CN106001108A - 一种低成本取向硅钢的轧制方法 - Google Patents

一种低成本取向硅钢的轧制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本取向硅钢的轧制方法，所述取向硅钢的铸坯经热轧后进行冷轧；所述热轧包括加热、粗轧和精轧过程；所述粗轧过程中，粗轧前两道次采用多向轧制，再进行单向轧制；所述精轧过程中，终轧温度不低于1050℃，终轧单道次压下率大于30%，轧后用7～12min由终轧温度冷却到780～820℃。本方法通过控制热轧过程，使抑制剂在热轧变形和轧后冷却过程中析出合适数量的抑制剂，且弥散分布在基体中，从而省略冷轧前的热轧板常化处理工序，简化取向硅钢的生产工艺，降低取向硅钢的生产成本和能耗，提高生产效率；热轧板经酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、回复、高温退火后得到取向硅钢要求的组织和织构，其磁性能达到国家标准规定的磁性能要求。

Description

一种低成本取向硅钢的轧制方法
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢的制备方法，尤其是一种低成本取向硅钢的轧制方法。
背景技术
硅钢片也称电磁钢板或电工钢板，被誉为“钢铁中的艺术品”，是电力、电子和军工事业中不可缺少的重要软磁合金。硅钢钢板在磁性材料中的用量最大，约占磁性材料用量的90%～95%，硅钢生产与国民经济的发展和人民生活息息相关，对节能降耗起着重要作用。
根据不同的使用范围，可以把硅钢划分为适用于变压器类定向磁场的取向硅钢和适用于电机类旋转磁场的无取向硅钢两大类。取向硅钢利用铁基金属的磁晶各向异性和极强的Goss织构(即｛110｝<001>织构)造成了钢板轧制方向上极为优异的磁性能，是各类变压器、镇流器、放大器、稳压器、继电器、整流器、电磁开关等定向磁场电器产品制作铁芯的核心材料。取向硅钢主要借助其特定的成分降低涡流损耗，利用Goss取向晶粒在轧向上优异的磁化性能，降低磁致损耗并大幅度提高磁感水平。
取向硅钢是一种技术含量很高的钢铁产品，最主要特点就是最终要获得高取向的{110}<001>织构即Goss织构，有较长的生产周期、很复杂的生产工艺；其轧制工艺包括热轧、常化和冷轧工序。取向硅钢在生产过程中，绝大多数的钢厂为了简化生产工艺、缩短生产周期，最终达到降低生产成本的目的，都希望采用更紧凑、更廉价的生产工艺。因此开发能够降低生产成本的取向硅钢及其生产工艺是目前取向硅钢生产急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单的低成本取向硅钢的轧制方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述取向硅钢的铸坯经热轧后进行冷轧；所述热轧包括加热、粗轧和精轧过程；所述粗轧过程中，粗轧前两道次采用多向轧制，再进行单向轧制；所述精轧过程中，终轧温度不低于1050℃，终轧单道次压下率大于30%，轧后用7～12min由终轧温度冷却到780～820℃。
本发明所述加热过程中，铸坯加热至1150～1250℃再进行粗轧。
本发明所述铸坯厚度为75～180mm，热轧至厚度为1.2～3.8mm。
本发明所述热轧的卷取温度为700～780℃。
本发明所述取向硅钢化学成分的重量百分含量为：C 0.04～0.06％，Si 2.80～3.40％，Mn 0.04～0.06％，Nb 0.04～0.10％，S 0.01～0.02％，N 0.0085～0.012％，Als 0.015～0.025％，Cu 0.06～0.07％，Cr≤0.03％，P≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述取向硅钢化学成分的重量百分含量为：C 0.04～0.06％，Si 3.0～3.30％，Mn 0.04～0.05％，Nb 0.05～0.08％，S 0.015～0.02％，N 0.0085～0.010％，Als 0.015～0.020％，Cu 0.06～0.07％，Cr≤0.03％，P≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明粗轧前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制，主要是为了充分破碎铸坯中的柱状晶，细化奥氏体组织，为后续热轧过程中形成热轧板厚度方向上的不均匀组织奠定基础。本发明控制终轧温度不低于1050℃，终轧单道次压下率大于30%，一方面是为了使材料组织内部位错、空位等缺陷增多，储存能增大，为铌的碳氮化物等抑制剂的析出提供驱动力；并结合轧后冷却速度的控制，即轧后用7～12min的时间由终轧温度冷却到780～820℃，使铌的碳氮化物等抑制剂能够析出合适数量，并控制抑制剂的尺寸在7～80nm范围内，使热轧板中的抑制剂有足够能力抑制初次再结晶晶粒的长大，从而获得细小的初次再结晶晶粒。另一方面可以使热轧板沿厚度方向组织的不均匀性更显著，即表层可以获得更加细小的再结晶晶粒，次表层形成较粗大的回复晶粒和少量再结晶晶粒，中心层则为粗大伸长的变形晶粒，热轧板这种不均匀的显微组织对发展完善的二次再结晶有重要作用。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过控制热轧过程的工艺参数，使抑制剂在热轧变形和轧后冷却过程中析出合适数量的抑制剂，且弥散分布在基体中，从而省略冷轧前的热轧板常化处理工序，简化取向硅钢的生产工艺，降低取向硅钢的生产成本和能耗，提高生产效率。本发明热轧后的热轧板不经常化处理，经酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、回复、高温退火后得到取向硅钢要求的组织和织构，其磁性能达到国家标准规定的磁性能要求。
具体实施方式
本低成本取向硅钢的轧制方法包括热轧工序和冷轧工序。所述热轧工序包括加热、粗轧和精轧过程。所述加热过程中，铸坯加热至1150～1250℃进入粗轧过程。所述粗轧过程中，粗轧前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制，以充分破碎铸坯中的柱状晶并细化晶粒；再进行单向轧制。所述精轧过程中，终轧温度不低于1050℃，终轧单道次压下率大于30%，轧后用7～12min由终轧温度冷却到780～820℃；卷取温度为700～780℃。所述热轧工序将铸坯由75～180mm厚度，热轧至1.2～3.8mm厚度。所述冷轧工序包括酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、回复和高温退火过程，可采用常规取向硅钢二次冷轧生产工艺。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本低成本取向硅钢的轧制方法采用下述具体工艺。
取向硅钢的化学成分的重量百分含量为：C 0.04％，Si 2.8％，Mn 0.06％，Nb 0.04％，S 0.02％，N 0.012％，Als 0.025％，Cu 0.07％，Cr 0.03％，P 0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制工艺：将120mm厚的板坯（铸坯）在均热炉中加热到1250℃保温后进行粗轧。粗轧过程的前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制；随后进行单向轧制。精轧过程的终轧温度为1100℃，终轧单道次压下率为31%，热轧板厚度3.8mm；轧后用12min的时间由终轧温度冷却到800℃；750℃进行卷取。热轧板不经常化，按照传统取向硅钢二次冷轧工艺生产取向硅钢。经测试，所得取向硅钢产品的铁损P1.7=1.391w/kg、磁感B8=1.809T，达到国标GB2521-1996规定的30Q140的性能指标。
实施例2：本低成本取向硅钢的轧制方法采用下述具体工艺。
取向硅钢的化学成分的重量百分含量为：C 0.06％，Si 3.40％，Mn 0.04％，Nb 0.10％，S 0.010％，N 0.0085％，Als 0.015％，Cu 0.06％，Cr 0.02％，P 0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制工艺：将150mm厚的板坯在均热炉中加热到1150℃保温后进行粗轧。粗轧过程的前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制。随后进行单向轧制。精轧过程的终轧温度为1050℃，终轧单道次压下率为33%，热轧板厚度3.0mm；轧后用7min的时间由终轧温度冷却到800℃；730℃进行卷取。热轧板不经常化，按照传统取向硅钢的二次冷轧工艺生产取向硅钢。经测试，所得取向硅钢产品的铁损P1.7=1.382w/kg、磁感B8=1.813T，达到国标GB2521-1996规定的30Q140的性能指标。
实施例3：本低成本取向硅钢的轧制方法采用下述具体工艺。
取向硅钢的化学成分的重量百分含量为：C 0.04％，Si 3.15％，Mn 0.05％，Nb 0.05％，S 0.017％，N 0.0092％，Als 0.015％，Cu 0.065％，Cr 0.03％，P 0.007％，余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制工艺：将90mm厚的板坯在均热炉中加热到1200℃保温后进行粗轧。粗轧过程的前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制；随后进行单向轧制。精轧过程的终轧温度为1060℃，终轧单道次压下率为34%，热轧板厚度2.2mm；轧后用9min的时间由终轧温度冷却到820℃；780℃进行卷取。热轧板不经常化，按照传统取向硅钢的二次冷轧工艺生产取向硅钢。经测试，所得取向硅钢产品的铁损P1.7=1.363w/kg、磁感B8=1.825T，达到国标GB2521-1996规定的30Q140的性能指标。
实施例4：本低成本取向硅钢的轧制方法采用下述具体工艺。
取向硅钢的化学成分的重量百分含量为：C 0.053％，Si 3.30％，Mn 0.048％，Nb 0.065％，S 0.020％，N 0.010％，Als 0.02％，Cu 0.07％，Cr 0.023％，P 0.009％，余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制工艺：将180mm厚的板坯在均热炉中加热到1210℃保温后进行粗轧。粗轧过程的前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制；随后进行单向轧制。精轧过程的终轧温度为1070℃，终轧单道次压下率为35%，热轧板厚度2.5mm；轧后用10min的时间由终轧温度冷却到810℃；740℃进行卷取。热轧板不经常化，按照传统取向硅钢的二次冷轧工艺生产取向硅钢。经测试，所得取向硅钢产品的铁损P1.7=1.354w/kg、磁感B8=1.832T，达到国标GB2521-1996规定的30Q140的性能指标。
实施例5：本低成本取向硅钢的轧制方法采用下述具体工艺。
取向硅钢的化学成分的重量百分含量为：C 0.06％，Si 3.0％，Mn 0.040％，Nb 0.08％，S 0.015％，N 0.0085％，Als 0.018％，Cu 0.06％，Cr 0.026％，P 0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制工艺：将75mm厚的板坯在均热炉中加热到1240℃保温后进行粗轧。粗轧过程的前两道次采用多向轧制，即经第一道次轧制后的轧件翻转90°，将宽度方向变为高度方向，再进行第二道次轧制；随后进行单向轧制。精轧过程的终轧温度为1080℃，终轧单道次压下率为36%，热轧板厚度1.2mm；轧后用11min的时间由终轧温度冷却到780℃；700℃进行卷取。热轧板不经常化，按照传统取向硅钢的二次冷轧工艺生产取向硅钢。经测试，所得取向硅钢产品的铁损P1.7=1.329w/kg、磁感B8=1.834T，达到国标GB2521-1996规定的30Q140的性能指标。

Claims (6)

1.一种低成本取向硅钢的轧制方法，其特征在于：所述取向硅钢的铸坯经热轧后进行冷轧；所述热轧包括加热、粗轧和精轧过程；所述粗轧过程中，粗轧前两道次采用多向轧制，再进行单向轧制；所述精轧过程中，终轧温度不低于1050℃，终轧单道次压下率大于30%，轧后用7～12min由终轧温度冷却到780～820℃。
2.根据权利要求1所述的一种低成本取向硅钢的轧制方法，其特征在于：所述加热过程中，铸坯加热至1150～1250℃再进行粗轧。
3.根据权利要求1所述的一种低成本取向硅钢的轧制方法，其特征在于：所述铸坯厚度为75～180mm，热轧至厚度为1.2～3.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种低成本取向硅钢的轧制方法，其特征在于：所述热轧的卷取温度为700～780℃。
5.根据权利要求1－4任意一项所述的一种低成本取向硅钢的轧制方法，其特征在于，所述取向硅钢化学成分的重量百分含量为：C 0.04～0.06％，Si 2.80～3.40％，Mn 0.04～0.06％，Nb 0.04～0.10％，S 0.01～0.02％，N 0.0085～0.012％，Als 0.015～0.025％，Cu 0.06～0.07％，Cr≤0.03％，P≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的一种低成本取向硅钢的轧制方法，其特征在于，所述取向硅钢化学成分的重量百分含量为：C 0.04～0.06％，Si 3.0～3.30％，Mn 0.04～0.05％，Nb 0.05～0.08％，S 0.015～0.02％，N 0.0085～0.010％，Als 0.015～0.020％，Cu 0.06～0.07％，Cr≤0.03％，P≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
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