低温取向硅钢生产全工艺制造技术

本发明专利技术的低温取向硅钢生产全工艺，涉及冶金技术领域，旨在解决传统冷轧取向硅钢的板坯加热温度高、加热炉寿命短、能源浪费、取向硅钢因C及其它化学元素含量要求范围窄及转炉冶炼牌号命中率低等技术问题。本发明专利技术的低温取向硅钢生产全工艺，其工艺流程为铁水预处理→转炉→RH真空处理→板坯连铸→热装热送→板坯加热→热轧→一次冷轧→一次脱碳退火→二次冷轧→低温恢复退火及涂氧化镁→高温罩式炉退火→拉伸涂绝缘层→纵剪、包装、入库，最终生产出低温取向硅钢。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金
，特别是一种低温冷轧取向硅钢生产全工艺。
技术介绍
取向硅钢是制作变压器、互感器等电力设备的主要原料。电力系统的电能的损耗是很大的，其中电力变压器损耗约占电力系统损耗的20 25%。而中小变压器的损耗占电力系统变压器损耗的40 50%。提高低温取向硅钢的磁感和降低铁损，不但可降低变压器的损耗和节约能源，而且可使铁芯断面缩小，变压器体积减小，重量减轻，同时大幅降低了变压器制作成本。取向硅钢具有磁感高、铁损低的优点，用其制作的变压器可大幅度降低的变压器损耗，具有较好节能效果，但取向硅钢的生产周期长、生产工艺和设备复杂、化学成分控制严、影响因素多。因此，取向硅钢是冶金行业中科学技术含量高的高附加值产品之一。国内生产的取向硅钢由于是选用MnS、AlN为主作为抑制剂，抑制剂的作用是利用 “固溶一析出”原理，即在高温时将大颗粒MnS、AlN的固溶，在热轧过程中析出细小的均勻的AlN、MnS。由于在晶界上析出的细小、均勻的AlN和MnS在晶界上起到钉扎的作用，抑制了一次晶粒长大，使(110)〔001〕二次晶粒长大，所以最后才能成为理想的取向硅钢产品。 抑制剂的固溶温度决定了板坯的加热温度，采用A1N、MnS为主作为抑制剂的板坯加热温度为1330 1350°C。加热温度高严重影响加热炉的使用寿命，并且能源浪费大、生产成本高。 这些因素都极大地制约了我国取向硅钢的发展。目前，日本新日铁公司和川崎制铁公司生产的冷轧硅钢无论在产品质量，还是新技术和新产品开发等方面，都处于世界领先地位。新日铁公司是采用以AlN为主的抑制剂和大压下率一次冷轧法生产出高磁感、低铁损的Hi-B钢系列产品。川崎制铁公司是采用以 MnSe + Sb抑制剂和两次冷轧法生产技术生产出高磁感、低铁损的RGH钢系列产品。中国上世纪五十年代就开始研究取向硅钢，但由于生产技术不过关，产品成材率和合格率低及生产成本高等原因，限制了取向硅钢的发展。1974年武汉钢铁(集团)公司从日本新日铁引进了冷轧硅钢制造装备和专利，1979年正式生产11个牌号的取向及无取向硅钢。通过几十年的消化、吸收，在技术和质量上有了很大的提高，推动了我国取向硅钢的快速发展。但随着我国国民经济的快速发展，电力供应明显不足。发电容量在不断地增加，发电总容量超过了 6. 1亿kW，平均每年需要取向硅钢150万吨以上，我国现已成为世界取向硅钢最大消费市场之一。国内生产取向硅钢的量满足不了需求，并需要进口取向硅钢。取向硅钢生产技术由于生产工艺和设备复杂、生产成本高、技术门槛高等原因限制了许多钢铁企业的投产及扩产。其主要原因是(1)选用抑制剂较为单一、抑制剂的固溶温度高，在生产热轧卷时板坯的加热温度，需要加热到1330 1350°C，致使许多钢铁企业的加热炉不能达到温度要求；(2)由于取向硅钢要求的化学成份范围很窄，冶炼时不能够达到要求，致使取向硅钢牌号命中率低；(3)生产工序多、生产周期长、设备复杂、影响因素多，无法保证产品质量；(4)生产成本高。
技术实现思路
本专利技术旨在解决传统取向硅钢的热轧板坯加热温度高、加热炉寿命低、能源浪费、 取向硅钢C及其它化学成份要求范围窄、转炉冶炼牌号命中率低等技术问题，以提供具有加热温度低、加热炉寿命长、转炉冶炼命中率高、生产工艺相对简单(一次脱碳退火)、生产成本低、最终产品磁性能更好等优点的低温取向硅钢生产全工艺。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的低温取向硅钢生产全工艺，包括如下步骤a)铁水预处理，将Fe-Si合金、Fe-Mn合金、废钢、活性石灰、萤石和白云石加入转炉冶炼，将铁水中S含量脱至< 0. 005重量％ ；其中Fe-Si合金的C含量< 0. 10重量％、S含量 ^ 0. 050重量％、P含量;^ 0. 050重量％、Cr含量;^ 0. 10重量％、Ti含量;^ 0. 030重量％、V 含量< 0. 030重量％、Nb含量< 0. 030重量％、&含量< 0. 020重量％ ；Fe-Mn合金的C含量 (0. 10重量％、S含量< 0. 020重量％、P含量< 0. 10重量％ ；废钢的C含量< 0. 20重量％、 S含量;^ 0. 020重量％、P含量;^ 0. 020重量％、Cr含量;^ 0. 10重量％、Ti含量;^ 0. 050重量％、V含量< 0. 050重量％、Nb含量< 0. 050重量％ ；活性石灰的S含量< 0. 030重量％ ； 萤石的S含量< 0. 10重量％ ；白云石的S含量< 0. 020重量％ ；b)将上述预处理后的铁水和废钢按重量比9:1加入顶底复合吹转炉，在前述每吨混合料中加入活性石灰40 50Kg、轻烧白云石15 20kg、氧化镁球1. 5 1. 9Kg、萤石2 3kg 及氧化铁皮1. 5 2. 5kg进行造渣，并控制炉渣碱度R为4. 0 4. 5，进行脱磷处理后，采用一次吹炼使终点钢水的成份满足以下要求C<0. 04重量％、Μη<0. 015重量％、P<0. 010重量％、S<0. 010重量％、0<1000重量PPm ；出钢温度为1650 1660°C ；c)出钢过程中按每吨钢水中加入SKgX钢水中氧重量％比例的铝进行脱氧；并根据低温取向硅钢所要求的化学成份及取样分析结果，在出钢过程中加入铜、硅铁和锰铁进行合金化，出钢量到70%前加完铜、硅铁和锰铁，同时按每吨钢水加入20 30Kg石灰防止钢水回磷，在出钢结束前，用挡渣锥或挡渣球在出钢口进行挡渣，控制罐内渣层厚度小于80mm， 出钢后的钢水进入钢水包；出钢过程中进行吹氩，出钢3分钟后停止吹氩；d)将钢水包送入RH真空炉进行真空处理，真空处理开始时控制钢水温度为1630 1650°C，控制真空度小于50Pa进行脱氧，真空处理时间20 25分钟；真空处理后，根据取样分析结果和低温取向硅钢所要求的化学成份加入铜、硅铁、锰铁、氮化硅和铝等进行成份微调，使钢水的化学成份满足以下要求C含量为0. 025 0. 055重量％ ；Si含量为2. 9 3. 3重量％ ；Mn含量为0. 15 0. 25重量％ ；Cu含量为0. 45 0. 63重量％ ；P含量;^ 0. 015 重量％ ；S含量为0. 07 0. 018重量％ ；Als含量为0. 008 0. 032重量％ ；N含量为50 130重量PPm ；0含量彡20重量PPm ；真空处理后温度为1575 1590°C ；e)将真空处理后的钢水包吊至连铸平台上进行浇铸，浇铸过程中采用自动开浇装置进行开浇和长水口进行保护浇；结晶器使用的保护渣和中间包使用的覆盖剂均采用微碳或无碳型；f)控制过热度为20 30°C、拉速为0.7 0. 9m/min，控制冷却水量和钢水量的比例为1.15 1. 25L/kg进行浇铸；g)将浇铸得到的钢坯送至加热炉中，入炉温度大于550°C;加热温度为1270 1300°C， 在炉加热时间大于3小时；然后对钢坯进行粗轧，粗轧温度1100 120(TC，压下率大于或等于80% ；粗轧完成后进行精轧，精轧温度900 1080°C，压下率大于或等于90%本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．低温取向硅钢生产全工艺，其特征在于该工艺包括如下步骤：ａ）铁水预处理，将Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｍｎ合金、废钢、活性石灰、萤石和白云石加入转炉冶炼，将铁水中Ｓ含量脱至≤０．００５重量％；其中Ｆｅ－Ｓｉ合金的Ｃ含量≤０．１０重量％、Ｓ含量≤０．０５０重量％、Ｐ含量≤０．０５０重量％、Ｃｒ含量≤０．１０重量％、Ｔｉ含量≤０．０３０重量％、Ｖ含量≤０．０３０重量％、Ｎｂ含量≤０．０３０重量％、Ｚｒ含量≤０．０２０重量％；Ｆｅ－Ｍｎ合金的Ｃ含量≤０．１０重量％、Ｓ含量≤０．０２０重量％、Ｐ含量≤０．１０重量％；废钢的Ｃ含量≤０．２０重量％、Ｓ含量≤０．０２０重量％、Ｐ含量≤０．０２０重量％、Ｃｒ含量≤０．１０重量％、Ｔｉ含量≤０．０５０重量％、Ｖ含量≤０．０５０重量％、Ｎｂ含量≤０．０５０重量％；活性石灰的Ｓ含量≤０．０３０重量％；萤石的Ｓ含量≤０．１０重量％；白云石的Ｓ含量≤０．０２０重量％；ｂ）将上述预处理后的铁水和废钢按重量比９：１加入顶底复合吹转炉，在前述每吨混合料中加入活性石灰４０～５０Ｋｇ、轻烧白云石１５～２０ｋｇ、氧化镁球１．５～１．９Ｋｇ、萤石２～３ｋｇ及氧化铁皮１．５～２．５ｋｇ进行造渣，并控制炉渣碱度Ｒ为４．０～４．５，进行脱磷处理后，采用一次吹炼使终点钢水的成份满足以下要求：Ｃ（０．０４重量％、Ｍｎ（０．０１５重量％、　Ｐ（０．０１０重量％、　Ｓ（０．０１０重量％、Ｏ（１０００重量ＰＰｍ；出钢温度为１６５０～１６６０℃；ｃ）出钢过程中按每吨钢水中加入８Ｋｇ×钢水中氧重量％比例的铝进行脱氧；并根据低温取向硅钢所要求的化学成份及取样分析结果，在出钢过程中加入铜、硅铁和锰铁进行合金化，出钢量到７０％前加完铜、硅铁和锰铁，同时按每吨钢水加入２０～３０Ｋｇ石灰防止钢水回磷，在出钢结束前，用挡渣锥或挡渣球在出钢口进行挡渣，控制罐内渣层厚度小于８０ｍｍ，出钢后的钢水进入钢水包；出钢过程中进行吹氩，出钢３分钟后停止吹氩；ｄ）将钢水包送入ＲＨ真空炉进行真空处理，真空处理开始时控制钢水温度为１６３０～１６５０℃，控制真空度小于５０Ｐａ进行脱氧，真空处理时间２０～２５分钟；真空处理后，根据取样分析结果和低温取向硅钢所要求的化学成份加入铜、硅铁、锰铁、氮化硅和铝等进行成份微调，使钢水的化学成份满足以下要求：Ｃ含量为０．０２５～０．０５５重量％；Ｓｉ含量为２．９～３．３重量％；Ｍｎ含量为０．１５～０．２５重量％；Ｃｕ含量为０．４５～０．６３重量％；Ｐ含量≤０．０１５重量％；Ｓ含量为０．０７～０．０１８重量％；Ａｌｓ含量为０．００８～０．０３２重量％；Ｎ含量为５０～１３０重量ＰＰｍ；Ｏ含量≤２０重量ＰＰｍ；真空处理后温度为１５７５～１５９０℃；ｅ）将真空处理后的钢水包吊至连铸平台上进行浇铸，浇铸过程中采用自动开浇装置进行开浇和长水口进行保护浇；结晶器使用的保护渣和中间包使用的覆盖剂均采用微碳或无碳型；ｆ）控制过热度为２０～３０℃、拉速为０．７～０．９ｍ／ｍｉｎ，控制冷却水量和钢水量的比例为１．１５～１．２５Ｌ／ｋｇ进行浇铸；ｇ）将浇铸得到的钢坯送至加热炉中，入炉温度大于５５０℃；加热温度为１２７０～１３００℃，在炉加热时间大于３小时；然后对钢坯进行粗轧，粗轧温度１１００～１２００℃，压下率大于或等于８０％；粗轧完成后进行精轧，精轧温度９００～１０８０℃，压下率大于或等于９０％，轧制成２．２—２．５ｍｍ钢带；通过层流冷却将钢带冷却到温度为５５０～６００℃进行卷取；ｈ）前述热轧后的钢带通过抛丸、酸洗，去除钢带表面的氧化铁皮；ｉ）酸洗后的钢卷预热后，利用二十辊轧机进行一次冷轧；ｊ）将一次冷轧后的钢卷送至连续脱碳退火机组，开卷后先用３～５％的ＮａＯＨ溶液进行碱洗脱脂，再经水清洗，之后通过热风干燥器干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理，炉内气氛为Ｎ２　、Ｈ２　、Ｈ２Ｏ，退火温度为８２０～８５０℃，钢带以６～１５ｍ／ｍｉｎ的速度通过脱碳退火炉，实现一次脱碳；ｋ）脱碳退火后的钢带再利用二十辊轧机进行二次冷轧，轧制到产品所要求的厚度尺寸；ｌ）二次冷轧后的钢卷在氧化镁机组进行开卷并用３～５％的　ＮａＯＨ溶液进行碱洗脱脂，再经水清洗，之后通过热风干燥器干燥，进入退火炉进行低温退火，炉内气氛为Ｎ２　、Ｈ２、Ｈ２Ｏ，退火后在钢带表面涂敷一层ＭｇＯ，经烘干炉烘干后卷取成卷；ｍ）涂敷完ＭｇＯ后的钢卷再送到高温罩式炉内进行高温退火，炉内气氛为Ｎ２　、Ｈ２，退火温度１１５０—１２００℃，保温时间为２０～２４小时；ｎ）将高温罩式炉出来的钢卷在拉伸涂层机组进行清洗并涂敷绝缘层，然后烘干并经过退火炉进行退火及拉伸平整，炉内气氛为Ｎ２　、Ｈ２，炉内温度８００～８５０℃；ｏ）将拉伸涂层后钢卷进行剪切去除缺陷后，包装入库变为最终产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏程，
申请(专利权)人：江油市丰威特种带钢有限责任公司，刘宝志，任新建，
类型：发明
国别省市：51