用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法

摘要

本发明提出了用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法，其特征在于热精轧和冷轧两个压延工序中全面引入异步轧制方式，异步轧机的上、下工作辊的周向速度比为1∶1.05～1∶1.30。本发明所说的全面引入异步轧制方式包括：首道次异步轧制、末道次异步轧制和首末两道次异步轧制。本发明方法制造的低铁损无取向硅钢其成分按重量百分数计为：Si+Al≤4.2；C≤0.005；Mn 0.2～0.35；P≤0.02；S≤0.002；N2≤0.003；O2≤0.002；余量为Fe和不可避免的杂质。用本发明方法制造低铁损冷轧无取向硅钢板，可望取得很好的社会效益和经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金与加工技术领域，即涉及一种采用异步轧制工艺制造低铁损无取向硅钢板的方法。

背景技术

无取向硅钢板是制造发电机和电动机铁芯的材料，低铁损是其关键的性能要求。

冷轧无取向硅钢板的制造工艺流程通常包括：冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、涂绝缘层和卷带等主要工序，成品厚度一般为0.35、0.50和0.65mm。降低冷轧无取向硅钢板铁损的途径目前主要有：(一)降低硅钢中杂质的含量，这需要改良冶炼技术和更新设备；(二)提高硅钢中Si+Al的含量，但这会降低磁导率，并会使钢材的冷加工性能变差；(三)改进和调整轧制工艺，优化硅钢板显微组织结构，这一技术途径较为简便易行，因而受得专业技术人员和企业的重视。

新日本制铁株式会社在特开平7-207343和特开平8-193220中公开了两种无取向电磁钢板的制造方法，其成分(重量百分数)为：C≤0.015；Si 0.05～1.0；Mn 0.1～1.5；Po≤0.15；S≤0.03；Al≤1.0；N₂≤0.01；O₂≤0.02；余量为Fe和不可避免的杂质。热精轧后，经700～1000℃退火，再通过二次冷轧法轧至最终厚度。第二次冷轧压下率为2～15％，采用异步轧制方式，上下轧辊周向速度差≥0.5％(平7-207343)，或上下轧辊直径不同，且小辊直径：大辊直径≤0.8(平8-193220)。该两份公开特许公报中的数据表明：用发明方法制造的冷轧无取向硅钢板的板面内磁感(B₅₀)各向异性减小。在较高Si+Al含量的无取向硅钢板的制造工艺中，未见有采用异步轧制方式进行冷轧加工。此外，新日本制铁株式会社在平3-138317中公开了《高级无方向性电磁钢板用热轧板制造方法》，成分为C≤0.008％；(Si+2Al)1.8～5％；Mn0.02～0.5％；S≤0.0015％；N≤0.0020％；余量为Fe和不可避免的杂质，将上述无取向硅钢板坯加热至1100～1200℃进行热轧。其中热精轧工序中至少1道次采用异步轧制方式，上、下轧辊周向速度差≥5％。该发明方法所制造的硅钢板磁感(B₅₀)和铁损(P₁₅)等性能均有改善。

发明内容

本发明的目的是从改进和调整轧制工艺入手，以寻求一种制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法。

在研究了异步轧制工艺的形变特征和轧制参数的影响规律基础上，将异步轧制方式全面引入无取向硅钢板的制造过程，即在热轧和冷轧过程中均采用异步轧制方式，提出一种用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法。异步轧制是利用轧机上、下工作辊周向速度不等而形成的一种特殊轧制方式，它具有轧力和扭矩低以及轧制薄板精度高等优点，同时其特有的搓轧形式可使轧制的板材产生通体剪切变形，从而改变板材的组织和织构特征及其分布。

本发明所提出的用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法，包括冶炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧、退火、涂绝缘层和卷带各工序，其特征在于热轧和冷轧两个压延工序中全面引入异步轧制方式，异步轧机的上、下工作辊的周向速度比为1∶1.05～1∶1.30。

本发明中所说的全面引入异步轧制方式包括：首道次异步轧制、末道次异步轧制和首末两道次异步轧制。首末两道次异步轧制中，两个道次可以采用不同的速比。

本发明的方法所适用的硅钢成分(以重量百分数计)为：Si+Al≤4.2；C≤0.005；Mn0.2～0.35；P≤0.02；S≤0.002；N₂≤0.003；O₂≤0.002；余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的方法其热轧工艺从3～40mm厚的热粗轧板开始，通过六道次热精轧至2.0～2.4mm，总压下率为92～94％，道次压下率为20～40％。热轧加热温度为1130～1180℃，终轧温度为830～870℃、卷取温度为580～620℃。热轧板经酸洗后进入冷轧工序。

本发明的方法其冷轧工艺从酸洗后2.0～2.4mm热轧板开始，采用一次冷轧法轧到成品厚度0.35、0.50和0.65mm，总压下率为73～85％，冷轧分成五道次，道次压下率为20～35％，冷轧方向始终与热轧方向一致。冷轧后，经900～1050℃、10秒～5分钟的成品退火，再涂绝缘层和卷带即制成低铁损冷轧无取向硅钢板。

采用本发明的方法所制造的冷轧无取向硅钢板与常规工艺所生产的同成分、同规格的硅钢板相比较，铁损(P₁₅)有明显的降低。

由于本发明的方法只是通过改进和调整轧制方式及工艺参数来达到降低铁损的目的，故从工艺上来说比较容易在现有生产线上实施。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的方法作进一步的补充与说明。

实施例1

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.0028；Si+Al＝2.54+0.31；Mn 0.30；P 0.018；S0.0022；N₂ 0.0015；O₂ 0.0018；余量Fe和不可避免的杂质的连铸坯，经1180℃均热后，先粗轧至30mm，而后进行六道次的热精轧至2.0mm，总压下率为93％，即经由30mm→18.0mm→10.8mm→6.5mm→4.1mm→2.5mm→2.0mm。首道次采用异步轧制方式，上下轧辊周向速度比为1∶1.28，其余道次均采用同步轧制方式。终轧温度850℃，卷取温度610℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.35mm，总压下率为82％，道次压下率为28～30％，即2.0mm→1.4mm→0.98mm→0.69mm→0.49mm→0.35mm。首末两道次冷轧工序引入异步轧制方式，上下轧辊周向速度比为1∶1.05，其余道次冷轧工序均采用同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行900℃、5分钟的成品退火处理，再涂绝缘层并卷带入成品库。

实施例2

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.0028；Si+Al＝2.54+0.31；Mn 0.30；P 0.018；S0.0022；N₂ 0.0015；O₂ 0.0018；余量Fe和不可避免的杂质的连铸坯，经1138℃均热后，先粗轧至35mm，而后经六道次的热精轧至2.4mm厚，总压下率为93％，即经由35mm→21mm→12.5mm→7.8mm→5.2mm→3.0mm→2.4mm。采用首末两道次异步轧制，轧辊周向速度比为1∶1.125，其余四道次为同步轧制方式。终轧温度830℃，卷取温度600℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.5mm，总压下率为80％，道次压下率为25～30％，即2.4mm→1.8mm→1.35mm→1.01mm→0.71mm→0.5mm。前四道次冷轧工序用常规的同步轧制方式，末道冷轧工序引入异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比采用1∶1.063。

冷轧后，对硅钢板进行1000℃、1分钟的成品退火处理，再涂绝缘层并卷带入成品库。

实施例3

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.005；Si+Al＝3.10+1.0；Mn 0.2；P 0.02；S 0.003；N₂ 0.003；O₂ 0.002；Fe余量的连铸坯，经1138℃均热后，先粗轧至40mm，其后进行六道次的热精轧至2.4mm厚，总压下率为94％，即经由40mm→24mm→14.4mm→9.14mm→5.74mm→3.56mm→2.4mm。末道次采用异步轧制方式，上下轧辊周向速度比为1∶1.30，其余道次热轧工序均采用同步轧制方式。终轧温度870℃，卷取温度620℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.65mm，总压下率为73％。道次压下率为20～25％，分别从2.4mm→1.88mm→1.41mm→1.06mm→0.85mm→0.65mm。末道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.125，其余四道次采用同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行1000℃、30秒的成品退火，再涂敷绝缘层并卷带入成品库。

实施例4

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.002；Si+Al＝2.10+0.90；Mn 0.35；P 0.018；S 0.0025；N₂ 0.0012；O₂ 0.0010；Fe余量的连铸坯，经1150℃均热后，先粗轧至35mm，而后进行六道次的热精轧至2.4mm厚，总压下率为93％，经由35mm→21mm→12.5mm→7.8mm→4.8mm→3.0mm→2.4mm。末道次采用异步轧制方式，上下轧辊周向速度比为1∶1.05，其它道次采用同步轧制方式。终轧温度845℃，卷取温度为590℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.5mm，总压下率80％，道次压下率为25～30％，即2.4mm→1.8mm→1.35mm→1.01mm→0.71mm→0.5mm。首道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.125，其余四道次均采用同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行950℃、1分钟的成品退火，再经涂绝缘层后卷带入库。

实施例5

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.002；Si+Al＝2.10+0.90；Mn 0.35；P 0.018；S 0.0025；N₂ 0.0012；O₂ 0.0010；Fe余量的连铸坯，经1150℃均热后，先粗轧至35mm，而后进行六道次的热精轧至2.4mm厚，总压下率为93％，即经由35mm→21mm→12.5mm→7.8mm→4.8mm→3.0mm→2.4mm。首道次采用异步轧制方式，上下轧辊周向速度比为1∶1.28，其它道次采用同步轧制方式。终轧温度850℃，卷取温度580℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.5mm，总压下率80％，道次压下率为25～30％，即2.4mm→1.8mm→1.35mm→1.01mm→0.71mm→0.5mm。首道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.30，其余四道次均采用同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行950℃、1分钟的成品退火，再经涂绝缘层后卷带入库。

实施例6

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.002；Si+Al＝2.10+0.90；Mn 0.35；P 0.018；S 0.0025；N₂ 0.0012；O₂ 0.0010；Fe余量的连铸坯，经1150℃均热后，先粗轧至35mm，而后进行六道次的热精轧至2.4mm厚，总压下率为93％，即经由35mm→21mm→12.5mm→7.8mm→4.8mm→3.0mm→2.4mm。首末两道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.17，其它道次采用同步轧制方式。终轧温度855℃，卷取温度600℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.5mm，总压下率80％，道次压下率为25～30％，即2.4mm→1.8mm→1.35mm→1.01mm→0.71mm→0.5mm。首末两道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.17，其余道次均采用同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行950℃、1分钟的成品退火，再经涂绝缘层后卷带入库。

实施例7

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.003；Si+Al＝2.0+1.0；Mn 0.25；P 0.010；S 0.0025；N₂ 0.001；O₂ 0.0015；Fe余量的连铸坯，经1130℃均热后，先粗轧至35mm，而后进行六道次的热精轧至2.4mm厚，总压下率为93％，即经由35mm→21mm→12.5mm→7.8mm→4.8mm→3.0mm→2.4mm。首道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.17，其它道次采用同步轧制方式。终轧温度860℃，卷取温度为605℃。

酸洗去氧化皮后，采用一次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.50mm，总压下率80％，道次压下率为25～30％，即2.4mm→1.80mm→1.35mm→1.01mm→0.71mm→0.50mm。末道次冷轧工序引入异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.063，其余道次为同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行950℃、1分钟的成品退火，再经涂绝缘层后卷带入库。

实施例8

化学成分(以重量百分数计)为：C 0.003；Si+Al＝2.0+1.0；Mn 0.25；P 0.010；S 0.0025；N₂ 0.001；O₂ 0.0015；Fe余量的连铸板坯，经1135℃均热后，粗轧至35mm厚，而后进行六道次的热精轧至2.4mm，总压下率为93％，即经由35mm→21mm→12.5mm→7.8mm→4.8mm→3.0mm→2.4mm。首末道次采用异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.063，其它道次采用同步轧制方式。终轧温度840℃，卷取温度为600℃。

酸洗去氧化皮后，采用→次冷轧法分五道次冷轧至成品厚度0.35mm，总压下率85％，道次压下率为30～35％，即2.4mm→1.56mm→1.02mm→0.71mm→0.50mm→0.35mm。首道次冷轧工序引入异步轧制方式，上下轧辊的周向速度比为1∶1.05，其余道次为同步轧制方式。

冷轧后，对硅钢板进行1050℃、10秒的成品退火，再经涂绝缘层后卷带入库。