炉体外部为炉壁;所述炉体内部设置有气流挡板10、放置架9;所述气流挡板10垂于设置于炉底板上,气流挡板10的一端与热处理炉炉体进气一侧炉壁接触;并与出气总管11所在一侧炉壁不接触。所述炉盖12通过热处理炉炉体盖合。所述气流挡板10设置于相邻进气分管之间。所述热处理炉的两端为圆弧形。所述热处理炉的进气端炉壁为连续的波浪形结构,进气分管6设置于每个波浪形凸起部分的中间位置;气流挡板10设置于相邻波浪交接部分,并从进气端向出气端的延长线上;所述热处理炉的出气端为圆弧形。所述炉壁包括外炉壁7和内炉壁8;进气管道和出气管道上均安装有真空泵和控制阀门。所述气流挡板10焊接于热处理炉上;所述放置架9设置于热处理炉的炉底板上;所述放置架9包括从高向低相向倾斜的底座16以及设置于底座16上的垫片15;所述底座的倾斜角度为30°。
装置实施例2:
所述装置与实施例1相同,不同在于,所述热处理炉没有经过圆角处理(如图2所示),为长方体结构。
实施例1
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为23.5Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到68.8pa,打开氮气进气支管1、氧气进气支管3及出气总管11的阀门,将氮气及氧气进行混合,将混有0.2%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到650℃,最后将气体通入炉内,连续通入16h。连续通混合气体时,气体流量16m
关闭氧气进气支管3的阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至700℃通入炉内,通入时间为1h,1h后检测废气中氧含量,此时氧含量为56.7ppm。其中,所述氮气的气体流量为18m
将氮气预热加热至750℃,打开氢气进气支管2的阀门,混入0.5%的氢气通入炉内,通入时间为4h,排出的废气进行燃烧处理。其中,气体的通入量均为18m
关闭氢气进气支管2的阀门,将氮气预热加热温度降至500℃,通入炉内1h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面无明显氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面几乎不存在裂纹(如图5-6所示),并且表面中部层间电阻为156.5Ω·cm
实施例2
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为19.6Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到56.1pa,打开氮气进气支管1、氧气进气支管3及出气总管11的阀门,将氮气及氧气进行混合,将混有0.4%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到7000℃,最后将气体通入炉内,连续通入时间为18h。连续通混合气体时,气体流量20m
关闭氧气进气支管3的阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至750℃通入炉内,通入时间为2h,2h后检测废气中氧含量,此时氧含量为56.7ppm。其中,所述氮气的气体流量为20m
将氮气预热加热至800℃,打开氢气进气支管2的阀门,混入0.8%的氢气通入炉内,通入时间为6h,排出的废气进行燃烧处理。其中,气体的通入量均为20m
关闭氢气进气支管2的阀门,将氮气预热加热温度降至400℃,通入炉内2h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面无明显氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面几乎不存在裂纹,并且表面中部层间电阻为357.8Ω·cm
实施例3
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为30.3Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到58.6pa,打开氮气进气支管1、氧气进气支管3及出气总管11的阀门,将氮气及氧气进行混合,将混有0.3%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到670℃,最后将气体通入炉内,连续通入时间为17h。连续通混合气体时,气体流量12m
关闭氧气进气支管3的阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至730℃通入炉内,通入时间为1.5h,1.5h后检测废气中氧含量,此时氧含量为40.7ppm。其中,所述氮气的气体流量为16m
将氮气预热加热至770℃,打开氢气进气支管2的阀门,混入0.6%的氢气通入炉内,通入时间为5h,排出的废气进行燃烧处理。其中,气体的通入量均为16m
关闭氢气进气支管2的阀门,将氮气预热加热温度降至450℃,通入炉内1.5h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面无明显氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面几乎不存在裂纹,并且表面中部层间电阻为198.6Ω·cm
对比例1
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为25.6Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖。
(2)不抽真空,将混有0.3%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到670℃,最后将气体通入炉内,通入时间为16h。
关闭氧气阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至720℃通入炉内,通入时间为1h,1h后检测废气中氧含量,此时氧含量为76.5ppm。
将氮气预热加热至780℃,混入0.5%的氢气通入炉内,通入时间为4h,排出的废气进行燃烧处理。
关闭氢气阀门,将氮气预热加热温度降至450℃,通入炉内1h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面存在一定氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面几乎不存在裂纹,并且表面中部层间电阻为168.1Ω·cm
对比例2
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为18.9Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到58.9pa,将纯氮气先进行预加热,再将氮气体加热到700℃,最后将氮气通入炉内,通入时间为18h。
关闭氧气阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至750℃通入炉内,通入时间为2h,2h后检测废气中氧含量,此时氧含量为13.1ppm。
将氮气预热加热至800℃,混入0.8%的氢气通入炉内,通入时间为4h,排出的废气进行燃烧处理。
关闭氢气阀门,将氮气预热加热温度降至450℃,通入炉内1h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面无明显氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面存在极少裂纹,并且表面中部层间电阻为37.4Ω·cm
对比例3
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为17.9Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到56.0pa,将混有0.4%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到670℃,最后将气体通入炉内,通入时间为16h。
关闭氧气阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至740℃通入炉内,通入时间为1h,1h后检测废气中氧含量,此时氧含量为56.7ppm。
将氮气预热加热至780℃通入炉内,通入时间为4h,将氮气预热加热温度降至450℃,通入炉内1h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面纯在一定氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面几乎不存在裂纹,并且表面中部层间电阻为174.6Ω·cm
对比例4
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为26.1Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到56.0pa,将混有0.4%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到670℃,最后将气体通入炉内,通入时间为4h。
关闭氧气阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至740℃通入炉内,通入时间为1h,1h后检测废气中氧含量,此时氧含量为56.7ppm。
将氮气预热加热至780℃,混入0.8%的氢气通入炉内,通入时间为4h,排出的废气进行燃烧处理。
关闭氢气阀门,将氮气预热加热温度降至450℃,通入炉内1h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面无明显氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面几乎纯在少量裂纹,并且表面中部层间电阻为45.8Ω·cm
对比例5
对CT完的取向硅钢进行表面微观形貌观察,并对其电阻进行检测,发现表面存在大量裂纹,表面中部层间电阻为36.7Ω·cm
采用装置实施例1的装置,通过如下方法对取向硅钢进行处理:
(1)打开炉盖,将硅钢卷按照规定方向放在规定位置,闭合炉盖,进行抽真空。
(2)炉内真空度降到58.6pa,将混有0.3%氧气的氧氮混合气先进行预加热,再将混合气体加热到370℃,最后将气体通入炉内,通入时间为17h。
关闭氧气阀门,将氮气进行预加热及加热,将氮气加热升至430℃通入炉内,通入时间为1.5h,1.5h后检测废气中氧含量,此时氧含量为40.7ppm。
将氮气预热加热至470℃,混入0.6%的氢气通入炉内,通入时间为5h,排出的废气进行燃烧处理。
关闭氢气阀门,将氮气预热加热温度降至350℃,通入炉内1.5h,关闭氮气阀门,让炉子自然冷却。炉温降至200℃,打开炉盖,加快降温速度。
取向硅钢表面无明显氧化现象,观察修复完成的取向硅钢表面微观形貌,并对其电阻进行检测。发现修复后的取向硅钢表面存在大量裂纹,并且表面中部层间电阻为38.1Ω·cm
从实施例1~3可以看出,当涂层修复装置温度气氛保温时间等满足要求时,取向硅钢表面无明显氧化现象,裂纹几乎完全消除,层间电阻提升幅度大。
对比例1中,取向硅钢在通入氮氧混合气之前未进行抽真空处理,炉内存在一定量的氧气,处理后的取向硅钢表面存在氧化现象。对比例2中,取向硅钢在处理的过程中未通入氧气,处理后的取向硅钢层间电阻提升幅度较小。对比例3中,在处理后期,未通入氢气,处理后的取向硅钢表面存在氧化现象。对比例4中,氮氧混合气仅处理4h,处理后的取向硅钢的层间电阻提升幅度较小。对比例5中,气体加热温度均下降300℃,处理后,取向硅钢表面仍存在大量裂纹,层间电阻无明显变化
从图5-6可以看出,未经处理前,表面致密度差,且表面有很多裂纹孔隙,经过本发明处理后,表面致密度提高,裂纹孔隙大幅度减少。
综上,取向硅钢生产过程中,涂液涂覆上后,经历烘干、烧结所用时间不超过1min,涂液在如此短的时间内将水分蒸发,并且烧结完成,生成的涂层会存在大量裂纹和孔隙,极大损害取向硅钢的层间电阻。本发明中取向硅钢卷进行长时间高温处理,表面涂层在高温下缓慢愈合,最终取向硅钢表面的裂纹和孔隙极大减少。此外,取向硅钢表面绝缘涂层涂覆不是绝对地均匀,会存在一定的微区未被涂覆到裸露在外。本发明中会在初期通入0.2~0.4%的氧气,可以使得取向硅钢表面裸露出来的硅钢基体微区得到氧化,减少了低电阻区域,从而取向硅钢整体层间电阻。但是因为硅钢卷带与带之间张力极大,气体不易进入到钢卷中部,所以需要较长的时间进行渗透反应,当氧气进入到钢卷中部进行反应时,钢卷边部已经开始过氧化,所以在后期选择通入一定的氢气对钢卷边部进行还原处理,保证板面无泛黄泛红。同时,本发明采用的涂层修复线采用多卷共炉处理,可以一次性处理大量取向硅钢卷,极大地提升了生产效率。本发明合理地利用了取向硅钢生产过程中产生的废气热量,对需加热气体进行热处理,极大地节省了能源的浪费。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明不限于以上实施例。可以理解,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化,均应认为包含在本发明的保护范围之内。
- 一种能提高取向硅钢表面电阻的绝缘涂液及使用方法
- 一种提高薄规格高牌号无取向硅钢热轧稳定轧制方法及生产的无取向硅钢