高牌号无取向电工钢工艺研究课件.ppt
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1、高牌号无取向电工钢高牌号无取向电工钢工艺试验研究工艺试验研究报告主要内容报告主要内容综述综述试验检验方案试验检验方案 常化工艺试验常化工艺试验 两次冷轧法工艺试验两次冷轧法工艺试验 结论及展望结论及展望 综述综述类别类别公称厚度,公称厚度,mm热轧电工钢板热轧电工钢板(无取向无取向)热轧低硅电工钢,也称热轧电机钢热轧低硅电工钢,也称热轧电机钢 (1.0%2.5%Si)0.50 热轧高硅电工钢,也称热轧变压器钢热轧高硅电工钢,也称热轧变压器钢 (3.0%5%Si)0.35和和0.5冷轧电工钢板冷轧电工钢板 无取向电工钢无取向电工钢(冷轧电机钢)(冷轧电机钢)低碳低硅电工钢低碳低硅电工钢 (0.5
2、%Si)0.50和和0.65 电工钢电工钢(0.5%3.5%Si)0.35和和0.50 取向电工钢取向电工钢(冷轧变压器钢)(冷轧变压器钢)普通取向电工钢普通取向电工钢 (2.93Si)0.35、0.30、0.27和和0.23 高磁感取向电工钢高磁感取向电工钢(2.93.3Si)电工钢板的分类电工钢板的分类高牌号电工钢生产与低牌号的差异高牌号电工钢生产与低牌号的差异 牌号牌号B50(T)P15/50(W/kg)高牌号高牌号50W3101.603.1050W3301.603.3050W3501.603.5050W4001.634.00低牌号低牌号50W4701.644.7050W5301.655
3、.3050W6001.666.00高牌号电工钢生产与低牌号的差异高牌号电工钢生产与低牌号的差异(3)常化常化2Si钢采用一次冷轧制造工艺时,热轧板必须常化,主要的目的是使热轧板钢采用一次冷轧制造工艺时,热轧板必须常化,主要的目的是使热轧板组织更均匀,使再结晶晶粒增多,防止瓦垅状缺陷。同时使晶粒和析出物粗化,组织更均匀,使再结晶晶粒增多,防止瓦垅状缺陷。同时使晶粒和析出物粗化,加强加强(100)和和(110)组分以及减弱组分以及减弱(111)组分,磁性明显提高。组分,磁性明显提高。(4)冷轧冷轧随牌号升高,当硅含量达到随牌号升高,当硅含量达到3,特别是,特别是(Si+Al)%3.5时,由于变形抗
4、力大,时,由于变形抗力大,冷轧前应预热到冷轧前应预热到100150。(1)冶炼冶炼随硅量提高,出钢温度约降低随硅量提高,出钢温度约降低10 20,因为真空处理后加入硅铁量多,因为真空处理后加入硅铁量多,钢水温度升高。钢水温度升高。(2)连铸连铸随牌号增高,含硅量更高,凝固冷却过程中不存在相变,连铸后柱状晶粗大,热随牌号增高,含硅量更高,凝固冷却过程中不存在相变,连铸后柱状晶粗大,热轧过程中由于动态回复和再结晶缓慢,在热轧板的板厚中心附近为粗大伸长的形轧过程中由于动态回复和再结晶缓慢,在热轧板的板厚中心附近为粗大伸长的形变晶粒,以后冷轧和退火也难以再结晶,产品表面沿轧向出现瓦垅状缺陷,使叠变晶粒
5、,以后冷轧和退火也难以再结晶,产品表面沿轧向出现瓦垅状缺陷,使叠片系数降低,磁性能变坏。因此高牌号必须采用连铸片系数降低,磁性能变坏。因此高牌号必须采用连铸+电磁搅拌技术来提高连铸电磁搅拌技术来提高连铸坯中等轴晶率。坯中等轴晶率。高牌号电工钢生产与低牌号的差异高牌号电工钢生产与低牌号的差异 中国整个大电机制造行业的市场市场需求远大于生产能力,东电、中国整个大电机制造行业的市场市场需求远大于生产能力,东电、哈电、上电三大国有动力设备厂以及天发、希科等合资企业都在哈电、上电三大国有动力设备厂以及天发、希科等合资企业都在大规模扩大产能。大规模扩大产能。600MW和和300MW的汽轮发电机组采用的汽轮
6、发电机组采用50W310和和50W290等等高牌号无取向电工钢;大型水力发电机组基本采用高牌号无取向电工钢;大型水力发电机组基本采用50W270产品。产品。市场对高牌号电工钢的需求极大,市场对高牌号电工钢的需求极大,2010年达到了年达到了30万吨以上而万吨以上而国内供给不足,依赖进口。国内供给不足,依赖进口。高牌号无取向电工钢的市场需求高牌号无取向电工钢的市场需求简化工序,节能降耗;简化工序,节能降耗;成品磁性能提高,主要是磁感;成品磁性能提高,主要是磁感;降低生产成本(减少烧损,提高成材率)。降低生产成本(减少烧损,提高成材率)。CSP生产无取向电工钢的优势生产无取向电工钢的优势薄板坯连铸
7、连轧生产高牌号无取向电工钢的实验室模拟;薄板坯连铸连轧生产高牌号无取向电工钢的实验室模拟;50W400、50W310和和50W290常化工艺试验研究;常化工艺试验研究;W290两次冷轧法工艺试验研究;两次冷轧法工艺试验研究;Al含量对含量对2.2%Si电工钢组织结构和磁性能的影响。电工钢组织结构和磁性能的影响。研究内容研究内容 实验室模拟试制工艺流程实验室模拟试制工艺流程CSP模拟示意图模拟示意图实验室模拟手段实验室模拟手段 实验室流程与模拟的实验室流程与模拟的CSP工序工序实验室流程与模拟的实验室流程与模拟的CSP工序工序工序工序实验设备及主要参数实验设备及主要参数冶炼冶炼真空感应炉:额定功
8、率:真空感应炉:额定功率:75Kw,极限真空度:,极限真空度:610-3Pa;容量:;容量:30 kg;浇注浇注水冷铜模:型腔尺寸为水冷铜模:型腔尺寸为50mm100mm400mm;冷却方式:水冷;冷却方式:水冷;热送热送马弗炉:最高加热温度马弗炉:最高加热温度1250;热轧热轧单机架单机架2辊可逆轧机:工作辊直径辊可逆轧机:工作辊直径250mm;酸洗酸洗人工:人工:3050热盐酸;温度:热盐酸;温度:7090冷轧冷轧单机架四辊可逆轧机:支撑辊直径单机架四辊可逆轧机:支撑辊直径380mm,工作辊直径,工作辊直径180mm;脱碳退火脱碳退火可控气氛高温退火炉,炉膛直径可控气氛高温退火炉,炉膛直径
9、130mm;最高加热温度:;最高加热温度:1300;高温退火高温退火可控气氛高温退火炉,炉膛直径可控气氛高温退火炉,炉膛直径130mm;最高加热温度:;最高加热温度:1300;磁性检测磁性检测硅钢片交流磁性能测量仪硅钢片交流磁性能测量仪实验室模拟试验的主要设备及实验现场实验室模拟试验的主要设备及实验现场真空真空感应炉感应炉与水冷与水冷铜模铜模热轧热轧和和卷取卷取模拟实验现场模拟实验现场 冷轧、冷轧、退火退火实验设备实验设备退火退火、磁测量磁测量实验设备实验设备实验室模拟试验的主要设备及实验现场实验室模拟试验的主要设备及实验现场 主要检测设备主要检测设备金相金相显微镜显微镜 S4300场发射场发
10、射扫描扫描电子显微镜电子显微镜 X射线射线织构测量仪织构测量仪(APD-10)常化工艺试验常化工艺试验 成分(成分(%)SiAlMnPCNS50W4002.380.350.250.0080.0040.00450.00550W3102.950.410.210.0060.00450.00400.00550W2903.100.540.230.0060.0030.00420.004常化工艺:常化工艺:8504min、9004min、9504min、1000 4min、1050 4min。退火工艺:退火工艺:8901.5min+9601.5min;8901.5min+10001.5min;8901.5m
11、in+10301.5min。常化温度对热轧板组织的影响常化温度对热轧板组织的影响 50W40050W400未常化时热轧板中存在明显的纤维组织,随着常未常化时热轧板中存在明显的纤维组织,随着常化温度的升高,热轧板晶粒尺寸增大,常化温度大于化温度的升高,热轧板晶粒尺寸增大,常化温度大于900900时,晶粒显著长大,晶界平直;时,晶粒显著长大,晶界平直;10001000时晶粒最大。时晶粒最大。8509009501000未常化常化温度对热轧板组织的影响常化温度对热轧板组织的影响 50W31050W310在研究温度范围内(在研究温度范围内(90090010501050),随着常化温随着常化温度的升高,热
12、轧板晶粒尺寸增大。常化温度大于度的升高,热轧板晶粒尺寸增大。常化温度大于10001000时,晶时,晶粒显著长大。粒显著长大。未常化90095010001050常化温度对热轧板组织的影响常化温度对热轧板组织的影响 50W29050W290:900900、950950常化的热轧板组织晶粒均匀性不常化的热轧板组织晶粒均匀性不好,常化温度为好,常化温度为10501050时,部分晶粒异常长大,甚至达到时,部分晶粒异常长大,甚至达到400m400m以上。以上。未常化9501050900常化温度对热轧板组织的影响常化温度对热轧板组织的影响 品种品种未常化未常化8509009501000105050W400纤
13、维组织纤维组织58.58314119250W310纤维组织纤维组织8513318118750W290纤维组织纤维组织65*97196热轧板平均晶粒度(热轧板平均晶粒度(m)常化温度对成品组织的影响常化温度对成品组织的影响 50W400 50W400:热轧板常化温度小于:热轧板常化温度小于950950时,成品晶粒尺寸随热轧板常化时,成品晶粒尺寸随热轧板常化温度的升高而增大,热轧板常化温度为温度的升高而增大,热轧板常化温度为950950时,成品的晶粒尺寸最大,时,成品的晶粒尺寸最大,热轧板常化温度大于热轧板常化温度大于950950时,成品晶粒尺寸随热轧板常化温度的升高反时,成品晶粒尺寸随热轧板常化
14、温度的升高反而逐渐减小。而逐渐减小。未常化9009501000850常化温度对成品组织的影响常化温度对成品组织的影响 50W31050W310热轧板常化温度为热轧板常化温度为10001000时,成品的晶粒尺寸最大。时,成品的晶粒尺寸最大。90095010001050常化温度对成品组织的影响常化温度对成品组织的影响 50W29050W290:在本次试验的常化温度范围内,成品晶粒尺寸随热轧:在本次试验的常化温度范围内,成品晶粒尺寸随热轧板常化温度的升高而增大。板常化温度的升高而增大。未常化90095010001050常化温度对成品组织的影响常化温度对成品组织的影响 品种品种未常化未常化850900
15、9501000105050W40053.660.46581.352.350W31064.281.192.4101.367.550W29079.287.597115.2114.6成品平均晶粒度(成品平均晶粒度(m)常化温度对成品织构的影响常化温度对成品织构的影响 50W40050W400成品织构主要由成品织构主要由111111、112112和和114114等面织构以及高斯织等面织构以及高斯织构组成,成品织构的强度比较弱,最高织构组分的密度水平是随机织构构组成,成品织构的强度比较弱,最高织构组分的密度水平是随机织构分布强度的分布强度的4 4倍。随着热轧板常化温度的升高,成品中倍。随着热轧板常化温度
16、的升高,成品中111111、112112和和114114等面织构减弱,等面织构减弱,100100和和110110附近的分布强度增强。附近的分布强度增强。(a)850 (b)900 (c)1000 (d)1050 常化温度对成品织构的影响常化温度对成品织构的影响 50W310 50W310成品织构主要由成品织构主要由111111、112112、114114和和100100等面织构以等面织构以及高斯织构组成,成品织构的强度比较弱,最高织构组分的密度水平及高斯织构组成,成品织构的强度比较弱,最高织构组分的密度水平是随机织构分布强度的是随机织构分布强度的4 4倍。随着热轧板常化温度的升高,成品中倍。随
17、着热轧板常化温度的升高,成品中111111、112112和和114114等面织构减弱,等面织构减弱,100100面织构增强。面织构增强。(a)900 (b)1000 (c)1050 常化温度对成品织构的影响常化温度对成品织构的影响 50W290 50W290成品织构的强度比较弱。随着热轧板常化温度的升高,成品织构的强度比较弱。随着热轧板常化温度的升高,111111面织构减弱,面织构减弱,100100面织构增强。面织构增强。FeSi#13-2S 06-03-15Level 1:1.0Level 2:2.0Level 3:4.024-M ar-2006 21:31 FeSi#11-1S 06-03
18、-15Level 1:1.0Level 2:2.0Level 3:4.024-M ar-2006 21:25FeSi#13-2S 06-03-15Level 1:1.0Level 2:2.0Level 3:4.024-M ar-2006 21:31(a)900 (b)1000 (c)1050 常化温度对成品织构的影响常化温度对成品织构的影响 热轧板晶粒大小通过影响冷轧变形方式对成品的再结晶织构有显著的影响。当热轧板晶粒较大时,冷轧形变组织中形成较多的剪切带,热轧板晶粒越大,剪切带的分布密度越高。由于剪切带有较高的储能,再结晶晶粒优先在剪切带内形核。再结晶退火时剪切带中更容易形成高斯取向的晶核,
19、因此,热轧板晶粒越大,冷轧变形组织中剪切带因此,热轧板晶粒越大,冷轧变形组织中剪切带的分布密度越高,成品织构中高斯织构的强度越高。此外,的分布密度越高,成品织构中高斯织构的强度越高。此外,纤维纤维织构取向的再结晶晶核更容易在热轧板的原始晶界处形核。因此,织构取向的再结晶晶核更容易在热轧板的原始晶界处形核。因此,热轧板晶粒越大,原始晶界越少,成品中热轧板晶粒越大,原始晶界越少,成品中纤维织构的强度越低。纤维织构的强度越低。常化温度对成品磁性能的影响常化温度对成品磁性能的影响 常化温度对成品磁性能的影响常化温度对成品磁性能的影响 常化温度对成品磁性能的影响常化温度对成品磁性能的影响 常化温度对成品
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