CN115478145A - 一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种取向硅钢生产方法，尤其涉及一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，包括如下五个步骤：1)一次冷轧；2)中间退火；3)二次冷轧；4)连续脱碳高温退火：二轧后的板带进入立式连续脱碳高温退火机组进行脱碳退火及高温退火；5)拉伸平整退火。本发明方法脱碳退火和高温退火在同一条产线上进行，采用立式退火炉机组，避免高温罩式炉内长时间高温带来的板型缺陷及磁性不均问题，且省去高温罩式炉退火前表面涂覆氧化镁涂层的工序，带钢表面无硅酸镁底层形成，避免底层不良缺陷，且本工艺缩短，无需进行氧化镁烘干，生产的取向硅钢产品带材头、尾以及横向磁性更均匀，且生产效率高，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢生产方法，尤其涉及一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法。
背景技术
硅钢是军事工业和电子电力行业不可或缺的重要软磁合金。取向硅钢铁损低、磁感高，是制造高能效变压器、大型电机、充电桩等装备的重要软磁功能材料，广泛应用于电力、机械、国防军工等重要行业，由于高性能电工钢有铁损低、磁感高的特点，是制作高效、大容量电机、节能变压器的首选材料，并在电力工业节能降耗中发挥重要的作用，需求量也在大幅增长。取向硅钢制造工艺流程长、生产工艺复杂、控制难度大、技术含量高，通常被称为钢铁中的工艺品。
现有的取向硅钢生产工艺后工序从需要经过两次冷轧、中间退火、涂覆氧化镁、高温退火及涂覆绝缘涂层及拉伸平整退火等工序，全部流程下来需要10天，严重制约产量的提升。且氧化镁涂覆工序会带来涂覆不均，或氧化镁涂覆后烘干不充分带入高温退火阶段水分过多，造成板带发黑等缺陷。另外，高温退火时采用罩式退火炉进行，每个高温罩式炉内要放1～3卷，每个钢卷下方与底板接触部分的钢带边部容易发生变形，导致后续拉伸退火难以消除，尤其是对于薄带和极薄带硅钢产品，此现象尤为严重。另外，生产过程中为追求生产效率提高，经常高温罩式炉内多个钢卷依次叠加堆放，上、中、下不同区域的气氛及温度均匀性差异较大，不同区域的钢卷磁性能及板带表面质量均有差异。上述无论是氧化镁涂覆不均匀还是采用高温罩式炉进行高温退火均会带来取向硅钢磁性横向和纵向磁性不均匀，影响取向硅钢产品品质。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种生产效率高，且磁性均匀性强的取向硅钢生产方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，包括如下步骤：
(1)一次冷轧：对表面清洗后的取向硅钢带在二十辊轧机上进行2～4
道次轧制，一次冷轧后板带厚度小于等于0.64mm；
(2)中间退火：在连续退火炉上对一次冷轧后的板带进行消除应力退火；
(3)二次冷轧：对退火后的板带进行二次冷轧，二次冷轧道次为1～2
次，冷轧后的板带厚度小于等于0.3mm；
(4)连续脱碳高温连续退火：二轧后的板带进入连续脱碳高温退火机组进行脱碳退火及高温退火；
(5)拉伸平整退火：随后接着进行绝缘层涂覆及拉伸平整退火，拉伸退火后再进行激光刻痕，最后得到低铁损无底层取向硅钢成品。
(6)纵剪包装：在纵剪线上切边、检测、包装后入库。
上述技术方案，所述步骤(4)板带进入连续脱碳高温退火机组后依次经过卧式快速加热区，立式1#均热区，立式1#加热区、立式2#均热区，立式1#冷却区及立式2#冷却区；
经过快速加热区时通过感应加热快速加热到850℃，加热速度为20～30℃/sec；随后进入立式1#均热区进行脱碳退火，脱碳退火温度为830～850℃，时间为15～45s；气氛为加湿后的氮氢混合气体；
脱碳退火完成后进入立式1#加热区和立式2#均热区进行高温退火；立式1#加热区温度为850℃～1150℃，加热速度为20～100℃/sec，保护气氛为干燥的纯氢气；随后在立式2#均热区进行高保温，保温温度为1150℃，保温时间为80～350秒，保护气氛为干燥的纯氢气，进行二次再结晶及净化钢质；
高温退火完成后在立式1#冷却区进行缓冷，该区从1150℃冷却至850℃；缓冷结束后在立式2#冷却区进行快冷，温度从850℃冷却至常温。
上述技术方案，所述步骤(4)中加湿后的氮氢混合气体中，氮气/氢气为：3～9，气氛露点为30～65℃。
上述技术方案，所述步骤(2)中间退火温度为450～850℃，退火时间为25～55s。
上述技术方案，所述步骤(5)拉伸平整退火与步骤(4)在不同产线进行。
上述技术方案，所述步骤(5)拉伸平整退火与步骤(4)拉伸退火在同一产线进行。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
(1)本发明方法脱碳退火和高温退火在同一条产线上进行，采用立式退火炉机组，避免高温罩式炉内长时间高温带来的板型缺陷及磁性不均问题，且省去高温罩式炉退火前表面涂覆氧化镁涂层的工序，带钢表面无硅酸镁底层形成，避免底层不良缺陷，且本工艺缩短，无需进行氧化镁烘干，生产的取向硅钢产品带材头、尾以及横向磁性更均匀；
(2)本发明可根据场地等实际情况，可将拉伸退火线并入到连续脱碳高温退火产线，可集一次再结晶退火、脱碳退火、二次再结晶高温退火、涂覆绝缘层等多工序为一体的连续生产线，生产时间可缩短90％左右；生产效率高，生产过程更节能环保。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明连续脱碳高温退火机组结构示意图；
图中1、板带；2、卧式快速加热区；3、立式1#均热区；4、立式1#加热区；5、立式2#均热区；6、立式1#冷却区；7、立式2#冷却区。
具体实施方式
(实施例1)
一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)一次冷轧：对表面清洗后的取向硅钢带在二十辊轧机上进行3个道次轧制，硅钢带一次冷轧前厚度为2.3mm，一次冷轧后板带厚度为0.64mm；
(2)中间退火：在连续退火炉上对一次冷轧后的板带进行消除应力退火；中间退火温度为450～850℃，退火时间为25～55s；
(3)二次冷轧：对退火后的板带进行二次冷轧，二次冷轧道次为2次，冷轧后的板带厚度0.3mm；
(4)连续脱碳高温连续退火：二轧后的板带进入连续脱碳高温退火机组进行脱碳退火及高温退火；板带1进入连续脱碳高温退火机组后依次经过卧式快速加热区2，立式1#均热区3，立式1#加热区4、立式2#均热区5，立式1#冷却区6及立式2#冷却区7；
经过卧式快速加热区2时通过感应加热快速加热到850℃，加热速度为20℃/sec；随后进入立式1#均热区3进行脱碳退火，脱碳退火温度为830～850℃，时间为15～45s；气氛为加湿后的氮氢混合气体；氮气/氢气为：3～9，气氛露点为30～65℃。
脱碳退火完成后进入立式1#加热区4和立式2#均热区5进行高温退火；立式1#加热区4温度为850℃～1150℃，加热速度为20/sec，保护气氛为干燥的纯氢气；随后在立式2#均热区5进行高保温，保温温度为1150℃，保温时间为80～350秒，保护气氛为干燥的纯氢气，进行二次再结晶及净化钢质；
高温退火完成后在立式1#冷却区6进行缓冷，该区从1150℃冷却至850℃；缓冷结束后在立式2#冷却区6进行快冷，温度从850℃冷却至常温。
(5)拉伸平整退火：随后在拉伸退火线进行绝缘层涂覆及拉伸平整退火，拉伸退火后再进行激光刻痕，最后得到低铁损无底层取向硅钢成品；
(6)纵剪包装：在纵剪线上切边、检测、包装后入库。
(实施例2)
一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)一次冷轧：对表面清洗后的取向硅钢带在二十辊轧机上进行4道次轧制，硅钢带一次冷轧前厚度为2.3mm，一次冷轧后板带厚度为
0.64mm；
(2)中间退火：在连续退火炉上对一次冷轧后的板带进行消除应力退火；中间退火温度为450～850℃，退火时间为25～55s；
(3)二次冷轧：对退火后的板带进行二次冷轧，二次冷轧道次为2次，冷轧后的板带厚度0.27mm；
(4)连续脱碳高温连续退火：二轧后的板带1进入连续脱碳高温退火机组进行脱碳退火及高温退火；板带1进入连续脱碳高温退火机组后依次经过卧式快速加热区2，立式1#均热区3，立式1#加热区4、立式2#均热区5，立式1#冷却区6及立式2#冷却区7；
经过快速加热区时通过感应加热快速加热到850℃，加热速度为25℃/sec；随后进入立式1#均热区3进行脱碳退火，脱碳退火温度为830～850℃，时间为15～45s；气氛为加湿后的氮氢混合气体；氮气/氢气为：3～9，气氛露点为30～65℃。
脱碳退火完成后进入立式1#加热区4和立式2#均热区5进行高温退火；立式1#加热区4温度为850℃～1150℃，加热速度为80℃/sec，保护气氛为干燥的纯氢气；随后在立式2#均热区5进行高保温，保温温度为1150℃，保温时间为80～350秒，保护气氛为干燥的纯氢气，进行二次再结晶及净化钢质；
高温退火完成后在立式1#冷却区6进行缓冷，该区从1150℃冷却至850℃；缓冷结束后在立式2#冷却区7进行快冷，温度从850℃冷却至常温。
(5)拉伸平整退火：随后在拉伸退火线进行绝缘层涂覆及拉伸平整退火，拉伸退火后再进行激光刻痕，最后得到低铁损无底层取向硅钢成品。
(6)纵剪包装：在纵剪线上切边、检测、包装后入库
(实施例3)
一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)一次冷轧：对表面清洗后的取向硅钢带在二十辊轧机上进行4道次轧制，硅钢带一次冷轧前厚度为2.3mm，一次冷轧后板带厚度为0.64mm；
(2)中间退火：在连续退火炉上对一次冷轧后的板带进行消除应力退火；中间退火温度为450～850℃，退火时间为25～55s；
(3)二次冷轧：对退火后的板带进行二次冷轧，二次冷轧道次为2次，冷轧后的板带厚度0.23mm；
(4)连续脱碳高温连续退火：二轧后的板带1进入连续脱碳高温连续退火机组进行脱碳退火及高温退火；板带1进入连续脱碳高温退火机组后依次经过卧式快速加热区2，立式1#均热区3，立式1#加热区4、立式2#均热区5，立式1#冷却区6及立式2#冷却区7；
经过快速加热区时通过感应加热快速加热到850℃，加热速度为30℃/sec；随后进入立式1#均热区3进行脱碳退火，脱碳退火温度为830～850℃，时间为15～45s；气氛为加湿后的氮氢混合气体；氮气/氢气为：3～9，气氛露点为30～65℃。
脱碳退火完成后进入立式1#加热区和立式2#均热区进行高温退火；立式1#加热区4温度为850℃～1150℃，加热速度为100℃/sec，保护气氛为干燥的纯氢气；随后在立式2#均热区5进行高保温，保温温度为1150℃，保温时间为80～350秒，保护气氛为干燥的纯氢气，进行二次再结晶及净化钢质；
高温退火完成后在立式1#冷却区进行缓冷，该区从1150℃冷却至850℃；缓冷结束后在立式2#冷却区进行快冷，温度从850℃冷却至常温。
随后对冷却过的钢带进行涂覆绝缘涂层、拉伸退火、并进行激光刻痕，最后得到最后得到低铁损无底层取向硅钢成品。
(5)纵剪包装：在纵剪线上切边、检测、包装后入库
本实施例涂覆绝缘涂层、拉伸退火等工序设置在连续脱碳、高温连续退火同一条产线上，生产效率更高，且生产过程更节能环保。
(比较例1)
现有取向硅钢生产工艺路线如下：选取取向硅钢热轧原料带进行一次冷轧→脱碳退火→二次冷轧→涂覆退火隔离剂→高温退火→热拉伸平整；具体如下：
(1)一次冷轧：将表面清洗后的取向硅钢带在二十辊轧机上进行4个道次轧制，一次冷轧后板带厚度从0.23mm为0.635mm；
(2)脱碳退火：一次冷轧后的板带在连续脱碳退火线进行脱碳退火，脱碳时通入加湿的氢气和氮气的混合气体，混合气体中氢气和氮气的比例为1：3，脱碳退火温度为780～900℃，钢带运行速度为11～13m/min，脱碳后钢带中碳含量需达到30～40PPm。
(3)二次冷轧：对脱碳退火后的硅钢板带进行二轧冷轧，二次冷轧共分为两个道次，各道次尺寸变化为：0.635mm→0.4mm→0.265mm；
(4)涂覆退火隔离剂：对取向硅钢进行回复退火处理，回复退火后冷却钢带，涂覆氧化镁退火隔离剂，随后进行烘干处理；
(5)罩式炉高温退火：高温退火步骤中采用三台阶保温方式进行保温，第一阶段低保温温度<600℃，保温时间5～8h；第二阶段低保温温度<700℃，保温时间10～15h，第三阶段高保温温度为1160℃，保温时间24h。
(6)拉伸退火：拉伸退火步骤中，采用刷辊机组将钢带表面的氧化镁刷掉，并用清水冲洗干净，随后钢带通过拉伸退火炉进行拉伸退火，拉伸退火温度为700～890℃，时间60～120秒。
三个实施例及传统工艺制作的取向硅钢性能、板型及生产周期对比如下表所示：
表1本发明工艺及传统工艺生产的取向硅钢磁性均匀性、板型及生产周期对照
从上表可以看出，采用本发明工艺生产的取向硅钢虽然铁损比传统工艺略高，但横向磁性差远远小于传统工艺，且生产周期大幅度缩短，生产效率可提高90％左右，经济效益显著提升。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)一次冷轧：对表面清洗后的取向硅钢带在二十辊轧机上进行2～4道次轧制，一次冷轧后板带厚度小于等于0.64mm；
(2)中间退火：在连续退火炉上对一次冷轧后的板带进行消除应力退火；
(3)二次冷轧：对退火后的板带进行二次冷轧，二次冷轧道次为1～2次，冷轧后的板带厚度小于等于0.3mm；
(4)连续脱碳高温连续退火：二轧后的板带进入连续脱碳高温退火机组进行脱碳退火及高温退火；
(5)拉伸平整退火：随后接着进行绝缘层涂覆及拉伸平整退火，拉伸退火后再进行激光刻痕，最后得到低铁损无底层取向硅钢成品；
(6)纵剪包装：在纵剪线上切边、检测、包装后入库。
2.如权利要求1所述的提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：所述步骤(4)板带进入连续脱碳高温退火机组后依次经过卧式快速加热区，立式1#均热区，立式1#加热区、立式2#均热区，立式1#冷却区及立式2#冷却区；
经过卧式快速加热区时通过感应加热快速加热到850℃，加热速度为20～30℃/sec；随后进入立式1#均热区进行脱碳退火，脱碳退火温度为830～850℃，时间为15～45s；气氛为加湿后的氮氢混合气体；
脱碳退火完成后进入立式1#加热区和立式2#均热区进行高温退火；立式1#加热区温度为850℃～1150℃，加热速度为20～100℃/sec，保护气氛为干燥的纯氢气；随后在立式2#均热区进行高保温，保温温度为1150℃，保温时间为80～350秒，保护气氛为干燥的纯氢气，进行二次再结晶及净化钢质；
高温退火完成后在立式1#冷却区进行缓冷，该区从1150℃冷却至850℃；缓冷结束后在立式2#冷却区进行快冷，温度从850℃冷却至常温。
3.如权利要求2所述的提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：所述步骤(4)中加湿后的氮氢混合气体中，氮气/氢气为：3～9，气氛露点为30～65℃。
4.如权利要求1～3任一项权利要求所述的提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：所述步骤(2)中间退火温度为450～850℃，退火时间为25～55s。
5.如权利要求1～3任一项权利要求所述的提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：所述步骤(5)拉伸平整退火与步骤(4)在不同产线进行。
6.如权利要求1～3任一项权利要求所述的提高取向硅钢磁性均匀性及生产效率的方法，其特征在于：所述步骤(5)拉伸平整退火与步骤(4)拉伸退火在同一产线进行。
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