一种压缩机专用钢冷轧电工钢的制造方法

摘要

本发明公开一种压缩机专用钢冷轧电工钢的制造方法，综合了传统连铸－热轧和薄坯连铸热轧生产工艺流程，其特点是，采用如下的化学成份(重量百分比)C≤0.03％，Si≤4.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.16％，S≤0.01％，Als：0.1～0.8％，其余为铁和少量夹杂物，工艺特点在于热轧卷取温度控制在680～730℃；冷轧采用激光焊接无头轧制，速度为600～1000M/min；并采用全H2罩式炉退火和快速加热、慢速冷却的工艺，保温时间8～15小时，温度控制在670±30℃，退火温度低于再结晶温度；采用大压下平整、拉伸矫直工艺；本发明的无取向电工钢，其磁感高，铁损低，并可以生产其他品种要求的各种电工钢。

说明书

技术领域

本发明属于一种无取向冷轧硅钢半工艺压缩机专用钢的制造方法。

背景技术

电工钢问世已一百多年，随着科学进步、发展，电工钢已成为世界重要的功能材料。尤其近二十多年来，随着世界能源短缺研究开发电工钢已成为各国研究的主要课题。

电工钢从轧制方法分为热轧和冷轧；从工艺又分为无取向电工钢和取向钢，市场大量使用的是普通无取向硅钢，目前机电产品采用的大多是高磁感、低铁损的无取向硅钢。

无取向硅钢的生产分为全工艺及半工艺两种，用户为了节省能源、降低成本欧洲和美国目前生产无取向电工钢采用半工艺产品较多。

根据现代技术的发展和节能要求，压缩机专用钢要求采用低铁损、高磁感无取向冷轧硅钢，硅含量的提高对其性能起着很大的作用。

申请号为94107147.2公开了一种半工艺冷轧无取向电工钢板的生产方法，它的化化学成分主要为C≤0.01、Si≤1.0、Mn：0.20～1.2等，经热轧、酸洗后冷轧，采用650～750℃的温度全H₂罩式退火，保温8小时以上，退火处理，压下率为0.5～2％进行平整、冲片、剪切后进行消除应力退火。这种工艺条件下生产出的电工钢虽然能提高了磁感、降低了铁损，但是由于这种钢含Si较低，磁感的提高量不大，另外由于是半工艺生产，单凭平整、冷轧后退火工艺应力的消除还达不到要求，给后续生产带来困难，尤其是压缩机用钢很难达到要求，另外对于Si含量高的电工钢来讲采用上述工艺很难实现。

发明内容

本发明根据压缩机用钢的要求公开一种压缩机专用钢冷轧电工钢的制造方法。

本发明的目的是这样实现的：它的工艺路线是，铁水脱硫-转炉冶炼-RH真空处理-电脉冲-大板坯连铸-板坯加热-热连轧和高温卷取-酸洗冷连轧-罩式退火-平整大压下-拉伸和矫直-性能检验-包装出厂，其特征在于，各个生产步骤采用如下工艺：

(1)化学成份：本发明采用如下的化学成份(重量百分比)C≤0.03％，Si≤4.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.16％，S≤0.01％，Als：0.1～0.8％，其余为铁和少量夹杂物，夹杂总量≤0.03％；

本发明采用铁水预脱硫生产工艺，用喷粉方法使铁水中的S降到20ppm以下，铁水温度大于1335℃，然后将铁水倒入150～180t转炉复合冶炼，出钢时挡渣，渣层厚度＜150mm；RH精炼到站钢水温度在1590～1650℃，当C达到要求时加入合金，加入的合金为Si-Fe、Mn-Fe、P-Fe，其中Si-Fe加入量为0～50kg/t，精炼时间应小于30分钟，采用中包电脉冲工艺和长水口氩气密封，浇铸速度为0.9～1.3M/min。

(2)热轧工艺：

连铸板坯装炉温度大于300℃，加热温度控制在相变温度左右，粗轧后采用高压水除鳞，精轧开轧温度控制在950～980℃，终轧温度≥850℃，未架压下率控制在10～20％，卷取温度控制在680～730℃；轧板厚度为2.2～2.6mm，全程微机控制；板形的浪形控制在2～4％；

(3)冷轧工艺：

采用5机架连轧机，激光焊接，无头轧制。酸洗采用紊流浅槽工艺，轧制速度为600～1000M/min，最大压下率小于90％，轧辊粗糙度控制在3.0～5.0μm，全程微机控制。

(4)热处理工艺：

采用全H₂罩式炉退火，采用快速加热，速度≥200℃/小时，慢速冷却，速度≤100℃/小时，保温时间8～15小时，温度控制在670±30℃，退火温度低于再结晶温度；

(5)平整

退火的钢板采用采用大平整量，平整压下率控制在1.5～3.0％，粗糙度控制在0.8～3.5μm，并采用干平整(不加乳化液)，保证板形平整，钢板同板差≤10μm。

(6)拉伸矫直

采用11辊拉伸矫直机，拉伸矫直力控制在9800～29400N，成品板宽1000mm的钢板其浪形应≤1％。

热处理退火工艺采取冬夏两种工艺制度，冬季为680±30℃，夏季为660±30℃，控制退火温度低于再结晶温度。

本发明的特点：1是低温烧钢、高温终轧、高温卷取；2是连铸时采取电脉冲；3是平整采取大压下；4是增加拉伸矫直。本发明综合了传统连铸、热轧和薄坯连铸热轧的生产优点，生产超低碳中高硅含量的无取向电工钢，其磁感高，最主要的是降低铁损，半工艺产品P₁₅≤7w/kg，B₅₀≥1.7T，退火后P₁₅≤3.5w/kg，B₅₀≥1.68T。连冲速度可达300～500次/分，装机后可节能20％，用本发明的工艺可以生产其他品种要求的各种电工钢。

具体实施方式

本发明的生产工艺流程为，铁水脱硫-转炉冶炼-RH真空处理-电脉冲-大板坯连铸-板坯加热-热连轧和高温卷取-酸洗冷连轧-罩式退火-平整大压下-拉伸和矫直-性能检验-包装出厂，各个生产步骤采用如下工艺：

化学成份：本发明采用如下的化学成份(重量百分比)C≤0.03％，Si：1.0～4.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.16％，S≤0.01％，Als：0.1～0.8，其余为铁和少量夹杂物，夹杂总量≤0.03％；

冶炼、铸坯工艺：

按上述成分的配比进行冶炼，用喷粉方法使铁水中的S降到20ppm以下，铁水温度大于1335℃，然后将铁水倒入150～180t转炉复合冶炼，出钢时挡渣，渣层厚度＜150mm；RH精炼到站钢水温度在1590～1650℃，一般控制在1600℃左右，当C达到要求时加入合金，加入的合金为Si-Fe、Mn-Fe、P-Fe，其中Si-Fe加入量为0～50kg/t，从节能及防杂质氧化考虑，精炼时间应小于30分钟，为保证钢水安全采取长水口氩气密封，浇铸速度为0.9～1.3M/min，为了提高组织性能，有条件下，采用电脉冲处理，其电场能量为1000J～180MJ，电压100～2000V电流强度100A～10KA，占空比5％～95％，铸坯厚度≤230mm。

热轧工艺：

连铸板坯装炉温度大于300℃，有条件进行缓冷，炉内控制弱氧化气氛，加热温度控制在相变温度左右，不要超过相变温度，在1100℃左右粗轧，粗轧后采用高压水除鳞，精轧开轧温度控制在950～980℃，终轧温度≥850℃，未架压下率控制在10～20％，为促进动态再结晶，采用高温卷取，卷取温度控制在680～730℃，轧板厚度为2.2～2.6mm，板形的浪形控制在2～4％，全程微机控制；

冷轧工艺：

采用5架连轧机，无头轧制，激光焊结前进行杯凸实验，防止断带，严格控制压下量，轧制速度为(600～1000M/min)，最大压下率小于90％，第五道压下率控制小于10％，轧辊粗糙度控制在3.0～5.0μm，酸洗采用紊流浅槽工艺，全程微机控制；

热处理工艺：

采用全H₂罩式炉退火，装炉量≤5卷，加热工艺应采用快速加热，慢速冷却，加热速度≥200℃/小时，最大速度为300℃/小时；冷却速度≤100℃/小时的方式，保温时间8～15小时，温度控制在670±30℃，并采取冬夏两种工艺制度，冬季为680±30℃，夏季为660±30℃，保证板形，防止粘结，其理由为使退火温度低于再结晶温度。

平整：

退火的钢板采用采用大平整量，平整压下率控制在1.5～3.0％，粗糙度控制在0.8～3.5μm，并采用干平整(不加乳化液)，保证板形平整，钢板同板差≤10μm。

根据实际际试验表明，平整压下率控制在2.0～2.2％时，板形的粗糙度及板形同板差符合质量要求。

拉伸矫直：

采用11辊拉伸矫直机，拉伸矫直力控制在9800～29400N，成品板≥1000宽的钢板其浪形应≤1％。

当上述平整压下率控制2.0～2.2％时，拉伸矫直机的拉伸矫直力控制在19600～21500N，此时成品板≥1000宽、厚度为0.5mm的钢板其板形≤1％。

由于采用半工艺生产，如果按正常情况下进行平整，钢板中的残余应力得不到充分消除，而且板形达不到要求，本发明采用平整和拉伸矫直的工艺，一是为了板形平直同板差小，二是为了储存能量为再次退火晶粒长大提供动能，三是为了表面增加粗糙度为连冲和发兰提供条件，使钢板的内部组织及表面性能得到改善，从而降低工铁损。

产品性能检验，指标达到P₁₅≤7w/kg，B₅₀≥1.7T合格后，包装出厂。