CN111593267A - 一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法 - Google Patents

一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法，本发明提供的热轧钢带的化学成分按质量百分比计为：C：0.02～0.04％，Si：3.00～3.25％，Mn：0.10～0.20％，P：0.015～0.030％，S：0.006～0.008％，Als：0.022～0.029％，Cu：0.45～0.55％，N：0.0070～0.0110％，Cr：0.10～0.14％，O：≤0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。该热轧钢带的制备方法采用加热‑粗轧‑再加热‑精轧的轧制模式，由获得的热轧钢带制成的成品钢具有优异的低温高磁感特点。

Description

一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法
技术领域
本发明属于取向硅钢制备技术领域，具体涉及一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法。
背景技术
硅钢是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心。其生产工艺复杂，制造技术严格，视为企业的生命。
文献CN107858494B公布了一种低温高磁感取向硅钢的生产方法。重点介绍了酸洗常化及之后工序的控制，进而得到铁损波动较小的低温高磁感取向硅钢，但是该文献提供的方法不适合实验室有限条件下的生产。
文献CN109112283A公布了一种低温高磁感取向硅钢的制备方法。重点介绍了各种抑制剂的作用及控制，免去常化步骤，简化流程，得到成本较低的低温取向硅钢，但其制备过程中温度较高，对加热炉会造成损坏，并且使用较多种类的抑制剂，成本增加，且不利于钢水冶炼。
文献CN109136503A公布了低温高磁感取向硅钢的制备方法。重点介绍了采用快速加热技术，根据升温速率计算脱碳退火时间等条件，控制初次结晶的尺寸大小和均匀度，进而提高产品的磁性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题的一个或多个，本发明一个方面提供一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带，其化学成分按质量百分比计为：C：0.02～0.04％，Si：3.00～3.25％，Mn：0.10～0.20％，P：0.015～0.030％，S：0.006～0.008％，Als：0.022～0.029％，Cu：0.45～0.55％，N：0.0070～0.0110％，Cr：0.10～0.14％，O：≤0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。
上述热轧钢带的力学性能满足：屈服强度≥603MPa，抗拉强度≥658MPa，延伸率A≥23.5％，金相组织为铁素体+珠光体。
本发明另一方面提供了上述的热轧钢带的制备方法，其包括冶炼和热轧工序，其中所述冶炼工序中采用25kg真空电炉进行冶炼，制造成最大处直径为110mm的圆锥形钢锭。
上述方法中，所述热轧工序采用750mm×550mm高刚度二辊热轧实验轧机轧制，将轧成的钢板放入模拟卷取炉内保温并缓冷至室温；其中热轧过程中采用加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式，将圆锥形钢锭加热到目标温度，进行粗轧，粗轧结束后将钢板一切为二，放入加热炉中再加热到精轧开轧温度以上，再进行精轧，其中：
圆锥形钢锭加热的目标温度为1190±10℃，加热时间大于240min；
粗轧开轧温度为1150±10℃；
将钢板一切为二后再加热温度到1150±20℃，再加热时间小于30min；
精轧开轧温度为1100±10℃；
精轧终轧温度为950±15℃；
卷取温度为550±15℃。
基于以上技术方案提供的实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带的制备方法仅采用以AlN和MnS为主要抑制剂，进行成分设计，大大减少了抑制剂的使用，有利于钢水冶炼和降低成本，并且制备过程中加热温度较低，有利于保护加热炉等设备；并根据实验室具体条件制定加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式，成功得到一种低温高磁感取向硅钢的热轧组织，为后续的常化、冷轧及退火工序奠定良好的基础，可以为工业试制提供技术支持，减少工业试制过程中的工艺调整次数。
附图说明
图1为实施例1获得的热轧钢带的金相组织照片。
图2为实施例3获得的实验钢的铁损曲线。
图3为实施例3获得的实验钢的磁化曲线。
具体实施方式
本发明旨在提供一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法，以为工业试制提供技术支持，减少工业试制过程中的工艺调整次数。
其中提供的制备方法重点在于以下工序：
(1)冶炼工序采用25kg真空电炉进行冶炼，制造成最大处直径为110mm的圆锥形钢锭；
(2)热轧工序利用750mm×550mm高刚度二辊热轧实验轧机轧制，将轧成的钢板放入模拟卷取炉内保温并缓冷至室温。因为实验室试样较小，散热快，为保证轧制过程中的温度控制，采用实验室全新的轧制模式，即加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式。将最大处直径为110mm的圆锥形钢锭加热到目标温度，进行粗轧，粗轧结束后将钢板一切为二，放入加热炉中再加热到精轧开轧温度以上，再进行精轧，获得热轧钢带。其中：圆锥形钢锭加热的目标温度为1190±10℃，加热时间大于240min；粗轧开轧温度为1150±10℃；将钢板一切为二后再加热温度到1150±20℃，再加热时间小于30min；精轧开轧温度为1100±10℃；精轧终轧温度为950±15℃；卷取温度为550±15℃。
在加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式中，发明人发现，再加热时间不能过长，再加热温度也不能太高，否则会导致晶粒过分长大，导致最终获得的成品的磁性能显著降低；本发明中再加热时间小于30min，再加热到1150℃后精轧，既可以保证精轧轧制稳定性、足够的压下率，又利于抑制剂的析出。再加热温度达到1150℃后再进行精轧，可以保证抑制剂MnS析出峰值温度，精轧过程中产生的大量位错可以促使MnS细小弥散状更快和更均匀析出，有利于磁性能的提高；1000℃是铜的硫化物析出峰值，弥散状的铜、锰、硫复合物可以作为常化时AlN析出的核心，有利于抑制剂AlN细小弥散析出，磁性好且稳定。
以下通过实施例详细描述本发明的内容，这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的内容有任何限制。
各实施例的化学成分含量见表1。
表1：冶炼的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Als Cu N Cr
1 0.033 3.19 0.186 0.023 0.007 0.024 0.496 0.0099 0.117
2 0.028 3.12 0.200 0.025 0.006 0.028 0.502 0.0089 0.109
3 0.035 3.15 0.198 0.024 0.007 0.026 0.511 0.0105 0.112
4 0.032 3.17 0.190 0.025 0.007 0.024 0.505 0.0100 0.105
按照上表1的化学成分，采用本发明提供的冶炼工序以及下表2列出的热轧工序(实施例1-实施例4均采用加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式，其中实施例1-实施例3的再加热温度为1150℃，再加热时间为20min；实施例4的再加热温度为1250℃，再加热时间为40min)进行制备本发明的实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带，其他工序为本领域常规工序，再次不再赘述。各实施例获得的热轧钢带的力学性能参数如下表3所示。经冷轧退火后，测得实验钢的磁性能数据见表4。
表2：热轧工艺参数
实施例 出炉温度℃ 加热时间min 精轧开轧温度℃ 精轧终轧温度℃ 卷取温度℃
1 1198 256 1098 960 562
2 1186 262 1105 956 542
3 1192 275 1108 965 553
4 1195 270 1095 955 556
表3：热轧钢带机械性能(力学性能)
实施例 屈服强度MPa 抗拉强度MPa 延伸率A％
1 617 660 25.0
2 603 664 23.5
3 608 658 24.0
4 595 643 25.5
表4：实验钢的磁性能数据
实施例 铁损P<sub>1.7/50</sub>W/kg 磁感J<sub>800</sub> T
1 0.992 1.901
2 0.990 1.893
3 0.995 1.891
4 1.126 1.655
由上表3数据可知，根据本发明提供的方法可以获得力学性能优异的热轧钢带，根据实施例1-实施例3的结果，可见获得的热轧钢带的屈服强度≥603MPa，抗拉强度≥658MPa，延伸率≥23.5％。由上表4可知，在热轧工序中采用加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式，如果再加热温度太高，再加热时间太长，如实施例4的结果，会导致最终的实验钢的磁性能显著下降，表现为铁损P1.7/50的显著增大和磁感J800的显著降低，而实施例1-实施例3的实验钢的铁损P1.7/50≤0.995，磁感J800≥1.891，具有优异的磁性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带，其特征在于，所述热轧钢带的化学成分按质量百分比计为：C：0.02～0.04％，Si：3.00～3.25％，Mn：0.10～0.20％，P：0.015～0.030％，S：0.006～0.008％，Als：0.022～0.029％，Cu：0.45～0.55％，N：0.0070～0.0110％，Cr：0.10～0.14％，O：≤0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的热轧钢带，其特征在于，所述热轧钢带的力学性能满足：屈服强度≥603MPa，抗拉强度≥658MPa，延伸率A≥23.5％，金相组织为铁素体+珠光体。
3.权利要求1或2所述的热轧钢带的制备方法，其包括冶炼和热轧工序，其特征在于，所述冶炼工序中采用25kg真空电炉进行冶炼，制造成最大处直径为110mm的圆锥形钢锭。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热轧工序采用750mm×550mm高刚度二辊热轧实验轧机轧制，将轧成的钢板放入模拟卷取炉内保温并缓冷至室温；其中热轧过程中采用加热-粗轧-再加热-精轧的轧制模式，将圆锥形钢锭加热到目标温度，进行粗轧，粗轧结束后将钢板一切为二，放入加热炉中再加热到精轧开轧温度以上，再进行精轧，其中：
圆锥形钢锭加热的目标温度为1190±10℃，加热时间大于240min；
粗轧开轧温度为1150±10℃；
将钢板一切为二后再加热温度到1150±20℃，再加热时间小于30min；
精轧开轧温度为1100±10℃；
精轧终轧温度为950±15℃；
卷取温度为550±15℃。
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