CN101643829B - 冷轧取向硅钢生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明冷轧取向硅钢生产工艺,涉及冶金技术领域,旨在解决传统冷轧取向硅钢生产技术及工序复杂、成本高、热轧板坯所需加热温度高、控制取向硅钢成份命中率低、脱碳退火需两次操作等技术问题。本发明包括如下步骤:电炉控制冶炼;炉外加热炉和炉外真空炉精炼;吊包出钢、模铸出钢锭;开坯;热轧;抛丸酸洗;一次冷轧;完全脱碳退火;二次冷轧;退火涂MgO;罩式炉高温退火;钢带平整涂绝缘层;纵剪裁边并包装入库。本发明适用于冷轧取向硅钢的生产。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,特别一种冷轧取向硅钢的生产工艺。
背景技术
冷轧取向硅钢是用以制造各种发电机、变压器、和电工仪表,是电力、电工、电讯工业中必不可少的节能降耗磁性材料。因受生产工艺的高、精、尖的制约,全世界仅有十几家钢厂能生产该产品,因此冷轧取向硅钢市场供应紧缺,目前国内自给率仅50%。
冷轧取向硅钢其生产工序复杂,生产成本高,技术含量高,生产难度大,但附加值也高,其市场价格可达到普通钢材的数倍。随着我国国民经济的迅速发展,电力工业呈快速增长趋势,电网建设投资步伐逐步加快,输变电设备行业的高速增长发展,就为冷轧取向硅钢带来更多的发展空间。
目前,国内传统生产冷轧取向硅钢由于是选用MnS、AlN作为抑制剂,决定了板坯的加热炉温度要1330-1350℃,使许多板材热轧厂的加热炉达不到生产条件,或因严重影响加热炉的使用寿命而不能生产硅钢热轧卷;同时,其生产工序多且复杂,生产周期长,这些因素都极大地制约了我国冷轧取向硅钢在量上的突破。
目前,日本的冷轧硅钢无论在产品质量,还是新技术、新产品开发等方面,都处于世界领先地位,尤其是新日铁公司和川崎制铁公司是生产硅钢的两大基地,近年来,两公司先后开发生产出具有高磁感取向硅钢产品(新日铁公司的Hi-B钢和川崎制铁公司的RGH系列产品)及磁畴细化型取向硅钢产品,推动了世界取向硅钢的发展。
川崎制铁公司提出第二次冷轧分成前段和后段,第二次冷轧的总压下率为R(%),前段轧制以连续方式在100℃以下进行,使得(222)强度变高,错位量少,轧制温度低,可防止微细析出的碳化物***大,连续方式促使均匀变形,提高磁感,轧制的板厚为0.3R~0.8R。后段轧制在可逆方式下至少轧制1道次且在175~300℃进行,必要时前后段之间实施热处理。后段轧制中变形量大,不断生成变形带,使二次再结晶晶核增加,细化二次结晶粒,降低铁损。
在我国,现有冷轧取向硅钢生产技术其生产工序复杂,生产成本高,技术含量门槛高而限制了各厂家的投产及扩产。主要存在的问题是:(1)选用抑制剂较为单一,抑制剂的溶解温度点高,使得热轧卷生产时,板坯的加热温度要1330℃--1350℃,致使许多冶炼厂的加热炉都不能胜任。(2)硅钢的传统冶炼模式是采用高炉加转炉吹炼,对控制取向硅钢成份命中率能力一般。(3)生产工序复杂。
发明内容
本发明旨在解决传统冷轧取向硅钢生产技术及工序复杂、成本高、热轧板坯所需加热温度高、控制取向硅钢成份命中率低、脱碳退火需两次操作等技术问题,以提供一种简化生产技术及工序、降低生产成本、热轧板坯所需加热温度低、控制取向硅钢成份命中率高、脱碳退火仅需一次操作的冷轧取向硅钢生产工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的冷轧取向硅钢生产工艺,包括如下步骤:
a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C小于或等于0.1%、P小于或等于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1620~1680℃;
b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.1~0.2%的Al块、1.5~2.25%的石灰、0.25~0.37%的矽石、0.25~0.37%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.20~0.30%的碳粉;当钢水中S的含量为0.003~0.007%时,调控Cu含量为0.58~0.64%、C含量为0.30~0.50%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1655~1695℃;
c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.1~0.2%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间5~15分钟;用生铁微调钢水中C含量于0.03~0.04%之间,调整Si含量于2.8~3.2%;Mn、Cu、S重量比为19~22∶58~62∶0.5~1.5;
d)吊包出钢,吊包温度1530~1580℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度400~750℃;钢锭加热温度1100~1250℃,钢锭在炉时间6~10h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1260~1290℃,加热时间3~5h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1100~1200℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为900~1080℃,压下率大于或等于90%,层流冷却,当温度为500~650℃时对精轧后的钢带进行卷取;
e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
g)将一次轧制后的钢带开卷用3~5%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为790~850℃,钢带以4~6m/min的速度通过脱碳退火炉;
h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
i)二次轧制完成后,钢卷经3~5%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度500~600℃;最后涂敷MgO并烘干;
j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1100~1300℃;
k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度800~830℃;
l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
前述的冷轧取向硅钢生产工艺,其中步骤c所述的Mn∶Cu∶S重量比为21∶60∶1。
本发明冷轧取向硅钢生产工艺的有益效果:
1.依据(Mn,Cu)1.8S抑制剂溶解温度较低的特点,使板坯在加热炉中的温度比传统的加热温度低了50-70℃,提高了加热炉的使用寿命,减少硅钢的氧化烧损约2%;
2.硅钢冶炼中,硅钢的成份范围很窄,以碳含量为例,标准中的碳上限-标准中的碳下限=0.01%,冶炼很难达到成分标准的要求,如冶炼不合格或者命中率低,将极大增加生产成本;如果成分控制能力强,炼一炉,成功一炉,将降低生产成本。
该方法利用电炉氧化能力强,LF炉微调成分能力强,VOD除气、除夹杂、搅拌能力强的特点,使冶炼成分的命中率提高了13%;
3.一次脱碳退火比两次操作完成生产效率更高,生产成本更低。
具体实施方式
本发明的应用原理、作用与功效,通过如下实施方式予以说明。
实施例1
本发明的冷轧取向硅钢生产工艺,包括如下步骤:
a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C小于0.1%、P小于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1620℃;
b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.1%的Al块、1.5%的石灰、0.25%的矽石、0.25%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.20%的碳粉;当钢水中S的含量为0.003%时,调控Cu含量为0.58%、C含量为0.30%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1655℃;
c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.1%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间15分钟;用生铁微调钢水中C含量为0.03%,调整Si含量于2.8%;Mn、Cu、S重量比为19∶58∶0.5;
d)吊包出钢,吊包温度1530℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度400℃;钢锭加热温度1100℃,钢锭在炉时间10h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1260℃,加热时间5h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1100℃,压下率大于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为900℃,压下率大于90%,层流冷却,当温度为500℃时对精轧后的钢带进行卷取;
e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
g)将一次轧制后的钢带开卷用3%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为790℃,钢带以4m/min的速度通过脱碳退火炉;
h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
i)二次轧制完成后,钢卷经3%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度550℃;最后涂敷MgO并烘干;
j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1200℃;
k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度800℃;
l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
实施例2
本发明的冷轧取向硅钢生产工艺,包括如下步骤:
a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C等于0.1%、P等于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1680℃;
b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.2%的Al块、2.25%的石灰、0.37%的矽石、0.37%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.30%的碳粉;当钢水中S的含量为0.007%时,调控Cu含量为0.64%、C含量为0.50%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1695℃;
c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.2%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间5分钟;用生铁微调钢水中C含量为0.04%,调整Si含量于3.2%;Mn、Cu、S重量比为22∶62∶1.5;
d)吊包出钢,吊包温度1580℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度750℃;钢锭加热温度1250℃,钢锭在炉时间6h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1290℃,加热时间3h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1200℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为1080℃,压下率大于或等于90%,层流冷却,当温度为650℃时对精轧后的钢带进行卷取;
e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
g)将一次轧制后的钢带开卷用5%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为850℃,钢带以4m/min的速度通过脱碳退火炉;
h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
i)二次轧制完成后,钢卷经5%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度600℃;最后涂敷MgO并烘干;
j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1300℃;
k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度830℃;
l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
实施例3
a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C小于或等于0.1%、P小于或等于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1650℃;
b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.15%的Al块、2.10%的石灰、0.29%的矽石、0.29%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.25%的碳粉;当钢水中S的含量为0.005%时,调控Cu含量为0.59%、C含量为0.40%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1675℃;
c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.15%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间10分钟;用生铁微调钢水中C含量为0.035%,调整Si含量于2.9%;Mn、Cu、S重量比为21∶60∶1;
d)吊包出钢,吊包温度1560℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度600℃;钢锭加热温度1200℃,钢锭在炉时间8h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1280℃,加热时间4h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1150℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为1020℃,压下率大于或等于90%,层流冷却,当温度为600℃时对精轧后的钢带进行卷取;
e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
g)将一次轧制后的钢带开卷用4%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为800℃,钢带以5m/min的速度通过脱碳退火炉;
h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
i)二次轧制完成后,钢卷经4%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度550℃;最后涂敷MgO并烘干;
j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1200℃;
k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度820℃;
l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
本发明冷轧取向硅钢生产工艺,采用电炉+VOD(炉外真空精炼)做取向硅钢冶炼,成分命中率达97-98%,相比传统冶炼模式的成分命中率约高13%;在MnS,AlN的基础上调控Cu含量至0.58-0.64%,形成在较低温度就能溶解的(Mn,Cu)1.8S抑制剂,其溶解温度为1250℃;直接把硅钢含碳量从350ppm一次脱至30ppm达到一次脱碳退火,达到了国内先进水平。
本发明冷轧取向硅钢生产工艺的主要技术指标:
1.含碳量从350ppm左右一次脱至30ppm以下;
2.坯卷成材率>62%,磁感、铁损达标;
3.抑制剂Cu的含量0.58~0.64%。
由本发明生产的冷轧取向硅钢主要技术指标:
1.产品执行标准:国标GB/T2521-2002
2.产品检测指标
其它的指标检测:
层间电阻≥80Ω.cm2
附着性B-D级
从上所述,本发明冷轧取向硅钢生产工艺,具有简化生产技术及工序、降低生产成本等技术特点,同时还具有热轧板坯所需加热温度低、控制取向硅钢成份命中率高、脱碳退火仅需一次操作等诸多优点。
Claims (2)
1.冷轧取向硅钢生产工艺,其特征在于包括如下步骤:
a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C小于或等于0.1%、P小于或等于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1620~1680℃;
b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.1~0.2%的Al块、1.5~2.25%的石灰、0.25~0.37%的矽石、0.25~0.37%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.20~0.30%的碳粉;当钢水中S的含量0.003~0.007%时,调控Cu含量为0.58~0.64%、C含量为0.30~0.50%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1655~1695℃;
c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.1~0.2%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间5~15分钟;用生铁微调钢水中C含量于0.03~0.04%之间,调整Si含量于2.8~3.2%;Mn、Cu、S重量比为19~22∶58~62∶0.5~1.5;
d)吊包出钢,吊包温度1530~1580℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度400~750℃;钢锭加热温度1100~1250℃,钢锭在炉时间6~10h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1260~1290℃,加热时间3~5h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1100~1200℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为900~1080℃,压下率大于或等于90%,层流冷却,当温度为500~650℃时对精轧后的钢带进行卷取;
e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
g)将一次轧制后的钢带开卷用3~5%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为790~850℃,钢带以4~6m/min的速度通过脱碳退火炉;
h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
i)二次轧制完成后,钢卷经3~5%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度500~600℃;最后涂敷MgO并烘干;
j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1100~1300℃;
k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度800~830℃;
l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
2.如权利要求1所述的冷轧取向硅钢生产工艺,其特征在于:步骤c所述的Mn∶Cu∶S重量比为21∶60∶1。
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