CN102534364B

CN102534364B - 一种提高普通取向硅钢磁性能的生产方法

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Publication number: CN102534364B
Application number: CN 201010597244
Authority: CN
Inventors: 蒋奇武; 金文旭; 付勇军; 游清雷; 张静; 张海利; 庞树芳; 王晓达; 苏皓璐; 贾志伟
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: CN102534364A

Abstract

本发明公开了一种提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：工艺流程为冶炼及连铸→热轧→酸洗→一次冷连轧→常化酸洗→二次冷轧→中间火→三次冷轧→脱碳退火及涂Mg0→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整退火。本发明无需添加其他合金元素，通过在钢中残余适量Als，即可实现板坯低温加热技术；热轧板预处理与常化工艺配合，使最终产品磁性能大幅提高；板坯低温加热及热轧板一次冷连轧，可提高生产成材率。

Description

一种提高普通取向硅钢磁性能的生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种可提高普通取向硅钢磁性能的生产方法。

背景技术

节能减排和绿色环保日渐成为钢铁工业的发展方向，如何降低取向硅钢的热轧加热温度已成为研究重点。

对以MnS为主要抑制剂的普通取向硅钢来说，由于MnS固溶温度较高，现有的板坯低温加热技术主要通过在钢中添加其他合金元素，弥补板坯低温加热所造成的MnS抑制力不足：

(1)添加Sb和Sn等晶界偏聚元素，使其在晶界析出；

(2)添加Cu，形成固溶温度低于MnS的Cu₂S。

上述方法在降低板坯加热温度的同时，冶炼成本增加，各工序工艺窗口缩小，钢板脆性加大，后续冷加工困难，成材率降低。不添加额外合金元素实现板坯低温加热，具有重要意义。

已有人发现在冶炼时残余部分Als，以MnS为主要抑制剂，辅以AlN抑制剂，可降低板坯加热温度至1150～1280℃，但二次晶粒尺寸增大，P_1.7比MnS方案的普通取向硅钢约高0.1W/kg。

含Al普通取向硅钢板坯低温加热，对MnS和AlN粒子的固溶和析出产生负面影响，造成磁性能的下降：

(1)板坯低温加热造成MnS固溶不完全，热轧过程中析出的MnS粒子数量不足，MnS粒子抑制力降低。

(2)板坯低温加热降低热轧终轧温度，AlN在热轧过程中多以较大尺寸粒子形态析出，抑制力有限。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种优良磁性能和稳定成材率的普通取向硅钢的生产方法。

本发明基于低温板坯加热制备普通取向硅钢技术，以MnS为主抑制剂，辅之以AlN，采用一次冷轧后进行常化技术，提高普通取向硅钢磁性能。

本发明的技术方案是：

工艺流程为冶炼及连铸→热轧→酸洗→一次冷连轧→常化酸洗→二次冷轧→中间退火→三次冷轧→脱碳退火及涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整退火。

工艺参数要求如下：

1冶炼及连铸

冶炼后主要成分如表1所示，铸坯厚200～250mm。

表1成分(wt％)

C

Si

Mn

P

S

Als

N

Fe

0.035～0.055

2.8～3.4

0.05～0.10

0.005～0.02

0.015～0.03

0.01～0.03

0.006～0.010

余量

2热轧

铸坯采用低温加热，加热温度1200～1300℃，保温120～180min，加热后热轧至2.0～2.5mm。

加热温度明显比传统普通取向硅钢(1350～1400℃)低，不仅成材率得以提高，停炉检修次数也大幅减少，实现了显著降低能耗的同时大幅提高生产效率。

3一次冷连轧

本发明一次冷轧工序的主要作用是对热轧组织进行预处理，经过一次冷轧预处理后的热轧板会产生较多滑移带和位错缺陷，为后续常化工序中第二相粒子弥散析出提供更多的形核位置，有利于高温过程中形成位向准确的Goss织构，提高磁性能。

一次冷轧采用冷连轧，酸洗后的热轧板经5道次冷轧至1.0～1.6mm，前4道次每道次压下率为9.5～20％，第5道次压下率为5％，总压下率为36％～60％。太薄(＜1.0mm)则后工序钢卷组织不好，对最终样品磁性能不利，太厚(＞1.6mm)则本工序对提高磁性能的作用不明显。

4常化

由于热轧工序采用低温加热，本发明中热轧钢带的抑制剂数量少，抑制力弱，通过一次冷轧与适当的常化工艺配合来增强抑制剂能力，关系到最终产品能否获得优良的组织和磁性能。

一次冷轧板在1050～1150℃保温1～3min后，在890～950℃保温20～60s，用40～80℃的热水喷淋钢板上下表面，然后风冷到100℃以下酸洗。

加热时间过长(＞3min)一方面会降低生产效率，另一方面会使金相组织及第二相粒子过于粗化，对最终产品磁性能不利；但加热时间过短(＜1min)则钢板未充分消除加工硬化，不利于钢卷后续的轧制，同时，弥散析出的第二相粒子数量减少，不利于最终形成高取向度的Goss晶粒，对产品磁性不利。

喷淋钢板上下表面的热水温度过低(＜40℃)则钢中析出的第二相粒子细小但数量较少，不利于最终产品磁性能提高；但热水温度过高(＞80℃)则会产生较多的蒸汽，并在钢板表面形成较厚的气膜，减小水对钢板的冷却效果。

5二次冷轧

常化板酸洗后，采用20辊可逆轧机经1～3道次冷轧至0.45～0.70mm，道次压下率控制在25％～35％，总压下率为30％～75％。

传统普通取向硅钢中间退火前的冷轧压下率约为60％～70％，本发明使中间退火前的冷轧工艺窗口明显放宽，生产难度降低，成材率提高。

6中间退火

中间退火制度为850～950℃保温2～4min，退火气氛为d.p.＝20～35℃的20％H₂+80％N₂。

7三次冷轧

中间退火板采用20辊可逆轧机经1～3道次轧至0.23～0.30mm，道次压下率控制在25～35％，总压下率为33％～66％。传统普通取向硅钢脱碳退火前的冷轧压下率为50％～60％，本发明使脱碳退火前的冷轧工艺窗口放宽，生产难度降低，成材率提高。

8脱碳退火及涂MgO

脱碳退火制度为800～870℃保温2～4min，退火气氛为d.p.＝30～65℃的20％H₂+80％N₂。脱碳退火后在带钢表面均匀涂覆MgO涂层并烘干。

9高温退火

采用罩式炉或环形炉进行高温退火，在1～2h内升温到650℃，保温20～30h，再以15～40℃/h的升温速度升到1200℃，保温20～40h，随炉降温到300℃以下时出炉。

10涂绝缘层及热拉伸平整退火

高温退火板涂覆绝缘涂层后，经800℃保温1～3min热拉伸平整退火。

本发明无需添加其他合金元素，通过在钢中残余适量Als，即可实现板坯低温加热技术；热轧板预处理与常化工艺配合，使最终产品磁性能大幅提高；板坯低温加热及热轧板一次冷连轧，可提高生产成材率。

附图说明

图1是实施例1高温退火工艺制度图；

图2是实施例2高温退火工艺制度图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1：

(1)冶炼及连铸

通过炼钢及连铸获得以MnS+AlN为主要抑制剂的普通取向硅钢铸坯，铸坯成分见表2。

表2成分(wt％)

C	Si	Mn	P	S	Als	N	Fe
								0.035	2.8	0.05	0.02	0.015	0.01	0.006	余量

(2)热轧

铸坯在1200℃保温180min后，轧制成厚度为2.0mm的热轧带钢。

(3)一次冷连轧

热轧板经酸洗和6辊连轧机冷轧，5道次轧到1.0mm，前4道次每道次压下率为14％，第5道次压下率为5％，总压下率为50％。

(4)常化

常化工艺为1150℃保温1min，950℃保温20s，40℃热水喷淋钢板后酸洗。

(5)二次冷轧

常化板采用20辊森吉米尔轧机进行二次冷轧，分别轧到0.45mm、0.55mm和0.65mm，轧制道次分别为2道次、2道次和1道次，道次平均压下率分别为33％、26％和35％，总压下率分别为55％、45％和35％。

(6)中间退火

中间退火制度为900℃保温2min，退火气氛为d.p.＝30℃的20％H₂+80％N₂。

(7)三次冷轧

中间退火板采用20辊森吉米尔轧机进行三次冷轧，分别轧到0.23mm、0.27mm和0.30mm，轧制道次均为2道次，道次平均压下率分别为28％、30％和32％，总压下率分别为49％、51％和54％。

(8)脱碳退火及MgO涂层

脱碳退火制度为830℃保温2min，退火气氛为d.p.＝55℃的20％H₂+80％N₂。脱碳退火后在带钢表面均匀涂覆MgO涂层并烘干。

(9)高温退火

高温退火工艺制度见图1。

(10)涂绝缘层及热拉伸平整退火

高温退火板涂覆绝缘涂层后，经800℃保温3min热拉伸平整退火。

热拉伸平整后进行磁性能检测；将上述成分取向硅钢按传统普通取向硅钢工艺进行了试验，每种条件取24片宽30mm、长300mm样品进行单片磁性能检测，试验产品磁性能结果和成材率列于表3。

表3本发明实施例及对比例磁性能及成材率对比

实施例2：

(1)冶炼及连铸

通过炼钢及连铸获得以MnS+AlN为主要抑制剂的普通取向硅钢铸坯，铸坯成分见表4。

表4成分(wt％)

C	Si	Mn	P	S	Als	N	Fe
								0.055	3.4	1.0	0.005	0.03	0.03	0.010	余量

(2)热轧

铸坯在1300℃保温120min后，轧制成厚度为2.5mm的热轧带钢。

(3)一次冷连轧

热轧板经酸洗和6辊连轧机一次冷轧，5道次轧到1.6mm，前4道次每道次压下率为9.5％，第5道次压下率为5％，总压下率为36％。

(4)常化

常化工艺为1050℃保温3min，890℃保温60s，采用80℃热水喷淋钢板。

(5)二次冷轧

常化板采用20辊森吉米尔轧机进行二次冷轧，分别轧到0.45mm、0.55mm和0.65mm，轧制道次均为3道次，道次平均压下率分别为35％、30％和26％，总压下率分别为71.9％、65.6％和59.4％。

(6)中间退火

中间退火制度为900℃保温4min，退火气氛为d.p.＝30℃的20％H₂+80％N₂。

(7)三次冷轧

(8)脱碳退火及MgO涂层

脱碳退火制度为830℃保温4min，退火气氛为d.p.＝55℃的20％H₂+80％N₂。脱碳退火后在带钢表面均匀涂覆MgO涂层并烘干。

(9)高温退火

高温退火工艺制度见图2。

(10)涂绝缘层及热拉伸平整退火

高温退火板涂覆绝缘涂层后，经800℃保温1min热拉伸平整退火。

热拉伸平整后进行磁性能检测；将上述成分取向硅钢按传统普通取向硅钢工艺进行了试验，每种条件取24片30×300mm样品进行单片磁性能检测，试验产品磁性能结果和成材率列于表5。

表5本发明实施例及对比例磁性能及成材率对比

从表3、5可看出，本发明生产的普通取向硅钢最终产品磁性能比传统普通取向硅钢明显提高，而且厚度越薄时，产品磁性能越好，成材率也略高于传统普通取向硅钢。

Claims

1.一种提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：工艺流程为冶炼及连铸→热轧→酸洗→一次冷连轧→常化酸洗→二次冷轧→中间退火→三次冷轧→脱碳退火及涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整退火，冶炼成分按重量百分比为C 0.035~0.055，Si 2.8~3.4，Mn 0.5~1.0，P 0.005~0.02，S 0.015~0.03，Als 0.01~0.03，N0.006~0.010，余量为Fe及不可避免杂质；所述的常化是在1050~1150℃保温1~3min后，降至890~950℃并保温20~60s，用40~80℃的热水喷淋钢板上下表面，然后风冷到100℃以下酸洗。

2.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的热轧采用低温加热，加热温度1200~1300℃，保温120~180min，加热后热轧至2.0~2.5mm。

3.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的一次冷连轧，酸洗后的热轧板经5道次冷轧至1.0~1.6mm，前4道次每道次压下率为9.5%~20%，第5道次压下率为5%，总压下率为36%~60%。

4.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的二次冷轧是常化板酸洗后，采用20辊可逆轧机经1~3道次冷轧至0.45~0.70mm，道次压下率控制在25%~35%，总压下率为30%~75%。

5.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的中间退火制度为850~950℃保温2~4min，退火气氛为d.p.=20~35℃的20%H₂+80%N₂。

6.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的三次冷轧是经1~3道次轧至0.23~0.30mm，道次压下率控制在25%~35%，总压下率为33%~66%。

7.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的脱碳退火制度为800~870℃保温2~4min，退火气氛为d.p.=30~65℃的20%H₂+80%N₂。

8.根据权利要求1所述的提高普通取向硅钢磁性能的生产方法，其特征在于：所述的高温退火采用罩式炉或环形炉进行，在1~2h内升温到650℃，保温20~30h，再以15~40℃/h的升温速度升到1200℃，保温20~40h，随炉降温到300℃以下时出炉。