一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法技术

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制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法。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 0.01～0.05％，Si 1.5～3.0％，Mn 0.2～0.3％，Al≤0.005％，V 0.01～0.04％，S 0.002～0.005％，余量为Fe及不可避免杂质；(2)薄带连铸过程后形成铸带；(3)在惰性气氛条件下进行热轧；(4)酸洗去除氧化皮，然后进行单阶段或者两阶段冷轧；(6)两阶段再结晶退火，涂覆绝缘涂层并烘干，获得高性能无取向硅钢。本发明专利技术提供基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，在部分利用初始凝固组织中{100}织构的遗传作用基础上，通过后续脱碳相变提供驱动力，促使成品板中形成发达的{100}面织构，从而获得高性能无取向硅钢。

A method of preparing oriented {100} oriented non oriented silicon steel strip based on thin strip casting

The present invention belongs to the field of metallurgical technology, and particularly relates to a method for preparing an developed {100} surface texture non oriented silicon steel strip based on thin strip continuous casting. According to the following steps: (1) according to the set composition of smelting molten steel composition, by weight percentage: C 0.01 ~ 0.05%, 1.5 ~ 3% Si, Mn 0.2 ~ 0.3%, Al 0.005%, V 0.01 ~ 0.04%, 0.002 ~ 0.005% S, the balance of Fe and unavoidable impurities; (2) process after the formation of thin strip continuous casting strip; (3) hot rolling under inert atmosphere; (4) pickling descaling, then carries on the single stage or two stage cold rolling; (6) the two stage of recrystallization annealing, coating the insulating coating and drying to obtain high performance non oriented silicon steel. The present invention provides a method for preparing thin strip continuous casting developed {100} texture of non oriented silicon steel strip based on in part by the genetic effect of {100} texture in initial solidification structure, provide the driving force by subsequent decarburization transformation, promote the formation of {100} texture developed finished plate, so as to obtain high performance non oriented silicon steel.

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法
本专利技术属于冶金
，特别涉及一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法。
技术介绍
硅钢是工业中用量最大的软磁材料，工业用无取向硅钢是一种用量最大的电工钢材料，被广泛用于各种电机。无取向硅钢片的性能不仅直接关系到电能的损耗，而且决定了电机、变压器等产品的性能、体积、重量和成本，因此降低铁损和磁各向异性、提高磁感强度成为了硅钢的研究重点。体心立方晶体的<100>为易磁化方向，<111>晶轴为难磁化方向。无取向硅钢晶体结构是决定其磁性能的重要因素，理想的晶体结构为{001}<uvw>，因为它是各向同性而且难磁化方向<111>不在轧面上。因此通过各种途径改善内部组织结构，在其轧面内的所有方向都是易磁化方向，是降低铁损、提高磁感强度的关键控制技术。目前常规流程制备一方面存在设备投资大、工艺复杂、能耗大等问题，另一方面最终成品板中存在较强的{111}织构，因此产品磁性能较差，并不能满足高效铁芯材料的使用要求。而薄带连铸制备无取向硅钢在组织和织构方面具有独特的优势，其相关技术已经引起冶金及材料领域技术人员的广泛关注。双辊薄带连铸技术是以液态金属为原料，以旋转的冷却辊为结晶器，用液态金属直接获得可进行冷轧的薄带材，能够获得具有发达柱状晶凝固组织和{100}织构的无取向硅钢铸带。双辊薄带连铸工艺从根本上改变了传统的薄带生产方法，可不需经过连铸、再热和热轧等生产工序，极大地简化了工序，缩短生产流程。近年来，已有相关的技术报道提出利用薄带连铸技术制备无取向硅钢。中国专利(公告号CN102041367B)公开了一种薄带连铸制备无取向硅钢的制备方法，该专利通过控制过热度提高铸带中等轴晶比例(大于50％)，控制铸后冷速并进行单阶段或者两阶段冷轧。该方法并未充分利用初始{100}面织构强度，最终产品磁感值仅为1.70～1.79T。美国专利US5482107公开了一种利用薄带连铸方法生产电工钢的方法，该专利技术主要通过降低轧制压下量从而保留铸态组织中的有利织构，但是最终成品厚度受到限制，无法生产薄规格高牌号无取向硅钢。如何充分利用薄带连铸的优势，达到提高成品钢板中{100}织构强度目的，是制备高牌号无取向硅钢的技术关键，有待进一步研究。
技术实现思路
针对现有高磁感低铁损无取向硅钢在制备方法上存在的上述问题，本专利技术提供一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，在部分利用初始凝固组织中{100}织构的遗传作用基础上，通过后续脱碳相变提供驱动力，促使成品板中形成发达的{100}面织构，从而获得高磁感低铁损无取向硅钢。本专利技术的技术方案是：一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，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：C0.01～0.04％，Si1.5～2.5％，Mn0.2～0.3％，Al≤0.005％，S0.002～0.005％，余量为Fe及不可避免杂质；(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℃，控制过热度为30～60℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速40～60m/min，控制熔池液位高度100～150mm，控制铸带厚度1.5～2.0mm；(3)铸带出辊后在惰性气氛条件下自然冷却至热轧机，热轧温度950～1000℃，终轧温度900～950℃，压下量10～20％，热轧后卷取；(4)将热卷清理掉氧化皮后进行单阶段多道次冷轧，总压下量为60～80％，获得冷轧带卷；(5)将冷轧带通过连续退火进行热处理，在840～880℃进行再结晶退火，时间为200～240s；继续加热在950～1000℃进行第二阶段再结晶退火，时间为120～180s；第一阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在+30℃脱碳；第二阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在-30℃以下，然后涂覆绝缘层并烘干，获得高性能无取向硅钢成品。一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，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：C0.02～0.05％，Si2.0～3.0％，Mn0.2～0.3％，Al≤0.005％，S0.002～0.005％，余量为Fe及不可避免杂质；(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℃，控制过热度为30～60℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速40～60m/min，控制熔池液位高度100～150mm，控制铸带厚度2.0～2.5mm；(3)铸带出辊后在惰性气氛条件下自然冷至热轧机，热轧温度950～1000℃，终轧温度900～950℃，压下量10～20％，热轧后卷取；(4)将热卷清理掉氧化皮后进行两阶段多道次冷轧，第一阶段压下量为50～60％，在850～900℃保温120～180s进行中间退火，控制混合气氛的露点在+30℃脱碳，促进表面形成发达的{100}组织，第二段总压下量为60～80％，获得冷轧带卷；(5)将冷轧带通过连续退火进行热处理，在850～900℃进行再结晶退火，时间为120～200s；继续加热在950～1000℃进行第二阶段再结晶退火，时间为120～180s；第一阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在+30℃脱碳；第二阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在-30℃以下，然后涂覆绝缘层并烘干，获得高性能无取向硅钢成品。所述的无取向硅钢铸带中柱状晶比例大于50％，且存在均匀分布的珠光体组织。所述的无取向硅钢成品退火采用两阶段退火制度，第一阶段利用脱碳退火促进{100}取向晶粒的遗传组织回复和初步长大，第二阶段退火促进有利织构的发展。所述的无取向硅钢冷轧退火板{100}<0vw>取向织构面积分数超过60％。所述的无取向磁性能为：P15/50为1.4～3.5W/kg，全周向磁感B50为1.73～1.84T。所述的步骤(4)中，单阶段多道次冷轧的每道次压下量为15％～30％。所述的步骤(5)中，氮气氢气混合气氛的体积比例为20％～80％H2+N2。本专利技术基于薄带连铸工艺，其技术原理如下：钢水经中间包流入结晶辊内，薄带连铸亚快速凝固过程中，通过成分优化和控制浇铸过热度控制铸带中柱状晶比例大于50％，且存在少量均匀分布的珠光体组织。不同钢种和铸带厚度采用不同轧制工艺(单阶段或者两阶段冷轧)：硅含量较低(1.5～2.5％)且铸带厚度在1.5～2.0mm之间时可进行单阶段冷轧；硅含量较高(2.0～3.2％)且铸带厚度在2.0～2.5mm之间时进行两阶段冷轧，中间退火进行部分脱碳，使得在中间退火板表层形成发达的{100}织构组织。在最终成品退火过程中采用两阶段退火制度，在利用{100}织构遗传作用的基础上，通过脱碳相变提供{100}形核以及发展的驱动力，最终在成品板中形成较强的{100}织构(面积分数超过60％)。由于{001}<0vw>织构在轧面内不存在难磁化方向<111>，所以能够明显改善磁性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，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 0.01～0.04％，Si 1.5～2.5％，Mn0.2～0.3％，Al≤0.005％，S 0.002～0.005％，余量为Fe及不可避免杂质；(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℃，控制过热度为30～60℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速40～60m/min，控制熔池液位高度100～150mm，控制铸带厚度1.5～2.0mm；(3)铸带出辊后在惰性气氛条件下自然冷却至热轧机，热轧温度950～1000℃，终轧温度900～950℃，压下量10～20％，热轧后卷取；(4)将热卷清理掉氧化皮后进行单阶段多道次冷轧，总压下量为60～80％，获得冷轧带卷；(5)将冷轧带通过连续退火进行热处理，在840～880℃进行再结晶退火，时间为200～240s；继续加热在950～1000℃进行第二阶段再结晶退火，时间为120～180s；第一阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在+30℃脱碳；第二阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在‑30℃以下，然后涂覆绝缘层并烘干，获得高性能无取向硅钢成品。...

【技术特征摘要】
1.一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，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：C0.01～0.04％，Si1.5～2.5％，Mn0.2～0.3％，Al≤0.005％，S0.002～0.005％，余量为Fe及不可避免杂质；(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℃，控制过热度为30～60℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速40～60m/min，控制熔池液位高度100～150mm，控制铸带厚度1.5～2.0mm；(3)铸带出辊后在惰性气氛条件下自然冷却至热轧机，热轧温度950～1000℃，终轧温度900～950℃，压下量10～20％，热轧后卷取；(4)将热卷清理掉氧化皮后进行单阶段多道次冷轧，总压下量为60～80％，获得冷轧带卷；(5)将冷轧带通过连续退火进行热处理，在840～880℃进行再结晶退火，时间为200～240s；继续加热在950～1000℃进行第二阶段再结晶退火，时间为120～180s；第一阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在+30℃脱碳；第二阶段再结晶退火在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在-30℃以下，然后涂覆绝缘层并烘干，获得高性能无取向硅钢成品。2.一种基于薄带连铸制备发达{100}面织构无取向硅钢薄带的方法，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：C0.02～0.05％，Si2.0～3.0％，Mn0.2～0.3％，Al≤0.005％，S0.002～0.005％，余量为Fe及不可避免杂质；(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℃，控制过热度为30～60℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，控制铸速40～60m/min，控制熔池液位高度100～150mm，控制铸带厚度2.0～2.5mm；(3)铸带出辊后在惰性气氛条件下自然冷至热轧机，热轧温度950～1000℃，终轧温度900～950℃，压下量...

【专利技术属性】
技术研发人员：方烽，张元祥，兰梦飞，卢翔，王洋，曹光明，李成刚，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