فرآیندهای تولید فعلی برای فولاد الکتریکی دانه محور

هدف اصلی نورد سرد گرافولاد برقتولید برای اطمینان از کیفیت محصول و به دست آوردن محصولاتی است که الزامات کیفی و الزامات فنی را برآورده می کند. یکی دیگر از وظایف تولید فولاد الکتریکی، تلاش برای افزایش بازده است. تکمیل این وظیفه نه تنها به منطقی بودن فرآیند تولید بستگی دارد، بلکه به استفاده کامل از زمان و تجهیزات و کیفیت فنی اپراتور نیز بستگی دارد. علاوه بر این، تلاش هایی برای کاهش هزینه ها و در عین حال بهبود خروجی و کیفیت انجام می شود.

سازمان تولید فولاد برق گرا شامل سازماندهی و تهیه مواد اولیه، استفاده و نگهداری تجهیزات و تدوین مقررات فنی می باشد. انواع فولادهای الکتریکی نورد سرد با توجه به کاربردهای مختلف، فرآیندهای تولید و روش های عملیاتی متفاوتی دارند. در ادامه به معرفی مختصری از فناوری فعلی تولید فولاد الکتریکی نورد سرد در داخل و خارج از کشور می پردازیم.

تولید نورد سردفولاد الکتریکی جهت دارشامل نورد سرد اولیه و نورد سرد ثانویه است. روش نورد سرد ثانویه عموماً برای تولید گریدهای عمومی فولاد الکتریکی دانه‌گرا استفاده می‌شود. از نورد سرد نواری نورد گرم تا ضخامت متوسط ​​و بازپخت و سپس نورد سرد ثانویه تا ضخامت نهایی و بازپخت نهایی تشکیل شده است. یکی از ویژگی های اساسی آن استفاده از MnS یا MnSe به عنوان یک ترکیب مطلوب برای سرکوب رشد دانه های اولیه است. دومین ویژگی اساسی آن استفاده از نورد سرد با نرخ کاهش متوسط ​​برای تشکیل بافت تغییر شکل است (111) [112]. روش نورد سرد اولیه روشی است که برای تولید فولاد الکتریکی با القای مغناطیسی بالا استفاده می شود. این است که فولاد نوار نورد گرم را پس از عملیات عادی سازی به ضخامت تمام شده نورد سرد کنید و سپس آنیل کردن کربن زدایی را انجام دهید. ویژگی های تولید آن عبارتند از: ① استفاده از AlN+MnS (عمدتا AlN) به عنوان آخال های مطلوب برای مهار رشد دانه های اولیه و ترویج رشد (110) [001] دانه. ② با نرخ کاهش بالا 85٪ بافت تغییر شکل نورد سرد تشکیل شده است (110)[001].

مشکلات و نکات کلیدی در فرآیند تولید فولاد الکتریکی جهت دار

1) یکی از مشکلات در ذوب، محدوده محدود کنترل مواد تشکیل دهنده است.
محدوده نوسان مجاز ترکیب بسیار باریکتر از محدوده ترکیب فولاد کم کربن معمولی و فولاد ورق نازک نورد سرد است. به خصوص هر چه صفحه نازک تر باشد، محدوده ترکیب باریک تر می شود، که دستیابی به آن با استفاده از تجهیزات فرآیند ذوب عمومی و روش های تجزیه و تحلیل دشوار است. نوسانات در مواد تشکیل دهنده به طور مستقیم بر فرآیندهای فردی و عملکرد محصول نهایی تأثیر می گذارد. کنترل اجزاء عمدتاً با استفاده از تجهیزات تصفیه خلاء انجام می شود که شامل توزین آلیاژها و آنالیز سریع و دقیق اجزاء می باشد. کاهش نوسانات اجزاء شامل کل فرآیند فولادسازی و ریخته گری پیوسته، به ویژه فرآیندهای پالایش و ریخته گری مداوم است.

2) دومین مشکل در ذوب، کنترل خلوص است.
کنترل خلوص نه تنها شامل کاهش آخال‌های اکسید می‌شود، بلکه عناصر کاهنده NB، V، Ti را نیز شامل می‌شود که کاربیدهای پایدار و عناصر تشکیل دهنده سولفید مانند Mg و Ca را تشکیل می‌دهند. این عناصر مستقیماً بر رفتار بارشی بازدارنده تأثیر می گذارند. این عناصر عمدتاً همراه با ضایعات فولادی، فروآلیاژها و مواد نسوز به فولاد مذاب وارد می شوند. تهیه و مدیریت این مواد خام و کمکی باید تقویت شود.

3) سومین مشکل در ذوب، جداسازی اجزای دال و ترک های دال است.
به دلیل محتوای گوگرد بالا و محتوای کم منگنز فولاد الکتریکی دانه‌گرا، دال ریخته‌گری شده مستعد ترک‌خوردگی و جداسازی داخلی است. راه حل این است که اقداماتی مانند ریخته گری با حرارت کم، هم زدن الکترومغناطیسی و پرس سبک دال و تنظیم منظم وضعیت ماشین ریخته گری برای کاهش تفکیک مرکزی و ترک های داخلی ناشی از گوگرد بالا و کاهش نسبت کریستال ستونی انجام شود.

4) دشواری فرآیند نورد گرم گرمایش دال در دمای بالا است.
برای حل کامل بازدارنده هایی مانند MnS و AlN، به ویژه MnS، دال ریخته گری باید در دمای بالا گرم شود و برای مدتی گرم نگه داشته شود که به راحتی باعث اکسیداسیون و از دست رفتن سوختگی دال ریختگی می شود. Nippon Steel Co. Ltd. قبل از حرارت دادن در کوره، آنتی اکسیدان ها را روی سطح صفحات ریخته گری با دمای بالای 300 درجه اسپری می کند. شرکت فولاد کاوازاکی با مسئولیت محدود به منظور جلوگیری از ترک‌های مرزی ناشی از گرمایش در دمای بالا و بهبود کیفیت سطح محصولات، محلول آبی MoO3 یا CaMoO4 را روی سطح دال‌های ریخته‌شده با دمای بالای 500 درجه اسپری می‌کند. رویه برخی از سازندگان این است که دال ریخته گری را قبل از ورود به کوره با پوشش ضد اکسیداسیون می پوشانند.

5) تمرکز فرآیند نورد سرد، بازپخت در دمای بالا است.

برای فولاد الکتریکی دانه گرا عمومی، برای به دست آوردن جهت گیری دانه خوب (110)[001]، باید از سرعت گرمایش آهسته تر استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که دانه های (110)[001] با جهت گیری خوب ترجیحا رشد می کنند و بازسازی ثانویه رخ می دهد. تبلور برای فولاد Hi-B، دما و اتمسفر در هر مرحله از فرآیند بازپخت در دمای بالا باید کنترل شود تا از مغناطیس اطمینان حاصل شود و یک لایه زیرین خوب تشکیل شود.

فرآیند گرمایش با دمای پایین در فولاد الکتریکی دانه گرا

کاهش دمای گرمایش دال‌های فولادی الکتریکی دانه‌گرا دارای مزایایی مانند جلوگیری از تشکیل سرباره مایع، کاهش تعمیر و نگهداری کوره گرمایش، به دست آوردن عملکرد فلز بالاتر و جلوگیری از درشت شدن نامطلوب دانه در وسط دال است. در سال‌های اخیر، زمانی که افراد در حال مطالعه گرمایش دال‌ها در دمای پایین هستند، برای اطمینان از استحکام بازدارنده، مواد دیگری غیر از سولفید منگنز، مانند نیتریدها و عناصر رسوب‌شده مرز دانه، برای تقویت بازدارنده اضافه شده‌اند.

دمای محلول جامد نیترید آلومینیوم کمتر از سولفید منگنز است، بنابراین برای گرمایش در دمای پایین مناسب تر است. در حال حاضر روش تولید صنعتی با استفاده از فرآیند گرمایش در دمای پایین اسلب ها استفاده از نیترید آلومینیوم به عنوان بازدارنده و انجام عملیات نیتریدینگ قبل از شروع تبلور مجدد ثانویه یا استفاده از نیترید آلومینیوم به عنوان بازدارنده اصلی و استفاده از Cu2S و سولفید منگنز به عنوان بازدارنده است. بازدارنده مهار کننده های کمکی روش این است که فولاد را نیترید کنید تا با عناصر اصلی در فولاد ترکیب شود تا رسوبات نیترید آلومینیوم با عملکردهای بازدارنده تشکیل شود. با توجه به محلول نیترید آلومینیوم، دمای گرمایش دال را می توان تا 1150~1200 درجه کاهش داد. برای به دست آوردن یک ساختار تبلور مجدد ثانویه کامل، مغناطیس بالا و یک فیلم شیشه ای خوب، تنظیمات مربوط به ترکیب و بهبود فرآیند باید انجام شود. ویژگی های فرآیند جدید Hi-B مورد مطالعه نیپون استیل عبارتند از: با استفاده از نیترید آلومینیوم به عنوان بازدارنده، دمای گرمایش دال به 1150 تا 1250 درجه کاهش می یابد و پس از کربن زدایی و بازپخت، عملیات نیتریدینگ در H{{{{ 8}}اتمسفر N2 حاوی NH3. روش نورد سرد یک بار می تواند محصولاتی با ضخامت 0.18 ~ 0.50 میلی متر تولید کند و ساخت محصولات جدید بدون فیلم شیشه آسان تر است. Sumitomo Metal یک فرآیند فولاد الکتریکی با کربن پایین 1.5% منگنز{19}}.2% Si با استفاده از نیترید آلومینیوم به عنوان یک بازدارنده برای کاهش دمای گرمایش دال پیشنهاد کرد. شرکت فولاد پوهانگ کره جنوبی فرآیندی را برای تولید فولاد الکتریکی با گرایش عمومی و فولاد الکتریکی با القای مغناطیسی بالا با استفاده از نیترید آلومینیوم به عنوان بازدارنده اصلی، Cu2S و سولفید منگنز به عنوان بازدارنده کمکی و گرم کردن دال در دمای 1250 تا 1320 درجه پیشنهاد کرد.