鞍钢ASP线生产硅钢是在2005年11月份开始试轧,2006年下半年开始逐渐增加硅钢产量,2007年大批量生产无取向硅钢,主要品种牌号是50AW1300、50AW1000、50AW800三大品种。主要用于家用电器、微电机、镇流器及小型变压器等铁心,现已广泛被海尔、格兰士、海信等知名家电和大型电机制造企业所采用。无取向硅钢的主要磁性指标是铁损和磁性,而铁损又分为磁性损耗和涡流损耗,涡流损耗分为正常、异常涡流损耗,根据生产技术要求我们只考虑铁损的正常涡流损耗。在热轧这个环节中,对无取向硅钢性能指标影响最大的是加热炉这道工序,它直接影响铁损值的波动,为了更好的搞好硅钢生产,把热轧加热炉这段生产工序实践作一介绍。
1、生产工艺的影响
影响铁损的因素
铁损–简单的说铁损就是变压器上的铁心绕着的线圈,通过交流电时,借助铁心把电源的电压变成所需的电压,并把电能输送过来,在这个过程中,铁心本身所消耗一部分电能变成热能,这部分损失的电能叫做铁心损失,简称铁损。它浪费能源又影响正常工作和设备寿命,因此要求铁损越低越好。
1.1成分的影响
适当提高硅和铝的添加量,增加钢的电阻率,降低铁损值。
1.2钢板厚度的影响
减薄钢板可以有效的降低铁损,特别是在高频条件下,减薄钢板厚度时,减低铁损更加有效,尤其在轧制厚度2.5mm时效果最为明显。
1.3原料组织的影响
ASP线是短流程生产连铸连轧,坯料要求是热送直装,为了配合轧制线的生产周期,根据不同生产情况
采用不同的生产装料组织模式进行组织生产。
1.3.1双机供料,地面有料
1.3.2双机供料,一机硅钢,一机铝钢,地面有下线冷料
1.3.3双机供料,地面是硅钢
1.3.4双机供料,地面无料
1.4生产计划安排的影响
ASP生产线采用的是热送直装和自由轧制的生产工艺,直接影响硅钢轧制的周期的计划安排,经过多次的生产实践,根据硅钢的生产规格,用不同的轧制计划,利用换辊后的最佳周期进行轧制硅钢。这需要根据每次浇铸硅钢的块数,在根据现场原料实际情况和轧制线的生产情况,做大周期或小周期的换辊计划,经过计算得到最佳装炉时间,提前开使装换辊材,以保证硅钢轧制顺畅。
现场检修后,必须在生产三个班以上,才能开始生产硅钢。
2、加热炉加热温度的影响
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图1:Fe-C平衡图
硅钢的板坯加热温度主要考虑MnS.AIN等夹杂物的固容量,获得均匀的表面温度和内部温度,防止出现板坯边裂和板坯的蠕变。根据图1Fe-C平衡图可知,加热温度高,板坯朔性好,但产品磁性差,加热温度低,板坯朔性差,但产品磁性好。在轧机能力允许的情况下,加热温度尽量低,一般板坯温度为110℃~1200℃,最好在1050℃~1100℃,以减少钢中MnS.AIN等析出物的固容量,因为它们固容后在轧制过程中由于固容度随温度降低而降低,又以细小弥散状析出而阻碍退火时晶粒长大,磁性降低。
炉子参数:
1#炉烧嘴参数
上均热段 分南段、北段 平燃烧嘴 150Nm3×20×2
下均热段 分南段、北段 反向烧嘴 500Nm3×7×2
上加热段 分南段、北段 平燃烧嘴 180Nm3×20×2
下加热段 分南段、北段 直燃烧嘴 670Nm3×7×2
预热段 平燃烧嘴 110Nm3×10
煤气烧嘴前压力 1.5kpa-2kpa
空气烧嘴前压力 3.5kpa-4kpa
有效尺寸参数
均热段有效尺寸6650cm 加热段有效尺寸9600cm
预热段有效尺寸8820cm
炉长有效尺寸23360em
2#炉烧嘴参数
上均热段 分南段、北段 平燃烧嘴 160Nm3×20×2
下均热段 分南段、北段 反向烧嘴 600Nm3×6×2
上加热段 分南段、北段 平燃烧嘴 250Nm3×20×2
下加热段 分南段、北段 直燃烧嘴 800Nm3×6×2
煤气烧嘴前压力 1.5kpa-2kpa
空气烧嘴前压力 3.5kpa-4kpa
有效尺寸参数
均热段有效尺寸7750cm 加热段有效尺寸8100cm
预热段有效尺寸8810cm
炉长有效尺寸23610cm
炉型见图2。
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图2:加热炉型
3、加热操作方法的控制
3.1加热坯料两端温差小于20℃的控制
3.2两炉温差小于20℃的控制
3.3水印温差15℃的控制
3.4控制好加热段、预热段温度,避免加热缺陷
4、控制好均热温度和炉头压力
充分利用好均热段的均热能力,利用流量控制,对板坯进行均热,最大限度减少水印与板坯间的温差,控制好上下均热的温度,尤其是下表面的温度,使上下温差在合理的温度范围内50℃~80℃。炉压保持微正压控制,尽量减少吸冷空气,防止因吸冷空气造成水印温差过大,会对硅钢质量产生影响。
一般情况:均热温度控制在1260℃~-1280℃之间。炉压一般控制在1#炉:8~I0Pa,2#炉:5~8Pa。
5、炉内气氛控制
正常的情况是中性气氛或弱还原气氛,同时要根据热值的大小进行调节空燃比1.9~2.0,保证炉内气氛完全燃烧,发现热值过高或过低,要及时与煤气站联系,使热值保持在2000kcal~2200kcal范围内,达到燃烧最佳状态。均热床的气氛通过调整空气过剩系数要以弱还原气氛为主,保证炉压,减少吸冷空气,降低加热缺陷的产生,提高加热质量。均热段气氛:1.9~2.0;加热段气氛:2.0~2.2。
6、出钢控制
6.1控制好出钢节奏,避免炉头钢
6.2步进梁运动的控制
7、异常情况处理
为了提高硅钢的成坯率,要装一些非定尺的硅钢,为避免出钢困难,应先做好预案,准备砖头等工具,用来垫出钢机,结合步进梁的高位功能,使硅钢能顺利出来。一旦出不来,要降温在处理。
轧制线发生事故停轧,如果停轧时间超过90min则炉温降低到1000℃左右,以防止硅钢在高温时变形,同时步进梁踏步功能继续投入,如果停轧时间超过90min,炉温降到1000℃左右,步进梁升到等高位,在轧钢半小时前,开始缓慢升温。在出钢时确认好硅钢板坯形状,如果板型不好,可以利用短接步进梁极限,进行出钢。
8、结论
综上所述,采用新的热工工艺方法后,取得了以下成果:
1)缩短了坯料在炉加热时间(80~120分钟),提高了出钢节奏,提高了硅钢产量,保证班产任务的完成。
2)降低了水印温差、坯料两端温差及两炉间温差,改善了R2温度曲线,提高了硅钢铁损值曲线的合格率,由53.1%到95.4%,减少了质量降级损失。
3)提高了装炉温度和热装率,减少了板坯下线时间,降低了能耗,实现了硅钢集中装炉,集中轧制。降低了硅钢烧损,延长了炉子的清渣周期,同时提高了硅钢成材率。见图3。
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图3
4)实现了硅钢高产,最高班产硅钢1168吨的纪录。
5)各项指标居于四班之首
6)实践的生产模式纳入《ASP线硅钢生产作业指导书》
收稿时间:2012年
来源:鞍钢
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