CN103255338A

CN103255338A - 一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法

Info

Publication number: CN103255338A
Application number: CN2013101704869A
Authority: CN
Inventors: 刘海涛; 宋红宇; 鲁辉虎; 刘振宇; 李成刚; 曹光明; 衣海龙; 王国栋
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: CN103255338B

Abstract

本发明属于取向硅钢制造领域，特别涉及一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法。采用中频真空感应炉冶炼钢水，钢水经双辊连铸形成1~10mm厚的取向硅钢薄带，薄带空冷至850~1200℃进行异步热轧，异速比为1.10~1.50，采用1道次或2道次轧制，控制总压下率为10~50%，热轧板冷却至500~700℃后进行卷取，得到高斯织构增强的取向硅钢热轧板。本发明通过对轧制温度、异速比和总压下率三个工艺参数的有效控制，可以显著增强双辊薄带连铸取向硅钢的热轧高斯织构，本发明采用的工艺简单、稳定，可用于双辊薄带连铸取向硅钢的生产流程中。

Description

一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法

技术领域

本发明属于取向硅钢制造领域，特别涉及一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法。

背景技术

取向硅钢（包括普通取向硅钢和高磁感取向硅钢）是一种含硅约3％的软磁材料，由于具有强的{110}(001)高斯织构，从而沿轧向具有低铁损和高磁感应强度，主要用于变压器铁芯。取向硅钢现有生产工艺存在设备复杂、制造工序多、能耗大、环境负荷大等问题。双辊薄带连铸是以两个旋转的冷却辊为结晶器，用液态金属直接生产薄带材的技术，是将快速凝固与轧制变形融为一体的短流程、近终形加工工艺。双辊薄带连铸技术应用到取向硅钢生产上具有无可比拟的优越性，其所具有的亚快速（10²~10⁴℃/s）凝固特性使之可以获得较之常规连铸坯更加均质、细小的初始凝固组织，并使抑制剂形成元素处于固溶状态，有利于后续处理过程中组织、抑制剂的控制和成品板磁性能的改善。

取向硅钢在二次再结晶中形成强{110}<001>高斯织构的条件之一是在热轧板中产生一定强度的高斯织构，进而在初次再结晶退火后产生一定数量的高斯晶粒作为二次再结晶的核坯。取向硅钢的传统制造流程中，铸坯厚度约为200mm，热轧总压下率通常在90%以上。铸坯经如此大压下率热轧时，由于轧辊和轧件表面剧烈的摩擦作用而在轧件亚表层处发生剧烈的剪切变形，从而产生较强的热轧高斯织构。然而，利用双辊薄带连铸技术获得的薄带坯厚度通常在1~10mm之间，所以，后续所需的热轧压下率非常小，热轧道次大幅减少。如果对其进行传统热轧即同步热轧，热轧板中产生的剪切变形有限，不利于热轧高斯织构的形成，在制备高性能取向硅钢时存在很大难度。因此，在双辊薄带连铸条件下，如何调整热轧工艺以获得足够强度的高斯织构是利用双辊薄带连铸技术制造取向硅钢亟需解决的一个关键问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法，目的是解决在现有的双辊薄带连铸条件下由于热轧高斯织构强度偏低而造成取向硅钢制造难度大的问题。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

采用中频真空感应炉冶炼钢水，钢水经双辊连铸形成1~10mm厚的取向硅钢薄带，薄带空冷至850~1200℃进行异步热轧，异速比为1.10~1.50，采用1道次或2道次轧制，控制总压下率为10~50%，热轧板冷却至500~700℃后进行卷取，得到具有较强热轧高斯织构的取向硅钢热轧板。

所述的取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比为：C 0.03~0.08%，Si 2.8~3.4%，Mn 0.05~0.20%，S 0.015~0.03%，P<0.01%，sol-Al 0.005~0.03%，N 0.003~0.010%，O<0.004%，Ti<0.004%，Cu 0~0.6%，Sn 0~0.2%，余量为Fe和杂质。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

异步轧制是非对称轧制的一种，其特点为上下轧辊辊径相同但圆周速度不同。圆周速度的差别通常用快速辊和慢速辊两者的圆周速度之比（即异速比）来表征，异步轧制具有“搓轧变形”的特点，可在板材中产生通体的剪切变形，从而改变组织和织构的类型及分布情况，将其应用到双辊薄带连铸取向硅钢的热轧过程中，将在热轧板中产生剧烈的剪切变形，产生强烈的热轧高斯织构。

在本发明中，除考虑到异步轧制温度对织构的影响外，还综合考虑到对钢板组织、抑制剂的影响。因此，合理的异步轧制温度控制为850~1200℃；

异速比过小，对热轧高斯织构增强效果不明显；异速比过大，热轧板板形恶化，冷轧困难。因此，本发明中合理的异速比为1.10~1.50；

总压下率过小，对热轧高斯织构增强效果不明显；总压下率过大，热轧机负荷加重，难以实施。因此，本发明中采用1道次或2道次轧制，总压下率为10~50%；

为防止热轧板出现裂纹，卷取温度不能过低；同时，为了避免热轧板粘结或氧化严重，卷取温度不能过高。因此，本发明中合理的卷取温度为500~700℃。

本发明通过对轧制温度、异速比和总压下率三个工艺参数的有效控制，可以显著增强双辊薄带连铸取向硅钢的热轧高斯织构。本发明采用的工艺简单、稳定，可用于双辊薄带连铸取向硅钢的生产流程中。

附图说明

图1 是本发明的具体工艺过程示意图；

其中：1：中频真空感应炉；2：双辊薄带连铸机；3：取向硅钢薄带；4：热轧机；5：热轧板；6：卷取机；

图2 是本发明实施例1中的异步热轧取向硅钢板靠近快辊侧各厚度层的织构分布图；

图3 是比较例中的取向硅钢经同步热轧后的各厚度层的织构分布图；

图4 是本发明实施例1和比较例中高斯织构强度的比较图。

具体实施方式

本发明的工艺过程如图1所示。

取向硅钢热轧板的织构检测是在Bruker D8 Discover 型X射线衍射仪上进行的，采用Co_Kα辐射，通过测量样品的{110}、{200}、{112}三个不完整极图计算取向分布函数（ODF）。所测样品的尺寸为22×20mm。

实施例1

实施例中取向硅钢的化学成分见表1。

如图1所示，采用中频真空感应炉1冶炼钢水，钢水经双辊连铸机2形成厚度为3mm的取向硅钢薄带3，空冷至1100℃在热轧机4上进行2道次异步热轧，异速比为1.30，总压下率为35%，得到热轧板5，热轧板冷却至600℃后在卷取机6上进行卷取，得到高斯织构增强的取向硅钢热轧板。

图2是异步热轧取向硅钢板靠近快辊侧各厚度层的织构分布图，其中参数s表示织构的测定位置，s=2a/d，其中，a为织构测定位置距板中部的距离，而d为热轧板厚度，因此，异步热轧板快辊侧表面、中部及慢辊侧表面可分别定义为s=-1、s=0和s=1，从图2可见，本实施例中的异步热轧取向硅钢板靠近快辊侧为较强的{001}<uvw>纤维织构，中心层为漫散织构，在s=-0.8和s=-0.2厚度层上观察到了较强的高斯织构，强度分别达到3.63和3.06。

表1 化学成分 (wt.%)

C	Si	Mn	P	S	sol-Al	N	O	Ti	Cu	Sn	Fe和杂质
												0.05	3.1	0.07	0.006	0.02	0.02	0.006	0.002	0.002	0.06	0.06	余量

实施例2

实施例中取向硅钢的化学成分见表2。

如图1所示，采用中频真空感应炉1冶炼钢水，钢水经双辊连铸机2形成厚度为10mm的取向硅钢薄带3，空冷至850℃在热轧机4上进行2道次异步热轧，异速比为1.10，总压下率为50%，得到热轧板5，热轧板冷却至500℃后在卷取机6上进行卷取，得到高斯织构增强的取向硅钢热轧板。

经检测，本实施例中的异步热轧取向硅钢板靠近快辊侧表层为较强的{001}<uvw>纤维织构，中心层为漫散织构，并观察到了较强的高斯织构。

表2 化学成分 (wt.%)

C	Si	Mn	P	S	sol-Al	N	O	Ti	Cu	Fe和杂质
											0.03	2.8	0.05	0.005	0.03	0.03	0.010	0.002	0.002	0.6	余量

实施例3

实施例中取向硅钢的化学成分见表3。

如图1所示，采用中频真空感应炉1冶炼钢水，钢水经双辊连铸机2形成厚度为1mm的取向硅钢薄带3，空冷至1200℃在热轧机4上进行1道次异步热轧，异速比为1.50，总压下率为10%，得到热轧板5，热轧板冷却至700℃后在卷取机6上进行卷取，得到高斯织构增强的取向硅钢热轧板。

表3 化学成分 (wt.%)

C	Si	Mn	P	S	sol-Al	N	O	Ti	Sn	Fe和杂质
											0.08	3.4	0.2	0.006	0.015	0.005	0.003	0.002	0.003	0.2	余量

比较例

比较例中除轧制方式采用同步热轧外，化学成分及其他工艺参数均与实施例1相同。如图1所示，在中频真空感应炉1中冶炼钢水，经双辊薄带连铸机2得到厚度为3mm的取向硅钢薄带3，空冷至1100℃在热轧机4上进行2道次同步热轧，总压下率为35%，得到热轧板5，冷却至600℃后在卷取机6上进行卷取，得到同步热轧的取向硅钢板。

图3是比较例同步热轧板各层织构分布图，可见，本发明的比较例中取向硅钢热轧板表层为较强的{001}<uvw>纤维织构，中心层为较弱的γ纤维织构，没有观察到高斯织构。

图4示出了本发明的实施例1和比较例中高斯织构强度沿板厚方向的变化情况。通过对比发现，本发明的实施例1中高斯织构强度在s=-0.8、s=-0.2、s=-0.1和s=0.3厚度层上出现峰值，分别达到3.63、3.06、3.81和3.29。本发明的比较例中的高斯织构较弱，强度均小于1.5。可见，采用本发明的工艺后，双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构显著增强。

Claims

1.一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

采用中频真空感应炉冶炼钢水，钢水经双辊连铸形成1~10mm厚的取向硅钢薄带，薄带空冷至850~1200℃进行异步热轧，异速比为1.10~1.50，采用1道次或2道次轧制，控制总压下率为10~50%，热轧板冷却至500~700℃后进行卷取，得到高斯织构增强的取向硅钢热轧板。

2.根据权利要求1所述的一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法，其特征在于所述的取向硅钢薄带的化学成分按质量百分比为：C 0.03~0.08%，Si 2.8~3.4%，Mn 0.05~0.20%，S 0.015~0.03%，P<0.01%，sol-Al 0.005~0.03%，N 0.003~0.010%，O<0.004%，Ti<0.004%，Cu 0~0.6%，Sn 0~0.2%，余量为Fe和杂质。