硅钢基础知识
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H i—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197 3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{BANNED}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。（现新标准GB2521—2008）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(Pt)是由磁滞损耗(P n)、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，[1 00]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，磁感应强度值升高。
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，B50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，B50也使值降低。
(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Pn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，Pn占60％一80％，主要是降低Pn。
取向硅钢铁损Pt中，Pn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Pn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Pn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Pn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，Pn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，Pn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，Pn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，
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。
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，使铁损明显增高；
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，并且可提高铸坯加热温度便于热轧。但锰降低相变温度，、使退火温度下降，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％（0.008%）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；但是由于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。
表3—2取向硅钢的化学成分及作用
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。
图3-4 冷轧硅钢板带线路图
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3-5所示。
图3-5 最终冷轧前温度和成品轧向磁感应强度B10的关系
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3-6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3-7为排烟装置示意图。
图3-7 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—8所示。
图3-8 Hi—B钢冷轧压下率对B10的影响
图3-8是热轧板厚度为2．4mm的Hi—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3-9。
图3-9 GO钢第二次冷轧压下率对B10的影响
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—10。
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。
4．4．3．1 GO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3-11、图3-12。
图3-11 温度和时间对w（Si）=1.0%的硅钢图3-12 温度和时间对w（Si）=3.0%的硅钢带脱碳的影响带脱碳的影响
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
4．4．5．2 MgO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 Ω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。
4．4．5 无取向硅钢成品脱碳退火及绝缘涂层
4．4．5．1 无取向硅钢成品脱碳退火工艺
无取向硅钢中，碳是极有害的元素，一般成品中碳的质量分数在30×10-4％以下。最合理的工艺是炼钢时将碳的质量分数脱到0．003％以下，退火时就不用再脱碳了。现在国内炼钢可将碳的质量分数降到0．008％以下。
无取向硅钢的成品退火有两个目的：首先是脱碳，其次是控制磁性。对于采用—次冷轧法生产的无取向硅钢带，脱碳的任务更重。应该在保证将碳脱到要求值的前提下，使晶粒适当长大以降低铁损。
成品退火中影响磁性的主要工艺因素为温度、时间；气氛及钢带张力等：
(1) 温度和时间。退火温度越高，晶粒长得越大，铁损就越低；退火时间越长，晶粒长得越大，铁损也越低，但时间过长铁攒下降并不9刀显i母此’，在连续炉中进行成品退火，一般采用高温短时退火；或者采用两段式遣汰；前阶段采用稍低温度÷通人湿气氛进行脱碳退火，后阶段采用通人干气氛进行高温短时间退火，使晶粒迅速长大且均匀，铁损明显降低。
(2) 气氛。气氛对戒晶退次也有重要影确。在保证碳船脱至规定值以下的条件下，气氛的露点应尽量降低，以减少钢带氧化；周对还应有合适的分压比。特别对高牌号钢带的成品退火，要求露点在0E以下，分压比尽量降低，以最大限度地减少钢带表面氧化。
(3) 钢带张力。炉内张力对磁性有重要影响，采用微张力能够得到铁损低、、磁各向异性小的产品。，因此在成品退火中，在能得到良好板形的情况下，应尽量诚小炉内张力，最好采用微张力控制。
4．4．5．2 绝缘涂层
冷轧硅钢产品要求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大涡流损耗。
无取向硅钢常采用的绝缘涂层有两种：一类是磷酸盐，铬酸盐系无机绝缘涂层；另一类是铬酸盐—丙烯酸脂系的半有机绝缘涂层。
对涂层所用化工材料的纯度、粒度及稳定性都有严格要求。
A涂层的作用
涂层的作用如下：
(1) 绝缘性。通常用层间电阻来衡量涂层的绝缘性。微型、小型电机铁芯要求层间电阻可小些；而大、中型电机铁芯要求层间电阻高。在实际生产中层间电阻波动值较大，一般为5.0-50.0Ω?crn2／g，可满足中、小型电机铁芯的要求。若做大型电机，用户可根据需要另涂一层绝缘漆。
(2) 耐热性。无机涂层在无氧化气氛中可经受750℃左右的消除应力退火3半有机涂层在无氧化气氛中可经受
700℃左右的捎除应力退火；半有机加厚涂层不宜进行消除应力退火。
(3) 附着性。按照国标GB2522—88测试，一般都可达到C级以上，多数为A一B级水平，能够满足使用要求。
(4) 冲片性。半有机涂层比无机涂层的冲片性好得多。
(5) 焊接性。在铁芯焊接时，要求在高速焊接条件下不产生气孔，也不应释放出有害气体，以免影响焊缝强度和恶化工作环境。涂层的化学成分对焊接有显著的影响，焊接性随着涂层中有机部分的增加而降低。因此，无机涂层比半有机涂层的焊接性要好雪用同样条件的氩弧焊，无机涂层的焊接速度是半有机涂层的2倍左右。
另外，绝缘涂层还具有防锈性、耐油性及耐氟利昂性。
B涂层工艺
a 配液
涂层溶液大部分以水为溶剂，所用的水必须是纯水(软水)，否则会影响涂层质量。配置涂液时必须按规定顺序加入各成分，并进行充分搅拌使各成分完全溶解为均匀的乳状液、悬浮液。为了防止涂液变质，必须在冷冻条件下保存、使用。
b 涂敷
用带有一定刻槽的涂敷辊把涂液涂在钢带上。涂敷量在实际生产中要按规定进行测试，如半有机涂层的涂敷量应控制在1．5—2．5g／m2的范围内，如果偏离控制范围，就要及时进行有关工艺因素的调整。
c 烧结
涂层烧结的好坏直接影响涂层的质量。每种涂层都有固定的烧结温度和时间，一般在300—600℃、30—180s。但在实际生产中，要根据钢带的厚度、宽度及机组的速度对烧结工艺进行设定，并在生产中根据质量进行调整。
4．4．6 取向硅钢高温退火工艺
取向硅钢涂MgO隔离层后进行高温退火，是获得低铁损、高磁感的重要环节。
4．4．6．1 高温退火的目的
高温退火的目的是：
(1) 在升温过程中完成二次再结晶。高温退火时，钢中的(110)[001)晶粒发生异常长大吞食其他位向晶粒，使钢带具有单一(110)[001]位向的二次再结晶组织。
(2) 在升温过程中形成良好的玻璃质硅酸镁薄膜(底层)。高温退火也是表面处理过程，高温退火时MgO和SiQ 反应形成以Mg2Si04为主的硅酸镁底层。
(3) 净化钢质。当二次再结晶完成以后，有利元素(抑制剂)的作用已结束，如果硫、氮元素继续留在钢内会阻碍磁畴壁移动，使磁化能力降低，因此需要在纯干氢气氛中和约1200℃高温保温时去除掉。
4．4．6．2 高温退火工艺
高温退火的加热曲线如图3—13所示。高温退火分为以下4个区段：
图3—13 高温退火加热曲线
(1) 去除MgO中的化合水阶段。MgO涂层中含有部分Mg(OH)：，因此带人炉内部分化合水。Mg(OH)：在400℃开始分解，但需要较长的时间，所以在温度升到400～550℃时要保持一定时间以去掉化合水。如果这个温度范围过高，分解出的水会加速钢板氧化。在此阶段气氛为N2，要测定气氛的露点，由于化合水的进入使露点升高，当露点降到0℃以下后再继续升温。如果露点过高，以后形成的底层中含FeO多，底层质量变坏。这一阶段采用全速加热。
(2) 发展二次再结晶阶段。对于GO钢，在950℃以上MnS开始聚集和分解；对于Hi-B钢，在1000℃以上MnS 和AIN开始聚集和分解。与此同时发生二次再结晶。随温度升高二次再结晶基本完成，此时在二次晶粒边界处和二次晶粒内部仍残存有较粗大的初次晶粒。
此阶段用75％H2+25％N2(体积分数)混合气氛(AX)，对加热速度也有要求。
(3) 高温保温阶段。高温保温阶段二次晶粒吞并残留的初次晶粒，使二次再结晶进一步完善。该阶段采用纯干氢气氛，露点为—60℃，在二次再结晶完善的同时，进行脱硫和脱氮，净化钢质。反应式为：
脱硫反应在1000℃左右就就已经开始。为保证磁性和形成优良的底层，温度在1150℃以上为宜。均热时间视钢卷装入定，一般为20h左右。保温后在800℃以前控制冷却速度，以后加速冷却，冷至300℃以下出炉。随炉冷却阶段采用N2和H2混合气氛(AX)。
(4) 硅酸镁薄膜形成阶段。在二次再结晶发展及完善的同时，温度在1000—1130℃范围，MgO和钢带表面的Si02反应形成Mg2SiO4薄膜(玻璃膜)。
4．4．7 取向硅钢热平整退火及涂绝缘层
取向硅钢在高温退火后，还必须进行热平整及涂绝缘层。
4．4．7．1 热平整退火工艺
取向硅钢卷在进行高温退火时由于受热应力的作用钢带不平整，所以必须进行拉伸平整退火使钢带板形平整。另外将前道工序造成的过量特殊涂层除掉，然后再涂绝缘膜。
热平整退火工艺步骤如下：
(1) 钢带表面残留的特殊涂层MgO及其他污物，首先要用水刷洗、稀硫酸轻酸洗清除，然后再清洗干净和烘干。硫酸的质量分数为4％一8％，酸洗温度为70～90℃。
(2) 涂绝缘层并在500℃温度以下烘干。
(3) 在氮气气氛连续炉内进行涂层烧结，并加以合适的张力对钢带进行拉伸平整。退火温度控制在830—900℃，随涂层种类、钢板厚度、机组速度不同而变化。在拉伸热平整时，应选取不使磁性降低并能使钢带平直的最小张力，一般控制在3～6N／mm2。冷却时在钢带宽度方向应均匀冷却，以保证良好的板形。
4．4．7．2 绝缘涂层
取向硅钢使用的绝缘涂层有T1和T2两种，都是磷酸盐无机涂层。
T1涂层为灰色，涂层厚度为3微米左右，附着力较好，层间电阻大于70 Ωcm2／片，同时具有良好的防锈性和耐油性，成本也较低。但是T1涂层的作业性很差，易产生游离磷使表面发黏，影响使用，目前已被新型的涂层所代替(如T2涂层)。
T2涂层的配方为：软水(电阻率1.43X103Ωcm2 )2348L ；磷酸(质量分数为75％)1357L；MgO 300kg。有时添加硅溶胶：Si(OH)4，Si02?H20。
T2涂层为灰色，厚度为3—5微米，层间电阻高，大于70Ωcm2／片，能满足较大变压器需要，附着性优良，具有强的耐腐蚀性、耐油性和耐热性，经营加℃消除应力退火后其性能不变。另外，T2涂层最大的特点尽在钢板中产生3~5MPa的拉应力；所以T2也称应力涂层, 涂层越厚，拉应力越大。拉应力能使铁损P17／50降低0．05～0．11W／kg，在磁感为1．9T时的磁致伸缩(&L／L)，由T2涂层以硅溶胶作为主要成分，是一种超微粒胶体状二氧化硅的悬浮液，本身具有绝缘能力。单独的硅溶胶与硅酸镁底层结合不牢；于是在涂液中添加了磷酸盐，它具有粘结剂的作用。同时再添加铬酸以改善涂液的湿润性
T2涂层的配方为：磷酸二氢铝[A1(H2PO4)3]868L；硅溶胶[Si(OH)4]1330L；软水670L；无水铬酸(CrO3)100kg；粉末二氧化硅(SiO2)15kg。
国内硅钢的主要生产厂家:
武汉钢铁股份有限公司
宝山钢铁股份有限公司
鞍钢股份有限公司
太钢不绣钢股份有限公司
马鞍山钢铁股份有限公司
湖南华菱涟源钢铁有限公司
通化钢铁股份有限公司
本钢板材股份有限公司
首钢迁安钢铁有限责任公司
河北钢铁
冶南方（新余）冷轧新材料有限公司
攀钢
上矽公司
万鼎硅钢集团有限公司
佛山广恒
浙江天洁磁性材料股份有限公司
浙江荣宙电机有限公司
广东顺德浦项钢板有限公司
华西冷轧带钢有限公司
江阴蓝天
江阴红源
广东盈泉钢制品有限公司
江油市丰威特种带钢有限责任公司
新万鑫(福建)精密薄板有限公司
无锡华精新型材料有限公司
我国硅钢片生产现状 时间：2005-7-20 0:37:48阅读274次 含Si量为015%～415%极低碳硅铁合金通称为硅钢片,含Si量<015%极低碳钢板称为低碳电工钢板,两者统称为电工钢板。电工钢板主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心,是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。电工钢板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。它与一国的电能消耗量密切相关。它的生产工艺复杂,制造技术严格,国外的生产技术都以专利形式加以保护,视为企业的生命。电工钢板的制造技术和产品质量是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。 冷轧电工钢，特别是取向硅钢的制造工艺和设备复杂，成分控制严格，杂质含量要求很低，制造工序长和影响性能的因数多，其产品质量常被认为是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志，而取向硅钢又获得钢材中“艺术产品”美称。 目前我国,继美国之后是第二电力消费大国,又是电力非常缺乏的国家,还是电力浪费大国,我国消费的能源占世界的30%。与此形成强烈对照的是中国创造的GDP不到世界总量的4%。所以电工钢板的质量优劣和数量多少,直接影响着国力的发展,因此,发展冷轧电工钢具有重要的战略意义。 一、冷轧硅钢片生产能力 我国目前生产冷轧硅钢片的企业主要有武钢、宝钢、太钢、鞍钢4家。 冷轧电工钢板分为冷轧取向硅钢片和冷轧无取向硅钢片。 ⑴冷轧取向硅钢片 冷轧取向硅钢片主要用做各种变压器的铁芯,目前,世界上约有16个企业生产取向硅钢片,武钢是我国目前唯一一家能够生产冷轧取向钢片的企业。生产设备和技术74年由新日铁引进,设计产量2.8万t,生产的牌号如表3所示。经过20多年的发展和90年代的改扩建,至今已经具备了10万t/a(实际可达到12.5万t)取向钢片的生产能力。在产品质量方面,武钢一直瞄准和赶超当今冷轧硅钢世界顶级水平的日本新日铁。特别90年代以来,为了顺应市场变化,更是加大了新品开发和技术进步投入的力度(引进了高温轧制技术、含Cu取向钢、新成分Hi-B钢),在产量、品种、质量等方面都取得了长足的进步。然而,同市场需求与国外先进水平相比,武钢冷轧取向钢片还有较大差距。
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
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
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
无取向硅钢 硅钢号称钢铁产品的“工艺品”，该钢种是目前国内仅存的为数不多的还没有广泛生产、开发的产品之一，并且该钢种是去年盈利水平最高的钢种之一，国内仅武钢、宝钢、太钢、鞍钢等大型企业生产，生产难度较大，鞍钢的ASP1700和济钢的热连轧生产线工艺装备条件非常接近，因此，通过考察其无取向硅钢、双相钢等的生产情况，对济钢开发此类钢种具有借鉴作用。 1.鞍钢二炼钢的生产工艺、产品概况 鞍钢硅钢产品主要在其二炼钢生产，二炼钢主要有100吨转炉3座，年产量360万吨，坯料主要供ASP1700线，供中板40－50万吨，部分供180吨转炉3座，年产量460万吨，主要供传统热连轧1780mm生产线。 1.1 ASP1700 生产线 鞍钢ASP1700生产线是鞍钢最早的热轧钢带生产线，其主要工艺流程为：铁水预处理－RH精炼－LF精炼－中薄板坯连铸机连铸－加热炉加热－二辊粗轧机－四辊粗轧机－保温罩－热卷箱－六机架精轧机－层流冷却－卷取－喷号、称重－入库。其主要设备有100吨转炉3座，LF炉2座，1台双工位RH，2台135mm的中薄板坯连铸机，可在线调宽，调宽范围可达到300mm，两座步进式加热炉，带大立辊的二辊粗轧机，可调宽80mm，带立辊的四辊粗轧机，保温罩，热卷箱，六机架精轧机，两台卷取机等。 ASP 1700线2010年产量252万吨，冷轧基料约占70—80％，无取向硅钢22万吨，其余为部分花纹板、普碳等，其中≤3mm的80万吨，约占31.8％，最薄可以生产到2.0mm，2.3mm的可实现批量生产。
1.2 1780生产线 1780传统热连轧生产线2010年产量450万吨，其产品主要有4大类，分别是汽车用钢100万吨以上、硅钢80万吨，主要是无取向硅钢，管线主要是X70以下50万吨，集装箱60万吨，其余主要是冷轧基料、汽车大梁、机车车辆钢、高强钢等，其中机车车辆钢Q450NQR1约20－30万吨。为了生产硅钢其1780mm生产线上了专门的硅钢加热炉和边部加热器等，以及后道工序的专门的硅钢生产线。 1.3冷轧情况 其共有5条冷轧生产线，一冷180万吨，二冷150万吨，都是酸轧联合机组+罩退工艺，三冷200万吨，四冷120万吨，是酸轧联合机组+连退工艺，五冷是硅钢生产线，是酸轧联合机组+连退工艺。主要产品定位汽车板、家电板、硅钢。 鞍钢冷轧硅钢线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月开工，2005年全线投产。主要装备包括有1条酸洗轧机组联合机组（六辊），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，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0.18-2mm厚、700-1380mm 宽的电工钢板和冷轧板，连续退火涂层机组可生产0.35-0.65mm厚、700-1280mm规格板。 2.硅钢生产情况 2.1 2010年硅钢生产概况 2010年鞍钢硅钢产量约100万吨，以无取向硅钢为主，取向硅钢在10年10月份才形成批量，但合格率较低，低于40％，合格率低主要在冷
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
冲裁件的工艺性分析 一.硅钢片的结构工艺性 1．冲裁件材料。电工硅钢D42 2．冲裁件结构。该零件结构简单，内外有尖角。 3．冲裁件上的悬臂与凹槽。硅钢属于低碳钢，其宽度B 为16mm ，长度为80mm ，符合悬臂与凹槽的最小宽度B 和最大长度L 。 二.硅钢片的精度和断面粗糙度 精度，硅钢片其要求最高加工精度为012.016 ，属于IT11级。其余内、外形尺寸均可选用IT11级巨额满足冲裁要求。 结论：该零件冲裁工艺良好，可以冲裁加工。 三.确定冲压工艺方案 该零件是个落料件，只有落料一道基本工序。采用单工序模生产。
四.工艺计算 1．计算冲压力，采用刚性卸料装置和下出料方式冲模。 1.1．冲裁力F ，根据冲裁力的计算公式b Lt F σ=，根据网上获取取 MPa b 480=σ )(7689616803280328032801696128mm L =+++++++++++=,得 )(2949124808.0768N Lt F b =??==σ 1.2推件力T F ，根据推件力的计算公式F nK F T T =，查表1-8取 055.0=T K ，且凹模洞口直刃高度h 取4mm ，58.04=÷==t h n ， 得 )(8.81100294912055.05N F nK F T T =??== 1.3总冲压力Z F , 计算总冲压理，)(3800008.3760128.81100294912N F F F T Z ≈=+=+= 2．初选压力机。 根据总冲压力Z F 选择压力机的标称压力，因为 %80630380380000?<=KN KN N ，所以初选为 J23-63型开式可倾曲 柄压力机 五.剪板机 1．板料规格。选用mm mm mm 8.012502000?? 2．剪板机型号选用
冷轧无取向硅钢性能指标检测方法及性能指标控制管理制度汇编
目录 第一部分冷轧无取向硅钢性能指标控制管理制度 1、冷轧无取向硅钢磁性能指标控制管理制度-----------------------------2 2、冷轧无取向硅钢叠装系数指标控制管理制度--------------------------10 3、冷轧无取向硅钢反复弯曲指标控制管理制度--------------------------12 4、冷轧无取向硅钢力学性能指标控制管理制度--------------------------15 5、冷轧无取向硅钢硬度指标控制管理制度------------------------------21 第二部分附录 1、GB/T 228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 2、GB/T 235-1999 金属材料厚度等于或小于3mm薄板或薄带反复弯曲试验方法 3、GB/T 3655-2008 用爱泼斯坦方圈测量电工钢片（带）磁性能的方法 4、GB/T 13789-2008 用单片测试仪测量电工钢片（带）磁性能的方法 5、GB/T 19289-2003 电工钢片（带）的密度、电阻率和叠装系数的测量方法 6、GB/T 230.1-2009 金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法 7、GB/T 231.1-2009 金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法 8、GB/T 4340-2009 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法
冷轧无取向硅钢磁性能指标控制管理制度 一、目的 磁性是判定所有硅钢产品牌号以及订货和交货的依据。产品磁性应满足国家标准中规定的相应牌号及订货合同中规定的磁性水平。为了对硅钢片的磁性进行有效监控，现制定本管理制度。 二、用爱泼斯坦方圈测量磁性能的标准方法（用于实验料） 依据GB/T 3655-2008提供的用爱泼斯坦方圈测量电工钢片（带）磁性能的方法如下： 1、装置 25cm 爱泼斯坦方圈由四个线圈组成，它形成一个空载的变压器。爱泼斯坦方圈应包含一个用于空气磁通补偿的互感线圈。支撑线圈的绕组骨架由硬的绝缘材料制成，如酚醛树脂纸板。绕组骨架具有矩形横截面，其内部宽度为32mm ，推荐高度约为10mm 。 线圈安放在一个绝缘的无磁性的底板上，形成一个方框（见图1）。由样片的内缘形成的正方形边长为 图1 标准25cm 爱泼斯坦方圈 四个线圈中的每一个都应有2个绕组：初级绕组（外层，磁化绕组）、次级绕组（内层，感应电压绕组）。 。 mm 2201 0-
国内硅钢行业市场发展概况 据中国报告大厅了解，硅钢亦称电工钢，指含硅为 1.0-4.5%，成品含碳量低于0.03%的硅合金钢。硅钢有特殊的性能，即导磁率高，矫顽力低，电阻系数大，因而磁滞损失较小。硅钢是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。硅钢的生产工艺复杂，制造技术严格，其制造技术和产品质量是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。我国硅钢的主要供应商有武钢、宝钢、华菱、太钢、鞍钢等。报告期内我国硅钢市场价格呈现整体下降趋势。2011 年以来，随着各大钢厂前期新扩增产能的释放，市场供给充裕，而受整体经济下行压力加大的影响，市场需求增速放缓，导致硅钢市场出现供大于求，相应的市场价格进入持续下降通道，受2012 年下半年度房地产行业回暖的带动，硅钢价格在2012 年下半年至2013 年初出现短暂上涨，但之后则再次下降。 据宇博智业市场研究中心了解，取向硅钢，产能还没有达到过剩，因为工艺复杂，小企业没有生产能力，目前国内只有宝钢武钢大批量生产，其他钢厂处于试产阶段，还有一些私企，可以做140左右的牌号并且性能不太稳定，国内仍有很多变压器企业使用，国外变压器拆解后的旧料作为原料，因为价格低‘国内还在大批量进口日本韩国等地的高端取向硅钢，因为中国造不出来。还有一些比较高级的硅钢，
想进口拿钱买不来，因为要提供非军方使用的证明建议这些吃国家饭的人不要老是整天想着如何敛财，好好研究下技术，一些高端的取向硅钢一直都做不太稳定，还要依赖进口，这些低端的无取向硅钢就拼命生产，不管市场是不是饱和了，钢铁作为工业的血液，自己技术不精，就要永远受别人压迫。 国内硅钢行业现状 据中国报告大厅发布的《2013-2018年中国硅钢市场深度分析报告》了解到，我国目前生产冷轧硅钢片的企业主要有武钢、宝钢、太钢、鞍钢4家。冷轧电工钢板分为冷轧取向硅钢片和冷轧无取向硅钢片。⑴冷轧取向硅钢片冷轧取向硅钢片主要用做各种变压器的铁芯，目前，世界上约有16个企业生产取向硅钢片，武钢是我国目前唯一一家能够生产冷轧取向钢片的企业。生产设备和技术74年由新日铁引进，设计产量2.8万t，生产的牌号如表3所示。经过20多年的发展和90年代的改扩建，至今已经具备了10万t/a（实际可达到12.5万t）取向钢片的生产能力。在产品质量方面，武钢一直瞄准和赶超当今冷轧硅钢世界顶级水平的日本新日铁。特别90年代以来，为了顺应市场变化，更是加大了新品开发和技术进步投入的力度（引进了高温轧制技术、含Cu取向钢、新成分Hi-B钢），在产量、品种、质量等方面都取得了长足的进步。然而，同市场需求与国外先进水平相比，武钢冷轧取向钢片还有较大差距。
无取向硅钢的生产工艺及性能 摘要：无取向硅钢俗是电力、电子和军事工业不可或缺的含碳极低的硅铁软磁 合金，它属于铁磁性物质。本文介绍了无取向硅钢在我国近些年的发展现状并对 未来的发展趋势做了展望。介绍了无取向硅钢的生产工艺流程以及无取向硅钢的 性能要求，同时分析了影响无取向硅钢的主要因素。 关键词：无取向硅钢；生产工艺；性能 1无取向硅钢简介 硅钢俗称矽钢片或硅钢片，是电力、电子和军事工业不可或缺的含碳极低的 硅铁软磁合金，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。无取向硅钢是含碳 很低的硅铁合金。在形变和退火后的钢板中其晶粒呈无规则取向分布。 2 生产工艺 冷轧无取向硅钢制造工艺流程[1]为：冶炼→真空处理→连铸→热轧→常化→ 冷轧→退火→绝缘涂层 2.1 冶炼 在冶炼过程中，随着硅含量提高，钢水温度升高，出钢温度约降低10℃，因 为真空处理后加入硅铁量多，钢水温度升高。连铸法浇筑时间长，出钢温度比铸 模法约高20℃。 2.2 真空处理 沸腾钢水经真空处理，通过碳和氧的化学反应同时进行脱碳和脱氧，使碳降 到0.005%以下，氧降到0.005%以下。 2.3 连铸 硅钢的连铸采用连铸+电磁搅拌技术，经电磁搅拌后等轴晶占55%~70%，这 样能有效的减轻了表面缺陷。 2.4 热轧 铸坯装炉前在大于150℃进行表面清理，然后放在保温坑中保温和缓冷。铸 坯在加热炉中要缓慢加热，特别是在700~800℃以下更是如此。 2.5 常化 大于2%Si钢采用一次冷轧工艺时，热轧板必须常化，主要目的是使热轧板组 织更均匀，使再结晶晶粒增多，防止瓦状缺陷。同时使晶粒和析出物粗化，磁性 明显提高。 2.6 退火 退火是把钢加热到一定温度后保温一段时间再缓慢冷却的工艺操作。冷轧中 间退火的目的主要是使受到高度冷加工硬化的金属重新软化。二次冷轧法的中间 退火温度一般为830~870℃。随Si+Al量增高，温度增高。最终退火制度为 850~860℃。最好采用干燥气氛退火，以防形成内氧化层和内氮化层。 2.8 绝缘涂层 绝缘涂层主要采用半有机涂层。无机涂层的层间电阻高，叠片系数也较高， 耐热性和焊接性好，而冲片性较差。半有机涂层冲片性好，绝缘性、耐热性和焊 接性则较低。 3.性能要求 3.1铁芯损耗低 电工钢铁损低，既可以节省大量电能，又可以延长电机寿命，简化冷却装置。 3.1.2磁感应强度高
一、填空题 1.硅钢连退机组钢卷原料厚度为（0.35）mm、（0.50）mm、( 0.65 )mm。 2.硅钢连退机组钢卷原料宽度范围（750~1300）mm、厚度为：0.35-0.65mm。 3.硅钢连退机组入口钢卷内径为：Φ508mm、钢卷外径为（1000~2100）mm。 4.硅钢连退机组生产的中低牌号无取向硅钢代表钢种为：（ 35W440 ）、（50W470）~（ 50W1300）、（65W800）~（65W1600）。 5.硅钢1#连退机组设计年产量为（25）万t/a。 6.硅钢连退机组钢卷最大重量是：（28）t，单位卷重最大是：（23）kg/mm。 7.双层剪的最大剪切能力为厚0.65mm×宽（500~1500)m。 8.入口活套在入口段减速或停车时开始放套直至空套，正常生产时处于（充套）状态。 9.硅钢连退机组入口段速度max.(210)m/min,工艺段速度max.(150)m/min,出口段速度max.(210)m/min,，硅钢连退机组穿带速度.(25)m/min。 10.在正常工艺条件下，调整材的速度不得低于正常工艺速度的（80）%。 11.硅钢连退机组退火炉入口张力设备允许最大值(10)N/mm2。 12.硅钢连退机组带钢脱碳要求：原料含碳量≤（50）ｐｐｍ，成品含碳量≤（27）ｐｐｍ。 13.硅钢连退机组入口活套套量(420)m,出口活套套量(360)m。 14.硅钢连退机组中的连续退火炉需要的保护气体包括（氢气）和（氮气）。 15 吹扫RJC段保护气体、入出口密封及空煤气管道用的气体是（低压氮）。 16.RRJC快冷段出口的板温一般控制在(150)℃以下，AJC出口的板温一般控制在(80)℃以下。 17.干燥炉最高炉温控制标准：（800）℃ 18.正常生产时，SF段的露点一般控制在（15－45）℃； 19.正常生产时，炉内的分压比PH2O/PH2保持在(0.2)左右。 20.硅钢连退机组使用的氮气分为（高压氮）和（低压氮）。 21.开炉点火升温:升温速度不能过快，控制在（100）℃/h以内。
硅钢带纵剪生产线安全操作规程 为保障人身和设备的安全，，非本设备操作人员请勿靠近设备。操作时必须严格遵守下列安全操作规程： 1安全注意事项 1.1纵剪线电气设备接地必须良好。 1.2修理或检查纵剪线时，必须首先切断电源，方可进行。 1.3开机时，请按主回路、控制回路依次接通。关机时，按照控制回路、主回路依次断开。 1.4开机后，未接通控制回路前，务必检查电网电压是否正常。 1.5如电气部分发生故障，应线断电检查，如确定必须通电检测时，在保证安全前提下，才能通电检测。 1.6电气控制柜内禁放铁丝、金属工具等易造成意外短路的物品。 1.7维修人员应对电控系统的主要部分（包括调速器、PLC、各操作按钮等）进行定期维护及检测，一月一次。 1.8在调整纵剪刀具时，一定要小心操作，防止碰伤发生；同时不得随意按动纵剪机点动按钮，防止意外的卷入或其他事故的发生。 1.9纵剪主机主轴和动力源之间的联轴器虽已设备了防护网，但设备运转时，操作者任应远离该处，需仔细小心，防止意外的卷入或其它事故的发生。 1.10纵剪线有两个地坑，虽有防护栏杆，操作人员靠近时，仍需注意安全，谨防坠落事故发生。 1.11纵剪线内的皮带防护罩，栏杆等在工作时应完整无损，不准随意拆掉，以防意外事故。 1.12防止随意触及可旋转的手轮、手柄、卷筒及电气按钮，以免发生事故。 2操作前的准备 2.1确认设备保持水平，且稳固于基础之上。 2.2确认各设备没有受损、变形或其他现象。 2.3确认所接电源规格与电气名牌标识相同。 2.4确认各转动部分无任何杂质与之干涉。 2.5确认液压油和润滑油的液位正常。 2.6确认所有暴露与设备之外的电线、油管没有破裂、变形、渗漏等现象。 2.7开机前，确认作业范围内所有人员均处于安全区。 2.8打开电源开关，使电机瞬间转动一下，确认电机转向是否正常。 2.9启动油泵，使其连续运转几分钟，确认系统噪音、压力等是否正常。 3操作步骤 3.1拆去硅钢带卷料的外包装（只剩内部包装袋），将卷料用起吊设备置于上料小车上。 3.2将开卷机的卷筒收缩到最小，调整上料小车台面高度，对准开卷机卷筒中心。