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。     

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...     

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。     

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。     

钙处理对无取向硅钢总氧含量的影响

在RH破真空后,往钢液中喂硅钙线,通过比较喂钙前后钢液中T．O、N以及夹杂物尺寸、数量的变化,来研究钙处理对无取向硅钢总氧含量的影响。热力学计算表明无取向硅钢中由于铝含量较高,钢中自由氧含量低,钢中总氧含量基本可以代表钢中氧化夹杂物的含量。钙处理可以明显降低无取向硅钢的总氧含量,这主要是由于钙处理会使钢液中夹杂物变性长大,密度减小,从而有利于夹杂物的上浮去除。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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...     

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...     

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.     

生产工艺参数对无取向电工钢磁性的影响

宝钢无取向电工钢生产结果表明：冶炼时钢中添加适量Al可降低无取向电工钢的铁损，钢中MnO等夹杂物可造成其磁性明显劣化；随着热轧终轧温度的提高。钢的磁感均明显上升，热轧带钢精轧后慢速冷却时，则晶粒生长充分。改善钢的磁性；冷轧工序中，随着板厚增加，铁损与磁感均提高，酸洗速度的波动会引起带钢磁性的波动。     

P对0．8wt%Si无取向硅钢磁性的影响

本文研究了P对0．8wt%Si无取向硅钢磁性的影响。研究发现，添加P后，由于晶粒细化以及{222}织构的形成减弱{110}织构．铁损增加．不利织构的形成同样降低磁感。     

退火温度对3.0%Si冷轧无取向硅钢组织及性能的影响

为探索退火温度对薄规格3.0%Si无取向硅钢组织及电磁性能的影响,借助多气氛连续式退火炉模拟不同退火温度对冷轧0.25mm厚度3.0%Si无取向硅钢电磁性能、组织以及织构的影响。结果表明：退火温度从850℃提高到975℃,铁损P_1.5/50与P_1.0/400均逐渐降低;退火温度超过950℃时,铁损P1.5/50基本稳定在1.47W/kg左右,退火温度超过975℃时,铁损P_1.0/400逐渐增加;随着退火温度的增加,{111}〈121〉、{111}〈110〉等难磁化织构强度增加速度高于{001}面织构,磁感B50降低。综合退火温度对磁感和铁损的影响,温度为975℃时可以获得较好的电磁性能,临界晶粒尺寸为125μm,工业化生产中最佳退火温度在950～975℃之间。     

新型无取向硅钢板的超低铁损

最近 ,提出了电机尺寸缩小的问题 ,同时对用于磁铁芯的新材料也提出要求。电机内磁通密度的增加是实现电机尺寸缩小最有效的方法。此外 ,还需要降低铁损。尽管无取向硅钢板已广泛用作电机的磁芯材料 ,但是钢板内磁通密度小磁损大阻止了电机进一步缩小。因此 ,用于较高磁通密度和低铁损的新型无取向硅钢板的开发将促进电机尺寸的缩小。无取向硅钢板内 ( 1 0 0 )织构的形成、厚度的减小以及晶粒尺寸的增大都是有助于开发上述新型无取向硅钢板的方法 ,因为( 1 0 0 )织构的改善增强了磁通密度 ,而厚度的减小和晶粒的增大则降低了铁损。尽管随着…     

影响冷轧无取向电工钢磁性能检验结果的因素

随着我国电机行业快速发展,冷轧无取向电工钢的需求量逐年增加,针对这一现状对冷轧无取向电工钢磁性能检验结果进行分析,其中包括制样设备、环境温度、试样尺寸、试样重量、试样密度、检验设备等。分析结果表明:冷轧无取向电工钢随着剪切次数、质量、密度增加,铁损都增大,磁感都降低;随着环境温度升高,铁损和磁感降低。分析影响冷轧无取向电工钢磁性能检验结果的因素,对提高检验结果的精确度具有重要意义。     

稀土钇对4.5％Si无取向硅钢成品板组织和磁性能的影响

采用4种不同稀土钇（Y）质量分数(0、0.006 %、0.012 %、0.016 %)的无取向4.5 %Si钢,探究了稀土Y对4.5 %Si钢成品板微观组织和磁性能的影响。研究表明,稀土Y可以将纳米级方形TiN、Al2O3夹杂物有效变质为球状TiO2、Al2O3、Y2O2S复合夹杂物,粗化夹杂物的尺寸,减少0~500 nm弥散细小的夹杂物的数量,因此添加适量Y可以使得4.5 %Si钢成品板晶粒长大速率加快,晶界迁移激活能减少,磁畴与晶界和夹杂物的相互作用的损耗减少,铁损降低。但过量Y会使细小夹杂物继续增多,晶界钉轧作用增强,成品板晶粒尺寸降低。在退火过程中,由于{111}取向晶粒易在微细夹杂物附近优先形核长大,稀土的添加降低了夹杂物密度,且稀土在晶界的富集减小了{111}晶粒在晶界的形核优势,因此稀土Y的添加削弱了γ织构的强度。结果表明,含0.012 %Y的试样的B50最高为1.655 T,在各频率下的铁损最低,分别为P1.0/50=1.41W/kg、P1.0/400=19.28 W/kg、P1.0/1000=77.69 W/kg。     

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。