CN103266266B

CN103266266B - 薄板坯连铸连轧流程生产低牌号无取向硅钢及其制备方法

Info

Publication number: CN103266266B
Application number: CN201310201110.XA
Authority: CN
Inventors: 仇圣桃; 项利; 张晨; 岳尔斌; 秦哲; 岳桂安; 樊立峰; 李军; 干勇
Original assignee: Of Continuous Casting Technology In National Engineering Research Center Co Ltd; Central Iron and Steel Research Institute
Current assignee: Zhong Da National Engineering and Research Center of Continuous Casting Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: CN103266266A

Abstract

本发明属于冶金领域，涉及一种采用薄板坯连铸连轧流程生产的低牌号无取向硅钢及其制备方法。其成分及重量百分比：C：0.001%～0.008%，Si：1.10%～1.70%，Al：0.20%～1.0%，Mn：0.20%～1.0%，P：0.02%～0.10%，N≤0.005%，S≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质；成分配比保证钢在1100℃时存在10%～30%的奥氏体相[γ_1100℃=26.5+655(%C)-14.2(%Si)+4.2(%Mn)-2.68(%Al)+665(%N)-18.4(%P)]。采用本发明的制备方法所生产的50W470牌号无取向硅钢成品磁性能良好，且不发生瓦楞状缺陷；并且采用本发明的制备方法无需进行大规模的设备改造，省略了热轧板常化工序，也不需要进行二次冷轧，减少了生产工序，降低了生产成本。

Description

薄板坯连铸连轧流程生产低牌号无取向硅钢及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种采用薄板坯连铸连轧流程生产的低牌号无取向硅钢及其制备方法。

背景技术

薄板坯连铸连轧生产工艺流程短，铸坯规格薄，过程热量损失小，可以大量节约能源、降低成本。而且由于轧制线长度短，温降小，可以实现高温终轧和高温卷取，生产出磁性优良的无取向硅钢。

采用薄板坯连铸连轧生产的无取向硅钢板坯薄，拉速快，柱状晶发达。在50W470牌号无取向硅钢的生产过程中，钢中的Si、Al含量一般是Si+Al>1.5%，在C含量很低的情况下，在加热和热轧过程中基本不发生相变，铸坯中柱状晶尺寸粗大，热轧过程中由于动态回复和再结晶缓慢而不能彻底破碎，热轧板的板厚中心附近为粗大伸长的形变晶粒，其平均宽度约为0.2mm，最大可达0.5mm宽，后续冷轧和退火时它们难以再结晶，在成品表面产生沿轧向凸凹不平的瓦楞状缺陷，这使成品的叠片系数降低，磁性变坏，并且绝缘膜层间电阻降低。因此，如何控制或消除瓦楞状缺陷，是薄板坯连铸连轧流程生产50W470牌号无取向硅钢的技术难点。

目前现有技术中主要有以下措施改善或消除瓦楞状缺陷：

1、日本专利特公昭53-114609提出在连铸增设电磁搅拌设备，提高铸坯中等轴晶比例至50%以上，从而消除瓦楞缺陷。不过此种方法在薄板坯连铸连轧工艺上很难实现。

2、日本专利特公昭49-39526公开了连铸采用低过热度（＜15℃）浇铸也可以提高铸坯中等轴晶比率，从而减弱或消除瓦楞缺陷。但是连铸过程不易控制，结晶器中夹杂物不易上浮，连铸坯内夹杂物增多，影响成品质量。

3、美国专利US3935038A提出对化学成分进行调整，提高钢中碳含量，保证C≥1/100[(Si+Al)-0.75]%，使连铸板坯加热和热轧时发生α—γ相变，促进热轧组织动态回复和再结晶，消除带钢中部粗大形变晶粒，可以减弱或消除瓦楞状缺陷。但是，其缺点是满足C≥1/100[(Si+Al)-0.75]%条件要求的C含量非常高，成品退火脱碳量增大，脱碳时间延长，影响机组产量。

4、日本专利特公昭62-54023提出控制精轧，使精轧终轧温度＞1000℃，热轧后1～7秒内不喷水冷却，并在＜700℃卷取，以防止瓦楞缺陷。但是，该方法要求连铸坯加热温度提高至1250℃以上，易造成连铸坯塌腰，影响辊道输送及在连铸坯内部产生内裂纹。

5、通过热轧板常化和二次冷轧增加钢板的再结晶率，以消除瓦楞缺陷，但是此方法增加了生产成本。

6、中国发明专利CN201010230317.6通过如下合理的成分配比：C：0.0031%～0.01%，Si：1.0～1.7%，Al≤0.5%，Mn：0.5～1.5%，P≤0.10%，S≤0.008%，N≤0.005%，Ti≤0.008%，Ca≤0.010%，同时控制精轧，精轧时控制其前二道次每道次的压下率为50～65%，并控制其终轧温度为800～920℃，卷取时控制其卷取温度为690～780℃，并控制均热温度在1100～1150℃，实现了无瓦楞缺陷的薄板坯连铸连轧无取向硅钢的生产。不过，其热轧工序热轧卷需在700℃以上高温进行卷取，造成热轧卷表面氧化铁皮致密，增加了酸洗时的负担；而且生产工艺控制精度要求高，难度大，大道次压下率轧制造成轧机负载较大，板型控制较难。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种薄板坯连铸连轧流程生产的低牌号无取向硅钢及其制备方法，采用本发明的制备方法所生产的50W470牌号无取向硅钢成品磁性能良好，且不发生瓦楞状缺陷。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种薄板坯连铸连轧生产的低牌号无取向硅钢，其化学成分按质量百分数为：C：0.001%～0.008%，Si：1.10%～1.70%，Al：0.20%～1.0%，Mn：0.20%～1.0%，P：0.02%～0.10%，N≤0.005%，S≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质；并且10%≤γ_1100℃≤30%，γ_1100℃为钢中奥氏体在1100℃时的体积含量，其中γ_1100℃=26.5+655(%C)-14.2(%Si)+4.2(%Mn)-2.68(%Al)+665(%N)-18.4(%P)。

所述无取向硅钢的化学成分按质量百分数为：C：0.0029%～0.0055%，Si：1.25%～1.55%，Al：0.35%～0.9%，Mn：0.31%～0.85%，P：0.02%～0.10%，N≤0.005%，S≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质；并且11≤γ_1100℃≤13。

所述无取向硅钢的铁损P_15/50为3.25-3.56W/kg，磁感应强度B₅₀为1.70-1.75T，并且所述无取向硅钢表面无瓦楞状缺陷。

一种上述的无取向硅钢的制备方法，包括如下步骤：

1）冶炼、二次精炼；钢水终点化学成分按质量百分数为：C：0.001%～0.008%，Si：1.10%～1.70%，Al：0.20%～1.0%，Mn：0.20%～1.0%，P：0.02%～0.10%，N≤0.005%，S≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质；

2）连铸，采用液芯压下工艺，使铸坯厚度由结晶器出口时的70～90mm减薄为50～60mm，保证铸坯等轴晶率不小于20%，且等轴晶平均晶粒尺寸不大于2mm；

3）均热；

4）热轧；

5）酸洗冷轧；

6）退火；

7）涂绝缘涂层。

在所述步骤2）中，连铸工艺参数如下：拉速3.5m/min、中间包过热度25℃。

在所述步骤2）中，采用强冷工艺，二冷比水量2.5～2.8L/kg，使铸坯柱状晶一次枝晶臂间距不大于400μm。

在所述步骤3）中，控制均热温度不高于1150℃。

在所述步骤4）中，第一道次轧制压下率为45%～50%。

在所述步骤4）中，热轧的总压下率为95%～97%。

在所述步骤5）中，酸洗后一次冷轧至0.5mm。

在所述步骤6）中，退火温度为800℃～900℃，脱碳气氛的露点为35℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用本发明的制备方法所生产的50W470牌号无取向硅钢成品磁性能良好，且不发生瓦楞状缺陷；并且采用本发明的制备方法无需进行大规模的设备改造，省略了热轧板常化工序，热轧后卷取温度在680℃～710℃，也不需要进行二次冷轧，减少了生产工序，降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

按如下质量百分数的化学成分配制原料：C：0.0029%，Si：1.48%，Al：0.39%，Mn：0.79%，P：0.021%，N：0.0035%，S：0.0039%，其余为铁和不可避免的杂质，进行冶炼和真空精炼。

之后进行薄板坯连铸，采用液芯压下工艺，使铸坯厚度由结晶器出口时的90mm减薄为60mm，连铸过程中采用强冷工艺，经检测铸坯中等轴晶率约为25%，等轴晶平均晶粒尺寸约为1.62mm，铸坯中柱状晶一次枝晶臂间距约为380μm；之后在1130℃均热后热轧，第一道次轧制压下率为49%；将热轧板酸洗后一次冷轧至0.5mm厚，然后在连续退火涂层机组进行退火和涂层。

成品铁损P_15/50为3.27W/kg，磁感B₅₀为1.70T，成品钢板表面无瓦楞状缺陷出现。

实施例2

按如下质量百分数的化学成分配制原料：C：0.0036%，Si：1.25%，Al：0.90%，Mn：0.31%，P：0.07%，N：0.0038%，S：0.0038%，其余为铁和不可避免的杂质，进行冶炼和真空精炼。

之后进行薄板坯连铸，采用液芯压下工艺，使铸坯厚度由结晶器出口时的90mm减薄为60mm，连铸过程中采用强冷工艺，经检测铸坯中等轴晶率约为22%，等轴晶平均晶粒尺寸约为1.50mm，铸坯中柱状晶一次枝晶臂间距约为340μm；之后在1120℃均热后热轧，第一道次轧制压下率为48%；将热轧板酸洗后一次冷轧至0.5mm厚，然后在连续退火涂层机组进行退火和涂层。

成品铁损P_15/50为3.44W/kg，磁感B₅₀为1.72T，成品钢板表面无瓦楞状缺陷出现。

实施例3

按如下质量百分数的化学成分配制原料：C：0.0051%，Si：1.36%，Al：0.69%，Mn：0.50%，P：0.03%，N：0.0036%，S：0.0040%，其余为铁和不可避免的杂质，进行冶炼和真空精炼。

之后进行薄板坯连铸，采用液芯压下工艺，使铸坯厚度由结晶器出口时的90mm减薄为55mm，连铸过程中采用强冷工艺，经检测铸坯中等轴晶率约为28%，等轴晶平均晶粒尺寸约为1.47mm，铸坯中柱状晶一次枝晶臂间距约为355μm；之后在1140℃均热后热轧，第一道次轧制压下率为45%；将热轧板酸洗后一次冷轧至0.5mm厚，然后在连续退火涂层机组进行退火和涂层。

成品铁损P_15/50为3.39W/kg，磁感B₅₀为1.71T，成品钢板表面无瓦楞状缺陷出现。

实施例4

按如下质量百分数的化学成分配制原料：C：0.0055%，Si：1.55%，Al：0.35%，Mn：0.85%，P：0.027%，N：0.0036%，S：0.0041%，其余为铁和不可避免的杂质，进行冶炼和真空精炼。

之后进行薄板坯连铸，采用液芯压下工艺，使铸坯厚度由结晶器出口时的90mm减薄为55mm，连铸过程中采用强冷工艺，经检测铸坯中等轴晶率约为29%，等轴晶平均晶粒尺寸约为1.49mm，铸坯中柱状晶一次枝晶臂间距约为361μm；之后在1130℃均热后热轧，第一道次轧制压下率为46%；将热轧板酸洗后一次冷轧至0.5mm厚，然后在连续退火涂层机组进行退火和涂层。

成品铁损P_15/50为3.28W/kg，磁感B₅₀为1.70T，成品钢板表面无瓦楞状缺陷出现。

表1为实施例1-4和比较例1-3的相关参数对比。其中，比较例1中根据成分计算得出的γ_1100℃值不在本发明范围内（10%～30%），成品产生了瓦楞状缺陷；比较例2中根据成分计算得出的γ_1100℃值在本发明范围内（10%～30%），但采用液芯压下情况和热轧第一道次的压下率以及铸坯冷却方式不在本发明范围内，成品产生了瓦楞状缺陷；比较例3中根据成分计算得出的γ_1100℃值不在本发明范围内（10%～30%），且采用液芯压下情况和热轧第一道次的压下率也不在本发明范围内，成品产生了瓦楞状缺陷。

表1实施例1-4和比较例1-3的相关参数对比

Claims

1.一种薄板坯连铸连轧生产的低牌号无取向硅钢，其特征在于：所述无取向硅钢的化学成分按质量百分数为：C：0.001％～0.008％，Si：1.10％～1.70％，Al：0.20％～1.0％，Mn：0.20％～1.0％，P：0.02％～0.10％，N≤0.005％，S≤0.005％，其余为铁和不可避免的杂质；并且10％≤γ_1100℃≤30％，γ_1100℃为钢中奥氏体在1100℃时的体积含量，其中γ_1100℃＝26.5+655(％C)-14.2(％Si)+4.2(％Mn)-2.68(％Al)+665(％N)-18.4(％P)；

所述无取向硅钢采用如下方法制备：冶炼和二次精炼--连铸--均热--热轧--酸洗冷轧--退火--涂绝缘涂层；

所述连铸采用液芯压下工艺，保证铸坯等轴晶率不小于20％，且等轴晶平均晶粒尺寸不大于2mm。

2.如权利要求1所述的无取向硅钢，其特征在于：C：0.0029％～0.0055％，Si：1.25％～1.55％，Al：0.35％～0.9％，Mn：0.31％～0.85％，P：0.02％～0.10％，N≤0.005％，S≤0.005％，其余为铁和不可避免的杂质；并且11≤γ_1100℃≤13。

3.如权利要求1所述的无取向硅钢，其特征在于：所述无取向硅钢的铁损P_15/50为3.25-3.56W/kg，磁感应强度B₅₀为1.70-1.75T，并且所述无取向硅钢表面无瓦楞状缺陷。

4.一种如权利要求1所述的无取向硅钢的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

1)冶炼、二次精炼；钢水终点化学成分按质量百分数为：C：0.001％～0.008％，Si：1.10％～1.70％，Al：0.20％～1.0％，Mn：0.20％～1.0％，P：0.02％～0.10％，N≤0.005％，S≤0.005％，其余为铁和不可避免的杂质；并且10％≤γ_1100℃≤30％，γ_1100℃为钢中奥氏体在1100℃时的体积含量；

2)连铸，采用液芯压下工艺，使铸坯厚度由结晶器出口时的70～90mm减薄为50～60mm，保证铸坯等轴晶率不小于20％，且等轴晶平均晶粒尺寸不大于2mm；

3)均热；

4)热轧；

5)酸洗冷轧；

6)退火；

7)涂绝缘涂层。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤2)中，连铸工艺参数如下：拉速3.5m/min、中间包过热度25℃。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤2)中，采用强冷工艺，二冷比水量2.5～2.8L/kg，使铸坯柱状晶一次枝晶臂间距不大于400μm。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤3)中，控制均热温度不高于1150℃。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤4)中，第一道次轧制压下率为45％～50％。

9.如权利要求4或8所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤4)中，热轧的总压下率为95％～97％。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤5)中，酸洗后一次冷轧至0.5mm。

11.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤6)中，退火温度为800℃～900℃，脱碳气氛的露点为35℃。