一种短流程无取向硅钢的生产方法

摘要

本发明涉及短流程无取向硅钢的生产方法，铁水进入转炉冶炼并真空处理，获得钢水；将钢水浇铸成厚铸坯；通过隧道炉内均热保温；进行七轧机连轧，控制精轧终轧温度在780℃～860℃，第一道次压下率控制在40％～50％，且前两道次的累积压下率控制在70％～80％，轧至板厚2.0mm～2.5mm；卷取温度控制在650℃～800℃；进行酸洗；进行冷轧，累计压下率控制在75％～85％，成品厚度在0.50±0.010mm；进行成品退火：温度控制在860～990℃，保温45～90s；涂层、剪切与包装，获得成品。利用热轧各道次压下率的精确控制和成份控制，有效的降低短流程工艺生产中低牌号无取向硅钢瓦楞状缺陷发生率。

权利要求

1.一种短流程无取向硅钢的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：S001、铁水进入转炉冶炼并真空处理，获得目标成份钢水，钢水中各组分及重量百分比含量为：

C：≤0.0028％，Si：1.20％～1.80％，Al：≤0.30％，Mn：≥0.50％，P：≤0.022％，S：≤

0.0029％，N：≤0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质；

S002、将钢水浇铸成45mm～110mm厚铸坯，拉速3.0m/min～6.0m/min；

S003、通过隧道炉内均热保温，均热温度控制在900℃～1150℃；

S004、进行七轧机连轧，控制精轧终轧温度在780℃～860℃，第一道次压下率控制在

40％～50％，且前两道次的累积压下率控制在70％～80％，轧至板厚2.0mm～2.5mm；

S005、卷取温度控制在650℃～800℃；

S006、进行酸洗；

S007、进行冷轧，累计压下率控制在75％～85％，成品厚度在0.50±0.010mm；

S008、进行成品退火：温度控制在860～990℃，保温45～90s,在H2：N2＝1:1的混合气中进行退火；

S009、涂层、剪切与包装，获得成品。

2.根据权利要求1所述的一种短流程无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述S001具体为：

铁水经预处理脱硫，进入转炉进行冶炼，后真空脱碳和合金化,获得目标成份钢水。

3.根据权利要求1所述的一种短流程无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述S002具体为：

将1530℃～1570℃的钢水通过中间包进入连铸机结晶器，经过扇形段浇铸成45mm～

110mm厚铸坯，拉速3.0m/min～6.0m/min。

4.根据权利要求1所述的一种短流程无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述S006具体为：

进行酸洗，酸液温度控制在82℃～92℃。

说明书

一种短流程无取向硅钢的生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无取向硅钢领域，具体涉及一种短流程无取向硅钢的生产方法。

背景技术

[0002] 无取向硅钢作为制作电机和压缩机铁芯的关键材料，其生产制备流程，性能要求都在不断提高，其中生产流程随着绿色、低碳、节能、环保等要求提升，通过缩短流程，减少
排放、降低能耗等方面入手，出现了常规流程→连铸连轧→薄带铸轧的演化形式。

[0003] 常规流程生产无取向电工钢的常规流程主要由炼钢、连铸、热轧及后工序的酸洗冷轧和退火工序组成，常规流程的铸坯较厚，冷却速度慢，偏析严重，需要在后续的加热炉
中高温保温，氧化严重，造成了资源与能源的浪费；连铸连轧在铸坯成型后，经过短时间的
保温(≤60min)随即进行热轧，充分利用了铸坯带来的热量，从钢水到热轧成品，速度快，周
期短，节能效果显著，同时因其特殊的工艺，连铸连轧较常规流程生产的无取向电工钢磁感
有一定优势。

[0004] 相关资料显示，当钢水的Si＞1.7％且C≤0.01％时，铸坯中(100)柱状晶尺寸更大，热轧过程中由于(100)位向相对于其他位向动态回复和再结晶困难、不易发生γ→α相
变等原因，致使粗大伸长的(100)柱状晶不能完全被破碎并再结晶以变形的带状组织保留
下来。冷轧塑性变形过程中，冷轧前的等轴晶转变为扁平纤维状，粗大的带状组织经冷轧压
缩变形后仍然保留为粗大的形变带。由于这种粗大的带状组织和其他细小的等轴晶之间存
在性能的差异(变形抗力差异)，冷轧后的板面出现凹凸不平的瓦楞状缺陷，沿轧向凸凹不
平的瓦楞状缺陷在退火后更加明显，导致涂液用量增加，涂层较厚且不均，层间电阻降低，
产品的叠片系数降低和使用性能恶化，带钢热轧基体组织的差异，造成宏观横纵向电磁性
能及机械性能差别增大。

[0005] 这在使用连铸连轧工艺生产中低牌号硅钢上也有所表现，虽然工序成本、性能上连铸连轧工艺均有优势，但由于冷却时间短，铸坯组织中柱状晶过于发达，如果没有对应的
粗轧设备，无粗轧大压下的情况下，热轧生产时无法完全破碎，因而，连铸连轧工艺生产的
热轧板就会存有较大的纤维组织，在后工序的薄带成品上表现出明显的瓦楞状缺陷，影响
用户叠片使用与冲片，最终影响电机效能，给制造厂家与用户带来损失。

[0006] 《薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢及其方法》(CN 102134675)，其化学组分及wt％为：Si：0.15～2.2％，Al：≤0.008％，Mn：0.15～1.5％，C：≤0.008％，P：0.004～
0.15％，S：≤0.008％，[O]≤40ppm，N：≤0.005％，Ti：≤0.008％，经过转炉冶炼并真空处
理，连铸成50～90mm厚的板坯，在隧道炉内均热后七轧机连轧，卷取、酸洗、冷轧与再结晶退
火。主要解决薄板坯连铸连轧浇铸性差的问题，对瓦楞的产生与控制均未有说明。

[0007] 《薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢及制造方法》(CN 108511577)，其化学组分及wt％为：Si：2.2～3.2％，Al：0.25～1.0％，Si+Al：2.5～3.7％，Mn：0.20～0.50％，C：≤
0.003％，S：≤0.002％，N：≤0.002％，Cu：≤0.02％，其余为Fe及残余，满足：Si+Al≤4.2％，
‑7 ‑7
[Al]×[N]：5×10‑8～1.5×10 ，[Mn]×[S]：2×10‑8～1.0×10 ，经过薄板坯连铸连轧工
艺得到无取向电磁钢板薄带。该专利通过控制液芯压下率提高等轴晶比例，细化柱状晶，控
制精轧前两道次的总压下率为65～75％，以推动动态再结晶和柱状晶的破碎，此外还需要
常化最终消除瓦楞状缺陷，这就增加了成本，适用对象为硅含量较高品种，成品牌号较高。

[0008] 《一种用薄板坯连铸连轧生产的高硅钢及制备方法》(CN 104630619)，其化学组分及wt％为：C：≤0.003％，Si：4.5～7.0％，Mn：0.25～1.0％，Al：≤0.008％，S：≤0.005％，N：
≤0.003％，[O]≤20ppm，其余为Fe及残余。该方法为高硅钢制备方法，对象不同。

[0009] 《一种采用薄板坯无头轧制生产无取向电工钢的方法》(CN 109023116)，其化学成分及wt％为：C：≤0.008％，Si：≤1.0％，Mn：≤0.5％，P：≤0.05％，S：≤0.008％，Al：≤
0.010％，S：≤0.008％，N：≤0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质，经过连铸连轧、酸洗和
冷轧后退火处理制得。该专利Si含量较低，合金含量总体较少，不涉及瓦楞状缺陷的改善与
降低。

[0010] 《一种控制硅钢瓦楞缺陷的方法》(CN 104878288)，其化学成分及wt％为：Si：1.20～1.75％，Mn：0.90～1.10％，Als：0.20～0.30％，P：≤0.025％，S：≤0.0060％，其余为Fe和
不可避免的杂质。通过Mn等合金元素的含量控制，扩大奥氏体相区，结合热轧工艺的控制细
化钢组织，解决薄板坯生产中牌号无取向硅钢的瓦楞缺陷问题。在热轧过程中使用两道次
粗轧，总压下量为35～40mm，且要求粗轧第一道次压下率为30～35％，这就对连铸连轧机组
有包含粗轧设备的要求。

[0011] 《一种表面质量优良的冷轧无取向电工钢带及其制备方法》(CN 108531812)，其化学成分及wt％为：C：≤0.005％，Si：1.5～2.5％，Mn：0.1～0.5％，Al：0.1～0.4％，P：≤
0.040％，S：≤0.007％，N：≤0.005％，Ti：≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质。钢水通
过连续浇铸和液芯压下成薄板坯，薄板坯直接进入加热炉加热保温，再经过七机架连轧轧
制成2.0～2.5mm厚的热轧板，酸洗后采用两次冷轧法，中间退火工艺，成品退火涂层，制得
0.5mm厚的电工钢带成品。采用两次冷轧法可以有效的消除瓦楞缺陷，但成本大幅上升。

[0012] 此外，也有通过采用电磁搅拌方法，提高钢坯等轴晶率的，如JP 1975‑16616，对凝固过程中的钢水进行电磁搅拌，抑制柱状晶的生长，可使得凝固后铁素体不锈钢铸坯的等
轴晶率稳定在60％以上，但是该方法的缺点在于搅拌效果取决于钢中硅含量、电磁搅拌次
数，需要长期摸索，对于钢厂来说，上马电磁搅拌设备一次投资性较大，生产成本很高。

发明内容

[0013] 本发明的目的在于提供一种短流程无取向硅钢的生产方法，以克服现有技术中存在的不足。

[0014] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种短流程无取向硅钢的生产方法，具体步骤如下：

[0015] S001、铁水进入转炉冶炼并真空处理，获得目标成份钢水，钢水中各组分及重量百分比含量为：

[0016] C：≤0.0028％，Si：1.20％～1.80％，Al：≤0.30％，Mn：≥0.50％，P：≤0.022％，S：≤0.0029％，N：≤0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质；

[0017] S002、将钢水浇铸成45mm～110mm厚铸坯，拉速3.0m/min～6.0m/min；

[0018] S003、通过隧道炉内均热保温，均热温度控制在900℃～1150℃；

[0019] S004、进行七轧机连轧，控制精轧终轧温度在780℃～860℃，第一道次压下率控制在40％～50％，且前两道次的累积压下率控制在70％～80％，轧至板厚2.0mm～2.5mm；

[0020] S005、卷取温度控制在650℃～800℃；

[0021] S006、进行酸洗；

[0022] S007、进行冷轧，累计压下率控制在75％～85％，成品厚度在0.50±0.010mm；

[0023] S008、进行成品退火：温度控制在860～990℃，保温45～90s；

[0024] S009、涂层、剪切与包装，获得成品。

[0025] 进一步，S001具体为：

[0026] 铁水经预处理脱硫，进入转炉进行冶炼，后真空脱碳和合金化,获得目标成份钢水。

[0027] 进一步，S002具体为：

[0028] 将1530℃～1570℃的钢水通过中间包进入连铸机结晶器，经过扇形段浇铸成45mm～110mm厚铸坯，拉速3.0m/min～6.0m/min。

[0029] 进一步，S006具体为：

[0030] 进行酸洗，酸液温度控制在82℃～92℃。

[0031] 进一步，S008具体为：

[0032] 在H2：N2＝1:1的混合气中进行退火，其温度控制在860℃～990℃，保温45s～90s。

[0033] Si：控制范围为1.20％～1.80％，Si是提高电阻率的主要元素，是降低铁损的重要合金元素，同时也是明显缩小γ相区元素，≥1.8％时，在热轧过程中极易发生部分相变或
不发生相变，导致板坯中的柱状晶难以细化，遗传至后续工序，最终成品出现瓦楞状缺陷；

[0034] Al：≤0.30％，Al的作用与Si相似，可明显提高电阻率和使晶粒长大，而对钢强度和硬度的影响又不像Si那样明显，且稳定铁素体的作用比Si更强，在目前的生产能力下，有
效的解决了水口堵塞之后，可以适当的提高Al含量，兼顾生产与性能需求；

[0035] Mn：控制≥0.50％，Mn是明显扩大γ相区的合金元素，可有效降低相变温度，且对磁性影响不大，但Mn含量的提高也提高了钢的强度和硬度，加大轧制负荷，影响板型，在解
决轧制能力的基础上，结合成本控制，可以得到Mn含量的上限；

[0036] C、S、N：均是本发明的杂质元素，对磁性能不利，需要严加控制；

[0037] P是残余元素，对磁性能不利，要求控制P≤0.022％；

[0038] 工艺控制方面：

[0039] 本发明中钢水浇注温度控制在1530℃～1570℃，温度太低，钢水发粘不利于夹杂物上浮排除且钢水易在结晶器内较早凝结，影响持续浇注；钢水温度太高则耐材冲蚀严重，
夹杂物增多，结晶器中凝固的坯壳较薄，容易出现漏钢，不利于拉速的提高和产量的提升，
因此将浇注温度控制在1530℃～1570℃；

[0040] 铸坯厚度控制在45mm～110mm厚范围，铸坯厚度太薄单位时间产量低，由于比表面积相对大使得表面质量变差；铸坯太厚如果在单位长度下冷却能力不足导致铸坯鼓肚影响
难以生产，同时增加轧机负荷，降低轧机寿命；

[0041] 将拉速控制在3.0m/min～6.0m/min，拉速太低，轧制节奏慢，单位时间产量低，过程温降大导致终轧温度和卷取温度低，恶化磁性；拉速太高，铸坯坯壳薄容易漏钢，同时冷
却速度快易产生裂纹影响铸坯质量，对设备的冷却能力要求也高；

[0042] 将隧道炉内均热保温温度控制在900℃～1150℃，低于900℃，会导致后续热轧轧制过程温度低，再结晶不充分，易出现瓦楞状缺陷，同时热轧加工负荷大。高于1150℃，则会
出现细小弥散析出相，阻碍晶粒长大，对降低铁损不利，表面也易附着氧化铁皮，增加表面
缺陷；

[0043] 控制精轧终轧温度在780℃～860℃，较高的终轧温度有利于获得粗大的铁素体组织，成品磁性较好，但不能过高，热轧过程中发生两相区相变则出现混晶组织导致磁性恶
化，其中控轧控冷满足：(a)精轧第一道次压下率控制在40％～50％，且前两道次的累积压
下率控制在70％～80％；(b)优化的精轧终轧温度控制在780℃～820℃；以杜绝瓦楞缺陷的
发生。

[0044] 卷取温度控制在650℃～800℃，适当的卷取温度有利于晶粒的生长，但太高的卷取温度导致氧化铁皮难以酸洗，影响成品表面质量；

[0045] 将成品退火温度控制在860℃～990℃，保温45s～90s，温度低于860℃和保温时间小于45s，不能达到再结晶效果；温度高于990℃和保温时间大于90s，对成品组织的晶粒度
过大对冲片性不利，同时不利织构变强，铁损增加磁感降低。

[0046] 本发明具有以下有益效果：

[0047] 在使用连铸连轧工艺生产中低牌号硅钢过程中，虽然工序成本、性能上连铸连轧工艺均有优势，但由于冷却时间短，铸坯组织中柱状晶过于发达，如果没有对应的粗轧设
备，无粗轧大压下的情况下，热轧生产时无法完全破碎，因而，连铸连轧工艺生产的热轧板
就会存有较大的纤维组织，在后工序的薄带成品上表现出明显的瓦楞状缺陷，影响用户叠
片使用与冲片，最终影响电机效能，给制造厂家与用户带来损失，而本发明采用优化热轧工
艺的方法，利用热轧各道次压下率的精确控制和成份控制，无需增添设备、无需大幅增加工
序，有效的降低短流程工艺生产中低牌号无取向硅钢瓦楞状缺陷发生率，且性能与之前相
当的，有较大的经济效益。

附图说明

[0048] 图1为对比例芯部金相图；

[0049] 图2为对比例边部金相图；

[0050] 图3为实施例芯部金相图；

[0051] 图4为实施例边部金相图。

具体实施方式

[0052] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0053] 一种短流程无取向硅钢的生产方法，具体步骤如下：

[0054] S001、铁水经预处理脱硫，进入转炉进行冶炼，后真空脱碳和合金化,获得目标成份钢水，钢水中各组分及重量百分比含量为：

[0055] C：≤0.0028％，Si：1.20％～1.80％，Al：≤0.30％，Mn：≥0.50％，P：≤0.022％，S：≤0.0029％，N：≤0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质；

[0056] S002、将1530℃～1570℃的钢水通过中间包进入连铸机结晶器，经过扇形段浇铸成45mm～110mm厚铸坯，拉速3.0m/min～6.0m/min；

[0057] S003、通过隧道炉内均热保温，均热温度控制在900℃～1150℃；

[0058] S004、进行七轧机连轧，控制精轧终轧温度在780℃～860℃，第一道次压下率控制在40％～50％，且前两道次的累积压下率控制在70％～80％，轧至板厚2.0mm～2.5mm；

[0059] S005、卷取温度控制在650℃～800℃；

[0060] S006、进行酸洗，酸液温度控制在82℃～92℃；

[0061] S007、进行冷轧，累计压下率控制在75％～85％，成品厚度在0.50±0.010mm；

[0062] S008、在H2：N2＝1:1的混合气中进行退火，其温度控制在860℃～990℃，保温45s～90s；

[0063] S009、涂层、剪切与包装，获得成品。

[0064] 表1本发明各实施例及对比例的取值列表(wt％)

[0065]

[0066]

[0067] 表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表(一)

[0068]

[0069]

[0070] 表3本发明各实施例及对比例性能检测情况列表

[0071]

[0072]

[0073] 从表3、及图1～图4中可知，本发明例与对比例相比，由于热轧F1与F2道次压下率的控制，终轧温度的选择，在不降低原有磁性能的基础上，可以有效地消除瓦楞状缺陷。

[0074] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。