立体卷铁心制造工艺探讨

立体卷铁心制造工艺探讨

发表时间：2019-04-25T10:48:25.327Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：李文龙

[导读] 摘要：因为立体卷铁心变压器在制造成本、性能结构等诸多方面优势非常明显，逐步受到企业和用户的关注，让立体卷铁心的性能进一步提高，具有非常重要的意义，在此过程中一定要首先对制造工艺进行重视，对立体卷铁心性能优劣产生最重要影响的就是真空退火，本文重点分析研究立体卷铁心的退火工艺，研究和探讨立体卷铁心的制造工艺技术，以供参考。

特变电工股份有限公司新疆变压器厂新疆昌吉 831100

摘要：因为立体卷铁心变压器在制造成本、性能结构等诸多方面优势非常明显，逐步受到企业和用户的关注，让立体卷铁心的性能进一步提高，具有非常重要的意义，在此过程中一定要首先对制造工艺进行重视，对立体卷铁心性能优劣产生最重要影响的就是真空退火，本文重点分析研究立体卷铁心的退火工艺，研究和探讨立体卷铁心的制造工艺技术，以供参考。

关键词：立体卷铁心；制造工艺；退火工艺

1 退火工艺的前期准备

首先需要检查退火炉的相关性能，比如说水循环系统、加热系统等，在对相关系统的工作状态进行确认之后，还需要判断出气阀门、进气阀门等的密封性是否符合要求，其次需要选择合格的铁心，在退火炉中，保证随炉材料器件等无灰尘，无油，避免在退火的过程中，硅钢片出现渗碳氧化等问题，对铁心的性能产生重要影响，最后，进行预通电升温，在此过程中一定要先在退火炉当中通入一定的保护气体。

2 退火工艺要点

2.1 退火气体的选择

硅钢片的最佳退火保护气体通常使用的是氮氢混合气体或者除氧干燥的高纯氮气，氮氢混合气体需要达到氢气的含量低于10%的要求，这种混合气体，属于一种不爆燃的非氧化性气体，可以通过触媒把其中的残氧利用化学反应形成水分而去掉，防止硅钢片出现氧化，需要对保护气体当中的氢气含量进行严格的控制，如果氢气的含量较高，可能会导致硅钢片表层的涂层出现氧化物还原的问题，将绝缘涂层破坏，影响硅钢片的绝缘性，氮氢混合气体可以利用分解氨气，同时利用燃烧去除分解后的氢气获得，由于当前工艺发展的速度进一步加快，氮的生产水平进一步提高，人们已经越来越重视使用99.99%以上的液氮，氮作为保护气体在工程实践的过程中，这种保护气体的使用效果较好，避免了硅钢片出现氧化。

2.2 退火炉的选用

2.2.1 发热体布置方面

依照发热体的布置位置，退火炉可以分为内热式和外热式，内热式的发热体主要在内罐当中布置或者可以将内罐直接拿掉，将等待退火的硅钢片直接放到具有发热体的外罐内部完全加热，外热式主要是把发热体设置在内外罐之间，等待退火硅钢片设置在内罐当中，在加热的过程中，热量需要先通过内罐进行传递，通过这种循环对流的方式，将气流向铁心传递，这两种方式都得到了广泛的使用，在性能方面各有千秋。

2.2.2 圆形炉和方形炉方面

在选择方形炉和圆形炉方面，往往使用的是圆形炉，由于现在方形炉出现很多缺点，导致方形炉的使用情况受到限制，首先方形炉的外观，棱角处在升温的过程中会产生应力集中等情况，容易对退火铁心进行破坏，另外在内部加热过程中存在死角，气流流通不畅，如果气流不均匀，这会导致温度不均匀，最后再进行预抽真空的过程中，方形内罐的形状可能会导致其出现形变损坏，而圆形炉不会出现这样的问题，可以让退火铁心的质量有效提高，让设备的使用寿命延长。

2.2.3 井式炉和卧式炉方面

当前，各生产企业广泛使用卧式炉和井式炉，在使用的过程中各有利弊，主要是冷却工艺和控制方式上的差别不大，井式炉的优点在于在设计的过程中，不会占用很大的位置，然而对厂房的垂直高度就有一定的要求，起吊高度较高，在装炉时需要耗费大量的人力，卧式炉存在占地面积较大的缺点，但是在装炉的时候比较方便，需要依照厂房的实际情况，合理的选用两种形式的退火炉。伴随科学技术的快速发展，各生产供应商也在对设备的质量和性能进行强化，在未来发展的过程中，设备会逐步改进，让铁心退火后的质量得到快速提高。

3 退火温度的要求

3.1适宜的退火温度

在退火温度控制的过程中是一个循序渐进的过程，在升温的时候，需要把炉温从常温快速上升到300℃，接着，在以另一个速度，使其升温至600℃，在600℃之后，还需要继续通过特定的升温速度，使其达到最高温度，退火的温度既不能太低，也不能太高，如果温度太高，不但可能会提高退火成本，导致能源消耗量增加，还会导致硅钢带的表层防氧化保护膜受到破坏，导致硅钢带层间的绝缘性能下降，如果温度过低，无法保证硅钢片内部晶粒排序得到恢复，无法将应力去除，导致退火失败，因此依照一般卷铁心所用的硅钢料进行应力消除，将退火的最高温度控制在800℃左右，在此过程中还需要注意所述温度都是硅钢带所承受的温度，然后在操作的过程中，这些温度都是从炉内的热电偶进行检测获得的，热电偶的安装位置和温度具有一定的关联性，所以一定要保证热电偶的安装位置合理，如果有必要，需要设置相应的校正方式，将误差缩小。

3.2 适宜的升温速度

在对退火炉设备进行实际使用的过程中，发热体的发热能力是较为有限的，并不会产生无限、高发热的情况，在低温的时候，升温的速度比较快，然而伴随温度的快速提高，声温的能力会逐步下降，另外铁心退火升温的时候，从原有的温度升至300℃的过程中，电热周期式炉可以通过满功率直接升温的方式，然而从300℃下600℃进行升温的过程中，需要保证升温的速度控制在每小时40℃到50℃左右，在600℃升温到800℃的时候，需要保证升温速度降低在不超过20℃每小时的范围之内，这样可以进一步保证铁心受热均匀。

3.3 保温时间的确定

在确定保温时间的过程中，和很多因素都息息相关，比如说发热体加热方式、卷铁心的大小等。在退火的过程中，如果卷铁心的容量相差过大，需要调整一些细节，比如说，对一些容量偏大的巻鉄心进行退火的过程中，需要在到达最高保温温度升温的过程中，额外增加一段时间保温，一般情况下时间为一小时到两小时，这样可以让卷铁心中的内应力减少。