硅钢主要用作各种电机和变压器的铁芯,是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要的软磁合金,其中无取向硅钢产量最大。硅钢在热轧过程中表面不可避免会形成氧化铁皮,一方面在氧化铁皮与基体界面处形成的Fe2SiO4,增加了氧化铁皮粘附性,导致与普碳钢相比,在热轧过程中热轧硅钢的氧化铁皮更容易残留在热轧板表面,造成红色氧化铁皮缺陷和氧化铁皮压入缺陷。存在红色氧化铁皮会大大降低酸洗效率,如果红色氧化铁皮分布不均,还会造成热轧板表面局部出现过酸洗或欠酸洗,降低酸洗板的表面质量。氧化铁皮压入则会严重损害热轧板的表面质量并可能遗传至冷轧板从而影响最终产品的磁性能。另一方面,生产过程中,热轧硅钢基体表层会形成的内氧化层无法利用高压水除鳞去除,会遗传至冷轧板表层,作为氧化物夹杂损害产品的磁性能。因此解决热轧无取向硅钢氧化铁皮缺陷的关键,就是要减少红色氧化铁皮、控制氧化铁皮与基体界面的平直度以及内氧化层的厚度。针对上述问题,本论文以Si含量为0.75～2.2%的热轧无取向硅钢为研究对象,分析其氧化热力学、动力学、影响氧化行为的因素以及内氧化与外氧化相互转变的机理,提出红减少色氧化铁皮缺陷、氧化铁皮压入缺陷的措施和内氧化层厚度控制方案,最后提出CSP生产热轧无取向硅钢的工艺改进方案,并在实际生产中进行验证。论文的主要工作以及创新性成果如下：(1)通过热力学计算和氧化动力学分析,建立目标钢种的氧化动力学模型。基于Fe-Si-O三元相图和Ellingham/Richardson图,钢种氧化铁皮中能够存在的氧化物按其形成的难易程度依次为：SiO2、Fe2SiO4、FeO、Fe3O4和Fe2O3；通过在干燥空气条件下温度为600～1150℃的氧化实验,得到钢种的氧化增重速率常数,外氧化和内氧化的氧化速率常数,上述速率常数均随氧化温度升高而增大；得到钢种的氧化激活能,并确定其与温度的关系。(2)测定氧化铁皮中Fe2SiO4的熔点,分析了温度、气氛以及Si含量对氧化铁皮形态的影响,氧化铁皮形态包括结构、厚度和氧化铁皮与基体界面平直度。氧化铁皮中的富Si相是Fe2SiO4与Fe3O4的固溶体,通过DSC测定该固溶体的熔点为1140℃C。温度对实验钢种氧化行为的影响规律为,温度升高,外氧化层与内氧化层厚度均增大,氧化铁皮与基体界面平直度下降。当温度大于1140℃时,氧化铁皮中存在FeO,当温度为800～1000℃时,氧化铁皮表面易形成结瘤,造成界面的严重破坏。Si含量对实验钢种氧化行为的影响规律为,当温度低于1140℃时,Si含量增加能够提高钢种的抗氧化性,当温度高于1140℃时情况则相反；内氧化物颗粒尺寸与Si含量呈正比；相同温度条件下,提高Si含量会降低氧化铁皮与基体界面的平直度。氧化气氛对实验钢种氧化行为的影响规律为,含氧量3%的空气与正常空气条件下钢种的氧化行为无明显差异；水蒸气对氧化速率有促进作用,能够改变氧化铁皮结构,并使氧化铁皮中出现大量孔洞和微裂纹。(3)得到内氧化与外氧化相互转变的机理与条件。氧化铁皮的生长过程是基体被腐蚀从而使内氧化层向外氧化层转变的过程；提高Si含量能够使实验钢种表面只形成外氧化层；另外通过降低氧化气氛中的0含量也能够促使实验钢种表面只形成外氧化层。带氧化铁皮的目标钢种在高纯Ar中保温时,会出现外氧化向内氧化转变的现象,内氧化层生长所需的0源于外氧化层的分解；另外发现O在内氧化层中的扩散系数均大于其在Fe中的扩散系数,表明内氧化物的存在对O扩散起促进作用,并且随Si含量增加,这种促进作用会更加明显。(4)基于以上实验分析,以保证产品磁性能为前提,提出CSP产线热轧无取向硅钢的氧化铁皮控制工艺。保证旋转除鳞正常运行,避免加热炉内气氛出现极低氧分压的情况,抑制外氧化层向内氧化层快速转变；板坯出均热炉经高压水除鳞后的温度高于1000℃,并在轧制阶段采用快速轧制的方法；在卷取阶段,要保证卷取温度低于700℃,抑制外氧化层向内氧化层的转变,同时保证热轧卷内部处于贫氧环境并降低冷却速率。按照上述思路对现有生产工艺进行改进后,现场统计热轧无取向硅钢50WW600因表面氧化铁皮质量而造成的让步率由1.57%降低到0.89%,50WW1300的让步率由3.23%降低到1.99%。