CN117619882A - 一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：将热轧后板进行常化酸洗；采用五连轧机架冷轧至产品厚度；按照常规进行退火、涂覆、精整工序。本发明通过采用五连轧机架生产高磁感取向硅钢，不仅能保证磁感不低于1.89T，且使生产效率得以提高，即生产周期能缩短不低于60min，综合生产成本能减低至少5％。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷轧高磁感硅钢的生产方法，具体属于一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法。
背景技术
取向硅钢片是一种重要的软磁合金材料，主要用来制造变压器的铁芯。取向硅钢生产制造技术复杂，其成品要求具有良好的磁性能，衡量取向硅钢磁性能一般采用磁感B8/50(T)和铁损P17/50(W/kg)表示，其中B8/50(T)表示在50HZ工频、800A/m的外加磁场下，取向硅钢片的磁感强度(单位T)；P17/50(W/kg)表示在50HZ工频、1.7T磁感强度下励磁过程的铁损(单位W/kg)。一般将磁感强度(B8/50)大于或等于1.89T的取向硅钢称为高磁感取向硅钢。
取向硅钢的生产制造方法比较成熟，可分为一般取向硅钢制造方法、高温高磁感取向硅钢制造方法和低温高磁感取向硅钢制造方法。目前，低温高磁感取向硅钢因其生产成本低、产品性能好而获得钢铁行业内广泛关注，很多生产厂家已经具备或正在开发该生产成本该生产技术。低温高磁感取向硅钢技术最早由新日铁于20世纪80年代研究开发，基于低温板坯加热技术(采用1200℃以下的板坯加热温度)，后工序采用氨气渗氮的方法，增加钢带中的辅助抑制剂，促进完整二次再结晶的完成，最终得到优良的磁性能。目前比较成熟的低温高磁感取向硅钢生产流程为：转炉炼钢-真空处理-连铸-板坯低温加热-热轧成卷-热轧卷退火-冷轧-脱碳退火及渗氮-涂布隔离剂-钢卷高温退火-热平整拉伸退火-涂布绝缘涂层-激光刻痕-成品剪切包装。
为获得完善的二次再结晶组织，获得高磁感取向硅钢，低温高磁感取向硅钢必须严格控制炼钢成分和全流程工艺优化；板坯加热温度不高于1200℃，采用(Al，Si)N作为抑制剂，为控制脱碳退火时初次晶粒尺寸，炼钢铸坯中的Al和N必须严格控制；热轧板常化后碳以固溶碳和细小ε-碳化物形态存在，冷轧时钉扎位错密度明显增高，退火时初次再结晶生核增多，有利于初次晶粒尺寸的控制，促进二次再结晶的发展；铸坯中的先天抑制剂对高温退火工艺抑制能力不足，高温退火过程中二次再结晶不完善，为此还需要在脱碳退火之后进行渗氮处理，提高高温退火过程中抑制能力，从而获得完善的二次再结晶。
低温高磁感取向硅钢成熟冷轧方法是采用二十辊可逆式轧机一次轧制法进行生产，采用5～7道次，各道次采用合适的轧制力和压下量，通过前三道次控制乳化液流量和喷射方式提高钢带温度的方式进行时效轧制，取向硅钢时效轧制温度不低于180℃，通过时效轧制可以提高钢带磁性降低铁损，是目前高磁感取向硅钢工艺路线成熟稳定的轧制生产方法。
目前，连轧机主要用于无取向硅钢的轧制生产，取向硅钢相对于无取向硅钢其硅含量较高，硅含量达到3.0～3.5％，取向硅钢的材质较无取向硅钢更硬且脆，导致机械加工性能较差；另外，取向硅钢相对于无取向硅钢产品厚度更薄，也使连轧机在轧制取向硅钢时各机架的轧制负荷更大，一方面使生产难度将呈几何倍数增加，操作难度大，冷轧断带率高；另一方面极易产生边裂、2号浪、凸条等缺陷。
连轧机同二十辊可逆式轧机布置不同，连轧机采用五机架依次排列，五机架顺序将常化板从轧制前厚度2.0mm-2.6mm轧制到成品厚度，一次轧制完成，不需要来回多次冷轧；为保证连轧机的五机架轧辊润滑和冷却，连轧机乳化液喷淋方式采用大流量两侧喷淋，无法控制3#连轧机架轧制时钢带的板温，连轧机不具备取向硅钢第三道次时效轧制，而第三道次时效轧制可显著提高取向硅钢的成品磁感，采用连轧机生产高磁感取向硅钢难度较大。本专利通过提高冷轧前板温和乳化液温度，在保证取向硅钢连轧机轧制顺利的前提下，提高1#、2#、3#连轧机架压下率，提高连轧机各道次板温，解决了连轧机无法生产高磁感取向硅钢的难题。
连轧机相比于可逆轧机，具有生产效率高，制造成本低和产品质量一致性好等优点。通过时间成本、人工成本和物料成本核算，连轧机生产取向硅钢吨钢成本降低约500元。
经检索：
中国专利公开号为CN114833195A的文献，公开了采用UCMW五连轧机生产高牌号无取向硅钢的冷轧方法，采用UCMW五机架轧机中甩单个机架轧制的方式活着采用平辊或预设锥度的轧辊，并通过蒸汽提高乳化液温度，控制乳化液温度在45℃以上，控制各机架压下率，从而实现五机架连轧机高牌号无取向硅钢的生产。
中国专利公开号为CN106583448A的文献，公开了一种极薄规格高磁感取向硅钢的冷轧方法，采用一次冷轧法，进行七次可逆式冷轧轧制，控制各道次轧制力、压下率和辊面粗糙度，采用乳化液喷淋进行润滑和冷却，前三道次板温升高至200℃-230℃进行时效轧制，轧后产品厚度0.15mm～0.20mm，获得一种极薄规格高磁感取向硅钢产品。
中国专利公开号为CN106591554A的文献，公开了一种提高低温高磁感取向硅钢磁性能的一次冷轧方法，采用一次冷轧法，进行5～7次可逆式冷轧轧制，通过控制轧制速度和乳化液流量，控制轧制温度，确保第三道次板温达到时效轧制温度180℃～350℃，控制时效轧制温度范围和时间范围，提高取向硅钢成品磁感。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过采用五连轧机架生产高磁感取向硅钢，不仅能保证磁感不低于1.89T，且使生产效率得以提高，使综合生产成本能减低至少5％的基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法。
实现上述目的的措施：
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.0～2.4mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度不低于90℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度不低于45℃，乳化液为全开模式；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在40～45％，轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm，轧辊锥度在0.3～0.5，入侧张力在4.0～
6.0Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在40～45％，轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm，轧辊锥度在0.3～0.5，入侧张力在15～20Kg/mm2；3#连轧机架：压下率控制在30～35％，轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm，轧辊锥度：0.3～0.5，入侧张力在15～20Kg/mm2；4#连轧机架：压下率控制在20～25％，轧辊表面粗糙度控制在0.20～0.25μm，轧辊锥度：0～0.3，入侧张力在20～25Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在18～22％，轧辊表面粗糙度控制在0.20～0.25μm，轧辊锥度：0～0.3，入侧张力在20～25Kg/mm2，出侧张力在10～15Kg/mm2；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
其在于：所述乳化液的浓度控制在2.0～4.0wt％。
其在于：5#连轧机架轧制速度在400～600m/min。
本发明中各主要工艺的作用及机理
本发明之所以控制钢板在冷轧前温度不低于90℃，是由于取向硅钢的材质硬而脆，机械加工性能差，提高冷轧前钢带温度，有利于提高轧制过程中钢带板温，降低连轧机轧制取向硅钢的难度。
本发明之所以控制1#连轧机架压下率控制在40～45％；2#连轧机架压下率控制在40～45％；3#连轧机架压下率控制在30～35％；4#连轧机架压下率控制在20～25％；5#连轧机架压下率控制在18～22％，是由于一方面通过前面道次大压下率轧制，有利于提高轧制过程中钢带板温；另一方面取向硅钢经过每道次冷轧后，取向硅钢屈服强度增加，钢带延展性降低，连轧机在生产取向硅钢时，前面道次采用大压下率轧制，为后续道次轧制留出余量。
本发明之所以控制1#连轧机架轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm；2#连轧机架轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm；3#连轧机架轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm；4#连轧机架轧辊表面粗糙度控制在0.20～0.25μm；5#连轧机架轧辊表面粗糙度控制在0.20～0.25μm，是由于一方面轧辊表面的粗糙度越大，轧制过程中钢带就不会出现打滑的现象，有助于提高各机架轧制力；另一方面轧辊表面的粗糙度在轧制过程中会传递到钢带表面，为保证取向硅钢钢带表面光滑度，前面道次轧辊表面的粗糙度较大，后面轧辊表面的粗糙度较小。
本发明之所以控制1#连轧机架轧辊锥度控制在0.3～0.5；2#连轧机架轧辊锥度控制在0.3～0.5；3#连轧机架轧辊锥度控制在0.3～0.5；4#连轧机架轧辊锥度控制在0～0.3；5#连轧机架轧辊锥度控制在0～0.3；是由于连轧机轧制过程轧辊属于弯辊控制，为控制取向硅钢钢带板型质量以及钢带中部和边部厚度差，前面道次轧辊锥度较大，便于前面道次大压下量轧制，后面道次轧辊锥度较小，便于控制取向硅钢钢带板型质量以及钢带中部和边部厚度差。
本发明之所以控制1#连轧机架入侧张力在4.0～6.0Kg/mm2；2#连轧机架入侧张力在15～20Kg/mm2；3#连轧机架入侧张力在15～20Kg/mm2；4#连轧机架入侧张力在20～25Kg/mm2；5#连轧机架入侧张力在20～25Kg/mm2,出侧张力在10～15Kg/mm2，是由于各道次的轧制力控制跟取向硅钢力学性能以及各道次压下量有关，前面道次取向硅钢屈服强度较低，钢带延展性较好，但采用大压下量轧制，需要较小的轧制力；后面随着轧制进行，钢带屈服强度增加，钢带延展性较差，但采用小压下量轧制，需要较大的轧制力。
本发明与现有技术相比，本发明通过采用五连轧机架生产高磁感取向硅钢，不仅能保证磁感不低于1.89T，且使生产效率得以提高，即生产周期能缩短不低于60min，使综合生产成本能减低至少5％。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
本实施例的钢板含Si量为3.30wt％；
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.40mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至0.335mm产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度为91℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度在45.5℃，乳化液为全开模式；所述乳化液的浓度在2.8wt％；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在44.0％，轧辊表面粗糙度控制在0.39μm，轧辊锥度在0.45，入侧张力在5.8Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在40.1％，轧辊表面粗糙度控制在0.32μm，轧辊锥度在0.4，入侧张力在16Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在30.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.38μm，轧辊锥度：0.38，入侧张力在18Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在24.2％，轧辊表面粗糙度控制在0.24μm，轧辊锥度：0.22，入侧张力在24Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在21.2％，轧辊表面粗糙度控制在0.20μm，轧辊锥度：0.15，入侧张力在23.5Kg/mm2，出侧张力在13.8Kg/mm2；该连轧机架轧制速度在450m/min；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
经检测及统计，采用本实施例所生产的取向硅钢，磁感B8/50达到1.917T，铁损P17/50为1.104W/Kg；生产时间较生产同款缩短65min，综合生产成本降低了约5.1％。
实施例2
本实施例的钢板含Si量为3.25wt％；
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.2mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至0.285mm产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度为93℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度在46.5℃，乳化液为全开模式；所述乳化液的浓度在3.2wt％；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在44.2％，轧辊表面粗糙度控制在0.38μm，轧辊锥度在0.46，入侧张力在5.2Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在41.9％，轧辊表面粗糙度控制在0.35μm，轧辊锥度在0.39，入侧张力在17Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在33.1％，轧辊表面粗糙度控制在0.37μm，轧辊锥度：0.35，入侧张力在19Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在24.8％，轧辊表面粗糙度控制在0.23μm，轧辊锥度：0.23，入侧张力在21Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在20.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.21μm，轧辊锥度：0.15，入侧张力在24Kg/mm2，出侧张力在12Kg/mm2；
该连轧机架轧制速度在470m/min；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
经检测及统计，采用本实施例所生产的取向硅钢，磁感B8/50达到1.919T，铁损P17/50为0.953W/Kg；生产时间较生产同款缩短70min，综合生产成本降低了约5.9％。
实施例3
本实施例的钢板含Si量为3.25wt％；
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.3mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至0.335mm产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度为92.5℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度在46.5℃，乳化液为全开模式；所述乳化液的浓度在3.8wt％；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在40.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.33μm，轧辊锥度在0.44，入侧张力在4.5Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在43.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.37μm，轧辊锥度在0.38，入侧张力在18.5Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在33.8％，轧辊表面粗糙度控制在0.35μm，轧辊锥度：0.35，入侧张力在19Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在20.2％，轧辊表面粗糙度控制在0.23μm，轧辊锥度：0.15，入侧张力在21.5Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在18.5％，轧辊表面粗糙度控制在0.21μm，轧辊锥度：0，入侧张力在22Kg/mm2，出侧张力在10.5Kg/mm2；
该连轧机架轧制速度在510m/min；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
经检测及统计，采用本实施例所生产的取向硅钢，磁感B8/50达到1.913T，铁损P17/50为1.126W/Kg；生产时间较生产同款缩短约70in，综合生产成本降低了约5.5％。
实施例4
本实施例的钢板含Si量为3.35wt％；
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.1mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至0.335mm产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度为95℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度在47.5℃，乳化液为全开模式；所述乳化液的浓度在2.4wt％；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在40.2％，轧辊表面粗糙度控制在0.33μm，轧辊锥度在0.45，入侧张力在4.3Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在40.8％，轧辊表面粗糙度控制在0.32μm，轧辊锥度在0.35，入侧张力在16Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在30.7％，轧辊表面粗糙度控制在0.33μm，轧辊锥度：0.30，入侧张力在16Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在20.6％，轧辊表面粗糙度控制在0.22μm，轧辊锥度：0.2，入侧张力在21Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在18.1％，轧辊表面粗糙度控制在0.21μm，轧辊锥度：0.1，入侧张力在21Kg/mm2，出侧张力在10.5Kg/mm2；
该连轧机架轧制速度在560m/min；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
经检测及统计，采用本实施例所生产的取向硅钢，磁感B8/50达到1.907，铁损P17/50为1.153W/Kg；生产时间较生产同款缩短约75min，综合生产成本降低了约5.9％。
实施例5
本实施例的钢板含Si量为3.25wt％；
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.1mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至0.285mm产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度为95℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度在47.5℃，乳化液为全开模式；所述乳化液的浓度在3.6wt％；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在40.9％，轧辊表面粗糙度控制在0.33μm，轧辊锥度在0.35，入侧张力在4.3Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在44.6％，轧辊表面粗糙度控制在0.38μm，轧辊锥度在0.35，入侧张力在19Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在33.7％，轧辊表面粗糙度控制在0.35μm，轧辊锥度：0.35，入侧张力在18.5Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在23.4％，轧辊表面粗糙度控制在0.24μm，轧辊锥度：0，入侧张力在23.5Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在18.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.21μm，轧辊锥度：0，入侧张力在22Kg/mm2，出侧张力在10.5Kg/mm2；
该连轧机架轧制速度在500m/min；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
经检测及统计，采用本实施例所生产的取向硅钢，磁感B8/50达到1.914，铁损P17/50为0.972W/Kg；生产时间较生产同款缩短约75min，综合生产成本降低了约6.2％。
实施例6
本实施例的钢板含Si量为3.35wt％；
一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.0mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至0.285mm产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度为97℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度在48℃，乳化液为全开模式；所述乳化液的浓度在2.6wt％；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在40.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.32μm，轧辊锥度在0.46，入侧张力在4.3Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在40.3％，轧辊表面粗糙度控制在0.31μm，轧辊锥度在0.40，入侧张力在16Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在33％，轧辊表面粗糙度控制在0.36μm，轧辊锥度：0.32，入侧张力在18Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在24.5％，轧辊表面粗糙度控制在0.24μm，轧辊锥度：0.24，入侧张力在24.5Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在21.1％，轧辊表面粗糙度控制在0.22μm，轧辊锥度：0.15，入侧张力在22Kg/mm2，出侧张力在11.5Kg/mm2；
该连轧机架轧制速度在550m/min；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
经检测及统计，采用本实施例所生产的取向硅钢，磁感B8/50达到1.909，铁损P17/50为0.992W/Kg；生产时间较生产同款缩短约75min，综合生产成本降低了约6.6％。
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制性实施。
Claims (3)
1.一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其步骤：
1)将经常规热轧后厚度为2.0～2.4mm的热轧板进行常化酸洗；
2)采用五连轧机架冷轧至产品厚度，其间：
A、控制钢板在冷轧前温度不低于90℃；
B、采用乳化液进行喷淋润滑及冷却，并控制乳化液温度不低于45℃，乳化液为全开模式；
C、各连轧机架的工作参数：
1#连轧机架：压下率控制在40～45％，轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm，轧辊锥度在0.3～0.5，入侧张力在4.0～6.0Kg/mm2；
2#连轧机架：压下率控制在40～45％，轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm，轧辊锥度在0.3～0.5，入侧张力在15～20Kg/mm2；
3#连轧机架：压下率控制在30～35％，轧辊表面粗糙度控制在0.3～0.4μm，轧辊锥度：0.3～0.5，入侧张力在15～20Kg/mm2；
4#连轧机架：压下率控制在20～25％，轧辊表面粗糙度控制在0.20～0.25μm，
轧辊锥度：0～0.3，入侧张力在20～25Kg/mm2；
5#连轧机架：压下率控制在18～22％，轧辊表面粗糙度控制在0.20～0.25μm，
轧辊锥度：0～0.3，入侧张力在20～25Kg/mm2，出侧张力在10～15Kg/mm2；
3)按照常规进行退火、涂覆、精整工序。
2.如权利要求1所述的一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，其特征在于：
所述乳化液的浓度控制在2.0～4.0wt％。
3.如权利要求1所述的一种基于五连轧机架生产高磁感取向硅钢的冷轧方法，
其特征在于：5#连轧机架轧制速度在400～600m/min。
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