一種雙輥薄帶連鑄細(xì)晶粒取向硅鋼薄帶坯及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電工鋼制造領(lǐng)域，具體涉及一種雙棍薄帶連鑄細(xì)晶粒取向娃鋼薄帶還及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]取向硅鋼是一種重要的軟磁材料，沿軋向磁化時磁感很高、鐵損很低，主要用于生產(chǎn)變壓器鐵芯；自Goss于20世紀(jì)30年代首次提出取向硅鋼的生產(chǎn)工藝以來，冶金工作者不斷努力簡化生產(chǎn)流程，同時改善磁性能；但是，取向硅鋼的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝仍然存在設(shè)備復(fù)雜、制造工序多、能耗大、環(huán)境負(fù)荷大等問題。雙輥薄帶連鑄是一種將快速凝固與軋制變形融為一體的短流程、近終型加工工藝，利用其所具有的亞快速凝固特性，可使抑制劑形成元素在鑄帶中處于固溶狀態(tài)，有利于后續(xù)的抑制劑的控制，大大降低熱軋溫度；研宄還指出，雙輥薄帶連鑄技術(shù)在取向硅鋼的初始凝固組織和織構(gòu)控制上具有優(yōu)勢，從而利于組織和織構(gòu)控制，提高磁性能。由此，雙輥薄帶連鑄技術(shù)在生產(chǎn)取向硅鋼上具有無可比擬的優(yōu)越性。
[0003]取向硅鋼發(fā)生完善的二次再結(jié)晶，形成強(qiáng)烈高斯織構(gòu)的必要條件之一是要在脫碳退火后形成細(xì)小、均勻的等軸晶粒，且包含一定量的高斯晶粒作為二次再結(jié)晶時的“種子”。高溫退火時，高斯晶粒吞并這些細(xì)小、均勻的等軸晶粒而選擇性長大；但是，利用雙輥薄帶連鑄技術(shù)獲得的薄帶通常含有發(fā)達(dá)的{001}〈0胃> 柱狀晶組織，這些柱狀晶晶粒尺寸大，變形不均勻，容易在脫碳退火后形成粗大的晶粒，這些粗晶?？赡茏璧K高斯晶粒的選擇性生長，進(jìn)而影響最終的磁性能；同時，利用薄帶連鑄技術(shù)得到的鑄帶厚度通常僅為l~5mm，熱軋壓下率受到很大的限制，難以通過熱軋細(xì)化初始凝固組織中粗大的晶粒，這會導(dǎo)致塑、韌性急劇惡化，使后續(xù)加工時冷軋困難。因此，如何細(xì)化取向硅鋼薄帶的初始組織成為利用雙輥薄帶連鑄生產(chǎn)取向硅鋼所面臨的一個亟待解決的關(guān)鍵問題。
[0004]經(jīng)檢索，日本特開平6-31397公開了一種利用雙輥薄帶連鑄技術(shù)制備取向硅鋼等軸晶薄帶坯的方法；其方法為:在澆注時從熔池上方通入氬氣以改善鋼水的熱傳導(dǎo)，從而阻止柱狀晶的發(fā)展；該方法的缺陷在于:氬氣與鋼水以及旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥輥面的局部接觸狀態(tài)難以控制，將會造成鋼水與結(jié)晶輥之間的熱傳導(dǎo)特別不穩(wěn)定，從而使薄帶坯組織不均。
[0005]專利CN102069167A公開了一種利用雙輥薄帶連鑄技術(shù)制備取向硅鋼等軸晶薄帶坯的方法；其方法為:控制薄帶連鑄過程中的鋼水過熱度、熔池內(nèi)鋼水與結(jié)晶輥輥面的接觸弧長及接觸時間等關(guān)鍵工藝參數(shù)，從而獲得等軸晶粒；該方法的缺陷在于:需要控制鋼水過熱度在15~30°C之間，溫度控制范圍較窄，增加了控制難度。較窄的鋼水過熱度可能不符合實際生產(chǎn)條件，如果鋼包內(nèi)鋼水的過熱度一開始即在15~30°C范圍內(nèi)，在澆注到一定程度時，隨著鋼包內(nèi)鋼水溫度的降低，鋼水容易在中間包及水口處凝固；另一方面，得到的等軸晶組織仍很粗大，平均晶粒尺寸280 μπι。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種雙輥薄帶連鑄細(xì)晶粒取向硅鋼薄帶坯及其制造方法，目的是細(xì)化薄帶連鑄取向硅鋼的凝固組織，通過設(shè)計成分及控制澆鑄步驟，為后續(xù)的組織和織構(gòu)調(diào)控提供便利，有效改善材料的塑、韌性能，利于后續(xù)的冷軋。
[0007]本發(fā)明所述的雙輥薄帶連鑄細(xì)晶粒取向硅鋼薄帶坯，其成分按照質(zhì)量百分比為:C 0.01-0.08%，Si 2.8-3.4%，Mn 0.05-0.30%，S 0.015-0.04%，Als 0.005-0.05%，N0.003-0.010%，Ti 0.01-0.5%，Cu 0-0.6%，Sn 0-0.2%，0〈0.004%，Ρ〈0.01%，余量為 Fe ;平均晶粒尺寸為20~45 _。
[0008]上述的細(xì)晶粒取向硅鋼鑄帶坯厚度為l~5mm。
[0009]本發(fā)明的雙輥薄帶連鑄細(xì)晶粒取向硅鋼薄帶坯的制造方法按照以下步驟進(jìn)行:
1、冶煉鋼水，鋼水成分按照質(zhì)量百分比為:c0.01-0.08%，Si 2.8-3.4%，Mn0.05-0.30%，S 0.015-0.04%，Als 0.005-0.05%，N 0.003-0.010%，Ti 0.01-0.5%，Cu0-0.6%，Sn 0-0.2%，0〈0.004%，Ρ〈0.01%，余量為 Fe ；
2、采用雙輥薄帶連鑄裝置，將冶煉好的鋼水經(jīng)中間包澆入由兩個結(jié)晶輥和兩塊側(cè)封板組成的空腔內(nèi)形成熔池，控制熔池上表面過熱度為10~70°C，熔池內(nèi)的鋼水隨著結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)動凝固并以20~80m/min的速度導(dǎo)出，得到雙棍薄帶連鑄細(xì)晶粒取向娃鋼薄帶還。
[0010]上述方法中，熔池的高度為80~220mm。
[0011]上述方法中，熔池內(nèi)鋼水與結(jié)晶輥輥面的接觸弧長度為100~250mm。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
1)在鋼中適量添加Ti元素，利用其易與氮、硫、氧等結(jié)合形成高熔點的化合物的特點，使這類化合物與雙輥薄帶連鑄過程相配合，充當(dāng)異質(zhì)形核質(zhì)點以及釘扎晶界的作用，極大地細(xì)化取向硅鋼薄帶坯的凝固組織，獲得細(xì)晶粒。有利于后續(xù)的組織和調(diào)控，還有效改善了材料的塑、韌性能，為后續(xù)加工過程的冷軋工序提供便利條件；
2)主要利用含Ti化合物在凝固時充當(dāng)異質(zhì)形核質(zhì)點以及釘扎晶界的作用獲得細(xì)晶粒，放寬了對鋼液過熱度的控制，使?jié)茶T時的工藝參數(shù)控制更貼近實際；此外，添加的Ti元素還可以在熱軋及?；行纬杉?xì)小、彌散的1125、114(^2等析出物，可以與AlN和MnS —起抑制晶粒長大，加強(qiáng)了抑制效果，有利于形成細(xì)小而均勻的初次晶粒，從而提高磁性能。
[0013]3)能夠有效細(xì)化取向硅鋼的初始鑄態(tài)組織，制備出的取向硅鋼薄板的平均晶粒尺寸僅為20~45mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它鑄造方法。
[0014]本發(fā)明的制造工藝簡單、有效，這種細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)有助于改善取向硅鋼薄板的韌、塑性能，并有利于后續(xù)的織構(gòu)調(diào)控。采用上述薄帶坯經(jīng)熱軋-?；嘶?冷軋-退火-開卷-平整拉伸退火-絕緣層涂覆后，可制成性能優(yōu)良的高磁感取向硅鋼板。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的雙輥薄帶連鑄細(xì)晶粒取向硅鋼薄帶坯的裝置示意圖；圖中，1、鋼包，2、中間包，3、結(jié)晶輥，4、熔池，5、取向硅鋼薄板；
圖2為本發(fā)明實施例1中的雙輥薄帶連鑄細(xì)晶粒取向硅鋼薄帶坯的金相組織圖；
圖3為本發(fā)明實施例1中的對比實驗的薄帶坯的金相組