CN104278189B - 一种冷轧无取向高硅钢薄板的短流程制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电工钢板制造领域,特别涉及一种冷轧无取向高硅钢薄板的短流程制造方法。本发明首先冶炼满足高硅钢化学成分要求的钢水,然后将钢水浇铸到中间包,结晶辊铸轧导出无取向高硅钢薄带,对高硅钢薄带进行热轧,得到热轧板,将热轧板冷却至150‑300℃进行温轧,得到高硅钢温轧板,酸洗去除表面的氧化铁皮,在50~100℃进行冷轧,得到厚度为0.2~0.35mm高硅钢冷轧板,对高硅钢冷轧板在氢气气氛中退火,得到冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板。本发明的技术方案采用铸轧、热轧、温轧和冷轧相结合的方法。采用的温轧温度低,避免了热凸度导致的温轧板板形不良的问题。特别是采用冷轧解决了表面质量差的问题,易于制备板形良好、表面质量优异的薄规格无取向高硅钢薄板产品。
Description
技术领域
本发明属于电工钢板制造领域,特别涉及一种冷轧无取向高硅钢薄板的短流程制造方法。
背景技术
无取向电工钢作为重要的软磁材料,是电动机、变压器和磁屏蔽等电器元件的核心组成部分。相比于常规~3wt.% Si无取向电工钢,当无取向电工钢的硅含量增至6.5.wt%,其综合磁性能会出现大幅提升,表现为极低的中高频铁损、近乎于零的饱和磁致伸缩、高磁导率和低矫顽力,是制作低噪音、低铁损变压器和电动机的理想铁芯材料,也是高频电子元件的首选材料,市场前景广泛,甚至涉及国防工业的战略武器。但是由于6.5wt.%Si钢的低温塑性和韧性极差,常规生产工艺很难将其制备成薄板。
1978年,Tsuya和Arail采用快速凝固(RS)方法成功地制备出Fe-6.5wt.%Si合金薄带,引发了世界范围对6.5wt.%Si合金研究的热潮。不过,由于RS薄带成品宽度受限且产品厚度规格单一这一技术瓶颈迟迟未能解决,使该技术实现工业化生产举步维艰,到目前为止产业化仍未实现。
二十世纪八十年代,日本钢管公司(NKK)通过采用轧制和化学气相沉积(CVD)方法制造备出了Fe-6.5wt.%Si合金薄板,初步实现无取向6.5wt.%Si钢的工业化试制,并于1993年实现了规模化生产。其产品厚度规格分为0.5、0.35、0.2和0.1mm等。其中0.5mm及以上厚度规格薄板基于轧制方法制备,厚度低于0.2mm薄板基于渗硅方法,并分为梯度硅和无梯度硅两种产品。但是由于其渗硅介质SiCl4剧毒且腐蚀性极强,该CVD 生产线对密封性要求极高,日常维护复杂,废气排放污染环境且生产效率较低。
中国专利ZL201010297551.0公开了一种无取向高硅电工钢薄带及其制备方法,通过铸轧工艺直接制备厚度为1.1mm薄板,并通过后续热轧、温轧工艺制备出宽度为110mm、厚度为0.35~0.5mm
的6.5wt.%Si高硅钢薄板。但是,由于温轧温度较高,轧制过程中轧辊存在热凸度,故难以制备更薄规格的高硅钢。另外,温轧板板形不良,表面粗糙,难以使用。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种冷轧无取向高硅钢薄板的短流程制造方法,目的是解决高硅钢薄板现有生产流程工艺复杂、制造工序多、设备要求高、能耗大、环境负荷大以及产品表面质量恶化的问题。
实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行:
(1)冶炼:利用熔炼炉冶炼出满足高硅钢化学成分要求的钢水,得到化学组分按重量百分比为:Si:
6.4~6.6 %,Al:0.06~1.0%,Mn:0.3~0.8%,Cr≤1.0%,N≤0.005%,S≤0.004%,P≤0.02%,O≤0.003%,C≤0.005%,余量为Fe的液态高硅钢;
(2)铸轧:将上述的液态高硅钢钢水于1450~1550℃浇铸到中间包内,钢水经中间包流入由两个反向旋转的结晶辊和侧封板组成的空腔内形成熔池,熔池上表面的钢水的过热度为10~100℃,熔池中的钢水经结晶辊凝固,控制结晶辊铸轧速度为20~80m/min,导出1~3mm厚、100~1000mm宽的无取向高硅钢薄带;
(3)热轧:将高硅钢薄带冷却至800~1100℃进行热轧,得到厚度为0.8~2.5mm的热轧板;
(4)温轧:将热轧板冷却至150-300℃进行温轧,每道次压下量为5~10%,得到厚度为0.38~0.50mm的高硅钢温轧板;
(5)酸洗:对高硅钢温轧板进行酸洗以去除表面的氧化铁皮;
(6)冷轧:将酸洗后的高硅钢温轧板在50~100℃进行冷轧,控制每道次压下量为3~10%,得到厚度为0.2~0.35mm的高硅钢冷轧板;
(7)退火:对高硅钢冷轧板在氢气气氛中退火,退火温度为850~1000℃,退火时间3~10min,得到冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板产品。
其中,所述的步骤(5)中的酸洗采用质量浓度为2~10%的盐酸,酸洗温度50-90℃,酸洗时间2-10min。
与现有技术相比,本发明的特点和有益效果是:
(1)本发明的技术方案大幅缩短了无取向高硅钢薄板的工艺流程,显著降低了生产成本、能耗及污染物排放,是一种短流程低成本的制造技术;
(2)本发明的技术方案是采用铸轧、热轧、温轧和冷轧相结合的成型工艺。采用的温轧温度低,避免了热凸度导致的温轧板板形不良的问题。特别的是采用冷轧解决了表面质量差的问题,易于制备板形良好、表面质量优异的薄规格无取向高硅钢薄板产品。
附图说明
图1 是本发明的工艺流程示意图;
其中:1:熔炼炉;2:中间包;3:结晶辊;4:熔池;5:高硅钢薄带; 6:热轧机;7:温轧机;8:酸洗槽;9:冷轧机;10:退火炉。
具体实施方式
本发明的工艺过程如图1所示。
实施例1
(1)冶炼:利用熔炼炉1冶炼出满足高硅钢化学成分要求的钢水,得到化学组分按重量百分比为:Si: 6.4%,Al:0.06%,Mn:0.3%,Cr:0.2%,N:0.0033%,S:0.0038%,P:0.0066%,O:0.002%,C:0.004%,余量为Fe的液态高硅钢;
(2)铸轧:将上述的液态高硅钢钢水于1450℃浇铸到中间包2内,钢水经中间包流入由两个反向旋转的结晶辊3和侧封板组成的空腔内形成熔池4,熔池4上表面的钢水的过热度为10℃,熔池4中的钢水经结晶辊凝固,控制结晶辊铸轧速度为80m/min,导出1mm厚、100mm宽的无取向高硅钢薄带5;
(3)热轧:将高硅钢薄带冷却至800℃经热轧机6进行热轧,得到厚度为0.8mm的热轧板;
(4)温轧:将热轧板冷却至150℃经温轧机7进行温轧,每道次压下量为5%,得到厚度为0.38mm的高硅钢温轧板;
(5)酸洗:对高硅钢温轧板在酸洗槽8中进行酸洗,酸洗采用质量浓度为10%的盐酸浓度,酸洗温度50℃,酸洗时间2min,以去除表面的氧化铁皮;
(6)冷轧:将酸洗后的高硅钢温轧板经冷轧机9在50℃进行冷轧,控制每道次压下量为10%,得到厚度为0.35mm的高硅钢冷轧板;
(7)退火:对高硅钢冷轧板在氢气气氛中于退火炉10中进行退火,退火温度为850℃,退火时间3min,得到冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板产品,其磁性能指标:磁感应强度和辐射功率如表1所示。
实施例2
(1)冶炼:利用熔炼炉1冶炼出满足高硅钢化学成分要求的钢水,得到化学组分按重量百分比为:Si: 6.5%,Al:0.08%,Mn:0.5%,Cr:0.5%,N:0.0028%,S:0.0034%,P:0.0087%,O:0.003%,C:0.003%,余量为Fe的液态高硅钢;
(2)铸轧:将上述的液态高硅钢钢水于1500℃浇铸到中间包2内,钢水经中间包流入由两个反向旋转的结晶辊3和侧封板组成的空腔内形成熔池4,熔池4上表面的钢水的过热度约为60℃,熔池4中的钢水经结晶辊凝固,控制结晶辊铸轧速度为40m/min,导出2mm厚、500mm宽的无取向高硅钢薄带5;
(3)热轧:将高硅钢薄带冷却至900℃经热轧机6进行热轧,得到厚度为1.5mm的热轧板;
(4)温轧:将热轧板冷却至200℃经温轧机7进行温轧,每道次压下量为8%,得到厚度为0.45mm的高硅钢温轧板;
(5)酸洗:对高硅钢温轧板在酸洗槽8中进行酸洗,酸洗采用质量浓度为6%的盐酸浓度,酸洗温度70℃,酸洗时间5min,以去除表面的氧化铁皮;
(6)冷轧:将酸洗后的高硅钢温轧板经冷轧机9在70℃进行冷轧,控制每道次压下量为5%,得到厚度为0.3mm的高硅钢冷轧板;
(7)退火:对高硅钢冷轧板在氢气气氛中于退火炉10中进行退火,退火温度为920℃,退火时间6min,得到冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板产品,其磁性能指标:磁感应强度和辐射功率如表1所示。
实施例3
(1)冶炼:利用熔炼炉1冶炼出满足高硅钢化学成分要求的钢水,得到化学组分按重量百分比为:Si: 6.6%,Al:1.0%,Mn:0.8%,Cr:1.0%,N:0.0033%,S:0.0029%,P:0.0056%,O:0.002%,C:0.005%,余量为Fe的液态高硅钢;
(2)铸轧:将上述的液态高硅钢钢水于1450℃浇铸到中间包2内,钢水经中间包流入由两个反向旋转的结晶辊3侧封板组成的空腔内形成熔池4,熔池4上表面的钢水的过热度为100℃,熔池4中的钢水经结晶辊凝固,控制结晶辊铸轧速度为20m/min,导出3mm厚、1000mm宽的无取向高硅钢薄带5;
(3)热轧:将高硅钢薄带冷却至1100℃进行热轧,得到厚度为2.5mm的热轧板;
(4)温轧:将热轧板冷却至300℃经温轧机7进行温轧,每道次压下量为10%,得到厚度为0.50mm的高硅钢温轧板;
(5)酸洗:对高硅钢温轧板在酸洗槽8中进行酸洗,酸洗采用质量浓度为2%的盐酸浓度,酸洗温度90℃,酸洗时间10min,以去除表面的氧化铁皮;
(6)冷轧:将酸洗后的高硅钢温轧板在经冷轧机9于100℃进行冷轧,控制每道次压下量为10%,得到厚度为0.2mm、980mm宽的高硅钢冷轧板;
(7)退火:对高硅钢冷轧板在氢气气氛中于退火炉10中进行退火,退火温度为1000℃,退火时间10min,得到冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板产品,其磁性能指标:磁感应强度和辐射功率如表1所示。
表1 冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板产品的磁性能指标
Claims (2)
1.一种冷轧无取向高硅钢薄板的短流程制造方法,其特征在于按照以下步骤进行:
(1)冶炼:利用熔炼炉冶炼出满足高硅钢化学成分要求的钢水,得到化学组分按重量百分比为:Si: 6.4~6.6 %,Al:0.06~1.0%,Mn:0.3~0.8%,Cr≤1.0%,N≤0.005%,S≤0.004%,P≤0.02%,O≤0.003%,C≤0.005%,余量为Fe的液态高硅钢;
(2)铸轧:将上述的液态高硅钢钢水于1450~1550℃浇铸到中间包内,钢水经中间包流入由两个反向旋转的结晶辊和侧封板组成的空腔内形成熔池,熔池上表面的钢水的过热度为10~100℃,熔池中的钢水经结晶辊凝固,控制结晶辊铸轧速度为20~80m/min,导出1~3mm厚、100~1000mm宽的无取向高硅钢薄带;
(3)热轧:将高硅钢薄带冷却至800~1100℃进行热轧,得到厚度为0.8~2.5mm的热轧板;
(4)温轧:将热轧板冷却至150-300℃进行温轧,每道次压下量为5~10%,得到厚度为0.38~0.50mm的高硅钢温轧板;
(5)酸洗:对高硅钢温轧板进行酸洗以去除表面的氧化铁皮;
(6)冷轧:将酸洗后的高硅钢温轧板在50~100℃进行冷轧,控制每道次压下量为3~10%,得到厚度为0.2~0.35mm的高硅钢冷轧板;
(7)退火:对高硅钢冷轧板在氢气气氛中退火,退火温度为850~1000℃,退火时间3~10min,得到冷轧无取向6.5wt.%Si高硅钢薄板产品。
2.根据权利要求1所述的一种冷轧无取向高硅钢薄板的短流程制造方法,其特征在于所述的步骤(5)中的酸洗采用质量浓度为2~10%的盐酸,酸洗温度50-90℃,酸洗时间2-10min。
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