一种生产冷轧无取向硅钢无铝钢种的方法

摘要

本发明涉及一种生产冷轧无取向硅钢无铝钢种的方法，通过控制Als≤0.0010％及易形成氮化物的残余元素含量，热轧采取低温加热及控温轧制，冷轧采取一次或带有中间退火的二次冷法轧制，实行湿氢脱碳、再结晶温度退火等综合性控制措施，从而在现有设备条件下，以较低的生产成本，实现了批量生产高效无铝冷轧无取向硅钢，其电磁性能均优于同牌号常规工艺生产的冷轧无取向硅钢，铁损平均降低了0.4W/kg左右，磁感平均提高了0.2T，不仅满足了市场需求，而且具有明显的经济效益和社会效益。

说明书

技术领域

本发明属于钢的冶炼、加工技术领域，特别涉及一种通过控制冶炼成分和轧制工艺，生产冷轧无取向硅钢无铝钢种的方法。

背景技术

随着制冷压缩机行业的快速发展，不仅要求冷轧无取向硅钢产品具有高磁感、低铁损，而且要求产品冲制后余料回收可以进行机壳铸造，且铸后的铸体内无气泡产生。从而对低成本、高磁感、冲制性能良好的无铝钢种的研制及生产提出了新的课题和更高的要求。

冷轧无取向硅钢无铝钢种在生产过程中存在诸多难点。冶炼过程中由于钢液中不含铝，不能用传统的Al脱氧，一般采用硅脱氧方式，会导致脱氧不完全，夹杂物增加，所以辅材耐材(合金化)带入铝、冶炼的氮含量及易形成氮化物的残余元素含量都要严格控制；无取向电工钢无铝钢种随牌号的提升(硅含量的增加)，相转变区间减少，在热轧常规工艺生产中，随着温度控制小幅波动，变形后抗力、轧制稳定性急剧波动，常规工艺生产可控性降低，生产中常出现“卡钢”、“堆钢”等事故，不仅难以保证成品冷轧电工钢的质量合格率，增加了生产成本和事故处理费用；而且严重影响生产的稳定性，造成成材率和产量的大幅度降低。

发明内容

本发明旨在提供一种利用现有设备，通过合理的合金设计和严格的过程工艺控制替代常化机组生产无取向硅钢无铝钢种，实现高效率、低成本生产合格电工钢冷轧产品的目的。

研究证明，要想避免“卡钢”、“堆钢”等事故，控制第二相形态，工艺设计实施中，需要实行低温加热与精轧过程中单相区轧制，还需要较低的精轧温度和较高的卷取温度相配合。加热温度低，能抑制钢中ALN等氮化物颗粒的固溶，从而减轻随后的析出程度及抑制晶粒进一步长大的晶粒边界的钉扎作用；较高的卷取温度促使溶解铝和氮以ALN的形式更快的析出，使ALN颗粒增粗，因此，在随后的连续退火工序中再结晶阶段晶粒边界的钉扎能力降低，晶粒长的更加顺利、均匀，从而得到优异的电磁性能。较低的加热温度和较高的卷取温度促成了柔软粗大的组织结构，并抑制(111)织构的形成，有利于无取向硅钢生产所需的原始织构组分，起到高效硅钢生产中常化工艺的作用。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种生产冷轧无取向硅钢无铝钢种的方法，其特征在于，通过控制钢的冶炼成分和轧制、退火工艺参数，实现冷轧无取向硅钢无铝钢种的生产；其具体控制方法为：

1、控制包括脱氧铝、辅材和耐火材料合金化过程中带入的残铝含量，控制Als≤0.0010％。无铝钢种必须对Al元素的含量进行严格控制，确保将Al元素的含量控制在≤0.0010％，因此精炼脱氧工艺需采用硅脱氧。

2、控制冶炼氮含量及其易形成氮化物的残余元素含量，控制N、Ti、Nb、V的含量分别≤0.0020％。

N、Ti、Nb、V等残余元素含量过高时，热轧试样的二相粒子尺寸、成分及分布是以一定量30～80μm之间方形TiN粒子为主，另有少量大粒子为Ti、Al、Mn复合的S、N化物或Ti、Mn复合的S化物，残留在钢中将恶化钢板的磁性能。

3、热轧采取低温加热及精轧实行控温轧制即铁素体单向区轧制，并控制二相析出状态。

a、热轧钢坯加热温度为1000～1150℃，开轧温度≥950℃，终轧温度≥840℃，卷曲温度≥690℃；

b、冷轧采用一次或带有中间退火的二次冷法轧制至成品厚度；

c、退火采用罩式炉或连续式退火炉进行湿氢脱碳、再结晶温度退火。

由于本发明采取合理的成分设计与控制，同时对铸坯加热、热轧、冷轧、退火等工序、步骤进行全过程控制，从而在现有设备条件下，以较低的生产成本，实现了批量生产高效无铝冷轧无取向硅钢，且产品电磁性能优良。经检验，其铁损P_1.5达到5.02W/kg，磁感B₅₀₀₀为1.756T，不仅避免了卡钢、堆钢等事故，减少了不必要的质量与费用损失，而且满足了市场需求，为利用现有设备生产高效无铝冷轧无取向硅钢提供了一条切实可行且行之有效的途径，具有较大的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面，结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

钢的化学成分及重量百分比含量为：

C 0.0015％、Si 0.573％、Mn 0.345％、P 0.0386％、S 0.0048％、Als 0.0010％、N 0.0018％、Ti 0.001％、Nb、V分别≤0.0020％。其余为不可避免的杂质。

转炉冶炼，严格控制脱氧铝、辅材和耐火材料合金化过程中带入的残铝。采用RH真空精炼处理，精炼脱氧工艺采用硅脱氧。采用连铸方式将钢水铸成连铸坯。

热轧，采用低温加热，钢坯加热温度为1080℃；精轧实行控温轧制，开轧温度1030℃，终轧温度860℃，卷曲温度693℃。

冷轧，采用连轧方式一次轧制成厚度为0.5mm的成品带钢。

退火，冷轧采用连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序，制成无铝冷轧无取向硅钢。

实施例2：

钢的化学成分及重量百分比含量为：

C 0.0020％、Si 0.85％、Mn 0.44％、P 0.037％、S 0.0052％、Als 0.0005％、N 0.0010％、Ti 0.0009％、Nb、V分别≤0.0020％。其余为不可避免的杂质。

转炉冶炼并采用RH真空精炼处理，精炼脱氧工艺采用硅脱氧并铸成连铸坯。

热轧钢坯加热温度为1150℃；精轧开轧温度1030℃，终轧温度890℃，卷曲温度697℃。

冷轧，采用连轧方式一次轧制成厚度为0.5mm的成品带钢。

退火，冷轧采用连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序，制成无铝冷轧无取向硅钢。

实施例3：

钢的化学成分及重量百分比含量为：

C 0.0010％、Si 1.15％、Mn 0.62％、P 0.0274％、S 0.0037％、Als 0.0008％、N 0.0016％、Ti 0.0019％、Nb、V分别≤0.0020％。其余为不可避免的杂质。

转炉冶炼并采用RH真空精炼处理，精炼脱氧工艺采用硅脱氧并铸成连铸坯。

热轧钢坯加热温度为1100℃；精轧开轧温度1010℃，终轧温度870℃，卷曲温度690℃。

冷轧，采用连轧方式一次轧制成厚度为0.5mm的成品带钢。

退火，冷轧采用连续退火炉湿氢脱碳退火、涂绝缘层等工序，制成无铝冷轧无取向硅钢。

按上述方法生产的无铝冷轧无取向硅钢与常规工艺生产的同牌号电磁性能见下表：

由上表可见，按本发明方法生产的冷轧无取向硅钢无铝钢种，平均铁损P1.5为5.02W/kg，平均磁感B₅₀₀₀为1.756T。而常规工艺生产的同牌号冷轧无取向硅钢的平均铁损P_1.5为5.427W/kg，平均磁感B₅₀₀₀为1.737T。对比可见，本发明方法生产的冷轧无取向硅钢无铝钢种比常规工艺生产的同牌号冷轧无取向硅钢铁损平均降低了0.407W/kg左右，磁感平均提高了0.019T。