CN111349742A - 一种高效无取向硅钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种高效无取向硅钢的生产方法，包括：铁水预处理、转炉冶炼、RH炉外精炼、薄板坯连铸、辊道式加热炉、热轧、酸洗、冷轧、连续退火、涂层、分卷以及包装出厂；热轧步骤中铸坯热过热装，经辊底式加热炉加热，加热温度≦1100℃；开轧温度1030℃～1070℃；终轧温度860～890℃；卷取温度690～720℃，厚度2.20～2.90mm，冷却至室温，获得热轧卷板；冷轧步骤包括一次冷轧步骤、罩式退火步骤和二次冷轧步骤。该方法制成的无取向硅钢铁损(P15/50)为3.74～3.85w/kg，磁感(B50)为1.77～1.78T，铁损低，磁感高，满足高效电机无取向硅钢电磁性能要求。

Description

一种高效无取向硅钢的生产方法
技术领域
本发明属于硅钢生产技术领域，涉及一种高效无取向硅钢的生产方法。
背景技术
目前国内高效电机用无取向硅钢的生产流程全部需要经过常化工序，以获得有利的产品织构，进而获得满足要求的产品电磁性能。但常化工序的生产成本高，且无取向硅钢的生产厂家众多，产量供大于求，多数无取向硅钢制造企业亏损严重。开发低成本、高性能、高附加值的无取向硅钢产品成为企业扭亏为盈、扩大市场占有率的最有效途径。与常规品种相比，高附加值的高效电机用无取向硅钢铁损低、磁感高，电磁性能优异，是未来各大硅钢生产企业的一大攻关方向。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高效无取向硅钢的生产方法，该方法制成的无取向硅钢铁损低，磁感高，满足高效电机无取向硅钢电磁性能要求。
本发明提供一种高效无取向硅钢的生产方法，包括：铁水预处理步骤、转炉冶炼步骤、RH炉外精炼步骤、薄板坯连铸步骤、辊道式加热炉步骤、热轧步骤、酸洗步骤、冷轧步骤、连续退火步骤、涂层步骤、分卷步骤以及包装出厂步骤；
所述热轧步骤中铸坯热过热装，经辊底式加热炉加热，加热温度≦1100℃；开轧温度1030℃～1070℃；终轧温度860～890℃；卷取温度690～720℃，厚度2.20～2.90mm，冷却至室温，获得热轧卷板；
所述冷轧步骤采用二次冷轧加罩式炉中间退火替代常化工艺，包括一次冷轧步骤、罩式退火步骤和二次冷轧步骤。
在本发明的高效无取向硅钢的生产方法中，所述冷轧步骤中第一次轧制压下率10％，罩式退火后二次轧制到成品厚度0.5mm，中间罩式退火温度700～750℃，保温时间15～20h。
在本发明的高效无取向硅钢的生产方法中，所述连续退火步骤中NOF段：900～1180℃，RTF段：860～1000℃，SF段850～1000℃，退火时间为1.5～4.5min。
在本发明的高效无取向硅钢的生产方法中，所述RH炉外精炼步骤中添加晶界偏聚元素Sb；制成的无取向硅钢的化学成分质量百分比包括：C≦0.005、Si：0.80～1.30、Mn：0.10～0.35、P：0.01～0.03、Als：0.20～0.50、Sb：0.05～0.08、S≦0.004、O≦0.003、N≦0.003、Ti≦0.004，其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明的一种高效无取向硅钢的生产方法，在化学成分设计上采用添加晶界偏聚元素Sb的化学成分设计，热轧工序采用低温加热，高温轧制和高温卷取工艺制度、冷轧工序采用二次轧制加罩式炉中间退火替代常化工艺等关键生产工艺，使产品的铁损(P15/50)达到3.85w/kg以下，磁感(B50)达到1.77T以上，在无常化炉等传统生产装备的情况下，另辟蹊径开发适合本钢现有装备水平的生产高效无取向硅钢的新工艺和新方法，提升了产品附加值和市场知名度。
附图说明
图1为本发明的一种高效无取向硅钢的生产方法的工艺流程图；
图2为本发明的实施例1中的罩式炉退火温度曲线示意图；
图3为本发明的实施例1中的成品金相示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种高效无取向硅钢的生产方法，包括如下步骤：铁水预处理步骤、转炉冶炼步骤、RH炉外精炼步骤、薄板坯连铸步骤、辊道式加热炉步骤、热轧步骤、酸洗步骤、冷轧步骤、连续退火步骤、涂层步骤、分卷步骤以及包装出厂步骤；
具体实施时，热轧步骤中铸坯热过热装，经辊底式加热炉加热，加热温度≦1100℃；开轧温度1030℃～1070℃；终轧温度860～890℃；卷取温度690～720℃，厚度2.20～2.90mm，冷却至室温，获得热轧卷板；
具体实施时，冷轧步骤采用二次冷轧加罩式炉中间退火替代常化工艺，包括一次冷轧步骤、罩式退火步骤和二次冷轧步骤。所述冷轧步骤中第一次轧制压下率10％，罩式退火后二次轧制到成品厚度0.5mm，中间罩式退火温度700～750℃，保温时间15～20h。
具体实施时，所述连续退火工艺选择在α相区内高温短时退火；连续退火步骤中NOF段：900～1180℃，RTF段：860～1000℃，SF段850～1000℃，退火时间为1.5～4.5min。
具体实施时，所述RH炉外精炼步骤中添加晶界偏聚元素Sb；制成的无取向硅钢的化学成分质量百分比包括：C≦0.005、Si：0.80～1.30、Mn：0.10～0.35、P：0.01～0.03、Als：0.20～0.50、Sb：0.05～0.08、S≦0.004、O≦0.003、N≦0.003、Ti≦0.004，其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明的关键改进点如下：
1)化学成分设计
化学成分设计上，在满足合适的Si、Mn、Als等合金元素配比的同时，采用添加晶界偏聚元素Sb的方法，目的是为了改善织构，使(100)面织构强度增加，从而提高磁感，降低铁损，获得好的电磁性能，本发明要求的锑含量为0.05～0.08％。
具体实施时，按设定成分进行冶炼，其化学成分按质量百分比含：C≦0.005、Si0.80～1.30、Mn 0.10～0.35、P 0.01～0.03、Als 0.20～0.50、Sb 0.05～0.08、S≦0.004、O≦0.003、N≦0.003、Ti≦0.004，其余为Fe以及不可避免的杂质。经过连铸生产成铸坯，坯厚70～85mm。
2)热轧工艺设计
热轧工序主要采取低的加热温度：目的是为了防止钢中MnS和AlN等第二相粒子的固溶及其在热轧后的弥散析出，从而减少晶粒长大阻力。本方案加热温度选择≦1100℃。
采取较高的终轧温度和卷取温度，利于晶粒的粗大化，能够有效的改善硅钢的电磁性能，降低铁损，提高磁感。本方案终轧温度选择860～890℃，卷取温度选择690～720℃。
具体实施时，铸坯热过热装，经辊底式加热炉加热，加热温度≦1100℃；开轧温度1030℃～1070℃；终轧温度860～890℃；卷取温度690～720℃，厚度2.20～2.90mm，冷却至室温，获得热轧卷板。
3)冷轧工艺设计
冷轧工序主要采用二次冷轧加罩式炉中间退火替代常化工艺，通过小变形轧制获取小的形变储存能，诱导晶界迁移获得粗大的晶粒组织；罩式退火升降温缓慢、保温时间长，能促进再结晶退火时有利织构的形成。本发明冷轧轧制工艺采用二次轧制，第一次轧制压下率10％，罩式退火后二次轧制到成品厚度0.5mm，罩式退火温度700～750℃，保温时间15～20h。
连续退火工艺选择在α相区内高温短时退火。本方案连续退火炉各段工艺设计如下，NOF段：900～1180℃，RTF段：860～1000℃，SF段850～1000℃，退火时间为1.5～4.5min。
具体实施时，热轧卷板经酸洗机组酸洗、CVC6辊单机架冷轧机分二次轧制到0.5mm。第一次轧制压下率10％，罩式退火后二次轧制到成品厚度0.5mm，中间罩式退火温度700～750℃，保温时间15～20h。连续退火，NOF段：900～1180℃，RTF段：860～1000℃，SF段850～1000℃，退火时间为1.5～4.5min，最后涂覆绝缘膜，制成高效无取向硅钢卷板。
上述的方法中，制成的无取向硅钢铁损(P15/50)为3.74～3.85w/kg，磁感(B50)为1.77～1.78T，铁损低，磁感高，满足高效电机无取向硅钢电磁性能要求。
实施例1
1)按设定成分进行冶炼，其化学成分按质量百分比含：C 0.003％、Si 1.01％、Mn0.25％、P 0.019％、Als 0.32％、Sb 0.072％、S 0.0035％、O 0.0017％、N 0.0026％、Ti≦0.004、，其余为Fe以及不可避免的杂质；经过连铸机连铸制成铸坯，坯厚72mm。
2)铸坯热过热装，在辊道式加热炉中加热，加热温度1090℃；开轧温度1042℃；终轧温度868℃；卷取温度708℃，厚度2.3mm，空冷至室温，获得热轧卷板。
3)热轧卷板经酸洗机组酸洗、CVC6辊单机架冷轧机第一次压下10％，轧制到2.07mm，罩式退火温度710℃，保温20h，罩退后二次轧制到0.5mm；连续退火，NOF段：1050～1150℃，RTF段：920℃，SF段900～940℃，退火时间为3.2min，最后涂覆绝缘膜，制成无取向硅钢卷板。其铁损(P15/50)为3.74w/kg，磁感(B50)为1.77T。
图2为实施例1中的罩式炉退火温度曲线示意图；图3为本发明的实施例1中的成品金相示意图。由图2可见，罩式退火温度710℃，采用罩式退火替代常化工艺，加热速率低，升、降温缓慢，保温时间长，这些特点为获得粗大的晶粒组织提供了设备条件，能够降低不利织构，明显提高晶粒尺寸，使产品电磁性能大幅度提升；图3金相示意图显示再结晶较充分，产品晶粒尺寸较大，电磁性能优异。
实施例2
本实施例与实施例1的不同点在于：
1)钢水成分按质量百分比含：C 0.004％、Si 0.98％、Mn 0.22％、P 0.017％、Als0.31％、Sb 0.068％、S 0.0032％、O 0.0022％、N 0.0027％、Ti≦0.004，其余为Fe以及不可避免的杂质；连铸坯厚度70mm。
2)铸坯热过热装，加热温度1098℃；开轧温度1048℃；终轧温度872℃；卷取温度711℃，热轧卷板厚度2.55mm。
3)CVC6辊单机架冷轧机第一次压下10％，轧制到2.3mm，罩式退火温度725℃，保温18h；连续退火温度，NOF段：1070～1160℃，RTF段：930℃，SF段905～938℃，退火时间为2.5min，最后涂覆绝缘膜，制成无取向硅钢卷板。其铁损(P15/50)为3.78w/kg，磁感(B50)为1.78T。
实施例3
本实施例与实施例1的不同点在于：
1)钢水成分按质量百分比含：C 0.0038％、Si 1.06％、Mn 0.23％、P 0.015％、Als0.28％、Sb 0.065％、S 0.0036％、O 0.0019％、N 0.0025％、Ti≦0.004，其余为Fe以及不可避免的杂质；连铸坯厚度70mm。
2)铸坯热过热装，加热温度1090℃；开轧温度1053℃；终轧温度861℃；卷取温度698℃。
3)罩式退火温度710℃，保温17h连续退火温度，NOF段：1048～1156℃，RTF段：935℃，SF段902～934℃，退火时间为3.0min，最后涂覆绝缘膜，制成无取向硅钢卷板。其铁损(P15/50)为3.85w/kg，磁感(B50)为1.77T。
比较例1
与实施例1相比，不同点在于：
1)钢水成分不添加Sb，按质量百分比含：C 0.0028％、Si 1.25％、Mn 0.75％、P0.03％、Als 0.35％、S 0.0040％、O 0.0028％、N 0.0032％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2)铸坯热过热装，加热温度1085℃；开轧温度1045℃；终轧温度857℃；卷取温度701℃，热轧板厚度2.55mm。
3)冷轧一次轧制至0.5mm，不进行罩式退火；连续退火温度，NOF段：1030～1105℃，RTF段：910℃，SF段890～920℃，退火时间为3.0min，最后涂覆绝缘膜，制成无取向硅钢卷板。其铁损(P15/50)为4.18w/kg，磁感(B50)为1.67T。
比较例2
与实施例1相比不同点在于：
1)钢水成分不添加Sb，按质量百分比含：C 0.0042％、Si 1.40％、Mn 0.77％、P0.035％、Als 0.32％、S 0.0037％、O 0.0025％、N 0.0028％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2)铸坯热过热装，加热温度1088℃；开轧温度1050℃；终轧温度862℃；卷取温度695℃，热轧板厚度2.75mm。
3)冷轧一次轧制至0.5mm，不进行罩式退火；连续退火温度，NOF段：1020～1090℃，RTF段：905℃，SF段885～925℃，退火时间为2.8min，最后涂覆绝缘膜，制成无取向硅钢卷板。其铁损(P15/50)为4.22w/kg，磁感(B50)为1.68T。
由比较例可见，当不添加晶界偏聚元素Sb，或者热轧终轧、卷取温度偏低，或者冷轧工序不采用二次轧制加罩式炉中间退火工艺处理时，产品的电磁性能均有明显恶化，不满足高效电机用钢的要求。事实证明，本发明实施例中的电磁性能指标优异，符合高效无取向硅钢的要求，实施例中的电磁性能均显著优于比较例。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高效无取向硅钢的生产方法，其特征在于，包括：铁水预处理步骤、转炉冶炼步骤、RH炉外精炼步骤、薄板坯连铸步骤、辊道式加热炉步骤、热轧步骤、酸洗步骤、冷轧步骤、连续退火步骤、涂层步骤、分卷步骤以及包装出厂步骤；
所述热轧步骤中铸坯热过热装，经辊底式加热炉加热，加热温度≦1100℃；开轧温度1030℃～1070℃；终轧温度860～890℃；卷取温度690～720℃，厚度2.20～2.90mm，冷却至室温，获得热轧卷板；
所述冷轧步骤采用二次冷轧加罩式炉中间退火替代常化工艺，包括一次冷轧步骤、罩式退火步骤和二次冷轧步骤。
2.如权利要求1所述的高效无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述冷轧步骤中第一次轧制压下率10％，罩式退火后二次轧制到成品厚度0.5mm，中间罩式退火温度700～750℃，保温时间15～20h。
3.如权利要求1所述的高效无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述连续退火工艺选择在α相区内高温短时退火；连续退火步骤中NOF段：900～1180℃，RTF段：860～1000℃，SF段850～1000℃，退火时间为1.5～4.5min。
4.如权利要求1所述的高效无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述RH炉外精炼步骤中添加晶界偏聚元素Sb；制成的无取向硅钢的化学成分质量百分比包括：C≦0.005、Si：0.80～1.30、Mn：0.10～0.35、P：0.01～0.03、Als：0.20～0.50、Sb：0.05～0.08、S≦0.004、O≦0.003、N≦0.003、Ti≦0.004，其余为Fe以及不可避免的杂质。
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