冷轧无取向电工钢装备水平与关键技术

工序	技术	特点
炼钢	洁净钢冶炼技术	改进炼钢转炉、真空处理和连铸技术，严格控制(C+N+S+O)%
	钛和铌的控制	严格控制Ti和Nb的混入
	夹杂物控制技术	通过转炉、RH工艺的优化控制钢中夹杂物形态和尺寸
热轧	PC、大侧压轧制技术	改善带钢的轧制精度、防止边裂、控制板型
	边部感应加热技术
	低温板坯加热技术	1100℃以下的板坯低温加热工艺技术
	高速钢辊轧制技术	减少磨损和摩擦；改变轧制中热轧板表面应力状态，降低切向应力，提高磁性且降低辊耗、改善板形质量、降低生产成本
	润滑油轧制技术
	高终轧温度技术	不同牌号用不同终轧温度和卷取温度，保证热轧板晶粒尺寸最大化和磁性能最优化
	高温卷取技术
酸机连轧机组	紊流酸洗技术	考核酸洗和乳化液质量，不同来料采用不同的酸洗工艺参数
	锥度辊窜动、弯辊技术	根据来料确定轧制工艺参数以确保产品具有良好的板形同板差
	厚度、板形闭环控制技术	根据轧制稳定过程性和出口厚度、板形的结果通过自学习调整
成品退火	不脱碳、无NOF炉技术	考核碱洗质量确保钢带表面洁净，减少表面氧化、结瘤、色差
	高温和烘烤段气浮技术	减少表面氧化、结瘤，保证涂层均匀性、一致性，并提高磁性
	铁损控制参数自学习技术	根据出侧铁损检测结果通过反馈、自学习调整退火工艺参数
	涂膜一致性控制技术	通过出侧涂膜厚度检测自动反馈控制，确保膜厚均匀性

元素	内容
碳	恶化铁损、产生时效、形成微细碳化物，理想目标：C≤20ppm
氮 硫 氧	由于MnS等硫化物、AlN和TiN等氮化物及氧化物的微细析出、阻止畴壁移动，热轧后阻碍再结晶及晶粒长大、阻碍常化后晶粒尺寸的粗大化和织构的混乱化，理想目标：S，N≤20ppm、O≤15ppm
钛	随着TiC、TiN的微细析出，提高再結晶温度、延缓再结晶及晶粒长大并使{111｝织构发达，目标：新日铁Ti≤20ppm，川崎Ti≤15ppm
钒 锆 铌	由于VN, VC、ZrN, ZrC、NbN, NbC等的氮化物及碳化物的微细析出、阻碍热轧后再结晶及晶粒长大、阻碍常化后晶粒径的粗大化和织构的混乱化，理想目标：V≤30ppm、Zr≤30ppm、Nb≤30ppm
As	虽然自己本身不能析出微细析出物、但由于促进MnS等硫化物的微细析出、阻碍常化处理效果，As≤30ppm
铜	CuS阻碍磁畴壁移动及晶粒长大，Cu≤0.05%以下
钼	形成氧化物、硫化物、氮化物等析出物有关的元素，尽可能降低

名称	控制内容
氧化 物形 态、 夹杂 物及 第二 相数 量、分布 控制	通过非延展性化达到无害化(尽可能形成Al2O3等脆性夹杂物)
	添加REM或Ca(形成复合夹杂物作为其他析出相的析出中心，使AlN等粗大化，避免热轧时固溶、析出)；通过添加REM或Ca来控制硫化物的形态、改变Al2O3的形态，排除消除应力退火时阻碍晶粒长大的因素
	真空合金化时，改变合金加入顺序，将含有有害成分的合金在脱氧前加入，确保合金化后的搅拌时间，使有害杂质充分氧化转变成渣而充分上浮而除去
	添加CaSi进行脱硫，生成固溶温度高的CaS等、就不形成MnS
	低温板坯加热，不让第二相质点重新固溶，再在热轧过程中弥散析出
	高温卷取(CT高)，第二相质点充分析出，随后常化或退火时聚集长大
	硫化物作为氮化物析出部位的无害化技术，通过析出物数量的降低及形态控制来达到无害化
	SRA处理技术：消除应力退火的冷却速度慢于连续退火，通过碳化物和氮化物的粗大化、析出物形态的变化来达到无害化的效果

工序	控制内容
炼钢	KSC以高纯度钢冶炼技术为基础并控制Si、Al、Mn成分，通过添加REM和Ca控制硫(氧)化物形态及AlN粗大化来控制夹杂物、析出物的数量、尺寸，从而改善热轧、冷轧及成品退火的织构参数。添加Sb等晶界偏析元素抑制以晶界作为其形核位置的{111}织构
热轧	NSC通过优化板坯加热温度、粗轧精轧工艺参数的控制轧制技术，强化热变形动态再结晶过程，得到发达的动态再结晶组织，然后通过提高卷取温度，使热轧板得到发达粗大的等轴晶晶粒，再以冷轧压下率和再结晶退火条件的配合来提高{100}织构强度。在NSC 称之为“结晶方位控制”技术
热轧板	通过热轧板退火即常化，使热轧从表层到中心的晶粒组织和织构均匀化，冷变形和成品退火后{100}织构强度提高。轻压下轧制技术：热轧板+轻压下+常化，轻压下应变诱发热轧板表层晶粒长大，以改善冷轧前晶粒组织从而改善{100}面织构
冷轧	采用最佳压下率轧制可提高{100}面织构强度
成品退火	①优化退火升温曲线、均热温度、机组速度，使成品退火晶粒直径和织构参数达到最佳 ②SRA(消除应力退火)：SRA消除应力退火冷却速度远远慢于连续退火，碳化物和氮化物等第二相质点的微细析出有足够的时间粗大化、球化，使微细析出物对晶界推移和形变晶粒向{100}面织构转变的阻碍作用达到无害化从而改善织构参数 ③轻压下轧制技术：退火板+轻压下+退火，轻压下应变诱发退火板表层晶粒长大，适当的应变量可使有利织构的晶粒吞并不利织构的晶粒，从而提高{100}面织构强度
CSP工序	由于薄板坯中没有热轧粗轧，更多含{100}织构的柱状晶残留至热精轧过程中，热轧板的结晶组织或织构与厚板坯(200~250mm)比有很大的不同

名称	问题
工艺与控制	钢质纯净度：有害元素控制的影响因素较多，对如Ti、S、N、O等的有效控制
	第二相(夹杂物)：弥散微细析出行为的机理研究和有效控制手段
	加热与卷取的温度保证能力，热轧过程温度与热变形过程的关系 热轧过程温度、变形机理、相变过程与磁性能的关系 热轧工艺参数、变形机理、相变过程与外观尺寸精度的关系 热变形过程第二相的析出行为与热轧工艺的规律 热轧板表面质量与冷轧工艺性能及成品板表面质量的关系 热轧板形与热轧工艺、塑性变形过程的关系规律
	常化工艺与磁性能及生产成本、生产效率、生产能力等多因素如何有效平衡
	冷轧工艺参数与磁性及板形外观质量的控制(冷轧工艺能力问题)
	成品退火工艺参数与磁性和外观质量的控制(成品退火工艺能力问题)
	涂层工艺参数与表面质量一致性的控制
应用与推广	无取向硅钢生产成本和磁性能各指标之间的矛盾如何有效平衡
	高磁性能与加工工艺性能之间的矛盾如何有效解决
	无取向硅钢半工艺产品的特点及其性能优势与市场如何切入的研究
	磁化曲线、磁滞回线、剩磁、矫顽力、技术磁化过程等项目的精细化研究
	电机高频化、变频化、高场化、高密度化和低密度化后，无取向硅钢性能如何优化
	电机设计优化、以冷代热和高磁感电工钢应用效果的研究、电机制造成本结构优化等

工序	研究内容
炼钢	夹杂物的控制技术及无害化技术的研究：①可延展性夹杂物(MnO、MnS、SiO2)的控制；②夹杂物析出行为和方式的研究；③无Al钢中夹杂物控制技术的研究
	夹杂物与物理冶金过程和磁性能关系规律的研究
热轧	变形抗力、动静态回复与再结晶等热变形物理冶金过程规律的研究
	第二相析出行为、形变诱导行为的研究
	均热温度、粗轧温度和压下率、精轧温度和压下率、卷取温度与回复再结晶、第二相析出行为、形变诱导、热轧板晶粒组织和织构的关系规律
	热轧工序潜能的挖掘
常化	常化机理、织构与冷变形、再结晶的关系
	常化工艺与组织结构、磁性能的关系规律
冷轧	压下率与冷变形织构
	冷轧前晶粒尺寸、夹杂物大小、形状及其分布与冷变形机制和织构
成品退火	退火升温曲线、保护气氛、张力、均热温度、机组速度与再结晶织构和晶粒尺寸的关系
	再结晶过程及再结晶织构形成的机理研究
轻压下	炼钢、热轧板、退火板采用轻压下可改善磁性能
	炼钢浇注过程采用轻压下改善铸坯组织，使等轴晶率提高
	热轧板经“轻压下+常化”使表层晶粒长大，改善冷轧前组织和退火织构
	退火板经“轻压下+退火”使表层晶粒进一步长大，改善磁性

工序	研究内容
磁性	频率特性(低频、工频、中频、高频)、磁场特性(低场、中场、高场)、温度特性
	磁化曲线和磁滞回线与电机性能的研究
	形状特性(退磁场和磁畴结构)、线性特性(波形)、饱和特性、噪音特性、隐蔽特性
使用性能	冲片性的影响因素
	铆接性(扣片性能)的影响因素
	装机后整机性能的影响因素
	边缘效应对磁化难易(磁导率)、磁畴结构(退磁场)、磁力线分布的影响
	消除应力退火工艺性能
	磁特性和温度
	冲剪冲压的边缘效应与材质和电机性能的关系

牌号	高频磁化下的铁损(w/kg)			薄规格牌号	高频磁化下的铁损 P1.0/400(w/kg)
	P0.2/5k	P0.1/10k	P0.05/20k
3%Si钢	28.5	24	20	20JNEH1200	11.00
HiFreqs	20.5	10	5	20JNEH1500	12.50