專利名稱：冷軋無取向電工鋼的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無取向電工鋼的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)連鑄—熱軋生產(chǎn)線是絕大多數(shù)鋼鐵廠使用的生產(chǎn)冷軋無取向電工鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，其特點(diǎn)是生產(chǎn)品種的包容性很好，產(chǎn)量大(一個(gè)現(xiàn)代化的傳統(tǒng)熱軋產(chǎn)線年產(chǎn)量可以達(dá)到300萬噸～400萬噸)。
傳統(tǒng)的連鑄生產(chǎn)無取向硅鋼是在連鑄拉速為0.8～1.5m/min、鑄坯厚度為210mm～250mm的條件下進(jìn)行的。按照這種流程的設(shè)計(jì)，對(duì)于無取向電工鋼生產(chǎn)存在以下的問題1.在通常的連鑄過熱度條件下(15℃～40℃)，由于拉速很低，凝固時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)于C含量低于50ppm和Si含量1.5％～2.5％的電工鋼來說柱狀晶比例通常達(dá)到80％以上，對(duì)于C含量低于50ppm和硅含量大于2.5％的無取向硅鋼來說柱狀晶的比例將達(dá)到100％，且枝晶粗大，成品板產(chǎn)生嚴(yán)重的瓦楞狀缺陷，用戶無法使用。因此傳統(tǒng)方法生產(chǎn)超低碳中高硅含量的無取向電工鋼通常在連鑄增設(shè)電磁攪拌裝置，使鑄坯等軸晶的比例提高到50％以上，從而消除瓦楞狀缺陷。生產(chǎn)工序復(fù)雜，成本高。
2.連鑄采用低過熱度(＜15℃)也可以提高超低碳中高硅含量的無取向電工鋼等軸晶的比例，但轉(zhuǎn)爐—精煉—連鑄間溫度管理難度很高，而且鋼水在結(jié)晶器溫度很低，粘度增加，夾雜物上浮十分困難，成品板夾雜物缺陷的比例增加。由于夾雜物阻礙成品板最終退火時(shí)晶粒的長(zhǎng)大，使鐵損劣化，同時(shí)夾雜物本身以及在其周圍形成的應(yīng)力場(chǎng)也會(huì)阻礙磁疇壁的移動(dòng)，而且在其周圍形成閉合疇而產(chǎn)生退磁場(chǎng)，使磁感劣化。因此無論從生產(chǎn)組織、鋼板表面還是從磁性能來說，采取低過熱度連鑄的方式都是不可取的。
3.采取提高鋼水C含量的方式，如將C按≥[(Si+Al)-0.75]％/100控制，使中高硅含量的無取向硅鋼連鑄坯在熱軋過程中時(shí)有一定量的相變，在回復(fù)和再結(jié)晶過程中消除粗大的變形晶粒。缺點(diǎn)是成品板最終退火時(shí)需要深脫碳，退火時(shí)間成倍增加，退火效率很低，影響連退涂層機(jī)組的產(chǎn)量。這種方式也是不可取的。
傳統(tǒng)的連鑄一般配備傳統(tǒng)的熱軋線。鑄坯在傳統(tǒng)熱軋線上軋制時(shí)軋線溫度降較大，終軋溫度的保證能力較弱，磁性的波動(dòng)很大。而且往往終軋溫度難以提高，熱軋板再結(jié)晶率偏低，晶粒較小，磁性較差。而且鑄坯經(jīng)過降溫(一般低于700℃)—再加熱的過程，鑄坯熱能未能充分利用。
還有薄板坯連鑄連軋方式，薄板坯連鑄連軋的板坯厚度為30～70mm，生產(chǎn)硅鋼時(shí)的拉速為3～5m/min。在這種情況下，由于拉速很快，中高硅含量的無取向電工鋼等軸晶比例較高，而且軋制線長(zhǎng)度短，溫降小，終軋溫度控制容許度較大，熱軋板再結(jié)晶組織好，成品磁感高，沒有瓦楞狀缺陷。但這種工藝存在的問題是i.由于拉速快，鑄坯中MnS、AlN過于細(xì)小，對(duì)成品板退火時(shí)晶粒長(zhǎng)大十分不利，鐵損劣化；ii.機(jī)組的產(chǎn)能較低，年產(chǎn)量只有100萬噸～130萬噸；iii.由于板坯較薄、拉速很快，無法生產(chǎn)其他高表面等級(jí)要求的品種，如汽車外板等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述傳統(tǒng)的連鑄—熱軋生產(chǎn)方式和薄板坯連鑄連軋方式存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種冷軋無取向電工鋼的制造方法，可以保證成品板不發(fā)生瓦楞狀缺陷；同時(shí)采用連鑄與熱軋的緊湊式配置，軋線比傳統(tǒng)的短，容易實(shí)現(xiàn)低溫加熱和較高的溫度終軋，熱軋板再結(jié)晶比例高，晶粒粗大、成品板磁性好。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是冷軋無取向電工鋼的制造方法，包括如下步驟a)板坯連鑄，鋼水以2～3m/min的拉速連鑄成板坯；b)熱軋，板坯直接熱軋或加熱至900～1150℃熱軋，終軋溫度800℃～950℃，卷取溫度500～900℃；c)冷軋，對(duì)熱軋帶實(shí)施退火或不退火處理，酸洗后經(jīng)一次冷軋或帶有中間退火的二次冷軋軋至目標(biāo)厚度，而后實(shí)施最終退火，以此生產(chǎn)無取向電工鋼。
其中，所述的步驟a連鑄板坯的厚度120～170mm；所述的步驟b板坯厚度熱軋至0.8～4mm。
所述的步驟b熱軋終軋后卷取溫度500～900℃。
上述鋼水的成分特征是C≤0.010％，Si≤3.5％，Mn≤2％，Al≤1.5％，P≤0.2％，S≤0.01％，N≤0.010％，O≤0.02％；還可包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一種或多種，單個(gè)元素的含量范圍為不超過0.2％；以及可添加B、稀土；B≤0.01％、稀土≤0.1％。
其中，C0.010％以下，C是強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大的元素，引起鐵損增加和磁時(shí)效，超過0.010％將給脫碳帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，優(yōu)選控制在0.003％以下。
Si≤3.5％，Si是增加電阻元素，是電工鋼最重要的合金元素，超過3.5％將使電工鋼加工性劣化，磁感降低。
Mn≤2％，Mn是改善電工鋼表面狀態(tài)，減少熱脆的元素，高于2％將使鋼板加工性劣化。
Al≤1.5％，Al是增加電阻元素，是電工鋼最重要的合金元素，超過1.5％將使冶煉澆注困難，鋼板加工性劣化，磁感降低。
P≤0.2％，在鋼中添加一定的磷可以改善鋼板的加工性，但超過0.2％時(shí)反而使鋼板冷加工性劣化。
S0.01％以下，超過0.01％將使MnS等S化物析出量大大增加，強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，鐵損劣化。
N0.010％以下，超過0.01％將使AlN等N化物析出量大大增加，強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，鐵損劣化。
O0.02％以下，超過0.02％將使氧化夾雜量大大增加，強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)使夾雜引起的退磁場(chǎng)增加，鐵損和磁感劣化。
可添加一定量的Sn、Sb、Cu、Cr和Ni，可以改善成品板的織構(gòu)，使磁感提高，但單個(gè)元素的含量范圍不超過0.2％，否則反而使磁性降低；添加一定量的B可以減少AlN的危害，但超過0.01％將使鐵損增加。
添加一定量的混合稀土可以形成粗大的稀土氧硫化物，改善成品板退火時(shí)晶粒的生長(zhǎng)，使鐵損降低，但超過0.1％使鋼水連鑄困難。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明綜合了傳統(tǒng)連鑄—熱軋和薄坯連鑄熱軋的生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)超低碳中高硅含量的無取向電工鋼連鑄時(shí)，在不采取電磁攪拌的情況下采用通常的過熱度連鑄也有一定比例(30％以上)的等軸晶，可以保證成品板不發(fā)生瓦楞狀缺陷。鑄坯MnS、AlN的析出物大小較合適，對(duì)成品板晶粒長(zhǎng)大阻礙作用較?。煌瑫r(shí)采用連鑄與熱軋的緊湊式配置，軋線比傳統(tǒng)的短，容易實(shí)現(xiàn)低溫加熱和較高的溫度終軋，熱軋板再結(jié)晶比例高，晶粒粗大、成品板磁性好。
由于本發(fā)明的連鑄拉速下的鑄坯厚度比薄板坯連鑄連軋厚、拉速也相應(yīng)慢，該生產(chǎn)線可以生產(chǎn)其他高表面等級(jí)要求的品種。產(chǎn)能比薄板坯連鑄連軋產(chǎn)線高出100萬噸。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1轉(zhuǎn)爐、RH真空處理得到C0.003％，Si0.25％，Mn0.25％，Al0.25％，P0.08％，S0.005％，N0.003％，O0.015％，余為Fe的鋼水，以2.5m/min的拉速連鑄成板坯和熱軋，此后熱軋板酸洗、冷軋成0.50mm厚的冷軋板，經(jīng)最終退火獲得的成品板。與傳統(tǒng)230坯厚和薄坯生產(chǎn)的最終成品板磁性進(jìn)行比較，參見表1。
表1

實(shí)施例2轉(zhuǎn)爐、RH真空處理得到C0.0025％，Si2.00％，Mn0.25％，Al0.23％，P0.008％，S0.004％，N0.002％，O0.0015％，余為Fe的鋼水，以2.5m/min的拉速連鑄成板坯，熱軋，此后熱軋板酸洗、冷軋成0.50mm厚的冷軋板，再經(jīng)最終退火獲得成品板。與傳統(tǒng)230坯厚(有電磁攪拌和無電磁攪拌)和薄坯生產(chǎn)的最終成品板磁性進(jìn)行比較，見表2。
表2

實(shí)施例3轉(zhuǎn)爐、RH真空處理得到C0.0025％，Si3.00％，Mn0.25％，Al0.50％，P0.010％，S0.003％，N0.0015％，O0.0015％，余為Fe的鋼水，以2.5m/min的拉速連鑄成板坯和熱軋，此后熱軋板酸洗、冷軋成0.50mm厚的冷軋板，并經(jīng)最終退火獲得成品板。與傳統(tǒng)230mm坯厚和薄坯生產(chǎn)的最終成品板磁性進(jìn)行比較，參見表3。
表3

權(quán)利要求
1.冷軋無取向電工鋼的制造方法，包括如下步驟，a)板坯連鑄，鋼水以2～3m/min的拉速連鑄成板坯；b)熱軋，板坯直接熱軋或加熱至900～1150℃熱軋，終軋溫度800℃～950℃；c)冷軋，對(duì)熱軋帶實(shí)施退火或不退火處理，酸洗后經(jīng)一次冷軋或帶有中間退火的二次冷軋軋至目標(biāo)厚度，而后實(shí)施最終退火，以此生產(chǎn)無取向電工鋼。
2.如權(quán)利要求1所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，上述鋼水的成分為，質(zhì)量百分比，C≤0.010％，Si≤3.5％，Mn≤2％，Al≤1.5％，P≤0.2％，S≤0.01％，N≤0.010％，O≤0.02％，余鐵和不可避免雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，還包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一種或多種，單個(gè)元素的含量不超過0.2％。
4.如權(quán)利要求2或3所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，還包含B、稀土，B≤0.01％、稀土≤0.1％。
5.如權(quán)利要求2所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，所述的鋼水成分C的優(yōu)選范圍控制在0.003％以下。
6.如權(quán)利要求1所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，所述的步驟a連鑄板坯的厚度120～170mm。
7.如權(quán)利要求1所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，所述的步驟b板坯厚度熱軋至0.8～4mm。
8.如權(quán)利要求1所述的冷軋無取向電工鋼的制造方法，其特征是，所述的步驟b熱軋終軋后卷取溫度500～900℃。
全文摘要
冷軋無取向電工鋼的制造方法，包括如下步驟a)板坯連鑄，鋼水以2～3m/min的拉速連鑄成厚度120～170mm的板坯；b)熱軋，板坯直接熱軋或加熱至900～1150℃熱軋，板坯厚度熱軋至0.8～4mm，終軋溫度800～950℃，卷取溫度500～900℃；c)冷軋，對(duì)熱軋帶實(shí)施退火或不退火處理，酸洗后經(jīng)一次冷軋或帶有中間退火的二次冷軋軋至目標(biāo)厚度，并實(shí)施最終退火，生產(chǎn)出無取向電工鋼。本發(fā)明在不采取電磁攪拌的情況下，采用通常的過熱度連鑄使超低碳中高硅含量的無取向硅鋼有30％以上的等軸晶，保證成品板不發(fā)生瓦楞狀缺陷；實(shí)現(xiàn)低溫加熱和較高的終軋溫度，熱軋板再結(jié)晶比例高，晶粒粗大、成品板磁性好、成本低。
文檔編號(hào)C21D8/02GK1611616SQ20031010819
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者龐遠(yuǎn)林, 王波, 孫煥德, 陳易之, 張丕軍, 楊春平, 劉獻(xiàn)東 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司