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一种高硅铝含量无取向硅钢带的制造方法.pdf

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  • 文档编号:5685236
  • 上传时间:2019-03-05
  • 格式:PDF
  • 页数:6
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110337166.9

    申请日:

    2011.10.31

    公开号:

    CN102367547A

    公开日:

    2012.03.07

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/14申请日:20111031|||公开

    IPC分类号:

    C22C38/14; C22C33/04; C21D8/12; C21D8/02

    主分类号:

    C22C38/14

    申请人:

    山西太钢不锈钢股份有限公司

    发明人:

    苗晓; 张文康; 贾成义; 冯占卫; 王新宇

    地址:

    030003 山西省太原市尖草坪街2号

    优先权:

    专利代理机构:

    太原市科瑞达专利代理有限公司 14101

    代理人:

    卢茂春

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    内容摘要

    一种高硅铝含量无取向硅钢板冷轧板的制造方法,属于材料制备领域,质量份数为C:0.003%、Si:3.20%、Mn:0.60%、P:0.008%、S:0.001%、Al:1.10%、Ti:0.002%、Ni≤0.03%、Cr≤0.03%、Cu≤0.03%,余量为Fe或微量元素及不可避免的杂质,其工艺路线是:转炉冶炼→真空炉精炼→连铸→热轧→常化→酸洗切边→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→退火,连铸坯经轧制后成带,热轧钢带进入酸洗线进行酸洗,酸洗完成后在线切边;切边后的钢卷在常化线进行常化退火,最后进行轧制和退

    权利要求书

    1: 一种高硅铝含量无取向硅钢带的制造方法, 按质量份数为 C : 0.003%、 Si : 3.20%、 Mn : 0.60%、 P: 0.008%、 S: 0.001%、 Al : 1.10%、 Ti : 0.002%、 Ni ≤ 0.03%、 Cr ≤ 0.03%、 Cu ≤ 0.03%, 余量为 Fe 或微量元素及不可避免的杂质, 其特征是它的工艺路线是转炉冶炼 →真空炉精炼→连铸→热轧→常化→酸洗切边→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→退火, 其中连铸坯经加热、 粗轧、 精轧后成品厚度为
    2: 3mm 的热轧钢卷 ; 热轧钢卷进入酸洗线进行 酸洗, 酸洗完成后在线切边, 剪切宽度是 1020mm ; 切边后的钢卷在常化线进行常化退火, 退 火温度为 950℃ ; 第一次冷轧轧程厚度是 0.75mm, 中间退火温度 900℃, 第二次冷轧轧程轧 至成品厚度是 0.35mm, 成品退火温度 960℃。
    3: 20%、 Mn : 0.60%、 P: 0.008%、 S: 0.001%、 Al : 1.10%、 Ti : 0.002%、 Ni ≤ 0.03%、 Cr ≤ 0.03%、 Cu ≤ 0.03%, 余量为 Fe 或微量元素及不可避免的杂质, 其特征是它的工艺路线是转炉冶炼 →真空炉精炼→连铸→热轧→常化→酸洗切边→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→退火, 其中连铸坯经加热、 粗轧、 精轧后成品厚度为 2.3mm 的热轧钢卷 ; 热轧钢卷进入酸洗线进行 酸洗, 酸洗完成后在线切边, 剪切宽度是 1020mm ; 切边后的钢卷在常化线进行常化退火, 退 火温度为 950℃ ; 第一次冷轧轧程厚度是 0.75mm, 中间退火温度 900℃, 第二次冷轧轧程轧 至成品厚度是 0.35mm, 成品退火温度 960℃。

    说明书


    一种高硅铝含量无取向硅钢带的制造方法

        技术领域 : 本发明属于材料制备领域, 所述的高硅铝含量是指硅和铝含量大于 4.0% 的无取向硅 钢, 其牌号是指 35TW210 和 35TW230, 具体涉及一种消除硅和铝含量大于 4.0% 无取向硅钢板 冷轧边裂的方法。
         背景技术 : 冷轧硅钢是一种重要的软磁材料, 主要用于制造电机铁芯、 E-I 片等。其主要技术指标 为铁损和磁感, 该指标是划分冷轧硅钢中低牌号和高牌号的主要依据。35TW210 和 35TW230 两个牌号是无取向硅钢中的高级产品, 其中 35TW210 是国际电工钢标准中所规定的最高牌 号。 由于其制造工艺复杂、 技术难度大、 设备要求高, 国外只有少数顶尖企业 (NSC 和 JFE) 可 以生产。
         35TW210 牌号的磁性能要求是 P15/50 ≤ 2.10W/kg、 B50 ≥ 1.60T, 35TW230 牌号的 性能要求是 P15/50 ≤ 2.30W/kg、 B50 ≥ 1.60T, 性能要求极其苛刻。开发该牌号的核心或 难点在于降低铁损, 为进一步降低铁损一般添加 4.0% 以上的硅和铝。生产该产品的工艺主 要有两种 : 即在冶炼工序生产高纯净钢水的的基础上, 采用一次冷轧工艺和两次冷轧工艺。
         冶炼高纯净的钢水是生产超低铁损的必要条件, 当今先进冶炼设备可以将杂质元 素含量之和 (S、 N、 Ti) 控制到小于 60ppm 水平, 但进一步提高的空间有限。在此种钢质条件 下采用一次冷轧工艺几乎不可能生产出 35TW210 牌号。采用两次压下率冷轧可以明显降低 铁损, 性能能够达到 35TW210 牌号的要求。
         两次冷轧的工艺路线是 “常化→冷轧→中间退火→二次冷轧→成品退火” , 该工艺 的特点是两次冷轧两次退火, 但由于材料本身含有较高的 Si 和 Al, 加工性较差, 经常化、 退 火后晶粒粗大, 易在冷轧过程产生边裂进而导致断带。边裂是限制两次冷轧工艺工业化应 用的瓶颈环节之一。
         检索相关专利和文献, 其中涉及解决冷轧边裂问题的方法主要有以下几种 : (1) 带钢边部激光加热法 日本某企业通过热轧带剪切法来减少边部缺陷, 但这造成边部有加工硬化层, 使热轧 带表面形状变坏, 冷轧过程产生边部裂纹。采用特公诏 60-218425 号公报的方法可以完全 防止冷轧边裂, 该方法的主要特点是热轧带剪边后边部经激光加热, 释放剪切过程产生的 应力, 以达到消除冷轧边裂的目的。
         据报道该方法效果明显, 但需进行设备改造, 投入较大, 生产成本明显增加。
         (2) 研磨掉加工硬化区 为防止冷轧时边裂, 冷轧前剪边并用砂轮沿板宽方向研磨掉纵剪引起的硬化区, 研磨 量为 0.5~1mm, 详见特公昭 5-76903。该方法同样需要对设备进行改造, 可行性较差。
         (3) 轧制油预热法 在轧制温度范围内, 随着温度的升高, 材料的塑性也会提高。 冷轧过程由于变形热的存 在钢板温度会快速升高, 但工艺润滑的需要, 需使用较大量的乳化液或轧制油, 导致板温快 速下降, 材料塑性降低。 日本特公昭 59-123712 报道, 将轧制油预热到 80℃以上可以防止冷
         轧边裂和断带现象。但采用该工艺带来的问题是冷轧钢带表面常出现轧制油引起的黑斑, 而且现在轧机多采用乳化液, 其中的部分成分会由于温度过高而分解、 失效。
         (4) 在线高频加热 轧制过程采用高频感应加热装置 (特开平 2000-63949) , 对钢板边轧制边加热, 这样对 钢带边部起到了保温和加热的作用, 促进过程组织的回复, 消除剪切和轧制应力, 该方法兼 顾上述 (1) 和 (3) 的优点, 效果较好, 但是同样需要增加设备投资, 制造成本也相应增加。
         (5) 热轧工艺控制 专利 《一种防止低碳冷轧极薄带钢产生边裂的制造方法》 , 公开号 : CN101811134A, 其 思路是对热轧过程的温度制度及轧制压下分配进行优化以实现消除冷轧边裂的目的 ; 该专 利主要是针对具有较高塑性的低碳钢, 而由于高牌号无取向硅钢边裂的产生原因并不在热 轧, 因此该专利并无实际的借鉴意义。
         35TW210 牌号无取向硅钢, 其 Si、 Al 含量之和达到了 4.3%, 然而随着 Si、 Al 含量的 提高钢带本身的强度增加、 塑性急剧降低, 冷加工困难, 极易出现带钢边裂等缺陷。
         材料塑性低是冷轧边裂的根本原因, 而切边过程造成的应力集中是诱导因素。板 坯经热轧后边部不整齐且存在边缘降, 因此在生产过程中一般将边部部分切除, 以提高成 品边部质量。但是, 在切除的过程中剪切应力聚集于切口位置, 造成边部出现加工硬化层, 且冷轧之前不能有效释放, 在冷轧过程中硬化层经过轧辊挤压变形, 应力进一步集中从而 导致出现边裂现象。 在国外消除热轧带钢剪切应力所采取的措施如本文之前所述, 一是采取边部加热 技术, 将边部应力释放, 另一种是用研磨掉边部加工硬化区。 以上两种方法均可以有效的消 除剪切应力, 但是采用此方法需要进行设备改造, 工期长、 投资大, 现阶段并不可行。
         为了提高磁性能, 高牌号硅钢在冷轧前通常要进行常化退火, 而退火可以促使材 料内部组织进行恢复和再结晶, 进而将剪切应力释放, 但问题在于切边工序位于退火之后, 起不到消除应力的目的。
         发明内容
         为了消除高硅铝含量无取向硅钢板冷轧边裂现象, 生产出表面无裂纹的无取向硅 钢产品, 本发明提供一种高硅铝含量无取向硅钢板冷轧板的制造方法。
         本发明的工艺路线是 : 包括热轧板 → 酸洗切边 → 常化 → 冷轧工艺环节, 其 中, 冶炼 : 产品成分 (质量份数) 为C: 0.003%、 Si : 3.20%、 Mn : 0.60%、 P: 0.008%、 S: 0.001%、 Al : 1.10%、 Ti : 0.002%、 Ni ≤ 0.03%、 Cr ≤ 0.03%、 Cu ≤ 0.03%, 余量为 Fe 或微量元素及不可 避免的杂质, 浇铸成一定规格尺寸的连铸坯。
         热轧 : 连铸坯经加热、 粗轧、 精轧后卷曲成卷。 粗轧采用 5 道次轧制, 各道次压下率 按设定要求设置, 粗轧终轧温度为 930℃, 精轧终轧温度为 820℃, 卷取温度 630℃, 热轧板 成品厚度为 2.3mm。
         酸洗切边 : 热轧钢卷首先在酸洗线进行酸洗, 酸洗完成后在线切边, 剪切宽度 1020mm。
         常化 : 切边后的钢卷在常化线进行常化退火, 退火温度为 950℃。
         冷轧退火 : 采 用 二 次 冷 轧 法, 第 一 轧 程 厚 度 0.75mm, 第二轧程轧至成品厚度0.35mm, 中间退火温度 900℃, 成品退火温度 960℃。
         为了达到消除剪切应力的效果, 通过工序间的重新布局, 将位于常化之后的切边 工序提前至常化之前, 将切边产生的剪切应力经常化后释放, 使引起冷轧边裂的内在原因 得到根除, 冷轧边部裂口完全消除。
         本发明, 利用生产厂现有的装备, 通过改变工序顺序, 将冷轧边裂问题得到解决。 该发明不需对钢带进行边部加热和研磨, 工艺路线简单, 生产效率高, 制造成本低。 具体实施方式
         下面结合实施例与对本发明作进一步详细说明。
         实施例 : 本实施例的工艺路线是转炉冶炼→真空炉精炼→连铸→热轧→酸洗切边 →常化→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→退火。
         其中, 冶炼 : 产品的成分 (质量份数) 为C: 0.003%、 Si : 3.20%、 Mn : 0.60%、 P: 0.008%、 S: 0.001%、 Al : 1.10%、 Ti : 0.002%、 Ni ≤ 0.03%、 Cr ≤ 0.03%、 Cu ≤ 0.03%, 余量为 Fe 或微量 元素及不可避免的杂质。浇铸成一定规格尺寸的连铸坯。
         热轧 : 连铸坯经加热、 粗轧、 精轧后卷曲成卷。 粗轧采用 5 道次轧制, 各道次压下率 按设定要求设置, 粗轧终轧温度为 930℃, 精轧终轧温度为 820℃, 卷取温度 630℃, 热轧板 成品厚度为 2.3mm。
         酸洗切边 : 热轧钢卷首先在酸洗线进行酸洗, 酸洗完成后在线切边, 剪切宽度 1020mm。
         常化 : 切边后的钢卷在常化线进行常化退火, 退火温度为 950℃。
         冷轧、 退火 : 采用二次冷轧法, 第一轧程厚度 0.75mm, 第二轧程轧至成品厚度 0.35mm, 中间退火温度 900℃, 成品退火温度 960℃。
         采用以上工艺和路线, 生产的高硅铝含量无取向硅钢板表面无裂纹, 磁性能良好, 电磁性能是指标 P15/50 是 2.03W/kg ; B50 是 1.670T。
         为了进一步体现本发明的效果, 下面给出对比实施例, 下述对比实施例应该归属 背景技术的范围 : 对比实施例的工艺路线是转炉→真空精炼→连铸→热轧→常化→酸洗切边→一次冷 轧→中间退火→二次冷轧→退火。
         冶炼 : 产品的成分 (质量份数) 为C: 0.003%、 Si : 3.20%、 Mn : 0.60%、 P: 0.008%、 S: 0.001%、 Al : 1.10%、 Ti : 0.002%、 Ni ≤ 0.03%、 Cr ≤ 0.03%、 Cu ≤ 0.03%, 余量为 Fe 或微量元 素及不可避免的杂质。浇铸成一定规格尺寸的连铸坯 ; 热轧 : 连铸坯经加热、 粗轧、 精轧后卷曲成卷。 粗轧采用 5 道次轧制, 各道次压下率按设 定要求设置, 粗轧终轧温度为 930℃, 精轧终轧温度为 820℃, 卷取温度 630℃, 热轧板成品 厚度为 2.3mm ; 常化 : 热轧板在常化线进行常化退火, 退火温度为 950℃ ; 酸洗切边 : 常化退火结束后进行酸洗, 酸洗完成后在线切边, 剪切宽度 1020mm ; 冷轧退火 : 采用二次冷轧。 第一轧程厚度 0.75mm, 第二轧程轧至成品厚度 0.35mm, 中间 退火温度 900℃, 成品退火温度 960℃。
         上述对比例生产出的高硅铝含量无取向硅钢板边部有大量明显的裂纹, 成品必须经二次切边后才能使用, 电磁性能是指标 P15/50 是 2.05W/kg ; B50 是 1.673T。
         通过对比可以看出, 实施例采用该发明的工艺路线后边部质量明显提升, 彻底消 除了边部裂纹。而实施例与对比例的产品电磁性能无明显差异, 处于同一水平。6

    关 键  词:
    一种 高硅铝 含量 取向 硅钢 制造 方法
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