CN109590339B - 一种低温高磁感取向硅钢的热轧边部质量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温高磁感取向硅钢的热轧边部质量控制方法，在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比小于等于第一预设数值，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比小于等于第二预设数值，其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值；将所述加热炉高温段的温度降低10‑20℃；利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，并将粗轧中各道次轧制速度控制在2.6‑4.8m/s，选取每道次立辊E2和R2间最佳斜坡匹配速度和后滑系数。本发明解决了带钢边部“饼干脆”缺陷发生率高的技术问题。

Description

一种低温高磁感取向硅钢的热轧边部质量控制方法

技术领域

本申请涉及取向硅钢制造领域，尤其涉及一种低温高磁感取向硅钢的热轧边部质量控制方法。

背景技术

低温高磁感取向硅钢其材料加工性能差，导致热轧出侧边部质量差，边部容易产生边裂和分层，在冷轧工序通常采用常化酸洗机组剪边40-60mm后定宽下送森吉米尔二十辊轧机生产，森吉米尔轧机采用开卷机上卷生产第一道次，入侧压板始终关闭提供辅助后张力，侧导辊对中钢带进入辊缝的位置。

随着热轧技术和材料加工性能优化提升，该钢种热轧出侧边部质量显著提升，满足后工序轧制需求，从产品成材率成本方面考虑，热轧硅钢不剪边常化酸洗后冷轧是必行的趋势，但热轧低温取向硅钢边部经常出现不平滑表面，严重时甚至有一定深度的裂口，表现为一侧或二侧，有时是一层或多层带钢，若继续轧制就会产生较大毛刺和裂口，甚至产生断带等故障停机，这里定义这种边部质量缺陷为“饼干脆”，而只有采取复活剪边或酸洗常化过程剪边，又会直接影响成材率提升。

所以需要针对这种热轧硅钢边部质量应用一种低温高磁感取向硅钢的热轧生产方法，减少该缺陷发生率或改善。

发明内容

本发明提供了一种低温高磁感取向硅钢的热轧生产方法，以解决或者部分解决带钢边部“饼干脆”缺陷发生率高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低温高磁感取向硅钢的热轧生产方法，所述方法包括：

在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比小于等于第一预设数值，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比小于等于第二预设数值，其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值；

将所述加热炉高温段的温度降低10-20℃；

利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，并将粗轧中各道次轧制速度控制在2.6-4.8m/s。

优选的，所述第一预设数值为1.1。

优选的，所述第二预设数值为1.0。

优选的，所述第一立辊的材质包括半钢，高速钢。

优选的，当所述第一立辊的材质为半钢，所述第一立辊的更换周期为4-6周；当所述第一立辊的材质为高速钢，所述第一立辊的更换周期为6-10周。

优选的，所述第二立辊的材质包括半钢，高速钢。

优选的，所述第一立辊和所述第二立辊的服役周期为：当所述第二立辊的材质为半钢，所述第二立辊的更换周期为2-4周；当所述第二立辊的材质为高速钢，所述第二立辊的更换周期为5-8周。

优选的，所述利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，具体包括：控制喷嘴按照油流量15ml/min-20ml/min、水流量10L/min-13L/min喷出轧制油到所述第一立辊的辊面上和所述第二立辊的辊面上。

优选的，所述轧制油包括水油乳化液。

优选的，在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢的最佳在炉时长为240-280分钟。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种低温高磁感取向硅钢的热轧生产方法，为了减少带钢边部“饼干脆”缺陷发生概率，在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比小于等于第一预设数值，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比小于等于第二预设数值，其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值；通过采用热轧加热炉控制技术，优化空燃比保证炉内高温段弱还原性气氛，缩短在炉时间，即可降低板坯表面氧化程度，提高板坯本身的质量以减少“饼干脆”缺陷发生概率。进一步的，将所述加热炉高温段的温度降低10-20℃；利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，并将粗轧中各道次轧制速度控制在2.6-4.8m/s，选取每道次立辊E2和R2间最佳斜坡匹配速度和后滑系数，进而通过减少轧制道次，提高轧制速度来达到减少“饼干脆”缺陷发生概率的目的，能够提高低温高磁感取向硅钢的边部质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例的热轧低温高磁感取向硅钢钢的带钢正常边部质量典型示意图片；

图2示出了本发明实施例的热轧低温高磁感取向硅钢钢的带钢边部“饼干脆”缺陷典型示意图片；

图3示出了本发明实施例的热轧低温高磁感取向硅钢钢的带钢边部“饼干脆”缺陷放大典型示意图片；

图4示出了本发明实施例的粗轧立辊未期轧制带坯边部形貌；

图5示出了本发明实施例的立辊辊面好时带坯边部形貌；

图6示出了本发明实施例的E2粗轧立辊投轧制油服役3周辊面典型照片；

图7示出了本发明实施例的E2粗轧立辊投轧制油后服役3周辊面典型照片；

图8示出了本发明实施例的不同氧含量和温度下氧化铁皮结构不同；

图9示出了本发明实施例的热轧时不同温度下氧化增重与氧化时间关系；

图10示出了本发明实施例的一种低温高磁感取向硅钢的热轧生产方法的实施过程图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

正常热轧低温高磁感取向硅钢钢带钢轧制自然边应平滑，边部经塑性变形后无明显裂纹、锯齿裂或粗糙毛刺状及不均匀变形的小结瘤等缺陷，正常带钢边部质量典型照片见图1。“饼干脆”是热轧低温高磁感取向硅钢钢带钢轧制自然边有微裂纹、锯齿裂或粗糙毛刺状不均匀变形的小结瘤等形貌缺陷，边部饼干脆缺陷典型照片见图2-图3。

为了解决带钢边部“饼干脆”缺陷发生率高的技术问题，本发明实施例公开了一种低温高磁感取向硅钢的热轧生产方法，该方法包括以下步骤：

步骤11，在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比小于等于第一预设数值，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比为小于等于第二预设数值。

加热炉高温段的温度一般控制在“1110-1170℃”，一般来说，加热炉分为以下几段：预热段、一加热段、二加热段、均热段，通常把二加热段和均热段合称加热炉高温段。

每段的温度为：预热段：900-1020℃，一加热段：1080-1150℃，二加热段：1110-1170℃，均热段：1110-1170℃。

在加热炉加热之后，则会对带钢进行粗轧。

其中，所述第一数值大于所述第二数值。

在具体的实施过程中，所述第一预设数值为1.1，所述第二预设数值为1.0。上部段指的是带钢上表面对应的炉内空间段，下部段指的是带钢下表面对应的炉内空间段。

热轧加热炉高温段的炉内气氛会直接影响板坯表面的氧化程度，故而采用合适的空燃比设计可以防止板坯边部氧化过烧。

进一步的，高温段温度空燃比会按还原性气氛进行控制，此阶段氧化铁皮主要是FeO，通常氧含量低于0.4％以下见附图8。根据煤气热值和空气配比基础上，对加热炉高温段的空燃比进行优化，一般将低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比控制在≤1.1，优选值为1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5等等。低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比控制在≤1.0，优选值为0.9、0.8、0.7、0.6、0.5等等。

作为一种可选的实施例，由于板坯在炉时间越长，表面生产的氧化铁皮厚度越厚，在轧制变形时，铁皮与机体间形成深浅不一凹坑，轧制时表面延伸不一致，形成小的变形不均匀结瘤，严重时边部产生过烧状脆裂缺陷。见附图9，故而在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢的最佳在炉时长为240-280分钟，优选为245-275、250-270、255-275、260-270等等。

通过上述方式，采用热轧加热炉控制技术，优化空燃比保证炉内高温段弱还原性气氛，缩短在炉时间，即可降低板坯表面氧化程度。

步骤12，将所述加热炉高温段的温度降低10-20℃。

步骤13，利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，并将粗轧中各道次轧制速度控制在2.6-4.8m/s。

进一步的，选取每道次立辊E2和R2间最佳斜坡匹配速度和后滑系数。

在粗轧的过程中，为了减少带钢边部“饼干脆”缺陷发生概率，会对粗轧使用到的立辊的材质、立辊的使用周期、轧制道次进行控制。

由于粗轧不同于加热，故而会将加热高温段炉温降低10-20℃，粗轧的温度同样降低一定幅度。然后进行3道次轧制。

在具体的轧制过程中，使用了第一立辊和第二立辊进行轧制。假设轧制10米的带坯，该带坯通过第一立辊和第二立辊轧制一次表示轧制了1个道次，再通过两个立辊轧制一次表示轧制了2个道次，因此轧制3个道次，实际上是10米的带坯通过两个立辊轧制了3次。

粗轧1+3道次进行轧制，粗轧各道次轧制速度2.6-4.8m/s，优选速度值为2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7等等。

作为一种可选的实施例，所述第一立辊的材质为半钢或高速钢；所述第二立辊的材质为半钢或高速钢。

进一步的，所述第一立辊和所述第二立辊的服役周期参看表1。

表1

材质	半钢	高速钢
			第一立辊更换周期	4-6周	6-10周
第二立辊更换周期	2-4周	5-8周

一般来说，粗轧第二立辊E2的服役周期(一周表示一星期)与该周期内带钢边部“饼干脆”发生概率请参看表2。

表2

通过试验对比，E2立辊最多使用到第3周辊面开始出现微细热裂纹，在立辊与带坯接触时就会发生边部的不均匀变形，热裂纹处金属会突出基体表面，高温下与空气接触快速氧化，带坯表面不平滑见图6。粗轧E2立辊在服役的尾期，辊面质量下滑，呈现明显的颗粒状热裂纹，裂纹深度通常≥0.5mm。

结论：跟踪粗轧立辊的辊面劣化演进过程，对E2立辊的使用周期进行优化，有效的控制了带钢边部毛糙类缺陷的发生。粗轧立辊E2表面存在热裂纹或严重磨损时必须更换，对边部质量提升效果显著。

为了有效减少立辊辊面磨损和热裂纹，需要控制喷嘴按照油流量15-20ml/min、水流量10-13L/min喷出轧制油到所述第一立辊的辊面上和所述第二立辊的辊面上。轧制油包括油水乳化液。

粗轧第一立辊E1和粗轧第二立辊E2机架增加轧制油，轧制时通过喷嘴喷油水乳化液到辊面上，减少带坯边部与立辊辊面的摩擦力，油水混合物喷到轧辊上后，油和水迅速分离，使轧制油吸附在轧辊表面带入轧制变形区。减少带钢与轧辊的直接接触，减小带钢变形过程的摩擦力。润滑油在变形区起到减少摩擦系数的作用，降低了轧辊磨损速度。另外，由于润滑油形成覆盖在轧辊表面的保护膜，缓和了水对轧辊的急冷与氧化作用，同时这层保护膜还起着阻碍轧件向轧辊传热的作用.降低了轧辊的热疲劳，从而使磨损减轻，降低辊面温度缓解热裂纹发生。

未使用E1、E2立辊立辊轧制油，服役到第二周时，立辊辊面热裂纹已经超出标准，“饼干脆”发生率高达48.5％以上。投用立辊轧制油后最大服役周期5周，”饼干脆”发生率仅7％。以粗轧E2投用轧制油试验，油的流量都为20ml/min左右，水的流量在13L/min左右，这样可以保证油的浓度在千分之1.5左右，调整不同油水流量配比，形成2种典型轧制油配比方案，经过轧制生产验证得到以下实验结果，见表3。

通过以上试验方案，保证“饼干脆”发生率受控，以粗轧立辊E2(半钢)为例，可服役5周。服役3周对比粗轧E2立辊辊面质量典型图片6-图7。

立辊辊面质量好与差时，粗轧中间坯边部质量差异较大，同样加热条件，立辊表面好时轧制中间坯边部平滑，立辊辊面不良时轧制中间坯边部粗糙，热裂纹反印在边部表面。见附图4-图5。

表3粗轧立辊E2轧制油油水配比典型试验

在上述一个或者多个实施例中，通过缩短立辊服役周期、投用轧制油、改进高速钢材质以降低轧辊辊面磨损，另外减少粗轧道次和提高轧制速度，减少带坯纯轧时间，降低带钢边部”饼干脆”发生率。

按上述方法实施后，改善效果明显。既降低边部“饼干脆”发生率，扩大低温高磁感取向硅钢钢不剪边轧制比率从攻关前不足10％，最高达到80％以上，极大地减少了切损，提高成材率2.2％以上，减少切边剪消耗和维护成本，降低生产成本3000万元以上。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种低温高磁感取向硅钢的热轧边部质量控制方法，为了减少带钢边部“饼干脆”缺陷发生概率，在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比小于等于第一预设数值，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比小于等于第二预设数值，其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值；通过采用热轧加热炉控制技术，优化空燃比保证炉内高温段弱还原性气氛，缩短在炉时间，即可降低板坯表面氧化程度，提高板坯本身的质量以减少“饼干脆”缺陷发生概率。进一步的，将所述加热炉高温段的温度降低10-20℃；利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，并将粗轧中各道次轧制速度控制在2.6-4.8m/s，选取每道次立辊E2和R2间最佳斜坡匹配速度和后滑系数，进而通过减少轧制道次，提高轧制速度来达到减少“饼干脆”缺陷发生概率的目的，能够提高温高磁感取向硅钢的边部质量。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种低温高磁感取向硅钢的热轧边部质量控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，高温段温度空燃比按还原性气氛进行控制，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热上部段的空燃比小于等于第一预设数值，控制所述低温高磁感取向硅钢二加和均热下部段的空燃比小于等于第二预设数值，其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值；所述上部段指的是带钢上表面对应的炉内空间段，所述下部段指的是带钢下表面对应的炉内空间段；

将所述加热炉高温段的温度降低10℃-20℃；

利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，并将粗轧中各道次轧制速度控制在2.6m/s-4.8m/s。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设数值为1.1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设数值为1.0。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一立辊的材质包括半钢，高速钢。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

当所述第一立辊的材质为半钢，所述第一立辊的更换周期为4-6周；

当所述第一立辊的材质为高速钢，所述第一立辊的更换周期为6-10周。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二立辊的材质包括半钢，高速钢。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一立辊和所述第二立辊的服役周期为：

当所述第二立辊的材质为半钢，所述第二立辊的更换周期为2-4周；

当所述第二立辊的材质为高速钢，所述第二立辊的更换周期为5-8周。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用第一立辊和第二立辊对所述低温高磁感取向硅钢进行3道次粗轧，具体包括：

控制喷嘴按照油流量15ml/min-20ml/min、水流量10L/min-13L/min喷出轧制油到所述第一立辊的辊面上和所述第二立辊的辊面上。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述轧制油包括水油乳化液。

10.如权利要求1～9任一所述的方法，其特征在于，在加热炉高温段对所述低温高磁感取向硅钢进行加热的过程中，控制所述低温高磁感取向硅钢的最佳在炉时长为240分钟-280分钟。

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