取向硅鋼簡介

1、22:332011-5-5上1380C1380C1370C1360土10C3.54h下1370C1370C1360C加熱溫度如果過低，在爐時間短MnS、A1N則不能充分固溶。加熱溫度過高，在爐時間過長則鑄坯表面熔化造成爐渣很厚需停爐清渣影響產(chǎn)量和爐子壽命，而且由于晶粒粗大，成品出現(xiàn)線晶使磁性降低。2.2.4.3高溫軋制工藝高溫軋制工藝的作用不僅要獲得需要的板厚和板形，還要在熱軋過程中能析出均勻細小的MnS質(zhì)點，盡量少析出AlN。GO鋼MnS在1160C時析出速度最快，析出的最低溫度為950C,故GO鋼在粗軋時采取大壓下量高速軋制，確保進精軋機前切頭處溫度為1160C10C，若高于1160C應(yīng)停

2、留一段時間再進入精軋機，若低于1160C土10C則應(yīng)提高在精軋機的軋制速度，確保終軋溫度在960C20C,GO鋼在熱連軋過程中要進行噴水冷卻，噴水量應(yīng)按終軋溫度為960土20C控制，鋼帶在出精軋機后在輥道上進行層流冷卻。HiB鋼由于含Mn、S比GO鋼高，故MnS開始析出的溫度也高，約在1200C析出MnS，但這時A1N析出量很少，為了確保進精軋時鑄坯溫度比GO鋼高，帶頭大于1190C,尾大于1140C,HiB鋼加熱溫度比GO鋼更高，粗軋時時間要短，即采用高速大壓下量軋制。HiB在熱軋時很重要的一點是要控制AlN在高溫盡量少析出，所以鋼帶在精軋機內(nèi)通過的時間要短，為此精軋要采取高速軋制，噴水量要

3、大，以便提高鋼帶冷卻速度，將終軋溫度控制在97020C，熱軋后鋼帶在輥道進行層流冷卻。2.2.4.4低溫卷取工藝GO鋼卷取溫度為57020C，如此低的卷取溫度的作用是使Fe3C以細小彌散的質(zhì)點析出，使之能起到阻止冷軋退火后初次再結(jié)晶晶粒長大、促進二次再結(jié)晶的作用。HiB的卷取溫度比GO鋼還低，其目的和作用除同于GO鋼外,另一個原因是HiB鋼含Al較高，為防止因卷取溫度高Al氧化后難以酸洗而考慮的。224.5HiB鋼熱軋卷?；幚鞨iB鋼在熱軋卷取后550C300C析出的細小AlN是不穩(wěn)定的,起不到抑制初次再結(jié)晶晶粒長大和促進二次再結(jié)晶發(fā)展的作用，故HiB鋼熱軋卷?；幚淼哪康脑谟谕ㄟ^?；幚砑?/p>

4、熱使熱軋卷取后析出的細小不穩(wěn)定的AlN重新固溶，然后通過急冷效應(yīng)使AlN重新析出來，其質(zhì)點尺寸為3001000A0，這種形態(tài)的AlN較穩(wěn)定,能夠強烈地阻止初次晶粒長大。?；幚砉に囍饕强刂坪靡韵露c：常化溫度采用二段式?；贫?，即在11001120C保溫2min左右在爐內(nèi)以5C冷卻到920940C后保溫23min后再噴水冷卻。根據(jù)鋼中Als含量決定冷卻速度，含Als低者冷卻速度要大，使AlN析出量多，含Als量高者冷卻速度應(yīng)小，防止AlN過量析出。冷卻速度是通過控制噴水量及噴水時間來實現(xiàn)的。HiB鋼冷軋工序HiB鋼采用一次冷軋法。HiB鋼一次軋制法的作用是一次采取大壓下率可使HiB鋼脫碳退火

5、在初次再結(jié)晶基體中形成的(110)001二次晶核的位向更準確，從而使成品的取向度提高，磁感應(yīng)強度提高。HiB鋼一次軋制法的一次總壓下率控制在8486%為好?，F(xiàn)在HiB鋼一次軋制法中也引入了時效軋制(高溫軋制)新技術(shù)。時效軋制工藝是采用粗面工作輥、大壓下、閉油、高速軋制，通過軋制時產(chǎn)生的變形熱將鋼板溫度提高到100300C,達到提高磁性、提高塑性、減少斷帶、提高成材率和產(chǎn)量的目的。GO鋼冷軋工序GO鋼采用二次軋制法。GO鋼二次冷軋法中關(guān)鍵在第二次冷軋，第二次冷軋的壓下率如圖3所示?？刂频?5%磁性最好，第一次冷軋的作用在于保證第二次冷軋壓下率達到55%oGO鋼為什么不能象HiB鋼那樣采用一次軋制

6、法呢？這是因一次軋制總壓下率越大，則脫碳退火時更容易再結(jié)晶，再結(jié)晶粒更易長大，為此需要大量的抑制劑抑制初次再結(jié)晶晶粒長大，而GO鋼中抑制劑僅有MnS。沒有HiB中抑制劑多，如果GO鋼也采取一次冷軋法，GO鋼脫碳退火初次晶粒大使二次再結(jié)晶難以完善，從而惡化磁性，故GO鋼只能采用二次冷軋法。圖4：GO鋼二次冷軋壓下率對磁感B10的影響含3%左右的取向硅鋼的塑性一脆性轉(zhuǎn)變點為4050C,為了防止冷軋斷帶，冷軋前鋼卷溫度應(yīng)在50C以上，因此應(yīng)控制酸洗鋼卷卷取溫度大于50C，酸洗后立即軋制，不能及時軋制者鋼卷應(yīng)放在保溫臺上通蒸汽加熱并覆蓋棉被保溫。2.2.7GO鋼中間退火工序由于GO鋼采用二次冷軋法生產(chǎn)

7、，所以在兩次冷軋之間要進行一次中間退火。GO鋼中間退火的作用除了進行再結(jié)晶，消除冷加工硬化，便于二次冷軋的作用外，還要為得到所需要的磁性作準備，即GO鋼在中間退火時要使固溶的MnS繼續(xù)析出，要脫掉一部分碳后，鋼中保留約250ppm的碳量（范圍為150400ppm），其目的是增加第二次軋制時的應(yīng)變能。使下一步脫碳退火后的初次再結(jié)晶晶粒細小均勻。GO鋼中間退火溫度約為860900C，溫度低再結(jié)晶不完善，溫度高再結(jié)晶晶粒粗大影響二次再結(jié)晶的發(fā)展。GO鋼中間退火采取NOF明火焰快速加熱，這是為了得到均勻細小的初次晶粒。GO鋼中間退火鋼帶進爐出爐的時間根據(jù)板厚不同約為2.54min。GO鋼中間退火時保護

8、氣體為H2：1520%,N2：8085%。D.P.C為30C土3，其D.P.C值可根據(jù)脫碳后碳含量目標值為25ppm進行調(diào)整。2.2.8取向硅鋼脫碳退火及MgO涂層工序2.2.8.1取向硅鋼脫碳退火GO鋼、HiB鋼脫碳退火的作用為：（1）將鋼中含碳量脫到31ppm以下,不但消除了磁時效，而且確保高溫退火時不產(chǎn)生奧氏體，使在單一的a相（鐵素體相）區(qū)發(fā)展（110）001織構(gòu)的二次再結(jié)晶晶粒。（2）完成初次再結(jié)晶，使鋼基體中獲得多量的具有（110）001位向的初次再結(jié)晶晶粒。（3）在鋼表面形成厚度為25的致密SiO2薄膜，為形成硅酸鎂玻璃質(zhì)底層作準備，脫碳退火工藝分兩階段進行,前一個階段為脫碳,D.

9、P.C稍高約為40C42C左右，形成SiO2薄膜，后一個階段D.P.C要低以便形成厚度均勻致密的SiO2薄膜。脫碳退火溫度約在850C左右，在爐時間為2.54min，HiB鋼因原始含碳量高，無中間退火進行部分脫碳。所以HiB鋼在脫碳退火工序在爐時間要長一些，確保碳脫到規(guī)定值?，F(xiàn)在又新發(fā)展了兩段式的取向硅鋼脫碳退火工藝，簡稱串列式爐退火，即前段為脫碳退火段，后段為高溫退火段，溫度為890950C，保護氣為干氣。228.2取向硅鋼MgO涂層工藝(1)MgO涂層目的防止高溫緊卷退火時鋼帶間粘結(jié)，起隔離層作用。MgO和鋼帶表面產(chǎn)生的SiO2膜反應(yīng)形成硅酸鎂Mg2SiO4玻璃質(zhì)底層，具有咼的絕緣電阻。在

10、高溫退火時MgO能促進脫S對MgO原料質(zhì)量的要求MgO顆粒度在3以下的要達到70%,10的要達到27%左右,堆積比重應(yīng)達到0.200.25克/cm3。MgO中的應(yīng)小于0.02%，否則高溫退火與水作用產(chǎn)生腐蝕性氣體對鋼帶進行腐蝕，破壞底層形成。MgO中CaO應(yīng)小于0.5%，否則因CaO含量高，對鋼帶發(fā)生增碳作用而惡化磁性，同時使MgO水化率增加。硼含量：0.030.10%灼減量：0.61.5%對MgO涂液配制過程的要求MgO涂液必須采用純水配制，不能含氯離子，其電阻值應(yīng)達到5X105以上，含量V0.5ppm。涂液溫度高，放置時間長MgO中Mg(OH)2增加，Mg(OH)2中有化合水，這種化合水在

11、MgO涂層烘干爐中，不能烘干，如果帶入高溫退火爐，造成鋼帶氧化，底層形成不良，為此應(yīng)控制MgO涂液含水率不超過3%，在此應(yīng)控制MgO涂液的溫度不超過5C,存放時間:夏季8h，冬季V12h。使之降低MgO的水化率。如果MgO涂液溫度12C及含水率4%時，涂液應(yīng)作報廢處理。（4）涂液配制MgO與純水比例控制1：710，在使用之前0.5h加入MgO，不停地攪拌。添加少量的TiO2及硼的化合物，前者是因為TiO2能抑制Al對SiO2膜的破壞。TiO2加入量約為37.5%根據(jù)鋼中含鋁量增加而增加。加硼的作用在于細化二次再結(jié)晶晶粒，從而降低鐵損。詳細配液成分見附表3表3MgO涂液配方GOH2OMgOTiO

12、21260L160kg4.8kgHi-B1260L160kg8.0kg涂液粘度控制在10.511秒，粘度太低涂敷量難以達到，粘度太高出現(xiàn)條紋狀缺陷。（5）MgO涂層質(zhì)量要求邊部（W和D）側(cè)MgO涂敷量目標值為6.5g/m2,范圍5.57.5g/m2,太低時因無足量的MgO與SiO2反應(yīng)，生存的硅酸鎂底層薄,太高時帶進高溫退火爐中的化合水過多，容易使鋼帶氧化而影響底層質(zhì)量。鋼帶中間部分MgO涂敷量目標值為6.0g/m2,范圍5.06.0g/m2,涂輥輥型：上輥：下輥：硬度：5864Hs2.2.9取向硅鋼高溫退火工序取向硅鋼高溫退火的作用進行二次再結(jié)晶，鋼中的(110)001位向的晶粒發(fā)生異常長大

13、吞食其它位向的晶粒,使鋼具有單一的(110)001位向的二次再晶組織。升溫過程中，MgO與SiO2反應(yīng)生成Mg2SiO4為主的玻璃質(zhì)底層,使之提高取向硅鋼片的層間電阻性能。凈化鋼質(zhì)。在二次再結(jié)晶完成后，MnS、A1N作為抑制劑的使命已完成。S、N繼續(xù)留在鋼內(nèi)將惡化硅鋼磁性，為此應(yīng)在咼溫退火階段進行脫氮和脫硫，否則留在鋼中將阻礙磁疇壁移動，使磁化能力降低。咼溫退火工藝(1)GO鋼高溫退火工藝曲線(罩式爐)如圖5所示(2)Hi-B鋼高溫退火工藝曲線(罩式爐)3)注意事項：Hi-B鋼涂層后在72h內(nèi)裝爐，GO鋼涂層后在96h內(nèi)裝爐；溫度控制：加熱時以外罩溫度為準，冷卻時以爐臺溫度為準；一次均熱即低保

14、溫時間和MgO含水率及裝爐后從送電到一次均熱的時間有關(guān)，如表4所示：表4影響一次均熱時間的因素W1.4%1.52.5%2.64.0%4.0%W3.0h10h11h13h21h3.15.0h8h9h1119h5.17.0h6h8h9h17hW7.1h5h7h8h15h取向硅鋼高溫退火大致分為5個階段：第一階段:排除MgO中的化合水。因為MgO涂層含有部分Mg(OH)2,將化合水帶進了鋼卷內(nèi)，Mg(OH)2在400C開始分解，由于去掉化合水需要較長時間，因此要安排在600C(HiB鋼為650C)進行低溫保溫使水份充分排出，如果低保溫溫度定得高，那么排除的水份易使鋼帶氧化。在低保溫階段后期要經(jīng)常測露

15、點，只有當(dāng)露點降到V0C后，才能說明水份基本排凈，可以升溫。如果露點高就升溫將導(dǎo)致底層中含F(xiàn)eO多，使底層質(zhì)量不好。在向600C升溫過程中，溫度升到520C時，應(yīng)將保護氣由N2變換為H2+N2混合氣(Ax氣體，即H275%、N225%)這也是因為這時排除的水份較多了。需通入H2防止鋼帶氧化。第二階段：發(fā)展二次再結(jié)晶階段。GO鋼在950C980C在較短的時間內(nèi)約1020分鐘就可完成二次再結(jié)晶，Hi-B鋼約在1000C左右就開生二次再結(jié)晶，但HiB二次再結(jié)晶完成的時間比GO鋼要長得多，隨著溫度的升高，二次再結(jié)晶都能完成，但這時仍殘存有較粗大的初次再結(jié)晶晶粒。在這個階段要控制好升溫速度，如果升溫速度

16、V26C/h,則底層質(zhì)量不好，如果升溫速度26C/h,則鋼卷各處溫差大、熱應(yīng)力大、板形不好，以后需要更大的拉應(yīng)力平整，這對磁性不利。第三階段：硅酸鎂底層形成階段。當(dāng)溫度升到10001130C在進行二次再結(jié)晶發(fā)展及完善的同時鋼帶表面的SiO2也在和MgO反應(yīng)形成Mg2SiO4玻璃質(zhì)薄膜。在這個階段當(dāng)溫度升到1000C時保護氣由Ax氣轉(zhuǎn)化為純H2,露點發(fā)生變化，應(yīng)在此時測定露點，要求此時露點V-7C，最好是-15C,如果露點高，在形成硅酸鎂底層中含鐵過多，使薄膜附著性顯著變壞。當(dāng)此時露點-7C時應(yīng)將H2流量增大到原來流量的1.5倍，當(dāng)露點恢復(fù)到-15C后，再將H2流量恢復(fù)到原設(shè)定。第四階段：高保溫

17、階段。在此階段由二次晶粒吞食殘留的初次晶粒，使二次再結(jié)晶進一步完善，與此同時進行脫S和脫N，以達到凈化鋼質(zhì)的目的。其反應(yīng)為：S+H2-H2S2N+3H22NH3脫S反應(yīng)在1000C就開始進行了。在此階段，高保溫進行了5h后應(yīng)測露點，這時測得的露點最好是V-9C，如果-9C,則應(yīng)按原氣量的1.5倍加氫氣流量，當(dāng)露點V-9C后，H2流量再恢復(fù)到原設(shè)定值。第五階段：冷卻階段。從1200C降到1000C，冷卻速度對磁性影響不大，從1000C降到800C冷卻速度對磁性有影響，故從1000C降到800C要慢冷。2.2.10取向硅鋼拉伸退火工藝2.2.10.1熱平整拉伸退火工藝（1）目的：高溫退火時硅鋼卷由

18、于受熱應(yīng)力作用造成鋼帶板型不良，需進行熱平整以改善板形，拉伸時施以36N/mm2拉應(yīng)力，約產(chǎn)生0.1%的延伸率，可提高鋼帶的磁性。(2)熱平整退火基本工藝：水洗、酸洗清除鋼帶上粘結(jié)的殘留MgO；硫酸濃度：質(zhì)量分數(shù)4%8%；酸液溫度：7090C；首先水刷洗一稀硫酸酸洗一水刷洗一烘干。絕緣涂層在500C烘干。在不使磁性降低的最小張力下，在830900C的連續(xù)退火爐內(nèi)進行涂層燒結(jié)和熱平整。2.2.10.2絕緣涂層取向硅鋼絕緣涂層有T1、T2兩種都是磷酸鹽無機涂層。T1涂層由于易產(chǎn)生游離磷，造成鋼帶表面涂層發(fā)粘而被T2涂層取代。T2涂層最大的優(yōu)點在鋼板中產(chǎn)生36MPa的拉應(yīng)力，能使鐵損P17/50降低

19、0.050.11W/kg，磁致伸縮(dL/L),由+1.4X10-6減小到-0.3X10-6故該涂層又叫應(yīng)力涂層。T2涂層配方為：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark44磷酸二氫鋁Al(H2PO4)3868L硅溶膠Si(OH)41330L軟水670L無水鉻酸CrO3100kg粉末二氧化硅SiO215kg3)T2涂液溫度比重溫度：室溫比重：1.2521.261（4）T2涂層厚度：涂層越厚，拉應(yīng)力越大，故在不影響疊裝系數(shù)的前提下盡量涂厚，對Hi-B鋼目標值4.5g/m2范圍4.05.0g/m2左右；對于GO鋼目標值為3.0g/m2，范圍2.53.5g/m2；涂輥輥型

20、：；硬度：5564Hs3、取向硅鋼片的最新發(fā)展情況變壓器的總損耗由空載損耗（鐵損）、負載損耗（銅損）構(gòu)成。空載損耗不隨負載大小而變化，只要加上勵磁電壓就存在，僅隨電壓波動而有變化，可以認為在運行中是一個不變化的值，盡管空載損耗僅占總損耗的1/61/4，但從一晝夜的電能損失看其損失還是相當(dāng)大的。為了適應(yīng)節(jié)能型變壓器的發(fā)展，近年來國外在改進與提高磁感取向硅鋼的性能及研制新型非晶合金材料方面均有較大的發(fā)展。（1）在改進與提高磁感取向硅鋼性能方面：主要是制造更薄的高磁感取向硅鋼片，厚度為0.23mm甚至為0.180.15mm。0.15mm厚的高磁感取向硅鋼片在飽和磁感Bm=1.7T時的W渦流損耗為0.11W/Kg，磁滯損耗最低可降到0.2W/Kg,總損耗P17/50=0.3W/Kg，而Z6H0.30mm厚高磁感取向硅鋼片的P17/50=1.08W/Kg。為了發(fā)展新型節(jié)能變壓器在通過采取減薄高磁感取向硅鋼片厚度的同時在高磁感曲線硅鋼片的化學(xué)成分、冶煉、熱軋、冷軋、退火、涂層技術(shù)及設(shè)備方面也隨之有所發(fā)展。采用激光照射高磁感取向硅鋼片表面。目的是細化磁疇，使磁化曲線面積變窄以降低鐵耗。如采用EDKH0.23激光處理高磁感取向硅鋼片制造1500KVA變壓器的鐵芯比用厚為0.30mm的Z6H硅鋼制造同規(guī)格的變壓器，其鐵損可減少