Ce-La合金化处理对取向硅钢夹杂物特征的影响

 为了研究稀土处理对取向硅钢中夹杂物特征的影响,借助FE-SEM/EDS和图像分析软件分析了稀土处理前后热轧取向硅钢夹杂物的成分、形貌、尺寸和数量并解明了影响机理。研究结果表明,未添加稀土的试验钢中,典型的夹杂物为形貌不规则的MnS-AlN复合夹杂物以及片状或条状的AlN夹杂物;添加稀土后,夹杂物则以球状或椭球状的CeS-LaS、CeS-LaS-AlN、Ce₂O₂S-La₂O₂S复合夹杂物和AlN夹杂物为主。稀土处理有效改善了夹杂物形貌,特别是大尺寸氮硫化物的形貌特征,未检测到MnS类夹杂物。尽管加入较多的稀土后夹杂物数量增加,大于5 μm夹杂物的平均尺寸增大量明显(增大0.89 μm),但整体夹杂物的平均尺寸仅增大了0.40 μm。由于稀土的脱硫作用,且稀土硫化物与AlN晶格常数差异大,钢中氮硫化物的数量密度和面积分数降低。稀土降低了AlN在钢中的平衡溶度积,使AlN夹杂物提前析出,导致AlN夹杂物数量增多,且先析出的AlN出现一定程度的长大。稀土对MnS在凝固前沿的析出有抑制作用,有利于热轧和常化过程析出更多用作抑制剂的MnS和AlN。在充分脱氧的取向硅钢中适当降低钢中酸溶铝含量,调整稀土在钢中的用量,在不增加钢中大尺寸夹杂物含量的前提下,发挥MnS、AlN抑制剂作用和Ce-La合金化作用。此外,通过稀土处理控制钢中夹杂物形貌特征,将有望达到改善钢的热轧组织和轧制加工性能的目的。     

夹杂物对无取向硅钢磁性能的影响

综述了钢中夹杂物的尺寸、种类、数量和形态对无取向硅钢磁性能的影响。无取向硅钢中的夹杂物,以尺寸较小的MnS、AlN、Cu_x S等为主。对磁性能影响较大的夹杂物尺寸为0.1～1.0μm,随钢中夹杂物数量增加,对硅钢磁性能劣化的影响增大。采用钙、稀土处理,可以去除无取向硅钢中绝大部分的微细夹杂物,并形成尺寸较大的稀土、钙氧硫化物。工业化生产过程中,应优先改善夹杂物的尺寸,尽量避免生成0.1～1.0μm尺寸范围内的夹杂物。同时,根据冶金设备、精炼方法、连铸工艺,选择夹杂物控制高纯化,还是无害化生产路线。     

夹杂物对无取向硅钢磁性能的影响

分析了冷轧无取向硅钢中主要的夹杂物对磁性能的影响，并讨论了减少和控制夹杂物的措施。     

锰含量对无取向硅钢夹杂物析出的影响在线观察

借助高温激光共聚焦显微镜,在线观察了不同Mn含量下无取向硅钢试样中的夹杂物析出、变化情况。结果表明,Mn含量为0.77%、0.32%时,对应试样的夹杂物数量分别为1 000万个/mm3、1 600万个/mm3。其中,0.77%Mn含量试样,夹杂物在1 115~1 098℃、1 068~1 032℃析出;0.32%Mn含量试样,夹杂物在1 086~1 068℃析出。0.77%Mn含量试样,优先析出球形、椭球形Mn S夹杂,其析出夹杂数量较少,尺寸较大,能有效抑制Al N、CuxS夹杂析出;0.32%Mn含量试样,优先析出相当数量Mn S夹杂,并作为Al N夹杂析出核心,形成Mn S+Al N复合夹杂。这种复合夹杂物数量较多,尺寸也较大。     

钙处理对成品无取向硅钢夹杂物特性的影响

通过取样检测结合热力学计算,分析了钙处理对成品无取向硅钢中夹杂物特征及硫化物夹杂的析出机制的影响。结果表明,钢中尺寸大于3μm的有害夹杂物主要是AlN、MgO-SiO₂、CaO-Al₂O₃-SiO₂类复合夹杂物及其与MgS、MnS、CaS的复合析出物。钙处理钢中没有检测到单独的Al₂O₃、SiO₂及铝酸钙类夹杂物。钙处理钢中形成的液态3CaO·Al₂O₃、MgO·SiO₂和Al₂O₃夹杂物被精炼渣吸收,改性去除了钢中大尺寸Al₂O₃夹杂物。钙处理钢中尺寸大于3μm的氧化物夹杂主要是含CaO和(或)CaS的Al₂O₃-SiO₂类夹杂。硫化物在MgO-SiO₂类氧化物表面的析出有利于其形貌趋于规则。钢...     

Ce对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢夹杂物变质的影响

研究了添加单一稀土元素Ce后2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢中夹杂物的变质机理。依据冶金热力学理论计算了Ce添加后,钢液中可能生成的夹杂物种类,分析了各种夹杂物存在的稳定性和相互转化的条件。在此基础上,利用SEM、EDS研究了Ce对无取向硅钢中夹杂物数量、尺寸、形貌及类型的影响。结果表明:适量的Ce显著降低了无取向硅钢中微细夹夹杂物(小于1μm)的数量,增加了粗大夹杂物(2~5μm)数量;Ce使AlN、Al_2O_3等夹杂物变性为球状的CeO_2S_2+AlN、CeS+CeAlO_3和CeS+Al_2O_3等复合夹杂物,有效抑制了钢中MnS的析出。     

稀土处理对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响

通过工业试验研究了不同稀土含量对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响。研究结果表明,当稀土质量分数为0.002 1%时,稀土元素主要形成(La, Ce)AlO₃夹杂物,从而进行脱氧、变质钢中Al₂O₃夹杂物;随着钢中稀土含量的增加,稀土主要形成以(La, Ce)AlO₃-(La, Ce)₂O₂S类和(La, Ce)₂O₂S类稀土夹杂物,主要降低了钢中硫化物的析出量,但是此时生成的稀土夹杂物对钢中大量温降过程析出和二次氧化产生的Al₂O₃类夹杂物的改性作用较弱,这导致稀土含量高时钢中Al₂O₃夹杂物的数密度明显增加。此外,夹杂物长宽比的统计结果表明,稀土处理使铸坯中夹杂物发生明显球化,但在随后的热轧工序中,常规处理与稀土处理的热轧板中夹杂物的平均长宽比差异较小。即在工业生产实际中,稀土处理对成品组织中的夹杂物的长宽比影响很小,影响夹杂...     

铌对取向硅钢中析出物固溶温度的影响

选用含铌0.09%和不含铌的两种铸坯,将铸坯分别加热至不同温度,并保温30 min后进行淬火处理,利用JEM-2011透射显微镜对试样的显微组织进行观察,同时在扫描电镜下确定铸态组织中黑色物质的形貌,通过观察析出物在不同温度下的数量分布情况,分析比较取向硅钢在含Nb和不含Nb两种状态下析出物的固溶温度。结果表明:含铌取向硅钢铸坯的晶粒尺寸与不含铌铸坯的晶粒尺寸相比更加均匀细小,铌元素有阻碍晶粒长大的作用;含Nb取向硅钢中析出物的完全固溶温度在1 250～1 300℃,不含Nb的析出物完全固溶温度在1 300℃以上,说明Nb能够明显降低析出物的完全固溶温度。     

化学成分体系对无取向硅钢夹杂物控制的影响

 结合工业化生产的无取向硅钢,采用非水溶液电解+扫描电镜观察方法,探讨了化学成分体系对夹杂物控制的影响。结果表明,随着Si、Al元素含量升高,氧化物夹杂数量明显减少。氮化物夹杂数量先是快速增多、而后逐渐减少。与此同时,夹杂物平均尺寸逐渐变大。低铝状态下,硫化物夹杂数量较多;高铝状态下,硫化物夹杂数量明显减少,而且CuxS夹杂消失。高硅低铝系列钢、中硅低铝系列钢、低硅无铝系列钢、高硅高铝系列钢夹杂物数量依次减少。     

Effect of acid soluble aluminum and niobium content on inclusion characteristics of grain oriented silicon steel

In order to elucidate the effect of Als (acid soluble aluminum) and Nb content on the characteristics of inclusions in grain oriented silicon steel, the type, quantity, size and size distribution of inclusions were studied by the field emission scanning electron microscope (FE SEM) equipped with an energy dispersive X ray spectroscopy (EDS) and image analysis software. Combined with the micro segregation model of solute elements during solidification, the precipitation mechanism of AlN and NbN inclusions was analyzed specially. The results indicate that the inclusions are mainly NbN, AlN and AlN-NbN, and the size distribution of the inclusions is affected by Als and Nb simultaneously. With the increase of Als content added in the steel, the content of Al2O3 in the oxide composite inclusions increases, while that of SiO2 decreases. The increase of Als content promotes the removal of silicate inclusions in the steels, but the segregation precipitation of AlN and AlN NbN inclusions increases. With the increase of Nb content added in the steel, the average size of inclusions reduces. The increase of Nb content promotes the earlier precipitation of NbN at the solidification front and its precipitation with oxides as the core. Als mainly affects the precipitation characteristics of oxide and nitride inclusions in the steel, and Nb also affects the oxides and nitrides precipitation characteristics via affecting the activity of oxygen and nitrogen combined with Als.     

取向硅钢氧化膜结构对渗氮层深度的影响

摘要：低温板坯加热技术生产取向硅钢,其关键点之一在于脱碳退火后要进行渗氮处理。通过控制脱碳气氛,获得不同的氧化膜结构;并进一步分析在近似渗氮量条件下,氧化膜结构对渗氮层深度的影响。结果表明：氧化膜分为外层颗粒状氧化膜和内层层片状氧化膜两部分。随着脱碳气氛露点增加,脱碳板O含量增加,氧化膜厚度增厚、层片状氧化膜占氧化膜总厚度的比例下降,渗氮层深度增加。当层片状氧化膜厚度占比较高时,［N］原子积聚在试样的极表层,形成氮沿厚度方向的单峰分布,渗层较浅。当层片状氧化膜厚度占比较低时,［N］原子会越过该层,而在次表层再次发生积聚;从而除了极表层的氮峰外,在次表层形成一个或多个氮峰,渗层较深。     

Effect of oxide film structure of grain oriented silicon steel on depth of nitriding layer

Nitriding treatment after decarburization annealing is one of the key technologies to produce low temperature high permeability silicon steel. By controlling decarburization atmosphere, different oxide film structures were obtained; and then, the effect of oxide film structure on depth of nitriding layer with approximate nitrogen content was studied. The results show that oxide film is divided into two parts: the outer granular oxide film and the inner layered oxide film. As the dew point of decarburization atmosphere increases, the oxygen content of the decarburization plate increases, the thickness of the oxide film increases, the thickness ratio of layered oxide decreases, and the depth of nitriding layer increases. When the thickness ratio of layered oxide film is relatively high, ［N］ accumulates on the extreme surface of the sample, forms a unimodal distribution of ［N］ along the thickness direction, and the nitriding layer is relatively thin. When the layered oxide film ratio is relatively low, ［N］ crosses this layer and accumulates again in the subsurface; thus, in addition to the ［N］ peak on the extreme surface, one or more ［N］ peaks form in the subsurface, and the nitriding layer is relatively thick.     

酸溶铝含量对取向硅钢常化抑制剂析出的影响

以工业0.27 mm规格高磁感取向硅钢为研究对象,研究了酸溶铝(Als)含量对常化板析出物析出行为的影响.结果表明:常化板中的析岀物主要是AlN与MnS和AlN的复合析出物,随着Als含量的升高,析出物数量增加,但析出物平均尺寸变化不大.常化板中粗大的析出物大多是复合析出物,且多是以MnS为核心,AlN在MnS表面析出,而常化板中细小的析出物多为单一的析出物.常化冷却阶段,由于过饱和的Al和N在珠光体区域附近更多地析出,常化板珠光体区域附近存在较多细小的AlN粒子.     

退火温度对双辊薄带连铸高强度无取向硅钢组织和性能的影响

摘要：研究了退火温度对双辊薄带连铸Si质量分数为3.2%的高强度无取向硅钢组织、织构和性能的影响。结果表明,700℃保温时试验钢开始发生再结晶;800℃保温时,试验钢已完全再结晶,平均晶粒尺寸为26.4μm;900和1000℃保温时,试验钢中的晶粒开始逐渐长大,平均晶粒尺寸分别长大到33.8和40.9μm,且900℃退火时晶粒组织最均匀。随着退火温度的升高,试验钢中有利织构组分λ织构逐渐增强,Goss织构则在900℃退火时强度最强。因此,试验钢在900℃退火时有利于兼顾磁性能和力学性能。     

取向硅钢涂层对噪音特性的影响

取向硅钢片磁致伸缩是变压器噪音来源的主要因素,本文研究了取向硅钢片硅酸镁底层和磷酸盐涂层对磁致伸缩的影响。结果表明：取向硅钢表面的硅酸镁底层和磷酸盐涂层可降低取向硅钢的磁致伸缩;增加绝缘涂层的厚度可减少杂畴和90°畴,改善取向硅钢的噪音性能。     

含铜取向硅钢热轧工艺优化

针对含铜取向硅钢牌号判级标准提高,通过控制其热轧关键工艺,制定有效的精轧速度控制优化模式,降低精轧纯轧时间和提高精轧终轧温度,显著提升了牌号合格率.研究结果表明:较高的终轧温度下,含铜取向硅钢热轧板中产生更多的弥散析出相、热轧板1/4层处{110}面织构明显增多,生产实践中有效的精轧速度控制优化模式对磁性能提升有明显作用.     

取向硅钢产品表面质量检测对比分析

检测了3家不同企业取向硅钢成品板表征表面质量的指标,同时对表面层采用扫描电镜和能谱仪进行微观结构和化学成分组成进行检测。对比不同企业的成品板表面质量指标和微观结构发现：不同企业的取向硅钢表面层质量有差异,A产品表面绝缘电阻高于B和C产品且后者表面绝缘电阻相当,B和C产品涂层附着性和耐蚀性优于A产品。从微观形貌和成分分析上可以得出,A产品绝缘层厚是表面绝缘电阻大的原因之一,B、C产品附着性级别好是由于钉扎在基体的颗粒大或是距离硅酸镁较近,A产品表面有裂纹导致耐蚀性下降。     

0.35 mm高性能取向硅钢的工艺研究

研究了0.35mm厚度低温板坯加热高磁感取向硅钢的制造工艺,常化时控制高温段气氛进行微脱碳,控制常化组织的同时,为连续退火时脱碳效率的提升创造条件。连续退火时,通过控制脱碳前段分压比(p_H2O/p_H2)、退火温度和渗氮量,使初次晶粒尺寸和抑制剂强度良好匹配。高温退火时,二次再结晶之前,采用高氮比例气氛,以减缓抑制剂能力的减弱,最终获得磁感B₈₀₀≥1.91T、铁损P_1.7/50≤1.15W/kg的厚规格0.35mm高性能取向硅钢。