【正文】 ?；幚砗蟆＃?）?；訟lN為抑制劑時熱軋板或最后冷軋前必須在氮氣下高溫?；?，目的是為析出大量細(xì)小AlN，同時使熱軋板組織均勻和再結(jié)晶晶粒數(shù)量增多。6）卷取精軋后立即噴水冷卻到550℃卷取，這可使碳化物彌散分布在晶粒內(nèi)，有利于以后獲得細(xì)小均勻初次晶粒。動態(tài)再結(jié)晶主要與熱軋溫度和壓下率有關(guān)，此外還與原始晶粒尺寸，固溶碳含量有關(guān)。精軋時必須發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。在精軋過程中產(chǎn)生的大量位錯成為MnS析出核心，促使MnS以細(xì)小彌散更快和更均勻析出。MnS從約1200℃開始析出，在1100～1150℃的γ相數(shù)量最多的溫度下析出速度最快，950℃基本停止析出。如果粗軋后溫度1000℃，邊部產(chǎn)生細(xì)小再結(jié)晶晶粒，熱軋板無邊裂，但細(xì)小MnS析出量小，二次再結(jié)晶不完全。薄板坯厚度為30～40mm，切頭后進入精軋機時間為30～70s，粗軋時間為50～90s，切頭和到精軋機前為20～30s。鑄坯出爐后先通過去除氧化皮軋機壓下約5mm厚并噴980Pa高壓水，再經(jīng)4～6道粗軋機和用立輥調(diào)整板寬和邊部。為防止柱狀晶反常長大，鑄坯加熱到1250℃后，以150℃/h速度快加熱，使許多晶粒同時開始快速長大到彼此相碰，保證柱狀晶尺寸小于30mm，以后不出現(xiàn)線晶。MnS+AlN方案的HiB鋼由于錳和碳含量高于GO，所以規(guī)定為1380～1400℃。3）加熱以MnS或MnSe為抑制劑的鑄坯必須經(jīng)高溫加熱，使鑄坯中1um的粗大MnS固溶，熱軋過程中再以≤50nm的細(xì)小彌散狀MnS析出。2）鑄坯加熱前噴涂涂料鑄坯一般經(jīng)高于1350℃高溫加熱，以保證二次再結(jié)晶發(fā)展完全和獲得高磁性。在保溫30min條件下，晶粒粗化的臨界溫度1280℃～1300℃。鑄坯切斷至加熱爐的時間要保證10h，否則由于表層與中間區(qū)的溫差而引起抑制劑固溶狀態(tài)和組織狀態(tài)不同。當(dāng)凝固層較薄時進行電磁攪拌，表面就產(chǎn)生白帶，此時中心等軸晶區(qū)附近產(chǎn)生白帶，此時中心等軸晶區(qū)也較薄。如果結(jié)晶器出口至引料輥之間冷卻過快易產(chǎn)生邊裂。合適的澆注制度為：澆注溫度1530～1536℃，拉速70cm/min。（4）連鑄連鑄法具有成材率提高約10%、表面缺陷少，鋼帶長度方向成分和磁性均勻、操作簡便、產(chǎn)量高等特點。真空處理后鋼水溫度約為1560℃。通過真空處理降低氫含量、氮含量和使氧化物夾雜上浮，從而凈化鋼質(zhì)。用與鋼水成分相近的廢鑄坯或板坯攪拌鋼包中鋼水，也促進氧化物夾雜上浮和使溫度均勻，并在短時間內(nèi)使鋼水溫度降到真空處理前約1620℃溫度。在錘煉過程，當(dāng)鋼水中C=～%和鋼水溫度保持1350℃～1450℃時排渣后再吹氧效果最好，達到終點C時Mn%?？刂平K點錳含量很重要，因為出鋼、真空處理和澆鑄過程，渣中的MnO通過2MnO+Si→2Mn+SiO2反應(yīng)而獲得Mn。采用真空處理和氬封澆鑄法。脫錳處理后，鐵水包中最好保持部分酸性渣。如加15kg/tFeO可脫掉40%～50%Mn，加20kg/tFeO可脫掉50%～60%Mn。 取向硅鋼的生產(chǎn)工藝 典型取向硅鋼的特征取向硅鋼制造工藝特點和磁性分為普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼（HiB）兩類。涂層燒結(jié)的好壞直接影響涂層質(zhì)量。無取向硅鋼采用的絕緣涂層有兩種：一類是磷酸鹽絡(luò)酸鹽系無機絕緣涂層；另一類是絡(luò)酸鹽丙烯酸脂系的半有機絕緣涂層。退火工藝對成品的磁性能顯著影響，連續(xù)退火工藝參數(shù)主要包括退火溫度、時間、氣氛、加熱溫度、鋼帶張力等，而且這些參數(shù)對磁性能的影響相互聯(lián)系，要達到最佳的磁性能，以上參數(shù)需要適當(dāng)組合。退火工藝：800～850℃3～5min，晶粒直徑：～；單位張力：～。（7）退火無取向硅鋼退火的目的是通過再結(jié)晶消除冷軋產(chǎn)生的應(yīng)變和促使晶粒長大，如果原始碳含量較高，通過控制氣氛和露點，退火過程中也可以脫碳。熱軋、?；统善吠嘶鸬葪l件要求嚴(yán)格，當(dāng)上述條件暫不具備時，可用二次中等壓下冷軋工藝。二次冷軋法中的壓下率分配，最初高牌號無取向硅鋼為確保低鐵損，通常采用二次中等壓下率工藝，中間退火和成品退火都采用高溫短時促使晶粒長大和防止?jié)B氮，中間退火后晶粒較大時可以增強成品中有利的組分，與臨界壓下量比較，二次中等壓下的磁性能較好，而且磁各向異性較小，二次中等壓下工藝其最終壓下率以45～66%為宜。這種方法稱為中等壓下率法。這種方法稱為調(diào)制軋制法，臨界壓下法生產(chǎn)出的產(chǎn)品晶粒大、鐵損低，但磁感也低，是這方法的一主要缺點。2）二次冷軋法硅含量較高的高牌號無取向硅鋼既可以采用一次冷軋法生產(chǎn)，也可以用中間退火的二次冷軋工藝，但熱軋帶要經(jīng)過?；幚?。[Si]%左右的硅鋼可采用連續(xù)軋制，[Si+Al] %的硅鋼由于變形抗力大采用20輥軋機冷軋，并且進行小于700rpm低速軋制。軋制張力應(yīng)控制在屈服極限35%～60%。一般第一道采用大壓下量、較低的速度軋制，以防止軋輥急劇加熱，防止熱軋鋼帶厚度變動大，產(chǎn)生不均勻變形而造成成品厚度公差大，也防止斷帶。此外，在允許的軋制速度范圍內(nèi)，盡可能采用高速軋制以提高生產(chǎn)率。通常一次冷軋用3～5道次軋制。壓下率也不能太低，壓下率太低時，熱軋鋼帶厚度較小，卷取后的冷卻速度較快，卷端效應(yīng)（頭部和尾部的磁性能比中部的低）更加明顯，析出物不能聚集長大，熱軋板晶粒細(xì)小，惡化磁性能，壓下率一般70％。對于不經(jīng)?；蝾A(yù)退火且卷取溫度較低的熱軋板，冷軋前晶粒較小。～(～)，總壓下率為70～90％。當(dāng)鋼的純凈度高并且對熱軋板進行?；瘯r，用一次冷軋法就能生產(chǎn)出性能較好的高牌號產(chǎn)品，而且一次冷軋法的磁各向異性較小。35W400、50W400以下牌號的普通無取向硅鋼一般采用一次冷軋法生產(chǎn)，高牌號無取向硅鋼常采用二次冷軋法生產(chǎn)。為提高生產(chǎn)率，～％的中等牌號硅鋼時已大量采用連軋機生產(chǎn)。因此，一般冷軋硅鋼采用二十輥軋機進行可逆式冷軋。（6）冷軋工藝硅鋼隨著硅含量的增加，鋼的屈服強度和抗拉強度明顯提高，伸長率顯著降低，硬度迅速增高。含硅量高酸洗性差時，熱軋帶常化時板溫升到40℃，控制連續(xù)爐內(nèi)燃燒氣氛中空氣比1，氧化層厚度減薄，氧化鐵皮疏松，經(jīng)39290N/m3投射量噴丸處理和在80～85℃的6％HCl中酸洗時間為60～90s，酸洗時間為200s。但在罩式爐中預(yù)退火工藝，酸處理更困難。對3％Si鋼來說，由于熱軋板晶粒過大，冷軋時易裂，而且成品表面呈桔皮狀。酸洗時較困難，廢酸處理麻煩。鋼中原始碳含量高,?；瘯r還可脫碳。保溫時間以1～3min為宜。常化時間一般控制在2～5min。常化溫度過低會殘留纖維狀組織，不能使熱軋板晶粒和析出物租化，起不到?；淖饔谩５珳囟冗^高和時間過長，會使晶粒長得過大。但控制不好也會產(chǎn)生負(fù)作用。因此高牌號無取向硅鋼采用一次冷軋法時必須經(jīng)過?；幚怼３；哪康氖鞘篃彳埌逋耆俳Y(jié)晶，并促使晶粒和析出物長大。為了減少由于高溫卷取帶來的負(fù)面影響可以常采用U形卷取帶鋼頭尾部的卷取溫度偏高)，或帶鋼卷取后在保溫罩里緩慢冷卻到600℃以下，再進行水冷等措施進行補救。通常采用常化處理使熱軋板完全再結(jié)晶，并促使晶粒長大。高牌號無取向硅鋼硅含量較高，連鑄坯中的柱狀晶粗大。對于中、低牌號的無取向硅鋼，為了降低成本，一般不進行?；幚?，終軋溫度和卷取溫度的控制顯得更為重要。高溫卷取(700℃)，對組織結(jié)構(gòu)和磁性能的影響與熱軋板?；挠绊懴嗨?。高的卷取溫度增加熱軋后再結(jié)晶的驅(qū)動力，提高卷取溫度可減少熱軋板中心的軋制纖維結(jié)構(gòu)，提高再結(jié)晶率并使熱軋板晶粒及MnS和AlN等析出物粗化，有利于退火時的晶粒長大，這些都對成品磁性的提高帶來好處?？刂坪镁砣囟纫彩歉纳茻o取向硅鋼磁性的一項重要措施。對于無相變的高牌號無取向硅鋼，由于熱軋后一般要進行?；幚恚K軋溫度對磁性能的影響不像對低牌號那樣明顯。對終軋壓下率也有一定的要求，太小則驅(qū)動力不足。因此在無取向硅鋼生產(chǎn)時，要求軋件在軋制過程中的溫降盡可能低些?？刂坪媒K軋溫度是改善無取向硅鋼織構(gòu)和磁性的一項重要措施。在熱軋設(shè)備能力允許的條件下，加熱溫度盡量低，要使鑄坯內(nèi)外溫度均勻，200mm厚的鑄坯需保溫3～4h。因此加熱溫度最好在1100℃以下，但是為了改善熱軋加工性。1)無取向硅鋼板坯加熱的控制主要考慮減少MnS、A1N等夾雜物的固溶量，獲得均勻的內(nèi)部和表面溫度，防止板坯出現(xiàn)裂紋和變形。硅鋼的熱導(dǎo)率低、柱狀晶大，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2％的鑄坯加熱速度要緩慢，特別是在700℃～800℃以下更應(yīng)降低加熱速度。熱軋工序溫度主要包括加熱溫度、終軋溫度和卷取溫度。（5）熱軋工藝在煉鋼技術(shù)達到一定水平后，軋工序溫度制度對成品電磁性能起著決定性的作用。鑄坯于600℃緩冷。各國根據(jù)所采用的澆鑄工藝不同，鋼水過熱度的確定也有區(qū)別。電磁攪拌同時促進夾雜物聚集上浮，減輕鑄坯中心疏松和偏聚，促進退火時晶粒長大，對磁性能有利。產(chǎn)品表面沿軋向出現(xiàn)瓦垅狀缺陷，使疊片系數(shù)降低，磁性能變壞。高牌號無取向硅鋼含硅量更高，凝固冷卻過程中不存在相變，連鑄后柱狀晶粗大。連鑄坯容易產(chǎn)生粗大柱狀晶，導(dǎo)致裂紋增加。硅鋼連鑄要全過程保護澆鑄，防止鋼水二次氧化和氮化。在RH中采用KTB真空頂吹氧技術(shù)，可以提高脫碳速度，縮短脫碳時間，也可以提高RH真空脫碳前鋼水中的碳含量，減輕轉(zhuǎn)爐的負(fù)荷。真空泵系統(tǒng)控制的好壞直接影響真空脫碳時鋼水的噴濺程度和真空脫碳能否快速、順利進行。以利于后續(xù)工序脫碳；％以下；加硅、錳和鋁等合金元素進行成分微調(diào)而達到要求的范圍；使成分均勻化，防止偏析，促使鋼中氧化物上浮(％以下)，最大限度地純化鋼質(zhì)；使鋼液溫度均勻并控制在要求范圍內(nèi)，以提高連鑄坯的質(zhì)量。（3）真空處理無取向硅鋼RH真空處理的主要目的是真空脫碳、脫硫、脫氣、合金化及去除夾雜物。因此，煉鋼時采用低鈦硅鐵，扒渣后加鋁脫氧。提高碳量使鑄坯加熱和熱軋時相變，進動態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶，除粗大形變晶粒。磁性變壞和絕緣膜層間電阻降低。％以下，鈦、鋯等元素的含量也應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。冶煉時添加的廢鋼中，要求：w(Si)≤％；w(Mn)≤％；W(S)≤％；有害雜質(zhì)及氣體含量都應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。鐵水除脫硫外，還要將釩、鈦、鋯、％以下。也可在煉鋼爐中進行，目前較多的是在煉鋼前采用如KR等專門設(shè)備進行脫硫。%以下，并且進行脫硫處理。碳、硫、氮等有害元素含量要盡量低。并控制夾雜物的形態(tài)以盡可能減輕其對磁性能的不利影響。煉鋼工序的主要任務(wù)是盡可能提高鋼水的純凈度。 冷軋無取向硅鋼的生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)裝備鐵水脫硫(鐵水脫硫及扒渣設(shè)備)一轉(zhuǎn)爐冶煉(LD頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐)一真空處理(RH等脫氣、脫碳及合金微調(diào)設(shè)備)一 連鑄+電磁攪拌(弧型連鑄機及電磁攪拌設(shè)備)一保溫緩冷(保溫車及緩冷坑)一熱軋(具有粗、精軋多機架連軋機組)一?；幚?設(shè)備一般和酸洗機組在一條作業(yè)線上)—冷軋(20輥軋機和冷連軋機組)一成品退火(具有可調(diào)氣氛的連續(xù)退火爐)一涂絕緣層(涂層機組一般與連續(xù)退火機組在一條生產(chǎn)線上)一性能檢測(在線連鑄測磁設(shè)備等)一包裝、出廠(手動或半自動打包機)。以前對2％Si鋼采用二次冷軋臨界變性法，現(xiàn)在多采用?；鸵淮巫冃苑āＤ壳?，新日鐵公司和川崎公司以及武鋼主要采用一次冷軋法生產(chǎn)無取向電工鋼。近年，冶煉技術(shù)的發(fā)展，煉鋼工序能夠生產(chǎn)出碳含量小于30104 的超低碳鋼水。它與一次冷軋法比較多了中間退火工藝，因而脫碳能力強。但由于沒有中間退火，脫碳能力差，所以必須選用含碳量低的電工鋼原料卷，才能獲得良好的磁性與高的生產(chǎn)率。其特點是利用冷軋制度與熱處理退火工藝來獲得(111)[l12]類型或者(110)[hkl]類型磁各向異性好的鋼板。 冷軋無取向硅鋼的典型化學(xué)成分CSiMnPSAlN～～冷軋無取向電工鋼的生產(chǎn)有兩種類型：一次冷軋法和二次冷軋法。這類材料主要用于生產(chǎn)容量較大的中、大型電機以及發(fā)電機。 無取向硅鋼的生產(chǎn)工藝～％(Si+A1)的電工鋼。取向硅鋼熱連軋需進行高溫加熱。無取向硅鋼的工藝和取向硅鋼相比少了涂MgO、高溫退火和平整拉伸退火等工序?？梢娎滠埱霸蠝?zhǔn)備的重要性。實行全過程的檢測、控制的一個系統(tǒng)工程。原料的化學(xué)成分及純凈度、鑄造組織、熱軋工藝、冷軋及熱處理工藝都是影響硅鋼最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。高斯織構(gòu)是通過二次再結(jié)晶過程發(fā)展而成的。這種磁化特性稱為磁各向性，取向硅鋼就是利用這種磁各向異性原理制造出來的。硅鋼和鐵一樣都是體心立方晶體結(jié)構(gòu)，其晶軸不同，磁化特性不同。根據(jù)傳統(tǒng)工藝的特點和CSP工藝的特點，針對無取向電工鋼和取向電工鋼的技術(shù)關(guān)鍵，分別討論兩種工藝生產(chǎn)電工鋼的優(yōu)勢和缺陷。通過對傳統(tǒng)連鑄連軋工藝和CSP工藝的分析，分析其工藝特點，并分析各工藝階段材料的微觀結(jié)構(gòu)演化規(guī)律。分別針對無取向電工鋼和取向電工鋼闡述基本的生產(chǎn)流程，并說明各個工藝流程中需要注意的關(guān)鍵技術(shù)問題以及相應(yīng)的材料學(xué)原理。而且由于CSP技術(shù)生產(chǎn)有眾多優(yōu)點，在電工鋼生產(chǎn)這一領(lǐng)域掌握成熟的CSP技術(shù)至關(guān)重要。為滿足市場需求，近年中國很多鋼鐵企業(yè)都新建、擴建和擬建了無取向硅鋼生產(chǎn)線，無取向硅鋼的生產(chǎn)量有了很大的增長。取向硅鋼的生產(chǎn)難度較大，生產(chǎn)工藝過程涉及到的專利多，保密性強，目前中國只有武鋼能夠生產(chǎn)。其中取向硅鋼可分為普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼，主要用作變壓器。 （6）鋼板表面狀態(tài) 鋼板表面平整光潔，表面自由磁極減少，靜磁能降低，疇壁移動阻力減小，則磁滯損耗和矯頑力降低[5]。但厚度減薄，渦流損耗明顯降低。對無取向電工鋼來說（100）面織構(gòu)高，磁滯損耗Ph最低，（110）織構(gòu)次之，（111）織構(gòu)最差。電工鋼板中存在任何內(nèi)應(yīng)力都使矯頑力增高。它們不僅阻礙疇壁移動使磁滯損耗和矯頑力增高，同時為了降低其周圍靜磁能而產(chǎn)生了閉合疇使磁化困難。因此，為了降低總鐵損有一個合適的臨界晶粒尺寸。 (2) 晶粒尺寸 晶粒尺寸大，晶界數(shù)量少，疇壁移動的阻力小，磁滯損耗降低。 第三類元素的影響 在無取向硅鋼中添加少量的Sb、Sn，可以改善無取向電工鋼再結(jié)晶退火后的織構(gòu)，使（100）和（110）有利織構(gòu)組分明顯增加，使（111）不利織構(gòu)組分明顯減弱，從而降低鐵損，提高磁感。 第二類元素的影響 C、S、N、O、Ti、Zr等為有害元素，這些元素的存在可在鋼中形成細(xì)小彌散的碳化物、硫化物、氮化物及氧化物，阻礙成品退火時晶粒長大，對磁性能不利。因此，高第一類元素的含量可以明顯降低鐵損。Si、Al、Mn是有益的合金元素，可使鐵的磁各向異