Développement d'une technologie de chauffage pour les billettes coulées à basse température en acier au silicium orienté

Acier à grains orientés laminé à froid en acier GNEE

Ces dernières années, les principales usines de production d'acier au silicium dans le monde ont attaché une grande importance à l'amélioration du processus de chauffage des billettes de coulée. La méthode traditionnelle de chauffage par four à haute température a été remplacée par un chauffage par four à marche ordinaire + un chauffage de courte durée à haute température par four à induction. En 1996, l'usine Bapan de Nippon Steel a utilisé un procédé de chauffage de billettes de coulée à basse température de 1 150 à 1 250 degrés pour produire de l'acier Hi-B ; La Russie utilise un processus de chauffage des dalles à une température de 1 250 à 1 280 degrés pour produire de l'acier CGO. Dans l'industrie sidérurgique moderne, qui recherche de plus en plus d'économies d'énergie, de protection de l'environnement et de réduction des coûts, le processus de chauffage des billettes de coulée à basse température sera sûrement largement utilisé dans la production deacier au silicium orienté.

Orientéacier au siliciumtechnologie de chauffage des billettes de coulée à haute température

Dans le processus de production d'acier au silicium orienté, afin d'obtenir une texture Goss unique par recristallisation secondaire, les particules fines et dispersées de la phase précipitée ou les éléments de ségrégation aux limites des grains qui peuvent inhiber efficacement la croissance normale des grains primaires sont appelés inhibiteurs. Effet sexuel. Afin de garantir des propriétés magnétiques stables, les grosses particules de MnS précipitées lors du processus de coulée et de condensation doivent être complètement dissoutes. Par conséquent, la température de chauffage de la billette de coulée d'acier CGO avec MnS comme inhibiteur est spécifiée comme étant de 1350-1370 degrés, et la température de chauffage de l'acier Hi-B avec MnS+AlN comme inhibiteur est supérieure à celle de l'acier CGO en raison de la teneur plus élevée en manganèse et en carbone. contenu que l’acier CGO. La température de chauffage est spécifiée en 1380-1400 degrés. Lorsque la dalle coulée est chauffée à une température élevée supérieure à 1 350 degrés, les grosses particules de MnS sont complètement dissoutes puis précipitées dans un état finement dispersé pendant le processus de laminage à chaud. Les particules d'AlN finement dispersées sont principalement précipitées lors du processus de normalisation de la tôle laminée à chaud. La taille de grain initiale appropriée après recuit de décarburation pour l'acier CGO est de 15-25 μm, et celle pour l'acier Hi-B est de 10-15 μm. Cela peut garantir que la recristallisation secondaire est complète et que des propriétés magnétiques élevées peuvent être obtenues. Cependant, le chauffage des dalles coulées à haute température présente les inconvénients suivants :

Le taux d'élasticité est réduit : la perte par combustion a augmenté (3,5 %-6 %) en raison de la suroxydation de la brame coulée, qui est environ 4 fois supérieure à la perte par combustion de l'acier au carbone ordinaire ;

(1) Accumulation de scories au fond du four et faible rendement : le point de fusion de la couche d'oxyde de SiO2 formée n'est que de 1 205 degrés, de sorte que la couche d'oxyde fond dans le four de chauffage à haute température et s'écoule vers le fond du four. Le chauffage moyen des billettes 4 000 nécessite un nettoyage des scories et un chauffage. Environ 8 000 seront révisés et les conditions de travail pour réparer le four sont extrêmement mauvaises ;

(2) Gaspillage d'énergie : principalement en raison d'une température excessive, la consommation de carburant augmente ;

(3) Durée de vie raccourcie du four : le revêtement réfractaire dans la zone à haute température du four de chauffage qui a été soumis à une température élevée et à une charge thermique pendant une longue période sera gravement décollé et la durée de vie sera raccourcie, ce qui non seulement augmente la maintenance les coûts, mais réduit également le taux de fonctionnement du four ;

(4) Coût de fabrication élevé : en raison du grossissement du grain de la dalle et de l'oxydation de la limite des grains de bord, la bande laminée à chaud est sujette aux fissures de bord, le taux d'élasticité est réduit et le coût de fabrication est tout aussi élevé ;

(5) De nombreux défauts de surface du produit : calamine d'oxyde mal éliminée à la surface des bandes d'acier laminées à chaud, ce qui affecte la qualité physique du produit ;

(6) Les propriétés magnétiques sont instables : l'aluminium, le silicium et le carbone présents à la surface de la dalle coulée sont combinés avec l'oxydation, ce qui réduit leur teneur, ce qui entraîne des propriétés magnétiques inégales du produit et une détérioration des caractéristiques du film isolant ;

(7) De plus, en raison du grossissement des grains de la dalle, le produit est sujet à des défauts cristallins fins linéaires, ce qui affecte la stabilité magnétique.

À l'heure actuelle, le processus général de chauffage des dalles coulées à haute température est le suivant : les dalles coulées sont d'abord préchauffées dans un four de chauffage ordinaire à 1 200 degrés, puis introduites dans un four à induction haute fréquence pour une température élevée et une courte durée. chauffage. Ce processus consomme moins d'énergie que les méthodes traditionnelles de chauffage par four à haute température, le corps du four a une durée de vie plus longue, réduit l'accumulation de scories de fond et les fissures des bords de laminage à chaud et réduit les coûts de fabrication.

technologie de chauffage de billettes de moulage à basse température en acier au silicium orienté

En raison des inconvénients mentionnés ci-dessus de la technologie de chauffage des billettes de coulée à haute température et du fait qu'elle n'est pas propice à l'utilisation d'acier au silicium orienté et d'autres nuances d'acier pour partager la chaîne de production de laminage à chaud, il est impératif de réduire la température de chauffage des billettes. . Afin d'obtenir un chauffage des billettes de coulée à basse température, MnS doit être éliminé ou l'effet d'affaiblissement de MnS doit être éliminé de l'inhibiteur, et AlN, Cu2S, etc. doivent être utilisés à la place. Cela est principalement dû au fait que la température de la solution solide d’AlN et de Cu2S est inférieure à celle du MnS, qui convient mieux au chauffage à basse température. À l'heure actuelle, il existe principalement deux types de procédés de chauffage de billettes de coulée à basse température utilisés dans l'industrie : l'un est l'inhibiteur (appelé inhibiteur inné) nécessaire à la formation d'une recristallisation secondaire avant le laminage à froid, et l'autre est le recuit de décarburation après nitruration. , l'azote est combiné à l'aluminium d'origine dans l'acier pour former des particules (Al, Si)N fines et dispersées, et l'inhibiteur nécessaire à la recristallisation secondaire (appelé inhibiteur acquis) est obtenu. Pendant le traitement de nitruration, la quantité de nitruration est contrôlée à (150-300) X10-6, et la taille moyenne des grains primaires après recuit de décarburation est contrôlée à 18 ~ 30μm, afin d'obtenir une structure recristallisée secondaire parfaite et d'obtenir une valeur B800 élevée. Le traitement de nitruration et le recuit de décarburation sont effectués dans le même four de recuit continu, c'est-à-dire qu'après le recuit de décarburation, la bande d'acier passe à travers H2+N2+NH (gaz mélangé, contrôlant le taux d'oxydation PH2O/ PH2 Inférieur ou égal à 0,04. De plus, il peut également être utilisé dans la méthode d'ajout de nitrure lors du revêtement de l'agent de démoulage MgO sur la surface de la plaque d'acier pour atteindre l'objectif de nitruration. Le processus de nitruration peut réduire la température de chauffage. de la dalle coulée à 1150-1200 degré.

L'utilisation d'inhibiteurs innés pour produire de l'acier CGO et l'utilisation d'inhibiteurs innés et d'inhibiteurs acquis pour produire de l'acier Hi-B constituent un autre moyen efficace de réduire la température de chauffage de la brame coulée. La température de chauffage de la dalle coulée peut être contrôlée entre 1 250 et 1 300 degrés.

En résumé, l'acier au silicium orienté est actuellement principalement soumis aux deux processus de production de chauffage de billettes coulées à basse température suivants :

(1) Processus de nitruration tardive : seule une petite quantité d’aluminium est ajoutée lors de la fabrication de l’acier, qui est principalement utilisée pour produire de l’acier au silicium orienté Hi-B. Sa composition nécessite une fraction massique 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) Processus d'inhibiteur inné du Cu2S : le Cu2S est le principal inhibiteur dans la production d'acier CGO, et le Cu2S est chauffé entre 1 250 et 1 300 degrés pour obtenir une solution solide complète. Les particules fines et dispersées de Cu2S précipitées lors du laminage à chaud agissent comme des inhibiteurs, contrairement aux particules grossières de MnS restantes dans la tôle laminée à chaud. La taille initiale des grains se situe entre le processus de chauffage des dalles à haute température et le processus de chauffage des dalles à basse température (15-25μm). Dans la production d'acier Hi-B, MnS+AlN est utilisé comme inhibiteur. La tôle laminée à chaud est souvent traitée pour précipiter les fines particules d'AIN. Après décarburation et recuit, la nitruration est souvent utilisée pour renforcer encore la capacité de suppression. Cette technologie peut réduire la température de chauffage de la billette coulée entre 1 250 et 1 300 degrés.

Conclusion

Il est indéniable que la technologie de chauffage des billettes à haute température constitue une étape importante dans l’histoire du développement de l’acier au silicium orienté. Il s’agit d’un processus mature qui peut obtenir de manière stable des propriétés magnétiques élevées une fois que les gens ont pleinement compris le rôle des inhibiteurs. Cependant, ces dernières années, avec la pénurie croissante d'approvisionnement en énergie et les exigences croissantes en matière de protection de l'environnement et de réduction des coûts, les inconvénients du chauffage à haute température sont devenus de plus en plus évidents. L'abaissement de la température de chauffage des brames est devenu la préoccupation des principaux fabricants d'acier au silicium orientés dans le monde. Points chauds du développement technologique. Avec l'approfondissement continu de la recherche, la technologie de chauffage des billettes de coulée à basse température sera plus largement promue et appliquée, ce qui jouera un rôle positif dans la promotion de la production et du développement d'acier au silicium orienté.