硅鋼基礎(chǔ)知識

硅鋼帶的生產(chǎn)

1903年美國和德國首先生產(chǎn)了熱軋硅鋼。美國阿姆柯鋼公司于1935年開始生產(chǎn)冷軋

取向硅鋼，20世紀(jì)40年代初生產(chǎn)無取向硅鋼。50年代主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家陸續(xù)引進(jìn)阿姆柯

技術(shù)專利。70年代前，世界約80％取向硅鋼都按此專利生產(chǎn)。1968年日本新日鐵正式生

產(chǎn)高磁感取向硅鋼(Hi-B鋼)。從1971年開始，美國等6個國家引進(jìn)了日本Hi—B鋼專利。

從1968年開始，日本在冷軋電工鋼產(chǎn)品質(zhì)量、制造技術(shù)和裝備、開發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù)、科研和測試技術(shù)各方面都遠(yuǎn)超過美國，處于領(lǐng)先地位。

我國太原鋼鐵(集團(tuán))公司于1954年首先生產(chǎn)熱軋硅鋼。1957年鋼鐵研究總院研制成功

冷軋取向硅鋼，到1973年已掌握阿姆柯技術(shù)專利要點(diǎn)。1974年武漢鋼鐵(集團(tuán))公司從日本新日鐵引進(jìn)冷軋硅鋼制造裝備和專利，1979年正式生產(chǎn)11個牌號的冷軋取向及無取向硅鋼。

4．1

電工鋼的分類及性能

4．1．1

電工鋼的分類

電工鋼按其成分分為低碳低硅(碳含量很低，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0．5％)電工鋼和硅鋼

兩類；按最終加工成形的方法分為熱軋硅鋼和冷軋硅鋼兩大類；按其磁各向異性分為取向電

工鋼和無取向電工鋼。

熱軋硅鋼板均系無取向硅鋼，硅鋼的磁各向異性是在冷軋后通過二次再結(jié)晶過程發(fā)展

而成的，因此只有冷軋電工鋼才有取向與無取向之分。由于產(chǎn)品的用途不同對磁各向異性

的要求不同。在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作的電機(jī)要求電工鋼磁各向同性，用無取向電工鋼制造；變壓

器在靜止?fàn)顟B(tài)下工作，要求沿一個方向磁化(軋制方向)，用冷軋取向硅鋼制造，因此取向硅

鋼又稱變壓器鋼。

我國電工用熱軋硅鋼薄板的國家標(biāo)準(zhǔn)號為GB5212—85；從20世紀(jì)60年代開始，主要

工業(yè)發(fā)達(dá)國家陸續(xù)停止了熱軋硅鋼板的生產(chǎn)。

我國冷軋晶粒取向、無取向磁性鋼帶(片)的國家標(biāo)準(zhǔn)號為GB2521—1996。

標(biāo)準(zhǔn)中的牌號表示方法為：以字母W表示無取向鋼帶(片)；以字母Q表示取向鋼帶

(片)；以字母G表示取向鋼中的高磁感材料。

在一些資料、書籍中，稱普通取向硅鋼為GO鋼，高磁感取向硅鋼為Hi-B鋼，

電工鋼分類見表3—1。

4．1．2

電工鋼的性能要求

4．1．2．1

磁性能

電工鋼是以其鐵損和磁感應(yīng)強(qiáng)度作為產(chǎn)品磁性保證值的。用戶對電工鋼的磁性能要求

如下：

(1)低的鐵損。鐵損(尸t)是由磁滯損耗(Ph)、渦流損耗(Pe)和反常損耗(Pa)三部分組成的。鐵損低可節(jié)省大量電力、延長電機(jī)和變壓器工作時間并簡化冷卻裝置。因電工鋼的鐵損造成的電量損失占一個國家年發(fā)電量的2．5％一4．5％，其中變壓器約占50％，小電機(jī)占30％，鎮(zhèn)流器占15％。因此，各國生產(chǎn)電工鋼板總是千方百計(jì)地降低鐵損，并以鐵損作為考核產(chǎn)品磁性能的最重要的指標(biāo)，按鐵損值作為劃分牌號的依據(jù)。

(2)高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度高，鐵芯激磁電流(空載電流)降低，導(dǎo)線電阻引起的

銅損和鐵芯鐵損降低，可節(jié)省電能。當(dāng)電機(jī)或變壓器容量不變時，磁感應(yīng)強(qiáng)度高可使鐵芯體

積縮小和質(zhì)量減輕，節(jié)省電工鋼板、導(dǎo)線等的用量，并使鐵芯鐵損和制造成本降低，有利于制造、安裝和運(yùn)輸。

(3)

對磁各向異性的要求。硅鋼是體心立方晶體結(jié)構(gòu)，其晶軸不同，磁化特性也不同。

三個主軸方向的磁性，[100]方向?yàn)橐状呕S，[110]方向?yàn)榇我状呕S，[111]方向?yàn)殡y磁化軸。這種磁化特性稱為磁各向異性。

電工鋼的用途不同，要求磁各向異性不同。電機(jī)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，要求電工鋼磁各向

同性，用無取向電工鋼制造；變壓器在靜止?fàn)顟B(tài)下工作，要求磁各向異性，用冷軋取向硅鋼制造。

(4)

磁時效小。鐵芯的磁性隨使用時間而變化的現(xiàn)象叫磁時效。磁時效主要是由于過

飽和碳和氮析出微小碳化物和氮化物而引起的。所以要求電工鋼產(chǎn)品中碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

和氮含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別小于0．0035％和0．005％。

4．1．2．2

加工性能

由于電工鋼還需要進(jìn)一步加工成形，用戶對電工鋼的加工性能也有一定的要求：

(1)

好的沖片性。電工鋼成形的沖剪工作量很大，特別是微、小電機(jī)，所以要求電工鋼板的沖片性好。沖片性好能夠提高沖剪片的尺寸精度，延長沖剪工具的使用壽命。

(2)

表面光滑平整，厚度偏差小和均勻。這項(xiàng)要求主要是為了提高產(chǎn)品的疊片系數(shù)(鐵

芯有效利用空間)，保證沖剪片尺寸精度和便于鐵芯裝配。電工鋼板的疊片系數(shù)降低1％，相當(dāng)于鐵損增高2％和磁感強(qiáng)度降低1％。

4．1．2．3

好的絕緣膜．

冷軋電工鋼產(chǎn)品表面涂有無機(jī)鹽或半有機(jī)鹽絕緣薄膜，以防止鐵芯疊片間發(fā)生短路而增高渦流損耗。對絕緣膜的要求是：(1)耐熱性好；(2)膜薄且均勻；(3)層間電阻高；(4)附著性好；(5)沖片性好；(6)耐腐蝕性和防銹性好。高磁感取向硅鋼表面涂以應(yīng)力涂層，使鋼板中產(chǎn)生拉應(yīng)力，通過細(xì)化磁疇使鐵損和磁致伸縮明顯降低。

不同用途的電工鋼，對磁性、沖片性和絕緣性有不同的要求。

不同的最終加工成形方法，對磁性和加工性有不同影響。冷軋電工鋼比熱軋電工鋼具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)磁性高，可節(jié)省大量電能；(2)表面光滑，疊片系數(shù)高；(3)沖片性好；(4)表面

涂絕緣膜，便于使用；(5)成卷供應(yīng)，適用于高速沖床，利用率高。4．1．3

影響電工鋼性能的因素

磁感應(yīng)強(qiáng)度和鐵損是電工鋼磁性的根本特性。

4．1．3．1

影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的因素

影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的因素有：

(1)

無取向電工鋼的磁感應(yīng)強(qiáng)度主要與硅含量和晶體織構(gòu)有關(guān)。硅含量提高，磁感應(yīng)

強(qiáng)度月50值降低。

無取向電工鋼基本為混亂織構(gòu)，但調(diào)整成分和改善制造工藝，可使織構(gòu)中(100)和(110)

位向組分加強(qiáng)，(111)組分減弱，Bso值提高

鋼中雜質(zhì)和夾雜物含量增高，以及成品晶粒尺寸增大，也使B．so值降低。

(2)冷軋取向硅鋼的硅含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))基本不變(在2．9％一3．5％Sl的范圍內(nèi)變化)，

所以磁感應(yīng)強(qiáng)度只隨(110)[001]晶粒取向度提高或(110)[001]位向偏離角減小而增高。

4．1．3．2

影響鐵損的因素

影響鐵損Pt的因素多且復(fù)雜，因?yàn)橛绊懡M成Pt的磁滯損耗Ph渦流損耗Pe和反常損

耗Pa的因素各不相同，而且其中一些因素對這三種鐵損組分具有完全相反的影響，只能最

終看表現(xiàn)在Pt值上的綜合效果。

無取向電工鋼鐵損Pt中，Ph占60％一80％，主要是降低Ph。量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在煉鋼時降到80×10-4％以下，從而減輕了后部工序的脫碳任務(wù)。

(4)

磷。磷與硅的作用相似，即縮小相區(qū)，使晶粒長大，提高電阻率和硬度，降低鐵損，減輕磁時效(阻礙碳化物析出)。但磷是晶界偏析元素，含量高會使冷加工性能變壞。在硅含量較低的情況下，磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))應(yīng)不超過0．15％；在硅含量較高時，應(yīng)使磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))盡量降低，控制在0．03％以下。

(5)

硫。硫是僅次于碳的有害元素。硫使鐵損和矯頑力增大，最大磁導(dǎo)率和磁感降低，

原因是硫與錳形成細(xì)小的MnS質(zhì)點(diǎn)，阻礙晶粒長大。因此，硫含量越低越好。

無論鋼中硅含量的高低，隨著硫含量的增加，鐵損都明顯增加。因此，生產(chǎn)無取向硅鋼，

脫硫成為生產(chǎn)中不可缺少的關(guān)鍵措施。

(6)氮、氧及其他元素。氮可形成細(xì)小的A1N和產(chǎn)生磁時效，而氧形成氧化物夾雜，它們都是有害元素，煉鋼時應(yīng)盡量降低其含量。

鈦和鋯在鋼中形成穩(wěn)定細(xì)小的TiN和ZrN及TiC，從而阻礙晶粒長大。因此生產(chǎn)高牌

號電工鋼時，應(yīng)將鈦、鋯總量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))限制在0．008％以下。

普通無取向硅鋼采用一次冷軋法生產(chǎn)；高級無取向硅鋼采用二次冷軋法工藝。4．2．2

硅鋼生產(chǎn)工藝路線

原料的化學(xué)成分及純凈度、鑄造組織、熱軋工藝、冷軋及熱處理工藝都是影響硅鋼最終

產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。硅鋼生產(chǎn)工藝實(shí)際上是從原、輔材料開始，對冶煉、澆鑄、熱軋、冷軋、熱處理到精整進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量一貫管理，實(shí)行全過程的檢測、控制的一個系統(tǒng)工程。有人認(rèn)為在硅鋼生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中，冶煉的作用占40％，熱軋占40％，而冷軋及熱處理僅占20％的作用，可見冷軋前原料準(zhǔn)備的重要性。原料的品質(zhì)和生產(chǎn)工藝技術(shù)是硅鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵。圖3-3為冷軋硅鋼板帶生產(chǎn)工藝流程圖。

4．3

冷軋硅鋼帶的原料準(zhǔn)備

冷軋硅鋼帶的原料為熱軋硅鋼帶卷；但是自予硅鋼生產(chǎn)是一個從原、輔助材料開始到成

品的系統(tǒng)工程，因此必須對冶煉、澆鑄、熱軋各工序進(jìn)行質(zhì)量一貫管理。

4．3．1

冶煉

硅鋼的化學(xué)成分、雜質(zhì)量的控制是硅鋼冶煉的關(guān)鍵。

4．3．1．1

取向硅鋼的冶煉

取向硅鋼以MnS(及A1N)作為抑制劑。除硅外，錳和硫是另外兩個必須嚴(yán)格控制的元

素，這兩個元素在加工過程中有一個階段是需要的，但過了這個階段就不需要了；碳在錳和

硫之間起平衡作用，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的不同牌號對鋼的成分進(jìn)行嚴(yán)格控制。

GO鋼及Hi-B鋼的主要化學(xué)成分及其作用如表3—2所示。

取向硅鋼冶煉要求使用低錳鐵水，w(Mn)≤0．35％，最好在0．15％以下，當(dāng)鐵水錳含量高時，必須將錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)脫到0．35％以下；脫錳后的鐵水溫度必須高于1350℃，以確保倒人轉(zhuǎn)爐的鐵水溫度高于1300℃，

采用頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐冶煉，主要任務(wù)是脫碳、脫錳、脫磷和調(diào)溫。冶煉中要求添加低錳廢鋼料；使用碳、錳、鋁含量低的高級硅鐵合金料；輔助材料含量穩(wěn)定，雜質(zhì)少。

出鋼時向鋼包內(nèi)添加鋼芯鋁等脫氧；邊出鋼邊均勻地加大硅鐵合金，在出鋼量達(dá)到70％以前加完。出鋼過程中鋼包底部吹氬。在鋼包內(nèi)用與鋼水成分相同或相近的厚板坯對鋼液進(jìn)行攪拌，使鋼水溫度均勻；夾雜物快速上浮以凈化鋼質(zhì)。

出鋼后，鋼水在鋼包中進(jìn)行真空循環(huán)脫氣處理。其目的是微調(diào)成分，提高成分命中率，

4．3．2

熱軋

4．3．2．1

取向硅鋼熱軋

取向硅鋼采用高溫加熱、高溫軋制、高終軋溫度和低溫卷取的三高一低工藝制度。

A高溫加熱工藝

取向硅鋼連鑄坯的加熱及其熱軋，不僅是為了獲得所需要的鋼帶厚度和板形，更重要的

作用是保證連鑄坯中粗大的MnS、AlN抑制劑在加熱過程中完全固溶，在熱軋過程中再使

MnS以細(xì)小彌散狀態(tài)析出，并控制AlN盡量少析出。MnS和A1N的固溶程度，對GO鋼和

Hi-B鋼的磁性起決定性作用。實(shí)驗(yàn)證明，鑄坯加熱溫度越高，磁性就越好。

加熱溫度決定于錳、硫、鋁；氮量。錳和硫含量增高，固溶溫度就增高；另外，提高硅含量使MnS固溶困難，降低碳含量使固溶溫度降低。

為使抑制劑充分固溶，實(shí)際上鑄坯的加熱溫度要大于它的固溶溫度。GO鋼鑄坯的加熱溫度設(shè)定在1350～1370℃；Hi-B鋼的錳、硫含量比GO鋼的高，因此Hi-B鋼幬坯加熱溫

度設(shè)定在1380--1400℃。此外，要控制升溫速度、各段溫度和在爐時間。

加熱溫度高對加熱爐影響很大。由于鋼溫高，鋼很軟，用連續(xù)加熱爐加熱會發(fā)生粘鋼現(xiàn)

象，宜采用步進(jìn)式加熱爐。加熱時間為3h左右。鑄坯在爐內(nèi)停留時間短，MnS、AIN不能

完全固溶；在高溫區(qū)停留時間長會發(fā)生過燒現(xiàn)象或晶界產(chǎn)生氧化。由于加熱溫度高，鑄坯表面熔化，因此產(chǎn)生爐渣很多，差不多生產(chǎn)兩三天就要停爐進(jìn)行扒渣。要提高熱軋生產(chǎn)率，

必須解決爐底清渣問題。

B

高溫軋制工藝

在熱軋過程中不僅要將鑄坯軋到所需要的厚度，而且還要求在熱軋過程中能均勻細(xì)小

地析出MnS，并盡量少析出A1N。

對于GO鋼，粗軋時采取大壓下量高速軋制，要求進(jìn)連軋機(jī)的鋼坯溫度在1150℃以上；

在連軋過程中噴水冷卻，控制終軋溫度在940℃±10℃；熱軋后鋼帶在輥道上進(jìn)行層流冷卻。

對于Hi-B鋼，錳、硫含量比GO鋼的高，故MnS的析出溫度也高，大約在1200℃，在此溫度下析出MnS，而此時的AIN析出量很少。因此，Hi-B鋼的加熱溫度更高，在粗軋時鑄坯溫度要高，軋制時間要短，采用大壓下量高速軋制。確保鋼坯進(jìn)連軋機(jī)前的溫度比GO鋼的高，大于1190℃；根據(jù)AIN的析出行為，鋼帶通過連軋機(jī)的時間越短越好，并加大冷卻水量，提高鋼帶冷卻速度，控制終軋溫度在950℃以上；熱軋后鋼帶在輥道上進(jìn)行層流冷卻，保證進(jìn)行低溫卷取。這樣就能達(dá)到限制A1N高溫析出的目的，確保在以后的常規(guī)冷卻時，有足夠的有效A1N析出量。

C低溫卷取工藝

為了限制A1N的析出，熱軋后鋼帶經(jīng)層流冷卻進(jìn)行快速冷卻，使鋼帶在卷取時能達(dá)到

所要求的較低的溫度。GO鋼卷取溫度控制在550℃±10℃；Hi-B鋼應(yīng)小于550℃。

4．3．3．2

無取向硅鋼熱軋

影響無取向硅鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度的主要因素是硅含量和晶體織構(gòu)。

硅鋼的熱導(dǎo)率低、柱狀晶大，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2％的鑄坯加熱速度要緩慢，特別是在

700—800℃以下更應(yīng)降低加熱速度。

無取向硅鋼采用低溫加熱、低溫軋制、終軋溫度低、卷取溫度高的三低一高的工藝制度。

由于無取向硅鋼鑄坯中存在較粗大的MnS、A1N等，如果加熱溫度過高，它們會固溶在鋼中，在以后的熱軋過程中，由于固溶度隨溫度下降而降低，從而以細(xì)小彌散狀析出，阻礙以后退火時晶粒長大，使磁性變壞。因此，加熱溫度最好在1100℃；以下，但是為了改善熱軋加工性，加熱溫度一般選在1150~1280℃。在熱軋?jiān)O(shè)備能力允許的條件下，加熱溫度應(yīng)盡量低，但要使鑄坯內(nèi)外溫度均勻，一般200mm厚的鑄坯需保溫3～4h

終軋溫度一般控制在800～880℃。

卷取溫度為550～650℃；。卷取溫度高于700℃，可起到熱軋卷?；淖饔?，改善成品組織、織構(gòu)和磁性，從而可省掉?；ば?。但卷取溫度過高，熱軋帶氧化鐵皮厚，酸洗困難；由于熱軋鋼卷內(nèi)外圈溫度降低快，成品磁性不均勻，頭尾磁性低。如果鋼卷是在高溫下卷取后放在保溫罩中冷卻到600℃以下，再進(jìn)行水冷可克服這些缺點(diǎn)。

4．4冷軋硅鋼帶生產(chǎn)

冷軋硅鋼的生產(chǎn)是一個從原、輔材料開始，繹冶煉、澆鑄、冷軋、退火及涂層各道工序的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。從冶煉用鐵水開始到生產(chǎn)出取向、無取向冷軋硅鋼板帶工藝路線如圖

3-4所示。

本節(jié)將以某廠生產(chǎn)冷軋硅鋼板帶為例敘述硅鋼生產(chǎn)的冷軋工藝及設(shè)備。

4．4．1

熱軋鋼帶的常化及酸洗

硅鋼冷軋前必須經(jīng)過酸洗工序，以去除熱軋鋼帶表面上的氧化鐵皮。酸洗前，Hi-B鋼

熱軋卷還必須進(jìn)行常化處理。

4．4．1．1

熱軋鋼帶的常化處理

A

Hi-B鋼熱軋卷?；?/p>

Hi-B鋼熱軋卷必須進(jìn)行?；幚?，這是由AIN析出行為所決定的。在熱軋過程中，

AIN析出溫度范圍正處在精軋機(jī)軋制溫度范圍，鋼帶快速通過精軋機(jī)時，厚度也急劇減薄，

溫度迅速下降，AIN析出量減少，此時析出的AIN尺寸較大，抑制能力??；而在卷取后低溫析出的AIN質(zhì)點(diǎn)小而不穩(wěn)定。

由于鋼中含有一定量的碳，在高溫?；瘯r產(chǎn)生一定數(shù)量的相。氮在相內(nèi)的溶解度

遠(yuǎn)大于氮在相內(nèi)的溶解度。所以在高溫?；幚磉^程中能夠大量地固溶那些在熱軋時低

溫析出的細(xì)小而不穩(wěn)定的AIN。?；罂刂评鋮s通過相變，析出有效尺寸(10—50nm)的AIN。

?；瘻囟取⒕鶡釙r間、開始冷卻溫度和冷卻速度的選擇是?；幚淼年P(guān)鍵，必須嚴(yán)格遵

守。

?；瘻囟确秶?050一1150℃為宜，最佳?；瘻囟仍?100℃左右。?；瘻囟葘Υ判缘挠绊懀喝鐖D3-6所示。

從鋼帶人爐到開始冷卻的時間一般控制在3．5--4．5min，其中均熱時間為2min左右。?；瘯r間短，AIN析出量不足；常化時間長，晶粒過大，都會使二次再結(jié)晶發(fā)展不完善。

常化后噴水急冷對提高磁性十分重要，因?yàn)樵诩崩溥^程中：AIN大量析出，稱為“急冷效應(yīng)”。急冷的冷卻速度通過噴水量和噴水時間進(jìn)行控制。冷卻速度應(yīng)隨鋼中鋁含量不同而變化，鋁含量高的相對慢冷，鋁含量低的相對快冷。

最好采用二段式?；幚碇贫龋丛?100—1120℃?；⒗鋮s到920—940℃，保溫2—3min后再噴水冷卻，A1N析出量增多并更細(xì)小彌散，磁性明顯提高，鐵損P15降低。

B無取向硅鋼熱軋卷?；?/p>

由于熱軋卷的頭尾溫差比較大，同時鋼帶厚度方向的表面層和中心層晶粒組織不均勻，

持別是硅、鋁含量高的高牌號硅鋼，熱軋后鋼帶中析出一部分對磁性有害的彌散的A1N、

MnS。

熱軋卷?；翘岣邿o取向硅鋼磁性及其均勻性的一個重要手段。

通過?；幚砜墒拐麄€鋼卷再結(jié)晶更加完善、晶粒尺寸均勻和粗化；AIN、MnS進(jìn)一步

聚集粗化，減小以后退火對晶粒長大的抑制作用；使織構(gòu)中對磁性有利的(100)(110)位向組

分增加，(111)組分減弱。因此，常化處理使無取向硅鋼成品的磁感應(yīng)強(qiáng)度提高，鐵損降低。

常化溫度越高、時間越長，成品的磁性越好，但溫度過高和時間過長，會使晶粒長得過

大，在以后的冷軋時容易發(fā)生脆斷或邊裂等問題。因此，對不同牌號應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定其最佳

的工藝參數(shù)。一般連續(xù)?；癄t的?；瘻囟葹?00～1050℃。Si+A1的總含量高，?；瘻囟纫托?。保溫時間以1～3min為宜。4．4，1．2

熱軋鋼帶的酸洗

硅鋼硅含量高，其氧化鐵皮中含有一定量的SiO2，這種氧化鐵皮僅用酸洗不容易去掉，

所以在酸洗前進(jìn)行機(jī)械除鱗是必要的。

A噴丸預(yù)處理

機(jī)械除鱗一般采用噴丸處理，作為酸洗工藝的預(yù)處理。

一般噴丸機(jī)設(shè)4個噴頭，上下各兩個，對鋼帶上下兩面同時進(jìn)行噴丸處理。每個噴頭的

噴丸能力為500—1,000kg／min，鋼丸粒度約為1．0mm。設(shè)計(jì)采用鑄鋼丸，現(xiàn)用1mm鋼絲切割，長lmm。

噴丸后停留在鋼帶面上的鋼丸，通過安裝在噴丸機(jī)出口側(cè)的去丸裝置全部去掉。為防止浪費(fèi)鋼丸，當(dāng)鋼帶停止運(yùn)行時，鋼丸喂給裝置及噴頭可以停止噴丸。

噴丸機(jī)底部設(shè)有螺旋運(yùn)輸機(jī)、斗式提升機(jī)，用于將鋼丸提升到頂部的鋼丸分離器中。分

離器將鐵皮、渣子及損壞的鋼丸分離出來，將可用的鋼丸重新送人鋼丸推進(jìn)器重復(fù)使用。噴丸機(jī)產(chǎn)生的鐵皮、渣子用吸塵器吸出進(jìn)行清除，不允許噴丸時產(chǎn)生粉塵外逸，以保證環(huán)境衛(wèi)生。

B

酸洗

硅鋼采用鹽酸進(jìn)行酸洗效果較好。酸液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～4％，酸洗溫度70—

80℃。

酸洗槽采用焊接鋼板結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯特殊橡膠，其上砌耐酸磚；兩個下沉輥設(shè)在槽的進(jìn)出口

兩端，能使鋼帶有效地浸漬在酸洗液中；酸洗液通過直接噴吹蒸汽進(jìn)行加熱，并啟動地維持酸洗液的溫度。酸洗槽中裝有一個提升器，當(dāng)作業(yè)線停止工作時，將鋼帶提起以防止過酸洗。酸洗槽尺寸為16678mm(長)×1788mm(寬)×867mm(高)；平均液位751mm。

C供酸系統(tǒng)

供酸系統(tǒng)包括HCI儲存槽、高位槽、HCI及水的測量槽、供酸泵及管道等。系統(tǒng)向酸洗槽供給鹽酸和水。圖8-7為供酸系統(tǒng)示意圖。

D排煙裝置

排煙裝置采用水沖洗由酸洗槽和酸液噴洗槽排出的煙氣，以便將鹽酸霧氣從煙氣中去掉，去除掉酸霧的煙氣經(jīng)煙囪排出室外。圖8?8為排煙裝置示意圖。

E

廢酸液儲存槽

廢酸液儲存槽用于儲存由酸洗槽內(nèi)作為廢酸液流回來的HCl溶液，以及由于酸洗槽維修而從該槽中暫時回流的HCl溶液。暫存的HCl溶液可用供給泵送回酸洗槽繼續(xù)使用。

4．4．2

軋制工藝

硅鋼隨著硅含量的增加，鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯提高(硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3．5％

時)，伸長率顯著降低，硬度迅速增高。硅鋼的軋制比其他軟鋼困難，而且硅鋼特別要求要有精確的成品厚度以及精確的壓下率，同時要有好的板形。因此，一般冷軋硅鋼采用二十輥軋機(jī)進(jìn)行可逆式冷軋。低牌號硅鋼也可以在四輥或多輥軋機(jī)上冷軋。為提高生產(chǎn)率，目前日

本在生產(chǎn)硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1．5％一2．5％的中等牌號硅鋼時已大量采用連軋機(jī)生產(chǎn)。

4．4．2．1

冷軋工藝

硅鋼冷軋不僅使鋼帶減薄而獲得所需要的厚度’，同時還為獲得理想的初次再結(jié)晶組織

及織構(gòu)創(chuàng)造有利條件，因此冷軋分為一次冷軋法和二次冷軋法兩種冷軋方法：，根據(jù)不同牌號鋼種而分別采用。

A

取向硅鋼冷軋

Hi-B

鋼采用一次冷軋法，GO鋼采用二次冷軋法。

a

Hi-B鋼一次冷軋

Hi-B鋼一次冷軋總壓下率為81％～90％，這是獲得高磁感應(yīng)強(qiáng)度的必要條件之一。一次大壓下冷軋?jiān)诶滠埌迳a(chǎn)中產(chǎn)生更多的具有{111}<112>位向的變形帶，在這些變形帶之間的過渡處保留了原來的{110}<001>位向的亞晶粒。在隨后的脫碳退火時過渡帶的{110}<001>亞晶粒，通過聚集而形成位向準(zhǔn)確的(110)[001]初次晶粒(二次晶核)，并與其周圍的{111}<112>形變帶構(gòu)成大角晶界。退火后獲得細(xì)小均勻的初次再結(jié)晶基體，在初次再結(jié)晶織構(gòu)中，(111)[112)組分加強(qiáng)，(110)[001)組分減弱，(110)[001)二次晶粒位向更準(zhǔn)確，但數(shù)量少，因此形成時二次晶粒尺寸更大。

Hi-B鋼冷軋壓下率對磁性的影響如圖3—10所示。圖8-10是熱軋板厚度為2．4mm的H1—B鋼，預(yù)軋到不同厚度，經(jīng)1120℃和4min?；幚砗笠淮卫滠埖?．285mm，經(jīng)835℃濕氣氛脫碳，涂Mgo隔離層，并于1150℃高溫退火后的磁感B10值與冷軋壓下率的關(guān)系

圖，證明冷軋壓下率對磁性的影響很大。實(shí)驗(yàn)證明，總壓下率對磁性有影響，而道次壓下率對磁性影響不大。

關(guān)于Hi-B鋼的時效軋制介紹如下

所謂時效軋制就是使用粗面工作輥，大壓下；閉油-快速軋制。由軋制時產(chǎn)生的變形熱

使鋼板溫度升高(有效溫度為100—300℃?)，能夠提高磁性。其機(jī)理是通過變形時效作用使

鋼帶中的固溶碳和氮含量增多，提高了釘扎位錯的能力；阻礙了位錯運(yùn)動，從而改變了滑移

系統(tǒng)，使冷軋織構(gòu)發(fā)生變化，促使形戒更多的變形帶和過渡帶，使脫碳退火后初次再結(jié)晶基體中位向準(zhǔn)確的二次晶核增多，成品二次晶粒尺寸變小，并使鐵損減少。時效軋制還具有提高鋼帶塑性、減少軋制斷帶、提高成材率等作用。

b．GO鋼的二次冷軋法

GO鋼采用二次冷軋工藝，在兩次冷軋間進(jìn)行一次中間退火。GO鋼冷軋的重點(diǎn)是控制第二次冷軋的壓下率，適當(dāng)?shù)牡诙卫滠垑合侣?，能夠保證脫碳退火后在初次再結(jié)晶基體中產(chǎn)生一定數(shù)量的位向較準(zhǔn)確的(110)[001]晶粒，這是提高磁性的關(guān)鍵。初次再結(jié)晶織構(gòu)中(110)

[001]組分強(qiáng)，其次是(111)[112]組分。二次晶粒數(shù)量多，所以尺寸較小。第二次冷軋壓下率控制在50％～60％時，磁性能最高，見圖3-11。

c、冷軋前板溫控制

硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的硅鋼的塑性：脆性轉(zhuǎn)變點(diǎn)在40～50℃，為防止冷軋時斷帶，冷軋

前鋼卷溫度保持在50℃以上是有利的。一般采用控制酸洗后鋼卷的卷取溫度大于50℃，酸

洗后立即進(jìn)行冷軋。不能及時軋制肘，鋼卷應(yīng)放在保溫臺上(通蒸汽)保溫。當(dāng)硅含量偏高

或室溫很低時，應(yīng)對鋼卷端部進(jìn)行火焰加熱。

d冷軋質(zhì)量要求

除嚴(yán)格控制冷軋壓下率外，對冷軋帶厚度及板形也有嚴(yán)格要求，厚度公差見表3—3。要求鋼板無瓢曲，允許有熱處理能消除的邊浪；要求表面無輥印、無劃傷，表面光潔。

B無取向硅鋼冷軋

35W400、50W400以下牌號的普通無取向硅鋼一般采用一次冷軋法生產(chǎn)，高牌號無取

向硅鋼常采用二次冷軋法生產(chǎn)。

a

一次冷軋法

普通無取向硅鋼一般采用一次冷軋法生產(chǎn)。由帶厚為2．0--2，5mm的熱軋鋼帶經(jīng)一個軋程軋到所要求的成品厚度(0.35—0.70mm)，總壓下率為70％+90％。對道次壓下率沒有要求，應(yīng)根據(jù)軋機(jī)的能力、鋼帶的加工性能、扳形和表面狀況等因素確定；為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)充分發(fā)揮軋機(jī)的能力，在允許的條件下，盡量采用大壓下量冷軋，但壓下量過大，會產(chǎn)生裂邊、板形變壞等不良結(jié)果。一般第一、第二道次用大壓下率軋制，以后隨著鋼帶加工硬化的不斷增加，道次壓下率逐漸減小，使各道次的軋制壓力大致相同。通常一次冷軋用3—5道次軋制。為了獲得良好的板形，消除熱軋帶的波動，有時也可以采取增加軋制道次的軋制方法。軋制張力應(yīng)控制在鋼帶屈服極限的35％一60％?？刂坪脧埩κ潜ＷC軋制過程的穩(wěn)定，獲得良好的板形、厚度公差和降低單位軋制壓力的有效措施。

在允許的軋制速度范圍內(nèi)，盡可能采用高速軋制以提高生產(chǎn)率。軋制速度提高，軋制壓

力相應(yīng)減小。一般第一道采用大壓下量、較低的速度軋制，以防止軋輥急劇加熱，防止熱軋

鋼帶厚度波動大產(chǎn)生不均勻變形而造成成品厚度公差大，也防止斷帶。第二道開始軋制速度逐漸提高。

b

二次冷軋法

高牌號無取向硅鋼常采用二次冷軋法生產(chǎn)。高牌號無取向硅鋼也可以采用一次冷軋法

生產(chǎn)，但熱軋帶要經(jīng)過常化處理。

二次冷軋法有兩種：

(1)第一次用較大壓下率軋到一定厚度，經(jīng)過中間退火后，再以5％～15％的壓下率二

次冷軋到成品厚度。這種方法稱為臨界壓下法或調(diào)質(zhì)軋制法。

臨界壓下法生產(chǎn)出的產(chǎn)品晶粒大、鐵損低，但磁感也低，是這種方法的一個主要缺點(diǎn)。

(2)

經(jīng)兩次中等壓下率(40％二70％)軋到成品厚度，兩次冷軋之間經(jīng)中間退火。這種方法稱為中等壓下率法。

中等壓下率法生產(chǎn)的產(chǎn)品鐵損低，磁感高。高牌號硅鋼可采用中等壓下率法生產(chǎn)。

4．4．3

中間退火工藝

GO鋼和高級無取向硅鋼采用二次冷軋法進(jìn)行生產(chǎn)，在兩次冷軋之間要進(jìn)行一次中間

退火。

4．4．3．1

GO鋼的中間退火

一般，兩個冷軋軋程之間的中間退火目的是進(jìn)行再結(jié)晶、消除冷軋加工硬化，以便于第

二次冷軋。而硅鋼的中間退火，除了進(jìn)行再結(jié)晶、消除冷軋加工應(yīng)力外，還為產(chǎn)品得到所需

要的磁性作準(zhǔn)備。對于GO鋼，中間退火還要使固溶的MnS析出量增加；使鋼部分脫碳，將碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在一定范圍內(nèi)(0．015％以上)，增加第二次冷軋時的應(yīng)變能，對第二次冷軋后脫碳退火時的再結(jié)晶有利。

中間退火工藝要求快速升溫到再結(jié)晶溫度以上，其目的是減少再結(jié)晶前的回復(fù)和多邊

化過程所消耗的儲能，有利于形成完善的細(xì)小均勻的初次再結(jié)晶晶粒。在中間退火時熱軋

過程中尚未充分析出的MnS繼續(xù)析出，使MnS數(shù)量增多，提高抑制能力。

中間退火溫度為850—950℃。溫度過低，再結(jié)晶不完善；溫度過高時，再結(jié)晶晶粒過

大。這都影響二次再結(jié)晶的發(fā)展。

退火時間，從進(jìn)爐到出爐約為2．5—4min。

退火氣氛為15%—20%H2+85％一80％N2(體積分?jǐn)?shù))，通過加濕器進(jìn)入爐中；露點(diǎn)為

20-30℃。

-

4．4．3．2

高級無取向硅鋼的中間脫碳退火

中間脫碳退火的目的是將碳含量脫至一定范圍，并使晶粒適當(dāng)長大。

A

脫碳的機(jī)理

硅鋼在氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體中進(jìn)行退火，脫碳主要靠保護(hù)氣體中的水蒸氣，其反應(yīng)方程式

如下：

反應(yīng)所生成的CO隨流動的保護(hù)氣氛不斷地排出爐外，而碳由鋼帶內(nèi)部不斷地向表面

擴(kuò)散，因此使上面的反應(yīng)式不斷地向右進(jìn)行，鋼中的碳不斷地減少。

B影響脫碳的因素

影響脫碳的因素主要有：

(1)

溫度。退火溫度升高，碳的擴(kuò)散速度增加，脫碳速度相應(yīng)加快；但是由于受相變及表面氧化的影響，退火溫度過高，使鋼帶表面的氧化速度加快，表面形成含SlO2的致密的氧化膜，阻礙脫碳的順利進(jìn)行。因此硅鋼的脫碳有一個最適宜的溫度范圍，大約在820℃左右。當(dāng)退火溫度低于該適宜溫度范圍時，碳的擴(kuò)散速度減慢，影響脫碳效果；高于適宜溫度范圍時，氧化速度加快，阻礙脫碳順利進(jìn)行。

(2)

氣氛。為了強(qiáng)化脫碳反應(yīng)，必須保證氣氛中水蒸氣的分壓P水與氫氣的分壓P氫氣的比值合適。

因?yàn)槊撎細(xì)夥帐茄趸缘模瑸榉乐贡砻嫜趸?，氣氛中?yīng)有一定量的H2。但H2含量不能過多，因?yàn)橐３諴水／P氫氣不變，H2過多，水蒸氣量也要相應(yīng)增加，氣氛的露點(diǎn)過高，鋼帶表面更易氧化。所以，純氫氣作為脫碳?xì)夥帐遣缓线m的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，脫碳退火氣氛應(yīng)為20％H2+80％N2(體積分?jǐn)?shù))，P水／P氫氣=0．30～0．45。如果提高退火溫度，就得適當(dāng)降低P水／P氫氣值，以防止鋼帶氧化。

(3)

鋼帶厚度。鋼帶厚度增加，碳擴(kuò)散到表面需要的時間就長。在相伺條件下，脫碳時間與鋼帶厚度的平方成正比關(guān)系。如果厚度增加一倍，時間就必須增加三倍。

C

高級無取向硅鋼中間脫碳退火

高級無取向硅鋼中，硅、鋁含量較高，在特定氣氛和溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，脫碳到一定值所需的時間就短，溫度越低，則所需時間越長，見圖3-14、圖