薄板坯连铸连轧流程生产高磁感取向硅钢的研究现状与技术分析

概述了高磁感取向硅钢生产工艺的研究现状及发展趋势。介绍了国内外薄板坯连铸连轧流程生产高磁感取向硅钢的研究现状。从流程工序特点、热履历、组织与抑制剂控制方面进行对比,分析了薄板坯连铸连轧流程相对传统板坯流程生产高磁感取向硅钢的技术优势,在此基础上提出了利用该流程生产高磁感取向硅钢需要解决的主要技术难点。     

薄板坯连铸连轧生产取向电工钢模拟实验

 在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧流程试制了取向电工钢。结果表明,实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧流程生产取向电工钢是可行的。试制的电工钢成品磁感较好,铁损偏高。实验中,铸坯中柱状晶发达,有穿晶出现,铸坯心部有少量等轴晶。热轧板和常化板晶粒尺寸沿板厚方向有明显变化,组织沿板厚方向可分为表面脱碳层、过渡层、中心层。中间退火后晶粒细小,脱碳退火后晶粒细小均匀。试验中,常化和产品厚度对产品磁性能的影响不明显。     

薄板坯连铸连轧流程试制取向硅钢抑制剂的析出特点

 在实验室模拟薄板坯连铸连轧流程试制取向硅钢的基础上,通过大量的透射电镜观察和分析检测,得到了脱碳退火后钢中形成的析出物的情况,确定了钢中的主抑制剂为Cu2S,同时还存在少量的辅助抑制剂AlN以及以复合析出物形式存在的微量的MnS。研究了Cu2S主抑制剂在薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢的析出特点,分析了实验用钢中Cu2S抑制力。结果表明,Cu2S作为薄板坯连铸连轧流程生产普通取向硅钢的主抑制剂有足够的抑制能力,能够满足CGO钢二次再结晶的要求。     

薄板坯连铸连轧取向硅钢流程中Cu_2S抑制剂的析出行为

研究了Cu2S抑制剂在薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢全流程中的析出特点。结果表明:典型成分取向硅钢主抑制剂Cu2S在全工序进程中析出粒子呈不断长大的趋势,粒子分布密度与体积分数在高温退火前也不断增加,高温退火净化后,剩余粒子变大,分布密度大大降低,对应体积分数也降低。     

无取向硅钢相变点及其高温力学性能

使用Gleeble3800热模拟试验机对无取向硅钢进行CCT曲线测定及高温拉伸试验。结果表明,无取向硅钢的两相区大致在915~1000 ℃之间,相变始末点的温度随着冷却速度的增加而降低;枝晶处富集液相薄膜导致试验用钢出现第Ⅰ脆性温度区,为1250℃~T_m;未出现第Ⅱ、Ⅲ脆性温度区;600~1100 ℃区间内,Z值均达到75%以上。γ→α的转化是1050~900 ℃温度段的塑性以及抗拉强度随温度降低呈现先降低后升高的主要原因。     

热轧工艺对TSCR流程生产取向硅钢组织和性能的影响

取向硅钢热轧板中组织、织构梯度对发展完善的二次再结晶十分关键,通过对2种不同热轧工艺生产取向硅钢的组织、织构进行研究,结果表明:采用后道次大压下热轧工艺时热轧板表层再结区晶粒平均尺寸增加,再结晶区厚度增加,高温退火后二次晶粒尺寸减小;采用后道次大压下热轧工艺热轧时,热轧板中平均等效应变高,热轧板厚度心部{100}〈011〉和{100}〈001〉位向取向强度降低,({111}～{113})〈110〉位向取向强度提高,高温退火后{110}〈001〉位向偏离角降低,磁性能提高。     

组织和织构对中低牌号无取向电工钢磁性能的影响

影响无取向电工钢磁性能的两个主要因素是组织和织构。研究表明：随着牌号的升高,晶粒尺寸增大,有利于铁损的降低;（si＋A1）含量变化时,主要织构组成不变,但是随着（Si＋Al）含量的增加,有利的高斯织构{110}〈001〉强度由4．0减少到2．0,不利织构1的强度由15．1增加到2．0．6;可以通过改善轧制工艺减少不利织构,提高磁感。     

50W600无取向硅钢在轧制与退火工序间的织构演变

运用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了50W600无取向硅钢在热轧→冷轧→退火工序间织构的演变。结果表明:由于热轧板沿板厚方向的应力场和温度场存在差异,导致热轧板不同层织构类型和强度存在差异;热轧板表层主要存在铜型、黄铜和高斯织构,1/4层织构主要为α纤维织构和较弱的高斯织构,中心层织构较单一,主要为α纤维织构;和热轧板相比,冷轧板各层织构差异较小,为典型的轧制织构(α纤维织构和γ纤维织构);退火板各层都表现为γ纤维织构增强、α纤维织构减弱,旋转立方织构基本消失。     

稀土铈含量对1.2%Si无取向电工钢组织、织构及磁性能的影响

在实验室模拟CSP流程制备了不同含量稀土铈(质量分数0~0.018%)的1.2%Si无取向电工钢,并对其进行1 000℃×5min的再结晶退火处理,研究了铈质量分数对无取向电工钢夹杂物、显微组织、再结晶织构和磁性能的影响。结果表明:随着铈质量分数的增加,微细夹杂物数量、再结晶晶粒尺寸、{100}和{110}织构组分、磁感应强度先增后减,{111}织构组分、铁损先减后增;铈的质量分数为0.005 1%时,钢中的夹杂物数量最少,再结晶晶粒尺寸最大,有利织构最多,磁性能最优,铁损P15/50为3.253W·kg-1,磁感应强度B50为1.751T。     

铈对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢再结晶组织和织构的影响

利用OM、SEM/EBSD、OIM等手段研究了铈对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢再结晶过程中组织和织构的影响,重点探讨了铈对再结晶率和再结晶晶粒平均尺寸、初始再结晶织构以及再结晶过程中织构演变规律的影响,并分析了其机理。结果表明,含铈试验钢的再结晶率和平均晶粒尺寸均高于不含铈试验钢,且含铈试验钢的再结晶形核织构中有利织构所占的比例更高,对磁性能不利的{111}面织构所占的比例更低。主要原因是无取向硅钢中适量的铈能够有效抑制MnS等微细夹杂的析出并使AlN和Al_2O_3等夹杂球化、粗化,阻碍了{111}位向的晶粒在夹杂物周围的优先形核和长大。