CN114250420A - 一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50bw350的生产方法 - Google Patents

一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50bw350的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，包括钢水化学成分设计、热轧工艺、冷轧工艺和退火工艺等步骤；钢水化学成分包括C≤0.004％、Si1.80‑2.1％、Mn0.70‑0.90％、Als0.30‑0.45％、P≤0.015％、S≤0.0030％、O≤0.0020％、N≤0.0025％、Sb0.06‑0.12％，余量为Fe。本发明通过特殊的化学设计，添加Sb元素，通过优化产品的结构组织提高电磁性能，适当降低Si含量，并提高Mn元素含量，通过二次冷轧法消除热轧粗大纤维组织的影响，得到了没有表面瓦楞缺陷的高牌号无取向硅钢产品，与传统高牌号生产方法相比，成本较低，生产出的硅钢电磁性能优良。

Description

一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法
技术领域
本发明涉及农用电机技术领域，尤其涉及一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法。
背景技术
50BW350高牌号无取向硅钢产品主要应用于空调和冰箱变频压缩机中，与普通无取向硅钢相比，高牌号无取向硅钢具有铁损低的特点，可以大量节约电能，符合国家节能减排的要求，具有较高的产品附加值，未来具有更加良好的市场应用前景，但生产难度大，常规的生产方法需要具备电磁搅拌和常化退火设备。
目前常规的50BW350高牌号无取向硅钢需要采用炼钢电磁搅拌和热轧原料卷的常化退火，化学成份采用高硅含量设计，Si含量通常≥3％，需要通过电磁搅拌破碎连铸坯中的柱状晶组织，避免柱状晶组织在热轧过程中形成热轧纤维组织，在随后的冷轧过程中在钢板表面产生瓦楞缺陷，影响表面质量和电磁性能。热轧钢卷需要通过常化退火来处理促进晶粒再结晶，改善组织性能，提高表面质量和成品电磁性能。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，通过添加Sb元素，适当降低无取向硅钢中的Si元素含量，结合热轧工艺控制及罩式退火工艺控制，消除由于Si含量高产生的表面瓦楞缺陷，并保证50BW350产品的电磁性能满足标准要求。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，所述无取向硅钢50BW350的化学组分及质量百分比含量为：C≤0.004％、Si：1.80-2.1％、Mn：0.70-0.90％、Als：0.30-0.45％、P≤0.015％、S≤0.0030％、O≤0.0020％、N≤0.0025％、Sb：0.06-0.12％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；
所述生产方法包括：
S1、通过炼钢生产获得所需要化学成份的板坯；
S2、对板坯进行热轧；热轧生产在1700mm连轧生产线生产；其中，铸坏厚度为230mm，热轧卷厚度2.55mm，板坯采用≤1150℃的低温加热工艺，带钢入精轧温度要求不低于950℃，终轧温度目标温度850～890℃，卷取温度控制在680～720℃；
S3、对S2得到的板坯酸洗后进行冷轧；所述冷轧工艺依次包括：热轧板、一次冷轧、罩式退火工艺、二次冷轧、连续退火工艺。
进一步的，所述步骤S3中，对热轧板采用二次冷轧法进行轧制，一次冷轧压下10％，然后进行罩式退火，改善热轧原料的组织性能；二次冷轧到成品厚度0.5mm，然后进行高温连续退火，得到有利于电磁性能的晶粒组织和织构。
进一步的，所述罩式退火工艺中，为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时。
进一步的，所述连续退火工艺中，加热炉的预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明与常规方法生产高牌号50BW350产品相比，不需要炼钢电磁搅拌装置和热轧钢卷的常化退火装置，减少了设备投资和工序成本，只需要在炼钢生产过程中控制钢水的夹杂元素含量，在加热过程中采用铸坯低温加热技术，减少MnS和AlN夹杂在铸坯中的析出，保证在最终退火过程中Sb元素在晶界处的偏聚及晶粒的充分再结晶长大，制定合理的热轧工艺和冷轧退火工艺，采用热轧高温终轧及卷取，冷轧高温退火，充分发挥Sb元素的晶界偏聚作用，增加{110}{100}织构组分。
附图说明
图1为本发明提出的一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法的流程图；
图2为通过本发明方法生产出的高牌号无取向硅钢的显微组织结构示意图；
图3为本发明方法生产出的50BW350无取向硅钢表面质量示意图；
图4为现有方法生产出的50BW350无取向硅钢表面的瓦楞缺陷示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明所提出的一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，所述无取向硅钢50BW350的化学成分按重量百分数为：C≤0.004％、Si：1.80-2.1％、Mn：0.70-0.90％、Als：0.30-0.45％、P≤0.015％、S≤0.0030％、O≤0.0020％、N≤0.0025％、Sb：0.06-0.12％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
如图1所示，所述生产方法包括以下步骤：
S1、炼钢获得所需化学成份板坯；具体地，通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、对所述板坯进行热轧获得所需的热轧原料卷；
具体地，热轧生产在1700mm连轧生产线生产，铸坏厚度为230mm，热轧卷厚度2.55mm，板坯采用低温加热工艺(≤1150℃)，带钢入精轧温度要求不低于950℃，终轧温度目标温度850～890℃，卷取温度控制在680～720℃；得到需要的热轧原料钢卷；
S3、对热轧原料卷进行酸洗，获得冷轧所需的酸洗原料卷；
为保证酸洗后钢卷的表面质量，制定合理的酸洗工艺，酸液浓度和酸洗速度如下：酸液浓度：HCL含量80～110g/L，带钢拉矫延伸率：1.4％，酸洗速度：90～110m/min。
对酸洗原料卷进行第一次冷轧，压下10％，获得中间退火原料卷；
对一次冷轧后的原料卷进行罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
对中间退火卷进行第二次冷轧，轧至0.5mm成品厚度；
最终连续退火：对上述钢卷进行连续退火，为促进晶粒的长大，加热炉的预热段NOF温度为1000-1050℃；辐射加热段RTF温度为910-930℃；均热段SF炉温920-940℃温度退火，较高的退火温度对晶粒的长大和有利织构的形成有利。
以下举例说明：
实例一：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.85％、0.85％、0.013％、0.0025％、0.41％、0.08％、0.0018％、0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用高温退火：为促进晶粒的长大，预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；较高的退火温度对晶粒的长大和有利织构的形成有利；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
对比例一：
S1、炼钢成分：与实例一的化学成份相同；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用低温退火：预热段NOF温度为1000-1020℃；辐射加热段RTF温度为880-900℃；均热段SF炉温为860-890℃温度退火；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
电磁性能情况见表1：
表1实例1与对比例1电磁性能指标
Figure BDA0003447054230000051
从实例1和对比例1的电磁性指标分析，对比例1在相同的化学成份条件下，相同的热轧工艺以及二次冷轧和罩式退火工艺，只有最终连续退火工艺不同，实例1采用高温退火，而对比例1采用低温退火，对比例1实物电磁性能与实例1相比会有一定幅度降低，铁损与磁感均不如实例1，主要原因是与实例1相比晶料再结晶不充分。
实例二：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.85％、0.85％、0.013％、0.0025％、0.41％、0.08％、0.0018％、0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用高温退火：预热段NOF温度为1000-1050℃，RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
对比例二：
S1、炼钢成分：与实例二化学成份相同；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧到0.5mm→连续退火；
连续退火采用与实例二相同的高温退火工艺：预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
电磁性能情况见表2：
表2实例2与对比例2电磁性能指标
Figure BDA0003447054230000061
从实例2和对比例2的电磁性指标分析，对比例2在相同的化学成份条件下，相同的热轧工艺条件下，不进行二次冷轧及罩式退火，而最终连续退火工艺相同，对比例2实物电磁性能与实例2相比有较大幅度降低，主要原因是由于热轧原料卷没有进行二次冷轧及罩式退火，原料卷晶料组织没有得到改善，对比例2的成品表面出现瓦楞缺陷。
实例三：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.85％、0.85％、0.013％、0.0025％、0.41％、0.08％、0.0018％、0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用高温退火：预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
对比例三：
S1、炼钢成分：与实例三的化学成份相同；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下30％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用低温退火：预热段NOF温度为1000-1020℃；辐射加热段RTF温度为880-900℃；均热段SF炉温860-890℃温度退火；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
电磁性能情况见表3：
表3实例3与对比例3电磁性能指标
Figure BDA0003447054230000071
Figure BDA0003447054230000081
从实例3和对比例3的电磁性指标分析，实例3和对比例3除一次冷轧压率不同，实例3采用临界压下率10％，而对比例3采用30％的压下率，电磁性能指标对比例3铁损高，磁感低，电磁性能指标低于实例3，主要原因是由于一次压下率不同，10％的临界压下率对于成品电磁性能优于30％的一次压下率。
实例四：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.85％、0.85％、0.013％、0.0025％、0.41％、0.08％、0.0018％、0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用高温退火：预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
对比例四：
S1、炼钢成分：与实例四的化学成份相同；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下50％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用低温退火：预热段NOF温度为1000-1020℃；辐射加热段RTF温度为880-900℃；均热段SF炉温860-890℃温度退火；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
电磁性能情况见表4：
表4实例4与对比例4电磁性能指标
Figure BDA0003447054230000091
从实例4和对比例4的电磁性指标分析，实例4和对比例4除一次冷轧压率不同，实例4采用临界压下率10％，而对比例4采用50％的压下率，电磁性能指标对比例4铁损高，磁感低，电磁性能指标低于实例4，主要原因是由于一次压下率不同，10％的临界压下率对于成品电磁性能优于50％的一次压下率。
实例五：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.85％、0.85％、0.013％、0.0025％、0.41％、0.08％、0.0018％、0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用高温退火：预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
对比例五：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.89％、0.87％、0.014％、0.0024％、0.039％、0.03％、0.0019％、0.0020％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下50％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用低温退火：预热段NOF温度为1000-1020℃；辐射加热段RTF温度为880-900℃；均热段SF炉温860-890℃温度退火；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
电磁性能情况见表5：
表5实例5与对比例5电磁性能指标
Figure BDA0003447054230000101
从实例5和对比例5的电磁性指标分析，实例5和对比例5化学成份不同，实例5的Sb元素含量为0.08％，对比例5的Sb元素含量为0.03％，对比例5电磁性能指标铁损高，磁感低，电磁性能指标低于实例5，主要原因是对比例5的Sb元素含量低，晶界偏聚作用没有实例5明显，有利电磁性能的织构组织少于实例5。
实例六：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.003％、1.85％、0.85％、0.013％、0.0025％、0.41％、0.08％、0.0018％、0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下10％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用高温退火：预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
对比例六：
S1、炼钢成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Sb、O、N的含量分别为：0.0031％、1.88％、0.84％、0.012％、0.0022％、0.40％、0％、0.0018％、0.0019％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；通过对钢水的冶炼化学成份控制、夹杂物控制，连铸后得到板坯；
S2、热轧加热温度为1130℃；热轧采用高温终轧和高温卷曲，终轧温度880-890℃；卷曲温度为700-720℃；
S3、冷轧工艺：热轧板→一次冷轧压下50％→罩式退火→二次冷轧到0.5mm→连续退火；
罩式退火：为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时；
连续退火采用低温退火：预热段NOF温度为1000-1020℃；辐射加热段RTF温度为880-900℃；均热段SF炉温860-890℃温度退火；
表面涂层，成品厚度0.5mm。
电磁性能情况见表6：
表6实例6与对比例6电磁性能指标
Figure BDA0003447054230000121
从实例6和对比例6的电磁性指标分析，实例6和对比例6化学成份不同，实例6的Sb元素含量为0.08％，对比例6未添加Sb元素，对比例6电磁性能指标大幅度下降，铁损高，磁感低，说明Sb元素的晶界偏聚对于电磁性能的提高作用明显，在没有电磁搅拌和常化退火设备的条件下，不添加晶界偏聚元素Sb，电磁性能无法达到标准要求。
从以上实例和对比例可以看出，采用本发明方法生产的高牌号无取向硅钢50BW350生产成本低，电磁性能优良，与常规方法生产的高牌号无取向硅钢50BW350相比，设备投资少，生产成本降低约50元/吨。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，其特征在于，所述无取向硅钢50BW350的化学组分及质量百分比含量为：C≤0.004％、Si：1.80-2.1％、Mn：0.70-0.90％、Als：0.30-0.45％、P≤0.015％、S≤0.0030％、O≤0.0020％、N≤0.0025％、Sb：0.06-0.12％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；
所述生产方法包括：
S1、通过炼钢生产获得所需要化学成份的板坯；
S2、对板坯进行热轧；热轧生产在1700mm连轧生产线生产；其中，铸坏厚度为230mm，热轧卷厚度2.55mm，板坯采用≤1150℃的低温加热工艺，带钢入精轧温度要求不低于950℃，终轧温度目标温度850～890℃，卷取温度控制在680～720℃；
S3、对S2得到的板坯酸洗后进行冷轧；所述冷轧工艺依次包括：热轧板、一次冷轧、罩式退火工艺、二次冷轧、连续退火工艺。
2.根据权利要求1所述的一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，对热轧板采用二次冷轧法进行轧制，一次冷轧压下10％，然后进行罩式退火，改善热轧原料的组织性能；二次冷轧到成品厚度0.5mm，然后进行高温连续退火，得到有利于电磁性能的晶粒组织和织构。
3.根据权利要求1所述的一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，其特征在于：所述罩式退火工艺中，为保证充分再结晶和Sb元素在连退过程中的晶界偏聚作用，罩退保温温度≥730℃，保温时间大于30小时。
4.根据权利要求1所述的一种罩式中间退火高牌号无取向硅钢50BW350的生产方法，其特征在于：所述连续退火工艺中，加热炉的预热段NOF温度为1000-1050℃；RTF段温度为910-930℃；SF段温度为920-940℃。
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