專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼帶的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，所述的高硅鋁含量是指硅和鋁含量大于4. 0%的無(wú)取向硅鋼，其牌號(hào)是指35TW210和35TW230，具體涉及一種消除硅和鋁含量大于4. 0%無(wú)取向硅鋼板冷軋邊裂的方法。
背景技術(shù)：
冷軋硅鋼是一種重要的軟磁材料，主要用于制造電機(jī)鐵芯、E-I片等。其主要技術(shù)指標(biāo)為鐵損和磁感，該指標(biāo)是劃分冷軋硅鋼中低牌號(hào)和高牌號(hào)的主要依據(jù)。35TW210和35TW230 兩個(gè)牌號(hào)是無(wú)取向硅鋼中的高級(jí)產(chǎn)品，其中35TW210是國(guó)際電工鋼標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最高牌號(hào)。由于其制造工藝復(fù)雜、技術(shù)難度大、設(shè)備要求高，國(guó)外只有少數(shù)頂尖企業(yè)(NSC和JFE)可以生產(chǎn)。35TW210 牌號(hào)的磁性能要求是 P15/50 彡 2. 10W/kg、B50 彡 1. 60T, 35TW230 牌號(hào)的性能要求是P15/50 ( 2. 30W/kg、B50彡1. 60T，性能要求極其苛刻。開(kāi)發(fā)該牌號(hào)的核心或難點(diǎn)在于降低鐵損，為進(jìn)一步降低鐵損一般添加4. 0%以上的硅和鋁。生產(chǎn)該產(chǎn)品的工藝主要有兩種即在冶煉工序生產(chǎn)高純凈鋼水的的基礎(chǔ)上，采用一次冷軋工藝和兩次冷軋工藝。冶煉高純凈的鋼水是生產(chǎn)超低鐵損的必要條件，當(dāng)今先進(jìn)冶煉設(shè)備可以將雜質(zhì)元素含量之和(S、N、Ti)控制到小于60ppm水平，但進(jìn)一步提高的空間有限。在此種鋼質(zhì)條件下采用一次冷軋工藝幾乎不可能生產(chǎn)出35TW210牌號(hào)。采用兩次壓下率冷軋可以明顯降低鐵損，性能能夠達(dá)到35TW210牌號(hào)的要求。兩次冷軋的工藝路線是“常化一冷軋一中間退火一二次冷軋一成品退火”，該工藝的特點(diǎn)是兩次冷軋兩次退火，但由于材料本身含有較高的Si和Al，加工性較差，經(jīng)常化、退火后晶粒粗大，易在冷軋過(guò)程產(chǎn)生邊裂進(jìn)而導(dǎo)致斷帶。邊裂是限制兩次冷軋工藝工業(yè)化應(yīng)用的瓶頸環(huán)節(jié)之一。檢索相關(guān)專(zhuān)利和文獻(xiàn)，其中涉及解決冷軋邊裂問(wèn)題的方法主要有以下幾種 (1)帶鋼邊部激光加熱法
日本某企業(yè)通過(guò)熱軋帶剪切法來(lái)減少邊部缺陷，但這造成邊部有加工硬化層，使熱軋帶表面形狀變壞，冷軋過(guò)程產(chǎn)生邊部裂紋。采用特公詔60-218425號(hào)公報(bào)的方法可以完全防止冷軋邊裂，該方法的主要特點(diǎn)是熱軋帶剪邊后邊部經(jīng)激光加熱，釋放剪切過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力，以達(dá)到消除冷軋邊裂的目的。據(jù)報(bào)道該方法效果明顯，但需進(jìn)行設(shè)備改造，投入較大，生產(chǎn)成本明顯增加。(2)研磨掉加工硬化區(qū)
為防止冷軋時(shí)邊裂，冷軋前剪邊并用砂輪沿板寬方向研磨掉縱剪引起的硬化區(qū)，研磨量為0. 5 lmm，詳見(jiàn)特公昭5-76903。該方法同樣需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，可行性較差。(3)軋制油預(yù)熱法
在軋制溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，材料的塑性也會(huì)提高。冷軋過(guò)程由于變形熱的存在鋼板溫度會(huì)快速升高，但工藝潤(rùn)滑的需要，需使用較大量的乳化液或軋制油，導(dǎo)致板溫快速下降，材料塑性降低。日本特公昭59-123712報(bào)道，將軋制油預(yù)熱到80°C以上可以防止冷軋邊裂和斷帶現(xiàn)象。但采用該工藝帶來(lái)的問(wèn)題是冷軋鋼帶表面常出現(xiàn)軋制油引起的黑斑， 而且現(xiàn)在軋機(jī)多采用乳化液，其中的部分成分會(huì)由于溫度過(guò)高而分解、失效。(4)在線高頻加熱
軋制過(guò)程采用高頻感應(yīng)加熱裝置(特開(kāi)平2000-63949)，對(duì)鋼板邊軋制邊加熱，這樣對(duì)鋼帶邊部起到了保溫和加熱的作用，促進(jìn)過(guò)程組織的回復(fù)，消除剪切和軋制應(yīng)力，該方法兼顧上述(1)和(3)的優(yōu)點(diǎn)，效果較好，但是同樣需要增加設(shè)備投資，制造成本也相應(yīng)增加。(5)熱軋工藝控制
專(zhuān)利《一種防止低碳冷軋極薄帶鋼產(chǎn)生邊裂的制造方法》，公開(kāi)號(hào)CN101811134A，其思路是對(duì)熱軋過(guò)程的溫度制度及軋制壓下分配進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)消除冷軋邊裂的目的；該專(zhuān)利主要是針對(duì)具有較高塑性的低碳鋼，而由于高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼邊裂的產(chǎn)生原因并不在熱軋，因此該專(zhuān)利并無(wú)實(shí)際的借鑒意義。35TW210牌號(hào)無(wú)取向硅鋼，其Si、A1含量之和達(dá)到了 4. 3%，然而隨著Si、Al含量的提高鋼帶本身的強(qiáng)度增加、塑性急劇降低，冷加工困難，極易出現(xiàn)帶鋼邊裂等缺陷。材料塑性低是冷軋邊裂的根本原因，而切邊過(guò)程造成的應(yīng)力集中是誘導(dǎo)因素。板坯經(jīng)熱軋后邊部不整齊且存在邊緣降，因此在生產(chǎn)過(guò)程中一般將邊部部分切除，以提高成品邊部質(zhì)量。但是，在切除的過(guò)程中剪切應(yīng)力聚集于切口位置，造成邊部出現(xiàn)加工硬化層， 且冷軋之前不能有效釋放，在冷軋過(guò)程中硬化層經(jīng)過(guò)軋輥擠壓變形，應(yīng)力進(jìn)一步集中從而導(dǎo)致出現(xiàn)邊裂現(xiàn)象。在國(guó)外消除熱軋帶鋼剪切應(yīng)力所采取的措施如本文之前所述，一是采取邊部加熱技術(shù)，將邊部應(yīng)力釋放，另一種是用研磨掉邊部加工硬化區(qū)。以上兩種方法均可以有效的消除剪切應(yīng)力，但是采用此方法需要進(jìn)行設(shè)備改造，工期長(zhǎng)、投資大，現(xiàn)階段并不可行。為了提高磁性能，高牌號(hào)硅鋼在冷軋前通常要進(jìn)行常化退火，而退火可以促使材料內(nèi)部組織進(jìn)行恢復(fù)和再結(jié)晶，進(jìn)而將剪切應(yīng)力釋放，但問(wèn)題在于切邊工序位于退火之后， 起不到消除應(yīng)力的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了消除高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼板冷軋邊裂現(xiàn)象，生產(chǎn)出表面無(wú)裂紋的無(wú)取向硅鋼產(chǎn)品，本發(fā)明提供一種高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼板冷軋板的制造方法。本發(fā)明的工藝路線是包括熱軋板一酸洗切邊一常化一冷軋工藝環(huán)節(jié)，其中，冶煉產(chǎn)品成分(質(zhì)量份數(shù))為 C 0. 003%、Si 3. 20%、Mn :0. 60%、P :0. 008%、S :0. 001%、 Al 1. 10%,Ti 0. 002%,Ni ( 0. 03%,Cr ( 0. 03%,Cu ( 0. 03%，余量為 Fe 或微量元素及不可避免的雜質(zhì)，澆鑄成一定規(guī)格尺寸的連鑄坯。熱軋連鑄坯經(jīng)加熱、粗軋、精軋后卷曲成卷。粗軋采用5道次軋制，各道次壓下率按設(shè)定要求設(shè)置，粗軋終軋溫度為930°C，精軋終軋溫度為820°C，卷取溫度630°C，熱軋板成品厚度為2. 3mm。酸洗切邊熱軋鋼卷首先在酸洗線進(jìn)行酸洗，酸洗完成后在線切邊，剪切寬度 1020mm。常化切邊后的鋼卷在常化線進(jìn)行常化退火，退火溫度為950°C。冷軋退火采用二次冷軋法，第一軋程厚度0.75mm，第二軋程軋至成品厚度0. 35mm,中間退火溫度900°C，成品退火溫度960°C。為了達(dá)到消除剪切應(yīng)力的效果，通過(guò)工序間的重新布局，將位于常化之后的切邊工序提前至常化之前，將切邊產(chǎn)生的剪切應(yīng)力經(jīng)常化后釋放，使引起冷軋邊裂的內(nèi)在原因得到根除，冷軋邊部裂口完全消除。本發(fā)明，利用生產(chǎn)廠現(xiàn)有的裝備，通過(guò)改變工序順序，將冷軋邊裂問(wèn)題得到解決。 該發(fā)明不需對(duì)鋼帶進(jìn)行邊部加熱和研磨，工藝路線簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，制造成本低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例與對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例本實(shí)施例的工藝路線是轉(zhuǎn)爐冶煉一真空爐精煉一連鑄一熱軋一酸洗切邊 —常化一一次冷軋一中間退火一二次冷軋一退火。其中，冶煉產(chǎn)品的成分(質(zhì)量份數(shù))為C 0. 003%,Si 3. 20%、Mn :0. 60%,P :0. 008%、 S :0. 001%、Al :1. 10%、Ti :0. 002%、Ni ( 0. 03%、Cr ( 0. 03%、Cu ( 0. 03%，余量為 Fe 或微量
元素及不可避免的雜質(zhì)。澆鑄成一定規(guī)格尺寸的連鑄坯。熱軋連鑄坯經(jīng)加熱、粗軋、精軋后卷曲成卷。粗軋采用5道次軋制，各道次壓下率按設(shè)定要求設(shè)置，粗軋終軋溫度為930°C，精軋終軋溫度為820°C，卷取溫度630°C，熱軋板成品厚度為2. 3mm。酸洗切邊熱軋鋼卷首先在酸洗線進(jìn)行酸洗，酸洗完成后在線切邊，剪切寬度 1020mm。常化切邊后的鋼卷在常化線進(jìn)行常化退火，退火溫度為950°C。冷軋、退火采用二次冷軋法，第一軋程厚度0.75mm，第二軋程軋至成品厚度 0. 35mm,中間退火溫度900°C，成品退火溫度960°C。采用以上工藝和路線，生產(chǎn)的高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼板表面無(wú)裂紋，磁性能良好， 電磁性能是指標(biāo)P15/50是2. 03ff/kg ；B50是1. 670T。為了進(jìn)一步體現(xiàn)本發(fā)明的效果，下面給出對(duì)比實(shí)施例，下述對(duì)比實(shí)施例應(yīng)該歸屬背景技術(shù)的范圍
對(duì)比實(shí)施例的工藝路線是轉(zhuǎn)爐一真空精煉一連鑄一熱軋一常化一酸洗切邊一一次冷軋一中間退火一二次冷軋一退火。冶煉產(chǎn)品的成分(質(zhì)量份數(shù))為C 0. 003%、Si 3. 20%、Mn :0. 60%、P :0. 008%、S 0. 001%、Al 1. 10%、Ti 0. 002%、Ni ( 0. 03%、Cr ( 0. 03%、Cu ( 0. 03%，余量為 Fe 或微量元
素及不可避免的雜質(zhì)。澆鑄成一定規(guī)格尺寸的連鑄坯；
熱軋連鑄坯經(jīng)加熱、粗軋、精軋后卷曲成卷。粗軋采用5道次軋制，各道次壓下率按設(shè)定要求設(shè)置，粗軋終軋溫度為930°C，精軋終軋溫度為820°C，卷取溫度630°C，熱軋板成品厚度為2. 3mm ；
常化熱軋板在常化線進(jìn)行常化退火，退火溫度為950°C ； 酸洗切邊常化退火結(jié)束后進(jìn)行酸洗，酸洗完成后在線切邊，剪切寬度1020mm ； 冷軋退火采用二次冷軋。第一軋程厚度0. 75mm，第二軋程軋至成品厚度0. 35mm，中間退火溫度900°C，成品退火溫度960°C。上述對(duì)比例生產(chǎn)出的高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼板邊部有大量明顯的裂紋，成品必須經(jīng)二次切邊后才能使用，電磁性能是指標(biāo)P15/50是2. 05ff/kg ；B50是1. 673T。 通過(guò)對(duì)比可以看出，實(shí)施例采用該發(fā)明的工藝路線后邊部質(zhì)量明顯提升，徹底消
除了邊部裂紋。而實(shí)施例與對(duì)比例的產(chǎn)品電磁性能無(wú)明顯差異，處于同一水平。
權(quán)利要求
1. 一種高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼帶的制造方法，按質(zhì)量份數(shù)為C 0. 003%、Si 3. 20%、 Mn 0. 60%、P 0. 008%、S :0. 001%、Al :1. 10%、Ti :0. 002%、Ni 彡 0. 03%、Cr 彡 0. 03%、 Cu ^ 0. 03%，余量為Fe或微量元素及不可避免的雜質(zhì)，其特征是它的工藝路線是轉(zhuǎn)爐冶煉 —真空爐精煉一連鑄一熱軋一常化一酸洗切邊一一次冷軋一中間退火一二次冷軋一退火， 其中連鑄坯經(jīng)加熱、粗軋、精軋后成品厚度為2. 3mm的熱軋鋼卷；熱軋鋼卷進(jìn)入酸洗線進(jìn)行酸洗，酸洗完成后在線切邊，剪切寬度是1020mm;切邊后的鋼卷在常化線進(jìn)行常化退火，退火溫度為950°C ；第一次冷軋軋程厚度是0. 75mm，中間退火溫度900°C，第二次冷軋軋程軋至成品厚度是0. 35mm，成品退火溫度960°C。
全文摘要
一種高硅鋁含量無(wú)取向硅鋼板冷軋板的制造方法，屬于材料制備領(lǐng)域，質(zhì)量份數(shù)為C0.003%、Si3.20%、Mn0.60%、P0.008%、S0.001%、Al1.10%、Ti0.002%、Ni≤0.03%、Cr≤0.03%、Cu≤0.03%，余量為Fe或微量元素及不可避免的雜質(zhì)，其工藝路線是轉(zhuǎn)爐冶煉→真空爐精煉→連鑄→熱軋→常化→酸洗切邊→一次冷軋→中間退火→二次冷軋→退火，連鑄坯經(jīng)軋制后成帶，熱軋鋼帶進(jìn)入酸洗線進(jìn)行酸洗，酸洗完成后在線切邊；切邊后的鋼卷在常化線進(jìn)行常化退火，最后進(jìn)行軋制和退火。本發(fā)明將熱軋板切邊造成的應(yīng)力集中部分，通過(guò)常化過(guò)程將其釋放，使引起冷軋邊裂的內(nèi)在原因得到根除，冷軋邊部裂口完全消失。
文檔編號(hào)C22C38/14GK102367547SQ20111033716
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者馮占衛(wèi), 張文康, 王新宇, 苗曉, 賈成義 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司