CN104726667B - 一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法，包括冶炼→中薄板连铸连轧→常化→酸洗→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整；冶炼：冶炼后化学成分按重量百分比为：C0.025%‑0.10%、Si2.5%～3.4%、Mn0.03%‑0.10%、P≤0.030%、S0.01%～0.05%、Als0.01%～0.03%、N0.006%～0.015%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用中薄板坯连铸连轧在上述成分条件下低温轧制；脱碳退火：以800～1000℃/min速度升温，830～850℃保温5～10min，退火气氛PH₂O/PH₂=0.6～0.8的15%～20%H₂+85%～80%N₂混合气；二次冷轧：压下率为4%～6%单道次临界轧制。不添加任何合金元素的情况下采用中薄板坯连铸连轧实现低温轧制；两次冷轧间的退火实现中间退火功能的同时，完成了脱碳退火功能，节约能耗同时提高产品磁性能。

Description

一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法

技术领域

本发明属钢铁冶金领域，涉及一种低温取向硅钢的制造方法。

背景技术

取向硅钢工艺复杂，生产流程长，常见的取向硅钢制备方法有两种，以GO钢为主的二次冷轧法和以HiB钢为主的一次冷轧法。二次冷轧法的工艺路线为：转炉冶炼→真空处理→连铸→加热及热轧→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→脱碳退火及涂敷MgO隔离剂→高温退火→热平整拉伸退火及涂绝缘膜→重卷包装。一次冷轧法的工艺路线为：转炉冶炼→真空处理→连铸→加热及热轧→常化→一次冷轧→脱碳退火及涂敷MgO隔离剂→高温退火→热平整拉伸退火及涂绝缘膜→重卷包装。

为降低能耗和降低成本，人们在低温加热法制备取向硅钢已实现工业化生产。目前已成熟的低温法主要有两种：（1）后工序渗氮法：在脱碳工艺引入渗氮技术，该工艺稳定生产技术难度大，成本高；（2）先天加入合金元素法，在冶炼工序加入控制第二相的合金元素。

本发明在不添加合金元素的条件下，采用中薄板坯连铸连轧即ASP（AnsteelStrip Production）实现低温法加热取向硅钢制备技术；选择二次冷轧法的工艺路线，第二次冷轧采用单道次临界轧制，保证成品尺寸；通过改变中间退火工艺的功能实现低成本、高性能取向硅钢的生产方法。

发明内容

本发明的目的在于一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法，通过中薄板坯连铸连轧工艺并改造脱碳退火工艺功能，实现低成本高性能取向硅钢的一种方法。

本发明的目的是这样实现的，

本发明采用的工艺流程为：冶炼→中薄板坯连铸连轧 (ASP）→常化→酸洗→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整

（1）冶炼

本方法确定的成分范围如表1所示。

表1 取向硅钢成分范围（wt.%）

（2）中薄板坯连铸连轧

采用ASP技术，生产连铸坯厚度为100～150mm；

连铸坯采用热送热装技术，铸坯装炉温度≥600℃，在1150～1250℃实现低温热轧，加热时间120～180min，轧制过程中采用4～6道次粗轧，6道次精轧；热轧板最终厚度1.8～2.5mm。

（3）常化

采用两段式常化处理制度，在1050～1150℃常化并冷却到920～940℃，保温2～3min后再喷水冷却，使钢板温度迅速降低到80-100℃。

（4）一次冷轧

将酸洗后的常化板进行总压下率为82%～89%的3～4道次可逆轧制，道次压下率平均分配，将钢板轧至0.26～0.32mm。

（5）脱碳退火

以800～1000℃/min速度快升温，在830～850℃保温5～10min，退火气氛为PH2O/PH2=0.6～0.8的15%～20%H2+85%～80%N2混合气，通过延长中间退火时间、增加气氛露点，使保护气氛中的水蒸气与C反应完成脱碳，将钢中的C含量降低至30ppm以下。

（6）二次冷轧

二次冷轧采用压下率为4%～6%的单道次临界轧制，将脱碳退火板轧至成品厚度0.25～0.30mm。

（7）涂MgO后进入高温退火炉

本发明中对二次冷轧板表层涂敷MgO为主的隔离剂，以300～600℃干燥并卷取后进入高温退火炉。

（8）高温退火

高温退火时，首先通入N2，升温至550～650℃；保温20～30h后换成75%～80%H2+N2混合气氛，以10～30℃/h速度升温至850℃保温2～3h；然后以10～30℃/h升温至1200℃，保温约20～30h；降温采用随炉冷却，待温度降低至300℃以下时出炉。

（9）热拉伸平整退火及涂绝缘层

涂敷绝缘层并烘干后，在800～900℃进行热拉伸平整退火。

本发明的特点在于不添加合金元素条件下通过控制成分，配合适当的常化工艺并采用ASP中薄板坯连铸连轧技术，生产厚度为1.8～2.5mm的低温热轧板坯；一次冷轧采用大压下率将板坯轧至接近成品厚度，然后在湿气氛条件下退火完成脱碳，二次冷轧采用压下率为4%～6%的临界变形轧制，提高产品表面质量、尺寸精度及磁性能。

本发明的有益效果在于：

（1）采用ASP中薄板坯连铸连轧实现低温法制备取向硅钢，在不添加任何合金元素的情况下实现低温轧制,节能降耗，降低成本；

（2）通过改变工艺参数，两次冷轧间的退火实现中间退火功能的同时，完成了脱碳退火功能，节约能耗的同时提高产品磁性能；

（3）第二次冷轧采用单道次临界轧制，以小变形量的最后轧制，保证成品的几何尺寸和板型。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

本发明采用的工艺流程为：冶炼→连铸→热轧→常化→酸洗→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整；本发明实施例钢的化学成分见表2。本发明实施例钢的热轧温度参数见表3。本发明实施例钢的二次冷轧参数见表4。本发明实施例与比较例取向硅钢的磁性能见表5。

（1）冶炼。

表2实施例钢化学成分（wt.%）

C	Si	Mn	P	S	Als	N
							0.05	3.32	0.08	0.015	0.02	0.015	0.007

冶炼过程中，连铸过程采用电磁搅拌技术。

（2）连铸连轧

采用ASP中薄板坯连铸连轧技术，生产连铸坯厚度为135mm。

连铸坯热送热装实现低温热轧，轧制过程中采用4～6道次粗轧，6道次精轧;加热后热轧至厚度2.2mm，加热时间150min，热轧温度参数见表3。

表3 热轧温度参数（℃）

（3）常化

采用两段式常化处理制度，在1100℃常化并冷却到920℃，保温3min后喷水冷却，使钢板温度迅速降低至80℃。

（4）一次冷轧

酸洗后，常化板采用20辊森吉米尔轧机进行总压下率为87%的3道次可逆轧制，其中道次压下率平均分配，将钢板轧至0.29mm。

（5）脱碳退火

脱碳退火以900℃/min速度升温至850℃，在20%H2+80%N2，PH2O/PH2=0.7退火气氛下保温8min，中间退火后将C脱到25ppm。

（6）二次冷轧

实施例B的一次冷轧板采用20辊森吉米尔轧机分别进行压下率为4%，5%和6%的单道次临界冷轧，实施例A和C均采用5%的单道次临界轧制，具体参数及成品厚度见表4。

表4临界轧制参数

实施例	压下率,%	成品厚度,mm
			A	5	0.276
B1	5	0.276
			C	5	0.276
B2	4	0.278
			B3	6	0.273

（7）涂MgO

在钢带表面涂敷以MgO为主的退火隔离剂，加热至550℃干燥。

（8）高温退火

高温退火在N2气氛中以50℃/h速度升温至650℃，在75%H2+25%N2的混合气氛下保温24h；控制d.p.=-10℃，以20℃/h继续升温至850℃保温3h；然后以18℃/h升温至1200℃并保温20h。降温采用随炉冷却，待温度降低至300℃时出炉。

（9）热拉伸平整退火及涂绝缘涂层

涂敷绝缘层并烘干后在850℃进行热拉伸平整退火。

将常规一次冷轧法、二次冷轧法、“中薄板坯连铸连轧”+“一次冷轧”法、“中薄板坯连铸连轧”+“二次冷轧”法、“中薄板坯连铸连轧”+“一次冷轧”+“临界轧制”法生产取向硅钢的磁性能和板型与实施例相对比，见表5本发明实施例与比较例取向硅钢的磁性能。

实施例B1、B2、B3采用相同热轧加热温度，不同临界冷轧压下率；实施例A、B1、C采用相同临界冷轧压下率，不同热轧加热温度。

表5实施例取向硅钢的磁性能

从表5中可以看出，实施例的磁性能好于比较例，比较例的磁性能略好于常规例。由于二次冷轧采用了临界变形轧制，有利于控制板型，实施例和比较例C的板型明显好于比较例A、B和常规例。

采用ASP中薄板坯连铸连轧实现低温法制备取向硅钢，在不添加任何合金元素的情况下实现低温轧制,节能降耗，降低成本；通过改变工艺参数，两次冷轧间的退火实现中间退火功能的同时，完成了脱碳退火功能，节约能耗的同时提高产品磁性能；第二次冷轧采用单道次临界轧制，以小变形量的最后轧制，保证成品的几何尺寸和板型。

Claims (1)

1.一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：冶炼→中薄板连铸连轧→常化→酸洗→一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂MgO→高温退火→涂绝缘层及热拉伸平整；其特征在于，

1）冶炼及连铸连轧

冶炼后钢的化学成分范围按重量百分比控制为：C0.025%-0.10%、Si2.5%～3.4%、Mn0.03%-0.10%、P≤0.030%、S0.01%～0.05%、Als0.01%～0.03%、N0.006%～0.015%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用中薄板坯连铸连轧技术在上述成分条件下低温轧制，其中连铸坯厚度为100～150mm，铸坯装炉温度≥600℃；

2）脱碳退火工艺

以800～1000℃/min速度快升温，在830～850℃保温5～10min，退火气氛为PH₂O/PH₂=0.6～0.8的15%～20%H₂+85%～80%N₂混合气，将钢中的C含量降低至30ppm以下；

3）二次冷轧工艺

二次冷轧采用压下率为4%～6%的单道次临界轧制，将脱碳退火板轧至成品厚度0.25～0.30mm。