(王一德)冷轧无取向硅钢的研制及工艺技术

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1、太钢冷轧无取向硅钢的研制及工艺技术开发与创新王一德（太原钢铁集团有限公司）1.前言冷轧无取向硅钢片主要用作电机和小型变压器铁芯，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。它在磁性材料中用量最大，是一种节能的重要金属功能材料。长期以来国产冷轧无取向硅钢片严重短缺。随着我国国民经济的发展，市场上对冷轧无取向硅钢的需求量呈稳步上升趋势。表1为上世纪九十年代中期国内冷轧无取向硅钢片需求情况，以一九九六年为例，我国实际消费冷轧无取向硅钢就达48.9万吨，而国内仅武钢一家生产冷轧无取向硅钢片，进口量占到三分之二。表11995-1996年国内冷轧无取向硅钢需求情

2、况单位：万吨国内总产量冷轧年度国内表观消费量热轧冷轧合计进口量1995113.5356.7817.7674.5438.991996107.7258.7317.876.6231.1由于热轧硅钢生产工艺落后，污染环境，且性能差。据测算，用1万吨冷轧无取向硅钢片代替热轧硅钢片制成电机，每年可节电1亿度。国外早在70年代已全部淘汰，但我国仍占总消费量的50以上。国家要求2002年底停止生产热轧硅钢片。因此，冷轧无取向硅钢是我国冶金产品结构调整的关键品种之一，发展冷轧无取向硅钢片不仅符合国家顶替进口、“以冷代热”、淘汰落后的产业政策，而且已到了刻不容缓的地步。太钢

3、是我国最早生产热轧硅钢的厂家，1995年开始开发研制冷轧硅钢生产工艺技术。2.冷轧无取向硅钢的研制2.1工艺流程和关键设备的选择炼钢方面：通过对国内外相关情况和太钢生产实践经验的研究分析，选择了以炼钢RH真空处理深脱碳为主，退火脱碳为辅的先进工艺流程。铁水预处理、转炉、RH真空处理和连铸等关键设备均选择进口，以满足高纯净度连铸坯的要求。热轧方面：采用现代化改造后的热连轧机代替炉卷轧机，有利于实现低温轧制、高温卷取，有利于热轧组织的控制和成品磁性的提高。酸洗方面：根据现有厂房条件限制和改造后的产量、规模要求，考察了国内外多种酸洗机组实际使用情况，同时在实验

4、室进行了多次模拟试验和工业性试验。通过反复论证综合分析，最后决策在原机组的位置上建设一条长度短、投资少的推拉式酸洗机组。冷轧方面：选择了工序短、产量高、成本低、对成品磁感有好处的一次冷轧工艺；同时根据本公司的实际情况和市场对产品的要求，选择了投资少、压下能力大、零凸度牌坊且具有九十年代先进水平的“ZR22B52”型森吉米尔轧机。退火方面：我们选择了速度较快、利于再结晶晶粒长大的二段式退火方式，并根据这个要求，引进了法国二段式连续退火设备。2.2工艺技术开发与创新2.2.1化学成分设计、改进及牌号命中率的提高根据太钢以前生产电工钢的实践，并参考有关资料和结

5、合太钢实际，对中低牌号冷轧无取向硅钢的化学成分自行设计。通过大生产攻关试验，不断改进化学成分、优化脱硫工艺、规范RH操作、研究无缺陷连铸坯生产工艺，降低夹杂重皮缺陷率，最终使牌号命中率稳步提高，见图1。120牌命率号中，10080604020019961998200020022004年份图1牌号命中率情况2.2.2开发成功有特色的含硼冷轧无取向硅钢通过加入硼、调整硅、铝含量，降低钢中硫、夹杂物含量，在国内首次开发成功了有太钢特色的含硼冷轧硅钢。该钢种通过改善热轧板组织消除了纵条纹，同时与同牌号常规硅钢相比成本降低30-50元/吨。2000年上半年含硼硅钢

6、开发量占总产量50以上创造了巨大的经济效益。54.08442.173.15550所占比率，3产量，万吨401.84130215.402010.35610001999（1-6）1999（7-12）2000（1-6）图2含硼冷轧无取向硅钢开发情况2.2.3热轧工艺和专用数学模型的开发为充分利用粗轧时铁素体变形抗力低的特点，在过程机中利用硅含量公式预设粗轧R2可逆轧机轧制道次，加大了道次压下量，减少道次，从而改善了热轧板组织，减少产品表面纵条纹；使DW4加热温度降低，提高了最终成品电磁性能；精轧厚度、宽度精度及板形质量明显提高。在与北科大合作并经试验回归出硅钢

7、变形抗力模型的基础上，通过对模型参数的优化开发完善了硅钢精轧数学模型，使热轧卷质量、成材率稳步升高。10095热成率轧材，908580757019961998200020022004年份图3热轧成材率变化情况2.2.4采用推拉式酸洗工艺生产硅钢与传统的连续酸洗硅钢工艺相比，太钢采用推拉式酸洗工艺，省去了焊接和喷丸除铁鳞两道工序，工艺简单，机组长度较连续式酸洗短，建设投资节约7500万元。该机组开发和应用了酸洗槽内带钢自动导向技术、酸液和清洗液湍流技术、机组传动设备防腐和防渗漏技术、全数字交流传动技术，采用国内专利APC气动带钢纠偏系统，酸洗槽实现了全封闭

8、负压操作。因此该机组具有工艺技术先进，生产安全可靠，节省能源，运行成本低，设备组