薄板坯連鑄連軋工藝試生產(chǎn)低牌號無取向電工鋼磁性能和織構(gòu)的分析

供稿|海超，王忠東

內(nèi)容導(dǎo)讀

本文簡單介紹了本鋼薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線試制低牌號冷軋無取向電工鋼的生產(chǎn)工藝。通過檢測得到50W800、50W1000、50W1300牌號的電工鋼的磁性能均滿足使用要求，主要的織構(gòu)都是(100)面織構(gòu)，但是織構(gòu)的強(qiáng)度均在2.6～3.5之間，使得(100)面織構(gòu)所占的比例沒有達(dá)到20%的理想狀態(tài)。分析指出今后的工作目標(biāo)是通過軋制、退化等工藝調(diào)整，提高(100)面織構(gòu)的比例，提高無取向電工鋼的磁感應(yīng)強(qiáng)度，降低鐵損。實(shí)驗(yàn)表明本鋼通過短流程生產(chǎn)無取向電工鋼的工藝制度可行，但還需要進(jìn)一步優(yōu)化。

目前我國的電工鋼生產(chǎn)、技術(shù)、規(guī)模發(fā)生了巨大的變化，冷軋電工鋼產(chǎn)量達(dá)到800多萬t，產(chǎn)量還在不斷的增長。我國已成為世界最大的生產(chǎn)和消費(fèi)電工鋼的大國。鋼鐵市場的變化和價(jià)格的低位運(yùn)行，使得高技術(shù)、高利潤的產(chǎn)品成為各鋼鐵企業(yè)開發(fā)品種的對象[1-3]。因此各鋼鐵企業(yè)都將電工鋼列為品種發(fā)展的方向。近年來本鋼生產(chǎn)了多個牌號的無取向電工鋼，包括熱軋品種和冷軋品種。

薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)是20世紀(jì)80年代末開發(fā)成功的生產(chǎn)熱軋板卷的新技術(shù),屬于近終形連鑄連軋技術(shù)，可生產(chǎn)出接近成品規(guī)格的薄板(帶)坯，是連續(xù)緊湊化流程，因而薄板坯連鑄連軋工藝被作為鋼鐵工業(yè)現(xiàn)代化流程的標(biāo)志。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比,薄板坯連鑄機(jī)具有生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)效率高、薄規(guī)格產(chǎn)品優(yōu)勢明顯、交貨周期短等特點(diǎn)，從而具有節(jié)能、投資省、生產(chǎn)周期短、勞動成本低及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[4], 引起了廣大鋼鐵企業(yè)的廣泛關(guān)注和重視，是近二十年國內(nèi)迅猛發(fā)展的鑄機(jī)機(jī)型。本鋼薄板坯連鑄機(jī)采用鑄機(jī)自動開澆、塞棒控流、H2漏斗型結(jié)晶器、結(jié)晶器液壓振動、二冷方式噴淋水+氣霧型、動態(tài)軟壓下等技術(shù)特點(diǎn)，達(dá)到硅鋼產(chǎn)品生產(chǎn)的要求,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，增加硅鋼產(chǎn)品的獲利能力。本文主要介紹本鋼應(yīng)用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線試制生產(chǎn)低牌號冷軋無取向電工鋼50W800、50W1000、50W1300，并對其磁性能和織構(gòu)進(jìn)行分析。

工藝路線

薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的工藝流程為：鐵水脫硫 → 頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉 → 精煉 → 連鑄連軋 →酸洗 → 冷軋 → 連續(xù)退火 → 涂層。生產(chǎn)流程中要注意控制硫、錳、硅的含量和合理制定加熱制度、軋制工藝和卷曲溫度。

磁性能

采用磁性測量儀測試各個牌號的鐵損和磁感應(yīng)強(qiáng)度，通過表1可以看到50W800的P15/50值在4.6～5.2之間，B50值在1.72～1.75之間；50W1000的P15/50值 在5.2～5.5之 間，B50值 在1.76～1.77之間；50W1300的P15/50值在5.4～6.3之間，B50值在1.77～1.78之間。從鐵損和磁感應(yīng)強(qiáng)度這兩項(xiàng)指標(biāo)上看，本鋼生產(chǎn)的電工鋼產(chǎn)品在國內(nèi)同牌號產(chǎn)品中處于先進(jìn)的水平。

表1 各牌號無取向電工鋼的鐵損和磁感應(yīng)強(qiáng)度

織構(gòu)測試

以取向分布函數(shù)φ=45°截面圖來表達(dá)無取向硅鋼織構(gòu)，在所得到的截面圖上可以觀察到一系列重要的取向位置。在θ=0°的位置對應(yīng)的主要是(100)[uvw]織構(gòu)；在θ=35°的位置對應(yīng)的主要是(112)[uvw]織構(gòu)；在θ=55°的位置對應(yīng)的主要是(111)[uvw]織構(gòu)；在θ=90°的位置對應(yīng)的主要是(110)[uvw]織構(gòu)(圖1)。在實(shí)際的測試?yán)滠垷o取向電工鋼50W800、50W1000、50W1300時，取向分布函數(shù)φ=45°截面圖上可以看到主要的織構(gòu)是(100)面織構(gòu)(圖2)，但是織構(gòu)的強(qiáng)度都不是很強(qiáng)，在2.6～3.5之間。強(qiáng)度的不突出，使得(100)面織構(gòu)所占的比例沒有達(dá)到20%左右的理想狀態(tài)。這與織構(gòu)進(jìn)行定量分析的結(jié)果正好對應(yīng)。

使用同一軟件對織構(gòu)組分進(jìn)行定量分析。定量采用仿板織構(gòu)方式掃測并按諧分析求算反極圖的方法[5]計(jì)算出各樣品主要織構(gòu)組分的體積百分?jǐn)?shù)(表2)。通過定量計(jì)算可以看出本鋼50W800、50W1000、50W1300無取向電工鋼(100)面織構(gòu)主要組分所占的比例在11%～17%之間。

圖1 φ=45°截面圖主要織構(gòu)的分布位置

圖2 50W800、50W1000、50W1300無取向電工鋼的織構(gòu)分布

表2 各牌號無取向電工鋼(100)面織構(gòu)所占比例

分析

影響無取向電工鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度的主要因素之一是晶體織構(gòu)。理想的無取向電工鋼的織構(gòu)是(100)[uvw]面織構(gòu)。但是實(shí)際上不能夠完全得到這樣的單一的織構(gòu)，還會得到(110)、(111)、(112)等其他面織構(gòu)組分。目前的要求是{100}組分能夠達(dá)到20%，就屬于無取向混亂織構(gòu)，也就是磁各向同性。理論研究得到(100)[uvw]面織構(gòu)具有最高的B2500，比各向同性狀態(tài)高0.16 T(10%)，而(111)[uvw]面織構(gòu)和(110)[uvw]面織構(gòu)的B2500比各向同性狀態(tài)分別低0.11 T(7%)和0.04 T(2%)[6]。因此要提高{100}織構(gòu)降低{111}織構(gòu)。從取向分布函數(shù)φ=45°截面圖上看，織構(gòu)的分布狀況為(100)面織構(gòu)比較強(qiáng)，但是通過定量計(jì)算后(100)面織構(gòu)所占的比例還有待提高。今后的工作的目標(biāo)就是通過軋制、退化等工藝的調(diào)整，將(100)面織構(gòu)的比例提高，提高無取向電工鋼的磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時將鐵損降下來。

結(jié)束語

(1)本鋼目前生產(chǎn)的冷軋無取向電工鋼50W800、50W1000、50W1300的磁性能達(dá)到使用要求。

(2)本鋼生產(chǎn)的冷軋無取向電工鋼50W800、50W1000、50W1300的(100)面織構(gòu)所占比例有待提高。

(3)本鋼通過短流程生產(chǎn)無取向電工鋼的工藝制度可行，還需要進(jìn)一步的優(yōu)化。