專利名稱：薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼帶的方法。
背景技術(shù)：
目前，取向硅鋼的生產(chǎn)普遍采用的工藝流程是板坯連鑄、高溫加熱、連軋、?；嘶稹⒗滠?、脫碳退火、高溫退火。
為了獲得優(yōu)良的高斯取向織構(gòu)，通常需要加入Mn、S、Al和N等元素，以形成MnS和AlN為主要成分的抑制劑，而為使粗大的MnS、AlN抑制劑在加熱中完全固溶，普通取向硅鋼鑄坯的加熱溫度需保證在1350～1370℃，而高磁感取向硅鋼中由于Mn和S含量高，鑄坯的加熱溫度更高，達(dá)1380～1400℃。
為了解決MnS和AlN抑制劑的固溶和彌散析出問(wèn)題，在常規(guī)生產(chǎn)工藝流程中由于板坯冷卻后需要對(duì)連鑄板坯進(jìn)行高溫加熱，高溫加熱導(dǎo)致加熱爐損害嚴(yán)重，板坯燒損而且熱能消耗較高。由于高溫加熱后取向硅鋼在隨后的軋制、冷卻和退火等環(huán)節(jié)工藝方法變得異常錯(cuò)綜復(fù)雜。不同的工藝方法生產(chǎn)的取向硅鋼，由于其晶粒取向和大小的差異很大而導(dǎo)致其鐵損和磁感強(qiáng)度水平級(jí)別相差很大。生產(chǎn)高品質(zhì)取向硅鋼難度很大，而且生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)取向硅鋼帶現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼帶的方法。
本發(fā)明采用薄板坯連鑄連軋短流程工藝方法生產(chǎn)取向硅鋼。具體生產(chǎn)工藝流程是薄板坯連鑄、均熱爐均熱、熱連軋、?；嘶?、冷軋、脫碳退火、高溫退火。其中，薄板坯連鑄、均熱和熱連軋工序是連續(xù)進(jìn)行的。針對(duì)此工藝流程進(jìn)行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設(shè)計(jì)，以質(zhì)量百分比計(jì)的取向硅鋼的組成為C0.025～0.1％，Si2.5～4.5％，Mn0.02～0.15％，S0.01～0.05％，Al0.015～0.08％，N0.003～0.015％，Cu0.02～0.15％，Sn0.06～0.2％，Se0.01～0.04％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)薄板坯連鑄。采用上述設(shè)計(jì)成分、冶煉好的鋼水，利用薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)50mm～90mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為2～3m/min，鑄坯溫度為850～1100℃。
(2)均熱爐均熱。將連鑄薄板坯在均熱爐中均熱，均熱溫度為1050～1150℃，時(shí)間為10～120分鐘。
(3)熱連軋。對(duì)均熱后的薄板坯進(jìn)行熱連軋，開軋溫度為1050～1150℃，終軋溫度為850～1100℃，軋制道次數(shù)5～8，軋后厚度為1.5～3.5mm。熱軋帶鋼進(jìn)入層流冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為10～100℃/s。熱軋帶鋼軋制后進(jìn)入卷取機(jī)進(jìn)行卷曲，卷取溫度為500～600℃。
(4)?；嘶?。鋼卷在冷軋前需要進(jìn)行兩段式?；幚恚湟欢螠囟瓤刂茷?100±20℃，時(shí)間為20～60s，二段溫度控制為930±20℃，時(shí)間為60～120s，在90～99℃水中冷卻。
(5)冷軋。將?；幚砗蟮膸т撨M(jìn)行冷軋，軋前厚度為1.5～3.5mm，軋后厚度為0.2～0.3mm，總變形量為90％～95％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為200～250℃。
(6)脫碳退火。將冷軋后帶鋼進(jìn)行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為860±20℃，時(shí)間為120～240s，控制二段溫度為890±20℃，時(shí)間為10～60s，采用的氣氛為濕的75～80％氮?dú)?20～25％氫氣(體積比)，露點(diǎn)30～50℃，冷卻段通干的75～80％氮?dú)?20～25％氫氣(體積比)。
(7)高溫退火。最后進(jìn)行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是55～60％H2+40～45％N2(體積比)，首先升溫至850±20℃，保溫4～6h，然后在100％H2氣氛中加熱至1200±20℃，保溫15～25h。
本發(fā)明的顯著特點(diǎn)是采用短流程方法生產(chǎn)取向硅鋼，該方法節(jié)省了板坯冷卻過(guò)程，解決了因板坯冷卻造成的抑制劑的析出問(wèn)題。由于不需要抑制劑的重新固溶過(guò)程，即可以用低溫均熱爐均熱方法來(lái)代替高溫加熱，因而解決了板坯加熱爐高溫易損壞問(wèn)題，減少了燒損，降低了能量消耗，提高了生產(chǎn)效率，提高了取向硅鋼帶產(chǎn)品的質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1針對(duì)此工藝流程進(jìn)行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設(shè)計(jì)，以質(zhì)量百分比計(jì)的取向硅鋼的組成為C0.05％，Si3.0％，Mn0.1％，S0.03％，Al0.04％，N0.006％，Cu0.08％，Sn0.1％，Se0.025％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)采用上述設(shè)計(jì)成分、冶煉好的鋼水，利用薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)70mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為2.5m/min，鑄坯溫度為900℃。
(2)將鑄坯在均熱爐中均熱，均熱溫度為1100℃，時(shí)間為35分鐘。
(3)均熱后的薄板坯直接進(jìn)行熱連軋，開軋溫度為1100℃，終軋溫度為920℃，軋制道次數(shù)7，軋后厚度為2.5mm。熱軋帶鋼進(jìn)入層流冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為50℃/s。熱軋帶鋼軋制后進(jìn)入卷取機(jī)進(jìn)行卷曲，卷取溫度為550℃。
(4)鋼卷在冷軋前進(jìn)行兩段式?；幚恚湟欢螠囟瓤刂茷?100℃，時(shí)間為40s，二段溫度控制為930℃，時(shí)間為90s，在95℃水中冷卻。
(5)將常化處理后的帶鋼進(jìn)行冷軋，軋前厚度為2.5mm，軋后厚度為0.25mm，總變形量90％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為200℃。
(6)將冷軋后帶鋼進(jìn)行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為860℃，時(shí)間為180s，控制二段溫度為890℃，時(shí)間為35s，采用的氣氛為濕的78％氮?dú)?22％氫氣(體積比)，露點(diǎn)43℃，冷卻段通干的78％氮?dú)?22％氫氣(體積比)。
(7)最后進(jìn)行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是58％H2+42％N2(體積比)，首先升溫至850℃，保溫5h，然后在100％H2氣氛中加熱至1200℃，保溫20h。
實(shí)施例2針對(duì)此工藝流程進(jìn)行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設(shè)計(jì)，以質(zhì)量百分比計(jì)的取向硅鋼的組成為C0.025％，Si4.5％，Mn0.02％，S0.01％，Al0.08％，N0.015％，Cu0.02％，Sn0.06％，Se0.04％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)采用上述設(shè)計(jì)成分、冶煉好的鋼材，利用薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)85mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為3m/min，鑄坯溫度為950℃。
(2)將鑄坯在均熱爐中均熱，均熱溫度為1100℃，時(shí)間為50分鐘。
(3)均熱后的薄板坯直接進(jìn)行熱連軋，開軋溫度為1100℃，終軋溫度為900℃，軋制道次數(shù)7，軋后厚度為2.6mm。熱軋帶鋼進(jìn)入層流冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為60℃/s。熱軋帶鋼軋制后進(jìn)入卷取機(jī)進(jìn)行卷曲，卷取溫度為580℃。
(4)鋼卷在冷軋前進(jìn)行兩段式?；幚?，其一段溫度控制為1090℃，時(shí)間為20s，二段溫度控制為940℃，時(shí)間為120s，在99℃水中冷卻。
(5)將?；幚砗蟮膸т撨M(jìn)行冷軋，軋前厚度為2.6mm，軋后厚度為0.26mm，總變形量為90％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為210℃。
(6)將冷軋后帶鋼進(jìn)行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為870℃，時(shí)間為120s，控制二段溫度為890℃，時(shí)間為60s，采用的氣氛為濕的75％氮?dú)?25％氫氣(體積比)，露點(diǎn)45℃，冷卻段通干的75％氮?dú)?25％氫氣(體積比)。
(7)最后進(jìn)行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是55％H2+45％N2(體積比)，首先升溫至860℃，保溫6h，然后在100％H2氣氛中加熱至1190℃，保溫15h。
實(shí)施例3針對(duì)此工藝流程進(jìn)行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設(shè)計(jì)，以質(zhì)量百分比計(jì)的取向硅鋼的組成為C0.1％，Si2.5％，Mn0.15％，S0.05％，Al0.015％，N0.003％，Cu0.15％，Sn0.2％，Se0.01％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)采用上述設(shè)計(jì)成分、冶煉好的鋼材，利用薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)90mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為2m/min，鑄坯溫度為1050℃。
(2)將鑄坯在均熱爐中均熱，均熱溫度為1150℃，時(shí)間為60分鐘。
(3)均熱后的薄板坯直接進(jìn)行熱連軋，開軋溫度為1150℃，終軋溫度為950℃，軋制道次數(shù)6，軋后厚度為3.5mm。熱軋帶鋼進(jìn)入層流冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為70℃/s。熱軋帶鋼軋制后進(jìn)入卷取機(jī)進(jìn)行卷曲，卷取溫度為600℃。
(4)鋼卷在冷軋前需要進(jìn)行兩段式常化處理，其一段溫度控制為1110℃，時(shí)間為60s，二段溫度控制為940℃，時(shí)間為60s，在90℃水中冷卻。
(5)將常化處理后的帶鋼進(jìn)行冷軋，軋前厚度為3.5mm，軋后厚度為0.3mm，總變形量為91.4％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為250℃。
(6)將冷軋后帶鋼進(jìn)行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為880℃，時(shí)間為240s，控制二段溫度為900℃，時(shí)間為10s，采用的氣氛為濕的80％氮?dú)?20％氫氣(體積比)，露點(diǎn)50℃，冷卻段通干的80％氮?dú)?20％氫氣(體積比)。
(7)最后進(jìn)行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是60％H2+40％N2(體積比)，首先升溫至860℃，保溫4h，然后在100％H2氣氛中加熱至1210℃，保溫25h。
權(quán)利要求
1.一種薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼帶的方法，其特征在于工藝步驟為(1)采用設(shè)計(jì)好成分、冶煉好的鋼水，利用薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)50mm～90mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為2～3m/min，鑄坯溫度為850～1100℃；(2)將連鑄薄板坯在均熱爐中均熱，均熱溫度為1050～1150℃，時(shí)間為10～120分鐘；(3)對(duì)均熱后的薄板坯進(jìn)行熱連軋，開軋溫度為1050～1150℃，終軋溫度為850～1100℃，軋制道次數(shù)5～8，軋后厚度為1.5～3.5mm，熱軋帶鋼進(jìn)入層流冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為10～100℃/s，熱軋帶鋼軋制后進(jìn)入卷取機(jī)進(jìn)行卷曲，卷取溫度為500～600℃；(4)在冷軋前對(duì)鋼卷進(jìn)行兩段式?；幚?，其一段溫度控制為1100±20℃，時(shí)間為20～60s，二段溫度控制為930±20℃，時(shí)間為60～120s，在90～99℃水中冷卻；(5)將?；幚砗蟮膸т撨M(jìn)行冷軋，軋前厚度為1.5～3.5mm，軋后厚度為0.2～0.3mm，總變形量為90％～95％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為200～250℃；(6)將冷軋后帶鋼進(jìn)行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為860±20℃，時(shí)間為120～240s，控制二段溫度為890±20℃，時(shí)間為10～60s，采用的氣氛為濕的75～80％氮?dú)?20～25％氫氣，露點(diǎn)30～50℃，冷卻段通干的75～80％氮?dú)?20～25％氫氣，其中氣體比例為體積比；(7)最后進(jìn)行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是55～60％H2+40～45％N2，首先升溫至850±20℃，保溫4～6h，然后在100％H2氣氛中加熱至1200±20℃，保溫15～25h，其中氣體比例為體積比。
2.按照權(quán)利要求1所述的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼帶的方法，其特征在于取向硅鋼的設(shè)計(jì)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為C 0.025～0.1％，Si 2.5～4.5％，Mn 0.02～0.15％，S 0.01～0.05％，Al 0.015～0.08％，N 0.003～0.015％，Cu 0.02～0.15％，Sn 0.06～0.2％，Se 0.01～0.04％，余量為Fe。
全文摘要
一種薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼帶的方法，生產(chǎn)工藝步驟為薄板坯連鑄、均熱爐均熱、熱連軋、?；嘶稹⒗滠?、脫碳退火、高溫退火，在均熱爐均熱步驟中控制均熱溫度為1050～1150℃，時(shí)間為10～120分鐘。本發(fā)明的顯著特點(diǎn)是采用短流程方法生產(chǎn)取向硅鋼，該方法節(jié)省了板坯冷卻過(guò)程，解決了因板坯冷卻造成的抑制劑的析出問(wèn)題。由于不需要抑制劑的重新固溶過(guò)程，即可以用低溫均熱爐均熱方法來(lái)代替高溫加熱，因而解決了板坯加熱爐高溫易損壞問(wèn)題，減少了燒損，降低了能量消耗，提高了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)C21D9/52GK1743127SQ20051004729
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者王國(guó)棟, 李長(zhǎng)生, 劉相華 申請(qǐng)人:東北大學(xué)