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取向电工钢的工艺进展和发展趋势

1.取向电工钢的工艺进展


       工业生产取向电工钢一直采用铸坯高温加热工艺,以保证获得稳定的高磁性,但缺点是氧化渣多,烧损量可达5%,成材率低;要经常清理炉底,产量降低;燃料费用高;炉子寿命短;制造成本高;产品表面缺陷多。多年来一直在试图降低铸坯的加热温度。目前主要有以下几种方法:以Mn代Si、加Cu和渗氮等。高锰电工钢用Mn代替部分Si以及添加微量Al作为抑制剂,可降低板坯加热温度、降低最终成品退火温度和省略脱碳退火工序。1989年,日本住友金属公司的屋铺裕义等人提出了无碳的新型简单加工的Si-Mn电工钢,1995年前后新日铁公司的吉富康成等人也研究了这种新型的Si-Mn钢。近年来,日本一直在研究这种新型的钢种。降低板坯加热温度的另一方法是向电工钢中加Cu。Cu对取向电工钢的性能的影响是多方面的,其中的重要作用之一是起辅助抑制剂的作用和降低板坯加热温度。降低板坯加热温度的第3种主要方法为脱碳退火后渗氮处理。新日铁公司一直在开展此方面的研究工作。最近,意大利的Terni公司的Ste-fano Fortunati等提出了利用CSP(Compact StripProduction)工艺和渗氮法生产高磁感取向电工钢的方法。


2.采用薄板坯连铸连轧和薄带铸轧工艺生产取向电工钢


       随着世界经济的发展,尤其是中国经济的带动,世界电工钢的生产和消费量连年增长。与此同时,为了降低电器产品和设备的成本,企业也越来越重视低成本、高性能新型电工钢产品的开发和研究。国内外已开始研究以薄板坯连铸连轧短流程、低成本、高效率的方式发展取向电工钢生产技术。薄板坯连铸连轧技术是新型短流程、低成本的钢铁冶金生产技术。中国已经开展了薄板坯连铸连轧技术生产无取向电工钢的开发和研究。如果采用薄板坯连铸连轧流程生产一般取向电工钢,则不仅使开发研究的技术难度降低,而且也可以满足不同质量和不同等级产品的需求。


      薄带铸轧技术是直接将钢水铸轧成2~3mm的热轧卷,它将显著缩短工艺流程。在这种工艺中,时间-温度的关系是最关键的因素,因为抑制剂必须在约1min的时间内从结晶器出口到卷起机这一段析出,通过控制冷却速度和在线形变,可以获得均匀的抑制剂。为了稳定和改善抑制剂的状态,还必须进行常化处理。为了获得钢带更好的延展性和良好的冷加工性能,可以对钢带进行在线热处理。在带钢外形、厚度公差和表面缺陷等方面还有待于深入开发和研究。


3.取向电工钢连续退火取代罩式退火


      用连续退火炉取代罩式退火炉完成二次再结晶和净化钢中的抑制剂已经成为生产高端取向电工钢的重要方法。这种退火工艺仅需几分钟,而非几天,大大缩短了退火时间。高温连续退火不仅产量高,而且可以节能20%以上。连续退火机组向高速化和多功能化方向发展。

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