3、取向硅钢生产技术现状
目前世界仅有16家企业可以生产取向硅钢。高端取向硅钢产品主要分布在日本、韩国和德国。表5给出了世界主要取向硅钢生产厂采用的工艺和主要产品类型。
表5：世界主要取向硅钢生产厂采用的工艺
|
生产厂
|
工艺
|
|
|
日本
|
新日铁
|
八幡采用低温加热一次冷轧生产Hi-B和CGO产品；广畑采用高温加热一次冷轧生产Hi-B产品，高温加热两次冷轧生产CGO产品
|
|
韩国
|
浦项
|
采用低温加热一次冷轧工艺生产，绝大部分为Hi-B产品
|
|
德国
|
蒂森
|
高温加热一次冷轧工艺正逐步淘汰，向低温加热一次冷轧工艺转变
|
|
美国
|
AK
|
高温加热两次冷轧CGO，高温加热一次冷轧Hi-B
|
|
俄罗斯
|
新利钢
|
只生产CGO产品
|
|
维兹
|
只生产CGO产品（热轧卷外购）
|
|
|
中国
|
武钢
|
主要采用低温加热两次冷轧工艺生产CGO产品；主要采用低温加热一次冷轧工艺生产Hi-B产品
|
|
宝钢
|
采用高温加热两次冷轧工艺生产CGO产品；主要采用低温加热一次冷轧工艺生产Hi-B产品
|
|
|
鞍钢
|
目前没有Hi-B产品，只生产低牌号CGO产品，脱碳退火线目前没有渗氮功能
|
|
|
首钢
|
规划采用高温加热两次冷轧CGO，高温或低温加热一次冷轧Hi-B，目前正在建设，没有产品
|
|
取向硅钢最先进的生产厂是新日铁的广畑厂和八幡厂，主要生产Hi-B取向硅钢。广畑率先开发了以MnS+AIN为抑制剂的高磁感取向硅钢，一举确立了领先地位。广畑采用高温加热法生产取向硅钢，配备了电磁感应短时间快速加热装置。1996年八幡厂采用新的低温加热工艺生产Hi-B取向硅钢。其特点是以AIN作为抑制剂，铸坯加热温度降到1150~1200℃，热轧板经过常化，采用一次大压下冷轧，冷轧过程中进行时效处理，脱碳退火后在含NH3的H2+N2气中进行渗氮处理。磁性能达到高温加热Hi-B取向硅钢的水平。
韩国浦项主要是仿照日本新日铁低温渗氮工艺，全部产品采用低温加热一次冷轧工艺生产，而且绝大部分产品为Hi-B。
德国蒂森克虏伯开发了以Cu2S+AIN为主，并以MnS+Sn为辅作为抑制剂的低温加热一次冷轧法，生产Hi-B取向硅钢。其工艺特点是高温常化处理+—次大压下率冷轧工艺，并采取冷轧时效处理。
俄罗斯采用低温加热两次冷轧法主要生产CGO采用AIN+CuS为抑制制，其特点是Cu含量（约0.50%）和Mn含量（约0.20%）较高，虽然采用AIN为抑制剂，但不需要常化处理，仍采用二次冷轧法，中间退火即将C脱到0.003%以下。
国内武钢一硅钢引进日本新日铁技术，采用高温加热两次冷轧法生产CGO产品、高温加热一次冷轧法生产Hi-B产品，但Hi-B产量少；二硅钢采用低温加热两次冷轧法生产CGO产品；三硅钢主要采用高温加热一次冷轧法生产Hi-B产品。
宝钢一期主要采用高温加热两次冷轧法生产CGO产品和高温加热一次冷轧法生产少量Hi-B产品。
鞍钢2009年8月一期建设完成，一期采用两种工艺，高温加热两次冷轧法生产CGO产品，高温加热一次冷轧法生产Hi-B产品。目前，没有Hi-B产品，只生产低牌号CGO产品。
4、取向硅钢生产技术发展趋势
目前取向硅钢工业研究的主要方向是：（1）改善取向硅钢产品的磁性能，采用磁畴壁移动均匀化和细化磁畴等方法降低铁损、减小磁滞伸缩系数，减少能耗并降低变压器的噪声；（2）采用低温加热工艺和更紧凑的生产流程（如薄板坯连铸和双辊薄带连铸工艺生产取向硅钢等），降低生产成本，保持产品市场竞争力。
取向硅钢生产技术未来发展趋势主要集中在以下4方面：
（1）提高(110)[001]晶粒取向度的研究。
取向硅钢的磁感强度只与(110)[001]晶粒取向度或(110)[001]位向偏离角有关，为提高晶粒取向钢的取向度，选用对初次再结晶晶粒长大具有高抑制能力的抑制剂将起关键作用。美国首先采用MnS作抑制剂，后工序采用二次冷轧法制成了(110)[001]织构位向与轧向平均偏离角≤7°的普通取向硅钢。
1968年新日铁公司在Goss专利基础上开发了用AIN+MnS作抑制剂，高温常化后析出细小AIN粒子，对初次再结晶具有更强的抑制能力。后工序采用一次冷轧法，配合其它工序的特殊处理，使(110)[001]织构位向与轧向平均偏离角降低到≤3°、生产出铁损更低、磁感更髙的Hi-B取向钢。
近年来日本新日铁公司采用AIN作抑制剂，脱碳退火后在＞1000×10-6NH3的＞75%H2+N2的连续炉内渗氮处理，控制PH2O/PH2≤0.04，渗氮量为（120~200）×10-6，渗氮处理后在＞10%N2+H2中以15-25℃/h速度升温到（1000~1100℃）×（10-20h）退火，使二次再结晶完善后再升温至1200℃，0.2mm厚板的B8达1.94~1.95T，该法生产的Hi-B钢中AIN对初次再结晶晶粒长大的抑制能力较AIN+MnS抑制剂方案更强，磁感更高。
（2）降低取向硅钢铁损的研究。
进一步降低取向硅钢铁损的措施主要有细化磁畴（这对降低Hi-B钢和≤0.23mm厚产品的铁损更有效）、提高硅含量、减小钢板厚度以及减小二次再结晶晶粒尺寸等，由于硅钢中硅含量过高，易导致冷加工性变坏，因此通过提高硅含量降低铁损程度有限，因此目前降低铁损的主要目标在细化磁畴、减小钢板厚度以及减小二次再结晶晶粒尺寸方面。
通过在抑制剂中添加Sn、Sb等单质元素，冷轧过程中采用时效轧制工艺可使Hi-B取向硅钢二次再结晶晶粒尺寸由10mm×20mm约减小至4mm×6mm，可以使祸流损耗P17/50下降0.1~0.2W/kg。
减薄厚度的前提条件是应使二次再结晶发展稳定，减薄厚度可使经典涡流损耗下降，如Hi-B钢由0.30mm减薄到0.23mm，磁滞损耗与异常涡流损耗不变，但经典涡流损耗由0.36W/kg降到0.21W/kg，下降了41.7%。
用物理及化学方法可使取向硅钢磁畴细化，明显降低异常涡流损失。如0.23mmHi-B取向硅钢，经激光照射（ZDKH）处理，磁滞损耗与经典涡流损耗不变而使异常涡流损耗由0.40W/kg降至0.30W/kg，下降25%，从而使总损耗降低。
（3）铸坯低温加热生产取向硅钢工艺。
近年来许多取向硅钢生产厂为降低生产成本，提高生产效率，竞相开发了多种低温加热（≤1300℃）生产工艺，如：新日铁八幡厂抑制剂采用AIN（Als0.025%~0.035%）为主，添加单元素Cr（0.15%~0.20%）、B（0.003%~0.004%）或Sn（0.05%~0.10%）、Bi（0.005%~0.10%）等方案生产Hi-B钢，铸坯加热温度降到1250℃以下。控制热轧最后3道次总压下率＞40%，最后1道次压下率＞20%，经常化后，采用80%~90%压下率的一次冷轧法，冷轧过程中采用时效处理；脱碳退火后经渗氮处理（含NH3的H2+N2混合气），控制初次晶粒的平均尺寸d=18~30μm，可生产厚0.18~0.50mm产品，AIN的抑制作用比普通Hi-B钢中AIN的抑制作用更强，二次再结晶发展更稳定，适用于制造节能变压器，而且更有利于生产表面光滑（无玻璃膜）取向硅钢，这使P17可进一步降低。
日本JFE不利用抑制剂，将钢中C和Al含量均控制在小于0.01%，S、N、0均控制在小于0.003%。铸坯加热温度降至1150~1250，热轧后经900~950℃60s常化处理，冷轧前晶粒尺寸控制在200Μm以下，冷轧压下率控制在70%~91%，在干的H2+N2）混合气氛中以950℃初次再结晶退火，省去脱碳退火并采用1050~1100℃低温最终退火（不需高温净化处理），制造成本明显降低，产品轧向磁性较低，但横向磁性有所提高，而且冲片性好，主要用于制作EI型变压器、镇流器、大型发电机和T型小电机。
韩国浦项采用以Cu2S（Cu0.3%~0.7%）和AIN（Als0.013%~0.019%）为主抑制剂，Ni（0.03%~0.07%）和0（0.03%~0.07%）的方案生产Hi-B钢，铸坯加热温度为1050~1250℃，热轧板经900~1150℃常化后进行一次冷轧（压下率为84%~90%），冷轧板厚度为0.23~0.35mm，经脱碳退火后，再进行渗氮处理。钢中添加适量的B元素（0.0055%~0.0065%）可形成BN，进一步加强抑制能力。
德国Thyssen采用Cu2S+AIN+Sn作抑制剂，控制（Mn）x（Cu）/（S）=0.1~0.4。铸坯加热温度为1050~1250℃，高温常化处理后，采用冷轧时效处理的一次大压下率冷轧。最终退火在＜10%H2+N2混合气氛中缓慢升温，防止Cu2S过早分解，成品磁性好。
（4）短流程生产取向硅钢工艺。
继德国蒂森1999年首次利用CSP流程生产无取向硅钢之后，意大利AST钢铁公司在特尔尼（TERNI）建成的CSP流程还生产过普通取向硅钢和高磁感取向硅钢。
5、结语
板坯低温加热技术是生产取向硅钢的主要发展趋势，低温加热一次冷轧法可以生产Hi-B产品，代表取向硅钢领域当今世界最高技术水平，由于成本最低，性能好，产品的市场竞争力最强。
因此，开发与应用世界最先进的低温加热Hi-B取向硅钢生产工艺技术，可以大力推动取向硅钢生产技术的进步，提升Hi-B产品的数量、质量和品种，缓解世界能源供应日益紧张的局面，对节约能源和保护环境起到重要的推动作用。
收稿时间：2013年4月
原文链接：http://1guigang.com/news/1167.html，转载请注明出处~~~
