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1、薄规格Hi - B硅钢片研制中的薄弱环节及对策卢凤喜(武钢技术中心,武汉 430080)1 绪言目前制造高磁感取向硅钢板采取的措施有: (1)提高取向度,使(110) 001 方位取向度好,B81192 T。(2)提高合金量,增加电阻率,降低涡流损耗。(3)严格控制冷轧压下率,在81 %92 %之间。由于热轧板是2122130 mm ,在后工序先把热轧板 预轧到118 mm或117 mm ,必须在预轧前后分别进行 常化处理,相当于两次常化两次冷轧; (4)进行高温轧制,时效温度控制在200以上; (5) 0123 mmHi - B的二次再结晶退火,要严格 控制升温速度、 保护气氛等,以得到高取
2、向度产品; (6)为了改善边裂,川崎添加Mo得到改善, Sb提高性能,但不利于热轧。加Bi可提高磁感,但发生 边裂多、 剪边多,有时大边裂、 大剪切,板料被拉窄,成 材率大大降低。 针对目前状况,笔者认为主要薄弱环节是: 热 轧板的最终厚度偏厚; 热轧板边裂较多; 表面质 量不稳定。2 热轧板的最终厚度偏厚目前热轧钢板厚度为212 mm以上,要使最终冷 轧压下率达到82 %90 % ,在武钢硅钢厂必须进行 带有中间退火的两次冷轧或者一次预冷轧、 一次常 化,再进行最终冷轧的处理,使硅钢厂生产周期延长、 成本增加。 如果有可能,热轧板的最终厚度为11851155 mm ,则硅钢厂只需进行一次常化
3、、 一次冷轧,这 既缩短生产周期,又降低成本。3 热轧板边裂多采取的对策措施之一是粗轧后在板料头部到长度方向一定范围内采取两边部急冷的方法 将粗轧后的板料,在 进行精轧前,首先对板料头部到长度方向所规定部位 (如1/ 4长度处)的两边部进行急冷,急冷到1 080以下,再进行水平轧制。这样,相的比率降低(如降 到20 %以下) ,显著减少水平热精轧时边裂。为了不 致头部温度降低,高出1 000 以上的温度,板坯加 热温度必须控制在1 3001 450。为此作了实验:40 mm厚的热轧板料在精轧机入口侧空冷或边部用 喷嘴水冷,变化精轧机入口侧板料边部的温度,精轧 后直接卷成带卷。边部的水冷是指板料
4、的头部至长 度方向约1/ 4的范围。这与精轧前不进行边部温度 调整的以往方法作比较,水冷的板料,边裂最大深度 在10 mm以下,切损由原来的110 %降到016 %以 下,收得率提高。 实验含有Fe - 3 % Si的取向硅钢板料,在热轧 精轧入口侧,测定长度方向边部的温度,精轧后检验 边裂发生状况。结果是,当板料的边部温度超过1 080 时,头部(两边- LE部)开裂增多。 措施之二是以Bi作抑制剂的钢粗 轧 前 在1 125 以上的温度下加热处理,Bi作抑制剂具有极 高磁感,同时,存在2次再结晶不稳定、 硅酸镁薄膜表 面不良问题。解决的方法是:粗轧开始前在1 125 以上的温度、 平均氧浓
5、度10050 00010- 6的保护气氛中进行1 h以上10 h以下的加热处理,控制粗轧 开始到精轧终了之间的时间在30 s以上300 s以下,保 持轧材的表面温度低于板厚中心的温度,以便使表层 的Bi浓度比中心的Bi浓度低50 %以上,这样即保持 高磁感又不发生薄膜缺陷。 措施之三是实施总压下量50 mm以上的粗轧侧 压下,以Bi及Cr为辅助抑制剂的钢,板坯在1 350 以上加热后,在保持宽度方向的边部温度950 以上 的同时,减慢板宽方向边部的压下速度,且进行总压 下量50 mm以上的侧压下,可制造带卷全宽、 全长无 缺陷、 硅酸镁薄膜附着性优良且磁性优良的高磁感取2004年2月 中国冶金
6、 第2期(总第75期)向硅钢板。 在最终冷轧前的退火后,酸洗或研削除去钢板表 面的氧化铁皮,以调整钢板表层部的Cr浓度分布。 这是为脱碳退火后形成FeCr2O4或形成(Fe ,Mn)Cr2O4创造条件,以与MgO反应,形成以下理想产物:FeCr2O4+ MgO(MgXFe1 -X) O + FeXMg1 -XCr2O4所以,要把第四次宽压下之前的板宽边部的温度 控制在950 以下。 措施之四是添加适量的合金元素,钢水中添加24种溶解度低的元素,如Sn、Cu、Sb、Cr、Sb、Ni、Pb、Mo、Nb。Mo具有防止热轧裂纹的作用,添加量最佳 范围为0101 %0108 %。 如果添加Sn、Cr、N
7、i和Mo元素,则Ni和Mo对MnS类的沉淀物起作用,同时Sn和Cr促进AlN的沉淀。其结果,MnS和AlN的沉淀物都得到稳定。 一旦Sn、Cr、Ni和Mo的添加量过多,就会产生热轧 裂纹、 冷轧断裂和脱碳不足,降低成品率。从稳定初 始再结晶晶粒长大、 防止热轧脆化、 抑制表面缺陷和 脱碳不足诸因素考虑,Sn、Cr、Ni和Mo的添加总量最好限制在0106 %0120 %范围内,其添加量与AlN + MnS之比在15范围。可得到B8在1190 T 以上、W17/ 500195 (W/ kg)以下、 热轧裂纹深度在510 mm以下、 冷轧断裂率在10 %以下、 成品率在80 %以上优良性能的产品。
8、措施之五是设计板坯可在1 360以下加热的钢,低温板坯加热工艺把热轧中存在的某些问题减至 最低。抑制剂设计为AlN为主,Cu - Se为辅,可实现AlN在1 360以下固溶的目标。如把成分设计成C: 0150 %01080 %、Si : 315 %219 %、Al :01027 %、N :01009 0 %01004 5 %、Cu:0105 %0111 %、Se : 01010 %01015 %、Mn : 0101 %0107 %、S: 01004 %01008 %范 围,板 坯 可 在1 300 加热,实施1 000 热轧板退火,第一次冷轧 到1155 mm ,最终冷轧到0123 mm。经过
9、其他常规工 艺处理,得到磁感B8: 1190 T以上,铁损W17/ 50:0195 W/ kg以下的良好磁性。4 表面质量不稳定改善硅酸镁薄膜附着性 把1次再结晶退火板中的相邻晶粒的位向差角度控制在15 以下45 以上, 使这样的晶界占全部晶界的40 %以上。位向差角度 控制方法有三:一是调整1次冷轧压下率与2次冷轧 压下率的组配关系,如:1次+ 2次压下率%分别为15 + 85、40 + 85、20 + 90 ;二是调整热轧板退火温度及冷轧中间退火温度,如: 900 + 1 150、1 100 +1 000、1 000 + 1 100;三是变化钢中Al、N含 量,如:0101 % + 601
10、0- 6、0102 % + 12010- 6、0103 % + 12010- 6。如设计钢成分(按mass %计) C: 0106 %、Si :312 %、Mn :0106 %、Sb:0110 %、Bi :01000 5 % ,调 整Al在01010103 ,调整N在3012010- 6变化。处理 工 艺 为:板 坯 在1 150加 热,热 轧 到210 mm ,退火后冷轧到0122 mm。在N2- H2- H2O 保护气氛中,830,2 min的脱碳退火,涂布退火隔离剂(MgO中含有氯化铅115 %) ,在Ar保护气中以30/ s速度升温到900,再以10/ s速度升温到1 200,保温5
11、h。得到比较满意的效果。 在MgO中添加Sb、Bi组成的水溶性化合物作为 反应促进添加剂以及添加羟羧酸,Sb、Bi添加量为01005015 % ,同时控制该类水溶性化合物与羟羧 酸之比(摩尔比)在0110以上0150以下。Sb、Bi组 成的水溶性化合物有:Sb2(SO4)3、Bi2(SO4)3,可减少 薄膜中斑点状缺陷,保证绝缘薄膜附着性,制造磁性 优良的产品。防止最终高温退火塌卷,利用Bi作抑制剂的钢, 在最终高温退火时有塌卷倾向。解决的方法是: 在 脱碳退火后涂布退火隔离剂,进行带卷卷取时,控制 带卷外圈部至卷厚20 mm处的卷取张力在60 MPa以 上,同时尽量缩短最终高温退火9001
12、100 范围内滞留的时间,如30 h以下;钢中适量添加Cr :01005 %0150 % ,一方面防止最终高温退火时带 卷底部塌陷,另一方面,防止加Bi钢造成薄膜缺陷。 对含有Bi的钢进行了研究。结果是,含Bi材的2次再结晶开始温度为1 0001 100,而以AlN与MnSe或MnS为抑制剂、 不加Bi的钢2次再结晶开 始温度为900950。含Bi的钢2次再结晶开始 温度升高,是塌卷的重要原因。 改善退火隔离剂及其涂布方法,方法是选用的退 火隔离剂添加剂:割浆系数为0147以上0168以下,(下转第44页)64中国冶金况,安排堆放位置或装船,这是煤炭质量投诉很少的 关键。这是很值得我们学习的。
13、如果烧结中和料等 原燃料的质量,在进入烧结生产厂之前,将其质量情 况传递给一烧和二烧,来指导烧结配料,烧结矿的全 铁和碱度稳定率等质量指标将提升一个新的高度。(3)纽卡索研究中心冶金性能试验所用的气体,如CO气体是用罐装纯净气体,避免了使用煤气发生 炉造气,带来的气体不纯和气体带焦油造成通气管道 不畅的现象的发生,大大提高了试验结果的准确性。 因此,建议技术中心冶金性能实验室,对试验方法进行改进,减小试验误差。 (4)热压铁块生产技术有较大的创新空间,建议在技术中心实验室上一套试验装置,来进一步研究HBI技术,把低品位的目前废弃的铁矿石重新利用起 来,来扩大资源的可利用范围。(5)在烧结杯试验
14、研究方面,通过考察得知,我们的试验方法和试验过程,需要进一步完善;如烧结 杯试验用的返粉,我们以前认为只要是小于5 mm的 就视为一种返粉;而纽卡索研究中心,为了减小试验 误差,在进行烧结杯试验时,把烧结返粉进行了细分,分为0312 mm和312510 mm两种,在使用时分 别按一定比例配加;这种做法在新矿种的研发过程 中,是很值得我们借鉴的。(6)纽卡索研究中心烧结杯试验的程序是:专业技术人员制定试验方案,下达到烧结杯实验室,由专门从事烧结杯试验的技术工人进行试验。因此,为了 加快新矿种资源的研发速度,实现总公司炼铁系统的 可持续发展,以及加大自主开发技术的力度,建议给 技术中心烧结杯实验室
15、新增两名从事烧结或者是炼 铁的技术人员,专门从事烧结杯试验研究。(7)通过参观BHP纽卡索研究中心,看到他们的研究手段非常全,也非常先进,有不少是他们自主 开发的技术(如喷煤试验装置) ,其试验方法和试验过 程都非常严谨。另外,为加快技术开发,BHPB公司 每年向纽卡索研究中心的铁矿石研究部门提供科研经费170180万元澳币。通过对比可知,济钢技术 中心的研究手段还太少,自主研发的技术还比较少, 与纽卡索技术中心相比,有很大的差距。不论在试验 手段方面,还是在自主研发技术方面,都存在很大的 发展空间。(上接第46页)浆化后的粒径在40m以上的占5 %以下。隔离剂 涂布后,带卷的卷取张力控制在5
16、0 N/ mm2以上150 N/ mm2以下。 该方法对磁性无恶劣影响,可防止 纵弯曲、 压坏塔形或翘曲的发生,减少切损,提高收得 率。212 mm厚的热轧板在1 173 K、60 s退火后,进 行1 273 K、60 s中 间 退 火、393 K冷 连 轧,轧 到0123 mm ,脱碳退火后,在MgO中添加110%117 %硫酸锶作为退火隔离剂、 涂 布 量 控 制 在13 g/ m2左右、 水化温度293 K、 水化 时间2 400 s ,水化后涂布并干燥。带150 N/ mm2的卷取张力卷取。 之后实施最终高温退火。得到带卷形状良好的结果。 脱碳退火升温阶段快速加热,根据钢中Bi量,采 用定量的快速加热,即在700 以上温度以100/ s加热到脱碳退火温度,控制方法为: - 10Ln(Bi的 含有量,10- 6) + 1 100 冷轧前退火温度
