CN111531138B

CN111531138B - 一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法

Info

Publication number: CN111531138B
Application number: CN202010523771.4A
Authority: CN
Inventors: 刘义滔; 叶飞; 徐培春; 王成; 李大明; 姜南; 鲁娟; 辜睿
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2040-06-10
Also published as: CN111531138A

Abstract

本发明公开了一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，包括：对无取向电工钢的钢液进行连铸，获得无取向电工钢的铸坯；其中，铸坯中心区域的柱状晶的平均晶粒尺寸在2.5mm以内；对铸坯进行加热，获得加热后的铸坯；对加热后的铸坯进行精轧，获得无取向电工钢的热轧板；其中，精轧过程中控制F1机架的压下率为42％～48％，F2机架的压下率为53％～58％；控制终轧温度为890～960℃；对无取向电工钢的热轧板进行卷取，获得无取向电工钢的热轧卷；其中，卷取过程中控制卷取温度为600℃～740℃。上述方法能够有效克服薄板坯连铸连轧产线的中高牌号无取向硅钢易产生的瓦楞状缺陷的问题，从而形成稳定的产品生产能力。

Description

一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法

技术领域

本申请涉及无取向硅钢生产技术领域，尤其涉及一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法。

背景技术

无取向电工钢是指晶粒排布无取向的电工钢，又名无取向硅钢。在中高牌号的无取向硅钢中容易出现瓦楞状缺陷，其表现为硅钢带表面沿轧向产生凸凹不平的表面缺陷，是硅钢片中的一种极为有害的缺陷。它极大的降低了硅钢叠片系数、使磁性变坏和绝缘膜层间电阻降低，并且使带钢的基体组织不均匀，轧向和横向电磁性能差异大，出现各向异性；还会造成后续连续冲片时磨具磨损不均匀且修复困难，所以瓦楞状缺陷是生产无取向硅钢产品时必须避免的一种严重缺陷。

在长流程的中高牌号无取向硅钢生产工艺中，通常在炼钢时投用电磁搅拌，在热轧时采用大压下粗轧，然后在冷轧时采用二次冷轧和常化退火等方案。其中最成熟可靠的方法是采取常化退火，次之选择二次冷轧法，但如此将会大量增加工序时间和硅钢的生产成本；采用电磁搅拌则是为了在铸坯中形成大量等轴晶，从而改善热轧时产生瓦楞状缺陷。

目前，采用薄板坯连铸连轧(CSP)方式，即短流程生产无取向电工钢，具有成品磁感高等优点。但薄板坯连铸连轧由于其不同于传统长流程的物理冶金特征，因此存在不利于控制瓦楞状缺陷的因素；例如：在炼钢段通常不会配备电磁搅拌；CSP生产的铸坯厚度为50～90mm，远低于长流程工序中的210～230mm的铸坯厚度；CSP不配备粗轧机组，因此无法对铸坯实施大压下粗轧。综上，短流程CSP生产中高牌号的无取向硅钢的瓦楞状缺陷更难控制，在长流程工艺生产的中高牌号无取向硅钢一般在[Si]含量＞2％才容易出现瓦楞缺陷，而采用短流程工艺，即薄板坯连铸连轧工艺，当[Si]含量＞1.3％，[Als]含量＞0.3％就容易出现瓦楞状缺陷。目前国内外采用薄板坯连铸连轧工艺生产电工钢的产线，包括武钢有限CSP外，还有马钢、涟钢以及德国蒂森克虏伯CSP等。据报道在生产中高牌号过程中均存在瓦楞缺陷问题，且已多有报导在生产50W600及以上牌号时因出现了瓦楞状缺陷问题而不能规模化生产。

故而，亟需一种能够有效控制采用薄板坯连铸连轧工艺生产的无取向电工钢的瓦楞状缺陷的方法。

发明内容

本发明提供了一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，以解决或者部分解决薄板坯连铸连轧工艺生产的无取向电工钢容易产生瓦楞状缺陷的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，包括：

对无取向电工钢的钢液进行连铸，获得无取向电工钢的铸坯；其中，铸坯中心区域的柱状晶的平均晶粒尺寸在2.5mm以内；

对铸坯进行加热，获得加热后的铸坯；

对加热后的铸坯进行精轧，获得无取向电工钢的热轧板；其中，精轧过程中控制F1机架的压下率为42％～48％，F2机架的压下率为53％～58％；控制终轧温度为890～960℃；

对无取向电工钢的热轧板进行卷取，获得无取向电工钢的热轧卷；其中，卷取过程中控制卷取温度为600℃～740℃。

可选的，对无取向电工钢的钢液进行连铸，具体包括：

按照预设一冷工艺，对连铸结晶器进行控制；预设一冷工艺包括：

若结晶器宽边铜板厚度≥20mm，控制结晶器宽面冷却水流量为4900～6500L/min；若结晶器宽边铜板厚度<20mm，控制结晶器冷却水的温度为35～40℃；

二冷段采用弱冷配置，对连铸扇形段进行控制；弱冷配置包括控制二冷冷却水的目标温度为35～40℃和降低扇形1段中部冷却水水量。

进一步的，二冷段采用弱冷配置，对连铸扇形段进行控制，还包括：

在连铸扇形段，控制铸坯内部的液芯长度范围为8米～9.3米。

进一步的，在按照预设一冷工艺，对连铸结晶器进行控制之前，还包括：

在中间包浇注过程中，控制无取向电工钢的钢液的过热度在5～35℃。

如上述的技术方案，对铸坯进行加热，具体包括：

控制铸坯的入炉温度至800℃～900℃，控制铸坯的在炉时间为35～60分钟；

控制铸坯的出炉目标温度为1150～1175℃。

进一步的，在对加热后的铸坯进行精轧之前，包括：

对加热后的铸坯进行除鳞，控制除鳞段入口压力为150～200bar，出口压力为200～250bar，控制除鳞后的铸坯在精轧入口的温度在1050℃以上。

如上述的技术方案，对加热后的铸坯进行精轧，还包括：

精轧过程中关闭F1机架、F2机架、F3机架、F4机架之间的轧辊防剥落水以及冷却水，控制F1机架出口的热轧板速度在阈值速度V1_max以内；其中，阈值速度V1_max≤1.58米/秒。

进一步的，阈值速度V1_max按照如下的方式确定：

其中，a和b为常数系数，0<a≤1；0<b≤1；

Si为无取向电工钢中硅元素的质量百分比含量，Als为无取向电工钢中酸溶铝的质量百分比含量，Mn为无取向电工钢中锰元素的质量百分比含量；

H为铸坯的厚度，h为F1机架出口处热轧板的厚度。

如上述的技术方案，在对加热后的铸坯进行精轧之后，还包括：

采用预设层流冷却工艺，对热轧板进行层流冷却；预设层流冷却工艺包括：

层流冷却采用后段慢速冷却；控制层流中间温度在820℃以上；

对无取向电工钢的热轧板进行卷取，具体包括：

对层流冷却后的热轧板进行卷取。

基于上述技术方案相同的发明构思，本发明还提供了一种无取向电工钢，采用上述技术方案中的任一种方法进行制造。

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：

本发明提供了一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，通过在连铸时控制铸坯(板坯)的柱状晶的尺寸，然后在接下来的热轧精轧过程中，控制F1机架和F2机架的压下量，并在精轧过程中采用较高的终轧温度，以使热轧板组织能够通过充分的动态再结晶，对柱状晶进行破碎；结合卷取时采用高温卷取，获得更加均匀、晶粒更粗大的热轧再结晶组织，避免因为再结晶不完全产生的纤维组织导致的瓦楞状缺陷。上述方案克服了薄板坯连铸连轧产线生产的中高牌号无取向硅钢易产生的瓦楞状缺陷问题，实现了产品的批量稳定生产。

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示出了根据本发明一个实施例的薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法流程图；

图2示出了根据本发明的实施例一的热轧板显微组织照片；

图3示出了根据本发明的实施例二的热轧板显微组织照片；

图4示出了根据本发明的实施例三的热轧板显微组织照片；

图5示出了根据本发明的实施例四的热轧板显微组织照片；

图6示出了根据本发明的实施例五的热轧板显微组织照片；

图7示出了根据本发明的对比例的热轧板显微组织照片。

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。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

通过对薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产的无取向电工钢易出现瓦楞状缺陷的原因的进一步研究，结果表明：由于CSP工艺的铸坯更薄，且拉速更快，因此其铸坯的冷凝速度显著高于长流程生产的铸坯，例如：在传统的长流程工艺的连铸阶段，板坯的厚度一般为210-230mm，拉速约为1.0m/min，完全凝固时间为10-15min，铸坯的冷凝速度约为0.15℃/s；而薄板坯CSP流程的铸坯厚度一般为50-90mm，拉速约为3.5-6.0m/min，铸坯的冷凝速度约为2.0℃/s，比传统流程高1个数量级。故而，薄板坯高的凝固速率导致生产的无取向硅钢铸坯内的柱状晶比例接近90％，远高于长流程生产的普通铸坯；且柱状晶尺寸粗大，难以在不具备大压下粗轧功能的CSP热轧过程中进行充分破碎和再结晶，故而柱状晶极易在热轧板卷的组织中产生大量再结晶不完全的纤维组织，从而在成品上形成瓦楞状缺陷。而CSP的连铸机组中一般不配备电磁搅拌，因此无法通过电磁搅拌进行改善。

基于上述CSP工艺中瓦楞状成因的机理分析，本发明实施例中提供的薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的技术方案的整体思路如下：

一方面，本发明实施例提供了一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，如图1所示，其包括：

S1：对无取向电工钢的钢液进行连铸，获得无取向电工钢的铸坯；其中，铸坯中心区域的柱状晶的平均晶粒尺寸在2.5mm以内；

S2：对铸坯进行加热，获得加热后的铸坯；

S3：对加热后的铸坯进行精轧，获得无取向电工钢的热轧板；其中，精轧过程中控制F1机架的压下率为42％～48％，F2机架的压下率为53％～58％；控制终轧温度为890～960℃；

S4：对无取向电工钢的热轧板进行卷取，获得无取向电工钢的热轧卷；其中，卷取过程中控制卷取温度为600℃～740℃。

上述方案的改进原理为：首先在连铸时控制铸坯(板坯)的柱状晶的尺寸，避免柱状晶发展的过于粗大；在此基础上，在接下来的热轧精轧过程中，控制F1机架和F2机架的压下量，并在精轧过程中采用了较高的终轧温度，以使柱状晶组织在精轧过程中具有更高的再结晶驱动能，能够通过充分的动态再结晶对柱状晶进行破碎；结合卷取时采用高温卷取，使生产的热轧卷获得更加均匀、晶粒更粗大的再结晶组织，从而避免在热轧板中因为发达的柱状晶组织在热轧过程中再结晶不完全，形成纤维组织导致出现瓦楞状缺陷。本发明提供的方案，通过连铸过程中控制柱状晶尺寸和热轧过程中提高动态再结晶能力，实现了对柱状晶的充分破碎和再结晶，两个方面相辅相成共同解决了传统CSP工艺下中高牌号的无取向电工钢柱状晶过于发达，容易在热轧板中产生纤维组织，进而造成瓦楞状缺陷的问题。本实施例提供的方案，不需要在冷轧过程中实施常化退火或二次冷轧以消除瓦楞缺陷，尤其适用于生产[Si]+[Als]≤2.2wt.％的无取向电工钢/硅钢。

为了有效的控制柱状晶的尺寸不过于粗大，以使热轧过程中能够通过动态再结晶顺利的对其进行破碎，对于步骤S1：对所述无取向电工钢的钢液进行连铸，获得所述无取向电工钢的铸坯；一种可选的工艺如下：

按照预设一冷工艺，对连铸结晶器进行控制；预设一冷工艺包括：若结晶器宽边铜板厚度≥20mm，控制结晶器宽面冷却水流量为4900～6500L/min；若结晶器宽边铜板厚度<20mm，控制结晶器冷却水的温度为35～40℃；二冷段采用弱冷配置，对连铸扇形段进行控制；弱冷配置包括控制二冷冷却水的目标温度为35～40℃和降低扇形1段中部冷却水水量。上述方案是通过调整结晶器冷却工艺(一冷工艺)和连铸扇形段二冷工艺，以降低薄板坯连铸时因为冷凝速度快而在铸坯中产生过于粗大的柱状晶组织。

首先是调整一冷工艺，需要采用合适的结晶器冷却水量：通常来说，结晶器冷却水量与负责传热的铜板的厚度以及浇铸速度相关；当结晶器宽边铜板厚度≥20mm时，此时在维持正常的冷却水温(30～32℃)时，可以适当降低冷却水量，例如，结晶器宽面水流量在标准基础上减少300-700L/min，即4900～6500L/min(在标准情况下，结晶器水流量约为5600～6800L/min)；当结晶器宽边铜板厚度＜20mm，此时冷却水量已经处于标准范围下限，出于安全和铸坯质量考虑，不能再继续降低结晶器冷却水量，因此提高冷却水温至35-40℃。结晶器冷却强度的设定与Si+Al含量相关，含量越高，应设定越低的冷却强度，但同时需要兼顾初生坯壳强度。

接下来是二冷段工艺调整，在连铸的扇形段采用较弱的二冷水配置，二冷水水温按目标温度范围：35-40℃进行控制，实际水温波动控制在目标温度范围的±1℃，扇形1段中部冷却水量降低10-30％。具体的，控制扇形1段中部冷却水采用6号水表，冷却水量根据控制回路和铸坯拉速综合确定。可选的，经过大量生产数据跟踪与分析，当铸坯拉速4.0～5.0m/s时，将控制回路2(喷淋环和窄面)的水流量降至1400～1900L/min、控制回路3.0(扇形段1，2～4排)的水流量降至940～1200L/min。

可选的，二冷段采用弱冷配置，对连铸扇形段进行控制，还包括：在连铸扇形段，控制铸坯内部的液芯长度范围为8米～9.3米。

即，在铸坯经过扇形段的过程中监控铸坯的液芯长度，液芯长度控制在8～9.3m。监控液芯长度主要是为了验证结晶器一冷和扇形段二冷的冷却效果，液芯长度≥8m是为了确保一冷和二冷采用了较弱的冷却强度，液芯长度≤9.3m是为了避免冷却强度过弱，铸坯坯壳过薄导致漏钢事故。

为了验证一冷和二冷的冷却效果，在对下线的铸坯进行低倍组织检验时，可以通过对铸坯中心部位(如铸坯中心点100mm范围内)的柱状晶的数量进行统计和估算，确保柱状晶数量≥40个/100mm，即，控制铸坯的中心区域的柱状晶的平均晶粒尺寸在2.5mm以内。

进一步的，在按照预设一冷工艺，对连铸结晶器进行控制之前，还包括：在中间包浇注过程中，控制无取向电工钢的钢液的过热度在5～35℃。如果投用了电磁制动，则过热度下限可以在原基础上降低5-10℃。

过热度P为浇铸温度与液相线温度之间的差值，计算公式如下：

P＝T-(1536-65C+85Si+5Mn+30P+25S+1.7Als+90N+14Ti+2V+1.7Mo)；

其中，C、Si、Mn、P、S、Als、N、Ti、V、Mo均为对应元素的质量百分比含量。

在连铸工艺段中，之所以采用合适的过热度以及依据不同的铜板厚度采用不同的冷却强度，是因为：无取向电工钢含碳量较低(小于0.01％)裂纹敏感性较弱，凝固过程中收缩相对较小，在铸坯冷却过程中几乎不发生α-γ相变，不能发生相变再结晶，同时由于硅含量较高，使得导热系数变低，钢液传热能力下降。采用合适的过热度和结晶器冷却模式(一冷)可以保证铸坯出结晶器有足够厚度的坯壳，避免发生漏钢事故；当钢水凝固时必须析出热，这是经结晶器的冷却实现的，结晶器冷却水量与铜板厚度以及浇铸速度相关。结晶热流的计算公式如下：

Q＝(ρ·v·Cp·ΔT)/A×60

Q：热流密度[W/m²]

ρ：水的密度[kg/L]

v：水流量[L/min]

Cp：恒压时水的比热容量[J/(kg×K)]

A：有效结晶器表面[m²](＝有效结晶器长度×浇铸宽度)

ΔT：温差(Toutlet-Tinlet)[K]

钢的热析出取决于：钢的温度；浇铸速度；结晶器中的流动条件；浇铸保护渣或者铜板上的渣层厚度水温、压力、流量所涉及到的所有部件的物理属性。

在结晶器中用于传热的铜板，其表面接触温度是随着铜板的厚度的下降而增加。在步骤S1中，通过调整作为铜板温度的函数的结晶器冷却水量，降低了钢水侧铜板与钢水的温度差。通过这些改变，降低了温度范围，且钢—铜接触温度是位于一个较小的范围内。从而有效的控制了钢液在结晶器处的冷却强度，避免形成粗大的柱状晶组织。

在步骤S1中之所以使用较弱的二次冷却模式并监控液芯长度，是因为较弱的二冷模式，可以使铸坯缓冷，可以避免二次冷却过程中生成的柱状晶过于粗大。之所以对铸坯进行低倍检验并确保柱状晶晶粒宽度尺寸≤2.5mm，是为了对铸坯的冷却效果进行验证，避免柱状晶过于粗大，在热轧过程中难以通过再结晶进行有效的破碎，从而导致纤维组织的产生。

在连铸完成后，铸坯不下线送入热轧进行连轧，在热轧前需要先对铸坯进行加热，对于步骤S2：对所述铸坯进行加热；一种可选的加热方式为：控制铸坯的入炉温度至800℃～900℃，控制铸坯的在炉时间为35～60分钟；控制铸坯的出炉目标温度为1150～1175℃。

为了将铸坯的入炉温度控制在800～900℃，可以在铸坯入加热炉前增加喷淋水。在明确了出炉目标温度以后，可以根据出炉目标温度调整均热炉相应的加热曲线，在CSP生产线中设有两套加热炉装置，可用A线和B线指代，则加热炉中各段的相关控制参数按表1控制。

表1加热炉各段温度控制

在上表中，各段中的“目标”指的是目标出炉温度，各段的温度控制范围按照目标出炉温度范围结合温度修正确定，例如，对于A3段的炉温控制为目标+15，即A3的炉温控制目标范围为1165～1190℃，其他段的目标温度控制范围同理。

可选的，在S2对铸坯进行加热之后，在S3：对加热后的铸坯进行精轧之前，还包括：对加热后的铸坯进行除鳞，控制除鳞段入口压力为150～200bar，出口压力为200～250bar，控制除鳞后的铸坯在精轧入口的温度在1050℃以上。

其中bar为压强单位，1bar(巴)＝0.1MPa(兆帕)。

在加热阶段的控制原理为：之所以在铸坯入加热炉前增加喷淋水，以实现将入炉温度控制在800-900℃，是为了使板坯内夹杂物以及有害杂质如[MnS]、[AlN]等在低温状态下部分析出；通过控制在炉时间为35-60min，使低温析出的[MnS]、[AlN]作为优先形核点在均热炉充分长大，从而减少内部有害杂质在精轧过程中热轧板组织中弥散析出，从而减少弥散物对轧制过程中热轧板的动态再结晶的抑制作用；之所以采用1150～1175℃的目标出炉温度，并采用表1的加热曲线，是为了确保板坯在均热炉内加热均匀，之前部分析出的夹杂物充分长大，减少因Si含量过高导致的氧化铁皮缺陷；通过出加热炉之后的除鳞水压力控制，以使铸坯在精轧入口的温度在1050℃以上，保证加热后的铸坯进入轧机的温度尽可能的高，可以为后续精轧过程中的热轧板组织的再结晶提供充分的驱动能。

在铸坯加热完成后即开始进行精轧过程，对于步骤S3：精轧过程中控制F1机架的压下率为42％～48％，F2机架的压下率为53％～58％；通过控制F1机架和F2机架的压下率，能够保证F1+F2的压下率的数值之和≥95％；这里的压下率是相对压下率，是根据热轧板在某机架的入口厚度和出口厚度计算的在当前机架下的压下率；其他机架的压下率由精轧设定自动分配。热轧精轧一般为多机架联合轧制，通常是七机架连轧或五机架连轧；在本实施例中，精轧机组为七机架联合机组，按照带钢轧制的先后顺序，简称为F1，F2，F3，……，F7。

无取向电工钢的热轧板成品目标厚度一般为1.8-2.7mm，目标厚度与Si+Al含量相关，含量越高，带钢目标厚度应设置越薄。

可选的，在控制F1机架、F2机架压下率的基础上，步骤S3：对加热后的铸坯进行精轧，还包括：

可选的，阈值速度V1_max按照如下的方式确定：

其中，a和b为常数系数，0<a≤1；0<b≤1；Si为无取向电工钢中硅元素的质量百分比含量，Als为无取向电工钢中酸溶铝的质量百分比含量，Mn为无取向电工钢中锰元素的质量百分比含量；H为铸坯的厚度，h为F1机架出口处热轧板的厚度。

通常情况下，a＝0.81,b＝0.58；但若计算得到的V1_max≤0.3米/秒时，则需要对系数a和b进行优化。

对于步骤S3：将精轧的终轧温度范围控制在890～960℃，具体的，精轧的温度设定与钢种的成分以及最后一个机架(F7机架)的出口速度V₇相关，精轧目标终轧温度FT7的计算公式如下：

FT7＝860+62(Si％)-95(Mn％)+305(Als％)+228(P％)-4.88V₇；

其中，Si、Mn、Als和P分别无取向电工钢中为对应元素的质量百分比含量。

在步骤S3的精轧过程中，之所以控制F1-F2的压下率，使压下率在上述要求的特定范围，而不是常规(长流程)理念中的越大越好，是因为薄板坯连铸连轧的瓦楞缺陷控制理念与常规热轧存在较大差异，常规热轧板坯厚度为230～250mm，可以通过粗轧大压下物理破碎，并且粗轧-精轧的过程中，有充足的时间进行再结晶。而短流程板坯厚度仅50-90mm，且无粗轧以及中间的运输过程，单纯通过压下无法有效的破碎柱状晶，在CSP工艺中柱状晶的破碎主要依靠精轧时带钢的动态再结晶。若F1和F2采用了过大的压下率，则导致带钢轧制速度过快，导致精轧过程中带钢的再结晶时间不足，再结晶不完全则容易产生纤维组织，导致瓦楞状缺陷产生；若F1和F2采用的压下率过小，则无法有提供足够的再结晶驱动能。通过大量试验，确定出F1和F2的压下率为上述的目标值范围。

因此，为了配合压下率的控制使热轧板更好的进行再结晶，通过监控F1的出口速度V1max，以确保精轧过程中前段机架(如F1～F3)的再结晶时间足够充分；

同理，之所以对F7的终轧温度进行优化，并关闭F1、F2、F3、F4之间的冷却水，是为了使精轧过程中带钢温度尽可能的高，使轧制过程中热轧板的再结晶驱动能更充足，但是又考虑到电工钢成分对部分相变钢种的Ar3(冷却时奥氏体向珠光体转变的温度)以及轧制过程中通板速度的影响，因此将终轧温度控制在相变温度点Ar3以下30℃左右，即890～960℃左右。

同理，之所以监控F1的出口速度V1max，同样也是为了确保精轧过程中前段机架中的热轧板具有充分的再结晶时间，以良好的破碎柱状晶，避免纤维组织的形成；

在S3中的精轧完成后，即进行S4：对热轧板进行卷取，采取高温卷取能够获得良好的再结晶组织，可选的，卷取温度优选值可以是680℃，700℃，720℃等。

可选的，在对加热后的铸坯进行精轧之后，对热轧板进行卷取之前，还包括：采用预设层流冷却工艺，对热轧板进行层流冷却；预设层流冷却工艺包括：层流冷却采用后段慢速冷却；控制层流中间温度在820℃以上；对无取向电工钢的热轧板进行卷取，具体包括：对层流冷却后的热轧板进行卷取。

层流冷却是在精轧之后，卷取之前对带钢进行水冷的装置，在本方案中，是采用后段慢速冷却的方式对带钢进行冷却，并监控层流中间温度，并确保层流中间温度≥820℃；进一步的，关闭层流第2-4组侧喷，层流后段上下喷均采用间隔给水的方式进行冷却，粗调段每隔一根集管开水，精调段每隔两根集管开水，并在HMD检测前设置空气吹扫装置，用于精轧后的热轧板表面的吹扫。之所以采用精轧后后端慢速冷却和高温卷取，是为了使热轧板组织更均匀、晶粒更粗大，有利于提高硅钢成品的磁性能。

与常规薄板坯连铸连轧产线的中高牌号无取向硅钢瓦楞状缺陷控制工艺相比，上述方案通过结合：量化控制铸坯柱状晶晶粒尺寸、控制热轧板的再结晶过程的热轧生产工艺，良好的克服了薄板坯连铸连轧产线[Si]+[Als]≤2.2％中高牌号无取向硅钢易产生的瓦楞状缺陷问题，实现了产品的批量稳定生产。上述方案的相关措施落实后，CSP产线无取向硅钢的瓦楞状缺陷由最高20％降低到2.0％以内。

另一方面，本发明实施例中还提供了一种无取向电工钢，采用上述技术方案中的任一种方法进行制造。

下面将结合具体的实施例数据，对本申请的上述技术方案做进一步的说明：

实施例一～五

在实施例1～5中，选取某无取向中高牌号无取向硅钢化学成分及其重量百分数见表2。

表2实施例1～5化学成分取值列表(wt％)

实施例

C

Si

Mn

Als

P

S

N

Nb、V、Ti

1

≤0.0040

1.85

0.7

0.23

≤0.0035

≤0.0025

≤0.0020

2

≤0.0040

1.55

0.8

0.2

≤0.0035

≤0.0040

≤0.0020

3

≤0.0040

1.7

0.6

0.25

≤0.0035

≤0.0030

≤0.0020

4

≤0.0040

1.4

0.5

0.3

≤0.0035

≤0.0040

≤0.0020

5

≤0.0040

1.3

0.3

0.2

≤0.0035

≤0.0040

≤0.0020

根据上述技术方案，在实施例1～5中无取向中高牌号硅钢生产过程涉及改进点的主要工艺参数取值见表3。

表3实施例1～5主要工艺参数取值列表

将上述实施例1～5的热轧板进行取样分析，其实物质量情况见表4所示，对应的显微组织照片如图2～图6所示。

表4实施例1～5实物质量情况列表

对比例：

6作为实施例1～5的对比例，选取与实施例1～5中类似成分的中高牌号无取向硅钢，其化学成分及其重量百分数见表5；

表5对比例化学成分取值列表(wt％)

对比例

C

Si

Mn

Als

P

S

N

Nb、V、Ti

6

≤0.0040

1.75

0.65

0.25

≤0.0035

≤0.0030

≤0.0020

根据上述技术方案，在对比例中无取向中高牌号硅钢在改进前采用的主要工艺参数取值见表6。

表6：对比例主要工艺参数取值列表

表7对比例实物质量情况

对比例	产量	瓦楞改判率	工艺合格热轧板组织	备注
					6	385吨	28％	粗大带状组织残留	热轧板组织见附图7

结合实施例1～5和对比例数据可以看出，本发明提供的一种短流程生产无取向电工钢瓦楞状缺陷的控制方法，用于薄板坯连铸连轧中高牌号无取向硅钢生产中，在采用本申请新工艺的情况下，瓦楞改判率≤2.0％，有效克服了薄板坯生产硅钢时易柱状晶发达带来的瓦楞问题。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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：

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

1.一种薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢的方法，其特征在于，应用于硅和酸溶铝Als的质量百分比含量之和不超过2.2%的中高牌号无取向电工钢，所述方法包括：

对所述无取向电工钢的钢液进行连铸，获得所述无取向电工钢的铸坯；其中，所述铸坯中心区域的柱状晶的平均晶粒尺寸在2.5mm以内；

对所述铸坯进行加热，获得加热后的铸坯；

对所述加热后的铸坯进行精轧，获得所述无取向电工钢的热轧板；其中，精轧过程中控制F1机架的压下率为42%~48%，F2机架的压下率为53%~58%；控制终轧温度为890~960℃；

对所述无取向电工钢的热轧板进行卷取，获得所述无取向电工钢的热轧卷；其中，卷取过程中控制卷取温度为600℃~740℃。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述无取向电工钢的钢液进行连铸，具体包括：

按照预设一冷工艺，对连铸结晶器进行控制；所述预设一冷工艺包括：

若结晶器宽边铜板厚度≥20mm，控制结晶器宽面冷却水流量为4900~6500 L/min；若结晶器宽边铜板厚度<20mm，控制结晶器冷却水的温度为35~40℃；

二冷段采用弱冷配置，对连铸扇形段进行控制；所述弱冷配置包括控制二冷冷却水的目标温度为35~40℃和降低扇形1段中部冷却水水量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二冷段采用弱冷配置，对连铸扇形段进行控制，还包括：

在所述连铸扇形段，控制所述铸坯内部的液芯长度范围为8米~9.3米。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述按照预设一冷工艺，对连铸结晶器进行控制之前，还包括：

在中间包浇注过程中，控制所述无取向电工钢的钢液的过热度在5~35℃。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述铸坯进行加热，具体包括：

控制所述铸坯的入炉温度至800℃~900℃，控制所述铸坯的在炉时间为35~60分钟；

控制所述铸坯的出炉目标温度为1150~1175℃。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述对所述加热后的铸坯进行精轧之前，包括：

对所述加热后的铸坯进行除鳞，控制除鳞段入口压力为150~200bar，出口压力为200~250bar，控制除鳞后的铸坯在精轧入口的温度在1050℃以上。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述加热后的铸坯进行精轧，还包括：

精轧过程中关闭F1机架、F2机架、F3机架、F4机架之间的轧辊防剥落水以及冷却水，控制F1机架出口的热轧板速度在阈值速度V1_max以内；其中，所述阈值速度V1_max≤1.58米/秒。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阈值速度V1_max按照如下的方式确定：

；

其中，a和b为常数系数，0<a≤1；0<b≤1；

Si为所述无取向电工钢中硅元素的质量百分比含量，Als为所述无取向电工钢中酸溶铝的质量百分比含量，Mn为所述无取向电工钢中锰元素的质量百分比含量；

H为所述铸坯的厚度，h为F1机架出口处所述热轧板的厚度。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述加热后的铸坯进行精轧之后，还包括：

采用预设层流冷却工艺，对所述热轧板进行层流冷却；所述预设层流冷却工艺包括：

所述对所述无取向电工钢的热轧板进行卷取，具体包括：

对所述层流冷却后的所述热轧板进行卷取。

10.一种无取向电工钢，其特征在于，所述无取向电工钢采用如权利要求1~9中任一权项所述的方法进行制造。