CN103468907B - 一种基于asp中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法 - Google Patents

一种基于asp中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于生产无取向电工钢的技术领域,属于基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法。采用基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法,其特征是,在特定的原料辅料的基础上,采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后,然后依次经过ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层的方法,得到无取向电工钢既具有常规厚板坯连铸连轧工艺板坯铸态组织、析出物的分布和大小等有利于无取向电工钢的优势,可以满足日益增长的电机行业对冷轧无取向电工钢的需求,提高了企业的竞争力。

Description

-种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工 钢的方法
技术领域
[0001] 本发明属于生产无取向电工钢的技术领域,属于基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺 生产冷轧无取向电工钢的方法。
背景技术
[0002] 无取向电工钢是电机行业重要的金属功能材料,冷轧无取向电工钢在国内外主要 是采用常规厚板坯工艺生产,如新日铁、武钢、宝钢。传统的生产无取向电工钢的生产工艺 一般采用厚度为200〜250mm的连铸坯,该工艺冷却强度小,冷却速率慢,铸坯中夹杂物粗 大,对无取向娃钢的生广有利,但是存在工序复杂、能耗大、环境负荷大、生广成本1¾等问 题。随着薄板坯连铸连轧工艺技术的进步,生产品种不断扩展。
[0003] 经检索,发现专利200410099171. 0报道了采用薄板坯连铸连轧生产冷轧无取向 电工钢的方法,其连铸坯厚度一般为30〜70mm,该工艺虽然节能、高效,但由于薄铸坯连铸 工艺冷却强度大,冷却速率快。在快速凝固过程中析出的氧化物多且细小,不利于降低成 品板的铁损。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提出一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电 工钢的方法。采用基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法,其特征 是,在特定的原料辅料的基础上,采用KR+B0F+RH获得满足成分要求的钢水后,然后依次经 过ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层的方法,得 到无取向电工钢既具有常规厚板坯连铸连轧工艺板坯铸态组织、析出物的分布和大小等有 利于无取向电工钢的优势,同时又具有薄板坯连铸连轧工艺的节能与高效的优点,可以满 足日益增长的电机行业对冷轧无取向电工钢的需求,提高了企业的竞争力。
[0005] 本发明的技术方案为:
[0006] 一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法,其特征是, 在特定的原料辅料的基础上,采用KR+B0F+RH获得满足成分要求的钢水后,然后依次经过 ASP中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层,得到无取向 电工钢;钢水的化学成分及重量百分比为:C彡0. 0050%,Si 0. 30%〜I. 60%,Mn 0. 20%〜 0.40%,S 彡 0.005%,P 彡 0.080%,0 彡 0.0040%,N 彡 0.0030%,Ti 彡 0.0050%,Als 0.15% 〜 0. 40%,其余为Fe及不可避免的杂质。
[0007] 所述的特定的原料辅料指的是,高炉铁水温度1300〜1400°C,高炉铁水成分:
[S]彡 0· 030%,[Si] 0· 35% 〜0· 65%,[Ti]彡 0· 010% ;冶金石灰:CaO 彡 90 %,SiO2 彡 1. 5%, S彡0· 03%,P彡0· 03%,活性:370〜450 ml,粒度20〜50_,其中,粒度彡IOmm的不大于 10%。
[0008] 本发明的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法,具体步 骤如下:
[0009] (1)原料辅料要求:高炉铁水温度1300〜1400°C,高炉铁水成分:[S]彡0. 030%, [Si] 0· 35% 〜0· 65%,[Ti]彡 0· 010% ;冶金石灰:CaO 彡 90 %,SiO2 彡 L 5%,S 彡 0· 03%, P彡0· 03%,活性:370〜450 ml,粒度20〜50mm,彡IOmm的不大于10% ;
[0010] (2)KR工序:采用KR法铁水预处理深脱硫,进行两次扒渣处理,铁水经过KR脱硫 预处理铁水[S] < 0. 0020% ;
[0011] (3) BOF工序终点控制:转炉底吹选用全程底吹氩气模式,终点[S]彡0.0035%, [C] 0· 02 〜0· 05%,出钢[0] =600 〜900ppm,终点温度 1680 〜172(TC ;
[0012] (4) RH精炼炉进行深脱碳、脱氧、提高钢水纯净度、控制夹杂物形态及合金化处 理;
[0013] (5) ASP中薄板坯连铸:使用厚度为120〜150mm的ASP中薄板坯连铸机生产,连 铸结晶器液位设定值80mm,浇注过程中包温度1530〜1560°C,拉速2. 2〜2. 4m/min,浇注 过程使用低碳保护渣,自由C 1. 2〜1. 7%,保护渣消耗量0. 4〜0. 5kg/t ;
[0014] (6)加热:上述铸坯直接进入加热炉,入炉温度500°C〜900°C,加热温度1180〜 1220°C ;加热时间70〜90min ;
[0015] (7 )热轧:高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制,然后进 过六机架热连轧机组轧制;
[0016] (8)层流冷却:热轧基板经过层流冷却段,采用后段冷却的方式冷却至680〜 720°C,然后通过卷取机进行卷取;
[0017] (9)酸洗、双机架冷轧:热轧卷开卷后进入酸洗槽,酸洗速度为30〜50m/min,酸洗 后进入双机架冷轧机组,经六道次轧制为目标厚度0. 5mm的冷硬卷;
[0018] (10)连续退火、涂层:冷硬卷开卷后进入连续退火炉进行退火,退火炉气氛H2、N 2 混合气体,其中H2所占比例为25〜35%,退火温度为830〜900°C,退火时间为4〜5min, 连续退火后进行涂层,得到电工钢。
[0019] 所述的步骤(4)具体为,通过两段式环流气体模式,提升气体提高到120m3/h后保 持不变至处理结束,并尽快使真空室达到极限真空低于80mbar,使钢水中碳含量迅速下降。
[0020] 所述的步骤(4)具体为,RH到站钢水温度1630〜1650°C,开始抽真空到脱碳结束 钢水温降25〜35°C,脱碳结束后合金加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰,最后加入铝粒 调整钢中Als到相应的目标值;加硅铁过程中钢水温度保持平衡,加完合金后的纯脱气过 程温降为〇· 7〜I. 5°C /min ;破空后造渣喂纯Ca线100〜200m ;RH处理周期90〜lOOmin, 其中真空处理时间45〜55min,真空度小于IOmbar时间40〜50min,纯脱气时间7〜 IOmin0
[0021] 所述的步骤(6)中,加热炉为弱氧化性气氛。
[0022] 所述的步骤(7)具体为:高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧 机轧制,粗轧开轧温度1030〜1070°C,铸坯由120〜150mm经过粗轧机三道次轧制为目标 厚度为28〜32mm的中间述,然后通过六机架热连乳机组乳制为目标厚度为2. 0〜3. Omm 的热轧基板,精轧开轧温度为1010〜1050°C,精轧终轧温度为870〜910°C。
[0023] 本发明的有益效果为:
[0024] 本发明的制备方法,采用全新的工艺思路,并在特定的原料辅料的基础上,采用 KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后,利用ASP中薄板坯连铸连轧工艺+酸洗、双机 架冷轧+连续退火、涂层工艺,得到无取向电工钢,产品磁性能为:50W600 :P15/5(I彡4. 3W/ Kg、B5_ 彡 I. 67T。50W800 :P15/5。彡 5. 3W/Kg、B5。。。彡 I. 72T ; GB/T2521-2008 要求的磁 性能标准为:50W600 :P15/50 彡 6. OW/Kg、B5000 彡 I. 66T。50W800 :P15/50 彡 8. OW/Kg、 B5000彡I. 70T ;本发明的产品性能满足并优于GB/T2521-2008。
[0025] 另外,ASP中薄板坯连铸连轧生产线作为中国拥有自主知识产权的成套技术,该连 铸坯的厚度为120〜150mm。本发明拓宽了 ASP中薄板坯连铸连轧生产线的产品范围,利用 ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢,既具有常规厚板坯连铸连轧工艺板坯 铸态组织、析出物的分布和大小等有利于无取向电工钢的优势,同时又具有薄板坯连铸连 轧工艺的节能与高效的优点,可以满足日益增长的电机行业对冷轧无取向电工钢的需求, 提高了企业的竞争力。
附图说明 [0026] :
[0027] 图1为实施例1的热轧基板的金相组织图。
[0028] 图2为实施例1的冷轧钢板的金相组织图。
[0029] 图3为实施例2的热轧基板的金相组织图。
[0030] 图4为实施例2的冷轧钢板的金相组织图。
具体实施方式
[0031] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
[0032] 实施例1 :
[0033] 本发明实施例1是生产50W600牌号无取向电工硅钢的生产步骤:
[0034] 高炉铁水温度 1352 °C,高炉铁水成分:[S] =0· 0188 %,[Si] =0· 37%,[Ti] =0· 008% ;冶金石灰:Ca0=92 %,SiO2=L 3%,S=O. 02%,Ρ=0· 02%,活性 390 ml,粒度 30 〜50mm。 < IOmm 的为 8% ;
[0035] KR铁水脱硫处理前扒前期渣,经过两次脱硫处理。第一次脱硫剂加入量为8Kg/t, 处理IOmin后,第二次脱硫剂加入量为6Kg/t,处理8min,处理后铁水硫含量0. 0017%。
[0036] BOF铁水装入量144吨;废钢装入量23吨。转炉底吹选用全程底吹氩气模式,转 炉终点[s] =0.0〇32%,[C]=0.〇253%,出钢[0] =882Ppm,出钢温度 1698°C。
[0037] RH到站钢水温度1633°C,开始抽真空到脱碳结束钢水温降31 °C,脱碳结束后合金 加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰,最后加入铝粒调整钢中Als到相应的目标值。加硅铁 过程中钢水温度基本保持平衡,加完合金后的纯脱气过程温降为1°C /min。破空后造渣喂 纯Ca线150米,加碱性覆盖剂。RH处理周期98min,其中真空处理时间52min,真空度小于 IOmbar时间49min,纯脱气时间8min。
[0038] 结晶器液位设定值80mm,浇注过程中包温度1533〜1543°C,拉速为2. 3〜2. 4m/ min,使用低碳保护渣,自由C 1. 5%,保护渣消耗量0. 42kg/t。
[0039] 铸坯热送至加热炉,加热炉为弱氧化性气氛,铸坯入炉温度720°C,加热时间 85min,均热段加热温度1200°C。
[0040] 高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制,中间坯为28mm, 然后通过六机架热连轧机组轧制为厚度为2. 3mm的热轧基板,具体热轧工艺见表1
[0041] 表1热轧工艺参数
[0042]
Figure CN103468907BD00071
[0043] 热轧基板经过层流冷却段,采用后段冷却模式,层流1〜4段冷却水关闭,5、6、7段 的冷却水开启。
[0044] 热轧卷开卷后进入酸洗槽,酸洗速度为30〜50m/min,酸洗后进入双机架冷轧机 组,经六道次轧制为目标厚度〇. 5_的冷硬卷,具体双机架轧制压下量分配工艺见表2。
[0045] 表2压下工艺参数
[0046]
Figure CN103468907BD00072
[0047] 退火炉全长238m,退火温度860°C,在炉时间4. 2min,退火炉气氛H2、N2混合气体, 其中H2所占比例为30%。
[0048] 本实施例的成品卷的规格为0. 5*1000mm,重量为13. 17吨,本实施例生产的冷轧 无取向电工钢的化学成分和磁性能分别如表3和表4所示。
[0049] 表3实施例1冷轧无取向电工钢的化学成分
[0050]
Figure CN103468907BD00073
[0051] 表4实施例1冷轧无取向电工钢的磁性能
[0052]
Figure CN103468907BD00074
[0053] 实施例2 :
[0054] 本发明实施例2是生产50W800牌号无取向电工硅钢的生产步骤:
[0055] 高炉铁水温度 1356 °C,高炉铁水成分:[S] =0· 018 %,[Si] =0· 62%,[Ti] =0.007%;冶金石灰:Ca0=94 %,SiO2=L 2%,S=O. 02%,Ρ=0· 02%,活性 405 ml,粒度20 〜50mm, < IOmm 的为 7% ;。
[0056] KR铁水脱硫处理前扒前期渣,经过两次脱硫处理。第一次脱硫剂加入量为9Kg/t, 处理12min后,第二次脱硫剂加入量为7Kg/t,处理9min,处理后铁水硫含量0. 0016% .
[0057] BOF铁水装入量143吨;废钢装入量22吨。转炉底吹选用全程底吹氩气模式,转 炉终点[S] =0.0〇31%,[C]=0.〇26l%,出钢[0] =869ppm,出钢温度 1688°C。
[0058] RH到站钢水温度1643°C,开始抽真空到脱碳结束钢水温降28°C,脱碳结束后合金 加入顺序为超低碳硅铁、电解金属锰,最后加入铝粒调整钢中Al s到相应的目标值。加硅铁 过程中钢水温度基本保持平衡,加完合金后的纯脱气过程温降为1°C /min。破空后造渣喂 纯Ca线180米,加碱性覆盖剂。RH处理周期90min,其中真空处理时间50min,真空度小于 IOmbar时间45min,纯脱气时间7min。
[0059] 铸坯厚度设定为150mm,连铸结晶器液位设定值80mm,浇注过程中包温度1545〜 1558°C,拉速为2. 2〜2. 3m/min,使用低碳保护渣,自由C 1. 3%,保护渣消耗量0. 43kg/t。
[0060] 加热:铸坯热送至2#加热炉,加热炉为弱氧化性气氛,铸坯入炉温度750°C,加热 时间90min,均热段加热温度1190°C。
[0061] 高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制,中间坯为32_, 然后通过六机架热连轧机组轧制为厚度为2. 5mm的热轧基板,具体热轧工艺见表5。
[0062] 表5热轧工艺参数
[0063]
Figure CN103468907BD00081
[0064] 热轧基板经过层流冷却段,采用后段冷却模式,层流热轧基板经过层流冷却段,采 用后段冷却模式,层流1〜4段冷却水关闭,5、6、7段的冷却水开启。
[0065] 热轧卷开卷后进入酸洗槽,酸洗速度为40〜50m/min,酸洗后进入双机架冷轧机 组,经六道次轧制为目标厚度0. 5_的冷硬卷,具体双机架轧制压下量分配工艺见表6。
[0066] 表6压下分配参数
[0067]
Figure CN103468907BD00082
[0068] 退火炉全长238m,退火温度840〜900°C,在炉时间4. 3min,H2、N2混合气体,其中 H2所占比例为31%。
[0069] 本实施例的成品卷的规格为0. 5*1000mm,重量为13. 65吨,本实施例生产的冷轧 无取向电工钢的化学成分和磁性能分别如表7和表8所示。
[0070] 表7实施例2冷轧无取向电工钢的化学成分
[0071]
Figure CN103468907BD00091
[0072] 表8实施例2冷轧无取向电工钢的磁性能
[0073]
Figure CN103468907BD00092

Claims (6)

1. 一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法,其特征是,在 特定的原料辅料的基础上,采用KR+BOF+RH获得满足成分要求的钢水后,然后依次经过ASP 中薄板坯连铸、加热、连轧、层流冷却、酸洗+双机架冷轧、连续退火+涂层,得到无取向电 工钢;钢水的化学成分及重量百分比为:C彡0. 0050%,Si 0. 30%〜1. 60%,Μη 0. 20%〜 0· 40%,S 彡 0.005%,Ρ 彡 0.080%,0 彡 0.0040%,Ν 彡 0.0030%,Ti 彡 0.0050%,Als 0.15% 〜 0. 40%,其余为Fe及不可避免的杂质; (1) 原料辅料要求:高炉铁水温度1300〜1400°C,高炉铁水成分:[S]彡0.030%, [Si] 0· 35% 〜0· 65%,[Ti]彡 0· 010% ;冶金石灰:CaO 彡 90 %,Si02 彡 1. 5%,S 彡 0· 03%, P彡0· 03%,活性:370〜450 ml,粒度20〜50mm,彡10mm的不大于10% ; (2) KR工序:采用KR法铁水预处理深脱硫,进行两次扒渣处理,铁水经过KR脱硫预处 理铁水[S]彡0· 0020% ; (3) B0F工序终点控制:转炉底吹选用全程底吹氩气模式,终点[S]彡0· 0035%,[C] 0· 02 〜0· 05%,出钢[0]=600 〜900ppm,终点温度 1680 〜1720°C ; (4) RH精炼炉进行深脱碳、脱氧、提高钢水纯净度、控制夹杂物形态及合金化处理; (5) ASP中薄板坯连铸:使用厚度为120〜150mm的ASP中薄板坯连铸机生产,连铸结 晶器液位设定值80mm,浇注过程中包温度1530〜1560°C,拉速2. 2〜2. 4m/min,浇注过程 使用低碳保护渣,自由C 1. 2〜1. 7%,保护渣消耗量0. 4〜0. 5kg/t ; (6) 加热:上述铸坯直接进入加热炉,入炉温度500°C〜900°C,加热温度1180〜 1220°C ;加热时间70〜90min ; (7 )热轧:高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制,然后进过六 机架热连轧机组轧制; (8) 层流冷却:热轧基板经过层流冷却段,采用后段冷却的方式冷却至680〜720°C,然 后通过卷取机进行卷取; (9) 酸洗、双机架冷轧:热轧卷开卷后进入酸洗槽,酸洗速度为30〜50m/min,酸洗后进 入双机架冷轧机组,经六道次轧制为目标厚度〇. 5mm的冷硬卷; (10) 连续退火、涂层:冷硬卷开卷后进入连续退火炉进行退火,退火炉气氛H2、N2混合 气体,其中H 2所占比例为25〜35%,退火温度为830〜900°C,退火时间为4〜5min,连续 退火后进行涂层,得到电工钢。
2. 根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方 法,其特征是,所述的步骤(4)具体为,通过两段式环流气体模式,提升气体提高到120m 3/h 后保持不变至处理结束,并尽快使真空室达到极限真空低于80mbar,使钢水中碳含量迅速 下降。
3. 根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的 方法,其特征是,所述的步骤(4)具体为,RH到站钢水温度1630〜1650°C,开始抽真空到脱 碳结束钢水温降25〜35°C,脱碳结束后合金加入顺序为超低碳娃铁、电解金属猛,最后加 入铝粒调整钢中Als到相应的目标值;加硅铁过程中钢水温度保持平衡,加完合金后的纯 脱气过程温降为0. 7〜1. 5°C /min ;破空后造渣喂纯Ca线100〜200m ;RH处理周期90〜 lOOmin,其中真空处理时间45〜55min,真空度小于lOmbar时间40〜50min,纯脱气时间 7 〜10min〇
4. 根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方 法,其特征是,所述的步骤(6)中,加热炉为弱氧化性气氛。
5. 根据权利要求1所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的 方法,其特征是,所述的步骤(7)具体为:高温加热的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆 式粗轧机轧制,粗轧开轧温度1030〜1070°C,铸坯由120〜150mm经过粗轧机三道次轧制 为目标厚度为28〜32mm的中间述,然后通过六机架热连乳机组乳制为目标厚度为2. 0〜 3. 0mm的热轧基板,精轧开轧温度为1010〜1050°C,精轧终轧温度为870〜910°C。
6. 根据权利要求3所述的基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方 法,其特征是,所述的步骤(10)中:退火炉气氛H 2、N2混合气体,其中H2 :N2=3 :7。
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