CN110387502B - 一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺,属于轧钢工艺技术领域。一种高硅钢薄板,所述薄板化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Al 0.4~0.7%,Y 0.008~0.02%,Zr 0.05~0.08%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe,所述薄板厚度为0.1~0.15mm。本发明提出在高硅钢中添加的重稀土钇、锆元素以改善其塑性的微合金化方法。在此基础之上,采用异步温轧与深冷叠轧相结合的新技术制备了高硅钢薄板,通过Y及Zr的微合金化细化晶粒、减少有序相生成,提升高硅钢薄板的塑性;通过深冷叠轧降低薄板厚度,提高产品的软磁性能。

Description

一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺
技术领域
本发明涉及一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺,属于轧钢工艺技术领域。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展及人民生活水平的日益提高,为满足国内电能消费增长的迫切需求,电力工业发展迅速,带动了电工钢的蓬勃发展。电工钢是制造变压器铁芯、电机及各种电器元件最重要的金属功能材料之一,生产工序长,工艺复杂,已成为衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志。当电工钢中Si含量提高到4.5%时,不仅铁损达到很低的水平,而且磁致伸缩系数也会减小到接近于零,在高频软磁材料领域有着广阔的应用前景,近些年成为世界功能材料领域的研究热点。
高硅钢的磁性能与薄板厚度密切相关。随着厚度的减小,高硅钢的铁损降低,磁导率提髙,高频软磁性能受薄板厚度的影响尤为显著。制备超薄高硅钢目前面临两个挑战,第一是粗大的晶粒尺寸、过多的Fe-Si共价键、较高的派纳力及高硅固溶强化作用使得高硅钢在室温下既硬又脆、变形抗力大,塑性极差、冷轧变形困难。第二是当高硅钢薄板厚度低于一定厚度时,由于薄板的尺寸效应,会发生厚度软化行为,加之辊缝及工作辊直径的限制,高硅钢成品薄板的厚度难以继续降低。综上所述,这两个难题目前无法通过冷轧工艺生产人们所期望制备更薄的高硅钢薄板。
发明内容
本发明提供一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺。本发明提出在高硅钢中添加的重稀土钇(Y)、锆(Zr)元素以改善其塑性的微合金化方法。在此基础之上,采用异步温轧与深冷叠轧相结合的新技术制备了高硅钢薄板,通过Y及Zr的微合金化细化晶粒、减少有序相生成,提升高硅钢薄板的塑性。通过深冷叠轧降低薄板厚度,提高产品的软磁性能。
一种高硅钢薄板,所述薄板化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Al0.4~0.7%,Y 0.008~0.02%,Zr 0.05~0.08%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe。
进一步地,所述薄板厚度为0.1~0.15mm。
本发明的另一目的是提供一种制备上述高硅钢薄板的深冷叠轧工艺。
一种制备高硅钢薄板的深冷叠轧工艺,所述工艺包括冶炼、锻造、热轧、酸洗、异步温轧、中间退火、酸洗、深冷叠轧、连续退火的步骤,其中,
所述异步温轧的步骤为:将经热轧和酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至550~620℃,保温5~10min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,恒温温轧温度为550~620℃,经15~18道次温轧至0.5~0.7mm;每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min;整个温轧过程均采取异步温轧,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速,首末两道次的道次压下率为4%~6%,异速比为1.15~1.2,下辊辊速为0.1~0.2m/s,上辊辊速为0.12~0.23m/s,轧制力为100~130kN;其余中间道次的道次压下率为10%~12%,异速比为1.25~1.3,下辊辊速为0.3~0.4m/s,上辊辊速为0.39~0.5m/s,轧制力为150~180kN。
所述深冷叠轧步骤为:将经中间退火和酸洗处理后的板材进行深冷叠轧:利用四辊冷轧机将厚度相同的5~6块退火薄板叠放在一起,制成厚度为3~3.5mm的多层板坯;利用四辊冷轧机进行深冷叠轧轧制,在深冷轧制之前,开启轧辊,零载荷轮转,利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却,实现轧辊表面温度-180~-120℃;每道次轧制之前,需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3~5min后,实现多层板坯温度在-180~-120℃,轧板在液氮中冷却后,迅速取出进行深冷轧制;前两道次将多层板坯沿长度方向输入冷轧机进行深冷轧制,以后每隔两道次将多层板坯旋转90°进行交叉轧制,轧至每块高硅钢薄板厚度为0.1~0.15mm;首末道次的压下率为3%~4%,轧机辊速为0.04~0.06m/s,轧制力为80~100kN,其余中间道次的压下率为5%~8%,轧机辊速为0.08~0.1m/s,轧制力为120~150kN。
本发明所述“异步轧制”于可逆异步轧机上进行,可商业购得。所述异步轧制在可逆异步轧机上进行,两个工作辊直径相同,通过上下工作辊转速的不同实现异步轧制条件,轧制过程中下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。
本发明所述深冷叠轧步骤所用轧机为现有技术中公开的四辊冷轧机,配备装有液氮的氮气冷却喷枪。
上述技术方案中,在薄板深冷叠轧步骤中,将板材叠放之前,利用防粘结润滑液喷嘴对薄板的上下表面喷射防粘结润滑液,利于轧制结束后相邻薄板的分离。
上述技术方案中,在薄板深冷叠轧步骤中,交叉轧制的目的是降低多层板坯边部的压下力度及压下量,当压下率较低时,较小的轧制力就可以使相邻薄板轧制结束后迅速分离。
进一步地,所述冶炼步骤为:采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Al 0.4~0.7%,Y 0.008~0.02%,Zr 0.05~0.08%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe。
进一步地,所述锻造步骤为:采用空气自由锻成30~40mm厚的方坯,锻造温度为1200~1250℃,保温时间按1~3min/mm×铸锭厚度控制。
进一步地,所述热轧步骤为:将锻坯进行热轧,加热温度为1150~1200℃,保温时间按1~3min/mm×坯厚控制,保温后在二辊可逆热轧机上进行无润滑热轧并经10~12道次热轧至2.5~3.5mm,开轧温度为1100~1150℃,终轧温度为870~900℃,然后水冷至室温。
进一步地,所述酸洗步骤为:采用5%~8%浓度盐酸溶液对热轧板及中间退火板进行酸洗,酸洗温度为50~70℃,酸洗时间为10~20min,去除表面氧化铁皮。
进一步地,所述中间退火步骤为:中间退火温度为980~1050℃,保温20~30min后水冷至室温。
进一步地,所述连续退火步骤为:采取三阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至500~600℃,保温时间为2~3min,再以4℃/s的速率加热至800~900℃,保温时间为2~3min,最后以5℃/s的速率加热至1050~1150℃,薄板保温时间为3~5min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
深冷轧制是将材料置于液氮中冷却,然后进行轧制变形。高硅钢中存在大量的B2与DO3有序相,在液氮中深冷轧制,抑制了有序相的形核,高脆性的B2与DO3有序相消失,高硅钢薄板的塑性变形能力得到有效提升。深冷叠轧主要原理为在超低温塑性变形过程中高硅钢薄板之间的界面结合能力大幅降低,当压下率较低时,较小的轧制力就可以使相邻薄板轧制结束后迅速分离。
本发明的有益效果是:本发明在高硅钢中添加微量的重稀土钇、锆元素提升高硅钢薄板的加工性能。本发明采用异步温轧工艺,降低了高硅钢变形抗力较大,细化晶粒尺寸,为下一步工序的顺利开展提供了良好的组织基础。本发明所述的深冷叠轧技术与传统冷轧技术相比较,传统冷轧技术只能部分消除钢中的B2与DO3有序相,轧制较为困难;而深冷叠轧则可以完全抑制有序相形核,消除钢中高脆性的B2与DO3有序相。在超低温塑性变形过程中,高硅钢薄板之间的界面结合能力大幅降低,实现高硅钢薄板的超薄化制备,极大提升了其塑性变形能力,有望应用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例3中深冷叠轧与对比例3中常规冷轧制备高硅钢薄板的XRD图。A2为无序相,B2与DO3相为有序相。由图可以看出,与常规冷轧板相比,深冷叠轧可以抑制有序相的形核,完全消除钢中高脆性的B2与DO3有序相。
图2为本发明实施例3所得高硅钢薄板的实物图。
图3为本发明实施例3中深冷叠轧与对比例3中常规冷轧制备高硅钢成品薄板的三点弯曲性能图。断裂时的挠度(Deflection)越大表明材料的塑性越好,由图可以看出,对比例3中常规冷轧薄板成品的断裂挠度值为8.9mm,实施例3中深冷叠轧薄板成品的断裂挠度值为19.8mm,薄板成品的断裂挠度值提高了122%,大大提升了高硅钢的塑性变形能力。
具体实施方式
本实施方式采用XRD检测深冷叠轧与常规冷轧高硅钢薄板中的物相组成。
本发明实施例中按照GB/T232-2010制成矩形标准三点弯曲试样,在CMT5105-SANS微机控制电子万能实验机上进行三点弯曲测试。
实施例1
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91%,Al 0.4%,Y 0.008%,Zr 0.05%,C 0.007%,Mn 0.008%,P 0.005%,S 0.004%,N0.002%,O 0.002%,余量Fe。
在1200℃温度下,保温140min后利用空气自由锻成40mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1150℃,保温100min,保温后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经12道次热轧至3.5mm,开轧温度为1150℃,终轧温度为900℃,然后空冷至室温。采用5%浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为10min,去除表面氧化铁皮。
将酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至550℃,保温10min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,温轧温度为550℃,经18道次温轧至0.7mm。每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min至轧件温度为550℃。整个温轧过程均采取异步温轧,异速比为1.15,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。首末两道次的道次压下率为4%,异速比为1.15,下辊辊速为0.2m/s,上辊辊速为0.23m/s,轧制力为100kN。其余中间道次的道次压下率为10%,异速比为1.25,下辊辊速为0.4m/s,上辊辊速为0.5m/s,轧制力为150kN。中间退火温度为980℃,保温30min后水冷至室温。采用5%浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为5min,去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行深冷叠轧,先将厚度相同的5块退火薄板叠放在一起,制成厚度为3.5mm的多层板坯。在薄板叠放之前,利用防粘结润滑液喷嘴对薄板的上下表面喷射防粘结润滑液,利于轧制结束后相邻薄板的分离。在深冷轧制之前,开启轧辊,零载荷轮转,利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却,轧辊表面温度为-120℃。每道次轧制之前,需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3~5min后,实现多层板坯温度在-120℃,轧板在液氮中冷却后,迅速取出进行深冷轧制。前两道次将多层板坯沿长度方向输入冷轧机进行深冷轧制,以后每隔两道次将多层板坯旋转90°进行交叉轧制。首末道次的压下率为3%,轧机辊速为0.04m/s,轧制力为80kN,其余中间道次的压下率为5%,轧机辊速为0.08m/s,轧制力为120kN。每个道次轧制结束后再重新将轧件放回液氮罐中进行保温,循环上述操作,直到每块薄板达到0.15mm。
采取三阶段逐级升温连续退火工艺,先以3℃/s的速率加热至500℃,保温为3min,再以4℃/s的速率加热至800℃,保温3min,最后以5℃/s的速率加热至1050℃,保温5min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
实施例2
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.95%,Al 0.55%,Y 0.015%,Zr 0.065%,C 0.007%,Mn 0.008%,P 0.005%,S 0.004%,N0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1230℃温度下,保温90min后利用空气自由锻成35mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1180℃,保温90min,然后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经11道次热轧至3.0mm,开轧温度为1130℃,终轧温度为880℃,然后空冷至室温。采用6%浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗,酸洗温度为60℃,酸洗时间为15min,去除表面氧化铁皮。
将酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至580℃,保温7min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,温轧温度为580℃,经16道次温轧至0.6mm。每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min至轧件温度为570℃。整个温轧过程均采取异步温轧,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。首末两道次的道次压下率为5%,异速比为1.2,下辊辊速为0.15m/s,上辊辊速为0.18m/s,轧制力为120kN。其余中间道次的道次压下率为11%,异速比为1.3,下辊辊速为0.35m/s,上辊辊速为0.455m/s,轧制力为170kN。中间退火温度为1020℃,保温25min后水冷至室温。采用7%浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗,酸洗温度为60℃,酸洗时间为8min,去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行深冷叠轧,先将厚度相同的5块退火薄板叠放在一起,制成厚度为3mm的多层板坯。在薄板叠放之前,利用防粘结润滑液喷嘴对薄板的上下表面喷射防粘结润滑液,利于轧制结束后相邻薄板的分离。在深冷轧制之前,开启轧辊,零载荷轮转,利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却,实现轧辊表面温度-160℃。每道次轧制之前,需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3~5min后,实现多层板坯温度在-160℃,轧板在液氮中冷却后,迅速取出进行深冷轧制。前两道次将多层板坯沿长度方向输入冷轧机进行深冷轧制,以后每隔两道次将多层板坯旋转90°进行交叉轧制。首末道次的压下率为4%,轧机辊速为0.05m/s,轧制力为90kN,其余中间道次的压下率为7%,轧机辊速为0.09m/s,轧制力为140kN。每个道次轧制结束后再重新将轧件放回液氮罐中进行保温,循环上述操作,直到每块薄板达到0.12mm。
采取三阶段逐级升温连续退火工艺,先以3℃/s的速率加热至550℃,保温时间为2.5min,再以4℃/s的速率加热至850℃,保温时间为2.5min,最后以5℃/s的速率加热至1100℃,薄板保温时间为4min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
实施例3
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.98%,Al 0.7%,Y 0.02%,Zr 0.08%,C 0.008%,Mn 0.007%,P 0.005%,S 0.004%,N0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1250℃温度下,保温80min后利用空气自由锻成30mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1200℃,保温80min,然后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经12道次热轧至2.5mm,开轧温度为1100℃,终轧温度为870℃,然后空冷至室温。采用8%浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗,酸洗温度为70℃,酸洗时间为20min,去除表面氧化铁皮。
将酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至620℃,保温5min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,温轧温度为620℃,经15道次温轧至0.5mm。每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min至轧件温度为620℃。整个温轧过程均采取异步温轧,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。首末两道次的道次压下率为6%,异速比为1.2,下辊辊速为0.1m/s,上辊辊速为0.12m/s,轧制力为130kN。其余中间道次的道次压下率为12%,异速比为1.3,下辊辊速为0.3m/s,上辊辊速为0.39m/s,轧制力为180kN。中间退火温度为1050℃,保温20min后水冷至室温。采用8%浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗,酸洗温度为70℃,酸洗时间为10min,去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行深冷叠轧,先将厚度相同的6块退火薄板叠放在一起,制成厚度为3mm的多层板坯。在薄板叠放之前,利用防粘结润滑液喷嘴对薄板的上下表面喷射防粘结润滑液,利于轧制结束后相邻薄板的分离。在深冷轧制之前,开启轧辊,零载荷轮转,利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却,实现轧辊表面温度-180℃。每道次轧制之前,需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3~5min后,实现多层板坯温度在-180℃,轧板在液氮中冷却后,迅速取出进行深冷轧制。前两道次将多层板坯沿长度方向输入冷轧机进行深冷轧制,以后每隔两道次将多层板坯旋转90°进行交叉轧制。首末道次的压下率为4%,轧机辊速为0.06m/s,轧制力为100kN,其余中间道次的压下率为8%,轧机辊速为0.1m/s,轧制力为150kN。每个道次轧制结束后再重新将轧件放回液氮罐中进行保温,循环上述操作,直到每块薄板达到0.1mm。
采取三阶段逐级升温连续退火工艺,先以3℃/s的速率加热至600℃,保温时间为2min,再以4℃/s的速率加热至900℃,保温时间为2min,最后以5℃/s的速率加热至1150℃,薄板保温时间为3min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
对比例3常规冷轧板
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.98%,Al 0.7%,Y 0.02%,Zr 0.08%,C 0.008%,Mn 0.007%,P 0.005%,S 0.004%,N0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1250℃温度下,保温80min后利用空气自由锻成30mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1200℃,保温80min,然后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经12道次热轧至2.5mm,开轧温度为1100℃,终轧温度为870℃,然后空冷至室温。采用8%浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗,酸洗温度为70℃,酸洗时间为20min,去除表面氧化铁皮。
将酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至620℃,保温5min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,温轧温度为620℃,经15道次温轧至0.5mm。每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min。整个温轧过程均采取异步温轧,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。首末两道次的道次压下率为6%,异速比为1.2,下辊辊速为0.1m/s,上辊辊速为0.12m/s,轧制力为130kN。其余中间道次的道次压下率为12%,异速比为1.3,下辊辊速为0.3m/s,上辊辊速为0.39m/s,轧制力为180kN。中间退火温度为1050℃,保温20min后水冷至室温。采用8%浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗,酸洗温度为70℃,酸洗时间为10min,去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行冷轧,首末道次的压下率为4%,轧机辊速为0.06m/s,轧制力为100kN,其余中间道次的压下率为8%,轧机辊速为0.1m/s,轧制力为150kN,,冷轧薄板为0.1mm。采取三阶段逐级升温连续退火工艺,先以3℃/s的速率加热至600℃,保温时间为2min,再以4℃/s的速率加热至900℃,保温时间为2min,最后以5℃/s的速率加热至1150℃,薄板保温时间为3min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。

Claims (8)

1.一种高硅钢薄板,其特征在于:所述薄板化学成分按重量百分比含量为:Si6.91~6.98%,Al 0.4~0.7%,Y 0.008~0.02%,Zr 0.05~0.08%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe,
所述高硅钢薄板按下述工艺制得:所述工艺包括冶炼、锻造、热轧、酸洗、异步温轧、中间退火、酸洗、深冷叠轧、连续退火的步骤,其中,
所述异步温轧的步骤为:将经热轧和酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至550~620℃,保温5~10min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,恒温温轧温度为550~620℃,经15~18道次温轧至0.5~0.7mm;每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min;整个温轧过程均采取异步温轧,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速,首末两道次的道次压下率为4%~6%,异速比为1.15~1.2,下辊辊速为0.1~0.2m/s,上辊辊速为0.12~0.23m/s,轧制力为100~130kN;其余中间道次的道次压下率为10%~12%,异速比为1.25~1.3,下辊辊速为0.3~0.4m/s,上辊辊速为0.39~0.5m/s,轧制力为150~180kN;
所述深冷叠轧步骤为:将经中间退火和酸洗处理后的板材进行深冷叠轧:利用四辊冷轧机将厚度相同的5~6块退火薄板叠放在一起,制成厚度为3~3.5mm的多层板坯;利用四辊冷轧机进行深冷叠轧轧制,在深冷轧制之前,开启轧辊,零载荷轮转,利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却,实现轧辊表面温度-180~-120℃;每道次轧制之前,需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3~5min后,实现多层板坯温度在-180~-120℃,轧板在液氮中冷却后,迅速取出进行深冷轧制;前两道次将多层板坯沿长度方向输入冷轧机进行深冷轧制,以后每隔两道次将多层板坯旋转90°进行交叉轧制,轧至每块高硅钢薄板厚度为0.1~0.15mm;首末道次的压下率为3%~4%,轧机辊速为0.04~0.06m/s,轧制力为80~100kN,其余中间道次的压下率为5%~8%,轧机辊速为0.08~0.1m/s,轧制力为120~150kN。
2.一种制备权利要求1所述高硅钢薄板的深冷叠轧工艺,其特征在于:所述工艺包括冶炼、锻造、热轧、酸洗、异步温轧、中间退火、酸洗、深冷叠轧、连续退火的步骤,其中,
所述异步温轧的步骤为:将经热轧和酸洗处理后的板材置于加热炉中加热至550~620℃,保温5~10min后,迅速取出在异步轧机上进行恒温温轧,恒温温轧温度为550~620℃,经15~18道次温轧至0.5~0.7mm;每隔两道次将温轧板进行上下表面翻转,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min;整个温轧过程均采取异步温轧,工作辊直径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速,首末两道次的道次压下率为4%~6%,异速比为1.15~1.2,下辊辊速为0.1~0.2m/s,上辊辊速为0.12~0.23m/s,轧制力为100~130kN;其余中间道次的道次压下率为10%~12%,异速比为1.25~1.3,下辊辊速为0.3~0.4m/s,上辊辊速为0.39~0.5m/s,轧制力为150~180kN;
所述深冷叠轧步骤为:将经中间退火和酸洗处理后的板材进行深冷叠轧:利用四辊冷轧机将厚度相同的5~6块退火薄板叠放在一起,制成厚度为3~3.5mm的多层板坯;利用四辊冷轧机进行深冷叠轧轧制,在深冷轧制之前,开启轧辊,零载荷轮转,利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却,实现轧辊表面温度-180~-120℃;每道次轧制之前,需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3~5min后,实现多层板坯温度在-180~-120℃,轧板在液氮中冷却后,迅速取出进行深冷轧制;前两道次将多层板坯沿长度方向输入冷轧机进行深冷轧制,以后每隔两道次将多层板坯旋转90°进行交叉轧制,轧至每块高硅钢薄板厚度为0.1~0.15mm;首末道次的压下率为3%~4%,轧机辊速为0.04~0.06m/s,轧制力为80~100kN,其余中间道次的压下率为5%~8%,轧机辊速为0.08~0.1m/s,轧制力为120~150kN。
3.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:所述冶炼步骤为:采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Al 0.4~0.7%,Y 0.008~0.02%,Zr 0.05~0.08%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe。
4.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:所述锻造步骤为:采用空气自由锻成30~40mm厚的方坯,锻造温度为1200~1250℃,保温时间按1~3min/mm×铸锭厚度控制。
5.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:所述热轧步骤为:将锻坯进行热轧,加热温度为1150~1200℃,保温时间按1~3min/mm×坯厚控制,保温后在二辊可逆热轧机上进行无润滑热轧并经10~12道次热轧至2.5~3.5mm,开轧温度为1100~1150℃,终轧温度为870~900℃,然后水冷至室温。
6.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:所述酸洗步骤为:采用5%~8%浓度盐酸溶液对热轧板及中间退火板进行酸洗,酸洗温度为50~70℃,酸洗时间为10~20min,去除表面氧化铁皮。
7.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:所述中间退火步骤为:中间退火温度为980~1050℃,保温20~30min后水冷至室温。
8.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:所述连续退火步骤为:采取三阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至500~600℃,保温时间为2~3min,再以4℃/s的速率加热至800~900℃,保温时间为2~3min,最后以5℃/s的速率加热至1050~1150℃,薄板保温时间为3~5min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
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