專利名稱：連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法
技術領域：
本發明涉及一種硅鋼軋制的方法，具體涉及一種連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法。
背景技術：
目前，取向硅鋼普遍采用連鑄板坯生產，其工藝步驟是，先生產出連鑄板坯，冷卻后，進入熱軋機之前進行高溫加熱，之后進行熱軋、常化退火、冷軋、脫碳退火和高溫退火。
為了獲得優良的高斯取向織構，降低鐵損和提高取向硅鋼的磁性，在連鑄板坯中需要加入Mn、S、Al和N等抑制劑形成元素。
為了保證連鑄板坯在加熱過程中粗大的MnS、AlN抑制劑在加熱中完全固溶，普通取向硅鋼鑄坯的加熱溫度需保證在1350～1370℃，而高磁感取向硅鋼中由于Mn和S含量高，鑄坯的加熱溫度更高，達1380～1400℃。
為了解決MnS和AlN抑制劑的固溶和彌散析出問題，在常規生產工藝流程中需要對連鑄板坯進行高溫加熱，高溫加熱造成板坯燒損、燃料消耗高和加熱爐壽命短等缺點。由于高溫加熱后取向硅鋼在隨后軋制、冷卻和退火等環節工藝方法變得異常錯綜復雜。針對不同的生產設備，需要制定不同的取向硅鋼生產工藝。不同的生產工藝生產的取向硅鋼，由于其晶粒取向和大小的差異很大而導致其鐵損和磁感強度水平級別相差很大。生產高品質取向硅鋼難度很大，而且生產成本較高。
發明內容
針對取向硅鋼帶現有生產技術存在的缺陷，本發明提供一種連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，達到簡化工藝流程，較大地降低能耗，降低生產成本，生產高品質取向硅鋼帶。
實現本發明目的的技術方案是工藝步驟包括連鑄板坯、熱軋、常化退化、冷軋、脫碳退火、高溫退火，要點在于工藝步驟和工藝條件是首先設計取向硅鋼基體元素和抑制劑元素組成成份，以質量百分比計C0.025～0.08％，Si2.8～4.0％，Mn0.03～0.14％，S0.01～0.06％，Al0.016～0.07％，N0.004～0.012％，Cu0.03～0.14％，Sn0.07～0.15％，Se0.01～0.05％，余量為Fe。
以此設計的組成成份，冶煉鋼水，生產連鑄板坯，鑄坯溫度為800～1100℃，板坯拉速為2～3m/min；之后，直接將連鑄板坯進行補償加熱，補償加熱溫度為1150～1220℃，時間為210～240分鐘；補償加熱后進行熱軋，熱軋粗軋入口溫度為1130～1200℃，精軋入口溫度為950～1100℃，終軋溫度為850～1000℃，之后對熱軋鋼帶進行冷卻，控制冷卻速度為10～100℃/s，之后再將熱軋鋼帶進行卷取，卷取溫度為550～650℃；對帶鋼常化退火，分兩段式常化處理，其一段溫度控制為990～1100℃，時間為20～60s，二段溫度控制為920～950℃，時間為60～120s，之后在90～99℃水中冷卻；將常化處理后的帶鋼進行冷軋，冷軋總變形量為80％～95％，冷軋第三和第四道次時在帶鋼表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為200～250℃；將冷軋后帶鋼進行脫碳退火，退火前進行堿洗并烘干鋼帶表面，采用兩段脫碳退火，一段控制溫度為850～880℃，時間120～240s，二段控制溫度為880～910℃，時間為10～60s，采用濕的氣氛、體積比為75～80％氮氣+20～25％氫氣，露點30～50℃，冷卻段通干的、體積比為75～80％氮氣+20～25％氫氣；最后進行高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，在體積比為55～60％氫氣+40～45％氮氣的氣氛下，首先升溫至840～870℃，保溫4h，然后在100％氫氣氣氛中加熱至1190～1220℃，保溫15～25h。
上述的連鑄板坯是將煉好的鋼水利用連鑄機生產90mm～260mm的連鑄板坯。連鑄板坯經過補償加熱后，直接進行熱軋，熱軋粗軋后的厚度為25～45mm，終軋后的厚度為2.0～4.0mm。
對熱軋后的卷鋼，經過常化退火后，進行冷軋，冷軋前帶鋼厚度為2.0～4.0mm，冷軋后的帶鋼厚度為0.2～0.4mm。
冷軋后的卷鋼，經脫碳退火，最后進行高溫退火是采用高溫罩式爐退火。
本發明顯著的優點和積極效果是由于本發明采取了冶煉鋼水，生產連鑄板坯，經過直接補償加熱、熱軋的技術方案，這樣省去了已有技術中，在生產連鑄板坯后，要對板坯進行冷卻過程，解決了因板坯冷卻造成抑制劑的析出問題；在熱軋之前采用邊部補償加熱，解決了板坯邊部溫度較低問題；由于用補償加熱技術方案，解決了板坯高溫加熱問題，減少了燒損，延長了加熱爐壽命，降低了生產過程中能耗，降低了生產成本，提高了生產效率，改善了產品質量。
具體實施例方式
實施例1針對此工藝流程進行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設計，以質量百分比計的取向硅鋼的組成為C0.04％，Si3.0％，Mn0.1％，S0.03％，Al0.04％，N0.008％，Cu0.08％，Sn0.11％，Se0.03％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)采用上述設計成分、冶煉好鋼水，利用薄板坯連鑄機生產90mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為2.0m/min，鑄坯溫度為800℃。
(2)將鑄坯在加熱爐中補償加熱，加熱溫度為1220℃，時間為210分鐘。
(3)加熱后的板坯進行粗軋，粗軋入口溫度為1200℃，軋后厚度為25mm，精軋入口溫度為950℃，終軋溫度為850℃，軋后厚度為2.0mm。熱軋帶鋼進入層流冷卻區進行冷卻，控制冷卻速度為10℃/s熱軋帶鋼軋制后進入卷取機進行卷曲，卷取溫度為550℃。
(4)鋼卷在冷軋前進行兩段式常化處理，其一段溫度控制為1000℃，時間為40s，二段溫度控制為935℃，時間為90s，在95℃水中冷卻。
(5)將常化處理后的帶鋼進行冷軋，軋前厚度為3.0mm，軋后厚度為0.3mm，總變形量90.0％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為200℃。
(6)將冷軋后帶鋼進行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為865℃，時間為180s，控制二段溫度為895℃，時間為35s，采用的氣氛為濕的78％氮氣+22％氫氣(體積比)，露點43℃，冷卻段通干的78％氮氣+22％氫氣(體積比)。
(7)最后進行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是58％H2+42％N2(體積比)，首先升溫至855℃，保溫5h，然后在100％H2氣氛中加熱至1205℃，保溫20h。
實施例2針對此工藝流程進行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設計，以質量百分比計的取向硅鋼的組成為C0.025％，Si4.0％，Mn0.03％，S0.01％，Al0.07％，N0.012％，Cu0.03％，Sn0.07％，Se0.05％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)采用上述設計成分、冶煉好的鋼材，利用薄板坯連鑄機生產175mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為2.5m/min，鑄坯溫度為950℃。
(2)將鑄坯在加熱爐中補償加熱，加熱溫度為1180℃，時間為220分鐘。
(3)加熱后的板坯進行粗軋，粗軋入口溫度為1160℃，軋后厚度為35mm，精軋入口溫度為1000℃，終軋溫度為920℃，軋后厚度為3.0mm。熱軋帶鋼進入層流冷卻區進行冷卻，控制冷卻速度為50℃/s熱軋帶鋼軋制后進入卷取機進行卷曲，卷取溫度為600℃。
(4)鋼卷在冷軋前進行兩段式常化處理，其一段溫度控制為990℃，時間為20s，二段溫度控制為920℃，時間為120s，在99℃水中冷卻。
(5)將常化處理后的帶鋼進行冷軋，軋前厚度為2.0mm，軋后厚度為0.4mm，總變形量為80％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為210℃。
(6)將冷軋后帶鋼進行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為850℃，時間為120s，控制二段溫度為880℃，時間為60s，采用的氣氛為濕的75％氮氣+25％氫氣(體積比)，露點45℃，冷卻段通干的75％氮氣+25％氫氣(體積比)。
(7)最后進行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是55％H2+45％N2(體積比)，首先升溫至840℃，保溫6h，然后在100％H2氣氛中加熱至1190℃，保溫15h。
實施例3針對此工藝流程進行取向硅鋼基體元素和抑制劑元素成份設計，以質量百分比計的取向硅鋼組成為C0.08％，Si2.8％，Mn0.14％，S0.06％，Al0.016％，N0.004％，Cu0.14％，Sn0.15％，Se0.01％，余量為Fe。
取向硅鋼的具體軋制工藝如下。
(1)采用上述設計成分、冶煉好的鋼材，利用薄板坯連鑄機生產260mm連鑄薄板坯，薄板坯拉速為3m/min，鑄坯溫度為1100℃。
(2)將鑄坯在加熱爐中補償加熱，加熱溫度為1150℃，時間為240分鐘。
(3)加熱后的板坯進行粗軋，粗軋入口溫度為1130℃，軋后厚度為45mm，精軋入口溫度為1100℃，終軋溫度為950℃，軋后厚度為4.0mm。熱軋帶鋼進入層流冷卻區進行冷卻，控制冷卻速度為100℃/s熱軋帶鋼軋制后進入卷取機進行卷曲，卷取溫度為650℃。
(4)鋼卷在冷軋前需要進行兩段式常化處理，其一段溫度控制為1100℃，時間為60s，二段溫度控制為950℃，時間為60s，在90℃水中冷卻。
(5)將常化處理后的帶鋼進行冷軋，軋前厚度為4.0mm，軋后厚度為0.2mm，總變形量為95％，冷軋第三和第四道次在帶鋼表面表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為250℃。
(6)將冷軋后帶鋼進行脫碳退火，退火前堿洗并烘干鋼板表面，然后快速升溫，采用兩段式脫碳退火，控制一段溫度為880℃，時間為240s，控制二段溫度為910℃，時間為10s，采用的氣氛為濕的80％氮氣+20％氫氣(體積比)，露點50℃，冷卻段通干的80％氮氣+20％氫氣(體積比)。
(7)最后進行帶鋼的高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，然后采用高溫罩式爐退火，采用的氣氛是60％H2+40％N2(體積比)，首先升溫至870℃，保溫4h，然后在100％H2氣氛中加熱至1210℃，保溫25h。
權利要求
1.一種連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，工藝步驟包括連鑄板坯、熱軋、常化退火、冷軋、脫碳退火、高溫退火，其特征在于工藝步驟和工藝條件是設計取向硅鋼基體元素和抑制劑元素組成成份，以質量百分比計是C 0.025～0.08％，Si2.8～4.0％，Mn 0.03～0.14％，S 0.01～0.06％，Al 0.016～0.07％，N 0.004～0.012％，Cu 0.03～0.14％，Sn 0.07～0.15％，Se 0.01～0.05％，余量為Fe；以此設計的組成成份，冶煉鋼水，生產連鑄板坯，鑄坯溫度為800～1100℃，板坯拉速為2～3m/min；之后將連鑄板坯直接進行補償加熱，補償加熱溫度為1150～1220℃，時間為210～240分鐘；補償加熱后進行熱軋，熱軋粗軋入口溫度為1130～1200℃，精軋入口溫度為950～1100℃，終軋溫度為850～1000℃，之后對熱軋鋼帶進行冷卻，控制冷卻速度為10～100℃/s，之后再將熱軋鋼帶進行卷取，卷取溫度為500～650℃；對卷取帶鋼常化退火，分兩段式常化處理，其一段溫度控制為990～1100℃，時間為20～60s，二段溫度控制為920～950℃，時間為60～120s，之后在90～99℃水中冷卻；將常化處理后的帶鋼進行冷軋，冷軋總變形量為80％～95％，冷軋第三和第四道次時在帶鋼表面涂布Na2CO3水溶液，保持帶鋼溫度為200～250℃；將冷軋后帶鋼進行脫碳退火，退火前進行堿洗并烘干鋼帶表面，采用兩段脫碳退火，一段控制溫度為850～880℃，時間120～240s，二段控制溫度為880～910℃，時間為10～60s，采用濕的氣氛、體積比為75～80％氮氣+20～25％氫氣，露點30～50℃，冷卻段通干的、體積比為75～80％氮氣+20～25％氫氣；最后進行高溫退火，高溫退火前在帶鋼表面涂MgO，在體積比為55～60％氫氣+40～45％氮氣的氣氛下，首先升溫至840～870℃，保溫4h，然后在100％氫氣氣氛中加熱至1190～1220℃，保溫15～25h。
2.按照權利要求1所述的連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，其特征在于所述的連鑄板坯是將煉好的鋼水利用板坯連鑄機生產90mm～260mm的連鑄板坯。
3.按照權利要求1所述的連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，其特征在于連鑄板坯經過熱軋粗軋后厚度為25～45mm，熱軋終軋后厚度為2.0～4.0mm，熱軋后帶鋼進入層流冷卻區進行冷卻，最后進入卷取機進行卷曲。
4.按照權利要求1所述的連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，其特征在于冷軋前厚度為2.0～4.0mm，冷軋后的帶鋼厚度為0.2～0.4mm。
5.按照權利要求1所述的連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，其特征在于帶鋼進行高溫退火是采用高溫罩式爐退火。
全文摘要
本發明涉及連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法，生產工藝步驟是連鑄板坯、補償加熱、熱軋、常化退火、冷軋、脫碳退火、高溫退火，最主要的特征是在生產出連鑄板坯后，直接補償加熱、熱軋，補償加熱溫度為1150～ 1220℃，時間為210～240分鐘。本發明特點和效果是省去了已有技術生產連鑄板坯后的冷卻過程，解決了因板坯冷卻造成抑制劑析出問題；補償加熱解決了板坯邊部溫度較低和高溫加熱問題，減少了燒損，延長了加熱爐壽命，降低了能耗，降低了生產成本，提高了生產效率，改善了產品質量。
文檔編號C22C38/16GK1743128SQ20051004729
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月29日 優先權日2005年9月29日
發明者王國棟, 李長生, 劉相華 申請人:東北大學