低鐵損高磁感冷軋無取向電工鋼的研制

介紹寶鋼高牌號無取向電工鋼的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用情況。寶鋼在2005年自主開發(fā)并試制成功高牌號無取向電工鋼b50a400,其各項性能指標(biāo)均達(dá)到或接近國外產(chǎn)品的同等水平;2007年高牌號無取向電工鋼產(chǎn)量達(dá)1.45萬t。寶鋼高牌號無取向電工鋼主要應(yīng)用于大型水輪發(fā)電機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及交直流大電機(jī)。

對高牌號無取向電工鋼國內(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,并探討了高牌號無取向電工鋼產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

采用電解提取夾雜物和掃描電鏡-能譜法,分析了無取向電工鋼非穩(wěn)態(tài)(開、終澆板坯)和穩(wěn)態(tài)澆鑄(中間板坯)對應(yīng)成品試樣的夾雜物數(shù)量、種類、尺寸,及其對成品鋼卷鐵損的影響。結(jié)果表明,兩者夾雜物均以aln、mns、cu2s類夾雜為主,開、終澆板坯中還含有少量的氧化物夾雜。0.5μm以下的微細(xì)夾雜,數(shù)量約為1500萬個/mm3;0.5～5.0μm尺寸范圍內(nèi)的夾雜,非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)澆注的板坯中分別為123萬個/mm3和75萬個/mm3,這也是造成非穩(wěn)態(tài)和與穩(wěn)態(tài)澆注條件下對應(yīng)成品鐵損差異的主要原因。

綜述了中牌號無取向電工鋼(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;半工藝無取向電工鋼板的生產(chǎn)方法;s含量和板坯加熱溫度對磁性的影響。

首次實(shí)現(xiàn)了從冶煉→csp→?；滠埻嘶稹善窓z測等csp工藝生產(chǎn)高牌號無取向電工鋼的實(shí)驗室全工序過程模擬,并對鑄坯、熱軋板及冷軋板中的組織及夾雜物進(jìn)行了具體分析。結(jié)果表明,csp工藝生產(chǎn)高牌號無取向電工鋼是可行的;成品磁性能滿足國際標(biāo)準(zhǔn)要求;薄鑄坯、熱軋板、成品板組織具有典型高牌號無取向電工鋼組織特點(diǎn);過程析出物主要為:aln,aln+mns。

通過太鋼大生產(chǎn)試驗、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)及其對電工鋼微觀組織、夾雜形態(tài)及分布的影響,最終對高牌號無取向電工鋼成品表面縱條紋缺陷產(chǎn)生作用。

以馬鋼csp流程生產(chǎn)電工鋼特點(diǎn)為基礎(chǔ),模擬了典型高牌號無取向電工鋼(50w310)的生產(chǎn)過程,研究了?；瘻囟葘Φ湫透吲铺枱o取向電工鋼(50w310)的組織、織構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過熱軋板常化處理的成品磁性能完全達(dá)到國標(biāo)要求;在實(shí)驗室研究的熱軋板?；瘻囟确秶鷥?nèi)(900~1050℃),隨著?；瘻囟鹊纳?熱軋板晶粒尺寸逐漸增大;成品晶粒平均尺寸呈先增大后減小的趨勢;成品中織構(gòu)強(qiáng)度變?nèi)?特別是{111}、{112}和{114}等織構(gòu)明顯減弱;成品鐵損p15值呈先降低后升高的趨勢,磁感b50值單調(diào)遞增,但增幅較為緩慢。

簡述了國內(nèi)高牌號無取向電工鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀及三大鋼廠高牌號無取向電工鋼的主要性能與用途,并就國內(nèi)外高牌號無取向電工鋼產(chǎn)品性能進(jìn)行了比較,最后針對武鋼的電工鋼生產(chǎn)提出幾點(diǎn)建議。

對冷軋無取向電工鋼性能測量用試樣加工不同設(shè)備對試樣測量結(jié)果進(jìn)行了對比研究。研究結(jié)果表明非電工鋼專用剪板機(jī)加工試樣的鐵損測量結(jié)果比電工鋼專用剪板機(jī)加工試樣測量值高3%以上,但對磁感應(yīng)強(qiáng)度的測量沒有明顯影響;對疊裝系數(shù)測量結(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)→電工鋼專用剪板機(jī)加工試樣測量的疊裝系數(shù)依次提高,同時與毛刺高度完全對應(yīng)。

通過轉(zhuǎn)爐→rh→連鑄→熱連軋→一次冷軋→退火流程,成功開發(fā)了冷軋無取向電工鋼50w1300~50w600系列牌號,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)到國標(biāo)要求;產(chǎn)品板形和表面質(zhì)量良好,能夠滿足下游電機(jī)和電器行業(yè)制作高效電機(jī)的要求。還對電工鋼鑄坯、熱軋板及冷軋板的組織進(jìn)行了具體分析。

寶鋼中低牌號無取向電工鋼經(jīng)過近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。在引進(jìn)6種化學(xué)成分14個牌號電工鋼的基礎(chǔ)上,相繼開發(fā)了6個中低牌號無取向電工鋼,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。

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)冷軋硅鋼熱軋原料,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)過連續(xù)退火爐處理,成功開發(fā)了50w800冷軋無取向電工鋼板,并實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。結(jié)果表明:開發(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。

影響無取向電工鋼磁性能的兩個主要因素是組織和織構(gòu)。研究表明:隨著牌號的升高,晶粒尺寸增大,有利于鐵損的降低;(si+al)含量變化時,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;可以通過改善軋制工藝減少不利織構(gòu),提高磁感。

ics77.140.40 h53 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) q/wg q/wg(gg)02—2010 代替q/wg(gg)02-2004、q/wg(gg)06-2004 冷軋取向電工鋼帶（片） 2010-01-25發(fā)布2010-02-01實(shí)施 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司發(fā)布 q/wg(gg)02—2010 i 前言 本標(biāo)準(zhǔn)是綜合q/wg（gg）02—2004《冷軋取向電工鋼帶（片）》、q/wg（gg）06—2004《0.23mm厚 冷軋取向電工鋼帶》、wjx(gg)11-2003、wjx(gg)570-2009而修訂的。 本標(biāo)準(zhǔn)對部分牌號的磁感提高了0.01-0.02t。 本標(biāo)準(zhǔn)在原標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加了含有“rk”和“qr”的激光刻痕系列牌號，另外增加了23q120、 23qg085、27qg

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

研究了含碳量約3.0×10-5的50w700型號冷軋無取向硅鋼板織構(gòu)與磁時效的關(guān)系。200℃、24h的時效實(shí)驗表明,滲碳體的時效析出阻礙磁疇壁的移動,導(dǎo)致試樣鐵損升高。磁化時180°磁疇疇壁的驅(qū)動力與硅鋼板織構(gòu)有密切關(guān)系,〈100〉平行于外磁場方向的織構(gòu)有利于減小磁時效導(dǎo)致的鐵損增幅,降低鋼板的磁時效效應(yīng)。

針對冷軋電工鋼板的質(zhì)量要求,深入分析了漣鋼酸軋聯(lián)機(jī)生產(chǎn)冷軋電工鋼板的技術(shù)難點(diǎn),對酸軋聯(lián)機(jī)如何批量生產(chǎn)冷軋電工鋼技術(shù)進(jìn)行了探討,并提出了針對性的解決措施。

低鐵損高磁感冷軋無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％，

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;對國內(nèi)開發(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,對中國進(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。

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將中低牌號無取向電工鋼的鐵損值進(jìn)行分離實(shí)驗，研究表明相同牌號的電工鋼，渦流損耗值分布在一定范圍之內(nèi)，且分布較均勻，不同牌號電工鋼的渦流損耗所占總損耗的比例不同。

通過對新鋼低牌號無取向電工鋼的鐵損周期性波動情況進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)造成鐵損周期性波動的原因是板坯加熱不均。通過降低板坯加熱溫度、減少板坯與固定梁的接觸時間、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,解決了低牌號無取向電工鋼鐵損周期性波動的問題。