一种中薄板坯生产取向硅钢的方法技术

一种中薄板坯生产取向硅钢的方法，它的工艺流程为，高炉炼铁→转炉冶炼→炉外精炼→钢水中间包电脉冲孕育处理或磁场处理＋连铸→加热及热轧→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→脱碳退火及涂敷ＭｇＯ隔离剂→高温退火→热平整拉伸退火及涂敷绝缘膜→重卷包装，其特征在于是对以下工艺的改进：　１）精确控制钢水浇铸温度，其控制在过热度≤１５℃；　２）钢水在中包进行磁场处理，磁场强度为１Ａ／ｍ～１００００Ａ／ｍ；　３）控制１２００～１０００℃铸坯的冷却速度，动态控制二冷区冷却水流量，一般控制在１．２～１．４Ｌ／ｍ↑［３］，在１１００℃以上时采用上限值的冷却水流量控制冷却速度，１１００～１０００℃时采用下限值的冷却水流量控制冷却速度；　４）铸坯入加热炉温度≥３００℃，在１２００～１３５０℃条件下，均热段保温３～４ｈ，接着进行热轧，热轧板不经退火或常化；　５）进行带中间脱碳退火的两次冷轧，一次冷轧压下率６０％～８０％，二次冷轧压下率４０％～７０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轧钢
，具体涉及到一种中薄板坯生产取向硅 钢的方法。
技术介绍
目前，取向硅钢生产工艺流程一般为高炉炼铁—转炉冶炼—炉 外精炼—连铸+电磁搅拌—铸坯喷涂防氧化膜—加热及热轧—常化(Hi-B)—冷轧—中间退火(GO) — 二次冷轧(GO)—脱碳退火及 涂敷MgO隔离剂—高温退火—热平整拉伸退火及涂敷绝缘膜—重巻 包装。、为发展完善的二次再结晶组织，获得单一的高取向(110)织 构，钢中必须存在足够数量的细小弥散分布的抑制剂，目前GO取向 硅钢通常以MnS为抑制剂，但以MnS为抑制剂的铸坯必须经高温加 热(GO为1350 1370°C; Hi-B为1380 1400。C)，使铸坯中〉lum 的粗大MnS固溶(主要存在于铸坯板厚方向的等轴晶中心区内)，热 轧过程中再以《50nm的细小弥散状MnS析出，以保证二次再结晶发 展完全和获得高磁性。然而铸坯经高于135(TC加热会造成以下缺点 1)由于过氧化使烧损量增大(3.5% 6%)，比普碳钢加热烧损量约高4 倍；2)形成的2FeOSi02氧化层熔点仅为1205°C，因此在高温加热中 氧化层熔化而流到炉底，平均加热4000t铸坯就要清理熔渣，加热约 8000t就要检修，产量低，修炉劳动条件差；3)由于铸坯晶粒粗化和 遍布晶界氧化，热轧带易产生边裂，成材率降低；4)铸坯表层中铝、 硅和碳与氧化合，其含量降低，随之产品磁性降低和不均匀，绝缘膜特性变坏。因此很多人都在研究采用较低加热温度生产取向硅钢的方 法，但目前还没有成功的例子。铸坯中的MnS有两种来源， 一是在凝固过程中由共晶反应生成， 可通过控制钢液成分偏聚来控制MnS在铸坯中分布的均匀性；通过控 制过冷度来减小临界晶核尺寸，增加MnS形核率，从而减小此类MnS 粒子大小。二是在S—Y转变过程中形成，此类MnS粒子析出时一般 比较细小弥散，但容易发生Ostwald熟化，可通过控制MnS析出后铸 坯的冷却速度，减缓其长大。减小铸坯中MnS粒子大小和提高其分布的均匀性后，使MnS在 以后热轧加热过程中更容易完全固溶，可明显降低取向硅钢铸坯加热 温度和在炉时间，并且在热轧过程中能够更加细小弥散析出，起到抑 制初次晶粒，促进二次晶粒长大的作用，对提高取向硅钢电磁性能有 利。连铸时采用电磁搅拌技术可明显减轻硫偏聚和柱状晶所占比例。 但铸坯表层易发生碳和硫的负偏聚区(俗称白带)，这使以后初次晶粒 不均匀，二次再结晶不完善和磁性不均匀。目前还有一种理论是经电脉冲孕育处理的连铸坯使等轴晶区扩 大，组织细化，内裂纹减少，元素偏析减轻。这种电脉冲孕育技术是 对液态金属施加一脉冲电场处理，使液态金属的结构发生变化，利用液 态金属结构的遗传性来改变铸态金属组织的一种技术，1998年由王建 中等人首先提出，基本思路是将脉冲电场的施加时间提前到金属开始 凝固之前，在金属处于完全液态的条件下，对其进行电脉冲孕育处理， 通过改变液态金属的结构来改变金属的凝固组织，但是施加电脉冲的 电压及频率对MnS影响没有明确，对不同钢种的影响也没有结论，尤 其对于中薄板坯生产中的影响没有公开过。生产硅钢采用大于200mm厚板坯时，铸坯冷却速度难以控制，会使铸坯中MnS过于粗大，增加热轧加热温度；采用小于70mm薄板 坯时，铸坯表面缺陷增多，使最终产品电磁性能降低。采用70mm 200mm的中薄板坯时，虽然能有效的控制冷却速度，使铸坯中MnS 粒子更加细小，可降低热轧加热温度，降低热轧生产成本，但产品最 终电磁性能相对较差，且不稳定，头尾性能波动较大。
技术实现思路
本专利技术公开，釆用70mm 200mm铸坯，通过控制铸坯浇铸温度、中间包实施磁场处理、控制铸 坯冷却速度等方法来降低MnS的尺寸大小及控制MnS的分布形态， 达到降低铸坯的加热温度及提高取向硅钢电磁性能的目的。本专利技术工艺流程是这样的，高炉炼铁一转炉冶炼一炉外精炼—钢 水中间包磁化处理+连铸—加热及热轧—一次冷轧—中间退火一二次 冷轧—脱碳退火及涂敷MgO隔离剂—成品高温退火—热平整拉伸退火及涂敷绝缘膜—重巻包装。它的特点是对以下工艺的改进1) 通过热力学和动力学模型准确计算出不同成分取向硅钢的液相线温度，连铸浇注过程中严格控制过热度《15。，现有技术取向硅 钢浇注温度一般为1510 1550°C，本专利技术浇铸温度控制在近液相温 度，浇注温度越低，钢液过冷度越大，临界晶核尺寸减小，使MnS 的数量多而尺寸小，如果浇注温度过低，连铸时不易拉钢；2) 钢水在中间包进行磁化处理，通过调整磁场强度使钢水成分均 匀、控制硫的偏聚量及MnS粒子的大小、增加铸坯中等轴晶比例和控 制等轴晶大小，磁场强度为lA/m 5000A/m;3) 控制1200 100(TC时铸坯的冷却速度，动态控制二冷区冷却 水流量， 一般控制在1.2 1.4L/m3，在IIO(TC以上时采用上限值的冷 却水流量控制冷却速度，1100 1000'C时采用下限值的冷却水流量控制冷却速度；因为MnS是在1200 1000'C析出的，在高温段控制较 大的冷却速度，目的防止析出的细小MnS发生Ostwald长大而粗化；4) 铸坯入加热炉温度^30(TC，当硅钢〈30(TC装炉时，加热后会 出现晶界裂纹，入炉温度最好》900。C，因为高温装炉可使铸坯高温加 热时保温时间縮短，有利于节省燃料和提高热轧成材率，并且可使铸 坯表面和中心温度更均匀，有利于热轧时MnS更细小弥散析出。在 300 900'C加热时，升温速度要慢，最好控制在〈30(TC/h，因为取向 硅钢热传导率很低，急速加热会导致铸坯热裂纹的发生，在1200 135(TC条件下，均热段保温3 4h，接着进行热轧，热轧板不经退火 或常化；5) 进行带中间脱碳退火的两次冷轧， 一次冷轧压下率控制在 60% 80%， 二次冷轧压下率控制在40% 70%。. 本专利技术铸坯厚度为70 200mm，最佳值为100 140mm;本专利技术钢水在连铸中间包采用磁场处理时磁场强度为1A/m 10000A/m，磁场强度最好控制在1000A/m 2000A/m;本专利技术在冶炼时钢水中加入0<0.15%或Sn《0.15。/。或 Sb《0.05。/。或其中的两种或两种以上，它们会在MnS质点与基体的界 面处偏聚，降低析出物界面能，抑制析出物发生Ostward长大，从而 使铸坯中MnS质点细小且均匀，有利于降低热轧加热温度和在炉时 间；由于加入上述元素会使玻璃膜和绝缘膜质量变坏，外观不好，附 着性降低，所以本专利技术在加入上述元素的同时加入钼Mo《0.02。/。，使 其在表面富集抑制氧化，减少Fe2Si04和FeS形成量，使形成的玻璃 膜质量变好。本专利技术的优点及效果在于由于采用了新的生产工艺，能明显降低 铸坯加热温度和在炉时间，免除入炉前喷涂防氧化膜工序，大幅降低 热轧工序生产成本、提高成材率和生产效率；通过综合的浇铸与磁场处理工艺，MnS在热轧过程中能够更加细小弥散析出，起到抑制初次 晶粒，促进二次晶粒长大的作用，提高取向硅钢电磁性。 附图说明附图1同一钢种采用不同技术手段处理时硅钢指标的对比图； 附图2为铸坯厚度为200mm时MnS的状态显微组织图； 附图3为铸坯厚度为165mm时M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中薄板坯生产取向硅钢的方法，它的工艺流程为，高炉炼铁→转炉冶炼→炉外精炼→钢水中间包电脉冲孕育处理或磁场处理＋连铸→加热及热轧→一次冷轧→中间退火→二次冷轧→脱碳退火及涂敷ＭｇＯ隔离剂→高温退火→热平整拉伸退火及涂敷绝缘膜→重卷包装，其特征在于是对以下工艺的改进：　１）精确控制钢水浇铸温度，其控制在过热度≤１５℃；　２）钢水在中包进行磁场处理，磁场强度为１Ａ／ｍ～１００００Ａ／ｍ；　３）控制１２００～１０００℃铸坯的冷却速度，动态控制二冷区冷却水流量，一般控制在１．２～１．４Ｌ／ｍ↑［３］，在１１００℃以上时采用上限值的冷却水流量控制冷却速度，１１００～１０００℃时采用下限值的冷却水流量控制冷却速度；　４）铸坯入加热炉温度≥３００℃，在１２００～１３５０℃条件下，均热段保温３～４ｈ，接着进行热轧，热轧板不经退火或常化；　５）进行带中间脱碳退火的两次冷轧，一次冷轧压下率６０％～８０％，二次冷轧压下率４０％～７０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋奇武，金文旭，付勇军，游清雷，张静，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21