硅钢带的生产
1903年美国和德国首先生产了热轧硅钢。美国阿姆柯钢公司于1935年开始生产冷轧
取向硅钢，20世纪40年代初生产无取向硅钢。50年代主要工业发达国家陆续引进阿姆柯技术专利。70年代前，世界约80％取向硅钢都按此专利生产。1968年日本新日铁正式生
产高磁感取向硅钢(Hi-B钢)。从1971年开始，美国等6个国家引进了日本Hi—B钢专利。从1968年开始，日本在冷轧电工钢产品质量、制造技术和装备、开发新产品和新技术、科研和测试技术各方面都远超过美国，处于领先地位。
我国太原钢铁(集团)公司于1954年首先生产热轧硅钢。1957年钢铁研究总院研制成功
冷轧取向硅钢，到1973年已掌握阿姆柯技术专利要点。1974年武汉钢铁(集团)公司从日本新日铁引进冷轧硅钢制造装备和专利，1979年正式生产11个牌号的冷轧取向及无取向硅钢。
4．1电工钢的分类及性能
4．1．1电工钢的分类
电工钢按其成分分为低碳低硅(碳含量很低，硅的质量分数小于0．5％)电工钢和硅钢
两类；按最终加工成形的方法分为热轧硅钢和冷轧硅钢两大类；按其磁各向异性分为取向电工钢和无取向电工钢。
热轧硅钢板均系无取向硅钢，硅钢的磁各向异性是在冷轧后通过二次再结晶过程发展
而成的，因此只有冷轧电工钢才有取向与无取向之分。由于产品的用途不同对磁各向异性的要求不同。在旋转状态下工作的电机要求电工钢磁各向同性，用无取向电工钢制造；变压器在静止状态下工作，要求沿一个方向磁化(轧制方向)，用冷轧取向硅钢制造，因此取向硅钢又称变压器钢。
我国电工用热轧硅钢薄板的国家标准号为GB5212—85；从20世纪60年代开始，主要
工业发达国家陆续停止了热轧硅钢板的生产。
我国冷轧晶粒取向、无取向磁性钢带(片)的国家标准号为GB2521—1996。
标准中的牌号表示方法为：以字母W表示无取向钢带(片)；以字母Q表示取向钢带(片)；以字母G表示取向钢中的高磁感材料。
在一些资料、书籍中，称普通取向硅钢为GO钢，高磁感取向硅钢为Hi-B钢，
电工钢分类见表3—1。
4．1．2电工钢的性能要求
4．1．2．1磁性能
电工钢是以其铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值的。用户对电工钢的磁性能要求
如下：
(1) 低的铁损。铁损(尸t)是由磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)和反常损耗(Pa)三部分组成的。铁损低可节省大量电力、延长电机和变压器工作时间并简化冷却装置。因电工钢的铁损造成的电量损失占一个国家年发电量的2．5％一4．5％，其中变压器约占50％，小电机占30％，镇流器占15％。因此，各国生产电工钢板总是千方百计地降低铁损，并以铁损作为考核产品磁性能的最重要的指标，按铁损值作为划分牌号的依据。
(2) 高的磁感应强度。磁感应强度高，铁芯激磁电流(空载电流)降低，导线电阻引起的
铜损和铁芯铁损降低，可节省电能。当电机或变压器容量不变时，磁感应强度高可使铁芯体积缩小和质量减轻，节省电工钢板、导线等的用量，并使铁芯铁损和制造成本降低，有利于
制造、安装和运输。
(3)对磁各向异性的要求。硅钢是体心立方晶体结构，其晶轴不同，磁化特性也不同。
三个主轴方向的磁性，[100]方向为易磁化轴，[110]方向为次易磁化轴，[111]方向为难磁化轴。这种磁化特性称为磁各向异性。
电工钢的用途不同，要求磁各向异性不同。电机在旋转状态下工作，要求电工钢磁各向同性，用无取向电工钢制造；变压器在静止状态下工作，要求磁各向异性，用冷轧取向硅钢制造。
(4)磁时效小。铁芯的磁性随使用时间而变化的现象叫磁时效。磁时效主要是由于过
饱和碳和氮析出微小碳化物和氮化物而引起的。所以要求电工钢产品中碳含量(质量分数)和氮含量(质量分数)分别小于0．0035％和0．005％。
4．1．2．2加工性能
由于电工钢还需要进一步加工成形，用户对电工钢的加工性能也有一定的要求：
(1)好的冲片性。电工钢成形的冲剪工作量很大，特别是微、小电机，所以要求电工钢板的冲片性好。冲片性好能够提高冲剪片的尺寸精度，延长冲剪工具的使用寿命。
(2)表面光滑平整，厚度偏差小和均匀。这项要求主要是为了提高产品的叠片系数(铁
芯有效利用空间)，保证冲剪片尺寸精度和便于铁芯装配。电工钢板的叠片系数降低1％，相当于铁损增高2％和磁感强度降低1％。
4．1．2．3好的绝缘膜．
冷轧电工钢产品表面涂有无机盐或半有机盐绝缘薄膜，以防止铁芯叠片间发生短路而增高涡流损耗。对绝缘膜的要求是：(1)耐热性好；(2)膜薄且均匀；(3)层间电阻高；(4)附着性好；
(5)冲片性好；(6)耐腐蚀性和防锈性好。高磁感取向硅钢表面涂以应力涂层，使钢板中产生拉应力，通过细化磁畴使铁损和磁致伸缩明显降低。
不同用途的电工钢，对磁性、冲片性和绝缘性有不同的要求。
不同的最终加工成形方法，对磁性和加工性有不同影响。冷轧电工钢比热轧电工钢具有如下优点：(1)磁性高，可节省大量电能；(2)表面光滑，叠片系数高；(3)冲片性好；(4)表面
涂绝缘膜，便于使用；(5)成卷供应，适用于高速冲床，利用率高。
4．1．3影响电工钢性能的因素
磁感应强度和铁损是电工钢磁性的根本特性。
4．1．3．1影响磁感应强度的因素
影响磁感应强度的因素有：
(1)无取向电工钢的磁感应强度主要与硅含量和晶体织构有关。硅含量提高，磁感应
强度月50值降低。
无取向电工钢基本为混乱织构，但调整成分和改善制造工艺，可使织构中(100)和(110)
位向组分加强，(111)组分减弱，Bso值提高
钢中杂质和夹杂物含量增高，以及成品晶粒尺寸增大，也使B．so值降低。
(2) 冷轧取向硅钢的硅含量(质量分数)基本不变(在2．9％一3．5％Sl的范围内变化)，
所以磁感应强度只随(110)[001]晶粒取向度提高或(110)[001]位向偏离角减小而增高。4．1．3．2影响铁损的因素
影响铁损Pt的因素多且复杂，因为影响组成Pt的磁滞损耗Ph涡流损耗Pe和反常损
耗Pa的因素各不相同，而且其中一些因素对这三种铁损组分具有完全相反的影响，只能最终看表现在Pt值上的综合效果。
无取向电工钢铁损Pt中，Ph占60％一80％，主要是降低Ph。
取向硅钢铁损Pt中，Ph仅占大约30％，Pe十Pa约占70％，而Pa又比Pe大1～2倍，因此降低铁损主要应降低Pa和Pe，特别是Pa。
A影响磁致损耗Ph的因素
影响几的因素就是影响磁畴壁移动的因素，它们是：
(1)晶体织构。取向硅钢(110)[001)取向度提高或无取向电工钢中(100)位向组分增高，则Ph降低。
(2)杂质、夹杂物和内应力。它们使晶格发生畸变，位错密度增高，阻碍磁畴壁移动，所以Ph增高。
(3)晶粒尺寸。晶界的晶格是畸变的，晶体缺陷多，使磁畴壁移动阻力增大，所以晶粒小晶界面大，Ph增高。
(4) 板厚。成品厚度减薄，表面自由磁极能量(静磁能)增大，磁畴壁移动阻力增加，Ph增高。
(5) 表面状态。钢板表面平滑，表面自由磁极减少，磁畴壁移动阻力减小，Ph降低。
B影响涡流损耗Pe和反常损耗Pa的因素
Pe与电工钢的电阻率(取决于硅含量)成反比关系；与板厚t的平方成正比关系。
Pa与电工钢的磁畴结构有关。
日本近十年降低取向硅钢铁损的三个主要措施(提高硅含量、减薄成品厚度和细化磁畴)就是以此理论为依据的。
影响磁畴尺寸的主要因素是：
(1)晶粒尺寸。晶粒粗大，磁畴尺寸增大，畴壁移动速度加快，而Pa与畴壁移动速度平方成正比关系，所以Pa增大。
(2)(110)[001]位向偏离角。取向硅钢[001]位向对轧制面的倾角时，1800主磁
畴尺寸减小，Pa降低。
(3)拉应力效应。沿轧制方向加拉应力，1800磁畴细化和900亚磁畴减少，Pa减低。应力涂层就是据此效应开发的。
(4)刻痕效应。取向硅钢表面沿横向刻度可使磁畴细化，降低Pa。但刻度使钢板表面
不平和叠片系数降低，故无实用价值。
4．1．3．3硅的作用
硅是影响电工钢磁性、力学性能最基本的因素。
在电工钢中加硅主要是提高电阻率，降低涡流损耗，同时使矫顽力和磁滞损耗也降低，从而使铁损下降，但磁感应强度和饱和磁感应强度也降低，随着硅含量增高，钢的屈服强度和抗拉强度明显提高，但硅含量(质量分数)大于3．5％时的屈服强度和硅含量(质量分数)大于4．0％时的抗拉强度又迅速降低，随着硅含量增高，伸长率显著降低，硬度迅速增高。因此，热轧硅钢的硅含量(质量分数)上限约为4．5％，冷轧硅钢约为4．5％，随着硅含量增高，钢的热导率下降，铸造晶粒粗大。
4．2硅钢生产工艺
4．2．1生产硅钢的理论依据
在冶金生产过程中，影响磁性能的冶金因素是制定各类磁性锅合理生产工艺的主要依据。3．2．1．1取向硅钢生产的理论依据
硅钢和铁一样都是体心立方晶体结构，其晶轴不同，磁化特性不同。图3?1为体心立方晶格结构示意图，[100]方向为易磁化轴
晶格结构示意图，（100）方向为易磁化轴，(110)方向为次易磁化轴，（111）方向为难化轴。
这种磁化特性称为磁各向异性。取向硅钢就是利用这种磁各向异性原理制造出来的。图3—2为取向硅钢的晶粒位向示意图。[100]轴平行轧向(即钢板的长度方向)，(110)面平行轧面(即钢板表面)，这种位向称为高斯织构，表示为(110)（001)。高斯织构是通过二次再结晶过程发展面成的。为了获得优良的高斯织构必须具备三个条件。
(1)热轧板中必须存在(110)（001）晶粒
(2)基体中必须含有细小并且均匀弥散分布的第二相质点，也称抑制剂(如MnS、AIN 等)。二次再结晶的驱动力是晶界能，抑制剂的作用是阻碍初次再结晶晶粒长大，促进二次再结晶发展，使（110）（001）位向的初次晶敞通过二次再结晶吞食其他位向的初次晶粒而迅速长大。抑制初次再结晶晶粒长大的能力，与抑制剂质点尺寸成反比关系，与抑制剂质点数量成正比关系。
(3) 要求初次晶粒均匀细小
因此，在钢水成分、热轧工艺、冷轧及热处理工艺等方面均需保证上述条件的实现。
取向硅钢根据机理及生产工艺不取向硅钢有普通取向硅钢(GO钢)和高磁感取向硅钢（Hi-B 钢）之分。
普通取向硅钢以MnS作为抑制剂，采用二次冷轧工艺生产，进行一次中间退火，产品易磁化轴[001]偏离轧制方向的平均角在70左右；晶粒尺寸平均为3—5mm。
高磁感取向硅钢以MnS+AlN作为抑制剂。采用一次冷轧工艺生产，产品易磁化轴[001]偏离轧制方向的平均角在30以内，因此磁感应强度更高(Hi-B名由此而来)，而铁损
更低，晶粒尺寸平均为10mm一20mm。
4．2．1．2无取向硅钢的生产特点
无取向硅钢有普通无取向硅钢和高级无取向硅钢之分。
普通无取向硅钢，w(Si)<1．5％，生产牌号相当于50W540、50W600；高级无取向硅钢w(Si)>2.0％
除控制硅含量外，为达到产品性能的要求，锰和铝的含量也是无取向硅钢炼钢时要严格控制的，而碳、硫、氮等有害元素含量要尽量低。不同牌号产品对硅、锰、铝含量及杂质含量要求各不相同。除硅之外的其他辜要元素对性能的影响如下：
(1)铝。铝是良脱氧剂，铝和硅有同样的作用，即缩小丁相区，使晶粒细化，提高电阻率，减小矫顽力，降低铁损，也使饱和磁感降低。另外，铝固定钢中的氮，减小磁时效。铝可形成A1N、Al2O3等有害夹杂物。铝含量(质量分数)在0.005％～0．14％范围内容易形成细小的AIN质点，在以后的退火时阻碍晶粒长大，使铁攒明显增高；当大于0．14％时，随着铝含量的增加，铁损减少。
铝对钢的强度和硬度的影响不如硅那么明显，而对磁性有重要影响，因而高牌号硅钢中铝含量有逐渐增加的趋势，最高牌号铝含量(质量分数)高达1％以上，使铁损明显降低，而磁感也有一定程度的下降。硅铝含量(质量分数>之和的上限可达4．2％。
(2)锰。锰可防止热脆，锰与硫形成M,nS防止沿晶界形成低熔点FeS。锰是扩大相
区的元素，热轧时可提高塑性和改善热轧板组织及织构，使(100)和(110)位向组分加强。锰含量增加，MnS固熔温度提高，促使MaS粗化，有利于以后晶粒长大，并且可提高锋坯加热温度便于热轧。但锰降低相变温度，、使退火温糜下降，晶粒尺小变小而影响磁性。锰可以提高钢的强度和硬度，在低牌号中锰含量控制在较高范围；在高牌号(硅和铝较高)中锰含量控制在较低范围。在硫含量较低的情况下，固溶的锰量增加可降低铁损。锰含量(质量分数)一般控制在0．1％～0．5％范围内。
(3)碳。碳是极有害的元素，因为它与铁形成间隙固溶体，使晶格畸变严重，引起很大的内应力，使磁性明显下降。碳是产生磁时效的主要的元素，一般成品中的碳含量(质量分数)在30×10-4％以下就不会产生磁时效现象。炼钢时要尽量降低碳含量，现在国内可将碳含
量(质量分数)在炼钢时降到80×10-4％以下，从而减轻了后部工序的脱碳任务。
(4)磷。磷与硅的作用相似，即缩小相区，使晶粒长大，提高电阻率和硬度，降低铁损，减轻磁时效(阻碍碳化物析出)。但磷是晶界偏析元素，含量高会使冷加工性能变坏。在硅含量较低的情况下，磷含量(质量分数)应不超过0．15％；在硅含量较高时，应使磷含量(质量分数)尽量降低，控制在0．03％以下。
(5)硫。硫是仅次于碳的有害元素。硫使铁损和矫顽力增大，最大磁导率和磁感降低，
原因是硫与锰形成细小的MnS质点，阻碍晶粒长大。因此，硫含量越低越好。
无论钢中硅含量的高低，随着硫含量的增加，铁损都明显增加。因此，生产无取向硅钢，脱硫成为生产中不可缺少的关键措施。
(6) 氮、氧及其他元素。氮可形成细小的A1N和产生磁时效，而氧形成氧化物夹杂，它们都是有害元素，炼钢时应尽量降低其含量。
钛和锆在钢中形成稳定细小的TiN和ZrN及TiC，从而阻碍晶粒长大。因此生产高牌
号电工钢时，应将钛、锆总量(质量分数)限制在0．008％以下。
普通无取向硅钢采用一次冷轧法生产；高级无取向硅钢采用二次冷轧法工艺。
4．2．2硅钢生产工艺路线
原料的化学成分及纯净度、铸造组织、热轧工艺、冷轧及热处理工艺都是影响硅钢最终
产品质量的重要因素。硅钢生产工艺实际上是从原、辅材料开始，对冶炼、浇铸、热轧、冷轧、热处理到精整进行产品质量一贯管理，实行全过程的检测、控制的一个系统工程。有人认为在硅钢生产各环节中，冶炼的作用占40％，热轧占40％，而冷轧及热处理仅占20％的作用，可见冷轧前原料准备的重要性。原料的品质和生产工艺技术是硅钢生产的关键。图3-3为冷轧硅钢板带生产工艺流程图。
4．3冷轧硅钢带的原料准备
冷轧硅钢带的原料为热轧硅钢带卷；但是自予硅钢生产是一个从原、辅助材料开始到成
品的系统工程，因此必须对冶炼、浇铸、热轧各工序进行质量一贯管理。
4．3．1冶炼
硅钢的化学成分、杂质量的控制是硅钢冶炼的关键。
4．3．1．1取向硅钢的冶炼
取向硅钢以MnS(及A1N)作为抑制剂。除硅外，锰和硫是另外两个必须严格控制的元
素，这两个元素在加工过程中有一个阶段是需要的，但过了这个阶段就不需要了；碳在锰和硫之间起平衡作用，应根据产品的不同牌号对钢的成分进行严格控制。
GO钢及Hi-B钢的主要化学成分及其作用如表3—2所示。
取向硅钢冶炼要求使用低锰铁水，w(Mn)≤0．35％，最好在0．15％以下，当铁水锰含量高时，必须将锰的质量分数脱到0．35％以下；脱锰后的铁水温度必须高于1350℃，以确保倒人转炉的铁水温度高于1300℃，
采用顶吹或顶底复合吹炼转炉冶炼，主要任务是脱碳、脱锰、脱磷和调温。冶炼中要求添加低锰废钢料；使用碳、锰、铝含量低的高级硅铁合金料；辅助材料含量稳定，杂质少。
出钢时向钢包内添加钢芯铝等脱氧；边出钢边均匀地加大硅铁合金，在出钢量达到70％以前加完。出钢过程中钢包底部吹氩。在钢包内用与钢水成分相同或相近的厚板坯对钢液进行搅拌，使钢水温度均匀；夹杂物快速上浮以净化钢质。
出钢后，钢水在钢包中进行真空循环脱气处理。其目的是微调成分，提高成分命中率，
4．3．2热轧
4．3．2．1取向硅钢热轧
取向硅钢采用高温加热、高温轧制、高终轧温度和低温卷取的三高一低工艺制度。
A高温加热工艺
取向硅钢连铸坯的加热及其热轧，不仅是为了获得所需要的钢带厚度和板形，更重要的作用是保证连铸坯中粗大的MnS、AlN抑制剂在加热过程中完全固溶，在热轧过程中再使MnS以细小弥散状态析出，并控制AlN尽量少析出。MnS和A1N的固溶程度，对GO钢和Hi-B钢的磁性起决定性作用。实验证明，铸坯加热温度越高，磁性就越好。
加热温度决定于锰、硫、铝；氮量。锰和硫含量增高，固溶温度就增高；另外，提高硅含量使MnS固溶困难，降低碳含量使固溶温度降低。
为使抑制剂充分固溶，实际上铸坯的加热温度要大于它的固溶温度。GO钢铸坯的加热温度设定在1350～1370℃；Hi-B钢的锰、硫含量比GO钢的高，因此Hi-B钢帱坯加热温
度设定在1380--1400℃。此外，要控制升温速度、各段温度和在炉时间。
加热温度高对加热炉影响很大。由于钢温高，钢很软，用连续加热炉加热会发生粘钢现象，宜采用步进式加热炉。加热时间为3h左右。铸坯在炉内停留时间短，MnS、AIN不能完全固溶；在高温区停留时间长会发生过烧现象或晶界产生氧化。由于加热温度高，铸坯表面熔化，因此产生炉渣很多，差不多生产两三天就要停炉进行扒渣。要提高热轧生产率，必须解决炉底清渣问题。
B高温轧制工艺
在热轧过程中不仅要将铸坯轧到所需要的厚度，而且还要求在热轧过程中能均匀细小
地析出MnS，并尽量少析出A1N。
对于GO钢，粗轧时采取大压下量高速轧制，要求进连轧机的钢坯温度在1150℃以上；在连轧过程中喷水冷却，控制终轧温度在940℃±10℃；热轧后钢带在辊道上进行层流冷却。
对于Hi-B钢，锰、硫含量比GO钢的高，故MnS的析出温度也高，大约在1200℃，在此温度下析出MnS，而此时的AIN析出量很少。因此，Hi-B钢的加热温度更高，在粗轧时铸坯温度要高，轧制时间要短，采用大压下量高速轧制。确保钢坯进连轧机前的温度比GO钢的高，大于1190℃；根据AIN的析出行为，钢带通过连轧机的时间越短越好，并加大冷却水量，提高钢带冷却速度，控制终轧温度在950℃以上；热轧后钢带在辊道上进行层流冷却，保证进行低温卷取。这样就能达到限制A1N高温析出的目的，确保在以后的常规冷却时，有足够的有效A1N析出量。
C低温卷取工艺
为了限制A1N的析出，热轧后钢带经层流冷却进行快速冷却，使钢带在卷取时能达到
所要求的较低的温度。GO钢卷取温度控制在550℃±10℃；Hi-B钢应小于550℃。4．3．3．2无取向硅钢热轧
影响无取向硅钢磁感应强度的主要因素是硅含量和晶体织构。
硅钢的热导率低、柱状晶大，硅的质量分数大于2％的铸坯加热速度要缓慢，特别是在700—800℃以下更应降低加热速度。
无取向硅钢采用低温加热、低温轧制、终轧温度低、卷取温度高的三低一高的工艺制度。由于无取向硅钢铸坯中存在较粗大的MnS、A1N等，如果加热温度过高，它们会固溶在钢中，在以后的热轧过程中，由于固溶度随温度下降而降低，从而以细小弥散状析出，阻碍以后退火时晶粒长大，使磁性变坏。因此，加热温度最好在1100℃；以下，但是为了改善热轧加工性，加热温度一般选在1150~1280℃。在热轧设备能力允许的条件下，加热温度应尽量低，但要使铸坯内外温度均匀，一般200mm厚的铸坯需保温3～4h
终轧温度一般控制在800～880℃。
卷取温度为550～650℃；。卷取温度高于700℃，可起到热轧卷常化的作用，改善成品组织、织构和磁性，从而可省掉常化工序。但卷取温度过高，热轧带氧化铁皮厚，酸洗困难；由于热轧钢卷内外圈温度降低快，成品磁性不均匀，头尾磁性低。如果钢卷是在高温下卷取后放在保温罩中冷却到600℃以下，再进行水冷可克服这些缺点。
4．4冷轧硅钢带生产
冷轧硅钢的生产是一个从原、辅材料开始，绎冶炼、浇铸、冷轧、退火及涂层各道工序的复杂的系统工程。从冶炼用铁水开始到生产出取向、无取向冷轧硅钢板带工艺路线如图
3-4所示。
本节将以某厂生产冷轧硅钢板带为例叙述硅钢生产的冷轧工艺及设备。
4．4．1热轧钢带的常化及酸洗
硅钢冷轧前必须经过酸洗工序，以去除热轧钢带表面上的氧化铁皮。酸洗前，Hi-B钢
热轧卷还必须进行常化处理。
4．4．1．1热轧钢带的常化处理
A Hi-B钢热轧卷常化
Hi-B钢热轧卷必须进行常化处理，这是由AIN析出行为所决定的。在热轧过程中，
AIN析出温度范围正处在精轧机轧制温度范围，钢带快速通过精轧机时，厚度也急剧减薄，温度迅速下降，AIN析出量减少，此时析出的AIN尺寸较大，抑制能力小；而在卷取后低温析出的AIN质点小而不稳定。
由于钢中含有一定量的碳，在高温常化时产生一定数量的相。氮在相内的溶解度
远大于氮在相内的溶解度。所以在高温常化处理过程中能够大量地固溶那些在热轧时低
温析出的细小而不稳定的AIN。常化后控制冷却通过相变，析出有效尺寸(10—50nm)的AIN。常化温度、均热时间、开始冷却温度和冷却速度的选择是常化处理的关键，必须严格遵守。
常化温度范围以1050一1150℃为宜，最佳常化温度在1100℃左右。常化温度对磁性的影响：如图3-6所示。
从钢带人炉到开始冷却的时间一般控制在3．5--4．5min，其中均热时间为2min左右。常化时间短，AIN析出量不足；常化时间长，晶粒过大，都会使二次再结晶发展不完善。
常化后喷水急冷对提高磁性十分重要，因为在急冷过程中：AIN大量析出，称为“急冷效应”。急冷的冷却速度通过喷水量和喷水时间进行控制。冷却速度应随钢中铝含量不同而变化，铝含量高的相对慢冷，铝含量低的相对快冷。
最好采用二段式常化处理制度，即在1100—1120℃常化并冷却到920—940℃，保温2—3min后再喷水冷却，A1N析出量增多并更细小弥散，磁性明显提高，铁损P15降低。
B无取向硅钢热轧卷常化
由于热轧卷的头尾温差比较大，同时钢带厚度方向的表面层和中心层晶粒组织不均匀，
持别是硅、铝含量高的高牌号硅钢，热轧后钢带中析出一部分对磁性有害的弥散的A1N、MnS。
热轧卷常化是提高无取向硅钢磁性及其均匀性的一个重要手段。
通过常化处理可使整个钢卷再结晶更加完善、晶粒尺寸均匀和粗化；AIN、MnS进一步聚集粗化，减小以后退火对晶粒长大的抑制作用；使织构中对磁性有利的(100)(110)位向组分增加，(111)组分减弱。因此，常化处理使无取向硅钢成品的磁感应强度提高，铁损降低。常化温度越高、时间越长，成品的磁性越好，但温度过高和时间过长，会使晶粒长得过大，在以后的冷轧时容易发生脆断或边裂等问题。因此，对不同牌号应通过实验确定其最佳的工艺参数。一般连续常化炉的常化温度为800～1050℃。Si+A1的总含量高，常化温度要低些。保温时间以1～3min为宜。
4．4，1．2热轧钢带的酸洗
硅钢硅含量高，其氧化铁皮中含有一定量的SiO2，这种氧化铁皮仅用酸洗不容易去掉，
所以在酸洗前进行机械除鳞是必要的。
A喷丸预处理
机械除鳞一般采用喷丸处理，作为酸洗工艺的预处理。
一般喷丸机设4个喷头，上下各两个，对钢带上下两面同时进行喷丸处理。每个喷头的喷丸能力为500—1,000kg／min，钢丸粒度约为1．0mm。设计采用铸钢丸，现用1mm钢丝切割，长lmm。
喷丸后停留在钢带面上的钢丸，通过安装在喷丸机出口侧的去丸装置全部去掉。为防止浪费钢丸，当钢带停止运行时，钢丸喂给装置及喷头可以停止喷丸。
喷丸机底部设有螺旋运输机、斗式提升机，用于将钢丸提升到顶部的钢丸分离器中。分离器将铁皮、渣子及损坏的钢丸分离出来，将可用的钢丸重新送人钢丸推进器重复使用。喷丸机产生的铁皮、渣子用吸尘器吸出进行清除，不允许喷丸时产生粉尘外逸，以保证环境卫生。
B酸洗
硅钢采用盐酸进行酸洗效果较好。酸液中HCl的质量分数为2％～4％，酸洗温度70—80℃。
酸洗槽采用焊接钢板结构，内衬特殊橡胶，其上砌耐酸砖；两个下沉辊设在槽的进出口两端，能使钢带有效地浸渍在酸洗液中；酸洗液通过直接喷吹蒸汽进行加热，并启动地维持酸洗液的温度。酸洗槽中装有一个提升器，当作业线停止工作时，将钢带提起以防止过酸洗。酸洗槽尺寸为16678mm(长)×1788mm(宽)×867mm(高)；平均液位751mm。
C供酸系统
供酸系统包括HCI储存槽、高位槽、HCI及水的测量槽、供酸泵及管道等。系统向酸洗槽供给盐酸和水。图8-7为供酸系统示意图。
D排烟装置
排烟装置采用水冲洗由酸洗槽和酸液喷洗槽排出的烟气，以便将盐酸雾气从烟气中去掉，去除掉酸雾的烟气经烟囱排出室外。图8?8为排烟装置示意图。
E废酸液储存槽
废酸液储存槽用于储存由酸洗槽内作为废酸液流回来的HCl溶液，以及由于酸洗槽维修而从该槽中暂时回流的HCl溶液。暂存的HCl溶液可用供给泵送回酸洗槽继续使用。
4．4．2轧制工艺
硅钢随着硅含量的增加，钢的屈服强度和抗拉强度明显提高(硅的质量分数小于3．5％时)，伸长率显著降低，硬度迅速增高。硅钢的轧制比其他软钢困难，而且硅钢特别要求要有精确的成品厚度以及精确的压下率，同时要有好的板形。因此，一般冷轧硅钢采用二十辊轧机进行可逆式冷轧。低牌号硅钢也可以在四辊或多辊轧机上冷轧。为提高生产率，目前日本在生产硅的质量分数为1．5％一2．5％的中等牌号硅钢时已大量采用连轧机生产。4．4．2．1冷轧工艺
硅钢冷轧不仅使钢带减薄而获得所需要的厚度’，同时还为获得理想的初次再结晶组织
及织构创造有利条件，因此冷轧分为一次冷轧法和二次冷轧法两种冷轧方法：，根据不同牌号钢种而分别采用。
A取向硅钢冷轧
Hi-B钢采用一次冷轧法，GO钢采用二次冷轧法。
a Hi-B钢一次冷轧
Hi-B钢一次冷轧总压下率为81％～90％，这是获得高磁感应强度的必要条件之一。一次大压下冷轧在冷轧板生产中产生更多的具有{111}<112>位向的变形带，在这些变形带之间的过渡处保留了原来的{110}<001>位向的亚晶粒。在随后的脱碳退火时过渡带的{110}<001>亚晶粒，通过聚集而形成位向准确的(110)[001]初次晶粒(二次晶核)，并与其周围的{111}<112>形变带构成大角晶界。退火后获得细小均匀的初次再结晶基体，在初次再结晶织构中，(111)[112)组分加强，(110)[001)组分减弱，(110)[001)二次晶粒位向更准确，但数量少，因此形成时二次晶粒尺寸更大。
Hi-B钢冷轧压下率对磁性的影响如图3—10所示。图8-10是热轧板厚度为2．4mm的H1—B钢，预轧到不同厚度，经1120℃和4min常化处理后一次冷轧到0．285mm，经835℃湿气氛脱碳，涂Mgo隔离层，并于1150℃高温退火后的磁感B10值与冷轧压下率的关系
图，证明冷轧压下率对磁性的影响很大。实验证明，总压下率对磁性有影响，而道次压下率对磁性影响不大。
关于Hi-B钢的时效轧制介绍如下
所谓时效轧制就是使用粗面工作辊，大压下；闭油-快速轧制。由轧制时产生的变形热
使钢板温度升高(有效温度为100—300℃?)，能够提高磁性。其机理是通过变形时效作用使钢带中的固溶碳和氮含量增多，提高了钉扎位错的能力；阻碍了位错运动，从而改变了滑移系统，使冷轧织构发生变化，促使形戒更多的变形带和过渡带，使脱碳退火后初次再结晶基体中位向准确的二次晶核增多，成品二次晶粒尺寸变小，并使铁损减少。时效轧制还具有提高钢带塑性、减少轧制断带、提高成材率等作用。
b．GO钢的二次冷轧法
GO钢采用二次冷轧工艺，在两次冷轧间进行一次中间退火。GO钢冷轧的重点是控制第二次冷轧的压下率，适当的第二次冷轧压下率，能够保证脱碳退火后在初次再结晶基体中产生一定数量的位向较准确的(110)[001]晶粒，这是提高磁性的关键。初次再结晶织构中(110) [001]组分强，其次是(111)[112]组分。二次晶粒数量多，所以尺寸较小。第二次冷轧压下率控制在50％～60％时，磁性能最高，见图3-11。
c、冷轧前板温控制
硅的质量分数为3％的硅钢的塑性：脆性转变点在40～50℃，为防止冷轧时断带，冷轧前钢卷温度保持在50℃以上是有利的。一般采用控制酸洗后钢卷的卷取温度大于50℃，酸洗后立即进行冷轧。不能及时轧制肘，钢卷应放在保温台上(通蒸汽)保温。当硅含量偏高
或室温很低时，应对钢卷端部进行火焰加热。
d冷轧质量要求
除严格控制冷轧压下率外，对冷轧带厚度及板形也有严格要求，厚度公差见表3—3。要求钢板无瓢曲，允许有热处理能消除的边浪；要求表面无辊印、无划伤，表面光洁。
B无取向硅钢冷轧
35W400、50W400以下牌号的普通无取向硅钢一般采用一次冷轧法生产，高牌号无取
向硅钢常采用二次冷轧法生产。
a一次冷轧法
普通无取向硅钢一般采用一次冷轧法生产。由带厚为2．0--2，5mm的热轧钢带经一个轧程轧到所要求的成品厚度(0.35—0.70mm)，总压下率为70％+90％。对道次压下率没有要求，应根据轧机的能力、钢带的加工性能、扳形和表面状况等因素确定；为了提高生产率，应充分发挥轧机的能力，在允许的条件下，尽量采用大压下量冷轧，但压下量过大，会产生裂边、板形变坏等不良结果。一般第一、第二道次用大压下率轧制，以后随着钢带加工硬化的不断增加，道次压下率逐渐减小，使各道次的轧制压力大致相同。通常一次冷轧用3—5道次轧制。为了获得良好的板形，消除热轧带的波动，有时也可以采取增加轧制道次的轧制方法。轧制张力应控制在钢带屈服极限的35％一60％。控制好张力是保证轧制过程的稳定，获得良好的板形、厚度公差和降低单位轧制压力的有效措施。
在允许的轧制速度范围内，尽可能采用高速轧制以提高生产率。轧制速度提高，轧制压
力相应减小。一般第一道采用大压下量、较低的速度轧制，以防止轧辊急剧加热，防止热轧钢带厚度波动大产生不均匀变形而造成成品厚度公差大，也防止断带。第二道开始轧制速度逐渐提高。
b二次冷轧法
高牌号无取向硅钢常采用二次冷轧法生产。高牌号无取向硅钢也可以采用一次冷轧法
生产，但热轧带要经过常化处理。
二次冷轧法有两种：
(1) 第一次用较大压下率轧到一定厚度，经过中间退火后，再以5％～15％的压下率二
次冷轧到成品厚度。这种方法称为临界压下法或调质轧制法。
临界压下法生产出的产品晶粒大、铁损低，但磁感也低，是这种方法的一个主要缺点。(2)经两次中等压下率(40％二70％)轧到成品厚度，两次冷轧之间经中间退火。这种方法称为中等压下率法。
中等压下率法生产的产品铁损低，磁感高。高牌号硅钢可采用中等压下率法生产。4．4．3中间退火工艺
GO钢和高级无取向硅钢采用二次冷轧法进行生产，在两次冷轧之间要进行一次中间
退火。
4．4．3．1GO钢的中间退火
一般，两个冷轧轧程之间的中间退火目的是进行再结晶、消除冷轧加工硬化，以便于第
二次冷轧。而硅钢的中间退火，除了进行再结晶、消除冷轧加工应力外，还为产品得到所需要的磁性作准备。对于GO钢，中间退火还要使固溶的MnS析出量增加；使钢部分脱碳，将碳的质量分数控制在一定范围内(0．015％以上)，增加第二次冷轧时的应变能，对第二次冷轧后脱碳退火时的再结晶有利。
中间退火工艺要求快速升温到再结晶温度以上，其目的是减少再结晶前的回复和多边
化过程所消耗的储能，有利于形成完善的细小均匀的初次再结晶晶粒。在中间退火时热轧过程中尚未充分析出的MnS继续析出，使MnS数量增多，提高抑制能力。
中间退火温度为850—950℃。温度过低，再结晶不完善；温度过高时，再结晶晶粒过大。这都影响二次再结晶的发展。
退火时间，从进炉到出炉约为2．5—4min。
退火气氛为15%—20%H2+85％一80％N2(体积分数)，通过加湿器进入炉中；露点为
20-30℃。
- 4．4．3．2高级无取向硅钢的中间脱碳退火
中间脱碳退火的目的是将碳含量脱至一定范围，并使晶粒适当长大。
A脱碳的机理
硅钢在氮氢混合保护气体中进行退火，脱碳主要靠保护气体中的水蒸气，其反应方程式如下：
反应所生成的CO随流动的保护气氛不断地排出炉外，而碳由钢带内部不断地向表面
扩散，因此使上面的反应式不断地向右进行，钢中的碳不断地减少。
B影响脱碳的因素
影响脱碳的因素主要有：
(1)温度。退火温度升高，碳的扩散速度增加，脱碳速度相应加快；但是由于受相变及表面氧化的影响，退火温度过高，使钢带表面的氧化速度加快，表面形成含SlO2的致密的氧化膜，阻碍脱碳的顺利进行。因此硅钢的脱碳有一个最适宜的温度范围，大约在820℃左右。当退火温度低于该适宜温度范围时，碳的扩散速度减慢，影响脱碳效果；高于适宜温度范围时，氧化速度加快，阻碍脱碳顺利进行。
(2)气氛。为了强化脱碳反应，必须保证气氛中水蒸气的分压P水与氢气的分压P氢气的比值合适。
因为脱碳气氛是氧化性的，为防止表面氧化，气氛中应有一定量的H2。但H2含量不能过多，因为要保持P水／P氢气不变，H2过多，水蒸气量也要相应增加，气氛的露点过高，钢带表面更易氧化。所以，纯氢气作为脱碳气氛是不合适的。根据实验，脱碳退火气氛应为20％H2+80％N2(体积分数)，P水／P氢气=0．30～0．45。如果提高退火温度，就得适当降低P水／P氢气值，以防止钢带氧化。
(3)钢带厚度。钢带厚度增加，碳扩散到表面需要的时间就长。在相伺条件下，脱碳时间与钢带厚度的平方成正比关系。如果厚度增加一倍，时间就必须增加三倍。
C高级无取向硅钢中间脱碳退火
高级无取向硅钢中，硅、铝含量较高，在特定气氛和温度范围内，随温度的升高，脱碳到一定值所需的时间就短，温度越低，则所需时间越长，见图3-14、图3-15。
对采用临界法轧制的钢带而言，一般晶粒大、铁损低；，但磁感也低。如果中间脱碳退火的磁性控制适当，则成品可得到较好的磁性。磁性的好坏是由中间退火后晶粒尺寸决定的，所以中间退火的磁性要控制在一定范围内。在实际生产中规定对中间脱碳后钢带的磁性P10/50进行测试，以便随时控制在规定的范围内。
4．4．4取向硅钢脱碳退火及MgO涂尽
4．4．4．1取向硅钢脱碳退火工艺
Hi-B钢和GO钢最终冷轧后脱碳退火的目的是：(1)完成初次再结晶，使基体中获得足
够数量的(110)[001]位向晶粒和合适的初次再结晶织构；(2)将钢中碳脱到40×10-4％(质量分数)以下，以保证高温退火时处于相区而发展为单一的(110)[001]织构的完善的二次再结晶组织，并且消除磁时效；(3)在表面形成致密的SiO2薄膜(2~3 m)。
退火工艺分为两个阶段，前一个阶段炉温控制稍低，气氛气体的露点稍高，有利于脱碳的进行；后一个阶段炉温稍高，露点稍低，可有利于形成厚度均匀致密的SiO2薄膜。一般脱碳温度在850℃以下；气氛气体成分为15％～20％H2+85％～80％N2(体积分数)；露点为35~40℃；在炉时间为2．5—4min
4．4．5．2MgO涂层
A MgO涂层的目的
取向硅钢在脱碳退火后，还必须进行高温退火，高温退火在罩式炉内进行紧卷退火。为防止高温紧卷退火时产生粘结，必须在钢带表面涂上一层隔离层——MgO涂层。在高温时MgO 和钢带表面的SiO2反应生成硅酸镁Mg2SiO4底层，也称玻璃膜，这样可以避免粘结发生；另外，高温时MgO还起促进脱硫的作用。
B MgO特性要求
使用重质低活性MgO，颗粒度应有70％达到3 以下，杂质含量低，严格控制CaO和氯离子含量，因为CaO含量过多，增加MgO'水化率；氯离子与MgO中的H2O反应生成HCI而腐蚀底层。另外，碳、钠、钾、硫、Siq等杂质也要尽量减少。
C MgO涂层及要求
MgO涂层要均匀，单面涂料量为4—8g／m2。涂料量低于4g／m2时，没有足够的MgO
量与SiO2反应使底层变薄；大于8g／m2时，带进高温退火炉中的水分过多，影响底层质量。MgO中水化率越低越好，要求低于3．5％。
D对配液用水的要求
配置MgO涂液必须使用纯水，纯水要求越纯越好；水中不能含有氯离子，电阻率值应
达到5×105 以上。
E涂液温度与放置时间
涂液温度高和放置时间长都会使涂液中MgO中MgO(OH)2含量增加，这种化合水在涂
层烘干时不能去除而带人高温退火炉内。为减少MgO(OH)2含量，控制涂层温度在5℃以下，放置时间不能超过20h
F涂液配置与添加剂
MgO与纯水的配置比例一般控制在1：7—10。
为了提高磁性和底层质量，在配置涂液时应添加少量的TiO2及硼的化合物等。
为防止MzO沉淀，从涂液配置到使用完毕必须对涂液进行搅拌。
G涂层烘干温度
一般控制钢板温度不超过350℃。温度过高会破坏SiO2薄膜。
硅钢产品介绍 一、硅钢产品的预备知识 二、硅钢产品分类及主要性能 三、硅钢生产工艺及各工序主要功能 四、硅钢产品的主要用途 五、对热轧原料的要求
一、硅钢产品的基础知识 硅钢生产已有近百年的历史，它是制造电机、变压器和镇流器铁芯以及各种电器元件用以节能的最重要的金属功能性材料之一。 硅钢产品，特别是取向硅钢的制造工艺和设备复杂、成分控制严格、制造工序长，而且影响性能的因素多，因此常把取向硅钢产品质量看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志，并获得了冶金产品“工艺品”的美称。 1．硅钢产品的分类（见下表）： 硅钢产品的分类 除表中所列的品种类别外，还有一些特殊用途的硅钢产品，如用作中、高频电机和变压器以及脉冲变压器等的0.15和0.20mm厚3%Si冷轧无取向硅钢薄带，及0.025、0.05及0.10厚3%Si冷轧取向硅钢极薄带。用作继电器和电力开关的0.70mm厚3%Si冷轧无取向硅钢等。
2．对硅钢片性能的要求 一般要求电机、变压器和其它电器部件效率高、节能、体积小和重量轻，硅钢片主要是作为电机、变压器铁芯材料，通常是以铁芯损耗和磁感应强度作为产品磁性保证值。因此对硅钢产品的性能要求如下： 2．1铁芯损耗（P T）低 ●铁芯损耗是指铁芯在≥50H Z交变磁场下磁化时所消耗的无效电能，简称铁 损，也称交变损耗，单位为W/kg ●硅钢片的铁损（P T）包括磁滞损耗（P h）、涡流损耗（P e）和反常损耗（P a） 三部份。 1）磁滞损耗（P h） 磁滞损耗是磁性材料在磁化和反磁化过程中，由于材料中的夹杂物、晶体缺陷、内应力和晶体位向等因素阻碍畴壁移动，使磁通变化受阻，造成磁感应强度落后于磁场变化的磁滞现象而引起的能量损耗。 2）涡流损耗（P e）： 涡流损耗是磁性材料在交变磁化过程中，在磁通改变方向时，按照法拉弟电磁感应法则，在磁通周围感生出局部电动势而引起涡电流所造成的能量损耗。 3）反常损耗（P a）： 反常损耗是材料磁化时，由于磁畴结构不同而引起的能量损耗。一般来讲，实测的铁损P T大于上述P h +P e的计算值，两者之差即为反常损耗P a。
高硅钢的制造方法和硅钢 申请号/专利号：99801041 通过轧制硅含量在３ｗｔ％以上的硅钢板制备森达斯特铁硅铝磁性合金钢薄板的方法及所述的合金钢薄板，包括：作为初始原料，使用平均晶粒粒径为３００μｍ以下板状烧结体或急冷钢板，或者使用将纯Ｆｅ粉末和Ｆｅ－Ｓｉ粉末以一定比例配合的混合粉而制成的板状烧结体，使烧结体中残存富Ｆｅ相。在过去，轧制这类高硅钢板和森达斯特铁硅铝磁性钢板认为是不可能的。还公开了一种事先添加非磁性金属元素如Ｔｉ的方法，这导致富铁相和富硅相易子固溶，而且能够促进晶粒成长，从而提供具有优异磁性能的硅钢薄板。公开了一种制备具有优异磁性能的森达斯特铁硅铝磁性合金钢薄板的方法，包括在该硅钢板的两面沉积铝并进行热处理，由此使铝扩散浸透到该薄板的内部，并增大晶粒直径。 申请日：1999年05月28日 公开日：2000年11月15日 授权公告日：2003年01月22日 申请人/专利权人：住友特殊金属株式会社 申请人地址：日本大阪 发明设计人：山下治;槇田显;能见正夫;西乡恒和 专利代理机构：中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 代理人：龙传红 专利类型：发明专利 分类号：C21D8/12;C22C33/02;C22C33/04;C22C38/00 高硅钢及其制备方法 申请号/专利号：200310108897 一种高硅钢及其制备方法。属于材料制备领域。高硅钢包含的各个成分及其重量百分比为：５－１０％硅，０．００７－１％碳、杂质Ｍｎ和／或Ｐ和／或Ｓ和／或Ｃｒ和／或Ｎｉ含量小于０．０１％，其余为铁。其制备方法是：在５％－１０％含硅量的高硅钢中加入０．０１－１％碳，并对高硅钢的样品进行均匀化热处理，即从１２００℃至低于钢熔点的固熔热处理，保温退火消除高硅钢中大部分第二相，均匀化退火在保护气氛中进行。本发明显著改善了硅钢拉伸塑性和加工性能，从而令不同厚度高硅钢片的大规模生产成为可能，不仅可用
硅钢（silicon steel） 含硅量0.5％～4.8％的铁硅合金。是电工领域广泛使用的一种软磁材料。电工用硅钢常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用，俗称硅钢片，广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。 硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO2，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性和韧性下降，对散热和机械加工不利，故一般硅钢片的含硅量不超过4.5％。 硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性(初始磁导率大)。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。 硅钢片的主要品质特性有铁损值、磁通密度、硬度、平坦度、厚度均匀性、涂膜种类及冲片性等。以下针对各项品质特性加以说明。 1.铁损值 硅钢片在某一特定频率的交流磁场下，磁化到特定的磁通密度时，每单位重量之硅钢片所损失的能量，称为铁损值。通常所用的交流磁场频率为50或60赫兹，而所达到的磁通密度通常为1.5或1.7特斯拉。常用的铁损值单位是每公斤或每磅硅钢片所损失的瓦特值，用Watt/kg或Watt/lb表示。硅钢片的铁损值来源包括磁滞损、涡电流损和异常涡电流损三部份。硅钢片在磁化的过程中，会产生磁滞的现象。磁滞损即为B-H磁滞曲线所包涵的面积。硅钢片的涡电流损起源于在交流变化的磁场，因法拉第定理的影响，硅钢片内部产生诱导电压，依照奥姆定律，电压在硅钢片内部引起诱导电流，进而造成硅钢片的焦耳热，这项能源损失称为涡电流损。根据古典电磁学理论，涡电流损和钢片的厚度、电阻系数、磁通密度和频率有关。而涡电流损和钢片厚度的平方成正比，和钢片的电阻系数成反比，因此，高级的硅钢片，其厚度倾向较薄，而为了提高钢片的电阻系数，则在硅钢片中添加硅、铝等元素。铁损值减去磁滞损和涡电流损后的能源损失，称为异常涡电流损。学者认为异常涡电流损是由于磁域移动和转动所引起的微观涡电流损失，因此，异常涡电流损和磁域大小有关。若硅钢片的磁域大，当磁化时，其旋转较快，微观涡电流损失增加。铁损值是硅钢片最重要的性质指标，也是各种工业标准对硅钢片分级的规格依据。铁损值愈低，表示品级愈高，其能源效率愈高。 2.磁通密度 磁通密度是硅钢片的另一项重要的电磁特性，它表示硅钢片被磁化的难易度。在某一特定频率之磁场强度下，单位面积所通过的磁通量，称为磁通密度。通常硅钢片的磁通密度是在频率50或60赫兹，外加磁场5000A/m的条件下测得，称为B50，其单位为特斯拉(Tesla)。磁通密度和硅钢片的集合组织、杂质、内部应力等因素有关。磁通密度直接影响到马达、变压器等电机设备的能源效率。磁通密度愈高，单位面积所通过的磁通量愈大，能源效率愈佳，因此，硅钢片的磁通密度愈高愈好，通常，规格只要求磁通密度的最低值。 3.硬度 硬度是硅钢片的品质特性之一，现代化的自动冲床进行冲片时，对硬度的要求更为严格，硬度太低时，不利于自动冲床的送料作业，同时容易产生过长的毛边，增加组装时的困难。为了满足上述需求，硅钢片的硬度必须高于某一硬度值，例如，50AI300硅钢片之硬度通常以不低于HR30T硬度值47为宜。硅钢片的硬度随着品级升高而增加，通常，高品级的硅钢片，其硅含量添加愈多，合金固溶强化的效果，使得硬度也愈高。 4.平坦度 平坦度是硅钢片的重要品质特性。良好的平坦度有利于冲片作业和组装工作。平坦度和轧延及退火技术有直接密切的关系，提升轧延退火技术和制程有利于平坦度，例如使用连续退火裂程，其平坦度优于批式退火制程者。 5.厚度均匀性 厚度均匀性是硅钢片一项非常重要的品质特性。如果的厚度均匀性不良，钢片中央与边缘的厚度差异太大，或钢片长度方向钢片厚度变异太大，都会影响到组装后的铁心厚度。不同的铁心厚度，其导磁特性变异也大，直接影响到马达、变压器的特性，因此，硅钢片的厚度变异愈小愈好。钢片的厚度均匀性和热轧、冷轧技术与制程有密切的开系，提升轧延技术能力才能降低钢片的厚度变异量。
文章编号:１００１-９７３１(２０１５)０１-０１１１７-０４ PVD法渗Si制备６．５％Si高硅钢过程组织结构与性能演化研究? 田广科１,２,孙一勇１,孔令刚１,毕晓昉２ (１．兰州交通大学国家绿色镀膜工程中心,兰州７３００７０; ２．北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京１００１９１) 摘一要:一基于物理气相沉积(PVD)之直流磁控溅射镀膜技术在低硅钢薄板双面共沉积富Si膜,然后高温真空扩散处理使Si渗入低硅钢基体,提高基体含Si 量.以沉积Fe５Si３膜＋１１８０??１h扩散为１回合增Si处理,研究了多回合循环增Si处理过程硅钢基体组织结构与性能的演化机理.采用光学显微镜对样品进行了金相分析,采用扫描电镜(SEM)观察了样品的微观组织形貌,并用能谱分析仪(EDS)进行成分分析.用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)表征了样品的结构特征.经过４回合循环增Si处理可将０．３５mm厚低硅钢基体含Si量由３％提高到６．５％,且沿厚度方向Si浓度分布均匀.相比于初始态低硅钢基片,PVD法制成６．５％Si高硅钢中高频铁损值降低４０％~５０％. 关键词:一６．５％Si高硅钢;磁控溅射;扩散;组织结构; 磁性能 中图分类号:一TM２７５文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１５．０１．０２４ １一引一言 ６．５％Si(质量分数,下同)高硅钢被公认为是一种非常优秀的软磁材料,具有优异的软磁性能,如:中高频铁损低二磁滞伸缩几乎为零二矫顽力小二磁导率和饱和磁感应强度高等,同时它还具有稳定性好等优点,是制作低噪音二低铁损铁芯的理想材料[１-２].但是６．５％Si高硅钢由于室温脆性问题以及极低的热加工性能使其难以采用传统轧制工艺制造,所以严重地影响了其在工业领域中的应用.为突破高硅钢室温脆性的技术瓶颈,多年来国内外科研工作者进行了多种研究尝试,研究工作主要集中在以下３个方面:(１)直接制备法,如用热轧冷轧法[３-５]二激冷甩带法[６-７]二粉末轧制[８]或喷射[９]法以及EB－PVD技术[１０]等;(２)塑化改性法:如采用添加合金元素适当牺牲软磁性能而改善加工性能,再利用传统工艺方法及设备轧制[１１-１２];(３)扩散增Si法:如采用化学渗镀二涂镀或气相沉积的方法在已经轧制成型的普通低硅钢薄板表面沉积富Si层或者纯Si层,然后通过热扩渗方式提高含Si量,制备得到６．５％Si高硅钢薄板[２,１３-１４].日本钢管公司(NKK)基于CVD扩散增Si法成功实现６．５％Si高硅钢工业化生产.但是由于CVD法存在腐蚀设备二污染环境等弊端,文章作者近年来开发了物理气相沉积(PVD)法制备６．５％Si高硅钢薄板技术途径[１３].本文研究了PVD 法渗Si制备６．５％Si高硅钢过程硅钢组织二结构与性能的演化机理. ２一实一验 本文采用改造型JCK-１００磁控溅射镀膜仪在３５WW２５０低硅钢片基片双面共沉积富Si膜.靶材按Fe５Si３化学计量比配料,真空电弧熔铸成合金锭,均匀化退火之后切割成?６０mm?４mm靶材.低硅钢基片尺寸为０．３５mm?４０mm?４０mm,化学成分列于表１.沉积富Si膜层前,基片预先用４００＃砂纸打磨去除表面绝缘层二氧化物层,然后进行１２００??１h高真空退火处理.镀膜之前基片依次用丙酮二三氯乙烯和无水乙醇在超声波中清洗１０min,吹干备用. 表１一低硅钢基片化学成分Table１Chemical com p ositions of the low-Si steel substrates C Si Mn S P Fe ０．００５２．９８０．００１０．００３０．００２balance 一一溅射镀膜工艺列于表２.本文定义硅钢基片双面共沉积１５μm厚Fe５Si３膜并经１１８０??１h真空(真空度１．０?１０－３Pa)扩散为单回合增Si处理工艺,多回合增Si为单回合增Si处理过程的叠加.用OLYM-PUS BX５１M光学显微镜进行样品(１０％过硫酸铵溶液浸蚀)金相分析,用S-５３０扫描电镜观察样品微观组织形貌,用其配置的Oxford INCA能谱分析仪(EDS)进行成分检测.用D/max２２００PC型自动X射线衍射仪(Cu靶,λKα＝０．１５４０５６nm)和２１００F高分辨透射电镜(TEM)表征样品的结构变化.用TPS-５００M型硅钢测试仪测试样品的交流软磁性能.磁性能测试样品用电火花线切割机加工成外径１９mm二内径１５mm环形样品,然后经８００??１h真空去应力退火处理. ７１１１０ 田广科等:PVD法渗Si制备６．５％Si高硅钢过程组织结构与性能演化研究 ?基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１４６１０２８);甘肃省科技支撑计划资助项目(２０１０GS０４１４３) 收到初稿日期:２０１４-０５-２０收到修改稿日期:２０１４-０９-１５通讯作者:田广科,E-mail:tian g ke＠mail．lz j tu．cn 作者简介:田广科一(１９６８－),男,甘肃靖远人,副教授,博士,主要从事薄膜功能材料研究.
1：什么是二极管的正偏？在p节加正电压，而n节加负电压。即为正偏。 正偏是扩散电流大大增加，反偏使漂移电流增加。但是漂移电流是由于少子移动形成的，所以有反向饱和电流！ 2：一般低频信号，电阻线的粗细是为了流多少电流，而粗细带来的电阻大小不计，因为铜线本身电阻很小，当然特殊情况例外！ 3：mos管是依靠多子电子的一种载流子导电的，与晶体三极管的多子与少子一起参与导电的情况不一样。它是一种自隔离器件，不需要设置晶体三极管中的隔离岛，节省心片面积，适合超大规模电路。 它的特点是压控！即控制端几乎不需要电流，容易集成。 4：如何判断三极管的 cbe 极？ a 直接查资料， b 用万用表二极管档，p接正，n接负时有数字显示，所以有测量几次，就可以知道是pnp型还是npn型，b端由此可以断定了。然后用万用表的hef档测量放大倍数，如果接对了即能判断结果。 5：共发放大器有倒相作用。 6：直流反馈是为了稳定静态工作点，交流反馈是为了改善放大器的性能。 7：电容和电阻的串并联关系相反。电感应该和电阻相同，不过还有互感的概念，所以还是有所区别的吧？需要求证！8：示波器的很多数字显示只有在屏幕中显示多个周期才显示的，太多也不显示！ 9：共基放大器是同相放大器，输出电阻大，电压增益为1，号称续流器。 共集放大器是同相放大器，输入电阻大，电流增益为1，号称电压跟随器。 共发放大器是反相放大器，输入出电阻是上两个之间，电压增益大，电流增益也大。 所以共发，共基放大器，知道共基在后，就知道输出电阻大，将输入电流不衰减的送到输出电阻大的那端。 共集共发，明显是输入电阻大，将输入电阻不衰减的送到输出电阻小的那端 10：正弦电压的输出平均电压在全桥整流电路中是0.9倍的输入电压有效值，所以输出电流的平均值（等同用万用表测量）是输入电压有效值除以负载电阻后的0.9倍。 11：示波器的两个探头是共地的，双踪的时候要注意，这两个地必须连在一起，尤其是高电压的时候！ 12：mos管的测量方法，一般是gds排列。用万用表的话，先在gs两端加电，即用万用表点一下gs 然后点ds，就能测量出数字来了。这些都是根据它的本身特征来判断的。注意，gs端的电容很小，u=q/c，如受外界影响，或静电感受，带上小两电荷就可以使u很大，使其烧掉。 13：画pcb时候应该留出检测点。 14：用万用表测量之前必须弄明白测量什么信号，用什么档位。 15：tvs管的响应速度一般很快！ 16：对三极管的各项参数以及运放的各项参数需要经常复习，了解！因为十分重要！ 17：三极管的几个工作状态需要彻底明白才行！ 18：作实验的检查方法总结：首先应该看电路有几部分组成，其中每部分均可以分三部分来看，电源，输入，输出，一一检查过来，必然不会错。另外就是看测量仪器是否设置正确。 19：波形叠加只要掌握 Uac=Uab=Ubc的道理就可以了。 20 ：扼流圈的理解：电感是阻交流，通直流信号的，这点基本和电容相反的。 低频扼流圈是抑制交流通肿瘤的 高频俄流圈是抑制高频通低频和直流的。 21：放大电路有直流耦合和交流耦合，区别自知！ 22：变压器砸数的基本公式 N=V的4次方/4.44fBmS ，公式推导都在学习资料里。 Bm热轧硅钢片，1.11-1.5t 而冷的1.5-1.7t，应该现在有铁硅铝这种更加好的东西了。具体见学习资料里的东西。 23：三极管b和hef的关系，b是交流放大倍数，hef是直流放大倍数，b和频率相关的。所以两者是有区别的哦24：负载重轻对应与电阻的小大，但对横流源就不一样了，电阻大的话输出功率就大。负载就重点！ 25：网络线水晶头的制作。直通线的标准是586B，交叉线的标准是一头586A另一头586B。，其中1236四根线是有用的，其他线为电话线留的。
电工钢基础知识普及 电工钢已有上百年的历史，电工钢包括Si<%电工钢和Si含量~%的硅钢两类，主要用作各种电机、变压器和镇流器铁芯，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。电工钢在磁性材料中用量最大，也是一种节能的重要金属功能材料。 电工钢，特别是取向硅钢的制造工艺和设备复杂，成分控制严格，制造工序长，而且影响性能的因素多，因此常把取向硅钢产品质量看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志，并获得特殊钢中“艺术产品”的美称。 1、电工钢的发展历史 ?热轧硅钢发展阶段（1882~1955年） 铁的磁导率比空气的磁导率高几千到几万倍，铁芯磁化时磁通密度高，可产生远比外加磁场更强的磁场。普通热轧低碳钢板是工业上最早应用的铁芯软磁材料。1886年美国Westinghouse电气公司首先用杂质含量约为%的热轧低碳钢板制成变压器叠片铁芯。1890年已广泛使用厚热轧低碳钢薄板制造电机和变压器铁芯。但由于低碳钢电阻率低，铁芯损耗大；碳和氮含量高，磁时效严重。1882年英国哈德菲尔特开始研究硅钢，1898年发表了%Si-Fe合金的磁性结果。1903年美国取得哈德菲尔特专利使用权。同一年美国和德国开始生产热轧硅钢板。1905年美国已大规模生产。在很短时间内全部代替了普通热轧低碳钢板制造电机和变压器，其铁损比普通低碳钢低一半以上。1906~1930年期间，是生产厂与用户对热轧硅钢板成本、力学性能和电机、变压器设计制造改革方面统一认识、改进产品质量和提高产量的阶段。 ?冷轧电工钢发展阶段（1930~1967年） 此阶段主要是冷轧普通取向硅钢（GO）板的发展阶段。1930年美国高斯采用冷轧和退火方法开始进行大量实验，摸索晶粒易磁化方向<001>平行于轧制方向排列的取向硅钢带卷制造工艺。1933年高斯采用两次冷轧和退火方法制成沿轧向磁性高的3%Si钢，1934年申请专利并公开发表。1935年Armco钢公司按高斯专利技术与Westinghouse电气公司合作进行生产。之后，Armco钢公司采用快速分析微量碳等技术和不断改进制造工艺及设备，使产品质量逐步提高。直到1958年在掌握MnS抑制剂和板坯高温加热两个前工序制造工艺后，制造取向
鞍钢冷轧硅钢厂简介 发布时间:2010-03-12 关键词:鞍钢,冷轧,硅钢,厂简,介 鞍钢冷轧硅钢工程是经国家批准的鞍钢“十五”规划的重点技改项目，该工程于2003年6月18日正式开工，2004年7月19日第一条连退机组热负荷试车并生产出第一卷合格冷硅钢卷。2005年3月30日4条硅钢连退生产线、1条酸轧联合机组已全部建成。该工程的建成添补了鞍钢此类生产的空白，为鞍钢“建精品基地，创世界品牌”奠定了总要基础。 鞍钢冷轧硅钢厂正式成立于2004年7月，该厂主要设备有1条酸洗轧机组联合机组，4条电工钢连续退火涂层机组，4条切边重卷机组，2条包装机组等，厂房占地面积173240m3，设计年生产量为100万吨，其中80万吨为中、底牌号无取向硅钢，20万吨冷硬卷。 酸轧联合机组可生产后、700-1380mm宽的电工钢板和冷轧板，连续退火涂层机组可生产厚、700-1280mm宽的电工钢产品，产品质量、成材率、能耗、劳动生产率、环保等各项技术指标达到国内先进水平，有些指标达到了国际先进水平。产品能够满足中小型电机、家用电器等需要，具有尺寸精度高、磁特性好、性能稳定、绝缘性强等特点，是钢铁行业深加工的优质板材。 鞍钢冷轧硅钢厂整体装备水平达到国际先进水平，是我国自主集成和建设的具有一流水平的冷轧硅钢生产线。 鞍钢冷轧无取向硅钢生产流程图
酸洗-轧机联合机组硅钢连退涂层机组 硅钢连退涂层机组包装机组
包装机组磨辊间可供产品牌号、规格及主要用途 产品特性： 1.产品性能稳定：制造工艺先进、钢质纯净、磁性稳定。 2.尺寸精度高：表面光滑、厚度均匀，同板差小，使用于连续高速冲床使用。 3.加工性能优良：冲片性和焊接性能良好便于剪切和冲压。 4.产品规格齐全，满足不同生产要求。 5.产品图层性能稳定，符合环保要求。 牌号及性能
包钢无取向硅钢生产线生产工艺解析 硅钢是指含硅量在0. 5% ～ 4. 5% 左右的硅铁合金，是电力、电子和军事行业不可缺少的重要软磁合金，被称为钢铁产品中的“艺术品”。 经过对包钢薄板厂20万t硅钢生产工艺的探索与总结,钢板清洗质量、退火炉退火温度、涂覆膜厚度等因素,是影响硅钢成品性能的关键因素.优化前清洗段的清洗质量是降低炉辊结瘤概率的有效手段.保证退火炉的退火温度在750~950℃是细化钢板晶粒,调整组织,消除组织缺陷的核心工艺.涂覆膜均匀、厚度合理,保证在3.2~3.5 g/m2,是确保硅钢片免受各种腐蚀介质的侵蚀的重要措施。 1、硅钢生产工序 铁水预脱硫处理→转炉冶炼→ＲH 处理→薄板坯连铸连轧→酸洗→冷轧→连续退火→涂层→卷取( 取样检验) →包装出厂 在硅钢生产末段，即退火、涂层段，是直接决定硅钢成品的性能好坏及成品等级的阶段，如何管控好相应的工艺变得尤为重要。 2、退火涂层工艺解析 2.1 前清洗段 硅钢生产线主要控制的是退火与涂层两部分。然而，在冷轧原料进入退火炉退火前，由于生产环境的不同，硅钢原料表面不可避免的包含一些污染物，这些污物主要包括：轧制过程中残留的乳化液、润滑油和铁粉，以及在冷硬卷存放过程中产生的锈和落上的尘土。因此，必须对板带进行清洗，否则将严重影响最终成品表面质量，从而影响成品等级。 硅钢生产线在退火炉前专门设置了前清洗段，并且针对不同性质的杂质，设计不同种类的清洗介质，做到对症下药，有的放矢。 硅钢线前清洗段的清洗结构与清洗原因如下所述：前清洗段的布置结构依次为：碱浸洗段、碱刷洗段、电解清洗段、水刷洗段、水浸洗段、水漂洗段。各段针对不同性质的杂质，分类清洗，主要清洗原理是： (1) 乳化液、润滑油：利用清洗液中NaOH的皂化反应初步去除板面上植物性油脂，在利用活性剂成分初步去除板面上的矿物性油脂。结合刷洗和电解清洗深层次去除钢带表面的油脂。 (2) 铁粉：利用刷洗初步去除钢带外层的铁粉，利用电解清洗深层次去除钢带表面的铁粉。 (3) 锈：钢带表面的粘附的铁锈颗粒可以经刷洗去除。 (4) 尘土：可经脱脂清洗去除。 (5) 经过前清洗段对板带各种类型的冲洗，原板污物绝大多数已经清洗干净，能够满足后续生产工艺的要求。 2.2 连续退火 退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂
五金知识：矽钢片 -------------------------------------------------------------------------------- 来源: 发布日期： 电工用硅钢薄板俗称矽钢片或硅钢片。顾名思义，它是含硅高达0.8％-4.8％的电工硅钢，经热、冷轧制成。一般厚度在1mm以下，故称薄板。硅钢片广义讲属板材类，由于它的特殊用途而独立一分支。 电工用硅钢薄板具有优良的电磁性能，是电力、电讯和仪表工业中不可缺少的重要磁性材料。 （1）硅钢片的分类 A、硅钢片按其含硅量不同可分为低硅和高硅两种。低硅片含硅2.8％以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机，俗称电机硅钢片；高硅片含硅量为 2.8％-4.8％，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。两者在实际使用中并无严格界限，常用高硅片制造大型电机。 B、按生产加工工艺可分热轧和冷轧两种，冷轧又可分晶粒无取向和晶粒取向两种。冷轧片厚度均匀、表面质量好、磁性较高，因此，随着工业发展，热轧片有被冷轧片取代之趋势(我国已经明确要求停止使用热轧硅钢片，也就是前期所说的＂以冷代热＂)。 （2）硅钢片性能指标 A、铁损低。质量的最重要指标，世界各国都以铁损值划分牌号，铁损越低，牌号越高，质量也高。 B、磁感应强度高。在相同磁场下能获得较高磁感的硅钢片，用它制造的电机或变压器铁芯的体积和重量较小，相对而言可节省硅钢片、铜线和绝缘材料等。 C、叠装系数高。硅钢片表面光滑，平整和厚度均匀，制造铁芯的叠装系数提高。 D、冲片性好。对制造小型、微型电机铁芯，这点更重要。 E、表面对绝缘膜的附着性和焊接性良好。 F、磁时效 G、硅钢片须经退火和酸洗后交货。 （一）电工用热轧硅钢薄板（GB5212-85） 电工用热轧硅钢薄板以含碳损低的硅铁软磁合金作材质，经热轧成厚度小于1mm的薄板。电工用热轧硅钢薄板也称热轧硅钢片。 热轧硅钢片按其合硅量可分为低硅（Si≤2.8％）和高硅（Si≤4.8％）两种钢片。 （二）电工用冷轧硅钢薄板（GB2521-88）
高硅钢发展及制备技术研究进展 1高硅钢的特点概述 高硅钢一般是指含4.5 wt % - 6.7 wt %的Si-Fe合金，通用的高硅钢为6.5% Si-Fe。6.5wt%高硅钢是一种具有高磁导率、低矫顽力、低铁损等优异性能的软磁合金，6.5% Si高硅钢的电阻率p=82μΩ?cm，比3 wt% Si硅钢约高一倍(3 wt% Si硅钢ρ=48 μΩ?cm)，饱和磁感B s= 1.80T，相对于3 wt%Si硅钢较低（3 wt%Si硅钢为B s=2.03 T ），磁致伸缩系数λs凡近似为零，磁各向异性常数K1比3 wt%Si硅钢约低40%。高硅钢的磁性特点是高频下铁损明显降低，最大磁导率伽高和矫顽力H o低。正因为具有低铁损、高磁导率和低磁致伸缩系数等优异的软磁性能，所以高硅钢在高性能发电机、变压器、继电器、特别是微型电器部件等方面的应用前景十分广泛。然而，高硅钢的室温脆性大、加工性能差，很难釆用常规（铸造轧制）工艺制备薄板和带材，严重影响了该合金广泛的应用。 2硅钢研宄的现状 2.1高硅钢的发展现状 1953年日本NKK钢铁公司田中悟等采用一次大压下率冷轧、退火后明显的提高了含碳0. 05%、硅2. 94%,铝0. 02%。氮0. 0062%钢板中{110} <001>织构的取向度，且其磁性能也随之提升。由此研究者们开始逐渐意识到用AlN为抑制剂的一次大压下率轧制工艺可以制备出磁性高于普通取向硅钢的板材。因此，NKK公司于1961年在引进了美国Armco钢专利技术的基础上开始使用A1N和MnS混合作为抑制剂来制备高取向硅钢。直到1964年NKK才使用该工艺成功试制了高磁感取向硅钢，后被命名为Hi-B钢，但由于对该工艺的研究仍是处于初级阶段，因此其所制备的Hi-B钢磁性还极不稳定。与此同时，D. Brown等通过试验证明6. 5% Si-Fe单晶体铁损比普通的3% Si-Fe单晶体要低0. 2W/Kg，磁致伸缩也约为3%Si-Fe单晶体的1/10，磁各向异性约降低1/3。1965年，DJ. Burr通过拉伸试验测得5% Si-Fe的伸长率为1%~2%。随后，其有对加入Ni的5%Si-Fe的钢板进行拉伸试验，试验结果表明在钢中加入Ni明显的提高了钢的伸长率，如加入6%的Ni使得伸长率提高9%，加入7.5%的Ni使得伸长率提高20%。1966年，T. IShizaka等采用70%压下率在600℃-750℃对6.5%S i硅钢进行热轧，随后对其进行剪边处理后冷轧可使其从1mm轧到0. 3mm厚。至此，所生产的普通取向硅钢磁性能基本稳定，其铁损约下降到0. 05W/Kg。由此，研究者们开始着手致力于对6.5%Si制造过程简便化、经济化以及易操作化的研究。
无取向硅钢片生产技术要点 一、无取向硅钢片生产技术要点 首先要求钢水纯净,经真空处理后碳含量降至0.01～0.005%,氧<0.005%,保护浇铸成厚板坯,低温热送,加热到1100～1200℃,保温3～4h,使AlN粗化,若轧机能力强,最好是1050～1100℃加热,防止铸坯中较粗的AlN、MnS析出物再固溶,使热轧及退火后晶粒细化,组分增多,磁性变坏。终轧温度要高些,以防止晶粒变粗,铁损降低。 对无取向的Si>1.7%的硅钢,由于变形抗力显著提高,导热性降低,并且连铸后柱状晶粗大,产品表面易产生瓦垅状缺陷,铸坯易产生内、外裂纹,故需慢热慢冷,加热温度也可略高一些,达1 200℃。这更便于热轧而且使终轧温度提高,热轧板晶粒粗化,可改善磁性。加热到1200℃,Mn S不会固溶,而AlN可能部分固溶,但由于钢中碳含量降低(如<0.01%,至0.004%),可使AlN固溶度明显减小,亦即使固溶温度提高。则≤1200℃加热仍可使AlN粗化,P15降低。通常开轧温度1180±20℃,终轧温度850±20℃。应注意含Si<1.7%或Si<2.5%而C>0.01%的硅钢在约1 000℃时存在明显的α+γ两相区,热轧塑性显著降低,γ相与α相变形抗力之差易引起不均匀变形,使板形不好,易出现裂边,成材率下降。故应尽量降低碳含量,使热轧精轧基本处于α相区或避开α+γ两相区,C≤0.003%的1.5%Si钢,热轧时由于γ相数量减少,也不裂边。碳量低,以后退火也不需要脱碳。 二、无取向硅钢片和取向硅钢片的关系： 1、二者都是冷轧硅钢片，但含硅量不同。冷轧无取向硅钢片含硅量0.5%-3.0%，冷轧取向硅钢片含硅量在3.0%以上。 2、生产工艺及性能的不同：无取向硅钢片较取向硅钢片工艺要求相对较低。 无取向硅钢片是将钢坯或连铸坯热轧成厚度约2.3mm带卷。制造低硅产品时,热轧带卷酸洗后一次冷轧到0.5mm厚。制造高硅产品时，热轧带酸洗后（或先经800～850℃常化后再酸洗）,冷轧到0.55或0.37mm厚,在氢氮混合气氛连续炉中850℃退火，再经6～10％小压下率冷轧到0.50或0.35mm厚。这个小压下率的冷轧可使退火时晶粒长大，铁损降低。这两种冷轧板都在20％氢氮混合气氛下连续炉中850℃最终退火,然后涂磷酸盐加铬酸盐的绝缘膜。经冷轧至成品厚度，供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。冷轧无取向硅钢的Bs高于取向硅钢。 取向硅钢片要求钢中氧化物夹杂含量低,并必须含有C0.03～0.05％和抑制剂（第二相弥散质点或晶界偏析元素）。抑制剂的作用是阻止初次再结晶晶粒长大和促进二次再结晶的发展，从而获得高的(110)[001]取向。抑制剂本身对磁性有害，所以在完成抑制作用后，须经高温净化退火。采用第二相抑制剂时，板坯加热温度必须提高到使原来粗大第二相质点固溶，随后热轧或常化时再以细小质点析出，以便增强抑制作用。冷轧成品厚度为0.28、0.30或0.35mm。冷轧取向薄硅钢带是将0.30或0.35mm厚的取向硅钢带，再经酸洗、冷轧和退火制成。与冷轧无取向硅钢相比，取向硅钢要比无取向硅钢铁损低很多，磁性具有强烈的
硅钢工艺流程 开卷机 双层剪 焊机 碱喷洗槽 入口活套 碱刷洗槽 1#热风干燥 热水喷洗槽 水刷洗槽 电解清洗槽 水喷淋冷却器 退火炉段 涂层干燥炉 涂层机 2#热风干燥 空气喷射冷却炉 出口活涂层烧结炉 在线检查镜 出口剪 卷取机
硅钢工艺说明 钢卷从钢卷库通过吊车吊运到入口钢卷存放鞍座，钢卷小车将钢卷送到1号或2号开卷机上。入口侧钢卷输送系统设有钢卷高度对中及宽度对中系统，使钢卷能自动并顺利地插入开卷机芯轴，并保证钢卷中心线始终处于机组中心线位置。 开卷机头部设有转向夹送辊，通过开卷器将钢带引入转向夹送装置中，对带钢头部进行夹送及转向。带钢进入双层剪切机由人工设定剪切长度和剪切次数后自动剪切。切下的钢板通过入口切头输出装置送往废料箱。剪切后的钢带经过3号转向夹送辊到达焊机，由焊机把两卷带钢头尾焊接起来。为提高机组生产效率和缩短入口活套长度，焊机采用有限搭接焊机。 经过焊接后的带钢通过1号张力辊和1号纠偏辊送至入口活套。入口活套用于贮存带钢，以保证当入口段上卷及焊接停机时工艺段连续运行。在正常生产时入口活套通常处于满套状态，活套贮量为420米，确保机组能稳定高速地运行。 带钢从入口活套出来后，经过2号张力辊后，进入碱喷淋装置、碱刷洗装置、电解清洗装置、水刷洗装置、热水喷淋装置，将带钢表面的轧制油及杂物清洗干净。经1号热风干燥器烘干后，通过5#纠偏辊纠偏，运行到钢结构平台上部，穿过 3号和4号张力辊及1号张力计辊，便进入退火炉内进行退火。 退火炉主要由下列部分的炉段组成：入口密封室、预热炉、无氧化加热炉、1号炉喉、辐射管加热炉、2号炉喉、均热炉、3号炉喉、循环气体喷射控冷段、4号炉喉、循环气体喷射快冷段、出口密封室。在上述炉段预热、加热、均热、冷却，完成对带钢脱碳退火、晶粒长大、提高磁性及清除应力的工艺处理。经过热处理之后的带钢经水喷淋冷却器调整板温，并经挤干辊挤压表面残余水份，经2号热风干燥器烘干后带钢进入6号纠偏夹送辊并输入到钢结构平台下部运行。 平台下部设6号转向辊及5号张力辊。为了给带钢表面涂覆绝缘涂层，机组上设置了二台涂层机，并配置了绝缘涂层液供给系统及涂层液配制系统。与此相配套设置了涂层烘干炉、涂层烧结炉及空气喷射冷却器，用以生产出合格的绝缘涂层产品。经过涂层后的带钢通过7号纠偏辊（3号张力计辊）及6号张力辊进入出口活套，在活套的出口处设有2号焊缝检测仪、测厚仪及连续铁损测量仪，用以测定钢板的铁损值（并将测量值送到剪切机组）。带钢再经过10、11号转向辊到
30XQ120及30Q130适用于S9 ,S10,S11A,S11B(必要结构调整)，适用种类为干式变压器，油浸变压器。同板差是指在一块钢板上厚度的偏差，是指测厚仪测量一块钢板的实际厚度值与实际厚度平均值的差，英文简称In bar。 同板差是指在一块钢板上厚度的偏差，指在同一张钢板上任意两点之间的厚度差的最大值。同板差就是根据纵向厚度和横向厚度两种检验结果确定的。它是检验同一张钢板上厚度差是否符合公差标准要求的一项指标。 在生产中板带钢的厚度是根据其中心点处的厚度波动加以控制的，出厂时也只作纵向厚度检验。对于轧后还要进行焊接或继续加工的钢板，如造船、锅炉、桥梁及冲压用钢板等，除了作纵向厚度检验外，还要作横向厚度检验。 1同一张钢板上任意两点之间的厚度差的最大值 使用测厚仪测几个点后（点的数量越多当然越精确），用最大值减去最小值得出的差值 1.》硅钢基础知识（含义、分类、牌号表示方法、涂层） 硅钢 silicon steel 含硅量0.5％～4.8％的铁硅合金。是电工领域广泛使用的一种软磁材料。电工用硅钢常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用，俗称硅钢片，广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。 硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO2，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性和韧性下降，对散热和机械加工不利，故一般硅钢片的含硅量不超过4.5％。
硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性(初始磁导率大)。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。 硅钢分类： 热轧硅钢片： 热轧硅钢片是将Fe-Si合金用平炉或电炉熔融，进行反复热轧成薄板，最后在800-850℃退火后制成。热轧硅钢片主要用于发电机的制造，故又称热轧电机硅钢片，但其可利用率低，能量损耗大，近年相关部门已强冷要求淘汰。冷轧无取向硅钢片：冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷轧电机硅钢。其含硅量0.5%-3.0%，经冷轧至成品厚度,供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。冷轧无取向硅钢的Bs高于取向硅钢；与热轧硅钢相比，其厚度均匀，尺寸精度高，表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的磁性能。冷轧取向硅钢片：冷轧取向硅钢带最主要的用途是用于变压器制造，所以又称冷轧变压器硅钢。与冷轧无取向硅钢相比，取向硅钢的磁性具有强烈的方向性；在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3，磁导率之比为6：1，其铁损约为热轧带的1/2，磁导率为后者的2.5倍。硅钢片牌号表示方法： DR510-50表示铁损值...由公称厚度(扩大100倍的值)+代号A+铁损保证值(将频率50HZ,最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值) DR510-50表示铁损值为5.1,厚度为0.5mm的热轧硅...特点:铝的密度小,比重为2.7,约为铜的1/3;导电性,导热性,塑性,冷韧性都好冷轧无取向硅钢带（片）表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T 的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。 如DW470-50 表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示为50W470。 （2）冷轧取向硅钢带（片） 表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.7T 的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。有时铁损值后加G表示高磁感。如DQ133-30表示铁损值为1.33，厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表示为30Q133。 （3）热轧硅钢板 热轧硅钢板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量≤2.8%）、高硅钢（含硅量＞2.8%）。 表示方法：DR+铁损值（用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T时的单位重量铁损值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示铁损值为5.1，厚度为0.5mm的热轧硅钢板。家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用JDR+铁损值+厚度值来表示，如JDR540-50。 2、日本牌号表示方法： （1）冷轧无取向硅钢带
高硅钢的轧制工艺 高硅硅钢片(6.5wt%Si) 由于具有十分优异的软磁性能，被广泛用于制作变压器和电机等机电设备铁芯。高硅钢具有低的中高频铁损，故易于实现高效节能；其磁致伸缩系数近似为零，故可实现清净无噪音；其磁导率很高，故可提高灵敏度。因此，高硅硅钢片特别适合在中高频、低铁损、低噪音条件下应用，是一类有利于环保节能且性能优异的软磁材料。但是，6.5%Si 高硅钢室温脆性大，热加工性能差，难以用通常的热轧、冷轧和退火传统工艺进行生产，这严重影响了其在工业领域的应用。为此，现在正在积极研发针对高硅钢特点的特殊轧制工艺。 有研究表明，含 4%～7%Si 的高硅钢坯，在 900℃以上温度范围内有很好的 加工性能，在900℃以下时加工性能下降，到600℃左右就难以轧制。可见高硅钢带轧制时，存在不可轧制的极限温度。日本 NKK 公司提出一项采用包套轧制法制造高硅钢板的专利，其方法是将一块或数块叠层高硅钢板作为芯材，周围由包覆材料如低碳钢(～0.1%C) 包覆并加以焊封，然后在芯材温度低于900℃时热轧。为便于轧制钢板的剥离，在钢板包覆前需涂上剥离剂，能与钢板表面形成一层绝缘膜，并在轧制温度下不发生分解。常用无机剥离剂如MgO、Al2O3、SiO2、TiO2和 MgPO5当中的一种或数种。包套轧制成品钢带表面形状好，宽度和厚度范围宽，但整个生产过程中工艺控制因素非常复杂和严格，工艺范围窄，因而很难掌握，成本较高，未能实现工业化。 我国北京科技大学通过微合金化并结合适当热处理方式利用传统轧制法制备出了0.03mm 厚 6.5%Si 高硅钢。通过添加微量 Al、Ti、Ni、B 缩小高硅钢的 B + DO3有序相区，改善晶界间的结合，避免高脆相的形成，提高塑性和机械加2 工性能。通过铸锭退火、自由锻造、控温热轧(1050 ～850℃)、热轧退火、控温温轧(350～650℃) 、温轧热处理、反复冷轧制备出了 0.03～0.05 mm 厚的6.5 %S i 高硅钢薄板，在 H2+ N2保护气氛中退火得到P0. 07 /40k为 26.1W/kg的高频铁损。 除了改进传统轧制之外，人们也在积极研发新的制备方法。粉末压延法就是其中之一。粉末压延工艺的要点为: 将颗粒尺寸为150μm的高纯铁粉和纯度为 9 9.9 %、颗粒尺寸为60μm的硅粉，按 m(Fe) ∶ m(Si) = 93.5∶ 6.5(重量百分比) 称
硅钢带的生产 1903年美国和德国首先生产了热轧硅钢。美国阿姆柯钢公司于1935年开始生产冷轧 取向硅钢，20世纪40年代初生产无取向硅钢。50年代主要工业发达国家陆续引进阿姆柯技术专利。70年代前，世界约80％取向硅钢都按此专利生产。1968年日本新日铁正式生 产高磁感取向硅钢(Hi-B钢)。从1971年开始，美国等6个国家引进了日本Hi—B钢专利。从1968年开始，日本在冷轧电工钢产品质量、制造技术和装备、开发新产品和新技术、科研和测试技术各方面都远超过美国，处于领先地位。 我国太原钢铁(集团)公司于1954年首先生产热轧硅钢。1957年钢铁研究总院研制成功 冷轧取向硅钢，到1973年已掌握阿姆柯技术专利要点。1974年武汉钢铁(集团)公司从日本新日铁引进冷轧硅钢制造装备和专利，1979年正式生产11个牌号的冷轧取向及无取向硅钢。 4．1电工钢的分类及性能 4．1．1电工钢的分类 电工钢按其成分分为低碳低硅(碳含量很低，硅的质量分数小于0．5％)电工钢和硅钢 两类；按最终加工成形的方法分为热轧硅钢和冷轧硅钢两大类；按其磁各向异性分为取向电工钢和无取向电工钢。 热轧硅钢板均系无取向硅钢，硅钢的磁各向异性是在冷轧后通过二次再结晶过程发展 而成的，因此只有冷轧电工钢才有取向与无取向之分。由于产品的用途不同对磁各向异性的要求不同。在旋转状态下工作的电机要求电工钢磁各向同性，用无取向电工钢制造；变压器在静止状态下工作，要求沿一个方向磁化(轧制方向)，用冷轧取向硅钢制造，因此取向硅钢又称变压器钢。 我国电工用热轧硅钢薄板的国家标准号为GB5212—85；从20世纪60年代开始，主要 工业发达国家陆续停止了热轧硅钢板的生产。 我国冷轧晶粒取向、无取向磁性钢带(片)的国家标准号为GB2521—1996。 标准中的牌号表示方法为：以字母W表示无取向钢带(片)；以字母Q表示取向钢带(片)；以字母G表示取向钢中的高磁感材料。 在一些资料、书籍中，称普通取向硅钢为GO钢，高磁感取向硅钢为Hi-B钢， 电工钢分类见表3—1。 4．1．2电工钢的性能要求 4．1．2．1磁性能 电工钢是以其铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值的。用户对电工钢的磁性能要求 如下： (1) 低的铁损。铁损(尸t)是由磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)和反常损耗(Pa)三部分组成的。铁损低可节省大量电力、延长电机和变压器工作时间并简化冷却装置。因电工钢的铁损造成的电量损失占一个国家年发电量的2．5％一4．5％，其中变压器约占50％，小电机占30％，镇流器占15％。因此，各国生产电工钢板总是千方百计地降低铁损，并以铁损作为考核产品磁性能的最重要的指标，按铁损值作为划分牌号的依据。 (2) 高的磁感应强度。磁感应强度高，铁芯激磁电流(空载电流)降低，导线电阻引起的 铜损和铁芯铁损降低，可节省电能。当电机或变压器容量不变时，磁感应强度高可使铁芯体积缩小和质量减轻，节省电工钢板、导线等的用量，并使铁芯铁损和制造成本降低，有利于