專利名稱：薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，涉及一種薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方 法。
背景技術(shù)：
硅鋼是一種重要的軟磁材料，約占磁性材料總量的90 95%，又被稱作是電工 鋼，是發(fā)展電力和電訊工業(yè)的基礎(chǔ)材料之一，被用來(lái)制造電機(jī)、變壓器和鎮(zhèn)流器鐵芯以及各 種電器元件，是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要軟磁合金。硅鋼又分為取向硅鋼和 無(wú)取向硅鋼；無(wú)取向硅鋼可分為冷軋無(wú)取向硅鋼和熱軋無(wú)取向硅鋼。目前熱軋無(wú)取向硅鋼 很少，主要是冷軋無(wú)取向硅鋼?，F(xiàn)有傳統(tǒng)工藝典型的冷軋無(wú)取向硅鋼的生產(chǎn)流程為連鑄(一般大于200mm厚板 坯)-熱軋(加熱，除磷，側(cè)壓，粗軋，精軋，層流冷卻，卷取)-酸洗-冷軋-熱處理。現(xiàn)有工藝存在主要問(wèn)題如下生產(chǎn)流程復(fù)雜，生產(chǎn)工序多、耗能大、控制困難；在傳統(tǒng)連鑄工藝中，由于拉速低(一般小于2m/min)，凝固時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于碳小于 50ppm，硅含量1. 5 2. 5%的電工鋼來(lái)說(shuō)，由于基本不發(fā)生鐵素體-奧氏體相變，柱狀晶的 比例通常達(dá)到80%以上，對(duì)于碳小于50ppm，硅含量大于2. 5% Si的電工鋼來(lái)說(shuō)，無(wú)取向硅 鋼柱狀晶基本達(dá)到100%，且柱狀晶粗大，成品產(chǎn)生嚴(yán)重的瓦楞狀缺陷，用戶無(wú)法使用。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)超低碳中高硅含量的無(wú)取向硅鋼通常增設(shè)電磁攪拌裝置，提高鑄坯 等軸晶比例，消除瓦楞狀缺陷。這就增加的設(shè)備投資成本和使用成本。鑄坯在軋線上軋制時(shí)，軋線溫度降較大，終軋溫度保證能力較弱，磁性波動(dòng)較大。利用短流程的低成本及快速凝固優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)電工鋼是世界各國(guó)冶金工作者追 求的目標(biāo)。隨著薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展，硅鋼也可以用薄板坯連鑄連軋工藝生 產(chǎn)。目前世界利用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)電工鋼的廠家有AST、TKS、Hylsa、Nucor的 Crawfordsville、西班牙的ACB、中國(guó)本鋼、馬鋼等。典型的工藝流程為電爐或轉(zhuǎn)爐提供鋼 水一薄板坯連鑄一均熱爐均熱一熱連軋一卷取-酸洗-冷軋。該工藝與傳統(tǒng)工藝相比最大 的特點(diǎn)是連鑄的鑄坯厚度為50 90mm，由于原始鑄坯薄，熱軋機(jī)組不需要粗軋機(jī)(若坯厚 50mm)，或只需要1臺(tái)粗軋機(jī)(坯厚70 90mm)。而傳統(tǒng)工藝中粗軋機(jī)要反復(fù)軋幾個(gè)道次才 能將鑄坯減薄至精軋前需要的規(guī)格。另外傳統(tǒng)工藝中鑄坯要先經(jīng)過(guò)冷卻后再加熱，再進(jìn)粗 軋機(jī)，而薄板坯連鑄連軋工藝中鑄坯不經(jīng)冷卻直接軋制，因此熱軋機(jī)組前的均熱爐只需要 補(bǔ)溫。因此該工藝比上述傳統(tǒng)工藝大大縮短了流程，降低了能耗，節(jié)省了能源，具有一定的 優(yōu)勢(shì)。比薄板坯連鑄連軋更新的連鑄技術(shù)是薄帶連鑄連軋技術(shù)，其生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn) 就是鋼水通過(guò)一對(duì)內(nèi)部具有循環(huán)冷卻作用的鑄軋輥，經(jīng)過(guò)快速凝固后直接澆鑄出1 5mm 厚的鑄帶，鑄帶經(jīng)過(guò)一道次在線熱軋后卷取直接生產(chǎn)出熱軋卷。薄帶連鑄連軋工藝由于省 去了高溫加熱和熱軋工序，在生產(chǎn)成本三具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也有利于節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境。
中國(guó)專利CN1463811公開(kāi)了一種采用雙輥薄帶連鑄生產(chǎn)無(wú)取向硅鋼的方法，其主 要的技術(shù)特征為硅含量為0 3. 5 %的鋼水經(jīng)過(guò)雙輥連鑄機(jī)形成鑄帶，并經(jīng)過(guò)5 % 25 %的 在線熱軋后在540 750°C卷取。中國(guó)專利CN1611616公開(kāi)了一種冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，該專利的主要特 點(diǎn)是連鑄坯的厚度120 170mm。中國(guó)專利CN1665943A、美國(guó)專利US7140417B2、US7011139B2公開(kāi)了一種用薄板或 者薄帶工藝經(jīng)過(guò)熱軋、冷軋生產(chǎn)鋼帶產(chǎn)品的方法。該公開(kāi)文獻(xiàn)公布的成分為最多6. 5%硅， 最多5%鉻、最多0. 05%碳、最多3% Al，最多3%錳，其余為鐵。在其說(shuō)明書(shū)中強(qiáng)調(diào)了其中 鉻含量的優(yōu)選范圍0.5% 2%，并且強(qiáng)調(diào)鉻的添加目的是提高體積電阻率。為了保持所要 求的相平衡和微觀組織特征，提高強(qiáng)韌性而必須加入。美國(guó)專利USM82107公開(kāi)了一種用薄帶連鑄方法生產(chǎn)電工鋼的方法。由于薄帶連 鑄鑄帶的組織是沿著(100)面擇優(yōu)生長(zhǎng)，該方向是提高磁感的有利織構(gòu)。該發(fā)明的主要特 征是保留鑄態(tài)組織中的有利織構(gòu)，因此后續(xù)要輕微冷軋、并且去應(yīng)力退火的工藝要避免破 壞鑄態(tài)組織，因此該發(fā)明專利中薄帶連鑄的厚度最多是成品厚度的120%，減少冷軋道次， 而且退火的溫度500 650°C，這些工藝的目的都是為了避免再結(jié)晶，保留鑄帶的有利織 構(gòu)。該發(fā)明的主要缺點(diǎn)是難以生產(chǎn)薄規(guī)格的冷軋產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述傳統(tǒng)的連鑄一熱軋生產(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薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼薄板的制造方法，運(yùn)用薄帶連鑄能夠澆鑄 薄規(guī)格帶鋼，可以省略熱軋工序，避免因熱軋工藝不當(dāng)引起的質(zhì)量缺陷，同時(shí)減少了設(shè)備損 耗，降低了設(shè)備維護(hù)檢修成本；通過(guò)控制凝固過(guò)程，提高鑄帶中等軸晶比例，從而改善產(chǎn)品 冷軋過(guò)程中的瓦楞狀缺陷；通過(guò)薄帶連鑄快速凝固的特點(diǎn)，放寬了無(wú)取向硅鋼冶煉的成分 范圍，降低了冶煉成本。本發(fā)明工藝流程短、能耗低、效率高、生產(chǎn)成本低、制造方法簡(jiǎn)單、節(jié) 能降耗明顯。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，包括如下步驟1)冶煉，鋼水成分重量百分比為C彡0. 01%，Si彡3. 5%，Mn彡2%，Al彡1%， P ^ 0. 1%, S ^ 0. 01%, N ^ 0. 01%, 0 ^ 0. 02%，余鐵和不可避免雜質(zhì)；2)澆鑄，鋼水通過(guò)一對(duì)內(nèi)部具有循環(huán)冷卻作用的結(jié)晶輥，經(jīng)過(guò)快速凝固后直接澆 鑄出1 5mm厚的鑄帶；對(duì)于硅含量< 2. 5wt %的中低牌號(hào)硅鋼，過(guò)熱度不大于25°C，帶厚 不小于1.5mm，控制等軸晶比例大于50% ；對(duì)于硅含量> 2. 5wt%的高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼，過(guò) 熱度不大于15°C，帶厚不小于1.8mm，控制等軸晶比例大于85% ；3) 二次冷卻，鑄帶從結(jié)晶輥澆鑄出來(lái)后，經(jīng)過(guò)密閉室，在密閉室內(nèi)安裝二次冷卻裝 置，冷卻速度大于20°C /s，二次冷卻的控制溫度范圍為1350°C 1000°C ；4)三次冷卻，冷卻速度不大于30°C /s，三次冷卻的溫度范圍是1000°C 600°C ；5)卷取，卷取溫度大于600°C，優(yōu)選大于680°C ；6)酸洗，除磷；7)冷軋，根據(jù)產(chǎn)品的厚度要求以及鋼種的成分，可以一道次冷軋或者帶中間退火的二次冷軋；8)最終退火處理，退火溫度850°C 1080°C，優(yōu)選950°C 1080°C ；退火在可控氣氛如氫氣或者氫氣氮?dú)饣旌蠚怏w中進(jìn)行。進(jìn)一步，步驟幻二次冷卻后還可以熱軋，熱軋的壓下率不大于15%，熱軋溫度 900 1200°C，優(yōu)選壓下率不大于10%。鋼水成分中還包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一種或多種，單個(gè)元素的含量不超過(guò) 0. 1%，總量不超過(guò)0.2%，重量百分比計(jì)。鑄帶厚度優(yōu)選小于3mm。又，二次冷卻采用噴氣冷卻，冷卻氣體為氬氣、氮?dú)饣蚝?，或者是幾種混合氣體， 冷卻速度大于35°C /s。如果鋼水成分中的碳含量高于0. 003%時(shí)，無(wú)取向硅鋼必須經(jīng)過(guò)脫碳退火，退火溫 度850°C 1080°C，優(yōu)選950°C 1080°C，使碳含量低于0. 003% ；退火在可控氣氛如氫氣 或者氫氣氮?dú)饣旌蠚怏w中進(jìn)行。在本發(fā)明的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法中澆鑄，鋼水通過(guò)一對(duì)內(nèi)部具有循環(huán)冷卻作用的結(jié)晶輥，經(jīng)過(guò)快速凝固后直接澆鑄 出1 5mm厚的鑄帶，優(yōu)選小于3mm。該步驟一方面要將鋼水在結(jié)晶輥內(nèi)快速凝固成一定厚 度規(guī)格的鑄帶，還要通過(guò)合理的工藝來(lái)控制柱狀晶和等軸晶的比例。我們知道對(duì)于電工鋼， 在(100)晶面上有兩個(gè)易磁化的<001>軸，因此該(100)面鐵損會(huì)降低。而薄帶連鑄鑄帶 的柱狀晶的生產(chǎn)方向恰恰是沿著(100)晶面生長(zhǎng)的，因此柱狀晶比例高則有利于硅鋼性能 的提高。硅鋼的使用狀態(tài)都是冷軋薄板，其厚度規(guī)格為0. 3 0. 5mm。如果鑄態(tài)組織中柱狀 晶比例高，則在后續(xù)的軋制過(guò)程中容易產(chǎn)生嚴(yán)重的瓦楞狀缺陷，影響用戶使用。因此合理控 制柱狀晶和等軸晶比例是本步驟的關(guān)鍵。在本發(fā)明中對(duì)于硅<2. 5wt%的中低牌號(hào)硅鋼，過(guò) 熱度不大于25°C，帶厚不小于1. 5mm，控制等軸晶比例大于50% ；對(duì)于硅大于2. 5wt%的高 牌號(hào)無(wú)取向硅鋼，過(guò)熱度不大于15°C，帶厚不小于1. 8mm,控制等軸晶比例大于85%。二次冷卻，鑄帶從結(jié)晶輥澆鑄出來(lái)后，經(jīng)過(guò)密閉室，在密閉室內(nèi)安裝二次冷卻裝 置，以控制鑄帶的冷卻速度，使其冷卻速度大于20°C /s。這是因?yàn)殍T帶在高溫晶粒長(zhǎng)大很 快，必須控制晶粒長(zhǎng)大的速度。熱軋，本發(fā)明可以經(jīng)過(guò)熱軋和不經(jīng)過(guò)熱軋兩種工藝。熱軋的壓下率不大于15%。熱 軋溫度900 1200°C。如果熱軋壓下率不大于15%，則熱軋工藝會(huì)使硅鋼發(fā)生再結(jié)晶，使 鑄態(tài)中有利織構(gòu)被破壞，同時(shí)由于邊部和中心溫度不均勻，熱軋后的再結(jié)晶組織會(huì)不均勻， 這導(dǎo)致產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定。不大于15%的熱軋目的是平整作用，改善鑄帶的板形和厚度差， 并不是為了減薄鑄帶或者改善內(nèi)部質(zhì)量。優(yōu)選壓下率不大于10%。三次冷卻，冷卻速度不大于30°C /s。不經(jīng)過(guò)或者經(jīng)過(guò)不大于15%的熱軋后的鑄 帶，通過(guò)控制冷卻，達(dá)到控制溫度和微觀組織的目的。隨著硅含量的增加，鋼種脆性相增加， 很容易形成表面裂紋，尤其在快速冷卻的條件下，為了提高表面質(zhì)量，減少裂紋發(fā)生，采取 緩慢冷卻。三次冷卻采取噴水、噴射氣-水混等冷卻系統(tǒng)，通過(guò)噴嘴設(shè)計(jì)、噴射角度、流速、 噴水密度等可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻速度的控制。三次冷卻的溫度范圍是1000°c 600°C，優(yōu)選的 冷卻速度不大于15°C /s。卷取，卷取溫度大于600°C。當(dāng)卷取溫度低時(shí)，容易產(chǎn)生裂紋。另外鑄造并熱軋的鋼帶的退火可以借助自退火進(jìn)行。在自退火中熱軋鋼帶由其保留的熱量進(jìn)行退火。優(yōu)選卷 取溫度大于680°C。冷卻到室溫。為了避免裂紋，卷取后的鋼帶緩慢冷卻到室溫。酸洗，是最普通的除磷方法。一種或者多種無(wú)機(jī)酸的水溶液對(duì)金屬表面進(jìn)行化學(xué)清洗處理。冷軋，根據(jù)產(chǎn)品的厚度要求以及鋼種的成分，可以一道次冷軋或者帶中間退火的 二次冷軋。脫碳，如果鋼水成分中的碳含量高于0.003%時(shí)，無(wú)取向硅鋼必須經(jīng)過(guò)脫碳退火， 使碳含量低于0. 003%，這樣最終退火鋼帶將不會(huì)發(fā)生磁退化。退火的溫度高于850°C，但 低于1080°C ；優(yōu)選方案高于950°C ；退火在可控氣氛，例如氫氣或者氫氣氮?dú)饣旌蠚怏w中進(jìn) 行。退火，對(duì)鑄造并軋制的鋼帶進(jìn)一步進(jìn)行最終退火處理，在退火處理中，獲得所要求 的磁性能。退火的溫度高于850°C，但低于1080°C ；優(yōu)選方案高于950°C ；退火在可控氣氛， 例如氫氣或者氫氣氮?dú)饣旌蠚怏w中進(jìn)行。本發(fā)明薄帶連鑄冷軋無(wú)取向硅鋼薄板的鋼水成分重量百分比為0.01%， Si ^ 3. 5%, Mn ^ 2%, Al ^ 1%, P ^ 0. 1%, S ^ 0. 01%, N ^ 0. 01%, 0 ^ 0. 02%，余鐵 和不可避免雜質(zhì)。成分中還包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一種或多種，單個(gè)元素的含量不 超過(guò)0. 1%，總量不超過(guò)0. 2%。碳0. 01%以下。碳是強(qiáng)烈地阻礙晶粒長(zhǎng)大的元素，引起鐵損增加和磁時(shí)效。超過(guò) 0. 01%將給脫碳帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。優(yōu)選控制在0. 003%以下，如果碳的范圍大于0. 003%小于 0.01%，則增加脫碳步驟。硅小于3.5%。硅是硅鋼片中的重要合金元素，對(duì)硅鋼的電磁性能有明顯的影 響。硅能顯著減少硅鋼內(nèi)的渦流損失，從而減少總鐵芯損失，減少晶體各向異性和磁阻，使 磁化容易；硅還能減輕鋼中其它雜質(zhì)的危害，使碳石墨化，降低對(duì)磁性的有害影響。但硅是 脆性元素，當(dāng)含量大于3. 5%，加工性很差，使后續(xù)軋制變得很困難。錳小于2%。錳的主要改善電工鋼的表面狀態(tài)，錳的作用與硫含量有密切關(guān)系， 錳與硫形成MnS，可防止沿晶界形成低熔點(diǎn)的FeS所引起的熱脆現(xiàn)象。錳含量高于2%將使 鋼板加工性裂化。鋁小于1%。鋁是增加電阻元素，是電工鋼最重要的合金元素。鋁在鐵中的作用 與硅相似，縮小奧氏體區(qū)和促使晶粒長(zhǎng)大，會(huì)提高體積電阻率，降低鐵損，提高硬度。但若存 在顆粒形狀的Al2O3，將會(huì)破坯磁性。另外，鋁在凝固之后的冷卻期間會(huì)與其它元素結(jié)合，形 成加工期間可能會(huì)抑止晶粒長(zhǎng)大的析出物。但鋁超過(guò)1%，使?jié)茶T困難。磷小于0. 2%。在鋼中添加一定的磷可以改善鋼板的加工性，但超過(guò)0. 2%時(shí)，反 而使鋼板冷加工性裂化。硫0. 01 %以下。超過(guò)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。氧0. 02%以下。氧形成Si02、Al2O3和MnO等氧化物夾雜，超過(guò)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)使夾雜引起的的退磁場(chǎng)增加，鐵損和磁感劣化。氮0. 01%以下。氮為有害元素，使矯頑力升高，導(dǎo)磁率降低。超過(guò)0.01%將使ALN 等氮化物析出量大大增加，強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，鐵損劣化。
其他元素鋼水中允許存在一定量的Sn、Sb、Cu、Cr、Ni、B等元素。這些元素主要 是鋼中的殘余元素，單個(gè)元素的含量范圍不超過(guò)0. 1 %，累計(jì)總和不超過(guò)0. 2 %，可以改善 成品板的織構(gòu)。但含量增加后，使磁性降低。與中國(guó)專利CN1463811的主要區(qū)別在于實(shí)施技術(shù)方案不同。該發(fā)明的實(shí)施方案只 有結(jié)晶輥凝固，熱軋和卷取三個(gè)主要步驟。本發(fā)明為了進(jìn)一步控制組織和性能，達(dá)到發(fā)明的 目的，在解決方案中尤其增加了二冷和三冷的控制。與中國(guó)專利CN1611616的主要區(qū)別在于本發(fā)明鑄帶的厚度1 5mm。與中國(guó)專利CN1665943A、美國(guó)專利US7140417B2、US7011139B2的主要區(qū)別在于 1)熔體的成分不同。該公開(kāi)文獻(xiàn)公布的成分為最多6. 5%硅，最多5%鉻、最多0. 05%碳、最 多3% Al，最多3%猛，其余為鐵。在其發(fā)明說(shuō)明書(shū)中強(qiáng)調(diào)了其中鉻含量的優(yōu)選范圍0.5% 2 %，并且強(qiáng)調(diào)鉻的添加目的是提高體積電阻率。為了保持所要求的相平衡和微觀組織特 征，提高強(qiáng)韌性而必須加入。本發(fā)明的成分設(shè)計(jì)中不含鉻，鉻作為鋼種的殘余元素要控制其 含量。對(duì)比文獻(xiàn)的實(shí)施例中雖然給出了不經(jīng)過(guò)熱軋直接冷軋的實(shí)施例，其技術(shù)方案是通過(guò) 控制鑄帶從結(jié)晶輥出來(lái)后的帶鋼的冷卻速度，達(dá)到控制組織和相組成的目的，從而得到良 好的產(chǎn)品性能。而本發(fā)明中通過(guò)控制等軸晶的比例，消除了冷軋產(chǎn)品中的瓦楞狀缺陷，對(duì)于 硅< 2. 5wt%的中低牌號(hào)硅鋼，過(guò)熱度不大于25°C，帶厚不小于1.5mm，控制等軸晶比例大 于50%;對(duì)于硅大于2. 5wt%的高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼，過(guò)熱度不大于15°C，帶厚不小于1.8mm， 等軸晶比例大于85%。將冷卻過(guò)程分為二次冷卻和三次冷卻過(guò)程，二次冷卻采取快冷，控制 晶粒度；三次冷卻采取緩慢冷卻的控制方案，可減少裂紋的產(chǎn)生。與美國(guó)專利US5482107相比，本發(fā)明無(wú)需保留鑄帶的有利織構(gòu)，依然可以獲得高 磁感低鐵損滿足用戶要求的薄規(guī)格的冷軋產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明運(yùn)用薄帶連鑄能夠澆鑄薄規(guī)格帶鋼，以及鑄態(tài)組織中的柱狀晶是有利 織構(gòu)面的特點(diǎn)，可以省略熱軋工序或者在小熱軋變形量的條件，生產(chǎn)出滿足用戶需求的產(chǎn) 品。這樣不僅減少了工序，避免因熱軋工藝不當(dāng)引起的質(zhì)量缺陷，同時(shí)減少了設(shè)備損耗，降 低了設(shè)備維護(hù)檢修成本。(2)本發(fā)明通過(guò)提高鑄帶中等軸晶比例，從而改善產(chǎn)品冷軋過(guò)程中的瓦楞狀缺陷， 無(wú)須增加電磁攪拌以及其他設(shè)備，節(jié)省投資和設(shè)備維護(hù)成本。(3)本發(fā)明通過(guò)薄帶連鑄快速凝固的特點(diǎn)，放寬了無(wú)取向硅鋼冶煉的成分范圍，降 低了冶煉成本。(3)本發(fā)明工藝流程短、能耗低、效率高、生產(chǎn)成本低、制造方法簡(jiǎn)單、節(jié)能降耗明Mo


圖1為本發(fā)明薄帶連鑄連軋工藝流程示意圖；圖2為本發(fā)明的一種薄帶連鑄工藝流程；圖3為本發(fā)明另一種薄帶連鑄工藝流程；圖如 圖如為本發(fā)明實(shí)施例Al、Bi、Cl涉及的鑄帶凝固組織示意圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例中無(wú)取向硅鋼冷軋薄板的制造流程為經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐或者電爐冶煉、經(jīng)過(guò)精 煉工序后，冶煉出溫度和成分滿足要求的鋼水，經(jīng)過(guò)雙輥薄帶連鑄，二次冷卻、熱軋(不大 于15% )、三次冷卻、卷取、冷卻到室溫、酸洗、冷軋、(脫碳)、最終退火，獲得滿足用戶需求 的高磁感低鐵損的冷軋無(wú)取向硅鋼薄板。更具體地，如圖1所示，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐或者電爐冶煉、經(jīng)過(guò)精煉工序后，冶煉出溫度和 成分滿足要求的鋼水。達(dá)到本發(fā)明實(shí)施例的鋼水冶煉成分見(jiàn)表1，有A、B、C、D四個(gè)成分，單 位為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)％。鋼水從鋼包1經(jīng)過(guò)長(zhǎng)水口 2、中間包3和浸入式水口 4澆入到由兩個(gè)相 向旋轉(zhuǎn)的水冷結(jié)晶輥5、5’和側(cè)封板6形成的熔池7內(nèi)，經(jīng)過(guò)水冷結(jié)晶輥5、5’的冷卻形成 1 5mm鑄帶8，鑄帶經(jīng)過(guò)在密閉室14內(nèi)的二次冷卻裝置15控制其冷卻速度，通過(guò)擺動(dòng)導(dǎo)板 9、夾送輥10將鑄帶8送至熱軋機(jī)11，再經(jīng)三次冷卻裝置12，直至卷取機(jī)13。密閉室14內(nèi) 的氣體是惰性氣體的保護(hù)性氣氛。二次冷卻由氣噴嘴和支架等組成，其壓力、流量和位置可 以調(diào)節(jié)和控制。冷卻氣體可以是氬氣、氮?dú)狻⒑獾榷栊詺怏w，或者是幾種氣體的混和氣體。 三次冷卻采用水冷、氣霧冷卻、層流冷卻或者噴淋冷卻等。將鋼卷從卷取機(jī)取下后，經(jīng)過(guò)緩 慢冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)酸洗、冷軋、脫碳、退火等工藝。主要的工藝流程見(jiàn)圖2和圖3。在該流 程中，可以不經(jīng)過(guò)熱軋直接冷軋；也可以小于15%熱軋。如果成分中碳含量低于0.003%， 不需要經(jīng)過(guò)圖2和圖3的脫碳退火工序。冷軋可以一次冷軋，也可以采取帶中間退火的二 次冷軋。主要的工藝參數(shù)見(jiàn)表2。不同成分典型的鑄帶組織見(jiàn)圖如 圖如。實(shí)施例1采用電爐或者轉(zhuǎn)爐熔煉鋼水，經(jīng)過(guò)精煉工序后，將滿足表1中的A成分要求，余為 狗的鋼水，澆鑄成鑄帶。由于該成分中碳含量小于0.003%，因此不需要經(jīng)過(guò)脫碳處理。實(shí) 施例Al生產(chǎn)的工藝流程選擇圖2流程中無(wú)熱軋、無(wú)脫碳流程；實(shí)施例A2的生產(chǎn)工藝流程選 擇圖2流程中有熱軋、無(wú)脫碳流程，主要的工藝參數(shù)和產(chǎn)品的性能見(jiàn)表2中的Al和A2。實(shí)施例2采用電爐或者轉(zhuǎn)爐熔煉鋼水，經(jīng)過(guò)精煉工序后，將滿足表1中的B成分要求，余為 狗的鋼水，澆鑄成鑄帶。由于該成分中碳含量小于0.003%，因此不需要經(jīng)過(guò)脫碳處理。Bl 生產(chǎn)的工藝流程選擇圖2流程中無(wú)熱軋、無(wú)脫碳流程；B2選擇圖2中有熱軋、無(wú)脫碳流程， 主要的工藝參數(shù)和產(chǎn)品的性能見(jiàn)表2中的Bl和B2。實(shí)施例3采用電爐或者轉(zhuǎn)爐熔煉鋼水，經(jīng)過(guò)精煉工序后，將滿足表1中的C成分要求，余為 狗的鋼水，澆鑄成鑄帶。由于該成分中碳含量小于0.003%，因此不需要經(jīng)過(guò)脫碳處理。Cl 生產(chǎn)的工藝流程選擇圖2流程中無(wú)熱軋、無(wú)脫碳流程；C2選擇圖3中有熱軋、無(wú)脫碳流程， 主要的工藝參數(shù)和產(chǎn)品的性能見(jiàn)表2中的Cl和C2。實(shí)施例4采用電爐或者轉(zhuǎn)爐熔煉鋼水，經(jīng)過(guò)精煉工序后，將滿足表1中的D成分要求，余為 狗的鋼水，澆鑄成鑄帶。由于該成分中碳含量大于0.003%，因此需要經(jīng)過(guò)脫碳處理。Dl生 產(chǎn)的工藝流程選擇圖2流程中無(wú)熱軋、有脫碳流程；D2選擇圖2中有熱軋、有脫碳流程，主 要的工藝參數(shù)和產(chǎn)品的性能見(jiàn)表2中的Dl和D2。
權(quán)利要求
1.薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，包括如下步驟1)冶煉，鋼水成分重量百分比為c≤0.01%,Si ≤ 3.5%, Mn ≤ 2%, Al ≤ 1%, P ≤ 0. 1%, S ≤ 0. 01%, N ≤ 0. 01%, 0 ≤ 0. 02%，余鐵和不可避免雜質(zhì)；2)澆鑄，鋼水通過(guò)一對(duì)內(nèi)部具有循環(huán)冷卻作用的結(jié)晶輥，經(jīng)過(guò)快速凝固后直接澆鑄出 1 5mm厚的鑄帶；對(duì)于硅含量< 2. 5wt %的中低牌號(hào)硅鋼，過(guò)熱度不大于25°C，帶厚不小 于1. 5mm，控制等軸晶比例大于50% ；對(duì)于硅含量> 2. 5wt%的高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼，過(guò)熱度 不大于15°C，帶厚不小于1.8mm，控制等軸晶比例大于85% ；3)二次冷卻，鑄帶從結(jié)晶輥澆鑄出來(lái)后，經(jīng)過(guò)密閉室，在密閉室內(nèi)安裝二次冷卻裝置， 冷卻速度大于20°C /s，二次冷卻的控制溫度范圍為1350°C 1000°C ；4)三次冷卻，冷卻速度不大于30°C/s，三次冷卻的溫度范圍是1000°C 600°C ；5)卷取，卷取溫度大于600°C；6)酸洗，除磷；7)冷軋，根據(jù)產(chǎn)品的厚度要求以及鋼種的成分，可以一道次冷軋或者帶中間退火的二 次冷軋；8)最終退火處理，退火溫度850°C 1080°C；退火在可控氣氛如氫氣或者氫氣氮?dú)饣?合氣體中進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，步驟3)二 次冷卻后還可以熱軋，熱軋的壓下率不大于15%，熱軋溫度900 1200°C。
3.如權(quán)利要求2所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，熱軋壓下 率不大于10%。
4.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，鋼水成分 中還包含Sn、Sb、Cu、Cr和Ni中的一種或多種，單個(gè)元素的含量不超過(guò)0. 1%，總量不超過(guò) 0.2%，重量百分比計(jì)。
5.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，鑄帶厚度 優(yōu)選小于3mm。
6.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，二次冷卻 采用噴氣冷卻，冷卻氣體為氬氣、氮?dú)饣蚝?，或者是幾種混合氣體，冷卻速度大于35°C /S。
7.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，卷取溫度 優(yōu)選大于680°C。
8.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，最終退火 溫度 950°C 1080°C。
9.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，如果鋼水 成分中的碳含量高于0. 003%時(shí)，無(wú)取向硅鋼必須經(jīng)過(guò)脫碳退火，退火溫度850°C 1080°C; 使碳含量低于0. 003% ；退火在可控氣氛如氫氣或者氫氣氮?dú)饣旌蠚怏w中進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求9所述的薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼的制造方法，其特征是，脫碳退火 退火溫度優(yōu)選950°C 1080°C。
全文摘要
薄帶連鑄冷軋無(wú)取向電工鋼薄板的制造方法，包括如下步驟冶煉出溫度和成分滿足要求的鋼水，澆鑄到一對(duì)高速旋轉(zhuǎn)水冷結(jié)晶輥形成的熔池內(nèi)，經(jīng)過(guò)后續(xù)二次冷卻、熱軋、三次冷卻、卷取、冷卻到室溫、酸洗、冷軋、最終退火，獲得高磁感低鐵損的冷軋無(wú)取向硅鋼薄板。本發(fā)明采用薄帶連鑄工藝可以省略傳統(tǒng)工藝中熱軋減薄工序，避免因熱軋工藝不當(dāng)引起的質(zhì)量缺陷，同時(shí)減少了設(shè)備損耗，降低了設(shè)備維護(hù)檢修成本；通過(guò)控制凝固過(guò)程，提高鑄帶中等軸晶比例，從而改善產(chǎn)品冷軋過(guò)程中的瓦楞狀缺陷；通過(guò)薄帶連鑄快速凝固的特點(diǎn)，放寬了無(wú)取向硅鋼冶煉的成分范圍，降低了冶煉成本。本發(fā)明工藝流程短、能耗低、效率高、生產(chǎn)成本低、制造方法簡(jiǎn)單、節(jié)能降耗明顯。
文檔編號(hào)C21D1/26GK102041367SQ200910197639
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者于艷, 吳建春, 方園, 梁高飛, 王成全, 王波 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司