[發明專利]薄帶連鑄冷軋無取向電工鋼的制造方法

有效

• 申請號: 200910197639.2
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN102041367A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 于艷;王波;吳建春;方園;梁高飛;王成全
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;B22D11/06;C21D1/26;C21D1/74;C21D11/00
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明屬于金屬材料加工領域，涉及一種薄帶連鑄冷軋無取向電工鋼的制造方法。

背景技術

硅鋼是一種重要的軟磁材料，約占磁性材料總量的90～95％，又被稱作是電工鋼，是發展電力和電訊工業的基礎材料之一，被用來制造電機、變壓器和鎮流器鐵芯以及各種電器元件，是電力、電子和軍事工業中不可缺少的重要軟磁合金。硅鋼又分為取向硅鋼和無取向硅鋼；無取向硅鋼可分為冷軋無取向硅鋼和熱軋無取向硅鋼。目前熱軋無取向硅鋼很少，主要是冷軋無取向硅鋼。

現有傳統工藝典型的冷軋無取向硅鋼的生產流程為：連鑄(一般大于200mm厚板坯)-熱軋(加熱，除磷，側壓，粗軋，精軋，層流冷卻，卷取)-酸洗-冷軋-熱處理。

現有工藝存在主要問題如下：

生產流程復雜，生產工序多、耗能大、控制困難；

在傳統連鑄工藝中，由于拉速低(一般小于2m/min)，凝固時間長，對于碳小于50ppm，硅含量1.5～2.5％的電工鋼來說，由于基本不發生鐵素體-奧氏體相變，柱狀晶的比例通常達到80％以上，對于碳小于50ppm，硅含量大于2.5％Si的電工鋼來說，無取向硅鋼柱狀晶基本達到100％，且柱狀晶粗大，成品產生嚴重的瓦楞狀缺陷，用戶無法使用。

傳統工藝生產超低碳中高硅含量的無取向硅鋼通常增設電磁攪拌裝置，提高鑄坯等軸晶比例，消除瓦楞狀缺陷。這就增加的設備投資成本和使用成本。

鑄坯在軋線上軋制時，軋線溫度降較大，終軋溫度保證能力較弱，磁性波動較大。

利用短流程的低成本及快速凝固優勢生產電工鋼是世界各國冶金工作者追求的目標。隨著薄板坯連鑄連軋技術的發展，硅鋼也可以用薄板坯連鑄連軋工藝生產。目前世界利用薄板坯連鑄連軋工藝生產電工鋼的廠家有：AST、TKS、Hylsa、Nucor的Crawfordsville、西班牙的ACB、中國本鋼、馬鋼等。典型的工藝流程為：電爐或轉爐提供鋼水→薄板坯連鑄→均熱爐均熱→熱連軋→卷取-酸洗-冷軋。該工藝與傳統工藝相比最大的特點是連鑄的鑄坯厚度為50～90mm，由于原始鑄坯薄，熱軋機組不需要粗軋機(若坯厚50mm)，或只需要1臺粗軋機(坯厚70～90mm)。而傳統工藝中粗軋機要反復軋幾個道次才能將鑄坯減薄至精軋前需要的規格。另外傳統工藝中鑄坯要先經過冷卻后再加熱，再進粗軋機，而薄板坯連鑄連軋工藝中鑄坯不經冷卻直接軋制，因此熱軋機組前的均熱爐只需要補溫。因此該工藝比上述傳統工藝大大縮短了流程，降低了能耗，節省了能源，具有一定的優勢。

比薄板坯連鑄連軋更新的連鑄技術是薄帶連鑄連軋技術，其生產工藝的主要特點就是鋼水通過一對內部具有循環冷卻作用的鑄軋輥，經過快速凝固后直接澆鑄出1～5mm厚的鑄帶，鑄帶經過一道次在線熱軋后卷取直接生產出熱軋卷。薄帶連鑄連軋工藝由于省去了高溫加熱和熱軋工序，在生產成本三具有優勢，同時也有利于節約能源和保護環境。

中國專利CN1463811公開了一種采用雙輥薄帶連鑄生產無取向硅鋼的方法，其主要的技術特征為硅含量為0～3.5％的鋼水經過雙輥連鑄機形成鑄帶，并經過5％～25％的在線熱軋后在540～750℃卷取。

中國專利CN1611616公開了一種冷軋無取向電工鋼的制造方法，該專利的主要特點是連鑄坯的厚度120～170mm。

中國專利CN1665943A、美國專利US7140417B2、US7011139B2公開了一種用薄板或者薄帶工藝經過熱軋、冷軋生產鋼帶產品的方法。該公開文獻公布的成分為最多6.5％硅，最多5％鉻、最多0.05％碳、最多3％Al，最多3％錳，其余為鐵。在其說明書中強調了其中鉻含量的優選范圍0.5％～2％，并且強調鉻的添加目的是提高體積電阻率。為了保持所要求的相平衡和微觀組織特征，提高強韌性而必須加入。

美國專利US5482107公開了一種用薄帶連鑄方法生產電工鋼的方法。由于薄帶連鑄鑄帶的組織是沿著(100)面擇優生長，該方向是提高磁感的有利織構。該發明的主要特征是保留鑄態組織中的有利織構，因此后續要輕微冷軋、并且去應力退火的工藝要避免破壞鑄態組織，因此該發明專利中薄帶連鑄的厚度最多是成品厚度的120％，減少冷軋道次，而且退火的溫度500～650℃，這些工藝的目的都是為了避免再結晶，保留鑄帶的有利織構。該發明的主要缺點是難以生產薄規格的冷軋產品。

發明內容