CN103111466B - 一种双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法 - Google Patents
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Abstract
一种双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，其特征在于在薄带连铸后，在热轧的粗轧及精轧过程中引入异步轧制方式，异步轧机上、下工作辊周向速比为1:1.01~1:1.30，薄带连铸后进行单道次或者双道次异步轧制，道次压下率为5%~35%；所述热轧工艺为铸后快速冷却至工艺要求轧制温度900℃~1200℃，单道次压下5%~40%，双道次平均压下10%~25%，热轧终轧厚度1.8~2.6mm；异步热轧后的板带经过常化和酸洗后进行冷轧，薄带终轧板规格厚度分为0.35mm~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，轧制完成后进行水冷至卷取温度。取向硅钢成分质量百分数计算为：C0.03~0.08；Si2.8~6.5；Mn0.05~0.2；S0.013~0.035；Al0.01~0.05；N0.0045~0.01；P≤0.03；Cu0.05~0.5；余量为Fe和其他杂质元素。
Description
技术领域
本发明属于金属加工领域中取向硅钢的生产技术，具体涉及双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法。
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。取向硅钢成品厚度的主要规格为0.35mm，0.30mm，0.27mm，薄规格产品厚度为0.23mm。薄带连铸技术制备取向硅钢包括冶炼，薄带连铸，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，其中，Hi-B对晶粒大小和晶粒取向有更高的要求。
目前利用薄带连铸制备取向硅钢的主要难点在于：a）抑制剂析出特点比较复杂，铸带中析出不均匀；b）铸带晶粒组织粗大，凝固时形成的内应力较大，形成较多缺陷；c）铸带中形成较发达{100}<0vw>取向晶粒，没有Goss取向晶核，影响二次再结晶完善程度。例如：新日铁公布了几种利用双辊快淬法制备取向硅钢的专利（平2-258149，258922，258924-258927；平3-72025-72027），采用AlN+MnS方案，通过凝固后快冷，喷丸处理，冷轧大压下率，二次冷轧，添加合金Nb、Sb、Sn等合金元素，提高C含量的办法来增加铸带中抑制剂析出位置和Goss晶核数量来提高成品磁性能。另外新日铁还提出合理设置连铸参数和薄带热轧的办法来改善铸带组织和晶粒取向（平6-31396,31397）的办法，但是工艺条件过于复杂，操作性不高。美国AK公司的专利也将铸带成形后热轧列为工艺环节（US.Patent No.6749693B2，No.6739384B2）。
对于硅钢异步轧制技术，这一途径在生产基于冷轧工序的无取向硅钢生产技术中已有报道，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1：1.01~1:1.30，所制造的冷轧无取向硅钢板铁损明显降低。但在热轧取向硅钢生产技术中引入异步轧制目前尚无相关报道。
由于双辊连铸得到的薄带厚度所限，热轧余量较小，上述专利中提到的热轧只能一定程度上改变表层组织和晶粒取向。薄带连铸后热轧中引入异步轧制技术目前尚无相关报道。
发明内容
本发明提供了一种双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，将异步热轧技术应用于双辊连铸薄带生产取向硅钢，以达到增加Goss晶粒完善程度，提高其取向度，从而提高磁性能的目的。
一种双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，包括冶炼，薄带连铸，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，其特征在于在薄带连铸后，在热轧的粗轧及精轧过程中引入异步轧制方式，异步轧机上、下工作辊周向速比为1:1.01~1:1.30，进行单道次或者双道次异步轧制，道次压下率为5%~35%；所述热轧工艺为铸后快速冷却至工艺要求轧制温度（900℃~1200℃），单道次压下5%~40%，双道次平均压下10%~25%，热轧终轧厚度1.8~2.6mm；异步热轧后的板带经过常化和酸洗后进行冷轧，本方法薄带终轧板规格厚度分为0.35mm~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。
所述方法制备的取向硅钢，成分质量按百分数计算为：C0.03~0.08；Si2.8~6.5；Mn0.05~0.2；S0.013~0.035；Al0.01~0.05；N0.0045~0.01；P≤0.03；Cu0.05~0.5；余量为Fe和其他杂质元素。
本发明提出的采用双辊连铸薄带的异步热轧工艺制备高磁感、低铁损取向硅钢的方法，通过研究热轧过程中异步轧制对热轧板坯的影响规律，在薄带连铸后视产品厚度规格的工艺要求进行单道次或者双道次异步热轧，提出一种通过异步热轧方法，目的在于增强铸带柱状晶破碎效果，细化晶粒，均匀组织。通过异步热轧，在板厚方向产生剪切变形力，改变热轧过程中晶粒组织和取向，增加次表层剪切变形机率，为Goss晶粒提供大量的形核位置，形成较强的次表层Goss晶粒，同时将变形力传递到整个板厚方向，为抑制剂形核长大提供足够位置，增加抑制效果。
本发明方法创造性地提出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：一是能够实现大压下变形，实现破碎铸带的柱状晶形成随机晶粒取向的效果；二是降低轧制力，提高轧制效率；三是搓轧效果明显，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；四是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。所以将异步轧制引入薄带连铸制备取向硅钢过程是十分必要的。
具体实施方式
实施例1
实验钢A为Hi-B方案，化学成分见表1(%)，浇注温度1555℃，铸带厚度3.2mm，单道次异步热轧轧制温度1050℃，异步轧机工作辊转速相同，通过上、下工作辊辊径不同实现异步，其上、下工作辊周向速度比1:1.20，热轧终轧厚度2.2mm，热轧后水冷至550℃进行卷取。双道次热轧开轧温度1100℃，终轧温度1000℃，热轧终轧厚度2.0mm。
热轧板经过常化和酸洗后进行冷轧。冷轧终轧厚度分为0.35mm、0.30mm、0.27mm、0.23mm等几种规格；2.2mm规格热轧板的冷轧终轧厚度为0.27mm或0.23mm，2.0mm规格热轧板的冷轧终轧厚度为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。
表1 实施例1实验钢A的化学成分（wt，%）
实施例2
实验钢B为低温加热路线GO钢，化学成分见表2(%)，浇注温度1550℃，铸带厚度3.8mm，单道次异步热轧轧制温度1000℃，异步轧机上、下工作辊辊径相同，通过采用工作辊转速不同实现异步，其上、下工作辊周向速度比1:1.25，热轧终轧厚度2.5mm。
热轧板经过常化和酸洗后进行冷轧。冷轧为一次冷轧法，冷轧终轧厚度为0.35mm或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(%)，浇注温度1560℃，铸带厚度3.2mm，单道次异步热轧轧制温度1000℃，异步轧机上、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，其上、下工作辊周向速度比1:1.06，热轧终轧厚度2.3mm。
热轧板经过常化和酸洗后进行冷轧。冷轧为二次冷轧法，冷轧终轧厚度为0.35mm或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3 实施例3实验钢C的化学成分（wt，%）
Claims (6)
1.一种双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，包括冶炼，薄带连铸，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，其特征在于在薄带连铸后，在热轧的粗轧及精轧过程中引入异步轧制方式，异步轧机上、下工作辊周向速比为1:1.01~1:1.30，进行单道次或者双道次异步轧制，道次压下率为5%~35%；所述热轧工艺为铸后快速冷却至工艺要求轧制温度900℃~1200℃，单道次压下5%~40%，双道次平均压下10%~25%，热轧终轧厚度1.8~2.6mm；异步热轧后的板带经过常化和酸洗后进行冷轧，本方法薄带终轧板规格厚度分为0.35mm~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。
2.一种按权利要求1所述的双辊连铸薄带异步热轧工艺所制备的取向硅钢，其特征在于制备高磁感、低铁损取向硅钢成分按质量百分数计算为：C0.03~0.08；Si2.8~6.5；Mn0.05~0.2；S0.013~0.035；Al0.01~0.05；N0.0045~0.01；P≤0.03；Cu0.05~0.5；余量为Fe和其他不可避免的杂质元素。
3.按权利要求1所述的双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，其特征在于所述的异步轧制工艺中，在进入异步轧机前的双辊连铸后的取向硅钢薄带厚度为2mm~5mm，铸后采用水冷使铸带达到热轧温度，铸带异步轧制温度为900℃~1100℃。
4.按权利要求1所述的双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，其特征在于所述的薄带异步热轧的方法为：（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。
5.按权利要求1所述的双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，其特征在于所述的异步热轧过程的压下率为20%~40%。
6.按权利要求1所述的双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法，其特征在于所述的异步热轧后的带钢，进行水冷至550℃进行卷取。
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