CN110565022A - 一种高牌号无取向电工钢制造方法 - Google Patents

一种高牌号无取向电工钢制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种高牌号无取向电工钢制造方法，所述的电工钢化学成分的重量百分比为：Si：2.9～3.5％，Mn：0.15～1.0％、Als：0.5～1.5％，C≤0.0040％，S≤0.0060％Ti≤0.0030％，N≤0.0040％，其余杂质V、Nb、B、Ca、Mo、Ni总含量控制在0.02％以下，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明的电工钢在生产过程中，通过增加一道次冷轧后，边轧制边在线切边处理，来改善一道次冷轧边裂造成的冷轧断带风险，大大提高了生产效率，同时可以获得0.50mm厚度高牌号无取向电工钢成品。

Description

一种高牌号无取向电工钢制造方法
技术领域
本发明属于无取向电工钢技术领域，具体涉及一种Si含量在2.9％以上的低铁损高磁感无取向电工钢及其制造方法。
背景技术
材料塑性低是冷轧边裂的根本原因，高牌号电工钢通常硅含量较高(Si含量2.9％以上)，而较高的Si含量，会导致材料的塑性降低，加工性能变差。
钢带热轧过程中，边部散热快，降温快，冷却不均匀而导致热轧硅钢板边部易出现混晶组织，有混晶组织热轧硅钢板的边部在进行冷轧变形时，粗晶粒的屈服强度较低，将首先产生屈服，晶粒中的位错将开始滑移，屈服强度较高的细晶粒尚未开始滑移。由此造成的粗细晶粒变形的不同步，引发晶粒间的附加应力和应力集中，从而粗晶粒提前产生裂纹。因此在冷轧轧制生产中，其边部易发生边裂，造成较大的切边量，甚至导致轧制过程中引发断带，影响生产。
为了克服冷轧过程一道次边裂导致的断带率大，现行的解决办法是在常化前，先进行切边来解决，或者在一道次轧完后，上准备切边机组切除一道次产生的边裂，这两种预切边的方法改善了冷轧边部开裂和降低了断带率，冷轧能够顺利进行，满足生产要求，但是严重影响常化和冷轧生产线的生产效率。
为改善高牌号冷轧边裂，专利《CN201510937541-一种高牌号无取向硅钢冷连轧边裂的控制方法》将第一机架负荷分配由系统自动分配时的33～36％降低至25％～30％，可降低第一机架出口边裂；将UCMW轧机工作辊窜辊值设置为-40～20mm，可有效降低带钢边部应力，控制带钢在轧制过程中采用不切边轧制，带钢在轧制过程中，将带钢边部处理为椭圆形状，对带钢的边部进行光滑处理，可降低带钢边部应力，避免高牌号无取向硅钢在冷连轧过程中出现边裂问题。专利《CN201711205473-高牌号无取向硅钢热轧酸洗不剪边的冷轧方法》中采用控制各道次的压下率、轧制力、入侧单位张力和出侧单位张力，并在轧制时采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却，通过分区冷却的方式控制工作辊的热膨胀调节钢卷板形，取得轧后产品，然后常规进行后工序。《特开平2000-63949》中，轧制过程采用高频感应加热装置对钢板边轧制边加热，这样对钢带边部起到了保温和加热的作用，促进过程组织的回复，消除剪切和轧制应力，该方法效果较好，但是同样需要增加设备投资，制造成本也相应增加。
发明内容
本发明专利的目的就是不增加生产工序的条件下，通过合理的工艺措施，获得一种生产Si含量在2.9％以上，冷轧一道次不断带，冷轧效率高的高牌号无取向电工钢方法。
本发明的具体技术方案为：
一种高牌号无取向电工钢制造方法，其特征是，所述的电工钢化学成分的重量百分比为：Si：2.9～3.5％，Mn：0.15～1.0％、Als：0.5～1.5％，C≤0.0040％，S≤0.0060％Ti≤0.0030％，N≤0.0040％，其余杂质V、Nb、B、Ca、Mo、Ni总含量控制在0.02％以下，其余为Fe及不可避免的杂质。
各元素在钢中的作用如下：
Si：Si是增加电阻元素，是电工钢最重要的合金元素，为获得低的铁损，需要提高Si含量，但Si含量增加，会增加钢的强度，导致冷加工过程中钢因脆性变形而断带；
Mn：锰与硫形成MnS，可防止沿晶界形成低熔点的FeS所引起的热脆现象，因此要保证一定量的锰来改善热轧塑性。
Al：铝与硅的作用相似，提高ρ值、缩小γ区和促使晶粒长大，降低铁损同时也会增加钢的强度。
电工钢的生产步骤为：
1)将上述化学成分的钢经铁水预处理、转炉炼钢、真空处理后连铸成150～250mm厚铸坯；
2)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，较低的加热温度有利于铁损的进一步降低，但会增加热轧控制的难度，因此加热温度控制在1050℃～1200℃，加热时间一般控制在120～350min，将铸坯轧至2.0～3.0mm厚的热轧板；
3)将热轧板在900～1050℃进行常化处理后，获得150μm以上粗大的(100)和(110)位向的晶粒组织；
4)将常化处理后的带钢进行冷轧，在进行一道次轧制时，采用边轧制边切边处理，即一道次出口、卷取前，对带钢边部进行2～10mm的在线切边处理；
此时带钢的温度在100℃以上，切边同时保证轧制不停机，这样操作避免了下线后去准备机组切除边裂的过程，降低了冷切的剪切应力，同时提高了冷轧效率；
5)最终轧制成0.50mm厚度带钢，在氮氢混合的保护气体下进行退火处理，退火温度为950℃～1050℃；
6)在带钢表面涂覆一层绝缘涂料，烘干固化后获得成品。
与现有技术相比，本发明的优点为：本发明不需要改变高牌号硅钢的成分设计，常化、退火工艺不变，通过增加一道次冷轧后，边轧制边在线切边处理，来改善一道次冷轧边裂造成的冷轧断带风险，大大提高了生产效率，同时可以获得0.50mm厚度高牌号无取向电工钢成品。
附图说明
图1为采用本发明后带钢一道次边裂情况；
图2为不采用本发明带钢一道次边裂情况；
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明做进一步地描述。
实施例1
如表1所示，下面选用三组Si、Mn、Als含量(重量百分数)相同的钢水，进行对比实验，验证本发明的电工钢制造方法的效果。
选取表格中序号为1,2的两组Si、Mn、Als含量相同的钢水，Si：2.9～3.1％、Mn：0.25～0.35、Als：0.80～0.90，将序号1的钢水采用本发明的方法制造，将序号2的钢水不采用本发明的方法制造，两者对比。
表1化学成分
将表格中序号为1含量的试验钢经铁水预处理、转炉冶炼、真空处理后连铸成230mm铸坯，经1150℃加热280min，热轧成2.2mm厚的热轧卷，经过900～920℃常化后，采用冷轧一道次在线切边处理，冷轧至0.50mm厚度轧硬卷；然后在20％H2和80％N2的混合气体中，990℃×60s的退火处理，带钢表面涂覆绝缘涂料，经过450℃×15s干燥固化，获得最终产品。
整个过程共试制100卷，冷轧一道次采用在线切边处理的，完成冷硬卷合格率100％。
将2含量的试验钢经铁水预处理、转炉冶炼、真空处理后连铸成230mm铸坯，经1150℃加热280min，热轧成2.2mm厚的热轧卷，经过900～920℃常化后，不采用本发明，正常进行冷轧至0.50mm厚度轧硬卷；然后在20％H2和80％N2的混合气体中，990℃×60s的退火处理，带钢表面涂覆绝缘涂料，经过450℃×15s干燥固化，获得最终产品。
整个过程共生产30卷，冷轧断带率达到50％。
实施例2
结合实施例1，选取表格中3,4的两组Si、Mn、Als含量相同的钢水，Si：3.15～3.35％、Mn：0.25～0.35、Als：0.80～0.90，将序号3的钢水采用本发明的方法制造，将序号4的钢水不采用本发明的方法制造，两者对比。
序号3,4的两组钢水分别采用与实施例1中序号1，2相同的轧制方法，且轧制过程各变量(如温度，加热时间等)控制与实施例1相同，最终序号3的冷硬卷合格率98％，序号4的冷轧断带率达到60％。
实施例3
结合实施例1，选取表格中5,6的两组Si、Mn、Als含量相同的钢水，Si：3.40～3.50％、Mn：0.25～0.35、Als：0.80～0.90，将序号5的钢水采用本发明的方法制造，将序号6的钢水不采用本发明的方法制造，两者对比。
序号5,6的两组钢水分别采用与实施例1中序号1，2相同的轧制方法，且轧制过程各变量(如温度，加热时间等)控制与实施例1相同，最终序号5的冷硬卷合格率95％，序号6的冷轧断带率达到100％。
结合上述的实施例和图1,2可以看出，采用本发明的电工钢制造方法，采用边轧制边在线切边处理，有效改善了一道次冷轧边裂造成的冷轧断带风险，最终成品合格率在95％以上；而不采用本方法生产的电工钢，断带率高，且当Si含量＞3.4％时，冷轧断带率竟然达到100％。

Claims (1)

1.一种高牌号无取向电工钢制造方法，其特征是，所述的电工钢化学成分的重量百分比为：Si：2.9～3.5％，Mn：0.15～1.0％、Als：0.5～1.5％，C≤0.0040％，S≤0.0060％Ti≤0.0030％，N≤0.0040％，其余杂质V、Nb、B、Ca、Mo、Ni总含量控制在0.02％以下，其余为Fe及不可避免的杂质；
电工钢的生产步骤为：
1)将上述化学成分的钢经铁水预处理、转炉炼钢、真空处理后连铸成150～250mm厚铸坯；
2)铸坯通过热装的方式进行加热热轧，加热温度为1050℃～1200℃，加热时间一般控制在120～350min，将铸坯轧至2.0～3.0mm厚的热轧板；
3)将热轧板在900～1050℃进行常化处理后，获得150μm以上粗大的(100)和(110)位向的晶粒组织；
4)将常化处理后的带钢进行冷轧，在进行一道次轧制时，采用边轧制边切边处理，即一道次出口、卷取前，对带钢边部进行2～10mm的在线切边处理；
5)最终轧制成0.50mm厚度带钢，在氮氢混合的保护气体下进行退火处理，退火温度为950℃～1050℃；
6)在带钢表面涂覆一层绝缘涂料，烘干固化后获得成品。
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