硅鋼基礎(chǔ)知識(shí)

硅鋼帶的生產(chǎn)1903

年美國和德國首先生產(chǎn)了熱軋硅鋼。美國阿姆柯鋼公司于

1935

年開始生產(chǎn)冷軋取向硅鋼，20

世紀(jì)

40

年代初生產(chǎn)無取向硅鋼。50

年代主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家陸續(xù)引進(jìn)阿姆柯技術(shù)專利。70

年代前，世界約

80％取向硅鋼都按此專利生產(chǎn)。1968

年日本新日鐵正式生產(chǎn)高磁感取向硅鋼(Hi-B

鋼)。從

1971

年開始，美國等

6

個(gè)國家引進(jìn)了日本

Hi—B

鋼專利。從

1968

年開始，日本在冷軋電工鋼產(chǎn)品質(zhì)量、制造技術(shù)和裝備、開發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù)、科研和測(cè)試技術(shù)各方面都遠(yuǎn)超過美國，處于領(lǐng)先地位。我國太原鋼鐵(集團(tuán))公司于

1954

年首先生產(chǎn)熱軋硅鋼。1957

年鋼鐵研究總院研制成功冷軋取向硅鋼，到

1973

年已掌握阿姆柯技術(shù)專利要點(diǎn)。1974

年武漢鋼鐵(集團(tuán))公司從日本新日鐵引進(jìn)冷軋硅鋼制造裝備和專利，1979

年正式生產(chǎn)

11

個(gè)牌號(hào)的冷軋取向及無取向硅鋼。4．1

電工鋼的分類及性能4．1．1

電工鋼的分類電工鋼按其成分分為低碳低硅(碳含量很低，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于

0．5％)電工鋼和硅鋼兩類；按最終加工成形的方法分為熱軋硅鋼和冷軋硅鋼兩大類；按其磁各向異性分為取向電工鋼和無取向電工鋼。熱軋硅鋼板均系無取向硅鋼，硅鋼的磁各向異性是在冷軋后通過二次再結(jié)晶過程發(fā)展而成的，因此只有冷軋電工鋼才有取向與無取向之分。由于產(chǎn)品的用途不同對(duì)磁各向異性的要求不同。在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作的電機(jī)要求電工鋼磁各向同性，用無取向電工鋼制造；變壓器在靜止?fàn)顟B(tài)下工作，要求沿一個(gè)方向磁化(軋制方向)，用冷軋取向硅鋼制造，因此取向硅鋼又稱變壓器鋼。我國電工用熱軋硅鋼薄板的國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為

GB5212—85；從

20

世紀(jì)

60

年代開始，主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家陸續(xù)停止了熱軋硅鋼板的生產(chǎn)。我國冷軋晶粒取向、無取向磁性鋼帶(片)的國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為

GB2521—1996。標(biāo)準(zhǔn)中的牌號(hào)表示方法為：以字母

W

表示無取向鋼帶(片)；以字母

Q

表示取向鋼帶(片)；以字母

G

表示取向鋼中的高磁感材料。在一些資料、書籍中，稱普通取向硅鋼為

GO

鋼，高磁感取向硅鋼為

Hi-B

鋼，電工鋼分類見表

3—1。4．1．2

電工鋼的性能要求4．1．2．1

磁性能電工鋼是以其鐵損和磁感應(yīng)強(qiáng)度作為產(chǎn)品磁性保證值的。用戶對(duì)電工鋼的磁性能要求如下：(1) 低的鐵損。鐵損(尸

t)是由磁滯損耗(Ph)、渦流損耗(Pe)和反常損耗(Pa)三部分組成的。鐵損低可節(jié)省大量電力、延長電機(jī)和變壓器工作時(shí)間并簡(jiǎn)化冷卻裝置。因電工鋼的鐵損造成的電量損失占一個(gè)國家年發(fā)電量的

2．5％一

4．5％，其中變壓器約占

50％，小電機(jī)占30％，鎮(zhèn)流器占

15％。因此，各國生產(chǎn)電工鋼板總是千方百計(jì)地降低鐵損，并以鐵損作為考核產(chǎn)品磁性能的最重要的指標(biāo)，按鐵損值作為劃分牌號(hào)的依據(jù)。(2)

高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度高，鐵芯激磁電流(空載電流)降低，導(dǎo)線電阻引起的銅損和鐵芯鐵損降低，可節(jié)省電能。當(dāng)電機(jī)或變壓器容量不變時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度高可使鐵芯體積縮小和質(zhì)量減輕，節(jié)省電工鋼板、導(dǎo)線等的用量，并使鐵芯鐵損和制造成本降低，有利于制造、安裝和運(yùn)輸。(3)

對(duì)磁各向異性的要求。硅鋼是體心立方晶體結(jié)構(gòu)，其晶軸不同，磁化特性也不同。三個(gè)主軸方向的磁性，[100]方向?yàn)橐状呕S，[110]方向?yàn)榇我状呕S，[111]方向?yàn)殡y磁化軸。這種磁化特性稱為磁各向異性。電工鋼的用途不同，要求磁各向異性不同。電機(jī)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，要求電工鋼磁各向同性，用無取向電工鋼制造；變壓器在靜止?fàn)顟B(tài)下工作，要求磁各向異性，用冷軋取向硅鋼制造。(4)

磁時(shí)效小。鐵芯的磁性隨使用時(shí)間而變化的現(xiàn)象叫磁時(shí)效。磁時(shí)效主要是由于過飽和碳和氮析出微小碳化物和氮化物而引起的。所以要求電工鋼產(chǎn)品中碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和氮含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別小于

0．0035％和

0．005％。4．1．2．2

加工性能由于電工鋼還需要進(jìn)一步加工成形，用戶對(duì)電工鋼的加工性能也有一定的要求：(1)

好的沖片性。電工鋼成形的沖剪工作量很大，特別是微、小電機(jī)，所以要求電工鋼板的沖片性好。沖片性好能夠提高沖剪片的尺寸精度，延長沖剪工具的使用壽命。(2)

表面光滑平整，厚度偏差小和均勻。這項(xiàng)要求主要是為了提高產(chǎn)品的疊片系數(shù)(鐵芯有效利用空間)，保證沖剪片尺寸精度和便于鐵芯裝配。電工鋼板的疊片系數(shù)降低

1％，相當(dāng)于鐵損增高

2％和磁感強(qiáng)度降低

1％。4．1．2．3

好的絕緣膜．冷軋電工鋼產(chǎn)品表面涂有無機(jī)鹽或半有機(jī)鹽絕緣薄膜，以防止鐵芯疊片間發(fā)生短路而增高渦流損耗。對(duì)絕緣膜的要求是：(1)耐熱性好；(2)膜薄且均勻；(3)層間電阻高；(4)附著性好；(5)沖片性好；(6)耐腐蝕性和防銹性好。高磁感取向硅鋼表面涂以應(yīng)力涂層，使鋼板中產(chǎn)生拉應(yīng)力，通過細(xì)化磁疇使鐵損和磁致伸縮明顯降低。不同用途的電工鋼，對(duì)磁性、沖片性和絕緣性有不同的要求。不同的最終加工成形方法，對(duì)磁性和加工性有不同影響。冷軋電工鋼比熱軋電工鋼具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)磁性高，可節(jié)省大量電能；(2)表面光滑，疊片系數(shù)高；(3)沖片性好；(4)表面涂絕緣膜，便于使用；(5)成卷供應(yīng)，適用于高速?zèng)_床，利用率高。4．1．3

影響電工鋼性能的因素磁感應(yīng)強(qiáng)度和鐵損是電工鋼磁性的根本特性。4．1．3．1

影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的因素影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的因素有：(1)

無取向電工鋼的磁感應(yīng)強(qiáng)度主要與硅含量和晶體織構(gòu)有關(guān)。硅含量提高，磁感應(yīng)強(qiáng)度月

50

值降低。無取向電工鋼基本為混亂織構(gòu)，但調(diào)整成分和改善制造工藝，可使織構(gòu)中(100)和(110)位向組分加強(qiáng)，(111)組分減弱，Bso

值提高鋼中雜質(zhì)和夾雜物含量增高，以及成品晶粒尺寸增大，也使

B．so

值降低。(2)

冷軋取向硅鋼的硅含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))基本不變(在

2．9％一

3．5％Sl

的范圍內(nèi)變化)，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度只隨(110)[001]晶粒取向度提高或(110)[001]位向偏離角減小而增高。4．1．3．2

影響鐵損的因素影響鐵損

Pt

的因素多且復(fù)雜，因?yàn)橛绊懡M成

Pt

的磁滯損耗

Ph

渦流損耗

Pe

和反常損耗

Pa

的因素各不相同，而且其中一些因素對(duì)這三種鐵損組分具有完全相反的影響，只能最終看表現(xiàn)在

Pt

值上的綜合效果。無取向電工鋼鐵損

Pt

中，Ph

占

60％一

80％，主要是降低

Ph。取向硅鋼鐵損

Pt

中，Ph

僅占大約

30％，Pe

十

Pa

約占

70％，而

Pa

又比

Pe

大

1～2

倍，因此降低鐵損主要應(yīng)降低

Pa

和

Pe，特別是

Pa。A

影響磁致?lián)p耗

Ph

的因素影響幾的因素就是影響磁疇壁移動(dòng)的因素，它們是：(1)

晶體織構(gòu)。取向硅鋼(110)[001)取向度提高或無取向電工鋼中(100)位向組分增高，則Ph

降低。(2)

雜質(zhì)、夾雜物和內(nèi)應(yīng)力。它們使晶格發(fā)生畸變，位錯(cuò)密度增高，阻礙磁疇壁移動(dòng)，所以

Ph

增高。(3)

晶粒尺寸。晶界的晶格是畸變的，晶體缺陷多，使磁疇壁移動(dòng)阻力增大，所以晶粒小晶界面大，Ph

增高。(4)

板厚。成品厚度減薄，表面自由磁極能量(靜磁能)增大，磁疇壁移動(dòng)阻力增加，Ph

增高。(5)

表面狀態(tài)。鋼板表面平滑，表面自由磁極減少，磁疇壁移動(dòng)阻力減小，Ph

降低。B

影響渦流損耗

Pe

和反常損耗

Pa

的因素Pe

與電工鋼的電阻率

(取決于硅含量)成反比關(guān)系；與板厚

t

的平方成正比關(guān)系。Pa

與電工鋼的磁疇結(jié)構(gòu)有關(guān)。日本近十年降低取向硅鋼鐵損的三個(gè)主要措施(提高硅含量、減薄成品厚度和細(xì)化磁疇)就是以此理論為依據(jù)的。影響磁疇尺寸的主要因素是：(1)

晶粒尺寸。晶粒粗大，磁疇尺寸增大，疇壁移動(dòng)速度加快，而

Pa

與疇壁移動(dòng)速度平方成正比關(guān)系，所以

Pa

增大。(2)

(110)[001]位向偏離角。取向硅鋼[001]位向?qū)堉泼娴膬A角

時(shí)，1800

主磁疇尺寸減小，Pa

降低。(3)

拉應(yīng)力效應(yīng)。沿軋制方向加拉應(yīng)力，1800

磁疇細(xì)化和

900

亞磁疇減少，Pa

減低。應(yīng)力涂層就是據(jù)此效應(yīng)開發(fā)的。(4)

刻痕效應(yīng)。取向硅鋼表面沿橫向刻度可使磁疇細(xì)化，降低

Pa。但刻度使鋼板表面不平和疊片系數(shù)降低，故無實(shí)用價(jià)值。4．1．3．3

硅的作用硅是影響電工鋼磁性、力學(xué)性能最基本的因素。在電工鋼中加硅主要是提高電阻率，降低渦流損耗，同時(shí)使矯頑力和磁滯損耗也降低，從而使鐵損下降，但磁感應(yīng)強(qiáng)度和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度也降低，隨著硅含量增高，鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯提高，但硅含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于

3．5％時(shí)的屈服強(qiáng)度和硅含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于

4．0％時(shí)的抗拉強(qiáng)度又迅速降低，隨著硅含量增高，伸長率顯著降低，硬度迅速增高。因此，熱軋硅鋼的硅含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))上限約為

4．5％，冷軋硅鋼約為

4．5％，隨著硅含量增高，鋼的熱導(dǎo)率下降，鑄造晶粒粗大。4．2

硅鋼生產(chǎn)工藝4．2．1

生產(chǎn)硅鋼的理論依據(jù)在冶金生產(chǎn)過程中，影響磁性能的冶金因素是制定各類磁性鍋合理生產(chǎn)工藝的主要依據(jù)。3．2．1．1

取向硅鋼生產(chǎn)的理論依據(jù)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。圖

3?1

為體心立方晶格結(jié)構(gòu)示意圖，[100]方向?yàn)橐状呕S晶格結(jié)構(gòu)示意圖，（100）方向?yàn)橐状呕S，(110)方向?yàn)榇我状呕S，（111）方向?yàn)殡y化軸。這種磁化特性稱為磁各向異性。取向硅鋼就是利用這種磁各向異性原理制造出來的。圖3—2

為取向硅鋼的晶粒位向示意圖。[100]軸平行軋向(即鋼板的長度方向)，(110)面平行軋面(即鋼板表面)，這種位向稱為高斯織構(gòu)，表示為(110)（001)。高斯織構(gòu)是通過二次再結(jié)晶過程發(fā)展面成的。為了獲得優(yōu)良的高斯織構(gòu)必須具備三個(gè)條件。(1)

熱軋板中必須存在(110)（001）晶粒(2)

基體中必須含有細(xì)小并且均勻彌散分布的第二相質(zhì)點(diǎn)，也稱抑制劑(如

MnS、AIN等)。二次再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是晶界能，抑制劑的作用是阻礙初次再結(jié)晶晶粒長大，促進(jìn)二次再結(jié)晶發(fā)展，使（110）（001）位向的初次晶敞通過二次再結(jié)晶吞食其他位向的初次晶粒而迅速長大。抑制初次再結(jié)晶晶粒長大的能力，與抑制劑質(zhì)點(diǎn)尺寸成反比關(guān)系，與抑制劑質(zhì)點(diǎn)數(shù)量成正比關(guān)系。(3)

要求初次晶粒均勻細(xì)小因此，在鋼水成分、熱軋工藝、冷軋及熱處理工藝等方面均需保證上述條件的實(shí)現(xiàn)。取向硅鋼根據(jù)機(jī)理及生產(chǎn)工藝不取向硅鋼有普通取向硅鋼(GO

鋼)和高磁感取向硅鋼（Hi-B

鋼）之分。普通取向硅鋼以

MnS

作為抑制劑，采用二次冷軋工藝生產(chǎn)，進(jìn)行一次中間退火，產(chǎn)品易磁化軸[001]偏離軋制方向的平均角

在

70

左右；晶粒尺寸平均為

3—5mm。高磁感取向硅鋼以

MnS+AlN

作為抑制劑。采用一次冷軋工藝生產(chǎn)，產(chǎn)品易磁化軸[001]偏離軋制方向的平均角在

30

以內(nèi)，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度更高(Hi-B

名由此而來)，而鐵損更低，晶粒尺寸平均為

10mm

一

20mm。4．2．1．2

無取向硅鋼的生產(chǎn)特點(diǎn)無取向硅鋼有普通無取向硅鋼和高級(jí)無取向硅鋼之分。普通無取向硅鋼，w(Si)<1．5％，生產(chǎn)牌號(hào)相當(dāng)于

50W540、50W600；高級(jí)無取向硅鋼w(Si)>2.0％除控制硅含量外，為達(dá)到產(chǎn)品性能的要求，錳和鋁的含量也是無取向硅鋼煉鋼時(shí)要嚴(yán)格控制的，而碳、硫、氮等有害元素含量要盡量低。不同牌號(hào)產(chǎn)品對(duì)硅、錳、鋁含量及雜質(zhì)含量要求各不相同。除硅之外的其他辜要元素對(duì)性能的影響如下：(1)

鋁。鋁是良脫氧劑，鋁和硅有同樣的作用，即縮小丁相區(qū)，使晶粒細(xì)化，提高電阻率，減小矯頑力，降低鐵損，也使飽和磁感降低。另外，鋁固定鋼中的氮，減小磁時(shí)效。鋁可形成

A1N、Al2O3

等有害夾雜物。鋁含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在

0.005％～0．14％范圍內(nèi)容易形成細(xì)小的

AIN

質(zhì)點(diǎn)，在以后的退火時(shí)阻礙晶粒長大，使鐵攢明顯增高；當(dāng)大于

0．14％時(shí)，隨著鋁含量的增加，鐵損減少。鋁對(duì)鋼的強(qiáng)度和硬度的影響不如硅那么明顯，而對(duì)磁性有重要影響，因而高牌號(hào)硅鋼中鋁含量有逐漸增加的趨勢(shì)，最高牌號(hào)鋁含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))高達(dá)

1％以上，使鐵損明顯降低，而磁感也有一定程度的下降。硅鋁含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>之和的上限可達(dá)

4．2％。(2)

錳。錳可防止熱脆，錳與硫形成

M,nS

防止沿晶界形成低熔點(diǎn)

FeS。錳是擴(kuò)大

相區(qū)的元素，熱軋時(shí)可提高塑性和改善熱軋板組織及織構(gòu)，使(100)和(110)位向組分加強(qiáng)。錳含量增加，MnS

固熔溫度提高，促使

MaS

粗化，有利于以后晶粒長大，并且可提高鋒坯加熱溫度便于熱軋。但錳降低相變溫度，、使退火溫糜下降，晶粒尺小變小而影響磁性。錳可以提高鋼的強(qiáng)度和硬度，在低牌號(hào)中錳含量控制在較高范圍；在高牌號(hào)(硅和鋁較高)中錳含量控制在較低范圍。在硫含量較低的情況下，固溶的錳量增加可降低鐵損。錳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))一般控制在

0．1％～0．5％范圍內(nèi)。(3)

碳。碳是極有害的元素，因?yàn)樗c鐵形成間隙固溶體，使晶格畸變嚴(yán)重，引起很大的內(nèi)應(yīng)力，使磁性明顯下降。碳是產(chǎn)生磁時(shí)效的主要的元素，一般成品中的碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在

30×10-4％以下就不會(huì)產(chǎn)生磁時(shí)效現(xiàn)象。煉鋼時(shí)要盡量降低碳含量，現(xiàn)在國內(nèi)可將碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在煉鋼時(shí)降到

80×10-4％以下，從而減輕了后部工序的脫碳任務(wù)。(4)

磷。磷與硅的作用相似，即縮小

相區(qū)，使晶粒長大，提高電阻率和硬度，降低鐵損，減輕磁時(shí)效(阻礙碳化物析出)。但磷是晶界偏析元素，含量高會(huì)使冷加工性能變壞。在硅含量較低的情況下，磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))應(yīng)不超過

0．15％；在硅含量較高時(shí)，應(yīng)使磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))盡量降低，控制在

0．03％以下。(5)

硫。硫是僅次于碳的有害元素。硫使鐵損和矯頑力增大，最大磁導(dǎo)率和磁感降低，原因是硫與錳形成細(xì)小的

MnS

質(zhì)點(diǎn)，阻礙晶粒長大。因此，硫含量越低越好。無論鋼中硅含量的高低，隨著硫含量的增加，鐵損都明顯增加。因此，生產(chǎn)無取向硅鋼，脫硫成為生產(chǎn)中不可缺少的關(guān)鍵措施。(6) 氮、氧及其他元素。氮可形成細(xì)小的

A1N

和產(chǎn)生磁時(shí)效，而氧形成氧化物夾雜，它們都是有害元素，煉鋼時(shí)應(yīng)盡量降低其含量。鈦和鋯在鋼中形成穩(wěn)定細(xì)小的

TiN

和

ZrN

及

TiC，從而阻礙晶粒長大。因此生產(chǎn)高牌號(hào)電工鋼時(shí)，應(yīng)將鈦、鋯總量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))限制在

0．008％以下。普通無取向硅鋼采用一次冷軋法生產(chǎn)；高級(jí)無取向硅鋼采用二次冷軋法工藝。4．2．2

硅鋼生產(chǎn)工藝路線原料的化學(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。硅鋼生產(chǎn)工藝實(shí)際上是從原、輔材料開始，對(duì)冶煉、澆鑄、熱軋、冷軋、熱處理到精整進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量一貫管理，實(shí)行全過程的檢測(cè)、控制的一個(gè)系統(tǒng)工程。有人認(rèn)為在硅鋼生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中，冶煉的作用占

40％，熱軋占

40％，而冷軋及熱處理僅占20％的作用，可見冷軋前原料準(zhǔn)備的重要性。原料的品質(zhì)和生產(chǎn)工藝技術(shù)是硅鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵。圖

3-3

為冷軋硅鋼板帶生產(chǎn)工藝流程圖。4．3

冷軋硅鋼帶的原料準(zhǔn)備冷軋硅鋼帶的原料為熱軋硅鋼帶卷；但是自予硅鋼生產(chǎn)是一個(gè)從原、輔助材料開始到成品的系統(tǒng)工程，因此必須對(duì)冶煉、澆鑄、熱軋各工序進(jìn)行質(zhì)量一貫管理。4．3．1

冶煉硅鋼的化學(xué)成分、雜質(zhì)量的控制是硅鋼冶煉的關(guān)鍵。4．3．1．1

取向硅鋼的冶煉取向硅鋼以

MnS(及

A1N)作為抑制劑。除硅外，錳和硫是另外兩個(gè)必須嚴(yán)格控制的元素，這兩個(gè)元素在加工過程中有一個(gè)階段是需要的，但過了這個(gè)階段就不需要了；碳在錳和硫之間起平衡作用，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的不同牌號(hào)對(duì)鋼的成分進(jìn)行嚴(yán)格控制。GO

鋼及

Hi-B

鋼的主要化學(xué)成分及其作用如表

3—2

所示。取向硅鋼冶煉要求使用低錳鐵水，w(Mn)≤0．35％，最好在

0．15％以下，當(dāng)鐵水錳含量高時(shí)，必須將錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)脫到

0．35％以下；脫錳后的鐵水溫度必須高于

1350℃，以確保倒人轉(zhuǎn)爐的鐵水溫度高于

1300℃，采用頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐冶煉，主要任務(wù)是脫碳、脫錳、脫磷和調(diào)溫。冶煉中要求添加低錳廢鋼料；使用碳、錳、鋁含量低的高級(jí)硅鐵合金料；輔助材料含量穩(wěn)定，雜質(zhì)少。出鋼時(shí)向鋼包內(nèi)添加鋼芯鋁等脫氧；邊出鋼邊均勻地加大硅鐵合金，在出鋼量達(dá)到

70％以前加完。出鋼過程中鋼包底部吹氬。在鋼包內(nèi)用與鋼水成分相同或相近的厚板坯對(duì)鋼液進(jìn)行攪拌，使鋼水溫度均勻；夾雜物快速上浮以凈化鋼質(zhì)。出鋼后，鋼水在鋼包中進(jìn)行真空循環(huán)脫氣處理。其目的是微調(diào)成分，提高成分命中率，4．3．2

熱軋4．3．2．1

取向硅鋼熱軋取向硅鋼采用高溫加熱、高溫軋制、高終軋溫度和低溫卷取的三高一低工藝制度。A

高溫加熱工藝取向硅鋼連鑄坯的加熱及其熱軋，不僅是為了獲得所需要的鋼帶厚度和板形，更重要的作用是保證連鑄坯中粗大的

MnS、AlN

抑制劑在加熱過程中完全固溶，在熱軋過程中再使MnS

以細(xì)小彌散狀態(tài)析出，并控制

AlN

盡量少析出。MnS

和

A1N

的固溶程度，對(duì)

GO

鋼和Hi-B

鋼的磁性起決定性作用。實(shí)驗(yàn)證明，鑄坯加熱溫度越高，磁性就越好。加熱溫度決定于錳、硫、鋁；氮量。錳和硫含量增高，固溶溫度就增高；另外，提高硅含量使

MnS

固溶困難，降低碳含量使固溶溫度降低。為使抑制劑充分固溶，實(shí)際上鑄坯的加熱溫度要大于它的固溶溫度。GO

鋼鑄坯的加熱溫度設(shè)定在

1350～1370℃；Hi-B

鋼的錳、硫含量比

GO

鋼的高，因此

Hi-B

鋼幬坯加熱溫度設(shè)定在

1380--1400℃。此外，要控制升溫速度、各段溫度和在爐時(shí)間。加熱溫度高對(duì)加熱爐影響很大。由于鋼溫高，鋼很軟，用連續(xù)加熱爐加熱會(huì)發(fā)生粘鋼現(xiàn)象，宜采用步進(jìn)式加熱爐。加熱時(shí)間為

3h

左右。鑄坯在爐內(nèi)停留時(shí)間短，MnS、AIN

不能完全固溶；在高溫區(qū)停留時(shí)間長會(huì)發(fā)生過燒現(xiàn)象或晶界產(chǎn)生氧化。由于加熱溫度高，鑄坯表面熔化，因此產(chǎn)生爐渣很多，差不多生產(chǎn)兩三天就要停爐進(jìn)行扒渣。要提高熱軋生產(chǎn)率，必須解決爐底清渣問題。B

高溫軋制工藝在熱軋過程中不僅要將鑄坯軋到所需要的厚度，而且還要求在熱軋過程中能均勻細(xì)小地析出

MnS，并盡量少析出

A1N。對(duì)于

GO

鋼，粗軋時(shí)采取大壓下量高速軋制，要求進(jìn)連軋機(jī)的鋼坯溫度在

1150℃以上；在連軋過程中噴水冷卻，控制終軋溫度在

940℃±10℃；熱軋后鋼帶在輥道上進(jìn)行層流冷卻。對(duì)于

Hi-B

鋼，錳、硫含量比

GO

鋼的高，故

MnS

的析出溫度也高，大約在

1200℃，在此溫度下析出

MnS，而此時(shí)的

AIN

析出量很少。因此，Hi-B

鋼的加熱溫度更高，在粗軋時(shí)鑄坯溫度要高，軋制時(shí)間要短，采用大壓下量高速軋制。確保鋼坯進(jìn)連軋機(jī)前的溫度比

GO鋼的高，大于

1190℃；根據(jù)

AIN

的析出行為，鋼帶通過連軋機(jī)的時(shí)間越短越好，并加大冷卻水量，提高鋼帶冷卻速度，控制終軋溫度在

950℃以上；熱軋后鋼帶在輥道上進(jìn)行層流冷卻，保證進(jìn)行低溫卷取。這樣就能達(dá)到限制

A1N

高溫析出的目的，確保在以后的常規(guī)冷卻時(shí)，有足夠的有效

A1N

析出量。C

低溫卷取工藝為了限制

A1N

的析出，熱軋后鋼帶經(jīng)層流冷卻進(jìn)行快速冷卻，使鋼帶在卷取時(shí)能達(dá)到所要求的較低的溫度。GO

鋼卷取溫度控制在

550℃±10℃；Hi-B

鋼應(yīng)小于

550℃。4．3．3．2

無取向硅鋼熱軋影響無取向硅鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度的主要因素是硅含量和晶體織構(gòu)。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。無取向硅鋼采用低溫加熱、低溫軋制、終軋溫度低、卷取溫度高的三低一高的工藝制度。由于無取向硅鋼鑄坯中存在較粗大的

MnS、A1N

等，如果加熱溫度過高，它們會(huì)固溶在鋼中，在以后的熱軋過程中，由于固溶度隨溫度下降而降低，從而以細(xì)小彌散狀析出，阻礙以后退火時(shí)晶粒長大，使磁性變壞。因此，加熱溫度最好在

1100℃；以下，但是為了改善熱軋加工性，加熱溫度一般選在

1150~1280℃。在熱軋?jiān)O(shè)備能力允許的條件下，加熱溫度應(yīng)盡量低，但要使鑄坯內(nèi)外溫度均勻，一般

200mm

厚的鑄坯需保溫

3～4h終軋溫度一般控制在

800～880℃。卷取溫度為

550～650℃；。卷取溫度高于

700℃，可起到熱軋卷?；淖饔茫纳瞥善方M織、織構(gòu)和磁性，從而可省掉常化工序。但卷取溫度過高，熱軋帶氧化鐵皮厚，酸洗困難；由于熱軋鋼卷內(nèi)外圈溫度降低快，成品磁性不均勻，頭尾磁性低。如果鋼卷是在高溫下卷取后放在保溫罩中冷卻到

600℃以下，再進(jìn)行水冷可克服這些缺點(diǎn)。4．4

冷軋硅鋼帶生產(chǎn)冷軋硅鋼的生產(chǎn)是一個(gè)從原、輔材料開始，繹冶煉、澆鑄、冷軋、退火及涂層各道工序的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。從冶煉用鐵水開始到生產(chǎn)出取向、無取向冷軋硅鋼板帶工藝路線如圖3-4

所示。本節(jié)將以某廠生產(chǎn)冷軋硅鋼板帶為例敘述硅鋼生產(chǎn)的冷軋工藝及設(shè)備。4．4．1

熱軋鋼帶的?；八嵯垂桎摾滠埱氨仨毥?jīng)過酸洗工序，以去除熱軋鋼帶表面上的氧化鐵皮。酸洗前，Hi-B

鋼熱軋卷還必須進(jìn)行?；幚?。4．4．1．1

熱軋鋼帶的?；幚鞟

Hi-B

鋼熱軋卷?；疕i-B

鋼熱軋卷必須進(jìn)行常化處理，這是由

AIN

析出行為所決定的。在熱軋過程中，AIN

析出溫度范圍正處在精軋機(jī)軋制溫度范圍，鋼帶快速通過精軋機(jī)時(shí)，厚度也急劇減薄，溫度迅速下降，AIN

析出量減少，此時(shí)析出的

AIN

尺寸較大，抑制能力小；而在卷取后低溫析出的

AIN

質(zhì)點(diǎn)小而不穩(wěn)定。由于鋼中含有一定量的碳，在高溫?；瘯r(shí)產(chǎn)生一定數(shù)量的

相。氮在

相內(nèi)的溶解度遠(yuǎn)大于氮在

相內(nèi)的溶解度。所以在高溫常化處理過程中能夠大量地固溶那些在熱軋時(shí)低溫析出的細(xì)小而不穩(wěn)定的

AIN。?；罂刂评鋮s通過 相變，析出有效尺寸(10—50nm)的AIN。?；瘻囟?、均熱時(shí)間、開始冷卻溫度和冷卻速度的選擇是?；幚淼年P(guān)鍵，必須嚴(yán)格遵守。常化溫度范圍以

1050

一

1150℃為宜，最佳?；瘻囟仍?/p>

1100℃左右。常化溫度對(duì)磁性的影響：如圖

3-6

所示。從鋼帶人爐到開始冷卻的時(shí)間一般控制在

3．5--4．5min，其中均熱時(shí)間為

2min

左右。?；瘯r(shí)間短，AIN

析出量不足；?；瘯r(shí)間長，晶粒過大，都會(huì)使二次再結(jié)晶發(fā)展不完善。?；髧娝崩鋵?duì)提高磁性十分重要，因?yàn)樵诩崩溥^程中：AIN

大量析出，稱為“急冷效應(yīng)”。急冷的冷卻速度通過噴水量和噴水時(shí)間進(jìn)行控制。冷卻速度應(yīng)隨鋼中鋁含量不同而變化，鋁含量高的相對(duì)慢冷，鋁含量低的相對(duì)快冷。最好采用二段式常化處理制度，即在

1100—1120℃?；⒗鋮s到

920—940℃，保溫

2—3min

后再噴水冷卻，A1N

析出量增多并更細(xì)小彌散，磁性明顯提高，鐵損

P15

降低。B

無取向硅鋼熱軋卷常化由于熱軋卷的頭尾溫差比較大，同時(shí)鋼帶厚度方向的表面層和中心層晶粒組織不均勻，持別是硅、鋁含量高的高牌號(hào)硅鋼，熱軋后鋼帶中析出一部分對(duì)磁性有害的彌散的

A1N、MnS。熱軋卷常化是提高無取向硅鋼磁性及其均勻性的一個(gè)重要手段。通過常化處理可使整個(gè)鋼卷再結(jié)晶更加完善、晶粒尺寸均勻和粗化；AIN、MnS

進(jìn)一步聚集粗化，減小以后退火對(duì)晶粒長大的抑制作用；使織構(gòu)中對(duì)磁性有利的(100)(110)位向組分增加，(111)組分減弱。因此，常化處理使無取向硅鋼成品的磁感應(yīng)強(qiáng)度提高，鐵損降低。?；瘻囟仍礁?、時(shí)間越長，成品的磁性越好，但溫度過高和時(shí)間過長，會(huì)使晶粒長得過大，在以后的冷軋時(shí)容易發(fā)生脆斷或邊裂等問題。因此，對(duì)不同牌號(hào)應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定其最佳的工藝參數(shù)。一般連續(xù)?；癄t的常化溫度為

800～1050℃。Si+A1

的總含量高，常化溫度要低些。保溫時(shí)間以

1～3min

為宜。4．4，1．2

熱軋鋼帶的酸洗硅鋼硅含量高，其氧化鐵皮中含有一定量的

SiO2，這種氧化鐵皮僅用酸洗不容易去掉，所以在酸洗前進(jìn)行機(jī)械除鱗是必要的。A

噴丸預(yù)處理機(jī)械除鱗一般采用噴丸處理，作為酸洗工藝的預(yù)處理。一般噴丸機(jī)設(shè)

4

個(gè)噴頭，上下各兩個(gè)，對(duì)鋼帶上下兩面同時(shí)進(jìn)行噴丸處理。每個(gè)噴頭的噴丸能力為

500—1,000kg／min，鋼丸粒度約為

1．0mm。設(shè)計(jì)采用鑄鋼丸，現(xiàn)用

1mm

鋼絲切割，長

lmm。噴丸后停留在鋼帶面上的鋼丸，通過安裝在噴丸機(jī)出口側(cè)的去丸裝置全部去掉。為防止浪費(fèi)鋼丸，當(dāng)鋼帶停止運(yùn)行時(shí)，鋼丸喂給裝置及噴頭可以停止噴丸。噴丸機(jī)底部設(shè)有螺旋運(yùn)輸機(jī)、斗式提升機(jī)，用于將鋼丸提升到頂部的鋼丸分離器中。分離器將鐵皮、渣子及損壞的鋼丸分離出來，將可用的鋼丸重新送人鋼丸推進(jìn)器重復(fù)使用。噴丸機(jī)產(chǎn)生的鐵皮、渣子用吸塵器吸出進(jìn)行清除，不允許噴丸時(shí)產(chǎn)生粉塵外逸，以保證環(huán)境衛(wèi)生。B

酸洗硅鋼采用鹽酸進(jìn)行酸洗效果較好。酸液中

HCl

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2％～4％，酸洗溫度

70—80℃。酸洗槽采用焊接鋼板結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯特殊橡膠，其上砌耐酸磚；兩個(gè)下沉輥設(shè)在槽的進(jìn)出口兩端，能使鋼帶有效地浸漬在酸洗液中；酸洗液通過直接噴吹蒸汽進(jìn)行加熱，并啟動(dòng)地維持酸洗液的溫度。酸洗槽中裝有一個(gè)提升器，當(dāng)作業(yè)線停止工作時(shí)，將鋼帶提起以防止過酸洗。酸洗槽尺寸為

16678mm(長)×1788mm(寬)×867mm(高)；平均液位

751mm。C

供酸系統(tǒng)供酸系統(tǒng)包括

HCI

儲(chǔ)存槽、高位槽、HCI

及水的測(cè)量槽、供酸泵及管道等。系統(tǒng)向酸洗槽供給鹽酸和水。圖

8-7

為供酸系統(tǒng)示意圖。D

排煙裝置排煙裝置采用水沖洗由酸洗槽和酸液噴洗槽排出的煙氣，以便將鹽酸霧氣從煙氣中去掉，去除掉酸霧的煙氣經(jīng)煙囪排出室外。圖

8?8

為排煙裝置示意圖。E

廢酸液儲(chǔ)存槽廢酸液儲(chǔ)存槽用于儲(chǔ)存由酸洗槽內(nèi)作為廢酸液流回來的

HCl

溶液，以及由于酸洗槽維修而從該槽中暫時(shí)回流的

HCl

溶液。暫存的

HCl

溶液可用供給泵送回酸洗槽繼續(xù)使用。4．4．2

軋制工藝硅鋼隨著硅含量的增加，鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯提高(硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于

3．5％時(shí))，伸長率顯著降低，硬度迅速增高。硅鋼的軋制比其他軟鋼困難，而且硅鋼特別要求要有精確的成品厚度以及精確的壓下率，同時(shí)要有好的板形。因此，一般冷軋硅鋼采用二十輥軋機(jī)進(jìn)行可逆式冷軋。低牌號(hào)硅鋼也可以在四輥或多輥軋機(jī)上冷軋。為提高生產(chǎn)率，目前日本在生產(chǎn)硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1．5％一

2．5％的中等牌號(hào)硅鋼時(shí)已大量采用連軋機(jī)生產(chǎn)。4．4．2．1

冷軋工藝硅鋼冷軋不僅使鋼帶減薄而獲得所需要的厚度’，同時(shí)還為獲得理想的初次再結(jié)晶組織及織構(gòu)創(chuàng)造有利條件，因此冷軋分為一次冷軋法和二次冷軋法兩種冷軋方法：，根據(jù)不同牌號(hào)鋼種而分別采用。A

取向硅鋼冷軋Hi-B

鋼采用一次冷軋法，GO

鋼采用二次冷軋法。a

Hi-B

鋼一次冷軋Hi-B

鋼一次冷軋總壓下率為

81％～90％，這是獲得高磁感應(yīng)強(qiáng)度的必要條件之一。一次大壓下冷軋?jiān)诶滠埌迳a(chǎn)中產(chǎn)生更多的具有{111}<112>位向的變形帶，在這些變形帶之間的過渡處保留了原來的{110}<001>位向的亞晶粒。在隨后的脫碳退火時(shí)過渡帶的{110}<001>亞晶粒，通過聚集而形成位向準(zhǔn)確的(110)[001]初次晶粒(二次晶核)，并與其周圍的{111}<112>形變帶構(gòu)成大角晶界。退火后獲得細(xì)小均勻的初次再結(jié)晶基體，在初次再結(jié)晶織構(gòu)中，(111)[112)組分加強(qiáng)，(110)[001)組分減弱，(110)[001)二次晶粒位向更準(zhǔn)確，但數(shù)量少，因此形成時(shí)二次晶粒尺寸更大。Hi-B

鋼冷軋壓下率對(duì)磁性的影響如圖

3—10

所示。圖

8-10

是熱軋板厚度為

2．4mm

的H1—B

鋼，預(yù)軋到不同厚度，經(jīng)

1120℃和

4min

常化處理后一次冷軋到

0．285mm，經(jīng)835℃濕氣氛脫碳，涂

Mgo

隔離層，并于

1150℃高溫退火后的磁感

B10

值與冷軋壓下率的關(guān)系圖，證明冷軋壓下率對(duì)磁性的影響很大。實(shí)驗(yàn)證明，總壓下率對(duì)磁性有影響，而道次壓下率對(duì)磁性影響不大。關(guān)于

Hi-B

鋼的時(shí)效軋制介紹如下所謂時(shí)效軋制就是使用粗面工作輥，大壓下；閉油-快速軋制。由軋制時(shí)產(chǎn)生的變形熱使鋼板溫度升高(有效溫度為

100—300℃?)，能夠提高磁性。其機(jī)理是通過變形時(shí)效作用使鋼帶中的固溶碳和氮含量增多，提高了釘扎位錯(cuò)的能力；阻礙了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而改變了滑移系統(tǒng)，使冷軋織構(gòu)發(fā)生變化，促使形戒更多的變形帶和過渡帶，使脫碳退火后初次再結(jié)晶基體中位向準(zhǔn)確的二次晶核增多，成品二次晶粒尺寸變小，并使鐵損減少。時(shí)效軋制還具有提高鋼帶塑性、減少軋制斷帶、提高成材率等作用。b．GO

鋼的二次冷軋法GO

鋼采用二次冷軋工藝，在兩次冷軋間進(jìn)行一次中間退火。GO

鋼冷軋的重點(diǎn)是控制第二次冷軋的壓下率，適當(dāng)?shù)牡诙卫滠垑合侣?，能夠保證脫碳退火后在初次再結(jié)晶基體中產(chǎn)生一定數(shù)量的位向較準(zhǔn)確的(110)[001]晶粒，這是提高磁性的關(guān)鍵。初次再結(jié)晶織構(gòu)中(110)[001]組分強(qiáng)，其次是(111)[112]組分。二次晶粒數(shù)量多，所以尺寸較小。第二次冷軋壓下率控制在

50％～60％時(shí)，磁性能最高，見圖

3-11。c、冷軋前板溫控制硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3％的硅鋼的塑性：脆性轉(zhuǎn)變點(diǎn)在

40～50℃，為防止冷軋時(shí)斷帶，冷軋前鋼卷溫度保持在

50℃以上是有利的。一般采用控制酸洗后鋼卷的卷取溫度大于

50℃，酸洗后立即進(jìn)行冷軋。不能及時(shí)軋制肘，鋼卷應(yīng)放在保溫臺(tái)上(通蒸汽)保溫。當(dāng)硅含量偏高或室溫很低時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼卷端部進(jìn)行火焰加熱。d

冷軋質(zhì)量要求除嚴(yán)格控制冷軋壓下率外，對(duì)冷軋帶厚度及板形也有嚴(yán)格要求，厚度公差見表

3—3。要求鋼板無瓢曲，允許有熱處理能消除的邊浪；要求表面無輥印、無劃傷，表面光潔。B

無取向硅鋼冷軋35W400、50W400

以下牌號(hào)的普通無取向硅鋼一般采用一次冷軋法生產(chǎn)，高牌號(hào)無取向硅鋼常采用二次冷軋法生產(chǎn)。a

一次冷軋法普通無取向硅鋼一般采用一次冷軋法生產(chǎn)。由帶厚為

2．0--2，5mm

的熱軋鋼帶經(jīng)一個(gè)軋程軋到所要求的成品厚度(0.35—0.70mm)，總壓下率為

70％+90％。對(duì)道次壓下率沒有要求，應(yīng)根據(jù)軋機(jī)的能力、鋼帶的加工性能、扳形和表面狀況等因素確定；為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)充分發(fā)揮軋機(jī)的能力，在允許的條件下，盡量采用大壓下量冷軋，但壓下量過大，會(huì)產(chǎn)生裂邊、板形變壞等不良結(jié)果。一般第一、第二道次用大壓下率軋制，以后隨著鋼帶加工硬化的不斷增加，道次壓下率逐漸減小，使各道次的軋制壓力大致相同。通常一次冷軋用3—5

道次軋制。為了獲得良好的板形，消除熱軋帶的波動(dòng)，有時(shí)也可以采取增加軋制道次的軋制方法。軋制張力應(yīng)控制在鋼帶屈服極限的

35％一

60％。控制好張力是保證軋制過程的穩(wěn)定，獲得良好的板形、厚度公差和降低單位軋制壓力的有效措施。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。軋制速度提高，軋制壓力相應(yīng)減小。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，防止熱軋鋼帶厚度波動(dòng)大產(chǎn)生不均勻變形而造成成品厚度公差大，也防止斷帶。第二道開始軋制速度逐漸提高。b

二次冷軋法高牌號(hào)無取向硅鋼常采用二次冷軋法生產(chǎn)。高牌號(hào)無取向硅鋼也可以采用一次冷軋法生產(chǎn)，但熱軋帶要經(jīng)過?；幚?。二次冷軋法有兩種：(1)

第一次用較大壓下率軋到一定厚度，經(jīng)過中間退火后，再以

5％～15％的壓下率二次冷軋到成品厚度。這種方法稱為臨界壓下法或調(diào)質(zhì)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，是這種方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)。(2)

經(jīng)兩次中等壓下率(40％二

70％)軋到成品厚度，兩次冷軋之間經(jīng)中間退火。這種方法稱為中等壓下率法。中等壓下率法生產(chǎn)的產(chǎn)品鐵損低，磁感高。高牌號(hào)硅鋼可采用中等壓下率法生產(chǎn)。4．4．3

中間退火工藝GO

鋼和高級(jí)無取向硅鋼采用二次冷軋法進(jìn)行生產(chǎn)，在兩次冷軋之間要進(jìn)行一次中間退火。4．4．3．1

GO

鋼的中間退火一般，兩個(gè)冷軋軋程之間的中間退火目的是進(jìn)行再結(jié)晶、消除冷軋加工硬化，以便于第二次冷軋。而硅鋼的中間退火，除了進(jìn)行再結(jié)晶、消除冷軋加工應(yīng)力外，還為產(chǎn)品得到所需要的磁性作準(zhǔn)備。對(duì)于

GO

鋼，中間退火還要使固溶的

MnS

析出量增加；使鋼部分脫碳，將碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在一定范圍內(nèi)(0．015％以上)，增加第二次冷軋時(shí)的應(yīng)變能，對(duì)第二次冷軋后脫碳退火時(shí)的再結(jié)晶有利。中間退火工藝要求快速升溫到再結(jié)晶溫度以上，其目的是減少再結(jié)晶前的回復(fù)和多邊化過程所消耗的儲(chǔ)能，有利于形成完善的細(xì)小均勻的初次再結(jié)晶晶粒。在中間退火時(shí)熱軋過程中尚未充分析出的

MnS

繼續(xù)析出，使

MnS

數(shù)量增多，提高抑制能力。中間退火溫度為

850—950℃。溫度過低，再結(jié)晶不完善；溫度過高時(shí)，再結(jié)晶晶粒過大。這都影響二次再結(jié)晶的發(fā)展。退火時(shí)間，從進(jìn)爐到出爐約為

2．5—4min。退火氣氛為

15%—20%H2+85％一

80％N2(體積分?jǐn)?shù))，通過加濕器進(jìn)入爐中；露點(diǎn)為20-30℃。-

4．4．3．2

高級(jí)無取向硅鋼的中間脫碳退火中間脫碳退火的目的是將碳含量脫至一定范圍，并使晶粒適當(dāng)長大。A 脫碳的機(jī)理硅鋼在氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體中進(jìn)行退火，脫碳主要靠保護(hù)氣體中的水蒸氣，其反應(yīng)方程式如下：反應(yīng)所生成的

CO

隨流動(dòng)的保護(hù)氣氛不斷地排出爐外，而碳由鋼帶內(nèi)部不斷地向表面擴(kuò)散，因此使上面的反應(yīng)式不斷地向右進(jìn)行，鋼中的碳不斷地減少。B

影響脫碳的因素影響脫碳的因素主要有：(1)

溫度。退火溫度升高，碳的擴(kuò)散速度增加，脫碳速度相應(yīng)加快；但是由于受相變及表面氧化的影響，退火溫度過高，使鋼帶表面的氧化速度加快，表面形成含

SlO2

的致密的氧化膜，阻礙脫碳的順利進(jìn)行。因此硅鋼的脫碳有一個(gè)最適宜的溫度范圍，大約在

820℃左右。

當(dāng)退火溫度低于該適宜溫度范圍時(shí)，碳的擴(kuò)散速度減慢，影響脫碳效果；高于適宜溫度范圍時(shí)，氧化速度加快，阻礙脫碳順利進(jìn)行。(2)

氣氛。為了強(qiáng)化脫碳反應(yīng)，必須保證氣氛中水蒸氣的分壓

P

水與氫氣的分壓

P

氫氣的比值合適。因?yàn)槊撎細(xì)夥帐茄趸缘?，為防止表面氧化，氣氛中?yīng)有一定量的

H2。但

H2

含量不能過多，因?yàn)橐３?/p>

P

水／P

氫氣不變，H2

過多，水蒸氣量也要相應(yīng)增加，氣氛的露點(diǎn)過高，鋼帶表面更易氧化。所以，純氫氣作為脫碳?xì)夥帐?/p>