钙处理对冷轧无取向硅钢磁性的影响

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2005.01.010 第27卷第4期 北京科技大学学报 VoL27 No.4 2005年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2005 钙处理对冷轧无取向硅钢磁性的影响 郭艳永”蔡开科”骆忠汉”刘良田)柳志敏) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)武汉钢铁（集团）公司，武汉430083 摘要通过金相显微镜、图像分析仪、扫描电镜和透射电镜等手段，研究了未用和采用钙处 理无取向硅钢片中微细夹杂物的数量、尺寸分布以及夹杂物的类型.发现对无取向硅钢片铁 损影响较大的是0.10.4m的微细夹杂物，夹杂物类型对铁损影响较小. 关键词无取向硅钢片：钙处理：微细夹杂物：铁损 分类号T℉111.18，TM275 钢中夹杂物按尺寸可分为大颗粒夹杂物 ([A1]=0.02%0.05%)用钙处理来改变AlO3形态 (◇50μm、显微夹杂物(1-50μm)和超显微夹杂物 (变性为熔点较低的C2A)防止堵水口：管线钢用 (0.50um和 在武钢二炼钢厂进行了无取向硅钢用和未 1.5m各种尺寸夹杂物数量， 是炼钢生产中常用的精炼方法，如低碳铝镇静钢 (2)图像分析仪统计钢中微细夹杂物数量及 收稿日期：20040417修回日期：200406-15 尺寸分布，对于<l.5μm的夹杂物，用德国产Leica 作者简介：郭艳永(1976一，男，博士研究生 大型偏光显微镜结合Qwin图像分析仪连续观察

第 2 , 卷 第 4 期 2 0 0 5 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s iyt o f s c i e n e e a n d eT e h n o ol gy B e ij i n g V 6 1 . 2 7 N o . 4 A u g . 2 0 0 5 钙处理对冷轧无 取 向硅钢磁性的影响 郭艳 永 ` , 蔡开 科 ” 骆 忠汉 2 , 刘 良田 ” 柳 志 敏 2 , l) 北 京科 技大 学冶 金与 生 态工 程学 院 , 北 京 10 0 0 83 2) 武汉 钢铁 (集 团)公 司 , 武汉 4 3 0 0 83 摘 要 通过 金相显 微镜 、 图像分 析仪 、 扫描 电镜 和透 射 电镜等 手段 , 研究 了 未用 和 采用 钙处 理 无取 向硅钢 片 中微 细夹杂 物 的数量 、 尺寸 分布 以及 夹杂 物 的类型 . 发现对 无 取 向硅 钢 片铁 损 影 响较大 的 是 0 . 1一0 .4 卿 的微细 夹杂 物 , 夹 杂物类 型 对铁 损影 响较 小 . 关 键词 无 取 向硅钢 片 ; 钙 处理 ; 微细 夹杂 物 ; 铁 损 分 类号 T F 1 1 1 . 1 8 : T M 2 7 5 钢 中 夹 杂 物 按 尺 寸 可 分 为 大 颗 粒 夹 杂 物 >( 5 0 脚) 、 显微 夹 杂物 ( 1一 50 娜) 和超 显 微夹 杂物 ( .0 50 林m 和 1 . 5 林m 各种 尺 寸夹 杂物 数 量 . (2 ) 图像分 析 仪统 计钢 中微 细夹 杂物 数 量及 尺 寸分 布 . 对 于 l< . 5 林m 的夹 杂物 , 用 德 国产 L ie ca 大 型偏 光 显微 镜 结合 Qw in 图像 分 析仪 连 续观 察 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 04. 010

·428 北京科技大学学报 2005年第4期 50个视场，用图像仪分析软件自动统计试样中夹 表I未用与采用钙处理的硅钢片铁损比较 杂物颗粒的面积、颗粒大小和数量， Table 1 Core loss comparison of silicon steel sheets with and with- 将图像分析仪得到的每个视场内夹杂物的 out calcium treatment 信息汇集在一起得到每个试样内夹杂物的信息， PwP减少量) 炉号 we/10-6 B4ooT 包括每个夹杂物的面积、周长、最大直径、最小直 W.kg W.kg A 30 1.719 4.571 -0.056 径以及夹杂物的总数量.由于夹杂物直径较小， B(未加钙) 1.726 4.462 0.053 因此把观察到的每个夹杂物截面按圆形处理后 C 品 1.713 4.255 0.260 由面积折算出每个夹杂物直径，然后统计出011 0 16 1.727 4.363 0.152 ~1.0μm,1.01~1.5μm范围内的夹杂物数量. E 20 1.719 4.266 0.249 假设夹杂物在钢中均匀分布，1cm'钢中夹杂 25 1.717 4.250 0.265 物数量L: 加钙平均值 22 1.722 4.311 0.204 N 01.7234.515 (1) 无钙平均值 0 4=X8d×10m 22微细夹杂物数量对磁性的影响 式中，d为直径在某范围内的夹杂物上限直径， 为了比较钙处理对硅钢片中夹杂物的影响， 称为当量直径，m;I为单位体积硅钢中某范围 选取经过钙处理的D炉、F炉与未经钙处理的B 内上限直径为d的夹杂物个数，cm:N为上限直 炉在同一轧制道次的硅钢片（轧制参数保持不 径为4的某范围内夹杂物统计个数：X为视场数： 变)测完磁性后制样，用于统计各种尺寸夹杂物 S为观察试样时每个视场的面积，m. 的数量，经公式(1)计算结果见表2.由表2可 (3)英国剑桥产S-360扫描电镜统计微细夹杂 知，<1m的微细夹杂物数量占夹杂物总量的 物类型及数量、尺寸分布，图像分析仪只能统计 98%以上，钙处理后这部分微细夹杂物数量减少 傲细夹杂物数量，不能具体确定夹杂物的成分， 了一半左右，与之相对应的是铁损降低，说明微 为了确切掌握硅钢片中各种类型的微细夹杂物 细夹杂物对磁性的影响较大， 具体分布情况，通过SEM随机选取一定数量的 2.3微细夹杂物尺寸对磁性的影响 微细夹杂物，测量其尺寸并用能谱确定其成分， 为了进一步确定<1m的微细夹杂物中哪些 从而确定不同尺寸、不同类型的夹杂物所占的比 尺寸范围的对磁性影响较大，比较了B炉和D 例.受设备限制，只能观察200nm以上的夹杂物. 炉、F炉硅钢片中<1m的微细夹杂物的尺寸分 (4)JEM-2000FX型透射电镜观察微细夹杂物 布，如表3所示.可以看出，与未经钙处理的B炉 形貌及成分.对于200nm以下的微细夹杂物，通 相比，钙处理后的D炉中<0.40μm的夹杂物数量 过透射电镜观察形貌并确定其成分. 和F炉中<0.50m的夹杂物数量都有不同程度的 2实验结果及讨论 减少，其中0.110.40m的夹杂物数量明显减少. 说明影响硅钢片磁性的夹杂物尺寸主要集中在 21钙处理对无取向硅钢磁性的改善效果 0.110.40m之间（也可能包括没有统计到的 在每卷硅钢片的头部和尾部沿L,C方向各取 <0.10m的更细小的夹杂物).而该尺寸范围正好 8片（共32片）尺寸为0.5mm×30mm×295mm的方 与硅钢片中磁畴畴壁厚度（一般为几百纳米）相 圈样测量铁损，并取头、尾磁性平均值代表本卷 近，这部分夹杂物在硅钢片磁化过程中钉扎畴 磁性水平.每炉钢均取由第二块连铸坯轧制的相 壁，阻止磁畴转动和畴壁移动，因此要消耗额外 同批号两个硅钢卷的磁性代表本炉钢磁性水平， 的电能来克服这种阻力，致使硅钢片铁损增加， 另取5炉相同钢种相同批号的非实验炉次硅钢 这与文献[5]的观点一致. 卷磁性结果取平均值代表不加钙的平均值.磁性 与B炉相比，钙处理后的D炉和F炉中011~ 检验结果如表1所示， 0.40μm的微细夹杂物数量分别减少了72.52%和 由表1可以看出，钙处理后硅钢片铁损P 62.5%,而0.41~1.00μm的微细夹杂物数量分别增 除A炉略有增加外，随着钙含量增加呈下降趋 加了82.06%和3.67%，说明钙处理促使<0.40μm 势，最多降低了0.265Wkg',平均降低了0.204 的微细夹杂物聚合长大的效果非常明显， Wkg(约5%). 通过扫描电镜选取一定数量的微细夹杂物

. 4 2 8 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 5年 第 4 期 5 0个视场 , 用 图像 仪分析 软件 自动统 计试样 中夹 杂物颗 粒 的面 积 、 颗粒 大 小和 数量 . 将 图像 分 析 仪 得 到 的每个 视 场 内夹 杂 物 的 信 息汇集 在 一起得 到每 个试样 内夹 杂物 的信 息 , 包 括每个 夹杂物 的面 积 、 周长 、 最 大直径 、 最 小直 径 以及 夹 杂物 的总数 量 . 由于 夹杂 物直 径 较小 , 因此 把观 察 到 的每 个 夹杂 物 截 面按 圆形 处理 后 由面积折 算 出每 个夹 杂物 直径 , 然 后 统计 出 0 . n 一 L O 林m , L OI一 1 . 5 林m 范 围 内的夹 杂物 数量 . 假设夹 杂物 在钢 中均匀 分 布 , I cm , 钢 中夹 杂 物数 量石 : 表 l 未用 与采用 钙处理 的硅钢 片铁损 比较 aT b 肠 1 C o er l o s s e o m p a isr o . of s沮c o n s 概1 5卜此妇 初谧h a n d 初 t卜 O U t c a k i 朋 m t r 吧. 吐口 e n t 炉 号 钱召10 一 ` 几叨厂T 尸 L , P : , (减少 量 ) ! t r 一 _一 1 t l T I ~ _一 1 A B (未 加钙 ) C D E F 加钙 平均 值 无 钙平均 值 1 . 7 1 9 1 . 72 6 1 . 7 1 3 1 . 7 2 7 1 . 7 1 9 1 . 7 1 7 1 . 72 2 1 . 7 23 4 . 57 1 4 . 4 6 2 4 . 2 5 5 4 . 3 6 3 4 . 2 6 6 4 . 2 5 0 4 . 3 11 4 . 5 15 一 0 . 0 5 6 0 . 0 5 3 0 2 6 0 0 . 15 2 0 2 4 9 0 . 2 6 5 0 . 2 0 4 30 82016250 : 一二黔一 石 入 J aj x l U ` - ( l ) 式 中 , 试为直径 在 某范 围内 的夹杂 物上 限直 径 , 称 为当量 直径 , 林m ; 石为单 位体 积 硅钢 中某 范 围 内上 限直 径 为端的夹 杂物 个 数 , cm 一 , ; 鱿为上 限直 径 为瑞的某范 围 内夹 杂物 统计 个数 ; X 为视场 数 ; S 为观察 试 样 时每个 视场 的面积 小m 2 . (3 )英 国剑桥 产 S 一 3 60 扫描 电镜 统计微 细夹 杂 物类 型及 数量 、 尺寸 分布 . 图像 分 析仪 只能 统计 微细 夹杂 物 数量 , 不 能具 体确 定 夹杂物 的成分 . 为 了确 切 掌握 硅 钢 片 中各 种类 型 的微 细 夹 杂物 具体 分布 情况 , 通 过 S E M 随机 选 取一 定数 量 的 微细 夹杂 物 , 测 量 其尺 寸并 用 能谱确 定 其成 分 , 从而确 定 不 同尺 寸 、 不 同类 型 的夹杂 物所 占的比 例 . 受 设 备限 制 , 只能 观察 2 0 mn 以上 的夹 杂物 . (4 )EJ M 一 2 00 0 FX 型透射 电镜 观 察微 细夹 杂物 形貌及成 分 . 对于 2 0 mn 以下的微 细夹 杂 物 , 通 过透 射 电镜 观察 形貌 并确 定 其成 分 . 2 实验 结 果及 讨 论 .2 1 钙处 理对 无 取 向硅钢 磁 性 的改善 效果 在 每卷 硅钢 片 的头部和 尾 部沿 L , C 方 向各 取 8 片 ( 共 3 2 片 ) 尺 寸 为0 . 5 m x 3 0 nmt x 2 9 5 mln 的方 圈样 测 量铁 损 , 并取 头 、 尾磁 性平 均值 代表 本 卷 磁性 水平 . 每炉钢 均 取 由第二块 连铸 坯轧 制 的相 同批 号两 个硅 钢卷 的磁性 代表本 炉 钢磁性 水平 , 另取 5 炉 相 同钢 种相 同批 号 的非 实验 炉 次硅 钢 卷磁 性 结果取 平均 值代 表不 加钙 的平 均值 . 磁 性 检 验 结果 如表 1 所示 . 由表 1 可 以看 出 , 钙 处 理后硅 钢 片铁 损八50/ 除 A 炉 略有 增 加外 , 随着钙 含 量增 加呈 下 降趋 势 , 最 多 降低 了 0 . 2 6 5 W · kg 一 , , 平 均 降低 了 0 . 2 0 4 W · k g 一 ’ (约 5 % ) . .2 2 微细 夹 杂物 数量 对磁 性 的影 响 为了 比较 钙 处理 对硅 钢 片中夹 杂物 的影 响 , 选 取 经过 钙处 理 的 D 炉 、 F 炉 与 未经钙 处 理 的 B 炉 在 同一 轧 制道 次 的 硅 钢 片 (轧 制 参 数保 持 不 变 ) 测 完磁 性后 制样 , 用 于 统计 各种 尺 寸夹 杂物 的数 量 , 经 公式 ( l) 计 算 结果 见表 2 . 由表 2 可 知 , < 1 林m 的 微 细 夹 杂 物 数 量 占 夹 杂 物 总 量 的 98 % 以上 , 钙 处理 后这部 分微 细夹 杂物 数量减 少 了一 半左 右 , 与之 相 对应 的是 铁损 降低 , 说 明微 细 夹 杂物 对磁 性 的影 响较 大 . .2 3 微细 夹杂 物 尺 寸 对磁 性 的影 响 为 了进 一步 确定 l< 林m 的微 细夹 杂物 中哪些 尺 寸 范 围的对 磁性 影 响较 大 , 比较 了 B 炉和 D 炉 、 F 炉硅钢 片中 l< 协11 1 的微 细 夹杂 物 的尺 寸分 布 , 如表 3 所 示 . 可 以看 出 , 与未 经钙 处理 的 B 炉 相 比 , 钙 处 理后 的 D 炉 中 < .0 40 脚的夹杂 物数 量 和 F 炉 中 < .0 5 0 脚的夹杂 物 数量 都有 不 同程度 的 减 少 , 其 中 0 . 1 1一.0 4 0 阿的 夹杂物 数量 明显减 少 . 说 明影 响硅 钢 片磁 性 的 夹 杂物 尺 寸主 要 集 中在 0 . 11一.0 4 0 林m 之 间 ( 也 可 能 包 括 没 有 统 计 到 的 < 0 . 10 脚的更细 小 的夹杂物 ) . 而 该尺寸 范 围正好 与硅 钢片 中磁 畴 畴壁 厚度 ( 一般 为几 百纳 米 ) 相 近 , 这 部 分夹 杂物 在 硅 钢 片磁 化 过程 中钉 扎畴 壁 , 阻止 磁 畴转 动和 畴 壁移 动 , 因 此 要 消耗 额外 的 电能 来克 服这 种 阻力 , 致 使硅 钢 片铁 损增 加 . 这 与文献 5[ 1的观 点一致 , 与 B 炉 相 比 , 钙 处 理后 的 D 炉 和 F 炉 中 0 . 1 1一 .0 4 0 林m 的微 细夹 杂物 数量 分别 减少 了 7.2 52 % 和 6.2 5 % , 而 .0 41 一 1 . 0 0 林m 的微细 夹杂物 数量 分别 增 加 了 82 .0 6 % 和 3 . 67 % , 说 明钙 处理 促使 < .0 40 l l m 的微细 夹 杂物 聚合 长 大的 效果 非常 明显 . 通过 扫描 电镜 选取 一 定数 量的微 细夹 杂物

Vol.27 No.4 郭艳永等：钙处理对冷轧无取向硅钢磁性的影响 ·429· 同时确定其尺寸和成分，从而计算出各种尺寸夹 24微细夹杂物类型对磁性的影响 杂物所占比例，统计结果见表4.从表4可以看 未用与采用钙处理的无取向硅钢片中不同 出，未用钙处理的硅钢片中10.00 0.07 0.32 0.04 CaS+MnS 0 010.9 05.45 1.7 Piss/(W.kg) 4.462 4.363 4.250 Al:O,+MnS 034.05020.511.82 0 MnS 025.5302.57 0 0 表3硅钢片中微细夹杂物数量分布 Al,O,+CaS 000 01.826.77 Table 3 Distribution of microinclusions in silicon steel sheets C,A,+CaS+MnO 0 0 02.57 9.09 0 10°cm-3 样本数 82 4755 39 55 59 夹杂物尺寸/m B炉 D炉 F炉 0.11-0.20 5.09 0 1.69 采用钙处理的硅钢片中，除了有一炉发现少 0.21-0.30 4.52 0 1.76 量单独的MnS外，其余炉次中没有发现单独存在 0.31-0.40 4.66 3.92 1.90 的MnS:Al2O·MnS类型的夹杂物比例大幅度下 0.41-0.50 0.80 1.78 0.46 降.钙处理后，钙元素以硫化钙和铝酸钙(xCa0· 0.510.60 0.67 1.76 1.06 yAl2O,简写为CA,)的形式存在于钢中，出现单 0.61-0.70 0.27 0.78 0.42 独的CaS,C·A及其与AlO,MnS等形成的各种 0.71-0.80 0.55 0.31 0.31 0.810.90 复合夹杂物(C.·A,CaS,CaS+MnS,C,A,+CaS+ 0.30 0.30 0.25 0.91-1.00 0.14 0.04 0.33 MnS,Al:O,+MnS,C.A,+CaS+MgO,AlO,+CaS), 表4硅钢片中不同尺寸微细夹杂物所占比例 明钙处理对硫化锰变性效果明显，发现许多由 Table 4 Ratios of different sizes of microinelusions in silicon steel sheets % 夹杂物尺寸/mA炉B炉C炉D炉E炉F炉 <0.20 1.212.12 00 0 0 0.21-0.30 7.3110.631.817.699.096.77 0.31-0.40 12.198.5110.097.6912.7211.86 0.410.50 14.638.519.097.6914.5418.64 0.510.60 10.9734.0412.7217.9414.5416.94 0.610.70 13.4112.7621.8120.515.4516.94 0.71-0.80 15.856.38163615.3814.54 6.77 0.81-0.90 9.7512.7610.9012.8214.5413.55 0.91-1.00 14.634.2516.3610.2514.548.47 图1未用钙处理的硅钢片中微细夹杂物形貌(A,O) 样本数 82 47 5539 55 59 Fig.I Shapes of microinclusions in a silicon steel sheet without calcium treatment (Al,O,)

物 1 . 2 7 N o . 4 郭 艳 永等 : 钙处 理对 冷 轧无 取 向硅钢 磁性 的 影响 一 42 9 · 同时确 定其 尺 寸和成 分 , 从 而 计算 出各种 尺 寸夹 杂物 所 占 比例 , 统计 结 果 见 表 4 . 从 表 4 可 以看 出 , 未 用钙 处 理 的硅 钢 片 中 0 10 . 0 0 lP , 刃(w · kg 一 t ) 17 0 0 0 . 0 0 2 9 0 0 0 8 8 9 0 . 0 0 4 0 . 0 0 2 8 . 2 9 0 . 8 4 8 18 0 . 0 0 3 5 0 刃0 2 1 . 50 1 . 6 9 0 A I : O , C a S A 炉 4 0 2 5 4 0 . 0 2 0 0 0 0 0 3 4 0 5 2 5 . 5 3 0 0 4 7 D 炉 6 6 . 6 6 7 8 , 18 C 人十C as C人 十 C aS 十 M g O C zA, C a S+ M n S A】 二 0 3十 N恤 S M n S A卜0 3 + C a S C x yA + C a S十 M n o 样 本数 2 5 4 5 2 . 5 7 1 . 13 0 . 3 2 4 . 3 6 3 0 . 0 4 4 . 2 5 0 1 . 8 2 10 、 9 2 0 . 5 1 2 . 5 7 5 4 5 1 . 82 表 3 硅钢 片 中徽细 夹杂 物数 t 分布 1抽b l e 3 川 s t d b u U o . o f m i e or i n c l u, i o n s i n s Uic o . s t e el s h e e st 10 , e m 一 3 夹 杂物 尺寸 /阿 B 炉 D 炉 F 炉 0 . 11 户 刁 . 2 0 5 . 0 9 0 1 . 6 9 0 . 2 1~ 0 . 3 0 4乃 2 0 1 . 7 6 0 . 3 1~ 0 . 4 0 4 . 66 3 92 1 9 0 0 . 4 1一 0 . 5 0 0 . 80 1 7 8 0 . 4 6 0 . 5 1 ~ 0 . 6 0 0 . 6 7 1 . 76 1 0 6 0石 l~ 0 . 7 0 0 . 2 7 0 7 8 0 4 2 0 . 7 1~() . 80 0 . 5 5 0 . 3 1 0 . 3 1 0 8 卜刁 . 90 0 3 0 0 . 3 0 0 2 5 0 . 9 1~ 1 . 00 0 . 14 0 0 4 0 3 3 表 4 硅 钢 片中 不同 尺 寸微 细 夹杂物 所 占 比例 T . b l e 4 R a it o s o f d i月阮代n t , 七曰 o f m i e 功恤 d u s i o n s i o s正 c o 。 , et el s h留 t s % 夹杂 物尺 寸 / 脚” A 炉 B 炉 C 炉 D 炉 E 炉 F 炉 < 0 . 2 0 1 . 2 1 2 . 1 2 0 0 0 0 0 . 2卜心 . 30 7 . 3 1 10 . 6 3 1 . 8 1 7石 9 9 . 09 6 .7 7 0 . 3 卜 甲 0 . 4 0 12 . 19 8乃 1 1 0 . 0 9 7 . 6 9 12 72 1 1 . 8 6 0 . 4 L 、 0 . 5 0 14 . 6 3 8 . 5 1 9 . 0 9 7 . 6 9 14 . 5 4 18 . 6 4 0 5 卜刁 石0 10 . 9 7 34 . 04 12 . 72 1 7 . 9 4 14 . 54 16 9 4 0 . 6 1 ~ 0 . 7 0 13 . 4 1 12 . 7 6 2 1 . 8 1 2 0 . 5 1 5 . 4 5 16 . 9 4 0 . 7 卜刁 . 8 0 15 . 8 5 6 . 3 8 16 . 3 6 15 3 8 14 . 5 4 6 . 7 7 0 . 8 卜刁 . 9 0 9 . 7 5 12 7 6 10 . 9 0 12 8 2 14 . 5 4 13 . 5 5 0 .9 1~ 1 . 0 0 14 .6 3 4 . 2 5 16 3 6 10 2 5 1 4 . 54 8 4 7 样 本数 82 4 7 5 5 39 5 5 5 9 3 9 5 5 4 9 . 16 3 2 . 2 5 0 8 3 . 3 9 1 . 7 1 . 7 0 0 6 . 7 7 0 5 9 采 用 钙 处理 的硅 钢 片 中 , 除 了有 一 炉发 现少 量 单 独 的 M n S 外 , 其 余 炉次 中没 有 发现 单独 存在 的 M l l s ; A 1 2 0 , · M n s 类 型 的 夹杂 物 比例 大 幅度 下 降 . 钙 处 理后 , 钙 元 素 以硫 化 钙 和铝 酸 钙 (沈aO · yA 1 2仇 , 简写 为 C 二 · 人 , ) 的形式 存在 于钢 中 , 出现单 独 的 C as , xC · 人 及 其 与 1A 2 0 3 , M nS 等 形 成 的各 种 复 合 夹 杂 物 (C : 人汁C as , C as + M n S , Q · yA + C as + M n S , A 1 2 O 3+ M n S , xC · 人十C a S + M g o , A 1 2 0 ,祀 a s ) , 说 明钙 处理 对硫 化 锰 变 性 效果 明 显 . 发 现许 多 由 图 1 未用钙 处理 的硅 钢 片中微 细夹杂物 形貌 l(A 2 05) F i.g l S h a P es o f m i c or i n e l u s i o o s 加 a s山e o n s et e l s h“ t 树t h o u t e a l c i u m 恤 a 佃 e n t ( A l , 0 0

·430· 北京科技大学学报 2005年第4期 即使有少量MnS析出，也是附着在CaS或者Al,O 质点上形成复合夹杂物，见图4.200nm以下硫化 物夹杂物多呈球形，见图5. (a)MnS 图2未用钙处理的硅钢片中微细夹杂物形貌MS) Fig.2 Shapes of microinclusions in a silicon steel sheet without m物m calcium treatment (MnS) (b)CaS.ALO, 0.5-l.1um的CA,+CaS型复合夹杂物排列在-起 组成的不连续的长条状夹杂物，见图3.综合考患 钙处理后硅钢片铁损降低以及影响硅钢片磁性 的夹杂物尺寸范围可以推断出夹杂物类型对硅 钢片磁性影响较小. 由于MnS是在凝固后期形成的测，钢液没有 s网sw 钙处理时，MnS单独析出或者附着在细小的Al2O 图5透射电镜下硫化物夹杂形貌 上析出，形成Al2O,MnS复合夹杂物.钙处理后， Fig.5 Shapes of microinclusion sulphide in silicon steel sheetsu 由于钙与疏的结合能力比锰强，CaS优先析出， der TEM 3结论 (1)钙处理后硅钢片铁损平均降低约5%，且 随着钙含量增加呈下降趋势 (2)钙处理后无取向硅钢片中<1m微细夹杂 物数量减少约50%. (3)微细夹杂物中小于0.4m的夹杂物对硅 钢片铁损影响较大，钙处理促使小于0.4m的微 细夹杂物聚合长大，从而减轻微细夹杂物对铁损 图3钙处理的硅钢片中微细夹杂物形貌(CA+CaS) 的影响程度. Fig.3 Shapes of microinclusions in a silicon steel sheet with cal- (4)钙处理可以有效地控制MnS析出，夹杂物 cium treatment (CA+CaS) 类型对磁性影响较小， 参考文献 [)薛正良，李正邦，张家雯.洁净钢夹杂物形态控制.武汉 冶金科技大学学报，1999,22(3)：223 [2]胡勤东，蔡开科.高拉速小方坯铸坯中夹杂物行为.钢铁， 2001,36(3:24 [3)】高志刚，冯部飞，张志强.炼钢生产过程对钢中非金属夹 杂物含量的影响研究，冶金标准化与质量，2001,396)：9 [内张莉萍，葛建国，赵爱军，浅谈钢中夹杂物的控制对钢质 量的影响.包钢科技，2002,28(4)：87 图4钙处理的硅钢片中微细夹杂物形貌及成分CS) [5]Boc I,Cziraki A,Grof T,et al.Analysis of inclusions in cold- Fig.4 Shapes of microinclusions in a silicon steel sheet with cal rolled N.O.Si-Fe strips.J MagnMagn Mater,1990,83:381 cium treatment(CaS) 6]尤宝义，非金属夹杂物对无取向硅钢板磁性的影响研究 (下转第452页)

. 43 0 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5年 第 4 期 即使 有 少量 M n S 析 出 , 也是 附着在 C as 或 者 1A 2 0 3 质 点上形 成 复合 夹杂 物 , 见 图 4 , 2 0 nm 以下硫 化 物 夹杂 物 多呈 球形 , 见 图 5 . 图 2 未 用钙处理 的硅 钢 片中徽细 夹杂 物形 貌啊 n s) iF .g Z S卜a P韶 o f m i c ior . c l u s i o . , i . a s ili con , t e el , 七e d 戒比。” t e a lic u m 恤 a tm e n t 伽 n s) .0 5一 1 . 1脚 的 C 盆 A 汁C a S 型复 合夹 杂物 排 列 在一 起 组 成 的不连 续 的长 条状夹 杂物 , 见 图 3 . 综 合考 虑 钙 处 理 后硅 钢 片 铁 损 降低 以及 影 响硅 钢 片 磁 性 的夹 杂 物 尺 寸范 围可 以推 断 出夹 杂物 类 型 对 硅 钢 片 磁性 影 响较 小 . 由 于 M n S 是在 凝 固后 期 形成 的`8] , 钢液 没 有 钙 处理 时 , M l l S 单独析 出或 者 附着 在 细小 的 1A 2 q 上 析 出 , 形成 1A 2 O 3 · M n S 复 合夹 杂 物 . 钙 处理 后 , 由于钙 与 硫 的结 合 能力 比锰 强 , C as 优 先 析 出 , 伪珍aS · A 1 2 0 3 图 5 透 射 电镜下硫 化物 夹杂形 貌 iF .g 5 S h a P es o f m i e耐 n cl u s i o . , . I P七记e i . , 臼枷 . , 扭日 , 加e 如 u 一 d . r T E M 图 3 钙 处理 的硅钢 片中微细 夹杂物 形貌 ( C 透+ C as ) n g · 3 S h a p e s o f nI ic or i . c l u s i o . s in a 8 il ic o n s t耽l s b e d w it h e a l · c i u m t er a t . e n t (C 3A 十C a S ) 3 结 论 ( l) 钙 处理 后 硅 钢片 铁损 平 均 降低 约 5 % , 且 随着 钙 含量 增 加呈 下 降趋 势 . (2 )钙 处 理后 无取 向硅 钢 片 中l< 林m 微 细夹 杂 物数 量减 少 约 50 % . (3 ) 微 细 夹杂 物 中小 于 .0 4 脚的夹 杂物 对 硅 钢 片铁损 影 响较 大 , 钙处 理促 使 小于 .0 4 娜的微 细夹 杂物 聚合 长大 , 从而减 轻微 细夹 杂物 对铁 损 的 影响程 度 . (4 )钙 处理 可 以有 效地控 制 M n S 析 出 , 夹杂 物 类 型对 磁性 影 响较 小 . 图 4 钙处 理的硅 钢 片 中 傲细 哭 杂物形 貌及厕 分伟 a s) F泣g · 4 S h a P e s of m i e or i n c l u , i o n , i n a s Uic o n s t e l , b e d 初th ca -l ic u m t代a t m e . t ( C a S ) 参 考 文 献 【l] 薛正 良 , 李正邦 , 张 家雯 . 洁净钢 夹杂 物形态 控制 . 武 汉 冶金科 技大学 学报 , 19 99 , 2 2 ( 3 ) : 2 2 3 2[ 1 胡勤 东 , 蔡开 科 . 高拉速 小方 坯铸坯 中夹 杂物行 为 . 钢铁 , 2 00 1 , 3 6 ( 3 ) : 2 4 3[ ] 高志 刚 , 冯 韶 飞 , 张志 强 . 炼 钢生产 过程 对钢 中非金属 夹 杂物含 量的影响研 究 . 冶金标 准化 与质 且 , 2 0 01 , 39 ( 6) : 9 4[ l 张莉萍 , 葛建 国 , 赵爱 军 . 浅 谈钢 中夹杂 物的控 制对俐 质 量 的影 响 . 包钢科 技 , 20 02 , 28 (4 ) : 87 [ 5 ] B 6 。 I , e z i r` k i A , G r 6 f T, et a l . A皿卜 s i s o f in c l u s i o sn in e o ld - or ll e d N . 0 . 5 1 一 F e s肠 P s . J M a g n M a g n M a t e r , 19 9 0 , 83 : 3 8 1 环] 尤宝义 . 非金 属夹 杂物 对无取 向硅 钢板磁 性 的影响研 究 (下转第 452 页)

·452. 北京科技大学学报 2005年第4期 Improvment of the quality and mechanical properties of a plain carbon steel by ac- cumulative roll-bonding XU Rongchang",TANG Di,REN Xueping",WEN Yonghong",WANG Xiaohong",WANG Yaogi 1)National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083, China 2)Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute,Beijing 100024,China ABSTRACT Industrial experiments of Q235 plain carbon steel by Accumulitive Roll-Bonding(ARB)process were carried out.The effects of deformation temperature,reduction(the max reduction 98%)and cyclic roling pass on the microstructure and mechanical properties of the steel were investigated.The results showed that a steel with ultrafine grains and higher mechanical properties could be obtained on a plain hot rolling mill by ARB process.It was also proved that the interfacial microstructure was continuous and homogeneous because of the same material rolling. KEY WORDS plain carbon steel;accumulative roll-bonding;microstructure evolvement;mechanical properties (上接第430页) 电工钢，1987(2：159 [8]蔡开科.浇铸与凝園.北京：冶金工业出版社，1992.163 [7何忠治.电工钢.北京：冶金工业出版杜，1997.13 Behavior of microinclusions in cold-rolled non-oriented silicon steel GUO Yanyong,CAl Kaike,LUO Zhonghan,LIU Liangtian LIU Zhimin 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 10008,China 2)Wuhan Iron and Steel Group Co,Wuhan 430083,China ABSTRACT The amount,size distribution and style of microinclusions in non-oriented silicon steel sheets with or without calcium treatment were studied by metalloscope,image analytical meter,scan electron microscope and transmission electron microscope.The results show that microinclusions in the range of 0.1 to 0.4 um influence the core loss of silicon steel sheets greatly but the style of microinclusions has less influence. KEY WORDS non-oriented silicon steel sheet;calcium treatment;microinclusions;core loss

一 4 5 2 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 05 年 第 4 期 Im P r o vm e ni o f th e q u a lity an d m e e h an i e a l P r o P e rt i e s o f a P l a in c a r b o n s t e e l b y a e - e u mu l at i v e r o ll 一 b o n d ing 尤U R o 月 gc h a ng ,毛TA N G D i , ), R E N Xu eP i gn , ), 矽万 N oY n g h o馆 ,气恻刀G iX a o h o 馆 , ), 环月 N G aY o q i ” l ) N at ion al E D g i n e emr g eR s e acr h C e n ter fo r A dy娜 e d R o ll ign eT e hn o l o g y , U in v esr iyt o f s e i e nc e an d eT e ha o l o gy o f B e ij i n g , B e ij in g l 0 00 83 , C h i n a 2 ) B e ij i n g A er on aut i c al M anu af c t团 n g eT c hn o 1 0 g y R e s e ar e h I n st i t u t e , B e ij ign 10 0 0 2 4 , C h in a A B S T R A C T nI du istr a l e x P e ir m e nt s o f Q2 3 5 Plia n e arb o n s te e l by A c c切m u lit i v e oR ll 一 B o dn ign (A 丑B ) rP o e e s s we re c aJ 叮ide o u t . hT e e 月七c t s of de of rm iat on ot m P e r a 奴犷e , er du ict on h(t e m ax er du ict on 98 % ) an d cy icl o olr ign p as s o n ht e m i cr o s lt ” c tL ir e an d m e e h aJ 桩c al rP o P e rt i e s o f ht e s t e e l w e er i n v e s igt at e d . T h e er s ult s s h o we d ht at a st e e l iw th u latr ifn e gr ian s an d h igh er m e e h耐 e a l P r op e irt e s e o ul d b e o b t ian e d o n a P l ian h ot or ll ign m i ll by A RB Por e e s s . It w as a l s o rP o v e d t h at ht e int e r af e i al m i e or s trU c it 叮 e aw s e o int n u o us an d h o m o g en e ous b e e aus e o f th e s am e m aet ir a l or llin g . K E Y W O R D S P lia n e毗 o n st e e l; ac e uj m u lat iv e or ll 一 b o n d ign ; m i e or s t ur c n 叮e e v o Vl e m e in ; m e e h印吐e a l P or P e rt i e s ( 上接 第 4 3 0 页 ) 电工钢 , 19 8 7 (2 ) : 15 9 v1[ 何忠 治 电工钢 . 北京 : 冶金 工业 出 版社 , 19 97 . 13 8[] 蔡开科 . 浇 铸与 凝固 . 北 京 : 冶金工 业 出版 社 , 19 92 . 16 3 B e h va i o r o f m i c r o i n c lu s i o n s i n c o l d 一 r o ll e d n o n 一 o ir e n t e d s ili e o n s et e l G 〔10 aY ny o ng 伙 CA I aK ike ,) L U O hZ 口刀 g h a )nz, L I U Li a久盯ia n跳 刀口 hZ im inz , l ) M e alt l u饱 ic al an d cE o lgo i c a l E n g in e e r in g S e h o o l , 血 i v e sr iyt o f s c i e nc e an d 介 `加 0 1 0留 B iej l n g , B iej in g 10 0 8 3 , bC 如 2 ) W u h an I r o n an d tS e e l G r o uP C o , W u h an 4 3 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T hT e am o un t , s泳 d i s itr b u ti o n an d s yt l e o f m i e or i cn lus i o n s in n on 一 ior ent e d s i li e on s ot e l hs e et s 幼 ht o r w it h o ut e a l e i um tr e a it n ent w er s ut d i e d by m e at ll o s e o P e , im ag e an a lyt i e al m e etr, s e an e l e e tr o n m i cr o s e o P e an d tr an s m i s s i o n e l e c tr o n m i c r o s e o P e . hT e r e s u lt s s h o w th at m i c or in e ut s i o n s in ht e r an g e o f o . l to o . 4脚 i n fl ue cn e ht e e o r e 1 0 5 5 o f s i li e on s t e e l s h e e st gr e at ly b u t ht e s yt l e o f m i e or in c Ius i osn h as l e s s in fl u e n e e . K E Y W O R D S n o n 一 o ir e n t e d s ili e o n s et e l s he e t : e al e l u r n加 a tm en t : m i cor in e l u s ion s ; e o r e 1 0 5 5