冷轧硅钢成品表面氧化原因分析

CL0405-冷轧硅钢成品外表氧化缘由分析案例简要说明:依据国家职业标准和金属材料及热处理技术、材料成型与把握技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的学问和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容全都，成为一个承载了教学目标所要求学问和技能的教学案例。该案例是生产型案例，本生产案例表达了退火原理，产品外表缺陷检查、分析缘由及处理方法等学问点和岗位技能，与板带钢轧制工艺操作课程冷轧产品生产单元的教学目标相对应。案例名称 冷轧硅钢成品外表氧化缘由分析本案例适合中职、高职、职业本科等院校金属材料及热处理技术、材料成型与把握技术适用说明 专业，在板带钢轧制工艺操作、金属热处理工艺、钢材把握轧制与把握冷却或相像的综合性课程教学中使用，更适合在轧钢工、热处理工等工种的职工培训中使用。某厂冷轧硅钢承受连续式退火炉退火，因机组生产力气缺乏改造，改造后，最初生产中案例背景 牌号硅钢产品，钢板外表颜色正常当生产低牌号产品时，钢板外表颜色较正常状况明显变暗，消灭了严峻的氧化现象。案例所涉及的学问点

缺陷检查——产品外表常见缺陷；缺陷成因——现场常见缺陷产生缘由及处理方法；冷轧硅钢退火工艺。案例所涉及的技能点案例工作任务的分解

产品外表常见缺陷识别及处理方法识别冷轧硅钢热处理生产车间现场常见产品缺陷，分析缺陷产生缘由，找到问题根源，试着提出解决方案，处理问题。(1)会进展缺陷检查，把握缺陷产生的成因和相关的预防措施；(1)会进展缺陷检查，把握缺陷产生的成因和相关的预防措施；教学目标把握冷轧硅钢生产工艺流程及退火工作原理。全面复习所学学问，并将学问转化为力气。案例建议的6~8学时教学时间案例的操作现场调研、问题争论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。演示学生通过本案例的学习，能够充分了解冷轧硅钢的退火原理，硅钢产品外表常见缺陷的识别及处理方法，同时通过这个典型案例，同学将了解其他钢种产品缺陷的检查及处理案例点评方法，知道了现场的生产过程以及如何检查缺陷及处理问题，懂得如何将书本学问转化为实际生产应用，以后在学习理论学问的时候会有的放矢。1.背景介绍冷轧硅钢成品外表氧化缘由分析1.背景介绍冷轧硅钢成品外表氧化缘由分析•冷轧硅钢产品是重要的金属功能性材料,广泛应用于国民经济各个领域,是钢铁联合企业中技术集成度最高的冶金产品之一,素有冶金艺术品的美称，钢板外表质量要求严格，退火时钢板外表氧化、颜色发暗直接影响冷轧硅钢的外表质量，合理调整冷轧硅钢退火工艺，是确保冷轧硅钢退火后外表质量优良的关键。冷轧硅钢产品是重要的金属功能性材料,广泛应用于国民经济各个领域,是钢铁联合企业中技术集成度最高的冶金产品之一,素有冶金艺术品的美称，钢板外表质量要求严格，退火时钢板外表氧化、颜色发暗直接影响冷轧硅钢的外表质量，合理调整冷轧硅钢退火工艺，是确保冷轧硅钢退火后外表质量优良的关键。2.主要内容•2.主要内容2.12.1最初生产中牌号硅钢产品，钢板外表颜色正常〔如图1最初生产中牌号硅钢产品，钢板外表颜色正常〔如图1所示；当生产低牌号产品时，钢板外表颜色较正常状况明显变暗，消灭了严峻的氧化现象〔2所示。122．2冷轧硅钢连续式退火目的及其工艺简介冷轧硅钢连续式退火的主要目的是通过再结晶消退冷轧产生的应变和促使晶粒长大，同时将钢中的碳脱到0.005%以下，以保证磁性、硬度和磁时效符合要求。根本退火工艺为：外表碱洗脱脂后的冷轧硅钢带钢，经过连续式退火炉，在保护性气氛下进展脱碳退火及涂附绝缘涂层。2.3冷轧硅钢退火炉的工作原理通常脱脂〔防止钢带外表存在轧制油污影响脱碳效率〕后的钢带进入退火5055%~15%水蒸汽入炉，露点把握在+35℃~+45℃。在弱氧化性气氛中利用水蒸汽快速脱碳。碳在高温下集中到外表与水蒸汽发生可逆反响：HOCCOH。当反响到达平衡时，2 2PPPCO H 2 2

K，K

Pco

、P和PH HO2 2

分别为CO、H2

、HO的2分压。P PHO H

比由气氛中氢量和露点打算，代表保护气氛的氧化性。在脱碳情2 2况下，P P

0.20~0.28范围内〔弱氧化性气氛。由于炉内气体的流淌HO H2 2方向与钢带运行的方向相反，很简洁将脱碳反响形成的CO气体排出，使上述反响向右方脱碳反响方向不断进展。弱氧化性脱碳气氛同时也可能使钢带氧化，外表形成的氧化膜有阻碍脱碳的作用。因此必需把握好退火温度、时间和气氛〔P P比和露点〕这三个因素，使脱碳反响在氧化反响之前进展。温度HO H2 2过高，时间过长或水蒸汽过多〔P PHO H

比和露点过高，氧化反响先于脱碳进2 2相区内退火时温度增高和退火时间延长，使晶粒尺寸增大，铁损降低和硬度降低，但磁感、强度和硬度降低，冲击性变坏。为了提高产量和磁性，一般选用高温短时间的退火方法，且气氛中有确定量的氢气保证钢带外表光亮。为了尽快地发生再结晶和晶粒长大，要快速升到规定的退火温度，可使晶粒粗化，改善织构和磁性。同时退火温度必需把握在相变点以下，防止消灭大小混合晶粒，破坏有利织构组份，使脱碳速度减慢，磁性变坏。2.4冷轧硅钢退火时氧化缘由分析方面：2.4.1.炉内气氛因连续室退火炉内存在如下化学反响：脱碳段：通有水蒸汽、氢气、氮气，主要有以下反响：脱碳反响：HOCCOH 〔1〕2 2

OF2

FOHe 2

〔2〕再结晶段及冷却段：通有氢气、氮气，主要有以下反响：

OF2

FOHe 2

〔3〕脱碳段、再结晶段及冷却段的化学反响方向均取决于P P的分压比，要HO H2 2保证反响〔1〕进展，而反响〔2〔3〕不进展〔因碳与氧的结合力大于碳与铁的结合力，换句话说就是硅钢带对于炉内气氛的要求，既要有利于硅钢带最大程度地脱碳，又要防止其外表氧化。为了满足这些要求，可以通入氢气，但氢气的本钱高，因此一般承受氢———氮混合气体作为硅钢带退火炉的保护增加水蒸汽含量有利于钢带的脱碳，但同时增加了钢带氧化的危急。因此必需保证合理的P P的分压比。HO H2 24.2炉内压力的把握很重要，为了避开钢带氧化，特别是为了防止氢爆炸，炉内压力决不允许形成负压。出炉温度出炉温度过高，造成钢板出炉氧化。退火速度钢带退火速度低，在炉内停留时间长，造成氧化。保护气体保护气体不纯，氧含量高，造成钢板氧化。炉内冷却系统故障炉内冷却系统漏水，水与钢板高温下发生氧化反响。2.52.52.5.1.推断由于硅钢退火炉冷却力气缺乏，对退火炉进展了改造。将冷却段中的喷射且炉况无特别现象，氢气流量固定，分压比和以前一样，完全可以排解六种缘由在脱碳段发生氧化的可能。对于再结晶段及冷却段，因退火炉改造完成后，喷射冷却段容量增加了32%，水蒸汽主要是由脱碳段带入，炉内露点不变，浓度确定，且通入的氢气流量没有变化，仍沿用以前的退火工艺制度，P P的分压比明显下降，使冷HO H2 2却段反响向右方向进展，初步推断造成钢板氧化的缘由。2.5.230%，钢板外表恢复正常，氧化现象消逝。在生产过程未消灭明显的炉辊凸包，可以排解钢带在脱碳段发生氧化后，在后来被复原的可能。分析开头生产中牌号硅钢产品时，由于材质自身硅含量较高，在脱碳时硅与水蒸汽发生化学反响，在外表形成致密的FOSO，阻挡了钢板在后来被氧化，因e i此，外表没有呈现出明显的颜色变化；而对于低牌号产品，硅含量偏低，无法形成致密的FOSO，使得最终表现颜色变化明显。e i的根本缘由是连续室退火炉改造后，退火力气加大而冷却力气缺乏，P P的HO H2 2分压比下降造成。从这一大事可以得出，适宜的P P的分压比是冷轧硅钢退HO H火把握的关键。

2 23该案例是生产型案例，本生产案例表达了退火原理，产品外表缺陷检查、轧制工艺操作课程冷轧产品生产单元的教学目标相对应。依据国家职业标准关于轧钢工工种要求，对应教学目标，从今生产案例归纳提炼出所包含的学问和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容全都，成为一个承载了教学目标所要求学问和技能的教学案例。承受视频、图片、实物呈现等手段，引导学生通过自学、讲授、争论、比照等方式学习学问，把握产品缺陷检查及处理方法技能，到达教学目标要求。4.教学目标•4.教学目标进展缺陷检查，把握缺陷产生的成因和相关的预防措施；(2)把握冷轧硅钢生产工艺流程及退火工作原理。全面复习所学学问，并将学问转化为力气。5.教学方式方法现场调研、问题争论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。具体教学过程设计如下：课前打算(1)学生把握学问：冷轧硅钢生产的根本原理、工艺、设备；(2)学生分组，指定组长；现场兼职教师，现场教室等；产品质量相关资料；、预防措施；(可选)教室设置成学习岛，预备投影，为每组预备20开白纸，大号记号笔12张。课中打算学生按小组就座学习岛四周，选举记录人、发言人。承受头脑风暴法，每人总结一条产品缺陷的产生缘由并提出预防措施，按顺时针挨次轮番发言，记录人将要点在0开白纸上记录。要求每人发言，可8～10分钟；0报沟通产品缺陷的产生缘由和预防措施；发言学生汇报完成后，同组学生可以补充。汇报完成，本组自评，其它组进展点评打分，现场技术人员参与对学生5～8分钟；20分钟；(可选)30分钟。课后打算6.3思考题及考评课前思考题布置课前思考题，保证学生下厂调研知道找什么材料、看什么操作、思考为什么如此操作。冷轧硅钢连续式退火目的？冷轧硅钢退火炉的工作原理。?冷轧硅钢外表氧化的产生缘由、处理手段和预防措施是什么？课堂练习课堂提问或者集体答复，目的：准时复习、稳固学问，检查教学效果。练习题(1)(多项选择题)冷轧硅钢的磁性能要求有〔 。ABCDEA.磁感应强度高B.贴心损失小C.磁性各向异性要求好D.冲击性能好E.外表有好的绝缘膜(2)(多项选择题)冷轧硅钢热处理方式有〔 DA.调质处理：淬火＋高温回火 B.常化处理C.正火处理 E.回火处理冷轧硅钢连续式退火的主要目的是通过再结晶消退冷轧产生的应变和促使晶粒长大，同时将钢中的碳脱到0.005%以下，以保证磁性、硬度和磁时效符合要求〔 〕√冷轧硅钢根本退火工艺为外表碱洗脱脂后的冷轧硅钢带钢经过连续式退火炉，在保护性气氛下进展脱碳退火及涂附绝缘涂层。〔 〕√课后作业课后作业，复习稳固学问、提升力气。每人记录一个牌号硅钢产品