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无取向硅钢作为高效电机的铁芯材料,要求其具有低铁损和高磁感应强度的磁性能特点。无取向硅钢中夹杂物尤其是亚微米级别的夹杂物不但会抑制晶粒长大,引起晶格畸变,还会阻碍磁畴运动,从而恶化无取向硅钢的磁性能。本文利用OM、SEM、FIB、氧氮分析仪等测试手段分析CSP工艺全流程中夹杂物的数量,尺寸及其成分的演变规律。并针对现场存在细小夹杂物难以去除的实际问题,通过数值模拟来探究提高细小夹杂物去除率的工艺改进方法,主要结果如下所示:(1)RH精炼过程钢中夹杂物以02μm的球形Al2O3复合夹杂为主。随着RH精炼的进行,钢中夹杂物数量不断减少,尤其是加Al后,钢中夹杂物数量大幅度减少,钢液的洁净度提高,且夹杂物有明显长大趋势。因此适当延长铝脱氧的净循环时间,有利于夹杂物充分长大去除。(2)中间包浇铸初始阶段,钢中夹杂物的数量明显增多,钢液的洁净度降低,这是因为钢液发生二次氧化,生成了大量的Al2O3-SiO2-MnO的复合夹杂;随着中间包连铸的进行,夹杂物逐渐上浮去除,夹杂物的体积分数不断降低。中间包连铸过程夹杂物尺寸以12μm为主,主要成分是Al2O3-SiO2-MnO,还有少量含Al2O3的复合夹杂。为了减少二次氧化对中间包连铸过程钢液洁净度的影响,应选择良好的中间包覆盖剂。(3)铸坯中02μm的小尺寸夹杂物占总量的90%,且在铸坯1/4处夹杂物存在聚集现象,铸坯边部夹杂物数量最少,是由液相穴内钢液的流动状态和凝固层速率决定的。铸坯中夹杂物主要是Al2O3-SiO2-MnO和Al2O3-SiO2-CaO-MgO复合夹杂。钢中大尺寸夹杂物以球形的硅铝酸盐为主,尺寸在1020μm之间。酸溶电解定量分析结果同样表明夹杂物在铸坯1/4处聚集,与统计分析结果吻合(4)将上升管的吹气位置进行优化,模型优化后,上升管气体吹入更为均匀,更有利于发挥气体的驱动作用,钢液的环流量增大,下降流股处钢液的速度增大,湍动能和湍流耗散率变大,混匀时间缩短;模型改进后,夹杂物的停留时间缩短,夹杂物的去除率由73.6%提高到了87.5%。此外,湍动能和湍流耗散率的增大增加了0.51μm夹杂物碰撞机率,更有利于0.51μm夹杂物随着流场碰撞长大去除,0.51μm亚微米夹杂物的去除率由57.1%提升到66.4%。亚微米夹杂物去除率的提高可以减少对磁性能的阻碍,这对无取向硅钢的磁性能有很大帮助。