CSP工藝生產(chǎn)高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼的組織和夾雜物

a．大型電機(jī)領(lǐng)域。無(wú)取向電工鋼高牌號(hào)產(chǎn)品是大電機(jī)（大型發(fā)電機(jī)、交直流大電機(jī)）制造不可或缺的重要材料，在大型電機(jī)中主要作為定子沖片，以滿(mǎn)足大電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磁路呈多向混合分布的設(shè)計(jì)要求。

綜述了中牌號(hào)無(wú)取向電工鋼(抗拉強(qiáng)度為600mpa以上、高頻(w10/400)下使用的電工鋼)的生產(chǎn)方法。即,cu的添加以及控制成品退火的冷卻速度;cu的作用以及各因素的影響;半工藝無(wú)取向電工鋼板的生產(chǎn)方法;s含量和板坯加熱溫度對(duì)磁性的影響。

對(duì)高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況、工藝技術(shù)、產(chǎn)品性能及應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行了闡述,并探討了高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

以cao-caf2復(fù)合渣系為脫硫劑,在rh精煉過(guò)程采用真空投入法進(jìn)行高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼深脫硫工業(yè)試驗(yàn),采用kth模型計(jì)算分析了rh爐渣成分對(duì)硫容量cs的影響。研究結(jié)果表明,爐渣成分控制在w((cao))/w((sio2))為5~7,w((cao))/w((al2o3))為1.5~1.8,w((al2o3))為25%~30%,w((feo+mno))<5%,脫硫劑加入量為6~8kg/t時(shí),鋼中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)從平均0.0031%降低到0.0018%,最高脫硫率達(dá)到47.1%,平均脫硫率為41.7%。

選取了三種50w800無(wú)取向電工鋼,分析了化學(xué)成分、晶粒尺寸、織構(gòu)、以及200℃時(shí)效處理48h前后的磁性能和第二相粒子析出狀態(tài)的變化。結(jié)果表明,鋼板中第二相粒子的分布密度對(duì)鋼板鐵損有最重要的影響。降低鋼中c、n元素含量,或改進(jìn)鋼板熱加工參數(shù)以降低成品鋼板中第二相粒子形成元素的過(guò)飽和度均有利于明顯降低鋼板磁時(shí)效過(guò)程中的鐵損增幅。鋼板中對(duì)磁性能有利的織構(gòu)也有利于降低鋼板鐵損的時(shí)效幅度。

影響無(wú)取向電工鋼磁性能的兩個(gè)主要因素是組織和織構(gòu)。研究表明:隨著牌號(hào)的升高,晶粒尺寸增大,有利于鐵損的降低;(si+al)含量變化時(shí),主要織構(gòu)組成不變,但是隨著(si+al)含量的增加,有利的高斯織構(gòu){110}強(qiáng)度由4.0減少到2.0,不利織構(gòu)γ的強(qiáng)度由15.1增加到20.6;可以通過(guò)改善軋制工藝減少不利織構(gòu),提高磁感。

簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀及三大鋼廠(chǎng)高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼的主要性能與用途,并就國(guó)內(nèi)外高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼產(chǎn)品性能進(jìn)行了比較,最后針對(duì)武鋼的電工鋼生產(chǎn)提出幾點(diǎn)建議。

通過(guò)轉(zhuǎn)爐→rh→連鑄→熱連軋→一次冷軋→退火流程,成功開(kāi)發(fā)了冷軋無(wú)取向電工鋼50w1300~50w600系列牌號(hào),并實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。產(chǎn)品性能表明:研制的50w1300~50w600磁性能良好,達(dá)到國(guó)標(biāo)要求;產(chǎn)品板形和表面質(zhì)量良好,能夠滿(mǎn)足下游電機(jī)和電器行業(yè)制作高效電機(jī)的要求。還對(duì)電工鋼鑄坯、熱軋板及冷軋板的組織進(jìn)行了具體分析。

通過(guò)太鋼大生產(chǎn)試驗(yàn)、金相和電鏡觀察、理論分析,系統(tǒng)研究了稀土在電工鋼中的存在狀態(tài)及其對(duì)電工鋼微觀組織、夾雜形態(tài)及分布的影響,最終對(duì)高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼成品表面縱條紋缺陷產(chǎn)生作用。

對(duì)冷軋無(wú)取向電工鋼性能測(cè)量用試樣加工不同設(shè)備對(duì)試樣測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究。研究結(jié)果表明非電工鋼專(zhuān)用剪板機(jī)加工試樣的鐵損測(cè)量結(jié)果比電工鋼專(zhuān)用剪板機(jī)加工試樣測(cè)量值高3%以上,但對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量沒(méi)有明顯影響;對(duì)疊裝系數(shù)測(cè)量結(jié)果影響的規(guī)律非常明顯,即普通剪板機(jī)→精密剪板機(jī)→電工鋼專(zhuān)用剪板機(jī)加工試樣測(cè)量的疊裝系數(shù)依次提高,同時(shí)與毛刺高度完全對(duì)應(yīng)。

寶鋼中低牌號(hào)無(wú)取向電工鋼經(jīng)過(guò)近8年的發(fā)展,在產(chǎn)量、質(zhì)量和新產(chǎn)品研發(fā)等方面取得了可喜的成績(jī)。在引進(jìn)6種化學(xué)成分14個(gè)牌號(hào)電工鋼的基礎(chǔ)上,相繼開(kāi)發(fā)了6個(gè)中低牌號(hào)無(wú)取向電工鋼,并形成了ei鐵芯、空調(diào)壓縮機(jī)鐵芯、冰箱壓縮機(jī)鐵芯和家用電機(jī)等四大系列產(chǎn)品。其產(chǎn)品具有穩(wěn)定的磁性能、出色的加工性能、優(yōu)良的涂層性能和高的尺寸精度。

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通過(guò)50kg真空感應(yīng)爐熔煉-鍛造成100mm×25mm板坯-350四輥軋機(jī)熱軋2mm帶材-350四輥冷軋機(jī)軋成0.5mm帶材流程,研究了主要元素(%)-0.015～0.070c、1.21～2.30si、0.25～0.33mn、0.013～0.018p、0.008～0.017s、0.002～0.210al對(duì)低牌號(hào)冷軋無(wú)取向電工鋼鐵損的影響。結(jié)果表明,隨鋼中碳、磷、硫、錳含量的增加,冷軋無(wú)取向電工鋼鐵損明顯增加;隨硅含量增加,鋼的鐵損降低;鋁與鋼中的氮形成細(xì)小的aln顆粒,阻礙鋼材晶粒長(zhǎng)大,隨鋼中鋁含量增加,鐵損增加。

通過(guò)對(duì)新鋼低牌號(hào)無(wú)取向電工鋼的鐵損周期性波動(dòng)情況進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)造成鐵損周期性波動(dòng)的原因是板坯加熱不均。通過(guò)降低板坯加熱溫度、減少板坯與固定梁的接觸時(shí)間、提高熱送熱裝溫度和熱送熱裝率,有效減少了板坯加熱溫度不均的現(xiàn)象,解決了低牌號(hào)無(wú)取向電工鋼鐵損周期性波動(dòng)的問(wèn)題。

通過(guò)分析大生產(chǎn)試驗(yàn)中si、al等主要合金元素與成品性能的關(guān)系,設(shè)計(jì)出合理的化學(xué)成分;依據(jù)大生產(chǎn)熱軋板坯加熱溫度、精軋和終軋溫度等主要工藝因素對(duì)成品磁性能的影響規(guī)律,進(jìn)行了工藝參數(shù)的優(yōu)化。在無(wú)?；O(shè)備與鋼質(zhì)純凈度較低的情況下,開(kāi)發(fā)出了低鐵損高磁感電工鋼50w600h,而且該鋼的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了用戶(hù)的要求。

低鐵損高磁感冷軋無(wú)取向電工鋼帶的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟：①成分為wc≤0．0050％，wsi≤2．50％，wal≤1．0％，且wsi＋2wal≤2．50％，

在實(shí)驗(yàn)室模擬薄板坯連鑄連軋(csp)工藝生產(chǎn)無(wú)取向電工鋼,通過(guò)掃描電鏡觀察及能譜分析等手段研究了板坯加熱溫度對(duì)csp無(wú)取向電工鋼磁性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采取較低的板坯加熱溫度可以改善csp無(wú)取向電工鋼的磁性能。

總結(jié)了薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)取向電工鋼的現(xiàn)狀,尤其對(duì)意大利terni公司采用薄板坯生產(chǎn)取向電工鋼的技術(shù)要點(diǎn)和工藝參數(shù)進(jìn)行了較詳細(xì)的分析,并進(jìn)一步論述了薄板坯生產(chǎn)取向電工鋼的優(yōu)勢(shì);對(duì)國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)取向電工鋼的情況進(jìn)行了歸納,對(duì)中國(guó)進(jìn)一步用新工藝生產(chǎn)取向電工鋼和提高取向電工鋼產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

通鋼利用先進(jìn)的鐵水脫硫、180t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、rh真空處理等設(shè)備以及板坯連鑄連軋機(jī)生產(chǎn)冷軋硅鋼熱軋?jiān)?再利用單機(jī)架六輥可逆軋機(jī)一次冷軋成型,總壓下率78%,最后經(jīng)過(guò)連續(xù)退火爐處理,成功開(kāi)發(fā)了50w800冷軋無(wú)取向電工鋼板,并實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。結(jié)果表明:開(kāi)發(fā)的50w800板平均磁性性能鐵損p1.5/50≈5.08w/kg,磁感b50=1.73t;產(chǎn)品板形和表面質(zhì)量良好。

第6講：中高碳鋼夾雜物的控制

采用非水溶液電解方法來(lái)提取無(wú)取向硅鋼中夾雜物。通過(guò)掃描電鏡(sem)觀察結(jié)果表明:無(wú)取向硅鋼中主要夾雜物為六棱柱的aln、不規(guī)則硅酸鹽及球狀的鐵的硫化物和氧化物,其中aln夾雜尺寸在1~5μm,數(shù)量較多,還有部分aln的復(fù)合夾雜。進(jìn)一步研究了aln復(fù)合夾雜形成機(jī)理,采用了thermo-calc熱力學(xué)計(jì)算軟件計(jì)算出該鋼樣中aln、mns析出溫度分別為1240℃、1200℃,而al2o3析出溫度大于1800℃,從而為aln復(fù)合夾雜形成機(jī)理提供了一個(gè)理論依據(jù)。

采用緊湊式熱帶生產(chǎn)工藝(csp)熱軋板為原料生產(chǎn)冷軋鋼板,對(duì)該熱軋板及其冷軋鋼板生成過(guò)程中各段進(jìn)行了掃描電鏡和金相顯微鏡的觀察,研究了材料組織的演變,并對(duì)冷硬板及其退火后冷軋板做了化學(xué)相分析。結(jié)果表明:csp熱軋板組織中有少量的珠光體和夾雜物,隨后的冷軋及退火過(guò)程對(duì)珠光體和夾雜物的影響較小,退火后的冷軋板最終組織呈分布均勻的長(zhǎng)餅狀鐵素體晶粒。化學(xué)相分析表明,冷軋后退火過(guò)程中fe3c的析出量有增加和聚集粗化的現(xiàn)象發(fā)生。