一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法

摘要

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法。本发明所涉及的高牌号无取向硅钢，其化学成分按重量百分比计为：C≤0.004％、Si：2.6～3.4％、Mn：0.1～0.4％、Al：0.4～0.8％、S≤0.003％、N≤0.003％，其它为Fe。冶炼后的钢液经薄带连铸机制备成2～3mm铸带，经8～15％热轧后在1000～1150℃直接卷取，然后在1000～1100℃保温10～20min后，进行酸洗和温轧，温轧温度为200～500℃，压下量为70～85％。温轧后的板卷经退火和涂层处理制备出无取向硅钢板。本发明工艺简单、节省能耗和设备投资，同时可显著提高高牌号无取向硅钢的磁感值。

权利要求

1.一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）冶炼钢液，利用双辊薄带连铸机获得2 3mm厚的铸带，铸带出辊后经8 15%压下后直~ ~接进行卷曲，并送入保温炉保温10 20min，然后空冷至室温；

~

（2）铸带经酸洗后进行温轧，轧至成品厚度0.50mm；

（3）将温轧板在保护气氛中进行退火，经涂层后获得无取向硅钢成品；

步骤（1）中，所述的卷曲温度为1000 1150℃，铸带保温温度为1000 1100℃，保温时间~ ~为10 20min；

~

步骤（2）中，所述的温轧温度为200 500℃，总压下率70 85%；

~ ~

步骤（3）中，所述的退火温度为950 1100℃，保温时间为2 6min；按体积百分比计，退火~ ~气氛为H2≥40%的氢气与氮气的混合气体，露点≤ -15℃；

所涉及的高牌号无取向硅钢，其化学成分按重量百分比计为：C≤ 0.004%、Si：2.6~

3.4%、Mn：0.1 0.4%、Al：0.4 0.8%、S ≤ 0.003%、N ≤ 0.003%，其它为 Fe；

~ ~

所述的无取向硅钢横纵向平均磁感B50为1.735 1.745T，铁损P15/50为2.95 3.25W/~ ~kg。

说明书

一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法。

背景技术

[0002] 能源短缺和环境污染是电力行业日益突出的问题，这将促使机电产品的进一步小型化、高效率化发展，而开发低铁损、高磁通密度的冷轧无取向硅钢是减小现行电机产品体积、减少能耗、提高效率的主要途径。在无取向硅钢的常规生产流程中，沉重的大压下热轧使得热轧板中产生强的α(<110>//RD)和γ(<111>//ND)不利织构都组分，进而遗传到冷轧板和成品退火板中，造成产品磁感值普遍较低，限制电机效率的进一步提升。现有的无取向硅钢制备技术中，中国专利CN104294185B“一种高效电机用无取向电工钢及生产方法”和CN 104404396B“一种无需常化的高磁感无取向硅钢及用薄板坯生产方法”分别在无取向硅钢中加入适量的(Sn+Sb)和(Cu+P+Sn)使得成品的磁感值得到提升，但这必将增加相关的合金成本。

[0003] 薄带连铸可以显著缩短常规的热轧工艺，具有节能、环保等优势。目前，薄带连铸技术在制备无取向硅钢方面的应用已经有所报道。中国专利CN102274936B公布一种基于双辊薄带连铸技术的无取向硅钢板的制造方法，该专利将钢液的温度温度提高到1610～1720℃，并在冷轧前引入一定的温轧，从而获得B50在1.71T左右的无取向硅钢，尽管其磁感值相对常规产品有所提高，但仍然较低。中国专利CN104762551B“一种薄带连铸高磁感无取向硅钢的制造方法”和CN102936644B“一种提高双辊薄带连铸无取向电工钢磁性能的方法”通过在铸带中获得较大比例的柱状晶，并在冷轧前引入一定的热轧，并将冷轧压下量控制在60％以下，从而获得高磁感的无取向硅钢产品，但其仅能将产品磁感值进一步提升0.01～
0.03T。因此，仍然需要探究高效的制备工艺，进一步提高无取向硅钢的磁感、降低铁损，从而满足我国社会经济发展的要求。本专利申请是在国家自然科学基金项目(51674080)资助下完成的。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，目的改善铸带的冷轧塑性，并进一步提高高牌号无取向硅钢的磁感值。

[0005] 本发明的技术方案是：

[0006] 一种基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，按以下步骤进行：

[0007] (1)冶炼钢液，利用双辊薄带连铸机获得2～3mm厚的铸带，铸带出辊后经8～15％压下后直接进行卷曲，并送入保温炉保温10～20min，然后空冷至室温；

[0008] (2)铸带经酸洗后进行温轧，轧至成品厚度0.50mm；

[0009] (3)将温轧板在保护气氛中进行退火，经涂层后获得无取向硅钢成品。

[0010] 步骤(1)中，所述的卷取温度为1000～1150℃，铸带保温温度为1000～1100℃，保温时间为10～30min。

[0011] 步骤(2)中，所述的温轧温度为200～500℃，总压下率70～85％。

[0012] 步骤(3)中，所述的退火温度为950～1100℃，保温时间为2～6min；按体积百分比计，退火气氛为H2≥40％的氢气与氮气的混合气体，露点≤-15℃。

[0013] 所涉及的高牌号无取向硅钢，其化学成分按重量百分比计为：C≤0.004％、Si：2.6～3.4％、Mn：0.1～0.4％、Al：0.4～0.8％、S≤0.003％、N≤0.003％，其它为Fe。

[0014] 所述的无取向硅钢横纵向平均磁感B50为1.735～1.745T，铁损P15/50为2.95～3.25W/kg。

[0015] 本发明的优点及有益效果是：

[0016] (1)本发明铸带经小变形后直接进行高温卷取并保温处理，一方面可以保证铸带板形，另一方面可以节省铸带的余热。此外，铸带高温热处理可以促使铸带中固溶的粒子析出并粗化，从而减少其对退火时再结晶晶粒长大的钉扎作用，降低铁损。

[0017] (2)本发明铸带进行温轧可以减少轧机负荷，改善板形，提高成材率。此外，铸带温轧可以增强退火板中的{100}<0vw>和{hkl}<001>有利织构组分。

[0018] (3)本发明的产品磁感值比现有同牌号商业化产品提高0.05～0.08T。

[0019] (4)本发明的制造工艺简单、紧凑，节省能耗和设备投资，降低成本。

附图说明

[0020] 图1为本发明的薄带连铸高牌号无取向硅钢制备工艺示意图。

[0021] 图2为本发明实施例2中退火板的组织。

[0022] 图3为本发明实施例2中退火板的织构。

具体实施方式

[0023] 在具体实施过程中，如图1所示，本发明的薄带连铸高牌号无取向硅钢制备工艺如下：控制钢液浇注温度为1530～1590℃，冶炼钢水后浇入中间包内，经布流水口流入薄带连铸机，在两个旋转的结晶辊和侧封板组成的结晶器内形成熔池，钢水凝固后形成铸带；经过一道次5～15％热轧后直接进行卷取；热轧经过热处理后进行酸洗和温轧；温轧板经再结晶退火后进行涂层处理。

[0024] 下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

[0025] 实施例1

[0026] 本实施例中，基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，按以下步骤进行：

[0027] 按重量百分比计，利用中频真空感应炉冶炼成分为：C 0.0035％，Si 2.6％，Mn 0.15％，Al 0.45％，S 0.0027％，N 0.0030％，余量为Fe的钢水，控制钢液浇注温度为1590℃，利用双辊薄带连铸机获得2.2mm铸带。铸带出辊后经12％压下后直接进行卷曲，卷曲温度1150℃。将铸带送入1100℃的保温炉中保温10min后空冷至室温。随后将铸带进行酸洗并温轧至0.5mm，压下率75％，温轧温度200℃。然后将温轧板进行1100℃、3min的退火，退火气氛为50％N2+50％H2(体积百分比)，露点-15℃，经涂层后获得无取向硅钢板。本实施例制备的无取向硅钢成品板横纵向平均磁感B50为1.745T，横、纵向平均铁损为3.05W/kg，较常规方法制备的无取向硅钢板的磁感应强度高0.06～0.08T。

[0028] 实施例2

[0029] 本实施例中，基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，按以下步骤进行：

[0030] 按重量百分比计，利用中频真空感应炉冶炼成分为：C 0.0037％，Si 3.0％，Mn 0.35％，Al 0.72％，S 0.0025％，N 0.0027％，余量为Fe的钢水，控制钢液浇注温度为1550℃，利用双辊薄带连铸机获得2.5mm铸带。铸带出辊后经15％压下后直接进行卷曲，卷曲温度1070℃。将铸带送入1000℃的保温炉中保温20min后空冷至室温。随后将铸带进行酸洗并温轧至0.5mm，压下率76％，温轧温度320℃。然后将温轧板进行950℃、6min的退火，退火气氛为60％N2+40％H2(体积百分比)，露点-20℃，经涂层后获得无取向硅钢板。本实施例制备的无取向硅钢成品板横纵向平均磁感B50为1.741T，横、纵向平均铁损为2.98W/kg，较常规方法制备的无取向硅钢板的磁感应强度高0.06～0.08T。

[0031] 如图2、图3所示，从退火板的组织和织构可以看出，相比于常规产品，该工艺制备的无取向硅钢组织相对均匀，织构中不利的γ组分几乎消失，而呈现出有利的强Goss组分，从而显著提高磁感。

[0032] 实施例3

[0033] 本实施例中，基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，按以下步骤进行：

[0034] 按重量百分比计，利用中频真空感应炉冶炼成分为：C 0.0037％，Si 3.4％，Mn 0.25％，Al 0.54％，S 0.0025％，N 0.0030％，余量为Fe的钢水，控制钢液浇注温度为1540℃，利用双辊薄带连铸机获得3.0mm铸带。铸带出辊后经8％压下后直接进行卷曲，卷曲温度
1020℃。将铸带送入1000℃的保温炉中保温20min后空冷至室温。随后将铸带进行酸洗并温轧至0.5mm，压下率82％，温轧温度450℃。然后将温轧板进行1100℃、2min的退火，退火气氛为40％N2+60％H2(体积百分比)，露点-18℃，经涂层后获得无取向硅钢板。本实施例制备的无取向硅钢成品板的横纵向平均磁感B50为1.737T，平均铁损为2.95W/kg，较常规方法制备的无取向硅钢板的磁感应强度高0.06～0.08T。

[0035] 实施例4

[0036] 本实施例中，基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，按以下步骤进行：

[0037] 按重量百分比计，利用中频真空感应炉冶炼成分为：C 0.0037％，Si 3.4％，Mn 0.25％，Al 0.54％，S 0.0025％，N 0.0030％，余量为Fe的钢水，控制钢液浇注温度为1540℃，利用双辊薄带连铸机获得3.0mm铸带。铸带出辊后经8％压下后直接进行卷曲，卷曲温度
1020℃。将铸带送入1000℃的保温炉中保温20min后空冷至室温。随后将铸带进行酸洗并温轧至0.5mm，压下率82％，温轧温度500℃。然后将温轧板进行1050℃、3min的退火，退火气氛为50％N2+50％H2(体积百分比)，露点-20℃，经涂层后获得无取向硅钢板。本实施例制备的无取向硅钢成品板横纵向平均磁感B50为1.735T，横、纵向平均铁损为3.24W/kg，较常规方法制备的无取向硅钢板的磁感应强度高0.05～0.07T。

[0038] 实施例5

[0039] 本实施例中，基于薄带连铸的高牌号无取向硅钢制备方法，按以下步骤进行：

[0040] 按重量百分比计，利用中频真空感应炉冶炼成分为：C 0.0035％，Si 3.1％，Mn 0.3％，Al 0.55％，S 0.0030％，N 0.0028％，余量为Fe的钢水，控制钢液浇注温度为1550℃，利用双辊薄带连铸机获得2.0mm铸带。铸带出辊后经15％压下后直接进行卷曲，卷曲温度1070℃。将铸带送入1000℃的保温炉中保温20min后空冷至室温。随后将铸带进行酸洗并温轧至0.5mm，压下率70％，温轧温度250℃。然后将温轧板进行1000℃、4min的退火，退火气氛为60％N2+40％H2(体积百分比)，露点-15℃，经涂层后获得无取向硅钢板。本实施例制备的无取向硅钢成品板横纵向平均磁感B50为1.740T，横、纵向平均铁损为3.15W/kg，较常规方法制备的无取向硅钢板的磁感应强度高0.06～0.08T。

[0041] 实施例结果表明，本发明工艺简单、节省能耗和设备投资，同时可显著提高高牌号无取向硅钢的磁感值。