取向硅鋼作為制造電機(jī)和變壓器的核心材料,是裝備制造行業(yè)發(fā)展的基石。在工業(yè)化生產(chǎn)中,產(chǎn)品質(zhì)量存在不穩(wěn)定不均勻的問(wèn)題,這是由于在環(huán)形爐高溫退火過(guò)程中,無(wú)法準(zhǔn)確控制鋼卷的退火工藝。隨著退火溫度的升高,層間氣氛的露點(diǎn)會(huì)隨著涂層中化合水的釋放而大幅升高,造成鋼帶表面氧化,從而破壞原有的氧化層結(jié)構(gòu),對(duì)產(chǎn)品磁性能及底層質(zhì)量均有不利影響,而鋼卷內(nèi)部較大的溫差使得不同區(qū)域的氧化程度具有顯著差異,加劇了磁性能的波動(dòng)。由于缺乏對(duì)鋼卷溫度以及層間退火氣氛的了解,質(zhì)量缺陷的分析和工藝的調(diào)整只能憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,存在盲目性。隨著高牌號(hào)取向硅鋼對(duì)工藝控制的精確性要求越來(lái)越嚴(yán)苛,深入了解高溫退火過(guò)程中,鋼卷內(nèi)部的復(fù)雜工況及其與產(chǎn)品磁性能的聯(lián)系變得尤為重要。因此,本文建立了取向硅鋼環(huán)形爐高溫退火模型來(lái)模擬鋼卷的實(shí)際退火狀態(tài)。模型由傳熱模型和傳質(zhì)模型兩部分組成,分別用于模擬鋼卷的退火溫度以及層間退火氣氛。建立傳熱模型前,先利用Fluent軟件對(duì)環(huán)形爐內(nèi)的傳熱過(guò)程進(jìn)行模擬,重點(diǎn)分析了內(nèi)罩的溫度分布,結(jié)果表明,其最大溫差在30℃以內(nèi),將內(nèi)罩溫度視為均勻,則傳熱模型可簡(jiǎn)化為二維,模擬區(qū)域縮小至內(nèi)罩以內(nèi)。隨后通過(guò)分析煙氣、內(nèi)罩以及鋼卷...

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1高溫凈化退火的時(shí)間與磁性能的關(guān)系

Sadahiro[8]深入分析了升溫速率對(duì)二次再結(jié)晶過(guò)程的影響,如圖1.2所示,其通過(guò)不斷調(diào)整升溫曲線,最終獲得了磁感B8超過(guò)1.94T的產(chǎn)品(3號(hào)工藝),并且認(rèn)為高溫退火二次升溫階段的最佳升溫速率為10℃/h;Hayakawa[9]發(fā)明了一種新的取向硅鋼制備方法,加入了合金元素....

圖1.2升溫速率與磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系

圖1.1高溫凈化退火的時(shí)間與磁性能的關(guān)系在環(huán)形爐高溫退火前期的低保溫退火工藝中,爐溫變化較小,但鋼卷是以常溫狀態(tài)直接進(jìn)入爐溫接近700℃的爐膛,其內(nèi)部不同區(qū)域升溫速率的差異在整個(gè)高溫退火過(guò)程中是最大的,且難以避免和控制。黨寧[13]研究了0.2mm取向硅鋼在高溫退火工藝中退火溫度....

圖1.3氧勢(shì)與氧化層厚度及碳含量的關(guān)系

氧化層的結(jié)構(gòu)與氧勢(shì)以及退火溫度密切相關(guān),當(dāng)PH2O/PH2=0.15時(shí),僅形成以SiO2為主的內(nèi)氧化層;當(dāng)PH2O/PH2進(jìn)一步升高時(shí),在SiO2氧化層外會(huì)形成一層Fe2SiO4,繼續(xù)提高PH2O/PH2至0.6以上,還會(huì)形成FeO外氧化層[20]。Maria[21]研究了脫碳退....

圖1.4脫碳退火中形成的氧化層BSE圖像(PH2O/PH2=0.34)

Komatsubara[19]提出,一個(gè)厚度及成分均合適的氧化層應(yīng)該包含一個(gè)連續(xù)的硅酸鐵層。這對(duì)硅酸鎂底層的形成至關(guān)重要,而這需要在脫碳退火時(shí),退火氣氛中的PH2O/PH2足夠高。Silveira[25]認(rèn)為,隨著退火溫度以及PH2O/PH2的升高,后期形成的硅酸鎂底層會(huì)變薄,其....

本文編號(hào)：4028916