基于薄带连铸高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法技术

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的高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法。按质量百分比计，所述的钢水成分是：C≤0.005％，Si 2.6～3.2％，Mn 0.005～0.3％，Al 0.1～0.5％，P 0.005～0.05％，S≤0.003％，N≤0.003％，O≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。无取向硅钢的厚度为0.10～0.20mm，其制备方法包括：冶炼、薄带连铸、酸洗、温轧、两阶段冷轧、成品退火及涂层处理。本发明专利技术基于双辊薄带连铸技术，消除常规的铸坯再热及热轧工艺，通过对铸带中柱状晶比例、温轧、冷轧压下量的控制，增强退火板中有利的{100}及{110}<001>织构，改善板形及组织均匀性，提高磁性能。本发明专利技术工艺流程短，能耗低，产品磁感高、铁损低。

Thin strip continuous casting, low iron loss and high magnetic thin non oriented silicon steel preparation method based on

The invention belongs to the technical field of metallurgy, in particular to a high magnetic thin strip continuous casting based on feeling, low loss of thin non oriented silicon steel and preparation method. According to the weight percentage of the molten steel composition is: C = 0.005%, Si 2.6 ~ 3.2%, 0.005 ~ 0.3% Mn, Al 0.1 ~ 0.5%, 0.005 ~ 0.05% P, S = 0.003%, N = 0.003%, O = 0.003%, the remainder is Fe and unavoidable impurities. The thickness of non oriented silicon steel is 0.10 ~ 0.20mm, and the preparation methods include smelting, strip casting, pickling, warm rolling, two stage cold rolling, finished annealing and coating treatment. The invention is based on twin roll thin strip continuous casting technology, eliminate slab reheating and hot rolling process routine, through control of the strip in the proportion of columnar grain, warm rolling, cold rolling reduction, enhanced {100} and {110}< favorable annealing plate; 001> texture, shape and improve the uniformity of microstructure, magnetic performance can. The invention has the advantages of short technological process, low energy consumption, high magnetic induction and low iron loss.

【技术实现步骤摘要】
基于薄带连铸高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法
本专利技术属于冶金
，特别涉及一种基于薄带连铸的高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法。
技术介绍
无取向硅钢是电机及发动机的重要铁芯材料。随着变频技术的发展，人们对无取向硅钢片提出了更高的性能要求。对于牵引电机而言，内部的无取向硅钢不仅要求低铁损(尤其是高频下的低铁损)来提高电机效率，而且要求高磁感来增强转矩。在高频下，涡流损耗占铁损的主要部分，其值与材料厚度的平方成正比。因此，降低硅钢铁损最为有效的方法就是减薄带钢厚度，这就增加了0.2mm及以下规格无取向硅钢的需求。然而，厚度的减薄对应着冷轧压下率的增加，相应的再结晶织构和磁感值将会显著恶化。因此，开发薄规格无取向硅钢的一个难点就是织构的优化和磁感值的提高。目前，无取向硅钢的生产主要是采用厚板坯连铸连轧技术。但是，常规流程的大压下热轧产生大量不利织构(如：α(<110>//RD)和γ(<111>//ND)织构)，这不利于无取向硅钢磁感应强度的提高，限制了超低铁损薄规格电工钢开发，成为发展的瓶颈。已有的薄规格无取向硅钢制备技术中，专利公开号CN101269384公布了一种通过控制成分并采用两阶段冷轧来制备无取向硅钢薄带的方法，但其磁感值(B50)最高仅为1.67T。专利公开号CN104294022A报导了一种高磁感无取向硅钢的制备方法，专利公开号CN104480386也报导了高速电机用0.2mm厚无取向硅钢及生产方法，这两种方法均采用常规流程生产无取向硅钢薄带，通过二次冷轧+中间脱碳退火的方法来增强退火板中有利的λ(<;100>//ND)和η(<100>//RD)织构，产品磁感值提升到1.68T以上。专利公开号CN103882299A则报道了一种高铝薄规格电工钢的生产方法，通过提高Al元素含量提高电阻率，减少再结晶织构中的(111)组分、增加(100)组分。以上专利涉及的方法均是在常规厚板坯连铸+热轧的基础上，通过优化合金成分及轧制工艺来改善磁性能，冶炼、合金成本较高且工艺流程沉长，同时部分方法磁感值提高相对有限。双辊薄带连铸是一种典型的近终形成型技术，其流程是将钢液直接浇注到由两个旋转的铸辊及侧封板组成的熔池内，在快速冷却条件下直接凝固形成1～5mm的薄带，可以省去常规的铸坯加热及热轧等工艺，具有节能、环保等特点。此外，其在无取向硅钢组织及织构控制方面也有一定的优势。相关的研究表明，利用薄带连铸生产的0.35～0.5mm无取向硅钢中存在较强的{100}<001>织构。因此，开发薄带连铸薄规格无取向硅钢是一个极具潜力的发展方向。目前，关于薄带连铸生产无取向硅钢薄带的研究报道较少，仅CN104451372、CN103060701报导了一种高硅无取向硅钢薄板的生产方法，鉴于高硅钢较差的加工性能，其工业化生产将会受阻。因此，开发薄带连铸具有高成形性、高磁性能的中低硅薄规格无取向硅钢具有重要意义。
技术实现思路
针对目前上有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于薄带连铸的高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢的制备方法，通过控制铸带成分、组织以及冷轧工艺参数来获得高磁性能薄规格无取向硅钢。本专利技术的技术方案是：一种基于薄带连铸高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法，按照以下步骤进行：(1)薄带连铸：将真空冶炼炉中冶炼好的钢水从中间包浇入由两个旋转的结晶辊和两块侧封板组成的熔池内，直接凝固形成1.5～2.5mm的铸带；钢水浇注温度为1530～1570℃，铸辊材质为钢辊，拉速为6～10m/min，铸带出辊后以40℃/s以下的速度冷却至700～750℃，然后进行卷曲，使获得铸带中柱状晶比例达70％以上；(2)酸洗：将铸带进行酸洗，去除氧化铁皮，酸洗液中HCl含量为100～200g/L，温度为70～85℃；(3)温轧：将铸带进行2～3道次温轧，温轧温度150～200℃，道次压下率13～25％，总压下率30～50％；(4)冷轧：冷轧总压下率为80％～95％，采用两阶段冷轧，第一次冷轧总压下率控制在35％～75％，冷轧道次控制在2～5道，道次压下量15～25％；然后进行中间退火，温度为900～1050℃，时间3～6min，保护气氛为N2；随后进行第二次冷轧，总压下率控制在42％～87％，最后一道次压下率控制在9～14％，其它道次压下量为15～25％；(5)退火：在体积比N2：H2＝3:1的保护气氛下进行成品退火，先以40～60℃/s的速度升至700～850℃，再以20～35℃/s的速度升至900～1050℃，保温3～6min，张力控制在0.1～0.6MPa；然后以35℃/s以下的速度冷至室温，经涂层后得到无取向硅钢成品。按质量百分比计，所述的钢水成分是：C≤0.005％，Si2.6～3.2％，Mn0.005～0.3％，Al0.1～0.5％，P0.005～0.05％，S≤0.003％，N≤0.003％，O≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。所述的无取向硅钢的厚度为0.10～0.20mm。所述的无取向硅钢的铁损值P15/50为1.95～2.26W/kg，P10/400为11.5～15.1W/kg，磁感值B50为1.69～1.73T。所述的步骤(1)中，获得铸带中柱状晶比例优选为70～90％。所述的步骤(1)中，冷却速度优选为20～30℃/s。所述的步骤(5)中，冷却速度优选为20～35℃/s。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：(1)本专利技术采用超低碳Fe-Si合金，严格控制C、N、O、S等元素，从而减少硅钢薄带中的第二相粒子，降低其对晶粒长大的抑制及其对磁畴的钉扎作用，从而降低铁损。(2)本专利技术通过对浇注参数的控制，提高铸带中的{100}织构，从而增强{100}织构的遗传作用，增加退火板中的Cube({001}<100>)及η有利织构。(3)本专利技术薄带连铸的快速凝固使得铸带中热应力较大，本专利技术中铸带先经150～200℃温轧，从而减少冷轧时边裂及断带的发生，改善铸带的成形性，提高成材率。(4)本专利技术采用两阶段冷轧，通过冷轧压下量的控制，一方面可以增加最终冷轧板中的剪切带组织，另一方面增加冷轧板中{100}组分的保留，从而提高退火板中有利织构组分，同时有效改善组织均匀性。(5)本专利技术通过对退火速率及张力进行控制，能够更好的改善成品板形和磁性能。(6)本专利技术生产流程短、绿色环保，能耗低，生产成本低，而且产品磁感高、铁损低。附图说明图1为本专利技术的薄带连铸高磁感、薄规格无取向硅钢生产工艺示意图，其中：1：钢包；2：中间包；3侧封板；4：铸辊；5：卷取机；6：无取向硅钢铸带；7：酸洗机组；8：温轧及冷轧机组；9：退火炉；10：冷轧机组；11：退火涂层联合机组。图2为本专利技术实施例2中铸带的组织。图3为本专利技术实施例2中退火板的组织。图4为本专利技术实施例2中退火板宏观织构ODF图。具体实施方式在具体实施过程中，如图1所示，本专利技术的薄带连铸高磁感、薄规格无取向硅钢生产工艺如下：首先，按设定成分冶炼钢水，将钢包1中冶炼好的钢水，从中间包2浇入由两个旋转的铸辊4(结晶辊)和两块侧封板3组成的熔池，利用薄带连铸机的铸辊4铸轧成薄带，经卷取机5卷取成无取向硅钢铸带6；然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于薄带连铸高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：(1)薄带连铸：将真空冶炼炉中冶炼好的钢水从中间包浇入由两个旋转的结晶辊和两块侧封板组成的熔池内，直接凝固形成1.5～2.5mm的铸带；钢水浇注温度为1530～1570℃，铸辊材质为钢辊，拉速为6～10m/min，铸带出辊后以40℃/s以下的速度冷却至700～750℃，然后进行卷曲，使获得铸带中柱状晶比例达70％以上；(2)酸洗：将铸带进行酸洗，去除氧化铁皮，酸洗液中HCl含量为100～200g/L，温度为70～85℃；(3)温轧：将铸带进行2～3道次温轧，温轧温度150～200℃，道次压下率13～25％，总压下率30～50％；(4)冷轧：冷轧总压下率为80％～95％，采用两阶段冷轧，第一次冷轧总压下率控制在35％～75％，冷轧道次控制在2～5道，道次压下量15～25％；然后进行中间退火，温度为900～1050℃，时间3～6min，保护气氛为N2；随后进行第二次冷轧，总压下率控制在42％～87％，最后一道次压下率控制在9～14％，其它道次压下量为15～25％；(5)退火：在体积比N2：H2＝3:1的保护气氛下进行成品退火，先以40～60℃/s的速度升至700～850℃，再以20～35℃/s的速度升至900～1050℃，保温3～6min，张力控制在0.1～0.6MPa；然后以35℃/s以下的速度冷至室温，经涂层后得到无取向硅钢成品。...

【技术特征摘要】
1.一种基于薄带连铸高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：(1)薄带连铸：将真空冶炼炉中冶炼好的钢水从中间包浇入由两个旋转的结晶辊和两块侧封板组成的熔池内，直接凝固形成1.5～2.5mm的铸带；钢水浇注温度为1530～1570℃，铸辊材质为钢辊，拉速为6～10m/min，铸带出辊后以40℃/s以下的速度冷却至700～750℃，然后进行卷曲，使获得铸带中柱状晶比例达70％以上；(2)酸洗：将铸带进行酸洗，去除氧化铁皮，酸洗液中HCl含量为100～200g/L，温度为70～85℃；(3)温轧：将铸带进行2～3道次温轧，温轧温度150～200℃，道次压下率13～25％，总压下率30～50％；(4)冷轧：冷轧总压下率为80％～95％，采用两阶段冷轧，第一次冷轧总压下率控制在35％～75％，冷轧道次控制在2～5道，道次压下量15～25％；然后进行中间退火，温度为900～1050℃，时间3～6min，保护气氛为N2；随后进行第二次冷轧，总压下率控制在42％～87％，最后一道次压下率控制在9～14％，其它道次压下量为15～25％；(5)退火：在体积比N2：H2＝3:1的保护气氛下进行成品退火，先以40～60℃/s的速度升至700～850℃，再以20～35℃/s的速度升至900～1050℃，保温3～6min，张力控制在0.1～0.6MPa；然...

【专利技术属性】
技术研发人员：许云波，焦海涛，张元祥，方烽，卢翔，曹光明，李成刚，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21