RH精炼喂CaSi线去除无取向硅钢中的非金属夹杂物

结合工业化生产的无取向硅钢,进行了RH精炼喂CaSi线去除钢中的非金属夹杂物试验研究.针对不同的钙处理条件,分析了CaS夹杂生成热力学,观察了夹杂物的形貌和尺寸分布,确定了夹杂物的类型、数量,探讨了钙处理后钢中夹杂物的变化规律.结果表明,本试验条件下,钙处理可以有效抑制MnS、AlN夹杂物的生成,有效促进钢中微细夹杂物的聚合、上浮、去除,钢质纯净度明显提高.经过合适的钙处理后,钢中的夹杂物以独立存在的CaO为主,同时有少量含CaO、SiO2 、MgO的复合夹杂,没有发现CaS夹杂存在.这部分夹杂物的尺寸集中分布在2～20μm,数量约为1.8×105 个/mm3.     

无取向硅钢精炼过程非金属夹杂物的行为

采用SEM-EDS等分析方法,分析了KR-BOF-RH-ASP流程生产无取向硅钢精炼过程非金属夹杂物的变化,并确定了夹杂物的主要来源。试验结果表明,RH处理后夹杂物以不规则形状的Al2O3为主,中间包试样中Al2O3类夹杂物大幅减少,而含CaS、MgO-Al2O3类的复合夹杂有所增加;各工位夹杂物尺寸多集中在0.5～3μm。     

BOF-RH-CC工艺生产无取向硅钢过程中夹杂物行为的研究

通过系统取样,采用金相显微镜、图像分析仪和扫描电镜对比研究了用和不用钙处理的无取向硅钢在生产流程各个阶段的夹杂物的数量、尺寸分布以及夹杂物的类型演变情况。经过定量比较发现,RH真空处理和中间包冶金去除了铝脱氧后80%以上的夹杂物,未经钙处理的硅钢片中夹杂物数量约为1 73×109 个/cm3,经钙处理后约为8 55×108 个/cm3,说明钙处理有利于夹杂物的聚合长大和去除。夹杂物中的MnS变性为CaS或CaS与Al2O3·MgO的复合夹杂物。     

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。     

气瓶钢精炼过程中的MgO·Al2O3夹杂物

研究了EAF-LF-VD-CC流程冶炼气瓶钢30CrMo时精炼过程中含MgO·Al₂O₃夹杂物的生成和转化,对夹杂物进行了三维分析观察.研究结果表明:LF精炼30min后夹杂物中Mg含量减小,Ca含量增加,MgO·Al₂O₃夹杂物消失.LF精炼后期Mg含量变化不大,Ca含量减小,未出现MgO·Al₂O₃夹杂物;VD精炼过程中夹杂物中的Mg含量增加,Ca含量变化不大,重新生成了MgO·Al₂O₃夹杂物;精炼过程中MgO·Al₂O₃夹杂物可以向复合夹杂物转变的,但为防止精炼后期MgO·Al₂O₃夹杂物重新生成必须保证钢液中具有一定的钙含量.     

钙处理对无取向硅钢中非金属夹杂物的影响

采用电解法和扫描电镜研究了300 t转炉-RH精炼钙处理对无取向硅钢板(%: ≤0.005C、1.2～2.2Si、0.2～0.6Mn、≤0.20P、≤0.005S、0.2～0.6Al、0～0.01Ca)中夹杂物的影响。结果表明,钢中Al含量为0.25%和0.35%时,钢中溶解氧均小于1×10^-4%,钙处理后都会产生CaS夹杂物,尤其是含0.35%Al的钢水;钙处理可以有效减少钢中的夹杂物数量,尤其是0.5μm以下的微细夹杂物数量;钙处理后夹杂物的种类以AlN、CaS为主,同时还含有少量的氧化物夹杂物以及AlN-CaS复合夹杂物,尺寸主要为1.5～5.0μm。     

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。     

CaO-SiO2-Al2O3-CaF2系精炼渣对钢绞线用 SWRH82B钢中D类夹杂物的控制研究

通过钢渣平衡实验研究,分析了精炼渣成分对82B钢液T.O和点状不变形夹杂物成分的影响;通过Fact-Sage热力学计算,得出硅锰脱氧82B钢中MgO·Al₂O₃尖晶石夹杂的生成条件.结果表明:降低精炼渣碱度、提高Al₂O₃含量均利于钢水全氧含量的降低;随着Al₂O₃含量的提高,复合氧化物夹杂的熔点升高.当熔渣碱度为0.93、Al₂O₃含量为5.1%时,夹杂物熔点最低;熔渣碱度为1.14、Al₂O₃含量为25.6%时,高Al₂O₃活度的熔渣导致MgO·Al₂O₃尖晶石夹杂生成;熔渣碱度为1.97、Al₂O₃含量为25.9%时,由于碱度升高,钢中无MgO·Al₂O₃尖晶石类夹杂物生成;熔渣碱度为0.93、Al₂O₃含量为5.1%时,由于Al₂O₃含量降低,钢中无MgO·Al₂O₃尖晶石类夹杂物生成,且夹杂物熔点较低.      

冷轧无取向硅钢表面白线缺陷成因分析与控制

 对冷轧无取向硅钢表面白线缺陷的特征和分布进行了描述,通过扫描电镜（SEM）分析、铸坯机清试验、连铸坯表面清洗检查、铸坯表面缺陷跟踪试验、塞棒吹气试验等,研究了产生白线缺陷的原因,并提出了此类缺陷的控制措施。结果表明：白线缺陷与连铸坯表面夹渣有关,缺陷的产生是与结晶器液面活跃程度及保护渣熔化状态有关。适当增大连铸塞棒吹氩量、增加拉速及优化保护渣物性参数,白线缺陷发生率由原来88%降至8%。     

热轧工艺对无取向硅钢组织结构的影响

研究了热轧加热温度、终轧温度、卷取温度对1．50％Si无取向硅钢晶粒组织和织构演变的影响。结果表明，随着铸坯加热温度的提高，冷轧无取向硅钢成品晶粒尺寸减小，有利织构组分增加。提高终轧温度可以促进热轧板的再结晶，增加成品中有利织构组分。卷取温度对成品的晶粒大小没有显著的影响，但提高卷取温度能增加成品中有利织构组分。     

超高牌号无取向硅钢降钛工艺研究及改进

通过分析研究超高牌号无取向电工钢35W230冶炼过程中[Ti]的来源和变化趋势,确定了冶炼过程中[Ti]含量升高的主要因素,即渣中(TiO₂)还原成为[Ti]进入钢水,和硅铁合金中杂质Ti元素进入钢水。同时确定了影响渣中(TiO₂)含量的主要因素,即铁水[Ti]含量和转炉铁矾土加入量。通过选择[Ti]质量分数约为0.02%的低钛铁水,并降低转炉铁矾土加入量至300 kg/炉,与铁水[Ti]质量分数约为0.04%、铁矾土用量约600 kg/炉相比,成品[Ti]质量分数从0.004 43%降低到0.002 58%。在此基础上,进一步优化了RH铝脱氧工艺,钢水脱碳时,加铝预脱氧至0.02%~0.03%,加入硅铁进行脱氧和合金化,利用钢水中的氧去除硅铁合金带中的[Ti],再加入铝丸和电解锰,最终使钢水中的[Ti]质量分数达到了0.002 10%。铸坯全氧质量分数试验炉次为0.001 1%,与正常炉次0.001 0%相差不大。性能上铁损P15/50降低了约0.07 W/kg,磁感J5000提高了0.004 T。     

退火工艺对无取向硅钢磁性能的影响

分析总结退火工艺各参数对冷轧无取向硅钢磁性能的影响,结合设计和生产实践经验介绍退火工艺中各参数的实际生产取值,并针对现生产工艺过程中出现的典型问题提出解决办法。     

无取向硅钢DG47A冶炼全流程夹杂物分析

在某企业生产的中高牌号DG47A(Fe-2%Si-0.36%Al-0.26%Mn)无取向硅钢热轧板中发现有长度达50μm左右的团簇状镁铝尖晶石夹杂物,这会影响后续加工过程的产品质量。通过对BOF→RH→中间包→铸坯进行取样分析和热力学计算研究其冶炼流程中夹杂物的演变规律。采用扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)对夹杂物的形貌、尺寸和种类进行分析,通过热力学计算了镁铝尖晶石夹杂物的生成条件,使用热力学计算软件PANDAT计算了该钢种凝固过程析出相变化规律。结果表明,RH脱碳后,夹杂物为SiO₂;RH加铝3 min后,有Al₂O₃和少量SiO₂夹杂物;在RH加硅铁、纯锰合金化后,出现Al₂O₃-MgO和含MnS的复合夹杂物;在加入脱硫剂后,出现含CaS的复合夹杂物;RH破空后,不再有单相Al₂O₃夹杂,出现Al₂O₃-MgO-MnS夹杂物,并发现少量含MgS的夹杂物。中...     

半工艺无取向硅钢加临界变形的织构演变

测定了半工艺无取向电工钢热轧(终轧温度在Ar1以下)到成品各工序的织构,以取向分布函数(ODF)的形式对加临界变形的半工艺无取向硅钢的织构演变作了分析.发现其热轧板表层织构基本是典型的铁素体再结晶{111}组分,心部和1/4厚度处以铁素体剪切织构和轧制变形织构为主.冷轧变形后,心部和表层织构组分比较接近,{111}、{112}和{100}面织构都增加,但{111}组分增加最明显.软化退火后,{001}<110>与{112}<110>组分迅速降低,织构组分以γ纤维织构为主.通过增加临界变形,在最终去应力退火后,{111}不利面织构大量减少,高斯组分增加明显.Taylor因子可以表征不同取向晶粒对变形能的储存能力,从轧制变形时Taylor因子的分布可以解释该实验结果.     

铈对无取向硅钢再结晶组织及织构的影响

以无取向硅钢为研究对象,在实验室制备添加0.002%(质量分数)铈和不添加铈的两种实验钢。采用光学显微镜观察了再结晶组织并采用imagetool统计了再结晶晶粒尺寸,采用XRD分析了试样的再结晶织构。结果表明,铈阻碍了无取向硅钢的再结晶过程。铈的加入使无取向硅钢的最终晶粒尺寸增大,不加铈的试样平均晶粒尺寸为13.74μm,而加铈的试样为18.38μm。加入铈后无取向硅钢退火再结晶织构类型变化不大,整体密度水平下降,{111}再结晶织构组分强度降低。     

夹杂物尺寸及数量对无取向硅钢磁性能影响的主成分回归分析

采用扫描电镜、场发射扫描电镜、能谱仪等对50SW1300冷轧无取向硅钢中的夹杂物分不同尺寸区间进行数量统计,利用主成分回归分析法,即数据的标准化处理—主成分分析—回归分析—标准化的变量还原成原始变量—确定显著影响因素,综合分析夹杂物总量及各尺寸区间的夹杂物数量对无取向硅钢磁性能的影响。结果表明:主成分回归分析能够从夹杂物尺寸区间及数量的多个影响因素中提取主要的因素,定量研究其对磁性能的影响。分析表明,显著影响无取向硅钢铁损的夹杂物为100~500 nm的AlN、AlN+MnS、MnS、Al₂O₃、AlN+Al₂O₃,而劣化磁感最明显的夹杂物尺寸区间为100~200 nm。     

RH精炼过程Al2O3夹杂物运动和去除的数值模拟

在流场模拟计算的基础上,建立了RH真空精炼过程Al2O3夹杂物运动及去除模型.通过数学模拟计算,分析了RH精炼过程夹杂物运动规律,讨论了夹杂物尺寸、RH吹气量等对夹杂物去除的影响.研究结果表明:同一管径条件下,吹气量为1 400 L/min时,夹杂物的总去除率最高为66.1％且最快去除时间为202 s,是去除夹杂物的最优吹气量;同一吹气量条件下,下降管内径为700 mm时,夹杂物的去除率最高,可达71.31％,夹杂物去除时间最短,为217s.     

RH精炼脱氧方式对含铝无取向硅钢夹杂物的影响

氧元素是硅钢中的有害杂质,RH精炼脱氧方式对氧含量的控制有重要影响。结合大生产含铝无取向硅钢的实际情况,研究了RH精炼脱氧方式对无取向硅钢夹杂物的影响。结果表明,RH精炼采用"先硅后铝"脱氧方式对应的钢中氧含量高于"先铝后硅"脱氧方式。采用"先硅后铝"和"先铝后硅"脱氧方式时Si、Al元素平均收得率分别为90.7%、78.2%和97.5%、63.7%,前者的脱氧效果要优于后者。从磁性控制角度而言,采用"先硅后铝"脱氧方式对磁性更为有利。采用"先硅后铝"和"先铝后硅"脱氧方式,对应的夹杂物种类分别以Mn S+CuxS复合夹杂和以单个的Al N以及Mn S+Al N复合夹杂为主,两者平均尺寸分别为0.73μm和0.38μm。     

无取向硅钢组织结构和化学成分对磁性能影响及生产工艺控制

无取向硅钢的磁性能由内部组织结构和化学成分决定，本文分析和总结了晶粒大小、晶体织构、夹杂物含量及分布、内应力、钢板表面状态以及化学成分对无取向硅钢磁性能的影响，并且研究了低铁损、高磁感的机理。钢的内部组织结构由实际生产工艺控制，分析了炼钢、热轧、冷轧、退火工艺对无取向硅钢组织结构演变和磁性能的影响。