[发明专利]薄带连铸冷轧无取向电工钢的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，涉及一种薄带连铸冷轧无取向电工钢的制造方法。

背景技术

硅钢是一种重要的软磁材料，约占磁性材料总量的90～95％，又被称作是电工钢，是发展电力和电讯工业的基础材料之一，被用来制造电机、变压器和镇流器铁芯以及各种电器元件，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。硅钢又分为取向硅钢和无取向硅钢；无取向硅钢可分为冷轧无取向硅钢和热轧无取向硅钢。目前热轧无取向硅钢很少，主要是冷轧无取向硅钢。

现有传统工艺典型的冷轧无取向硅钢的生产流程为：连铸(一般大于200mm厚板坯)-热轧(加热，除磷，侧压，粗轧，精轧，层流冷却，卷取)-酸洗-冷轧-热处理。

现有工艺存在主要问题如下：

生产流程复杂，生产工序多、耗能大、控制困难；

在传统连铸工艺中，由于拉速低(一般小于2m/min)，凝固时间长，对于碳小于50ppm，硅含量1.5～2.5％的电工钢来说，由于基本不发生铁素体-奥氏体相变，柱状晶的比例通常达到80％以上，对于碳小于50ppm，硅含量大于2.5％Si的电工钢来说，无取向硅钢柱状晶基本达到100％，且柱状晶粗大，成品产生严重的瓦楞状缺陷，用户无法使用。

传统工艺生产超低碳中高硅含量的无取向硅钢通常增设电磁搅拌装置，提高铸坯等轴晶比例，消除瓦楞状缺陷。这就增加的设备投资成本和使用成本。

铸坯在轧线上轧制时，轧线温度降较大，终轧温度保证能力较弱，磁性波动较大。

利用短流程的低成本及快速凝固优势生产电工钢是世界各国冶金工作者追求的目标。随着薄板坯连铸连轧技术的发展，硅钢也可以用薄板坯连铸连轧工艺生产。目前世界利用薄板坯连铸连轧工艺生产电工钢的厂家有：AST、TKS、Hylsa、Nucor的Crawfordsville、西班牙的ACB、中国本钢、马钢等。典型的工艺流程为：电炉或转炉提供钢水→薄板坯连铸→均热炉均热→热连轧→卷取-酸洗-冷轧。该工艺与传统工艺相比最大的特点是连铸的铸坯厚度为50～90mm，由于原始铸坯薄，热轧机组不需要粗轧机(若坯厚50mm)，或只需要1台粗轧机(坯厚70～90mm)。而传统工艺中粗轧机要反复轧几个道次才能将铸坯减薄至精轧前需要的规格。另外传统工艺中铸坯要先经过冷却后再加热，再进粗轧机，而薄板坯连铸连轧工艺中铸坯不经冷却直接轧制，因此热轧机组前的均热炉只需要补温。因此该工艺比上述传统工艺大大缩短了流程，降低了能耗，节省了能源，具有一定的优势。

比薄板坯连铸连轧更新的连铸技术是薄带连铸连轧技术，其生产工艺的主要特点就是钢水通过一对内部具有循环冷却作用的铸轧辊，经过快速凝固后直接浇铸出1～5mm厚的铸带，铸带经过一道次在线热轧后卷取直接生产出热轧卷。薄带连铸连轧工艺由于省去了高温加热和热轧工序，在生产成本三具有优势，同时也有利于节约能源和保护环境。

中国专利CN1463811公开了一种采用双辊薄带连铸生产无取向硅钢的方法，其主要的技术特征为硅含量为0～3.5％的钢水经过双辊连铸机形成铸带，并经过5％～25％的在线热轧后在540～750℃卷取。

中国专利CN1611616公开了一种冷轧无取向电工钢的制造方法，该专利的主要特点是连铸坯的厚度120～170mm。

中国专利CN1665943A、美国专利US7140417B2、US7011139B2公开了一种用薄板或者薄带工艺经过热轧、冷轧生产钢带产品的方法。该公开文献公布的成分为最多6.5％硅，最多5％铬、最多0.05％碳、最多3％Al，最多3％锰，其余为铁。在其说明书中强调了其中铬含量的优选范围0.5％～2％，并且强调铬的添加目的是提高体积电阻率。为了保持所要求的相平衡和微观组织特征，提高强韧性而必须加入。

美国专利US5482107公开了一种用薄带连铸方法生产电工钢的方法。由于薄带连铸铸带的组织是沿着(100)面择优生长，该方向是提高磁感的有利织构。该发明的主要特征是保留铸态组织中的有利织构，因此后续要轻微冷轧、并且去应力退火的工艺要避免破坏铸态组织，因此该发明专利中薄带连铸的厚度最多是成品厚度的120％，减少冷轧道次，而且退火的温度500～650℃，这些工艺的目的都是为了避免再结晶，保留铸带的有利织构。该发明的主要缺点是难以生产薄规格的冷轧产品。

发明内容