Opracowanie technologii nagrzewania niskotemperaturowych kęsów odlewanych ze stali orientowanej krzemowej

Stal GNEE Stal walcowana na zimno o ziarnie zorientowanym

W ostatnich latach główne zakłady produkujące stal krzemową na świecie przywiązują dużą wagę do udoskonalenia procesu ogrzewania kęsów odlewniczych. Tradycyjna metoda ogrzewania w piecu wysokotemperaturowym została zastąpiona zwykłym ogrzewaniem w piecu kroczącym + krótkotrwałym ogrzewaniem w piecu indukcyjnym o wysokiej częstotliwości. W 1996 r. fabryka Nippon Steel w Bapan zastosowała proces ogrzewania kęsów odlewniczych w niskiej temperaturze 1150 ~ 1250 stopni do produkcji stali Hi-B; Rosja wykorzystuje proces ogrzewania płyty w temperaturze 1250 ~ 1280 stopni do produkcji stali CGO. We współczesnym przemyśle żelaza i stali, który w coraz większym stopniu dąży do oszczędzania energii, ochrony środowiska i redukcji kosztów, proces nagrzewania kęsów odlewniczych w niskiej temperaturze z pewnością znajdzie szerokie zastosowanie w produkcjizorientowana stal krzemowa.

Ukierunkowanystal krzemowatechnologia podgrzewania kęsów odlewniczych w wysokiej temperaturze

W procesie produkcji zorientowanej stali krzemowej, w celu uzyskania jednolitej tekstury Gossa poprzez wtórną rekrystalizację, drobne i rozproszone cząstki fazy wytrąconej lub elementy segregujące na granicach ziaren, które mogą skutecznie hamować normalny wzrost ziaren pierwotnych, nazywane są inhibitorami. Efekt seksualny. Aby zapewnić stabilne właściwości magnetyczne, gruboziarniste cząstki MnS wytrącone podczas procesu odlewania i kondensacji muszą zostać całkowicie rozpuszczone. Dlatego temperaturę nagrzewania kęsów odlewniczych ze stali CGO z MnS jako inhibitorem określa się jako 1350-1370 stopnia, a temperatura nagrzewania stali Hi-B z MnS+AlN jako inhibitorem jest wyższa niż stali CGO ze względu na wyższą zawartość manganu i węgla zawartości niż stal CGO. Temperaturę ogrzewania określa się jako 1380-1400 stopni. Gdy odlany wlewek jest podgrzewany w wysokiej temperaturze wyższej niż 1350 stopni, gruboziarniste cząstki MnS są całkowicie rozpuszczane, a następnie wytrącane w stanie drobno rozproszonym podczas procesu walcowania na gorąco. Drobno rozproszone cząstki AlN wytrącają się głównie podczas procesu normalizacji blachy walcowanej na gorąco. Odpowiednia początkowa wielkość ziaren po wyżarzaniu odwęglającym dla stali CGO wynosi 15-25 μm, a dla stali Hi-B wynosi 10-15 μm. Może to zapewnić zakończenie wtórnej rekrystalizacji i uzyskanie wysokich właściwości magnetycznych. Jednakże ogrzewanie wlewu w wysokiej temperaturze ma następujące wady:

Zmniejsza się współczynnik plastyczności: zwiększają się straty przy spalaniu (3,5%-6%) z powodu nadmiernego utlenienia wlewka, które jest około 4 razy większe niż straty podczas ogrzewania zwykłej stali węglowej;

(1) Nagromadzenie żużla na dnie pieca i niska wydajność: temperatura topnienia utworzonej warstwy tlenku SiO2 wynosi tylko 1205 stopni, więc warstwa tlenku topi się w wysokotemperaturowym piecu grzewczym i spływa na dno pieca. Średnie ogrzewanie kęsów 4 000 wymaga oczyszczenia z żużla i ogrzewania. Około 8000 zostanie poddanych remontowi, a warunki pracy przy naprawie pieca są wyjątkowo złe;

(2) Marnotrawstwo energii: Głównie z powodu nadmiernej temperatury wzrasta zużycie paliwa;

(3) Skrócona żywotność pieca: Wykładzina ogniotrwała w strefie wysokiej temperatury pieca grzewczego, która przez długi czas była poddawana działaniu wysokiej temperatury i obciążenia cieplnego, zostanie poważnie oderwana, a żywotność ulegnie skróceniu, co nie tylko zwiększy koszty konserwacji koszty, ale także zmniejsza szybkość pracy pieca;

(4) Wysokie koszty produkcji: ze względu na gruboziarniste ziarno wlewka i utlenianie granicy ziaren krawędziowych, taśma walcowana na gorąco jest podatna na pęknięcia krawędzi, wydajność jest zmniejszona, a koszt produkcji jest równie wysoki;

(5) Wiele wad powierzchni produktu: słabo usunięta zgorzelina tlenkowa na powierzchni taśm stalowych walcowanych na gorąco, co wpływa na jakość fizyczną produktu;

(6) Właściwości magnetyczne są niestabilne: aluminium, krzem i węgiel na powierzchni odlanej płyty łączą się w wyniku utleniania, zmniejszając ich zawartość, co powoduje nierówne właściwości magnetyczne produktu i pogorszenie właściwości folii izolacyjnej;

(7) Ponadto, ze względu na gruboziarniste ziarna płyty, produkt jest podatny na liniowe defekty drobnych kryształów, co wpływa na stabilność magnetyczną.

Obecnie ogólny proces ogrzewania wlewków wysokotemperaturowych jest następujący: wlewki są najpierw podgrzewane w zwykłym piecu grzewczym w temperaturze 1200 stopni, a następnie wprowadzane do pieca indukcyjnego wysokiej częstotliwości w celu uzyskania wysokiej temperatury i krótkotrwałego ogrzewanie. Proces ten zużywa mniej energii niż tradycyjne metody ogrzewania w piecu grzewczym w wysokiej temperaturze, korpus pieca ma dłuższą żywotność, zmniejsza gromadzenie się żużla na dnie i pęknięcia krawędzi walcowania na gorąco oraz zmniejsza koszty produkcji.

Technologia ogrzewania kęsów odlewniczych w niskiej temperaturze ze stali krzemowej zorientowanej

Ze względu na wyżej wymienione wady technologii nagrzewania kęsów odlewniczych w wysokiej temperaturze oraz nie sprzyjające stosowaniu zorientowanej stali krzemowej i innych gatunków stali współdzielenie linii produkcyjnej do walcowania na gorąco, konieczne jest obniżenie temperatury nagrzewania kęsów . Aby uzyskać niskotemperaturowe nagrzewanie kęsów odlewniczych, należy wyeliminować MnS lub wyeliminować efekt osłabienia MnS z inhibitora i zamiast tego zastosować AlN, Cu2S itp. Dzieje się tak głównie dlatego, że temperatura stałego roztworu AlN i Cu2S jest niższa niż temperatura MnS, która jest bardziej odpowiednia do ogrzewania w niskiej temperaturze. Obecnie w przemyśle stosowane są głównie dwa rodzaje procesów nagrzewania kęsów odlewniczych w niskiej temperaturze: jeden to inhibitor (zwany inhibitorem wrodzonym) niezbędny do powstania wtórnej rekrystalizacji przed walcowaniem na zimno, a drugi to wyżarzanie odwęglanie po azotowaniu , azot łączy się z pierwotnym aluminium w stali, tworząc drobne i rozproszone cząstki (Al, Si) N i otrzymuje się inhibitor niezbędny do wtórnej rekrystalizacji (zwany inhibitorem nabytym). Podczas azotowania ilość azotowania jest kontrolowana na poziomie (150-300) X10-6, a średni rozmiar ziaren pierwotnych po wyżarzaniu odwęglającym wynosi 18 ~ 30 μm, w celu uzyskania doskonałej struktury po rekrystalizacji wtórnej i uzyskania wysokiej wartości B800. Obróbkę azotowania i wyżarzanie odwęglanie przeprowadza się w tym samym piecu do wyżarzania ciągłego, czyli po wyżarzaniu odwęglającym taśma stalowa przechodzi przez H2+N2+NH (gaz mieszany, kontrolujący stopień utleniania PH2O/ PH2 Mniejsze lub równe 0,04. Ponadto można go również zastosować w metodzie dodawania azotku podczas powlekania środkiem antyadhezyjnym MgO na powierzchni blachy stalowej w celu osiągnięcia celu azotowania. Proces azotowania może obniżyć temperaturę ogrzewania odlanej płyty do 1150-1200 stopnia.

Zastosowanie inhibitorów wrodzonych do produkcji stali CGO oraz zastosowanie zarówno inhibitorów wrodzonych, jak i inhibitorów nabytych do produkcji stali Hi-B to kolejny skuteczny sposób obniżenia temperatury ogrzewania wlewka. Temperaturę ogrzewania odlewanej płyty można regulować w zakresie od 1250 do 1300 stopni.

Podsumowując, zorientowana stal krzemowa podlega obecnie głównie następującym dwóm procesom produkcji ogrzewania kęsów odlewniczych w niskiej temperaturze:

(1) Proces późnego azotowania: podczas produkcji stali dodaje się tylko niewielką ilość aluminium, wykorzystywanego głównie do produkcji stali krzemowej o zorientowanej Hi-B. Jego skład wymaga frakcji masowej S<0.007%, and nitriding treatment is carried out after decarburization annealing. The main feature of this process is that the steel strip needs to be nitrided at 750 ℃ ​​X 30s after decarburization annealing. (Al, Si) N particles are formed during the high temperature annealing and heating process, which hinders the growth of the primary grains before the secondary recrystallization occurs. The proper size of the primary grains after decarburization annealing is 18-30 μm (larger than the primary grain size of the high-temperature casting billet heating process). This process can reduce the slab heating temperature to 1150-1200℃, which is the lowest temperature used for slab heating in the current industrial production of oriented silicon steel;

(2) Proces wrodzonego inhibitora Cu2S: Cu2S jest głównym inhibitorem w produkcji stali CGO, a Cu2S ogrzewa się w temperaturze 1250 do 1300 stopni, aby uzyskać całkowity roztwór stały. Drobne i rozproszone cząstki Cu2S wytrącone podczas walcowania na gorąco działają jako inhibitory, podczas gdy pozostałe grube cząstki MnS w arkuszu walcowanym na gorąco nie. Początkowa wielkość ziaren mieści się pomiędzy procesem nagrzewania wlewu w wysokiej temperaturze a procesem nagrzewania wlewu w niskiej temperaturze (15-25μm). W produkcji stali Hi-B jako inhibitor stosuje się MnS+AlN. Blachę walcowaną na gorąco często poddaje się obróbce w celu wytrącenia drobnych cząstek AIN. Po odwęglaniu i wyżarzaniu często stosuje się azotowanie w celu dalszego wzmocnienia zdolności tłumienia. Technologia ta może obniżyć temperaturę ogrzewania kęsa odlewanego do 1250 do 1300 stopni.

Wniosek

Nie można zaprzeczyć, że technologia wysokotemperaturowego nagrzewania kęsów jest ważnym kamieniem milowym w historii rozwoju orientowanej stali krzemowej. Jest to dojrzały proces, który może trwale uzyskać wysokie właściwości magnetyczne, gdy ludzie w pełni zrozumieją rolę inhibitorów. Jednak w ostatnich latach, wraz z rosnącymi niedoborami dostaw energii i rosnącymi wymaganiami w zakresie ochrony środowiska i redukcji kosztów, wady ogrzewania wysokotemperaturowego stają się coraz bardziej widoczne. Obniżenie temperatury ogrzewania płyt stało się przedmiotem troski głównych producentów stali krzemowej na świecie. Hotspoty rozwoju technologii. Dzięki ciągłemu pogłębianiu badań technologia ogrzewania kęsów odlewniczych w niskiej temperaturze będzie szerzej promowana i stosowana, co odegra pozytywną rolę w promowaniu produkcji i rozwoju zorientowanej stali krzemowej.