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1无取向硅钢硅钢号称钢铁产品的“工艺品”，该钢种是目前国内仅存的为数不多的还没有广泛生产、开发的产品之一，并且该钢种是去年盈利水平最高的钢种之一，国内仅武钢、宝钢、太钢、鞍钢等大型企业生产，生产难度较大，鞍钢的ASP1700和济钢的热连轧生产线工艺装备条件非常接近，因此，通过考察其无取向硅钢、双相钢等的生产情况，对济钢开发此类钢种具有借鉴作用。1.鞍钢二炼钢的生产工艺、产品概况鞍钢硅钢产品主要在其二炼钢生产，二炼钢主要有100吨转炉3座，年产量360万吨，坯料主要供ASP1700线，供中板40－50万吨，部分供180吨转炉3座，年产量460万吨，主要供传统热连轧1780mm生产线。1.1ASP1700生产线鞍钢ASP1700生产线是鞍钢最早的热轧钢带生产线，其主要工艺流程为：铁水预处理－RH精炼－LF精炼－中薄板坯连铸机连铸－加热炉加热－二辊粗轧机－四辊粗轧机－保温罩－热卷箱－六机架精轧机－层流冷却－卷取－喷号、称重－入库。其主要设备有100吨转炉3座，LF炉2座，1台双工位RH，2台135mm的中薄板坯连铸机，可在线调宽，调宽范围可达到300mm，两座步进式加热炉，带大立辊的二辊粗轧机，可调宽80mm，带立辊的四辊粗轧机，保温罩，热卷箱，六机架精轧机，两台卷取机等。ASP1700线2010年产量252万吨，冷轧基料约占70—80％，无取向硅钢22万吨，其余为部分花纹板、普碳等，其中≤3mm的80万吨，约占31.8％，最薄可以生产到2.0mm，2.3mm的可实现批量生产。21.21780生产线1780传统热连轧生产线2010年产量450万吨，其产品主要有4大类，分别是汽车用钢100万吨以上、硅钢80万吨，主要是无取向硅钢，管线主要是X70以下50万吨，集装箱60万吨，其余主要是冷轧基料、汽车大梁、机车车辆钢、高强钢等，其中机车车辆钢Q450NQR1约20－30万吨。为了生产硅钢其1780mm生产线上了专门的硅钢加热炉和边部加热器等，以及后道工序的专门的硅钢生产线。1.3冷轧情况其共有5条冷轧生产线，一冷180万吨，二冷150万吨，都是酸轧联合机组+罩退工艺，三冷200万吨，四冷120万吨，是酸轧联合机组+连退工艺，五冷是硅钢生产线，是酸轧联合机组+连退工艺。主要产品定位汽车板、家电板、硅钢。鞍钢冷轧硅钢线是经国家批准的鞍钢“十五”规划的重点技改项目，该工程于2003年6月开工，2005年全线投产。主要装备包括有1条酸洗轧机组联合机组（六辊），4条电工钢连续退火涂层机组，4条切边重卷机组，2条包装机组等，设计年生产量为100万吨，其中80万吨为中、底牌号无取向硅钢，20万吨冷硬卷。酸轧联合机组可生产0.18-2mm厚、700-1380mm宽的电工钢板和冷轧板，连续退火涂层机组可生产0.35-0.65mm厚、700-1280mm规格板。2.硅钢生产情况2.12010年硅钢生产概况2010年鞍钢硅钢产量约100万吨，以无取向硅钢为主，取向硅钢在10年10月份才形成批量，但合格率较低，低于40％，合格率低主要在冷3轧工序，热轧工序以前，其综合合格率可达到95％，100万吨中在ASP1700生产线生产22万吨，其余在1780mm线上，ASP线以50AW800、50AW1000、50AW1300为主，其中50AW800、50AW1000约占硅钢产量的75％，其热轧产品规格主要是2.5×1060（1250），冷轧厚度主要是0.5mm，1780线以50AW800、50AW600、50/35AW470、50/35AW350、50/35AW300等无取向硅钢和少量取向硅钢（热轧目前每月约5000吨）为主，470以下的中高牌号无取向、部分取向硅钢和以上的中低牌号分别占约50％。其无取向硅钢的热轧主要规格是2.5/2.3×1000－1250mm，冷轧主要规格是0.5、0.35mm；取向硅钢的主要规格是0.2－0.35mm。2.2鞍钢硅钢开发生产的历史过程鞍钢2002年即成立专门的研究团队，研制开发硅钢生产工艺技术，其首先于2003年在1780mm生产线上生产了低牌号无取向硅钢，并且在2004年7月成立酸轧联合冷轧硅钢厂，2005年开始尝试在ASP1700线生产低牌号无取向硅钢，2006年开始形成批量，2006年7月，鞍钢开始组建取向硅钢产品研究室。2007年5月，首批取向硅钢进行了试制，GO140产品在实验室获得成功。2007年年末，用户用鞍钢取向硅钢实验室产品制造出了SK10型变压器。到2009年年末，经过上千次的试验，在实验室研制成功Hi-B取向硅钢产品，标志着鞍钢拥有了高磁感取向硅钢的制备技术。2008年年初，鞍钢有取向硅钢项目开始筹划，该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10万吨/年，2008年6月投产；二期16万吨/年，2010年7月竣工投产。4从2009年6月开始，各机组陆续开始取向硅钢产品大生产的热负荷调试。经过一个机组一个机组的攻坚，经历了几十个生产工艺方案、工艺制度和上百个工艺参数的调整，2010年上半年，鞍钢取向硅钢生产线热负荷调试取得了重大突破，第一批性能合格的取向硅钢产品成功下线；再经过进一步努力，到目前终于实现了大批量生产取向硅钢产品的目标。在取向硅钢产品研制、由热负荷试车向大生产转化的过程中，该厂申报21项专利和10项专有技术，形成了具有独立知识产权的低温取向硅钢制备技术。鞍钢硅钢的研制生产历程为：中低牌号无取向硅钢热轧基料生产－中低牌号冷轧无取向硅钢生产－中高牌号无取向硅钢生产－取向硅钢生产。鞍钢的硅钢开发经历时间长，在理论研究和实际生产方面有大量的经验和知识积累。2.3ASP1700线生产无取向硅钢的关键工艺该产线以800以上的中低牌号为主，曾经试制过50AW470，但没有形成批量。（1）炼钢工序由于低牌号无取向硅钢对C、N、O、S等元素有较严格的要求，一般是：C≤30PPm，N≤25PPm，O≤30PPm，S≤50PPm，另外硅含量较高，一般在0.3以上，AW600达到1.3左右，Al含量大于0.2以上，是目前常见钢种的10倍以上，并且对铸坯的等轴晶的比例有一定的要求，因此与常规钢种比，要开发特定的炼钢、连铸工艺技术，二冷冷却工艺采用专用的5硅钢冷却工艺和配水制度，中低牌号的无取向硅钢的拉速与其他钢种控制差别不大，一般在2.0－2.2m/min之间，不能低于1.85，加入的硅铁要用微碳的特种硅铁，一般在RH工序加入，AlS一般在RH加一部分，在LF加一部分，氩气系统要密封良好，采用无碳长水口，和无碳浸入式水口，中包覆盖剂采用无碳预溶型，拉钢过程中保证钢水全覆盖，如果铸坯下线，为防止出现裂纹，必须堆垛缓冷。一般必须热送。其LF/RH工序各主要元素含量有较严格的要求，中包温度波动不能超过10度，对精炼工序的进出站温度都有严格的要求。鞍钢为了生产硅钢，在ASP铸机上了电磁搅拌，是ABB提供的，但一直没有投入使用。应该说济钢炼钢工序的目前的工艺装备条件具备生产800以下牌号无取向硅钢的能力。（2）热轧工序热轧生产无取向硅钢，一般采取三低一高的工艺制度，即低的加热温度、较低的精轧入口温度、较低的终轧温度，高的卷取温度，由于热轧工序精轧区域很容易在两相区轧制，因此，轧制硅钢时可能由于轧制不稳定导致卡钢、扣翘头等，无论是操作人员还是数模人员都要有一个适应生产硅钢的过程。另外，硅钢的主要缺陷是边裂，由于边部温度低，硅钢低温时本身较脆，易导致出现边裂、裂口缺陷，因此需要对目前的精轧导板进行改造，加上立辊导轮，减少边裂的缺陷，另外注意调整好冷却工艺，由6于硅钢的厚度规格是2.5mm，因此需要有足够的过渡材和适当的辊期，由于硅钢生产要求必须热送，因此，对生产组织、计划有严格的要求，一般不要超过8炉，即使铸坯下线，铸坯温度也不要低于500℃，以免产生铸坯裂纹，铸坯断裂在加热炉里，如果铸坯低温入炉，必须要控制好预热段的加热速度，以免产生较大的内应力，铸坯裂断。目前，鞍钢无取向硅钢的加热时间一般在60分钟左右，一个辊期能生产30块左右，无取向硅钢对热轧的板形、厚差、凸度、楔形均有较严格的要求。（3）冷轧工序国内主要冷轧厂技术上都比较保守，特别是各家的冷轧硅钢生产线都列为重要保密单位，一般人员现场参观都非常难。鞍钢硅钢线也不例外，从业人员从领导到职工都签保密协议，技术交流非常困难。根据掌握的资料，冷轧工序对硅钢性能产生非常大的影响，硅钢生产对冷轧工艺装备配置有着特殊要求，正常的无取向冷轧硅钢生产工艺流程见下图所示：从图中可以看出，济钢冷轧工序缺少连退涂层设备。因此从冷轧工序讲，济钢工艺设备配置不全，严格讲不具备硅钢生产条件。但中低牌号硅钢相对生产难度要小一些，对设备的配置相对较松一些，因此依据济钢冷7轧现有工艺设备条件，可以开发中低牌号无取向硅钢，但只限于半成品，因为我们没有涂层工艺，用户不能直接使用，必须进行后续加工后才能使用。济钢冷轧生产硅钢的制约因素和技术难点在于：1）酸洗线和酸再生系统没有脱硅工艺，正常硅钢生产线需要配置脱硅设备；2）硅钢酸洗生产线一般配置激光焊机，济钢冷轧是闪光焊机，带钢的焊接是个问题3）因为硅含量高，酸洗表面质量下降4）轧机乳化液易受污染，目前的过滤器主要过滤铁，硅难以过滤，轧制量增加，乳化液污染变脏速度加快5）硅钢脆，轧制过程中容易断带，如何控制轧制断带是一个难点6）退火工艺：济钢没有连续退火生产线，采用罩式退火，目前主要生产0.5mm以上规格，硅钢以0.35mm、0.5mm薄规格为主，如何控制粘结也是一个难点。3、建议（1）济钢目前的设备工艺条件适于生产50W800、50W1000、50W1300等半工艺无取向硅钢。（2）生产硅钢要建立的专门的一贯制生产工艺，对各工序的工艺参数都有非常严格的要求。8（3）炼钢工序侧重碳、氮、氧、硫等的严格控制，另需要开发硅钢专用保护渣和连铸配水、二冷工艺等，要求Si、Mn、Al等元素成分含量控制严格，一般波动不超过0.05，以免造成轧钢生产的不稳定。（4）热轧采用三低一高的工艺制度，严格控制关键工序温度，一般偏差不能超过20℃，严格控制板形、厚差、凸度、楔形等，尽快实施导板加立辊导轮的改造。（5）建议实施铸坯在线调宽改造，增加铸坯连浇炉次，实现多规格、小批量生产。（6）建议尽快优化现有精炼工艺、合金配加方案等，降低成本，如鞍钢很少用金属锰，一般以高碳/中碳或低磷锰铁代替金属锰，即使在生产一些低碳钢种时，鞍钢1780线在生产X60以下管线时，不走LF，在生产X70时，仅走LF，不走RH，均能保证其夹杂物要求和其他性能要求。（7）如果要实现大批量半工艺硅钢生产，酸洗必须要上脱硅设备，轧机乳化液过滤系统也需要改造。如果要生产中高牌号硅钢，还必须上连续退火线。92009年全国各钢厂电工钢产量，万吨䦋㌌㏒㧀좈琰茞ᓀ㵂Ü䦋㌌㏒㧀좈琰茞ᓀ㵂Ü武钢宝钢鞍钢太钢马钢涟钢浙江天洁万鼎三洲合计取向硅钢一般23.054.5—0.04————27.59高磁感104.5——————14.50小计33.059.0—0.04————42.09无取向硅钢中低牌号91.15102.864.8724.0919.65108.22323.86高牌号7.217.0—12.61————26.82小计98.36109.864.8737.6019.65108.22350.67冷轧硅钢小计131.4118.864.8737.6419.65108.22392.76热轧硅钢————————6010小计中高牌号冷轧无取向硅钢：1、常化；2、一次冷轧（二次冷轧）；半工艺冷轧无取向硅钢：1、罩式退火；2、不涂层。[Si]对无取向电工钢磁性能的影响硅能够显著提高电阻率，减少涡流损耗。可促进晶粒粗化，降低磁滞损耗，降低铁损；但硅使铁损降低的同时也使磁感应强度降低；硅是缩小γ区的元素，Si含量1.7%（超低碳）的硅钢为单相组织，在加热及冷却时不发生相变；硅的加工硬化指数大，硅含量超过3.3%时，无法进行冷轧加工。[C]对无取向电工钢磁性能的影响钢中[C]的作用：111、成品[C]含量增加，碳