立體三角形卷鐵芯退火爐

     隨著第二次城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造以及各項(xiàng)電力工程紛紛上馬，為了更好地貫徹節(jié)能降耗和環(huán)保有關(guān)政策，我國大部分變壓器廠家將立體三角形鐵芯變壓器作為插片式、平面卷鐵芯電力變壓器的更新?lián)Q代產(chǎn)品進(jìn)行推廣。

    立體三角形卷鐵芯變壓器突破了傳統(tǒng)的平面式結(jié)構(gòu)，采用三相對(duì)稱立體式結(jié)構(gòu)，由于三角形鐵芯不需切割，且無沖孔，消除了傳統(tǒng)變壓器的橫向、縱向接縫，減少了磁阻；鐵芯柱橫截面呈圓形，鐵芯的填充系數(shù)大，三角形立體結(jié)構(gòu)使它的三相磁回路相等并且最短，產(chǎn)品三相鐵芯磁路對(duì)稱，磁阻大大減少，勵(lì)磁電流、空載損耗顯著降低，是一種使用傳統(tǒng)材料，但運(yùn)行噪音更低，結(jié)構(gòu)更為緊湊的高效節(jié)能型變壓器。其在節(jié)能降耗，省材環(huán)保上的表現(xiàn)，符合我國的節(jié)能方針。

    但是鐵芯退火是非常重要的工藝。實(shí)踐證明，退火工藝直接影響產(chǎn)品性能的優(yōu)劣，甚至退火不當(dāng)導(dǎo)致整批鐵芯的報(bào)廢，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

    蘇州金瑞爾電爐有限公司長期生產(chǎn)平面卷鐵芯真空退火爐，在鐵芯退火方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。又與享受特殊津貼待遇的熱處理專家合作成功研發(fā)一種立體三角形卷鐵芯退火爐(臥式真空退火爐），本文就臥式真空退火爐及退火工藝進(jìn)行整理，供大家參考。

一、退火爐的選型。

    退火爐按加熱方式分為外熱式爐和內(nèi)熱式爐。所謂外熱式就是發(fā)熱體布置在內(nèi)膽的外面，內(nèi)膽先被加熱，再由循環(huán)對(duì)流將熱量傳遞給鐵芯。所謂內(nèi)熱式就是發(fā)熱體直接給鐵芯加熱。

    按爐型分為井式爐、方形爐和臥式爐。方形爐加熱、冷卻時(shí)棱角會(huì)有應(yīng)力產(chǎn)生，容易損壞，抽真空時(shí)容易變形，而且汽流不暢，造成溫度不均；井式爐可以克服上述缺點(diǎn)，但裝載量不如方形爐。井式爐占地面積小，對(duì)廠房起吊高度有高求；臥式真空退火爐占地面積大但裝載量也大、裝卸料比較方便。 

     一般小型環(huán)形鐵芯、EI片、電機(jī)矽鋼片退火采用井式爐并分層裝料；傳統(tǒng)的平面硅鋼片卷鐵芯采用方形爐，三角形卷鐵芯采用臥式真空退火爐，其裝載量可達(dá)10-15噸。

二、退火工藝的設(shè)計(jì) 
    卷鐵芯是用晶粒取向冷軋硅鋼片通過剪切設(shè)備裁剪成一定形狀和長度的條料，再依靠模具在纏繞機(jī)上按圖紙纏繞成一定幾何尺寸的鐵芯。由于硅鋼片在裁剪、纏繞、搬運(yùn)過程中受到了應(yīng)力，使得硅鋼片內(nèi)晶粒磁疇分子排列遭到了破壞，增加了損耗，為了恢復(fù)硅鋼片的性能，必須通過退火工藝，消除應(yīng)力，恢復(fù)產(chǎn)品性能。因此，卷鐵芯退火工藝要求比較嚴(yán)格。如工藝設(shè)計(jì)不合理或操作失誤，就很難恢復(fù)其性能。

三、鐵芯在退火爐中的擺放位置。

    鐵芯在爐中排放是否合理對(duì)傳熱速度的影響非常明顯。因此，不管爐的形狀如何，一定要求鐵芯硅鋼片的剪切口對(duì)應(yīng)著熱源方向，以有利于均勻、快速加熱。鐵芯和鐵芯之間距離不小于100mm，鐵芯到爐壁的距離不小于150mm。

  四、保護(hù)氣體的選用。

硅鋼片表面有耐高溫的且具有一定抗氧化能力的絕緣涂層，但硅鋼片通過剪切后，剪切口抗氧化能力極低，因此，在退火時(shí)就需用保護(hù)性氣體保護(hù)鐵芯。鐵芯退火時(shí)一般選用含10％以下氫氣的氮?dú)?，也可用純氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。

  五、退火升、降溫速率的控制。

    從生產(chǎn)效率上講，升溫速度越快越好，但升溫過快，鐵芯各部位溫度不均勻。因此，升溫速度應(yīng)控制在30～50℃/小時(shí)，在按近目標(biāo)溫度時(shí)為各部位溫度均勻，可以降低升溫速度。降溫的原則不使鐵芯再次產(chǎn)生引力為前提，一般的冷卻速度取 30～50℃/小時(shí)，太慢浪費(fèi)時(shí)間，太快產(chǎn)生應(yīng)力，退火失敗。但在600℃以上高溫階段和升溫速度一樣在要降低降溫速度，內(nèi)外度均勻。

  六、溫度的確定。

     溫度的確定要根據(jù)硅鋼片材質(zhì)來確定，溫度過高會(huì)破壞硅鋼片的原有涂層，影響絕緣性能，溫度過低達(dá)不到退火的效果。

  冷軋無取向硅鋼片低牌號(hào)國產(chǎn)BS0A600、50W600、50WW540以下一般退火溫度在680℃左右，進(jìn)口同等材質(zhì)可適當(dāng)+20℃，無取向高牌號(hào)一般退火溫度在720℃左右。

 
 七、保溫時(shí)間的確定。

    保溫時(shí)間是影響鐵芯性能的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)達(dá)到保溫的溫度往往只是爐內(nèi)氣體和鐵芯表面的溫度，為了使鐵芯各部溫度一致必需在規(guī)定的溫度下保持一段時(shí)間，這個(gè)保溫時(shí)間與爐子的加熱方式、裝爐量、鐵芯的排列方式、鐵芯的尺寸以及硅鋼片種類有關(guān)，一般保溫 3小時(shí)。 
     

  八、控制氮?dú)鉂舛取?/span>

     在退火過程中控制好氮?dú)鉂舛纫彩谴_保退火成功的關(guān)鍵。爐內(nèi)氮?dú)鈮毫υ?/span>0.01～0.03MPa之間。因?yàn)榈獨(dú)庠?00～570℃時(shí)濃度達(dá)到一定值時(shí)硅鋼片會(huì)發(fā)生氮化，影響材料的性能。

  九、出爐時(shí)注意事項(xiàng)。

      當(dāng)爐內(nèi)溫度降至380℃以下（是350℃）打開放氣閥放完氣，打開爐蓋方可出爐。鐵芯出爐時(shí)，應(yīng)輕吊輕放，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力，使損耗增加。出爐后，夾具可能已松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)鎖緊夾件，防止硅鋼片錯(cuò)開或變形，然后將鐵芯轉(zhuǎn)到下道工序。

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