CN110468352A - 一种无取向硅钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种无取向硅钢及其生产方法，采用真空感应炉冶炼钢水，钢水通过一对相向旋转的结晶辊，直接浇铸出厚度为1‑3mm的铸带，钢水浇铸温度在1500‑1700℃之间。铸带经过1道次或多道次热轧轧制成0.7‑2.5mm的热轧带钢，热轧温度为800‑1150℃，并于500‑800℃卷取成卷。热轧钢卷经过延伸率为1.0‑5.0％的平整或拉矫工序后进行常化退火，常化退火温度为700‑1000℃。常化退火后的钢卷经过冷轧以及最终退火和涂层工序得到低铁损、高磁感的无取向硅钢产品。本发明的无取向硅钢产品具有高比例的对磁感有利的{100}和{110}织构，产品磁感在1.80T以上。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工领域，特别地涉及一种薄带连铸、低成本、低能耗、高性能无取向硅钢及其生产方法。
背景技术
硅钢可分为取向硅钢和无取向硅钢，均具有优异的磁性能。无取向硅钢是一种重要的软磁材料，主要用于制造各种电机的铁芯，提高无取向硅钢磁性能可提高电机效率，节能降耗，保护环境。降低无取向硅钢的铁损可以降低电机能耗，提高能量转化效率；提高磁感可以在使用相同的铁芯时，形成更高强度的磁感应强度，提高使用效率。低铁损和高磁感是硅钢产品一直追求的目标。
专利申请CN108655173A公开了一种无取向高牌号硅钢轧制方法，通过合理分配四道次热轧压下量和轧制力，以降低热轧过程中边裂缺陷的产生和带钢浪形的产生，但其生产工艺复杂。专利申请CN109112268A公开了一种改善无取向硅钢磁性能的方法，将连铸坯加热到1100-1200℃，并保温1-2h，随后经过热轧，控制终轧温度等，最终生产出无取向硅钢产品，但其热轧前的加热易使得夹杂物析出，这会影响磁感的提高和铁损的降低。专利文献CN108277335B公开了一种增强薄带连铸无取向硅钢{100}再结晶织构的方法，将薄带连铸的无取向硅钢直接冷轧至成品随后通过三阶段退火，控制每个退火阶段的再结晶率和再结晶组织长大，以提高无取向硅钢的有利织构从而提高无取向硅钢磁感，但其生产工艺复杂，生产过程控制难度较大，实际生产困难。专利申请CN105396879A公开了一种高牌号无取向硅钢冷连轧边裂的控制方法，通过调控第一冷轧机架的负荷控制第一机架出口的边裂产生，同时控制轧机工作辊窜辊值，降低带钢边部应力，避免高牌号无取向硅钢冷轧边裂缺陷，其生产难度较大，降低边裂效果不理想。
本发明针对目前无取向硅钢磁性能差，铁损高、磁感低，易出现热轧边裂，冷轧边裂，生产难度大，生产流程长，工艺复杂的问题，提出了一种无取向硅钢及其生产方法，通过降低铸坯厚度、降低热轧带钢厚度，减小了热轧压下量和冷轧压下量，使得生产轧制道次大幅减少，生产难度大大降低，提高了生产效率和成材率；通过对热轧带钢施加少量变形，同时通过较低温度的常化退火促使晶粒均匀并粗化，使得最终退火的无取向硅钢具有较低的铁损和较高的磁感，具有较高的综合磁性能。
发明内容
针对目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无取向硅钢及其生产方法，通过控制铸坯厚度、热轧带钢厚度，减小了热轧和冷轧工序的生产难度，提高了生产效率和成材率；通过减小热轧压下量和冷轧压下量，避免了对磁感不利的轧制织构的产生，大大提高了对磁感有利织构的比例，大幅度提升了无取向硅钢的磁感；通过平整或拉矫对热轧带钢施加少量变形，并通过较低温度的常化退火，促使热轧带钢组织均匀以及晶粒粗大，大大降低了无取向硅钢的铁损，同时提高了磁感。
实现本发明目的的技术方案是：
将冶炼好的钢水通过一对反向旋转的结晶辊，浇铸出厚度较薄的铸坯，铸坯经过1道次或多道次热轧轧制成热轧薄带钢，随后经过平整或拉矫、常化退火、冷轧和最终退火、涂层处理得到高磁性能无取向硅钢产品。
本发明的一种无取向硅钢的生产方法，按照以下步骤进行：
1)冶炼
钢水化学成分为：C：≤0.04wt％，Si：≤6.50wt％，Mn：≤4.00wt％，Al：≤4.00wt％，Sn：≤2.00wt％，Sb：≤2.00wt％，N：≤0.10wt％，S：≤0.10wt％，O：≤0.10wt％，其余为Fe和不可避免的杂质。
此外，所述钢水可以含有如下化学成分中的一种或多种：
Cu：≤1.00wt％，Cr：≤1.00wt％，Ni：≤1.00wt％，V：≤0.50wt％，Nb：≤0.50wt％，Ti：≤0.50wt％，P：≤0.50wt％。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的结晶辊连铸成铸带。
3)铸带在线热轧和卷取
铸带经过在线热轧轧制成薄带钢并卷取成卷。
4)平整或拉矫
热轧钢卷开卷并经过平整或拉矫工序后卷取成卷。
5)常化退火
平整或拉矫后的钢卷进行常化退火，优化带钢组织。
6)冷轧、退火和涂层
常化退火后的钢卷经过冷轧工序轧制成成品厚度，并进行随后的最终退火和涂层卷取成卷。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，铸带的厚度为1-3mm。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，钢水连铸的温度为1500-1700℃。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，钢水连铸的速度为40-100m/min。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，热轧为1道次或多道次热轧。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，热轧温度为800-1150℃。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，热轧带钢的卷取温度为500-800℃。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，热轧带钢的厚度为0.7-2.5mm。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，平整或拉矫工序的延伸率为1-5％。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，常化退火的温度为700-1000℃。
根据本发明的一种无取向硅钢的生产方法，优选地，无取向硅钢的最终退火温度为750-1150℃。
为了实现上述目的，另一方面，本发明还公开了一种无取向硅钢，其使用前述的一种无取向硅钢的生产方法进行生产。
根据本发明的一种无取向硅钢，优选地，该无取向硅钢的磁感在1.8T以上。
有益技术效果
与现有技术相比，本发明的特点和有益的技术效果至少包括：
(1)本发明缩短了无取向硅钢热轧工序的生产流程，降低了能耗以及有害气体的排放。
(2)本发明减薄了铸坯的厚度，减小了热轧压下量，使得无取向硅钢热轧工序难度降低，避免了热轧过程中边裂、边损缺陷的发生，提高了生产效率和成材率。
(3)本发明减薄了热轧无取向硅钢的厚度，降低了冷轧过程中的压下量，缩短了冷轧生产流程，避免冷轧过程中由于大的变形量导致的边损、断带的发生，降低了冷轧工序的生产难度，提高了生产效率和最终成材率。
(4)本发明通过平整或拉矫工序对热轧带钢施加少量的变形量，提高了常化退火过程中组织再结晶和晶粒长大的驱动力，从而可通过较低的常化退火温度得到均匀、粗大的常化退火组织。
(5)本发明常化退火温度较低，节省了常化过程中的能源消耗，降低了无取向硅钢的生产成本。
(6)本发明的无取向硅钢常化退火组织晶粒较大，经过压下量较小的冷轧工序，避免了大量冷轧变形组织的产生，使得最终退火的无取向硅钢晶粒尺寸较大，铁损大大降低。
(7)本发明的无取向硅钢的铸坯较薄，热轧带钢较薄，在全流程生产过程中，热轧压下量和冷轧压下量大幅度降低，抑制了对磁性能不利的织构的形成，大幅度提高了对磁性能有利的织构的比例，本发明的无取向硅钢的磁感得到大幅度提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为根据本发明制备的无取向硅钢退火板的宏观织构图(Phi2＝45°)。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例1
1)冶炼
钢水化学成分为：C：0.02wt％，Si：3.50wt％，Mn：0.20wt％，Al：0.002wt％，Sn：0.10wt％，Sb：0.04wt％，N：0.002wt％，S：0.002wt％，O：0.003wt％，Cu：0.30wt％，Cr：0.60wt％，Ni：0.07wt％，V：0.03wt％，Nb：0.01wt％，Ti：0.02wt％，P：0.10wt％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的结晶辊连铸成厚度为2.5mm的铸带，钢水浇铸温度为1620℃，连铸速度为58m/min。
3)铸带在线热轧和卷取
铸带经过2道次在线热轧轧制成1.5mm厚的薄带钢并卷取成卷，热轧温度为950℃，热轧带钢卷取温度为580℃。
4)平整或拉矫
热轧钢卷开卷并经过延伸率为2.1％的平整或拉矫工序后卷取成卷。
5)常化退火
平整或拉矫后的带钢经过温度为840℃的常化退火得到组织均匀，晶粒粗大的组织。
6)冷轧、退火和涂层
常化退火后的钢卷经过冷轧工序轧制成成品厚度，并进行随后的最终退火和涂层卷取成卷，最终退火温度为860℃。经过磁性能测试，本实施例的无取向硅钢的磁感为1.826T。
实施例2
1)冶炼
钢水化学成分为：C：0.035wt％，Si：2.10wt％，Mn：0.40wt％，Al：0.035wt％，Sn：0.03wt％，Sb：0.20wt％，N：0.003wt％，S：0.005wt％，O：0.005wt％，Cu：0.02wt％，Cr：0.30wt％，Ni：0.10wt％，V：0.08wt％，Nb：0.06wt％，Ti：0.01wt％，P：0.02wt％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的结晶辊连铸成厚度为2.1mm的铸带，钢水浇铸温度为1580℃，连铸速度为72m/min。
3)铸带在线热轧和卷取
铸带经过1道次在线热轧轧制成1.9mm厚的薄带钢并卷取成卷，热轧温度为880℃，热轧带钢卷取温度为640℃。
4)平整或拉矫
热轧钢卷开卷并经过延伸率为3.0％的平整或拉矫工序后卷取成卷。
5)常化退火
平整或拉矫后的带钢经过温度为780℃的常化退火得到组织均匀，晶粒粗大的组织。
6)冷轧、退火和涂层
常化退火后的钢卷经过冷轧工序轧制成成品厚度，并进行随后的最终退火和涂层卷取成卷，最终退火温度为800℃。经过磁性能测试，本实施例的无取向硅钢的磁感为1.807T。
实施例3
1)冶炼
钢水化学成分为：C：0.008wt％，Si：0.40wt％，Mn：1.20wt％，Al：0.50wt％，Sn：0.05wt％，Sb：0.08wt％，N：0.005wt％，S：0.003wt％，O：0.002wt％，Cu：0.50wt％，Cr：0.06wt％，Ni：0.02wt％，V：0.01wt％，Nb：0.02wt％，Ti：0.07wt％，P：0.07wt％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的结晶辊连铸成厚度为1.4mm的铸带，钢水浇铸温度为1680℃，连铸速度为92m/min。
3)铸带在线热轧和卷取
铸带经过3道次在线热轧轧制成1.0mm厚的薄带钢并卷取成卷，热轧温度为1120℃，热轧带钢卷取温度为720℃。
4)平整或拉矫
热轧钢卷开卷并经过延伸率为1.2％的平整或拉矫工序后卷取成卷。
5)常化退火
平整或拉矫后的带钢经过温度为950℃的常化退火得到组织均匀，晶粒粗大的组织。
6)冷轧、退火和涂层
常化退火后的钢卷经过冷轧工序轧制成成品厚度，并进行随后的最终退火和涂层卷取成卷，最终退火温度为920℃。经过磁性能测试，本实施例的无取向硅钢的磁感为1.837T。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。
Claims (14)
1.一种无取向硅钢的生产方法，所述方法包括如下步骤：
1)冶炼
钢水的化学成分为：C：≤0.04wt％，Si：≤6.50wt％，Mn：≤4.00wt％，Al：≤4.00wt％，Sn：≤2.00wt％，Sb：≤2.00wt％，N：≤0.10wt％，S：≤0.10wt％，O：≤0.10wt％，其余为Fe和不可避免的杂质；
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的结晶辊连铸成铸带；
3)铸带在线热轧和卷取
铸带经过在线热轧轧制成薄带钢并卷取成卷；
4)平整或拉矫
热轧钢卷开卷并经过平整或拉矫工序后卷取成卷；
5)常化退火
平整或拉矫后的钢卷进行常化退火，优化带钢组织；
6)冷轧、退火和涂层
常化退火后的钢卷经过冷轧工序轧制成成品厚度，并进行随后的最终退火和涂层卷取成卷。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述钢水进一步含有如下化学成分中的一种或多种：
Cu：≤1.00wt％，Cr：≤1.00wt％，Ni：≤1.00wt％，V：≤0.50wt％，Nb：≤0.50wt％，Ti：≤0.50wt％，P：≤0.50wt％。
3.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，铸带的厚度为1-3mm。
4.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，钢水连铸的温度为1500-1700℃。
5.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，钢水连铸的速度为40-100m/min。
6.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，热轧为1道次或多道次热轧。
7.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，热轧温度为800-1150℃。
8.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，热轧带钢的卷取温度为500-800℃。
9.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，热轧带钢的厚度为0.7-2.5mm。
10.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中，平整或拉矫工序的延伸率为1-5％。
11.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤5)中，常化退火的温度为700-1000℃。
12.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤6)中，无取向硅钢的最终退火温度为750-1150℃。
13.一种无取向硅钢，其特征在于，使用如权利要求1-12中的任意一项所述的生产方法进行生产。
14.如权利要求13所述的无取向硅钢，其特征在于，所述无取向硅钢的磁感在1.8T以上。
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