化學(xué)成分對(duì)低牌號(hào)冷軋無取向電工鋼鐵損的影響

選取了三種50w800無取向電工鋼,分析了化學(xué)成分、晶粒尺寸、織構(gòu)、以及200℃時(shí)效處理48h前后的磁性能和第二相粒子析出狀態(tài)的變化。結(jié)果表明,鋼板中第二相粒子的分布密度對(duì)鋼板鐵損有最重要的影響。降低鋼中c、n元素含量,或改進(jìn)鋼板熱加工參數(shù)以降低成品鋼板中第二相粒子形成元素的過飽和度均有利于明顯降低鋼板磁時(shí)效過程中的鐵損增幅。鋼板中對(duì)磁性能有利的織構(gòu)也有利于降低鋼板鐵損的時(shí)效幅度。

介紹寶鋼高牌號(hào)無取向電工鋼的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用情況。寶鋼在2005年自主開發(fā)并試制成功高牌號(hào)無取向電工鋼b50a400,其各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或接近國(guó)外產(chǎn)品的同等水平;2007年高牌號(hào)無取向電工鋼產(chǎn)量達(dá)1.45萬t。寶鋼高牌號(hào)無取向電工鋼主要應(yīng)用于大型水輪發(fā)電機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及交直流大電機(jī)。

低鐵損高磁感冷軋無取向電工鋼帶的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟：①成分為wc≤0．0050％，wsi≤2．50％，wal≤1．0％，且wsi＋2wal≤2．50％，

a．大型電機(jī)領(lǐng)域。無取向電工鋼高牌號(hào)產(chǎn)品是大電機(jī)（大型發(fā)電機(jī)、交直流大電機(jī)）制造不可或缺的重要材料，在大型電機(jī)中主要作為定子沖片，以滿足大電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磁路呈多向混合分布的設(shè)計(jì)要求。

將中低牌號(hào)無取向電工鋼的鐵損值進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)，研究表明相同牌號(hào)的電工鋼，渦流損耗值分布在一定范圍之內(nèi)，且分布較均勻，不同牌號(hào)電工鋼的渦流損耗所占總損耗的比例不同。

綜述了中牌號(hào)無取向電工鋼(抗拉強(qiáng)度為600mpa以上、高頻(w10/400)下使用的電工鋼)的生產(chǎn)方法。即,cu的添加以及控制成品退火的冷卻速度;cu的作用以及各因素的影響;半工藝無取向電工鋼板的生產(chǎn)方法;s含量和板坯加熱溫度對(duì)磁性的影響。

對(duì)高牌號(hào)無取向電工鋼國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況、工藝技術(shù)、產(chǎn)品性能及應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行了闡述,并探討了高牌號(hào)無取向電工鋼產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

以cao-caf2復(fù)合渣系為脫硫劑,在rh精煉過程采用真空投入法進(jìn)行高牌號(hào)無取向電工鋼深脫硫工業(yè)試驗(yàn),采用kth模型計(jì)算分析了rh爐渣成分對(duì)硫容量cs的影響。研究結(jié)果表明,爐渣成分控制在w((cao))/w((sio2))為5~7,w((cao))/w((al2o3))為1.5~1.8,w((al2o3))為25%~30%,w((feo+mno))<5%,脫硫劑加入量為6~8kg/t時(shí),鋼中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)從平均0.0031%降低到0.0018%,最高脫硫率達(dá)到47.1%,平均脫硫率為41.7%。

通過太鋼大生產(chǎn)試驗(yàn)、金相和電鏡觀察、理論分析,系統(tǒng)研究了稀土在電工鋼中的存在狀態(tài)及其對(duì)電工鋼微觀組織、夾雜形態(tài)及分布的影響,最終對(duì)高牌號(hào)無取向電工鋼成品表面縱條紋缺陷產(chǎn)生作用。

影響無取向電工鋼磁性能的兩個(gè)主要因素是組織和織構(gòu)。研究表明:隨著牌號(hào)的升高,晶粒尺寸增大,有利于鐵損的降低;(si+al)含量變化時(shí),主要織構(gòu)組成不變,但是隨著(si+al)含量的增加,有利的高斯織構(gòu){110}強(qiáng)度由4.0減少到2.0,不利織構(gòu)γ的強(qiáng)度由15.1增加到20.6;可以通過改善軋制工藝減少不利織構(gòu),提高磁感。

首次實(shí)現(xiàn)了從冶煉→csp→?；滠埻嘶稹善窓z測(cè)等csp工藝生產(chǎn)高牌號(hào)無取向電工鋼的實(shí)驗(yàn)室全工序過程模擬,并對(duì)鑄坯、熱軋板及冷軋板中的組織及夾雜物進(jìn)行了具體分析。結(jié)果表明,csp工藝生產(chǎn)高牌號(hào)無取向電工鋼是可行的;成品磁性能滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求;薄鑄坯、熱軋板、成品板組織具有典型高牌號(hào)無取向電工鋼組織特點(diǎn);過程析出物主要為:aln,aln+mns。

對(duì)冷軋無取向電工鋼性能測(cè)量用試樣加工不同設(shè)備對(duì)試樣測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究。研究結(jié)果表明非電工鋼專用剪板機(jī)加工試樣的鐵損測(cè)量結(jié)果比電工鋼專用剪板機(jī)加工試樣測(cè)量值高3%以上,但對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量沒有明顯影響;對(duì)疊裝系數(shù)測(cè)量結(jié)果影響的規(guī)律非常明顯,即普通剪板機(jī)→精密剪板機(jī)→電工鋼專用剪板機(jī)加工試樣測(cè)量的疊裝系數(shù)依次提高,同時(shí)與毛刺高度完全對(duì)應(yīng)。

寶鋼中低牌號(hào)無取向電工鋼經(jīng)過近8年的發(fā)展,在產(chǎn)量、質(zhì)量和新產(chǎn)品研發(fā)等方面取得了可喜的成績(jī)。在引進(jìn)6種化學(xué)成分14個(gè)牌號(hào)電工鋼的基礎(chǔ)上,相繼開發(fā)了6個(gè)中低牌號(hào)無取向電工鋼,并形成了ei鐵芯、空調(diào)壓縮機(jī)鐵芯、冰箱壓縮機(jī)鐵芯和家用電機(jī)等四大系列產(chǎn)品。其產(chǎn)品具有穩(wěn)定的磁性能、出色的加工性能、優(yōu)良的涂層性能和高的尺寸精度。

采用電解提取夾雜物和掃描電鏡-能譜法,分析了無取向電工鋼非穩(wěn)態(tài)(開、終澆板坯)和穩(wěn)態(tài)澆鑄(中間板坯)對(duì)應(yīng)成品試樣的夾雜物數(shù)量、種類、尺寸,及其對(duì)成品鋼卷鐵損的影響。結(jié)果表明,兩者夾雜物均以aln、mns、cu2s類夾雜為主,開、終澆板坯中還含有少量的氧化物夾雜。0.5μm以下的微細(xì)夾雜,數(shù)量約為1500萬個(gè)/mm3;0.5～5.0μm尺寸范圍內(nèi)的夾雜,非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)澆注的板坯中分別為123萬個(gè)/mm3和75萬個(gè)/mm3,這也是造成非穩(wěn)態(tài)和與穩(wěn)態(tài)澆注條件下對(duì)應(yīng)成品鐵損差異的主要原因。

通過轉(zhuǎn)爐→rh→連鑄→熱連軋→一次冷軋→退火流程,成功開發(fā)了冷軋無取向電工鋼50w1300~50w600系列牌號(hào),并實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。產(chǎn)品性能表明:研制的50w1300~50w600磁性能良好,達(dá)到國(guó)標(biāo)要求;產(chǎn)品板形和表面質(zhì)量良好,能夠滿足下游電機(jī)和電器行業(yè)制作高效電機(jī)的要求。還對(duì)電工鋼鑄坯、熱軋板及冷軋板的組織進(jìn)行了具體分析。

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以馬鋼csp流程生產(chǎn)電工鋼特點(diǎn)為基礎(chǔ),模擬了典型高牌號(hào)無取向電工鋼(50w310)的生產(chǎn)過程,研究了常化溫度對(duì)典型高牌號(hào)無取向電工鋼(50w310)的組織、織構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過熱軋板?；幚淼某善反判阅芡耆_(dá)到國(guó)標(biāo)要求;在實(shí)驗(yàn)室研究的熱軋板?；瘻囟确秶鷥?nèi)(900~1050℃),隨著?；瘻囟鹊纳?熱軋板晶粒尺寸逐漸增大;成品晶粒平均尺寸呈先增大后減小的趨勢(shì);成品中織構(gòu)強(qiáng)度變?nèi)?特別是{111}、{112}和{114}等織構(gòu)明顯減弱;成品鐵損p15值呈先降低后升高的趨勢(shì),磁感b50值單調(diào)遞增,但增幅較為緩慢。

通鋼利用先進(jìn)的鐵水脫硫、180t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、rh真空處理等設(shè)備以及板坯連鑄連軋機(jī)生產(chǎn)冷軋硅鋼熱軋?jiān)?再利用單機(jī)架六輥可逆軋機(jī)一次冷軋成型,總壓下率78%,最后經(jīng)過連續(xù)退火爐處理,成功開發(fā)了50w800冷軋無取向電工鋼板,并實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。結(jié)果表明:開發(fā)的50w800板平均磁性性能鐵損p1.5/50≈5.08w/kg,磁感b50=1.73t;產(chǎn)品板形和表面質(zhì)量良好。

鋼號(hào)化學(xué)成分（%）機(jī)械性能（≥） csimnp ≤ s ≤ crnimocuv σ b m pa σ b m p a δ ％ ψ ％ hba k v j 碳 鋼 鑄 件 zg200- 400 ≤ 0.2 0 ≤ 0.5 0 ≤ 0.8 0 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 0 ≤ 0.30 ≤ 0.2 0 ≤ 0.30 ≤ 0.05 40 0 20 0 2 5 4 0 3 0 zg230- 450 ≤ 0.3 0 ≤ 0.5 0 ≤ 0.9 0 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 0 ≤ 0.30 ≤ 0.2 0 ≤ 0.30 ≤ 0.05 45 0 23 0 2 2 2 3 2 5 zg270- 500 ≤ 0.4 0 ≤ 0.5 0 ≤ 0.9 0 0. 04 0. 04 ≤

sifecumnmgcr 110600.250.350.050.030.03 211000.05－0.20.05 380110.5-0.90.6-1.00.10.20.050.05 430030.60.70.05－0.21.0－1.5 550520.250.40.10.12.2-2.80.15-0.35 重熔鋁錠牌號(hào)及化學(xué)成份 牌號(hào)序號(hào) 化學(xué)成分（質(zhì)量分 0.95 nizntizr其它al 0.050.030.0399.6 0.10.1599 0.10.080.15>97.37 0.10.15>96.75 0.10.15>95.75 成份 質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

鋁錠牌號(hào)和化學(xué)成分 牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)al不下于雜質(zhì)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不大于）% sifecumnmgzn其他 al99.90gb/t1196-200299.900.050.070.0050.010.025ga0.020其他總和0.10 al99.8599.850.080.120.0050.020.030ga0.030其他總和0.15 al99.7099.700.120.200.010.030.03ga0.03其他總和0.30 a00俄國(guó)toct3549-198799.700.160.160.010.008si+fe0.26其他總和0.30 al99.70a99.700.100.200.010.020.03ga0.03其他總和0.30 al99.5099.500.220

國(guó)標(biāo)、美標(biāo)不銹鋼常用牌號(hào)、化學(xué)成分對(duì)照表 注：1、參考資料《世界標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)手冊(cè)》（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社）。 2、表格中序號(hào)8*部分標(biāo)準(zhǔn)中無明確對(duì)照關(guān)系。 類 型 序號(hào)牌號(hào) 化學(xué)成分% csimnpsnicrmocun其它 1 1cr17ni7≤0.15≤1.00≤2.00≤0.035≤0.0306.00-8.0016.00-18.00---- 301≤0.15≤1.00≤2.00≤0.045≤0.0306.00-8.0016.00-18.00--≤0.1-- 2 1cr18ni9≤0.15≤1.00≤2.00≤0.035≤0.0308.00-10.0017.00-19.00---- 302≤0.15≤1.00≤2.00≤0.045≤0.0308.00-10.0017.00