專利名稱：一種提高雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼磁性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無取向電工鋼的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種提高雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼磁性能的方法。
背景技術(shù)：
無取向電工鋼主要作為各種電機(jī)的鐵芯材料使用。鐵芯損耗和磁感應(yīng)強(qiáng)度是評(píng)價(jià)無取向電工鋼磁性能的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，鐵芯損耗是指鐵芯在> 50Hz交變磁場(chǎng)下磁化時(shí)所消耗的無效電能，簡(jiǎn)稱鐵損，也稱交變損耗，其單位為W/kg，包括磁滯損耗、渦流損耗和反常損耗三部分，這種由于磁通變化受到各種阻礙而消耗的無效電能，通過鐵芯發(fā)熱既損失掉電能，又引起電機(jī)和變壓器的溫升，電工鋼板鐵損低，既可節(jié)省大量電能，又可延長(zhǎng)電機(jī)和變壓器工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并簡(jiǎn)化冷卻裝置。磁感應(yīng)強(qiáng)度是電機(jī)的鐵芯單位截面積上通過的磁力線數(shù)，也稱磁通密度，它代表材料的磁化能力，單位為T，磁感應(yīng)強(qiáng)度高，鐵芯的激磁電流 降低，銅損和鐵損都下降，可節(jié)省電能，另外，磁感應(yīng)強(qiáng)度高，還可提高設(shè)計(jì)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，縮小鐵芯截面積，使鐵芯體積減小、重量減輕，降低電機(jī)的總損耗和制造成本。為了降低電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量損耗、提高電機(jī)效率，必須改善無取向電工鋼板的磁性能，即提高磁感應(yīng)強(qiáng)度，降低鐵芯損耗，提高無取向電工鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)鍵是獲得強(qiáng)烈的有益再結(jié)晶織構(gòu)，如{001}〈010〉、{001}〈210〉、{001}〈110〉、{110}〈001〉等，降低無取向電工鋼鐵芯損耗的關(guān)鍵是獲得粗大而均勻的再結(jié)晶組織、強(qiáng)烈的有益再結(jié)晶織構(gòu)并促進(jìn)析出物粗大化。雙輥薄帶連鑄是一種利用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥將液態(tài)金屬直接澆鑄成薄帶、可省去加熱工序并大幅簡(jiǎn)化熱軋工序的短流程近終形成形技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、低成本等優(yōu)勢(shì)。雙輥薄帶連鑄具有將鋼水快速凝固的特點(diǎn)，其高達(dá)102 104°C /s的冷卻速度使鑄帶的凝固組織、織構(gòu)不同于常規(guī)連鑄厚板坯。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利201010539203. X、201010539378. O公開了雙輥薄帶連鑄無取向硅鋼鑄帶凝固組織與織構(gòu)的控制方法，但沒有說明后續(xù)軋制及退火工序的影響，雙輥薄帶連鑄工藝生產(chǎn)的無取向電工鋼鑄帶的晶粒異常粗大，塑性和板形都較差，直接冷軋困難；日本特開平6-31395的雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼的專利，公開了一種通過在結(jié)晶輥上施加壓力而提高鑄帶塑性和韌性的方法，該方法雖然使鑄帶的晶體缺陷減少、韌性提高，但由于剛凝固的鑄帶溫度都在1400°C以上，強(qiáng)度低，塑性差，提高鑄軋力會(huì)導(dǎo)致表面橫裂紋、板形惡化，影響后續(xù)軋制工序的進(jìn)行；中國(guó)專利02112304. 7公開了一種利用雙輥薄帶連鑄制造高性能無取向電工鋼的方法，其要點(diǎn)是通過對(duì)鑄帶進(jìn)行變形量為59Γ25%的在線熱軋以改善鑄帶的韌性和成品磁性能，但是，該方法僅指出了在線熱軋的作用，沒有將在線熱軋與連鑄、退火等工序相結(jié)合，沒有挖掘出薄帶連鑄全流程條件下(即凝固、熱軋、卷取、冷軋、退火過程)組織、織構(gòu)控制的優(yōu)勢(shì)和潛力，不利于成品板磁性能的提高，另外，由于熱軋變形量較小，故對(duì)鑄帶組織的細(xì)化效果不好，對(duì)鑄帶韌性的改善程度有限，在后續(xù)冷軋過程中仍會(huì)造成邊裂，影響冷軋工藝的順利進(jìn)行，降低成材率。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在問題，本發(fā)明一種提高雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼磁性能的方法，目的是通過改善鑄帶的塑性、板形及表面質(zhì)量，有效提高無取向電工鋼薄板的磁性倉泛。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行
(1)將鋼水從中間包澆入由旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，形成熔池，熔池內(nèi)鋼水的過熱度為3(T80°C，鋼水與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝殼，從結(jié)晶輥導(dǎo)出厚度為1.5 4. 0mm、寬度為10(T2000mm的鑄帶；
(2)鑄帶經(jīng)在線熱軋機(jī)于90(Tll50°C熱軋，熱軋變形量為26 60%，然后于65(T780°C進(jìn)行卷取，然后經(jīng)酸洗、冷軋，于ΚΚΚΓ ΙΟΟ 退火處理O. 5 5min，經(jīng)涂層處理，得到雙輥薄 帶連鑄無取向電工鋼薄板，與現(xiàn)有的雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼薄板相比，其鐵損Pl. 5/50至少降低O. 35 W/kg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50提高O. OI O. 03T。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是
本發(fā)明方法將熔池內(nèi)鋼水的過熱度控制在3(T80°C，目的是使鑄帶在熱軋前形成粗大并具有強(qiáng)烈{001}〈0胃> 織構(gòu)的凝固組織；
對(duì)鑄帶進(jìn)行熱軋的目的是改善鑄帶的塑性并調(diào)整熱軋組織及織構(gòu)，為后續(xù)的冷軋工序做好準(zhǔn)備，熱軋開軋溫度過高或過低都將對(duì)組織及織構(gòu)產(chǎn)生不利影響，熱軋變形量過小，對(duì)組織及織構(gòu)不利，影響成品磁性能，并增加了后續(xù)的冷軋負(fù)荷；熱軋變形量過大，熱軋機(jī)負(fù)荷增加，板形控制難；
對(duì)鑄帶進(jìn)行卷取的目的是使熱軋組織均勻化、析出物粗化。卷取溫度過低不利于組織均勻化和析出物粗化，卷取溫度過高，鑄帶表面氧化嚴(yán)重，不利于后續(xù)酸洗；
退火的目的是形成粗大、均勻的再結(jié)晶組織和有利的再結(jié)晶織構(gòu)。退火溫度過低、退火時(shí)間過短都對(duì)組織和織構(gòu)不利，影響產(chǎn)品磁性能；退火溫度過高、退火時(shí)間過長(zhǎng)將加重退火爐負(fù)擔(dān)，增加生產(chǎn)成本。本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明通過對(duì)無取向電工鋼鑄帶進(jìn)行在線熱軋和卷取，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鑄帶組織的均勻化和細(xì)晶化控制，改善了鑄帶的塑性、板形和表面質(zhì)量，為后續(xù)冷軋工序提供了便利條件；
(2)本發(fā)明通過對(duì)鑄帶在線開軋溫度、熱軋變形量、卷取溫度及退火溫度的控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)成品板再結(jié)晶組織和再結(jié)晶織構(gòu)的有效調(diào)控，可以生產(chǎn)出具有粗大的再結(jié)晶組織和強(qiáng)烈{001}〈010〉、{110}〈001〉再結(jié)晶織構(gòu)的無取向電工鋼薄板；
(3)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，能使薄帶連鑄無取向電工鋼的鐵損Pl.5/50降低O. 35 W/kg以上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50提高O. 0Γ0. 03Τ。


圖I本發(fā)明的制備雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼的工藝流程示意 其中1 :中間包；2 :溶池；3 :結(jié)晶棍；4 :鑄帶；5 :冷卻機(jī)組；6 :熱乳機(jī)組；7 :卷取機(jī)；8 :熱軋卷；9 :酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組；10 :退火涂層聯(lián)合機(jī)組
圖2本發(fā)明實(shí)施例I制備的無取向電工鋼成品板的顯微組織 圖3本發(fā)明實(shí)施例I制備的無取向電工鋼成品板的宏觀織構(gòu)圖；圖4對(duì)比例制備的無取向電工鋼成品板的顯微組織 圖5對(duì)比例制備的無取向電工鋼成品板的宏觀織構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的制備雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼的工藝過程如圖I所示，其工藝過程為中間包I內(nèi)的鋼水流入熔池2后，鋼水與兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥3接觸并形成凝殼，鋼水完全凝固后形成鑄帶4，鑄帶4經(jīng)冷卻機(jī)組5冷卻，再經(jīng)熱軋機(jī)組6進(jìn)行在線連續(xù)熱軋，然后由卷取機(jī)7卷取后得到熱軋卷8，熱軋卷8經(jīng)酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組9完成酸洗和冷軋作業(yè)，最后，經(jīng)退火涂層聯(lián)合機(jī)組10完成退火和涂層處理，得到高性能無取向電工鋼板。本發(fā)明實(shí)施例中采用的制備無取向電工鋼的鋼水成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))C < O. 004,Si 2. 70^3. 40, Mn O. 10 0·50，Ρ < O. 01，S < O. 004，N < O. 004，Al O. 2 O. 8，余量為 Fe 和雜質(zhì)。·
實(shí)施例I
(1)將鋼水從中間包澆入由旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，形成熔池，熔池內(nèi)鋼水的過熱度為50°c，鋼水與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝殼，從結(jié)晶輥導(dǎo)出厚度為2. 0mm、寬度為250mm的鑄帶；
(2)鑄帶經(jīng)在線熱軋機(jī)于1150°C熱軋，熱軋變形量為50%，再于700°C進(jìn)行卷取，然后經(jīng)酸洗、冷軋，于1100°C退火處理2min，經(jīng)涂層處理，得到O. 35mm厚的雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼薄板產(chǎn)品，其平均鐵損Pl. 5/50=2. 70W/kg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50 =1. 72T。本實(shí)施例制備的無取向電工鋼成品板的顯微組織見圖2，從圖2中可以看出本發(fā)明方法制備的無取向電工鋼成品板具有粗大而均勻的再結(jié)晶組織，平均晶粒尺寸為153. 3ym0本實(shí)施例制備的無取向電工鋼成品板的宏觀織構(gòu)(Φ2=45° )見圖3，密度水平
2.0,2. 5,3. 0,3. 5,4. 0,5. 0,6. 0,7. 0，從圖3中可以看出本發(fā)明方法制備的無取向電工鋼成品板具有強(qiáng)烈的{001}〈010>、{110}〈001>再結(jié)晶織構(gòu)。實(shí)施例2
(1)將鋼水從中間包澆入由旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，形成熔池，熔池內(nèi)鋼水的過熱度為30°C，鋼水與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝殼，從結(jié)晶輥導(dǎo)出厚度為I. 5mm、寬度為IOOmm的鑄帶；
(2)鑄帶經(jīng)在線熱軋機(jī)于1000°C熱軋，熱軋變形量為26%，再于650°C進(jìn)行卷取，然后經(jīng)酸洗、冷軋，于1000°C退火處理5min，經(jīng)涂層處理，得到O. 35mm厚的雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼薄板產(chǎn)品，其平均鐵損Pl. 5/50=2. 85W/kg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50 =1. 73T。實(shí)施例3
(1)將鋼水從中間包澆入由旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，形成熔池，熔池內(nèi)鋼水的過熱度為80°C，鋼水與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝殼，從結(jié)晶輥導(dǎo)出厚度為4. 0mm、寬度為2000mm的鑄帶；
(2)鑄帶經(jīng)在線熱軋機(jī)于900°C熱軋，熱軋變形量為60%，再于780°C進(jìn)行卷取，然后經(jīng)酸洗、冷軋，于1050°C退火處理O. 5min,經(jīng)涂層處理,得到O. 35mm厚的雙棍薄帶連鑄無取向電工鋼薄板產(chǎn)品，其平均鐵損Pl. 5/50=2. 80W/kg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50 =1. 71T。對(duì)比例將鋼水從中間包澆入由旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，形成熔池，熔池內(nèi)鋼水的過熱度為50°C，鋼水與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝殼，從結(jié)晶輥導(dǎo)出厚度為2. Omm、寬度為250mm的鑄帶，鑄帶經(jīng)冷卻機(jī)組冷卻后直接進(jìn)入卷取機(jī)完成卷取作業(yè)，卷取溫度為700°C，卷曲后經(jīng)酸洗后進(jìn)行冷軋，得到O. 35mm厚的冷軋板，再將冷軋板在1100°C條件下退火2min，經(jīng)涂層后得到無取向電工鋼板產(chǎn)品，成品板橫、縱向平均磁感應(yīng)強(qiáng)度B50=1.70T，平均鐵損Pl. 5/50=3. 20W/kg。本對(duì)比例制備的無取向電工鋼成品板的顯微組織見圖4，從圖4中可以看出本對(duì)比例制備的無取向電工鋼成品板具有細(xì)小而不均勻的再結(jié)晶組織，平均晶粒尺寸僅為66. 7ym0本對(duì)比例制備的無取向電工鋼成品板的宏觀織構(gòu)(Φ2=45° )見圖5，密度水平 2.0,2. 5,3. 0,3. 5,4. 0,5. 0,6. 0,7. O，從圖5中可以看出本對(duì)比例制備的無取向電工鋼成品板具有強(qiáng)烈的{111}〈112>再結(jié)晶織構(gòu)，不存在{110}〈001>再結(jié)晶織構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種提高雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼磁性能的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行 (1)將鋼水從中間包澆入由旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，形成熔池，熔池內(nèi)鋼水的過熱度為3(T80°C，鋼水與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝殼，從結(jié)晶輥導(dǎo)出厚度為1.5 4. Omm、寬度為10(T2000mm的鑄帶； (2)鑄帶經(jīng)在線熱軋機(jī)于90(Tll50°C熱軋，熱軋變形量為26 60%，然后于65(T780°C進(jìn)行卷取，然后經(jīng)酸洗、冷軋，于ΚΚΚΓ ΙΟΟ 退火處理O. 5 5min，經(jīng)涂層處理，得到雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼薄板，與現(xiàn)有的雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼薄板相比，其鐵損Pl. 5/50至少降低O. 35 W/kg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50提高O. OI O. 03T。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼磁性能的方法，其特征在于所述的鋼水成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是=C < O. 004，Si 2. 70 3· 40，Mn O. 10 0· 50，P < 0.01,S < O. 004, N < O. 004, Al O. 2 O. 8，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無取向電工鋼的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種提高雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼磁性能的方法。本發(fā)明方法是首先制備鑄帶，鑄帶經(jīng)在線熱軋機(jī)于900~1150℃熱軋，熱軋變形量為26~60%，然后于650~780℃進(jìn)行卷取，然后經(jīng)酸洗、冷軋，于1000~1100℃退火處理0.5~5min，經(jīng)涂層處理，得到雙輥薄帶連鑄無取向電工鋼薄板，其鐵損P1.5/50至少降低0.35W/kg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50提高0.01~0.03T。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)鑄帶組織的均勻化和細(xì)晶化控制，改善了鑄帶的塑性、板形和表面質(zhì)量，為后續(xù)冷軋工序提供了便利條件，使薄帶連鑄無取向電工鋼成品板的鐵損P1.5/50降低0.35W/kg以上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B50提高0.01~0.03T。
文檔編號(hào)B22D11/06GK102936644SQ20121049162
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者劉海濤, 劉振宇, 孫宇, 魯輝虎, 王國(guó)棟 申請(qǐng)人:東北大學(xué)