高牌号无取向硅钢铸坯夹杂物浅析

在实验室首次模拟CSP流程生产出高牌号无取向硅钢,本文对铸坯夹杂物形貌、大小及类型作了初步研究和分析。     

稀土处理无取向硅钢中夹杂物的控制

结合工业化生产的高效硅钢,进行了RH精炼稀土处理试验研究.针对不同的稀土处理条件,观察了夹杂物的形貌和尺寸分布,探讨了稀土处理后钢中的夹杂物形成、变化规律.结果表明:试验条件下,最佳的稀土合金添加数量为0.6～0.9 kg/t.经过合适的稀土处理后,可以有效抑制尺寸相对较小的、不规则的AlN、MnS复合夹杂生成,促进钢...     

不同牌号无取向硅钢夹杂物定性定量分析

无取向硅钢中夹杂物的存在会抑止晶粒生长,使基体的均匀连续性中断,其在钢中的形态、含量及分布情况都不同程度影响着硅钢的性能,尤其是对磁性能起关键的作用。因此,全尺度分布考察夹杂物对无取向硅钢夹杂物的研究极为重要。本实验确定了适用于不同牌号无取向硅钢夹杂物全尺度分布的分析方法：样品制备—小样电解—过滤喷金—根据不同牌号的要求选择合适的放大倍率扫描观测—夹杂物颗粒的分类统计。通过统计的结果,结合电解的失重量可以得到不同尺度的体积分布数据。实验分析了不同牌号和工艺无取向硅钢夹杂物的种类、形貌、大小和尺度分布,并初步考查了夹杂物与磁性能的关系,对无取向硅钢的工艺研究具有一定参考价值。     

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...     

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。     

国内外高牌号无取向硅钢夹杂物的控制效果与评价

采用非水溶液电解提取、扫描电镜和X光微区分析方法,考察了国内、外部分钢企代表性钢种成品试样中磁性能相当、高牌号无取向硅产品中夹杂物类型和数量。结果表明,四个企业A、B、C、D其成品磁性能水平相当,而其中的夹杂物控制在类型、数量上存在明显的差异。其中,A 企业的夹杂物以 CaO 夹杂为主;B、C、D 企业的夹杂物以 MnS、AlN为主。A、B、C、D 四个企业,1.0 μm 以下的夹杂物数量分别为 31万个/mm³、1 200万个/mm³、1 800万个/mm³和85万个/mm³;1.0 μm～10 μm之间的夹杂物数量分别为 108.4万个/mm³、34.5万个/mm³、71.6万个/mm³和5.6万个/mm³;10 μm 以上夹杂物数量四个企业均很少。     

中高牌号无取向硅钢的铸态组织及夹杂物形貌浅析

在实验室首次模拟CSP流程生产出中高牌号的无取向硅钢，对铸坯的铸态组织及夹杂物形貌、大小及类型作了初步讨论。     

高牌号无取向硅钢CSP流程铸坯及热轧板的组织和夹杂物分析

2.9 mm热轧3%Si高牌号无取向硅钢板(/%:0.004 6C、3.04Si、0.32Mn、0.49Als、0.004S、0.013P、0.0042N)由CSP(Compact Strip Production紧凑式带材生产线)流程:120 t BOF-70 mm CC-热轧工艺生产。热轧终轧温度872℃,卷取温度683℃。铸坯及热轧板的组织和夹杂物的分析结果表明,铸坯组织为典型的贯穿柱状晶组织;热轧板边部为再结晶组织,中部为纤维组织带有少量再结晶晶粒;高牌号无取向硅钢的主要夹杂物为铸坯-Al₂O₃, AlN和Cu₂S+MnS;热轧板-Al₂O₃, AlN,AIN+MnS和Cu₂S+MnS。     

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。     

稀土处理的无取向硅钢夹杂物控制研究进展

 冷轧无取向硅钢磁性能受钢材化学成分、夹杂物分布、再结晶组织等因素的影响,对炼钢工艺技术具有很高的依赖性。长条状或带有棱角的夹杂物通常比球形夹杂物对矫顽力和磁滞损耗的影响更大,而对磁性能影响较大的夹杂物主要为尺寸小于0.5 μm的夹杂物。总结分析了稀土处理对无取向硅钢夹杂物的影响,包括粗化夹杂物、减少钢中微细夹杂物数量和对夹杂物的球化作用。稀土元素具有很强的脱氧能力,能够有效净化钢液。添加稀土后,钢中生成的稀土氧化物或稀土氧硫化物通常呈球状或近似球状,并且由于稀土元素具有较高的表面活性,生成的微细夹杂物在钢液中更容易聚合长大,可以达到夹杂物改性和粗化的效果。稀土硫化物和稀土氧硫化物熔点高、固溶难,在再加热过程中能够有效减少硫元素的固溶量,抑制冷却过程中细小MnS的析出。此外,AlN、MnS等容易在稀土夹杂物表面析出,由此进一步减少了细小析出物数量。稀土还有改善成品织构的作用,存在最佳的添加量。同时对国内外无取向硅钢冶炼过程中的稀土添加工艺也进行了分析,当前以钢包加入法为主,通过真空下添加稀土,添加稀土前使用Al、Si等对钢水预先脱氧并喷吹脱硫剂,加入稀土后对钢水进行充分搅拌,可以保证稀土处理效果,但在连铸过程中仍存在因稀土夹杂物导致的水口结瘤问题有待研究解决。     

高牌号无取向硅钢稳定轧制研究

影响高牌号无取向硅钢冷轧生产稳定性的主要因素是轧后边裂造成断带。造成冷轧后边裂的因素很多,主要研究常化工艺、切边质量及冷轧工艺对边裂产生的影响。针对性采取措施进行工艺优化,冷轧后边裂产生率大幅下降。     

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。     

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。     

无取向硅钢夹杂物控制与变质技术研究进展

无取向硅钢中,微细夹杂物会钉扎晶界、畴壁,限制晶粒发展与畴壁移动,进而恶化产品磁性能及磁性能的稳定性,而大尺寸夹杂物会对硅钢制造过程中产品的表面质量及使用性能产生较大影响,这与国家能效升级以及新能源汽车电机高效化要求相悖。因此,如何控制无取向硅钢中的夹杂物成为了众多企业、科研院所的研究热点。归纳总结了国内典型无取向硅钢生产企业夹杂物控制工艺措施,通过提升铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连铸工艺控制水平,能够有效控制夹杂物的生成与夹杂物的去除效率,促进无取向硅钢产品质量的提升,但存在部分工序能力过度使用,如RH脱硫负荷较大、脱硫剂单耗高、浸渍管使用寿命低等问题;同时,综述了国内外研究者在夹杂物变质方面的最新研究成果,并结合笔者所在团队科研成果,指出当前无取向硅钢夹杂物控制方面存在的不足以及未来发展趋势。当前采用钙处理或稀土处理后,钢中夹杂物类型、尺寸及分布发生较大变化,棱角夹杂物减少,微细夹杂物数量明显减少,产品磁性能得到改善。但不同牌号硅钢进行钙处理或稀土处理时合适的加入量、加入方式依旧存在争议,进行稀土处理时对现有覆盖剂与保护渣物性带来了新的考验,现有覆盖剂、保护渣是否匹配仍待深入研...     

无取向硅钢W800生产过程中夹杂物演变规律

 针对210 t BOF- RH- CC工艺生产的无取向硅钢W800,采用氧氮分析仪、扫描电镜、图像分析、大样电解的手段,研究W800生产工艺过程中钢水洁净度的变化及钢中夹杂物数量、尺寸、类型的演变规律。研究表明：钢中w（T［O］）总体上逐渐降低,w（［N］）逐渐增加;钢中夹杂物尺寸大部分集中在0～3 μm,在冶炼过程中夹杂物的数量不断减少;RH精炼过程中钢中夹杂物为Al2O3和少量MgO- Al2O3夹杂;中间包中MgO- Al2O3夹杂数量增加,单独Al2O3夹杂减少;铸坯中的夹杂物主要为AlN、Al2O3和MnS,尺寸在10 μm以下,没有发现单独的Al2O3,铸坯中大型夹杂物主要为脱氧产物、卷入的炉渣与炉衬反应形成的Al2O3- SiO2、CaO- Al2O3- SiO2、CaO- MgO- Al2O3复合夹杂。     

无取向硅钢钙处理前后夹杂物的行为研究

研究了无取向硅钢钙处理前后夹杂物的行为,重点考察了钙处理前后夹杂物的成分、类型、形貌和尺寸研究的变化情况,为实际生产中无取向硅钢的钙处理提供理论指导。试验发现:钙处理前夹杂物主要以Al2O3、Al2O3-MgO为主,且在夹杂物表面有AlN析出,钙处理后夹杂物以Al2O3-MgO-CaS-CaO系复合夹杂物为主,还含有少量的SiO2或AlN;钙处理前后,夹杂物形貌由多边形或不规则形逐渐向球形或近似球形转变,并且夹杂物尺寸不断增大;钙处理前后,含钙夹杂物的比例发生突变,由10%增大到74.5%,且随着钙处理时间的延长,含钙夹杂物比例下降,表明钙处理使夹杂物变性后易聚集长大并上浮去除。     

缩短高牌号无取向硅钢冶炼周期生产实践

通过优化高牌号硅钢RH到站条件、降低氩前硫含量、优化强制脱碳工艺、使用无碳钢包、规范真空槽化冷钢时间、归纳总结铝、硅配加公式等方式,优化后RH吨钢脱硫剂由3.25 kg/t钢下降到2.1 kg/t钢,脱硫比例减少了20.2%. RH脱碳时间15 min,钢水成品碳稳定控制在0.0017%.高牌无取向硅钢平均冶炼周期为37 min,下降了8 min.     

3.10％Si高牌号冷轧无取向硅钢组织织构演变的研究

以3.10%Si高牌号无取向硅钢为研究对象,对其热轧板、常化板、冷轧板和退火板进行了组织、织构分析。结果表明,热轧板组织沿厚度方向分布不均匀,从表层到芯部变化较大,分层明显,表层织构主要为{111}和{112};常化板组织在厚度方向与热轧板类似,但晶粒明显长大,组织均匀性较好,平均晶粒尺寸为119μm,织构组分与热轧板基本相当;冷轧板为沿着轧制方向伸长的纤维组织;退火板为再结晶组织,平均晶粒尺寸为151μm,{001}100织构组分含量最高。     

真空感应炉熔炼高牌号无取向硅钢的工艺试验

为冶炼成分合格的高牌号无取向硅钢,采用真空感应炉进行了工艺试验,打破了真空感应炉无渣炼钢的常规,采取添加适量CaO渣料和脱氧剂进行联合脱硫。结果表明,该工艺试验可实现快速脱硫,脱硫率可达到80%以上,钢中的最低硫质量分数为0.000 6%;充分发挥真空下用碳脱氧和脱气的功能,两步加铝法可提高脱硫率以及硅和锰等元素的收得率,同时稳定钢中铝质量分数窄范围的控制,满足高牌号无取向硅钢的质量要求。