CN106591554A - 一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法 - Google Patents

一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法 Download PDF

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Abstract

一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法：常规冶炼、铸坯、热轧并卷取；经酸洗及常化后将钢板预热；进行一次冷轧：第一道次轧制速度不低于200m/min；乳化液单侧喷淋；第二道次至倒数第三道次轧制速度在400~600 m/min；乳化液采用单侧喷淋；时效轧制温度在180~350℃，总时效时间在13~47min；最后二道次为普通轧制方式，乳化液为双测喷淋并为全开状态；进行后工序。本发明无能耗增加，仅为现有设备对工艺进行较大幅度调整，使总时效轧制时间达到13~47min，且在251~350℃段的时效时间延长到7~37min，充分使冷轧时效工艺对初次再结晶得以改善，使成品磁性B800能提高0.01~0.04T。

Description

一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢的轧制方法，具体地属于一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性的一次冷轧方法。
背景技术
高温轧制技术和常规冷轧相比具有相对高温（≥180℃），大压下的特点，该技术主要用于含硅量较高（3.3%~3.5%）的高性能HiB钢，采用高温轧制的目的是为了产生冷轧时效，提高取向钢的磁感和降低铁损。另一方面，由于取向硅钢的含硅量不断提高，材料会变得越来越脆，使其加工性能恶化，采用高温轧制工艺提高了冷轧硅钢的塑性，大大提高了硅钢的可轧性。
取向硅钢的轧制方法有一次轧制法和两次轧制法，所谓的两次轧制法指的是在两次轧制之间存在中间退火工序，其目的是减小单次轧制压下量，减少对钢带中抑制剂的破坏，为二次再结晶的长大提供必要条件。由于一次轧制法比二次冷轧法工序简单成本低，且通过升温轧制在道次间进行时效，提高钢带磁性降低铁损，目前高磁感取向硅钢多采用一次轧制法生产。
低温高磁感取向硅钢（低温HIB钢）是采用降低铸坯加热温度生产高磁感取向硅钢的方法。对炼钢成分和热轧工艺有严格要求，同时还要在脱碳退火后进行渗氮处理，补充抑制剂。由于铸坯加热温度低，先天抑制剂固溶较少，作用较弱，因此低温HIB钢脱碳后一次再结晶晶粒比高温HIB钢大，且不均匀，这是造成低温HIB钢二次再结晶后成品性能波动的一个重要方面。通过时效处理为一次再结晶提供更多形核位置，改善一次再结晶晶粒位向和晶粒尺寸。
热轧板常化后碳以固溶碳和细小ε-碳化物形态存在，冷轧时钉轧位错，位错密度明显增高，加工硬化更快，退火时再结晶生核位置增多，初次晶粒细小均匀，促进二次再结晶的发展。冷轧时效可以使硅钢中固溶碳和氮含量增多，即使钢中存在的不稳定碳化物(Fe3C)和氮化物(Fe16N4)在升温轧制时分解固溶。冷轧时固溶碳和氮聚集在位错处，阻碍位错运动，位错群呈直线排列，改变了正常滑移***，促使形成更多的过渡带，冷轧后使再结晶织构发生变化。
{111}<112>织构是高磁感取向硅钢脱碳板中的主要织构，增强{111}<112>织构有利于在二次在结晶加热过程中获得强而锋锐的G0SS织构。在HiB钢各冷轧道次间作冷轧时效可以改善钢板内的位错组态，增强多冷轧剪切带的形成，进而促进初次再结晶后{111}<112>织构的增强。
经检索：
中国专利公开号为CN1059369A的文献，公开了一种用预时效法生产大小晶粒配置硅钢的方法，以通常高磁感低铁损冷轧取向硅钢工艺冶炼、浇铸、热轧和常化慢冷的带钢作原料，经一次冷轧法生产的硅钢。其特征是冷轧前保持多于5秒而少于10小时的预先时效处理，构成时效-冷轧-时效-冷轧-时效……轧至最终成品厚度。道次间时效处理是N、C原子在冷轧道次间脱溶聚集在位错等微缺陷处，形成柯氏气团钉扎位错，使形变困难，产生了有利于二次再结晶的特殊形变组织。带钢在冷轧前预热温度低和预热时间短或时效轧制道次少的情况下进行“中间厚度时效轧制”，只能得到大的等轴型晶粒，则铁损升高、磁感也低。以上方法认为在轧前和每道次间都要进行时效处理，能够提高高磁感取向硅钢成品磁性，但实现方式需要额外加热和保温，无法适应高效连续生产的要求。
中国专利公开号为CN104894354A的文献，公开了一种低温热轧板制备薄规格高磁感取向硅钢的生产方法其中冷轧工序通过6-8 个冷轧道次将所述热轧板终轧为厚度为0.16-0.18mm的冷轧板，其中，每个冷轧道次的压下率为20％-40％。在冷轧道次间进行时效热处理：将所述热轧板置入热处理设备中，在240-250℃下保温5-10min。该文献要求在每道次间都进行5-10min时效处理，可见长时间的时效处理在生产低温热轧板薄规格高磁感取向硅钢时的重要性。但此方法需要在道次间加热和保温进行时效，无法适应连续生产要求。
中国专利公开号为CN102114493A的文献，公开了一种高磁感、低铁损的取向硅钢生产工艺，其特征：使用二十辊轧机生产并采用两次换辊法，其生产工艺具体步骤是首先在轧机生产之前对带钢进行80～100℃的预热处理，然后进行轧制，采用二十辊轧机进行生产，采用二次换辊法，前面道次工作辊表面粗糙度Ra在0.5μm以上，使带钢温度提高到250℃以上后进行8～12分钟的时效处理，再轧制到成品的厚度，这个道次工作辊表面粗糙度Ra＜0.25μm，从而得到所要求的成品。该方法会加大粗面辊粗糙度，从而提高升温速度实现时效轧制，主要问题是时效时间较短，温度不够高。
中国专利公开号为CN102127709A的文献，公开了一种低温板坯加热高磁感取向硅钢及制造方法，其中冷轧：高磁感取向硅钢一般采用一次冷轧工艺，高磁感取向硅钢变形抗力大，一般在20辊轧机冷轧，经5～7道冷轧到目标厚度，平均每道压下率为25％～33％。合适的总压下率为82％～90％。为进一步降低铁损，现在生产上广泛采用冷轧时效工艺。前几道使用粗面工作辊，每道经约30％大压下率冷轧，关闭润滑***和快速轧制。依靠轧制时的变形热将冷轧钢带温度提高到200℃左右。该方法为低温板坯加热高磁感取向硅钢的冷轧方法，但文献中要求的时效温度偏低，且未对时效道次和时间进行要求，不利于磁性水平的进一步提高。
中国专利公开号为CN104726668A的文献，公开了一种高效生产高磁感取向硅钢的方法，其中提到酸洗后常化板进行4～5道次轧制；第1道次采用闭油轧制，道次压下率控制在30%～40%，冷轧总压下率为80%～90%。采用该冷轧法轧制工艺可形成更多的过渡带间，增加了高斯晶粒的形核位置。该文献也涉及高磁感取向硅钢的一次轧制生产方法，但是对时效温度和时间并没有明确要求。
发明内容
本发明针对现有低温高磁感取向硅钢一次冷轧技术中存在的时效时间偏短、时效温度偏低或需要额外加热保温，不利于连续生产等问题，提供了一种让总时效轧制时间达到13 ~47min， 且251~350℃温度段的时效时间延长到7~37min，不影响生产效率，并使成品磁性B800提高0.01~0.04T的冷轧方法。
实现上述目的的措施如下：
一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法，其步骤：
1）常规冶炼、铸坯、热轧并卷取；
2）经常规酸洗及常化后将钢板预热至不低于50℃；
3）进行一次冷轧，其轧制道次为5~7道次，步骤为：
A、第一道次控制轧制速度不低于200m/min；乳化液采用单侧喷淋，流量不超过500 L/min；控制轧制温度不低于140℃；
B、第二道次至倒数第三道次控制轧制速度在400~600 m/min；乳化液采用单侧喷淋，流量控制在1000 ~1500L/min；轧制温度到180℃时进入时效轧制状态；时效轧制温度在180~350℃，总时效时间控制在13~47min，其中，时效轧制温度在251~350℃之间时，其时效时间控制在7 ~37min；
C、最后二道次采用普通轧制方式，乳化液采用双测喷淋，乳化液流量为全开状态；
4） 常规进行后工序。
其在于：在第一道次至倒第三道次轧制中，其轧制温度与轧制道次成正相关关系。
本发明之所以将钢卷预热至不低于50℃，在于以避免在脆性温度区域变形产生的变形和断带，也为后续升温轧制提供基础条件。
本发明之所以控制第一道次轧制速度不低于200m/min，第二道至倒数第三道次轧制速度不低于400m/min，乳化液流量采用单喷小流量控制，目的都是为了迅速提升板温，最快达到时效轧制温度。
本发明之所以将第一道次的轧制变形温度控制在≥140℃后，是为了保证从第二道次开始轧制温度提升到180℃以上，提前进入时效轧制状态；251~350℃温度段的时间控制在7 ~37min，是为了延长时效轧制在较高温度的停留时间，将轧制时效作用发挥到最大。
延长时效处理时间，提高最高时效处理温度是为了让更多细小碳化物和氮化物固溶，冷轧过程中形成更多钉轧，改变正常滑移***，促使形成更多的过渡带，为一次再结晶提供更多形核位置，改善一次再结晶晶粒位向和晶粒尺寸；细小碳化物还能钉扎晶内位错，产生{111}<112>(γ纤维织构)，同时阻止钢板表面层的(110)〔001〕(高斯织构)晶粒往{111}<112>方向转动，易于产生GOSS织构，有利于二次再结晶的完善和稳定，使二次再结晶后成品磁性提高。
本发明与现有技术相比，无能耗和生产成本增加，仅依靠现有设备对工艺进行较大幅度调整，使总时效轧制时间达到13 ~47min， 且251~350℃温度段的时效时间延长到7~37min，充分发挥了冷轧时效工艺对初次再结晶的改善作用，不影响现场连续生产，使成品磁性B800能提高0.01~0.04T。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
本发明各实施案例均按照以下步骤进行生产：
1）常规冶炼、铸坯、热轧并卷取；
2）经常规酸洗及常化后将钢板预热至不低于50℃；
3）进行一次冷轧，其轧制道次为5~7道次，步骤为：
A、第一道次控制轧制速度不低于200m/min；乳化液采用单侧喷淋，流量不超过500 L/min；控制轧制温度不低于140℃；
B、第二道次至倒数第三道次控制轧制速度在400~600 m/min；乳化液采用单侧喷淋，流量控制在1000 ~1500L/min；轧制温度到180℃时进入时效轧制状态；时效轧制温度在180~350℃，总时效时间控制在13~47min，其中，时效轧制温度在251~350℃之间时，其时效时间控制在7 ~37min；
C、最后二道次采用普通轧制方式，乳化液采用双测喷淋，乳化液流量为全开状态；
4） 常规进行后工序。
表1~表3为本发明各实施例和对比例的工艺参数列表；
表4为本发明各实施例和对比例的成品性能列表。
表1 成品厚度为0.30mm产品的工艺:
表2 成品厚度为0.23mm产品的工艺
表3 成品厚度为0.18mm产品的工艺
表4 本发明各实施例及对比例的成品性能列表
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限定性实施；各实施例工艺参数也并非对应关系。

Claims (2)

1.一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法，其步骤：
1）常规冶炼、铸坯、热轧并卷取；
2）经常规酸洗及常化后将钢板预热至不低于50℃；
3）进行一次冷轧，其轧制道次为5~7道次，步骤为：
A、第一道次控制轧制速度不低于200m/min；乳化液采用单侧喷淋，流量不超过500 L/min；控制轧制温度不低于140℃；
B、第二道次至倒数第三道次控制轧制速度在400~600 m/min；乳化液采用单侧喷淋，流量控制在1000 ~1500L/min；轧制温度到180℃时进入时效轧制状态；时效轧制温度在180~350℃，总时效时间控制在13~47min，其中，时效轧制温度在251~350℃之间时，其时效时间控制在7 ~37min；
C、最后二道次采用普通轧制方式，乳化液采用双测喷淋，乳化液流量为全开状态；
4） 常规进行后工序。
2.权利要求1所述的一种能提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法，其特征在于：在第一道次至倒第三道次轧制中，其轧制温度与轧制道次成正相关关系。
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