[發明專利]一種中薄板坯生產取向硅鋼的方法

有效

• 申請號: 200710012500.7
• 申請日: 2007-08-17
• 公開（公告）號: CN101368246A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 蔣奇武;金文旭;付勇軍;游清雷;張靜
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;B22D11/11;B22D11/16;B22D11/124;C21D8/00
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技術領域

本發明屬于軋鋼技術領域，具體涉及到一種中薄板坯生產取向硅鋼的方法。

背景技術

目前，取向硅鋼生產工藝流程一般為：高爐煉鐵→轉爐冶煉→爐外精煉→連鑄→電磁攪拌→鑄坯噴涂防氧化膜→加熱及熱軋→常化(Hi-B)→冷軋→中間退火(GO)→二次冷軋(GO)→脫碳退火及涂敷MgO隔離劑→高溫退火→熱平整拉伸退火及涂敷絕緣膜→重卷包裝。

為發展完善的二次再結晶組織，獲得單一的高取向(110)[001]織構，鋼中必須存在足夠數量的細小彌散分布的抑制劑，目前GO取向硅鋼通常以MnS為抑制劑，但以MnS為抑制劑的鑄坯必須經高溫加熱(GO為1350～1370℃；Hi-B為1380～1400℃)，使鑄坯中＞1um的粗大MnS固溶(主要存在于鑄坯板厚方向的等軸晶中心區內)，熱軋過程中再以≤50nm的細小彌散狀MnS析出，以保證二次再結晶發展完全和獲得高磁性。然而鑄坯經高于1350℃加熱會造成以下缺點：

：1)由于過氧化使燒損量增大(3.5％～6％)，比普碳鋼加熱燒損量約高4倍；2)形成的2FeO·SiO₂氧化層熔點僅為1205℃，因此在高溫加熱中氧化層熔化而流到爐底，平均加熱4000t鑄坯就要清理熔渣，加熱約8000t就要檢修，產量低，修爐勞動條件差；3)由于鑄坯晶粒粗化和遍布晶界氧化，熱軋帶易產生邊裂，成材率降低；4)鑄坯表層中鋁、硅和碳與氧化合，其含量降低，隨之產品磁性降低和不均勻，絕緣膜特性變壞。因此很多人都在研究采用較低加熱溫度生產取向硅鋼的方法，但目前還沒有成功的例子。

鑄坯中的MnS有兩種來源，一是在凝固過程中由共晶反應生成，可通過控制鋼液成分偏聚來控制MnS在鑄坯中分布的均勻性；通過控制過冷度來減小臨界晶核尺寸，增加MnS形核率，從而減小此類MnS粒子大小。二是在δ→γ轉變過程中形成，此類MnS粒子析出時一般比較細小彌散，但容易發生Ostwald熟化，可通過控制MnS析出后鑄坯的冷卻速度，減緩其長大。

減小鑄坯中MnS粒子大小和提高其分布的均勻性后，使MnS在以后熱軋加熱過程中更容易完全固溶，可明顯降低取向硅鋼鑄坯加熱溫度和在爐時間，并且在熱軋過程中能夠更加細小彌散析出，起到抑制初次晶粒，促進二次晶粒長大的作用，對提高取向硅鋼電磁性能有利。

連鑄時采用電磁攪拌技術可明顯減輕硫偏聚和柱狀晶所占比例。但鑄坯表層易發生碳和硫的負偏聚區(俗稱白帶)，這使以后初次晶粒不均勻，二次再結晶不完善和磁性不均勻。

目前還有一種理論是經電脈沖孕育處理的連鑄坯使等軸晶區擴大，組織細化，內裂紋減少，元素偏析減輕。這種電脈沖孕育技術是對液態金屬施加一脈沖電場處理，使液態金屬的結構發生變化，利用液態金屬結構的遺傳性來改變鑄態金屬組織的一種技術，1998年由王建中等人首先提出，基本思路是將脈沖電場的施加時間提前到金屬開始凝固之前，在金屬處于完全液態的條件下，對其進行電脈沖孕育處理，通過改變液態金屬的結構來改變金屬的凝固組織，但是施加電脈沖的電壓及頻率對MnS影響沒有明確，對不同鋼種的影響也沒有結論，尤其對于中薄板坯生產中的影響沒有公開過。

生產硅鋼采用大于200mm厚板坯時，鑄坯冷卻速度難以控制，會使鑄坯中MnS過于粗大，增加熱軋加熱溫度；采用小于70mm薄板坯時，鑄坯表面缺陷增多，使最終產品電磁性能降低。采用70mm～200mm的中薄板坯時，雖然能有效的控制冷卻速度，使鑄坯中MnS粒子更加細小，可降低熱軋加熱溫度，降低熱軋生產成本，但產品最終電磁性能相對較差，且不穩定，頭尾性能波動較大。

發明內容

本發明公開一種中薄板坯生產取向硅鋼的方法，采用70mm～200mm鑄坯，通過控制鑄坯澆鑄溫度、中間包實施磁場處理、控制鑄坯冷卻速度等方法來降低MnS的尺寸大小及控制MnS的分布形態，達到降低鑄坯的加熱溫度及提高取向硅鋼電磁性能的目的。

本發明工藝流程是這樣的，高爐煉鐵→轉爐冶煉→爐外精煉→鋼水中間包磁化處理→連鑄→加熱及熱軋→一次冷軋→中間退火→二次冷軋→脫碳退火及涂敷MgO隔離劑→成品高溫退火→熱平整拉伸退火及涂敷絕緣膜→重卷包裝。它的特點是對以下工藝的改進：

1)通過熱力學和動力學模型準確計算出不同成分取向硅鋼的液相線溫度，連鑄澆注過程中嚴格控制過熱度≤15°，現有技術取向硅鋼澆注溫度一般為1510～1550℃，本發明澆鑄溫度控制在近液相溫度，澆注溫度越低，鋼液過冷度越大，臨界晶核尺寸減小，使MnS的數量多而尺寸小，如果澆注溫度過低，連鑄時不易拉鋼；