专利名称：热扩散连续制备高硅钢片的方法及其高硅钢片连轧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硅钢制备工艺及装备，特别是一种高硅钢制备工艺及装备，应用于连续制备6. 5wt. %Si高娃钢片生产领域。
背景技术：
硅钢是电力和电讯工业用以制造发电机、电动机、变压器、互感器、继电器以及其它电器仪表的重要磁性材料，含硅量为6. 5wt. %Si的高硅钢磁致伸缩系数趋于零、磁导率最大、电阻率大，涡流损耗小，是制作低噪音、低铁损的理想铁芯材料。然而由于硅含量的提高，硅钢片的脆性增大，传统的轧制方法难以加工，因此目前大批量生产的硅钢片的硅含量 大都在4wt%以内。在能源日益紧张的今天，尤其在高频信息领域，高硅钢片被重新考虑为普通硅钢片的替代材料，开发6. 5wt. %Si高硅钢片的制备工艺对于节能减排具有十分深远的意义。目前，对Fe-6. 5wt. %Si的硅钢薄带的制备方法进行了很多研究，制备高硅钢片的方法主要有传统轧制法、快速凝固法和CVD法。自60年代以来，人们尝试改进传统轧制法制备高硅钢片，但传统轧制过程复杂、能量消耗大且成材率低，很难应用于工业成产。而且随Si含量的增加，屈服强度和抗拉强度会明显提高而延伸率则会降低，机械加工性能变差。由于高娃铁娃合金自身无法避免的脆性，常规轧制方法无法将其直接轧制加工成能够实际应用的薄带或板材。快速凝固法是指利用急冷工艺生产出高硅钢薄带，但这种工艺生产出来的薄带厚度和宽度有限，不易形成大规模生产。CVD法以普通硅钢片为基底，在钢板表面与硅化物发生高温化学反应使Si富集在硅钢片上，再通过热处理使Si扩散到整个硅钢板中从而制得高硅钢，目前这是唯一能够实现工业规模化生产高硅钢的制备方法。但CVD法存在沉积温度高、能耗大、硅钢表面质量差、需温轧平整、铁流失严重等缺点，同时SiCl4具有较强腐蚀性，遇水蒸气即产生盐酸酸雾，反应产物FeCl2废气污染环境而无法进行大规模生产，因此，该技术受到很大的制约，这也是生产高硅钢需要研究和亟待解决的关键问题。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的缺陷，提供一种热扩散连续制备高硅钢片的方法及其高硅钢片连轧装置，解决了传统轧制法制备高硅钢过程的硅钢脆性大的问题，能近终成型连续制备高硅钢薄带，轧制过程工艺简单，能量消耗较低，成材率高，属于绿色无污染的洁净制备技术，易于应用于工业生产。为达到上述发明创造目的，本发明的构思如下
考虑到含硅量不低于6. 5wt. %Si的高硅钢的严重脆性，本发明设想在延展性较好的纯铁板上或者低硅钢板上均匀铺上一层厚度适中的纳米级或者微米级的微细硅粉，再盖上一层纯铁板或者低硅钢板，形成三明治的结构，由于上下铁板或低硅钢板具有良好的延展性，因此可以采用多道次轧制的方法，必要时进行一定的中间退火工序，形成厚度很薄的铁板-硅粉层-铁板的三明治机械复合的结构，且将整体结构的厚度控制在200-300微米，然后将轧制好的三明治复合板置于带还原气氛保护的扩散炉中，进行1200-1300°C的高温热扩散，将中间的硅粉层中的硅全部扩散至上下纯铁板或者低硅钢板中，则可以获得最终成分为含娃量不低于6. 5wt. %Si的高娃钢近终型薄带。根据以上发明构思，本发明采用下述技术方案
一种热扩散连续制备高硅钢片的方法，包括如下步骤
a.空心低硅钢板带的制备过程采用两卷宽度相同的洁净的低硅钢板卷，对向开卷，并平行临近形成均匀等距离的夹层空隙，然后将夹层空隙两侧的低硅钢板卷边缘连接缝合，形成具有夹层空隙的空心低硅钢板带；用于制备空心低硅钢板带的板材优选为不含Si的纯铁板卷或者Si含量为O.1 4wt. %的低硅钢板卷，其厚度为O.1 200mm，宽度为50 2000mm;用于制备空心低硅钢板带的低硅钢板卷边缘连接缝合优选采用氩弧焊缝合或预先将低硅钢板卷边缘轧制成凸凹嵌合的形式进行封闭，形成空心低硅钢板带的两片低硅钢板之间的夹层空隙尺寸范围为I IOOmm ;采用的高硅粉末优选为纯度为100%的纯硅粉、含 硅量为7 99wt. %的铁硅合金粉或平均硅含量为7 99wt. %的铁粉和纯硅粉的混合粉，粉末的粒径为10纳米 100微米；
b.布料过程将高硅粉末加入到在步骤a中制备的空心低硅钢板带的夹层空隙内，使高硅粉末均匀注入两片低硅钢板之间，形成低硅钢板带的芯部高硅粉末层；高硅粉末的加料方式优选为扁嘴式的自然重力加料、多喷头式气体载体加料或者震动筛式加料方式；
c.轧制过程在步骤b中制备的装载高硅粉末的空心低硅钢板带经轧薄后，形成低硅钢板-高硅粉末层-低硅钢板的三明治夹层硅钢复合带，使高硅粉末与低硅钢板紧密机械结合；轧制过程中优选采用单道次轧制或多道次轧制，相邻轧制道次之间最好添加退火环节，以消除轧制应力，三明治夹层硅钢复合带的轧制变形量最好控制在为10 2000%，轧机的走带速度最好控制为O. 001 100米/秒；
d.高温扩散过程将在步骤c中轧薄后的三明治夹层复合带放入高温扩散热处理装置中，在还原性气氛保护下或惰性气体气氛保护下，并在高温作用下进行热处理，三明治夹层复合带芯部的Si元素向两侧的低硅钢板层扩散，实现冶金结合，当三明治夹层复合带芯部的Si完全扩散进入低硅钢板层后，即得到含硅量不低于6. 5wt. %Si的高硅钢薄带；采用的高温扩散热处理炉的炉温最好为700 1450°C，保温时间最好为O. 5 IOOh ;高温扩散热处理炉优选为电阻加热或感应加热；高温扩散过程优选采用单次热处理、多道次热处理或不同温度热处理方式；在高温扩散炉中优选通入惰性气体、还原性气体或者还原性气体和惰性气体组成的混合气体，惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或其几种气体形成的混合气体，还原性气体为氢气、甲烷和一氧化碳中的一种或其几种气体形成的混合气体；
e.收卷将在步骤d中制备的高娃钢薄带收卷,捆扎包装。为了实现本发明热扩散连续制备高硅钢片的方法，还提供一种高硅钢片连续轧制装置，包括自上而下依次设置的布料装置、放卷引导装置、轧制装置、高温扩散装置和收卷装置，具体为
布料装置包括布料机和布料机出口控制阀，加入到布料机的料斗中的高硅粉通过布料机出口控制阀实施竖直向下加料；放卷引导装置包括低硅钢板放卷滚筒和导向辊，两个导向辊形成对辊辊组，低硅钢板放卷滚筒设置于导向辊的外侧，最靠近导向辊的一对轧辊分别与导向辊保持设定的辊间距，形成导向辊和与其最临近的轧辊之间的辊间行程，两卷宽度相同的低硅钢板的板卷分别通过对应的低硅钢板放卷滚筒对向开卷引出，绕过导向辊，进入第一对轧辊的辊缝中，从左右的两个低硅钢板放卷滚筒弓I出的低硅钢板通过导向辊和轧辊的竖直张紧矫直后，使两片低硅钢板沿着竖直方向平行临近形成均匀等距离的夹层空隙，然后将夹层空隙两侧的低硅钢板的板卷边缘连接缝合，形成具有夹层空隙的空心低硅钢板带，两个导向辊之间的辊缝尺寸值对应空心低硅钢板带的整体厚度，从布料机出口控制阀输出的高硅粉末进入空心低硅钢板带的夹层空隙内，在低硅钢板带的芯部形成高硅粉末层；轧制装置包括轧辊，装载高硅粉末的空心低硅钢板带通过轧辊的辊缝后，被轧薄形成低硅钢板-高硅粉末层-低硅钢板形式的三明治夹层硅钢复合带，此时高硅粉末与低硅钢板紧密机械结合；高温扩散装置包括热处理炉、温控装置和气氛控制装置，热处理炉由加热体、保温层、密封装置和炉管构成，竖直安装的炉管的外围设有加热体和保温层，密封装置设置于炉管的顶端和底端，被轧薄后的三明治夹层硅钢复合带穿过热处理炉的密封装置，进入炉管，热处理炉通过密封装置与三明治夹层硅钢复合带之间形成密封，加热体对三明治夹层硅钢复合带进行加热，使三明治夹层复合带芯部的Si元素向两侧的低硅钢板层扩散，实现冶金结合，制备含硅量不低于6. 5wt. %Si的高硅钢薄带，温控装置包括通过导线连 接的热电偶和控温电源，通过热电偶监测热处理炉的炉管内部的温度，控温电源还通过导线直接连接加热体，对炉管内的温度场进行控制，气氛控制装置包括保护气体入口和保护气体出口，还原性气体、惰性气体或其混合气体通过保护气体入口进入炉管内；收卷装置为高娃钢收卷卷筒，经过热处理炉制备的含娃量不低于6. 5wt. %Si的高娃钢薄带从热处理炉底部的密封装置穿出，进入高硅钢收卷卷筒的卡口，进行收卷。上述轧制装置为单道次的轧机或多道次的轧机，在单道次的轧机轧制后或多道次的轧机的不同轧制道次之间，最好设置退火工艺装置，消除三明治夹层硅钢复合带的轧制应力。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点
1.本发明解决了轧制法制备高硅钢过程的硅钢脆性大的问题，采用延展性较好的纯铁板或者低硅钢板将粉末夹在中间进行轧制，中间粉末层在轧制过程是否碎裂无关紧要，提出三明治轧制工艺，克服了传统高硅钢薄板轧制的缺陷；
2.由于高硅粉末层的外层纯铁或低硅钢具有良好的延展性，粉末可以压入到上下层的柔性基体中，可以大大增加铁或低硅钢与高硅粉末的接触面，有利于经热扩散获得成分均勻的6. 5wt. %Si高娃钢片；
3.通过高硅粉与铁片或低硅钢板结合，利用轧制与高温扩散的方法实现了整体成分为6. 5wt. %的近终成型高娃钢薄带的连续制备；
4.本发明提出的复合轧制-高温扩散法可以连续进行，非常利于实现工业化生产，并且对环境没有污染，是一种洁净的制备高硅钢的方法。
图1为本发明实施例一高硅钢片连续轧制装置结构示意图。
具体实施例方式本发明的优选实施例详述如下实施例一
本实施例选用粒径为30纳米的纯硅粉作为粉末源，采用3wt. %Si的低硅钢带作为低硅钢板卷，厚度为2_，低硅钢板表面经酸洗清洁。以制备含硅量6. 5wt. %Si的高硅钢薄带为例。一种热扩散连续制备高硅钢片的方法，包括如下步骤
a.空心低硅钢板带的制备过程采用两卷宽度相同的洁净的低硅钢板卷，对向开卷，并平行临近形成均匀等距离的夹层空隙，然后将夹层空隙两侧的低硅钢板卷边缘连接缝合，形成具有夹层空隙的空心低硅钢板带；
b.布料过程将高硅粉末加入到在步骤a中制备的空心低硅钢板带的夹层空隙内，使高硅粉末均匀注入两片低硅钢板之间，形成低硅钢板带的芯部高硅粉末层； c.轧制过程在步骤b中制备的装载高硅粉末的空心低硅钢板带经轧薄后，形成低硅钢板-高硅粉末层-低硅钢板的三明治夹层硅钢复合带，使高硅粉末与低硅钢板紧密机械结合；
d.高温扩散过程将在步骤C中轧薄后的三明治夹层复合带放入高温扩散热处理装置中，在还原性气氛保护下或惰性气体气氛保护下，并在高温作用下进行热处理，三明治夹层复合带芯部的Si元素向两侧的低硅钢板层扩散，实现冶金结合，当三明治夹层复合带芯部的Si完全扩散进入低硅钢板层后，即得到含硅量6. 5wt. %Si的高硅钢薄带；在还原性气氛保护下或惰性气体气氛保护下，能防止三明治夹层复合带表面的氧化，不引入新的有害元素；
e.收卷过程将在步骤d中制备的高娃钢薄带收卷,捆扎包装。在本实施例中，具体过程由空心低硅钢板带的制备、布料、轧制、高温扩散和收卷五个步骤组成，通过布料实现了含高硅粉末均匀分布在两低硅钢板之间，轧制实现含高硅粉末与低硅钢板的紧密机械结合，高温扩散实现冶金结合，放卷、收卷实现了连续制备的可能，通过这五个步骤可以连续制备达到使用性能的6. 5wt. %Si高硅钢片。本实施例热扩散连续制备高硅钢片的方法具有可近终成型、适合于工业生产等优点，具有显著的应用前景。参见图1，实现上述热扩散连续制备高硅钢片的方法的高硅钢片连续轧制装置，包括自上而下依次设置的布料装置、放卷引导装置、轧制装置、高温扩散装置和收卷装置，具体为
在图1中，布料装置包括布料机I和布料机出口控制阀3，加入到布料机I的料斗中的高硅粉2通过布料机出口控制阀3实施竖直向下加料；放卷引导装置包括低硅钢板放卷滚筒4和导向棍6,两个导向棍6形成对棍棍组,低娃钢板放卷滚筒4设置于导向棍6的外侧，最靠近导向辊6的第一对轧辊7分别与导向辊6保持设定的辊间距，形成导向辊6和与其最临近的轧辊7之间的辊间行程，两卷宽度相同的低硅钢板5的板卷分别通过对应的低硅钢板放卷滚筒4对向开卷引出，绕过导向辊6，进入第一对轧辊7的辊缝中，从左右的两个低硅钢板放卷滚筒4引出的低硅钢板5通过导向辊6和轧辊7的竖直张紧矫直后，使两片低硅钢板5沿着竖直方向平行临近形成均匀等距离的夹层空隙，然后将夹层空隙两侧的低硅钢板5的板卷边缘连接缝合，形成具有夹层空隙的空心低硅钢板带，两个导向辊6之间的辊缝尺寸值对应空心低硅钢板带的整体厚度，从布料机出口控制阀3输出的高硅粉末2进入空心低硅钢板带的夹层空隙内，在低硅钢板带的芯部形成高硅粉末层；轧制装置包括轧辊7，装载高硅粉末2的空心低硅钢板带通过轧辊7的辊缝后，被轧薄形成低硅钢板-高硅粉末层-低硅钢板形式的三明治夹层硅钢复合带9，此时高硅粉末2与低硅钢板5紧密机械结合；高温扩散装置包括热处理炉14、温控装置和气氛控制装置，热处理炉14由加热体11、保温层15、密封装置8和炉管16构成，竖直安装的炉管16的外围设有加热体11和保温层15，密封装置8设置于炉管16的顶端和底端，被轧薄后的三明治夹层硅钢复合带9穿过热处理炉14的密封装置8，进入炉管16，热处理炉14通过密封装置8与三明治夹层硅钢复合带9之间形成密封，加热体11对三明治夹层硅钢复合带9进行加热，使三明治夹层复合带9芯部的Si兀素向两侧的低娃钢板层扩散,实现冶金结合,制备含娃量不低于6. 5wt. %Si的高硅钢薄带17，温控装置包括通过导线13连接的热电偶12和控温电源10，通过热电偶12监测热处理炉14的炉管16内部的温度，控温电源10还通过导线13直接连接加热体11，对炉管16内的温度场进行控制，气氛控制装置包括保护气体入口 18和保护气体出口，还原性气体、惰性气体或其混合气体通过保护气体入口 18进入炉管16内；收卷装置为高硅钢收卷卷筒19，经过热处理炉14制备的含硅量6. 5wt. %Si的高硅钢薄带17从热处理炉14底部的密封装置8穿出，进入高硅钢收卷卷筒19的卡口，进行收卷。本实施例高硅钢片连续轧制装置结构简单，使复合轧制-高温扩散法连续进行，可以实现连送连轧，非常利于实现工业 化生产，并且对环境没有污染，是一种洁净的制备高硅钢的自动化装备。实施本实施例的发明创造时，首先将纳米级的高硅粉2加入布料机I中，然后将低硅钢片5从左右的两个低硅钢板放卷滚筒4中引出，经导向辊6和轧辊7、热处理炉14，进入高硅钢收卷卷筒19的卡口，调整导向辊6和轧辊7的间隙，两片低硅钢片5的两侧用氩弧焊连续焊合。由于热处理炉14通过密封装置8与三明治夹层硅钢复合带9之间形成密封，因此可以采用机械泵和扩散泵对热处理炉14的炉膛内部抽真空，然后通过保护气体入口 18给热处理炉14炉膛中通入高纯氢气，开启热处理炉14的控温电源10，通过加热体11和保温层15给热处理炉14加热，通过热电偶12监测热处理炉14的炉管16内部的温度，当炉管16内部的温度达到1250°C时恒温。此时通过布料机出口控制阀3将布料机I料斗中的纳米高硅粉2以设定的速度加入到两片低硅钢片5形成的空隙中，当纳米高硅粉2的堆积层顶面到达导向辊6轴心高度位置时，开启整个放卷和收卷装置，确保三明治夹层硅钢复合带9的走带速度为O. 01m/s,同时热处理炉14的长度为200米，控制三明治夹层硅钢复合带9的高温热处理时间约为5. 5小时，经过5. 5小时热扩散处理后，从热处理炉14出来的高硅钢薄带17即为整体硅含量达6. 5wt. %Si的高硅钢薄带，此时由于高硅钢薄带17厚度很薄，具有一定的韧性，则可以通过收卷的方式，进行收卷。由于整个三明治复合-轧制-热扩散过程可以连动进行，因此可以大大提高高硅钢薄片的生产效率。实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于
在本实施例中，轧制装置为单道次的轧机或多道次的轧机，在单道次的轧机轧制后或多道次的轧机的不同轧制道次之间，设置退火工艺装置，消除三明治夹层硅钢复合带9的轧制的残余应力，稳定被轧薄的三明治夹层硅钢复合带9尺寸，减少变形与裂纹倾向，提高连轧高硅钢薄带的质量，为后道高温扩散热处理做组织准备。实施例三
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于在本实施例中，采用两卷宽度为IOOOmm的纯铁板卷作为低硅钢板卷，其厚度为
O.l-200mm,宽度为50-2000mm。也以制备含硅量6. 5wt. %Si的高硅钢薄带为例。在本实施例中，纯铁板卷对向开卷，经导向辊6向下形成纯铁板夹层空隙，纯铁板夹层的两侧边缘用氩弧焊焊合。将含微细的高硅粉2连续均匀地添加进入纯铁板夹层之间的空隙，此时形成了纯铁板-高硅粉层-纯铁板的三明治夹层结构，然后该三明治夹层进入到下方的多道次轧机，每次采用一定的轧下量，经过多道次的轧制，纯铁板具有很大的变形量，则可以实现纯铁板和高硅粉2的机械结合，此时形成了很薄的三明治夹层硅钢复合带9。为提高轧制的复合效果，进行在线加温轧制。经多道次轧薄后的三明治夹层硅钢复合带9继续进入到下方的高温扩散热处理炉14，在还原性气氛保护和高温作用下，三明治夹层硅钢复合带9的芯部的硅向两侧的纯铁片层扩散，当扩散时间足够长时，则轧薄后的三明 治夹层硅钢复合带9从高温扩散热处理炉14出来后，即成为了总体含硅量为6. 5wt. %Si的高硅钢薄带17。上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明热扩散连续制备高硅钢片的方法及其高硅钢片连轧装置的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于，包括如下步骤 a.空心低硅钢板带的制备过程采用两卷宽度相同的洁净的低硅钢板卷，对向开卷，并平行临近形成均匀等距离的夹层空隙，然后将夹层空隙两侧的低硅钢板卷边缘连接缝合，形成具有夹层空隙的空心低硅钢板带； b.布料过程将高硅粉末加入到在所述步骤a中制备的空心低硅钢板带的夹层空隙内，使高硅粉末均匀注入两片低硅钢板之间，形成低硅钢板带的芯部高硅粉末层； c.轧制过程在所述步骤b中制备的装载高硅粉末的空心低硅钢板带经轧薄后，形成低硅钢板-高硅粉末层-低硅钢板的三明治夹层硅钢复合带，使高硅粉末与低硅钢板紧密机械结合； d.高温扩散过程将在所述步骤C中轧薄后的三明治夹层复合带放入高温扩散热处理装置中，在还原性气氛保护下或惰性气体气氛保护下，并在高温作用下进行热处理，三明治夹层复合带芯部的Si元素向两侧的低硅钢板层扩散，实现冶金结合，当三明治夹层复合带芯部的Si完全扩散进入低硅钢板层后，即得到含硅量不低于6. 5wt. %Si的高硅钢薄带； e.收卷过程将在所述步骤d中制备的高娃钢薄带收卷,捆扎包装。
2.根据权利要求1所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤a空心低硅钢板带的制备过程中，用于制备空心低硅钢板带的板材为不含Si的纯铁板卷或者Si含量为O.1 4wt. %的低硅钢板卷，其厚度为O.1 200mm，宽度为50 2000mm。
3.根据权利要求2所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤d高温扩散过程中，采用的高温扩散热处理炉的炉温为700 1450°C，保温时间为O. 5 IOOh ;高温扩散热处理炉为电阻加热或感应加热；高温扩散过程采用单次热处理、多道次热处理或不同温度热处理方式。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤a空心低硅钢板带的制备过程中，用于制备空心低硅钢板带的低硅钢板卷边缘连接缝合采用氩弧焊缝合或预先将低硅钢板卷边缘轧制成凸凹嵌合的形式进行封闭，形成空心低硅钢板带的两片低硅钢板之间的夹层空隙尺寸范围为I 100mm。
5.根据权利要求1 3中任意一项所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤a空心低硅钢板带的制备过程中，采用的高硅粉末为纯度为100%的纯硅粉、含硅量为7 99wt. %的铁硅合金粉或平均硅含量为7 99wt. %的铁粉和纯硅粉的混合粉，粉末的粒径为10纳米 100微米。
6.根据权利要求1 3中任意一项所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤b布料过程中，高硅粉末的加料方式为扁嘴式的自然重力加料、多喷头式气体载体加料或者震动筛式加料方式。
7.根据权利要求1 3中任意一项所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤c轧制过程中，轧制过程中采用单道次轧制或多道次轧制，相邻轧制道次之间添加退火环节，以消除轧制应力，三明治夹层硅钢复合带的轧制变形量为10 2000%，轧机的走带速度为O. 001 100米/秒。
8.根据权利要求1 3中任意一项所述的热扩散连续制备高硅钢片的方法，其特征在于在所述步骤d高温扩散过程中，在高温扩散炉中通入惰性气体、还原性气体或者还原性气体和惰性气体组成的混合气体，惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或其几种气体形成的混合气体，还原性气体为氢气、甲烷和一氧化碳中的一种或其几种气体形成的混合气体。
9.一种实现权利要求1 3中任意一项所述的热扩散连续制备高娃钢片的方法的高娃钢片连续轧制装置，其特征在于，包括自上而下依次设置的布料装置、放卷引导装置、轧制装置、高温扩散装置和收卷装置，具体为 所述布料装置包括布料机(I)和布料机出口控制阀(3)，加入到所述布料机(I)的料斗中的高硅粉(2)通过布料机出口控制阀(3)实施竖直向下加料； 所述放卷引导装置包括低硅钢板放卷滚筒(4)和导向辊(6)，两个所述导向辊(6)形成对辊辊组，所述低硅钢板放卷滚筒(4)设置于所述导向辊(6)的外侧，最靠近所述导向辊(6)的一对轧辊(7)分别与所述导向辊(6)保持设定的辊间距，形成所述导向辊(6)和与其最临近的所述轧辊(7)之间的辊间行程，两卷宽度相同的低硅钢板(5)的板卷分别通过对应的所述低硅钢板放卷滚筒(4)对向开卷引出，绕过所述导向辊(6)，进入第一对所述轧辊(7)的辊缝中，从左右的两个所述低硅钢板放卷滚筒(4)引出的低硅钢板(5)通过所述导向辊(6)和所述轧辊(7)的竖直张紧矫直后，使两片低硅钢板(5)沿着竖直方向平行临近形成均匀等距离的夹层空隙，然后将夹层空隙两侧的低硅钢板(5)的板卷边缘连接缝合，形成具有夹层空隙的空心低硅钢板带，两个所述导向辊(6)之间的辊缝尺寸值对应空心低硅钢板带的整体厚度，从所述布料机出口控制阀(3)输出的高硅粉末(2)进入空心低硅钢板带的夹层空隙内，在低硅钢板带的芯部形成高硅粉末层； 所述轧制装置包括所述轧辊(7)，装载高硅粉末(2)的空心低硅钢板带通过所述轧辊(7)的辊缝后，被轧薄形成低硅钢板-高硅粉末层-低硅钢板形式的三明治夹层硅钢复合带(9)，此时高硅粉末(2)与低硅钢板(5)紧密机械结合； 所述高温扩散装置包括热处理炉(14)、温控装置和气氛控制装置，所述热处理炉(14)由加热体(11)、保温层(15)、密封装置(8)和炉管(16)构成，竖直安装的所述炉管(16)的外围设有所述加热体(11)和所述保温层(15)，所述密封装置(8)设置于所述炉管(16)的顶端和底端，被轧薄后的三明治夹层硅钢复合带(9)穿过所述热处理炉(14)的密封装置(8),进入所述炉管(16)，所述热处理炉(14)通过所述密封装置(8)与三明治夹层硅钢复合带(9)之间形成密封，所述加热体(11)对三明治夹层硅钢复合带(9)进行加热，使三明治夹层复合带(9)芯部的Si元素向两侧的低硅钢板层扩散，实现冶金结合，制备含硅量不低于6.5wt. %Si的高硅钢薄带(17)，所述温控装置包括通过导线(13)连接的热电偶(12)和控温电源(10)，通过所述热电偶(12)监测所述热处理炉(14)的炉管(16)内部的温度，所述控温电源(10 )还通过导线(13 )直接连接所述加热体(11 )，对所述炉管(16 )内的温度场进行控制，所述气氛控制装置包括保护气体入口( 18)和保护气体出口，还原性气体、惰性气体或其混合气体通过所述保护气体入口(18)进入所述炉管(16)内； 所述收卷装置为高硅钢收卷卷筒(19)，经过所述热处理炉(14)制备的含硅量不低于6.5wt. %Si的高硅钢薄带(17)从所述热处理炉(14)底部的密封装置(8)穿出，进入所述高硅钢收卷卷筒(19)的卡口，进行收卷。
10.根据权利要求9所述的高硅钢片连续轧制装置，其特征在于所述轧制装置为单道次的轧机或多道次的轧机，在单道次的轧机轧制后或多道次的轧机的不同轧制道次之间，设置退火工艺装置，消除三明治夹层硅钢复合带(9 )的轧制应力。
全文摘要
本发明公开了一种热扩散连续制备高硅钢片方法，由空心低硅钢板带的制备、布料、轧制、高温扩散和收卷五个步骤组成，通过布料实现将含高硅粉末均匀分布在两低硅钢板之间，轧制实现含高硅粉末与低硅钢板的紧密机械结合，高温扩散实现冶金结合，放卷、收卷实现连续制备的可能，实现连续制备含硅量不低于6.5wt.%Si的高硅钢薄带。本发明还提供一种高硅钢片连轧装置，包括自上而下依次设置的布料装置、放卷引导装置、轧制装置、高温扩散装置和收卷装置，本发明解决了传统轧制法制备高硅钢的硅钢脆性大的问题，能近终成型连续制备高硅钢薄带，轧制过程工艺简单，能量消耗较低，成材率高，属于绿色无污染的洁净制备技术，易于应用于工业生产。
文档编号C23C10/30GK103014613SQ20121058906
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者钟云波, 孙宗乾, 郑天祥, 周鹏伟, 龙琼, 范丽君, 沈喆, 黄靖文 申请人:上海大学