CN101748263A - 一种取向硅钢板坯的加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种取向硅钢板坯的加热方法，按普通取向硅钢要求的成分进行冶炼，铸成板坯，冷却到常温后对板坯进行表面处理，然后放入加热炉进行加热，其特征在于，板坯采用分段加热方式，控制板坯表面到1/8处温度达到1300～1350℃，保温10～20min，使其具有足够的第二相固溶，能够在热轧或常化过程中在热轧板次表层弥散析出，起到抑制初次晶粒、促进二次晶粒长大的目的，本发明在不改变原始成分的条件下，可大幅度降低取向硅钢板坯在炉高温加热时间，不仅能获得较好的产品电磁性能，还能显著降低热轧生产成本、提高成材率和生产效率的目的。

Description

一种取向硅钢板坯的加热方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，是一种硅钢的生产方法，具体涉及一种取向硅钢铸坯的加热方法。

背景技术

目前，取向硅钢板坯加热方法有两种：一种是高温加热法，使板坯在1350℃以上(GO为1350℃～1370℃；Hi-B为1380℃～1400℃)长时间(一般为4～5小时)加热，使板坯中＞1um的粗大第二相粒子固溶，在热轧或常化过程中再以≤50nm的细小弥散状第二相粒子析出，才能保证二次再结晶发展完全和获得高磁性。但板坯经高温长时间加热会造成以下缺点：1)由于过氧化使烧损量增大(3.5％～6％)，比普碳钢加热烧损量约高4倍；2)形成的2FeO·SiO₂氧化层熔点仅为1205℃，因此在高温加热中氧化层熔化而流到炉底，平均加热4000t板坯就要清理熔渣，加热约8000t就要检修，产量低，修炉劳动条件差；3)由于板坯晶粒粗化和边部晶界氧化，热轧带易产生边裂，成材率降低；4)板坯表层中铝、硅和碳与氧化合，其含量降低，随之产品磁性降低和不均匀，绝缘膜特性变坏。

另一种是低温加热法(板坯加热温度在1250℃以下)，针对GO钢，主要通过加入晶界富集元素Sb、Sn等，例如，专利名称：降低普通取向硅钢板坯加热温度的方法，公开日：1986年9月24日，申请号：85100664；申请人：冶金部钢铁研究总院武汉钢铁公司技术部；发明人：刘治赋，孙学范，陈绩戈等，这种方法需要添加合金，从而使炼钢成本增加；降低加温的另种方法或是改变MnS、MnSe抑制剂为低固溶温度的抑制剂CuxS、CuxSe，例如：卢凤喜著的日本取向硅钢板坯低温加热的研制现状.钢铁研究，第6期(总第93期)，1996.11，从而使普通取向硅钢板坯加热温度降低；变抑制剂的方法由于铸坯主要成分发生显著变化，要得到较好产品电磁性能的后续冷轧及退火工艺制度都会发生变化，优化的工艺制度需要经过多次的试验研究及工艺转化才能获得，研发成本显著增加。因此，低温加热法有其优点，但也存在缺点及不确定性。

而专利名称为：基于低温板坯加热法生产具有高磁感应强度的晶粒择优取向电工钢板的方法，公开日：1999年10月6日，申请号：98800888；申请人：浦项综合制铁株式会社；发明人：李青山，韩赞熙，禹宗秀等，是针对Hi-B钢而发明的方法，在此方法中，抑制初次再结晶粒长大的抑制剂在冷轧至成品厚度后形成，从而使低温加热板坯成为可能，对于常规牌号的取向硅钢不适用。

经研究表明，取向硅钢成品的二次再结晶晶粒是由初次再结晶晶粒中具有(110)[001]织构的高斯晶粒在高温退火过程中吞并具有(111)[112]织构的晶粒形成的，而这种二次晶核起源于热轧板的次表层。根据这个理论，可认为只需控制热轧板次表层中的第二相粒子细小弥散，使其在后工序生产中能有效控制次表层中初次再结晶晶粒长大，高温退火时次表层中具有(110)[001]织构的高斯晶核通过表面能逐渐吞并其他晶粒而发生异常长大，便可形成具有较高电磁性能的产品，但是这种理论受实际设备、工艺复杂等因素影响，目前无法实现。

发明内容

本发明公开一种介于板坯高温加热和低温加热法之间的一种加热方法，它既避免了由于板坯高温加热法造成的不利因素，又克服了板坯低温加热法由于成分显著变化而出现后工序工艺需要显著调整的问题，通过控制板坯的加热温度制度，使板坯表面到1/8层的温度快速提高，保温一定时间，保证此区域一定量粗大的第二相粒子固溶，然后在热轧或常化过程中，随温度降低而细小弥散析出，从而获得表面到1/8层第二相粒子细小弥散分布的热轧板。

本发明的目的是这样实现的：

按普通取向硅钢要求的成分进行冶炼，铸成板坯，冷却到常温后对板坯进行表面处理，然后放入加热炉进行加热；加热形式采用分段进行，具体工艺步骤为：

1)板坯以5～20℃/min的升温速度升到500～600℃；

2)板坯从500～600℃以速度2～5℃/min缓慢加热到900℃；

3)板坯温度在900～1200℃时升温速度以2～10℃/min，升温速度先快后慢，加热时间控制在50～100min，前1/2时间以6～10℃/min的速度快速加热，后1/2时间以2～5℃/min的速度缓慢加热；

4)板坯温度在1200～1250℃区间的升温速度为＜2℃/min，慢速加热，加热时间控制在40～70min；

5)当板坯达到1250℃时，以5～10℃/min的速度快速提高加热炉温度到1350℃以上，使板坯表面到1/8层温度迅速提高到1300℃以上，保温10～20min，然后出加热炉进行轧制及后工序实验。

本发明与现有技术相比有以下优点及效果。

本发明采用低温1200～1250℃方法给板坯加热足够长时间4～5小时，使板坯内部组织均匀，然后将炉气温度快速升到1350℃以上，保温10～20min时间后出炉，使板坯表面到1/8层温度到达1350℃左右，且有足够的第二相固溶，然后在热轧或常化过程中在热轧板次表层弥散析出，起到抑制初次晶粒、促进二次晶粒长大的目的，由于发生二次再结晶的(110)[001]取向的二次晶核起源于热轧板的次表层，即1/8层，加热到1/8层(最佳值)有助于(110)[001]取向晶粒的二次再结晶；如果超过1/8层则对二次晶粒长大不利，从而对磁性能不利。本发明在不改变原始成分的条件下，可大幅度降低取向硅钢板坯在炉高温加热时间，不仅能获得较好的产品电磁性能，还能显著降低热轧生产成本、提高成材率和生产效率的目的。

具体实施方式

本发明按普通取向硅钢要求的成分进行冶炼，铸成板坯，冷却到常温后对板坯进行表面处理，然后放入加热炉进行加热；以10～20℃/min的升温速度升到约500～600℃；为了保证板坯无裂纹，板坯在加热到900℃以前必须缓慢加热，升温速度控制在2～5℃/min；板坯温度在900～1200℃时升温速度控制在2～10℃/min，升温速度先块后慢，加热时间控制在50～100min；板坯温度在1200～1250℃的升温速度控制在＜2℃/min，加热时间控制在40min以上，保证板坯内外温度均匀；快速提高加热炉温度到1350℃以上，使板坯表面到1/8层温度迅速提高到1300℃以上，保温10～20min，然后出加热炉进行轧制及后工序实验。

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

对板坯进行表面处理及去头去尾后，平均分割成12块小板坯，4块一组，进行了3组实验对比分析。

1)第一组，在保证高温保温阶段加热时间为20min的条件下，不同加热温度对电磁性能的影响。

具体实验过程为：以10～20℃/min的升温速度升到500～600℃；以2～5℃/min的升温速度使板坯从600℃升温到900℃；控制加热炉温度为1200～1230℃，保温50～100min；然后控制加热炉温度为1250～1280℃，保温40min以上；快速提高加热炉温度到不同的加热温度1300℃、1350℃、1380℃、1410℃，使板坯表面到1/8层温度迅速提高，均保温10～20min；出加热炉后进行热轧及后工序实验。

表1高温保混段加热炉温度与样品电磁性能的关系

从表1的实验结果可看出，快速使加热炉温度提高到1350℃以上保温20min时才能保证样品电磁性能达到国标要求。加热温度越高，电磁性能越好，但受到材料本身限制，加热温度不能太高。所以在保证高温保温阶段加热时间为20min的条件下，最好的加热炉温度为1410℃。

第二组，在保证高温保温阶段加热温度为1410℃的条件下不同加热时间对电磁性能的影响。

具体实验过程为：以10～20℃/min的升温速度升到约500～600℃；以2～5℃/min的升温速度使板坯从600℃升温到900℃；控制加热炉温度为1200～1230℃，保温50～80min；然后控制加热炉温度为1250～1280℃，保温40min以上；快速提高加热炉温度到1410℃，使板坯表面到1/8层温度迅速提高，保温时间分别为5min、10min、15min、20min；出加热炉后进行热轧及后工序实验。

表2高温保温段加热炉时间与样品电磁性能的关系

从表2的实验结果可看出，快速使加热炉温度提高到1410℃保温10min以上时才能保证样品电磁性能达到国标要求。加热时间越长，电磁性能越好，但变好的趋势减弱。说明在高温段保温时间不需要太长，只需要保证15～20min的时间就能使生产出合格的产品。所以在高温段保温时间不需要太长，最好保证在15～20min的时间段内。

3)第三组，在保证高温保温阶段加热温度为1410℃及20min的条件下，板坯在1200～1250℃加热不同时间对电磁性能的影响。

具体实验过程为：以10～20℃/min的升温速度升到约500～600℃；以2～5℃/min的升温速度使板坯从600℃升温到900℃；控制加热炉温度为1200～1230℃，保温50～100min；然后控制加热炉温度为1250～1280℃，保温时间分别为40min、70min、100min；快速提高加热炉温度到1410℃，使板坯表面到1/8层温度迅速提高1350℃～1400℃，保温时间均为20min；出加热炉后进行热轧及后工序实验。

表3板坯在1200～1250℃范围不同加热时间对电磁性能的影响

从表3的实验结果可看出，在保证高温保温阶段加热温度为1410℃及20min的条件下，板坯在1200～1250℃加热40min以上，能保证电磁性能达到国标要求，加热时间越长，电磁性能越好，当加热时间超过70min其变好的趋势减弱。所以，为了即提高硅钢的性能生产出合格的产品，又满足降低生产成本要求，板坯在1200～1250℃范围的时间为最佳值为大于40～70min。

综上分析，当板坯在1200～1250℃范围内加热40～70min，在高温阶段加热炉温度为1410℃并保温15～20min时可以生产出性能合格的取向硅钢。

Claims (2)

1.一种取向硅钢板坯的加热方法，按普通取向硅钢要求的成分进行冶炼，铸成板坯，冷却到常温后对板坯进行表面处理，然后放入加热炉进行加热，其特征在于，板坯采用分段加热方式，控制板坯表面到1/8处温度达到1300～1350℃，保温10～20min。

2.一种取向硅钢板坯的加热方法，其特征在于，其具体工艺步骤为：

1)板坯以5～20℃/min的升温速度升到500～600℃；

2)板坯从500～600℃以速度2～5℃/min缓慢加热到900℃；

3)板坯温度在900～1200℃时升温速度以2～10℃/min，升温速度先快后慢，加热时间控制在50～100min，前1/2时间以6～10℃/min的速度快速加热，后1/2时间以2～5℃/min的速度缓慢加热；

4)板坯温度在1200～1250℃区间的升温速度为＜2℃/min，慢速加热，加热时间控制在40～70min；

5)当板坯达到1250℃时，以5～10℃/min的速度快速提高加热炉温度到1350℃以上，使板坯表面到1/8层温度迅速提高到1300℃以上，保温10～20min。