一種電工鋼退火還原用氫離子發生裝置及其退火還原方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電工鋼處理設備技術領域，尤其涉及一種電工鋼退火還原用氫離子發生裝置及其退火還原方法
【背景技術】
[0002]現代冷軋金屬薄帶材料的生產過程中，熱軋鋼卷通過酸洗、冷軋獲得金屬本色的表面和高尺寸精度。冷軋后的鋼帶強度過高、塑性過低，其它性能也非常差，例如磁性能。
[0003]冷軋后的鋼帶尺寸精度高、表面質量好。如果要獲得強度、塑性合適和磁性能好的冷軋帶鋼，需要通過退火的方式解決。
[0004]高效化的冷軋帶鋼退火是在連續退火爐中進行退火和完成冷軋變形纖維組織的再結晶。鋼帶從室溫升高到要求的退火溫度，為了節省能源，連續退火爐的入口段采用廢熱預熱升溫，然后明火加熱，再保護氣氛下加熱，之后進入均熱段。保護氣氛加熱和均熱均在含有氫氣的氣氛中完成。氫氣的作用是防止氧化和微氧化后的還原。
[0005]連續退火爐中保護氣氛中氫氣的含量是根據退火鋼材的種類、加熱后鋼帶的氧化程度確定。一般希望氫氣含量在滿足鋼帶表面還原后符合隨后工藝的要求和產品性能條件下，保持低的含量。因為氫氣的價格高，在條件允許時會發生爆炸。例如:1)普通碳素鋼在采用明火加熱時為了還原，最高氫氣含量在10?25%;2)普通碳素鋼全程采用保護氣氛加熱時為了還原，最高氫氣含量在4?10% ；3)電工鋼鋼中硅和鋁含量< 2%，保護氣氛中氫氣含量在25%左右。娃和銷含量> 2%，保護氣氛中氫氣含量在45?100%。
[0006]由于電工鋼的化學成分中硅含量高、鋁含量也高。硅含量最高可以> 3.2%、硅含量最高可以> 1.0%，硅和鋁在高溫下是非常容易氧化的元素，氧化物非常難以還原。尤其是高硅和高鋁電工鋼，在還原不足時鋁形成表面層下的大量、微細內氧化物薄層。
[0007]電工鋼磁性能與冷軋退火過程中再結晶晶粒大小和取向有關系。退火后晶粒大、鐵損低，磁性能好；退火后晶粒{100}面織構含量尚，鐵損低、磁感尚，磁性能好。
[0008]電工鋼冷軋退火加熱過程中，由于低溫鋼帶表面總帶有含水水膜。雖然水膜非常薄，由于升溫過程的氣化，保護氣氛中的水(氧)含量降低非常困難。連續退火爐存在入口和出口的大氣接觸，輻射管、爐輥、儀表等的安裝部位都會與大氣交換，保護氣氛中氧含量降低非常困難。
[0009]電工鋼加熱、退火過程中的氧化，主要發生在加熱段。然后在均熱段依靠氫氣還原。鋼帶在加熱的后期，溫度已經非常高，雖然在保護氣氛中表面仍然被氧化，表面氧化影響再結晶晶粒大小和有利織構含量。
[0010]電工鋼硅和鋁含量> 3.5%，為了獲得非常的鐵損，冷軋退火全程采用保護氣氛的間接加熱和保護氣氛中氫含量非常高的方法和方式。
【發明內容】
[0011]本發明所要解決的技術問題是提供一種使氫氣在高溫條件下的等離子化，提高氫氣的還原速度和能力，通過氫離子將電工鋼氧化物層還原，提高退火電工鋼的磁性能和表面質量的電工鋼退火還原用氫離子發生裝置及其退火還原方法。
[0012]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種電工鋼退火還原用氫離子發生裝置，具有:
[0013]設置在爐體內支撐鋼帶的支撐輥；
[0014]設置在爐體內、鋼帶上方的噴管，其中，所述噴管一端封閉，另一端為可通入氫氣的氫氣進口 ；所述噴管側面設有可使氫氣噴出到鋼帶表面的氫氣出口 ；
[0015]設置在爐外的電源，所述電源的一極與噴管連接，另一極與支撐輥連接。
[0016]所述氫氣出口為沿噴管軸向延伸的狹縫，所述狹縫為整體式或間斷式。
[0017]所述狹縫位于噴管正對鋼帶的一側，所述狹縫的長度不小于鋼帶的寬度。
[0018]所述噴管有兩個，兩個噴管均與電源的一極連接。
[0019]所述電源另一極連接的是最靠近噴管的支撐輥。
[0020]所述噴管外表面涂有耐熱電絕緣涂層。
[0021]一種上述的電工鋼退火還原用氫離子發生裝置的退火還原方法，包括如下步驟:
[0022]I)鋼帶在進入退火爐時，在退火爐的加熱段加熱到退火溫度；
[0023]2)鋼帶運動到等離子發生裝置位置時，從氫氣入口向噴管內通入氫氣，噴管的氫氣出口和鋼帶放電使氫氣等離子化，氫等離子體從氫氣出口噴出，噴射到鋼帶上，強還原性氫等離子體對電工鋼表面氧化物進行還原；
[0024]3)鋼帶離開等離子發生裝置后，在離開均熱段時，鋼帶溫度接近爐溫。
[0025]上述技術方案中的一個技術方案具有如下優點或有益效果，就電工鋼連續退火生產線中的表面氧化物的還原，采用在保護氣氛加熱的后段或均熱段的初段設置氫氣等離子體發生器。電極的一端連接鋼帶、另一端連接噴管。噴管有氫氣通過、是氫氣的噴嘴。氫氣噴嘴把氫氣噴到鋼帶表面。氫氣離開噴嘴后在電場作用下電離，電離的氫離子依靠電場加速到達鋼帶表面。通過強還原性氫等離子體對電工鋼表面氧化物的還原，使得電工鋼再結晶過程避免形成表面細晶粒和內氧化減弱，從而使退火電工鋼的磁性能更優良。采用等離子體發生器生產的氫等離子體對電工鋼表面氧化物的快速還原，使退火后鋼帶的藍色條帶大幅度減輕。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例中提供的電工鋼退火還原用氫離子發生裝置的結構示意圖；
[0027]上述圖中的標記均為:1、噴管，2、氫氣進口，3、氫氣出口，4、鋼帶，5、支撐輥。
【具體實施方式】
[0028]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0029]實施例一
[0030]參見圖1，一種電工鋼退火還原用氫離子發生裝置，具有:
[0031]設置在爐體內支撐鋼帶4的支撐輥5 ；
[0032]設置在爐體內、鋼帶4上方的噴管I，其中，噴管I 一端封閉，另一端為可通入氫氣的氫氣進口 2 ;噴管I側面設有可使氫氣噴出到鋼帶4表面的氫氣出口 3 ；<