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1、CSP 连铸液芯压下技术扩展及其应用效果陈友根 1.2，龙胜平 2，张宗宁2，彭荣才 2（1.钢铁研究总院，北京 100081；2. 马钢第一钢轧总厂，安徽 马鞍山 243000）摘要 “薄板坯连铸连轧生产电工钢新技术研究”是“十五”国家科技攻关计划课题项目。本文采用由马钢第一钢 轧总厂的铁水脱硫处理一BOF 吹氩站一RH （-LF）工艺提供钢水，CSP薄板坯连铸连轧生产电工钢热轧卷，经武钢 电工钢片厂完成冷轧、退火及涂层处理等，成功试制出了三个牌号的电工钢，达到了课题考核目标，通过了国家“十 五”专家组的验收，填补了国内CSP生产线生产电工钢的空白。关键词 电工钢 CSP 超低碳钢 科技攻关
2、1 前言电工钢是一种软磁材料，是磁性材料中用量最大的一种，主要用于制造电动机、发动机和变压 器等设备的铁芯，是电机和电器制造业的重要材料。随着我国机电、电子、发电和输变电等工业的 迅猛发展，对电工钢特别是冷轧电工钢的需求将逐年增加，目前，我国冷轧电工钢的自给率仅为约 30，所以加速发展冷轧电工钢，对于满足机电行业的日益增长的需求，具有十分重要的意义1-3。冷轧无取向电工钢主要用于容量较大的大中型电机以及发电机，直流电机和同步交流电机的定 子铁芯、异步交流电机的定子铁芯和转子铁芯均采用无取向电工钢制造。目前，我国冷轧电工钢生产采用传统板坯连铸、热轧、冷轧生产工艺流程，流程工艺复杂。随 着世界范围
3、内薄板坯连铸连轧生产工艺技术的推广和成熟，用薄板坯连铸连轧工艺替代传统工艺生 产电工钢已经在德国蒂森（TKS） CSP生产线以及意大利托尼（Terni）CSP生产线获得成功并投入工业 化规模生产，近年来，蒂森CSP生产线电工钢产量一直保持在CSP总产量的20%左右。实践表明， 相对于传统工艺路线，采用薄板坯连铸连轧生产冷轧电工钢，一方面可以减少加工工序，热轧卷厚 度可直接控制在2.02.5mm，有利于采用一次冷轧法进行0.30mm以下规格的无取向电工钢的生产， 避免了传统工艺的二次冷轧；另一方面省略了取向电工钢高温加热工序，通过控制铸坯的凝固和冷 却达到有益元素（Mn、S、Al和N）充分固溶，
4、热轧过程中析出细小的MnS夹杂（3050nm）及少量 细小AlN的目的。近年来，我国薄板坯连铸连轧发展异常迅猛，截止去年上半年我国各类薄板坯连铸连轧生产线 已达到13条，产能总量超过3000万吨/年4。如何发挥我国已经建成投产的薄板坯连铸连轧生产线 的优势，开发生产电工钢成为“十五”国家科技攻关项目。根据该项目的分工，在马钢完成三个牌 号无取向电工钢热轧卷的开发试制工作。2 试制条件2.1 主要设备配置1)脱硫站2)120t顶底复吹转炉X 33)吹氩站（顶枪）4)LF炉（双工位）X2（5）CSP薄板坯连铸机X2（6）CSP热连轧（F1-F7精轧机）（ 7） 主要检化验设备：直读光谱仪、氧氮联动
5、仪、碳硫仪及热轧卷性能检测设备2.2 工艺路线高炉铁水（鱼雷罐车）一预脱硫（铁水脱硫站）一转炉冶炼（1201顶底复吹转炉）一吹氩处理 （吹氩站）一炉外精炼（RH真空处理）一CSP连铸连轧一（冷连轧（武钢硅钢生产线）一检验包装 一发货。2.3 工艺设计根据课题要求分别设计了三个牌号的无取向电工钢冶炼、精炼、连铸连轧试制工艺。（ 1 ）化学成分设计 见表 1 。表 1 电工钢化学成分设计牌号C (%)Si (%)Mn (%)P (%)S (%)Als (%)N (ppm)MG-W8000.0080.25 0.40.2 0 0.450.070.090.0080.20.3550目标40MG-W6000
6、.0080.600.800.200.450.040.070.0080.150.35MG-W5400.0081.10 1.300.2 0 0.400.0400.0070.200.402）工艺参数和操作要点设计 根据电工钢特性分别设计了相关工艺过程的操作要点（包括炼钢工序、精炼工序、CSP连铸工序和CSP连轧工序）。（ 3）检化验设计 针对电工钢化学成分的一些特殊要求制订了专门的检化验方案2.4 原料条件（1）铁水 成分和温度见表 2表 2 铁水条件（铁水预处理前）C (%)Si (%)Mn (%)P (%)S (%)T ( C)4.2-4.70.2-1.20.2-0.50.08-0.150.02
7、0-0.0401220-1350注：冶炼硅钢用铁水全数进行铁水预处理，入炉铁水保证SW0.005%。（2） 废钢以本厂CSP系统和中板线自循环废钢为主。（3）合金料 电工钢专用合金参考成分见表 3表 3 合金参考成分品名C (%)Si (%)Mn (%)P (%)S (%)Ti (%)低碳硅铁0.0476.830.0050.028电解微碳锰铁0.0070.00299.90.0020.006低碳磷铁0.160.5125.270.025（4） RH工序脱硫剂 主要理化指标见表4表4脱硫剂的主要理化指标成分MgO (%)(含金属镁)CaO (%)SiO2(%)Al2O3(%)C (%)H2O(%)1
8、1.6156.687.7415.120.710.051375 C3 试制结果及分析3.1 试制过程根据课题组制定的试制方案和试制计划，分别于2005年3月至8月，在马钢第一钢轧总厂CSP 薄板坯连铸连轧生产线先后进行了三轮共计12炉的无取向电工钢热轧卷(牌号分别为MG-W600、 MG-W800和MG-W540)的生产试验。(1) 2005年3月1日进行了第一轮电工钢生产试验，试制热轧牌号为MG-W600的电工钢3炉， 连铸断面为1270X70/65 (mmXmm),热轧主要规格为2.12.3mm,试验成功。(2) 2005年7月5日进行了第二轮电工钢生产试验，试制热轧牌号为MG-W800的电
9、工钢2炉， 连铸断面为1244X70/65 (mmXmm)，热轧主要规格为2.12.3mm,试验成功。(3) 2005年8月2日进行了第三轮电工钢生产试验，试制热轧牌号为MG-W540的电工钢5炉 和MG-W800的电工钢2炉，连铸断面为1244X70/65 (mmXmm)，热轧主要规格为2.1mm,试验 基本成功。3.2 主要结果与分析3.2.1 主要成分控制及冶金效果在无取向冷轧电工钢中，Si和P是为了达到一定磁性性能要求而配入的合金元素。硅含量对磁 性的影响很敏感，随硅含量提高、电阻率提高和涡流损耗降低。另一方面，随硅含量提高，成品晶 粒粗大，磁滞损耗降低。因此硅含量提高，铁损明显降低、
10、同时弱磁场下磁感也提高。较高的酸溶 铝(0.15%WAlsW0.4% )设计则是为了改善材料组织织构、降低铁损和磁各向异性，固定氮而减 轻磁时效，在脱碳退火过程中析出AlN质点，形成(100)和(110)位向组分的结构，起到降低铁 损的作用。而 C、 N、 Ti、 S 均属于有害元素，铁磁材料磁时效现象主要是材料中碳和氮等杂质元素 引起的。铁芯在长期运转时特别是在温度升高到5080C时，多余的碳和氮原子就以细小弥散的 碳化物和Fe16N4质点析出,从而使He和PT增高。所以要求电工钢产品中碳和氮分别小于0.0035% 和0.005%，同时对工(Ti+S+N)有一定要求。其它杂质元素影响夹杂物的
11、种类、形态、大小和分 布，因此其它残余元素尽可能的控制在较低的水平。三个牌号无取向电工钢的主要成分控制和过程变化如表5表7 所示。表 5 MG-W600 过程成分变化表牌号炉号工序C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)Als(%)Ti(%)N(%)WM目标0.0080.60.80.200.450.040.070.0080.150.350.0040一倒0.0550.0090.0950.0140.0065氩后0.0250.0090.0550.0110.0069RH出站0.004200.746510.295240.045340.008200.360790.002060.00437中包0.003
12、10.7480.33490.05020.008970.2950.00240.00449表6 MG-W80O过程成分变化表牌号炉号 工序 C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%) Als(%) Ti(%)N(%)WM目标0.0080.250.40.2 0.450.070.090.0080.20.350.0040一倒0.06550.00010.11340.01720.0072氩后0.0250.0090.0550.0110.0069RH出站0.00290.140.220.0160.0080.270.00400.00356中包一倒0.03290.0060.11650.0330.0086氩后0.03
13、380.00880.07780.0260.0084RH出站0.00530.300.220.0650.00910.340.00440.00271中包一倒0.0510.0100.012氩后0.0210.0020.0330.0060.006RH出站0.00280.260.280.0740.00830.270.00475中包0.00340.00460.25720.2690.007290.2140.00742一倒0.0350.0090.012氩后0.0190.0080.030.0080.0094RH出站0.00300.300.300.0750.00710.290.0044中包表 7 MG-W54O 过程成分变化表牌号炉号 工序 C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%) Als(%) Ti(%)N(%)WM目标0.00801.1 1.30.2 0.40.0400.0070.200.400.0040一倒0.030.0060.008氩后0.0210.0020.0220.0070.0078RH出站0.00501.11050.3120.00940.00900.2870.00596中包0.00491.09280.3
