一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，特别涉及一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法。将成分C≤0.003％，Si 2.0～4.5％，Mn 0.1～0.25％，Al≤0.002％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe的钢水通过垂直式薄带连铸机进行铸带制备，薄带经过喷气冷却、卷取、高温常化热处理、酸洗冷轧和快速二次再结晶退火后获得厚度规格为0.2～0.35mm，性能为P17/50为0.95～1.4W/kg，轧向磁感B8为1.82T以上的成品取向硅钢板。本发明专利技术主要采用微氧化氩气氛、高温长时间热处理使铸带{110}取向晶粒异常长大，且面积分数在90％以上，经一阶段冷轧70～80％以后，950～1085℃保温10min完成快速二次再结晶。

Method for fast two recrystallization of oriented silicon steel based on thin strip continuous casting process

The invention belongs to the field of metallurgical technology, in particular to a method for fast two recrystallization of oriented silicon steel based on a thin strip continuous casting process. The composition of C = 0.003%, Si 2 ~ 4.5%, 0.1 ~ 0.25% Mn, Al = 0.002%, S = 0.002%, N = 0.003%, the remainder is Fe steel by vertical thin strip continuous casting machine for strip preparation, strip coiling, jet cooling, after high temperature normalizing heat treatment and pickling the two cold rolling and rapid recrystallization annealing after thickness is 0.2 ~ 0.35mm, the performance of P17/50 is 0.95 ~ 1.4W/kg, rolling to the magnetic induction B8 product oriented silicon steel more than 1.82T. The invention mainly adopts micro oxidation in argon atmosphere, high temperature and long time heat treatment of cast with {110} orientation and abnormal grain growth, and the area fraction of at least 90%, after a cold stage 70 ~ 80%, 950 ~ 1085 DEG C for 10min fast two times recrystallization.

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法
本专利技术属于冶金
，特别涉及一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法。
技术介绍
取向硅钢沿轧制方向具有高磁感、低铁损的优良磁性能，主要用于各种变压器的铁芯，是电力电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。传统取向硅钢制备工艺复杂冗长主要包括：冶炼—连铸—铸坯高温加热—热轧—常化—冷轧—脱碳退火—高温退火等。其中,二次再结晶退火是整个取向硅钢生产流程中最耗时的一道工序，从钢卷进入高温退火炉到完成二次再结晶及净化退火并冷却出炉，合计总退火时间约为1周。可见，优化二次再结晶退火工艺是提高取向硅钢生产效率最具潜力的选择。已有研究结果表明，限制二次再结晶退火升温速度的主要原因有两个：1.高温退火一般采用罩式退火，钢卷内外温差比较大，要保证磁性能的均匀性，需要采用缓慢升温；2.高温退火的主要目的是保证Goss晶粒发生二次再结晶，缓慢的升温有利于降低抑制剂粗化速率，扩大适合Goss晶粒选择性长大的温度范围，降低前期工艺对组织织构及抑制剂的调控难度。双辊薄带连铸技术从根本上改变了传统的薄带钢生产方法，可不需经过连铸、加热、热轧和常化等生产工序，而是以转动的两个铸辊为结晶器，将液态钢水直接注入铸辊和侧封板组成的熔池内，由液态钢水直接生产出厚度为1～6mm薄带；其工艺特点是液态金属在结晶凝固的同时承受压力加工和塑性变形，在很短的时间内完成从液态金属到固态薄带的全部过程，极大简化生产流程。日本新日铁专利(平2-258149，1990)主要特征在于铸轧工艺参数及冷轧工艺对取向硅钢磁性能的影响，意大利特尔尼公司的美国专利(US6964711)增加了一道次热轧工艺其特征在与热轧工艺对磁性能的影响。美国Armco公司的美国专利(US6739384)主要特征在于对二次冷却速度及一阶段冷轧压下率对磁性能的影响；中国东北大学专利(公开号CN104294155A)主要特征是在成分上采用超低碳设计及两阶段冷轧工艺制备高磁感取向硅钢。这些专利专利均是基于正常抑制剂成分的取向硅钢，同样需要进行长时间的热处理过程完成二次再结晶。日本公开特许公报(公开号2000-129353)公开了一种无抑制剂快速二次再结晶的方法，但是其控制思路在于通过常规流程的常化和二次冷轧获得所需Goss晶粒种子。美国专利(USPatent2473156)公开了一种通过取向硅钢成品板冷轧和连续退火获得Goss取向晶粒极薄硅钢带的方法，其技术要点在通过于取向硅钢板冷轧-退火过程中的特殊遗传关系获得最终目标组织，其缺点在于原料成本较高，且只能生产0.10mm以下的产品。
技术实现思路
针对现有取向硅钢在制备方法及性能方面存在的上述问题，本专利技术提供一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法。通过双辊铸轧独特的变形及凝固行为，配合合适的热处理工艺获得高斯织构较强的薄带坯，冷轧后退火可快速获得高斯织构二次再结晶。本专利技术的技术方案是：一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法，按以下步骤进行：(1)按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比为：C≤0.003％，Si2.0～4.5％，Mn0.1～0.25％，Al≤0.002％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe；(2)薄带连铸过程：将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度1200～1250℃，控制钢水进入熔池时过热度为10～20℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速50～70m/min，控制熔池液位高度150～180mm，控制铸带厚度1.0～2.0mm；(3)将铸带去除氧化皮后在氩气氛中热处理，温度为1100～1200℃，保温时间为10～15h，气氛露点控制为10～20℃，促使{110}面晶粒异常长大；(4)经热处理后的酸洗铸带直接进行一阶段冷轧，冷轧压下量为70～80％；(5)冷轧板在纯干氢条件下退火，气氛露点≤-30℃，直接升温至950～1085℃保温5～15min，完成二次再结晶过程。所述的铸带出辊后冷却采用氩气冷却，控制冷却速度50～70℃/s。所述薄带连铸过经过氩气氛条件高温保温，氩气体积纯度为99.9％。所述的铸带热处理后{110}取向晶粒比例达到90％以上。所述的取向硅钢磁性能为：P17/50为0.95～1.4W/kg，轧向磁感B8为1.82T以上。所述的冷轧带和快速二次再结晶取向硅钢带的厚度在0.2～0.35mm。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果在于：本专利技术的创新性在于，利用薄带连铸硅钢薄带晶粒异常长大过程取向可控的独特技术机理，通过铸带热处理工艺获得特定{110}<001>取向晶粒，然后借助冷轧-退火过程中的遗传关系来得到最终锋锐的Goss织构，本专利技术利用薄带连铸过程的特殊织构遗传优势获得快速取向硅钢，极大缩短取向硅钢制备时间，降低了取向硅钢制备成本。目前，尚无利用薄带连铸短流程制备无抑制剂快速二次再结晶的相关报道。附图说明图1为本专利技术实施例中的的基于薄带连铸技术的取向硅钢快速二次再结晶的制备方法流程图。具体实施方式在具体实施过程中，如图1所示，本专利技术的基于薄带连铸技术超低碳取向硅钢板的制备方法流程包括铸轧→高温常化热处理→酸洗冷轧→快速二次再结晶退火，具体如下：将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度1200～1250℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制过热度为10℃～20℃，控制铸速50～70m/min，控制熔池液位高度150～180mm，控制铸带厚度1.0～1.5mm。铸带去除氧化皮后在氩气中保温，氩气露点控制10～20℃，保温时间为10～15h，温度为1100～1200℃，促使110面晶粒异常长大，此类晶粒比例达到90％以上。本专利技术实施例中采用的氢气体积纯度为99.9％。下面，通过实施例对本专利技术进一步详细阐述。实施例1本实施例中，基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法，按以下步骤进行：按设定成分冶炼钢水，成分按质量百分比为：C0.002％，Si4.0％，Mn0.15％，Al0.0012％，S0.0015％，N0.0025％，余量为Fe。然后通过浇口进入预热的中间包，此时中间包预热温度为1240℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机中，铸轧成厚度1.5mm的铸带，铸轧过程中控制钢水的过热度为20℃，铸速60m/min，熔池液位高度160mm。将铸带进行酸洗去除氧化铁皮，在氩气1200℃条件下保温15h获得常化带，露点15℃，促使{110}面晶粒异常长大，此类晶粒比例达到93％；将常化带直接进行酸洗冷轧，冷轧压下率75％，冷轧带厚度为0.35mm。在纯干氢(气氛露点-30℃)条件下，将冷轧带直接升温至950℃，保温10min，进行二次再结晶退火，获得基于薄带连铸技术的快速二次再结晶取向硅钢带，磁性能P17/50为1.3W/kg，磁感B8为1.82T。实施例2本实施例中，基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法，按以下步骤进行：按设定成分冶炼钢水，成分按质量百分比为：C0.0016％，Si2.0％，Mn0.13％，Al0.0017％，S0.0013％，N0.0021％，余量为Fe。然后通过浇口进入预热的中间包，此时中间包预热温度为1230℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法，其特征在于，按以下步骤进行：(1)按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比为：C≤0.003％，Si 2.0～4.5％，Mn 0.1～0.25％，Al≤0.002％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe；(2)薄带连铸过程：将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度1200～1250℃，控制钢水进入熔池时过热度为10～20℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速50～70m/min，控制熔池液位高度150～180mm，控制铸带厚度1.0～2.0mm；(3)将铸带去除氧化皮后在氩气氛中热处理，温度为1100～1200℃，保温时间为10～15h，气氛露点控制为10～20℃，促使{110}面晶粒异常长大；(4)经热处理后的酸洗铸带直接进行一阶段冷轧，冷轧压下量为70～80％；(5)冷轧板在纯干氢条件下退火，气氛露点≤‑30℃，直接升温至950～1085℃保温5～15min，完成二次再结晶过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于薄带连铸工艺的取向硅钢快速二次再结晶的方法，其特征在于，按以下步骤进行：(1)按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比为：C≤0.003％，Si2.0～4.5％，Mn0.1～0.25％，Al≤0.002％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe；(2)薄带连铸过程：将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度1200～1250℃，控制钢水进入熔池时过热度为10～20℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速50～70m/min，控制熔池液位高度150～180mm，控制铸带厚度1.0～2.0mm；(3)将铸带去除氧化皮后在氩气氛中热处理，温度为1100～1200℃，保温时间为10～15h，气氛露点控制为10～20℃，促使{110}面晶粒异常长大；(4)经热处理后的酸洗铸带直接进行一阶段冷轧，冷轧压下量为70～80％；(5)冷轧板在纯干氢条件下退火，气氛露点≤-30℃，直接升温至950...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，张元祥，方烽，兰梦飞，卢翔，李成刚，曹光明，袁国，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21