抑制剂在取向硅钢生产中具有非常关键的作用
化学元素对取向硅钢的影响
化学元素会对取向硅钢的性能产生一定的影响，具体是：1、Mn、SMnS是取向硅钢中重要的抑制剂，在完成初次结晶和二次再结晶后，S残留在成品中，对磁性有害的，因此需在纯氢气气氛的高温退火高保温阶段使MnS质点分解，让硫扩散挥发，实现钢质的净化。
2、Al、NAlN是取向硅钢中主要的抑制剂，N除了在炼钢时加入外，还可在脱碳后进行渗氮处理，以增加抑制剂量，使二次再结晶更完善。
N在完成二次再结晶后亦是会使产品产生磁时效的有害元素，需净化去除。
3、CuCu能使Cu2S大量析出，提高了抑制能力。
钢板表面的氧化层中含有CuO会使脱碳效率降低，因此在冷轧前必须把表面的氧化层用化学或机械的方法彻底清除干净。
4、SiSi无抑制作用，但加硅能明显使钢的电阻率增高、涡流损耗降低、磁导率提高。
Si含量的提高，还会使钢板的脆性增大，增加了生产难度。
5、C多元抑制剂中，C含量的提高，可以使得磁感提高，铁损下降，但成品中C过高，会产生磁时效现象。
6、SnSn能增加抑制作用，Sn含量的提高，可以使得磁感提高，铁损下降。
7、NiNi可使二次再结晶稳定，提高磁感，降低铁损，加入Ni还可以弥补因硅含量提高，造成磁感下降的问题。
8、CrCr可细化二次晶粒，从而提高磁感，降低铁损。
9、BB可以作为抑制剂使用。
10、SnSn能使得作为抑制剂的硫化物的析出量增多，加强抑制力，稳定磁性，并提高玻璃膜的质量。
11、TiTiC和TiN可以作为抑制剂使用，但钛的加入量过多，会使AlN析出量减少，降低了磁性。
12、PP可以使抑制剂质点更细小、分布更均匀，提高磁性，但P过多，会使板材的冷脆性降低，增加冷轧难度，应适量。
高磁感取向硅钢_Hi_B_中AlN抑制剂的固溶析出行为
表 1 H-i B 钢中析出的三种类型( A、B、C) AlN 质点的析出规律 Table 1 Three types ( A、B、C) of the AlN precipitation in the H-i B steel and their precipitation laws
析出类型 析出温度
( 1. M etallurg y and Eco lo gy Eng ineer ing Schoo l, U niversit y of Science and T echno log y Beijing, Beijing 100083, China;
2. Centr al I ron and Steel R esear ch Institute, Beijing 100081, China)
图 1 AlN 质点的三种类型( A、B、C) Fig1 1 The AlN particles with three types( A、B、C)
作为生产高磁感取向硅钢的抑制剂, 在脱碳退 火和开始二次再结晶的过程中, AlN 使二次晶粒择 优长大, 起到了所谓"调整" 或"控制"二次再结晶织 构的作用, 这一点是 M nS 以及其它抑制剂质点所不 具备的。由于 AlN 质点的 特殊抑制 作用, 使它 和 MnS 配 合 使 用 就 能获 得 成 品 硅 钢 片 高 的 { 110} 30014取向度[ 1] , 因此研究 A lN 质点在生产 取向硅 钢尤其是 H-i B 钢中的固溶和析出 行为, 对于 提高 取向硅钢磁感强度和降低铁损具有重要作用。
酒井知彦等人[ 4] 研究了 H -i B 钢中的 A lN 抑制 剂在全流程中的析出行为, 采用电镜观察等手段发 现基体中析出的 AlN 有 3 种类型, 其析出规律见表 1。B 态 AlN 被认为是在二次再结晶中起重要作用 的析出物。
取向硅钢中cu1.8s晶粒抑制剂的热力学计算
取向硅钢中cu1.8s晶粒抑制剂的热力学计算取向硅钢中cu1.8s晶粒抑制剂的热力学计算是一项重要的物理化学研究，它主要是通过测定晶粒抑制剂在取向硅钢中的能量变化，从而来确定Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学性质。
热力学计算是热处理过程中不可或缺的一部分，因此对Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学性质的研究具有重要意义。
首先，在进行Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学计算之前，我们需要了解Cu1.8S晶粒抑制剂的物理特性。
Cu1.8S晶粒抑制剂是一种以硫、碳和氧为基本元素的复合物，它具有良好的取向性、高熔融温度和熔融焓值，因此可以有效抑制取向硅钢中Cu1.8S晶粒的生长。
其次，在进行Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学计算时，必须采用高精度的仪器和仪表，如温度控制系统、高温热量计、差示扫描量热法等，这些仪器仪表可以准确测量Cu1.8S晶粒抑制剂在取向硅钢中的能量变化，从而精确求得Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学特性。
再次，将获得的Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学性质与其他热力学参数进行综合分析，以确定Cu1.8S晶粒抑制剂的最佳热处理工艺。
根据Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学性质，可以确定最佳的热处理参数，并将这些参数应用于实际的取向硅钢中，使之得到最佳的热处理效果。
最后，在取向硅钢中添加Cu1.8S晶粒抑制剂后，可以明显地抑制取向硅钢中Cu1.8S晶粒的生长，提高取向硅钢的综合性能。
通过热力学计算，可以评估取向硅钢中Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学性质，以便更好地控制取向硅钢中Cu1.8S晶粒的生长。
总之，取向硅钢中Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学计算是一项重要的物理化学研究，它是确定Cu1.8S晶粒抑制剂的热力学性质以及优化取向硅钢的热处理工艺的重要依据。
Cr对低温取向硅钢初次再结晶及磁性能的影响
武汉工程眼业技术学院学抿Wubad EtigLiiecriag la$EiE«Ee Vol.JSNo.l March202B第33卷第I堰2021年3月Cr对低温取向硅钢初次再结晶及磁性能的影响田文洲王雄奎(武钢有限硅钢部湖北武汉：430081)摘要研究了含Cr低温取向硅钢初次再结晶、内氧化层以及二次析出相的特点，以及Cr对二次再结晶行为和产品磁性能的影响。
结果表明，含Cr低温取向硅钢经过渗氮处理之后，在材料表层形成了含Cr的多角型复合析出物，并且由于细小弥散析出相更多，其初次再结晶尺寸更小且更均匀。
同时Cr促进了脱碳退火后内氧化层形成，较厚内氧化层在高温退火过程中形成了较厚且致密的玻璃膜底层。
在高温退火过程中，由于具有较厚且致密的底层，钢中抑制剂元素氮向外扩散速率降低，增加了二次结晶过程中的第二相抑制能力，并提高了产品最终的磁性能。
结合大批量试验,发现控制含Cr低温取向硅钢中的Als含量可以使得磁性能更稳定。
关键词取向硅钢；低温高磁感取向硅钢；抑制剂；析出相；初次再结聶；氧化层；磁性能中图分类号:TM275文献标识码：A文章编号：1671-3524(2021)01-0001-05近20多年以来，通过低温铸坯加热工艺来制备高磁感取向硅钢是电工钢领域的热点问题E,低温板坯技术制备高磁感取向硅钢所带来的经济、环保方面优越性的报道很多。
目前在工业上实现的低温铸坯加热法生产高磁感取向硅钢(HiB钢)的方法有两个:一是先天内在抑制剂法，即在冷轧前就形成二次再结晶过程所必需的抑制剂，这需要在炼钢过程就得到含抑制剂元素成分，接下来在热轧和常化过程中控制析出相元素的析出，获得足够的抑制剂，从而抑制初次再结晶；而另一种则是在脱碳退火之后对钢板进行渗氮处理，在钢带表面获得大量的氮化物，使氮与钢板中原有的铝等析出型元素沉淀结合形成(Al.Si)N复合析出相，接下来在二次再结晶之前得到有效的以A1N为主的抑制剂，称之为后天抑制剂法⑵。
后天抑制剂取向硅钢析出物的研究
（ ｕ ｃ ｉ ｎ ｌＭ ａ ｅ ｉ ｌ Ｂｒ ｎ ｈ， ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ａ ｅ ｉ ｌ １ Ｆ ｎ ｔｏ ａ ｔ ｒａ ｓ ａ ｃ Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｔ ｒａ ｓ
后 天 抑 制 剂 取 向硅 钢 析 出物 的研 究
５ ５
后 天抑 制剂 取 向硅 钢 析 出物 的研 究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｒ ｃ ｐ ｔ ｔ ｓｏ ａｎ ｏ ｉｎ ｅ ｉ ｃ ｎ Ｓ ｅ ｌ ｔ ｄ ｎ Ｐ ｅ ｉ ｉａ ｅ ｆＧｒ ｉ— ｒｅ ｔ ｄ Ｓ ｌ ｏ ｔ ｅ ｉ Ｐｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｑ ｉｅ ｎ ｉ ｉｏ ｅ ｈ ｄ ｏ ｕ ｅ ｙ Ａｃ ｕ ｒ ｄ Ｉ ｈ ｂ ｔ ｒ Ｍ ｔ ｏ
Ｃ ．Ｌ ｄ ， ｉｎ ０ ０ １， ｉａ；２ Ｒｅ ｅ ｒｈ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔＣｅ ｔ ｒ ｏ ， ｔ ．Ｂｅｊ ｇ １ ０ ８ Ｃｈ ｎ ｉ ｓ ａ ｃ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｅ ， Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ａｅ ｉｌ Ｃｏ ， ｔ ．Ｂｅｊ ｇ １ ０ ８ ， ｉａ ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｔｒａｓ ．Ｌ ｄ ， ｉｎ ０ ０ １ Ｃｈ ｎ ； ｉ ３ Ｃｈｎ ｒ ｎ ａ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｓ ａ ｃ ｎ ｔｔ ｔ ｏ ｐ Ｂｅｊ ｇ １ ０ ８ ， ｉａ ｉ ａＩｏ ｎ ｔｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉｕ ｅＧｒ ｕ ， ｉｎ ０ ０ １ Ｃｈ ｎ ） Ｒｅ ｉ
中图分类号 ： ＴＧ１ ２ ７ ４．７ 文献标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ３ １ ２ １ ） ７ ０ ５ － ４ ０ １４ ８ （ ０ ２ ０ —０ ５０
Nb_C_N_作为取向硅钢中抑制剂的可行性
第18卷第7期 2008年7月 中国冶金China Metallurgy Vol.18,No.7J uly 2008基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金(2005255)作者简介:张 颖(19802),女,硕士生; E 2m ail :wukaiming @ ; 修订日期:2008202227Nb(C,N)作为取向硅钢中抑制剂的可行性张 颖, 傅耘力, 汪汝武, 吴开明(武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081)摘 要:在铌微合金高强度钢中,主要利用铌来提高奥氏体的再结晶温度,从而实现控制轧制和控制冷却;同时,利用铌的析出进行强化来提高铌微合金钢的强度和韧性。
结合取向硅钢抑制剂的特点和要求,分析了Nb (C ,N )作为抑制剂的可行性。
由于Nb (C ,N )在钢中的固溶温度低,析出颗粒尺寸小,Nb (C ,N )具备作为取向硅钢抑制剂的基本特征和优势,故其可作为取向硅钢中抑制剂。
关键词:取向硅钢;抑制剂;Nb (C ,N );可行性中图分类号:T G 111 文献标识码:A 文章编号:100629356(2008)0720014205Feasibility of Nb(C,N)as Inhibitors in Oriented Silicon SteelZHAN G Y ing , FU Yun 2li , WAN G Ru 2wu , WU Kai 2ming(Key Laboratory for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization of Ministry of Education ,Department of Applied Physics ,Wuhan University of Science and Technology ,Wuhan 430081,Hubei ,China )Abstract :In niobium microalloyed high strength steels ,niobium can increase the non 2recrystallization temperature so that controlled rolling and controlled cooling can be realized.Meantime ,niobium precipitation strengthening is uti 2lized to f urther improve the strength and toughness of the steels.In this paper ,the feasibility of Nb (C ,N )as inhibi 2tors in oriented silicon steels was analyzed in consideration of the characteristics and requirements of inhibitors.Nb (C ,N )can be used as promising inhibitors in oriented silicon steels due to its good features and superiority such as lower solubility temperature and smaller precipitate size ,compared with conventional inhibitors.K ey w ords :oriented silicon steel ,inhibitor ,Nb (C ,N ),feasibility 电工钢是制造电机、变压器和镇流器铁芯以及各种电器元件用以节能的最重要的金属功能材料之一。
取向硅钢中含铜抑制剂的固溶析出行为
第３ ４卷第 ３ 期
・
３ ０・ ２ ห้องสมุดไป่ตู้ １ ３年 ６月
特殊钢
Ｓ ＰＥＣＩ ＡＬ Ｓ ＴＥＥＬ
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ３
取 向硅 钢 中含 铜抑 制 剂 的 固溶析 出行 为
凌 晨 项 利 仇 圣桃 干 勇
（ 先进 钢铁流程及材料 国家重点实验室 ， 钢铁研究总院连铸技术国家工程研究 中心 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ） 摘 要 含铜抑制剂作 为取 向硅钢 的主抑制 剂或辅 助抑制 剂不仅 可 以抑 制初次 晶粒 的长大 ， 促进二 次再结
取向硅钢调研报告.
取向硅钢调研报告简介取向硅钢主要用于制作变压器铁芯和大发电机的定子铁芯，是电力工业发展最为重要的功能材料之一。
取向硅钢组织以高度趋于(110) [001」位向，即高斯方向的晶粒为主要特征，是唯一经过二次再结晶得到的钢铁制品，其生产工艺复杂、制造技术严格，被誉为钢铁材料中的“艺术品”。
取向硅钢按{110}<001>取向度和磁性能不同分为普通取向硅钢(Conventional Grain-oriented Silicon Steel,CGO)和高磁感取向硅钢(High Magnetic Induction Grain-oriented Silicon Steel, Hi-B)两类。
Hi-B 钢与CGO 钢相比，具有铁损低、磁感应强度高、磁致伸缩小等优点，用它制作的变压器产品具有空载损耗低、噪声低、体积小等优点。
近年来，高磁感取向硅钢的产量与使用量逐年增大。
两者在性能上的差异见下表1。
表1 CGO和HiB钢的性能比较取向硅钢生产技术现状目前，世界上主要的取向硅钢生产工艺有4种，分别是高温加热两次冷轧法、高温加热一次冷轧法、低温加热两次冷轧法、低温加热一次冷轧法。
每种工艺的生产流程、工艺特点和优缺点如表2所示。
目前全世界仅有约16家企业可以生产取向硅钢。
主要企业有:日本的新日铁和JFE 、韩国的浦项、美国的AK 和AlleghenyLudlum 、俄罗斯的新利佩茨克(简称NLMK)、德国及在法国的蒂森克虏伯、英国的CogentPower 、巴西的Acestita 、波兰的Stalprodukt S.A.、阿赛诺米塔尔收购的捷克ValcovnyPlechuA.S.、中国的武钢、宝钢等。
目前取向硅钢最先进的生产厂为新日铁，主要生产HiB 取向硅钢； 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HiB；德国蒂森克虏伯开发了以Cu2S+AlN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HiB取向硅钢。
文献综述
1900 CSP取向硅钢文献综述一、取向硅钢的现状1.世界取向硅钢的现状目前全世界仅有10余家企业可以生产取向硅钢。
主要企业有：日本的新日铁和JFE、韩国的浦项、美国的AK和AlleghenyLudlum、俄罗斯的新利佩茨克、德国及在法国的蒂森克努伯、英国的CogentPower、巴西的Acesita、波兰的StaLprodukt A.A、阿赛诺米塔尔收购的捷克ValcovnyPlechuA.S、中国的武钢等。
2.我国取向硅钢的建设情况截止到2007年年底，国内仅有武钢生产硅钢，2006年、2007年年产量分别为20．799万吨、27．398万吨。
武钢2008年、2009年的取向产量预计分别是3l万吨、35万吨，其中Hi—B钢都达到5万吨。
三硅钢预计2008年年底投产，武钢硅钢总产能达到l60万吨，届时取向硅钢总产能将达到40万吨，一跃超过NLMK、新日铁、AK、蒂森克虏伯，成为全球最大的取向硅钢生产厂家。
比产量扩充更为重要的是其高磁感H1一B产量提更多，预计H1一B钢将占取向硅钢总量的40％，将为国内大型变压器厂提供更多原材料。
鞍钢取向硅钢项目设计规模为年产26万吨，总投资57亿元，分两期进行，一期l0万吨／年，计划于2008年下半年投产；二期l6万吨年，计划2010年竣工，该项目所用的设备从法国、德国进口，生产工艺方面，采用自主研发。
宝钢2008年7月取向硅钢将投产，已经从日本引进、安装了环形炉、罩式炉，安装了一条退火和酸洗生产线、两条脱碳退火线和一条绝缘涂装生产线，2009年第一期工程达到l0万吨产能。
太钢六轧厂硅钢扩建工程完成，计划取向硅钢产能为l5万吨。
二、硅钢的应用领域以及分类根据具体的用途不同，硅钢分为取向硅钢和无取向硅钢。
取向硅钢是变压器最主要和关键的材料，其特性在很大程度上决定了变压器的性能是否优良。
我国变压器行业的主要特点是：规模庞大，中小型企业居多，生产集中度低，但国家电力发展带动了变压器行业的发展。
基于多元抑制剂的取向电工钢生产技术的研究及应用开发
始 引进 日本新 日铁 电工 钢生 产设 备及 技术 ，９９年 １７
开 始按 Ａ ｍ ｏ专利技 术生产 取 向硅钢 ，９ ２年 再次 ｒｃ １９
化方 向的高斯织 构 ， 而 获得 优 异磁 性 能 的重 要 软 从 磁合金 ， 主要用 于制造各 种 电力变 压器 和互 感器等 ． 其生产工 艺 流程 长 、 生产 难 度大 、 技术 含量 高 ， 号称
业 的发展 需求 ， 因此研 发 具有 自主知 识 产权 的取 向
电工钢生 产技术并 实 现产 业 化 的要求 甚 为 迫切 ， 并
具 有很高 的市场前 景．
收 稿 日期 ：０９—１ ２ ２０ ２— ９
作者简介 ： 彭志华（ ９８一） 男 ， ９ １６ ， １ ０年毕业于华南理 工大学４ ：机 械与设备 专业 ， ９ ￣ｒ － 工程师
Ｐ Ｎ ｈ・ｕ ，Ｌ ｉ —ｉ ｇ Ｕ Ｑ ｎ Ｅ Ｇ Ｚ ｉ ａ Ｉ ａ ｑａ ，Ｓ ｕ ｈ Ｘ ｏ ｎ
（ ｉ ｑ ａ ｔｅ Ｐｏｕｔ Ｃ ． Ｌｄ ， ｉｇｕｎ５ ３ ， ｕｎ ｄｎ ） Ｙｎ ｕｎＳｅｌ ｒ ｃ ｏ ，ｔ．Ｑｎｙ ａ １５ ８ Ｇ ａｇｏｇ ｇ ｄ ｓ １
钢铁产 品 中的“ 艺品 ” 国际 上 只有 十多 家企 业 掌 工 ，
引 进 日本 ＨＩ （ Ｂ钢 即高 磁感钢 ） 生产 技术 ． 钢经过 宝 十 年 的研 发 ， 亦于 ２０ ０ ８年开 始采用 日本 的技 术批量 生 产取 向硅钢． 两 家 钢厂 的产 量 仅 ３ 万 吨 ， 但 ０多 只 占市场需 求量 的 ５ ％左 右． ０ 使用 冷轧取 向硅 钢最 多 的 是变 压 器行 业 ． 近年
０ 前 言
冷 轧取 向电工 钢 （ 称 取 向 硅 钢 ） 一 种含 硅 又 是
抑制剂在取向硅钢生产中具有非常关键的作用
抑制剂在取向硅钢生产中具有非常关键的作用
为了使取向硅钢成品组织获得单一高斯织构并具有优良的磁性能，通常采用细小弥散的第二相质点以及单元素溶质作为抑制剂，通过钉扎作用与晶界偏聚作用，在脱碳退火和最终高温退火升温过程中抑制初次再结晶晶粒的正常长大。
中国钢研科技集团的学者通过热力学计算与模拟试验研究了含钒钛取向硅钢中氮化物析出相的析出规律与析出行为，并探讨了含钒钛元素的氮化物析出相作为薄板坯连铸连轧流程制备取向硅钢中辅助抑制剂的可行性。
研究表明，在所冶炼的含钒钛取向硅钢的成分范围内，TiN在钢液凝固末期便具备析出的热力学条件，而AlN与VN只可能在凝固后的α+γ或α+Fe3C两相区内析出。
含钒钛取向硅钢中氮化物析出相以成分复杂的复合析出相为主，且随着钒钛加入量的增加，钢中抑制剂析出相总的分布密度由于含钒钛元素的氮化物析出相的增加而明显提高，使抑制剂抑制初次再结晶晶粒正常长大的能力得以加强，最终成品的磁感应强度值B8由1.898T。
同时，加入不高于0.007%的Ti与不高于0.005%的V不会影响中间脱碳退火工序的脱碳效果以及高温退火净化阶段硫"氮的脱除效果，其形成的含钒钛元素的纳米级氮化物析出相适合作为薄板坯连铸连轧流程制备取向硅钢的辅助抑制剂。
Nb含量对取向硅钢第二相粒子和性能的影响
含量对取向硅钢组织、织构、力学性能及磁性能的
影响,以期为工业化生产低成本、高品质低温取向
硅钢提供参考。
1 实验材料与方法
本研究共设计了 3 种不同 Nb 含量 的 取 向 硅
钢,冶炼均在 100kg 真 空 感 应 炉 中 进 行,得 到 各
有抑制剂体系,探索新的低温生产工艺,成为当今
取向硅钢生产需要解决的重要课题之一。
二 次再结晶获得锋锐的Go
s
s织构{
110}<001> ,
研究显示,
Nb 作为强 C、
N 化物形成元素,适
量 Nb 能与钢铁中 C、
N 元 素 形 成 细 小 Nb(
C,
N)
向硅钢制备中发挥着重要作用。这些抑制剂不仅
的板坯再加热温 度,从 而 提 高 取 向 硅 钢 板 成 品 率
铸坯再加热过程中难以完全固溶,不能得到细小、
弥散 分 布 的 抑 制 剂。 对 于 含 0.
045%Nb 的 取 向
硅钢,当板坯再加热 温 度 为 1220 ℃ 时,高 温 退 火
后能 够 发 生 完 善 的 二 次 再 结 晶,对 应 的 B800 =
1.
88T,
P1.
31 W/kg
7/50 =1.
通讯作者:朱诚意 (
1971
-),女,武汉科技大学教授,博士生导师 .E-ma
i
l:
zhchyhs
t.
edu.
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y@wus
322
武
汉
科
技
大
学
学
2021 年第 5 期
报
温度显著提高,
取向硅钢理论及性能研究
（ ３ ）要求初次晶粒均匀并且细 小。由此可见 ，在生产 工艺的各个环节均需要满足上述条件。
２ ． ２ 磁 感 强度
取 向 硅 钢 的 硅 含 量 变 化 不 大 （含 Ｓ ｉ： ２ ． ９ ％ ～３ ． ５ ％ ），磁感强度只随 ｛ １ ｉ ０ ） ＜ ０ ０ １ ＞ 晶粒取 向度提 高或 （ １ １ ０ ） ＜ ０ ０ １ ＞ 位向偏离角减少而增高。磁感强度高， 能够降低铁芯激磁 电流 ，降低铁芯铁损和导线电阻引起 的损耗，起到节 电的作用。在变压器或电机容量不变 的 情况下，磁感强度高能够减小铁芯体积和减轻质量，节 省材料，降低制造 的成本，方便制造、安装和运输 。
２ 。 ３ 铁损
位。我国武钢、宝钢 、太钢 、鞍钢可以生产硅钢，但是 在性能和质量上跟 日本的新 日铁存有差距 。 取 向硅钢分为普通取 向硅钢 （ Ｃ Ｇ Ｏ ）、高磁感取 向
硅钢 （ Ｈ ｉ － Ｂ ）两 类 。两 者 的性 能 比较 见 表 １ 。取 向硅 钢
涡流损耗低 ，利用 了高斯 取向晶粒在轧 向上磁性 能优 异、磁滞损耗低且磁感高的性能。它是二次再结晶理论
陈雪娇
（ 鞍 山宁远 工业经 济管理委 员会 ，辽 宁 鞍 山 １ １ ４ ０ １ ３ ）
摘 要 ：取 向硅钢 因其生产 工艺复杂 ，制造技 术和 工序要 求严格 ，生产成本 高 ，成材 率低 且核心技 术保 密，被誉 为 “ 特钢中的艺术品”，也是衡量国家特种钢制造水平的标志。文章综述 了 取 向硅钢的二次再结晶理论、磁感和铁 损 的影响 因素 、生产 工艺及前景展望 。 关键 词 ：取 向硅钢 ；特种 钢 ；二次再结 晶 ； 铁损 ； 磁 感 强度 文献标识码 ：Ａ 中图分类号 ：Ｔ Ｇ １ ４ ２ 文章 编号 ：１ ０ ０ ９ － ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ５ ） ２ ６ — ０ ０ ２ ８ — ０ ２ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． １ ３ ５ ３ ５ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ １ — ４ ４ ０ ６ ／ ｎ ． ２ ０ １ ５ ． ２ ６ ． ０ １ ４
取向硅钢中的第二相抑制剂控制MnS与AlN
体积分数/%
分布密度×10
13
/个/cm
3
尺寸/nm
TSCR流程抑制剂控制案例—Hi-B
弥散态
50
AlN析出粒子数量
聚集态
40 30 20 10 0
D = 42nm
0～10 10～20 20～30 30～40 40～50 50～60 60～70 70～80
＞80
碎裂态
AlN析出粒子直径，nm
TSCR流程中AlN的析出规律—Hi-B
典型低温加热抑制剂控制案例—俄罗斯
Cu2S为主、AlN为辅
新利佩茨克厂还添加了Ni和Cr。 （2）采用二次冷轧法。 （3）中间退火时进行脱碳，第二次冷轧后在550~600℃ 进行回复退火。
1250~1280℃
（1）铸坯中Cu（～0.5%）和Mn的含量均较高，而且
典型低温加热抑制剂控制案例—浦项（CGO)
度，再使其细小弥散析出；
（2）“后天抑制剂方法” ，即渗氮工艺，将板坯在低温条件下 （1100℃~1200℃）再加热，后工序实施氮化处理，以补充抑 制正常晶粒长大的抑制剂，弥补抑制力不足的问题。
取向硅钢抑制剂形成分类
抑制剂形成 板坯再加热温度 主要抑制剂 MnS 先天抑制剂法 较高(＞1300℃) AlN, MnS MnSe, ( Sb) 后天抑制剂法 较低(1100℃~1200℃) AlN (渗氮) 终轧压下量 小(50%) 大(＞85%) 小(65%) 大(＞85%) 备注 阿姆科 新日铁 川崎 新日铁 CGO Hi-B Hi-B Hi-B
（5）产品轧向磁性较低，但横向磁性有所提高，而且
冲片性能好，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。
4 、 薄 板 坯 （ TSCR ） 流程抑制剂控制案例
多元抑制剂对高磁感取向硅钢性能的影响
ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉｂ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ．Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｖ ａ ｉ ｒ ｏ ｕ ｓ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ －
总第 １ ９ ０期
２ ０ １ ３年 ２月
南
方
金
属
Ｓ ｕ ｍ． １ ９ ０
Ｓ ０ＵＴＨＥＲＮ ＭＥＴ ＡＬＳ
Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０ １ ３
文章编 号 ： １ ０ ０９— ９ ７ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ ０ ０ １ — ０ ３
多元 抑 制 剂 对 高 磁 感 取 向硅 钢 性 能 的影 响
冷 轧取 向硅 钢 ， 尤 其 是 高 磁感 取 向硅 钢 控 制 手
段 复杂 ， 工艺 条件 要求 严 格 ， 是 生产 难度 最 高 的钢种 之一 ， 被誉为“ 钢 铁 产 品 中 的工 艺 品 ” ． 取 向硅 钢 高 磁感 、 低 铁损 的特 性是 由其 特殊 的晶粒位 向决定 的 ， 在取 向硅 钢 的 晶粒 位 向 中 ， （ １ １ ０ ） 面平行 于板 面、
以氮化硅为抑制剂的高磁感取向硅钢
向钢中渗氮后，钢的表层氮的浓度高，而内层 浓度低，需要有一个扩散过程。发明者通过对氮 沿晶界扩散行为和氮化硅析出行为的研究认为： 钢中Ａｌ的质量分数不足１００×１０－６时，就不会形 成大量的Ａ１Ｎ抑制剂，从而避开板坯的高温加 热；并在渗氮过程中调整渗氮量，就不会形成较多
Ａ１Ｎ，而是以氮化硅的形式析出，此种氮化硅具有 抑制初次晶粒长大的能力，使产品的磁性能波动 小，可稳定地生产出磁性能优良的取向硅钢。
Ｅｓｏｌ—Ａ１］ｐｐｍ一［Ｎ］ｐｐｍ×（２６．９８／１４．００）≤３０ 式中，［Ｘ］。表示钢中Ｘ元素的质量分数，用ｐｐｍ （即１０－６）表示，例如钢中Ａ１的质量分数为１００× １０一，则［Ａ１］。。为１００。
其理由如下： 设钢的质量为ｍ，那么７＂ｒｔ质量的钢中ｓｏｌ—Ａ１ 与Ｎ的物质的量之比理想状态下应为１：１，即：
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２０２０年 ６月 第２卷第２期
电工钢
ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＴＥＥＬ
Ｊｕｎ．２０２０ Ｖ０１．２ Ｎｏ．２
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
以氮化硅为抑制剂的高磁感取向硅钢
发明人：腩阪有衣子，新垣之謦，早川 申请人：ＪＦＥＸ手一，Ｌ／株式会社 专利号：特开２０１４—１９４０５０
康之，山口 底，松田 底志
摘要：本文介绍了日本ＪＦＥ公司的研发人员开发了利用氮化硅作为抑制剂的新的生产高磁感取向硅 钢方法。其抑制一次晶粒长大和二次晶粒生成机理都是一种全新的理念，与传统方法大不相同，对渗氮 和氮的扩散研究方法值得借鉴。 关键词：取向硅钢；渗氮；氮化硅；二次晶粒长大
４采用合理高温退火工艺使氮化硅析出 物分布均匀
经过一次再结晶和氮化处理后再涂布退火隔 离剂，经二次再结晶高温退火后，钢板表面生成镁 橄榄石膜。退火隔离剂的成分主要是氧化镁，但 是要添加氧化铝（Ａｌ。０３、氧化钙（ＣａＯ）等熔点比 二次再结晶温度高的氧化物。
取向硅钢生产工艺研究进展
取向硅钢是电力、 电子工业中不可缺少的重要软磁功能 材料, 具有高磁感、 低铁损特性。其由于生产工艺复杂、 制造 技术严格、 制造工序长和影响性能因素多, 一直是钢铁工业 中的 塔尖产品 , 更被誉为 特钢艺术品 。 在当今世界, 节能环保已成为一种全球化趋势 , 同时伴 随中国大规模的电力建设, 国内取向硅钢供不应求 , 存在巨 [ 1] 大 市场短缺 , 预计2009年取向硅钢全年进口将达32万 t , 因 此对高性能取向硅钢的开发越来越迫切。而更高磁感、 更低 铁损一直以来都是取向硅钢生产的追求和目标。目前, 工业 上主要通过提高 Goss 取向、 减薄硅钢片厚度、 细化磁畴 3 种 途径来提高取向硅钢的综合性能。取向硅钢生产的新工艺 也多从这 3 个方面来着手进行研究。本文将结合取向硅钢 的传统生产工艺, 介绍其生产工艺研究的新进展。
2. 2 异步轧制生产取向硅钢
减薄取向硅钢片厚度可以大幅度降低铁损 , 提高其综合 性能。常规生产工艺中 , 当钢板减薄时, 由于表面能对二次 晶粒长大的驱动力的作用增大, 同时抑制剂在高温退火时分 解和扩散加剧 , 二次再结晶发生时抑制剂的数量和分布状态 欠缺, 导致其抑制能力下降, 二次再结晶不易完善 , 磁性和稳
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取向硅钢传统生产工艺
取向硅钢按制造工艺和磁感大小可分为普通取向硅钢 ( CGO) 和高磁感取向硅钢 ( H i B) 。
* 十一五国家科技支撑计划 ( 2006BA E03A14) ; 国 家自然 科学基 金 ( 50804028) ; 上 海高校 选拔 培养 优秀青 年教 师科研 专项 基金 ( shu 07002) 夏强强 : 男 , 1985 年生 , 硕士 , 主要从事物理场下取向硅钢的研究 要从事金属凝固理论与控制技术及铸造工艺与新材料的研究工作 T el: 021 56333446 T el: 021 56331218 翟启杰 : 通讯作 者 , 男 , 1959 薄板坯连铸连轧生产取向硅钢技术优势
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抑制剂在取向硅钢生产中具有非常关键的作用
为了使取向硅钢成品组织获得单一高斯织构并具有优良的磁性能，通常采用细小弥散的第二相质点以及单元素溶质作为抑制剂，通过钉扎作用与晶界偏聚作用，在脱碳退火和最终高温退火升温过程中抑制初次再结晶晶粒的正常长大。
中国钢研科技集团的学者通过热力学计算与模拟试验研究了含钒钛取向硅钢中氮化物析出相的析出规律与析出行为，并探讨了含钒钛元素的氮化物析出相作为薄板坯连铸连轧流程制备取向硅钢中辅助抑制剂的可行性。
研究表明，在所冶炼的含钒钛取向硅钢的成分范围内，TiN在钢液凝固末期便具备析出的热力学条件，而AlN与VN 只可能在凝固后的α+γ或α+Fe3C两相区内析出。
含钒钛取向硅钢中氮化物析出相以成分复杂的复合析出相为主，且随着钒钛加入量的增加，钢中抑制剂析出相总的分布密度由于含钒钛元素的氮化物析出相的增加而明显提高，使抑制剂抑制初次再结晶晶粒正常长大的能力得以加强，最终成品的磁感应强度值B8由1.898T。
同时，加入不高于0.007%的Ti与不高于0.005%的V不会影响中间脱碳退火工序的脱碳效果以及高温退火净化阶段硫"氮的脱除效果，其形成的含钒钛元素的纳米级氮化物析出相适合作为薄板坯连铸连轧流程制备取向硅钢的辅助抑制剂。