CN1258608C - 冷轧无取向电工钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
冷轧无取向电工钢的制造方法，包括如下步骤：a)板坯连铸，钢水以2～3m/min的拉速连铸成厚度120～170mm的板坯；b)热轧，板坯直接热轧或加热至900～1150℃热轧，板坯厚度热轧至0.8～4mm，终轧温度800～950℃，卷取温度500～900℃；c)冷轧，对热轧带实施退火或不退火处理，酸洗后经一次冷轧或带有中间退火的二次冷轧轧至目标厚度，并实施最终退火，生产出无取向电工钢。本发明在不采取电磁搅拌的情况下，采用通常的过热度连铸使超低碳中高硅含量的无取向硅钢有30%以上的等轴晶，保证成品板不发生瓦楞状缺陷；实现低温加热和较高的终轧温度，热轧板再结晶比例高，晶粒粗大、成品板磁性好、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及无取向电工钢的制造方法。
背景技术
传统连铸—热轧生产线是绝大多数钢铁厂使用的生产冷轧无取向电工钢产品的生产方式，其特点是生产品种的包容性很好，产量大(一个现代化的传统热轧产线年产量可以达到300万吨～400万吨)。
传统的连铸生产无取向硅钢是在连铸拉速为0.8～1.5m/min、铸坯厚度为210mm～250mm的条件下进行的。按照这种流程的设计，对于无取向电工钢生产存在以下的问题：
1.在通常的连铸过热度条件下(15℃～40℃)，由于拉速很低，凝固时间很长，对于C含量低于50ppm和Si含量1.5％～2.5％的电工钢来说柱状晶比例通常达到80％以上，对于C含量低于50ppm和硅含量大于2.5％的无取向硅钢来说柱状晶的比例将达到100％，且枝晶粗大，成品板产生严重的瓦楞状缺陷，用户无法使用。因此传统方法生产超低碳中高硅含量的无取向电工钢通常在连铸增设电磁搅拌装置，使铸坯等轴晶的比例提高到50％以上，从而消除瓦楞状缺陷。生产工序复杂，成本高。
2.连铸采用低过热度(＜15℃)也可以提高超低碳中高硅含量的无取向电工钢等轴晶的比例，但转炉—精炼—连铸间温度管理难度很高，而且钢水在结晶器温度很低，粘度增加，夹杂物上浮十分困难，成品板夹杂物缺陷的比例增加。由于夹杂物阻碍成品板最终退火时晶粒的长大，使铁损劣化，同时夹杂物本身以及在其周围形成的应力场也会阻碍磁畴壁的移动，而且在其周围形成闭合畴而产生退磁场，使磁感劣化。因此无论从生产组织、钢板表面还是从磁性能来说，采取低过热度连铸的方式都是不可取的。
3.采取提高钢水C含量的方式，如将C按≥[(Si+Al)-0.75]％/100控制，使中高硅含量的无取向硅钢连铸坯在热轧过程中时有一定量的相变，在回复和再结晶过程中消除粗大的变形晶粒。缺点是成品板最终退火时需要深脱碳，退火时间成倍增加，退火效率很低，影响连退涂层机组的产量。这种方式也是不可取的。
传统的连铸一般配备传统的热轧线。铸坯在传统热轧线上轧制时轧线温度降较大，终轧温度的保证能力较弱，磁性的波动很大。而且往往终轧温度难以提高，热轧板再结晶率偏低，晶粒较小，磁性较差。而且铸坯经过降温(一般低于700℃)—再加热的过程，铸坯热能未能充分利用。
还有薄板坯连铸连轧方式，薄板坯连铸连轧的板坯厚度为30～70mm，生产硅钢时的拉速为3～5m/min。在这种情况下，由于拉速很快，中高硅含量的无取向电工钢等轴晶比例较高，而且轧制线长度短，温降小，终轧温度控制容许度较大，热轧板再结晶组织好，成品磁感高，没有瓦楞状缺陷。但这种工艺存在的问题是：
i.由于拉速快，铸坯中MnS、AlN过于细小，对成品板退火时晶粒长大十分不利，铁损劣化；
ii.机组的产能较低，年产量只有100万吨～130万吨；
iii.由于板坯较薄、拉速很快，无法生产其他高表面等级要求的品种，如汽车外板等。
发明内容
针对上述传统的连铸—热轧生产方式和薄板坯连铸连轧方式存在的不足，本发明的目的在于提供一种冷轧无取向电工钢的制造方法，可以保证成品板不发生瓦楞状缺陷；同时采用连铸与热轧的紧凑式配置，轧线比传统的短，容易实现低温加热和较高的温度终轧，热轧板再结晶比例高，晶粒粗大、成品板磁性好。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：冷轧无取向电工钢的制造方法，包括如下步骤：
a)板坯连铸，钢水以2～3m/min的拉速连铸成板坯；
b)热轧，板坯直接热轧或加热至900～1150℃热轧，终轧温度800℃～950℃，卷取温度500～900℃；
c)冷轧，对热轧带实施退火或不退火处理，酸洗后经一次冷轧或带有中间退火的二次冷轧轧至目标厚度，而后实施最终退火，以此生产无取向电工钢。
其中，所述的步骤a连铸板坯的厚度120～170mm；
所述的步骤b板坯厚度热轧至0.8～4mm。
所述的步骤b热轧终轧后卷取温度500～900℃。
上述钢水的成分特征是：C≤0.010％，Si≤3.5％，Mn≤2％，Al≤1.5％，P≤0.2％，S≤0.01％，N≤0.010％，O≤0.02％；
还可包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一种或多种，单个元素的含量范围为不超过0.2％；以及可添加B、稀土；B≤0.01％、稀土≤0.1％。
其中，C：0.010％以下，C是强烈阻碍晶粒长大的元素，引起铁损增加和磁时效，超过0.010％将给脱碳带来严重负担，优选控制在0.003％以下。
Si：≤3.5％，Si是增加电阻元素，是电工钢最重要的合金元素，超过3.5％将使电工钢加工性劣化，磁感降低。
Mn：≤2％，Mn是改善电工钢表面状态，减少热脆的元素，高于2％将使钢板加工性劣化。
Al：≤1.5％，Al是增加电阻元素，是电工钢最重要的合金元素，超过1.5％将使冶炼浇注困难，钢板加工性劣化，磁感降低。
P：≤0.2％，在钢中添加一定的磷可以改善钢板的加工性，但超过0.2％时反而使钢板冷加工性劣化。
S：0.01％以下，超过0.01％将使MnS等S化物析出量大大增加，强烈阻碍晶粒长大，铁损劣化。
N：0.010％以下，超过0.01％将使AlN等N化物析出量大大增加，强烈阻碍晶粒长大，铁损劣化。
O：0.02％以下，超过0.02％将使氧化夹杂量大大增加，强烈阻碍晶粒长大，同时使夹杂引起的退磁场增加，铁损和磁感劣化。
可添加一定量的Sn、Sb、Cu、Cr和Ni，可以改善成品板的织构，使磁感提高，但单个元素的含量范围不超过0.2％，否则反而使磁性降低；添加一定量的B可以减少AlN的危害，但超过0.01％将使铁损增加。
添加一定量的混合稀土可以形成粗大的稀土氧硫化物，改善成品板退火时晶粒的生长，使铁损降低，但超过0.1％使钢水连铸困难。
本发明的有益效果是：
本发明综合了传统连铸—热轧和薄坯连铸热轧的生产优点，生产超低碳中高硅含量的无取向电工钢连铸时，在不采取电磁搅拌的情况下采用通常的过热度连铸也有一定比例(30％以上)的等轴晶，可以保证成品板不发生瓦楞状缺陷。铸坯MnS、AlN的析出物大小较合适，对成品板晶粒长大阻碍作用较小；同时采用连铸与热轧的紧凑式配置，轧线比传统的短，容易实现低温加热和较高的温度终轧，热轧板再结晶比例高，晶粒粗大、成品板磁性好。
由于本发明的连铸拉速下的铸坯厚度比薄板坯连铸连轧厚、拉速也相应慢，该生产线可以生产其他高表面等级要求的品种。产能比薄板坯连铸连轧产线高出100万吨。
具体实施方式
实施例1：
转炉、RH真空处理得到C：0.003％，Si：0.25％，Mn：0.25％，Al：0.25％，P：0.08％，S：0.005％，N：0.003％，O：0.015％，余为Fe的钢水，以2.5m/min的拉速连铸成板坯和热轧，此后热轧板酸洗、冷轧成0.50mm厚的冷轧板，经最终退火获得的成品板。与传统230坯厚和薄坯生产的最终成品板磁性进行比较，参见表1。
表1
| 序号 | 铸坯厚度mm | 铸坯加热℃ | 终轧温度℃ | 卷取温度℃ | 热轧板厚度mm | P15/50W/kg | B50T |
| 实施例11 | 150 | 1080 | 870 | 680 | 2.10 | 4.80 | 1.76 |
| 实施例12 | 150 | 1100 | 880 | 680 | 2.10 | 4.70 | 1.79 |
| 比较例1 | 230 | 1100 | 830 | 680 | 2.10 | 5.50 | 1.73 |
| 比较例2 | 50 | 1120 | 870 | 680 | 2.10 | 6.00 | 1.77 |
实施例2：
转炉、RH真空处理得到C：0.0025％，Si：2.00％，Mn：0.25％，Al：0.23％，P：0.008％，S：0.004％，N：0.002％，O：0.0015％，余为Fe的钢水，以2.5m/min的拉速连铸成板坯，热轧，此后热轧板酸洗、冷轧成0.50mm厚的冷轧板，再经最终退火获得成品板。与传统230坯厚(有电磁搅拌和无电磁搅拌)和薄坯生产的最终成品板磁性进行比较，见表2。
表2
| 序号 | 铸坯厚度 | 铸坯加热℃ | 终轧温度℃ | 热轧板厚度 | 热轧板退火温度℃ | P15/50W/kg | B50T | 成品表面质量 | 等轴晶 |
| 实施例21 | 150 | 1080 | 890 | 2.10 | 无 | 3.20 | 1.72 | 好 | 50％ |
| 实施例22 | 150 | 1100 | 900 | 2.10 | 无 | 3.20 | 1.73 | 好 | 50％ |
| 实施例23 | 150 | 1100 | 900 | 2.10 | 950 | 2.80 | 1.75 | 好 | 50％ |
| 比较例4 | 230 | 1100 | 830 | 2.10 | 950 | 3.50 | 1.72 | 好 | 60％ |
| 比较例5 | 230 | 1100 | 830 | 2.10 | 无 | 4.00 | 1.66 | 差 | 0 |
| 比较例6 | 50 | 1120 | 900 | 2.10 | 无 | 3.80 | 1.73 | 好 | 70％ |
实施例3：
转炉、RH真空处理得到C：0.0025％，Si：3.00％，Mn：0.25％，Al：0.50％，P：0.010％，S：0.003％，N：0.0015％，O：0.0015％，余为Fe的钢水，以2.5m/min的拉速连铸成板坯和热轧，此后热轧板酸洗、冷轧成0.50mm厚的冷轧板，并经最终退火获得成品板。与传统230mm坯厚和薄坯生产的最终成品板磁性进行比较，参见表3。
表3
| 序号 | 铸坯厚度mm | 铸坯加热℃ | 终轧温度℃ | 热轧板厚度mm | 热轧板退火温度℃ | P15/50W/kg | B50T | 成品表面 | 等轴晶 |
| 实施例31 | 150 | 1080 | 880 | 2.10 | 无 | 2.60 | 1.68 | 好 | 40％ |
| 实施例32 | 150 | 1100 | 900 | 2.10 | 无 | 2.20 | 1.71 | 好 | 40％ |
| 实施例33 | 150 | 1100 | 900 | 2.10 | 1000℃ | 2.10 | 1.73 | 好 | 40％ |
| 比较例7 | 230 | 1100 | 830 | 2.10 | 1000℃ | 2.60 | 1.69 | 好 | 50％ |
| 比较例8 | 230 | 1120 | 830 | 2.10 | 无 | 3.20 | 1.63 | 差 | 0 |
| 比较例9 | 50 | 1120 | 900 | 2.10 | 无 | 2.80 | 1.70 | 好 | 50％ |
Claims (8)
1.冷轧无取向电工钢的制造方法，包括如下步骤，
a)板坯连铸，钢水以2～3m/min的拉速连铸成板坯；
b)热轧，板坯直接热轧或加热至900～1150℃热轧，终轧温度800℃～950℃；
c)冷轧，对热轧带实施退火或不退火处理，酸洗后经一次冷轧或带有中间退火的二次冷轧轧至目标厚度，而后实施最终退火，以此生产无取向电工钢。
2.如权利要求1所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，上述钢水的成分为，质量百分比，C≤0.010％，Si≤3.5％，Mn≤2％，Al≤1.5％，P≤0.2％，S≤0.01％，N≤0.010％，O≤0.02％，余铁和不可避免杂质。
3.如权利要求2所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，还包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一种或多种，单个元素的含量不超过0.2％。
4.如权利要求2或3所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，还包含B、稀土，B≤0.01％、稀土≤0.1％。
5.如权利要求2所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，所述的钢水成分C的范围控制在0.003％以下。
6.如权利要求1所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，所述的步骤a连铸板坯的厚度120～170mm。
7.如权利要求1所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，所述的步骤b板坯厚度热轧至0.8～4mm。
8.如权利要求1所述的冷轧无取向电工钢的制造方法，其特征是，所述的步骤b热轧终轧后卷取，卷取温度500～900℃。
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