硅钢基础知识

《硅钢基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硅钢基础知识（16页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、硅钢带的生产1美国和德国一方面生产了热轧硅钢。美国阿姆柯钢公司于1935年开始生产冷轧取向硅钢，2世纪40年代初生产无取向硅钢。50年代重要工业发达国家陆续引进阿姆柯技术专利。70年代前，世界约80%取向硅钢都按此专利生产。1968年日本新日铁正式生产高磁感取向硅钢(i-B钢)。从1971年开始，美国等个国家引进了日本iB钢专利。从196年开始，日本在冷轧电工钢产品质量、制造技术和装备、开发新产品和新技术、科研和测试技术各方面都远超过美国,处在领先地位。国内太原钢铁(集团)公司于154年一方面生产热轧硅钢。1957年钢铁研究总院研制成功冷轧取向硅钢,到1973年已掌握阿姆柯技术专利要点。17年

2、武汉钢铁（集团）公司从日本新日铁引进冷轧硅钢制造装备和专利，1979年正式生产1个牌号的冷轧取向及无取向硅钢。1电工钢的分类及性能11电工钢的分类电工钢按其成分分为低碳低硅(碳含量很低,硅的质量分数不不小于.5)电工钢和硅钢两类；按最后加工成形的措施分为热轧硅钢和冷轧硅钢两大类;按其磁各向异性分为取向电工钢和无取向电工钢。热轧硅钢板均系无取向硅钢，硅钢的磁各向异性是在冷轧后通过二次再结晶过程发展而成的,因此只有冷轧电工钢才有取向与无取向之分。由于产品的用途不同对磁各向异性的规定不同。在旋转状态下工作的电机规定电工钢磁各向同性,用无取向电工钢制造；变压器在静止状态下工作,规定沿一种方向磁化(轧制

3、方向),用冷轧取向硅钢制造，因此取向硅钢又称变压器钢。国内电工用热轧硅钢薄板的国标号为GB125；从20世纪0年代开始，重要工业发达国家陆续停止了热轧硅钢板的生产。国内冷轧晶粒取向、无取向磁性钢带(片）的国标号为GB5211996。原则中的牌号表达措施为:以字母W表达无取向钢带(片);以字母Q表达取向钢带（片);以字母G表达取向钢中的高磁感材料。在某些资料、书籍中，称一般取向硅钢为GO钢，高磁感取向硅钢为H钢, 电工钢分类见表31。4.12电工钢的性能规定.12磁性能电工钢是以其铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值的。顾客对电工钢的磁性能规定如下:(1）低的铁损。铁损（尸t)是由磁滞损耗（Ph）

4、、涡流损耗(Pe）和反常损耗(a)三部分构成的。铁损低可节省大量电力、延长电机和变压器工作时间并简化冷却装置。因电工钢的铁损导致的电量损失占一种国家年发电量的25一.5%，其中变压器约占0,小电机占30，镇流器占5%。因此,各国生产电工钢板总是千方百计地减少铁损，并以铁损作为考核产品磁性能的最重要的指标，按铁损值作为划分牌号的根据。(2)高的磁感应强度。磁感应强度高,铁芯激磁电流(空载电流)减少,导线电阻引起的铜损和铁芯铁损减少,可节省电能。当电机或变压器容量不变时,磁感应强度高可使铁芯体积缩小和质量减轻，节省电工钢板、导线等的用量,并使铁芯铁损和制导致本减少,有助于制造、安装和运送。(3）对

5、磁各向异性的规定。硅钢是体心立方晶体构造，其晶轴不同，磁化特性也不同。三个主轴方向的磁性，100方向为易磁化轴,110方向为次易磁化轴,11方向为难磁化轴。这种磁化特性称为磁各向异性。电工钢的用途不同,规定磁各向异性不同。电机在旋转状态下工作,规定电工钢磁各向同性,用无取向电工钢制造；变压器在静止状态下工作,规定磁各向异性，用冷轧取向硅钢制造。 (）磁时效小。铁芯的磁性随使用时间而变化的现象叫磁时效。磁时效重要是由于过饱和碳和氮析出微小碳化物和氮化物而引起的。因此规定电工钢产品中碳含量(质量分数)和氮含量(质量分数)分别不不小于0035%和005。42.2加工性能由于电工钢还需要进一步加工成形

6、,顾客对电工钢的加工性能也有一定的规定：(）好的冲片性。电工钢成形的冲剪工作量很大，特别是微、小电机，因此规定电工钢板的冲片性好。冲片性好可以提高冲剪片的尺寸精度,延长冲剪工具的使用寿命。()表面光滑平整，厚度偏差小和均匀。这项规定重要是为了提高产品的叠片系数（铁芯有效运用空间),保证冲剪片尺寸精度和便于铁芯装配。电工钢板的叠片系数减少1%，相称于铁损增高2%和磁感强度减少1%。.13好的绝缘膜.冷轧电工钢产品表面涂有无机盐或半有机盐绝缘薄膜,以避免铁芯叠片间发生短路而增高涡流损耗。对绝缘膜的规定是：()耐热性好；(）膜薄且均匀；(3）层间电阻高；(4)附着性好;（5）冲片性好；()耐腐蚀性和

7、防锈性好。高磁感取向硅钢表面涂以应力涂层,使钢板中产生拉应力,通过细化磁畴使铁损和磁致伸缩明显减少。不同用途的电工钢,对磁性、冲片性和绝缘性有不同的规定。不同的最后加工成形措施,对磁性和加工性有不同影响。冷轧电工钢比热轧电工钢具有如下长处：()磁性高,可节省大量电能；（2)表面光滑，叠片系数高;(）冲片性好；()表面涂绝缘膜，便于使用；()成卷供应,合用于高速冲床，运用率高。.13影响电工钢性能的因素磁感应强度和铁损是电工钢磁性的主线特性。.1.31影响磁感应强度的因素影响磁感应强度的因素有:(1)无取向电工钢的磁感应强度重要与硅含量和晶体织构有关。硅含量提高,磁感应强度月0值减少。无取向电工

8、钢基本为混乱织构,但调节成分和改善制造工艺,可使织构中(10)和(110)位向组分加强,(11）组分削弱，s值提高钢中杂质和夹杂物含量增高，以及成品晶粒尺寸增大,也使Bso值减少。() 冷轧取向硅钢的硅含量(质量分数）基本不变(在一35%Sl的范畴内变化)，因此磁感应强度只随（11)001晶粒取向度提高或（110)01位向偏离角减小而增高。4.132影响铁损的因素影响铁损t的因素多且复杂,由于影响构成t的磁滞损耗Ph涡流损耗Pe和反常损耗Pa的因素各不相似,并且其中某些因素对这三种铁损组分具有完全相反的影响，只能最终看表目前Pt值上的综合效果。无取向电工钢铁损Pt中，P占%一0，重要是减少P。

9、取向硅钢铁损中，Ph仅占大概30，Pe十约占70%,而Pa又比Pe大12倍,因此减少铁损重要应减少a和P,特别是Pa。A影响磁致损耗Ph的因素影响几的因素就是影响磁畴壁移动的因素，它们是:(1)晶体织构。取向硅钢(1）001)取向度提高或无取向电工钢中(100)位向组分增高,则Ph减少。(2)杂质、夹杂物和内应力。它们使晶格发生畸变,位错密度增高,阻碍磁畴壁移动，因此Ph增高。(3)晶粒尺寸。晶界的晶格是畸变的，晶体缺陷多，使磁畴壁移动阻力增大,因此晶粒小晶界面大,P增高。(4) 板厚。成品厚度减薄,表面自由磁极能量(静磁能)增大，磁畴壁移动阻力增长,P增高。（5) 表面状态。钢板表面平滑，表

10、面自由磁极减少,磁畴壁移动阻力减小,Ph减少。B影响涡流损耗Pe和反常损耗Pa的因素Pe与电工钢的电阻率(取决于硅含量）成反比关系;与板厚t的平方成正比关系。Pa与电工钢的磁畴构造有关。日本近十年减少取向硅钢铁损的三个重要措施（提高硅含量、减薄成品厚度和细化磁畴)就是以此理论为根据的。影响磁畴尺寸的重要因素是:(1)晶粒尺寸。晶粒粗大,磁畴尺寸增大,畴壁移动速度加快，而a与畴壁移动速度平方成正比关系,因此P增大。（)（10)00位向偏离角。取向硅钢01位向对轧制面的倾角 时,18主磁畴尺寸减小,Pa减少。(3)拉应力效应。沿轧制方向加拉应力,180磁畴细化和90亚磁畴减少，Pa减低。应力涂层就

11、是据此效应开发的。（)刻痕效应。取向硅钢表面沿横向刻度可使磁畴细化,减少a。但刻度使钢板表面不平和叠片系数减少，故无实用价值。 413硅的作用 硅是影响电工钢磁性、力学性能最基本的因素。 在电工钢中加硅重要是提高电阻率,减少涡流损耗,同步使矫顽力和磁滞损耗也减少,从而使铁损下降，但磁感应强度和饱和磁感应强度也减少,随着硅含量增高,钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,但硅含量（质量分数)不小于.时的屈服强度和硅含量(质量分数）不小于40%时的抗拉强度又迅速减少，随着硅含量增高,伸长率明显减少,硬度迅速增高。因此，热轧硅钢的硅含量(质量分数)上限约为45%,冷轧硅钢约为.5，随着硅含量增高，钢的热导率

12、下降,锻造晶粒粗大。4.2硅钢生产工艺 .21生产硅钢的理论根据在冶金生产过程中,影响磁性能的冶金因素是制定各类磁性锅合理生产工艺的重要根据。3.2.1取向硅钢生产的理论根据硅钢和铁同样都是体心立方晶体构造,其晶轴不同，磁化特性不同。图31为体心立方晶格构造示意图，00方向为易磁化轴晶格构造示意图，(100)方向为易磁化轴,(110)方向为次易磁化轴，（111)方向为难化轴。这种磁化特性称为磁各向异性。取向硅钢就是运用这种磁各向异性原理制造出来的。图32为取向硅钢的晶粒位向示意图。100轴平行轧向(即钢板的长度方向),(110)面平行轧面(即钢板表面），这种位向称为高斯织构,表达为(11)（0

13、1）。高斯织构是通过二次再结晶过程发展面成的。为了获得优良的高斯织构必须具有三个条件。(1）热轧板中必须存在(110)（001）晶粒(2)基体中必须具有细小并且均匀弥散分布的第二相质点,也称克制剂(如MnS、AIN等)。二次再结晶的驱动力是晶界能，克制剂的作用是阻碍初次再结晶晶粒长大,增进二次再结晶发展，使（10)（001）位向的初次晶敞通过二次再结晶吞食其她位向的初次晶粒而迅速长大。克制初次再结晶晶粒长大的能力，与克制剂质点尺寸成反比关系,与克制剂质点数量成正比关系。(3) 规定初次晶粒均匀细小因此,在钢水成分、热轧工艺、冷轧及热解决工艺等方面均需保证上述条件的实现。取向硅钢根据机理及生产工

14、艺不取向硅钢有一般取向硅钢（G钢）和高磁感取向硅钢（HiB钢)之分。一般取向硅钢以作为克制剂，采用二次冷轧工艺生产,进行一次中间退火，产品易磁化轴0偏离轧制方向的平均角 在70左右;晶粒尺寸平均为5mm。高磁感取向硅钢以nS+AlN作为克制剂。采用一次冷轧工艺生产,产品易磁化轴00偏离轧制方向的平均角在30以内，因此磁感应强度更高（Hi-B名由此而来),而铁损更低,晶粒尺寸平均为10mm一20m。.2.无取向硅钢的生产特点无取向硅钢有一般无取向硅钢和高档无取向硅钢之分。一般无取向硅钢,（S)20%除控制硅含量外，为达到产品性能的规定，锰和铝的含量也是无取向硅钢炼钢时要严格控制的，而碳、硫、氮等

15、有害元素含量要尽量低。不同牌号产品对硅、锰、铝含量及杂质含量规定各不相似。除硅之外的其她辜要元素对性能的影响如下:(1)铝。铝是良脱氧剂,铝和硅有同样的作用,即缩小丁相区,使晶粒细化,提高电阻率,减小矫顽力，减少铁损，也使饱和磁感减少。此外,铝固定钢中的氮，减小磁时效。铝可形成AN、Al2O等有害夹杂物。铝含量(质量分数)在0.0050.14范畴内容易形成细小的AIN质点,在后来的退火时阻碍晶粒长大,使铁攒明显增高;当不小于014%时，随着铝含量的增长,铁损减少。铝对钢的强度和硬度的影响不如硅那么明显,而对磁性有重要影响，因而高牌号硅钢中铝含量有逐渐增长的趋势，最高牌号铝含量（质量分数)高达1

16、%以上,使铁损明显减少,而磁感也有一定限度的下降。硅铝含量(质量分数之和的上限可达2。 (2)锰。锰可避免热脆,锰与硫形成M，n避免沿晶界形成低熔点FS。锰是扩大 相区的元素,热轧时可提高塑性和改善热轧板组织及织构，使(100)和(110)位向组分加强。锰含量增长,MnS固熔温度提高，促使Ma粗化，有助于后来晶粒长大,并且可提高锋坯加热温度便于热轧。但锰减少相变温度,、使退火温糜下降，晶粒尺小变小而影响磁性。锰可以提高钢的强度和硬度,在低牌号中锰含量控制在较高范畴;在高牌号（硅和铝较高）中锰含量控制在较低范畴。在硫含量较低的状况下，固溶的锰量增长可减少铁损。锰含量(质量分数）一般控制在0.1%

17、.%范畴内。 (3)碳。碳是极有害的元素，由于它与铁形成间隙固溶体，使晶格畸变严重,引起很大的内应力,使磁性明显下降。碳是产生磁时效的重要的元素，一般成品中的碳含量(质量分数)在310-4%如下就不会产生磁时效现象。炼钢时要尽量减少碳含量，目前国内可将碳含量(质量分数)在炼钢时降到8010-4如下,从而减轻了后部工序的脱碳任务。（4)磷。磷与硅的作用相似,即缩小相区，使晶粒长大,提高电阻率和硬度，减少铁损,减轻磁时效(阻碍碳化物析出)。但磷是晶界偏析元素，含量高会使冷加工性能变坏。在硅含量较低的状况下,磷含量(质量分数）应不超过0.5%；在硅含量较高时,应使磷含量（质量分数)尽量减少，控制在0

18、.03如下。(5)硫。硫是仅次于碳的有害元素。硫使铁损和矫顽力增大,最大磁导率和磁感减少,因素是硫与锰形成细小的MnS质点，阻碍晶粒长大。因此,硫含量越低越好。无论钢中硅含量的高下，随着硫含量的增长，铁损都明显增长。因此,生产无取向硅钢,脱硫成为生产中不可缺少的核心措施。(6）氮、氧及其她元素。氮可形成细小的1N和产生磁时效，而氧形成氧化物夹杂，它们都是有害元素，炼钢时应尽量减少其含量。钛和锆在钢中形成稳定细小的TiN和r及Ti,从而阻碍晶粒长大。因此生产高牌号电工钢时，应将钛、锆总量(质量分数)限制在0.00%如下。一般无取向硅钢采用一次冷轧法生产；高档无取向硅钢采用二次冷轧法工艺。4.2.

19、2硅钢生产工艺路线原料的化学成分及纯净度、锻造组织、热轧工艺、冷轧及热解决工艺都是影响硅钢最后产品质量的重要因素。硅钢生产工艺事实上是从原、辅材料开始，对冶炼、浇铸、热轧、冷轧、热解决到精整进行产品质量一贯管理,实行全过程的检测、控制的一种系统工程。有人觉得在硅钢生产各环节中,冶炼的作用占40%，热轧占0%,而冷轧及热解决仅占2的作用，可见冷轧前原料准备的重要性。原料的品质和生产工艺技术是硅钢生产的核心。图3-3为冷轧硅钢板带生产工艺流程图。4.3冷轧硅钢带的原料准备冷轧硅钢带的原料为热轧硅钢带卷;但是自予硅钢生产是一种从原、辅助材料开始到成品的系统工程，因此必须对冶炼、浇铸、热轧各工序进行质

20、量一贯管理。4.1冶炼 硅钢的化学成分、杂质量的控制是硅钢冶炼的核心。4.31取向硅钢的冶炼取向硅钢以MS(及A1N)作为克制剂。除硅外,锰和硫是此外两个必须严格控制的元素,这两个元素在加工过程中有一种阶段是需要的，但过了这个阶段就不需要了；碳在锰和硫之间起平衡作用，应根据产品的不同牌号对钢的成分进行严格控制。O钢及H-B钢的重要化学成分及其作用如表32所示。取向硅钢冶炼规定使用低锰铁水，(Mn)0.3%,最佳在.15%如下,当铁水锰含量高时,必须将锰的质量分数脱到0.3%如下；脱锰后的铁水温度必须高于130,以保证倒人转炉的铁水温度高于0,采用顶吹或顶底复合吹炼转炉冶炼,重要任务是脱碳、脱锰

21、、脱磷和调温。冶炼中规定添加低锰废钢料;使用碳、锰、铝含量低的高档硅铁合金料；辅助材料含量稳定,杂质少。出钢时向钢包内添加钢芯铝等脱氧；边出钢边均匀地加大硅铁合金，在出钢量达到70此前加完。出钢过程中钢包底部吹氩。在钢包内用与钢水成分相似或相近的厚板坯对钢液进行搅拌，使钢水温度均匀;夹杂物迅速上浮以净化钢质。出钢后，钢水在钢包中进行真空循环脱气解决。其目的是微调成分，提高成分命中率，432热轧 43.21取向硅钢热轧取向硅钢采用高温加热、高温轧制、高终轧温度和低温卷取的三高一低工艺制度。高温加热工艺取向硅钢连铸坯的加热及其热轧,不仅是为了获得所需要的钢带厚度和板形,更重要的作用是保证连铸坯中粗

22、大的MnS、AlN克制剂在加热过程中完全固溶,在热轧过程中再使Mn以细小弥散状态析出，并控制Al尽量少析出。nS和A1的固溶限度,对GO钢和Hi-钢的磁性起决定性作用。实验证明,铸坯加热温度越高，磁性就越好。 加热温度决定于锰、硫、铝；氮量。锰和硫含量增高,固溶温度就增高;此外,提高硅含量使Mn固溶困难，减少碳含量使固溶温度减少。为使克制剂充足固溶，事实上铸坯的加热温度要不小于它的固溶温度。GO钢铸坯的加热温度设定在13170；HB钢的锰、硫含量比G钢的高,因此-B钢帱坯加热温度设定在1380-1400。此外，要控制升温速度、各段温度和在炉时间。加热温度高对加热炉影响很大。由于钢温高,钢很软,

23、用持续加热炉加热会发生粘钢现象,宜采用步进式加热炉。加热时间为3左右。铸坯在炉内停留时间短,nS、AIN不能完全固溶；在高温区停留时间长会发生过烧现象或晶界产生氧化。由于加热温度高,铸坯表面熔化,因此产生炉渣诸多,差不多生产两三天就要停炉进行扒渣。要提高热轧生产率，必须解决炉底清渣问题。 高温轧制工艺在热轧过程中不仅要将铸坯轧到所需要的厚度，并且还规定在热轧过程中能均匀细小地析出MnS,并尽量少析出A1。对于GO钢，粗轧时采用大压下量高速轧制，规定进连轧机的钢坯温度在1150以上;在连轧过程中喷水冷却,控制终轧温度在9010；热轧后钢带在辊道上进行层流冷却。 对于B钢，锰、硫含量比GO钢的高，

24、故MnS的析出温度也高，大概在20，在此温度下析出MnS，而此时的AIN析出量很少。因此,i-钢的加热温度更高,在粗轧时铸坯温度要高,轧制时间要短，采用大压下量高速轧制。保证钢坯进连轧机前的温度比O钢的高,不小于10;根据N的析出行为，钢带通过连轧机的时间越短越好，并加大冷却水量,提高钢带冷却速度，控制终轧温度在9以上;热轧后钢带在辊道上进行层流冷却，保证进行低温卷取。这样就能达到限制AN高温析出的目的，保证在后来的常规冷却时,有足够的有效A1N析出量。 C低温卷取工艺为了限制AN的析出，热轧后钢带经层流冷却进行迅速冷却,使钢带在卷取时能达到所规定的较低的温度。G钢卷取温度控制在55010;H

25、-钢应不不小于55。.32无取向硅钢热轧影响无取向硅钢磁感应强度的重要因素是硅含量和晶体织构。 硅钢的热导率低、柱状晶大,硅的质量分数不小于%的铸坯加热速度要缓慢，特别是在70如下更应减少加热速度。无取向硅钢采用低温加热、低温轧制、终轧温度低、卷取温度高的三低一高的工艺制度。由于无取向硅钢铸坯中存在较粗大的MS、A1N等,如果加热温度过高，它们会固溶在钢中,在后来的热轧过程中,由于固溶度随温度下降而减少，从而以细小弥散状析出，阻碍后来退火时晶粒长大,使磁性变坏。因此，加热温度最佳在00；如下,但是为了改善热轧加工性，加热温度一般选在11501280。在热轧设备能力容许的条件下,加热温度应尽量低

26、,但要使铸坯内外温度均匀，一般0mm厚的铸坯需保温4h终轧温度一般控制在8088。 卷取温度为5060;。卷取温度高于700,可起到热轧卷常化的作用,改善成品组织、织构和磁性，从而可省掉常化工序。但卷取温度过高,热轧带氧化铁皮厚,酸洗困难;由于热轧钢卷内外圈温度减少快,成品磁性不均匀，头尾磁性低。如果钢卷是在高温下卷取后放在保温罩中冷却到00如下,再进行水冷可克服这些缺陷。4冷轧硅钢带生产冷轧硅钢的生产是一种从原、辅材料开始,绎冶炼、浇铸、冷轧、退火及涂层各道工序的复杂的系统工程。从冶炼用铁水开始到生产出取向、无取向冷轧硅钢板带工艺路线如图-4所示。本节将以某厂生产冷轧硅钢板带为例论述硅钢生产

27、的冷轧工艺及设备。4.41热轧钢带的常化及酸洗 硅钢冷轧前必须通过酸洗工序，以清除热轧钢带表面上的氧化铁皮。酸洗前，Hi-B钢热轧卷还必须进行常化解决。41.1热轧钢带的常化解决 A HiB钢热轧卷常化Hi-钢热轧卷必须进行常化解决,这是由AIN析出行为所决定的。在热轧过程中,AN析出温度范畴正处在精轧机轧制温度范畴,钢带迅速通过精轧机时，厚度也急剧减薄,温度迅速下降,AIN析出量减少,此时析出的N尺寸较大，克制能力小；而在卷取后低温析出的AIN质点小而不稳定。 由于钢中具有一定量的碳，在高温常化时产生一定数量的 相。氮在相内的溶解度远不小于氮在相内的溶解度。因此在高温常化解决过程中可以大量地

28、固溶那些在热轧时低温析出的细小而不稳定的AI。常化后控制冷却通过 相变,析出有效尺寸(50nm)的AI。 常化温度、均热时间、开始冷却温度和冷却速度的选择是常化解决的核心，必须严格遵守。 常化温度范畴以050一1150为宜,最佳常化温度在100左右。常化温度对磁性的影响:如图3-6所示。从钢带人炉到开始冷却的时间一般控制在3.5-4min,其中均热时间为min左右。常化时间短,AIN析出量局限性;常化时间长，晶粒过大,都会使二次再结晶发展不完善。常化后喷水急冷对提高磁性十分重要，由于在急冷过程中:AIN大量析出,称为“急冷效应”。急冷的冷却速度通过喷水量和喷水时间进行控制。冷却速度应随钢中铝含

29、量不同而变化,铝含量高的相对慢冷，铝含量低的相对快冷。最佳采用二段式常化解决制度，即在110110常化并冷却到92040，保温23mn后再喷水冷却,A1N析出量增多并更细小弥散，磁性明显提高，铁损P1减少。B无取向硅钢热轧卷常化由于热轧卷的头尾温差比较大，同步钢带厚度方向的表面层和中心层晶粒组织不均匀,持别是硅、铝含量高的高牌号硅钢，热轧后钢带中析出一部分对磁性有害的弥散的A1N、MnS。热轧卷常化是提高无取向硅钢磁性及其均匀性的一种重要手段。通过常化解决可使整个钢卷再结晶更加完善、晶粒尺寸均匀和粗化；AN、MnS进一步汇集粗化，减小后来退火对晶粒长大的克制作用;使织构中对磁性有利的(100)

30、(11）位向组分增长，(11）组分削弱。因此,常化解决使无取向硅钢成品的磁感应强度提高，铁损减少。常化温度越高、时间越长,成品的磁性越好，但温度过高和时间过长，会使晶粒长得过大,在后来的冷轧时容易发生脆断或边裂等问题。因此，对不同牌号应通过实验拟定其最佳的工艺参数。一般持续常化炉的常化温度为8001050。SiA1的总含量高,常化温度要低些。保温时间以13min为宜。44，.2热轧钢带的酸洗硅钢硅含量高,其氧化铁皮中具有一定量的SiO2,这种氧化铁皮仅用酸洗不容易去掉，因此在酸洗迈进行机械除鳞是必要的。A喷丸预解决机械除鳞一般采用喷丸解决,作为酸洗工艺的预解决。一般喷丸机设4个喷头，上下各两个

31、,对钢带上下两面同步进行喷丸解决。每个喷头的喷丸能力为51，0kg/n，钢丸粒度约为10m。设计采用铸钢丸，现用 1m钢丝切割，长lmm。喷丸后停留在钢带面上的钢丸，通过安装在喷丸机出口侧的去丸装置所有去掉。为避免挥霍钢丸，当钢带停止运营时,钢丸喂给装置及喷头可以停止喷丸。喷丸机底部设有螺旋运送机、斗式提高机，用于将钢丸提高到顶部的钢丸分离器中。分离器将铁皮、渣子及损坏的钢丸分离出来，将可用的钢丸重新送人钢丸推动器反复使用。喷丸机产生的铁皮、渣子用吸尘器吸出进行清除,不容许喷丸时产生粉尘外逸,以保证环境卫生。B酸洗 硅钢采用盐酸进行酸洗效果较好。酸液中HC的质量分数为2%4%,酸洗温度080。

32、 酸洗槽采用焊接钢板构造,内衬特殊橡胶，其上砌耐酸砖;两个下沉辊设在槽的进出口两端，能使钢带有效地浸渍在酸洗液中;酸洗液通过直接喷吹蒸汽进行加热，并启动地维持酸洗液的温度。酸洗槽中装有一种提高器,当作业线停止工作时，将钢带提起以避免过酸洗。酸洗槽尺寸为1667m(长)1788m(宽)867mm（高）;平均液位1mm。C供酸系统供酸系统涉及HCI储存槽、高位槽、CI及水的测量槽、供酸泵及管道等。系统向酸洗槽供应盐酸和水。图87为供酸系统示意图。排烟装置 排烟装置采用水冲洗由酸洗槽和酸液喷洗槽排出的烟气，以便将盐酸雾气从烟气中去掉,清除掉酸雾的烟气经烟囱排出室外。图88为排烟装置示意图。 E废酸液

33、储存槽 废酸液储存槽用于储存由酸洗槽内作为废酸液流回来的HCl溶液,以及由于酸洗槽维修而从该槽中临时回流的HCl溶液。暂存的Hl溶液可用供应泵送回酸洗槽继续使用。.2轧制工艺硅钢随着硅含量的增长，钢的屈服强度和抗拉强度明显提高（硅的质量分数不不小于3.5时），伸长率明显减少,硬度迅速增高。硅钢的轧制比其她软钢困难，并且硅钢特别规定要有精确的成品厚度以及精确的压下率，同步要有好的板形。因此，一般冷轧硅钢采用二十辊轧机进行可逆式冷轧。低牌号硅钢也可以在四辊或多辊轧机上冷轧。为提高生产率,目前日本在生产硅的质量分数为1一2.的中档牌号硅钢时已大量采用连轧机生产。4.4.2冷轧工艺硅钢冷轧不仅使钢带减

34、薄而获得所需要的厚度，同步还为获得抱负的初次再结晶组织及织构发明有利条件，因此冷轧分为一次冷轧法和二次冷轧法两种冷轧措施：,根据不同牌号钢种而分别采用。取向硅钢冷轧Hi-钢采用一次冷轧法,GO钢采用二次冷轧法。 iB钢一次冷轧HiB钢一次冷轧总压下率为8190，这是获得高磁感应强度的必要条件之一。一次大压下冷轧在冷轧板生产中产生更多的具有1位向的变形带,在这些变形带之间的过渡处保存了本来的110001位向的亚晶粒。在随后的脱碳退火时过渡带的110001亚晶粒,通过汇集而形成位向精确的（10)001初次晶粒(二次晶核）,并与其周边的1形变带构成大角晶界。退火后获得细小均匀的初次再结晶基体，在初次

35、再结晶织构中，(11)112)组分加强,（11)01）组分削弱，(110）001)二次晶粒位向更精确，但数量少,因此形成时二次晶粒尺寸更大。-B钢冷轧压下率对磁性的影响如图10所示。图810是热轧板厚度为24mm的H1钢,预轧到不同厚度,经120和4mn常化解决后一次冷轧到0.285m,经35湿氛围脱碳，涂Mgo隔离层,并于15高温退火后的磁感B10值与冷轧压下率的关系图，证明冷轧压下率对磁性的影响很大。实验证明，总压下率对磁性有影响,而道次压下率对磁性影响不大。有关HiB钢的时效轧制简介如下所谓时效轧制就是使用粗面工作辊,大压下；闭油迅速轧制。由轧制时产生的变形热使钢板温度升高(有效温度为1

36、030),可以提高磁性。其机理是通过变形时效作用使钢带中的固溶碳和氮含量增多，提高了钉扎位错的能力；阻碍了位错运动，从而变化了滑移系统，使冷轧织构发生变化,促使形戒更多的变形带和过渡带,使脱碳退火后初次再结晶基体中位向精确的二次晶核增多，成品二次晶粒尺寸变小,并使铁损减少。时效轧制还具有提高钢带塑性、减少轧制断带、提高成材率等作用。.GO钢的二次冷轧法GO钢采用二次冷轧工艺,在两次冷轧间进行一次中间退火。G钢冷轧的重点是控制第二次冷轧的压下率，合适的第二次冷轧压下率，可以保证脱碳退火后在初次再结晶基体中产生一定数量的位向较精确的(10)01晶粒，这是提高磁性的核心。初次再结晶织构中(110）1

37、组分强，另一方面是(111)11组分。二次晶粒数量多，因此尺寸较小。第二次冷轧压下率控制在5时，磁性能最高，见图3-1。、冷轧前板温控制 硅的质量分数为的硅钢的塑性:脆性转变点在400,为避免冷轧时断带,冷轧前钢卷温度保持在0以上是有利的。一般采用控制酸洗后钢卷的卷取温度不小于，酸洗后立即进行冷轧。不能及时轧制肘，钢卷应放在保温台上(通蒸汽）保温。当硅含量偏高或室温很低时,应对钢卷端部进行火焰加热。冷轧质量规定除严格控制冷轧压下率外,对冷轧带厚度及板形也有严格规定,厚度公差见表33。规定钢板无瓢曲，容许有热解决能消除的边浪;规定表面无辊印、无划伤,表面光洁。B无取向硅钢冷轧35W400、0W4

38、0如下牌号的一般无取向硅钢一般采用一次冷轧法生产，高牌号无取向硅钢常采用二次冷轧法生产。 一次冷轧法一般无取向硅钢一般采用一次冷轧法生产。由带厚为2.0-2,5mm的热轧钢带经一种轧程轧到所规定的成品厚度(0.357m）,总压下率为%+0。对道次压下率没有规定，应根据轧机的能力、钢带的加工性能、扳形和表面状况等因素拟定；为了提高生产率,应充足发挥轧机的能力,在容许的条件下,尽量采用大压下量冷轧，但压下量过大,会产生裂边、板形变坏等不良成果。一般第一、第二道次用大压下率轧制，后来随着钢带加工硬化的不断增长，道次压下率逐渐减小,使各道次的轧制压力大体相似。一般一次冷轧用35道次轧制。为了获得良好的

39、板形，消除热轧带的波动，有时也可以采用增长轧制道次的轧制措施。轧制张力应控制在钢带屈服极限的35一60%。控制好张力是保证轧制过程的稳定,获得良好的板形、厚度公差和减少单位轧制压力的有效措施。在容许的轧制速度范畴内,尽量采用高速轧制以提高生产率。轧制速度提高，轧制压力相应减小。一般第一道采用大压下量、较低的速度轧制,以避免轧辊急剧加热,避免热轧钢带厚度波动大产生不均匀变形而导致成品厚度公差大，也避免断带。第二道开始轧制速度逐渐提高。b二次冷轧法高牌号无取向硅钢常采用二次冷轧法生产。高牌号无取向硅钢也可以采用一次冷轧法生产,但热轧带要通过常化解决。二次冷轧法有两种：(1) 第一次用较大压下率轧到

40、一定厚度,通过中间退火后,再以%15%的压下率二次冷轧到成品厚度。这种措施称为临界压下法或调质轧制法。临界压下法生产出的产品晶粒大、铁损低，但磁感也低，是这种措施的一种重要缺陷。（2)经两次中档压下率(40二7%)轧到成品厚度,两次冷轧之间经中间退火。这种措施称为中档压下率法。中档压下率法生产的产品铁损低，磁感高。高牌号硅钢可采用中档压下率法生产。4.4.中间退火工艺GO钢和高档无取向硅钢采用二次冷轧法进行生产，在两次冷轧之间要进行一次中间退火。431GO钢的中间退火一般,两个冷轧轧程之间的中间退火目的是进行再结晶、消除冷轧加工硬化，以便于第二次冷轧。而硅钢的中间退火,除了进行再结晶、消除冷轧

41、加工应力外，还为产品得到所需要的磁性作准备。对于GO钢,中间退火还要使固溶的MnS析出量增长;使钢部分脱碳,将碳的质量分数控制在一定范畴内(.015%以上)，增长第二次冷轧时的应变能，对第二次冷轧后脱碳退火时的再结晶有利。中间退火工艺规定迅速升温到再结晶温度以上，其目的是减少再结晶前的答复和多边化过程所消耗的储能,有助于形成完善的细小均匀的初次再结晶晶粒。在中间退火时热轧过程中尚未充足析出的MnS继续析出,使M数量增多，提高克制能力。中间退火温度为85095。温度过低，再结晶不完善；温度过高时,再结晶晶粒过大。这都影响二次再结晶的发展。退火时间，从进炉到出炉约为254mn。退火氛围为15%0%

42、H+85一802（体积分数),通过加湿器进入炉中；露点为2030。-42高档无取向硅钢的中间脱碳退火中间脱碳退火的目的是将碳含量脱至一定范畴,并使晶粒合适长大。A 脱碳的机理 硅钢在氮氢混合保护气体中进行退火，脱碳重要靠保护气体中的水蒸气，其反映方程式如下: 反映所生成的C随流动的保护氛围不断地排出炉外，而碳由钢带内部不断地向表面扩散，因此使上面的反映式不断地向右进行，钢中的碳不断地减少。影响脱碳的因素 影响脱碳的因素重要有:(1）温度。退火温度升高，碳的扩散速度增长,脱碳速度相应加快;但是由于受相变及表面氧化的影响,退火温度过高，使钢带表面的氧化速度加快,表面形成含Sl2的致密的氧化膜,阻碍

43、脱碳的顺利进行。因此硅钢的脱碳有一种最合适的温度范畴,大概在820左右。 当退火温度低于该合适温度范畴时,碳的扩散速度减慢,影响脱碳效果;高于合适温度范畴时，氧化速度加快，阻碍脱碳顺利进行。(2)氛围。为了强化脱碳反映,必须保证氛围中水蒸气的分压P水与氢气的分压P氢气的比值合适。由于脱碳氛围是氧化性的,为避免表面氧化,氛围中应有一定量的H2。但H2含量不能过多,由于要保持水氢气不变，H2过多,水蒸气量也要相应增长,氛围的露点过高,钢带表面更易氧化。因此，纯氢气作为脱碳氛围是不合适的。根据实验，脱碳退火氛围应为20H280N2(体积分数)，P水/P氢气=0.00.4。如果提高退火温度,就得合适减

44、少P水/P氢气值,以避免钢带氧化。(3)钢带厚度。钢带厚度增长,碳扩散到表面需要的时间就长。在相伺条件下,脱碳时间与钢带厚度的平方成正比关系。如果厚度增长一倍,时间就必须增长三倍。C高档无取向硅钢中间脱碳退火高档无取向硅钢中,硅、铝含量较高,在特定氛围和温度范畴内，随温度的升高，脱碳到一定值所需的时间就短，温度越低,则所需时间越长，见图3-4、图-15。对采用临界法轧制的钢带而言,一般晶粒大、铁损低;，但磁感也低。如果中间脱碳退火的磁性控制合适，则成品可得到较好的磁性。磁性的好坏是由中间退火后晶粒尺寸决定的,因此中间退火的磁性要控制在一定范畴内。在实际生产中规定对中间脱碳后钢带的磁性P00进行

45、测试，以便随时控制在规定的范畴内。4.4.4取向硅钢脱碳退火及MgO涂尽44.41取向硅钢脱碳退火工艺H-钢和GO钢最后冷轧后脱碳退火的目的是：(1）完毕初次再结晶，使基体中获得足够数量的(110）01位向晶粒和合适的初次再结晶织构;（2)将钢中碳脱到410-4(质量分数）如下，以保证高温退火时处在 相区而发展为单一的(10)01织构的完善的二次再结晶组织,并且消除磁时效;(3）在表面形成致密的SiO2薄膜( m)。退火工艺分为两个阶段，前一种阶段炉温控制稍低，氛围气体的露点稍高,有助于脱碳的进行;后一种阶段炉温稍高，露点稍低,可有助于形成厚度均匀致密的Si薄膜。一般脱碳温度在5如下；氛围气体

46、成分为1%20H+8580N2（体积分数)；露点为35；在炉时间为2.i4.4.52MO涂层A涂层的目的取向硅钢在脱碳退火后,还必须进行高温退火,高温退火在罩式炉内进行紧卷退火。为避免高温紧卷退火时产生粘结,必须在钢带表面涂上一层隔离层MgO涂层。在高温时MgO和钢带表面的SO2反映生成硅酸镁Mg2SiO4底层，也称玻璃膜,这样可以避免粘结发生；此外，高温时MgO还起增进脱硫的作用。B MgO特性规定使用重质低活性MO，颗粒度应有70达到 如下,杂质含量低,严格控制aO和氯离子含量,由于a含量过多，增长MgO水化率；氯离子与MgO中的2反映生成HCI而腐蚀底层。此外，碳、钠、钾、硫、Siq等杂

47、质也要尽量减少。CMg涂层及规定MgO涂层要均匀,单面涂料量为48gm。涂料量低于g/m2时,没有足够的MgO量与SiO反映使底层变薄；不小于8gm时,带进高温退火炉中的水分过多，影响底层质量。MgO中水化率越低越好,规定低于3.5。D对配液用水的规定配备MO涂液必须使用纯水，纯水规定越纯越好;水中不能具有氯离子，电阻率值应达到515 以上。 涂液温度与放置时间 涂液温度高和放置时间长都会使涂液中中MgO(OH)含量增长,这种化合水在涂层烘干时不能清除而带人高温退火炉内。为减少MO(OH）含量，控制涂层温度在以下，放置时间不能超过h F涂液配备与添加剂MgO与纯水的配备比例一般控制在1：10。为了提高磁性和底层质量，在配备涂液时应添加少量的TiO及硼的化合物等。为避免MO沉淀，从涂液配备到使用完毕必须对涂液进行搅拌。 G涂层烘干温度一般控制钢板温度不超过350。温度过高会破坏SiO薄膜。