技术领域
[0001] 本
发明涉及
冶金技术领域,特别一种冷轧
取向硅钢的生产工艺。
背景技术
[0002] 冷轧取向硅钢是用以制造各种发
电机、
变压器、和电工仪表,是电
力、电工、电讯工业中必不可少的节能降耗
磁性材料。因受生产工艺的高、精、尖的制约,全世界仅有十几家钢厂能生产该产品,因此冷轧取向硅钢市场供应紧缺,目前国内自给率仅50%。
[0003] 冷轧取向硅钢其生产工序复杂,生产成本高,技术含量高,生产难度大,但附加值也高,其市场价格可达到普通钢材的数倍。随着我国国民经济的迅速发展,电力工业呈快速增长趋势,
电网建设投资步伐逐步加快,输变电设备行业的高速增长发展,就为冷轧取向硅
钢带来更多的发展空间。
[0004] 目前,国内传统生产冷轧取向硅钢由于是选用MnS、AlN作为
抑制剂,决定了
板坯的加热炉
温度要1330-1350℃,使许多板材
热轧厂的加热炉达不到生产条件,或因严重影响加热炉的使用寿命而不能生产硅钢热轧卷;同时,其生产工序多且复杂,生产周期长,这些因素都极大地制约了我国冷轧取向硅钢在量上的突破。
[0005] 目前,日本的冷轧硅钢无论在产品
质量,还是新技术、新产品开发等方面,都处于世界领先地位,尤其是新日
铁公司和川崎制铁公司是生产硅钢的两大基地,近年来,两公司先后开发生产出具有高磁感取向硅钢产品(新日铁公司的Hi-B钢和川崎制铁公司的RGH系列产品)及
磁畴细化型取向硅钢产品,推动了世界取向硅钢的发展。
[0006] 川崎制铁公司提出第二次冷轧分成前段和后段,第二次冷轧的总压下率为R(%),前段
轧制以连续方式在100℃以下进行,使得(222)强度变高,错位量少,轧制温度低,可防止微细析出的
碳化物变粗大,连续方式促使均匀
变形,提高磁感,轧制的板厚为0.3R~0.8R。后段轧制在可逆方式下至少轧制1道次且在175~300℃进行,必要时前后段之间实施
热处理。后段轧制中变形量大,不断生成变形带,使二次再结晶晶核增加,细化二次结晶粒,降低铁损。
[0007] 在我国,现有冷轧取向硅钢生产技术其生产工序复杂,生产成本高,技术含量
门槛高而限制了各厂家的投产及扩产。主要存在的问题是:(1)选用抑制剂较为单一,抑制剂的溶解温度点高,使得热轧卷生产时,板坯的加热温度要1330℃--1350℃,致使许多
冶炼厂的加热炉都不能胜任。(2)硅钢的传统冶炼模式是采用
高炉加转炉吹炼,对控制取向硅钢成份命中率能力一般。(3)生产工序复杂。
发明内容
[0008] 本发明旨在解决传统冷轧取向硅钢生产技术及工序复杂、成本高、热轧板坯所需加热温度高、控制取向硅钢成份命中率低、
脱碳退火需两次操作等技术问题,以提供一种简化生产技术及工序、降低生产成本、热轧板坯所需加热温度低、控制取向硅钢成份命中率高、
脱碳退火仅需一次操作的冷轧取向硅钢生产工艺。
[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0010] 本发明的冷轧取向硅钢生产工艺,包括如下步骤:
[0011] a)将
生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制
炉料中元素含量C小于或等于0.1%、P小于或等于0.01%;冶炼产出的
钢水注入钢包,控制前述钢水温度1620~1680℃;
[0012] b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.1~0.2%的Al
块、1.5~2.25%的石灰、0.25~0.37%的矽石、0.25~0.37%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.20~0.30%的碳粉;当钢水中S的含量为0.003~0.007%时,调控Cu含量为0.58~0.64%、C含量为0.30~0.50%;冶炼产出的钢水注入
中间包,控制前述钢水温度
1655~1695℃;
[0013] c)将中间包置于炉外
真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.1~0.2%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间5~15分钟;用生铁微调钢水中C含量于0.03~0.04%之间,调整Si含量于2.8~3.2%;Mn、Cu、S重量比为19~22∶58~62∶0.5~1.5;
[0014] d)吊包出钢,吊包温度1530~1580℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度400~750℃;钢锭加热温度1100~1250℃,钢锭在炉时间6~10h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1260~1290℃,加热时间3~5h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1100~1200℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为900~1080℃,压下率大于或等于90%,
层流冷却,当温度为500~650℃时对精轧后的钢带进行卷取;
[0015] e)对前述钢带进行抛丸
酸洗以去除钢带表面的
氧化铁皮;
[0016] f)将酸洗完成后的钢卷在
轧机中进行一次轧制;
[0017] g)将一次轧制后的钢带开卷用3~5%的NaOH溶液进行
碱洗,再经水洗,之后通
过热风干燥后进入脱碳
退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为790~850℃,钢带以4~6m/min的速度通过脱碳退火炉;
[0018] h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
[0019] i)二次轧制完成后,钢卷经3~5%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度500~600℃;最后涂敷MgO并烘干;
[0020] j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1100~1300℃;
[0021] k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度800~830℃;
[0022] l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
[0023] 前述的冷轧取向硅钢生产工艺,其中步骤c所述的Mn∶Cu∶S重量比为21∶60∶1。
[0024] 本发明冷轧取向硅钢生产工艺的有益效果:
[0025] 1.依据(Mn,Cu)1.8S抑制剂溶解温度较低的特点,使板坯在加热炉中的温度比传统的加热温度低了50-70℃,提高了加热炉的使用寿命,减少硅钢的氧化烧损约2%;
[0026] 2.硅钢冶炼中,硅钢的成份范围很窄,以碳含量为例,标准中的碳上限-标准中的碳下限=0.01%,冶炼很难达到成分标准的要求,如冶炼不合格或者命中率低,将极大增加生产成本;如果成分控制能力强,炼一炉,成功一炉,将降低生产成本。
[0027] 该方法利用电炉氧化能力强,LF炉微调成分能力强,VOD除气、除夹杂、搅拌能力强的特点,使冶炼成分的命中率提高了13%;
[0028] 3.一次脱碳退火比两次操作完成生产效率更高,生产成本更低。
具体实施方式
[0029] 本发明的应用原理、作用与功效,通过如下实施方式予以说明。
[0031] 本发明的冷轧取向硅钢生产工艺,包括如下步骤:
[0032] a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C小于0.1%、P小于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1620℃;
[0033] b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.1%的Al块、1.5%的石灰、0.25%的矽石、0.25%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.20%的碳粉;当钢水中S的含量为0.003%时,调控Cu含量为0.58%、C含量为0.30%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1655℃;
[0034] c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.1%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间15分钟;用生铁微调钢水中C含量为0.03%,调整Si含量于2.8%;Mn、Cu、S重量比为19∶58∶0.5;
[0035] d)吊包出钢,吊包温度1530℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度400℃;钢锭加热温度1100℃,钢锭在炉时间10h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1260℃,加热时间5h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1100℃,压下率大于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为900℃,压下率大于90%,层流冷却,当温度为500℃时对精轧后的钢带进行卷取;
[0036] e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
[0037] f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
[0038] g)将一次轧制后的钢带开卷用3%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为790℃,钢带以4m/min的速度通过脱碳退火炉;
[0039] h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
[0040] i)二次轧制完成后,钢卷经3%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度550℃;最后涂敷MgO并烘干;
[0041] j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1200℃;
[0042] k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度800℃;
[0043] l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
[0044] 实施例2
[0045] 本发明的冷轧取向硅钢生产工艺,包括如下步骤:
[0046] a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C等于0.1%、P等于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1680℃;
[0047] b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.2%的Al块、2.25%的石灰、0.37%的矽石、0.37%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.30%的碳粉;当钢水中S的含量为0.007%时,调控Cu含量为0.64%、C含量为0.50%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1695℃;
[0048] c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.2%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间5分钟;用生铁微调钢水中C含量为0.04%,调整Si含量于3.2%;Mn、Cu、S重量比为22∶62∶1.5;
[0049] d)吊包出钢,吊包温度1580℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度750℃;钢锭加热温度1250℃,钢锭在炉时间6h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1290℃,加热时间3h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1200℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为1080℃,压下率大于或等于90%,层流冷却,当温度为650℃时对精轧后的钢带进行卷取;
[0050] e)对前述钢带进行抛丸酸洗以去除钢带表面的氧化铁皮;
[0051] f)将酸洗完成后的钢卷在轧机中进行一次轧制;
[0052] g)将一次轧制后的钢带开卷用5%的NaOH溶液进行碱洗,再经水洗,之后通过热风干燥后进入脱碳退火炉进行脱碳处理,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度为850℃,钢带以4m/min的速度通过脱碳退火炉;
[0053] h)脱碳退火后的钢将再次返回轧机进行二次轧制,将钢带轧至工艺尺寸;
[0054] i)二次轧制完成后,钢卷经5%的NaOH溶液碱洗后,再经水洗,之后入炉退火,炉内气氛为N2、H2、H2O,炉内温度600℃;最后涂敷MgO并烘干;
[0055] j)将钢带送到高温罩式炉进行高温退火,炉内气氛为N2、H2,炉内温度为1300℃;
[0056] k)将钢卷清洗后涂绝缘层,然后烘干并在退火炉内进行拉伸平整,炉内气氛为N2、H2,炉内温度830℃;
[0057] l)对钢带进行剪裁整型后,产出成品。
[0058] 实施例3
[0059] a)将生铁、IF钢和返回料加入电炉冶炼,控制炉料中元素含量C小于或等于0.1%、P小于或等于0.01%;冶炼产出的钢水注入钢包,控制前述钢水温度1650℃;
[0060] b)将钢包置于炉外加热炉中,加入占炉料总重0.15%的Al块、2.10%的石灰、0.29%的矽石、0.29%的萤石进行熔炼,待全部熔融后,加入占炉料总重0.25%的碳粉;当钢水中S的含量为0.005%时,调控Cu含量为0.59%、C含量为0.40%;冶炼产出的钢水注入中间包,控制前述钢水温度1675℃;
[0061] c)将中间包置于炉外真空炉中,若钢液温度低于1520℃,则向包中加入占炉料总重0.15%的Al锭;控制真空度小于或等于500Pa,入罐时间10分钟;用生铁微调钢水中C含量为0.035%,调整Si含量于2.9%;Mn、Cu、S重量比为21∶60∶1;
[0062] d)吊包出钢,吊包温度1560℃,之后进行模铸,模铸完成后,将钢锭送至加热炉中,钢锭入炉温度600℃;钢锭加热温度1200℃,钢锭在炉时间8h;之后,将钢坯放入加热炉中,加热温度为1280℃,加热时间4h,之后对钢坯进行初轧,初轧温度为1150℃,压下率大于或等于80%;初轧完成后进行精轧,精轧温度为1020℃,压下率大于或等于90%,层流冷却,当温度为600℃时对精轧后的钢带进行卷取;