CN103071677B

CN103071677B - 一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法

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Publication number: CN103071677B
Application number: CN201210590806.1A
Authority: CN
Inventors: 王国栋; 袁国
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2012-12-29
Filing date: 2012-12-29
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-12-29
Also published as: CN103071677A

Abstract

异步轧制技术制备取向硅钢的方法，对于粗轧机或精轧机，其特征在于在热轧中粗轧和精轧过程中全面引入异步轧制方式：一是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或末道次异步轧制、二是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或首末两道次异步轧制；方法为：1)工作辊转速相同，通过上、下工作辊直径不同实现异步；2)上、下工作辊直径相同，通过工作辊转速不同实现异步；3)上、下工作辊直径相同，转速相同，通过改变上、下工作辊面与轧件的摩擦系数来实现异步；异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.01～1:1.30，粗轧总压下率≥85%，道次压下率20%～40%，精轧总压下率≥90%，道次压下率20%～40%。取向硅钢的成分按质量百分数计算为：C 0.03～0.08；Si 2.8～6.5；Mn 0.05～0.2；S 0.013～0.035；Al 0.01～0.05；N 0.0045～0.01；P≤0.03；Cu 0.05～0.5；余量为Fe和其他杂质元素。

Description

一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法

技术领域

本发明属于金属加工领域的取向硅钢的生产技术，具体涉及采用异步热轧方式制备GO和Hi-B两种取向硅钢的方法。

背景技术

取向硅钢是制备各类变压器铁芯的主要材料，要求磁感强度高，铁损低，这就要求取向硅钢钢带的二次晶粒发展完善，晶粒取向准确。

取向硅钢制备包括冶炼，连铸，热轧，常化，冷轧，脱碳退火，涂隔离剂，高温退火和绝缘涂层等各个工序，按照磁感值不同分为GO钢和Hi-B两种取向硅钢，对晶粒大小和晶粒取向有各自要求，目前制备技术中实现完善二次再结晶，晶粒取向度高的方法主要有：a）合理设计抑制剂，增加Sn，B，Sb等晶界偏聚元素；b）采用在初次再结晶退火过程中渗N工艺；c）精确控制热轧和冷却工艺，得到理想热轧板组织和抑制剂分布，促进二次再结晶发展，提高Goss晶粒取向度。上述方法均为通过调整抑制剂成分、热轧道次及冷却工艺来提高取向硅钢的磁性能所做的努力。在生产冷轧无取向硅钢的生产技术中采用异步轧制的方法已有报道，例如东北大学公布了一种用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的专利（ZL200510046812.0），采用常规工艺生产的30～40mm热粗轧板为原料，在热轧和冷轧两个压延工序中全面引入异步轧制方式，异步轧机的上、下工作辊的周向速度比为1：1.05～1:1.30，所制造的冷轧无取向硅钢板铁损明显降低。但是热轧取向硅钢生产中引入异步轧制技术目前尚无相关报道。

发明内容

本发明提供了一种异步热轧技术制备取向硅钢的方法，以达到增加取向硅钢Goss晶粒完善程度，提高钢取向度的目的。

一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法，包括冶炼，连铸，热轧，常化，冷轧，脱碳退火，涂隔离剂，高温退火和绝缘涂层各个工序，其特征在于在热轧中粗轧和精轧过程中全面引入异步轧制方式：一是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或末道次异步轧制、二是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或首末两道次异步轧制；除标注采用异步轧制外的其余道次，可采用常规轧制或异步轧制；实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，（1）工作辊转速相同，通过上、下工作辊直径不同实现异步；（2）上、下工作辊直径相同，通过工作辊转速不同实现异步；（3）上、下工作辊直径相同，转速相同，通过改变上、下工作辊面与轧件的摩擦系数来实现异步；所述异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.01～1:1.30，粗轧总压下率≥85%，道次压下率20%～40%，精轧总压下率≥90%，道次压下率20%～40%。

本发明所述取向硅钢的成分按质量百分数计算为：C 0.03～0.08；Si 2.8～6.5；Mn 0.05～0.2；S 0.013～0.035；Al 0.01～0.05；N 0.0045～0.01；P≤0.03；Cu 0.05～0.5；余量为Fe和其他杂质元素。

对于热轧短流程生产线或常规热轧流程生产线，本发明方法通过对热轧过程中异步轧制对热轧板坯影响规律的研究，在连铸坯粗轧全道次或前两道次和精轧全道次或首末道次引入异步轧制方式，提出一种通过异步轧制在粗轧阶段增加柱状晶破碎效果，细化晶粒，均匀组织的目的。在精轧阶段，首道次异步轧制在板厚方向产生剪切变形，改变热轧过程中晶粒组织和取向，在精轧末道次异步轧制增加次表层剪切变形，为Goss晶粒提供大量的形核位置，形成较强的次表层Goss晶粒。异步轧制技术在取向硅钢热轧阶段应用具有以下技术优势：能够实现大压下变形，实现粗轧阶段破碎铸坯柱状晶组织的效果；降低轧制力，提高轧制效率；搓轧效果明显，形成大量次表层剪切变形组织，为Goss晶粒形核提供位置，为初次再结晶提供足够的Goss晶核；细化热轧板晶粒组织，为抑制剂析出提供足够位置，增强抑制能力。

具体实施方式

本发明一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法，包括冶炼，连铸，热轧，常化，冷轧，脱碳退火，涂隔离剂，高温退火和绝缘涂层各个工序，其特征在于在热轧中粗轧和精轧过程中全面引入异步轧制方式：一是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或末道次异步轧制、二是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或首末两道次异步轧制。所述热轧工艺分为2种：（1）从240～230mm连铸坯热轧开始，粗轧开轧温度1250℃～1350℃，分为3～5道次热轧，首道次压下40%，第二道次压下30%，终轧厚度40mm，终轧温度1150℃～1220℃；精轧阶段分为6～7道次，精轧终轧厚度2.4～2.8mm，首道次压下35%，末道次压下20%，终轧温度950℃～1050℃，热轧后水冷至550℃进行卷取；（2）从70～90mm连铸连轧薄板坯热轧开始，粗轧开轧温度为1000～1200℃，终轧温度为850～1050℃，精轧阶段分为6～7道次，精轧终轧厚度2.4～2.8mm，首道次压下35%，末道次压下20%。

异步热轧后的板带经过常化和酸洗后进行冷轧。本方法板带终轧厚度为0.35mm、0.30mm、0.27mm、0.23mm，冷轧板经过连续脱碳退火后涂MgO隔离剂，然后进入高温退火，高温退火结束后进行平整拉伸退火，涂绝缘膜和绝缘涂层。

实施例1

实验钢A为Hi-B方案，化学成分见表1(%)，采用常规热轧带钢生产流程（线），其特征在于实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，工作辊转速相同，上、下工作辊直径不同。所述异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.20。铸坯加热温度1360℃，粗轧开轧温度1350℃，分为5道次热轧，前两道次采用异步热轧，轧制规程如下：240mm→144mm→100mm异步热轧→72mm→54mm→40mm选择常规或异步热轧，终轧温度1220℃；精轧阶段分为7道次，开轧温度为1210℃，轧制规程如下：40mm→24mm首道次选择性采用异步热轧→15.6mm→10mm→6.6mm→4.6mm→选择常规或异步热轧，3.2mm→2.6mm末道次异步热轧，精轧工艺分为末道次异步轧制或首末道次异步轧制，终轧温度1050℃，热轧后水冷至550℃进行卷取。

热轧板经过常化和酸洗后进行冷轧。终轧厚度为0.30mm，冷轧板经过连续脱碳退火后涂MgO隔离剂，然后进入高温退火，高温退火结束后进行平整拉伸退火，涂绝缘膜和绝缘涂层。

表1 实施例1实验钢A的化学成分（wt，%）

实施例2

实验钢B为低温加热GO钢，化学成分见表2(%)，采用常规热轧带钢生产流程（线），其特征在于实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，上、下工作辊直径相同，工作辊转速不同。所述异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.15。铸坯加热温度1280℃，粗轧开轧温度1280℃，分为5道次热轧，前两道次采用异步热轧，轧制规程如下：在240mm→144mm→100mm之间采用异步热轧，在→72mm→54mm→40mm选择常规或异步热轧，终轧温度1140℃；精轧阶段分为7道次，开轧温度为1140℃，轧制规程如下：在40mm→24mm之间首道次选择性采用异步热轧，在→15.6mm→10mm→6.6mm→4.6mm→选择常规或异步热轧，再次在3.2mm→2.8mm末道次异步热轧，精轧工艺分为末道次异步轧制或首末道次异步轧制，终轧温度950℃，热轧后水冷至500℃进行卷取。

热轧板经过常化和酸洗后进行冷轧。终轧厚度为0.35mm，冷轧板经过连续脱碳退火后涂MgO隔离剂，然后进入高温退火，高温退火结束后进行平整拉伸退火，涂绝缘膜和绝缘涂层。

表2 实施例2实验钢B的化学成分（wt，%）

实施例3

实验钢C为GO钢的化学成分见表3(%)，采用常规热轧带钢生产流程（线），其特征在于实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，上、下工作辊直径相同，改变上、下工作辊面与轧件的摩擦系数。所述异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.10。铸坯加热温度1300℃，粗轧开轧温度1300℃，分为5道次热轧，前两道次采用异步热轧，轧制规程如下：240mm→144mm→100mm异步热轧→72mm→54mm→40mm选择常规或异步热轧，终轧温度1200℃；精轧阶段分为7道次，开轧温度为1210℃，轧制规程如下：40mm→24mm首道次采用异步热轧→15.6mm→10mm→6.6mm→4.6mm选择常规或异步热轧→3.2mm→2.6mm末道次异步热轧，40mm→24mm首道次采用异步热轧，在→15.6mm→10mm→6.6mm→4.6mm→选择常规或异步热轧，在3.2mm→2.8mm末道次再次采用异步热轧，精轧工艺分为末道次异步轧制或首末道次异步轧制，终轧温度1000℃，热轧后水冷至550℃进行卷取。

表3 实施例3实验钢C的化学成分（wt，%）

实施例4

实验钢D为低温加热GO钢，化学成分见表4(%)，采用薄板坯连铸连轧短流程热轧带钢生产流程（线），其特征在于实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，上、下工作辊直径相同，工作辊转速不同。所述异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.25。浇铸速度为3-5m/min，钢水过热度<30℃，1000～1200℃开轧，850～1050℃终轧，精轧阶段分为7道次，轧制规程如下：80mm→52mm首道次选择性采用异步热轧→31.2mm→18mm→10mm→6mm选择常规或异步热轧，→3.5mm→2.8mm末道次异步热轧，精轧工艺分为末道次异步轧制或首末道次异步轧制，热轧后水冷至500℃进行卷取。

表4 实施例4实验钢D的化学成分（wt，%）

Claims

1.一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法，包括冶炼，连铸，热轧，常化，冷轧，脱碳退火，涂隔离剂，高温退火和绝缘涂层各个工序，其特征在于：在热轧的粗轧和精轧过程中全面引入异步轧制方式：一是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或末道次异步轧制、二是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或首末两道次异步轧制；除标注采用异步轧制外的其余道次，可采用常规轧制或异步轧制；异步轧机上、下工作辊的周向速度比为1:1.01～1:1.30，粗轧总压下率为80％～90％，道次压下率20％～40％，精轧总压下率≥90％，道次压下20％～40％；实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，(1)工作辊转速相同，通过上、下工作辊直径不同实现异步；(2)上、下工作辊直径相同，通过工作辊转速不同实现异步；(3)上、下工作辊直径相同，转速相同，通过改变上、下工作辊面与轧件的摩擦系数来实现异步。

2.一种按权利要求1所述异步轧制技术制备的取向硅钢，其特征在于取向硅钢的成分按质量百分数计算为：C 0.03～0.08；Si 2.8～6.5；Mn 0.05～0.2；S 0.013～0.035；Al 0.01～0.05；N0.0045～0.01；P≤0.03；Cu 0.05～0.5；余量为Fe和其他不可避免的杂质元素。

3.按权利要求1所述的异步轧制技术制备取向硅钢的方法，其特征在于所说的热轧粗轧分为3～5道次，粗轧总压下率≥85％，前两道次压下率≥30％，粗轧坯厚度为30～50mm，精轧分为6～7道次，压下率≥93％，首道次压下40％，末道次压下20％。

4.按权利要求1所述的异步轧制技术制备取向硅钢的方法，其特征在于实现所述热轧工艺之一：从240～230mm连铸坯热轧开始，粗轧开轧温度1250℃～1350℃，分为3～5道次热轧，首道次压下40％，第二道次压下30％，终轧厚度40mm，终轧温度1150℃～1220℃；精轧阶段分为6～7道次，精轧终轧厚度2.4～2.8mm，首道次压下35％，末道次压下20％，终轧温度950℃～1050℃，热轧后水冷至500～550℃进行卷取。

5.按权利要求1所述的异步轧制技术制备取向硅钢的方法，其特征在于实现所述热轧工艺之二：从70～90mm连铸连轧薄板坯热轧开始，粗轧开轧温度为1000～1280℃，终轧温度为850～1050℃，精轧阶段分为6～7道次，精轧终轧厚度2.4～2.8mm，首道次压下35％，末道次压下20％。