CN101654731B - 冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷轧无取向电工钢的制造方法，尤其是涉及一种冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法，包括精轧及精轧之后的卷取，板坯在精轧阶段经过至少两个道次的轧制，所述板坯的奥氏体、铁素体两相区温度范围的上限低于900℃，下限高于850℃；所述板坯在精轧阶段的其中两个相邻道次之间经过强制冷却，板坯在前一道次的轧制温度高于900℃，在后一道次的轧制温度低于850℃。本发明的热轧方法使得普通精轧机组能够适用于冷轧低碳低硅无取向电工钢生产，简化了控制方法、降低了生产成本，有利于冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产、推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷轧无取向电工钢的制造方法，尤其是涉及一种冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法。
背景技术
冷轧无取向电工钢的主要性能参数包括铁损、磁感、冲片性能、叠片系数等。传统的冷轧无取向电工钢通常依靠增加硅含量的方法来达到降低铁损的目的，但随着硅含量的增加磁感强度和饱和磁感随之降低，硬度、屈服强度明显提高，降低冲片性能。因此为了满足制造微型和小型电机、小型变压器等对低铁损、高磁感、良好冲片性能的需要，开发出了冷轧低碳低硅无取向电工钢，即含碳量小于0.015％，含硅或硅铝量小于或等于1％的无取向电工钢。
冷轧无取向电工钢的制造工艺主要包括冶炼、连铸、加热、热轧、酸洗、冷轧、退火、涂绝缘层、性能检测。其中热轧包括精轧和卷取，由于热轧对板坯晶粒大小、析出物、织构等的影响，其开轧温度、终轧温度、卷取温度对成品磁性能起着决定性的作用，因此控制好热轧温度是改善无取向电工钢磁性能的重要措施。据目前公开的关于冷轧无取向电工钢热轧方法的资料表明，若轧制在全奥氏体区进行，铁损将增大，电磁性能恶化，因此为了获得高的磁感应强度、低的铁损，无取向电工钢的热轧都要求在奥氏体区开轧及两相区终轧；或者开轧温度在奥氏体区，终轧温度必须在铁素体再结晶区。
因此，奥氏体、铁素体两相区正好处于精轧阶段，轧制过程中形变和相变同时发生，包括变形奥氏体向铁素体的转变、先析出的铁素体的变形和回复再结晶等，从而导致板坯变形抗力的不可控，同时形变热效应进一步导致情况的恶化。因此，对于普通精轧机组而言，轧制过程中各道次轧制力一定，两相区所在道次对于板坯的形状将不可控，只能通过后续的铁素体单相区轧制对最终的半成品热轧板形状进行纠正控制。
但对于低碳低硅无取向电工钢而言，由于硅是铁素体形成元素，随其含量的降低，奥氏体区增大，奥氏体、铁素体两相区温度降低，两相区在精轧阶段的位置进一步后移，从而导致无法通过后续道次对板坯形状进行纠正。因此，采用普通精轧机组对冷轧低碳低硅无取向电工钢进行轧制，两相区轧制的形状不稳定将直接导致无法保证精扎后的半成品热轧板形状规格，容易窄尺、起套、断带，严重者甚至整批板坯轧废，将严重影响了后续加工的进行。
目前，针对冷轧低碳低硅无取向电工钢生产的特殊性，开发了专用的精轧机组，通过对形状尺寸的在线监控根据专用的轧制控制模型对轧制参数进行控制。但专用设备、专用轧制控制模型开发周期长、成本高，严重限制了冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产、推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使得普通精轧机组能够适用于冷轧低碳低硅无取向电工钢生产的热轧方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法，包括精轧及精轧之后的卷取，板坯在精轧阶段经过至少两个道次的轧制，所述板坯的奥氏体、铁素体两相区温度范围的上限低于900℃，下限高于850℃；所述板坯在精轧阶段的其中两个相邻道次之间经过强制冷却，板坯在前一道次的轧制温度高于900℃，在后一道次的轧制温度低于850℃。
作为一种优选方案：所述板坯在精轧阶段经过至少三个道次的轧制，所述强制冷却设置在倒数第三道次和倒数第二道次之间。
本发明的有益效果是：在相邻的两道次之间通过强制冷却，使板坯从奥氏体区直接进入铁素体区，因此板坯在强制冷却前后分别为奥氏体区单相轧制、铁素体区单相轧制，轧制状态稳定，避免了在两相区轧制变形抗力的不可控；强制冷却后经过铁素体区轧制，保证了精轧阶段在铁素体区的轧制变形量，能够满足对铁素体晶粒大小及织构的要求，从而在保证形状满足规格的同时保证了最终电磁性能的获得，使得普通精轧机组能够适用于冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产，简化了控制方法、降低了生产成本，有利于冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产、推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明的冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法，包括精轧及精轧之后的卷取，板坯在精轧阶段经过至少两个道次的轧制，所述板坯的奥氏体、铁素体两相区温度范围的上限低于900℃，下限高于850℃；所述板坯在精轧阶段的其中两个相邻道次之间经过强制冷却，板坯在前一道次的轧制温度高于900℃，在后一道次的轧制温度低于850℃。
具体的，上述板坯的化学成分重量百分比为C≤0.005％、Si 0.35％～0.50％、Mn 0.15％～0.35％、P 0.03％～0.05％、S≤0.008％、Als＜0.0050％、其余为Fe及不可避免的杂质。当然本方案也适用于其他奥氏体、铁素体两相区温度范围在850～900℃内的其他钢种。
在开轧温度一定的前提下，除强制冷却以外，各道次的轧制温度及卷取温度主要受自然冷却、轧制速率的影响，轧制速率主要又受轧制力、卷取速率的影响；同时，在轧制速率允许的前提下，开轧温度应尽量低，以防止钢中的MnS、AlN等析出物固溶，恶化电磁性能。
因此在综合考虑了奥氏体区的变形量、铁素体区变形量、开轧温度、终轧温度、卷取温度、轧制速率、自然冷却速率等因素的基础上，作为一种最优方案，上述板坯在精轧阶段经过至少三个道次的轧制，上述强制冷却设置在倒数第三道次和倒数第二道次之间。
当然除了选择倒数第二、倒数第三道次以外，也可以根据实际情况进行调整，如：前移，选择倒数第四、倒数第三道次；后移，如选择倒数第二、倒数第一道次；或者其他道次。但前移可能导致倒数第一道次轧制温度、卷取温度的降低，影响铁素体再结晶，进而造成对晶粒度、织构的影响，降低电磁性能，或者为了满足轧制温度造成倒数第三道次及其之后道次的温度控制变得苛刻，甚至无法实现；而后移则可能导致开轧温度的提高，并导致铁素体区变形量不足，进而造成电磁性能恶化。
上述方案，在相邻的两道次之间通过强制冷却，使板坯从奥氏体区直接进入铁素体区，因此板坯在强制冷却前后分别为奥氏体区单相轧制、铁素体区单相轧制，轧制状态稳定，避免了在两相区轧制变形抗力的不可控；经强制冷却后经过两个道次的铁素体区轧制，保证了精轧阶段在铁素体区的轧制变形量，能够满足对铁素体晶粒大小及织构的要求，从而在保证形状满足规格的同时保证了最终电磁性能的获得，使得普通精轧机组能够适用于冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产，简化了控制方法、降低了生产成本，有利于冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产、推广。
进一步的，为了保证热轧晶粒粗大，从而提高电磁性能，上述板坯的卷取步骤温度高于600℃。
上述强制冷却可以采用水冷，也可以采用油冷。
实施例
在某厂的无取向电工钢生产线，根据本发明的热轧方法进行了的冷轧低碳低硅无取向电工钢的工程试验，除热轧以外的其他工艺按现有要求实施。
具体的，其精轧机组是六机架精轧机组能够实现六个道次的精轧，开轧温度范围与现有相同，上述强制冷却设置在倒数第三道次和倒数第二道次之间，强制冷却为冷却水冷却。
受具体设备的性能限制，为了保证开轧温度满足要求及倒数第三道次之前各道次的加工能力，且板坯能在倒数第二道次和倒数第三道次之间通过强制冷却直接跨过两相区，上述板坯在倒数第三道次的轧制温度低于930℃，即倒数第三道次的轧制温度范围为900～930℃。
同时，为了保证倒数第二道次之后的加工直至卷取能有足够的降温空间，保证板坯的卷取步骤温度高于600℃，上述板坯在倒数第二道次的轧制温度高于810℃，即倒数第二道次的轧制温度范围为8l0～850℃，从而使得板坯经自然冷却后在倒数第一道次的轧制温度及之后的卷取温度能够满足加工需要，保证获得高的磁感应强度、低的铁损。
同样，受限于具体设备的性能，卷取最高温度大致在650℃左右。其余道次轧制温度相应的根据自然冷却、轧制速率确定。具体的化学成分、精轧参数、电磁性能见表1。
本方法生产的无取向电工钢轧制稳定、宽度合格；同时，由表1可知，磁感基本可以恒定在1.75～1.76T，而铁损在随着Si含量、卷取温度、倒数第二道次轧制温度的提高而降低。根据试验实测的成品率高，本方案能够使得普通精轧机组适用于冷轧低碳低硅无取向电工钢生产，在获得稳定的尺寸的同时能够获得符合要求的电磁性能，有利于冷轧低碳低硅无取向电工钢的生产、推广。
表1实施例的化学成分、精轧参数、电磁性能
Claims (3)
1.冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法，包括精轧及精轧之后的卷取，板坯在精轧阶段经过至少三个道次的轧制，其特征在于：所述板坯的奥氏体、铁素体两相区温度范围的上限低于900℃，下限高于850℃；所述板坯在精轧阶段的其中两个相邻道次之间经过强制冷却，所述强制冷却设置在倒数第三道次和倒数第二道次之间，倒数第三道次的轧制温度范围为900～930℃，倒数第二道次的轧制温度范围为810～850℃。
2.如权利要求1所述的冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法，其特征在于：所述板坯的化学成分重量百分比为C≤0.005％、Si0.35％～0.50％、Mn0.15％～0.35％、P0.03％～0.05％、S≤0.008％、Als＜0.0050％、其余为Fe及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的冷轧低碳低硅无取向电工钢的热轧方法，其特征在于：所述板坯的卷取步骤温度高于600℃。
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