CN109182907B - 一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法，生产步骤为冶炼工序；连铸‑热轧工序：其中浇注拉速为4.0～7.0m/min，铸坯厚度为91～110mm，感应加热温度为950～1150℃，保温时间为30～60s，终轧温度为850～950℃，卷取温度≥750℃；(3)酸洗和临界压下；(4)脱碳去应力退火和发蓝处理。本发明无头轧制工艺中，高拉速下铸坯不需均热炉加热直接轧制成薄板，高温卷取，临界压下及去应力和发蓝退火省去一次冷轧及中间退火、无涂层、无环境污染；具有流程短、绿色低碳、高效的优点。

Description

一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，涉及一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法。

背景技术

无取向电工钢是制作各类电机铁芯的关键材料。为了提高电工钢的性能、降低生产成本人们不断优化和改进电工钢的生产方法。

专利CN101306434A公开了一种低碳低硅无铝半工艺法生产无取向电工钢的方法，专利要求热轧原料成分满足C≤0.005％，Si0.1～1.0％，Mn≤0.35％，P≤0.08％，S≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.015％，不含Al(检测要求Al≤0.005％)，其余为Fe和不可避免的杂质，铸坯经过热装、热轧，酸洗、一次冷轧，中间退火，二次临界变形冷轧，消除应力退火得到半工艺无取向电工钢。专利要求铸坯加热温度900-1150℃，终轧温度低于Ar3相变点10-50℃，热轧板厚度2.0-2.50mm，然后进行一次冷轧和中间退火获得再结晶率≥40％的退火板，随后进行0.1-15％的第二次临界压下冷轧，最后交给用户进行冲片和去应力退火。此专利采用常规流程的生产方法获得单块铸坯，铸坯热装和加热、热轧获得2.0-2.5mm的热轧板，两次冷轧和中间退火的过程生产半工艺无取向电工钢，流程长、工序多从而使得成本高、成材率低。

专利CN103509995A公开了一种半工艺型冷轧无取向电工钢的制造方法，其成分为：C≤0.02％，1.2％≤Si≤1.6％，0.1％≤Mn≤0.5％，P≤0.05％，0.1％≤Als≤0.4％，S≤0.01％，N≤0.006％，0.02％≤Sn≤0.10％，Ti≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质；钢种冶炼出钢后，钢水连续浇铸成厚度60～90mm的薄板坯，薄板坯不经冷却而直接进入加热炉加热，加热炉的温度控制在1100～1300℃，加热时间为0.2～1.5h；薄板坯再经热轧制成2.0～2.5mm厚度的热轧板，终轧温度在850～920℃，卷取温度在650～700℃；热轧板经酸洗、冷轧，冷轧板厚度为0.50mm，总压下率75-80％；然在全氢罩式退火炉中进行，气氛为100％H2，退火温度控制在700～850℃，并在退火温度下保温2～10h；在单机架四辊平整机上进行平整，延伸率为0.5-4.5％，最后经750℃保温2h的去应力退火得到0.5mm厚度的半工艺型冷轧无取向电工钢带成品。此专利采用薄板坯连铸连轧方法生产半工艺无取向电工钢，热轧加热温度高，时间长，板坯氧化严重，热轧板厚冷轧压力大，同时采用罩式炉再结晶退火时间长、效率低成本增加。

专利CN104480383A公开一种0.35mm厚高效电机用高磁感无取向硅钢及生产方法，其成分为：C≤0.0030％，Si0.5～1.0％，Mn0.5～1.5％，S≤0.0060％，N≤0.0060％，P0.01～0.05％；生产步骤：1)常规冶炼、连铸成坯后进行常规热轧，热轧板厚度为2.0-3.0mm；卷取，温度550～650℃；常化，常化温度在860～960℃，保温30～180s；经常规酸洗后对钢板加热，在80～260℃下冷轧至0.35mm；成品退火并常规涂层；去应力退火，去应力退火温度为680～850℃，并在此温度下保温0.1～2h；最后自然冷却至室温得到高磁感无取向硅钢。此专利采用常规冶炼、连铸、热轧工艺生产热轧板，并且进行高温常化和带温冷轧，工序长、效率低，增加的常化和冷轧加热工序，成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法；本发明采用无头轧制的方法，通过对各轧机压下率和卷取温度的控制直接热轧出0.5-1.2mm厚完全再结晶的无取向电工钢热轧板，酸洗后省去冷轧和再结晶退火，直接进行≤15％的临界压下经脱碳去应力和发蓝退火得到半工艺无取向电工钢。相比常规的半工艺无取向电工钢的生产方法，本发明流程短、效率高，磁性优良，极大的降低了生产成本。本发明的技术方案如下：

一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法，

无取向电工钢成分的质量百分比为：C≤0.010％，Si≤1.6％，Als≤0.80％，Mn≤0.50％，S≤0.0080％，N≤0.0080％，其余为铁和不可避免的杂质；优选的，Si：0.75-1.25％，Als:0.20-0.40％；

生产步骤如下：

(1)冶炼工序：铁水经过预处理脱硫，后进入转炉进行炼钢，然后真空脱碳和合金化获得满足上述成分和纯净度的钢水，然后进行浇铸；

(2)连铸-热轧工序：钢水通过中间包进入连铸机结晶器，经过扇形段浇注成铸坯，铸坯经三道次粗轧获得5.0-12mm厚的中间坯，中间坯经感应炉加热、除鳞后入精轧机轧、层冷后获得0.5～1.2mm厚(热轧板厚)的无取向电工钢热轧原料；其中浇注拉速为4.0～7.0m/min，铸坯厚度为91～110mm，感应加热温度为950～1150℃，保温时间为30～60s，终轧温度为850～950℃，卷取温度≥750℃；在整个过程中，连铸机到卷取机由带钢直接相连，通过卷取机前高速飞剪进行分卷，实现无头轧制。

(3)酸洗和临界压下：临界压下率≤15％；

(4)脱碳去应力退火和发蓝处理：退火温度780℃，保温时间1h，退火后期温度降至450℃，进行发蓝处理后即得半工艺无取向电工钢。

本发明无取向电工钢成分说明如下：

C，为有害元素，含量太高发蓝退火时难以去除，容易产生磁时效导致使用中的铁损恶化，因此，必须控制在≤0.010％；

Si，无取向电工钢中加入Si能够增加电阻率，降低铁损；但是Si含量增加会降低磁感应强度，因此，为保证超高磁感需控制Si的含量，Si含量≤1.60％；

Als，与Si一样，能够增加电阻率，降低铁损，同时降低磁感应强度，因此，控制Als≤0.80％。

Mn，改善热轧板组织和织构，从而提高磁性；同时与S形成MnS，粗大的MnS有利于晶粒长大降低铁损，Mn是γ相区形成元素，当超过1.0％会减少铁素体区域，降低成品退火温度不利于晶粒的长大，因此，Mn含量需≤0.50％；

S和N均，为杂质元素，含量增加导致铁损和磁感降低，因此，S、N控制在≤0.0080％。

进一步的，所述步骤(2)中浇注拉速为5.2-5.6m/min；优选为5.5m/min；感应加热温度为980-1150℃，保温时间为45s；终轧温度为为880-910℃；卷取温度为760-840℃。

更进一步的，所述临界压下率为2.0-6.0％。

本发明还包括由上述方法生产的无取向电工钢。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明中连铸的浇注拉速为4.0-7.0m/min；浇注拉速太低，轧制速度慢，过程温降大导致终轧和卷取温度不能满足要求；拉速太高，要求连铸冷却速度快易产生裂纹影响铸坯质量；根据本发明中无取向电工钢的成分结合生产方法，4.0-7.0m/min的浇注拉速，使得本发明进行无头轧制时可获得较好磁性。

(2)本发明中铸坯厚度为91-110mm，铸坯厚度太薄比表面积相对大使得表面质量变差，同时单位时间产量低；铸坯太厚如果在有效冶金长度下冷却能力不足导致铸坯鼓肚影响难以生产，而且会增加热轧负荷。

(3)铸坯经三道次粗轧后得到5.0-12mm厚的中间坯；中间坯大于12mm精轧机的负荷增加，轧机振动，不利于薄规格产品的生产；中间坯小于5mm则粗轧机负荷加重，中间坯板形较差。

(4)中间坯进入感应加热炉，进行感应加热；感应加热温度950-1150℃；本发明电磁感应加热速度快，时间短氧化少，板坯表面质量好。感应加热时温度太低，精轧负荷变大，而加热温度太高，氧化铁皮厚难以除磷，表面缺陷增加。

(5)本发明终轧温度为850-950℃，较高的终轧温度有利于获得均匀粗大的铁素体组织，成品磁性较好，但终轧温度超过两相区则产生混晶组织导致磁性恶化，因此，终轧温度不能高于950℃；终轧温度太低热轧板不能再结晶，成品磁性不佳；卷取温度≥750℃，这一温度有利于热轧板组织的均匀和粗大。

(6)酸洗和临界压下，临界压下率≤15％。临界压下率＞15％，会导致心部组织发生形变，去应力退火后晶粒不均匀，从而恶化磁性。

本发明无头轧制工艺中，高拉速下铸坯不需均热炉加热直接轧制成薄板，高温卷取，临界压下及去应力和发蓝退火省去一次冷轧及中间退火、无涂层、无环境污染；具有流程短、绿色低碳、高效的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法

无取向电工钢成分的质量百分比为：C≤0.010％，Si≤1.6％，Als≤0.80％，Mn≤0.50％，S≤0.0080％，N≤0.0080％，其余为铁和不可避免的杂质；

生产步骤如下：

(1)冶炼工序：铁水经过预处理脱硫，后进入转炉进行炼钢，然后真空脱碳和合金化获得满足上述成分和纯净度的钢水，然后进行浇铸；

(2)连铸-热轧工序：钢水通过中间包进入连铸机结晶器，经过扇形段浇注成铸坯，铸坯粗轧获得5.0-12mm厚的中间坯，中间坯经感应炉加热、除鳞后入精轧机轧、层冷后获得0.5～1.2mm厚(热轧板厚)的无取向电工钢热轧原料；其中浇注拉速为4.0～7.0m/min，铸坯厚度为91～110mm，感应加热温度为950～1150℃，时间为30～60s，终轧温度为850～950℃，卷取温度≥750℃。在整个过程中，连铸机到卷取机由带钢直接相连，通过卷取机前高速飞剪进行分卷，实现无头轧制。

(3)酸洗和临界压下：临界压下率≤15％；

(4)脱碳去应力退火和发蓝处理：退火温度780℃，保温时间1h，退火后期温度降至450℃，进行发蓝处理后即得半工艺无取向电工钢。

实施例1-实施例9以及对比例1-对比例3中炼钢成分如表1所示：

表1炼钢成分，％

实施例1-实施例9以及对比例1-对比例3中参数铸坯厚度、浇注拉速、感应加热工艺、终轧温度和卷取温度如表2所示：

表2参数设定

实验例

实施例1-实施例9以及对比例1-对比例3生产获得的半工艺无取向电工钢的厚度以及磁性性能检测如表3所示：

表3各工序产品厚度、临界压下率及磁性

结果显示，本发明无头轧制生产的半工艺无取向电工钢具有优良的磁性能，且减少了生产工序，降低生产成本，实现了短流程、高效制造。

Claims (9)

1.一种无头轧制生产半工艺无取向电工钢的方法，其特征在于，所述无取向电工钢成分的质量百分比为：C≤0.010％，Si≤1.6％，Als≤0.80％，Mn≤0.50％，S≤0.0080％，N≤0.0080％，其余为铁和不可避免的杂质；生产步骤如下：

(1)冶炼工序：铁水经过预处理脱硫，后进入转炉进行炼钢，然后真空脱碳和合金化获得满足上述成分和纯净度的钢水，然后进行浇铸；

(2)连铸-热轧工序：钢水通过中间包进入连铸机结晶器，经过扇形段浇注成铸坯，铸坯经三道次粗轧获得5.0-12mm厚的中间坯，中间坯经感应炉加热、除鳞后入精轧机轧、层冷后获得0.5～1.2mm厚的无取向电工钢热轧原料；其中浇注拉速为4.0～7.0m/min，铸坯厚度为91～110mm，感应加热温度为950～1150℃，保温时间为30～60s，终轧温度为850～950℃，卷取温度≥750℃；在整个过程中，连铸机到卷取机由带钢直接相连，通过卷取机前高速飞剪进行分卷；

(3)酸洗和临界压下：酸洗后省去冷轧和再结晶退火，直接进行≤15％的临界压下；

(4)脱碳去应力退火和发蓝处理：退火温度780℃，保温时间1h，退火后期温度降至450℃，进行发蓝处理后即得半工艺无取向电工钢。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无取向电工钢中Si：0.75-1.25％，Als:0.20-0.40％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中浇注拉速为5.2-5.6m/min。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浇注拉速为5.5m/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中感应加热温度为980-1150℃，保温时间为45s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中终轧温度为880-910℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中卷取温度为760-840℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述临界压下率为2.0-6.0％。

9.如权利要求1-8任一项所述方法生产的无取向电工钢。