CN110565022B - 一种高牌号无取向电工钢制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种高牌号无取向电工钢制造方法,所述的电工钢化学成分的重量百分比为:Si:2.9~3.5%,Mn:0.15~1.0%、Als:0.5~1.5%,C≤0.0040%,S≤0.0060%Ti≤0.0030%,N≤0.0040%,其余杂质V、Nb、B、Ca、Mo、Ni总含量控制在0.02%以下,其余为Fe及不可避免的杂质。本发明的电工钢在生产过程中,通过增加一道次冷轧后,边轧制边在线切边处理,来改善一道次冷轧边裂造成的冷轧断带风险,大大提高了生产效率,同时可以获得0.50mm厚度高牌号无取向电工钢成品。
Description
技术领域
本发明属于无取向电工钢技术领域,具体涉及一种Si含量在2.9%以上的低铁损高磁感无取向电工钢及其制造方法。
背景技术
材料塑性低是冷轧边裂的根本原因,高牌号电工钢通常硅含量较高(Si含量2.9%以上),而较高的Si含量,会导致材料的塑性降低,加工性能变差。
钢带热轧过程中,边部散热快,降温快,冷却不均匀而导致热轧硅钢板边部易出现混晶组织,有混晶组织热轧硅钢板的边部在进行冷轧变形时,粗晶粒的屈服强度较低,将首先产生屈服,晶粒中的位错将开始滑移,屈服强度较高的细晶粒尚未开始滑移。由此造成的粗细晶粒变形的不同步,引发晶粒间的附加应力和应力集中,从而粗晶粒提前产生裂纹。因此在冷轧轧制生产中,其边部易发生边裂,造成较大的切边量,甚至导致轧制过程中引发断带,影响生产。
为了克服冷轧过程一道次边裂导致的断带率大,现行的解决办法是在常化前,先进行切边来解决,或者在一道次轧完后,上准备切边机组切除一道次产生的边裂,这两种预切边的方法改善了冷轧边部开裂和降低了断带率,冷轧能够顺利进行,满足生产要求,但是严重影响常化和冷轧生产线的生产效率。
为改善高牌号冷轧边裂,专利《CN201510937541-一种高牌号无取向硅钢冷连轧边裂的控制方法》将第一机架负荷分配由***自动分配时的33~36%降低至25%~30%,可降低第一机架出口边裂;将UCMW轧机工作辊窜辊值设置为-40~20mm,可有效降低带钢边部应力,控制带钢在轧制过程中采用不切边轧制,带钢在轧制过程中,将带钢边部处理为椭圆形状,对带钢的边部进行光滑处理,可降低带钢边部应力,避免高牌号无取向硅钢在冷连轧过程中出现边裂问题。专利《CN201711205473-高牌号无取向硅钢热轧酸洗不剪边的冷轧方法》中采用控制各道次的压下率、轧制力、入侧单位张力和出侧单位张力,并在轧制时采用乳化液喷淋进行工艺润滑和冷却,通过分区冷却的方式控制工作辊的热膨胀调节钢卷板形,取得轧后产品,然后常规进行后工序。《特开平2000-63949》中,轧制过程采用高频感应加热装置对钢板边轧制边加热,这样对钢带边部起到了保温和加热的作用,促进过程组织的回复,消除剪切和轧制应力,该方法效果较好,但是同样需要增加设备投资,制造成本也相应增加。
发明内容
本发明专利的目的就是不增加生产工序的条件下,通过合理的工艺措施,获得一种生产Si含量在2.9%以上,冷轧一道次不断带,冷轧效率高的高牌号无取向电工钢方法。
本发明的具体技术方案为:
一种高牌号无取向电工钢制造方法,其特征是,所述的电工钢化学成分的重量百分比为:Si:2.9~3.5%,Mn:0.15~1.0%、Als:0.5~1.5%,C≤0.0040%,S≤0.0060%Ti≤0.0030%,N≤0.0040%,其余杂质V、Nb、B、Ca、Mo、Ni总含量控制在0.02%以下,其余为Fe及不可避免的杂质。
各元素在钢中的作用如下:
Si:Si是增加电阻元素,是电工钢最重要的合金元素,为获得低的铁损,需要提高Si含量,但Si含量增加,会增加钢的强度,导致冷加工过程中钢因脆性变形而断带;
Mn:锰与硫形成MnS,可防止沿晶界形成低熔点的FeS所引起的热脆现象,因此要保证一定量的锰来改善热轧塑性。
Al:铝与硅的作用相似,提高ρ值、缩小γ区和促使晶粒长大,降低铁损同时也会增加钢的强度。
电工钢的生产步骤为:
1)将上述化学成分的钢经铁水预处理、转炉炼钢、真空处理后连铸成150~250mm厚铸坯;
2)铸坯通过热装的方式进行加热热轧,较低的加热温度有利于铁损的进一步降低,但会增加热轧控制的难度,因此加热温度控制在1050℃~1200℃,加热时间一般控制在120~350min,将铸坯轧至2.0~3.0mm厚的热轧板;
3)将热轧板在900~1050℃进行常化处理后,获得150μm以上粗大的(100)和(110)位向的晶粒组织;
4)将常化处理后的带钢进行冷轧,在进行一道次轧制时,采用边轧制边切边处理,即一道次出口、卷取前,对带钢边部进行2~10mm的在线切边处理;
此时带钢的温度在100℃以上,切边同时保证轧制不停机,这样操作避免了下线后去准备机组切除边裂的过程,降低了冷切的剪切应力,同时提高了冷轧效率;
5)最终轧制成0.50mm厚度带钢,在氮氢混合的保护气体下进行退火处理,退火温度为950℃~1050℃;
6)在带钢表面涂覆一层绝缘涂料,烘干固化后获得成品。
与现有技术相比,本发明的优点为:本发明不需要改变高牌号硅钢的成分设计,常化、退火工艺不变,通过增加一道次冷轧后,边轧制边在线切边处理,来改善一道次冷轧边裂造成的冷轧断带风险,大大提高了生产效率,同时可以获得0.50mm厚度高牌号无取向电工钢成品。
附图说明
图1为采用本发明后带钢一道次边裂情况;
图2为不采用本发明带钢一道次边裂情况;
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例,对本发明做进一步地描述。
实施例1
如表1所示,下面选用三组Si、Mn、Als含量(重量百分数)相同的钢水,进行对比实验,验证本发明的电工钢制造方法的效果。
选取表格中序号为1,2的两组Si、Mn、Als含量相同的钢水,Si:2.9~3.1%、Mn:0.25~0.35、Als:0.80~0.90,将序号1的钢水采用本发明的方法制造,将序号2的钢水不采用本发明的方法制造,两者对比。
表1化学成分
将表格中序号为1含量的试验钢经铁水预处理、转炉冶炼、真空处理后连铸成230mm铸坯,经1150℃加热280min,热轧成2.2mm厚的热轧卷,经过900~920℃常化后,采用冷轧一道次在线切边处理,冷轧至0.50mm厚度轧硬卷;然后在20%H2和80%N2的混合气体中,990℃×60s的退火处理,带钢表面涂覆绝缘涂料,经过450℃×15s干燥固化,获得最终产品。
整个过程共试制100卷,冷轧一道次采用在线切边处理的,完成冷硬卷合格率100%。
将2含量的试验钢经铁水预处理、转炉冶炼、真空处理后连铸成230mm铸坯,经1150℃加热280min,热轧成2.2mm厚的热轧卷,经过900~920℃常化后,不采用本发明,正常进行冷轧至0.50mm厚度轧硬卷;然后在20%H2和80%N2的混合气体中,990℃×60s的退火处理,带钢表面涂覆绝缘涂料,经过450℃×15s干燥固化,获得最终产品。
整个过程共生产30卷,冷轧断带率达到50%。
实施例2
结合实施例1,选取表格中3,4的两组Si、Mn、Als含量相同的钢水,Si:3.15~3.35%、Mn:0.25~0.35、Als:0.80~0.90,将序号3的钢水采用本发明的方法制造,将序号4的钢水不采用本发明的方法制造,两者对比。
序号3,4的两组钢水分别采用与实施例1中序号1,2相同的轧制方法,且轧制过程各变量(如温度,加热时间等)控制与实施例1相同,最终序号3的冷硬卷合格率98%,序号4的冷轧断带率达到60%。
实施例3
结合实施例1,选取表格中5,6的两组Si、Mn、Als含量相同的钢水,Si:3.40~3.50%、Mn:0.25~0.35、Als:0.80~0.90,将序号5的钢水采用本发明的方法制造,将序号6的钢水不采用本发明的方法制造,两者对比。
序号5,6的两组钢水分别采用与实施例1中序号1,2相同的轧制方法,且轧制过程各变量(如温度,加热时间等)控制与实施例1相同,最终序号5的冷硬卷合格率95%,序号6的冷轧断带率达到100%。
结合上述的实施例和图1,2可以看出,采用本发明的电工钢制造方法,采用边轧制边在线切边处理,有效改善了一道次冷轧边裂造成的冷轧断带风险,最终成品合格率在95%以上;而不采用本方法生产的电工钢,断带率高,且当Si含量>3.4%时,冷轧断带率竟然达到100%。
Claims (1)
1.一种高牌号无取向电工钢制造方法,其特征是,所述的电工钢化学成分的重量百分比为:Si:2.9~3.5%,Mn:0.15~1.0%、Als:0.5~1.5%,C≤0.0040%,S≤0.0060%Ti≤0.0030%,N≤0.0040%,其余杂质V、Nb、B、Ca、Mo、Ni总含量控制在0.02%以下,其余为Fe及不可避免的杂质;
电工钢的生产步骤为:
1)将上述化学成分的钢经铁水预处理、转炉炼钢、真空处理后连铸成150~250mm厚铸坯;
2)铸坯通过热装的方式进行加热热轧,加热温度为1050℃~1200℃,加热时间一般控制在120~350min,将铸坯轧至2.0~3.0mm厚的热轧板;
3)将热轧板在900~1050℃进行常化处理后,获得150μm以上粗大的(100)和(110)位向的晶粒组织;
4)将常化处理后的带钢进行冷轧,在进行一道次轧制时,采用边轧制边切边处理,即一道次出口、卷取前,对带钢边部进行2~10mm的在线切边处理;
5)最终轧制成0.50mm厚度带钢,在氮氢混合的保护气体下进行退火处理,退火温度为950℃~1050℃;
6)在带钢表面涂覆一层绝缘涂料,烘干固化后获得成品。
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